JP3629485B2 - 液封入式防振装置 - Google Patents

Description

［技術分野］
本発明は、主として自動車エンジン等の振動発生体を支承するために使用される液封入式防振装置に関するものである。
［背景技術］
自動車エンジン等の振動発生体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液封入式防振装置としては、防振装置本体内の液室を主液室と副液室とに２分する仕切体を設け、この仕切体に主液室と副液室とを連通するオリフィスを形成し、このオリフィスによる両液室の液流動効果により振動減衰機能を発揮させるようにしたものが知られているが、さらに、異なる周波数振動を減衰するために上記仕切体に弾性膜や可動板を形成したものが知られている。
ところで、弾性膜タイプと可動板タイプとでは機能性（動ばね定数低減効果）の面で同等であるが、弾性膜タイプは、半球状のゴム状弾性膜を仕切体の開口を塞ぐように加硫接着しているので、ゴム状弾性膜の振幅に限度があり、過度の外力が加わった場合に大きな液圧に生じて弾性膜が破損又は剥離するなど、その振幅依存性の低減に制限を受けていた。
また、可動板タイプでは、仕切体の上下部に可動板の可動範囲を制限するストッパを設け、この可動範囲で可動板が往復動するようにしているので、可動板がストッパに衝突して異音（打音）を発生することになり、打音回避に制限を受けることになる。
［発明の開示］
本発明は、上記課題を解決するために、異音が出難い形状を採用しながら振幅依存性も低減でき、かつ中高周波数の動ばね定数を広範囲にわたって低減できる液封入式防振装置を提供しようとするものである。
その解決手段として、防振装置本体の防振基体とダイヤフラムとの間に形成される液室を主液室と副液室とに仕切る仕切体を設け、この仕切体は、周縁側面部にオリフィス溝を有するオリフィス部材と、該オリフィス部材の下方で防振装置本体にかしめ固定されることで、オリフィス部材の上端外周縁部を前記防振基体の液室側外周端部に押圧する仕切板部材と、オリフィス部材と仕切板部材との間に形成された空間部に配置されたゴム状弾性膜とを含み、ゴム状弾性膜は、その基部をオリフィス部材及び仕切板部材のうちの一方の部材に止着し、先端側を開放端とすると共にその開放端を他方の部材に対して摺動可能に接圧させ、片持ち状の摺動膜構造としたものである。
上記構成によれば、仕切体に設けられるゴム状弾性膜を片持ち状の摺動膜構造とすることで、通常振動下では可動板タイプのようにストッパと干渉することがなくなり、異音（打音）の発生が低減でき、しかも従来の弾性膜タイプのように仕切体の開口を塞ぐ閉塞タイプと異なり、開放端が他の部材に対して摺動するため、振幅依存性を小さくすることができ、要求特性に即した機能を発揮できる。
上記仕切体の具体的構造としては、オリフィス部材を環状に形成する一方、仕切板部材を、その内方側に配置する円筒部と、その下端から半径方向外側に拡がりオリフィス部材の下面を押圧するフランジ状の押圧部と、この押圧部の半径方向外側に連続するかしめ固定部とを備えた構成とし、仕切板部材の円筒部とオリフィス部材の環状内周壁との間に環状の空間部を形成し、この空間部にゴム状弾性膜を配置する構成が例示できる。
この場合、ゴム状弾性膜の基部（内端側）を仕切板部材の円筒部側に止着し、先端の開放端（外周端）をオリフィス部材の環状内周壁に摺動自在に接圧する態様や、ゴム状弾性膜の基部（外周側）をオリフィス部材の環状内周壁に止着し、先端の開放端（内周端）を仕切板部材の円筒部の側面に摺動自在に接圧する態様のいずれをも採用可能である。
ゴム状弾性膜の基部の止着手段としては、オリフィス部材又は仕切板部材に加硫接着する態様や、これらの部材に圧入する態様、あるいは環状のオリフィス部材を内方側に突出し、その突出部と仕切板部材の円筒部とで挟圧する態様のいずれをも採用可能である。
また、ゴム状の弾性膜の摺動範囲を規制するため、ゴム状弾性膜の軸方向（仕切体の液室仕切面に対して直交する方向）両側にゴム状弾性膜の大変位による変形を防止する抑制部を形成するのが望ましい。この抑制部は、環状内周壁の一部から内方に突出した突出部と仕切板部材の一部とを利用すればよい。この場合でも、ゴム状弾性膜は片持ち状の摺動膜構造であるため、従来の可動板タイプのように上下のストッパ壁に断続的に当たる場合に比べて、異音の発生は十分低減することができる。
このゴム状弾性膜の開放端を肉厚に設定すれば、オリフィス部材あるいは仕切板部材の摺動壁との接触面積も確保でき、主液室と副液室間の液漏れも解消して所望の振動減衰機能を発揮する上で好適である。
また、ゴム状弾性膜の内面側に補強用のリブを周方向で複数箇所に形成すれば、主液室と副液室との間の液圧差によるゴム状弾性膜の寸法変化を抑えることができ、所望の振動減衰機能を維持する上で好適である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施形態を示す液封入式防振装置の断面図である。
第２図はその仕切体の要部拡大断面図である。
第３図（ａ）は摺動弾性膜の上昇状態を示す要部断面図、（ｂ）は同じく摺動弾性膜の下降状態を示す断面図である。
第４図は本発明の別の実施形態を示す仕切体の要部拡大断面図である。
第５図は本発明のさらに別の実施形態を示す仕切体の要部拡大断面図である。
［発明を実施するための最良の形態］
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の液封入式防振装置１は、エンジンなどの振動発生体側に取り付けられる上側取付金具２と、車体側に取り付けられる下側取付金具３と、これら両取付金具２、３を互いに連結するゴム状弾性体からなる防振基体４と、この防振基体４に対向して下側金具３側に配置され、防振基体４との間で液室５を構成するダイヤフラム６とから装置本体が構成されている。
この装置本体内には、その液室５を上側の主液室５ａと下側の副液室５ｂとに仕切る仕切体７が設けられている。この仕切体７は、後述するように、オリフィス溝２３とゴム状弾性膜２８とを備え、異なる周波数域の振動減衰機能を発揮するようになっている。
上側取付金具２は、平板状に形成され、その中央に上方へ突出してエンジン等を支承する取付ボルト９が固定されている。また、上側取付金具２の上面には、大変位を吸収するために、これよりも側に張り出す断面略Ｃ字形のストッパ金具１０の基端部がビス１１により位置決め固定されている。
下側取付金具３は、上端に拡開した外フランジ１３ａを有する有底筒状部１３と、その外フランジ１３ａに下端部が外側から締結される筒状胴部１４とから構成されている。
有底筒状部１３の底部には、車体側に止着する取付ボルト１５が固定されている。筒状胴部１４は、その下端部に下端フランジ１４ａが拡開され、この下端フランジ１４ａと有底筒状部１３の外フランジ１３ａとの間にダイヤフラム６及び仕切体７の仕切板部材２７の外周固定部２９を挟持するようになっている。そして、下端フランジ１４ａの先端には締結部１６が延設され、この締結部１６は、その内部に有底筒状部１３の外フランジ１３ａを内挿して、外側から囲むようにかしめ締結されている。
また、筒状胴部１４は、その上部において、外側にテーパ状に拡開されると共に、その拡開部１４ｂの上端の一部に、ストッパ金具１０の先端と対向するフランジ１７が形成され、この拡開部１４ｂの内面、及びフランジ１７の外周部を囲むように防振基体４が加硫接着されている。
防振基体４は、振動絶縁機能を発揮するもので、ゴム状弾性体が傘状に形成されて上側取付金具２と下側取付金具３の筒状胴部１４に加硫接着されると共に、筒状胴部１４のフランジ１７を囲み、ストッパ金具１０の先端内面に対向する位置まで延設され、この延設部が大変位吸収用ストッパ部２０とされている。
このストッパ部２０には、フランジ１７及びストッパ金具１０の間に補強金具２１が埋設介在されている。さらに、防振基体４のゴム状弾性体は、筒状胴部１４の内壁下端まで薄膜状に延設されており、この薄膜部２２の内周壁に仕切体７が圧入される。
ダイヤフラム６は、可撓性のゴム状弾性膜を有し、その外周部に環状の支持金具２５の内端が埋設一体化され、この支持金具２５が前記有底筒状部１３の外フランジ１３ａに載置されている。このダイヤフラム６、防振基体４の下面部及びその薄膜部２２で囲まれた空間が液室５とされ、この液室５を上下に区画するように仕切体７が配置されている。
仕切体７は、第１図〜第３図に示すように、オリフィス部材２６、仕切板部材２７及びゴム状弾性膜２８の３部材から構成され、仕切板部材２７の外周固定部２９のみが下側取付金具３の有底筒状部１３と筒状胴部１４の締結部１６にかしめ固定される一方、オリフィス部材２６の上端外周縁部が防振基体４の液室側外周端部に環状に形成されて断面Ｌ字形をなす切欠段部３０に載置押圧されている。
オリフィス部材２６は、略逆カップ状のモールド成形品であって、周縁側面部が開放された断面横Ｕ字形のオリフィス溝２３が周方向に形成され、このオリフィス溝２３と防振基体４の薄膜部２２の内周壁とで囲まれた空間部がオリフィス２４とされている。
オリフィス溝２３には、その上端壁部２３ａに主液室側出入口２４ａが形成され、また、下端壁部２３ｂに副液室側に連通する副液室側出入口２４ｂが形成され、これら両出入口２４ａ、２４ｂの短絡を防止するための仕切縦壁（図示略）がオリフィス溝２３を遮断するように形成されている。
このオリフィス溝２３を形成する環状内周壁３１の上端から天蓋部３２が環状内周壁３１の内側開口を覆うように形成され、この天蓋部３２に主液室５ａと副液室５ｂとを連通する穴３３が散点状に形成されている。環状内周壁３１と天蓋部３２の境界部内面はＲ形状に丸みを帯び、後述するゴム状弾性膜２８の開放端３４の上昇抑制部３５として機能している。
オリフィス部材２６を形成する素材は、アルミニウム製又はエンジニアリングプラスチックのいずれであってもよい。特に、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）樹脂又はポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂に３０〜６０％のガラス繊維が含有されたものが好適である。これらのガラス繊維含有樹脂は、高強度で剛性並びに寸法安定性が高く、その上、液封入式防振装置においては、封入液であるエチレングリコールに対する耐性及び振動減衰時の高温化した封入液に対する耐熱性に特に優れている。
仕切板部材２７は、板状部材がプレス成形されてなるものであって、ゴム状弾性膜２８の補強金具３６を嵌合支持するための円筒部３７と、円筒部３７の下端から半径方向で外側に折曲形成されオリフィス部材２６の下側壁２３ｂを上側に押圧する押圧部３８と、取付金具３にかしめ固定する外周固定部２９とが内方側から外方側に順次連接されている。
円筒部３７は、オリフィス部材２６の環状内周壁３１の内側にあって、環状内周壁３１との間にゴム状弾性膜２８を介在できる環状の空間部を形成しており、その筒中心は縦方向（軸方向）に位置している。また、円筒部３７の上端は内側に折曲されゴム状弾性膜２８の補強金具３６の下面を載置できるようになっている。
仕切板部材２７の押圧部３８及び外周固定部２９はほぼ水平面となっており、押圧部３８が外周固定部２９に対して一段高い段差形状となっている。押圧部３８には副液室側出入口２４ｂの直下位置において副液室５ｂと連通する連通孔３９が形成されている。この押圧部３８は、ゴム状弾性膜２８の開放端３４の下降抑制部としても機能している。
ゴム状弾性膜２８は、ゴム又は樹脂エラストマーから構成されたものであって、仕切板部材２７の円筒部３７側に止着される肉厚の基部４０と、オリフィス部材２６の環状内周壁３１に摺動自在に接圧する先端開放端３４を有する薄膜状の摺動膜部４１とを備えた片持ち状の摺動膜構造となっている。
基部４０は、肉厚の逆カップ状に形成され、その下面に同じく逆カップ状の補強金具３６が加硫接着されている。そして、基部４０は、補強金具３６が仕切板部材２７の円筒部３７に嵌合載置されると共にこの円筒部３７とオリフィス部材２６の天蓋部３２とにより挟圧された状態で組み込まれている。
摺動膜部４１は、下側が凹状に断面弧状に形成され、その内側面に補強リブ４２が周方向の複数箇所に一体的に加硫成形され、主液室５ａと副液室５ｂとの間の液圧差によりゴム状弾性膜２８の寸法変化を抑えることができるようになっている。摺動膜部４１の先端開放端３４は、断面円状に肉厚に成形されており、オリフィス部材２６の環状内周壁３１の内側摺動面との接触面積も確保できるようになっている。
上記構成の液封入式防振装置１を組み立てるには、まず、アルミニウム等により、周縁に所定寸法のオリフィス溝２３が形成されたオリフィス部材２６をモールド成形し、これとは別に、仕切板部材２７をプレス成形し、また、ゴム状弾性膜２８を補強金具３６と一体的に加硫成形しておく。
そして、液中において、防振基体４を介して上側取付金具２に結合されている下側取付金具３の筒状胴部１４の下方側開口を上向きにセットして、内部の空気を排除した状態で、オリフィス部材２６をゴム状弾性膜２８と共に防振基体４の薄膜部２２に沿って、その上端外周縁が防振基体４の切欠段部３０に到達するまで圧入する。その上から、仕切板部材２７を筒状胴部１４の締結部１６に沿って圧入又は挿入する。
この際、仕切板部材２７の円筒部３７をゴム状弾性膜２８の補強金具３６の内周面に沿って挿入しながら、仕切板部材２７の連通孔３９と出入口２４ｂとが相対するように圧入又は挿入する。次いで、ダイヤフラム６の環状の支持金具２５を締結部１６に圧入又は挿入する。
これらの作業を液中において行い、ダイヤフラム６と防振基体４との間の空間に液体を封入した後、これを大気中に取り出して残液調整を行い、次に、筒状胴部１４の下端フランジ１４ａに有底筒部１３のフランジ１３ａを嵌合し、この締結部１６をかしめ固定して、組立を完了する。
そうすれば、仕切板部材２７をかしめ固定するだけで、仕切体７は防振基体４の切欠段部３０との間で挟圧保持された状態となり、所定長さ及び断面積を有するオリフィス２４が液封され、かつ容易に組み立てることができる。また、ゴム状弾性膜２８は、仕切板部材２７の円筒部３７とオリフィス部材２６の天蓋部３２との間に挟圧保持された状態で、円筒部３７に位置決めされる。
この液封入式防振装置においては、ゴム状弾性膜２８の摺動膜部４１の開放端３４が環状内周壁３１の摺動面を摺動して振動減衰機能を発揮する。このとき、摺動膜部４１の開放端３４が断面円状の肉厚形状となっているので、オリフィス部材２６の環状内周壁３１との接触面積も確保でき、主液室５ａと副液室５ｂ間の液漏れも解消して所望の振動減衰機能を維持することができる。
この場合、通常振動下では従来の可動板タイプのようにストッパと干渉することがなく異音（打音）の発生が低減でき、しかも、従来の弾性膜タイプのように仕切体の開口を塞ぐ閉塞タイプと異なり、開放端３４が環状内周壁３１に沿って摺動するため、振幅依存性を小さくすることができ、要求特性に即した機能を発揮する。
また、液圧差により摺動膜部４１に大きな負荷がかかっても、第３図（ａ）のごとく、天蓋部３２の抑制部３５により上昇が抑制され、逆に同図（ｂ）に示すように押圧部３８により下降が抑制されるので、摺動膜部４１の変形を防止することができる。さらに、摺動膜部４１の内面側に補強用のリブ４２を形成しているので、ゴム状弾性膜２８の寸法変化を抑えることができる。
従って、例えば、オリフィス２４を細くて長いシェイク振動（例えば１０〜１５Ｈｚ）対策用のオリフィスとして機能させ、また、ゴム状弾性膜２８によってアイドル振動（３０〜４０Ｈｚ）を減衰するように機能させることができる。
第４図は仕切体の別の実施形態を示す要部断面図である。この実施形態では、ゴム状弾性膜２８の基部４０の止着手段として、上記実施形態に示すようなオリフィス部材２６の天蓋部３２と仕切板部材２７の円筒部３７とによる挟圧保持態様に代わり、仕切板部材２７の円筒部３７に基部４０の補強金具３６を圧入保持する態様としてものである。
このような構成では、ゴム状弾性膜２８を挟圧するオリフィス部材２６の天蓋部３２を廃止することができ、わずかに環状内周壁３１に摺動膜部４１の上昇を抑える抑制部３５を内方に突出するようにすればよい。その他の構成及び作用は第１図ないし第３図に示す実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
第５図は仕切体の別の実施形態を示す要部断面図である。この実施形態では、ゴム状弾性膜２８を外周側に基部４０を配置し、内端側を開放端３４とした環状構造に設定し、開放端３４の摺動面を仕切板部材２７の円筒部３７の側面に設定している。
この場合、ゴム状弾性膜２８の基部４０の止着手段としてオリフィス部材２６の環状内周壁３１に加硫接着する態様を採用し、さらに、環状内周壁３１の内周面に凹部４５を形成し、この凹部４５の内部までゴム状弾性体を充填することで、基部４０の剥離を防止するようにしている。
また、開放端３４を内端側としたため、オリフィス部材２６の天蓋部３２の一部を下方側に突出させ、この突出部にＲ形状の上昇抑制部３５を形成するようにしている。
このオリフィス部材２６は、その環状内周壁３１にゴム状弾性膜２８の基部４０を加硫接着し、上昇抑制部３５を天蓋部３２に形成するため、環状内周壁３１と天蓋部３２とが別体で形成されている。すなわち、本実施形態のオリフィス部材２６は、外周部に下端壁部２３ｂと環状内周壁３１とを有する環状部材４７と、外周部の上端壁部２３ａと下面に突出された上昇抑制部３５とを有する天蓋部３２とが別体にモールド成形され、前記環状部材４７を天蓋部３２と仕切板部材２７の押圧部３８とで挟み込んで固定するようにしている。
なお、環状内周壁３１と天蓋部３２の上端壁部２３ａとの間のシール性を確保するために、環状内周壁３１の上端側にゴム膜４６を形成するのが好ましい。その他の構成は第１図ないし第３図に示す実施形態と同様である。
上記構成においては、仕切体７の組立は、液中において、オリフィス部材２６のうち、まず、天蓋部３２を防振基体４の切欠段部３０に到達するまで圧入し、次にゴム状弾性膜２８を加硫成形した環状部材を挿入し、その上から、仕切板部材２７を筒状胴部１４の締結部１６に沿って圧入又は挿入し、環状部材４７を天蓋部３２と仕切板部材２７との間で固定する。
このような液封入式防振装置においては、ゴム状弾性膜２８の開放端３４が仕切板部材２７の円筒部３７に沿って摺動する態様となるが、第１図ないし第３図に示す仕切体構造と同様に、片持ち状の摺動膜構造であるため、所望の摺動減衰特性を維持し、第１図ないし第３図に示す仕切体構造と同様な作用効果を奏することになる。
なお、ゴム状弾性膜２８を外周側に基部４０を配置し、内端側を開放端３４とした環状構造に設定する仕切体構造の場合、第５図のように天蓋部３２に上昇抑制部３５を形成する代わりに、仕切板部材２７の円筒部を利用して上昇抑制部３５を形成する態様を採用してもよい。
［産業上の利用可能性］
以上の説明から明らかな通り、本発明によれば、仕切体に設けられるゴム状弾性膜を片持ち状の摺動膜構造としたので、振幅依存性も低減でき、かつ中高周波数の動ばね定数を広範囲にわたって低減できる。従って、この液封入式防振装置を自動車のエンジンを支承するエンジンマウントに利用すれば、振動依存性が小さく、低騒音化が可能でかつ振動減衰特性に優れたエンジンマウントを提供することができる。

Claims (10)

1. 防振装置本体の防振基体とダイヤフラムとの間に形成される液室を主液室と副液室とに仕切る仕切体が設けられた液封入式防振装置において、
   前記仕切体は、周縁側面部にオリフィス溝を有するオリフィス部材と、該オリフィス部材の下方で防振装置本体にかしめ固定されることで、オリフィス部材の上端外周縁部を前記防振基体の液室側外周端部に押圧する仕切板部材と、オリフィス部材と仕切板部材との間に形成された空間部に配置されたゴム状弾性膜とを含み、
   前記ゴム状弾性膜は、その基部がオリフィス部材及び仕切板部材のうちの一方の部材に止着され、先端側が開放端とされると共にその開放端が他方の部材に対して摺動可能に接圧されたことを特徴とする液封入式防振装置。
2. 前記オリフィス部材に環状の内周壁が形成され、前記仕切板部材は、前記オリフィス部材の環状内周壁の内方側に配置する円筒部と、その下端から半径方向外側に拡がりオリフィス部材の下面を押圧する押圧部と、この押圧部の半径方向外側に連続するかしめ固定部とを備え、前記仕切板部材の円筒部とオリフィス部材の環状内周壁との間に環状の空間部が形成され、該空間部に前記ゴム状弾性膜が配置された請求の範囲第１項記載の液封入式防振装置。
3. 前記ゴム状弾性膜の基部が仕切板部材の円筒部側に止着され、先端の開放端がオリフィス部材の環状内周壁に摺動自在に接圧された請求の範囲第２項記載の液封入式防振装置。
4. 前記ゴム状弾性膜の基部がオリフィス部材の環状内周壁に止着され、先端の開放端が仕切板部材の円筒部の側面に摺動自在に接圧された請求の範囲第２項記載の液封入式防振装置。
5. 前記ゴム状弾性膜の基部が、オリフィス部材又は仕切板部材に加硫接着された請求の範囲第１項記載の液封入式防振装置。
6. 前記ゴム状弾性膜の基部が、オリフィス部材又は仕切板部材に圧入された請求の範囲第１項記載の液封入式防振装置。
7. 前記ゴム状弾性膜の基部は、オリフィス部材と仕切板部材との間に挟圧保持された請求の範囲第１項記載の液封入式防振装置。
8. 前記オリフィス部材と仕切板部材とにゴム状弾性膜の上昇及び下降を抑制する抑制部が形成された請求の範囲第１項記載の液封入式防振装置。
9. 前記ゴム状弾性膜の開放端が肉厚に設定された請求の範囲第１項記載の液封入式防振装置。
10. 前記ゴム状弾性膜の内面側に補強用のリブを周方向で複数箇所に形成された請求の範囲第１項記載の液封入式防振装置。

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