JP3804475B2 - 防振支持装置のストッパー構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの駆動によって発生するエンジンの揺動を規制する防振支持装置のストッパー構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、防振支持装置のストッパーは、発進時等のエンジンのロール方向の大きな揺動に対し内側が鉄板等によって補強された弾性体がストッパーに当ることでエンジンの揺動を規制していたが、その際ストッパーは、図７のようにストッパー当りによる負荷を片持ちで受ける構造（曲げ部に対し、先端が固定されない構造）となっていたため、エンジンの出力増加により駆動トルクがアップすると、ストッパーは、ストッパー当りによる負荷で降伏してエンジンの揺動の規制が不十分という問題があり、これに対しては、ストッパーの厚さを増すことで対応していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ストッパーの厚さを増すことでストッパーの重量増の問題や曲げ成形がし難くなる等の更なる問題点があり、それらを最小限に抑える最適形状を決めるのに多大な工数を要していた。
【０００４】
そこで、上記のような従来技術の問題点に鑑み、ストッパーの厚さを増加させることなく、発進時等のエンジンのロール方向の大きな揺動を十分に規制するエンジン支持装置のストッパー構造の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、エンジンを車体側に支持する防振支持装置であって、前記防振支持装置は、前記エンジンから発せられる振動を吸収する弾性部材と、エンジンと弾性部材の間に介在され当該弾性部材をエンジンに固定する第１のエンジン支持部材と、前記弾性部材と一体化され前記弾性部材を前記車体側に固定する車体側支持部材と、一端部が前記第１のエンジン支持部材に固定され前記エンジンの揺動に伴い前記弾性部材に当接して前記揺動を規制するストッパーと、から成り、前記弾性部材は、前記第１のエンジン支持部材から突出して当該第１のエンジン支持部材に固定するための固定部材を挿通する内筒を有し、前記ストッパーは、曲げ部を有し、他端部が前記内筒の前記第１のエンジン支持部材に面する側と逆側の端部に固定されると共に、前記第１のエンジン支持部材に固定される一端部の固定位置を、前記内筒から横方向に離間した位置としたことを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の効果】
本発明によれば、車両の発進時等のエンジンのロール方向の大きな揺動に対し、弾性部材の一部の補強された部分がストッパーに当ってエンジンの揺動を規制する際に、ストッパー当りによる負荷を両持ちで受ける構造（ストッパーが負荷を受ける部位に最も近いストッパーの曲げ部に対し、先が固定される構造）となるため、ストッパーの曲げ部に発生する応力を大幅に軽減することができる。従って、ストッパーは厚さを増すことなしにエンジンのロール方向の大きな揺動を十分に規制することが可能となる。
【００１１】
また、ストッパーの一端部が内筒から離間した位置に設けられて固定されるため、防振支持装置の弾性体の内部レイアウトに影響を与えずに固定点数を増加させることができる。よって、エンジンの揺動を規制する際に、ストッパーから第１のエンジン支持部材が受ける応力を軽減することができる。
【００１４】
また、ストッパーは内筒の端部に固定された状態で、ストッパー当りによる負荷を両持ちで受ける構造を形成することになり、ストッパー固定用の別部品を防振支持装置に新たに設ける必要はなく、内筒という既存の部品をそのまま利用することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施例の構成を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
図１は、防振支持装置の車載状態を示す図である。右側が側面図、左側が断面Ａ−Ａにおける断面図である。
【００１７】
図１において、１はエンジンマウント（防振支持装置）、２はブラケット（第１のエンジン支持部材）、３はストッパー、４はゴムアッセンブリー（弾性部材）、５はボルト（固定部材）、６，９はボルト、７は車体側部品（車体側）、８は車体側固定ブラケット（車体側支持部材）である。ブラケット２は、一方がエンジンにボルト締結（図示しない）によって固定され、他方がエンジンマウント１に同様に締結によって固定され、エンジンとエンジンマウント１との間に介在し、相互の結合の橋渡しを担っている。車体側部品７は、車体又は車体に固定されたサスペンションメンバーである。エンジンマウント１は、ブラケット２に固定される側とは異なる側で車体側部品７にもボルト締結によって固定される。以上の構成により、エンジンマウント１は、エンジンに結合されているブラケット２と車体側部品７との間でエンジンの重量を支持する基本機能を担っている。またエンジンマウント１の構成を大別するとストッパー３とゴムアッセンブリー４と車体側固定ブラケット８に分けることができる。エンジンマウント１はストッパー３でボルト５及び６の締結によりブラケット２に結合され、ゴムアッセンブリー４に加硫接着等により一体化された車体側固定ブラケット８でボルト９の締結により車体側部品７に図示のように固定される。
【００１８】
図２は、図１の断面図を拡大した図である。
【００１９】
図２において、１０はゴム（弾性体）、１１は内筒、１２は補強金具、１３は曲げ部（第１の曲げ部）、１４は曲げ部（第２の曲げ部）、１５は溶接ナット（第１の固定部）、１６は溶接ナット（第２の固定部）であり、３ａ，３ｂはそれぞれが一体化によりストッパー３を構成する鉄板である。ゴムアッセンブリー４は図示のようにゴム１０とそれに加硫接着等により一体化された内筒１１及び補強金具１２によって構成されている。内筒１１はボルト５の締結において締結軸力を保持するために設けられている。ストッパー３はブラケット２に面する側に位置する鉄板３ａとプレス成形により２箇所の曲げ部１３及び曲げ部１４を備え、鉄板３ａの下側に位置する鉄板３ｂを溶接等により一体化することで構成されている。ストッパー３を構成する鉄板３ｂは曲げ部１３で図示のように直角に曲げられた後、鉄板３ａと溶接等により固定される側と反対側の端部で内筒１１の端面に溶接等により固定される。又、ストッパー３を構成する鉄板３ａと鉄板３ｂはその間で内筒を挟んでボルト５の締結によってブラケット２に備えられた溶接ナット１５に固定されるが、ブラケット２には溶接ナット１５とは別に、よりエンジンに近づく側に溶接等で一体化された鉄板３ａと鉄板３ｂをブラケット２にボルト６の締結によって固定するための溶接ナット１６が設けられている。
【００２０】
次に、第１実施例の作用について説明する。曲げ部１３に作用する曲げモーメントについて説明するために、まずは、図３に示すようにストッパー３がブラケット２に溶接ナット１５の１箇所でのみ固定されている場合を参考例とし、それについて考えることにする。ここで、１７は曲げ部であり、第１実施例の曲げ部１４の位置で逆方向に曲げた場合の曲げ部を示している。
【００２１】
参考例において、曲げ部１３に作用する曲げモーメントを机上検討するために図４のようなストッパー３を梁と想定したモデル図で考える。ストッパー３が、ブラケット２の溶接ナット１５に固定される固定部分を固定端Ｒ１、逆側で内筒１１に固定される部分を固定端Ｒ２とし、曲げ部１３を曲げ点Ｂ１、曲げ部１７を曲げ点Ｂ２として曲げ点Ｂ１と固定端Ｒ２の間で部分的に補強金具１２によって補強されたゴム１０がストッパー３に当たる位置を入力点Ｐ、その時に発生する力を入力Ｆとする。入力点Ｐは曲げ点Ｂ１と固定端Ｒ２の間のストッパー３を図示のように距離Ｌ１とＬ２に分割する位置にあるものとする。入力Ｆにより曲げ点Ｂ１に作用する曲げモーメントをＭ_B1とすると、材料力学の梁の公式より、
【００２２】
【数１】

ここで、（Ｌ２／Ｌ１＋Ｌ２）に注目すると、
【００２３】
【数２】
（Ｌ２／Ｌ１＋Ｌ２）＜１ ・・・（２）
よって、式（１），（２）より
【００２４】
【数３】
Ｍ_B1＜ Ｆ×L１ ・・・（３）
となる。
【００２５】
一方、従来技術の場合、ストッパー３の構造は、図７のように曲げ部１３において、ストッパー当りによる入力を片持ちで受ける構造となっている。第１実施例と同様に曲げ部１３に作用する曲げモーメントを図８のようなモデル図で検討する。第１実施例の図４との違いは、ストッパー３が内筒１１に固定されないことである。曲げ部１３を曲げ点Ｂとし、入力Ｆにより曲げ点Ｂに作用する曲げモーメントをＭ_Bとすると、
【００２６】
【数４】
Ｍ_B＝Ｆ×L１ ・・・（４）
となる。よって、式（３），（４）より、
【００２７】
【数５】

従って、参考例の曲げ点Ｂ１に作用する曲げモーメントＭ_B1は、従来技術（ストッパーが片持ち構造）の曲げ点Ｂに作用する曲げモーメントＭ_Bよりも小さくなることがわかる。更に、式（１），（４）より、
【００２８】
【数６】
Ｍ_B1／Ｍ_B＝（Ｌ２／Ｌ１＋Ｌ２）² ・・・（６）
の関係を導きだすことができる。よって、Ｍ_B1はＭ_Bに対し、距離Ｌ２の比率の２乗に比例して小さくなることから、大幅に小さくなると言うことができる。仮に距離Ｌ２＝Ｌ１（入力点を曲げ点Ｂ１と固定端Ｒ２間の中央に位置させる）とすると、式（６）より、
【００２９】
【数７】
Ｍ_B1／Ｍ_B＝１／４・・・（７）
式（７）で大幅に小さくなることを裏付けることが出来る。
【００３０】
図４から、入力Ｆに対する参考例の曲げ部１３に作用する曲げモーメントについて説明してきたが、本検討結果は当然、検討対象の部位が同構造の第１実施例にも適用することができる。
【００３１】
次に、図４で固定端Ｒ１に作用する入力Ｆに対する反力Ｒ_R1について検討する。図４より明らかではあるが、曲げ点Ｂ１において、入力Ｆに対する反力Ｒ_B1が発生すると、作用、反作用により、曲げ点Ｂ２にも反力Ｒ_B1と同じ大きさの反力Ｒ_B2が作用し、曲げ点Ｂ２と固定端Ｒ１間での力の釣り合いより結果的に固定端Ｒ１に作用する反力Ｒ_R1は下記となる。
【００３２】
【数８】
Ｒ_R1＝ Ｒ_B1・・・（８）
次に、図２に示す第１実施例においてブラケット２の溶接ナット１５に生ずる反力を図５のようなモデル図で考える。ストッパー３が、ブラケット２の溶接ナット１６に固定される固定部分を固定端Ｒ３とし、曲げ部１４を曲げ点Ｂ３とする。図４の検討結果より、
【００３３】
【数９】
Ｒ_B2＝ Ｒ_B1・・・（９）
よって、固定端Ｒ１〜固定端Ｒ３間において、図示のように曲げ点Ｂ３を距離Ｌ３とＬ４に分割する位置にあるものとして、ストッパー３を梁と見做せば 曲げ点Ｂ３に反力Ｒ_B1が作用する両端固定梁と考えることができる。材料力学の梁の公式より固定端Ｒ１に作用する反力Ｒ_R1は、
【００３４】
【数１０】

（ ３×Ｌ３²×Ｌ４＋ Ｌ３³）＞０より、Ｒ_R1／ Ｒ_B1は、
【００３５】
【数１１】

従って、 Ｒ_R1＜ Ｒ_B1となるため、式（８），（１１）より、第１実施例の固定端Ｒ１に作用する反力Ｒ_R1は、参考例よりも小さくなることがわかる。
【００３６】
以上より、第１実施例において、ストッパー３が、ブラケット２の溶接ナット１６に固定される固定部分を曲げ部１４よりもエンジンに近づく位置に設けることによりブラケット２の溶接ナット１５に生ずる反力を低減することができる。
【００３７】
次に、本発明の第２実施例の構成を図面に基づいて説明する。
【００３８】
図６は、ストッパーがブラケットと一体化している構成を示している。
１８はストッパー一体型ブラケット（第２のエンジン支持部材）、１９はエンジンマウント（防振支持装置）、２０はゴムアッセンブリー（弾性体部）、２１は流体、２２は内筒、２３は曲げ部である。
【００３９】
図６では、エンジンマウント１として流体マウントが記載されているが、これは流体マウントにも適用できることを単に示したものであり、流体が封入されていないゴムマウントにも当然、本実施例は適用できるものである。ストッパー一体型ブラケット１８の曲げ部２３に作用する曲げモーメントは、その部分のモデル図が第１実施例及び参考例と同じであるため（曲げ点Ｂ１〜固定端Ｒ２で作用する力及びモーメントは同じ）第１実施例及び参考例と全く同様となる。但し、ストッパー一体型ブラケット１８を用いることで、エンジンマウント１９をストッパー一体型ブラケット１８に固定する作業において、ゴムアッセンブリー２０をストッパー一体型ブラケット１８のストッパーの部分に仮置きした状態で固定する締結作業を行うことができるので、エンジンマウント１９のゴムアッセンブリー２０を締結等の固定作業の間に固定完了まで作業者が片手で保持し続けることが不要となり、固定の作業性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施例における車載状態を示す図である。（右側が側面図、左側が断面Ａ−Ａにおける断面図）
【図２】 図１の断面Ａ−Ａにおける構造図である。
【図３】 参考例を示す構造図である。
【図４】 参考例を示すモデル図である。
【図５】 本発明の第１実施例を示すモデル図である。
【図６】 本発明の第２実施例を示す構造図である。
【図７】 従来技術を示す構造図である。
【図８】 従来技術を示すモデル図である。

Claims (1)

1. エンジンを車体側に支持する防振支持装置であって、
   前記防振支持装置は、前記エンジンから発せられる振動を吸収する弾性部材と、エンジンと弾性部材の間に介在され当該弾性部材をエンジンに固定する第１のエンジン支持部材と、前記弾性部材と一体化され前記弾性部材を前記車体側に固定する車体側支持部材と、一端部が前記第１のエンジン支持部材に固定され前記エンジンの揺動に伴い前記弾性部材に当接して前記揺動を規制するストッパーと、から成り、
   前記弾性部材は、前記第１のエンジン支持部材から突出して当該第１のエンジン支持部材に固定するための固定部材を挿通する内筒を有し、
   前記ストッパーは、曲げ部を有し、他端部が前記内筒の前記第１のエンジン支持部材に面する側と逆側の端部に固定されると共に、前記第１のエンジン支持部材に固定される一端部の固定位置を、前記内筒から横方向に離間した位置としたことを特徴とする防振支持装置のストッパー構造。

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