JP4171025B2 - 液封入式防振装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車エンジン等の振動発生体を防振的に支承するのに用いられる液封入式防振装置に関する。

従来、自動車エンジン等の振動発生体を、その振動を車体に伝達させないように支承するマウントとして、液封入式の防振装置が用いられている。液封入式防振装置は、一般に、エンジン等の振動発生体側に取り付けられる第１取付部材と、車体フレーム等の支持側に取り付けられる第２取付部材とが、ゴム弾性体からなる防振基体を介して結合されるとともに、該防振基体が室壁の一部をなす主液室と、可撓性のダイヤフラムが室壁の一部をなす副液室を設けて、両液室をオリフィスにより連通することで構成されている。

かかる液封入式防振装置においては、防振特性の優れたものを得るため種々の提案がなされている。例えば、下記特許文献１には、高周波数域と低周波数域での優れた防振特性を得るために、主液室と副液室とを仕切る仕切部にゴム弾性体からなる可動板を設けた構造が開示されている。

また、高周波数域での振動吸収や、防振装置にかかる大変位を吸収するために、主液室内にフロートと称される浮遊部材を収容させることが公知である。例えば、下記特許文献２には、高周波振動数域でのバネ定数を低減するために、主液室内にシート状に形成された弾性体を浮遊させた構造が開示されている。また、下記特許文献３には、高周波振動を吸収するために、主液室内にリング状や円柱状の樹脂製フロート部材を設けた構造が開示されている。更に、下記特許文献４には、主液室内に収容する大変位吸収用のストッパ部材として、内部に空間を有するケース組立体が開示されている。
実開昭６１−１２９９４６号公報 特開平７−３３２４２８号公報 特開平６−５０３７８号公報 特開２００１−９０７７１号公報

従来の液封入式防振装置においては、通常の振動入力時には、オリフィスでの液流動による液柱共振作用や防振基体の制振効果により、振動減衰機能と振動絶縁機能が果たされるが、大きな振動が入力したときに、防振装置自体が異音発生源となってこれが車室内に伝達されてしまうことがある。

かかる異音は、液室内でのキャビテーションにより発生するものである。キャビテーションは、防振装置に大きな振動が入力したときに、オリフィスが目詰まりし、これにより主液室内が過度な負圧状態となって、封入された液体の飽和蒸気圧を下回ることで、多数の気泡が発生することにより生じる現象である。そして、このようにして発生した気泡が消滅するときの衝撃音が異音となって外部に伝達されるのである。

かかるキャビテーションによる異音は、上記特許文献１〜４に開示された構造では防止することはできない。なお、特許文献４では、主液室内に収容するケース組立体を第１の部材と第２の部材とで構成し、その内部空間に空気を内封する点が開示され、更に、少なくとも一方の部材を、金属部材にゴム材が加硫接着されたもので構成することが開示されている。しかしながら、特許文献４で開示された構造は、第２の部材を樹脂で形成するとともに、第１の部材をカップ状の金属材とその外皮として被覆されたゴム材とで構成するというものである（図８参照）。そのため、空気室と主液室に面することで弾性変位可能な弾性膜を持つ本発明とは構造上明らかに異なる。

本発明は、上述したキャビテーションによる異音の発生を防止することができる液封入式防振装置を提供することを目的とする。

本発明に係る液封入式防振装置は、第１取付部材と、筒状部を有する第２取付部材と、前記第１取付部材と第２取付部材の間に介設されて両取付部材を結合するゴム状弾性体からなる防振基体と、前記防振基体に対向して配されて前記筒状部の内側で前記防振基体との間に液体封入室を形成するゴム状弾性体からなる可撓性のダイヤフラムと、前記防振基体が室壁の一部をなして液体が封入された主液室と、前記ダイヤフラムが室壁の一部をなして液体が封入された副液室と、前記液体封入室を前記防振基体側の前記主液室と前記ダイヤフラム側の前記副液室とに仕切り構成する仕切部材と、前記主液室と副液室との間を連通させるオリフィスとを備える液封入式防振装置において、ゴム状弾性体からなる弾性膜と、前記弾性膜に結合されて弾性膜とともに内部に密閉された空気室を形成する剛性部材とからなり、前記弾性膜の一方面が前記空気室に面し、他方面が前記主液室に面して構成された圧力緩和部材が、前記主液室内に収容され、前記圧力緩和部材は、円盤状をなして、その一方面に前記弾性膜が設けられており、前記弾性膜を前記仕切部材側に向けて前記主液室内に配され、前記圧力緩和部材は、前記空気室の容積を縮小する方向への前記弾性膜の変位を規制する変位規制部を備えて、前記主液室内が正圧のときには前記弾性膜の変位が前記変位規制部によって規制され、前記主液室内が負圧のときに外側に変位することで、主液室内の負圧を緩和するよう構成され、前記変位規制部が、前記弾性膜の中央部に相当する位置に設けられて、該変位規制部の周りに環状の空間部が確保されたものである。

かかる構成によれば、過大な振動の入力により主液室内に所定以上の負圧が生じたときに、主液室内に収容された圧力緩和部材の弾性膜が、空気室の容積を増大するように主液室側に弾性変位し、これにより主液室内の負圧が緩和されるので、主液室内におけるキャビテーションの発生を低減することができる。

また、前記圧力緩和部材が、前記空気室の容積を縮小する方向への前記弾性膜の変位を規制する変位規制部を備えるので、主液室内の正圧時に、空気室の容積を縮小するように弾性膜が弾性変位することを防止することができる。そのため、通常の振動入力時におけるオリフィスの機能を確保しながら、負圧時のみに弾性膜を変位させてキャビテーションの発生を低減することができる。また、前記変位規制部が、前記弾性膜の中央部に相当する位置に設けられて、該変位規制部の周りに環状の空間部が確保されているので、空気室の体積を確保しながら、変位規制作用を効率よく発揮させることができる。

上記圧力緩和部材は、前記剛性部材が一方に開口する容器状をなして、該剛性部材の開口部が前記弾性膜により塞がれており、前記空気室内に前記変位規制部が設けられることで構成されてもよい。また、前記変位規制部に複数のすぐりが設けられてもよく、これにより、すぐり部分で空気室の体積を確保しながら、変位規制部が弾性膜又は剛性部材に当接する際の接触面積を減らして当接時の異音を低減することができる。また、前記変位規制部が、前記剛性部材に設けられ、前記弾性膜の空気室側の面に当接して弾性膜の空気室側への変位を規制するようにしてもよく、これにより、弾性膜を平板状に形成できるので、変位規制部を弾性膜側に設ける場合に比べて弾性膜が弾性変位しやすくなる。更に、この場合、前記変位規制部がゴム状弾性体により形成されていると、変位規制部と弾性膜との当接による異音を低減することができる。

本発明の液封入式防振装置であると、過大な振動入力時におけるキャビテーションに起因する異音の発生を防止することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る液封入式防振装置１０の断面図である。この液封入式防振装置１０は、自動車のエンジンを支持し、そのエンジン振動を車体フレームに伝達させないようにするためのエンジンマウントであり、エンジン側に取り付けられる上側の第１取付部材１２と、車体フレーム側に取り付けられる下側の第２取付部材１４と、これら取付部材１２，１４の間に介設されて両者を結合するゴム弾性体からなる防振基体１６とを備えている。

第１取付部材１２は、金属等の剛性材料よりなり、第２取付部材１４の軸心部上方に配されている。第１取付部材１２の上面にはボルト穴１８が設けられ、このボルト穴１８に対し、不図示のエンジン側部材が締結固定されるようになっている。

第２取付部材１４は、金属等の剛性材料より有底筒状に形成されている。この例では、第２取付部材１４は、防振基体１６が加硫接着される筒状部２０と、その下端開口部に取付けられる椀状の底部材２２とからなり、底部材２２の底部にボルト２４が突設され、このボルト２４で不図示の車体フレーム側部材に固定されるようになっている。

防振基体１６は、外形形状が略裁頭円錐形状をなしており、その上部に第１取付部材１２が埋設され、下端部に筒状部２０の上端部内周面が加硫接着されている。

第２取付金具１４の内部には、防振基体１６に対向して可撓性のゴム膜よりなるダイヤフラム２６が設けられており、該ダイヤフラム２６は筒状部２０の下端開口部に取着されている。また、筒状部２０の内側には、金属等の剛性材料よりなる円板状の仕切部材２８が嵌着されている。こうして防振基体１６とダイヤフラム２６との間の内室が、水やエチレングリコール等の非圧縮性液体の封入された液体封入室３０として形成されるとともに、この液体封入室３０が、仕切部材２８によって、防振基体１６が室壁の一部をなす上側の主液室３２と、ダイヤフラム２６が室壁の一部をなす下側の副液室３４とに仕切り構成されている。

仕切部材２８の外周部には、周方向に延びる液体の流路であるオリフィス３６が設けられており、該オリフィス３６は、一端が連通口３６Ａにより主液室３２に対し、他端が連通口３６Ｂにより副液室３４に対してそれぞれ開口しており、これにより主液室３２と副液室３４との間を連通している。

以上の構成において、本実施形態では、主液室３２内に、その圧力を緩和する圧力緩和部材３８が浮遊させて設けられている。圧力緩和部材３８は、ゴム状弾性体からなる弾性膜４０と、該弾性膜４０に結合される剛性部材４２とからなり、弾性膜４０と剛性部材４２とにより内部に密閉された空気室４４が形成されるとともに、弾性膜４０の一方面４０Ａが内側の空気室４４に面し、他方面４０Ｂが外側の主液室３２に面するように、弾性膜４０により空気室４４と主液室３２とを仕切って構成されている。これにより、主液室３２内の圧力変化による主液室３２と空気室４４との圧力差によって、弾性膜４０が可動、即ち弾性変位し、これにより主液室３２内の圧力を緩和するという機能を発揮する。

圧力緩和部材３８は、図２，３にも示されるように、円盤状をなしており、その一方面に弾性膜４０が設けられている。圧力緩和部材３８は、水平断面円形状をなす主液室３２の直径Ｄ１よりも小さい直径Ｄ２を有するとともに、該直径Ｄ２が主液室３２の高さＨよりも大に設定された上で、主液室３２内に水平な姿勢で収容されている（図１参照）。そのため、圧力緩和部材３８は、その周りに主液室３２の内周側面との間で環状隙間４６を確保しつつ、かつ、主液室３２内での反転を防止しながら、浮遊可能に配されている。

また、この実施形態では、圧力緩和部材３８は、弾性膜４０を下方、即ち仕切部材２８側に向けて主液室３２内に配されている。このように配することで、圧力緩和部材３８と仕切部材２８とが振動入力により接触した場合でも、ゴムを介するため、異音を回避することができる。

剛性部材４２は、樹脂又はアルミニウム等の剛性材料からなり、この例では樹脂で形成されている。そして、一方に開口する容器状、ここでは円形の皿状をなして、その開口部４２Ａが円板状の弾性膜４０により塞がれている。詳細には、弾性膜４０は、その周縁部に樹脂等の剛性材料からなるリング部材４８を一体に備え、該リング部材４８が剛性部材４２の開口部４２Ａに超音波溶接等で固定されることで、内部に空気室４４が密閉されている。

圧力緩和部材３８には、空気室４４の容積を縮小する方向への弾性膜４０の変位を規制する変位規制部５０が設けられており、これにより、主液室３２内が正圧のときには弾性膜４０は変位せず、負圧のときに外側に変位することで、主液室３２内の負圧を緩和するように構成されている。変位規制部５０は、この例では、剛性部材４２に設けられ、弾性膜４０の空気室側の面４０Ａに当接して弾性膜４０の空気室４４側への変位を規制する。詳細には、変位規制部５０は、剛性部材４２の底面を部分的に隆起させてなり、そのため、樹脂等の剛性材料で形成されている。

図２，３に示すように、変位規制部５０は、空気室４４内において、弾性膜４０の中央部に相当する位置に設けられて、該変位規制部５０の周りに環状の空間部５２が確保されている。弾性膜４０は、その周縁部では変形が小さいことから変位規制を省略することができるので、その部分に環状の空間部５２を確保することで、主液室３２内の負圧を緩和するために必要な空気室４４の体積を効果的に確保することができる。

変位規制部５０には部分的にすぐり５４が設けられている。この例では、図２に示すように、変位規制部５０は、周方向に延びる複数の同心状の環状リブ５６と、放射方向に延びる複数の放射状リブ５８とにより格子状に形成されており、この格子間に凹状のすぐり５４が設けられている。このように変位規制部５０を格子状とすることにより、すぐり５４部分で空気室４４の体積を確保するとともに、弾性膜４０に当接する際の異音を低減することができる。

上記圧力緩和部材３８は、空気室４４を含むトータルでの比重が、主液室３２内に封入された液体の比重に対して０．８〜１．２倍の範囲内であることが好ましく、より好ましくは該液体の比重と同等の比重（約１．０倍）とすることである。このような比重設定により、圧力緩和部材３８を主液室３２内に好ましい状態に浮遊させやすい。

以上よりなる本実施形態の液封入式防振装置１０であると、エンジンの始動時や悪路走行時などにおいて、防振装置に過大な振動が入力すると、オリフィス３６が目詰まりした状態となり、主液室３２内に所定以上の負圧が生じる。これにより、図４に示すように、主液室３２に面した圧力緩和部材３８の弾性膜４０が主液室３２側に引っ張られるように変位（弾性変形）して、主液室３２内の負圧が緩和される。そのため、主液室３２内におけるキャビテーションの発生を抑制することができる。なお、弾性膜４０は、通常の振動入力時における主液室３２内の負圧では主液室３２側に実質的に変位せず、過大な振動により主液室３２に所定以上の負圧が生じたときに弾性変形するように、弾性率や厚みなどが設定されている。ここで、上記所定以上の負圧として設定される負圧は、主液室３２にキャビテーションが発生するときの負圧よりも小さな負圧（絶対値が小さな負圧）であることが好ましい。

一方、通常の振動入力時、即ち主液室３２内での負圧が小さいときには、オリフィス３６での液流動による液柱共振作用や防振基体の制振効果により、振動減衰機能と振動絶縁機能を発揮することができる。特に、変位規制部５０を設けたことにより、主液室３２の正圧側では弾性膜４０は変位せず、そのため、通常の振動入力時におけるオリフィス３６の機能が確保される。

また、本実施形態の液封入式防振装置１０であると、上記圧力緩和部材３８を主液室３２内に浮遊させて設けるので、組み立てが容易であり、しかも、従来のフロートとしての機能も発揮させて、高周波数域の振動を吸収することもできる。

（他の実施形態）
図５は、変更例に係る圧力緩和部材３８の断面図である。この例では、変位規制部５０をゴム状弾性体により形成しており、剛性部材４２の底面に一体に加硫接着して形成している。なお、その他の形状は上記実施形態と同様である。この例の場合、変位規制部５０をゴム状弾性体で形成したことから、弾性膜４０に当接する際の異音を一層効果的に低減することができる。

上記実施形態では、変位規制部５０を剛性部材４２側に設けたが、変位規制部は弾性膜側に設けることもでき、その場合、変位規制部は弾性膜の裏面に一体に成形すればよい。

上記実施形態では、圧力緩和部材３８の一方面のみに弾性膜４０を設けたが、例えば、筒状をなす剛性部材の両端開口部を塞ぐように弾性膜を設けることで、圧力緩和部材の両面に弾性膜を設けることもできる。

また、上記実施形態では、単一のオリフィスを持つ防振装置について説明したが、例えば、主液室及び副液室とともに第三液室を備え、副液室と第三液室とを連通させる第２オリフィスを持つようなダブルオリフィスタイプの液封入式防振装置にも適用することができる。更に、上記特許文献４に開示されたような円筒型液封入式防振装置にも適用することができる。

本発明の液封入式防振装置であると、通常の振動入力時における防振性能を確保しつつ、過大な振動入力時におけるキャビテーションに起因する異音の発生を抑制することができるので、自動車のエンジンマウントやボディマウントなどの各種の車両用の防振装置として好適に利用することができる。

本発明の一実施形態に係る液封入式防振装置の縦断面図である。 同防振装置の圧力緩和部材（弾性膜は省略）の平面図である。 図２のIII−III線断面図である。 上記圧力緩和部材の負圧発生時における断面図である。 本発明の他の実施形態に係る圧力緩和部材の断面図である。

符号の説明

１０…液封入式防振装置、１２…第１取付部材、１４…第２取付部材、１６…防振基体、２０…筒状部、２６…ダイヤフラム、２８…仕切部材、３０…液体封入室、３２…主液室、３４…副液室、３６…オリフィス、３８…圧力緩和部材、４０…弾性膜、４０Ａ…一方面（空気室側の面）、４０Ｂ…他方面、４２…剛性部材、４２Ａ…開口部、４４…空気室、５０…変位規制部、５４…すぐり

Claims (5)

1. 第１取付部材と、筒状部を有する第２取付部材と、前記第１取付部材と第２取付部材の間に介設されて両取付部材を結合するゴム状弾性体からなる防振基体と、前記防振基体に対向して配されて前記筒状部の内側で前記防振基体との間に液体封入室を形成するゴム状弾性体からなる可撓性のダイヤフラムと、前記防振基体が室壁の一部をなして液体が封入された主液室と、前記ダイヤフラムが室壁の一部をなして液体が封入された副液室と、前記液体封入室を前記防振基体側の前記主液室と前記ダイヤフラム側の前記副液室とに仕切り構成する仕切部材と、前記主液室と副液室との間を連通させるオリフィスとを備える液封入式防振装置において、
   ゴム状弾性体からなる弾性膜と、前記弾性膜に結合されて弾性膜とともに内部に密閉された空気室を形成する剛性部材とからなり、前記弾性膜の一方面が前記空気室に面し、他方面が前記主液室に面して構成された圧力緩和部材が、前記主液室内に収容され、
   前記圧力緩和部材は、円盤状をなして、その一方面に前記弾性膜が設けられており、前記弾性膜を前記仕切部材側に向けて前記主液室内に配され、
   前記圧力緩和部材は、前記空気室の容積を縮小する方向への前記弾性膜の変位を規制する変位規制部を備えて、前記主液室内が正圧のときには前記弾性膜の変位が前記変位規制部によって規制され、前記主液室内が負圧のときに外側に変位することで、主液室内の負圧を緩和するよう構成され、
   前記変位規制部が、前記弾性膜の中央部に相当する位置に設けられて、該変位規制部の周りに環状の空間部が確保された
   ことを特徴とする液封入式防振装置。
2. 前記剛性部材が一方に開口する容器状をなして、該剛性部材の開口部が前記弾性膜により塞がれており、前記空気室内に前記変位規制部が設けられたことを特徴とする請求項１記載の液封入式防振装置。
3. 前記変位規制部に複数のすぐりが設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載の液封入式防振装置。
4. 前記変位規制部が、前記剛性部材に設けられ、前記弾性膜の空気室側の面に当接して弾性膜の空気室側への変位を規制することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液封入式防振装置。
5. 前記変位規制部がゴム状弾性体により形成されたことを特徴とする請求項４記載の液封入式防振装置。

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