(57)【要約】【課題】液体封入式の防振装置においてコストアップ等の弊害を招くことなく、主ばねの特性と液体の流動による振動の吸収、減衰特性とを各々容易に最適化できるようにする。【解決手段】一例であるエンジンマウントＡにおいて、パワープラントの静荷重を支持するインナ金具１と車体側のアウタ金具３との間を、ゴム弾性体２の中空コーン状の主ばね部２０によって連結するとともに、この主ばね部２０の内周側に独立させて、これよりも薄肉の円筒状壁部２１を設ける。円筒状壁部２１内に下方からオリフィス盤５を嵌挿し、その下方を蓋部材４により閉塞して、液室Ｆを区画する。蓋部材４の内周側はゴム製のダイヤフラム４１とする。円筒状壁部２１の下端をアウタ金具３の底壁部３２によって支持する。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主荷重入力方向に延びる柱状の内側部材と、該内側部材からその外周側及び前記主荷重入力方向にそれぞれ離間した外筒部材と、前記内側部材と外筒部材とを連結する弾性体と、該内側部材と外筒部材との間に両者の相対変位に伴い容積が変化するように形成された液室と、この液室を受圧室及び平衡室に仕切る仕切体と、それら受圧室及び平衡室を連通するオリフィス通路と、を備えた液体封入式の防振装置であって、
前記弾性体は、前記内側部材の外周から外筒部材の内周に亘って徐々に拡径するように形成された中空コーン状の主ばね部と、その内周側に当該主ばね部とは独立に液室を区画するように形成された相対的に薄肉の筒状壁部と、を有する
ことを特徴とする液体封入式防振装置。
【請求項２】
弾性体の筒状壁部の肉厚が主バネ部の半分以下である、請求項１に記載の液体封入式防振装置。
【請求項３】
弾性体の主ばね部の内周面には液室に臨む部位が存在しない、請求項１又は２のいずれかに記載の液体封入式防振装置。
【請求項４】
弾性体には、筒状壁部に連繋する底壁部が内側部材の端面を覆うように形成され、この底壁部の外周部が前記内側部材の端面の外周縁を越えて径方向外方に延びている、請求項１〜３のいずれか１つに記載の液体封入式防振装置。
【請求項５】
弾性体の主バネ部と底壁部との間に環状の溝部が形成されている、請求項４に記載の液体封入式防振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体封入式の防振装置に関し、特に、荷重を受け止める弾性体の構造に係る。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の防振装置としては自動車のエンジンマウントのような防振マウントが良く知られている。これは例えば特許文献１に記載されているように、静荷重の入力方向である上下方向に互いに離間する第１及び第２の二つの支持体（内側部材及び外筒部材）を備え、両者の間に介設したゴム弾性体によって、エンジン等の静荷重を受け止める主ばね部を形成するとともに、この主ばね部の変形に伴い容積が変化するように二つの支持体の間に液室を形成したものである。
【０００３】
すなわち、前記ゴム弾性体は、第１の支持体（内側部材）の外周から第２の支持体（外筒部材）の内周まで、下方に向かって徐々に拡径するように形成された中空コーン状の主ばね部を有し、この主ばね部に囲まれるようにしてその内周側に一体的に液室が形成されている。また、この液室は上下の受圧室及び平衡室に仕切られていて、それらを連通するようにオリフィス通路が設けられている。
【０００４】
そして、外部からの振動が入力すると、前記主ばね部の変形によって振動が吸収されるとともに、この主ばね部の変形に伴い受圧室の容積が変化して、平衡室との間をオリフィス通路を介して液体が流れることにより、狙いとする周波数帯域の振動を効果的に吸収し減衰させることができる。
【特許文献１】特開平６−３０７４８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来例のエンジンマウントでは、ゴム弾性体の主ばね部と一体的に液室が設けられており、主ばね部の変形によって液室の容積が変化するようになっているため、その主ばね部の特性と、液体の流動による振動の吸収、減衰特性とが互いに強く関係し合うことになって、それぞれの特性を最適化するために多大な時間と労力とを要するものであった。
【０００６】
例えば、大排気量エンジンを搭載するエンジンマウントの場合は、その重量による静的な荷重が大きくなるのに応じて、主ばね部を大型化し且つそのばね定数を高くしなくてはならないが、こうすると、主ばね部により囲まれる液室の拡張ばね定数も高くなる結果として、液体の流動によって効果的に振動を吸収、減衰できる周波数帯域が高周波側に移行してしまう。
【０００７】
また、そうして主ばね部を大型化すると、これに囲まれる液室の容積も自ずと大きくなることから、所要の振動吸収、減衰特性を得るのに必要とされる以上に多くの液体を封入することになり、無用の重量増やコストアップ等の弊害が生じる。
【０００８】
斯かる点に鑑みて本発明の目的は、液体封入式の防振装置において、主ばね部の特性と液体の流動による振動吸収、減衰特性とをそれぞれ容易に最適化できるようにし、また、主ばね部を大型化しても無用の重量増やコストアップを招かないようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するために、本発明は、内側部材の外周から外筒部材の内周にかけて設けられる中空コーン状の主ばね部の内周側に、これよりも薄肉の筒状壁部を形成して、主ばね部とは独立に液室を区画したものである。
【００１０】
具体的に、本願の請求項１に係る発明は、主荷重入力方向に延びる柱状の内側部材と、該内側部材からその外周側及び前記主荷重入力方向にそれぞれ離間した外筒部材と、前記内側部材と外筒部材とを連結する弾性体と、該内側部材と外筒部材との間に両者の相対変位に伴い容積が変化するように形成された液室と、この液室を受圧室及び平衡室に仕切る仕切体と、それら受圧室及び平衡室を連通するオリフィス通路と、を備えた液体封入式の防振装置を対象とする。
【００１１】
そして、前記弾性体には、前記内側部材の外周から外筒部材の内周に亘って徐々に拡径するように中空コーン状の主ばね部を形成するとともに、その内周側に当該主ばね部とは独立に液室を区画するように相対的に薄肉の筒状壁部を形成している。
【００１２】
前記構成の防振装置では従来までと同様に、外部から振動が入力すると主ばね部が変形することによって振動が吸収されるとともに、内側部材と外筒部材との相対変位に伴い受圧室の容積が変化し、平衡室との間の液体の流動によって所定周波数域の振動が効果的に吸収、減衰されるようになる。
【００１３】
一方で、従来までとは異なり、前記の液室が主ばね部とは独立した筒状壁部によって区画されているから、前記のように液体の流動によって振動を効果的に吸収、減衰できる周波数域は、主ばね部の影響を受けることなく設定することができ、両者を容易に最適化できる。また、液室の容積は主ばね部の大きさとは無関係であり、主ばね部を大型化しても徒に液量が多くなることはないから、無用の重量増やコストアップを招くこともない。
【００１４】
さらに、比較的小さな防振装置と大きな防振装置との間でも、液体の流動による振動の吸収、減衰特性を同じにするのであれば、液室を仕切る仕切体やオリフィス通路の構成部材を共通化することが可能になり、このことによってもコストの低減が図られる。
【００１５】
ここで、前記のように主ばね部と独立に設ける液室の筒状壁部は、静荷重を受け止める主ばね部よりも肉厚の薄いことは勿論であるが、より実効性を高めるためには、比較的静荷重の小さな場合であっても、これを受ける主ばね部に比べて筒状壁部の肉厚を半分以下に（好ましくは１／３以下に）するのがよい（請求項２）。こうすれば、主バネ部において所要の支持剛性を確保しつつ、液室を区画する筒状壁部の剛性は低く設定することができる。
【００１６】
また、前記のように液室を主ばね部とは独立に区画する、という場合に好ましいのは、中空コーン状の主ばね部の内周面には液室に臨む部位が存在しないようにすることであり（請求項３）、特に主ばね部と筒状壁部とがラップしていないことが好ましい。主ばね部と筒状壁部とがラップしていると、主ばね部の内周面は筒状壁部を介して間接的に液室に臨むことになるからである。
【００１７】
また、一般にゴムのような弾性体を内側部材と一体に成形するときには、主ばね部や筒状壁部以外にも、内側部材の端面を覆うような層が形成され、これが液室の底壁部となるが、この底壁部と主ばね部とはラップしていても、あまり問題にはならない。
【００１８】
好ましいのは、その底壁部の外周部が内側部材の端面の外周縁を越えて径方向外方に延び、そこで筒状壁部の端部に連繋することである（請求項４）。こうすると、外部からの振動入力によって内側部材と外筒部材とが主荷重方向に相対変位するときには、前記底壁部を撓ませて内側部材の端面が液室に対し侵入、退出するという、あたかもピストンのような往復作動が起きやすくなり（以下、内側部材のピストン作動という）、これにより受圧室の液体を効率良くオリフィス通路に流動させることができる。
【００１９】
その場合に、より好ましいのは、主バネ部を筒状壁部だけでなく前記底壁部ともラップさせないことであり、そうなるように両者間に環状の溝部を形成すれば（請求項５）、前記内側部材のピストン作動もより起きやすくなる。
【発明の効果】
【００２０】
以上、説明したように本発明は、主荷重入力方向に離間する内側部材と外筒部材とを中空コーン状の弾性体によって連結し、その内周側に液室やオリフィス通路を設けてなる液体封入式の防振装置において、前記弾性体の主ばね部の内周側にこれよりも薄肉の筒状壁部によって独立に液室を区画したことで、液体の流動による振動の吸収、減衰特性を主ばね部の影響を受けることなく設定することができ、両者を容易に最適化できるとともに、主ばね部を大型化しても徒に液量が多くなることはなく、無用の重量増やコストアップを回避することができる。
【００２１】
さらに、大きさの異なる防振装置において液室の構成部材を共通化することも可能になり、このことによってもコストの低減が図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００２３】
−防振装置の構成−
図１(a)は、本発明に係る液体封入式の防振装置の一実施形態である自動車用エンジンマウントＡの外観を示す。このエンジンマウントＡは、図示しない自動車のエンジン及び変速機（以下、両者をまとめてパワープラントという）と車体との間に介在されて、そのパワープラントの静荷重を支持するとともに、当該パワープラントからの振動を吸収し或いは減衰させて、車体への伝達を抑制する機能を有する。
【００２４】
この実施形態のエンジンマウントＡは、図示しないブラケット等を介してパワープラントに取り付けられるインナ金具１（内側部材）と、これをゴム弾性体２を介して下方から支持する円筒カップ状のアウタ金具３（外筒部材）とを備え、このアウタ金具３の下側外周における自動車の前側及び後側（以下、単に前側、後側という）には、それぞれ車体側に固定される一対の脚部３３，３３が取り付けられている。
【００２５】
同図(b)や図２に示すように、インナ金具１は、パワープラントの静荷重が入力する上下方向（軸線Ｚで示す）に延びる円柱状の本体部１０と、その上下の中間部から径方向外方に延びるつば部１１とを有している。図の例では、本体部１０の上部は上端に向かって縮径する円錐台状とされている。本体部１０の上端面には、パワープラント側のブラケットを締結するためのボルト穴が開口する場合もある。
【００２６】
前記ゴム弾性体２は、前記インナ金具１の本体部１０の外周からアウタ金具３の内周に亘って、下方に向かい徐々に拡径するように形成された中空コーン状の主ばね部２０を有している。この主ばね部２０の内周端面は、インナ金具１のつば部１１よりも下側でその本体部１０の外周面に加硫接着されている一方、外周端面はアウタ金具３の内周面に加硫接着されている。
【００２７】
アウタ金具３は、上方に開口するカップ状であり、その周壁部３０の上端が径方向外方に折り曲げられて、環状のフランジ３１が形成されている一方、周壁部３０の下端に連繋する底壁部３２の略中央には丸穴３２ａが開口していて、その周縁部には、以下に述べるように液室Ｆを区画するゴム弾性体２の円筒状壁部２１の下端が当接している。
【００２８】
すなわち、前記のように中空コーン状をなすゴム弾性体２の主ばね部２０の内周端近傍から下方に垂下するように、相対的に薄肉の（図の例では肉厚が主ばね部２０の１／４くらいの）円筒状壁部２１が形成されていて、その下端開口が蓋部材４によって閉ざされることにより、液室Ｆが形成されている。また、ゴム弾性体２には、円筒状壁部２１の上端に連繋するように円板状の底壁部２２が形成され、これがインナ金具１の本体部１０下端面を覆って液室Ｆの天井部を構成している。
【００２９】
図の例では底壁部２２の直径は、インナ金具１の下端面よりもやや大径とされていて、その最外周部がインナ金具１の下端面の外周縁を越えたところで主ばね部２０及び円筒状壁部２１に連繋している。換言すれば、円筒状壁部２１は、インナ金具１の下端面の外周縁付近から下方に延びていて、主ばね部２０とはラップしておらず完全に独立している。このため、主ばね部２０の内周面には液室Ｆに臨む部位は存在しない。
【００３０】
また、円筒状壁部２１の下部には環状の補強金具２３が埋設されていて、内周側に下方から嵌挿される蓋部材４及びオリフィス盤５を保持する一方で、こうして補強された円筒状壁部２１の下端部が、前記したようにアウタ金具３の底壁部３２における丸穴３２ａの周縁部に当接して支持されている。すなわち、エンジンマウントＡの組立工程においては図３に示すようにインナ金具１、ゴム弾性体２及び円筒状のアウタ金具３を一体化して、蓋部材４及びオリフィス盤５を組み付けた後に、アウタ金具３の下部を内方に絞り加工して底壁部３２を成形すればよい。
【００３１】
尚、図示しないが、前記のように円筒状壁部２１に下方から嵌挿した蓋部材４及びオリフィス盤５を保持するために、当該円筒状壁部２１を外周側から押圧して補強金具２３の一部を内周側に突出させ、この突出部によって保持力を高めるようにしてもよい。
【００３２】
前記蓋部材４は、樹脂製のリング部４０と、その下部に外周側を接着されたゴム製のダイヤフラム４１とからなる。リング部４０は上方に開口するコ字状断面を有し、その上にオリフィス盤５が載置されている。このオリフィス盤５が仕切体であり、液室Ｆを上側の受圧室ｆ１と下側の平衡室ｆ２とに仕切っている。また、オリフィス盤５の外周寄りの部位には円環状の通路が形成されていて、前記リング部材４０内に形成される通路と共に、受圧室ｆ１及び平衡室ｆ２を連通させるオリフィス通路Ｐを構成する。
【００３３】
また、前記のように蓋部材４に一的体に設けられたダイヤフラム４１は、平衡室ｆ２の底壁となり、その内周側の部分が図示のように常態では上に凸のお碗状となる一方、以下に述べるように受圧室ｆ１からの液体の流入を受けて上下に反転し、下に凸になることによって平衡室ｆ２の容積を大きく変化させるようになっている。
【００３４】
すなわち、パワープラントからの振動入力によってインナ金具１とアウタ金具３とが上下に相対変位し、オリフィス盤５よりも上側の受圧室ｆ１の容積が増減変化すると、平衡室ｆ２との間をオリフィス通路Ｐを介して液体が流通するようになり、この液体の流入、流出に伴い前記のようにダイヤフラム４１が変形して、平衡室ｆ２の容積を変化させるものである（体積補償）。
【００３５】
この際、本実施形態ではインナ金具１の本体部１０の下端面が受圧室ｆ１に対し上下に侵入及び退出する、というあたかもピストンのような往復作動を繰り返し（以下、ピストン作動という）、これにより受圧室ｆ１の液体が効率良くオリフィス通路Ｐを流通するようになる。また、液室Ｆを囲む円筒状壁部２１は、その下端部がアウタ金具３の底壁部３２に支持されていることから、前記ピストン作動に伴い樽状に膨出したり、反対にくびれたりするようになる。
【００３６】
尚、詳しい説明は省略するが、前記オリフィス盤５は、上下２枚の円板部材を組み合わせて円盤状としたもので、その内周側の部位にはゴム製の可動板５１が収容されている。可動板５１は、円板部材に設けられた複数の丸穴を介して受圧室ｆ１及び平衡室ｆ２の双方の液圧を受け、比較的周波数が高く振幅の小さな振動が入力すると上下に移動して、この振動を吸収するようになっている。
【００３７】
−作用・効果−
したがって、この実施形態に係る液封式のエンジンマウントＡ（防振装置）によると、従来までのものと同様に、インナ金具１とアウタ金具３とを連結するゴム弾性体２の主ばね部２０が変形することによって、エンジン等の振動を吸収するとともに、比較的低周波で大きな振動入力に対しては受圧室ｆ１の容積が変化して、平衡室ｆ２との間をオリフィス通路Ｐを介して液体が流動することにより、効果的に振動の吸収、減衰がなされる。
【００３８】
ここで、従来一般的な液封式のエンジンマウントでは、ゴム弾性体の主ばね部に囲まれて一体的に液室が設けられているため、主ばね部の特性と、液体の流動による振動の吸収、減衰特性とが互いに強く影響を及ぼし合うものであったが、この実施形態では、液室Ｆを主ばね部２０とは完全に独立して設けているから、液体の流動による振動の吸収、減衰特性を主ばね部２０の影響を受けることなく設定することができる。
【００３９】
よって、パワープラントの重量（静荷重）等に応じて主ばね部２０の大きさや形状、傾斜度合い等を最適化しながら、これによる影響を何ら受けることなく、例えばオリフィス通路Ｐにおいて液柱共振の起きる周波数を最適にチューニングすることができ、両者を容易に最適化できる。
【００４０】
また、液室Ｆの容積も主ばね部２０の影響を受けないから、例えばパワープラントの重量増に応じて主ばね部２０を大型化しても、徒に液量が多くなることはなく、無用の重量増やコストアップを招くこともない。しかも、異なるサイズのエンジンマウントにおいて液室Ｆを構成する蓋部材４やオリフィス盤５等を共通化することも可能になり、こうすればコストの大幅な低減が図られる。
【００４１】
尚、そうして主ばね部２０とは独立に設ける液室Ｆの円筒状壁部２１の肉厚を、この実施形態では主ばね部２０の１／４くらいにしているが、これは概ね半分以下に設定すればよく、１／３以下とするのがより好ましい。こうすれば、主バネ部２０において所要の支持剛性を確保しつつ、円筒状壁部２１の剛性は低く設定することができるからである。
【００４２】
また、前記のように液室Ｆを主ばね部２０から完全に独立させる必要はなく、例えば図４(a)に示すように、主ばね部２０の最内周部が液室Ｆの天井部である底壁部２２とラップしていてもよい。この例では、主ばね部２０の最内周部が底壁部２２と一体になっていて、見方によっては液室Ｆに臨んでいるとも言えるが、この部位はインナ金具１の鍔部１１の直下に位置し、液室Ｆの拡張ばね定数には殆ど影響を及ぼさない。
【００４３】
但し、より好ましいのは、主バネ部２０を円筒状壁部２１のみならず、底壁部２２にもラップさせないことであり、そのためには例えば同図(b)に示すように両者間に環状の溝部２３を形成することも考えられる。こうすれば、液室Ｆを主ばね部２０から完全に独立させることができるとともに、底壁部２２が撓みやすくなって、インナ金具１のピストン作動がよりスムーズに行われる。
【００４４】
また、前記実施形態では本発明の防振装置を、主荷重入力方向が上下方向である所謂縦置きのエンジンマウントＡに適用しているが、これに限らず、主荷重が横向きに入力するようなマウントやサスペンションブッシュ等にも適用できる。さらに、自動車用途に限定されることもない。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上、説明したように、本発明に係る液体封入式の防振装置は、液体の流動による振動の吸収、減衰特性を主ばね部とは独立に設定することができ、両者をそれぞれ容易に最適化できる上に、コストの低減が図られるものであり、自動車用のエンジンマウントとして好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】エンジンマウントの外観及びその内部を一部、切り欠いて示す斜視図である。
【図２】エンジンマウントの液室等、内部の構造を示す縦断面である。
【図３】エンジンマウントの組み立てを示す図２相当図である。
【図４】その他の実施形態に係る図２相当図である。
【符号の説明】
【００４７】
Ａ      エンジンマウント（液体封入式防振装置）
Ｆ      液室
ｆ１  受圧室
ｆ２  平衡室
Ｐ      オリフィス通路
Ｚ      主荷重入力方向の軸線
１      インナ金具（内側部材）
２      ゴム弾性体
２０  主ばね部
２１  円筒状壁部
２２  底壁部
２３  主バネ部と底壁部との間の溝部
３      アウタ金具（外筒部材）
５      オリフィス盤（仕切体）
【図１】
2010106891.tif 000003
【図２】
2010106891.tif 000004
【図３】
2010106891.tif 000005
【図４】
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