JP2006046448A - 液体封入式マウント - Google Patents

Abstract

【課題】液体封入式マウントにおいて、ダイアフラム４の急激な変形による騒音の発生を抑制する。
【解決手段】第一取付部材１と、その内周に配置された第二取付部材２との間に接合された弾性体３と、外周部が第一取付部材１に密封的に固定されたダイアフラム４と、外周部が弾性体３とダイアフラム４の間で第一取付部材１の内周に密封的に固定され弾性体３側の主液室Ａとダイアフラム４側の副液室Ｂを画成する隔壁５とを備え、隔壁５に、主液室Ａと副液室Ｂの間を連通するオリフィスＣが形成され、ダイアフラム４に、その中心に対して偏心したベローズ状屈曲部４１が形成されている。このためベローズ状屈曲部４１がいっきに反転することはない。
【選択図】図１

Description

本発明は防振技術に属するものであって、例えば自動車のエンジン等の防振支持手段として用いられ、液体の共振を利用して動的ばね定数を低減させ、緩衝及び振動低減を行う液体封入式マウントに関する。

自動車におけるエンジンマウントとして、弾性体の変形と、これに伴う作動液体の移動により緩衝及び振動低減を行う液体封入式マウントがあり、その典型的な従来技術として、例えば下記の特許文献１に記載されたものが知られている。
特開２００２−３４００８０

図７は、特許文献１に従来技術として記載された液体封入式マウントを示す縦断面図である。すなわち、この種の液体封入式マウントは、取付ボルト１０２を介して不図示の車体フレーム側に取り付けられるマウントケース１０１と、その上部内周に配置され取付ボルト１０４を介して不図示のエンジン側に連結されるボス１０３と、前記マウントケース１０１とボス１０３との間に一体的に接合され内周側が上位となる略円錐状に連続したゴム状弾性材料からなる弾性体１０５と、マウントケース１０１の内周に弾性体１０５より下方に位置して封着されたゴム状弾性材料からなるダイアフラム１０６と、弾性体１０５とダイアフラム１０６との間でマウントケース１０１の内周に固定された隔壁１０７とを備えている。ダイアフラム１０６には、その変位量を確保するために、ベローズ状の屈曲部１０６ａが、同心的に形成されている。

隔壁１０７は、弾性体１０５とダイアフラム１０６との間を、弾性体１０５側の主液室Ａとダイアフラム１０６側の副液室Ｂとに仕切るように設けられ、その内周に開設された窓部１０７ａが、ゴム状弾性材料からなるメンブレン１０８で閉塞されている。主液室Ａと副液室Ｂは、隔壁１０７に形成されたオリフィスＣを介して互いに連通しており、主液室Ａ、副液室Ｂ及びオリフィスＣには、適当な粘性を有する作動液体が充填されている。

この液体封入式マウントは、車体のバウンド等のショックによって、被支持体であるエンジンの荷重の作用方向と平行な方向（上下方向）へ、オリフィスＣ内の液柱共振周波数付近の低周波大振幅の変位が入力されると、マウントケース１０１とボス１０３の相対変位及びこれに伴う弾性体１０５の変形によって強制的に容積変化を受ける主液室Ａと、ダイアフラム１０６によって容積変化が許容されている副液室Ｂとの間で、作動液体が、オリフィスＣ内の液柱共振によってこのオリフィスＣを介して反復移動し、主液室Ａの液圧変化を吸収する。このため、動的ばね定数が小さくなって振動の伝達を有効に絶縁すると共に、この時の流動抵抗による振動エネルギの損失係数が大きくなるので、ショック入力等による周波数の入力振動を短時間で制止する。

また、入力振動が、エンジンの機関振動等による中・高周波域の継続的な小振幅振動である場合は、オリフィスＣ内は作動液体が流れなくなるが、弾性体１０５の上下反復変形に伴う主液室Ａの液圧変化はメンブレン１０８の厚さ方向の変形によって吸収されるので、動的ばね定数が低下し、優れた振動絶縁性を発揮する。

しかしながら、上記従来の技術による液体封入式マウントにおいては、低周波大振幅の変位入力によって、オリフィスＣを介して主液室Ａから副液室Ｂへ流動する作動液体の流量が大きいと、ダイアフラム１０６は、同心の円錐台状に形成されたベローズ状屈曲部１０６ａが、下方へ反転するようにして急激に変形する。そしてこのため、ダイアフラム１０６とマウントケース１０１との間の室Ｄ内に存在する空気がベローズ状屈曲部１０６ａに叩かれ、ベローズ状屈曲部１０６ａがスピーカーのコーンのように振動して騒音を発生する問題があった。

本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、液体封入式マウントにおいて、ダイアフラムの急激な変形による騒音の発生を抑制することにある。

上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係る液体封入式マウントは、環状又は筒状の第一取付部材と、その内周に配置された第二取付部材と、前記第一取付部材と第二取付部材の間に接合された弾性体と、外周部が前記第一取付部材に密封的に固定されたダイアフラムと、外周部が前記弾性体とダイアフラムの間で前記第一取付部材の内周に密封的に固定され前記弾性体側の主液室と前記ダイアフラム側の副液室を画成する隔壁とを備え、前記隔壁に、前記主液室と副液室の間を連通するオリフィスが形成され、前記ダイアフラムに、その中心に対して偏心したベローズ状屈曲部が形成されたものである。

この構成によれば、ダイアフラムに形成されたベローズ状屈曲部が偏心しているため、変形しやすさが円周方向で不均一になる。したがって、低周波大振幅の変位入力によって、作動液体がオリフィスを介して副液室へ大流量で流入しても、ダイアフラムのベローズ状屈曲部がいっきに反転することはない。

また、上述した技術的課題を有効に解決するための他の手段として、請求項２の発明に係る液体封入式マウントは、環状又は筒状の第一取付部材と、その内周に配置された第二取付部材と、前記第一取付部材と第二取付部材の間に接合された弾性体と、外周部が前記第一取付部材に密封的に固定されたダイアフラムと、外周部が前記弾性体とダイアフラムの間で前記第一取付部材の内周に密封的に固定され前記弾性体側の主液室と前記ダイアフラム側の副液室を画成する隔壁とを備え、前記隔壁に、前記主液室と副液室の間を連通するオリフィスが形成され、前記ダイアフラムに、円周方向に連続した複数段のベローズ状屈曲部が形成されたものである。

この構成によれば、ダイアフラムに複数段の山部及び谷部からなるベローズ状屈曲部が形成されているために、主液室の作動液体が、低周波大振幅の変位入力によって、オリフィスを介して副液室へ大流量で流動した時に、ダイアフラムが滑らかに変形し、反転による急激な変形が防止される。

請求項１又は請求項２の発明に係る液体封入式マウントによれば、主液室の作動液体が、オリフィスを介して副液室へ大流量で流動しても、ダイアフラムの反転による急激な変形が防止されるので、ダイアフラムからの騒音の発生を抑制して、静粛性を向上することができる。

以下、本発明に係る液体封入式マウントの好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。まず図１は、第一の形態による液体封入式マウントを示す縦断面図、図２は、この形態で使用されるダイアフラムの斜視図である。

この形態による液体封入式マウントは、請求項１に記載された構成と対応するものであって、図１に示されるように、マウントケース１と、その上側内周に配置されたボス２と、これらマウントケース１とボス２の間に一体的に接合された弾性体３と、マウントケース１の内周に密封的に固定されたダイアフラム４と、マウントケース１の内周に密封的に固定され、弾性体３とダイアフラム４の間の液封空間を弾性体３側（上側）の主液室Ａとダイアフラム４側（下側）の副液室Ｂとに仕切る隔壁５とを備える。

マウントケース１は、請求項１又は請求項２に記載された第一取付部材に相当するものであって、環状の金属製の上ケース１１と、その下側に結合された皿状の金属製の下ケース１２とからなり、詳しくは、下ケース１２の上端外周縁に形成されたフランジ部１２ａが、上ケース１１の下部に形成されたカシメ部１１ａに、ダイアフラム４及び隔壁５の外周部と共に結合されている。そしてこのマウントケース１は、下ケース１２の底部１２ｂに設けられた取付ボルト１３を介して、例えば不図示の車体フレーム側に結合されるものである。また、下ケース１２の底部１２ｂには、ダイアフラム４の円滑な可撓変形・変位を許容するための通気孔１２ｃが開設されている。

ボス２は、請求項１又は請求項２に記載された第二取付部材に相当するものであって、外周面２１ａが下側ほど小径になる円錐面状に形成された金属製のボス部材２１と、その上部中央に突設された取付ボルト２２を介して、例えば不図示のエンジン側ブラケットに緊結されるものである。

弾性体３はゴム状弾性材料からなるものであって、ボス２におけるボス部材２１の円錐面状の外周面２１ａから、マウントケース１における上ケース１１の上部にボス部材２１の外周面２１ａと対応する円錐面状に形成されたフランジ部１１ｂへ向けて開いた略円錐台状をなしている。そしてこの弾性体３は、エンジンやトランスミッションを含むパワーユニットの荷重を弾性的に支持する主体であるため、その肉厚が十分に大きく、かつ上下変形を受けた時の歪が内周側と外周側でほぼ均一になるように、内周ほど（ボス部材２１側ほど）厚肉に形成されている。

マウントケース１における上ケース１１と、ボス２におけるボス部材２１と、弾性体３は、一体の加硫成形体をなしている。すなわちこの加硫成形体は、所定のゴム加硫成形用金型（不図示）内に、上ケース１１とボス部材２１を位置決めセットして型締めし、前記金型によってこれら上ケース１１とボス部材２１との間に画成された成形用キャビティ内に、成形用未加硫ゴム材料を充填し、加熱・加圧することによって、弾性体３の加硫成形と、上ケース１１及びボス部材２１への弾性体３の加硫接着を同時に行ったものである。

ダイアフラム４は、ゴム状弾性材料によって、弾性体３に比較して十分に薄肉の膜状に成形されたものであって、ベローズ状屈曲部４１を有し、このベローズ状屈曲部４１は、図２の斜視図にも示されるように、下方へ凸の屈曲形状で環状に連続しており、ダイアフラム４の中心に対して、言い換えれば外周縁４２に対して、偏心して形成されている。したがって、ベローズ状屈曲部４１と外周縁４２との間には、ベローズ状屈曲部４１の偏心方向と反対側で幅が最大となる可撓フランジ部４３が形成されている。

隔壁５は、外周部において互いに嵌合され互いに重合した環状の第一プレート５１及び第二プレート５２と、この第一プレート５１及び第二プレート５２の内周窓部５１ａ，５２ａ間を閉塞するように配置され、外周縁５３ａが第一プレート５１と第二プレート５２に挟持されたメンブレン５３とで構成されている。この隔壁５の外周部は、その下側に配置されたダイアフラム４の外周縁４２及び下ケース１２のフランジ部１２ａと重合した状態で、マウントケース１のカシメ部１ａにカシメ固定されている。マウントケース１における上ケース１１の内面は、カシメ部１１ａの内面を含む全域が、弾性体３の外周端部から延びる弾性膜部３ａで被覆されており、したがって、隔壁５及び下ケース１２の外周部は、弾性膜部３ａによって密封されている。

なお、第一プレート５１及び第二プレート５２の内周窓部５１ａ，５２ａは、ダイアフラム４のベローズ状屈曲部４１と対応する偏心位置に形成され、ベローズ状屈曲部４１の内周の肩部４１ａが第二プレート５２の内周窓部５２ａの外周側の下面と対向するようになっている。

隔壁５における第一プレート５１及び第二プレート５２の対向面間には、円周方向に対して有端のオリフィスＣが形成されており、このオリフィスＣは、一方の端部が、第一プレート５１に開設された開口部５１ｂを通じて主液室Ａに開放され、他方の端部が、第二プレート５２に開設された開口部５２ｂを通じて副液室Ｂに開放されている。言い換えれば、主液室Ａと副液室Ｂは、オリフィスＣを介して互いに連通している。

弾性体３とダイアフラム４の間の、主液室Ａ、副液室Ｂ、及びオリフィスＣからなる液封空間には、例えばシリコーンオイル等、適当な粘性を有する非圧縮性の作動液体が充填されている。この作動液体は、弾性体３及びボス部材２１を一体に有する上ケース１１と、ダイアフラム４、隔壁５及び下ケース１２とを、シリコーンオイル等の液体を満たした液槽中でカシメ結合することによって、当該液体封入式マウントを組み立てる際に、前記液体の一部が閉じ込められて封入されたものである。

オリフィスＣは円周方向に長く延びていることによって、その内部に存在する作動液体の液柱慣性と、弾性体３及びダイアフラム４等のバネ定数とで決まる共振周波数が、例えばショック入力による振動の周波数域と合致するように、低周波域に同調されている。そして、オリフィスＣによる狭くて長い流路内を作動液体が高速で流れる際には、粘性抵抗による有効な減衰力を発生するものである。

隔壁５におけるメンブレン５３は、ゴム状弾性材料で円盤状に成形されたものであって、外周部が、隔壁５における第一プレート５１と第二プレート５２の間に挟持され、主液室Ａの圧力変化によって厚さ方向へ適宜撓み変形することができる。また、メンブレン５３の受圧面積、言い換えれば、隔壁５の円形窓部５ａの開口面積は、オリフィスＣの断面積よりも十分に大きいものとなっている。

以上のように構成された液体封入式マウントは、マウントケース１が不図示のブラケットを介して車体フレーム側に連結され、ボス２がエンジン側ブラケットに連結されることによって、エンジンを含むパワーユニットを車体フレームに弾性的に支持するものである。そしてこの取付状態において、重力加速度１Ｇでのパワーユニットの荷重による負荷が与えられて弾性体３が初期圧縮を受けた状態では、ボス２が図１に示される位置よりも相対的に下方にあり、パワーユニットあるいは車両走行中の路面からの上下振動の入力によって、マウントケース１とボス２は、弾性体３の変形を伴いながら反復的に相対変位することができる。

ここで、入力振動が、例えば車両走行中におけるバウンドのようなショックによる大振幅の低周波振動である場合、ボス２がマウントケース１に対して相対的に下方変位される半周期では、マウントケース１における上ケース１１のフランジ部１１ｂと、ボス部材２１の外周面２１ａとの間で、弾性体３が圧縮・剪断を受けるのに伴って、主液室Ａの容積が縮小されるので、オリフィスＣを通じて主液室Ａから副液室Ｂへ作動液体が移動する。また、次の半周期、すなわちリバウンド過程では、主液室Ａの容積が拡大過程に移行するので、オリフィスＣを通じて副液室Ｂから主液室Ａへ作動液体が移動する。

そして、オリフィスＣ内の作動液体を慣性マスとし、主液室Ａと副液室Ｂを形成する弾性体３及びダイアフラム４等をバネとする振動系の液柱共振周波数は、ショック入力による低周波振動の周波数域に同調されているので、上述のようなオリフィスＣ内の作動液体の反復移動が液柱共振により促され、作動液体の粘性による高減衰を発生して、ショック入力に対する優れた緩衝性を得ると共に、これに起因する振動を短時間で収束する。

上述したバウンド等による大振幅の低周波振動の入力において、主液室Ａの容積が縮小する過程では、副液室Ｂでは作動液体の流入によって容積が拡大するので、これに伴い、ダイアフラム４は下方へ変位する。このとき、ダイアフラム４は、ベローズ状屈曲部４１が偏心して形成されているので、その偏心方向と反対側では、可撓フランジ部４３の変形によって、ベローズ状屈曲部４１自体の変形が抑制される一方、ベローズ状屈曲部４１が偏心した側では可撓フランジ部４３が殆ど存在しないので、ベローズ状屈曲部４１が下方へ大きく変形される。その結果、ダイアフラム４は、図１に一点鎖線で示されるように不均一に変形することになり、ベローズ状屈曲部４１が全周で同時に反転するように変形することはない。このためダイアフラム４とマウントケース１の下ケース１２との間の室Ｄ内に存在する空気が、ベローズ状屈曲部４１の急激な変形によって叩かれることによる騒音の発生が、有効に防止される。

また、入力振動が、例えばエンジンのアイドル振動等に起因する継続的かつ中小振幅の中・高周波振動である場合は、オリフィスＣ内の作動液体の液柱慣性が大きくなって、オリフィスＣ内での作動液体の反復移動が起こらなくなるため、振動入力によるボス２の上下反復変位に伴って、主液室Ａの圧力が変化することになる。しかしながら、このような主液室Ａの圧力変化は、隔壁５に設けられたメンブレン５３が受圧して肉厚方向へ反復的に撓むことによって吸収される。このため、当該マウントの動ばね定数が低く抑えられ、車体フレーム側へのアイドル振動等の伝達を有効に絶縁することができる。

次に、図３は、本発明に係る液体封入式マウントの第二の形態を示す縦断面図、図４は、この形態で使用されるダイアフラムの斜視図である。この第二の形態は、請求項２に記載された構成と対応するものであって、すなわち、ダイアフラム４には、図３及び図４に示されるように、下方へ凸の屈曲形状で円周方向に連続した同心状の複数段のベローズ状屈曲部４４，４５が形成されており、内周側のベローズ状屈曲部４５は、外周側のベローズ状屈曲部４４に比較して、相対的に小さなものとなっている。

その他の部分の構成、すなわちマウントケース１と、その上側内周に配置されたボス２と、これらマウントケース１とボス２の間に一体的に接合された弾性体３と、マウントケース１の内周に密封的に固定されて主液室Ａと副液室Ｂとの間を仕切る隔壁５は、基本的に第一の形態と同様である。

なお、第一プレート５１及び第二プレート５２の内周窓部５１ａ，５２ａは、ダイアフラム４のベローズ状屈曲部４１と対応して、隔壁５の外周縁と同心、すなわちダイアフラム４のベローズ状屈曲部４４，４５と同心的に形成され、ベローズ状屈曲部４５の内周の肩部４５ａが、第二プレート５２における内周窓部５２ａの外周側の下面と対向するようになっている。

以上のように構成された液体封入式マウントは、パワーユニットあるいは車両走行中の路面からの振動入力に対して、先に説明した第一の形態と同様に動作し、防振効果を奏するものである。

そして、バウンド等による大振幅の低周波振動の入力において、ボス２がマウントケース１に対して相対的に下方変位されることにより主液室Ａの容積が縮小される過程では、副液室Ｂでは作動液体の流入によって容積が拡大するので、これに伴い、ダイアフラム４は下方への変形力を受けるが、このダイアフラム４は複数のベローズ状屈曲部４４，４５によって剛性が小さくなっているので、滑らかに変位し、全周でいっきに反転するように変形することがない。したがって、ダイアフラム４とマウントケース１の下ケース１２との間の室Ｄ内に存在する空気が、ダイアフラム４の急激な変形によって叩かれることによる騒音の発生を、有効に防止することができる。

次に、図５は、本発明に係る液体封入式マウントの第三の形態を示す縦断面図、図６は、この形態で使用されるダイアフラムの斜視図である。この第三の形態は、請求項１及び請求項２の双方の特徴を有するものであって、すなわちダイアフラム４には、図５に示されるように、複数段のベローズ状屈曲部４４，４５が形成されている。そして、内周側のベローズ状屈曲部４５は、外周側のベローズ状屈曲部４４に比較して、相対的に小さなものとなっており、このベローズ状屈曲部４４，４５は互いに同心的に形成されると共に、図６の斜視図にも示されるように、下方へ凸の屈曲形状で環状に連続しており、ダイアフラム４の中心に対して、言い換えれば外周縁４２に対して、偏心して形成されている。したがって、外周側のベローズ状屈曲部４４と外周縁４２との間には、ベローズ状屈曲部４４，４５の偏心方向と反対側で幅が最大となる可撓フランジ部４３が形成されている。

したがって、第一プレート５１及び第二プレート５２の内周窓部５１ａ，５２ａは、ダイアフラム４のベローズ状屈曲部４４，４５と対応して偏心した位置に形成されている。

以上のように構成された液体封入式マウントは、パワーユニットあるいは車両走行中の路面からの振動入力に対して、先に説明した第一の形態又は第二の形態と同様に動作し、防振効果を奏するものである。

そして、バウンド等による大振幅の低周波振動の入力において、ボス２がマウントケース１に対して相対的に下方変位されることにより主液室Ａの容積が縮小される過程では、副液室Ｂでは作動液体の流入によって容積が拡大するので、これに伴い、ダイアフラム４は下方への変形力を受ける。このとき、先に説明した第一の形態と同様、ベローズ状屈曲部４４，４５が偏心して形成されているので、その偏心方向と反対側では、可撓フランジ部４３の変形によって、外周のベローズ状屈曲部４４の変形が抑制される一方、ベローズ状屈曲部４４，４５が偏心した側では可撓フランジ部４３が殆ど存在しないので、ベローズ状屈曲部４４，４５が下方へ大きく変形される。このため、ダイアフラム４は不均一に変形することになり、また、このダイアフラム４は複数のベローズ状屈曲部４４，４５によって剛性が小さくなっているので、その変形が滑らかに行われる。したがって、ベローズ状屈曲部４１が全周で同時に反転するように変形することはなく、ダイアフラム４とマウントケース１の下ケース１２との間の室Ｄ内に存在する空気が、ベローズ状屈曲部４１の急激な変形によって叩かれることによる騒音の発生が、有効に防止される。

本発明に係る液体封入式マウントの第一の形態を示す縦断面図である。 図１の形態で使用されるダイアフラムの斜視図である。 本発明に係る液体封入式マウントの第二の形態を示す縦断面図である。 図３の形態で使用されるダイアフラムの斜視図である。 本発明に係る液体封入式マウントの第三の形態を示す縦断面図である。 図５の形態で使用されるダイアフラムの斜視図である。 従来の技術による液体封入式マウントを示す縦断面図である。

符号の説明

１ マウントケース（第一取付部材）
１１ 上ケース
１２ 下ケース
１２ａ 通気孔
２ ボス（第二取付部材）
３ 弾性体
４ ダイアフラム
４１，４４，４５ ベローズ状屈曲部
４２ 外周縁
４３ 可撓フランジ部
５ 隔壁
５１ 第一プレート
５２ 第二プレート
５３ メンブレン
Ａ 主液室
Ｂ 副液室
Ｃ オリフィス

Claims (2)

1. 環状又は筒状の第一取付部材（１）と、その内周に配置された第二取付部材（２）と、前記第一取付部材（１）と第二取付部材（２）の間に接合された弾性体（３）と、外周部が前記第一取付部材（１）に密封的に固定されたダイアフラム（４）と、外周部が前記弾性体（３）とダイアフラム（４）の間で前記第一取付部材（１）の内周に密封的に固定され前記弾性体（３）側の主液室（Ａ）と前記ダイアフラム（４）側の副液室（Ｂ）を画成する隔壁（５）とを備え、前記隔壁（５）に、前記主液室（Ａ）と副液室（Ｂ）の間を連通するオリフィス（Ｃ）が形成され、前記ダイアフラム（４）に、その中心に対して偏心したベローズ状屈曲部（４１）が形成されたことを特徴とする液体封入式マウント。
2. 環状又は筒状の第一取付部材（１）と、その内周に配置された第二取付部材（２）と、前記第一取付部材（１）と第二取付部材（２）の間に接合された弾性体（３）と、外周部が前記第一取付部材（１）に密封的に固定されたダイアフラム（４）と、外周部が前記弾性体（３）とダイアフラム（４）の間で前記第一取付部材（１）の内周に密封的に固定され前記弾性体（３）側の主液室（Ａ）と前記ダイアフラム（４）側の副液室（Ｂ）を画成する隔壁（５）とを備え、前記隔壁（５）に、前記主液室（Ａ）と副液室（Ｂ）の間を連通するオリフィス（Ｃ）が形成され、前記ダイアフラム（４）に、円周方向に連続した複数段のベローズ状屈曲部（４４，４５）が形成されたことを特徴とする液体封入式マウント。

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