JP2018053946A

JP2018053946A - 防振装置

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Publication number: JP2018053946A
Application number: JP2016187797A
Authority: JP
Inventors: 小島　宏; Hiroshi Kojima; 宏小島
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2016-09-27
Filing date: 2016-09-27
Publication date: 2018-04-05
Anticipated expiration: 2036-09-27
Also published as: JP6707430B2

Abstract

【課題】ブラケット内に配設された取付部材に熱が伝わるのを抑止できる防振装置を提供する。
【解決手段】防振装置１は、筒状の金属ブラケット２０、第１取付部材１２、第２取付部材１１、弾性体１３、仕切部材１７、およびダイヤフラム１９を備える。金属ブラケット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、第１取付部材は他方に連結される。第２取付部材は金属ブラケット内に挿入されている。ダイヤフラム１９は、ダイヤフラムリング１８と、ダイヤフラム本体１９ａと、を備える。ダイヤフラムリングには、金属ブラケットに当接する第１シール部１９ｂが突設されている。第２取付部材の端部は、金属ブラケット内に第２シール部２３を介して嵌合されている。第２取付部材の外周面と金属ブラケットの内周面との間は、真空の密封空間Ｓ２とされている。
【選択図】図１

Description

本発明は、防振装置に関する。

従来から、下記特許文献１に示されるような防振装置が知られている。この防振装置は、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ブラケット、および他方に連結される第１取付部材と、ブラケット内に配設された筒状の第２取付部材と、を備えている。第１取付部材と第２取付部材とは、弾性体により連結されている。第２取付部材内の液室には、この液室を主液室と副液室とに区画する仕切部材が配設されている。仕切部材には、主液室と副液室とを連通する制限通路が形成されている。
この防振装置では、振動入力時に、両取付部材が弾性体を弾性変形させながら相対的に変位し、主液室の液圧を変動させて制限通路に液体を流通させることで、振動を吸収および減衰している。

特開２００６−６４０６９号公報

ところで、この種の防振装置は、例えば自動車のエンジンの近傍など、高温環境下で用いられる場合がある。この場合、熱がブラケット内の第２取付部材に伝わることにより、第２取付部材内の液室の液体が昇温してキャビテーションが発生したり、第２取付部材と弾性体との接着部が劣化したりするおそれがあった。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、ブラケット内に配設された取付部材に熱が伝わるのを抑止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金属ブラケット、および他方に連結される第１取付部材と、前記金属ブラケット内に挿入された筒状の第２取付部材と、前記第１取付部材と前記第２取付部材とを連結した弾性体と、前記第２取付部材内の液室を、前記弾性体を隔壁の一部とする主液室と副液室とに区画する仕切部材と、前記副液室の隔壁の一部をなすダイヤフラムと、を備え、前記第２取付部材における軸方向の両端開口部のうち、いずれか一方は前記弾性体により閉塞され、他方は前記ダイヤフラムにより閉塞され、前記ダイヤフラムは、前記第２取付部材における軸方向の他方側の端部内に嵌合されたダイヤフラムリングと、前記ダイヤフラムリング内を閉塞する弾性変形可能なダイヤフラム本体と、を備え、前記ダイヤフラムリングには、その全周にわたって連続して延びるとともに前記金属ブラケットに当接する第１シール部が突設され、前記第２取付部材における軸方向の一方側の端部は、前記金属ブラケット内に第２シール部を介して嵌合され、前記第２取付部材の外周面と、前記金属ブラケットの内周面と、の間において、前記第１シール部と前記第２シール部との間に位置する部分は、真空の密封空間とされていることを特徴とする。

本発明の防振装置によれば、第２取付部材の外周面と、金属ブラケットの内周面と、の間において、第１シール部と第２シール部との間に位置する部分が、真空の密封空間とされていることにより、金属ブラケットから第２取付部材へと熱が伝わるのを抑制することができる。
さらに、第１シール部がダイヤフラム本体ではなく、ダイヤフラムリングに突設されているため、第１シール部を金属ブラケットに強く当接させることができる。これにより、密封空間の真空状態を維持することが可能となり、上記した断熱効果を確実に奏功させることができる。

ここで、前記金属ブラケットは有底筒状に形成され、前記第１シール部は前記ブラケットの内面に当接していてもよい。

この場合、有底筒状に形成された金属ブラケットの内面と、ダイヤフラム本体の外面と、ダイヤフラムリングの全周にわたって延びる第１シール部と、により空気室が画成され、この空気室内の空気がダイヤフラム本体の外面に接する。これにより、例えばダイヤフラム本体が防振装置の外部の空気にさらされている場合と比較して、ダイヤフラム本体の外面に接する空気の成分などを安定させることが可能になり、ダイヤフラム本体の劣化などを抑えることができる。
さらに、例えば空気室の内容積を調整することで、ダイヤフラム本体の変形しやすさを調整することができるため、例えばダイヤフラムの材質などを変更する場合と比較して、入力される振動に対する防振装置の特性を容易にチューニングすることが可能となる。

また、前記ダイヤフラム本体の外面は、前記密封空間内の圧力より高い圧力の気体にさらされていてもよい。

この場合、ダイヤフラム本体の外面が高い圧力の気体にさらされていることにより、例えばこの気体の圧力を調整することで、防振装置の特性を容易にチューニングすることができる。

本発明によれば、ブラケット内に配設された取付部材に熱が伝わるのを抑止できる防振装置を提供することができる。

第１実施形態に係る防振装置の縦断面図である。

以下、本実施形態に係る防振装置の構成を、図１を参照しながら説明する。
図１に示すように、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金属ブラケット２０、および他方に連結される第１取付部材１２と、金属ブラケット２０内に挿入された筒状の第２取付部材１１と、第１取付部材１２と第２取付部材１１とを連結した弾性体１３と、液体が封入される第２取付部材１１内の液室１４を、第２取付部材１１の中心軸線Ｏに沿う軸方向に沿って、弾性体１３を隔壁の一部とする主液室１５、および副液室１６に仕切る仕切部材１７と、副液室１６の隔壁の一部をなすダイヤフラム１９と、を備えている。第２取付部材１１は、金属ブラケット２０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ている。

この防振装置１が、例えば自動車のエンジンマウントとして使用される場合、第２取付部材１１が振動受部としての車体に金属ブラケット２０を介して連結され、第１取付部材１２が振動発生部としてのエンジンに連結される。これにより、エンジンの振動が車体に伝達することが抑えられる。このように、防振装置１がエンジンに連結された場合には、エンジンの熱が金属ブラケット２０に伝わって金属ブラケット２０が高温になる。

ここで、本実施形態では、仕切部材１７に対して前記軸方向に沿う主液室１５側を上側といい、副液室１６側を下側という。また、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取付部材１２は、棒状に形成されるとともに、前記中心軸線Ｏと同軸に配設された取付軸１２ａと、取付軸１２ａの下端から径方向外側に向けて延びる円板状の連結板１２ｂと、を備えている。取付軸１２ａの外周面には、防振装置１を車体などに連結するための雄ネジ部が形成されている。連結板１２ｂの下面は、弾性体１３の上端面に加硫接着されている。

第２取付部材１１は、中心軸線Ｏと同軸の筒状に形成された本体筒部１１ａと、本体筒部１１ａの上端開口縁から径方向外側に向かうに従い上側に向けて延びる傾斜筒部１１ｂと、傾斜筒部１１ｂの上端部から上方に向けて延びる上筒部１１ｄと、上筒部１１ｄの上端開口縁から径方向外側に向けて突出する環状の上側フランジ部１１ｃと、を備えている。
本体筒部１１ａの下端開口部は、径方向内側に向けて加締められている。本体筒部１１ａの内周面は、被覆ゴムにより覆われている。被覆ゴムは、弾性体１３と一体に形成されている。上筒部１１ｄは、金属ブラケット２０内に嵌合されている。本実施形態では、上筒部１１ｄが金属ブラケット２０の上端開口部に圧入されることで、第２取付部材１１が金属ブラケット２０に対して固定されている。なお、例えば加締め加工などによって、第２取付部材１１を金属ブラケット２０に対して固定してもよい。

第２取付部材１１における軸方向の両端開口部のうち、いずれか一方は弾性体１３により閉塞され、他方はダイヤフラム１９により閉塞されている。図示の例では、第２取付部材１１の上端開口部が弾性体１３により閉塞され、下端開口部がダイヤフラム１９により閉塞されている。

弾性体１３は、ゴムなどの弾性を有する材質により形成されている。弾性体１３は、連結板１２ｂの下面から下側に向かうに従い漸次径方向外側に向けて延びている。弾性体１３の外周側は、第２取付部材１１のうち、上側フランジ部１１ｃの上面の一部と、上筒部１１ｄおよび傾斜筒部１１ｂの内周面と、に加硫接着されている。
弾性体１３、ダイヤフラム１９、および被覆ゴムにより、液体が封入される第２取付部材１１内の液室１４が画成される。なお、液体としては、例えば水やエチレングリコールなどを用いることができる。

仕切部材１７は、偏平な円盤状に形成され、第２取付部材１１内に嵌合されている。これにより、第２取付部材１１内の液室１４が、弾性体１３と仕切部材１７とにより画成された主液室１５と、ダイヤフラム１９と仕切部材１７とにより画成された副液室１６と、に区画されている。なお、ダイヤフラム本体１９ａは、副液室１６内への液体の流入および流出に伴い拡縮変形する。

仕切部材１７には、主液室１５と副液室１６とを連通する制限通路２１が形成されている。制限通路２１は、仕切部材１７に形成された不図示の主液室側開口および副液室側開口を通じて、主液室１５および副液室１６に連通している。
防振装置１に軸方向の振動が入力されると、ダイヤフラム本体１９ａが拡縮変形するとともに、液体が制限通路２１を通じて主液室１５と副液室１６との間を流通する。これにより振動が減衰、吸収される。

金属ブラケット２０の材質としては、例えばアルミニウムなどを用いることができる。金属ブラケット２０は、中心軸線Ｏと同軸の有底筒状に形成された収容筒部２０ａと、収容筒部２０ａの上端開口縁から径方向外側に向けて突出する下側フランジ部２０ｂと、を備えている。
収容筒部２０ａ内には、第２取付部材１１の本体筒部１１ａ、傾斜筒部１１ｂ、および上筒部１１ｄが収容されている。下側フランジ部２０ｂは、第２取付部材１１の上側フランジ部１１ｃに、下側から当接若しくは近接している。

ここで、本実施形態の金属ブラケット２０の上端開口縁には、上側に向かうに従い径方向外側に向けて延びる面取り部２０ｄが形成されている。この面取り部２０ｄと、第２取付部材の上側フランジ部１１ｃおよび上筒部１１ｄと、の間に、ゴムなどからなるＯリング（以下、第２シール部２３という）が挟まれている。これにより、第２シール部２３が略三角形状に弾性変形するとともに、第２取付部材１１における上側（軸方向の一方側）の端部が、金属ブラケット２０内に第２シール部２３を介して気密に嵌合されている。
なお、本実施形態では第２シール部２３としてＯリングを用いたが、例えばゴムなどを金属ブラケット２０若しくは第２取付部材１１に加硫接着することで、第２シール部２３を形成してもよい。

ダイヤフラム１９は、第２取付部材１１の下端部（軸方向の他方側の端部）内に、被覆ゴムを介して液密に嵌合された筒状のダイヤフラムリング１８と、ダイヤフラムリング１８内を閉塞する弾性変形可能な円板状のダイヤフラム本体１９ａと、を備えている。
ダイヤフラム本体１９ａは、ゴムなどで形成されており、ダイヤフラムリング１８の内周面に加硫接着されている。ダイヤフラムリング１８は、第２取付部材１１の下端部が径方向の内側に向けて加締められることによって固定されている。

ダイヤフラムリング１８は、筒状のリング本体部１８ａと、リング本体部１８ａの下端開口縁から径方向内側に向けて延びる環状の圧受け部１８ｂと、を有する。また、ダイヤフラムリング１８には、その全周にわたって連続して延びる第１シール部１９ｂが、下側に向けて突設されている。
リング本体部１８ａおよび圧受け部１８ｂは、例えば金属などの硬度の大きい材質により形成されている。第１シール部１９ｂは、例えばゴムなどの弾性の大きい材質により形成されている。第１シール部１９ｂのうちの少なくとも一部は、圧受け部１８ｂと金属ブラケット２０の底壁部とにより、軸方向で挟まれている。なお、本実施形態の第１シール部１９ｂはダイヤフラム本体１９ａと一体に成形されているが、第１シール部１９ｂとダイヤフラム本体１９ａとは別体であってもよい。この場合には、第１シール部１９ｂとして、例えばＯリングなどを用いてもよい。

収容筒部２０ａの底壁部における上面と、第１シール部１９ｂの内周面と、ダイヤフラム本体１９ａの下面と、により、空気室Ｓ１が画成されている。第１シール部１９ｂの下端部は、金属ブラケット２０の底壁部における内面に気密に当接している。これにより、空気室Ｓ１は密封されている。
空気室Ｓ１内には、例えば大気圧の空気などが封入されている。これにより、ダイヤフラム本体１９ａの外面は、大気圧にさらされている。

第２取付部材１１の本体筒部１１ａにおける外径は、金属ブラケット２０の収容筒部２０ａにおける内径よりも小さいため、第２取付部材１１と金属ブラケット２０との間には隙間が形成されている。そして、この隙間の下端部は第１シール部１９ｂにより閉塞され、上端部は第２シール部２３により閉塞されており、かつこの隙間は真空状態になっている。この構成により、第２取付部材１１の外周面と、金属ブラケット２０の内周面と、の間において、第１シール部１９ｂと第２シール部２３との間に位置する部分は、全周にわたって連続して延びる真空の密封空間Ｓ２とされている。
なお、ダイヤフラム１９の第１シール部１９ｂと、金属ブラケット２０の収容筒部２０ａにおける底壁部と、が気密に接触していることにより、密封空間Ｓ２が真空状態であっても、空気室Ｓ１内の空気が密封空間Ｓ２内に漏れるのを防止することができる。

上記した防振装置１の製造方法としては、例えば液室１４内に液体が封入された状態で、第１取付部材１２、弾性体１３、仕切部材１７、第２取付部材１１、およびダイヤフラム１９を組み立てて、中間ユニットとする。そして、この中間ユニットを真空チャンバ内でプレス機などにより金属ブラケット２０内に圧入した後、金属ブラケット２０の収容筒部２０ａにおける底壁部に予め形成した不図示の空気孔から、空気室Ｓ１内に空気を注入してもよい。

あるいは、上記中間ユニットを大気圧中で金属ブラケット２０内に圧入した後、収容筒部２０ａの周壁に予め形成した排気孔２０ｃから密封空間Ｓ２内の空気を抜くことで、密封空間Ｓ２内を真空にしてもよい。このとき、排気孔２０ｃを開放した状態で防振装置１を真空チャンバ内に収容することで密封空間Ｓ２内の空気を抜いてもよく、排気孔２０ｃを減圧装置などに接続して密封空間Ｓ２内の空気を抜いてもよい。密封空間Ｓ２内の空気を抜いた後、排気孔２０ｃ内にリベット２２の軸部２２ｂを挿入し、リベット２２の頭部２２ａを収容筒部２０ａの外周面に密着させることで、排気孔２０ｃが閉塞されて密封空間Ｓ２内の真空状態を保つことができる。

以上のように構成された防振装置１によれば、第２取付部材１１の外周面と、金属ブラケット２０の内周面と、の間において、第１シール部１９ｂと第２シール部２３との間に位置する部分が、全周にわたって連続して延びる真空の密封空間Ｓ２とされていることにより、金属ブラケット２０から第２取付部材１１へと熱が伝わるのを抑制することができる。

さらに、ダイヤフラム本体１９ａの外面が大気圧にさらされているため、防振装置１に入力された振動によって副液室１６に対して液体が流入および流出するのに伴って、ダイヤフラム本体１９ａを変形させることで振動の吸収、減衰機能を発揮させることができる。そして、第１シール部１９ｂがダイヤフラム本体１９ａではなく、硬度の大きいダイヤフラムリング１８に突設されているため、第１シール部１９ｂを金属ブラケット２０に強く当接させることができる。これにより、ダイヤフラム本体１９ａに接している空気室Ｓ１内の空気が密封空間Ｓ２に入り込むのを抑止し、密封空間Ｓ２の真空状態を維持することで、上記した断熱効果を確実に奏功させることができる。

また、有底筒状に形成された金属ブラケット２０の底壁部における内面と、ダイヤフラム本体１９ａの外面と、ダイヤフラムリング１８の全周にわたって延びる第１シール部と、により空気室Ｓ１が画成され、この空気室Ｓ１内の空気がダイヤフラム本体１９ａの外面に接している。このように、密閉された空気室Ｓ１内の空気がダイヤフラム本体１９ａの外面に接する構成とすることで、例えば空気室Ｓ１の内圧を大気圧に比べて大きくし、キャビテーションの発生を抑制することができる。また、例えば空気室Ｓ１が密閉されていない場合と比較して、防振装置１の周囲の熱せられた空気が防振装置１の内部に入り込むのを抑制して、断熱効果を高めることができる。
さらに、例えば空気室Ｓ１の内容積を調整することで、ダイヤフラム本体１９ａの変形しやすさを調整することができるため、例えばダイヤフラム１９の材質などを変更する場合と比較して、入力される振動に対する防振装置１の特性を容易にチューニングすることが可能となる。

また、第１シール部１９ｂのうち、少なくとも一部分が圧受け部１８ｂと金属ブラケット２０とにより軸方向で挟まれているため、第１シール部１９ｂが軸方向に圧縮された際に、この圧力を圧受け部１８ｂが受け止めることができる。これにより、例えばダイヤフラム本体１９ａごと第１シール部１９ｂが変形若しくは変位するのを抑止し、密封空間Ｓ２の真空状態を保つことができる。

なお、本発明の技術的範囲は前記実施の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、収容筒部２０ａの底壁部と、第１シール部１９ｂと、ダイヤフラム本体１９ａと、により空気室Ｓ１が閉塞されていたが、本発明はこれに限られない。例えば、収容筒部２０ａの底壁部に貫通孔が形成されており、この貫通孔を通じて空気室Ｓ１内と防振装置１の外部空間とが連通し、ダイヤフラム本体１９ａが大気圧にさらされる構成を採用してもよい。

また、前記実施形態では、第１シール部１９ｂが金属ブラケット２０の底壁部に当接していたが、第１シール部１９ｂが金属ブラケット２０の周壁に当接する構成を採用してもよい。

また、前記実施形態では、密封空間Ｓ２が真空状態となっていたが、密封空間Ｓ２内に空気などの気体や、液体若しくは固体の断熱材などが封入されていてもよい。

また、空気室Ｓ１内に封入する気体は大気圧の空気に限られず、密封空間Ｓ２内の圧力より高い圧力の気体であればよい。ダイヤフラム本体１９ａの外面が密封空間Ｓ２内の圧力より高い圧力の気体にさらされていることにより、例えばこの気体の圧力を調整することで、防振装置１の特性を容易にチューニングすることができる。

また、第１シール部１９ｂおよび金属ブラケット２０の底部の形状は、図１の例に限られない。例えば金属ブラケット２０の底部に、上側に突出した凸部を形成し、この凸部を第１シール部１９ｂに当接させてシール性を向上させてもよい。あるいは、径方向内側または径方向外側から第１シール部１９ｂに当接する凸部若しくは凹部を備える金属ブラケット２０を採用し、振動入力時に第１シール部１９ｂが変形した際のシール性を確保してもよい。

また、本発明に係る防振装置１は、自動車のエンジンマウントとして使用される場合に限定されず、エンジンマウント以外に適用することも可能である。例えば、建設機械に搭載された発電機のマウントに適用することも可能であり、あるいは、工場などに設置される機械のマウントに適用することも可能である。

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、上記した実施形態や変形例を適宜組み合わせてもよい。

１…防振装置１１…第２取付部材１２…第１取付部材１４…液室１５…主液室１６…副液室１７…仕切部材１８…ダイヤフラムリング１９…ダイヤフラム１９ａ…ダイヤフラム本体１９ｂ…第１シール部２０…金属ブラケット２３…第２シール部Ｓ１…空気室Ｓ２…密封空間

Claims

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金属ブラケット、および他方に連結される第１取付部材と、
前記金属ブラケット内に挿入された筒状の第２取付部材と、
前記第１取付部材と前記第２取付部材とを連結した弾性体と、
前記第２取付部材内の液室を、前記弾性体を隔壁の一部とする主液室と副液室とに区画する仕切部材と、
前記副液室の隔壁の一部をなすダイヤフラムと、を備え、
前記第２取付部材における軸方向の両端開口部のうち、いずれか一方は前記弾性体により閉塞され、他方は前記ダイヤフラムにより閉塞され、
前記ダイヤフラムは、前記第２取付部材における軸方向の他方側の端部内に嵌合されたダイヤフラムリングと、前記ダイヤフラムリング内を閉塞する弾性変形可能なダイヤフラム本体と、を備え、
前記ダイヤフラムリングには、その全周にわたって連続して延びるとともに前記金属ブラケットに当接する第１シール部が突設され、
前記第２取付部材における軸方向の一方側の端部は、前記金属ブラケット内に第２シール部を介して嵌合され、
前記第２取付部材の外周面と、前記金属ブラケットの内周面と、の間において、前記第１シール部と前記第２シール部との間に位置する部分は、真空の密封空間とされていることを特徴とする、防振装置。
前記金属ブラケットは有底筒状に形成され、前記第１シール部は前記金属ブラケットの内面に当接していることを特徴とする、請求項１に記載の防振装置。
前記ダイヤフラム本体の外面は、前記密封空間内の圧力より高い圧力の気体にさらされていることを特徴とする、請求項１または２に記載の防振装置。