JPH0555740B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は粘性流体封入式ブツシユに係り、特に
剪断による粘性抵抗を利用したブツシユタイプの
新規な自動車用防振支持体、所謂自動車用防振ゴ
ムに関するものである。

（背景技術） 自動車用防振ゴム、例えばボデイーマウント乃
至はキヤブマウント、メンバーマウント、ストラ
ツトバー・クツシヨン、テンシヨンロツド・ブツ
シユ、アームブツシユ、FFエンジンロールスト
ツパーなどに要求される防振特性は、急発進、急
ブレーキ、シエイクなどの大入力時における、制
動または減衰を利用したエネルギー吸収、また共
振連成振動ならば減衰による振動伝達力の低減で
あり、エンジンの回転或いはロードノイズからの
高周波微小入力時の振動伝達力の低減である。即
ち、防振ゴムには、一般的に、低周波大振幅時に
高減衰特性、高周波微小振幅時に低動バネ特性を
兼ね備えさせなくてはならない。

ところが、通常、防振ゴムは、ソリツドのゴム
材料を用いる限り、高減衰特性を発揮し得るよう
にすれば高周波時の動バネ特性が高くなり、一方
高周波時の動バネをゴム材料の静バネを変更する
ことなく小さくすれば、減衰力も必然的に小さく
なるのであり、このため、ゴム材料を以てしては
両方の防振特性を同時に備える防振ゴムを実現す
ることは困難である。

この解決のために、近年、流体封入式防振ゴム
構造が提案された（特公昭48−36151号公報、特
公昭52−16554号公報など参照）。このような流体
封入式防振ゴムにあつては、二つの流体室が装備
され、そしてこの二つの流体室を仕切る部分にオ
リフイスが設けられており、振動入力によつて一
方の流体室の体積が変化し、強制的にもう一方の
流体室に封入流体がオリフイスを通つて往来する
構造が採用されている。そして、このようなオリ
フイスを通じての流体の往来によつて、絞られた
細管内を流体が流れることによる流体粘性力と流
体慣性力が発揮され、力学的モデルでは、流体慣
性力に相当する質量がバネと減衰に支えられた系
を並列に配置する方法で、示されることとなる。

そして、この流体往来によつて生じる慣性力、
即ち質量−バネ系が、低周波領域の振動入力に対
して大きな役割を果たし、一つの移相器の役目を
行なつているのである。而して、通常の質量−バ
ネ系と違つて、元々、流体の往来が各室間の圧力
によつて生じており、且つ入力振動に対し、その
圧力変動が最初から180°既にずれていることによ
り、オリフイス部の流体往来からくる質量−バネ
系は、180°から既に0°へと振動数が高まるにつ
れ、移相してくる振動系となつており、最も往来
流量が大きくなる点が丁度振動入力に対して90°
進んだものとなり、見掛け上、非常に大きな減衰
力が発揮される特質のものとなつている。従つ
て、この流体往来による慣性からの質量−バネ系
の共振点を過ぎると、通常の質量−バネ系と同様
に、質量部の動きが止まる、即ち流体の往来がな
くなり、主室のみの振動入力に対し、流体の行き
場がない支持系へと遷移して、非常に高い剛性マ
ウントへと変化することとなる。

要するに、上記の如き流体封入式のマウント構
造にあつては、そのオリフイス部の慣性力からく
る共振以後の高振動周波数領域でのマウントの剛
体化を避け得ず、そのために高周波領域での振動
の有効な減衰を期待し得るものではなかつたので
ある。

（発明の構成） ここにおいて、本発明は、上記の如き事情に鑑
みて為されたものであつて、その目的とするとこ
ろは、高周波領域でのマウントの剛体化を防ぎ、
振動周波数に対して平坦な伝達力特性を示すブツ
シユタイプの粘性流体封入式防振支持体を提供す
ることにある。

そして、かかる目的を達成するために、本発明
にあつては、内筒金具と、その外側に同心的に若
しくは偏心して位置せしめた外筒金具との間に、
筒状のゴム弾性体を介装せしめて、それら金具を
連結すると共に、かかるゴム弾性体の軸方向の中
間部に、外周面に開口する対称的な一対の開口部
を有する、所定幅にて周方向に連続して延びる環
状の空所を設けて、この空所の開口部を前記外筒
金具にて覆蓋することにより密閉された一つの環
状の流体室と為し、且つその流体室内に動粘度の
高い高粘性流体を封入せしめる一方、防振すべき
振動入力方向に直角な方向における前記内筒金具
の両側に位置する前記環状の流体室部分を、それ
ぞれ径方向において狭窄して、それぞれ該振動入
力方向に所定長さに亘つて延びる細隙な剪断間隙
部として構成せしめ、振動入力時にそれら剪断間
隙部において前記高粘性流体の剪断作用による粘
性抵抗が惹起せしめられるようにしたことにあ
る。

しかも、かかる本発明に従う粘性流体封入式ブ
ツシユにあつては、前記環状の流体室は、前記振
動入力方向における前記内筒金具の両側に位置す
る部分においても、それぞれ、前記外筒金具と、
前記流体室内で前記内筒金具側から突出する、少
なくとも外筒金具対向部がゴム弾性材料からなる
台地状突部とによつて、所定の面積をもつて拡が
る細隙な第二の間隙部として構成され、この細隙
な間隙部においても、振動入力に基づくところの
流体排除作用によつて、かかる粘性流体に生じる
ずり剪断作用にて粘性抵抗が惹起されるようにさ
れ、以て有効な減衰作用が発揮せしめられること
となるのである。

また、本発明に従う粘性流体封入式ブツシユに
おける所定幅の環状の流体室に関して、ブツシユ
径方向において直交するように内筒金具の両側に
それぞれ形成される上記二種の間隙としては、実
質的に、該細隙部を形成する相対向する作用面に
て、高粘性流体に所望の剪断応力を惹起せしめ得
るように、１mm〜６mmの間隙として設定されるこ
ととなる。

さらに、本発明に従う前記高粘性流体封入式ブ
ツシユにおいて用いられる、高い動粘度を有する
高粘性流体としては、通常、シリコーン・オイル
が利用され、そしてそのようなシリコーン・オイ
ルの少なくとも１万センチストークス以上のも
の、好適には10万〜100万センチストークスの動
粘度を有するものが用いられることとなる。

（実施例） 以下、本発明を更に具体的に明らかにするため
に、本発明の代表的な実施例を、図面に基づいて
詳細に説明することとする。

先ず、第１図には、自動車のテンシヨンロツ
ド・ブツシユに本発明を適用した場合における粘
性流体封入式ブツシユ組立体の一例に係る横断面
図が示されており、また第２図には、その縦断面
図が示されている。

それらの図において、本発明に従う粘性流体封
入式ブツシユ組立体は、厚肉円筒状の内筒金具２
と、その外側に同心的に配置された円筒状の外筒
金具４と、これら内筒金具２と外筒金具４とを連
結する、所定のゴム材料から成形された、全体と
して円筒形状を呈するゴムブロツク（ゴム弾性
体）６とを含んで構成されており、かかる外筒金
具４の外周面にテンシヨンロツドの端部の円筒状
取付部が圧入されて、取り付けられる一方、内筒
金具２には、車体側若しくは車軸側に取り付けら
れた枢軸が挿通されて、使用されるようになつて
いる。

ところで、このような構造のブツシユ組立体に
おいて、内筒金具２とゴムブロツク６とは、第３
図及び第４図に示される如く、一般に、一体加硫
成形品８として構成されて用いられることとな
る。そこにおいて、内筒金具２の軸方向における
略中央部の外周面には厚肉の金属リング１０が圧
入、固定せしめられている一方、ゴムブロツク６
の外周面には金属スリーブ１２が固着せしめられ
ている。また、かかる金属スリーブ１２には、そ
の筒壁部が大きく矩形状に切り抜かれて形成され
た二つの窓部１４，１４が対称的に設けられてい
る。そして、これら金属リング１０圧入内筒金具
２及び金属スリーブ１２の存在下において、ゴム
ブロツク６を加硫成形することによつて、目的と
する一体加硫成形品８が形成されるのである。な
お、この一体加硫成形品８には、必要に応じて八
方絞り加工等の絞り加工が施されて、予備圧縮が
加えられることとなる。

また、かかる一体加硫成形品８において、その
ゴムブロツク６の軸方向の中間部には、所定幅で
周方向に連続して延びる環状の空所１６が形成さ
れており、この空所１６は、また第３図から明ら
かなように、金属スリーブ１２のそれぞれの窓部
１４，１４に対応する部位において、ゴムブロツ
ク６の外周面に開口する構造とされている。

そして、かかる空所１６内に位置するように、
内筒金具２に圧入せしめられた金属リング１０が
配置せしめられ、更にこの金属リング１０上に、
所定厚さのゴムがゴムブロツク６と一体的に成形
されており、それによつて、空所１６内において
台地状突部１８が所定高さにおいて形成されてい
るのである。即ち、台地状突部１８は、金属リン
グ１０とその上に一体的に加硫接着された所定厚
さのゴム層２０とから構成され、特にそのゴム層
２０は、金属スリーブ１２の窓部１４に対応する
位置において厚くされて、外方に張り出させられ
ている。一方、そのようなゴム層２０の張出し方
向と直交する方向における内筒金具２の両側に位
置する空所１６，１６部分が、それぞれ、かかる
台地状突部１８の突出によつて径方向において狭
窄され、以て互いに平行な方向に所定長さに亘つ
てそれぞれ延びる、細隙な断面コ字状乃至はＵ字
状（第４図）の剪断間隙部２２，２２として形成
されているのである。なお、この剪断間隙部２２
は、１〜６mmの間隙として形成されるものであ
る。

そして、このような構造の一体加硫成形品８を
用いて、それを、所定の高粘性流体、例えば１万
センチストークス以上、好ましくは10万〜100万
センチストークスの動粘度を有するシリコーン・
オイルなどの流体中において、内周面にシールゴ
ム層２４が一体的に設けられた外筒金具４内に圧
入すれば、ゴムブロツク６内に形成された空所１
６の開口部が、かかる外筒金具４にて覆蓋される
ことにより、第１図及び第２図に示される如く、
高粘性流体の充満、封入された所定幅の一つの環
状の流体室２６が、内筒金具２の周回りに形成さ
れることとなる。また、このような外筒金具４に
よる空所１６の覆蓋によつて、かかる開口部位に
おいてせり出した台地状突部１８と外筒金具４と
の間に、所定の面積をもつて軸方向及び周方向に
拡がる円弧形状の細隙な第二の間隙部２８が形成
されることとなる。なお、この間隙部２８も、前
記剪断間隙部２２と同様に、１〜６mmの間隙にお
いて形成されるものである。

なお、一体加硫成形品８に対して外筒金具４を
圧入した後、かかる外筒金具４には、圧入を行な
つた高粘性流体中において或いはそのような流体
中から取り出された後に、八方絞り加工等の絞り
加工が施され、更に所定のダイスを通す等の絞り
加工を施して、その縮径加工が施されることによ
り、シールゴム層２４に加えて、外筒金具４と金
属スリーブ１２との間の流体密性が向上せしめら
れることとなる。また、外筒金具４の両端部は、
ロールカシメによつて一体加硫成形品８の外周部
の金属スリーブ１２にカシメ固定されるようにな
つている。

従つて、かくの如き構造の粘性流体封入式ブツ
シユ組立体にあつては、振動の入力方向が第１図
において矢印（破線）Ｐにて示される方向、即ち
第１図において上下方向に振動が２せしめられる
と、そのような振動の入力方向に平行な方向に延
びる、内筒金具２の両側にそれぞれ位置せしめら
れた細隙な剪断間隙部２２，２２において、それ
ら剪断間隙部２２，２２を形成する相対向した作
用面（ゴムブロツク６；ゴム層２０）の相対的な
移動に基づいて、そこに存在する高粘性流体に有
効な剪断作用が惹起され、以てそのような粘性流
体の剪断による所定の粘性抵抗が発生せしめられ
ることとなるのである。即ち、ここで、高粘性流
体の粘性係数：μ、剪断間隙部２２の面積：Ａ、
剪断間隙部２２の間隙の大きさ（距離）：ｈ、振
動の速度：ｖとすると、かかる粘性流体の剪断に
よる抵抗力：Ｆは、次式： Ｆ＝（μA／ｈ）ｖ にて与えられ、従つて入力振動の周波数に実質的
に影響を受けることなく、有効な粘性抵抗が、発
生せしめられることとなるのである。そして、減
衰力は、この剪断による粘性抵抗に基づくところ
の抵抗力：Ｆによつて、そのような剪断作用を受
ける面積：Ａの大きさに比例して、惹起されるこ
ととなるのである。

因みに、上記例示の本発明に従う高粘性流体封
入式ブツシユ組立体の防振特性について、従来の
オリフイスタイプの流体封入式ブツシユ組立体と
比較した結果が、第５図に示されている。この第
５図のグラフは、±0.05mmの振幅で一定加振した
場合における振動周波数に対する、それぞれのブ
ツシユの伝達力特性、位相角を示しているが、比
較例のブツシユ組立体は、振動周波数が高くなる
に従つて、換言すれば共振以降の高周波領域にお
いて伝達力が極端に大きくなるのに対して、本発
明に従うブツシユ組立体にあつては、平坦な伝達
力特性を示し、特に高周波領域の伝達力において
優れた動特性、特に振動減衰力を発揮しているの
である。

また、かかる例示のブツシユ組立体にあつて
は、環状の流体室２６が、振動入力方向Ｐにおけ
る内筒金具２の両側に位置する部分（第１図にお
ける上下の部位）において、それぞれ内筒金具２
側から突出する台地状突部１８によつて、外筒金
具４との間において円弧状の細隙な第二の間隙部
２８，２８として構成されているところから、そ
れら細隙な間隙部２８，２８において、振動入力
時に、そこに存在する高粘性流体に押圧力が作用
して、かかる空間から高粘性流体を第１図の矢印
にて示される如く左右方向（円周方向）に排除す
る作用が加わるところから、かかる高粘性流体に
流れが惹起され、そしてその流れの速度勾配に比
例したずり剪断応力が発生せしめられ、以てそれ
によつて有効な減衰力も発想され得て、前記剪断
間隙部２２，２２における粘性抵抗力と相乗的に
作用して、ブツシユ全体として有効な振動減衰作
用が発現されるのである。

なお、本発明は、かかる例示の具体例の他に
も、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者
の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良など
を加え得るものであり、本発明が、また、そのよ
うな実施形態のものをも含むものであることが理
解されるべきである。

例えば、前例では内筒金具２と外筒金具４とが
同心的に配置されていたが、それら金具は必要に
応じて偏心配置せしめられる場合があり、また外
筒金具４と台地状突部１８との間に形成される間
隙部２８の形状にあつても、円弧形状の他に、剪
断間隙部２２の如きストレート形状などの形状で
あつても何ら差支えないのである。

また、本発明において、剪断間隙部２２や第二
の間隙部２８の延びる長さや幅（周方向、軸方向
長さ）、換言すればそれら間隙部２２，２８の面
積としては、目的とする粘性抵抗乃至は剪断応力
の大きさ、ひいては減衰効果に応じて適宜に選定
されることとなる。

さらに、本発明の適用されるブツシユ構造の防
振支持体としては、例示の如きテンシヨンロツ
ド・ブツシユの他にも、ボデイーマウント、スト
ラツトマウント、アームブツシユ、FFエンジン
ロールストツパーなどの多くの自動車用防振ゴム
を挙げることが出来、それらの何れにも有利に適
用することが可能である。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明に従う
粘性流体封入式ブツシユは、環状の流体室の一部
に形成された２種の細隙な間隙部において効果的
に惹起される、剪断応力による粘性抵抗に基づい
て、有効な振動減衰作用を惹起せしめるものであ
り、特に振動周波数に対して平坦な伝達力特性を
示し、高周波振動に対して優れた減衰力を発揮す
るものであつて、従来の各種の流体入ブツシユと
は異なる特異な伝達力特性を示すものであるとこ
ろに、大きな工業的意義が存するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る粘性流体封
入式ブツシユ組立体の横断面図であり、第２図は
第１図における−断面図である。また、第３
図は、かかる粘性流体封入式ブツシユ組立体に用
いられる一体加硫成形品の横断面図であり、第４
図は第３図における−断面図である。第５図
は、本発明に従う粘性流体封入式ブツシユ組立体
と従来のオリフイスタイプの流体封入式ブツシユ
における、振動周波数に対する伝達力特性、位相
角を示すグラフである。 ２……内筒金具、４……外筒金具、６……ゴム
ブロツク、８……一体加硫成形品、１０……金属
リング、１２……金属スリーブ、１４……窓部、
１６……空所、１８……台地状突部、２０……ゴ
ム層、２２……剪断間隙部、２４……シールゴム
層、２６……流体室、２８……第二の間隙部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内筒金具と、その外側に同心的に若しくは偏
   心して位置せしめた外筒金具との間に、筒状のゴ
   ム弾性体を介装せしめて、それら金具を連結する
   と共に、かかるゴム弾性体の軸方向の中間部に、
   外周面に開口する対称的な一対の開口部を有す
   る、所定幅にて周方向に連続して延びる環状の空
   所を設けて、この空所の開口部を前記外筒金具に
   て覆蓋することにより密閉された一つの環状の流
   体室と為し、且つその流体室内に動粘度の高い高
   粘性流体を封入せしめる一方、防振すべき振動入
   力方向に直角な方向における前記内筒金具の両側
   に位置する前記環状の流体室部分を、それぞれ径
   方向において狭窄して、それぞれ該振動入力方向
   に所定長さに亘つて延びる間隙：１mm〜６mmの細
   隙な剪断間隙部として構成せしめ、更に前記振動
   入力方向における前記内筒金具の両側に位置する
   部分において、それぞれ、前記外筒金具と、前記
   流体室内で前記内筒金具から突出する、少なくと
   も外筒金具対向部がゴム弾性材料からなる台地状
   突部とによつて、前記環状の流体室を、所定の面
   積をもつて拡がる間隙：１mm〜６mmの細隙な第二
   の間隙部として構成して、振動入力時にそれら剪
   断間隙部及び第二の間隙部において前記高粘性流
   体の剪断応力による粘性抵抗が惹起せしめられる
   ようにしたことを特徴とする粘性流体封入式ブツ
   シユ。 ２ 前記高粘性流体が、少なくとも１万センチス
   トークスの動粘度を有するシリコーン・オイルで
   ある特許請求の範囲第１項記載の粘性流体封入式
   ブツシユ。