JP7263647B2 - 車両用防振装置 - Google Patents

Description

本発明は、サスペンションアームの先端を車体に取り付ける際に用いられる車両用防振装置に関する。

車両走行時において、路面から車輪への入力に伴い、サスペンションアーム（トレーリングアーム）が上下に揺動する。サスペンションアームの先端は、防振装置を介して車体に取り付けられる。当該防振装置は、弾性変形しうる防振体を備える。これにより、サスペンションアームが揺動した場合であっても、防振装置によりサスペンションアームから車体に伝達される振動が抑制される。

特許文献１には、防振装置の一例が開示されている。当該防振装置は、車体に取り付けられる内筒部材と、内筒部材を取り囲み、かつサスペンションアームの先端に取り付けられる外筒部材と、内筒部材と外筒部材との間に位置する防振部材（防振体）とを備える。防振部材は、ゴムからなる弾性体である。車両走行の際、サスペンションアームが揺動すると、防振部材は、内筒部材が延びる方向回りのねじりを受けるとともに、当該方向に対して直交する方向において外筒部材ととともに並進する。防振装置により車体に伝達される振動を抑制するためには、ねじりおよび並進に対する防振部材の変形性能を確保する必要がある。このため、防振部材には、内筒部材が延びる方向に貫通する空隙部（特許文献１ではすぐり部）が形成されている。これにより、ねじりに対する防振部材の変形性能が確保される。ただし、空隙部の体積をより大きくすると、防振部材の並進が過度となるため、防振部材の耐久性の低下を招く。それゆえ、防振部材は、外筒部材の内周面から内筒部材に向けて突出し、かつ空隙部に接するストッパ部（特許文献１では下方突部）を有する。防振部材が並進すると、空隙部が完全に閉塞される前にストッパ部が防振部材の本体部（特許文献１では防振脚部）に接触する。これにより、防振部材の変形が制限されるため、防振部材の耐久性の低下が防止される。

しかし、当該防振部材のストッパ部の側面は、内筒部材が延びる方向に対して平行である。これにより、防振部材がねじりを受けると、ストッパ部の側面が一様に防振部材の本体部に接触する。すなわち、ストッパ部の側面が本体部に接触した時点で、ねじりに対する防振部材の変形性能が急激に低下する。したがって、サスペンションアームから車体に伝達される振動の抑制効果が低下するため、乗り心地の悪化が懸念される。乗り心地の悪化を防ぐためには、空隙部の体積と、ねじりを主に受ける本体部の体積とをそれぞれ大きくする必要があるため、防振装置の大型化を招くこととなる。

特開２０１１－２２０４３５号公報

本発明は上述の事情に鑑み、装置の大型化を招くことなく、ねじりに対する防振体の変形性能をより効果的に確保することが可能な車両用防振装置を提供することをその課題とする。

本発明によって提供される車両用防振装置は、車体に取り付けられるための軸孔、および前記軸孔の軸心回りに沿った外周面を有する内筒と、前記外周面を前記軸心回りに囲む内周面を有するとともに、サスペンションアームの先端部に嵌め込まれる外筒と、前記外周面と前記内周面とに挟まれた部分を含み、かつ弾性変形しうる防振体と、を備え、前記防振体は、前記内周面に接する外縁部と、前記外縁部から前記外周面に至って延びる本体部と、前記外縁部から前記外周面に向かって突出し、かつ前記本体部および前記外周面の双方に対して離間したストッパ部と、を有し、前記防振体には、前記外縁部、前記本体部および前記ストッパ部に囲まれ、かつ前記軸孔の軸心が延びる方向の両端から開口した空隙部が形成され、前記ストッパ部は、前記空隙部に対向する側面を有し、前記側面は、前記軸心が延びる方向に対して傾斜した傾斜部を含み、前記軸心が延びる方向において、前記傾斜部は、前記側面の両端のいずれかから内方にかけて前記本体部に向けて傾斜していることを特徴としている。

本発明によって提供される車両用防振装置によれば、装置の大型化を招くことなく、ねじりに対する防振体の変形性能をより効果的に確保することが可能となる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面に基づき以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

本発明にかかる車両用防振装置の使用状態を示す断面図である。 図１に示す車両用防振装置の平面図である。 図２のＩＩＩ―ＩＩＩ線に沿う断面図である。 図２のＩＶ―ＩＶ線に沿う断面図である。 図２のＶ―Ｖ線に沿う断面図である。 図１に示す車両用防振装置の第１変形例の平面図である。 図１に示す車両用防振装置の第２変形例の平面図である。 図１に示す車両用防振装置の第３変形例の平面図である。

本発明を実施するための形態について、添付図面に基づいて説明する。

図１～図５に基づき、本発明の一実施形態にかかる車両用防振装置（以下「防振装置Ａ１０」という。）について説明する。ここで、説明の便宜上、図１に示すｆｒは車両前方向を、ｒｒは車両後方向を、ｒｈは車両右方向を、ｌｈは車両左方向をそれぞれ指す。図１は、車両上下方向に対して直交する方向に沿った断面図である。図２は、軸心Ｎ（詳細は後述）に沿って視た図である。

図１に示すように、防振装置Ａ１０は、サスペンションアーム４０の先端部４１と、車体に固定されたブラケット５０との双方に取り付けられる。本使用状態は、サスペンションアーム４０がリアサスペンションの一要素である場合を例としている。当該リアサスペンションは、右側後輪にかかるものである。防振装置Ａ１０は、内筒１０、外筒２０および防振体３０を備える。

図１に示すように、内筒１０は、防振装置Ａ１０の中央に位置する。内筒１０の材料は、たとえばアルミニウムである。内筒１０は、軸孔１１および外周面１０１を有する。軸孔１１は、防振装置Ａ１０をブラケット５０に取り付けられるために利用される。外周面１０１は、軸孔１１の軸心Ｎ（以下、単に「軸心Ｎ」という。）回りに沿っている。外筒２０は、防振装置Ａ１０の外周に位置する。外筒２０の材料は、たとえば鋼である。外筒２０は、内周面２０１およびフランジ部２１を有する。内周面２０１は、外周面１０１を軸心Ｎ回りに囲んでいる。フランジ部２１は、外筒２０において軸心Ｎが延びる方向の一端に位置し、かつ内周面２０１に沿って形成されている。フランジ部２１は、内周面２０１から軸心Ｎが延びる方向に対して直交する方向に張り出している。なお、防振装置Ａ１０が示す例においては、内筒１０および外筒２０は、ともに円筒状である。防振体３０は、外周面１０１と内周面２０１とに挟まれた部分を含み、かつ外周面１０１および内周面２０１の双方に接している。防振体３０は、弾性変形しうる材料からなる。当該材料は、たとえば天然ゴム（ＮＲ）である。防振体３０は、外周面１０１と、内周面２０１およびフランジ部２１とに対して加硫接着されている。

図１に示すように、サスペンションアーム４０の先端部４１には、軸心Ｎが延びる方向に貫通した開口が形成されている。当該開口に外筒２０が嵌め込まれることにより、防振装置Ａ１０は、サスペンションアーム４０の先端部４１に取り付けられる。この際、フランジ部２１が先端部４１に接触する。ブラケット５０は、一対の側部５１を含む。一対の側部５１は、車体から車両下方に下垂し、かつ軸心Ｎが延びる方向において互いに離間している。先端部４１に取り付けられた防振装置Ａ１０を一対の側部５１の間に配置した後、締結部材６０を用いることにより、防振装置Ａ１０は、車体に取り付けられる。締結部材６０は、たとえばボルトおよびウェルドナットから構成される。ボルトは、軸孔１１に挿通されている。ウェルドナットは、一対の側部５１のうち、車両内方に位置する当該側部５１に接合されている。

図１に示すように、防振装置Ａ１０の使用状態においては、内筒１０は、締結部材６０を介してブラケット５０に固定されている。外筒２０は、サスペンションアーム４０の先端部４１に固定されている。これにより、車両走行時において、路面から後輪への入力に伴いサスペンションアーム４０が上下に揺動すると、外筒２０は、内筒１０に対して軸心Ｎ回りに相対回転する。したがって、防振体３０は、軸心Ｎ回りのねじりＴ１を受ける。さらに、図１に示す防振装置Ａ１０の使用状態においては、軸心Ｎは、車両左右方向に対して車両外方の端が車両後方に倒れるように傾斜している。これにより、後輪のトーアウトが抑止され、車両の走行安定性が向上する。この場合、サスペンションアーム４０が上下に揺動すると、外筒２０は、軸心Ｎ回りと、軸心Ｎに対して直交し、かつ図１に示す中心Ｃを通過する軸回りとの双方に回転する。したがって、防振体３０は、ねじりＴ１と、軸心Ｎに対して直交し、かつ図１に示す中心Ｃを通過する軸回りのねじりＴ２との双方を受ける。なお、ねじりＴ１およびねじりＴ２を合成したねじりＴは、図１に示す軸Ａｘ回りに回転する挙動となる。

図２～図４に示すように、防振体３０は、外縁部３１、一対の本体部３２、一対のストッパ部３３、および環状部３４を有する。

図２～図４に示すように、外縁部３１は、外筒２０の内周面２０１に接している。外縁部３１は、内周面２０１に沿った円筒状をなしている。

図２～図４に示すように、一対の本体部３２は、外縁部３１から内筒１０の外周面１０１に至って延びている。一対の本体部３２は、外周面１０１に接している。防振装置Ａ１０においては、一対の本体部３２は、内筒１０を挟んで互いにつながっている。なお、一対の本体部３２は、内筒１０を挟んで互いに離間した構成でもよい。防振装置Ａ１０の使用状態において、サスペンションアーム４０の揺動に伴い防振体３０が受けるねじり、および防振体３０の並進に伴う変形は、一対の本体部３２が主に受け持つ。

図２および図４に示すように、一対のストッパ部３３は、外縁部３１から内筒１０の外周面１０１に向けて突出している。一対のストッパ部３３は、一対の本体部３２、および内筒１０の外周面１０１の双方に対して離間している。あわせて、一対のストッパ部３３は、軸心Ｎが延びる方向に対して直交する方向において互いに離間している。一対のストッパ部３３の各々は、一対の主面３３１、および側面３３２を有する。一対の主面３３１は、ストッパ部３３において軸心Ｎが延びる方向の両端に位置し、かつ互いに反対側を向く。防振装置Ａ１０においては、一対の主面３３１の各々は、三角形状である。側面３３２は、一対の主面３３１の間に位置する。側面３３２は、一対の主面３３１につながっている。

図２～図４に示すように、環状部３４は、防振体３０において軸心Ｎが延びる方向の一端に位置する。環状部３４は、外筒２０のフランジ部２１に接し、かつフランジ部２１の軸心Ｎが延びる方向を向く面に沿って形成されている。環状部３４は、外縁部３１につながっている。図２に示すように、軸心Ｎが延びる方向に沿って視て、環状部３４は、外縁部３１に重なっている。

図２、図４および図５に示すように、防振体３０には、一対の空隙部３５が形成されている。一対の空隙部３５の各々は、外縁部３１、一対の本体部３２、および一対のストッパ部３３のいずれかに囲まれている。一対の空隙部３５は、一対のストッパ部３３が互いに離間する方向と同方向において互いに離間している。一対の空隙部３５は、防振体３０において軸心Ｎが延びる方向の両端から開口している。防振装置Ａ１０においては、一対の空隙部３５は、防振体３０を軸心Ｎが延びる方向に貫通している。なお、一対の空隙部３５は、軸心Ｎが延びる方向における防振体３０の中央付近が、一対の本体部３２、および一対のストッパ部３３とは異なる防振体３０の部分により塞がれた構成でもよい。一対のストッパ部３３の側面３３２の各々は、一対の空隙部３５のいずれかに対向している。図２に示すように、一対の空隙部３５の各々は、直行域３５１、および一対の斜行域３５２を含む。軸心Ｎが延びる方向に沿って視て、直行域３５１は、軸心Ｎが延びる方向と、一対の空隙部３５が互いに離間する方向との双方に対して直交する方向に延びている。軸心Ｎが延びる方向に沿って視て、一対の斜行域３５２は、直行域３５１の両端から外筒２０の内周面２０１に向けて延びている。あわせて、軸心Ｎが延びる方向に沿って視て、一対の斜行域３５２の各々は、直行域３５１に対して傾斜している。

図５に示すように、一対のストッパ部３３の側面３３２の各々は、平行部３３２Ａ、および一対の傾斜部３３２Ｂを含む。平行部３３２Ａは、軸心Ｎが延びる方向に対して平行である。一対の傾斜部３３２Ｂの各々は、平行部３３２Ａと、一対の主面３３１のいずれかにつながっている。一対の傾斜部３３２Ｂは、側面３３２において軸心Ｎが延びる方向の両側に位置する。一対の傾斜部３３２Ｂの各々は、軸心Ｎが延びる方向に対して傾斜している。軸心Ｎが延びる方向において、一対の傾斜部３３２Ｂの各々は、側面３３２の両端のいずれかから内方にかけて一対の本体部３２に向けて傾斜している。防振装置Ａ１０においては、一対の傾斜部３３２Ｂは、いずれも平面である。この場合において、図５に示す平行部３３２Ａに対する一対の傾斜部３３２Ｂの各々の傾斜角αの大きさは、１０°以上２０°以下である。なお、一対の傾斜部３３２Ｂは、一対の本体部３２に向けて膨出する曲面でもよい。

図２においては、一対の傾斜部３３２Ｂを、複数点からなる領域で示している。図２に示すように、防振装置Ａ１０においては、一対の傾斜部３３２Ｂの各々は、主面３３１の端点３３１Ａを挟む２つの領域に区分されている。これらの２つの領域は、端点３３１Ａを通過する側面３３２の一辺において互いにつながっている。端点３３１Ａは、主面３３１の一部を構成し、かつ一対の傾斜部３３２Ｂがつながる辺において、内筒１０の外周面１０１に対して最も近くに位置する点を指す。

次に、図６に基づき、防振装置Ａ１０の第１変形例である防振装置Ａ１１について説明する。防振装置Ａ１１は、防振体３０の一対のストッパ部３３の構成が、先述した防振装置Ａ１０に対して異なる。図６に示すように、一対のストッパ部３３の各々において、一対の主面３３１の各々は、半円状である。一対のストッパ部３３の側面３３２の各々において、防振装置Ａ１１の一対の傾斜部３３２Ｂの各々の面積は、防振装置Ａ１０の一対の傾斜部３３２Ｂの各々の面積よりも小である。

次に、図７に基づき、防振装置Ａ１０の第２変形例である防振装置Ａ１２について説明する。防振装置Ａ１２は、防振体３０の一対のストッパ部３３の構成が、先述した防振装置Ａ１０に対して異なる。図７に示すように、一対のストッパ部３３の各々において、一対の主面３３１の各々は、下底が外縁部３１につながる台形状である。これにより、防振装置Ａ１２においては、一対の主面３３１の各々の上底には、その両端に一対の端点３３１Ａが存在している。一対のストッパ部３３の側面３３２の各々において、平行部３３２Ａは、一対の主面３３１の各々の上底につながっている。あわせて、防振装置Ａ１２の一対の傾斜部３３２Ｂの各々の面積は、防振装置Ａ１０の一対の傾斜部３３２Ｂの各々の面積よりも小である。また、一対の傾斜部３３２Ｂの各々において、主面３３１の一対の端点３３１Ａを挟む２つの領域は、軸心Ｎが延びる方向に沿って視て互いに離間している。

次に、図８に基づき、防振装置Ａ１０の第３変形例である防振装置Ａ１３について説明する。防振装置Ａ１３は、防振体３０の一対のストッパ部３３の構成が、先述した防振装置Ａ１０に対して異なる。図８に示すように、一対のストッパ部３３の各々において、一対の主面３３１の各々は、下底が外縁部３１につながる台形状である。これにより、防振装置Ａ１３においては、一対の主面３３１の各々の上底には、その両端に一対の端点３３１Ａが存在している。一対のストッパ部３３の側面３３２の各々において、一対の傾斜部３３２Ｂは、軸心Ｎに沿って視て一対の空隙部３５の直行域３５１のいずれかに対向する領域を含む。これにより、一対の傾斜部３３２Ｂの各々は、防振装置Ａ１０～防振装置Ａ１２の場合とは異なり、一体となった領域となっている。なお、防振装置Ａ１３においては、一対の本体部３２は、内筒１０の外周面１０１の全体を覆う構成となっている。

次に、防振装置Ａ１０の作用効果について説明する。

防振装置Ａ１０は、内筒１０の外周面１０１と、外筒２０の内周面２０１とに挟まれた部分を含み、かつ弾性変形しうる防振体３０を備える。防振体３０は、外縁部３１、本体部３２およびストッパ部３３を有する。さらに、防振体３０には、外縁部３１、本体部３２およびストッパ部３３に囲まれ、かつ軸心Ｎが延びる方向の両端から開口した空隙部３５が形成されている。ストッパ部３３は、空隙部３５に対向する側面３３２を有する。側面３３２は、軸心Ｎが延びる方向に対して傾斜した傾斜部３３２Ｂを含む。軸心Ｎが延びる方向において、傾斜部３３２Ｂは、側面３３２の両端のいずれかから内方にかけて本体部３２に向けて傾斜している。これにより、図１に示す防振装置Ａ１０の使用状態において、防振体３０が軸心Ｎ回りのねじり（ねじりＴ１）を受けると空隙部３５が徐々に閉塞され、ストッパ部３３の側面３３２が本体部３２に接触する。しかし、本体部３２に最初に接触するのは側面３３２の平行部３３２Ａであり、傾斜部３３２Ｂは接触しない。このため、傾斜部３３２Ｂに対向する本体部３２の領域は、軸心Ｎに対して直交する方向における防振体３０の並進に対する変形性能と、ねじりに対する変形性能との双方の性能が確保されたままとなる。したがって、ストッパ部３３の側面３３２が本体部３２に接触しても、ねじりに対する防振体３０の変形性能の低下は、より緩やかなものとなる。したがって、防振装置Ａ１０によれば、防振装置Ａ１０の大型化を招くことなく、ねじりに対する防振体３０の変形性能をより効果的に確保することが可能となる。

図１に示す防振装置Ａ１０の使用状態においては、防振体３０は、軸心Ｎ回りのねじり（ねじりＴ１）に加えて、軸心Ｎに対して直交し、かつ図１に示す中心Ｃを通過する軸回りのねじり（ねじりＴ２）も受ける。このため、防振体３０がこれら双方を合成したねじり（ねじりＴ）を受けると、ストッパ部３３の側面３３２のうち、軸心Ｎが延びる方向の両端に位置する領域が、本体部３２に最初に接触しようとする。当該領域が本体部３２に接触すると、ストッパ部３３による本体部３２の変形の制限の度合いがより大きくなるため、ストッパ部３３が接触する本体部３２の領域周辺に引張応力が集中する。これにより、防振体３０の耐久性の低下が懸念される。そこで、当該領域を傾斜部３３２Ｂとすることにより、防振体３０がこれら双方のねじりを受けた場合であっても、当該領域が本体部３２に最初に接触することが回避される。したがって、引張応力の集中に伴う防振体３０の耐久性の低下を防止することができる。

ストッパ部３３の側面３３２の傾斜部３３２Ｂを、本体部３２に向けて膨出する曲面とすることにより、傾斜部３３２Ｂが平面である場合と比較して、ねじりに対する防振体３０の変形性能の低下が、さらに緩やかなものとなる。

図１に示す防振装置Ａ１０の使用状態は、防振装置Ａ１０が右側後輪にかかるサスペンションアーム４０の先端部４１取り付けられる場合を示しているが、防振装置Ａ１０は、左側後輪にかかるサスペンションアーム４０の先端部４１に取り付けられる場合にも適用できる。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

Ａ１０，Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３：防振装置
１０：内筒
１０１：外周面
１１：軸孔
２０：外筒
２０１：内周面
２１：フランジ部
３０：防振体
３１：外縁部
３２：本体部
３３：ストッパ部
３３１：主面
３３１Ａ：端点
３３２：側面
３３２Ａ：平行部
３３２Ｂ：傾斜部
３４：環状部
３５：空隙部
３５１：直行域
３５２：斜行域
４０：サスペンションアーム
４１：先端部
５０：ブラケット
５１：側部
６０：締結部材
Ｎ：軸心
Ｃ：中心
Ａｘ：軸
α：傾斜角

Claims (1)

1. 車体に取り付けられるための軸孔と、前記軸孔の軸心回りに沿った外周面と、を有する内筒と、
   前記外周面を前記軸心回りに囲む内周面を有するとともに、サスペンションアームの先端部に嵌め込まれる外筒と、
   前記外周面と前記内周面とに挟まれた部分を含み、かつ弾性変形しうる防振体と、を備え、
   前記防振体は、前記内周面に接する外縁部と、前記外縁部から前記外周面に至って延びる本体部と、前記外縁部から前記外周面に向かって突出し、かつ前記本体部および前記外周面の双方に対して離間したストッパ部と、を有し、
   前記防振体には、前記外縁部、前記本体部および前記ストッパ部に囲まれるとともに、前記軸孔の軸心が延びる方向としての軸心方向の両側から開口した空隙部が形成されており、
   前記ストッパ部は、前記軸心方向において互いに反対側を向く一対の主面と、前記空隙部に対向するとともに、各々の前記軸心方向の両側が前記一対の主面につながる一対の側面と、を有し、
   前記一対の主面の各々は、前記外周面から最も近くに位置する端点を含み、
   前記ストッパ部は、前記一対の主面の各々の前記端点を結ぶとともに、前記軸心方向に沿って延びる端縁を有し、
   前記一対の側面は、前記軸心回りにおいて前記端縁を境界として互いにつながっており、
   前記一対の側面の各々は、前記一対の主面に個別につながる一対の傾斜部と、前記軸心方向の両側が前記一対の傾斜部につながり、かつ前記軸心方向に沿って延びる平行部と、を含み、
   前記一対の傾斜部の各々は、前記一対の主面のいずれかから前記外周面に近づく向きに前記軸心方向に対して傾斜している、車両用防振装置。
   

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