(57)【要約】【課題】軸心方向に予圧縮されて用いられること多い防振ゴムにおいて、ゴム部の構造や形状に更なる工夫を加えることにより、早期にゴム部が損傷することを回避して、耐久性に優れるものとして提供する。【解決手段】内筒１と、内筒１の軸心Ｐと同軸心を持つボス部２Ａ、及びボス部２Ａの上端から径方向外側に拡がり形成される外向きフランジ部２Ｂを備える外筒２と、ボス部２Ａの内周面２ａ及び外向きフランジ部２Ｂの外面２ｂと内筒１との間に介在されて両筒１，２を互いに一体化するゴム部３とを有し、内筒１を外筒２に対して下方に相対移動させた状態で装着対象４に組付け可能に構成されている防振ゴムにおいて、ゴム部３の径方向で中間部に、下方開口する奥拡がり状の周溝７を形成し、周溝７の内周壁８とこれより小径の外周壁９とが面対向する状態に構成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内筒と、前記内筒の軸心方向に沿う軸心を有するボス部、及び前記ボス部の軸心方向一端から径方向外側に拡がり形成される外向きフランジ部を備える外筒と、前記ボス部の内周面及び前記外向きフランジ部の外面と前記内筒との間に介在されて前記両筒を互いに一体化するゴム部とを有するとともに、
前記内筒と前記外筒とを、前記外筒が前記内筒に対して前記軸心方向における外向きフランジ部存在位置からボス部存在位置に向かうこととなる方向に相対移動させた状態で装着対象に組付け可能に構成されている防振ゴムであって、
前記ゴム部の径方向で中間部に、前記軸心方向で前記ボス部存在側の端面に開口する奥拡がり状の周溝を形成し、前記周溝の内周壁とこれより小径の外周壁とが面対向する状態に構成されている防振ゴム。
【請求項２】
前記周溝が、前記内周壁と前記外周壁とが面対向する主溝部と、奥拡がりする奥拡がり部とから成るとともに、前記奥拡がり部が、前記主溝部の径方向幅よりも大なる径を有する断面円弧状のものに形成されている請求項１に記載の防振ゴム。
【請求項３】
前記外筒と前記内筒とは、前記ボス部が前記軸心方向で前記内筒の長さ範囲外に位置する状態に相対配置されており、前記周溝は、前記ゴム部における前記ボス部と前記内筒のボス部側端部とを結ぶ凹面状側端面に開口するとともに、前記奥拡がり部が径内側に偏って拡がる状態に形成されている請求項２に記載の防振ゴム。
【請求項４】
前記装着対象に形成されている孔にその表裏の各面から挿入される状態で前記ボス部が内嵌され、かつ、前記孔の表裏の各周縁部に前記外向きフランジ部が沿うように、請求項１〜３の何れか一項に記載の防振ゴムの一対を背中合わせ状態で配備し、何れか一方の防振ゴムの前記軸心方向で外側に位置する防振対象を、前記両ボス部及び前記防振対象を挿通するボルトを用いて前記両内筒が互いに端面当接するように前記両ゴム部を圧縮させた状態で前記一対の防振ゴムに取り付けてある防振構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のエンジン等の振動発生体を防振懸架するのに用いられる防振ゴム、並びにその防振ゴムを用いた防振構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の防振ゴムとしては、特許文献１において開示されたものが知られている。即ち、内筒と、内筒の軸心方向に沿う軸心を有するボス部、及び内筒の軸心方向一端から径方向外側に拡がり形成される外向きフランジ部を備える外筒と、ボス部の内周面及び外向きフランジ部の外面と内筒との間に介在されて両筒を互いに一体化するゴム部とを有するとともに、内筒と外筒とを、外筒が内筒に対して軸心方向における外向きフランジ部存在位置からボス部存在位置に向かうこととなる方向に相対移動させた状態で装着対象に組付け可能に構成されている防振ゴムである。
【０００３】
このような防振ゴムの使用状況としては、特許文献１の図４や図６に示されるように、車体フレーム等の支持部材に取り付けられる外筒に対して、エンジンが搭載される内筒を予め下方に所定量強制移動させた状態、即ち予圧縮させた状態で組付けられることがしばしば行われる。これは、ゴムは引張荷重に対しては強くないため、エンジンを内筒に載せつけて組付けた際に防振ゴムに作用する静荷重を予圧縮による反力で相殺させ、引張応力がゴム部に作用しないようにするためである。
【０００４】
従って、実機への組付け後においては常時防振ゴムには応力が生じているとともに、使用時（エンジン回転時、自動車走行時等）には、内筒と外筒とが相対的に上下移動する上下方向や、内筒と外筒とが相対的に横移動する水平方向に常時応力が生じている。この場合、ゴム部において予圧縮で大きく捩られることとなる下向き凹面状の下方側面の応力を緩和させるため、従来では図５に示す形状を呈する防振ゴムＢが用いられていた。
【０００５】
即ち、図５に示すように、従来の防振ゴムＢは、内筒２１と、内筒２１の軸心Ｐ方向に沿う軸心Ｐを有するボス部２２Ａ、及び内筒２１の軸心Ｐ方向一端から径方向外側に拡がり形成される外向きフランジ部２２Ｂを備える外筒２２と、ボス部２２Ａの内周面２２ａ及び外向きフランジ部２２Ｂの外面２２ｂと内筒２１との間に介在されて両筒２１，２２を互いに一体化するゴム部２３とを有するとともに、内筒２１と外筒２２とを、外筒２２が内筒２１に対して軸心Ｐ方向における外向きフランジ部２２Ｂ存在位置からボス部２２Ａ存在位置に向かうこととなる方向（下方向）に相対移動させた状態で装着対象２４に組付け可能に構成されている。
【０００６】
そして、ゴム部２３下端部における内筒２１に接する最内側部分において鋭角的に上向きに凹入される抉り取り周部２４と、ゴム部２３下端部における径方向中間部分において上向きに大きく湾入される切欠き周溝２５とがゴム部２３に形成されていた。抉り取り周部２４は、ゴム部２３の上下方向、即ち軸心Ｐ方向の応力を緩和するためのものであり、切欠き周溝２５は、ゴム部２３の水平方向、即ち軸心Ｐに直交するＱ方向の応力を緩和するためのもの（外周の応力緩和及びそれによる耐久性の向上を図るためのもの）である。
【０００７】
しかしながら、上記従来の防振ゴムＢでは、実機への組付け条件での耐久テストにおいて、ゴム部下面側の抉り取り周部２４や切欠き周溝２５、或いはそれらの付近箇所において早期に亀裂が生じる傾向が残っていることが知見されており、耐久性向上には更なる改善の余地が残されているものであった。
【特許文献１】特開２００６−２０７７０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、段落番号「０００５」において述べた構成の防振ゴム、即ち、軸心方向に予圧縮されて用いられること多い防振ゴムにおいて、ゴム部の構造や形状に更なる工夫を加えることにより、早期にゴム部が損傷することを回避して、耐久性に優れるものとして提供できるようにする点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明は、内筒１と、前記内筒１の軸心Ｐ方向に沿う軸心を有するボス部２Ａ、及び前記ボス部２Ａの軸心Ｐ方向一端から径方向外側に拡がり形成される外向きフランジ部２Ｂを備える外筒２と、前記ボス部２Ａの内周面２ａ及び前記外向きフランジ部２Ｂの外面２ｂと前記内筒１との間に介在されて前記両筒１，２を互いに一体化するゴム部３とを有するとともに、
前記内筒１と前記外筒２とを、前記外筒２が前記内筒１に対して前記軸心Ｐ方向における外向きフランジ部２Ｂ存在位置からボス部２Ａ存在位置に向かうこととなる方向に相対移動させた状態で装着対象に組付け可能に構成されている防振ゴムにおいて、
前記ゴム部３の径方向で中間部に、前記軸心Ｐ方向で前記ボス部２Ａ存在側の端面に開口する奥拡がり状の周溝７を形成し、前記周溝７の内周壁８とこれより小径の外周壁９とが面対向する状態に構成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の防振ゴムにおいて、前記周溝７が、前記内周壁８と前記外周壁９とが面対向する主溝部７Ａと、奥拡がりする奥拡がり部７Ｂとから成るとともに、前記奥拡がり部７Ｂが、前記主溝部７Ａの径方向幅ｗよりも大なる径ｒを有する断面円弧状のものに形成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の防振ゴムにおいて、前記外筒２と前記内筒１とは、前記ボス部２Ａが前記軸心Ｐ方向で前記内筒１の長さ範囲外に位置する状態に相対配置されており、前記周溝７は、前記ゴム部３における前記ボス部２Ａと前記内筒１のボス部２Ａ側端部とを結ぶ凹面状側端面３Ｂに開口するとともに、前記奥拡がり部７Ｂが径内側に偏って拡がる状態に形成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項４に係る発明は、防振構造において、装着対象４に形成されている孔４ａにその表裏の各面から挿入される状態で前記ボス部２Ａが内嵌され、かつ、前記孔４ａの表裏の各周縁部に前記外向きフランジ部２Ｂが沿うように、請求項１〜３の何れか一項に記載の防振ゴムＡの一対を背中合わせ状態で配備し、何れか一方の防振ゴムＡの前記軸心Ｐ方向で外側に位置する防振対象５を、前記両ボス部２Ａ，２Ａ及び前記防振対象５を挿通するボルト６を用いて前記両内筒１，１が互いに端面当接するように前記両ゴム部３，３、を圧縮させた状態で前記一対の防振ゴムＡ，Ａに取り付けてあることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、詳しくは実施形態の項にて説明するが、従来の防振ゴムにおける抉り取り周部や切欠き周溝に相当する箇所、即ち、ゴム部における周溝付近の箇所、及びゴム部における軸心方向で周溝形成側の端部における内筒に接する箇所において優れた応力軽減効果が得られるものとなっている。その結果、軸心方向に予圧縮されて用いられること多い防振ゴムにおいて、ゴム部の構造や形状に更なる工夫を加えることにより、早期にゴム部が損傷することを回避して、耐久性に優れるものとして提供することができる。
【００１４】
請求項２の発明のように、奥広がり形状の周溝における奥拡がり部を断面円弧状とすれば応力軽減効果を高めることができるとともに、請求項３の発明のように、内筒に対して外筒が軸心方向で大きく位置ズレしていてゴム部が湾曲するような断面形状を有し、かつ断面円弧状の奥拡がり部を径内側に偏らせて形成する防振ゴムでは、さらに優れた応力軽減効果を得ることが可能になる。
【００１５】
請求項４の発明によれば、一対の防振ゴムを背中合せ状態で、かつ、予圧縮させた状態で装着対象に組付けて装備させる構成において、請求項１〜３の構造の防振ゴムを用いれば、各防振ゴムにおける応力軽減効果が有効に発揮できて耐久性に優れる防振構造を実現できるものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明による防振ゴム及びそれを用いた防振構造の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１，２はそれぞれ実施例１，２の防振ゴムの構造を示す断面図、図３，４は実施例２の防振ゴムにおける垂直方向と水平方向の応力線図、図５は従来の防振ゴムの構造を示す断面図、図６，７は従来の防振ゴムにおける垂直方向と水平方向の応力線図である。
【００１７】
〔実施例１〕
実施例１による防振ゴムＡは、図１に示すように、内筒１と、内筒１の軸心Ｐと同一の軸心（「軸心Ｐ方向に沿う軸心」の一例）Ｐを有するボス部２Ａ、及びボス部２Ａの上端（「軸心Ｐ方向一端」の一例）から径方向外側に拡がり形成される外向きフランジ部２Ｂを備える外筒２と、ボス部２Ａの内周面２ａ及び外向きフランジ部２Ｂの外面２ｂと内筒１との間に介在されて両筒１，２を互いに加硫接着によって一体化するゴム部３とを有して構成されている。そして、内筒１と外筒２とを、外筒２が内筒１に対して軸心Ｐ方向における外向きフランジ部２Ｂ存在位置からボス部存在位置２Ａに向かうこととなる方向に相対移動させた状態でフレーム部材（装着対象の一例）４に組付け可能に構成されている防振ゴムＡである。
【００１８】
より具体的に説明する。内筒１は、厚肉の金属パイプを所定長さに切断する等によってなる直円筒状のもので上下向きの縦軸新心Ｐを有している。内筒１の中空部１ａは、エンジン（図示省略）の支持部材５を防振ゴムＡに載せ付けて装着するための取付けボルト６を挿入するに好適な直径を有する状態に寸法設定されている。外筒２は、縦軸心Ｐを通る面で切った断面である横断面形状がＬ字状を呈する環状部材であって、ボス部２Ａと外向きフランジ部２Ｂとが曲面部２Ｃを介して滑らかな曲線で繋がるように形成されている。この外筒２は、例えば鋼板をプレス成形することで形成される。
【００１９】
ゴム部３は、内筒１の外周面１ｂの全面と、ボス部２Ａの内周面２ａのほぼ全面と、外向きフランジ部２Ｂの上面（外面の一例）と外周面２ｃとに加硫接着されており、縦軸心Ｐを通る縦断面形状が略三角形で円錐面状の傾斜外周面３Ａや、ボス部２Ａの下端部と内筒２の下端部とを結んでおり全体として見た場合に凹入したような形状を呈する凹面状側端面３Ｂを有している。そして、ゴム部３の径方向で中間部に、凹面状側端面（「縦軸心Ｐ方向でボス部存在側の端面」の一例）３Ｂに開口する奥拡がり状の大周溝（「周溝」の一例）７が形成されている。上方に凹入形成される大周溝７は、内周壁８とこれより小径の外周壁９とが面対向する状態の主溝部７Ａと、この主溝部７Ａの基準中心径Ｘと同心を持ち、かつ、主溝部７Ａの溝幅（径方向幅）ｗよりも大なる径ｒを有する断面円弧状の奥拡がり部７Ｂとから構成されている。
【００２０】
内周壁８は、奥拡がり部７Ｂから垂直に下方に延設されるとともに径外側に湾曲する外向きＲ面８ａを介してボス部２Ａの下部に達している。外周壁９も奥拡がり部７Ｂから垂直に下方に延設されるとともに、径内側に湾曲する内向きＲ面９ａを介して内筒１の外周面１ｂと下端面１ｃとが交わる角部に達している。大周溝７の存在により、ゴム部３は、大周溝７より径内側に位置する内環状ゴム部３Ｎと、大周溝７より径外側に位置する外環状ゴム部３Ｇとに大別されているような状況にある。また、ゴム部３の上端面３ａには、下方に凹入する小周溝１０が形成されている。
【００２１】
実機への装着状況の一例を述べると、図１に示すように、上下一対の防振ゴムＡ，Ａが背中合せ状態で配されるものであって、ボス部２Ａがフレーム部材４の装着用孔４ａに挿入され、かつ、向きフランジ部２Ｂがフレーム部材４の上面４ｂに載せ付けられた状態で、両中空部１ａ，１ａにボルト６を通し、上下の各下端面１ｃ，１ｃどうしが当接するまで締付けて固定する（図１の仮想線を参照）。つまり、上側の防振ゴムＡにおいては、外筒２に対して内筒１が下方（矢印イ）に距離ｄでもってゴム部３が圧縮される状態（予備圧縮状態）で組み付けられている（下側の防振ゴムＡは、外筒２に対して内筒１が上方に距離ｄでもってゴム部３が圧縮される状態で組み付けられる）。
【００２２】
つまり、装着対象であるフレーム部材４に形成されている孔４ａにその表裏の各面から挿入される状態でボス部２Ａが内嵌され、かつ、孔４ａの表裏の各周縁部に外向きフランジ部２Ｂが沿うように、防振ゴムＡの一対を背中合わせ状態で配備し、上側（「何れか一方」の一例）の防振ゴムＡの上側（「軸心Ｐ方向で外側」の一例）に位置する防振対象である支持部材５を、両ボス部２２Ａ，２２Ａ及び支持部材５を挿通するボルト６を用いて両内筒１，１が互いに端面当接するように両ゴム部３，３を圧縮させた状態で一対の防振ゴムＡ，Ａに取り付けて成る防振構造である。
【００２３】
上記予備圧縮状態では、ゴム部３が捩り弾性変形されることとなるが、大周溝７の存在によってゴム部３の径方向中間部分の捩れ変形が比較的円滑に行われるようになり、特に、大きな弾性変形が余儀なくされる凹面状側端面３Ｂは、実質的に内環状ゴム部３Ｎの下端部と外環状ゴム部３Ｇの下端部とに分断されていることから、弾性変形を担当する下面長さが増大したような状態に相当して、部分的に応力が高くなることが回避され、早期に亀裂が生じることから開放される傾向を得ている。大周溝７が、内周壁８と外周壁９とが面対向する主溝部７Ａと、奥拡がりする奥拡がり部７Ｂとから成るとともに、奥拡がり部７Ｂが、主溝部７Ａの径方向幅よりも大なる径を有する断面円弧状のものに形成されていて、最も変形が顕著になる溝の奥部分には、主溝部７Ａより幅の広い奥拡がり部７Ｂが形成されているので、その部分の表面応力も十分下げることが可能になっている。
【００２４】
〔実施例２〕
実施例２による防振ゴムＡは、図２に示すように、大周溝７の形状が少し異なる以外は図１に示す実施例１の防振ゴムＡと同じである。大周溝７は、外筒２と内筒１とは、ボス部２Ａが縦軸心Ｐ方向で内筒１の長さ範囲外に位置する状態に相対配置されており、大周溝７は、ゴム部３におけるボス部２Ａと内筒１のボス部側端部とを結ぶ凹面状側端面３Ｂに開口するとともに、奥拡がり部７Ｂが径内側に偏って拡がる状態に形成されている。つまり、相違点は、奥拡がり部７Ｂが内周壁８が一旦径外側に外拡がりすることなく円弧となるように奥拡がり部７Ｂが径内側にオフセットされていることである。尚、実施例２の防振ゴムＡのゴム部３においても、主溝部７Ａの溝幅ｗよりも奥拡がり部７Ｂの径ｒの方が大である。
【００２５】
奥拡がり部７Ｂの基準中心径Ｙは、主溝部７Ａの基準中心径Ｘよりも小さいものであって、径内側に大きく抉られて大周溝７の内奥部が径内側に偏ったような断面形状を呈している。この実施例２による防振ゴムＡの実機への装着状態におけるゴム部３の応力線図を図３及び図４に示す。図３は、一対の防振ゴムＡ，Ａを背中合わせ状態で上下に並べてボルト止めされた予備圧縮状態（図１に示す防振構造の状態）において、さらにエンジン（図示省略）の重量の３倍の重量が作用〔エンジン搭載状態では、振動等によってエンジン重量の約３倍の重量（＝３Ｇ）が頻度多く恒常的に作用している〕した場合を示している。図４は、前記予備圧縮状態において、大周溝７が潰れるまで防振ゴムＡを向かって右側に横移動させた場合を示している。
【００２６】
比較参考例として、図５に示す従来の防振ゴムの応力線図を図６，７に示す。図６は図３に対応した垂直方向の応力線図であり、図７は図４に対応した水平方向の応力線図である。図３，４，６，７において、ゴム部３下端部の内筒１に接する最内側部分（図６，７では抉り取り周部２４）を箇所ａ、大周溝７（図６，７では切欠き周溝２５）の内奥部における径内側部分を箇所ｂ、径外側部分を箇所ｃであると定義する。さらに、水平方向の応力線図（図３，４）では、圧縮側はｉ（インナーのｉ）で引張られ側はｏ（アウターのｏ）をそれぞれａ，ｂ，ｃの後に付して（例：ａｉ）区別するものとする。
【００２７】
さて、従来の防振ゴムＢの応力線図（図６，７）と実施例２の防振ゴムＡの応力線図（図３，４）とを比較すると、ゴム部３，２３に作用する応力は全体的として見れば大差ないが、前述の箇所ａ，ｂ，ｃでは違いが確認される。即ち各図に記したように、垂直方向（縦軸心Ｐ方向）における従来の防振ゴムＢの応力は、箇所ａ＝５．０５、箇所ｂ＝４．３６、箇所ｃ＝−５．２０であるに対して、実施例２の防振ゴムＡの応力は、箇所ａ＝０．６９、箇所ｂ＝３．８４、箇所ｃ＝−３．４０と大きく低減（応力軽減）されているのが理解できる。特に、箇所ａでの応力軽減効果が大きい。尚、応力値の−は力の方向が反対であることを表しており、要は絶対値が小さいほうが応力は小さい。
【００２８】
そして、水平方向（Ｑ方向）における従来の防振ゴムＢの応力は、箇所ａｏ＝３．０６、箇所ｂｏ＝１．５０、箇所ｃｏ＝０．５６、及び箇所ａｉ＝０．９３、箇所ｂｉ＝−１．４９、箇所ｃｉ＝−３．７４であるに対して、実施例２の防振ゴムＡの応力は、箇所ａｏ＝０．２８、箇所ｂｏ＝１．６６、箇所ｃｏ＝−０．３１、及び箇所ａｉ＝−０．２５、箇所ｂｉ＝１．３０、箇所ｃｉ＝−２．７９となっており、やはり大きく低減（応力軽減）されているのが理解できる。特に、引張側の箇所ａｏでの応力軽減効果は大きい。但し、箇所ｂｏでは逆に実施例２のもののほうが少し（１．６６−１．５０＝０．１６）応力が大きくなっているが、その差は僅かであって問題ない範囲である。
【００２９】
また、図示は省略するが、実施例１による防振ゴムＡの垂直及び水平方向の各応力線図は、各箇所ａ〜ｃの応力値は、図６，７に示す従来値と図３，４に示す実施例２の値との間で、かつ、実施例２の値に極近い値を示す結果になっている。従って、実施例１による防振ゴムＡでも十分な応力軽減効果が得られるものであり、実施例２の防振ゴムＡではさらに優れた応力軽減効果が発揮できるものとなっている。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施例１による防振ゴムの構造を示す断面図
【図２】実施例２による防振ゴムの構造を示す断面図
【図３】図２の防振ゴムの実機搭載状態での垂直方向の応力線図
【図４】図２の防振ゴムの実機搭載状態での水平方向の応力線図
【図５】従来の防振ゴムを示す断面図
【図６】図５の防振ゴムの図３に対応した垂直方向の応力線図
【図７】図５の防振ゴムの図４に対応した水平方向の応力線図
【符号の説明】
【００３１】
１          内筒
２          外筒
２Ａ        ボス部
２Ｂ        外向きフランジ部
２ａ        ボス部の内周面
２ｂ        外向きフランジ部の外面
３          ゴム部
４          装着対象
４ａ        孔
５          防振対象
６          ボルト
７          周溝
７Ａ        主溝部
７Ｂ        奥拡がり部
８          内周壁
９          外周壁
Ａ          防振ゴム
Ｐ          内筒の軸心
ｗ          主溝部の径方向幅
ｒ          奥拡がり部の径
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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