JP4287927B2

JP4287927B2 - 液封ブッシュ

Info

Publication number: JP4287927B2
Application number: JP29589498A
Authority: JP
Inventors: 和俊佐鳥; 修蜷川; 雅英小林
Original assignee: Yamashita Rubber Co Ltd
Current assignee: Yamashita Rubber Co Ltd
Priority date: 1998-10-16
Filing date: 1998-10-16
Publication date: 2009-07-01
Anticipated expiration: 2018-10-16
Also published as: JP2000120760A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車のエンジンマウントやデフマウントなどの駆動系及びサスペンション部等に用いられる液封ブッシュに関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような液封ブッシュは公知であり、例えば、特許第２６７８７０５号には、円筒型の外筒と、この内側へ同心配置される芯部材と、これらの外筒と芯部材の間に介装された弾性部材とを備え、弾性部材は外筒の軸線に直交する方向の断面（軸直交断面）において略Ｈ字状をなし、芯部材を挟んで、使用状態における上下方向に一対の液室を配置し、前後方向に一対の空所を配置するとともに、各液室相互をオリフィス通路で連通し、かつ弾性部材の一部で構成される液室と空所の隔壁の肉厚を、軸方向両端部に形成される弾性部材の端壁の肉厚よりも薄くしたものが示されている。なお、本願において、上下、左右及び前後とは取付状態における車体を基準とする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記構造によれば、上下方向における中周波領域の振動入力に対して薄肉の隔壁が膜共振することにより低動バネを実現できるが、弾性部材の外縁部が外筒側へ焼き付けられて固着されているため、図９の特性曲線（丸付数字の１，以下略して丸１、丸２、・・のように表す）に示すように、中周波領域と高周波領域の境界部付近で動バネ特性の極小値Ａとその反動による大きな極大値Ｂを有する。この極小値Ａと極大値Ｂが生じる理由の一つは、隔壁の外周部が外筒側へ固定されているため、全体として比較的高動バネになってしまうことが上げられる。
【０００４】
さらにこの例では、前後方向における振動入力に対して、隔壁を上下方向へ延ばすことによりせんだん変形が生じるようにして静バネ定数を下げているが、ある程度の圧縮変形を生じさせることが必要なこともあり、このような場合には本公知例では対応できない。
【０００５】
そこで、本願発明は、直交する一方向に対して液体の共振と弾性部材にせんだん変形が生じることにより対応して中周波領域全体を低動バネにするとともに、他方向に対しては弾性部材に圧縮変形を生じさせることにより対応させることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本願の液封ブッシュに係る第１の発明は、円筒型の外筒と、この内側へ配設される芯部材と、これらの外筒と芯部材の間に介装された弾性部材とを備え、弾性部材の中間部外周側で芯部材を挟んだ対称位置に凹部を形成して液室とし、これら液室間を弾性部材の一部で形成された隔壁で仕切り、かつ液室相互をオリフィス通路にて連通した液封ブッシュにおいて、外筒の軸線方向と直交する軸直交方向断面内で、直交する振動入力方向の一方向に沿って前記各液室を芯部材を挟んで対称に配置し、かつ他方向に沿って前記各隔壁を芯部材を挟んで対称に配置するとともに、各隔壁は、外縁部が外筒に対して相対的にずれることを許容する密着非結合であり、かつ肉厚部に形成された肉抜き穴と、この肉抜き穴によって隔てられて対向する一対の薄肉壁部を備え、これら薄肉壁部はそれぞれ液室の壁部を構成するとともに、前記芯部材から外筒の径方向に向けて圧縮変形可能に設けられ、前記各凹部を覆う液室カバーを外筒の内周面へ圧接固定し、この液室カバーにより各隔壁の周方向を固定することを特徴とする。
【０００７】
第２の発明は、上記第１の発明において、前記肉抜き穴を挟んで対向する一対の薄肉壁部は前記軸直交方向断面内で、それぞれ芯部材から外筒へ向かって直線状に延びていることを特徴とする。
【０００８】
第３の発明は、上記第１の発明において、前記肉抜き穴を挟んで対向する一対の薄肉壁部は前記軸直交方向断面内で、それぞれ液室からみて外側へ湾曲していることを特徴とする。
【０００９】
第４の発明は、上記第１の発明において、前記肉抜き穴を挟んで対向する一対の薄肉壁部は前記軸直交方向断面内で、一方が液室からみて外側へ湾曲し、他方が内側へ湾曲していることを特徴とする。
【００１０】
第５の発明は、上記第１の発明において、前記外筒の内周面に圧接する隔壁の基部を薄肉壁部としたことを特徴とする。
【００１１】
第６の発明は、上記第１の発明において、オリフィス通路を屈曲させたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の効果】
第１の発明によれば、隔壁に対向する一対の薄肉壁部を設けてばね定数を低くし、かつ外筒との接触部を非結合にしたから、全体として低動バネにできる。そのうえ、外筒の軸直交方向断面内における直交する振動入力方向の一方に中周波領域の振動入力があると、弾性部材にせんだん変形が生じるとともに、隔壁の薄肉壁部における膜共振が生じ、中周波領域全体が低動バネとなる。
【００１３】
一方、他方向の振動入力があると、隔壁の対向する一対の薄肉壁部は圧縮変形を生じることにより吸収する。このとき、隔壁は、肉抜き穴により静バネ定数を低くしてあるが、圧縮変形するためこの振動に十分対応できる。その結果、直交２方向の振動入力に対して適度の弾性バランスを維持できる。
【００１４】
第２の発明によれば、対向する一対の薄肉壁部をそれぞれ直線状に形成したので、図１１の特性曲線▲２▼に示すように、中周波領域の極小値Ｃを低くできかつ高周波領域の極大値Ｄも下げることができるので、高周波領域まで低動バネ化できる。
【００１５】
第３の発明によれば、対向する一対の薄肉壁部をそれぞれ液室から見て外側に湾曲させたので、図９の特性曲線丸３に示すように、中周波領域の極小値Ｅがさらに低くなり、より低動バネ化できる。
【００１６】
第４の発明によれば、対向する一対の薄肉壁部のうち、一方を内側湾曲、他方を外側湾曲させたので、図９の特性曲線丸４に示すように、中周波領域の極小値Ｆはそれほど顕著に低動バネ化しないが、高周波領域に第２の極小値Ｇを形成でき、これにより高周波領域まで低動バネ化できる。
【００１７】
第５の発明によれば、隔壁の基部に薄肉部を設けたので、図９の特性曲線丸５に示すように、中周波領域の極小値Ｈは顕著に低動バネ化する。
【００１８】
第６の発明によれば、オリフィス通路を屈曲させることにより、オリフィス通路を液体が流れるとき流動抵抗が発生し、これにより液柱共振の発生周波数帯が広くなり、減衰特性を幅広く確保できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１乃至図９に基づいて本願発明の一実施例を説明する。図１は本願発明の液封ブッシュの横断面（図４の１−１線方向断面）図、図２は液封ブッシュを軸方向から示す図、図３は外筒の軸直交方向から示す図、図４は液封ブッシュの縦断面（図２の４ー４線方向断面）図、図５は弾性部材の外観形状を図１のＸ方向から示す図、図６は隔壁部分の拡大模式図、図７乃び図８は隔壁の形状を変更した変形例の図１に対応する断面図、図９はこの液封ブッシュによる動バネ特性を示すグラフである。
【００２０】
これらの図において、この液封ブッシュは、円筒状の外筒１と、その内側へ略同心状に配設される芯部材である内筒２と、これらの間に介装される弾性部材３を備える。弾性部材３はゴム又はエラストマー等適宜弾性材料で内筒２と一体に形成され、その長さ方向中間部に凹部４及び５が内筒２を挟んで対称位置に形成され、これら凹部４と５の間に残された弾性部材３の一部が隔壁６をなしている。
【００２１】
隔壁６は肉厚内に外筒１又は内筒２の軸方向（以下、単に軸方向という）と平行に貫通する肉抜き穴７が形成されている。この肉抜き穴７は図１の断面において略三角形状をなし、一つの頂部を内筒２側に向けて配置され、この肉抜き穴７を囲む辺部のうち、外筒１の内周面へ当接する部分が基部８をなし、この外表面に外筒１との間でオリフィス通路を形成するためのオリフィス溝９が形成されている。
【００２２】
基部８は外筒１の内周面へその周方向で略１／４円弧の長さにおいて非結合状態で密着する。但し、この密着長さは任意に設定できる。ここで、非結合状態とは、従来の焼き付け構造と異なり、単に圧接されているだけであり、大荷重により外縁部と外筒１の内面とが相対的にずれることを許容する状態をいう。
【００２３】
また、肉抜き穴７を囲む他の２辺部のうち、凹部４に臨む部分が薄肉壁部１０をなし、凹部５に臨む部分が薄肉壁部１１をなしている。これら薄肉壁部１０、１１は、内筒２と外筒１を径方向へ延びて連結するとともに、薄肉壁部１０、１１は使用状態における実質的に前後方向へ延びている。
【００２４】
凹部４、５はそれぞれ液室カバー１２、１３で覆われ、各液室カバー１２、１３の一部は凹部４、５内へ突出するストッパ突部１４、１５をなしている。液室カバー１２と凹部４に囲まれた空間が第１液室１６をなし、液室カバー１３と凹部５で囲まれた空間が第２液室１７をなす。
【００２５】
これら第１及び第２液室１６、１７は容量・機能において全く同じものであり、主副の相違はない。また、これら第１及び第２液室１６、１７は使用状態における上下方向へ配置されている。
【００２６】
液室カバー１２、１３の周囲は、凹部４、５の縁部をなす弾性部材に重なった状態で外筒１の内周面へ圧接固定されている。また、基部８の縁部と液室カバー１２、１３の縁部の接続する部分にオリフィス通路の連通口１８、１９が形成され、これらの連通口１８、１９及びオリフィス溝９を介して、第１及び第２液室１６、１７に充填された液体が流動するようになっている。
【００２７】
図２及び図４に示すように、弾性部材３のうち、内筒２の軸方向両端部における部分は、内筒２と焼き付け等により一体化された一対をなす円形の端壁２０となっている。両端壁２０の各外周部近傍にはリング部材２１が一部埋設されて設けられるとともに、両端壁２０の各外周部は、リング部材２１の外周部に形成された弾性部材３の一部をシール２２として外筒１の内周面へ圧入されている。
【００２８】
図５に示すように、オリフィス通路９は直線状をなしている。なお、符号２３は液室カバー１２の端部を乗せるための段部、２４はオリフィス通路９に対するシールである。また、１６ａ、１７ａは各液室をなすために弾性部材３に形成された凹部である。
【００２９】
模式的に示す図６に明らかなように、薄肉壁部１０、１１は、それぞれ肉抜き穴７を挟んで一対をなし、内筒２の径方向へ直線的に延びるとともに、一種の弾性膜として中周波領域の振動入力に対して膜共振を発生するように膜厚を設定されている。
【００３０】
この薄肉壁部１０、１１の膜厚ｔは、この図に示すように薄肉壁部１０，１１の範囲内における最も薄い部分の肉厚であり、端壁２０の最小肉厚Ｔ（図４参照）の略１／２程度以下になっている。但し、この膜厚ｔはＴより小さくなる範囲において、必要とする共振周波数の値等に応じて任意に設定でき、好ましくは、１／３≦ｔ／Ｔ≦１／２の範囲で設定する。この設定は肉抜き穴７の大きさを調整することにより容易である。
【００３１】
次に、本実施例の作用を説明する。まず、隔壁６に薄肉壁部１０、１１を設けてばね定数を低くし、かつ外筒１との接触部を非結合にしたから、図９の特性曲線丸２に明らかなように全体として低動バネになっている。
【００３２】
そのうえ、上下方向に中周波領域の振動入力があると、弾性部材３にせんだん変形を生じさせるとともに、隔壁６の薄肉壁部１０、１１における膜共振が生じ、極小値Ｃが低くなる。これにより中周波領域全体が低動バネとなる。
【００３３】
そのうえ、高周波領域における極大値Ｄも下げられ、従来例との当初の差ｄに対して極小値Ｃにおける差ｄ１は小さくなているが、極大値Ｄにおける差ｄ２は遥かに大きく、その結果、この部分が明らかに低動バネとなり、全体として高周波領域まで低動バネ化している。なお、低周波領域では第１及び第２液室間における液体流動にともなうオリフィス共振により低動バネ化されている。
【００３４】
一方、前後方向の振動入力があると、隔壁６の薄肉壁部１０、１１は圧縮変形を生じさせることにより吸収する。このとき、隔壁６は、肉抜き穴７により静バネ定数を低くしてあるが、圧縮変形を生じさせるようにして適度の弾性バランスを維持できる。
【００３５】
なお、本願発明は上記構造に限定されず、種々に変形や応用が可能である。例えば、図７及び図８に示すように、薄肉壁部１０、１１の形状を変化させるだけで、特性を簡単に変化させることができる。図７は薄肉壁部１０、１１を互いに肉抜き穴７側へ湾曲させた（以下、これを液室側から見て、外側湾曲といい、逆向きを内側湾曲という）第１変形例である。このようにすると、図９の特性曲線丸３に示すように、中周波領域の極小値Ｅをより低動バネ化することができる。
【００３６】
図８は薄肉壁部１０を内側湾曲、薄肉壁部１１を外側湾曲させた第２変形例であるである。但し、薄肉壁部１０を外側湾曲、薄肉壁部１１を内側湾曲略させることは自由である。このようにすると、図９の特性曲線丸４に示すように、中周波領域の極小値Ｆはそれほど顕著に低動バネ化しないが、高周波領域に第２の極小値Ｇを形成でき、これにより高周波領域まで低動バネ化できる。
【００３７】
図１０乃至図１２は基部に薄肉部を設け、かつオリフィス通路を変形させた第２実施例であり、図１０は図１１の１０−１０線に沿う断面図、図１１はこの例における弾性部材の外観形状を図５に対応して示す図、図１２はこの例における減衰特性を示すグラフである。
【００３８】
図１１に示すように、この例では、基部８のほぼ全体を薄肉部としてある。このようにすると、図９の特性曲線丸５に差ｄ３として示すように、中周波領域の極小値Ｈは顕著に低動バネ化する。なお、この例では薄肉壁部１０、１１として図７の例を組み合わせたが、図６又は図８の例を組み合わせることは自由であり、それぞれの組合せに応じてに特性が変化する。
【００３９】
さらに、基部８の周方向端部には、互いに反対側から延出して互い違いになるような一対の壁２５，２６が設けられ、これによりオリフィス溝９をクランク状に屈曲させている。
【００４０】
このように、オリフィス溝９をクランク状に屈曲させると、オリフィス通路９を液体が流れるとき流動抵抗が発生し、図１２に明らかなように、本実施例の方が曲線がなだらかになり、あるレベルの減衰を得ようとして設定された所定の設計基準線に対して、従来例の周波数帯ｆ１よりも広い周波数帯ｆ２で達成できるから、液柱共振の発生周波数帯が広くなり、減衰特性を幅広く確保できる。なお、この構造も上記各構造と適宜組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例に係る液封ブッシュの横断面図（図４の１−１線相当断面図）
【図２】この液封ブッシュを軸方向から示す図
【図３】この液封ブッシュを軸直交方向から示す図
【図４】図２の４−４線断面図
【図５】弾性部材の外形を図１のＸ方向から示す図
【図６】薄肉壁部部分を模式的に示す図
【図７】薄肉壁部を変形した第１変形例の図１相当図
【図８】薄肉壁部を変形した第２変形例の図１相当図
【図９】動バネ特性図
【図１０】第２実施例の弾性部材を図１１の１０−１０線に沿って示す断面図
【図１１】この例における弾性部材の外観形状を図５に対応して示す図
【図１２】第２実施例の減衰特性図
【符号の説明】
１：外筒、２：内筒、３：弾性部材、４：凹部、５：凹部、６：隔壁、７：肉抜き穴、８：基部、１０：薄肉壁部、１１：薄肉壁部

Claims

円筒型の外筒と、この内側へ配設される芯部材と、これらの外筒と芯部材の間に介装された弾性部材とを備え、弾性部材の中間部外周側で芯部材を挟んだ対称位置に凹部を形成して液室とし、これら液室間を弾性部材の一部で形成された隔壁で仕切り、かつ液室相互をオリフィス通路にて連通した液封ブッシュにおいて、外筒の軸線方向と直交する軸直交方向断面内で、直交する振動入力方向の一方向に沿って前記各液室を芯部材を挟んで対称に配置し、かつ他方向に沿って前記各隔壁を芯部材を挟んで対称に配置するとともに、各隔壁は、外縁部が外筒に対して相対的にずれることを許容する密着非結合であり、かつ肉厚部に形成された肉抜き穴と、この肉抜き穴によって隔てられて対向する一対の薄肉壁部を備え、これら薄肉壁部はそれぞれ液室の壁部を構成するとともに、前記芯部材から外筒の径方向に向けて圧縮変形可能に設けられ、
前記各凹部を覆う液室カバーを外筒の内周面へ圧接固定し、この液室カバーにより各隔壁の周方向を固定することを特徴とする液封ブッシュ。
前記肉抜き穴を挟んで対向する一対の薄肉壁部は前記軸直交方向断面内で、それぞれ芯部材から外筒へ向かって直線状に延びていることを特徴とする請求項１の液封ブッシュ。
前記肉抜き穴を挟んで対向する一対の薄肉壁部は前記軸直交方向断面内で、それぞれ液室からみて外側へ湾曲していることを特徴とする請求項１の液封ブッシュ。
前記肉抜き穴を挟んで対向する一対の薄肉壁部は前記軸直交方向断面内で、一方が液室からみて外側へ湾曲し、他方が内側へ湾曲していることを特徴とする請求項１の液封ブッシュ。
前記外筒の内周面に圧接する隔壁の基部を薄肉壁部としたことを特徴とする請求項１の液封ブッシュ。
オリフィス通路を屈曲させたことを特徴とする請求項１の液封ブッシュ。