JP2004251451A - 液圧式軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】 液圧式軸受の動作特性及び／又は寿命を損なうことなく、150℃以上の温度下で使用することができ液圧式軸受を提供する。
【解決手段】 本願発明の液圧式軸受は、支持軸受と支持部分を有する液圧式軸受であって、支持軸受と支持部分が、ゴム弾性材料からなるばね体によって互いに支持しあい、このばね体、緩衝液によって満たされているが作動室を画定しているものにおいて、ばね体（３）が耐熱性材料からなり、ばね体（３）の作動室（５）に対向する側に保護層（６）が設けられ、この保護層が、緩衝液（４）に対して耐性を有するとともに緩衝液（４）を透過しない材料からなることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、概して液圧式軸受に関する。より詳細には、本発明は、ゴム弾性材料からなるばね体を介して互いに支持されている支持軸受と支持部分からなる液圧式軸受であって、ばね体が緩衝液を満たされている作動室を画定している液圧式軸受に関する。

上記のような液圧式軸受は一般に知られている（例えば特許文献１参照）。従来公知の液圧式軸受のばね体は、多くの場合、天然ゴム又はエチレン-プロピレン三量体（EPDM）からなり、この場合、ばね体を形成する材料は最大約150℃までの温度に対して耐熱性を有する。この材料を150℃以上の温度にさらすと、動作特性に悪影響をもたらす変化及び／又は材料の破壊が生じる。

現在の自動車においては、上記の液圧式軸受をエンジンマウントとして使用する場合には特に、上記の耐熱性では不足している。現在の自動車では、エンジンルームから周囲に対して騒音が発散することをできるだけ有効に防ぐために、エンジンルームがしばしば高度にカプセル化、密閉されている。とくに自動車に対する空気力学的要件が高くなるとともに、この要件を満たすためにエンジンルームはより小さくなってきている。これらの理由によって、液圧式軸受を熱又は高温の部分から遠ざけ、また熱をエンジンルームから周囲環境に排出することは、きわめて不十分にしか行われていない。

液圧式軸受を保護するために使用されている熱遮蔽板又は断熱板は、十分に満足のできるものではない。なぜならば、熱遮蔽板は追加的な取り付け空間を必要とし、また熱遮蔽板を別個に製造するために追加の経費を必要とする。
欧州特許EP0547287B1号公報

本発明は、冒頭に挙げた形式の液圧式軸受を改良して、液圧式軸受の動作特性及び／又は寿命を損なうことなく、明らかに150℃以上の温度下で使用することができ、しかも従来技術による通常の液圧式軸受と同等の寸法又は小さな寸法の液圧式軸受の提供を課題とする。

本発明では、上記課題を、請求項１に記載の液圧式軸受によって解決する。すなわち、上記課題は、支持軸受と支持部分を有する液圧式軸受であって、支持軸受と支持部分が、ゴム弾性材料からなるばね体によって互いに支持しあい、このばね体が、緩衝液によって満たされている作動室を画定しているものにおいて、ばね体が耐熱性材料からなり、ばね体の作動室に対向する側の表面に保護層が設けられ、この保護層が、緩衝液に対して耐性を有するとともに緩衝液を透過しない材料からなることを特徴とする液圧式軸受によって解決される。有利な発展形態は従属請求項に記載されている。

上記課題を解決するため、ばね体を耐熱性材料から形成し、好ましくはシリコーンエラストマーから形成し、ばね体の作動室に対向する側の表面に保護層を設けて、この保護層が、緩衝液によって冒されることがなく又は緩衝液に対する耐性を有し、緩衝液を透過することのない材料から形成されていることが意図される。

シリコーン製のばね体は、例えばEPDM製のばね体と比較すると、動作特性に悪影響をもたらすことなく及び／又は寿命を短くすることなく、明らかにより高い温度にさらすことができる。ばね体をシリコーンから形成することにより、本発明の液圧式軸受は、200℃までの温度領域に問題なくさらすことができ、200℃の温度まで使用可能となり、従って非常にコンパクトな及び／又は完全にカプセル化、密閉されたエンジンルーム内でエンジンマウントとして使用するのに適する。安価に入手できる通常のシリコーン材料は、液圧式軸受内にある緩衝液に対する耐性がないので、緩衝液に対向する側の表面に保護層が設けられている。多くの場合、緩衝液はグリコールと水の混合物である。保護層が設けられていない場合、グリコールと水の混合物はシリコーンからなるばね体の表面から浸透し、使用している間に表面を介して拡散することとなる。このような問題の発生を防止するために、特殊なシリコーン混合物及び／又は特殊な緩衝液を使用することは、経済性の点であまり満足できる解決方法ではない。シリコーンからなるばね体の作動室に対向する側の表面を保護するために、保護層が設けられている。この保護層を、ばね体としては普通の材料、例えば天然ゴム又はEPDMから形成することができる。これらの材料は、液圧式軸受ばね体の製造には定評あるものである。またこれらの材料は緩衝液に対する耐性を有し、緩衝液を透過することがない。

このような保護層は、液圧式軸受の動作特性に対してその保護層が及ぼす影響を無視することができるような寸法、厚みを有する。

通常、従来公知の液圧式軸受が概略円錐台形状のばね体を備えているように、本発明の液圧式軸受のばね体を概略円錐台形に形成することができる。液圧式軸受の構造に習熟した専門家であれば、発明的な行為を伴うことなく、ばね体の形状及び／又は寸法をそれぞれの使用条件に適合させることが可能である。形状及び／又は寸法に関して、EPDM製ばね体とシリコーン製ばね体との間に大きな相違は生じないので、定評あるEPDM製のばね体の幾何学的構造、ジオメトリーを、実質上変更することなくシリコーン製のばね体に転用することができる。

ばね体と保護層を、材料同士の接合により連結することができる。この場合、支持構造であるばね体と保護層の間に機械的な噛み合せが設けられていないので、液圧式軸受の動作特性をよりよく予測できるという利点がある。ばね体と保護層の互いに異なる材料は、明らかに境界付けられた領域に存在する。ばね体を形成する材料と保護層を形成する材料は、互いに混在することなく、混ざり合うことなく、それぞれ別の領域に存在する。例えば形状による噛み合せによって、ばね体の材料も保護層の材料も一緒に存在する領域は存在しない。

ばね体と保護層の、互いの材料同士の接合による連結は、例えば次のようにして行うことができる。すなわち、第１のステップで、例えば作動室を画定する型に、薄い殻状の保護層、例えば保護層となるEPDMを吹き付ける。第２のステップで、その保護層の上に、ばね体となるシリコーンを吹き付け、適用する。このとき、保護層とばね体の互いに対向する表面領域では互いの材料同士が接合し、保護層とばね体が結合される。さらに型を外すことにより、保護層で覆われたシリコーン製のばね体が得られる。この手順を逆にして、例えば適宜選択された型に、第１のステップでばね体となるシリコーンを吹き付け、第２のステップで比較的硬い材料、例えばEPDMを保護層として吹き付けることができる。たしかに、シリコーンよりも相対的に硬い材料であるEPDMをシリコーン製のばね体に吹き付けることは一般的には可能である。しかしながら、比較的軟らかいシリコーンに対して薄くて硬いEPDM層を吹き付ける場合、シリコーンにしわが形成されることが考えられ、この点で後者の手順は問題を含んでいる。

もう１つの実施形態では、ばね体と保護層を接着することなく、結合することができる。ばね体と保護層を形状による嵌め合わせにより結合すること、摩擦により結合することができる。ばね体と保護層を接着により結合することと異なり、この実施形態の場合、ばね体と保護層を別個に製造し、液圧式軸受を組み立てる際に、これらを取り付けることができる点を利点として挙げることができる。

１つの有利な実施形態では、ばね体の作動室側の表面全体を保護層で覆うことが意図されている。保護層を部分的に密着接触させることにより、動作特性をさらに改善することが可能となる。

保護層がEPDMからなることが好ましい。この場合、EPDM製の保護層は天然ゴム製の保護層よりも耐熱性が若干高く、従って液圧式軸受全体をより高温にさらすことができるという利点がもたらされる。ばね体の外側が200℃までの温度にさらされる場合には、いずれにせよ保護層の温度は120〜150℃であって、危険な温度領域以下にある。ばね体は、良好な耐熱性と有利な弾性挙動を有し、液圧式軸受に良好な動作特性もたらす。同時に、保護層によって、ばね体の緩衝液に対する十分な耐性が得られる。

ばね体の最も厚い場所における材料の厚みの保護層の材料の厚みに対する比は、両者とも液圧式軸受の縦断面で測って場合に、少なくとも２とすることができる。液圧式軸受の軸を含む断面又は縦断面におけるばね体の厚みと保護層の厚みは、保護層の材料の厚みを１としたとき、ばね体の最も厚みのある箇所の材料の厚みが２以上となるように構成されている。この比が少なくとも８であることが好ましい。緩衝液に対する保護層の耐性に応じて、保護層の厚みを変更することができる。保護層の最小の厚みは、緩衝液に対する保護層の耐性のみに依存して決定される。すなわち保護層に他の機能は必要とされず、また他の機能を持たない。保護層を形成する材料の厚みが薄くなるほど、ばね体の動作特性に対する保護層の影響は小さくなる。

保護層を形成する材料の厚みが１〜４mmの範囲にあることが好ましい。

すべての部分領域において同じ厚みの材料から保護層を形成することができる。保護層の厚みを全体にわたって一様とすることができる。この構成により、液圧式軸受の製造はより簡単になり、液圧式軸受全体としてより安価に製造することができる。さらに、液圧式軸受の動作特性に対する保護層の影響を、さらによく予測することが可能となる。

本発明は、支持軸受と支持部分を有する液圧式軸受に関し、この液圧式軸受は、支持軸受と支持部分が、ゴム弾性材料からなるばね体によって互いに支持しあい、このばね体が、緩衝液によって満たされている作動室を画定し、さらに、ばね体（３）が耐熱性材料、シリコーンからなり、ばね体（３）の作動室（５）に対向する側の表面に保護層（６）が設けられ、この保護層が、緩衝液（４）に対して耐性を有するとともに緩衝液（４）を透過しない材料からなることを特徴とする。この構成により、液圧式軸受の動作特性及び／又は寿命を損なうことなく、150℃以上の温度下で使用することができ、しかも従来技術による通常の液圧式軸受と同等又は小さな寸法の液圧式軸受を製造することが可能となる。

さらに、添付の図を参照して、好適な実施例に基づき、本発明による液圧式軸受をより詳細に説明する。

図１は本発明の液圧式軸受の概略を示す図であり、この液圧式軸受は、従来公知の通常の液圧式軸受の一般的な形態に実質上相当する。この液圧式軸受は支持軸受１と支持部分２を備え、支持軸受１と支持部分２の両者は、ばね体３を介して互いに支持し合っている。支持軸受１と支持部分２とロールベローズ９により作動室５と補償室８が画定される。作動室５と補償室８は、どちらも緩衝液４で満たされ、かつ隔壁10によって互いに分離されている。またロールベローズ９は、補償室８を密閉し、圧力を実質上生じることなく、緩衝液を受容して、その体積を吸収することを可能とする。ここに示す実施例の場合、隔壁10はそれぞれ１つのノズルケージ11を備え、ノズルケージ11の内部にはダイヤフラム12が、導入される振動13の方向で振動可能なように配置されている。ダイヤフラム12は、その半径方向外側を緩衝流路14によって囲まれ、この緩衝流路14によって、作動室５と補償室８は、流体又は緩衝液が流通するように結合されている。

緩衝流路14内に存在する緩衝液の液柱が、作動室５と補償室８との間で、導入された振動と逆位相で往復移動することによって、大きな振幅の低周波振動が減衰される。ノズルケージ11内のダイヤフラム12が、導入された振動と逆位相で往復運動することによって、小さな振幅の高周波振動が絶縁される。この場合、隔壁10の形状を任意のものとすることができ、従来技術より十分知られている液圧式軸受の隔壁に相当するものとすることができる。

ばね体３はシリコーンから形成され、その作動室５に対向する側を保護層６で覆われている。本実施例において、保護層６はEPDMから形成されている。

ばね体３の作動室５側の表面７は、保護層６によって完全に覆われ、ばね体３の作動室５側の表面７と保護層６とは密着接触している。この構成によって、ばね体３の作動室５側の表面７は、緩衝液４の作用から最適に保護され、液圧式軸受動作中の望ましからざる騒音が防止される。

この実施例では、ばね体３と保護層６は、互いの材料同士の接合により結合されている。このとき、第１のステップでは、まず例えば所望の作動室の形状を得ることができる型にEPDMを吹き付け、適用して、EPDMからなる保護層６を形成する。保護層６の表面が硬化した後、それに続いてシリコーンを保護層６に吹き付け、適用して、シリコーンからなるばね体３形成する。このシリコーンの吹付けは、適切なカップリング剤を利用して行うことができる。

図１に示す実施例では、液圧式軸受の軸を含む断面又は縦断面において測定した材料の厚みに関し、保護層６の材料の厚みに対するばね体３の最も厚い箇所における材料の厚みの比が15となるように形成されている。このとき、保護層６はすべての部分領域において、その材料の厚みが同じとなるように形成されている。

本願発明の液圧式軸受における発明上の重要な利点は、ばね体３がシリコーンから形成されていることにより、液圧式軸受を200℃までの高い温度領域にまでさらすことができ、例えば自動車のエンジンルームにおける高い温度にさらすことができること、そして保護層により、このシリコーンから形成されているばね体３が、緩衝液４の作用を受けず、また緩衝液４を透過しないことにある。本願発明のばね体３が保護層６によって緩衝液４の作用から保護されていることにより、ばね体３のための高価な特殊材料及び／又は、やはり高価な特殊緩衝液４を利用する必要がなくなる。したがって本願による液圧式軸受は、安価に製造することができる。

ばね体と保護層が、互いの材料を接合することにより結合されている本発明の液圧式軸受の実施例を概略的に示す図である。

符号の説明

１ 支持軸受
２ 支持部分
３ ばね体
４ 緩衝流路
５ 作動室
６ 保護層
８ 補償室
９ ロールベローズ
１０ 隔壁
１１ ノズルケージ
１２ ダイヤフラム
１４ 緩衝流路

Claims (11)

1. 支持軸受と支持部分を有する液圧式軸受であって、当該支持軸受と支持部分が、ゴム弾性材料からなるばね体によって互いに支持しあい、このばね体が、緩衝液によって満たされている作動室を画定しているものにおいて、
   前記ばね体（３）が耐熱性材料からなり、前記ばね体（３）の前記作動室（５）に対向する側の表面に保護層（６）が設けられ、この保護層が、緩衝液（４）に対して耐性を有するとともに当該緩衝液（４）を透過しない材料からなることを特徴とする液圧式軸受。
2. 前記ばね体（３）がシリコーンエラストマーからなる請求項１に記載の液圧式軸受。
3. 前記ばね体（３）が実質上円錐台形状である請求項１又は２に記載の液圧式軸受。
4. 前記ばね体（３）と前記保護層（６）が、互いの材料同士の接合により結合されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の液圧式軸受。
5. 前記ばね体（３）と前記保護層（６）が接着されずに結合されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の液圧式軸受。
6. 前記保護層（６）が前記ばね体（３）の前記作動室（５）に対向する側の表面（７）の全体を覆い、前記保護層（６）が、前記ばね体（３）の前記作動室（５）に対向する側の表面（７）と少なくとも部分的に密着接触している請求項１〜５のいずれか１項に記載の液圧式軸受。
7. 前記保護層（６）が前記表面（７）の全体と密着接触している請求項６に記載の液圧式軸受。
8. 前記保護層（６）がエチレン-プロピレン三量体（EPDM）からなる請求項１〜７のいずれか１項に記載の液圧式軸受。
9. 前記液圧式軸受の縦断面で測定した場合に、前記ばね体の最も厚い箇所における材料の厚みの、前記保護層の材料の厚みに対する比が少なくとも２である請求項１〜８のいずれか１項に記載の液圧式軸受。
10. 前記保護層（６）の材料の厚みが１〜８mmである請求項１〜９のいずれか１項に記載の液圧式軸受。
11. 前記保護層（６）の材料の厚みが、すべての部分領域において同じである請求項１〜１０のいずれか１項に記載の液圧式軸受。

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