JP6116343B2 - 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、簡易な構成で、周波数が互いに異なる複数種の入力振動を減衰吸収することについて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、簡易な構成で、周波数が互いに異なる複数種の入力振動を減衰吸収す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、弾性板が変位自在若しくは変形自在に収容されるとともに、前記主液室に連通する収容室が形成され、前記収容室を画成する壁面のうちの前記副液室側の底壁面と、前記弾性板の外表面のうちの前記副液室側の裏面と、の間に、液体が流通可能な流通路が形成され、前記仕切り部材には、前記流通路と前記副液室とを連通し、かつ前記流通路より液体の流通抵抗が低い連通孔が形成され、前記収容室の底壁面、及び前記流通路は平面視環状に形成されていることを特徴とする。

この発明によれば、振動が入力されると、弾性板が振動することで、流通路及び連通孔の双方を液体が流通して液柱共振を生じさせ、この振動が減衰吸収され、入力される振動の周波数がさらに高くなると、流通路及び連通孔のうち、液体の流通抵抗が比較的高い流通路のみで目詰まりが生じ、連通孔と副液室との間では液体が流通して液柱共振が生じ、この振動が減衰吸収される。
このように、周波数の比較的低い振動の入力時には目詰まりが生じず、かつ周波数の比較的高い振動の入力時に目詰まりが生じる流通路と、流通路に連通し、かつ周波数が多少変動しても目詰まりが生じない連通孔と、が仕切り部材に形成されているだけの簡易な構成で、周波数が互いに異なる複数種の入力振動を減衰吸収することが可能になり、このような作用を奏する防振装置の低コスト化を図ることができる。

また、流通路が平面視環状に形成されているので、仕切り部材のかさ張りを抑えつつ流通路の長さを容易に長く確保することができる。

また、前記収容室の底壁面、及び前記弾性板の裏面のうちの少なくとも一方には、他方に向けて突出して当接する内環状突部と、前記内環状突部を径方向の外側から囲繞する外環状突部と、が配設され、これらの環状突部同士の間が前記流通路となってもよい。
この場合、前述の作用効果を有する防振装置を容易かつ確実に形成することができる。

さらに、前記仕切り部材に、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液柱共振を生じさせる第１オリフィスと、前記主液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液柱共振を生じさせる第２オリフィスと、が形成され、前記第２オリフィスは、前記第１取付部材の軸線方向に沿って延在し、前記第１オリフィスは、前記仕切り部材の外周部に形成され、前記収容室、前記流通路、及び前記連通孔は、前記仕切り部材において、前記軸線に直交する径方向に沿う前記第２オリフィスと前記第１オリフィスとの間に位置する部分に形成されてもよい。
この場合、収容室、流通路、及び連通孔のみならず、第１オリフィス及び第２オリフィスを備えているので、幅広い周波数帯にわたる振動を減衰吸収することができる。
また、収容室、流通路、及び連通孔が、仕切り部材において、径方向に沿う第２オリフィスと第１オリフィスとの間に位置する部分に形成されているので、防振装置全体のかさ張りを抑えることができる。

この発明によれば、簡易な構成で、周波数が互いに異なる複数種の入力振動を減衰吸収することができる。

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に示す仕切り部材の分解斜視図である。 図１及び図２に示す仕切り部材本体を主液室側から見た斜視図である。 図１から図３に示す仕切り部材本体を副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４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により第１取付部材１１の一方側の開口部が閉塞されている。第１取付部材１１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１１ａが形成されている。
第１取付部材１１における他方側の端部には、全周にわたって連続して延び、かつ径方向の外側に向けて膨出する管状部１１ｂが形成されている。管状部１１ｂは、径方向の内側に向けて開口している。管状部１１ｂは、前記軸線Ｏ方向に沿う縦断面視で矩形状を呈している。

第１取付部材１１の管状部１１ｂ内に、ダイヤフラムリング１８が液密状態で装着されている。ダイヤフラムリング１８には、ダイヤフラム１７が固着されており、このダイヤフラム１７により第１取付部材１１の他方側の開口部が閉塞されている。ダイヤフラム１７のうち、径方向の中央部１７ａは他の部分より厚肉に形成されている。ダイヤフラム１７の中央部１７ａにおける外周縁部には、一方側に向けて突出する環状突部が全周にわたって形成されている。ダイヤフラム１７と仕切り部材１６とで囲まれた空間が副液室１５となっている。

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。
第１取付部材１１の内部において、仕切り部材１６と弾性体１３との間に位置する部分に、弾性体１３の他方側に向けた過度の変形を規制する内部ストッパ５４が配設されている。内部ストッパ５４は筒状に形成され、その内側に仕切り部材１６が配設されている。内部ストッパ５４における一方側の端部は、径方向の内側に向けて折り返されている。内部ストッパ５４のうち、仕切り部材１６より一方側に位置する部分には、貫通孔が周方向に間隔をあけて複数形成されている。なお、内部ストッパ５４及びダイヤフラムリング１８は一体に形成されている。

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第１オリフィス２１と、主液室１４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第２オリフィス２２と、主液室１４と副液室１５とを連通し、シェイク振動より高い周波数の振動の入力に対して液柱共振を生じさせる第３オリフィス２３と、が形成されるとともに、第３オリフィス２３における主液室１４側の開口を閉塞する弾性板２４が備えられている。
第３オリフィス２３における主液室１４側の開口部には、弾性板２４が変位自在若しくは変形自在に収容される収容室３２が形成されている。図示の例では、第３オリフィス２３の主液室１４側の開口が、全域にわたって１つの弾性板２４により一体に覆われている。

第１オリフィス２１の液柱共振周波数は、シェイク振動の周波数（例えば、１０Ｈｚ〜１５Ｈｚ程度）にチューニングされている。第２オリフィス２２の液柱共振周波数は、アイドル振動の周波数（例えば、３０Ｈｚ〜６０Ｈｚ程度）にチューニングされている。
第２オリフィス２２及び第３オリフィス２３それぞれの流通抵抗は、第１オリフィス２１の流通抵抗より低くなっている。本実施形態では、第３オリフィス２３は、アイドル振動の周波数以上の周波数（例えば、８０Ｈｚ〜１００Ｈｚ程度）の振動にチューニングされていて、その流通抵抗は、第２オリフィス２２の流通抵抗の大きさ以下となっている。

以下、具体的に説明する。
仕切り部材１６は、第１オリフィス２１、及び第２オリフィス２２が形成された仕切り部材本体２５と、仕切り部材本体２５における一方側の表面上に配置され仕切り部材本体２５との間に収容室３２を画成する蓋板２６と、を備えている。なお、仕切り部材本体２５の外径と、蓋板２６の外径と、は互いに同等になっている。
仕切り部材本体２５は、内筒部２７と、内筒部２７を径方向の外側から囲う外筒部２８と、内筒部２７及び外筒部２８それぞれの他方側の端部同士を連結する環板部２９と、内筒部２７の一方側の端部に連結されこの内筒部２７の一方側の開口部を閉塞する主面部３０と、を備えている。
これらの内筒部２７、外筒部２８、環板部２９及び主面部３０は全体が一体に形成されている。また、主面部３０の表裏面は前記軸線Ｏに直交している。図示の例では、内筒部２７、外筒部２８、環板部２９及び主面部３０は、前記軸線Ｏと同軸に配設されている。

第１オリフィス２１は、仕切り部材１６の外周部に位置する、内筒部２７と外筒部２８と環板部２９とで囲まれた環状空間となっている。第１オリフィス２１内には、図２及び図３に示されるように、環状空間の全周にわたる延在を分断する分断壁２１ａが配設されている。環板部２９には、分断壁２１ａから周方向にずれた位置に、第１オリフィス２１と副液室１５とを連通する副液室側開口４１が形成されている。蓋板２６には、分断壁２１ａ及び副液室側開口４１の双方から周方向にずれた位置に、図１及び図２に示されるように、第１オリフィス２１と主液室１４とを連通する主液室側開口４２が形成されている。副液室側開口４１及び主液室側開口４２は、分断壁２１ａに周方向の両側から各別に隣接している。
第２オリフィス２２は、仕切り部材本体２５の主面部３０を前記軸線Ｏ方向に貫いており、前記軸線Ｏ方向に延在している。図示の例では、第２オリフィス２２は、前記軸線Ｏと同軸に位置している。蓋板２６及び弾性板２４は環状に形成され、それぞれの内側の開口２６ａ、２４ａを通して、第２オリフィス２２と主液室１４とが連通している。

収容室３２は、主面部３０における一方側の表面と、蓋板２６における他方側の裏面と、の間の前記軸線Ｏ方向の隙間となっている。これにより、収容室３２を画成する壁面のうちの他方側の底壁面が、主面部３０における一方側の表面とされ、収容室３２を画成する壁面のうちの一方側の天壁面が、蓋板２６における他方側の裏面となっている。
本実施形態では、図２及び図３に示されるように、主面部３０における一方側の表面に、一方側に向けて突出し、弾性板２４の外表面のうち他方側の裏面に当接する第１内環状突部３０ａと、一方側に向けて突出し弾性板２４における他方側の裏面に当接し、かつ第１内環状突部３０ａを径方向の外側から囲繞する第１外環状突部２７ａと、が配設されている。図示の例では、第１内環状突部３０ａは、主面部３０における一方側の表面の第２オリフィス２２の開口周縁部に配設され、第１外環状突部２７ａは、主面部３０における一方側の表面の外周縁部に配設されている。また、第１内環状突部３０ａ及び第１外環状突部２７ａはそれぞれ、全周にわたって連続して延在している。

これらの第１外環状突部２７ａ及び第１内環状突部３０ａそれぞれの一方側の端縁により、図１に示されるように、弾性板２４における他方側の裏面が支持されることによって、弾性板２４と主面部３０との間において、第１外環状突部２７ａと第１内環状突部３０ａとの間に位置する部分に、前記軸線Ｏ方向の隙間（以下、流通路という）５１が前記軸線Ｏ回りに沿う全周にわたって形成されている。これにより、仕切り部材１６に、液体が流通可能な平面視環状の流通路５１が形成される。

主面部３０には、流通路５１と副液室１５とを連通し、かつ流通路５１より液体の流通抵抗が低い連通孔５２が形成されている。連通孔５２は、主面部３０を前記軸線Ｏ方向に貫いており、流通路５１に直結している。連通孔５２は、流通路５１における径方向の外端部に配置されている。連通孔５２は、流通路５１と副液室１５との間を前記軸線Ｏ方向に真っすぐ延びている。連通孔５２の前記軸線Ｏ方向の大きさは、連通孔５２の径方向の大きさより大きくなっている。また、連通孔５２の平面視形状は、図２〜図４に示されるように、周方向に沿って延びる長孔形状となっている。
そして、第３オリフィス２３は、収容室３２と流通路５１と連通孔５２とにより構成されている。これにより、第３オリフィス２３は、仕切り部材１６において、径方向に沿う第２オリフィス２２と第１オリフィス２１との間に位置する部分に形成されている。

主面部３０には、図１及び図４に示されるように、他方側に向けて突出し、かつ内側にこの主面部３０を前記軸線Ｏ方向に貫く開口を有する囲繞筒５３が形成されている。この囲繞筒５３の内側が連通孔５２となっている。連通孔５２の内周縁のうち、径方向の外端に位置する部分は、内筒部２７の内周面に段差なく連なっていて、内筒部２７の一部と囲繞筒５３の一部とが一致している。囲繞筒５３における他方側の端縁は、内筒部２７における他方側の端縁より一方側に位置している。

弾性板２４における他方側の裏面には、他方側に向けて突出し第１内環状突部３０ａ内に嵌合された第２内環状突部２４ｂと、他方側に向けて突出し第１外環状突部２７ａに外嵌された第２外環状突部２４ｃと、が形成されている。第２内環状突部２４ｂは、弾性板２４における開口２４ａの周縁部に配置され、第２外環状突部２４ｃは、弾性板２４における外周縁部に配置されている。
蓋板２６において、内側の開口２６ａより径方向の外側に位置する部分には、弾性板２４における一方側の表面に向けて開口する窓孔２６ｂが、周方向に間隔をあけて複数形成されている。この窓孔２６ｂを通して、収容室３２は主液室１４に連通している。

ここで、防振装置１は、第２オリフィス２２における副液室１５側の開口を、振動発生部の駆動時に閉じ、かつ振動発生部のアイドリング時に開く開閉手段３１を備えている。
開閉手段３１は、例えば振動発生部がエンジンの場合、所定の回転数を超えたときに、第２オリフィス２２における副液室１５側の開口を閉じるようにしてもよい。
開閉手段３１は、図示されない給排手段に連結される給排通路６１が形成されるとともに、ダイヤフラム１７から他方側に離れた位置に配設された基板部６２と、基板部６２とダイヤフラム１７との間に配設され、基板部６２との間に気密な拡縮空間を形成する拡縮膜６３と、拡縮膜６３を一方側に向けて付勢してダイヤフラム１７の中央部１７ａを仕切り部材１６の主面部３０における第２オリフィス２２の開口周縁部に向けて押し付ける付勢手段６４と、を備えている。

次に、以上のように構成された防振装置１の作用について説明する。

まず、振動発生部のアイドリング時には、図示されない給排手段によって、給排通路６１を通して拡縮膜６３内を排気して拡縮膜６３内を負圧にし、付勢手段６４の一方側に向けた付勢力に抗して拡縮膜６３を収縮させ、拡縮膜６３によるダイヤフラム１７に対する一方側に向けた押し上げを解除する。これにより、ダイヤフラム１７による仕切り部材１６の主面部３０に向けた押し付けが解除され、第２オリフィス２２の副液室１５側に向けた開口が開放される。
そして、第１オリフィス２１より流通抵抗が低い第２オリフィス２２を通して、液体が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。

一方、振動発生部が駆動してシェイク振動が入力されると、例えば給排通路６１を通して拡縮膜６３内に給気する等して、拡縮膜６３内を大気圧に戻し、付勢手段６４の一方側に向けた付勢力によって拡縮膜６３を拡張させることで、拡縮膜６３によりダイヤフラム１７の中央部１７ａを一方側に向けて押し上げる。これにより、ダイヤフラム１７の中央部１７ａを、主面部３０における第２オリフィス２２の開口周縁部に押し付け、第２オリフィス２２の副液室１５側に向けた開口を閉塞する。
そして、第１オリフィス２１を通して液体が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。

さらにこの際、シェイク振動より高い周波数の振動が入力されると、弾性板２４が振動することで、第３オリフィス２３内の液体が、副液室１５との間で流通路５１及び連通孔５２の双方を流通して液柱共振を生じさせることとなり、入力された振動が減衰吸収される。
そしてさらに高い周波数の振動が入力されると、流通路５１及び連通孔５２のうち、液体の流通抵抗が比較的高い流通路５１のみで目詰まりが生じ、連通孔５２と副液室１５との間では液体が流通して液柱共振が生じ、この振動が減衰吸収される。

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、周波数の比較的低い振動の入力時には目詰まりが生じず、かつ周波数の比較的高い振動の入力時に目詰まりが生じる流通路５１と、流通路５１に連通し、かつ周波数が多少変動しても目詰まりが生じない連通孔５２と、が仕切り部材１６に形成されているだけの簡易な構成で、周波数が互いに異なる複数種の入力振動を減衰吸収することが可能になり、このような作用を奏する防振装置１の低コスト化を図ることができる。
また、第１外環状突部２７ａ及び第１内環状突部３０ａにより、弾性板２４における他方側の裏面が支持されることによって、弾性板２４と主面部３０との間に流通路５１が形成されるので、前述の作用効果を有する防振装置１を容易かつ確実に形成することができる。
さらに、流通路５１が平面視環状に形成されているので、仕切り部材１６のかさ張りを抑えつつ流通路５１の長さを容易に長く確保することができる。

また、第３オリフィス２３のみならず、第１オリフィス２１及び第２オリフィス２２を備えているので、幅広い周波数帯にわたる振動を減衰吸収することができる。
さらに、第３オリフィス２３が、仕切り部材１６において、径方向に沿う第２オリフィス２２と第１オリフィス２１との間に位置する部分に形成されているので、防振装置１全体のかさ張りを抑えることができる。

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、前記実施形態では、仕切り部材１６に第１オリフィス２１及び第２オリフィス２２を形成したが、これらのオリフィス２１、２２は形成しなくてもよく、また、開閉手段３１も配設しなくてよい。
また、第３オリフィス２３として、アイドル振動の周波数以上の周波数の振動にチューニングされた構成を示したが、これに限らず、例えばシェイク振動の周波数にチューニングする等、チューニングする周波数は適宜変更してもよい。

前記実施形態では、弾性板２４を、主面部３０に形成した第１内環状突部３０ａと第１外環状突部２７ａとにより支持した構成を示したが、これに代えて例えば、第１内環状突部３０ａ及び第１外環状突部２７ａを形成せずに、弾性板２４に形成した第２内環状突部２４ｂ及び第２外環状突部２４ｃそれぞれにおける他方側の端縁を、主面部３０における一方側の表面に載置する等適宜変更してもよい。
また、主面部３０の第１内環状突部３０ａと、弾性板２４の第２内環状突部２４ｂと、を前記軸線Ｏ方向に突き合わせてもよいし、主面部３０の第１外環状突部２７ａと、弾性板２４の第２外環状突部２４ｃと、を前記軸線Ｏ方向に突き合わせてもよい。
その他、仕切り部材１６の形態は前記実施形態に限らず適宜変更してもよい。
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。

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
２４ 弾性板
３２ 収容室
５１ 流通路
５２ 連通孔

Claims (3)

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、弾性板が変位自在若しくは変形自在に収容されるとともに、前記主液室に連通する収容室が形成され、
   前記収容室を画成する壁面のうちの前記副液室側の底壁面と、前記弾性板の外表面のうちの前記副液室側の裏面と、の間に、液体が流通可能な流通路が形成され、
   前記仕切り部材には、前記流通路と前記副液室とを連通し、かつ前記流通路より液体の流通抵抗が低い連通孔が形成され、
   前記収容室の底壁面、及び前記流通路は平面視環状に形成されてい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、
   前記収容室の底壁面、及び前記弾性板の裏面のうちの少なくとも一方には、他方に向けて突出して当接する内環状突部と、前記内環状突部を径方向の外側から囲繞する外環状突部と、が配設され、これらの環状突部同士の間が前記流通路となっていることを特徴とする防振装置。
3. 請求項１または２に記載の防振装置であって、
   前記仕切り部材に、
   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液柱共振を生じさせる第１オリフィスと、
   前記主液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液柱共振を生じさせる第２オリフィスと、
   が形成され、
   前記第２オリフィスは、前記第１取付部材の軸線方向に沿って延在し、
   前記第１オリフィスは、前記仕切り部材の外周部に形成され、
   前記収容室、前記流通路、及び前記連通孔は、前記仕切り部材において、前記軸線に直交する径方向に沿う前記第２オリフィスと前記第１オリフィスとの間に位置する部分に形成されていることを特徴とする防振装置。

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