JP3700731B2

JP3700731B2 - 液体封入式マウント

Info

Publication number: JP3700731B2
Application number: JP32794695A
Authority: JP
Inventors: 公司八重沢
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 1995-11-24
Filing date: 1995-11-24
Publication date: 2005-09-28
Anticipated expiration: 2015-11-24
Also published as: JPH09144805A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車エンジン等の防振支持手段として用いられる液体封入式マウントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のエンジンを防振支持する液体封入マウントの典型的な従来技術が、例えば特開平６−２８８４２３号公報に開示されている。
【０００３】
この液体封入式マウントは、振動入力に伴う弾性体の変形によって容積変化を受ける液室内に、振動入力によって振動変位される撹拌板が配置されており、振動の入力時にこの撹拌板と弾性体との間の隙間内で反復移動される封入液に液柱共振を生じることによって、所定周波数領域の入力振動を吸収・減衰するようになっている。また、前記撹拌板は、被支持体であるエンジン側からの荷重によって弾性体に与えられる負荷が、自動車の加速走行等によって大幅に増大した場合に、前記弾性体の過大変形を防止するためのストッパとしての機能も兼ねるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち上記従来技術によれば、図４に示すように、ほぼ重力加速度１Ｇでのエンジンの荷重による負荷が弾性体に加わっている通常走行時は、動ばね定数が低く、所定の周波数領域での液柱共振によって良好な防振機能を奏するが、加速走行等によって１Ｇを大幅に超える加速度が加えられることによる大荷重が負荷された状態では、弾性体の変形に伴って大きく変位した撹拌板が液室の仕切板等に圧接した状態にあるため、弾性体の過大変形は防止されるが、周波数による動ばね定数の変化が殆どなくなり、特定の周波数領域における動ばね定数を低下させるには、撹拌板にクッション性を持たせる等して全領域の動ばね定数を低くするしか方法がなかった。
【０００５】
本発明は、上記のような事情のもとになされたもので、その技術的課題とするところは、大荷重の負荷によって弾性体の過大変形が規制された状態での特定周波数領域の入力振動に対する優れた振動絶縁性を発揮することのできる液体封入式マウントを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、本発明に係る液体封入式マウントは、マウントケースとボスとの間に一体的に設けられ円周方向に連続したエラストマからなる弾性体と、前記マウントケースに一体的に設けられたシート状のエラストマからなるダイアフラムと、前記マウントケースの内周に設けられて前記弾性体側の主液室と前記ダイアフラム側の副液室との間を仕切ると共に前記両液室を互いに連通する高周波オリフィスが開設された仕切板と、前記主液室内にあって前記ボスに連結された撹拌板と、前記高周波オリフィスに対して開閉自在に配置され常時閉弁方向に付勢された弁部材とを備え、この弁部材は、所定の変位量を超えて変位された前記撹拌板の当接によって開弁されるものである。
【０００７】
上記構成において、弾性体に被支持体の荷重による通常の負荷が与えられた状態では、主液室内の撹拌板は振動入力によってボスと一体的に振動変位し、これに伴って、弾性体との間の隙間内で封入液が反復移動される。そして所定周波数領域では、前記隙間内での封入液の反復移動が共振的に行われることによって動ばね定数が顕著に低下するため、この所定周波数領域の振動が有効に吸収かつ減衰される。
【０００８】
また、弾性体に過大な負荷が与えられた状態では、この弾性体の変形によって撹拌板が仕切板側へ大きく変位し、高周波オリフィスを閉塞していた弁部材を開放動作させる。したがってこの状態で振動が入力されると、主液室内の封入液が開放された高周波オリフィスを通じて副液室との間で反復流動し、ある周波数領域においては、この高周波オリフィス内での封入液の反復移動が共振的に行われることによって動ばね定数が顕著に低下し、振動絶縁性を高める。
【０００９】
また、本発明において一層好ましくは、弁部材にエラストマからなるストッパを設け、この弁部材の開弁方向の変位量が前記ストッパと高周波オリフィスの内壁との当接により規制されるようにする。この場合、ストッパを有する弁部材及びこれに圧接した撹拌板を介して弾性体の過大変形が規制される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る液体封入式マウントの好ましい一実施形態を示すものである。すなわちこの液体封入式マウント１０は、金属製の略円筒状のマウントケース１１及びその上部内周側に配置された金属製ボス１２を弾性的に連結する円周方向に連続した外観円錐台状の厚肉エラストマからなる弾性体１３と、その下側に配置された薄肉シート状のエラストマからなるダイアフラム１４とを備えている。マウントケース１１の内周には、前記弾性体１３とダイアフラム１４との間の液体封入空間を、弾性体１３側（上側）の主液室Ａとダイアフラム１４側（下側）の副液室Ｂとに仕切る仕切板１５が固定されている。
【００１１】
マウントケース１１は、略円筒状の上側ケース部材１１１と、この上側ケース部材１１１の内周に配置された内側ケース部材１１２と、下側ケース部材１１３が互いにかしめられ組み立てられたものであり、このうち下側ケース部材１１３の延長部１１３ａが自動車の車体（図示省略）側に固定され、ボス１２は、ボルト１２１を介してエンジン（図示省略）側に固定されるようになっている。弾性体１３は、外径部及び内径部がマウントケース１１のうちの内側ケース部材１１２及びボス１２に一体化された状態に成形されている。マウントケース１１における上側ケース部材１１１の上部には、弾性体１３の上方を取り囲むようにボス１２の上側の位置へ延在されたストッパ部１１１ａが形成される一方、ボス１２には、弾性体１３の外径部（内側ケース部材１１２）と前記ストッパ部１１１ａとの間に位置する外周部にエラストマからなる緩衝体１２３が形成されたストッパプレート１２２が設けられており、これによって、振動入力時のマウントケース１１とボス１２の相対変位を制限し、振動入力時の弾性体１３の上下方向の過大な引張変形及び横方向の過大な変形を防止している。
【００１２】
主液室Ａ内の上部には、上面が弾性体１３の内面とほぼ対応するテーパ状に形成された撹拌板１６が配置されており、その中央部がボス１２の下端に固定されている。重力加速度１Ｇでのエンジンの荷重による負荷がボス１２を介して弾性体１３に与えられた図示の通常状態では、この撹拌板１６と弾性体１３の内面との間に隙間Ａ’が形成され、この隙間Ａ’の大きさは、そこに介在する封入液の液柱共振周波数が所定の高周波領域となるように設定される。
【００１３】
マウントケース１１のうち、仕切板１５の外周縁部の上面と密接衝合された内側ケース部材１１２は、その内周部１１２ａが一旦上方へ延びて更に下側へ折り返された逆Ｕ字形の断面形状を呈しており、このＵ字形断面内に回り込んで被着された弾性体１３の一部によって、仕切板１５の外周縁部との間に、円周方向に略Ｃ字状に延びるショックオリフィスＣが形成されている。このショックオリフィスＣは、円周方向一端が前記内側ケース部材１１２の内周部１１２ａに開設された開口Ｃ_A を通じて主液室Ａに開放され、他端が仕切板１５に開設された開口Ｃ_B を通じて副液室Ｂに開放され、主液室Ａと副液室Ｂとを常時連通している。このショックオリフィスＣは円周方向に長くかつ狭い流路であるため、その内部を封入液が高速で流れる際には大きな流動抵抗を発生する。
【００１４】
仕切板１５は下側板１５１及びその上面に重合された上側板１５２からなり、先に述べたショックオリフィスＣの開口Ｃ_B のほか、アイドルオリフィスＤ及び複数の高周波オリフィスＥが形成されている。このうち、アイドルオリフィスＤは仕切板１５の中央部を上下に貫通形成されており、ショックオリフィスＣに比較して流路長さが十分に短くしかも流路断面が大きいため、ここを封入液が流れる時の流動抵抗は小さなものとなる。アイドルオリフィスＤの下端開口外周部にはエラストマからなる切換弁１４１が密接配置されており、この切換弁１４１は、ダイアフラム１４の中央部上面にエラストマで一体に突出形成されている。一方、高周波オリフィスＥは、下側板１５１を上下に延びて上側板１５２から主液室Ａへ開口された部分と、下側板１５１を径方向に延びてこの下側板１５１の外周面から副液室Ｂへ開口された部分からなる略Ｌ字形の屈曲形状を呈し、ここを封入液が流れる時の流動抵抗は小さく設定される。
【００１５】
各高周波オリフィスＥにおける主液室Ａへ開口された部分の内部には、それぞれ弁部材１７が配置されている。この弁部材１７は、主液室Ａ内に突出した突起１７２を有する弁体１７１と、この弁体１７１を上方へ付勢して仕切板１５の上側板１５２における高周波オリフィスＥの開口部下面に所定の荷重で密接させるコイルスプリング１７３と、弁体１７１の背面（下面）に加硫接着されたエラストマからなるストッパ１７４とからなる。前記突起１７２は撹拌板１６の下端面に対して適当な距離で上下に対向しており、ストッパ１７４が高周波オリフィスＥの下端に当接するまで弁体１７１を下方へ変位させた場合に、高周波オリフィスＥ内に完全に没入しない突出高さを有する。
【００１６】
液体封入式マウント１０の下部には負圧アクチュエータ２０が一体に設けられている。この負圧アクチュエータ２０は、アクチュエータケース２１と、このアクチュエータケース２１内に移動自在に配置されたリテーナ２２と、外周縁部及び内周部が前記アクチュエータケース２１及びリテーナ２２に一体的に設けられた駆動ダイアフラム２３と、前記リテーナ２２とアクチュエータケース２１の底部との間に適宜圧縮状態に介在されたコイルスプリング２４とを有する。アクチュエータケース２１の上部フランジは、マウントケース１１のかしめ部に、仕切板１５の外周縁部及びダイアフラム１４の外周縁部と共に一体にかしめられており、このアクチュエータケース２１の底部には、図示されていない負圧発生源（例えばエンジンのピストンによる吸気圧又はポンプが利用される）から前記駆動ダイアフラム２３と下側部材２１３との間の負圧室Ｆに負圧を導入するためのノズル２５が開設されている。また、リテーナ１１は、ダイアフラム１４に形成された切換弁１４１の芯材１４２と一体に連結されている。ダイアフラム１４と駆動ダイアフラム２３との間には、大気圧室Ｇが形成されている。
【００１７】
すなわち、負圧アクチュエータ２０は、負圧室Ｆに負圧を導入することによって、リテーナ２２がコイルスプリング２４を圧縮しながら駆動ダイアフラム２３と共に前記負圧室Ｆを縮小させるように下方へ変位し、前記負圧を解除すると、コイルスプリング２４の付勢力によってリテーナ２２が上方へ変位するものである。マウント本体１０のダイアフラム１４に形成された切換弁１４１は、このリテーナ２２と一体に上下に変位され、仕切板１５の下側板１５１の下面におけるアイドルオリフィスＤの下端開口部外周縁と接離されることによって、アイドルオリフィスＤを開閉する。
【００１８】
上記実施形態において、通常状態では、弾性体１３は、ボス１２を介して重力加速度１Ｇでのエンジンの荷重による負荷が加えられ圧縮を受けているが、この状態では、ボス１２の下端に設けられた撹拌板１６の下端面と弁部材１７における弁体１７１の突起１７２は上下方向に十分な距離をもって対向している。このため、エンジン側あるいは車体側からの振動入力によって、マウントケース１１とボス１２は弾性体１３の変形を伴いながら上下方向に自在に相対変位することができる。
【００１９】
エンジンの通常運転による自動車の通常走行時には、負圧アクチュエータ２０における負圧室Ｆの負圧を解除することによって、アイドルオリフィスＤを切換弁１４１で閉塞しておく。ショックオリフィスＣは主液室Ａと副液室Ｂとを常時連通しているが、この状態でエンジンの機関振動等による高周波数域の継続的な小振幅振動が入力された場合は、ショックオリフィスＣ内の封入液は、液柱慣性によって殆ど流動しない。一方、振動変位の方向に対応して小刻みに反復変形を受ける弾性体１３と、ボス１２に固定された撹拌板１６との間の隙間Ａ’内を、封入液が撹拌板１６の半径方向へ反復移動され、所定の周波数領域では、この隙間Ａ’内の封入液が液柱共振によって反復移動するため、当該液体封入式マウント１０の動ばね定数が低下し、前記高周波数域の小振幅振動の伝達率を有効に低減させる。
【００２０】
上記通常走行時において、車体のバウンドによる衝撃等、主液室Ａの大きな液圧変化を発生させる大振幅の振動が入力されると、アイドルオリフィスＤは閉塞されているため、封入液はショックオリフィスＣを通じて主液室Ａと副液室Ｂの間を強制的に反復流動される。したがって、この時の流動抵抗による高減衰を発生し、衝撃入力に対する良好な緩衝性を得ると共に、その振動を短時間で制止する。
【００２１】
また、エンジンのアイドリング時には、負圧アクチュエータ２０の負圧室Ｆに負圧を印加することによって、切換弁１４１を仕切板１５の下端面から下方へ離間させ、アイドルオリフィスＤを開放する。この状態でアイドル振動が入力されると、主液室Ａと副液室Ｂとの間での封入液の移動がアイドルオリフィスＤを介して短絡される。このため、流動抵抗が少なくなって、主液室Ａの液圧変化が有効に吸収され、動ばね定数が低下するため、アイドル振動に対する優れた振動絶縁性を発揮する。
【００２２】
以上説明した動作は、弾性体１３が重力加速度１Ｇでのエンジンの荷重による負荷が加えられている通常状態の場合のものであるが、例えば、自動車の加速走行時においては、弾性体１３に加えられる負荷が増大してその圧縮変形量が大きくなり、これに伴って撹拌板１６が図１に示す位置よりも仕切板１５側へ下方変位される。そして、その変位が所定量を超えると、撹拌板１６の下端面が弁部材１７における弁体１７１の突起１７２に接触し、これを下方へ押圧するため、図２（ａ）に示すように、弁体１７１がコイルスプリング１７３の付勢力に抗して仕切板１５の上側板１５２から下方変位し、高周波オリフィスＥを開放する。なお、撹拌板１６の下端面は、当該マウント１０に横方向の荷重が作用することによって、この撹拌板１６が仕切板１５に対してある程度偏心した状態でも前記突起１７２と接触可能なように、所要の径方向幅を有する。
【００２３】
この状態でエンジンの機関振動等による比較的高い周波数領域の継続的な小振幅振動が入力されると、開放された高周波オリフィスＥ内で主液室Ａと副液室Ｂの間を振動変位に対応して封入液が反復流動される。したがって、この高周波オリフィスＥにおける液柱共振周波数を適当な周波数領域に設定することによって、図３に示すように、大荷重負荷時における特定周波数領域での動ばね定数を低くして、振動絶縁性を向上させることができる。
【００２４】
また、弾性体１３に加えられる負荷が更に増大することによって、撹拌板１６が弁部材１７の弁体１７１を更に下方へ押し下げると、図２（ｂ）に示すように、弁体１７１の下面に加硫接着されたエラストマからなるストッパ１７４が高周波オリフィスＥの下端面に当接するので、撹拌板１６の下方変位がこれによって規制される。したがって、この撹拌板１６を介してボス１２の下方変位も規制されるから、弾性体１３の過大変形が防止される。
【００２５】
なお、本発明は、図示の一実施形態によって限定されるものではなく、例えば負圧アクチュエータ２０及び切換弁１４１によるアイドルオリフィスＤの開閉機構を設けないもの等、種々の液体封入式マウントに適用可能である。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の液体封入式マウントによると、弾性体に大きな負荷が与えられた時に主液室内の撹拌板によって弁部材が仕切板の高周波オリフィスを開放するため、高周波オリフィスでの封入液の反復流動によって特定周波数領域での動ばね定数を低下させることができ、良好な振動絶縁性が実現される。また、撹拌板の変位量が、ストッパを有する前記弁部材によって規制されるので、弾性体の過大変形を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液体封入式マウントの好適な一実施形態を示す断面図である。
【図２】上記実施形態による作動を示す説明図である。
【図３】上記実施形態による特性を示す説明図である。
【図４】従来の液体封入式マウントによる特性を示す説明図である。
【符号の説明】
１０液体封入式マウント
１１マウントケース
１１１上側ケース部材
１１２内側ケース部材
１１３下側ケース部材
１２ボス
１２１ボルト
１２２ストッパプレート
１２３緩衝体
１３弾性体
１４ダイアフラム
１４１切換弁
１５仕切板
１５１下側板
１５２上側板
１６撹拌板
１７弁部材
１７１弁体
１７２突起
１７３コイルスプリング
１７４ストッパ
２０負圧アクチュエータ
２１アクチュエータケース
２２リテーナ
２３駆動ダイアフラム
２４コイルスプリング
２５ノズル
Ａ主液室
Ｂ副液室
Ｃショックオリフィス
Ｄアイドルオリフィス
Ｅ高周波オリフィス
Ｆ負圧室
Ｇ大気圧室

Claims

マウントケース（１１）とボス（１２）との間に一体的に設けられ円周方向に連続したエラストマからなる弾性体（１３）と、
前記マウントケース（１１）に一体的に設けられたシート状のエラストマからなるダイアフラム（１４）と、
前記マウントケース（１１）の内周に設けられて前記弾性体（１３）側の主液室（Ａ）と前記ダイアフラム（１４）側の副液室（Ｂ）との間を仕切ると共に前記両液室（Ａ，Ｂ）を互いに連通する高周波オリフィス（Ｅ）が開設された仕切板（１５）と、
前記主液室（Ａ）内に配置され前記ボス（１２）に連結された撹拌板（１６）と、
前記高周波オリフィス（Ｅ）に対して開閉自在に配置され常時閉弁方向に付勢された弁部材（１７）と、
を備え、この弁部材（１７）は、所定の変位量を超えて変位された前記撹拌板（１６）の当接によって開弁されることを特徴とする液体封入式マウント。
請求項１の記載において、
弁部材（１７）にエラストマからなるストッパ（１７４）を設け、この弁部材（１７）の開弁方向の変位量が前記ストッパ（１７４）と高周波オリフィス（Ｅ）の内壁との当接により規制されることを特徴とする液体封入式マウント。