JP2004060680A

JP2004060680A - 液体封入式マウント

Info

Publication number: JP2004060680A
Application number: JP2002215996A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiko Narita; 成田　信彦
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2002-07-25
Filing date: 2002-07-25
Publication date: 2004-02-26

Abstract

【課題】防振特性の変更の自由度を大きくでき、かつ低コストで生産可能な液体封入式マウントを提供する。
【解決手段】外側取付筒２の内周に、内ケース４及び内側取付筒１を一体に有するゴム状弾性材料からなる主弾性体３と、補強部材６を一体に有するゴム状弾性材料からなる副弾性体５が、互いに組み合わされた状態で、その外周シール部３６，５３において密封的に嵌着され、外側取付筒２と主弾性体３との間に画成された第一液室Ａと、外側取付筒２と副弾性体５に形成されたダイアフラム５２との間に画成された第二液室Ｂと、主弾性体３の外周シール部３６及び副弾性体５の外周シール部５３に跨って形成され第一液室Ａと第二液室Ｂとの間を連通するオリフィスＣ，Ｄに、作動液が封入される。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は防振技術に属するものであって、例えば自動車のエンジン等の防振支持手段として用いられ、弾性体で画成された第一液室と第二液室の間で、作動液が移動することにより緩衝及び振動低減を行う液体封入式マウントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のエンジンは、その振動が車体へ伝達されるのを極力防止するため、エンジンマウントを介して車体に弾性的に支持されており、このようなエンジンマウントとして用いられる液体封入式マウントの典型的な従来技術が、例えば特公平４−５４０９９号公報に開示されている。この液体封入式マウントは、エンジンを含むパワーユニット側及び車体フレーム側のうちの一方に取り付けられる内側取付筒と、その外周にあって前記パワーユニット側及び車体フレーム側のうちの他方に取り付けられる外側取付筒との間が、ゴム状弾性材料からなる主弾性体を介して結合されており、この主弾性体によって画成された第一液室（受圧室）と、ゴム状弾性材料からなるにダイアフラムよって画成された第二液室（平衡室）との間で、作動液がオリフィスを介して移動するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術による液体封入式マウントにおいては、主弾性体とダイアフラムとがゴム状弾性材料で一体的に成形される一方、オリフィスを、外側取付筒の内周面との間で別部品によって形成する構造が採用されている。したがって、この主弾性体とダイアフラムからなる成形品を、防振要求性能が異なる他機種に転用する場合、液柱共振周波数の調整は、オリフィスを形成する部品の寸法変更のみに依存されることになり、防振特性の変更の自由度が小さかった。
【０００４】
また、オリフィスを形成する部品との気密性を確保する目的で、最も大径である外側取付筒の内周面に、ゴム状弾性材料による膜状のシールゴムを加硫接着する必要があるため、大径の加硫成形金型が必要となって、コストの上昇を来していた。
【０００５】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたもので、その技術的課題とするところは、防振特性の変更の自由度を大きくでき、かつ低コストで生産可能な液体封入式マウントを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係る液体封入式マウントは、内側取付筒及びその外周の内ケースをゴム状弾性材料からなる主弾性体に加硫接着した第一の加硫成形体と、補強部材をゴム状弾性材料からなる副弾性体に加硫接着した第二の加硫成形体が、互いに組み合わされた状態で外側取付筒の内周に密封的に嵌着され、前記外側取付筒と前記主弾性体との間に画成された第一液室と、前記外側取付筒と前記副弾性体に形成されたダイアフラムとの間に画成された第二液室と、前記主弾性体及び副弾性体に跨って形成され前記第一液室と前記第二液室との間を連通するオリフィスに、作動液が封入されたものである。
【０００７】
請求項２の発明に係る液体封入式マウントは、請求項１に記載の構成において、主弾性体及び副弾性体に、外側取付筒の内周面と密接して第一液室、第二液室及びオリフィスからなる密閉空間をシールするシール部が形成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る液体封入式マウントを、図面を参照しながら説明する。まず図１は、本発明に係る液体封入式マウントの好ましい実施の形態を、軸心を通る平面で被支持荷重方向に切断して示す断面図、図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ線の位置で軸心と直交する平面で切断して示す断面図、図３は、図１におけるＩＩＩ方向の矢視図、図４は、内部の加硫成形体を分解した状態を、軸心を通る平面で被支持荷重方向に切断して示す断面図、図５は、内部の加硫成形体を分解した状態を、軸心と直交する平面で切断して示す断面図、図６は、作動液の流動経路を説明するための、図５におけるＶＩ方向の矢視図である。
【０００９】
図１〜図５において、参照符号１は、金属製の中空軸状の内側取付筒で、その軸方向中間部には、被支持荷重の入力方向すなわち上下方向に突出した下側ストッパ１１及び上側ストッパ１２が一体的に設けられている。下側ストッパ１１は、上側ストッパ１２よりも突出高さが大きく形成されている。参照符号２は、内側取付筒１の外周側に配置された円筒状を呈する金属製の外側取付筒で、その軸方向両端には、内向き鍔部２１，２２が形成されている。内側取付筒１は、ゴム状弾性材料で成形された主弾性体３を介して、外側取付筒２の軸心よりも上方へ偏心した位置に支持されている。
【００１０】
主弾性体３は、内側取付筒１及びストッパ１１，１２と、その外周側に配置された金属製の内ケース４とに跨って一体的に加硫成形（加硫接着）されており、すなわち、これら内側取付筒１、主弾性体３、ストッパ１１，１２及び内ケース４は、図４及び図５に示される第一の加硫成形体１０を構成している。主弾性体３は、内側取付筒１に加硫接着された基部３１と、この基部３１から軸心と直交する断面が八の字形をなして斜め下方へ延びる一対の側壁部３２，３２と、前記基部３１からストッパ１１，１２の軸方向両側に位置する一対の端壁部３３，３３と、下側ストッパ１１の下端を覆うように形成された緩衝体３４と、上側ストッパ１２を覆うように形成された膜状の弾性層３５を有する。
【００１１】
内ケース４は、図５に破線で示されるように、軸心と平行な方向の投影形状がほぼ円形をなすものであって、図４及び図５に示されるように、主弾性体３における各側壁部３２の端部内を延びる一対の中間補強部４１，４１と、この中間補強部４１，４１の軸方向両端から下側へ、主弾性体３における各端壁部３３の外周部に沿って円弧状に延びる一対の端壁補強部４２，４２と、中間補強部４１，４１の軸方向両端から上側へ、円弧状に延びる一対の上側円弧部４３，４３とからなる。主弾性体３の側壁部３２，３２及び端壁部３３，３３は、被支持体であるエンジンを含むパワーユニット側の荷重を弾性的に支持する主体であるため、その肉厚が十分に大きく形成されている。
【００１２】
内ケース４における中間補強部４１，４１の外周側は、主弾性体３の一部からなる外周シール部３６，３６となっており、端壁補強部４２，４２の外周側は、主弾性体３の一部からなる外周シール部３７，３７となっており、上側円弧部４３，４３の外周側にも、主弾性体３の一部からなる密接部３８，３８が形成されており、これらが、外側取付筒２の内周面に密接されている。
【００１３】
参照符号５はゴム状弾性材料で成形された副弾性体で、半円弧状を呈する金属製の補強部材６に一体的に加硫接着されており、すなわち、これら副弾性体５と補強部材６は、図４及び図５に示される第二の加硫成形体２０を構成している。補強部材６は、図１及び図４に示されるように、軸方向両端に外周側へ屈曲形成された一対の鍔部６１，６１を有し、図５に示されるように、円周方向二箇所に開口部６２，６２が開設されている。
【００１４】
副弾性体５は、図２に示されるように、主弾性体３における弾性槽３５で被覆された上側ストッパ１２と上下に対向する緩衝体５１と、その円周方向両側に形成された一対のダイアフラム５２，５２と、補強部材６の外周側にあって外側取付筒２の内周面に密着される外周シール部５３とを有する。
【００１５】
ダイアフラム５２，５２は、主弾性体３における側壁部３２，３２及び端壁部３３，３３に比較して十分に薄肉に形成されており、上側ストッパ１２の両側の位置へ突出した袋状を呈するもので、その上端開口部が、補強部材６における開口部６２，６２と合致している。また、各ダイアフラム５２，５２と、主弾性体３との間は、適当な隙間Ｇを介して非接触状態となっている。
【００１６】
内側取付筒１の下側には、主弾性体３における側壁部３２，３２及び端壁部３３，３３とで囲まれた空間と、これを下側から塞ぐように存在する外側取付筒２の下部２ａとの間には、第一液室Ａが画成されている。一方、ダイアフラム５２，５２の内側空間は、それぞれ第二液室Ｂとなっており、これら第一及び第二液室Ａ，Ｂは、図２に示される第一オリフィスＣ及び第二オリフィスＤを介して互いに連通している。
【００１７】
第一オリフィスＣは、内ケース４における一方（図２における右側）の中間補強部４１の外周側の外周シール部３６に形成された通路Ｃ１と、副弾性体５における外周シール部５３に形成された通路Ｃ２からなる。詳しくは、図５に示される第一の加硫成形体１０における主弾性体３の外周シール部３６，３６の上端部及び内ケース４の中間補強部４１，４１の上端部と、第二の加硫成形体２０における副弾性体５の外周シール部５３の円周方向両端部及び補強部材６の円周方向両端部が、互いに密接状態に嵌合されることによって、主弾性体３の外周シール部３６に形成された通路Ｃ１と、副弾性体５の外周シール部５３に形成された通路Ｃ２が互いに連続した第一オリフィスＣを構成している。
【００１８】
図６に示されるように、副弾性体５の外周シール部５３に形成された第一オリフィスＣの通路Ｃ２は、内ケース４側の通路Ｃ１に比較して流路断面積が小さく形成されていると共に、図６における右側の第二液室Ｂ（Ｂ_Ｒ）を迂回して、後述する第二オリフィスＤの通路Ｄ２に合流し、この通路Ｄ２を介して図６における左側の第二液室Ｂ（Ｂ_Ｌ）に連通している。また、第二液室Ｂ，Ｂ（Ｂ_Ｌ，Ｂ_Ｒ）は、第一オリフィスＣに比較して流路断面積が十分に大きい通路Ｅを介して互いに連通している。
【００１９】
一方、第二オリフィスＤは、内ケース４における他方（図２における左側）の中間補強部４１の外周側の外周シール部３６に形成された通路Ｄ１と、副弾性体５における外周シール部５３に形成された通路Ｄ２からなる。すなわち、第一オリフィスＣと同様、図５に示される第一の加硫成形体１０における主弾性体３の外周シール部３６，３６及び内ケース４の中間補強部４１，４１の上端部と、第二の加硫成形体２０における副弾性体５の外周シール部５３の円周方向両端部及び補強部材６の円周方向両端部が、互いに密接状態に嵌合されることによって、通路Ｄ１，Ｄ２が互いに連続し、第二オリフィスＤを構成している。第二オリフィスＤの流路断面積は、第一オリフィスＣにおける通路Ｃ２よりも十分に大きく、例えば通路Ｅと同等に形成されている。また、通路Ｄ２は図６における左側の第二液室Ｂ（Ｂ_Ｌ）に連通しており、このため第一オリフィスＣよりも流路長さが短いものとなっている。
【００２０】
互いに連通している第一液室Ａ、第一オリフィスＣ、第二オリフィスＤ、第二液室Ｂ及び通路Ｅからなる密閉空間には、シリコーンオイル等のような、適当な粘性を有する非圧縮性の作動液が充填されている。先に説明したように、第一オリフィスＣは流路長さが長く、かつ流路断面積が小さく形成されているので、この第一オリフィスＣ内を、図６に矢印で示されるように作動液が流れる際には、大きな流動抵抗が発生する。これに対し、第二オリフィスＤは、流路長さが短く、かつ流路断面積が大きく形成されているので、第二オリフィスＤ内を作動液が流れる際の流動抵抗は、第一オリフィスＣに比較して十分に小さいものとなっている。
【００２１】
第一オリフィスＣ及び第二オリフィスＤにおける液柱共振周波数は、それぞれの流路長さ及び流路断面積と、主弾性体３における側壁部３２，３２及び端壁部３３，３３の弾性（ばね定数）と、副弾性体５におけるダイアフラム５２，５２の拡張弾性によって決まる。このうち、第一オリフィスＣの液柱共振周波数は、低周波数域、例えばエンジンシェイク等による振動の周波数域に同調され、第二オリフィスＤの液柱共振周波数は、中・高周波数域、例えばエンジンの機関振動等による継続的な小振幅の振動の周波数域に同調される。
【００２２】
したがって、支持対象であるパワーユニットの仕様変更等に合わせて、当該液体封入式マウントの特性を変更する場合は、副弾性体５の外周シール部５３に形成された通路Ｃ２あるいは通路Ｄ２の形状や寸法及びダイアフラム５２，５２の形状や肉厚等の変更によって対応することができる。
【００２３】
以上の構成を備える本形態の液体封入式マウントの製造においては、まず、内側取付筒１、ストッパ１１，１２、外側取付筒２、内ケース４及び補強部材６を製作する。なお、この時点では、外側取付筒２には軸方向一端の内向き鍔部２１のみが形成される。
【００２４】
次に、図４及び図５に示されるような、主弾性体３に内側取付筒１、ストッパ１１，１２及び内ケース４を一体化した加硫成形体１０と、副弾性体５に補強部材６を一体化した加硫成形体２０を、それぞれ加硫成形金型を用いて製作する。
【００２５】
外側取付筒２の内周面には、従来のように、ゴム状弾性材料による膜状のシールゴムを加硫接着する必要がない。これは、本形態においては、図１及び図２に示されるように、第一液室Ａ、第二液室Ｂ、及びオリフィスＣ，Ｄからなる密閉空間のシールは、主弾性体３における外周シール部３６，３７及び副弾性体５における外周シール部５３が、外側取付筒２の内周面に密接することによってなされるからである。したがって、外側取付筒２の全周にシールゴムを形成するための大型の加硫成形金型が不要となる。
【００２６】
次に、加硫成形体１０，２０を、主弾性体３における外周シール部３６，３６の上端部及び内ケース４の中間補強部４１，４１の上端部と、副弾性体５における外周シール部５３の円周方向両端部及び補強部材６の円周方向両端部が、互いに密接嵌合状態となるように組み合わせ、槽内に貯留したシリコーンオイル等の液中で、外側取付筒２の内周に、内ケース４の軸方向一端が外側取付筒２の内向き鍔部２１に当接するまで圧入する。この圧入過程で、槽内の液の一部が第一液室Ａ、第二液室Ｂ、及びオリフィスＣ，Ｄに閉じ込められる。最後に、外側取付筒２の軸方向他端を内周側へカシメて内向き鍔部２２を形成し、内向き鍔部２１，２２間に加硫成形体１０，２０を固定することによって、組立が完了する。
【００２７】
図示の形態による液体封入式マウントにおいて、内側取付筒１は、支持対象の振動体であるエンジンを含むパワーユニット側及び支持体である車体フレーム側のうちの一方に、また、外側取付筒２はパワーユニット側及び車体フレーム側のうちの他方に連結される。そして、主弾性体３における側壁部３２，３２及び端壁部３３，３３がパワーユニットの荷重による初期変形を受けた状態では、図１及び図２に示されるように、内側取付筒１の下側ストッパ１１（緩衝体３４）が、外側取付筒２の下部内周面から適当な高さだけ浮上しており、かつ上側ストッパ１２（弾性槽３５）が、副弾性体５に形成された緩衝体５１に対して、適当な隙間を介して非接触状態にある。したがって、パワーユニット側あるいは車体側からの振動が入力されると、内側取付筒１と外側取付筒２は、主弾性体３の変形を伴いながら、図１乃至図３における上下方向へ相対的に反復変位される。
【００２８】
入力された振動が、例えばエンジンシェイク等による低周波大振幅の変位である場合は、この振動変位の半周期において、内側取付筒１が外側取付筒２に対して相対的に下方へ大きく変位されることによって、主弾性体３における側壁部３２，３２及び端壁部３３，３３が大きな変形を受けると、内側取付筒１の下側の第一液室Ａが加圧されるので、第一液室Ａ内の作動液は、第一オリフィスＣを通じて相対的に低圧の第二液室Ｂ側へ移動する。そして次の半周期では、内側取付筒１が外側取付筒２に対して相対的に上方へ変位されることによって、上述とは逆に、作動液は容積拡張過程にある第一液室Ａへ向けて第一オリフィスＣ内を移動する。そして、第一オリフィスＣ内では、入力された低周波振動に対する液柱共振によって、作動液が円滑に流れる。このため、主弾性体３の側壁部３２，３２及び端壁部３３，３３の変形に伴う内部摩擦による減衰力のほか、細く長い第一オリフィスＣ内を作動液体が流れる時の摩擦によって大きな減衰力を発生し、前記エンジンシェイク等による振動を短時間で収束させる。
【００２９】
また、上記エンジンシェイク等の衝撃入力による内側取付筒１と外側取付筒２の相対変位量は、内側取付筒１に設けられた下側ストッパ１１の下端の緩衝体３４と外側取付筒２の内周面、又は上側ストッパ１２の上端の弾性槽３５と副弾性体５の緩衝体５１の接触によって制限される。このため、主弾性体３の側壁部３２，３２及び端壁部３３，３３の過大変形による破損が防止される。また、このときの衝突音の発生は、ゴム状弾性材料からなる緩衝体３４，５１によって、有効に抑制される。
【００３０】
なお、低周波大振幅の変位入力において、第一液室Ａ内が加圧されて作動液が第二液室Ｂへ流入することによってダイアフラム５２は膨張変形を受けるが、このとき、内側取付筒１は、主弾性体３の変形を伴いながら下方へ相対変位する過程にあるので、膨張したダイアフラム５２，５２の下端が主弾性体３と接触してその変形を妨げられることはない。逆に、リバウンドによって内側取付筒１が上方へ相対変位する過程では、第一液室Ａ内が負圧となって作動液が第二液室Ｂから第一液室Ａへ戻り、ダイアフラム５２が収縮する過程にあるので、主弾性体３がダイアフラム５２の下面に干渉することはない。
【００３１】
次に、入力振動がエンジンの機関振動等による中・高周波数帯域の継続的な小振幅の振動変位である場合は、第一オリフィスＣにおける液柱慣性が大きくなるので、作動液がこの第一オリフィスＣを介して反復移動することはなく、それよりも液柱共振周波数の高い第二オリフィスＤ内を、ダイアフラム５２，５２の微小変形を伴いながら、小刻みに反復移動する。したがって、振動入力による第一液室Ａの液圧変化が第二オリフィスＤにおける作動液の移動によって有効に吸収され、動ばね定数が低下するので、第一液室Ａ内の作動液を介しての伝達振動を有効に絶縁する。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１の発明に係る液体封入式マウントによれば、副弾性体の外周シール部に形成されたオリフィスの形状や寸法及びダイアフラムの形状や肉厚等の変更によって、オリフィスにおける減衰特性及び液柱共振周波数を設定することができるため、支持対象のエンジン等の仕様変更等に対応して、防振特性を変更する場合の設計の自由度を向上することができる。
【００３３】
請求項２の発明に係る液体封入式マウントによれば、請求項１による効果に加え、外側取付筒の全周にシールゴムを成形するための大型の加硫成形金型が不要になることによる製作コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液体封入式マウントの好ましい実施の形態を、被支持荷重方向の中心線を通る平面で切断して示す断面図である。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線の位置で軸心と直交する平面で切断して示す断面図である。
【図３】図１におけるＩＩＩ方向の矢視図である。
【図４】本発明に係る液体封入式マウントの好ましい実施の形態において、第一及び第二の加硫成形体を、軸心を通る平面で被支持荷重方向に切断して示す断面図である。
【図５】本発明に係る液体封入式マウントの好ましい実施の形態において、第一及び第二の加硫成形体を、軸心と直交する平面で切断して示す断面図である。
【図６】本発明に係る液体封入式マウントの好ましい実施の形態における作動液の流動経路を説明するための、図５におけるＶＩ方向の矢視図である。
【符号の説明】
１　内側取付筒
１１，１２　ストッパ
２　外側取付筒
２１，２２　内向き鍔部
３　主弾性体
３１　基部
３１ａ　ゴム膜
３２　側壁部
３３　端壁部
３４　緩衝体
３５　弾性層
３６，３７　外周シール部
４　内ケース
４１　中間補強部
４２　端壁補強部
４３　上側円弧部
５　副弾性体
５１　緩衝体
５２　ダイアフラム
５３　外周シール部
６　補強部材
６１　鍔部
６２　開口部
１０　第一の加硫成形体
２０　第二の加硫成形体
Ａ　第一液室
Ｂ　第二液室
Ｃ　第一オリフィス
Ｃ１，Ｃ２，Ｄ１，Ｄ２，Ｅ　通路
Ｄ　第二オリフィス

Claims

内側取付筒（１）及びその外周の内ケース（４）をゴム状弾性材料からなる主弾性体（３）に加硫接着した第一の加硫成形体（１０）と、補強部材（６）をゴム状弾性材料からなる副弾性体（５）に加硫接着した第二の加硫成形体（２０）が、互いに組み合わされた状態で外側取付筒（２）の内周に密封的に嵌着され、前記外側取付筒（２）と前記主弾性体（３）との間に画成された第一液室（Ａ）と、前記外側取付筒（２）と前記副弾性体（５）に形成されたダイアフラム（５２）との間に画成された第二液室（Ｂ）と、前記主弾性体（３）及び副弾性体（５）に跨って形成され前記第一液室（Ａ）と前記第二液室（Ｂ）との間を連通するオリフィス（Ｃ，Ｄ）に、作動液が封入されたことを特徴とする液体封入式マウント。
主弾性体（３）及び副弾性体（５）に、外側取付筒（２）の内周面と密接して第一液室（Ａ）、第二液室（Ｂ）及びオリフィス（Ｃ，Ｄ）からなる密閉空間をシールするシール部（３６，３７，５３）が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の液体封入式マウント。