(57)【要約】【目的】可動膜による微小振幅振動入力時の低動バネ化、オリフィス通路による小振幅振動入力時の高減衰並びに大振幅振動入力時のキャビテーション現象阻止を同時に実現する。【構成】第１金具１と第２金具２間をインシュレータ３で連結し、内部に仕切部材４で主液室５と副液室６を区画し、主液室５と副液室６をオリフィス通路８で連結する。仕切部材４は段部１１と外周金具１３の間を移動自在であり、バネ手段１２により大振幅振動入力まで外周金具１３上面のシール１４へ押しつけて液密に密着させ、リーク通路１０と副液室６の間を遮断する。大振幅振動入力までは、オリフィス通路８により高減衰を発揮し、大振幅振動入力になるとバネ手段１２に抗して仕切部材４が主液室５側へ移動して主液室５の容積を減少させ、同時にリーク通路１０を経て副液室６から主液室５へ作動液をリークさせて負圧を解消してキャビテーション現象を阻止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液室内を主液室と副液室に区画する仕切部材を設け、この仕切部材に主液室と副液室間を連絡するオリフィス通路を設け、さらにこの仕切部材に微小振動入力時に主液室の液圧変動を吸収するための可動膜を設け、その変位量を所定範囲に規制した液封防振装置において、
前記仕切部材を主液室と副液室の間で、最も副液室側となる位置にて固定された固定位置と、固定位置よりも主液室側へ移動した移動位置の間へ可動に設けるとともに、
前記仕切部材を前記固定位置側へ押しつけるように付勢するバネ手段を設け、
このバネ手段の設定荷重を、所定の大振幅振動入力時に初めて前記仕切部材が前記固定位置から離れて前記移動位置へ移動可能になるように設定し、
前記所定の大振幅振動が入力しないときは前記仕切部材を常に前記固定位置側へ押しつけて固定したことを特徴とする液封防振装置。
【請求項２】
前記仕切部材が主液室側へ移動したとき、副液室側から主液室側へ作動液をリークするためのリーク通路を設け、このリーク通路の開閉を前記仕切部材の移動により行うことを特徴とする請求項１に記載した液封防振装置。
【請求項３】
液室内を主液室と副液室に区画する仕切部材を設け、この仕切部材に主液室と副液室間を連絡するオリフィス通路を設け、さらにこの仕切部材に微小振動入力時に主液室の液圧変動を吸収するための可動膜を設け、その変位量を所定範囲に規制した液封防振装置において、
前記仕切部材は外周側の不動部と内周側の可動部に分離され、
前記不動部は前記液室を囲む外壁部材に固定され、かつ前記オリフィス通路が設けられ、
前記可動部は前記不動部に対して前記主液室と副液室の間へ可動であり、
前記不動部と可動部の間に設けられたバネ手段により、前記不動部に対して前記可動部を前記副液室側へ押しつけて固定するようにバネ付勢するとともに、
このバネ手段の設定荷重を、所定の大振幅振動入力時に初めて前記可動部が前記不動部に固定された位置から離れて前記主液室側へ移動可能になるように設定し、
前記所定の大振幅振動が入力しないときは前記可動部材を常に前記不動部側へ押しつけて固定したことを特徴とする液封防振装置。
【請求項４】
前記可動部が主液室側へ移動したとき、前記副液室側から主液室側へ作動液をリークするためのリーク通路を前記可動部と前記不動部の間に設け、このリーク通路の開閉を前記可動部の移動により行うことを特徴とする請求項３に記載した液封防振装置。
【請求項５】
前記リーク通路の開閉部にシール部材を設けたことを特徴とする請求項２又は４に記載した液封防振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は液封防振装置に係り、特に振動の高減衰とキャビテーション現象の阻止を両立できるようにしたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
液封防振装置は、仕切部材で区画した主液室と副液室をオリフィス通路で連絡し、小振幅振動をオリフィス通路における液柱共振で振動減衰すようになっている。また、微小振幅の高周波振動に対して仕切部材に設けた可動膜の弾性変形で液圧変動を吸収して低動バネを実現するものもある。
さらに、液封防振装置では大振幅振動入力に伴うキャビテーション現象がある。この現象は、大振幅振動入力があると、まず主液室を構成する弾性体が押し込まれるように弾性変形して主液室は振動入力前の基準状態から収縮されて内圧が上昇し、正圧側に上昇する。その後弾性体が戻り側に弾性変形することにより、主液室が基準状態より拡張すると、内圧が負圧側に変化し、主液室内の作動液が瞬間的に一部気化して気泡を生じる。さらにその後、戻り変形が終わって主液室が拡張側から収縮側へ転じると、再び内圧が負圧側から正圧側に転じるため気泡が崩壊する。この現象がキャビテーション現象であり、キャビテーション現象が生じると、気泡崩壊に伴って発生する衝撃波が液室の周囲の剛体へ伝達することにより騒音を発生する。このためキャビテーション現象による衝撃波が自動車の車体へ伝達されれば乗員は異常な騒音として認識することになる。
そこで、このキャビテーション現象の発生を阻止するため、上記可動膜を大振幅振動入力時に大変形させて副液室から主液室へ作動液をリークさせるようにしたものがある（特許文献１参照）。
【０００３】
また、仕切部材の一部を可動部としてコイルスプリングで上下から不動支持するとともに、仕切部材側の支持部に対して摺動自在とし、大振幅振動入力のとき可動部を移動させて、予め可動部と支持部の双方に設けられている開口部を一致させることにより、主液室と副液室を連通させて作動液をリークさせ、キャビテーション現象を阻止するようにしたものもある（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００６−１３２６１５号公報
【特許文献２】特開昭６３−３０６２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１の構成では、微小振幅振動から大振幅振動まで可動膜のバネ定数のみで圧力吸収の加減が決まるため、振動が微小振幅、小振幅、大振幅と変化するにしたがって徐々に変形が大きくなり、それぞれに最適な状態を設定することができない。
例えば可動膜のバネ定数を小さくすれば微小振幅振動に対する低動バネ化と、大振幅振動入力時におけるキャビテーション現象阻止は達成できるが、小振幅振動においては可動膜の弾性変形による液圧吸収が生じ、オリフィス通路による振動減衰は十分に発揮されず高減衰を得られ難いという課題がある。
【０００５】
また、特許文献２のものも同様であり、可動部は上下のコイルスプリングによる均衡状態で不動支持されているから、キャビテーション現象の発生前の比較的振幅の小さな振動に対しても移動して液圧を吸収するため、このような入力振動域に対して高減衰を得にくくなり、やはり高減衰の実現並びに大振幅振動入力時における確実なキャビテーション現象阻止を同時に達成することは難しい。
そこで本願発明は、可動膜による微小振幅振動の良好な吸収、小振幅振動に対する高減衰の実現並びに大振幅振動に対する確実なキャビテーション現象阻止を同時に達成する構造の実現を目的とする。
【０００６】
なお、本願において、
微小振幅振動入力とは、１ｍｍ程度以下の振幅で主として騒音に関するもの、小振幅振動入力とは、１〜３ｍｍ程度の振幅で主としてシェイク振動時のもの、大振幅振動入力とは、段差通過時等に生じる３ｍｍ程度以上の振幅を有する衝撃的振動に関するもの、をいうものとする。
また、本願において、上下方向とは図１における上下方向をいうものとする。この方向は防振すべき主たる振動の入力方向Ｚと平行な方向であり、かつ実施例に係るエンジンマウントの中心軸線方向でもある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため液封防振装置に係る請求項１の発明は、液室内を主液室と副液室に区画する仕切部材を設け、この仕切部材に主液室と副液室間を連絡するオリフィス通路を設け、さらにこの仕切部材に微小振動入力時に主液室の液圧変動を吸収するための可動膜を設け、その変位量を所定範囲に規制した液封防振装置において、
前記仕切部材を主液室と副液室の間で、最も副液室側となる位置にて固定された固定位置と、固定位置よりも主液室側へ移動した移動位置の間へ可動に設けるとともに、
前記仕切部材を前記固定位置側へ押しつけるように付勢するバネ手段を設け、
このバネ手段の設定荷重を、所定の大振幅振動入力時に初めて前記仕切部材が前記固定位置から離れて前記移動位置へ移動可能になるように設定し、
前記所定の大振幅振動が入力しないときは前記仕切部材を常に前記固定位置側へ押しつけて固定したことを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は上記請求項１において、前記仕切部材が主液室側へ移動したとき、副液室側から主液室側へ作動液をリークするためのリーク通路を設け、このリーク通路の開閉を前記仕切部材の移動により行うことを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、液室内を主液室と副液室に区画する仕切部材を設け、この仕切部材に主液室と副液室間を連絡するオリフィス通路を設け、さらにこの仕切部材に微小振動入力時に主液室の液圧変動を吸収するための可動膜を設け、その変位量を所定範囲に規制した液封防振装置において、
前記仕切部材は外周側の不動部と内周側の可動部に分離され、
前記不動部は前記液室を囲む外壁部材に固定され、かつ前記オリフィス通路が設けられ、
前記可動部は前記不動部に対して前記主液室と副液室の間へ可動であり、
前記不動部と可動部の間に設けられたバネ手段により、前記不動部に対して前記可動部を前記副液室側へ押しつけて固定するようにバネ付勢するとともに、このバネ手段の設定荷重を、所定の大振幅振動入力時に初めて前記可動部が前記不動部に固定された位置から離れて前記主液室側へ移動可能になるように設定し、
前記所定の大振幅振動が入力しないときは前記可動部材を常に前記不動部側へ押しつけて固定したことを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は上記請求項３において、前記可動部が主液室側へ移動したとき、前記副液室側から主液室側へ作動液をリークするためのリーク通路を前記可動部と前記不動部の間に設け、このリーク通路の開閉を前記可動部の移動により行うことを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明は上記請求項２又は４において、前記リーク通路の開閉部にシール部材を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、オリフィス通路と可動膜を設けた仕切部材全体を可動にするとともに、バネ手段により大振幅振動入力まで不動に固定するので、大振幅振動より小さな振幅の振動では、仕切部材が不動であり、かつ可動膜を微小振幅振動にのみ弾性変形し、これより大きな振動に対しては変位量規制するようにしたので、仕切部材の移動や可動膜の弾性変形による主液室の液圧低下を防いでオリフィス通路による高減衰を発揮できる。
大振幅振動が入力すると、バネ手段に抗して仕切部材が主液室側へ移動し、主液室の容積を減少させるため負圧を解消し、その結果、キャビテーション現象を阻止する。しかも仕切部材全体が移動するため、ピストン径を最大にでき、仕切部材の小さなストロークで迅速な主液室の容積変化を実現できる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、仕切部材が主液室側へ移動したとき、副液室側から主液室側へ作動液をリークするためのリーク通路を設け、このリーク通路の開閉を仕切部材の移動により行うようにしたので、前記仕切部材の移動による主液室の容積変化に、作動液のリークが加わるため、さらに急速かつ確実なキャビテーション現象の阻止が可能になる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、仕切部材を外周側の不動部と内周側の可動部に分離し、可動膜を有する可動部を移動させて主液室の容積を減少させるようにしたので、可動部の移動によりキャビテーション現象を阻止する等、請求項１の発明と同様な効果を期待できる。しかも仕切部材全体を移動させる場合に比べて可動部の質量を小さくできるので、イナーシャ質量を小さくでき、可動部の移動における追随性を向上できる。
【００１５】
請求項４の発明によれば、不動部と可動部の間にリーク通路を設け、このリーク通路の開閉を可動部の移動により行うようにしたので、前記可動部の移動による主液室の容積変化に、作動液のリークが加わるため、さらに急速かつ確実なキャビテーション現象の阻止が可能になる。
【００１６】
請求項５の発明によれば、リーク通路の開閉部にシール部材を設けたので、リーク通路を閉じたときのシール性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面に基づいて液封防振装置の一例である液封エンジンマウントとして構成された実施例を説明する。図１は第１実施例に係る原理的断面図であり、第１金具１と筒型の第２金具２との間を弾性防振手段である略円錐形のインシュレータ３で連結して内部に非圧縮性作動液を封入した液室を形成し、これを仕切部材４で主液室５と副液室６に区画し、副液室６はダイヤフラム７で覆うことにより容積可変になっている。仕切部材４にはオリフィス通路８を設け、主液室５と副液室６を連絡し、小振幅振動入力で液柱共振を発生して振動減衰するようになっている。９ａはオリフィス通路８の主液室側開口、９ｂは副液室側開口であり、これらの開口位置及びオリフィス通路８の構造は自由に設定できる。
【００１８】
第２金具２は円筒状をなし、その胴部２ａの内径はＤ１である。仕切部材４は胴部２ａの内側に嵌合され、Ｄ１より若干小さな外径Ｄ２を有する円形部材であり、胴部２ａの内面との間に所定間隙のリーク通路１０をなすとともに、図の上下方向へ移動自在になっている。第２金具２の上部には、くびれ状をなして内方へ突出形成された段部１１が設けられ、この段部１１と仕切部材４の上面外周部との間にコイルスプリング等のバネ手段１２を設け、仕切部材４をダイヤフラム７の外周部を支持するリング状の外周金具１３へ押しつけている。外周金具１３の上端面はダイアフラム７と一体のゴムからなるシール部１４で被覆され、仕切部材４の底部外周はこのシール部１４へ液密に押しつけられて、リーク通路１０による主液室５と副液室６の連通を遮断する。
【００１９】
バネ手段１２は、仕切部材４をシール部１４へ密着させてリーク通路１０と副液室６との連通を遮断した非リーク状態を維持するようバネ付勢する。
バネ手段１２の設定荷重は、大振幅振動入力のとき初めて仕切部材４を主液室５側へ移動させ、仕切部材４がシール部１４から離れてリーク通路１０と副液室６とが連通するリーク状態となるような大きさに設定される。
入力振動が所定の大振幅振動より小さいときは、仕切部材４を不動にシール部１４へ押しつけて固定するようになっている。
【００２０】
仕切部材４は蓋部１５とリング部１６とを上下合わせにし、この上記合わせ部にて外周部にオリフィス通路８、その内周側となる中央部に可動膜１７を支持している。蓋部１５は略円板状をなし、外周部にてバネ手段１２の下端部を支持するとともに、オリフィス通路８の開口９ａ及びその内側に可動膜１７の上側変形規制部１８が設けられ、この上側変形規制部１８に主液室５と連通する上側中央開口部１９が設けられている。
【００２１】
リング部１６はオリフィス通路８を形成するための上向きに開放された外周リング２０とその内側に形成されたリング溝２１及び可動膜１７の下方に位置する可動膜１７の下側変形規制部２２を備え、この下側変形規制部２２に副液室６と連通する下側中央開口部２３が設けられている。外周リング２０の底部には開口部９ｂが設けられている。
リング溝２１は上向きに開放され、ここに可動膜１７の厚肉外周部２４が嵌合され、上方から蓋部１５に形成された下向き環状突起２５にて押さえることにより、可動膜１７の外周部を固定して支持する。
【００２２】
可動膜１７はゴム等の適宜弾性部材からなり、微小振幅振動入力に対して、弾性変形して主液室５の液圧変動を吸収し、低動バネを実現できるように設定されている。このとき可動膜１７の弾性変形に伴って作動液が、上側中央開口部１９を通って可動膜１７と主液室５との間を移動し、同時に下側中央開口部２３を通って可動膜１７と副液室６との間を移動する。
可動膜１７の弾性変形による上下方向の変位量（弾性変形による最大突出高さ）は、上側変形規制部１８及び下側変形規制部２２により規制され、小振幅振動以上の大きな振動入力時には可動膜１７が弾性変形して上側変形規制部１８又は下側変形規制部２２へ押しつけられることにより、所定量以上の変位を生じないようになっている。
【００２３】
第２金具２における胴部２ａの下端部２ｂは内側へ斜めに折り曲げられることにより、外周金具１３を抜け止めして固定している。
第２金具２はブラケット２６等の連結部材を介して又は直接車体側へ固定されて振動伝達側となる。第１金具１はエンジン側へ連結されて振動入力部となる。ただし、倒立して設けることにより、振動入力側と伝達側を逆にすることも可能である。
【００２４】
図２は大振幅振動入力時におけるリーク状態を示す部分拡大断面図である。この状態では、主液室５に発生した負圧により、仕切部材４が主液室５側へ吸引され、バネ手段１２の抑え力に抗して図の上方へ移動し、外周リング２０の底部がシール部１４から離れ、リーク通路１０が副液室６と連通する。リーク通路１０は主副液室５と常時連通しているので、副液室６はリーク溝１０を介して主液室５と連通し、作動液が副液室６からリーク溝１０を通って主液室５へ迅速にリークするとともに、仕切部材４の移動による主液室５の容積減少を急速に行うことにより、キャビテーション現象を阻止する。
図中の符号２７はシール部１４へ環状に一体形成されたシールリップであり、外周リング２０の底部がシール部１４へ密着するときのシール性を高めることができる。
【００２５】
次に、本実施例の作用を説明する。大振幅振動より振幅の小さな振動に対しては、バネ手段１２により仕切部材４は不動である。
したがって、微小振幅振動入力のとき、可動膜１７が上側変形規制部１８と下側変形規制部２２の間で弾性変形して、主液室５内の液圧変動を吸収するので、低動バネを実現できる。
小振幅振動入力時には、可動膜１７が上側変形規制部１８と下側変形規制部２２により変位量を所定量に規制するので、主液室５の液圧を高く維持してオリフィス通路８による高減衰を実現する。
大振幅振動入力時には、仕切部材４全体がバネ手段１２に抗して主液室５側へ移動し、主液室５の容積を瞬時に減少させ、同時に作動液を副液室６よりリーク通路１０を経て主液室５へリークさせるため、主液室５内の負圧を解消し、キャビテーション現象を確実に阻止できる。
【００２６】
したがって、可動膜１７による微小振動入力時の低動バネ化、小振幅振動入力時における高減衰維持並びに大振幅振動入力時におけるキャビテーション現象の確実な阻止を同時に実現することができるとともに、バネ手段１２の設定荷重は大振幅振動入力時に初めて仕切部材４の移動を可能にする大きなものにして主液室５側から副液室６側へ向かってバネ付勢するので、小振幅振動入力から大振幅振動入力への移行期において仕切部材４の移動を確実に阻止でき、かつ可動膜１７も所定の変位量で確実に弾性変形を規制されるので、高減衰を維持することができる。
しかも、仕切部材４全体が移動することにより、ピストン径がほぼ胴部２ａの内径Ｄ１と近似するＤ２と大きなものになるので、キャビテーション現象阻止に必要な仕切部材４のストローク量（移動量）を小さくすることができ、迅速なキャビテーション現象阻止が可能になる。
【００２７】
図５は可動膜１７及び仕切部材４（可動部）の変位量と液圧の関係を示すグラフであり、微小振幅振動入力時には直線Ａで示すように、液圧が変化する割合よりも可動膜１７の変位量が変化する割合が大きい。
小振幅振動入力時には直線Ｂで示すように、可動膜１７の変位が規制されるため、液圧が変化する割合が急激に大きくなり、高減衰を実現・維持できる。
大振幅振動入力時には直線Ｃで示すように、仕切部材４が移動すると同時に作動液のリークが生じるため、再び液圧が変化する割合よりも可動膜１７の変位量が変化する割合が大きい。
このため、ＡＢＣと折れ曲がった変位・液圧特性が得られ、入力振動の大きさに応じてより適切な液圧コントロールができるようになる。
【００２８】
図３及び図４は第２実施例であり、前実施例が仕切部材全体を移動させるのに対して、可動膜部分のみを移動させてリークさせるようにしたものであり、図３は非リーク状態、図４はリーク状態を示す。
なお、仕切部材とその関連部の構造が前実施例と若干異なるだけであり、これ以外の全体構造はほぼ同様であるため、共通部は同一符号を用いるとともに、相違点である仕切部材に関する部分を中心に説明し、全体構造の図示及び説明は省略する。
【００２９】
図３及び図４に示すように、仕切部材４をオリフィス通路８が設けられた外周側の不動部３０と、可動膜１７が設けられた内周部の可動部３１とに分離し、不動部３０を段部１１と外周金具１３との間に挟んで不動に固定するとともに、不動部３０の内周面と可動部３１の外周面と間に若干の間隙を設けてリーク通路３２とすることにより、可動部３１を不動部３０に対して上下方向へ移動自在とし、不動部３０の内周側上下に中心方向へ突出する上張り出し部３３と下張り出し部３４を設け、上張り出し部３３と可動部３１の外周部上面３５との間にバネ手段１２を設けて、可動部３１の外周部底面３６を、不動部３０の下張り出し部３４へ押しつけるようにバネ付勢している。下張り出し部３４にはシール３７が設けられ、このシール３７を弾性変形させることにより、可動部３１の外周部底面３６と下張り出し部３４の間を液密にシールし、リーク通路３２と副液室６の連通を遮断する。
【００３０】
図４に示すように、バネ手段１２の設定荷重は前実施例同様であり、大振幅振動が入力したときにおける主液室５の負圧発生時に可動部３１を主液室５側である上方へ移動させて、リーク通路３２を副液室６と連通し、作動液を副液室６からリーク通路３２を経て主液室５へリークするとともに、可動部３１の移動による主液室５の容積減少を急速に行うことにより、キャビテーション現象を阻止するようになっている。
可動部３１には可動膜１７が支持されて微小振動入力時の液圧変動を吸収することは前実施例と同様であり、変位規制構造も同様である。
【００３１】
このようにしても、可動膜１７による微小振幅振動入力時の低動バネ化、小振幅振動入力時のオリフィス通路８による高減衰並びに大振幅振動入力時における可動部３１の移動に伴うリーク１７によるキャビテーション現象の確実な阻止を同時に実現できる。
しかも、仕切部材４の一部である可動部３１を移動させるので、ピストン径は小さくなるものの、可動部３１の質量が軽くなるため、イナーシャ質量を軽減して移動を迅速化することによりリーク切換時の追随性を高めることができる。
【００３２】
なお、本願発明は上記の各実施例に限定されるものではなく、発明の原理内において種々に変形や応用が可能である。例えば、第１及び第２実施例のいずれにおいても、リーク構造を採用せず、第１実施例では仕切部材４の外周面を胴部２ａの内周面へ摺動自在とし、第２実施例では可動部３１の外周面を不動部３０の内周面へ摺動自在としてもよい。このようにしても仕切部材４又は可動部３１の移動による主液室５の容積変化（減少）を迅速に実現するため、キャビテーション現象を確実に阻止できる。
また、本願発明を円筒ブッシュ型の液封防振装置にも適用でき、さらにはエンジンマウント以外の各種用途の液封防振装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】第１実施例に係る原理的断面図
【図２】そのリーク状態を示す部分拡大断面図
【図３】第２実施例に係る非リーク状態を示す部分断面図
【図４】上記のリーク時状態を示す図
【図５】変位と液圧の関係を示すグラフ
【符号の説明】
【００３４】
１：第１金具、２：第２金具、３：インシュレータ、４：仕切部材、５：主液室、６：副液室、８：オリフィス通路、１０：リーク通路、１２：バネ手段、１７：可動膜、３０：不動部、３１：可動部、３２：リーク通路
【図１】
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【図２】
2008298152.tif 000004
【図３】
2008298152.tif 000005
【図４】
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【図５】
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