(57)【要約】本発明は、振動発生部および振動受部のうちのいずれか一方に連結される筒状の第１取付け部材（１１）、および他方に連結される第２取付け部材（１２）と、これら両取付け部材を弾性的に連結する弾性体（１３）と、液体（Ｌ）が封入された第１取付け部材（１１）内の液室（１９）を、弾性体（１３）を壁面の一部とする主液室（１４）と、副液室（１５）と、に区画する仕切り部材（１６）と、を備えるとともに、仕切り部材（１６）に、主液室（１４）と副液室（１５）とを連通する制限通路（２４）が形成された液体封入型の防振装置（１０）であり、制限通路（２４）には、主液室（１４）側と副液室（１５）側とを連通するように並列に配置された多数の細孔（３１）を有する多孔体（２８）が配設されている。
2016027606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動発生部および振動受部のうちのいずれか一方に連結される筒状の第１取付け部材、および他方に連結される第２取付け部材と、
これら両取付け部材を弾性的に連結する弾性体と、
液体が封入された前記第１取付け部材内の液室を、前記弾性体を壁面の一部とする主液室と、副液室と、に区画する仕切り部材と、を備えるとともに、
前記仕切り部材に、前記主液室と前記副液室とを連通する制限通路が形成された液体封入型の防振装置であって、
前記制限通路には、多数の細孔を有する多孔体が配設されており、
前記細孔は、前記主液室側と前記副液室側とを連通するように並列に配置されている防振装置。
【請求項２】
前記細孔は、前記主液室側に向かうに従い漸次縮径している請求項１記載の防振装置。
【請求項３】
前記多孔体は、前記制限通路における前記主液室側の開口部に配設されている請求項１に記載の防振装置。
【請求項４】
前記多孔体は、前記制限通路における前記主液室側の開口部に配設されている請求項２に記載の防振装置。
【請求項５】
前記多孔体は、前記制限通路の流路の少なくとも中央に配置されている請求項１〜４に記載の防振装置。
【請求項６】
主液室および副液室を連通する部材を有する液体封入型の防振装置におけるキャビテーション崩壊に起因する異音の発生を抑制する方法であって、
前記主液室側および前記副液室側とを連通する部材には制限通路が形成されており、
前記制限通路には、多数の細孔を有する多孔体が配設され、
前記細孔は、前記主液室側および前記副液室側とを連通するように、互いに並列に配置され、
液体が前記多孔体を通過することによって、前記液体が前記主液室に流入する際の前記液体中の気泡の成長を抑制する、異音の発生を抑制する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車や産業機械等に適用され、エンジン等の振動発生部の振動を吸収および減衰する防振装置に関する。
本願は、２０１４年８月２０日に、日本に出願された特願２０１４−１６７２７３号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
この種の防振装置として、従来、振動発生部および振動受部のうちの一方に連結される筒状の第１取付け部材、および他方に連結される第２取付け部材と、これらの両取付け部材を連結する弾性体と、液体が封入された第１取付け部材内の液室を主液室と副液室とに区画する仕切り部材と、を備える構成が知られている。仕切り部材には、主液室と副液室とを連通する制限通路が形成されている。この防振装置では、振動入力時に、両取付け部材が弾性体を弾性変形させながら相対的に変位し、主液室の液圧を変動させて制限通路に液体を流通させることで、振動を吸収および減衰している。【０００３】
ところで、この防振装置では、例えば路面の凹凸等から大きな荷重（振動）が入力され、主液室の液圧が急激に上昇した後、弾性体のリバウンド等によって逆方向に荷重が入力されたときに、主液室が急激に負圧化されることがある。すると、この急激な負圧化により液中に多数の気泡が生成されるキャビテーションが発生し、さらに生成した気泡が崩壊するキャビテーション崩壊に起因して、異音が生じることがある。
そこで、例えば下記特許文献１に示される防振装置のように、制限通路内に弁体を設けることで、大きな振幅の振動が入力されたときであっても、主液室の負圧化を抑制する構成が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】日本国特開２０１２−１７２８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の防振装置では、弁体が設けられることで構造が複雑になり、弁体のチューニングも必要となるため、製造コストが増加するなどの課題がある。また、弁体を設けることで設計自由度が低下し、結果として防振特性が低下する可能性もある。【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされ、簡易な構造で防振特性を低下させることなく、キャビテーション崩壊に起因する異音の発生を抑えることができる防振装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明の防振装置は、振動発生部および振動受部のうちのいずれか一方に連結される筒状の第１取付け部材、および他方に連結される第２取付け部材と、これら両取付け部材を弾性的に連結する弾性体と、液体が封入された第１取付け部材内の液室を、弾性体を壁面の一部とする主液室と、副液室と、に区画する仕切り部材と、を備えるとともに、仕切り部材に、主液室と副液室とを連通する制限通路が形成された液体封入型の防振装置であって、制限通路には、主液室側と副液室側とを連通するように並列に配置された多数の細孔を有する多孔体が配設されている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る防振装置によれば、簡易な構造で防振特性を低下させることなく、キャビテーション崩壊に起因する異音の発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る防振装置の縦断面図である。
【図２】仕切り部材の平面図である。
【図３】細孔を説明するための多孔板の要部縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係る防振装置の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図１は本実施形態における防振装置１０を軸心Ｏに沿って切断した縦断面図、図２は仕切り部材の平面図、図３は細孔を説明するための多孔板の要部縦断面図である。
なお、図１に示す符号Ｏは防振装置１０の中心軸線を示しており、以下、単に「軸心Ｏ」と記す。また、軸心Ｏに沿った方向を「軸方向」とし、軸心Ｏ回りの方向を「周方向」とする。
【００１１】
図１に示すように防振装置１０は、振動発生部および振動受部のいずれか一方に連結される筒状の第１取付け部材１１と、振動発生部および振動受部のいずれか他方に連結される第２取付け部材１２と、これらの第１取付け部材１１、第２取付け部材１２同士を弾性的に連結する弾性体１３と、第１取付け部材１１内を後述する主液室１４と副液室１５とに区画する仕切り部材１６と、を備えている。なお、これらの各部材はそれぞれ、平面視した状態で円形状若しくは円環状に形成されるとともに、軸心Ｏと同軸に配置されている。また、以下では、軸方向に沿う第２取付け部材１２側を上側、仕切り部材１６側を下側という。
【００１２】
この防振装置１０が例えば自動車に装着される場合、第２取付け部材１２が振動発生部としてのエンジンに連結され、第１取付け部材１１が振動受部としての車体に連結される。これにより、エンジンの振動が車体に伝達することが抑えられる。
【００１３】
第２取付け部材１２は、軸方向に延びる柱状部材であり、下端部が半球面状に形成されるとともに、この半球面状の下端部より上方に鍔部１２ａを有している。この第２取付け部材１２の上部には、その上端面から下方に向かって延びるねじ孔１２ｂが穿設され、このねじ孔１２ｂにエンジン側の取付け具となるボルト（図示せず）が螺合される。また、この第２取付け部材１２は、弾性体１３を介して、第１取付け部材１１の上端開口部側に配置されている。
【００１４】
弾性体１３は、第１取付け部材１１の上端開口部と第２取付け部材１２の下端側外周面とにそれぞれ加硫接着されて、これらの間に介在させられたゴム体であって、第１取付け部材１１の上端開口部を上側から閉塞している。この弾性体１３は、その上端部が第２取付け部材１２の鍔部１２ａに当接することで、第２取付け部材１２に充分に密着し、第２取付け部材１２の変位により良好に追従する。また、弾性体１３の下端部には、第１取付け部材１１の内周面と下端面の一部とを液密に被覆するゴム膜１７が一体形成されている。なお、弾性体１３としては、ゴム以外にも合成樹脂等からなる弾性体を用いることも可能である。
【００１５】
第１取付け部材１１は、下端部にフランジ１８を有した円筒状であり、フランジ１８を介して振動受部としての車体等に連結される。この第１取付け部材１１は、その上端開口部が弾性体１３によって閉塞され、その下方に液室１９を形成している。本実施形態では、第１取付け部材１１の下端の開口部側に仕切り部材１６が設けられ、さらにこの仕切り部材１６の下方にダイヤフラム２０が設けられている。
【００１６】
ダイヤフラム２０は、ゴムや軟質樹脂等の弾性材料からなる有底円筒状であり、上部の開口端が仕切り部材１６に形成された円環状の取付け溝１６ａに液密に係合し、その状態で上端外周部がリング状の保持具２１によって仕切り部材１６側に押さえられている。
仕切り部材１６にはその外周にフランジ部２２が形成されており、このフランジ部２２に保持具２１が当接させられている。
【００１７】
上記のような構成に加えて、第１取付け部材１１の下端開口縁に、仕切り部材１６のフランジ部２２、保持具２１がこの順に当接させられ、複数のねじ２３によって固定されたことにより、ダイヤフラム２０は仕切り部材１６を介して第１取付け部材１１の下端開口部に取り付けられている。なお、ダイヤフラム２０は、本実施形態ではその底部が、外周側で深く中央部で浅い形状になっている。ただし、ダイヤフラム２０の形状は、このような形状以外にも、従来公知の種々の形状を採用することができる。
【００１８】
そして、このように第１取付け部材１１に仕切り部材１６を介してダイヤフラム２０が取り付けられたことにより、第１取付け部材１１内に液室１９が形成されている。液室１９は、第１取付け部材１１内、すなわち平面視において第１取付け部材１１の内側に配設され、弾性体１３とダイヤフラム２０との間に液密に閉塞した状態に設けられている。そして、この液室１９には、液体Ｌが封入（充填）されている。
【００１９】
このような液室１９は、仕切り部材１６によって主液室１４と副液室１５とに区画されている。主液室１４は、弾性体１３の下端面１３ａを壁面の一部として形成されたもので、この弾性体１３と第１取付け部材１１の内周面を液密に覆うゴム膜１７と仕切り部材１６とによって囲まれた空間であり、弾性体１３の変形によって内容積が変化する。副液室１５は、ダイヤフラム２０と仕切り部材１６とによって囲まれた空間であり、ダイヤフラム２０の変形によって内容積が変化する。このような構成からなる防振装置１０は、主液室１４が鉛直方向上側に位置し、副液室１５が鉛直方向下側に位置するように取り付けられて用いられる、圧縮式の装置である。
【００２０】
仕切り部材１６には、その主液室１４側の上面に、ゴム膜１７の下端部を液密に保持する保持溝１６ｂが形成されており、これによってゴム膜１７と仕切り部材１６との間が液密に閉塞されている。また、仕切り部材１６には、主液室１４と副液室１５とを連通する制限通路２４が設けられている。
【００２１】
制限通路２４は、図１、図２に示すように仕切り部材１６の外周面側に形成された周溝２５と、この周溝２５と副液室１５とを連通させる連通口２６（図２参照）と、周溝２５における主液室１４側の端部に連通する案内部２７とを備えている。周溝２５は、図２に示すように仕切り部材１６の外周面側において、周方向に沿ってほぼ半周に亘って形成され、一端側に副液室１５に連通する連通口２６が形成されている。したがって、この連通口２６は、制限通路２４における副液室１５側の開口部となっている。また、この周溝２５の他端側には、図１に示すように主液室１４側に開口する平面視略円形状の案内部２７が形成されている。
【００２２】
案内部２７は、主液室１４側に円形状に開口した凹部であり、したがってこの案内部２７の開口部が、制限通路２４における主液室１４側の開口部となっている。案内部２７において、流路は制限通路２４の他の部分よりも拡径している。すなわち、案内部２７の径は制限通路２４における最大径となっている。この案内部２７には、その主液室１４側の開口部に多孔板（多孔体）２８が嵌め込まれ、ねじ止めされている。多孔板２８は、円盤状であり、金属や樹脂によって形成されており、案内部２７の開口縁部に当接してねじ止めされるフランジ部２９と、案内部２７の開口部に嵌合して案内部２７を覆う蓋部３０と、を有している。また、図２に示すように、多孔体２８は、制限通路２４の流路断面の少なくとも中央部分に、より好ましくは流路断面の全域に亘って配置されているため、制限通路２４を流れる流体は必ず多孔体２８を通過する構成となっており、蓋部３０には、多数の細孔３１が並列に形成配置されている。
【００２３】
これら細孔３１は、円形の開口を有しており、主液室１４側と副液室１５側とをそれぞれに連通するように配置されている。すなわち、これら細孔３１は、円形の蓋部３０全体にほぼ均一に配置されるように千鳥状に配置されており、それぞれの中心軸が軸方向に沿うように形成されている。各細孔３１は、本実施形態では図３に示すように、案内部２７側から主液室１４側に向かうに従って漸次縮径する、テーパ形状に形成されている。これら細孔３１の１つあたりの断面積は、好ましくは２５ｍｍ２（開口径５．６ｍｍ）以下、より好ましくは１７ｍｍ２（開口径４．６ｍｍ）以下であってもよい。一例として、これら細孔３１は、長さが２ｍｍ程度、主液室１４側の開口径が１．２ｍｍ程度、図３中に示すテーパ角θが３０°程度に形成されている。ただし、これらの寸法は、防振装置１０の大きさ等に応じて適宜に変更される。
【００２４】
そして、本実施形態では、このような多孔板２８における細孔３１の、最小径となる側の開口面積の総和、すなわち主液室１４側の開口面積の総和が、制限通路２４の流路断面積の最小値に対して半分以上となっている。このように細孔３１の開口面積の総和を、制限通路２４の流路断面積の最小値に対して半分以上とすることで、液体Ｌが多孔板２８を通過する際の抵抗が極端に大きくなることが抑えられる。したがって防振装置１０による振動の減衰性能が所望の性能に維持される。
【００２５】
なお、本実施形態では、制限通路２４の流路断面積が最小値となる周溝２５に比べ、流路断面積が充分に大きい案内部２７の開口部に多孔板２８が設けられているため、この多孔板２８に多数形成された細孔３１の開口面積の総和は、上記の流路断面積が最小値となる周溝２５の流路断面積とほぼ同等、もしくはこれに近い面積となっている。したがって、本実施形態の防振装置１０は、従来の防振装置による振動の減衰性能と同等の減衰性能が得られる。
【００２６】
このような構成からなる防振装置１０では、振動入力時に、両取付け部材１１、１２が弾性体１３を弾性変形させながら相対的に変位する。すると、主液室１４の液圧が変動し、主液室１４内の液体Ｌが制限通路２４通って副液室１５に流入し、また、副液室１５内の液体Ｌが制限通路２４を通って主液室１４に流入する。すなわち、副液室１５内の液体Ｌの一部が主液室１４に戻る。
【００２７】
その場合に、特に副液室１５内の液体Ｌが制限通路２４を通って主液室１４に戻る際、主液室１４が負圧化されることによって例えば制限通路２４内で液体Ｌの蒸気圧が低下し、液体Ｌが一部蒸発して気泡が生成する。しかし、本実施形態では、制限通路２４における主液室１４側の開口部に多孔板２８を配設しているので、生成した気泡が多孔板２８に到達して細孔３１を通過した際に、多孔板２８によって気泡が細かい気泡に分割され（分裂させられ）、その後分散させられる。したがって、たとえ主液室１４内にて気泡が崩壊するキャビテーション崩壊が生じても、気泡が細かくされているので、発生する異音が小さく抑えられる。
【００２８】
よって、本実施形態の防振装置１０によれば、従来のように弁体を設けるといった複雑な構造を採用することなく、単に制限通路２４における案内部２７の開口部に多孔板２８を配設するといった簡易な構造を採用することによって、従来のように製造コストの増加や設計自由度の低下による防振特性の低下といった問題を招くことなく、キャビテーション崩壊に起因する異音の発生が小さくなるように、この異音の発生を抑えることができる。
【００２９】
また、多孔板２８の細孔３１を、主液室１４側に向かうに従い漸次縮径するテーパ形状に形成しているので、気泡が主液室１４側に向かって多孔板２８を通る際に、細孔３１を通過することで気泡がより細かい気泡に容易に分裂させられ、分散させられる。したがって、キャビテーション崩壊に起因する異音の発生をより抑えることができる。
【００３０】
また、多孔板２８を、制限通路２４における主液室１４側の開口部に配設しており、細孔３１の１つあたりの断面積が２５ｍｍ２（開口径５．６ｍｍ）以下であるため、例えば制限通路２４内で発生した気泡を多孔板２８の細孔３１で細かく分裂、分散させた直後に、主液室１４に流入させることができる。これにより、細孔３１で細かくした気泡のその後の成長を防止することができ、したがって異音の発生を確実に小さく抑えることができる。すなわち、例えば制限通路２４内で発生した気泡は、負圧化した主液室１４側に向かうにつれて成長すると考えられるが、前述のように気泡は多孔板２８を通過することで細かくされた直後に主液室１４側に流入するので、その成長が抑えられ、したがって異音の発生を抑えられる。
【００３１】
なお、本発明の技術的範囲は上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では多孔板２８に形成した細孔３１を、主液室１４側に向かうに従い漸次縮径するテーパ形状に形成したが、細孔３１については、テーパ形状にすることなく円柱状（真っ直ぐな円孔形状）に形成してもよく、また、主液室１４側に向かうに従い漸次拡径する逆テーパ形状に形成してもよい。
【００３２】
また、上記実施形態では本発明に係る多孔体（多孔板２８）を、制限通路２４における主液室１４側の開口部に配設したが、周溝２５中にその流路断面を塞ぐようにして多孔体を配設してもよく、制限通路２４における副液室１５側の開口部、すなわち連通口２６に配設してもよい。連通口２６に多孔体を配設する場合、その細孔３１については、特に主液室１４側に向かうに従い漸次縮径するテーパ形状に形成するのが好ましい。
【００３３】
また、上記実施形態では、仕切り部材１６を第１取付け部材１１の下端部に配置し、仕切り部材１６のフランジ部２２を第１取付け部材１１の下端面に当接させている。しかしながら、例えば仕切り部材１６を第１取付け部材１１の下端面より充分上方に配置し、この仕切り部材１６の下側、すなわち第１取付け部材１１の下端部にダイヤフラム２０を配設することで、第１取付け部材１１の下端部からダイヤフラム２０の底面にかけて副液室１５を形成してもよい。
【００３４】
また、上記実施形態では、支持荷重が作用することで主液室１４に正圧が作用する圧縮式の防振装置１０について説明したが、主液室１４が鉛直方向下側に位置し、かつ副液室１５が鉛直方向上側に位置するように取り付けられ、支持荷重が作用することで主液室１４に負圧が作用する吊り下げ式の防振装置にも適用可能である。
【００３５】
また、本発明に係る防振装置１０は、車両のエンジンマウントに限定されず、エンジンマウント以外に適用することも可能である。例えば、建設機械に搭載された発電機のマウントにも適用することが可能であり、或いは、工場等に設置される機械のマウントにも適用することも可能である。
【００３６】
その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明に係る防振装置によれば、簡易な構造で防振特性を低下させることなく、キャビテーション崩壊に起因する異音の発生を抑えることができる。
【符号の説明】
【００３８】
１０  防振装置
１１  第１取付け部材
１２  第２取付け部材
１３  弾性体
１４  主液室
１５  副液室
１６  仕切り部材
２４  制限通路
２８  多孔板（多孔体）
３１  細孔
Ｌ  液体
【図１】
2016027606.tif 000003
【図２】
2016027606.tif 000004
【図３】
2016027606.tif 000005
【国際調査報告】
2016027606.tif 000006
2016027606.tif 000007
2016027606.tif 000008
2016027606.tif 000009