(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の外筒と、その内側へ配設される金属製の内筒と、これら外筒と内筒間に結合された防振ゴムとを備えた防振機能部と、外筒へ溶接された取付用のブラケットとを備えた円筒型防振ゴム装置の製法において、
前記外筒（２）は軸方向両端部に径方向外方へ折り返された一対のフランジ（１０）を備え、
前記ブラケット（４）は、一対の対向する側壁部（１２）を備え、この各側壁部（１２）に前記外筒（２）の各フランジ（１０）端面に当接する端面を設けてブラケット側接合面（１５）とし、
予め防振ゴム（３）が一体化された前記外筒（２）の各フランジ（１０）端面を、前記各側壁部（１２）に前記各ブラケット側接合面（１５）に当接させ、この突き合わせ部に沿ってレーザー溶接することを特徴とする円筒型防振ゴム装置の製法。
【請求項２】
前記側壁部（１２）には、前記外筒の各フランジ間隔と一致する間隔の段差部を設け、この段差部を前記ブラケット側接合面（１５）としたことを特徴とする請求項１記載の円筒型防振ゴム装置の製法。
【請求項３】
金属製の外筒と、その内側へ配設される金属製の内筒と、これら外筒と内筒間に結合された防振ゴムとを備えた防振機能部と、外筒へ溶接された取付用のブラケットとを備えた円筒型防振ゴム装置の製法において、
前記外筒の軸方向両端部を防振ゴムよりも軸方向外方へ延出させた延出部２２とし、
前記ブラケット（４）は、前記外筒（２）の軸方向長さと一致する間隔で対向する一対の側壁部（１２）を備え、この各側壁部（１２）に前記外筒（２）の各フランジ（１０）端面に当接する端面を設けてこの各側壁部（１２）の先端に前記外筒（２）の各延出部（２２）の先端部外周面が重なるブラケット側接合面（１５）とし、
予め防振ゴム（３）が一体化された前記外筒（２）の各延出部（２２）の外周面を前記ブラケット側接合面（１５）へ重ね、各延出部（２２）との端面とブラケット側接合面（１５）の突き合わせ部に沿ってレーザー溶接することを特徴とする円筒型防振ゴム装置の製法。
【請求項４】
前記ブラケット側接合面（１５）は前記外筒（２）の端面に側壁部（１２）の端面を面一にしたもであることを特徴とする請求項３記載の円筒型防振ゴム装置の製法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は自動車のエンジンマウント等に使用される円筒型防振ゴム装置の製法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような円筒型防振ゴム装置は種々公知であり、例えば、エンジン又は車体のいずれか側へ取付けられる内筒と、ブラケットを介して他方側へ取付けられる外筒と、これら内外筒間を連結する防振ゴムで構成され、内筒が外筒の内側へ同心又は偏心配置するように内外筒を金型内へ入れ、ゴム液を注入後型締めして加硫成形することにより成形されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ブラケットを外筒へ溶接する場合、予め外筒の内側に防振ゴムを焼き付けてあると防振ゴムが溶接の熱により悪影響を受けるため、先にブラケットを外筒へ溶接し、その後、外筒の内側へ防振ゴムを焼き付けることになる。しかしこのようにすると、形状が複雑になりがちなブラケットを外筒と一緒に金型内へ入れなければならないので、複雑かつ大型の金型を使用しなければならなくなる等、防振ゴム装置の成形が難しくなる。そこで、内外筒と防振ゴムからなる防振機能部を予め成形し、その後、防振ゴムに熱影響を与えることなく外筒にブラケットを溶接できる製法が望まれている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、円筒型防振ゴム装置の製法に係る本願の第１の発明は、金属製の外筒と、その内側へ配設される金属製の内筒と、これら外筒と内筒間に結合された防振ゴムとを備えた防振機能部と、外筒へ溶接された取付用のブラケットとを備えた円筒型防振ゴム装置の製法において、前記防振機能部を形成した後、予め防振ゴムに対して熱影響を与えない位置へ突出している外筒の軸方向端部にブラケットを重ね、この接合部をレーザー溶接することを特徴とする。
【０００５】
ここで、防振ゴムに対する熱影響とは、防振ゴムが限界温度以上の熱を受けて外筒との剥離や要求物性を下回る程度の変性が生じるような悪影響を意味し、防振ゴムに対して熱影響を与えないとは、このような悪影響を与えないことを意味する。
【０００６】
第２の発明は上記第１の発明において、外筒の軸方向端部を防振ゴムよりも軸方向外方へ延出させることにより端面を前記熱影響を与えない位置まで予め突出させ、この外筒の端面と前記ブラケットとの接合部をレーザー溶接することを特徴とする。
【０００７】
第３の発明は上記第１の発明において、予め、前記外筒の軸方向端部を外筒の径方向外方へ曲がるとともに先端面が前記熱影響を与えない位置となるフランジに形成し、このフランジの端面と前記ブラケットとの接合部をレーザー溶接することを特徴とする。
【０００８】
第４の発明は上記第１乃至第３のいずれか発明において、溶接する材料の板厚以上の深さとなるように溶け込み深さを設定し、この溶け込み深さに応じてレーザー出力及び適正溶接速度を実験により定めるとともに、防振ゴムの組成に応じて実験により定まる限界表面温度を決定し、選定されたレーザー出力及び適正溶接速度で溶接した溶接点から限界表面温度以下になる点までの適正距離を実験により求め、防振ゴムからこの適正距離を保つ位置を前記熱影響を与えない位置として決定することを特徴とする。
【０００９】
ここで、適正溶接速度とは選定されたレーザー出力と溶け込み深さによって定まる速度であり、限界表面温度とは防振ゴムに悪影響を与えない最高表面温度であって、防振ゴムの組成に応じて実験により定まり、適正距離とは防振ゴムから熱影響を与えない位置までの距離であって、安全を見込んで決定される。
【００１０】
【発明の効果】
第１の発明によれば、外筒の軸方向端部が防振ゴムに対して熱影響を与えない位置へ突出しているので、この軸方向端部とブラケットを重ね、両部材の接合部をレーザー溶接すると、ブラケットを外筒へ溶接できるとともに、このときの溶接熱は防振ゴムへ熱影響を与えない。
【００１１】
したがって、防振機能部の成形後にブラケットの溶接が可能になり、簡単で小型の金型を使用できる等、防振ゴム装置の製造が著しく容易になる。そのうえ、共通の防振機能部を多種類のブラケットに組み合わせることもできるようになるので製造が有利になる。
【００１２】
しかも、レーザー溶接をすることにより極めて狭い幅で溶接でき、防振ゴムに対して熱影響を与える範囲が極めて狭くなるので、それだけ溶接部を防振ゴムへ近づけることができ、その結果、防振ゴム装置全体を小型かつ軽量にできる。
【００１３】
第２の発明によれば、外筒の軸方向端部を防振ゴムに対して熱影響を与えない位置まで軸方向外方へ延出させ、その延出部端面とブラケットとの接合部を溶接することにより、防振ゴム装置を径方向に拡大させないよう小型化することができ、そのうえ、レーザー溶接を採用することにより、外筒の軸方向端部における端面のような極めて狭い範囲でも容易かつ十分な強度で溶接できる。
【００１４】
第３の発明によれば、外筒の端部に径方向外方へ曲がるとともに先端面が前記熱影響を与えない位置となるフランジを形成し、このフランジの端面とブラケットの接合部を溶接するので、外筒の端部を防振ゴムに対して熱影響を与えない位置にすることが容易になり、しかも防振ゴム装置の軸方向寸法を拡大させないよう小型化できる。
【００１５】
第４の発明によれば、溶接する材料の板厚以上の深さで決定される溶け込み深さに基づいてレーザー出力及び溶接速度を決定し、一方、防振ゴムの組成によって限界表面温度を決定し、これらレーザー出力及び溶接速度と限界表面温度に基づきかつ安全を見込んで適正距離を決定し、これを前記熱影響を与えない位置とする。したがって、種々に条件が変化しても、熱影響を与えない位置を実験的に決定できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１乃至図５は、円筒型エンジンマウントに本願発明を適用した第１の実施例に係り、図１は防振ゴム装置全体の正面図、図２はその平面図、図３は図１の３−３線断面図、図４はブラケットの正面図、図５はその平面図である。
【００１７】
これらの図において、この防振ゴム装置は、内筒１、外筒２、防振ゴム３及びブラケット４を備え、内筒１は外筒２の内側へ偏心して配置され、かつ正面図（図１）で略Ｖ字状のアーム部５を有する防振ゴム３で内筒１と外筒２が連結されている。
【００１８】
符号６は軸方向へ貫通する空間、７は外筒２のうち内筒１が最も離れている部分から内筒１側へ突出するストッパー部、８は外筒２の内面に沿って形成されるとともに、軸方向へ外筒２よりも長く突出する側面ストッパー部である。
【００１９】
外筒２は軸方向両端に径方向外方へ曲がるフランジ１０が形成され、このフランジ１０の外側面上まで前記側面ストッパー部８が連続して形成されている。
【００２０】
ブラケット４は、図３、４及び５に明らかなように、外筒２の外周部に対して略１／３周程度の長さで接合するプレス成形された金属製部材であり、図３に明らかなように、左右のフランジ１０の間へ入る本体部１１、その左右から略直角に折り曲げられた側壁部１２、さらにその先端部から外側方へフランジ状に折り返された取付部１３が形成されている。
【００２１】
ここで、ブラケット４の長さ方向を外筒２の周方向と略平行する方向、幅方向を外筒２の軸方向と平行する方向とすれば、本体部１１の幅方向両側には長さ方向に延びる一対のスリット１４が形成され、このスリット１４により、側壁１２の外筒２側部分はフランジ１０の端面と当接するブラケット側接合面１５になっている。
【００２２】
ブラケット側接合面１５は、フランジ１０と接合するため本体部１１に対して段違い状に高さが異なっている。なお、図１に示すように、フランジ１０の半径よりもブラケット側接合面１５のアール半径が若干短くなるように、フランジ１０の中心Ｃ１に対して、ブラケット側接合面１５のアール中心Ｃ２が若干偏心しており、ブラケット側接合面１５のアールをフランジ１０の外周におけるアールよりも若干小さくしてある。
【００２３】
ブラケット側接合面１５とフランジ１０の外周側端面とは突き合わされ、この接合部を外方よりレーザー溶接されている。この溶接長は、ブラケット側接合面１５の長さであるフランジ１０の略１／３周程度に形成され、かつ、この接合部となるフランジ１０の外周側端面の位置は防振ゴム３に熱影響を与えない位置にあり、このため防振ゴム３の端部との間は適正距離Ｌ以上になっている。
【００２４】
なお、本実施例では、外筒２及びブラケット４ともに、厚さ２．９ｍｍの鉄板（一例として、ＪＩＳ規格  ＳＰＣ）で形成され、適正距離Ｌは７．５ｍｍになっている。また、内筒１、外筒２及び防振ゴム３は一体化されることにより全体として防振機能部１６を構成している。
【００２５】
この防振ゴム装置を製造するには、予め、内筒１、外筒２、ブラケット４をそれぞれ別に成形し、内筒１と外筒２を金型に入れて、ゴム材料を充填して常法により加硫成形することにより、内筒１と外筒２を防振ゴム３で一体化した防振機能部１６を成形する。
【００２６】
続いて、この防振機能部１６をブラケット４に重ね、左右のフランジ１０の間に本体部１１を嵌合し、かつフランジ１０の外周部端面をブラケット側接合面１５へ一致させてから、防振機能部１６をブラケット４側へ押しつけると、フランジ１０の外周部とブラケット側接合面１５が全長で突き合わされて接合する。
【００２７】
そこで、この突き合せによる接合部を例えば、炭酸ガスレーザーを用い、出力３ｋｗ、溶接速度２５００ｍｍ／分の速さで溶接する。但し、この溶接条件は、後述するように、種々の条件で異なるため、それぞれの設定条件毎に予め実験により定めておく。
【００２８】
このようにすると、防振機能部１６はフランジ１０の外周側端面とブラケット４のブラケット側接合面１５とが突き合わされた状態で溶接されて一体化する。符号１７はこのレーザー溶接による溶接部を示す。
【００２９】
このとき、溶接部は防振ゴム３の端部から適正距離Ｌだけ離れた熱影響の生じない位置であるため、ゴム加硫成形後の防振機能部１６に対してブラケット４を溶接しても、何ら防振ゴム３に対して悪影響を生じない。したがって、極めて容易に防振ゴム装置を製造できる。
【００３０】
しかも、フランジ１０の外周側端面で溶接するため、このような防振ゴム３に対して熱影響を与えないための適正距離Ｌを簡単に確保できるとともに、防振機能部１６の径方向寸法を拡大しないですむ。
【００３１】
そのうえ、ブラケット側接合面１５のアールをフランジ１０の外周部よりも小さくしたので、ブラケット側接合面１５及びフランジ１０成形精度に若干の狂いが生じても確実に全長で密接させながら溶接できる。
【００３２】
また、レーザー溶接の採用により、このような端面相互を突き合わせた極めて限られた狭い部分でも容易に溶接でき、かつ熱影響の範囲を小さな範囲に限定できるため、これによってさらに適正距離Ｌを小さくでき、装置全体の小型・軽量化を実現できる。
【００３３】
図６乃至図９はこのような円筒型エンジンマウントの変形例である。以下同一機能部は同一符号を用いて説明する。まず、図６の第２実施例は、外筒２を巻きパイプで構成したものであり、図中のＡは防振機能部１６の正面形状、Ｂはブラケット４の正面形状、ＣはＢの６−６線断面、Ｄは接合部の断面を示す。なお、図７及び図８も同様にＡ〜Ｄの各部を同時に示してある。
【００３４】
Ｃに示すように、外筒２をスリットからなる合せ部２０がブラケット４の溶接範囲になるようにして、前実施例同様にレーザー溶接すれば、スリット幅がブラケット側接合面１５による締め代になるので密着性が大きくなる。なお、この例では適正距離Ｌ＝７．５ｍｍである。
【００３５】
図７の第３実施例は、ブラケット４の側面壁１２に円形の穴を設けてその周囲部分を嵌合部２１とし、この嵌合部２１をその一部にスリット２３を設けた巻きパイプ状に形成し、嵌合部２１に防振機能部１６を挿入するとともに、外筒２の軸方向端部を防振ゴム３よりも外方へ７．５ｍｍ以上延出させた延出部２２とし、この延出部２２と嵌合部２１の周囲部分端面を当接し、この接合部を延出部２２の端面側から溶接する。なお、ＣはＢの７−７線断面である。
【００３６】
このようにすると、ブラケット４側を巻きパイプして形成でき、かつ、その合せ部２３のスリット幅を利用することにより、防振機能部１６との密着を良くすることができる。なお、この例では適正距離Ｌ＝７．５ｍｍである。
【００３７】
図８の第４実施例は、防振機能部１６の軸方向から見て略Ｕ字状をなす巻きブラケット４を使用するものであり、このようにすると、ブラケット４に締め代を形成して密着性を良くできる。この場合、外筒２の軸方向端部２２とブラケット４の端部２４を重ね、各端面が略面一になるようにして接合部をレーザー溶接する。なお、この例では適正距離Ｌ＝７．５ｍｍである。また、ＣはＢの８−８線断面である。
【００３８】
図９の第５実施例は、防振機能部１６の上下を二つのブラケット４Ａと４Ｂで挟むものであり、各ブラケット４Ａ、４Ｂは例えば、図１の実施例のように構成できる。なお、ブラケットの数は２つ以上複数が可能である。また、図にＡ〜Ｃで示す、図１、図６、図７の各防振機能部をブラケット４と適宜変更して組み合わせでき、逆に同一の防振機能部に対して異なるブラケットを組み合わせることができるので、製造上極めて有利になる。
【００３９】
次に、レーザー溶接条件とゴムの接着状態との関係を説明する。図１０はレーザー溶接条件と溶け込み深さを決定するグラフであり、このうち、Ａは出力３ｋｗ、集光系；１０インチの放物面鏡、シールドガス；ヘリウムを用いた、溶け込み深さ（縦軸）と溶接速度（横軸）の関係を示し、Ｂは出力５ｋｗ、集光系；１０インチの放物面鏡、シールドガス；アルゴンの場合における同様のグラフである。
【００４０】
一般に、表面温度は溶接速度に依存し、かつ、溶接速度が適正であれば、出力温度分布に対して差がないことが知られている。そこで、このグラフを用いれば、レーザー溶接条件（出力と溶接速度）を容易に決定でき、溶接部材の板厚が２．６ｍｍの場合、溶け込み深さは板厚以上であれば良いから、安全を見込んで溶け込み深さを２．９ｍｍとすれば、Ａより出力３ｋｗの場合における適正溶接速度が約２５００ｍｍ／分、Ｂより出力５ｋｗの場合の適正溶接速度が約４５００ｍｍ／分程度とそれぞれ決定される。
【００４１】
図１１は防振ゴムに悪影響を与えない限界表面温度を決定する試験方法を示し、試料ゴム３０を接着した厚さ２．６ｍｍの鉄板３１に対して、試料ゴム３０の端部から２ｍｍ離れた位置へ突出している鉄板３１の端面に同厚、同一材料の鉄板３２の端面を突き合わせ、この突き合わせ部をレーザー溶接し、鉄板３１上の表面温度を溶接点から５ｍｍ離れた測定ポイントで測定し、かつ試料ゴム３０と鉄板３１の剥離状態を試験する。なお、図中のＡは試料の平面図、Ｂはその側面図（Ａの部矢示方向図）であり、さらに測定ポイントの選定は任意である。
【００４２】
図１２は、この試験結果を示し、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６なる６通りの条件毎における各測定ポイントの表面温度変化のうち最高表面温度を示すグラフであり、各グラフの縦軸は温度（℃）、横軸は条件Ｎｏ．１〜６である。
【００４３】
このうち、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３は、出力３ｋｗにて、溶接速度２５００ｍｍ／分、３５００ｍｍ／分、１５００ｍｍ／分でレーザー溶接したものであり、Ｎｏ．４〜Ｎｏ．６は同様に、出力５ｋｗにて溶接速度を３５００ｍｍ／分、４５００ｍｍ／分、２５００ｍｍ／分でそれぞれレーザー溶接した結果である。
【００４４】
図１２は、各試験結果における表面温度と、接着状態の関係を溶接点から５ｍｍの点で判定した結果である。この図１２と先に決定された適正溶接速度を総合すれば、Ｎｏ．１及び５の条件が適正であり、表面温度が１６０℃以下の場合は、良好な接着状態を維持できることがわかる。そこでこのような良好な接着状態を維持できる最高表面温度を限界表面温度という。なお、Ｎｏ．２は接着状態で合格するが速度が遅すぎる点で適正でない。
【００４５】
図１３は、表面温度１６０℃以下の条件に合致するような限界表面温度を与える溶接点からの距離を決定するための試験方法を説明するものであり、エンジンマウントと同質量の鉄ブロックからなるコ字状断面をなすテストピース３５の端面に板厚２．６ｍｍの鉄板３６を重ねてレーザー溶接してあり、図中のＡは平面形状を示し、Ｂはその溶接範囲中間部の１３−１３線に沿う断面である。
図部を拡大して示してある。
【００４６】
このテストピース３５に対し、Ａに示すようにテストピース３５の長手方向端縁に沿って実際の溶接長である７０ｍｍの長さを出力３ｋｗ及び５ｋｗで溶接して測定ポイント▲１▼〜▲５▼について表面温度を測定する。この測定ポイントのうち▲１▼は溶接開始点、▲２▼は同終了点であり、それぞれ溶接点から５ｍｍの点である。また、▲３▼〜▲５▼は溶接点から５ｍｍの点を▲３▼とし、以後２．５ｍｍ間隔で断面方向へ設定した点である。
【００４７】
図１４は、この測定結果を各溶接条件別に記録したグラフであり、縦軸に温度（゜Ｃ）、横軸に経過時間をとり、各測定ポイントにおける表面温度示の経時変化を示し、Ａは出力３ｋｗ、溶接速度を２５００ｍｍ／分の条件、Ｂは出力５ｋｗ、溶接速度４５００ｍｍ／分の条件である。
【００４８】
そこで、この図を検討すれば、それぞれ▲４▼の測定ポイント、すなわち溶接点から７．５ｍｍ離れた位置であれば、いずれの場合も限界表面温度が１６０℃以下となるので、この距離が適正距離Ｌであると決定され、この適正距離Ｌだけ防振ゴムの端部から離れた位置を溶接点にするように外筒及びブラケットの構造を設計すればよい。なお、出力３ｋｗの場合、▲３▼の測定ポイント（溶接点より５ｍｍ）も限界表面温度が１６０℃程度であり、適正とも考えられるが、安全を見込むとやはり▲４▼になる。
【００４９】
以上によって決定された溶接条件は、いずれも溶接する材料、レーザー溶接の内容（出力、溶接速度）並びにゴムの組成等によって異なる。しかしながら、上記の例のように、まず溶接する材料の板厚を決めることにより溶け込み深さを決め、これに基づいてレーザー溶接条件（出力、適正溶接速度）を決定する。さらにゴムの組成によって異なる限界表面温度を図１１〜図１２と同様にして決定する。その後、これらのレーザー溶接条件（出力、適正溶接速度）及び限界表面温度に基づいて図１３及び図１４の方法により安全を見込んで適正距離Ｌを決定する。このようにすれば、異なる種々な条件下でも適正距離Ｌを決定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】    第１実施例の正面図
【図２】    その平面図
【図３】    図１の３−３線断面図
【図４】    ブラケットの正面図
【図５】    その平面図
【図６】    第２実施例を示す図
【図７】    第３実施例を示す図
【図８】    第４実施例を示す図
【図９】    第５実施例を示す図
【図１０】  溶け込み深さと溶接速度の関係を示すグラフ
【図１１】  限界表面温度を決定するための試験方法を示す図
【図１２】  その試験結果を示す表
【図１３】  適正距離を決定するための試験方法を示す図
【図１４】  その表面温度を測定したグラフ
【符号の説明】
１：内筒、２：外筒，３：防振ゴム，４：ブラケット，１０：フランジ，１５：ブラケット側接合面，１６：防振機能部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0004097751.tif 000013
【図１３】
0004097751.tif 000014
【図１４】
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