JP5191950B2

JP5191950B2 - 防振装置

Info

Publication number: JP5191950B2
Application number: JP2009121022A
Authority: JP
Inventors: 英明島津
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2009-05-19
Filing date: 2009-05-19
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2029-05-19
Also published as: JP2010270784A

Description

本発明は、自動車のエンジンや排気管などの高温の振動源を防振的に支持するのに用いられる防振装置に関するものである。

従来、例えば、エンジンなどの高温の振動源をその振動が車体に伝達されないように支承するマウントとして、車体側に取り付けられる筒状の第１取付金具と、その軸芯部上方に配されて振動源側に取り付けられる第２取付金具と、これら取付金具間に介設されて両者を連結するゴム弾性体からなる防振基体とを備えた防振装置が知られている。

上記第２取付金具としては、一般に中実状のボス金具が用いられている。そのため、エンジンなどの熱源からの熱が第２取付金具を介してゴム弾性体である防振基体に繰り返し入力されやすく、防振基体の耐久性に影響を与える。

ところで、下記特許文献１には、シリンダヘッドの排気ポートについて、脱炭処理により融点を高められた表層部を有しかつその内側を融点差を利用して溶融流出させることで中空の空気断熱層とした二重殻構造をなす鋳鉄製の排気ポートが開示されている。この技術を防振装置に適用して第２取付金具を中空化することが考えられる。しかしながら、この中空化技術は、中空部を作り出すために２度の熱処理を行い、流出孔を閉じるための溶接も必要となるので、コストが非常に高くなる。また、この技術では、肉厚の管理が難しく、熱処理に数十時間を必要とするため製造時間も非常に長い。

なお、下記特許文献２及び３には、防振装置においてエンジン側に取り付けられる取付金具を、上金具と下金具を両者の周縁部同士で接合することで中空状に形成することが開示されている。しかしながら、これらの文献において、エンジン側の取付金具を中空状に形成しているのは、同取付金具の内部にダイヤフラムによって区画形成された液室を設けるためであり、防振基体への断熱効果については何ら開示されていない。また、構造的にも、これらの文献のものでは、上記取付金具の中空部は、ダイヤフラムの上側に区画形成された空気室が通孔を通じて外気と連通されており、あるいはまた、少なくともダイヤフラムの下側に区画形成された液室が、防振基体が室壁の一部を構成する主液室に対してオリフィス流路を介して連通されている。そのため、該取付金具は密閉された中空状をなすものはなく、よって、該取付金具の空気室内に外部から水が侵入したり、内蔵されたダイヤフラムの熱劣化などの問題を伴う。

特開２００８−２１５３３１号公報特開平１０−１８４７６９号公報特開２０００−２８３２１４号公報

本発明は、上記問題点を改善し、コスト低減と工程削減、品質の安定化を図りつつ、高温の振動源から防振基体への熱の伝達を抑えて防振基体の耐久性を向上することができる防振装置を提供することを目的とする。

本発明に係る防振装置は、車体側に取り付けられる第１取付金具と、高温の振動源側に取り付けられる第２取付金具と、前記第１取付金具と前記第２取付金具の間に介設されて両者を連結するゴム弾性体からなる防振基体とを備えた防振装置において、前記第２取付金具は、第１殻体と第２殻体を両者の周縁部同士で接合することにより密閉された中空状をなして中空部が空気室に形成されたものである。

本発明によれば、高温の振動源側に取り付けられる第２取付金具が密閉された中空状をなして中空部が空気室に形成されているので、振動源から防振基体への熱伝達が緩やかになる。そのため、振動源からの熱の繰り返し入力に対する防振基体への負荷が緩和されることにより、防振基体の劣化を遅らせることができ、耐久性の向上による製品品質の向上が可能となる。

また、この第２取付金具の中空部は、第１殻体と第２殻体という複数の部材を接合することにより形成されるものであり、上記特許文献１のような中空鋳鉄の製造技術によるものではないので、製造の簡略化と時間短縮を実現することができてコスト低減が図られると共に、肉厚管理も容易で品質向上にもつながる。

第１実施形態に係る防振装置の縦断面図第２実施形態に係る防振装置の縦断面図

図１を参照して第１実施形態に係る防振装置１０について説明する。この防振装置１０は、自動車のエンジンを支承するエンジンマウントであり、車体側に取り付けられる筒状をなす下側の第１取付金具１２と、高温の振動源であるエンジン側に取り付けられる上側の第２取付金具１４と、これら両取付金具１２，１４の間に介設されて両者を連結するゴム弾性体からなる防振基体１６とを備えてなる。

第２取付金具１４は、第１取付金具１２の軸芯部上方に配されたボス金具であり、上端部には取付ボルト１８が上向きに突設されて、このボルト１８を介してエンジン側に取り付けられるよう構成されている。

第１取付金具１２は、防振基体１６が加硫成形される筒状金具２０と、その下端部に連結される有底筒状をなす底筒金具２２とからなり、筒状金具２０および／または底筒金具２４の外周に付設される不図示のブラケットにより車体側に取付けられるよう構成されている。筒状金具２０は、その下端部が底筒金具２２の上端開口部に対し、かしめ部２４によりかしめ固定されている。

防振基体１６は、略傘状に形成され、その上部に第２取付金具１４が埋設された状態に加硫接着され、下端外周部が筒状金具２０の上端開口部に加硫接着されている。防振基体１６の下端部には、筒状金具２０の内周面を覆うシールゴム層２６が連なっている。

第１取付金具１２には、防振基体１６の下面に対して軸方向Ｘに対向配置されて防振基体１６との間に液体封入室２８を形成する可撓性ゴム膜からなる第１ダイヤフラム３０が取り付けられ、液体封入室２８に液体が封入されている。第１ダイヤフラム３０は、外周部に環状の補強金具３０Ａを備え、該補強金具３０Ａを介して上記かしめ部２４に固定されている。

液体封入室２８は、仕切り体３２によって、防振基体１６が室壁の一部をなす上側の主液室２８Ａと、第１ダイヤフラム３０が室壁の一部をなす下側の副液室２８Ｂとに仕切られている。なお、主液室２８Ａと副液室２８Ｂは、後述のオリフィス流路を通じて互いに連通されている。

第１ダイヤフラム３０と底筒金具２２の底部との間には第２ダイヤラム３４が設けられており、第１ダイヤフラム３０と第２ダイヤフラム３４の間が底筒金具２２の胴部に有する通気孔３６を通じて大気に開放された平衡室３８とされている。また、第２ダイヤフラム３４と底筒金具２２の底部の間が大気圧と負圧の選択導入が可能な切替室４０とされている。この切替室４０は、切替用連通管４１を通じて外部の切替バルブ（図示せず）により大気圧導入状態と負圧導入状態に切替られて、その容積を変化させるようになっている。なお、平衡室３８は、副液室２８Ｂと切替室４０との圧力差を緩和する働きを持つ。

仕切り体３２は、筒状金具２０の内側にシールゴム層２６を介して嵌着されており、その下面に当接配置されたリング板状の仕切り受板４２を用いて第１取付金具１２内に保持されている。仕切り体３２は、アルミニウムその他の金属材や剛性樹脂材その他の剛性材料による成形体よりなり、外周部に筒状金具２０との間で周方向に延びる外側オリフィス流路４４を形成するとともに、その内側に仕切り受板４２との間で周方向に延びる内側オリフィス流路４６を形成する。

外側オリフィス流路４４は、この例では、車両走行時のシェイク振動を減衰するために、シェイク振動に対応した低周波数域（例えば、１０〜１５Ｈｚ程度）にチューニングされている。詳細には、外側オリフィス流路４４は、略２周にわたる長さを持ち、連通部４４Ａ，４４Ｂを通じて主液室２８Ａ及び副液室２８Ｂにそれぞれ連通されている。

内側オリフィス流路４６は、外側オリフィス流路４４よりも高周波数域（例えば、２０〜４０Ｈｚ程度のアイドリング振動）にチューニングされたオリフィス流路であり、仕切り体３２に設けられた連通部４６Ａと、仕切り受板４２の中央部に設けられた連通部４６Ｂとを通じて主液室２８Ａと副液室２８Ｂにそれぞれ連通されている。

この実施形態では、内側オリフィス流路４６は副液室２８Ｂ側の連通部４６Ｂが、第１ダイヤフラム３０の中央部に有する弁体３０Ｂにより開閉されるよう構成されている。詳細には、弁体３０Ｂは、仕切り受板４２の下面に当接することでその中央部の連通部４６Ｂを閉塞できるように構成されている。また、第２ダイヤフラム３４は、弁体３０Ｂを平衡室３８側から仕切り体３２側に押圧するための略キャップ状をなす押圧補助部材３４Ａを有する。切替室４０内における押圧補助部材３４Ａの内側には、第１ダイヤフラム３０の弁体３０Ｂを、押圧補助部材３４Ａを介して仕切り体３２側に押圧させるスプリング等の付勢手段４８が設けられている。これにより、切替室４０の大気圧導入時には、付勢手段４８による付勢力で弁体３０Ｂを仕切り体３２に押圧できて、連通部４６Ｂを塞ぐことにより内側オリフィス流路４６での液流動を阻止でき、また、切替室４０の負圧導入時には、付勢手段４８の付勢力に抗して弁体３０Ｂが降下することにより仕切り体３２から離脱して、内側オリフィス流路４６が開放され、主液室２８Ａと副液室２８Ｂとが連通するようになっている。

上記の構成を持つ防振装置１０において、本実施形態のものでは、エンジン側に取り付けられる第２取付金具１４が密閉された中空状をなして中空部が空気室５０に形成されていることを特徴とする。詳細には、第２取付金具１４は、エンジン側に固定される上側の第１殻体５２と、防振基体１６が加硫接着された下側の第２殻体５４とからなり、両者をその周縁部５２Ａ，５４Ａ同士で接合することにより、内部に密閉された空気室５０を形成してなる。

第１殻体５２は、この例では、円柱状のボス金具であり、エンジン側への取付ボルト１８が上方に向けて突設されている。そして、第１殻体５２の周縁部５２Ａは、円柱状をなす第１殻体５２の本体部５２Ｂの下端から、その全周にわたって径方向外方Ｋｏにフランジ状に張り出し形成されている。

第２殻体５４は、この例では、底壁部５４Ｂと該底壁部５４Ｂの周縁から逆テーパ状に広がる側壁部５４Ｃとからなるカップ状金具である。そして、第２殻体５４の周縁部５４Ａは、側壁部５４Ｃの上端開口縁が、その全周にわたって径方向外方Ｋｏにフランジ状に張り出し形成されることで、第１殻体５２の周縁部５２Ａの下面に重ね合わされるよう形成されている。

第１殻体５２の周縁部５２Ａと第２殻体５４の周縁部５４Ａとは、全周にわたって溶接されることで互いに接合されている。符号５６が周縁部同士の接合部であり、符号５８が溶接部である。ここで、仮に溶接部を周方向で断続状に設けると、溶接部は非溶接部に対して熱が伝達しやすいことから周方向で熱伝達にムラが生じるので、溶接部５６は全周にわたって形成されていることが好ましい。

詳細には、この例では、第１殻体５２の周縁部５２Ａの先端において第２殻体５４との重ね合わせ側の角部が傾斜面状に切除され、また、第２殻体５４の周縁部５４Ａの先端において第１殻体５２との重ね合わせ側の角部が傾斜面状に切除されることにより、両者の重ね合わせ部に断面三角形状の凹みが形成され、この凹みを埋めるように溶接されることで断面三角形状の溶接部５６が形成されている。

このようにして第１殻体５２と第２殻体５４を接合することにより、第２取付金具１４は密閉された中空状に形成されており、すなわち、中空部の空気室５０は、外気とは連通されておらず、また第１取付金具１２の内側の液体封入室２８とも連通されておらず、ダイヤフラムも内蔵されていない。

第１殻体５２と第２殻体５４の接合部５６は、第２取付金具１４において、径方向外方Ｋｏに向けてフランジ状に突出した形状をなしている。そして、この接合部５６が、防振基体１６から連なるゴム弾性体からなるストッパゴム部６０に埋設されることで、ストッパ部６２が構成されている。ストッパ部６２は、車体側に設けられた不図示のストッパ金具によってその外周及び上方が取り囲まれており、第２取付金具１４の径方向及び上方への相対変位に対して、ストッパ部６２がストッパゴム部６０を介して前記ストッパ金具に当接することにより、その過大変位が制限されるように構成されている。

以上よりなる本実施形態の防振装置１０であると、第２取付金具１４の密閉された空気室５０による断熱効果により、エンジンから防振基体１６への熱伝達が緩やかになり、すなわち熱の伝達を遅らせることができる。そのため、エンジンからの熱の周期的な入力に対する防振基体１６への負荷が緩和されるので、防振基体１６の劣化を遅らせることができ、耐久性を向上することができる。

また、この中空状の第２取付金具１４は、第１殻体５２と第２殻体５４との２部材を溶接によって接合するという簡略な方法で形成することができるので、中空鋳鉄の製造技術を利用する場合に比べて、コスト低減及び製造時間の短縮を実現することができ、また肉厚管理も容易である。

また、第２取付金具１４の中空部は密閉された空気室５０であるので、外部空間からの水の侵入を防止することができ、また中空部にダイヤフラムや液室を組み込むものではないので、ダイヤフラムの熱劣化などの問題もなく、製造も容易である。

また、第１殻体５２と第２殻体５４の接合部５６がストッパゴム部６０に埋設されているので、溶接部５８における気密性を高めて、空気室５０の密閉度を高めることができる。また、エンジンの荷重を常時支える防振基体１６と異なり、ストッパゴム部６０は通常時には荷重が負荷されておらず、熱劣化が問題となりにくいので、この部分を利用して接合部５６を被覆することにより、耐久性の悪化を伴うことなく、接合部５６の気密性を高め、ストッパ部６２を構成することができる。

図２は、第２実施形態に係る防振装置１０Ａを示したものである。この実施形態は、第２取付金具１４の構成が上記第１実施形態とは異なる。

すなわち、この例では、第１殻体５２の周縁部５２Ａを本体部５２Ｂの下端（軸方向Ｘの一端）から径方向外方Ｋｏにフランジ状に張り出し形成した上で、本体部５２Ｂの下面（軸方向Ｘの端面）には、該周縁部５２Ａの径方向内側に、下方、すなわち第２殻体５４側に開かれた嵌合凹所６４が設けられている。一方、第２殻体５４の周縁部５４Ａは、この実施形態では、上記逆テーパ状の側壁部５４Ｃの上端から上方に向けて外径一定のストレート筒状に延設されている。そして、この第２殻体５４の周縁部５４Ａが嵌合凹所５４に内嵌されており、これにより第１殻体５２と第２殻体５４の周縁部５２Ａ，５４Ａ同士が接合されている。より詳細には、第１殻体５２と第２殻体５４の周縁部５２Ａ，５４Ａは、全周にわたって溶接５８されることで接合されている。

そして、このようにして形成された接合部５６が、第１実施形態と同様に、防振基体１６から連なるゴム弾性体からなるストッパゴム部６０に埋設されることで、ストッパ部６２が構成されている。

この実施形態では、ストッパ部６２による変位規制効果を規定する剛体が第１殻体５２の周縁部５２Ａのみで規定されるので、変位規制効果の設定バラツキを抑えることができる。その他の構成は、第１実施形態と同様であり、同様の作用効果が奏される。

なお、上記実施形態では、第１殻体５２と第２殻体５４の周縁部５２Ａ，５４Ａの接合を溶接により行っているが、本発明はこれに限定されることなく、リベット止め、ネジ止め、圧入、螺合など種々の接合方法を採用可能である。また、上記実施形態では、第２取付金具１４を第１殻体５２と第２殻体５４との２つの金具を組み合わせることで形成したが、３つ以上の金具を組み合わせることで密閉された中空状に形成してもよい。また、上記実施形態では、切替式の液封入式防振装置について説明したが、第１取付金具１２内の構造は特に限定されるものではなく、各種の液封入式防振装置に適用可能であり、また、液体封入室を持たない防振装置にも適用可能である。また、エンジンマウントには限られず、例えば排気管などの熱源となる高温の振動源を支持する各種防振装置に適用可能である。その他、本発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の変更が可能である。

１０，１０Ａ…防振装置、１２…第１取付金具、１４…第２取付金具、１６…防振基体
５０…空気室、５２…第１殻体、５２Ａ…第１殻体の周縁部、５２Ｂ…第１殻体の本体部
５４…第２殻体、５４Ａ…第２殻体の周縁部、５６…接合部、６０…ストッパゴム部
６４…嵌合凹所、Ｘ…軸方向、Ｋｏ…径方向外方

Claims

車体側に取り付けられる第１取付金具と、高温の振動源側に取り付けられる第２取付金具と、前記第１取付金具と前記第２取付金具の間に介設されて両者を連結するゴム弾性体からなる防振基体とを備えた防振装置において、
前記第２取付金具は、第１殻体と第２殻体を両者の周縁部同士で接合することにより密閉された中空状をなして中空部が空気室に形成されたことを特徴とする防振装置。
前記第１取付金具が筒状をなし、前記第２取付金具が前記第１取付金具の軸芯部に配されており、前記第２取付金具は、前記振動源側に固定される前記第１殻体と、前記防振基体が接着される前記第２殻体とを、両者の周縁部同士で接合することにより、内部に密閉された前記空気室を形成してなることを特徴とする請求項１記載の防振装置。
前記第１殻体と前記第２殻体との接合部が前記防振基体から連なるゴム弾性体からなるストッパゴム部に埋設されたことを特徴とする請求項２記載の防振装置。
前記第１殻体の周縁部が当該第１殻体の本体部から径方向外方にフランジ状に張り出し形成され、該周縁部の径方向内側に前記第２殻体側に開かれた嵌合凹所が設けられて、前記第２殻体の周縁部が前記嵌合凹所に内嵌されることで、前記第１殻体と前記第２殻体の周縁部同士が接合されたことを特徴とする請求項３記載の防振装置。