JP5918601B2 - 防振ブッシュ - Google Patents

Description

本発明は、自動車などの車両においてエンジンや車輪部等の振動源と車体との連結部位に用いられる防振ブッシュに関する。

一般に、防振ブッシュは、車輪やエンジンや車輪部等の振動源と車体との連結部位に振動減衰、緩衝などを目的として用いられるものであり、内筒などの軸部材と、外筒とをゴム弾性体からなる防振基体で結合してなる。特に、振動発生源であるエンジンを車体から支持するためのトルクロッドと称される連結ロッドには、エンジンのロール方向の動きや振動を抑制すべく、アーム状本体の長手方向の両端部に防振ブッシュが備えられる。このような防振ブッシュやこれを含む防振装置には、従来より種々の構造のものが提案されている。

下記特許文献１に記載の防振ブッシュにおいては、ゴム弾性体中、内筒及びその左右の箇所を挟むように、上下に弓状のすぐり部を設け、このすぐり部の中に、「ゴム中型部材」を配置している。そして、各「ゴム中型部材」は、軸方向及び左右方向の中心の箇所、すなわちアームが上下方向に配置された場合の上下の中心点の箇所にて、柱状の連結部を介して、ゴム弾性体と連結されて支持されている。ゴム中型部材と、周囲のゴム弾性体の本体との間には、ほぼ一定の間隙が形成されており、外筒に対する内筒の変位に伴い、ゴム中型部材が周囲のゴム弾性体本体に突き当てられる。

また、下記特許文献２には、「トーコレクトブッシュやトーコントロールブッシュ」と呼ばれる自動車用の防振ブッシュにおいて、内筒を挟む両側に設けられた横断面が弓状のすぐり部（軸方向に延びる孔）を設けるとともに、すぐり部の軸方向の一端部（「底部」）に設ける薄膜部について改良を行うことが記載されている。すなわち、この薄膜部近傍の形状構成などを工夫して、繰り返し引っ張り応力を受けて亀裂が生じるのを防ぐようにすることが記載されている。

一方、例えば、下記特許文献３に記載された、エンジンと車体との間に介在される防振装置においては、エンジン側の防振ブッシュのゴム弾性体に、一対のすぐり部が設けられている。これらスグリ部は、アーム（「ブラケット板」）の長手方向（第１の軸直角方向）の両側から内筒を挟み込む位置に配置され、アームの幅方向（第２の軸直角方向）に延びて両端が外筒に接している。そして、各すぐり部における両端部以外の領域は、軸部材側ゴム部の壁面と、外筒側ゴム部の壁面と、比較的小さな間隙を介して向き合い、大圧縮時事に突き当てられる突き当て用間隔部をなしている。

特開２０１１−０１１４７５公報 特開２０００−１０４７７６公報 特開２００６−１９４３７０公報

近年、車内騒音に対する要求が高まり、各種騒音が低減されるに至った。そのため、防振ブッシュのすぐり部の箇所で、ゴム弾性体をなすゴム同士が擦れあうことなどによる騒音までも問題になりうる。そこで、本発明は、車内騒音を一層低減することのできる防振ブッシュを提供しようとするものである。

本件発明者は、すぐり部中の突き当て用間隔部の領域にて生じる擦れ音などの異音を低減すべく、この突き当て用間隔部の領域中に、軸部材側ゴム部から外筒側ゴム部へと掛け渡すブリッジ膜を配置することを試みた。なお、上記特許文献１のような中心点の箇所のみの柱状のブリッジ部や、上記特許文献２のような軸方向の端部のみで掛け渡される構成では、擦れ音の低減にあまり効果がないか、または、効果が持続しないと考えた。そこで、まず、防振ブッシュの軸方向、または、アームの幅方向へと長く延びるブリッジ膜を設けるべきであると考えた。本件発明者は、さらに検討を行う中で、大荷重及び大変形を受ける条件では、ブリッジ膜に、比較的早期に破断が生じるおそれがあることを知った。そこで、引っ張り方向の大変形により、すぐり部の壁面間の間隙が大きく広がっても追随可能で、かつ圧縮時にも対応できるように、ブリッジ部の断面形状について折り畳み可能な形状にするとの着想を得た。そして、実証試験の末に本発明を完成した。

すなわち、本発明に係る防振ブッシュは、軸部材と、軸に平行に延びて軸部材を取り囲む外筒と、軸部材と外筒との間に介設されたゴム弾性体と、このゴム弾性体を軸方向に貫通する一対のすぐり部とを備え、これら一対のすぐり部は、ゴム弾性体における第１の軸直角方向から軸部材を挟み込む部位に配置されて、第１の軸直角方向に直交する第２の軸直角方向に沿って延びている防振ブッシュであって、すぐり部中には、外筒側から軸部材の側へと掛け渡されるブリッジ膜が備えられ、このブリッジ膜は、軸方向または第２の軸直角方向に沿って延びており、膜厚み方向での横断面で見た場合に滑らかな曲線（折れ曲がりのないスムーズなカーブ）に沿って湾曲していることを特徴とする。

好ましい実施形態において、ブリッジ膜は、横断面形状において、両端部を除き幅が実質上一定である。また、好ましい、いくつかの実施形態において、ブリッジ膜は、横断面形状において、Ｕ字状、Ｓ字状または直線状の仮想線に沿って振動する波状をなしている。

本発明によれば、防振ブッシュから車内へと伝えられる騒音を防止または低減できるとともに、そのためのブリッジ膜が経時的に損傷を受けるのを防止または低減することができる。

第１の実施形態の防振ブッシュを軸方向から見た正面図である。 図１の防振ブッシュについての、中心軸、及び、すぐり部におけるブリッジ膜以外の箇所を通る断面図である。 図１の防振ブッシュについての、中心軸及び各ブリッジ膜を通る断面図である。 ブリッジ膜の横断面形状についての拡大断面図である。 第２の実施形態の防振ブッシュを軸方向から見た正面図である。 図５の防振ブッシュについての、中心軸及び各ブリッジ膜を通る断面図である。 ブリッジ膜の変形例を示す、図４と同様の拡大断面図である。 ブリッジ膜の比較例を示す、図４及び図７と同様の拡大断面図である。

本発明の防振ブッシュにおいては、軸方向に貫通するすぐり部中、特には突き当て用間隔部の領域中に、外筒の側から軸部材の側へと掛け渡されるブリッジ膜を配置することにより、比較的大きな圧縮変形時に、すぐり部の両壁面が擦れあって異音が発生するのを防止または低減することができる。また、ブリッジ膜が、折れ曲がりを有さないようにして湾曲していることから、比較的大きな引っ張り変形時にも過度の引っ張り応力が加わることがなく、また、ブリッジ膜中の特定の部位への応力の集中も防止または低減されている。特には、滑らかな湾曲に沿った横断面形状により、大圧縮変形時に規則的に折り畳まれることから、折り畳みの際の擦れ音の発生も防止または低減されている。好ましくは、ブリッジ膜が、すぐり部の突き当て領域の中央部分に配置される。ブリッジ膜は、すぐり部の突き当て用間隔部の領域中、その中央に１つ配置されるのであっても良い。また、複数が、中央から等間隔に、特には線対称の配置にて配置されるのであっても良い。防振ブッシュが、セダン型などの一般的な乗用車のエンジン支持部またはサスペンションリンクに用いられる場合、ブリッジ膜の膜厚は、好ましくは0.2〜2mm、より好ましくは0.3〜1.5mm、さらに好ましくは0.5〜1.0mmである。

好ましい実施形態において、ブリッジ膜は、掛け渡し方向の両端部（外筒側ゴム部に接続する端部、及び軸部材側ゴム部に接続する端部）を除き、横断面（ブリッジ膜の厚み方向の断面）での形状における線幅が、実質上一定である。この線幅は、ブリッジ膜が軸方向に延びる場合、上記の第２の軸直角方向での寸法であり、ブリッジ膜が第２の軸直角方向に沿って延びる場合、軸方向での寸法である。すなわち、ブリッジ膜の厚み方向の断面において、すぐり部を挟んで向き合う、ゴム弾性体の壁面の間に、中間線を想定した場合、この中間線に沿った方向での寸法ということができる。ブリッジ膜の両端部、すなわち、外筒の側及び軸部材の側の端部については、他の箇所よりも線幅を大きくとることができる。したがって、例えば、掛け渡し方向の寸法中、３０％以下、特には２５％以下、好ましくは２０％以下について、線幅の異なる両端部とすることができる。また、少なくとも、両端部以外の箇所にて、線幅における最大値と最小値との差について、平均幅の２０％以下、特には１５％以下、好ましくは１０％以下とすることができる。このような横断面形状により、特定の部位への応力集中がさらに防止または低減されている。なお、ブリッジ膜の横断面形状について「滑らかな曲線に沿って湾曲している」とは、典型的には、横断面形状の中央線がそのように湾曲していることをいう。

好ましい実施形態において、ブリッジ膜は、横断面中にて、大きくは、Ｕ字状、Ｓ字状または直線状に延びつつ、より細かい波状をなしている。すなわち、ブリッジ膜の横断面における中心線が、Ｕ字状、Ｓ字状または直線状の仮想線を中心にして振動する、サイン波状、またはその他の滑らかな曲線の波状をなしている。このような形状であると、圧縮及び圧縮解除による屈伸の際に、ブリッジ膜の表面同士が擦れることが防止または低減され、また、特定部位への応力の集中も防止または低減される。なお、全体的にＵ字状またはＳ字状である場合、上記のような細かい波付けの振幅（高さの2倍）は、好ましくは、ブリッジ膜の厚みの0.2〜2倍、より好ましくは0.3〜1.5倍である。また、全体的に直線状である場合、細かい波の振幅は、好ましくは、ブリッジ膜の厚みの0.3〜3倍、より好ましくは0.3〜2倍である。ブリッジ膜が配置される箇所における、ゴム部の壁面同士の間隔は、非荷重時において、例えば、4〜10mmである。また、上記の細かい波付けは、例えば、サイン波の０．５〜４周期（180〜720度）の分だけ行うことができる。

本発明の防振ブッシュにおいて、軸部材は、筒状に限らず中実のものでも良く、筒状の場合、外筒に対応する内筒をなす。軸部材及び外筒の横断面は、円形状の他、角型、長円形などであっても良く、内筒の中の中空部が偏心していても良い。軸部材の外周面及び外筒の内周面は、円筒状に限らず、球面に沿った形状などの膨出形状であっても良い。一方、ブリッジ膜は、通常、ゴム弾性体の他の部分と同時に加硫成形される一体の部材である。ブリッジ膜が軸に直角の方向に延びる場合、型のパーティション部により設けることができる。

また、好ましい実施形態において、ブリッジ膜は、軸方向に配置される場合、すぐり部における軸方向の両端部を除く全域にわたって延びる。また、上記の第２の軸直角方向に沿って配置される場合、すぐり部における、この方向の両端部を除く全域にわたって延びる。この両端部は、典型的には、半径方向の寸法が、他の領域よりも大きい部分である。さらに好ましい実施形態において、突き当て用間隙部は、中央部から、軸方向及び第２の軸直角方向の少なくとも一の方向に向かって、間隔が広がるように構成される。このようにして、突き当て時の衝撃をさらに緩和するこが可能である。また、好ましい実施形態において、突き当て用間隙部の壁面にシボ加工などの凹凸形成加工を行っておくことで、ゴムの壁面間の吸着を防止することで、異音をさらに緩和することも可能である。

以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。

図１〜６には、一連のエンジン支持部、またはサスペンションリンクに用いられる一組の防振ブッシュ１０，１０'を示す。具体的な実施例において、図１〜３に示す防振ブッシュ１０は、中心軸５３が水平方向に配置されるものであり、図５〜６に示す防振ブッシュ１０'は、中心軸５３が垂直方向に配置されるものである。図４には、これら２つの防振ブッシュに共通の、ブリッジ膜１１の横断面形状を拡大断面図により示す。

いずれの防振ブッシュ１０，１０'においても、軸部材２、２'の外周面が円形であって、円筒状の外筒３と共軸に配置されている。そして、これらの間に、これらと加硫接着されて、ほぼ円筒状のゴム弾性体１が配置されている。ゴム弾性体１中、軸部材２，２'を挟んで、第１の軸直角方向５１（主たる荷重や変形の方向）から対向する位置に、ゴム弾性体１を軸方向に貫通するすぐり部４-1，４-2が設けられている。これらすぐり部４は、概略、第１の軸直角方向５１に直交する第２の軸直角方向５２に沿って延びている。また、これらすぐり部４は、軸部材側のゴム部１２と、外筒側のゴム部１３とが、クリアランスを介して向き合い、比較的大きな圧縮変形時に突き当てられる突き当て用間隔部４１と、この矩形状の領域（軸方向から見た場合）を挟み込む、軸直角方向両端部４２（図１及び図５）、及び、軸方向両端部４３（図２及び図６）とからなる。軸直角方向両端部４２は、第２の軸直角方向５２での突き当て用間隔部４１の両端から延びる幅広部であり、いずれの防振ブッシュ１０，１０'においても、外筒３の内面に達している。軸方向両端部４３も、同様に、軸部材側のゴム部１２と、外筒側のゴム部１３との壁面間の間隙が、突き当て用間隔部４１における間隔よりも大きくなっている部分である。

いずれの防振ブッシュ１０，１０'においても、軸部材側のゴム部１２と、外筒側のゴム部１３との間隙が最も小さく、大圧縮変形時に最初に突き当てられる箇所に対応して、ブリッジ膜１１が設けられており、突き当て用間隔部４１がなす矩形状領域の一辺の中央部から対向する辺の中央部にまで延びている。すなわち、突き当て用間隔部４１の領域を二分しており、特には、二等分している。但し、図１〜３の防振ブッシュ１０では、ブリッジ膜１１が軸方向に延びており、図５〜６の防振ブッシュ１０'では、ブリッジ膜１１が第２の軸直角方向５２に延びている。図示の具体例において、ブリッジ膜１１の横断面は、ブリッジ膜１１が延びる方向での両端部を除き一定である。なお、図示の一具体例において、ブリッジ膜１１の線幅は、0.8mmである。

図４に示すように、図示の具体例において、ブリッジ膜１１の横断面形状は、全体としてＵ字状をなしており、Ｕ字状の仮想線を中心にサイン波状にうねった形の曲線状となっている。より具体的には、横断面形状において、軸部材側のゴム部１２との接続箇所から、外筒部材側のゴム部１３との接続箇所に至るまで、線幅が一定であり、2周期分（720度分）のサイン波の位相に相当する波状の小さな湾曲が形成されている。ここで、線幅は、第2の軸直角方向５２での寸法、または、壁面間の中間線４５の方向での寸法である。ブリッジ膜１１の横断面形状において、線幅が一定であるため、両方の輪郭線、及び、中心線１５が、いずれも同一の形状及び寸法の曲線をなす。

図７には、ブリッジ膜１１の横断面形状についての変形例を示す。この変形例の防振ブッシュ１０"において、ブリッジ膜１１の横断面形状は、全体的に、第1の軸直角方向５１へと直線状に延びており、直線状の仮想線を中心としてサイン波状にうねった形の曲線状となっている。より具体的には、図４の場合と同様、2周期分（720度分）のサイン波の位相に相当する波状の小さな湾曲が形成されている。但し、ブリッジ膜１１は、第1の軸直角方向５１での両端部、すなわち、軸部材側及び外筒側のゴム部１２，１３と接続する部分にて、線幅が大きくなっている。したがって、この両端部において、中央線１５の形状は、両輪郭線の形状と異なる。なお、図７に示すブリッジ膜は、図１〜３の防振ブッシュの構成、及び、図５〜６の防振ブッシュの構成のいずれに適用することもできる。

図４または図７ような横断面形状であると、突き当て用間隔部４１の箇所での圧縮及び引っ張りが繰り返された際に、特定の部位に応力が集中することなく、均等に応力が作用しつつ、スムーズに折り畳み、及びその解除が行われる。また、突き当て用間隔部４１の両壁面が突き当たるのを効果的に防止し、特に擦れ合いの発生を防止することができる。なお、圧縮及び引っ張りの変形の程度及びその繰り返しの頻度が大きい場合、図４の形態の方が図７よりも好ましかった。

図８には、比較例の防振ブッシュ１０'"におけるブリッジ膜１１について示す。このブリッジ膜１１は、第1の直角軸方向５１に直線状に延びており、波付けもなされていない。そのため、擦れ音などの異音を防止することはできるが、比較的大きな圧縮及び引っ張り変形が繰り返される場合、特には、大きな引っ張り変形が行われる場合に、耐久性に劣る。もしブリッジ膜１１が破断した後には、所望の程度の騒音防止効果が期待できない。

次に、図１〜３の防振ブッシュ１０、及び、図５〜６の防振ブッシュ１０'における他の構成について説明する。

まず、図１〜３の防振ブッシュ１０における他の具体的な構成について説明する。図１〜２に示されるように、図示の具体例において、突き当て用間隔部４１における壁面間の間隔は、第１の軸直角方向５１においても、軸方向においても、中央部で最も狭く、中央部から遠ざかるにつれて広がっている。また、軸直角方向の両端部４２が、外筒３の内面に沿って延びていることから、すぐり部４は軸方向から見た場合、全体が弓状である。一方、軸方向両端部４３は、突き当て用間隙部４１との境界が、あまり明確でない。ブリッジ膜１１は、第２の軸直角方向５２から見た場合に、両端が、内側へと湾入した形状をなし、図示の例で半円状に湾入している。

また、ゴム弾性体１中には、他のすぐり部が設けられておらず、軸部材２を第２の軸直角方向５２から挟む箇所は、全体が、中実支持部１４となっている。一方、軸部材２は、外周面にゴム弾性体１が接続される円柱状本体２１と、この軸方向の両端から延びる連結板２２とからなり、この連結板２２には、アームやブラケットなどと、ネジ止めその他により締結するための円形の孔が備えられる。

次に、図５〜６の防振ブッシュ１０'における他の具体的な構成について説明する。図５に示されるように、軸方向から見た場合、突き当て用間隔部４１は、壁面間の間隙が全領域にわたって一定であり、外筒３に沿って湾曲している。また、軸直角方向の両端部４２は、半径方向に長い略長円状である。また、第２の軸直角方向５２から見た場合も、突き当て用間隔部４１の間隔は、ほぼ一定であるものの、中央部で最も狭く、両端に向かうにつれて、少し広がっている。一方、ゴム弾性体１における軸部材２'を第2直角軸方向５２から挟み込む箇所には、軸部材２'に接して、第２のすぐり部４４が設けられている。

軸部材２'は、基本的に円筒状であり、外筒３に囲まれる箇所にて、球帯状に膨出している。すなわち、軸部材２'は、球帯形成筒部２３と、この両端から延びる円筒部２４とからなる。

本発明の防振ブッシュは、自動車などの車両においてエンジンや車輪部等の振動源と車体との連結部位に用いることができる。

１...ゴム弾性体； １０...防振ブッシュ； １１...ブリッジ膜；
１２...軸部材側ゴム部； １３...外筒側ゴム部； １４...中実支持部；
１５...ブリッジ膜の横断面の中心線； ２...軸部材；
２'...軸部材としての内筒； ２１...円柱状本体； ２２...連結板；
２３...球帯形成筒部； ２４...円筒部； ３...外筒；
４...すぐり部； ４１...突き当て用間隔部； ４２...軸直角方向両端部；
４３...軸方向両端部； ４４...内筒すぐり部； ４５...中間線；
５１...第１の軸直角方向； ５２...第２の軸直角方向； ５３...中心軸。

Claims (5)

1. 軸部材と、
   中心軸に平行に延びて軸部材を取り囲む外筒と、
   軸部材と外筒との間に介設されたゴム弾性体と、
   このゴム弾性体を軸方向に貫通する一対のすぐり部とを備え、
   これら一対のすぐり部は、ゴム弾性体における第１の軸直角方向から軸部材を挟み込む部位に配置されて、第１の軸直角方向に直交する第２の軸直角方向に沿って延びている防振ブッシュであって、
   すぐり部中には、外筒の側から軸部材の側へと掛け渡されるブリッジ膜が備えられ、
   このブリッジ膜は、軸方向または第２の軸直角方向に沿って延びており、このブリッジ膜が延びる方向に直交する膜厚み方向でのいずれの横断面形状においても、全体が滑らかな曲線に沿って湾曲しており、
   ブリッジ膜は、横断面形状において、外筒の側及び軸部材の側の端部を除き、線幅が実質上一定であることを特徴とする防振ブッシュ。
2. ブリッジ膜は、横断面形状において、Ｕ字状、Ｓ字状または直線状の仮想線を中心に振動する波状をなしていることを特徴とする請求項１に記載の防振ブッシュ。
3. ブリッジ膜は、横断面形状において、円弧状またはＵ字状の仮想線を中心に振動する０．５〜４周期（180〜720度）のサイン波状をなすことを特徴とする請求項２に記載の防振ブッシュ。
4. ブリッジ膜は、すぐり部における軸方向両端部を除く全域にわたって軸方向に延びているか、または、すぐり部における第２の軸直角方向の両端部を除く全域にわたって第２の軸直角方向に延びていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の防振ブッシュ。
5. ブリッジ膜が延びる方向に直交する方向の断面において、すぐり部には、その両端部を除き、突き当て用間隔部が形成されており、この突き当て用間隔部は、中央部から両端部の側へと間隔が広がるように構成されており、この中央部に、ブリッジ膜が配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の防振ブッシュ。

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