JP3930363B2 - バルブ構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はアクチュエータに設けた気密室の内圧変化により弁体を開閉するよう構成したバルブの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液封エンジンマウントに開閉式のアイドルオリフィス通路を設け、この一端開口部を弁体で開閉するとともに、この弁体をエンジンの吸気負圧で伸縮するアクチュエータにより開閉動作させるようにしたバルブ構造が公知である。このアクチュエータは、樹脂製のプレートとゴム等の弾性体製可動部を重ね、両部材の間に気密室を形成するととともに、これら両部材の外周部を有底筒状の外周固定部材で囲み、その反底部側端部をカシメることにより、プレート及び可動部の各外周部を密着固定させ、プレートに設けた通気路を介して気密室をエンジンの吸気通路と大気へ選択的に接続し、エンジンの吸気負圧と大気圧のいずれかに切り換えることによって機密室の内圧変化を生じさせて可動部を伸縮させるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このようなアクチュエータにおいては、通気路を経由した外部との接続部を除き気密室内を外部に対して気密に保つ必要があるため、プレートと可動部の各外周部における密着部のシール性保持が重要である。しかし、従来は可動部及びプレートの各外周部を単純に重ね、外周固定部材の周方向へ等間隔で設けられた例えば４個の爪をカシメることによりアクチュエータを組立ていたため、樹脂製のプレートがカシメによる荷重を受け、しかもこのカシメ荷重の応力は爪に対応してプレートの周方向へ不均一に分布する。
【０００４】
この状態でエンジンルームのような高温環境下で使用すると、樹脂製のプレートが不均一な応力分布を原因として不均一な変形を生じ、その結果、シール性能の低下を招くおそれがある。そこでこのような変形を防止して良好なシール性を維持することが望まれている。また外部からの水の侵入を阻止して防錆性を高めること並びに組立が高精度でかつ効率的になるような構造にすることも望まれる。本願発明はこのような要請の実現を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１の発明は、複数の液室間を連通する液室間開口部を開閉する弁体と、この弁体の開閉動作を行うアクチュエータとを備えるとともに、このアクチュエータは、通気路が形成された樹脂製のプレートと、その上に重なってプレートとの間に気密室を形成する弾性体製の可動部と、これらプレート及び可動部の各外周を密着固定する金属製の外周固定部材とを備え、前記通気路と気密室を連通させ、かつ気密室の内圧変化により可動部を伸縮させて前記液室間開口部を開閉するようにしたバルブ構造において、前記外周固定部材は有底筒状をなし、前記プレートの少なくとも外周側を支持する底部と、前記プレート及び可動部の各外周を囲む周壁と、この周壁の一端開口側縁部に形成された延長部とを備え、前記可動部の外周部には、前記外周固定部材の周壁に対面する金属製の外周リングを一体化するとともに、前記外周固定部材の底部上に前記プレートの外周部を重ね、この外周部の外周と周壁との間に間隙を設け、
前記周壁の内側へ前記可動部を入れ、外周リングの幅方向一端部を前記間隙へ差し込んで前記外周固定部材の底部へ当接させ、かつ前記外周リングより内周側の弾性体部分を前記プレートの外周部へ押しつけ、
さらに前記外周リングの幅方向他端部に前記外周固定部材の延長部を折り曲げてカシメることにより、前記延長部のカシメ荷重を外周リングで受け止めるようにしたことを特徴とする。
【０００６】
請求項２の発明は上記請求項１において、前記可動部の外周部に上方へ突出する第１シール突起を設け、前記延長部を折り曲げてカシメることにより前記延長部に密着させてシールすることを特徴とする。
請求項３の発明は上記請求項２において、前記可動部の外周部にさらに、前記外周固定部材の周壁内面へ密着させてシールする第２シール突起と、
前記可動部の前記外周リングより内周側の弾性部分で、
前記プレートの外周部へ密着させてシールする第３シール突起とを設けたことを特徴とする。
【０００７】
請求項４の発明は上記請求項１において、前記底部の周壁内面とプレート外周部との間に設けた間隙へ前記可動部の外周部に設けたテーパー部を差し込むことを特徴とする。
【０００８】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、可動部の外周部を周壁内面とプレートの外周との間に形成された間隙へ差し込み、可動部に設けた金属製の外周リングの幅方向一端部を金属製の外周固定部材の底部へ当接し、他端部を外周固定部材のカシメるため折り曲げられた延長部へ当接するので、カシメ荷重は金属製の外周リングで受けることになり、樹脂製のプレートにはカシメ荷重がかからない。したがって、高温下で使用してもプレートが不均一に変形することを防止でき、良好なシール性を維持できる。
【０００９】
請求項２の発明によれば、可動部の外周部に上方へ突出する第１シール突起を設けて、折り曲げてカシメられた延長部へ密着させたので、外部からの水の侵入を阻止して防錆性を高めることができる。
請求項３の発明によれば、さらに可動部の外周部に異なる方向へ突出する第２及び第３シール突起を設け、それぞれを周壁の内面及びプレートの外周部へ密着させたので、異なる３方向にて外部からの水の侵入を阻止して防錆性を高めることができる。
【００１０】
請求項４の発明によれば、可動部の外周部にテーパー部を設け、周壁内面とプレートの外周との間に形成された間隙へ押し込むことにより、可動部、プレート及び底部の３部材を芯出ししつつ組立てることができるので組立作業が容易になり、かつ作業を効率化する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて一実施例を説明する。図１は本実施例のバルブが適用された自動車エンジン用液封マウントの断面図、図２はアクチュエータの断面図（図３の２−２線断面図）、図３はアクチュエータの上面図（図２のＡ矢示方向図）、図４はアクチュエータの底面図（図２のＢ矢示方向図）、図５はアクチュエータの分解図、図６はアクチュエータ外周部の組立方を示す拡大図、図７はカシメ工程を示す図である。
【００１２】
図１において、この液封マウントは、エンジンへ連結される第１連結部１と、これを中心に一体化した略円錐台状の主弾性体２と、この主弾性体２の外周部と一端で一体化した第２連結部３及びこの第２連結部３の他端と一体化された円筒状のボトムケース４を備える。第２連結部３は円筒部３ａとその周囲へ溶接一体化されたブラケット３ｂを備え、ブラケット３ｂは車体の一部であるエンジンルームへ連結される。エンジンルーム内は高温になる場所である。なお、第１連結部１と第２連結部３の取付相手は反対であってもよい。
【００１３】
第２連結部３とボトムケース４の接続部には仕切部材５の外周部とダイアフラム６の取付プレート９の外周部が一緒に挟持固定される。仕切部材５は中央にアイドルオリフィス７、その周囲にダンピングオリフィス８を備え、これら各オリフィスは主液室１０と副液室１１とを連通する。
【００１４】
主液室１０は第１連結部１、主弾性体２、第２連結部３及び仕切部材５に囲まれ、副液室１１は仕切部材５とダイアフラム６に囲まれている。これら主液室１０及び副液室１１内には非圧縮性の液体が封入されている。ダンピングオリフィス８は図示されない入口で主液室１０と常時連通し、かつ出口で副液室１１と常時連通し、中心線Ｃと平行な主たる振動入力方向から入力した一般走行時における振動を液柱共振により減衰させる。
【００１５】
また、アイドルオリフィス７はダイアフラム６の中央部に形成された厚肉部を弁体１２とし、この弁体１２により副液室１１側の開口を開閉する。この弁体１２はアイドリング運転時のみ開いて、アイドルオリフィス７による液柱共振を発生させてアイドリング振動を吸収する。弁体１２の開閉動作はボトムケース４の図示状態下端部側へ圧入固定されたアクチュエータ１３により行われる。
【００１６】
図２〜４に示すように、アクチュエータ１３は、略円板状をなす樹脂製のプレート１４と、その上に重なる弾性体製の可動部１５と、これらの外周を密着固定する外周固定部材１６を備え、プレート１４と可動部１５の間に気密室１７が形成される。気密室１７はプレート１４の中央に設けられた通気路１８を介してエンジンの吸気通路及び大気へ選択的に接続され、気密室１７の内圧を吸気負圧による負圧又は大気圧に切り替わるようになっている。
【００１７】
気密室１７内にはコイル状のリターンスプリング１９が収容され、可動部１５の中央部に突出形成された突部２０を図の上方へ押し上げて、厚肉部１２をアイドルオリフィス７の開口へ密着させて閉じるように付勢している。
【００１８】
エンジンの吸気負圧が通気路１８を介して気密室１７内へ及ぶと、リターンスプリング１９に抗して可動部１５が図の下方へ引き寄せられるように変形し、突部２０が厚肉部１２から離れるので、アイドルオリフィス７は開放される。逆に気密室１７を大気圧にすると、リターンスプリング１９により突部２０が上昇して厚肉部１２を押し上げ、アイドルオリフィス７を閉じる。このような気密室１７に対する内圧変化は図示しない切り換え用ソレノイドバルブ等により制御される。
【００１９】
可動部１５は、ゴム等の弾性体で心材１５ａを覆って形成される。心材１５ａは中央部を突部２０に対応して上方へ凸の筒部とし、その周囲部分は略 水平に広がり、この部分を突部２０と連続する弾性体で覆う周辺部１５ｂをなす。この周辺部１５ｂの外周は薄肉で湾曲したダイアフラム部１５ｃをなし、このダイアフラム部１５ｃを介してさらに外周側の外周部２１へ連続している。可動部１５はダイアフラム部１５ｃが容易に変形可能なため、気密室１７の内圧変化により突部２０及び周辺部１５ｂが図の上下方向へ伸縮動作する。
【００２０】
可動部１５の外周部２１は、外周固定部材１６の延長部２４を全周カシメすることにより（図３参照）、プレート１４と密着固定される。このときプレート１４の外周部も外周固定部材１６の底部２３により全周を支持されている（図４参照）。
【００２１】
次に、アクチュエータ１３の組立方を説明する。図５は構成部材を分解して各断面にて示す。外周固定部材１６は金属製であって略カップ状をなし、周壁２２と底部２３を有する。但し、底部２３の中央部は開口２３ａが形成され、ここにプレート１４の中央部を露出させ、かつ通気路１８の配管が通される。また、周壁２２のうち図上部側はカシメ用の延長部２４をなす。
【００２２】
プレート１４は外周固定部材１６における周壁２２の内径Ｄ１よりも若干小さい外径Ｄ２をなし、外周固定部材１６内へ収容されて底部２３に支持される。このとき、周壁２２の内面とプレート１６の外周面との間に若干の間隙ｄをなすクリアランス２９が形成される。
【００２３】
続いて、プレート１４の上へリターンスプリング１９を乗せ、その下端内側に通気路１８の周囲に形成された上方へ凸のボス部１４ｂを入れ、かつ上端を突部２０の内側へ入れた状態で可動部１５をプレート１４の上に乗せ、可動部１５の全体を外周固定部材１６の内側へ入れる。
【００２４】
図６はアクチュエータ組立時における各部材の外周部を拡大して示す図であり、可動部１５の外周部２１は比較的厚肉であり、かつこの部分に金属製の外周リング２５が一体化されている。外周リング２５の幅、すなわち軸方向の寸法Ｗは、外周固定部材１６の周壁２２のうち延長部２４を除く部分の幅と同程度である。また外周リング２５の最大外径は周壁２２の内周Ｄ１と同程度になっている（図５参照）。
【００２５】
外周リング２５は、周壁２２と対面する平行部２６と、その上方で内側へ凹入する湾曲部２７を備え、かつ湾曲部２７の上端は水平に外方へ突出する水平部２８をなす。平行部２６の外表面と水平部２８の突出端は中心から同じ張り出し量である。湾曲部２７の外周側には外周部２１を構成する弾性体の一部が連続して張り出して湾曲部２７の凹部を埋める外側肉部２１ａをなし、その外周は平行部２６と面一になっている。
【００２６】
また、可動部１５における外周部２１の下部で、平行部２６の内側に相当する部分は、外周側へ下り傾斜のテーパー部３０をなす。テーパー部３０は底部２３へ乗るように一段高くされたプレート１４の外周段部１４ａと周壁２２の内面との間に形成された間隙２９内へ入り込むようになっている。
【００２７】
さらに、外周部２１には第１シール突起３１，第２シール突起３２及び第３シール突起３３がそれぞれ異なる方向へ一体に突出し、全周に連続するリング状をなすように形成されている。
【００２８】
第１シール突起３１は図の上方へ水平部２８よりも長く突出し、カシメ時に折り曲げられた延長部２４へ密着して押し当てられるように形成される。第２シール突起３２は湾曲部２７の外側に形成された外側肉部２１ａからさらに径方向外方へ突出して周壁２２の内面へ密着して押し当てられる。
【００２９】
第３シール突起３３は外周部２１の下部に形成されてプレート１４の外周段部１４ａの上へ重なる座部２１ｂの一部からさらに下方へ突出して形成され、プレート１４の外周段部１４ａ上面へ密着して押し当てられる。
【００３０】
座部２１ｂは外周部２１の下端部として可動部１５の他の部分と連続一体に形成される弾性体からなる部分であり、第３シール突起３３が押しつぶされることにより座部２１ｂ自体も外周段部１４ａの表面へ押圧密着されて外周段部１４ａとの重なり部分をシールする。座部２１ｂはプレート１４の外周段部１４ａにおける肉厚程度分だけ外周リング２５の下端部２６ａよりも図の上方側へ後退した段部になっている。
【００３１】
図７はアクチュエータ１３の組立工程を示し、図中の（１）はプレート１４及び可動部１５を外周固定部材１６の内側へ押し込んだ状態を示し、図中の（２）は、カシメ開始状態を示し、図中の（３）カシメ完了状態を示す。
まず、（１）において、プレート１４と可動部１５をこの順で外周固定部材１６の内側へ入れ、外周リング２５の下端部２６ａを周壁２２とプレート１４の外周段部１４ａとの間隙２９（図６参照）へ差し込んだ状態で強く押し込む。
【００３２】
すると、外周リング２５の下端部２６ａが間隙２９内の底部２３へ当接する。このとき、プレート１４と可動部１５を外周固定部材１６と正確に芯出ししない状態で押し込んでも、テーパー部３０（図６参照）により、プレート１４及び可動部１５を外周固定部材１６に対して芯出しするので、これら３部材は容易に芯出しされて組立てられる。
【００３３】
その後、（２）に示すように、延長部２４を内側へ折り曲げると、延長部２４は水平部２８の先端を曲げ起点として略水平に内側へ折れ曲がり、外周リング２５をカシメ、図（３）の状態になる。これにより外周リング２５を延長部２４と底部２３の間で挟持する組立完成状態となる。
【００３４】
次に、本実施例の作用を説明する。 図２等に示すように、可動部１５の外周部２１に設けた外周リング２５を、外周固定部材１６の延長部２４と底部２３の間で挟持するので、延長部２４のカシメに伴うカシメ荷重は外周リング２５のみにかかり、樹脂製のプレート１４に対しては、外周段部１４ａに外周部２１からその圧縮反力がかかるだけであり、カシメ荷重はかからない。
【００３５】
したがって、エンジンルーム内の高温下で使用しても、樹脂製のプレート１４に不均一な応力がかかっていないので、プレート１４が高温で不均一に変形することを防止でき、可動部１５との接触部における良好なシール性を維持できる。
【００３６】
また、延長部２４によるカシメ部は全周に連続して形成され、底部２３も全周に連続しているので、外周部２１に対する延長部２４の接触並びに底部２３による外周段部１４ａとの接触はいずれも均一になり、各接触部の応力分布は周方向へ均一になる。したがって、これによってもプレート１４の不均一な変形を防止できる。
【００３７】
しかも、可動部１５における外周部２１の座部２１ｂがプレート１４の外周段部１４ａの表面へ押圧密着される。座部２１ｂは弾性体からなるので、外周段部１４ａとの接触部をシールする。このとき第３シール突起３３も外周段部１４ａへ密着するので、さらにシール性が良好になる。
【００３８】
さらに、外周部２１に異なる３方向へ突出する第１シール突起３１，第２シール突起３２，第３シール突起３３を設けたので、これらが延長部２４，周壁２２の内面及びプレート１４の外周段部１４ａの表面へそれぞれ押圧密着され、外部から気密室１７内へ水の侵入を防止し、外周リング２５の防錆性を向上できる。
【００３９】
また、外周部２５の下部にテーパー部３０を設けたので、アクチュエータを組立てるとき、プレート１４と可動部１５を外周固定部材１６に対して正確に芯出ししない状態で押し込んでも、テーパー部３０により、プレート１４及び可動部１５を外周固定部材１６に対して芯出しするので、これら３部材は容易に芯出しされて組立てられ、組立が容易かつ正確になり、作業効率が上がる。
【００４０】
なお、本願発明は上記の各実施例に限定されるものではなく、発明の原理内において種々に変形や応用が可能である。例えば、バルブはアイドルオリフィス用に限定されるものではなく、他の機能を有するオリフィス通路の開閉や主液室用内圧調整部の制御等に用いることができる。また上記実施例において弁体１２は可動部１５と別体になっているが、可動部１５の突部２０と一体化させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の適用された液封エンジンマウントの断面図
【図２】アクチュエータの断面図
【図３】アクチュエータの上面図（図２のＡ矢示方向図）
【図４】アクチュエータの底面図（図２のＢ矢示方向図）
【図５】アクチュエータの分解図
【図６】アクチュエータバルブの組立方法を示す外周部拡大図
【図７】カシメ工程を示す図
【符号の説明】
１：第１連結部、２：主弾性体、５：仕切部材、６：ダイアフラム、７：アイドルオリフィス、８：ダンピングオリフィス、１０：主液室、１１：副液室、１２：弁体、１３：アクチュエータ、１４：プレート、１５：可動部、１６：外周固定部材、１７：気密室、１８：通気路、、２２：周壁、２３：底部、２４：延長部、２５：外周リング、２９：間隙、３０：テーパー部、３１：第１シール突起、３２：第２シール突起、３３：第３シール突起

Claims (4)

1. 複数の液室間を連通する液室間開口部を開閉する弁体と、この弁体の開閉動作を行うアクチュエータとを備えるとともに、このアクチュエータは、通気路が形成された樹脂製のプレート（１４）と、その上に重なってプレートとの間に気密室を形成する弾性体製の可動部（１５）と、これらプレート及び可動部の各外周を密着固定する金属製の外周固定部材（１６）とを備え、前記通気路と気密室を連通させ、かつ気密室の内圧変化により可動部を伸縮させて前記液室間開口部を開閉するようにしたバルブ構造において、
   前記外周固定部材（１６）は有底筒状をなし、前記プレート（１４）の少なくとも外周側を支持する底部（２３）と、前記プレート（１４）及び可動部（１５）の各外周を囲む周壁（２２）と、この周壁（２２）の一端開口側縁部に形成された延長部（２４）とを備え、
   前記可動部（１５）の外周部には、前記外周固定部材（１６）の周壁（２２）に対面する金属製の外周リング（２５）を一体化するとともに、
   前記外周固定部材（１６）の底部（２３）上に前記プレート（１４）の外周部（１４ａ）を重ね、この外周部（１４ａ）の外周と周壁（２２）との間に間隙（２９）を設け、
   前記周壁（２２）の内側へ前記可動部（１５）を入れ、前記外周リング（２５）の幅方向一端部を前記間隙（２９）へ差し込んで前記外周固定部材（１６）の底部（２３）へ当接させ、かつ前記外周リング（２５）より内周側の弾性体部分（３３）を前記プレート（１４）の外周部（１４ａ）へ押しつけ、
   さらに前記外周リング（２５）の幅方向他端部（２８）に前記外周固定部材（１６）の延長部（２４）を折り曲げてカシメることにより、
   前記延長部（２４）のカシメ荷重を外周リング（２５）で受け止めるようにしたことを特徴とするバルブ構造。
2. 前記可動部（１５）の外周部（２１）に上方へ突出する第１シール突起（３１）を設け、前記延長部（２４）を折り曲げてカシメることにより前記延長部（２４）に密着させてシールすることを特徴とする請求項１に記載したバルブ構造。
3. 前記可動部（１５）の外周部（２１）にはさらに、前記外周固定部材（１６）の周壁（２２）内面へ密着させてシールする第２シール突起（３２）と、
   前記可動部（１５）の前記外周リング（２５）より内周側の弾性部分で、
   前記プレートの外周部（１４ａ）へ密着させてシールする第３シール突起（３３）とを設けたことを特徴とする請求項２に記載したバルブ構造。
4. 前記間隙（２９）へ前記可動部（１５）の外周部に設けたテーパー部（３０）を差し込むことを特徴とする請求項１に記載したバルブ構造。

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