JPS6088242A - 流体入りブツシユ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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リプッシュに係
り、特に流体による減衰１戊能が振動特性に応じて変化
する流体入りブ、７シ、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・７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（オリフィス）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ュにおい
ては、オリフィ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ｉＭられる減衰特性に限界が
あった。一般に、オリフィス断面積を小さく選ふと、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
ン１動ばね定数が上がって、高周波域で低動ばね定数を
得ることが回能となる。一方、オリフィス断面積を大き
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って高
周波数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、オリフィス断面
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
は困難だったからである。それ故、従来においては、高
周波域での防振機能が犠牲にされ易い面があった。

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ュを提供する
ことにある。

かかる目的を達成するために、本発明にあっては、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
オリフィス断面積が変わり得るようにし、双方の周波数
域に最適なオリフィ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ュにおいて、それら流体室の
少なくとも一つと上記連通路との接続部分に、その流体
室と連通路との連通を遮断する位置と遮断しない位置と
の間で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
もって、その連通路と流体室とを連通させる連通部を形
成したのである。

このようにすれば、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
積をもって行われるため、高周波域において低動ばね定
数が得られる。すなわち、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ィスを有する
のと同しこととなり、高周波域から低周波域にわたり、
良好なｗ＜衰機能を果たさせることが可能となったので
ある。

以下、本発明の一実施例を、ν１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、円筒状の円筒金具
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
。弾性部材としで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の軸方向に長く
延びている。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（７）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１゜が開口さ
−已られている側の端面には、扁１１ノな有底円筒形状
の固着プレー日２がそれの底部において固着されている
。この固着フッート１２はゴムスリーブ６とほぼ同し径
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！・１２の底壁部には、流体室乏（およ
びＩＯ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っている。

固着プレート１２の内面には、貫通孔１４の部分を除い
た全体にわたって薄いゴム層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１
８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１−１８は第一部材として機能す
るものであって、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
厚力量に貫通して形成されている。これら窓部２０およ
び２２ば、第２し１から明らかなように、固着プレー１
−１２の各７１通孔１４、言い換えれば流体室８および
１０の開１］二１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１８を挾み（−
１りる状態で、金属製の溝付プレート２４が配置されて
いる。この溝イ］プレー１・２４ば、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αＭ！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１Ｂを挟んで固着プＬノ
ー１−１２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Ｍ　ｌ　［ｉ
によって保たれている。

溝付プレー１・２４は、スペーサプレー１・１８の窓部
２０および２２を固着プレート１２の？Ｕ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１・１８
の外側面に合わされた面には、双方の窓部２０および２
２を通る円周に沿って環状溝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
蓋されることによって、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Ｉ８と第
二部材として機能する溝（＝Ｊブレー１−２４との合ね
−Ｕ面に、窓部２０および２２を経て、前記二つの流体
室８とＩＯとを相互に連通−ｕ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
方から一方へ流通ず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２２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。

可動部拐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がら成るものであって、
スペーサプレート１８より薄い厚めで、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ｐ＋連通孔４の開口周縁部に着座して、その
貫通孔Ｉ４を塞ぎ得る大きさを有している。また、この
Ｉり動片３０は、内筒金具２の軸方向に貫通孔１４の開
１１周縁部と前記溝（＝Ｊ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Ｉ４を閉塞する
位置と、それから浮き上がゲ（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か貫通孔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２８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Ｆｔｉｆｆｌ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Ｊ、り小さい流通断面積をもって流体室８
と連通路２８とを連通さゼるものであり、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の断面積がオリフィス断面積となり、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の断面積がオリフィス断面積とな
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ュ３４は、例えば次のような
工程に従って製作されることとなる。

先ず、内ＳｔＪ金其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ｔｉ？ｌ金具２の一端部に
は、固着プレー１〜１６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との間にコムＨ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）１２の内側面にシール用
の：１′ム層１６を加硫成形する。

次いで、そのようにしてＩＭられた、第３図に示される
ようなブツシュアッセンブリ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
ツシュアッセンブリ３６に、スペーサブレー）１８．可
動片３０および溝付プレーＩ・２４を順次組みイ」け、
かっ内筒金具２と固着プレート１２とをかしめ加工する
。それによって流体室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Ｉ２とスペーサプ
レ−１・Ｉ８および溝何プレート２４とが一体化され、
かつ窓ｔ＋＋＋　２０内に可動Ｊ１３０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フッシュ
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１１″１１める上で有効である。

このような流体入りブツシュ３４は、例えば、自動車の
懸架装置におけるザスペンションブノシュとして好適に
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Ｊ１
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ＩＯ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ごととなる
。その際、流体室８の側に設のられている可動片３０は
、流体室８から流体が流１１０゛ろ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１４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ｌｌ衰機能が得られて、その
ような振動をリノ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ム、二は、ゴムス
リーブ６の弾性変形量ならびに非圧ｊ（１１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
、可動ハ３０は窓部２０内におい゛（浮動状態に保たれ
、貫通孔１４の開口周縁部を塞くには至らない。したが
って、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
より人きｔ１′断面積の連通路２Ｂの断面積に変換され
る、−ととなり、そのため、高周波領域において、低い
勤ばね定数、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ｌＯとを連通させるオリフィス
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
とが可能となったのである。

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１・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２
２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がオリフィ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。

もっとも、可動片３０が流体室８に流入する非圧縮性流
体によって流体室８の開口を寒く位置にＰ４１＋すせら
れるのみならず、流体室８から流出する非圧縮性流体に
よって反対側へ移動させられたとき、流体室８と連通路
２８とを連通孔：（２のみを介して連通させられる構成
とすれば、ｌ　（ｌｌｉｌの可動片３０を設けるだけで
も、双方の窓部：ｌ、２２にそれぞれ可動片３０を設け
たのと実ｒ（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によって形成され、また可動片３０が
着座する段何面が、固着プレート１２によって形成され
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
材によって寒く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）’＋’　３０の外周縁から内部に入り込む切欠
またはスリット等を形成して、連通部として機能さ−Ｕ
るようにすることもできる。

さらに、流体室８および１０をゴムスリーブ６の一端部
に開口させる以外に、例えばゴムスリーブ６の内周面お
よび外周面に開口さセで、それらの開口部を円筒金具２
および外筒金具４によって塞ぐ一方、内筒金具２の外周
面に筒部材を固く嵌め込んで、それらの合わせ面に連通
路を形成し、かつその連通路と流体室８および１０とを
連通させ、さらにその接続部分に、可動部月を円筒金具
２の半径方向に移動可能に設けて、上記実施例と実質的
に同様な機能を果たさ−Ｕるようにすることも可能であ
る。なお、可動部材としては、板状の小片に限らず、例
えば、孔（＝Ｊの球４に体なとの採用も可能である。

さらに、流体室は２個を対称位置に設りる以外に、その
数を増やすこともできる。また、本発明は、ザスペンシ
ョンブソシュツ外に、他の防振支持体としての流体入り
ブツシュ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ュの一
部を切り欠いて示す正面図であり、第２図は第１図にお
りる■−■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ュの製造工程で得られるブツ
シュアッセンブリの断面図である。第４図は第３図に示
ずブツシュアノ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（内筒部利） ４：外筒金具（外筒部材） ６：ゴムスリーブ（弾性体） ａ、ｔＯ：流体室　１２：固着プレー１１４８貫通孔 １８；スペーザプレート（第１部材） ２０．２２：窓部 ２４：溝付ブレー１−　（第２部材） ２６：環状溝　２８：連ｊ、１Ｎ路 ３０：可動片（可動部拐） ３２：連通孔（連通部） ３４：流体入りブツシュ 出願人　トヨタ自動車株式会社 同　東海ゴム工業株式会社 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１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ュにおいて、 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、該流体室と該連通路との連通を遮断する位置と遮断
   しない位置との間゛Ｃ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
   な流通断面積をもって該連通路と前記流体室とを連通さ
   −Ｕる連通部を形成したことを特徴とする流体入りブツ
   シュ。 （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、前記可動部材が該開口を閉塞する位置
   と閉塞しない位置との間で前記弾性体の軸方向に移動可
   能とされている特許請求の範囲第１項記載の流体入りブ
   ツシュ。 （３）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
   ュ。 （４）前記可動部材が板状の部材であって、前記連通部
   が該板状の可動部材を板厚方向に貫通ずる連通孔である
   特許請求の範囲第１項乃至第３項の何れかに記載の流体
   入りブツシュ。