JP5172243B2

JP5172243B2 - 防振装置

Info

Publication number: JP5172243B2
Application number: JP2007210685A
Authority: JP
Inventors: 康介鳥羽
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2007-08-13
Filing date: 2007-08-13
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2027-08-13
Also published as: JP2009041761A; CN101809313B; US8196700B2; EP2180208A4; US20110198149A1; EP2180208A1; WO2009022515A1; CN101809313A; EP2180208B1

Description

本発明は、防振装置に関するものである。

自動車や産業機械などに適用され、エンジンなどの振動発生部の振動を吸収および減衰する防振装置として、従来から、例えば第１取付け具と、筒状の第２取付け具と、これらを連結するゴム状弾性材から成る防振基体と、第２取付け具に取付けられて防振基体との間に液体封入室を形成するダイヤフラムと、液体封入室を防振基体側の第１液室とダイヤフラム側の第２液室に仕切る仕切り体と、第１液室と第２液室を連通させるオリフィスとを備え、仕切り体は、弾性仕切り膜と、弾性仕切り膜の変位量をその両側から規制する一対の格子部材とから成る液封入式防振装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−１１８５８３号公報

ところで、上述した特許文献１の防振装置は、仕切り体が一対の樹脂材料からなる格子部材で構成されており、これら一対の格子部材を溶着により一体化している。また、この仕切り体は、一対の格子部材の間に形成された空間に弾性仕切り膜を挟みこむように配置した後に、格子部材同士を溶着接合して製造されている。したがって、防振装置として使用開始すると、仕切り体の弾性仕切り膜が液室の圧力変動により空間内で振動するが、その際、弾性仕切り膜が格子部材に衝突する。この衝突により格子部材同士の接合箇所において振動が発生し、これが異音の原因となっている。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、異音の発生を抑制することができる防振装置を提供するものである。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、振動発生部および振動受部のいずれか一方に連結される外筒と、前記振動発生部および前記振動受部のいずれか他方に連結される取付け部材と、前記外筒と前記取付け部材とを弾性的に連結するゴム弾性部と、該ゴム弾性部を隔壁の一部として液体が封入され、かつ前記ゴム弾性部の変形により内容積が変化する主液室と、液体が封入され、かつ隔壁の一部がダイヤフラムにより形成されて拡縮可能な副液室と、前記主液室と前記副液室とを連通するオリフィスと、前記主液室と前記副液室との間に設けられた仕切り部材と、前記主液室と前記副液室との圧力差に応じて変位する可動板と、が備えられ、前記仕切り部材が、前記主液室の隔壁の一部を形成する第１仕切り板と、前記副液室の隔壁の一部を形成する第２仕切り板とを備え、前記可動板が、対向配置された前記第１仕切り板と前記第２仕切り板との間の可動板収容部に配置されている防振装置において、前記第１仕切り板と前記第２仕切り板とが一体成形され、前記第１仕切り板と前記第２仕切り板との間を連結する側壁の一部に形成された開口部から、前記可動板収容部に前記可動板を挿入可能に構成され、前記可動板収容部は、前記開口部と対向する前記側壁の閉塞端から前記開口部に向けてテーパ状に拡開されていることを特徴としている。

請求項２に記載した発明は、前記仕切り部材における前記可動板収容部と干渉しない位置に、前記オリフィスが形成されていることを特徴としている。

請求項３に記載した発明は、前記可動板の外面形状が、前記可動板収容部の内面形状と相似形に形成されていることを特徴としている。

請求項４に記載した発明は、前記可動板が、平面視において非円形に形成されていることを特徴としている。

請求項１に記載した発明によれば、仕切り部材の第１仕切り板と第２仕切り板との接合箇所を無くすことができるため、可動板が振動して第１仕切り板または第２仕切り板に衝突しても各仕切り板部同士が衝突することによる異音の発生を解消することができる効果がある。また、仕切り部材の部品点数を削減することができるため、製造コストを抑えることができる効果がある。

請求項１に記載した発明によれば、可動板を容易かつ確実に可動板収容部に配置することができる効果がある。

請求項２に記載した発明によれば、可動板収容部が形成されない仕切り部材の一部にオリフィスが形成されるため、効率よくスペースを活用した仕切り部材を形成することができる効果がある。

請求項１に記載した発明によれば、第１仕切り板と第２仕切り板とが一体成形された仕切り板部材を成型する際に、可動板収容部から金型を容易に取り出すことができる効果がある。

請求項３に記載した発明によれば、第１仕切り板および第２仕切り板と可動板との隙間が略一定になるため、防振特性のチューニングが容易になるとともに、防振特性を安定して発揮させることができる効果がある。

請求項４に記載した発明によれば、可動板の受圧面積を最大限に確保することができるので、主液室の圧力上昇を緩和することが可能になり、動バネ定数の増加を抑制できる効果がある。

次に、本発明の実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。
図１は本実施形態における防振装置の正面断面図である。
図１に示すように、防振装置１０は、振動発生部および振動受部のいずれか一方に連結される外筒１１と、振動発生部および振動受部のいずれか他方に連結される取付け部材１２と、この取付け部材１２と外筒１１とを弾性的に連結するゴム弾性部１３と、このゴム弾性部１３を隔壁の一部として液体が封入され、かつゴム弾性部１３の変形により内容積が変化する主液室１６と、液体が封入され、かつ隔壁の一部がダイヤフラム１４により形成されて拡縮可能な副液室１７と、主液室１６と副液室１７との間に設けられた仕切り部材１５と、を備えている。

なお、これらの各部材はそれぞれ中心軸線Ｏと同軸に設けられている。また、主液室１６および副液室１７には、例えばエチレングリコール、水、シリコーンオイルなどが封入されている。また、この防振装置１０が例えば自動車に装着された場合、取付け部材１２が振動発生部としてのエンジンに連結される一方、外筒１１が図示されないブラケットを介して振動受部としての車体に連結されることにより、エンジンの振動が車体に伝達するのを抑えられるようになっている。

外筒１１は、軸方向一端側の大径部１１ａと、軸方向他端側の小径部１１ｂと、これらの大径部１１ａおよび小径部１１ｂを連結する段部１１ｃと、を備え、これら１１ａ〜１１ｃが中心軸線Ｏと同軸に配置されて一体に形成されている。また、取付け部材１２は、外筒１１の軸方向一端よりも中心軸線Ｏ方向の外方に配置されている。そして、外筒１１の軸方向一端における開口部がゴム弾性部１３により液密状態で閉塞され、かつ外筒１１の軸方向他端における開口部がダイヤフラム１４により液密状態で閉塞されることにより、外筒１１の内側に液体が封入可能となっている。

なお、ゴム弾性部１３は、外筒１１の軸方向一端部における内周面から中心軸線Ｏ方向外方に向けて突出し、かつ中心軸線Ｏ方向外方に向かうに従い漸次縮径された略円錐形状の本体部１３ａと、この本体部１３ａから外筒１１の内周面に沿ってこの外筒１１の軸方向他端に向けて延びる被覆部１３ｂと、を備え、これら１３ａ，１３ｂが一体に形成されている。被覆部１３ｂは、外筒１１の内周面において本体部１３ａが加硫接着していない部分の全域に加硫接着している。これにより、外筒１１の内周面は、その全域に亘ってゴム弾性部１３で覆われている。

仕切り部材１５は、各板面が互いに対向するように配置された第１，第２仕切り板２１，２２と、これらの仕切り板２１，２２同士の間に配置された可動板１８と、外筒１１の内側に嵌合され、主液室１６と副液室１７とを連通するオリフィス１９と、を備えている。また、仕切り部材１５は、平面視においてゴム弾性部１３の被覆部１３ｂに当接する大きさを有している。

図２は本実施形態における仕切り部材１５の斜視図であり、図３は本実施形態における仕切り部材１５の平面図（上面図）であり、図４は図３のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、図５は図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図であり、図６は仕切り部材１５の背面図である。
図２〜図６に示すように、第１，第２仕切り板２１，２２は、外筒１１の軸方向に互いに間隔をあけて配置されている。また、第１仕切り板２１は主液室１６の隔壁の一部を形成し、第２仕切り板２２は副液室１７の隔壁の一部を形成している。これらの仕切り板２１，２２にそれぞれ可動板１８と対向する位置に複数の貫通孔２３が形成されている。

オリフィス１９には、その外周面に周方向に沿って延びるオリフィス通路１９ａと、このオリフィス通路１９ａと主液室１６とを連通する第１通路１９ｂと、オリフィス通路１９ａと副液室１７とを連通する第２通路１９ｃと、が形成され、これらのオリフィス通路１９ａおよび第１，第２通路１９ｂ，１９ｃを通して、主液室１６と副液室１７とが連通している。オリフィス１９は、例えば周波数１０Ｈｚ前後のエンジンシェイク振動時に液柱共振が発生するようにチューニングされている。

ここで、第１仕切り板２１と第２仕切り板２２とは、一体成形されており、仕切り板部２５として構成されている。仕切り板部２５は、例えばアルミニウム合金で形成されている。なお、仕切り板部２５は樹脂で形成してもよい。第１仕切り板２１と第２仕切り板２２とは、側壁２７により連結されている。第１仕切り板２１の内面２１ａ、第２仕切り板２２の内面２２ａ、および側壁２７に囲まれた空間は、可動板１８が挿入される可動板収容部２９として構成されている。

側壁２７は、第１仕切り板２１と第２仕切り板２２との間に挿入される可動板１８の周縁形状に沿うように形成され、半円筒部２７ｂと、半円筒部２７ｂの両端に接する一対の平板部２７ｃとで構成されている。一対の平板部２７ｃは、仕切り板部２５の外周面まで延設されている。また、仕切り板部２５の外周面における一対の平板部２７ｃの間には、開口部２８が形成されている。つまり、開口部２８から可動板収容部２９に可動板１８を挿入可能に構成されている。また、可動板収容部２９と干渉しない位置で、側壁２７の外周面に沿うようにオリフィス通路１９ａが形成されている。なお、第１仕切り板２１の内面２１ａおよび第２仕切り板２２の内面２２ａは、可動板収容部２９における開口部２８と対向する側壁２７の閉塞端２７ａから開口部２８に向けてテーパ状に拡開されている。

可動板１８は、例えばゴム状弾性材により形成され、可動板収容部２９の内面形状に沿うような外面形状を有している。つまり、可動板１８は、可動板収容部２９の形状と略相似形状となるように形成されており、可動板１８の表面はテーパ面になっている。このように形成することで、可動板１８を可動板収容部２９に配置したときに、可動板１８の表面と第１仕切り板２１の内面２１ａおよび第２仕切り板２２の内面２２ａとの間に略均一な隙間が設けられることとなる。また、可動板１８の表面には球面状の凸部３１が複数形成されており、可動板１８が振動して各仕切り板２１，２２に衝突した際に発生する衝突音を低減できるように構成されている。

さらに、可動板１８は、第１仕切り板２１および第２仕切り板２２に形成された貫通孔２３を全て閉塞しうる大きさに形成されている。このように構成することで、大振幅の振動（圧力変動）が発生した際に、主液室１６と副液室１７との間が可動板１８の周縁部を介して連通されることがなく、オリフィス１９により所望の防振性能を発揮することができる。
また、可動板１８の周縁部は第１仕切り板２１の内面２１ａおよび第２仕切り板２２の内面２２ａに当接するように厚肉部１８ａが両面に形成されている。厚肉部１８ａにより、大振幅の振動が入力されたときに主液室１６と副液室１７との間を確実に仕切ることができる。

（作用）
このように構成された防振装置１０は、外筒１１若しくは取付け部材１２に微小な振幅（例えば±０．２ｍｍ以下）を有する振動（例えば、周波数３０Ｈｚ前後のアイドル振動）が作用して、主液室１６内の液体の圧力が変化したときは、可動板１８が第１仕切り板２１の内面２１ａと第２仕切り板２２の内面２２ａとの間で振動することで、この振動を吸収および減衰させる。

また、外筒１１若しくは取付け部材１２に、上述した微小な振幅よりも大きな振幅を有する振動（例えば、周波数１０Ｈｚ前後のエンジンシェイク振動）が作用して、主液室１６内の液体の圧力が変化すると、可動板１８が第１仕切り板２１の内面２１ａまたは第２仕切り板２２の内面２２ａに当接し、その後はオリフィス１９を通して主液室１６および副液室１７の相互間で液体を流通させることにより、この振動を吸収および減衰させる。

ここで、第１仕切り板２１と第２仕切り板２２とが別体の場合には、可動板１８が振動して第１仕切り板２１または第２仕切り板２２に当接すると、第１仕切り板２１または第２仕切り板２２の固有振動が励起され、両者が当接離反を繰り返して異音が発生することになる。ところが、本実施形態では第１仕切り板２１と第２仕切り板２２とが一体成形されているため、第１仕切り板２１と第２仕切り板２２の当接離反による異音の発生を防止することができる。

また、防振装置１０に急激な圧力変動が作用した場合、例えば主液室１６が圧縮された状態から通常状態に戻る際に、瞬間的に主液室１６内が負圧になり、液体の一部が気化して気泡が発生し（キャビテーション）、その負圧が解消され気体から液体へ戻るときに衝撃波が発生し、第１仕切り板２１を振動させる。これにより、第１仕切り板２１と第２仕切り板２２とが別体の場合には上述と同様に異音が発生するが、本実施形態では第１仕切り板２１と第２仕切り板２２の当接離反による異音の発生を防止することができる。

本実施形態によれば、振動受部としての車体に連結される外筒１１と、振動発生部としてのエンジンに連結される取付け部材１２と、外筒１１と取付け部材１２とを弾性的に連結するゴム弾性部１３と、ゴム弾性部１３を隔壁の一部として液体が封入され、かつゴム弾性部１３の変形により内容積が変化する主液室１６と、液体が封入され、かつ隔壁の一部がダイヤフラム１４により形成されて拡縮可能な副液室１７と、主液室１６と副液室１７とを連通するオリフィス１９と、主液室１６と副液室１７との間に設けられた仕切り部材１５と、主液室１６と副液室１７との圧力差に応じて変位する可動板１８と、が備えられ、仕切り部材１５が、主液室１６の隔壁の一部を形成する第１仕切り板２１と、副液室１７の隔壁の一部を形成する第２仕切り板２２とを備え、可動板１８が、対向配置された第１仕切り板２１と第２仕切り板２２との間の可動板収容部２９に配置されている防振装置１０において、第１仕切り板２１と第２仕切り板２２とを一体成形した。

このように構成したため、仕切り部材１５の第１仕切り板２１と第２仕切り板２２との接合箇所を無くすことができ、可動板１８が振動して第１仕切り板２１または第２仕切り板２２に衝突しても各仕切り板２１，２２同士が衝突することによる異音の発生を解消することができる。また、仕切り部材１５の部品点数を削減することができるため、製造コストを抑えることができる。

また、第１仕切り板２１と第２仕切り板２２との間を連結する側壁２７の一部に形成された開口部２８から、可動板収容部２９に可動板１８を挿入可能に構成した。
このように構成したため、可動板１８を容易かつ確実に可動板収容部２９に配置することができる。

また、側壁２７における可動板収容部２９と干渉しない位置にオリフィス１９を形成した。
このように構成したため、可動板収容部２９が形成されない側壁２７の一部にオリフィス１９が形成され、効率よくスペースを活用した仕切り部材１５を形成することができる。

また、可動板収容部２９を、開口部２８と対向する側壁２７の閉塞端２７ａから開口部２８に向けてテーパ状に拡開した。
このように構成したため、第１仕切り板２１と第２仕切り板２２とが一体成形された仕切り板部２５を成型する際に、可動板収容部２９から金型を容易に取り出すことができる。

さらに、可動板１８の外面形状を、可動板収容部２９の内面形状と相似形に形成した。
このように構成したため、第１仕切り板２１および第２仕切り板２２と可動板１８との隙間が略一定になるため、防振特性のチューニングが容易になるとともに、防振特性を安定して発揮させることができる。

そして、可動板１８を、平面視において非円形に形成した。
このように構成したため、可動板１８の受圧面積を最大限に確保することができ、主液室１６の圧力上昇を緩和することが可能になり、動バネ定数の増加を抑制できる。

尚、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な材料や構成等は一例にすぎず、適宜変更が可能である。
例えば、本実施形態では、エンジンを取付け部材に接続し、外筒を車体に接続する場合の説明をしたが、逆に接続するように構成しても良いし、それ以外の振動発生部と振動受部に防振装置を設置しても良い。
また、本実施形態では、可動板を開口部から挿入するように構成したが、貫通孔から可動板を挿入するように構成してもよい。このように構成することで、開口部や型抜き用のテーパが不要になる。
また、本実施形態では、可動板をゴム状弾性材で構成したが、樹脂材料で構成してもよい。
また、本実施形態では、可動板全体が振動しうるように構成したが、可動板の一部を仕切り板に固定して残部が振動しうるように構成してもよい。このように構成することで、可動板が仕切り板に衝突することで発生する打音を低減することができる。
また、本実施形態では、可動板の表面をテーパ状に形成したが、可動板の表裏面を平行面として形成してもよい。このように構成することで、可動板が振動する際に仕切り板に徐々に当接するため、打音を低減することができる。
さらに、本実施形態では、可動板収容部の外側にオリフィスを設けたが、可動板収容部およびオリフィスを中心軸線方向に並んで配置してもよい。このように構成することで、オリフィスの長さを確保することができる。

本発明の実施形態における防振装置の正面断面図である。本発明の実施形態における仕切り部材の斜視図である。本発明の実施形態における仕切り部材の平面図である。図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。本発明の実施形態における仕切り部材の背面図である。

符号の説明

１０…防振装置１１…外筒１２…取付け部材１３…ゴム弾性部１４…ダイヤフラム１５…仕切り部材１６…主液室１７…副液室１８…可動板２１…第１仕切り板２２…第２仕切り板２７…側壁２７ａ…閉塞端２８…開口部２９…可動板収容部

Claims

振動発生部および振動受部のいずれか一方に連結される外筒と、
前記振動発生部および前記振動受部のいずれか他方に連結される取付け部材と、
前記外筒と前記取付け部材とを弾性的に連結するゴム弾性部と、
該ゴム弾性部を隔壁の一部として液体が封入され、かつ前記ゴム弾性部の変形により内容積が変化する主液室と、
液体が封入され、かつ隔壁の一部がダイヤフラムにより形成されて拡縮可能な副液室と、
前記主液室と前記副液室とを連通するオリフィスと、
前記主液室と前記副液室との間に設けられた仕切り部材と、
前記主液室と前記副液室との圧力差に応じて変位する可動板と、が備えられ、
前記仕切り部材が、前記主液室の隔壁の一部を形成する第１仕切り板と、前記副液室の隔壁の一部を形成する第２仕切り板とを備え、
前記可動板が、対向配置された前記第１仕切り板と前記第２仕切り板との間の可動板収容部に配置されている防振装置において、
前記第１仕切り板と前記第２仕切り板とが一体成形され、
前記第１仕切り板と前記第２仕切り板との間を連結する側壁の一部に形成された開口部から、前記可動板収容部に前記可動板を挿入可能に構成され、
前記可動板収容部は、前記開口部と対向する前記側壁の閉塞端から前記開口部に向けてテーパ状に拡開されていることを特徴とする防振装置。
前記仕切り部材における前記可動板収容部と干渉しない位置に、前記オリフィスが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の防振装置。
前記可動板の外面形状が、前記可動板収容部の内面形状と相似形に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の防振装置。
前記可動板が、平面視において非円形に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の防振装置。