JP4202796B2 - 液封入式防振装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車エンジン等の振動体を、その振動を車体等の支持体に伝達させないように支承するために用いられる液封入式防振装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０には従来の液封入式防振装置の一例が示されており、類似の構造を持つ防振装置が特開２００１−５０３３３号公報により公知となっている。
【０００３】
同図に示す防振装置１００は、支持体側に取り付けられる第１取付部材１０１と、振動体側に取り付けられる第２取付部材１０２とが、ゴム状弾性体からなる防振基体１０３を介して結合され、防振基体１０３に対向するダイヤフラム１１０を設けて第１取付部材１０１の内側に液室１０４を形成するとともに、仕切部材１０５を設けて該液室１０４を上側の主液室１０４Ａと下側の副液室１０４Ｂとに仕切り構成してなる。
【０００４】
上記仕切部材１０５は、リング状の補助金具１０６と、その中央の開口部を塞ぐゴム状弾性体からなる弾性板１０７とからなる。補助金具１０６には、その内周縁から軸方向下方に延びる縦壁部１０６Ａが設けられ、この縦壁部１０６Ａが弾性板１０７の周縁部に埋設されることで、仕切部材１０５の周縁部に軸方向に突出する剛性壁１０８が設けられている。そして、この剛性壁１０８をダイヤフラム１１０の周縁部に対し圧接することで、剛性壁１０８の外周には主液室１０４Ａと副液室１０４Ｂとを連結するオリフィス流路１０９が形成されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−５０３３３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の構造を持つ防振装置１００においては、第１取付部材１０１と第２取付部材１０２とが軸方向に大きく相対変位したときに異音が発生する場合があり、かかる異音の発生を防止することが求められている。
【０００７】
本発明の目的は、液封入式防振装置において、上記のような大変位時における異音の発生を防止する点にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記異音の発生原因について精査していくなかで、異音は防振基体が圧縮される方向（第１取付部材と第２取付部材とが軸方向にて近づく方向）への大変位時ではなく、防振基体の引張方向（第１取付部材と第２取付部材とが軸方向にて離れる方向）への大変位時に発生することを知見した。そして、その音の性質などに鑑みて、キャビテーションが原因で異音が発生するのではないかと考えた。すなわち、防振基体の引張方向への大変位により液室内が急激に負圧になったときに、上記従来の防振装置では副液室から主液室への液体の流れはオリフィス流路を完全に通過する流れのみであるため、圧力変化を緩和しにくく、そのためキャビテーションにより気泡が発生して異音の発生につながると考えた。そして、外周にオリフィス流路を形成して内側の副液室との間を区画する壁部に、上記のような引張方向への大変位時にオリフィス流路の一部を短絡するような液の流れを生じさせる構造を設けることにより、キャビテーションを低減して異音の発生を防止できることを見い出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
本発明に係る液封入式防振装置は、筒状部を有する第１取付部材と、該筒状部の軸心上に配された第２取付部材と、これら取付部材の間に介設されて両取付部材を結合するゴム状弾性体からなる防振基体と、該防振基体に対向して配され前記第１取付部材の内側で前記防振基体との間に液室を形成するダイヤフラムと、該液室を、前記防振基体にて室壁の一部が形成された主液室と前記ダイヤフラムにて室壁の一部が形成された副液室とに仕切る仕切部材と、を備える液封入式防振装置において、前記仕切部材と前記ダイヤフラムのいずれか一方の周縁部に軸方向に突出し周方向に延びる弾性壁を設け、その外周に前記主液室と前記副液室を連結するオリフィス流路を形成するとともに、前記仕切部材と前記ダイヤフラムの他方の周縁部に前記弾性壁の半径方向内方への変形を阻止する阻止部を設けたものである。
【００１０】
この液封入式防振装置では、防振基体の引張方向に所定以上の変位が付加されたときには、上記弾性壁が半径方向外方に撓み変形して隙間が形成され、副液室の液体がこの隙間からオリフィス流路内にリークする。すなわち、オリフィス流路における副液室側の正規の連通口だけでなく、オリフィス流路の途中の箇所からも弾性壁の撓み変形により副液室の液体がオリフィス流路に流れ込む。そのため、キャビテーションを低減して異音の発生を防止することができる。一方、防振基体の圧縮方向に所定以上の変位が付加されたときには、阻止部により弾性壁の内方への変形が阻止されているので、オリフィス流路のみを通して主液室から副液室に液体を流すことができ、正規の液流動効果を発揮させることができる。
【００１１】
本発明の請求項１に係る液封入式防振装置は、上記構成において、前記オリフィス流路が、前記弾性壁を前記仕切部材と前記ダイヤフラムの他方の周縁部に当接させることでその外周に形成されたことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の請求項２に係る液封入式防振装置は、上記構成において、前記阻止部が、前記他方の周縁部に設けられた周方向に延びる剛性壁であって、弾性壁の内周面に当接配置されて該弾性壁の半径方向内方への変形を阻止するものであることを特徴とする。この場合、弾性壁の内周側に軸方向に落ち込んだ段部を設け、この段部に剛性壁の先端が圧接されてもよい。
【００１３】
ここで、剛性壁とは、上記のように撓み変形可能な弾性壁に対立する概念であり、防振基体の大変位時においても撓み変形しないような剛性を持つ壁である。従って、例えば、弾性壁がゴム状弾性体単独からなり、剛性壁がゴム状弾性体に金属等の剛体を埋設して補強したものであってもよい。この場合、剛体まわりのゴム状弾性体は弾性を持つものの、剛性壁全体としては剛体により撓み変形が制限されており、本発明の目的に沿う剛性を持つ。
【００１４】
本発明の液封入式防振装置においては、前記弾性壁が前記仕切部材の周縁部に設けられ、前記阻止部が前記ダイヤフラムの周縁部に設けられてもよい。また、この場合、前記仕切部材がゴム状弾性体のみからなり、その周縁部が中央部に対して厚肉に形成されており、この厚肉の周縁部がリング状の保持部材と前記ダイヤフラムの周縁部との間で挟持されることで前記仕切部材が前記液室内に固定されてもよい。このように仕切部材をゴム状弾性体のみで形成することにより、上記大変位時に弾性壁を一層撓み変形させ易くしてキャビテーションによる異音を更に効果的に防止することができる。一方で、仕切部材をゴム状弾性体のみで形成すると、仕切部材の脱落が危惧されるが、上記のように仕切部材の周縁部を中央部に対して厚肉に設定するとともに、この厚肉の周縁部を別体のリング状保持部材とダイヤフラム周縁部との間で挟持することにより、薄肉の中央部で高周波数域の振動に対する防振性能を確保しながら、仕切部材の確実な固定を達成することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１〜５を参照して第１実施形態に係る液封入式防振装置１０を説明する。
【００１６】
この防振装置１０は、自動車のエンジンを車体に対して支承するエンジンマウントであり、筒状部１１を有し車体側のブラケット１に取付固定される下側の金属製第１取付部材１２と、その軸心上において上方に間隔をおいて配されエンジン側のブラケット２に取付固定される上側の金属製第２取付部材１４とを、ゴム状弾性体よりなる防振基体１６を介して結合してなり、上下方向、即ち第１取付部材１２の軸方向に振動が付加されるものである。
【００１７】
防振基体１６は、外形が略截頭円錐形をなし、その上部軸心上に第２取付部材１４の下部が加硫成形手段により埋設されており、防振基体１６の下端外周部は第１取付部材１２の上部内周面に加硫成形手段により接着固定されている。
【００１８】
第１取付部材１２の下部側には、防振基体１６と対向するようにダイヤフラム１８が装着されている。ダイヤフラム１８は、可撓性膜としての薄肉ゴム膜２０と、その外周部に加硫接着された筒状の補助金具２２とからなり、補助金具２２の外周縁が第１取付部材１２の下端１２Ａによりかしめ固定されている。
【００１９】
第１取付部材１２の内側には、ダイヤフラム１８と防振基体１６との間に密閉された液室２４が形成されており、この液室２４に液体が封入されている。液室２４内には、外周にオリフィス流路２６を形成する円盤状の仕切部材２８が設けられており、液室２４はこの仕切部材２８により上下に仕切られている。すなわち、第１取付部材１２の内側における防振基体１６とダイヤフラム１８との間には、防振基体１６にて室壁の一部が形成された主液室２４Ａと、主液室２４Ａにオリフィス流路２６を介して連結されるとともにダイヤフラム１８にて室壁の一部が形成された副液室２４Ｂとが、仕切部材２８を介して互いに上下に隣接して設けられている。
【００２０】
仕切部材２８は、ゴム状弾性体からなる円盤状の弾性板部３２と、その周縁部に一体に加硫接着されたリング状の補助金具３０とからなり、オリフィス流路２６が閉塞した状態となるような高周波数域の振動が付加されたときに、弾性板部３２によって防振性能を発揮できるように構成されている。補助金具３０の外周縁は、第１取付部材１２の下端１２Ａによってダイヤフラム１８の補助金具２２とともにかしめ固定されており、これにより仕切部材２８は液室２４内に固定されている。また、補助金具３０の内周縁には軸方向下方に向けてわずかに突出する縦壁部３０Ａが設けられている。縦壁部３０Ａの突出高さは、後記の弾性壁３４が撓み変形できるようにオリフィス流路２６の軸方向における高さよりも十分小さく（好ましくはオリフィス流路２６の高さの１／３以下）設定されている。
【００２１】
仕切部材２８の周縁部には、軸方向下方の副液室２４Ｂ側に突出して周方向に延びる弾性壁３４が弾性板部３２と一体のゴム状弾性体により形成されている。そして、この弾性壁３４をダイヤフラム１８の周縁部に圧接させることにより、弾性壁３４の外周においてダイヤフラム１８の補助金具２２との間にオリフィス流路２６が形成され、従ってオリフィス流路２６は弾性壁３４によって副液室２４Ｂの外周に仕切り構成されている。弾性壁３４は、オリフィス流路２６内にある一定以上の負圧が生じたときに半径方向外方に撓み変形できるように、ゴムや熱可塑性エラストマー等の弾性材料のみで形成されており、従来のように剛体が高さ方向のほぼ全体にわたって埋設されたものではない。
【００２２】
図４に示すように、弾性壁３４には周上の一箇所において半径方向外方に突出してオリフィス流路２６を遮断する遮断壁部３６が設けられており、遮断壁部３６を挟んだ周方向の両側において、オリフィス流路２６を主液室２４Ａ側に連通する第１連通口３８と、オリフィス流路２６を副液室２４Ｂ側に連通する第２連通口４０とが形成されている。これにより、オリフィス流路２６は周方向で略一周の長さをもって主液室２４Ａと副液室２４Ｂを相互に連通する。
【００２３】
ダイヤフラム１８の補助金具２２は、軸方向下方ほど小径化されたテーパ筒状をなし、その上端には外向きのフランジ２２Ａが設けられ、下端は内向きに折曲され、さらに軸方向下方に突出する折返し部２２Ｂを経て、軸方向上方に突出する縦壁部２２Ｃが設けられている。縦壁部２２Ｃの突出高さはオリフィス流路２６の底面よりもわずかに軸方向上方に突出する程度に設定されている。そして、補助金具２２は、フランジ部２２Ａを除いてその他の部分が薄肉ゴム膜２０と一体のゴム状弾性体により被覆されている。このようにして金属製の縦壁部２２Ｃをゴム状弾性体に埋設することにより、ダイヤフラム１８の周縁部には仕切部材２８に向かって軸方向上方に突出し、かつ周方向に延びる剛性壁４６が形成されている。
【００２４】
図１に示すように、ダイヤフラム１８の剛性壁４６は、仕切部材２８の弾性壁３４の内側に嵌着されており、これにより弾性壁３４は半径方向外方には撓み変形可能であるものの、半径方向内方には剛性壁４６により撓み変形が阻止されている。詳細には、弾性壁３４の内周側には軸方向上方に落ち込んだ水平な段部４２が設けられており、この段部４２に対し剛性壁４６の先端面を圧接させることでオリフィス流路２６の内周側の壁部が形成されている。その際、弾性壁３４における段部４２よりも下方に突出する部分ではその内周面３４Ａが剛性壁４６に当接し、また、先端（下端）が剛性壁４６外周の凹部４７底面に当接している。これにより、上記内周側の壁部は、剛体３０Ａ，２２Ｃが埋設された上下端部を除いて、高さ方向の大部分がゴム状弾性体のみで構成されている。
【００２５】
図５に示すように、弾性壁３４の段部４２には周方向に延びる凸条４４が形成され、また剛性壁４６の先端面にも周方向に延びる同様の凸条４８が設けられている。そして、剛性壁４６の凸条４８が段部４２の凸条４４よりも外周側に位置するように段部４２と剛性壁４６とが圧接されており（図１参照）、これにより、弾性壁３４の外方への撓み変形がある程度制限されている。
【００２６】
以上よりなる本実施形態の液封入式防振装置１０では、図２に示すように、小変位時（即ち、所定振幅以下の軸方向振動が入力されたとき）には、主液室２４Ａと副液室２４Ｂとの間でオリフィス流路２６を通って液体の流動が生じ、その流動効果により振動減衰機能を発揮することができる。なお、弾性壁３４の弾性率、剛性壁４６との圧接度合および凸条４４，４８同士の係合度合などは、このような小変位時では弾性壁３４が撓み変形しないように設定されている。
【００２７】
また、防振基体１６の圧縮方向における大変位時（即ち、第１取付部材１２と第２取付部材１４とが近づく方向に所定以上の変位が付加されたとき）には、剛性壁４６により弾性壁３４の内側への撓み変形が阻止されているので、小変位時と同様、図２に示すようにオリフィス流路２６のみを通して主液室２４Ａから副液室２４Ｂに液体を流すことができ、正規の液流動効果を発揮させることができる。
【００２８】
一方、防振基体１６の引張方向における大変位時（即ち、第１取付部材１２と第２取付部材１４とが離れる方向に所定以上の変位が付加されたとき）には、図３に示すように、弾性壁３４は、その外周には剛性壁がないので、オリフィス流路２６内が負圧になることで自身の弾性により半径方向外方に撓み変形する。これにより、副液室２４Ｂの液体が連通口４０からだけでなく、矢印Ｘで示すように撓み変形した箇所からもオリフィス流路２６に流れ込む。そのため、液室２４内における圧力変化を緩和してキャビテーションを低減することができ、もって異音の発生を防止することができる。弾性壁３４の撓み変形は液圧変化に伴う一時的なものであり、上記負圧が解消されれば図２に示す元の状態に戻る。
【００２９】
次に、第２実施形態に係る液封入式防振装置５０について図６〜９を参照して説明する。この第２実施形態の防振装置５０は、第１実施形態において仕切部材を変更したものであり、その他の構成は特に説明しない限り同一の構成を有するため、同じ符号を付して説明を省略する。
【００３０】
第２実施形態では、液室２４を上下に仕切る仕切部材５２がゴム状弾性体のみからなり、その周縁部５４が中央部５６に対して厚肉に形成されており、この厚肉の周縁部５４がリング状の保持部材５８とダイヤフラム１８の周縁部との間で挟持されることにより、仕切部材５２は液室２４内に固定されている。
【００３１】
詳細には、仕切部材５２は、円盤状をなす総ゴム部材であり、薄肉円板状の中央部５６と、その外周を取り囲む厚肉の周縁部５４とからなる。なお、周縁部５４の厚みＴ１は中央部５６の厚みＴ２の３倍以上に設定することが好ましい。周縁部５４には、第１実施形態と同様の弾性壁３４とその内周側の段部４２が設けられており、更に弾性壁３４の外周にオリフィス流路２６を形成するための溝６０が設けられている。
【００３２】
また、仕切部材５２の周縁部５４には、図９Ａ〜Ｃに示すように、弾性壁３４の周上の一箇所において半径方向外方に突出してオリフィス流路２６を遮断する遮断壁部６２が設けられており、遮断壁部６２を挟んだ周方向の両側において、オリフィス流路２６を主液室２４Ａ側に連通する第１連通口６４と、オリフィス流路２６を副液室２４Ｂ側に連通する第２連通口６６とが形成されている。なお、符合６８は、遮断壁部６２に設けられたシール用リブであり、ダイヤフラム１８の周縁部に押し当てられることで遮断壁部６２による遮断性を確保している。
【００３３】
また、保持部材５８は、仕切部材５２の周縁部５４の上面を受けて、ダイヤフラム１８の補助金具２２との間で、該周縁部５４を挟み込んだ状態に保持する金具である。保持部材５８は、その周縁部５８Ａが第１取付部材１２の下端１２Ａによって補助金具２２のフランジ２２Ａとともにかしめ固定されている。
【００３４】
なお、第２実施形態では、ダイヤフラム１８の筒状の補助金具２２には折返し部２２Ｂが設けられておらず、筒状部の下端は内向きに折曲され、そのまま軸方向上方に突出形成されて、剛性壁４６を構成する縦壁部２２Ｃが設けられている。
【００３５】
以上よりなる第２実施形態の防振装置５０でも、第１実施形態と同様、小変位時や防振基体１６の圧縮方向における大変位時には、図７に示すように、オリフィス流路２６のみを通して主液室２４Ａと副液室２４Ｂとの間で液体の流動が生じ、その流動効果により振動減衰機能を発揮することができる。また、防振基体１６の引張方向における大変位時には、図８に示すように、弾性壁３４が半径方向外方に撓み変形し、これにより、副液室２４Ｂの液体が連通口６６からだけでなく、矢印Ｘで示すように撓み変形した箇所からもオリフィス流路２６に流れ込むので、液室２４内における圧力変化を緩和してキャビテーションを低減することができ、もって異音の発生を防止することができる。
【００３６】
特に、この第２実施形態では、仕切部材５２をゴム状弾性体のみで形成したので、防振基体１６の引張方向での大変位時に弾性壁３４を一層撓み変形させ易くすることができ、また仕切部材５２自体も撓み変形しやすくなることで、実際に車両に搭載した実車テストにおいてもキャビテーションに起因する異音は皆無となった。
【００３７】
また、仕切部材５２の周縁部５４を中央部５６に対して厚肉に設定するとともに、この厚肉の周縁部５４を別体の保持部材５８とダイヤフラム１８周縁部との間で挟持したことにより、薄肉の中央部５６で高周波数域の振動に対する防振性能を確保しながら、仕切部材５２を確実に固定することができる。
【００３８】
なお、以上の実施形態においては、仕切部材２８，５２に弾性壁３４を設け、ダイヤフラム１８にこれの内方への変形を阻止する剛性壁４６を設けているが、両者を逆に、即ちダイヤフラムの周縁部に弾性壁を設け、仕切部材の周縁部に該弾性壁の内方への変形を阻止する剛性壁を設けることもできる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、防振基体の小変位時や圧縮方向への大変位時には正規のオリフィス流路の流れを確保しつつ、異音が生じる引張方向への大変位時には副液室の液体をオリフィス流路の一部を短絡するようにオリフィス流路内にリークさせ、これによりキャビテーションを低減して異音の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態に係る液封入式防振装置の縦断面図（図４のＩ−Ｉ線断面図）である。
【図２】 防振基体の小変位時及び圧縮方向への大変位時における防振装置の断面図（図４のII−II線断面に相当する図）である。
【図３】 防振基体の引張方向への大変位時における防振装置の断面図である。
【図４】 同防振装置における仕切部材の底面図である。
【図５】 同防振装置の分解半断面図である。
【図６】 本発明の第２実施形態に係る液封入式防振装置の縦断面図（図９ＣのVI−VI線断面図）である。
【図７】 防振基体の小変位時及び圧縮方向への大変位時における防振装置の断面図（図９ＣのVII−VII線断面に相当する図）である。
【図８】 防振基体の引張方向への大変位時における防振装置の断面図である。
【図９】 （Ａ）は仕切部材の上面図、（Ｂ）は仕切部材の断面図、（Ｃ）は仕切部材の底面図である。
【図１０】 従来の液封入式防振装置の縦断面図である。
【符号の説明】
１１……筒状部
１２……第１取付部材
１４……第２取付部材
１６……防振基体
１８……ダイヤフラム
２４……液室
２４Ａ……主液室
２４Ｂ……副液室
２６……オリフィス流路
２８，５２……仕切部材
３４……弾性壁
３４Ａ……弾性壁の内周面
４２……段部
４６……剛性壁（阻止部）
５４……仕切部材の周縁部
５６……仕切部材の中央部
５８……保持部材

Claims (6)

1. 筒状部を有する第１取付部材と、該筒状部の軸心上に配された第２取付部材と、これら取付部材の間に介設されて両取付部材を結合するゴム状弾性体からなる防振基体と、該防振基体に対向して配され前記第１取付部材の内側で前記防振基体との間に液室を形成するダイヤフラムと、該液室を、前記防振基体にて室壁の一部が形成された主液室と前記ダイヤフラムにて室壁の一部が形成された副液室とに仕切る仕切部材と、を備える液封入式防振装置において、
   前記仕切部材と前記ダイヤフラムのいずれか一方の周縁部に軸方向に突出し周方向に延びる弾性壁を設け、前記弾性壁を前記仕切部材と前記ダイヤフラムの他方の周縁部に当接させてその外周に前記主液室と前記副液室を連結するオリフィス流路を形成するとともに、前記他方の周縁部に前記弾性壁の半径方向内方への変形を阻止する阻止部を設けた
   ことを特徴とする液封入式防振装置。
2. 筒状部を有する第１取付部材と、該筒状部の軸心上に配された第２取付部材と、これら取付部材の間に介設されて両取付部材を結合するゴム状弾性体からなる防振基体と、該防振基体に対向して配され前記第１取付部材の内側で前記防振基体との間に液室を形成するダイヤフラムと、該液室を、前記防振基体にて室壁の一部が形成された主液室と前記ダイヤフラムにて室壁の一部が形成された副液室とに仕切る仕切部材と、を備える液封入式防振装置において、
   前記仕切部材と前記ダイヤフラムのいずれか一方の周縁部に軸方向に突出し周方向に延びる弾性壁を設け、その外周に前記主液室と前記副液室を連結するオリフィス流路を形成するとともに、前記仕切部材と前記ダイヤフラムの他方の周縁部に前記弾性壁の半径方向内方への変形を阻止する阻止部を設け、
   前記阻止部は、前記他方の周縁部に設けられた周方向に延びる剛性壁であって、前記弾性壁の内周面に当接配置されて該弾性壁の半径方向内方への変形を阻止する
   ことを特徴とする液封入式防振装置。
3. 前記弾性壁がゴム状弾性体からなり、前記剛性壁がゴム状弾性体に剛体を埋設してなる請求項２記載の液封入式防振装置。
4. 前記弾性壁の内周側に軸方向に落ち込んだ段部が設けられ、該段部に前記剛性壁の先端が圧接されたことを特徴とする請求項２記載の液封入式防振装置。
5. 前記弾性壁が前記仕切部材の周縁部に設けられ、前記阻止部が前記ダイヤフラムの周縁部に設けられたことを特徴とする請求項１又は２記載の液封入式防振装置。
6. 前記仕切部材がゴム状弾性体のみからなり、その周縁部が中央部に対して厚肉に形成されており、この厚肉の周縁部がリング状の保持部材と前記ダイヤフラムの周縁部との間で挟持されることで前記仕切部材が前記液室内に固定されたことを特徴とする請求項５記載の液封入式防振装置。

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