JP2011190868A - 液封入式防振装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】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安価に抑制することができる液封入式防振装置を提供する。
【解決手段】防振基体１６とダイヤフラム４０との間に液体封入室３８を設けた上で、ダイヤフラムの背後を覆うカバー部材２４により、ダイヤフラムとの間に密閉された空気室５８を形成する液封入式防振装置１０において、カバー部材２４の内部に昇華剤６４を入れて空気室５８を密閉することにより、該昇華剤６４の昇華によって空気室５８を高圧化し、これにより液体封入室３８内の液体の圧力値を高める。
【選択図】図３

Description

本発明は、液封入式防振装置及びその製造方法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、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流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、オリフィス流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、主液室内が過度な負圧状態（即ち、主液室の液圧が所定値よりも低下した状態）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波が異音となって外部に伝達されるのである。

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材に両液室を短絡させる短絡路を設け、該短絡路を連通状態と遮断状態に切り替える弁体を板バネなどの金属バネで構成し、これにより、主液室が過度な負圧状態となったときに、短絡路を開放させて副液室から主液室に液体を供給することが開示されている。

下記特許文献２には、内部に密閉された空気室が形成された有底円筒状の取付金具を、液槽中にて、防振基体が固着された筒状金具の外周に圧入することにより組み付け、該取付金具の圧入が進行するにつれて昇圧する空気室の内圧及びダイヤフラムの変形を介して液室内の液圧を高圧化することが開示されている。

下記特許文献３には、密閉された空気室を形成するカバー部材に加圧孔を設け、該加圧孔を通じて空気室に圧縮空気を充填させることにより、空気室を高圧化することが開示されている。

特開２００７−１０７７１２号公報 特開平０８−１７０６８３号公報 特開２００７−２３９７５８号公報

上記特許文献１の構成では、金属バネ等の構造を組み込むことによる部品点数の増加や組み込み精度の精密化を必要とし、コストアップを伴う。また、上記特許文献２の構成では、互いに圧入嵌合する取付金具と筒状金具との嵌め合い寸法精度を必要とし、その結果、コストアップに繋がる。また、上記特許文献３の構成では、圧縮空気を充填するための加圧孔とこれを塞ぐ栓部材との寸法精度を必要とし、コストアップに繋がる。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、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安価に抑制することができる液封入式防振装置及びその製造方法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いずれか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いずれか他方に取り付けられる第２取付具と、前記第１取付具と前記第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２取付具側に支持されたゴム状弾性膜からなるダイヤフラムと、前記防振基体が室壁の一部をなす液体が封入された主液室と、前記ダイヤフラムが室壁の一部をなす液体が封入された副液室と、前記主液室と前記副液室を連通させるオリフィス流路と、を備えた液封入式防振装置において、前記第２取付具が、前記ダイヤフラムの背後を覆うことで前記ダイヤフラムを挟んで前記副液室と反対側に密閉された空気室を形成するカバー部材を備え、前記カバー部材の内部に昇華剤を入れて前記空気室を密閉することにより前記昇華剤の昇華によって前記空気室を高圧化してなるものである。

本発明に係る液封入式防振装置の製造方法は、振動源側と支持側のいずれか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いずれか他方に取り付けられる第２取付具と、前記第１取付具と前記第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２取付具側に支持されたゴム状弾性膜からなるダイヤフラムと、前記防振基体が室壁の一部をなす液体が封入された主液室と、前記ダイヤフラムが室壁の一部をなす液体が封入された副液室と、前記主液室と前記副液室を連通させるオリフィス流路と、前記ダイヤフラムの背後を覆うことで前記ダイヤフラムを挟んで前記副液室と反対側に密閉された空気室を形成するカバー部材とを備えた液封入式防振装置の製造方法であって、前記空気室を形成する際に、前記カバー部材の内部に昇華剤を入れた状態で前記空気室を密閉することを特徴とする。

本発明によれば、空気室を形成する際にカバー部材に内蔵された昇華剤は、密閉された空気室内で昇華することにより、その体積膨張によって空気室を高圧化することができ、これによりダイヤフラムの変形を介して液室内の液体の圧力値を高めることができる。そのため、液室内の過度な負圧状態に起因するキャビテーションの発生を抑えることができる。このように、本発明によれば、空気室を形成する際にカバー部材内に昇華剤を内蔵させるという安価な方法で耐キャビテーション性能を高めることができる。

本発明の１実施形態に係る液封入式防振装置の縦断面図 同防振装置の組み立て時における縦断面図 同防振装置の組み立て直後における縦断面図

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、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、振動源であるエンジン側の部材に取り付けられる上側の第１取付具１２と、支持側である車体側の部材に取り付けられる筒状をなす下側の第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とを備えてなる。

第１取付具１２は、第２取付具１４の軸芯部上方に配されたボス金具であり、第２取付具１４の軸方向Ｘ（即ち、上下方向）が防振装置１０の主荷重方向（即ち、主たる荷重入力方向）となるように、防振基体１６を介して第２取付具１４に連結されている。第１取付具１２には径方向外方に向けてフランジ状に突出するストッパ部１８が形成されている。また、上端部にはボルト２０が突設されており、該ボルト２０を介してエンジン側の部材に取り付けられるよう構成されている。

第２取付具１４は、防振基体１６が加硫成形された円筒状の筒状部材２２と、その下端部に締結されたカバー部材としての有底円筒状のキャップ金具２４とからなり、金属等の剛体で形成されている。

筒状部材２２は、軸方向Ｘの一端部である上端部に外広がりの逆テーパ状部２６を備え、該逆テーパ状部２６に防振基体１６が連結されている。逆テーパ状部２６の上端には径方向外方に張り出すフランジ部２８が設けられており、第１取付具１２のストッパ部１８との間でストッパ作用を発揮するストッパ金具３０の下端部が、該フランジ部２８にかしめ締結されている。筒状部材２２の下端部は、かしめ部３２により、キャップ金具２４の上端開口部に対してかしめ締結されている。なお、ストッパ金具３０の上面にはストッパゴム３４が被せられている。

防振基体１６は、略傘状に形成され、その上部に第１取付具１２が埋設された状態に加硫接着され、下端外周部が筒状部材２２の逆テーパ状部２６に加硫接着されている。防振基体１６の下端部には、筒状部材２２の内周面を覆うゴム膜状のシール壁部３６が連なっている。

第２取付具１４には、防振基体１６の下面に対して軸方向Ｘに対向配置されて防振基体１６との間に液体封入室３８を形成する可撓性ゴム膜からなるダイヤフラム４０が取り付けられ、液体封入室３８に水やアルキレングリコール、シリコーン油等の液体が封入されている。ダイヤフラム４０は、外周部に環状の補強金具４２を備え、該補強金具４２を介して上記かしめ部３２に固定されている。

液体封入室３８は、第２取付具１４の内側、詳細には筒状部材２２の内側において、防振基体１６の下面とダイヤフラム４０との間に形成されており、仕切り体４４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３８Ａと、ダイヤフラム４０側、即ちダイヤフラム４０が室壁の一部をなす下側の第１副液室３８Ｂとに仕切られている。主液室３８Ａと第１副液室３８Ｂは、第１オリフィス流路４６により互いに連通されている。

仕切り体４４は、筒状部材２２の内側にシール壁部３６を介して嵌着されており、シール壁部３６に設けられた段部とダイヤフラム４０の周縁部との間で軸方向Ｘに挟まれた状態に保持されている。

仕切り体４４は、この例では、上記第１オリフィス流路４６を備えるとともに、ゴム膜よりなる第２ダイヤフラム４８にて主液室３８Ａから区画形成された第２副液室３８Ｃと、第１副液室３８Ｂと第２副液室３８Ｃの間を連通させる第２オリフィス流路５０を備えている。第１オリフィス流路４６は、例えばエンジンシェイク振動のような低周波数域の振動を減衰するために当該周波数域にチューニングされたオリフィス流路であり、第２オリフィス流路５０は、例えばアイドリング振動などのより高周波数域の振動を低減するために当該周波数域にチューニングされたオリフィス流路である。

仕切り体４４は、上側の第１仕切部材５２と下側の第２仕切部材５４とで構成されている。第１仕切部材５２は、中央部に第２ダイヤフラム４８を有するとともに、その外周に二重巻き状の形態をなす第２オリフィス流路５０を備え、更にその外周においてシール壁部３６との間に第１オリフィス流路４６を形成する。第２仕切部材５４は、第１仕切部材５２の下面に接設されて第２ダイヤフラム４８との間に第２副液室３８Ｃを形成する。第２仕切部材５４の周縁部にはフランジ５６が設けられており、このフランジ５６が、ダイヤフラム４０の周縁部の補強金具４２とともに、上記筒状部材２２のかしめ部３２によりかしめ固定されている。

上記キャップ金具２４は、ダイヤフラム４０の背後、この例では下面側を覆うカバー部材であり、ダイヤフラム４０を挟んで第１副液室３８Ｂと反対側に密閉された空気室５８を形成している。すなわち、ダイヤフラム４０を隔壁として、その上側が液体封入室３８とされ、下側が空気室５８とされている。

キャップ金具２４は、その底部中央部に下向きに突設されたボルト６０を有し、このボルト６０を介して車体側の部材に締結されるように構成されている。これにより、キャップ金具２４は、防振装置１０の主荷重方向における入力（即ち、外力）を受ける構造となっている。キャップ金具２４は、上端部に径方向外方に張り出し形成されたフランジ部６２を備え、該フランジ部６２が、上記筒状部材２２の下端部のかしめ部３２によりかしめ締結されている。

以上の構成において、本実施形態のものでは、空気室５８に封入された空気が高圧化されており、これにより液体封入室３８内の液体の圧力値が高められている。このように空気室５８と液体封入室３８を高圧化するために、液封入式防振装置１０は次のようにして製造される。

まず、第１取付具１２と筒状部材２２と防振基体１６を加硫接着により一体化し、該一体化物を液槽中に浸漬して、筒状部材２２内に仕切り体４４を圧入するとともに、ダイヤフラム４０を被せて液体封入室３８を形成する。このようにしてダイヤフラム４０と防振基体１６との間の空間に液体を封入した後、これを大気中に取り出して残液調整を行い、その後、図２に示すように、筒状部材２２のかしめ部３２の内側にキャップ金具２４のフランジ部６２を嵌合させ、第２仕切部材５４のフランジ５６及びダイヤフラム４０の補強金具４２とともにキャップ金具２４のフランジ部６２をかしめ部３２で包み込むようにしてかしめ固定する。これにより、キャップ金具２４の内側に密閉された空気室５８が形成される。

このように空気室５８を形成する際、本実施形態のものでは、図２に示すように、キャップ金具２４の内部に昇華剤６４を入れておき、その状態でキャップ金具２４をダイヤフラム４０の背後に被せて筒状部材２２のかしめ部３２にてかしめ固定することにより空気室５８を密閉する。これにより、図３に示すように、組み付け直後の状態では、密閉された空気室５８の内部に昇華剤６４が内蔵された状態となる。

上記昇華剤６４としては、常温常圧で固体から気体に昇華する物質を使用することができ、例えば、ドライアイス、樟脳（しょうのう）、ナフタレンなどが挙げられるが、これらの中でもドライアイスを用いることが好ましい。昇華剤６４の形状としては、図２，３に示すような塊状（即ち、固形状）のものでもよく、あるいはまた粉末状でもよいが、取り扱い性の点からは、所定形状に成形された塊状のものを用いることである。また、塊状のものを用いる場合にも、図２に示すようにキャップ金具２４の底面に昇華剤６４を固着させておいてもよく、あるいはまた、塊状の昇華剤６４をキャップ金具２４にそのまま投入するようにしてもよい。前者のようにキャップ金具２４の底面に固定しておけば、昇華剤６４がゴム膜からなるダイヤフラム４０に接触して、ダイヤフラム４０が変質するなどといった不具合を回避することができる。

上記のようにして空気室５８に内蔵された昇華剤６４は、昇華反応により気体となることで体積膨張するので、密閉された空気室５８内の圧力が増加する。そして、かかる空気室５８の高圧化に伴い、ダイヤフラム４０が変形する（即ち、上方に押し上げられる）ことで、液体封入室３８内の液体が空気室５８と略同圧に高圧化される。なお、昇華剤６４としてドライアイスを用いた場合、昇華後の空気室５８は、二酸化炭素濃度の高い空気（気体）が封入された状態となる。

このように昇華剤６４を内蔵しておくことで、空気室５８を高圧化し、これにより液体封入室３８の液体の圧力値も高めることができるので、主液室３８Ａ内が過度な負圧状態になることを抑えて、耐キャビテーション性能を向上することができる。

また、昇華剤６４としてドライアイスを用いた場合、図２に示す組み立て時に、昇華剤６４の影響により空気室５８の内部温度が下がり、このように低温化された状態で空気室５８は密閉される。密閉後、昇華剤６４が昇華すれば、空気室５８の温度は、常温まで上昇する。密閉された空気室５８内では、温度が高くなるほど圧力が上昇するので、上記密閉後の温度上昇は空気室５８の更なる高圧化に繋がる。このようにドライアイスを用いた場合、密閉後に常温に戻ることにより更なる高圧化が可能となることから、耐キャビテーション性能を更に向上することができる。

なお、昇華剤６４は、空気室５８の圧力を増加させ液体封入室３８内の液体を流れ難くするため、適量内蔵させる必要がある。このような適量は、昇華剤６４の投入量と昇華後の空気室５８の圧力との関係を測定等により求めておくことで、当業者であれば容易に設定することができる。

以上よりなる本実施形態に係る液封入式防振装置１０であると、通常の振動入力時には、オリフィス流路４６，５０での液流動による液柱共振作用や防振基体１６の制振効果により、振動減衰機能と振動絶縁機能を果たすことができる。しかも、昇華剤６４を用いて上記のように空気室５８を高圧化し、これにより液体封入室３８内の液体も高圧化しているので、主液室３８Ａ内の過度な負圧状態に起因するキャビテーションの発生を抑えることができる。従って、本実施形態によれば、耐キャビテーション性能を安価に高めることができる。

なお、上記実施形態では、液室として主液室３８Ａと第１及び第２の２つの副液室３８Ｂ，３８Ｃを持つ場合について説明したが、本発明では主液室と単一の副液室を持つものであってもよく、副液室の数は特に限定されない。オリフィス流路の数についても特に限定されず、主液室と副液室との間を単一のオリフィス流路で連結するものであってもよい。また、カバー部材としてのキャップ金具２４についても、その形状は特に限定されるものではなく、ダイヤフラムとの間に密閉された空気室を形成するものであれば適用可能である。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。

本発明は、エンジンマウントの他、例えば、モータなど他のパワーユニットを支承するマウント、ボディマウント、デフマウントなど、種々の防振装置に利用することができる。

１０…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、 ２２…筒状部材、 ２４…キャップ金具（カバー部材）、
３８Ａ…主液室、 ３８Ｂ…第１副液室（副液室）、 ４０…ダイヤフラム、
４６…第１オリフィス流路（オリフィス流路）、 ５８…空気室、
６４…昇華剤

Claims (3)

1. 振動源側と支持側のいずれか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いずれか他方に取り付けられる第２取付具と、前記第１取付具と前記第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２取付具側に支持されたゴム状弾性膜からなるダイヤフラムと、前記防振基体が室壁の一部をなす液体が封入された主液室と、前記ダイヤフラムが室壁の一部をなす液体が封入された副液室と、前記主液室と前記副液室を連通させるオリフィス流路と、を備えた液封入式防振装置において、
   前記第２取付具が、前記ダイヤフラムの背後を覆うことで前記ダイヤフラムを挟んで前記副液室と反対側に密閉された空気室を形成するカバー部材を備え、前記カバー部材の内部に昇華剤を入れて前記空気室を密閉することにより前記昇華剤の昇華によって前記空気室を高圧化してなる、液封入式防振装置。
2. 前記昇華剤がドライアイスであることを特徴とする請求項１記載の液封入式防振装置。
3. 振動源側と支持側のいずれか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いずれか他方に取り付けられる第２取付具と、前記第１取付具と前記第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２取付具側に支持されたゴム状弾性膜からなるダイヤフラムと、前記防振基体が室壁の一部をなす液体が封入された主液室と、前記ダイヤフラムが室壁の一部をなす液体が封入された副液室と、前記主液室と前記副液室を連通させるオリフィス流路と、前記ダイヤフラムの背後を覆うことで前記ダイヤフラムを挟んで前記副液室と反対側に密閉された空気室を形成するカバー部材とを備えた液封入式防振装置の製造方法であって、
   前記空気室を形成する際に、前記カバー部材の内部に昇華剤を入れた状態で前記空気室を密閉することを特徴とする液封入式防振装置の製造方法。

Images