JP2010255819A - 防振装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異物等の侵入のおそれなしに、アイドリング振動および、エンジンシェイク振動等のいずれに対しても、封入液体の液柱共振その他に基づく振動減衰機能を効果的に発揮させることができる防振装置を提供する。
【解決手段】コア部材１の外周面と、筒状部材２の一方の端部分内周面とを、弾性部材３により全周にわたって液密に連結するとともに、筒状部材２の他方の端部分内周面を、並列に配置した一枚以上のダイヤフラム４によって液密に封止し、弾性部材側に位置する主液室７と、ダイヤフラム側に第一の副液室８と第二の副液室９に区画し、第一の制限通路１０および第二の制限通路１１のそれぞれで、相互に独立させて連通させ、第一の空気室１４と第二の空気室１５とを設け、第一の空気室１４と第二の空気室１５の相互を連通させる連絡路を設け、その連絡路の開放、遮断を司る電磁弁１６を設けたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、内部に封入した非圧縮性の液体の流動に基づいて振動減衰機能を発揮させることができる防振装置に関するものであり、例えば、エンジンマウントとして適用して、アイドル振動およびエンジンシェイク振動等のそれぞれを有効に減衰および防振する防振装置の技術を提案するものである。

自動車の振動発生部となるエンジンと、振動入力部となる車体との間には、防振装置としてのエンジンマウントを配設することが一般的であり、このエンジンマウントは、例えばエンジンが発生する振動、例えば５〜２０Ｈｚの低周波数大振幅振動のシェイク振動および、２０〜４０Ｈｚの中周波数中振幅振動のアイドル振動を吸収することで、それら振動の、車体側への伝達を防止するべく機能する。

このようなエンジンマウントとして使用される防振装置に関し、特許文献１には、図３に、中心軸線を含む縦断面図で示すように、振動発生側部材、例えばエンジンに連結されるコア部材５３の外周面と、振動伝達側部材、例えば車体に連結される筒状部材５２の内周面とを、ゴム等の弾性部材によって液密に連結するとともに、その筒状部材の開口端をダイヤフラム５４によって液密に封止し、このダイヤフラム５４と、弾性部材と、筒状部材、より正確には、筒状部材への弾性部材ライニング部分とで囲繞される空間を、非圧縮性の液体を封入した流体室とし、この流体室を、仕切部材によって、弾性部材側に位置する主液室と、ダイヤフラム側に位置する二つの副液室５８，５９とに区画し、そして、それぞれの両液室を、アイドル振動とシェイク振動に対し、振動減衰機能を発揮する制限通路６０，６１とのそれぞれで、相互に独立させて連通させるとともに、シェイク振動を吸収する側の副液室５８のダイヤフラム５４の外側に位置する空気室６４を、大気と連通路の開閉を行う切替弁６６を具えたものが開示されている。

この液入り防振装置は、それをエンジンマウントとして適用した場合にあって、コア部材５３をエンジンに、そして筒状部材５２を車体にそれぞれ連結した状態で、そこに、エンジンからのアイドル振動、または、シェイク振動の入力に対して、切替弁６６の開閉により空気室６４の空気が空気ばねとして働き、ダイヤフラムのばね剛性を替えることで、周波数の異なる振動を吸収することができるものである。

しかるに、上記の開示技術では、電磁弁等で構成されるこの切替弁６６は、大気に開放されることから、外気中に存在する塵埃やゴミがバルブ内に侵入して、切替弁６６の空気流れを悪化させるおそれがあり、これがため、切替弁６６の大気側への吸排気ポート７０にフィルター等を取り付けて塵埃やゴミの侵入を防ぐ必要があり、さらにそのフィルターが目詰まりすると空気の通過抵抗が増加して空気の流れが悪化して、振動を十分に低減できないおそれがあった。

特許第２７８７０１０号公報

この発明は、異物等の侵入のおそれなしに、アイドリング振動および、エンジンシェイク振動等のいずれに対しても、封入液体の液柱共振その他に基づく振動減衰機能を効果的に発揮させることができる防振装置を提供することにある。

この発明にかかる防振装置は、振動発生側部材もしくは振動伝達側部材のいずれか一方側に連結されるコア部材および、他方側に連結される筒状部材のそれぞれを設け、コア部材の外周面と、筒状部材の一方の端部分内周面とを、弾性部材により全周にわたって液密に連結するとともに、筒状部材の他方の端部分内周面を、並列に配置した一枚以上のダイヤフラムによって液密に封止し、少なくとも、このダイヤフラムと、筒状部材および弾性部材とで囲繞される空間を、液体を封入した流体室とし、この流体室を、仕切部材をもって、弾性部材側に位置する主液室と、前記ダイヤフラム側に副液室とに区画するとともに、この副液室を第一の副液室と第二の副液室に区画し、前記主液室と第一の副液室を振動の減衰をもたらす第一の制限通路および、前記主液室と第二の副液室を前記第一の制限通路と異なる振動の減衰をもたらす第二の制限通路のそれぞれで、相互に独立させて連通させ、前記ダイヤフラムの第一の副液室側とは反対側に第一の空気室と、前記ダイヤフラムの第二の副液室側とは反対側に第二の空気室とを設けてなるものであって、前記第一の空気室と第二の空気室の相互を連通させる連絡路を設け、その連絡路の開放、遮断を司る電磁弁を設けたことを特徴とするものである。

このような防振装置においてより好ましくは、前記第一の制限通路がアイドリング振動の減衰をもたらし、第二の制限通路がエンジンシェイク振動の減衰をもたらすものである。

また好ましくは、前記電磁弁が負圧発生弁であり、一方の空気室に吸気ポートを設け、他方の空気室に排気ポートを設けてなるものである。

この発明の防振装置では、それをエンジンマウントとして適用して、例えば、コア部材をエンジン側の部材に、そして、筒状部材を車体側の部材にそれぞれ連結した状態で、車両の走行時の、５〜２０Ｈｚのエンジンシェイク振動（低周波数大振幅（０．５〜１ｍｍ）の振動）の入力に対しては、主液室内および第一の副液室内のそれぞれの液体を、十分な容積をもつ第一の制限通路を経てダイヤフラムの自由な変形下で流動させることにより、第一の制限通路のチューニング周波数での、その通路内の液体の液柱共振、流動抵抗等に基づき、エンジンシェイク振動を有効に減衰することができる。

この一方で、車両の停止時のアイドリング振動（中周波数（２０〜４０Ｈｚ）中振幅（０．０５〜０．２ｍｍ）の振動）の入力に対しては、主液室内および第二の副液室内のそれぞれの液体を、十分な容積をもつ第二の制限通路を経てダイヤフラムの自由な変形下で、それらの両液室間で円滑に流動させることにより、第二の制限通路のチューニング周波数での、その通路内の液体の液柱共振、流動抵抗等に基づき、アイドリング振動を有効に減衰することができる。

そしてまたこの防振装置では、電磁弁によって、第一の空気室と第二の空気室との連通路を開放させる状態と、その連通路を遮断する状態とで切り換えることで、電磁弁が外気から完全に遮断されて、大気中の異物やゴミがバルブ内に入らないようになるため、フィルターが不要になるとともに、大気に開放することなく二つの副液室間で圧力を調整することができる。

この発明の一の実施形態を示す、中心軸線を含む縦断面図である。 他の実施形態を示す、図１と同様の縦断面図である。 従来技術を示す、図１と同様の縦断面図である。

この発明の防振装置では、図１に示すように、エンジンその他の振動発生側部材もしくは、自動車車体等の振動伝達側部材のいずれか一方側に連結されるコア部材１および、他方側に連結される筒状部材２のそれぞれを設け、これらのコア部材１の外周面と、筒状部材２の一方の端部分の内周面、図では、倒立円錐台形状もしくは、倒立角錐台形状をなす内周面とを、ゴム、エラストマー、プラスチック等からなる弾性部材３によって全周にわたって液密に連結するとともに、筒状部材２の他端をダイヤフラム、図では一枚のダイヤフラム４によって液密に封止する。

なお、図に示すところでは、弾性部材３によって、筒状部材２の等径部分の下端縁までをライニングしているが、弾性部材３によるこのライニングは必須のものではない。

ここでは、少なくとも、ダイヤフラム４と、弾性部材３のライニングをも含む筒状部材２および弾性部材３とで囲繞される空間、ときには、それらに加えて、弾性部材３から露出するコア部材１とで囲繞される空間を、エチレングリコール等の、非圧縮性の所要の液体を封入した流体室とし、そして、この流体室を、仕切部材６によって、弾性部材側に位置する主液室７と、ダイヤフラム側に位置する副液室に区画するとともに、この副液室を第一の副液室８と、第二の第二の副液室９とを並列に区画する。
この主液室７と第一の副液室８を、図では仕切部材６に設けられて、エンジンシェイク振動の減衰をもたらす第一の制限通路１０および、主液室７と第二の副液室９を、アイドル振動の減衰をもたらす、通常は、前記制限通路１０より横断面積が大きく長さが短い第二の制限通路１１のそれぞれで、相互に独立させて連通させる。

また、この仕切部材６の上端であって、主液室７と第一の副液室８の間には弾性部材からなるメンブラン１２を配置する。
なお、図では省略しているが、仕切部材６に例えば円盤状の所定の連通孔を有し、メンブラン１２の動きを制限する制限部材を設け、この連通孔により、液室とメンブラン１２との間を、液室内の液体が連通する。

そしてまた、筒状部材２の他端側には、ハウジング１３で封止されて、このハウジング１３とダイヤフラム４との間で第一の副液室８の反対側に第一の空気室１４と、このハウジング１３とダイヤフラム４との間で第二の副液室９の反対側に、第一の空気室１４より容積の小さい第二の空気室１５とを区画する。

ここで、制限通路の大きさ、ダイヤフラムの剛性および空気室の大きさ等により吸収される振動の周波数が決定され、第二の制限通路１１は第一の制限通路１０より高周波数の振動を吸収することができる。

このような防振装置にあっては、主に、自動車用エンジンのシェイク振動の下では、主および副液室内の液体が、その第一の制限通路１０を経て高圧側から低圧側へ流動することになり、この結果として、所定の容積をもつ第一の制限通路内に、流動抵抗、所定の周波数での液柱共振等が発生することに基づき、シェイク振動の有効なる減衰が行われることになる。第二の制限通路１１では、このシェイク振動時には、いわゆる目詰り状態となるので、両液室内の液体の、その制限通路１１を流動は阻止されることになる。

これに対し、自動車用エンジンのアイドル振動の下では、主および副液室内の液体が、その制限通路を経て高圧側から低圧側へ流動することになり、この結果として、所定の容積をもつ第二の制限通路１１内に、流動抵抗、所定の周波数での液柱共振等が発生することに基づき、アイドル振動の有効なる減衰が行われることになる。第一の制限通路１０では、このアイドル振動時には、いわゆる目詰り状態となるので、両液室内の液体の、その制限通路１０を流動は阻止されることになる。

この一方で、高周波の振動が入力されて、二つの制限通路１０，１１が目詰まり状態となって、封入液体のそこへの流動が不能となった場合は、メンブラン１２が、例えば弾性変形下で振動することで、液室内圧の異常な増加を防止して、ゴム弾性体３の変形に基づく防振機能は依然として発揮することができ、動ばね定数を十分に低く抑えることができる。

そしてこの防振装置では、第一の空気室１４と第二の空気室１５とを連通させる状態と閉塞する状態とで切り換え可能な電磁弁１６を具える。

ここで、電磁弁１６は、例えばコイルを収納したコイル収納体がチューブを介して連結され、プランジャーの基端側とコイル収納体内に設置された吸引子との間には、スプリングが配置されて、チューブ内を、プランジャーが移動可能に配置される。そして電磁弁１６のコイルへ所定の電圧を印加した場合には、プランジャーがコイルの発生する電磁力によって吸引子側に吸引され、プランジャーの先端のパッキンが逃げて開口部が開放される。

このような防振装置において好ましくは、電磁弁１６を、負圧発生弁とすることができ、
この電磁弁１６の一方の開口端である吸気ポート１７が配管を介して、図では第二の空気室１５に繋がり、他方の開口端である排気ポート１８に配管を介して第一の空気室１４に接続して、第二の空気室内の気体を吸気可能にして、第一の空気室内に排気することができる。

この構成によれば、電磁弁１６が遮断状態では、主液室７と各副液室との間をそれぞれ区画するダイヤフラム４の動きが抑制されないので、制限通路内での液体共振の効果が維持され、アイドル振動時において動バネ係数が確実に低下して、振動を十分に低減できるだけでなく、シェイク振動時においても振動を十分に低減することができる。

これに対して、この電磁弁１６が開放状態では、第二の副液室９に設けたダイヤフラム４が大きく変形し、これに伴って圧力変化及び粘性抵抗等が生じても、第二の空気室１５の気体が、連絡路を介して、容積の大きい第一の空気室１４へ排気可能となり、気体が第二の空気室１５から第一の空気室１４へ流動することで、第二の制限通路１１の液体が、目詰まりして液柱共振や粘性抵抗等が低減されずに、特にシェイク振動の吸収を低減することなくアイドル振動を吸収することができる。

図２は、本発明の他の実施形態を示す、中心軸線を含む縦断面図である。
この防振装置では、防振装置の密閉部材内に電磁弁２６全体を囲む構造であり、電磁弁２６自体を完全に外気と遮断するとともに、防振装置全体を小型化することができる。

１ コア部材
２，５２ 筒状部材
３，５３ 弾性部材
４，５４ ダイヤフラム
６ 仕切部材
７，５７ 主液室
８，５８ 第一の副液室
９，５９ 第二の副液室
１０，６０ 第一の制限通路
１１，６１ 第二の制限通路
１３ ハウジング
１４，６４ 第一の空気室
１５ 第二の空気室
１６ 電磁弁
１７ 吸気ポート
１８ 排気ポート
６６ 切替弁
７０ 吸排気ポート

Claims (3)

1. 振動発生側部材もしくは振動伝達側部材のいずれか一方側に連結されるコア部材および、他方側に連結される筒状部材のそれぞれを設け、コア部材の外周面と、筒状部材の一方の端部分内周面とを、弾性部材により全周にわたって液密に連結するとともに、筒状部材の他方の端部分内周面を、並列に配置した一枚以上のダイヤフラムによって液密に封止し、
   少なくとも、このダイヤフラムと、筒状部材および弾性部材とで囲繞される空間を、液体を封入した流体室とし、この流体室を、仕切部材をもって、弾性部材側に位置する主液室と、前記ダイヤフラム側に副液室とに区画するとともに、この副液室を第一の副液室と第二の副液室に区画し、前記主液室と第一の副液室を振動の減衰をもたらす第一の制限通路および、前記主液室と第二の副液室を前記第一の制限通路と異なる振動の減衰をもたらす第二の制限通路のそれぞれで、相互に独立させて連通させ、前記ダイヤフラムの第一の副液室側とは反対側に第一の空気室と、前記ダイヤフラムの第二の副液室側とは反対側に第二の空気室とを設けてなる防振装置において、
   前記第一の空気室と第二の空気室の相互を連通させる連絡路を設け、その連絡路の開放、遮断を司る電磁弁を設けたことを特徴とする防振装置。
2. 前記第一の制限通路がアイドリング振動の減衰をもたらし、第二の制限通路がエンジンシェイク振動の減衰をもたらしてなる請求項１に記載の防振装置。
3. 前記電磁弁が負圧発生弁であり、一方の空気室に吸気ポートを設け、他方の空気室に排気ポートを設けてなる請求項１または２に記載の防振装置。

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