JPH051743A - 弾性ブツシユ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内筒と外筒とが弾性体により連結され、且つ
該弾性体の変形により減衰力を発生させる減衰機構を備
えた弾性ブッシュ、特に、上記内外筒が振動の伝達時に
回転方向に相対変位することによりその振動を抑制する
ように構成された弾性ブッシュとして、広範囲にわたり
減衰特性をチューニング可能な弾性ブッシュを提供し、
以て、多種多様な入力振動を効果的に抑制することを目
的とする。 【構成】 内筒１１と中間筒１３および該中間筒１３と
外筒１２とを連結するラバー１４，１５の内外筒間の回
転方向への相対変位に伴う変形により容積変化する各液
室１６，１６，１７，１７および２０，２０，２１，２
１と、こらの液室をそれぞれ連通させるオリフィス１
８，１９および２２，２３とでなる複数の減衰機構を、
上記内筒１１と外筒１２との間に直列に配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、同芯状に配置された内
筒と外筒とを弾性体により連結してなる弾性ブッシュ、
更に詳しくは、上記内筒と外筒との間に、弾性体の変形
により減衰力を発生させる減衰機構を備えた弾性ブッシ
ュに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車等においては、振動部材とこれを
支持する支持部材との間、例えば、エンジンと車体との
間、あるいは車輪を車体に対して懸架するサスペンショ
ン装置を構成するダンパの先端部と車体との間に、エン
ジン振動や車輪振動の車体側への伝達を抑制するために
弾性ブッシュが配置されており、この種の弾性ブッシュ
として、例えば、特公平２−２６０９８号公報に示され
ているように、内筒と外筒とを連結する弾性体としての
ラバー内に形成されて所定の液体が封入された一対の液
室と、該一対の液室間を連通させるオリフィスとでなる
減衰機構を有する液体封入ブッシュが知られている。こ
の液体封入ブッシュによれば、ラバーの防振作用と、減
衰機構の減衰作用とにより、内筒もしくは外筒を介して
入力されるエンジン振動や車輪振動の車体側への伝達が
緩和され、あるいは速やかに減衰されることになる。

【０００３】また、上記のような液体封入ブッシュにあ
っては、例えば、特開平２−２７５１３０号公報に開示
されているように、弾性体としてのラバーの振動に対す
る減衰機構の共振作用により、液体封入ブッシュ全体の
動バネ常数が、所定周波数領域にわたって略一定に維持
され、あるいは入力振動周波数の上昇に伴って低下する
という低動ばね特性を有することが確認されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な液体封入ブッシュにおいては、液室内に封入される液
体の粘度、該液室の容積あるいはオリフィスの通路径等
の設定度合いにより、動ばね特性を含めた減衰特性が変
化することになり、これを利用して、特定の入力振動に
対応させて減衰特性を設定することにより、その特定の
入力振動を効果的に抑制することが可能となるのである
が、自動車の車体には、アイドル振動のような比較的振
幅の大きな低周波振動からロードノイズ等の振幅の小さ
な高周波微振動に至る多種多様な入力振動が伝達され、
このため、これらの多岐にわたる振動モードの全てにつ
いてこれを抑制するように広範囲にわたって減衰特性を
チューニングすることができず、多種多様な入力振動を
効果的に抑制することが困難となる。

【０００５】そこで本発明は、内筒と外筒とが弾性体に
より連結され、且つ該弾性体の変形により減衰力を発生
させる減衰機構を備えた弾性ブッシュ、特に、上記内外
筒が入力振動により回転方向に相対変位してその振動を
抑制するように構成された弾性ブッシュとして、広範囲
にわたり減衰特性をチューニング可能な弾性ブッシュを
提供し、以て、多種多様な入力振動を効果的に抑制する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は次のように構成したことを特徴とする。

【０００７】まず、本願の請求項１に係る発明（以下、
第１発明という）は、同芯状に配置された内筒と外筒と
を弾性体により連結してなる弾性ブッシュにおいて、上
記弾性体内に設けられて内外筒の回転方向への相対変位
に伴う弾性体の変形により容積変化する一対の液室と、
該一対の液室を連通させるオリフィスとでなる減衰機構
を、上記内筒と外筒との間に複数個直列に設けたことを
特徴とする。

【０００８】また、本願の請求項２に係る発明（以下、
第２発明という）は、上記第１発明の構成に加えて、各
減衰機構の減衰特性をそれぞれ異ならせたことを特徴と
する。

【０００９】更に、本願の請求項３に係る発明（以下、
第３発明という）は、上記第１発明の構成に加えて、少
なくとも１つの減衰機構を構成するオリフィスに流体の
流動を阻止する位置と該流体の流動を許容する位置とに
切り換え可能とされた切換弁を設けたことを特徴とす
る。

【００１０】更にまた、本願の請求項４に係る発明（以
下、第４発明という）は、上記第１発明の構成に加え
て、少なくとも１つの減衰機構を構成するオリフィスに
該オリフィスの通路径を変化させる絞り弁を設けたこと
を特徴とする。

【００１１】

【作用】第１ないし第４発明のいずれにおいても、内外
筒の回転方向への相対変位に伴う弾性体の変形により、
複数の減衰機構における各一対の液室が容積変化し、こ
れにより、オリフィスを介して各一対の液室間で流体が
流動することになって減衰力が発生することになるので
あるが、複数の減衰機構が内筒と外筒との間に直列に設
けられているので、個々の減衰機構における低動ばね領
域にわたる広い範囲で弾性ブッシュ全体の動ばね常数が
低下することになり、これにより、広範囲の周波数領域
にわたって高周波微振動が抑制されると共に、個々の減
衰機構における減衰特性を変化させることにより、弾性
ブッシュ全体の減衰特性が変化することになって、該弾
性ブッシュの減衰特性のチューニング範囲が拡大するこ
とになる。

【００１２】また、第２発明によれば、複数の減衰機構
の減衰特性が異なっているので、例えば、所定の周波数
領域もしくは所定の振幅レベルの入力振動が伝達された
場合に、複数の減衰機構のうち特定の減衰機構の機能が
低下ないし停止するようにその減衰特性を設定すること
により、所定の周波数領域もしくは振動レベルでの弾性
ブッシュの変位量が縮小され、または動バネ常数が大き
くなり、これにより、該弾性ブッシュ全体の剛性が高め
られることになる。このように、複数の減衰機構の減衰
特性を異ならせることにより、所要の減衰機能を確保し
ながら抑制しようとする入力振動の振動モード（周波数
もしくは振動レベル）に応じて弾性ブッシュの減衰特性
を適宜にチューニングすることが可能となり、そのチュ
ーニング範囲が拡大することになる。

【００１３】更に、第３発明においては、少なくとも１
つの減衰機構にオリフィスを通過する流体の流通を阻止
する位置と該流体の流動を許容する位置とに切換られる
切換弁が設けられているので、この切換弁を切り換えて
流体の流動を阻止することにより、その切換弁が設けら
れた減衰機構の機能が停止することになって、上記第２
発明と同様に、所要の減衰機能を維持しながら弾性ブッ
シュ全体の剛性を向上させるといったことが可能とな
る。特に、入力振動モード、即ち、該入力振動の周波数
や振動レベルに応じて自由に切換弁を切り換えて弾性部
ブッシュの減衰特性をチューニングすることが可能とな
り、そのチューニング範囲が更に一段と拡大されること
になる。

【００１４】更にまた、第４発明によれば、少なくとも
１つの減衰機構にオリフィスの通路径を変化させる絞り
弁が設けられていることにより、その絞り弁によりオリ
フィスの通路径を変化させることにより、該絞り弁が設
けられた減衰機構における減衰特性の設定自由度が大幅
に向上し、その減衰特性を無制限にチューニングするこ
とが可能となり、これにより、弾性ブッシュ全体の減衰
特性のチューニング範囲が飛躍的に拡大されることにな
って、多種多様な入力振動に合わせて減衰特性をチュー
ニングすることにより、それらの振動を効果的に抑制す
ることができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１６】図１は本発明に係る弾性ブッシュが装着さ
れるステアリング装置の概略構成図であって、図示のよ
うに、このステアリング装置１は、車幅方向（図面上、
上下方向）に配置されたケーシング２内に摺動自在に支
持され、且つ両端部がタイロッド３，３およびナックル
アーム４，４を介して左右の前輪５，５にそれぞれ連結
された操舵ロッド６と、一端にステアリングホイール７
が取り付けられたステアリングシャフト８とを有し、該
ステアリングシャフト８が上記ステアリングホイール７
側の第１シャフト８ａと、ステアリングホイール７の操
作に伴って操舵ロッド６を左右に変位させるラック＆ピ
ニオン式のステアリングギヤ機構９に連結された第２シ
ャフト８ｂとに分割されており、これらの両シャフト８
ａ，８ｂがラバーカップリング１０により相対回転可能
に連結されていることによって、ステアリングホイール
７の操作時に、その操作方向に所定の角度だけ左右の前
輪５，５が転舵されるようになっている。

【００１７】そして、上記ラバーカップリング１０に、
本発明に係る弾性ブッシュが適用されており、この弾性
ブッシュとしてのラバーカップリング１０は、図２ない
し図４に示すように、上記ステアリングシャフト８にお
ける第１シャフト８ａが連結される金属製の内筒１１
と、該内筒１１と同芯状に配置されると共に、図１に示
すように複数の連結部材１０ａ…１０ａを介して上記ス
テアリングシャフト８を構成する第２シャフト８ｂ側に
一体的に連結される金属製の外筒１２と、該外筒１２と
上記内筒１１との間に配置された金属製の中間筒１３
と、該中間筒１３と内筒１１とを連結する弾性体として
のラバー１４と、中間筒１３と外筒１２とを連結する弾
性体としてのラバー１５とを有し、上記ラバー１４と中
間筒１３とにより内筒１１の周方向に複数の液室１６，
１６および１７，１７が形成されており、各液室１６，
１７が中間筒１３の内周面に形成されたオリフィス１
８，１９により連通されている。

【００１８】また、上記ラバー１５と外筒１２とにより
中間筒１３の周方向に複数の複数の液室２０，２０およ
び２１，２１が形成されており、各液室２０，２１が外
筒１２の内周面に形成されたオリフィス２２，２３によ
り連通されている。

【００１９】更に、上記内筒１１の外周面には、ラバー
１４を変形させる一対のフィン２４，２４が一体的に形
成されており、また、中間筒１３の内周面および外周面
にはラバー１４，１５を変形させる各一対のフィン２
５，２５および２６，２６が形成されている。更に、外
筒１２の内周面にもラバー１５を変形させる一対のフィ
ン２７，２７が形成されている。

【００２０】上記の構成によれば、ステアリングホイー
ル７の操作時、あるいは車輪５，５の振動に伴うケーシ
ング６側よりのシミーの伝達時に、ラバーカップリング
１０の内筒１１と外筒１２との間に回転方向の相対変位
が生じることになるのであるが、該内筒１１と外筒１２
との回転方向の相対変位を減衰させるオリフィス１８，
１９，２２，２３が設けられていることにより、これら
のオリフィス１８，１９，２２，２３の減衰作用によ
り、ステアリングホイール７の操作時における剛性の低
下が防止されると共に、ハンドルシミーが抑制されるこ
とになる。

【００２１】特に、上記内筒１１と外筒１２とが回転方
向に相対変位することにより、図２に鎖線で示すよう
に、各ラバー１４，１５が変形し、これにより、各オリ
フィス１８，１９および２２，２３を液体が流動するこ
とにより減衰力が発生するすることになるのであるが、
各液室１６，１６，１７，１７および各オリフィス１
８，１９でなる減衰機構と、各液室２０，２０，２１，
２１と各オリフィス２２，２３でなる減衰機構とが内筒
１１と外筒１２との間に直列に設けられているので、図
５に実線Ａで示すように、ラバーカップリング１０の動
ばね常数が、例えば、実線Ｂで示す動ばね特性となるよ
うに予め設定された一方の減衰機構の動ばね低下領域か
ら、実線Ｃで示す動ばね特性となるように予め設定され
た他方の減衰機構における動ばね低下領域にわたる広い
範囲で低下することになり、これにより、広範囲の周波
数領域にわたって前後方向の高周波微振動が抑制される
ことになる。また、図５に実線Ｂ、Ｃで示すように、各
々の減衰機構の減衰特性が異なっているので、所定の周
波数領域の入力振動が伝達された場合には、一方の減衰
機構の機能が低下ないし停止することになり、所定の振
動領域でのラバーカップリング１０の変位量が縮小さ
れ、これにより、該ラバーカップリング１０全体の剛性
が高められることになって、ステアリングホイール７の
操作時における剛性感が高められることになる。このよ
うに、複数の減衰機構の減衰特性を異ならせることによ
り、所要の減衰機能を確保しながら抑制しようとする入
力振動に応じてラバーカップリング１０の減衰特性を適
宜にチューニングすることが可能となる。

【００２２】更に、例えば、図５に点線で示すように、
個々の減衰機構における減衰特性を変化させることによ
り、ラバーカップリング１０の減衰特性が変化すること
になって、該ラバーカップリング１０の減衰特性のチュ
ーニング範囲が拡大することになる。

【００２３】また、図６は第３、第４発明に係る弾性ブ
ッシュの一実施例を示すもので、この弾性ブッシュとし
てのラバーカップリング３０は、上記第１実施例と同様
にステアリングシャフト８（図示せず）における第１シ
ャフト８ａに連結される金属製の内筒３１と、該内筒３
１と同芯状に配置され、且つ上記ステアリングシャフト
８を構成する第２シャフト８ｂ側に一体的に連結される
金属製の外筒３２と、該外筒３２と上記内筒３１との間
に配置された金属製の中間筒３３と、該中間筒３３と内
筒３１とを連結する弾性体としてのラバー３４と、中間
筒３３と外筒３２とを連結する弾性体としてのラバー３
５とを有し、上記ラバー３４と中間筒３３とにより内筒
３１の周方向に複数の液室３６，３６および３７，３７
が形成されており、各液室３６，３７が中間筒３３の内
周面に形成されたオリフィス３８，３９により連通され
ている。

【００２４】また、上記ラバー３５と外筒３２とにより
中間筒３３の周方向に複数の液室４０，４０および４
１，４１が形成されて形成されている。

【００２５】更に、上記内筒３１の外周面には、ラバー
３４を変形させる一対のフィン４４，４４が一体的に形
成されており、また、中間筒３３の内周面および外周面
にはラバー３４，３５を変形させる各一対のフィン４
５，４５および４６，４６が形成されている。更に、外
筒３２の内周面にもラバー３５を変形させる一対のフィ
ン４７，４７が形成されている。

【００２６】そして、上記各液室４０，４０および４
１，４１がオリフィスとしての連通路４８、４８により
連通されており、この連通路４８には、図示のように、
該連通路４８を通過する液体の流動を許容する第１切換
位置と、連通路４８を通する液体の流動を阻止する第２
切換位置とに切り換え可能とされた切換弁４９（一方の
み図示）が設けられている。

【００２７】また、図６に鎖線で示すように、上記連通
路４８に切換弁４９に換えて該連通路４８の通路径を変
化させる可変絞りでなる流量制御弁５０を設けるように
しても良い。

【００２８】上記の構成によれば、各液室４０，４１と
オリフィスとしての連通路４８とにより構成される減衰
機構に、連通路４８を通過する流体の流通を許容する第
１切換位置と該流体の流動を阻止する第２切換位置とに
切換られる切換弁４９が設けられているので、この切換
弁４９を切り換えて流体の流動を阻止することにより、
各液室４０，４１間で液体が流動せず、減衰機能が停止
することになって、上記液室４０とオリフィス４１とで
構成される減衰機構による所要の減衰機能を維持しなが
らラバーカップリング３０全体の剛性を向上させるとい
ったことが可能となる。特に、入力振動モード、即ち、
該入力振動の周波数や振動レベルに応じて自由に切換弁
４９を切り換えてラバーカップリング３０の減衰特性を
チューニングすることが可能となり、そのチューニング
範囲が更に一段と拡大されることになる。

【００２９】また、上記各液室４０，４１間を連通させ
るオリフィスとしての連通路４８に、切換弁４９に換え
て流量制御弁５０を設けた場合には、その流量制御弁５
０により連通路４８の通路径を変化させることにより、
各液室４０，４１間で流動する液体に流量が変化し、こ
れにより、これらの液室４０，４１とオリフィスとして
の連通路４８とにより構成される減衰機構の減衰特性の
設定自由度が大幅に向上し、その減衰特性を無制限にチ
ューニングするといったことが可能となり、これによ
り、ラバーカップリング３０全体の減衰特性のチューニ
ング範囲が飛躍的に拡大されることになって、多種多様
な入力振動に合わせて減衰特性をチューニングすること
により、それらの振動を効果的に抑制することができ
る。

【００３０】

【発明の効果】以上のように、第１ないし第４発明のい
ずれにおいても、複数の減衰機構が内筒と外筒との間に
直列に設けられているので、個々の減衰機構における低
動ばね領域にわたる広い範囲で弾性ブッシュ全体の動ば
ね常数が低下することになり、これにより、広範囲の周
波数領域にわたって高周波微振動が抑制されることにな
ると共に、個々の減衰機構における減衰特性を変化させ
ることにより、弾性ブッシュ全体の減衰特性が変化する
ことになって、該弾性ブッシュの減衰特性のチューニン
グ範囲が拡大することになる。

【００３１】また、第２発明によれば、複数の減衰機構
の減衰特性が異なっているので、例えば、所定の周波数
領域もしくは所定の振幅レベルの入力振動が伝達された
場合に、複数の減衰機構のうち特定の減衰機構の機能が
低下ないし停止するようにその減衰特性を設定すること
により、所定の周波数領域もしくは振動レベルでの弾性
ブッシュの変位量が縮小され、または動バネ常数が大き
くなり、これにより、該弾性ブッシュ全体の剛性が高め
られることになる。このように、複数の減衰機構の減衰
特性を異ならせることにより、所要の減衰機能を確保し
ながら抑制しようとする入力振動の振動モード（周波数
もしくは振動レベル）に応じて弾性ブッシュの減衰特性
を適宜にチューニングすることが可能となり、そのチュ
ーニング範囲が拡大することになる。

【００３２】更に、第３発明においては、少なくとも１
つの減衰機構にオリフィスを通過する流体の流通を阻止
する位置と該流体の流動を許容する位置とに切換られる
切換弁が設けられているので、この切換弁を切り換えて
流体の流動を阻止することにより、その切換弁が設けら
れた減衰機構の機能が停止することになって、上記第２
発明と同様に、所要の減衰機能を維持しながら弾性ブッ
シュ全体の剛性を向上させるといったことが可能とな
る。特に、入力振動モード、即ち、該入力振動の周波数
や振動レベルに応じて自由に切換弁を切り換えて弾性部
ブッシュの減衰特性をチューニングすることが可能とな
り、そのチューニング範囲が更に一段と拡大されること
になる。

【００３３】更にまた、第４発明によれば、少なくとも
１つの減衰機構にオリフィスの通路径を変化させる絞り
弁が設けられているので、その絞り弁によりオリフィス
の通路径を変化させることにより、該絞り弁が設けられ
た減衰機構における減衰特性の設定自由度が大幅に向上
し、その減衰特性を無制限にチューニングすることが可
能となり、これにより、弾性ブッシュ全体の減衰特性の
チューニング範囲が飛躍的に拡大されることになって、
多種多様な入力振動に合わせて減衰特性をチューニング
することにより、それらの振動を効果的に抑制すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る弾性ブッシュが装着されたステ
アリング装置の全体概略構成図。

【図２】 弾性ブッシュの拡大横断面図

【図３】 弾性ブッシュの拡大縦断面図

【図４】 弾性ブッシュを構成する内外筒および中間筒
の単体斜視図。

【図５】 弾性ブッシュの動ばね特性図。

【図６】 第３、第４発明に係る弾性ブッシュの拡大断
面図。

【符号の説明】

１０，３０ ラ
バーカップリング １１，３１ 内
筒 １２，３２ 外
筒 １６，１７，２０，２１，３６，３７，４０，４１ 液
室 １８，１９，２２，２３，３８，３９ オ
リフィス ４８ 連
通路 ４９ 切
換弁 ５０ 流
用制御弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 枝広 毅志 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 平林 繁文 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同芯状に配置された内筒と外筒とを弾性
   体により連結してなる弾性ブッシュであって、上記弾性
   体内に設けられて内外筒の回転方向への相対変位に伴う
   弾性体の変形により容積変化する一対の液室と、該一対
   の液室を連通させるオリフィスとでなる減衰機構が、上
   記内筒と外筒との間に複数個直列に設けられていること
   を特徴とする弾性ブッシュ。
2. 【請求項２】 同芯状に配置された内筒と外筒とを弾性
   体により連結してなる弾性ブッシュであって、上記弾性
   体内に設けられて内外筒の回転方向への相対変位に伴う
   弾性体の変形により容積変化する一対の液室と、該一対
   の液室を連通させるオリフィスとでなる減衰機構が、上
   記内筒と外筒との間に複数個直列に設けられていると共
   に、各減衰機構の減衰特性がそれぞれ異なっていること
   を特徴とする弾性ブッシュ。
3. 【請求項３】 同芯状に配置された内筒と外筒とを弾性
   体により連結してなる弾性ブッシュであって、上記弾性
   体内に設けられて内外筒の回転方向への相対変位に伴う
   弾性体の変形により容積変化する一対の液室と、該一対
   の液室を連通させるオリフィスとでなる減衰機構が、上
   記内筒と外筒との間に複数個直列に設けられていると共
   に、少なくとも１つの減衰機構にオリフィスを通過する
   流体の流動を阻止する位置と該流体の流動を許容する位
   置とに切り換え可能とされた切換弁が設けられているこ
   とを特徴とする弾性ブッシュ。
4. 【請求項４】 同芯状に配置された内筒と外筒とを弾性
   体により連結してなる弾性ブッシュであって、上記弾性
   体内に設けられて内外筒の回転方向への相対変位に伴う
   弾性体の変形により容積変化する一対の液室と、該一対
   の液室を連通させるオリフィスとでなる減衰機構が、上
   記内筒と外筒との間に複数個直列に設けられていると共
   に、少なくとも１つの減衰機構にオリフィスの通路径を
   変化させる絞り弁が設けられていることを特徴とする弾
   性ブッシュ。