JP2009063041A - 防振装置用ゴム成形体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】成形用金型内での連結金具の回転を防止しながらストッパゴムの設計の自由度を向上させることができる、ゴム成形体の製造方法を提供する。
【解決手段】つば部３ｂを有する連結金具３と、連結金具３をゴム弾性体５を介して支持する支持金具４と、つば部３ｂの支持金具４とは反対側の面及び外周面に設けられたストッパゴム５１，５２とを備えたゴム成形体２０の製造方法である。連結金具３として、支持金具３とは反対側の面に複数の挿入孔１４，…が形成されたものを用意し、各挿入孔１４にそれぞれ対応する部分に突起部１０を有する成形用金型１６を用意する。各挿入孔１４に各突起部１０を挿入した状態で連結金具３を成形用金型１６にセットし、支持金具４を成形用金型１６にセットし、成形用金型１６のキャビティ２１内にゴムを充填して、ゴム弾性体５及びストッパゴム５１，５２を両金具３，４と一体に加硫成形する。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属部材とゴム部材とが一体に成形される、防振装置用ゴム成形体の製造方法に関するものである。

従来より、防振装置としてはエンジンから車体側への振動の伝達を遮断する自動車用のエンジンマウントが良く知られている。図６にエンジンマウントの一例を示す。

エンジンマウント１０２の基本的な構造は、被支持体としてのエンジン側の連結金具１０３と車体側の支持金具１０４との間にゴム弾性体１０５を介設し、このゴム弾性体１０５の変形に伴い容積が変化するよう両金具間１０３，１０４に液室１０７を形成するとともに、この液室１０７を受圧室１０８及び平衡室１０９に仕切り、さらに、それら受圧室１０８及び平衡室１０９を連通するオリフィス通路２００を設けたものである。このオリフィス通路２００を介して液体が流動することで、所定周波数域のエンジン振動を効果的に吸収し、減衰させることができる。

さらに、車両の加速、減速、上下動等による衝撃力を吸収するため、連結金具１０３のつば部１０３ｂ上面及び外周面にストッパゴム１５１，１５２が設けられているとともに、支持金具１０４の上部にはエンジンマウント１０２の上側の部分を囲むように円筒形状を有するストッパ金具１８０が取り付けられている。このストッパ金具１８０につば部１０３ｂ上面及び外周面のストッパゴム１５１，１５２が当接することによりエンジンマウント１０２に入力する衝撃力を吸収させることができる。

また、通常、それら連結金具１０３及び支持金具１０４は、ゴム弾性体１０５及びストッパゴム１５１，１５２を加硫成形する際に一体化される（加硫一体化成形）。すなわち、成形用金型内に連結金具１０３及び支持金具１０４をセットして、ゴム弾性体１０５及びストッパゴム１５１，１５２となる未加硫ゴム組成物と共に加熱及び加圧することにより、一体化するのである。

ところで、車両の走行等によりエンジンマウント１０２に入力される荷重は、荷重の入力方向によって大きさ等が異なることから、連結金具１０３のつば部１０３ｂを非真円とし、ある一定方向（例えば、車両前側及び後側）のストッパゴム１５２を厚くすることがある。ストッパゴム１５２を厚くすれば、ストッパ金具１８０当接後の防振装置のバネ定数を低くすることができ、防振装置に入力される衝撃力の吸収効果を高めることが可能となる。また、ストッパゴム１５２を厚くすると、ストッパ金具１８０当接後の防振装置のバネ定数は非線形的に変化することがあるが、ストッパゴム１５２に厚さの薄くなる箇所を設けることにより、バネ定数が略線形的に変化する領域を形成して防振装置の性能を安定させることができる。このように、ストッパゴム１５２の最適な形状を選択することにより、防振装置に要求されるバネ特性を得ることができる。

しかし、ゴム弾性体１０５及びストッパゴム１５１，１５２を加硫成形する際に成形用金型内にセットされた非真円のつば部（以下、「異形つば部」という）１０３ｂを有する連結金具１０３が軸部１０３ｃを中心として回転すると、例えば、成形用金型の内面と異形つば部１０３ｂ外周面との間隔が設計値よりも狭くなり、大きなゴム厚が必要とされる部分でつば部１０３ｂ外周面のストッパゴム１５２の厚さを確保できないなど設計通りのストッパゴム１５２の形状が得られないことがある。

このような成形用金型内における連結金具の回転を防ぐために、例えば、特許文献１及び２では、つば部よりも上部の軸部の一部を削ぎ落として平行な２面を形成したものが開示されている。このように、円柱状の軸部に２面を形成し、例えば、この軸部を成形用金型に形成された、平行な２面を有する挿入孔に挿入して面部を固定するなど、軸部の２面を利用することにより、成形用金型内で連結金具が回転するのを防ぐことができる。
特開２００２−２４８９４８号公報 特開２００２−２５７１８２号公報

しかしながら、特許文献１及び２では、円柱状の軸部に面部を形成することにより被支持体との締結部の表面積が減少するので、連結金具と被支持体との締結力が低下するという問題がある。

そこで、軸部の締結面が減少するのを回避するとともに成形用金型内における連結金具の回転を防ぐために、成形用金型に位置決めのための突出部を設け、この突出部によりつば部外周面を所要の力で押圧して保持することが考えられる。しかしながら、成形用金型に設けられた突出部よって押圧される部分にはゴム組成物が流れないので、図７に示すように、連結金具１０３のつば部外周面のストッパゴム１５２に溝２６が形成されることになる。

ストッパゴム１５２に溝２６が形成されると、１つの塊として作用すべきストッパゴム１５２が分断されて互いに独立したストッパゴム１５２，…となり、各ストッパゴム１５２で必要とされるゴム体積が確保し難くゴム厚が薄くなるため、防振装置のバネ定数が高くなって衝撃力の吸収効果が低下することになる。この場合、各ストッパゴム１５２を厚くすることで防振装置のバネ定数を低くすることもできるが、ストッパゴム１５２を厚くすると溝２６がさらに深くなり、その部分に応力が集中する。このため、ストッパゴム１５２が損傷しやすくなり、耐久性が低下してストッパとしての機能を損なうおそれがある。

このように、ストッパゴム１５２に溝２６が形成されると、ストッパゴム１５２の形状が制限されることになり、防振装置に要求されるバネ特性を得ることが困難となる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、成形用金型内での連結金具の回転を防止しながらストッパゴムの設計の自由度を向上させることにある。

本発明は、被支持体に連結される、軸方向の中間部につば部を有する略円柱状の連結金具と、該連結金具をゴム弾性体を介して支持する支持金具と、上記つば部の上記支持金具とは反対側の面及び外周面に設けられたストッパゴムとを備えた防振装置用ゴム成形体の製造方法であって、上記連結金具として、上記支持金具とは反対側の面に複数の挿入孔が形成されたものを用意し、上記連結金具のセット時における上記各挿入孔にそれぞれ対応する部分に突起部を有する成形用金型を用意し、上記各挿入孔に上記各突起部を挿入した状態で上記連結金具を上記成形用金型にセットし、上記支持金具を上記成形用金型にセットし、上記成形用金型のキャビティ内にゴムを充填して、上記ゴム弾性体及びストッパゴムを上記連結金具及び支持金具と一体に加硫成形することを特徴とするものである。

本発明によれば、連結金具のつば部の支持金具とは反対側の面に形成された複数の挿入孔に成形用金型の対応する突起部を挿入した状態で連結金具を成形用金型にセットするので、成形用金型内での連結金具の回転を防止できる。これにより、成形用金型に位置決めのための突出部を設ける必要がなく、つば部外周面のストッパゴムに溝が形成されないので、ストッパゴムの形状設計における自由度を向上させることができる。また、ゴム厚を容易に確保できるつば部の支持金具とは反対側の面に挿入孔を形成するので、つば部の支持金具とは反対側の面のストッパゴムの機能を損なうことがない。さらに、つば部外周面のストッパゴムに溝が形成されないので、ストッパゴムの耐久性を確保することができる。

本発明によれば、連結金具のつば部外周面のストッパゴムに溝を設けることなく成形用金型内での連結金具の回転を防止できるので、ストッパゴムの形状設計における自由度を向上させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

−ゴム成形体の構成−
図２及び図３に、本発明の製造方法により製造されるゴム成形体２０の一例を示す。ゴム成形体２０は、連結金具３と支持金具４とゴム弾性体５とストッパゴム５１，５２とを備えている。

上記連結金具３は、図示しないブラケット等を介して被支持体であるパワープラント（自動車のエンジン及び変速機）に連結される略円柱状の金属部材であり、連結金具３の軸であるＺ軸方向の中間部につば部３ｂを有し、その下側には下方に向かってすぼんだテーパ部３ａが、また上側には円柱状の軸部３ｃがそれぞれ形成されている。

軸部３ｃの上端面にはパワープラント側のブラケットが取り付けられて、図示しないボルトがボルト穴２２に螺入される。つば部３ｂは、その外周面がＺ軸を中心とし車両前後方向を短軸とする略楕円形をなす環状部であり、その上面（上記支持金具４とは反対側の面）には、つば部３ｂの直径方向に対向し、且つ車両前後方向に延びる中心線Ｘに対して線対称な一対の円形の挿入孔１４，１４が形成されている。また、連結金具３の内部には、ボルト穴２２の下端から下方に延びてテーパ部３ａの先端に開口するように通路２３が形成されている。この通路２３は、ボルト穴２２よりも小径で、上広がりのテーパ部を介してボルト穴２２に連通している。

上記支持金具４は、連結金具３を上記ゴム弾性体５を介して下方から支持するものであり、本実施形態では内筒４１と外筒４２（図４参照）とからなる二重構造となっている。なお、ゴム成形体２０には支持金具４のうち内筒４１のみがゴム弾性体５の円筒部５ｂに埋め込まれて一体化されている。

上記ゴム弾性体５は、その上部が連結金具３の下側のテーパ部３ａを覆って加硫接着され、そこから放射状に拡がりながら斜め下に向かって延びる厚肉の傘状部５ａと、この傘状部５ａの下端に連続して下方に延びる円筒部５ｂとからなり、この円筒部５ｂが支持金具４の内周に固定されている。また、ゴム弾性体５の円筒部５ｂは下側で内径が拡大されて、環状の段部が形成されている。

上記ストッパゴム５１，５２は、つば部３ｂ上面及び外周面にそれぞれ設けられており、ゴム弾性体５と一体に形成されている。つば部３ｂ上面のストッパゴム５１には、つば部３ｂの挿入孔１４，１４に対向する位置に、これらの挿入孔１４，１４と同径の貫通孔５１ａ，５１ａが形成されている。また、これら貫通孔５１ａ，５１ａの上に、つば部３ｂの直径方向に延びて上側に開口した断面矩形の溝部３７が形成されている。このようにつば部３ｂ上面のストッパゴム５１に溝部３７を形成するのは、ストッパ金具８０（図４参照）にストッパゴム５１が当接した際に発生する異音を抑制するためである。

つば部３ｂ外周面のストッパゴム５２は、その内周面がＺ軸を中心とし車両前後方向を短軸とする略楕円形をなし、その外周面がＺ軸を中心とし車両前後方向を長軸とする略楕円形をなす略環状であり、車両前側及び後側のゴム厚が車両左右方向（車幅方向）両側のゴム厚よりも厚く形成されている。ストッパゴム５２の車両前側及び後側のゴム厚を厚くするのは、防振装置２（図４参照）に大きな荷重が入力される、ストッパゴム５２の車両前側がストッパ金具８０に当接する減速時及びストッパゴム５２の車両後側がストッパ金具８０に当接する加速時に、防振装置２に入力される衝撃力の吸収効果を高めるためである。また、ストッパゴム５２の車両後側には、Ｚ軸方向に延びる、その外周面が径方向内側にへこんだ凹部５３が中心線Ｘに対して線対称に２箇所形成されている。ストッパゴム５２にこのような凹部５３，５３を形成するのは、ストッパゴム５２がストッパ金具８０に当接した以後の防振装置２のバネ定数を略線形的に変化させる領域を形成するためである。より詳しくは、ストッパ金具８０当接以後の防振装置２のバネ定数を低くするためにストッパゴム５２の車両後側を厚くすると、バネ定数が非線形的に変化して防振装置２の性能が安定し難くなるので、略線形領域を意図的に形成することにより加速時の防振装置２の性能を安定させるためである。

以下、参考のため、本発明の製造方法により製造されるゴム成形体２０を備える液体封入式防振装置２について説明する。

図４に、液体封入式防振装置の一例であるエンジンマウント２を示す。このエンジンマウント２は、図示しないパワープラントと車体との間に介在されて、そのパワープラントの静荷重を支持するとともに、当該パワープラントからの振動を吸収し又は減衰させて、車体への伝達を抑制する機能を有する。

上記ゴム成形体２０は、ゴム弾性体５の円筒部５ｂが支持金具４の外筒４２に挿入される形で、外筒４２とストッパ金具８０とからなるマウント２のケースに収められている。そして、エンジンマウント２は外筒４２の下側外周における車両前側及び後側にそれぞれ溶接された一対の脚部（図示せず）によって、車体フレームに固定されるようになっている。

連結金具３の通路２３は、液室７に液体を供給する経路となっており、通路２３の上端には鋼球等の封止材２４が打ち込まれて、液室７を封止している。

また、ゴム弾性体５に形成された環状の段部を受け部として下方からオリフィス盤６が嵌挿されるとともに、このオリフィス盤６を下方から覆うようにしてゴム製のダイヤフラム１が配設されている。ダイヤフラム１は、全体としては上方に開口する碗状であり、その開口縁を周回するように厚肉部１ｂが形成されるとともに、補強部材１５が埋め込まれている。こうして補強された厚肉部１ｂは、オリフィス盤６の下面に液密に重ね合わされて、支持金具４の内筒４１の下端に内向きに形成されたフランジによって下方からかしめられている。

ダイヤフラム１は、厚肉部１ｂの内周側に連続して、オリフィス盤６の下面から略直角に離れる円筒状の周壁部１１を備えており、その下縁には下凸に湾曲する環状のロール部１２が連続している。このロール部１２にて折り返されたダイヤフラム１の中央部１３は常態で上凸に湾曲している。言い換えると、ダイヤフラム１は、常態では中央部１３が上方に折り返されて断面略Ｗ字状をなし、その中央部１３とそれを囲む環状のロール部１２とが上下に反転することによって、容積が大幅に変化するものである。

そのように容積の変化するダイヤフラム１によって円筒部５ｂの下端が閉じられ、ゴム弾性体５の内部には液体の封入される液室７が形成されている。この液室７は、オリフィス盤６によって上下に仕切られていて、その上側が受圧室８になり、下側、即ちオリフィス盤６及びダイヤフラム１によって区画される部分が、平衡室９になる。パワープラントからの振動が入力してゴム弾性体５が変形すると、主に受圧室８の容積が変化し、液体がオリフィス通路１００を介して平衡室９との間を流通する。この液体の流出入に伴い前記のようにダイヤフラム１が変形して、平衡室９の容積が変化する（体積補償）。

オリフィス盤６は、本体部材６０（仕切部材：以下、オリフィス盤本体６０ともいう）と蓋部材６１とが組合わされて、全体としては比較的厚肉の円盤状をなし、その内部にはゴム製の可動板６２が収容されている。可動板６２は、比較的周波数が高く振幅の小さなエンジン振動が入力したときに、この振動に同期して振動することで受圧室８の液圧変動を吸収する。

一方、ゴム弾性体５の傘状部５ａ等、マウント２の上側の部分を囲むように、支持金具４の上端にはその内筒４１と略同径の円筒形状を有するストッパ金具８０が取り付けられている。ストッパ金具８０の下端には外側に張り出したフランジが形成され、このフランジがゴム弾性体５の円筒部５ｂの上端に載置されて、外筒４２の上端に内向きに形成されたフランジによってかしめられている。ストッパ金具８０とつば部３ｂのストッパゴム５２とが当接することによって連結金具３の前後方向から入力する衝撃力を吸収する。

−成形用金型の構成−
図５は、本発明の製造方法に用いられる成形用金型１６である。この成形用金型１６は、ゴム弾性体５及びストッパゴム５１，５２と金属部材（連結金具３と支持金具４）とを一体成形するために用いられるものである。成形用金型１６は、上型１７と中型１８と下型１９とからなり、これらの金型１７，１８，１９が組み合わされることにより成形用のキャビティ２１が形成される。

上記下型１９の中央部には、連結金具３をセットする際にその軸部３ｃが挿入される、Ｚ軸方向（上下方向）に延びる貫通孔２８が形成されている。そして、この貫通孔２８の廻りには中型１８側に開口した略環状の溝部２９が形成されており、この溝部２９によってつば部３ｂ上面のストッパゴム５１及び外周面のストッパゴム５２の一部が形成されるようになっている。この溝部２９を構成する外周面には、上下方向に延びる突条部（図示せず）が形成されており、この突条部によってつば部３ｂ外周面のストッパゴム５２に凹部５３が形成されるようになっている。この突条部は従来の位置決めのための突出部とは異なり、つば部３ｂ外周面を押圧するものではないので、形成されるストッパゴム５２が分断されることはない。また、この溝部２９の底面には、その径方向に延びて中型１８側に突出する断面矩形の段差部３５が形成されており、この段差部３５によってつば部３ｂ上面のストッパゴム５１に溝部３７が形成されるようになっている。さらに、下型１９には、連結金具３がセットされた状態で連結金具３の２つの挿入孔１４，１４に対応する部分に突起部１０，１０が２つ形成されている。すなわち、突起部１０，１０は段差部３５の上面から突出しており、溝部２９の直径方向に対向して、溝部２９の中心から等距離に配置されている。

上記中型１８は、ゴム弾性体５の周方向の外形を形成するものであって、成形用金型１６の軸であるＺ軸と直角な方向に開閉可能に２分割されている。中型１８には、つば部３ｂ外周面のストッパゴム５２の一部を形成するための略円盤状の空間３１と、ゴム弾性体５の傘状部５ａを形成するための略円錐台状の空間３２と、ゴム弾性体５の円筒部５ｂを形成するための略円柱状の空間３３とがＺ軸方向に連なって形成されている。

上記上型１７の略中央には、中型１８側に突出した略円錐台状の突出部３６が形成されており、この突出部３６を中型１８の空間３３に挿入することにより、ゴム弾性体５の円筒部５ｂが形成されることになる。また、上型１７には、ゴム注入孔２７が設けられており、これが図示しないゴム射出機に繋がっている。

−製造方法−
上記成形用金型１６を用いた本発明の製造方法について説明する。

先ず、図１に示すように、連結金具３を上下逆さにして、軸部３ｃを下型１９の貫通孔２８に挿入するとともに、挿入孔１４，１４に下型１９の突起１０，１０を挿入して連結金具３を下型１９にセットする。

次に、支持部材４の内筒４１を挿入するとともに、２分割に開閉される中型１８により強く押圧支持することで、内筒４１を中型１８にセットする。そして、下型１９の上に中型１８を載せてセットする。

次いで、上型１７の突出部３６を支持部材４の内筒４１に挿入することにより中型１８の上に上型１７を載せてセットし、上型１７、中型１８及び下型１９からなる成形用金型１６を構成する。このようにして、成形用金型１６内には連結金具３及び支持部材４の内筒４１が予め配置されたキャビティ２１が形成される。

次いで、ゴム射出機から未加硫ゴム組成物（図示せず）を射出して、それをゴム注入孔２７を介してキャビティ２１に流入させ充填する。

続いて、型締めを行い、所定温度で所定時間そのままの状態を保持する。これにより、ゴムが加硫して連結金具３と内筒４１との間及び内筒４１の外周にゴム弾性体５が成形されるととともに、つば部３ｂを覆うようにストッパゴム５１，５２が成形される。

その後、成形用金型１６を開き、連結金具３と支持金具４とゴム弾性体５とストッパゴム５１，５２とが一体化されたゴム成形体２０を取り出す。

−効果−
本実施形態によれば、連結金具３のつば部３ｂの上面に形成された２の挿入孔１４，１４に成形用金型１６の２つの突起部１０，１０を挿入した状態で連結金具３を成形用金型１６にセットするので、成形用金型１６内での連結金具３の回転を防止できる。これにより、成形用金型１６に位置決めのための突出部を設ける必要がなく、つば部３ｂ外周面のストッパゴム５２に位置決めのための溝が形成されないので、つば部３ｂ外周面のストッパゴム５２の形状設計における自由度を向上させることができる。また、ゴム厚を容易に確保できるつば部３ｂ上面に挿入孔１４，１４を形成するので、つば部３ｂ上面のストッパゴム５１の機能を損なうことがない。さらに、つば部３ｂ外周面のストッパゴム５２に位置決めのための溝が形成されないので、ストッパゴム５２の耐久性を確保することができる。

−その他の実施形態−
上記実施形態では、本発明を液体封入式防振装置２に適用しているが、防振装置が軸方向の中間部につば部３ｂを有する連結金具３と、連結金具３をゴム弾性体５を介して支持する支持金具４と、つば部３ｂの支持金具４とは反対側の面及び外周面に設けられたストッパゴム５１，５２とを備えるものである限り、いかなる防振装置に適用してもよい。例えば、オリフィス盤６やダイヤフラム１を設けず、液体を封入しない防振装置にも適用できる。

上記実施形態では、つば部３ｂ上面に形成される挿入孔１４を２つとしているが、これに限らず、３つ以上の挿入孔１４，…としてもよい。

上記実施形態では、つば部３ｂ上面に形成される挿入孔１４を円形としているが、挿入孔の断面形状はこれに限定されず、例えば矩形の挿入孔１４としてもよい。

本発明は、実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。

このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

以上説明したように、本発明は、防振装置用ゴム成形体の製造方法について有用である。

本発明に係る、防振装置用ゴム成形体の製造方法を模式的に説明する図である。 本発明の製造方法により製造されるゴム成形体の平面図である。 図３のIII−III線の矢視断面図である。 本発明の製造方法により製造されるゴム成形体を用いたエンジンマウントの一例を示す縦断面図である。 本発明の製造方法に用いる成形用金型を模式的に示す縦断面図である。 エンジンマウントの一例を示す縦断面図である。 図６のVII−VII線の矢視断面図である。

符号の説明

２ エンジンマウント（防振装置）
３ 連結金具
３ｂ つば部
４ 支持金具
５ ゴム弾性体
１０ 突起部
１４ 挿入孔
１６ 成形用金型
２０ ゴム成形体
２１ キャビティ
５１ ストッパゴム
５２ ストッパゴム

Claims (1)

1. 被支持体に連結される、軸方向の中間部につば部を有する略円柱状の連結金具と、該連結金具をゴム弾性体を介して支持する支持金具と、上記つば部の上記支持金具とは反対側の面及び外周面に設けられたストッパゴムとを備えた防振装置用ゴム成形体の製造方法であって、
   上記連結金具として、上記支持金具とは反対側の面に複数の挿入孔が形成されたものを用意し、
   上記連結金具のセット時における上記各挿入孔にそれぞれ対応する部分に突起部を有する成形用金型を用意し、
   上記各挿入孔に上記各突起部を挿入した状態で上記連結金具を上記成形用金型にセットし、
   上記支持金具を上記成形用金型にセットし、
   上記成形用金型のキャビティ内にゴムを充填して、上記ゴム弾性体及びストッパゴムを上記連結金具及び支持金具と一体に加硫成形することを特徴とする防振装置用ゴム成形体の製造方法。

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