JP5175530B2

JP5175530B2 - 防振装置

Info

Publication number: JP5175530B2
Application number: JP2007312720A
Authority: JP
Inventors: 哲植木
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2007-12-03
Filing date: 2007-12-03
Publication date: 2013-04-03
Anticipated expiration: 2027-12-03
Also published as: JP2009138774A

Description

本発明は、エンジンを車体に搭載する際に用いられるエンジンマウントに関するものであり、エンジンからの振動を吸収し車体側への振動の伝達を効果的に軽減しようとするものである。

乗用車等の車輌では、駆動源であるエンジンは、エンジンマウントを介して車体に取り付けられており、エンジンからの振動を該エンジンマウントにおいて吸収し車体側へと伝達される振動を最小限に食い留めるようにしている。

エンジンから車体側へと伝達される振動としては、車輌が所定の速度以上で走行している時に伝達される振動(周波数(9〜15Hz程度)が低く振幅が大きい振動（シェイク振動）)と、車輌のアイドリング時において伝達される振動（周波数（18〜30Hz程度）がシェイク振動に比較して相対的に高く振幅が小さい振動（アイドル振動））に大別され、従来は、エンジンマウントの主要構成部材をなすケーシングの内側に、複数種の経路を備えたオリフィスを作動流体とともに組み入れ、入力される振動の種類に応じて該経路を選択的に切り替える液圧切替式マウントが適用されていた（例えば特許文献1参照）。
特開2007-71313号公報

上記の防振装置は、ケーシング内に封じ込められた液体による共振現象(液注共振)を利用して振動の吸収、軽減を図るものであって、その流通経路は、予め、シェイク振動やアイドル振動の周波数や振幅に対応した流通抵抗に設定（チューニング）されていて、通路の切り替えは、ケーシング（主液室）内の圧力変動（振動に由来する容積変化）を駆動力として作動させるピストン（オリフィスの構成部材）により行われていた。

ところで、この種のエンジンマウントは、作動流体を行き来させる流通経路をシリンダーの外側壁を切り欠くことにより形成した通路を通して主液室につなげられているが、シリンダーの先端部分には狭幅領域が局所的に形成されるのが不可避であることから、その部位に組みつけられる構成部材（逆止弁保持用のホルダー）との相互間に隙間が生じやすく、その隙間を通して作動流体が漏れ出てしまうこともあり、振動の吸収、軽減特性を低下させる原因になっていた。

本発明の課題は、液柱共振に影響を及ぼす上記の如き液漏れを回避して、エンジンから伝達される振動を確実に吸収、軽減し得る防振装置を提案するところにある。

本発明は、振動発生源との連結を司る連結片を埋設固定したゴム弾性部材と、エンジンマウントの本体部分をなし、その一方の開放端にゴム弾性部材を一体連結したケーシングと、このケーシングの他方の開放端に配置され、ケーシングの周壁内面及びゴム弾性部材の先端壁面との囲撓によりケーシングの内側に密閉空間を区画形成するダイヤフラムと、該密閉空間内に主液室を残して配置されるオリフィスとを備え、
前記オリフィスは、ケーシングの内周壁に固定保持され、ダイヤフラムを隔壁としてその内側に副液室を形成するシリンダーと、このシリンダーの外側壁に設けられ、密閉空間の空隙部分に充填された液体を主液室及び副液室の相互間で行き来させる複数の通路と、主液室につながる複数の開口を有し、該シリンダーの先端部分に適合する仕切り蓋と、主液室からの液体の流入のみを許容する逆止弁を有し、そのフランジ部をシリンダーの先端部分と仕切り蓋との相互間で挟持されて逆止弁を固定保持するホルダーと、該シリンダー内にて往復移動可能に弾性支持され、主液室の液圧変動に伴う往動又は復動によって通路の選択を行いシェイクモード又はアイドルモードへの切り替えを可能とするピストンとからなり、
前記ホルダーのフランジ部の上下にそれぞれ、液漏れ防止用のシール部材を配置したことを特徴とする防振装置である。

上記の構成になる防振装置においては、シール部材として、加圧状態（圧入）にて配置されたゴムシートを適用するのが望ましい。また、前記ホルダーは、前記シリンダーの内周壁に圧入される環状壁を有し、該環状壁の一端部は、前記フランジ部の内周側の端部に一体連結することができる。

ホルダーのフランジ部の上下面に液漏れ防止用のシール部材を配置して該シール部材をシリンダーの上端面と仕切り蓋との相互間で挟持することによりその部位からの液漏れを確実に回避することができる。

ホルダーにシリンダーの内周壁に圧入可能な環状壁を設けることで、ホルダーとシリンダーとの接触面積が拡大され、より高いシールが可能となる。

以下、図面を参照して本発明をより具体的に説明する。
図1は本発明にしたがう防振装置の実施の形態を断面で示した図である。また、図2はオリフィスの外観を分解状態で示した図であり、図3(a)および(b)はオリフィスを構成するシリンダーの外観を、2面について示した図である。

図1における符号1は上端の径が最も小さく、下端に向けて径を漸次拡大した彎曲外表面を有するリング状のゴム弾性部材である。このゴム弾性部材1には、下端部へ向けて先細りになる略円錐台状の外観形状を有する金属製の連結片1aが軸芯Lに沿って埋設固定されており、その上端部分のねじ孔nにブラケットステー等を介して締結部材（ボルト等）をねじ込むことによりエンジン側に連結される。

2はエンジンマウントの本体部分をなす円筒状のケーシングである。このケーシング2はその一方の開放端（上部開放端）に上記ゴム弾性部材1の下側部分が嵌合、一体的に連結されており、ケーシング2そのものを、例えばカップ状の如きホルダー（図示せず）に嵌挿、固定保持することにより車体側に連結される。

3はケーシング2の他方の開放端（下部開放端）にかしめ等により抜け止め配置されたダイヤフラムである。このダイヤフラム3は、薄肉円板状のゴム材料からなっており、その外周縁部が全周にわたって支持リング3aの内面に加硫接着されている。4はケーシング2の内周面に設けられ、ゴム弾性部材1と一体的につながるゴム被覆層である。

上記ケーシング2の内側には、ダイヤフラム3と、ゴム弾性部材1（先端壁面）及びゴム被覆層4によって囲撓された密閉空間が区画形成される。

さらに、5は密閉空間内に主液室M_１を残して配置されたオリフィスである。このオリフィス5はケーシング2の内周壁にゴム被覆層4を介して固定保持され、ダイヤフラム3を隔壁としてその内側に副液室M₂ を形成するシリンダー5a（シリンダー5aはケーシング2の絞り部2aと下部開放端に配置したリング3aとの間に挟持されて位置決めされている。）と、このシリンダー5aの外側壁に設けられ、密閉空間の空隙部分に充填される水あるいはエチレングリコール等の液体を主液室M_１及び副液室M_２の相互間で行き来させる複数の通路5bと、主液室M_１につながる複数の開口hを有し、シリンダー5aの先端部分に嵌合する仕切り蓋5cと、この仕切り蓋5cに隣接配置され、主液室M_１からの液体の流入のみを許容する逆止弁5d（加圧により撓み変形可能なゴム弾性体にて構成される。）と、この逆止弁5dを保持するホルダー5eと、シリンダー5a内にて往復移動可能に弾性支持され、主液室M_１の液圧変動に伴う往動又は復動によって通路5bの選択を適宜行いシェイクモード又はアイドルモードへの切り替えを可能とするピストン5fからなっている。

上記のホルダー5eは、ピストン5fの先端面につながる複数の貫通孔h１を有する底壁部5e_１（図2参照）と、この底壁部5e_１に一体連結しシリンダー5aの内周壁に適合（圧入によって嵌合している。）する環状壁5e_２（図1参照）と、この環状壁5e _２の上端部に一体連結しシリンダー5aの先端部分と仕切り蓋5cとの相互間で挟持されるフランジ部5e_３にて構成されている。

また、ピストン5fはシリンダー5a内でその内部空間を前方空間N_１と後方空間N_２に区分するディスク状の本体部分5f_１と、この本体部分5f_１の縁部に一体連結しシリンダー5aの内周壁に極僅かな隙間を残して隣接配置される環状周壁5f_２にて構成され、本体部分5f_１には前方空間N_１と後方空間N₂につながり液体の流通を許容する貫通孔ｉが形成されている。

上記の主液室M_１はその内容積がゴム弾性部材1の弾性変形に伴って拡縮し、ダイヤフラム3は十分に小さい液圧（荷重）により変位し、このダイヤフラム3の変位にしたがって副液室M_２の内容積が拡縮する。

さらに、6a、6bはホルダー5eのフランジ部5e_３の上下に圧入状態（加圧状態）で配置された液漏れ防止用のシール部材である。このシール部材6a、6bはゴムシートの如き軟質材が適用される。

7はピストン5fを弾性支持するスプリングである。このスプリング7はピストン5fが常に上死点（逆止弁5dに最も近い位置）に位置するように付勢するものであり、その付勢力は、シェイク振動が入力された場合の前方空間N_１の液圧に対応した値よりも小さく、アイドル振動が入力された場合の前方空間N_１の液圧に対応した値よりも大きなばね定数に設定されている。

8は逆止弁5dからシリンダー5aの底壁ボス部5a_１に至るまでの間で軸芯Lに沿って配置されたロッドである。このロッド8はピストン5fの中心部に設けられた貫通孔にスライド可能に嵌り込み、ピストン5fが上死点、下死点間を往復移動する際に該ピストン5eをガイドする。

オリフィス5の通路5bは、シリンダー5aの外周壁に沿いスパイラル状に設けられた溝（シリンダー5aの周りを2周するよりも若干少なく周回しており、溝の深さを同じとした場合について表示している。）よって形成されたものを例として示してあり、図3(a)(b)に示す如く溝幅Wが比較的広い溝5b_１と、この溝5b_１につながり、該溝5b_１よりも溝幅W_１が狭く断面積が小さい溝5b_２と、溝5b_１及び溝5b_２の境界部付近で溝底を通してシリンダー5aの内側へと貫通する開口5b_３からなる。そしてその通路5bの一端はシリンダー5bの外側壁及び仕切り蓋5cに設けられた切欠部K_１、K_２（図2、3参照）を通して主液室M_１に開通し、その他端はシリンダー5bの下部に設けられた切欠部K_３を通して副液室M_２にそれぞれ開通している。

ここに、上記溝5b_１はその断面積がアイドル振動の周波数（例えば、18〜30Hz）及び振幅に対応した流通抵抗に設定され、溝5b_２は溝5b_１を含め、その全体がシェイク振動（例えば、9〜15Hz）に対応した流通抵抗になるように断面積に設定され（流通抵抗は、溝5b_１＜溝5b_１＋5b_２）。さらに開口5b_３は各溝に沿う長孔形状として溝5b_１の断面積よりも大きな開口面積を有するものとする。

上記の構成になる防振装置は、シェイク振動が入力された場合には、ゴム弾性部材1が弾性変形し、これに伴い主液室M_１では液圧変化が生じ液圧上昇(周期的な上昇)により逆止弁5dを通して主液室M_１からシリンダー5aの前方空間N_１に向けて液体が流入し、前方空間N_１内も主液室M_１と同様に圧力が上昇することとなる。

ピストン5fを弾性支持するスプリング7の付勢力はシェイク振動が入力された場合における前方空間N_１の液圧（平衡圧）に対応した値よりも小さなばね定数に設定されているので、前方空間N_１の圧力によりピストン5fはスプリング7の付勢力に抗してシリンダー5aの下端へ向けてスライドしていき、図4に示すような姿勢（シリンダー5aの下死点に位置する。）に維持される。

この状態はシェイクモードに切り替わった状態であり、ピストン5eの環状周壁5e_２により開口5b_３が閉塞され、液体は通路5の溝5b_１及び溝5b_２を通して主液室M_１と副液室M_２を行き来することとなり、この通路を通過する際の液注共振によってシェイク振動が速やかに吸収、軽減される。

上記のエンジンマウントにおいて、アイドル振動が入力された場合にはシェイク振動と同様に、ゴム弾性部材1が弾性変形し、これに伴い主液室M_１では液圧の変化が生じその際の液圧上昇（周期的）により逆止弁5dを通して主液室M_１からシリンダー5aの前方空間N_１に向けて液体が流入する。このとき、前方空間N_１内の液圧も主液室M_１と同様に圧力が上昇することとなるが、ピストン5fを弾性支持するスプリング7はアイドル振動が入力された場合における前方空間N_１の液圧（平衡圧）に対応する値よりも大きなばね定数に設定されているので、ピストン5fが図1に示すような状態にある場合（ピストン5eが上死点にある場合）にはその状態がそのまま維持され、図4に示すようにピストン5fが下死点にある場合には、スプリング7の付勢力により下死点から上死点へとスライドし、これにより通路5bの開口5b_３が開放されアイドルモードへと切り替わる。

通路5bの開口5b_３は溝5b_２よりも流通抵抗が小さく設定されていることから、アイドルモードへ切り替えられると液体は通路5b_１から開口5b_３を優先的に通って主液室M_１、副液室M_２を行き来し、その際の液注共振によってアイドル振動が速やかに吸収、軽減される。

本発明にしたがう防振装置は、ホルダー5eのフランジ部5e_３の上下にシール部材6a、6bが加圧状態で配置されており、切欠部K_１、K_２によってシリンダー5aの先端部分における当接面積が局所的に小さくなることがあってもその部位において確実なシールが可能となり、液漏れに起因した振動の吸収、軽減効果が低下することはない。

また、本発明にしたがうエンジンマウントは、液圧変化を駆動力としてピストン5fを作動させるので、電磁ソレノイドや空圧ソレノイド等を用いた制御手段は不要であり、しかも、かかる制御手段が不要な分、エンジンマウントそのものを小型化できる利点がある。

なお、本発明においては、液注共振を主体として振動の吸収、軽減を図るものであるが、実際には液体が通路5bを通過する際の粘性抵抗や圧力損失によっても振動は吸収、軽減される。

ピストンの上端部において従来生じていた液漏れを確実に回避できる防振装置が提供できる。

本発明にしたがう防振装置の実施の形態をその断面について模式的に示した図である。オリフィスを分解状態で示した外観斜視図である。シリンダーの外観形状を2面について示した図である。図1に示したエンジンマウントにつき、ピストンの作動状況を示した図である。

符号の説明

1 ゴム弾性部材
1a 連結片
2 ケーシング
2a 絞り部
3 ダイヤフラム
4 ゴム被覆層
5 オリフィス
5a シリンダー
5b 通路
5c 仕切り蓋
5d 逆止弁
5e ホルダー
5f ピストン
6a、6b シール部材
7 スプリング
8 ロッド
n ねじ孔
h_１貫通孔
N_１前方空間
N_２後方空間
M_１主液室
M_２副液室

Claims

振動発生源との連結を司る連結片を埋設固定したゴム弾性部材と、エンジンマウントの本体部分をなし、その一方の開放端にゴム弾性部材を一体連結したケーシングと、このケーシングの他方の開放端に配置され、ケーシングの周壁内面及びゴム弾性部材の先端壁面との囲撓によりケーシングの内側に密閉空間を区画形成するダイヤフラムと、該密閉空間内に主液室を残して配置されるオリフィスとを備え、
前記オリフィスは、ケーシングの内周壁に固定保持され、ダイヤフラムを隔壁としてその内側に副液室を形成するシリンダーと、このシリンダーの外側壁に設けられ、密閉空間の空隙部分に充填された液体を主液室及び副液室の相互間で行き来させる複数の通路と、主液室につながる複数の開口を有し、該シリンダーの先端部分に適合する仕切り蓋と、主液室からの液体の流入のみを許容する逆止弁を有し、フランジ部をシリンダーの先端部分と仕切り蓋との相互間で挟持されて逆止弁を固定保持するホルダーと、該シリンダー内にて往復移動可能に弾性支持され、主液室の液圧変動に伴う往動又は復動によって通路の選択を行いシェイクモード又はアイドルモードへの切り替えを可能とするピストンとからなり、
前記ホルダーのフランジ部の上下にそれぞれ、液漏れ防止用のシール部材を配置したことを特徴とする防振装置。
シール部材が、加圧状態にて配置されたゴムシートからなる、請求項1記載の防振装置。
前記ホルダーは、前記シリンダーの内周壁に圧入される環状壁を有し、該環状壁の一端部は、前記フランジ部の内周側の端部に一体連結されてなる、請求項1又は2記載の防振装置。