JPH05149368A

JPH05149368A - 防振装置

Info

Publication number: JPH05149368A
Application number: JP30596691A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Noguchi; 毅野口; Zenji Nakajima; 善治中島; Hiroshi Mochizuki; 啓史望月
Original assignee: Bridgestone Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Bridgestone Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 1991-11-21
Filing date: 1991-11-21
Publication date: 1993-06-15
Anticipated expiration: 2016-04-16
Also published as: JP3155968B2

Abstract

(57)【要約】【目的】高い周波の振動までも効果的に吸収する。【構成】外筒１６、弾性体１４及び上部取付板１８と
によって囲まれた中空室２２内に仕切部材２６を配置
し、中空室２２を液室３２と空気室３４とに区画する。
仕切部材２６の中央に液室３２と空気室３４とを連結す
る制限通路３０を設ける。液室３２内に液体２４を注入
し、液面２４Ａの位置を制限通路３０の軸方向中央部に
設定する。このため、この防振装置１０は、液室及び制
限通路内が全て液体で満たされた従来の防振装置に比較
して液体２４の付加質量が小さくなる。したがって、制
限通路３０内での液体の共振周波数が従来よりも高くな
り、高い周波数域まで動ばね定数が低減されるため、高
い周波数の振動をも効果的に吸収することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動車、一般産業用機械
等に用いられ、振動発生部からの振動を吸収減衰する液
体封入式の防振装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車には、エンジンと車体との間にエ
ンジンマウントとしての防振装置が配設され、エンジン
振動の車体への伝達を阻止している。このようなエンジ
ンマウントでは、高周波振動時での動ばね定数を低くす
ることが要求され、近年では、制限通路内で液体を共振
させることによって動ばね定数を低下させたり、液室内
にフィンを設けてフィンの近傍で液体を共振させて動ば
ね定数を低下させる等の液体封入式の防振装置が提案さ
れている。

【０００３】制限通路内で液体を共振させる液体封入式
の防振装置として、図１２に示すような防振装置が知ら
れている。図１２に示すように、この防振装置１００の
外筒１０２には、一方に弾性体１０４を介して取付部材
１０６が取付けられており、他方にダイヤフラム１０８
及び下部取付け板１０９が取付けられている。外筒１０
２内は仕切り板１１０によって受圧液室１１２と副液室
１１４とに区画されており、受圧液室１１２と副液室１
１４とは仕切り板１１０に設けられた制限通路１１６で
連結されている。これら受圧液室１１２、副液室１１４
及び制限通路１１６内には、液体１１８が隙間なく充填
されている。

【０００４】この防振装置１００は、取付部材１０６が
エンジンに連結され、下部取付け板１０９が車体に連結
される。エンジンの振動がこの防振装置１００に入力す
ると、弾性体１０４が変形して液体１１８が受圧液室１
１２と副液室１１４との間を行き来する。ここで、液体
１１８が制限通路１１６内で共振し、防振装置１００の
動ばね定数が低減されて振動が効果的に吸収される。

【０００５】また、液室内にフィンが設けられた液体封
入式の防振装置として、図１３に示すような防振装置２
００が知られている。図１３に示すように、この防振装
置２００の外筒２０６には、一方に弾性体２１０を介し
て取付部材２０８が取付けられており、他方にダイヤフ
ラム２１２及び下部取付け板２１４が取付けられてい
る。外筒２０６内は液室２１６となっており、内部には
液体２１８が隙間なく充填されている。液室２１６内に
は、取付部材２０８に連結されたフィン２２０が配設さ
れている。

【０００６】エンジンの振動がこの防振装置２００に入
力すると、フィン２２０の外周近傍の液体２１８が共振
し、防振装置２００の動ばね定数が低減されて振動が効
果的に吸収される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図１２で示
す防振装置１００では、振動の周波数が４００Ｈz 、５
００Ｈz といった高周波領域では、防振装置の動ばね定
数を低くできないという不具合がある。

【０００８】すなわち、この防振装置１００の、制限通
路１１６における液体１１８の共振周波数ｆは、以下の
式（１）で表されるように、Ｋ（弾性体のばね定数）、
Ａ（弾性体の有効受圧面積）、ａ（制限通路の受圧面
積）、ｈ（制限通路の長さ）、ρ（液体の密度）及びMw
（液体の付加質量）に値に比例する。

【０００９】ｆ∝［Ｋ／｛（Ａ／ａ）²ρａｈ＋Ｍｗ｝］^1/2・・・・・（１）ｆ；液体の共振周波数Ｋ；弾性体のばね定数Ａ；弾性体の有効受圧面積（図１２参照）ａ；制限通路の受圧面積（図１２参照）ｈ；制限通路の長さ（図１２参照） ρ；液体の密度 Mw；液体の付加質量ここで、上記式（１）の右項の分母｛（（Ａ／ａ）²ρ
ａｈ＋Ｍｗ）｝においては、Ａ≫ａの場合には（Ａ／
ａ）²ρａｈがＭｗよりも大きなウエイトを占め、Ａ＝
ａに近づくにつれＭｗが（Ａ／ａ）²ρａｈよりも大き
なウエイトを占める。この防振装置１００で高周波の振
動を効果的に吸収するには、制限通路１１６内の液体の
共振周波数を高くしなければならず、液体の共振周波数
ｆを高くするには、右項の分子（Ｋ）を大きくするか、
又は、分母｛（（Ａ／ａ）²ρａｈ＋Ｍｗ）｝を小さく
する必要がある。

【００１０】ところで、Ｋを大きくすると防振装置１０
０の動ばね定数の値自体が高くなるので、Ｋを大きくす
るには限界がある。また、Ａを小さくするには防振装置
１００の寸法（径）を小さくしなければならず、弾性体
２１０の耐久性との兼ね合いもあり、これにもまた限界
がある。

【００１１】また、ａを大きくすることも考えられる
が、ａを大きくするとＡ＝ａに近づくため（Ａ／ａ）²
ρａｈよりもＭｗがウエイトを占める割合が大きくな
り、よって、ある周波数（現実的には、周波数２５０Ｈ
z 程度）以上に共振周波数を上げることができない。

【００１２】また、図１３に示す、液室２０２内にフィ
ン２０４を設けた防振装置２００では、外筒２０６と取
付部材２０８とが半径方向に相対移動した際に、フィン
２０４が外筒２０６や弾性体２１０と干渉する不具合が
ある。

【００１３】本発明は上記事実を考慮し、高い周波数の
振動までも効果的に吸収できる防振装置を得ることが目
的である。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の防振装置は、振
動発生部及び振動受部の一方へ連結される第１の取付部
材と、振動発生部及び振動受部の他方へ連結される第２
の取付部材と、前記第１の取付部材と前記第２の取付部
材との間に設けられ振動発生時に変形する弾性体と、前
記弾性体を隔壁の一部として拡縮可能な中空室と、前記
中空室の一部に設けられる制限通路と、前記中空部に注
入され液面が前記制限通路の途中に設定された液体と、
を備えたことを特徴としている。

【００１５】

【作用】本発明の防振装置によれば、例えばエンジン等
の振動発生源へ第１の取付部材を連結し、車体等の振動
受部へ第２の取付部材を連結すると、振動は第１の取付
部材、弾性体、第２の取付部材を介して振動受部へと支
持される。このとき、振動は弾性体の内部摩擦に基づく
抵抗により吸収される他、制限通路内で液体が共振する
ことにより吸収される。

【００１６】ここで、制限通路内で液体が共振する共振
周波数ｆはｆ∝［Ｋ／｛（Ａ／ａ） ²ρａｈ＋Ｍｗ｝］
^1/2（ここで、Ｋ（弾性体のばね定数）、Ａ（弾性体の
有効受圧面積）、ａ（制限通路の受圧面積）、ｈ（制限
通路の長さ）、ρ（液体の密度）、Mw（液体の付加質
量））で表され、本発明の防振装置によれば、液体の液
面が制限通路の途中に設定されているため、液体の付加
質量（Ｍｗ）が従来の防振装置よりも小さくなる。した
がって、制限通路内の液体の共振周波数ｆを表す式にお
いて、右項の分母の値を小さくすることができる。この
ため、本発明の防振装置は、制限通路内の液体の共振周
波数ｆを従来の防振装置よりも高くすることができ、従
来よりも高い周波数域まで動ばね定数を低減することが
できる。したっがって、本発明の防振装置は、従来より
も高い周波数の振動までも効果的に吸収することがき
る。

【００１７】

【実施例】

〔第１実施例〕本発明に係る防振装置１０の第１実施例
を図１及び図２にしたがって説明する。

【００１８】図１に示すように、この防振装置１０には
第１の取付部材としての下部取付台１２が備えられてい
る。この下部取付台１２は略円柱状とされており、中央
下部には取付ボルト１４が突出され、一例として図示し
ない自動車の車体へ固定される。

【００１９】下部取付台１２の外周には、環状に形成さ
れた弾性体１４の内周が加硫接着されており、この弾性
体１４の外周は円筒状とされた第２の取付部材としての
外筒１６の下端部内周に加硫接着されている。

【００２０】外筒１６の上側には、上部取付板１８が配
設されている。この上部取付板１８は周縁部が、外筒１
６の上端部にかしめ固定されている。上部取付板１８の
中央は、軸方向外側に凸とされており、中央には図示し
ない自動車のエンジンを固定するための取付ボルト２０
が軸方向外側に向かって立設されている。

【００２１】ここに外筒１６、弾性体１４及び上部取付
板１８とによって囲まれた中空室２２内には仕切部材２
６が配置されている。仕切部材２６は合成樹脂等で略円
柱状に形成されており、外周が外筒１６の内周に密着し
ている。また、仕切部材２６の上端部にはフランジ部２
６Ｃが設けられており、このフランジ部２６Ｃが外筒１
６の上端部と上部取付板１８との間に挟持されて固定さ
れている。

【００２２】仕切部材２６には、上部取付板１８側に大
径凹部２８が形成されており、軸芯部に軸方向へ貫通す
る円孔状の制限通路３０が形成されている。

【００２３】仕切部材２６と弾性体１４との間は、液室
３２とされており、大径凹部２８と上部取付板１８との
間が空気室３４とされている。液室３２内にはエチレン
グリコール等の液体２４が注入されており、液体２４の
液面２４Ａがエンジン搭載時（使用時）において制限通
路３０の軸方向中央部に位置するように液体２４の量が
設定されている。

【００２４】次に、本実施例の作用を説明する。この防
振装置１０は、軸芯が鉛直方向とほぼ平行にされ、下部
取付台１２が図示しない自動車の車体へ固定され、支持
台２４には図示しないエンジンが搭載されて固定され
る。

【００２５】ここで、エンジンの振動がこの防振装置１
０に入力すると、弾性体１４が変形して下部取付台１２
と上部取付板１８とが相対変位する。液体２４は制限通
路３０内を上下方向に行き来し、制限通路３０内で共振
して防振装置１０の動ばね定数が低下する。これによっ
て、エンジンの振動が効果的に吸収される。

【００２６】さらに、この防振装置１０では、液体２４
の液面２４Ａが制限通路３０の軸方向中央部に位置する
ように液体２４の量が設定されているため、液室及び制
限通路内が全て液体で満たされた従来の防振装置に比較
して液体２４の付加質量が小さい。このため、液体の共
振周波数ｆを表す式ｆ∝［Ｋ／｛（Ａ／ａ）²ρａｈ＋
Ｍｗ｝］^1/2（ここで、Ｋ（弾性体のばね定数）、Ａ
（弾性体の有効受圧面積）、ａ（制限通路の受圧面
積）、ｈ（制限通路の長さ）、ρ（液体の密度）、Mw
（液体の付加質量））において、右項の分母の値が小さ
くなるため、この防振装置１０は液室及び制限通路内が
全て液体で満たされた従来の防振装置よりも液体の共振
周波数が高く（本実施例では共振周波数４００〜５００
Ｈz 近傍）なり、高い周波数域まで動ばね定数が低減さ
れる。したがって、この防振装置１０は従来の防振装置
よりも高い周波数の振動をも効果的に吸収することがで
きる（図２参照）。

【００２７】また、この防振装置１０は、制限通路３０
内での液面２４Ａの位置を変えることにより、すなわ
ち、注入する液体２４の量を変える（液体２４の付加質
量を変える）ことにより、所定の範囲内であれば共振周
波数ｆのチューニングを容易に行うこともできる。さら
に、共振周波数ｆの変更には構造の変更を伴わないので
部品点数が増えたり、構造が複雑化することもない。

【００２８】〔第２実施例〕次に、本発明の第２実施例
を図３及び図４にしたがって説明する。

【００２９】この実施例の防振装置１０は、本発明を円
筒型エンジンマウントに適用した例を示している。

【００３０】図３に示すように、この防振装置１０で
は、円筒形状の第２の取付部材としての外筒４０内に第
１の取付部材としての内筒４２が同軸的に配設されてい
る。この実施例では、内筒４２は振動発生部としての図
示しないエンジンに連結され、外筒４０は振動受け部と
しての図示しない車体へ連結される。

【００３１】外筒４０内には、同軸的に中間筒４４が配
設されており、この中間筒４４の外周は外筒４０の内周
に密着している。なお、外筒４０の両端部は半径方向内
側にかしめられており、中間筒４４が外筒４０から抜け
出ないようにされている。また、中間筒４４の外周の軸
方向両端部近傍には、軸回り方向に溝４６が形成されて
いる。これらの溝４６内にはオーリング４８が収容され
ており、外筒４０と中間筒４４との間のシール性が高め
られている。

【００３２】内筒４２と中間筒４４との間には、弾性体
５０が配設されており、この弾性体５０は内周が内筒４
２の外周に加硫接着され、外周が中間筒４４の内周に加
硫接着されている。弾性体５０の外周の軸方向中央部に
は、軸回りに断面矩形状の溝５２が形成されている。こ
の溝５２と外筒４０とに囲まれた中空室５４には液体２
４が所定量注入されている。

【００３３】弾性体５０の溝５２内には、内筒４２を挟
んで水平方向両側に外筒４０側へ突出する突起部５６が
設けられており、中空室５４の突起部５６よりも下側が
液室５７とされ、突起部５６よりも上側が空気室５９と
されている。また、これらの突起部５６と外筒４０との
間が制限通路５８とされている。なお、液体２４の液面
２４０の位置は、使用時において軸芯を通る水平面とほ
ぼ一致している。

【００３４】ここで、エンジンの振動がこの防振装置１
０に入力すると、弾性体５０が変形して内筒４２と外筒
４０とが相対変位する。液体２４は制限通路５８内を上
下方向に行き来し、制限通路５８内で共振して防振装置
１０の動ばね定数が低下する。これによって、エンジン
の振動が効果的に吸収される。

【００３５】この実施例の防振装置１０も第１実施例の
防振装置１０と同様に、液体２４の付加質量が小さいた
め、制限通路内が全て液体で満たされた従来の防振装置
よりも高い周波数の振動までも吸収することができる。

【００３６】また、本実施例の防振装置１０も第１実施
例の防振装置１０と同様に、制限通路５８内での液面２
４Ａの位置を変えることにより、所定の範囲内であれば
共振周波数ｆのチューニングを容易に行うこともでき
る。

【００３７】なお、本実施例では、弾性体５０の溝５２
内に突起部５６を設ける構成としたが、図５に示すよう
に溝５２内には突起部５６を設けなくても特性を確保す
ることは可能であり突起部５６は必ずしも必要ではな
い。

【００３８】〔第３実施例〕次に、本発明の第３実施例
を図６乃至図９にしたがって説明する。

【００３９】この実施例は、本発明を自動車のプロペラ
シャフトのセンターサポートベアリングを支持する防振
装置に適用した例を示している。

【００４０】図６に示すように、この防振装置１０で
は、円筒形状の第２の取付部材としての外筒６０内に第
１の取付部材としての内筒６２が同軸的に配設されてい
る。この実施例では、内筒６２はベアリング６４を介し
て振動発生部としてプロペラシャフト６６に連結され、
外筒６０は振動受け部としての図示しない車体へ連結さ
れる。

【００４１】前記外筒６０内には、同軸的に中間筒６０
が配設されており、この中間筒６０の外周は外筒６０の
内周に密着している。

【００４２】内筒６２と中間筒６４との間には、弾性体
７０が配設されている。この弾性体７０はリング状に形
成されており、内周の軸方向中央部が内筒６２の外周に
加硫接着されている。また、弾性体７０は、軸方向中央
部の外周に軸回りに凹部７２が形成されており、軸方向
両端が前記中間筒６０に加硫接着されている。さらに、
弾性体７０の外周は、外筒６０の内周に密着している。

【００４３】弾性体７０の凹部７２には、軸方向中央部
に外筒６０側へ突出する突起部７４が設けられており、
この突起部７４は内筒６２の半径方向の移動量を規制す
るストッパーの役目を有している。

【００４４】この凹部７２と外筒６０とに囲まれた中空
室７６には液体２４が所定量注入されており、液面２４
Ａの位置は、使用時において軸芯を通る水平面とほぼ一
致している。この中空室７６においては、液室、空気室
及び制限通路の明確な境界はないが、液体２４の満たさ
れている部分が実質的に液室７８とされ、液面２４Ａよ
りも上側が実質的に空気室７７とされ、液面２４Ａ付近
が実質的に制限通路７９とされる。

【００４５】ここで、プロペラシャフト６６が振動する
と、弾性体７０が変形して内筒６２と外筒６０とが相対
変位し、液体２４が制限通路７９内を行き来する。液体
２４は制限通路７９内を上下方向に行き来し、制限通路
７９内で共振して防振装置１０の動ばね定数が低下す
る。これによって、プロペラシャフト６６の振動が効果
的に吸収される。

【００４６】この実施例の防振装置１０も第１実施例の
防振装置１０と同様に、液体２４の付加質量が小さいた
め、制限通路内が全て液体で満たされた従来の防振装置
よりも高い周波数の振動までも吸収することができる。

【００４７】また、実施例の防振装置１０も第１実施例
の防振装置１０と同様に、制限通路７９内での液面２４
Ａの位置（中空室７６に注入される液体２４の量）を変
えることにより、所定の範囲内であれば共振周波数ｆの
チューニングを容易に行うこともできる。すなわち、本
実施例では、図７で想像線に示すように、液体２４の液
面２４Ａを凹部７２の上端近傍に設定した場合には、図
８に示すように、共振周波数ｆが周波数３００Ｈz 近傍
に設定され液面２４Ａを凹部７２の下端近傍に設定した
場合には、図９に示すように、共振周波数ｆが周波数４
００Ｈz 近傍に設定される。

【００４８】〔第４実施例〕次に、本発明の第４実施例
を図１０にしたがって説明する。

【００４９】この実施例は、本発明を自動車のストラッ
トマウントに適用した例を示している。

【００５０】図１０に示すように、この防振装置１０で
は、図示しない車体へ連結される取付フレーム８０の内
側に第２の取付部材としての外筒８２が配設され、この
外筒８０内に第１の取付部材としての内筒８４が同軸的
に配設されている。この内筒８４の内側には、ショック
アブソーバーのロッド（図示せず）に連結されるベアリ
ング８６がかしめ固定されている。

【００５１】また、外筒８２内には、同軸的に中間筒８
８が配設されており、この中間筒６０の外周は外筒６０
の内周に密着している。

【００５２】内筒８４と中間筒８８との間には、弾性体
９０が配設されており、内筒８４の外周には弾性体９０
の内周が加接着され、中間筒８８の内周には弾性体９０
の外周が加硫接着されている。また、弾性体９０の外周
には軸方向中央部に、軸回りに凹部９２が形成されてい
る。この凹部９２と外筒８２とに囲まれた中空室９４に
は液体２４が所定量注入されている。

【００５３】弾性体９０には、凹部９２の軸方向中央部
に外筒４０側へ突出する突起部９６が設けられており、
突起部９６内には、内筒８４に固着された環状の補強板
９８が埋設されている。

【００５４】この実施例では、中空室９４の突起部９６
よりも下側が液室９５とされ、突起部９６よりも上側が
空気室９７とされ、突起部９６と外筒８２との間が制限
通路９９とされている。なお、液体２４の液面２４Ａ
は、この制限通路９９の軸線方向中央部に位置してい
る。

【００５５】ここで、この防振装置１０に振動が入力す
ると、弾性体９０が変形して内筒８４と外筒８２とが相
対変位し、液体２４が制限通路９９内を行き来する。液
体２４は制限通路９９内を上下方向に行き来し、制限通
路９９内で共振して防振装置１０の動ばね定数が低下す
る。これによって、ショックアブソーバーのロッド（図
示せず）の振動が効果的に吸収される。

【００５６】この実施例の防振装置１０も第１実施例の
防振装置１０と同様に、液体２４の付加質量が小さいた
め、制限通路内が全て液体で満たされた従来の防振装置
よりも高い周波数の振動までも吸収することができる。

【００５７】また、実施例の防振装置１０も第１実施例
の防振装置１０と同様に、制限通路９９内での液面２４
Ａの位置（中空室９４に注入される液体２４の量）を変
えることにより、所定の範囲内であれば共振周波数ｆの
チューニングを容易に行うこともできる。

【００５８】〔第５実施例〕次に、本発明の第５実施例
を図１１にしたがって説明する。

【００５９】この実施例は前記第４実施例の変形例であ
り、第４実施例と同一構成に関しては同一符号を付し、
その説明は省略する。

【００６０】この実施例では、弾性体９０の凹部９２に
は突起部９６が設けられておらず、中空室９４内に制限
通路構成部材９３が配設されている。制限通路構成部材
９３はリング状に形成されており、外周が外筒８２の内
周に密着している。制限通路構成部材９３の内周には凹
部９２へ向かって突出する厚肉の環状板９３Ａが設けら
れており、この環状板９３Ａと弾性体９０の凹部９２と
の間が制限通路９９とされている。なお、その他の構成
及び作用は第４実施例と同様である。

【００６１】

【発明の効果】以上説明した如く本発明の防振装置は上
記構成としたので、高い周波の振動までも効果的に吸収
できる優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る防振装置の軸線に沿
った断面図である。

【図２】本発明の第１実施例に係る防振装置の防振特性
（振動の周波数と動ばね定数との関係）を示すグラフで
ある。

【図３】本発明の第２実施例に係る防振装置を示す図４
の３−３線断面図である。

【図４】本発明の第２実施例に係る防振装置の軸線に直
角な断面図である。

【図５】本発明の第２実施例に係る防振装置の変形例を
示す軸線に直角な断面図である。

【図６】本発明の第３実施例に係る防振装置の軸線に沿
った断面図である。

【図７】本発明の第３実施例に係る防振装置の軸線に直
角な断面図である。

【図８】本発明の第３実施例に係る防振装置（液体の量
が多い場合）の防振特性を示すグラフである。

【図９】本発明の第３実施例に係る防振装置（液体の量
が少ない場合）の防振特性を示すグラフである。

【図１０】本発明の第４実施例に係る防振装置の軸線に
沿った断面図である。

【図１１】本発明の第５実施例に係る防振装置の軸線に
沿った断面図である。

【図１２】従来例の防振装置を示す軸線に沿った断面図
である。

【図１３】従来例の防振装置を示す軸線に沿った断面図
である。

【符号の説明】

１０防振装置１２下台取付台（第１の取付部材）１４弾性体１６外筒（第２の取付部材）２２中空室２４液体２４Ａ液面３０制限通路４０外筒（第２の取付部材）４２内筒（第１の取付部材）５０弾性体５４中空室５８制限通路６０外筒（第２の取付部材）６２内筒（第１の取付部材）７０弾性体７６中空室７９制限通路８２外筒（第２の取付部材）８４内筒（第１の取付部材）９０弾性体９４中空室９９制限通路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者望月啓史愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】振動発生部及び振動受部の一方へ連結さ
れる第１の取付部材と、振動発生部及び振動受部の他方
へ連結される第２の取付部材と、前記第１の取付部材と
前記第２の取付部材との間に設けられ振動発生時に変形
する弾性体と、前記弾性体を隔壁の一部として拡縮可能
な中空室と、前記中空室の一部に設けられる制限通路
と、前記中空部に注入され液面が前記制限通路の途中に
設定された液体と、を備えたことを特徴とする防振装
置。