JPS60168932A - 流体入りマウント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、ゴム体の弾性変形と流体の流通抵抗とに基づ
いて防振作用を果たす流体入りマウン１へに係り、特に
流体による減衰機能を振動特性に応じて変化させる流体
入りマウントに関するものである。

従来技術 ｉＪｔ来より、ゴム体の弾性変形に基づく振動絶縁作用
と流体の流ｊＪＴｌ抵抗に基づく振動減衰作用との双方
を１ｔｌ−’Ｊ合わせた流体入りマウントが、例えば自
動！１ｊのザスペンションフ゛ソシュやエンジンマウン
ト等として用いられている。そして、そのような流体入
りマウントの一種に、内筒部材と外筒部材との間にゴム
体が介挿せしめられるとともに、そのゴム体に所定の非
圧縮性流体がそれぞれ封入された第一流体室および第二
流体室が形成され、Ｈつそれら流体室間を非圧縮性流体
が相互に流通υしめられ得るようにされた構造のものが
知られている。このような流体入りマウントは、−次元
振動系として単純に考えれば、第１図に示されるような
等価モデルとして把握することができ、基礎にＸ。−ｃ
ｏｓωｔが与えられたとき、主振動系に伝えられる振動
はＰ−ｃｏｓ　（ωｔ＋δ）として表すことができる。

ただし、ｋｌ　：ゴム体のばね定数 に２　：流体の流通に伴うばね定数 Ｃ：減衰係数 Ｐ：伝達力 ところで、この種のエンジンマウントにおいては、低周
波数で大変位をもたらす加振力に対しては大きな減衰力
が要求されるとともに、高周波数で小変位の加振力に対
しては低い動ばね定数が要求される。しかしながら、従
来においては、第一流体室と第二流体室とを連通ずるオ
リフィスの断面積や長さが変わらない構造とされていた
ため、上記のような二つの要求を同時に満足させること
は困難であった。すなわち、低周波領域において減衰力
がピークとなるようにオリフィスを選ふと、高周波領域
での動ばね定数が高くなり、逆に高周波領域において動
ばね定数が低くなるようにオリフィスを選ふと、低周波
領域での減衰性能が不充分となるからある。

発明の目的 ここにおいて、本発明は、そのような事情のもとになさ
れたものであり、その目的とするところは、低周波領域
での高減衰特性と高周波領域での低い勤ばね定数とを同
時に満足し得る流体入りマウントを提供することにある
。

発明の構成 このような目的を達成するために、本発明にあっては、
前述のようなゴノ、体とそれに形成された第一流体室お
よび第二流体室とを備えた流体入りマウントにおいて、
それら第一流体室と第二流体室とを並列的に連通させ、
且つ前記非圧縮性流体に対してそれぞれ異なる流通抵抗
を与える複数の連ｉｍ路を設ける一方、それら複数の連
通路のうち相対的に小さい流通抵抗を与える連通路に、
非圧縮性流体の流通方向にほぼ直角な姿勢で該連通路を
仕切るダイヤフラム状の弾性膜を位置固定に設けて、そ
の両側の連通を遮断し、その弾性膜が非圧縮性流体の押
圧作用により弾性変形させられる範囲ではその弾性変形
量に相当する分だけ該非圧縮性流体の流動を許容するが
、それ以上はその流動を阻止するようにしたのである。

発明の効果 したがって、低周波数で大変位をもたらす加振力が作用
させられる場合には、相対的に小さい流通抵抗を与える
連通路に設けれたダイヤフラム状の弾性膜が、非圧縮性
流体の押圧作用により膨出するように弾性変形させられ
るが、それが一定以上になると、その連通路を非圧縮性
流体が流通することを阻止する。その結果、相対的に大
きな流通抵抗を与える連通路を介して非圧縮性流体の流
通が行われるため、低周波で大変位をもたらす振動を有
効に減衰することができる。

一方、高周波数で小変位の加振力が作用する場合には、
上記弾性膜の弾性変形の範囲内で、相対的に小さい流通
抵抗を与える連通路を介して上記第一流体室と第二流体
室との間で流体の流通が許容されるため、高周波で小変
位の振動に対しては不必要に減衰力が生ずることを回避
できる。このことは、当該流体入りマウントの動ばね定
数を低く押さえることを意味し、振動伝達率を低減して
振動絶縁機能を向上させることに撃がるのである。

そのようなことから、一つの流体入りマウントでありな
がら、低周波領域において大きな減衰力を達成すること
と、高周波領域において低い動ばね定数を保持すること
の双方の要求をともに満足することが可能となったので
ある。

実施例 以下、本発明を自動車の懸架系に用いられるサスペンシ
ョンブツシュに適用した場合の実施例全図面に基づいて
詳細に説明する。

第２図には、その流体入りマウントたる流体入りブノン
ユ２の縦断面図が示されており、また第３図および第４
図には、第２図における右側面図および左側面図がそれ
ぞれ一部切り欠いて示されている。

それらの図において、４は内筒部材として機能する厚肉
円筒状の内筒金具であり、この内筒金具４の外側には外
筒部材として機能する円筒状の外筒金具６が同心的に配
置されている。それら内筒金具４と外筒金具６との間に
は、ゴム体として機能する円環状のゴムスリーブ８が公
知の加硫成形手法により固着・介挿せしめられている。

このゴムスリーブ８には、第３図から明らかなように、
内筒金具４の中心線に対して互いに対称な位置に第一流
体室１０および第二流体室１２が形成されており、これ
ら流体室１０および１２内には、例えば水、ポリアルキ
レングリコール等の非圧縮性流体（以下、単に流体とい
う）がそれぞれ封入されている。第一流体室１０および
第二流体室１２はゴムスリーブ８の中心線を中心とする
円弧状の断面形状を有し、且つ第２図から明らかなよう
にゴムスリーブ８の軸方向に延びている。

また、その軸方向における流体室ＩＯおよび１２の一方
の端部は、ゴムスリーブ８内において行きｌトリ形態と
されているが、他方の端部はゴムスリーブ８の一端面に
開１コさせられている。

そして、ゴムスリーブ８のそれら開口部側の端面には、
偏平な有底円筒形状の固着プレート１４がその底部にお
いて固着されるとともに、中心孔において内筒金具４の
一端部に同心的に嵌合されている。この固着プレート１
４には、第５図から明らかなように第一流体室１０およ
び第二流体室１２の各開口部に対応する一対の窓部１６
が形成されており、それら窓部１６が両流体室１０およ
び１２の実質的な開口部を形成している。したがって、
ゴムスリーブ８の弾性変形にかかわらず、それら開ＬＪ
部の開口面積が常に一定に保たれる利点がある。

この固着プレート１４の円筒状部分の内側には、いずれ
も円環状をなすシートプレート１８．中間プレート２０
．シートプレート２２および閉塞プレート２４が順次外
側の位置を占めるように重ね合わされるとともに、それ
らの中心孔において内筒金具４の一端部に嵌合され、且
つ固着プレート１４の先端外周縁部と内筒金具４の一端
部とがそれぞれカシメられることにより、金属製の各プ
レート１４．１８．２０．２２および２４が互いに液密
の状態で一体化されている。そして、上記プレート１Ｂ
、２０．２２および２４が合わさって連通路形成部材を
構成しており、第一流体室１０および第二流体室１２は
、ゴムスリーブ８の軸方向の一端面に開口するように形
成された二つの空所の開口部がそれらのプレートによっ
て塞がれることにより、それぞれ画成されているのであ
る。

そしてシートプレート１８と中間プレート２０との間に
は、内筒金具４と同心的に円環状の連通路２６が設けら
れている。この連通路２６は、第５図から明らかなよう
に、中間プレート２０の内側面に形成された円環溝２８
がシートプレー）１８の外側面で塞がれることによって
形成されており、シートプレート１Ｂに設けられた連通
孔３０゜３０を経て第一流体室１０と第二流体室１２と
を互いに連通させている。

また、第２図に示されるように、シートプレート２２と
閉塞プレート２４との間にも、円環状の連通路３２が内
筒金具４と同心的に設けられている。この連通路３２は
、第５図から明らかなように、閉塞プレート２４の内側
面に形成された円環溝３４がシートプレート２２の外側
面で閉塞されることによって形成されており、シートプ
レート２２、中間プレート２０およびシートプレート１
８にそれぞれ対応して設けられた円弧状の連ｉ１Ｔｌ窓
部３６．３８および４０を経て第二流体室１２に連Ｊさ
廿られる一方、第一流体室１０に対しては、中間プレー
ト２０に設けられた円弧状の連通窓部４２と、その両側
に位置するシートプレート１８および２２にそれぞれ連
通窓部４２に対応する円弧に沿って形成された複数（こ
の場合には４個ずつ）の連通孔４４およ４６を経て接続
されていて、−に記述通路２６とは独立して、かつ並列
的に第一流体室１０と第二流体室１２とを互いに連通さ
せている。

これら連通路２６と３２とは互いに同心的に形成されて
いるが、第２図から明らかなように、連通路２６の流通
断面積より連通路３２の流通断面積の方が大きくされて
おり、かつ連通路２６の直径より連通路３２の直径の方
が小さいものとされている。一般に、連通路を流通する
流体に対して与えられる流通抵抗は、その流通速度を一
定とすれば、連通路の断面積が小さい程大きく、また連
通路の長さが長い程抵抗も大きくなる。したがって、流
体に与える流通抵抗は連通路２６の方が大きく、連通路
３２が与える流通抵抗はそれより小さいものとなるので
あり、以下では連通路２６を第一連通路と、また連通路
３２を第二連通路とも称することとする。

そして、サスペンションブツシュの場合、ばね下振動と
ばね上振動との振動特性をそれぞれ考慮して、それら連
通路２６および３２の断面積や長さ等が定められるので
あるが、第一連通路２６の流通抵抗、ひいては振動減衰
力の最大となる周波数が、例えば７〜２０Ｈｚとなるよ
うに選定されていることが望ましく、また第二連通路３
２の場合には、流通抵抗が最大となる周波数が例えば４
０〜２００Ｈｚとなるように選定されていることが望ま
しいのである。

なお、厳密にいえば、円環状の連通路２６および３２は
、それぞれ片側半周部分が両流体室１０および１２に対
して並列的な関係を有しているが、煩雑さを避けるため
に本実施例では、それら連通路２６と３２とを互いに並
列的なものとして説明を進める。

そして、相対的に小さい流通抵抗を与える第二連通路３
２は、前述のように中間プレート２０と両サイドプレー
ト２２および１８とに連なって形成された連通窓部４２
．連通孔４６．４４を介して第一流体室１０に接続され
ており、この接続通路も連通路３２の一部を構成するも
のであるが、その中間プレート２０の円弧状゛の連通窓
部４２には、弾性膜として機能するゴム膜５０が設けら
れている。このゴム膜５０は、第５図および第６図から
明らかなように、中間プレート２０の連通窓部４２に対
応する形状を有するとともに、その中間プレート２０よ
り充分薄いダイヤプラム状のものであって、その外周縁
部が連通窓部４２の内周縁部に対してその窓部４２の深
さ方向の中央部位に公知の加硫接着により固着されてい
る。その結果、このゴム膜５０が、第一流体室１０から
第二流体室１２に至る連通路３２を前記流体の流通方向
にほぼ直角な姿勢で液密に仕切っており、したがってこ
のゴム膜５０をくくり抜けて流体が流通することはでき
ず、その両側の連通がゴム膜５０によって遮断された状
態とされている。

しかし、ゴム膜５０とその両側に位置するシートプレー
ト１８および２２との間には所定の隙間が保たれており
、ゴム膜５０にはその厚さ方向に連通孔４４あるいは４
６を経て流体の押圧力が作用するため、シートプレート
２２の側に向かって、あるいはシートプレート１Ｂの側
に向かってそれぞれ膨らむように弾性変形することが可
能である。

その弾性変形の範囲内においては、ゴム膜５０の両側に
位置する流体がゴム膜５０の膨らむ方向に流動すること
が許容され、それに伴い、連通路３２内の流体もその範
囲内で流動することが可能である。

ゴム膜５０の弾性変形量は、両側のシートプレート１８
および２２によって規制されるようになっており、それ
らが変形規制手段を構成している。

すなわち、ゴム膜５０が大きく弾性変形さセられるとき
には、その膨出部分がシートプレート１８または２２の
板面に密着してそれ以」二の弾性変形が阻止されるよう
になっているのであり、そのためゴム膜５０の過大変形
が防止されるとともに、その変形量を比較的精度良く規
定することができる。ゴム膜５０が大きく弾性変形させ
られるときには、その膨出部分が複数の連通路４４また
は４６の開口部に密着してそこを閉鎖する状態となるた
め、ゴム膜５０を一種の可動弁子としてとらえることも
できるが、それら連通孔４４または４６を完全には閉鎖
しなくても、ゴム膜５ｏの弾性変形を規制できさえすれ
ば流体の流通を阻止し得る点で、機能的に異なっている
。

なお、連通孔４４，４６として、それぞれ比較的小さい
孔径のものが複数設けられているのは、ゴム膜５０に衝
撃的な圧力が加えられることを緩和するとともに、その
中央部分に流体の押圧力を作用させてゴム膜５０を比較
的容易に弾性変形させ得るようにする意図がある。

このような流体入りブツシュ２は、例えば自動車の懸架
系におけるサスペンションブツシュとして好適に用いる
ことができる。その場合、外筒金具６が例えばコントロ
ールアームのボス部内に嵌合される一方、内筒金１４内
に車体もしくは車輪側の軸が挿入されるとともに、一対
の流体室１０および１２が主な振動荷重を受ける方向に
対向させられた状態で使用されることとなる。

そして、低周波数で大きな変位をもたらす振動荷重が作
用した場合には、ゴムスリーブ８の弾性変形に伴い、第
一流体室１０および第二流体室１２の一方の容積が減少
して他方の容積が増大することにより、第一連通路２６
および第二連通路３２を経て流体が流通しようとする。

しかし、低周波数で大きな振幅の振動が作用したときに
は、流体の流通量および流通速度が大きいため、その流
体の押圧作用によってゴム膜５０がシートプレート１８
または２２に密着するまで弾性変形させられて、それ以
上の変形が阻止され、連通路３２を通しての流体の流通
が実質的に阻止される。その結果、流通抵抗の大きな第
一連通路２６のみを経て第一流体室１０と第二流体室１
２との間で流体が流通せしめられることとなり、したが
って第７図（ａｌのグラフに実線で示されるように、低
周波領域において、ロスファクタひいては減衰力のピー
クＡが生し、その減衰作用により低周波域における共振
振動等を効果的に減衰することができる。

一方、高周波数で小変位の加振力が作用する場合には、
ゴムスリーブ８の弾性変形量ならびに流体の流通量が少
ないため、ゴム膜５０はシートプレー）１Ｂと２２との
間で両方向に交互に弾性変形を繰り返し、その弾性変形
によって連通路３２内における流体の流動を許容する。

また高周波領域においては、流体の慣性により流通抵抗
の大きな連通路２６を介しての流体の流通はほとんど生
じなくなるが、流通抵抗の小さな連通路３２では上述の
ように流体の流動が生じる。そのため、ロスファクタ（
減衰力のピーク）が連通路２６によるよりも高周波域側
に移行し、連通路３２による／＆衰力のピークＢと連通
路２６による減衰力のピークＡとの間の周波数領域にお
いては、当該ブツシュ系における減衰力が低くなり、動
ばね定数も高周波領域における減衰力のピークＢの直前
から低周波域における減衰力のピークＡまでにわたって
低く保たれる。その結果、第７図（ｈｌに実線で示され
るように、低周波領域から高周波領域に向かって振動伝
達力が低レベルに保たれるのである。

なお、高周波領域において減衰力がピークとなる周波数
（Ｃ）においては、ある程度伝達力が増大するものの、
全体的にみれば高周波領域での動ばね定数（振動伝達力
の曲線とほぼ一致する）を小さくすることが可能であり
、それにより高周波振動に対する振動絶縁性が向−１ニ
して、例えば懸架系における防振特性に大きく左右され
る、いわゆるロー・ドノイズ、あるいは歯車騒音等を有
効に抑制することができるのである。

因みに、従来の流体入りブツシュにおいては、連通路が
一種類のみであるため、第７図（ａｌに破線で示される
ように、ロスファクタ（減衰力のピーク）が低周波領域
のみに現れて、そこでの高減衰を得ることはできるので
あるが、そのピークより高い周波数領域において、−田
土がった動ばね定数が下がらず（これは主に流体の慣性
による）、したがって第７図に（ｂｌで示されるように
、全体的に振動伝達力が高レベルとなり、高周波振動に
対する充分な絶縁機能を果たし得なかった。これに対し
て、本実施例における流体入りブツシュは、−に連した
ように、低周波域での高減衰と高周波域での低動ばね定
数とを同時に達成する優れた防振特性を示すのである。

次に、本発明の別の実施例を、第８図ないし第１０図に
基づいて説明するが、前記実施例と同様な部分について
は同一の符号を付して説明は省略する。

この実施例においては、第一流体室１０および第二流体
室１２を構成する一対の空所が前記固着プレート１４の
側のみならず、それとは反対側の端面にも開口させられ
ており、その端面には固着プレート５２が加硫接着され
、さらにその外側に閉塞プレート５４が一体的に設けら
れて上記開口部を閉塞していて、これらプレート５２お
よび５４が固着プレート１４側とは別の連通路形成部材
を構成している。そして、これら固着プレート５２と閉
塞プレート５４との合わせ面に連通路２６が設けられて
、一対の窓部５６，５６を経て両流体室ＩＯおよび１２
を互いに連通させており、その結果、ゴムスリーブ８の
軸方向の両側にそれぞれ別れて連通路３２と連通路２６
とが設けられた構成となっている。

なお、これは前記実施例についても言えることであるが
、連通路３２および２６が金属製の連通路形成部材に形
成されているため、ゴムスリーブ８の弾性変形に拘わら
ず、それら連通路の断面積が常に一定に保たれる利点が
ある。また、このような流体入りブツシュ５８のゴム膜
５０等の挙動についても、前記実施例と実質的に同様の
作用効果が得られる。

また、そのゴム膜５０についていえば、その外周縁部を
加硫接着により連通路の内壁面に固着する以外に、例え
ば第１１図に示されるように、その外周縁を含む周囲を
両側から保持プレート６゜および６２によって挟み付け
た状態で液密に保持することも可能であり、さらに、そ
のように保持プレート６０．６２でゴム膜５ｏを保持し
たものを一つのテラセンブリとして一体化し、保持プレ
ート６０および６２の外周縁部を、例えば中間プレート
２０の窓部４２の形状に対応させて、そこに圧入するこ
とによってゴム膜５０の取付けを行うこともできる。

また、これまで説明した実施例では、ゴム膜５０が、連
通路３２の第一流体室１０または第二流体室１２の接続
部分の一箇所だけに設けられていたが、双方の接続部分
にそれぞれゴム膜５０を配設することも可能である。そ
の場合、第１２図に示されるように、ゴム膜５０の弾性
変形量を規制する変形規制部材６４を、各ゴム膜５０の
両側でなく片側だけに設け、一方のゴム膜の弾性変形量
が規制部材６４によって規制されるときには他方のゴム
膜５０の弾性変形量は直接には規制されないが、双方の
ゴム膜５０の間に位置する流体を介して間接的に規制す
るようにしても良い。なお、ゴム膜５０の弾性変形量を
規制する規制部材６４等は必ずしも必要不可欠というも
のではなく、ゴム膜５０の配設枚数やその剛性等によっ
ては省略出来る場合もある。さらに、ゴム膜５０そのも
のに関して、例えば材質等の異なるものを重ね合わせて
弾性膜としたり、強度を上げる芯材を付加したりするこ
ともできるし、材質としては必ずしもゴムに限らず、可
撓性を有する軟質の樹脂等を採用することも可能である
。

一方、連通路に関していえば、前記実施例のような連通
路２６および３２に加えて、更に第三の連通路を設けて
流体室１０および１２を連１ｆｆｌさセるとともに、そ
の第三の連通路の減衰力がピークとなる周波数を、例え
ば２００Ｈｚ以」−に設定して、第二連通路３２より更
に流通抵抗の小さな当該第三の連通路にもゴム膜５０等
の弾性膜を設り、第二連通路３２による減衰力がピーク
となる周波数より更に高周波域においては、第二連通路
３２を介しては流体の流通が許容されないが、第三の連
通路を介してはそれが許容されるように構成ず′ること
もできる。

さらに付言すれば、本発明は懸架系におけるサスペンシ
ョンブツシュに限らず、自動車のエンジンマウントをは
じめ、その他の防振用流体入りマウントに適用すること
もできる。

その他、具体的な説明は割愛するが、本発明の趣旨を逸
脱することなく、当業者の知識に基づいて種々の変形・
改良等を施した態様で本発明を実施し得ることは言うま
でもないところである。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な流体入りマウントの構造を等価モデル
で簡略に表した説明図である。第２図は本発明の一実施
例である流体入りマウントの縦断面図であり、第３図お
よび第４図はそれぞれ第２図における右側面図および左
側面図をそれぞれ一部切り欠いて示す図である。第５図
は第２図における連通路構成部材を各部材に分解して示
す分解斜視図であり、第６図は第２図における要部を拡
大して示す部分断面図である。第７図（ａｌおよび（ｂ
ｌは第２図等に示す流体入りマウントの作用効果を示す
グラフである。第８図は本発明の別の実施例を示す縦断
面図であり、第９図および第１０図は第８図の右側面図
および左側面図をそれぞれ一部切り欠いて示す図である
。第１１図および第１２図は、それぞれ本発明の別の実
施例の要部を簡略に示す断面図である。 ２．５８：流体入りブツシュ（流体入りマウント）４：
内筒部材（内筒金員） ６：外筒部材（外筒金具） ８：ゴムスリーブ（ゴム体） １０：第一流体室　１２：第二流体室 １４：固着プレート 出願人　トヨタ自動車株式会社 同　東海ゴム工業株式会社 ＬＤ　城

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （＋１　内筒部材と外筒部材との間にゴム体が介挿せし
   められるとともに、該ゴム体に所定の非圧縮性流体がそ
   れぞれ封入される第一流体室および第二流体室が形成さ
   れ、且つそれら流体室間を該非圧縮性流体が相互に流通
   し得るようにされた流体入りマウントにおいて、 前記第−流床室と第二流体室とを並列的に連通させ、且
   つ前記非圧縮性流体に対してそれぞれ異なる流通抵抗を
   与える複数の連通路を設ける一方、それら複数の連通路
   のうち相対的に小さい流通抵抗を与える連通路に、前記
   非圧縮性流体の流通方向にほぼ直角な姿勢で該連通路を
   仕切るダイヤフラム状の弾性膜を位置固定に設けて、そ
   の連通路を遮断するとともに、該弾性膜が非圧縮性流体
   の押圧作用により弾性変形させられる範囲ではその弾性
   変形量に相当する分だけ該非圧縮性流体の流動を許容す
   るが、それ以上は該非圧縮性流体の流動を阻止するよう
   にしたことを特徴とする流体入りマウント。 （２）前記弾性膜の設けられた連通路が、該弾性膜の少
   なくとも一方の側にその弾性変形量を規制する変形規制
   手段を有する特許請求の範囲第１項記載の流体入りマウ
   ント。 （３）前記第一流体室および第二流体室が、前記ゴム体
   の軸方向の一方または両方の端面に開口する一対の空所
   の開口部を、剛性材料製の連通路形成部材で塞ぐことに
   よって形成され、且つ前記複数の連通路が該連通路形成
   部材に形成されている特許請求の範囲第１項または第２
   項に記載の流体入りマウント。