JP6169449B2

JP6169449B2 - 液体封入式円筒型マウント

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Publication number: JP6169449B2
Application number: JP2013187299A
Authority: JP
Inventors: 成田　信彦; 信彦成田
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2013-09-10
Filing date: 2013-09-10
Publication date: 2017-07-26
Anticipated expiration: 2033-09-10
Also published as: JP2015055263A

Description

本発明は防振技術であって、例えば自動車のサスペンションにおける防振支持手段として用いられ、弾性体で画成された第一液室と第二液室の間で、封入液が移動することにより緩衝及び振動低減を行う液体封入式円筒型マウントに関する。

自動車のサスペンション用防振支持手段として、従来から、円筒型の液体封入式マウントが知られている。この種の液体封入式円筒型マウントは、基本的には図９に示すように、サスペンション装置における例えばサスペンションアーム側と車体側のうちの一方に取り付けられる内筒１１０と、その外周にあって前記サスペンションアーム側と車体側のうちの他方に取り付けられる外筒１２０と、これら内筒１１０と外筒１２０の間に軸方向に対向した状態で介在された一対の成形体１３０，１３０を有し、各成形体１３０は、内筒１１０の外周面に圧入固定される金属製の内周補強筒１３１と、外筒１２０の内周面に圧入固定される金属製の外周補強筒１３２と、これら内周補強筒１３１と外周補強筒１３２の間にゴム状弾性材料（ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料）で一体成形された弾性体１３３からなる。そしてこの弾性体１３３円周方向へ互いに分離した状態に画成され非圧縮性の粘性流体（封入液）が封入された第一液室１４０及び第二液室１５０が、円周方向へ延びるオリフィス１６０を介して互いに連通されている。

このため、例えば車体のバウンドによる衝撃等の大変位が入力されたような場合は、弾性体１３３の大きな変形によって、第一液室１４０と第二液室１５０との間で封入液がオリフィス１６０を反復流動することによって、変位力を速やかに減衰し、通常走行時のエンジンの機関振動による小振幅の継続振動に対しては、弾性体１３３の小刻みな変形によって液室内の液圧変化を吸収して動バネ定数を低下させるので、車体側への伝達振動を低減することができるものである。

特開２００７−８５３７６号公報

しかしながら、上記従来の液体封入式円筒型マウントは、オリフィス１６０の断面積や長さが、内周補強筒１３１、外周補強筒１３２及び弾性体１３３からなる成形体１３０からなる成形体１３０を成形するための金型の形状により規定されることから、オリフィス１６０により得られる減衰特性が特定されてしまい、要求される特性の異なる機種への転用が困難である。したがって、要求特性の異なる他の機種に対しては、オリフィス１６０の断面積や長さを変更する必要があり、成形体１３０を成形するための金型を新規に製作する必要がある。

また、オリフィス１６０は、外周側へ開くと共に軸方向両側の立ち上がり面が弾性体１３３のゴム状弾性材料の一部からなる溝形状であることから、成形体１３０を成形するための金型は軸方向及び径方向へ開く４分割型とする必要があり、このため金型製作コストが高く、製品コスト上昇を招く問題がある。

本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、特性の異なる機種への転用が容易で、しかも安価に提供可能な液体封入式円筒型マウントを提供することにある。

上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係る液体封入式円筒型マウントは、内筒と、この内筒の外周側に配置された外筒と、前記内筒と外筒の間に軸方向に対向した状態で介在された一対の成形体と、前記外筒の内周に前記一対の成形体の間に位置して嵌着された中間部材を備え、前記一対の成形体はそれぞれ、前記内筒側に固定される内周補強筒と、前記外筒側に固定される外周補強筒と、これら内周補強筒と外周補強筒の間にゴム状弾性材料で一体成形された弾性体からなり、前記一対の成形体の間に、互いに軸方向に密接衝合された前記弾性体により円周方向に互いに分離した複数の液室が画成され、前記複数の液室間を互いに連通するオリフィスが、前記成形体と前記中間部材の互いの嵌合により形成された軸方向隙間からなるものである。

請求項１の構成によれば、オリフィスが、成形体と中間部材との嵌合により形成された軸方向隙間からなるものであることから、オリフィスにおける減衰特性の変更は、中間部材の軸方向寸法の変更による前記軸方向隙間の軸方向幅（断面積）の変更によって行うことができる。またこのため、要求特性を変更しても成形体を転用することができる。しかも、オリフィスが外筒と成形体と中間部材によって分担形成されているため、成形体にオリフィスとなる独立した溝を形成する必要がなく、このため成形体の成形に用いる金型を簡易な構造とすることができる。

請求項２の発明に係る液体封入式円筒型マウントは、請求項１に記載の構成において、液室へのオリフィスの開口部が中間部材に形成されたものである。

請求項２の構成によれば、オリフィスにおける減衰特性の変更を、中間部材の軸方向寸法の変更による成形体と中間部材との嵌合部における軸方向隙間の軸方向幅（断面積）の変更によって行うことができるほか、中間部材に形成する開口部の位置の変更によってオリフィスの長さを変更することでも行うことができる。

請求項３の発明に係る液体封入式円筒型マウントは、請求項１又は２に記載の構成において、中間部材に、振動入力による内筒と外筒の径方向相対変位量を制限するストッパが突設されたものである。

請求項３の構成によれば、中間部材にオリフィス形成手段としての機能のほか、内筒と外筒の径方向相対変位量を制限することによって成形体における弾性体の過大変形を防止するストッパとしての機能を兼備することができる。

本発明に係る液体封入式円筒型マウントによれば、オリフィスの断面積又は長さの変更を、中間部材の寸法変更によって行うことができるため、成形体の設計変更を行わずに要求特性を変更することができ、しかも成形体を成形するための金型も二つ割り等の簡素な構造にできることから、コストを低減することができる。

本発明に係る液体封入式円筒型マウントの好ましい実施の形態を、オリフィス位置で軸心と直交する平面によって切断して示す断面図である。本発明に係る液体封入式円筒型マウントの好ましい実施の形態を、軸心を通り振動変位入力方向へ延びる平面で切断して示す断面斜視図である。本発明に係る液体封入式円筒型マウントの好ましい実施の形態を、軸心を通り振動変位入力方向と直交する方向へ延びる平面で切断して示す断面斜視図である。図１の液体封入式円筒型マウントから外筒を除去した状態を示す斜視図である。図２の液体封入式円筒型マウントから外筒を除去した状態を示す断面斜視図である。本発明に係る液体封入式円筒型マウントの好ましい実施の形態において使用される中間部材を示す斜視図である。本発明に係る液体封入式円筒型マウントの好ましい実施の形態において使用される成形体を示す斜視図である。本発明に係る液体封入式円筒型マウントの好ましい実施の形態の組立過程を示す斜視図である。従来の液体封入式円筒型マウントの一例を、軸心を通る平面によって切断して示す断面図である。

以下、本発明に係る液体封入式円筒型マウントの好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

この液体封入式円筒型マウントは、図１、図２及び図３に示すように、内筒１と、この内筒１の外周側に配置された外筒２と、この内筒１と外筒２との間に軸方向に対向した状態で介在された一対の成形体３，３と、外筒２の内周に前記一対の成形体３，３の間に位置して嵌着された中間部材４を備える。

内筒１は中空軸状（管状）の金属からなるものであり、外筒２は円筒状の金属からなるものであって軸方向両端に内径側へ屈曲されて成形体３，３を抜け止めする屈曲部２１及びカシメ端部２２が形成されている。

成形体３，３は互いに同一のものであって、内筒１の外周面に圧入固定される金属製の内周補強筒３１と、外筒２の内周面に圧入固定される金属製の外周補強筒３２と、これら内周補強筒３１と外周補強筒３２の間にゴム状弾性材料（ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料）で一体成形された弾性体３３からなる。

詳しくは図７に示すように、成形体３の弾性体３３は、内周補強筒３１に加硫接着された内周筒部３３１と、外周補強筒３２に加硫接着された外周嵌合部３３２と、前記内周筒部３３１の軸方向外端部と外周嵌合部３３２との間に円周方向へ連続して形成され対向方向へ倒れるように傾斜した円錐状の端壁部３３３と、内周筒部３３１と外周嵌合部３３２との間の空間を円周方向へ２分割するように、端壁部３３３から対向方向へ立ち上がると共に内周筒部３３１及び外周嵌合部３３２と連続した一対の仕切壁部３３４，３３５（図１及び図３参照）とを有する。このため弾性体３３には、その内周筒部３３１、外周嵌合部３３２、端壁部３３３及び仕切壁部３３４，３３５に囲まれ、対向方向へ開口した円周方向一対の円弧状凹部３３ａ，３３ｂが形成されている。また、弾性体３３の端壁部３３３及び仕切壁部３３４，３３５は、内径側ほど軸方向外側へ偏在するテーパ状をなすと共に、内径側ほど肉厚が増大する形状となっている。

ここで、外周補強筒３２は、中間部材４との対向端部側に小径段部３２ａが円周方向に連続して形成されており、弾性体３３の外周嵌合部３３２の外周面には、前記小径段部３２ａ内に沿って延びる小径段部３３２ａが形成されている。この小径段部３３２ａは、後述する中間部材４の本体部４１と対応する円周方向有端のもので、前記外周嵌合部３３２の外周面のうち小径段部３３２ａ以外の部分は、図３及び図４に示すように周方向堰き止め部３３２ｂ及び軸方向堰き止め部３２２ｃとなっており、外筒２の内周面に密嵌されるものである。

中間部材４はポリアミド等の合成樹脂又は金属等で製作されたものであって、図６に示すように円周方向有端すなわち略Ｃ字形を呈し図２及び図３に示すように外筒２の内周面に嵌合される円筒面状の本体部４１と、円周方向両端４ａ，４ｂを挟む１８０度対称位置で本体部４１の内周面から円弧状に隆起した一対のストッパ４２，４３と、このストッパ４２，４３における前記円周方向両端４ａ，４ｂ寄りに位置して形成され、内外周へ貫通すると共に軸方向一端へ向けて延びる切欠４４，４５を有する。ストッパ４２，４３は本体部４１の内周面のうち軸方向一側（切欠４４，４５が形成された側）に偏った位置に形成されており、これによって、切欠４４，４５が形成された側では本体部４１の内周面は軸方向幅が成形体３の外周面における小径段部３３２ａの軸方向幅より狭い幅狭内周面４１ａとなっており、その反対側の内周面は、軸方向幅が前記小径段部３３２ａの軸方向幅と同等、すなわち前記幅狭内周面４１ａより軸方向幅が広い幅広内周面４１ｂとなっている。

そしてこの中間部材４は、図２及び図３に示すように、本体部４１の外周面が外筒２の内周面に密嵌されると共に、本体部４１におけるストッパ４２，４３の軸方向両側の内周面４１ａ，４１ｂに、成形体３，３における小径段部３３２ａが嵌合されている。

なお、成形体３における弾性体３３には、内筒１の外周面と適当なつぶし代で密接されるシール突条３３１ａ（図２、図３及び図７等参照）、周方向堰き止め部３３２ｂにおいて外筒２の内周面に適当なつぶし代で密接されるシール突条３３２ｄ（図４参照）、軸方向堰き止め部３２２ｃにおいて外筒２の屈曲部２１又はカシメ端部２２に適当なつぶし代で密接されるシール突条３３２ｅ（図４、図５及び図７等参照）、中間部材４の本体部４１の幅狭内周面４１ａに切欠４４，４５より両端４ａ，４ｂ側で近傍に適当なつぶし代で密接されるシール突条３３２ｆ（図４参照）が形成されている。

図１、図２及び図３に示す組立状態において、軸方向に互いに対向された成形体３，３と（弾性体３３，３３）の間には、円弧状凹部３３ａ，３３ａ間の第一液室５と、円弧状凹部３３ｂ，３３ｂ間の第二液室６が形成されている。この第一液室５と第二液室６は、弾性体３３，３３のうち互いに軸方向に密接衝合された仕切壁部３３４，３３４及び３３５，３３５によって分離されている。また、第一液室５には、その外周部に、中間部材４における一方のストッパ４２が成形体３，３の外周嵌合部３３２，３３２間を介して突出しており、第二液室６には、その外周部に、中間部材４における他方のストッパ４３が前記外周嵌合部３３２，３３２間を介して突出している。

図４及び図５に示すように、中間部材４の本体部４１と、この本体部４１の幅狭内周面４１ａに嵌合した一方の成形体３における外周嵌合部３３２の小径段部３３２ａとの間には、前記幅狭内周面４１ａと小径段部３３２ａの軸方向幅の差によって、円周方向有端の軸方向隙間７０が形成され、図１、図２及び図３に示すように、この軸方向隙間７０が外周側から外筒２で覆われることによって、オリフィス７が形成されている。

オリフィス７は、一端近傍が、中間部材４に形成された一方の切欠４４と一方の成形体３における外周嵌合部３３２によって形成される開口部７ａを介して第一液室５に開口しており、他端近傍が、中間部材４に形成された他方の切欠４５と一方の成形体３における外周嵌合部３３２によって形成される開口部７ｂを介して第二液室６に開口している。したがって、第一液室５と第二液室６はオリフィス７を介して互いに連通している。

すなわち中間部材４は、ストッパ４２，４３によって内筒１と外筒２の径方向相対変位量を制限し、成形体３における弾性体３３の端壁部３３３及び仕切壁部３３４，３３５の過大変形を防止する機能と、成形体３との嵌合によってオリフィス７を形成する手段としての機能を兼備するものである。

第一液室５、第二液室６及びオリフィス７は、シリコーンオイル等、非圧縮性の粘性流体（以下、封入液という）で満たされている。そして、オリフィス７における液柱共振周波数は、それぞれの流路長さ及び流路断面積と、各成形体３の弾性体３３における端壁部３３３及び仕切壁部３３４，３３５のバネ定数などによって、例えば衝撃入力による大変位の周波数域に同調されている。

以上のように構成された液体封入式円筒型マウントは、例えば自動車のサスペンション用防振支持手段として用いられるものであって、内筒１が、例えばサスペンションアーム側と車体側のうちの一方に取り付けられ、外筒２が前記サスペンションアーム側と車体側のうちの他方に取り付けられる。したがって、サスペンションアーム側あるいは車体側からの振動が入力されると、内筒１と外筒２は、成形体３，３の弾性体３３，３３の変形を伴いながら相対的に反復変位される。

このとき、入力された振動変位が低周波大振幅である場合は、この振動変位の半周期において、内筒１が外筒２に対して相対的に径方向へ大きく変位されることによって、弾性体３３における端壁部３３３及び仕切壁部３３４，３３５が大きな変形を受け、第一液室５及び第二液室６のうち一方が加圧されるので、封入液は、第一液室５及び第二液室６のうち高圧側から下流側へ、オリフィス７を通じて移動する。そして次の半周期では、封入液は上述とは逆方向へ移動する。このとき、オリフィス７内では、入力された低周波振動に対する液柱共振によって、封入液が円滑に流れるため、前記弾性体３３，３３の内部摩擦による減衰力のほか、オリフィス７内を封入液が流れる時の摩擦によって減衰力を発生し、入力変位を短時間で収束させる。

また、内筒１と外筒２の径方向相対変位量は、中間部材４に形成されたストッパ４２，４３の内周面と、成形体３の内周筒部３３１の外周面との接触によって制限される。このため、弾性体３３における端壁部３３３及び仕切壁部３３４，３３５の過大変形による破損が防止される。また、このときの衝突音の発生は、ゴム状弾性材料からなる前記内周筒部３３１によって、有効に抑制される。

また、入力された振動がエンジンの機関振動等による中・高周波数帯域の継続的な小振幅の振動変位である場合は、オリフィス７における液柱慣性が大きくなるので、封入液がこのオリフィス７内を反復移動しにくくなり、弾性体３３，３３における端壁部３３３，３３３が僅かに膨らむように小刻みに反復変形することによって、第一液室５及び第二液室６の液圧変化が有効に吸収され、動ばね定数が低下するので、車体側への伝達振動が有効に絶縁される。

この液体封入式円筒型マウントの製造においては、図５に示すような成形体３を成形する。すなわち不図示の金型内に、予め加硫接着剤を塗布した内周補強筒３１及び外周補強筒３２をセットし、型閉じによってこの補強筒３１，３２間に画成されたキャビティ内に未加硫ゴム材料を充填して加熱・加圧することにより、弾性体３３を補強筒３１，３２と一体に加硫成形し、成形体３を得る。

そして成形体３は、オリフィスとなる部分が軸方向に対してストレート（すなわち円筒面）をなす小径段部３３２ａからなり、第一液室５及び第二液室６となる円弧状凹部３３ａ，３３ａも軸方向へ開放された形状であるため、その成形に用いる金型は軸方向にのみ型締め・型開きが行われる二つ割りの単純な分割型とすることができる。

一方、中間部材４は合成樹脂等で成形される。そしてこの中間部材４も、図６に示すように本体部４１の内周面４１ａ，４１ｂや切欠４４，４５などが軸方向へ開放された形状であることから、その成形に用いる金型を、軸方向にのみ型締め・型開きが行われる二つ割りの単純な分割型とすることができる。

成形後は、一対の成形体３，３を中間部材４の軸方向両側で互いに対向するように、かつ成形体３の周方向堰き止め部３３２ｂと中間部材４の円周方向両端４ａ，４ｂ間の部分とを位置合わせしながら、図８に示すように、各成形体３における外周嵌合部３３２の小径段部３３２ａを、中間部材４にその軸方向両側から嵌合すると共に、内周補強筒３１を内筒１の外周に圧入する。

中間部材４の本体部４１における幅狭内周面４１ａは、成形体３の小径段部３３２ａの軸方向幅より狭いため、その嵌合部には円周方向有端の軸方向隙間７０が形成され、中間部材４の本体部４１における幅広内周面４１ｂは、成形体３の小径段部３３２ａと軸方向幅が同等であるため、両者はほぼ隙間なく嵌合される。

ここで、成形体３は、図７に示す未組立状態では、図２及び図３に示す組立状態に比較して内周補強筒３１が相対的に軸方向内側（中間部材４との対向方向）へ偏在し、かつ弾性体３３の端壁部３３３及び仕切壁部３３４，３３５の傾斜が大きいものとなっている。このため、成形体３，３を、図８の状態を経て図５に示すように双方の内周補強筒３１同士が衝合する位置まで内筒１の外周に圧入することによって、弾性体３３の端壁部３３３及び仕切壁部３３４，３３５が軸方向への剪断及び圧縮変形を受けることになり、かつ内周補強筒３１が強制的に拡径変形されるのに伴って前記端壁部３３３及び仕切壁部３３４，３３５が外径側へ圧縮される。したがって、前記端壁部３３３及び仕切壁部３３４，３３５は、加硫成形後の体積収縮によって生じた引張応力が解消されるばかりでなく、十分な予圧縮が与えられるので、所要の耐久性が確保される。

そして次に、各成形体３の外周嵌合部３３２及び中間部材４の外周面を、外筒２の内周へ嵌挿する。このとき、外筒２のカシメ端部２２はまだ径方向内側へ屈曲されていない円筒状をなしており、これによって外筒２への成形体３，３及び中間部材４の挿入が可能となっている。

そして上述の挿入作業を、液槽に貯留したシリコーンオイル等の粘性流体中で行うことによって、その一部が封入液として第一液室５、第二液室６及びオリフィス７に閉じ込められ、封入される。一方の成形体３の外周嵌合部３３２が外筒２の屈曲部２１と当接するまで、成形体３，３及び中間部材４を挿入した後、外筒２のカシメ端部２２を径方向内側へ屈曲してカシメることによって、図２及び図３に示す組立状態となる。

この実施の形態の構成によれば、オリフィス７が、中間部材４の本体部４１と、この本体部４１の幅狭内周面４１ａに嵌合した一方の成形体３における外周嵌合部３３２の小径段部３３２ａによって形成される軸方向隙間からなるものであることから、成形体３にはオリフィスとするための独立した溝を形成する必要がない。したがって、先に説明したように、成形体３の成形に用いる金型は軸方向にのみ型締め・型開きが行われる二つ割りの単純な分割型とすることができ、金型のコストを低減することができる。

ここで、オリフィス７を封入液が流動することによる減衰特性は、オリフィス７の長さ及び断面積によって異なるが、この実施の形態の構成によれば、オリフィス７が中間部材４における本体部４１の幅狭内周面４１ａと、これに嵌合した一方の成形体３における外周嵌合部３３２の小径段部３３２ａとの軸方向幅の差による軸方向隙間７０（図４及び図５参照）を、外筒２で覆うことによって形成されているので、オリフィス７による減衰特性の変更は、中間部材４の本体部４１における幅狭内周面４１ａの軸方向寸法の変更による前記軸方向隙間７０の軸方向幅（断面積）の変更によって行うことができる。

また、オリフィス７の長さは、図４及び図６に示す中間部材４に形成された切欠４４，４５（開口部７ａ，７ｂ）の円周方向の位置によって決まるため、オリフィス７を封入液が流動することによる減衰特性は、前記切欠４４，４５の形成位置を変更することでも行うことができる。

したがって、特性変更の要求があっても、上述のように中間部材４における本体部４１における幅狭内周面４１ａの軸方向寸法の変更又は切欠４４，４５の位置変更によって対応することで、成形体３を転用することができるので、この点でもコストを低減することができる。

１内筒
２外筒
３成形体
３１内周補強筒
３２外周補強筒
３３弾性体
３３２外周嵌合部
３３２ａ小径段部
４中間部材
４１本体部
４２，４３ストッパ
４４，４５切欠
５第一液室（液室）
６第二液室（液室）
７オリフィス
７ａ，７ｂ開口部

Claims

内筒と、この内筒の外周側に配置された外筒と、前記内筒と外筒の間に軸方向に対向した状態で介在された一対の成形体と、前記外筒の内周に前記一対の成形体の間に位置して嵌着された中間部材を備え、前記一対の成形体はそれぞれ、前記内筒側に固定される内周補強筒と、前記外筒側に固定される外周補強筒と、これら内周補強筒と外周補強筒の間にゴム状弾性材料で一体成形された弾性体からなり、前記一対の成形体の間に、互いに軸方向に密接衝合された前記弾性体により円周方向に互いに分離した複数の液室が画成され、前記複数の液室間を互いに連通するオリフィスが、前記成形体と前記中間部材の互いの嵌合により形成された軸方向隙間からなることを特徴とする液体封入式円筒型マウント。
液室へのオリフィスの開口部が中間部材に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の液体封入式円筒型マウント。
中間部材に、振動入力による内筒と外筒の径方向相対変位量を制限するストッパが突設されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の液体封入式円筒型マウント。