JPH022498B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 この発明は、ゴム弾性体の弾性と流体の粘性抵
抗とを利用した液体入り防振ブツシユに係り、特
に低周波振動域での高減衰特性を維持しつつ、高
周波振動域で柔らかいばね特性が得られる防振ブ
ツシユに関するものである。

従来の技術 従来より、自動車のサスペンシヨンブツシユ、
デフアレンシヤルギヤマウント、エンジンマウン
ト或いはテンシヨンロツドブツシユ等に、上記の
ような流体入り防振ブツシユの採用が進められて
いる。そして、このような流体入りブツシユの一
つのタイプとして、次のようなものが知られてい
る。

それは、互いに所定距離隔てて同心的に配置さ
れた内筒金具及び外筒金具と、それら内筒金具と
外筒金具との間に介在せしめられた筒状のゴム弾
性体とを備える。また、そのゴム弾性体の外周面
に開口するように複数の凹所が設けられ、それら
の凹所を外筒金具で覆うことにより複数の流体室
が形成される。そして、それら流体室内には所定
の非圧縮性流体がそれぞれ封入される。更に、そ
れら流体室は、オリフイスによつて相互に連通さ
せられ、かかる流体室間の流体の流通が許容され
るようになつている。

このような防振ブツシユは、前記内筒金具の内
側と外筒金具の外側とにおいて、自動車のサスペ
ンシヨン等の目的とする防振対象物間に取り付け
られて使用されることとなる。そこで、上記オリ
フイスは、低周波で大きな振動を減衰するため
に、例えば５〜20Hz程度の領域に減衰のピークが
生じるように、その大きさや長さ等が決定されて
おり、そのような低周波振動領域の加振入力に対
しては、そのオリフイスを流体が流通する際に生
じる粘性抵抗によつて有効な減衰効果を生じる。

発明が解決しようとする問題点 しかし、このような防振ブツシユにおいて、上
述のように、そのオリフイスは、最も減衰が必要
な低周波領域に減衰のピークが生じるように定め
る必要があるが、高周波振動、例えば200Hzを超
えるような加振入力に対しては、流体の慣性によ
り流体がオリフイスを流通しなくなる。その結
果、各流体室に閉じ込められた流体が、いわば剛
体的な存在となるため、かかる防振ブツシユの動
的剛性が高くなつてしまう。つまり動的ばね定数
が上がつて、伝達力が大きくなるのであり、その
ためオリフイスを流体が通過しなくなつた高周波
領域における振動遮断特性が低下し、例えば、自
動車のギヤノイズやロードノイズ等の、高周波の
振動・騒音を有効に防止することができないとい
う問題点があつた。

この発明は、このように流体がオリフイスを通
過しなくなる高周波振動領域において、ブツシユ
の動的剛性を低くし、柔らかいばね特性を与える
ことを目的として為されたものである。

問題点を解決するための手段 先ず、前提として、この発明が適用されるブツ
シユのタイプは、前述のように、内筒金具及び外
筒金具と、それらの間のゴム弾性体と、そのゴム
弾性体の外周面に開口する複数の凹所を外筒金具
で覆うことによつて形成される複数の流体室と、
それら流体室にそれぞれ封入された非圧縮性流体
と、それら流体室を相互に連通させるオリフイス
とを備えた構造のものである。

そして、このような構造のブツシユにおいて、
上記問題を解決するために採られる手段は、 (a) 上記ゴム弾性体に設けた凹所の開口の少なく
とも一部に対応する位置において、上記流体室
に面するゴム弾性膜を、外筒金具側に位置固定
に設けること、 (b) 更に、そのゴム弾性体に関して流体室とは反
対の外筒金具に空所を形成すること、 にある。

ここで、ゴム弾性膜は、外筒金具の内周面に直
接に固着して良いし、他部材を介して間接に位置
固定としても良い。また、外筒金具の空所は、例
えば外筒金具に、ゴム弾性膜の適切な弾性変形を
許容する大きさの穴を形成することによつて得る
ようにすることが、好適な態様の一つであるが、
ゴム弾性膜と外筒金具との間に他の部材を介在さ
せて、それに空所を形成することもできる。

作 用 このような手段を採ることにより得られる防振
ブツシユは、高周波振領域において流体がオリフ
イスを通過しなくなることは、従来と同様である
が、その状態において、流体室に面するように設
けられたゴム弾性膜が、前記空所とその流体室と
の間で、加振入力に基づく流体室の圧力の変動に
応じて弾性変形をさせられる。すなわち、流体室
の圧力が高まると、そのゴム弾性膜が前記空所側
へ膨出変形し、また流体室の圧力が低下すれば、
それが流体室側へ入り込むように弾性変形し、そ
れによつて流体室の容積の変動を許し、ゴム弾性
体の弾性変形が、流体の存在によつて妨げられな
いようにする役割を果たすのである。

発明の効果 したがつて、高周波領域において流体が各流体
室内に閉じ込められた状態に至つても、ゴム弾性
膜により流体室の容積の変動許容されるため、流
体は剛体的な挙動を示さなくなつて、低い動的ば
ね定数を得ることができる。つまり、高周波の加
振入力に対して柔らかいばね特性が得られるので
あり、その結果、高周波振動に対する遮断性能が
向上し、例えば自動車の車室内におけるこもり音
を低減させること等、振動・騒音特性を有効に向
上させることが可能になるのである。

実施例 以下、この発明を更に具体的に明らかにするた
めに、その実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

先ず、第１図及び第２図は、本発明の一具体例
である防振ブツシユ１０が、一方の防振対象物１
２の円筒状の取付部１４内に嵌め込まれた状態を
示している。この防振ブツシユ１０は、いずれも
円筒状を成す内筒金具１６と外筒金具１８とを備
え、これらが所定距離隔てて同心的に配置されて
いる。これら内筒金具１６と外筒金具１８との間
には、円筒状のゴム弾性体２０が介在せしめられ
ている。このゴム弾性体２０は、第２図から明ら
かなように、その内周面が内筒金具１６に、また
外周面が円筒状の外周側スリーブ２２にそれぞれ
加硫接着され、この外周側スリーブ２２を介して
外筒金具１８内に固定されている。

ゴム弾性体２０には、第１図から明らかなよう
に、内筒金具１６を挟んで対称的な２個の凹所２
４が周方向に延びるように、且つゴム弾性体２０
の外周面にそれぞれ開口するように形成されてい
る。また、上記外周側スリーブ２２には、これら
凹所２４の各開口に対応する窓部２６が形成され
ている。そして、これら凹所２４の各開口が、外
筒金具１８がそれぞれ覆われることにより、内筒
金具１６の直径方向において互いに対向する２個
の流体室２８，３０が形成されている。これら流
体室２８，３０内には、所定の非圧縮性流体、例
えばアルキレングリコール、ポリアルキレングリ
コール、シリコーン油、低分子量重合体或いは水
等のいずれかが、或いはそれらが適宜組み合わさ
れて、それぞれ封入されている。

そして、これらの流体室２８，３０は、オリフ
イス３２によつて互いに連通させられ、このオリ
フイス３２を通じて双方の流体室２８，３０間に
おける流体の流通が許容されるようになつてい
る。かかるオリフイス３２を得るために、内筒金
具１６の中間部にオリフイス形成ブロツク３４が
圧入され、それらの境界面に狭い断面積で形成さ
れた円環溝が、ブロツク３４に設けられた２個の
連通孔３６により各流体室２８，３０にそれぞれ
連通させられることによつて、上記オリフイス３
２が形成されているのである。

なお、このオリフイス形成ブロツク３４は、各
流体室２８，３０に向つてそれぞれ突き出された
形状とされており、外筒金具１６と共同してゴム
弾性体２０の過度の変形、つまり内筒金具１６と
外筒金具１８との過大変位を防止するストツパの
役割を兼ねている。

さて、外筒金具１８の内周面には、その全面に
亘つて薄肉ゴム層３８が円筒状を成すように加硫
接着されている。そして、外筒金具１８には、流
体室２８の周方向の両端部分に位置して、２個の
穴４０が厚さ方向に貫通して形成されており、上
記ゴム層３８のこれら穴４０に対応する部分がゴ
ム弾性膜４２，４２とされている。これらの穴４
０は、第５図から明らかなように、矩形状に形成
されて或る程度大きな開口面積を有し、ゴム弾性
膜４２，４２に対して、厚さ方向の適切な弾性変
形を許容する空所の役割を果たしている。

すなわち、かかるゴム弾性膜４２，４２は、流
体室２８の主体を成す前記凹所２４の開口の、周
方向の両端側部分に対応する位置に設けられて、
加硫接着により外筒金具１８に一体的に保持され
るとともに、第３図から明らかなように、何れも
流体室２８に面して、その流体室２８を画する壁
の一部を構成しているのである。そして、これら
ゴム弾性膜４２に関して流体室２８とは反対側に
おいて、外筒金具１８にそれぞれ空所として機能
する穴４０が設けられているのである。

その結果、各ゴム弾性膜４２は、流体室２８の
圧力の変動に応じて穴４０側へ脹らむように弾性
変形することも、また流体室２８側へ凹むように
弾性変形することも可能であつて、穴４０側への
弾性変形により流体室２８の容積の増大を許容
し、また、流体室２８側への弾性変形によりそれ
の容積の減少を許容するようになつている。

また、他方の流体室３０側にも、同様に穴４
４，４４が外筒金具１８に形成され、それらに対
応する部分がゴム弾性膜４６，４６とされて、流
体室３０の圧力の変動に応じて厚さ方向の弾性変
形が可能とされ、これらのゴム弾性膜４６が流体
室３０の容積の変動を許容し得るようになつてい
る。

なお、上記弾性膜４２や４６が、流体室２８，
３０の周方向の両端側部分に対応する位置に設け
られているのは、オリフイス形成ブロツク３４が
外筒金具１８との間でストツパ作用を為すとき、
それらの当接部分に当たらないようにするためで
ある。また、このように各穴４０，４４に対応す
る部分がゴム弾性膜として機能するゴム層３８
は、他の部分においては、前記外周側スリーブ２
２と外筒金具１８との間に介在して、前記ゴム弾
性体２０に形成された各凹所２４，２４の開口を
シールするシールゴム層としての役割をも果たし
ている。更に、オリフイス形成ブロツク３４の双
方の突出部分に対応するゴム層３８部分は、上記
ストツパ作用が行われるとき、いわば当接時の衝
撃を緩和する緩衝材としても働く。

また、前述のようにこのようなブツシユ１０の
外筒金具１８は、防振対象物１２の円筒状の取付
部１４の内側に嵌め入れられることとなるが、第
４図に示されるように、その円筒状の取付部１４
の内周面には、周方向に沿つて円環状の周溝４８
が形成されており、そして第３図から明らかなよ
うに、この周溝４８に沿つて、外筒金具１８に形
成された各穴４０，４４が位置するようにされ
る。その結果、第１図に示されるように、流体室
２８側の穴４０，４０と流体室３０側の穴４４，
４４とが、上記周溝４８によつて相互に連通させ
られ得るようになつている。

ところで、以上のような防振ブツシユ１０は、
例えば次のようにして製作することができる。

先ず、第５図、第６図に示されるように、外筒
金具１８に前述のような穴４０，４４を予め形成
し、その穴加工が為された外筒金具１８を所定の
金型内にセツトして、その内周面に薄肉のゴム層
３８を加硫成形すると共に、外筒金具１８の内周
面に加硫接着する。なお、穴４０，４４の各々
は、予め適宜の閉塞部材で閉塞しておき、それら
にゴム材料が入り込まないようにしておく。

一方、第７図に示されるようなブツシユ本体を
製作するために、オリフイス形成ブロツク３４が
圧入された内筒金具１６と、窓部２６を有する外
周側スリーブ２２とを、所定の金型内に同心的に
セツトして、それらの間にゴム材料を注入し、ゴ
ム弾性体２０を加硫成形すると共に、内筒金具１
６及び外周側スリーブ２２にそれぞれ加硫接着し
て、ブツシユ本体を得る。

そして、前述のような流体が収容された流体槽
内において、かかるブツシユ本体の外側に、第６
図に示されるようにゴム層３８が加硫接着された
外筒金具１８を嵌め込むことにより、各流体室２
８，３０を形成するとともに、それらの内部に流
体を封入し、その後、外筒金具１８に縮径方向の
絞り操作を施すようにすれば、第１図及び第２図
に示されるような防振ブツシユ１０が得られるの
である。

そして、このような防振ブツシユ１０は、外筒
金具１８において一方の防振対象物１２の取付部
１４内に嵌め込まれる一方、内筒金具１６内に、
図示はしないが、他方の防振対象物の軸部が挿入
され、２個の液室２８及び３０の対向方向に主荷
重を受ける状態で使用される。

そこで、その方向に低周波で大きな振幅の加振
入力が作用した場合には、ゴム弾性体２０の弾性
変形に基づき、液体室２８，３０の一方の容積が
減少し、他方の容積が増大することにより、その
一方から他方へ向つてオリフイス３２を流体が流
通し、その流通の際に生じる粘性抵抗によつて、
低周波領域の振動入力を有効に減衰することがで
きる。

ところが、このオリフイス３２は、最も減衰が
必要な低周波領域（例えば５〜10Hz程度）に減衰
（ロス・フアクタ）のピークが生じるように、そ
の断面積や長さが決定されているため、例えば
200Hz以上、更には400Hzを超えるような高周波の
加振入力の作用時には、流体の慣性によりのオリ
フイス３２を流体が通過しなくなる。その状態で
各流体室２８，３０に流体が閉じ込められ、それ
ら流体室２８，３０の容積の変動を殆ど許容しな
いとすれば、かかる流体ゴム弾性体２０の弾性変
形の妨げとなるため、動的ばね定数が上がつて、
ばね特性が硬いものとなり、伝達力が大きくなつ
てしまう。

しかし、この防振ブツシユ１０には、前述のよ
うに、各流体室２８，３０の圧力の変動に応じて
弾性変形可能なゴム弾性膜４０，４４が、各流体
室２８，３０にそれぞれ面するように設けられて
いるため、オリフイス３０を流体を通過しなくな
つた高周波領域でも、それらゴム弾性膜４０，４
４の弾性変形作用により、各流体室２８，３０の
容積の変動が許容される。例えば、高周波の加振
入力が、第１図において内筒金具１６を相対的に
上向きに変位させるように作用すると、流体室２
８の圧力が高まるが、その圧力の高まりによつて
ゴム弾性膜４２，４２が穴４０，４０側へそれぞ
れ脹らむように弾性変形して、流体室２８の圧力
を吸収し、その容積の増大を許容する。とのと
き、反対側の流体室３０の圧力は低下して負圧状
態となるが、各ゴム弾性膜４６，４６が流体室３
０側に凹むように弾性変形して、その流体室３０
の圧力の平衡を保つ。従つて、各流体室２８，３
０内に閉じ込められた流体が剛体的な作用を生せ
ず、ゴム弾性体２０の弾性変形の妨げとならない
ため、高周波領域の加振入力に対して動ばね定数
が低水準に抑えられ、柔らかいばね特性が得られ
る。その結果、伝達力を小さく為し得て、例えば
自動車のギヤノイズやロードノイズ等の、高周波
の振動・騒音に対する防振性能を向上させること
ができるのである。

また、流体室２８側の穴４０，４０と流体室３
０側の穴４４，４４とが、円筒状の取付部１６の
内周面に形成された周溝４８によつて互いに連通
させられるため、外筒金具１８の各穴４０，４４
だけでもゴム弾性膜４２，４６の外側への膨出変
形が許容されるが、そのように周溝４８で連通さ
せられることにより、各ゴム弾性膜４２，４６が
弾性変形し易くなる。しかもゴム弾性膜４２，４
２が外側へ脹らむ時には、穴４０，４０の空気が
周溝４８を通じて流体室３０側へ移動し、ゴム弾
性膜４６，４６の内側への弾性変形を助勢する作
用を為す。更に、そのように周溝４８を通じての
空気の移動により、高周波振動を或る程度吸収
し、低減する一種のエアダンパ的な効果をも期待
できる。

なお、これらゴム弾性膜４２，４６は、低周波
の大きな振幅の加振入力時においても、外側及び
内側へ弾性変形するが、これらの弾性変形に伴う
流体室２８，３０の容積の変動は、ゴム弾性体２
０の弾性変形による容積の変動と比べれば遥かに
小さいものであるため、低周波で大振幅の加振入
力時において、流体室２８及び３０間でオリフイ
ス３２を通じて流体を流動させる上で、支障とな
るものではない。言い換えれば、各ゴム弾性膜４
２，４６の弾性変形量は、オリフイス３４を流体
が流通しなくなる高周波領域において、流体室２
８，３０の圧力の変動を吸収するに適したものと
されているのであり、それによつて、低周波振動
に対する高減衰特性を維持しつつ、高周波振動に
対する動的ばね特性を柔らかくすることができる
のである。

なお、本発明の別の態様として、第８図に示さ
れるように、外筒金具１８の外側に円筒状の保持
スリーブ５０を嵌合し、この保持スリーブ５０に
外筒金具１８の穴４０に対応する位置に、それよ
り小さな小孔５２を貫通して形成し、この小孔５
２を介して穴４０を前記周溝４８に連通させるこ
とも可能である。このようにすれば、ゴム弾性膜
４２の外側への過大な弾性変形が、ブツシユ自体
の保持スリーブ５０の内周面によつて阻止される
こととなる。もつとも、保持スリーブ５０を備え
ない前記構造であつても、第３図から明らかなよ
うに、ブツシユが取り付けられた状態で、取付部
１４の内周面によつてゴム弾性膜４２の外側への
弾性変形量が規定されることとなる。

また、第９図に示されるように、前記ゴム層３
８の内周側に保持プレート５４を設けて、外筒金
具１８との間でそれを挟む構造とし、且つこの保
持プレート５４に、外筒金具１８に形成された穴
４０と対応する位置及び大きさで穴５６と形成す
ることにより、ゴム弾性膜４２が流体室２８側に
面するようにし、そして、これら穴４０と５６と
の間でゴム弾性膜４２の弾性変形を許容する構造
であつても良い。

更に、第１０図に示されるように、防振対象物
側の円筒状取付部１４の周溝４８を、外筒金具１
８に形成された穴４０の大きさに対応する幅広の
ものとしても良い。但し、取付部１４側に周溝４
８を形成することは、必須の要件というわけでは
なく、省略することもできる。以上のような第８
図〜第１０図の説明は、流体室３０側のゴム弾性
膜４６や穴４４についても同様である。

更に、各弾性膜４２，４６を円筒状のゴム層３
８の一部によつて形成する以外に、各穴４０，４
４に対応する部分だけ、ゴム弾性膜４２，４６を
位置固定に設けても良い。また、このような弾性
膜４２，４６の流体室２８，３０に対する位置や
数等は、ブツシユの構造に応じて適宜に変更する
ことができる。その他にも、逐一例示はしない
が、本発明には、当業者の知識に基づき種々の変
更、改良等を施した態様が存在することは、改め
て言うまでもないところである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例である防振ブツシ
ユと、それの取付状態とを併せ示す横断面図であ
る。第２図は、第１図における−断面図、ま
た第３図は、第１図における−断面図であ
る。第４図は、第１図に示す一方の防振対象物の
一部を切欠いて示す斜視図である。第５図は、第
１図等に示す防振ブツシユの製作工程で得られる
外側ブツシユアツセンブリの一部を切欠いて示す
正面図であり、第６図はその横断面図である。第
７図は、同じくその製作工程で得られるブツシユ
本体の縦断面図である。第８図、第９図及び第１
０図は、それぞれ本発明の別の実施例の要部を示
す部分断面図であつて、いずれも第３図に相当す
る図である。 １０：防振ブツシユ、１２：防振対象物、１
４：円筒状の取付部、１６：内筒金具、１８：外
筒金具、２０：ゴム弾性体、２２：外側スリー
ブ、２４：凹所、２６：窓部、３０：流体室、３
２：オリフイス、３４：オリフイス形成ブロツ
ク、３６：連通孔、３８：薄肉ゴム層、４０，４
４，５６：穴、４２，４６：ゴム弾性膜、４８：
周溝、５０，５４：保持スリーブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 互いに所定距離隔てて同心的に配置された内
   筒金具及び外筒金具と、それら内筒金具と外筒金
   具との間に介在せしめられた筒状のゴム弾性体
   と、該ゴム弾性体の外周面に開口する複数の凹所
   を前記外筒金具で覆うことによつて形成され、所
   定の非圧縮性流体がそれぞれ封入された複数の流
   体室と、それら流体室を相互に連通させ、それら
   流体室間の流体の流通を許容するオリフイスとを
   備え、前記内筒金具の内側と前記外筒金具の外側
   とにおいて目的とする防振対象物間に取り付けて
   使用される構造のブツシユにおいて、 前記ゴム弾性体に設けた凹所の開口の少なくと
   も一部に対応する位置において、前記流体室に面
   するゴム弾性膜を、前記外筒金具側に位置固定に
   設け、且つ、該ゴム弾性膜に関して該流体室とは
   反対の前記外筒金具側に空所を形成して、該ゴム
   弾性膜をそれら空所と流体室との間において弾性
   変形可能なものと為し、前記流体室の圧力の変動
   に応じてかかるゴム弾性膜を弾性変形させ得るよ
   うにしたことを特徴とする流体入り防振ブツシ
   ユ。 ２ 前記ゴム弾性膜が、前記外筒金具の内周面の
   全面に亘つて加硫接着された薄肉ゴム層の一部で
   形成されたものであり、一方、前記空所が、該ゴ
   ム弾性膜に対応する位置において前記外筒金具を
   厚さ方向に貫通して形成された穴であり、更に前
   記ゴム弾性体がその外周面に固着された筒状の外
   周側スリーブを一体的に備え、該外周側スリーブ
   には前記凹所の各開口に対応する窓部が形成され
   ていて、かかる窓部の一部に前記ゴム弾性膜が臨
   むようにされており、そして該外周側スリーブが
   前記薄肉ゴム層に密着させられた状態で前記外筒
   金具内に保持されている特許請求の範囲第１項記
   載のブツシユ。 ３ 前記空所を形成する穴の各々が、前記外筒金
   具が嵌め込まれる前記防振対象物の内周面に形成
   された周溝によつて、互いに連通し得るようにさ
   れている特許請求の範囲第１項及び第２項記載の
   ブツシユ。