以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
先ず、図1に、本発明における流体封入式防振装置の一実施形態としての自動車用エンジンマウント10を示す。エンジンマウント10は、第一の取付部材としての第一の取付金具12と第二の取付部材としての第二の取付金具14が本体ゴム弾性体16で弾性的に連結された構造とされており、第一の取付金具12がパワーユニット側に取り付けられる一方、第二の取付金具14が車両ボデー側に取り付けられることによって、パワーユニットがボデーに対して防振支持されるようになっている。
なお、図1では、エンジンマウント10の自動車への非装着状態が示されているが、本実施形態では、装着状態において、パワーユニットの分担支持荷重がマウント軸方向(図1中、上下)に入力される。従って、マウント装着状態下では、防振すべき主たる振動は、略マウント軸方向に入力されて、本体ゴム弾性体16の弾性変形に基づき第一の取付金具12と第二の取付金具14が軸方向で互いに接近する方向に変位せしめられることとなる。なお、以下の説明中において、特に断りのない限り、上下方向とは、図1中の上下方向をいうものとする。
より詳細には、第一の取付金具12は、略円形のブロック形状を有しており、その軸方向上端部には、径方向外方に広がる円板状部18が一体形成されている。更に、第一の取付金具12の中心軸上には、上方に開口するボルト孔20が形成されており、ボルト孔20に螺着される図示しない固定ボルトによって、第一の取付金具12が図示しない自動車のパワーユニットに固定されるようになっている。
一方、第二の取付金具14は、大径の略段付き円筒形状を有しており、軸方向中間部分に形成された段差部22を挟んで、上方が大径筒部24とされている一方、下方が大径筒部24よりも径寸法が小さな小径筒部26とされている。そして、これら大径筒部24と小径筒部26によって第二の取付金具14の筒状部が構成されている。また、第一の取付金具12が第二の取付金具14における筒状部の一方(図1中、上方)の開口部側に離隔配置されて、両金具12,14の中心軸が略同一線上に位置せしめられていると共に、第一の取付金具12と第二の取付金具14の間に、本体ゴム弾性体16が配設されている。
本体ゴム弾性体16は、大径の略円錐台形状を有しており、その小径側端面が、第一の取付金具12の外周面に加硫接着されている。また、本体ゴム弾性体16の大径側端部外周面が、第二の取付金具14の大径筒部24および段差部22の内周面に加硫接着されている。これにより、本体ゴム弾性体16は、第一の取付金具12と第二の取付金具14を備えた一体加硫成形品として形成されている。そして、第一の取付金具12と第二の取付金具14が、本体ゴム弾性体16によって相互に弾性的に連結されていると共に、第二の取付金具14の大径筒部24側における一方(図1中、上方)の開口部が本体ゴム弾性体16で流体密に閉塞されている。また、本体ゴム弾性体16の大径側端面には、下方に開口する略すり鉢形状の大径凹所30が形成されている。更に、第二の取付金具14の小径筒部26の内周面には、本体ゴム弾性体16と一体形成された薄肉のシールゴム層32が、略一定の厚さ寸法で、全体に亘って被着形成されている。なお、シールゴム層32の上端部分には、径方向内方に僅かに突出する位置決め段差部33が形成されている。
そして、第一及び第二の取付金具12,14を備えた本体ゴム弾性体16の一体加硫成形品には、第二の取付金具14の他方(図1中、下方)の開口部側から仕切部材34が組み付けられている。仕切部材34は、複数の部材を組み合わせてなる分割構造体とされており、上側仕切部材36や下側仕切部材38を含んで構成されている。
上側仕切部材36は、全体として下方に開口する略カップ形状を有しており、全体の外径寸法が、第二の取付金具14の小径筒部26の内径寸法よりも小さくされている。なお、上側仕切部材36は、本実施形態においては、硬質の合成樹脂材料等を用いて形成されている。かかる上側仕切部材36には、凹所としての下面中央に開口する大径の中央凹所40が形成されており、中央凹所40の周壁部の内周面には、軸方向(深さ方向)の中間部分に位置して、軸直角方向外方に広がる円環形状の段差部42が形成されている。これにより、中央凹所40は、段差部42を挟んだ上底部側(図1中、上側)の内径寸法が、段差部42を挟んだ開口部側(図1中、下側)の内径寸法よりも小さくされている。
また、上側仕切部材36の周壁部には、外周面に開口して周方向に所定の長さ(例えば、本実施形態では一周弱)で延びる、周溝44が形成されている。周溝44は、一方の端部が上側仕切部材36の上端部に形成された切欠き状の連通窓46を通じて上方に開口せしめられていると共に、他方の端部が、上側仕切部材36の下端部に貫設された連通孔48を通じて下方に開口せしめられている。
さらに、上側仕切部材36の周壁の周上の一箇所には、周壁の上端面に開口して上側仕切部材36の径方向に延びる溝状の連通溝50が形成されている。連通溝50は、周壁の上方に開口せしめられていると共に、上側仕切部材36の径方向内方の端部が、中央凹所40の内周面の上端部分に開口せしめられている。
また、上側仕切部材36の上壁部の上面には、上方に開口する浅底の上凹所52が形成されている。上凹所52の内径寸法は、中央凹所40における段差部42よりも上底部側(図1中、上側)の内径寸法に比して僅かに小さくされており、上凹所52の周壁部は、上方に向かって突出する円環形状の環状突部54とされている。
そして、上凹所52の上方から、蓋部材56が重ね合わされている。蓋部材56は、上側仕切部材36の外径寸法と略等しい外径寸法をもって一方に開口する略カップ形状とされており、合成樹脂材料等の硬質材で形成されている。蓋部材56は、上側仕切部材36の上面に対して、互いの開口が位置合わせされて重ね合わされており、上側仕切部材36の環状突部54と蓋部材56の外周壁部との各先端面が互いに重ね合わされて、溶着や接着などで固定されている。これにより、上側仕切部材36の上凹所52の底面と蓋部材56の上底面とが、略円形の平坦面をもって上下方向で所定距離を隔てて平行に対向位置せしめられており、これらの対向面間において中空の拘束配設領域58が形成されている。
なお、拘束配設領域58の上下壁部を構成する上側仕切部材36の上凹所52の底壁部と蓋部材56の凹所の上底部には、何れも、多数の小孔からなる透孔60が厚さ方向に貫通して形成されている。これらの透孔60を通じて、拘束配設領域58が、軸方向上下の外部領域に連通せしめられている。
さらに、拘束配設領域58には、圧力変動伝達部材としての可動板62が収容配置されている。可動板62は、ゴム弾性材料を用いて形成された薄肉の略円板形状とされており、拘束配設領域58の上下壁部の対向面間距離よりも小さな厚さ寸法を有すると共に、拘束配設領域58の内径寸法よりも小さな外径寸法とされている。また、特に本実施形態において、可動板62の上下両面は、それぞれ、複数の凹凸或いは複数の凹凸条が設けられることによって、目視出来る程度に大きな起伏面とされている。
さらに、可動板62の中央部分には、軸方向両側に突出する一対の中央軸部64が一体形成されている。そして、各中央軸部64が、上側仕切部材36と蓋部材56の各中心軸上に貫設された挿通孔に対して、それぞれ変位可能に内挿されている。これにより、可動板62が、拘束配設領域58の略中央に位置せしめられて、可動板62の厚さ寸法と拘束配設領域58の高さ寸法との差に対応した距離だけ、拘束配設領域58内で軸方向に変位可能とされている。なお、可動板62の軸方向の変位量は、拘束配設領域58の上下内面に当接することで制限されるようになっており、かかる当接時には、可動板62自体の弾性に基づいて緩衝機能が発揮されて打音や衝撃が緩衝されるようになっている。
また、蓋部材56における外周壁部の周上の一箇所には、下面および外周面に向かって開口する外側開口部66が形成されている。かかる外側開口部66の上底部67には、蓋部材56の軸方向に貫通する流路孔68が形成されている。
そして、外側開口部66における上底部67の下方に、一方向弁としてのチェックバルブ70が設けられている。チェックバルブ70は、図2に示すように、弁体としてのゴム弁体72と付勢手段としての金属板ばね74を含んで構成されている。なお、図1は、図2におけるI−I断面に相当する。
ゴム弁体72は、流路孔68の径寸法よりも大きな径寸法の円板形状を有する本体部76の中央部分に略裁頭円錐台形状を有する係止突部78が一体形成されている。また、本体部76と係止突部78の間にはくびれ部80が形成されている。
一方、金属板ばね74は、薄肉のステンレス鋼板やばね鋼板等から形成されており、全体として矩形平板形状とされている。更に、金属板ばね74の長手方向一方の端部には、係止用孔82が貫設されている。本実施形態においては、係止用孔82の内周縁部に対して、径方向外方に延びる複数の切り込みが周方向で等間隔に形成されており、これにより、係止用孔82の内周縁部に複数の立ち上がり片86が形成されている。更に、他方の端部には、略円形の装着孔84が貫設されている。装着孔84の径寸法は、ゴム弁体72のくびれ部80の径寸法よりも僅かに大きくされている。
そして、装着孔84に対してゴム弁体72の係止突部78が小径端側から挿通されて、くびれ部80が装着孔84内に位置せしめられることにより、係止突部78と本体部76が金属板ばね74を厚さ方向に挟む位置で、金属板ばね74に取り付けられている。即ち、係止突部78が金属板ばね74に対して抜止係止された状態で、ゴム弁体72が金属板ばね74に取り付けられている。
このようにゴム弁体72が取付られた金属板ばね74は、係止用孔82に対して、蓋部材56における外側開口部66の上底部67から下方に突出形成された係止突起88が挿通されることによって、係止用孔82の内周縁部に形成された複数の立ち上がり片86が弾性変形せしめられた状態で、各立ち上がり片86の先端が係止突起88の外周面に重ね合わせられている。これにより、係止突起88が係止用孔82に対して上底部67と金属板ばね74の重ね合わせ方向で相互に離隔する方向に抜止係止されている。
そして、金属板ばね74が上底部67に装着された状態で、ゴム弁体72の本体部76が、上底部67と金属板ばね74に挟まれて、上底部67の流路孔68の下方に位置せしめられる。そこにおいて、金属板ばね74においてゴム弁体72が取り付けられた先端部分は、ゴム弁体72の本体部76の厚み分だけ上底部67から離隔した状態に弾性変形せしめられる。これにより、金属板ばね74の弾性力に基づく押付力がゴム弁体72の本体部76に及ぼされて、本体部76が流路孔68の開口周縁部に押し付けられて、流路孔68が閉塞状態に維持されるようになっている。
また、上側仕切部材36には、蓋部材56の重ね合わせ状態で、これら上側仕切部材36と蓋部材56を軸方向で貫通する静圧回復用孔としてのリーク孔90が形成されている。リーク孔90は、上側仕切部材36と蓋部材56の軸方向に延びる連通孔とされており、一方の端部が蓋部材56の上端面に開口せしめられると共に、他方の端部が上側仕切部材36における中央凹所40の内周面に開口せしめられている。
ここにおいて、後述するように、蓋部材56の上面には非圧縮性流体が封入された受圧室134が形成される一方、上側仕切部材36の中央凹所40には非圧縮性流体が封入された中間室138が形成されており、リーク孔90はこれら受圧室134と中間室138を連通する。また、チェックバルブ70は、受圧室134と中間室138を連通する流路上に配設される。更に、仕切部材34の外周を周方向に延びるオリフィス通路142によって、受圧室134と非圧縮性流体が封入された平衡室136が連通されており、かかるオリフィス通路142は、特に本実施形態においては、エンジンシェイクの如き低周波大振幅振動に対して有効な防振効果が発揮されるようにチューニングされている。
そこにおいて、リーク孔90によって許容される流体の流動量は、少なくともオリフィス通路142のチューニング振動とされたエンジンシェイクの如き低周波大振幅振動の入力状態では、チェックバルブ70を通じて受圧室134から中間室138に流入せしめられる流体流動に伴う中間室138の容積増大を回復させるには不充分な流体流動しか許容せず、かかる低周波大振幅振動の非入力状態では、可動ゴム膜112の弾性に基づいて中間室138の初期容積を復元するに充分な流体流動量を許容するように流体流動抵抗が設定される。より好適には、本実施形態の如き可動板62を含んだ液圧吸収機構を備えたエンジンマウント10においては、リーク孔90には、オリフィス通路142のチューニング周波数域の振動入力状態に加えて、かかる液圧吸収機構による受圧室134の圧力低減効果が期待される周波数域の振動入力状態にも、中間室138の容積増大を回復させるには不十分な流体流動しか許容しない流体流動抵抗が設定される。そして、それらオリフィス通路142のチューニング周波数域の振動や液圧吸収機構による防振効果が期待される周波数域の振動の非入力状態において、中間室138の初期容積を復元するに充分な流体流動量を許容する流体流動抵抗が設定される。
すなわち、リーク孔90は、少なくとも一方向弁における受圧室134から中間室138への流体流動抵抗よりも大きな流動抵抗を有するものであり、オリフィス通路142がチューニングされたエンジンシェイクの如き低周波大振幅振動の入力時には、受圧室134の中間室138に対する相対圧プラス側で中間室138に排出された流体量が受圧室134の中間室138に対する相対圧マイナス側で中間室138に同量だけ流入されるには不十分な程に大きいことが要求される。好適には、オリフィス通路142のチューニング周波数域の振動入力や可動板62を含んで構成された液圧吸収機構による受圧室134の圧力低減効果が期待される周波数域の振動入力時において受圧室134と中間室138との間で惹起される相対的な圧力変動に対して、実質的な閉塞状態となる程に大きな流動抵抗を示すものとされる。一方、受圧室134と中間室138の間に静圧が存在している場合には、かかる静圧を解消し得る程度の流体抵抗を有するものである。
要するに、リーク孔90を受圧室134と中間室138を連通するオリフィス通路として捉えるとすれば、リーク孔90によって構成されるオリフィス通路のチューニング周波数は、仕切部材34の外周に形成されるオリフィス通路142のチューニング周波数や、可動板62によって構成される液圧吸収機構による防振効果が期待される周波数よりも充分に低く設定されているのであり、例えばオリフィス通路142のチューニング周波数がエンジンシェイクに相当する10Hz程度、液圧吸収機構による防振効果が期待される周波数が走行こもり音に相当する130Hz程度である場合には、それら周波数よりも低い例えば1Hz程度に設定されたものと捉えることが出来る。そして、これらエンジンシェイクや走行こもり音などの振動入力時には、リーク孔90は実質的な閉塞状態となるものであり、一方、それらの振動入力が解消されて、受圧室134と中間室138の間に液圧差による静圧が発生している場合には、リーク孔90を通じての流体流動が許容されることによって、受圧室134と中間室138との静圧(液圧差)が次第に回復されるものである。
なお、リーク孔90の流体流動抵抗は、例えばリーク孔90の断面積や流路長の大きさを調節したり、流路形状を屈曲形状とすること等によって適宜に調節される。特に本実施形態においては、リーク孔90は、チェックバルブ70が配設された流路を構成する連通溝50および流路孔68よりも小さな略一定の円形断面形状をもって上側仕切部材36の軸方向にストレートに延びる連通孔とされている。
そして、このような構造とされた上側仕切部材36に対して、軸方向下方から下側仕切部材38が重ね合わされている。下側仕切部材38は、上側仕切部材36と略等しい外形寸法を有する厚肉の略円板形状を有していると共に、硬質の合成樹脂材を用いて形成されている。かかる下側仕切部材38には、下面中央に開口する下側凹所94が形成されている。また、下側仕切部材38の上端部分の中央には、浅底皿状の中央突部96が一体形成されている。
中央突部96の基端部側の外周面には、周方向に全周に亘って延びる嵌着溝98が刻設されている。また、下側仕切部材38の外周部分には、上側仕切部材36に重ね合わされた際に上側仕切部材36の連通孔48の開口部に対応する位置において、軸方向に貫通する連通路100が形成されている。かかる連通路100は、軸方向両側において、下側仕切部材38の上端面と、下側凹所94の内面とに、それぞれ開口せしめられている。
さらに、下側仕切部材38の外周面における軸方向上端部には、周方向の略全周に亘って連続して延びる凹溝状の上側嵌着溝102が形成されている。一方、下側仕切部材38の外周面における軸方向下端部には、周方向の全周に亘って連続して延びる凹溝状の下側嵌着溝104が形成されている。
また、中央突部96の上端面には、下側仕切部材38の軸方向上方に向けて凹となる湾曲面形状とされた当接面106が形成されている。当接面106は、上面視において略円形状とされており、特に本実施形態においては、全面に亘って略一定の曲率の湾曲面とされている。
そして、当接面106の外周部分における周上の一箇所には、大気開放孔としての空気通路108が開口せしめられている。空気通路108は、当接面106の外周部分において、下側仕切部材38の内部を略軸方向下方に延び出された後に屈曲せしめられて、径方向外方に延び出す略L字状の通路として形成されており、一方の端部が当接面106に開口せしめられる一方、他方の端部が、下側仕切部材38の外周面に開口せしめられている。
そして、下側仕切部材38の上方には、中央突部96を覆うようにして、隔壁部材110が配設されている。隔壁部材110は、弾性隔壁としての可動ゴム膜112の外周縁部に、嵌着リング114が加硫接着されて構成されている。
可動ゴム膜112は、全体として略円板形状とされており、僅かではあるが径方向中央側に向かって次第に軸方向上方に位置するようにされたテーパ状とされている。そして、かかる可動ゴム膜112の外周縁部が、略円環形状とされた嵌着リング114の内周面に対して被着せしめられている。かかる可動ゴム膜112の具体的な形状としては、例えば特開2008−32055号公報に開示の如き形状が好適に採用され得る。
そして、このような形状とされた可動ゴム膜112の外周縁部に、嵌着リング114の内周面が被着せしめられている。嵌着リング114は、薄肉の略円筒形状を有しており、鉄やアルミニウム合金等の金属材料によって形成されている。かかる嵌着リング114の軸方向一方(本実施形態においては、下方)の端部には、全周に亘って径方向内方に広がる係止突部116が一体形成されている。
さらに、嵌着リング114の軸方向上端部には、軸方向上方に向かって突出するシールリップ118が被着形成されている。シールリップ118は、可動ゴム膜112と一体的に形成されており、全周に亘って略一定の山形断面形状をもって周方向に連続して形成されている。
このような構造とされた隔壁部材110における嵌着リング114の軸方向下端部が下側仕切部材38の中央突部96に外挿されると共に、嵌着リング114の軸方向中間部分から下側部分に対して八方絞り等の縮径加工が施されることによって、係止突部116が中央突部96の嵌着溝98に係止固定されている。これにより、中央突部96の開口上方部分が可動ゴム膜112で流体密に覆われて、当接面106の全面が可動ゴム膜112に対向せしめられており、中央突部96の底部である当接面106と可動ゴム膜112の間に、空気室120が形成されている。ここにおいて、空気室120は、壁部の一部が可動ゴム膜112で構成されていることから、可動ゴム膜112の弾性で所定容積が設定されており、可動ゴム膜112がその弾性で空気室120の当接面106から離隔した状態に保持されていることで静圧下で所定容積が確保されるようになっている。
さらに、下側仕切部材38の上面に上側仕切部材36が重ね合わされることにより、嵌着リング114は、上側仕切部材36の中央凹所40に対して嵌め入れられている。また、嵌着リング114の上端部がシールリップ118を中央凹所40の段差部42に対して軸方向に押し付けている。これにより、嵌着リング114と上側仕切部材36の間は、全周に亘って、シールリップ118により、軸方向で流体密にシールされている。なお、図面からは明らかではないが、上側仕切部材36と下側仕切部材38は、互いの対向面上に形成された係合片と係合溝を係合せしめることによって互いに組み付けられるようになっている。
而して、このように軸方向で重ね合わされた上側仕切部材36と下側仕切部材38を含んで構成された仕切部材34が、第二の取付金具14の小径筒部26に下方から挿し入れられる。そして、蓋部材56の上端面がシールゴム層32に形成された位置決め段差部33に重ね合わされることによって、仕切部材34が、第二の取付金具14に対して軸方向に位置決めされる。かかる位置決め状態において、下側仕切部材38は、中央突部96から上方の部位だけが第二の取付金具14に嵌め入れられた状態とされており、空気通路108の開口部は、第二の取付金具14の下端部よりも下方に位置せしめられて外部空間に露出せしめられている。
そして、第二の取付金具14の小径筒部26に対して八方絞り等の縮径加工が施されることによって、上下側仕切部材36,38の各外周面が小径筒部26の内周面に被着されたシールゴム層32を介して小径筒部26の内周面に流体密に重ね合わせられると共に、小径筒部26の下端縁部において径方向内方にフランジ状に延びる嵌着突部124が下側仕切部材38の上側嵌着溝102に嵌め入れられて係止固定される。これにより、仕切部材34が、第二の取付金具14における小径筒部26で支持されて、第二の取付金具14に対して嵌着固定されている。
一方、第二の取付金具14から露出せしめられた下側仕切部材38の下端部には、可撓性膜としてのダイヤフラム126が組み付けられている。ダイヤフラム126は、中央部分に十分な弛みをもたせて変形容易とした薄肉の略円板形状のゴム弾性膜によって構成されている。
ダイヤフラム126の外周縁部(本実施形態では、外周面)には、大径の円筒形状の固定金具128が加硫接着されている。固定金具128の上端開口部には、全周に亘って径方向内方にフランジ状に延びる嵌着突部130が一体形成されている。また、固定金具128の内周面には、ダイヤフラム126と一体形成された薄肉のシールゴム層が被着形成されている。
そして、固定金具128が軸方向下方から下側仕切部材38に外挿されて、その後、固定金具128に縮径加工が施される。これにより、固定金具128の上端部分の内周面が、シールゴム層を介して、第二の取付金具14から軸方向外方に突出せしめられた下側仕切部材38の軸方向他方(図1中、下方)の端部の外周面に対して、固定的に外嵌固定されている。そして、固定金具128の嵌着突部130が、下側仕切部材38の下側嵌着溝104に嵌め入れられて係止固定されている。
これにより、下側仕切部材38の下側凹所94の開口がダイヤフラム126で流体密に覆蓋されると共に、第二の取付金具14の小径筒部26側における他方(図1中、下方)の開口部が、ダイヤフラム126で流体密に閉塞される。更に、本体ゴム弾性体16とダイヤフラム126の軸方向の対向面間に、仕切部材34が配設されることとなる。
ここにおいて、本体ゴム弾性体16とダイヤフラム126の対向面間には、外部空間に対して密閉された、非圧縮性流体の封入領域としての流体室132が形成されており、かかる流体室132内に、非圧縮性流体が封入される。なお、流体室132に封入される非圧縮性流体としては、例えば水やアルキレングリコール, ポリアルキレングリコール, シリコーン油等が採用されるが、特に流体の共振作用等の流動作用に基づく防振効果を有効に得るためには、0.1Pa・s以下の低粘性流体を採用することが望ましい。
また、流体室132への非圧縮性流体の封入は、例えば、上側仕切部材36と下側仕切部材38を大気中で組み付けて、空気通路108の外部空間への開口部を栓で封止した状態で、第一及び第二の取付金具12,14を備えた本体ゴム弾性体16の一体加硫成形品とダイヤフラム126の一体加硫成形品および仕切部材34の組み付けを非圧縮性流体中で行った後に、大気中で空気通路108の栓を外すこと等によって、有利に実現される。
さらに、流体室132は、その内部に仕切部材34が軸直角方向に拡がるように配設されていることによって軸方向で上下に二分されている。そして、仕切部材34と本体ゴム弾性体16の間には、壁部の一部が本体ゴム弾性体16で構成されて、第一の取付金具12と第二の取付金具14の間への振動入力時に、本体ゴム弾性体16の弾性変形に基づいて圧力変動が生ぜしめられる受圧室134が形成されている。一方、仕切部材34とダイヤフラム126の間には、壁部の一部がダイヤフラム126で構成されて、ダイヤフラム126の弾性変形に基づいて容積変化が容易に許容される平衡室136が形成されている。そして、これら受圧室134および平衡室136に、非圧縮性流体が充填されている。
さらに、仕切部材34の内部には、上側仕切部材36と下側仕切部材38との間に形成された内部空所が可動ゴム膜112で仕切られることによって2つの内部空所が形成されており、上側仕切部材36と可動ゴム膜112の間に形成された内部空所が、壁部の一部が可動ゴム膜112で形成された中間室138とされている一方、下側仕切部材38と可動ゴム膜112の間に形成された内部空所が、壁部の一部が可動ゴム膜112で形成された空気室120とされている。これにより、仕切部材34の内部には、可動ゴム膜112を挟んだ上方に中間室138が形成される一方、下方に空気室120が形成されている。
このように、本実施形態におけるエンジンマウント10においては、中間室138を挟んで受圧室134と反対側に、平衡室136が形成されていると共に、空気室120が中間室138と平衡室136の間に形成されている。そして、中間室138には、受圧室134や平衡室136と同じく、非圧縮性流体が充填されている。
また、受圧室134と中間室138を仕切る隔壁部分を構成する上側仕切部材36の上底部には、前述の如く、拘束配設領域58が形成されて可動板62が板厚方向(図1中、上下)に所定量だけ変位可能に収容配置されている。このように、本実施形態においては、受圧室134と中間室138は、上側仕切部材36に加えて、拘束配設領域58を形成する蓋部材56および可動板62によって仕切られている。そして、可動板62の上面と下面には、各複数の透孔60を通じて受圧室134と中間室138の圧力がそれぞれ及ぼされるようになっており、振動入力時には、これら受圧室134と中間室138の相対的な圧力差の変動に基づいて、受圧室134の圧力変動を中間室138に逃がすようになっている。なお、可動板62の変位量ひいては受圧室134から中間室138に逃がされる圧力変動の大きさは、上側仕切部材36や蓋部材56への当接で可動板62の変位量が制限されることに基づいて、制限されることとなる。上述の説明からも明らかなように、本実施形態においては、拘束配設領域58や複数の透孔60からなる流体流路を通じての流体流動量を制限する手段が、可動板62を含んで構成されている。
さらに、蓋部材56においてチェックバルブ70が配設された外側開口部66の下方への開口部が上側仕切部材36で覆蓋されると共に、径方向外方への開口部が第二の取付金具14の小径筒部26の内周面に被着されたシールゴム層32を挟んで小径筒部26で流体密に覆蓋されることによって、受圧室134と中間室138の間に弁体収容領域140が形成されている。かかる弁体収容領域140は、流路孔68を通じて受圧室134と連通せしめられる一方、連通溝50を通じて中間室138と連通せしめられている。そして、流路孔68に対してチェックバルブ70のゴム弁体72が受圧室134と反対側から重ね合わされることによって、流路孔68が閉塞状態に維持されており、チェックバルブ70によって、受圧室134から中間室138への流体流動が許容される一方、中間室138から受圧室134への流体流動が阻止されている。
そこにおいて、本実施形態におけるチェックバルブ70には、金属板ばね74の付勢力によって予圧が設定されており、中間室138に対する受圧室134の相対的な圧力が所定値になるまで流路孔68の閉鎖状態が保持されるようになっている。特に本実施形態においては、走行こもり音振動の如き小振幅振動の入力時には流路孔68が開放されることなく、受圧室134から中間室138への流体流動が阻止されて、エンジンシェイクの如き大振幅振動が入力された場合に、受圧室134から中間室138への流体流動が許容される程度の予圧が設定されている。
また、上側仕切部材36の周溝44が、第二の取付金具14の小径筒部26の内周面に被着されたシールゴム層32を挟んで小径筒部26で流体密に覆蓋されることによって、オリフィス通路142が形成されている。オリフィス通路142の一方の端部は、上側仕切部材36の連通窓46と蓋部材56の貫通孔143を通じて、受圧室134に接続されている。また、オリフィス通路142の他方の端部は、上側仕切部材36の連通孔48と下側仕切部材38の連通路100を通じて平衡室136に接続されている。これにより、受圧室134と平衡室136がオリフィス通路142で相互に接続されており、それら両室134,136間で、オリフィス通路142を通じての流体流動が許容されるようになっている。
そして、本実施形態では、オリフィス通路142を流動せしめられる流体の共振周波数が、該流体の共振作用に基づいてエンジンシェイク等に相当する10Hz前後の低周波数域の振動に対して有効な防振効果(高減衰効果)が発揮されるようにチューニングされている。なお、オリフィス通路142のチューニングは、例えば、受圧室134や平衡室136の各壁ばね剛性、即ちそれらの流体室を単位容積だけ変化させるのに必要な圧力変化量に対応する本体ゴム弾性体16やダイヤフラム126の各弾性変形量に基づく特性値を考慮しつつ、オリフィス通路142の通路長さと通路断面積を調節することによって行うことが可能であり、一般に、オリフィス通路142を通じて伝達される圧力変動の位相が変化して略共振状態となる周波数を、当該オリフィス通路142のチューニング周波数として把握することが出来る。
このような構造とされたエンジンマウント10は、第一の取付金具12がボルト孔20に螺着される図示しない固定ボルトを用いてパワーユニット側の取付部材に固定されると共に、第二の取付金具14の大径筒部24等が図示しないアウタブラケットに固着されて、アウタブラケットが車両ボデー側の取付部材にボルト等で固定されるようになっている。これにより、エンジンマウント10が、パワーユニットと車両ボデーの間に装着されて、パワーユニットを車両ボデーに防振支持せしめるようになっている。
このような構造とされたエンジンマウント10は、例えばエンジンシェイクの如き低周波大振幅振動が入力された場合には、受圧室134に対して大きな振幅の圧力変動が惹起される。この圧力変動に際して可動板62が変位せしめられるが、可動板62の許容された可動距離範囲の変位では受圧室134の圧力変動が吸収され難いように、可動板62の可動距離が設定されている。従って、可動板62の圧力吸収作用は実質的に機能し得ないようにされている。
これにより、受圧室134に生ぜしめられた正圧がチェックバルブ70に及ぼされて、チェックバルブ70を通じての受圧室134から中間室138への流体流動が許容される。特に本実施形態においては、中間室138が受圧室134にのみ接続されていることから、受圧室134から中間室138に及ぼされた圧力が平衡室136に逃がされるようなことも無い。その結果、中間室138の正圧増大で可動ゴム膜112が膨出変形して、中間室138の容積が増大せしめられる。また、可動ゴム膜112は、中間室138からの膨出変形に伴って当接面106に接近せしめられる。ここにおいて、チェックバルブ70によって中間室138から受圧室134への流体流動は阻止されると共に、リーク孔90は、オリフィス通路142による防振効果が発揮されるエンジンシェイクの如き低周波大振幅振動の入力状態下では、実質的な閉塞状態とされる。
その結果、中間室138の容積増大は低周波大振幅振動の入力状態においては速やかには解消され得ず、可動ゴム膜112は、当接面106から離隔した初期状態に復帰する前に振動入力によって中間室138に更に流体が流入せしめられることによって、当接面106に接近せしめられた状態で拘束される。特に本実施形態においては、空気室120が空気通路108を通じて外部空間と連通せしめられていることによって、最終的には空気室120が実質的に消失せしめられて、可動ゴム膜112が当接面106に対して当接状態で拘束されるようになっている。更に、特に本実施形態においては、可動ゴム膜112が当接面106に向けて凸となる湾曲形状に反転せしめられると共に、当接面106が可動ゴム膜112と反対側に凹んだ湾曲凹形状とされていることから、反転せしめられた可動ゴム膜112を当接面106に対して容易に且つ広い範囲で密着せしめることが出来て、より強固に拘束することが出来る。
その結果、中間室138は可動ゴム膜112の壁ばね剛性が増大せしめられることによって容積変化が制限されており、受圧室134の圧力変動が中間室138で吸収されることが抑えられ、受圧室134と平衡室136の間での相対的な圧力変動が有効に生ぜしめられる。これにより、オリフィス通路142を通じて流動せしめられる流体の流動量が有効に確保され得て、エンジンシェイクの如き低周波大振幅振動に対してオリフィス通路142を通じて流動せしめられる流体の流動作用による防振効果(高減衰効果)が有効に発揮される。
一方、走行こもり音の如き高周波小振幅振動が入力された場合には、受圧室134に対して小さな振幅の圧力変動が惹起されることとなる。そして、受圧室134の圧力変動に際して可動板62が可動距離範囲内で有効に変位せしめられると共に、可動板62の可動距離範囲の変位によって、受圧室134の圧力変動が中間室138に伝達される。特に本実施形態においては、リーク孔90はかかる高周波小振幅振動の入力状態では実質的な閉塞状態とされると共に、チェックバルブ70は予圧によって閉鎖状態が維持されていることから、受圧室134の圧力変動が可動板62を通じてより有効に中間室138に伝達される。
かかる高周波小振幅振動の入力状態下では、それよりも低周波数域にチューニングされたオリフィス通路142は、実質的な閉塞状態とされる。これにより、受圧室134と中間室138は、何れも、平衡室136から独立した遮断状態となるが、中間室138の壁部の一部を構成する可動ゴム膜112は、その背後に形成された空気室120によって、弾性変形が比較的容易に許容された状態とされる。特に、可動ゴム膜112は、走行こもり音等の高周波小振幅振動の入力時に惹起される中間室138の圧力変動を、その弾性変形に基づいて充分に吸収せしめ得る程度に柔らかいばね特性に設定されている。それ故、中間室138において可動ゴム膜112の弾性変形に基づく液圧吸収作用が発揮されて、受圧室134の圧力変動が中間室138で吸収されるようになっており、オリフィス通路142の実質的な閉塞化に起因する著しい高動ばね化が回避されて、高周波小振幅振動に対する良好な防振効果(低動ばね特性に基づく振動絶縁効果)が発揮される。特に本実施形態においては、空気室120が空気通路108を通じて大気中に開放されていることから、可動ゴム膜112の弾性変形がより容易に許容されており、より優れた液圧吸収作用が発揮され得るようになっている。
そして、エンジンシェイクの如き低周波大振幅振動や、走行こもり音の如き高周波小振幅振動の入力が解消された場合には、リーク孔90を通じての受圧室134と中間室138間の流体流動が許容される。これにより、受圧室134と中間室138の間に静圧が存在している場合には、リーク孔90を通じての流体流動によってかかる静圧が次第に回復されることとなる。
このように、本実施形態によれば、空気圧や電力などの外部エネルギーの供給を必要とするアクチュエータを設けること無しに、簡易な構成をもって、複数の異なる周波数域の振動に対して、何れも有効な防振効果を発揮することが出来る。
そして、特に本実施形態においては、チェックバルブ70やリーク孔90を含んで構成された防振特性の切替構造が、何れも外部空間から遮断された流体室132内に設けられていることによって、外部からの粉塵などの影響も回避され得て、より優れた作動安定性や耐久性を得ることが出来る。
更にまた、特に本実施形態においては、可動ゴム膜112が静圧下で中間室138に向けて凸となる略ドーム形状とされていることから、空気室120が存在する状態下での凸形状と空気室120が消失せしめられた状態下での凹形状とに明確に形状変化させることが出来て、オリフィス通路142による防振効果と、可動板62による防振効果とを、より確実に高い信頼性の下で切換作動することが出来る。
以上、本発明の一実施形態について詳述してきたが、これはあくまでも例示であって、本発明は、かかる実施形態における具体的な記載によって、何等、限定的に解釈されるものではない。なお、以下の説明において、前記実施形態と実質的に同様の部材および部位については、前述の実施形態と同様の符号を付することによって、詳細な説明を省略する。
例えば、前記実施形態におけるリーク孔90は必ずしも必要ではなく、リーク孔90に代えて、仕切部材34において受圧室134と中間室138を連通する透孔60の通路長さや断面積、形状等を調節することによって、透孔60を静圧回復用孔として用いる等しても良い。
また、前記実施形態における透孔60の通路長さと断面積を調節することによって、かかる透孔60によって、仕切部材34の外周に形成されたオリフィス通路142のチューニング周波数域とは異なる周波数域にチューニングされた流体流路を構成する等しても良い。例えば、前記実施形態における透孔60の通路長さと断面積を、オリフィス通路142がチューニングされたエンジンシェイクよりも高周波数域の、走行こもり音に相当する130Hz程度の高周波数域の振動に対して有効な防振効果(低動ばね効果)が発揮されるようにチューニングする等しても良い。このようにすれば、走行こもり音等の高周波数域の振動入力時には、可動板62の変位に基づいて透孔60を通じての流体流動が生ぜしめられて、透孔60を流動せしめられる流体の共振効果に基づく防振効果(低動ばね効果)を発揮することが出来る。
そして、かかる透孔60の通路長さと断面積を調節することによって、透孔60によって構成される流体流路のチューニングが可能であり、例えば図3にモデル的に例示するように、透孔60の通路長さをより大きくすることによって、例えばアイドリング振動に相当する20〜40Hzの中周波数域の振動に対して有効な防振効果(低動ばね効果)が発揮されるようチューニングすることも出来る。
また、前記図3における可動板62は、ゴム弾性体から形成された略円板形状とされて、仕切部材34に形成された拘束配設領域58内で軸方向(図3中、上下方向)に変位可能に配設されている。このように、圧力変動伝達部材の具体的な構造は特に限定されるものではない。例えば、図4にモデル的に例示するように、可動板62に代えて、可動膜144を用いる等しても良い。可動膜144は、ゴム弾性体を用いて形成された薄肉の略円板形状とされており、その外周縁部には、軸方向(図4中、上下方向)両側に突出する環状の弾性突部146が一体形成されている。そして、可動膜144の弾性突部146が、蓋部材56と上側仕切部材36に挟まれるようにして、可動膜144が仕切部材34の拘束配設領域58内に配設されている。
このようにしても、可動膜144の弾性変形に基づいて、高周波小振幅振動入力時の受圧室134の微小圧力変動を吸収することが出来る。なお、図4においては、可動膜144の軸方向両側にそれぞれ蓋部材56と上側仕切部材36が配設されることによって、可動膜144の過大変形が制限されているが、例えば可動膜144の軸方向両側の蓋部材56および上側仕切部材36を取り除いて、可動膜144の変形量を制限しないようにすることも勿論可能である。
また、一方向弁としては従来公知の各種の構造が適宜に採用可能である。例えば、図5乃至図8に、異なる態様の一方向弁としてのチェックバルブ150,152,154、155をそれぞれモデル的に例示する。図5にモデル的に例示するチェックバルブ150は、蓋部材56の上底部67と上側仕切部材36の上端面との間に形成された弁体収容領域140内に、金属球等から形成された球状弁体156が収容状態で配設されていると共に、球状弁体156と上側仕切部材36の上端面との間に、コイルスプリング158が圧縮状態で介在せしめられている。これにより、球状弁体156はコイルスプリング158で上底部67に向けて付勢されて、上底部67に貫設された流路孔68に下方から押し付けられることによって、流路孔68を閉鎖状態に保持するようになっている。そして、かかるチェックバルブ150においては、コイルスプリング158の付勢力によって予圧が設定される。
また、図6にモデル的に例示するチェックバルブ152は、前記チェックバルブ150における球状弁体156に代えて、ゴム弁体160を備えたものである。ゴム弁体160は、流路孔68よりも大きな外径寸法を有する略円板形状とされたゴム弾性板162の軸方向(図6中、上下方向)の一方の面に金属板等からなる形状保持板164が設けられた構造とされている。そして、ゴム弾性板162とコイルスプリング158の間に形状保持板164を介在せしめた状態で、ゴム弁体160と上側仕切部材36の上端面との間に、コイルスプリング158が圧縮状態で介在せしめられている。これにより、ゴム弁体160のゴム弾性板162が流路孔68に下方から押し付けられて、流路孔68を閉鎖状態に保持すると共に、コイルスプリング158の付勢力によって予圧が設定されている。
また、図7にモデル的に例示するチェックバルブ154は、流路孔68よりも大きな外径寸法を有する円板形状のゴム弁体166を流路孔68の下方から重ね合わせると共に、ゴム弁体166の外周部分の一部を上底部67の下面に接着等で固定することによって構成されている。かかるチェックバルブ154においては、ゴム弁体166自身の弾性力によって流路孔68が閉鎖状態に維持されおり、ゴム弁体166自身の弾性力によって予圧が設定される。
また、図8にモデル的に例示するチェックバルブ155は、前記図4に例示した可動膜144と一体形成されている。図8においては、仕切部材34において拘束配設領域58と弁体収容領域140を仕切る環状突部54を含む隔壁部分が取り除かれており、可動膜144の弾性突部146を位置決めする位置決め突部168が上側仕切部材36および蓋部材56のそれぞれの対向面において他方に向けて突出形成されている。更に、弾性突部146が位置決め突部168で位置決めされて上側仕切部材36と蓋部材56で軸方向両側から挟まれることによって、弾性突部146によって拘束配設領域58と弁体収容領域140が区画形成されるようになっている。
そして、弁体収容領域140の壁部の一部を構成する弾性突部146から、ゴム弁体170が一体的に突出形成されている。ゴム弁体170は、弾性突部146の上端部において径方向外方に突出せしめられた突片形状とされており、弾性突部146から径方向外方に行くに連れて、その厚さ寸法が次第に小さくされている。
このような形状とされたゴム弁体170が、可動膜144の上側仕切部材36および蓋部材56への組み付け状態で、流路孔68の下方から流路孔68に重ね合わされるようになっている。これにより、流路孔68は、ゴム弁体170の弾性力によって閉鎖状態に維持されており、ゴム弁体170自身の弾性力によって予圧が設定されている。このようにすれば、部品点数をより少なくすることが出来るとともに、圧力変動伝達部材と一方向弁の組み付けを同時に行なうことが出来て、製造工数の更なる削減を図り得る。
また、前記実施形態においては、一方向弁に予圧が設定されて、走行こもり音の如き高周波小振幅振動の入力時には受圧室から一方向弁を通じての中間室への流体流動が阻止されていたが、高周波小振幅振動の入力時において、一方向弁を通じての流体流動が許容されていても良い。そのような場合には、静圧回復用孔の流体流動抵抗が、高周波小振幅振動の入力時における一方向弁を通じての流体流動に伴う中間室の容積増大を回復し得る流動量を許容するように設定されることが好ましい。
更にまた、空気室を外部空間と連通する大気開放孔は必ずしも必要ではなく、空気室を外部空間から隔離された密閉構造としても良い。そのような場合には、オリフィス通路のチューニング周波数域の振動入力に際して、中間室の容積増大によって弾性隔壁の変形量が大きくなるのに伴って、空気室内の空気ばねが弾性隔壁、換言すれば中間室の壁ばね剛性増大に寄与し、圧力変動伝達部材を含んで構成された液圧吸収機構による受圧室から中間室への圧力の逃げが抑えられることとなる。
また、第一の取付部材、第二の取付部材やそれらを連結する本体ゴム弾性体などの具体的な形状が何等限定されるものではないことは言うまでも無く、例えば特開2005−23972号公報等に記載されているように、第二の取付部材に対して当接金具を軸方向で離隔配置してこれら第二の取付部材と当接金具を本体ゴム弾性体で連結すると共に、かかる当接金具に第一の取付部材を当接せしめることによって、本体ゴム弾性体に対して、第一の取付部材をリバウンド方向で離隔可能とする等しても良い。このようにすれば、第一の取付部材と第二の取付部材が過大に離隔せしめられる場合には、第一の取付部材が本体ゴム弾性体から離隔せしめられることから、受圧室に過大な負圧が生じるおそれを軽減することが出来る。これにより、キャビテーションの発生が抑えられて、キャビテーションに起因すると考えられている異音や振動の発生を抑えることが出来る。
さらに、前記実施形態では、本発明を自動車用エンジンマウントに適用したものの具体例について説明したが、本発明は、自動車用ボデーマウントやデフマウント等の他、自動車以外の各種振動体の防振マウントに対して、何れも、適用可能であることは言うまでもない。
10:エンジンマウント、12:第一の取付金具、14:第二の取付金具、16:本体ゴム弾性体、58:拘束配設領域、62:可動板、70:チェックバルブ、90:リーク孔、112:可動ゴム膜、120:空気室、126:ダイヤフラム、134:受圧室、136:平衡室、138:中間室、142:オリフィス通路