JPH0861422A

JPH0861422A - 振動緩衝装置

Info

Publication number: JPH0861422A
Application number: JP20079194A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Kawamoto; 洋一河本; Tsugunari Iwashita; 嗣也岩下; Shinichi Kusashita; 真一草下; Shin Takehara; 伸竹原; Haruyuki Taniguchi; 晴幸谷口; Takahiko Tanaka; 孝彦田中; Hiroshi Hashino; 浩橋野
Original assignee: Mazda Motor Corp; Kurashiki Kako Co Ltd
Current assignee: Mazda Motor Corp; Kurashiki Kako Co Ltd
Priority date: 1994-08-25
Filing date: 1994-08-25
Publication date: 1996-03-08
Anticipated expiration: 2019-12-15
Also published as: JP3600274B2

Abstract

(57)【要約】【目的】気体の充填量に基づいて、エンジンの騒音を低
減するように振動伝達特性を設定すると共に、高周波振
動に対する減衰特性を高めて、振動低減効果を向上させ
ることが可能になる自動車用エンジンマウントを提供す
る。【構成】弾性を有するゴム部材４と、弾性を有する薄膜
部材のダイヤフラム９とを有し、ゴム部材４とダイヤフ
ラム９とにより内部に流体を封入するための流体室１０
を形成し、ゴム部材とダイヤフラムによって振動を吸収
する自動車用エンジンマウント１００であって、流体室
１０を主室１０ａ及び副室１０ｂに仕切る仕切部材７を
備え、ゴム部材４と流体Ｌの拡張収縮によりエンジン振
動を低減するための拡張バネを形成し、主室１０ａに
は、拡張バネのバネ定数が１／２以下になる量の気体が
注入されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、モータ等を支
持して、その振動を低減するための防振マウントとして
用いる振動緩衝装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】振動緩衝装置として自動車のエンジンマ
ウントの従来例を説明すると、一般的に自動車のエンジ
ンマウントには、支持、防振、制振という３つの機能が
必要とされる。支持機能とは、エンジン（パワーユニッ
ト）を静的／動的に車体に搭載し、エンジンと車体とが
干渉しないように支持する機能である。また、防振機能
とは、エンジンの発生する音や振動を車体に伝達させな
いようにする機能である。更に、制振機能とは、車両の
加減速時のエンジン振動や、路面やタイヤからの入力に
よるエンジン振動（エンジンシェイク）等のエンジンの
剛体振動を制限し、車体の振動を防止する機能である。
また、これら３つの機能にはトレードオフの関係があ
り、全てを満足することは不可能である。通常、支持機
能については、伝達特性を高く且つ減衰特性を高くする
状態が理想的であり、以下、防振機能については、伝達
特性を低くし、制振機能については、減衰特性を高くで
きることが優れたエンジンマウントの条件と言える。通
常のラバー型のエンジンマウントは、それらの諸元値を
妥協できる範囲の値に設定されている。

【０００３】近年、車両のエンジンマウント等に用いる
振動緩衝装置として、従来のラバー型エンジンマウント
に代わって流体封入型のエンジンマウントが数多く採用
されている。この流体封入型のエンジンマウントは、現
在まで開発されてきた過程において、その構成の違いか
ら主として第１世代〜第３世代と呼ばれる３種類の型式
に分類される。以下に、それらの各構成について説明す
る。

【０００４】＜第１世代型＞第１世代のエンジンマウン
トは、従来のラバー型エンジンマウントよりも高いレベ
ルで各機能をバランス良く設定するために開発された初
期のエンジンマウントであり、図２９に示すように、流
体を封入する液室を仕切部材によって２室に仕切り、仕
切部材にオリフィスを形成して、エンジンに取付けられ
た部材１（又は車体に取付けられた部材２）の振動によ
り、オリフィス内を通って流体を移動させるものであ
る。この第１世代の構成では、封入された流体のオリフ
ィス内の移動による流体の共振現象を利用して、低周波
の特定領域において減衰特性を高め、高周波領域での伝
達特性を小さくすることができる。

【０００５】図２９において、部材１にＸなる変位を与
えたとき、部材２に力Ｆが伝達されたとすると、振動の
伝達特性Ｋｔと減衰特性Ｔｄとは図３０に示す式によっ
て表される。これらの式に基づいて、伝達特性Ｋｔと減
衰特性Ｔｄとを周波数で表すと図３１、図３２に示すグ
ラフを得ることができる。また、図３１、図３２とは、
従来のラバー型と第１世代型との各特性を比較した場合
の違いを示している。図３１、図３２に示すように、ラ
バー型エンジンマウントに比べると伝達、減衰の各特性
が著しく向上しているのがわかる。しかしながら、第１
世代のエンジンマウントでは、流体室の一部を形成する
ゴム部材で構成された弾性体には、エンジンを支持する
支持剛性（支持バネ、支持減衰）と、流体室の拡張に係
わる拡張剛性（拡張バネ、拡張剛性）という２つの働き
が必要となる。一般に、流体型エンジンマウントで減衰
特性を活かすためには、荷重の大きな部位に配置するの
が効果的であるが、荷重の大きな部位に配置するという
ことは、必然的にゴム部材の支持剛性が大きくなって、
流体室の拡張剛性が大きくなる。その結果、ａ）伝達特
性が大きくなり、騒音や振動が悪化する、ｂ）減衰が極
大となる周波数が高くなり、効果的にエンジンを制振で
きない、という２つの問題点が発生する。

【０００６】＜第２世代型＞第２世代のエンジンマウン
トでは、上記の第１世代の問題点を克服するために、図
３３に示すような液室を仕切る仕切部材の一部に弾性部
材で形成されたゴム膜を設けて、液室１の拡張剛性を低
下させることによって対応した構成としている。この第
２世代の構成では、図３４に示すように、高周波領域で
の伝達特性を第１世代の構成に比べて小さくできること
によって、エンジンの騒音や振動の車体への伝達を小さ
くすることができる。

【０００７】＜第３世代型＞また、第３世代のエンジン
マウントは、第２世代のエンジンマウントの特性に加え
て、特定周波数の伝達特性を特に小さくする特性を付加
したものである。一般に、車体やブラケット等の共振現
象によって、車両は特定周波数において音や振動が大き
くなるという特徴がある。従来では、これらの音や振動
はダイナミックダンパ等を用いて対処していた。第３世
代のエンジンマウントでは、上記の第２世代の問題点を
克服するために、図３５に示すように、第２世代の構成
に傘状の部材を設けることによって、高周波の特定周波
数領域において、伝達特性を小さくし、車両の騒音を低
減するようにした構成を採用している。この第３世代の
構成では、図３６に示すように、第２世代の特性に加え
て、高周波領域の特定周波数の伝達特性を小さくできる
ことによって、特に問題となる騒音の車体への伝達を小
さくすることが可能となる。

【０００８】以上説明したエンジンマウントの従来技術
として、例えば、特開昭６０−１３９５０７号公報に開
示されているように、略同心状に配置される内筒及び外
筒と、これら内、外筒間に装填される弾性体とを備え、
この弾性体内に内筒を境にして対向配置される２つ以上
の液体室を形成し、これら各液体室を介して連通するよ
うにした懸架アームを車体に支持する筒状ブッシュにお
いて、弾性体内の一部に気体を封入した構成とすること
によって、液体室内の液圧変化が、封入された気体の体
積変化によって許容されるため、振動入力に対する液体
室内のバネ定数を低下させることができ、液柱共振にお
ける振動遮断機能の周波数の設定自由度を向上させた筒
状ブッシュが提案されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように構成される各従来例において、特に、第２及び第
３世代の構成では、液室を仕切る仕切部材の一部に弾性
材料で構成されるゴム膜を形成したり、エンジン側に取
付けられる部材に傘状部材を設ける必要があり、製造コ
ストが上がるという問題がある。

【００１０】また、上述の特開昭６０−１３９５０７号
に開示される技術は、一体的な構成の筒状ブッシュであ
るため、両室を構成する弾性体はバネとして作用する
が、オリフィスが目詰まりした場合、一方の液体室のみ
に気体を封入した構成では、弾性体のバネ定数が高すぎ
て振動の低減を十分に行うことができないという欠点が
ある。また、この欠点を回避するために、両室のバネ定
数を小さくすることが考えられるが、構造的に両室を夫
々異なるバネ定数の弾性体で構成することは困難であ
る。更に、下室にも気体を封入することが考えられる
が、この場合、車体への組み付け時や振動等により、一
方の液室に封入された気体がオリフィスを介して他方の
液室内に流入する恐れがあり、仮にこのような状態にな
った場合、上記の欠点を解消できず、封入された気体の
管理が極めて難しいという問題がある。

【００１１】従って、本発明の振動緩衝装置は、上記の
事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするとこ
ろは、気体の充填量に基づいて振動伝達特性及び減衰特
性を任意に設定できるため、モータやコンプレッサー等
の振動源からの騒音を低減するように振動伝達特性を設
定すると共に、液柱共振を利用して高周波振動に対する
減衰特性を高めて、振動低減効果を向上させることが可
能になる振動緩衝装置を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決し、目
的を達成するために、本発明の振動緩衝装置は以下の構
成を備える。即ち、弾性を有する部材で形成されたゴム
部材と、弾性を有する薄膜部材で形成されたダイヤフラ
ムとを有し、該ゴム部材とダイヤフラムとにより内部に
流体を封入するための流体室を形成し、前記ゴム部材と
ダイヤフラムとの伸縮によって振動を吸収する振動緩衝
装置であって、前記流体室を前記ゴム部材をその一部と
する主室と前記ダイヤフラムをその一部とする副室とに
仕切ると共に、該主室と副室を連通するオリフィス通路
を有する仕切部材とを備え、前記ゴム部材と流体の拡張
及び収縮により前記振動を低減するための拡張バネを形
成し、前記主室には、前記拡張バネのバネ定数が１／２
以下になるような量の気体が注入されていることを特徴
とする。

【００１３】また、好ましくは、前記気体の注入量は、
前記バネ定数の低下率が７５％以上になる量に設定され
ることを特徴とする。また、好ましくは、前記気体は、
空気又は窒素ガス又は不活性ガスであることを特徴とす
る。

【００１４】

【作用】以上のように、この発明に係わる振動緩衝装置
は構成されているので、拡張バネの振動伝達特性低下率
を５０％以上、即ち、拡張バネの振動伝達特性を１／２
以下になるよう設定することにより、防振性能をより高
めることができる。このように、気体の充填量に基づい
て振動伝達特性及び減衰特性を任意に設定できるため、
モータやコンプレッサー等の振動源からの騒音を低減す
るように振動伝達特性を設定すると共に、液柱共振を利
用して高周波振動に対する減衰特性を高めて、振動低減
効果を向上させることが可能になる。

【００１５】

【実施例】以下に本発明の実施例につき、添付の図面を
参照して詳細に説明する。［第１実施例］図１は、本発明に基づく第１実施例の振
動緩衝装置の断面図である。また、図２は、図１の振動
緩衝装置の要部を簡略化して示したモデル図である。図
１、図２において、本実施例で用いる振動緩衝装置１０
０は、家庭用洗濯機のモータ、冷蔵庫、電車等に使用す
るコンプレッサーの支持部分に設けたり、精密機器等の
搬送用トレイや加工時の支持台あるいは自動車や船舶等
のエンジンを支持することによりそれらの防振効果を発
揮するものである。防振マウント１００は、モータやコ
ンプレッサー等（以下、振動源と称する）の振動を発生
する側に取付けられる接続部材１と、マウント本体２
と、振動が伝達される側に取付けられる接続部材３とに
よりその外形を構成している。接続部材１は、その一端
部を装置にボルト等によって固定すると共に、他端部に
は、弾性材料で構成された断面円形のゴム部材４を取付
けるための固定部５が形成されている。また、固定部５
の上部には、薄い円盤状のストッパ６が環着されてい
る。マウント本体２は、円筒形状のカップを逆さまにし
た形状であり、上部が開口した形状の開口部を備える。
また、マウント本体２には、開口部から上部に延設され
たフランジ部２ａが形成されている。マウント本体２の
下部には、支持台等に固定するための接続部材３が設け
られている。ゴム部材４が取付けられた固定部５は、マ
ウント本体２の開口部の内面にゴム部材４が密着するよ
うに嵌合され、固定される。このゴム部材４を取付ける
ことによって、マウント本体２の内部に液室１０が形成
される。液室１０は、マウント本体２の内部に設けられ
た仕切部材７によって、上部液室１０ａと下部液室１０
ｂに分割され、夫々に液体Ｌが封入される。また、仕切
り部材７には、上部液室１０ａと下部液室１０ｂとの間
を連通し、封入された液体Ｌが両液室間を流入及び流出
できるように、ら旋状に形成されたオリフィス８が形成
されている。また、仕切部材７とマウント本体２の低部
との間には、弾性材料（例えば、ゴム等）で構成された
ドーム状のダイヤフラム９が設けられ、下部液室１０ｂ
は、仕切部材７とダイヤフラム９とによって構成され
る。マウント本体２の低部は大気開放されていて、ダイ
ヤフラム９が液室１０ｂ内の液体Ｌの圧力によって、あ
る程度伸縮可能なように構成されている。また、上部液
室１０ａには、所定量の気体Ｇが封入されている。この
気体Ｇは、空気や液室１０に封入された液体Ｌに溶解し
にくい特性を有する不活性ガスや、ヘリウムガス等であ
り、約０．５〜７ｃｃ程度封入される。この気体の充填
量は、エンジン、モータ、コンプレッサー等の被支持物
の重量によって、夫々異なるものである。また、振動源
の振動によってこのゴム部材４の変位量が必要以上に大
きくなると、マウント本体２に設けられたフランジ部２
ａとストッパ６とが当接して、ゴム部材４の変位を抑制
する。

【００１６】＜第１実施例の構成での伝達特性＞上記の
構成において、ゴム部材４は、エンジン、モータ、コン
プレッサー等を支持する支持機能と共に、外部から発生
する振動を吸収する防振機能を備えている。一般に、振
動源を支持する支持剛性が高くなると、液室の拡張しに
くさを表す拡張剛性も大きな値となり、それに伴って伝
達特性が大きな値となるため、制振機能が悪化する（振
動源からの振動が伝わりやすくなる）。この拡張剛性を
低くするために気体が封入されている。封入された気体
Ｇは、その気体自身の圧縮特性によって、ゴム部材の変
位による液室１０ａの拡張剛性を低くする働きがあり、
低周波領域及び高周波領域での伝達特性を小さくしてい
る。

【００１７】＜第１実施例の構成での減衰特性＞低周波
振動では、各液室１０ａ、１０ｂ内に封入された液体Ｌ
は、ゴム部材４の変位によってオリフィス８を介して上
部液室１０ａと下部液室１０ｂとの間を移動するが、あ
る特定周波数になると、液体Ｌがオリフィス内で共振現
象による目詰まりを起こし、各液室間を移動しない状態
となる。即ち、オリフィス内の液体共振によって、特定
領域のみの減衰を高める働きがある。しかしながら、伝
達特性が高くなると減衰が極大値となる周波数が高くな
って、モータやコンプレッサー等の振動源自身の制振機
能に問題が生じる。従って、気体Ｇを封入し、低周波の
特定領域での伝達特性を低下させる（即ち、拡張剛性を
低くする）ことによって、高い減衰特性が得られ、制振
機能が向上するように構成されている。

【００１８】［第２実施例］図３は、本発明に基づく第
２実施例の振動緩衝装置の断面図である。また、図４
は、図４の振動緩衝装置の要部を簡略化して示したモデ
ル図である。図３、図４において、第２実施例で用いる
振動緩衝装置２００は、第１実施例のゴム部材４を固定
する固定部５が上部液室１０ａの一部となり、エア室２
０５を構成している。このエア室２０５は、コップの開
口部を逆さまに向けたような状態で取付けられ、開口部
の断面積はオリフィス８の断面積より大きく、且つ液室
１０ａの断面積より小さく形成されている。また、この
エア室２０５は、上部に気体Ｇが注入され、液室１０ａ
との通路となっている。エア室２０５内の液体と気体と
は、特定周波数において、液柱共振するエアデバイス２
２０として機能している。その他、上記実施例と同一部
材は、同一の機能を有するものとして同一番号を付与し
その説明は省略する。

【００１９】＜第２実施例での伝達特性＞上記第２実施
例の構成において、エアデバイス部２２０に封入された
気体Ｇは、第１実施例の場合と同様に、その気体自身の
圧縮特性によって、ゴム部材の変位による液室１０ａの
拡張剛性を低くする働きがあり、低周波領域及び高周波
領域での伝達特性を小さくしている。しかしながら、特
にエンジン等を有する車両は、車体やブラケット等の共
振現象によって、高周波の特定周波数領域で音や振動が
大きくなる特性があり、従来では、ダイナミックダンパ
等で対処していた。このダイナミックダンパに代わるも
のがエアデバイス部２２０である。エアデバイス部２２
０内では、注入された気体Ｇの圧縮特性によって、高周
波の特定周波数領域で液柱共振現象が発生する。エアデ
バイス部の通路内の液柱共振周波数は、オリフィス内の
液体共振周波数よりも高い値に設定されているので、こ
の液柱共振現象を利用することによって、高周波の特定
周波数領域での伝達特性を小さくできるのである。

【００２０】＜第２実施例の構成での減衰特性＞第２実
施例の構成においても、第１実施例の場合と同様の作
用、即ち、気体Ｇをエア室２０５に注入し、液柱共振周
波数より低い低周波の特定領域での伝達特性を低下させ
る（即ち、拡張剛性を低くする）ことによって、高い減
衰特性が得られ、制振機能が向上するように構成されて
いる。

【００２１】＜流体マウントの原理＞次に、上記各実施
例で用いる流体封入式防振マウントの原理について説明
する。図５は、第２実施例の防振マウントのモデル図で
あり、図６は、図５の等価回路図である。また、図３７
は、空気バネのモデル図であり、図３７に示す空気バネ
のバネ定数ｋは、体積Ｖ₀、圧力Ｐ₀、断面積Ａとする
と、ポリトロープ指数γを用いて、図３８に示す式によ
って表すことができる。図５、図６及び図３８におい
て、エアデバイス内の流体の質量Ｍｄ及び液室内の流体
の質量Ｍｅは、下記に示す式１、２によって表されるの
で、Ｍｄ＝ρｂＬ…（１）Ｍｅ＝ρａｌ…（２） ρ；流体密度、Ｌ；エアデバイス部の長さ、ｌ；オリフィスの長さ、上記式１、２によって定義される流体質量を用いて、図
６の等価回路図では、下記に示す数１の運動方程式が成
立する。

【００２２】

【数１】また、数１において、モデル図と等価な質量Ｍ_D、Ｍ
_Eは、下記式３によって表される。（式３）Ｍ_D＝（Ａ／ｂ）²ｍ_d Ｍ_E＝（Ａ／ａ）²ｍ_e また、モデル図と等価な減衰Ｃ_D、Ｃ_Eは、下記式４によ
って表される。

【００２３】（式４）Ｃ_D＝（Ａ／ｂ）²ｃ_d Ｃ_E＝（Ａ／ａ）²ｃ_e また、モデル図と等価なバネ定数Ｋ_Dは、図３８によれ
ば、式５によって表される。

【００２４】Ｋ_D＝（Ａ／ｂ）²ｋ_d＝（Ａ／ｂ）²（γＰ
₀ｂ²／Ｖ₀）＝γＰ₀Ａ²／Ｖ₀ …（５）また、モデル図における等価な変位量は、式６によって
表される。（式６）Ｙ_D＝（ｂ／Ａ）ｙ_d Ｙ_E＝（ａ／Ａ）ｙ_e 以上の式３〜式６を用いて数１に示す運動方程式をラプ
ラス変換によって解くと、下記に示す数２が成り立つ。

【００２５】

【数２】図７に示すように、図６のモデル図における各パラメー
タを設定すると、図８、図９に示すような結果が得られ
る。図８は、第２実施例の防振マウント２００の伝達特
性を示している。また、図９は、減衰特性を示してい
る。尚、図７、図８、図９に示されているＭ０とは、従
来の第２世代の構成の防振マウントの特性を示してい
る。第２実施例で説明したように、エアデバイス部２２
０に封入された気体Ｇを１ccとすると、エアデバイス部
２２０内では、注入された気体Ｇの圧縮特性によって、
高周波の特定周波数領域で液柱共振現象が発生する。エ
アデバイス部の通路内の液柱共振周波数は、オリフィス
内の液体共振周波数よりも高い値に設定されているの
で、この液柱共振現象を利用することによって、高周波
の特定周波数領域（図８の４００Ｈｚ付近）での伝達特
性を小さくできるのである。また、気体Ｇをエア室２０
５に注入し、液柱共振周波数より低い低周波の特定領域
での伝達特性を低下させる（図８に示す１０〜２０Ｈｚ
付近）ことによって、高い減衰特性が得られ（図９に示
す１０〜２０Ｈｚ付近）、制振機能が向上するように構
成されている。

【００２６】＜試験結果＞次に、本実施例の振動緩衝装
置の試験結果について説明する。尚、エンジン等の重量
については、車種によって大きな差はないと考え、一般
的な重量を基準として説明する。（振動伝達特性）図１０は、封入する気体量を０ｃｃ、
０．５ｃｃ,１．５ｃｃ、７ｃｃとした場合の周波数に
基づく振動伝達特性を示す。また、図１１は、入力され
る周波数を１００Hzとした場合の封入される気体量に基
づく振動伝達特性の変化を示す。図１０において、気体
の充填量が０ｃｃの場合には、１０Hz以上の振動伝達特
性が最も高い値を示し、気体の充填量を増加するにつれ
て振動伝達特性は小さな値になる。これは、液室内に気
体を封入する程、外部から入力される振動を吸収し、伝
達されにくくなることを意味し、騒音の低減を図ること
ができる。しかしながら、気体の充填量を増加させる
程、減衰特性が低下することになる。図１１に示すよう
に、入力される振動周波数が１００Hzの場合、気体の充
填量に基づく振動伝達特性は、充填量を０．５ｃｃから
１．５ｃｃに増加すると、振動伝達特性が４００（Ｎ／
ｍｍ）から３００（Ｎ／ｍｍ）と約７５％程度低下す
る。同様に、充填量を０．５ｃｃから３ｃｃに増加する
と、振動伝達特性が４００（Ｎ／ｍｍ）から約２７０
（Ｎ／ｍｍ）と約６８％程度低下する。更に、７ｃｃに
まで増加すると、より振動伝達特性は低下するが、図１
１から分かるように、気体の充填量が７ｃｃ以上になる
と、振動伝達特性は変化しなくなる。なぜならは、７ｃ
ｃ以上の気体を充填量では、振動源全体を支持する支持
バネのみの機能を果たしているからである。

【００２７】（減衰特性）図１２は、封入する気体量を
１ｃｃ〜１０ｃｃの夫々の場合の周波数に基づく減衰特
性（Ｔａｎδ）特性を示す。また、図１３は、封入され
る気体量に基づく減衰特性（Ｔａｎδ）のピーク値の変
化を示す。図１２、図１３において、気体の充填量が１
ｃｃの場合には、Ｔａｎδ１．４以上の振動減衰特性が
得られ、気体の充填量を増加するにつれて振動減衰特性
は小さな値になり、充填量が７ｃｃでは、Ｔａｎδ０．
３程度になる。これは、液室内に気体を封入する程、外
部から入力される振動の減衰特性（制振機能）が低下す
る一方、騒音の低減を図ることができることを意味す
る。

【００２８】（拡張バネとの関係）図１４は、図１０に
示すように封入する気体量を０ｃｃ、０．５ｃｃ、１．
５ｃｃ、７ｃｃと変えていくことより生じる拡張剛性の
低下率に基づく振動伝達特性を示す。封入する気体量を
０ｃｃ、０．５ｃｃ、１．５ｃｃ、７ｃｃとした場合、
拡張バネの拡張剛性の低下率は、０％、３０％、５０
％、７５％、９５％というように低下する。これは、液
室内に気体を封入する程、防振マウントの制振機能が低
下し、流体及びゴム部材の弾性係数のみに依存した振動
伝達特性が大きくなり、振動源全体を支持する支持バネ
の機能を果たすのみであることを意味する。

【００２９】以上の特性に関する試験結果において、気
体充填量が０．５ｃｃ以下では振動伝達特性が大きく、
気体充填量が７ｃｃ以上では振動伝達特性の変化量が小
さくなる。従って、振動伝達特性（騒音）に関しては、
封入すべき気体量は、０．５ｃｃ〜７ｃｃが好適な量と
なる。また、振動源からの振動を低減するためには、Ｔ
ａｎδを０．６以上に設定すると効果的であるため、図
１３から気体充填量が３ｃｃ以下に設定することが好ま
しい。従って、封入すべき気体量は、０．５ｃｃ〜３ｃ
ｃがより好適な量となる。

【００３０】尚、上述の実施例で説明した気体の充填量
は、防振マウントの設計上の諸元値を図７に示す各値を
基準として決定される量であり、例えば、使用環境や振
動源全体の重量の変化に基づいてエアデバイス部や液室
の断面積や長さ等を変更した場合には、その設計上の変
更に伴って気体の充填量を増減させて、所望の振動伝達
特性及び減衰特性が得られるようにチューニングされ
る。

【００３１】＜従来技術との比較＞図１５は、従来例で
説明した第２世代の防振マウントと本実施例の気体封入
式防振マウントとの振動伝達特性を比較した図である。
図１５に示すように、第２実施例の流体路内の液柱共振
を利用して、気体を封入することにより、所定周波数帯
の振動伝達特性を低下させるためのボトム周波数帯を設
定し、その周波数帯の振動を低減させることができる。
また、気体の充填量や流体路の断面積等のパラメータ
は、ボトム周波数帯が８０Hz〜５００Hzになるよう設定
する。なぜならば、８０Hz以下の周波数では人間は騒音
を感知しにくいからである。また、車両に使用する防振
マウントは、一般的にブラケットを介してボルト締結さ
れるが、そのブラケットの共振が５００Hz以上になる
と、こもり音として不快な音になる。従って、車両走行
時に発生するこもり音等の原因となる振動を低減するよ
うにボトム周波数を５００Hz以下にチューニングすると
共に、騒音を感知しにくい８０Hz以上に設定すれば効果
的に不快な音を低減することができる。

【００３２】また、一般に、流体マウントでは、連通孔
（オリフィス）内での液柱共振の発生や流体の粘性抵抗
等に影響される外力の振幅や周波数によって流体の流れ
方が変化する。例えば、ゆっくりとしたスピードで外力
が付与されると、液柱共振や粘性抵抗の影響が小さく、
流体は高圧側から低圧側へ移動する。一方、液柱共振周
波数よりも高い周波数で外力が付与されると、ほとんど
流体がオリフィス内を流れない状態（目詰まりの状態）
となる。

【００３３】従って、本発明の振動緩衝装置と、従来技
術例として挙げた特開昭６０−１３９５０７号に開示さ
れた構造との異なる点は、ゆっくりとしたスピードで外
力を付与した場合、本発明の装置では、液体の流出する
側に気体を充填しているのに対し、従来技術では、流体
の流入する側に気体を充填している点である。即ち、そ
の構造が根本的に異なっているのである。

【００３４】これらを性能面から比較すると、流体の流
入や流出という現象は、気体室を形成する拡張バネのバ
ネ定数の大きさの違いから生じるものである。即ち、流
体は、拡張バネのバネ定数の大きい側から小さい側へ移
動すると考えられる。従って、騒音が発生する領域とな
る高周波領域では、オリフィスは、目詰まりの状態にな
っているため拡張バネのバネ定数が大きいほど騒音を伝
えやすくなる。即ち、本発明の振動緩衝装置では、拡張
バネのバネ定数の大きい側に気体を充填しているため、
この大きい側のバネ定数を低下させる（伝達特性を小さ
く設定する）ことにより大きな騒音低減効果を発揮する
のに対し、従来技術に開示された構成では、拡張バネの
バネ定数の小さい側に気体を充填しているため、騒音低
減効果が小さいものとなるという性能面での違いがあ
る。

【００３５】＜騒音及び振動の低減性能＞次に、図１６
〜図２０を参照して本実施例の振動緩衝装置を所望の性
能に設定するための基準値の設定方法について説明す
る。図１６は、気体の充填量に基づく振動源からの騒音
低減評価結果を示す。また、図１７は、気体の充填量に
基づく振動源の振動低減評価結果を示す。更に、図１８
は、周波数に基づく拡張バネの振動伝達特性の低下状態
を示す。図１９は、拡張バネの振動伝達特性の低下率に
基づく振動源の騒音低減評価結果を示す。尚、図２０
は、図１６〜図１９に示した各評価結果（点数）に対応
する評価基準を示す図である。

【００３６】（騒音の低減に係わる封入気体量）図１６
に示すように、気体の充填量は、０．５ｃｃで騒音評価
５点であり、騒音評価５点とは、図２０を参照すると許
容できる限界レベルを意味する。即ち、気体の充填量
は、０．５ｃｃ以上で騒音評価５点以上を確保できるこ
とになる。また、更に気体の充填量を増加していくと７
ｃｃで騒音評価８点（図２０でかなり良いレベル）に達
し、それ以上気体を封入しても評価は変わらない。従っ
て、気体の充填量を騒音を低減するという観点から考察
すると、０．５ｃｃ以上で騒音の低減に対して効果的で
あるという結果を得ることができる。

【００３７】（振動源全体の振動低減に係わる封入気体
量）図１７に示すように、気体の充填量は、７ｃｃで振
動評価５点であり、８ｃｃで４．５点となり、図１６及
び図２０から、気体の充填量は、７ｃｃ以下で振動評価
５点以上を確保できることになる。また、気体の充填量
が３ｃｃ以下で振動評価７点（図２０で良いレベル）に
達し、それ以下では更に振動評価は向上する。従って、
気体の充填量を振動源全体からの振動を低減するという
観点から考察すると、３ｃｃ以下（図１３よりＴａｎδ
０．６以上）で振動源自身の振動の低減に対して効果的
であるという結果を得ることができる。

【００３８】（振動源の騒音低減に係わる拡張バネの振
動伝達特性低下率）図１９に示すように、拡張バネの振
動伝達特性低下率は、５０％以上で振動源の騒音評価６
点以上であり、図１９及び図２０から、拡張バネの振動
伝達特性低下率が５０％以上になるように気体の充填量
を設定することで、振動源の騒音評価６点以上を確保で
きることになる。また、図１８に示すように、拡張バネ
の振動伝達特性低下率が５０％以上とは、拡張バネの振
動伝達特性が１／２以下となることを意味する。従っ
て、拡張バネの振動伝達特性低下率という観点から考察
すると、その振動伝達特性低下率が５０％以上で振動源
の騒音の低減に対して効果的であるという結果を得るこ
とができる。

【００３９】以上の特性に関する試験結果及び性能評価
結果から分かるように、図１１及び図１６では、気体充
填量が０．５ｃｃ以下では振動伝達特性が大きく、気体
充填量が７ｃｃ以上では振動伝達特性の変化量が小さく
なる。従って、振動伝達特性（騒音）に関しては、封入
すべき気体量は、０．５ｃｃ〜７ｃｃが好適な量とな
る。また、振動源からの振動を低減するためには、Ｔａ
ｎδを０．６以上に設定すると効果的であるため、図１
３及び図１７から気体充填量が３ｃｃ以下に設定するこ
とが好ましい。従って、封入すべき気体量は、０．５ｃ
ｃ〜３ｃｃがより好適な量となる。

【００４０】［製造方法］次に、上記各実施例で説明し
た振動緩衝装置としての防振マウントの製造方法を説明
する。尚、上記各実施例で説明した部材は、夫々構成部
材としてすでに製造されているものとする。以下にその
全体的な製造工程を示す。先ず、マウント本体の内部に流体を注入する。

【００４１】マウント本体の内部に混入している不要
な空気を遮断又は排出する。予め決定された量の気体をマウント本体の内部に封入
する。但し、封入される気体は、空気である。この状態で、マウントを圧縮し、密封する。このよう
にマウントに圧力を付与することによって、無負荷時で
の液室内の負圧によって気体を封じ込めておき、振動源
の搭載時には液室内部が大気圧となりガスバネとして作
用させる。

【００４２】以下に、における気体の封入方法につい
て説明する。＜第１の製造方法＞図２１は、本実施例の流体マウント
の第１の製造方法として気体の封入方法を示す。図２１
において、オリフィス８が形成された仕切部材７に凹部
Ｓ１を設け、この凹部Ｓ１の体積を封入する気体の体積
に設定し、凹部Ｓ１に連通孔Ｈを形成する。この仕切部
材７を逆さにして予め流体を注入されたマウント本体内
に組み入れ、その他の部品の組立を行い密封した後、正
常な位置に戻す。すると、凹部Ｓ１に封入されていた空
気が連通孔Ｈから液室１０ａ内に入り、気体の封入が完
了する。

【００４３】＜第２の製造方法＞図２２は、本実施例の
流体マウントの第２の製造方法として気体の封入方法を
示す。図２２において、ダイヤフラム９に凹部Ｓ２を設
け、この凹部Ｓ２の体積を封入する気体の体積に設定す
る。このダイヤフラム９を逆さにして気体が逃げないよ
うに、予め流体を注入されたマウント本体内に組み入
れ、その他の部品の組立を行い密封した後、正常な位置
に戻す。すると、凹部Ｓ２に封入されていた空気が仕切
部材７のオリフィス８を通って液室１０ａ内に入り、気
体の封入が完了する。

【００４４】＜第３の製造方法＞図２３は、本実施例の
流体マウントの第３の製造方法として気体の封入方法を
示す。図２３において、ダイヤフラム９の組み付け時
に、ダイヤフラム９の外周とマウント本体２の内周とを
気密シールすることによって気体室Ｓ３を設け、この気
体室Ｓ３の体積を封入する気体の体積に設定し、その他
の部品の組立を行い密封した後、正常な位置に戻す。す
ると、気体室Ｓ３に封入されていた空気がオリフィス８
から液室１０ａ内に入り、気体の封入が完了する。

【００４５】＜第４の製造方法＞図２４は、本実施例の
流体マウントの第４の製造方法として気体の封入方法を
示す。図２４において、マウント本体の側壁部にエアだ
まり凹部Ｓ４を設け、このエアだまりＳ４の体積を封入
する気体の体積に設定する。また、組立後にエアだまり
Ｓ４が液室１０ａに連通するように仕切部材７の側壁部
に連通孔Ｈ２を設ける。この仕切部材７を予め流体を注
入されたマウント本体内に組み入れ、その他の部品の組
立を行い密封することにより、エアだまりＳ４に封入さ
れていた空気が連通孔Ｈ２から液室１０ａ内に入り、気
体の封入が完了する。

【００４６】＜第５の製造方法＞本実施例の流体マウン
トの第５の製造方法として気体の封入方法は、常温又は
高温で固体から気体に昇華し、気体から固体又は液体に
可逆変化しない物質（例えば、ナフタリン、炭酸ナトリ
ウム等）を部品の組立、密封時に混入させる手法であ
る。

【００４７】＜第６の製造方法＞第６の製造方法として
気体の封入方法は、流体に溶解しやすい物質（乳糖類の
カプセル等）に封入する気体を入れ、部品の組立、密封
時に混入させる手法である。＜第７の製造方法＞図２５は、本実施例の流体マウント
の第７の製造方法として気体の封入方法を示す。図２５
において、流体内にてマウント本体に気体を供給するた
めの空気供給機構を設けピストン及びシリンダにより、
供給空気量Ｓ５を封入する気体の体積に設定する。この
マウント本体に流体中で気体を封入し、その他の部品の
組立を行い密封することにより液室１０ａ内への気体の
封入が完了する。尚、この第７の製造方法では、シリン
ダーに不活性ガスのボンベを連結し、封入する気体を不
活性ガスとしてもよい。また、ピストン及びシリンダを
用いずに、注射器で気体を注入してもよい。

【００４８】＜第８の製造方法＞図２６は、本実施例の
流体マウントの第８の製造方法として気体の封入方法を
示す。図２６において、治具５０１等によって支持する
ことにより、真空引き５００でダイヤフラム９に凹部Ｓ
６を設け、この凹部Ｓ６の体積を封入する気体の体積に
設定する。このダイヤフラム９を逆さにして気体が逃げ
ないように、予め流体を注入されたマウント本体内に組
み入れ、密封した後、真空引き５００を開放し、正常な
位置に戻す。すると、凹部Ｓ６に封入されていた空気が
仕切部材７のオリフィス８を通って液室１０ａ内に入
り、気体の封入が完了する。

【００４９】＜第９の製造方法＞図２７は、本実施例の
流体マウントの第９の製造方法として気体の封入方法を
示す。図２７において、マウントの全てを組み立てた
後、ダイヤフラムに注射器５０３を突き差して定量の空
気を封入する。この際、ダイヤフラム９の一部（注射器
を突き差す部分）を他の部分より厚く形成して、ダイヤ
フラムからの液漏れを防止する。空気は仕切部材７のオ
リフィス８を通って液室１０ａ内に入り、気体の封入が
完了する。

【００５０】＜第１０の製造方法＞図２８は、本実施例
の流体マウントの第１０の製造方法として気体の封入方
法を示す。図２８において、マウントの全てを組み立て
た後、マウント本体の側壁部に注射器５０３を突き差し
て定量の空気を封入する。その後、封止部材を圧入して
側壁部の穴を塞ぐ。尚、上記の気体封入方法において、
マウント本体内部に気体を封入した後、Ｔａｎδをチェ
ックし、封入空気量の補正工程を設け、上述の第８〜１
０の製造方法を封入空気量の補正工程に用いることもで
きる。

【００５１】（実施例の効果）以上説明したように、上
記各実施例の防振マウントによれば、気体の充填量に基
づいて振動伝達特性及び減衰特性を任意に設定できるた
め、モータやコンプレッサー等の振動源の騒音を低減す
るように振動伝達特性を設定すると共に、高周波振動に
対する減衰特性を高めて、振動低減効果を向上させるこ
とが可能になる。

【００５２】尚、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲
で上記実施例を修正又は変形したものに適用可能であ
る。例えば、本実施例では、液室内に封入する気体とし
て、不活性ガスを用いたが、封入される流体と気体との
組み合わせは、互いに溶解しにくいものであれば、不活
性ガスに限定されるものではない。

【００５３】

【発明の効果】以上説明のように、本発明の振動緩衝装
置によれば、拡張バネの振動伝達特性低下率を５０％以
上、即ち、拡張バネの振動伝達特性を１／２以下になる
よう設定することにより、防振性能をより高めることが
できる。このように、気体の充填量に基づいて振動伝達
特性及び減衰特性を任意に設定できるため、モータやコ
ンプレッサー等の振動源からの騒音を低減するように振
動伝達特性を設定すると共に、液柱共振を利用して高周
波振動に対する減衰特性を高めて、振動低減効果を向上
させることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく第１実施例の振動緩衝装置の断
面図である。

【図２】図１の振動緩衝装置の要部を簡略化して示した
モデル図である。

【図３】本発明に基づく第２実施例の振動緩衝装置の断
面図である。

【図４】図３の振動緩衝装置の要部を簡略化して示した
モデル図である。

【図５】第２実施例の防振マウントのモデル図である。

【図６】図５の等価回路図である。

【図７】図６のモデル図における各パラメータの設定例
を示す図である。

【図８】図６の仕様での第２実施例の防振マウント２０
０の伝達特性を示す図である。

【図９】図６の仕様での第２実施例の防振マウント２０
０の減衰特性を示す図である。

【図１０】封入する気体量を変化させた場合の周波数に
基づく振動伝達特性を示す図である。

【図１１】入力周波数を１００Hzとした場合の封入され
る空気量に基づく振動伝達特性の変化を示す図である。

【図１２】封入する気体量を変化させた場合の周波数に
基づく減衰特性を示す図である。

【図１３】封入される空気量に基づく減衰特性のピーク
値の変化を示す図である。

【図１４】封入される空気量を変えることにより生じる
拡張剛性の低下率に基づく振動伝達特性を示す図であ
る。

【図１５】従来例の防振マウントと本実施例の振動緩衝
装置との振動伝達特性を比較した図である。

【図１６】気体の充填量に基づく振動源の騒音の低減評
価結果を示す図である。

【図１７】気体の充填量に基づく振動源からの振動の低
減評価結果を示す図である。

【図１８】周波数に基づく拡張バネの振動伝達特性の低
下状態を示す図である。

【図１９】拡張バネの振動伝達特性の低下率に基づく振
動源の騒音低減評価結果を示す図である。

【図２０】図１６〜図１９に示した各評価結果（点数）
に対応する評価基準を示す図である。

【図２１】本実施例の流体マウントの第１の製造方法と
して気体の封入方法を示す図である。

【図２２】本実施例の流体マウントの第２の製造方法と
して気体の封入方法を示す図である。

【図２３】本実施例の流体マウントの第３の製造方法と
して気体の封入方法を示す図である。

【図２４】本実施例の流体マウントの第４の製造方法と
して気体の封入方法を示す図である。

【図２５】本実施例の流体マウントの第５の製造方法と
して気体の封入方法を示す図である。

【図２６】本実施例の流体マウントの第８の製造方法と
して気体の封入方法を示す図である。

【図２７】本実施例の流体マウントの第９の製造方法と
して気体の封入方法を示す図である。

【図２８】本実施例の流体マウントの第１０の製造方法
として気体の封入方法を示す図である。

【図２９】第１世代の防振マウントの構成を示す断面図
である。

【図３０】振動の伝達特性及び減衰特性を定義する図で
ある。

【図３１】第１世代の防振マウントの構成による伝達特
性を示す図である。

【図３２】第１世代の防振マウントの構成による減衰特
性を示す図である。

【図３３】第２世代の防振マウントの構成を示す断面図
である。

【図３４】第２世代の防振マウントの構成による伝達特
性を示す図である。

【図３５】第３世代の防振マウントの構成を示す断面図
である。

【図３６】第３世代の防振マウントの構成による伝達特
性を示す図である。

【図３７】空気バネのモデル図である。

【図３８】図３７に示す空気バネのバネ定数ｋをポリト
ロープ指数γを用いた式によって表した図である。

【符号の説明】

１…接続部材、２…マウント本体、３…接続部材、４…
ゴム部材、５…固定部、６…ストッパ、７…仕切部材、
８…オリフィス、９…ダイヤフラム、１０ａ、１０ｂ…
液室、２０５…エア室、２２０…エアデバイス部、Ｇ…
空気又は不活性ガス、Ｌ…液体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者草下真一岡山県倉敷市連島町矢柄四の町4630 倉敷化工株式会社内 (72)発明者竹原伸広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (72)発明者谷口晴幸広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (72)発明者田中孝彦広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (72)発明者橋野浩広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】弾性を有する部材で形成されたゴム部材
と、弾性を有する薄膜部材で形成されたダイヤフラムと
を有し、該ゴム部材とダイヤフラムとにより内部に流体
を封入するための流体室を形成し、前記ゴム部材とダイ
ヤフラムとの伸縮によって振動を吸収する振動緩衝装置
であって、前記流体室を前記ゴム部材をその一部とする主室と前記
ダイヤフラムをその一部とする副室とに仕切ると共に、
該主室と副室を連通するオリフィス通路を有する仕切部
材とを備え、前記ゴム部材と流体の拡張及び収縮により前記振動を低
減するための拡張バネを形成し、前記主室には、前記拡張バネのバネ定数が１／２以下に
なるような量の気体が注入されていることを特徴とする
振動緩衝装置。
【請求項２】前記気体の注入量は、前記バネ定数の低
下率が７５％以上になる量に設定されることを特徴とす
る請求項１に記載の振動緩衝装置。
【請求項３】前記気体は、空気又は窒素ガス又は不活
性ガスであることを特徴とする請求項１に記載の振動緩
衝装置。