WO1999019642A1 - Procede de production d'un dispositif cylindrique en caoutchouc pouvant amortir des vibrations - Google Patents

Procede de production d'un dispositif cylindrique en caoutchouc pouvant amortir des vibrations Download PDF

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WO1999019642A1
WO1999019642A1 PCT/JP1998/004610 JP9804610W WO9919642A1 WO 1999019642 A1 WO1999019642 A1 WO 1999019642A1 JP 9804610 W JP9804610 W JP 9804610W WO 9919642 A1 WO9919642 A1 WO 9919642A1
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vibration
outer cylinder
bracket
rubber
welded
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PCT/JP1998/004610
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English (en)
French (fr)
Inventor
Shougo Ozawa
Original Assignee
Yamashita Rubber Kabushiki Kaisha
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00—Springs
    • F16F1/36—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers
    • F16F1/38—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers with a sleeve of elastic material between a rigid outer sleeve and a rigid inner sleeve or pin, i.e. bushing-type
    • F16F1/3842—Method of assembly, production or treatment; Mounting thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00—Springs
    • F16F1/36—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers
    • F16F1/38—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers with a sleeve of elastic material between a rigid outer sleeve and a rigid inner sleeve or pin, i.e. bushing-type
    • F16F1/387—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers with a sleeve of elastic material between a rigid outer sleeve and a rigid inner sleeve or pin, i.e. bushing-type comprising means for modifying the rigidity in particular directions

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a cylindrical vibration-proof rubber device used for automobiles and the like.
  • cylindrical anti-vibration rubber devices For example, an inner cylinder attached to either the engine or the vehicle body, an outer cylinder attached to the other side via a bracket, and a connection between these inner and outer cylinders The inner and outer cylinders are placed in a mold so that the inner cylinder is concentrically or eccentrically arranged inside the outer cylinder. The rubber solution is injected, the mold is clamped and vulcanized. ing.
  • a method for manufacturing a cylindrical vibration-isolating rubber device comprising: a vibration-isolating function unit having an anti-vibration rubber coupled between inner cylinders; and a mounting bracket welded to the outer cylinder, After forming the bracket, a bracket is overlaid on the axial end of the outer cylinder which has been projected to a position where the rubber does not thermally affect the vibration isolating rubber, and this joint is laser-welded.
  • the thermal effect on the vibration-isolating rubber means an adverse effect such that the vibration-isolating rubber receives heat above the limit temperature and peels off from the outer cylinder or denatures to a degree below the required physical properties. Having no thermal effect means not having such an adverse effect.
  • the axial end of the outer cylinder extends outward in the axial direction beyond the vibration-isolating rubber so that the end face is protruded in advance to a position where the thermal influence is not exerted.
  • the joint between the end face of the outer cylinder and the bracket is laser-welded.
  • the axial end of the outer cylinder is previously formed on a flange which is bent outward in the radial direction of the outer cylinder and whose distal end surface is at a position where the thermal influence is not exerted,
  • the joint between the end face of the flange and the bracket is laser-welded.
  • the penetration depth is set so as to be equal to or greater than the thickness of the material to be welded.
  • the welding speed is determined by experiment, and the critical surface temperature determined by experiment is determined according to the composition of the vibration-isolating rubber. The point at which the welding temperature is below the critical surface temperature from the welding point at the selected laser output and the proper welding speed The optimum distance from the anti-vibration rubber is determined by an experiment, and the position at which the appropriate distance is maintained from the vibration-isolating rubber is determined as the position that does not affect the heat.
  • the appropriate welding speed is a speed determined by the selected laser output and penetration depth
  • the critical surface temperature is the maximum surface temperature that does not adversely affect the vibration-isolating rubber.
  • the appropriate distance is the distance from the vibration isolating rubber to a position that does not affect the heat, and is determined in consideration of safety.
  • the axial end of the outer cylinder projects to a position where it does not thermally affect the vibration isolating rubber, the axial end and the bracket are overlapped, and the joint between the two members is formed.
  • the bracket can be welded to the outer cylinder, and the welding heat at this time does not have a thermal effect on the vibration isolating rubber.
  • the bracket can be welded after the vibration isolating section is formed, and the manufacture of the vibration isolating rubber device becomes remarkably easy, for example, a simple and small mold can be used.
  • a common anti-vibration function can be combined into various types of brackets. Therefore, production becomes advantageous.
  • the axial end of the outer cylinder is extended axially outward to a position that does not thermally affect the vibration isolating rubber, and the joint between the extended end surface and the bracket is formed.
  • Welding makes it possible to reduce the size of the anti-vibration rubber device so that it does not expand in the radial direction.
  • an extremely narrow area such as the end face at the axial end of the outer cylinder is used. But it can be welded easily and with sufficient strength.
  • a flange is formed at the end of the outer cylinder so as to bend outward in the radial direction and has a position where the end surface does not exert the above-mentioned thermal influence, and the joint between the end surface of the flange and the bracket is welded. Therefore, the end of the outer cylinder can be easily positioned so as not to exert a thermal influence on the vibration isolating rubber, and furthermore, the vibration isolating rubber device can be miniaturized so as not to increase its axial dimension.
  • the laser output and the welding speed are determined based on the penetration depth determined by the depth equal to or greater than the plate thickness of the material to be welded, while the critical surface is determined by the composition of the vibration isolating rubber.
  • the temperature is determined, and an appropriate distance is determined based on the laser output, the welding speed, and the critical surface temperature and in view of safety. Therefore, it is possible to experimentally determine a position that does not affect the heat, even if the conditions are variously changed.
  • FIG. 1 is a front view of the first embodiment
  • FIG. 2 is a plan view thereof
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line 3-3 of FIG. 1
  • FIG. 4 is a front view of a bracket
  • FIG. 5 is a plan view thereof
  • FIG. FIG. 7 shows the third embodiment
  • FIG. 8 shows the fourth embodiment
  • FIG. 9 shows the fifth embodiment
  • FIG. 10 shows the penetration depth and welding speed.
  • Graph showing the relationship Fig. 11 shows a test method for determining the critical surface temperature
  • Fig. 12 shows a table showing the test results
  • Fig. 13 shows a test method for determining the appropriate distance.
  • Figure and Figure 14 are graphs of the measured surface temperatures.
  • the anti-vibration rubber device includes an inner cylinder 1, an outer cylinder 2, an anti-vibration rubber 3 and a bracket 4, wherein the inner cylinder 1 is eccentrically arranged inside the outer cylinder 2, and In FIG. 1 (FIG. 1), the inner cylinder 1 and the outer cylinder 2 are connected by an anti-vibration rubber 3 having a substantially V-shaped arm portion 5.
  • Reference numeral 6 denotes a space penetrating in the axial direction
  • ⁇ denotes a part of a stopper protruding from the portion of the outer cylinder 2 farthest from the inner cylinder 1 toward the inner cylinder 1
  • 8 is formed along the inner surface of the outer cylinder 2.
  • it is a side stopper that protrudes longer than the outer cylinder 2 in the axial direction.
  • the outer cylinder 2 is formed with flanges 10 that bend radially outward at both axial ends, and the side stop portions 8 are continuously formed up to the outer surface of the flange 10.
  • the bracket 4 is a press-formed metal member that is joined to the outer peripheral portion of the outer cylinder 2 by a length of about 1/3 turn, as is apparent from FIGS. 3, 4, and 5, and FIG. As is clear, the main body 11 enters between the left and right flanges 10, the side wall 12 is bent at a right angle from the left and right, and the flange is turned outward from the tip to form a flange. A part 13 is formed.
  • the length direction of the bracket 4 is a direction substantially parallel to the circumferential direction of the outer cylinder 2 and the width direction is a direction parallel to the axial direction of the outer cylinder 2
  • long sides are provided on both sides in the width direction of the main body 11.
  • a pair of slits 14 extending in the upward direction are formed, and the slits 14 make the outer cylinder 2 side portion of the side wall 12 a bracket-side joining surface 15 that comes into contact with the end face of the flange 10.
  • the bracket-side joining surface 15 is different in height from the main body 11 so as to be joined to the flange 10.
  • the radius of the joint surface 15 on the bracket side is slightly shorter than the radius of the flange 10, so that the center C 1 of the flange 10 is
  • the radius C 2 is slightly eccentric, and the radius of the joint surface 15 on the bracket side is slightly smaller than the radius of the outer periphery of the flange 10.
  • the joint surface 15 on the bracket side and the outer peripheral end surface of the flange 10 abut against each other, and this joint portion is laser-welded from outside.
  • This welding length is formed to be approximately 1 Z 3 circumferences of the flange 10 which is the length of the bracket-side joint surface 15, and the position of the outer peripheral end face of the flange 10 which is the joint portion is a vibration isolating rubber. 3 Position that does not affect heat Therefore, the distance from the end of the rubber cushion 3 is more than the appropriate distance L.
  • both the outer cylinder 2 and the bracket 4 are formed of a 2.9 mm-thick iron plate (for example, JIS standard SPC), and the appropriate distance L is 7.5 mm. Further, the inner cylinder 1, the outer cylinder 2, and the vibration isolating rubber 3 are integrated to form the vibration isolating function section 16 as a whole.
  • this anti-vibration rubber device To manufacture this anti-vibration rubber device, the inner cylinder 1, the outer cylinder 2, and the bracket 4 are separately molded in advance, and the inner cylinder 1 and the outer cylinder 2 are put into a mold and filled with rubber material. Then, by performing vulcanization molding by a conventional method, an anti-vibration function section 16 in which the inner cylinder 1 and the outer cylinder 2 are integrated with an anti-vibration rubber 3 is formed.
  • the vibration-proof function part 16 is placed on the bracket 4, the main body part 11 is fitted between the left and right flanges 10, and the outer peripheral end face of the flange 10 coincides with the bracket-side joint surface 15. Then, when the vibration isolator 16 is pressed against the bracket 4, the outer peripheral portion of the flange 10 and the bracket-side joining surface 15 are butted together over the entire length and joined. Therefore, the joined portion is welded by using, for example, a carbon dioxide laser at an output of 3 kw and a welding speed of 250 O mmZ. However, since these welding conditions are different under various conditions as described later, they are determined in advance by experiments for each set condition.
  • the vibration-proofing section 16 is welded and united with the outer peripheral end face of the flange 10 and the bracket-side joining face 15 of the bracket 4 abutting against each other.
  • Reference numeral 17 indicates a welded portion by this laser welding.
  • the bracket 4 is welded to the vibration-isolating function 16 after the rubber vulcanization molding.
  • the vibration-isolating rubber 3 there is no adverse effect on the vibration isolating rubber 3. Therefore, a vibration-proof rubber device can be manufactured very easily.
  • the joint surface 15 on the bracket side is smaller than the outer circumference of the flange 10, the joint surface 15 on the bracket side and the flange 10 are surely in close contact over the entire length even if there is slight deviation in the molding accuracy. Welding is possible.
  • the adoption of laser welding makes it possible to easily weld even a very limited narrow portion where the end faces meet, and to limit the range of thermal influence to a small range. L can be reduced, and the entire device can be reduced in size and weight.
  • the outer cylinder 2 is constituted by a wound pipe, in which A is the front shape of the vibration isolator 16, B is the front shape of the bracket 4, and C is the front shape of the bracket 4. B shows a section taken along line 6-6, and D shows a section at the joint. 7 and 8 also show the respective parts A to D at the same time.
  • the slit width becomes 15 As a result, the adhesion is increased.
  • the radial dimension of the device can be reduced. In this example, the appropriate distance L is 7.5 mm.
  • the bracket 4 is formed into a wound pipe shape provided with a cylindrical fitting portion 21, and the vibration isolating function 16 is inserted into the fitting portion 21, and the outer cylinder 2 is formed.
  • the end in the axial direction of is extended from the anti-vibration rubber 3 by 7.5 mm or more as an extension 22, and the extension 22 and the end of the peripheral portion of the fitting 21 contact each other. This joint is welded from the end face side of the extension 22.
  • C is a section taken along line 7-7 of B.
  • the bracket 4 can be formed by winding a pipe, and the close contact with the vibration isolator 16 can be improved by using the slit width of the joint 23.
  • the appropriate distance L is 7.5 mm.
  • the fourth embodiment shown in FIG. 8 uses a wound bracket 4 that is substantially U-shaped when viewed from the axial direction of the vibration isolating function section 16.
  • the interference of the bracket 4 is reduced. It can be formed to improve adhesion.
  • the axial end 22 of the outer cylinder 2 and the end 24 of the bracket 4 are overlapped, and the joint is laser-welded so that each end face is substantially flush.
  • the appropriate distance L is 7.5 mm.
  • C is a cross section of B taken along line 8-8.
  • each of the brackets 4A and 4B is, for example, as shown in FIG. Constitution it can.
  • the number of brackets can be two or more.
  • each of the anti-vibration function units shown in Figs. 1, 6, and 7 shown by A to C in the figure can be combined with the bracket 4 by appropriately changing them. Can be combined, which is extremely advantageous in manufacturing.
  • Figure 10 is a graph that determines the laser welding conditions and penetration depth, where A is the output of 3 kW, light-collecting system; 10-inch parabolic mirror, shielding gas; The relationship between the penetration depth (vertical axis) and the welding speed (horizontal axis) is shown.
  • B is a similar graph in the case of an output of 5 kw, a condensing system; a 10-inch parabolic mirror, a shielding gas, and argon. is there.
  • the surface temperature depends on the welding speed, and that if the welding speed is appropriate, there is no difference in the output temperature distribution. Therefore, using this graph, the laser welding conditions (output and welding speed) can be easily determined, and the thickness of the welded member becomes 2.
  • the penetration depth should be greater than the plate thickness, so if the penetration depth is assumed to be 2.9 mm in consideration of safety, the appropriate welding speed for an output of 3 kW from A is approximately 2500 mmZ The appropriate welding speed when the output is 5 kW from the minute and B is determined to be about 4500 mZ.
  • Fig. 11 shows a test method for determining the critical surface temperature that does not adversely affect the vibration-isolating rubber.
  • the test method is as follows. The end face of the iron plate 31 of the same thickness and the same material is abutted against the end surface of the iron plate 31 protruding to a position separated by a distance of 5 mm, and this butt portion is laser-welded, and the surface temperature on the iron plate 31 is measured 5 mm away from the welding point. Measure with a bottle and test the peeling state of the sample rubber 30 and the iron plate 31.
  • a in the figure is a plan view of the sample
  • B is a side view of the sample (a view in the direction of the arrow A), and the selection of measurement points is optional.
  • Figure 12 shows the test results, and is a graph showing the maximum surface temperature among the surface temperature changes at each measurement point under each of the six conditions No. 1 to No. 6, and the vertical axis of each graph is Temperature (° C), the horizontal axis is Condition Nos. 1 to 6.
  • No. 1 to No. 3 were laser-welded at an output of 3 kW at welding speeds of 2500 mmZ min, 3500 mm / min, and 1500 mmZ min. , Welding speed 3500mm / min at 5kw output, 4500 These are the results of laser welding at mmZ and 250 mmZ, respectively.
  • Figure 12 shows the results of the determination of the relationship between the surface temperature and the bonding state in each test result at a point 5 mm from the welding point. Comparing Fig. 12 with the appropriate welding speed determined previously, the conditions of No. 1 and 5 are appropriate, and when the surface temperature is below 160 ° C, a good adhesion state is maintained. We can see that we can do it. Therefore, the maximum surface temperature at which such a good adhesion state can be maintained is called the critical surface temperature. Note that No. 2 passes in the bonded state, but is not appropriate because the speed is too slow.
  • Fig. 13 illustrates the test method for determining the distance from the welding point that gives the critical surface temperature that meets the conditions of a surface temperature of 160 ° C or less, and has the same mass as the engine mount.
  • An iron plate 36 with a thickness of 2.6 mm is overlapped on the end face of a test piece 35 having a U-shaped cross section made of a U-shaped cross section by laser welding, and A in the figure indicates a planar shape, and B Is a section along the line 13--13 at the middle of the welding range.
  • the test piece 35 was welded along the longitudinal edge of the test piece 35 with an actual welding length of 70 mm at an output of 3 kw and 5 kw, and a measurement point was obtained. Measure the surface temperature for 1 to 5. Of these measurement points, 1 is the welding start point and 2 is the same ending point, which is 5 mm from the welding point. In addition, 3 to 5 are points set at 5 mm from the welding point as 3, and thereafter set at 2.5 mm intervals in the cross-sectional direction.
  • Fig. 14 is a graph in which this measurement result is recorded for each welding condition.Temperature (° C) is plotted on the vertical axis and elapsed time is plotted on the horizontal axis. A is the condition of output 3 kw and welding speed of 250 O mmZ, B is the condition of output 5 kw and welding speed 450 O mmZ.
  • the critical surface temperature is below 160 ° C in each case at each measurement point, that is, 7.5 mm from the welding point.
  • the distance is determined to be the appropriate distance L, and the structure of the outer cylinder and the bracket may be designed so that a position apart from the end of the vibration isolating rubber by the appropriate distance L is set as a welding point.
  • the measurement point (3) (5 mm from the welding point) has a critical surface temperature of about 160 ° C, which is considered to be appropriate.
  • the welding conditions determined above all depend on the material to be welded, the content of laser welding (output, welding speed), the rubber composition, and the like.
  • the penetration depth is determined by first determining the thickness of the material to be welded, and the laser welding conditions (output, appropriate welding speed) are determined based on this.
  • the critical surface temperature which varies depending on the rubber composition, is determined in the same manner as in Figs. After that, based on these laser welding conditions (output, appropriate welding speed) and the critical surface temperature, the appropriate distance L is determined by anticipating safety by the methods shown in Figs. 13 and 14. In this way, the appropriate distance L can be determined even under various different conditions.
  • the present invention is applicable to a case where a bracket is welded to an outer cylinder having a cylindrical vibration-proof function.
  • Examples of the anti-vibration rubber device according to the present invention include various anti-vibration devices such as engines in various vehicles such as automobiles.

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Description

明 細 書 円筒型防振ゴム装置の製法 技術分野
この発明は自動車 等に使用される円筒型防振ゴム装置の製 法に関する。 背景技術
このような円筒型防振ゴム装置は種々公知であり、 例えば、 エンジン又は車体 のいずれか側へ取付けられる内筒と、 ブラケットを介して他方側へ取付けられる 外筒と、 これら内外筒間を連結する防振ゴムで構成され、 内筒が外筒の内側へ同 心又は偏心配置するように内外筒を金型内へ入れ、 ゴム液を注入後型締めして加 硫成形することにより成形されている。
ところで、 ブラケットを外筒へ溶接する場合、 予め外筒の内側に防振ゴムを焼 き付けてあると防振ゴムが溶接の熱により悪影響を受けるため、 先にブラケット を外筒へ溶接し、 その後、 外筒の内側へ防振ゴムを焼き付けることになる。 しか しこのようにすると、 形状が複雑になりがちなブラケットを外筒と一緒に金型内 へ入れなければならないので、 複雑かつ大型の金型を使用しなければならなくな る等、 防振ゴム装置の成形が難しくなる。 そこで、 内外筒と防振ゴムからなる防 振機能部を予め成形し、 その後、 防振ゴムに熱影響を与えることなく外筒にブラ ケットを溶接できる製法が望まれている。 発明の開示
上記課題を解決するため、 円筒型防振ゴム装置の製法に係る本願の第 1の発明 は、 金属製の外筒と、 その内側へ配設される金属製の内筒と、 これら外筒と内筒 間に結合された防振ゴムとを備えた防振機能部と、 外筒へ溶接された取付用のブ ラケットとを備えた円筒型防振ゴム装置の製法において、 前記防振機能部を形成 した後、 予め防振ゴムに対して熱影響を与えない位置へ突出している外筒の軸方 向端部にブラケットを重ね、 この接合部をレーザ一溶接することを特徴とする。 ここで、 防振ゴムに対する熱影響とは、 防振ゴムが限界温度以上の熱を受けて 外筒との剥離や要求物性を下回る程度の変性が生じるような悪影響を意味し、 防 振ゴムに対して熱影響を与えないとは、 このような悪影響を与えないことを意味 する。
第 2の発明は上記第 1の発明において、 外筒の軸方向端部を防振ゴムよりも軸 方向外方へ延出させることにより端面を前記熱影響を与えない位置まで予め突出 させ、 この外筒の端面と前記ブラケッ卜との接合部をレーザ一溶接することを特 徴とする。
第 3の発明は上記第 1の発明において、 予め、 前記外筒の軸方向端部を外筒の 径方向外方へ曲がるとともに先端面が前記熱影響を与えない位置となるフランジ に形成し、 このフランジの端面と前記ブラケットとの接合部をレーザ一溶接する ことを特徴とする。
第 4の発明は上記第 1乃至第 3のいずれか発明において、 溶接する材料の板厚 以上の深さとなるように溶け込み深さを設定し、 この溶け込み深さに応じてレー ザ一出力及び適正溶接速度を実験により定めるとともに、 防振ゴムの組成に応じ て実験により定まる限界表面温度を決定し、 選定されたレーザ一出力及び適正溶 接速度で溶接した溶接点から限界表面温度以下になる点までの適正距離を実験に より求め、 防振ゴムからこの適正距離を保つ位置を前記熱影響を与えない位置と して決定することを特徴とする。
ここで、 適正溶接速度とは選定されたレーザ一出力と溶け込み深さによって定 まる速度であり、 限界表面温度とは防振ゴムに悪影響を与えない最高表面温度で あって、 防振ゴムの組成に応じて実験により定まり、 適正距離とは防振ゴムから 熱影響を与えない位置までの距離であって、 安全を見込んで決定される。
第 1の発明によれば、 外筒の軸方向端部が防振ゴムに対して熱影響を与えない 位置へ突出しているので、 この軸方向端部とブラケットを重ね、 両部材の接合部 をレーザー溶接すると、 ブラケットを外筒へ溶接できるとともに、 このときの溶 接熱は防振ゴムへ熱影響を与えない。
したがって、 防振機能部の成形後にブラケットの溶接が可能になり、 簡単で小 型の金型を使用できる等、 防振ゴム装置の製造が著しく容易になる。 そのうえ、 共通の防振機能部を多種類のブラケッ卜に組み合わせることもできるようになる ので製造が有利になる。
しかも、 レーザ一溶接をすることにより極めて狭い幅で溶接でき、 防振ゴムに 対して熱影響を与える範囲が極めて狭くなるので、 それだけ溶接部を防振ゴムへ 近づけることができ、 その結果、 防振ゴム装置全体を小型かつ軽量にできる。 第 2の発明によれば、 外筒の軸方向端部を防振ゴムに対して熱影響を与えない 位置まで軸方向外方へ延出させ、 その延出部端面とブラケットとの接合部を溶接 することにより、 防振ゴム装置を径方向に拡大させないよう小型化することがで き、 そのうえ、 レーザ一溶接を採用することにより、 外筒の軸方向端部における 端面のような極めて狭い範囲でも容易かつ十分な強度で溶接できる。
第 3の発明によれば、 外筒の端部に径方向外方へ曲がるとともに先端面が前記 熱影響を与えない位置となるフランジを形成し、 このフランジの端面とブラケッ トの接合部を溶接するので、 外筒の端部を防振ゴムに対して熱影響を与えない位 置にすることが容易になり、 しかも防振ゴム装置の軸方向寸法を拡大させないよ う小型化できる。
第 4の発明によれば、 溶接する材料の板厚以上の深さで決定される溶け込み深 さに基づいてレーザー出力及び溶接速度を決定し、 一方、 防振ゴムの組成によつ て限界表面温度を決定し、 これらレーザー出力及び溶接速度と限界表面温度に基 づきかつ安全を見込んで適正距離を決定し、 これを前記熱影響を与えない位置と する。 したがって、 種々に条件が変化しても、 熱影響を与えない位置を実験的に 決定できる。 図面の簡単な説明
図 1は第 1実施例の正面図、 図 2はその平面図、 図 3は図 1の 3— 3線断面図、 図 4はブラケットの正面図、 図 5はその平面図、 図 6は第 2実施例を示す図、 図 7は第 3実施例を示す図、 図 8は第 4実施例を示す図、 図 9は第 5実施例を示す 図、 図 1 0は溶け込み深さと溶接速度の関係を示すグラフ、 図 1 1は限界表面温 度を決定するための試験方法を示す図、 図 1 2はその試験結果を示す表、 図 1 3 は適正距離を決定するための試験方法を示す図、 図 1 4はその表面温度を測定し たグラフである。 発明を実施するための最良の形態
図 1乃至図 5において、 この防振ゴム装置は、 内筒 1、 外筒 2、 防振ゴム 3及 びブラケット 4を備え、 内筒 1は外筒 2の内側へ偏心して配置され、 かつ正面図 (図 1 ) で略 V字状のアーム部 5を有する防振ゴム 3で内筒 1と外筒 2が連結さ れている。
符号 6は軸方向へ貫通する空間、 Ίは外筒 2のうち内筒 1が最も離れている部 分から内筒 1側へ突出するストッパ一部、 8は外筒 2の内面に沿って形成される とともに、 軸方向へ外筒 2よりも長く突出する側面ストッパー部である。
外筒 2は軸方向両端に径方向外方へ曲がるフランジ 1 0が形成され、 このフラ ンジ 1 0の外側面上まで前記側面ストツバ一部 8が連続して形成されている。 ブラケット 4は、 図 3、 4及び 5に明らかなように、 外筒 2の外周部に対して 略 1 / 3周程度の長さで接合するプレス成形された金属製部材であり、 図 3に明 らかなように、 左右のフランジ 1 0の間へ入る本体部 1 1、 その左右から略直角 に折り曲げられた側壁部 1 2、 さらにその先端部から外側方へフランジ状に折り 返された取付部 1 3が形成されている。
ここで、 ブラケット 4の長さ方向を外筒 2の周方向と略平行する方向、 幅方向 を外筒 2の軸方向と平行する方向とすれば、 本体部 1 1の幅方向両側には長さ方 向に延びる一対のスリット 1 4が形成され、 このスリット 1 4により、 側壁 1 2 の外筒 2側部分はフランジ 1 0の端面と当接するブラケット側接合面 1 5になつ ている。
ブラケット側接合面 1 5は、 フランジ 1 0と接合するため本体部 1 1に対して 段違い状に高さが異なっている。 なお、 図 1に示すように、 フランジ 1 0の半径 よりもブラケット側接合面 1 5のアール半径が若干短くなるように、 フランジ 1 0の中心 C 1に対して、 ブラケット側接合面 1 5のアール中心 C 2が若干偏心し ており、 ブラケット側接合面 1 5のアールをフランジ 1 0の外周におけるアール よりも若干小さくしてある。
ブラケット側接合面 1 5とフランジ 1 0の外周側端面とは突き合わされ、 この 接合部を外方よりレーザ一溶接されている。 この溶接長は、 ブラケット側接合面 1 5の長さであるフランジ 1 0の略 1 Z 3周程度に形成され、 かつ、 この接合部 となるフランジ 1 0の外周側端面の位置は防振ゴム 3に熱影響を与えない位置に あり、 このため防振ゴム 3の端部との間は適正距離 L以上になっている。
なお、 本実施例では、 外筒 2及びブラケット 4ともに、 厚さ 2 . 9 mmの鉄板 (一例として、 J I S規格 S P C ) で形成され、 適正距離 Lは 7 . 5 mmにな つている。 また、 内筒 1、 外筒 2及び防振ゴム 3は一体化されることにより全体 として防振機能部 1 6を構成している。
この防振ゴム装置を製造するには、 予め、 内筒 1、 外筒 2、 ブラケット 4をそ れぞれ別に成形し、 内筒 1と外筒 2を金型に入れて、 ゴム材料を充填して常法に より加硫成形することにより、 内筒 1と外筒 2を防振ゴム 3で一体化した防振機 能部 1 6を成形する。
続いて、 この防振機能部 1 6をブラケット 4に重ね、 左右のフランジ 1 0の間 に本体部 1 1を嵌合し、 かつフランジ 1 0の外周部端面をブラケット側接合面 1 5へ一致させてから、 防振機能部 1 6をブラケット 4側へ押しつけると、 フラン ジ 1 0の外周部とブラケット側接合面 1 5が全長で突き合わされて接合する。 そこで、 この突き合せによる接合部を例えば、 炭酸ガスレーザ一を用い、 出力 3 k w、 溶接速度 2 5 0 O mmZ分の速さで溶接する。 但し、 この溶接条件は、 後述するように、 種々の条件で異なるため、 それぞれの設定条件毎に予め実験に より定めておく。
このようにすると、 防振機能部 1 6はフランジ 1 0の外周側端面とブラケット 4のブラケット側接合面 1 5とが突き合わされた状態で溶接されて一体化する。 符号 1 7はこのレーザー溶接による溶接部を示す。
このとき、 溶接部は防振ゴム 3の端部から適正距離 Lだけ離れた熱影響の生じ ない位置であるため、 ゴム加硫成形後の防振機能部 1 6に対してブラケット 4を 溶接しても、 何ら防振ゴム 3に対して悪影響を生じない。 したがって、 極めて容 易に防振ゴム装置を製造できる。
しかも、 フランジ 1 0の外周側端面で溶接するため、 このような防振ゴム 3に 対して熱影響を与えないための適正距離 Lを簡単に確保できるとともに、 防振機 能部 1 6の径方向寸法を拡大しないですむ。
そのうえ、 ブラケット側接合面 1 5のアールをフランジ 1 0の外周部よりも小 さくしたので、 ブラケット側接合面 1 5及びフランジ 1 0成形精度に若干の狂い が生じても確実に全長で密接させながら溶接できる。 また、 レーザ一溶接の採用により、 このような端面相互を突き合わせた極めて 限られた狭い部分でも容易に溶接でき、 かつ熱影響の範囲を小さな範囲に限定で きるため、 これによつてさらに適正距離 Lを小さくでき、 装置全体の小型 .軽量 化を実現できる。
図 6乃至図 9はこのような円筒型エンジンマウントの変形例である。 以下同一 機能部は同一符号を用いて説明する。 まず、 図 6の第 2実施例は、 外筒 2を巻き パイプで構成したものであり、 図中の Aは防振機能部 1 6の正面形状、 Bはブラ ケット 4の正面形状、 Cは Bの 6— 6線断面、 Dは接合部の断面を示す。 なお、 図 7及び図 8も同様に A〜Dの各部を同時に示してある。
Cに示すように、 外筒 2をスリットからなる合せ部 2 0がブラケット 4の溶接 範囲になるようにして、 前実施例同様にレーザ一溶接すれば、 スリット幅がブラ ケット側接合面 1 5による締め代になるので密着性が大きくなる。 そのうえ、 前 実施例と異なりフランジを設けないので、 装置の径方向寸法を小さくできる。 な お、 この例では適正距離 L = 7 . 5 mmである。
図 7の第 3実施例は、 ブラケット 4を円筒形の嵌合部 2 1を設けた巻きパイプ 状に形成し、 嵌合部 2 1に防振機能部 1 6を挿入するとともに、 外筒 2の軸方向 端部を防振ゴム 3よりも外方へ 7 . 5 mm以上延出させた延出部 2 2とし、 この 延出部 2 2と嵌合部 2 1の周囲部分端面を当接し、 この接合部を延出部 2 2の端 面側から溶接する。 なお、 Cは Bの 7— 7線断面である。
このようにすると、 ブラケット 4側を巻きパイプして形成でき、 かつ、 その合 せ部 2 3のスリツト幅を利用することにより、 防振機能部 1 6との密着を良くす ることができる。 なお、 この例では適正距離 L = 7 . 5 mmである。
図 8の第 4実施例は、 防振機能部 1 6の軸方向から見て略 U字状をなす卷きブ ラケット 4を使用するものであり、 このようにすると、 ブラケット 4に締め代を 形成して密着性を良くできる。 この場合、 外筒 2の軸方向端部 2 2とブラケット 4の端部 2 4を重ね、 各端面が略面一になるようにして接合部をレーザ一溶接す る。 なお、 この例では適正距離 L = 7 . 5 mmである。 また、 Cは Bの 8— 8線 断面である。
図 9の第 5実施例は、 防振機能部 1 6の上下を二つのブラケット 4 Aと 4 Bで 挟むものであり、 各ブラケット 4 A、 4 Bは例えば、 図 1の実施例のように構成 できる。 なお、 ブラケットの数は 2つ以上複数が可能である。 また、 図に A〜C で示す、 図 1、 図 6、 図 7の各防振機能部をブラケット 4と適宜変更して組み合 わせでき、 逆に同一の防振機能部に対して異なるブラケットを組み合わせること ができるので、 製造上極めて有利になる。
次に、 レーザ一溶接条件とゴムの接着状態との関係を説明する。 図 10はレ一 ザ一溶接条件と溶け込み深さを決定するグラフであり、 このうち、 Aは出力 3 k w、 集光系； 10インチの放物面鏡、 シールドガス；ヘリウムを用いた、 溶け込 み深さ （縦軸） と溶接速度 （横軸） の関係を示し、 Bは出力 5 kw、 集光系； 1 0インチの放物面鏡、 シールドガス；アルゴンの場合における同様のグラフであ る。
一般に、 表面温度は溶接速度に依存し、 かつ、 溶接速度が適正であれば、 出力 温度分布に対して差がないことが知られている。 そこで、 このグラフを用いれば、 レーザー溶接条件 （出力と溶接速度） を容易に決定でき、 溶接部材の板厚が 2.
6 mmの場合、 溶け込み深さは板厚以上であれば良いから、 安全を見込んで溶け 込み深さを 2. 9 mmとすれば、 Aより出力 3 k wの場合における適正溶接速度 が約 2500 mmZ分、 Bより出力 5 kwの場合の適正溶接速度が約 4500m mZ分程度とそれぞれ決定される。
図 1 1は防振ゴムに悪影響を与えない限界表面温度を決定する試験方法を示し、 試料ゴム 30を接着した厚さ 2. 6 mmの鉄板 31に対して、 試料ゴム 30の端 部から 2 mm離れた位置へ突出している鉄板 31の端面に同厚、 同一材料の鉄板 32の端面を突き合わせ、 この突き合わせ部をレーザー溶接し、 鉄板 31上の表 面温度を溶接点から 5 mm離れた測定ボイン卜で測定し、 かつ試料ゴム 30と鉄 板 31の剥離状態を試験する。 なお、 図中の Aは試料の平面図、 Bはその側面図 (Aの部矢示方向図） であり、 さらに測定ポイントの選定は任意である。
図 12は、 この試験結果を示し、 No. l〜No. 6なる 6通りの条件毎にお ける各測定ポイントの表面温度変化のうち最高表面温度を示すグラフであり、 各 グラフの縦軸は温度 （°C) 、 横軸は条件 No. 1〜6である。
このうち、 No. l〜No. 3は、 出力 3 kwにて、 溶接速度 2500 mmZ 分、 3500mm/分、 1 500 mmZ分でレーザー溶接したものであり、 No. 4〜No. 6は同様に、 出力 5 kwにて溶接速度を 3500mm/分、 4500 mmZ分、 2 5 0 0 mmZ分でそれぞれレーザ一溶接した結果である。
図 1 2は、 各試験結果における表面温度と、 接着状態の関係を溶接点から 5 m mの点で判定した結果である。 この図 1 2と先に決定された適正溶接速度を総合 すれば、 N o . 1及び 5の条件が適正であり、 表面温度が 1 6 0 °C以下の場合は、 良好な接着状態を維持できることがわかる。 そこでこのような良好な接着状態を 維持できる最高表面温度を限界表面温度という。 なお、 N o . 2は接着状態で合 格するが速度が遅すぎる点で適正でない。
図 1 3は、 表面温度 1 6 0 °C以下の条件に合致するような限界表面温度を与え る溶接点からの距離を決定するための試験方法を説明するものであり、 エンジン マウントと同質量の鉄ブロックからなるコ字状断面をなすテストピース 3 5の端 面に板厚 2 . 6 mmの鉄板 3 6を重ねてレーザ一溶接してあり、 図中の Aは平面 形状を示し、 Bはその溶接範囲中間部の 1 3— 1 3線に沿う断面である。
図部を拡大して示してある。
このテストピース 3 5に対し、 Aに示すようにテストピース 3 5の長手方向端 縁に沿って実際の溶接長である 7 0 mmの長さを出力 3 k w及び 5 k wで溶接し て測定ボイント①〜⑤について表面温度を測定する。 この測定ボイントのうち① は溶接開始点、 ②は同終了点であり、 それぞれ溶接点から 5 mmの点である。 ま た、 ③〜⑤は溶接点から 5 mmの点を③とし、 以後 2 . 5 mm間隔で断面方向へ 設定した点である。
図 1 4は、 この測定結果を各溶接条件別に記録したグラフであり、 縦軸に温度 (° C ) 、 横軸に経過時間をとり、 各測定ポイントにおける表面温度示の経時変 化を示し、 Aは出力 3 k w、 溶接速度を 2 5 0 O mmZ分の条件、 Bは出力 5 k w、 溶接速度 4 5 0 O mmZ分の条件である。
そこで、 この図を検討すれば、 それぞれ④の測定ポイント、 すなわち溶接点か ら 7 . 5 mm離れた位置であれば、 いずれの場合も限界表面温度が 1 6 0 °C以下 となるので、 この距離が適正距離 Lであると決定され、 この適正距離 Lだけ防振 ゴムの端部から離れた位置を溶接点にするように外筒及びブラケットの構造を設 計すればよい。 なお、 出力 3 k wの場合、 ③の測定ポイント （溶接点より 5 m m) も限界表面温度が 1 6 0 °C程度であり、 適正とも考えられるが、 安全を見込 むとやはり④になる。 以上によって決定された溶接条件は、 いずれも溶接する材料、 レーザー溶接の 内容 （出力、 溶接速度） 並びにゴムの組成等によって異なる。 しかしながら、 上 記の例のように、 まず溶接する材料の板厚を決めることにより溶け込み深さを決 め、 これに基づいてレーザ一溶接条件 （出力、 適正溶接速度） を決定する。 さら にゴムの組成によって異なる限界表面温度を図 1 1〜図 1 2と同様にして決定す る。 その後、 これらのレーザ一溶接条件 （出力、 適正溶接速度） 及び限界表面温 度に基づいて図 1 3及び図 1 4の方法により安全を見込んで適正距離 Lを決定す る。 このようにすれば、 異なる種々な条件下でも適正距離 Lを決定できる。 産業上の利用可能性
円筒型の防振機能をなす外筒へブラケットを溶接する場合に適用可能である。 本願発明に関する防振ゴム装置としては、 自動車等の各種車両におけるエンジン 等各種防振装置がある。

Claims

請求の範囲
1. 金属製の外筒 （1) と、 その内側へ配設される金属製の内筒 （2) と、 これ ら外筒 （1) と内筒 （2) 間に結合された防振ゴム （3) とを備えた防振機能部
(16) と、 外筒 （1) へ溶接された取付用のブラケット （4) とを備えた円筒 型防振ゴム装置の製法において、 前記防振機能部 （16) を形成した後、 予め防 振ゴム （3) に対して熱影響を与えない位置へ突出している外筒 （1) の軸方向 端部 （22) にブラケット （4) を重ね、 この接合部をレーザー溶接することを 特徴とする円筒型防振ゴム装置の製法。
2. 前記外筒 （1) の軸方向端部 （22) を防振ゴム （3) よりも軸方向外方へ 延出させることにより端面を前記熱影響を与えない位置まで予め突出させ、 この 外筒 （1) の端面と前記ブラケット （4) との接合部をレーザー溶接することを 特徴とする請求の範囲第 1項記載の円筒型防振ゴム装置の製法。
3. 予め、 前記外筒 （1) の軸方向端部 （22) を外筒 （1) の径方向外方へ曲 がるとともに先端面が前記熱影響を与えない位置となるフランジ （10) に形成 し、 このフランジ （10) の端面と前記ブラケット （4) との接合部をレーザ一 溶接することを特徴とする請求の範囲第 1項記載の円筒型防振ゴム装置の製法。
4. 溶接する材料の板厚以上の深さとなるように溶け込み深さを設定し、 この溶 け込み深さに応じてレーザ一出力及び適正溶接速度を実験により定めるとともに、 防振ゴムの組成に応じて実験により定まる限界表面温度を決定し、 選定されたレ 一ザ一出力及び適正溶接速度で溶接した溶接点から限界表面温度以下になる点ま での適正距離を実験により求め、 防振ゴムからこの適正距離を保つ位置を前記熱 影響を与えない位置として決定することを特徴とする請求の範囲第 1項乃至第 3 項のいずれかに記載した円筒型防振ゴム装置の製法。
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