JP2009002426A - エンジンマウント - Google Patents

Abstract

【課題】内筒部材と外筒部材との水平方向における相対変位を規制することが可能な、エンジンマウントを提供する。
【解決手段】エンジンに連結される内筒部材２０と、車体に連結される外筒部材３０と、同軸状に配置された内筒部材２０と外筒部材３０との間に配置された本体ゴム２５と、内筒部材２０の周囲に配置された第１液室１６１および第２液室１６２と、を備えたエンジンマウント１０であって、第１液室１６１および第２液室１６２の内部に、内筒部材２０と外筒部材３０との水平方向における相対変位を規制するストッパゴム８０が設けられている構成とした。
【選択図】図３

Description

本発明は、エンジンマウント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。
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。前記主振動は車両上下方向に入力される場合が多く、前記副振動は車両前後方向に入力される場合が多い。そこで、上下方向に加えて前後方向の振動に対しても減衰力を発揮する、いわゆる２方向減衰方式の（流体封入式）エンジンマウントが提案されている。

図５は従来技術に係る２方向減衰方式のエンジンマウントの側面断面図である。このエンジンマウント１００は、エンジンに連結される内筒部材２０と、車体に連結される外筒部材３０と、内筒部材２０と外筒部材３０との間に配置された本体ゴム２５とを備えている。内筒部材２０の前後方向（Ｘ方向）には第１液室１６１および第２液室１６２が設けられている。第１液室１６１および第２液室１６２の下方（＋Ｚ方向）には主液室６１が設けられ、その下方には仕切部材４０を挟んで副液室６２が設けられている。

そして、エンジンに連結された内筒部材２０が上下方向に振動した場合には、主液室６１と副液室６２とを結ぶオリフィス流路の液柱共振により減衰力を発揮する。また、内筒部材２０が前後方向に振動した場合には、第１液室１６１と第２液室１６２とを結ぶオリフィス流路の液柱共振により減衰力を発揮するようになっている。

このような２方向減衰方式のエンジンマウント１００において、エンジンに連結された内筒部材２０が前後方向に大きく変位すると、本体ゴム２５にキレツが発生するおそれがある。そこで特許文献１ないし３には、内筒部材にストッパ部材（ストッパ金具およびゴム）を装着するとともに、外筒部材にもストッパ受けの金具を装着して、内筒部材の前後方向への変位を規制する技術が提案されている。
特開２００７−３２４７５号公報 特開２００７−６４５３２号公報 特開２００７−１６９０２号公報

しかしながら、特許文献１ないし３に記載された技術では、内筒部材にストッパを装着する工程が必要になり、製造工程が煩雑化するという問題がある。またストッパ受けの金具が必要になり、製造コストが増加するという問題がある。
本発明は、前記の課題に鑑みてなされたもので、内筒部材および外筒部材の水平方向における相対変位を規制することが可能な、エンジンマウントの提供を目的とする。

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。
本発明に係るエンジンマウントは、エンジンおよび車体のいずれか一方に連結され、略筒状に形成された第１取付部材と、前記エンジンおよび前記車体のいずれか他方に連結され、前記第１取付部材の内周側に配置された第２取付部材と、前記第１取付部材と前記第２取付部材との間を弾性的に支持する第１弾性体と、前記第１取付部材と前記第２取付部材との間に配置された複数の液室と、を備え、前記第１取付部材の中心軸と略平行方向にエンジン重量が入力されるエンジンマウントであって、前記液室の内部に、前記第１取付部材の中心軸の略垂直方向における前記第１取付部材と前記第２取付部材との相対変位を規制する第２弾性体が設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、第１取付部材と第２取付部材との間に第２弾性体を介在させることが可能になり、第１取付部材の軸直角方向における両者間の相対変位を規制することができる。その結果、従来技術のように内筒部材にストッパ（金具およびゴム）を装着する工程が不要になり、製造工程を簡略化することができる。また、従来技術のように外筒部材に固定されるストッパ受けの金具が不要になり、製造コストを低減することができる。

また前記第２弾性体の内部には、金属部材が設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、第１取付部材または第２取付部材が第２弾性体との当接により大きな反力を受けるので、第１取付部材の軸直角方向における両者間の相対変位を確実に規制することができる。

本発明によれば、第１取付部材の軸直角方向における第１取付部材と第２取付部材との相対変位を規制することが可能になる。その結果、製造工程を簡略化して製造コストを低減することができる。

以下、本発明に係るエンジンマウントの実施形態を図面に基づいて説明する。以下にはエンジンマウントに直交座標系を設定し、エンジンマウントの中心軸と平行な車両下方向（エンジン重量の入力方向）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。以下の実施形態では、Ｚ方向およびＸ方向に減衰力を発揮する２方向減衰方式のエンジンマウントを例にして説明する。

（第１実施形態）
図１ないし図３は、第１実施形態に係るエンジンマウントの説明図である。図１は図２および図３のＣ−Ｃ線における平面断面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線における側面断面図であり、図３は図１のＢ−Ｂ線における側面断面図である。
図２に示すように、エンジンマウント１０は、エンジン（振動発生部）に連結される内筒部材（第２取付部材）２０を備えている。内筒部材２０は、Ａｌ材料等を用いて射出成型されている。内筒部材２０の−Ｚ側端面には、内筒部材２０をエンジンに連結するためのネジ穴が形成されている。内筒部材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。

内筒部材２０の外周側には、所定のブラケットを介して車体（振動受け部）に連結される外筒部材（第１取付部材）３０が設けられている。外筒部材３０は、内筒部材２０と同軸状に配置されている。
また外筒部材３０の内周に沿って、後述する中間筒部材１３０が設けられている。

そして、内筒部材２０と外筒部材３０との間に本体ゴム（第１弾性体）２５が配置され、両者間が弾性的に支持されている。本体ゴム２５は、内筒部材２０および中間筒部材１３０に加硫接着されている。エンジンマウント１０は、外筒部材３０の中心軸と略平行に内筒部材２０に対して入力されたエンジン重量を、本体ゴム２５が弾性変形することによって支持するものである。この本体ゴム２５により、外筒部材３０の−Ｚ側の開口が閉塞されている。

一方、外筒部材３０の＋Ｚ側の開口を閉塞するように、可撓性を有するゴム膜からなるダイヤフラム５０が配置されている。また、本体ゴム２５とダイヤフラム５０との間には、外筒部材３０の内部をＺ方向に仕切る仕切部材４０が設けられている。
外筒部材３０の内側には液体が封入されている。本体ゴム２５と仕切部材４０との間には主液室６１が形成され、仕切部材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。仕切部材４０には円環状の主オリフィス流路４１が形成されている。主オリフィス流路４１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部材２０が±Ｚ方向に振動すると、主液室６１および副液室６２の液体が主オリフィス流路４１を通って相互に移動する。そして、内筒部材２０が第１共振周波数（例えば、エンジンシェイクの１０Ｈｚ前後）で振動すると、主オリフィス流路４１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。

仕切部材４０の中央部には、ゴム弾性膜からなるガタメンブラン７０が配置されている。ガタメンブランの−Ｚ側面は主液室６１に連通し、＋Ｚ側面は副液室６２に連通している。ガタメンブランは、少なくともその一部が±Ｚ方向に変位しうるように支持されている。
内筒部材２０が上述した第１共振周波数を超える周波数（例えば、アイドリング振動の３５Ｈｚ前後）で振動すると、主オリフィス流路４１の内部の液体が追従移動できなくなるので、主液室６１の圧力が上昇する。この主液室６１の圧力上昇を、ガタメンブラン７０の変位によって吸収することが可能になる。これにより、エンジンマウントの動的バネ定数の上昇を抑制することができる。

図２に示すように、中間筒部材１３０は、−Ｚ方向に配置された上筒部１３１と、＋Ｚ方向に配置された下筒部１３２とを備えている。この上筒部１３１および下筒部１３２が、図１に示す一対の連結部１３３によって連結されている。一対の連結部１３３は、中間筒部材１３０の±Ｘ方向に配置されている。そのため、中間筒部材１３０の±Ｙ方向には一対の窓部１３４が形成されている。

また図２に示すように、本体ゴム２５は、上壁部２６、下壁部２７および隔壁部２８で構成されている。上壁部２６は、内筒部材２０と中間筒部材１３０の上筒部１３１との間に全周にわたって配設されている。下壁部２７は、内筒部材２０と中間筒部材１３０の下筒部１３２との間に全周にわたって配設されている。隔壁部２８は、上壁部２６と下壁部２７とを連結するように形成されている。図１に示すように、隔壁部２８は、内筒部材２０から±Ｙ方向に伸び、中間筒部材１３０の窓部１３４を貫通して、外筒部材３０の内面に当接している。

なお、隔壁部２８の外周面と外筒部材３０の内周面とは接着されていない。そのため、内筒部材２０が＋Ｙ方向に大きく変位した場合には、内筒部材２０の−Ｙ方向において隔壁部２８が外筒部材３０から離間することになる。これにより、隔壁部２８の−Ｙ方向における引張ひずみが低減され、キレツの発生を防止しうるようになっている。なお内筒部材２０が±Ｘ方向に小振幅で振動する場合には、隔壁部２８が外筒部材３０から離間しないので、第１液室１６１と第２液室１６２との短絡によりＸ方向の減衰特性が低下することはない。

内筒部材２０の周囲には、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および第２液室１６２は、隔壁部２８によって±Ｘ方向に隔離されている。図３に示すように、第１液室１６１および第２液室１６２は、上壁部２６と下壁部２７との間に形成されている。
仕切部材４０は、その周縁部から外筒部材３０の内面に沿って立設された筒状部４５を備えている。筒状部４５には、第１液室１６１と副液室６２とを連通する第１オリフィス流路１４１と、第２液室１６２と副液室６２とを連通する第２オリフィス流路１４２とが設けられている。

エンジンの副振動に伴って内筒部材２０が±Ｘ方向に振動すると、第１液室１６１および副液室６２の液体が第１オリフィス流路１４１を通って相互に移動し、第２液室１６２および副液室６２の液体が第２オリフィス流路１４２を通って相互に移動する。そして、内筒部材２０が第２共振周波数で振動すると、第１オリフィス流路１４１および第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、内筒部材が±Ｚ方向に第２共振周波数で振動した場合にも、第１オリフィス流路１４１および第２オリフィス流路１４２の液体が液柱共振する。そのため、エンジンのＺ方向振動に対して、第１共振周波数から第２共振周波数までの広い範囲で、大きな減衰力を発揮しうるようになっている。

このように本実施形態のエンジンマウントは、いわゆる２方向減衰方式のエンジンマウントである。すなわち、車体に連結され、略筒状に形成された外筒部材３０と、エンジンに連結され、外筒部材３０の内周側に配置された内筒部材２０と、外筒部材３０と内筒部材２０との間に配置され、外筒部材３０と内筒部材２０とを弾性的に連結した本体ゴム２５と、外筒部材３０の内周側であって、内筒部材２０の軸方向外側に配設されるとともに、内壁の少なくとも一部が本体ゴム２５により形成され、液体が充填された主液室（受圧液室）６１と、隔壁の一部がダイヤフラム５０により形成されると共に液体が充填され、液体の液圧変化に応じて内容積が拡縮可能とされた副液室６２と、主液室６１と副液室６２とを互いに連通させて液体を流通可能とする主オリフィス流路（制限通路）４１とを備えている。さらに、外筒部材３０と内筒部材２０との間にそれぞれ配設されると共に、内壁の少なくとも一部が本体ゴム２５により形成され、液体が充填された第１液室１６１および第２液室１６２（複数の差動液室）と、第１液室１６１を副液室に連通させる第１オリフィス流路１４１および第２液室１６２を副液室６２に連通させる第２オリフィス流路１４２と、を備えている。

（ストッパゴム）
図３に示すように、第１液室１６１および第２液室１６２の内部には、ストッパゴム（第２弾性体）８０が設けられている。ストッパゴム８０は、本体ゴム２５と同じゴム材料で、本体ゴム２５と同時に成型されている。ストッパゴム８０は、外筒部材３０および中間筒部材１３０と内筒部材２０とのＸ方向における相対変位を規制するものである。図１に示すように、中間筒部材１３０の±Ｘ方向には連結部１３３が配置されているので、連結部１３３の内面にストッパゴム８０を加硫接着する。これにより、第１液室１６１および第２液室１６２の内部においてストッパゴム８０の位置が固定されている。

なお、図３に示す本体ゴム２５の成型モールドは、中間筒部材１３０の上筒部１３１と下筒部１３２との間において、±Ｙ方向に移動して型割りを行うようになっている。そのため、図２に示す断面形状をそのままＹ方向に伸張させてストッパゴム８０を形成することにより、従来と同じ型割り構造の成型モールドを利用することができる。

図１に示すように、ストッパゴム８０は、中間筒部材１３０の内面から内筒部材２０に向かって突出形成されている。ストッパゴム８０の先端は、内筒部材２０（または本体ゴム２５）の表面から所定間隔を置いて配置されている。これにより、内筒部材２０がＸ方向に小振幅で振動した場合に、ストッパゴム８０から反力を受けることがなく、動バネ定数の増加を防止できるようになっている。

ストッパゴム８０は、内筒部材２０がエンジンの重量により＋Ｚ方向に初期変位した状態において、内筒部材２０と水平方向に重なるように配置されている。これにより、内筒部材２０（または本体ゴム２５）がＸ方向に大きく変位した場合に、ストッパゴム８０に当接して反力を受けることになる。したがって、内筒部材２０と中間筒部材１３０との水平方向における相対変位を規制することができる。

図３に示すストッパゴム８０の断面形状は、半円形状や放物線形状、三角形状等の先細り形状に形成されている。これにより、内筒部材２０（または本体ゴム２５）がＸ方向に大きく変位してストッパゴム８０に当接した場合に、内筒部材２０が受ける反力を徐々に増加させることが可能になり、車両の搭乗者のショック感を低減することができる。

以上に詳述したように、本実施形態では、２方向（Ｚ方向およびＸ方向）減衰方式のエンジンマウントにおいて、第１液室１６１および第２液室１６２の内部に、内筒部材２０と外筒部材３０とのＸ方向における相対変位を規制するストッパゴム８０が設けられている構成とした。
この構成によれば、内筒部材２０と外筒部材３０との間にストッパゴム８０を介在させることが可能になり、両者間の水平方向における相対変位を規制することができる。その結果、従来技術のように内筒部材にストッパ（金具およびゴム）を装着する工程が不要になり、製造工程を簡略化することができる。また、従来技術のように外筒部材に固定されるストッパ受けの金具が不要になり、製造コストを低減することができる。

（第２実施形態）
図４は、第２実施形態に係るエンジンマウントの説明図であり、図１のＢ−Ｂ線に相当する部分における側面断面図である。図３に示す第１実施形態のストッパゴム８０はゴム材料のみで構成されていたが、図４に示す第２実施形態のストッパゴム１８０は、その内部にストッパ金具（金属部材）８２が埋設されている点で異なっている。なお第１実施形態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。

図４に示すように、中間筒部材１３０から中心軸に向かって、ストッパ金具８２が突出形成されている。ストッパ金具８２は、鋼板をプレス成型したものであり、中間筒部材１３０に対して溶接等で固定されている。そのストッパ金具８２の表面を覆うように、ストッパゴム１８０が形成されている。ストッパゴム１８０の表面形状は第１実施形態と同様であり、ストッパ金具８２の表面形状はストッパゴム１８０をひと回り小さくした表面形状である。

このように第２実施形態では、ストッパゴム１８０の内部にストッパ金具８２が設けられている構成とした。
これにより、内筒部材２０（または本体ゴム２５）がＸ方向に大きく変位してストッパゴム１８０に当接した場合に、ストッパ金具８２に補強されたストッパゴム１８０から大きな反力を受けることが可能になる。したがって、内筒部材２０と外筒部材３０との水平方向における相対変位を確実に規制することができる。
なお、第２実施形態のストッパ金具８２に代えて、同等の表面形状を備えた樹脂部材など、ゴム材料より弾性率の高い材料からなる他の部材を採用することも可能である。

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、上記実施形態ではエンジンの副振動がＸ方向（車両前後方向）に発生する場合を例にして説明したが、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、上記実施形態では第１液室１６１と副液室６２とを連通する第１オリフィス流路１４１と、第２液室１６２と副液室６２とを連通する第２オリフィス流路１４２とを形成したが、第１液室１６１と第２液室１６２とを直接連通するオリフィス流路を設けても良い。この場合でも、エンジンの副振動に対する減衰力を発揮することができる。

第１実施形態に係るエンジンマウントの説明図であり、図２および図３のＣ−Ｃ線における平面断面図である。 図１のＡ−Ａ線における側面断面図である。 図１のＢ−Ｂ線における側面断面図である。 第２実施形態に係るエンジンマウントの説明図であり、図１のＢ−Ｂ線に相当する部分における側面断面図である。 従来技術に係るエンジンマウントの説明図である。

符号の説明

１０，１２…エンジンマウント ２０…内筒部材（第１取付部材） ２５…本体ゴム（第１弾性体） ３０…外筒部材 ８０…ストッパゴム（第２弾性体） １３０…中間筒部材（第２取付部材） １６１…第１液室 １６２…第２液室

Claims (2)

1. エンジンおよび車体のいずれか一方に連結され、略筒状に形成された第１取付部材と、
   前記エンジンおよび前記車体のいずれか他方に連結され、前記第１取付部材の内周側に配置された第２取付部材と、
   前記第１取付部材と前記第２取付部材との間を弾性的に支持する第１弾性体と、
   前記第１取付部材と前記第２取付部材との間に配置された複数の液室と、を備え、
   前記第１取付部材の中心軸と略平行方向にエンジン重量が入力されるエンジンマウントであって、
   前記液室の内部に、前記第１取付部材の中心軸の略垂直方向における前記第１取付部材と前記第２取付部材との相対変位を規制する第２弾性体が設けられていることを特徴とするエンジンマウント。
2. 前記第２弾性体の内部には、金属部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンマウント。

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