JP5336321B2

JP5336321B2 - 防振装置

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Publication number: JP5336321B2
Application number: JP2009238362A
Authority: JP
Inventors: 直樹前田; 優三服部
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2009-10-15
Filing date: 2009-10-15
Publication date: 2013-11-06
Anticipated expiration: 2029-10-15
Also published as: JP2011085193A

Description

本発明は、一般産業機械、自動車のエンジンマウント等として用いられ、エンジン等の振動発生部からの振動を吸収して車体等の振動受部への振動伝達を抑制する防振装置に関するものである。

例えば、車両の振動発生部であるエンジンと振動受部である車体との間にはエンジンマウントとしての防振装置が配設されており、この防振装置はエンジンが発生する振動を吸収し、車体側への振動伝達を抑制する。このような防振装置としては、例えば、特許文献１、２のように、エンジン側に連結される内筒と、車体側に連結される外筒と、内筒と外筒の間に配置されて両者を連結する弾性体を備えたものが知られている。

ところで、特許文献１、２に記載の防振装置では、軸方向の大振動に対応するために、ストッパ機構が設けられている。特許文献１では、エンジンに連結される連結ブラケットの外側に設けられたストッパゴムとストッパホルダとが当接することにより、内筒と外筒との過度な相対移動が規制されている。また、特許文献２では、エンジンに連結されるアームブラケットの外側に設けられたストッパゴムとリバウンドストッパ金具とが当接することにより内筒と外筒との過度な相対移動が規制されている。

このように、エンジンとの連結用ブラケットにストッパ機能を持たせる場合、連結用ブラケット自体と対応するストッパ部材とが衝突するため、連結用ブラケットに大きな負荷がかかる。特に、連結用ブラケットのエンジンへの取付側には大きなモーメントがかかってしまう。

特開２００１−９９２３０特開平１０−８９４０１

本発明の目的は、上記事実を考慮して成されたものであり、振動発生部及び振動受部の一方側との連結部材にかかるモーメントを軽減可能な防振装置を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の第１の態様に係る防振装置は、振動発生部及び振動受部の一方に連結される内側取付部材と、振動発生部及び振動受部の他方に連結される外側取付部材と、前記内側取付部材と前記外側取付部材の間に配置されて両者を連結する弾性体と、主振動の入力方向の外側面にストッパ面が構成され、一端が前記内側取付部材に固定され、他端が前記主振動の入力方向からみて前記内側取付部材から離れる方向へ延出されて振動発生部及び振動受部の一方に連結されるストッパアーム部材と、前記振動発生部及び振動受部の他方側に固定され、前記ストッパアーム部材のストッパ面と主振動入力方向に対向配置された外ストッパ部材と、を備え、前記ストッパ面が前記外ストッパ部材との衝突によって荷重を受ける荷重受面の面積が前記一端側よりも前記他端側の方が大きくなるように、前記ストッパアーム部材の前記ストッパ面側を前記一端側受面と前記他端側受面とに分断する凹部が構成されていること、を特徴とする。

上記構成の防振装置では、大振幅の主振動が入力すると、ストッパアーム部材のストッパ面が外ストッパ部材に当たることによって、内側取付部材と外側取付部材との過度な相対移動が抑制されている。このとき、ストッパアーム部材は、他端側で振動発生部及び振動受部の一方に連結されているため、他端側に大きなモーメントがかかる。本発明では、ストッパアーム部材のストッパ面に凹部が構成されており、外ストッパ部材との衝突により荷重を受ける荷重受面の面積は、一端側受面よりも他端側受面が大きくなっている。

これにより、外ストッパ部材とストッパ面とが衝突したときの荷重は、主に他端側受面にかかることになるので、当該衝突時におけるストッパアーム部材の他端側へのモーメントを低減することができる。また、先端側にも荷重受面の一部（先端側受面）が構成されているので、取付前に、この先端側受面を外ストッパ部材に当接させることにより、ストッパアーム部材を外ストッパ部材に対して安定した位置に配置することができ、振動発生部または振動受部への取り付け部分の位置出しも、正確に行うことができる。

本発明の第２の態様に係る防振装置は、前記凹部が、前記ストッパアーム部材の延出方向と直交する方向に構成されていること、を特徴とする。

このように凹部を構成することにより、取付前に、荷重受面を外ストッパ部材にバランス良く当接させることができる。

本発明の第３の態様に係る防振装置は、前記ストッパアーム部材が、ストッパアーム本体及び前記ストッパアーム本体の前記外ストッパ部材側に配置されて前記ストッパ面を構成するストッパゴム層を備え、前記凹部は前記ストッパアーム本体及びストッパゴム層の少なくとも一方に構成されていること、を特徴とする。

このように、ストッパアーム部材がストッパアーム本体とストッパゴム層とを含んで構成されているときには、少なくとも一方に凹部を構成することにより、ストッパアーム部材の他端側のモーメントを低減することができる。

本発明の第４の態様に係る防振装置は、前記振動発生部と連結される前において、前記ストッパ面と前記外ストッパ部材とが接触されていること、を特徴とする。

このように、振動発生部と連結される前において、ストッパ面と外ストッパ部材とを接触させておくことにより、ストッパアーム部材を外ストッパ部材に対して安定した位置に配置することができ、振動発生部への取り付け部分の位置出しを、正確に行うことができる。

以上説明したように本発明によれば、振動発生部及び振動受部の一方側との連結部材にかかるモーメントを軽減することができる。

本発明の実施形態に係る防振装置の分解斜視図である。本発明の実施形態に係る防振装置の断面図である。本発明の実施形態に係るストッパアーム部材の構成を示す分解斜視図である。本発明の実施形態に係る防振装置のエンジン取付前の状態を示す断面図である。本発明の実施形態に係る防振装置の振動入力時における動作図である。本発明の実施形態に係るストッパアーム部材の変形例の構成を示す分解斜視図である。本発明の実施形態に係るストッパアーム部材の他の変形例の構成を示す分解斜視図である。本発明の実施形態の他の変形例に係る防振装置の側面図である。本発明の実施形態の他の変形例に係る防振装置の側面図である。

以下、本発明の実施形態に係る防振装置１０について図面を参照して説明する。

本実施形態の防振装置１０は、図１に示されるように、防振装置本体１２、ストッパアーム部材５０、外ストッパ部材４２、及び、車体側装着ブラケット４０を備えている。防振装置本体１２は、ストッパアーム部材５０によりエンジン（不図示）に連結され、車体側装着ブラケット４０により車体側（不図示）に連結される。

図２に示すように、内側取付部材１４は、下側が小径となる略円錐台形とされ、上側中央（大径側中央）に、連結ねじ穴１４Ａが構成されている。連結ねじ穴１４Ａには、後述するストッパアーム部材５０との連結用ボルト５２を螺合するための雌ネジが形成されている。

外側取付部材１６は、略円筒形状とされ、内側取付部材１４と同軸的に配置されている。内側取付部材１４及び外側取付部材１６の軸心に沿った軸方向をＳとする。防振装置１０は、振動発生部からの主振動が、軸方向Ｓに入力されるように設置される。

円筒の軸方向Ｓの中間部よりやや上側には、小径とされたくびれ部１６Ａが形成されている。外側取付部材１６のくびれ部１６Ａよりも上側の部分を上取付部１６Ｂ、くびれ部よりも下側の部分を下取付部１６Ｃとする。下取付部１６Ｃの下端部は、径方向内側にかしめられたカシメ部１６Ｄとされている。内側取付部材１４は、外側取付部材１６に対して軸方向Ｓの上取付部１６Ｂから外側に突出するように配置されている。

外側取付部材１６の上取付部１６Ｂの内周面、及び、内側取付部材１４の外周面には、図２に示されるように、弾性体１８が加硫接着されている。弾性体１８により、内側取付部材１４と外側取付部材１６とが弾性的に連結されている。

弾性体１８の外側取付部材１６側には、凹部１８Ａが構成されている。外側取付部材１６のくびれ部１６Ａ及び下取付部１６Ｃの内周面には、被覆部１８Ｄが接着されている。被覆部１８Ｄは、薄肉筒状で弾性体１８から延出されており、外側取付部材１６の内周面下部側を被覆している。被覆部１８Ｄは、弾性体１８と一体的に形成されている。

図２に示されるように、外側取付部材１６内のくびれ部１６Ａよりも下側には、オリフィス部材２０が嵌入されている。オリフィス部材２０は、リング状とされ、外周面には、周方向に沿って一周近くに亘り溝部２０Ａが形成されている。溝部２０Ａの外周側は被覆部１８Ｄを介して外側取付部材１６によって閉止され、オリフィス２２が構成される。

オリフィス部材２０の中央部には、上下方向に貫通した円形開口２０Ｂが構成されおり、この円形開口２０Ｂを閉止するように、ゴム製のメンブラン２４が加硫接着されている。オリフィス部材２０は、その外周面が弾性体１８の被覆部１８Ｄを介して外側取付部材１６の内周面へ圧接している。また、オリフィス部材２０は、被覆部１８Ｄを介してくびれ部１６Ａへ当接している。これにより、オリフィス部材２０は、外側取付部材１６内における上方のへ移動が拘束されている。

外側取付部材１６内のオリフィス部材２０の下側には、円筒状の支持リング３０が配置されている。支持リング３０の内周面には、薄膜状のダイヤフラム３２の外周端部が全周に亘って加硫接着されている。ダイヤフラム３２は、たわみ変形が生じていない自然状態では、上方へ向かって略円錐台状に突出している。支持リング３０の外周面は、被覆部１８Ｄを介して外側取付部材１６の下側の内周面へ圧接している。また支持リング３０は、その下端部が被覆部１８Ｄと共にカシメ部１６Ｄでカシメられることにより、外側取付部材１６内からの脱落が防止されている。

外側取付部材１６内には、ダイヤフラム３２及び弾性体１８により囲まれた空間が構成されている。この空間は、オリフィス部材２０及びメンブラン２４によって、弾性体１８側の主液室３４とダイヤフラム３２側の副液室３６の２つに区画されている。主液室３４、副液室３６内には、例えば水、オイル等の液体が封入されている。

オリフィス部材２０の溝部２０Ａの一端側には、主液室３４とオリフィス２２とを連通する貫通穴２２Ａが構成されている。また、オリフィス部材２０の溝部２０Ａの他端側には副液室３６とオリフィス２２とを連通する貫通穴２２Ｂが構成されている。主液室３４と副液室３６とは、オリフィス２２を介して連通されている。

外ストッパ部材４２は、四角筒形状とされ、筒軸方向は、軸方向Ｓと直交する方向に配置される。外ストッパ部材４２の一対の互いに向かい合う面には、互いに同軸的にボルト穴４２Ａ及び本体穴４２Ｂが構成されている。ボルト穴４２Ａは、後述するボルト５２を挿通可能な径とされ、本体穴４２Ｂは、防振装置本体１２の外側取付部材１６を圧入可能な径とされている。ボルト穴４２Ａの構成された面がリバウンドストッパ対向面４５とされ、本体穴４２Ｂが構成された面がバウンドストッパ対向面４３とされている。バウンドストッパ対向面４３は、本体穴４２Ｂの構成された面の一端辺が、外ストッパ部材４２の他の３面の筒端よりも外側へ突出されている。

車体側装着ブラケット４０は、外筒部材４４、及び、一対の脚部材４６、４８を備えている。外筒部材４４は、円筒形状とされ、中空部４４Ａが構成されている。中空部４４Ａの径は、外側取付部材１６を圧入可能な径とされている。外筒部材４４には、外側取付部材１６が圧入され、外筒部材４４の筒軸方向は、軸方向Ｓと一致される。外筒部材４４は、本体穴４２Ｂと中空部４４Ａとが重なり合うように本体穴４２Ｂと同軸的に配置され、外ストッパ部材４２の下面に固定されている。ここでの固定は、溶接により行うことができる。

一対の脚部材４６、４８は、外ストッパ部材４２及び外筒部材４４を挟んで、互いに対向する位置に配置されている。脚部材４６、４８は、各々、底部４６Ａ、４８Ａ、第１支持部４６Ｂ、４８Ｂ、第２支持部４６Ｃ、４８Ｃを備えている。

底部４６Ａは、外筒部材４４の筒軸方向Ｓと略直交する方向に板面が配置され、車体（不図示）との連結用の連結穴４６Ｈが構成されている。第１支持部４６Ｂは、底部４６Ａから立ち上がるように折り曲げられ、板面が外筒部材４４の筒軸方向Ｓに沿った方向に配置されている。第２支持部４６Ｃは、底部４６Ａの板面の第１支持部４６Ｂと逆サイドから立ち上がるように折り曲げられ、板面が外筒部材４４の筒軸方向Ｓに沿った方向に配置されている。第１支持部４６Ｂと第２支持部４６Ｃとは、互いの板面が略平行に配置され、各々の先端側に、第１接合部４６ＢＳ、第２接合部４６ＣＳが形成されている。第１接合部４６ＢＳ、第２接合部４６ＣＳは、板面が外ストッパ部材４２の外面と略直交するように配置され、その端面が外ストッパ部材４２の外面に固定されている。

脚部材４８は、脚部材４６と外筒部材４４を挟んで径方向で向かい合う位置に配置されている。脚部材４８は、底部４８Ａ、第１支持部４８Ｂ、第２支持部４８Ｃを備えている。これらの構成は、脚部材４６の底部４６Ａ、第１支持部４６Ｂ、第２支持部４６Ｃと同様の構成であり、第１接合部４８ＢＳ、第２接合部４８ＣＳの端面が外ストッパ部材４２の外面に固定されている。底部４８Ａには、車体（不図示）との連結用の連結穴４８Ｈが構成されている。

車体側装着ブラケット４０は、不図示のボルトが連結穴４６Ｈ、４８Ｈを介して車体（不図示）に締結されることにより、車体と連結されている。外ストッパ部材４２は、車体側装着ブラケット４０を介して車体に連結されている。

防振装置本体１２は、内側取付部材１４が外ストッパ部材４２側（上側）になるように、車体側装着ブラケット４０の外筒部材４４の下側から圧入され、外側取付部材１６が外筒部材４４の内側に固定されている。

内側取付部材１４の上面（大径面）側には、ストッパアーム部材５０が固定されている。ストッパアーム部材５０は、図３にも示すように、金属製のストッパアーム本体５２と、ゴム製のストッパゴム層５６とを備えている。

ストッパアーム本体５２は、断面長方形のブロック形状とされ、外ストッパ部材４２内に挿入されて、内側取付部材１４と連結されている。ストッパアーム本体５２には、外ストッパ部材４２への挿入方向Ｘの一端側に連結穴５０Ａが穿孔されている。ストッパアーム本体５２は、図２に示すように、内側取付部材１４の上側に配置され、連結穴５０Ａを介して、ボルト５２が内側取付部材１４の連結ねじ穴１４Ａと螺合されることにより、内側取付部材１４に固定されている。

ストッパアーム本体５２の挿入方向Ｘの他端側は、外側取付部材１６の径方向外側へ延出すると共に、端部が下側へ屈曲されている。屈曲した内側部分は、屈曲部５２Ｃとされている。また、屈曲下端面には、エンジン（不図示）との取付面６１が構成されている。屈曲部５２Ｃは、リバウンド時にストッパアーム部材５０と外ストッパ部材４２とが衝突した際に、最もモーメントを受ける部分となっている。ストッパアーム本体５２の上面５５は、外ストッパ部材４２のリバウンドストッパ対向面４５と対向する位置に配置されている。ストッパアーム本体５２の下面５２Ｂは、外ストッパ部材４２のバウンドストッパ対向面４３と対向する位置に配置されている。

ストッパアーム本体５２の連結穴５０Ａに対応する位置には、ストッパアーム本体５２の上面５５を一端側と他端側とに分断する凹部５３が構成されている。凹部５３は、ストッパアーム本体５２の幅方向を一端から他端まで横断するように構成されている。上面５５は、凹部５３によって、一端側上面５５Ａと他端側上面５５Ｂとに分割されている。凹部５３は、ストッパアーム本体５２の挿入方向Ｘと直交する方向に、他端側上面５５Ｂの面積が一端側上面５５Ａの面積よりも大きくなるように、構成されている。

ストッパゴム層５６は、シート状のゴム部材がストッパアーム本体５２の外周を覆うように巻き付けられて構成されている。ストッパゴム層５６は、ストッパアーム本体５２の上面５５を覆って上外側にリバウンドストッパ面５７を構成すると共に、下面５２Ｂを覆って下外側にバウンドストッパ面５８を構成している。

凹部５３に対応する部分について、ストッパゴム層５６の下側は中空とされている。リバウンドストッパ面５７の、一端側上面５５Ａを覆う部分を一端側受面５７Ａ、他端側上面５５Ｂを覆う部分を他端側受面５７Ｂ、凹部５３を覆う部分を無負荷面５７Ｃとする。ストッパゴム層５６の連結穴５０Ａに対応する部分には、連結穴５０Ａを露出させる穴５６Ａが構成されている。

ストッパアーム部材５０は、取付面６１で位置決めされつつ、連結部材６０により不図示のエンジンと連結されている。エンジンの連結前には、図４に示すように、ストッパゴム層５６のリバウンドストッパ面５７は、リバウンドストッパ対向面４５に当接されている。これにより、ストッパアーム部材５０は、外ストッパ部材４２を介して車体との間で位置決めされ、取付面６１を精度良く配置することができる。

なお、本実施形態では、凹部５３は挿入方向Ｘと直交する方向に構成されているが、必ずしもこの方向に構成する必要はない。この方向に構成することにより、特に、エンジン取付前にリバウンドストッパ面５７をリバウンドストッパ対向面４５に安定して当接させることができる。

次に、本実施形態に係る防振装置１０の作用を説明する。

防振装置１０では、エンジン又は車体側から振動が入力されると、吸振主体である弾性体１８が弾性変形する。この弾性変形により、入力された振動が、減衰吸収される。

また防振装置１０では、エンジンから比較的低い周波数域の振動、例えばシェイク振動等が入力されると、弾性体１８の弾性変形により主液室３４の内容積が拡縮し、この主液室３４の拡縮に伴って、主液室３４と副液室３６との間で、液体がオリフィス２２を通して相互に流通する。このとき、オリフィス２２内で液柱共振が生じ、この液柱共振等により、防振効果、制振効果を得ることができる。

一方、エンジンから比較的高い周波数域の振動、例えばアイドル振動等が入力されると、オリフィス２２に目詰まりが発生する。この時には、メンブラン２４が、主液室３４内の容積を拡縮するように弾性変形する。これにより、主液室３４内の液圧上昇が抑制され、動的ばね定数の上昇を抑制できるので、高い周波数域の振動も効果的に吸収することができる。

また、エンジンまたは車体から軸方向Ｓに大振幅の振動が入力した場合には、ストッパアーム部材５０のストッパゴム層５６の下側のバウンドストッパ面５８が、バウンドストッパ対向面４３に当たり、ストッパアーム部材５０と外側取付部材１６との間の相対移動が規制される。続いて、図５に示すように、ストッパアーム部材５０は、リバウンドにより、ストッパゴム層５６のリバウンドストッパ面５７がリバウンドストッパ対向面４５に当たり、ストッパアーム部材５０と外側取付部材１６との間の相対移動が規制される。

このとき、ストッパアーム本体５２の上面５５には、凹部５３が構成されているので、リバウンドストッパ面５７がリバウンドストッパ対向面４５に当たっても、無負荷面５７Ｃへは、荷重がほとんどかからず、一端側受面５７Ａ及び他端側受面５７Ｂへ荷重がかかる。他端側受面５７Ｂは、一端側受面５７Ａと比較して、面積が大きくなっているので、前記の荷重は主として他端側受面５７Ｂで受けることとなる。したがって、屈曲部５２Ｃからの距離が一端側受面５７Ａよりも近い他端側受面５７Ｂで受けることになるので、屈曲部５２Ｃへかかるモーメントを、低減することができる。

なお、本実施形態では、ストッパアーム本体５２に凹部５３を構成したが、凹部は、図６に示すように、ストッパゴム層５６にのみ構成してもよい。この場合には、ストッパゴム層５６には、無負荷面５７Ｃに代えて凹部５３Ａが構成される。

また、図７に示すように、ストッパアーム本体５２とストッパゴム層５６の両方に凹部５３を構成してもよい。

また、本実施形態では、液封式の防振装置１０について説明したが、本発明は、図８に示すように、液封式でない、いわゆるソリッド式の防振装置１３に適用することもできる。

また、本実施形態では、外側取付部材１６を円筒形状とした防振装置本体１２を用いたが、防振装置本体は、他の構成とすることもできる。例えば、図９に示すように、外側取付部材１６に代えて、対向配置された一対の板部材で外側取付部材７２を構成し、軸方向Ｓからみて四角形状の防振装置本体７０としてもよい。この場合には、内側取付部材１４についても軸方向Ｓからみて四角形状にすると共に、外ストッパ部材４２に構成する本体穴４２Ｂも四角形状として、前述の防振装置本体１２と同様にストッパアーム５０に取り付けることができる。

１０防振装置
１２防振装置本体
１４内側取付部材
１６外側取付部材
１８弾性体
３２ダイヤフラム
３４主液室
３６副液室
４０車体側装着ブラケット
４２外ストッパ部材
４４外筒部材
４５リバウンドストッパ対向面
５０ストッパアーム部材
５２ストッパアーム本体
５３凹部
５５上面
５５Ａ一端側上面
５５Ｂ他端側上面
５６ストッパゴム層
５７リバウンドストッパ面
５７Ａ一端側受面
５７Ｂ他端側受面
６１取付面
Ｓ筒軸方向
Ｘ挿入方向

Claims

振動発生部及び振動受部の一方に連結される内側取付部材と、
振動発生部及び振動受部の他方に連結される外側取付部材と、
前記内側取付部材と前記外側取付部材の間に配置されて両者を連結する弾性体と、
主振動の入力方向の外側面にストッパ面が構成され、一端が前記内側取付部材に固定され、他端が前記主振動の入力方向からみて前記内側取付部材から離れる方向へ延出されて振動発生部及び振動受部の一方に連結されるストッパアーム部材と、
前記振動発生部及び振動受部の他方側に固定され、前記ストッパアーム部材のストッパ面と主振動入力方向に対向配置された外ストッパ部材と、
を備え、
前記ストッパ面が前記外ストッパ部材との衝突によって荷重を受ける荷重受面の面積が前記一端側よりも前記他端側の方が大きくなるように、前記ストッパアーム部材の前記ストッパ面側を前記一端側受面と前記他端側受面とに分断する凹部が構成されていること、を特徴とする防振装置。
前記凹部は、前記ストッパアーム部材の延出方向と直交する方向に構成されていること、を特徴とする請求項１に記載の防振装置。
前記ストッパアーム部材は、ストッパアーム本体及び前記ストッパアーム本体の前記外ストッパ部材側に配置されて前記ストッパ面を構成するストッパゴム層を備え、
前記凹部は前記ストッパアーム本体及びストッパゴム層の少なくとも一方に構成されていること、を特徴とする請求項１または請求項２に記載の防振装置。
前記振動発生部と連結される前において、前記ストッパ面と前記外ストッパ部材とが接触されていること、を特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の防振装置。