JPWO2011108035A1 - 液封入式防振装置 - Google Patents

Abstract

液体封入室３２を形成するダイヤフラム３４は、その中央部３４Ａを頂部として仕切り体４０側に向かって膨らむ湾曲面状をなし、中央部３４Ａにおける仕切り体４０側の膜面に当該ダイヤフラム３４を成形した際の弾性材料の注入口跡である突起４４が設けられている。突起４４に対向する仕切り体４０の中央部５６に、当該突起４４を受け入れる凹部６２を設け、該凹部６２にダイヤフラム３４の突起４４を入れた状態で液封入式防振装置１０が組み立てられている。

Description

本発明は、液封入式防振装置に関するものである。

自動車エンジン等の振動源の振動を車体側に伝達しないように支承するエンジンマウント等の防振装置として、第１取付具と、筒状の第２取付具と、これらを連結するゴム状弾性体からなる防振基体と、第２取付具に取り付けられて防振基体との間に液体封入室を形成するダイヤフラムと、液体封入室を防振基体側の第１液室とダイヤフラム側の第２液室に仕切る仕切り体と、両液室を連通させるオリフィス流路とを備えた液封入式防振装置が知られている。かかる液封入式防振装置では、オリフィス流路での液流動による液柱共振作用や防振基体の制振効果により、振動減衰機能と振動絶縁機能が果たすよう構成されている。

例えば、下記特許文献１，２では、上記仕切り体を、第２取付具の周壁部の内側に設けられてオリフィス流路を形成する環状のオリフィス形成部材と、該オリフィス形成部材の内側で第１液室と第２液室を仕切る弾性メンブレンと、該弾性メンブレンの変位量をその膜面の両側から規制する一対の変位規制部材とで構成したエンジンマウントが開示されている。

日本国特開２００８−２０２７６５号公報 日本国特開２００８−２０２７６６号公報

ところで、一般に静ばね定数が低いエンジンマウントでは、無負荷状態からエンジン支持状態までの変位量が大きく、そのため、ダイヤフラムの自由長を大きく設定して、動ばね定数を低減することが多い。また、大振幅入力時に軸方向外側に張り出したダイヤフラムが車体側ブラケットに干渉するのを回避するために、ダイヤフラムの自由長を大きく設定することもある。

しかしながら、ダイヤフラムの自由長は、仕切り体の段差寸法によって確保できる寸法が制限される。この点について、図７に示す比較例に係るダイヤフラム１００と仕切り体１０１の組み立て構造により説明する。ダイヤフラム１００は、中央部を頂部として仕切り体１０１側に向かって膨らむ湾曲面状をなしており、この膨らみ部分が仕切り体１０１の段差（オリフィス流路１０２を形成する外周部に対する中央部との段差）１０３内に収容されている。そのため、ダイヤフラム１００の曲率半径Ｒ’を小さくして仕切り体１０１側への張り出しを大きくするほど、ダイヤフラム１００の自由長は大きくなるが、それは仕切り体１０１の段差１０３の大きさによって制限される。

例えば、ダイヤフラム１００の曲率半径Ｒ’を、仕切り体１０１の外周部と中央部との段差１０３によって規定される曲率半径Ｒ（図１０参照）よりも小さく設定すると（Ｒ’＜Ｒ）、ダイヤフラム１００の中央部に位置する弾性材料の注入口跡である突起１０４が仕切り体１０１と干渉してしまう。そのため、仕切り体１０１に組み付けた状態でのダイヤフラム１００の姿勢が安定しないという問題がある。

以上のことから、ダイヤフラム１００の突起１０４と仕切り体１０１との不安定な干渉を回避しながら、ダイヤフラム１００の自由長を大きく設定するためには、図８に示すように、ダイヤフラム１００の外周部と仕切り体１０１の外周部との間に隙間１０５を設ける必要がある。しかしながら、この場合、隙間１０５の分だけ防振装置の軸方向寸法が大きくなってしまい、防振装置の重量が増加し、ひいては車両重量増加による燃費の低下につながる。また、例えば、このような構造を上記特許文献１，２の防振装置に組み込んだ場合、防振装置の軸方向寸法が大きくなった分、車体側ブラケットの高さも大きくなって、強度効率が悪くなるという問題がある。

一方、単にダイヤフラム１００の突起１０４と仕切り体１０１との干渉を回避するために、図９に示すように、ダイヤフラム１００の曲率半径Ｒ’を大きくして自由長を小さく設定すると、ダイヤフラム１００のばね定数が高くなる。そのため、防振装置の動ばね定数が高くなり、振動伝達が大きくなって、車室音や振動が大きくなるという問題がある。また、ダイヤフラム１００の自由長が小さいことから、悪路等の大振幅入力時にダイヤフラム１００の軸方向外側への張り出し量が大きくなり、車体側ブラケットとの干渉が懸念される。そのため、ダイヤフラム１００の上方における車体側ブラケットとのクリアランスを大きく設定する必要があり、省スペース化の要請を損なうことにもなる。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、省スペースや軽量化を図りつつ、ダイヤフラムの自由長を確保して動ばね定数を低減することができる液封入式防振装置を提供することを目的とする。

本発明に係る液封入式防振装置は、第１取付具と、筒状の第２取付具と、前記第１取付具と前記第２取付具を連結するゴム状弾性材からなる防振基体と、前記第２取付具に取付けられて前記防振基体との間に液体封入室を形成するゴム状弾性膜からなるダイヤフラムと、前記液体封入室を前記防振基体側の第１液室と前記ダイヤフラム側の第２液室に仕切る仕切り体と、前記第１液室と第２液室を連通させるオリフィス流路とを備えた液封入式防振装置において、前記ダイヤフラムが、中央部を頂部として前記仕切り体側に向かって膨らむ湾曲面状をなし、前記中央部における仕切り体側の膜面に当該ダイヤフラムを成形した際の弾性材料の注入口跡である突起が設けられ、前記突起に対向する前記仕切り体の中央部に前記突起を受け入れる凹部が設けられ、前記仕切り体の凹部に前記ダイヤフラムの突起を入れた状態で組み立てられてなるものである。

本発明によれば、ダイヤフラムの中央部に設けられた注入口跡の突起を受け入れる凹部を、仕切り体の中央部に設けたので、該突起と仕切り体との不安定な干渉を回避することができる。そのため、仕切り体の段差に対してより大きな自由長のダイヤフラムを使用することができ、すなわち、防振装置全体の軸方向寸法を大きくすることなく、ダイヤフラムの自由長をより大きく設定することができる。よって、省スペース化や軽量化と、ダイヤフラムの自由長確保による動ばね定数の低減とを両立することができ、車室音や振動を低減することが可能となる。

本発明の１実施形態に係る液封入式防振装置の斜視図 同防振装置の縦断面図 防振装置本体の縦断面図 ダイヤフラムと仕切り体の組み立て構造を示す縦断面図 ダイヤフラムの平面図 仕切り体の平面図 比較例に係るダイヤフラムと仕切り体の組み立て構造を示す縦断面図 他の比較例に係るダイヤフラムと仕切り体の組み立て構造を示す縦断面図 更に他の比較例に係るダイヤフラムと仕切り体の組み立て構造を示す縦断面図 ダイヤフラムの曲率半径と仕切り体の段差によって規定される曲率半径との関係を示す縦断面図

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。実施形態に係る液封入式防振装置１０は、自動車のエンジンを車体に対して支承するためのエンジンマウントである。該防振装置１０は、図１，２に示されるように、車体側に取り付けられる下側取付具としての第１取付具１２と、エンジン側に取り付けられる筒状をなす上側取付具としての第２取付具１４と、これらを連結するゴム状弾性体からなる防振基体１６とを備える防振装置本体１１と、第１取付具１２を車体側に取り付けるための車体側ブラケット１８と、第２取付具１４を振動源であるエンジン側に取り付けるためのエンジン側ブラケット２０とを具備している。

図３に示すように、第１取付具１２は、第２取付具１４の軸芯部における下方に位置するボス金具であり、その下端面には雌ねじ部２２が下方に開口して設けられている。

第２取付具１４は、下部側の大径筒部２４と、上部側の小径筒部２６と、両者を連結する段部２８とを有する段付き筒状金具であり、大径筒部２４の下端に後記筒状保持部６６の下端を受け止める外向きのフランジ部３０が延設されている。

防振基体１６は、第１取付具１２の外周面と第２取付具１４の大径筒部２４の内周面とにそれぞれ加硫接着されており、該大径筒部２４から第１取付具１２に向けて下方ほど漸次小径の円錐台状に形成されている。

第２取付具１４の上端部には、防振基体１６との間に液体封入室３２を形成するゴム状弾性膜からなるダイヤフラム３４が取り付けられ、液体封入室３２に水やアルキレングリコール、シリコーン油等の液体が封入されている。ダイヤフラム３４は、外周部に補強金具３６を備え、該補強金具３６が、第２取付具１４の内周面に設けられた前記防振基体１６から連なるゴム層３８の内周面に嵌着されている。

液体封入室３２は、仕切り体４０により、防振基体１６側（即ち、下側）の第１液室３２Ａとダイヤフラム３４側（即ち、上側）の第２液室３２Ｂとに仕切られており、両液室３２Ａ，３２Ｂがオリフィス流路４２を介して連通されている。第１液室３２Ａは、防振基体１６が室壁の一部をなす主液室であり、第２液室３２Ｂは、ダイヤフラム３４が室壁の一部をなす副液室である。

ダイヤフラム３４は、図５に示すように平面視円形状をなしており、図４に拡大して示すように、その中央部３４Ａを頂部として、下方、即ち仕切り体４０側に向かって膨らむ湾曲面状をなしている。より詳細には、ダイヤフラム３４は、外周部から中央部３４Ａに行くほど仕切り体４０に近づくように膨らんだ曲率半径Ｒ’の部分球面状をなしている。ダイヤフラム３４の中央部３４Ａには、その仕切り体４０側の膜面（即ち、下面側）に突起４４が設けられている。この突起４４は、ダイヤフラム３４を成形した際の弾性材料の注入口跡であり、円錐台状をなして、仕切り体４０側の膜面から下方に隆起して設けられている。

このように湾曲状の膨らみ部の外側面（図４の例では下面側）に突起４４を設定しているのは、内側面（図４における上面側）に設ける場合に比べて耐久上有利だからである。すなわち、外側面に設けた方が突起４４の付け根部断面形状の曲率半径を大きく確保することができる。またダイヤフラム３４の撓み変形時に、外側面に設けた突起４４であれば該付け根部に圧縮方向の変形が生じるに対し、内側面に設けた突起では引張方向の変形となる。従って、外側面に設けた方が耐久上より有利である。また、外側面に突起４４を設定する場合、ダイヤフラム３４の成形型におけるゲートを短くでき、また、成形後にゲート跡を切除する際の作業性にも優れる。

仕切り体４０は、第２取付具１４の周壁部の内側に設けられてオリフィス流路４２を形成する環状のオリフィス形成部４６と、該オリフィス形成部４６の内側で第１液室３２Ａと第２液室３２Ｂを軸方向Ｘに仕切る弾性メンブレン４８と、該弾性メンブレン４８の変位量をその膜面の両側から規制する上下一対の変位規制部５０，５２とを備えてなる。外周側のオリフィス形成部４６とその内周側の仕切り体部分である上側の変位規制部５０とにより、上方、即ちダイヤフラム３４側に開かれた凹所５４がオリフィス形成部４６の内周側に形成されている。そして、この凹所５４を仕切り体４０の段差として、ダイヤフラム３４の湾曲面状の膨らみ部が当該段差内に入り込むように構成されている。

オリフィス形成部４６は、外周側にオリフィス流路４２を形成するように径方向外方側に開かれた断面コの字状の金属又は樹脂製の円環状部材であり、第２取付具１４のゴム層３８の内周面に嵌着されている。

弾性メンブレン４８は、平面視で円形状をなす厚肉板状のゴム部材であり、この例では、中央部４８Ａから外周縁に向かって肉厚が漸次にかつ僅かずつ薄く形成されることで、中央部４８Ａが周縁部４８Ｂに対して若干厚肉状に形成されている。

上下一対の変位規制部５０，５２は、弾性メンブレン４８の中央部４８Ａで当該弾性メンブレン４８を挟圧保持する上下一対の中央挟持部５６，５８を備えるとともに、中央挟持部５６，５８から放射状に延びる複数（ここでは４つ）の格子部６０を備える（図６参照）。これにより、変位規制部５０，５２には、周方向に４つの扇形状の開口部６１が設けられ、該開口部６１を介して第１及び第２の液室３２Ａ，３２Ｂの液圧が弾性メンブレン４８に及ぼされるようになっている。格子部６０は、弾性メンブレン４８の膜面との間で軸方向Ｘに微小隙間を持ち、液圧によって弾性変形する弾性メンブレン４８の変位量を規制するよう構成されている。なお、一対の変位規制部５０，５２における格子部６０形状は、この例では、軸方向Ｘで重複するように同一に形成されている。

また、この例では、上側（第２液室３２Ｂ側）の変位規制部５０は、オリフィス形成部４６の内周面間を塞ぐように当該内周面から一体に設けられている。一方、下側（第１液室３２Ａ側）の変位規制部５２は、オリフィス形成部４６とは別体であって、オリフィス形成部４６の下面側に当接配置される板状をなし、第２取付具１４のゴム層３８の内周面に嵌着されている。

図４に示すように、ダイヤフラム３４の突起４４に対向する仕切り体４０の中央部には、当該突起４４を受け入れる凹部６２が設けられている。詳細には、上記一対の中央挟持部５６，５８のうち、上側、即ち第２液室３２Ｂ側の中央挟持部５６には、軸方向Ｘに貫通する平面視円形の貫通穴６４が設けられており（図４，６参照）、この貫通穴６４により突起４４が挿入される上記凹部６２が形成されている。凹部６２は、円錐台状をなす突起４４が嵌合するように、第２液室３２Ｂ側に向かって漸次径大に形成されたテーパ穴状をなしている。

そして、図３，４に示されるように、防振装置本体１１を組み立てた状態で、仕切り体４０の凹部６２にダイヤフラム３４の突起４４が入り込んだ状態となるように構成されている。突起４４の高さは、凹部６２の深さ（即ち、中央挟持部５６の板厚）よりも小さく設定され、凹部６２に入り込んだ状態で突起４４が弾性メンブレン４８と干渉しないように形成されている。なお、当然のことながら、振動入力時にダイヤフラム３４が軸方向Ｘに撓み変形することにより、突起４４は、凹部６２から外れ、また嵌り込む動作を繰り返すことになる。

以上よりなる防振装置本体１１を保持するエンジン側ブラケット２０は、図１，２に示すように、第２取付具１４の外周を保持する筒状保持部６６と、該筒状保持部６６から延びてエンジン側に固定するためのエンジン側固定部６８とを備えてなる。筒状保持部６６は、第２取付具１４と同軸の短円筒状をなしており、その外周には筒状のストッパゴム部材６８が覆設されている。

車体側ブラケット１８は、第１取付具１２の下端が締結される締結面部７０と、該締結面部７０を挟んだ両側に位置して車体側に固定するための一対の車体側固定部７２，７２と、各車体側固定部７２，７２から上方に立ち上がり筒状保持部６６を挟んでその両側に設けられる一対の縦壁部７４，７４と、筒状保持部６６の上方において一対の縦壁部７４，７４の上端同士を連結する上壁部７６とを備え、全体として略ロの字状をなしている。

第１取付具１２は、ボルト７８を用いて締結面部７０に締結固定されている。車体側固定部７２には、軸方向Ｘに貫通するボルト孔８０が設けられ、不図示のボルトを挿通させて車体側に締結固定される。縦壁部７４は、対向する筒状保持部６６との間で車両前後方向におけるストッパ作用を発揮させるための部位であり、筒状保持部６６との間で所定のストッパクリアランス８２が確保されている。上壁部７６は、対向する筒状保持部６６の上端との間で、その上方への相対変位を制限するストッパ作用を発揮させる部位であり、上記ストッパゴム部材６８の上端の内向きフランジ部６８Ａを介してストッパ作用が発揮される。

なお、符号８４は、第２取付具１４の下方への相対変位を制限するストッパ作用を発揮させるためのストッパ受け部であり、縦壁部７４の根元部に設けられている。ストッパ受け部８４は、第２取付具１４のフランジ部３０に設けられた防振基体１６から連なるストッパゴム８６を介してフランジ部３０に当接することで、上記ストッパ作用を発揮するよう構成されている。

以上よりなる液封入式防振装置１０では、微振幅入力時には、第１液室３２Ａと第２液室３２Ｂの間の液圧差を弾性メンブレン４８が緩和して、動ばね定数を低減することができる。一方、大振幅入力時には、弾性メンブレン４８の変位が変位規制部５０，５２により規制されるので、弾性メンブレン４８全体としての剛性を上げて、その分オリフィス流路４２による減衰性能の向上を図ることができる。

また、本実施形態では、ダイヤフラム３４の曲率半径Ｒ’を、仕切り体４０の凹所５４における上記段差によって規定される曲率半径Ｒ（図１０参照）よりも小さく設定している（Ｒ’＜Ｒ）。このような場合であっても、本実施形態であると、ダイヤフラム３４の中央部３４Ａに設けられた注入口跡の突起４４を受け入れる凹部６２を、仕切り体４０の中央部に設けたことから、当該突起４４と仕切り体４０との不安定な干渉を回避することができる。そのため、仕切り体４０の上記段差に対してより大きな自由長のダイヤフラム３４を使用することができるので、防振装置本体１１の軸方向Ｘでの寸法を大きくすることなく、ダイヤフラム３４の自由長をより大きく設定することができる。よって、省スペース化や軽量化を図りながら、ダイヤフラム３４の自由長を確保して、動ばね定数を低減することができ、車室音や振動を低減することができる。

また、本実施形態では、弾性メンブレン４８の中央部４８Ａを挟持するタイプのいわゆるフローティングメンブレン構造の仕切り体４０において、中央挟持部５６に貫通穴６４を設け、該貫通穴６４により上記突起４４を受け入れる凹部６２を構成している。該中央挟持部５６では弾性メンブレン４８を挟圧保持しており、貫通孔６４を設けたとしても仕切り体４０としての機能は何ら損なわれない。そのため、性能に影響を与えることなく、中央挟持部５６に貫通穴６４を開けるという比較的な簡易な方法で、上記凹部６２を形成することができる。

また、上記のようにダイヤフラム３４の自由長を大きくするために防振装置本体１１の軸方向寸法を大きくするものではないので、車体側ブラケット１８の高さを大きく設定する必要もなく、車体側ブラケット１８の強度損失を防ぐことができる。

なお、上記実施形態では、仕切り体４０に弾性メンブレン４８を設けた構成について説明したが、本発明ではこのような弾性メンブレンを有するものに限定されない。例えば、剛体のみからなる仕切り体において、その第２液室側の面に突起を受け入れる凹部を設けたものであってよい。また、上記実施形態では、筒状の第２取付具を振動源側に連結する上側取付具としたいわゆる倒立タイプの液封入式防振装置について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、筒状の第２取付具を車体側に連結する下側取付具とした液封入式防振装置についても同様に適用することができる。その他、一々列挙しないが、本発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の変更が可能である。

本発明は、エンジンマウントの他、例えばボディマウント、デフマウントなど、種々の防振装置に利用することができる。

１０…液封入式防振装置
１２…第１取付具、１４…第２取付具、１６…防振基体
１８…車体側ブラケット、２０…エンジン側ブラケット
３２…液体封入室、３２Ａ…第１液室、３２Ｂ…第２液室
３４…ダイヤフラム、３４Ａ…中央部
４０…仕切り体、４２…オリフィス流路、４４…突起
４８…弾性メンブレン、４８Ａ…中央部、５０，５２…変位規制部
５６，５８…中央挟持部、６２…凹部、６４…貫通穴
６６…筒状保持部、７０…締結面部、７２…縦壁部、７６…上壁部

Claims (6)

1. 第１取付具と、筒状の第２取付具と、前記第１取付具と前記第２取付具を連結するゴム状弾性材からなる防振基体と、前記第２取付具に取付けられて前記防振基体との間に液体封入室を形成するゴム状弾性膜からなるダイヤフラムと、前記液体封入室を前記防振基体側の第１液室と前記ダイヤフラム側の第２液室に仕切る仕切り体と、前記第１液室と第２液室を連通させるオリフィス流路とを備えた液封入式防振装置であって、
   前記ダイヤフラムが、中央部を頂部として前記仕切り体側に向かって膨らむ湾曲面状をなし、前記中央部における仕切り体側の膜面に当該ダイヤフラムを成形した際の弾性材料の注入口跡である突起が設けられ、前記突起に対向する前記仕切り体の中央部に前記突起を受け入れる凹部が設けられ、前記仕切り体の凹部に前記ダイヤフラムの突起を入れた状態で組み立てられてなる液封入式防振装置。
2. 前記仕切り体が、前記第１液室と前記第２液室を仕切る弾性メンブレンと、前記弾性メンブレンの変位量を当該弾性メンブレンの膜面の両側から規制する一対の変位規制部とを備えてなり、前記一対の変位規制部は、前記弾性メンブレンの中央部で当該弾性メンブレンを挟圧保持する一対の中央挟持部を有し、そのうちの第２液室側の中央挟持部に貫通穴が設けられて、該貫通穴により前記凹部が形成されたことを特徴とする請求項１記載の液封入式防振装置。
3. 前記第２取付具が、振動源側ブラケットを介して振動源側に取り付けられる上側取付具であり、前記第１取付具が、前記第２取付具よりも下方に位置して、車体側ブラケットを介して車体側に取り付けられる下側取付具であり、
   前記振動源側ブラケットが、前記第２取付具の外周を保持する筒状保持部を備え、
   前記車体側ブラケットが、前記第１取付具の下端が締結される締結面部と、前記締結面部を挟んだ両側に位置して前記車体側に固定するための一対の車体側固定部と、各車体側固定部から上方に立ち上がり前記筒状保持部との間でストッパクリアランスを確保しながら当該筒状保持部を挟んだ両側に設けられる一対の縦壁部と、前記筒状保持部の上方において前記一対の縦壁部の上端同士を連結する上壁部とを備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の液封入式防振装置。
4. 前記仕切り体が、前記オリフィス流路を形成するオリフィス形成部を外周部に備え、前記オリフィス形成部とその内周側の仕切り体部分とにより、前記ダイヤフラム側に開かれた凹所が形成され、前記凹所に前記ダイヤフラムの湾曲面状の膨らみ部が入り込むように構成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液封入式防振装置。
5. 前記ダイヤフラムの曲率半径が、前記仕切り体の前記オリフィス形成部と前記中央部との段差によって規定される曲率半径よりも小さく設定されたことを特徴とする請求項４記載の液封入式防振装置。
6. 前記突起が円錐台状をなすとともに、前記凹部が、前記突起が嵌合するように前記第２液室側に向かって漸次径大に形成されたテーパ穴状をなすことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の液封入式防振装置。

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