JP2008138802A - 防振装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の大型化を抑制しつつ、主液室内の液体の圧力が急激に変化したときに、その圧力変化を確実に吸収する。
【解決手段】外筒１１の内側においてゴム弾性部１３およびダイヤフラム１４で閉じられた液体封入空間内に、両端開口部がそれぞれ主液室１６および副液室１７に各別に開口するように管部２０が設けられ、この管部２０内には、外筒１１または取付け部材１２に振動が作用して、主液室１６内の液体の圧力と副液室１７内の液体の圧力との差が閾値を超えたときに、この圧力差により移動させられ、管部２０内を通して主液室１６と副液室１７とを連通させる弁体２４が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば自動車や産業機械等に適用され、エンジン等の振動発生部の振動を吸収および減衰する防振装置に関するものである。

この種の防振装置として、従来から、例えば下記特許文献１に示されるような、振動発生部および振動受部のいずれか一方に連結される外筒と、この外筒の軸方向一端部における内側に配置され、振動発生部および振動受部のいずれか他方に連結される取付け部材と、この取付け部材と前記外筒とを弾性的に連結するとともに、外筒の軸方向一端部における開口部を閉塞するゴム弾性部と、前記外筒の軸方向他端部における開口部を閉塞するダイヤフラムと、前記外筒の内側において、前記ゴム弾性部およびダイヤフラムで閉じられた液体封入空間を、前記ゴム弾性部を隔壁の一部とする主液室、および前記ダイヤフラムを隔壁の一部とする副液室に仕切る仕切り部と、が備えられ、この仕切り部は、前記外筒の内側に嵌合されるとともに、前記主液室と副液室とを連通させるオリフィスを備えた構成が知られている。
特開昭６１−１７１９３１号公報

しかしながら、前記従来の防振装置では、外筒若しくは取付け部材に大きな振幅の振動が作用して、主液室内の液体の圧力が急激に変化したときに、オリフィスにおける液体の許容通過流量が不足してこの圧力変化を吸収することができず、例えば主液室内でキャビテーションが発生し、異音を生じさせるおそれがあった。

この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、装置の大型化を抑制しつつ、主液室内の液体の圧力が急激に変化したときに、その圧力変化を確実に吸収することができる防振装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明の防振装置は、振動発生部および振動受部のいずれか一方に連結される外筒と、この外筒の軸方向一端部における内側に配置され、振動発生部および振動受部のいずれか他方に連結される取付け部材と、この取付け部材と前記外筒とを弾性的に連結するとともに、外筒の軸方向一端部における開口部を閉塞するゴム弾性部と、前記外筒の軸方向他端部における開口部を閉塞するダイヤフラムと、前記外筒の内側において、前記ゴム弾性部およびダイヤフラムで閉じられた液体封入空間を、前記ゴム弾性部を隔壁の一部とする主液室、および前記ダイヤフラムを隔壁の一部とする副液室に仕切る仕切り部と、が備えられ、この仕切り部は、前記外筒の内側に固定状態で嵌合されるとともに、前記主液室と副液室とを連通させるオリフィスを備えた防振装置であって、前記仕切り部に、両端開口部がそれぞれ前記主液室および副液室に各別に開口するように管部が設けられ、この管部内には、前記外筒または取付け部材に振動が作用して、前記主液室内の液体の圧力と副液室内の液体の圧力との差が閾値を超えたときに、この圧力差により移動させられ、前記管部内を通して前記主液室と副液室とを連通させる弁体が設けられていることを特徴とする。
この発明では、仕切り部に前記管部が設けられるとともに、この管部内に前記弁体が設けられているので、振幅の大きい振動が外筒または取付け部材に作用して、主液室内の液体の圧力と副液室内の液体の圧力との差が閾値を超えたときに、弁体を管部内で移動させることにより、主液室と副液室とを、オリフィスのみならず、この管部内をも通して連通させることが可能になる。これにより、前述のように主液室内の液体の圧力が急激に変化しても、この圧力変化を確実に吸収することができる。
さらに、このように前記管部内だけを通して、主液室内の液体の圧力が急激に上昇した場合、および下降した場合の双方について、主液室と副液室とを連通させその圧力変化を吸収することが可能になるので、この防振装置が大型になるのを防ぐこともできる。

ここで、前記管部には、内部に前記弁体が設けられた作動管部が備えられ、この作動管部内には、前記弁体を管部の軸方向における両側からそれぞれ押圧して支持する一対の弾性体が設けられるとともに、この作動管部の内周面には、前記弁体の外周面が液密状態で嵌合する嵌合突部がその全周にわたって突設され、前記外筒または取付け部材に振動が作用して、前記主液室内の液体の圧力と副液室内の液体の圧力との差が閾値を超えたときに、この圧力差により、前記弁体が前記一対の弾性体を伸縮させつつ管部の軸方向に移動して前記嵌合突部から外れる構成とされてもよい。
この場合、主液室内の液体の圧力が急激に変化したときに、前記弁体を容易かつ確実に前述のように移動させることが可能になるとともに、このように圧力が変化する前では、管部内を通した主液室と副液室との連通を遮断することが可能になり、さらに、この圧力変化を吸収した後は、一対の弾性体の弾性復元力により、弁体を元の位置に戻して、その外周面を嵌合突部の内周面に液密状態で嵌合させることが可能になる。したがって、この防振装置の性能を、前述のように主液室内の液体の圧力が急激に変化する前後で安定させることができる。

また、前記一対の弾性体はそれぞれ、縦弾性係数若しくはばね定数が異なってもよい。
この場合、主液室内の液体の圧力が急激に上昇した場合、および下降した場合のそれぞれにおいて、弁体を管部内で移動させて、この管部内を通して主液室と副液室とを連通させる前記圧力差を容易かつ高精度に設定することが可能になり、この防振装置の性能を容易に向上させることができる。

さらに、前記管部は、前記オリフィスに設けられてもよい。
この場合、管部が、外筒の内側に固定状態で嵌合されたオリフィスに設けられているので、この管部を防振装置に安定して設けることが可能になる。したがって、管部内で弁体が誤動作するのを防ぐことが可能になり、防振装置の性能をより一層安定させることができる。

この発明によれば、装置の大型化を抑制しつつ、主液室内の液体の圧力が急激に変化したときに、その圧力変化を確実に吸収することができる。

以下、本発明に係る防振装置の一実施形態を、図１から図３を参照しながら説明する。この防振装置１０は、振動発生部および振動受部のいずれか一方に連結される外筒１１と、この外筒１１の軸方向一端部における内側に配置され、振動発生部および振動受部のいずれか他方に連結される取付け部材１２と、この取付け部材１２と外筒１１とを弾性的に連結するとともに、外筒１１の軸方向一端部における開口部を閉塞するゴム弾性部１３と、外筒１１の軸方向他端部における開口部を閉塞するダイヤフラム１４と、外筒１１の内側において、ゴム弾性部１３およびダイヤフラム１４で閉じられた液体封入空間を、後述する主液室１６および副液室１７に仕切る仕切り部１５と、を備えている。
なお、これらの各部材はそれぞれ、中心軸線Ｏと同軸に設けられている。また、前記液体封入空間には、例えばエチレングリコール、水、シリコーンオイル等が封入される。

仕切り部１５は、外筒１１の軸方向に互いに間隔をあけて配置された一対の仕切り板２１、２２と、これらの仕切り板２１、２２同士の間に収納された可動板１８と、外筒１１の内側に固定状態で嵌合され、主液室１６および副液室１７を連通させるオリフィス１９と、を備えている。一対の仕切り板２１、２２にはそれぞれ、可動板１８と対向する位置に複数の貫通孔２３が形成されている。

なお、一対の仕切り板２１、２２同士の間隔は、可動板１８の厚さよりも大きくなっており、可動板１８は、主液室１６および副液室１７内の液体の圧力変化により、これらの仕切り板２１、２２同士の間で前記中心軸線Ｏ方向に±１ｍｍ程度移動できるようになっている。また、可動板１８は、ゴム状弾性材で円板状に形成されている。
この防振装置１０が例えば自動車に装着された場合、取付け部材１２が振動発生部としてのエンジンに連結される一方、外筒１１が図示されないブラケットを介して振動受部としての車体に連結されることにより、エンジンの振動を車体に伝達するのを抑えられるようになっている。

外筒１１は、軸方向一端側の小径部１１ａと、軸方向他端側の大径部１１ｂと、これらの小径部１１ａおよび大径部１１ｂを連結する段部１１ｃと、を備え、これら１１ａ〜１１ｃが前記中心軸線Ｏと同軸に配置されて一体に形成されている。
また、取付け部材１２は、図示の例では、内周面に雌ねじ部が形成された筒状体１２ａと、この筒状体１２ａの軸方向他端面に軸方向外方に向けて突設された壁部１２ｂと、を備えている。そして、筒状体１２ａは、その軸方向一端部が外筒１１の軸方向一端における開口面よりもこの軸方向外方に突出した状態で、外筒１１と同軸上に設けられている。

ゴム弾性部１３は、筒状体１２ａのうち外筒１１の内側に位置する部分、および壁部１２ｂが内部に埋設されたブロック状の本体部１３ａと、筒状体１２ａの外周側から径方向外方に向かうに従い漸次、外筒１１の一端に向けて延設された脚部１３ｂと、この脚部１３ｂの先端から外筒１１の軸方向他端に向けてこの外筒１１の内周面に沿って延びる被覆部１３ｃと、を備え、これら１３ａ〜１３ｃが一体に形成されている。
このうち、脚部１３ｂの先端は、外筒１１の一端部における内周面に加硫接着している。さらに、被覆部１３ｃは、外筒１１の内周面において、脚部１３ｂの先端が加硫接着されていない部分の全域に加硫接着している。これにより、外筒１１の内周面は、その全域にわたって脚部１３ｂの先端および被覆部１３ｃにより覆われている。

ここで、前記主液室１６は、ゴム弾性部１３を隔壁の一部として、ゴム弾性部１３の変形に伴い内容積が変化し、前記副液室１７は、ダイヤフラム１４を隔壁の一部として、封入された液体の圧力変化に応じて内容積が変化するようになっている。

仕切り部１５のオリフィス１９はリング状体とされ、本実施形態では、外筒１１の大径部１１ｂの内周面において段部１１ｃに連なる部分を被覆する被覆部１３ｃの表面に嵌合している。また、このオリフィス１９には、その外周面に周方向に沿って連続して延在したオリフィス通路１９ａと、オリフィス１９の主液室１６側の開口端面に形成されるとともに、オリフィス通路１９ａの一方の周端部に開口する第１通路１９ｂと、オリフィス１９の副液室１７側の開口端面に形成されるとともに、オリフィス通路１９ａの他方の周端部に開口する第２通路１９ｃと、が形成され、これらのオリフィス通路１９ａ、第１通路１９ｂおよび第２通路１９ｃを通して、主液室１６と副液室１７とが連通している。

ここで、一対の仕切り板２１、２２のうち主液室１６側に配置された第１仕切り板２１は、リング状体のオリフィス１９の内周面において副液室１７側の端部に、この開口面を閉塞するように径方向に沿って延設されている。なお、これらの第１仕切り板２１とオリフィス１９とは例えば金属材料等で一体に形成されている。
また、一対の仕切り板２１、２２のうち副液室１７側に配置された第２仕切り板２２は、上面視円形の天板部２２ａと、天板部２２ａの外周縁から垂設された周壁部２２ｂと、周壁部２２ｂの開口端縁から径方向外方に突設されたフランジ状部２２ｃと、を備え、これらが一体に例えば金属材料等で形成されている。そして、この第２仕切り板２２の天板部２２ａおよび周壁部２２ｂが、リング状体のオリフィス１９において副液室１７側の開口端面から副液室１７の内方に向けて突出するように、フランジ状部２２ｃが、オリフィス１９の副液室１７側の開口端面に配置されている。
以上より、可動板１８は、第１仕切り板２１、第２仕切り板２２の天板部２２ａ、および第２仕切り板２２の周壁部２２ｂに囲まれた空間内に収納されて、第２仕切り板２２の周壁部２２ｂの内周面により、その沿面方向の移動、および前記中心軸線Ｏ回りの移動が規制されている。

そして、本実施形態では、前記仕切り部１５に、両端開口部がそれぞれ主液室１６および副液室１７に各別に開口するように管部２０が設けられている。この管部２０内には、外筒１１または取付け部材１２に振動が作用して、主液室１６内の液体の圧力と副液室１７内の液体の圧力との差が閾値を超えたときに、この圧力差により移動させられ、管部２０内を通して主液室１６と副液室１７とを連通させる弁体２４が設けられている。なお、図示の例では、弁体２４は球状体となっている。

また、本実施形態では、管部２０は、内部に弁体２４が設けられた作動管部２５と、この作動管部２５内と主液室１６とを連通させる第１小径管部２８と、作動管部２５内と副液室１７とを連通させる第２小径管部２９と、を備えている。ここで、リング状体のオリフィス１９において、オリフィス通路１９ａおよび第１、第２通路１９ｂ、１９ｃが形成された周方向位置を回避した位置に、このオリフィス１９の軸方向に沿って延びる孔が形成されており、この孔に作動管部２５が嵌合している。

第１小径管部２８は、オリフィス１９における主液室１６側の開口端面から、前記孔内に向けて突設され、第２小径管部２９は、オリフィス１９における副液室１７側の開口端面に当接する前記フランジ状部２２ｃの裏面に突設されている。なお、これらの第１、第２小径管部２８、２９は、作動管部２５よりも小径とされるとともに、この作動管部２５と同軸上に配置されている。

さらに、本実施形態では、作動管部２５の内周面においてその軸方向中央部に、弁体２４の外周面が液密状態で嵌合する嵌合突部２６が全周にわたって突設されている。なお、作動管部２５および嵌合突部２６はゴム状弾性材で一体に形成されている。
ここで、作動管部２５内には、弁体２４を前記軸方向における両側からそれぞれ押圧して支持する一対の弾性体２７が設けられている。

図示の例では、これらの弾性体２７はそれぞれ、コイルスプリングとされるとともに、作動管部２５と同軸に設けられている。また、一対の弾性体２７のうち、弁体２４を主液室１６側から押圧する第１弾性体２７ａにおける主液室１６側の端部には第１小径管部２８が内挿され、弁体２４を副液室１７側から押圧する第２弾性体２７ｂにおける副液室１７側の端部には第２小径管部２９が内挿されている。これにより、一対の弾性体２７はそれぞれ、前記孔の内面において第１小径管部２８が突設された表面と、フランジ状部２２ｃの裏面との間で、前記嵌合突部２６に嵌合した弁体２４を介して挟まれることにより、所定の弾性復元力を内在し、かつ前記軸方向に直交する方向の移動が規制された状態に維持されている。

以上より、外筒１１若しくは取付け部材１２に微小な振幅の振動が作用して、主液室１６内の液体の圧力が変化したときは、可動板１８を第１、第２仕切り板２１、２２同士の間で前記中心軸線Ｏ方向に振動させてこれらの仕切り板２１、２２に形成された貫通孔２３を開閉し、第１、第２仕切り板２１、２２同士の間の収納空間と、主液室１６および副液室１７とを連通させつつ、ゴム弾性部１３を振動させて、この振動を吸収および減衰させる。この際、弁体２４は動作せず、その外周面が全周にわたって前記嵌合突部２６の内周面に液密状態で嵌合したままに保持され、管部２０内を通した主液室１６と副液室１７との連通は遮断された状態に維持される。

また、外筒１１若しくは取付け部材１２に振動が作用して、主液室１６内の液体の圧力と副液室１７内の液体の圧力との差が閾値以下となったときには、可動板１８が、第１仕切り板２１または第２仕切り板２２の天板部２２ａに密接して前記貫通孔２３を閉塞することにより、主液室１６と副液室１７との前記収納空間を介した連通が遮断された状態に保持され、オリフィス１９のみを通して、主液室１６および副液室１７の相互間で液体を流通させることにより、この振動を吸収および減衰させる。なお、このときも前述と同様に弁体２４は動作しない。

そして、さらに、外筒１１若しくは取付け部材１２に大きな振幅（例えば、±５ｍｍ以上）の振動が作用して、主液室１６内の液体の圧力と副液室１７内の液体の圧力との差が閾値を越えると、一対の弾性体２７がその軸方向に伸縮し弁体２４が嵌合突部２６から外れて、これら２４、２６の間に隙間が形成され、主液室１６と副液室１７とが管部２０内を通して連通する。これにより、この圧力変化が吸収されることになる。その後、一対の弾性体２７の弾性復元力により、弁体２４が元の位置に戻されて、その外周面が嵌合突部２６の内周面に液密状態で嵌合する。

以上説明したように、本実施形態による防振装置１０によれば、前記液体封入空間内に管部２０が設けられるとともに、この管部２０内に弁体２４が設けられているので、振幅の大きい振動が外筒１１または取付け部材１２に作用して、主液室１６内の液体の圧力と副液室１７内の液体の圧力との差が閾値を超えたときに、弁体２４を管部２０内で移動させることにより、主液室１６と副液室１７とを、オリフィス１９のみならず、この管部２０内をも通して連通させることが可能になる。これにより、前述のように主液室１６内の液体の圧力が急激に変化しても、この圧力変化を確実に吸収することができる。
さらに、このように管部２０内だけを通して、主液室１６内の液体の圧力が急激に上昇した場合、および下降した場合の双方について、主液室１６と副液室１７とを連通させその圧力変化を吸収することが可能になるので、この防振装置１０が大型になるのを防ぐこともできる。

また、本実施形態では、主液室１６内の液体の圧力と副液室１７内の液体の圧力との差が閾値を超えたときに、この圧力差により、弁体２４が一対の弾性体２７を伸縮させつつ管部２０の軸方向に移動して、液密状態で嵌合している嵌合突部２６から外れる構成とされているので、主液室１６内の液体の圧力が急激に変化したときに、弁体２４を容易かつ確実に前述のように移動させることが可能になるとともに、このように圧力が変化する前では、管部２０内を通した主液室１６と副液室１７との連通を遮断することが可能になり、さらに、この圧力変化を吸収した後は、一対の弾性体２７の弾性復元力により、弁体２４を元の位置に戻して、その外周面を嵌合突部２６の内周面に液密状態で嵌合させることが可能になる。したがって、この防振装置１０の性能を、前述のように主液室１６内の液体の圧力が急激に変化する前後で安定させることができる。

さらに、本実施形態では、管部２０が、外筒１１の内側に固定状態で嵌合しているオリフィス１９に設けられているので、この管部２０を防振装置１０に安定して設けることが可能になる。したがって、管部２０内で弁体２４が誤動作するのを防ぐことが可能になり、防振装置１０の性能をより一層安定させることができる。

なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、前記実施形態では、仕切り部１５に一対の仕切り板２１、２２を設けたが、これらの仕切り板２１、２２を有しない仕切り部を採用してもよい。
また、前記実施形態では、弁体２４として球状体を示したが、これに限らず、例えば柱状体や板状体等を採用してもよい。

さらに、前記実施形態では、一対の弾性体２７としてコイルスプリングを示したが、これに限らず、主液室１６内の液体の圧力と副液室１７内の液体の圧力との差により、伸縮可能な構成であればいずれであってもよい。さらに、一対の弾性体２７それぞれで、縦弾性係数若しくはばね定数を異ならせてもよい。この場合、主液室１６内の液体の圧力が急激に上昇した場合、および下降した場合のそれぞれにおいて、弁体２４が管部２０内で移動して、この管部２０内を通して主液室１６と副液室１７とを連通させる前記圧力差を容易かつ高精度に設定することが可能になり、この防振装置１０の性能を容易に向上させることができる。

装置の大型化を抑制しつつ、主液室内の液体の圧力が急激に変化したときに、その圧力変化を確実に吸収することができる。

本発明に係る一実施形態として示した防振装置の縦断面図である。 図１に示す仕切り部の一部拡大縦断面図である。 図１に示す仕切り部を下方から見た斜視図である。

符号の説明

１０ 防振装置
１１ 外筒
１２ 取付け部材
１３ ゴム弾性部
１４ ダイヤフラム
１５ 仕切り部
１６ 主液室
１７ 副液室
１９ オリフィス
２０ 管部
２４ 弁体
２５ 作動管部
２６ 嵌合突部
２７ 弾性体

Claims (4)

1. 振動発生部および振動受部のいずれか一方に連結される外筒と、
   この外筒の軸方向一端部における内側に配置され、振動発生部および振動受部のいずれか他方に連結される取付け部材と、
   この取付け部材と前記外筒とを弾性的に連結するとともに、外筒の軸方向一端部における開口部を閉塞するゴム弾性部と、
   前記外筒の軸方向他端部における開口部を閉塞するダイヤフラムと、
   前記外筒の内側において、前記ゴム弾性部およびダイヤフラムで閉じられた液体封入空間を、前記ゴム弾性部を隔壁の一部とする主液室、および前記ダイヤフラムを隔壁の一部とする副液室に仕切る仕切り部と、が備えられ、
   この仕切り部は、前記外筒の内側に固定状態で嵌合されるとともに、前記主液室と副液室とを連通させるオリフィスを備えた防振装置であって、
   前記仕切り部に、両端開口部がそれぞれ前記主液室および副液室に各別に開口するように管部が設けられ、
   この管部内には、前記外筒または取付け部材に振動が作用して、前記主液室内の液体の圧力と副液室内の液体の圧力との差が閾値を超えたときに、この圧力差により移動させられ、前記管部内を通して前記主液室と副液室とを連通させる弁体が設けられていることを特徴とする防振装置。
2. 請求項１記載の防振装置であって、
   前記管部には、内部に前記弁体が設けられた作動管部が備えられ、
   この作動管部内には、前記弁体を管部の軸方向における両側からそれぞれ押圧して支持する一対の弾性体が設けられるとともに、この作動管部の内周面には、前記弁体の外周面が液密状態で嵌合する嵌合突部がその全周にわたって突設され、
   前記外筒または取付け部材に振動が作用して、前記主液室内の液体の圧力と副液室内の液体の圧力との差が閾値を超えたときに、この圧力差により、前記弁体が前記一対の弾性体を伸縮させつつ管部の軸方向に移動して前記嵌合突部から外れる構成とされたことを特徴とする防振装置。
3. 請求項２記載の防振装置であって、
   前記一対の弾性体はそれぞれ、縦弾性係数若しくはばね定数が異なっていることを特徴とする防振装置。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の防振装置であって、
   前記管部は、前記オリフィスに設けられていることを特徴とする防振装置。

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