JPH0470497B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、弾性体の弾性変形と流体の流通抵抗
とを利用して振動を減衰する機能を果たす流体入
りブツシユに係り、特に流体による減衰機能が振
動特性に応じて変化する流体入りブツシユに関す
るものである。

従来より、弾性体の弾性変形作用と流体の流通
抵抗との双方の機能を組み合わせた流体入りブツ
シユとして、内筒部材と、その内筒部材の外
側に所定距離隔てて配置された外筒部材と、そ
れら内筒部材と外筒部材との間に設けられたゴム
またはその類似物からなる弾性体と、その弾性
体に形成され、所定の非圧縮性流体が封入された
複数の流体室と、それら複数の流体室を相互に
連通せしめる連通路（オリフイス）とを含んで構
成されるものが知られている。

しかしながら、従来のその種の流体入りブツシ
ユにおいては、オリフイスの流通断面積が実質的
に変わらない構造とされており、そのため得られ
る減衰特性に限界があつた。一般に、オリフイス
断面積を小さく選ぶと、低周波振動域での減衰係
数が大となり、低周波振動の抑制には効果的とな
るのであるが、高周波域での振動に対する動ばね
定数が上がつて、高風波域で低動ばね定数を得る
ことが困難となる。一方、オリフイス断面積を大
きく選ぶと、減衰効果が最大となる振動周波数が
高周波域に移行し、その周波数前後の動ばね定数
が低くなつて高周波振動に対する柔かいばね特性
が得られるのであるが、低周波域での減衰機能が
十分に果たされ得ないのである。このような二律
背反の関係から、オリフイス断面積をどのように
選んでも、低周波域での高減衰特性と高周波域で
の低動ばね定数との双方を共に満足させることは
困難だつたからである。それ故、従来において
は、高周波域での防振機能が犠性にされ易い面が
あつた。

ここにおいて、本発明はこのような事情に基づ
いてなされたものであり、その目的とするところ
は、低周波域で高減衰性能を発揮しながら、高周
波域では低い動ばね定数を確保することができる
流体入りブツシユを簡単な構造において実現する
ことにある。

かかる目的を達成するために、本発明にあつて
は、低周波振動が作用する場合と高周波振動が作
用する場合とでオリフイス断面積が変わり得るよ
うにし、双方の周波数域に最適なオリフイス断面
積を与えるようにしたことを、その要旨とするも
のである。すなわち、前述のような内筒部材と外
筒部材との間に介装されたゴムまたはその類似物
からなる弾性体を備えるとともに、その弾性体に
所定の非圧縮性流体が封入される複数の流体室が
形成され、かつ複数の流体室が連通路により相互
に連通させられた構造の流体入りブツシユにおい
て、前記複数の流体室を、ブツシユ軸線に沿つて
延びるように且つ前記弾性体の軸方向の一端部に
開口するように、それぞれ設けて、それら複数の
流体室をブツシユ軸線に対して対称的に配置せし
め、更にかかる弾性体の軸方向の一端部における
流体室の開口を接続するように、前記連通路を設
ける一方、前記流体室の少なくとも一つと前記連
通路との接続部分に、前記開口の閉塞による該流
体室と該連通路を遮断する位置と前記開口を閉塞
しないことによる該流体室と該連通路との連通を
遮断しない位置との間で、前記弾性体の軸方向に
移動可能な可動部材を設けると共に、その可動部
材に、上記連通路の流通断面積より小さな流通断
面積をもつて、その連通路と流体室とを連通させ
る連通路を形成したのである。

このようにすれば、単に流体室と連通路の接続
部分に配された可動部材の移動によつて、低周波
振動の作用時には、可動部材が流体室と連通路と
の連通を遮断する位置に移動し、その結果、流体
の流通が連通路より小さな流通断面積を有する可
動部材の連通部を介して行われて、低周波域での
高減衰特性が発揮される。一方、高周波振動が作
用した時には、上記可動部材が連通路と流体室と
の連通を遮断しない位置に保たれて、流体の流通
は連通路の流通断面積をもつて行われるため、高
周波域において低動ばね定数が得られる。すなわ
ち、可動部材の介挿という簡単な構成の採用によ
つて、高周波振動の作用時には、低周波振動の作
用時と比べて、より大きな流通断面積を与えるこ
とができ、あたかも二種類のオリフイスを有する
のと同じこととなり、高周波域から低周波域にわ
たり、良好な減衰機能を果たさせることが可能と
なつたのであり、以てコンパクト性に優れた多機
能の流体入りブツシユが有利に実現され得たので
ある。

以下、本発明の一実施例を、図面に基づいて詳
細に説明する。

第１図および第２図において、２は、円筒状の
内筒金具であり、内筒部材として機能するこの金
具２の外側には、外筒部材として機能する円筒状
の外筒金具４が所定距離隔てて同心的に配置され
ている。そして、それら内筒金具２と外筒金具４
との間には、円環状のゴムスリーブ６が公知の加
硫成形により固着、介装せしめられている。弾性
部材として機能するこのゴムスリーブ６には、第
１図から明らかなように、内筒金具２の中心線
（ブツシユ軸線）に関して互いに対称な位置に一
対の流体室８および１０が形成されている。これ
ら流体室８および１０は、ゴムスリーブ６の中心
線を中心とする円弧状の断面形状を有し、かつ第
２図から明らかなように、内筒金具２の軸方向に
（ブツシユ軸線に沿つて）長く沿びている。その
軸方向における流体室８および１０の一方の端部
はゴムスリーブ６内において行き止まり形態とさ
れているが、他方の端部はゴムスリーブ６の一端
面に開口させられている。

そして、ゴムスリーブ６の流体室８および１０
が開口させられている側の端面には、扁平な有底
円筒形状の固着プレート１２がそれの底部におい
て固着されている。この固着プレート１２はゴム
スリーブ６とほぼ同じ径を有し、その底部に形成
された中心穴において内筒金具２の一端部に同心
的に嵌合された状態で、公知の加硫接着により、
ゴムスリーブ６と一体化されている。また、この
固着プレート１２の底壁部には、流体室８および
１０の開口に対応する形状の貫通孔１４が対応す
る位置に形成されており、本実施例においては、
それら貫通孔１４が流体室８および１０の開口を
形成していて、そのためゴムスリーブ６の弾性変
形に拘らず、当該開口の開口面積が常に一定に保
たれるようになつている。

固着プレート１２の内面には、貫通孔１４の部
分を除いた全体にわたつて薄いゴム層１６が被着
されており、それの円筒状部の内面には、円環状
のスペーサプレート１８が固着プレート１２の底
壁部に密着する状態で、かつ内筒金具２の一端部
に嵌合された状態で配置されている。このスペー
サプレート１８は第一部材として機能するもので
あつて、金属あるいは樹脂等の弾性変形しにくい
材料からなり、第４図から明らかなように、中心
線に関して対称な位置に、円弧状の窓部２０およ
び２２が板厚方向に貫通して形成されている。こ
れら窓部２０および２２は、第２図から明らかな
ように、固着プレート１２の各貫通孔１４、言い
換えれば流体室８および１０の開口に対応する位
置に、それよりやや大きな相似形状で形成され、
貫通孔１４の開口周縁部に内筒金具２の軸心に直
角な段付面を構成している。

このスペーサプレート１８の外側面には、固着
プレート１２の底部との間でスペーサプレート１
８を挟み付ける状態で、金属製の溝付プレート２
４が配置されている。この溝付プレート２４は、
その外周縁部が固着プレート１２の円筒状部の内
側に嵌め込まれる一方、中心孔部が内筒金具２の
一端部に嵌め込まれた状態で、その一端部が拡径
方向にかしめられるとともに、固着プレート１２
の先端外周縁部が内向きにかしめられることによ
り、スペーサプレート１８を挟んで固着プレート
１２と一体化されており、それら三つのプレート
１２，１８および２４間の液密は前記ゴム層１６
によつて保たれている。

溝付プレート２４は、スペーサプレート１８の
窓部２０および２２を固着プレート１２の各貫通
孔１４とは反対側から塞いでいるが、そのスペー
サプレート１８の外側面に合わされた面には、双
方の窓部２０および２２を通る円周に沿つて環状
溝２６が形成されており、この環状溝２６がスペ
ーサプレート１８の外側面により覆蓋されること
によつて、窓部２０および２２を連通させる連通
路２８が形成されている。すなわち、本実施例で
は、第一部材として機能するスペーサプレート１
８と第二部材として機能する溝付プレート２４と
の合わせ面に、窓部２０および２２を経て、前記
二つの流体室８と１０とを相互に連通せしめる連
通路２８が構成されているのである。

それら流体室８および１０内には、例えば、水
あるいはポリアルキレングリコール等の非圧縮性
流体がそれぞれ封入されており、上記連通路２８
を介して、両流体室８および１０内の非圧縮性流
体が一方から他方へ、また他方から一方へ流通す
ることが許容されている。

上記スペーサプレート１８の窓部２０および２
２は、連通路２８と流体室８および１０との接続
部分にそれぞれ相当する。そのうち、流体室８と
連通路２８との接続部分となる一方の窓部２０内
には、第４図に示されるような円弧板状の可動片
３０が収容されている。

可動部材として機能するこの可動片３０は、金
属または樹脂、もしくはゴム等の弾性体から成る
ものであつて、スペーサプレート１８より薄い厚
みで、かつ窓部２０よりやや小さな相似形に形成
されており、流体室８の開口となる前記貫通孔１
４の開口周縁部に着座して、その貫通孔１４を塞
ぎ得る大きさを有している。また、この可動片３
０は、内筒金具２の軸方向に貫通孔１４の開口周
縁部と前記溝付プレート２４の内側面との間で浮
動状態に保たれており、その貫通孔１４を閉塞す
る位置と、それから浮き上がつて閉塞しない位置
との間で移動可能とされている。

可動片３０が貫通孔１４の開口周縁部に着座し
てそこを閉塞する状態では、流体室８と連通路２
８との連通を遮断することとなるが、この可動片
３０には、貫通孔１４に臨む部位に、板厚方向に
貫通する連通孔３２が形成されている。この連通
孔３２は、上記連通路２８の流通断面積より小さ
い流通断面積をもつて流体室８と連通路２８とを
連通させるものであり、可動片３０が貫通孔１４
の開口周縁部に着座する時には、その連通孔３２
の断面積がオリフイス断面積となり、着座せずに
窓部２０を経て流体室８と連通路２８との連通を
許容するときには、連通路２８の断面積がオリフ
イス断面積となるのである。なお、可動片３０が
溝付プレート２４の内側面に当接した状態におい
ても、可動片３０が窓部２０より小さいため、流
体室８と連通路２８との連通は、窓部２０の周壁
面と可動片３０の外周面との間の隙間を経て許容
される。

このような流体入りブツシユ３４は、例えば次
のような工程に従つて製作されることとなる。

先ず、内筒金具２と外筒金具４とを所定の金型
内に同心的に配置する。なお、内筒金具２の一端
部には、固着プレート１６をかしめない状態で嵌
合しておく。そのような内筒金具２と外筒金具４
と固着プレート１２との間にゴム材料を充填し
て、流体室８および１０を備えたゴムスリーブ６
を加硫成形し、同時に、それら内筒金具２，外筒
金具４および固着プレート１２に加硫接着する。
また、固着プレート１２の内側面にシール用のゴ
ム層１６を加硫成形する。

次いで、そのようにして得られた、第３図に示
されるようなブツシユアツセンブリ３６を、前述
のような非圧縮性流体が収容された液槽内に浸漬
した状態で、そのブツシユアツセンブリ３６に、
スペーサプレート１８，可動片３０および溝付プ
レート２４を順次組み付け、かつ内筒金具２と固
着プレート１２とをかしめ加工する。それによつ
て流体室８および１０に前記非圧縮性流体が封入
されるとともに、固着プレート１２とスペーサプ
レート１８および溝付プレート２４とが一体化さ
れ、かつ窓部２０内に可動片３０が収容されて、
第１図および第２図に示されるような流体入りブ
ツシユ３４が完成するのである。なお、例えば外
筒金具４を縮径加工して、ゴムスリーブ６に予備
圧縮を加えることが、それの耐久性を高める上で
有効である。

このような流体入りブツシユ３４は、例えば、
自動車の懸架装置におけるサスペンシヨンブツシ
ユとして好適に用いることができる。その場合、
外筒金具４がコントロールアームのアーム・アイ
（ボス部）内に嵌合される一方、内筒金具２内に、
車体もしくは車輪側の軸が挿入されるとともに、
一対の流体室８および１０が、主な振動荷重を受
ける方向に対向をさせられた状態で使用されるこ
ととなる。

そして、低周波で大きな振幅の振動荷重が作用
した場合には、ゴムスリーブ６の弾性変形に伴
い、両流体室８および１０の一方の容積が減少し
て他方の容積が増大することにより、例えば、容
積が減少した流体室８から非圧縮性流体が流出
し、連通路２８を経て容積が増大した流体室１０
に流入する方向に流通する。また容積の減少側と
増大側が入れ換われば、上記とは逆向きに流体が
流通して、以後そのような挙動が繰り返されるこ
ととなる。その際、流体室８の側に設けられてい
る可動片３０は、流体室８から流体が流出すると
きには溝付きプレート２４の側に押しやられる
が、流体室８に流体が流入するときには貫通孔１
４の開口周縁部に着座してそこを閉塞し、その結
果、可動片３０の連通孔３２を通じて流体の流入
が行われる。それ故、大きな変位をもたらす低周
波振動の作用時には、連通路２８より流通断面積
の小さな連通孔３２を流体が流通する際の流通抵
抗により、低周波振動に対する大きな減衰機能が
得られて、そのような振動を効果的に減衰するこ
とができるのである。

一方、高周波域の振動が作用した場合には、ゴ
ムスリーブ６の弾性変形量ならびに非圧縮性流体
の流通量が少なく、可動片３０に加えられる力も
小さいため、可動片３０は窓部２０内において浮
動状態に保たれ、貫通孔１４の開口周縁部を塞ぐ
には至らない。したがつて、高周波振動の入力時
には、低周波振動の入力時と比較して非圧縮性流
体の有効流通断面積が、連通孔３２より大きな断
面積の連通路２８の断面積に変換されることとな
り、そのため、高周波領域において、低い動ばね
定数、言い換えれば高周波振動を吸収するのに好
ましいばね特性が得られるのである。

このように、流体室８と１０とを連通させるオ
リフイス断面積が、低周波域では小さく、また高
周波域では大きくなるため、従来では困難とされ
ていた低周波域での高減衰特性と高周波域での低
動ばね定数とを両立させることが可能となつたの
である。

ところで、以上説明した実施例においては、ス
ペーサプレート１８の窓部２０，２２のうち、窓
部２０の側にのみ可動片３０が収容されていた
が、窓部２０および２２の双方にそれぞれ可動片
３０を配設するようにすることも可能である。そ
のようにすれば、低周波振動域において、振幅の
山部と谷部との双方に対して、可動片３０の連通
孔３２がオリフイス作用を果たすこととなるた
め、より効果的な高減衰特性が得られる。

もつとも、可動片３０が流体室８に流入する非
圧縮性流体によつて流体室８の開口を塞ぐ位置に
移動させられるのみならず、流体室８から流出す
る非圧縮性流体によつて反対側に移動させられた
とき、流体室８と連通路２８とを連通孔３２のみ
を介して連通させられる構成とすれば、１個の可
動片３０を設けるだけでも、双方の窓部２０，２
２にそれぞれ可動片３０を設けたのと実質的に同
様な効果が得られる。その場合、可動片３０の中
立の位置が非遮断位置であり、それを中間として
上記両側に移動した位置がそれぞれ遮断位置とな
る。

また上記実施例では、可動片３０を収容する空
所がスペーサプレート１８によつて形成され、ま
た可動片３０が着座する段付面が、固着プレート
１２によつて形成されていたが、ゴムスリーブ６
の流体室８が開口する側の端部に、そのような段
付面ならびに可動片３０を収容する空間を構成
し、その空間の開口部を外側から適宜の板部材に
よつて塞ぐように構成することも可能である。

また、可動片３０に、複数の連通孔３２を、そ
れらの断面積の総和が連通路２８の断面積より小
さい範囲で形成することも可能であるし、あるい
は連通孔３２ではなく、可動片３０の外周縁から
内部に入り込む切欠またはスリツト等を形成し
て、連通部として機能させるようにすることもで
きる。なお、可動部材としては、板状の小片に限
らず、例えば、孔付の球状体などの採用も可能で
ある。

さらに、流体室は２個を対称位置に設ける以外
に、その数を増やすこともできる。また、本発明
は、サスペンシヨンブツシユ以外に、他の防振支
持体としての流体入りブツシユに適用することも
可能であり、その他にも、本発明の趣旨を逸脱し
ない限りにおいて、当業者の知識に基づき種々な
る変更、改良、組合せ等を施した態様で、本発明
を実施し得ることは、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流体入りブツ
シユの一部を切り欠いて示す正面図であり、第２
図は第１図における−断面図である。第３図
は第１図および第２図に示される流体入りブツシ
ユの製造工程で得られるブツシユアツセンブリの
断面図である。第４図は第３図に示すブツシユア
ツセンブリに主要構成部材を組み付ける状態を示
す分解斜視図である。 ２……内筒金具（内筒部材）、４……外筒金具
（外筒部材）、６……ゴムスリーブ（弾性体）、８，
１０……流体室、１２……固着プレート、１４…
…貫通孔、１８……スペーサプレート（第１部
材）、２０，２２……窓部、２４……溝付プレー
ト（第２部材）、２６……環状溝、２８……連通
路、３０……可動片（可動部材）、３２……連通
孔（連通部）、３４……流体入りブツシユ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内筒部材と外筒部材との間に介装されたゴム
   またはその類似物からなる弾性体を備えるととも
   に、該弾性体に所定の非圧縮流体が封入される複
   数の流体室が形成され、かつ該複数の流体室が連
   通路により相互に連通させられた構造の流体入り
   ブツシユにおいて、 前記複数の流体室を、ブツシユ軸線に沿つて延
   びるように且つ前記弾性体の軸方向の一端部に開
   口するように、それぞれ設けて、それら複数の流
   体室をブツシユ軸線に対して対称的に配置せし
   め、更にかかる弾性体の軸方向の一端部における
   流体室の開口を接続するように、前記連通路を設
   ける一方、 前記流体室の少なくとも一つと前記連通路との
   接続部分に、前記開口の閉塞による該流体室と該
   連通路との連通を遮断する位置と前記開口を閉塞
   しないことによる該流体室と該連通路との連通を
   遮断しない位置との間で、前記弾性体の軸方向に
   移動可能な可動部材を設けるとともに、該可動部
   材に、前記連通路の流通断面積より小さな流通断
   面積をもつて該連通路と前記流体室とを連通させ
   る連通部を形成したことを特徴とする流体入りブ
   ツシユ。 ２ 前記流体室が、前記弾性体の軸方向の一端部
   に開口を備える一方、該開口に対応してそれより
   大きい窓部を有する第一部材が該弾性体の該開口
   側の端部に液密に配置されるとともに、該窓部内
   に前記可動部材が前記流体室の開口周縁部に着座
   し得る状態で収容され、かつ前記第一部材の外側
   に第二部材が液密に配置されて、それら第一部材
   と第二部材との合わせ面に前記連通路が形成され
   ている特許請求の範囲第１項記載の流体入りブツ
   シユ。 ３ 前記可動部材が板状の部材であつて、前記連
   通路が該板状の可動部材を板厚方向に貫通する連
   通孔である特許請求の範囲第１項又は第２項に記
   載の流体入りブツシユ。