JP3804475B2 - 防振支持装置のストッパー構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの駆動によって発生するエンジンの揺動を規制する防振支持装置のストッパー構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、防振支持装置のストッパーは、発進時等のエンジンのロール方向の大きな揺動に対し内側が鉄板等によって補強された弾性体がストッパーに当ることでエンジンの揺動を規制していたが、その際ストッパーは、図7のようにストッパー当りによる負荷を片持ちで受ける構造(曲げ部に対し、先端が固定されない構造)となっていたため、エンジンの出力増加により駆動トルクがアップすると、ストッパーは、ストッパー当りによる負荷で降伏してエンジンの揺動の規制が不十分という問題があり、これに対しては、ストッパーの厚さを増すことで対応していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ストッパーの厚さを増すことでストッパーの重量増の問題や曲げ成形がし難くなる等の更なる問題点があり、それらを最小限に抑える最適形状を決めるのに多大な工数を要していた。
【0004】
そこで、上記のような従来技術の問題点に鑑み、ストッパーの厚さを増加させることなく、発進時等のエンジンのロール方向の大きな揺動を十分に規制するエンジン支持装置のストッパー構造の提供を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、エンジンを車体側に支持する防振支持装置であって、前記防振支持装置は、前記エンジンから発せられる振動を吸収する弾性部材と、エンジンと弾性部材の間に介在され当該弾性部材をエンジンに固定する第1のエンジン支持部材と、前記弾性部材と一体化され前記弾性部材を前記車体側に固定する車体側支持部材と、一端部が前記第1のエンジン支持部材に固定され前記エンジンの揺動に伴い前記弾性部材に当接して前記揺動を規制するストッパーと、から成り、前記弾性部材は、前記第1のエンジン支持部材から突出して当該第1のエンジン支持部材に固定するための固定部材を挿通する内筒を有し、前記ストッパーは、曲げ部を有し、他端部が前記内筒の前記第1のエンジン支持部材に面する側と逆側の端部に固定されると共に、前記第1のエンジン支持部材に固定される一端部の固定位置を、前記内筒から横方向に離間した位置としたことを特徴とするものである。
【0010】
【発明の効果】
本発明によれば、車両の発進時等のエンジンのロール方向の大きな揺動に対し、弾性部材の一部の補強された部分がストッパーに当ってエンジンの揺動を規制する際に、ストッパー当りによる負荷を両持ちで受ける構造(ストッパーが負荷を受ける部位に最も近いストッパーの曲げ部に対し、先が固定される構造)となるため、ストッパーの曲げ部に発生する応力を大幅に軽減することができる。従って、ストッパーは厚さを増すことなしにエンジンのロール方向の大きな揺動を十分に規制することが可能となる。
【0011】
また、ストッパーの一端部が内筒から離間した位置に設けられて固定されるため、防振支持装置の弾性体の内部レイアウトに影響を与えずに固定点数を増加させることができる。よって、エンジンの揺動を規制する際に、ストッパーから第1のエンジン支持部材が受ける応力を軽減することができる。
【0014】
また、ストッパーは内筒の端部に固定された状態で、ストッパー当りによる負荷を両持ちで受ける構造を形成することになり、ストッパー固定用の別部品を防振支持装置に新たに設ける必要はなく、内筒という既存の部品をそのまま利用することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第1実施例の構成を図面に基づいて詳細に説明する。
【0016】
図1は、防振支持装置の車載状態を示す図である。右側が側面図、左側が断面A−Aにおける断面図である。
【0017】
図1において、1はエンジンマウント(防振支持装置)、2はブラケット(第1のエンジン支持部材)、3はストッパー、4はゴムアッセンブリー(弾性部材)、5はボルト(固定部材)、6,9はボルト、7は車体側部品(車体側)、8は車体側固定ブラケット(車体側支持部材)である。ブラケット2は、一方がエンジンにボルト締結(図示しない)によって固定され、他方がエンジンマウント1に同様に締結によって固定され、エンジンとエンジンマウント1との間に介在し、相互の結合の橋渡しを担っている。車体側部品7は、車体又は車体に固定されたサスペンションメンバーである。エンジンマウント1は、ブラケット2に固定される側とは異なる側で車体側部品7にもボルト締結によって固定される。以上の構成により、エンジンマウント1は、エンジンに結合されているブラケット2と車体側部品7との間でエンジンの重量を支持する基本機能を担っている。またエンジンマウント1の構成を大別するとストッパー3とゴムアッセンブリー4と車体側固定ブラケット8に分けることができる。エンジンマウント1はストッパー3でボルト5及び6の締結によりブラケット2に結合され、ゴムアッセンブリー4に加硫接着等により一体化された車体側固定ブラケット8でボルト9の締結により車体側部品7に図示のように固定される。
【0018】
図2は、図1の断面図を拡大した図である。
【0019】
図2において、10はゴム(弾性体)、11は内筒、12は補強金具、13は曲げ部(第1の曲げ部)、14は曲げ部(第2の曲げ部)、15は溶接ナット(第1の固定部)、16は溶接ナット(第2の固定部)であり、3a,3bはそれぞれが一体化によりストッパー3を構成する鉄板である。ゴムアッセンブリー4は図示のようにゴム10とそれに加硫接着等により一体化された内筒11及び補強金具12によって構成されている。内筒11はボルト5の締結において締結軸力を保持するために設けられている。ストッパー3はブラケット2に面する側に位置する鉄板3aとプレス成形により2箇所の曲げ部13及び曲げ部14を備え、鉄板3aの下側に位置する鉄板3bを溶接等により一体化することで構成されている。ストッパー3を構成する鉄板3bは曲げ部13で図示のように直角に曲げられた後、鉄板3aと溶接等により固定される側と反対側の端部で内筒11の端面に溶接等により固定される。又、ストッパー3を構成する鉄板3aと鉄板3bはその間で内筒を挟んでボルト5の締結によってブラケット2に備えられた溶接ナット15に固定されるが、ブラケット2には溶接ナット15とは別に、よりエンジンに近づく側に溶接等で一体化された鉄板3aと鉄板3bをブラケット2にボルト6の締結によって固定するための溶接ナット16が設けられている。
【0020】
次に、第1実施例の作用について説明する。曲げ部13に作用する曲げモーメントについて説明するために、まずは、図3に示すようにストッパー3がブラケット2に溶接ナット15の1箇所でのみ固定されている場合を参考例とし、それについて考えることにする。ここで、17は曲げ部であり、第1実施例の曲げ部14の位置で逆方向に曲げた場合の曲げ部を示している。
【0021】
参考例において、曲げ部13に作用する曲げモーメントを机上検討するために図4のようなストッパー3を梁と想定したモデル図で考える。ストッパー3が、ブラケット2の溶接ナット15に固定される固定部分を固定端R1、逆側で内筒11に固定される部分を固定端R2とし、曲げ部13を曲げ点B1、曲げ部17を曲げ点B2として曲げ点B1と固定端R2の間で部分的に補強金具12によって補強されたゴム10がストッパー3に当たる位置を入力点P、その時に発生する力を入力Fとする。入力点Pは曲げ点B1と固定端R2の間のストッパー3を図示のように距離L1とL2に分割する位置にあるものとする。入力Fにより曲げ点B1に作用する曲げモーメントをMB1とすると、材料力学の梁の公式より、
【0022】
【数1】
ここで、(L2/L1+L2)に注目すると、
【0023】
【数2】
(L2/L1+L2)<1 ・・・(2)
よって、式(1),(2)より
【0024】
【数3】
MB1< F×L1 ・・・(3)
となる。
【0025】
一方、従来技術の場合、ストッパー3の構造は、図7のように曲げ部13において、ストッパー当りによる入力を片持ちで受ける構造となっている。第1実施例と同様に曲げ部13に作用する曲げモーメントを図8のようなモデル図で検討する。第1実施例の図4との違いは、ストッパー3が内筒11に固定されないことである。曲げ部13を曲げ点Bとし、入力Fにより曲げ点Bに作用する曲げモーメントをMBとすると、
【0026】
【数4】
MB=F×L1 ・・・(4)
となる。よって、式(3),(4)より、
【0027】
【数5】
従って、参考例の曲げ点B1に作用する曲げモーメントMB1は、従来技術(ストッパーが片持ち構造)の曲げ点Bに作用する曲げモーメントMBよりも小さくなることがわかる。更に、式(1),(4)より、
【0028】
【数6】
MB1/MB=(L2/L1+L2)2 ・・・(6)
の関係を導きだすことができる。よって、MB1はMBに対し、距離L2の比率の2乗に比例して小さくなることから、大幅に小さくなると言うことができる。仮に距離L2=L1(入力点を曲げ点B1と固定端R2間の中央に位置させる)とすると、式(6)より、
【0029】
【数7】
MB1/MB=1/4・・・(7)
式(7)で大幅に小さくなることを裏付けることが出来る。
【0030】
図4から、入力Fに対する参考例の曲げ部13に作用する曲げモーメントについて説明してきたが、本検討結果は当然、検討対象の部位が同構造の第1実施例にも適用することができる。
【0031】
次に、図4で固定端R1に作用する入力Fに対する反力RR1について検討する。図4より明らかではあるが、曲げ点B1において、入力Fに対する反力RB1が発生すると、作用、反作用により、曲げ点B2にも反力RB1と同じ大きさの反力RB2が作用し、曲げ点B2と固定端R1間での力の釣り合いより結果的に固定端R1に作用する反力RR1は下記となる。
【0032】
【数8】
RR1= RB1・・・(8)
次に、図2に示す第1実施例においてブラケット2の溶接ナット15に生ずる反力を図5のようなモデル図で考える。ストッパー3が、ブラケット2の溶接ナット16に固定される固定部分を固定端R3とし、曲げ部14を曲げ点B3とする。図4の検討結果より、
【0033】
【数9】
RB2= RB1・・・(9)
よって、固定端R1〜固定端R3間において、図示のように曲げ点B3を距離L3とL4に分割する位置にあるものとして、ストッパー3を梁と見做せば 曲げ点B3に反力RB1が作用する両端固定梁と考えることができる。材料力学の梁の公式より固定端R1に作用する反力RR1は、
【0034】
【数10】
( 3×L32×L4+ L33)>0より、RR1/ RB1は、
【0035】
【数11】
従って、 RR1< RB1となるため、式(8),(11)より、第1実施例の固定端R1に作用する反力RR1は、参考例よりも小さくなることがわかる。
【0036】
以上より、第1実施例において、ストッパー3が、ブラケット2の溶接ナット16に固定される固定部分を曲げ部14よりもエンジンに近づく位置に設けることによりブラケット2の溶接ナット15に生ずる反力を低減することができる。
【0037】
次に、本発明の第2実施例の構成を図面に基づいて説明する。
【0038】
図6は、ストッパーがブラケットと一体化している構成を示している。
18はストッパー一体型ブラケット(第2のエンジン支持部材)、19はエンジンマウント(防振支持装置)、20はゴムアッセンブリー(弾性体部)、21は流体、22は内筒、23は曲げ部である。
【0039】
図6では、エンジンマウント1として流体マウントが記載されているが、これは流体マウントにも適用できることを単に示したものであり、流体が封入されていないゴムマウントにも当然、本実施例は適用できるものである。ストッパー一体型ブラケット18の曲げ部23に作用する曲げモーメントは、その部分のモデル図が第1実施例及び参考例と同じであるため(曲げ点B1〜固定端R2で作用する力及びモーメントは同じ)第1実施例及び参考例と全く同様となる。但し、ストッパー一体型ブラケット18を用いることで、エンジンマウント19をストッパー一体型ブラケット18に固定する作業において、ゴムアッセンブリー20をストッパー一体型ブラケット18のストッパーの部分に仮置きした状態で固定する締結作業を行うことができるので、エンジンマウント19のゴムアッセンブリー20を締結等の固定作業の間に固定完了まで作業者が片手で保持し続けることが不要となり、固定の作業性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施例における車載状態を示す図である。(右側が側面図、左側が断面A−Aにおける断面図)
【図2】 図1の断面A−Aにおける構造図である。
【図3】 参考例を示す構造図である。
【図4】 参考例を示すモデル図である。
【図5】 本発明の第1実施例を示すモデル図である。
【図6】 本発明の第2実施例を示す構造図である。
【図7】 従来技術を示す構造図である。
【図8】 従来技術を示すモデル図である。
Claims (1)
- エンジンを車体側に支持する防振支持装置であって、
前記防振支持装置は、前記エンジンから発せられる振動を吸収する弾性部材と、エンジンと弾性部材の間に介在され当該弾性部材をエンジンに固定する第1のエンジン支持部材と、前記弾性部材と一体化され前記弾性部材を前記車体側に固定する車体側支持部材と、一端部が前記第1のエンジン支持部材に固定され前記エンジンの揺動に伴い前記弾性部材に当接して前記揺動を規制するストッパーと、から成り、
前記弾性部材は、前記第1のエンジン支持部材から突出して当該第1のエンジン支持部材に固定するための固定部材を挿通する内筒を有し、
前記ストッパーは、曲げ部を有し、他端部が前記内筒の前記第1のエンジン支持部材に面する側と逆側の端部に固定されると共に、前記第1のエンジン支持部材に固定される一端部の固定位置を、前記内筒から横方向に離間した位置としたことを特徴とする防振支持装置のストッパー構造。
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