JP4815411B2 - 液体封入式防振装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば自動車のエンジン等を支持するために用いられるエアダイヤフラム式の液体封入式防振装置に関する。

従来より、液体とともに空気を封入し、その空気の圧縮膨張を利用することでダイヤフラムを省略したエアダイヤフラム式の液体封入式防振装置が知られている（特許文献１）。

図５は、その防振装置の断面図を示しており、図中、符号１０１は筒軸Ｘが略水平となるように横向きに配置された内筒体であり、符号１０２はこの内筒体１０１の周囲を囲む外筒体、符号１０３はこの外筒体１０２と内筒体１０１とを互いに連結するゴム弾性体、符号１０４はゴム弾性体１０３中に内筒体１０１の周囲を囲むよう埋め込まれた中間筒体である。

そして、符号１０５は主流体室、符号１０６は副流体室であり、主流体室１０５と副流体室１０６とは、オリフィス１０７及び連通孔１０８で互いに連通している。各流体室１０５，１０６には非圧縮性の流体としての液体Ｌと、圧縮性の気体としての空気Ａとが封入されるが、使用時には、適正な防振性能が発揮できるように、主流体室１０５は液体Ｌで満たし、副流体室１０６は液体Ｌと空気Ａとで満たした状態となるように構成されている。

すなわち、図の（ａ）のように被支持体の静荷重を支持していない無負荷の状態、つまり使用前においては、主流体室１０５の上部は、筒軸Ｘ方向から見て断面がハ字状に広がるゴム弾性体１０３の一対の主ばね部１０３ａ，１０３ｂで区画されているため、主流体室１０５が下に副流体室１０６が上になるようにすると、空気Ａは各室１０５，１０６の上部に溜まることとなる。

そこで、この防振装置では、主流体室１０５の上部に溜まった空気Ａを排除して副流体室１０６へ導くために、図の（ｂ）のように被支持体の静荷重を支持する使用状態になると、ハ字状に広がっていた各主ばね部１０３ａ，１０３ｂが変形して、主流体室１０５の上部が連通孔１０８の開口に向かって上向きに傾斜し、主流体室１０５内に溜まっていた気体Ａが連通孔１０８を通じて副流体室１０６に導かれるようになっている。
特許第３６７６０２５号公報

ところが、上記の防振装置では、ゴム弾性体が被支持体の静荷重を支持して変形する作用を利用して主流体室内の気体を排除しているため、ゴム弾性体の形状、特に主ばね部の形状が強い制約を受け、求められる性能に対して自由に設計することができなかった。

例えば、垂直方向の剛性を高めたい場合には、主ばね部を垂直方向側に立てるように構成するのが好ましいが、そうすると、ゴム弾性体が変形しても主流体室の上部中央付近の凹みに空気が残ってしまい、それを確実に副流体室に導くことが困難になる。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、防振装置の性能を決めるゴム弾性体の形状設計の自由度を高めつつ、主流体室から気体を確実に副流体室に導いて、安定した性能を発揮する液体封入式防振装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明では、オリフィスとは別に、ゴム弾性体が変形しなくても主流体室から気体を排除して副流体室に導くことのできる排気通路を設けた。

具体的には、筒軸を横向きにして配置される内筒体と、この内筒体の周囲を囲む外筒体と、これら内筒体と外筒体との間に介在して両者を互いに連結するゴム弾性体と、このゴム弾性体で区画されて、相対的に下側に形成される主流体室及び相対的に上側に形成される副流体室と、これら主流体室と副流体室とに連通するオリフィスと、を備えた液体封入式防振装置であって、上記ゴム弾性体の下部には、主流体室となる凹部が上向きに凹んで形成されており、この凹部の上端に開口し、そこから外側に向かって横向きに延びる横排気通路と、この横排気通路に接続され、上向きに延びて副流体室に連通する周排気通路と、が形成されている構成とする。

この構成によれば、主流体室となる上向きに凹む凹部の上端から横向きに横排気通路が延びていて、周排気通路を介して上方に形成された副流体室に連通している。主流体室に溜まる気体は主流体室の上部に集まるが、その集まった気体は、ゴム弾性体が変形しなくても、そこから横に延びる横排気通路に導かれ、周排気通路を介して副流体室に移動する。

従って、先の特許文献１の防振装置のように、特定の形状に縛られることもなく比較的自由にゴム弾性体の形状設計を行うことができる。例えば、垂直方向の剛性を高めるために、主ばね部を垂直方向側に立てるように構成すると、主流体室の側面も垂直方向に立つようになるが、こうしても排気が不十分になることはない。

更に具体的には、横排気通路は、貫通孔や、下向きに開放された溝で構成することができる。前者であれば、ゴム弾性体の物性をほとんど損うことがなく、バネバランスに優れるし、後者であれば、型抜きなどの点で成型し易い利点がある。

また、上記主流体室の床面となる部位に、上方に突出するストッパを設け、上記主流体室の天井面となる凹部の内壁上部に、上記ストッパの衝突を柔らげる緩衝部を下方に突出形成し、上記緩衝部の周りに、横排気通路との接続部位が最も高くなるように傾斜する周溝を全周に亘って形成することができる。そうすれば、主流体室に溜まった気体は、全て横排気通路との接続部位に集められ、より確実に横排気通路に導いて排除できる。

また、少なくとも被支持体の静荷重を支持した状態では、周排気通路との接続部位が最も高くなるように横排気通路を傾斜させることもできる。そうすれば、主流体室内の気体をよりいっそう確実に副流体室にまで導くことができる。尚、ここで、少なくとも被支持体の静荷重を支持した状態では、としたのは、無負荷の状態も含む趣旨であり、その場合には、変形する前から傾斜しているため、更に確実性が向上する。

以上説明したように、本発明によれば、ゴム弾性体の形状を自由に設定しながら、主流体室に入り込んだ気体を確実性をもって副流体室に導くことができ、要求される性能を安定して発揮する液体封入式防振装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１〜図３に示すように、本発明の液体封入式防振装置（以下、防振装置という）は、細筒形状をした金属製の内筒体１や、この内筒体１の周囲を囲む円筒形状をした金属製の外筒体２、これら内筒体１と外筒体２の間に介在して両者を互いに連結する略円筒形をしたゴム弾性体３、このゴム弾性体３の内部に一体化される中間筒体４、外筒体２内に形成され、液体Ｌが封入される主流体室５及び副流体室６、これら主流体室５及び副流体室６に連通するオリフィス７及び排気通路８、プラスチック製の蓋体９などを備えている。

この防振装置は、主流体室５が下側に位置するように筒軸Ｘを横向きにした状態で、内筒体１をエンジンの変速機側に取り付け、外筒体２を車体側に取り付けて使用される。尚、以下、上下等の方向はこの使用時の方向に従うものとし、例えば筒軸Ｘ方向は前後方向とする。

図１に示すように、この防振装置は、例えば、ゴム弾性体３と蓋体９とを組み合わせて外筒体２に途中まで圧入し、気体Ａとしての空気の封入量を考慮して主流体室５及び副流体室６に所定量の液体Ｌを注入した後、最後まで圧入して外筒体２の筒軸方向の両端部をかしめることによって製造される。

図２に示すように、ゴム弾性体３は、その上部に一対の弧状壁３ｃ、３ｃと、上壁３ｂとを有するとともに、図１に示すように、その下部の周壁３ｄにおいて上向きに凹んだ凹部３ｅを有している。

また、ゴム弾性体３は、その内部に、加硫成型により一体化された内筒体１及び中間筒体４を有しており、無負荷の状態では、図３の（ａ）に示すように、内筒体１は、その筒軸が外筒体２の筒軸Ｘよりも上方に変位した部位に当該筒軸Ｘと平行に前後に延びるように設けられ、中間筒体４は、ゴム弾性体３の外周寄りでその周囲を囲むように設けられている。また、ゴム弾性体３には、内筒体１の左右両側において、前後方向に延びるように一対の空隙部３ａ，３ａが形成されている。

副流体室６は、このゴム弾性体３を外筒体２に嵌め込むことによって、先の上壁３ｂ及び弧状壁３ｃ，３ｃと外筒体２の内壁とで周囲を囲まれて形成され、主流体室５は、先の凹部３ｅの下側の開口に蓋体９を嵌め込むことによって形成される。

この主流体室５の床面となる蓋体９の上壁の略中央部には、上方に突出するストッパ９ａが設けられている。そして、ゴム弾性体３が大きく変形してこのストッパ９ａに衝突したとしても、その衝撃を緩和するように主流体室５の天井面となる凹部３ｅの内壁上部３０には、ストッパ９に対向して下方に突出する緩衝部３０ａが設けられている。

このような形状をしたゴム弾性体３は、特に、垂直方向の剛性が高められていて、上下方向に硬くなるようなバネバランスでもって、内筒体１と外筒体２とが互いに弾性連結している。

すなわち、ゴム弾性体３では、内筒体１の左右両側の部分からそれぞれ弾性変形可能な主バネ部３ｆ，３ｆが外筒体２に向かい対称状に斜め下方に延びていて、主として内筒体１と外筒体２との間に加わる荷重を受け止めて弾性変形するように構成されている。

そして、被支持体であるエンジンの静荷重を支持した使用状態においては、図３の（ｂ）に示すように、内筒体１と上壁３ｂとの間が分離してバネ弾性体３が変形するとともに内筒体１が下方に変位する。

特に本実施形態では、これら主バネ部３ｆ，３ｆは、いずれも左右より上下方向に延びて立つように構成されているため、下向きの負荷が大きくても、これはしっかりと受け止められることとなる。これら主バネ部３ｆ，３ｆの形状は、後述するように排気通路８が設けられているので、主流体室５に溜まる気体Ａを気にせずに自由に設計できる。

オリフィス７は、図１や図３に示すように、ゴム弾性体３の周壁３ｄの前後方向の略中央部を切り欠いて形成された帯状の溝部７ａを含んでおり、ゴム弾性体３が外筒体２に嵌め込まれた状態で、主バネ部３ｆの一方の下端から周方向に延びて副流体室６に連通する帯状の通路として構成されている。このように、オリフィス７の通路長は比較的長くなっているため、低周波域で優れた防振効果が発揮される。

一方、主流体室５内の気体Ａを自動的に副流体室６に導いて排除することができる排気通路８が、このオリフィス７とは別に形成されている。

すなわち、この排気通路８は、横排気通路８ａと周排気通路８ｂとで構成されていて、その横排気通路８ａは、オリフィス７が形成された他方の主バネ部３ｆの上端（主流体室５を構成している凹部３ｅの上端）に開口するとともに、そこから外周に向かって横向きに延びている。

そして、本実施形態の横排気通路８ａは、図１、図４に示すように、ゴム弾性体３の一方の主バネ部３ｆを前後方向の略中央で二分して、下方に開放された溝状に形成されている。このように横排気通路８ａを溝状に形成することは、成型時の型抜きを容易にして製造コストや量産性の面で有利となり、主流体室５に溜まった気体Ａが横排気通路８ａ内に入り易くなって、気体Ａを主流体室５から誘い出す誘い溝としても機能する。

さらに、主流体室５の天井面である凹部３ｅの内壁上部３０に形成された緩衝部３０ａの周りには、横排気通路８ａとの接続部位が最も高く位置するように傾斜している周溝３０ｂが全周に亘って形成されている。つまり、周溝３０ｂの最も高い部位に横排気通路８ａが開口しているので、主流体室５の上部に溜まる気体Ａはこの周溝３０ｂを伝って自動的に横排気通路８ａの開口に導かれ、主流体室５から排除され易くなる。

一方、周排気通路８ｂは、図４に示すように、ゴム弾性体３の周壁部３ｄの外周面が、実質的にオリフィスとして機能しないように、オリフィス７よりも十分小さく切り欠かれていて、ゴム弾性体３が外筒体２に嵌め込まれた状態では、ゴム弾性体３の外周部位で横排気通路８ａに接続され、そこから周方向を上向きに延びて副流体室６に連通する細管状の通路となるように構成されている。

そして、本実施形態では、図３の（ｂ）に示すように、所定の静荷重が加わる使用時には、主バネ部３ｆが変形して横排気通路８ａの上面が傾斜し、その周排気通路８ｂとの接続部位が最も高くなるように設定されているため、主流体室５に溜まる気体Ａが自動的に副流体室６に導かれ、確実性をもって排除できる。尚、横排気通路８ａも無負荷の状態、つまり成型段階から上記のように傾斜させておけば、変形に頼らず確実に上記作用効果を得ることができる。

これら以外にも、主バネ部３ｆの一方の下端に設けられた、主流体室５に通じるオリフィス７の連通口７ｂは、主流体室５に流入する液体Ｌがその内壁に沿って流れるように、略上向きに開口するように設けておくとよい。そうすれば、防振装置の使用時に、オリフィス７を介して主流体室５に液体Ｌが流入すると、主流体室５内には、オリフィス７が設けられたその下端部から内壁に沿って横排気通路８ａに向かう液体Ｌの流れが形成されるため、主流体室５内に気体Ａが溜まるのをより確実に防ぐことができる。

なお、本発明にかかる防振装置は、前記の実施の形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。

すなわち、上記実施形態の横排気通路８ａは溝形状としたが、ゴム弾性体３を貫通する貫通孔であってもよい。そうすれば、主バネ部３ｆの形状を内筒体１に対してほぼ対称状にすることができ、バネバランスを向上させることができる。

その他、オリフィス７と排気通路８とは、同じ主バネ部３ｆに形成されていてもよい。また、ゴム弾性体３は、その内部に中間筒体４を含まないものであってもよい。

本発明の液体封入式防振装置の分解斜視図である。 本発明のゴム弾性体を上方から見た図である。 本発明の液体封入式防振装置の筒軸方向から見た側方断面図である。（ａ）は無負荷の状態を、（ｂ）は負荷が加わった状態を示している。 本発明のゴム弾性体の要部を示す斜視図である。 従来の液体封入式防振装置の筒軸方向から見た側方断面図である。（ａ）は無負荷の状態を、（ｂ）は負荷が加わった状態を示している。

符号の説明

１ 内筒体
２ 外筒体
３ ゴム弾性体
３ｂ 上壁部
３ｅ 凹部
４ 中間筒体
５ 主流体室
６ 副流体室
７ オリフィス
８ａ 横排気通路
８ｂ 周排気通路
９ａ ストッパ
３０ａ 緩衝部
３０ｂ 周溝
Ｌ 液体
Ｘ 筒軸

Claims (5)

1. 筒軸を横向きにして配置される内筒体と、この内筒体の周囲を囲む外筒体と、これら内筒体と外筒体との間に介在して両者を互いに連結するゴム弾性体と、このゴム弾性体で区画されて、相対的に下側に形成される主流体室及び相対的に上側に形成される副流体室と、これら主流体室と副流体室とに連通するオリフィスと、を備えた液体封入式防振装置であって、
   上記ゴム弾性体の下部には、主流体室となる凹部が上向きに凹んで形成されており、
   この凹部の上端に開口し、そこから外側に向かって横向きに延びる横排気通路と、この横排気通路に接続され、上向きに延びて副流体室に連通する周排気通路と、が形成されていることを特徴とする液体封入式防振装置。
2. 請求項１に記載の液体封入式防振装置において、
   上記横排気通路が、貫通孔として形成されていることを特徴とする液体封入式防振装置。
3. 請求項１に記載の液体封入式防振装置において、
   上記横排気通路が、下向きに開放された溝として形成されていることを特徴とする液体封入式防振装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の液体封入式防振装置において、
   上記主流体室の床面となる部位には、上方に突出するストッパが設けられ、
   上記主流体室の天井面となる凹部の内壁上部には、上記ストッパの衝突を柔らげる緩衝部が下方に突出形成されており、
   上記緩衝部の周りには、横排気通路との接続部位が最も高くなるように傾斜する周溝が全周に亘って形成されていることを特徴とする液体封入式防振装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の液体封入式防振装置において、
   少なくとも被支持体の静荷重を支持した状態では、周排気通路との接続部位が最も高くなるように横排気通路が傾斜していることを特徴とする液体封入式防振装置。

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