JP2008223851A - 防振装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで弾性体の変位を規制することが可能な防振装置を提供する。
【解決手段】中間筒金具１３０と内筒金具２０とを弾性的に連結する弾性体２８と、内筒金具２０の中心軸の周囲に配置された第１液室１６１および第２液室１６２と、隣接する液室１６１，１６２の間に配置された弾性体２８からなる仕切り壁２９と、を備え、中間筒金具１３０の中心軸と略平行の＋Ｚ方向に初期荷重が入力される防振装置１２であって、内筒金具２０が−Ｚ方向に変位した場合に、弾性体２８における仕切り壁２９の形成領域に当接して弾性体２８の変位を規制する変位規制部材７１が、中間筒金具１３０に連結されていることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、防振装置に関するものである。

車両の振動発生部であるエンジンと、振動受け部である車体との間には、防振装置としてエンジンマウントが配設されている。エンジンマウントは、エンジンの振動が車体に伝達されるのを抑制するものである。
図５は、従来技術に係るエンジンマウントの断面図である。なお図５では、エンジンマウント８の中心軸と平行な下方向（初期荷重方向）を＋Ｚ方向としている。このエンジンマウント８は、エンジン側に連結される内筒金具２０と、車体側に連結される外筒金具３０と、内筒金具２０と外筒金具３０とを連結するゴム弾性体２８とを備えている。その内筒金具３０の中心軸と略平行の＋Ｚ方向に、内筒金具２０に対して、エンジンの初期荷重が入力されるようになっている。

ところで、エンジンの変位に伴って、その初期荷重の入力方向とは逆方向（−Ｚ方向）に内筒金具２０が変位すると、ゴム弾性体２８に大きな引張応力が作用する。これにより、ゴム弾性体の耐久性能が低下することになる。

そこで、初期荷重の入力方向とは逆方向（−Ｚ方向、リバウンド方向）への内筒金具２０の変位を規制するため、リバウンドストッパ機構１７０が提案されている（例えば、特許文献１参照）。リバウンドストッパ機構１７０は、ゴム弾性体２８を延長してストッパゴム１７６を形成し、外筒金具３０に変位規制部材（ストッパ金具）１７１を連結して、ストッパゴム１７６を変位規制部材１７１に当接させることにより、内筒金具２０の変位を規制するものである。この技術では、内筒金具２０にフランジ２６を形成し、そのフランジ２６上にストッパゴム１７６を形成して、内筒金具２０および弾性体２８の変位を規制している。
特開平９−８９０３７号公報

しかしながら、上述した従来のリバウンドストッパ機構１７０は、内筒金具２０にフランジ２６を形成するため、内筒金具２０の製造コストが高くなっている。また弾性体２８の−Ｚ方向にフランジ２６を配置するため、弾性体２８の成形モールドをＺ方向に分割することが不可能になり、製造工程が複雑化して製造コストが高くなっている。
本発明は、前記の課題に鑑みてなされたもので、低コストで弾性体の変位を規制することが可能な防振装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本発明に係る防振装置は、振動受け部に連結され、略筒状に形成された第１部材と、振動発生部に連結され、前記第１部材の内周側に配置された第２部材と、前記第１部材と前記第２部材とを弾性的に連結する弾性体と、前記第２部材の中心軸の周囲に配置された複数の液室と、隣接する前記液室の間に配置された前記弾性体からなる仕切り壁と、を備え、前記第２部材の中心軸と略平行に初期荷重が入力される防振装置であって、前記第２部材が前記初期荷重の入力方向とは逆方向に変位した場合に、前記弾性体における前記仕切り壁の形成領域に当接して前記弾性体の変位を規制する変位規制部材が、前記第１部材に連結されていることを特徴とする。
この構成によれば、弾性体における仕切り壁の形成領域に当接して弾性体の変位を規制する変位規制部材が第１部材に連結されているので、第２部材に連結された剛性部材を形成する必要がない。したがって、低コストで弾性体の変位を規制することができる。

前記初期荷重の入力方向とは逆方向の前記弾性体の表面における前記仕切り壁の形成領域には、前記弾性体からなる凸部が形成され、前記第２部材が前記初期荷重の入力方向とは逆方向に変位した場合に、前記凸部が前記変位規制部材に当接するようになっていることが望ましい。
この構成によれば、弾性体の凸部を変位規制部材に当接させるので、当接により防振装置のバネ定数が急激に増加するのを防止することができる。

本発明によれば、第２部材に連結された剛性部材を形成することなく低コストで、弾性体の変位を規制することが可能な防振装置を提供することができる。

以下、本発明に係る防振装置の参考技術および実施形態を図面に基づいて説明する。
（参考技術）
図１は、参考技術に係る防振装置の説明図であり、図２のＡ−Ａ線における側面断面図である。この参考技術では防振装置に極座標系を設定し、防振装置の中心軸と平行な下方向（初期荷重方向）を＋Ｚ方向、中心軸から垂直に伸びる半径方向を＋Ｒ方向としている。図１に示すように、参考技術に係る防振装置はエンジンマウント１０である。このエンジンマウント１０は、外筒金具（第１部材）３０と内筒金具（第２部材）２０とを連結する弾性体２８と、弾性体２８から−Ｚ方向に突出形成された複数の凸部７６と、凸部７６に当接して弾性体２８の変位を規制する変位規制部材７１とを有している。

エンジンマウント１０は、エンジン（振動発生部）に連結される内筒金具２０を備えている。内筒金具２０は、Ａｌ材料等を用いて射出成型されている。内筒金具２０の−Ｚ側端部にはボルト２２が立設され、内筒金具２０をエンジンに連結しうるようになっている。内筒金具２０の＋Ｚ側端部は円錐台状に形成され、その側面はテーパ面となっている。

エンジンマウント１０は、ブラケット９０を介して車体（振動受け部）に連結される外筒金具３０を備えている。上述した内筒金具２０は、略筒状に形成された外筒金具３０の内側であって、−Ｚ方向寄りに配置されている。外筒金具３０の軸方向中間部は、＋Ｚ方向から−Ｚ方向にかけて拡径され、その内面はテーパ面となっている。

そして、内筒金具２０のテーパ面と外筒金具３０のテーパ面との間に、両者間を弾性的に連結する弾性体２８が形成されている。弾性体２８はゴム材料等で構成され、内筒金具２０および外筒金具３０に加硫接着されている。これにより、所望の静的バネ定数を有するエンジンマウント１０が形成されている。

一方、外筒金具３０の内側には、オリフィス部材４０が挿入されている。オリフィス部材４０には、リング状のオリフィス流路４２が形成されている。またオリフィス部材４０の＋Ｚ側端部には、フランジ部４４が形成されている。
オリフィス部材４０の＋Ｚ側には、ダイヤフラム部材５０が配置されている。ダイヤフラム部材５０は、可撓性を有するゴム弾性膜５２で形成されている。
ダイヤフラム部材５０の＋Ｚ側には、蓋部材８０が配置されている。

そして、外筒金具３０の＋Ｚ側端部が拡径され、その大径部と小径部との間に下方座面３４が形成されている。その下方座面３４に、オリフィス部材４０のフランジ部４４と、ダイヤフラム部材５０の周縁部と、蓋部材８０の周縁部とが順に載置されている。そして、外筒金具３０の＋Ｚ側端部が中心軸に向かってかしめられ、オリフィス部材４０、ダイヤフラム部材５０および蓋部材８０が固定されている。

エンジンマウント１０の内部には液体が封入されている。弾性体２８とオリフィス部材４０との間には主液室６１が形成され、オリフィス部材４０とダイヤフラム部材５０との間には副液室６２が形成されている。オリフィス流路４２の一方端部は主液室６１に開口し、他方端部は副液室６２に開口している。

上述したエンジンマウント１０では、エンジンの自重による初期荷重が、外筒金具３０の中心軸と平行に＋Ｚ方向に入力される。その初期荷重が内筒金具２０に入力されると、内筒金具は＋Ｚ方向に変位する。この状態でエンジンが振動すると、内筒金具２０は±Ｚ方向に振動する。すると、主液室６１の液体がオリフィス流路４２を通って副液室６２に流入し、副液室６２の液体がオリフィス流路４２を通って主液室６１に流入する。そして内筒金具２０が所定周波数で振動すると、オリフィス流路４２の液体が液柱共振して、大きな減衰力を発生させる。これにより、エンジン側から車体側への振動伝達が抑制されるようになっている。

外筒金具３０の外周面には、筒状のブラケット９０が溶接等により固着されている。このブラケット９０は＋Ｚ方向に延設され、その先端の一部は半径方向外側に向かって折り曲げられている。その折り曲げられた部分には、締結用の貫通孔が形成されている。その貫通孔にボルト等を挿入して、エンジンマウント１０が車体に取り付けられるようになっている。

（リバウンドストッパ機構）
参考技術に係るエンジンマウント１０は、リバウンドストッパ機構７０を備えている。リバウンドストッパ機構７０は、内筒金具２０が−Ｚ方向に変位した場合に、弾性体２８に当接して弾性体２８の変位を規制する変位規制部材７１を備えている。本参考技術では、ブラケット９０の−Ｚ側端部が変位規制部材７１として機能する。すなわち、ブラケット９０の−Ｚ側端部が、外筒金具３０の−Ｚ側において−Ｒ方向（中心軸方向）に折り曲げられ、変位規制部材７１が形成されている。なお変位規制部材７１の−Ｒ側端部は、さらに−Ｚ方向に折り曲げられて、その角部外側に円弧部７２が形成されている。

一方、弾性体２８の−Ｚ側面は、外筒金具３０から内筒金具２０にかけてテーパ状に形成されている。その弾性体２８の−Ｚ側面から−Ｚ方向に、凸部７６が形成されている。凸部７６は、外筒金具３０の内面に沿って外筒金具３０の−Ｚ側端部まで形成されている。凸部７６の−Ｚ側面は、外筒金具３０の−Ｚ側端部から内筒金具２０に向かって略水平に伸びている。

図２は、参考技術に係る防振装置の平面図であり、図１のＥ矢視図である。
図２に示すように、弾性体２８の周方向に複数の凸部７６が設けられている。本参考技術では、２個の凸部７６，７６が１８０°の等間隔で形成されている。各凸部７６は、外筒金具３０の内面から内筒金具２０の側面にかけて、略同一幅で形成されている。

次に、参考技術に係る防振装置の作用を説明する。
車両の加速時や減速時には、エンジンが出力軸を中心に回動（ピッチング）する。これに伴って、図１に二点鎖線で示すように、内筒金具２０が−Ｚ方向に変位する。この場合、内筒金具２０に加硫接着された弾性体２８も−Ｚ方向に変位する。なお弾性体２８の−Ｚ方向への変位量は、外筒金具３０から内筒金具２０にかけて線形に増加する。

本参考技術では、弾性体２８の−Ｚ方向に変位規制部材７１が設けられている。この変位規制部材７１は、弾性体２８が−Ｚ方向に変位した場合に、弾性体２８から立設された凸部７６と当接部７４において当接する。これにより、弾性体２８および内筒金具２０の−Ｚ方向への変位を抑制することができる。これに伴って、弾性体２８に作用する引張応力を軽減することが可能になり、弾性体２８の耐久性を向上させることができる。

なお、変位規制部材７１の−Ｒ側端部には、円弧部７２が形成されている。そのため、変位規制部材７１の−Ｒ側端部に当接した弾性体２８に、応力集中が発生するのを防止することができる。これにより、弾性体２８の耐久性を向上させることができる。

ところで、図５に示す従来技術のリバウンドストッパ機構１７０では、ストッパゴム１７６と変位規制部材１７１との当接部１７４の＋Ｚ方向に、内筒金具２０からフランジ２６が張出し形成されている。このフランジ２６が変位規制部材１７１と干渉するので、内筒金具２０および弾性体２８の−Ｚ方向変位が厳格に規制されている。

これに対して、図１に示す本参考技術のリバウンドストッパ機構７０では、当接部７４の＋Ｚ方向に、内筒金具２０に連結されたフランジ等の剛性部材が配置されていない。なお剛性部材とは、弾性体２８より高剛性の金属材料等からなる部材である。この場合でも、上述したように弾性体２８の−Ｚ方向変位を抑制することができる。しかも、内筒金具２０に連結された剛性部材を形成しないので、製造コストを削減することができる。また弾性体２８の成形モールドをＺ方向に分割することが可能になる。これにより、低コストで内筒金具の変位を規制することが可能な防振装置を提供することができる。

また、弾性体２８の凸部７６を変位規制部材７１に当接させるので、当接によりエンジンマウントのバネ定数が急激に増加するのを防止することができる。なお凸部７６の形状および個数を調整することにより、バネ定数の増加率を調整することも可能である。

（実施形態）
図３は、実施形態に係る防振装置の説明図であり、図４のＢ−Ｂ線における側面断面図である。この実施形態では防振装置に直交座標系を設定し、防振装置の中心軸と平行な車両下方向（初期荷重方向）を＋Ｚ方向、中心軸に直交する車両前方向を＋Ｘ方向、中心軸に直交する車両右方向を＋Ｙ方向としている。図３に示すように、実施形態に係る防振装置はエンジンマウント１２である。参考技術のエンジンマウントは、エンジンのＺ方向の振動に対してのみ減衰力を発揮するものであったが、実施形態のエンジンマウント１２は、Ｚ方向の振動に加えてＸ方向の振動に対しても減衰力を発揮するものである。なお参考技術と同様の構成となる部分については、その詳細な説明を省略する。

エンジンマウント１２は、外筒金具３０の内側に中間筒金具１３０を備えている。その中間筒金具１３０と内筒金具２０とが、弾性体２８によって連結されている。一方、外筒金具３０の＋Ｚ側開口部はゴム弾性膜で覆われ、ダイヤフラム５０が形成されている。そして、弾性体２８とダイヤフラム５０との間に、オリフィス部材４０が配置されている。
エンジンマウント１２の内部には液体が封入されている。弾性体２８とオリフィス部材４０との間には主液室６１が形成され、オリフィス部材４０とダイヤフラム５０との間には副液室６２が形成されている。オリフィス部材４０には第１オリフィス流路４２が形成され、その一方端部は主液室６１に開口し、他方端部は副液室６２に開口している。

エンジンの主振動に伴って内筒金具２０が±Ｚ方向に振動すると、主液室６１の液体が第１オリフィス流路４２を通って副液室６２に流入し、副液室６２の液体が第１オリフィス流路４２を通って主液室６１に流入する。そして内筒金具２０が所定周波数で振動すると、第１オリフィス流路４２の液体が液柱共振する。これにより、エンジンのＺ方向振動に対して大きな減衰力を発揮しうるようになっている。

一方、中間筒金具１３０の±Ｘ方向の側面には、それぞれ窓部１３２が形成されている。弾性体２８は、中間筒金具１３０における窓部１３２の非形成領域と内筒金具２０との間に配置されている。なお、中間筒金具１３０における窓部１３２の形成領域と内筒金具２０との間には、凹部が形成されている。±Ｘ方向の凹部に液体が充填されて、内筒金具２０の中心軸の周囲に、第１液室１６１および第２液室１６２が形成されている。第１液室１６１と第２液室１６２との間には、弾性体２８からなる仕切り壁２９が配置されている。
オリフィス部材４０は、中間筒金具１３０の側面と外筒金具３０の内面との間にも延設されている。そのオリフィス部材４０には第２オリフィス流路１４２が形成され、その一方端部は第１液室１６１に開口し、他方端部は第２液室１６２に開口している。

ところで、エンジンからエンジンマウントに入力される主な振動としては、エンジン内のピストンが往復運動することにより発生する振動（主振動）のほか、エンジン内のクランクシャフトの回転速度が変化することにより発生する振動（副振動）がある。前記主振動はＺ方向（車両上下方向）に発生する場合が多く、前記副振動はＸ方向（車両前後方向）に発生する場合が多い。本実施形態のエンジンマウント１２は、上述した第１オリフィス流路４２により主振動に対する減衰力を発揮し、第２オリフィス流路１４２により副振動に対する減衰力を発揮する。

すなわち、エンジンの副振動に伴って内筒金具２０が±Ｘ方向に振動すると、第１液室１６１の液体が第２オリフィス流路１４２を通って第２液室１６２に流入し、第２液室１６２の液体が第２オリフィス流路１４２を通って第１液室１６１に流入する。そして内筒金具２０が所定周波数で振動すると、第２オリフィス流路１４２の液体が液柱共振する。これにより、エンジンのＸ方向振動に対して大きな減衰力を発揮しうるようになっている。

なお、エンジンの副振動がＹ方向（車両左右方向）に発生する場合には、第１液室１６１および第２液室１６２を±Ｙ方向に配置すればよい。また±Ｘ方向および±Ｙ方向にそれぞれ（合計４個の）液室を形成し、エンジンの全方向の振動に対して減衰力を発揮させるようにしてもよい。
また、第１液室１６１および第２液室１６２と、副液室６２とを連通する第３オリフィス流路を、オリフィス部材４０に形成してもよい。この場合、第１オリフィス流路４２および第３オリフィス流路により、エンジンの主振動に対する減衰力を発揮することができる。しかも、第１オリフィス流路４２および第３オリフィス流路の共振周波数を異なる値に設定しておけば、広い周波数範囲で減衰力を発揮することが可能になる。

（リバウンドストッパ構造）
実施形態に係るエンジンマウント１２は、リバウンドストッパ機構７０を備えている。リバウンドストッパ機構７０は、内筒金具２０が−Ｚ方向に変位した場合に、弾性体２８に当接して弾性体２８の変位を規制する変位規制部材７１を備えている。本実施形態では、ブラケット９０の−Ｚ側端部が変位規制部材７１として機能する。すなわち、ブラケット９０の−Ｚ側端部が、外筒金具３０（および中間筒金具１３０）の−Ｚ側において内筒金具２０側に折り曲げられ、変位規制部材７１が形成されている。なお変位規制部材７１の内筒側端部は、さらに−Ｚ方向に折り曲げられ、その角部外側に円弧部７２が形成されている。

一方、弾性体２８の−Ｚ側面は、中間筒金具１３０から内筒金具２０にかけてテーパ状に形成されている。その弾性体２８の−Ｚ側面から−Ｚ方向に、凸部７６が形成されている。凸部７６は、中間筒金具１３０の内面に沿って中間筒金具１３０の−Ｚ側端部まで形成されている。凸部７６の−Ｚ側面は、中間筒金具１３０の−Ｚ側端部から内筒金具２０に向かって略水平に伸びている。

図４は、本実施形態に係るエンジンマウントの平面図であり、図３のＦ矢視図である。
図４に示すように、弾性体２８の−Ｚ側面から−Ｚ方向に、弾性体２８からなる複数の凸部７６が形成されている。本実施形態では、２個の凸部７６，７６が１８０°の等間隔で形成されている。各凸部７６は、中間筒金具１３０の内面から内筒金具２０の側面にかけて、略同一幅で形成されている。なお本実施形態では、平面視において、第１液室１６１と第２液室１６２との間に配置された仕切り壁２９の形成領域に、凸部７６，７６が形成されている。

次に、実施形態に係る防振装置の作用を説明する。
図３に二点鎖線で示すように、内筒金具２０が−Ｚ方向に変位すると、内筒金具２０に加硫接着された弾性体２８も−Ｚ方向に変位する。なお弾性体２８の−Ｚ方向への変位量は、中間筒金具１３０から内筒金具２０にかけて線形に増加する。

ここで本実施形態では、弾性体２８の−Ｚ方向に変位規制部材７１が設けられている。この変位規制部材７１は、弾性体２８が−Ｚ方向に変位した場合に、弾性体２８から立設された凸部７６と当接部７４において当接する。これにより、弾性体２８および内筒金具２０の−Ｚ方向への変位を抑制することができる。これに伴って、弾性体２８に作用する引張応力を軽減することが可能になり、弾性体２８の耐久性を向上させることができる。

なお本実施形態においても、図５に示す従来技術のリバウンドストッパ機構１７０と同様に、ストッパゴム１７６と変位規制部材１７１との当接部１７４の＋Ｚ方向に、内筒金具２０に連結されたフランジ２６等の剛性部材を配置することが考えられる。しかしながら、弾性体２８の−Ｚ方向にフランジ２６を形成すると、弾性体２８の成形モールドをＺ方向に分割することが不可能になる。この場合、成形モールドを水平方向に分割する必要があり、製造プロセスが複雑化するという問題がある。

そこで、弾性体２８の成形モールドを上下方向に分割するため、当接部１７４の＋Ｚ方向における弾性体２８の内部にフランジ２６を埋め込むことが考えられる。しかしながら、図３に示す第１液室１６１の−Ｚ方向の側壁を構成する弾性体２８ａにフランジを埋め込むと、エンジンマウント１２の減衰特性に大きな影響を及ぼすことになる。
また、弾性体２８の成形モールドを上下方向に分割するため、内筒金具２０とは別体の剛性部材にストッパゴムを成形し、この剛性部材を内筒金具２０に連結することも考えられる。しかしながらこの場合には、部品点数が増加するため、製造コストが増大することになる。

本実施形態のリバウンドストッパ機構７０では、当接部７４の＋Ｚ方向に、内筒金具２０に連結された剛性部材が配置されていない。この場合でも、上述したように弾性体２８の−Ｚ方向への変位を抑制することができる。しかも、内筒金具２０に連結された剛性部材を形成しないので、弾性体２８の成形モールドをＺ方向に分割することが可能になり、また部品点数を削減することが可能になって、製造コストを低減することができる。したがって、低コストで内筒金具の変位を規制することが可能な防振装置を提供することができる。

なお、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な材料や構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。

例えば、上記実施形態における液体封入式エンジンマウントの構造は一例にすぎず、他の構造を採用することも可能である。
また、上記実施形態では弾性体から立設された複数の凸部を変位規制部材に当接させる構成としたが、凸部を形成することなく弾性体の全周を変位規制部材に当接させる構成としてもよい。

参考技術に係る防振装置の側面断面図である。 参考技術に係る防振装置の平面図である。 実施形態に係る防振装置の側面断面図である。 実施形態に係る防振装置の平面図である。 従来技術に係る防振装置の側面断面図である。

符号の説明

１０，１２…エンジンマウント（防振装置） ２０…内筒金具（第２部材） ２８…弾性体 ２９…仕切り壁 ３０…外筒金具（第１部材） ７１…変位規制部材 ７４…当接部 ７６…凸部 １３０…中間筒金具（第２部材） １６１…第１液室 １６２…第２液室

Claims (2)

1. 振動受け部に連結され、略筒状に形成された第１部材と、
   振動発生部に連結され、前記第１部材の内周側に配置された第２部材と、
   前記第１部材と前記第２部材とを弾性的に連結する弾性体と、
   前記第２部材の中心軸の周囲に配置された複数の液室と、
   隣接する前記液室の間に配置された前記弾性体からなる仕切り壁と、を備え、
   前記第２部材の中心軸と略平行に初期荷重が入力される防振装置であって、
   前記第２部材が前記初期荷重の入力方向とは逆方向に変位した場合に、前記弾性体における前記仕切り壁の形成領域に当接して、前記弾性体の変位を規制する変位規制部材が、前記第１部材に連結されていることを特徴とする防振装置。
2. 前記初期荷重の入力方向とは逆方向の前記弾性体の表面における前記仕切り壁の形成領域には、前記弾性体からなる凸部が形成され、
   前記第２部材が前記初期荷重の入力方向とは逆方向に変位した場合に、前記凸部が前記変位規制部材に当接するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の防振装置。

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