(57)【要約】【課題】キャビテーションの発生を大幅に抑えることのできる液体封入式防振装置を提供する。【解決手段】主液室６からオリフィス８を経由して流入した液体を収容する副液室７を仕切る第一の膜部材５の外側に、第二の膜部材２０を配置し、第二の膜部材２０の、膜面に対する面圧当たりの伸びを第一の膜部材５より小さくするとともに、第一の膜部材５と第二の膜部材２０との間の空間２１を、大気圧に開放して構成し、もしくは、気体を密封して構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心部材と、この中心部材の半径方向外側に配置された筒状部材と、これらの部材の間に配置されこれらの部材同士を連結するゴム部材とを具え、前記ゴム部材の軸方向一方側に、前記筒状部材に液密に取り付けられた仕切り部材を配設し、この仕切り部材と前記ゴム部材との間に主液室を形成するとともに、主液室の、前記仕切り部材を挟んだ反対側に膜部材を設けこの膜部材と前記仕切り部材との間に副液室を形成し、前記仕切り部材内に形成したオリフィスを通してこれらの液室を相互に連通させてなる液体封入式防振装置において、
前記膜部材を第一の膜部材として、第一の膜部材の外側に、第二の膜部材を配置し、第二の膜部材の、膜面に対する面圧当たりの伸びを第一の膜部材より小さくするとともに、第一の膜部材と第二の膜部材との間の空間を、大気圧に開放して構成し、もしくは、気体を密封して構成したことを特徴とする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、中心部材と、この中心部材の半径方向外側に配置された筒状部材と、これらの部材の間に配設されこれらの部材同士を連結するゴム部材とを具え、前記ゴム部材の軸方向一方側に、前記筒状部材に液密に取り付けられた仕切り部材を配設し、この仕切り部材と前記ゴム部材との間に主液室を形成するとともに、主液室の、前記仕切り部材を挟んだ反対側に膜部材を設けこの膜部材と前記仕切り部材との間に副液室を形成し、前記仕切り部材内に形成したオリフィスを通してこれらの液室を相互に連通させてなる液体封入式防振装置に関し、特に、液中のキャビテーション現象に伴う異音や異常振動を抑えることのできるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
中心部材と、この中心部材の半径方向外側に配置された筒状部材と、これらの部材の間にこれらの部材同士を全周にわたって連結するゴム部材を具え、前記ゴム部材の軸方向一方側に、前記筒状部材に液密に取り付けられた仕切り部材を配設し、この仕切り部材と前記ゴム部材との間に主液室を形成するとともに、主液室の、前記仕切り部材を挟んだ反対側に膜部材を設け仕切り部材と膜部材との間に副液室を形成し、前記仕切り部材内に形成したオリフィスによりこれらの液室を相互に連通させてなる液体封入式防振装置は、従来から知られており、この装置は、中心部材と筒状部材とが軸方向に相対変位する際の振動を、オリフィスを通過する流体の共振作用によって所望の防振性能を付与するよう構成されて、例えば、エンジンを支持しエンジンからの車体側に伝達される振動を低減するのに用いられる。
【０００３】
このような液体封入式防振装置において、急激に大きな振動が入力されると異音や異常振動が発生することが分かっていて、このような異音や振動の問題は、近年において、特に自動車におけるエンジンマウントの小型軽量化や、エンジンを含むパワーユニットの静粛性の向上等に伴って、問題が顕在化してきている。この要因は、大きな振動が入力されると、主液室内のオリフィス入り口を中心に仕切り部材付近に気泡が発生し、発生した気泡が消失する際に発せられるエネルギーが水撃圧となって周囲の壁を振動させることによって異音や異常振動が発生させる、いわゆるキャビテーション現象であることが分かってきている。
【０００４】
そして、このようなキャビテーション現象を有効に抑えることのできる液体封入式防振装置として、気泡を多く発生する付近に位置する仕切り部材を、仕切金具とこの表面に加硫接着された被覆ゴムとで構成し、この被覆ゴムによって水撃圧を減衰緩和するよう構成したものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００４−２０４９６４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、上記に説明した従来技術においては、キャビテーション現象を抑えているのではなく、キャビテーション現象の発生はやむを得ないとして、それによって引き起こされる異音や異常振動をできるだけ抑制することに主眼が置かれており、その結果、キャビテーションに起因する異音や異常振動を十分有効に防止できないという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、キャビテーションの発生を根本から抑制し、その結果もたらされる異音や異常振動の発生を大幅に抑えることのできる液体封入式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】
＜１＞は、中心部材と、この中心部材の半径方向外側に配置された筒状部材と、これらの部材の間に配置されこれらの部材同士を連結するゴム部材とを具え、前記ゴム部材の軸方向一方側に、前記筒状部材に液密に取り付けられた仕切り部材を配設し、この仕切り部材と前記ゴム部材との間に主液室を形成するとともに、主液室の、前記仕切り部材を挟んだ反対側に膜部材を設けこの膜部材と前記仕切り部材との間に副液室を形成し、前記仕切り部材内に形成したオリフィスを通してこれらの液室を相互に連通させてなる液体封入式防振装置において、
前記膜部材を第一の膜部材として、第一の膜部材の外側に、第二の膜部材を配置し、第二の膜部材の、膜面に対する面圧当たりの伸びを第一の膜部材より小さくするとともに、第一の膜部材と第二の膜部材との間の空間を、大気圧に開放して構成し、もしくは、気体を密封して構成したことを特徴とする液体封入式防振装置である。
【発明の効果】
【０００８】
＜１＞によれば、第一の膜部材の外側に、第二の膜部材を配置し、第二の膜部材の、膜面に対する面圧当たりの伸びを第一の膜部材より小さくするとともに、第一の膜部材と第二の膜部材との間の空間を、大気圧に開放し、もしくは、気体を密封して構成したので、詳細を後述するように、キャビテーションの発生を効果的に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明に係る実施形態について図に基づいて説明する。図１は、本発明に係る第一の実施形態の液体封入式防振装置をその中心軸を通る断面において示す断面図であり、液体封入式防振装置１０は、中心に位置する中心部材１と、中心部材１の半径方向外側に配置された筒状部材２と、これらの部材１、２の間にこれら同士を連結するゴム部材３とを具え、ゴム部材３の軸方向一方側に、筒状部材２に液密に取り付けられた仕切り部材４を配設し、仕切り部材４とゴム部材３との間に主液室６を形成するとともに、主液室６の、仕切り部材４を挟んだ反対側に第一膜部材５を設け第一膜部材５と仕切り部材４との間に副液室７を形成し、仕切り部材４内に形成したオリフィス８を通してこれらの液室６、７を相互に連通させていて、中心部材１と筒状部材２との軸方向の相対変位によって変化する主液室の容積に応じてオリフィス８を通過する液体の粘性抵抗を利用して所望の防振性能を得るよう構成されている。
【００１０】
また、図１において、符号１１は、弾性部材よりなるメンブランであり、９は、メンブラン１１を収容するメンブラン収容室、１３は、メンブラン１１をメンブラン収容室９に閉止するためのメンブラン押さえ部材、１４は、主液室６とメンブラン収容室９とを連通させる開口部、そして、１２は、メンブラン収容室１６と副液室７とを連通させる開口部を表す。
【００１１】
このメンブラン１１は、振動入力が所定周波数以上となった場合には、液体の粘性による応答遅れによってオリフィス８を通過させて主液室６と副液室７との間で液を移動させることができなくなる現象に対して高周波領域の振動入力に対しても液の移動を可能にするために設けられるものであり、メンブラン１１は、例えば板状のゴム材料で形成されていて、所定周波数以上の高周波入力に対して振動し、メンブラン１１とその周囲との間に、振動しない状態においては形成されない隙間を形成するので、メンブラン押さえ部材１３の開口部１４から、メンブラン１１の周囲のメンブラン収容室９部分を通過して開口部１２に至る流路が形成され、このことによって、高周波領域においても主液室６と副液室７とをつなぐ流路を確保することができ、その結果、高周波の振動入力に対しても、良好な防振特性を得ることができる。
【００１２】
本発明の液体封入式防振装置１０は、その特徴として、副液室７を形成する第一の膜部材５の外側に第二膜部材２０を設け、第二の膜部材２０の、膜面に対する面圧当たりの伸びを第一の膜部材５より小さくするとともに、第一の膜部材５と第二の膜部材２０との間の空間２１を、大気圧に開放して構成し、もしくは、気体を密封して構成していて、図示の液体封入式防振装置１０の場合には、第二の膜部材２０に１個以上の穴２２が形成されていて、この穴２２を通して、第一の膜部材５と第二の膜部材２０との間２１の空間は大気に解放されている。
【００１３】
ここで、「膜面に対する面圧当たりの伸び」における「面圧」とは、膜部材が形成する包絡面の単位表面積に作用する力であり、また、「伸び」とは、膜部材が形成する包絡面の表面積の伸びをいうものとする。すなわち、面圧がゼロの時の包絡面の表面積をA0とし、面圧がPのときの包絡面の表面積をAとしたとき、「膜面に対する面圧当たりの伸び」とは、式（１）で顕されるGをいうものとする。
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【００１４】
以下に、液体封入式防振装置１０の作用について説明する。中心部材１と筒状部材２とが軸方向に相対変位すると、主液室６の容積が、その変位量に応じて変化するので、余分となった液体は、オリフィス８を通過して副液室７へ移動し、逆に主液室６の容積が増加して不足となった液体は副液室７からオリフィス８を通過して供給され、このときの液体の粘性抵抗によって応答遅れが生じ防振効果が発揮されることになる。
【００１５】
一方、キャビテーションの発生原因は、主液室６が急激に拡大したとき、オリフィスからの液体の供給が間に合わなくなり、負圧部分が生じることによることがわかってきた。
【００１６】
そして、これを防止するには、副液室の、初期状態からの液の増加量を制限するのが有効な手段であり、これによって、主液室が大きく縮小することがなくなり、その分、主液室が急激に拡大する確率を大幅に減少させることができる。そして、そのための簡単な解決策としては、第一の膜部材５が所定位置を越えて膨出するのを制止するストッパを設けることが考えられるが、しかし、このような構成では、第一の膜部材５が所定位置を越えなければならないような、中心部材１と筒状部材２との大きな相対変位を全く吸収することができず、この場合にも異音や異常振動を招き、これも大きな問題である。
【００１７】
本発明の液体封入式防振装置１０は、このような相反する問題を解決するよう構成されたものであり、図１は、主液室の容積変化がない初期状態における液体封入式防振装置１０を示すが、これに対して、図２は、主液室の容積が所定の閾値を超えて大きく減少した状態における液体封入式防振装置１０を示していて、液体封入式防振装置１０において、主液室の容積の減少量が小さい場合には、第一の膜部材５の包絡面５ａは、第二の膜部材２０から離れており、また、第一の膜部材５と第二の膜部材２０との間の空間２１は大気に開放されているので、第二の膜部材２０が、主液室６の容積変化の影響を受けることはない。
【００１８】
したがって、主液室の容積の減少量が小さい、図１に示す状態における液体封入式防振装置１０においては、容積の変化に対する抵抗は、オリフィス内の粘性抵抗と第一の膜部材の面圧抵抗だけに依存し、第一の膜部材５は、膜面に対する面圧当たりの伸びGが大きいので上記面圧抵抗は極めて小さく、従って主液室の容積は柔軟に変化することができる。
【００１９】
これに対して主液室６の容積の減少量が大きくなり、所定の閾値を超えた場合には、図２に示すように、第一の膜部材５が、第二の膜部材２０に当たるようになり、したがって、膜部材による面圧抵抗は、第一の膜部材５と第二の膜部材２０とを合成したものとなる。特に第二の膜部材２０の膜面に対する面圧当たりの伸びGは小さいので膜部材全体としての面圧抵抗が大きく、このことのよって、主液室６の容積が閾値を遙かに超えて減少する確率を極めて小さくすることができる。しかも、第二の膜部材２０はその包絡面の表面積が可変なので、主液室６が所定の閾値を超えるような、中心部材１と筒状部材２との相対変位を許容し、吸収することができる。
【００２０】
図３は、横軸に副液室７の液圧を、縦軸に主液室６の容積減少量をとって、液圧と縦容積減少量以上との関係を模式的に表すグラフであり、図３の中のカーブＡで示すように、容積減少量が小さいときには、同じ液圧変化量ΔPに対しても第一の膜部材５の伸びが大きいので主液室６の容積変化量ΔS（＝ΔS1）は大きいが、この容積減少が所定の閾値SHに達すると、第一の膜部材５が第二の膜部材２０に当たり、第一の膜部材５の表面積変化が急激に鈍化し、同じ液圧変化量ΔPに対する主液室６の容積変化量ΔS（＝ΔS2）は小さくなる。
【００２１】
上記のように、液体封入式防振装置１０は、主液室６の、所定閾値を遙かに超える容積減少の機会を抑え、その反動としての大量の液が戻る機会を減少させ、よって、キャビテーション現象の発生を抑えることができ、しかも、本発明は、第一の膜部材５が所定位置を越えて膨出するのを完全に防止するのではなく、第一の膜部材５が所定位置を越えて膨出した場合にはその膨出度合いを抑えているだけなので、主液室６が閾値を越えて縮小している状態において入力される振動に対しても制振効果を発揮することができる。
【００２２】
図４は、第二の実施形態の液体封入式防振装置を振動入力のない状態において示す断面図であり、図５は、主液室の容積が閾値を超えて減少した状態におけるこの実施形態の液体封入式防振装置を示めす断面図であり、第二の実施形態の液体封入式防振装置３０は、第二の膜部材２０Ａに穴が形成されておらず、第一の膜部材５と第二の膜部材２０Ａと間の空間２１Ａには、気体が密封されている点だけが、第一の実施形態の液体封入式防振装置１０と異なっていて、液体封入式防振装置３０において、主液室６の容積が減少して第一の膜部材５が伸びると、この伸びが小さい状態でも空間２１Ａは圧縮されるので、空間２１Ａ内の圧力の上昇に応じて、第一の膜部材５の伸びが制限されると同時に第二の膜部材２０Ａも伸びることになる。そして、主液室６の容積の減少がさらに大きくなると、空間２１Ａの容積がどんどん小さくなり、中の圧力は加速度的に高まる。
【００２３】
図３のカーブＢは、第二実施形態の液体封入式防振装置３０における、主液室６の液圧と、容積減少量との関係を示し、上記に説明したように、容積減少量が小さいときには液圧変化に対するその変化率が大きいが、容積減少量が大きくなると液圧変化に対する容積変化率が急激に小さくなる。そして、この場合にも、このことによって、主液室６の容量が所定閾値を超えて大きく減少する機会を抑制し、しかし、主液室６の容積が所定閾値を超えて大きく減少している場合でも、制振作用を失うことがないのは、第一の実施形態について説明したのと同様である。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明に係る液体封入式防振装置は、自動車のエンジンマウントやボディマウントとして用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る第一の実施形態を主液室の容積減少量が小さい状態において示す液体封入式防振装置を示す断面図である。
【図２】第一の実施形態を主液室の容積減少量が大きい状態において示す液体封入式防振装置を示す断面図である。
【図３】第一および第二の実施形態の液体封入式防振装置について、液圧と主液室の容積減少量との関係を示すグラフである。
【図４】本発明に係る第二の実施形態を主液室の容積減少量が小さい状態において示す液体封入式防振装置を示す断面図である。
【図５】第二の実施形態を主液室の容積減少量が大きい状態において示す液体封入式防振装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１    中心部材
２    筒状部材
３    ゴム部材
４    仕切り部材
５    第一の膜部材
６    主液室
７    副液室
８    オリフィス
９    メンブラン収容室
１０  液体封入式防振装置
１１  メンブラン
１２  メンブラン収容室に形成された開口部
１３  メンブラン押さえプレート
１４  メンブラン押さえプレートに形成された開口部
２０、２０Ａ  第二の膜部材
２１、２１Ａ  第一の膜部材と第二の膜部材との間の空間
２２  穴
３０  液体封入式防振装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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