JP2006083979A - 液体封入式マウント - Google Patents

Abstract

【課題】第一液室Ａの液圧変化を吸収するサブダイアフラム６の動作による打音の発生を防止する。
【解決手段】第一取付部材１と第二取付部材２とを連結した弾性体３と、第一取付部材１の内周に密封的に設けられたダイアフラム４との間の液封空間が、隔壁５によって弾性体３側の第一液室Ａとダイアフラム４側の第二液室Ｂに仕切られ、第一及び第二液室Ａ，ＢがオリフィスＣを介して互いに連通され、隔壁５内に、導圧室Ｄと、この導圧室Ｄを第一液室Ａに開放する第一導圧孔５２ｂと、この第一導圧孔５２ｂより大径であって導圧室Ｄを第二液室Ｂに開放する第二導圧孔５１ｅが形成され、導圧室Ｄに第一及び第二導圧孔５２ｂ，５１ｅ間を閉塞するようにサブダイアフラム６が配置され、このサブダイアフラム６に、少なくとも一部が第一及び第二導圧孔５２ｂ，５１ｅと重合するスリット６１が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば自動車のエンジンマウントとして用いられ、オリフィス内を流れる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であって、特に、非共振時の液圧変化を吸収するサブダイアフラムを有するものに関する。

自動車において、エンジンやトランスミッションを含むパワーユニットを防振支持す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は、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。
特公平７−１０７４１６号公報

すなわち、特許文献１に記載された液体封入式マウント（油圧緩衝式弾性支持体）は、筒状の第一取付部材と、その内周側の第二取付部材とを、ゴム状弾性材料からなる円錐状の弾性体（ゴム弾性ばね要素）で連結し、弾性体とその上側に設けられたダイアフラム（ベローズ）との間には、弾性薄膜を介して支持された隔壁によって、弾性体側の第一液室とダイアフラム側の第二液室が画成されると共に、両液室は、隔壁に形成されたオリフィス（貫通溝）を介して互いに連通している。また、隔壁に形成された開口には、これを閉塞するように弾性板が設けられ、この弾性板にはスリットが形成されている。

したがってこの液体封入式マウントによれば、アイドル振動等の入力に対しては、弾性薄膜が隔壁と共に軸方向反復変位することにより、振動に伴う第一液室の液圧変化が吸収されて低ばね定数となり、振動絶縁性が確保される。また、車両走行時の路面からのショック入力等、大振幅の変位入力に対しては、オリフィスを介して第一液室と第二液室の間を作動液が反復流動することによって、大きな減衰力を得る。また、このとき弾性板に形成されたスリットが開くことによって弾性体側の第一液室の急激な圧力変化を緩和するようになっている。

ここで、路面からのショック等による大振幅の振動入力において、第一液室の容積が拡大される半周期では、第一液室が負圧となるが、第二液室はダイアフラムを介して大気圧となっているので、このときに隔壁を第一液室側へ変位させるように作用する第一液室と第二液室の圧力差は、０．１ＭＰａ未満である。

これに対し、第一液室の容積が縮小される半周期では、第一液室が正圧となるが、その振動変位はエンジン荷重の方向であるから、このときに隔壁を第二液室側へ変位させるように作用する第一液室と第二液室の圧力差は、０．２ＭＰａ以上の大きいものとなる。これは、弾性板に形成されたスリットによる第一液室の圧力変化の緩和作用が、負圧時と正圧時で同じだからである。したがって、第一液室が正圧となる半周期では、第一液室の大きな圧力上昇によって相対変位する隔壁が、その外周の変位規制部（緊張リング）と衝突して、打音を発生するおそれがあった。

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、第一液室の液圧変化を吸収する機構による打音の発生を防止することにある。

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、本発明に係る液体封入式マウントは、第一取付部材と第二取付部材とを連結している弾性体と、前記第一取付部材の内周に密封的に設けられた従動体との間の液封空間が、隔壁によって前記弾性体側の第一液室と前記従動体側の第二液室に仕切られ、前記第一及び第二液室がオリフィスを介して互いに連通され、前記隔壁内に、導圧室と、この導圧室を前記第一液室に開放する第一導圧孔と、この第一導圧孔より大径であって前記導圧室を前記第二液室に開放する第二導圧孔が形成され、前記導圧室に前記第一及び第二導圧孔間を閉塞するようにサブダイアフラムが配置され、このサブダイアフラムに、少なくとも一部が前記第一及び第二導圧孔と重合するスリットが形成されたことを特徴とするものである。

すなわち、大振幅の振動入力の際には、第一及び第二導圧孔を通じてサブダイアフラムに作用する第一及び第二液室の圧力差によって、作動液の一部が、サブダイアフラムのスリットを通じて低圧側へ流れるので、第一液室の圧力変化が緩和される。そして、第一液室の容積が拡大されてこの第一液室が負圧となる振動半周期では、相対的に小径の第一導圧孔によって、前記スリットの開度が小さく、第一液室の容積が縮小されてこの第一液室が正圧となる振動半周期では、相対的に大径の第二導圧孔によって、前記スリットの開度が大きくなるので、第一液室が正圧時における第二液室との圧力差を小さくして、第一液室が負圧時における第二液室との圧力差と略同等にすることができる。このため、第一液室が正圧となる振動半周期でのサブダイアフラムの変位力が緩和される。

本発明に係る液体封入式マウントによれば、第一液室が正圧となる振動半周期でのサブダイアフラムの衝突力が緩和されるので、打音を有効に低減することができる。

以下、本発明に係る液体封入式マウントを、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、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示す縦断面図、図２は、図１の液体封入式マウントにおける隔壁を第二液室側（上側）から見た図、図３は、図１の一部を拡大した半断面図、図４は、図１におけるサブダイアフラムを示す平面図、図５は、入力振動と第一液室の圧力変化の関係を示す説明図である。

図１に示される液体封入式マウントは、第一取付部材１と、その内周側に配置された第二取付部材２と、これら第一取付部材１と第二取付部材２の間に接合された弾性体３と、その上方にあって外周縁４ａが第一取付部材１に封着されたダイアフラム４と、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（下側）の第一液室Ａとダイアフラム４側（上側）の第二液室Ｂに分離するように配置された隔壁５と、この隔壁５内に保持されたサブダイアフラム６とを備える。なお、ダイアフラム４は、請求項１に記載された従動体に相当するものである。

第一取付部材１は筒状をなすものであって、円筒状の金属製のケース１１と、その下端部に段付き形成された小径部１１ａの外周面に圧入嵌着された金属製の外環１２とからなる。この第一取付部材１は、外環１２に一体的に形成された取付腕１２ａにおいて、図示されていないボルトにより、請求項１に記載された不図示の車体フレーム側に連結される。

第二取付部材２は、第一取付部材１の内周に配置された金属製のカップ状フランジ２１と、その底部下面に溶接等によって一体的に結合され、下端が第一取付部材１における外環１２の下側へ延在された金属製の内筒２２とからなる。この第二取付部材２は、内筒２２の内周の雌螺子穴に螺合されるボルト２３を介して不図示のエンジン側ブラケット２４に緊結される。

弾性体３はゴム状弾性材料からなるものであって、第二取付部材２におけるカップ状フランジ２１の、上方へ向けて開いた円錐状をなす側壁部の外周から、第一取付部材１におけるケース１１の段差部及び小径部１１ａの内面へ向けて、斜め下方へ延びる略円錐状をなしている。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、内周ほど厚肉に形成されている。

第一取付部材１におけるケース１１と、第二取付部材２におけるカップ状フランジ２１及び内筒２２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、ケース１１と、互いに結合したカップ状フランジ２１及び内筒２２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ケース１１とカップ状フランジ２１及び内筒２２との間に画成された成形用キャビティ内に、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、ケース１１、カップ状フランジ２１及び内筒２２への弾性体３の加硫接着を同時に行ったものである。

なお、弾性体３には、その外周部から第一取付部材１におけるケース１１の内周面を覆うように延びる弾性膜３１と、内周部からカップ状フランジ２１の内面を覆うように延びる弾性膜３２が連続して形成されている。

第一取付部材１におけるケース１１の上端部には、断面略コ字形のカシメ部１１ｂが形成されており、ダイアフラム４の外周縁４ａ及び隔壁５の外周部が、互いに密接された状態で、前記カシメ部１１ｂに固定されている。また、隔壁５の外周部は、ケース１１の内周面をカシメ部１１ｂの内面まで延びる弾性膜３１によって密封されている。

ダイアフラム４は、ゴム状弾性材料からなるものであって、弾性体３に比較して十分に薄肉であり、円滑な変位・変形を許容するために略伏皿状に成形されている。そして、金属製の補強環４１が埋設された外周縁４ａが、隔壁５の外周部に密嵌されると共に、ケース１１のカシメ部１１ｂによってカシメ固定されている。

隔壁５は、金属あるいは合成樹脂で円盤状に成形された上部プレート５１及び下部プレート５２からなる。上部プレート５１の下面中央には、係止突起５１ａが形成されていて、下部プレート５２は、その内周孔が前記係止突起５１ａに嵌合されることによって、上部プレート５１と重合した状態に結合されている。

図２及び図３に示されるように、隔壁５における上部プレート５１の下面外周部には、円周方向に延びる有端溝５１ｂが形成されていて、この有端溝５１ｂは、その下側を塞ぐように存在する下部プレート５２の外周部によって、円周方向へ略Ｃ字形に延びるオリフィスＣをなしている。オリフィスＣの一端は、下部プレート５２に開設された開口５２ａを介して下側の第一液室Ａへ開放され、他端が、上部プレート５１に開設された開口５１ｃを介して上側の第二液室Ｂに開放されている。

オリフィスＣの内周側には、上部プレート５１の下面に有端溝５１ｂの内周側に形成された環状凹部５１ｄと、その下側に存在する下部プレート５２によって、扁平な環状の導圧室Ｄが形成されている。この導圧室Ｄは、下部プレート５２に開設された多数の第一導圧孔５２ｂを介して下側の第一液室Ａに連通する一方、上部プレート５１に開設された多数の第二導圧孔５１ｅを介して上側の第二液室Ｂに連通している。そして第一導圧孔５２ｂは、第二導圧孔５１ｅよりも小径に形成されている。

サブダイアフラム６は、ゴム状弾性材料で円盤状に成形されたものであって、隔壁５における導圧室Ｄ内に、第一液室Ａと第二液室Ｂとの間を遮断するように配置され、すなわち図３に示されるように、内周縁６ａが導圧室Ｄの内周壁にほぼ密接し、外周縁６ｂが導圧室Ｄの外周壁にほぼ密接している。また、このサブダイアフラム６は、肉厚ｔが導圧室Ｄの上下の内法ｓよりも小さく、したがって、導圧室Ｄ内を厚さ方向（上下）に変位可能となっている。

サブダイアフラム６には、図４に示されるように、半径方向へ放射状に延び厚さ方向に貫通した複数のスリット６１が、円周方向等間隔で形成されている。そして各スリット６１は、図２に示されるように、少なくとも一部が、隔壁５における第一導圧孔５２ｂ及び第二導圧孔５１ｅと重合している。

第一液室Ａ、第二液室Ｂ、オリフィスＣ及び導圧室Ｄ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が充填されている。この作動液は、弾性体３及び第二取付部材２と一体のケース１１のカシメ部１１ｂに、隔壁５及びダイアフラム４を、液槽に貯留した前記シリコーンオイル等の液体中で組み込んでカシメ固定することによって、前記液体の一部が閉じ込められたものである。

以上のように構成された液体封入式マウントは、第一取付部材１における外環１２の取付腕１２ａが車体フレーム側に連結され、第二取付部材２がエンジン側ブラケット２４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、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Ｖが入力されると、第一取付部材１と第二取付部材２が反復的に上下相対変位され、両取付部材１，２間で反復変形される弾性体３の弾性によって、振動Ｖが有効に吸収される。

上記入力振動Ｖが、例えばエンジンのアイドリング時の機関振動等に起因する継続的かつ小振幅の中・高周波振動である場合は、サブダイアフラム６が共振して、導圧室Ｄ内を上下に小刻みに反復変位することによって、弾性体３の変形に伴う第一液室Ａの液圧変化が吸収される。このため、当該マウントの動ばねが低下して、振動の伝達を有効に絶縁する。

入力振動Ｖが、例えば車両走行中における路面段差部への乗り上げや乗り下げのような、ショック入力による大振幅の低周波振動である場合、前記乗り上げによって、車体フレームと共に第一取付部材１が上方変位するか、もしくは前記乗り下げによってパワーユニットと共に第二取付部材２が下方変位する最初の半周期では、第一取付部材１におけるケース１１の下部と、第二取付部材２におけるカップ状フランジ２１との間で、弾性体３が圧縮されるのに伴って、第一液室Ａの容積が拡大されるので、この第一液室Ａの液圧が負圧となる。このため、第一導圧孔５２ｂ及び第二導圧孔５１ｅを通じて導圧室Ｄに導入されている第一液室Ａと第二液室Ｂの圧力差によって、サブダイアフラム６が導圧室Ｄ内を下方変位して隔壁５の下部プレート５２に押し付けられると共に、オリフィスＣを通じて第二液室Ｂから第一液室Ａへ作動液が移動する。また、次の半周期、すなわちリバウンド過程では、第一液室Ａの容積が縮小過程に移行するので、サブダイアフラム６は導圧室Ｄ内を上方変位して隔壁５の上部プレート５１に押し付けられると共に、オリフィスＣを通じて第一液室Ａから第二液室Ｂへ作動液が移動する。

そして、オリフィスＣ内の作動液をマスとし、第一液室Ａと第二液室Ｂを形成する弾性体３及びダイアフラム４等によるばね系とで構成される振動系の液柱共振周波数は、上述のショック入力による振動の周波数域に同調されており、このため、上述のようなオリフィスＣ内の作動液の反復移動が液柱共振により促され、作動液の粘性による高減衰を発生して、振動Ｖを速やかに収束させる。

また、上述のショック等による大振幅の振動入力において、第一導圧孔５２ｂ及び第二導圧孔５１ｅを通じてサブダイアフラム６に作用する液室Ａ，Ｂの圧力差によって、作動液の一部が、サブダイアフラム６のスリット６１を押し開くようにして低圧側へ流れるので、隔壁５（下部プレート５２又は上部プレート５１）の内面へのサブダイアフラム６の衝突力が緩和され、その結果、打音が低減される。

特に、図示の形態によれば、第一液室Ａの容積が拡大されてこの第一液室Ａが負圧となる振動半周期では、液室Ａ，Ｂの圧力差によって相対的に小径の第一導圧孔５２ｂ側へ変位するサブダイアフラム６のスリット６１の開度が小さいのに対し、第一液室Ａの容積が縮小されてこの第一液室Ａが正圧となる振動半周期では、液室Ａ，Ｂの圧力差によって相対的に大径の第二導圧孔５１ｅ側へ変位するサブダイアフラム６のスリット６１の開度が大きくなる。このため、図５に示されるように、第一液室Ａが正圧となる振動半周期において、従来は液室Ａ，Ｂの圧力差が０．２ＭＰａ以上の大きいものとなっていたのに対し、図示の形態では、前記圧力差を０．１ＭＰａあるいはそれ以下に抑制することができ、その結果、第一液室Ａが正圧となった時の、上部プレート５１に対するサブダイアフラム６の衝突力が有効に緩和される。

なお、上述の形態は、隔壁５の下側に弾性体３、上側にダイアフラム４を設けた、パワーユニット懸吊型のものについて説明したが、隔壁５の上側に弾性体３、下側にダイアフラム４を設けたものについても、本発明を同様に実施することができる。また、第二液室Ｂを画成する従動体として、ダイアフラム４の代わりにフリーピストンを用いたものについても、本発明を同様に実施することができる。

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示す縦断面図である。 図１の液体封入式マウントにおける隔壁を第二液室側（上側）から見た図である。 図１の一部を拡大した半断面図である。 図１におけるサブダイアフラムを示す平面図である。 入力振動Ｖと第一液室の圧力変化の関係を示す説明図である。

符号の説明

１ 第一取付部材
２ 第二取付部材
３ 弾性体
４ ダイアフラム（従動体）
５ 隔壁
５１ 上部プレート
５１ｅ 第二導圧孔
５２ 下部プレート
５２ｂ 第一導圧孔
６ サブダイアフラム
６１ スリット
Ａ 第一液室
Ｂ 第二液室
Ｃ オリフィス
Ｄ 導圧室

Claims (1)

1. 第一取付部材（１）と第二取付部材（２）とを連結している弾性体（３）と、前記第一取付部材（１）の内周に密封的に設けられた従動体（４）との間の液封空間が、隔壁（５）によって前記弾性体（３）側の第一液室（Ａ）と前記従動体（４）側の第二液室（Ｂ）に仕切られ、前記第一及び第二液室（Ａ，Ｂ）がオリフィス（Ｃ）を介して互いに連通され、前記隔壁（５）内に、導圧室（Ｄ）と、この導圧室（Ｄ）を前記第一液室（Ａ）に開放する第一導圧孔（５２ｂ）と、この第一導圧孔（５２ｂ）より大径であって前記導圧室（Ｄ）を前記第二液室（Ｂ）に開放する第二導圧孔（５１ｅ）が形成され、前記導圧室（Ｄ）に前記第一及び第二導圧孔（５２ｂ，５１ｅ）間を閉塞するようにサブダイアフラム（６）が配置され、このサブダイアフラム（６）に、少なくとも一部が前記第一及び第二導圧孔（５２ｂ，５１ｅ）と重合するスリット（６１）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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