(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内筒と外筒との間に介装されるゴム弾性体に、オリフィスで連通される液封された受圧室と平衡室とを内筒を挟んで振動入力方向に対設した液体封入防振装置において、平衡室の内筒側の室壁を薄肉のダイアフラムで構成するとともに、平衡室と外筒との間を、一部にゴム弾性膜を有する室壁形成体で平衡室と第二平衡室とに仕切り、室壁形成体と外筒との間に、平衡室と受圧室とを結ぶオリフィスと、第二平衡室と、第二平衡室と受圧室とを結ぶ第二オリフィスを装設する他、室壁形成体の外筒側にゴム弾性膜を設けてこのゴム弾性膜と室壁形成体との間に第三平衡室を装設する一方、受圧室の外筒側をゴム弾性体の仕切壁で仕切ってその外筒側を第二受圧室にし、上記オリフィス及び第二オリフィスは受圧室から導出させ、第二受圧室からは第三オリフィスを導出させて第三平衡室に連結したことを特徴とする液体封入防振装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、異なる周波数で振動する振動体を防振支持するために用いられる液体封入防振装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のエンジンによる振動は、その回転数によって異なる周波数でシャーシに伝わる。又、シャーシの振動も、走行速度によって異なる周波数でキャビンに伝わる。このように異なる周波数で振動する振動体を防振支持する場合、ゴム弾性体中に当該振動数に対応する異なる振動数でそれぞれ液柱共振する流動液体系を封入した液体封入防振装置が優れていることが知られている
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この場合、４気筒のエンジンを例にとってみると、１０Ｈｚ前後のエンジンシェイク振動、２０〜３０Ｈｚのアイドル振動、１００Ｈｚ付近のこもり音と三種の周波数形態を有している。これら三種の周波数振動を防振するためには、装置の中に三種の流動液体系を組み込む必要があり、そのために複雑な構造と大型化を来していた。しかし、ブッシュタイプのエンジンマウント等ではスペースが限られており、大型化には限度がある。
【０００４】
このため、流動液体系の流路に異なる周波数の振動が入力されると作動する弁等を組み込んで流動液体容量を制御する方式のものも見受けられるが、可動部分の信頼性の点で問題がある。又、コストも高くなり、実用性に欠ける。
本発明は、限られたスペースに三種の流動液体系を巧みに構築することに成功したもので、信頼性が高く、コストの安い液体封入防振装置を具現化したものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以上の課題の下、本発明は、内筒と外筒との間に介装されるゴム弾性体に、オリフィスで連通される液封された受圧室と平衡室とを内筒を挟んで振動入力方向に対設した液体封入防振装置において、平衡室の内筒側の室壁を薄肉のダイアフラムで構成するとともに、平衡室と外筒との間を、一部にゴム弾性膜を有する室壁形成体で平衡室と第二平衡室とに仕切り、室壁形成体と外筒との間に、平衡室と受圧室とを結ぶオリフィスと、第二平衡室と、第二平衡室と受圧室とを結ぶ第二オリフィスを装設する他、室壁形成体の外筒側にゴム弾性膜を設けてこのゴム弾性膜と室壁形成体との間に第三平衡室を装設する一方、受圧室の外筒側をゴム弾性体の仕切壁で仕切ってその外筒側を第二受圧室にし、上記オリフィス及び第二オリフィスは受圧室から導出させ、第二受圧室からは第三オリフィスを導出させて第三平衡室に連結したことを特徴とする液体封入防振装置を提供する。
【０００６】
本発明は、このように、平衡室又は／及び受圧室と外筒との間を室壁形成体で仕切り、この室壁形成体の外筒側に第二及び第三の平衡室並びにこれらと受圧室とを連絡するオリフィスをそれぞれスペースを相互利用する等して効率的に形成したものである。従って、異なる周波数の振動に対しても、防振を可能にするとともに、スペースの有効利用にもつながり、装置をコンパクトなものとすることができる。
【０００７】
又、本発明は、以上の受圧室の外筒側をゴム弾性体の仕切壁で仕切ってその外筒側を第二受圧室にするとともに、オリフィス及び第二オリフィスを受圧室から導出させ、第三オリフィスを第二受圧室から導出させているし、受圧室も分割しているから、流動液体系の共振周波数のチューニングがやり易くなり、性能をより向上させることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一例を示す液体封入防振装置の縦断面図、図２は横断面図であるが、この液体封入防振装置は、各々金属からなる内筒１０の外周に外筒１２を平行配置し、内筒１０と外筒１２との間にゴム弾性体１４を介装したものである。尚、本例の内筒１０は、外筒１２側に寄るよう、上方に偏心配置してあるが、これは、この装置がエンジンマウントに適用されるからであり、エンジンの重量が上からかかったときに同心になる。従って、被支持体を無荷重で支持するロールインシュレータのようなものは、最初から同心に設定してある。
【０００９】
ゴム弾性体１４には、内筒１０の下方に受圧室１６、上方に平衡室１８をそれぞれオリフィス２２で連絡して隔設している。この場合のオリフィス２２は、受圧室１６及び平衡室１０の外筒１２側の室壁を構成する室壁形成体２０に形成している。本例における受圧室１６と平衡室１８は、図１において、内筒１０の前後両端部に、内筒１０と外筒１２間を軸芯と直角な方向に架橋する二枚の側壁２４を張設するとともに、側壁２４で仕切られる空間の内部に、内筒１０を含んで軸芯と直角な方向に左右両側の室壁形成体２０まで到達し、且つ、前後の側壁２４間をつなぐ隔壁２６を設けて形成している。従って、受圧室１６は、内筒１０の下方で、両側壁２４と隔壁２６及び室壁形成体２０をそれぞれ室壁として囲包される空間となる。尚、ゴム弾性体１４の外周側には、両側壁２４の部分に周回し、その間の受圧室１６や平衡室１８の部分を窓として切り抜いた補強リング２８が埋められて強度アップが図られている。
【００１０】
これに対して、平衡室１８は、内筒１０の上方で、両側壁２４と隔壁２６及び室壁形成体２０をそれぞれ室壁として囲包される空間ということになるが、この場合、隔壁２６の上部に前後の側壁２６まで貫通する貫通孔３０を形成し、貫通孔３０の上部の薄肉部分を下方の室壁としている。この薄肉部分は、ダイアフラム３２を構成し、液体が平衡室１８に流入したとき、容積を増大して液体の易移動性に貢献する。尚、ダイアフラム３２の中央部には、平衡室１８内を室壁形成体２０まで到達する縦リブ３４を設け、振動時、この縦リブ３４が内筒１０に当たってそれ以上の変位を規制するようにしている。但し、縦リブ３４には孔３６をあけて両方の平衡室１８を連通させてある。
【００１１】
本例における室壁形成体２０は、ゴム弾性体１４の外周に上下から装着される金属製の半円形のリングをしているものであり、各々のリングは、ゴム弾性体１４の外周中央に形成された溝に嵌め込まれて取り付けられる。図３は上部室壁形成体２０ａの上面図、図４は縦断面図であるが、外筒１２の内周に密着される前後の両端部の間に溝を形成してこれをオリフィス２２としている。この場合の上部室壁形成体２０ａは、右側位置の一部がダイアフラムを構成するゴム弾性膜３８で置換されており、又、オリフィス２２は、ゴム弾性膜３８を過ぎる辺りから溝の幅を狭くして左側位置に至って行き止まりとなっており、この端部に孔４０が形成されている。これらゴム弾性膜３８や孔４０の役割については後述する。
【００１２】
図５は下部室壁形成体２０ｂの底面図であるが、下部室壁形成体２０ｂは、同じく外筒１２の内周に密着される前後の両端部の間に形成されるオリフィス２２の右側端に近い個所に孔４２があけられている。孔４２の左側は行き止まりとなっており、この行き止まりは、中央部を過ぎたやや左側で途切れ、ここに孔４４があけられて再びオリフィス２２を形成して左側端に至っている。これらオリフィス２２の行き止まり状況や孔４２、４４の役割についても後述する。
【００１３】
以上の室壁形成体２０を装着したゴム弾性体１４の外周には外筒１２が嵌着される。この嵌着操作を液体の中で行なうことで、受圧室１６、平衡室１８及びオリフィス２２に液体が封入される。本例の外筒１２は、上部室壁形成体２０ａと下部室壁形成体２０ｂの左側位置辺りに面して一部がダイアフラムを構成するダム弾性膜４６で置換されている。尚、外筒１２の一部がこのようにゴム弾性膜４６で置換されたとしても、外筒１２は、使用時、ブラケットやケースに収納されるものであるから、物に当たって破れたりすることはない。このゴム弾性膜４６の役割についても後述する。
【００１４】
本発明は、以上の平衡室１８を三つ設け、それぞれを専用のオリフィス２２で受圧室１６とつないだものである。本例における平衡室１８の形成について説明すると、まず、平衡室１８と受圧室１６とを結ぶオリフィス２２を、平衡室１８の外周側室壁を構成する上部室壁形成体２０ａに形成されたオリフィス２２を該当させる。従って、上部室壁形成体２０ａに形成された孔４０は、平衡室１８に通ずる流出入口であり、下部室壁形成体２０ｂに形成された孔４２は、受圧室１６に通ずる流出入口ということになる。
【００１５】
次に、第二平衡室１８ｂを、上部室壁形成体２０ａに一部置換されたゴム弾性膜３８が存する部分のオリフィス２２に設定する。そして、第二平衡室１８ｂと受圧室１６とを結ぶ第二オリフィス２２ｂを、ゴム弾性膜３８よりも受圧室１６側のオリフィス２２を該当させる。
【００１６】
更に、第三平衡室１８ｃを、外筒１２の一部に置換されたゴム弾性膜４６と上部及び下部室壁形成体２０ａ、２０ｂとの間に存するオリフィス２２の部分に設定する。そして、第三平衡室１８ｃと受圧室１６とを結ぶ第三オリフィス２２ｃを、下部室壁形成体２０ａに形成された孔４４を流出入口としてこれに続いて第三平衡室１８ｃに向かうオリフィス２２に設定する。
【００１７】
ところで、本発明では、受圧室１６も上下に分けて受圧室１６と第二受圧室１６ｂとしている。後述するように、各平衡室１８、１８ｂ、１８ｃと受圧室１６からなる流動液体系を特定の振動数に共振するように設定するが、このときのチューニングをやり易くするためである。具体的には、受圧室１６の上下中間辺りで、前後の側壁２４と下部室壁形成体２２ｂに至るゴム弾性体の仕切壁４８を設け、この仕切壁４８で受圧室１６と第二受圧室１６ｂとに分けている。
【００１８】
尚、本例では、仕切壁４８の中央部に金属体５０を封入してダンパー効果を派生させるようにしている。この他、第二受圧室１６ｂの低部にはゴムブロック５２を盛り上げ、内筒１０が下方に過大変位したとき、隔壁２６、金属体５０、ゴムブロック５２が衝突してそれ以上変位しないようにしている。
【００１９】
本例のように、受圧室１６を受圧室１６と第二受圧室１６ｂとに分けた場合、オリフィス２２と第二オリフィス２２ｂは、受圧室１６から導出させ、第三オリフィス２２ｃは、第二受圧室１６ｂから導出させる。
【００２０】
以上の液体封入防振装置を構成する内筒１０と外筒１２とをエンジンとシャーシに取り付けて防振を図るのであり、振動が入力されると、受圧室と平衡室とは相互に膨張、収縮して防振するが、このとき、受圧室、平衡室に封入された液体がオリフィスを通じて流れることにより、より一層の防振効果を発揮する。
【００２１】
図６はこの状態を示す周波数−損失係数、動的ばね定数特性であるが、低周波のエンジンシェイク振動が入力されると、平衡室とオリフィス及び受圧室の流動液体容量に基づく損失係数が当該周波数で液柱共振して第一のピークを迎えるようにチューニングしておくのである。尚、このときのチューニング要素は、受圧室の容積やオリフィス通路の断面積及びその経路長並びに室壁を構成するゴム弾性膜の弾性度が関係する。本例のオリフィスは、断面積が小さくて経路長の長いものにしてあるが、これは、低周波数域にチューニングするためである。このような低周波振動は大振幅であるから、このときの高損失係数はこの振動を減衰させるのに貢献する。
【００２２】
次に、中周波のアイドル振動が入力されると、平衡室系の液体は目詰まりを起こすが、代わって第二平衡室と第二オリフィスからなる流動液体系の損失係数が第二のピークを迎えるようにチューニングしておく。この振動は中振幅の中周波数であることから、動的ばね定数（以下、ばね定数という）の低いことが防振（振動吸収）につながる。
【００２３】
一般に、損失係数とばね定数の関係は、損失係数がピークを迎えるときには、ばね定数はかえって下がり、ピークを過ぎる辺りから急激に高くなる性質がある。そこで、このように中周波数域で損失係数が第二のピークを迎えるようにしておけば、それを過ぎるまではばね定数は低く抑えられ、防振効果が高い。
【００２４】
高周波のこもり音についても同様である。図７はこれを示す周波数−損失係数、動的ばね定数特性であるが、高周波のこもり音が入力されると、第二平衡室系の液体は目詰まりを起こすが、今度は、第三平衡室と第三オリフィスからなる流動液体系の損失係数が第三のピークを迎えるようにチューニングしておく。これにより、こもり音の振動数域ではばね定数が低く抑えられ、防振効果が高い。このようにして、三種の振動すべてが抑えられる。
【００２５】
【発明の効果】
以上、本発明は、装置の中に三種の振動数に共振する流動液体系を形成したものであるから、三種の振動をいずれも効果的に防振することができる。加えて、各流動液体系をスペースを相互利用して効率的に組み込んだものであるから、装置をコンパクトなものにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一例を示す液体封入防振装置の縦断面図である。
【図２】本発明の一例を示す液体封入防振装置の横断面図である。
【図３】本発明の一例を示す上部室壁形成体の上面図である。
【図４】本発明の一例を示す上部室壁形成体の縦断面図である。
【図５】本発明の一例を示す下部室壁形成体の底面図である。
【図６】本発明の一例を示す周波数−損失係数（動的ばね定数）特性である。
【図７】本発明の一例を示す周波数−損失係数（動的ばね定数）特性である。
【符号の説明】
１０    内筒
１２    外筒
１４    ゴム弾性体
１６    受圧室
１６ｂ  第二受圧室
１８    平衡室
１８ｂ  第二平衡室
１８ｃ  第三平衡室
２０    室壁形成体
２２    オリフィス
２２ｂ  第二オリフィス
２２ｃ  第三オリフィス
３８    ゴム弾性膜
４６    ゴム弾性膜
【図１】
0004169228.tif 000002
【図２】
0004169228.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004169228.tif 000005
【図５】
0004169228.tif 000006
【図６】
0004169228.tif 000007
【図７】
0004169228.tif 000008