JPH1130268A

JPH1130268A - 液体封入型防振装置

Info

Publication number: JPH1130268A
Application number: JP18424297A
Authority: JP
Inventors: Yoshiya Fujiwara; 義也藤原
Original assignee: Kinugawa Rubber Industrial Co Ltd
Current assignee: Kinugawa Rubber Industrial Co Ltd
Priority date: 1997-07-10
Filing date: 1997-07-10
Publication date: 1999-02-02
Anticipated expiration: 2017-07-10
Also published as: JP3088686B2

Abstract

(57)【要約】【課題】エンジンシェイク、アイドル振動に加えて、
こもり音や加速時騒音と低周波の良路走行振動を効果的
に低減する。【解決手段】第１，第２主室１８，３０と第１，第２
副室１９，２０を設ける。第１主室１８と第２主室３０
を、所定振幅以上の振動の入力時にばね荷重が急増する
非線形特性の弾性膜ユニット３５で仕切る。第１主室１
８と第１副室１９を第１オリフィス２７で連通し、第２
主室３０と第１副室１９、第２主室３０と第２副室２０
を夫々第２オリフィス２８と第３オリフィス２９で連通
する。大振幅時には弾性膜ユニット３５が第１，第２主
室１８，３０間の流動を規制する。大振幅振動時の共振
系の共振周波数をエンジンシェイク領域に設定する。小
振幅振動時の３つの共振系の共振周波数を、夫々、良路
走行振動領域、アイドル振動領域、こもり音・加速時騒
音領域に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のエンジン
マウント等として用いられる液体封入型の防振装置に関
するもので、とりわけ、数種の周波数域の振動を効果的
に低減することのできる液体封入型防振装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車のエンジンでは、幅広い周波数域
において振動が起こり、とりわけ、５〜２０Hz付近でエ
ンジンシェイク、２５〜５０Hz付近でアイドル振動、５
０〜３００Hz付近でこもり音や加速時振動を生じること
が知られている。

【０００３】このため、エンジンの支持に用いられる防
振装置として、近年、数種の周波数域の振動を効果的に
低減できるようにしたものが開発されている。この技術
は、例えば、特開平５−２８０５７６号公報等に示され
ている。

【０００４】以下、この防振装置の構造を、図１０の模
式図に基づいて簡単に説明する。

【０００５】この防振装置は、拡張弾性Ｋ₁を有する主
液室１と、拡張弾性Ｋ₂を有する副液室２とが、等価質
量の大きい第１オリフィス３と、等価質量の小さい第２
オリフィス４とで並列に接続されると共に、副液室２内
の第２オリフィス４に臨む位置に、所定振幅以上の振動
時に第２オリフィス４の液体の流動を規制する規制板５
が配設されている。尚、図中Ｋは、エンジン側部材と車
体側部材を連結するゴム弾性体の支持弾性を示す。

【０００６】そして、この装置に、エンジンシェイク
（周波数が５〜２０Hzの大振幅の振動）が入力された場
合には、第２オリフィス４の液体の流動が規制板５によ
って規制されて、第１オリフィス３のみで液体の流動を
生じるようになり、また、アイドル振動（周波数が２５
〜５０Hzの小振幅の振動）が入力された場合には、規制
板５による流動規制が働かずに、第１オリフィス３と第
２オリフィス４で液体の流動を生じるようになる。した
がって、エンジンシェイクに対しては、第１オリフィス
３の大きな等価質量による低周波数域（５〜２０Hz）で
の共振により、また、アイドル振動に対しては、第１オ
リフィス３と第２オリフィス４の合成等価質量、つま
り、小さな等価質量による高周波数域（２５〜５０Hz）
での共振により、それぞれの振動を確実に低減すること
ができる。

【０００７】ところで、５〜２０Hz付近の振動に対して
は、ロスファクターのピークを大きくし、また、それよ
りも高い周波数域の振動に対しては、動ばね定数を小さ
く抑えることが振動の低減に有効であることが知られて
おり、上記の防振装置においては、５〜２０Hz付近での
最初の共振によってロスファクターの大きなピークを
得、２５〜５０Hz付近での後の共振で小さい動ばね定数
を得るようになっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の防振装置においては、大振幅の振動入力時にだけ規
制板５が第２オリフィス４を閉じる構造となっているた
め、周波数が５〜２０Hzの大振幅の振動であるエンジン
シェイクと、周波数が２５〜５０Hzの小振幅の振動であ
るアイドル振動とを効果的に低減することが可能である
が、入力振動の周波数域が５０Hzよりもさらに高まると
ばね定数が急激に大きくなって、こもり音や加速時騒音
等のさらに高周波域（５０〜３００Hz付近）での振動に
対する振動低減性能が低下するという不具合がある。

【０００９】また、上記従来の防振装置の場合、第２オ
リフィス４での液体の流動を振幅の大きさに応じてオン
オフ切り換える構造となっていたため、５〜２０Hzの周
波数範囲で起こる大振幅のエンジンシェイクは低減でき
るものの、ほぼ同周波数範囲で起こる小振幅の良路走行
振動は低減することができない。このため、現在この点
を改善し、車両の乗り心地をより向上させることが望ま
れている。

【００１０】そこで本発明は、エンジンシェイク、アイ
ドル振動に加えて、こもり音や加速時騒音、低周波の良
路走行振動等を効果的に低減することのできる液体封入
型防振装置を提供しようとするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上述した課題を
解決するための手段として、拡張弾性を有する主液室と
副液室と、これら主液室と副液室とを連通するオリフィ
スを備えた液体封入型防振装置において、前記主液室
を、振動入力側に位置される第１主室と、この第１主室
に隣接して配置される第２主室とで構成する一方で、前
記副液室を、互いに独立した拡張弾性壁を有する第１副
室と第２副室とで構成し、前記第１主室と第２主室を、
所定振幅以上の振動の入力時にばね荷重が急増する非線
形特性の弾性膜ユニットで仕切り、前記第１主室と第１
副室を第１オリフィスで連通し、前記第２主室と第１副
室、第２主室と第２副室を夫々第２オリフィスと第３オ
リフィスで連通すると共に、前記第１主室、第１副室の
ばねと第１オリフィスの等価質量とによる大振幅時の共
振系の共振周波数を、エンジンシェイク領域の周波数に
設定し、前記第１主室、第１副室のばね、前記弾性膜ユ
ニットの小振幅域でのばねと、前記第１オリフィスの等
価質量とによる小振幅時の第１の共振系の共振周波数
を、低周波の良路走行振動領域の周波数に、前記第１主
室、第１副室のばね、前記弾性膜ユニットの小振幅域で
のばねと、前記第２オリフィスの等価質量とによる小振
幅時の第２の共振系の共振周波数を、アイドル振動領域
の周波数に、前記第１主室、第２副室のばね、前記弾性
膜ユニットの小振幅域でのばねと、前記第３オリフィス
の等価質量とによる小振幅時の第３の共振系の共振周波
数を、こもり音・加速時騒音領域の周波数に夫々設定し
た。

【００１２】この装置に、エンジンシェイクが入力され
ると、エンジンシェイクが所定振幅以上の振動であるこ
とから、弾性膜ユニットのばね荷重が急増して、第１主
室と第２主室の間の液体の流動が弾性膜ユニットによっ
て規制されるようになり、実質的な液体の流動は第１オ
リフィスのみで行われるようになる。そして、このとき
大振幅時の共振系が共振して大きなロスファクターが得
られるようになる。

【００１３】この装置に、低周波の良路走行振動が入力
された場合には、この良路走行振動が所定振幅よりも小
さい振幅であることから、弾性膜ユニットが自身の変動
によって第１主室、第２主室間の液体の流動を許容しつ
つ弾性膜ユニットの小振幅域でのばね作用が働く。この
ため、このとき小振幅時の第１の共振系が共振して大き
なロスファクターが得られる。

【００１４】また、この装置に、アイドル振動が入力さ
れた場合と、こもり音や加速時騒音の原因振動が入力さ
れた場合には、やはりこれらの振動が所定振幅よりも小
さい振幅であることから、弾性膜ユニットが第１主室、
第２主室間の液体の流動を許容しつつ弾性膜ユニットの
小振幅域でのばね作用が働く。このため、アイドル振動
の入力時には小振幅時の第２の共振系が共振し、こもり
音や加速時騒音の原因振動の入力時には小振幅時の第３
の共振系が共振し、いずれの場合にも動ばね定数が低下
する。

【００１５】また、前記弾性膜ユニットは、略中央部の
厚肉の高剛性部及びこの高剛性部の周域の薄肉の低剛性
部を有する弾性膜と、この弾性膜に所定隙間をもって対
峙する規制壁を有する支持部材と、から成る構成として
も良い。弾性膜ユニットをこのような構成にした場合に
は、小振幅振動時に弾性膜の薄肉の低剛性部によって低
いばね剛性を得ることができ、大振幅振動時には支持部
材の規制壁による変位規制作用と、弾性膜の厚肉の高剛
性部の弾性とによって急激なばね荷重の増加を得ること
ができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施例を図１〜
図９に基づいて説明する。

【００１７】図２，図３において、１０は、図外のロッ
ドを介して車体に取り付けられる内筒であり、１１は、
図外のブラケットを介してエンジンに取り付けられる外
筒である。外筒１１の内周には、軸方向略中央部が縮径
され、その縮径部分１２ａに適宜窓を形成した筒金１２
が後述するオリフィス部材１３ａ，１３ｂと共に密閉状
態でかしめ固定され、この筒金１２が内筒１０に対して
ゴム弾性体１４によって連結されている。

【００１８】ゴム弾性体１４は、その軸方向略中央部の
上面側に一つの凹部１５が設けられると共に、下面側
に、周方向で隣接する一対の凹部１６，１７が設けられ
ている。そして、筒金１２の縮径部分１２ａには、両者
が上下に組み合わされて円筒形状を成す前記一対のオリ
フィス部材１３ａ，１３ｂが嵌合され、上部側のオリフ
ィス部材１３ａと凹部１５に囲繞される空間部が第１主
室１８、下部側のオリフィス部材１３ｂと凹部１６に囲
繞された空間部が第１副室１９、下部側のオリフィス部
材１３ｂともう一方の凹部１７に囲繞された空間部が第
２副室２０となっている。尚、第１副室１９と第２副室
２０を構成する各凹部１６，１７は夫々異なる拡張弾性
を有する弾性膜（拡張弾性壁）２１，２２によって形成
されている。

【００１９】両オリフィス部材１３ａ，１３ｂの外周面
には第１，第２，第３溝２３，２４，２５が周方向に沿
って形成され、上部側のオリフィス部材１３ａの外周面
の頂部には凹部２６が形成されている。これらの溝２
３，２４，２５と凹部２６は、オリフィス部材１３ａ，
１３ｂが筒金１２と共に外筒１１にかしめ固定された状
態において、外筒１１の内周面との間で夫々第１，第
２，第３オリフィス２７，２８，２９と、第２主室３０
を形成している。

【００２０】尚、第１，第２主室１８，３０、第１，第
２副室１９，２０と、第１，第２，第３オリフィス２
７，２８，２９には所定の液体が封入されており、前記
第１主室１８と第２主室３０は内筒１０と外筒１１の変
動に応じて圧力変動する主液室を構成し、第１副室１９
と第２副室２０は主液室の圧力変動に応じて弾性的に容
積変化する副液室を構成している。

【００２１】ところで、第１溝２３（第１オリフィス２
７）は、図４，図５に示すように、オリフィス部材１３
ａ，１３ｂの外周面に沿ってその外周のほぼ一周半の長
さに形成されると共に、一端が上部側のオリフィス部材
１３ａの開口３１を介して第１主室１８に連通し、他端
が下部側のオリフィス部材１３ｂの開口３２を介して第
１副室１９に連通している。また、第２溝２４（第２オ
リフィス２８）と第３溝２５（第３オリフィス２９）
は、夫々オリフィス部材１３ａ，１３ｂの外周面に沿っ
てその外周のほぼ３分の１の長さに形成されており、第
２溝２４は一端が上部側のオリフィス部材１３ａの凹部
２６（第２主室３０）に連通する一方で、他端が下部側
のオリフィス部材１３ｂの開口３３を介して第１副室１
９に連通し、第３溝２５は一端が凹部２６（第２主室３
０）に連通する一方で、他端が下部側のオリフィス部材
１３ｂの開口３４を介して第２副室２０に連通してい
る。

【００２２】また、前記凹部２６の底壁は第１主室１８
と第２主室３０を隔成する弾性膜ユニット３５によって
形成されている。この弾性膜ユニット３５は、図６に示
すように、平面視が円形状のゴム材等から成る弾性膜３
６と、上部側のオリフィス部材１３ａの下面中央部に形
成された窪み３７と、この窪み３７に嵌着固定されて弾
性膜３６の外周縁部を支持固定する環状のリテーナ３８
とによって構成されている。尚、オリフィス部材１３ａ
とリテーナ３８は本発明における支持部材を構成する。
弾性膜３６はその略中央部が厚肉に形成されると共に、
この厚肉部分の外周側が漸次薄肉に形成されており、こ
の薄肉部分のさらに外周側には支持固定用の円筒フラン
ジ３９が一体に形成されている。弾性膜３６は均一の材
質によって形成されていることから、厚肉部分は高剛性
部４０、薄肉部分は低剛性部４１となっている。したが
って、この弾性膜３６に外力（振動）が加わった場合に
は薄肉である低剛性部４１が主に変形する。

【００２３】さらに、弾性膜３６の低剛性部４１の上面
とオリフィス部材１３ａ、低剛性部４１の下面側とリテ
ーナ３８の各間には所定の隙間ｄ₁，ｄ₂が設けられてお
り、この隙間ｄ₁，ｄ₂内において低剛性部４１が拘束を
受けずに自由に弾性変形できるようになっている。逆に
言えば、高剛性部４０がこの隙間ｄ₁，ｄ₂を越える範囲
で上下に変動した場合には、低剛性部４１がオリフィス
部材１３ａの窪み３７内の下面、または、リテーナ３８
の上面に当接してその変形を規制されるようになってい
る。したがって、この弾性膜ユニット３５は、図７に示
すように、所定振幅（撓み量ａ）に満たない振動の入力
時には撓み量の増大に対してばね荷重が緩やかに増大
し、所定振幅（撓み量ａ）以上の振動の入力時に撓み量
の増大に対してばね荷重が急激に増大する、非線形の特
性を得ることができる。尚、オリフィス部材１３ａの窪
み３７内の下面とリテーナ３８の上面の弾性膜３６に望
むエッジ部には、弾性膜３６の低剛性部４１から高剛性
部４０に向かう肉厚の漸増に合わせて面取りが為されて
いる。

【００２４】ここで、この防振装置の有する共振系とそ
の共振系の周波数設定を図１の振動モデルを参照して説
明する。

【００２５】この防振装置は、以下の４つの共振系を有
している。

【００２６】（１）大振幅時の共振系第１主室１８、第１副室１９の拡張弾性（ばね）Ｋ₁，
Ｋ₂と第１オリフィス２７の等価質量とによる共振系。

【００２７】（２）小振幅時の第１の共振系第１主室１８、第１副室１９の拡張弾性（ばね）Ｋ₁，
Ｋ₂、弾性膜ユニット３５の小振幅域でのばねＫ₄と、第
１オリフィス２７の等価質量とによる共振系。

【００２８】（３）小振幅時の第２の共振系第１主室１８、第１副室１９の拡張弾性（ばね）Ｋ₁，
Ｋ₂、弾性膜ユニット３５の小振幅域でのばねＫ₄と、第
２オリフィス２８の等価質量とによる共振系。

【００２９】（４）小振幅時の第３の共振系第１主室１８及び第２副室２０の拡張弾性（ばね）
Ｋ₁，Ｋ₃、弾性膜ユニット３５の小振幅域でのばねＫ₄
と、第３オリフィス２９の等価質量とによる共振系。

【００３０】そして、大振幅時の共振系の共振周波数は
エンジンシェイク領域の周波数（５〜２０Hz）に設定さ
れ、小振幅時の第１の共振系の共振周波数は低周波の良
路走行振動領域の周波数（５〜２０Hz）、小振幅時の第
２の共振系の共振周波数はアイドル振動領域の周波数
（２５〜５０Hz）、小振幅時の第３の共振系の共振周波
数はこもり音・加速時騒音領域の周波数（５０〜３００
Hz）に夫々設定されている。この各共振系の周波数設定
は、各オリフィスの長さや断面積、各ばねのばね剛性を
適宜変えることによって行われる。

【００３１】以下、各種の振動が入力された場合のこの
液体封入型防振装置の作用について図８，図９の特性図
を参照しつつ説明する。

【００３２】この装置に、エンジンシェイク（５〜２０
Hzの大振幅の振動）が入力された場合には、エンジンシ
ェイクが所定振幅以上の振動であることから、弾性膜ユ
ニット３５のばね荷重が図７に示すように急増して、第
１主室１８と第２主室３０の間の液体の流動がこの弾性
膜ユニット３５によって規制される。これにより、防振
装置内の実質的な液体の流動は第１オリフィス２７のみ
で行われることとなり、その結果、前述の大振幅時の共
振系が共振して、図８に示すように、１０Hz付近をピー
クとする大きなロスファクターが得られるようになる。
したがって、エンジンシェイクはこの大きなロスファク
ターでもって確実に低減される。

【００３３】また、この装置に、低周波の良路走行振動
（５〜２０Hzの小振幅の振動）が入力された場合には、
その良路走行振動が所定振幅に満たない振動であること
から、弾性膜ユニット３５の低ばね剛性のばね作用が働
くと共に、第１主室１８と第２主室３０の間の液体の流
動が許容されるようになる。このため、このときには小
振幅時の第１の共振系が共振して、図９に示すように、
１０Hz付近をピークとするロスファクターが得られるよ
うになる。したがって、低周波の良路走行振動はこのロ
スファクターによって確実に低減される。

【００３４】さらにまた、この装置に、アイドル振動
（２５〜５０Hzの小振幅の振動）が入力された場合と、
こもり音や加速時騒音の原因振動が入力された場合に
は、いずれの振動も所定振幅に満たない振動であること
から、弾性膜ユニット３５の低ばね剛性のばね作用が働
くと共に、第１，第２主室１８，３０間の液体の流動が
許容されるようになる。このため、アイドル振動の入力
時には、小振幅時の第２の共振系が共振して４０Hz前後
での動ばね定数が低下し、こもり音・加速時騒音の原因
振動の入力時には、小振幅時の第３の共振系が共振して
８０Hz前後での動ばね定数が低下する。したがって、ア
イドル振動と、こもり音・加速時騒音の原因振動とは低
い動ばね定数でもって確実に低減される。

【００３５】ここで、図９中の細く描かれた実線と点線
は、夫々図１０の従来の防振装置の動ばね定数とロスフ
ァクターを示すものである。これらの線と本願にかかる
装置の特性を示す線（太く描かれた実線と点線）とを比
較すると明らかなように、本発明にかかる装置は同図中
のハッチングを入れた部分の性能が確実に向上する。

【００３６】

【発明の効果】以上のように本発明は、エンジンシェイ
クに対しては大振幅時の共振系の共振により、低周波の
良路走行振動に対しては小振幅の第１の共振系の共振に
より夫々ロスファクーを増大させることができ、しか
も、アイドル振動に対しては小振幅時の第２の共振系の
共振により、こもり音・加速時騒音の原因振動に対して
は第３の共振系の共振により動ばね定数を低下させるこ
とができる。したがって、本発明によれば、エンジンシ
ェイクとアイドル振動ばかりでなく、低周波の良路走行
振動とこもり音・加速時振動をも効果的に低減すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の振動モデルを示すを示す模式図。

【図２】本発明の一実施例を示す図３のＡ−Ａ線に沿う
断面図。

【図３】同実施例を示す断面図。

【図４】同実施例を示す構成部品の分解斜視図。

【図５】同実施例を示す平面図と背面図を合成した図。

【図６】同実施例を示す構成部品の拡大断面図。

【図７】同実施例の弾性膜ユニットのばね荷重−撓み量
特性を示すグラフ。

【図８】同実施例の大振幅振動時における動ばね定数・
ロスファクターの特性を示すグラフ。

【図９】同実施例の小振幅振動時における動ばね定数・
ロスファクター特性を示すグラフ。

【図１０】従来の技術の振動モデルを示す模式図。

【符号の説明】

１３ａ…オリフィス部材（支持部材）、１８…第１主室、１９…第１副室、２０…第２副室、２１，２２…弾性膜（拡張弾性壁）、２７…第１オリフィス、２８…第２オリフィス、２９…第３オリフィス、３０…第２主室、３５…弾性膜ユニット、３６…弾性膜、３８…リテーナ（支持部材）、４０…高剛性部、４１…低剛性部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】拡張弾性を有する主液室と副液室と、こ
れら主液室と副液室とを連通するオリフィスを備えた液
体封入型防振装置において、前記主液室を、振動入力側に位置される第１主室と、こ
の第１主室に隣接して配置される第２主室とで構成する
一方で、前記副液室を、互いに独立した拡張弾性壁を有する第１
副室と第２副室とで構成し、前記第１主室と第２主室を、所定振幅以上の振動の入力
時にばね荷重が急増する非線形特性の弾性膜ユニットで
仕切り、前記第１主室と第１副室を第１オリフィスで連通し、前記第２主室と第１副室、第２主室と第２副室を夫々第
２オリフィスと第３オリフィスで連通すると共に、前記第１主室、第１副室のばねと第１オリフィスの等価
質量とによる大振幅時の共振系の共振周波数を、エンジ
ンシェイク領域の周波数に設定し、前記第１主室、第１副室のばね、前記弾性膜ユニットの
小振幅域でのばねと、前記第１オリフィスの等価質量と
による小振幅時の第１の共振系の共振周波数を、低周波
の良路走行振動領域の周波数に、前記第１主室、第１副室のばね、前記弾性膜ユニットの
小振幅域でのばねと、前記第２オリフィスの等価質量と
による小振幅時の第２の共振系の共振周波数を、アイド
ル振動領域の周波数に、前記第１主室、第２副室のばね、前記弾性膜ユニットの
小振幅域でのばねと、前記第３オリフィスの等価質量と
による小振幅時の第３の共振系の共振周波数を、こもり
音・加速時騒音領域の周波数に夫々設定したことを特徴
とする液体封入型防振装置。
【請求項２】前記弾性膜ユニットが、略中央部の厚肉
の高剛性部及びこの高剛性部の周域の薄肉の低剛性部を
有する弾性膜と、この弾性膜に所定隙間をもって対峙す
る規制壁を有する支持部材と、から成ることを特徴とす
る請求項１に記載の液体封入型防振装置。