JPH03501149A

JPH03501149A - 弾性荷重支持および運動調整マウント部材

Info

Publication number: JPH03501149A
Application number: JP62505973A
Authority: JP
Inventors: デュランド　ジェイムズ　カール
Original assignee: キャタピラー　インコーポレーテッド
Priority date: 1987-05-29
Filing date: 1987-08-03
Publication date: 1991-03-14
Anticipated expiration: 2010-12-06
Also published as: DE3788285T2; CA1293741C; BR8707982A; AU602736B2; JPH07113392B2; US4858880A; EP0360793B1; AU8075187A; DE3788285D1; EP0360793A1; WO1988009449A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】弾性荷重支持および運動調整マウント部材〔技術分野〕本発明は一般的には弾性マウント部材に関し、より詳細にはきのこ型の非対称弾性マウント部材に関する。

〔背景技術〕

ある部材を支持する場合、何らかの弾性マウント部材を介して支持フレームに連結させることが一般的である。例えば、エンジンを自動車のフレームに据え付ける際にも弾性マウント部材が広く用いられており、この弾性マウント部材によってエンジンが発する振動や騒音が自動車の他の個所に伝わらないようにしている。

当然のことながら、このような弾性マウント部材はその用途や機能上の仕様に応じて様々な形状、大きさ等を有する。

弾性マウント部材を作る際に二つの重要な点はコストとサイズであり、この二つは通常、密接な関係を有する。というのは、サイズを如何にするかによって、使用する材料の量や種類、製造技術等が決まり、さらに、これによって弾性マウント部材の製造の総コストが決まるからである。弾性マウント部材のサイズはエンジンと支持部材との間の使用可能な空間に応じて決まり、この空間は近年、漸減的に小さくなってきている。しかしながら、このコストとサイズの問題にかかわることなく、弾性マウント部材は振動および騒音を適切に遮断するという機能を発揮しなければならない。さらに、弾性マウント部材には長期間の耐疲労性が要求される。

弾性マウント部材の数ある形状の一例としてよく取り上げられるのはきのこ型のマウント部材である。このきのこ型のマウント部材の多くは対称形であり、支持部材と被支持部材との間に環状の弾性エラストマー主要支持パッドを備えており、また、支持部材と被支持部材のいずれかの部材のもう一方の面には同一の環状の弾性エラストマーリバウンド・パッドを備えている。これらのパッドは支持部材または被支持部材のいずれかにある共通孔の内部に延びている管状部分を有する。この種のマウント部材の問題は、一般に、リノ゛クウンド・パッドの容量は主要パッドの容量と同程度に大きいことを要しないことである。したがって、主要負荷部とリバウンド負荷部の双方に同一の部材を用いることによってリバウンド・パッドは本来必要な機能以上に過大設計され、それがマウント部材全体のコストを上昇させる。その上、双方の部材に管状の突起を設けることもマウント部材のコスト上昇の一因である。

きのこ型マウント部材に要求される特徴の一つは円筒状部分と剛性スペーサー・スリーブとの間に環状の空間があることである。

ここで、剛性スペーサー・スリーブは支持パッドおよびリバウンド・パッド内で軸方向に整列した通路を通って延びているものである。環状の空間が存在することにより半径方向または横方向において二重バネ係数撓み特性が生じる。従来のマウント部材には空間へのほこりの進入を防止するために空間をシールするという問題は生じなかった。しかしながら、マウント部材の材料を量的に最小限に減らし、さらに製造工程を減らしてコストを下げることに伴い、マウント部材の弾性リバウンド・パッドは、主要支持パッドに高負荷が作用すると、相互に結合している支持部材または被支持部材から分断されることが多くなった。これはほこりそ間は短期間のうちにほこりで充満し、二重バネ係数特性を大きく低下させてしまう。

本発明は以上述べた問題を解決することを目的とする。

〔発明の開示〕本発明の一態様として、支持部材および被支持部材挿入用の弾性荷重支持および運動調節マウント部材が提供される。このマウント部材は剛性支持部と第一弾性支持部と弾性環状リバウンド・パッドとを備える。剛性支持部は、管状部分と該管状部分の一端から半径方向外側に延びるフランジとを有する。第一弾性支持部は、剛性支持部のフランジと結合した円形ヘッド部分と、剛性支持部の管状部分と一体的に結合し、該管状部分を通って延びる管状部分と、該第−弾性支持部を通って軸方向に延びる中央通路とを備え、該第−弾性支持部の前記管状部分は剛性支持部の管状部分を越えて延びているスカート部を有する。弾性環状リバウンド・パッドは両端面と、この両端面を通って延びている中央通路とを備え、前記両端面のうちの一方の端面は中央通路と交差している内側面取り面と、パッドの外周面と交差している外側面取り面とを備え、これらの内側および外側面取り面は軸方向に突出している環状リッジを形成し、前記スカート部はリバウンド・パッドの中央通路内部に延び、リバウンド・パッドと係合して該パッドをシールしている。

本発明が提供する低コストの弾性マウント部材は、該マウント部材に用いられている材料の利点を、作動特性や寿命を損なうことなく、最大限に発揮するものである。支持部材にかかるリバウンド荷重すなわち負の重力荷重は正の重力荷重のほぼ６０〜７０％でしかないので、主要パッドと比較してリバウンド・パッドのに加えて、リバウンド・バッドの形状は、製造コストをさらに下げるため極めて簡単な製造技術をもってつくられるように設計されている。また、リバウンド・バッドのこの特殊な形状は、弾性マウント部材内部に設けられた空間にほこりが進入するのを防ぐための第一シールを備え、特にリバウンド荷重がかかっている間における非直綿状の軸方向の撓み特性を有し、さらに、小さな空間内に高い耐疲労性を有し、しかも低い初期剛性値を有するように設計されている。主要支持部材に高い正荷重がかかる場合にほこりが空間に進入するのを防止するため第二シールが設（プられている。

〔図面の簡単な説明］第１図は組み付けた状態における本発明の一実施例の断面図、第２図は組み付ける前の状態における本発明の一部品の断面図、第３図は組み付ける前の状態における本発明の他の部品の断面図、第４図は本発明における荷重−撓み曲線を示す線図である。

〔実施例〕

第１図は支持部材１１と被支持部材１２に挿入されている非対称形の弾性荷重支持及び運動調整マウント部材ＩＯを示す。被支持部材１２は貫通孔１３を有し、支持部材１１の上方に位置し、ている。マウント部材１０に関する以下の記述において各部月間の位置関係は相対的なものであるとする。

弾性マウント部材ｌＯは剛性支持部１４、第一弾性支持部ｊ６、環状弾性リバウンド・バッド１７、剛性スベー→ノー−・スリーブ１８、ワッシャ１９およびネジ付ファスナー２１を備える。

第３図に示すように、剛性支持部１４は貫通孔１３を通って延びる管状部分２２と、該管状部分２２の下端から半径方向外側に係合している。

第一弾性支持部１６はエラストマー材料からなり、円形ヘッド部分２６、管状部分２７および軸方向に延びる中央通路２８を備えている。円形ヘッド部分２６はフランジ２３と支持部材１１との間に位置し、フランジ２３と一体的に結合されている。管状部分２７は剛性支持部１４の管状部分２２内を通って延び、管状部分２２と一体的に結合している。管状部分２７には管状部分２２を越えて延びているスカート部２９が形成されている。第３図に示すように、スカート部２９の外側表面は円錐台形状である。中央通路２８は、第一弾性支持部１６の下端においては縮径部３１を形成している一方、スカート部２９付近はそれより大きな直径となっており、縮径部３１を除く部分は小さなテーバを形成している。

リバウンド・バッド１７は被支持部材１２とワッシャ１９との間に位置し、第２図に示すように両端面３２．３３および貫通している中央通路３４を有する。リバウンド・バッド１７もまたエラストマー材料からなり、非圧縮状態においては端面３２は中央通路３４と交差する内側面取り面３６とリバウンド・バッド１７の外周面と交差する外側面取り面３７とを有する。両面取り面３６．３７によって軸方向に突出し、平坦面を有する環状リッジ３８が形成されている。端面３３も同様にリバウンド・バッド１７の外周面と交差する外側面取り面３９を有する。中央通路３４はスカー　ト部２９の円錐台形状と同様の円錐台形状である。組み付けた状態ではスカート部２９は中央通路３４内部に延び、リバウンド・バッド１７と係合してリバウンド・バッド１７をシールする。

延び、第一弾性支持部１６とともに双方の間に環状空間４１を形成する。

ワッシャ１９は貫通孔４２を有する。本実施例におけるネジ付ファスナー２Ｉはボルトであり、このボルトは貫通孔４２および剛性スペーサー・スリーブＩ８を通って延び、支持部材１１のネジ穴４３と螺合している。

弾性マウント部材１０は支持部材１１と被支持部材１２の相対的な位置関係が逆転した場合、すなわち部材１２が支持部材となり、部材１１が被支持部材となり、部材１２が部材１１の下方に位置するような場合においても使用可能である。

このような場合においては、マウント部材１０の向きも逆となるが、第一弾性支持部１６のヘッド部分２６が部材１１と１２との間に位置することは変わらない。

〔産業上の利用可能性〕

使用時には弾性マウント部材ＩＯの各部品は第１図に示すように組み付けられる。組み付は時には、ボルト１２はネジ穴４３にねじ込まれ、これによって第一弾性支持部１６のヘッド部分２６とリバウンド・バッド１７が圧縮され、第１図に示すような形状になる。剛性スペーサー・スリーブＩ８の大きさは、組み付は時にヘッド部分２６とリバウンド・バッド１７に適切な大きさの圧縮力が作用するようにリバウンド・バッド１７よりも大きな直径である。第１図から明らかなように、組み付は時においては、リバウンド・バッド１７の環状リッジ３８にはリバウンド・バッド１７の他の部分よりも相当大きな圧縮力が作用する。

リバウンド・バッド１７を軸方向に圧縮すると、弾性材料は半径方向内側にいくらかの変位を生じる。この変位によってスカート部２９には軸方向および半径方向の圧縮力が作用する。

第一弾性支持部１６のヘッド部分２６の機能は主に、被支持部材１２に下向きに作用する正の重力荷重を吸収することであり、一方リバウンド・バッド１７の機能は負の重力荷重を吸収することである。環状の空間４Ｉは半径方向および横方向の撓みに対する二重バネとしての役割をなし、このため被支持部材１２の初期における横方向の動きはヘッド部分２６およびリバウンド・バッド１７におけるせん断芯力によって吸収される。しかしながら、被支持部材１２の横方向の動きがさらに大きくなると、管状部分２７は剛性スペーサー・スリーブ１８と係合し、被支持部材１２のそれ以上の動きは管状部分２７を圧縮することにより吸収される。

非圧縮状態におけるリバウンド・バッド１７の形状は多くの重要な機能を備えている。その第一は環状リッジ３８の第一シールとしての機能である。リッジ３８は、マウント部材１０に作用する正荷重によってヘッド部分２６が圧縮されているときにほこりその他の異物が環状空間４１に進入しないように機能する。このような状態のもとでヘッド部分２６が圧縮されるとリバウンド・バッド１７はその非圧縮時の形状になるように伸長する。これによって、リッジ３８は、少なくともヘッド部分２６が圧縮されている間においては被支持部材１２と接触を保っている。

このような形式のマウント部材においては、ヘッド部分２６とリバウンド・バッド１７の組み合わせは、正荷重およびリバウンド荷重作用時における剛性を決定する際には付加的なものである。

このように、本実施例におけるリバウンド・バッド１７の形状は弾性マウント部材ｌＯ全体の剛性にとって有用であるばかりでなく、荷重−撓み曲線の形状、特に、リバウンド荷重作用時の同曲荷重作用時の曲線の形状は正荷重作用時の曲線の勾配と異なっていることがわかる。

リバウンド・バッド１７の形状は圧縮中に変化する可変形状要因（例えば、荷重面積と無荷重面積との比）を与える。例えば、低位形状要因は非圧縮時または小荷重時において与えられ、中位形状要因は組み付は時において与えられ、中位形状要因は高荷重作用時には高位形状要因に変化する。こ、れによって、リバウンド・パッドは初期の状態においては低い剛性（剛性は圧縮中上界する）を有し、さらに小さな空間内において長寿命を可能にする高い耐疲労性を有することとなる。

スカート部２９は、第一弾性支持部１６に大きな正荷重が作用している間、補助的な障害壁としての役割をなし、はこりが環状空間４１に進入するのを防止する。この稀にしか起こらない状況の下では、リバウンド・バッド１７は全く無荷重状態とてなり、被支持部材１２との接触を失うこともあり得る。しかしながら、スカート部２９が被支持部材１２の最上面を越えて上方に延び、中央通路３４内部に達しているので、このスカート部２９はあたかもダムのようにせきとめ材として作用し、被支持部材１２上に堆積するほこりその他の異物が環状空間４１に進入するのを防止している。

以上の記載から、本発明に係る弾性マウント部材は比較的安価に製造でき、適切な作動特性と長寿命を有することは明らかである。リバウンド・パッドの形状は簡単な製造技術で製造できるという利点を有し、はこりが環状空間に進入しないようにする第一シールとしての機能を有し、小さな空間内において高い耐疲労性でありながら低い初期剛性値を有するものである。第一弾性支持に大きな荷重が作用しているときに第二シールとしての機能を発揮する。

本発明の他の態様、目的および利点は図面、明細書および請求の範囲から類推可能である。

特許庁長官　吉　１）文　毅　殿１、特許出願の表示　ＰＣＴ／ＵＳ　８７１０１８６１、発明の名称　弾性荷重支持および運動調整マウント部材３、特許出願人名　称　キャタピラ−インコーホレーテッド６、添付書類の目録（１）補正書の翻訳文　１　通浄書（内容に変更なし）〔明細書の補正〕明細書の翻訳文第３頁第２行と同頁第３行との間に次節を挿入する。

「　ドイツ特許ＤＥ−Ｂ−，１２３３７６６は、第一弾性支持部と弾性環状リバウンド・パッドとを有する弾性荷重支持部材の一例を開示している。この支持部材においては、第一弾性支持部のスカート部はリバウンド・パッド内の孔内部に延びている。ｊ１８表平３−５０１１４９　（５）特許庁長官　吉　１）文　毅　殿１、特許出願の表示　ＰＣＴ／ＵＳ　８７１０１８６１、発明の名称　弾性荷重支持および運動調整マウント部材３、特許出願人名称　キャタピラ−インコーホレーテッド６、添付書類の目録（１）補正書の翻訳文　１　通縫水２粒皿（１）支持部材と被支持部材（１１，１２）を連結し、該両部材のうち少なくとも一つの部材（１２）が貫通孔（１３）を有する弾性荷重支持および運動調整マウント部材（ｌＯ）であって、前記部材（１２）の貫通孔（１３）を通って延びる管状部分（２２）と、該管状部分（２２）の一端から半径方向外側に延び、前記部材（１２）と係合しているフランジ（２３）とを有する剛性支持部（１４）と、前記フランジ（２３）と前記部材（１１）との間に位置し、前記フランジ（２３）に一体的に結合している円形ヘッド部分（２６）と、前記剛性支持部（１４）の管状部分（２２）を通って延び、該管状部分（２２）と一体的に結合している管状部分（２７）と、軸方向に貫通して延びる中央通路（２８）とを有し、第一弾性支持部（１６）の前記管状部分（２７）は前記剛性支持部（１４）の前記管状部分（２２）を越えて延びるスカート部（２９）を備えるものである第一弾性支持部（１６）と、両端面（３２，３３）と該両端面（３２，３３）を通って延びる中央通路（３４）とを備え、前記両端面のうち一方の端面（３２）は通常は前記部材（１２）と接触しており、前記スカート部（２９）はリバウンド・パッド（１７）の前記中央通路（３４）内部に延び、前記リバウンド・パッド（１７）と係合し、前記リバウンド・パッド（１７）をシールするものである弾性環状リバウンド・パッド（１７）と、前記中央通路（２８，３４）を通って延びている剛性スペーサー・スリーブ（Ｉ８）と、前記リバウンド・パッド（１７）の前記両端面（３２，３３）のうちの他方の端面（３３）と係合し、前記リバウンド・パッド（１７）は前記部材（１２）とワッシャ（Ｉ９）との間で圧縮されているものであるワッシャ（１９）と、前記ワッシャ（１９）および前記剛性スペーサー・スリーブ（１８）を通って延び、前記両部材のうち他方の部材（１１）に螺合しているネジ付ファスナー（２１）とからなる弾性マウント部材（１０）において、前記剛性スペーサー・スリーブ（１８）は前記第一弾性支持部（１６）とともに双方の間に環状空間（４１）を形成し、前記スカート部（２９）は前記リバウンド・パッド（１７）と係合することにより前記剛性スペーサー・スリーブ（１８）と係合して前記環状空間（４１）をシールすることを特徴とする弾性マウント部材（１ｏ）。

（２）前記リバウンド・パッド（１７）内の前記中央通路（３４）は円錐台形状であり、前記スカート部（２９）は該リバウンド・パッド（１７）の円錐台形状に類似した円錐台外周面を有することを特徴とする請求項（１１記載の弾性マウント部材（１０）。

手続補正書（方式）

Claims

【特許請求の範囲】（１）支持部材と被支持部材（１１，１２）を連結する弾性荷重支持および運動調整マウント部材（１０）であって、管状部分（２２）と該管状部分（２２）の一端から半径方向外側に延びるフランジ（２３）とを有する剛性支持部（１４）と、前記フランジ（２３）と結合した円形ヘッド部分（２６）と、前記剛性支持部（１４）の管状部分（２２）と一体的に結合し、前記管状部分（２２）内部を通って延びる管状部分（２７）と、第一弾性支持部（１６）を通って軸方向に貫通して延びる中央通路（２８）とを有し、前記第一弾性支持部（１６）の前記管状部分（２７）は前記剛性支持部（１４）の管状部分（２２）を越えて延びるスカート部（２９）を有するものである第一弾性支持部（１６）と、両端面（３２，３３）と該両端面（３２，３３）を通って延びる中央通路（３４）とを備え、前記両端面のうちの一方の端面は前記中央通路（３４）と交差する内側面取り面（３６）およびリバウンド・パッド（１７）の外周面と交差する外側面取り面（３７）を有し、前記両面取り面（３６，３７）は軸方向に突出する環状リッジ（３８）を形成し、前記スカート部（２９）はリバウンド・パッド（１７）の前記中央通路（３４）内部に延び、前記リバウンド・パッド（１７）と係合し、前記リバウンド・パッド（１７）をシールするものである弾性環状リバウンド・パッド（１７）とからなるマウント部材（１０）。（２）前記中央通路（２８，３４）を通って延び、前記第一弾性支持部（１６）とともに該第一弾性支持部（１６）との間に環状空間（４１）を形成する剛性スペーサー・スリーブ（１８）を備えていることを特徴とする請求項（１）記載の弾性マウント部材（１０）。（３）前記リバウンド・パッド（１７）内の前記中央通路（３４）は円錐台形状であり、前記スカート部（２９）は該リバウンド・パッド（１７）の円錐台形状に類似した円錐台外周面を有することを特徴とする請求項（１）記載の弾性マウント部材（１０）。（４）前記第一弾性支持部（１６）および前記リバウンド・パッド（１７）はエラストマー材料からなることを特徴とする請求項（３）記載の弾性マウント部材（１０）。（５）支持部材と被支持部材（１１，１２）を連結し、該両部材のうち少なくとも一つの部材（１２）が貫通孔（１３）を有する弾性荷重支持および運動調整マウント部材（１０）であって、前記部材（１２）の貫通孔（１３）を通って延びる管状部分（２２）と、該管状部分（２２）の一端から半径方向外側に延び、前記部材（１２）と係合しているフランジ（２３）とを有する剛性支持部（１４）と、前記フランジ（２３）と前記部材（１１）との間に位置し、前記フランジ（２３）に一体的に結合している円形ヘッド部分（２６）と、前記剛性支持部（１４）の管状部分（２２）を通って延び、該管状部分（２２）と一体的に結合している管状部分（２７）と、軸方向に貫通して延びる中央通路（２８）とを有し、第一弾性支持部（１６）の前記管状部分（２７）は前記剛性支持部（１４）の前記管状部分（２２）を越えて延びるスカート部（２９）を備えるものである第一弾性支持部（１６）と、両端面（３２，３３）と該両端面（３２，３３）を通って延びる中央通路（３４）とを備え、前記両端面のうち一方の端面（３２）は通常は前記部材（１２）と接触しており、前記スカート部（２９）はリバウンド・パッド（１７）の前記中央通路（３４）内部に延び、前記リバウンド・パッド（１７）と係合し、前記リバウンド・パッド（１７）をシールするものである弾性環状リバウンド・パッド（１７）と、前記中央通路（２８，３４）を通って延び、前記第一弾性支持部（１６）とともに該第一弾性支持部（１６）との間に環状空間（４１）を形成する剛性スペーサー・スリーブ（１８）と、前記リバウンド・パッド（１７）の前記両端面（３２，３３）のうちの他方の端面（３３）と通常は係合しているワッシャ（１９）と、前記ワッシャ（１９）および前記剛性スペーサー・スリーブ（１８）を通って延び、前記両部材のうち他方の部材（１１）に螺合しているネジ付ファスナー（２１）とからなり、前記リバケンド・パッド（１７）は組み付け時においては前記部材（１２）と前記ワッシャ（１９）との間で圧縮され、非組み付け時においては前記端面（３２）は前記リバウンド・パッド（１７）の前記中央通路（３４）と交差する内側面取り面（３６）と前記リバウンド・パッド（１７）の外周面と交差する外側面取り面（３７）を有し、前記両面取り面（３６，３７）は軸方向に突出している環状リッジ（３８）を形成し、該環状リッジ（３８）は組み付け時において被支持部材（１２）と接触し、該被支持部材（１２）をシールするものであるマウント部材（１０）。（６）前記スカート部（２９）の非組み付け時の形状は異物が前記環状空間（４１）内に進入しないように保つものであることを特徴とする請求項（５）記載の弾性マウント部材（１０）。（７）前記リバウンド・パッド（１７）内の前記中央通路（３４）は円錐台形状であり、前記スカート部（２９）は該リバウンド・パッド（１７）の円錐台形状に類似した円錐台外周面を有することを特徴とする請求項（５）記載の弾性マウント部材（１０）。（８）前記第一弾性支持部（１６）および前記リバウンド・パッド（１７）はエラストマー材料からなることを特徴とする請求項（７）記載の弾性マウント部材（１０）。