JP2005106192A - 筒型エンジンマウント - Google Patents

Abstract

【課題】構成部品数の増加やコストの大幅な上昇を回避しつつ、第１ブラケットの共振による車両加速騒音への悪影響を低減できるようにした筒型エンジンマウントを提供する。【解決手段】第１ブラケット７の一対の腕部７１により両端を保持されてエンジンＥ側の取付部に固定される主軸部材１と、主軸部材１の外側に同軸状に配置され、第２ブラケット８により外周面を保持されて車体Ｓ側の取付部に固定される外筒部材２と、主軸部材１と外筒部材２との間に介在するゴム防振構造体３と、主軸部材１の両端部外周に嵌合保持されて主軸部材１と外筒部材２の軸方向の相対変位を規制するリング状の一対のゴムストッパ４とからなる。各ゴムストッパ４には、内周面から径方向外方へ所定距離を隔てた部位にリング状のマス部材５を埋設し、マス部材５の内周側でマス部材５を支持する支持部４２のゴムばねとマス部材５とによりダイナミックダンパが形成されるようにする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両に搭載されるエンジンを防振支持する筒型エンジンマウントに関する。

従来より、振動発生源となるエンジンを搭載する車両においては、エンジンを車体フレームに取付ける際に、エンジンを防振支持するようにエンジンマウントが用いられている。このようなエンジンマウントとして、例えば特許文献１等に開示されているような筒型エンジンマウントが知られている。

この筒型エンジンマウントは、主軸部材と、その主軸部材の外側に距離を隔てて同軸状に配置された外筒部材と、主軸部材と外筒部材との間に介在して両者を一体的に連結する略円筒状のゴム弾性体と、主軸部材の両端部外周に嵌合保持されて主軸部材と外筒部材の軸方向の相対変位を規制するリング板状の一対のゴムストッパと、から構成されている。

この筒型エンジンマウントは、主軸部材の両端が第１ブラケットの一対の腕部により挟持されて車体側及びエンジン側のいずれか一方の取付部に固定されるとともに、外筒部材が第２ブラケットの装着孔に圧入保持されて車体側及びエンジン側のいずれか他方の取付部に固定されることにより取付けられる。

そして、このように取付けられた筒型エンジンマウントに対して、エンジンから発生した振動が入力すると、ゴム弾性体が弾性変形することにより、所定の周波数域（１００〜５００Ｈｚ程度）の振動が低減される。また、筒型エンジンマウントに対して軸方向の振動が入力したときには、主軸部材の両端部にそれぞれ配設されたゴムストッパによって、外筒部材と第１ブラケットとにより発生する干渉音が防止されるとともに、主軸部材と外筒部材の過大な相対変位が規制されることでゴム弾性体の過大な変形が防止され、これにより耐久性の向上が図られる。

ところで、上記のように主軸部材の両端を一対の腕部で挟持して片持ち支持する第１ブラケットを用いて筒型エンジンマウントが取付けられている場合には、エンジン側からの振動が第１ブラケットに伝達されたときに第１ブラケットが共振し易い。特に、一次モードの曲げ共振が発生したときに最も変位が大きくなり、これに伴って第１ブラケットの一対の腕部に挟持されている主軸部材の変位も大きくなると考えられる。このように第１ブラケットに共振が発生すると、車両加速騒音に悪影響を及ぼし、車両加速騒音レベルが大きく悪化する。

そこで、その対策法の一つとして、第１ブラケットの肉厚を厚くしたり、第１ブラケットの腕部にリブを設けることにより、第１ブラケットの固有値を変更する方法があるが、第１ブラケットの固有値を、車両加速騒音に影響しない領域（車体側で４００〜６００Ｈｚ、エンジン側で６００Ｈｚ以上）に設定することは、第１ブラケットの重量が大幅に増大したり大型化するため困難になる。

また、他の対策法として、第１ブラケットに例えば特許文献２及び３等に開示されているようなダイナミックダンパを用いる方法がある。この場合には、第１ブラケットの固有値に合わせてチューニングされたダイナミックダンパを第１ブラケットに設置することにより、第１ブラケットの共振を抑制して車両加速騒音に悪影響を及ぼさないようにされる。しかし、この方法の場合には、ダイナミックダンパが付加されるため、その分、構成部品数が増加し、コストの大幅な上昇を招くこととなる。
実開昭６０−１１８０４７号公報 実開平４−４５４１号公報 特開平８−１０９９４８号公報

本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、構成部品数の増加やコストの大幅な上昇を回避しつつ、第１ブラケットの共振による車両加速騒音への悪影響を低減できるようにした筒型エンジンマウントを提供することを解決すべき課題とするものである。

上記課題を解決する本発明の筒型エンジンマウントは、第１ブラケットの一対の腕部により両端を挟持されて車体側及びエンジン側のいずれか一方の取付部に固定される主軸部材と、該主軸部材の外側に距離を隔てて略同軸状に配置され、第２ブラケットにより外周面を保持されて車体側及びエンジン側のいずれか他方の取付部に固定される外筒部材と、前記主軸部材と前記外筒部材との間に介在して両者を一体的に連結するゴム防振構造体と、前記主軸部材の両端部外周に嵌合保持されて前記主軸部材と前記外筒部材の軸方向の相対変位を規制するリング状の一対のゴムストッパと、を備えた筒型エンジンマウントであって、前記ゴムストッパの少なくとも一方には、内周面から径方向外方へ所定距離を隔てた部位にリング状のマス部材が埋設され、該マス部材の内周側で該マス部材を支持する支持部のゴムばねと前記マス部材とによりダイナミックダンパが形成されていることを特徴としている。

本発明の筒型エンジンマウントにおいては、エンジン側から第１ブラケットに振動が伝達されたときに第１ブラケットが共振すると、第１ブラケットとともに主軸部材も共振する。この主軸部材の共振により、主軸部材の両端部外周に嵌合保持されたゴムストッパに埋設されているマス部材が、ゴムストッパの支持部のゴムばねを介して共振することによりダイナミックダンパとしての機能を発揮し、これにより主軸部材及び第１ブラケットの共振が抑制される。そのため、第１ブラケットの共振による車両加速騒音への悪影響は低減される。

なお、本発明におけるダイナミックダンパは、主軸部材の両端部外周に配設されたゴムストッパに形成されていることから、第１ブラケットの一次モードの固有値に対して、最もダンパ効果を発揮する位置に配設されることとなるため、第１ブラケットの共振を効果的に抑制することが可能となる。

また、本発明におけるダイナミックダンパは、主軸部材の両端部に設けられた既存のゴムストッパを利用して形成されているため、構成部品数の増加が回避され、コストの大幅な上昇も回避される。

したがって、本発明の筒型エンジンマウントは、構成部品数の増加やコストの大幅な上昇を回避しつつ、第１ブラケットの共振による車両加速騒音への悪影響を低減することができる。

本発明の筒型エンジンマウントにおいて、ゴムストッパに形成されるダイナミックダンパの共振周波数は、第１ブラケットの固有値に合わせてチューニングされていることが好ましい。このようにすれば、第１ブラケットの共振をより確実に抑制することができる。なお、ダイナミックダンパの共振周波数は、ゴムストッパの支持部の径方向におけるばね定数とマス部材の質量とによって基本的に決定される。

そして、本発明の筒型エンジンマウントにおいて、マス部材の外径は、外筒部材の内径よりも小さくされていることが好ましい。このようにすれば、筒型エンジンマウントに対して軸方向の振動が入力したときに、ゴムストッパに埋設されたマス部材と外筒部材とが干渉し難くすることができる。これにより、ゴムストッパに外筒部材の端面が当接したときに、ゴムストッパに損傷が発生し難くなり、耐久性の向上を図ることができる。また、筒型エンジンマウントに対して、軸方向の振動と軸直角方向の振動が同時に入力したときにもマス部材と外筒部材が干渉しないように、マス部材の外径を外筒部材の内径より十分に小さくしておけば、ダイナミックダンパが機能を常時発揮できるようにすることが可能となる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本実施形態に係る筒型エンジンマウントの取付け状態を一部断面で示す平面図であり、図２は本実施形態に係る筒型エンジンマウントの軸方向に沿う断面図である。

本実施形態の筒型エンジンマウントは、図２に示すように、主軸部材１と、主軸部材１の外側に距離を隔てて同軸状に配置された外筒部材２と、主軸部材１と外筒部材２との間に介在して両者を一体的に連結するゴム防振構造体３と、主軸部材１の両端部外周に嵌合され、マス部材５、５が埋設されていることによりそれぞれダイナミックダンパが形成されている一対のゴムストッパ４、４と、から構成されている。

主軸部材１は、鉄系金属により厚肉でストレートな円筒状に形成されている。

外筒部材２は、鉄系金属により主軸部材１よりも薄肉でストレートな円筒状に形成されている。この外筒部材２は、主軸部材１の外径よりも所定寸法大きい内径を有し、主軸部材１の軸方向長さの約２／３の軸方向長さを有する。この外筒部材２の内周面には、その内周面の全域を覆うようにしてシールゴム層２１が固着されている。この外筒部材２は、主軸部材１の外周側で軸方向の中央部に主軸部材１と少し偏心した状態に配置されている。なお、筒型エンジンマウントがエンジンを防振支持するように配設されたときには、エンジンの分担荷重が負荷されてゴム防振構造体３が弾性変形することにより、図１に示すように主軸部材１と外筒部材２は略同軸状となる。即ち、図２は筒型エンジンマウントにエンジンの分担荷重が負荷された状態を表している。

ゴム防振構造体３は、主軸部材１とその主軸部材１の外周側に少し偏心した状態に配置された中間筒金具３２との間にゴム材料を加硫成形して略円筒状に形成されたゴム弾性体３１を有する。このゴム弾性体３１の外周面には、中間筒金具３２に形成された二つの窓部にそれぞれ開口する二つの凹部が設けられている。その二つの凹部の開口部は、中間筒金具３２の外周側に同軸状に配置された外筒部材２のシールゴム層２１で封止されており、これにより主液室３３と副液室３４が形成されている。主液室３３と副液室３４には非圧縮性の液体３７が封入されている。また、主液室３３及び副液室３４には、主軸部材１と外筒部材２との径方向の相対変位を規制するリング状の樹脂ストッパ３５が配置されている。この樹脂ストッパ３５の外周部には、主液室３３と副液室３４を連通するオリフィス通路３６が設けられている。

即ち、このゴム防振構造体３は、ゴム弾性体３１の弾性変形を介して所定の高周波数域（１００〜５００Ｈｚ程度）の振動を吸収するとともに、オリフィス通路３６を介して主液室３３と副液室３４の間を流動する液体３７の液柱共振作用に基づいてエンジンシェイク等の低周波数域（８〜１５Ｈｚ程度）の振動を吸収するように構成されている。

ゴムストッパ４、４は、ゴム材料を加硫成形することによりリング板状に形成されており、主軸部材１の外径よりも僅かに小さい内径を有し、外筒部材２の外径よりも少し大きい外径を有する。各ゴムストッパ４、４の外周側端部には、軸方向の一方側へ膨出して内周側部分よりも厚肉に形成されたリング状のストッパ部４１、４１が設けられている。このゴムストッパ４、４は、その中央孔が主軸部材１の両端部外周に圧入されることにより嵌合保持されており、外周側端部に設けられたストッパ部４１、４１が外筒部材２の端面と所定距離を隔てて対向するように配設されている。

各ゴムストッパ４、４の内周面から径方向外方へ所定距離を隔てた部位には、断面が矩形のリング状に形成された所定の質量を有するマス部材５、５がそれぞれ埋設されている。このマス部材５、５は、外筒部材２の内径よりも十分に小さい外径を有するものであり、ゴムストッパ４、４の内周側部分に埋設され、ストッパ部４１、４１には埋設されていない。このようにマス部材５、５が埋設されていることにより、各ゴムストッパ４、４の内周面と各マス部材５、５の内周面との間にある部分であって各マス部材５、５の内周側で各マス部材５、５を支持する支持部４２、４２のゴムばねと各マス部材５、５とによりダイナミックダンパが形成されている。

このダイナミックダンパの共振周波数（ｆｎ）は、支持部４２、４２の径方向におけるばね定数とマス部材５、５の質量に基づいて決定される。本実施形態においては、主軸部材１の両端を一対の腕部で狭持する第１ブラケット７の固有値に合わせてダイナミックダンパの共振周波数（ｆｎ）がチューニングされている。なお、支持部４２、４２の径方向におけるばね定数は、ゴム防振構造体３のゴム弾性体３１の径方向におけるばね定数よりも大きい。また、ダイナミックダンパに使用されるマス部材の質量は、共振周波数（ｆｎ）やばね定数との関係において様々な質量を選択できることから、一般には５０ｇ〜１ｋｇの範囲で設定されることが多いが、本実施形態においては、各マス部材５、５の質量は１００〜４００ｇの範囲で設定されている。

以上のように構成された本実施形態の筒型エンジンマウントは、図１に示すように、主軸部材１の両端を狭持して片持ち支持する一対の腕部７１、７１を有するコの字状の第１ブラケット７と、外筒部材２の外周面を保持する筒状部８１を有する第２ブラケット８とを用いて車体Ｓ側の取付部とエンジンＥ側の取付部との間に取付けられる。即ち、本実施形態においては、主軸部材１の軸孔内に挿通された取付ボルト７３及びナット７４を介して主軸部材１の両端が第１ブラケット７の一対の腕部７１、７１により挟持された状態でエンジンＥ側の取付部に固定されるとともに、外筒部材２が第２ブラケット８の筒状部８１内に圧入保持された状態で車体Ｓ側の取付部に固定されることにより取付けられる。

このように取付けられた筒型エンジンマウントに対して、エンジンＥから発生した振動が入力すると、ゴム防振構造体３のゴム弾性体３１が弾性変形することにより、所定の高周波数域の振動が低減される。また、エンジンシェイク等の低周波数域の振動は、オリフィス通路３６を介して主液室３３と副液室３４の間を流動する液体３７の液柱共振作用により効果的に低減される。

そして、筒型エンジンマウントに対して軸方向の振動が入力したときには、主軸部材１の両端部にそれぞれ配設されたゴムストッパ４、４によって、外筒部材２と第１ブラケット７とにより発生する干渉音が防止されるとともに、主軸部材１と外筒部材２の過大な相対変位が規制されることでゴム弾性体 の過大な変形が防止され、これにより耐久性の向上が図られる。

また、エンジンＥ側から第１ブラケット７に振動が伝達されたときに第１ブラケット７が共振すると、第１ブラケット７とともに主軸部材１も共振する。この主軸部材１の共振により、主軸部材１の両端部外周に嵌合保持されたゴムストッパ４、４に埋設されているマス部材５、５が、ゴムストッパ４、４の支持部４２、４２のゴムばねを介して共振することによりダイナミックダンパとしての機能を発揮し、これにより主軸部材１及び第１ブラケット７の共振が抑制される。そのため、第１ブラケット７の共振による車両加速騒音への悪影響は低減される。

なお、このダイナミックダンパは、主軸部材１の両端部外周に配設されたゴムストッパ４、４に形成されていることから、第１ブラケット７の一次モードの固有値に対して、最もダンパ効果を発揮する位置に配設されることとなるため、第１ブラケット７の共振を効果的に抑制することが可能となる。

また、このダイナミックダンパは、主軸部材１の両端部に設けられた既存のゴムストッパ４、４を利用して形成されているため、構成部品数の増加が回避され、コストの大幅な上昇も回避される。

以上のように、本実施形態の筒型エンジンマウントは、ゴムストッパ４、４の所定部位にマス部材５、５が埋設され、そのマス部材５、５の内周側でマス部材５、５を支持する支持部４２、４２のゴムばねとマス部材５、５とによりダイナミックダンパが形成されているため、構成部品数の増加やコストの大幅な上昇を回避しつつ、第１ブラケット７の共振による車両加速騒音への悪影響を低減させることができる。

また、本実施形態の筒型エンジンマウントにおいては、ゴムストッパ４、４に形成されるダイナミックダンパの共振周波数が第１ブラケット７の固有値に合わせてチューニングされているため、第１ブラケット７の共振をより確実に抑制することができる。

さらに、本実施形態の筒型エンジンマウントにおいては、マス部材５、５の外径が外筒部材２の内径よりも十分に小さくされていることから、筒型エンジンマウントに対して軸方向の振動が入力したときに、ゴムストッパ４、４に埋設されたマス部材５、５と外筒部材２とが干渉し難くすることができるため、ゴムストッパ４、４に損傷が発生し難くなり、耐久性の向上を図ることができる。また、ダイナミックダンパが常時機能を発揮できるようにすることも可能となる。

なお、本実施形態においては、両方のゴムストッパ４、４にマス部材５、５が埋設されてそれぞれダイナミックダンパが形成されるようにしているが、一方のゴムストッパ４にのみマス部材５を埋設してダイナミックダンパを形成するようにしてもよい。

また、本実施形態においては、第１ブラケット７がエンジンＥ側の取付部に固定され、第２ブラケット８が車体Ｓ側の取付部に固定されているが、これとは逆に、第１ブラケット７を車体Ｓ側の取付部に固定し、第２ブラケット８をエンジンＥ側の取付部に固定するようにしてもよい。

また、本実施形態におけるゴム防振構造体３は、液体封入式のものであって低周波数域の振動も低減できるように構成されているが、場合によっては、液体封入式のものでなくゴム弾性体３１のみで構成されるものに変更してもよい。

本発明の実施形態に係る筒型エンジンマウントの取付け状態を一部断面で示す平面図である。 本発明の実施形態に係る筒型エンジンマウントの軸方向に沿う断面図である。

符号の説明

１…主軸部材 ２…外筒部材 ３…ゴム防振構造体 ４…ゴムストッパ
５…マス部材 ７…第１ブラケット ８…第２ブラケット
２１…シールゴム層 ３１…ゴム弾性体 ３２…中間筒金具 ３３…主液室
３４…副液室 ３５…樹脂ストッパ ３６…オリフィス通路 ３７…液体
４１…ストッパ部 ４２…支持部 ７１…腕部 ７３…取付ボルト
７４…ナット ８１…筒状部 Ｅ…エンジン Ｓ…車体

Claims (4)

1. 第１ブラケットの一対の腕部により両端を挟持されて車体側及びエンジン側のいずれか一方の取付部に固定される主軸部材と、
   該主軸部材の外側に距離を隔てて略同軸状に配置され、第２ブラケットにより外周面を保持されて車体側及びエンジン側のいずれか他方の取付部に固定される外筒部材と、
   前記主軸部材と前記外筒部材との間に介在して両者を一体的に連結するゴム防振構造体と、
   前記主軸部材の両端部外周に嵌合保持されて前記主軸部材と前記外筒部材の軸方向の相対変位を規制するリング状の一対のゴムストッパと、を備えた筒型エンジンマウントであって、
   前記ゴムストッパの少なくとも一方には、内周面から径方向外方へ所定距離を隔てた部位にリング状のマス部材が埋設され、該マス部材の内周側で該マス部材を支持する支持部のゴムばねと前記マス部材とによりダイナミックダンパが形成されていることを特徴とする筒型エンジンマウント。
2. 前記支持部の径方向におけるばね定数は、前記ゴム防振構造体のゴム弾性体の径方向におけるばね定数よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の筒型エンジンマウント。
3. 前記ダイナミックダンパの共振周波数は、前記第１ブラケットの固有値に合わせてチューニングされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の筒型エンジンマウント。
4. 前記マス部材の外径は、前記外筒部材の内径よりも小さいことを特徴とする請求項１〜３に記載の筒型エンジンマウント。