JP3728984B2 - 流体封入式防振装置 - Google Patents
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Description
【技術分野】
本発明は、内部に封入された流体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、特にダイラタント流体を利用することにより、防振すべき入力振動に応じて異なる防振特性を発揮し得るようにした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、防振支持体乃至は防振連結体の一種として、離間配置された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すると共に、該本体ゴム弾性体によって壁部の一部が構成されて非圧縮性流体が封入された流体室を形成して、振動入力時に該非圧縮性流体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が、知られている。このような防振装置においては、流動せしめられる流体の共振作用等に基づいて、ゴム弾性体のみでは得られ難い、優れた防振効果を容易に得ることが出来ることから、例えば自動車用エンジンマウントやボデーマウント等への適用が検討されている。
【0003】
ところで、防振装置には、一般に、各種の条件や状態等に応じて異なる複数種の振動が入力されることから、それら複数種の振動に対して有効な防振効果が要求される。例えば、自動車用エンジンマウントでは、シェイク等の低周波大振幅振動に対する防振効果が要求されると共に、アイドリング振動やこもり音等の高周波小振幅振動に対する防振効果も要求されることとなる。しかしながら、従来の流体封入式防振装置においては、流体の共振作用等の流動作用に基づいて発揮される防振効果が、予めチューニングされた限られた周波数域の入力振動にしか有効には発揮されず、そのために、複数種の入力振動に対して十分な防振効果を得ることが難しかったのである。
【0004】
なお、このような問題に対処するために、例えば、▲1▼特開平6−50379号公報等に記載されているように、互いに異なるチューニングが施された複数のオリフィス通路を形成し、それらを弁体によって択一的に連通させることにより、各オリフィス通路を流動せしめられる流体の流動作用に基づく防振効果を選択的に発揮させるようにした防振装置や、▲2▼実開平5−1045号公報等に記載されているように、流体室に連通された平衡室の壁部の一部を構成する可撓性膜の背後に空気室を形成して該空気室の圧力を切換制御することにより、流体室と平衡室の間で流動せしめられる流体の流動作用に基づいて発揮される防振効果を切り換えるようにした防振装置が提案されている。
【0005】
しかしながら、これら▲1▼,▲2▼の何れの構造とされた防振装置においても、弁体や空気室への作用空気圧を切り換えるためのアクチュエータを備えた切換装置と、該切換装置の作動を制御するための制御装置が必要となるために、全体の構造や作動制御が複雑となり、製作性やコスト性に問題があった。
【0006】
【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、特別な切換装置や制御装置等を必要とすることなく、複数の異なる防振特性を発揮することが出来、互いに異なる入力振動に対してそれぞれ有効な防振効果を選択的に発揮し得る、新規な流体封入式防振装置を提供することにある。
【0007】
【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、以下に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され、或いはそれらの記載から当業者が把握することの出来る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。
【0008】
本発明の第一の態様は、互いに離間して配された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すると共に、該本体ゴム弾性体で壁部の一部が構成されて非圧縮性流体が封入された流体室を形成して、振動入力時に該非圧縮性流体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おいて、前記非圧縮性流体としてニュートン流体を採用すると共に、前記流体室の壁部の一部を変位可能な可動壁部材で構成する一方、該可動壁部材を挟んで該流体室と反対側に、該流体室から独立した独立流体室を形成すると共に、流体収容容積が可変とされた容積可変室を形成して、それら独立流体室と容積可変室にダイラタント流体を封入し、更にそれら独立流体室と容積可変室を相互に連通する流体流路を設けたことを、特徴とする。
【0009】
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、可動壁部材の変位が、独立流体室と容積可変室の間でのダイラタント流体の流動を前提として許容される。そこにおいて、ダイラタント流体は、良く知られているように非ニュートン流体の一種であって、流体の流動に際して見かけの粘性率がずれ応力またはずれ速度によって変化して増加する流体であって、例えば、一部の高分子溶液や、比較的形が均一で相互間の結合力の小さい粒子からなる分散系などで、その存在と特性が認められているものである。それ故、ダイラタント流体の粘性率が十分に小さく保たれる程に、入力される振動速度が小さい場合には、流体室において、可動壁部材の変位に伴う流体流動が生ぜしめられると共に、流体室の圧力変化が可動壁部材の変位によって独立流体室に及ぼされることにより、独立流体室と容積可変室の間でも流体流路を通じてのダイラタント流体の流動が生ぜしめられる。また一方、ダイラタント流体の粘性率が十分に大きく保たれる程に、入力される振動速度が大きい場合には、可動壁部材の変位が阻止されて実質的に剛性壁とされることにより、流体室内には、また異なる流体流動形態が生ぜしめられることとなる。
【0010】
それ故、このような構造とされた流体封入式防振装置においては、入力される振動に応じて、ダイラタント流体の流動抵抗、ひいては可動壁部材の変位特性が変化せしめられて、流体室に封入された流体の流動形態が変化せしめられることにより、流体の流動作用に基づいて発揮される防振特性が切り換えられて、互いに異なる防振効果が選択的に実現され得るのである。しかも、ダイラタント流体の流動形態も、入力される振動に応じて変化せしめられることから、ダイラタント流体の流動作用をも利用して、入力される振動に応じて異なる防振効果を発揮せしめることも可能となるのである。
【0011】
特に、かかる流体封入式防振装置においては、特別な弁手段やアクチュエータ等の機械的な切換機構が必要とされることがなく、そのような切換機構の制御装置等も当然に不要であることから、構造が簡単で優れた耐久性や信頼性が実現されると共に、製造性やコスト性の向上も図られ得る。
【0012】
また、かかる流体封入式防振装置においては、独立流体室側にだけダイラタント流体を封入し、流体室側にはニュートン流体を封入した構造が採用されていることから、ダイラタント流体の必要量が抑えられて、コスト性等の更なる向上が図られ得るといった利点もある。
【0013】
なお、本態様において採用される可動壁部材としては、流体室と独立流体室を流体密に仕切ると共に、両側に位置せしめられた流体室と独立流体室の圧力差に基づいて、それ自身や支持部材の弾性変形等に基づいて流体室側と独立流体室側とに往復変位可能とされたものであれば良く、特に限定されるものでないが、例えば、外周縁部が第二の取付部材側に密着して固定支持されたゴム弾性板等が、好適に採用され得る。
【0014】
また、本態様において採用される容積可変室は、例えば、壁部の一部が変形容易な可撓性壁で構成されて、内部にダイラタント流体が充填され、該可撓性壁の変形に基づいて流体収容容積の変化が許容されるようにした構造や、或いは、内部にダイラタント流体と共に所定量の空気が封入されて、該空気の圧縮性を利用して流体収容容積の変化が許容されるようにした構造等によって、有利に実現され得る。
【0015】
さらに、本態様において採用される流体流路の長さや形状等は、要求される防振特性や採用されるダイラタント流体の特性等に応じて適宜に設定されるものであって、限定されるものでないが、安定した特性の実現等に際しては、例えば、独立流体室および容積可変室の少なくとも一方の側において、該流体流路への流入口を、次第に小径化するテーパ状とすることによって、ダイラタント流体の流動時に層流状態が有利に実現され得るようにすることが有効である。
【0016】
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、壁部の一部が可撓性膜で構成されて容積可変とされた平衡室を形成して、該平衡室に前記ニュートン流体を封入すると共に、該平衡室を前記流体室に連通する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、振動入力時に流体室と平衡室の間に生ぜしめられる圧力差に基づいて、それら流体室と平衡室の間で第一のオリフィス通路を通じて流動せしめられる流体の共振作用等の流動作用に基づいて、有効な防振効果を得ることが出来る。
【0017】
そこにおいて、ダイラタント流体の粘性率が十分に大きく保たれる程に、入力される振動速度が大きい場合には、流体室に大きな圧力変動が生ぜしめられて第一のオリフィス通路を通じての流体流動量が有利に確保される結果、第一のオリフィス通路を通じての流体の流動作用に基づく防振効果が有効に発揮される。一方、ダイラタント流体の粘性率が十分に小さく保たれる程に、入力される振動速度が小さい場合には、流体室の圧力変動が可動壁部材の変位によって吸収されてしまって、第一のオリフィス通路には有効な流体流動が生ぜしめられ難くなる。その結果、流体室には、入力される振動の種類に応じて異なる流体流動形態が生ぜしめられることとなる。それ故、かかる第一のオリフィス通路によって発揮される防振効果も、入力される振動に応じて変化せしめられることとなり、以て、入力される振動に応じて選択的に発揮される防振効果のチューニング自由度の更なる向上が達成され得るのである。
【0018】
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、前記流体室を、前記本体ゴム弾性体で壁部の一部が構成された主液室と、前記可動壁部材で壁部の一部が構成された副液室を含んで構成すると共に、それら主液室と副液室を相互に連通する第二のオリフィス通路を設けたことを、特徴とする。このような本態様においては、振動入力時に主液室と副液室の間に生ぜしめられる圧力差に基づいて、それら主液室と副液室の間で第二のオリフィス通路を通じて流動せしめられる流体の共振作用等の流動作用に基づいて、有効な防振効果を得ることが出来る。
【0019】
そこにおいて、ダイラタント流体の粘性率が十分に小さく保たれる程に、入力される振動速度が小さい場合には、可動壁部材の変位が許容されて副液室の容積変化が容易に許容されることにより、主液室と副液室に大きな相対圧力変化が生ぜしめられて第二のオリフィス通路を通じての流体流動量が有利に確保される結果、第二のオリフィス通路を通じての流体の流動作用に基づく防振効果が有効に発揮される。一方、ダイラタント流体の粘性率が十分に大きく保たれる程に、入力される振動速度が大きい場合には、可動壁部材の変位が許容されずに副液室の壁部が剛体化することにより、主液室と副液室に有効な相対圧変化が生ぜしめられ難くなる。その結果、流体室には、入力振動の種類に応じて異なる流体流動形態が生ぜしめられることとなる。それ故、かかる第二のオリフィス通路によって発揮される防振効果も、入力される振動に応じて変化せしめられることとなり、以て、入力される振動に応じて選択的に発揮される防振効果のチューニング自由度の更なる向上が達成され得るのである。
【0020】
なお、かかる第二のオリフィス通路を、前記第二の態様に記載の第一のオリフィス通路を併せて採用する場合には、第一のオリフィス通路よりも第二のオリフィス通路を高周波数域にチューニングすることが有効である。即ち、そのようなチューニングを採用することにより、ダイラタント流体の粘性率が十分に大きく保たれる程に、入力される振動速度が大きい場合には、第一のオリフィス通路を流動せしめられる流体の流動作用に基づく防振効果を有効に得ると共に、ダイラタント流体の粘性率が十分に小さく保たれる程に、入力される振動速度が小さい場合には、第二のオリフィス通路を流動せしめられる流体の流動作用に基づく防振効果を有効に得ることが可能となり、第一のオリフィス通路と第二のオリフィス通路を、何れも有効に且つ選択的に機能せしめることが出来るのである。また、その際、第一のオリフィス通路は、主液室と平衡室を連通するものであっても良く、副液室と平衡室を連結するものであっても良い。
【0021】
【発明の実施形態】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【0022】
先ず、図1には、本発明の一実施形態としての自動車用エンジンマウント10が示されている。このエンジンマウント10は、第一の取付部材としての第一の取付金具12と第二の取付部材としての第二の取付金具14が本体ゴム弾性体16によって連結されている。そして、第一の取付金具12が自動車のパワーユニットに取り付けられる一方、第二の取付金具14が自動車のボデーに取り付けられることにより、パワーユニットをボデーに対して防振支持せしめるようになっている。なお、以下の説明中、上下方向とは、原則として図中の上下方向をいうものとする。
【0023】
より詳細には、第一の取付金具12は、略逆円錐台形のブロック形状を有していると共に、大径側端面から軸方向上方に向かって突出する螺着部13が一体形成されており、この螺着部13に設けられたねじ穴によって、第一の取付金具12が、図示しない自動車のパワーユニットに固定的に取り付けられるようになっている。また、第一の取付金具12の大径側端部外周面には、径方向外方に向かって突出する鍔状のストッパ部22が一体形成されている。
【0024】
また、この第一の取付金具12には、本体ゴム弾性体16が加硫接着されている。かかる本体ゴム弾性体16は、下方に向かって拡径する全体として大径の略円錐台形状を呈していると共に、大径側端面に開口する大径の凹部18を有しており、その小径側端面から第一の取付金具12が軸方向下方に差し込まれた状態で同一中心軸上に配されて加硫接着されている。また、本体ゴム弾性体16の大径側端部外周面には、大径円筒形状の金属スリーブ20が重ね合わされて加硫接着されている。これにより、本体ゴム弾性体16は、第一の取付金具12と金属スリーブ20を有する一体加硫成形品として形成されている。また、第一の取付金具12のストッパ部22には、緩衝ゴム23が、軸方向上方に向かって突出して、本体ゴム弾性体16と一体形成されている。
【0025】
一方、第二の取付金具14は、大径の略段着き円筒形状を有しており、軸方向中間部分に形成された段差部24を挟んで、軸方向上部が大径部26とされていると共に、軸方向下部が小径部28とされている。また、これら大径部26および小径部28の内周面には、略全面を覆う薄肉のシールゴム層30が設けられて加硫接着されていると共に、小径部28側の開口部には、略薄肉の円板形状を有する薄肉ゴム膜からなるダイヤフラム32が配設されており、このダイヤフラム32の外周縁部が第二の取付金具14の開口周縁部に加硫接着されることによって、第二の取付金具14の下側開口部が流体密に閉塞されている。なお、本実施形態では、このダイヤフラム32が、シールゴム層30と一体形成されていると共に、このダイヤフラム32によって可撓性膜が構成されている。
【0026】
そして、第二の取付金具14は、その大径部26が金属スリーブ20に外挿されて、圧入や絞り加工等で嵌着固定されることによって、本体ゴム弾性体16の外周面に固着されている。これにより、第一の取付金具12と第二の取付金具14が、略同一の中心軸上で、防振すべき振動の主たる入力方向となる軸方向に相互に離間して配設されており、本体ゴム弾性体16によって弾性的に連結されている。また、第二の取付金具14の大径部26が本体ゴム弾性体16に固着されることにより、第二の取付金具14の上側開口部が本体ゴム弾性体16によって流体密に閉塞されている。
【0027】
さらに、かかる第二の取付金具14には、図示されているように、軸方向上側からストッパ筒金具37が被せられて第二の取付金具14の大径部26に外嵌固定されている。このストッパ筒金具37は、軸方向中間部分に形成された段差部40を挟んだ軸方向上下に小径部41と大径部43を有していると共に、軸方向上端部において径方向内方に突出する円環板状の当接突起45が一体形成されており、この当接突起45が、第一の取付金具12のストッパ部22に対して軸方向上方に離間して対向位置せしめられている。そして、大きな振動荷重が入力された際、ストッパ部22が緩衝ゴム23を介して当接突起45に当接することにより、第一の取付金具12と第二の取付金具14のリバウンド方向(軸方向離間方向)での相対変位量が制限されるようになっている。また、ストッパ筒金具37の大径部43の外周面には、下方に向かって延び出すブラケット39が溶着されており、このブラケット39の延出先端部分において、略直角に屈曲して一体形成された取付座部38により、かかるブラケット39、ひいては第二の取付金具14が、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。
【0028】
また、第二の取付金具14には、軸方向中間部分に位置して仕切部材34が収容配置されており、本体ゴム弾性体16とダイヤフラム32の対向面間の中間部分に配設されている。この仕切部材34は、金属や合成樹脂等の硬質材で形成されて、円筒状外周面のブロック形状を有しており、第二の取付金具14の小径部28に嵌め込まれて、該小径部28への圧入組付けや、該小径部28の絞り加工等によって、その円筒状外周面が、小径部28に対して、シールゴム層30を挟んで流体密に密着固定されている。このように仕切部材34が第二の取付金具14内に組み付けられることによって、本体ゴム弾性体16とダイヤフラム32の間に形成された、外部空間に対し密閉された領域が、該仕切部材34によって流体密に二分されており、以て、仕切部材34の上側には、壁部の一部が本体ゴム弾性体16で構成された流体室50が形成されている一方、仕切部材34の下側には、壁部の一部がダイヤフラム32で構成されて、該ダイヤフラム32の変形に基づいて容積変化が容易に許容される平衡室52が形成されている。
【0029】
そして、これら流体室50と平衡室52には、それぞれ、非圧縮性流体としてのニュートン流体が充填されて封入されている。なお、かかるニュートン流体としては、ニュートンの粘性法則に従う特性を有する流体であって、実用的に無視し得る程の粘性しか有しないものを含んで採用可能であり、例えば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、或いはそれらの混合物等が何れも採用され得、特に、後述する如き流体の共振作用に基づく防振効果を有効に得るためには、0.1Pa・s以下の低粘性流体が好適に採用される。また、ニュートン流体の注入は、例えば、第一の取付金具12や金属スリーブ20を備えた本体ゴム弾性体16を、ダイヤフラム32等が加硫接着されると共に仕切部材34が組み付けられた第二の取付金具14に対して、かかるニュートン流体中で組み付けること等によって、有利に為され得る。
【0030】
また、仕切部材34には、上面中央に開口する略すり鉢状の中央凹所54と、外周面上の一か所に開口するポケット状の外周凹所55が形成されている。更に、中央凹所54の開口周縁部には、仕切部材34の上方に向かって突出する環状の係止突部56が一体形成されている。そして、所定厚さの円板形状を有する可動壁部材としての可動ゴム弾性板58が、中央凹所54の開口部に重ね合わされており、可動ゴム弾性板58の外周面に加硫接着された円筒形状の係止金具60が、その下端部分において仕切部材34の係止突部56に外嵌されて、該係止突部56にかしめ固定されている。これにより、中央凹所54の開口部が可動ゴム弾性板58によって流体密に覆蓋されており、以て、流体室50や平衡室52から独立した独立流体室62が形成されている。また一方、仕切部材34の外周凹所55は、仕切部材34の外周面が嵌着固定された第二の取付金具14の小径部28によって流体密に覆蓋されており、以て、流体室50や平衡室52から独立した容積可変室64が形成されている。更にまた、仕切部材34の内部には、独立流体室62と容積可変室64の間に跨がって延びる流体流路66が形成されており、この流体流路66によって独立流体室62と容積可変室64が相互に連通されている。なお、かかる流体流路66は、すり鉢形状とされた独立流体室62における底部に開口せしめられており、独立流体室62から流体流路66への流入口が次第に小径化された構造となっている。
【0031】
要するに、本実施形態においては、仕切部材34の内部に、独立流体室62と容積可変室64、更にそれら両室62,64を連通する流体流路66が形成されているのである。そして、これらの独立流体室62,容積可変室64および流体流路66には、非ニュートン流体の一種であるダイラタント流体が封入されている。なお、ダイラタント流体の流体の注入は、例えば、第二の取付金具14に仕切部材34を組み付けた後に、第二の取付金具14の小径部28に貫設した注入孔を通じてダイラタント流体を注入し、その後、該注入孔をブラインドリベット等で流体密に閉塞せしめること等によって有利に為され得る。
【0032】
また、本実施形態において、かかるダイラタント流体は、独立流体室62と流体流路66には完全に充填されるが、容積可変室64には完全に充填されずに、容積可変室64内の一部に未充填の空気封入領域67が形成されるように、ダイラタント流体の注入量が設定されている。そして、容積可変室64は、空気封入領域67の容積が空気の圧縮性に基づいて許容されることにより、ダイラタント流体の収容容積が可変とされているのであり、それによって、独立流体室62の圧力が変化した場合に、独立流体室62と容積可変室64の圧力差に基づいて、それら両室62,64間で、流体流路66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。
【0033】
一方、本体ゴム弾性体16と仕切部材34の対向面間に形成された流体室50には、金属や合成樹脂等の硬質材で形成された円板形状の隔壁板68が収容されて、第二の取付金具14の軸直角方向に広がる状態で配設されており、該隔壁板68の外周縁部が、第二の取付金具14の段差部24と本体ゴム弾性体16の軸方向端面の間で挟圧保持されることによって、第二の取付金具14に固設されている。これにより、流体室50が、隔壁板68を挟んで、本体ゴム弾性体16側と仕切部材34側とに流体密に仕切られている。そして、本体ゴム弾性体16と隔壁板68の間には、壁部の一部が本体ゴム弾性体16で構成されて、振動入力時に本体ゴム弾性体16の弾性変形に伴う圧力変化が生ぜしめられる主液室70が形成されている一方、隔壁板68と仕切部材34の間には、壁部の一部が可動ゴム弾性板58で構成された副液室72が形成されている。
【0034】
さらに、隔壁板68の下面には、金属や合成樹脂等の硬質材で形成された略円板形状のオリフィス部材74が重ね合わされて、外周縁部を隔壁板68と共に、第二の取付金具14の段差部24と本体ゴム弾性体16の軸方向端面の間で挟圧保持されることによって、第二の取付金具14に固設されている。このオリフィス部材74の外周部分には、上面に開口して周方向に延びる環状の周溝75が設けられており、該周溝75が隔壁板68で覆蓋されることによって周方向に延びる第二のオリフィス通路76が形成されていると共に、この第二のオリフィス通路76が、連通孔78,80を通じて主液室70と副液室72に接続されており、以て、それら主液室70と副液室72の間で、振動入力時に生ぜしめられる圧力差に基づく、第二のオリフィス通路76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、周溝75の内周壁部は、可動ゴム弾性板58に加硫接着された係止金具60に対して密着状態で外嵌固定されており、それによって、副液室72が、実質的に、可動ゴム弾性板58とオリフィス部材74の間に画設されている。
【0035】
また、仕切部材34の外周部分には、外周面に開口して、周方向に屈曲乃至は湾曲しつつ軸方向に延びる凹溝82が形成されており、この凹溝82が第二の取付金具14の小径部28で覆蓋されることによって第一のオリフィス通路84が形成されている。そして、この第一のオリフィス通路84は、一方の端部が、オリフィス部材74の通孔86により、第二のオリフィス通路76を通じて主液室70に連通せしめられていると共に、他方の端部が、平衡室52に連通せしめられている。これにより、主液室70と平衡室52の間で、振動入力時に生ぜしめられる圧力差に基づく、第一のオリフィス通路84を通じての流体流動が許容されるようになっている。
【0036】
なお、本実施形態においては、第一のオリフィス通路84よりも第二のオリフィス通路76の方が高周波数域にチューニングされており、例えば、第一のオリフィス通路84を通じて流動せしめられ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して有効な防振効果(振動減衰効果)が発揮される一方、第二のオリフィス通路76を通じて流動せしめられる流体の共振作用に基づいて、アイドリング振動やこもり音等の高周波小振幅振動に対して有効な防振効果(振動絶縁効果)が発揮されるように、それら第一及び第二のオリフィス通路84,76における通路長さや通路断面積等が設定されている。
【0037】
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、その装着状態下で第一の取付金具12と第二の取付金具14の間に略軸方向の振動が入力されると、本体ゴム弾性体16の弾性変形に伴って主液室70に圧力変化が生ぜしめられ、この圧力変化に伴って主液室70と平衡室52の間および主液室70と副液室72の間に生ぜしめられる相対的な圧力差に基づいて、第一のオリフィス通路84および第二のオリフィス通路76を通じての流体流動が生ぜしめられることとなる。
【0038】
そこにおいて、入力振動がシェイク等の低周波大振幅振動である場合には、入力される振動速度が大きく、第二のオリフィス通路76を通じて主液室70から副液室72に及ぼされる圧力変化速度が大きいことから、その圧力変化が可動ゴム弾性板58に及ぼされた際、該可動ゴム弾性板58の背後に設けられた独立流体室62に充填されたダイラタント流体が、著しく大きい粘性を示し、独立流体室62と容積可変室64の間での流体流動が許容されないために、可動ゴム弾性板58の変形が阻止されて、副液室72の壁部が実質的に剛体化する。これにより、主液室70と副液室72の間での流体流動が実質的に生ぜしめられなくなって、主液室70の圧力変化に基づき、主液室70と平衡室52の間における第一のオリフィス通路84を通じての流体流動が極めて有効に生ぜしめられることとなり、該第一のオリフィス通路84を通じての流体流動量も有利に確保され得る。
【0039】
その結果、第一のオリフィス通路84を流動せしめられる流体の共振作用等に基づいて、入力される低周波大振幅振動に対する防振効果が、極めて有効に発揮されるのである。
【0040】
また一方、入力振動がアイドリング振動やこもり音等の高周波小振幅振動である場合には、第一のオリフィス通路84を流動せしめられる流体の***振的作用によって第一のオリフィス通路84の流体流通抵抗が著しく大きくなり、第一のオリフィス通路84が実質的に閉塞化してしまうこととなるが、入力される振動速度が小さく、第二のオリフィス通路76を通じて主液室70から副液室72に及ぼされる圧力変化速度も小さいことから、その圧力変化が可動ゴム弾性板58に及ぼされた際、該可動ゴム弾性板58の背後に設けられた独立流体室62に充填されたダイラタント流体が、十分に小さい粘性を示し、独立流体室62と容積可変室64の間での流体流動が許容されて、可動ゴム弾性板58の変形が十分に許容されることにより、副液室72が実質的に容積可変とされる。これにより、主液室70の圧力変化に伴って、主液室70と副液室72の間での圧力差に基づく第二のオリフィス通路76を通じての流体流動が有利に生ぜしめられることとなり、該第二のオリフィス通路76を通じての流体流動量も有利に確保され得る。
【0041】
その結果、第二のオリフィス通路76を流動せしめられる流体の共振作用等に基づいて、入力される高周波小振幅振動に対する防振効果が、極めて有効に発揮されるのである。
【0042】
このように、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、バルブの切り換え等を必要とすることなく、入力される振動に応じて、第一のオリフィス通路84と第二のオリフィス通路76が、選択的に機能せしめられて、それぞれのチューニング周波数域の振動に対して、流体の流動作用に基づく防振効果が、極めて有効に発揮され得るのである。従って、外部の切換装置や制御装置等を必要とすることなく、互いに異なる入力振動に対して、それぞれ、流体の流動作用に基づく有効な防振効果を選択的に発揮し得る、エンジンマウント10が、簡単な構造と良好なる製作性およびコスト性をもって有利に実現可能となるのである。
【0043】
以上、本発明の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。
【0044】
例えば、容積可変室64に封入された空気が独立流体室62に流入することに起因する防振特性の低下等を回避するために、例えば、容積可変室64内において、ダイラタント流体の封入領域と空気の封入領域を仕切る可撓性を有する流体密性の仕切膜を配設しても良い。
【0045】
また、容積可変室64の壁部の一部を、可撓性性を有する流体密性の仕切膜によって構成し、該仕切膜の変形に基づいて容積変化が許容されるようにすれば、容積可変室64に空気等を封入する必要はなく、容積可変室64の全体にダイラタント流体を充填することも可能である。
【0046】
更にまた、独立流体室62と容積可変室64を連通する流体流路66の流路断面積および流路長さを適当に調節することにより、該流体流路66を流動せしめられるダイラタント流体の共振作用等の流動作用を利用して、入力振動に対する防振効果を得ることも可能である。
【0047】
さらに、前記実施形態において、隔壁板68とオリフィス部材74を設けずに、流体室50を主液室70と副液室72に仕切ることなく、単一の流体室50として形成することも可能である。そのような構造のエンジンマウントにおいても、低周波大振幅振動の入力時には、可動ゴム弾性板58が実質的に剛体化して、第一のオリフィス通路84を通じての流体流動量が十分に確保されることにより、該第一のオリフィス通路84を流動せしめられる流体の共振作用等に基づく防振効果が有効に発揮されると共に、高周波小振幅振動の入力時には、可動ゴム弾性板58の弾性変形が許容されることにより、流体室50の圧力変化が吸収されて、該流体室50における大きな圧力変化が回避されて、第一のオリフィス通路84の閉塞化に伴う著しい高動ばね化による防振性能の大幅な低下が有利に回避され、良好な防振性能が安定して発揮され得るのである。
【0048】
また、本発明は、例えば前記特開平9−50379号公報等に記載されているように、第一の取付部材としての軸部材の径方向外方に離間して、第二の取付部材としての外筒部材が配設されると共に、それら軸部材と外筒部材の径方向対向面間に本体ゴム弾性体が配設された筒形の流体封入式防振装置等にも、同様に適用可能であり、それによって、前記実施形態と同様な効果が何れも有効に発揮され得ることとなる。
【0049】
加えて、本発明は、エンジンマウント以外のボデーマウントやデフマウント等、或いは自動車以外の装置に採用される各種の防振装置に対しても、同様に適用可能であることは、勿論である。
【0050】
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。
【0051】
【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、ニュートン流体とダイラタント流体を組み合わせて採用し、ダイラタント流体の特有の性質をうまく利用して、防振すべき入力振動に応じて、ニュートン流体の流動形態を切り換えることが出来るのであり、それによって、バルブ等の複雑な構造を必要とすることなく、入力される振動に応じて、防振特性が選択的に変化せしめられる流体封入式の防振装置が、簡単な構造と優れた製作性およびコスト性をもって有利に実現され得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態としての自動車用エンジンマウントを示す縦断面図である。
【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 ダイヤフラム
34 仕切部材
50 流体室
52 平衡室
58 可動ゴム弾性板
62 独立流体室
64 容積可変室
66 流体流路
70 主液室
72 副液室
76 第二のオリフィス通路
84 第一のオリフィス通路
Claims (3)
- 互いに離間して配された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すると共に、該本体ゴム弾性体で壁部の一部が構成されて非圧縮性流体が封入された流体室を形成して、振動入力時に該非圧縮性流体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おいて、
前記非圧縮性流体としてニュートン流体を採用すると共に、前記流体室の壁部の一部を変位可能な可動壁部材で構成する一方、該可動壁部材を挟んで該流体室と反対側に、該流体室から独立した独立流体室を形成すると共に、流体収容容積が可変とされた容積可変室を形成して、それら独立流体室と容積可変室にダイラタント流体を封入し、更にそれら独立流体室と容積可変室を相互に連通する流体流路を設けたことを特徴とする流体封入式防振装置。 - 壁部の一部が可撓性膜で構成されて容積可変とされた平衡室を形成して、該平衡室に前記ニュートン流体を封入すると共に、該平衡室を前記流体室に連通する第一のオリフィス通路を形成した請求項1に記載の流体封入式防振装置。
- 前記流体室を、前記本体ゴム弾性体で壁部の一部が構成された主液室と、前記可動壁部材で壁部の一部が構成された副液室を含んで構成すると共に、それら主液室と副液室を相互に連通する第二のオリフィス通路を設けた請求項1又は2に記載の流体封入式防振装置。
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