JP2008196705A - 流体封入式防振装置 - Google Patents

Abstract

【課題】仕切手段の第１規制部材および第２規制部材を合成樹脂材で成形することにより、軽量化を図ると共に、かかる合成樹脂製の規制部材が流体により膨潤して変形するのを防止することを課題とする。
【解決手段】第１取付部材１０と第２取付部材１１との間に防振基体１２が介在され、内部に流体封入室３を形成するように、仕切手段５が設けられ、仕切手段５は、前記弾性仕切り膜２０と、第１規制部材３０と、第２規制部材５２とを備える。第１規制部材３０と第２規制部材５２は、合成樹脂材から成形されると共に、第１規制部材３０および第２規制部材５２の互いの外周部は、所定の間隔を有して断続的に固着され、しかも、前記第２規制部材５２の外周部の非固着部には、変形許容開口部６３が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、主として自動車エンジン等の振動体を防振的に支承するのに用いられる流体封入式防振装置に関する。

従来の自動車エンジン等の振動体を支承するのに用いられる流体封入式防振装置は、エンジン等の振動発生体側に取り付けられる第１取付金具と、車体フレーム等の支持側に取付固定される筒状の第２取付金具とが、ゴム材よりなる防振基体を介して結合されている。第２取付金具の下部側に防振基体と対向してダイヤフラムを配することにより、防振基体とダイヤフラムとの間に流体封入室が形成され、この流体封入室は、仕切手段により防振基体側とダイヤフラム側との２室に仕切られ、両室をオリフィスにより連通させるように構成されている（例えば、特許文献１参照）。

前記仕切手段は、往復動変位する弁部材としての弾性仕切り膜と、該弾性仕切り膜の動きを制限する上下一対の第１規制部材および第２規制部材とで構成したものが公知である。このような弾性仕切り膜を持つ防振装置は、車両走行時の路面の凹凸に起因する振動のような周波数の低い大振幅の振動下では、流体がオリフィスを通って２室間を流動することで振動減衰機能を発揮する。一方、エンジンの回転数に起因する振動のような周波数の高い微振幅の振動下では、上記オリフィスは機能せず、弾性仕切り膜の往復動変形により振動減衰機能を発揮する。
特開２００３−２９４０８０号公報

昨今、二酸化炭素の放出量を軽減し、地球環境を守る環境保全に配慮した地球規模の取り組みが実施されている。かかる地球環境を守るために、二酸化炭素の排出量の少ない低公害車の普及が必要であり、自動車の軽量化に伴う燃費改善が最大課題のひとつになっている。軽量化を図るべく自動車の部品も従来の鉄材料から、合成樹脂に大きく変化しようとしている。

前記流体封入式防振装置も例外ではなく、可及的にその構成部品の一部を軽量の合成樹脂製のものを採用するのが望ましい。前記特許文献１に記載の第２規制部材は、合成樹脂材から成形されているが、流体封入室内には、エチレングリコールと水とが混合された液体が封入されている。このため、長期間の使用により合成樹脂製の第２規制部材が液体を吸収して膨潤する。

第２規制部材は、その外周部が第１規制部材側と固定されているため、中央部が第１規制部材側と離間するように、上方に膨らんだ変形状態となる。この結果、第２規制部材と弾性仕切り膜との間に、許容値以上の間隙が生じ、例えば大振幅の振動の場合、この間隙から液体が不用意に漏れてしまい、振動減衰機能を低下させるおそれがある。また、弾性仕切り膜の往復動変形により、仕切手段と弾性仕切り膜との衝突音等の異音が発生する原因となる。

本発明は、仕切手段の第１規制部材および第２規制部材を合成樹脂材で成形することにより、軽量化を図ると共に、かかる合成樹脂製の規制部材が流体により膨潤して変形するのを防止することを課題とする。

本発明は上記問題点を解決するため、以下の様な構成とするものである。

本発明は、一方の固定側に取り付けられる第１取付部材と、他方の固定側に取り付けられる第２取付部材と、これら取付部材の間に介設されて両取付部材を結合するゴム材よりなる防振基体と、流体封入室を形成するように、前記防振基体に対向して前記第２取付部材に取り付けたダイヤフラムと、前記流体封入室を防振基体側の第１室とダイヤフラム側の第２室とに仕切る仕切手段とを備え、前記仕切手段が、前記弾性仕切り膜と、該弾性仕切り膜の変位量を弾性仕切り膜の一方膜面から規制する第１規制部材と、他方の膜面の外方側から規制する第２規制部材とを備え、前記第１室と第２室とは、オリフィスを介して連通するように構成された流体封入式防振装置において、前記第１規制部材および第２規制部材は、合成樹脂材から成形されると共に、前記第１規制部材および第２規制部材の互いの外周部は、所定の間隔を有して断続的に固着され、しかも、前記第２規制部材の外周部の非固着部には、変形許容開口部が形成されていることにある。

かかる本発明は、前記第１規制部材および第２規制部材が、合成樹脂材から成形されているため、軽量化が可能となる。しかも、第１規制部材および第２規制部材が、合成樹脂製であるにもかかわらず、前記第１規制部材および第２規制部材の互いの外周部は、所定の間隔を有して断続的に固着され、しかも、前記第２規制部材の外周部の非固着部には、変形許容開口部が形成されているので、流体封入室内の流体で第１規制部材および第２規制部材が膨潤して変形するのを防止できる。

本発明は、前記第１規制部材および第２規制部材の前記外周部の固着部よりも中央側同士が、固着されているので、第１規制部材および第２規制部材の膨潤による変形をさらに防止できる。

本発明は、前記第１規制部材および第２規制部材の中央部には、中央規制部がそれぞれ設けられ、互いの中央規制部同士が固着されている。

本発明は、前記第１規制部材および第２規制部材部には、前記第１規制部材および第２規制部材の周方向の位置決めをする位置決め手段が設けられ、かかる位置決め手段は、前記第１規制部材および第２規制部材の中央規制部に相対回転不可能に凹凸嵌合するように設けられた凹凸嵌合部からなるのが好ましい。かかる位置決め手段を設けることにより、例えば、前記第１規制部材および第２規制部材の外周部に、第２取付部材側との間でオリフィスの一部を構成するオリフィス用開口部がそれぞれ形成されている場合には、それぞれのオリフィス用開口部の位置合わせが容易且つ迅速に行える。

本発明の前記中央規制部は、非円形の嵌合固定部を有し、しかも、前記弾性仕切り膜には、前記嵌合固定部に相対回転不可能に嵌合される嵌合孔が形成されている。かかる場合には、少なくとも前記第１規制部材または第２規制部材と弾性仕切り膜との周方向の相対的な位置合わせが可能となる。

本発明は、流体による規制部材の膨潤による変形を防止でき、防振性能の低下と騒音の発生を防止でき、しかも、軽量化にも寄与できる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る流体封入式防振装置の縦断面図を示す。この防振装置１は、防振装置本体２と、この防振装置本体２内に設けられた流体封入室３を第１室３ａと第２室３ｂとに仕切る仕切手段５とを備えている。

防振装置本体２は、エンジン等の振動発生体側に取り付けられる第１取付部材としての第１取付金具１０と、車体フレーム等の支持側に取付固定される第２取付部材としての筒状の第２取付金具１１と、第１取付金具１０および第２取付金具１１を結合するゴム材よりなる防振基体１２とから主構成されている。

第２取付金具１１は、筒状金具１４と、その下端１４ａにかしめ手段により締結された底金具１５とからなり、底金具１５に取付用ボルト１６が突設されている。

第１取付金具１０は、第２取付金具１１の軸心部上方に所要の間隔をおいて配された板状部材であり、その中央部に取付用ボルト１７が上方に向けて突設されている。

防振基体１２は、外形が略截頭円錐形をなし、その上面に第１取付金具１０が加硫成形手段により固着され、下端外周部に第２取付金具１１の筒状金具１４のテーパ状に拡径形成された上端部１４ｂが加硫固着されている。第２取付金具１１の内壁面には、防振基体１２から薄膜状に延設された薄膜ゴム部１２ａが設けられている。

第２取付金具１１の下部側には、防振基体１２と対向するようにゴム膜よりなるダイヤフラム１８が装着されている。ダイヤフラム１８は、外周部にリング状の補強金具１９を備え、この補強金具１９が筒状金具１４と底金具１５とのかしめ部にかしめ固定されることで第２取付金具１１に取り付けられている。

第２取付金具１１の内側で、しかも、ダイヤフラム１８と防振基体１２との間には、密閉された前記流体封入室３が形成されており、この流体封入室３内に流体としての液体（例えば、エチレングリコールと水とが混合された液体）が封入されている。そして、第２取付金具１１の内周には、前記仕切手段５が、流体封入室３を防振基体側の第１室３ａとダイヤフラム側の第２室３ｂとに仕切るように、固定されている。第１室３ａと第２室３ｂとは、第２取付金具１１および仕切手段５の間に形成されるオリフィス６により連通されている。

仕切手段５は、図２〜図５に示すように、弁部材としてのゴム製円板状の弾性仕切り膜２０と、この弾性仕切り膜２０の一方（下方）膜面を下外方側から規制する第１規制部材３０と、他方の膜面を上外方側から規制する第２規制部材５２とを備えている。

第１規制部材３０は、合成樹脂により成形されており、円筒状の支持部３３の内周側に、薄肉の規制部３４が一体的に設けられたものである。支持部３３の外周には、フランジ部３６が径外方向に突設され、図４に示すように、このフランジ部３６の周方向の一部には、第２取付金具１１側とでオリフィス６の一部を構成する凹状のオリフィス用開口部３７が形成されている。また、フランジ部３６の上面（第２規制部材５２側に面）には、フランジ部３６の円周方向に沿って複数個の溶着嵌合溝３９が形成されている。なお、本実施の形態では、かかる溶着嵌合溝３９は、所定の間隔を有するように４個設けられているが、溶着嵌合溝３９の長さや個数は特に限定されるものではなく、単数または複数個が可能である。

規制部３４は、円環状部４０と、この円環状部４０の内側中央に位置する中央規制部４１と、支持部３３および円環状部４０を連結する放射状の第１リブ４３と、円環状部４０および中央規制部４１を連結する放射状の第２リブ４４とからなる。支持部３３、円環状部４０および第１リブ４３により、複数の貫通孔４５が周方向に形成されている。また、円環状部４０、中央規制部４１および第２リブ４４により、複数の貫通孔４６が周方向に形成されている。

第１規制部材３０の上面には、図３に示すように前記弾性仕切り膜２０が収容される収容凹部４８が形成されている。この収容凹部４８は、中央規制部４１を中心にして支持部３３にわたって形成されており、中央規制部４１の中心には、収容凹部４８の内周面を形成する嵌合固定部４９が形成されている。この嵌合固定部４９の外周形状は、非円形としての平面視正方形状（矩形状）に形成されている。また、嵌合固定部４９の上面には、平面視正方形状の溶着凹部５０が形成されている。

支持部３３の外周部には、環状の金属板をプレス加工してなる固定部材３２が、インサート成形により固定されており、この固定部材３２の外周縁部が筒状金具１４と底金具１８とのかしめ部に、かしめ固定されることで、仕切手段５は第２取付金具１１に取り付けられている。なお、固定部材３２には、第１室３ａと第２室３ｂとを連通する貫通孔３２ａが形成されている。

第２規制部材５２は、図２、図３および図５（ａ）に示すように、合成樹脂材から円板状に成形され、前記第１規制部材３０のフランジ部３６と略同等の直径を有する環状の外周部５３と、円環状部５４と、中央規制部５５と、外周部５３および円環状部５４を連結する放射状の第１リブ５６と、円環状部５４および中央規制部５５を連結する放射状の第２リブ５７とからなる。外周部５３、円環状部５４および第１リブ５６により、複数の貫通孔５９が形成されている。また、円環状部５４、中央規制部５５および第２リブ５７により、複数の貫通孔６０が形成されている。

外周部５３には、第２取付金具１１側とでオリフィス６の一部を構成するオリフィス用開口部６１が形成されている。また、外周部５３には、変形許容開口部６３が複数個形成されている。かかる変形許容開口部６３は、本実施の形態では、所定の間隔を有して３個形成されているが、その個数は単数または複数個に設定可能である。また、変形許容開口部６３の深さ（第２規制部材５２の直径方向の長さ）Ｌ１は、第２規制部材５２を第１規制部材３０の上面に固定した際に、変形許容開口部６３が第１規制部材３０の収容凹部４８に重なり合わない長さに設定されている。

外周部５３の裏面（第１規制部材３０側）には、前記第１規制部材３０の溶着嵌合溝３９に溶着嵌合される溶着用凸部６４が、変形許容開口部６３の間に位置するように、周方向に複数個突設されている。また、中央規制部５５の裏面には、前記第１規制部材３０の溶着凹部５０に溶着嵌合される溶着用凸部６５が形成されている。この溶着用凸部６５の基部には、前記溶着凹部５０に嵌合する際にガイドする機能（ガイド機能）と、第２規制部材５２の第１規制部材３０に対する直径方向および相対回転方向の位置決めをする機能（位置決め機能）とを有する正方形状の肩部６５ａが形成されている。なお、溶着用凸部６５および溶着凹部５０により、位置決め手段が構成されている。

弾性仕切り膜２０は、図３および図５（ｂ）に示すように、合成樹脂から平板状に形成されており、その中央部には、前記中央規制部４１の嵌合固定部４９に、相対回転不可能に嵌合される矩形状の嵌合孔２１が形成されている。また、弾性仕切り膜２０の両面には、環状の外リブ２３と、このリブ２３に交差する放射状のリブ２４と、嵌合孔２１を囲繞する内リブ２５と、中リブ２６とが突設されている。

前記構成からなる仕切手段５を組み付ける場合には、先ず、弾性仕切り膜２０を第１規制部材３０の収容凹部４８に収容する。このとき、弾性仕切り膜２０の嵌合孔２１は、第１規制部材３０の嵌合固定部４９に嵌合され、周方向および直径方向の相対的な位置決めがされる。従って、弾性仕切り膜２０の外リブ２３は、第１規制部材３０の支持部３３に対応し、放射状のリブ２４は、第１規制部材３０の第１リブ４３、第２リブ４４に適宜対応し、内リブ２５は、第１規制部材３０の中央規制部４１に対応し、中リブ２６は第１規制部材３０の円環状部４０に対応する。

次に、第２規制部材５２の溶着用凸部６４を、第１規制部材３０の溶着嵌合溝３９にそれぞれ嵌合させ、第２規制部材５２の溶着用凸部６５を、第１規制部材３０の溶着凹部５０に嵌合させる。このとき、溶着用凸部６５の肩部６５ａと溶着凹部５０とは、矩形状であるため、第１規制部材３０と第２規制部材５２との周方向の相対的な位置決めが可能であると共に、溶着用凸部６５を溶着凹部５０にガイドして確実に嵌合させることができる。この第１規制部材３０と第２規制部材５２との相対的な位置決めにより、それぞれのオリフィス用開口部３７、６１やそれぞれの貫通孔を容易に対応させることができる。また、弾性仕切り膜２０の外リブ２３は、第２規制部材５２の外周部５３に対応し、放射状のリブ２４は、第２規制部材５２の第１リブ５６、第２リブ５７に対応し、内リブ２５は、第２規制部材５２の中央規制部５５に対応し、中リブ２６は、第２規制部材５２の円環状部５４に対応する。

第１規制部材３０、第２規制部材５２および弾性仕切り膜２０に位置合わせを行った後に、各溶着用凸部６５と溶着凹部５０を超音波溶着を行って固着すると共に、溶着用凸部６４を溶着嵌合溝３９に超音波溶着を行って固着する。この結果、第１規制部材３０と第２規制部材５２とは、弾性仕切り膜２０を収容した状態で、外周部同士が断続的に固着されると共に、中央部同士が固着された状態で一体となる。

以上の構成からなる本実施形態の防振装置１は、周波数の低い大振幅（例えば±０．３ｍｍ以上）の振動下では、流体がオリフィス６を通って２室３ａ、３ｂ間を流動することにより、振動減衰機能が発揮される。また、弾性仕切り膜２０に設けた各リブが、第１規制部材３０および第２規制部材５２のそれぞれの円環状部やリブに当接することにより、第１規制部材３０および第２規制部材５２の貫通孔間での流体の漏れが防止される。また、第２規制部材５２の変形許容開口部６３は、第１規制部材３０のフランジ部３６上に位置するので、変形許容開口部６３から流体の漏れが発生することもない。そのため、弾性仕切り膜２０を各貫通孔ごとに撓ませることができ、高いロスファクターが得られる。

一方、周波数の高い微振幅（例えば±０．１ｍｍ以下）の振動下では、上記オリフィスは機能せず、弾性仕切り膜２０が、往復動変形することで、第１液室の液圧を吸収して振動を減衰させる。

また、流体封入式防振装置を長期間使用することにより、第１規制部材３０および第２規制部材５２が、液体により膨潤する場合がある。かかる場合に、特に薄肉の第２規制部材５２は、直径方向に変形しようとするが、第２規制部材５２は、第１規制部材３０に対して中央部同士が固着されているので、第２規制部材５２の中央部分が持ち上がって変形するのを防止できる。しかも、第２規制部材５２には、複数個の変形許容開口部６３が形成され、しかも、第２規制部材５２は、第１規制部材３０に対して断続的に固着されている（固着されていない部分が、断続的に設けられている）ので、膨潤による変形を周方向にも逃がすことができ、第２規制部材５２の変形をさらに効果的に防止できる。この結果、第１規制部材３０および第２規制部材５２と、弾性仕切り膜２０との間隙が、不用意に大きくなるのを防止でき、振動減衰機能を長期にわたって維持させることができる。また、弾性仕切り膜２０の往復動変形により、仕切手段と弾性仕切り膜２０との衝突音等の異音の発生も防止できる。

また、本実施形態の防振装置１は、第１規制部材３０と第２規制部材５２とは合成樹脂製であるため、金属性のものに比し、全体の軽量化を図ることができる。

本発明は、前記の実施の形態に限定されるものではない。例えば、第１規制部材３０と第２規制部材５２の中央規制部における凹凸嵌合部は、第１規制部材３０に溶着用凸部６５を設け、第２規制部材５２に溶着凹部５０を設けることも可能である。

また、第１規制部材３０の外周部に溶着用凸部６４を設け、第２規制部材５２に溶着嵌合溝３９を設けることも可能である。

第１規制部材３０と第２規制部材５２の固着位置は、それぞれの中央部に限定されるものではなく、第１規制部材および第２規制部材の外周部の固着部よりも中央側の任意の部分同士が、固着されていればよい。また、中央側同士の固着箇所も一箇所に限らず複数箇所であっても良い。

第１規制部材および第２規制部材の周方向の位置決めをする位置決め手段は、溶着用凸部６４と溶着嵌合溝３９とで構成することも可能である。

前記実施の形態では、第１規制部材３０、第２規制部材５２および弾性仕切り膜２０の三者を同時に位置決めする構成を例示したが、任意の２者を位置決めするものであってもよい。例えば、第１規制部材３０と第２規制部材５２とを位置決めする場合には、これらと弾性仕切り膜２０との位置決めは不要である。かかる場合は、弾性仕切り膜２０は、第１規制部材３０と第２規制部材５２に対して相対回転する構成でもよい。

また、第１規制部材３０または第２規制部材５２の何れか一方と、弾性仕切り膜２０とを位置決めすることも可能である。

本発明の一実施形態に係る流体封入式防振装置の縦断面図である。 同防振装置の仕切手段を示し（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ―Ａ線断面図である。 同防振装置の仕切手段の分解断面図である。 第１規制部材の平面図である。 （ａ）は、第２規制部材の平面図、（ｂ）は、弾性仕切り膜の平面図である。

符号の説明

３ａ 第１室
３ 流体封入室
３ａ 第１室
３ｂ 第２室
５ 仕切手段
６ オリフィス
１０ 第１取付部材（第１取付金具）
１１ 第２取付部材（第２取付金具）
１２ 防振基体
１８ ダイヤフラム
２０ 弾性仕切り膜
２１ 嵌合孔
３０ 第１規制部材
４１ 中央規制部
４９ 嵌合固定部
５２ 第２規制部材
５５ 中央規制部
６３ 変形許容開口部

Claims (6)

1. 一方の固定側に取り付けられる第１取付部材と、他方の固定側に取り付けられる第２取付部材と、これら取付部材の間に介設されて両取付部材を結合するゴム材よりなる防振基体と、流体封入室を形成するように、前記防振基体に対向して前記第２取付部材に取り付けたダイヤフラムと、前記流体封入室を防振基体側の第１室とダイヤフラム側の第２室とに仕切る仕切手段とを備え、前記仕切手段が、前記弾性仕切り膜と、該弾性仕切り膜の変位量を弾性仕切り膜の一方膜面から規制する第１規制部材と、他方の膜面の外方側から規制する第２規制部材とを備え、前記第１室と第２室とは、オリフィスを介して連通するように構成された流体封入式防振装置において、
   前記第１規制部材および第２規制部材は、合成樹脂材から成形されると共に、前記第１規制部材および第２規制部材の互いの外周部は、所定の間隔を有して断続的に固着され、しかも、前記第２規制部材の外周部の非固着部には、変形許容開口部が形成されていることを特徴とする流体封入式防振装置。
2. 前記第１規制部材および第２規制部材の前記外周部の固着部よりも中央側同士が、固着されている請求項１に記載の流体封入式防振装置。
3. 前記第１規制部材および第２規制部材の中央部には、中央規制部がそれぞれ設けられ、互いの中央規制部同士が固着されている請求項２に記載の流体封入式防振装置。
4. 前記第１規制部材および第２規制部材部には、前記第１規制部材および第２規制部材の周方向の位置決めをする位置決め手段が設けられている請求項３記載の流体封入式防振装置。
5. 前記位置決め手段は、前記第１規制部材および第２規制部材の中央規制部に相対回転不可能に凹凸嵌合するように設けられた凹凸嵌合部からなる請求項４に記載の流体封入式防振装置。
6. 前記中央規制部は、非円形の嵌合固定部を有し、しかも、前記弾性仕切り膜には、前記嵌合固定部に相対回転不可能に嵌合される嵌合孔が形成されている請求項４または５に記載の流体封入式防振装置。

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