JP4473302B2 - 液封入式防振装置 - Google Patents

Description

本発明は、液封入式防振装置に関するものである。

自動車エンジン等の振動源の振動を車体側に伝達しないように支承するエンジンマウント等の防振装置として、振動源側に取り付けられる第１取付具と、支持側に取り付けられる第２取付具と、これら取付具の間に介設されたゴム状弾性体からなる防振基体と、ゴム状弾性膜からなるダイヤフラムと、防振基体が室壁の一部をなす主液室と、ダイヤフラムが室壁の一部をなす副液室と、これら液室間を連通させるオリフィス通路とを備えてなり、前記オリフィス通路による液流動効果や防振基体の制振効果により、振動減衰機能と振動絶縁機能を果たすように構成された液封入式防振装置が知られている。

このようなオリフィス通路による振動減衰効果は、ある一定の周波数に限られるため、低周波数のシェイク振動を減衰するためのシェイク用オリフィス通路と、より高周波数のアイドル振動を低減するためのアイドル用オリフィス通路との、２つのオリフィス通路を設けたダブルオリフィスタイプの液封入式防振装置が提案されている（下記特許文献１〜３参照）。このように２つのオリフィス通路を設けたことにより、それぞれのオリフィス通路内で液体の共振現象を起こさせることができるので、２つの共振特性を得ることができる。

しかしながら、これら従来のダブルオリフィスタイプの防振装置では、シェイク用オリフィス通路とアイドル用オリフィス通路を別に備えるために、防振装置の構造が複雑になり高価となる。また、オリフィス通路を２つ設けるスペースが必要であり、防振装置が大型化してしまう。

これらの問題を解決するために、下記特許文献４には、単一のオリフィス通路の断面溝内に弾性体膜を隙間を持たせた状態で保持させることで、シェイク振動に対しては弾性体膜とオリフィス通路との間の上記隙間を介した液体の流動により、また、アイドル振動に対しては弾性体膜の変形によるオリフィス通路内の液体の流動伝達により、２つの共振特性を得ることが開示されている。しかしながら、この場合、弾性体膜により構成される狭い隙間を液体が流動する必要があり、圧力損失が大きくなる。そのため、十分な減衰性能を確保することができない。

なお、特許文献２には、主液室と副液室を連通する２つのオリフィス通路を備えたダブルオリフィスタイプの防振装置において、一方のオリフィス通路を開閉して両オリフィス通路を切替式とするために、筒状の本体金具の内周壁に沿って設けられた第１のオリフィス通路において、その一部の外周面を、ゴム膜を介して外部に露出させるとともに、該ゴム膜に対して外側から押圧する押圧手段を設けて第１のオリフィスを閉塞可能にした構成が開示されている。このようなゴム膜部分を設けることにより、第１のオリフィスを開いた状態において、同ゴム膜部分をダイヤフラムとして機能させることも考えられるが、この場合、上記ゴム膜部分は圧力一定の大気に面しているため、オリフィス通路内とゴム膜の外側での圧力差を稼ぎにくく、オリフィス通路の流動効果が発揮されにくい。
特開２００６−２９４４号公報 特開２００４−１６２７３６号公報 特開平５−１４１４７３号公報 特開平１０−１３２０１４号公報

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、１つのオリフィス通路で２つの共振特性を得ることができる液封入式防振装置を提供することを目的とする。

本発明に係る液封入式防振装置は、振動源側と支持側の一方に取り付けられる第１取付具と、振動源側と支持側の他方に取り付けられる第２取付具と、前記第１取付具と第２取付具との間に介設されたゴム状弾性体からなる防振基体と、ゴム状弾性膜からなる第１ダイヤフラムと、前記防振基体が室壁の一部をなす液体が封入された主液室と、前記第１ダイヤフラムが室壁の一部をなす液体が封入された副液室と、前記主液室に対して開口する主液室側開口と前記副液室に対して開口する副液室側開口により前記主液室と副液室を連通させるオリフィス通路を形成するオリフィス部材と、を備えるものであって、前記オリフィス部材が、前記オリフィス通路と前記主液室又は副液室とを区画する隔壁を備え、前記主液室側開口と副液室側開口の間の前記オリフィス通路の一部における前記隔壁が、前記主液室又は副液室に面して当該主液室又は副液室と前記オリフィス通路とを区画する可撓性のゴム状弾性膜からなる第２ダイヤフラムで構成されており、前記第２ダイヤフラムは、前記オリフィス通路の一部における前記隔壁に前記主液室又は副液室に対して開口する開口部を設け、該開口部を閉塞するように当該開口部の全周縁にわたって前記可撓性のゴム状弾性膜を固定することで形成されたものである。

このようにオリフィス通路の途中において当該オリフィス通路と液室とを区画する隔壁の一部を可撓性のゴム状弾性膜で構成したので、このゴム状弾性膜が第２ダイヤフラムとして機能し、１つのオリフィス通路でありながら２つの共振特性を得ることができる。すなわち、オリフィス通路の全長での液流動による低周波数側の共振と、第２ダイヤフラムの撓み変形によるオリフィス通路の部分的な液流動による高周波数側の共振と、の２つの共振特性が得られる。

また、上記第２ダイヤフラムは液室に面しており、液室は防振装置への振動入力によって液圧が変動するため、第２ダイヤフラムが大気に面している場合に比べて、第２ダイヤフラムを挟んだ両側で圧力差が生じやすく、そのため、オリフィス通路での液流動効果が得られやすく、防振性能を高めることができる。

上記液封入式防振装置においては、前記第２取付具が筒状をなし、前記第１ダイヤフラムが前記第２取付具に取り付けられて前記防振基体との間に液体が封入された液室を形成し、前記液室が仕切り部によって前記主液室と前記副液室とに仕切られており、前記仕切り部が、前記第２取付具の周壁部の内側に嵌着されて前記オリフィス通路を形成する環状の前記オリフィス部材と、前記オリフィス部材の内側で前記主液室と副液室を軸芯方向に仕切る仕切壁とで構成されてもよい。また、その場合、前記隔壁に設けられた前記開口部がゴム膜の加硫成形により閉塞されることで前記第２ダイヤフラムが形成されていると、第２ダイヤフラムを簡易な構造で安価に形成することができる。

また、前記第２ダイヤフラムは、前記オリフィス部材の周方向に沿って形成された前記オリフィス通路において、該オリフィス通路の周方向長さの半分以上の周方向長さで設けられてもよく、これにより、第２ダイヤフラムの剛性を下げて撓みやすくすることができる。

本発明によれば、１つのオリフィス通路で２つの共振特性を得ることができるため、ダブルオリフィス特性を持つ防振装置を省スペースかつ安価に提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、一実施形態に係る液封入式防振装置１０の縦断面図である。この防振装置１０は、自動車のエンジンを支承するエンジンマウントであり、振動源であるエンジン側に取り付けられる上側の第１取付具１２と、支持側の車体に取り付けられる筒状をなす下側の第２取付具１４と、これら両取付具１２，１４の間に介設されて両者を連結するゴム弾性体からなる防振基体１６と、この防振基体１６に対向して第２取付具１４に取り付けられたゴム状弾性膜からなる第１ダイヤフラム１８とを備えてなる。

第１取付具１２は、第２取付具１４の軸芯部上方に配されたボス金具である。第２取付具１４は、筒状胴部２０と、その下端部２０Ａにかしめ締結された有底筒状部２２とからなる。防振基体１６は、略傘状に形成され、その上部に第１取付具１２が埋設された状態に加硫接着され、下端外周部が筒状胴部２０の上端開口部２０Ｂに加硫接着されている。防振基体１６の下端部には、筒状胴部２０の内周面を覆うゴム層２４が連なっている。第１ダイヤフラム１８は、可撓性のゴム膜を有し、その外周部に環状の補強金具２５が埋設一体化され、この補強金具２５が筒状胴部２０と有底筒状部２２とのかしめ締結部に固定されている。

筒状胴部２０の内側には、防振基体１６の下面と第１ダイヤフラム１８との間に、液体が封入された液室２６が形成されている。液室２６は、仕切り部２８によって、防振基体１６が室壁の一部をなす上側の主液室２６Ａと、第１ダイヤフラム１８が室壁の一部をなす下側の副液室２６Ｂとに仕切られており、両液室２６Ａ，２６Ｂは、単一のオリフィス通路３０により互いに連通されている。

仕切り部２８は、筒状胴部２０の周壁部２０Ｃの内側にゴム層２４を介して嵌着されて上記オリフィス通路３０を形成する環状のオリフィス部材３２と、該オリフィス部材３２の内側で主液室２６Ａと副液室２６Ｂを軸芯方向Ｘに仕切る仕切壁３４とからなり、この例では、仕切壁３４は、合成樹脂や金属等の剛性材料により、オリフィス部材３２に一体に設けられている。より詳細には、仕切壁３４は、オリフィス部材３２の外周部３２Ａの上端部においてその内周面間の塞ぐ円板状部として設けられており、これにより、オリフィス部材３２の内側が副液室２６Ｂとなっている。

オリフィス部材３２は、中央に開口部３６Ａを持つ円板状の仕切り受板３６を、補強金具２５とともに、筒状胴部２０と有底筒状部２２とのかしめ締結部に固定することにより、ゴム層２４に設けられた段部２４Ａと仕切り受板３６との間で軸芯方向Ｘに挟まれた状態に保持されている。

オリフィス部材３２は、外向きに開かれた断面コの字状の外周部３２Ａを有し、この外周部３２Ａがゴム層２４を介して筒状胴部２０の内周面に嵌合されることで、当該内周面との間に、周方向Ｃ（図４参照）に沿って延びる上記オリフィス通路３０が形成される。オリフィス通路３０は、図１〜４に示すように、周方向Ｃの一端に、主液室２６Ａに対して開口する主液室側開口３８を備えるとともに、周方向Ｃの他端に、副液室２６Ｂに対して開口する副液室側開口４０を備え、これにより、主液室２６Ａと副液室２６Ｂとを連通している。図４に示すように、オリフィス通路３０は、オリフィス部材３２の外周部３２Ａにおいて、その略３／４周の長さで設けられており、外周部３２Ａのオリフィス通路３０を除く周方向部分では、液体の短絡を防止するための遮断壁４２が、外周部３２Ａのコの字の内側にゴムを充填することで形成されている。

オリフィス部材３２の外周部３２Ａには、オリフィス通路３０と副液室２６Ｂとを区画する隔壁４４が設けられている。すなわち、隔壁４４は、内側の副液室２６Ｂに対してオリフィス通路３０を区分けするための壁部であり、外周部３２Ａの上記コの字の縦壁を構成している。

そして、主液室側開口３８と副液室側開口４０の間のオリフィス通路３０の一部における前記隔壁４４が、副液室２６Ｂに面する可撓性ゴム膜からなる第２ダイヤフラム４６で構成されている。すなわち、オリフィス通路３０の途中の隔壁４４が可撓性ゴム膜で形成されることで、当該隔壁部分が撓み変形可能な第２ダイヤフラム４６として構成されている。

詳細には、図２〜４に示すように、オリフィス通路３０の周方向の一部における隔壁４４に、内側の副液室２６Ｂに対して開口する開口部４８が切欠形成され、この開口部４８を上記遮断壁４２から連なるゴム膜で閉塞するように加硫成形することで、第２ダイヤフラム４６が形成されている。第２ダイヤフラム４６は、外側のオリフィス通路３０の断面積が一定となるように断面円弧状に設けられている（図４参照）。

第２ダイヤフラム４６は、オリフィス通路３０の周方向長さＬ０の半分以上の周方向長さＬ１で設けられている。この例では、オリフィス通路３０の周方向長さＬ０が略３／４周であるのに対し、第２ダイヤフラム４６の周方向長さＬ１は１／２周で設けられている。このように第２ダイヤフラム４６の周方向長さＬ１を長く設定することで、第２ダイヤフラム４６の剛性を下げて撓みやすくすることができる。

以上よりなる本実施形態によれば、オリフィス通路３０の途中の副液室２６Ｂとの間を区画する隔壁４４の一部を可撓性の第２ダイヤフラム４６として構成したので、１つのオリフィス通路３０でありながら２つの共振特性を得ることができる。すなわち、１０Ｈｚ前後の低周波数域のシェイク振動に対しては、図５において符号Ｓで示すように、オリフィス通路３０の全長にわたる液流動による共振現象を生じさせて、シェイク振動を減衰することができる。また、４０Ｈｚ前後の高周波数域のアイドル振動に対しては、図５において符号Ｉで示すように、第２ダイヤフラム４６の撓み変形によるオリフィス通路３０の部分的な液流動による共振現象を生じさせて、アイドル振動の低動ばね定数化を図ることができる。アイドル振動の場合、主液室側開口３８から第２ダイヤフラム４６に至るまでの長さが有効なオリフィス長となるので、この長さを調整することにより、共振周波数を適宜に設定することができる。

図６は、アイドル振動に相当する小振幅入力時における周波数と動ばね定数及び減衰係数の関係を示したグラフであり、図７は、シェイク振動に相当する大振幅入力時における周波数と動ばね定数及び減衰係数の関係を示したグラフである。図７に示すように、実施形態のものでは、シェイク振動に対して１０〜１５Ｈｚにおける減衰ピークＰ１を示しており、しかも、図６に示すように、アイドル振動に対して４５Ｈｚ前後に減衰ピークＰ２を示し、それに対応して４０Ｈｚ付近にて動ばね定数の低減効果が示された。これに対し、第２ダイヤフラム４６を設けていない比較例では、１０Ｈｚ前後の減衰ピークは高いものの、それ以外の共振は見られず、アイドル振動に対する防振効果は得られなかった。

本実施形態によれば、また、第２ダイヤフラム４６が、副液室２６Ｂに面しているため、大気圧一定の外気に面している場合に比べて、第２ダイヤフラム４６を挟んだ両側での圧力差が大きくなり、そのため、第２ダイヤフラム４６が作用するアイドル振動に対して、オリフィス通路３０での液流動効果が得られやすく、アイドル振動に対する防振性能を高めることができる。

上記のように、本実施形態であると、従来のシングルオリフィス構造と同等のスペースでダブルオリフィス特性を得ることができるので、省スペース化を実現することができ、小型化を図ることができる。また、オリフィス部材３２にゴム膜を加硫成形するだけでダブルオリフィス特性を実現することができ、安価である。

上記実施形態では、第２ダイヤフラム４６を副液室２６Ｂに面するように構成したが、第２ダイヤフラム４６は、図８に示すように、主液室２６Ａに面してもよい。

図８の例では、仕切壁３４Ａは、オリフィス部材３２の外周部３２Ａの下端部においてその内周面間の塞ぐ円板状部として設けられており、これにより、オリフィス部材３２の内側が主液室２６Ａとなっている。そのため、この例では、オリフィス部材３２の外周部３２Ａには、オリフィス通路３０と主液室２６Ａとを区画する隔壁４４Ａが設けられている。そして、この隔壁４４Ａの一部が、主液室２６Ａに面する第２ダイヤフラム４６で構成されている。その他の構成は上記実施形態と同様である。

図８の例では、オリフィス通路３０の途中の主液室２６Ａとの間を区画する隔壁４４Ａの一部を可撓性の第２ダイヤフラム４６として構成したので、図５において符号Ｉ’で示すように、アイドル振動に対して、副液室側開口４０から第２ダイヤフラム４６に至るまでの長さを有効なオリフィス長として、第２ダイヤフラム４６の撓み変形によるオリフィス通路３０の部分的な液流動による共振現象を生じさせて、アイドル振動の低動ばね定数化を図ることができる。シェイク振動に対しては、上記実施形態と同様であり、従って、この場合も、１つのオリフィス通路３０でありながら２つの共振特性を得ることができる。

なお、第２ダイヤフラム４６の形状は要求特性に応じて適宜設定されるものであり、上記実施形態のものに限定されるものではない。また、上記実施形態では、単一のオリフィス通路を持つ防振装置に第２ダイヤフラム４６を設ける構成としたが、更に別のオリフィス通路とダイヤフラムを設けることにより、第３の共振特性を追加することも可能である。また、上記実施形態では、シェイク振動とアイドル振動を対象としたが、これに限らず、周波数の異なる種々の振動に対して適用することができる。また、内筒と外筒との間を防振基体で結合してなる円筒型の液封入式防振装置に適用してもよく、更に、エンジンマウント以外にも、ボディマウント、デフマウントなど、種々の防振装置に適用可能である。その他、一々列挙しないが、本発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の変更が可能である。

一実施形態に係る液封入式防振装置の縦断面図 同防振装置の仕切り部の平面図 図２のIII−III線断面図 図３のIV−IV線断面図 同仕切り部のオリフィス構成を示す説明図 小振幅入力時における周波数と動ばね定数及び減衰係数の関係を示したグラフ 大振幅入力時における周波数と動ばね定数及び減衰係数の関係を示したグラフ 他の実施形態に係る液封入式防振装置の縦断面図

符号の説明

１０，１０Ａ…液封入式防振装置
１２…第１取付具
１４…第２取付具
１６…防振基体
１８…第１ダイヤフラム
２６…液室、２６Ａ…主液室、２６Ｂ…副液室
２８…仕切り部
３０…オリフィス通路
３２…オリフィス部材
３４，３４Ａ…仕切壁
３８…主液室側開口
４０…副液室側開口
４４，４４Ａ…隔壁
４６…第２ダイヤフラム
４８…開口部
Ｃ…周方向
Ｌ０…オリフィス通路の周方向長さ
Ｌ１…第２ダイヤフラムの周方向長さ
Ｘ…軸芯方向

Claims (4)

1. 振動源側と支持側の一方に取り付けられる第１取付具と、
   振動源側と支持側の他方に取り付けられる第２取付具と、
   前記第１取付具と第２取付具との間に介設されたゴム状弾性体からなる防振基体と、
   ゴム状弾性膜からなる第１ダイヤフラムと、
   前記防振基体が室壁の一部をなす液体が封入された主液室と、
   前記第１ダイヤフラムが室壁の一部をなす液体が封入された副液室と、
   前記主液室に対して開口する主液室側開口と前記副液室に対して開口する副液室側開口により前記主液室と副液室を連通させるオリフィス通路を形成するオリフィス部材と、
   を備え、
   前記オリフィス部材は、前記オリフィス通路と前記主液室又は副液室とを区画する隔壁を備え、前記主液室側開口と副液室側開口の間の前記オリフィス通路の一部における前記隔壁が、前記主液室又は副液室に面して当該主液室又は副液室と前記オリフィス通路とを区画する可撓性のゴム状弾性膜からなる第２ダイヤフラムで構成されており、
   前記第２ダイヤフラムは、前記オリフィス通路の一部における前記隔壁に前記主液室又は副液室に対して開口する開口部を設け、該開口部を閉塞するように当該開口部の全周縁にわたって前記可撓性のゴム状弾性膜を固定することで形成された、
   液封入式防振装置。
2. 前記第２取付具が筒状をなし、前記第１ダイヤフラムが前記第２取付具に取り付けられて前記防振基体との間に液体が封入された液室を形成し、前記液室が仕切り部によって前記主液室と前記副液室とに仕切られており、前記仕切り部が、前記第２取付具の周壁部の内側に嵌着されて前記オリフィス通路を形成する環状の前記オリフィス部材と、前記オリフィス部材の内側で前記主液室と副液室を軸芯方向に仕切る仕切壁とからなる、請求項１記載の液封入式防振装置。
3. 前記隔壁に設けられた前記開口部がゴム膜の加硫成形により閉塞されることで前記第２ダイヤフラムが形成された、請求項２記載の液封入式防振装置。
4. 前記第２ダイヤフラムは、前記オリフィス部材の周方向に沿って形成された前記オリフィス通路において、該オリフィス通路の周方向長さの半分以上の周方向長さで設けられた、請求項２記載の液封入式防振装置。

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