JP6251175B2 - 液体封入式マウント - Google Patents

Description

本発明は、重量物を支持し、振動を吸収し、減衰する液体封入式マウントに関する。

例えば、油圧ショベルなどの建設機械では、キャブ（運転台）に乗車する運転者への乗り心地を向上させるために、液体封入式マウントが採用されている。液体封入式マウントは、キャブと車体フレームとの間に配置され、キャブを支持するとともに、振動を吸収し、減衰させることで、車体フレーム側からキャブ側に振動を伝えない。

例えば、特許文献１〜２には、高粘性の液体が封入された容器内に可動減衰板が配置され、可動減衰板は上方のスタッドに接続され、可動減衰板の下方はばね部材により支承された液体封入式マウントが開示されている。例えば、スタッドはキャブに接続され、容器は車体フレームに接続される。

これらの液体封入式マウントでは、車体フレームに対するキャブの上下方向の振動は、主にばねの弾性変形により吸収され、ばねによって吸収された振動は、高粘性の液体中をスタッドに接続された可動減衰板が移動するときの液体の流動抵抗によって減衰される。

また、特許文献３には、上向きに突出する連結ボルトを備えた取付部材と、支持筒部材と、この支持筒部材の一端と取付部材とを連結する弾性支承体と、支持筒体の他端を弾性隔膜部材で閉塞し、液体を充填した液室を仕切体によって、受圧室と平衡室とに区画し、両室をオリフィスで連通し、かつ、取付部材から受圧室側に突出するかさ状材を設け、更に、弾性隔膜部材の背面側に、下向きに突出して固定された連結ボルトを備えたカップ状部材を支持筒部材の下端開口側を閉止するようにカシメ部により連結された液体封入式マウントが開示されている。例えば、取付部材は、エンジン側に連結され、カップ状部材は、車体側に連結される。
この液体封入式マウントでは、車体に対するエンジンの上下方向の振動は、主に弾性支承体の弾性変形により吸収され、弾性支承体により吸収された振動は、オリフィスを通して受圧室と平衡室との間を移動するときの液体の流動抵抗によって減衰される。

また、特許文献４には、上向きに突出する植込みボルトを備えた内筒金具と、外筒金具と、この外筒金具の一端と内筒金具とを連結する弾性体と、外筒金具の他端をダイヤフラムで閉塞し、高粘度の液体を充填した液室を内筒金具の下端に取り付けられた減衰板によって、２室に区画し、減衰板の外周端と弾性体の凹部の内周との間に形成された隙間で連通し、かつ、ダイヤフラムの背面側に、下向きに突出して外筒金具の下端に固定された蓋材を設け、ダイヤフラムと蓋部材により、気体室を構成し、気体室に気体が封入された防振装置が開示されている。例えば、内筒金具は、キャビンに取り付けられ、外筒金具は車体に取り付けられる。
この液体封入式マウントでは、車体に対するキャビンの上下方向の振動は、主に弾性体の弾性変形により吸収され、弾性体により吸収された振動は、高粘度の液体中を内筒金具に接続された減衰板が移動するときの液体の流動抵抗によって減衰される。

特開平８−２５４２４１号公報 特開２００３−３２２１９８号公報 特開平７−５４９１２号公報 特開平９−２８０２９９号公報

特許文献１〜２に記載された技術では、キャブを支持しつつ、大ストロークを許容することができるため、ばね部材を柔らかくして振動を吸収、減衰することができるものであるが、入力された振動が、振幅が大きく、過度に振動周波数が高い振動、すなわち大振幅高周波振動（例えば、数十Ｈｚ）であった場合、高粘性の液体は、スタッドに接続された可動減衰板の動作に十分に追従しきれないため、キャビテーションが発生して、減衰性が低下するという問題があった。また、入力された振動が、振幅は小さいが、振動数が非常に高い振動、すなわち小振幅高周波振動（例えば、数十〜数百Ｈｚ）であった場合、スタッドに接続された可動減衰板と底壁部に挟まれた高粘性の液体は、可動減衰板の動作にほとんど追従できないため、非流動体のように振る舞い、入力された振動を吸収できずにケースの底壁部又はスタッドに振動を伝えてしまうという問題があった。つまり、特許文献１〜２に記載された技術においては、可動減衰板の移動速度が速くて、高粘性の液体が可動減衰板の動作に十分に追従できない場合、キャビテーションが生じて減衰性が低下し、高粘性の液体が可動減衰板の動作にほとんど追従できない場合には、高粘性の液体が流動できないために振動吸収性の低下が生じ易いという問題がある。

また、特許文献３に記載された技術では、取付部材にかかるエンジンの荷重を弾性支承体で支持し、弾性隔膜部材とカップ状部材で構成される空間は、底部に設けられた穴により大気開放されているため、取付部材にかかる荷重を支持していない。よって、弾性支承体は、エンジンの荷重を支持する必要があるため、相当に高い剛性（高いばね定数）を有している。そのため、スタッドの大ストロークを許容することができず、十分な振動吸収性が得られないという問題がある。

また、特許文献４に記載された技術では、内筒金具にかかるキャビンの荷重を内筒金具の軸方向に長い弾性体のせん断方向ばねで支持するものであり、従って、弾性体は、キャビンの荷重を支持する必要があるため、相当に高い剛性（高いばね定数）を有している。そのため、スタッドの大ストロークを許容することができず、十分な振動吸収性が得られないという問題がある。また、減衰板の下方に設けた空気室は、液室に過剰に内圧がかかった場合に、この空気室が液室の内圧を吸収して、液室の内圧の上昇を緩和し、弾性体、外筒金具及び蓋部材の破損を防止するものである。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、スタッドと容器との間の大きな相対変位、即ち大ストロークを許容して、良好な振動吸収性を有し、高周波振動が入力されても、キャビテーションの発生を抑えることで、減衰性が低下することがなく、更に、小振幅高周波振動をも吸収することができる耐久性に優れた液体封入式マウントを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る液体封入式マウントは、第１の部材と第２の部材間に取り付けられ、第１の部材又は第２の部材に入力される振動を防振するための液体封入式マウントであって、カップ状の容器と、スタッドと、蓋部材と、ダイヤフラムと、高粘性の液体と、空気と、可動減衰板と、支承部材とを有する。ここで、第１の部材は例えば車体フレームであり、第２の部材は例えばキャブ（運転台）である。

カップ状の容器は、天部に開口部を有し、上記第１の部材に取り付けられる。
スタッドは、上記容器の径方向中央部に位置するように配置され、上記第２の部材に取り付けられる。
蓋部材は、上記容器との間で密閉室を形成するように上記容器の開口部に固定され、少なくとも上記容器の軸方向に移動可能にスタッドを保持する。
ダイヤフラムは、上記密閉室を液室と上記容器の底部に形成される空気室とに分離する。

高粘性の液体は上記液室に封入され、空気は上記空気室に封入される。
可動減衰板は、上記容器の内壁との間で上記液体を流通可能とする流路（第１の流路）となる隙間を有するように上記液室に配置され、上記スタッドに取り付けられる。
支承部材は、上記スタッドの下端部又は上記可動減衰板と上記ダイヤフラムとの間に配置され、上記スタッドにかかる圧縮方向荷重を上記ダイヤフラムに伝達するための部材である。本発明において、圧縮方向荷重とは、例えばカップ状容器の天部の開口部に配置されたスタッドとカップ状容器の底部との距離を縮める方向の荷重をいい、スタッドに印加される場合には、スタッドからカップ状容器の底部に向けての荷重をいう。

本発明の液体封入式マウントによれば、上記構成の支承部材を有することで、可動減衰板の下方に配置された空気室にスタッドにかかる荷重を伝達し、上記空気室の空気ばねによりスタッドにかかる荷重を支持することができる。これにより、スタッドと容器との間の大きな相対変位、即ち大ストロークを許容しながら、キャビテーションの発生を抑えて減衰性の低下を防止し、更に、小振幅高周波振動をも吸収することができる。さらに、必要以上の空気室の膨張を抑えて、液室に適度な圧力を印加できるようコントロールできるので、蓋部材が破壊されることがない耐久性に優れたものとなる。

本発明の一実施形態に係る液体封入式マウントの構成を示す断面図である。 図１に示した液体封入式マウントの構成を示す上面図である 図１に示した固定減衰板を下方から見た斜視図である。 図１に示した支承部材を上方から見た斜視図である。 図１に示した支承部材を下方から見た斜視図である。 本発明の効果を確認するために行った実験の結果を示すグラフである。 図６に結果を示した実験に対して比較例として行った実験の結果を示すグラフである。 本発明の他の実施形態に係る液体封入式マウントの構成を示す断面図である。

本発明の一形態に係る液体封入式マウントは、第１の部材と第２の部材間に取り付けられ、第１の部材又は第２の部材に入力される振動を防振するための液体封入式マウントであって、カップ状の容器と、スタッドと、蓋部材と、ダイヤフラムと、高粘性の液体と、空気と、可動減衰板と、支承部材とを有する。

カップ状の容器は、天部に開口部を有し、上記第１の部材に取り付けられる。
スタッドは、上記容器の径方向中央部に位置するように配置され、上記第２の部材に取り付けられる。スタッドは、例えば金属からなる。
蓋部材は、上記容器との間で密閉室を形成するように上記容器の開口部に固定され、少なくとも上記容器の軸方向に移動可能にスタッドを保持する。蓋部材は、例えばゴム材料からなる薄膜であり、スタッドと加硫接着によって液密に固着し、スタッドを上下、左右に揺動自在に保持することが好ましい。別形態として、蓋部材は、例えばゴム材料からなる比較的厚膜で、スタッドをその外周側に配置されたスリーブを介して液密化しつつ上下方向に移動可能となるように保持することが好ましい。すなわち、蓋部材は、少なくともスタッドの上下方向の移動を一定範囲で拘束しないことが好ましい。

ダイヤフラムは、上記密閉室を液室と上記容器の底部に形成される空気室とに分離する。上記ダイヤフラムは、例えばゴム材料からなる薄膜である。
高粘性の液体は上記液室に封入され、空気は上記空気室に封入される。空気室の空気は、加圧状態で封入されていることが好ましいが、外部より加圧手段にて加圧空気を注入可能に構成しても良い。
可動減衰板は、上記容器の内壁との間で上記液体を流通可能とする流路（第１の流路）となる隙間を有するように上記液室に配置され、上記スタッドに取り付けられる。
支承部材は、上記スタッドの下端部又は上記可動減衰板と上記ダイヤフラムとの間に配置され、上記スタッドにかかる圧縮方向荷重を上記ダイヤフラムに伝達するための部材である。

本発明の一形態に係る液体封入式マウントでは、第２の部材からスタッドに圧縮方向荷重が加わったとき、支承部材を介してスタッドからダイヤフラム、すなわち空気室に圧縮方向荷重による力が伝達される。仮に、支承部材が存在しない場合には、スタッドに接続された蓋部材を押し下げて、液室及び空気室に荷重を印加し、その反力によってスタッドに加えられた圧縮方向荷重を支持することになる。つまり、液室の液体は、ほとんど圧縮変形しないので、液体を介して空気室を圧縮し、空気室の空気ばねによってスタッドに加えられた圧縮方向荷重を支持することになる。この場合、液室と空気室は等しく高圧になるので、蓋部材はこの圧力に耐える程度の剛性が必要となり、そのような剛性を有する蓋部材が接着されたスタッドは、上下方向に大ストロークを許容できないため十分な振動吸収性が得づらい。
これに対して、支承部材が存在する場合には、スタッドからダイヤフラムに圧縮方向荷重による力が伝達され、ダイヤフラムが空気室側に凹み、スタッドに加えられた圧縮方向荷重を支持する。つまり、液室の液体には、スタッドに加えられる荷重を支持する必要が無く、荷重を支持するための液圧の上昇がないので、柔軟な蓋部材が接着されたスタッドは、上下方向に大きなストロークを許容することができ、十分な振動吸収性を得ることができる。
このとき、液室に収納される液体の量をコントロールすることにより、液体に適度な圧力をかけることができる。従って、本形態の液体封入式マウントでは、液体に適度な圧力が印加されるように調整することにより、大ストロークでも液体にキャビテーションが生じづらくなり、高い減衰性能を維持することができる。

また、上記に説明したとおり、支承部材が存在しない場合には、液体に過剰な圧力がかかると、その圧力によって蓋部材に外部に膨らもうとする応力が発生し、蓋部材が破損しやすい。これに対して、支承部材が存在する場合には、液体の圧力を任意に調整できるので、蓋部材には許容される応力を超えて外部に膨らもうとする応力がかからないようにできる。特に、被緩衝体の荷重を支持する必要がなく、且つスタッドの動きを拘束しない程度に柔軟である蓋部材を採用する場合には、大ストロークを許容することができるので、振動吸収性が優れたものでありながら、耐久性の高い液体封入式マウントとすることができる。
また、上記に説明したとおり、支承部材及び空気室の空気ばねが存在しない場合には、高粘性の液体が追従できない程度の高周波の小振幅振動がスタッドに加えられたとき、高粘性の液体は、非流動体のように振舞うことになるため、可動減衰板の上下動に対して反力を生じて振動を容器側に伝えてしまうことになる。これに対して、支承部材及び空気室の空気ばねが存在する場合には、可動減衰板の上下動とともに支承部材及びダイヤフラムが上下動するため、可動減衰板の下面とダイヤフラムの上面の間に挟まれた液体は、そのまま可動減衰板とともに上下動することができる。このため、高粘性の液体は、可動減衰板の上下動を阻害せず、空気ばねにより振動を吸収することができる。従って、本形態により、蓋部材が破損しづらくなり、耐久性の高い液体封入式マウントを提供することができる。更に、蓋部材を薄膜で構成できることから、上下方向及び水平方向の振動吸収、振動減衰も優れたものとすることができる。

ここで、上記した特許文献４のマウントでは、主として、弾性体で内筒金具に加えられた荷重を支持するが、液室に封入された液体と空気室に封入された気体でも上記荷重の一部を支持するので、原則として、液室と空気室の圧力は等しくなる。従って、内筒金具に大荷重が印加されれば、これに応じて空気室及び液室の圧力が高くなるので、蓋部材の剛性を高くせざるを得ない。これに対して、本形態の液体封入式マウントでは、液室の圧力でスタッドを支承するものではないから、液室の内圧は、必要に応じて自由に設定することができ、液室の圧力は、液室の容積に対して、どの程度高粘性の液体を封入し、どの程度空気室を膨らませるか、で決まる。また、液室内に液体とともに空気を封入し、この空気の圧力を調整することでも液圧のコントロールは可能である。従って、被緩衝体の荷重にかかわらず、液室の内圧をコントロールすることができる。例えば、一形態として、高粘性の液体を加圧状態で封入することで、キャビテーションの発生を抑制し、振動を減衰させるという基本的な性能をより高めることができる。

本発明の一形態に係る液体封入式マウントでは、少なくとも上記第２の部材の荷重がスタッドに静的に印加された中立状態において、上記空気室は、上記支承部材を介して、スタッドに印加された荷重を支持することが好ましい。これにより、第１の部材と第２の部材との間は例えば薄いゴムだけが振動伝達部材となるので、水平方向の微小振動が伝わりづらくなる。
ここで、上記空気室の内圧は、上記液室の内圧よりも高いことが好ましい。さらに、支承部材は、上記スタッドと一体に形成されていることが好ましい。

本発明の一形態に係る液体封入式マウントでは、上記支承部材は、ゴム材料などの弾性部材からなることが好ましい。支承部材が弾性部材からなることで、支承部材の弾性変形によって減衰性をより高めることができる。また、一形態として、支承部材を円柱体などの体積を有する形態とすることで、容器の内壁などと支承部材との間に形成される液体の流路の流動抵抗の制御が容易となる。

ここで、主液流路（上記第１の流路、後述する第２の流路及び第１の流路と第２の流路とを結ぶ流路）に起因する減衰においては、主液流路の隙間が流動抵抗を制御するパラメータの一つとなる。容器の大きさは、当該マウントの負荷荷重や左右のストロークで決まるので、減衰板の大きさは自由に設定することができない。本形態では、減衰は主液流路の隙間で調整でき、更に支承部材の大きさでも調整することが可能になる。例えば、面積が広い可動減衰板では、微小変位でも流動する液体の量が多くなるため、流動抵抗が大きくなるが、可動減衰板の下面に配置される支承部材を大きくすることにより微小変位での液体の流動量を少なくすることができ、流動抵抗を小さくすることができる。つまり、支承部材の大きさにより減衰性を調整することができる。

本発明の一形態に係る液体封入式マウントでは、上記支承部材が、上記支承部材の上記ダイヤフラムとの接触面に上記ダイヤフラムとの固着防止手段が設けられていることが好ましい。例えば、上記支承部材が、上記スタッドに例えば嵌め込みなどによって一体的に取り付けられ、上記支承部材の上記ダイヤフラムとの接触面に上記ダイヤフラムとの密着を防止するための溝が設けられていることが好ましい。これにより、支承部材がダイヤフラムに密着しないことから、スタッドの水平方向の移動をより円滑している。従って、微小変位においては振動吸収性がさらに優れたものとなる。また、支承部材がダイヤフラムに密着しないことから、ダイヤフラムの上下以外の変移を防止して破壊が生じることを防止して、耐久性が向上する。
本発明の一形態に係る液体封入式マウントでは、上記蓋部材が、弾性部材からなり、中央部に上記スタッドが貫通して液密に固着され、円盤状に形成されて上記スタッドの動作に追従可能であることが好ましい。

本発明の一形態に係る液体封入式マウントでは、上記蓋部材と上記可動減衰板との間に固定されるとともに、上記液室を第１の液室と第２の液室に区分し、径方向中央に上記スタッドが挿通される貫通孔が設けられ、この貫通孔の内周面と挿通されたスタッドの外周面との間に、第２の流路となる所定の隙間を備えた第１の固定減衰板を有することが好ましい。この場合、上記第１の固定減衰板が、上記第１の室と上記第２の室との間で上記液体の流通をバイパスするためのバイパス流通路を有することがより好ましい。バイパス流通路を設けることで、第１の室と第２の室との間での液体の流動の制御が容易となる。ここで、バイパス流通路を可動減衰板の直上に設けることで、第１の室と第２の室との間での液体の流動性をより高めること可能である。その場合、バイパス流通路の第２の室側の流動口が可動減衰板当接時に塞がらないように溝を設けることで、流動性をより高めることもできる。一方、所定の条件下においては、バイパス流通路を可動減衰板の直上とはならない位置、すなわち可動減衰板より外周側に対応する位置に設けることで第１の室と第２の室との間での液体の流動性をより高めること可能である。要は、バイパス流通路を設けることで液体の流通をより自律的に制御することが可能となる。また、上記第１の固定減衰板は、例えばスタッドの軸方向に沿う円筒部と、この円筒部を内周端に固定し、上記容器に取り付けられる金属製の取付け板とからなる芯材と、スタッドの外周面に向かい合う上記円筒部の内周面に設けられたゴム部とを有することが好ましい。

本発明の一形態に係る液体封入式マウントでは、上記可動減衰板と上記ダイヤフラムとの間に固定され、径方向中央に上記支承部材が挿通される貫通孔が設けられ、この貫通孔の内周面と挿通された支承部材の外周面との間に、所定の隙間を備えた第２の固定減衰板を有することが好ましい。この場合、第２の固定減衰板が、上記支承部材の外周との間で上記液体の第３の流路となる上記所定の隙間を有する円筒部と、上記円筒部の外周に設けられ、上記容器に取り付けられたフランジ部とを一体化したガイド部材を備えることが好ましい。これにより、ガイド部材と支承部材との間で形成された第３の流路により振動を減衰する機能を高めるとともに、第１の固定減衰板とガイド部材によって、スタッド及び支承部材の２点で水平方向変位を規制することで、スタッドの水平方向変位の他、コジリ変位したときでもスタッド及び支承部材の転倒を制限する機能を有する。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る液体封入式マウントの構成を示す断面図である。図２はこの液体封入式マウントの構成を示す上面図である。図２におけるＡ−Ａ断面に対して矢印の方向に見た状態が図１の断面図である。
これらの図に示すように、液体封入式マウント１は、カップ状の容器１０と、スタッド２０と、蓋部材としての可撓性密封蓋３０と、ダイヤフラム４０と、高粘性の液体５０と、第１の固定減衰板としての固定減衰板６０と、可動減衰板７０と、支承部材８０とを有する。

カップ状の容器１０は、例えば金属からなり、底部には有底部１１を有し、天部に開口部１２を有する。この容器１０は、後述する空気室となる部位の径が狭くなる段付き構造とすることでフランジ面１３が設けられる。容器１０は、開口部１２の外周に、取付け用透穴１４ａが設けられたフランジ部１４を有する。有底部１１には気体注入穴１５が設けられ、気体注入穴１５は、例えばキャップ１６で塞がれている。

スタッド２０は、容器１０の径方向（図中Ｘ方向）中央部（容器１０の軸線）に位置するように配置されている。スタッド２０は、例えば金属からなり、容器１０の開口部１２側より外部に突き出て、その上端には取付け用ねじ穴２２が設けられ、取付け用ねじ穴には第２の部材としての例えばキャブ（図示を省略）に接続される。スタッド２０は、その下端には可動減衰板７０がカシメにより固定され、また支承部材８０が嵌め込みにより取り付けられている。

蓋部材としての可撓性密封蓋３０は、容器１０の内壁との間で密閉室９１を形成するように開口部１２に固定されている。可撓性密封蓋３０は、薄膜部３１及び取付け部３２で構成される。薄膜部３１は、一例として、ゴム材料をドーナツ形状に成形したものであり、その中心穴とスタッド２０の上部とは液密となるように加硫接着されている。取付け部３２は、中央の円筒部３３と、この円筒部３３下端から周方向に延設し、容器１０の端部に固着されるフランジ部３４と、円筒部３３上端から周方向に延設した円盤面３５とを備えている。円筒部３３と薄膜部３１の外周側とは液密となるように加硫接着されている。

例えば、円筒部３３と円盤部３５とが薄膜部３１内に埋め込まれ、薄膜部３１の下面から外周面にかけてフランジ部３４が薄膜部３１より露出している。フランジ部３４には、取付け用透穴３２ａが設けられている。薄膜部３１は、スタッド２０又は容器１０が図示しない被緩衝体（例えば車輛本体やキャブ）から上下方向の負荷を受けた場合に、スタッド２０に固着された中心部又は取付け部３２によって容器１０に固着された周縁部が上下方向に撓む。すなわち、薄膜部３１は、容器１０とスタッド２０とを液密に封止する機能を備えたものである。

ダイヤフラム４０は、密閉室９１を液室９２と容器の底部に形成される空気室９３とに分離するための部材である。ダイヤフラム４０は、例えばゴム材料からなる薄膜である。ダイヤフラム４０は、円筒形状の支承部材８０の外周とほぼ等しく、支承部材８０を受ける面となる平坦部４１と、平坦部４１の外周側で空気室９３側に少し凹んだ凹部４２と、凹部４２の外周側で容器１０のフランジ面１３に固定されるフランジ部４３とを有する。平坦部４１には、金属や樹脂などの円盤状の当接板４１ａがそのゴムの上面に露出している。フランジ部４３がフランジ面１３上に配置され、この上よりガイド部材１００が容器１０内に嵌入されることで、ダイヤフラム４０は、容器１０に固定され、液室９２と空気室９３とが気密かつ液密となるように分離される。
ここで、例えば当接板４１ａをステンレスで製作し、露出状態でダイヤフラム４０に接着する場合、ゴム製の支承部材８０とステンレス製の当接板４１ａが接触するので、ゴムとゴムとの接触に比べよく滑るようになる。本形態に係る液体封入式マウント１では、蓋部材としての可撓性密封蓋３０が柔軟であるので、左右方向の拘束が更に小さくなる。従って、左右方向微小振動の吸収により優れることになる。ただし、高粘性液にシリコーンオイルを使用した場合には、潤滑性が極めて高いため、円盤状の当接板４１ａは露出せずに平坦部４１内に内蔵してもよく、或いは当接板４１ａ自体を存在させなくてもよい。つまり、この場合には、ゴム製の支承部材８０とゴム製ダイヤフラムとが接触しても、通常使うゴム部材同士であればそれなりに滑り、問題とはならない場合もある。逆にいえば、ゴム素材によっては、固着する可能性もあり、当接板４１ａを露出状態とした方が機能的には好ましい。一方、後述する図８に示す他の実施形態のごとく、当接板４１ａを内蔵してしまう場合、全面加硫接着になるので、当接板４１ａとして錆びやすい鋼板でも使用でき、万一にも剥離の可能性が小さいという利点がある。

液室９２には、例えば高粘性の液体５０と共に空気５１も封入される。液室９２内を液体５０で満充填せず空気を残しておく、又は積極的に空気を注入しておくことで、液体５０の注入量誤差や各部品の寸法誤差による容積のズレを吸収することが容易となる。また、空気５１を所定圧に加圧して高粘性の液体５０とともに液室９２に封入することで、高粘性の液体５０を加圧状態とすることができ、キャビテーションの発生を抑制し、振動を減衰させるという基本的な減衰性能をより高めることが可能である。なお、前記空気５１は、所定圧で封入されていることが望ましいが、外部と液室９２を連通する注入口を設け、外部より加圧手段にて加圧空気を注入可能に構成しても良い。
なお、本実施形態における高粘性の液体５０としては、２５℃時の動粘度で５００００ｍｍ^２／ｓｅｃ（ｃＳｔ）のシリコーンオイルを使用したが、使用条件に応じて２５℃時の動粘度で１００００〜１０００００ｍｍ^２／ｓｅｃ（ｃＳｔ）程度のシリコーンオイルを適宜使用することができる。

第１の固定減衰板としての固定減衰板６０は、液室９２を容器１０の軸方向（図中Ｙ方向）に第1の室９４と第２の室９５とに分離する。固定減衰板６０は、容器１０の径方向中央部にスタッド２０が貫通しかつ第1の室９４と第２の室９５との間で高粘性の液体５０を流通可能とする第２の流路１１２となる隙間をスタッド２０との間で有する透穴６１が設けられたドーナツ状である。固定減衰板６０は、ゴムなどの弾性体部６２と、透穴６１の周囲が下方に延出する円筒部６３及びフランジ部６４から構成された例えば金属製の取付け部６５とを備えている。円筒部６３の内周面及び外周面と下端とを連続的に被覆するように弾性体部６２を加硫接着して固定減衰板６０を一体成形する。フランジ部６４の先端には取付け用透穴６４ａが設けられている。

固定減衰板６０の透穴６１は、振動減衰用の流路としての機能ばかりでなく、スタッド２０の水平方向（図中Ｘ方向）への移動に対するストッパーとして機能する。なお、蓋部材に水平方向への剛性を付与した場合には、透穴６１にストッパーとしての機能はなくてもよい。

この液体封入式マウント１の組み立ての際に、容器１０のフランジ部１４上に、固定減衰板６０のフランジ部６４と可撓性密封蓋３０のフランジ部３４とを置く。その際に、各フランジ部に設けられた取付け用透穴１４ａ、６４ａ、３２ａが一致するように位置決めする。この状態から、固定減衰板６０のフランジ部６４と可撓性密封蓋３０のフランジ部３４を包み込みように容器１０のフランジ部１４を容器１０のフランジ部１４に設けたカシメ片１４ｂにてカシメ止めする。これにより、容器１０と固定減衰板６０と可撓性密封蓋３０とが一体化される。第２の部材としての車両に装着する際には、これらの取付け用透穴１４ａ、６４ａ、３２ａを使ってボルト等（図示を省略）で固着される。

図３にも示すように、固定減衰板６０には、第１の室９４と第２の室９５との間で高粘性の液体５０の流通をバイパスするためのバイパス流通路６６が設けられている。例えば、バイパス流通路６６は、同心円状に等間隔で複数設けることが好ましい。このように、第２の流路１１２に加えてバイパス流通路６６を設けることで、第１の室９４と第２の室９５との間での高粘性の液体５０の流動の制御が容易となる。すなわち、第２の流路１１２における高粘性の液体５０の流動は、スタッド２０の径、固定減衰板６０の内周部の厚さ及び固定減衰板６０の透穴６１の径に依存する。これらスタッド２０の径、固定減衰板６０の内周部の厚さ及び固定減衰板６０の透穴６１の径は、被緩衝体側より設計上の制約を受けることが多く、高粘性の液体５０の流動の制御が制限される。バイパス流通路６６は、被緩衝体側より設計の制約を受けていないので、第１の室９４と第２の室９５との間での高粘性の液体５０の流動の制御が容易となる。

バイパス流通路６６は、可動減衰板７０の直上に設けることで、第１の室９４と第２の室９５との間での高粘性の液体５０の流動性をより高めることができる。バイパス流通路６６を可動減衰板７０の直上に設けることで、可動減衰板７０の上下動により液体５０が、直接バイパス流通路６６に流通することになるためである。

バイパス流通路６６の第２の室９５側の流動口６７が可動減衰板７０の当接時に塞がらないように、固定減衰板６０の下面に段差部６８を設けることで、可動減衰板７０がバイパス通路６６の下端に吸着することを防ぐことができる。

一方、バイパス通路６６の第２の室９５側の流動口６７を第１の流路１１１に臨むように配置することもできる。この場合、可動減衰板７０が上昇して固定減衰板６０の下面に当接してもバイパス通路６６を遮蔽しないので、第２の流路１１２から押し上げられた高粘性の液体５０がバイパス通路６６を通して第１の流路１１１へスムーズに流動することができる。

可動減衰板７０は、容器１０の内壁との間で高粘性の液体５０を流通可能とする第１の流路１１１となる隙間を有するように第２の室９５内に配置されている。可動減衰板７０は、例えば金属製であり、円盤部７１と、円盤部７１の外周より下方に向けた円筒部７２とを一体化して構成される。可動減衰板７０は、スタッド２０の下端にカシメ固定されている。

支承部材８０は、スタッド２０とダイヤフラム４０との間に配置され、スタッド２０に荷重が加わったときにスタッド２０からダイヤフラム４０に上記荷重を伝達するための部材である。支承部材８０は、弾性部材、例えばゴム材料からなる。支承部材８０をゴム部材などの弾性部材から構成することで、支承部材８０自体が変形できることになり、その変形による内部摩擦が加えられることで減衰性をさらに高めることができる。勿論、支承部材８０としては、このような弾性部材でなく、樹脂などの硬質材を用いても構わない。なお、スタッド２０に印加される被緩衝体の荷重は、支承部材８０を介してダイヤフラム４０で分離された空気室９３の空気ばねで支持されているため、支承部材８０の下面とダイヤフラム４０との間は離間することはない。

支承部材８０は、図４にも示すように、円柱形状の本体部８１と、本体部８１の上部中心部から突出しスタッド２０に接続される突起部８２とを一体化して構成される。本体部８１には、突起部８２の基部を囲むように凹部８３が設けられている。
支承部材８０は、スタッド２０の下端に設けられた穴２１に突起部８２が挿入されることで、スタッド２０に一体に取り付けられている。

支承部材８０は、図５に示すように、ダイヤフラム４０との接触面である本体部８１の下面に、ダイヤフラム４０との密着を防止するための溝８４が設けられている。溝８４は、例えば中心部より放射状に複数本設けられている。

そして、被緩衝体が上下方向に振動したときには、スタッド２０が軸方向に上下動し、支承部材８０により弾性的に支持されると共に、スタッド２０と一体の可動減衰板７０が液体５０の中を移動するときの抵抗により減衰力が作用する。
一方、被緩衝体が水平方向に振動したときには、スタッド２０と容器１０との間は薄いゴム部材よりなる薄膜部３１を介して連結されているので、これらの間で振動は伝達しない。

このように構成された支承部材８０は、ダイヤフラム４０に密着せずに水平方向に滑り易いことから、スタッド２０の水平方向への移動はより円滑となる。従って、スタッド２０の微小変位においては振動吸収性がさらに優れたものとなる。また、支承部材８０がダイヤフラム４０に固着しないことから、支承部材８０の変位によりダイヤフラム４０が水平方向に引っ張られることがないため、耐久性が向上する。

第２の固定減衰板としてのガイド部材１００は、例えば金属からなる円環状の部材である。ガイド部材１００は、支承部材８０の外周と所定の隙間をもって対面する円筒部１０１と、容器１内に嵌入されて容器１０の内壁及び容器１０のフランジ面１３に固定される断面Ｌ字状のフランジ部１０２とを一体化して構成される。円筒部１０１の内周と支承部材８０の外周との間の隙間は、高粘性の液体５０の第３の流路１１３として機能する。フランジ部１０２の上面と可動減衰板７０の下面との間の隙間は、高粘性の流体５０の第４の流路１１４として機能する。また、すでに説明したようにガイド部材１００は、ダイヤフラム４０を容器１０に固定する機能も併せ持つ。

本形態の液体封入式マウント１は、スタッド２０が変位しても高粘性の液体５０に過剰な圧力がかからないので、可撓性密封蓋３０の薄膜部３１には外部に膨らもうとする応力ほとんどかからない。すなわち、本形態の液体封入式マウント１では、容器１０内の過剰な内圧上昇を考慮する必要がないので、可撓性密封蓋３０に厚さの薄い薄膜部３１を設けることができるようになる。従って、本形態の液体封入式マウント１は、容器１０内の密閉性を損なうことなく、上下及び左右に柔軟でスタッド２０の大ストロークの動作をも阻害せず、耐久性も優れたものとなる。

本形態の液体封入式マウント１は、液室９２に封入された高粘性の液体５０が加圧され、適度な圧力が印加されるので、スタッド２０の大ストロークの変位により可動減衰板７０の速い動作が生じても液体にキャビテーションが生じづらくなり、高い減衰性能を維持することができる。

本形態の液体封入式マウント１は、例えば第２の部材としてのキャブが接続されるスタッド２０と第１の部材としての車体フレームが接続される容器１０との間は、スタッド２０が水平方向（図中Ｘ方向）に対して中立状態にあるときには、少なくとも可撓性密封蓋３０の薄膜部３１、ダイヤフラム４０が介在するだけである。つまり、スタッド２０と容器１０との間は、スタッド２０が水平方向（図中Ｘ方向）に対して中立状態にあるときには、薄いゴムだけが振動伝達部材となるので、水平方向の微小振動が伝わりづらくなる。

本形態の液体封入式マウント１では、支承部材８０を円柱体などの体積を有する形態とすることに加えて、ガイド部材１００を設けることで、ガイド部材１００と支承部材との間に形成される液体の第３の流路１１３及びガイド部材１００と可動減衰板７０との間に形成される第４の流路１１４を使っての流動抵抗の制御が可能となる。つまり、支承部材８０の外径或いはガイド部材１００の内径や位置を適宜設定することで所望の流動抵抗が得られ、設計の自由度が増すことになる。

本形態の液体封入式マウント１では、スタッド２０に圧縮方向荷重が加わったとき、典型的には直接、支承部材８０を介してスタッド２０からダイヤフラム４０、すなわち空気室９３に圧縮方向荷重による力が伝達されるように構成している。これにより、液室９２に封入された高粘性の液体５０に対し、空気室９３の空気圧に関係なく任意の圧力を付与することができる。従って、高粘性の液体５０に対して蓋部材としての可撓性密封蓋３０の負担とならない程度の圧力を付与することで、可動減衰板７０の大ストロークによってもキャビテーションが発生せず、減衰性を維持できる液体封入式マウント１とすることができる。この効果を確認するために行った実験結果を以下に示す。

図６は本形態の液体封入式マウント１において、１Ｇの静止状態をゼロ位置として、振動ストローク±０．１ｍｍ、０．３ｍｍ、０．５ｍｍ、１ｍｍ，３ｍｍ，５ｍｍの繰り返し変位を速度４Ｈｚでスタッドに印加し、その変位−荷重特性を示したものである。図７は本発明に対する比較例であり、本形態の液体封入式マウント１とは異なり、支承部材８０及び空気室９３がなく、荷重を受ける機構として、支承部材８０及び空気室９３の代わりに、可動減衰板とカップ状容器の底面との間にコイルスプリングを配置した液体封入式マウントの同条件での変位−荷重特性を示したものである。これら荷重特性は、スタッドが受けた荷重、すなわち可動減衰板が受けた流動抵抗であるので、当該荷重特性は、液体封入式マウントの減衰特性を示し、荷重曲線で囲まれた面積は、その液体封入式マウントの振動エネルギーの吸収量を示す。
なお、コイルスプリングにより構成した液体封入式マウントとしては、例えば特許文献２（特開２００３−３２２１９８号公報）における図１に示す液体封入式マウント装置におけるばね部材（符号１３）を、本形態の液体封入式マウント１における支承部材８０及び空気室９３の代わりに用いたものである。

図６に示したように、本形態の液体封入式マウント１では、特に振動ストローク３ｍｍ及び５ｍｍのときの減衰特性に着目すると、スタッドが抜き方向に変位するとき、すなわち反時計回りで変位（５ｍｍ）→変位（−５ｍｍ）への変位するとき、反時計回りで変位（３ｍｍ）→変位（−３ｍｍ）への変位するとき、最大変位（−５ｍｍ又は−３ｍｍ）付近に至るまで、十分な減衰を維持していることがわかる。これは、本発明においては、液室５０の内圧が適度に高く、キャビテーションが生じていないものと推測される。従って、本発明に係る液体封入式マウントでは、荷重曲線で囲まれた領域は、大きな面積を有し、十分な減衰性を有しているといえる。

これに対して、図７に示したように、支承部材８０及び空気室９３の代わりにコイルスプリングにより構成した液体封入式マウントでは、本形態と同様に、振動ストローク３ｍｍ及び５ｍｍのときの減衰特性に着目すると、スタッドが抜き方向変位とき、すなわち反時計回りで変位（５ｍｍ）→変位（−５ｍｍ）への変位するとき、反時計回りで変位（３ｍｍ）→変位（−３ｍｍ）への変位するとき、変位ゼロを超えた（−１ｍｍ）付近で、極端に荷重が低下していることがわかる。すなわち減衰性の低下がみられる。これは、比較例においては、スタッドの変位に高粘性の液体の流動が追従できずに滞り、キャビテーションが生じているものと推測される。つまり、可動減衰板の変位速度に高粘性の液体の流動が追い付かずに、可動減衰板の背面に負圧が発生してキャビテーションが生じたものと推測される。本発明においては、高粘性の液体が適当な加圧状態であるため、可動減衰板の振動によって生じる圧力の増減が、当該加圧範囲であればキャビテーションが生じないものと推測される。

従って、本形態の液体封入式マウント１では、大ストロークの振動でも液体５０にキャビテーションが生じづらくなり、高い減衰性能を維持することは明らかである。

また、本形態の液体封入式マウント１では、支承部材８０を円柱体などの体積を有する形態とすることに加えて、ガイド部材１００を設けることで、ガイド部材１００と支承部材との間に形成される液体の第３の流路１１３及びガイド部材１００と可動減衰板７０との間に形成される第４の流路１１４を使っての流動抵抗の制御が可能となる。つまり、支承部材８０の外径或いはガイド部材１００の内径や位置を適宜設定することで所望の流動抵抗が得られ、設計の自由度が増すことになる。

次に、本発明の他の実施形態を説明する。
図８は本発明の他の実施形態に係る液体封入式マウントの縦断面図である。
図８に示すように、この実施形態に係る液体封入式マウント２は、蓋部材の構成が上記実施形態と異なる。以下、上記実施形態と異なる要素のみ異なる符号を付して説明する。
蓋部材１２１は、スタッド２０に摺動自在に嵌合するベアリング１２２を保持するスリーブ１２３の外側に、複数の円筒形プレート１２４ａ、１２４ｂを介して複数の積層ゴム１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃが同心状にして環状に積層された積層構成となっている。

蓋部材１２１は、最外側に位置する円筒形プレート１２４ｂにより固定減衰板６０のフランジ部６４と共に、容器１０のフランジ部１４に設けたカシメ片１４ｂによりカシメ等の手段にて固着されている。
スタッド２０とスリーブ１２３との間には、スタッド２０の軸方向にベアリング１２２を挟んでシールパッキン及びダストシールなどのシール部材１２６を配置し、スタッド２０を上下方向に摺動可能とするとともに、スタッド２０とスリーブ１２３の間を液密に封止している。

ここで、このような構成の液体封入式マウント２において、仮に支承部材８０を有しない場合、蓋部材１２１とスタッド２０は、上下方向に絶縁されているため、蓋部材１２１でスタッド２０にかかる圧縮方向荷重を受荷することができないため、液室内の液体及び空気室内の空気ばねで支持することになる。従って、空気ばねは、液体５０を介して圧縮方向荷重に応じた体積まで加圧されるため、空気圧及び液圧は過剰に高くなる。このとき、蓋部材１２１はスタッド２０に拘束されない構造であることから、元の位置を保持することが出来ず、スタッド２０に沿ってスリーブ側が上昇してしまう。そのため、例えば蓋部材１２１がスタッドとの相対位置を保持するための特別な構造が必要となる。これに対して、支承部材８０を有する液体封入式マウント２では、内圧が過剰に上昇することはないので、そのような特別な構造は不要となる。従って、本形態に係る液体封入式マウント２では、少なくとも上下方向のスタッドの動作を阻害せず、また必要に応じて上記形態のごとく左右方向の剛性を高める構成を追加できる。よって、高粘性で高圧の液体５０の漏れを心配する必要はなく、摺動シールの緊縛力を低くできるので、スタッド２０の摩擦抵抗を低くできる。

本発明は上記の実施形態には限定されず様々な範囲で変形して実施が可能であり、その変形の範囲も本発明の技術的範囲に属する。
上記の実施形態では、第１の固定減衰板の一例としての固定減衰板の弾性体をゴム材料で製造したが、これに限定しないことは勿論である。また、水平方向支持及び第２、第３の流路により付加される減衰性を必要としない場合には、第１、第２の固定減衰板を設けなくともよい。
上記の実施形態では、可動減衰板を逆さカップ状としたが、平板状などの他の形状にしてもよいことは勿論である。可動減衰板はスタッドに対してある程度の遊びをもって取り付けられていても構わない。また可動減衰板に透穴を設けてもよい。
上記の実施形態では、液体を加圧していたが、常圧であっても勿論構わない。
上記の実施形態では、支承部材を円柱形状としたが、円錐形状などの様々形状を採用するとことができる。

上記の実施形態では、カップ状の容器の上端部に設けたフランジ部（共締め用爪）を折り曲げることにより、容器のフランジ部、固定減衰板の取付け部のフランジ部および可撓性密封蓋の取付け部のフランジ部を液密に一体化した場合を示したが、この共締め用爪を用いることに限定せず、溶接などの手段によって、液密に一体化してもよいことはもちろんである。

１、２ 液体封入式マウント
１０ カップ状の容器
１２ 開口部
２０ スタッド
３０ 蓋部材としての可撓性密封蓋
３１ 薄膜部
４０ ダイヤフラム
５０ 高粘性の液体
６０ 固定減衰板（第１の固定減衰板）
６６ バイパス流通路
７０ 可動減衰板
８０ 支承部材
９１ 密閉室
９２ 液室
９３ 空気室
９４ 第１の室
９５ 第２の室
１００ ガイド部材（第２の固定減衰板）
１１１ 第１の流路
１１２ 第２の流路
１１３ 第３の流路
１１４ 第４の流路
１２１ 蓋部材

Claims (10)

1. 第１の部材と第２の部材間に取り付けられ、第１の部材又は第２の部材に入力される振動を防振するための液体封入式マウントであって、
   天部に開口部を有し、前記第１の部材に取り付けられるカップ状の容器と、
   前記容器の径方向中央部に位置するように配置され、前記第２の部材に取り付けられるスタッドと、
   前記容器との間で密閉室を形成するように前記開口部に固定され、少なくとも前記容器の軸方向に移動可能に前記スタッドを保持する蓋部材と、
   前記密閉室を液室と前記容器の底部に形成される空気室とに分離するダイヤフラムと、
   前記液室に封入された高粘性の液体と、
   前記空気室に封入された空気と、
   前記容器の内壁との間で前記液体を流通可能とする流路となる隙間を有するように前記液室に配置され、前記スタッドに取り付けられた可動減衰板と、
   前記スタッドの下端部又は前記可動減衰板と前記ダイヤフラムとの間に配置され、前記スタッドにかかる圧縮方向荷重を前記ダイヤフラムに伝達するための支承部材と
   を具備することを特徴とする液体封入式マウント。
2. 請求項１に記載の液体封入式マウントであって、
   少なくとも前記第２の部材の荷重がスタッドに静的に印加された中立状態において、前記空気室は、前記支承部材を介して、スタッドに印加された荷重を支持する
   ことを特徴とする液体封入式マウント。
3. 請求項１又は２記載の記載の液体封入式マウントであって、
   前記空気室の内圧は、前記液室の内圧よりも高い
   ことを特徴とする液体封入式マウント。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液体封入式マウントであって、
   前記支承部材は、前記スタッドと一体に形成されている
   ことを特徴とする液体封入式マウント
5. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液体封入式マウントであって、
   前記支承部材は、弾性部材からなる
   ことを特徴とする液体封入式マウント。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液体封入式マウントであって、
   前記支承部材は、前記支承部材の前記ダイヤフラムとの接触面に前記ダイヤフラムとの固着防止手段が設けられている
   ことを特徴とする液体封入式マウント。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の液体封入式マウントであって、
   前記蓋部材は、弾性部材からなり、中央部に前記スタッドが貫通して液密に固着され、円盤状に形成されて前記スタッドの動作に追従可能である
   ことを特徴とする液体封入式マウント。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の液体封入式マウントであって、
   前記蓋部材と前記可動減衰板との間に固定されるとともに、前記液室を第１の液室と第２の液室に区分し、径方向中央に前記スタッドが挿通される貫通孔が設けられ、この貫通孔の内周面と挿通されたスタッドの外周面との間に、所定の隙間を備えた第１の固定減衰板
   を具備する特徴とする液体封入式マウント。
9. 請求項８に記載の液体封入式マウントであって、
   前記第１の固定減衰板は、前記第１の室と前記第２の室との間で前記液体の流通をバイパスするためのバイパス流通路を有する
   液体封入式マウント。
10. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載の液体封入式マウントであって、
    前記可動減衰板と前記ダイヤフラムとの間に固定され、径方向中央に前記支承部材が挿通される貫通孔が設けられ、この貫通孔の内周面と挿通された支承部材の外周面との間に、所定の隙間を備えた第２の固定減衰板
    を具備することを特徴とする液体封入式マウント。

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