JP5940877B2 - 液封防振装置 - Google Patents
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Description
また、主液室から加圧する振動を正圧側、逆向きの振動を負圧側とするとき、過大振動の入力時に、正圧側から負圧側に転じると、副液室から主液室への作動液の戻りが遅れて主液室内が一時的に負圧となり、主液室内の作動液中に気泡が発生し、この気泡が崩壊することにより衝撃的な異音を発するキャビテーション異音が発生することがある。
このキャビテーション異音を阻止するための構造の一例として、仕切部材に弾性膜を設け、この中心に円筒状のリリーフバルブを設け、この円筒部の軸穴をリリーフ穴にするとともに、弾性膜の副液室側を支持する部材にリリーフバルブと当接してリリーフ穴を塞ぐシール部を設け、かつシール部の周囲に副液室側へ開口する貫通穴を形成し、正圧側では、リリーフバルブをシール部へ密着させてリリーフ穴を閉じることにより、主液室から副液室へのリークを防ぎ、負圧側では、リリーフバルブをシール部から離して、副液室→リリーフ穴→主液室と作動液をリークさせ、これにより、キャビテーションを防止するようにしたものが公知である。
しかし、このようにリリーフバルブを円筒状に構成すると、軸方向の剛性が極めて大きくなるため、この円筒部を軸方向へ圧縮変形する形式では、圧縮変形完了によりリークを開始するまでの時間がかかり、速やかなリークを生じにくくなるので、タイムラグが発生してキャビテーション防止に遅れを生じるおそれがある。
そこで本願は、このような遅れを生じないようにタイムラグを少なくして、迅速なリークの実現によりタイミングよくキャビテーションの発生を抑制することを目的とする。
液室を仕切部材(7)で主液室(5)と副液室(6)に区画し、仕切部材(7)に設けられたオリフィス(8)により主液室(5)と副液室(6)を連通して作動液を移動させるとともに、仕切部材(7)に設けた弾性膜(10)の中央部にキャビテーションを抑制するためのリリーフバルブを設けた液封防振装置において、
前記仕切部材(7)は、前記弾性膜(10)を上ホルダ(20)と下ホルダ(30)で挟んで一体化され、
前記弾性膜(10)は、中央部に前記リリーフバルブ(11)を設け、その外周部に主液室(5)の内圧変動を吸収する本体部(14)を一体に設け、
前記リリーフバルブ(11)は、前記本体部(14)よりも薄肉に形成され、その中心部にリリーフ穴(12)を設け、
前記上ホルダ(20)は、前記リリーフバルブ(11)の上方に離れて位置し、前記リリーフバルブ(11)における前記リリーフ穴(12)の内周面部がめくり上がるように弾性変形することを可能とし、
前記下ホルダ(30)は、前記リリーフバルブ(11)の下方位置にシール部(31)を設け、
通常時には、前記シール部(31)に前記リリーフバルブ(11)が密接して前記リリーフ穴(12)を閉じて前記主液室(5)と前記副液室(6)の間を遮断するとともに、
キャビテーションの発生条件下では、前記リリーフバルブ(11)における前記リリーフ穴(12)の前記内周面部をめくり上げるように弾性変形させることにより、
前記リリーフバルブ(11)を前記シール部(31)から離して開弁させ、前記副液室(6)から前記リリーフ穴(12)を介して前記主液室(5)へ作動液をリークさせることを特徴とする。
前記リリーフバルブの上面に周方向へ所定間隔で抑え突起を上方へ一体に突出させ、前記上ホルダの前記リリーフバルブ上方に設けられている突起支持部へ押し当てることにより、前記リリーフバルブを前記シール部へ押しつけたことを特徴とする。
リリーフバルブ開放時における過大変形を防止するための開弁規制部を前記上ホルダに設けたことを特徴とする。
前記弾性膜の本体部が所定以上に大きく弾性変形することを規制するための弾性変形規制部を前記上ホルダと下ホルダに設けたことを特徴とする。
前記上ホルダは、前記弾性膜の本体部が所定以上に大きく弾性変形することを規制するための弾性変形規制部を備えるとともに、
この弾性変形規制部よりも径方向内側かつ前記リリーフバルブより上方部分を単一の開口としたことを特徴とする。
リリーフバルブが、開放時に過大変形しようとすると、上ホルダに設けた開弁規制部によりこれを規制する。このため、開放時におけるリリーフバルブの過大変形を防止して、閉状態への復帰を迅速にすることができる。また、過大変形が防止されることにより、リリーフバルブをより柔軟にして迅速に開くようにすることができる。
上ホルダと下ホルダに本体部が所定以上に大きく弾性変形することを規制するための弾性変形規制部を設けたので、本体部が所定以上の大きな弾性変形をせず、その結果、リリーフバルブを本体部と一体に設けても、リリーフバルブの閉状態に影響せず、閉状態を安定させることができる。
リリーフバルブのリーク時における抵抗を無くし、より迅速な開弁を可能にする。
図4は仕切部材7の平面図、図5は仕切部材7の構成各部を分解して示す斜視図、図6は弾性膜の平面図、図7は下ホルダの平面図、図8は図4の8−8線断面図、図9は図4の9−9線断面図、図10は弾性膜の一部を拡大した断面図、図11は作用を説明する部分断面図である。
この正圧側と負圧側の振動が交互に入力することにより、主液室5は拡縮を繰り返し、作動液がオリフィス8を通って主液室5と副液室6間を移動し、所定の共振周波数にて液柱共振して高減衰を実現する。
リリーフバルブ11はリリーフ穴12を同心円状に囲んで形成される弾性膜10の薄肉部である。
リリーフバルブ11の下面11bには、下方へ突出するとともに環状をなしてリリーフ穴12を囲むシール突起11cを一体に備え(図10・11参照)、リリーフバルブ11のシール部31に対する着座時、すなわちリリーフバルブ11の閉状態における、リリーフバルブ11の下面11bとシール部31の上面との間におけるシールを確実にしてリークを防いでいる。但し、図8・9等におけるリリーフバルブ11の着座状態を示す図では、シール突起11cがつぶれてリリーフバルブ11の下面11bがシール部31の上面へ密着しているため、シール突起11cは見えていない。
抑え突起13の主液室5側へ突出する先端部は、後述する上ホルダ20の突起支持部23下面へ押し当てられている(図8参照)。抑え突起13はこの押し当てにより長さ方向で圧縮され、リリーフバルブ11の下面11bをシール部31の上面へ押しつけている。
本体部14とリリーフバルブ11の境界部は段差をなす。本体部14の外周には、本体部14より厚肉の固定部16が一体に形成されている。
リリーフバルブ11は、過大振動入力時の負圧側振動のときのみ弾性変形するように肉厚T1が設定されている。
抑え突起13の突出高さ(リリーフバルブ11の下面11bからの突出量)はHであり、上ホルダ20の突起支持部23下面とシール部31の上面間の間隔Dより若干大きくされている。突起支持部23の下面とシール部31の上面間の間隔をDとする。
中央部21はリリーフバルブ11と上下方向で重なる大きさであり、一部に抑え突起13の先端部が下方から押し当てられる突起支持部23が形成されている。
突起支持部23は中央部21の中央穴22に臨む内周部の一部を段差状に下方へ落とし込ませ、かつ略水平に中央穴22内へ突出するように形成されている。
なお、開弁規制部21aの径方向内周側端部である先端部は突起支持部23の基部に相当し、突起支持部23は開弁規制部21aの先端部から略水平に径方向内方へ突出している。したがって、開弁規制部21aの先端部とシール部31の上面間の間隔はほぼDと同じ程度になる。
開弁規制部21aの傾斜角θはリリーフバルブ11の開き角度を規制し、角度θは任意に設定できる。
外周部26は下向きに開放された略U字状断面をなすとともに、ほぼ外周部26の全周にわたって設けられたオリフィス溝27が形成されている。
オリフィス溝27の一端部は外周部26を貫通する主液室側開口部27aになっている。
オリフィス溝27の内外周壁は径方向リブ25aの下面25dよりも下方へ突出し、内周壁28の基部には固定部16の上部が嵌合する周溝29が形成されている。
本体部14と重なる部分は下弾性変形規制部35をなす。
下弾性変形規制部35は十文字状の径方向リブ35aとシール部31の周囲を同心円状に囲む周方向リブ35bで構成され、周方向リブ35bにより連通穴34を径方向に内周部34aと外周部34bとに区画する。
外周部36は下弾性変形規制部35の外周部より下方へ張り出す肉厚部であり、オリフィス溝37が形成されている。
オリフィス溝37の一端部は外周部36を貫通する副液室側開口部37aになっている。
外周部36の上面でオリフィス溝27の内外周壁との合わせ部は、下弾性変形規制部35の上面35cと面一である。
すると、オリフィス溝27とオリフィス溝37が上下に合わさってオリフィス8をなすとともに、固定部16の上部が周溝29に嵌合され、かつ下端部が外周部36の上面へ押しつけれて固定され、全体が一体化される。
また、リリーフバルブ11の上下に連通穴24の内周部24a及び連通穴34の内周部34aが重なり、本体部14の上下には、内周部24aの一部と外周部24b及び内周部34aの一部と外周部34bが重なる。
さらに、上規制部の下面25dと本体部上面14aの間には間隙が設けられ、この間隙により上液室41が形成されている。
また、下規制部の上面35cと本体部下面14bの間にも間隙が設けられ、この間隙により下液室42が形成されている。
また、下液室42は連通穴34の内周部34a及び外周部34bを介して副液室6と連通している。さらに、リリーフ穴12がシール部31から離れたバルブの開状態でリリーフ穴12を介してバルブ液室40へ連通し、副液室6から主液室5への液体移動によるリークを可能にする。但し、リリーフバルブ11がシール部31へ密接してリリーフ穴12が閉じられたバルブの閉状態ではバルブ液室40との連通を遮断される。したがって、下液室42とバルブ液室40の間は、リリーフバルブ11により開閉されることになる。
まず、図8〜10の状態では、リリーフバルブ11がシール部31へ密接しているため、リリーフ穴12がシール部31で閉じられている。したがって、下液室42とバルブ液室40の間はリリーフバルブ11で遮断され、副液室6からリリーフ穴12を通して主液室5へのリーク、又はこの逆経路のリークを生じない。
また、副液室6の作動液は連通穴34を介して下液室42へ移動するが、リリーフ穴12へは移動できず、主液室5へのリークは生じない。
このとき、リリーフバルブ11は開弁規制部21aの斜面に沿って開き、開弁規制部21aへ押しつけられる。
連通穴34→下液室42→リリーフ穴12→中央穴22→(連通穴24)→主液室5、
の経路でリークし、主液室5の負圧を急速に解消させてキャビテーションの発生を抑制する。
しかも、この開弁は、急速かつスムーズに行われるため、キャビテーション発生条件となってからリーク開始までのタイムラグが少なくなり、タイミングが遅れることなくキャビテーションの発生を確実に抑制できる。
そのうえ、本例では、抑え突起13を対角で2個のみ設けることにより最小としたので、リリーフバルブ11は両抑え突起13で押さえられる部分における剛性が最も高く、両抑え突起13間における周方向中間部が最も剛性が低くなる。このように剛性差が顕著になると、作動液はこの剛性が最も低い部分へまず集中するから、先導的ななめくり上がりをより確実かつ迅速に生じさせることができ、開弁時の開口面積を最大化できる。
しかも、上ホルダ20には開弁規制部21aを設けてあるので、リリーフバルブ11が開放時に過大変形しようとすると、これを開弁規制部21aが規制する。このため、開放時におけるリリーフバルブ11の過大変形を防止して、閉状態への復帰を迅速にすることができる。また、過大変形が防止されることにより、リリーフバルブ11をより柔軟にして迅速に開くようにすることができる。
このようにすると、抑え突起13を設けてリリーフバルブ11を上ホルダ20側で押さえつける必要がないので、抑え突起13及び中央部21、中央穴22、連通穴24を省略できる。
したがって、抑え突起13による抵抗が少なくなるだけ、リリーフバルブ11の開きをさらに迅速化できる。また、構造を簡単化して軽量化できる。
Claims (5)
- 液室を仕切部材(7)で主液室(5)と副液室(6)に区画し、仕切部材(7)に設けられたオリフィス(8)により主液室(5)と副液室(6)を連通して作動液を移動させるとともに、仕切部材(7)に設けた弾性膜(10)の中央部にキャビテーションを抑制するためのリリーフバルブを設けた液封防振装置において、
前記仕切部材(7)は、前記弾性膜(10)を上ホルダ(20)と下ホルダ(30)で挟んで一体化され、
前記弾性膜(10)は、中央部に前記リリーフバルブ(11)を設け、その外周部に主液室(5)の内圧変動を吸収する本体部(14)を一体に設け、
前記リリーフバルブ(11)は、前記本体部(14)よりも薄肉に形成され、その中心部にリリーフ穴(12)を設け、
前記上ホルダ(20)は、前記リリーフバルブ(11)の上方に離れて位置し、
前記リリーフバルブ(11)における前記リリーフ穴(12)の内周面部がめくり上がるように弾性変形することを可能とし、
前記下ホルダ(30)は、前記リリーフバルブ(11)の下方位置にシール部(31)を設け、
通常時には、前記シール部(31)に前記リリーフバルブ(11)が密接して前記リリーフ穴(12)を閉じて前記主液室(5)と前記副液室(6)の間を遮断するとともに、
キャビテーションの発生条件下では、前記リリーフバルブ(11)における前記リリーフ穴(12)の前記内周面部をめくり上げるように弾性変形させることにより、
前記リリーフバルブ(11)を前記シール部(31)から離して開弁させ、前記副液室(6)から前記リリーフ穴(12)を介して前記主液室(5)へ作動液をリークさせることを特徴とする液封防振装置。 - 前記リリーフバルブ(11)の上面に周方向へ所定間隔で抑え突起(13)を上方へ一体に突出させ、前記リリーフバルブ(11)上方に設けられている前記上ホルダ(20)の突起支持部(23)へ押し当てることにより、前記リリーフバルブ(11)を前記シール部(31)へ押しつけたことを特徴とする請求項1に記載した液封防振装置。
- リリーフバルブ開放時における過大変形を防止するための開弁規制部(21a)を前記上ホルダ(20)に設けたことを特徴とする請求項1又は2に記載した防振装置。
- 前記弾性膜(10)の本体部(14)が所定以上に大きく弾性変形することを規制するための弾性変形規制部(25・35)を前記上ホルダ(20)と下ホルダ(30)に設けたことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載した防振装置。
- 前記上ホルダ(20)は、前記弾性膜(10)の本体部(14)上に本体部(14)が所定以上に大きく弾性変形することを規制するための弾性変形規制部(25)を備えるとともに、
この弾性変形規制部(25)よりも径方向内側かつ前記リリーフバルブ(11)より上方部分を単一の開口としたことを特徴とする請求項1に記載した液封防振装置。
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