JPH0668312B2 - 固体伝送音絶縁性柔軟支承 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、力を受ける２個の支承外被カップの間の弾性
材料製の柔軟な担いばねブロックを有し、上記のカップ
が互いに遊隙を置いて入れ子式に重なり合い、エラスト
マーで緩衝され、互いに背後に張り出して二方ばね行程
制限器を構成して成る固体伝送音絶縁性柔軟支承、特に
内燃機関用支承に関する。

（従来の技術とその問題点） この種の支承は西独特許出願公開第3506977A1号により
公知である。公知の支承は優秀な固体伝送音絶縁即ち力
を受ける２個の支承外被カップの良好な音響遮断と望ま
しい柔軟な線形ばね特性を有するが、これらの利点と引
き換えにすこぶる狭く設定された有効使用範囲を我慢し
なければならない。エラストマー緩衝ストップの間の間
隔を別種に設定することによって利用可能な使用範囲を
構造的に簡単に拡張することができるが、しかし特に約
10ないし20Hzまたはそれ以下の低周波振動と大きな振幅
の場合に弾支される有効荷重例えば自動車の内燃機関
が、上記のばね挙動又は上記の支承挙動と適当に設定さ
れたばね機能とがほとんど調和しないような加速でばね
工程制限器のエラストマートップに衝接する結果とな
る。それ故、担いばねの自由に利用できるばね工程の窮
屈な整定、即ち柔軟な担いばねの線形動作範囲の比較的
狭い制限を選んだ方が不都合が少ないのである。

この先行技術に基づき本発明の目的とするところは、ば
ねの動的課題の解決のために効果的に利用し得る柔軟な
線形特性範囲を適宜拡張することができ、しかも望まし
くない大きなばね工程振幅とそれに伴なう欠点を我慢し
ないで済むように、前述の種類の柔軟な固体伝送音絶縁
性エラストマー支承を改良することである。

（問題点を解決するための手段とその効果） 本発明は、特に自動車製造業において自動車の内燃機関
を支えるために使用される前述の種類の柔軟な固体伝送
音絶縁性支承において、特許請求の範囲第１項の特徴開
示部分に上げた特徴を実現した支承によって、上記の目
的を達成する。

本発明の改良が従属クレイムの主題である。

本発明を実質的に支える思想は、公知の支承において、
連続的漸進的特性曲線区間を発生するばね工程制限器の
受動的ストップ−エラストマー緩衝器を、担いばねの使
用特性を完結的に制限するだけでなく、使用範囲を形成
的に変更する能動的ゴム緩衝器に換えるという思想であ
る。この能動的エラストマー緩衝器は、荷重を吸収し緩
衝するエラストマー柱が弾性回復力によって荷重に逆作
用するだけでなく、荷重ベクトルと交差して座屈も生じ
るように幾何学的に形成されたエラストマー緩衝器即ち
圧縮力を吸収するためのエラストマーばねである。つま
り座屈効果を有する上記の緩衝器のばね定数は、座屈の
時に当該の使用値から一挙に事実上ゼロまで低下する訳
である。高い荷重の場合に、崩壊した緩衝器製造にエラ
ストマーの材料圧縮が生じる時に初めて、ばね特性とば
ね定数が上昇する。このような挙動のエラストマー緩衝
器を以下では「座屈緩衝器」と略称する。このような座
屈緩衝器の最も簡単な形は、例えば軸方向に負荷した棒
形ゴム緩衝器である。この緩衝器はまず初めに材料に基
づく通常のばね特性を示すが、やがて荷重の増加と共に
相変形分の不均質な分布により横へ折れ曲がる。軸方向
に負荷したホース断片も、ここで定義する意味の座屈緩
衝器である。ところが円柱棒形緩衝器でも円柱中空ばね
緩衝器即ちホース断片でも、結局は荷重のもとで緩衝器
が座屈するときの不均質な横方向分布の形成の偶然が決
定的であるが、幾何学的座屈形状を予備成形することに
よって座屈点を無負荷の緩衝器ですこぶる正確に確定す
ることができる。

このような座屈緩衝器の代表的な例は、例えば多かれ少
なかれ明瞭な樽形又は砂時計形構造の軸方向に負荷する
エラストマー中空ばねである。その場合決定的なのは、
支持面と台座を直線的に結合した無負荷の緩衝器の支持
エラストマー柱が材料がいかなる場所からもはみ出さな
いということだけである。さもなければ、負荷の時に初
めから初期弾性回復の代わりに、有用な弾性回復のない
エラストマー構造の単なる腰折れが得られるからであ
る。このような構造は本発明の意味の座屈緩衝器ではな
い。

公知の柔軟な固体伝送音絶縁性支承においては使用点か
らまず初めに担いばねの柔軟な線形特性区間を通り、明
瞭な漸進的特性区間で線形使用範囲を終了する緩衝スト
ップに至るが、本発明に基づく支承の特性曲線は柔軟な
担いばねの線形使用範囲に、場合によって好ましくは前
置きされる自由工程区間の後に、ばね特性曲線の急激な
飛躍的上昇を有する。この上昇は座屈緩衝器と担いばね
のばね定数の和から成る。ところが座屈緩衝器が折れ曲
がる瞬間に、本発明に基づく支承の特性曲線は柔軟な担
いばねの特性曲線だけで事実上決定される。座屈緩衝器
に材料の圧縮が生じる時に初めて、支承の特性曲線に座
屈緩衝器の影響が再び現れる。その後、特性曲線には支
承の特性曲線の終りの漸進領域が現れる。

本発明に基づく支承においては、公知の柔軟な固体伝送
音絶縁性支承のばね行程制限器のストップ緩衝器を座屈
緩衝器として構成して、担いばねの使用ばね特定に飛躍
を生じることによって、同等の条件下で公知の支障が克
服する有効荷重の数倍を事実上不変の短い使用ばね行程
で弾支することができるようになる。即ち構造上実際に
必要なばね行程を延長しないで、担いばねの柔軟な線形
特性曲線上の有効に利用し得る区間を多数倍に延長する
ことができる訳である。但し実際にはこの特性曲線の飛
躍の高さ即ち座屈緩衝器の座屈開始前の硬さは、弾支す
べき全有効荷重の内、硬いばねで支えられる分が基準系
の質量即ち台座系の質量に対して機能的に無視できる程
小さいように調整する。このことは自動車の内燃機関の
支承の例に関して言えば、振動する内燃機関の被加速質
量分だけが座屈緩衝器に硬く弾支されているが、この分
は全車両の慣性質量に比して極めて小さいので、全車両
の慣性質量を少なくとも明瞭に加速しないことを意味す
る。そこで内燃機関の振動質量の内、上記の快適性限界
値を超える分は本発明に基づく支承の本来の担いばねに
よって柔軟な弾支されるから、この力はばねで消滅し、
自動車のシャシと車体に伝達されない。

本発明に基づく支障は特に自動車製造業で使用されるこ
とに関連して、２個の支承外被カップの内の一方が外側
フランジを着持し、他方が半径方向内側に開いた環状室
を有し、外側フランジがこの環状室に軸方向及び半径方
向遊隙を置いて係合するように構成することが好まし
い。その場合、外側フランジは相手カップに臨む上面で
も、反対側の下面でも座屈緩衝器を支持し、座屈緩衝器
はストップ環状面としての環状室の半径方向境界壁と相
互作用する。その場合、座屈緩衝器を環状に形成し、座
屈緩衝器の各リングを互いに平行の、かつ環状開口部に
よって互いに分離されて相対する場合の同軸の、同じ半
径方向平面にあって両側が開いた通路が貫通し、構造上
指定された限界荷重を超えた後に通路の壁体が折れ曲が
るように、通路の横断面が形成されている。従って最も
簡単な場合には、比較的密接して隣接する通路が正方形
または直立する長方形の横断面を有する。座屈緩衝器の
座屈点をなるべく正確に確定するために、座屈緩衝器リ
ングの中に形成された通路の横断面を交互に直立菱形と
小さな基底線が内側にある直立二重台形、即ち砂時計の
横断面のように、但し砂時計程くびれずに形成すること
が好ましい。座屈緩衝器のこの構造は、特に安価に製造
することができる利点がある。なぜならこのようなゴム
成形体を製造するには、比較的低廉な成形ダイを使用す
ことができるからである。

本発明に基づく支承を実際に使用するためには、用途に
応じて指定される目標荷重の静支持のときに支承が座屈
緩衝器に支承のばね制限器のストップ面に対して所定の
自由間隔をセットさせるように、支承を目標荷重ベクト
ルと逆の方向に予圧することが好ましい。この予圧がな
ければ、支承は非対称振動挙動を示すことになる。多く
の用途でこの振動挙動はあまり望ましくないようであ
る。

本発明の実施例を図面に基いて詳しく説明する。

本発明の固体伝送絶縁性柔軟支承は第１図に一部を切り
欠いた側面図と一部軸断面図で示される。図示した支承
は自動車エンジンの支承である。力を受ける２個の支承
外被カップ１、２の間にはゴム製の軟かい担いばねが装
入されている。

この２個の外被カップ1,2は両側に効果的なばね行程制
限器４を形成し、同軸上に望遠鏡的遊びをもって互いに
組み合わされている。この場合の「両側に効果的」とは
第１図に示すばね行程がゴム緩衝体によって上方および
第２のゴム緩衝体によってさらに下方へ、その自由な振
動振幅が制限されることを意味する。さらに後記するよ
うに、このばね行程制限器４のゴム緩衝体は座屈緩衝器
5,6として形成されている。

第１図に示す支承の実施例では、支承外被の下側カップ
２が、担いばね３の受け台として役立ち、その上縁が外
フランジ７を支持する、重ねふたとして役立つ上側カッ
プ１は半径方向内方へ開いた環状室８を有し、この中へ
支承外被の下側カップ２に外フランジ７がはめこまれて
いる。このはめこみは座屈支承5,6をつけた外フランジ
７が環状室８の円筒状マントル９に対し半径方向、そし
て環状室８の半径方向にある両側の制限壁10,11対し軸
方向に自由な遊びを十分にもって行なわれる。一般に担
いばねブロック３は、座屈緩衝器６が所定の力で環状室
８の下部半径方向の面11に強制されるように取り付ける
のが好ましい。この力は支承が静的予定荷重のとき、す
なわちここに第１図に荷重のない状態を示すエンジンブ
ロックと自動車に取り付けた実施例で測られる。担いば
ね３の取り付けによって一定に調整された支承の均整な
振動が得られる。

第１図に示す実施例では、座屈緩衝器5,6が担いばね３
をリング状に囲むように、担いばね３と座屈緩衝器5,6
が同心的に配置される。しかし原則的にこれを閉鎖リン
グ状に仕上げる必要がないことは明らかである。むしろ
この緩衝リングを分割可能にすることが、一連の特殊な
応用にきわめて有利である。しかしこれは原則的に本発
明に何ら影響しないことである。座屈緩衝器リングは中
心の支承ばねから、担いばねの外壁が最大負荷のとき、
座屈緩衝器リングの内壁に接触しないような半径方向の
最小間隔を示す。これによって、どんな場合にもこの両
者の間に支承のばね特性が誤って直接接触結合すること
はない。

第１図に示す実施例における２つの座屈緩衝器リング
５、６は、それぞれ互いに平行し、リング開口によって
分れて相対する限り、同軸の同じ半径面の両側に開口す
る溝12、13が設けられた、弾性緩衝リングである。その
際この溝の断面、溝壁14,15が構造的に所定の軸方向の
限界荷重ををえると曲折されるように作られている。こ
のことは第１図の実施例から明らかなように、弾性緩衝
リングの溝の断面は内側に小さい基本線をもつ直立ひし
形（溝13）が直立二重台形（溝12）のいずれかによって
作られる。溝12の断面は実質的に砂時計の断面に似てい
るが、溝12のフロフイルの六角は砂時計の断面よりも広
い幅である。

エラストマー緩衝リング中の溝12,13は互いに確実な平
行であるので、支承の中心軸16を切る溝は放射状である
のに対し、他の溝はこのような中心軸に平行に支承の半
径面と交差する。その際弾性緩衝リングの周辺に直接接
し、またはその上にある溝12′が第１図に示すように完
全に解放されているか、あるいは完全に閉じられている
かはさして重要ではない。このような形状を作ることは
特殊な用途に応じて専門家によって採用される枠内にあ
る。緩衝リング5,6は支承外被２の外フランジ７の上下
同一に形成される。

担いばねブロック３は図面には詳細に示されていない
が、それ自体公知のエラストマー緩衝器である。これは
互いに平行し互いに切ることなく異なる半径面で交差
し、規則的間隔で球状中空室を貫通する多くの溝をもっ
ている。このように作られた担いばねブロックは、幅の
あるゆるやかな直線状の特性曲線経過によって優れたよ
り高度の機械的安定性を示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る固体伝送音絶縁性柔軟支承を自動
車のエンジン支承とした場合の実施例を一部側面図、一
部断面図として示すものである。 1,2……外被カップ、３……担いばねブロック ４……ばね行程制限器 ５、６……エラストマー緩衝リング（座屈緩衝器） ７……外フランジ ８……環状室 ９……円筒状マントル 10,11……制限壁、12,13……溝 14,15……溝壁、16……中心軸

フロントページの続き (72)発明者 フーベルト プレッチュ ドイツ連邦共和国、デー−6483 バッド ゾーデン−ザルミュンスター、アム クエ レンレイン 13 (72)発明者 オットー ウェーバー ドイツ連邦共和国、デー−3180 ボルフス ブルク、ヨット．−エフ．−ケネディ−ア レー 93 (72)発明者 フォルクマー ケック ドイツ連邦共和国、デー−3180 ボルフス ブルク、フラウェンタイヒシュトラーセ 43 (56)参考文献 特開 昭52−41775（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−163221（ＪＰ，Ｕ)

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】力を受ける２個の外被カップ（1,2）の間
   に弾性材料からなる柔軟な担いばねブロック（３）を有
   し、上記カップが同軸上に望遠鏡的遊びをもって互いに
   連結され、二方にばね行程制限器（４）が形成された互
   いに組み合わされてなる支承であって、該ばね行程制限
   器のエラストマー緩衝器がすべての対向面に対し、座屈
   効果（曲折緩衝）をもつ１つまたは平行に作用する複数
   のエラストマー緩衝リング（5,6）として形成されてい
   ることを特徴とする、特に内燃機関用の固体伝送音絶縁
   性柔軟支承。
2. 【請求項２】支承外被の２個カップのうち１つ（２）が
   外フランジ（７）を有し、他の１つが半径方向の内側へ
   開いた環状室（８）を有し、外フランジ（７）と軸方向
   および半径方向に遊びをもって組み合わされてなる特許
   請求の範囲第１項記載の柔軟支承。
3. 【請求項３】外フランジ（７）が、ばね行程制限器
   （４）の両制限壁（10,11）のそばの対向する座屈緩衝
   器、すなわち、外被カップ（１）の側の上の座屈緩衝器
   （５）と下側の他の座屈緩衝器（６）とを支持する特許
   請求の範囲第２項記載の柔軟支承。
4. 【請求項４】座屈緩衝器（5,6）が、中心軸に担いばね
   ブロック（３）を環状に、それ自体閉じて囲むか部分的
   に同心的に囲み、担いばねブロックが最大荷重時に変形
   しても座屈緩衝リングに接触しないような間隔を保持す
   る特許請求の範囲第２項または３項に記載の柔軟支承。
5. 【請求項５】座屈緩衝器リング（5,6）が、互いに平行
   で且つ環状開口によって相互に分離状に対向すると共
   に、同軸上の同じ半径方向面に平行する両側に開いた溝
   （12,13）を有し、その断面は溝壁（14,15）が予定の荷
   重限界を超えた後、折曲する構造を有するエラストマー
   緩衝リングである特許請求の範囲第４項記載の柔軟支
   承。
6. 【請求項６】エラストマー緩衝リング（5,6）の溝（12,
   13）の断面が、内側基本線の小さい直立ひし形（13）お
   よび直立六角二重台形（12）である特許請求の範囲第５
   項記載の柔軟支承。
7. 【請求項７】担いばねブロック（３）が、無負荷の支承
   中で、特定した予定−負荷のベクトルに対して設けら
   れ、両座屈緩衝器（5,6）が静止した予定−負荷のと
   き、それに並列する対向面（10,11）に所定の間隔をも
   って接触しないで対立する特許請求の範囲第１〜６項の
   いずれかに記載の柔軟支承。
8. 【請求項８】担いばねブロック（３）が、平行する互い
   に切断されることなく異なる放射面で交差し、規則的間
   隔で球状中空部を貫通する溝を有するエラストマー緩衝
   器である特許請求の範囲第１〜７項のいずれかに記載の
   柔軟支承。