JP4646747B2 - 液体封入式防振装置 - Google Patents

Description

本発明は、主として自動車のエンジン等の振動発生体を支持する液体封入式防振装置に関し、特に液室の容積変化を吸収するためのダイヤフラムの構造の技術分野に属する。

従来より、この種の液体封入式防振装置として、例えば特許文献１に開示されるように、車体フレーム等の振動受側（支持体側）に連結される第１取付部材と、エンジン等の振動源側（被支持体側）に連結される第２取付部材とを、両者間に液室が区画形成されるように弾性部材によって連結し、この弾性部材の弾性変形により前記振動源側からの振動を吸収するようにしたものが知られている。

そして、このような液体封入式防振装置では、一般的に、液室の容積変化に伴って変形する弾性変形部を備えたダイヤフラムが設けられている。このダイヤフラムの弾性変形部は、例えば球面状に形成されていて、液室の容積が小さいときには、中央部分が液室内方に凸となる一方、該液室の容積が大きくなると反転して、液室外方に凸となるように構成され、これにより、液室容積の変化を吸収することができる。
特開昭５８−５５４９号公報

ところが、上述のように液室の容積が大きく変化して、ダイヤフラムの弾性変形部が大きく変形するときには、該弾性変形部がオリフィス盤やカバー部材等の他の構成部材に接触して異音を発生することがあり、また、弾性変形部の反転の際にも異音が発生するおそれがある。

一方で、近年、車両等に配設される液体封入式防振装置に対して小型化の要求が高まっており、ダイヤフラムの弾性変形部の変形による液室の容積変化の吸収性能を悪化させることなく装置の小型化を図ろうとすると、装置の小型化に伴いダイヤフラムの弾性変形部が小さくなる分、該弾性変形部の変形量を大きくする必要がある。しかしながら、ダイヤフラムの弾性変形部をただ単に大きく変形させるだけでは、変形の際に該弾性変形部が他の構成部材に接触しやすくなったり、勢いよく反転したりすることになり、さらに大きな音が発生する可能性がある。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、液体封入式防振装置において、液室の容積変化を吸収するためのダイヤフラムの構成に工夫を凝らし、装置の小型化と異音の抑制との両立を図ることのできる防振装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明に係る液体封入式防振装置では、ダイヤフラムの弾性変形部を有底の筒状に形成して、その側壁部及び底部をそれぞれ蛇腹状に形成した。

具体的には、請求項１の発明では、支持体側及び被支持体側にそれぞれ連結される２つの取付部材と、該両取付部材を弾性連結し、弾性変形により該両取付部材を相対変位させる弾性部材と、少なくとも該弾性部材の内部に液室を形成するダイヤフラムと、を備えた液体封入式防振装置を対象とする。

そして、前記ダイヤフラムには、液室の容積変化を吸収するための有底筒状の弾性変形部が一体形成されていて、前記弾性変形部は、その側壁部及び底部が蛇腹状とされ、且つ、底部に向かうほど細くなる先細り形状とされているものとする。

この構成によれば、液室の容積変化を吸収するダイヤフラムの弾性変形部を筒状とし、その側壁部及び底部を蛇腹状に形成することで、該弾性変形部を全体的に容易に変形させることができるため、液室内の容積変化を効率良く吸収することができる。

また、上述の如く有底円筒状の弾性変形部の底部を蛇腹状にすることで、従来のように底部全体を一気に反転させるのではなく、液室の容積変化に応じて底部を部分的に徐々に反転させることができるとともに、その一部が反転した際の衝撃を蛇腹状の側壁部の変形によって効果的に吸収することができるため、反転時に生じる音を確実に低減することができる。

さらに、前記ダイヤフラムの弾性変形部は、底部に向かうほど細くなる先細り形状とされていることから、液室の容積変化に伴い蛇腹状の側壁部が縮んだときに互いに重なり合って接触する部分が少なくなるため、接触によって生じる音を低減することができる。

ただし、そのように弾性変形部を先細り形状にすると、先細り形状にした分、弾性変形部内の容積が減少するため、その変形によって吸収される液室の容積変化量が減少する。そのため、前記弾性変形部の蛇腹状の側壁部において、相対的に外周側に位置する環状の凸部のうち最も底部側の凸部を、該凸部に隣接する環状の凸部よりも外方に大きく突出させるようにしてもよい（請求項２の発明）。

こうすることで、弾性変形部を先細り形状にして容積が減少した分を、最も底部側の凸部によって補うことができるため、ダイヤフラムの容積変化の吸収性能を悪化させることがない。

また、前記弾性変形部は、蛇腹状の側壁部において相対的に内周側に位置する環状の凹部の肉厚が、環状の凸部の肉厚よりも大きく形成されていてもよい（請求項３の発明）。こうすれば、液室の容積変化に伴い蛇腹状の側壁部が縮んだ場合でも、該側壁部の凹部の剛性が比較的高く、該側壁部は凸部同士が接触するような大きな変形を生じにくくなるため、該凸部同士の接触によって生じる音を低減することができる。

さらに、以上の構成において、前記弾性変形部の蛇腹状の側壁部には、該側壁部が縮んだ状態で相対する部分のうち少なくとも一方に突起が形成されていて、前記弾性変形部の蛇腹状の底部には、相対的に該弾性変形部の内方に位置する凹部の内外面にそれぞれ突起が形成されているのが好ましい（請求項４の発明）。このように弾性変形部の側壁部に複数の突起を形成することで、液室の容積変化に伴い蛇腹状の側壁部が縮んだ場合、重なり合う部分は突起を介して接触することになり、接触面積が減少するため、接触によって生じる音を低減することができる。また、前記弾性変形部の底部にも突起を形成することで、該底部が液室の容積変化に応じて変形若しくは反転し、他の構成部材と接触した場合でも、該底部は他の構成部材に対して突起を介して接触し、その接触面積は減少することになるため、接触によって生じる音を低減することができる。

以上より、本発明に係る液体封入式防振装置によれば、ダイヤフラムに一体形成された有底筒状の弾性変形部の側壁部及び底部をそれぞれ蛇腹状に形成したことで、液室の容積変化に伴って弾性変形部全体が容易に変形するようになるため、装置の小型化に伴いダイヤフラムを小型化しても、液室の容積変化を効率良く吸収することができる。しかも、側壁部及び底部を蛇腹状にすることで、該底部の反転によって生じる音を低減することができる。

特に、前記弾性変形部を、底部に向かうほど細くなるような先細り形状にしたり、蛇腹状の側壁部の凹部の肉厚を凸部の肉厚よりも大きくしたり、側壁部及び底部のそれぞれの凸部の内外面に突起を形成したりすることによって、蛇腹状の側壁部の凸部同士の接触や底部の反転によって発生する異音をより確実に低減することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意味するものではない。また、説明の便宜のため実施形態と類似の構成を有する参考例について先に説明する。

（参考例１）
図１に示すように、本参考例１に係る防振マウント装置１（液体封入式防振装置）は、例えばエンジン等からなるパワープラント（被支持体側）と車体（支持体側）との間に配設されるもので、前記防振マウント装置１のケース２内には、車体側に下端で連結される連結金具１２（取付部材）を備えたマウント本体部１０が収納されている。なお、前記防振マウント装置１は、ケース２に一体形成された連結部（取付部材、図示省略）によってパワープラント側に連結されている。

具体的には、図１に示すように、前記マウント本体部１０は、ケース２にかしめられて連結される金属製の円筒部材１１と前記連結金具１２とがゴム弾性体１３（弾性部材）によって連結されたものである。前記円筒部材１１は、上下方向に延びるように配置された円筒状の本体部１１ａと、その上側が径方向外方に折り曲げられて延びるフランジ部１１ｂとを有している。

前記連結金具１２は、その上部が上すぼまりの略円錐形状で下部が略円柱状に形成されたもので、その上部と下部との間には、図１に示すように、略全周に亘って径方向外方に膨出する膨出部１２ａが形成されている。

ここで、前記連結金具１２に形成された膨出部１２ａには、該膨出部１２ａを覆うようにストッパゴム２１が前記ゴム弾性体１３と連繋して設けられている。このストッパゴム２１は、前記膨出部１２ａの外周面側及び下面側の厚みが上面側に比べて厚くなるように形成されていて、パワープラント側に連結されたケース２が水平方向及び上方向にそれぞれ大きく変位した場合に、これらのゴムが該ケース２の内周面や底部に当接することで該ケース２の変位を規制するようになっている。

なお、前記図１は、マウント本体部１０に荷重が作用していない状態を示しており、この状態では該マウント本体部１０のストッパゴム２１とケース２の底部とが近接しているが、防振マウント装置１が車体に取り付けられて、マウント本体部１０にパワープラントの静荷重が加わる１Ｇ状態では、図示しないが、ゴム弾性体１３が撓んでケース２が下方に変位するので、その底部と前記ストッパゴム２１との間には所定の間隔が形成されることになる。

前記連結金具１２の上端部は、前記円筒部材１１の下方で且つ下端開口部の略中心に位置するように略同軸に配置されていて、上すぼまりの側面部にはゴム弾性体１３が設けられている。一方、前記連結金具１２の下部は、ケース２の底部に形成された該連結金具１２の下部よりも径の大きい穴部２ｂを挿通していて、該連結金具１２の下端面は、車体側に連結される接続部材の上面にボルトによって接合されている（図示省略）。

前記ゴム弾性体１３は、その下部内周側にすり鉢状の凹部が形成されていて、この凹部の周面が前記連結金具１２のテーパ状側面部に被着されている。また、前記ゴム弾性体１３は連結金具１２の全周から外方に向かって放射状に拡がり、且つ斜め上方向に延びるように略円錐台状に形成されていて、その上側部分は上方に向かって開口している。

そして、前記ゴム弾性体１３の上側部分には、前記円筒部材１１の本体部１１ａが埋設されている一方、該円筒部材１１のフランジ部１１ｂは、前記ゴム弾性体１３の全周に亘って径方向外方に突出しており、前記マウント本体部１０を下方から覆うように配設される有底円筒状のケース１の開口端部に設けられたフランジ部２ａにかしめられている。

前記マウント本体部１０の上部には、前記ゴム弾性体１３の上側部分の開口部を覆うように樹脂製のオリフィス盤３１が配設されるとともに、その上方を覆うようにダイヤフラム４０が配設されていて、前記ゴム弾性体１３とダイヤフラム４０とによって緩衝液の封入される液室３３が構成されている。

前記ダイヤフラム４０の外周部には、略ハット状に形成され、その中央部分に貫通孔の設けられた環状金具３７（ケース部材）の内周部が連結されている。詳しくは、この環状金具３７は、図２にも示すように、前記貫通孔の形成された天板部３７ａと、該天板部３７ａの外周端から下方に湾曲して延びる筒状の側壁部３７ｂと、該側壁部３７ｂの下端から周方向外方に向かって延びる鍔部３７ｃとからなる。そして、前記天板部３７ｃの内周部がダイヤフラム４０に埋設されているとともに、前記鍔部３７ｃの外周端部が、ケース２のフランジ部２ａにマウント本体部１０の円筒部材１１のフランジ部１１ｂとともにかしめられている。

また、前記環状金具３７によってマウント本体部１０の上方に形成される空間内には、前記オリフィス盤３１がその外周側で前記金具３７とゴム弾性体１３の開口端部との間に挟まれるように配設されていて、これにより、前記液室３３は、ゴム弾性体１３側の受圧室３３ａとダイヤフラム４０側の平衡室３３ｂとに区画されている。

前記オリフィス盤３１によって区画される前記両液室３３ａ，３３ｂは、該オリフィス盤３１の周縁に螺旋状に形成されたオリフィス通路３４によって連通している。そして、それら受圧室３３ａ及び平衡室３３ｂの緩衝液がオリフィス通路３４を介して相互に流通することによって、ゴム弾性体１３から受圧室３３ａに作用する低周波の振動が減衰されるようになっている。このとき、前記ダイヤフラム４０は、緩衝液の流通に伴う平衡室３３ｂの容積変化を吸収するように変形を生じる。詳しくは後述するが、前記ダイヤフラム４０は、平衡室３３ｂの容積が大きくなったときには外方に向かって膨張する一方、該平衡室３３ｂの容積が小さくなったときには縮んで小さくなる弾性変形部４１を有している。

前記オリフィス盤３１は、螺旋状のオリフィス通路３４を形成する本体部３１ａと、該本体部３１ａの上面に接触するように配設された円盤状の蓋部３１ｂとからなる。この本体部３１ａの下面及び前記蓋部３１ｂには複数の貫通孔が形成されているとともに、該本体部３１ａの上面側中央部分には可動板用凹部３１ｃが形成されており、その可動板用凹部３１ｃに高周波振動吸収用の可動板３５が嵌入され、前記蓋部３１ｂによって脱落防止が図られている。

ここで、前記ダイヤフラム４０は、図１に示すように、その上方を略ハット状のカバー部材３６によって覆われていて、該ダイヤフラム４０が損傷を受けたり該ダイヤフラム４０に水や埃等の異物が付着したりするのを防止するとともに、該ダイヤフラム４０とカバー部材３６との間で且つ防振マウント装置１の軸心付近に、該ダイヤフラム４０の変形を吸収するための空間部が形成されるようになっている。

以下で、本発明の特徴部分である前記ダイヤフラム４０の構成について図２に基づいて詳しく説明する。なお、この図２では、ダイヤフラム４０の開口部が上方に向かって開口するように示されている。

前記ダイヤフラム４０は、その中央付近に、液室に向かって開口するような有底円筒状の弾性変形部４１が一体形成されたもので、該弾性変形部４１の側壁部４２及び底部４３は蛇腹状に形成されている。具体的には、前記弾性変形部４１は、側壁部４２が筒軸方向に容易に変形するように、該側壁部４２には、外方に向かって凸となる環状の凸部４２ａと、内方に向かって凸となる環状の凹部４２ｂとが筒軸方向に交互に並ぶように形成されている一方、円形状の底部４３には、弾性変形部４１内方に凸となる環状の凹部４３ｂと、外方に凸となる環状の凸部４３ａとが同心円状に交互に並ぶように形成されていて、中央部分には、弾性変形部４１内方に凸となる球面状の凹部４３ｃが形成されている。

これにより、上述のように、防振マウント装置１に入力される振動によって液室３３の容積が変化すると、その容積変化に伴い前記ダイヤフラム４０の蛇腹状の弾性変形部４１全体は筒軸方向に容易に変形することができ、液室３３の容積変化を効率良く吸収することができる。ここで、上述のように底部４３も蛇腹状に形成することで、液室３３の容積変化に応じて前記弾性変形部４１全体が変形を生じる場合、容積変化が小さいときには、前記底部４３の中央付近の凹部４３ｃのみが反転を生じて、容積変化が大きくなると、底部４３のそれ以外の部分も徐々に反転することになる。すなわち、液室３３の容積変化に伴い該弾性変形部４１全体が変形を生じやすくなるとともに、底部全体が一気に反転を生じていた従来構造とは異なり、容積変化に応じて底部４３が部分的に且つ徐々に反転を生じるため、反転時に生じる音を低減することができる。

また、上述のように、前記弾性変形部４１の側壁部４２を蛇腹状に形成することで、前記底部４３の一部が反転を生じた場合でも、その際の衝撃を前記蛇腹状の側壁部４２によって吸収することができ、より確実に反転時の音を低減することができる。

以上の構成により、ダイヤフラム４０に液室３３内方に向かって開口するような有底円筒状の弾性変形部４１を設け、その側壁部４２及び底部４３を蛇腹状に形成することで、液室３３の容積変化に応じて該弾性変形部４１全体を容易に変形させることができる。すなわち、ダイヤフラム４０を小型化しても、上述のような構成の弾性変形部４１を設けることで、該弾性変形部４１の変形によって液室３３の容積変化を効率良く吸収することができるため、装置全体の小型化を図ることができる。

また、有底円筒状の弾性変形部４１の底部４３を蛇腹状にすることで、液室３３の容積変化が小さいときに底部４３の反転する部分が小さくなって、反転時に生じる音を低減することができるとともに、該弾性変形部４１の側壁部４２も蛇腹状にすることで、前記底部４３の一部が反転した際の衝撃を十分に吸収することができ、反転時に生じる音をさらに効果的に低減することができる。

（実施形態１）
この実施形態１は、図３に示すように、ダイヤフラム５０の弾性変形部５１をその底部５３側に向かうほど細くなるような先細り形状にしたものであり、参考例１とはこの点が異なるだけなので、参考例１と異なる部分についてのみ以下で詳しく説明する。ここで、前記ダイヤフラム５０に埋設されている環状金具の形状も上述の参考例１の環状金具３７の形状と異なっている（図２、３参照）が、これは、ケース２に対する環状金具の固定方法が異なっているためであり、本発明の特徴である弾性変形部の形状とは関係ないため、詳細な説明については省略する。後述する参考例２、３についても同様である。

前記ダイヤフラム５０は、液室３３の一部を囲むように一体形成された有底円筒状の弾性変形部５１が、その底部５３に向かうほど細くなるような先細り形状に形成されている。すなわち、蛇腹状に形成された弾性変形部５１の側壁部５２において、相対的に外方に向かって突出する環状の凸部５２ａの外径は、底部５３側に向かうほど小さくなるように形成されている。

これにより、液室３３の容積変化によって前記ダイヤフラム５０の側壁部５１が縮んだ場合でも、該側壁部５１の凸部５２ａ同士及び凹部５２ｂ同士が重なり合う部分は比較的小さくなるため、接触によって生じる音を低減することができる。

なお、上述のように、弾性変形部５１を底部５３に向かうほど細くなるような先細り形状にすると、その分、該弾性変形部５１の容積が減少して、変形によって吸収可能な液室３３の容積変化量が少なくなるため、図４に示すように、前記弾性変形部６１の側壁部６２の凸部のうち、最も底部６３側の凸部６２ａを、隣接する凸部６２ｂよりも外径を大きくし、より大きく外方に突出させるようにするのが好ましい。こうすれば、凸部６２ａの外径を大きくした分だけ弾性変形部６１の変形によって吸収できる液室３３の容積変化量が多くなるので、従来の防振性能を確保しつつ、ダイヤフラムの変形によって生じる異音を低減することが可能になる。

（参考例２）
この参考例２は、図５に示すように、ダイヤフラム７０の弾性変形部７１の側壁部７２の凹部７２ｂを凸部７２ａよりも肉厚に形成したものであり、参考例１とはこの点が異なるだけなので、参考例１と異なる部分についてのみ以下で詳しく説明する。

具体的には、前記ダイヤフラム７０は、蛇腹状に形成された弾性変形部７１の側壁部７２において、凹部７２ｂの肉厚が凸部７２ａの肉厚よりも大きくなるように形成されている。これにより、液室３３の容積変化に伴って前記弾性変形部７１の蛇腹状の側壁部７２が縮んだ場合でも、該側壁部７２の凹部７２ｂの剛性が高いため、凸部７２ａ，７２ａ同士が接触しにくくなる。そうすると、該側壁部７２の凸部７２ａ，７２ａ同士の接触による音が発生しにくくなり、前記弾性変形部７１の変形によって生じる異音を低減することができる。

（参考例３）
この参考例３は、図６に示すように、蛇腹状に形成されたダイヤフラム８０の弾性変形部８１において、その側壁部８２の凸部８２ａ及び底部８３の凹部８３ｂに、それぞれ、半球状の突起８４，８４，…を複数設けたものであり、参考例１とはこの点が異なるだけなので、参考例１と異なる部分についてのみ以下で詳しく説明する。

具体的には、前記ダイヤフラム８０は、蛇腹状に形成された弾性変形部８１の側壁部８２の凸部８２ａにおいて、該側壁部８２が縮んだ時に互いに接触するような位置で且つその内外面に半球状の突起８４，８４，…が設けられている一方、底部８３の凹部８３ｂにおいても、変形時にオリフィス盤３１やカバー部材３６等の他の構成部品に接触するような位置で且つその内外面に半球状の突起８４，８４，…が複数、形成されている。

このように、前記弾性変形部８１の側壁部８２に突起８４，８４，…を設けることで、液室３３の容積変化に伴い該弾性変形部８１の側壁部８２が圧縮変形を生じた場合でも、該側壁部８２の凸部８２ａ，８２ａ同士が直接、接触することはなく、該凸部８２ａに形成された突起８４，８４，…同士が接触することになるため、接触面積を小さくすることができ、接触音を低減することができる。

また、上述のように、前記弾性変形部８１の底部８３に突起８４，８４，…を形成することで、液室３３の容積変化に伴い該弾性変形部８１が大きく変形して他の構成部品に接触した場合でも、該底部８３の突起８４，８４，…が接触することから、接触音を低減することができる。

なお、本参考例では、図６に示すように、前記半球状の突起８４，８４，…が凸部８２ａの内外面で球状になるように設けられているが、この限りではなく、該突起８４，８４，…は、内外面の対応する位置に設けなくてもよい。また、この参考例では、前記側壁部８２が縮んだ際に接触するような対向位置の両方に突起８４，８４，…を設けるようにしているが、この限りではなく、いずれか一方にのみ該突起８４，８４，…を設けるようにしてもよいし、突起８４，８４，…を凸部８２ａではなく、凹部８２ｂに設けるようにしてもよい。

（その他の実施形態）
本発明の構成は、前記実施形態１に限定されるものではなく、それ以外の種々の構成を包含するものである。すなわち、前記実施形態１では、ダイヤフラム４０，５０，６０，７０，８０は、上方に向かって開口するように形成されたゴム弾性体１３の上方を覆うように配設されているが、この限りではなく、防振マウント装置１全体が上下逆で、ゴム弾性体１３が下方に向かって開口するように位置付けられるとともに、ダイヤフラム４０，５０，６０，７０，８０が該ゴム弾性体１３の下方を塞ぐように配設されていてもよい。

参考例１に係る防振マウント装置の断面図である。 ダイヤフラムの（ａ）斜視図、（ｂ）II−II線断面図である。 実施形態１に係るダイヤフラムの（ａ）斜視図、（ｂ）III−III線断面図である。 ダイヤフラムの弾性変形部において側壁部の一部を大きくした場合の（ａ）斜視図、（ｂ）IV−IV線断面図である。 参考例２に係るダイヤフラムの図３（ｂ）相当図である。 参考例３に係るダイヤフラムの図３（ｂ）相当図である。

１ 防振マウント装置（液体封入式防振装置）
２ ケース
１０ マウント本体部
１２ 連結金具（取付部材）
１３ ゴム弾性体（弾性部材）
３３ 液室
４０、５０、６０、７０、８０ ダイヤフラム
４１、５１、６１、７１、８１ 弾性変形部
４２、５２、６２、７２、８２ 側壁部
４２ａ、５２ａ、６２ａ、６２ｂ、７２ａ、８２ａ 側壁部の凸部
４２ｂ、５２ｂ、７２ｂ 側壁部の凹部
４３、５３、６３、８３ 底部
４３ｂ、４３ｃ、８３ｂ 底部の凹部
８４ 突起

Claims (4)

1. 支持体側及び被支持体側にそれぞれ連結される２つの取付部材と、該両取付部材を弾性連結し、弾性変形により該両取付部材を相対変位させる弾性部材と、少なくとも該弾性部材の内部に液室を形成するダイヤフラムと、を備えた液体封入式防振装置であって、
   前記ダイヤフラムには、液室の容積変化を吸収するための有底筒状の弾性変形部が一体形成されていて、
   前記弾性変形部は、その側壁部及び底部が蛇腹状とされ、且つ、底部に向かうほど細くなる先細り形状とされていることを特徴とする液体封入式防振装置。
2. 請求項１において、
   弾性変形部の蛇腹状の側壁部において、相対的に外周側に位置する環状の凸部のうち最も底部側の凸部が、該凸部に隣接する環状の凸部よりも外方に大きく突出していることを特徴とする液体封入式防振装置。
3. 請求項１又は２において、
   弾性変形部は、蛇腹状の側壁部において相対的に内周側に位置する環状の凹部の肉厚が、環状の凸部の肉厚よりも大きく形成されていることを特徴とする液体封入式防振装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一つにおいて、
   弾性変形部の蛇腹状の側壁部には、該側壁部が縮んだ状態で相対する部分のうち少なくとも一方に突起が形成されていて、
   前記弾性変形部の蛇腹状の底部には、相対的に該弾性変形部の内方に位置する凹部の内外面にそれぞれ突起が形成されていることを特徴とする液体封入式防振装置。

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