JP4393682B2 - 液封防振装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はエンジンマウント等の液封防振装置に係り、特に主液室の内圧をコントロールする可動膜を設けたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
液封防振装置として、主液室の側部に可動膜を設け、これに制御室を接続し、制御室内を負圧又は大気開放に切り換えて制御するものは公知であり、例えば、特開平１０−３８０１７号には制御室内を２部屋に区画し、密閉空気室を可動膜と接続し、かつ可動膜の弾性変形を所定量に規制する可動膜ストッパを設けている。また、開閉弁によってアイドリング時に開いて主液室と副液室を連通する開閉式のアイドルオリフィス通路を設けてある。
【０００３】
この構造において、主にサスペンション入力のような比較的大きな入力には、制御室内を大気開放状態にすると、可動膜の膜剛性を下げて自由に弾性変形させることにより主液室の内圧上昇を吸収できる。
一方、アイドリング時には開閉式のアイドルオリフィス通路を開いて主液室と副液室を連通させると同時に、制御室内を負圧状態にして可動膜を可動膜ストッパへ密着固定させると、可動膜の膜剛性を上げて主液室からアイドルオリフィス通路へ流れ込む液体流量を多くして液柱共振を効率的に発生させることによりエンジンマウントを低動バネ化するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記従来例のように可動膜の膜剛性を、弾性変形が自由な低い状態と可動膜ストッパへ密着固定された高い状態との２つのモードに変化させるだけでは、大気開放時の膜剛性が低い状態のとき、例えば、過大な振動の入力があるとこれを効果的に吸収できないので、入力振動の大きさに対応して膜剛性が変化することが望ましい。本願発明はこのような要望の実現を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本願発明に係る液封防振装置は、振動発生側又は振動受け側のいずれか一方側へ取付けられる第１取付部材と、他方側へ取付けられる第２取付部材と、これらの間に介在される弾性本体部材とを備え、弾性本体部材を壁の一部とする主液室と、この主液室と仕切り部材で仕切られ、可撓膜部材で覆われる副液室と、これら両液室をアイドリング時に連通する開閉式のアイドルオリフィス通路とを備えたものにおいて、前記弾性本体部材の一部は略円筒形の剛体壁に支持された筒状部をなし、この筒状部の一部を弾性変形自在の可動膜とし、この可動膜の主液室と反対側に制御室を設け、その内部を負圧状態と大気開放状態に切り換え自在とし、かつこの制御室内に前記可動膜の弾性変形を所定量で規制する可動膜ストッパを設け、
この可動膜ストッパは全体を弾性部材で構成し、かつ可動膜との接触面と可動膜との間に可動膜ストッパ側から可動膜側へ突出する複数の突起を一体に突出形成するとともに、
前記可動膜が弾性変形したとき、可動膜ストッパに当接してまず前記突起を弾性変形させ、さらに大きく弾性変形すると前記可動膜ストッパ自体を弾性変形させることを特徴とする。
【０００６】
【発明の効果】
本願発明は可動膜ストッパを弾性部材で構成し、かつその接触面と可動膜との間に弾性部材からなる突起を設けたので、主液室の内圧が上昇するにつれて突起に接触してこれをより大きく弾性変形させ、さらに入力が大きくなると可動膜ストッパ自体を弾性変形させるため、入力振動の大きさに応じて膜剛性を広範囲に変化させるとともに、その結果、可動膜のバネ定数を、主液室の振動入力による内圧上昇に応じて非線形的に増大させることができ、異なる大きさの振動入力に対してその大きさに最適な膜剛性及びバネ定数にて振動を効果的に吸収できる。
【０００７】
また、アイドリング時には、アイドルオリフィス通路が開かれて主液室と副液室間を連通するが、このとき制御室内を負圧状態として可動膜を可動膜ストッパの接触面上へ吸引当接させて固定することにより膜剛性を上げると、アイドルオリフィス通路へ流れ込む液体流量を多くしてアイドルオリフィス通路内で液柱共振を効率よく発生させるので、防振装置を低動バネ化する。しかも可動膜ストッパが弾性部材であるためこの状態からでもさらに大きな振動が入力すれば可動膜ストッパ自体を弾性変形させることにより膜剛性をさらに著しく大きくすることができ、過大な内圧上昇をも吸収できる。
【０００８】
そのうえ、可動膜と可動膜ストッパの接触面との間に突起が介在するので、可動膜が可動膜ストッパへ当接しても、可動膜ストッパ接触面との間に若干の間隙が残され、この間隙及びこれと連通する通気孔を通して、可動膜と可動膜ストッパの間に形成される空間内の空気を制御室内へ排除できるので、この空間内に空気が閉じこめられなくなり、閉じこめられた空気が温度変化で膨張することにより可動膜の膜剛性を変化させてしまうようなおそれも解消できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、エンジンマウントとして構成された一実施例を図面に基づいて説明する。図１はこのエンジンマウントの全断面図、図２は図１のＡ部拡大図、図３〜７は可動膜ストッパのそれぞれ別の構造例を示し、各図のＣは図１の矢示Ｂ方向から示した形状、ＤはＣのＤ−Ｄ線断面図である。
【００１０】
まず、図１において、符号１はボルト部２でエンジン側へ取付けられる第１取付部材、３はボルト４で車体側へ取付けられる第２取付部材、５は弾性本体部材であり、ゴム等の適宜弾性部材からなり、略円錐状のドーム部６とこれに連続する筒状部７を有する。
【００１１】
筒状部７は略円筒形の剛体壁８の内周側へ接着一体化され、剛体壁８の外周側は第２取付部材３の一部として形成された筒部３ａと重なって一体化されている。これら筒部３ａ及び剛体壁８の一部には円形穴９が形成され、ここを覆う筒状部７の部分が可動膜１０をなし、弾性変形自在になっている。
【００１２】
可動膜１０は筒部３ａの外方より断面が略漏斗状をなすホルダー１１で覆われ、その中央部から外方から突出するパイプ部１２は切換バルブ１４ａへ接続され、この切換バルブ１４ａで大気開放とエンジンの吸気負圧等の負圧源に対する接続とが切り換えられる。
【００１３】
ホルダー１１の内側は制御室１３をなし、切換バルブの切換により大気開放状態と負圧状態とに変化する。また、ホルダー１１と可動膜１０の間にはゴム等の弾性部材からなる可動膜ストッパ１５が設けられ、可動膜１０の弾性変形を所定量で規制するようになっている。
【００１４】
筒状部７の開口部は仕切り部材１６で覆われ、仕切り部材１６と弾性本体部材５との間に弾性本体部材５を壁の一部とする主液室２０が形成される。仕切り部材１６の主液室２０と反対側にはダイアフラム２１で覆われた副液室２２が形成され、これら主液室２０及び副液室２２内には非圧縮性の液体が封入される。仕切り部材１６は上部仕切り１７、中間仕切り１８及び下部仕切り１９の３部材を重ね合わせた構造であり、各部材はそれぞれ合成樹脂等の適宜剛性材料から形成される。
【００１５】
仕切り部材１６には第１〜第３のオリフィス通路が設けられ、上部仕切り１７と中間仕切り１８の間及び中間仕切り１８と下部仕切り１９の間には螺旋状をなす第１のオリフィス通路である減衰オリフィス通路２３が形成され、その一端は上部仕切り１７と中間仕切り１８の間に形成された共通通路２４へ通じ、他端は下部仕切り１９の一部に形成された開口部（図では見えない）で副液室２２へ通じている。
【００１６】
共通通路２４は同じく上部仕切り１７に形成された第２のオリフィス通路であるアイドルオリフィス通路２５及び第３のオリフィス通路としてのオリフィスホール２６へ順次連通し、オリフィスホール２６が主液室へ開口することにより、減衰オリフィス通路２３は常時主液室２０と副液室２２を連通してサスペンション振動等の比較的低周波数でかつ振幅の大きな振動に対して減衰力を発生してこれを吸収するようになっている。
【００１７】
オリフィスホール２６の底部にはゴム等の弾性部材からなる弾性膜２７で覆われ、この弾性膜２７の膜振動によりオリフィスホール２６内における液体が発進時等の比較的高周波域にて液柱共振を発生するようになっている。
【００１８】
オリフィスホール２６には図示しないアイドルオリフィス通路２５の開口部が臨み、かつアイドルオリフィス通路２５は前記したように共通通路２４を経て減衰オリフィス通路２３へ連通している。これらの開口面積は図示されないが、
オリフィスホール２６＞アイドルオリフィス通路２５＞減衰オリフィス通路２３の順とすることにより、各液柱共振の共振周波数をこの順に小さくなるようにチューニングしてある。
【００１９】
アイドルオリフィス通路２５はその副液室２２側の出口２８をダイアフラム２１の中央部に形成された厚肉部２１ａで開閉され、開いたときは主液室２０と副液室２２を連通してアイドル時の振動を減衰オリフィス通路２３よりも高周波側で液柱共振して吸収する。
【００２０】
厚肉部２１ａの開閉動作は別体の開閉部材３０で行われる。開閉部材３０はリターンスプリング３１により厚肉部２１ａを出口２８の周囲へ密着させる側へ付勢されるとともに、底部材３３との間に閉鎖された空間である作動室３２を形成し、底部材３３の中央部に形成されたパイプ部３４と連通する。パイプ部３４は切換バルブ１４ｂへ接続し、大気開放状態と負圧状態を切り換える。作動室３２と制御室１３内をそれぞれ同期して切り換える場合には切換バルブ１４ａ及び１４ｂを共通化できる。
【００２１】
作動室３２内を負圧状態にすると、開閉部材３０をリターンスプリング３１に抗して図の下方へ引き下げ、その結果、厚肉部２１ａを出口２８の周囲から離して出口２８を開放し、アイドルオリフィス通路２５を主液室２０及び副液室２２と連通させる。
【００２２】
仕切り部材１６は剛体壁８の図中下部に形成されたカシメフランジ８ａと、下部円筒部材３５の上部とをカシメることにより、カシメフランジ８ａと下部円筒部材３５の内周側に一体化された固定フランジ部材３６の間に挟持固定される。また、開閉部材３０と底部材３３の各外周部は重ね合わされて下部円筒部材３５の図中下部内周に一体化されているリング部材３７の上下端をカシメることによって固定される。符号３８はリング部材３７と部分的に重なるよう下部円筒部材３５に形成された通気穴である。
【００２３】
なお、第２取付部材３、剛体壁８、下部円筒部材３５、固定フランジ部材３６及びリング部材３７はいずれも金属等剛性のある適宜材料で構成される。また、図中の符号３９は略皿状をなす中高周波デバイスであり、中高周波域においてドーム部６との間で液柱共振を生じるようになっている。
【００２４】
次に、図２に基づいて可動膜１０及び可動膜ストッパ１５の構造を詳細に説明する。可動膜ストッパ１５はゴム等の弾性に富む適宜材料からなり、円形穴９の形状に対応する円形の部材であり、その可動膜１０と対面する接触面４０には、複数の突起４１が可動膜１０側へ向かって一体に突出形成されている。この突起４１は周方向へ連続せず、部分的に分断された不連続部４２が形成されている。
【００２５】
可動膜１０と接触面４０との間には突起４１によって若干の間隙が形成され易くなっており、また、可動膜ストッパ１５の中央部には接触面４０とその反対側の面との間に貫通する通気孔であるストッパホール４３が形成されているため、可動膜ストッパ１５の外周部と可動膜１０の間に形成される間隙４４は、不連続部４２、接触面４４と可動膜１０の間隙及びストッパホール４３を通して制御室１３へ連通している。
【００２６】
可動膜ストッパ１５はリング状の支持プレート４５と一体に形成され、支持プレート４５の周囲をホルダー１１の開口部１１ａ先端内面へ気密に嵌合してホルダー１１と一体化され、かつ支持プレート４５を挟んで両側に形成されるシールフランジ４６、４７のうちシールフランジ４６でホルダー１１の内面の段部１１ｂへ密着され、他方のシールフランジ４７で筒部３ａ及び剛体壁８の円形穴９周囲へ一体に盛り上げられた可動膜１０の開口周囲部１０ａと密着される。なお、ホルダー１１は図示しない適宜結合手段で筒部３ａと一体化される。
【００２７】
可動膜１０が形成されている筒状部７の内側には所定間隔をもって対面する上部仕切り１７の外周壁４８が形成され、この外周壁４８と筒状部７間に形成される環状溝４９に可動膜１０が臨むようになっている。可動膜１０は非変形時に図中の仮想線で示す状態であり、突起４１に対して僅かに接触するがこれを弾性変形させない程度の位置関係にある。
【００２８】
また、主液室２０の内圧上昇により可動膜１０が外方へ向かって弾性変形すると、まず突起４１へ接触し、その後さらに内圧が上昇すると、突起４１を弾性変形させて中央部から接触面４０へ接近する。突起４１が十分に弾性変形を受けた状態でもさらに大きな振動入力があれば、可動膜１０は可動膜ストッパ１５自体を弾性変形させながらさらに弾性変形するようになっている。
【００２９】
なお、突起４１の形状は種々変形でき、これらの変形例を図３〜７に示す。図３は突起４１を半球状状に形成し、これを同心円上に所定間隔で複数配列した例である。図４は全体として一つに連続するリング形状を想定できる複数のリング状突起４１にするとともに、所定間隔でスリット状の不連続部４２を形成した例である。図５はこのリング状突起４１を２つの同心円上に設けることにより２段に形成した例である。図６は図４の例に対して肉厚内に外周方向へ開口する肉抜きスリット５０を設けた例であり、図７はこの肉抜きスリット５０の内周側端部をストッパホール４３へ連通させた例である。
【００３０】
次に、本実施例の作用を説明する。まず、サスペンション振動のような比較的大きな入力に対しては、振動入力に伴う主液室２０の内圧上昇を、大気開放による自由な弾性変形を許容された可動膜１０が弾性変形して吸収する。このとき入力の大きさに応じて可動膜１０の弾性変形量が大きくなるが、これが当接する可動膜ストッパ１５側はまず突起４１が接触して弾性変形され、さらに大きな振動入力に対しては可動膜ストッパ１５自体の変形が生じるので、可動膜１０と当接する可動膜ストッパ１５側のボリュームが変化し、これによって可動膜１０の膜剛性を変化させかつ可動膜１０のバネ定数を非線形的に変化させる。その結果、小さな入力には低バネとなり、より大きな入力に対してはそれ相応の非線形的に上昇した高バネとなるから、バネ定数を非線形的かつ広範囲に変化させて内圧上昇を吸収し、より理想的な振動吸収が可能になる。
【００３１】
このとき、突起４１を設けることにより、可動膜１０と接触面４０の間に間隙を確保し、かつ不連続部４２を設けたので、多くの場合にストッパホール４３と不連続部４２を介して、可動膜１０と可動膜ストッパ１５との間に形成される間隙４４と制御室１３を連通させておくことができるから、間隙４４における空気だまりの発生を防ぎ、エンジンルームの高温化による間隙４４の容量変化を防止して可動膜１０の膜剛性が変化をすることを防止できる。
【００３２】
また、アイドリング時には、切換バルブ１４ａ及び１４ｂをそれぞれ負圧側に切り換えて作動室３２と制御室１３内を負圧にする。これにより、アイドルオリフィス通路２５を開いて主液室２０及び副液室２２と連通させると同時に、可動膜１０は可動膜ストッパ１５の接触面４０上へ当接固定されて膜剛性が大きくなるため、主液室２０内の液体をアイドルオリフィス通路２５中へより多量に流し込むことができるようになり、アイドルオリフィス通路２５中に液柱共振を効率的に発生させてエンジンマウントを低動バネ化する。
【００３３】
なお、図３〜５に示すように種々の突起４１を設けると、設定目標に応じたチューニングが可能になる。バネ定数は可動膜１０を受ける突起４１のボリュームに対応するため、これらの例では、
図３の半球状突起＜図４のリング状突起＜図３の半球状突起と図４ののリング状突起の複合構造＜図５の２段に形成したリング状突起構造、
の順にバネ定数が大きくなる。
【００３４】
また、図６のように肉抜きスリット５０を設けると可動膜ストッパ１５をさらに低動バネ化できる。このとき、図７のように肉抜きスリット５０をストッパホール４３と連通させれば、可動膜１０が接触面４０へ密着した場合でも間隙４４と制御室１３の連通を維持できる。
【００３５】
さらに本願発明は上記の実施例に限定されず種々に変形等が可能であり、例えば、突起４１を可動膜１０側へ一体に形成させることもできる。また、用途としてエンジンマウント以外の種々な防振装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例に係るエンジンマウントの全断面図
【図２】図１のＡ部拡大図
【図３】突起形状を示す図
【図４】突起の変形例を示す図
【図５】同上図
【図６】同上図
【図７】同上図
【符号の説明】
１：第１取付部材、２：第２取付部材、５：弾性本体部材、７：筒状部、９：円形穴、１０：可動膜、１３：制御室、１４：切換バルブ、１５：可動膜ストッパ、１６：仕切り部材、２０：主液室、２１：ダイアフラム、２２：副液室、２３：減衰オリフィス通路、２４：共通通路、２５：アイドルオリフィス通路、２６：オリフィスホール、２８：出口、３０：開閉部材、４０：接触面、４１：突起、４２：不連続部、４３：ストッパホール、４４：間隙

Claims (8)

1. 振動発生側又は振動受け側のいずれか一方側へ取付けられる第１取付部材と、他方側へ取付けられる第２取付部材と、これらの間に介在される弾性本体部材とを備え、弾性本体部材を壁の一部とする主液室と、この主液室と仕切り部材で仕切られ、可撓膜部材で覆われる副液室と、これら両液室をアイドリング時に連通する開閉式のアイドルオリフィス通路とを備えた液封防振装置において、
   前記弾性本体部材の一部は略円筒形の剛体壁に支持された筒状部をなし、この筒状部の一部を弾性変形自在の可動膜とし、
   この可動膜の主液室と反対側に制御室を設け、その内部を負圧状態と大気開放状態に切り換え自在とし、かつこの制御室内に前記可動膜の弾性変形を所定量で規制する可動膜ストッパを設け、
   この可動膜ストッパは全体を弾性部材で構成し、かつ可動膜との接触面と可動膜との間に可動膜ストッパ側から可動膜側へ突出する複数の突起を一体に突出形成するとともに、
   前記可動膜が弾性変形したとき、可動膜ストッパに当接してまず前記突起を弾性変形させ、さらに大きく弾性変形すると前記可動膜ストッパ自体を弾性変形させることを特徴とする液封防振装置。
2. 前記突起が、前記可動膜ストッパの可動膜接触面上へ配列された複数の半球状突起であることを特徴とする請求項１に記載した液封防振装置。
3. 前記突起が、前記可動膜ストッパの可動膜接触面上に形成されたリング状突起であり、その円周方向へ不連続部を部分的に形成したことを特徴とする請求項１に記載した液封防振装置。
4. 前記リング状突起が複数の同心円上に形成されること特徴とする請求項３に記載した液封防振装置。
5. 前記突起が、前記可動膜ストッパの可動膜接触面上へ一体かつ同心円状に配列された、複数の半球状突起とリング状突起とを双方同時に備えることを特徴とする請求項１に記載した液封防振装置。
6. 前記可動膜ストッパの肉厚内に肉抜きスリットを設けたことを特徴とする。請求項１〜５のいずれかに記載した液封防振装置。
7. 前記可動膜ストッパの接触面と、その反対側面間を貫通する通気孔を形成したことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載した液封防振装置。
8. 前記請求項６の肉抜きスリットを前記通気孔へ連通させたことを特徴とする請求項７に記載した液封防振装置。

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