JPH0730808B2 - サスペンション用スプリングインシュレータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、サスペンション用スプリングインシュレータ
に係り、特に車両の操縦安定性を低下させることなく、
防振性能の向上が有利に図られ得るサスペンション用ス
プリングインシュレータに関するものである。

（背景技術） 従来から、自動車のサスペンション機構において、車輪
を支持する車軸乃至はアームと車体との間に配される、
コイルスプリングの車体側および車輪側に対する取付部
には、通常、スプリングインシュレータが介装せしめら
れている。かかるスプリングインシュレータは、コイル
スプリングを通じての車輪側からの車体に対する振動伝
達の抑制等を目的として装着されるものであって、例え
ば、車体側若しくは車輪側に取り付けられる板状金具に
対して、その一方の面上にゴム弾性体が一体的に設けら
れてなる構造とされており、そして該ゴム弾性体を介し
て、コイルスプリングの軸方向一端側が当接、保持せし
められるようになっている。

ところで、このようなスプリングインシュレータにあっ
ては、振動伝達の抑制のために、柔らかいばね特性を設
定して振動絶縁性を高めることが要求される一方、車両
の旋回、制動、急加減速時等における車両の姿勢変化を
抑え、操縦安定性を確保するために、高い剛性を設定し
て荷重に対する変形量を小さくすることが要求される。

そして、これらの要求に関するスプリングインシュレー
タの特性評価は、それぞれ、前者の振動絶縁性について
は動的な弾性特性を、また後者の操縦安定性については
静的な弾性特性をもって行なわれている。

しかしながら、前述の如く、防振特性を専らゴム弾性体
の弾性のみによって得ている、従来のスプリングインシ
ュレータにあっては、これら振動絶縁性と操縦安定性と
を高度に満足させることは、極めて困難であったのであ
る。即ち、ゴム弾性体における動的ばね特性と静的ばね
特性とは、一般に、所定の相関的関係を有しているため
に、その動的ばね特性のみを柔らかくするとが出来ず、
特にかかるスプリングインシュレータには大きな入力荷
重がおよぼされることから、静的ばね定数の高いゴム材
料を選択する必要があるために、動的ばね特性の硬化が
避けられないこと、およびスプリングインシュレータに
おける防振性能は、ロードノイズ等に相当する100〜300
Hz程度の比較的高い周波数域の入力振動に対して特に問
題となるところ、ゴム弾性体における動的ばね定数は、
入力振動の周波数の増加につれて増大し、そのような高
周波数域では、著しい高動ばね化が惹起されてしまうこ
とが、その主な理由である。

（解決問題） ここにおいて、本発明は、上述の如き事情を背景として
為されたものであって、その解決課題とするところは、
良好なる車両操縦安定性と、優れた防振性能とが、共に
有利に実現され得るサスペンション用スプリングインシ
ュレータを提供することにある。

（解決手段） そして、かかる課題を解決するために、本発明にあって
は、車両のサスペンションを構成するコイルスプリング
の車体側若しくは車輪側取付部に介装されて、該コイル
スプリングを該車体側若しくは車輪側に防振支持せしめ
るサスペンション用スプリングインシュレータにおい
て、前記車体側若しくは車輪側に取り付けられる取付金
具と、前記コイルスプリングの軸方向一端側に当接せし
められて該コイルスプリングを保持する支持金具とを、
かかるコイルスプリングの軸方向に所定間隔を隔てて対
向配置せしめると共に、それら取付金具と支持金具との
間にゴム弾性体を介装せしめて、該ゴム弾性体にて、そ
れら両金具を一体的に連結する一方、前記取付金具と前
記支持金具との間に、壁部の少なくとも一部が前記ゴム
弾性体にて構成されて所定の非圧縮性流体が封入された
流体室を少なくとも一つ形成せしめ、更にかかる流体室
の内部に、該流体室の内周面形状に略対応し且つ該流体
室の内周面よりも一回り小さな外形とされて自由に移動
可能とされた、容易に変形しない硬質乃至は高弾性な可
動部材を収容、配置せしめて、かかる可動部材と流体室
内面との間に、所定間隙の振動作用部が形成されるよう
にしたことを、その特徴とするものである。

（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
明の実施例について、図面を参照しつつ、詳細に説明す
ることとする。

先ず、第１図及び第２図には、本発明を自動車のサスペ
ンション用スプリングインシュレータに適用したものの
一具体例が示されている。これらの図において、10は、
取付金具であって、円環板状部12と、該円環板状部12の
内周縁部から軸方向一方の側に向かって一体的に延出形
成された円筒状部14とから構成されている。そして、か
かる取付金具10の円環板状部12には、周方向に所定間隔
を隔てて複数本の取付ボルト16が設けられており、これ
らの取付ボルト16によって、車体側に取付固定されるよ
うになっている。

また、この取付金具10における円筒状部14の径方向内側
には、円筒形状を呈する筒金具18が、略同心的に配され
おり、それら円筒状部14と筒金具18との間に介装された
円筒形状のゴム弾性体20によって、かかる取付金具10に
対して、一体的に且つ弾性的に取り付けられている。そ
して、図示はされていないが、この筒金具18に対して、
緩衝器のピストンロッドが挿通、固定されるようになっ
ており、それによって該緩衝器のピストンロッドが、ゴ
ム弾性体20を介し、車体側に対して、弾性的に連結、支
持せしめられることとなるのである。

また一方、前記取付金具10における円筒状部14の径方向
外側には、円環板状部22と、その内周縁部から軸方向一
方の側に向かって延び出すテーパ筒状部24とからなる支
持金具26が、略同心的に位置せしめられており、その円
環板状部22が、前記取付金具10の円環板状部12に対し
て、軸方向に所定距離を隔てて対向し、且つそのテーパ
筒状部24の内周面が、取付金具10の円筒状部14の外周面
に対して、径方向に所定距離を隔てて対向する状態で、
配設されている。

さらに、これら取付金具10と支持金具26との間には、内
側ゴム弾性体28および外側ゴム弾性体30が、介装されて
おり、これら内外ゴム弾性体28、30によって、それら取
付金具10と支持金具26とが、一体的に且つ弾性的に連結
せしめられている。

そして、図示はされていないが、かかる支持金具26の円
環板状部22の下面に対して、サスペンション機構を構成
するコイルスプリングの軸方向一端側が当接されて、保
持せしめられるようになっており、それによってかかる
コイルスプリングが、内側ゴム弾性体28および外側ゴム
弾性体30を介して、車体側に防振支持せしめられること
となるのである。なお、コイルスプリングが当接される
こととなる、該支持金具26における円環板状部22の下面
には、スプリング保持用の薄肉のゴム層33が設けられて
いる。

より具体的には、内側ゴム弾性体28は、略厚肉の円筒形
状乃至は円環形状をもって形成されている。そして、該
内側ゴム弾性体28の内周面上には、略円筒形状を呈し、
その軸方向一端側にかしめ部29を備えた内側かしめ金具
34が、一体的に加硫接着されている一方、該内側ゴム弾
性体28の外周面上には、前記支持金具26に略対応した円
環形状を呈し、その外周縁部にかしめ部31を備えた外側
かしめ金具36が、一体的に加硫接着せしめられている。

また、外側ゴム弾性体30は、略大径の円筒形状をもって
形成されており、その軸方向両側において、円環板形状
を呈する上側連結金具38および下側連結金具40が、それ
ぞれ加硫接着せしめられている。そして、かかる外側ゴ
ム弾性体30にあっては、前記内側ゴム弾性体28に対し、
その上側連結金具38の内周縁部が、前記内側かしめ金具
34にかしめ固定されると共に、その下側連結金具40の外
周縁部が、前記外側かしめ金具36にかしめ固定されるこ
とによって、一体的に組み付けられている。

そして、かかる外側ゴム弾性体30の内側ゴム弾性体28に
対する組付けによって、それら内側ゴム弾性体28と外側
ゴム弾性体30との間に、周方向に連続して延びる環状の
密閉室が形成されることとなり、更に、かかる密閉室内
に、所定の非圧縮性流体が封入せしめられることによっ
て、流体室42が形成されているのである。なお、図面上
に明示はされていないが、外側ゴム弾性体30に固着され
た連結金具38、40の、内側ゴム弾性体28に固着されたか
しめ金具34、36に対する組付部位には、それぞれ、シー
ルゴム層が設けられており、流体室42の液密性が確保さ
れ得るようになっている。

また、ここにおいて、前記封入流体としては、充分な流
体の流動性を確保する上に、1000cSt以下、好ましくは5
00cSt以下、より好ましくは100cSt以下の動粘度を有す
るものが望ましく、例えば、水、エチレングリコール、
プロピレングリコール、その他のアルキレングリコー
ル、低粘度のポリアルキレングリコールやシリコーンオ
イル、或いはこれらの混合液等が、好適に用いられるこ
ととなる。なお、このような液体の流体室42内への封入
は、例えば、前記内外ゴム弾性体28、30の組付けを所定
の流体中にて行なうこと等によって有利に為されること
となる。

更にまた、かかる流体室42内には、前述の如き内外ゴム
弾性体28、30の組付けに際し、その内部に可動ブロック
44が挿入されて、配置せしめられることとなる。この可
動ブロック44は、流体室42の内周面形状に略対応し、且
つ該内周面よりも一回り小さな外周面形状を有する円環
状もって形成されており、かかる流体室42内を、所定距
離だけ自由に移動し得る状態で配置せしめられている。

なお、かかる可動ブロック44の材質としては、容易に変
形しないもので、封入流体に対して充分な耐蝕性を有す
るものであれば良く、例えば、金属や樹脂、或いは高弾
性ゴム等が何れも好適に用いられ得る。そして、特に、
本実施例では、合成樹脂材料にて形成されたものが用い
られており、静置状態下で、図示されている如く、流体
室42内における鉛直下方に沈下して位置せしめられるこ
ととなる。

そして、このように一体的に組み付けられた内側ゴム弾
性体28および外側ゴム弾性体30にあっては、内側ゴム弾
性体28に固着された内側かしめ金具34が、前記取付金具
10の円筒状部14に圧入されて、外側ゴム弾性体30に固着
された上側連結金具38が、該取付金具10の円環板状部12
に当接せしめられた状態で、かかる取付金具10に対して
取り付けられる一方、内側ゴム弾性体28に固着された下
側かしめ金具36が、前記支持金具26にスポット溶接され
ることにより、外側ゴム弾性体30に固着された下側連結
金具40と共に、かかる支持金具26に対して取り付けられ
ている。そして、それによって、取付金具10と支持金具
26との間における、径方向対向面間に内側ゴム弾性体28
が、また軸方向対向面間に外側ゴム弾性体30が、それぞ
れ介装せしめられているのであり、以てそれら両金具1
0、26が、かかる内外ゴム弾性体28、30によって弾性的
に連結せしめられているのである。なお、上側連結金具
38の取付金具10に対する当接面上には、その略全面に亘
って当接ゴム層46が一体的に設けられており、かかる上
側連結金具38が、該当接ゴム層46を介して、取付金具10
に対して当接固定せしめられるようになっている。

すなわち、このような構造とされたスプリングインシュ
レータにあっては、コイルスプリングからの入力荷重
が、内側ゴム弾性体28および外側ゴム弾性体30によって
支持せしめられることとなる一方、該コイルスプリング
からの振動入力によって、取付金具10と支持金具26との
間に周期的な相対的変位が生ぜしめられた際には、かか
る内外ゴム弾性体28、30が弾性変形せしめられることに
よって、流体室42が変形され、その内部に封入された流
体に流動が生ぜしめられることとなるのであり、そし
て、かかる流体の流動に基づいて、第３図に示されてい
るように、スプリングインシュレータの動ばね定数が、
所定周波数域に亘って低下せしめられるという、特徴あ
る効果が発現されることとなるのである。なお、かかる
第３図においては、流体室（42）を内部に備えない、従
来構造のスプリングインシュレータについて、同様な防
振性能の周波数特性を測定した結果を、比較例として併
せ示すこととする。

ところで、このような効果が発揮される作用及び原理の
詳細については、未だ明らかでない部分が多いが、先
ず、取付金具10と支持金具26との間に振動が入力された
際には、第４図に示されているように、流体室42内に生
ぜしめられる流体の流動によって、可動ブロック44が、
該流体室42内に浮揚せしめられ、それによって該可動ブ
ロック44の周囲において、流体室42内面との間に流体が
存在せしめられることとなり、ここに振動作用部として
の流体作用領域が形成されるものと考えられる。する
と、振動入力による内外ゴム弾性体28、30の弾性変形
は、かかる流体作用領域内に流体流動を生ぜめることと
なり、そして、この流体の共振作用に基づいて、上述の
如き、低動ばね効果が発揮され得るものと推測されるの
である。

そして、上述の如き構造とされたスプリングインシュレ
ータの防振特性について、本発明者が実験、検討を加え
たところ、第３図に示されている如く、低周波から高周
波にまで至る所定の周波数領域に亘ってスプリングイン
シュレータの動ばね定数を低下する効果が発揮される一
方、かかる領域を越えた更に高周波領域では、逆に動ば
ね定数を増大する効果が発揮されることとなることが確
認されており、これは明らかに流体の共振現象と関係が
あるものと考えられる点からも、上記の推測は或る程度
の確信がもてるものである。

さらに、このような低動ばね効果が発揮される周波数域
は、内外ゴム弾性体28、30の弾性や可動ブロック44の重
量（比重）、或いは封入流体の粘度等に応じて、流体作
用領域の厚さや、その大きさ（広さ）等を調節すること
によって、適宜チューニングすることが可動であり、50
0Hz程度までの低動ばね化も容易に達成され得ること
が、本発明者によって確認されている。

従って、このようなスプリングインシュレータにあって
は、極めて広い周波数域に亘って、低動ばね化が有利に
達成され得るのであり、それによってロードノイズ等の
車両騒音や振動が極めて有効に低減され得、以て優れた
乗り心地が実現され得ることとなるのである。

そしてまた、上述の如き封入流体による低動ばね効果
は、振動入力時における流体の流動に基づいて発揮され
得るものであり、高周波数域の入力振動に対する動的ば
ね特性の改善としてのみ貢献し得るものであるところか
ら、内外ゴム弾性体28、30に対して、充分な静的ばね剛
性を設定することが可能であり、それ故、良好なる車両
操縦安定性が充分に確保され得るのである。

以上、本発明の実施例について詳述してきたが、これは
文字通りの例示であって、本発明は、かかる具体例にの
み限定して解釈されるものではない。

例えば、前記実施例におけるスプリングインシュレータ
にあっては、周方向に連続した環状の流体室42を備えて
いたが、必ずしも周方向に連続した流体室を形成する必
要はなく、独立した複数個の流体室を設けることも可能
である。

また、そのような流体室内に収容配置される可動ブロッ
ク44の形状は、流体室の内周面形状に応じた適宜設定さ
れるものであり、更に、封入流体と略同一、或いはそれ
よりも小さな比重を有するものを用いるようにしても良
い。

更にまた、前記実施例におけるスプリングインシュレー
タにあっては、その中心部分において、コイルスプリン
グの内部に配される緩衝器が取り付けられるアッパサポ
ート部を備えていたが、本発明は、そのようなアッパサ
ポート部を備えないもの、即ちコイルスプリングと緩衝
器とが別個に配される場合の、コイルスプリングのイン
シュレータとしてのみ機能するものに対しても、有利に
適用され得るものであることは、勿論である。

そして、そのように緩衝器の取付部を設ける必要がない
場合には、取付金具10に円筒状部14を設ける必要はな
く、取付金具10および支持金具26を、それぞれ板状体に
て構成することも可能である。

また、本発明は、コイルスプリングの車輪側に対する取
付部位に介装されるスプリングインシュレータに対して
も、有効に適用され得るものであることは、勿論であ
る。

その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識
に基づいて、種々なる変更、修正、改良等を加えた態様
において実施され得るものであり、またそのような実施
態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも本発明
の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもない
ところである。

（発明の効果） 上述の説明から明らかなように、本発明に従うサスペン
ション用スプリングインシュレータにあっては、取付金
具と支持金具との間への振動入力に際して生ぜしめられ
る振動作用部内における流体の流動作用乃至は共振作用
に基づいて、静的ばね定数の著しい低下を伴うことな
く、高周波数領域における動的ばね定数の低減効果が有
利に発揮され得るのであり、それ故車両の操縦安定性を
充分に満足せしめつつ、優れた防振性能を発揮し得るス
プリングインシュレータが、有利に提供され得ることと
なるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従う構造とされたサスペンション用
スプリングインシュレータの一具体例を示す縦断面図で
あり、第２図は、第１図におけるII−II断面図である。
また、第３図は、第１図に示されている如き構造のスプ
リングインシュレータについて防振性能の周波数特性を
測定した結果を、比較例と共に示すグラフである。更
に、第４図は、第１図に示されているスプリングインシ
ュレータにおける、振動入力時の状態を示す要部断面説
明図である。 10:取付金具、26:支持金具 28:内側ゴム弾性体、30:外側ゴム弾性体 42:流体室、44:可動ブロック

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両のサスペンションを構成するコイルス
   プリングの車体側若しくは車輪側取付部に介装されて、
   該コイルスプリングを該車体側若しくは車輪側に防振支
   持せしめるサスペンション用スプリングインシュレータ
   であって、 前記車体側若しくは車輪側に取り付けられる取付金具
   と、前記コイルスプリングの軸方向一端側に当接せしめ
   られて該コイルスプリングを保持する支持金具とを、か
   かるコイルスプリングの軸方向に所定間隔を隔てて対向
   配置せしめると共に、それら取付金具と支持金具との間
   にゴム弾性体を介装せしめて、該ゴム弾性体にて、それ
   ら両金具を一体的に連結する一方、前記取付金具と前記
   支持金具との間に、壁部の少なくとも一部が前記ゴム弾
   性体にて構成されて所定の非圧縮性流体が封入された流
   体室を少なくとも一つ形成せしめ、更にかかる流体室の
   内部に、該流体室の内周面形状に略対応し且つ該流体室
   の内周面よりも一回り小さな外形とされて自由に移動可
   能とされた、容易に変形しない硬質乃至は高弾性な可動
   部材を収容、配置せしめて、かかる可動部材と流体室内
   面との間に、所定間隙の振動作用部が形成されるように
   したことを特徴とするサスペンション用スプリングイン
   シュレータ。