JP2009138772A - 防振装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ピストンのスライドに伴って生じる異音を防止するとともに、液注共振による振動の軽減効に悪影響を与える内部漏れを回避し得るエンジンマウントを提案する。
【解決手段】シリンダー5aの外側壁に設けられ、密閉空間の空隙部分に充填された液体を主液室M_１及び副液室M_２の相互間で行き来させる複数の通5bと、主液室M_１につながる複数の開口hを有し、該シリンダー5aの先端部分に嵌合する仕切り蓋5cと、この仕切り蓋5cに隣接設置され、主液室M_１からの液体の流入のみを許容する逆止弁5dと、該シリンダー2内にて往復移動可能に弾性支持され、主液室M_１の液圧変動に伴う往動又は復動によって通路の選択を行いシェイクモード又はアイドルモードへの切り替えを可能とするピストン5eとにて構成するとともに、前記シリンダー5aに、ピストン5eの死点（下死点）にてその後端部に当接する緩衝防止部材6を配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンを車体に搭載する際に用いられるエンジンマウントに関するものであり、エンジンからの振動を吸収し車体側への振動の伝達を効果的に軽減しようとするものである。

乗用車等の車輌では、駆動源であるエンジンは、エンジンマウントを介して車体に取り付けられており、エンジンからの振動を該エンジンマウントにおいて吸収し車体側へと伝達される振動を最小限に食い留めるようにしている。

エンジンから車体側へと伝達される振動としては、車輌が所定の速度以上で走行している時に伝達される振動(周波数(9〜15Hz程度)低く振幅が大きい振動（シェイク振動）)と、車輌のアイドリング時において伝達される振動（周波数（18〜30Hz程度）がシェイク振動に比較して相対的に高く振幅が小さい振動（アイドル振動））に区別することができ、従来は、エンジンマウントの主要構成部材をなすケーシングの内側に、複数種の経路を備えたオリフィスを作動流体とともに組み入れ、入力される振動の種類に応じて該経路を選択的に切り替える仕組みの液圧切替式マウントが適用されていた（例えば特許文献1参照）。
特開2007-71313号公報

上記の液圧切替式マウントは、ケーシング内に封じ込められた液体による液柱共振を利用して振動の吸収、軽減を図るものであって、その流通経路は、予め、シェイク振動やアイドル振動の周波数や振幅に対応した流通抵抗に設定（チューニング）されており、通路の切り替えは、ケーシング（主液室）内の圧力変動（振動に由来する容積変化）を駆動力として作動させることができるピストン（オリフィスの構成部材）が用いられていた。

ところで、この種のエンジンマウントは、ピストンのスライドによりその後端部がシリンダーの底壁部に接触して異音を発する不具合があり、また、ピストンとシリンダーとの間における液体の流れ（内部漏れ）が大きい場合には、液柱共振による振動の軽減効果が期待できないこともあって、未だ改善の余地が残されていた。

本発明の課題は、異音の発生を防止するとともに、液柱共振に影響を及ぼす液漏れを回避して、エンジンから伝達される振動を長期にわたり確実に吸収、軽減し得る防振装置を提案するところにある。

本発明は、振動発生源との連結を司る連結片を埋設固定したゴム弾性部材と、エンジンマウントの本体部分をなし、その一端にゴム弾性部体を連接したケーシングと、このケーシングの他端に配置され、ケーシングの周壁内面、ゴム弾性体の先端壁面との協働によりケーシングの内側に液体充填用の密閉空間を区画形成するダイヤフラムと、該密閉空間内に配置され、ゴム弾性体との相互間にて主液室を形成するオリフィスとを備え、
前記オリフィスは、ケーシングの内周壁に固定保持され、ダイヤフラムを隔壁器としてその内側に副液室を形成するシリンダーと、このシリンダーの外側壁に設けられ、密閉空間内に充填した液体を主液室及び副液室の相互間で行き来させる複数の通路と、主液室につながる複数の開口を有し、該シリンダーの先端部分に嵌合する仕切り蓋と、この仕切り蓋に隣接設置され、主液室からの液の流入のみを許容する逆止弁と、該シリンダー内にて往復移動可能に弾性支持され、主液室の液圧変動に伴う往動又は復動によって通路の選択を適宜行ってシェイクモード又はアイドルモードへの切り替えを可能とするピストンとからなり、前記シリンダーに、ピストンの死点にてその後端部に当接する緩衝防止部材を配置したことを特徴とする防振装置である。

上記の構成になるエンジンマウントにおいて、前記緩衝防止部材は、ピストンの後端部の少なくとも2箇所に同時に接触する当接部位を有するものが望ましい。また、前記緩衝防止材の当接部位は、面接触によるものがとくに有利に適合する。

さらに、前記緩衝防止材には、シリンダーとの接触部位に、径方向においてその内外を横断する少なくとも1つのエアー抜き用のスリットを形成することができる。

ピストンとシリンダーとの相互間に緩衝防止部材を介在させたのでピストンとシリンダーとの直接的な接触がなくなり異音が生じることはない。

また、ピストンが緩衝防止部材に当接した状態では、ピストンとシリンダーとの相互間は該緩衝防止部材により確実にシールされるため、液注共振による振動の軽減効果が損なわれることはない。

以下、図面を参照して本発明をより具体的に説明する。
図1は本発明にしたがう防振装置の実施の形態を断面で示した図である。また、図2はオリフィスの外観を分解状態で示した図であり、図3(a)、(b)はオリフィスを構成するシリンダーの外観を、2面について示した図である。

図における符号1は上端の径が最も小さく、下端に向けて径を漸次拡大した彎曲外表面を有するリング状のゴム弾性部材である。このゴム弾性部材1には、下端部へ向けて先細りになる略円錐台状の外観形状を有する金属製の連結片1aが軸芯Lに沿って埋設固定されており、その上端部分のねじ孔nにブラケットステー等を介して締結部材（ボルト等）をねじ込むことによりエンジン側に連結される。

2はエンジンマウントの本体部分をなす円筒状のケーシングである。このケーシング2はその一方の開放端（上部開放端）に上記ゴム弾性部材1の下側部分が嵌合、一体的に連結されており、ケーシング2そのものを、例えばカップ状の如きホルダー（図示せず）に嵌挿、固定保持することにより車体側に連結される。

3はケーシング2の他方の開放端（下部開放端）にかしめ等により抜け止め配置されたダイヤフラムである。このダイヤフラム3は、薄肉円板状のゴム材料からなっており、その外周縁部が全周にわたって支持リング3aの内面に加硫接着されている。4はケーシング2の内周面に設けられたゴム被覆層である。このゴム被覆層4はゴム弾性部材1と一体に連結されている。

上記ダイヤフラム3と、ゴム弾性部材1（先端壁面）及びゴム被覆層4との囲撓により、ケーシング2の内側には密閉空間が区画形成される。

さらに、5は密閉空間内に主液室M_１を残して配置されたオリフィスである。このオリフィス5はケーシング2の内周壁にゴム被覆層4を介して固定保持され、ダイヤフラム3を隔壁としてその内側に副液室M₂ を形成するシリンダー5a（シリンダー5aはケーシング2の絞り部2aと下部開放端に配置したリング3aとの間に挟持されて位置決めされている。）と、このシリンダー5aの外側壁に設けられ、密閉空間の空隙部分に充填される水あるいはエチレングリコール等の液体を主液室M_１及び副液室M_２の相互間で行き来させる複数の通路5bと、主液室M_１につながる複数の開口hを有し、シリンダー5aの先端部分に嵌合する仕切り蓋5cと、この仕切り蓋5cに隣接配置され、主液室M_１からの液体の流入のみを許容する逆止弁5d（加圧により撓み変形可能なゴム弾性体にて構成される。）と、シリンダー5a内にて往復移動可能に弾性支持され、主液室M_１の液圧変動に伴う往動又は復動によって通路5bの選択を適宜行いシェイクモード又はアイドルモードへの切り替えを可能とするピストン5eからなっている。

上記のピストン5eはシリンダー5a内でその内部空間を前方空間N_１と後方空間N_２に区分するディスク状の本体部分5e_１と、この本体部分5e_１の縁部に一体連結しシリンダー5aの内周壁に極僅かな隙間を残して隣接配置される環状周壁5e_２にて構成されており、本体部分5e_１には前方空間N_１につながり液体の流通を許容する貫通孔ｉが形成されている。

上記の主液室M_１はその内容積がゴム弾性部材1の弾性変形に伴って拡縮し、ダイヤフラム3は十分に小さい液圧（荷重）により変位し、このダイヤフラム3の変位にしたがって副液室M_２の内容積が拡縮する。

さらに、6はシリンダー5aの下側端に配置された緩衝防止部材である。この緩衝防止部材6は断面形状が円形になるOリングを適用することができるものであり、ピストン5eが下死点に到達した際にその後端部に当接させて異音の発生を防止するとともに、ピストン5eとシリンダー5aとの相互間の微小隙間をシールする。

7はシリンダー5aの上端部に配置され、逆止弁7を保持するホルダーである。このホルダー7の底壁部にはピストン5eの先端面につながる複数の貫通開口h_１が設けられている。

8はピストン5eを弾性支持するスプリングである。このスプリング8はピストン5eが常に上死点に位置するように付勢している。スプリングン8の付勢力は、シェイク振動が入力された場合の前方空間N_１の液圧に対応した値よりも小さく、アイドル振動が入力された場合の前方空間N_１の液圧に対応した値よりも大きく設定されている。

9は逆止弁5dからシリンダー5aの底壁ボス部5a_１に至るまでの間で軸芯Lに沿って配置されたロッドである。このロッド9はピストン5eの中心部に設けられた貫通孔に嵌り込み、ピストン5eが上死点、下死点間の往復移動に際して該ピストン5eをガイドする。

オリフィス5を構成する通路5bは、シリンダー5aの外周壁に沿いスパイラル状に設けられた溝（溝の途中で段下がりを形成して階段状になっている）からなりシリンダー5aを2周するよりも若干少なく周回していて、溝の深さを同じとした場合について表示している。）よって形成されるもので、図3(a)、(b)に示す如く溝幅Wが比較的広い溝5b_１と、この溝5b_１につながり、該溝5b_１よりも溝幅W_１が狭く断面積が小さい溝5b_２と、溝5b_１及び溝5b_２の境界部付近で溝底を通してシリンダー5aの内側へと貫通する開口5b_３からなる。そしてその通路5bの一端はシリンダー5b及び仕切り蓋5cに設けられた切欠部K_１、K_２（図2、3参照）を通して主液室M_１に開通し、その他端はシリンダー5bの下部に設けられた切欠部K_３を通して副液室M_２にそれぞれ開通している。

ここに、溝5b_１はその断面積がアイドル振動の周波数（例えば、18〜30Hz）及び振幅に対応した流通抵抗に設定されている。また、溝5b_１、溝5b_２はその全体でシェイク振動（例えば、9〜15Hz）に対応した流通抵抗になるように断面積が設定されている（流通抵抗は、溝5b_１＜溝5b_１＋5b_２）。さらに開口5b_３は各溝に沿う長孔になっていて、溝5b_１の断面積よりも大きな開口面積を有する。

上記の構成になる防振装置において、シェイク振動が入力された場合には、ゴム弾性部材1が弾性変形し、これに伴い主液室M_１では液圧変化が生じ液圧上昇(周期的な上昇)により逆止弁5dを通して主液室M_１からシリンダー5aの前方空間N_１に向けて液体が流入することとなり、これにより前方空間N_１内も主液室M_１と同様に圧力が上昇する。

ピストン5eを弾性支持するスプリング8の付勢力はシェイク振動が入力された場合における前方空間N_１の液圧（平衡圧）に対応した値よりも小さく設定されているので、前方空間N_１の圧力によりピストン5eはスプリング8の付勢力に抗してシリンダー5aの下端へ向けてスライドし、図4に示すような姿勢（シリンダー5aの下死点に位置する。）に維持される（シェイクモードへの切り替え。）。

この状態では、ピストン5eの環状周壁5e_２により開口5b_３が閉塞され、液体は通路5のうち、溝5b_１、溝5b_２のみを通して主液室M_１と副液室M_２を行き来することとなり、この通路を通過する液体の液注共振によってシェイク振動が速やかに吸収、軽減される。

上記のようなシェイクモードへの切り替えに際しては、ピストン5eの後端部が緩衝部材6の上部に当接することになりシリンダー5aとの直接的な接触は回避（異音の発生がない）されるとともに、該緩衝部材6がシール部材として作用するためピストン5eとシリンダー5aとの相互間における液体の流れは抑制される。

上記のエンジンマウントにおいて、アイドル振動が入力された場合にはシェイク振動と同様に、ゴム弾性部材1が弾性変形し、これに伴い主液室M_１では液圧の変化が生じその際の液圧上昇（周期的）により逆止弁5dを通して主液室M_１からシリンダー5aの前方空間N_１に向けて液体が流入する。このとき、前方空間N_１内の液圧も主液室M_１と同様に圧力が上昇することとなるが、ピストン5eを弾性支持するスプリング8はアイドル振動が入力された場合における前方空間N_１の液圧（平衡圧）に対応する値よりも大きいため、ピストン5eが図1に示すような状態にある場合（ピストン5eが上死点にある場合）にはその状態がそのまま維持され、図4に示すようにピストン5eが下死点にある場合には、スプリング8の付勢力により下死点から上死点へとスライドすることとなり通路5bの開口5b_３は開放される（アイドルモードへの切り替え。）。

通路5bの開口5b_３は溝5b_２よりも流通抵抗が小さく設定されており、アイドルモードへ切替られると液体は該開口5b_３を優先的に通って主液室M_１、副液室M_２を行き来し、その液体の液注共振によってアイドル振動が速やかに吸収、軽減される。

本発明にしたがう防振装置は、液圧変化を駆動力としてシェイクモードあるいはアイドルモードへ切り替える仕組みのものであって、電磁ソレノイドや空圧ソレノイド等を用いた制御手段は不要で、しかも、エンジンマウントそのものを小型化できる利点がある。

なお、本発明においては、液注共振により振動の吸収、軽減を図る場合について説明したが、実際には液体が通路5bを通過する際に液体のもつ粘性抵抗や圧力損失によっても振動は吸収、軽減される。

緩衝防止部材6としてOリングを適用した場合には、ピストン5eとの接触はほぼ線状であるからそれそのものに亀裂が生じやすく、シール範囲も狭いので内部漏れの十分な防止効果が期待できないことも懸念される。

このような場合には、矩形断面あるいはピストン5eの後端に向けて凸状となる図5に示すような「かまぼこ」型断面形状を有する緩衝防止材6を使用することができる。かかる断面を有する緩衝防止部材6はピストン5eとの接触初期においては線接触であり、加圧力の増加とともに面接触へと移行するため打音（異音）の低減と確実なシールが可能であり、しかも、それそのものの変形が小さいので耐久性も高い。

図6(a)〜(d)は本発明にしたがうエンジンマウントに適用して好適な緩衝防止部材6の他の例を示した図である。

この緩衝防止部材6は、大径環状体6aの上部に小径環状体6bを一体的に設け、図7に示す如く小径環状体6bの周壁及び大径環状体6aの天面壁を当接部位としてピストン5eの後端部の2個所に同時に接触させる断面形状を有するものである。かかる緩衝防止部材6はピストン5eとシリンダー5aとの接触による異音の発生が防止できるだけでなく、耐久性の改善と合わせてピストン5eと緩衝防止部材6の接触面を2以上としてシール性能を著しく高めることができる。

かかる緩衝防止部材6は大径環状体6aの下部に径方向において横断する少なくとも1本のスリットSを形成することができ（図示の場合には4本のスリットSを設けた場合を示してある。）、これによりエンジンマウント内を真空引きする際（液体を封入する組み込み時）に、その内部に存在するエアーを確実に排出し得る。

ピストンのスライドに起因した異音の発生が起こらず、しかも、内部漏れのない防振装置が提供できる。

本発明にしたがう防振装置の実施の形態を示した図である。 図1に示した防振装置のオリフィスの外観を分解状態で示した図である。 (a)、(b)はオリフィスを構成するシリンダーの外観を、2面について示した図である。 シェイクモードへの切り替え状態を示した図である。 緩衝防止部材の断面形状を示した図である。 (a)〜(d)は緩衝防止部材の他の例を示した図である。 緩衝防止部材のさらに他の例を示した図である。

符号の説明

1 ゴム弾性部材
1a 連結片
2 ケーシング
2a 絞り部
3 ダイヤフラム
4 ゴム被覆層
5 オリフィス
5a シリンダー
5b 通路
5c 仕切り蓋
5d 逆止弁
5e ピストン
6 緩衝防止部材
7 ホルダー
8 スプリング
9 ロッド

Claims (4)

1. 振動発生源との連結を司る連結片を埋設固定したゴム弾性部材と、エンジンマウントの本体部分をなし、その一方の開放端にゴム弾性部体を一体連結したケーシングと、このケーシングの他方の開放端に配置され、ケーシングの周壁内面及びゴム弾性部材の先端壁面との囲撓によりケーシングの内側に密閉空間を区画形成するダイヤフラムと、該密閉空間内に主液室を残して配置されるオリフィスとを備え、
   前記オリフィスは、ケーシングの内周壁に固定保持され、ダイヤフラムを隔壁としてその内側に副液室を形成するシリンダーと、このシリンダーの外側壁に設けられ、密閉空間の空隙部分に充填された液体を主液室及び副液室の相互間で行き来させる複数の通路と、主液室につながる複数の開口を有し、該シリンダーの先端部分に嵌合する仕切り蓋と、この仕切り蓋に隣接設置され、主液室からの液体の流入のみを許容する逆止弁と、該シリンダー内にて往復移動可能に弾性支持され、主液室の液圧変動に伴う往動又は復動によって通路の選択を行いシェイクモード又はアイドルモードへの切り替えを可能とするピストンとからなり、
   前記シリンダーに、ピストンの死点にてその後端部に当接する緩衝防止部材を配置したことを特徴とする防振装置。
2. 前記緩衝防止部材は、ピストンの後端部の少なくとも2箇所に同時に接触する当接部位を有する請求項1記載の防振装置。
3. 前記緩衝防止材の当接部位は、面接触によるものである、請求項1又は2記載の防振装置。
4. 前記緩衝防止材は、シリンダーとの接触部位に、径方向において横断する少なくとも1つのエアー抜き用のスリットを有する1〜3の何れかに記載の防振装置。

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