JP6018003B2 - 防振装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば自動車等に適用され、エンジン等の振動発生部の振動を減衰吸収する防振装置に関するものである。

従来から、例えば下記特許文献１に示されるように、仕切り部材に、主液室と副液室とを連通し、シェイク振動の入力に対して液柱共振を生じさせるシェイクオリフィスと、弁部材が変位自在若しくは変形自在に収容された収容室と、収容室と主液室とを連通する連通孔と、収容室と副液室とを連通し、アイドル振動の入力に対して液柱共振を生じさせるアイドルオリフィスと、が形成された構成が知られている。
そして、この防振装置では、シェイク振動が入力されると、弁部材によりアイドルオリフィスの収容室内に向けた開口が閉塞され、アイドル振動が入力されると、アイドルオリフィスの収容室内に向けた開口が開放される。

特開２００９−２４３５１０号公報

しかしながら、前記従来の防振装置では、例えばシェイク振動の入力時に、アイドルオリフィスと収容室とが連通したり、振幅の比較的大きなアイドル振動の入力時に、アイドルオリフィスと収容室との連通が遮断されたりする等のおそれがあり、アイドルオリフィスと収容室との連通、及びその遮断を、弁部材により精度よく切り替えることに改善の余地があった。

この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、アイドルオリフィスと収容室との連通、及びその遮断を、簡易な構成で、しかも入力振動の振幅の影響を受けにくくして、入力振動の周波数に応じて精度よく切り替えることができる防振装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明の防振装置は、振動発生部及び振動受部のうちのいずれか一方に連結される筒状の第１取付部材、及び他方に連結される第２取付部材と、これらの両取付部材同士を互いに連結する弾性体と、液体が封入される前記第１取付部材内の液室を、前記弾性体を壁面の一部に有する主液室、及び副液室に仕切る仕切り部材と、を備え、前記仕切り部材には、前記主液室と前記副液室とを連通し、シェイク振動の入力に対して共振を生じさせる主シェイクオリフィスと、弁部材が変位自在若しくは変形自在に収容された収容室と、前記収容室と前記主液室とを連通し、シェイク振動の入力に対して共振を生じさせる副シェイクオリフィスと、前記収容室と前記主液室とを連通し、かつ前記副シェイクオリフィスより流通抵抗が小さい連通孔と、前記収容室と前記副液室とを連通し、アイドル振動の入力に対して共振を生じさせるアイドルオリフィスと、が形成され、前記弁部材は、前記主液室内の液圧変動に起因した前記収容室内での変位若しくは変形に伴って、前記アイドルオリフィスと前記収容室との連通、及びその遮断を切り替えることを特徴とする。

この発明によれば、弁部材の収容された収容室に、主液室と連通する副シェイクオリフィスが開口しているので、この防振装置にシェイク振動が入力されたときに、副シェイクオリフィスで共振を生じさせることで、収容室の弁部材が、副液室側に向けて押され、アイドルオリフィスの収容室内に向けた開口を閉塞することとなる。これにより、アイドルオリフィスと収容室との連通が遮断され、液室内の液体が、主シェイクオリフィスを通して流通し共振を生じさせることとなり、入力されたシェイク振動が減衰吸収される。
また、この防振装置にアイドル振動が入力されると、副シェイクオリフィスで目詰まりが生じ、弁部材に対する副液室側へ向けた押し付け力が軽減されることで、収容室内に進入した液体が、弁部材上を外周側に流れて下方に潜り込みやすくなり、弁部材を容易に浮遊させることができる。これにより、アイドルオリフィスの収容室内に向けた開口が開放され、液室内の液体が、アイドルオリフィスを通して流通し共振を生じさせることとなり、入力されたアイドル振動が減衰吸収される。
ここで、例えば、入力されたアイドル振動の振幅が比較的大きくても、副シェイクオリフィスで目詰まりが生ずることで、弁部材が副液室側に向けて押されにくくなるため、前述と同様に、アイドルオリフィスの収容室内に向けた開口が開放され、このアイドル振動を減衰吸収することができる。
以上より、例えばシリンダ室内に摺動自在にピストン部材を設ける等しなくても、簡易な構成で、アイドルオリフィスと収容室との連通、及びその遮断を、入力振動の振幅の影響を受けにくくして、周波数に応じて精度よく切り替えることができる。

ここで、前記副シェイクオリフィスは、前記弁部材の表面のうち外周部より内側に位置する内側部分に向けて開口し、前記連通孔は、前記弁部材の表面における外周部に向けて開口してもよい。

この場合、副シェイクオリフィスが、弁部材の表面における内側部分に向けて開口しているので、シェイク振動の入力時に、弁部材を安定して副液室側に向けて押すことが可能になり、アイドルオリフィスの収容室内に向けた開口を確実に閉塞することができる。
また、連通孔が、弁部材の表面における外周部に向けて開口しているので、アイドル振動の入力時に、連通孔を通して収容室内に進入した液体を、弁部材の下方に潜り込ませやすくなり、弁部材を確実に浮遊させることができる。

この発明によれば、アイドルオリフィスと収容室との連通、及びその遮断を、簡易な構成で、しかも入力振動の振幅の影響を受けにくくして、入力振動の周波数に応じて精度よく切り替えることができる。

本発明に係る一実施形態において、防振装置の縦断面図である。 図１に示す仕切り部材を副液室側から見た斜視図である。 図１及び図２に示す仕切り部材を主液室側から見た斜視図である。

以下、本発明に係る防振装置の一実施形態を、図１から図３を参照しながら説明する。
この防振装置１は、図１に示すように、振動発生部及び振動受部のうちのいずれか一方に連結される筒状の第１取付部材１１、及び他方に連結される第２取付部材１２と、これらの両取付部材１１、１２同士を互いに連結する弾性体１３と、液体が封入される第１取付部材１１内の液室を、弾性体１３を壁面の一部に有する主液室１４、及び副液室１５に仕切る仕切り部材１６と、を備えている。
図示の例では、第２取付部材１２は柱状に形成されるとともに、弾性体１３は筒状に形成され、第１取付部材１１、第２取付部材１２及び弾性体１３は、共通軸と同軸に配設されている。以下、この共通軸を軸線Ｏといい、軸線Ｏ方向に沿う主液室１４側を一方側といい、副液室１５側を他方側といい、軸線Ｏに直交する方向を径方向といい、軸線Ｏ回りに周回する方向を周方向という。

なお、この防振装置１が例えば自動車に装着された場合には、第２取付部材１２が振動発生部としてのエンジンに連結される一方、第１取付部材１１が図示し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る。
第１取付部材１１の液室には、例えばエチレングリコール、水、シリコーンオイル等が封入される。

第１取付部材１１は、軸線Ｏ方向に沿って、一方側に位置する一方側外筒体２１と、他方側に位置する他方側外筒体２２と、を備えている。
一方側外筒体２１における一方側の端部に弾性体１３が液密状態で連結されていて、弾性体１３により一方側外筒体２１の一方側の開口部が閉塞されている。一方側外筒体２１のうち、他方側の端部２１ａは、他の部分より大径に形成されている。一方側外筒体２１の内部が主液室１４となっている。一方側外筒体２１において、弾性体１３が連結された部分に対して他方側から連なる部分に、全周にわたって連続して延びる環状溝２１ｂが形成されている。

他方側外筒体２２における他方側の端部にダイヤフラム１７が液密状態で連結されていて、ダイヤフラム１７により他方側外筒体２２における他方側の開口部が閉塞されている。他方側外筒体２２のうち、一方側の端部２２ａは、他の部分より大径に形成されている。この他方側外筒体２２における一方側の端部２２ａが、一方側外筒体２１における他方側の端部２１ａ内に嵌合されている。また、他方側外筒体２２内に仕切り部材１６が嵌合されている。他方側外筒体２２の内部のうち、仕切り部材１６とダイヤフラム１７との間に位置する部分が、副液室１５となっている。また、他方側外筒体２２は、ダイヤフラム１７と一体に形成されたゴム膜によって、全域にわたって被覆されている。

第２取付部材１２における一方側の端面には、軸線Ｏと同軸に雌ねじ部１２ａが形成されている。第２取付部材１２は、第１取付部材１１から一方側に突出している。第２取付部材１２には、径方向の外側に向けて突出し、かつ全周にわたって連続して延びるフランジ部１２ｂが形成されている。フランジ部１２ｂは、第１取付部材１１における一方側の端縁から一方側に離れている。

弾性体１３は、弾性変形可能な例えばゴム材料等で形成され、一方側から他方側に向かうに従い漸次拡径された筒状に形成されている。弾性体１３のうち、一方側の端部が、第２取付部材１２に連結され、他方側の端部が、第１取付部材１１に連結されている。なお、第１取付部材１１の一方側外筒体２１の内周面は、弾性体１３と一体に形成されたゴム膜により、全域にわたって覆われている。

仕切り部材１６には、主液室１４と副液室１５とを連通し、シェイク振動の入力に対して液柱共振を生じさせる主シェイクオリフィス３１と、弁部材３２が変位自在若しくは変形自在に収容された収容室３３と、収容室３３と主液室１４とを連通し、シェイク振動の入力に対して液柱共振を生じさせる副シェイクオリフィス３４と、収容室３３と主液室１４とを連通し、かつ副シェイクオリフィス３４より流通抵抗が小さい連通孔２７と、収容室３３と副液室１５とを連通し、アイドル振動の入力に対して液柱共振を生じさせるアイドルオリフィス３５と、が形成されている。

以下、具体的に説明する。
仕切り部材１６は、第１取付部材１１内に嵌合されたシェイクオリフィス部材２５と、シェイクオリフィス部材２５内に配設されたアイドルオリフィス部材２６と、を備えている。シェイクオリフィス部材２５は、有頂筒状に形成され、その内側にアイドルオリフィス部材２６が嵌合されている。
そして、シェイクオリフィス部材２５に、主シェイクオリフィス３１、副シェイクオリフィス３４、及び連通孔２７が形成され、アイドルオリフィス部材２６に、アイドルオリフィス３５が形成され、シェイクオリフィス部材２５とアイドルオリフィス部材２６との間に収容室３３が形成されている。

アイドルオリフィス部材２６における一方側の表面には、窪み部が形成されており、この窪み部が、シェイクオリフィス部材２５の頂壁における他方側の裏面により一方側から閉塞されることで、前記収容室３３が画成されている。そして、この収容室３３内に、平面視円形状に形成された板状の弁部材３２が収容されている。図示の例では、弁部材３２は、収容室３３と比べて、軸線Ｏ方向の大きさ、及び径方向の大きさが双方ともに小さくなっている。弁部材３２と収容室３３の壁面との間の隙間は、軸線Ｏ方向の隙間が径方向の隙間より小さくなっている。なお、弁部材３２は弾性体となっている。

アイドルオリフィス部材２６における他方側の裏面には、窪み部が形成されており、この窪み部がアイドルオリフィス３５となっている。アイドルオリフィス３５は平面視円形状に形成されている。また、アイドルオリフィス部材２６には、アイドルオリフィス３５と収容室３３とを連通する第１開口部２９が形成されている。アイドルオリフィス３５の内径は、収容室３３の内径と同等とされ、アイドルオリフィス３５及び収容室３３はそれぞれ、軸線Ｏから径方向に離れた共通軸と同軸に位置している。図示の例では、収容室３３の内径が、アイドルオリフィス３５の内径よりわずかに大きくなっている。
そして、弁部材３２は、主液室１４内の液圧変動に起因した収容室３３内での変位若しくは変形に伴って、第１開口部２９を開閉することで、アイドルオリフィス３５と収容室３３との連通、及びその遮断を切り替える。
なお、アイドルオリフィス部材２６の裏面には、図２に示すように、アイドルオリフィス３５を囲うような平面視Ｃ字状をなす肉抜き孔２６ａが形成されている。

主シェイクオリフィス３１は、シェイクオリフィス部材２５の外周面に形成された周溝とされ、その両周端部に、主液室１４内に向けて開口する第２開口部３１ａ、及び副液室１５内に向けて開口する第３開口部３１ｂが各別に接続されている。第２開口部３１ａ及び第３開口部３１ｂは、図２及び図３に示されるように、軸線Ｏ方向に開口している。主シェイクオリフィス３１は、図１に示されるように、第１取付部材１１の他方側外筒体２２の内周面により、径方向の外側から閉塞されている。

シェイクオリフィス部材２５の頂壁は、外周部より径方向の内側に位置する内側部分２５ａが他方側に向けて窪んでいる。シェイクオリフィス部材２５の頂壁の外周部に、図３に示されるように、第２開口部３１ａが形成されている。シェイクオリフィス部材２５の頂壁の内側部分２５ａに、一方側に向けて筒体２８が立設され、その内側が収容室３３内に連通する副シェイクオリフィス３４となっている。
副シェイクオリフィス３４の流通抵抗の大きさは、主シェイクオリフィス３１の流通抵抗の大きさ以下で、かつアイドルオリフィス３５の流通抵抗より大きくなっている。副シェイクオリフィス３４、及び主シェイクオリフィス３１それぞれの液柱共振周波数は、シェイク振動の周波数（例えば、１４Ｈｚ以下）にチューニングされている。アイドルオリフィス３５の液柱共振周波数は、アイドル振動の周波数（例えば、１８Ｈｚ〜３０Ｈｚ程度）にチューニングされている。

連通孔２７は、シェイクオリフィス部材２５の内側部分２５ａにおける筒体２８との接続部分に形成されている。連通孔２７は、筒体２８の外周面に沿って延びる長孔とされ、筒体２８の回りに間隔をあけて複数形成されている。また、連通孔２７は、副シェイクオリフィス３４より軸線Ｏ方向に沿う流路長が短くなっている。連通孔２７及び第１開口部２９は、互いに同形同大に形成されている。また、連通孔２７及び第１開口部２９は、弁部材３２の表面に沿う方向における同等の位置に配置されていて、弁部材３２を挟んで軸線Ｏ方向で互いに対向している。

図示の例では、副シェイクオリフィス３４、連通孔２７、及び第１開口部２９は、軸線Ｏ方向で弁部材３２の表面と対向している。また、副シェイクオリフィス３４は、弁部材３２の表面のうち、外周部より内側に位置する内側部分に向けて開口し、第１開口部２９及び連通孔２７は、弁部材３２の表面における外周部に向けて開口している。例えば、副シェイクオリフィス３４は、弁部材３２の表面のうち、弁部材３２の重心位置を含む部分に向けて開口し、第１開口部２９及び連通孔２７は、弁部材３２の表面のうち、弁部材３２の重心位置を外れた部分に向けて開口している。
なお、主シェイクオリフィス３１と、副シェイクオリフィス３４及びアイドルオリフィス３５と、は、互いに独立した流路となっていて、主シェイクオリフィス３１を流通する液体は、収容室３３を通過せずに主液室１４と副液室１５との間を往来する。

以上説明したように、本実施形態による防振装置１によれば、弁部材３２の収容された収容室３３に、主液室１４と連通する副シェイクオリフィス３４が開口しているので、この防振装置１にシェイク振動が入力されたときに、副シェイクオリフィス３４で液柱共振を生じさせることで、収容室３３の弁部材３２が、他方側に向けて押され、第１開口部２９を閉塞することとなる。これにより、アイドルオリフィス３５と収容室３３との連通が遮断され、液室内の液体が、主シェイクオリフィス３１を通して流通し液柱共振を生じさせることとなり、入力されたシェイク振動が減衰吸収される。

また、この防振装置１にアイドル振動が入力されると、副シェイクオリフィス３４で目詰まりが生じ、弁部材３２に対する他方側へ向けた押し付け力が軽減されることで、収容室３３内に進入した液体が、弁部材３２上を外周側に流れて下方に潜り込みやすくなり、弁部材３２を容易に浮遊させることができる。これにより、第１開口部２９が開放され、液室内の液体が、アイドルオリフィス３５を通して流通し液柱共振を生じさせることとなり、入力されたアイドル振動が減衰吸収される。
ここで、例えば、入力されたアイドル振動の振幅が比較的大きくても、副シェイクオリフィス３４で目詰まりが生ずることで、弁部材３２が他方側に向けて押されにくくなるため、前述と同様に、第１開口部２９が開放され、このアイドル振動を減衰吸収することができる。

以上より、例えばシリンダ室内に摺動自在にピストン部材を設ける等しなくても、簡易な構成で、アイドルオリフィス３５と収容室３３との連通、及びその遮断を、入力振動の振幅の影響を受けにくくして、周波数に応じて精度よく切り替えることができる。

さらに、副シェイクオリフィス３４が、弁部材３２の表面における内側部分に向けて開口しているので、シェイク振動の入力時に、弁部材３２を安定して他方側に向けて押すことが可能になり、第１開口部２９を確実に閉塞することができる。
また、連通孔２７が、弁部材３２の表面における外周部に向けて開口しているので、アイドル振動の入力時に、連通孔２７を通して収容室３３内に進入した液体を、弁部材３２の下方に潜り込ませやすくなり、弁部材３２を確実に浮遊させることができる。

さらに、本実施形態では、連通孔２７及び第１開口部２９が、弁部材３２を挟んで軸線Ｏ方向で互いに対向しているので、アイドル振動の入力時に、液室内の液体を、収容室３３を通して連通孔２７と第１開口部２９との間を滞りなく流通させることが可能になり、弁部材３２をより一層確実に浮遊させることができる。

なお、本発明の技術範囲は、前述した各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種々の変更を加えることが可能である。

例えば、前述した実施形態では、エンジンを第２取付部材１２に接続し、第１取付部材１１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よいし、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よい。
また、シェイクオリフィス部材２５の内側部分２５ａに窪み部を形成しなくてもよく、アイドルオリフィス部材２６の裏面に肉抜き孔２６ａを形成しなくてもよい。
また、前述した実施形態では、副シェイクオリフィス３４が、弁部材３２の表面のうち、外周部より内側に位置する内側部分に向けて開口し、第１開口部２９及び連通孔２７が、弁部材３２の表面における外周部に向けて開口した構成を示したが、これに限らず例えば、副シェイクオリフィス３４を、弁部材３２の表面の外周部に向けて開口させ、第１開口部２９及び連通孔２７を、弁部材３２の表面の内側部分に向けて開口させてもよい。
また、前述した実施形態では、連通孔２７及び第１開口部２９を、互いに同形同大に形成するとともに、弁部材３２を挟んで軸線Ｏ方向で互いに対向させたが、これに限らず例えば、互いに異形異大に形成したり、弁部材３２の表面に沿う位置を互いに異ならせる等適宜変更してもよい。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した変形例を適宜組み合わせてもよい。

１ 防振装置
１１ 第１取付部材
１２ 第２取付部材
１３ 弾性体
１４ 主液室
１５ 副液室
１６ 仕切り部材
２７ 連通孔
３１ 主シェイクオリフィス
３２ 弁部材
３３ 収容室
３４ 副シェイクオリフィス
３５ アイドルオリフィス

Claims (2)

1. 振動発生部及び振動受部のうちのいずれか一方に連結される筒状の第１取付部材、及び他方に連結される第２取付部材と、
   これらの両取付部材同士を互いに連結する弾性体と、
   液体が封入される前記第１取付部材内の液室を、前記弾性体を壁面の一部に有する主液室、及び副液室に仕切る仕切り部材と、
   を備え、
   前記仕切り部材には、
   前記主液室と前記副液室とを連通し、シェイク振動の入力に対して共振を生じさせる主シェイクオリフィスと、
   弁部材が変位自在若しくは変形自在に収容された収容室と、
   前記収容室と前記主液室とを連通し、シェイク振動の入力に対して共振を生じさせる副シェイクオリフィスと、
   前記収容室と前記主液室とを連通し、かつ前記副シェイクオリフィスより流通抵抗が小さい連通孔と、
   前記収容室と前記副液室とを連通し、アイドル振動の入力に対して共振を生じさせるアイドルオリフィスと、
   が形成され、
   前記弁部材は、前記主液室内の液圧変動に起因した前記収容室内での変位若しくは変形に伴って、前記アイドルオリフィスと前記収容室との連通、及びその遮断を切り替えることを特徴とする防振装置。
2. 請求項１記載の防振装置であって、
   前記副シェイクオリフィスは、前記弁部材の表面のうち外周部より内側に位置する内側部分に向けて開口し、前記連通孔は、前記弁部材の表面における外周部に向けて開口していることを特徴とする防振装置。

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