JP2016003716A - 液封防振装置 - Google Patents

Abstract

【課題】目詰まり周波数を高くするために、第２連通孔の長さを短くした場合、仕切り部材の剛性が低下するため、第２連通孔の長さを短くすることには限界があった。【解決手段】振動発生部及び振動受部のうちのいずれか一方に連結される第1取付部材１１及び他方に連結される第２取付部材１２と、第1取付部材１１及び第２取付部材１２を弾性的に連結する弾性体１３と、第1取付部材１１に備えられ、弾性体１３の壁面を一部とする主液室１５ａと副液室１５ｂとに区画し、主液室１５ａと副液室１５ｂとの圧力差に応じて変位する可動板２０を収容する収容室１９を画成すると共に、収容室１９と主液室１５ａとを連通する第１連通孔２１及び収容室１９と副液室１５ｂとを連通する第２連通孔２２を設けた、仕切り部材１４と、を有し、第２連通孔２２は、収容室１９側の開口面積が副液室１５ｂ側の開口面積よりも小さい。【選択図】図１

Description

この発明は、液封防振装置に関するものである。

従来、自動車や産業機械等には、エンジン等の振動発生部と車体等の振動受け部の間に配置され、振動発生部が発生させた振動を吸収し減衰させる防振装置が用いられている。
防振装置の一例として、振動発生部及び振動受部のうちのいずれか一方に連結される筒状の第1取付部材、及び他方に連結される第２取付部材と、第1取付部材及び第２取付部材を弾性的に連結する弾性体と、第1取付部材の内側に配置され、第１取付部材の内側に形成された液室を、弾性体を壁面の一部とする軸方向一方側の主液室と軸方向他方側の副液室とに区画する仕切り部材と、主液室と副液室との圧力差に応じて変位する可動板と、を備え、仕切り部材には、可動板を収容する収容室が画成されると共に、収容室と主液室とを連通する第１連通孔、及び収容室と副液室とを連通する第２連通孔が形成され、収容室、第１連通孔及び第２連通孔を通して、主液室と副液室とが連通された防振装置（特許文献１参照）が知られている。

上述した防振装置においては、主液室内の液圧が急激に低下したときに、主液室内の液中に多数の気泡が生成されるキャビテーションが発生し、その後、主液室内の液圧が上昇するのに伴って気泡が消滅する際に異音が発生するのに対応して、第１連通孔の仕切り部材における開口面積を、第２連通孔の仕切り部材における開口面積よりも大きくしている。このように、収容室の主液室側の開口面積に比して、副液室側の開口面積を小さくすることにより、主液室内の液圧の低下を抑えて、異音発生の原因となるキャビテーションの発生を抑制している。

特開２０１３−１５１７７号公報

しかしながら、第２連通孔において副液室側の開口面積を小さくすると、第２連通孔に目詰まり状態をもたらす目詰まり周波数が低くなってしまう。目詰まり周波数を高くするためには、第２連通孔の長さを短くすることが考えられるが、その場合は、仕切り部材の剛性が低下するため、第２連通孔の長さを短くすることには限界があった。
そこで、この発明の目的は、仕切り部材の剛性を低下させることなく、第２連通孔の目詰まり周波数を高くすることができる液封防振装置を提供することである。

上記目的を達成するため、この発明に係る液封防振装置は、振動発生部及び振動受部のうちのいずれか一方に連結される第1取付部材、及び他方に連結される第２取付部材と、前記第1取付部材及び前記第２取付部材を弾性的に連結する弾性体と、前記第1取付部材に備えられ、前記弾性体を壁面の一部とする主液室と副液室とを区画し、前記主液室と前記副液室との圧力差に応じて変位する可動板を収容する収容室を画成すると共に、前記収容室と前記主液室とを連通する第１連通孔、及び前記収容室と前記副液室とを連通する第２連通孔を設けた、仕切り部材と、を有し、前記第２連通孔は、前記収容室側の開口面積が前記副液室側の開口面積よりも小さいことを特徴とする。この発明に係る液封防振装置によれば、仕切り部材の剛性を低下させることなく、第２連通孔の目詰まり周波数を高くすることができる。

この発明の液封防振装置では、前記第２連通孔は、前記収容室から前記副液室に向かってテーパ状に拡径する、ことが好ましい。この構成によれば、簡易な構成で、仕切り部材の剛性の低下を招くこと無く、副液室側の開口面積を大きくすることができる。
この発明の液封防振装置では、前記第１連通孔の前記収容室側の開口面積は、前記第２連通孔の前記収容室側の開口面積よりも大きい、ことが好ましい。この構成によれば、主液室内の液圧の低下を抑えてキャビテーションの発生を抑制しつつ、第２連通孔の目詰まり周波数を高くすることができる。

この発明によれば、仕切り部材の剛性を低下させることなく、第２連通孔の目詰まり周波数を高くすることができる液封防振装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る液封防振装置の構成を示す、断面図である。 図１の仕切り部材の、主液室側から見た斜視図である。 図１の仕切り部材の、副液室側から見た斜視図である。 図１の第２仕切り板を一部拡大して示す断面図である。 図１の可動板の斜視図である。

以下、この発明を実施するための実施の形態について図面を参照して例示説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る液封防振装置の構成を示す、断面図である。
図１に示すように、液封防振装置１０は、振動発生部及び振動受部のうちのいずれか一方に連結される第1取付部材１１、及びいずれか他方に連結される第２取付部材１２と、第1取付部材１１及び第２取付部材１２を弾性的に連結する弾性体１３と、第1取付部材１１に備えられた仕切り部材１４と、を有している。
本実施形態では、これらの各部材は、それぞれ液封防振装置１０の中心軸線Ｏと同軸状に設けられている。以下、主振動の入力する方向、即ち本実施形態では、中心軸線Ｏに沿う方向を軸方向といい、中心軸線Ｏに直交する方向を径方向という。

本実施形態では、第１取付部材１１の内部に、弾性体１３を壁面の一部とする液室１５が形成されており、液室１５は、仕切り部材１４により、軸方向一方側（図１における上側）の主液室１５ａと、軸方向他方側（図１における下側）の副液室１５ｂとに区画されている。主液室１５ａ及び副液室１５ｂには、例えばエチレングリコール、水、シリコーンオイル等の液体が封入されている。
この液封防振装置１０は、例えば自動車等に装着され、例えば、第１取付部材１１が図示し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一方、第２取付部材１２が振動発生部としての図示しないエンジンに連結されることにより、エンジンの振動が車体に伝達するのを抑制している。

第１取付部材１１は、軸方向一方側に形成された第１筒部１１ａと、軸方向他方側に形成された第２筒部１１ｂと、第１筒部１１ａ及び第２筒部１１ｂを連結する段部１１ｃと、を備え、第１筒部１１ａ、第２筒部１１ｂ及び段部１１ｃは、中心軸線Ｏと同軸状に配置されて一体に形成されている。また、第２取付部材１２は、第１取付部材１１の第１筒部１１ａよりも軸方向一方側に配置されている。そして、第１取付部材１１における軸方向一方側の端部が、弾性体１３により液密状態で閉塞され、且つ第１取付部材１１における軸方向他方側の端部が、ダイヤフラム１６により液密状態で閉塞されることにより、第１取付部材１１の内側に液体を封入することができる。

弾性体１３は、例えばゴム材料等からなり、本実施形態では、第１取付部材１１における軸方向一方側の端部から突出し、突出方向先端に向かって漸次縮径された円錐台状の本体部１３ａと、この本体部１３ａから第１取付部材１１の内周面に沿って軸方向他方側に向けて延びる被覆部１３ｂとが、一体に形成されている。本体部１３ａは、第１取付部材１１及び第２取付部材１２にそれぞれ加硫接着されており、これら第１取付部材１１と第２取付部材１２とを弾性的に連結している。被覆部１３ｂは、第１取付部材１１の内周面に加硫接着されており、第１取付部材１１の内周面は、その全域に亘って弾性体１３で覆われている。

図２は、図１の仕切り部材１４の、主液室側から見た斜視図であり、図３は、図１の仕切り部材１４の、副液室側から見た斜視図である。
図１に示すように、仕切り部材１４は、第１取付部材１１に備えられている。即ち、仕切り部材１４は、第１取付部材１１に実質的に固定されている。
図２及び図３に示すように、第１取付部材１１の内部に配置された仕切り部材１４は、アルミニウム合金或いは樹脂等からなる第１仕切り板１７及び第２仕切り板１８を、互いに対向配置した状態で組み合わせて形成されている。

第１仕切り板１７は、円盤状に形成されており、第２仕切り板１８は、円盤部１８ａ（図１，３参照）の周縁の略全域に、外側に開口する断面コ字状の周壁部１８ｂが、その縦壁の略中央に円盤部１８ａが位置するように一体化されて（図１参照）、略円盤状に形成されている。つまり、第２仕切り板１８には、円盤部１８ａの軸方向両面側に、周壁部１８ｂに囲まれた円形開口の凹部１８ｃ，１８ｄ（図１参照）が形成されている。主液室１５ａ及び副液室１５ｂは、各凹部側の周壁部１８ｂの一部を切り欠いた連通口１８ｅ，１８ｆ（図３参照）により、周壁部１８ｂの外周部の一部を除く略全周に形成される横向きの、オリフィス通路としての溝状部１８ｇを介して連通する。

第２仕切り板１８に組み合わされる第１仕切り板１７は、第２仕切り板１８の軸方向一方側となる、円盤部１８ａの表面側の凹部１８ｃを塞ぐように、例えば、ネジ部材Ｓ（図２参照）を用いて第２仕切り板１８に取り付け固定されるが、第１仕切り板１７の、第２仕切り板１８の周壁部１８ｂを切り欠いた連通口１８ｅに対応する部分１７ａは、この連通口１８ｅを第１仕切り板１７によって塞ぐことが無いように切り欠かれている（図２参照）。
第１仕切り板１７は、第１仕切り板１７の軸方向一方側の表面が面する主液室１５ａの、隔壁の一部を形成し、第２仕切り板１８は、第２仕切り板１８の軸方向他方側の表面が面する副液室１５ｂの、隔壁の一部を形成している。

また、仕切り部材１４には、第２仕切り板１８の円盤部１８ａの軸方向一方の表面側の、周壁部１８ｂに囲まれた円形開口の凹部１８ｃと、凹部１８ｃを塞ぐ第１仕切り板１７とにより、収容室１９が画成されている。この収容室１９には、主液室１５ａと副液室１５ｂとの圧力差に応じて変位する可動板２０が収容されている。収容室１９に可動板２０を収容した後、可動板２０を覆うように、第２仕切り板１８に第１仕切り板１７を取り付け固定することができる。
なお、図１に示すように、本実施形態では、可動板２０の外周面は、収容室１９の内周面（第２仕切り板１８の周壁部１８ｂの内周面）からわずかに離隔しているが、当該内周面に当接又は固着されていてもよい。
図２に示すように、第１仕切り板１７には、第１仕切り板１７を軸方向に貫く第１連通孔２１が形成されている。第１連通孔２１を通して収容室１９と主液室１５ａとが連通される（図１参照）。

第１連通孔２１は、平面視円形状に形成されている。第１連通孔２１の内周面２１ａには、径方向の内側に向けて、第１リブ２１ｂ及び第２リブ２１ｃがそれぞれ複数（本実施形態では、一例としてそれぞれ４個）突設されており、各リブ２１ｂ，２１ｃは、周方向に略等間隔をあけて交互に配置されている。第２リブ２１ｃは、第１リブ２１ｂより幅広に形成されており、各第２リブ２１ｃには、可動板２０に突設された複数の突起２０ａのそれぞれを挿入係止させる係止孔２１ｄが、第２リブ２１ｃの表裏面を貫通して開けられている。この係止孔２１ｄと突起２０ａは、例えば、中心位置合わせが可能なインロー構造によって形成される。

このため、第１リブ２１ｂ及び第２リブ２１ｂによって、負圧時に、可動板２０が収容室１９から主液室１５ａ側に抜け出るのを防止しているのに加え、第２リブ２１ｃに係止孔２１ｄを設けて可動板２０の突起２０ａを係止させることにより、主液室１５ａ側に抜け出し易い可動板２０の抜け出し防止を、更に、確実にすることができる。
可動板２０の抜け出しを確実に防止することができることから、抜け出し防止のために、例えば可動板２０に樹脂や金属等を埋め込んで剛性を高める必要がなくなるので、コストの低減が可能になると共に、可動板２０の重量増に伴う打音の増大も回避することができる。
なお、第１リブ２１ｂ及び第２リブ２１ｃの、第１連通孔２１の内周面２１ａからの径方向の内側に向けた突出量は、第１連通孔２１の内周面２１ａの半径よりも小さくなっていて、図示の例では、第１連通孔２１の内周面２１ａの半径の半分程度となっている。

図３に示すように、第２仕切り板１８には、第２仕切り板１８を軸方向に貫く第２連通孔２２が複数個、開けられている。本実施形態において、第２連通孔２２は、例えば、計１２個、即ち、板面中央部を除く十字形に２個ずつ配置されると共に、その十字形の隣接間に１個ずつ配置されている。第２仕切り板１８の複数の第２連通孔２２により、収容室１９と副液室１５ｂとが連通される（図１参照）。
第２仕切り板１８の円盤部１８ａの副液室１５ｂ側及び収容室１９側に開口する各第２連通孔２２は、それぞれの側への開口形状が平面視円形状に形成されており、加えて、収容室１９側の開口面積が、副液室１５ｂ側の開口面積よりも小さく形成されている（図１，３参照）。

図４は、図１，３の第２仕切り板１８を一部拡大して示す断面図である。
図４に示すように、本実施の形態において、各第２連通孔２２は、例えば、副液室１５ｂ側の開口部に面取りを施して、収容室１９側の開口面積が、副液室１５ｂ側の開口面積よりも小さくなるように、形成している。その面取り角度は、図４の断面上第２仕切り板１８の円盤部１８ａの収容室１９側面となす角度（鋭角）を、例えば６０度等、９０度未満の任意の角度に設定することができる。
各第２連通孔２２の内周面は、本実施形態のように、収容室１９側の開口から副液室１５ｂ側の開口へとテーパ状、即ち、断面直線状に拡径する、傾斜面により形成されている（図１，４参照）ことが好ましい。このように構成することは、第２仕切り板１８の製造性の観点で有利であり、また第２仕切り板１８の剛性を高める観点でも有利である。ただし、第２連通孔２２の内周面は、収容室１９側の開口から副液室１５ｂ側の開口へと段差部を経て階段状に拡径する形状、或いは同一内径から途中で拡径する形状等、収容室１９側の開口面積が、副液室１５ｂ側の開口面積よりも小さく形成されている限り、任意の形状とすることができる。
なお、第２連通孔２２の収容室１９側の開口は、円盤部１８ａの表面との角部が滑らかになるように、面取りされている。これにより、可動板２０が円盤部１８ａに接触した際に傷等が発生するのを防止することができると共に、第２仕切り板１８の欠け等を防ぐことができる。

このように、主液室内の液圧の低下を抑えてキャビテーションの発生を抑制するために設定した第２連通孔２２の収容室１９側の開口面積を変えずに、副液室１５ｂ側の開口面積を大きくすることで、即ち、第２連通孔２２において副液室１５ｂ側の開口面積を小さくすることなく、可動板２０を収容する収容室１９と副液室１５ｂとを連通する、第２連通孔２２の目詰まり周波数を高くすることができる。

また、第１仕切り板１７に設けられた第１連通孔２１と、第２仕切り板１８に設けられた複数の第２連通孔２２に関し、主液室１５ａ側の第１連通孔２１の開口面積が、副液室１５ｂ側の複数の第２連通孔２２により形成される開口面積よりも大きく形成されている。これは、可動板２０が副液室１５ｂ側よりも主液室１５ａ側に向かって変形し易くすることで、主液室１５ａ内でのキャビテーションの発生を抑制するためである。
これら第１連通孔２１及び第２連通孔２２は、それぞれ１個により形成してもよく、或いは複数個により形成してもよい。
なお、仕切り部材１４には、前述の通り、一例として図２に示すように、主液室１５ａと副液室１５ｂとを連通する通路として、第１連通孔２１、第２連通孔２２及び収容室１９を通した通路とは別に、第２仕切り板１８の径方向外側に開口する断面コ字状の周壁部１８ｂにより、オリフィス通路としての溝状部１８ｇが形成されている。

図５は、図１，２の可動板の斜視図である。
図５に示すように、可動板２０は、例えばゴム材料等により、円盤状に形成されており、軸方向両側の面の外周縁部２０ｂは、外周縁部２０ｂよりも内側に位置する内側部分２０ｃと比べて厚さが厚くなっている。

可動板２０の内側部分２０ｃには、軸方向一方の側の面に、前述の通り、第１仕切り板１７に設けられた、各第２リブ２１ｃの係止孔２１ｄのそれぞれに挿入係止させる複数（本実施の形態では、一例として４個）の突起２０ａが形成されており、軸方向両側の面の全域には、球面状の凸部２０ｄが複数個、略等間隔で突設されている。
この可動板２０は、第１連通孔２１及び複数の第２連通孔２２を全域にわたって覆う大きさを有しており、収容室１９に収容された可動板２０の外周縁部２０ｂは、第１仕切り板１７の内面（軸方向他方側の表面）及び第２仕切り板１８の内面（軸方向一方側の表面）に当接している。
これにより、主液室１５ａ内に液圧変動が生じ、可動板２０が第１連通孔２１を通して主液室１５ａ側に変位若しくは変形したときであっても、第１連通孔２１から可動板２０が主液室１５ａ側に抜け出るのを防止している。

上述した構成により、本実施の形態に係る液封防振装置１０は、第１取付部材１１若しくは第２取付部材１２に、微小な振幅よりも大きな振幅を有する振動（例えば、エンジンシェイク振動）が作用して、主液室１５ａ内の液体の圧力が変化すると、可動板２０が第１仕切り板１７の内面又は第２仕切り板１８の内面に当接し、その後はオリフィス通路としての溝状部１８ｇを通して主液室１５ａ及び副液室１５ｂの相互間で液体が流通することにより、この振動を吸収及び減衰させる。
また、第１取付部材１１若しくは第２取付部材１２に微小な振幅を有する振動が作用したときは、可動板２０が第１仕切り板１７の内面と第２仕切り板１８の内面との間で微小に変位若しくは変形することで、この振動を吸収及び減衰し、主液室１５ａの液圧の上昇を抑制する。

そして、本実施形態によれば、主液室内の液圧の低下を抑えてキャビテーションの発生を抑制するために設定した第２連通孔２２の収容室１９側の開口面積を変えずに、副液室１５ｂ側の開口面積を大きくすることで、可動板を収容する収容室と副液室とを連通する第２連通孔２２の目詰まり周波数を高くすることができる。これにより、高周波振動の入力時に動ばね定数が上昇してこもり音が発生するのを防ぐことができる。
しかも、第２連通孔２２が形成されている仕切り部材（第２仕切り板１８）の剛性の低下を招くこと無く、即ち、目詰まり周波数を高くするために第２連通孔２２の長さを短くすること無く、第２連通孔２２の目詰まり周波数を高くすることができる。

なお、目詰まり周波数が低くなってしまうことの対策として、目詰まり周波数を高くするために第２連通孔２２の長さを短くすることが考えられるが、第２連通孔２２の長さを短くすることは、第２連通孔２２が形成されている仕切り部材１４を薄くすることに繋がり仕切り部材１４の剛性の低下を招くため、単に第２連通孔２２の長さを短くするのには限界があった。
また、本実施形態によれば、第２連通孔２２は、収容室１９から副液室１５ｂに向かってテーパ状に拡径しているので、簡易な構成で、仕切り部材１４の剛性の低下を招くこと無く、副液室１５ｂ側の開口面積を大きくすることができる。

また、本実施形態によれば、収容室１９側の第１連通孔２１の開口面積が、収容室１９側の第２連通孔２２の開口面積よりも大きくなっているので、副液室１５ｂ側と比べて主液室１５ａ側に向けて可動板２０を大きく変位若しくは変形させ易くすることが可能になる。従って、弾性体１３が主液室１５ａを一時的に大きく拡張させるように変形した際には、可動板２０を主液室１５ａ側に大きく変位若しくは変形させることにより、主液室１５ａ内の液圧の低下を抑えてキャビテーションの発生を抑制することができる。
つまり、本実施形態にあっては、第１連通孔２１の収容室１９側の開口面積は、第２連通孔２２の収容室１９側の開口面積よりも大きいので、キャビテーションの発生を抑制しつつ、第２連通孔２２の目詰まり周波数を高くすることができる。

１０：液封防振装置、 １１：第1取付部材、 １２：第２取付部材、 １３：弾性体、 １４：仕切り部材、 １５：液室、 １５ａ：主液室、 １５ｂ：副液室、 １６：ダイヤフラム、 １７：第１仕切り板、 １８：第２仕切り板、 １９：収容室、 ２０：可動板、 ２０ａ：突起、 ２１：第１連通孔、 ２１ｂ：第１リブ、 ２１ｃ：第２リブ、 ２２：第２連通孔、 Ｏ：中心軸線

Claims (3)

1. 振動発生部及び振動受部のうちのいずれか一方に連結される第1取付部材、及び他方に連結される第２取付部材と、
   前記第1取付部材及び前記第２取付部材を弾性的に連結する弾性体と、
   前記第1取付部材に備えられ、前記弾性体を壁面の一部とする主液室と副液室とを区画し、前記主液室と前記副液室との圧力差に応じて変位する可動板を収容する収容室を画成すると共に、前記収容室と前記主液室とを連通する第１連通孔、及び前記収容室と前記副液室とを連通する第２連通孔を設けた、仕切り部材と、を有し、
   前記第２連通孔は、前記収容室側の開口面積が前記副液室側の開口面積よりも小さいことを特徴とする、液封防振装置。
2. 前記第２連通孔は、前記収容室から前記副液室に向かってテーパ状に拡径する、請求項１に記載の液封防振装置。
3. 前記第１連通孔の前記収容室側の開口面積は、前記第２連通孔の前記収容室側の開口面積よりも大きい、請求項１または２に記載の液封防振装置。

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