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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024126640
(43)【公開日】2024-09-20
(54)【発明の名称】モータマウント用筒型防振装置
(51)【国際特許分類】
   F16F 1/387 20060101AFI20240912BHJP
   F16F 15/08 20060101ALI20240912BHJP
   B60K 5/12 20060101ALI20240912BHJP
【FI】
F16F1/387 F
F16F15/08 K
B60K5/12 F
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023035168
(22)【出願日】2023-03-08
(71)【出願人】
【識別番号】000219602
【氏名又は名称】住友理工株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001966
【氏名又は名称】弁理士法人笠井中根国際特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100103252
【弁理士】
【氏名又は名称】笠井 美孝
(74)【代理人】
【識別番号】100147717
【弁理士】
【氏名又は名称】中根 美枝
(72)【発明者】
【氏名】瀬戸山 豊士
【テーマコード(参考)】
3D235
3J048
3J059
【Fターム(参考)】
3D235AA01
3D235BB23
3D235CC12
3D235EE04
3D235HH44
3J048AA01
3J048BA19
3J048CB23
3J048EA08
3J059AA06
3J059AA08
3J059BA42
3J059BC06
3J059DA13
3J059GA20
(57)【要約】
【課題】ばね特性への影響を抑えつつ、モータマウント要求される高周波域での防振性能の向上を実現することができる、新規な構造のモータマウント用筒型防振装置を提供する。
【解決手段】インナ軸部材12とアウタ筒部材14が本体ゴム弾性体16によって連結されたモータマウント用筒型防振装置10であって、本体ゴム弾性体16がインナ軸部材12とアウタ筒部材14とをインナ軸部材12の軸直角方向両側で連結する一対のゴム脚28,28を備えており、一対のゴム脚28,28の一方において軸方向に貫通して形成された肉抜孔40には、アウタ筒部材14側からインナ軸部材12側へ向けて突出する突出ゴム46が設けられており、突出ゴム46が車両への装着状態においてインナ軸部材12側に当接する当接ゴム56とされている。
【選択図】図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
インナ軸部材とアウタ筒部材が本体ゴム弾性体によって連結されたモータマウント用筒型防振装置であって、
前記本体ゴム弾性体が前記インナ軸部材と前記アウタ筒部材とを該インナ軸部材の軸直角方向両側で連結する一対のゴム脚を備えており、
該一対のゴム脚の一方において軸方向に貫通して形成された肉抜孔には、該アウタ筒部材側から該インナ軸部材側へ向けて突出する突出ゴムが設けられており、該突出ゴムが車両への装着状態において該インナ軸部材側に当接する当接ゴムとされているモータマウント用筒型防振装置。
【請求項2】
前記一対のゴム脚の他方にも軸方向に貫通する肉抜孔が形成されており、該肉抜孔には前記アウタ筒部材側から前記インナ軸部材側へ向けて突出する突出ゴムが設けられている請求項1に記載のモータマウント用筒型防振装置。
【請求項3】
前記インナ軸部材が扁平な外周形状を有しており、
前記一対のゴム脚が該インナ軸部材の短手方向の両側に設けられており、
該インナ軸部材の長手方向において、該インナ軸部材の両端部分が、前記肉抜孔の両端よりも外方に位置している請求項1又は2に記載のモータマウント用筒型防振装置。
【請求項4】
前記インナ軸部材が扁平な外周形状を有しており、
該インナ軸部材の短手方向両側の外周面には、短手方向と直交して広がる当接面が設けられており、
前記当接ゴムの突出先端面が該インナ軸部材の該当接面に向かって当接されている請求項1又は2に記載のモータマウント用筒型防振装置。
【請求項5】
前記当接ゴムが突出先端側へ向けて周方向で幅狭となる先細形状とされており、
該当接ゴムの突出先端部分には、前記インナ軸部材側に当接した車両への装着状態において潰れきらずに維持される凹凸形状が設定されている請求項1又は2に記載のモータマウント用筒型防振装置。
【請求項6】
前記肉抜孔が設けられた前記ゴム脚は、該肉抜孔の周方向両側の壁部を構成する分岐部を備えており、
それら分岐部が相互に傾斜して外周側に向かって周方向で相互に離隔していると共に、それら分岐部の相対的な傾斜角度が40~50°の範囲内とされている請求項1又は2に記載のモータマウント用筒型防振装置。
【請求項7】
前記ゴム脚には、前記インナ軸部材と前記アウタ筒部材との連結方向の中間部分において外周面上に突出する弾性突起が形成されている請求項1又は2に記載のモータマウント用筒型防振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電気自動車等の環境対応自動車において駆動用の電気モータを防振支持するモータマウント用筒型防振装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来から、自動車のパワーユニットマウント等に用いられる筒型防振装置が知られている。筒型防振装置は、例えば国際公開第2015/045041号(特許文献1)等に開
示されているように、インナ軸部材とアウタ筒部材が本体ゴム弾性体によって弾性連結された構造を有している。
【0003】
また、特許文献1にも示されているように、筒型防振装置では、相互に直交する軸直角方向のばね比を調節する等の目的で、軸方向に貫通する一対のすぐり孔を形成する場合がある。この場合に、本体ゴム弾性体は、インナ軸部材の両側においてアウタ筒部材へ向けて延び出す一対のゴム脚を備えた構造とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】国際公開第2015/045041号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、近年、環境問題に対する関心の高まり等を背景として、駆動源として内燃機関に代えて電動モータを採用した環境対応自動車が提案されている。そして、電動モータを支持するためのモータマウントとして、筒型防振装置が用いられる場合もある。
【0006】
しかしながら、内燃機関と電気モータでは、その構造だけでなく出力特性等も大きく異なっており、駆動用電気モータに適切な防振性能を発揮し得る防振装置が求められていた。
【0007】
具体的には、例えば、100Hz程度の高周波エンジン振動に対する防振性能の要求に留まる内燃機関用の防振装置に比して、電気モータ用の防振装置では、一般的に1000Hz程度までのトルク変動による防振性能が要求されることから、従来の内燃機関エンジンを含むパワーユニット用の筒型防振装置をモータマウントに適用すると、高周波域において防振性能が不十分になる場合があった。特に、モータマウントでは、高周波域において本体ゴム弾性体のゴムサージングの車両への伝達が問題となることから、ゴムサージングに対する防振性能が求められている。
【0008】
本発明の解決課題は、モータマウントに要求される高周波域での防振性能の向上を実現することができる、新規な構造のモータマウント用筒型防振装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
以下、本発明を把握するための好ましい態様について記載するが、以下に記載の各態様は、例示的に記載したものであって、適宜に互いに組み合わせて採用され得るだけでなく、各態様に記載の複数の構成要素についても、可能な限り独立して認識及び採用することができ、適宜に別の態様に記載の何れかの構成要素と組み合わせて採用することもできる。それによって、本発明では、以下に記載の態様に限定されることなく、種々の別態様が実現され得る。
【0010】
第一の態様は、インナ軸部材とアウタ筒部材が本体ゴム弾性体によって連結されたモータマウント用筒型防振装置であって、前記本体ゴム弾性体が前記インナ軸部材と前記アウタ筒部材とを該インナ軸部材の軸直角方向両側で連結する一対のゴム脚を備えており、該一対のゴム脚の一方において軸方向に貫通して形成された肉抜孔には、該アウタ筒部材側から該インナ軸部材側へ向けて突出する突出ゴムが設けられており、該突出ゴムが車両への装着状態において該インナ軸部材側に当接する当接ゴムとされているものである。
【0011】
本態様に従う構造とされたモータマウント用筒型防振装置によれば、本体ゴム弾性体のゴム脚の一方に肉抜孔が形成されていることにより、本体ゴム弾性体のゴムボリューム(質量)が小さくされており、本体ゴム弾性体のサージングによる振動が抑制される。
【0012】
また、肉抜孔内にはアウタ筒部材側からインナ軸部材側へ向けて突出する突出ゴムが設けられており、車両に装着されてインナ軸部材とアウタ筒部材の間に電気モータ等の支持荷重が作用した状態において、突出ゴムがインナ軸部材側に当接して当接ゴムとされている。それゆえ、肉抜孔の形成によって低下したモータマウント用筒型防振装置のばねが、当接ゴムのばねによって補われて、ばね特性を大きな自由度で設定可能となる。従って、モータマウント用筒型防振装置のばね特性を要求特性に対して精度よく設定しながら、本体ゴム弾性体のゴムサージングに起因する振動を抑えることができる。
【0013】
第二の態様は、第一の態様に記載されたモータマウント用筒型防振装置において、前記一対のゴム脚の他方にも軸方向に貫通する肉抜孔が形成されており、該肉抜孔には前記アウタ筒部材側から前記インナ軸部材側へ向けて突出する突出ゴムが設けられているものである。
【0014】
本態様に従う構造とされたモータマウント用筒型防振装置によれば、一対のゴム脚の両方に肉抜孔が形成されることによって、本体ゴム弾性体のゴムボリュームがより一層低減されて、ゴムサージングの抑制が図られる。また、各肉抜孔に突出ゴムが設けられていることにより、各ゴム脚に肉抜孔を形成することによるばねの低下は、各肉抜孔に形成された突出ゴムのばねによって補填されることから、電気モータに対する支持ばね剛性や防振性能を確保することができる。
【0015】
第三の態様は、第一又は第二の態様に記載されたモータマウント用筒型防振装置において、前記インナ軸部材が扁平な外周形状を有しており、前記一対のゴム脚が該インナ軸部材の短手方向の両側に設けられており、該インナ軸部材の長手方向において、該インナ軸部材の両端部分が、前記肉抜孔の両端よりも外方に位置しているものである。
【0016】
本態様に従う構造とされたモータマウント用筒型防振装置によれば、本体ゴム弾性体のゴム脚がインナ軸部材の短手方向においてインナ軸部材とアウタ筒部材との間に介在しており、インナ軸部材がアウタ筒部材に対して短手方向に相対移動する際にゴム脚が延伸方向で圧縮される。例えば、インナ軸部材の短手方向を主たる振動の入力方向に設定することにより、主たる振動の入力時にゴム脚と当接ゴムの両方が圧縮ばね成分による硬いばね特性を発揮する。これにより、当該主たる振動の入力方向において、例えば、電気モータの支持の安定化や、高減衰作用による防振効果の有効な発揮も期待できる。
【0017】
第四の態様は、第一~第三の何れか1つの態様に記載されたモータマウント用筒型防振装置において、前記インナ軸部材が扁平な外周形状を有しており、該インナ軸部材の短手方向両側の外周面には、短手方向と直交して広がる当接面が設けられており、前記当接ゴムの突出先端面が該インナ軸部材の該当接面に向かって当接されているものである。
【0018】
本態様に従う構造とされたモータマウント用筒型防振装置によれば、当接ゴムの突出先端面が当接するインナ軸部材側の面を、インナ軸部材の外周面の当接面を利用して十分に広く確保可能となる。それゆえ、当接ゴムの突出方向と直交する断面を大きくして、当接ゴムの突出方向でのばねを大きく設定することも可能となる。特に、当接ゴムとインナ軸部材側との当接方向であるインナ軸部材の短手方向に対して、当接面が直交して広がっていることにより、当接ゴムの当接面に対する直接的な又は間接的な当接の安定化が図られる。
【0019】
第五の態様は、第一~第四の何れか1つの態様に記載されたモータマウント用筒型防振装置において、前記当接ゴムが突出先端側へ向けて周方向で幅狭となる先細形状とされており、該当接ゴムの突出先端部分には、前記インナ軸部材側に当接した車両への装着状態において潰れきらずに維持される凹凸形状が設定されているものである。
【0020】
本態様に従う構造とされたモータマウント用筒型防振装置によれば、当接ゴムが先細形状とされていることにより、圧縮変形量が小さい段階でのばね定数が小さくなると共に、圧縮変形量の増大に伴って非線形的にばねが増大する。それゆえ、インナ軸部材とアウタ筒部材の相対変位量が小さい状態では、比較的に柔らかいばね特性によって乗り心地の向上等を図りつつ、インナ軸部材とアウタ筒部材の相対変位量が過度に大きくなるのを防いで、本体ゴム弾性体の耐久性を確保することができる。
【0021】
当接ゴムの突出先端部分に凹凸形状が設定されていることにより、圧縮変形量が小さい段階でのばね定数をより小さくすることができる。特に、当接ゴムがインナ軸部材側に当接した車両への装着状態において凹凸形状が潰れきらずに維持されていることによって、当接ゴムがインナ軸部材側への当接状態から更に圧縮される場合にも、凹凸形状による初期ばねの低減が図られる。なお、凹凸形状が潰れきらずに維持されるとは、凹凸形状が変形せずに維持される場合だけではなく、変形しても凹凸形状が残っていればよく、当接ゴムの先端が凹部においてインナ軸部材側から離れた状態となっていればよい。
【0022】
第六の態様は、第一~第五の何れか1つの態様に記載されたモータマウント用筒型防振装置において、前記肉抜孔が設けられた前記ゴム脚は、該肉抜孔の周方向両側の壁部を構成する分岐部を備えており、それら分岐部が相互に傾斜して外周側に向かって周方向で相互に離隔していると共に、それら分岐部の相対的な傾斜角度が40~50°の範囲内とされているものである。
【0023】
本態様に従う構造とされたモータマウント用筒型防振装置によれば、分岐部が外周側へ向けて相互に離隔する傾斜形状とされており、その傾斜角度が40°以上とされていることにより、それら分岐部の間に形成される肉抜孔の大きさが確保されて、本体ゴム弾性体のゴムボリュームの低減によるゴムサージングの抑制効果が有効に発揮される。しかも、周方向幅の大きい肉抜孔を形成することで、当該肉抜孔内に突出して設けられる当接ゴムの形状や大きさを大きな自由度で設定することができる。従って、ゴムサージングの抑制効果とばね特性とのチューニング自由度を大きく得ることができる。
【0024】
また、分岐部の相対的な傾斜角度が50°以下とされていることにより、ゴム脚の延出方向(当接ゴムの突出方向)での振動入力に対して、各分岐部の圧縮ばね成分による硬いばね特性が有効に発揮される。
【0025】
第七の態様は、第一~第六の何れか1つの態様に記載されたモータマウント用筒型防振装置において、前記ゴム脚には、前記インナ軸部材と前記アウタ筒部材との連結方向の中間部分において外周面上に突出する弾性突起が形成されているものである。
【0026】
本態様に従う構造とされたモータマウント用筒型防振装置によれば、弾性突起の変形による制振効果が発揮されることによって、ゴムサージングによる振動をより一層低減することができる。
【発明の効果】
【0027】
本発明によれば、モータマウントに要求される高周波域での防振性能の向上を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0028】
図1】本発明の第一の実施形態としてのモータマウントを示す斜視図
図2図1に示すモータマウントの横断面図であって、図3のII-II断面に相当する図
図3図2のIII-III断面図
図4図2のIV-IV断面の一部を示す図
図5図2に示すモータマウントを予圧縮前の状態で示す横断面図
図6図2に示すモータマウントを車両への装着状態で示す横断面図
図7】本発明の第二の実施形態としてのモータマウントを示す正面図
図8図7のVIII-VIII断面図
図9図7のIX-IX断面の一部を示す図
図10図7のモータマウントの上下方向のばね特性を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【0029】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【0030】
図1図3には、本発明に従う構造とされたモータマウント用筒型防振装置の第一の実施形態として、自動車用のモータマウント10が示されている。モータマウント10は、インナ軸部材12とアウタ筒部材14が本体ゴム弾性体16によって弾性連結された構造を有している。以下の説明では、原則として、上下方向とは車両装着状態における鉛直上下方向となる図2中の上下方向を、左右方向とは車両装着状態で車両左右方向となる図2中の左右方向を、前後方向とはマウント中心軸方向となる図3中の左右方向を、それぞれ言う。
【0031】
インナ軸部材12は、前後方向に略一定の断面形状直線的に延びるロッド状とされており、円形断面で軸方向に貫通する取付孔18を備えている。本実施形態のインナ軸部材12は、図2に示すように、上下方向が短手方向とされ、左右方向が長手方向とされており、左右に長い扁平な外周形状(横断面形状)を有している。インナ軸部材12の外周面は、左右方向に対して直交して広がる左右直交面20a,20bと、上下方向に対して直交して広がる当接面としての上下直交面22a,22bと、周方向で隣り合う左右直交面20と上下直交面22との間にそれぞれ位置する傾斜受面24,24,24,24とを、備えている。従って、インナ軸部材12の外周面は、横断面において扁平な略八角形とされている。
【0032】
左右直交面20a,20bは、インナ軸部材12の外周面における左右各一方の面を構成しており、上下方向の中央部分に設けられている。左右直交面20a,20bは、略一定の幅寸法で軸方向に延びており、上下幅寸法が取付孔18の直径以上の大きさとされている。
【0033】
上下直交面22a,22bは、インナ軸部材12の外周面における上下各一方の面を構成しており、左右方向の中央部分に設けられている。上下直交面22a,22bは、略一定の幅寸法で軸方向に延びており、左右幅寸法が取付孔18の直径以上の大きさとされている。
【0034】
傾斜受面24は、略平面とされて、左右直交面20a,20bと上下直交面22a,22bとの何れに対しても傾斜して広がっている。傾斜受面24は、略一定の傾斜角度で広がっており、好適には、左右方向に対する傾斜角度が45°よりも小さくされている。傾斜受面24は、左右直交面20a,20b及び上下直交面22a,22bに対して、周方向に湾曲する湾曲面によって滑らかに連続している。
【0035】
アウタ筒部材14は、図2図3に示すように、インナ軸部材12に比して薄肉且つ大径の略円筒形状とされている。アウタ筒部材14は、鉄やアルミニウム合金等の金属、ポリアミド等の合成樹脂等によって形成されている。本実施形態のアウタ筒部材14は、インナ軸部材12よりも短くされている。尤も、例えば、インナ軸部材12とアウタ筒部材14が同じ長さとされていてもよいし、アウタ筒部材14がインナ軸部材12よりも長くされていてもよい。
【0036】
そして、インナ軸部材12がアウタ筒部材14の内周に挿通されており、それらインナ軸部材12とアウタ筒部材14の径方向間に本体ゴム弾性体16が形成されている。本体ゴム弾性体16は、厚肉の筒状とされており、内周面がインナ軸部材12の外周面に固着されていると共に、外周面がアウタ筒部材14の内周面に固着されている。本体ゴム弾性体16は、インナ軸部材12とアウタ筒部材14を備えた一体加硫成形品として形成されており、インナ軸部材12とアウタ筒部材14に対して成形時に加硫接着されている。
【0037】
本体ゴム弾性体16におけるインナ軸部材12の左右両側には、軸方向に貫通するすぐり孔としての第一貫通孔26a,26bが形成されている。第一貫通孔26a,26bは、内周へ行くに従って周方向で幅狭となる横断面形状とされている。第一貫通孔26a,26bの内面は、軸方向において中央から両端へ向けて外周側へ傾斜するテーパ形状とされている。左右一対の第一貫通孔26a,26bが形成されていることによって、本体ゴム弾性体16には、インナ軸部材12の上下両側において上下方向に延びる一対のゴム脚28a,28bが形成されている。ゴム脚28a,28bは、インナ軸部材12とアウタ筒部材14の間に設けられており、インナ軸部材12とアウタ筒部材14とをインナ軸部材12の上下両側で相互に連結している。ゴム脚28a,28bは、軸方向両端面がテーパ形状とされて、内周側から外周側に向けて軸方向寸法が小さくなっている。
【0038】
本体ゴム弾性体16には、第一被覆ゴム30a,30bが設けられている。第一被覆ゴム30a,30bは、一対のゴム脚28a,28bの左右両端部分の上下間に位置しており、インナ軸部材12の外周面における左右直交面20a,20bを覆っている。第一被覆ゴム30a,30bは、第一貫通孔26a,26bの内周側の壁面を構成している。
【0039】
本体ゴム弾性体16は、アウタ筒部材14側からインナ軸部材12側へ向けて第一貫通孔26a,26b内へ突出する第一凸状部32a,32bを備えている。第一凸状部32a,32bは、図2に示すように、突出先端へ向けて周方向で幅狭となる先細の横断面形状を有しており、本実施形態では突出先端へ向けて略一定の割合で幅狭となっている。第一凸状部32a,32bの各側面34,34は、外周へ向けて相互に拡開するように傾斜する傾斜面とされている。第一凸状部32a,32bの各側面34,34は、第一貫通孔26a,26bの壁面に対して離隔しており、第一貫通孔26a,26bの壁面との間に空間が形成されている。
【0040】
第一凸状部32a,32bの内周側の端面である突出先端面36には、波状の凹凸形状が設定されている。本実施形態の第一凸状部32a,32bは、突出先端面36に開口して軸方向に延びる溝状の凹部38が並列的に2つ形成されており、谷状の凹部38,38を外れた部分が凹部38,38よりも第一凸状部32a,32bの先端側へ突出する山状とされることで、凹凸形状が設定されている。2つの凹部38,38の間に位置する山状部分は、他の2つの山状部分よりも内周側へ突出している。
【0041】
第一凸状部32a,32bの突出先端面36は、図3に示すように、軸方向において中央から両端へ向けて外周側へ傾斜するテーパ形状とされている。第一凸状部32a,32bの突出先端面36は、モータマウント10の単体状態において、図2図3に示すように、本体ゴム弾性体16の第一被覆ゴム30a,30bに対して外周側へ離隔しており、第一被覆ゴム30a,30bに対して左右方向で対向している。
【0042】
本体ゴム弾性体16のゴム脚28a,28bには、軸方向に貫通する肉抜孔としての第二貫通孔40a,40bの各一方が形成されている。第二貫通孔40a,40bの内周壁面は、内周端を構成する左右方向の中央部分が上下方向と略直交して広がる平坦形状とされていると共に、当該平坦部分の左右両側が左右外方へ行くに従って外周側へ傾斜する湾曲形状とされている。また、第二貫通孔40a,40bの内周壁面は、軸方向において中央から両端へ向けて外周側へ傾斜するテーパ形状とされている。
【0043】
第二貫通孔40a,40bの内周壁面における平坦な内周端部分は、図2に示すように、左右方向の幅寸法がインナ軸部材12の左右方向の幅寸法よりも小さくされている。これにより、インナ軸部材12の左右両端部分は、第二貫通孔40a,40bの内周端部分よりも左右外方まで突出している。本実施形態において、第二貫通孔40a,40bの内周端部分は、インナ軸部材12における上下直交面22の外周側に位置しており、左右方向の幅寸法が上下直交面22よりも小さくされている。
【0044】
第二貫通孔40a,40bは、インナ軸部材12の上下両側に設けられており、それら上下の第二貫通孔40a,40bが左右の第一貫通孔26a,26bの周方向間に配置されている。上下の第二貫通孔40a,40bは、左右の第一貫通孔26a,26bとは形状が異なっている。即ち、第二貫通孔40a,40bは、第一貫通孔26a,26bに比して、外周端部の周方向寸法が小さくされており、且つ径方向寸法が大きくされている。
【0045】
ゴム脚28a,28bは、第二貫通孔40a,40bの形成によって、第二貫通孔40a,40bの周方向両側に分岐しており、それぞれ一対の分岐部42,42を有している。分岐部42,42は、第二貫通孔40a(40b)の周方向両側の壁面を構成しており、インナ軸部材12とアウタ筒部材14を上下方向で相互に連結している。分岐部42,42は、それぞれ外周へ向けて周方向外側へ傾斜しており、外周へ向けて周方向で相互に離隔する拡開状とされている。このような相互傾斜形状とされた分岐部42,42は、相対的な傾斜角度αが40~50°の範囲内に設定されていることが望ましい。各分岐部42は、図4に示すように、インナ軸部材12とアウタ筒部材14との間で連続して延びており、各分岐部42のインナ軸部材12側の端部(内周端部)が、インナ軸部材12の各傾斜受面24に固着されている。各分岐部42は、軸方向の両端面が外周へ向けて軸方向内側へ傾斜するテーパ形状とされており、外周へ向けて軸方向寸法が小さくなっている。
【0046】
ゴム脚28a,28bにおける第二貫通孔40a,40bよりも内周側には、インナ軸部材12に固着されて第二貫通孔40a,40bの内周側の壁面を構成する第二被覆ゴム44a,44bが設けられている。第二被覆ゴム44a,44bは、ゴム脚28a,28bにおいて各分岐部42,42の内周端部を周方向で相互に連結しており、インナ軸部材12の外周面における上下直交面22a,22bに固着されている。
【0047】
本体ゴム弾性体16は、第二貫通孔40a,40b内へ突出する突出ゴムとしての第二凸状部46a,46bを備えている。第二凸状部46a,46bは、アウタ筒部材14側からインナ軸部材12側へ向けて上下方向で突出している。第二凸状部46a,46bは、突出先端へ向けて周方向で幅狭となる先細の横断面形状を有しており、本実施形態では突出先端へ向けて略一定の割合で幅狭となっている。第二凸状部46a,46bの各側面48,48は、外周へ向けて相互に拡開するように傾斜する傾斜面とされている。第二凸状部46a,46bの各側面48,48は、第二貫通孔40a,40bの壁面に対して離隔しており、第二貫通孔40a,40bの壁面との間に空間が形成されている。
【0048】
第二凸状部46a,46bの内周側の端面である突出先端面50には、波状の凹凸形状が設定されている。本実施形態の第二凸状部46a,46bは、突出先端面50に開口して軸方向に延びる溝状の凹部52が並列的に2つ形成されており、谷状の凹部52,52を外れた部分が凹部52,52よりも第二凸状部46a,46bの先端側へ突出する山状とされることで、凹凸形状が設定されている。2つの凹部52,52の間に位置する山状部分は、他の2つの山状部分よりも内周側へ突出している。
【0049】
第二凸状部46a,46bの突出先端面50は、軸方向において中央から両端へ向けて外周側へ傾斜するテーパ形状とされている。第二凸状部46a,46bの突出先端面50は、モータマウント10の単体状態において、本体ゴム弾性体16の第二被覆ゴム44a,44bに対して外周側へ離隔しており、第二被覆ゴム44a,44bに対して上下方向で対向している。
【0050】
本実施形態では、上下の第二貫通孔40a,40bに突出する第二凸状部46a,46bと、左右の第一貫通孔26a,26bに突出する第一凸状部32a,32bは、形状が相互に異なっている。即ち、第二凸状部46a,46bは、第一凸状部32a,32bに比して、基端における周方向の幅寸法が小さくされており、且つ突出高さ寸法が大きくされている。なお、上下の第二凸状部46a,46bは、基端における周方向の幅寸法が、インナ軸部材12の長手方向(左右方向)の径寸法よりも小さくされていることが望ましい。
【0051】
また、図3に示すように、第二凸状部46a,46bは、第一凸状部32a,32bよりも軸方向の長さ寸法が大きくされている。第二凸状部46a,46bは、好適には、第一凸状部32の1.2~2倍の範囲内で軸方向長さ寸法が設定されている。第一凸状部32a,32bと第二凸状部46a,46bは、軸方向の中央が互いに略同じ位置とされており、第二凸状部46a,46bが第一凸状部32a,32bよりも軸方向の両外側まで延び出している。
【0052】
図1図3に示すモータマウント10の単体状態において、第一凸状部32a,32bの突出先端は、第一貫通孔26a,26bの内周壁面に対して内周側へ離隔しており、第一貫通孔26a,26bの内周壁面に近接して位置している。第一凸状部32a,32bの突出先端から第一貫通孔26a,26bの内周壁面までの距離は、0.5~2mmの範囲内に設定されることが望ましい。
【0053】
また、モータマウント10の単体状態において、第二凸状部46a,46bの突出先端は、第二貫通孔40a,40bの内周壁面に対して内周側へ離隔しており、第二貫通孔40a,40bの内周壁面に近接して位置している。第二凸状部46a,46bの突出先端から第二貫通孔40a,40bの内周壁面までの距離は、0.5~2mmの範囲内に設定されることが望ましい。なお、第一凸状部32a,32bの突出先端から第一貫通孔26a,26bの内周壁面までの距離と、第二凸状部46a,46bの突出先端から第二貫通孔40a,40bの内周壁面までの距離は、互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【0054】
このような第一,第二凸状部32,46の突出先端と第一,第二貫通孔26,40の内周壁面との近接配置は、例えば、本体ゴム弾性体16の成形後にアウタ筒部材14を縮径加工することによって実現される。即ち、図5に示したアウタ筒部材14を縮径加工する前の本体ゴム弾性体16の一体加硫成形品54のように、第一,第二凸状部32,46の各突出先端と第一,第二貫通孔26,40の壁面がより大きく離れた形状で本体ゴム弾性体16を成形する。そして、一体加硫成形品54のアウタ筒部材14に対して八方絞り等の縮径加工を施すことにより、第一,第二凸状部32,46の突出先端が第一,第二貫通孔26,40の内周壁面に対して近接して配置されて、図2に示すモータマウント10が形成される。このように、アウタ筒部材14の縮径によって、第一,第二凸状部32,46の突出先端を第一,第二貫通孔26,40の内周壁面に接近させるようにすれば、第一,第二凸状部32,46の各突出先端と第一,第二貫通孔26,40の内周壁面との離隔距離を、本体ゴム弾性体16の型成形時には実現が困難な程に小さく設定することも容易になる。なお、アウタ筒部材14の縮径によって、本体ゴム弾性体16の一対のゴム脚28a,28bには、延出方向での予圧縮が及ぼされており、成形後の冷却収縮による引張歪みが低減されて、ゴム脚28a,28bの耐久性の向上が図られる。
【0055】
かくの如き構造とされたモータマウント10は、例えば、インナ軸部材12が図示しない電気モータ側(電気モータを含むパワーユニット)に取り付けられると共に、アウタ筒部材14が同じく図示しない車両ボデー側に取り付けられる。これにより、電気モータ側が車両ボデー側によってモータマウント10を介して防振支持されて、モータマウント10が車両への装着状態とされる。
【0056】
車両に装着されたモータマウント10は、電気モータ側の支持荷重がインナ軸部材12とアウタ筒部材14の間に作用して、図6に示すように、インナ軸部材12がアウタ筒部材14に対して下方へ変位する。そして、モータマウント10の車両への装着状態において、下側の第二凸状部46bは、突出先端が下側の第二貫通孔40bの内周壁面に当接しており、本実施形態の当接ゴム56とされている。換言すれば、下側の第二凸状部46b(当接ゴム56)の突出先端面は、下側の第二貫通孔40bの内周壁面を構成する第二被覆ゴム44bに当接しており、インナ軸部材12の当接面である下側の上下直交面22bに対して、第二被覆ゴム44bを介して間接的に当接している。
【0057】
当接ゴム56は、第二貫通孔40bの内周壁面(第二被覆ゴム44b)に押し当てられて、上下方向で圧縮されていてもよいし、上下方向で圧縮されることなく第二貫通孔40bの壁面に接していてもよい。当接ゴム56の突出先端面50に設定された凹凸形状は、車両への装着状態において当接ゴム56がインナ軸部材12側に当接しても、凹部52,52が潰れきらずに維持されていることが望ましい。尤も、当接ゴム56の突出先端面50の凹凸形状は、インナ軸部材12側への当接前(モータマウント10の単体状態)の形状と同じである必要はなく、例えば、凹部52,52を残しながら形状が変化していてもよい。
【0058】
モータマウント10の車両への装着状態において、上側の第二凸状部46aは、上側の第二貫通孔40aに対して上方へ離隔している。電気モータ側の支持荷重によってインナ軸部材12がアウタ筒部材14に対して下方へ変位していることから、第二凸状部46aの突出先端と第二貫通孔40aの内周壁面との離隔距離は、車両装着前よりも大きくなっている。
【0059】
モータマウント10の車両への装着状態において、左右の第一凸状部32a,32bは、左右の第一貫通孔26a,26bに対して、左右外方に離隔している。電気モータ側の支持荷重の入力に起因する本体ゴム弾性体16の変形によって、左右の第一凸状部32a,32bの突出先端と左右の第一貫通孔26a,26bの左右内側の壁面との離隔距離は、上部において車両装着前よりも小さくなっていると共に、下部において車両装着前よりも大きくなっている。
【0060】
このようなモータマウント10の車両への装着状態において、電気モータの作動時の振動がインナ軸部材12とアウタ筒部材14の間に入力されると、本体ゴム弾性体16の弾性変形が生じて、入力振動に対する防振効果が発揮される。これにより、電気モータの作動時の振動が車両ボデー側へ伝達されるのを抑えることができて、車両ボデーの振動状態の改善が図られる。
【0061】
ところで、モータマウントでは、エンジンマウントでは問題にならなかったより高周波域の振動についても、振動状態の改善を求められる場合がある。その場合に、本体ゴム弾性体のゴムサージングに起因する振動が、高周波域での振動状態に悪影響を及ぼすことがある。そこで、本実施形態のモータマウント10は、本体ゴム弾性体16のゴム脚28a,28bに第二貫通孔40a,40bが形成されており、ゴム脚28a,28bのゴムボリュームが削減されている。これにより、ゴムサージングが発生する周波数が実用上で問題にならない程の高周波に設定されており、ゴムサージングの車両振動状態への悪影響が低減されている。
【0062】
また、上下方向に延びるゴム脚28a,28bが設定されたモータマウント10は、ゴム脚28a,28bが主として圧縮変形する上下方向の振動入力時のばね定数が、ゴム脚28a,28bが主としてせん断変形する左右方向の振動入力時のばね定数に比して、大きいことが要求される場合がある。これによって、上下方向において電気モータ側に対する支持ばね剛性を確保することで、バウンス等の大きな入力に対して電気モータ側の変位を抑えつつ、車両旋回時の電気モータ側の左右変位等に起因する比較的に小さな入力が作用する左右方向では、比較的に柔らかいばね特性によって良好な乗り心地等を実現できる。
【0063】
ところが、ゴム脚28a,28bに第二貫通孔40a,40bが形成されることによって、ゴム脚28a,28bにおいて上下方向で圧縮される部分が減少しており、上下方向のばね定数が小さくなっている。そこで、第二貫通孔40a,40bに第二凸状部46a,46bが設けられており、上下方向の振動入力時には、第二凸状部46a,46bがインナ軸部材12に対して第二被覆ゴム44a,44bを介して間接的に当接するようになっている。これにより、モータマウント10の上下方向のばねは、ゴム脚28a,28bの上下方向のばねだけでなく、第二凸状部46a,46bの上下方向のばねも付加される。それゆえ、ゴム脚28a,28bに第二貫通孔40a,40bが形成されていても、モータマウント10の上下方向のばね定数を大きく設定することができて、電気モータ側の支持ばね剛性の確保などが実現される。
【0064】
特に、下側の第二凸状部46bは、車両装着状態において予めインナ軸部材12側に当接する当接ゴム56とされている。これにより、インナ軸部材12がアウタ筒部材14に対して下方へ変位する入力時に、当接ゴム56の圧縮によるばねが作用して、インナ軸部材12とアウタ筒部材14の相対変位量が制限される。それゆえ、上下方向での硬いばね特性がより効果的に実現されると共に、電気モータ側の支持荷重によって予め静的な引張荷重が入力される上側のゴム脚28aに対して、更なる引張荷重が過度に作用するのを防ぐことができて、ゴム脚28aの耐久性が確保される。
【0065】
以上のように、本実施形態のモータマウント10によれば、ゴムサージングに起因する高周波域での振動状態の悪化を防ぎつつ、要求されるばね特性を実現することができる。
【0066】
ゴム脚28bは、第二貫通孔40bの形成によって分岐した分岐部42,42の傾斜角度αが50°以下とされており、同様に、ゴム脚28aは第一貫通孔26aの形成によって分岐した分岐部42,42の傾斜角度が50°以下とされている。これにより、ゴム脚28a,28bの各分岐部42,42は、上下方向の振動入力に対して圧縮ばね成分が支配的となると共に、左右方向の振動入力に対してせん断ばねが支配的となって、上下方向と左右方向のばね比を大きく設定し易くなっている。
【0067】
さらに、ゴム脚28bを構成する分岐部42,42の傾斜角度αは、40°以上とされており、ゴム脚28aを構成する分岐部42,42の傾斜角度も同様に40°以上とされている。これにより、それら分岐部42,42の間に大きな第二貫通孔40a(40b)を形成することができて、本体ゴム弾性体16のゴムボリュームの低減によってゴムサージングを抑制する効果が、より有効に発揮される。しかも、第二貫通孔40a,40bの大きさを確保することにより、第二貫通孔40a,40b内に突出する当接ゴム56を含む第二凸状部46a,46bの形状や大きさ等を大きな自由度で設定することも可能になる。従って、ゴムサージングの抑制効果とばね特性とを大きな自由度で設定することもできる。なお、分岐部42,42の傾斜角度は、モータマウント10の車両への装着による本体ゴム弾性体16の変形によって変化し得るが、モータマウント10の車両への装着状態においても、40~50°の範囲内とされていることが望ましい。
【0068】
本実施形態のモータマウント10は、インナ軸部材12の左右両側に形成された第一貫通孔26a,26bに第一凸状部32a,32bが突出しており、左右方向の振動入力時には、第一凸状部32a,32bがインナ軸部材12に対して第一被覆ゴム30a,30bを介して当接する。これにより、モータマウント10の左右方向のばねには、ゴム脚28a,28bの左右方向のばねだけでなく、第一凸状部32a,32bの左右方向のばねも寄与する。それゆえ、第一凸状部32a,32bの圧縮ばね成分によって、左右方向のばね定数を大きな自由度で調節設定することができる。
【0069】
第一,第二凸状部32,46は、各突出先端が凹凸形状とされている。これにより、第一,第二凸状部32,46が振動入力によってインナ軸部材12側へ押し当てられて圧縮される際に、圧縮変形量が小さい段階でのばね定数(初期ばね)が小さくされており、例えば、第一,第二凸状部32,46がインナ軸部材12側に対して離れた状態から打ち当たる際のショック感や打音等の低減が図られている。
【0070】
車両への装着状態においてインナ軸部材12側に当接する当接ゴム56(第二凸状部46b)は、突出先端の凹凸形状が潰れきることなく維持されており、凹部52においてインナ軸部材12側(第二被覆ゴム44b)から離れている。それゆえ、当接ゴム56においても、突出先端の凹凸形状による初期ばねの低減が有効に実現されている。
【0071】
第一,第二凸状部32,46は、突出先端へ向けて周方向で幅狭となる先細形状とされていることから、圧縮変形量が大きくなるに従ってばね定数が非線形的に大きくなる。それゆえ、インナ軸部材12とアウタ筒部材14の径方向での相対変位量が過度に大きくなり難く、ゴム脚28a,28bの耐久性をより向上させることができる。
【0072】
第二凸状部46の側面48は、第二貫通孔40の壁面に対して離隔しており、第二凸状部46と第二貫通孔40の壁面との周方向間には隙間が形成されている。それゆえ、第二凸状部46は、上下方向での圧縮に伴う周方向外側への膨出変形が許容されており、第二凸状部46の側面48が拘束されることに起因する上下方向のばね定数の急激な増大が回避されている。従って、上下方向の振動入力時に第二凸状部46の上下方向のばねがモータマウント10のばねに寄与しても、ばねの急激な変化によるショック感等が抑えられる。
【0073】
同様に、第一凸状部32の側面34は、第一貫通孔26の壁面に対して離隔しており、第一凸状部32と第一貫通孔26の壁面との周方向間に隙間が形成されている。それゆえ、第一凸状部32の左右方向ばねがモータマウント10の左右方向のばねに付加されても、ばねの急激な変化によるショック感等が抑制される。
【0074】
図7図8には、本発明に従う構造とされたモータマウント用筒型防振装置の第二の実施形態として、自動車用のモータマウント60が示されている。モータマウント60は、インナ軸部材12とアウタ筒部材14が本体ゴム弾性体62によって弾性連結された構造を有している。本実施形態の説明において、第一の実施形態と実質的に同一の部材及び部位については、同一の符号を付すことによって説明を省略する。
【0075】
本体ゴム弾性体62は、ゴム脚28a,28bの各分岐部42,42にそれぞれ弾性突起64が形成されている。弾性突起64は、各分岐部42から軸方向に突出して、周方向に延びる板状とされている。弾性突起64は、図9に示すように、分岐部42と一体形成されている。弾性突起64は、分岐部42の軸方向両側にそれぞれ設けられており、分岐部42の延伸方向(インナ軸部材12とアウタ筒部材14とを連結する方向)の途中に設けられている。各分岐部42に一体形成された軸方向両側の弾性突起64,64は、径方向及び周方向において相互に略同じ位置に配置されている。
【0076】
このような複数の弾性突起64を備えたモータマウント60によれば、ゴムサージングの発生時に、弾性突起64が変形することによって制振効果が発揮される。従って、第一の実施形態で説明したゴムボリュームの削減によるゴムサージングの抑制効果に加えて、弾性突起64の制振作用を利用したゴムサージングの抑制効果も発揮されて、ゴムサージングに起因する振動状態の悪化がより効果的に防止される。
【0077】
本実施形態に従う構造とされたモータマウント60において、弾性突起64による制振効果が発揮されることは、図10に示したばね特性のシミュレーション結果によっても明らかである。図10には、第一の実施形態に係るモータマウント10のばね特性が破線で示されていると共に、第二の実施形態に係るモータマウント60のばね特性が実線で示されている。これによれば、第二の実施形態のモータマウント60は、第一の実施形態のモータマウント10においてばね定数が最大となる730Hz付近において、ばね定数の増大が抑えられており、ばね定数の最大値がより小さくなっている。図10のシミュレーションにおいて、第一の実施形態のモータマウント10と第二の実施形態のモータマウント60との違いは、弾性突起64の有無だけであることから、弾性突起64の制振効果によって低ばね化による振動絶縁性能の向上が図られていると理解することができて、ゴムサージングの車両ボデー側への伝達が弾性突起64によってより効果的に抑制されると推定される。
【0078】
本体ゴム弾性体62のゴム脚28a,28bに肉抜孔(第二貫通孔40a,40b)が形成されて、ゴム脚28a,28bの質量が軽減されていることにより、ゴムサージングの周波数がより高周波に設定されており、自動車の実用上で振動が問題になる1000Hz以下の領域では、図10に示すように、ゴムサージングによる共振点(ピーク)が1つだけとなっている。それゆえ、弾性突起64の共振周波数を当該共振点の周波数に合わせることにより、弾性突起64の制振効果によるゴムサージングの低減が有効に図られる。特に、複数の弾性突起64の共振周波数を何れもゴムサージングによる共振点の周波数に合わせることで、ゴムサージングに対してより優れた制振効果を得ることも可能となる。要するに、肉抜孔(40a,40b)によるゴム脚28a,28bの共振チューニング作用と弾性突起64による制振作用とを組み合わせて採用することによって、従来技術では実現困難であったモータマウント60の要求特性である1000Hzまでの広い周波数領域における低動ばね特性が一層高度に達成され得ることとなる。
【0079】
なお、本実施形態のモータマウント60は、4つの分岐部42,42,42,42の全てにおいて軸方向両側に突出するように弾性突起64をそれぞれ形成した構造とされているが、弾性突起64は、少なくとも1つが設けられていればよく、必ずしも4つの分岐部42,42,42,42の全てに設けられていなくてもよいし、軸方向両側に設けられることも必須ではない。また、1つの分岐部42に対して3つ以上の弾性突起64を形成してもよく、例えば、分岐部42の延伸方向(軸直角方向)に並ぶ2つの弾性突起64,64を軸方向の両側に設けることもできる。複数の弾性突起64を設ける場合に、それら弾性突起64は相互に異なる形状や大きさであってもよく、例えば、突出高さを異ならせたり、板厚寸法を異ならせたり、周方向の板幅寸法を異ならせたりすることができる。また、弾性突起は、板状ではなくロッド状等であってもよい。また、弾性突起は、ゴム脚28におけるインナ軸部材12とアウタ筒部材14との連結方向の中間部分において、ゴム脚28の外周面上に突出して設けられていればよく、例えば、ゴム脚28から周方向(ゴム脚28の幅方向である左右方向)の両側へ突出するように設けることもできる。
【0080】
以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、左右の第一凸状部32a,32bは、必須ではない。また、第一凸状部32は、前記実施形態のような第二凸状部46と類似する形状である必要はなく、第二凸状部46とは大きく異なる別形状であってもよい。左右の第一凸状部32a,32bは、互いに異なる形状や大きさとされ得る。
【0081】
上下の第二貫通孔40a,40bは、互いに異なる形状や大きさとされていてもよい。また、上下の第二貫通孔40a,40b内へ突出する第二凸状部46a,46bは、互いに異なる形状や大きさとされ得る。また、第二貫通孔40と第二凸状部46は、何れか一方のゴム脚28だけに形成されていてもよい。
【0082】
前記実施形態では、上下のゴム脚28a,28bの両方にそれぞれ肉抜孔(第二貫通孔40)が形成されて、それら肉抜孔の両方に突出ゴム(第二凸状部46)が突出しており、それら上下の突出ゴムのうちの一方である下側の突出ゴム(第二凸状部46b)だけが当接ゴム56とされていた。しかしながら、例えば、両方の突出ゴムが車両装着状態でインナ軸部材12側へ当接する当接ゴムとされていてもよい。なお、ゴム脚28a,28bが上下方向に延びて、電気モータ側の支持荷重が下向きに作用する構造では、少なくとも上側のゴム脚28aの肉抜孔(第二貫通孔40a)に突出する突出ゴム(第二凸状部46a)は、車両装着前の単体状態においてインナ軸部材12側に押し当てられる。このように、当接ゴムは、車両装着状態でインナ軸部材12側に当接していればよく、車両装着前の単体状態でもインナ軸部材12側に当接していてもよい。従って、両方の突出ゴムが車両装着前の単体状態でインナ軸部材12側に当接していてもよく、その場合には、車両への装着状態において、少なくとも一方の突出ゴムがインナ軸部材12側への当接を維持されて当接ゴムとなっていればよい。
【0083】
第二凸状部46における突出先端面50の凹凸形状は必須ではなく、突出先端面を平面や一定の湾曲面で構成することもできる。また、第二凸状部46における突出先端面50の凹凸形状は、必ずしも波状に限定されず、例えば、突出先端面50に開口するスポット的な凹部が形成されることによって、突出先端面50が凹凸形状とされていてもよい。なお、第一凸状部32の突出先端面36の凹凸形状についても同様である。
【0084】
ゴム脚28a,28bは、互いに異なる形状や大きさとされていてもよく、例えば周方向の幅や延伸方向の長さを相互に異ならせることもできる。また、ゴム脚28を構成する分岐部42,42は、互いに異なる形状や大きさとされ得る。
【0085】
インナ軸部材12の横断面形状は、前記実施形態に示したような略八角形に限定されるものではなく、例えば、楕円形を含む略円形、八角形以外の略多角形、異形等であってもよい。また、インナ軸部材12は、扁平な横断面形状(外周面形状)である必要はなく、例えば、真円形や正多角形とすることもできる。
【符号の説明】
【0086】
10 モータマウント(モータマウント用筒型防振装置 第一の実施形態)
12 インナ軸部材
14 アウタ筒部材
16 本体ゴム弾性体
18 取付孔
20(20a,20b) 左右直交面
22(22a,22b) 上下直交面(当接面)
24 傾斜受面
26(26a,26b) 第一貫通孔
28(28a,28b) ゴム脚
30(30a,30b) 第一被覆ゴム
32(32a,32b) 第一凸状部
34 側面
36 突出先端面
38 凹部
40(40a,40b) 第二貫通孔(肉抜孔)
42 分岐部
44(44a,44b) 第二被覆ゴム
46(46a,46b) 第二凸状部(突出ゴム)
48 側面
50 突出先端面
52 凹部
54 一体加硫成形品
56 当接ゴム
60 モータマウント(モータマウント用筒型防振装置 第二の実施形態)
62 本体ゴム弾性体
64 弾性突起
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10