JP2010210045A

JP2010210045A - 液体封入式防振装置

Info

Publication number: JP2010210045A
Application number: JP2009058426A
Authority: JP
Inventors: Akio Shimamura; 暁夫島村
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2009-03-11
Filing date: 2009-03-11
Publication date: 2010-09-24
Anticipated expiration: 2029-03-11
Also published as: JP5265419B2

Abstract

【課題】バネ特性、特に、アイドルモードにおけるアイドリング振動に対応する振動数付近におけるバネ特性を低減させ、制振性能を高めることのできる液体封入式防振装置を提供する。
【解決手段】メンブラン２２挟んで第３の副液室２１に隣接する空間２３を、液体で充填するとともに、この空間２３を前記第１の副液室１２に連通させた。
【選択図】図２

Description

本発明は、中心部材と、この中心部材の半径方向外側に配置された筒状部材と、これらの部材の間に配設されこれらの部材同士を連結するゴム部材と、前記中心部材と筒状部材との相対変位に伴うゴム部材の変形に応じて容積を変化させる主液室と、壁面の一部を構成する第１の膜部材を内圧に応じて伸縮させることにより拡縮可能に構成された第１の副液室と、第２の膜部材によって２つに区画された密閉固定空間の一方を占有する第２の副液室と、壁面の一部を構成するメンブランを内圧に応じて伸縮させることにより拡縮可能に構成された第３の副液室とを具え、前記主液室およびそれらの副液室を液体で満たし、それらの副液室と主液室とをそれぞれ連通させてなり、前記密閉固定空間の他方を密閉された空気室で占有させるとともに、この空気室の気圧を制御する手段を設けた液体封入式防振装置に関する。

中心部材と、この中心部材の半径方向外側に配置された筒状部材と、これらの部材の間に配設されこれらの部材同士を連結するゴム部材とを具え、図１に模式図で示すように、前記中心部材と筒状部材との相対変位に伴うゴム部材の変形に応じて容積を変化させる主液室９１と、壁面の一部を構成する第１の膜部材９３を内圧に応じて伸縮させることにより拡縮可能に構成された第１の副液室９２と、第２の膜部材９６によって２つに区画された密閉固定空間８５の一方を占有する第２の副液室９５と、壁面の一部を構成するメンブラン８２を内圧に応じて伸縮させることにより拡縮可能に構成された第３の副液室８１とを具え、主液室９１およびそれらの副液室９２、９５、８１を液体で満たし、それらの副液室９２、９５、８１と主液室９１とをそれぞれ連通させてなり、前記密閉固定空間８５の他方を密閉された空気室９８で占有させるとともに、この空気室９８の気圧を制御する切替バルブ９９が設けられた液体封入式防振装置９０は知られている（例えば、特許文献１参照。）。

ここで、主液室９１と第１の副液室９２とは通称シェイクオリフィスと呼ばれるオリフィス９４で連通され、シェイクオリフィス９４の液柱共振により、車両走行時の主としてエンジンシェイクによる振動を吸収するよう構成され、一方、主液室９１と第２の副液室９５とは通称アイドルオリフィスと呼ばれるオリフィス９７で連通され、アイドルオリフィス９７の液柱共振により、車両停車時のアイドリングによる振動を吸収するよう構成されている。

そして、この液体封入式防振装置９０においては、車両が停止している時には、切替バルブ９９を操作して「アイドルモード」に切り替え、空気室９８を大気に解放することにより、第２副液室９５の容積変化を可能にしてアイドルオリフィス９７による共振作用を機能させ、アイドリング時の振動を抑えるよう構成されている。このとき、第１の副液室９２の容積変化は抑えられてはいないが、主液室９１の液は、より高周波数の振動を吸収するようチューニングされているアイドルオリフィス９７を通って第２副液室９５に対して優先的に移動するため、第１副液室９２との移動は少なくなり、その結果、シェイクモードの制振は抑制され、アイドリング振動に対する抑制が支配的となるのである。一方、車両が走行している時には、切替バルブ９９を操作して「シェイクモード」に切り替え、空気室９８を密閉することにより、第２副液室９５の容積変化を規制し、その結果、第１副液室９２との液の移動が優先され、シェイク振動に対する抑制が支配的となる。

また、さらなる高周波の振動入力に対しては、シェイクオリフィス９４も、アイドルオリフィス９７も、液を十分素早く移動させることができなくなるなるが、この場合、液体封入式防振装置９０は、高周波に対しても高速に応答して変形することのできるメンブランによって第３の副液室８１が容積変化するので、このような高周波入力に対しても良好な制振特性を有するよう構成されている。

特開２００３−２２２１８４号公報

しかしながら、実際には、例えば、アイドルモードに切り替えた状態で、アイドリング共振周波数付近で、防振装置のバネが固くなる現象が発生することがわかっており、この現象が発生すると、アイドリング振動に対する制振性能が十分でなくなることを意味していて、この点の改良が求められていた。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、バネ特性、特に、アイドルモードにおけるアイドリング振動に対応する振動数付近におけるバネ特性を低減させ、制振性能を高めることのできる液体封入式防振装置を提供することを目的とする。

＜１＞は、中心部材と、この中心部材の半径方向外側に配置された筒状部材と、これらの部材の間に配設されこれらの部材同士を連結するゴム部材と、前記中心部材と筒状部材との相対変位に伴うゴム部材の変形に応じて容積を変化させる主液室と、壁面の一部を構成する第１の膜部材を内圧に応じて伸縮させることにより拡縮可能に構成された第１の副液室と、第２の膜部材によって２つに区画された密閉固定空間の一方を占有する第２の副液室と、壁面の一部を構成するメンブランを内圧に応じて伸縮させることにより拡縮可能に構成された第３の副液室とを具え、前記主液室およびそれらの副液室を液体で満たし、それらの副液室と主液室とをそれぞれ連通させてなり、前記密閉固定空間の他方を密閉された空気室で占有させるとともに、この空気室の気圧を制御する手段を設けた液体封入式防振装置において、
前記メンブランを挟んで第３の副液室に隣接する空間を、前記液体で充填するとともに、この空間を前記第１の副液室に連通させたことを特徴とする液体封入式防振装置である。

＜２＞は、＜１＞において、前記空気室の気圧を制御する手段を、空気室を大気に対して開放しもしくは密閉するよう切り替える切替バルブで構成してなる液体封入式防振装置である。

＜１＞によれば、前記メンブランを挟んで第３の副液室に隣接する空間を、前記液体で充填するとともに、この空間を前記第１の副液室に連通させたので、詳細を後述するように、バネ特性、特に、アイドルモードにおけるアイドリング振動に対応する振動数付近におけるバネ特性を低減することができる。

＜２＞によれば、前記空気室の気圧を制御する手段を、空気室を大気に対して開放しもしくは密閉するよう切り替える切替バルブで構成したので、簡易な構成で、空気室の気圧を制御することができる。

従来の液体封入式防振装置の液系統を示す模式図である。本発明に係る実施形態の液体封入式防振装置を示す断面図である。本発明に係る実施形態の液体封入式防振装置の液系統を示す模式図である。実施例の液体封入式防振装置の微振幅バネ特性を示すグラフである。実施例の液体封入式防振装置のシェイクモード特性を示すグラフである。

本発明の実施形態について図に基づいて説明する。図２は実施形態の液体封入式防振装置をその中心軸を通る断面において示す断面図であり、また、図３は、この実施形態の液系統を示す模式図である。液体封入式防振装置１０は、中心に位置する中心部材１と、この中心部材１の半径方向外側に配置された筒状部材２と、これらの部材１、２の間に配設されこれらの部材１、２同士を連結するゴム部材３とを具え、中心部材１と筒状部材２との相対変位に伴うゴム部材３の変形に応じて容積を変化させる主液室１１と、壁面の一部を構成する第１の膜部材１３を内圧に応じて伸縮させることにより拡縮可能に構成された第１の副液室１２と、第２の膜部材１６によって２つに区画された密閉固定空間２５の一方を占有する第２の副液室１５と、壁面の一部を構成するメンブラン２２を内圧に応じて伸縮させることにより拡縮可能に構成された第３の副液室２１とを具え、主液室１１およびそれらの副液室１２、１５、２１を液体で満たし、それらの副液室と主液室とをそれぞれ連通させ、密閉固定空間２５の他方を密閉された空気室１８で占有させるとともに、この空気室１８の気圧を制御する手段として、空気室１８の内圧を大気に対して解放し、もしくは、密閉するよう切り替える切替バルブ１９で構成される。

ここで、中心部材１は、振動発生部および振動受け部のいずれか一方に、筒状部２は、それらのいずれか他方に、それぞれ連結されている。振動発生部および振動受け部の相対変位に伴って中心部材１と筒状部２とが相対変位すると、これによって変形するゴム部材３が変形し、この変形は、主液室１１の容積変化をもたらし、その結果、主液室１１は、第１、第２、および第３の副液室との間で液の移動を繰り返すが、主液室１１と第１の副液室１２とは、シェイクオリフィスと呼ばれるオリフィス１４によって連通され、また、主液室１１と第２の副液室１５とは、アイドルオリフィスと呼ばれるオリフィス１７によって連通されているので、オリフィス１４、１７を通過する液の共振により振動発生部および振動受け部の相対変位を減衰させることができる。

また、オリフィス１４、１７の共振によって減衰させることのできない高周波の入力に対しては、主液室１１が、第３副液室２１に直接連通しており、さらに、第３副液室２１の壁面の一部を構成するメンブラン２２が応答して変位することができるように構成されているので、主液室１１と第３の副液室２１との間で液移動を行わせることができ、その結果、高周波の振動入力についても、これを減衰させることができる。

このように構成された液体封入式防振装置１０は、その特徴として、メンブラン２２を挟んで第３の副液室２１に隣接する空間２３が、オリフィス２４を介して第１の副液室１２に連通されていて、この構成により、メンブラン２２を挟んで第３の副液室２１に隣接する空間２３が密閉された空気室で構成されている従来のものに対比して、高周波入力に対するメンブラン２２の応答変形を改善し、その結果、この周波数領域でのバネを柔らかくすることができ、特に、アイドルモードにおける微細振動入力に対してバネを柔らかくすることができる。

このような液体封入式防振装置１０において、切替バルブ１９を操作して、空気室１８内に高圧の空気を流入させたあと、これを密閉することにより、主液室１１と第２の副液室１５との間の液の移動を抑え、防振装置１０を、主として、エンジンシェイクに対応する周波数領域を減衰させる特性を有するものにすることができ（シェイクモード）、また、切替バルブ１９を操作して、空気室１８を開放してその内の圧力を大気圧と等しくすることにより、主液室１１と第２の副液室１５との間の液の移動を可能にし、主として、アイドリングに対応する周波数領域のバネ特性を低減させることができる（アイドルモード）。

実施例として、図２に示す構造の液体封入式防振装置を作成し、シェイクモード、およびアイドルモードのそれぞれに切り替えた状態における、±0.05mmの振幅の軸方向相対変位を、周波数を変化させながら、中心部材と筒状部材とに付与し、その時の各周波数における（絶対）バネ定数（K）を測定し、その結果を図４に示した。また、シェイクモード時の、±1mmの振幅の動バネ定数（Kd）および損失係数（tanδ）についても同様に測定し、結果を図５に示した。

上記の測定は、従来例として作成した、メンブラン２２を挟んで第３の副液室２１に隣接する空間２３が密閉された空気室である点だけが、実施例と異なる構造の液体封入式防振装置についても行い、ぞの結果を、図４、５に合わせて表示した。

また、図４において、縦軸は、1mmの相対変位当たりの防振装置による反力を表しており、横軸は、入力振動の周波数である。図５において、縦軸は、1mmの相対変位当たりの防振装置による反力、および、損失係数tanδであり、横軸は、入力振動の周波数である。

なお、実施例として用いた液体封入式防振装置の仕様は次の通りである。すなわち、この装置の静的バネ定数は320N/mm、外径は95mm、高さは105mmであり、切替バルブとして、ソレノイドバルブを使用した。

図４から明らかなように、特に微振幅時の、40〜90Hzにおけるバネ特性（K）を低く抑え、よってこの領域での防振性能の改善に寄与させることができることがわかる。また、図５からも明らかなように、シェイクモードにおける減衰性能も低下していないことがわかる。

本発明に係る液体封入式防振装置は、自動車のエンジンマウントやボディマウントとして用いることができる。

１中心部材
２筒状部材
３ゴム部材
１０液体封入式防振装置
１１第１の主液室
１２第１の副液室
１３第１の膜部材
１４（シェイク）オリフィス
１５第２の副液室
１６第２の膜部材
１７（アイドル）オリフィス
１８空気室
１９切替バルブ
２１第３の副液室
２２メンブラン
２３第３の副液室に隣接する空間
２４オリフィス
２５密閉固定空間

Claims

中心部材と、この中心部材の半径方向外側に配置された筒状部材と、これらの部材の間に配設されこれらの部材同士を連結するゴム部材と、前記中心部材と筒状部材との相対変位に伴うゴム部材の変形に応じて容積を変化させる主液室と、壁面の一部を構成する第１の膜部材を内圧に応じて伸縮させることにより拡縮可能に構成された第１の副液室と、第２の膜部材によって２つに区画された密閉固定空間の一方を占有する第２の副液室と、壁面の一部を構成するメンブランを内圧に応じて伸縮させることにより拡縮可能に構成された第３の副液室とを具え、前記主液室およびそれらの副液室を液体で満たし、それらの副液室と主液室とをそれぞれ連通させてなり、前記密閉固定空間の他方を密閉された空気室で占有させるとともに、この空気室の気圧を制御する手段を設けた液体封入式防振装置において、
前記メンブランを挟んで第３の副液室に隣接する空間を、前記液体で充填するとともに、この空間を前記第１の副液室に連通させたことを特徴とする液体封入式防振装置。
前記空気室の気圧を制御する手段を、空気室を大気に対して開放しもしくは密閉するよう切り替える切替バルブで構成してなる請求項１に記載の液体封入式防振装置。