JP4181171B2

JP4181171B2 - 液封入式防振装置

Info

Publication number: JP4181171B2
Application number: JP2005376550A
Authority: JP
Inventors: 健太郎山本
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2005-12-27
Filing date: 2005-12-27
Publication date: 2008-11-12
Anticipated expiration: 2025-12-27
Also published as: JP2007177875A

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。かかる液封入式防振装置として、エンジンシェイク振動とエンジンアイドル振動のような異なる２つの周波数域の振動に対して防振効果を得るものとして、２つのオリフィスを備えた液封入式防振装置が知られている。

例えば、下記特許文献１，２には、第１取付部材と、筒状部を有する第２取付部材と、これら取付部材を結合するゴム状弾性体からなる防振基体と、第２取付部材の内側で防振基体との間に液体封入室を形成する第１ダイヤフラムと、該液体封入室を主液室と第１副液室とに仕切る仕切部と、該仕切部にあって主液室に対して第２ダイヤフラムにて区画形成される第２副液室と、主液室と第１副液室との間を連通させる第１オリフィスと、第１副液室と第２副液室との間を連通させる第２オリフィスを備える液封入式防振装置が開示されている。
特開２０００−２３０６００号公報特開２００４−１０８４６０号公報

上記の液封入式防振装置においては、通常の振動入力時には、２つの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。

このような異音の原因となるキャビテーションは、上記特許文献２に開示のように第２オリフィスが円環状の二重巻き形態をなしている場合に問題となる。すなわち、主液室内の負圧状態を緩和するためには、第２ダイヤフラムを主液室側に撓み変形させることによる第２副液室を介しての圧力緩和が効果的である。しかしながら、上記二重巻き形態の第２オリフィスを持つものでは、オリフィス長が長いため、第１副液室から第２副液室に液体が流入にくいことから、第２ダイヤフラムの撓みとともに第２副液室も負圧状態となる。そのため、第２副液室を介しての主液室の圧力緩和が十分になされず、主液室内でキャビテーションが発生しやすい。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、第１オリフィスとその内側に設けられた二重巻き形態の第２オリフィスとの２つのオリフィスを備えた液封入式防振装置において、キャビテーションによる異音の発生を防止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取付部材と前記第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膜よりなる第１ダイヤフラムと、前記液体封入室を前記防振基体側の主液室と前記第１ダイヤフラム側の第１副液室とに仕切る仕切部と、前記仕切部にあって前記主液室に対してゴム状弾性膜よりなる第２ダイヤフラムにて区画形成される第２副液室と、前記主液室と前記第１副液室との間を連通させる第１オリフィスと、前記第１副液室と前記第２副液室との間を連通させる第２オリフィスを備える液封入式防振装置において、前記第２オリフィスが、前記仕切部内の前記第２副液室の外側に設けられて平面視が円環状の内外二重巻き形態をなし、前記第１オリフィスが、前記第２オリフィスの外側に設けられており、前記仕切部が、前記第１オリフィスを形成する円環状のオリフィス形成部材と、該オリフィス形成部材の内側に一体に設けられるものであって前記第２ダイヤフラムを備えて前記第２副液室を形成するゴム状部材よりなる液室形成部材と、前記オリフィス形成部材と前記液室形成部材の下面に接設されて前記第２副液室と前記第２オリフィスの下方側を閉塞する仕切受板とからなり、前記第２副液室と前記第２オリフィスとの間を画する円環状の内側隔壁が、前記第２ダイヤフラムと一体のゴム状部材よりなり、該内側隔壁が前記仕切受板に対接せしめられるとともに、前記内側隔壁の外径（Ｄ_１）が前記オリフィス形成部材の開口径（Ｄ_２）よりも小さく設定され、これにより前記内側隔壁が内向きに弾性変形して前記第２オリフィスを短絡できるよう構成されたものである。

かかる液封入式防振装置では、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ると、主液室に面する第２ダイヤフラムが主液室側に引っ張られるように変位しようとする。その際、上記のように第２オリフィスが二重巻き形態をなしている場合、第２オリフィスのオリフィス長が長いので、第１副液室から第２副液室への液体の補充が困難であり、第２副液室を介しての主液室内の負圧緩和が通常であれば困難である。しかしながら、本発明のものでは、上記内側隔壁の外径とオリフィス部材の開口径との設定により、内側隔壁が内向きに弾性変形して第２オリフィスが短絡されやすくなっている。そのため、第２副液室への液体のより迅速な流動が図られ、それにより第２副液室の圧力が緩和されて、第２ダイヤフラムを介しての主液室側の圧力低下がより緩和されるので（即ち、主液室内の負圧緩和をスムーズに行うことができるので）、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。

本発明の液封入式防振装置においては、前記第２オリフィスの二重巻きの内外通路間の隔壁が、前記内側隔壁と一体のゴム状部材により形成されて前記仕切受板に対接せしめられており、該隔壁内にて前記オリフィス形成部材の内周端部が終端していることが好ましい。これにより、通常の振動入力時における第２オリフィスの機能を確保しつつ、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効果的に防止することができる。

本発明の液封入式防振装置は、前記仕切受板に前記第１オリフィスを前記第１副液室に連通させる開口穴が設けられ、該開口穴と前記第２副液室との間を画する堰部が、前記第２ダイヤフラムと一体のゴム状部材により形成されて前記仕切受板に対接せしめられており、該堰部が前記オリフィス形成部材の開口径（Ｄ_２）の内側に設けられていることが好ましい。

このように第１オリフィスの第１副液室側の開口穴と第２副液室との堰部をオリフィス形成部材の開口縁よりも内側に設けることで、主液室内に所定以上の負圧が生じ、第２ダイヤフラムが主液室側に引っ張られるように変位したときに、該堰部を内向きに弾性変形させることができ、これにより、第１副液室から上記第１オリフィス側の開口穴を通じて第２副液室への液体の補充を行うことができる。そのため、オリフィス長の長い第２オリフィスを介さずに、第２副液室への液体補充を可能として、主液室内の負圧緩和を行うことができる。

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の縦断面図である。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第１ダイヤフラム２６が設けられており、該第１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の内周には、防振基体１６と一体に形成されたゴム層２８を介して仕切部３０が嵌着されている。こうして防振基体１６と第１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３２として形成されるとともに、この液体封入室３２が、仕切部３０によって、防振基体１６が室壁の一部をなす上側の主液室３４と、第１ダイヤフラム２６が室壁の一部をなす下側の第１副液室３６とに仕切り構成されている。また、第１ダイヤフラム２６と底部材２２との間が空気室３８として形成されている。

仕切部３０は、主液室３４に対してゴム膜よりなる第２ダイヤフラム４０にて区画形成される第２副液室４２と、主液室３４と第１副液室３６との間を連通させる液体流路である第１オリフィス４４と、第１副液室３６と第２副液室４２との間を連通させる液体流路である第２オリフィス４６を備えている。

図２，４に示すように、第２副液室４２は、円盤状をなす仕切部３０の中央部において平面視が該仕切部３０と同心の円形状に形成されている。そして、該第２副液室４２の外側に、平面視が円環状の内外二重巻き形態をなす第２オリフィス４６が設けられ、更に、該第２オリフィス４６の外側に、平面視が円環の一部にて形成される円弧状の形態をなす第１オリフィス４４が設けられている。

仕切部３０は、第１オリフィス４４を形成する円環状のオリフィス形成部材４８と、その内側中央部において第２ダイヤフラム４０を備えて第２副液室４２を形成するゴム状部材よりなる液室形成部材５０と、これらオリフィス形成部材４８と液室形成部材５０の下面に接設されて第２副液室４２と第２オリフィス４６の下方側を閉塞する仕切受板５２とで構成されている。

図１〜３に示すように、オリフィス形成部材４８は、樹脂又はアルミニウム等の剛性材料からなり、その外周面には円環状に略一周する（円弧状の）凹溝５４が設けられ、該オリフィス形成部材４８を上記筒状部２０の内周に嵌着されることにより、凹溝５４とゴム層２８との間で上記第１オリフィス４４が形成されている。オリフィス形成部材４８は、第１オリフィス４４とその内側の第２オリフィス４６との間を画する円環状の外側隔壁５６を備えるとともに、この外側隔壁５６の内周面上端部から内向きフランジ状に突出する上板部５８と、該上板部５８の内周端より下向きに突出する凸部６０とを備えてなる（図３参照）。

液室形成部材５０は、オリフィス形成部材４８の内周端部４８Ａである上板部５８の内端に加硫接着により一体に設けられており、上記第２ダイヤフラム４０と、該第２ダイヤフラム４０の周縁部から下方に突出形成されるものであって第２ダイヤフラム４０とともに上記第２副液室４２を形成するための下方に開口する凹陥部を形成する円環状の内側隔壁６２とを備えてなる。図１，３に示すように、第２ダイヤフラム４０は、第２副液室４２側に向かって凸の湾曲面状に形成されており、これにより、上方への撓み変形を可能にして、第２オリフィス４６での液流動効果を発揮させるとともに、主液室３４の負圧時における圧力緩和機能を発揮するように構成されている。

内側隔壁６２は、第２副液室４２とその外側の第２オリフィス４６との間を画する壁部であり、仕切受板５２の上面に押圧状態に対接されて第２副液室４２と第２オリフィス４６との間をシールしている。図２，３に示すように、この実施形態では、内側隔壁６２の下端面に周方向に延びるシール用突条６４が設けられて、上記シール性を高めている。

内側隔壁６２の外側には、第２オリフィス４６の二重巻きの内外通路４６Ａ，４６Ｂ間を画する円環状の隔壁６６が設けられており、この隔壁６６は、内側隔壁６２と一体のゴム状部材により形成されている。隔壁６６は、仕切受板５２の上面に押圧状態に対接されて第２オリフィス４６の内外通路４６Ａ，４６Ｂ間をシールしており、図２，３に示すように、この実施形態では、隔壁６６の下端面に周方向に延びるシール用突条６８が設けられて、上記シール性を高めている。

仕切受板５２は、金属等の剛性材料からなる円板状部材であり、その周縁部にはフランジ６９が設けられて、このフランジ６９が、第１ダイヤフラム２６の周縁部の補助金具２７とともに、第２取付部材１４の筒状部２０と底部材２２とのかしめ結合部２１に固定されている。

上記第１オリフィス４４は、オリフィス形成部材４８の外周部上面に設けた開口７０（図４参照）を介して主液室３４と連通しており、また、仕切受板５２に設けられた円形の開口穴７２を介して第１副液室３６に連通している。上記第２オリフィス４６は、内側隔壁６２の周上の一箇所に設けられた開口７４を介して第２副液室４２に連通しており、また、仕切受板５２に設けられた円形の開口穴７６を介して第１副液室３６に連通している。図１，４から明らかなように、両オリフィス４４，４６は、第２オリフィス４６の方が断面積が大きく、かつ、オリフィス長が長く設定されている。また、図４に示すように、第１副液室３６への連通部においては、第１オリフィス４４側の開口穴７２の方が第２オリフィス４６側の開口穴７６よりも開口面積が大きく設定されている。

以上の構成において、本実施形態では更に、内側隔壁６２の外径Ｄ_１、即ち内側隔壁６２の外周面での直径が、オリフィス形成部材４８の開口径Ｄ_２、即ちオリフィス形成部材４８の中央の開口部の直径よりも小さく設定されている。従って、内側隔壁６２は、平面視において、オリフィス形成部材４８の開口部の内側に完全に収まっており、該開口部からはみ出した部分がないように構成されている。なお、図２に示すように、内側隔壁６２とオリフィス形成部材４８の開口部とは、ともに第２副液室４２と同心状、即ち共通の中心Ｏを持つように形成されている。

より詳細には、本実施形態では、オリフィス形成部材４８の開口部を形成する内周端部４８Ａが、図１，３に示すように、第２オリフィス４６の上記内外通路間の隔壁６６内にて終端しており、該隔壁６６よりも内側の液室形成部材５０内にはオリフィス形成部材４８が埋設されていない。そして、隔壁６６には、上記内周端部４８Ａに設けられた下向きの凸部６０が埋設されて補強されている。

また、図１，４に示すように、第１オリフィス４４を第１副液室３６に連通させる開口穴７２と、その内側に設けられた第２副液室４２との間を画する遮断部としての堰部７８が、第２ダイヤフラム４０と一体のゴム状部材により形成されている。この堰部７８は、仕切受板５２の上面に押圧状態に対接されて、開口穴７２が設けられた仕切部３０内の空間部８０と第２副液室４２との間をシールしている。

そして、この堰部７８は、図２に示すように、オリフィス形成部材４８の開口径Ｄ_２よりも内側に設けられている。すなわち、オリフィス形成部材４８の開口部を規定する円４８Ｂの内側に堰部７８が設けられており、第２副液室４２の中心Ｏから堰部７８の外側面７８Ａまでの距離Ｃが上記開口径Ｄ_２の半径よりも小さく設定されている（Ｃ＜Ｄ_２／２）。この実施形態では、堰部７８は、開口穴７２側の外側面７８Ａが、平面視にて内向きに凸の円弧状に形成されており、最も肉厚が薄い部分７８Ｂにて上記円４８Ｂの内側に位置するように構成されている。

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、通常の振動入力時、即ち主液室３４内での負圧が小さいときには、上記内側隔壁６２及び堰部７８と仕切受板５２との間のシール性が保持されて、２つのオリフィス４４，４６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。

特に本実施形態のものでは、エンジンアイドル振動のうち、５Ｈｚ前後のエンジンの回転０．５次振動に対しては、主液室３４内の液体を第１オリフィス４４を介して第１副液室３６側へ流動させることにより、第１オリフィス４４内における液体の流動抵抗によって減衰力を発揮させ、当該振動が制振される。また、エンジンアイドル振動のうち、１５Ｈｚ前後のエンジンローリング振動に対しては、第２ダイヤフラム４０の作動により第２副液室４２内の液体を第２オリフィス４６を介して第１副液室３６側へ流動させることにより、その流動作用によって減衰力が得られ、当該振動が制振される。更に、車両走行中の１０〜１５Ｈｚのエンジンシェイク振動に関しては、上記第２オリフィス４６内の液体の流動作用による減衰力により制振される。このように通常の振動入力時には、各オリフィス４４，４６の液流動作用により振動が抑え込まれる。

一方、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、両オリフィス４４，４６が目詰まりした状態となり、主液室３４内に所定以上の負圧が生じる。これにより、主液室３４に面する第２ダイヤフラム４０が、主液室３４側に引っ張られるように変位しようとする。その際、上記構成を持つ本実施形態によれば、図５に示すように内側隔壁６２が内向きに弾性変形して、矢印Ｌで示すように内側隔壁６２の下方を通って第２オリフィス４６から第２副液室４２に液体が流動（リーク）する。これにより、第２副液室４２の圧力緩和がなされるので、第２ダイヤフラム４０を介して第２副液室４２と区画されている主液室３４内において急激な圧力低下が緩和され、主液室３４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。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３４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。

特に、本実施形態では、オリフィス形成部材４８の内周端部４８Ａが第２オリフィス４６の内外通路間の隔壁６６内で終端しているので、内側隔壁６２が内向きに弾性変形しやすく、よって、主液室３４内におけるキャビテーションの抑制効果に優れる。

また、本実施形態では、第１オリフィス４４の第１副液室３６側の開口穴７２と第２副液室４２との間を画する堰部７８をオリフィス形成部材４８の開口縁よりも内側に設けたので、主液室３４内に所定以上の負圧が生じ、第２ダイヤフラム４０が主液室３４側に引っ張られるように変位したときに、該堰部７８を、上記内側隔壁６２と同様に、内向きに弾性変形させることもできる。これにより、第１副液室３６から第１オリフィス４４側の開口穴７２を通じて第２副液室４２への液体の補充を行うことができるので、オリフィス長の長い第２オリフィス４６を介さずに、第２副液室４２への液体補充を可能として、主液室３４内の負圧緩和を行うことができる。

特に、本実施形態では、第２オリフィス４６側の開口穴７６が第１オリフィス４４側の開口穴７２よりも小さく形成されているため、該開口穴７６を通っての第２副液室４２への液体の補充は困難である。そのため、開口面積の大きな第１オリフィス４４側の開口穴７２から上記堰部７８の変形により第２副液室４２に液体を流動させることで、より効果的に主液室３４内の負圧緩和を行うことができる。

以上より、本実施形態であると、二重巻き形態の第２オリフィス４６を有するダブルオリフィスタイプの液封入式防振装置１０でありながら、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。

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。同防振装置の仕切部（仕切受板は省略）の底面図である。図２のIII−III線断面図である。図１のIV−IV線断面図である。同防振装置の作用時の要部拡大断面図である。

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…第１ダイヤフラム、３０…仕切部、３２…液体封入室、３４…主液室、３６…第１副液室、４０…第２ダイヤフラム、４２…第２副液室、４４…第１オリフィス、４６…第２オリフィス、４６Ａ…内側通路、４６Ｂ…外側通路、４８…オリフィス形成部材、４８Ａ…内周端部、５０…液室形成部材、５２…仕切受板、６２…内側隔壁、６６…内外通路間の隔壁、７２…開口穴、７８…堰部、Ｄ_１…内側隔壁の外径、Ｄ_２…オリフィス形成部材の開口径

Claims

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取付部材と前記第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膜よりなる第１ダイヤフラムと、前記液体封入室を前記防振基体側の主液室と前記第１ダイヤフラム側の第１副液室とに仕切る仕切部と、前記仕切部にあって前記主液室に対してゴム状弾性膜よりなる第２ダイヤフラムにて区画形成される第２副液室と、前記主液室と前記第１副液室との間を連通させる第１オリフィスと、前記第１副液室と前記第２副液室との間を連通させる第２オリフィスを備える液封入式防振装置において、
前記第２オリフィスが、前記仕切部内の前記第２副液室の外側に設けられて平面視が円環状の内外二重巻き形態をなし、前記第１オリフィスが、前記第２オリフィスの外側に設けられており、
前記仕切部が、前記第１オリフィスを形成する円環状のオリフィス形成部材と、該オリフィス形成部材の内側に一体に設けられるものであって前記第２ダイヤフラムを備えて前記第２副液室を形成するゴム状部材よりなる液室形成部材と、前記オリフィス形成部材と前記液室形成部材の下面に接設されて前記第２副液室と前記第２オリフィスの下方側を閉塞する仕切受板とからなり、
前記第２副液室と前記第２オリフィスとの間を画する円環状の内側隔壁が、前記第２ダイヤフラムと一体のゴム状部材よりなり、該内側隔壁が前記仕切受板に対接せしめられるとともに、前記内側隔壁の外径（Ｄ_１）が前記オリフィス形成部材の開口径（Ｄ_２）よりも小さく設定され、これにより前記内側隔壁が内向きに弾性変形して前記第２オリフィスを短絡できるよう構成されたことを特徴とする液封入式防振装置。
前記第２オリフィスの二重巻きの内外通路間の隔壁が、前記内側隔壁と一体のゴム状部材により形成されて前記仕切受板に対接せしめられており、該隔壁内にて前記オリフィス形成部材の内周端部が終端していることを特徴とする請求項１記載の液封入式防振装置。
前記仕切受板に前記第１オリフィスを前記第１副液室に連通させる開口穴が設けられ、該開口穴と前記第２副液室との間を画する堰部が、前記第２ダイヤフラムと一体のゴム状部材により形成されて前記仕切受板に対接せしめられており、該堰部が前記オリフィス形成部材の開口径（Ｄ_２）の内側に設けられたことを特徴とする請求項１又は２記載の液封入式防振装置。