JP2016114143A - 防振装置 - Google Patents

Abstract

【課題】横方向の振動について、幅広い周波数帯域で減衰作用を発揮させる。【解決手段】液室１５を第１受圧液室１６と副液室１７とに区画する仕切り部材１８に、第１受圧液室１６と副液室１７とを連通する第１制限通路２２と、複数の第２受圧液室２１と副液室１７とを各別に連通する複数の第２制限通路２３と、が形成された防振装置１であって、複数の第２制限通路２３それぞれの共振周波数が互いに異なっている。【選択図】図２

Description

本発明は、防振装置に関するものである。

従来から、振動受部に連結される筒状の第１取付け部材、および振動発生部に連結される第２取付け部材と、これらの第１、第２取付け部材同士を弾性的に連結する第１弾性体と、第１弾性体から第１取付け部材の軸方向の一方側に離れて配設されるとともに、第１弾性体との間に液室を画成するダイヤフラムと、液室を、第１弾性体を壁面の一部とする第１受圧液室とダイヤフラムを壁面の一部とする副液室とに区画する仕切り部材と、第１、第２取付け部材同士を弾性的に連結し、かつ第１弾性体より前記軸方向の他方側に配置した第２弾性体と、を備え、第１弾性体と第２弾性体との間に、これらの両弾性体を壁面の一部とする２つの第２受圧液室が画成され、仕切り部材に、第１受圧液室と副液室とを連通する第１制限通路と、２つの第２受圧液室と副液室とを各別に連通する２つの第２制限通路と、が形成された防振装置が知られている。
そして、防振装置に前記軸方向の振動が入力されると、液体が第１制限通路を通して第１受圧液室と副液室との間を流通することで、第１制限通路内で液柱共振が生じる。これにより、第１制限通路の共振周波数と同等の周波数の振動が吸収および減衰される。
一方、防振装置に前記軸方向に直交する横方向の振動が入力されると、液体が第２制限通路を通して第２受圧液室と副液室との間を流通することで、第２制限通路内で液柱共振が生じる。これにより、第２制限通路の共振周波数と同等の周波数の振動が吸収および減衰される。

特開２００６−１２５６１７号公報

しかしながら、前記従来の防振装置では、横方向の振動について、幅広い周波数帯域で減衰作用を発揮させることが困難であるという問題があった。

この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、横方向の振動について、幅広い周波数帯域で減衰作用を発揮させ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うちのいずれか一方に連結される筒状の第１取付け部材、および他方に連結される第２取付け部材と、これらの第１、第２取付け部材同士を弾性的に連結する第１弾性体と、前記第１弾性体から前記第１取付け部材の軸方向の一方側に離れて配設されるとともに、前記第１弾性体との間に液室を画成するダイヤフラムと、前記液室を、前記第１弾性体を壁面の一部とする第１受圧液室と前記ダイヤフラムを壁面の一部とする副液室とに区画する仕切り部材と、前記第１、第２取付け部材同士を弾性的に連結し、かつ前記第１弾性体より前記軸方向の他方側に配置した第２弾性体と、を備え、前記第１弾性体と前記第２弾性体との間に、これらの両弾性体を壁面の一部とする複数の第２受圧液室が画成され、前記仕切り部材に、前記第１受圧液室と前記副液室とを連通する第１制限通路と、前記複数の第２受圧液室と前記副液室とを各別に連通する複数の第２制限通路と、が形成された防振装置であって、前記複数の第２制限通路それぞれの共振周波数が互いに異なっていることを特徴とする。

この発明によれば、複数の第２制限通路それぞれの共振周波数が互いに異なっているので、これらの共振周波数に近い周波数の、前記軸方向に直交する横方向の振動が入力されたときに、複数の第２制限通路で液柱共振が生ずることとなる。これにより、複数の第２制限通路内の液柱共振に基づく減衰特性の各ピーク間を平準化することで減衰特性のブロード化を図ることが可能になり、横方向の振動について、幅広い周波数帯域で減衰作用を発揮させることができる。

この発明によれば、横方向の振動について、幅広い周波数帯域で減衰作用を発揮させることができる。

本発明に係る一実施形態として示した防振装置の平面図である。 図１に示す防振装置のＡ−Ａ線矢視断面図である。 図１に示す防振装置のＢ−Ｂ線矢視断面図である。 図１〜図３に示す防振装置における仕切り部材の斜視図である。

以下、本発明に係る防振装置の一実施形態を、図１〜図４を参照しながら説明する。
この防振装置１は、振動発生部およ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取付け部材１１、および他方に連結される第２取付け部材１２と、これらの第１、第２取付け部材１１、１２同士を弾性的に連結する第１弾性体１３と、第１弾性体１３から第１取付け部材１１の中心軸線Ｏに沿う軸方向の一方側に離れて配設されるとともに、第１弾性体１３との間に液室１５を画成するダイヤフラム１４と、液室１５を、第１弾性体１３を壁面の一部とする第１受圧液室１６とダイヤフラム１４を壁面の一部とする副液室１７とに区画する仕切り部材１８と、第１、第２取付け部材１１、１２同士を弾性的に連結し、かつ第１弾性体１３より前記軸方向の他方側に配置した第２弾性体１９と、を備え、第１弾性体１３と第２弾性体１９との間に、これらの両弾性体１３、１９を壁面の一部とする２つの第２受圧液室２１が画成され、仕切り部材１８に、第１受圧液室１６と副液室１７とを連通する第１制限通路２２と、２つの第２受圧液室２１と副液室１７とを各別に連通する２つの第２制限通路２３と、が形成されている。

以下、前記軸方向の一方側を下側といい、前記軸方向の他方側を上側といい、この防振装置１を前記軸方向から見た平面視において、中心軸線Ｏに直交する方向を径方向といい、中心軸線Ｏ回りに周回する方向を周方向という。

第１取付け部材１１は、図３に示されるように、上側から下側に向かうに従い漸次縮径した多段筒状に形成されている。また、図２に示されるように、第１取付け部材１１において中心軸線Ｏを径方向に挟む互いに対向する位置に、径方向に貫く開口１１ａが各別に形成されている。図示の例では、開口１１ａは第１取付け部材１１に２つ形成されている。開口１１ａは、第１取付け部材１１における上端部と下端部との間の中間部の前記軸方向の全長にわたって位置し、周方向に延びる帯状に形成されている。

第２取付け部材１２は、前記中心軸線Ｏと同軸に配設された棒状に形成されている。第２取付け部材１２は、第１取付け部材１１の径方向の内側に配置されている。第２取付け部材１２における前記軸方向の途中位置に、径方向の外側に向けて突出するフランジ部１２ａが形成されている。フランジ部１２ａのうち、第１取付け部材１１の開口１１ａの位置する周方向に沿う部分は、他の部分より径方向外側に向けた突出量が小さくなっている。図示の例では、フランジ部１２ａは、図１に示されるように、前記軸方向から見た平面視で、２つの前記開口１１ａが互いに対向する方向に短辺が延びる長方形状を呈している。

第１弾性体１３は、図２に示されるように、下側から上側に向かうに従い漸次縮径した筒状に形成され、その上端部が第２取付け部材１２の下端部に連結され、かつ下端部が第１取付け部材１１の下端部に連結されている。
第２弾性体１９は、環状に形成され、その径方向の内端部が第２取付け部材１２の外周面のうちフランジ部１２ａの直下に位置する部分に連結され、かつ径方向の外端部が第１取付け部材１１の上端部に連結されている。第２弾性体１９は、第１弾性体１３より薄肉に形成されている。第２弾性体１９の径方向の内端部は、第１弾性体１３の上端部に接続されていて、第１弾性体１３および第２弾性体１９は一体に形成されている。第１弾性体１３の上端部と、第２弾性体１９の径方向の内端部と、の接続部分は、径方向の内側に向けて窪む曲面状に形成されている。また図示の例では、第２弾性体１９の径方向の内端部は、第２弾性体１９の径方向の外端部より上方に位置している。

図示の例では、第１弾性体１３と第２弾性体１９との間の第２受圧液室２１は２つ配設されており、これらの第２受圧液室２１は、第１弾性体１３と第２弾性体１９との間の環状空間を周方向に区画する区画壁２４が２つ配設されることにより画成されている。区画壁２４は、第１取付け部材１１の前記中間部のうち、周方向で互いに隣り合う２つの開口１１ａ同士の間に位置する部分に連結されている。区画壁２４は、第１、第２弾性体１３、１９と一体に形成されている。２つの区画壁２４は、この防振装置１を前記軸方向から見た平面視において、同一直線状に配置されている。

仕切り部材１８には、メンブラン２５が収容される収容室２６と、収容室２６と第１受圧液室１６とを連通する第１連通孔２７と、収容室２６と副液室１７とを連通する第２連通孔２８と、が形成されている。第１制限通路２２は、仕切り部材１８において、収容室２６、および第１、第２連通孔２７、２８より径方向の外側に位置する部分に形成されている。第２制限通路２３は、仕切り部材１８の外周面に形成されている。図示の例では、仕切り部材１８は有底筒状に形成され、その底壁部に、収容室２６、第１、第２連通孔２７、２８、および第１制限通路２２が形成され、周壁部内に、第１取付け部材１１の下端部が嵌合されている。また、収容室２６、および第１、第２連通孔２７、２８は、仕切り部材１８の底壁部における径方向の中央部に形成されている。

ここで、本実施形態では、第１取付け部材１１のうちの下端部を除く全域、および仕切り部材１８の周壁部に一体に、外郭筒２９が外嵌されている。外郭筒２９は、第１取付け部材１１の開口１１ａを液密に閉塞している。なお、第１取付け部材１１は、外郭筒２９を介して振動発生部および振動受部のうちのいずれか一方に連結される。
外郭筒２９の下端部には、弾性材料により有底筒状に形成されたダイヤフラム部材３１が下方に向けて延設されており、ダイヤフラム部材３１内に仕切り部材１８の底壁部が嵌合されている。ダイヤフラム部材３１の底部における中央部が、副液室１７を画成し、かつ副液室１７に対する液体の流入および流出に伴い拡縮変形するダイヤフラム１４となっている。

ここで、２つの区画壁２４には、図３に示されるように、第１取付け部材１１の外周面から径方向の外側に向けて突出し、かつ下方を向く下端面が、仕切り部材１８における上方を向く上端面に当接する係止突部３５、３６が各別に形成されている。これらの係止突部３５、３６のうち、いずれか一方は他方より下方に向けた突出量が大きくなっている。つまり、これらの係止突部３５、３６のうち、いずれか一方の下端面は他方の下端面より下方に位置している。また、一方の係止突部３５の下端部は、他方の係止突部３６より周長が短くなっている。
係止突部３５、３６と区画壁２４との間には、第１取付け部材１１の前記中間部のうち、周方向で互いに隣り合う２つの開口１１ａ同士の間に位置する部分が介装されている。係止突部３５、３６と区画壁２４とは、第１取付け部材１１の開口１１ａの周縁をまたいで連結されていて一体に形成されている。

仕切り部材１８の上端面には、図３および図４に示されるような、上方に向けて隆起する隆起部３８が形成されている。
図示の例では、隆起部３８は、仕切り部材１８の周壁部における上端開口縁に形成され、上面視で周方向に延びるＣ字状を呈している。隆起部３８は、周方向の両側に位置し、かつ周方向の外側から内側に向かうに従い漸次上方に向けて延びる一対の傾斜面３８ａと、これらの傾斜面３８ａ同士の間に位置し上方を向く平坦面３８ｂと、を備えている。
隆起部３８には、他方の係止突部３６の下端部を支持する第１支持部４１と、２つの第２制限通路２３における第２受圧液室２１側の各開口部２３ａと、が形成されている。

第１支持部４１は、他方の係止突部３６の下端部が嵌合される凹状に形成されている。仕切り部材１８の周壁部における上端開口縁には、一方の係止突部３５の下端部が嵌合される凹状の第２支持部４２が形成されている。一方の係止突部３５の下端部および第２支持部４２それぞれの周長は互いに同等とされ、他方の係止突部３６および第１支持部４１それぞれの周長は互いに同等となっている。第１支持部４１および第２支持部４２は、仕切り部材１８の周壁部の上端開口縁を径方向に貫いている。

第１支持部４１、および第２制限通路２３の前記開口部２３ａは、隆起部３８の平坦面３８ｂに形成されている。第２制限通路２３の前記開口部２３ａは、隆起部３８の平坦面３８ｂに、周方向に間隔をあけて配置され、第１支持部４１は、これらの開口部２３ａ同士の間に配置されている。隆起部３８の平坦面３８ｂのうち、前記開口部２３ａが形成された各部分は、２つの第２受圧液室２１を画成する各内面の一部となっている。
第２支持部４２は、仕切り部材１８の周壁部における上端開口縁のうち、前記中心軸線Ｏを径方向に挟む第１支持部４１の反対側に配置されている。

そして、本実施形態では、第２制限通路２３それぞれの共振周波数が互いに異なっている。図示の例では、２つの第２制限通路２３それぞれの、第２受圧液室２１側の開口部２３ａと、副液室１７側の開口部２３ｂと、の間の距離、つまり流路長が、互いに異なっている。また、第２制限通路２３のうち、第２受圧液室２１側の端部は、この通路２３の延びる方向に沿って第２受圧液室２１側の開口部２３ａに向かうに従い漸次上方に向けて延在し、他の部分は、第２受圧液室２１側の開口部２３ａより下方に位置して周方向に延在している。

ここで、第１制限通路２２の流路長および流路断面積は、第１制限通路２２の共振周波数が予め決められた周波数となるように設定（チューニング）されている。また第２制限通路２３の流路長および流路断面積は、第２制限通路２３の共振周波数が予め決められた周波数となるように設定（チューニング）されている。前記予め決められた周波数としては、例えばアイドル振動（例えば、周波数が１８Ｈｚ〜３０Ｈｚ、振幅が±０．５ｍｍ以下）の周波数や、アイドル振動よりも周波数が低いシェイク振動（例えば、又は周波数が１４Ｈｚ以下、振幅が±０．５ｍｍより大きい）の周波数などが挙げられる。
２つの第２制限通路２３の各共振周波数は、これらの各共振周波数に近い周波数の、前記軸方向に直交する横方向の振動が入力されたときに、２つの第２制限通路２３内で液柱共振が生ずる程度に、互いに近接している。

なお、本実施形態の防振装置１は、第１受圧液室１６が鉛直方向上側に位置して、副液室１７が鉛直方向下側に位置するように取り付けられて用いられる圧縮式（正立式）の構成となっている。
例えば、防振装置１が自動車に取り付けられる場合、第２取付け部材１２が振動発生部としてのエンジン等に連結される一方、第１取付け部材１１および外郭筒２９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等に連結されて用いられる。なお自動車では、エンジンから車体に、鉛直方向に沿う主振動、および車体の前後方向または左右方向に沿う副振動が入力され易い。防振装置１は、２つの第２受圧液室２１が互いに対向する向きが、例えば、前記前後方向または前記左右方向に一致するように取り付けられ、前記軸方向に主振動が入力され、２つの第２受圧液室２１が互いに対向する向きに副振動が入力される。

次に、以上のように構成された防振装置１の作用について説明する。

はじめに、振動発生部から主振動が入力されたときには、第１取付け部材１１と第２取付け部材１２とが、第１弾性体１３を弾性変形させながら、前記軸方向に相対的に変位する。
このとき、例えば第１取付け部材１１と第２取付け部材１２との相対的な変位や、第１弾性体１３の弾性変形などにより、第１受圧液室１６が拡縮される。また、第１受圧液室１６と副液室１７との間で、第１制限通路２２内を通して液体が流通し、第１制限通路２２内で液柱共振が生じる。これにより、第１制限通路２２の共振周波数と同等の周波数の振動が吸収および減衰される。

また、振動発生部から副振動が入力されたときには、第１取付け部材１１と第２取付け部材１２とが、第１弾性体１３および第２弾性体１９を弾性変形させつつ、２つの第２受圧液室２１が互いに対向する向きに相対的に変位する。この副振動の周波数が、２つの第２制限通路２３それぞれの共振周波数と近いと、各第２制限通路２３内で液柱共振が生ずることで、この振動が吸収および減衰される。
なお、高周波振動の入力に伴い、収容室２６内でメンブラン２５を前記軸方向に変形若しくは変位させ、第１、第２連通孔２７、２８を通して、第１受圧液室１６と副液室１７との間で液体を流通させることにより、第１弾性体１３の動ばね定数の増大が抑えられ、この振動が吸収および減衰される。

以上説明したように、本実施形態による防振装置１によれば、複数の第２制限通路２３それぞれの共振周波数が互いに異なっているので、これらの共振周波数に近い周波数の副振動が入力されたときに、複数の第２制限通路２３で液柱共振が生ずることとなる。これにより、複数の第２制限通路２３内の液柱共振に基づく減衰特性の各ピーク間を平準化することで減衰特性のブロード化を図ることが可能になり、副振動について、幅広い周波数帯域で減衰作用を発揮させることができる。

なお、本発明の技術範囲は、前述した各実施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、防振装置１として圧縮式の構成を示したが、第２受圧液室２１が鉛直方向下側に位置し、かつ副液室１７が鉛直方向上側に位置するように取り付けられて用いられる吊り下げ式の構成であってもよい。
また、第１、第２支持部４１、４２は、凹状に限らず例えば平坦面にあってもよい。
また、一方の係止突部３５の下端部および他方の係止突部３６それぞれの周長は互いに同等であってもよい。
また、複数の第２制限通路２３の流路断面積を互いに異ならせることで、複数の第２制限通路２３それぞれの共振周波数を互いに異ならせてもよい。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した変形例を適宜組み合わせてもよい。

１ 防振装置
１１ 第１取付け部材
１２ 第２取付け部材
１３ 第１弾性体
１４ ダイヤフラム
１５ 液室
１６ 第１受圧液室
１７ 副液室
１８ 仕切り部材
１９ 第２弾性体
２１ 第２受圧液室
２２ 第１制限通路
２３ 第２制限通路

Claims (1)

1. 振動発生部およ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取付け部材、および他方に連結される第２取付け部材と、
   これらの第１、第２取付け部材同士を弾性的に連結する第１弾性体と、
   前記第１弾性体から前記第１取付け部材の軸方向の一方側に離れて配設されるとともに、前記第１弾性体との間に液室を画成するダイヤフラムと、
   前記液室を、前記第１弾性体を壁面の一部とする第１受圧液室と前記ダイヤフラムを壁面の一部とする副液室とに区画する仕切り部材と、
   前記第１、第２取付け部材同士を弾性的に連結し、かつ前記第１弾性体より前記軸方向の他方側に配置した第２弾性体と、を備え、
   前記第１弾性体と前記第２弾性体との間に、これらの両弾性体を壁面の一部とする複数の第２受圧液室が画成され、
   前記仕切り部材に、前記第１受圧液室と前記副液室とを連通する第１制限通路と、前記複数の第２受圧液室と前記副液室とを各別に連通する複数の第２制限通路と、が形成された防振装置であって、
   前記複数の第２制限通路それぞれの共振周波数が互いに異なっていることを特徴とする防振装置。

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