JP2016114143A - 防振装置 - Google Patents

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Shuhei Ono
修平 大野
健一郎 岩崎
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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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