(57)【要約】【課題】高減衰特性と低動ばね特性の両立を図りつつ、耐久性に優れ、チューニングを有利に行うことができる液体封入式筒型防振装置を提供する。【解決手段】主軸部材１０の外周側に離間して同軸状に配設された外筒部材は、液室７１、７２内の圧力調整機構として機能する、金属板ばね４０を有する。金属板ばね４０は、支持部４１と、液室７１、７２を区画する薄肉弾性膜５０に近接するように配置され、各液室７１、７２内の圧力変動により支持部４１に対して撓み変形可能となるように支持部４１に支持される作動部４２、４３とからなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸部材と、
該主軸部材の外周側に離間して同軸状に又は偏心して配設された外筒部材と、
前記主軸部材と前記外筒部材との間に介装されて両部材を一体的に連結するゴム弾性体と、
前記主軸部材と前記外筒部材との径方向対向面間に周方向に離間して配設され、少なくとも前記ゴム弾性体と薄肉弾性膜により区画された複数の液室と、
複数の前記液室を互いに連通するオリフィス通路と、
を備え、
前記外筒部材は、
金属板ばね支持部と、
各前記液室の前記薄肉弾性膜に近接するように配置され、各前記液室内の圧力変動により前記金属板ばね支持部に対して撓み変形可能となるように前記金属板ばね支持部に支持される金属板ばね作動部と、
を有することを特徴とする液体封入式筒型防振装置。
【請求項２】
前記外筒部材は、前記金属板ばね作動部の径方向外方に配置されて前記金属板ばね作動部の過大な変位を規制するストッパ部を有することを特徴とする請求項１に記載の液体封入式筒型防振装置。
【請求項３】
前記ストッパ部は、前記金属板ばね作動部との間に形成される前記金属板ばね作動部の作動空間部と大気空間とを連通する連通孔を有することを特徴とする請求項２に記載の液体封入式筒型防振装置。
【請求項４】
前記金属板ばね作動部と前記薄肉弾性膜は、少なくとも一部が接着されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の液体封入式筒型防振装置。
【請求項５】
前記薄肉弾性膜は、前記金属板ばね作動部の径方向内方に重なり合うように配置され、
前記金属板ばね作動部と前記薄肉弾性膜は、少なくとも一部が非接着とされていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の液体封入式筒型防振装置。
【請求項６】
前記外筒部材は、前記金属板ばね支持部及び前記金属板ばね作動部を備えた内周筒状部材と該内周筒状部の外周側に装着された外周筒状部材を有することを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の液体封入式筒型防振装置。
【請求項７】
前記外筒部材と前記ゴム弾性体の間には、前記薄肉弾性膜と対応する位置に設けられた複数の窓部を有する中間筒部材を有することを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の液体封入式筒型防振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車用のサスペンションブッシュやエンジンマウント、サブフレームマウント、ボディマウント、キャブマウント等として好適に採用される液体封入式筒型防振装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車において振動伝達系を構成する二つの部材間に介装される防振連結体乃至は防振支持体の一種として、主軸部材とその外周側に離間して配設された外筒部材とをゴム弾性体で連結した筒型防振装置において、その内部に非圧縮性液体を封入し、振動入力時に惹起される液体の共振作用等を利用して防振効果を得るようにした液体封入式筒型防振装置が知られている。
【０００３】
このような液体封入式筒型防振装置は、一般に、主軸部材とその外周側に離間して配置された中間筒部材の径方向対向面間にゴム弾性体を配設すると共に、中間筒部材に対して外筒部材を外嵌固定した構造とされている。このような構造を採用することにより、中間筒部材に設けた窓部を通じて外周面に開口するように形成された凹部を外筒部材の外嵌固定によって液密に封止して、密閉構造の液体封入領域を容易に形成することが可能となる。また、主軸部材と外筒部材の間への軸直角方向の振動入力時に、非圧縮性液体の流動が効率的に生じせしめられるように、かかる液体封入領域は、一般に、主軸部材と外筒部材の軸直角方向対向面間において、主軸部材を軸直角方向に挟んだ両側部分に形成された複数の液室と、それらを互いに連通するオリフィス通路によって構成されている。
【０００４】
このような従来構造の液体封入式筒型防振装置では、振動入力時に、複数の液室間に惹起される相対的な圧力変動に基づいてオリフィス通路を通じての液体流動が生じせしめられることとなり、このオリフィス通路を流動せしめられる液体の共振作用を利用して、有効な防振効果を得ることが可能となる。
【０００５】
しかしながら、オリフィス通路を流動せしめられる液体の共振作用に基づく防振効果は比較的に狭い周波数域でしか発揮され得ず、特に防振を目的とする周波数域にチューニングされたオリフィス通路では、そのチューニング周波数よりも高周波数の振動入力時に流通抵抗が著しく増大して防振性能が大幅に低下してしまうという不具合があった。
【０００６】
また、衝撃的な振動入力時には、オリフィス通路を通じての液体流動が追従し得ずに、液室に対して大きな圧力変動が惹起されることとなり、それに伴って、衝撃的な振動が惹起されたり、封入液体における気相分離に起因する異音や振動の発生が問題となる場合があった。
【０００７】
そこで、このような問題に対処するために、特許文献１には、オリフィス通路によって接続された二つの液室間に跨ってリリーフ流路を形成すると共に、このリリーフ流路内にゴム弾性体からなるシールリップを突設した構造が提案されている。即ち、通常の比較的振幅が小さい振動の入力時には、リリーフ流路がシールリップで遮断状態に維持されることから、オリフィス通路を通じて液室間での液体流動が許容されることにより減衰が生起される。そして、自動車走行中に突起乗り越し時等に大荷重が入力して、過渡的な大振幅の振動入力により液室間に著しい圧力差が発生した場合には、シールリップが弾性変形して隙間が生ぜしめられることにより、その隙間を通じてリリーフ流路が連通状態とされて液室間での液体流動が許容されて、液室における著しい圧力変動を解消するようになっている。その結果として、オリフィス通路を通じての液体流動による減衰特性が失われ、低動ばね特性が得られる。
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示された従来構造では、シールリップの突出先端面がリリーフ流路の内面に押し付けられることでリリーフ流路が遮断状態に維持されるようになっていることから、シールリップの開閉動作に際して、シールリップとリリーフ流路内面との擦れが発生する。そのため、シールリップの磨耗が避けられず、開閉動作を繰り返した耐久劣化後に、シールリップ（リーク弁）としての特性を保持し難いことから、長期間に亘って安定した動作を望むことができないという問題があった。
【０００９】
なお、特許文献２には、主軸部材に対して特別な環状部材を外嵌固定し、この環状部材に対して二つの液室を相互に連通する通路を形成すると共に、かかる通路の液室への開口部に逆止弁を設けた構造が提案されている。また、特許文献３には、中間筒部材の凹溝に通路部材を組み込んで、外筒部材との間に配設し、リリーフ流路を形成すると共に、リリーフ流路の一方の開口を弾性弁体によって蓋をした構造が提案されている。これら特許文献２及び３に提案された構造であれば、通路の内面に接触しない形態の逆止弁や弾性弁体を構成することが可能となるので、それら逆止弁や弾性弁体の磨耗や動作のばらつきを回避することができる。
【００１０】
しかしながら、特許文献２及び３で採用される逆止弁や弾性弁体は、ゴム等の弾性体で形成されていることから、液圧による特性切り替えの調整が非常に困難であるという問題があった。
【特許文献１】特開平１−２５５７３６号公報
【特許文献２】特公平７−９２１０６号公報
【特許文献３】特開２００６−２８５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高減衰特性と低動ばね特性の両立を図りつつ、耐久性に優れ、チューニングを有利に行うことができる液体封入式筒型防振装置を提供することを解決すべき課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
以下、上記課題を解決するのに適した各手段について、必要に応じて作用効果等を付記しつつ説明する。
【００１３】
〔手段１〕  手段１に係る液体封入式筒型防振装置は、
主軸部材と、
該主軸部材の外周側に離間して同軸状に又は偏心して配設された外筒部材と、
前記主軸部材と前記外筒部材との間に介装されて両部材を一体的に連結するゴム弾性体と、
前記主軸部材と前記外筒部材との径方向対向面間に周方向に離間して配設され、少なくとも前記ゴム弾性体と薄肉弾性膜により区画された複数の液室と、
複数の前記液室を互いに連通するオリフィス通路と、
を備え、
前記外筒部材は、
金属板ばね支持部と、
各前記液室の前記薄肉弾性膜に近接するように配置され、各前記液室内の圧力変動により前記金属板ばね支持部に対して撓み変形可能となるように前記金属板ばね支持部に支持される金属板ばね作動部と、
を有することを特徴としている。
【００１４】
手段１において、自動車走行中に通常の比較的振幅の小さい振動が入力した場合には、オリフィス通路を通じて液室間での液体流動が許容されることにより減衰が生起され、これにより、振動が効果的に抑制される。そして、自動車走行中に突起乗り越し時等に大荷重が入力して、過渡的な大振幅の振動入力により液室間に著しい圧力差が発生した場合には、各液室の開口部を覆蓋するように配置された金属板ばね作動部が撓み変形することにより、液室における著しい圧力変動が解消される。その結果、オリフィス通路を通じての液体流動による減衰特性が失われ、低動ばね特性が得られる。これにより、高減衰特性と低動ばね特性の相反する特性が両立される。
【００１５】
手段１において、各液室内の圧力調整機構に採用されている金属板ばねは、上記従来においてリーク弁として採用されていたゴム製の逆止弁や弾性弁体に比べて、耐久性に優れるばかりでなく、ばね特性のばらつきが少なく、環境温度の影響による特性変化も少ない。また、金属板ばねは、ゴム製の逆止弁や弾性弁体に比べて、設計自由度が高いので、剛性と形状の調整によって、液室の内圧に対して多段的に特性変更が可能となる。そのため、チューニングがし易く、チューニングを有利に行うことが可能となる。
【００１６】
したがって、手段１によれば、高減衰特性と低動ばね特性の両立を図りつつ、耐久性に優れ、チューニングを有利に行うことができる液体封入式筒型防振装置を実現することができる。
【００１７】
〔手段２〕  手段１に記載の液体封入式筒型防振装置において、前記外筒部材は、前記金属板ばね作動部の径方向外方に配置されて前記金属板ばね作動部の過大な変位を規制するストッパ部を有することを特徴としている。
【００１８】
手段２によれば、金属板ばね作動部の過大な変位が規制されることによって、薄肉弾性膜の破損等を防止することができるので、耐久性の向上を図ることができる。なお、ストッパ部は、例えば金属板ばねの外周側に、外筒部材の構成要素となる筒状部材が装着される場合には、その筒状部材を利用することができる。また、その液体封入式筒型防振装置が嵌合固定されて取り付けられるアーム部材の嵌合孔を利用することもできる。
【００１９】
〔手段３〕  手段２に記載の液体封入式筒型防振装置において、前記ストッパ部は、前記金属板ばね作動部との間に形成される前記金属板ばね作動部の作動空間部と大気空間とを連通する連通孔を有することを特徴としている。
【００２０】
手段３によれば、作動空間部が密閉空間にされていないので、作動空間部の空気が金属板ばね作動部の動作に及ぼす悪影響を低減することができる。なお、ストッパ部に設けられた連通孔は、液体封入式筒型防振装置の組付を液室に封入すべき液体中に浸漬した状態で行う場合に、作動空間部に溜まった液体を外部へ排出させる排出孔として利用することができる。
【００２１】
〔手段４〕  手段１〜３の何れか一つに記載の液体封入式筒型防振装置において、前記金属板ばね作動部と前記薄肉弾性膜は、少なくとも一部が接着されていることを特徴としている。
【００２２】
手段４によれば、金属板ばね作動部と薄肉弾性膜の摺動部分をなくすことができるので、摺動に弱い材質を使用した場合でも耐久性に優れる。
【００２３】
〔手段５〕  手段１〜３の何れか一つに記載の液体封入式筒型防振装置において、前記薄肉弾性膜は、前記金属板ばね作動部の径方向内方に重なり合うように配置され、前記金属板ばね作動部と前記薄肉弾性膜は、少なくとも一部が非接着とされていることを特徴としている。
【００２４】
手段５によれば、薄肉弾性膜が部分的に金属板ばね作動部に引っ張られることなく、金属板ばね作動部の撓み変形動作に追従することができるので、伸びに弱い材質を使用した場合でも薄肉弾性膜の耐久性が向上する。
【００２５】
〔手段６〕  手段１〜５の何れか一つに記載の液体封入式筒型防振装置において、前記外筒部材は、前記金属板ばね支持部及び前記金属板ばね作動部を備えた内周筒状部材と該内周筒状部の外周側に装着された筒状部材を有することを特徴としている。
【００２６】
手段６によれば、外筒部材に筒状部材が付加されることによって、更に頑強な構造の液体封入式筒型防振装置を得ることができ、防振特性をより安定して発揮させることが可能となる。
【００２７】
〔手段７〕  手段１〜６の何れか一つに記載の液体封入式筒型防振装置において、前記外筒部材と前記ゴム弾性体の間には、前記薄肉弾性膜と対応する位置に設けられた複数の窓部を有する中間筒部材を有することを特徴としている。
【００２８】
手段７によれば、外筒部材に中間筒部材が付加されることによって、より頑強な構造の液体封入式筒型防振装置を得ることができ、防振特性を安定して発揮させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３０】
図１は本実施形態に係る液体封入式筒型防振装置の軸直角方向に沿う断面図であって図２のＩ−Ｉ線矢視断面図であり、図２はその液体封入式筒型防振装置の軸方向に沿う断面図であって図１のII−II線矢視断面図である。
【００３１】
本実施形態の液体封入式筒型防振装置は、図１及び図２に示すように、主軸部材１０と、主軸部材１０の外周側に離間して同軸状に配設された外筒部材（中間筒部材２０、金属板ばね４０、薄肉弾性膜５０及び筒状部材６０）と、主軸部材１０と外筒部材との間に介装されたゴム弾性体３０と、主軸部材１０と外筒部材との径方向対向面間に配設された一対の液室７１、７２と、両液室７１、７２を互いに連通する二つのオリフィス通路７３、７４と、から構成されている。
【００３２】
主軸部材１０は、鉄系金属により略一定の径と肉厚をもつパイプ状に形成されており、取付ボルト（図示せず）が挿通される内孔１１を有する。
【００３３】
主軸部材１０の外周側には、薄肉大径円筒形状の中間筒部材２０が所定距離を隔てて同軸状に配置されている。この中間筒部材２０の軸方向長さは、主軸部材１０の軸方向長さよりも小さくされており、主軸部材１０の軸方向両端部が中間筒部材２０の両端から軸方向外方に突出されている。この中間筒部材２０は、軸方向両端に位置する一対のリング部２１、２２と、軸方向に延び両リング部２１、２２間に架橋された２つの架橋部２３、２４とからなる。中間筒部材２０の周方向における両架橋部２３、２４の間の部分には、軸方向の両側が一対のリング部２１、２２により区画されて周方向に配列された２個の窓部２５、２６が形成されている。２個の窓部２５、２６は、径方向において対向する位置に設けられている。なお、両架橋部２３、２４は、両端部が折り曲げられて、両リング部２１、２２よりも径方向内方に位置している。
【００３４】
主軸部材１０と中間筒部材２０の径方向対向面間には、ゴム弾性体３０が周方向の略全周に亘って介装されている。このゴム弾性体３０は、その外周面が中間筒部材２０の内周面に加硫接着されていると共に、その内周面が主軸部材１０の外周面に加硫接着されていることにより、それら主軸部材１０及び中間筒部材２０を有する一体加硫成形品として形成されている。
【００３５】
ゴム弾性体３０の軸方向中央部分には、主軸部材１０を挟んだ径方向一方向（図１における上下方向）で対向するようにして一対の凹部３１、３２が設けられている。各凹部３１、３２は、それぞれ、中間筒部材２０に設けられた窓部２５、２６を通じて、ゴム弾性体３０の外周面に開口している。各凹部３１、３２の深さ寸法は、主軸部材１０までは僅かに至らない大きさとされていると共に、各凹部３１、３２の周方向寸法は、ゴム弾性体３０の周方向長さの半周以下とされている。また、ゴム弾性体３０の外周面において中間筒部材２０の各架橋部２３、２４の外周側には、各架橋部２３、２４に沿って周方向に延び、両端が凹部３１、３２に開口するオリフィス溝が形成されている。
【００３６】
ゴム弾性体３０の径方向外方には、円筒状のものが軸線に沿って半円筒状に二分割形成された金属板ばね４０、４０が配設されており、この金属板ばね４０、４０は内周筒状部材を形成している。一方の金属板ばね４０は、図３（展開図）及び図４（平面図）に示すように、矩形の鋼板にＨ形状の切欠部を形成することにより、Ｈ形状の周囲の部分よりなる支持部４１と、Ｈ形状の内側の部分よりなる一対の作動部４２、４３が設けられている。一対の作動部４２、４３は、両側の基端部から中央に向かって延出しており、それらの対向する先端部には、径方向内方に向かって更に湾曲した状態の湾曲部４２ａ、４３ａが形成されている。金属板ばね４０、４０の軸方向長さは、中間筒部材２０と略同じにされている。
【００３７】
各金属板ばね４０、４０の内周面には、ゴムよりなる薄肉弾性膜５０、５０がそれぞれ接着されている。各薄肉弾性膜５０、５０は、各金属板ばね４０、４０の内周面を全面に亘って覆うようにされている。これにより、支持部４１と各作動部４２、４３との間に形成されている隙間部（Ｈ形状の切欠部）が閉塞されている。このように薄肉弾性膜５０、５０が一体となった各金属板ばね４０、４０は、ゴム弾性体３０の外周側から各作動部４２、４３の湾曲部４２ａ、４３ａが凹部３１、３２の中央部に位置するように装着されて、主軸部材１０と同軸状に配置されている。これにより、ゴム弾性体３０の各凹部３１、３２は、薄肉弾性膜５０、５０により液密的に覆蓋されて液室７１、７２となり、各オリフィス溝はオリフィス通路７３、７４となる。なお、薄肉弾性膜５０、５０及び金属板ばね４０、４０のゴム弾性体３０への装着作業は、液室７１、７２及びオリフィス通路７３、７４に封入すべき液体Ｌ中に浸漬した状態で行うことによって、液室７１、７２及びオリフィス通路７３、７４に液体Ｌが封入されている。
【００３８】
そして、金属板ばね４０、４０の外周側には、内周面にシールゴム層６１が加硫成形された外周筒状部材６０が圧入により外嵌されて、金属板ばね４０、４０及び主軸部材１０と同軸状に配置されている。この外周筒状部材６０の軸方向長さは、金属板ばね４０、４０及び中間筒部材２０と略同じである。金属板ばね４０、４０の湾曲部４２ａ、４３ａの外周面と外周筒状部材６０のシールゴム層６１の内周面との間には、湾曲部４２ａ、４３ａの径方向外方への作動を可能にする作動空間部６２、６２が形成されている。外周筒状部材６０及びシールゴム層６１の作動空間部６２、６２と対向する部位は、湾曲部４２ａ、４３ａ（作動部４２、４３）の過大な変位を規制するストッパ部６３、６３を構成している。各ストッパ部６３、６３には、作動空間部６２、６２と外部の大気空間とを連通する連通孔６４、６４が設けられている。この連通孔６４、６４が設けられていることにより、作動空間部６２、６２の空気が金属板ばね４０、４０の作動部４２、４３の動作に及ぼす悪影響を低減するようにしている。
【００３９】
なお、この外周筒状部材６０の金属板ばね４０、４０外周への取付作業は、液体Ｌ中での金属板ばね４０、４０のゴム弾性体３０への装着作業に続いて、液体Ｌ中において行われる。このとき、外周筒状部材６０に設けられた連通孔６４、６４は、作動空間部６２、６２に溜まった液体Ｌの排出用の孔として利用される。
【００４０】
以上のように構成された本実施形態の液体封入式筒型防振装置は、自動車のサスペンションブッシュ等に用いられる。そして、自動車走行中に通常の比較的振幅の小さい振動が入力した場合には、オリフィス通路７３、７４を通じて液室７１、７２間での液体流動が許容されることにより減衰が生起され、これにより、振動が効果的に抑制される。そして、自動車走行中に突起乗り越し時等に大荷重が入力して、過渡的な大振幅の振動入力により液室７１、７２間に著しい圧力差が発生した場合には、各液室７１、７２の開口部を覆蓋するように配置された金属板ばね４０、４０の作動部４２、４３が撓み変形することにより、液室７１、７２における著しい圧力変動が解消されるとともに低動ばね特性が得られる。これにより、高減衰特性と低動ばね特性の相反する特性が両立される。
【００４１】
そして、各液室７１、７２内の圧力調整機構に採用されている金属板ばね４０、４０は、従来、リーク弁として採用されていたゴム製の逆止弁や弾性弁体に比べて、耐久性に優れるばかりでなく、ばね特性のばらつきが少なく、環境温度の影響による特性変化も少ない。また、金属板ばね４０、４０は、ゴム製の逆止弁や弾性弁体に比べて、設計自由度が高いので、剛性と形状の調整によって、液室７１、７２の内圧に対して多段的に特性変更が可能となる。そのため、チューニングがし易く、チューニングを有利に行うことが可能となる。
【００４２】
以上のように、本実施形態の液体封入式筒型防振装置によれば、高減衰特性と低動ばね特性の両立を図りつつ、耐久性に優れ、チューニングを有利に行うことができる液体封入式筒型防振装置を実現することができる。
【００４３】
また、本実施形態の外周筒状部材６０（外筒部材）には、金属板ばね４０、４０の作動部４２、４３の過大な変位を規制するストッパ部６３、６３を有するため、薄肉弾性膜５０、５０の破損等を防止することができ、耐久性の向上を図ることができる。
【００４４】
また、本実施形態においては、金属板ばね４０、４０の作動部４２、４３と薄肉弾性膜５０、５０は、全体が接着されているので、作動部４２、４３と薄肉弾性膜５０、５０の摺動部分をなくすことができるので、摺動に弱い材質を使用した場合でも耐久性の向上を図ることができる。
【００４５】
なお、薄肉弾性膜５０において比較的伸びに弱い材質を使用した場合でも、金属板ばね４０、４０の作動部４２、４３と薄肉弾性膜５０、５０の少なくとも一部を非接着とすることによって、薄肉弾性膜５０、５０が部分的に金属板ばね４０、４０の作動部４２、４３に引っ張られることなく、作動部４２、４３の撓み変形動作に追従することができるので、薄肉弾性膜５０、５０の耐久性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る液体封入式筒型防振装置の軸直角方向に沿う断面図であって、図２のＩ−Ｉ線矢視断面図である。
【図２】本発明に係る液体封入式筒型防振装置の軸方向に沿う断面図であって、図１のII−II線矢視断面図である。
【図３】本発明の液体封入式筒型防振装置における板ばね部材の展開図である。
【図４】本発明の液体封入式筒型防振装置における板ばね部材の平面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０…主軸部材    ２０…中間筒部材    ２５、２６…窓部    ３０…ゴム弾性体    ３１、３２…凹部    ４０…金属板ばね    ４１…支持部    ４２、４３…作動部    ４２ａ、４３ａ…湾曲部    ５０…薄肉弾性膜    ６０…外周筒状部材    ６２…作動空間部    ６３…ストッパ部    ６４…連通孔    ７１、７２…液室    ７３、７４…オリフィス通路
【図１】
2010084790.tif 000003
【図２】
2010084790.tif 000004
【図３】
2010084790.tif 000005
【図４】
2010084790.tif 000006