JP2021169841A - 防振装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大入力時の高ばね化を図るにあたって、サイズが大型化することを抑制し、かつ組立時の作業性を改善することが可能な防振装置を提供する。【解決手段】防振装置１０は、主機に連結される外側部材１８と、サスペンションメンバ２８に連結される内筒２０と、外側部材１８と内筒２０とに設けられ外側部材１８と内筒２０との軸方向の相対変位によって間隔が変化するフランジ部１８Ｂ、及びストッパ部材３０と、フランジ部１８Ｂに設けられ、少なくとも一部が弾性材料で形成されてストッパ部材３０に向けて突出する第２弾性突起部３８と、第２弾性突起部３８の頂部の下方に設けられフランジ部１８Ｂからストッパ部材３０に向けて突出する突起３４とを有する。【選択図】図２

Description

本発明は、防振装置に関する。

外筒と内筒との相対変位を抑制する構成を備えた防振装置がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−２０２７２２号公報

一例として、特許文献１の図１〜３に示す構造を有した防振装置では、外筒と内筒との過大な相対変位を抑制するために、ゴムからなる凸状のストッパ部材面（３６，３８）が設けられている。

また、特許文献１の図１２、１３に示す構造を有した防振装置では、ストッパ部材用のゴム（６８）と対向する位置に、凸状の被当接面（６４，６５）が設けられ、ストッパ部材用のゴム（６８）には、凸状の被当接面（６４，６５）と対向する位置に、凹状のストッパ部材面（３６，３８）が設けられている。

いずれの例においても、相対変位がある程度以上に大きくなった場合にストッパ部材用のゴムを圧縮させ、防振装置のばね定数を大きくすることで該相対変位が過大にならないように該相対変位を抑制している。

しかしながら、特許文献１の図１〜３に示す構造を有した防振装置のように、ストッパ部材面（３６，３８）のゴムだけでばね定数を高くするには、ストッパ部材面（３６，３８）の面積を大きくする必要があり、ストッパ部材面（３６，３８）を大きくするためのスペースが必要であり、防振装置の大型化につながるため改善の余地があった。

また、図１２、１３に示す構造を有する防振装置では、防振装置組み立てる際に、凸状の被当接面（６４，６５）と凹状のストッパ部材面（３６，３８）とを位置合わせする必要があり、組立の作業性に改善に余地があった。
本発明は上記事実を考慮し、大入力時の高ばね化を図るにあたって、サイズが大型化することを抑制し、かつ組立時の作業性を改善することが可能な防振装置を得ることを目的とする。

請求項１に記載の防振装置は、振動発生部及び振動受部の何れか一方に連結される第１部材と、振動発生部及び振動受部の何れか他方に連結される第２部材と、前記第１部材と前記第２部材を連結し振動発生時に変形して振動を吸収する弾性体と前記第１部材と前記第２部材とに設けられ前記第１部材と前記第２部材との相対変位によって間隔が変化する一対の対向部分と、前記一対の対向部分の一方に設けられ、少なくとも一部が弾性材料で形成されて前記一対の対向部分の他方に向けて突出する弾性突起部と、前記一対の対向部分の一方における前記弾性突起部の頂部の基部側に設けられ前記一方から前記他方に向けて突出する突起と、を有する。

請求項１に記載の防振装置では、振動により第１部材と第２部材とが相対変位すると、第１部材と第２部材との間に設けられた弾性体が弾性変形し、振動を吸収する。
第１部材と第２部材との相対変位が大きくなり、一対の対向部分の一方に設けられた弾性突起部の弾性材料が、一対の対向部分の他方に当接して弾性変形（ここでは圧縮変形）するようになると、防振装置のばね定数としては、第１部材と第２部材との間の弾性体のばね乗数と、弾性突起部のばね定数とが足されるため（ばねとしては並列接続）、弾性体のみが弾性変形する場合に比較して高くなる。

このように、第１部材と第２部材との相対変位が大きくなると防振装置のばね定数を高くすることができ、これにより第１部材と第２部材との過大な相対変位を抑制することができる。

ここで、弾性突起部のばね定数を高くする方法として、弾性突起部の接触面積を大きくすることが考えられるが、接触面積を大きくするには大きなスペースが必要であり、防振装置が大型化する。

これに対し、請求項１の防振装置では、弾性突起部の頂部に下方に、突起が設けられているので、弾性突起部の圧縮方向に占める弾性材料の割合が少なくなり、全体を弾性材料で構成した場合に比較して、接触面積を大きくせずに、ばね定数を高くすることができる。即ち、突起の高さを高くすることでばね定数を高くすることができる。また、突起の高さを調整することで弾性突起部のばね定数を容易に調整することができる。

また、一対の対向部の一方に設けられた弾性突起部は、第１部材と第２部材とが相対変位したときに、頂部が一対の対向部の他方に当たるように設けられていればよく、弾性突起部の位置に合わせて一対の対向部の他方を凹凸させる必要は無い。一例として、弾性突起部と対向する一対の対向部の他方表面に凹部等を設ける必要がない。したがって、弾性突起部と一対の対向部の他方に設けた凹部とを位置合わせする必要が無く、防振装置の組立作業は容易となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の防振装置において、前記一方は内筒であり、前記他方は、前記内筒の外側に配置される外筒であり、前記弾性体は、前記外筒と前記内筒との間に介在しており、前記一対の対向部分の一方は、前記外筒の軸方向端部に形成される前記内筒の軸方向端部よりも軸方向外側に配置されるフランジ部であり、前記一対の対向部分の他方は、前記フランジ部と対向して配置され前記内筒の軸方向端部に連結されるストッパ部材であり、前記弾性突起部、及び前記突起は、前記フランジ部に設けられている。

請求項２に記載の防振装置では、振動により内筒と外筒とが軸方向に相対変位することで、弾性体が弾性変形する。

内筒と外筒との相対変位が大きくなり、外筒のフランジ部に設けられた弾性突起部が、内筒に設けられたストッパ部材に当接して弾性変形（ここでは圧縮変形）するようになると、防振装置のばね定数としては、内筒と外筒との間の弾性体のばね乗数と、弾性突起部のばね定数とが足されるため（ばね系としては並列接続）、弾性体のみが弾性変形する場合に比較して高くなる。

このように、内筒と外筒との軸方向の相対変位が大きくなると防振装置のばね定数を高くすることができ、これにより内筒と外筒との軸方向の過大な相対変位を抑制することができる。

また、弾性突起部は、内筒と外筒とが軸方向に相対変位したときに、頂部がストッパ部材に当たるように設けられていればよく、弾性突起部の位置に合わせてストッパ部材部を凹凸させる必要は無い。一例として、弾性突起部と対向するストッパ部材部の表面に凹部等を設ける必要がなく、弾性突起部とストッパ部材部に設けた凹部とを位置合わせする必要が無く、防振装置の組立作業は容易となる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の防振装置において、複数の前記弾性突起部と、突出高さが異なる複数の前記突起と、を有する。

請求項３に記載の防振装置では、高さの異なる複数の突起が一対の対向部分の一方に設けられている。突起と重なっている弾性突起部において、突起の高さを高くすることで、弾性突起部のばね定数を高くすることができ、突起の高さを低くすることで、弾性突起部のばね定数を低くすることができる。このように、突起の高さを変更することで、弾性材料の硬さを変えたりすることなく、弾性突起部のばね定数を簡単にチューニングすることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の防振装置において、前記突起が設けられた前記第１部材または前記第２部材は、金属材料からなる鋳造品である。

請求項４に記載の防振装置では、突起が設けられた第１部材または第２部材を金属材料からなる鋳造品とすることで、対向部、及び対向部に設けた突起を第１部材または第２部材に対して一体的に形成することができ、強度を必要とし、かつ複雑な形状とされた第１部材または第２部材を容易に形成することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の防振装置において、前記突起は、前記対向部分の一部分を他の部分よりも厚くすることで構成している。

請求項５に記載の防振装置では、対向部分の一部分を他の部分よりも厚くすることで突起を構成しているので、突起を別部材として製造して対向部分に取り付ける場合に比較して、防振装置の組立作業が容易となり、かつ高い強度を得ることができる。

以上説明したように、本発明に係る防振装置は、大入力時の高ばね化を図るにあたって、サイズが大型化することを抑制し、かつ組立時の作業性を改善することができる、という優れた効果を有する。

本発明の実施形態に係る防振装置を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る防振装置を示す断面図（図３の２−２線断面図）である。 本発明の実施形態に係る防振装置の弾性体、第１弾性突起部、及び第２弾性突起部を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る防振装置の外側部材を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る防振装置の第１弾性突起部、及び第２弾性突起部を示す断面図である。 他の実施形態に係る第１弾性突起部、及び第２弾性突起部を示す断面図である。 他の実施形態に係る防振装置の要部を示す断面図である。

［実施形態］
以下、図１〜図５を用いて、本発明の一実施形態としての防振装置１０について説明する。

ここで、図中矢印ＤＡは防振装置１０の装置軸方向を示し、矢印ＤＲは防振装置１０の装置径方向を示し、矢印ＤＣは防振装置１０の装置周方向を示す。

本実施形態の防振装置１０は、装置軸方向ＤＡが車両（図示省略）の上下方向と略同一となるように車両に配置され、装置径方向ＤＲが車両（図示省略）の車両前後方向や車幅方向を含む車両水平方向と略同一となるように車両に配置されている。

一般に車両の走行時には、エンジン、モーター等の主機の回転や路面上の凹凸に起因する振動が発生する。このため、これらの振動が車体に伝わらないようにするため、防振装置１０が車両に設けられている。

図１、及び図２には、車体（図示省略）に取り付けるための金属製のブラケット１４と、本体部１６とを含んで構成された防振装置１０が示されている。
防振装置１０の本体部１６は、ブラケット１４と一体で形成された外側部材１８と、本体部１６の装置径方向の内側部分（中央部分）に配置された金属製の内筒２０と、を備えている。また、防振装置１０は、外側部材１８の内側面と内筒２０の外側面の間に、一例としてゴム等の弾性体２２が介在している。なお、弾性体２２は、外側部材１８と内筒２０とに加硫接着されている。

本実施形態の内筒２０は、一例として、鋼材等で形成されており、一定径の円筒形状である。
本実施形態の外側部材１８を有するブラケット１４は、一例として、アルミニウム合金からなるダイカストである。外側部材１８は、一定径の円筒部１８Ａを備え、円筒部１８Ａの軸方向両端部には、径方外側へ延びるフランジ部１８Ｂが一体的に形成されている。なお、このフランジ部１８Ｂは、一対の対向部の一方の一例である。

本実施形態の外側部材１８を有するブラケット１４は、アルミニウム合金等の材料からなるダイカストであるが、鋳造品であってもよく、また、用いる材料は鉄等のアルミニウム合金以外の金属材料であってもよい。

図２に示されるように、防振装置１０は、例えば、ブラケット１４がエンジン、モーター等の主機（図示省略）に固定されると共に、本体部１６が本体部１６の下端側（車両下方側）に配置されたサスペンションメンバ２８等の車体を構成する部材にボルト３２で締結されている。なお、固定された防振装置１０は、内筒２０の軸方向が上下方向とされている。

内筒２０の上端側、及び下端側には、全体形状が平面視で円板状に形成されると共に径方向中央部に取付孔２４Ａを備え、内筒２０の外側部材１８に対する変位を規制する平板状のストッパ部材３０が載置されている。なお、このストッパ部材３０は、一対の対向部の一方の一例である。

サスペンションメンバ２８は、下側に配置されるストッパ部材３０の装置下方側に配置され、上側のストッパ部材３０側から装置軸方向に沿って上側のストッパ部材３０の取付孔３０Ａ、内筒２０の中空孔２０Ａ、及び下側のストッパ部材３０の取付孔３０Ａへ挿通されたボルト３２を介して本体部１６とボルト締結されている。これにより、主機において生じた振動が本体部１６の弾性体２２で吸収（減衰）され、車体に伝達しないように構成されている。

ボルト締結部２６には、ボルト（図示省略）を挿通するための取付孔２６Ａが各々形成されている。また、ボルト締結部２６には、取付孔２６Ａに挿通されるボルトの頭部を配置できるように窪み部２６Ｂが形成されている。

外側部材１８と内筒２０に介在された弾性体２２は、内筒２０の軸方向両側の一部分がフランジ部１８Ｂの径方向外側端に向けて延設されている。

（弾性突起部）
図４に示すように、フランジ部１８Ｂの軸方向外側面には、外側部材１８の軸方向外側へ向けて突出する複数個（本実施形態では４個）の突起３４が、周方向に間隔を開けてフランジ部１８Ｂと一体的に形成されている。なお、本実施形態の突起３４は、外側部材１８とは別部品として形成したものをネジ止め、溶接、ロー付け、その他の方法でフランジ部１８Ｂに固着したものであってもよい。

本実施形態の突起３４は、頂面３４Ａが平坦に形成されている。また、本実施形態では、これら複数の突起３４は、全てが同じ高さに形成されている。

図１〜図３に示すように、フランジ部１８Ｂの軸方向外側面には、第１弾性突起部３６、及び第２弾性突起部３８が設けられている。

第１弾性突起部３６は、弾性体２２の一部の弾性材料が延設されて形成されたものであり、全体が弾性体２２と同じ弾性材料で構成されている。

第２弾性突起部３８は、下側部分がフランジ部１８Ｂと一体的に形成された突起３４で構成され、その上側部分が弾性体２２の一部の弾性材料が延設されて構成されている。即ち、第２弾性突起部３８は、金属材料で形成された下側部分と弾性体２２と同じ弾性材料で形成された上側部分とを有している。

図５に示すように、防振装置１０の組立前の状態では、第２弾性突起部３８は、第１弾性突起部３６よりも低い。
図２に示すように、防振装置１０の組付け状態では、内筒２０の軸方向両側に配置されたストッパ部材３０が、ボルト３２、ナット４０を用いて内筒２０の軸方向端部に固定されており、第１弾性突起部３６の頂部はストッパ部材３０に接触しており、第２弾性突起部３８の頂部は、ストッパ部材３０から離間している。言い換えれば、第２弾性突起部３８の頂部とストッパ部材３０との間に隙間Ｓが設けられている。

（作用、効果）
次に、本実施形態に係る防振装置１０の作用並びに効果について説明する。
本実施形態に係る防振装置１０によれば、一例として主機が上下方向に振動すると、該振動は、ブラケット１４の外側部材１８、弾性体２２、内筒２０を介してサスペンションメンバ２８に伝達され、また、ブラケット１４の外側部材１８、第１弾性突起部３６、ストッパ部材３０、内筒２０を介してサスペンションメンバ２８に伝達され、弾性体２２、及び第１弾性突起部３６が弾性変形して振動が吸収される。

因みに、振動の振幅が比較的小さい、言い換えると外側部材１８と内筒２０との軸方向の相対変位が小さく、第２弾性突起部３８がストッパ部材３０に当接しない場合の防振装置１０のばね定数は、弾性体２２のばね乗数と、第１弾性突起部３６のばね定数とが足されたばね定数（ばねとしては並列接続）となっている。

振動の振幅が大きくなる、言い換えると、外側部材１８と内筒２０との軸方向の相対変位が大きくなり、ストッパ部材３０に当接した第２弾性突起部３８が弾性変形（圧縮変形）するようになると、防振装置１０のばね定数は、弾性体２２のばね乗数と、第１弾性突起部３６のばね定数と、第２弾性突起部３８のばね定数とが足されたばね定数となるため、防振装置１０のばね定数は第２弾性突起部３８が当たる前よりも高くなる。

このようにして、本実施形態の防振装置１０では、外側部材１８と内筒２０との軸方向の相対変位が大きくなることでばね定数を高めることができ、防振装置１０に過大な荷重（力）が作用した場合の外側部材１８と内筒２０との過大な相対変位を抑制することができる。

なお、第２弾性突起部３８では、突起３４の高さを変更することで、第２弾性突起部３８のばね定数を変更することができる。例えば、突起３４の高さを高くすると、相対的にゴム材料の部分の高さ寸法（ゴム材料が圧縮される軸方向の寸法）が小さくなり、第２弾性突起部３８のばね定数は高くなる。一方、突起３４の高さを低くすると、相対的にゴム材料の部分の高さ寸法が大きくなり、ばね定数は低くなる。

このように、突起３４の高さを変更して第２弾性突起部３８のばね定数を変更することで、防振装置１０のばね定数を変更すること、即ち、ばね定数のチューニングを行うことができる。したがって、第２弾性突起部３８のばね定数を高めるために、第２弾性突起部３８の弾性材料の接触面積を増やす必要がなく、これにより防振装置１０を大型化させることなく、防振装置１０のばね定数をチューニングすることができる。

第２弾性突起部３８は、外側部材１８と内筒２０とが軸方向に相対変位したときに、頂部がストッパ部材３０に当たるように設けられていればよく、第２弾性突起部３８の位置に合わせてストッパ部材３０を凹凸させる必要は無い。一例として、第２弾性突起部３８と対向するストッパ部材３０の表面に凹部等を設ける必要がない。したがって、第２弾性突起部３８とストッパ部材３０に設けた凹部とを位置合わせする必要が無く、防振装置１０の組立作業が容易となる。

本実施形態の防振装置１０では、外側部材１８を備えたブラケット１４をダイキャストとしているので、フランジ部１８Ｂ、フランジ部１８Ｂに設けた突起３４等を一体的に形成することができ、強度を必要とし、かつ複雑な形状とされた外側部材１８を備えたブラケット１４を容易に形成することができる。

［その他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

以下に、防振装置１０の上記実施形態とは異なるばね定数のチューニング方法の一例を説明する。

上記実施形態では、フランジ部１８Ｂに形成した突起３４の高さが全て同じであったが、図６に示すように、高さの異なる複数の突起３４が設けられていてもよい。

上記実施形態では、フランジ部１８Ｂに高さの異なる２種類の弾性突起部（第１弾性突起部３６、第２弾性突起部３８）を設けたが、本発明はこれに限らず、高さの異なる３種類以上の弾性突起部を設けてもよい。これによって、ばね定数を更に細かくチューニングすることができる。

上記実施形態では、フランジ部１８Ｂに高さの異なる２種類の弾性突起部を設けたが、本発明はこれに限らず、複数の弾性突起部の高さを全て同じにしてもよい。

上記実施形態では、振動吸収用の弾性体２２が外側部材１８と内筒２０とに加硫接着されていたが、本発明はこれに限らず、図７に示すように、弾性体２２を内筒２０と外筒４２とに加硫接着した防振装置本体としてのアッセンブリを、ブラケット１４に形成した孔４４に挿入して固定した構成をとることもできる。なお、図７に示す防振装置１０では、外筒４２に形成されたフランジ部４２Ａに突起３４が設けられている。

なお、本発明の適用例として、エンジン等の主機の振動を吸収する防振装置１０について説明したが、これに限らず、本発明は、車両以外に設けられた防振装置に適用されてもよい。

本実施形態の防振装置１０は、弾性体２２のみで振動を吸収するタイプの防振装置であったが、液体封入式の防振装置等、他の構成の防振装置であってもよい。

本実施形態の防振装置１０は、筒状の外側部材１８、内筒２０、及び弾性体２２等を含んで構成されているが、振動発生部及び振動受部の何れか一方に連結される第１部材と、振動発生部及び振動受部の何れか他方に連結される第２部材と、第１部材と第２部材とに設けられ、第１部材と第２部材との相対変位によって、間隔が変化する一対の対向部分と、一対の対向部分の一方に設けられ、少なくとも一部が弾性材料で形成されて一対の対向部分の他方に向けて突出する弾性突起部と、弾性突起部の頂部の下方に設けられ一方から他方に向けて突出する突起と、を備えていればよく、防振装置１０を構成する部品の形状は、上記実施形態のものに限らない。また、防振装置１０には、上記以外の構成が付加されていてもよい。

１２…防振装置、１８…外側部材（第１部材、又は第２部材）、１８Ｂ…フランジ部（対向部分の他方）、２０…内筒（第２部材、又は第１部材）、２２…弾性体、２８…サスペンションメンバ（振動受部）、３０…ストッパ部材（対向部分の一方、又は対向部分の他方）、３４…突起、３８…第２弾性突起部、４２…外筒、４２Ａ…フランジ部（対向部分の他方、又は対向部材の一方）

Claims (5)

1. 振動発生部及び振動受部の何れか一方に連結される第１部材と、
   振動発生部及び振動受部の何れか他方に連結される第２部材と、
   前記第１部材と前記第２部材を連結し振動発生時に変形して振動を吸収する弾性体と、
   前記第１部材と前記第２部材とに設けられ前記第１部材と前記第２部材との相対変位によって間隔が変化する一対の対向部分と、
   前記一対の対向部分の一方に設けられ、少なくとも一部が弾性材料で形成されて前記一対の対向部分の他方に向けて突出する弾性突起部と、
   前記一対の対向部分の一方における前記弾性突起部の頂部の基部側に設けられ前記一方から前記他方に向けて突出する突起と、
   を有する防振装置。
2. 前記一方は内筒であり、
   前記他方は、前記内筒の外側に配置される外筒であり、
   前記弾性体は、前記外筒と前記内筒との間に介在しており、
   前記一対の対向部分の一方は、前記外筒の軸方向端部に形成される前記内筒の軸方向端部よりも軸方向外側に配置されるフランジ部であり、
   前記一対の対向部分の他方は、前記フランジ部と対向して配置され前記内筒の軸方向端部に連結されるストッパ部材であり、
   前記弾性突起部、及び前記突起は、前記フランジ部に設けられている、
   請求項１に記載の防振装置。
3. 複数の前記弾性突起部と、
   突出高さが異なる複数の前記突起と、
   を有する請求項１または請求項２に記載の防振装置。
4. 前記突起が設けられた前記第１部材または前記第２部材は、金属材料からなる鋳造品である、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の防振装置。
5. 前記突起は、前記対向部分の一部分を他の部分よりも厚くすることで構成している、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の防振装置。

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