JP2012514728A - 複合材で包まれたエンジンマウント - Google Patents

Abstract

複合材で包まれたエンジンマウントは、ゴムブッシュの周りに収容された金属殻を有するゴムブッシュを含む。プラスチックブラケットは、ゴムブッシュ及び殻をその中に収容する空洞を有する。関連したマウントアッセンブリを形成する方法は、ブッシュを金型に挿入する工程と、ブラケットを形成するために、成形材料をブッシュの少なくとも一部分の周りにおいて金型の中に導入する工程と、ブッシュの周りのブラケットを硬化する工程とを含む。
【選択図】図３

Description

本出願は、２００９年１月８日に提出された米国仮特許出願第６１／１４３１７６から優先権を主張し、その開示が、これによって明示的に参照により本明細書に組み込まれる。

本開示は、エンジン又はトルク反応マウント及びマウントを組み立てる方法に関する。一般的に、エンジンマウントブラケットは鋳鉄、鋳造アルミ、または打ち抜きされた鋼鉄から作られる。別々に作られた、ブッシュまたはロールレストリクターは、鋳型又は打ち抜きされたブラケットの開口又は空洞（キャビティ）の中にプレス加工される。十分な力がブッシュを開口の中に押圧するのに必要とされるように開口は十分に小さい。

最近では、複合プラスチックブラケットが提案されている。マウントアッセンブリは、今もなお、ゴムブッシュを複合ブラケットに組み入れる。予め成形されたゴムブッシュが複合ブラケットに接合される二つの周知の方法がある。第１の構成では、予め成形されたゴムブッシュが鋳型又は打ち抜きされたブラケットの中にプレス加工されるのと同様の方法でブッシュが複合ブラケットにプレス加工される。第２の構成では、ゴムブッシュは複合ブラケットに成形される。すなわち、複合ブラケットは、最初に予め成形され又は予め製造され、次に、ゴムブッシュが複合ブラケットの中の（開口内に成形された）本来の位置に成形される。

これらの従来の構成は、ブッシュの保持を保証するためにブッシュをブラケットの開口の中に大きな力で予め圧縮またはプレス加工する必要がある。さらに、付加的な組み立て工程及び高いツールコストが、これらの構成に関連付けられる。予め製造されたブラケットにゴムブッシュを成形する従来の方法では、張力荷重がゴムの硬化として生じる。具体的には、引張荷重は、硬化プロセス中にゴムの収縮を生じる。

その結果、コスト削減、軽量化、複雑さの軽減の必要及び複合材料のブラケットの使用を許容する必要がある。

新しいマウントアッセンブリ及びマウントアッセンブリを形成する方法が開示される。
マウントアッセンブリを形成する方法は、マウントアッセンブリを形成する方法は、予め成形されたまたは予め製造されたブッシュを金型に挿入する工程と、ブラケットを形成するために、成形材料をブッシュの少なくとも一部分の周りに導入する工程と、ブッシュの周りのブラケットを硬化して、ブッシュを保持するためにブラケットの収縮を生じる。

例示的な実施形態では、成形材料が金型に導入される複合材料またはプラスチック材料である。ブッシュ挿入工程は、成形材料をブッシュの周りに導入する前に、ブッシュを金属外殻に保持する工程を含む。

成形材料の硬化は、縮小によってブッシュの断面寸法を減少し、それによって、ブッシュをブラケットに保持する。
複合材で包まれたエンジンマウントは、好ましくは、金属殻に収容されたゴムブッシュを含む。ブッシュ及び殻は、プラスチック／複合ブラケットの開口に一緒に収容される。

外殻及びプラスチックブラケットは、互いに金型結合される。
金属インサートは、ゴムブッシュに選択的に提供され、強化インサートは、選択されたファスナー収容位置においてプラスチックブラケットに選択的に組み込むことができる。

組み立ての方法及び結果のマウントアッセンブリに関連付けられている主要な利点は、金属製のブラケットに代えて複合材またはプラスチックのブラケットの使用に起因する軽量化である。

他の利点は、鋳型あるいは同じ大きさの成形機械でより多くのスペースを取る成形複合ブラケットの中に、ゴムを注入するのではなく、多数の空洞金型にブッシュを成形することができるので、ゴムブッシュを形成するコストの削減に帰することである。

また、目的物をゴムブッシュと結合するために事前にブラケットを加熱する必要がないのでコストが低減される。
温度上昇は、ゴムブッシュの交差結合を確実にするために必要とされていないので、減少加熱は新しいプロセスに関連付けられる。

他の利点は、ブッシュをブラケット開口の中にスエージ加工（成形加工）するあるいはプレス加工する二次的な作業の排除に帰する。
さらに、本開示の他の特徴と利点は以下の詳細な説明を読み、理解した上で当業者に明らかになるであろう。

図１は、従来のエンジンマウントの分解図である。 図２は、従来技術で知られた組み立てられたエンジンマウントの斜視図である。 図３は、外殻に挿入された予め形成されたゴムブッシュを示す。 図４は、多数の空洞金型を示す。 図５は、金型空洞の各々に予め形成されたゴムブッシュの挿入を示す。 図６は、金型空洞の各々のゴムブッシュの周りに成形された複合ブラケットを示す。 図７は、完成したエンジンマウントの拡大平面図である。

最初に図１及び図２に向けると、トルク反応又はエンジンマウント（以下、マウント又はエンジンマウントと呼ばれる）アッセンブリ１００は、外側ブラケット１０４に収容されたロールレストリクター又はブッシュ（一般的にはブッシュと呼ばれる）１０２を含む。従来の構成では、ブッシュ１０２は、通常、ゴム１０６から形成され、金属インサート１０８などのインサートを含む。この特定の実施形態では、金属インサート１０８は、ブッシュのゴム１０６に中心的に配置される。さらに、ブッシュは、当分野で周知の方法で相対運動及び力の減衰の所望の領域を提供する選択された位置に一つ以上の空洞を含む。

ブラケット１０４は、関連した車両への収容のために形状づけられ、関連したファスナー（図示せず）を収容し、ブラケット／エンジンマウントアッセンブリを車両に固定する一つ以上のファスナー収容開口１２０を含む。ブラケットの開口１２２は、ゴムブッシュ１０２を収容するように寸法づけられている。典型的に、ブッシュがブラケット開口に収容されるために圧縮される（すなわち断面寸法が小さくされる）必要があるように、開口１２２は、ゴムブッシュの外径又は直径よりも十分に小さい。かなりの力がブラケットの開口部にゴムブッシュを挿入するために必要とされ、しかし、この力は、ブラケットの適所にブッシュ又はロールレストリクターを機械的に保持するのに役立つ。典型的に、ブラケットは、鋳鉄、鋳造アルミ、または打ち抜きされた鋼鉄構造であるが、ある場合にはブラケットはゴムブッシュを収容するのに十分な強度を有する合成物又はプラスチック材料から形成されると共に、エンジンマウント環境の要件を満たすことが提案される。

合成物又はプラスチックブラケット２０４に収容されるブッシュ２０２を含むエンジンマウントアッセンブリ２００が図３乃至図７に示される。再度、ブッシュ２０２は、主に、ブッシュの中央部分を貫通するようにここでは示されている金属インサート２０８などのインサートを典型的に含むゴムブッシュ２０６である。一つ以上の空洞２１０がブッシュに提供され、選択的なたわみを許容し、エンジンマウントに押し付けられる力を減衰するように機能する。

ブッシュは、図３乃至図７の実施例において、予め成形され、予め形成され、あるいは、予め製造される。ブッシュ２０２は、様々な形状を有することができ、図示の構成では、その主要部分に沿った概ね筒状の外側構造２１２（図４）と、以下に明らかにされる理由で一端部に隣接した外周フランジ２１４を有する。外殻又はリング２２０は、外殻の中央開口２２２にゴムブッシュの少なくとも一部分を収容するように寸法づけられている。開口２２２は、ブッシュがその中に成形されるように、あるいは、ゴムブッシュを金属外殻２２０の中に挿入するために小さい力だけが必要とされるように、寸法づけられている。ブッシュのフランジ２１４と外殻２２０の端部との間の係合は、ブッシュが外殻から別個に成形され続いて挿入される場合に外殻の中へのブッシュのさらなる軸方向への前進を制限する。所望であれば、ひとたびゴムブッシュが外殻２２０の中に挿入され又は成形されると、次に、外殻は、ゴムの外径を縮小するために寸法を小さくされる、すなわち、ブッシュに所望の予めの圧力が加えられる。もちろん、他の場合では、外殻は、成形加工又は圧縮されていない。

外殻のブッシュのサブアッセンブリは、金型２３０の中に配置され、図５乃至図７の金型は、各々がその中にブッシュ及び外殻サブアッセンブリを好的に収容するように寸法づけられた多数の同一の空洞２３２を有する。金型２３０の空洞２３２（２３２ａ−２３２ｄ）の特定の数は変更ですることができ、それ以外は本開示を制限するものとすべきではない。理解されるように、金型空洞２３２の各々の形状は、エンジンマウントアッセンブリ２００のブラケットの最終的な所望の形状と同じである方が好ましい。各空洞の深さは、ブッシュ及び周囲の外殻に対応し、当業者によって理解されるように空洞の内周は、ブラケットの輪郭を形成する。

外殻を使用することにより、ブッシュサブアッセンブリの周りの空洞の中に続いて導入される混合材又はプラスチック材料は、サブアセンブリの外殻の金属に付着する、あるいは、ブッシュサブアッセンブリとブラケットの間の結合を強化するために外殻の外表面２２４に適用された結合材料に付着する。金型空洞の表面の残りの部分は、ブラケットのために必要とされることに順応する。つまり、特定の位置では、金型の表面は、最終的なエンジンマウントのアッセンブリで使用される成形材料（例えば、ナイロンやポリフタルアミド（ＰＴＡ）などの強化材あるいは更に別の材料を選択的に含む混合材又はプラスチック）の量を最小限にするために、ブラケットの表面のリブ又はプレスされない領域を形成する。

ブッシュは予め形成されるため、金型の温度は、効率的にプラスチック製のブラケットを硬化するように選択され、そうでない場合ゴムを交差結合させる必要になる高温である必要はない。また、外殻は、金属材料または外殻の外表面に適用される結合材料の使用がそれらの間に効果的な結合を十分に生じるので、予熱される必要はない。

プラスチック／混合材のブラケットの硬化は、ブラケットにブッシュを包んで保護するのに有利に役立つ収縮を生じる。さらに、収縮設計上の考慮事項は、必要に応じて、ゴムサブアッセンブリが圧縮状態で配置されることを確実にする。

本開示は、ブラケット金型の中に予め成形されたゴムブッシュを配置し、ブシュの周りにプラスチック混合材を成形することによって、従来の設計とは異なる。この方法は、典型的なエンジンマウントを組み立てるために必要なステップ数を削減し、混合材ブラケットにゴムブッシュを成形する方法に比べてゴム成形の複雑さを軽減する。本開示は、負荷及び温度が複合材料の使用を許容する、あらゆるブッシュ型エンジンマウントあるいはトルク反応マウントに使用されることができる。また、この開示は、最終的なアッセンブリの重量を減らし、最終的な組み立てのコストを削減し、マウントアッセンブリの複雑さを軽減する。エンジンマウントあるいはトルク反応ブッシュの周りに成形された複合プラスチックブラケットは、ブッシュが冷却され、ブッシュをブラケットに保持するために収縮されるようにブッシュを収縮し、保持する。ブッシュをブラケットに保持する他の方法は、ブッシュを大きな力でブラケットに予め圧縮又は押圧されることを必要とするか、追加の組み立て工程及び／又はより高い工具コストのどちらを必要とする。ゴムブッシュをプラスチック複合材で過大に成形されるために、ブッシュは、堅い外殻で保持される必要がある。この外殻は、通常、別のプラスチックや金属で作られる。これは、プラスチック成形が外殻を“食い取る”のを許容し、プラスチック射出成形プロセスの間にプラスチックがゴムを圧縮するのを防止する。プラスチック複合材ブラケットは、金型で冷却し、ブラケットはブッシュの周りで収縮し、それによって、ブッシュをブラケットに保持する。

この開示は、好適実施形態を参照して説明された。本明細書を読み且つ理解することにより、当業者には、改変例及び変更例が案出されよう。これらの改変例及び変更例が添付した請求の範囲又はそれらの等価物の範囲に属する限り、本発明は、これらの改変例及び変更例の全てを包含することを意図するものである。

Claims (20)

1. マウントアッセンブリを形成する方法であって、
   ブッシュを金型に挿入する工程と、
   ブラケットを形成するために、成形材料をブッシュの少なくとも一部分の周りにおいて金型の中に導入する工程と、
   ブッシュの周りのブラケットを硬化する工程とを備えるマウントアッセンブリを形成する方法。
2. 請求項１記載のマウントアッセンブリを形成する方法において、
   導入する工程は、圧力のもとで金型の中に成形材料を射出することを含むマウントアッセンブリを形成する方法。
3. 請求項１記載のマウントアッセンブリを形成する方法において、
   導入する工程は、成形材料としてプラスチック材料を使用することを含むマウントアッセンブリを形成する方法。
4. 請求項３記載のマウントアッセンブリを形成する方法において、
   導入する工程は、成形材料として複合プラスチック材料を使用することを含むマウントアッセンブリを形成する方法。
5. 請求項１記載のマウントアッセンブリを形成する方法において、
   ブッシュを金型に挿入する工程は、予め形成されたゴムブッシュを提供する工程を含むマウントアッセンブリを形成する方法。
6. 請求項５記載のマウントアッセンブリを形成する方法において、
   提供する工程は、成形材料を導入する前にゴムブッシュを金属外殻に保持する工程を含むマウントアッセンブリを形成する方法。
7. 請求項６記載のマウントアッセンブリを形成する方法において、
   保持する工程は、ブッシュを金型に挿入する工程の前にゴムブッシュを外殻で囲む工程を含むマウントアッセンブリを形成する方法。
8. 請求項６記載のマウントアッセンブリを形成する方法において、
   マウントアッセンブリを形成する方法は、ゴムブッシュに内部応力を軽減する工程を更に備えるマウントアッセンブリを形成する方法。
9. 請求項８記載のマウントアッセンブリを形成する方法において、
   ゴムブッシュに内部応力を軽減する工程は、ブッシュを金型に挿入する工程の前に行われるマウントアッセンブリを形成する方法。
10. 請求項８記載のマウントアッセンブリを形成する方法において、
    ゴムブッシュに内部応力を軽減する工程は、ゴムブッシュの断面寸法を減少する工程を含むマウントアッセンブリを形成する方法。
11. 請求項８記載のマウントアッセンブリを形成する方法において、
    ゴムブッシュに内部応力を軽減する工程は、外殻の断面を減少する工程を含むマウントアッセンブリを形成する方法。
12. 複合材で包まれたエンジンマウントであって、
    ゴムブッシュと、
    ゴムブッシュの周りに収容された金属殻と、
    ゴムブッシュ及び殻をその中に収容する空洞を有するプラスチックブラケットとを備える複合材で包まれたエンジンマウント。
13. 請求項１２記載の複合材で包まれたエンジンマウントにおいて、
    殻及びプラスチックブラケットは、互いに金型結合される複合材で包まれたエンジンマウント。
14. 請求項１２記載の複合材で包まれたエンジンマウントにおいて、
    複合材で包まれたエンジンマウントは、ゴムブッシュに金属インサートを更に備える複合材で包まれたエンジンマウント。
15. 請求項１２記載の複合材で包まれたエンジンマウントにおいて、
    複合材で包まれたエンジンマウントは、ファスナー収容位置にだけ配置された、プラスチックブラケットの強化インサートを更に備える複合材で包まれたエンジンマウント。
16. 請求項１２記載の複合材で包まれたエンジンマウントにおいて、
    プラスチックブラケットは、プラスチックブラケット全体にわたって点在された補強材料を含む複合材である複合材で包まれたエンジンマウント。
17. ゴムマウントをブラケットに保持する方法であって、
    ゴムとは異なる材料の外殻を有する予め形成されたゴムマウントを金型空洞に挿入する工程と、
    流体プラスチック材料を、ゴムマウントに対して少なくとも部分的に囲んで空洞に導入する工程と、
    外殻及びゴムマウントをその中に収縮して保持するために、外殻及びゴムマウントの周りの流体プラスチック材料を少なくとも部分的に硬化する工程とを備えるゴムマウントをブラケットに保持する方法。
18. 請求項１７記載のゴムマウントをブラケットに保持する方法において、
    ゴムマウントをブラケットに保持する方法は、挿入する工程の前に外殻の断面寸法を変更することによりゴムマウントを圧縮する工程を更に備えるゴムマウントをブラケットに保持する方法。
19. 請求項１７記載のゴムマウントをブラケットに保持する方法において、
    外殻は金属であり、圧縮する工程は、ゴムマウントを外殻の中に配置する工程と、続いて起こる外殻の断面寸法を減少する工程を含むゴムマウントをブラケットに保持する方法。
20. 請求項１９記載のゴムマウントをブラケットに保持する方法において、
    減少する工程は、流体プラスチック材料の冷却の間の収縮に起因するゴムマウントをブラケットに保持する方法。