JP2005098312A - 液封防振装置 - Google Patents

Abstract

【目的】液封エンジンマウントにおいて、低動バネ高減衰特性をより向上させることと、内圧変動に伴う作動音によるノイズの低減が求められているので、これを実現する。
【構成】インシュレータ３を壁の一部とする液室を仕切部材４にて主液室５と副液室６に区画する。仕切部材４の一部に主液室５と副液室６を連通するダンピングオリフィス９を設け、かつ中央部に布製仕切膜１１を設ける。この布製仕切膜１１には予め低振幅振動における主液室5の排水量に略相当するたるみ量を与えておく。これにより低振幅振動では、布製仕切膜１１が自由に変形して高い内圧吸収率を示す。高振幅振動になると、布製仕切膜１１が緊張し、主液室の液体移動を阻止するため、内圧が上昇し、高減衰を実現する。しかも、布製仕切膜１１が布製のため、ノイズも発生しない。
【選択図】図１

Description

この発明は液封エンジンマウント等に使用される液封防振装置に関する。

液封エンジンマウントにおいて、比較的低振幅振動（振幅±０．２５ｍｍ以下程度）に対しては主液室の内圧を吸収して低動バネとし、それより振幅の大きな比較的高振幅振動（振幅±０．５〜±２．０ｍｍ程度）に対しては、高減衰にすることがが求められる。

このような機能を実現するため、主液室と副液室間の連通路に一対の変位規制部を設け、この変位規制部間を移動自在に可動板を配置し、低振幅振動に対しては可動板が自由に移動して主液室と副液室間の液体移動を許容することにより低動バネを実現し、高振幅振動に対しては可動板が変位規制部へ密着して連通路を閉じることにより高減衰を実現するものが公知である（特許文献１）。これを可動板形式とする。
また、仕切部材に弾性膜を設け、これに非線形特性を与えることにより、前記低動バネと高減衰を実現するものもある（特許文献２）。これを弾性膜形式とする。

特公昭６０−５３２１３号公報 特許第２７９９９５３号公報

図4の仮想線は、理想的な内圧吸収率曲線を示す。この曲線が示すように低振幅振動領域では低動バネとなって内圧吸収率が約９０％程度と高く、振幅がアイドル振動時の０．２５ｍｍを越えると、高動バネ化して急激に内圧吸収率を下げることが必要となる。

図中の波線は前記弾性膜形式の場合を示し、低振幅振動及び高振幅振動のいずれに対しても相応の弾性変形を行うため、理想曲線のように折れ線的な特性変化は生じず、ほぼなだらかな右肩下がりの直線状をなす。したがって、弾性膜形式の場合は、折れ線的変化をなすような特性にすることが求められる。

一方、可動板形式の場合は、ほぼ理想曲線に近い特性を示すが、頻繁に可動板が変位規制部へ接離するためノイズの発生があり、静粛性を求められる。そのうえ、構造が複雑であり、しかも可動板の移動を正確にするためには、極めて高精度な微細クリアランスを確保することが求められ、製造が難しくなった。
そこで本願発明は理想曲線に近い特性と、静粛性かつ製造容易性との両立を目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に係る液封防振装置は、振動源側へ取り付けられる第１取付部材と、振動受側へ取り付けられる第２取付部材と、これらの間に介装されるインシュレータと、このインシュレータを壁の一部として形成される液室と、この液室内を主液室と副液室に区画する仕切部材と、主液室と副液室間を連絡する共振オリフィスとを備えた液封防振装置において、
前記仕切部材は非伸縮性の布製仕切膜を備え、この布製仕切膜は初期状態で予め予定のたるみ量を与えられていることを特徴とする。

請求項２は上記請求項１において、前記たるみ量が、たるみによって形成される体積が所定の小振幅振動入力時における主液室の体積変化に略相当することを特徴とする。
請求項３は上記請求項１において、前記布製仕切膜の中央側を、予め所定のたるみ形状に略相当する曲面が形成された押圧部材と治具の間に挟んだ状態で周囲を前記仕切部材へ固定することを特徴とする。
請求項４は上記請求項１において、前記布製仕切膜に弾性素材を含浸させたことを特徴とする。

請求項1によれば、仕切部材が非伸縮性の布製仕切膜を備え、この布製仕切膜には初期たるみが与えられている。したがって、低振幅振動に対しては主液室の内圧変動に伴い容積変化が自在になるため低動バネとなる。また、布製仕切膜へ初期たるみを与えてあるので、たるみ量に対応する低振幅振動の範囲では、上記低動バネを維持できる。

一方、布製仕切膜のたるみが無くなる程度の比較的大きな振幅の振動が入力する高振幅振動側になると、この布製仕切膜は非伸縮性であってほとんど伸びないから、布製仕切膜が緊張状態になるため、主液室の内圧変動を吸収できず、内圧吸収率は急激に低下し、高減衰となる。

図４の実線はこれを示し、低振幅振動では内圧吸収率がほぼ９０％と一定であるが、低振幅振動より振幅が大きくなると、ほぼ理想曲線に近い近似した折れ線的変化を示す。しかも、布製仕切膜が布製のため、ノイズが発生しにくくなる。そのうえ、構造が簡単であり、しかも可動板に要求されるような高精度な組立が不要になり製造が容易になる。このため、理想曲線に近似した特性と、静粛性並びに製造容易性との両立を図ることができる。また、布製仕切膜が布製であるため、全体として軽量かつ安価になる。

このとき、布製仕切膜へ初期たるみを与えることにより、たるみ量に対応する低振幅振動の範囲では、上記低動バネを維持できる。この場合のたるみ量は請求項２のように、所定の低振幅振動における主液室の体積変化量、すなわち排水量を考慮して決定できる。
そのうえ請求項３のように、布製仕切膜の周囲を固定するとき、中央側を押圧部材と治具の間に挟んで所定のたるみ形状を形成すれば、たるみ形状を高精度に形成できかつ容易に形成できることになる。
さらに、請求項４のように、布製仕切膜に弾性素材を含浸させれば、この含浸された弾性素材によりノイズのの発生をより一層効果的に防止できる。

以下、図面に基づいて実施例を説明する。図１は実施例に係る液封エンジンマウントの断面図、図２は布製仕切膜の取付け方を示す図、図３はたるみの形成方法を示す図である。

図１において、この液封エンジンマウントは、第１取付部材１と第２取付部材２の間に公知の防振ゴム等の適宜弾性材料よりなるインシュレータ３を介装し、このインシュレータ３を壁部の一部とする液室を形成し、その中に非圧縮性液体が封入されている。この液室は、仕切部材４により主液室５と副液室６に区画し、副液室６はダイアフラム７にて閉じられている。

仕切部材４は剛体の枠部８を備え、その外周側に共振オリフィスであるダンピングオリフィス９が形成されている。ダンピングオリフィス９には入り口９ａと出口９ｂが設けられて、主液室５と副液室６を連通し、高振幅振動を液柱共振により吸収するようになっている。

枠部８の中央には主液室５と仕切部材４を連通する貫通穴１０が形成され、これを横断して布製仕切膜１１が設けられている。布製仕切膜１１は布製であり、その周囲は枠部８の上下２分割された上部材８ａと下部材８ｂとの嵌合部に挟持固定されている。

布製仕切膜１１は、その布目を通して液体移動がほとんど生じない程度の粗さであり、その材質は任意であるが、非伸縮性のバネ性のないものである。このような布を構成する素材繊維としては、例えば、ケプラー、綿及びガラス繊維等がある。但し、ポリアミド系、アラミド系，ポリエステル系，ポリビニルアルコール系、ポリプロピレン系、テフロン系等の適宜素材が可能である。

これらの繊維を用いた布としては、織布、不織布及び編み物等がある。この布は、径方向断面における沿面長さ（図３に示す長さに相当）が、５ｋｇ／ｃｍ２の圧力に対して１０％以下、好ましくは２〜３％以下の伸び量とする。上記圧力はこの種の液封防振装置において予想される最大入力であり、このような入力に対して上記伸び量であれば、必要とされる減衰力の発生に関しては伸びの影響を殆ど無視でき、実質的に非伸縮性の条件を満足できる。

さらに、この布製仕切膜１１に対して、弾性素材を含浸させておくこともできる。例えば、弾性素材として軟質のポリウレタン系樹脂やエポキシ系樹脂等をナイロン等製布に含浸させたものがある。ポリウレタン樹脂やエポキシ樹脂はその優れた機械的性質により長期使用における信頼性が高い。但し、このような含浸する弾性素材は種々可能であり、発泡又は非発泡の各種軟質樹脂を前記した各種繊維からなる布に組み合わせて適用できる。また、発泡又は非発泡の軟質ゴムでもよい。

布製仕切膜１１は振動入力のない初期状態でたるみ量が与えられている。すなわち、周囲の固定部間をつなぐ水平線に対して布製仕切膜１１の中央部が寸法ｄだけ下方へ垂れ下がっている。このたるみ量は、低振幅振動時の排水量（上下対称にしたたるみ曲線で囲まれた図中のハッチングＡで示す体積相当量）に略相当するものとする。なお、布製仕切膜１１自体の伸び等を考慮すると、布製仕切膜１１の体積変化量は実際の主液室における体積変化量である排水量よりも若干量相違することがあるので、たるみによる体積変化は主液室の体積変化量に略相当することになる。

第２取付部材２は、樹脂ブラケット１２と、その内側へ圧入して一体化された金属製筒部１３を備える。金属製筒部１３の内周面側及び軸方向一端側にインシュレータ３が一体化されている。金属製筒部１３の一端（図示上端部）は外向きフランジをなして樹脂ブラケット２の一端部（同）の端面上へ重なり、他端はダイアフラム７の外周部を縮径して固定している。なお、樹脂ブラケット１２は予めその他の部分（本体部とする）と別に成形され、本体部を組み立ててから、その外周部をなす金属製筒部１３を樹脂ブラケット１２へ圧入して全体を組み立てる。

主液室５へ低振幅振動が入力すると、布製仕切膜１１のたるみ量の範囲で布製仕切膜１１を変形しながら、振幅に略相当する体積変化を生じて内圧上昇を吸収する。

所定値以上の高振幅振動が入力すると、布製仕切膜１１はたるみ量が無くなって緊張した状態を維持するため、主液室５側の体積変動を吸収できず、内圧が上昇する。この内圧上昇によりダンピングオリフィス９へ流入する液量を増大させ、共振効率を向上させるため、高減衰を実現する。

図２は布製仕切膜１１の取付方法を示す。布製仕切膜１１のたるみ形状をなす型面１４を有する治具１５上に所定形状にカットされた布製仕切膜１１を置き、その周囲をＬ字形断面の縁金具１６上に置き、内側に角断面又は丸断面等の適宜肉厚を有する金属等の適宜剛性材料よりなる縁部材１７を置き、縁金具１６の起立片１８を布製仕切膜１１の端部と一緒に縁部材１７の上へ折り曲げる。これにより布製仕切膜１１の外周部は縁部材１７の周囲に巻き付き、かつ縁金具１６により固定される。

図３に示すように、上記縁金具１６のカシメ時には、布製仕切膜１１の中央側を押圧部材１９に形成したたるみ形状の曲面２０で治具１５の型面１４上へ押し付け、所定のたるみ形状を維持するようにする。このように、治具１５の型面１４と押圧部材１９の間でたるみ形状を維持しつつ布製仕切膜１１の周囲を固定することにより、たるみ形状を高精度に形成できかつ容易に形成できることになる。しかも従来の可動板と比べて、動バネ特性に非線形的変化を与えるための仕切構造を簡単にすることができる。

次に本実施例の作用を説明する。この布製仕切膜１１を用いた液封エンジンマウントは、低振幅振動のとき、低動バネを示し、高振幅振動になると高減衰を示すように変化し、図４に実線で示すように、その内圧吸収曲線は理想曲線に近い折れ線状の特性変化を示す。

しかも、仕切膜が布製であるため、可動板のようなノイズをあまり発生せず、静粛性を実現できる。特に、軟質のポリウレタン系樹脂等の弾性素材を含浸させた場合には、この弾性素材の緩衝作用により、ノイズの発生をより確実に防止できる。そのうえ、構造が簡単であり、しかも可動板に要求されるような高精度な組立が不要になり製造が容易になる。このため、理想曲線に近似した特性と、静粛性並びに製造容易性との両立を図ることができる。また、布製仕切膜１１が布製であるため、全体として一般に軽量かつ安価になる。

図５は、低振幅振動時における動バネを前記弾性膜形式との比較で示す図である。この図から明らかなように、50Ｈｚの振動入力に対する動バネは、仮想線の弾性膜形式が２６０Ｎ／ｍｍであるのに対して、本願の布製仕切膜は２２０Ｎ／ｍｍと明らかに低動バネとなる。

図６は高振幅振動における前図と同様図であり、50Ｈｚの振動入力に対する動バネは、実線で示す布製仕切膜が３２０Ｎ／ｍｍであり、仮想線の弾性膜形式が２５０Ｎ／ｍｍであるから、動バネが上がって高減衰状態になっていることを示す。

さらに、図７は減衰曲線を示し、実線で示す布製仕切膜の方が、仮想線で示す弾性膜よりも高減衰であり、特に低振幅振動時の最大値は布製仕切膜が２．５，弾性膜が２．０であった。

なお、本願発明は上記実施例に限定されない。例えば、防振装置の構造は布製仕切膜以外は種々に変形できる。また、エンジンマウント以外の他の各種液封防振装置に適用できる。

実施例に係る液封エンジンマウントの断面図 布製仕切膜の取付け方を示す図 たるみの形成を示す図 内圧吸収曲線を示すグラフ 低振幅振動時における動バネを弾性膜形式との比較で示す図 高振幅振動における図５と同様図 減衰曲線

符号の説明

１：第１取付部材、２：第２取付部材、３：インシュレータ、４：仕切部材、５：主液室、６：副液室、７：ダイアフラム、８：枠部、９：ダンピングオリフィス、１０：貫通穴、１１：布製仕切膜

Claims (4)

1. 振動源側へ取り付けられる第１取付部材と、振動受側へ取り付けられる第２取付部材と、これらの間に介装されるインシュレータと、このインシュレータを壁の一部として形成される液室と、この液室内を主液室と副液室に区画する仕切部材と、主液室と副液室間を連絡する共振オリフィスとを備えた液封防振装置において、
   前記仕切部材は非伸縮性の布製仕切膜を備え、この布製仕切膜は初期状態で予め予定のたるみ量を与えられていることを特徴とする液封防振装置。
2. 前記たるみ量は、たるみによって形成される体積が所定の小振幅振動入力時における主液室の体積変化に略相当することを特徴とする請求項１の液封防振装置。
3. 前記布製仕切膜の中央側を、予め所定のたるみ形状に略相当する曲面が形成された押圧部材と治具の間に挟んだ状態で周囲を前記仕切部材へ固定することを特徴とする請求項１の液封防振装置。
4. 前記布製仕切膜に弾性素材を含浸させたことを特徴とする請求項１の液封防振装置。
   

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