JPH0747977B2 - 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を静的ばね
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ことが出来
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
〜300Hz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。

（解決課題） 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、 取付用筒状部とその軸方向の一端より径方向外方に延び
るフランジ状の取付用板状部とを有する、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、該取付金具
の取付用筒状部の外径よりも大なる内径を有し且つ該取
付用筒状部よりも短い軸方向長さを有する支持用筒状部
とその軸方向の一端より径方向外方に延びるフランジ状
の支持用板状部とを有し、該支持用板状部に前記コイル
スプリングの軸方向一端側を当接せしめて該コイルスプ
リングを保持する支持金具とを、該支持金具の支持用筒
状部内に該取付金具の取付用筒状部を同心的に配しつ
つ、それら両金具の板状部を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の
板状部間に、該取付金具の取付用筒状部から径方向外方
に所定距離を隔てて同心的に、円筒状の軸方向ゴム弾性
体を、またそれら取付金具と支持金具の筒状部間に、該
取付金具の取付用板状部から軸方向他端側に所定距離を
隔てて、円環板状の径方向ゴム弾性体を、それぞれ介装
せしめて、該二つのゴム弾性体にて、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及び
該二つのゴム弾性体とによって周壁が構成され、内部に
所定の非圧縮性流体が封入されて、それら取付金具と支
持金具との間への入力振動が及ぼされる、周方向に連続
した円環状の流体室を形成せしめ、更にかかる流体室の
内部に、該流体室の内面形状に略対応した外形を有する
円環状の作用部材を、その外周縁部に一体的に設けられ
た、周方向全周に亘って延びる環状の固定部において、
該流体室の外周部側に固定支持せしめて収容、配置する
ことにより、該スプリングインシュレータの装着状態
下、該流体室内面との間において、該作用部材の周り
に、周方向に連続して延びる略一定間隙の振動作用部が
全周に亘って形成されるように構成したことを特徴とす
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（取付用板状部）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（取付用筒状部）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
ており、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（支持用板状部）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（支持用筒状部）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、同心的に配設されてい
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（径方向）ゴム弾性体28および外側（軸方向）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（径方向）ゴム弾性体28は、略厚
肉の円筒形状乃至は円環板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（軸方向）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。
即ち、外側ゴム弾性体30は、取付金具10の円環板状部12
と支持金具26の円環板状部22との間に、該取付金具10の
円筒状部14から径方向外方に所定距離を隔てて同心的に
介装されて、組み付けられているのであり、また内側ゴ
ム弾性体28は、取付金具10の円筒状部14と支持金具26の
テーパ筒状部24との間に、該取付金具10の円環板状部12
から軸方向他端側に所定距離を隔てて介装されて、組み
付けられているのである。

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、このような流体の流体室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、その内部に作用ブロック
44が収容されることにより、該流体室42内に配置せしめ
られている。この作用ブロック44は、流体室42の内周面
形状に略対応し、且つ該流体室42内周面よりも一回り小
さな外周面形状を有する円環状をもって形成されている
と共に、その外周縁部において、周方向全周に亘って延
びる環状の固定部46を一体的に備えている。そして、か
かる作用ブロック44は、その固定部46が、前記外側ゴム
弾性体30に固着された下側連結金具40の内周縁部におけ
る、内側ゴム弾性体28に設けられたかしめ金具36に対す
る重ね合わせ面間で挟持されることによって、それら下
側連結金具40およびかしめ金具36によって固定的に支持
せしめられた状態で、流体室42内の所定位置に配置され
ているのである。なお、かかる作用ブロック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、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47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47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、コイルスプリングを内外ゴム弾性体
28、30を介して車体側に弾性的に支持せしめ得るように
なっているのであり、かかる装置状態下、コイルスプリ
ングから入力される車体荷重によって内外ゴム弾性体2
8、30が変形せしめられることにより、第３図に示され
ているように、流体室42が変形せしめられて、その内部
に配された作用ブロック44が、該流体室42の略中央部に
位置せしめられることとなる。そして、それによって、
かかる装置状態下では、流体室42内が作用ブロック44に
て狭窄され、以て該作用ブロック44の外面と流体室42の
内面との間に、図示の如く、略一定間隙の振動作用部が
全周に亘って形成されるようになっているのである。

そして、上述の如き構造とされたスプリングインシュレ
ータにあっては、その装着状態下、コイルスプリングか
ら、取付金具10と支持金具26との間に振動が入力せしめ
られることとなるが、そこにおいて、かかるスプリング
インシュレータにおいては、第４図に示されている如
く、所定周波数域に亘って、その動ばね定数が、略一定
か或いは入力振動周波数の上昇につれて低下するとい
う、極めて特徴ある周波数特性が発現されることとなる
のである。なお、かかる第４図においては、流体室（4
2）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、比較例として合わせ示すこととする。この比
較例にあっては、動ばね定数が、入力振動周波数の上昇
につれて増大していることが、明らかに認められ、かか
る比較例に比して、本実施例構造のスプリングインシュ
レータが、極めて優れた防振効果を発揮し得ることが、
明らかなところである。

ところで、このような動ばね定数の低減効果が発揮され
る作用及び原理の詳細については、未だ充分に明らかに
されてはいないが、取付金具10と支持金具26との間に振
動が入力された際、内外ゴム弾性体28、30の弾性変形に
よって、作用ブロック44の周囲に形成された振動作用部
内に所定の圧力勾配が生じて、そこに流体の繰り返し流
動が生ぜしめられることとなるところ、この流体の流動
によって生ぜしめられる流体の慣性力による流動抵抗
が、入力振動が所定周波数以下の領域では該入力振動に
対する位相差の関係上、内外ゴム弾性体28、30を通じて
伝達される振動伝達力を低減する方向に作用するためと
考えられる。

そして、かかる理論上から、また本発明者が行なった実
験結果からも、そのような低動ばね効果が発揮される周
波数域は、内側ゴム弾性体28および外側ゴム弾性体30の
弾性率や作用ブロック44の重量（比重）、或いは封入流
体の粘度等に応じて、振動作用部の厚さや、その大きさ
（広さ）などを調節することによって、適宜チューニン
グすることが可能であり、500Hz程度までの低動ばね化
も容易に達成され得ることが、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作用ブロッ
ク44の形状は、流体室の内周面形状に応じて適宜設定さ
れるものであり、更に、かかる作用ブロックを、取付金
具10側に固定支持せしめ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、そのような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
付部位には介装されるスプリングインシュレータに対し
てれも、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。更に、第４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。 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:作用ブロック

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、 取付用筒状部とその軸方向の一端より径方向外方に延び
   るフランジ状の取付用板状部とを有する、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、該取付金具
   の取付用筒状部の外径よりも大なる内径を有し且つ該取
   付用筒状部よりも短い軸方向長さを有する支持用筒状部
   とその軸方向の一端より径方向外方に延びるフランジ状
   の支持用板状部とを有し、該支持用板状部に前記コイル
   スプリングの軸方向一端側を当接せしめて該コイルスプ
   リングを保持する支持金具とを、該支持金具の支持用筒
   状部内に該取付金具の取付用筒状部を同心的に配しつ
   つ、それら両金具の板状部を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の
   板状部間に、該取付金具の取付用筒状部から径方向外方
   に所定距離を隔てて同心的に、円筒状の軸方向ゴム弾性
   体を、またそれら取付金具と支持金具の筒状部間に、該
   取付金具の取付用板状部から軸方向他端側に所定距離を
   隔てて、円環板状の径方向ゴム弾性体を、それぞれ介装
   せしめて、該二つのゴム弾性体にて、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及び
   該二つのゴム弾性体とによって周壁が構成され、内部に
   所定の非圧縮性流体が封入されて、それら取付金具と支
   持金具との間への入力振動が及ぼされる、周方向に連続
   した円環状の流体室を形成せしめ、更にかかる流体室の
   内部に、該流体室の内面形状に略対応した外形を有する
   円環状の作用部材を、その外周縁部に一体的に設けられ
   た、周方向全周に亘って延びる環状の固定部において、
   該流体室の外周壁部側に固定支持せしめて収容、配置す
   ることにより、該スプリングインシュレータの装着状態
   下、該流体室内面との間において、該作用部材の周り
   に、周方向に連続して延びる略一定間隙の振動作用部が
   全周に亘って形成されるように構成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。