JP2009133358A - 液封入式防振装置 - Google Patents

Abstract

【課題】通常使用領域での減衰性能を確保するとともに、大振幅入力時の急激な圧力変動に起因するキャビテーションを緩和する。
【解決手段】防振基体１６とダイヤフラム２０との間に形成された液体封入室１８に仕切り部２８を設け、この仕切り部２８に、主液室１８Ａと副液室１８Ｂを区画する弾性膜３４を設ける。弾性膜３４の主液室側膜面３４Ｍと副液室側膜面３４Ｎのうち主液室側膜面３４Ｍから主液室１８Ａ内に突出する突起３８を設け、該突起が設けられた弾性膜部分３４Ｂに、突起３８を含めて弾性膜３４を膜厚方向Ｔに貫通する切込み４０を設けることにより、主液室１８Ａの急激な圧力変動による切込み４０の開きに方向性を持たせる。
【選択図】図１

Description

本発明は、液封入式防振装置に関するものである。

自動車エンジン等の振動源の振動を車体側に伝達しないように支承するエンジンマウント等の防振装置として、車体側に取り付けられる第１取付具と、振動源側に取り付けられる第２取付具と、これら取付具の間に介設されたゴム状弾性体からなる防振基体と、可撓性ゴム膜からなるダイヤフラムと、防振基体が室壁の一部をなす主液室と、ダイヤフラムが室壁の一部をなす副液室と、これら液室間を連通させるオリフィス通路とを備えた液封入式防振装置が知られている。

かかる液封入式防振装置においては、通常の振動入力時には、オリフィス通路での液流動による液柱共振作用や防振基体の制振効果により、振動減衰機能と振動絶縁機能が果たされるが、大きな振動が入力したときに、防振装置自体が異音発生源となってこれが車室内に伝達されてしまうことがある。

この異音は、液室内でのキャビテーションにより発生するものである。キャビテーションは、防振装置に大きな振動が入力したときに、オリフィス通路が目詰まりし、これにより主液室内が過度な負圧状態となって、封入された液体の飽和蒸気圧を下回ることで、多数の気泡が発生することにより生じる現象である。そして、このようにして発生した気泡が消滅するときの衝撃音が異音となって外部に伝達されるのである。

そこで、このキャビテーションによる異音の発生を防止するために、例えば、下記特許文献１には、主液室と副液室を仕切る仕切り部に弾性膜を設けるとともに、該弾性膜に切込みを設け、更にこの弾性膜を上下で違う孔を持つ拘束板で挟み込むことにより、大振幅入力時の主液室の液圧変動による切込みの開きに方向性を持たせ、主液室が過大な負圧状態になるのを防止することが開示されている。

また、下記特許文献２には、主液室と副液室を仕切る仕切り部に弾性膜を設けるとともに、該弾性膜に自身を貫通する切込みを設けて、引っ張り及び圧縮段階に関する共通の弁を構成し、この弁の開閉により極度の正圧状態及び極度の負圧状態を回避して、不愉快な騒音やキャビテーションによる異音を抑制することが開示されている。
特開２００６−１１２６０７号公報 特公平７−１０７４１６号公報 特開２００５−６１４８２号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示の構造では、弾性膜を挟み込む上下の拘束板が必要であり、防振装置への大振幅入力時に弾性膜がこれら拘束板と接触することによる打音が発生するという問題がある。

また、上記特許文献２の構造では、キャビテーションが問題となる引張側だけでなく、圧縮側においても弁からの液体流動が発生し、通常使用領域において本来期待されるオリフィス通路での液体流動が減少し、結果として減衰性能が低下してしまう。

なお、上記特許文献３には、仕切り部に設けられた弾性膜の中央部に主液室へ向かって突出する主液室側調節突部を設け、この突部を中央の調節間隙を挟んで一対の先端を対向させることが構成する点が開示されている。しかしながら、同文献において、上記突部は動バネ曲線の非線形特性を改善するために、弾性膜全体の副液室側への過度な変形を規制するために設けられたものであり、キャビテーション対策になるものではなく、また、該突部に重なるように弾性膜を貫通する切込みを設ける点も開示されていない。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、通常使用領域での減衰性能を確保するとともに、大振幅入力時の急激な圧力変動に起因するキャビテーションを緩和することができる液封入式防振装置を提供することを目的とする。

本発明に係る液封入式防振装置は、振動源側と支持側の一方に取り付けられる第１取付具と、振動源側と支持側の他方に取り付けられる第２取付具と、前記第１取付具と第２取付具との間に介設されたゴム状弾性体からなる防振基体と、前記第１取付具に取付けられて前記防振基体との間に液体封入室を形成する可撓性のダイヤフラムと、前記液体封入室を前記防振基体側の主液室と前記ダイヤフラム側の副液室に仕切る仕切り部と、前記主液室と副液室を連通させるオリフィス通路と、を備えてなる液封入式防振装置において、前記仕切り部が前記主液室と副液室を区画する弾性膜を有し、該弾性膜の主液室側膜面と副液室側膜面のうち主液室側膜面から前記主液室内に突出する突起が設けられ、該突起が設けられた弾性膜部分に前記突起を含めて前記弾性膜を膜厚方向に貫通する切込みが設けられたものである。

このように弾性膜の主液室側膜面に突起を設けた上で、突起とともに弾性膜を貫通する切込みを設けたことにより、主液室の急激な圧力変動による切込みの開きに方向性を持たせることができる。すなわち、主液室内の液圧が低下し負圧状態にあるときには、主液室側への弾性変形により切込みが開口することで、副液室から主液室への液体の流動が許容されるが、主液室内の液圧が上昇し正圧状態にあるときには、上記突起が設けられたことで切込みが開口しにくく、主液室から副液室への液体の流動が阻止ないし制限される。そのため、例えば、防振装置への大振幅入力時、主液室内が過度の負圧状態になったときには、切込みの開口による副液室から主液室への液体の流動により主液室内の負圧状態が速やかに解消され、キャビテーションの発生が抑制される。一方、該切込みを介した主液室から副液室への液体の流動は阻止ないし制限されるので、通常使用領域において、オリフィス通路を流動する液体の量が減少せず、高減衰性能を確保することができる。しかも、このような切込みの開きの方向性が拘束板を用いることなく実現されるので、打音の問題も解消することができる。

上記液封入式防振装置においては、前記第１取付具が筒状をなし、前記仕切り部が、前記第１取付具の周壁部の内側に設けられて前記オリフィス通路を形成する環状のオリフィス形成部材と、前記オリフィス形成部材の内周部に外周部が保持されて前記オリフィス形成部材の内周部の間を塞ぐ前記弾性膜とを備えてなり、前記弾性膜が前記オリフィス形成部材の内周部に対して軸直角方向内方に圧縮した状態に嵌合されてもよい。このように弾性膜を軸直角方向内方に圧縮した状態に保持することにより、切込みが開口するために要する圧力差を大きくすることができ、通常使用領域で切込みを開口しにくくできる。

この場合、前記弾性膜の外周部に前記主液室側に向かって軸直角方向内方に傾斜した第１傾斜面部が設けられるとともに、前記第１傾斜面部が嵌合する前記オリフィス形成部材の内周部に前記主液室側に向かって軸直角方向内方に傾斜した第２傾斜面部が設けられ、前記弾性膜が前記オリフィス形成部材に対して前記副液室側から軸方向に圧入して組み付けられてもよい。このような傾斜面部を設けることで、弾性膜を上記圧縮状態に簡単に嵌合させることができる。また、傾斜面部の角度を変更することで、弾性膜の圧縮状態を任意にコントロールすることができ、従って、切込みが開口するために要する圧力差を容易に調整することができる。

上記液封入式防振装置においては、オリフィス形成部材が、前記第２傾斜面部から軸直角方向内方に延設されて前記弾性膜の主液室側膜面の外周部を押圧保持する内周フランジ部を有し、該内周フランジ部の内周縁部が湾曲部を介して防振基体側に立ち上げられた形状をなしてもよい。このような形状の内周フランジ部を設けることにより、弾性膜が主液室側に弾性変形したときのオリフィス形成部材との打音を防止することができる。

本発明によれば、主液室の急激な圧力変動による切込みの開きに方向性を持たせることができ、大振幅入力時における主液室の圧力低下に起因するキャビテーション発生の緩和と、通常使用領域での高減衰性能の確保と、を両立することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、一実施形態に係る液封入式防振装置１０の縦断面図である。この防振装置１０は、自動車のエンジンを支承するエンジンマウントであり、支持側の車体に取り付けられる筒状をなす下側の第１取付具１２と、振動源であるエンジン側に取り付けられる上側の第２取付具１４と、これら両取付具１２，１４の間に介設されて両者を連結するゴム弾性体からなる防振基体１６と、この防振基体１６に対向して第１取付具１２に取り付けられて防振基体１６との間に液体封入室１８を形成する可撓性ゴム膜からなるダイヤフラム２０とを備えてなる。

第１取付具１２は、内側に上記液体封入室１８を形成する筒状胴部２２と、その下端部２２Ａにかしめ締結された有底筒状部２４とからなる本体金具である。第２取付具１４は、第１取付具１２の軸芯部上方に配されたボス金具である。防振基体１６は、略傘状に形成され、その上部に第２取付具１４が埋設された状態に加硫接着され、下端外周部が筒状胴部２２の上端開口部２２Ｂに加硫接着されている。防振基体１６の下端部には、筒状胴部２２の内周面を覆うゴム層２６が連なっている。ダイヤフラム２０は、その外周部に環状の補強金具２０Ａが埋設一体化され、この補強金具２０Ａが筒状胴部２２と有底筒状部２４とのかしめ締結部に固定されている。

液体封入室１８は、筒状胴部２２の内側において、防振基体１６の下面とダイヤフラム２０との間に形成されており、仕切り部２８によって、防振基体１６側、即ち防振基体１６が室壁の一部をなす上側の主液室１８Ａと、ダイヤフラム２０側、即ちダイヤフラム２０が室壁の一部をなす下側の副液室１８Ｂとに仕切られている。主液室１８Ａと副液室１８Ｂは、単一のオリフィス通路３０により互いに連通されている。

仕切り部２８は、筒状胴部２２の周壁部２２Ｃの内側にゴム層２６を介して嵌着された環状のオリフィス形成部材３２と、その内側で主液室１８Ａと副液室１８Ｂを軸方向Ｘに区画するゴム状弾性体からなる弾性膜３４と、オリフィス形成部材３２の下端を受けるリング板状の仕切り受板３６とから構成されている。

オリフィス形成部材３２は、外向きに開かれた断面コの字状をなし、ゴム層２６を介して筒状胴部２２の内周面に嵌合されることで、当該内周面との間に、周方向に沿って延びる上記オリフィス通路３０を形成する。オリフィス形成部材３２は、仕切り受板３６を、補強金具２０Ａとともに、筒状胴部２２と有底筒状部２４とのかしめ締結部に固定することにより、防振基体１６の下端部と仕切り受板３６との間で軸方向Ｘに挟まれた状態に保持されている。オリフィス形成部材３２は、軸直角方向内方Ｙ１に突出するフランジ状の内周部３２Ａを備える。

弾性膜３４は、その外周部３４Ａがオリフィス形成部材３２の内周部３２Ａに加硫接着により保持されて、該内周部３２Ａの間を塞ぐゴム部材であり、円板状をなしている。弾性膜３４には、略一定の肉厚をなす弾性膜本体から主液室１８Ａ側に向けて突起３８が突設されている。すなわち、突起３８は、弾性膜３４の主液室側膜面３４Ｍと副液室側膜面３４Ｎのうち主液室側膜面３４Ｍから主液室１８Ａ内に突出して設けられており、副液室側膜面３４Ｎには設けられていない。この例では、突起３８は、図２，３に示すように、円錐台状をなし、弾性膜３４の中央部に設けられている。

図１〜３に示すように、弾性膜３４には、上記突起３８が設けられた弾性膜部分３４Ｂに、該突起３８を含めて弾性膜３４を膜厚方向Ｔ（軸方向Ｘと同じ方向）に貫通する切込み４０が設けられている。切込み４０は、弾性膜３４を膜厚方向Ｔに貫通して主液室１８Ａと副液室１８Ｂを連通可能とするスリット、即ち切断線であり、図１に示す中立位置では閉塞され、軸方向Ｘに弾性変形することで開口する。

詳細には、切込み４０が設けられた部分において主液室１８Ａ側のみに上記突起３８が設けられていることで、切込み４０の開口に方向性が付与されている。すなわち、主液室１８Ａが副液室１８Ｂに対して圧力が低く負圧状態にあるときには、切込み４０近傍の弾性膜部分が主液室１８Ａ側に引っ張られるように弾性変形することで開口可能であり、副液室１８Ｂから主液室１８Ａへの液体の流動が許容される。一方、主液室１８Ａが副液室１８Ｂに対して圧力が高く正圧状態にあるときには、突起３８によって切込み４０の開口が妨げられ、主液室１８Ａから副液室１８Ｂへの液体の流動は阻止ないし制限される。

切込み４０は、図３に示すように平面視で、突起３８の中心Ｏから放射状に設けられており、複数の切込み４０が該中心Ｏから外側に向けて均等な角度で形成されている。ここでは、６本の切込み４０が６０°の角度をなして設けられているが、４本の切込みを十字状に設けても、あるいはまた３本の切込みをＹ字状に設けてもよく、特に限定されない。

また、切込み４０は、その外端４０Ａが、突起３８が設けられた弾性膜部分３４Ｂよりも外側の弾性膜部分３４Ｃまで延在している。すなわち、突起３８は、切込み４０が設けられた範囲よりも小さく形成されており、これにより、突起３８のボリュームを小さくして、切込み４０が主液室１８Ａ側に開くときの抵抗を小さくしている。切込み４０は、弾性膜３４をその径方向の全体で切断するものではなく、切込み４０の外側には切断されていない弾性膜部分が確保されている。なお、切込み４０は、突起３８が設けられた弾性膜部分３４Ｂ内に収まるように設けることもできる。

以上よりなる本実施形態の液封入式防振装置１０であると、通常使用領域、例えば振幅０．５ｍｍ程度のシェイク振動時において、第２取付具１４が下方に向かう圧縮側の変位が入力し、主液室１８Ａが正圧状態となったときには、弾性膜３４に上記突起３８が設けられたことで切込み４０が開口しにくく、主液室１８Ａから副液室１８Ｂへの液体の流動が阻止される。そのため、オリフィス通路３０を流動する液体の量が減少せず、高減衰性能を確保することができる。

一方、振幅１ｍｍを超えるような大振幅入力時、例えば振幅２ｍｍ程度の振動入力時において、第２取付具１４が上方に向かう引張側の変位が入力し、主液室１８Ａが過度な負圧状態となったときには、弾性膜３４、特に切込み４０近傍の弾性膜部分が上方に捲れるように弾性変形し、切込み４０が開口することで、副液室１８Ｂから主液室１８Ａに液体が流動する。これにより、主液室１８Ａ内の負圧状態が速やかに解消され、キャビテーションの発生が抑制される。

また、突起３８が弾性膜３４の中央部に設けられ、この中央部の弾性膜部分に切込み４０を設けたので、切込み４０が開口しやすい。また、切込み４０が突起３８の中心から放射状に設けられていることからも、切込み４０を開口しやすくすることができる。

図４は他の実施形態に係る液封入式防振装置１００を示したものである。この例では、仕切り部２８の構成が上記実施形態とは異なる。すなわち、仕切り部２８は、オリフィス形成部材１３２と、弾性膜１３４と、仕切り受板１３６とからなり、これら各部材は、基本構成は先の実施形態におけるオリフィス形成部材３２、弾性膜３４及び仕切り受板３６とそれぞれ共通しているが、次の点で先の実施形態のものとは相違する。以下、相違点のみについて説明する。

この例では、弾性膜１３４は、外周部１３４Ａが厚肉状をなし、この外周部１３４Ａがオリフィス形成部材１３２の内周部１３２Ａに対して、加硫接着ではなく、嵌合状態に保持されている。詳細には、弾性膜１３４の外周部１３４Ａは、オリフィス形成部材１３２の内周部１３２Ａと仕切り受板１３６の内周部１３６Ａとの間で軸方向Ｘに挟持されている。

また、弾性膜１３４の外径は、これが嵌合するオリフィス形成部材１３２の内周部１３２Ａの径よりも大きく設定されており、それにより、弾性膜１３４は、オリフィス形成部材１３２の内周部１３２Ａに対して、軸直角方向内方Ｙ１に圧縮した状態、即ち縮径状態に嵌合されている。

詳細には、図５，６に示すように、弾性膜１３４の外周部１３４Ａには、上方即ち主液室１８Ａ側に向かって軸直角方向内方Ｙ１に傾斜した第１傾斜面部１３８が設けられている。すなわち、弾性膜１３４の外周面は主液室１８Ａ側ほど漸次小径のテーパー面状をなす第１傾斜面部１３８を構成している。また、この第１傾斜面部１３８が嵌合するオリフィス形成部材１３２の内周部１３２Ａには、第１傾斜面部１３８と同様に、主液室１８Ａ側に向かって軸直角方向内方Ｙ１に傾斜した第２傾斜面部１４０が設けられている。そして、弾性膜１３４は、オリフィス形成部材１３２に対して、下方即ち副液室１８Ｂ側から軸方向Ｘに圧入して組み付けられており、これにより、弾性膜１３４は圧入とともに第２傾斜部１４０で軸直角方向内方Ｙ１に絞られるので、弾性膜１３４を縮径状態に簡単に嵌合させることができる。

このように弾性膜１３４を縮径状態に保持すると、切込み４０の切断面同士が圧接されるので、切込み４０が開口するために要する主液室１８Ａと副液室１８Ｂとの圧力差が大きくなる。このことにより、本実施形態では、通常使用領域では切込み４０がいずれの方向にも開口しないように設定されており、通常使用領域での高減衰性能をより一層確保することができる。また、上記傾斜面部１３８，１４０の角度を変更することで、弾性膜１３４の縮径状態を任意にコントロールすることができるので、切込み４０が開口するために要する圧力差を容易に調整することが可能となる。より詳細には、この例では、弾性膜１３４の第１傾斜面部１３８の軸方向Ｘに対する傾斜角度θ１は、オリフィス形成部材１３２の第２傾斜面部１４０の軸方向Ｘに対する傾斜角度θ２よりも小さく設定されており、これにより、より効果的に弾性膜１３４を縮径することができる。

また、この実施形態では、オリフィス形成部材１３２は、上記第２傾斜面部１４０を設けたことにより、外向きに開かれた断面横倒Ｖ字状をなしている。そして、この第２傾斜面部１４０の上端から軸直角方向内方Ｙ１に内周フランジ部１４２が全周にわたって延設されている。内周フランジ部１４２は、弾性膜１３４の主液室側膜面１３４Ｍの外周部１３４Ａを押圧することにより、仕切り受板１３６の内周部１３６Ａとの間で弾性膜１３４を挟圧保持する部分である。この内周フランジ部１４２の内周縁部１４２Ａは、湾曲部１４２Ｂを介して上方即ち防振基体１６側に立ち上げられた形状をなしている。このように内周フランジ部１４２を湾曲状に立ち上げることにより、弾性膜１３４が主液室１８Ａ側に弾性変形したときのオリフィス形成部材１３２との打音を防止することができる。

なお、この実施形態では、弾性膜１３４の突起３８周りの主液室側膜面１３４Ｍに環状の凹み１４４が設けられており、これにより、大振幅入力時、主液室１８Ａが過度な負圧状態となったときに、弾性膜１３４の切込み４０周りの弾性膜部分が変形しやすくなり、切込み４０が迅速に開口できるように構成されている。

その他の構成は、突起３８及び切込み４０の構成を含めて図１の実施形態と同様であり、該実施形態で上述したのと同様の作用効果が奏される。

なお、上記実施形態では、単一のオリフィス通路を持つシングルオリフィス構造の防振装置について説明したが、複数の液室間をオリフィス通路にて連通させる液封入式防振装置であれば、ダブルオリフィス構造の防振装置など、種々の液封入式防振装置に適用可能である。

また、上記液封入式防振装置１０，１００は、上下反転させて車両に組み付けられるものであってもよく、更には、エンジンマウント以外にも、ボディマウント、デフマウントなど、種々の防振装置に適用可能である。その他、一々列挙しないが、本発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の変更が可能である。

一実施形態に係る液封入式防振装置の縦断面図 同防振装置の仕切り部を切断して示す斜視図 同仕切り部の弾性膜の平面図 他の実施形態に係る液封入式防振装置の縦断面図 該他の実施形態に係る仕切り部の断面図 該他の実施形態に係る仕切り部の分解断面図

符号の説明

１０，１００…液封入式防振装置
１２…第１取付具
１４…第２取付具
１６…防振基体
１８…液体封入室、１８Ａ…主液室、１８Ｂ…副液室
２０…ダイヤフラム
２８…仕切り部
３０…オリフィス通路
３２，１３２…オリフィス形成部材、３２Ａ，１３２Ａ…内周部
３４，１３４…弾性膜、３４Ａ，１３４Ａ…外周部、３４Ｂ…突起が設けられた弾性膜部分、３４Ｃ…突起よりも外側の弾性膜部分、３４Ｍ，１３４Ｍ…主液室側膜面、３４Ｎ…副液室側膜面
３８…突起
４０…切込み、４０Ａ…外端
１３８…第１傾斜面部
１４０…第２傾斜面部
１４２…内周フランジ部、１４２Ａ…内周縁部、１４２Ｂ…湾曲部
Ｏ…突起の中心
Ｔ…膜厚方向
Ｘ…軸方向
Ｙ１…軸直角方向内方
θ１…第１傾斜面部の傾斜角度
θ２…第２傾斜面部の傾斜角度

Claims (5)

1. 振動源側と支持側の一方に取り付けられる第１取付具と、
   振動源側と支持側の他方に取り付けられる第２取付具と、
   前記第１取付具と第２取付具との間に介設されたゴム状弾性体からなる防振基体と、
   前記第１取付具に取付けられて前記防振基体との間に液体封入室を形成する可撓性のダイヤフラムと、
   前記液体封入室を前記防振基体側の主液室と前記ダイヤフラム側の副液室に仕切る仕切り部と、
   前記主液室と副液室を連通させるオリフィス通路と、
   を備え、
   前記仕切り部が前記主液室と副液室を区画する弾性膜を有し、前記弾性膜の主液室側膜面と副液室側膜面のうち主液室側膜面から前記主液室内に突出する突起が設けられ、前記突起が設けられた弾性膜部分に前記突起を含めて前記弾性膜を膜厚方向に貫通する切込みが設けられた、
   液封入式防振装置。
2. 前記第１取付具が筒状をなし、前記仕切り部が、前記第１取付具の周壁部の内側に設けられて前記オリフィス通路を形成する環状のオリフィス形成部材と、前記オリフィス形成部材の内周部に外周部が保持されて前記オリフィス形成部材の内周部の間を塞ぐ前記弾性膜とを備えてなり、前記弾性膜が前記オリフィス形成部材の内周部に対して軸直角方向内方に圧縮した状態に嵌合された、請求項１記載の液封入式防振装置。
3. 前記弾性膜の外周部に前記主液室側に向かって軸直角方向内方に傾斜した第１傾斜面部が設けられるとともに、前記第１傾斜面部が嵌合する前記オリフィス形成部材の内周部に前記主液室側に向かって軸直角方向内方に傾斜した第２傾斜面部が設けられ、前記弾性膜が前記オリフィス形成部材に対して前記副液室側から軸方向に圧入して組み付けられた、請求項２記載の液封入式防振装置。
4. 前記第１傾斜面部の軸方向に対する傾斜角度が、前記第２傾斜面部の軸方向に対する傾斜角度よりも小さく設定された、請求項３記載の液封入式防振装置。
5. 前記オリフィス形成部材が、前記第２傾斜面部から軸直角方向内方に延設されて前記弾性膜の主液室側膜面の外周部を押圧保持する内周フランジ部を有し、前記内周フランジ部の内周縁部が湾曲部を介して前記防振基体側に立ち上げられた形状をなしている、請求項３記載の液封入式防振装置。

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