JP4716615B2

JP4716615B2 - 液封防振装置

Info

Publication number: JP4716615B2
Application number: JP2001228704A
Authority: JP
Inventors: 和俊佐鳥; 徹坂本
Original assignee: Yamashita Rubber Co Ltd
Current assignee: Yamashita Rubber Co Ltd
Priority date: 2001-06-23
Filing date: 2001-06-23
Publication date: 2011-07-06
Anticipated expiration: 2021-06-23
Also published as: JP2003004088A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車のエンジンマウント等へ使用される液封防振装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
略円錐状をなすゴム等の弾性本体部材を壁の一部とする液室を仕切部材で主液室と副液室に区画し、両液室をオリフィス通路で連絡した液封防振装置は公知である。また、仕切部材を、略円板状をなすゴム等の弾性部材からなる弾性隔壁と、この表裏を所定間隔をもって対向配置された一対のストッパープレートで構成し、弾性隔壁を主液室の内圧変動に応じて弾性変形させることにより内圧変動を吸収させて小振幅振動に対して低動バネとし、一方、大振幅振動入力時には弾性隔壁の変形をストッパープレートへ当接することにより規制してオリフィス通路による振動減衰を生じさせる高減衰状態にすることも公知である。
【０００３】
【発明の解決しようとする課題】
上記公知例の弾性隔壁は一種のゴムバネとして機能する部材弾性隔壁であるめ所定のバネ定数を有し、一対のストッパープレート間において変形規制されずに弾性変形する状態ではバネ定数がほぼ一様である。しかし、小振幅振動入力に対してはバネ定数を小さくし、入力振動が大きくなるにつれて大きくなるような非線形の動バネ特性を可能にすることが望まれる。また、エンジンの始動や停止時に発生する大振動で弾性隔壁がストッパープレートへ衝突すると異音を発生することがあるので、このような異音の発生を抑制することも望まれる。本願発明はこれらの要請の実現を目的とする。
【０００４】
【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、振動源側へ取付けられる第１の取付部材と、車体側へ取付けられる第２の取付部材と、これらの間に設けられる略円錐状の弾性本体部とを備え、この弾性本体部を壁の一部とする液室を形成し、この液室内を仕切り部材で主液室と副液室に仕切り部材で区画し、これら主液室と副液室を連通するオリフィス通路を仕切部材に形成するとともに、この仕切部材を主液室の内圧変動に応じて弾性変形する略円板状の弾性隔壁と、これを上下から間隔を持って覆う一対のストッパープレートで構成した液封防振装置において、
前記弾性隔壁の径方向中間部にリング状厚肉部（４０）を備え、
このリング状厚肉部を挟んで径方向外方側と径方向内方側にそれぞれリング状厚肉部より薄肉で弾性変形可能な部分を設け、
この径方向外方側の弾性変形可能な部分の外周側に設けられた外周部を仕切部材に固定したことを特徴とする。
【０００５】
このとき、前記弾性隔壁の外周部を金属製の取付リングと一体化し、予めこの取付リングを縮径することにより弾性隔壁をたるませた状態で組立てるようにしてもよい。また、前記弾性隔壁は前記リング状厚肉部を挟んで径方向外方側がテーパー断面部、径方向内方側が凹曲面部をなし、前記テーパー断面部は表裏両面がリング状厚肉部から外周部へ向かって互いに接近する傾斜面をなし、前記凹曲面部は表裏両面が厚肉部から径方向中心側へ向かって次第に接近する凹曲面をなすようにもできる。
【０００６】
【発明の効果】
本願発明によれば、弾性隔壁の径方向中間部にリング状厚肉部を設け、このリング状厚肉部を挟んでその径方向内方側部分と外方側部分をそれぞれリング状厚肉部より薄肉で弾性変形可能な部分を設け、径方向外方側の弾性変形可能な部分の外周側に設けられた外周部を仕切部材に固定したので、径方向内方側部分と外方側部分で異なったバネ定数のゴムバネのようになるので、例えば、まず小さなバネ定数で径方向内方側部分が弾性変形し、続いてよりバネ定数の大きな径方向外方側部分が弾性変形するため非線形の動バネ特性を実現できる。但し、径方向内方側部分と外方側部分における各バネ定数の大小関係を逆にすることもできる。
【０００７】
このとき、仕切部材の組立時に取付リングを縮径して弾性隔壁を予めたるませると、小振幅振動入力に対してはまずたるみ部分がたるみのなくなるまで非弾性的変形で対応し、その後弾性隔壁自体の弾性変形により振動を吸収する。したがって小振幅振動入力に対して低動バネ化となりかつ非線形の動バネ特性を実現できる。
【０００８】
さらに、径方向外方側部分をテーパー断面部とし、径方向内方側部分を凹曲面部とすれば、テーパー断面部と凹曲面部のバネ性が明確に異なることになるので非線形の動バネ特性を顕著に実現でき、かつ大振幅振動入力に対しては、テーパー断面部及びリング状厚肉部部分の弾性変形を伴うため、最もバネ定数が大きくなって変位量が少なくなるので、ストッパープレートへ衝撃的に当接しにくくなり、異音の発生を低減できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて１実施例を説明する。図１は自動車のエンジンマウントとして構成された実施例の全断面図、図２は仕切部材の平面図、図３は仕切部材の要部拡大断面図（図２の３−３線相当断面）、図４は弾性隔壁の弾性変形を模式的に説明する図である。
【００１０】
図１において、このエンジンマウントは、振動源であるエンジン（図示省略）へ取付けられる第１の取付部材１と車体（図示省略）へ取付けられる第２の取付部材２と、これらの間を結合する略円錐形をなすゴム等の適宜弾性材料よりなる弾性本体部３を備え、この弾性本体部３の略ドーム状内壁４を壁の一部とする液室を形成し、この液室を仕切部材５により主液室６と副液室７に区画してある。
【００１１】
副液室７はダイヤフラム８により閉じられている。主液室６と副液室７は仕切部材５に設けられた減衰オリフィス通路１０により主液室６と副液室７を常時連通し、一般走行時の小振幅振動入力に対して液柱共振により振動を吸収して高減衰を実現するよう設定される。ダイヤフラム８の外周部には金属製の取付リング１２が一体化され、取付リング１２の上端部は取付部材２を構成する上側筒部１４と下側筒部材１６のカシメ時に狭持されて一緒に固定されている。
【００１２】
取付リング１２の内面側にはダイヤフラム８から連続する弾性材料で一体に覆うクッション壁１７が形成され、このクッション壁１７にフローテング支持された状態で仕切部材５が、上側筒部１４の段部１５と取付リング１２の下端部に設けられた内向きフランジ１３との間に挟持固定される。
【００１３】
仕切部材５は上側プレート２０と下側プレート２１との間に弾性隔壁２２を中央側に挟持するとともに、外周側に減衰オリフィス通路１０を形成したものであり、主液室６に封入された非圧縮性液体が入力振動によって流動すると、弾性隔壁２２を弾性変形させることにより低動バネにするとともに、環状オリフィス通路１０内を副液室７との間に流動して特定振動周波数で液柱共振を生じて高減衰を生じるようになっている。
【００１４】
次に、仕切部材５の詳細を図２及び３により説明する。図２は仕切部材５の平面図、すなわち図１の上方側から示した図であり、図３はその３−３線断面である。図３で明らかなように、仕切部材５は平面視円形であり、構成する各上側プレート２０、下側プレート２１及び弾性隔壁２２もそれぞれ平面視円板状をなす。
【００１５】
上側プレート２０は金属又は樹脂製であり、径方向の外周寄り位置に段部２３が設けられ、これより外周側が一段低くなったオリフィス天井部２４をなし、ここにオリフィス入り口２５が主液室６に向かって開口している。段部２３より径方向内方側は一段高くなった上部ストッパープレート２６をなし、この径方向中間部には液体流動用の開口２７が周方向へ等間隔で複数形成されている。
【００１６】
下側プレート２１は、段部２３と対応する位置に設けられた段部３３を挟んで径方向外方が上方へ向かて開放されたリング状の溝からなるオリフィスボトム３４をなし、その内側に断面略Ｕ字状の弾性溝３５が一体化され、この弾性溝３５とオリフィス天井部２４に挟まれた空間を環状オリフィス通路１０としている。
【００１７】
なお、環状オリフィス通路１０の出口は、図示しないがオリフィスボトム３４の一部に副液室７へ向って開放するよう開口されている。また、オリフィスボトム３４の外周壁３０はクッション壁１７（図１）の内側へ重なる部分として上方へ延び、その上端内側へオリフィス天井部２４の外周端が面一に嵌合するようになっている。
【００１８】
下側プレート２１の径方向内方側部分は、上部ストッパープレート２６に対応して下方へ凸の下部ストッパープレート３６をなし、その開口２７と略対応する位置に副液室７と連通する開口３７が形成されている。
【００１９】
弾性隔壁２２は、ゴム等の弾性に富む適宜弾性材料よりなり、径方向の外周部寄りにリング状厚肉部４０が形成され、これより外周側にテーパー断面部４１、外周部４２が形成されている。テーパー断面部４１はリング状厚肉部４０から外周へ向かって、表裏それぞれ側から互いに接近するように変化する傾斜面をなし、外周側へ向かって周長増加分に合わせて薄くすることにより、径方向各部における周方向断面積が一定になるようになっている。
【００２０】
外周部４２は上部ストッパープレート２６と下部ストッパープレート３６の内のり幅とほぼ一致する高さＨを有し、上部ストッパープレート２６と下部ストッパープレート３６により弾性隔壁２２全体が挟持固定されるための部分である。その外周部には金属製の取付リング４３が一体化されている。
【００２１】
リング状厚肉部４０は、外周部４２を除くと弾性隔壁２２のうち特大肉厚部であり、一定肉厚で全周へリング状に形成されている。リング状厚肉部４０より径方向内方側は、凹曲面部４４をなす。凹曲面部４４は表裏それぞれがなべ底のような浅底の凹曲面をなし、リング状厚肉部４０から弾性隔壁２２の径方向中心部へ向かって次第に接近するようになっている。したがって弾性隔壁２２の中心部が凹曲面部４４における最も薄肉部分になっている。
【００２２】
弾性隔壁２２は上部ストッパープレート２６と下部ストッパープレート３６の間において上下方向へ偏って配置されている。すなわち、凹曲面部４４を挟んで図の上方側（主液室６側）へ向かって変位する振動を＋振動、下方（副液室７側）へ向かって変位する振動を−振動とするとき、エンジンの振動入力に＋側と−側で大きな開きがある。
【００２３】
このため、弾性隔壁２２の各部表面と上部ストッパープレート２６及び下部ストッパープレート３６とのクリアアランスをＣ１及びＣ２とし、例えばリング状厚肉部４０のＡ点及び凹曲面部４４のＢ点におけるクリアランスをＣ１Ａ、Ｃ２Ａ、Ｃ１Ｂ及びＣ２Ｂとしたとき、仮にエンジンの振動入力比（すなわち−振動：同＋振動）が５：１であれば、これと同じ比、すなわち、Ｃ１Ａ：Ｃ２Ａ＝Ｃ１Ｂ：Ｃ２Ｂ＝５：１となるように設定する。したがって、外周部４２対するテーパー断面部４１の接続点４５も図の上方から５：１の点になるよう、＋振動側へ偏在している。
【００２４】
また、弾性隔壁２２は、当初の段階で上部ストッパープレート２６及び下部ストッパープレート３６内径Ｒよりも大きな半径Ｒ１（図４）で製造され、取付リング４３を縮径することにより上部ストッパープレート２６及び下部ストッパープレート３６と組立一体化されるようになっており、このとき、テーパー断面部４１及び凹曲面部４４はたるみを生じるようになっている。
【００２５】
次に、本実施例の作用を説明する。図４は、弾性隔壁２２の動作を模式的に示す図であり、まずＡは、取付リング４３を縮径しない製造当初の段階であり、その半径Ｒ１は縮径後の半径Ｒより大きくなっている。Ｂは取付リング４３を半径Ｒまで縮径した状態であり、テーパー断面部４１及び凹曲面部４４にたるみを与えている。
【００２６】
Ｃは小振幅振動入力時であり、比較的小さな振動は、テーパー断面部４１及び凹曲面部４４の初期たるみで吸収し、それぞれほとんどばね弾性を発揮した弾性変形を生じない（すなわち非弾性変形する）ので、主液室５の内圧変動を吸収し、低動バネとなる。
【００２７】
より振動が大きくなると弾性隔壁２２が弾性隔壁として弾性変形することにより内圧を吸収する。このとき殆ど弾性変形に寄与しないリング状厚肉部４０の存在により、テーパー断面部４１と凹曲面部４４側のバネ定数が異なり、Ｃに示すように、主として凹曲面部４４の弾性変形によりこれを吸収する。凹曲面部４４は薄肉であって、バネ定数が小さいので、バネ定数の大きなテーパー断面部４１より先にもしくはより大きく弾性変形することになる。
【００２８】
やがてＤに示すように、凹曲面部４４の弾性変形限界許容水準、すなわち、上部ストッパープレート２６とのクリアランスＣ１に近くなると、よりバネ定数の大きなテーパー断面部４１における弾性変形が始まるかより顕著になる。
【００２９】
その後、テーパー断面部４１がさらに弾性変形すると、Ｅに示すように、テーパー断面部４１が外周部４２へ接近することにより一層バネ定数が高くなる。このため、弾性隔壁２２の弾性変形による主液室６の内圧変動吸収は小さくなり、代りに減衰オリフィス通路１０に流入する液体流量が大きくなるので、減衰オリフィス通路１０による高減衰を生じることになる。
【００３０】
このとき、Ｅ段階では弾性隔壁２２のバネ定数は全体として大きなものになるため、上部ストッパープレート２６へ衝撃的に当接することが少くなり異音の発生を低減できる。また、テーパー断面部４１が外周部４２へ当接しても、外周部４２自体も弾性部材であるから異音が発生しにくい。しかも、クリアランスをエンジンの＋−振動比に合せて設定してあるので、振動の実情に合せて＋−いずれの振動に対しても異音の発生が抑制される。
【００３１】
なお、これまでの説明は、フロントマウントの−振動について説明したが、＋振動についても同様であり、変位値が小さくなるだけの相異である。また、リヤマウントの場合は、＋−振動の挙動が逆転するので、図３の位置関係を上下逆転したものに相当する配置に変更すればよい。
【００３２】
さらに、エンジンによって、前述したクリアランス比は自由に設定可能である。また、図４のＣＤＥとバネ定数が階段状の変化すなわち非線形の動バネ特性を示し、小振幅振動入力に対して低動バネとし、かつ振動の増大に伴ってバネ定数を非線形の動バネ特性に変化させることにより乗心地を向上できる。しかも、リング状厚肉部４０の位置を径方向内外へずらすことによっても、非線形の動バネ特性を自由に設定できる。なお、本願発明はエンジンマウント以外の様々な防振動装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例のエンジンマウント全断面図
【図２】仕切部材の平面図
【図３】図２の３−３線断面図
【図４】弾性隔壁の作用を説明する模式図
【符号の説明】
５：仕切部材、６：主液室、７：副液室、１０：環状オリフィス通路、２０：上側プレート、２１：下側プレート、２２：弾性隔壁、２６：上部ストッパープレート、３６：下部ストッパープレート、４０：リング状厚肉部、４１：テーパー断面部、４３：取付リング、４４：凹曲面部

Claims

振動源側へ取付けられる第１の取付部材と、車体側へ取付けられる第２の取付部材と、これらの間に設けられる略円錐状の弾性本体部とを備え、この弾性本体部を壁の一部とする液室を形成し、この液室内を主液室と副液室に仕切り部材で区画し、これら主液室と副液室を連通するオリフィス通路を仕切部材に形成するとともに、この仕切部材を主液室の内圧変動に応じて弾性変形する略円板状の弾性隔壁と、これを上下から間隔を持って覆う一対のストッパープレートで構成した液封防振装置において、
前記弾性隔壁（２２）の径方向中間部にリング状厚肉部（４０）を備え、
このリング状厚肉部（４０）を挟んで径方向外方側と径方向内方側にそれぞれリング状厚肉部（４０）より薄肉で弾性変形可能な部分（４１）及び（４４）を設け、
この径方向外方側の弾性変形可能な部分（４１）の外周側に設けられた外周部（４２）を仕切部材（５）に固定したことを特徴とする液封防振装置。
前記弾性隔壁（２２）は、外周部（４２）を金属製の取付リング（４３）と一体化され、予め前記取付リング（４３）を縮径することにより弾性隔壁（２２）をたるませた状態で組立てたもの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。
前記弾性隔壁（２２）は前記径方向外方側の弾性変形可能な部分がテーパー断面部（４１）、前記径方向内方側の弾性変形可能な部分が凹曲面部（４４）をなし、前記テーパー断面部（４１）は表裏両面がリング状厚肉部（４０）から外周部へ向かって互いに接近する傾斜面をなし、前記凹曲面部（４４）は表裏両面がリング状厚肉部（４０）から径方向中心側へ向かって次第に接近する凹曲面をなすことを特徴とする請求項１に記載した液封防振装置。