JP4291347B2 - 防振装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車などの車両のサスペンション機構におけるショックアブソーバのピストンロッドを、車体に対して弾性的に結合するための防振装置に関するものである。

車両のサスペンション機構と車体との間に介設される防振装置は、路面から車体に伝達される振動を減衰ないし低減するものである。従来、この種の防振装置として、ショックアブソーバのピストンロッドが貫通する開口部を備える車体側部材と、該車体側部材の上下に相対して前記開口部と同軸的に配された上下一対の環状のゴム部材と、これらゴム部材の上下に配されて両者の間で該ゴム部材を軸方向に圧縮した状態に保持する上下一対の環状のリテーナプレートとを備えるものが知られている（下記特許文献１〜３参照）。

該防振装置は、車体側部材に対するピストンロッドの上方への変位（バウンド側変位）に対しては下側のゴム部材が軸方向に圧縮され、下方への変位（リバウンド側変位）に対しては上側のゴム部材が軸方向に圧縮されて、振動が吸収されるようになっている。
特開２００２−２６６９１６号公報 特開平１１−０１３８２５号公報 特開平０８−２６１６７１号公報

上記のような構造を持つ防振装置において、ゴム部材を挟持するリテーナプレートの強度を向上させるためには、その周縁部をゴム部材側に向けて断面山形に湾曲形成することが有効である。

図６はその構造を示したものであり、この比較例に係る防振装置１００は、ショックアブソーバのピストンロッド１０２が貫通する開口部１０４を備える車体側部材１０６と、該車体側部材１０６の上下に相対して開口部１０４と同軸的に配された上下一対の環状のゴム部材１０８，１１０と、下側のゴム部材１０８の上面と下面にそれぞれ配されて両者の間で下側のゴム部材１０８を軸方向Ｘに圧縮した状態に保持する上下一対の環状の第１リテーナプレート１１２，１１４と、上側のゴム部材１１０の上面と下面にそれぞれ配されて両者の間で上側のゴム部材１１０を軸方向Ｘに圧縮した状態に保持する上下一対の環状の第２リテーナプレート１１６，１１８と、を備える。そして、上記一対のゴム部材１０８，１１０の中空部にピストンロッド１０２を貫挿させて、ピストンロッド１０２の先端部に配された締結部材１２０の締め付けにより、下側の第１リテーナプレート１１４と上側の第２リテーナプレート１１６との間に上記一対のゴム部材１０８，１１０を予圧縮状態に保持することで構成されている。

上下の第１リテーナプレート１１２，１１４は、両者の周縁部１１２ａ，１１４ａが互いに軸方向Ｘに近づく方向に断面山形に湾曲形成され、また、上下の第２リテーナプレート１１６，１１８は、両者の周縁部１１６ａ，１１８ａが互いに軸方向Ｘに近づく方向に断面山形に湾曲形成され、これにより各リテーナプレートの強度アップが図られている。

上下のゴム部材１０８，１１０は、図９に示すように、外径が軸方向Ｘに一定であるストレート状の外周面を持つように形成されている。このようなゴム部材１０８，１１０を具備する上記防振装置１００では、バウンド側又はリバウンド側の最大負荷時に次のような問題を生じる。

すなわち、図６に示す標準負荷状態（車体の分担荷重が負荷された非振動状態）からバウンド側に大変位したときに、図７に示すように、下側のゴム部材１０８において、その外周部は、上下の第１リテーナプレート１１２，１１４の山形の周縁部１１２ａ，１１４ａに乗り上げるとともに、周縁部１１２ａ，１１４ａの間隙を軸直角方向Ｙの外側に広がるような変形モードとなる。その際、上記山形の周縁部１１２ａ，１１４ａで軸直角方向Ｙの外側への変形が止まるゴム部分１０８ａと、その近傍において外側へ広がろうとするゴム部分１０８ｂとが別れるように変形することから、両者間の摩擦により耐久性が損なわれる。

リバウンド側に大変位したときも同様であり、図８に示すように、上側のゴム部材１１０において、第２リテーナプレート１１６，１１８の山形の周縁部１１６ａ，１１８ａで軸直角方向Ｙの外側への変形が止まるゴム部分１１０ａと、その近傍において外側へ広がろうとするゴム部分１１０ｂとが別れるように変形することで、耐久性が損なわれる。

なお、上記特許文献１や特許文献２には、ゴム部材の外周面に周方向に延びる凹部を設ける技術が開示されているが、これらの凹部は初期荷重に対するバネ特性を柔らかくするために深く形成されており、そのため、本発明のようにバウンド側又はリバウンド側への大変位時における耐久性の向上に寄与するものではない。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、バウンド側又はリバウンド側への大変位時におけるゴム部材の耐久性を向上することができる防振装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の発明に係る防振装置は、車両のサスペンション機構におけるショックアブソーバのピストンロッドを車体に対して弾性的に結合するための防振装置であって、前記ピストンロッドが貫通する開口部を備える車体側部材と、前記車体側部材の上下に相対して前記開口部と同軸的に配された上下一対の環状のゴム部材と、前記下側のゴム部材の上面と下面にそれぞれ配されて両者の間で前記下側のゴム部材を軸方向に圧縮した状態に保持する上下一対の環状の第１リテーナプレートと、を備え、前記上下の第１リテーナプレートは、両者の周縁部が互いに軸方向に近づく方向に断面山形に湾曲形成され、前記下側のゴム部材の外周面が、軸方向中央部において軸直角方向内側に向かって湾曲状に陥没する凹部と、該凹部の軸方向両側において軸直角方向外側に向かって湾曲状に膨出する上下一対の山部とからなり、前記凹部の底が、軸方向に沿う断面において、リバウンド側最大負荷時には前記上下の第１リテーナプレートの前記周縁部の頂部同士を結ぶ直線上か又は該直線よりも軸直角方向内側に位置し、バウンド側最大負荷時には前記直線よりも軸直角方向外側に位置することを特徴とする。

上記構成によれば、下側のゴム部材の外周面が、湾曲状の山部とその間の湾曲状の凹部とで構成され、該凹部の底が、バウンド側最大負荷時に、第１リテーナプレートの周縁部の頂部同士を結ぶ直線よりも軸直角方向外側に出てくるように、該凹部の深さが設定されている。これにより、バウンド側への大変位時に、下側のゴム部材は、その軸方向両端部に位置する上記湾曲状の山部の裾部が、第１リテーナプレートの周縁部に当たり、軸直角方向外側への変形が止まる。そして、軸方向中央部に位置する湾曲状の凹部が外側に広がるように変形するモードに変化する。そのため、上記周縁部で外側への変形が規制されるゴム部分とその近傍のゴム部分との間での摩擦が低減されて、バウンド側の大変位時における下側のゴム部材の耐久性を向上することができる。

本発明の第２の発明に係る防振装置は、車両のサスペンション機構におけるショックアブソーバのピストンロッドを車体に対して弾性的に結合するための防振装置であって、前記ピストンロッドが貫通する開口部を備える車体側部材と、前記車体側部材の上下に相対して前記開口部と同軸的に配された上下一対の環状のゴム部材と、前記上側のゴム部材の上面と下面にそれぞれ配されて両者の間で前記上側のゴム部材を軸方向に圧縮した状態に保持する上下一対の環状の第２リテーナプレートと、を備え、前記上下の第２リテーナプレートは、両者の周縁部が互いに軸方向に近づく方向に断面山形に湾曲形成され、前記上側のゴム部材の外周面が、軸方向中央部において軸直角方向内側に向かって湾曲状に陥没する凹部と、該凹部の軸方向両側において軸直角方向外側に向かって湾曲状に膨出する上下一対の山部とからなり、前記凹部の底が、軸方向に沿う断面において、バウンド側最大負荷時には前記上下の第２リテーナプレートの前記周縁部の頂部同士を結ぶ直線上か又は該直線よりも軸直角方向内側に位置し、リバウンド側最大負荷時には前記直線よりも軸直角方向外側に位置することを特徴とする。この場合も、下側のゴム部材の場合と同様に、リバウンド側への大変位時における上側のゴム部材の耐久性を向上することができる。

本発明の防振装置であると、バウンド側又はリバウンド側への大変位時におけるゴム部材の耐久性を向上することができる。

以下に本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る防振装置１０の断面図である。同防振装置１０は、車両のサスペンション機構におけるショックアブソーバのピストンロッドの上端部を車体に対して弾性的に結合するためのアッパーサポートであり、ピストンロッド１２の軸方向Ｘを上下方向として設けられている。

防振装置１０は、ピストンロッド１２が貫通する円形の開口部１４を備える車体側部材１６と、その上下に相対して配された上下一対の環状のゴム部材１８，２０と、下側のゴム部材１８の上下に配された一対の第１リテーナプレート２２，２４と、上側のゴム部材２０の上下に配された一対の第２リテーナプレート２６，２８と、を備えてなり、これらの上下のゴム部材１８，２０、一対の第１リテーナプレート２２，２４、及び一対の第２リテーナプレート２６，２８の各中空部にピストンロッド１２を貫挿させて、ピストンロッド１２の先端部１２ａに配された締結部材であるナット３０の締め付けにより、上下のゴム部材１８，２０を軸方向Ｘにおいて予圧縮状態に保持することで構成されている。

下側のゴム部材１８は、ピストンロッド１２が貫通する中空部３２を有する環状のゴム状部材であり、上記開口部１４と同軸的に配されている。この例では、図５（ａ）に示すように、下側のゴム部材１８の中空部３２は、円形ではなく、ピストンロッド１２の外形に一致するよう、直径方向に相対する２箇所が弓形に切除された形状に形成されている。そして、これに対応させて、下側のゴム部材１８の外形は、平面視で長円状に形成されている。

上側のゴム部材２０は、ピストンロッド１２が貫通する中空部３４を有する環状のゴム状部材であり、上記開口部１４と同軸的に配されている。この例では、図４（ａ）に示すように、上側のゴム部材２０の外形及び中空部３４の形状は円形に形成されている。

上下の第１リテーナプレート２２，２４は、下側のゴム部材１８の上面１８ａと下面１８ｂにそれぞれ当接配置されて、両者２２，２４の間で下側のゴム部材１８を軸方向Ｘに圧縮した状態に保持する金属製の環状部材である。詳細には、この例では、図５（ａ）に示す下側のゴム部材１８の外形形状に対応させて、平面視長円状に形成されている。

上下の第１リテーナプレート２２，２４は、両者の周縁部２２ａ，２４ａが互いに軸方向Ｘに近づく方向に断面山形に湾曲形成されている。詳細には、上側の第１リテーナプレート２２は、周縁部２２ａが下向きに突出する断面山形に湾曲形成され、下側の第１リテーナプレート２４は、周縁部２４ａが上向きに突出する断面山形に湾曲形成されている。

上側の第１リテーナプレート２２は、ピストンロッド１２が貫通する中央の貫通孔３６において、その開口縁部３６ａが車体側部材１６の開口部１４に内嵌するように、上方にフランジ状に折曲形成されている。上側の第１リテーナプレート２２と下側の第１リテーナプレート２４とは、この開口縁部３６ａを除いて、外径及び上記周縁部２２ａ，２４ａの形状を含む全体が同一に形成されている。

上下の第２リテーナプレート２６，２８は、上側のゴム部材２０の上面２０ａと下面２０ｂにそれぞれ当接配置されて、両者２６，２８の間で上側のゴム部材２０を軸方向Ｘに圧縮した状態に保持する金属製の環状部材である。上下の第２リテーナプレート２６，２８は、両者の周縁部２６ａ，２８ａが互いに軸方向Ｘに近づく方向に断面山形に湾曲形成されている。詳細には、上側の第２リテーナプレート２６は、周縁部２６ａが下向きに突出する断面山形に湾曲形成され、下側の第２リテーナプレート２８は、周縁部２８ａが上向きに突出する断面山形に湾曲形成されている。

上側の第２リテーナプレート２６と下側の第２リテーナプレート２８とは、外径及び上記周縁部２６ａ，２８ａの形状を含む全体が同一に形成されている。また、この上下の第２リテーナプレート２６，２８は、上記した上下の第１リテーナプレート２２，２４よりも外径が小さく設定されている。

下側のゴム部材１８は、図５（ｂ）に示すように、その外周面１８ｃが、軸方向Ｘの中央部において軸直角方向内側Ｙ１に向かって湾曲状に陥没する凹部３８と、該凹部３８の軸方向Ｘの両側において軸直角方向外側Ｙ２に向かって湾曲状に膨出する上下一対の山部４０，４０とからなる。凹部３８と山部４０は、下側のゴム部材１８の全周にわたって一定の断面形状に形成されている。

より詳細には、外周面１８ｃは、図５（ｂ）に示す軸方向に沿う断面において、上面１８ａ及び下面１８ｂからそれぞれ連なり外周面１８ｃの上端部及び下端部をなす上下の第１円弧部４２ａ，４２ａと、上下の山部４０，４０の頂部をそれぞれ構成する上下の第２円弧部４２ｂ，４２ｂと、凹部３８の底部を構成する第３円弧部４２ｃと、を備えてなり、第１円弧部４２ａと第２円弧部４２ｂとの間は、軸方向Ｘ中央側ほど軸直角方向外側Ｙ２に位置するように傾斜したストレート部４２ｄを介して連結されている。そして、凹部３８の底（軸直角方向Ｙにおいて最も内側に位置する点）３８ａが、第１円弧部４２ａの上面１８ａ側又は下面１８ｂ側の始点４２ａ１よりも、軸直角方向外側Ｙ２に位置している。

そして、この下側のゴム部材１８の外周面１８ｃは、上下の第１リテーナプレート２２，２４の周縁部２２ａ，２４ａとの関係で、次のように構成されている。

すなわち、軸方向Ｘに沿う断面において、上記凹部３８の底３８ａが、図１に示す標準負荷時には、第１リテーナプレート２２，２４の周縁部２２ａ，２４ａの頂部２２ｂ，２４ｂ同士を結ぶ直線Ｍ上に位置し、図３に示すリバウンド側最大負荷時には、該直線Ｍよりも軸直角方向内側Ｙ１に位置し、図２に示すバウンド側最大負荷時には、該直線Ｍよりも軸直角方向外側Ｙ２に位置するように設定されている。ここで、標準負荷時とは、車体の分担荷重が負荷された非振動状態であり、リバウンド側最大負荷時とは、車両に応じて定められたピストンロッド１２の下方への最大荷重負荷時であり、バウンド側最大負荷時とは、車両に応じて定められたピストンロッド１２の上方への最大荷重負荷時である。

上側のゴム部材２０も、下側のゴム部材１８と同様、図４（ｂ）に示すように、その外周面２０ｃが、軸方向Ｘの中央部において軸直角方向内側Ｙ１に向かって湾曲状に陥没する凹部４４と、該凹部４４の軸方向Ｘの両側において軸直角方向外側Ｙ２に向かって湾曲状に膨出する上下一対の山部４６，４６とで構成されている。

より詳細には、外周面２０ｃは、図４（ｂ）に示す軸方向に沿う断面において、上面２０ａ及び下面２０ｂからそれぞれ連なり外周面２０ｃの上端部及び下端部をなす上下の第１円弧部４８ａ，４８ａと、上下の山部４６，４６の頂部をそれぞれ構成する上下の第２円弧部４８ｂ，４８ｂと、凹部４４の底部を構成する第３円弧部４８ｃと、を備えてなる。そして、凹部４４の底（軸直角方向Ｙにおいて最も内側に位置する点）４４ａが、第１円弧部４８ａの上面２０ａ側又は下面２０ｂ側の始点４８ａ１と、軸直角方向Ｙにおいて同じ位置に設定されている。

そして、この上側のゴム部材２０の外周面２０ｃは、上下の第２リテーナプレート２６，２８の周縁部２６ａ，２８ａとの関係で、次のように構成されている。

すなわち、軸方向Ｘに沿う断面において、上記凹部４４の底４４ａが、図１に示す標準負荷時には、第２リテーナプレート２６，２８の周縁部２６ａ，２８ａの頂部２６ｂ，２８ｂ同士を結ぶ直線Ｎ上に位置し、図２に示すバウンド側最大負荷時には、該直線Ｎよりも軸直角方向内側Ｙ１に位置し、図３に示すリバウンド側最大負荷時には、該直線Ｎよりも軸直角方向外側Ｙ２に位置するように設定されている。

以上よりなる本実施形態の防振装置１０であると、図２に示すバウンド側への大変位時に、下側のゴム部材１８は、軸方向Ｘに圧縮されるが、その際、ゴム部材１８の軸方向両端部に位置する上記湾曲状の山部４０の裾部４０ａが、第１リテーナプレート２２，２４の山形の周縁部２２ａ，２４ａに当接して軸直角方向外側Ｙ２への変形が止まり、次いで、軸方向中央部に位置する湾曲状の凹部３８が外側に広がるように変形するモードに変化する。そのため、上記周縁部２２ａ，２４ａで外側への変形が規制される軸方向両端のゴム部分４０ａ，４０ａとその軸方向内側近傍のゴム部分との間での摩擦が低減されるので、バウンド側の大変位時における下側のゴム部材１８の耐久性が向上する。

また、上側のゴム部材２０については、図３に示すリバウンド側への大変位時に、その軸方向両端部に位置する上記湾曲状の山部４６の裾部４６ａが、第２リテーナプレート２６，２８の山形の周縁部２６ａ，２８ａに当接して軸直角方向外側Ｙ２への変形が止まり、そして、軸方向中央部に位置する湾曲状の凹部４４が軸直角方向外側Ｙ２に広がるといったモードに変形する。そのため、上記周縁部２６ａ，２８ａで外側への変形が規制される軸方向両端のゴム部分４６ａ，４６ａとその軸方向Ｘ内側のゴム部分との間での摩擦が低減されるので、リバウンド側の大変位時における上側のゴム部材２０の耐久性が向上する。

また、本実施形態であると、ゴム部材１８，２０の外周面１８ｃ，２０ｃの凹部３８，４４を、その底３８ａ，４４ａが第１円弧部４２ａ，４８ａの始点４２ａ１，４８ａ１に対し軸直角方向Ｙで同位置か又はこれよりも外側Ｙ２に位置するようにして、該凹部３８，４４を浅く設定しているので、適切な撓み量を確保しながら、上記バウンド側又はリバウンド側への大変位時における耐久性向上効果を発揮することができる。

なお、上記実施形態では、下側のゴム部材１８の凹部３８の底３８ａが、リバウンド側最大負荷時に、上記直線Ｍよりも軸直角方向内側Ｙ１に位置するように設定したが、リバウンド側最大負荷時に、該底３８ａが直線Ｍ上に位置するように設定してもよい。同様に、上記実施形態では、上側のゴム部材２０の凹部４４の底４４ａが、バウンド側最大負荷時に、上記直線Ｎよりも軸直角方向内側Ｙ１に位置するように設定したが、バウンド側最大負荷時に、該底４４ａが直線Ｎ上に位置するように設定してもよい。

また、上記実施形態では、上側の第１リテーナプレート２２と下側の第２リテーナプレート２８をともに車体側部材１６と別体に設けているが、いずれか一方を車体側部材１６と一体に設けてもよい。

本発明の一実施形態に係る防振装置の標準負荷時における断面図である。 同防振装置のバウンド側最大負荷時の断面図である。 同防振装置のリバウンド側最大負荷時の断面図である。 （ａ）は同防振装置の上側のゴム部材の平面図であり、（ｂ）はそのＡ−Ａ線断面図である。 （ａ）は同防振装置の下側のゴム部材の平面図であり、（ｂ）はそのＢ−Ｂ線断面図である。 比較例に係る防振装置の標準負荷時における断面図である。 比較例に係る防振装置のバウンド側最大負荷時の断面図である。 比較例に係る防振装置のリバウンド側最大負荷時の断面図である。 （ａ）は比較例に係る防振装置の上側のゴム部材の断面図であり、（ｂ）は下側のゴム部材の断面図である。

符号の説明

１０…防振装置
１２…ショックアブソーバのピストンロッド
１４…開口部
１６…車体側部材
１８…下側のゴム部材、１８ａ…上面、１８ｂ…下面、１８ｃ…外周面
２０…上側のゴム部材、２０ａ…上面、２０ｂ…下面、２０ｃ…外周面
２２…上側の第１リテーナプレート、２２ａ…周縁部、２２ｂ…頂部
２４…下側の第１リテーナプレート、２４ａ…周縁部、２４ｂ…頂部
２６…上側の第２リテーナプレート、２６ａ…周縁部、２６ｂ…頂部
２８…下側の第２リテーナプレート、２８ａ…周縁部、２８ｂ…頂部
３８…下側のゴム部材の凹部、３８ａ…底
４０…下側のゴム部材の山部
４４…上側のゴム部材の凹部、４４ａ…底
４６…上側のゴム部材の山部
Ｘ…軸方向、Ｙ…軸直角方向、Ｙ１…軸直角方向内側、Ｙ２…軸直角方向外側
Ｍ…上下の第１リテーナプレートの周縁部の頂部同士を結ぶ直線
Ｎ…上下の第２リテーナプレートの周縁部の頂部同士を結ぶ直線

Claims (3)

1. 車両のサスペンション機構におけるショックアブソーバのピストンロッドを車体に対して弾性的に結合するための防振装置であって、
   前記ピストンロッドが貫通する開口部を備える車体側部材と、
   前記車体側部材の上下に相対して前記開口部と同軸的に配された上下一対の環状のゴム部材と、
   前記下側のゴム部材の上面と下面にそれぞれ配されて両者の間で前記下側のゴム部材を軸方向に圧縮した状態に保持する上下一対の環状の第１リテーナプレートと、を備え、
   前記上下の第１リテーナプレートは、両者の周縁部が互いに軸方向に近づく方向に断面山形に湾曲形成され、
   前記下側のゴム部材の外周面が、軸方向中央部において軸直角方向内側に向かって湾曲状に陥没する凹部と、該凹部の軸方向両側において軸直角方向外側に向かって湾曲状に膨出する上下一対の山部とからなり、
   前記凹部の底が、軸方向に沿う断面において、リバウンド側最大負荷時には前記上下の第１リテーナプレートの前記周縁部の頂部同士を結ぶ直線上か又は該直線よりも軸直角方向内側に位置し、バウンド側最大負荷時には前記直線よりも軸直角方向外側に位置する
   ことを特徴とする防振装置。
2. 前記上側のゴム部材の上面と下面にそれぞれ配されて両者の間で前記上側のゴム部材を軸方向に圧縮した状態に保持する上下一対の環状の第２リテーナプレートを備え、
   前記上下の第２リテーナプレートは、両者の周縁部が互いに軸方向に近づく方向に断面山形に湾曲形成され、
   前記上側のゴム部材の外周面が、軸方向中央部において軸直角方向内側に向かって湾曲状に陥没する凹部と、該凹部の軸方向両側において軸直角方向外側に向かって湾曲状に膨出する上下一対の山部とからなり、
   前記上側のゴム部材の前記凹部の底が、軸方向に沿う断面において、バウンド側最大負荷時には前記上下の第２リテーナプレートの前記周縁部の頂部同士を結ぶ直線上か又は該直線よりも軸直角方向内側に位置し、リバウンド側最大負荷時には前記直線よりも軸直角方向外側に位置する
   ことを特徴とする請求項１記載の防振装置。
3. 車両のサスペンション機構におけるショックアブソーバのピストンロッドを車体に対して弾性的に結合するための防振装置であって、
   前記ピストンロッドが貫通する開口部を備える車体側部材と、
   前記車体側部材の上下に相対して前記開口部と同軸的に配された上下一対の環状のゴム部材と、
   前記上側のゴム部材の上面と下面にそれぞれ配されて両者の間で前記上側のゴム部材を軸方向に圧縮した状態に保持する上下一対の環状の第２リテーナプレートと、を備え、
   前記上下の第２リテーナプレートは、両者の周縁部が互いに軸方向に近づく方向に断面山形に湾曲形成され、
   前記上側のゴム部材の外周面が、軸方向中央部において軸直角方向内側に向かって湾曲状に陥没する凹部と、該凹部の軸方向両側において軸直角方向外側に向かって湾曲状に膨出する上下一対の山部とからなり、
   前記凹部の底が、軸方向に沿う断面において、バウンド側最大負荷時には前記上下の第２リテーナプレートの前記周縁部の頂部同士を結ぶ直線上か又は該直線よりも軸直角方向内側に位置し、リバウンド側最大負荷時には前記直線よりも軸直角方向外側に位置する
   ことを特徴とする防振装置。

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