JP3805389B2 - 振動減衰装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、振動減衰と連結のために、車両シャシと車両エンジンのような２つの剛体間に介在されて、特に振動の主方向（Ｚ方向）における剛体間の振動を減衰する振動減衰装置に関するものである。
【０００２】
上記のような振動減衰装置の中でも、本発明は、２つの剛体にそれぞれ取り付けられる第１、第２剛性補強部材と、これら第１、第２剛性補強部材を相互に連結し、作動チャンバを部分的に画成する厚壁部を有する弾性体とを具備し、該弾性体は狭いダクトを介して作動チャンバに連通する補償チャンバを部分的に画成する変形自在な薄壁部をさらに具備し、２つのチャンバとダクトは液体で満たされ、一方の補強部材（第２補強部材とする）は、振動の主方向（Ｚ方向）にほぼ直交し、弾性体に面が液密的に取り付けられて、弾性体とともに、２つのチャンバとダクトを画成する板部材からなり、厚壁部は第２補強部材に取り付けられるほぼ全周に渡る端部を有する装置に特に関する。
【０００３】
【従来の技術】
上記のような振動減衰装置は、作動チャンバと補償チャンバが並べられているのではなくてＺ方向に重ねて位置させられている振動減衰装置と比較して、高さ方向の空間が少なくて済むという利点を有する。また、弾性体を単一の部材として成形し、作動チャンバと補償チャンバ間に如何なる剛体も介在させる必要がないものとした場合は、作動チャンバと補償チャンバが並べられているのではなくてＺ方向に重ねて位置させられている振動減衰装置と比較して、少ない数の部材から構成される。
【０００４】
このような装置は、例えば、欧州特許公開第０，２３６，１９９号に記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記文献に開示された振動減衰装置にあっては、補償チャンバが２つの厚い側壁と薄い底部によって画成されており、補償チャンバを画成する薄い底部の内面は僅かな部分に過ぎない。その結果、補償チャンバは僅かに変形できるだけであり、作動チャンバの容積変化に対応する容積変化をもたらすには大きな容積を具備させる必要があった。
【０００６】
本発明の目的は特にこの欠点を解消することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の装置では、薄い壁部は第２補強部材に取り付けられるほぼ全周に渡る端部を持つほぼベル状をなし、該薄壁部は厚壁部に上記端部の一部によってのみ接続されており、作動チャンバと補償チャンバは弾性体に取り付けられている第２補強部材の面に非同心状に並設されている。
【０００８】
しかして、補償チャンバの壁部は、振動減衰装置の第２補強部材に取り付けられている端部近傍を除くその全面に渡って変形可能である。このように、補償チャンバの壁部は容易に変形可能であるので、補償チャンバの容積は最少になる。
【０００９】
また、薄壁部が厚壁部から分離しているので、厚壁部の変形が補償チャンバの作動に支障をもたらすことはない。
【００１０】
最後に、第２補強部材を構成する剛性板の一面上に作動チャンバと補償チャンバが並べられて位置させられていることから、
弾性体の成形が簡単になり、
目的の車両に振動減衰装置を取り付ける空間と相関するが、装置の設計のときに、第２補強部材を構成する剛性板の寸法を選定する際の自由度がより高くなり、
振動減衰装置が達成する振動の減衰を最大にする振動数はダクトの長さと直径間の比に依存するが、装置の設計のときに、この振動数を与えるダクト長さを選択するために、弾性体と第２補強部材を構成する剛性板の間においてダクトのルートを選定する際の自由度がより高くなる。
【００１１】
本発明の好適な実施態様では、次のような構成にすることができる。
【００１２】
弾性体の厚壁部と薄壁部の端部は、第２補強部材に特に折り曲げて固定されている剛性穴あき板上に成形する。狭いダクトは、穴あき板に形成され、端部が第２補強部材に液密的に接触せしめられる溝によって形成される。第１補強部材は、振動の主方向であるＺ方向にほぼ直交するＸ軸に沿って延びる長尺部材で構成し、振動減衰装置は第２補強部材に固定され、第１補強部材と弾性体の回りに位置させられた剛性帯板をさらに有している。また、弾性体は第１補強部材から第２補強部材に向かう方向の逆方向に延びる第１突部を少なくとも有し、該第１突部は、振動の主方向であるＺ方向であって第１補強部材から離れる方向への第２補強部材の移動を制限するために、帯板に当接し得る構成とされており、これはフランス公開公報第２，６２８，８０５号によって教唆されたものに近い原理によるものである。
【００１３】
弾性体は第１補強部材から第２補強部材に向けて延び、作動チャンバ内に臨んで第１補強部材の第２補強部材への移動を制限する第２突部を有している。該弾性体はさらに、振動の主方向であるＺ方向にほぼ直交して帯板に向かって延びる少なくとも一つの側方突部を備えており、該側方突部が帯板に当接して第２補強部材に平行な方向の第１補強部材の偏位を制限するようになっている。帯板は弾性体の薄壁部を覆う湾曲板からなり、補償チャンバは作動チャンバに対してＸ軸に平行にずらされて位置決めされている。第１補強部材は、弾性体がその上に成形された部位を有し、また弾性体から突出して取付け手段が設けられた突出部を有する剛性アームからなる。２つのチャンバは、偏位が制約されているバルブによって閉止される第２の通路によって相互に連通させられている。上記バルブは、作動チャンバと第２補強部材との間に介在された支持体上に設けられており、作動チャンバ内に入れられた液体に接触する一面と、第２補強部材に向き、第２の通路によって補償チャンバに連通する一面を有しており、該第２通路は弾性体と第２補強部材の間に形成されている。
【００１４】
【実施例】
図面を参照して本発明の実施例を説明するが、図面において同一あるいは類似の部材には同一の参照番号を付す。
【００１５】
図１ないし図３には本発明の第１実施例に係る振動減衰装置が示される。該振動減衰装置は、弾性体（エラストマー体）３によって相互に連結された第１、第２の金属製補強部材１及び２を具備している。第１補強部材１は図示例では筒状をなし、長軸Ｘを有している。より一般的には、この第１補強部材１は、円形もしくは非円形の断面で中実もしくは中空の長尺部材の形状であって構わない。第２補強部材２は、全体あるいは少なくとも一部が平坦で、第１補強部材の軸Ｘに平行に延びている板部材である。
【００１６】
弾性体３は加硫によって第１補強部材１に取り付けられている。該弾性体３は、２つの補強部材間の振動が減衰されるべきＺ方向に向けて第１補強部材１から第２補強部材２まで延びる厚い壁部４を具備している。上記Ｚ方向はＸ軸に直交しており、ほぼ垂直である。
【００１７】
上記厚壁部４は、Ｚ軸に平行で第２補強部材に向かい第１補強部材にかかる負荷に耐えるに十分な圧縮強度を有している。
【００１８】
厚壁部４の自由端部４₁は第２補強部材に液密的に取り付けられており、矩形の水平断面を持つ作動チャンバＡを画成している。
【００１９】
弾性体３には、自由端部５₁を持つベル状をなすフレキシブルな薄壁部５が厚壁部４に並べてさらに配されており、その自由端部５₁も第２補強部材２に取り付けられて、矩形の水平断面を持つ補償チャンバＢを画成している。
【００２０】
上記２つのチャンバＡ、Ｂは、弾性体３に形成された溝の形を持つ狭いダクトＣによって相互に連通させられており、溝の縁部は第２補強部材２に液密的に当接している。
【００２１】
上記チャンバＡ、Ｂ及びダクトＣには液体が満たされている。２つの補強部材１、２が振動による相対移動をすると、弾性体の厚壁部４が変形し、作動チャンバＡの内部に振動を起こす。この内部の振動により、チャンバＡ及びＢ間をダクトＣを通して液体が移動することになり、作動チャンバＡの内部の振動は、薄壁部５が容易に変形できる補償チャンバＢの補償振動によって相殺される。上記ダクトＣの寸法とダクト内を移動する液体の単位容積当りの質量に本質的に依存するが、ある振動数になると、上記ダクトＣ内で共鳴現象が起こり、第１、第２補強部材１、２間の振動の減衰度が高まる。
【００２２】
図示例では、弾性体３は、第２補強部材２に接触し、弾性体の面上に位置している穴あき金属板６上に成形されている。ここで、上記第２補強部材を穴あき板６上に折り曲げることにより、第２補強部材２を弾性体に取り付けてもよい（図４を特に参照）。
【００２３】
さらに、上記穴あき板６にはダクトＣの形状を精確に定める機能を果たす溝７が形成されている。
【００２４】
図１ないし図３の振動減衰装置には、金属製帯板８が、第２補強部材２に強固に取り付けられて設けられている。該帯板８は第１補強部材１と弾性体３を囲ぎょうし、Ｘ軸に平行に延びている。
【００２５】
図示例では、帯板８は、弾性体の全てを覆って外部部材からの衝撃に対してこれを保護する折曲板である。薄壁部５は壊れ易く、厚壁部４の側方に晒されている場合には、この帯板は有効である。
【００２６】
帯板８は弾性体３の各側方に側方延長部８₁を備えている。これら側方延長部は、それ自体が第２補強部材を覆う穴あき板６の一部をそれぞれ覆っている。また、これらの３部材は各延長部８₁に貫通孔１６を備えている。これら貫通孔１６にねじまたはボルト（図示せず）を挿通して振動減衰装置を固定部材に固定することができ、さらに延長部８₁を板６と第２補強部材２上に把持させることによって振動減衰装置の種々の部位の固定を補うことができる。
【００２７】
弾性体３は、Ｚ軸に平行で第１補強部材１から第２補強部材２に向かう向きの逆に延びる第１突部（ボス）９を有している。この突部９は帯板８の上方部位に当接し得るようになっており、第１補強部材から離れる方向への第２補強部材の移動を制限する。
【００２８】
弾性体３は、さらに、Ｚ軸に平行で第１補強部材１から第２の補強部材２に向かう向きに延び、作動チャンバＡ内に入り込む第２突部（ボス）１０を有している。この第２突部１０は、第２補強部材２に当接し得るようになっており、第２補強部材に向かっての第１補強部材の移動を制限する。
【００２９】
最後に、弾性体には、第１補強部材１に対してほぼ直径方向に対向し、第２補強部材２にほぼ平行でかつ第１補強部材１に直交して第１補強部材を移動させたときに帯板８に当接し得るようにされた側方突部（ボス）１１、１２が備えられている。
【００３０】
図４ないし図６は本発明の第２実施例を示すものであるが、第１実施例と共通の部分が多いので、ここでは詳細には説明しない。この第２実施例が第１実施例と異なるところは、２つのチャンバＡ、Ｂが大なる断面で小なる長さの第２通路Ｄによって相互に接続されているという点であり、該通路Ｄは弾性体３と第２補強部材２間に形成されている。
【００３１】
上記通路Ｄはフレキシブルな弾性膜１３からなるバルブによって閉止されるが、該弾性膜の偏位は限られており、該弾性膜により高振動数、低振幅の振動が一方の補強部材から他方の補強部材に伝播しないようになされている。
【００３２】
すなわち、２つの補強部材の一方に起こった高振動数、低振幅の振動は、液体を介して弾性膜１３に伝播し、その結果、この膜が、最大値以下の大きさで直角方向に交互に早く連続的に変形することになる。膜の寸法は、液体が上記振動に同期してダクトＣを通じて反対方向に排出されないようなものになっている。
【００３３】
一方、振幅が大きく振動数が少ない振動の場合は、弾性膜１３の変形がその可能な最大値に達し、液体がダクトＣを通って排出されることとなり、ダクトＣはこの液体を絞る（減圧する）ことによって所望の液体減衰効果を奏する。
【００３４】
図示例では、フレキシブルな膜１３は、その外縁が、弾性体の厚壁部４の自由端部４₁と第２補強部材２の間に介装された金属フレーム１４に接続されている。
【００３５】
金属フレーム１４は膜１３を第２補強板２の上方の若干離れた位置に位置させており、第２補強部材とともに、膜１３の下面を第２通路Ｄと補償チャンバＢに臨ませる流路１４₁を形成し、膜１３の上面は作動チャンバＡに臨んでいる。
【００３６】
膜１３の下方への偏位は第２補強部材２により制約を受ける一方、膜１３の上方への偏位は膜の弾性によってのみ制約を受ける。
【００３７】
なお、膜１３を金属製の網１５で覆って上方への偏位を制限することもできる。このような網１５を用いる場合は、膜１３をフレーム１４に取り付けなくても固定できる。すなわち、膜１３を同一の２つの網間に位置させて、膜の上下方向の偏位を制限するようにすることができる。
【００３８】
振動減衰装置に網１５を設けている場合、第１補強部材の第２補強部材への移動を制限する前述の突部１０を弾性体に設けてもよい。一方、振動減衰装置に網１５が備えられない場合は、膜１３を損傷する危険があるので、この突部は設けない方が好ましい。
【００３９】
図７及び図８は本発明の第３実施例を示すもので、既に説明した第１、第２実施例と大部分が同様なので、その詳細な説明は省く。
【００４０】
この第３実施例では、第１補強部材１は、弾性体３がその上に成形されている第１の端部（部位）１ａと、弾性体３から突出し、取付け孔１ｃもしくは他の取付け手段が備えられた第２の端部（突出部）１ｂとを有するＸ軸方向に延びる剛性アームからなる。このような構造の場合、アームの第２の端部１ｂを自動車エンジンに取り付け、固定板（第２補強部材１）を車両シャシに固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施例に係る装置の断面図であり、図２のＩ−Ｉ線に沿った断面である。
【図２】 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】 図１の装置の下面図である。
【図４】 本発明の第２実施例に係る装置の断面図であり、図５のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面である。
【図５】 図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】 図４の装置の下面図である。
【図７】 本発明の第３実施例に係る装置の側面図である。
【図８】 図７の装置の端面図である。
【符号の説明】
１…第１補強部材
２…第２補強部材
３…弾性体
４…厚壁部
５…薄壁部
８…帯板
９…第１突部
１０…第２突部
Ａ…作動チャンバ
Ｂ…補償チャンバ
Ｃ…ダクト
Ｄ…第２の通路

Claims (11)

1. ２つの剛体間に介在されて剛体間の、主に振動の主方向における振動を減衰する液体式の振動減衰装置であって、上記剛体にそれぞれ取り付けられる第１補強部材（１）及び第２補強部材（２）と、該第１、第２補強部材（１、２）を相互に連結し、作動チャンバ（Ａ）を部分的に画成する厚壁部（４）を備えた弾性体（３）とを具備し、該弾性体（３）は狭いダクト（Ｃ）を介して作動チャンバ（Ａ）に連通する補償チャンバ（Ｂ）を部分的に画成する変形自在な薄壁部（５）を有し、上記チャンバ（Ａ、Ｂ）及びダクト（Ｃ）には液体が満たされ、一方の第２補強部材（２）が振動の主方向にほぼ直交し、弾性体に液密的に取り付けられらた面を有する板からなり、該板と弾性体によってチャンバ（Ａ、Ｂ）とダクト（Ｃ）が画成され、厚壁部（４）は第２補強部材（２）に取り付けられるほぼ全周に渡る端部（４₁）を有する液体式の振動減衰装置において、上記薄壁部（５）は上記第２補強部材に取り付けられるほぼ全周に渡る端部（５₁）を持つほぼベル状をなし、上記薄壁部は上記端部（５₁）の一部によってのみ厚壁部（４）に連結され、作動チャンバ（Ａ）と補償チャンバ（Ｂ）は弾性体（３）に取り付けられる第２補強部材（２）の面上に非同心状に並設されたことを特徴とする振動減衰装置。
2. 上記弾性体の厚壁部と薄壁部の端部（４₁、５₁）は上記第２補強部材（２）に固定された剛性穴あき板（６）上に成形されている請求項１記載の振動減衰装置。
3. 上記ダクト（Ｃ）は、穴あき板（６）に形成され、端部が第２補強部材（２）に液密的に当接させられた溝からなる請求項１または２記載の振動減衰装置。
4. 第１補強部材（１）は、振動の主方向にほぼ直交するＸ軸に沿って延びる長尺部材からなる一方、該振動減衰装置は第２補強部材に固定され、第１補強部材と弾性体の回りに位置させられた剛性帯板（８）をさらに具備し、弾性体は第１補強部材から第２補強部材に向かう方向の逆方向に延びる第１突部（９）を少なくとも有し、該第１突部は、振動の主方向で第１補強部材から離れる方向への第２補強部材の移動を制限するために、帯板に当接し得る構成とされた請求項１ないし３の何れかに記載の振動減衰装置。
5. 弾性体は、第１補強部材（１）から第２補強部材（２）に向けて延び、作動チャンバ（Ａ）内に臨んで第１補強部材の第２補強部材への移動を制限する第２突部（１０）を有している請求項４記載の振動減衰装置。
6. 弾性体は、振動の主方向にほぼ直交して帯板に向かって延びる少なくとも一つの側方突部（１１、１２）を備えており、該側方突部が帯板に当接して第２補強部材に平行な方向の第１補強部材の偏位を制限する構成とされた請求項４または５記載の振動減衰装置。
7. 帯板（８）は弾性体の薄壁部を覆う湾曲板からなる請求項４ないし６の何れかに記載の振動減衰装置。
8. 補償チャンバ（Ｂ）は作動チャンバ（Ａ）に対してＸ軸に平行にずらされて位置決めされている請求項４ないし７の何れかに記載の振動減衰装置。
9. 第１補強部材（１）は、弾性体（３）がその上に成形された部位（１ａ）を有するとともに、弾性体から突出して取付け手段（１ｃ）が設けられた突出部（１ｂ）を有する剛性アームからなる請求項４ないし８の何れかに記載の振動減衰装置。
10. 上記チャンバ（Ａ、Ｂ）は、偏位が制約されているバルブ（１３）によって閉止される第２の通路（Ｄ）によって相互に連通させられている請求項１ないし９の何れかに記載の振動減衰装置。
11. 上記バルブ（１３）は、作動チャンバ（Ａ）と第２補強部材（２）との間に介在された支持体（１４）上に設けられ、作動チャンバ（Ａ）内に入れられた液体に接触する一面と、第２補強部材に向き、第２の通路（Ｄ）によって補償チャンバ（Ｂ）に連通する一面を有しており、該第２通路は弾性体（３）と第２補強部材（２）の間に形成されている請求項１０記載の振動減衰装置。

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