(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動入力時に本体ゴム弾性体の変形に基づいて圧力変動が惹起される主液室と、振動入力時に該主液室との間で相対的な圧力変動が生ぜしめられる副液室と、それら主液室と副液室との間での封入流体の流動を許容するオリフィス通路とを、備えた流体封入式防振装置において、
前記封入流体には、常温で大気圧の環境下において０．０３容積％以上の溶存ガスが含有されていると共に、
対水接触角が９０度以上とされた低接着エネルギー面が、前記主液室の内面に設けられていることを特徴とする流体封入式防振装置。
【請求項２】
前記封入流体における前記溶存ガスの含有量が、常温で大気圧の環境下において６１２００容積％以下である請求項１に記載の流体封入式防振装置。
【請求項３】
前記低接着エネルギー面が、前記主液室を構成する部材の表面に設けられた表面処理層によって形成されている請求項１又は２に記載の流体封入式防振装置。
【請求項４】
振動伝達系を構成する各一方の部材に取り付けられる第一の取付部材および第二の取付部材を前記本体ゴム弾性体で連結せしめて、該第二の取付部材で支持された仕切部材の一方の側に該本体ゴム弾性体で壁部の一部が構成された前記主液室を形成すると共に、該仕切部材の他方の側に前記副液室を形成し、更に、該仕切部材における該主液室に晒される面に前記低接着エネルギー面を設けた請求項１〜３の何れか一項に記載の流体封入式防振装置。
【請求項５】
前記低接着エネルギー面が、前記オリフィス通路の前記主液室への開口部から離れた位置に設けられている請求項１〜４の何れか一項に記載の流体封入式防振装置。
【請求項６】
前記主液室の内面に凹凸を有する流体滞留領域が設けられており、該流体滞留領域の内面に前記低接着エネルギー面が形成されている請求項１〜５の何れか一項に記載の流体封入式防振装置。
【請求項７】
前記主液室に開口する凹所形状をもって前記流体滞留領域が形成されている請求項６に記載の流体封入式防振装置。
【請求項８】
前記封入流体に晒されることでガス化する粉状体が該封入流体の収容領域に封入されており、該粉状体がガス化したものが前記溶存ガスとされている請求項１〜７の何れか一項に記載の流体封入式防振装置。
【請求項９】
前記粉状体からなる分散質が、前記封入流体中で溶融する固体状又はゲル状の分散媒で該分散質の表面を被覆することによって構成されたガス混入用複合体として、該封入流体の収容領域に封入されている請求項８に記載の流体封入式防振装置。
【請求項１０】
前記固体状又はゲル状の分散媒が、ゼラチンとペクチンと寒天の何れかである請求項８又は９に記載の流体封入式防振装置。
【請求項１１】
前記粉状体からなる分散質が、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、水酸化アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモニウムの少なくとも一つを含む請求項８〜１０の何れか一項に記載の流体封入式防振装置。
【請求項１２】
前記低接着エネルギー面において、前記主液室の圧力低下によるエアレーションで現出する気泡における前記封入流体中での対気泡接触角が９０度以上とされている請求項１〜１１の何れか一項に記載の流体封入式防振装置。
【請求項１３】
振動入力時に本体ゴム弾性体の変形に基づいて圧力変動が惹起される主液室と、振動入力時に該主液室との間で相対的な圧力変動が生ぜしめられる副液室と、それら主液室と副液室との間での封入流体の流動を許容するオリフィス通路とを、備えた流体封入式防振装置の製造方法であって、
前記主液室の内面の少なくとも一部において、対水接触角が９０度以上とされた低接着エネルギー面を形成する工程を含むと共に、
前記封入流体に晒されることでガス化する粉状体からなる分散質の表面が前記封入流体中で溶融する固体状又はゲル状の分散媒で被覆されてなるガス混入用複合体を準備する工程と、
該ガス混入用複合体を前記封入流体の収容領域に収容せしめると共に該収容領域に該封入流体を充填する工程と
を、含み、
該収容領域に充填された該封入流体内で該粉状体がガス化したものを該封入流体の溶存ガスとして０．０３容積％以上の濃度で含有せしめることを特徴する流体封入式防振装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車のエンジンマウント等に用いられる流体封入式防振装置に係り、特に衝撃的荷重等の入力に伴って発生するキャビテーションに起因する異音に対して効果的で且つ簡便な解決策を提供することができる技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、振動伝達系を構成する部材間に介装される防振連結体や防振支持体の如き防振装置の一種として、内部に封入された流体の流動作用に基づいた防振効果を利用する流体封入式防振装置が知られている。かかる流体封入式防振装置は、例えば特開２００５−３３７３４８号公報（特許文献１）に記載されているように、振動入力時に本体ゴム弾性体の変形に基づいて圧力変動が惹起される主液室と、振動入力時に該主液室との間で相対的な圧力変動が生ぜしめられる副液室とが、オリフィス通路で連通された構造とされる。そして、振動入力時に相対的な圧力変動が惹起される主液室と副液室との間でオリフィス通路を通じて流動せしめられる非圧縮性封入流体の流動作用に基づいて防振効果が発揮されるようになっている。
【０００３】
ところで、このような流体封入式防振装置では、衝撃的荷重の入力時に発生する異音や振動が問題になる場合がある。かかる異音等は、衝撃的荷重の入力で主液室の圧力が急激に低下して発生するキャビテーション気泡に起因すると考えられる。
【０００４】
このような問題に対して、特許４２６５６１３号公報（特許文献２）に記載されているように、主液室と平衡室との間にリリーフバルブ等を備えた短絡流路を設けて、主液室における過大な負圧を速やかに解消させる構造も提案されている。
【０００５】
しかしながら、リリーフバルブや短絡流路などを特別に形成する必要があり、部材点数の増加や構造の複雑化が避けられないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３３７３４８号公報
【特許文献２】特許４２６５６１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、衝撃的荷重等の入力に伴って発生するキャビテーションに起因する異音に対して効果的な解決策を提供することにあり、特に、基本的な設計が完了した後にキャビテーション異音が問題となった場合でも、基本的な防振性能への悪影響を可及的に回避しつつ、キャビテーション異音に対して簡便に対策することを可能とする新規な構造の流体封入式防振装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の特徴とするところは、振動入力時に本体ゴム弾性体の変形に基づいて圧力変動が惹起される主液室と、振動入力時に該主液室との間で相対的な圧力変動が生ぜしめられる副液室と、それら主液室と副液室との間での封入流体の流動を許容するオリフィス通路とを、備えた流体封入式防振装置において、前記封入流体には、常温で大気圧の環境下において０．０３容積％以上の溶存ガスが含有されていると共に、対水接触角が９０度以上とされた低接着エネルギー面が、前記主液室の内面に設けられている流体封入式防振装置にある。
【０００９】
本発明に従う構造の流体封入式防振装置では、常温で大気圧の環境下において０．０３容積％以上の溶存ガスが非圧縮性流体である液体中に溶存されていることから、衝撃的荷重の入力により主液室の圧力が大きく低下すると、所謂キャビテーションといわれる蒸気性キャビテーションが発生する以前に、気体性キャビテーションであるエアレーションの現象が発生して、液体に溶解していたガスが気泡となって表れる。そして、このエアレーション気泡が特に表れやすい主液室の壁面には、対水接触角が９０度以上とされた低接着エネルギー面が設けられていることから、現出した気泡が主液室の壁面上で拡張せずにレンズ状又は球状に近い形となる。その結果、主液室の圧力低下に際して気泡が一層安定して発現し且つ維持されて、かかる気泡が主液室における負圧の吸収軽減作用を発揮することとなり、主液室における著しい圧力低下が回避されることにより、キャビテーション（蒸気性キャビテーション）が防止されて、キャビテーションに起因する異音や振動が効果的に抑えられるのである。
【００１０】
特に、本発明では、主液室や副液室、オリフィス通路などの基本的構造に変更を加えることなく、例えば主液室を構成する部材の材質を変更したり、主液室に露呈される部材表面に処理を加えること等により、主液室の内面の少なくとも一部に低接着エネルギー面を設けることによって、キャビテーションに起因する異音等を低減することが可能になる。それ故、流体封入式防振装置の設計完了後の段階でも、基本的な防振性能への悪影響を可及的に回避しつつ、キャビテーション異音に対して簡便に対策することもできるのである。
【００１１】
ところで、本発明では、以下に記載の如き構成が、適宜にまた必要に応じて組み合わせて採用可能され得る。
【００１２】
すなわち、本発明では、前記封入流体における前記溶存ガスの含有量が、常温で大気圧の環境下において６１２００容積％以下である構成を採用することができる。常温で大気圧の環境下で６１２００容積％以下の溶存ガス含有量とすることにより、封入流体へのガス溶存が不必要に困難となることを回避できる。また、主液室の圧力低下が小さい場合にも不必要にガスが現出することに起因する、オリフィス通路の防振性能の低下を回避することも可能になる。
【００１３】
なお、本発明において、常温とは、少なくとも使用開始または製造工程において加熱や冷却を加えない状態の温度であって通常は２５℃とされる。また、大気圧とは、少なくとも使用開始または製造工程において加圧や減圧もしていない状態の圧力であって通常は標準大気圧とされる。
【００１４】
また、本発明では、前記低接着エネルギー面が、前記主液室を構成する部材の表面に設けられた表面処理層によって形成されている構成を、採用し得る。表面処理層で低接着エネルギー面を形成することにより、例えば部材の全体の材質を変更する場合等に比して容易に且つ効率的に本発明が実施可能とされる。なお、低接着エネルギー面を形成する表面処理は、例えば部材の表面に対して、対水接触角が９０度以上の物性を有する材質層を積層成形したり、別体成形後に積層固着すること等も可能であるが、部材の表面に皮膜コーティングしたり、表面処理することにより、目的とする低接着エネルギー面を簡単に形成することができる。具体的には、例えばフッ素樹脂のコーティングや、放射線の照射処理などによって、低接着エネルギー面を得ることも可能である。
【００１５】
さらに、本発明では、振動伝達系を構成する各一方の部材に取り付けられる第一の取付部材および第二の取付部材を前記本体ゴム弾性体で連結せしめて、該第二の取付部材で支持された仕切部材の一方の側に該本体ゴム弾性体で壁部の一部が構成された前記主液室を形成すると共に、該仕切部材の他方の側に前記副液室を形成し、更に、該仕切部材における該主液室に晒される面に前記低接着エネルギー面を設けた構成が、採用され得る。
【００１６】
主液室と副液室を仕切る仕切部材を採用し、かかる仕切部材に低接着エネルギー面を設けたことにより、低接着エネルギー面の形成が容易になると共に、低接着エネルギー面を設ける位置の設定自由度も大きくされ、低接着エネルギー面の面積も容易に確保することが可能になる。
【００１７】
また、本発明では、前記低接着エネルギー面が、前記オリフィス通路の前記主液室への開口部から離れた位置に設けられている構成を、採用可能である。オリフィス通路を通じての流体流動による大きな流体圧力の作用を避けることで、前述の如き主液室における溶存ガス気泡の現出と存続の安定化が図られて、目的とするキャビテーションによる異音等の低減効果がより安定して発揮され得る。
【００１８】
更にまた、本発明では、前記主液室の内面に凹凸を有する流体滞留領域が設けられており、該流体滞留領域の内面に前記低接着エネルギー面が形成されている構成を、採用することができる。流体滞留領域に低接着エネルギー面を形成することで、振動入力時に主液室内に惹起される流体流動の悪影響を抑えて、前述の如き主液室における溶存ガス気泡の現出と存続の安定化が図られ得る。これにより、溶存ガス気泡による、目的とするキャビテーションによる異音等の低減効果を一層安定して得ることが可能となる。
【００１９】
なお、かかる流体滞留領域は、例えば、前記主液室に開口する凹所形状をもって形成され得る。主液室に開口する凹所形状とすることで、主液室内の流体流動による悪影響を回避した領域に一層大きな面積を確保して低接着エネルギー面を形成することも可能となる。なお、かかる凹所形状の流体滞留領域は、本体ゴム弾性体の表面に形成したり、前述の仕切部材の表面に形成したりすることで、特別な部材の増加を伴うことなく簡単な構造で一層有利に実現可能となる。
【００２０】
また、本発明では、前記封入流体に晒されることでガス化する粉状体が該封入流体の収容領域に封入されており、該粉状体がガス化したものが前記溶存ガスとされている態様が採用され得る。このように封入流体への溶融等でガスを発生する物質を、固体や液体の状態で、溶媒に添加した構造を採用することで、大きなガス溶存量を容易に実現することも可能になる。
【００２１】
その際、前記粉状体からなる分散質が、前記封入流体中で溶融する固体状又はゲル状の分散媒で該分散質の表面を被覆することによって構成されたガス混入用複合体として、該封入流体の収容領域に封入されている態様が、一層好適である。このような複合体を採用することで、粉状体からなる分散質を容易に取り扱うことが可能となる。
【００２２】
なお、本発明においては、前記固体状又はゲル状の分散媒として、ゼラチンとペクチンと寒天の何れかが、特に好適に採用される。また、粉状体からなる分散質としては、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、水酸化アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモニウムの何れか単独からなるもの、もしくはそれらの複数が適宜に混合されたものが、好適に採用される。
【００２３】
さらに、本発明では、前記低接着エネルギー面において、前記主液室の圧力低下によるエアレーションで現出する気泡における前記封入流体中での対気泡接触角が９０度以上とされている構成を採用することが望ましい。主液室に現出する溶存ガス気泡の低接着エネルギー面における接触角が大きくされることにより、かかる気泡が球形に近くなって気泡内の圧力が維持され得て、液中で気泡が一層安定して存続することに主液室の圧力緩和作用がより効果的に発揮され得る。
【００２４】
また、本発明は、振動入力時に本体ゴム弾性体の変形に基づいて圧力変動が惹起される主液室と、振動入力時に該主液室との間で相対的な圧力変動が生ぜしめられる副液室と、それら主液室と副液室との間での封入流体の流動を許容するオリフィス通路とを、備えた流体封入式防振装置の製造方法であって、前記主液室の内面の少なくとも一部において、対水接触角が９０度以上とされた低接着エネルギー面を形成する工程を含むと共に、前記封入流体に晒されることでガス化する粉状体からなる分散質の表面が前記封入流体中で溶融する固体状又はゲル状の分散媒で被覆されてなるガス混入用複合体を準備する工程と、該ガス混入用複合体を前記封入流体の収容領域に収容せしめると共に該収容領域に該封入流体を充填する工程とを、含み、該収容領域に充填された該封入流体内で該粉状体がガス化したものを該封入流体の溶存ガスとして０．０３容積％以上の濃度で含有せしめる流体封入式防振装置の製造方法も、特徴とする。
【００２５】
このような本発明方法に従えば、キャビテーションに起因する異音等に対して低減効果を発揮し得る本発明に従う構造とされた流体封入式防振装置を製造するに際して、封入流体に対して所定量の溶存ガスを容易に含有させることが可能になって、目的とする流体封入式防振装置を一層容易に製造することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に従う構造とされた流体封入式防振装置では、エアレーションで主液室に現出する溶存ガス気泡が低接着エネルギー面上で効果的に維持されることにより、かかる気泡による負圧の吸収軽減作用が発揮されて、キャビテーションに起因する異音や振動が効果的に抑えられる。しかも、主液室に露呈する面の少なくとも一部に低接着エネルギー面を設けることで発明効果を得ることが出来ることから、流体封入式防振装置の設計完了後の段階でも基本的な防振性能への悪影響を回避しつつ、キャビテーション異音に対する対策が実現可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第一の実施形態としての流体封入式防振装置を示す縦断面図。
【図２】主液室に現出する溶存ガスのエアレーションによる気泡を説明するための説明図。
【図３】本発明の第二の実施形態としての流体封入式防振装置を示す縦断面図。
【図４】本発明の第三の実施形態としての流体封入式防振装置を示す縦断面図。
【図５】本発明の第四の実施形態としての流体封入式防振装置を示す縦断面図であって、図６におけるＶ−Ｖ断面に相当する断面図。
【図６】図５に示された流体封入式防振装置を構成する仕切部材を示す平面図。
【図７】図６に示された仕切部材の正面図。
【図８】図７におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図。
【図９】本発明の第五の実施形態としての流体封入式防振装置を示す縦断面図。
【図１０】流体封入式防振装置の防振特性を測定する試験装置を説明するための説明図。
【図１１】図１０に示された試験装置を用いて図１に示された構造の本発明品について測定した防振特性の結果としての振動入力時の主液室圧力を、比較例の測定結果とともに表すグラフ。
【図１２】図１０に示された試験装置を用いて図１に示された構造の本発明品について測定した防振特性の結果としての振動入力時の伝達荷重を、比較例の測定結果とともに表すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２９】
図１には、本発明に従う構造とされた流体封入式防振装置の第一の実施形態として、自動車用のエンジンマウント１０が示されている。エンジンマウント１０は、第一の取付部材１２と第二の取付部材１４が本体ゴム弾性体１６によって弾性連結された構造を有している。そして、第一の取付部材１２と第二の取付部材１４との一方がパワーユニット側に取り付けられると共に他方が車両ボデーに取り付けられることにより、自動車において車両ボデーに対してパワーユニットを防振支持するようになっている。なお、以下の説明中、上下方向とは、原則として図１中の上下方向であってエンジンマウント１０の中心軸である弾性主軸が延びる方向をいう。
【００３０】
より詳細には、第一の取付部材１２は、上下方向に延びる円形短柱形状を有しており、軸方向下端部分が下方に向かって小径化された逆円錐台形状とされている。中心軸上には、上端面に開口する固定ボルト穴１８が設けられており、この固定ボルト穴１８に螺着される固定ボルトによってパワーユニットに固着されるようになっている。
【００３１】
第二の取付部材１４は、上下方向に延びる大径の略円筒形状を有しており、例えば図示しない取付ブラケットを介して、車両ボデーに固着されるようになっている。また、第二の取付部材１４には、上端部近くに周溝状の括れ部２０が設けられていると共に、軸方向上側の開口周縁部にはフランジ部が一体形成されている。また、括れ部２０の周壁部は、上側開口部側に向かって次第に拡径するテーパ筒部とされている。そして、第二の取付部材１４の軸方向上方に離隔して、第一の取付部材１２が、略同一中心軸上に配置されており、第一の取付部材１２の逆円錐台形状の外周面と、第二の取付部材１４のテーパ筒部の内周面とが、互いに対向位置せしめられている。
【００３２】
さらに、本体ゴム弾性体１６は、略円錐台形状を有しており、その小径側端部の中央部分に第一の取付部材１２が埋入状態で固着されている一方、その大径側端部の外周面に第二の取付部材１４の上端部分の内周面が固着されている。そして、第一の取付部材１２の外周面と第二の取付部材１４の上端部の内周面との対向面間が、本体ゴム弾性体１６によって弾性的に連結されている。なお、本体ゴム弾性体１６は、第一及び第二の取付部材１２，１４を有する一体加硫成形品とされている。また、第二の取付部材１４の内周面には、略全面を覆うシールゴム層２２が、本体ゴム弾性体１６から軸方向下方に延び出すようにして本体ゴム弾性体１６と一体形成されている。
【００３３】
また、第二の取付部材１４の下側の開口部分には、可撓性膜としての薄肉ゴム製のダイヤフラム２４が配設されている。ダイヤフラム２４の外周面にはリング形状の嵌着金具２６が加硫接着されており、この嵌着金具２６が第二の取付部材１４の下側開口部分に嵌着固定されることにより、第二の取付部材１４の下側開口がダイヤフラム２４で流体密に封止されている。
【００３４】
これにより、第二の取付部材１４の内部には、本体ゴム弾性体１６とダイヤフラム２４との対向面間において、外部空間に対して密閉されて非圧縮性の封入流体が充填された液封領域が画成されている。
【００３５】
また、かかる液封領域には、仕切部材２８が収容配置されている。仕切部材２８は、何れも略円板形状の上仕切板３０と下仕切板３２が重ね合わされており、全体として所定厚さの円板形状を有している。この仕切部材２８は、第二の取付部材１４に対して嵌め込まれて軸方向中間部分で軸直角方向に広がる状態で組み付けられており、仕切部材２８の外周面が、第二の取付部材１４の内周面に対してシールゴム層２２を介して嵌着固定されている。
【００３６】
これにより、液封領域が、仕切部材２８によって上下両側に仕切られており、仕切部材２８の上方には、壁部の一部が本体ゴム弾性体１６で構成されて、振動入力時に本体ゴム弾性体１６の弾性変形に基づいて圧力変動が惹起される主液室３４が形成されている。また、仕切部材２８の下方には、壁部の一部がダイヤフラム２４で構成されて、容積変化が容易に許容されることで圧力変動が回避されて略大気圧に保たれる副液室３６が形成されている。
【００３７】
また、仕切部材２８には、外周部分を周方向に所定長さで延びるオリフィス通路３８が形成されており、主液室３４と副液室３６の間で、オリフィス通路３８を通じての流体流動が許容されるようになっている。なお、本実施形態では、上仕切板３０の外周部分において外周面に開口して周方向に一周弱の長さで延びる上溝４０と、下仕切板３２の外周部分において上面に開口して周方向に一周弱の長さで延びる下溝４２とが、各一方の周方向端部で相互に連通されることにより、全体として一周弱の長さで延びるオリフィス通路３８が形成されている。
【００３８】
特に本実施形態では、上仕切板３０の中央部分には、上方に向かって開口する大径の円形凹所４４が形成されている。また、オリフィス通路３８の主液室３４側の開口部４６が、円形凹所４４の外周側の厚肉部分において、上方に向かって開口形成されている。これにより、円形凹所４４は、オリフィス通路３８の開口部４６を外れた位置で、且つ、オリフィス通路３８の開口部４６の開口方向の延長線上からも外れた位置に形成されている。
【００３９】
さらに、本実施形態では、主液室３４に露呈される面である仕切部材２８の上面が、実質的に全面に亘って低接着エネルギー面４８とされている。この低接着エネルギー面４８は、対水接触角が９０度以上の面であって、例えば上仕切板３０を疎水性材料（非極性物質）で成形することによって実現することも可能であるが、好適には疎水性材料のコーティング層を上仕切板３０の表面に形成することによって低接着エネルギー面４８が形成され得る。このようにコーティング層を採用することで、上仕切板３０の材質の選択自由度が大きく確保されると共に、事後的な処理によって低接着エネルギー面４８を容易に得ることが可能になる。
【００４０】
なお、低接着エネルギー面４８を与えるコーティング層としては、例えば四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）や四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体樹脂（ＦＥＰ）、四フッ化エチレン・バーフロロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂（ＰＦＡ）、三フッ素化樹脂（ＰＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ＰＴＦＥ／ＰＦＡ複合塗料などのフッ素系樹脂やシリコーン樹脂が、優れた耐久性をもって良好な疎水性を与え得ることから、好適に採用される。特に、このようなフッ素系樹脂等は、撥水性と共に撥油性も発揮することから、本発明において一層好適に採用され得る。
【００４１】
すなわち、液封領域に充填された封入流体としては、一般に水の他、エチレングリコール、プロピレングリコール、アルキレングリコール、ポリアルキレングリコール等の有機溶剤からなる極性（親水性）の液体が採用されることとなり、かかる極性の液体を溶媒として更に極性の物質が溶質として必要に応じて添加されることが好ましい。しかし、要求特性によっては、かかる極性の液体に対して無極性（疎水性）の物質が添加されることもあり、何れの場合でも、更に無極性の溶媒を封入流体に採用する場合でも、フッ素系樹脂を用いることにより低接着エネルギー面４８を得ることが可能になる。
【００４２】
そして、本実施形態では、かかる封入流体として、常温で且つ大気圧の環境下で０．０３〜６１２００容積％の溶存ガスを含有するものが採用されている。溶存ガスとしては、空気の他、アンモニア、塩化水素、二酸化炭素、一酸化窒素、酸素、一酸化炭素、水素、窒素、ネオン、ヘリウムからなる群から選択される少なくとも一つが好適に採用される。特に、空気、又は空気よりも親水性の大きい溶存ガスが、好適に採用されることとなり、それにより、極性の液体を封入流体とする場合における溶媒への親和性の向上と共に、低接着エネルギー面４８に対する気泡の接触角を大きくして気泡を球状に近づけて消失し難くする作用にも有利となる。
【００４３】
また、溶存ガスの含有量を大きくすることは、キャビテーション防止に有効であることから、提供される封入流体において、常温で且つ大気圧の環境下で自然に溶存するガス含有量を越えて更に大きなガス溶存量を設定することが望ましい。具体的には、例えば常温で且つ大気圧の環境下で０．１０容積％以上の溶存ガスを含有する封入流体が好適に採用され得る。
【００４４】
ここにおいて、大きなガス溶存量を容易に実現するには、ガスを発生する物質を、固体や液体の状態で、溶媒に添加することも有効である。具体的には、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、水酸化アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモニウムの粉状体（粉末や粉体）が好適であるが、その他、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、次亜塩素酸ナトリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、ドライアイスおよび過酸化カルシウムからなる群から選択される少なくとも一つの発泡性又は無発泡性の粉状体が、添加物として採用され得る。また、塩化アンモニウムとあわせて水酸化カルシウムを添加することで、溶媒中で容易にアンモニアが発生することから、アンモニアを溶媒に溶存することも可能である。
【００４５】
上述の如き構造とされたエンジンマウント１０においては、車両への装着状態下で第一の取付部材１２と第二の取付部材１４との間に主として上下方向の振動が入力されると、主液室３４と副液室３６の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３８を通じての流体流動が生ぜしめられる。そして、オリフィス通路３８を流動する流体の共振作用などを利用して、例えばエンジンシェイクに対する高減衰効果などの目的とする防振効果が発揮されることとなる。
【００４６】
ところで、車両の段差乗り越え等に際して衝撃的荷重がエンジンマウント１０に入力されると、主液室３４に過大な圧力変化が急激に発生し、それに起因するキャビテーションによる異音等が問題になり易い。ここにおいて、本実施形態のエンジンマウント１０では、封入流体に溶存ガスが含有されていることから、キャビテーションに至る前にエアレーションが発生して溶存ガスの気泡が現出せしめられる。
【００４７】
そして、この現出した気泡によって主液室３４の圧力変化量が吸収されて緩和されることから、主液室３４の著しい圧力低下が軽減されることとなり、その結果、キャビテーションが防止され、ひいてはキャビテーションに起因すると解される異音や振動の低減効果が発揮されることとなる。特に本実施形態のエンジンマウント１０では、溶存ガスの気泡が現出し易い主液室３４の内面において、対水接触角の大きい低接着エネルギー面４８が形成されていることにより、かかる低接着エネルギー面４８上に現出した気泡が一層効果的に維持されて、主液室３４の圧力変化の緩和によるキャビテーション防止効果が一層安定して発揮されるのである。
【００４８】
すなわち、図２（ａ）に示されているように、低接着エネルギー面４８上に現出した気泡５０について、その接触角θは、低接着エネルギー面４８の物性および表面状態に応じた値とする。そして、本実施形態では、対水接触角を９０度以上としたことにより、撥水性が付与された低接着エネルギー面４８とされていることで、かかる気泡５０の接触角θも大きくされる。特に好適には、封入流体中における低接着エネルギー面４８上の気泡５０の接触角θが９０度以上となるように設定される。
【００４９】
その結果、低接着エネルギー面４８上に発現した気泡５０が、レンズ状又は球状に近い形とされて、例えば図２（ｂ）示されているように接触角θ′が小さくて扁平な拡張形状の気泡５０′に比して、現出した気泡５０が安定して維持され易くなる。なお、図２（ａ）に示すレンズ状又は球状に近い形の気泡５０では、図２（ｂ）の如き扁平な拡張形状の気泡５０′に比して、主液室３４の圧力変動に際しても消失し難く、安定して維持され易いことの理由は、例えば図２（ｃ）に示されているように、次式で表されるヤング・ラプラスの式から求められる気泡内部圧力Ｐｉと外部圧力Ｐｏおよび気泡表面の界面張力と気泡形態から定まるΔＰとの関係が、下式のように示されるときに気泡５０は維持、成長しやすくなる。
Ｐｉ  ＞  Ｐｏ  ＋  ΔＰ
ΔＰ＝γ（１／ｒ１＋１／ｒ２）
但し、γは界面張力であり、ｒ１，ｒ２は楕円の主曲率半径であって、球形の場合にはｒ１＝ｒ２＝最小値となる。
そのため、気泡５０は、球状に近いほうが表面積が小さくなることで外部圧力の作用面積が小さくなって気泡５０に作用する総合的な外圧が抑えられることなどによるものと推定される。
また、低接着エネルギー面４８の臨界界面張力が低いことも寄与しているものと推定される。
【００５０】
そして、このような理論が正しいことは、エンジンマウントの透明モデルを用いた加振実験での気泡の発生と消失の状況を目視することによって確認できている。加えて、後述する実験データからも、気泡５０が維持されることによって、気泡５０による主液室３４の圧力変化の緩和によるキャビテーション防止効果を確認することができる。
【００５１】
また、本実施形態では、気泡５０が付着状態で発現保持される低接着エネルギー面４８が、オリフィス通路３８の主液室３４への開口部４６を外れた位置で、且つ、オリフィス通路３８の開口部４６を通じての流体流出入方向を外れた領域に形成されていると共に、かかる低接着エネルギー面４８が、主液室３４に開口する凹所形状をもって形成されていることから、振動入力時に主液室３４に生ぜしめられる流体流動の影響が回避されて、流体の滞留領域において気泡５０が一層安定して維持され得ることとなる。即ち、気泡５０が低接着エネルギー面４８を離れると、複数の気泡５０が相互に結合して大きくなるおそれがあり、大きくなった気泡の消失時に発生する衝撃が異音等として新たな問題を惹起するおそれもあるが、低接着エネルギー面４８上に気泡５０が保持されることにより、そのような問題も効果的に回避され得る。
【００５２】
ところで、低接着エネルギー面４８は、主液室３４に晒される面において任意の位置に任意の形状や大きさ、数等を持って形成することが可能であり、例えば、オリフィス通路３８の内面や副液室３６の内面にまで広がって形成されていても良い。
【００５３】
具体的には、例えば第二の実施形態として図３に示されたエンジンマウント５０のように、仕切部材２８において主液室３４に開口するカップ状凹凸５１を設けて、仕切部材２８の上面中央領域に小さな中央凹所５２を形成すると共に、この中央凹所５２を滞留領域として、中央凹所５２の内面を低接着エネルギー面４８としても良い。なお、以下の実施形態において、第一の実施形態と同様な構造とされた部材および部位については、第一の実施形態と同一の符号を図中に付することにより、それらの詳細な説明を省略する。
【００５４】
本実施形態では、上方に向かって開口するオリフィス通路３８の主液室３４への開口部よりも下方に位置して、且つ、軸直角方向でも、オリフィス通路３８の開口部から充分に離れた位置に開口する凹所をもって、滞留領域が形成されることから、低接着エネルギー面４８に発現した気泡が、主液室３４内の流体流動による悪影響を殆ど受けることなく、一層効果的に維持され得る。
【００５５】
また、例えば第三の実施形態として図４に示されているように、中央凹所５２の内面と、その外周側に形成される凹所４４の内面とを、何れも、低接着エネルギー面４８として、滞留領域の構造をもって形成しても良い。これにより、一層大きな面積をもって低接着エネルギー面４８を形成することが可能になる。
【００５６】
さらに、図５には、本発明の第四の実施形態としてのエンジンマウント６０が示されている。本実施形態のエンジンマウント６０は、第一の実施形態のエンジンマウント１０に比して、仕切部材２８に形成されたオリフィス通路の別態様を、滞留領域としての凹所の別態様と併せて、採用したものである。
【００５７】
具体的には、本実施形態の仕切部材２８は、図６〜８にも単体図が示されているように、上仕切板３０における上溝４０が周方向に一周以下の長さで延びており、上溝４０の周方向両端部間の該上溝４０が形成されていない部分に凹所６２が形成されている。なお、上溝４０の周方向両端部は、第一の実施形態と同様に、下溝４２と主液室３４との各一方に接続されてオリフィス通路３８を形成している。
【００５８】
この凹所６２は、上溝４０に対して連通しておらずにオリフィス通路３８から独立して形成されている。また、凹所６２は、主液室３４に開口せしめられて、凹所６２の内部を含んで主液室３４が形成されており、凹所６２の内面が主液室３４の内面の一部を構成している。そして、この凹所６２の内面が低接着エネルギー面６４とされている。なお、本実施形態では、第一の実施形態と同様に、仕切部材２８の上面中央部分に形成された大径の円形凹所４４の内面も低接着エネルギー面４８とされている。
【００５９】
さらに、凹所６２は、上方に向かって主液室３４に開口している一方、オリフィス通路３８の主液室３４への開口部４６が、円形凹所４４の外周壁を貫通して軸直角方向に向かって形成されている。これにより、オリフィス通路３８の主液室３４への開口方向を外れた位置に、凹所６２の開口部が形成されて、オリフィス通路３８の開口部４６を通じて流動せしめられる流体圧力の凹所６２への影響が軽減されて凹所６２内に滞留領域が効果的に形成されるようになっている。特に本実施形態では、図８の断面図に示すように、マウント中心軸周りの周方向において、凹所６２が、オリフィス通路３８の開口部４６に対して９０度以内の領域に形成されており、それによって、オリフィス通路３８の主液室３４への流体流出入方向を略完全に外れた位置に凹所６２が開口形成されている。
【００６０】
従って、本実施形態のエンジンマウント６０では、凹所６２により、主液室３４内の流体流動による悪影響が一層回避され得る態様をもって低接着エネルギー面６４が形成されており、それ故、この低接着エネルギー面６４上に現出する気泡に基づいて、主液室３４の圧力変化の緩和によるキャビテーション防止効果が一層効果的に発揮され得るのである。
【００６１】
また、図９には、本発明の第五の実施形態としてのエンジンマウントが示されている。本実施形態のエンジンマウントは、第一の実施形態のエンジンマウント１０において、封入流体への溶存ガスを特定の添加構造をもって実現したものである。
【００６２】
具体的には、本実施形態では、エンジンマウント１０の製造工程において、ガス混入用の複合体６６が液封領域に収容されることにより、かかる複合体６６が封入流体中に浸漬された初期構造とされる。かかる複合体６６は、封入流体への浸漬によって分解や溶融して実質的に消失する固体やゲル状の分散媒に対して、封入流体に晒されることによって溶解して発泡又は無発泡でガスを生成する粉末又は粉体状の分散質を内包させた複合構造とされている。なお、本発明において分散とは、分散質である粉末の大きさや、分散媒中での分散質の散在又は偏在の状態等に拘わらず、分散質が表面を分散媒で覆われた状態で複合体６６の内部に含有された状態を言う。
【００６３】
なお、複合体６６における分散媒としては、例えばゼラチンやペクチン、寒天などが採用され得るが、特にペクチンや寒天などの常温では溶融し難くゲル状に維持されるものが好適である。また、複合体６６における分散質としては、例えば塩化アンモニウムや硫酸アンモニウムなどが採用され得る。そして、かかる分散質が分散媒で表面をコーティングされた状態で複合体６６が構成されることから、ガスを生成する粉末又は粉体状の分散質を、ブロック状態として容易に取り扱うことが可能となる。また、所定大きさの複合体６６の一つに含まれる分散質の量を予め規定しておくことにより、目的するガス量を、封入流体に対して精度良く且つ容易に含有させることが可能となり、目的とするエンジンマウント１０を安定して製造することができる。
【００６４】
すなわち、本実施形態のエンジンマウントは、例えば第一及び第二の取付部材１２，１４を含む本体ゴム弾性体１６の一体加硫成形品を封入流体中に浸漬せしめて、別途に準備した仕切部材２８とダイヤフラム２４を、かかる封入流体中で順次に本体ゴム弾性体１６の一体加硫成形品に嵌め入れて組み付け、その後、第二の取付部材１４の下側開口部分を絞り加工して封止することにより、封入流体の充填と共にエンジンマウント１０を製造することができる。その際、例えば仕切部材２８やダイヤフラム２４の組付前に、本体ゴム弾性体１６の一体加硫成形品の内部に対して上述の如き複合体６６を収容することにより、図９に示されている本実施形態のエンジンマウント１０を得ることが出来る。
【００６５】
このようにして製造されたエンジンマウントでは、製造完了時には、図９に示されているように複合体６６が主液室３４に収容されているが、その後の時間経過等に伴って、複合体６６の分散媒が溶融等して分散質が封入流体に晒されることとなる。これにより、密閉構造とされた液封領域において分散質がガス化して溶存ガスとして封入流体中に含有せしめられることとなる。
【００６６】
従って、このようなエンジンマウントの製造方法に従えば、液封領域に充填された封入流体中に溶存ガスを容易に且つ精度良く含有させることが可能になり、目的とする本発明に従うエンジンマウントを一層安定して製造することができる。
【００６７】
因みに、本発明の効果を確認するために、第一の実施形態に従う構造とされたエンジンマウント１０を製作し、かかるエンジンマウント１０を、図１０に示されている如き試験装置６８にセットして防振特性を実測した。かかる試験装置６８は、ベース部材７０と加振具７２との間にエンジンマウント１０をセットして、エンジンマウント１０を介して加振具７２からベース部材７０に伝達される伝達荷重を荷重センサ７４で検出するようになっている。なお、荷重センサ７４による検出信号は、バイパスフィルタ（５００Ｈｚ）を通して対象振動数域の振動荷重を検出した。また、かかる実験に際しては、主液室３４内に圧力センサを設置して、加振具７２の加振変位に対する伝達荷重の変化と併せて主液室３４内の圧力変化も実測した。得られた結果を、以下［表１］に示すと共に、［表１］中の実施例７と比較例１における測定結果を図１１，１２に併せ示す。
【００６８】
【表１】
0005876370.tif 000002
【００６９】
これらの測定結果から、本発明に従って常温常圧下で０．０３容積％以上の溶存ガスを含有させた封入流体を用いると共に、対水接触角を９０度以上とする低接着エネルギー面を主液室に設けることにより、過大な振動荷重の入力時における主液室の圧力低下を軽減することが出来て、衝撃荷重による異音等の発生が抑えられることがわかる。なお、実施例５，９で採用した、封入流体中で溶存ガスを発生する塩化アンモニウムの粉末の量（重量％）は、気体の容積％に換算すると、何れも、２３０容積％となる。また、このような測定結果を含めて更なる検討を加えた結果、本発明においては、溶存気体量を１００容積％以上にすることが望ましく、それによって、キャビテーションに起因する伝達荷重を、従来構造品に比して３割以下に抑えることが可能となる。
【符号の説明】
【００７０】
１０，５０，６０：エンジンマウント
１２：第一の取付部材
１４：第二の取付部材
１６：本体ゴム弾性体
２８：仕切部材
３４：主液室
３６：副液室
３８：オリフィス通路
４６：（オリフィス通路の主液室への）開口部
４４，５２，６２：凹所
４８，６４：低接着エネルギー面
６６：（ガス混入用の）複合体６６
【図１】
0005876370.tif 000003
【図２】
0005876370.tif 000004
【図３】
0005876370.tif 000005
【図４】
0005876370.tif 000006
【図５】
0005876370.tif 000007
【図６】
0005876370.tif 000008
【図７】
0005876370.tif 000009
【図８】
0005876370.tif 000010
【図９】
0005876370.tif 000011
【図１０】
0005876370.tif 000012
【図１１】
0005876370.tif 000013
【図１２】
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