JP3721856B2 - 流体封入式防振装置 - Google Patents
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Description
【技術分野】
本発明は、封入された非圧縮性流体の共振作用等の流動作用に基づいて防振効果を得るようにした流体封入式防振装置に係り、特に互いに異なる周波数域の振動に対して有効な防振効果が発揮されるようにそれぞれチューニングされた第一のオリフィス通路と第二のオリフィス通路を選択的に利用することによって、入力振動に応じて防振特性を調節することの出来る流体封入式防振装置に関するものである。
【0002】
【背景技術】
従来から、防振装置の一種として、互いに異なるチューニングが施された第一のオリフィス通路と第二のオリフィス通路を選択的に利用することによって、内部に封入された流体の流動作用や圧力変動等を利用して得られる防振効果を、入力振動等に応じて変更調節することが出来るようにした流体封入式防振装置が知られている。このような防振装置は、例えば、特開平8−270718号公報や特開平9−280304号公報等に記載されているように、第一の取付部材を、略円筒形状を有する第二の取付部材の軸方向一方の開口部側に離間して配設し、それら第一の取付部材と第二の取付部材を本体ゴム弾性体で連結せしめて、第二の取付部材の軸方向一方の開口部を流体密に覆蓋すると共に、第二の取付部材の軸方向他方の開口部を可撓性膜で流体密に覆蓋し、更にそれら本体ゴム弾性体と可撓性膜の間に仕切部材を配設して該第二の取付部材で固定的に支持せしめることにより、仕切部材と本体ゴム弾性体の対向面間に振動が入力される受圧室を形成すると共に、仕切部材と可撓性膜の間に容積可変の平衡室を形成して、それら受圧室と平衡室を相互に連通する第一のオリフィス通路と、該第一のオリフィス通路よりも高周波数域にチューニングされた第二のオリフィス通路とを、それぞれ仕切部材に形成する一方、可撓性膜を挟んで平衡室と反対側にアクチュエータを配設し、該アクチュエータにより、可撓性膜を変位させて仕切部材における第二のオリフィス通路の開口部に当接/離間させることにより、第二のオリフィス通路を遮断/連通せしめて、防振特性を制御するようになっている。
【0003】
ところで、このような従来の流体封入式防振装置では、第一のオリフィス通路と第二のオリフィス通路の各チューニング周波数域で、それらのオリフィス通路を通じて流動せしめられる流体の流動作用に基づく防振効果が有効に発揮されるが、特に第二のオリフィス通路のチューニング周波数域よりも更に高周波数域の振動入力時には、何れのオリフィス通路も流体流通抵抗が著しく大きくなって防振特性が大幅に低下する傾向があった。そのために、より広い周波数域、特に高周波数域で防振特性が要求される場合等において、更なる改良が望まれていたのである。
【0004】
なお、かかる要求に対処するために、例えば、仕切部材によって微小変位可能に支持された可動板の両側面に受圧室の圧力と平衡室の圧力を作用せしめて、それら両室間での圧力差に伴う可動板の変位に基づいて、高周波振動の入力時における受圧室の圧力変動を吸収,低減する液圧吸収機構を設けることにより、高周波数域における防振装置の低動ばね化を図ることも考えられる。ところが、第一のオリフィス通路と第二のオリフィス通路が形成された仕切部材に、更に可動板を配設しようとすると、仕切部材の大型化や構造の複雑化が避け難く、有効な液圧吸収効果を発揮し得る程の大きさの可動板の配設スペースを、如何にして確保するかが大きな問題となる。特に、仕切部材における可動板の配設位置によっては、第一及び第二のオリフィス通路の通路断面積や通路長さ等のチューニング自由度が制限されるおそれがあることに加えて、第二のオリフィス通路の開口部に対して当接/離間せしめられる可撓性膜の変位箇所の設定も制限されることとなり、該可撓性膜の変位箇所によっては可撓性膜の耐久性や変位性等に重大な悪影響が及ぼされるおそれもあったのである。
【0005】
【解決課題】
ここにおいて、本発明は、上述の如き事情を背景として為されたものであって、その解決課題とするところは、第一及び第二のオリフィス通路のチューニング自由度、特に第二のオリフィス通路において十分な通路断面積と通路長さを確保することができると共に、仕切部材において可動板の配設スペースを効率的に得ることが出来、それによって、広い周波数域の振動に対して優れた防振効果を得ることのできる流体封入式防振装置を提供することにある。
【0006】
【解決手段】
以下、このような課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様は、任意の組み合わせで採用可能である。また、本発明の態様乃至は技術的特徴は、以下の記載のものに限定されることなく、明細書全体および図面に記載の発明思想に基づいて認識されるものであることが理解されるべきである。
【0007】
本発明の第一の態様は、第一の取付部材を、略円筒形状を有する第二の取付部材の軸方向一方の開口部側に離間して配設し、それら第一の取付部材と第二の取付部材を本体ゴム弾性体で連結せしめて、該第二の取付部材の軸方向一方の開口部を流体密に覆蓋すると共に、該第二の取付部材の軸方向他方の開口部を可撓性膜で流体密に覆蓋し、更にそれら本体ゴム弾性体と可撓性膜の間に仕切部材を配設して該第二の取付部材で固定的に支持せしめることにより、該仕切部材と該本体ゴム弾性体の対向面間に振動が入力される受圧室を形成すると共に、該仕切部材と該可撓性膜の間に容積可変の平衡室を形成して、それら受圧室と平衡室を相互に連通する第一のオリフィス通路と、該第一のオリフィス通路よりも高周波数域にチューニングされた第二のオリフィス通路とを、それぞれ該仕切部材に形成する一方、該可撓性膜を挟んで該平衡室と反対側にアクチュエータを配設し、該アクチュエータにより、該可撓性膜を変位させて該仕切部材における前記第二のオリフィス通路の開口部に当接/離間させることにより、該第二のオリフィス通路を遮断/連通するようにした流体封入式防振装置において、前記第二のオリフィス通路を、前記仕切部材の外周部分をそれぞれ周方向に略半周に亘って延びる一対の分流路を含んで構成し、それら両分流路の各一方の端部を第一の開口部を通じて前記受圧室側に開口せしめると共に、それら両分流路の各他方の端部を互いに合流させて径方向内方に延ばし、該仕切部材の略中央において第二の開口部を通じて前記平衡室側に開口せしめる一方、かかる仕切部材における該第二のオリフィス通路の第二の開口部を径方向一方向に挟んだ両側部分に、該第二の開口部と各分流路との間に広がる一対の可動板を所定量だけ変位可能に配設し、各可動板の一方の面に前記受圧室の圧力が及ぼされると共に、他方の面に前記平衡室の圧力が及ぼされて、それら受圧室と平衡室の圧力差に基づいて各可動板が変位せしめられるようにしたことを、特徴とする。
【0008】
このような第一の態様に従う構造とされた流体封入式防振装置では、第二のオリフィス通路において、受圧室に開口する第一の開口部と平衡室に開口する第二の開口部との間の中間部分を、仕切部材の外周部分を周方向の両側に延びる形態をもって分流させたことにより、かかる第二のオリフィス通路に対して、仕切部材の外周長さの半分以上の長さと、全体として大きな流路断面積を設定することができるのであり、それによって、第二のオリフィス通路の大きなチューニング自由度が実現されると共に、流体の流動量が有利に確保され得て、流体の流動作用に基づいて発揮される防振効果の向上が有効に図られ得るのである。
【0009】
しかも、第二のオリフィス通路では、平衡室側に開口する第二の開口部が仕切部材の略中央に位置せしめられていることから、可撓性膜の中央部分をアクチュエータで変位させて第二のオリフィス通路を開閉せしめることが出来るのであり、それ故、可撓性膜の局部的な変形や応力の集中が軽減乃至は回避されて耐久性が有利に確保されると共に、可撓性膜を仕切部材に当接させた状態下でも、可撓性膜の外周部分によって、平衡室の容積可変性が有利に確保され得て、第一のオリフィス通路による防振効果等が有効に発揮され得ることとなる。
【0010】
さらに、このような構造の第二のオリフィス通路を採用したことによって、仕切部材には、第二のオリフィス通路の第二の開口部を挟んだ径方向両側において、各分流路の内周側に広がる一対の空きスペースを確保することができるのであり、本実施形態では、これらの空きスペースをそれぞれ可動板の配設スペースとして利用したことによって、第二のオリフィス通路の通路長さと断面積を有利に確保しつつ、可動板の配設スペースを効率的に得ることができるのである。そして、それによって、仕切部材の全体として、極めて優れたスペース効率をもって、第二のオリフィス通路と可動板を設けることができるのであり、その結果、仕切部材、ひいては防振装置の著しい大型化を伴うことなく、第二のオリフィス通路と可動板のチューニング自由度を有利に得ることができると共に、第二のオリフィス通路を通じての流体流動量や可動板の変位に基づく流体流動量が何れも有利に確保され得て、流体の流動作用に基づく防振効果の更なる向上も達成され得るのである。
【0011】
なお、本態様において、仕切部材としては、作用圧力に耐え得るように、金属や合成樹脂等の硬質材で形成されたものが好適に採用される。また、可撓性膜としては、流体を透過しないものであって、例えば、必要に応じて帆布等で補強した薄肉のゴム膜や変形容易な樹脂膜等が好適に採用される。更にまた、アクチュエータとしては、可撓性膜を往復変位せしめ得るものであれば良く、例えば、密閉された空気室を備え、該空気室の空気圧変化に伴う壁部の変位を出力として取り出すようにした空気圧式アクチュエータや、電磁力や磁力の作用に基づいて変位せしめられる出力部材を備えた電磁式乃至は電気式のアクチュエータ等が、何れも採用可能である。また、アクチュエータの出力部材を可撓性膜に固着しておくことによって、アクチュエータの出力部材と可撓性膜の擦れ等による可撓性膜の損傷を防止することも可能である。また、各分流路における第一の開口部側の端部は、互いに合流させて一つの第一の開口部を通じて受圧室側に連通させることが、第二のオリフィス通路の通路長さを確保するうえに望ましいが、それら分流路における各第一の開口部側の端部は、必ずしも合流させる必要はなく、各分流路を、互いに独立した第一の開口部によってそれぞれ受圧室側に連通せしめるようにしても良い。
【0012】
また、本発明の第二の態様は、前記第一の態様に従う構造とされた流体封入式防振装置において、前記一対の分流路を、前記第一の開口部側においても互いに合流させると共に、その合流させた流路を、前記第二の開口部側とは仕切部材の径方向反対側から径方向内方に向かって延び出させたことを、特徴とする。このような本態様においては、第二の開口部を挟んだ径方向両側における可動板の配設スペースを損なうことなく、第二のオリフィス通路を、第一の開口部側でも最大限に延ばして確保することができるのである。
【0013】
また、本発明の第三の態様は、前記第一又は第二の態様に従う構造とされた流体封入式防振装置において、前記第一のオリフィス通路と前記第二のオリフィス通路を、前記仕切部材の外周縁部において互いに軸方向に重なった状態で、それぞれ周方向に延びるように形成すると共に、該第一のオリフィス通路を、該第二のオリフィス通路よりも前記平衡室側に位置せしめて、該第二のオリフィス通路を介して、前記受圧室に連通せしめたことを、特徴とする。このような本態様においては、第二のオリフィス通路だけでなく、第一のオリフィス通路も、仕切部材の外周縁部に沿って周方向に形成されることにより、仕切部材や防振装置の大型化を伴うことなく、その流路長さを有利に確保することが可能となる。
【0014】
また、本発明の第四の態様は、前記第一乃至第三の何れかの態様に従う構造とされた流体封入式防振装置において、前記仕切部材の軸方向一方の側に開口して設けられた凹溝を該仕切部材に重ね合わせた蓋部材で覆蓋することによって、前記第二のオリフィス通路を形成すると共に、かかる凹溝と同じ面に開口する一対の収容凹所を該凹溝の内周側で径方向に対向位置して形成し、それら各収容凹所に前記可動板をそれぞれ収容配置せしめて、該収容凹所を前記蓋部材で覆蓋すると共に、それら各収容凹所の底壁部と蓋部材に、該収容凹所を前記受圧室または前記平衡室に連通せしめる連通孔を形成し、それら受圧室および平衡室の内圧がそれぞれの可動板の各一方の面に及ぼされるようにしたことを、特徴とする。このような本態様に従えば、仕切部材において、仕切部材における第二のオリフィス通路の形成と、一対の可動板の配設が、何れも、簡単な構造をもって有利に実現され得る。特に、蓋部材としては、金属や樹脂材などからなる単純な形状の板材等を採用することが可能であり、それによって、製作性と製造コストの更なる向上が図られ得る。なお、本態様において、可動板としては、仕切部材によって直接支持されていない板体を、収容凹所の底壁部と蓋部材の対向面間で自由に変位可能に配設することも可能であるが、例えば、弾性変形可能なゴム板を、その外周縁部において収容凹所の底壁部と蓋部材の間で挟持せしめて配設し、該ゴム板の中央部分の弾性変形によって変位が許容されるようにしても良い。
【0015】
また、本発明の第五の態様は、前記第一乃至第四の何れかの態様に従う構造とされた流体封入式防振装置において、前記仕切部材の外周面に開口して周方向に延びる周溝を前記第二の取付部材で覆蓋することによって、前記第一のオリフィス通路を形成したことを、特徴とする。このような本態様においては、第一のオリフィス通路の長さを、簡単な構造により極めて有利に確保することが可能となって、第一のオリフィス通路においても大きなチューニング自由度が確保され得る。
【0016】
また、本発明の第六の態様は、前記第一乃至第五の何れかの態様に従う構造とされた流体封入式防振装置において、前記アクチュエータが、空気圧の作用によって前記仕切部材に対する接近/離間方向に駆動せしめられるピストン部材を備えた空気圧式アクチュエータによって構成されており、該ピストン部材で前記可撓性膜を変位させるようにしたことを、特徴とする。このような本態様に従う構造とされた流体封入式防振装置においては、簡単で且つ軽量なアクチュエータが有利に実現される。特に、自動車用の防振装置では、内燃機関の吸気系に生ぜしめられる負圧と大気を利用してアクチュエータを駆動せしめることによって、特別な空気圧源を必要とすることなく、防振装置の特性を一層有利に切換制御することが可能となる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の代表的な実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【0018】
先ず、図1には、本発明の第一の実施形態としてのエンジンマウント10が、示されている。このエンジンマウント10は、互いに所定距離を隔てて配された第一の取付部材および第二の取付部材としての第一の取付金具12および第二の取付金具14が、それらの間に介装された本体ゴム弾性体16によって弾性的に連結された構造を有しており、第一の取付金具12および第二の取付金具14が、車体側およびパワーユニット側の各一方に取り付けられることにより、パワーユニットを車体に対して防振支持せしめるようになっている。また、自動車への装着時には、パワーユニット重量が及ぼされて本体ゴム弾性体16が弾性変形することにより、第一の取付金具12と第二の取付金具14が互いに接近する方向に所定量だけ変位せしめられると共に、防振を目的とする主たる振動が、図中の略上下方向に入力されるようになっている。なお、以下の説明中、上下方向とは、原則として、図1における上下方向をいう。
【0019】
より詳細には、第一の取付金具12は、略円板形状を有しており、中央部分には、軸方向上方に向かって突出する取付ボルト18が固設されている。また、第一の取付金具12の下面中央には、下方に向かって突出する中空の略逆円錐台形状を有する支持体20が固設されており、この支持体20の先端ロッド部に対して、軸直角方向外方に広がる傘金具21がかしめ固定されている。そして、この第一の取付金具12は、取付ボルト18によって、図示しないパワーユニット側に固定的に取り付けられるようになっている。
【0020】
一方、第二の取付金具14は、大径の略円筒形状を有しており、軸方向一方(図中、上方)の開口周縁部には、所定幅をもって径方向外方に広がるフランジ状部24が一体形成されている。そして、第二の取付金具14の軸方向一方の側(図中、上方)に離間して略同軸上で第一の取付金具12が配設されており、これら第一の取付金具12と第二の取付金具14の間に、本体ゴム弾性体16が介装されている。この本体ゴム弾性体16は、略円錐台形状を有しており、小径側端面に第一の取付金具12の下面が加硫接着されていると共に、大径側端部外周面に対して第二の取付金具14の上部内周面が加硫接着されている。また、かかる本体ゴム弾性体16の大径側端面には、第二の取付金具14内に開口する大径の凹所28が形成されている。即ち、本体ゴム弾性体16は、第一及び第二の取付金具12,14が加硫接着された一体加硫成形品26として形成されており、本体ゴム弾性体16によって、第二の取付金具14の上側開口部が流体密に覆蓋されているのである。また、第一の取付金具12に固設された支持体20は、ゴム弾性体16を軸方向に貫通して凹所28内に突出しており、凹所28内に傘金具21が位置せしめられている。
【0021】
なお、本体ゴム弾性体16には、第一の取付金具12と第二の取付金具14の連結部位において、第二の取付金具14の内方(図中の下方)側に向かって開口するポケット部27が、一つ、或いは周方向に所定間隔を隔てて複数形成されており、このポケット部27の形成部位において、本体ゴム弾性体16が薄肉化されて、ポケット部27の底壁部30だけの厚さとされることにより、弾性変形が比較的容易とされている。
【0022】
さらに、第二の取付金具14には、略円筒形状の支持筒金具32が外嵌固定されており、この支持筒金具32によって、仕切部材40と可撓性膜(可動壁部材)としてのダイヤフラム42が、本体ゴム弾性体16の軸方向下方に位置するようにして組み付けられている。かかる支持筒金具32は、軸方向中間部分に段差部34を有する段付円筒形状とされており、軸方向上側が小径部36とされていると共に、軸方向下側が大径部38とされている。また、仕切部材40は、合成樹脂や金属等の硬質材で形成されており、全体として略厚肉の円板形状を有している。更に、ダイヤフラム42は、変形容易な薄肉のゴム膜で形成されており、外周面には金属リング44が加硫接着されている。
【0023】
そして、支持筒金具32の大径部38に対して、仕切部材40とダイヤフラム42が順次軸方向に挿入されて、その後、支持筒金具32に縮径加工が施されること等により、仕切部材40と金属リング44が支持筒金具32の大径部38に対して嵌着固定されていると共に、大径部38の開口周縁部にかしめ加工が施されて、仕切部材40と金属リング44が軸方向に重ね合わされた状態で、支持筒金具32の段差部34とかしめ部45の間で、軸方向に固定的に挟圧保持されている。なお、金属リング44の内外周面はシールゴム層46で覆われており、支持筒金具32の大径部38に対して流体密に嵌着固定されている。
【0024】
また一方、支持筒金具32の小径部36は、第二の取付金具14に対して外挿状態で組み付けられており、圧入や絞り加工などによって第二の取付金具14に対して固着されている。なお、これら小径部36と第二の取付金具14の嵌着面間にもシールゴム層が介在せしめられており、小径部36が第二の取付金具14に対して流体密に嵌着固定されている。また、第二の取付金具14に外挿された支持筒金具32の小径部36には、更に、ブラケット49が外嵌固定されている。かかるブラケット49は、大径の円筒形状を有していると共に、軸方向上側開口部には、径方向外方に広がるフランジ状部51が一体形成されており、このフランジ状部51が、第二の取付金具14のフランジ状部24の下面に重ね合わされている。そして、第二の取付金具14が、このブラケット49を介して、図示しない自動車のボデーに対して固定的に取り付けられるようになっている。
【0025】
また、小径部36が第二の取付金具14に外嵌固定されることにより、本体ゴム弾性体16の大径側端面が、凹所28の開口周縁部において、仕切部材40に対して圧接されており、以て、該凹所28の開口部が仕切部材40によって流体密に覆蓋されている。これにより、仕切部材40の軸方向上側には、壁部の一部が本体ゴム弾性体16で構成された受圧室48が形成されている一方、仕切部材40の軸方向下側には、壁部の一部がダイヤフラム42で構成された平衡室50が形成されている。また、これら受圧室48と平衡室50には、それぞれ、水やアルキレングリコール,ポリアルキレングリコール,シリコーン油などの非圧縮性流体が封入されている。なお、かかる封入流体として、特に好適には、後述する流体の共振作用に基づく防振効果が有利に発揮されるように、0.1Pa・s以下の粘度を有する低粘性流体が採用される。
【0026】
そして、受圧室48は、第一の取付金具12と第二の取付金具14の間への振動入力時に、本体ゴム弾性体16の弾性変形に基づいて圧力変化が生ぜしめられるようになっている一方、平衡室50は、ダイヤフラム42の変形が容易に生ぜしめられることにより、容積変化が容易に許容されるようになっている。なお、受圧室48や平衡室50への流体の封入は、例えば、仕切部材40やダイヤフラム42などが組み付けられた支持筒金具32を、非圧縮性流体中において、一体加硫成形品26の第二の取付金具14に対して外嵌固定すること等によって、容易に為され得る。
【0027】
なお、マウント装着状態下では、本体ゴム弾性体16が弾性変形せしめられて、受圧室48内の略中央に傘金具22が位置せしめられることにより、傘金具22の外周面と受圧室48の内周面の対向面間に狭窄部52が形成されるようになっており、第一の取付金具12と第二の取付金具14の間への振動入力時、受圧室48内で傘金具22が軸方向に加振されることにより、受圧室48内において、狭窄部52を通じての流体流動が生ぜしめられるようになっている。特に、本実施形態では、この狭窄部52を流動せしめられる流体の共振作用に基づいて、こもた音等の高周波振動に対して有効な防振効果が発揮されるように、狭窄部52の大きさ等がチューニングされている。
【0028】
さらに、仕切部材40は、図2及び図3にも示されているように、厚肉の円板形状を有する仕切部材本体54と、薄肉の円板形状を有する蓋部材56が、互いに軸方向重ね合わされることによって構成されている。なお、これら仕切部材本体54と蓋部材56は、何れも、金属や合成樹脂等の剛性材で形成されている。
【0029】
また、仕切部材本体54には、外周縁部をそれぞれ周方向に1/2周弱の長さで延びる一対の分流溝58,58が、略同一の断面形状と平面形状をもって、上面に開口する凹溝構造で形成されている。更に、これらの分流路58,58は、周方向両方の端部において、それぞれ互いに合流せしめられていると共に、それら各合流路60,62は、何れも、二つの分流路58,58の合流地点から、径方向内方に向かって直線的に延びており、一方の合流路60が仕切部材本体54の中心点まで達している一方、他方の合流路62が、仕切部材本体54の中心点まではいたらないものの中心点近くまで延びている。なお、各合流路60,62は、何れも、一対の分流溝58,58を足した大きさの断面積の凹溝形状を有している。
【0030】
更にまた、仕切部材本体54は、外周縁部が下方に突出する状態で厚肉化されており、この下方に突出した円環状突部68に対して、外周面に開口して周方向に一周弱の長さで延びる周溝66が形成されている。
【0031】
そして、この周溝66が、円環状突部68に外嵌された金属リング44で流体密に覆蓋されることによって、仕切部材40の外周縁部に沿って周方向に一周弱の長さで延びる第一のオリフィス通路70が形成されている。また、一対の分流路58,58と合流路60,62からなる凹溝が、仕切部材本体54に重ね合わされた蓋部材56で覆蓋されることによって、長手方向中間部分が分流された構造の第二のオリフィス通路72が形成されている。
【0032】
ここにおいて、第二のオリフィス通路72は、その一方の合流路60側の端部が、その底壁部に貫設された第二の開口部としての円形の貫通孔74を通じて、仕切部材40の中央部分において平衡室50に連通せしめられている。また、第二のオリフィス通路72における他方の合流路62側の端部は、蓋部材56に貫設された第一の開口部としての略矩形の貫通孔76を通じて、受圧室48に連通せしめられている。これにより、受圧室48と平衡室50が第二のオリフィス通路72で相互に連通されており、以て、それら両室48,50間での第二のオリフィス通路72を通じての流体流動が許容されるようになっている。なお、第二のオリフィス通路72の一方の端部における平衡室50側の開口部たる連通孔74と、他方の端部における受圧室48側の開口部たる連通孔76は、図2に示されているように、軸方向の投影において十分に近接して位置せしめられており、これによって、第二のオリフィス通路72の通路長さが十分に確保されるようになっている。
【0033】
また一方、第一のオリフィス通路70は、その周方向一方の端部が、第一の連通孔78を通じて平衡室50に連通されている一方、周方向他方の端部が、第二の連通孔80を通じて一方の分流路58に連通されており、第二のオリフィス通路72を介して、貫通孔76から受圧室48に連通せしめられている。これにより、受圧室48と平衡室50が第一のオリフィス通路70で相互に連通されており、以て、それら両室48,50間での第一のオリフィス通路70を通じての流体流動が許容されるようになっている。
【0034】
特に、本実施形態では、第一のオリフィス通路70よりも第二のオリフィス通路72の方が、流路断面積:Aと流路長さ:Lの比:A/Lの値が大きく設定されている。そして、第一のオリフィス通路70は、例えばシェイク等の低周波振動に対して有効な防振効果(例えば減衰効果)を発揮し得るようにチューニングされていると共に、第二のオリフィス通路72は、例えばアイドリング振動等の中周波振動に対して有効な防振効果(例えば低動ばね特性による振動絶縁効果)を発揮し得るようにチューニングされている。
【0035】
また、仕切部材本体54には、分流路58,58や合流路60,62が形成されていない部分において、上面に開口する一対の収容凹所82,82が形成されている。これらの収容凹所82,82は、合流路60,62を挟んだ径方向両側に位置して、各分流路58の内周側に形成されている。換言すれば、合流路60,62の両側において、それら合流路60,62と各分流路58で囲まれた径方向中間部分に広がる形態をもって、各収容凹所82が形成されているのである。更に、これらの収容凹所82,82には、それぞれ、収容凹所82に対応した平板形状を有する可動板としてのゴム弾性板84が収容配置されていると共に、かかる収容凹所82の開口部が蓋部材56で覆蓋されている。
【0036】
このゴム弾性板84は、収容凹所82の深さ寸法より薄肉の平板形状を有していると共に、外周縁部には、両面側に突出する突出縁部86が一体形成されており、該突出縁部86が収容凹所82の底面と蓋部材56の間で挟持されることにより、ゴム弾性板84が、収容凹所82内の深さ方向中間部分に位置して展張状態で広がって、該収容凹所82内を底部側と開口部側とに流体密に仕切る状態で配設されている。そして、かかる収容凹所82の底壁部と蓋部材56にそれぞれ形成された通孔88を通じて、ゴム弾性板84の下面と上面に対して、平衡室50の内圧と受圧室48の内圧がそれぞれ及ぼされるようになっており、それら両室50,48の圧力差に基づいてゴム弾性板84が弾性変形することに伴って、該ゴム弾性板84の弾性変形量に相当する流体量だけ、受圧室48と平衡室50の間での実質的な流体流動が、収容凹所82と各通孔88,88を通じて生ぜしめられるようになっている。
【0037】
そして、かかる収容凹所82は、こもり音等の高周波振動の入力時に、第一及び第二のオリフィス通路70,72を通じての流体流通抵抗が著しく大きくなった状態下において、受圧室48と平衡室50の間でゴム弾性板84の弾性変形に基づく実質的な流体流動を許容することにより、受圧室48の圧力増大を軽減乃至は解消して著しい高動ばね化を回避し、良好な防振効果(振動絶縁効果)が維持され得るようにチューニングされている。なお、高周波数域の振動入力時においても通孔88を通じての流体流動が安定して許容されるように、収容凹所82の底壁部は、仕切部材本体54の下面に開口する凹部90が形成されて薄肉化されており、それによって、通孔88による流路が、第一及び第二のオリフィス通路70,72よりも十分に大きな断面積:Aと長さ:Lの比(A/L)をもって形成されている。
【0038】
なお、特に本実施形態では、通孔88を通じての流体流動抵抗も著しく増大する程の、より高周波数域の振動入力時には、受圧室48内で狭窄部52を通じて流動せしめられる流体の共振作用に基づいて有効な防振効果(振動絶縁効果)が発揮されるように、かかる狭窄部52の流路断面積や長さ等が調節されている。しかも、本実施形態では、受圧室48の内圧変化に伴う本体ゴム弾性体16の弾性変形が、ポケット部27によって生ぜしめられ易くなっていることから、受圧室48内、ひいては狭窄部52を通じての流体流動量が有利に確保されることにより、一層優れた防振効果が発揮されるようになっている。
【0039】
さらに、本実施形態のエンジンマウント10においては、アクチュエータとしての負圧式アクチュエータ92が、支持筒金具32の下側開口部に固着されて支持されることにより、第二の取付金具14の下方に位置して組み付けられている。この負圧式アクチュエータ92は、合成樹脂や金属等の剛性材で形成された略円板形状を有する外壁部材94の軸方向上側に、略円板形状を有するゴム弾性壁96が重ね合わされた構造を有しており、外壁部材94の外周縁部に係止された金属スリーブ95と、ゴム弾性壁96の外周縁部に加硫接着された固定スリーブ97とが、互いに重ね合わされて、金属リング44の軸方向下端面と支持筒金具32のかしめ部45との間で挟持されることにより、支持筒金具32、ひいては第二の取付金具14に対して固定されている。そして、それにより、外壁部材94とゴム弾性壁96の外周縁部同士が流体密に圧接されており、以て、それら外壁部材94とゴム弾性壁96の対向面間に、外部空間に対して密閉された作用空気室98が形成されているのである。
【0040】
また、ゴム弾性壁96の中央部分には、略逆カップ形状を有するピストン部材としての押圧金具100が埋設状態で加硫接着されていると共に、作用空気室98の中央部分には、付勢手段としてのコイルスプリング102が収容配置されて、外壁部材94とゴム弾性壁96の対向面間に配設されている。そして、このコイルスプリング102の付勢力によって、ゴム弾性壁96に固着された押圧金具100が、常時、外壁部材94から軸方向上方に離間する方向に付勢されている。
【0041】
更にまた、外壁部材94の中央部分には、作用空気室98内に突出する中空円筒形状の中央突部104が一体形成されていると共に、この中央突部104の底壁中央から中空部内に突出して延びるポート106が一体形成されている。そして、このポート106に外部管路(図示せず)が接続されており、この外部管路上に配設された切換バルブの切換作動に基づいて、作用空気室98が、該外部管路を通じて、図示しない負圧源と大気中とに択一的に接続されるようになっている。これにより、作用空気室98に大気圧が及ぼされた状態下では、コイルスプリング102の付勢力で押圧金具100が上方に突出して位置せしめられる一方、作用空気室98に負圧が及ぼされた状態下では、コイルスプリング102の付勢力に抗して、押圧金具100が下方(外壁部材94側)に引き下げられて保持されるようになっている。なお、外壁部材94における中央突部104の上底部に対向位置せしめられた押圧金具100の上底部には、中央突部104側に向かって突出する緩衝ストッパゴム108が形成されており、負圧吸引による押圧金具100の引き下げ時における該押圧金具100の変位量が緩衝的に制限されるようになっている。
【0042】
そして、かくの如き負圧式アクチュエータ92は、図1に示されている如きエンジンマウント10への組付状態下において、押圧金具100の上底部が、ダイヤフラム42を挟んで、仕切部材40の中央部分に形成された第二のオリフィス通路72の平衡室50側の開口部に対して、対向配置されている。
【0043】
それにより、負圧式アクチュエータ92の作用空気室98に大気圧が及ぼされた状態下では、図1に示されているように、コイルスプリング102の付勢力に基づいて、押圧金具100でダイヤフラム42の中央部分が仕切部材40の下面に押し付けられて、第二のオリフィス通路72の開口部(貫通孔74)の周囲に密接されることにより、第二のオリフィス通路72が遮断状態に維持されるようになっている。一方、負圧式アクチュエータ92の作用空気室98に負圧が及ぼされた状態下では、押圧金具100が、コイルスプリング102の付勢力に抗して下方に引き下げられて、押圧金具100およびダイヤフラム42が仕切部材40から離間されることにより、貫通孔74が開口状態とされ、第二のオリフィス通路72が平衡室50に接続されて、該第二のオリフィス通路72が連通状態に維持されるようになっている。
【0044】
すなわち、負圧式アクチュエータ92の作用空気室98に大気圧を及ぼした状態下では、第二のオリフィス通路72が遮断されることにより、振動入力時において、受圧室48と平衡室50の間で第一のオリフィス通路70を通じての流体流動が有効に生ぜしめられて、かかる流体の共振作用に基づいてシェイク等の低周波大振幅振動に対する有効な防振効果が発揮されると共に、高周波小振幅振動の入力時には、ゴム弾性板84の弾性変形に伴う、受圧室48と平衡室50の間での通孔88を通じての実質的な流体流動に基づいて、受圧室48の圧力変動が吸収,軽減されて、低動ばね化による防振効果が発揮されることとなる。なお、本実施形態では、より高周波数域の入力振動に対しても、受圧室48内での狭窄部52を通じての流体流動に基づいて、有効な防振効果が発揮され得る。
【0045】
また一方、負圧式アクチュエータ92の作用空気室98に負圧を及ぼした状態下では、受圧室48と平衡室50の間で、第一のオリフィス通路70よりも流通抵抗が十分に小さい第二のオリフィス通路72を通じての流体流動が有効に生ぜしめられることから、かかる流体の共振作用に基づいて、アイドリング振動等の中周波中振幅振動に対する有効な防振効果が発揮されることとなる。
【0046】
それ故、車両の走行状態等に応じ、負圧式アクチュエータ92の作用空気室98に対して大気圧と負圧を択一的に及ぼすことによって、エンジンマウント10の防振特性を切換制御することが出来るのであり、それ故、エンジンマウント10に対して、入力される振動に最適な防振特性を、選択的に付与せしめることが可能となるのである。なお、負圧式アクチュエータ92を構成する金属スリーブ95と固定スリーブ97の重ね合わせ部位には、径方向内外に貫通する連通孔110が設けられており、この連通孔110を通じて、ダイヤフラム42とゴム弾性壁96の対向面間に形成されて、ダイヤフラム42の変形を許容する変形許容空間112が、外部空間に連通されている。
【0047】
そして、上述の如き構造とされたエンジンマウント10においては、仕切部材40の中央で平衡室50側に開口する第二のオリフィス通路72を、径方向一方向に延ばして、仕切部材40の外周縁部で周方向両側に分流させ、それら一対の分流路58,58を周方向他端部で再び合流させることによって、各分流路58,58の内周側において、ゴム弾性板84,84の配設領域を有効に確保しつつ、第二のオリフィス通路72の通路断面積と通路長さ、ひいては第二のオリフィス通路72のチューニング自由度を有利に確保することができるのである。
【0048】
またその結果、ゴム弾性板84,84による高周波数域の振動に対する防振効果を十分に確保しながら、第二のオリフィス通路72による中周波数域の振動に対する防振効果を有利に得ることができるのであり、以て、広い周波数域に亘る防振効果の向上が達成され得るのである。
【0049】
さらに、本実施形態では、第一のオリフィス通路70が、仕切部材の外周縁部において、第二のオリフィス通路72と軸方向に重なるようにして形成されていることから、それら第一のオリフィス通路70と第二のオリフィス通路72の何れをも、十分な流路長さをもって形成することができるのであり、第一のオリフィス通路70においても、第二のオリフィス通路72の形成スペースやゴム弾性板84の配設スペースを削ることなく、通路断面積や通路長さを有利に確保することができ、第一のオリフィス通路70のチューニング自由度も十分に確保され得るのである
。
【0050】
また、第二のオリフィス通路72の平衡室50側の開口部(貫通孔)74が、仕切部材40の下面中央に設けられており、ダイヤフラム42の中央部分を開口部74に当接/離間させて開閉することができることから、開口部74を開閉するに際してのダイヤフラム42における局部的な応力集中が回避されてダイヤフラム42の耐久性が有利に確保され得ると共に、ダイヤフラム42を開口部74に当接させた状態下でも、ダイヤフラム42の中央部分の変形が拘束されるだけで、ダイヤフラム42の外周部分の変形が有利に許容され得ることから、平衡室50の容積可変性も十分に維持され得るのである。しかも、負圧式アクチュエータ92においても、ダイヤフラム42を駆動するための出力部材たる押圧金具100を中央部分に位置せしめることができることから、簡単な構造で優れた出力特性や作動の安定性が有利に実現され得るのである。
【0051】
以上、本発明の一実施形態について詳述してきたが、これはあくまでも例示であって、本発明は、かかる実施形態における具体的な記載によって、何等、限定的に解釈されるものでない。
【0052】
例えば、収容凹所82の大きさやゴム弾性板84のばね剛性等は、要求される防振特性等に応じて適宜に設定されるものであって、何等、限定されるものでない。具体的には、一方の収容凹所82およびゴム弾性板84と、他方の収容凹所82およびゴム弾性板84の間で、その大きさやばね剛性等のチューニングを相違させても良く、それによって、ゴム弾性板84の弾性変形に基づいて発揮される防振効果の広周波数域化等を図ることも可能となる。
【0053】
また、前記実施形態において採用されている傘金具22やポケット部27等は、本発明において必須のものでない。
【0054】
更にまた、仕切部材40やアクチュエータ92の第二の取付金具14に対する取付構造等は、前記実施形態に示されている如き支持筒金具32を用いたものに限定されるものでなく、各種の構造が採用可能である。具体的には、例えば、第二の取付金具14を軸方向下方に延長させて、該第二の取付金具14に対して直接に仕切部材40やアクチュエータ92を組み付けることも可能である。
【0055】
また、負圧式アクチュエータとしても、例示のものに限定されることなく、各種の構造のものが採用可能であり、更にまた、電磁式や電気式のアクチュエータ等も採用可能であることは、言うまでもない。
【0056】
更にまた、前記実施形態では、本発明を自動車用エンジンマウントに適用したものの具体例について説明したが、本発明は、自動車用ボデーマウント等、或いは自動車以外の各種装置における防振装置に対して、同様に適用可能であることは、勿論である。
【0057】
その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて、種々なる変更,修正,改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもないところである。
【0058】
【発明の効果】
上述の説明から明らかなように、本発明に従う構造とされた流体封入式防振装置においては、受圧室と平衡室を仕切る仕切部材において、第一のオリフィス通路と第二のオリフィス通路、更に可動板による液圧吸収機構を、何れも十分なチューニング自由度をもって、優れたスペース効率のもとに形成することが出来るのであり、それによって、広い周波数域にわたって流体の流動作用に基づく防振効果が有効に発揮され得る流体封入式防振装置を、簡単な構造をもってコンパクトに形成することが出来るのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施形態としてのエンジンマウントを示す縦断面説明図であって、図2におけるI−I断面に相当する図である。
【図2】図1に示されたエンジンマウントを構成する仕切部材を単体で示す平面図である。
【図3】図2に示された仕切部材の底面図である。
【符号の説明】
10 エンジンマウント
12 第一の取付金具
14 第二の取付金具
16 本体ゴム弾性体
32 支持筒金具
40 仕切部際
42 ダイヤフラム
48 受圧室
50 平衡室
54 仕切部材本体
56 蓋部材
58 分流路
60,62 合流路
70 第一のオリフィス通路
72 第二のオリフィス通路
74,76 貫通孔
82 収容凹所
84 ゴム弾性板
88 通孔
92 負圧式アクチュエータ
98 作用空気室
100 押圧金具
Claims (6)
- 第一の取付部材を、略円筒形状を有する第二の取付部材の軸方向一方の開口部側に離間して配設し、それら第一の取付部材と第二の取付部材を本体ゴム弾性体で連結せしめて、該第二の取付部材の軸方向一方の開口部を流体密に覆蓋すると共に、該第二の取付部材の軸方向他方の開口部を可撓性膜で流体密に覆蓋し、更にそれら本体ゴム弾性体と可撓性膜の間に仕切部材を配設して該第二の取付部材で固定的に支持せしめることにより、該仕切部材と該本体ゴム弾性体の対向面間に振動が入力される受圧室を形成すると共に、該仕切部材と該可撓性膜の間に容積可変の平衡室を形成して、それら受圧室と平衡室を相互に連通する第一のオリフィス通路と、該第一のオリフィス通路よりも高周波数域にチューニングされた第二のオリフィス通路とを、それぞれ該仕切部材に形成する一方、該可撓性膜を挟んで該平衡室と反対側にアクチュエータを配設し、該アクチュエータにより、該可撓性膜を変位させて該仕切部材における前記第二のオリフィス通路の開口部に当接/離間させることにより、該第二のオリフィス通路を遮断/連通するようにした流体封入式防振装置において、
前記第二のオリフィス通路を、前記仕切部材の外周部分をそれぞれ周方向に略半周に亘って延びる一対の分流路を含んで構成し、それら両分流路の各一方の端部を第一の開口部を通じて前記受圧室側に開口せしめると共に、それら両分流路の各他方の端部を互いに合流させて径方向内方に延ばし、該仕切部材の略中央において第二の開口部を通じて前記平衡室側に開口せしめる一方、かかる仕切部材における該第二のオリフィス通路の第二の開口部を径方向一方向に挟んだ両側部分において、該第二の開口部と各分流路との間に広がる一対の可動板を所定量だけ変位可能に配設し、各可動板の一方の面に前記受圧室の圧力が及ぼされると共に、他方の面に前記平衡室の圧力が及ぼされて、それら受圧室と平衡室の圧力差に基づいて各可動板が変位せしめられるようにしたことを特徴とする流体封入式防振装置。 - 前記一対の分流路を、前記第一の開口部側においても互いに合流させると共に、その合流させた流路を、前記第二の開口部側とは仕切部材の径方向反対側から径方向内方に向かって延び出させた請求項1に記載の流体封入式防振装置。
- 前記第一のオリフィス通路と前記第二のオリフィス通路を、前記仕切部材の外周縁部において互いに軸方向に重なった状態で、それぞれ周方向に延びるように形成すると共に、該第一のオリフィス通路を、該第二のオリフィス通路よりも前記平衡室側に位置せしめて、該第二のオリフィス通路を介して、前記受圧室に連通せしめた請求項1又は2に記載の流体封入式防振装置。
- 前記仕切部材の軸方向一方の側に開口して設けられた凹溝を該仕切部材に重ね合わせた蓋部材で覆蓋することによって、前記第二のオリフィス通路を形成すると共に、かかる凹溝と同じ面に開口する一対の収容凹所を該凹溝の内周側で径方向に対向位置して形成し、それら各収容凹所に前記可動板をそれぞれ収容配置せしめて、該収容凹所を前記蓋部材で覆蓋すると共に、それら各収容凹所の底壁部と蓋部材に、該収容凹所を前記受圧室または前記平衡室に連通せしめる連通孔を形成し、それら受圧室および平衡室の内圧がそれぞれの可動板の各一方の面に及ぼされるようにした請求項1乃至3の何れかに記載の流体封入式防振装置。
- 前記仕切部材の外周面に開口して周方向に延びる周溝を前記第二の取付部材で覆蓋することによって、前記第一のオリフィス通路を形成した請求項1乃至4の何れかに記載の流体封入式防振装置。
- 前記アクチュエータが、空気圧の作用によって前記仕切部材に対する接近/離間方向に駆動せしめられるピストン部材を備えた空気圧式アクチュエータによって構成されており、該ピストン部材で前記可撓性膜を変位させるようにした請求項1乃至5の何れかに記載の流体封入式防振装置。
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