以下、本発明の実施形態に係る防振装置について図面を参照して説明する。なお、図中、符号Sは装置の軸心を表しており、この軸心Sに沿った方向を装置の軸方向として以下の説明を行う。
(第1の実施形態)
図1及び図2には本発明の第1の実施形態に係る防振装置が示されている。図1に示されるように、防振装置10には、その外周側に薄肉円筒に形成された外筒金具12が設けられると共に、この外筒金具12の内周側に取付金具20が略同軸的に配置されている。外筒金具12には、その上端部に外周側へ延出する環状のフランジ部14が屈曲形成されると共に、下端部に装置の組立時に内周側へテーパ状に折り曲げられるかしめ部16が形成されており、これらのフランジ部14とかしめ部16との中間に内周側へ向かって断面V字状に屈曲された絞り部18が全周に亘って形成されている。防振装置10は、外筒金具12がカップ状のホルダ金具(図示省略)内へ嵌挿されることにより、このホルダ金具を介してして車両における車体側へ連結される。
取付金具20は、その上端側が略一定の外径を有する円柱状に形成されると共に、下端側が下方へ向かってテーパ状に外径が縮径する略円錐台状に形成されており、この取付金具20には、その上端面から下端側へ向かって軸心Sに沿ってねじ穴22が穿設されている。防振装置10は、取付金具20のねじ穴22に捻じ込まれたボルト等の締結部材及びブラケットステーを介して車両におけるエンジン側に連結固定される。
防振装置10には、外筒金具12と取付金具20との間に略肉厚リング状に形成されたゴム弾性体24が配置されている。ゴム弾性体24は、その外周面が外筒金具12の内周面における絞り部18の上側に加硫接着されると共に、内周面が取付金具20の外周面下端側に加硫接着されている。これにより、ゴム弾性体24は外筒金具12と取付金具20とを弾性的に連結する。
ゴム弾性体24は、その断面が取付金具20から外筒金具12へ向かって下方へ傾斜する略ハ字状に形成されている。これにより、ゴム弾性体24の下面中央部には、下方から上方へ向かって内径が狭くなる略円錐台状の凹部26が形成される。ゴム弾性体24には、その上端外周部から外周側へ延出する断面矩形状のストッパ部28が一体的に形成されており、このストッパ部28は、外筒金具12のフランジ部14における周方向に沿った一部に加硫接着されている。このストッパ部28は、防振装置10が車両に取り付けられた状態で、軸方向に沿ってエンジン側に大きな相対変位が生じた場合に、ブラケットステー等へ当接してエンジン側の変位を制限すると共に衝突音の発生を防止する。
ゴム弾性体24には、その下端内周部に取付金具20の下端部を覆うインナクッション部30が一体的に形成されると共に、外筒金具12の絞り部18の内周側に段差部32が一体的に形成されている。この段差部32は、その下面側が平面状に形成されており、絞り部18により外周側から軸方向への変形が制限されるように支持されている。またゴム弾性体24には、段差部32の下端外周部から下方へ延出する薄肉円筒状の被覆部34が一体的に形成されている。この被覆部34は、外筒金具12の内周面を覆うように下端部まで延出され、外筒金具12に加硫接着されている。
防振装置10には、外筒金具12の内周側に全体として略肉厚円板状に形成された仕切金具36(図3参照)が嵌挿されている。仕切金具36は、その上面外周部を段差部32の下面側へ当接させると共に、外周面を被覆部34を介して外筒金具12の内周面へ圧接させている。また防振装置10には、外筒金具12の内周側における仕切金具36の下側に環状の支持筒38が嵌挿されている。支持筒38は、その上端側を仕切金具36の下面外周部へ当接させると共に、被覆部34を介して外周面を外筒金具12の内周面へ圧接させている。防振装置10では、外筒金具12内に仕切金具36及び支持筒38が嵌挿された状態で、外筒金具12のかしめ部16が上端側から下端側へ向かって内外径が縮径するように折り曲げられる。これにより、外筒金具12内で仕切金具36及び支持筒38が段差部32(絞り部18)とかしめ部16との間に固定される。
支持筒38には、その内周側にゴム材料により薄肉円板状に成形されたダイヤフラム40が配置されており、このダイヤフラム40は、その外周縁部が全周に亘って支持筒38の内周面に加硫接着されている。これにより、外筒金具12内には、その軸方向に沿った上端側がゴム弾性体24により閉塞されると共に、下端側がダイヤフラム40により閉塞された略円柱状の空間(液室空間)が形成され、この液室空間は仕切金具36によりゴム弾性体24を隔壁の一部とする主液室42及びダイヤフラム40を隔壁とする副液室44に区画される。これらの主液室42及び副液室44内には、それぞれ水、エチレングリコール等の液体が充填される。
ここで、主液室42は、その内容積がゴム弾性体24の弾性変形に伴って変化(拡縮)し、またダイヤフラム40は、副液室44の内容積を拡縮する方向へ十分に小さい荷重(液圧)で変形可能とされている。
図5に示されるように、仕切金具36には、その下部側に合成樹脂やアルミニウム等の金属材料により形成されたオリフィス部材46が設けられると共に、このオリフィス部材46の上側に有底円筒状の蓋部材48が配置されている。オリフィス部材46は、下面側が底板部50により閉止された肉厚の有底円筒状に形成されており、底板部50には、周方向に沿った寸法が内周側から外周側へ向かって広がる略扇状に形成された複数個(例えば、4個)の流通開口52が穿設されると共に、図3に示されるように、流通開口52の内周側に肉厚円筒状のボス部54が一体的に形成されている。
図3に示されるように、ボス部54は、その軸方向に沿った寸法が底板部50の厚さよりも大きくなっており、底板部50の上面部及び下面部からそれぞれ突出している。ボス部54には上面中央部に円形凹状の座受穴56が開口しており、この座受穴56には後述するコイルスプリング90の下端部が挿入される。またボス部54には、座受穴56の底面とボス部54の下面との間を貫通する逃げ穴58が穿設されている。この逃げ穴58の内径は座受穴56の内径よりも小径とされており、この逃げ穴58内には、後述するプランジャ部材78のガイド筒部82が挿脱可能に挿入される。
図5に示されるように、オリフィス部材46には、その外周面上端部に下端側よりも外径が小さい嵌挿部60が形成されている。またオリフィス部材46には、外周面における段差部62と下端部との間に周方向に対して所定角度傾いたスパイラル方向に沿って延在する凹状の溝部64が形成されている。
オリフィス部材46には、図6(B)に示されるように、嵌挿部60の一部を軸方向へ凹状に切り欠いて、溝部64の長手方向に沿った主液室42側の一端部をオリフィス部材46の上面部まで連通させる連通路66が形成されている。またオリフィス部材46には、図6(C)に示されるように、その下端部の一部を軸方向へ矩形状に切り欠いて、溝部64の長手方向に沿った他端部をオリフィス部材46の下面まで連通させる連通路68が形成されている。
溝部64には、主液室42側の一端から長手方向(スパイラル方向)中間部までの区間に共用オリフィス部70が設けられると共に、この共用オリフィス部70に対して副液室44側に専用オリフィス部72が設けられている。ここで、共用オリフィス部70及び専用オリフィス部72は、その径方向に沿った深さは同じになっているが、共用オリフィス部70は、その軸方向に沿った幅が専用オリフィス部72の軸方向に沿った幅よりも所定長だけ長くなっている。これにより、共用オリフィス部70は、その断面積が専用オリフィス部72の断面積よりも大きくなり、この共用オリフィス部70の断面積は、車両のアイドリング運転時に発生するアイドル振動の周波数(例えば、18〜30Hz)及び振幅に対応するように設定されている。また共用オリフィス部70の路長は、溝部64の長手方向に沿った寸法(路長)の1/2以下となるように設定されている。
オリフィス部材46には、図6(A)に示されるように、溝部64における共用オリフィス部70と専用オリフィス部72との境界部付近に、溝部64(吸振用オリフィス部70)の内周側の底面部からオリフィス部材46の内周面まで貫通するオリフィス開口74が穿設されている。このオリフィス開口74は周方向へ細長いスロット状に形成されている。ここで、オリフィス開口74の開口面積は、共用オリフィス部70の断面積以上になっている。
またオリフィス開口74は、その内周端に沿った両端部の形状が略半円形とされており、この両端部付近での液体の流通抵抗の増加が抑制されている。またオリフィス開口74の内周縁部(エッジ部)における液体の流通方向に沿った断面形状を凸の半円状や楔状として、エッジ部での液体の流通抵抗の増加を抑制するようにして良い。
図6(A)に示されるように、オリフィス部材46には、オリフィス開口74の下端側の長手方向中央部から下方へ延出する補助開口134が形成されている。この補助開口134も、オリフィス開口74と同様に、径方向に沿って共用オリフィス部70の底面部からオリフィス部材46の内周面まで貫通しており、その断面形状がオリフィス開口74側(上端側)が開口したU字状に形成されている。この補助開口134の軸方向に沿った長さHは、後述する閉塞位置にあるプランジャ部材78のオリフィス開口74に対するオーバラップ量OL(図4参照)よりも小さくなっている。
図6(C)に示されるように、オリフィス部材46の内周側には円柱状の空間が形成され、この円柱状の空間は、後述するプランジャ部材78が収納されるシリンダ室76とされる。プランジャ部材78は、図5に示されるように、肉厚円板状に形成されており、シリンダ室76を軸方向に沿って主液室42側の小空間である液圧空間130(図3参照)と副液室44側の小空間であるオリフィス空間132(図4参照)とに区画している。またプランジャ部材78は、その外周面下端側のエッジ部79がオリフィス開口74の長手方向と平行に延在している。
図3に示されるように、プランジャ部材78には、その下面側における周縁部と中央部との間には周方向へ延在する環状凹部80が形成されている。またプランジャ部材78には、その下面中央部から下方へ突出する肉厚円筒状のガイド筒部82が一体的に形成されると共に、このガイド筒部82の中央部を軸方向へ貫通する軸受穴84が穿設されている。プランジャ部材78には、ガイド筒部82の基端部にガイド筒部82よりも大径とされた円柱状の座受部86が同軸的に形成されている。またプランジャ部材78には、その上面中央部に円形凹状の逃げ部88が形成されている。
プランジャ部材78は、図3に示されるように、オリフィス部材46のシリンダ室76内へ挿入され、シリンダ室76の内周面に沿って軸方向に移動可能(スライド可能)となる。このとき、プランジャ部材78は、ガイド筒部82の先端側をオリフィス部材46の座受穴56及び逃げ穴58内にも同軸的に挿入するが、ガイド筒部82の外径は、座受穴56及び逃げ穴58の内径よりも小径であることから、プランジャ部材78は、オリフィス部材46の底板部50へ接することなく、軸方向に沿って所定の範囲(後述する閉塞位置と開放位置との間)で移動可能になる。また仕切金具36には、オリフィス部材46の底板部50とプランジャ部材78との間に付勢部材としてのコイルスプリング90が配置されている。
コイルスプリング90は、その上端部をプランジャ部材78の座受部86の外周側に外嵌すると共に、その下端部をオリフィス部材46の座受穴56内へ挿入している。この状態で、コイルスプリング90は、その上端面(上側座面)をプランジャ部材78における座受部86の周縁部へ圧接させると共に、下端面(下側座面)を座受穴56の底面部へ圧接させ、プランジャ部材78及び底板部50により常に圧縮状態に保持されている。これにより、コイルスプリング90はプランジャ部材78を常に上方(主液室42側)へ付勢する。
図3に示されるように、仕切金具36では、蓋部材48がオリフィス部材46における嵌挿部60の外周側に嵌挿固定されている。これにより、オリフィス部材46のシリンダ室76の上端側が蓋部材48の頂板部92により閉止される。蓋部材48には、図5に示されるように、頂板部92の中央部に円形の嵌挿穴94が穿設されると共に、この嵌挿穴94の外周側に扇状に形成された複数個(本実施形態では、4個)の弁座開口96が形成されている。これら弁座開口96は、軸心Sを中心として対称的な位置関係(点対称)となるように配置されている。また蓋部材48には、図5に示されるように、その外周部にオリフィス部材46の上端側の連通路66(図6(B)参照)に面するように切欠部98が形成されている。共用オリフィス部70は、蓋部材48の切欠部98及び連通路66を介して副液室44内へ連通している。
図5に示されるように、仕切金具36には、蓋部材48とプランジャ部材78との間に略円板状のホルダ部材100が配置されると共に、このホルダ部材100と蓋部材48との間に略円板状の弁体102が介装されている。ホルダ部材100には、図3に示されるように、その中央側に底の浅い有底円筒状とされた弁体ホルダ104が形成されると共に、この弁体ホルダ104の上端部から外周側へ延出する環状のフランジ部106が屈曲形成されている。またホルダ部材100には、弁体ホルダ104の底板部105の外周部にそれぞれ扇状に形成された複数個の連通開口108が穿設されている。
図3に示されるように、ホルダ部材100には、底板部105の中央部に肉厚円板状のボス部110が一体的に形成されると共に、このボス部110の下面中央部から軸心Sに沿って下方へ突出する丸棒状のガイドロッド120が一体的に形成されている。またボス部110の上面側には、円形凹状の嵌挿穴112が形成されている。ここで、蓋部材48の頂板部92とホルダ部材100の底板部105との間には、嵌挿穴112の外周側に軸方向に沿った厚さ一定の円板状の空間である弁体収納室114が形成され、この弁体収納室114内には弁体102が収納される。
弁体102は、NR、NBR等のゴム組成物により成形されており、その上面側が平面状とされると共に、下面側が内周側から外周側へ向って上方へ僅かに傾斜するスロープ状に形成されており、軸方向に沿った肉厚が内周側から外周側へ向って徐々に薄くなっている。また弁体102には、上面中央部に円形凸状の突起部116が形成されると共に、下面中央部にも円形凸状の突起部118が形成されている。弁体102は、その上面側の突起部116を蓋部材48の嵌挿穴94内へ嵌挿すると共に、下面側の突起部118をホルダ部材100の嵌挿穴112内へ嵌挿している。これにより、弁体102は、ホルダ部材100及び蓋部材48と同軸的に位置決めされると共に、径方向への移動が拘束される。
弁体102は、突起部116,118の周縁部付近が蓋部材48の頂板部92とホルダ部材100の底板部105との間で軸方向に沿って圧縮されている。これにより、弁体102は、その上面部を所定の加圧力(予圧力)で蓋部材48の頂板部92の下面側へ圧接させると共に、蓋部材48とホルダ部材100との間で軸方向への移動が拘束される。弁体102は、圧縮状態となった部分の外周側の部分が下方へ向って撓み変形可能となっている。
図3に示されるように、弁体102は、その外周端を径方向に沿って蓋部材48における弁座開口96の外周端よりも外周側に位置させ、かつホルダ部材100の連通開口108の外周端よりも内周側に位置させている。これにより、弁体102は、その上面部を頂板部92に圧接させた状態(閉状態)で弁座開口96を閉塞し、また、図3の2点鎖線で示されるように、外周側が下方へ撓み変形して頂板部92から離間した状態(開状態)になると、弁座開口96が弁体収納室114を介して連通開口108に連通した状態となり、主液室42が弁体収納室114を通して仕切金具36内のシリンダ室76へ連通する。すなわち、弁体収納室114内に収納された弁体102、蓋部材48及びホルダ部材100は、主液室42とシリンダ室76との間で逆止弁128を構成しており、この逆止弁128は、主液室42からシリンダ室76(液圧空間130)内へのみ液体の流入を許容するが、液圧空間130から主液室42内への液体の流出を阻止する。
ホルダ部材100のガイドロッド120は、プランジャ部材78の軸受穴84内へ軸方向に沿って相対的に摺動可能となるように挿入されている。ここで、軸受穴84が穿設されたガイド筒部82及びガイドロッド120の一方が金属により形成されている場合には、他方を樹脂等のヤング率が所定値以上異なり、摩擦抵抗が小さい素材により形成することが好ましい。また軸受穴84の内周面及びガイドロッド120の外周面の一方又は双方に潤滑性を有し、かつ耐摩耗性が高い物質をコーティングしてスライド時の摩擦抵抗を抑制するようにしても良い。またガイドロッド120は、その先端側がオリフィス部材46の座受部86及び逃げ穴58内を通ってオリフィス部材46の下方まで突出させている。
シリンダ室76のオリフィス空間132は、オリフィス部材46の複数の流通開口52と座受部86及び逃げ穴58を通して常に副液室44と連通している。また防振装置10では、図1に示されるように、オリフィス部材46における溝部64の外周側が被覆部34を介して外筒金具12の内周面により閉塞される。これにより、溝部64内には、スパイラル方向に沿って細長い空間であるシェイクオリフィス122が第1の制限通路として形成され、このシェイクオリフィス122は、その一端部がオリフィス部材46の連通路66及び蓋部材48の切欠部98を介して主液室42に接続されると共に、他端部がオリフィス部材46の連通路68を介して副液室44に接続される。
ここで、シェイクオリフィス122は、互いに断面積が異なる共用オリフィス部70及び専用オリフィス部72からなる溝部64全体と連通路66,68とにより構成されている。このシェイクオリフィス122は、入力振動のうち相対的に低周波域の振動であるシェイク振動(例えば、9〜15Hz)に対応するように、その路長及び断面積、すなわち液体の流通抵抗が設定(チューニング)されている。
溝部64における共用オリフィス部70は、シェイク振動に対して相対的に高周波域の振動であるアイドル振動(例えば、18〜30Hz)に対応するアイドルオリフィス124の一部を形成している。第2の制限通路であるアイドルオリフィス124は、共用オリフィス部70、オリフィス開口74及びオリフィス部材46内のオリフィス空間132により構成されており、その路長及び断面積、すなわち液体の流通抵抗がアイドル振動に対応するように設定(チューニング)されている。ここで、アイドルオリフィス124におけり液体の流通抵抗は、シェイクオリフィス122における液体の流通抵抗よりも小さくなっている。
防振装置10では、図4に示されるように、プランジャ部材78が閉塞位置へ移動(下降)すると、オリフィス部材46のオリフィス開口74がプランジャ部材78の外周面により閉塞され、共用オリフィス部70がオリフィス空間132と非連通状態となる。これにより、主液室42と副液室44とは、シェイクオリフィス122のみを通して互いに連通する。
このとき、プランジャ部材78の外周面における下端側の領域であるオーバラップ領域APを、軸方向に沿ってシリンダ室76の内周面におけるオリフィス開口74の下側の領域であるオーバラップ領域AWの内周側に位置(オーバラップ)させる。このとき、オーバラップ領域APとオーバラップ領域AWとの軸方向に沿った長さであるオーバラップ量OLは、例えば、2.5〜3.0mm程度に設定される。このようにプランジャ部材78が閉塞位置にある状態で、プランジャ部材78のオーバラップ領域APとシリンダ室76のオーバラップ領域AWとをオーバラップさせることにより、後述するように、主液室42内の液圧変化に伴ってプランジャ部材78が軸方向に沿って微小振幅で振動しても、プランジャ部材78によりオリフィス開口74を確実に閉塞状態に維持できる。
ここで、シリンダ室76側のオーバラップ領域AWのオーバラップ量OLが、補助開口134の軸方向に沿った長さHよりも大きくなっていることから、補助開口134は、その内周側の端部がオーバラップ領域AW内で開口することになる。
また防振装置10では、図3に示されるように、プランジャ部材78が開放位置へ移動(上昇)すると、プランジャ部材78がオリフィス開口74から離れてオリフィス開口74が開放され、共用オリフィス部70がオリフィス空間132と連通状態となる。これにより、主液室42と副液室44とは、シェイクオリフィス122及びアイドルオリフィス124の双方を通して互いに連通するが、主液室42内の液圧が変化した際には、主液室42内から共用オリフィス部70内へ流入した液体は、専用オリフィス部72との境界部付近に達すると、専用オリフィス部72よりも液体の流通抵抗が小さいオリフィス開口74を通ってオリフィス空間132内へ優先的に流入し、またオリフィス開口74を通って共用オリフィス部70内へ流入した液体も、専用オリフィス部72よりも液体の流通抵抗が小さい共用オリフィス部70を優先的に通って主液室42内へ抜ける。これにより、防振装置10では、プランジャ部材78が開放位置にある場合、実質的にアイドルオリフィス124のみを通って主液室42と副液室44との間で液体が流通する。
プランジャ部材78には、図3に示されるように、その径方向中間部に軸方向へ貫通する複数本(本実施形態では、2本)の液圧解放路126が形成されている。これらの液圧解放路126は、コイルスプリング90の付勢力により閉塞位置にあるプランジャ部材78が開放位置側へ移動する際に、外部から閉じられた液圧空間130内の液体をオリフィス空間132内へ流出させ、液圧空間130の液圧上昇を防止してプランジャ部材78を開放位置側へ移動可能にする。
次に、本発明の実施形態に係る防振装置10の作用を説明する。
防振装置10では、例えば、車両におけるエンジンが作動すると、エンジンが発生した振動が取付金具20を介してゴム弾性体24に伝達され、ゴム弾性体24が弾性変形する。このとき、ゴム弾性体24は吸振主体として作用し、ゴム弾性体24の内部摩擦等に基づく吸振作用によって振動が吸収され、外筒金具12を介して車体側へ伝達される振動が低減される。また自動車等の車両では、アイドリング運転時にエンジンが相対的に高周波域の振動であるアイドル振動を発生し、また所定速度以上での走行時にはエンジンが相対的に低周波域の振動であるシェイク振動を発生する。
また防振装置10では、シェイクオリフィス122の主液室42側の一部が、アイドルオリフィス124の一部を形成する共用オリフィス部70とされ、この共用オリフィス部70とシェイクオリフィス122における副液室44側の一部である専用オリフィス部72との間にシリンダ室76のオリフィス空間132に連通するオリフィス開口74が形成されていることから、主液室42と副液室44とが共用オリフィス部70及び専用オリフィス部72を含むシェイクオリフィス122により互いに連通すると共に、共用オリフィス部70及びオリフィス空間132を含むアイドルオリフィス124によっても互いに連通する。
更に、防振装置10では、プランジャ部材78が、シリンダ室76の液圧空間130内の液圧によりコイルスプリング90の付勢力に抗して開放位置から閉塞位置に移動するとオリフィス開口74を閉塞させ、コイルスプリング90の付勢力により閉塞位置から開放位置へ復帰するとオリフィス開口74を開放することから、開放位置にあったプランジャ部材78が、逆止弁128を通して主液室42から液圧空間130内へ供給される液圧により閉塞位置へ移動すると、ゴム弾性体24の弾性変形に伴って、シェイクオリフィス122のみを通って主液室42と副液室44との間を液体が行き来し、また閉塞位置にあったプランジャ部材78が、コイルスプリング90の付勢力により開放位置へ復帰すると、シェイクオリフィス122及びアイドルオリフィス124の双方が開放された状態となるが、ゴム弾性体の弾性変形に伴って、液体の流通抵抗が相対的に小さいアイドルオリフィス124を優先的に通って主液室42と副液室44との間を液体が行き来する。
すなわち、防振装置10では、相対的に周波数が低く振幅が大きいシェイク振動が入力した場合には、このシェイク振動によってゴム弾性体24が弾性変形し、主液室42内に相対的に大きな液圧変化が生じると共に、主液室42内の周期的な液圧上昇時に逆止弁128を通して主液室42から液圧空間130へ液体が流入して、液圧空間130内の液圧も主液室42内の上昇時の液圧と略平衡する平衡圧まで上昇する。
ここで、防振装置10では、コイルスプリング90の付勢力がシェイク振動の入力時の液圧空間130内の液圧(平衡圧)に対応する値よりも小さく設定されており、これにより、シェイク振動の入力時には、プランジャ部材78がコイルスプリングの付勢力に抗して開放位置から閉塞位置側へ間欠的に移動し、液圧空間130内の液圧により閉塞位置へ保持される。
従って、防振装置10では、シェイク振動の入力時には、ゴム弾性体24の弾性変形に伴って、シェイクオリフィス122のみを通して主液室42と副液室44の間を液体が行き来することから、このシェイクオリフィスを通過する液体の粘性抵抗や圧力損失により入力振動(低周波域振動)を吸収できるので、エンジン側から車体側へ伝達されるシェイク振動を低減できる。
このとき、シェイクオリフィス122における液体の流通抵抗がシェイク振動の周波数及び振幅に対応するように設定(チューニング)されていることから、シェイクオリフィス122を通って主液室42と副液室44との間を行き来する液体に共振現象(液柱共振)が生じ、この液柱共振の作用によってシェイク振動を特に効果的に吸収できる。
また防振装置10では、相対的に周波数が高く振幅が小さいアイドル振動が入力した場合には、このアイドル振動によってゴム弾性体24が弾性変形すると共に、主液室42内に相対的に小さな液圧変化が生じることから、この場合にも、主液室42内の周期的な液圧上昇時に逆止弁128を通して主液室42から液圧空間へ液体が流入して、液圧空間130内の液圧が上昇して主液室42内の上昇時の液圧(最高値)と略平衡する平衡圧まで達する。
ただし、防振装置10では、コイルスプリング90の付勢力がアイドル振動の入力時における液圧空間130内の平衡圧に対応する値よりも大きく設定されており、これにより、プランジャ部材78が開放位置にあるときには、コイルスプリング90の付勢力により開放位置に保持され、また閉塞位置にある場合には、コイルスプリング90の付勢力により閉塞位置から開放位置へ移動(復帰)する。
なお、コイルスプリング90の付勢力により閉塞位置にあるプランジャ部材78が開放位置側へ移動する際には、プランジャ部材78に形成された液圧解放路126が、外部から閉じられた液圧空間130内の液体をオリフィス空間132内へ流出させることから、液圧空間130の液圧上昇を防止してプランジャ部材78を開放位置側へ円滑に、かつ低い移動抵抗で移動可能にする。
従って、防振装置10では、アイドル振動の入力時には、ゴム弾性体24の弾性変形に伴って、シェイクオリフィス122に対して液体の流通抵抗が小さいアイドルオリフィス124を優先的に通って主液室42と副液室44との間を液体が行き来することから、このアイドルオリフィス124を流通する液体の粘性抵抗や圧力損失等により入力振動(アイドル振動)を吸収できるので、エンジン側から車体側へ伝達されるアイドル振動を低減できる。
このとき、アイドルオリフィス124における液体の流通抵抗がアイドル振動の周波数及び振幅に対応するように設定(チューニング)されていることから、アイドルオリフィス124を通って主液室42と副液室44との間を行き来する液体に共振現象(液柱共振)が生じ、この液柱共振の作用によってアイドル振動を特に効果的に吸収できる。
この結果、防振装置10によれば、電磁ソレノイドや空圧ソレノイド等の外部からの制御及び動力供給を受けて作動するバルブ機構を用いることなく、主液室42と副液室44とを連通するオリフィスを、入力振動の周波数に応じて、シェイクオリフィス122及びアイドルオリフィス124の何れか一方に、主液室42内の液圧変化を駆動力として用い切り換えることができる。
また防振装置10では、プランジャ部材78が、シェイク振動の入力時に、液圧空間130内の液圧によりコイルスプリング90の付勢力に抗して閉塞位置に移動すると、液圧空間130内には逆止弁128を通して主液室42の加圧状態の液体が間欠的に供給されるが、主液室42から液体が供給されない時期には、液圧空間130内の液圧がコイルスプリング90からの付勢力を受けたプランジャ部材78により加圧されて変化するので、液圧空間130内の液圧が主液室42内の液圧変化に同期して周期的に変化する現象が生じる。
これにより、プランジャ部材78は、コイルスプリング90からの付勢力とのバランスを保ちつつ、液圧空間130内の周期的な液圧変化に伴い軸方向に沿って微小振幅で振動する。このとき、補助開口134がプランジャ部材78の振動範囲の一部と重複するような部位に配置されていることから、閉塞位置に移動したプランジャ部材78がシェイク振動に同期して振動すると共に、補助開口134の一部を周期的(間欠的)に開閉する。
従って、防振装置10では、シェイク振動の入力時にプランジャ部材78が閉塞位置へ移動すると、このプランジャ部材78により補助開口134を入力振動の一周期内における所定の期間(一周期よりも短い時間間隔)にのみ開放させることができるので、この補助開口134が開放された期間には、補助開口134及びプランジャ部材78により液体流通が絞られた状態となったアイドルオリフィス124を通して主液室42と副液室44とが制限的に連通する。
この結果、本実施形態に係る防振装置10によれば、シェイク振動の入力時にプランジャ部材78が閉塞位置へ移動してオリフィス開口74を閉塞しても、入力振動(シェイク振動)に同期して補助開口134を周期的に開放することにより、プランジャ部材78により開放された補助開口134の開口面積及び開口時間を適宜調整すれば、主液室42内の液圧変化を所望量だけ小さくなるように制御することができ、この主液室42の液圧変化の大きさ(圧力振幅)に応じて液圧空間130内の液圧が増減するので、入力振動がシェイク振動からアイドル振動に変化した場合に、プランジャ部材78を開放位置側へ付勢するコイルスプリング90の付勢力が小さくても、プランジャ部材78が開放位置へ容易に復帰可能になる。
これにより、入力振動がシェイク振動からアイドル振動に変化した場合に、入力振動がアイドル振動に変化してからプランジャ部材78が開放位置側へ移動開始するまでの時間(応答時間)を十分に短いものにできるので、プランジャ部材78によりアイドルオリフィス124を閉塞状態から開放状態にするまでの所要時間を効果的に短縮できる。
なお、本実施形態に係る防振装置10では、オリフィス部材46の外周面における溝部64の主液室42側を共用オリフィス部70とすると共に、副液室44側を専用オリフィス部72として、共用オリフィス部70をシェイクオリフィス122及びアイドルオリフィス124で共用していたが、オリフィス部材46にシェイクオリフィス122を形成する溝部から分離された別の溝部を形成し、この別の溝部をアイドルオリフィス124の一部とするようにしても良い。
また、本実施形態についての以上の説明では、図6に示されるように、補助開口134をオリフィス開口74の下端側をU字状に切り欠いて形成したものとして説明したが、図7に示されるように、このような補助開口136は、オリフィス開口74から分離された貫通穴状となるようにオリフィス部材46に形成しても良い。このオリフィス開口74は、オリフィス部材46の内周面から共用オリフィス部70の底面部との間を貫通しており、その内周側の端部がシリンダ室76側のオーバラップ領域AWに開口している。このような補助開口136をオリフィス部材46に設けた場合にも、シェイク振動の入力時にプランジャ部材78により補助開口136を周期的に開放させることができ、これにより、主液室42内の液圧変化を所望量だけ小さくなるように制御することができるので、入力振動がシェイク振動からアイドル振動に変化した場合に、このアイドル振動の入力により生じる主液室42内の液圧変化をシェイク振動の入力時よりも確実に小さいものにできる。
(第2の実施形態)
図8及び図9には本発明の第2の実施形態に係る防振装置が示されている。なお、本実施形態に係る防振装置140において、第1の実施形態に係る防振装置10と同一の部分には同一符号を付して説明を省略する。
本実施形態に係る防振装置140が第1の実施形態に係る防振装置10と異なる点は、補助開口142がプランジャ部材78に設けられている点である。すなわち、図9に示されるように、プランジャ部材78には、その円筒状の周壁部81における下端に沿って複数個(本実施形態では、6個)の補助開口142が形成されている。これらの補助開口142は、周壁部81がその下端から上端側へ向ってU字状に切り欠かれて形成されており、各補助開口142は、周方向に沿って等間隔(60°間隔)で配列されている。ここで、補助開口142は、その外周側の端部がプランジャ部材78におけるオーバラップ領域AP内に開口している。
補助開口142の軸方向に沿った長さHは、第1の実施形態に係る補助開口134と同様に、プランジャ部材78のオリフィス開口74に対するオーバラップ量OL(図4参照)よりも小さくなっている。また互いに隣接する一対の補助開口142の周方向に沿った間隔は、オリフィス開口74の周方向に沿った寸法と実質的に等しくなっている。これにより、プランジャ部材78が軸心Sを中心とする回転方向に沿って任意の位置にあっても、少なくとも1個の補助開口142が周方向に沿ってオリフィス開口74と一致し、また2個の補助開口142がそれぞれ周方向に沿ってオリフィス開口74と部分的に一致する場合には、2個の補助開口142がオリフィス開口74と重なり合う部分の面積の合計(有効開口面積)が1個の補助開口142の全開口面積と略等しいものになる。
次に、本発明の実施形態に係る防振装置140の作用を説明する。
防振装置140でも、第1の実施形態に係る防振装置10と同様に、電磁ソレノイドや空圧ソレノイド等の外部からの制御及び動力供給を受けて作動するバルブ機構を用いることなく、主液室42と副液室44とを連通するオリフィスを、入力振動の周波数に応じて、シェイクオリフィス122及びアイドルオリフィス124の何れか一方に、主液室42内の液圧変化を駆動力として用い切り換えることができるので、エンジン側から入力するシェイク振動及びアイドル振動の双方をそれぞれ効果的に減衰吸収し、車体側へ伝達される振動を低減できる。
また防振装置140では、シェイク振動の入力時にプランジャ部材78が閉塞位置へ移動すると、このプランジャ部材78が液圧空間130内の液圧変化に伴って振動することにより、補助開口142を入力振動の一周期内における所定の期間(一周期よりも短い時間間隔)にのみオリフィス開口74に連通させることができるので、この補助開口142がオリフィス開口74に連通している期間には、補助開口142及びプランジャ部材78により液体流通が絞られた状態となったアイドルオリフィス124を通して主液室42と副液室44とが制限的に連通する。
この結果、本実施形態に係る防振装置140によれば、シェイク振動の入力時にプランジャ部材78が閉塞位置へ移動してオリフィス開口74を閉塞しても、入力振動(シェイク振動)に同期して補助開口142を周期的にオリフィス開口74に連通させることにより、オリフィス開口74に連通する際の補助開口134の開口面積及び開口時間を適宜調整すれば、主液室42内の液圧変化を所望量だけ小さくなるように制御することができ、この主液室42の液圧変化の大きさ(圧力振幅)に応じて液圧空間130内の液圧が増減するので、入力振動がシェイク振動からアイドル振動に変化した場合に、プランジャ部材78を開放位置側へ付勢するコイルスプリング90の付勢力を、液圧空間130内の液圧により生じるプランジャ部材78を閉塞位置に保持しようとする保持力に対して十分に大きくすることが可能になる。
これにより、入力振動がシェイク振動からアイドル振動に変化した場合に、入力振動がアイドル振動に変化してからプランジャ部材78が開放位置側へ移動開始するまでの時間(応答時間)を十分に短いものにできるので、プランジャ部材78によりアイドルオリフィス124を閉塞状態から開放状態にするまでの所要時間を効果的に短縮できる。
また、本実施形態についての以上の説明では、図9に示されるように、補助開口142をプランジャ部材78の周壁部81をその下端から上方へ向ってU字状に切り欠いて形成したものとして説明したが、図10に示されるように、このような補助開口144は、周壁部81を径方向に沿って貫通する貫通穴状となるようにプランジャ部材78の周壁部81に形成しても良い。この補助開口144も、その外周側の端部がプランジャ部材78のオーバラップ領域APに開口している。このような補助開口144をプランジャ部材78に設けた場合にも、シェイク振動の入力時にプランジャ部材78の振動により補助開口144を周期的にオリフィス開口74に連通させることができ、これにより、主液室42内の液圧変化を所望量だけ小さくなるように制御することができるので、入力振動がシェイク振動からアイドル振動に変化した場合に、このアイドル振動の入力により生じる主液室42内の液圧変化をシェイク振動の入力時よりも確実に小さいものにできる。
(第3の実施形態)
図11には本発明の第3の実施形態に係る防振装置が示されている。なお、本実施形態に係る防振装置150において、第1の実施形態に係る防振装置10と同一の部分には同一符号を付して説明を省略する。
本実施形態に係る防振装置150が第1の実施形態に係る防振装置10と異なる点は、ホルダ部材100の底板部105に弁座開口152が穿設され、蓋部材48の頂板部92に流通開口154が穿設されると共に、蓋部材48及びホルダ部材100と共に逆止弁156を構成する弁体158が底板部105に圧接するように上下反転した状態で弁体収納室114内に収納されている点である。
さらに、防振装置150では、圧縮状態のコイルスプリング160が底板部105とプランジャ部材162との間に介装されており、コイルスプリング160は常にプランジャ部材162を下方(本実施形態では、開放位置側)へ付勢している。またプランジャ部材162には、その外周面から環状凹部80の内周面まで貫通するプランジャ開口164が形成されており、このプランジャ開口164は、プランジャ部材162がオリフィス部材48の底板部50へ当接する開放位置にあると、オリフィス開口74と同一位置に保持され、オリフィス開口74と共に共用オリフィス部70をオリフィス空間132内に連通させる。またプランジャ部材162は、開放位置からコイルスプリング160の圧縮限界となる閉塞位置まで移動すると、その外周面によりオリフィス開口74を閉塞する。
なお、本実施形態に係る防振装置150では、プランジャ部材162にプランジャ開口164内周面の下端側の一部がU字状に切りかかれて補助開口166が形成されている。このような補助開口は、オリフィス開口74の内周面の上端側の一部が切り欠いてオリフィス部材46側に形成するようにしても良い。
次に、本発明の実施形態に係る防振装置150の作用を説明する。
防振装置150では、主液室42内の液圧が液圧空間130内の液圧に対して負圧になると、弁体158が弁座開口152を開放し、主液室42内の液圧が液圧空間130内の液圧と略等しくなるか正圧になると、弁座開口152を閉鎖する。これにより、液圧空間130内の液圧は、振動入力時には、主液室42内の液圧の下限値と平衡する圧力まで減圧される。
従って、防振装置150では、相対的に周波数が低く振幅が大きいシェイク振動が入力した場合には、このシェイク振動によってゴム弾性体24が弾性変形し、主液室42内に相対的に大きな液圧変化が生じると共に、主液室42内の周期的な液圧下降時に逆止弁156を通して液圧空間130内から主液室42へ液体が流出して、液圧空間130内の液圧も主液室42内の上昇時の液圧と略平衡する平衡圧まで下降する。
ここで、防振装置150でも、コイルスプリング160の付勢力がシェイク振動の入力時の液圧空間130内の液圧(平衡圧)に対応する値よりも小さく設定されており、これにより、シェイク振動の入力時には、プランジャ部材162がコイルスプリングの付勢力に抗して開放位置から閉塞位置側へ間欠的に移動し、液圧空間130内の液圧(負圧)により閉塞位置へ保持される。
従って、防振装置150では、シェイク振動の入力時には、ゴム弾性体24の弾性変形に伴って、シェイクオリフィス122のみを通して主液室42と副液室44の間を液体が行き来することから、シェイク振動に対応するようにチューニングされたシェイクオリフィス122を通過する液体の粘性抵抗や圧力損失により入力振動(低周波域振動)を吸収できるので、エンジン側から車体側へ伝達されるシェイク振動を低減できる。
また防振装置150では、相対的に周波数が高く振幅が小さいアイドル振動が入力した場合には、このアイドル振動によってゴム弾性体24が弾性変形すると共に、主液室42内に相対的に小さな液圧変化が生じることから、この場合にも、主液室42内の周期的な液圧上昇時に逆止弁156を通して液圧空間130内から主液室42へ液体が流出して、液圧空間130内の液圧が下降して主液室42内の上昇時の液圧(下限値)と略平衡する平衡圧まで達する。
ただし、防振装置150では、コイルスプリング160の付勢力がアイドル振動の入力時における液圧空間130内の平衡圧に対応する値よりも大きく設定されており、これにより、プランジャ部材162が開放位置にあるときには、コイルスプリング160の付勢力により開放位置に保持され、また閉塞位置にある場合には、コイルスプリング160の付勢力により閉塞位置から開放位置へ移動(復帰)する。
従って、防振装置150では、アイドル振動の入力時には、ゴム弾性体24の弾性変形に伴って、シェイクオリフィス122に対して液体の流通抵抗が小さいアイドルオリフィス124を優先的に通って主液室42と副液室44との間を液体が行き来することから、アイドル振動に対応するようにチューニングされたアイドルオリフィス124を流通する液体の粘性抵抗や圧力損失等により入力振動(アイドル振動)を吸収できるので、エンジン側から車体側へ伝達されるアイドル振動を低減できる。
この結果、本実施形態に係る防振装置150によっても、電磁ソレノイドや空圧ソレノイド等の外部からの制御及び動力供給を受けて作動するバルブ機構を用いることなく、主液室42と副液室44とを連通するオリフィスを、入力振動の周波数に応じて、シェイクオリフィス122及びアイドルオリフィス124の何れか一方に、主液室42内の液圧変化を駆動力として用い切り換えることができる。
また防振装置150では、プランジャ部材162が、シェイク振動の入力時に、液圧空間130内の液圧によりコイルスプリング160の付勢力に抗して閉塞位置に移動すると、液圧空間130内には逆止弁128を通して主液室42の加圧状態の液体が間欠的に供給されるが、主液室42から液体が供給されない時期には、液圧空間130内の液圧がコイルスプリング160からの付勢力を受けたプランジャ部材162により減圧されて変化するので、液圧空間130内の液圧が主液室42内の液圧変化に同期して周期的に変化する現象が生じる。
これにより、プランジャ部材162は、コイルスプリング160からの付勢力とのバランスを保ちつつ、液圧空間130内の周期的な液圧変化に伴い軸方向に沿って微小振幅で振動する。このとき、補助開口166がプランジャ部材162の振動範囲の一部と重複するような部位に配置されていることから、閉塞位置に移動したプランジャ部材162がシェイク振動に同期して振動すると共に、補助開口166の一部を周期的(間欠的)に開閉する。
従って、防振装置150では、シェイク振動の入力時にプランジャ部材162が閉塞位置へ移動すると、このプランジャ部材162により補助開口166を入力振動の一周期内における所定の期間(一周期よりも短い時間間隔)にのみ開放させることができるので、この補助開口166が開放された期間には、補助開口166及びプランジャ部材162により液体流通が絞られた状態となったアイドルオリフィス124を通して主液室42と副液室44とが制限的に連通する。
この結果、本実施形態に係る防振装置150によれば、シェイク振動の入力時にプランジャ部材162が閉塞位置へ移動してオリフィス開口74を閉塞しても、入力振動(シェイク振動)に同期して補助開口166を周期的に開放することにより、プランジャ部材162により開放された補助開口134の開口面積及び開口時間を適宜調整すれば、主液室42内の液圧変化を所望量だけ小さくなるように制御することができ、この主液室42の液圧変化の大きさ(圧力振幅)に応じて液圧空間130内の液圧が増減するので、入力振動がシェイク振動からアイドル振動に変化した場合に、プランジャ部材162を開放位置側へ付勢するコイルスプリング160の付勢力を、液圧空間130内の液圧により生じるプランジャ部材162を閉塞位置に保持しようとする保持力に対して十分に大きくすることが可能になる。
これにより、入力振動がシェイク振動からアイドル振動に変化した場合に、入力振動がアイドル振動に変化してからプランジャ部材162が開放位置側へ移動開始するまでの時間(応答時間)を十分に短いものにできるので、プランジャ部材162によりアイドルオリフィス124を閉塞状態から開放状態にするまでの所要時間を効果的に短縮できる。
また、以上説明した防振装置10,140,150では、シェイクオリフィス122の主液室42側の一部が、アイドルオリフィス124の一部を形成する共用オリフィス部70としたことにより、シェイクオリフィス122の共用オリフィス部70によりアイドルオリフィス124の一部を形成できるので、2本のシェイクオリフィス122及びアイドルオリフィス124を外筒金具12内の狭いスペース内に効率的に配置でき、これによっても装置サイズを効率的に小型化できる。
また防振装置10,140,150では、略円筒状に形成されたオリフィス部材46の外周面にシェイクオリフィス122(共用オリフィス部70及び専用オリフィス部72)及びアイドルオリフィス124の一部(共用オリフィス部70)を形成すると共に、オリフィス部材46の内周側にシリンダ室76(オリフィス空間132)を設けたことにより、オリフィス部材46(仕切金具36)の軸方向及び径方向のサイズ増加を抑制しつつ、相対的に長い路長を必要とするシェイクオリフィス122及び大きな断面積を必要とするアイドルオリフィス124を仕切金具36に効率的に配置できるので、結果として装置全体のサイズも効率的に小型化できる。
なお、本実施形態に係る防振装置10,140,150では、2本のオリフィス(第1の制限通路及び第2の制限通路)の一方をシェイク振動に対応するシェイクオリフィス122とし、他方をアイドル振動に対応するアイドルオリフィス124としたが、2本の第1の制限通路及び第2の制限通路を必ずしもシェイク振動及びアイドル振動に対応させる必要はなく、第1の制限通路が相対的に低い周波域の振動に対応するものとなり、第2の制限通路が相対的に高い周波域の振動に対応するものとなれば良い。
また防振装置10,140,150では、取付金具20をエンジン側に連結すると共に、外筒金具12を車体側に連結するように構成したが、これとは逆に、取付金具20を車体側に連結すると共に、外筒金具12をエンジン側に連結するようにしても良い。
また本実施形態に係る防振装置10、140、150では、主液室42内の液圧上昇時に逆止弁128を通して液体を主液室42から液圧空間130内へ供給し、この液圧空間130内の液圧を主液室42の液圧上限値に対応する平衡圧に上昇させ、シェイク振動の入力時に、液圧空間130の液圧(正圧)によりプランジャ部材78を開放位置から閉塞位置へ移動させていたが、これとは逆に、逆止弁を液圧空間130から主液室42へのみ液体が流出させ得るように構成し、主液室42内の液圧低下時に、この逆止弁を通して液体を液圧空間130から主液室42内へ流出させることにより、液圧空間130内の液圧を主液室42の液圧下限値に対応する平衡圧まで低下させ、シェイク振動の入力時に、液圧空間130の液圧(負圧)によりプランジャ部材78を開放位置から閉塞位置へ移動させるようにして良い。