JP5766513B2 - 液封防振装置 - Google Patents
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Description
また、可動膜の下面(副液室側、以下同)に先端が径方向外方へ突出する脚部を設け、この脚部の先端を可動膜の支持部材に設けた被押し当て部へ押し当てるとともに、被押し当て部を副液室が中央側へ張り出すテーパー面として、可動膜の大変形時に脚部を強く圧縮して可動膜のバネ定数を高くすることも知られている(特許文献1参照)。
また、ダンピングオリフィスとアイドルオリフィスを設け、アイドル時にアイドルオリフィスの副液室側開口を開閉バルブにより開いてアイドルオリフィス内で共振させることにより、アイドル振動の入力を減衰させることも公知である。
しかし、この非線形バネ特性を有する可動膜を使用しても、小振幅振動に対する低動バネ化とダンピングオリフィスによる高減衰を実現できるだけであり、ダンピングオリフィスにおける共振周波数と異なる周波数域のアイドル振動に対しては振動伝達の遮断に役立たない。
アイドル振動を遮断するには、ダンピングオリフィスと別にアイドル振動域で共振するアイドルオリフィスを設け、開閉バルブで開閉してアイドル時に共振を発生させることが考えられる。しかしこのようにしても、アイドル振動の遮断に効果的であるが、アイドルオリフィス並びにその開閉機構を設けなければならないので、それだけ構造が複雑化して高価なものになる。
このため、ダンピングオリフィス以外にアイドルオリフィス等の第2のオリフィス通路を設け、さらにこれを開閉するバルブ機構を設けるようなことをせず、ダンピングオリフィスと可動膜だけの構成で、第2のオリフィス通路及びその開閉バルブ機構を設けたときと同様な効果を上げることが望まれる。また、このような要望のために従来から備わっている可動膜の脚部を利用できればさらに望ましいことになる。
そこで本願は、既存の脚部を設けた可動膜を利用して上記要望の実現を目的とする。
前記脚部(35)と前記枠部材(40)の間に第3液室(50)を設け、
この第3液室(50)と連通し、開閉自在のオリフィス間隙(51)を前記脚部(35)と前記被押し当て部(60・70)の間に形成し、
このオリフィス間隙(51)は、前記脚部(35)が前記被押し当て部(60・70)へ接触することで閉じられて前記第3液室(50)を密閉し、
前記脚部(35)が前記被押し当て部(60・70)と非接触になることで開かれて前記第3液室(50)を開放するとともに、
前記ダンピングオリフィス(14)による共振を第1共振としたとき、前記第3液室(50)の開閉による作動液の流動によって前記オリフィス間隙(51)に前記第1共振と異なる周波数で共振する第2共振を発生させることを特徴とする。
このため、大変形時では可動膜の変形規制を強くしてダンピングオリフィスへ流れる液量を増加させ、ダンピングオリフィスにて有効な共振を発生させ、小変形時では脚部と被押し当て部の接触による可動膜のバネ定数に対する影響を少なくして可動膜におけるバネ定数の増加を抑制して低動バネにすることができる。
このため、大変形時では可動膜の変形規制を強くしてダンピングオリフィスへ流れる液量を増加させ、ダンピングオリフィスにて有効な共振を発生させ、小変形時では脚部と被押し当て部の接触による可動膜のバネ定数に対する影響を少なくして可動膜におけるバネ定数の増加を抑制して低動バネにすることができる。
大変形時における可動膜の変形を強く規制するので、ダンピングオリフィスへ流れる液量をさらに増加させて有効な共振を発生させることができる。
また、本願において低周波数とは5〜30Hz程度の領域をいい、これより周波数の高い領域は中・高周波数というものとする。この低周波数域において、10Hz近傍の領域を走行時にサスペンションから入る振動域、15Hz近傍をアイドル振動域とする。
主たる振動の入力方向Zは、第1の取付部材1からその軸心線であってエンジンマウントの中心線CLと平行に主液室12内へ向かい、仕切部材11の主液室12に臨む表面と略直交している。
これを支持する略カップ状の枠部材40との3部材で構成されている。
カバー部材20は弾性仕切部30上に被せられる蓋として機能し、カバー部材20の中央部にはカバー部材の中央開口部21が形成され、その周囲は外周側より一段低くなった段部22になっている。段部22の外周側部分である外周部23(図3参照)にはダンピングオリフィス14における主液室12側の開口24が設けられている。
なお、図2はAに弾性仕切部30の平面視形状、Bにその下側から見た斜視図、Cに脚部35の拡大断面図を示す。
可動膜31の上面は略平坦面状をなし、下面側は周囲を脚部35に囲まれて上方へ凸に凹入した凹部をなしている。なお、下面を中央が最も薄肉化するような湾曲面にしてもよい。
下面38は弾性変形時の押し当て部をなし、略水平の平坦面になっている。
図2のB及びCに詳しく示すように、下面38にはシールリブ39を下方へ一体に突出形成してある。シールリブ39は下面38と同心の環状をなして下面38の全周へ形成されている。
内周壁43の内側には間隔をもって環状の支持壁44が形成され、この支持壁44と内周壁43との間に上方に開放された支持溝45が環状に形成されている。支持壁44の上端は内周壁43の上端部内周側に形成された段部43aよりも低くなっている。
ストッパ面48は脚部35の下面38が押し当てられる被押し当て面であり、略平坦な面として形成され、略垂直方向(Z方向と平行)から脚部35の下面38が押し当てられる。
この組立状態は、図3に示すように、弾性仕切部30の周壁34が支持溝45へ嵌合され、かつ上端をカバー部材20の段部22で押さえられることにより固定される。また脚部35は支持壁44の内周側に位置し、下面38がストッパ面48へ押し当てられる。
第3液室50は、脚部35の下面38がストッパ面48へ押し当てられることによって閉じられ、脚部35の下面38がストッパ面48から離れると副液室13側へ開放される。
但し、作動液は非圧縮性の液体であるため、加圧された作動液の圧力が脚部35の圧縮変形に対する抵抗をなす。これにより、第3液室50が閉じられた状態で可動膜31が下方へ大きく弾性変形しようとすると、脚部35によるバネ定数が非線形的に増大するため、可動膜31を弾性変形しにくくさせることができる。
したがって、通常時の振動でオリフィス間隙51が開閉すること、オリフィス間隙51が環状をなすこと、アイドル振動の周波数で共振するようにチューニングされること、がアイドルオリフィス通路として機能するための構成になる。
但し、オリフィス間隙51を閉じる場合と比べれば、第3液室50内の作動液をそれほど強く加圧できないので、作動液の流動が少なくなり、強い共振を生じさせにくくなる。
したがって、このようなオリフィス間隙51を閉じない場合でも共振を生じさせるようにするには、プラス振動時におけるオリフィス間隙51をできるだけ小さくするように設定することが好ましい。
中振幅振動では、脚部35の下面38がストッパ面48へ押しつけられ、入力振動の振幅が増大するにつれてより大きく圧縮変形され、可動膜31のバネ定数を強くする。同時に、オリフィス間隙51が消滅して第3液室50が閉じられるので、第3液室50内へ作動液が密閉される。但し、中振幅振動では脚部35の弾性変形がそれほど大きくないので、第3液室50内の作動液はあまり加圧されない。
その後、脚部35はさらに上方への移動を続け、中立位置を過ぎて、可動膜31が主液室12へ入り込みように弾性変形する図6のCに示す状態になる。
このとき、第3液室50は脚部35の下面38がストッパ面48へ押し当てられることにより密閉されるが、シールリブ39によってシール性が維持される。しかも小振幅振動時にはシールリブ39がストッパ面48へ線接触し、下面38全体の接触が無い状態になる場合があり、このようなときはより低動バネ化に貢献できる。
マイナス振動時には、可動膜31がより大きく主液室12側へ弾性変形し、脚部35の下面38とストッパ面48の間隙を大きく拡大する(図6のC参照)。
この流出は、環状をなすオリフィス間隙51の全周にて迅速に行われ、オリフィス間隙51に多量の作動液流動を生じる。したがって、入力振動がアイドル振動域の周波数であれば、プラス振動とマイナス振動を反復することにより、オリフィス間隙51に強い共振を発生させることができる。
すなわち、本実施例におけるエンジンマウントは、動特性において第1及び第2共振を生じる2共振タイプになっており、2つの共振により、2つの高減衰または低動バネ特性を有することができる。
各図において実線で示す曲線は本願発明の特性を示すものであり、仮想線で示す曲線は比較例として、ダンピングオリフィスのみにより本願発明の第1共振に相当する1つの共振のみを生じる従来のものを示す。
第1減衰ピークPK1は、主液室12と副液室13をつなぐダンピングオリフィス14による第1共振によるものであり、一般走行時等に生じる低周波大振幅振動を吸収する。第2減衰ピークPK2は、第3液室50と副液室13をつなぐオリフィス間隙51において生じる第2共振で形成され、3気筒エンジン車両におけるアイドル振動域におけるアイドル振動を吸収する。
動バネボトムは、低動バネ化により車体側への振動伝達を遮断する振動遮断量を大きくすることができる。このため、第1共振の動バネボトムBT1により一般走行時等に生じる低周波大振幅振動の振動遮断量を大きくし、かつ第2共振の動バネボトムBT2によりアイドル振動に生じる振動遮断量を大きくすることができる。その結果、乗り心地を向上させることができる。
第1共振による反共振のピークは気筒数が増大するとそれだけ高周波数側へずれる傾向にあるため、アイドル振動の吸収は、3気筒エンジン車両に使用するエンジンマウントにおいて特に重要になる。
しかも、環状のシールリブ39を設けることにより、比較的可動膜31が小変形状態であっても、シール性を高めることができる。このため、シールリブ39のストッパ面48接触時における可動膜31のバネ定数増大を抑制して低動バネと高いシール性能の両立が可能となる。
図8は第1実施例の図6のAに対応する部位の断面図であり、図9は図6に対応する作用説明図である。この図に示す部分以外のエンジンマウントにおける構成は第1実施例と同じであるから、重複説明を省略する。
なお、外側面36の下部は押し当て部36aをなし、ここで被押し当て部60のうちの支持壁内面44a側へ押し当てられ、下面38がストッパ面48へ押し当てられる。
これらテーパー面61及びアール状部62はそれぞれ枠部材40の中心線(エンジンマウントの中心線CLでもある)を囲んで周壁状に形成される曲面をなす。
被押し当て部60は、テーパー面61、アール状部62及びストッパ面48で構成されている。
すなわちテーパー面61は図8の下方へ向かうにしたがって中央へ収束するように傾斜する。換言すれば、支持壁44は円筒状をなし、その内周面である支持壁内面44aは脚部35が主たる振動の入力方向Zと平行に摺動可能なある程度の上下幅を有する。
支持壁内面44aの下部が形成する円形空間の内径は、図の下方側ほど縮径した形状をなすことによりテーパー面61を形成している。
被押し当て部60は、テーパー面61、アール状部62及びストッパ面48からなり、押し当てられた脚部35を受け止めることにより、テーパー面61からの押し当て反力により脚部35が圧縮されるとともにその圧縮量が変化する。その結果、圧縮量が増大すると可動膜31のバネ定数を高めて自由な弾性変形を阻止するので、可動膜31の変形規制部をなしている。
まず、振動が入力すると、図8において、弾性本体部3の弾性変形により主液室12の内圧が変動すると可動膜31が弾性変形してこれを吸収する。このとき小振幅の振動入力であれば、押し当て部36aがテーパー面61と非接触であるから、脚部35は可動膜31のバネ定数に対して何ら影響せず、可動膜31はそれ自体のバネ定数を変位に応じて線形的に変化させる。また、オリフィス間隙51は開いたままであり、第3液室50と副液室13は連通し、自由に作動液が流動する。
このとき、ストッパ面48はほぼ垂直方向から脚部35の下面38を受け止めるので、確実に脚部35の下方移動を停止させることができるとともに、脚部35の圧縮量を最大にして可動膜31のバネ定数を最大にするため、可動膜31の過大な下方への弾性変形を防ぐことができる。
しかも、環状のシールリブ39Aは、脚部35と被押し当て部60のテーパー面61と接触するとき、可動膜31が比較的小変形の状態ではシールリブ39Aが線接触して摺動するので、可動膜31のバネ定数上昇を抑制し、高いシール性を維持したまま比較的低動バネにすることができ、低動バネと高いシール性能の両立が可能となる。
しかも、テーパー面61が主液室12側へ向かって径方向に広くなるように傾斜しているため、入力振動の大きさによりテーパー面61に対する脚部35の接触量が非線形的に変化し、可動膜31のバネ定数を非線形的に変化させることができる。同時に第3液室50を密閉空間にするとともに第3液室50内の作動液を加圧して内圧を高めることが可能となる。
図10は第2実施例の図8に対応する部位の断面図であり、図11は図9に対応する作用説明図である。この図に示す部分以外のエンジンマウントにおける構成は第1及び第2実施例と同じである。
被押し当て部70は、テーパー面71、アール状部72及びストッパ面48からなる。
テーパー面71及びアール状部72は、脚部35の内側に形成された押し当て用環状壁73の外周面側に形成されている。押し当て用環状壁73は底部46から上方へ突出して一体に形成されており、脚部35と同心円でより小径の周壁状をなし、その内周面は中央開口部47に臨んでいる。
これらテーパー面71及びアール状部72はそれぞれ枠部材40の中心線CLを囲んで周壁状に形成される曲面をなす。
すなわちテーパー面71は図10の下方へ向かうにしたがって径方向外方へ広がるように傾斜し、テーパー面71の上方に押し当て部37aが位置し、押し当て部37aが下方へ移動するとテーパー面71へ接触するようになっている。
ストッパ面48、テーパー面71及びアール状部72からなる被押し当て部70の機能は前実施例同様であり、脚部35の内側面37に設けられた押し当て部37aが摺動することだけが異なる。
本実施例における第3液室50は支持壁44と脚部35の外側面36との間だけでなく、大振幅及び過大振幅以外の振幅振動時には脚部35の下面38とストッパ面48との間まで拡大されている、
まず、小振幅振動の入力時には、前実施例同様に、脚部35が被押し当て部70と非接触であり、可動膜31はそれ自体のバネ定数を変位に応じて線形的に変化させる。また、オリフィス間隙51は開いたままである。
入力振動が過大振動になると、図11のCに示すように、押し当て部37aがアール状部72の下端近くまで移動し、下面38をストッパ面48へ押し当てて脚部35の下方移動を停止させる。
したがって、この内側面37に押し当て部37aを設けることにより、被押し当て部70と摺動するときにおける脚部35の弾性変形をより小さくすることにより、可動膜31のバネ定数を高くすることができ、その結果、ダンピングオリフィス14へ送り込む作動液の液量を増大させて高減衰化させることが可能になる。
図12は第1実施例の変形例をなす第4実施例であり、中立時で下面38がストッパ面48へ接触している状態を示す。この状態では、下面38の全体がストッパ面48へ接触せず、シールリブ39だけが接触している。この状態で小振幅振動が入力して脚部35が下方へ移動すると、まずシールリブ39がつぶれ、その後、下面38全体がストッパ面48に接触して圧縮によりわずかに弾性変形する。このため、中立時から小振幅振動の入力初期には、下面38全体が面接触する状態と比較してシールリブ39のみがストッパ面48へ線接触的に接触するので、シールリブ39によって第3液室50のシール性を維持するとともに、可動膜31のバネに対する脚部35の影響を少なくして低動バネ化に貢献できる。
下面38全体がストッパ面48に接触すると、その後は振幅の増大に伴って脚部35の圧縮量を増大させ、可動膜31のバネ定数を非線形的に増大させる。
このように、中立時で下面38をストッパ面48へ接触させると、小振幅振動から第2共振を発生させることができる。
このため、中立時から小振幅振動の入力初期には、押し当て部36aが広くテーパー面61へ面接触する状態と比較して環状をなすシールリブ39Aのみがテーパー面61へ線接触的に接触するので、シールリブ39Aによって第3液室50のシール性を維持するとともに、可動膜31のバネに対する脚部35の影響を少なくして低動バネ化に貢献できる。
この例でも、中立時で第3液室50を密閉することにより、小振幅振動から第2共振を発生させることができる。
小振幅振動の入力初期ではシールリブ39Bがつぶれず、線接触状態でテーパー面71上を摺動する。振幅増大によりシールリブ39Bがつぶれると、押し当て部37aがより広い面積でテーパー面71へ接触し、その後は振幅の増大に伴って脚部35の圧縮量を増大させ、可動膜31のバネ定数を非線形的に増大させる。
この例も、中立時で第3液室50を密閉することにより、小振幅振動から第2共振を発生させることができる。
Claims (14)
- 振動源側へ取付けられる第1の取付部材と、振動被伝達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弾性本体部を備え、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にて主液室と副液室とに区画するとともに、これら主液室と副液室間を所定の低周波振動で第1共振を生じるダンピングオリフィスで連通し、かつ仕切部材の少なくとも一部に主液室の内圧変化を吸収するべく弾性変形する可動膜を設け、その副液室側外周部から脚部を一体に突出形成し、仕切部材の周囲を固定するために設けられた枠部材の一部に設けられている被押し当て部へ脚部を押し当てるようにした液封防振装置において、
前記脚部(35)と前記枠部材(40)の間に第3液室(50)を設け、
この第3液室(50)と連通し、開閉自在のオリフィス間隙(51)を前記脚部(35)と前記被押し当て部(60・70)の間に形成し、
このオリフィス間隙(51)は、前記脚部(35)が前記被押し当て部(60・70)へ接触することで閉じられて前記第3液室(50)を密閉し、
前記脚部(35)が前記被押し当て部(60・70)と非接触になることで開かれて前記第3液室(50)を開放するとともに、
前記ダンピングオリフィス(14)による共振を第1共振としたとき、前記第3液室(50)の開閉による作動液の流動によって前記オリフィス間隙(51)に前記第1共振
と異なる周波数で共振する第2共振を発生させることを特徴とする液封防振装置。 - エンジンマウントとして構成され、前記第2共振がアイドル振動域で共振することを特徴とする請求項1に記載した液封防振装置。
- 前記脚部(35)の前記被押し当て部(60)と接触する部位が前記脚部(35)の外側面(36)であることを特徴とする請求項1又は2に記載した液封防振装置。
- 前記脚部(35)の前記被押し当て部(60)と接触する部位が、主たる振動の入力方向において最も前記副液室(13)側となる前記脚部(35)の下面(38)であり、前記被押し当て部(60)のうち主たる振動の入力方向と直交する面(48)へ垂直に接触することを特徴とする請求項1又は2に記載した液封防振装置。
- 前記脚部(35)の前記被押し当て部(70)と接触する部位が前記脚部(35)の内側面(37)であることを特徴とする請求項1又は2に記載した液封防振装置。
- 前記被押し当て部(60)に、前記脚部(35)と接触する面が前記主液室(12)側に径方向で広がるテーパー面(61)を設けたことを特徴とする請求項3に記載した液封防振装置。
- 前記脚部(35)の前記被押し当て部(60)に接触する部位に前記副液室(13)側に径方向で狭くなるテーパー面(d)を設けたことを特徴とする請求項3又は6に記載した液封防振装置。
- 前記脚部(35)の表面に、前記被押し当て部(60・70)へ接触する環状の突起(39・39A・39B)を一体に突出形成したことを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載した液封防振装置。
- 前記被押し当て部(70)に、前記脚部(35)と接触する面が前記主液室(12)側に径方向で狭くなるテーパー面(71)を設けたことを特徴とする請求項5に記載した液封防振装置。
- 前記脚部(35)の前記被押し当て部(70)に接触する部位に前記副液室(13)側に径方向で広がるテーパー面(e)を設けたことを特徴とする請求項5又は9に記載した液封防振装置。
- 前記被押し当て部(60・70)に、前記テーパー面(61・71)と連続したアール形状をなして前記脚部(35)の変形規制部をなすアール状部(62・72)を設けたことを特徴とする請求項6は9に記載した液封防振装置。
- 前記ダンピングオリフィス(14)における前記第1共振よる主液室の内圧上昇時に前記第3液室が密閉状態となって内圧上昇し、前記脚部(35)と前記被押し当て部(60・70)間に前記オリフィス間隙(51)が発生した際に前記第3液室(50)から流れる作動液により前記第2共振を発生させることを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載した液封防振装置。
- 前記脚部(35)は、前記主液室(12)へ振動が入力しない中立状態にて前記被押し当て部(60・70)へ接触し、第3液室(50)を閉じていることを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載した液封防振装置。
- 前記脚部(35)は、前記主液室(12)の内圧を上昇させるプラス振動後、内圧を下げるマイナス振動へ転じたとき、前記被押し当て部(60・70)と非接触となり、前記オリフィス間隙(51)を介して前記第3液室(50)を開放することを特徴とする請求項13に記載した液封防振装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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