JP4358417B2 - 液封防振装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は主液室の液圧変化により弾性変形自在な弾性膜を設けた液封防振装置に係り、特に弾性膜を非円形部材としたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
弾性膜を円形とし、主液室の液圧変化を弾性膜の弾性変形で吸収するとともに、弾性膜の副液室側表面に環状壁をなすストッパ突起を一体形成し、所定以上の弾性変形特に仕切部材側等へ当接させてバネ定数を非線形的に変化させることは公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、レイアウト条件によりこのような円形の弾性膜を配置できず、弾性膜を長円形のような長辺部と短辺部を揺する非円形部材にしなければならない場合がある。しかし、従来の円形弾性膜を単に長円形等の非円形部材にした場合には、長辺部に沿って長く仕切部材に挟持されること、ストッパ突起が環状に連続することにより、主液室の液圧が変化してもこれに対応して曲がることが難しく、その結果、内圧上昇を吸収しにくくなるおそれがある。そこで、本願発明は非円形部材の弾性膜を用いても内圧上昇の変化に追随して容易に曲がることにより内圧上昇を吸収でき、かつ所定の弾性変形量を超えると従来同様にバネ定数を非線形的に変化させるようにすることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本願発明に係る液封防振装置は、振動発生側又は振動受け側のいずれか一方側へ取付けられる第１取付部材と、他方側へ取付けられる第２取付部材と、これらの間に介在される弾性本体部材とを備え、弾性本体部材を壁の一部とする主液室と、この主液室と仕切部材で仕切られ、可撓膜部材で覆われる副液室と、これら両液室を連過する減衰オリフィス通路と、前記仕切部材に設けられて前記主液室の内圧変動により弾性変形する弾性膜とを備えたものにおいて、
前記弾性膜を長辺部と短辺部を有する非円形部材として形成するとともに、弾性膜の中央部に長辺部と略平行する曲げ溝を形成したことを特徴とする。
【０００５】
このとき、前記弾性膜の曲げ溝と反対側の面に曲げ溝と略平行するストッパ突起を一体に突出形成するとともに、このストッパ突起を長辺部のみに形成することができる。また、前記弾性膜の周囲は一体に形成されて連続する環状の周壁をなし、この周壁を仕切部材で挟持するとともに仕切部材の挟持部に周壁の変形を許容するクリアランスを形成することもできる。
【０００６】
さらに前記仕切部材に第１乃至第３のオリフィス通路を設け、第１のオリフィス通路は主液室と副液室を常時連通する減衰オリフィス通路とし、第２のオリフィス通路は開閉自在とし、第３のオリフィス通路は弾性変形自在の弾性膜で一部を覆うことにより主液室と副液室の連通を断つとともに、
この弾性膜を前記非円形部材として形成することもできる。
【０００７】
【発明の効果】
主液室が内圧上昇すると、これを受けて弾性膜は長辺部と略平行する中央部の曲げ溝を曲げ起点曲げ起点として剪断的に折れ曲がり変形する。このため、弾性膜が長辺部と短辺部を有する非円形部材であっても、主液室の内圧上昇に追随して容易に曲がることができ、低動バネ化して主液室の内圧上昇を吸収できる。
【０００８】
また、非円形部材の曲げ溝と反対側表面にストッパ突起を突出形成すれば、主液室に大きな振動が入力すると、ストッパ突起が仕切部材側へ当接し、これにより弾性膜のバネ定数が非線形的的に変化して大入力を吸収できる。しかも、ストッパ突起を長辺部側にのみ設け、短辺部側へ設けない不連続形状とすることにより、弾性膜の曲げをさらに容易にできる。
【０００９】
しかも、周壁に対する仕切部材の挟持部に周壁とのクリアランスを形成することにより、弾性膜の変形をより一層容易にできる。
【００１０】
さらに前記仕切部材に第１乃至第３のオリフィス通路を設け、第１のオリフィス通路は主液室と副液室を常時連通する減衰オリフィス通路とし、第２のオリフィス通路は開閉自在とし、第３のオリフィス通路は弾性変形自在の弾性膜で一部を覆うことにより主液室と副液室の連通を断つように構成する場合、この弾性膜を前記非円形部材として形成することにより、円形部材では設けることのできないような前記仕切部材の限られたスペースでもレイアウト可能である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、エンジンマウントとして構成された一実施例を図面に基づいて説明する。図１はこのエンジンマウントの全断面図、図２は図１のＡ部拡大図である。まず、図１において、符号１はボルト部２でエンジン側へ取付けられる第１取付部材、３はボルト４で車体側へ取付けられる第２取付部材、５は弾性本体部材であり、ゴム等の適宜弾性部材からなり、略円錐状のドーム部６とこれに連続する筒状部７を有する。
【００１２】
筒状部７は略円筒形の剛体壁８の内周側へ接着一体化され、剛体壁８の外周側は第２取付部材３の一部として形成された筒部３ａと重なって一体化されている。これら筒部３ａ及び剛体壁８の一部には円形穴９が形成され、ここを覆う筒状部７の部分が可動膜１０をなし、弾性変形自在になっている。
【００１３】
可動膜１０は筒部３ａの外方より断面が略漏斗状をなすホルダー１１で覆われ、その中央部から外方から突出するパイプ部１２は切換バルブ１４ａへ接続され、この切換バルブ１４ａで大気開放とエンジンの吸気負圧等の負圧源に対する接続とが切り換えられる。
【００１４】
ホルダー１１の内側は制御室１３をなし、切換バルブの切換により大気開放状態と負圧状態とに変化する。また、ホルダー１１と可動膜１０の間にはゴム等の弾性部材からなる可動膜ストッパ１５が設けられ、可動膜１０の弾性変形を所定量で規制するようになっている。
【００１５】
筒状部７の開口部は仕切部材１６で覆われ、仕切部材１６と弾性本体部材５との間に弾性本体部材５を壁の一部とする主液室２０が形成される。仕切部材１６の主液室２０と反対側にはダイアフラム２１で覆われた副液室２２が形成され、これら主液室２０及び副液室２２内には非圧縮性の液体が封入される。仕切部材１６は上部仕切１７、中間仕切り１８及び下部仕切１９の３部材を重ね合わせた構造であり、各部材はそれぞれ合成樹脂等の適宜剛性材料から形成される。
【００１６】
上部仕切１７と中間仕切り１８の間及び中間仕切り１８と下部仕切１９の間には螺旋状の減衰オリフィス通路２３が形成され、その一端は上部仕切１７と中間仕切り１８の間に形成された共通通路２４へ通じ、他端は下部仕切１９の一部に形成された開口部（図では見えない）で副液室２２へ通じている。
【００１７】
共通通路２４は同じく上部仕切１７に形成された第２のオリフィス通路であるアイドルオリフィス通路２５及び第３のオリフィス通路としてのオリフィスホール２６へ順次連通し、オリフィスホール２６が主液室へ開口することにより常時主液室２０と副液室２２を連通してサスペンション振動等の比較的低周波数でかつ振幅の大きな振動に対して減衰力を発生してこれを吸収するようになっている。
【００１８】
オリフィスホール２６の底部はゴム等の弾性部材からなる弾性膜２７で覆われて幅液室２２側と連通を断たれている。この弾性膜２７の膜振動によりオリフィスホール２６内における液体が発進時等の比較的高周波域にて液柱共振を発生するようになっている。
【００１９】
オリフィスホール２６には図示しないアイドルオリフィス通路２５の開口部が臨み、かつアイドルオリフィス通路２５は前記したように共通通路２４を経て減衰オリフィス通路２３へ連通している。これらの開口面積は図示されないが、オリフィスホール２６＞アイドルオリフィス通路２５＞減衰オリフィス通路２３の順とすることにより、各液柱共振の共振周波数をこの順に小さくなるようにチューニングしてある。
【００２０】
アイドルオリフィス通路２５はその副液室２２側の出口２８をダイアフラム２１の中央部に形成された厚肉部２１ａで開閉され、開いたときは主液室２０と副液室２２を連通してアイドル時の振動を減衰オリフィス通路２３よりも高周波側で液柱共振して吸収する。
【００２１】
厚肉部２１ａの開閉動作は別体の開閉部材３０で行われる。開閉部材３０はリターンスプリング３１により厚肉部２１ａを出口２８の周囲へ密着させる側へ付勢されるとともに、底部材３３との間に閉鎖された空間である作動室３２を形成し、底部材３３の中央部に形成されたパイプ部３４と連通する。パイプ部３４は切換バルブ１４ｂへ接続し、大気開放状態と負圧状態を切り換える。作動室３２と制御室１３内をそれぞれ同期して切り換える場合には切換バルブ１４ａ及び１４ｂを共通化できる。
【００２２】
作動室３２内を負圧状態にすると、開閉部材３０をリターンスプリング３１に抗して図の下方へ引き下げ、その結果、厚肉部２１ａを出口２８の周囲から離して出口２８を開放し、アイドルオリフィス通路２５を主液室２０及び副液室２２と連通させる。
【００２３】
仕切部材１６は剛体壁８の図中下部に形成されたカシメフランジ８ａと、下部円筒部材３５の上部とをカシメることにより、カシメフランジ８ａと下部円筒部材３５の内周側に一体化された固定フランジ部材３６の間に挟持固定される。また、開閉部材３０と底部材３３の各外周部は重ね合わされて下部円筒部材３５の図中下部内周に一体化されているリング部材３７の上下端をカシメることによって固定される。符号３８はリング部材３７と部分的に重なるよう下部円筒部材３５に形成された通気穴である。
【００２４】
なお、第２取付部材３、剛体壁８、下部円筒部材３５、固定フランジ部材３６及びリング部材３７はいずれも金属等剛性のある適宜材料で構成される。また、図中の符号３９は略皿状をなす中高周波デバイスであり、中高周波域においてドーム部６との間で液柱共振を生じるようになっている。
【００２５】
図２に示すように、弾性膜２７はその本体部５０がオリフィスホール２６の中間部を横断して閉じるとともに、その中央部の主液室２０側に曲げ溝５１が形成されている。
【００２６】
曲げ溝５１と反対側である副液室２２側の表面には中央部を挟んで一対のストッパ突起５２、５２が突出形成され、その先端外側には当接斜面５３、５３がそれぞれ形成されている。ストッパ突起５２，５２の間は湾曲する凹部５４になっている。また、本体部５０の周囲は環状の薄肉部５５をなし、この薄肉部５５より外側の縁部に本体部５０を環状に囲む縦壁状の周壁５６が形成されている。
【００２７】
図３はこの弾性膜２７を主液室２０側から見た平面形状を示し、図４は図３の４−４線に沿う断面図であり、短辺側断面を示し図２の断面部と同じである。図５は図３の５−５線に沿う断面図であり長辺側断面を示し、図６は弾性膜２７の底面図である。
【００２８】
これらの図に示すように、弾性膜２７は長辺部５７と短辺部５８を有する長円形状をなし、曲げ溝５１は長辺部５７と平行に長辺部５７の範囲に形成される。なお、本願において短辺部５８は平行する長辺部５７、５７の端部間を連結するアール部分であり、短辺側とは平行する長辺部５７、５７の端部間を連結する直線と短辺部５８で囲まれた部分である。
【００２９】
また、ストッパ突起５２も同様に曲げ溝５１を挟んで対をなし、曲げ溝５１並びに長辺部５７と平行に形成される。各ストッパ突起５２の長さ方向両端は自由端をなし、短辺部５８側にこれら対向する自由端間を連結するストッパ突起は形成されていない。
【００３０】
薄肉部５５と周壁５６は周方向へ環状に連続して弾性膜２７の表裏に形成され、周壁５６は長く表裏へ突出する。本実施例における突出長さはストッパ突起５２の突出量よりも長くなっている。
【００３１】
この周壁５６は図２に最も明らかなように、図の上方側は、上部仕切１７の二股部６０に形成された環状溝６１に嵌合される。二股部６０の内、内周部６２はオリフィスホール２６の中間部で通路断面積を狭くする段部をなし、その環状溝６１に臨む面は斜面６３をなし、斜面６３の先端は薄肉部５５へ近接している。この斜面６３は、本来仮想線のように直立する周壁５６を外方へ曲げるとともに、先端側は周壁５６との間にクリアランス６４を形成し、周壁５６が内方へ折れ曲がるように弾性変形することを許容している。
【００３２】
一方、周壁５６の図２中における下方側は下部仕切１９の二股部６５に形成された環状溝６６に嵌合され、二股部６５の内周部６７はストッパ突起５２との間に所定のクリアランスを形成するべく先端側の薄肉部５５に近接する部分は幅狭部をなすとともに、中間部は当接斜面５３に対面する斜面上の段部６８をなし、これにより下方は広幅部になっている。
【００３３】
これにより、弾性膜２７が弾性変形するとき、左右のストッパ突起５２，５２が互いに外方へ開き、図の仮想線のように変形するとき、まず当接斜面５３が段部６８へ当接してストッパ突起５２の先端部が弾性変形し、さらに弾性変形するとストッパ突起５２全体が内周部６７の先端側である細幅部へ押し当てられて変形するようになっている。
【００３４】
次に、本実施例の作用を説明する。主液室２０へ比較的小さな振動入力があると、この振動入力に対応して内圧上昇し、弾性膜２７の本体部５０を図２の上方から下方へ押す。すると本体部５０は中央部に曲げ溝５１が長辺部５７と平行に形成されているため、図２及び図４の短辺部側断面において、曲げ溝５１を起点として剪断的に折れ曲がる。
【００３５】
したがって、長辺部５７が長い範囲で直線的に仕切り部材１６側へ固定されているにもかかわらず、主液室２０の内圧上昇に対応して容易に弾性変形して内圧上昇を吸収でき、低動バネ化を実現する。
【００３６】
しかも、ストッパ突起５２，５２の各長さ方向両端を自由端とし、短辺部側にストッパ突起５２を形成しない不連続形状にすることにより、短辺部５８方向における曲げをより容易にしている。
【００３７】
そのうえ、周壁５６の上部を内周部６２の斜面６３で外方へ開くように倒すことにより、弾性膜２７の初期バネ定数を大きくするとともに、クリアランス６４を設けることにより、本体部５０側が弾性変形するとき、周壁５６の弾性変形によりこれをより一層容易に弾性変形できるようにしている。
【００３８】
その後さらに大きな振動入力があれば、ストッパ突起５２、５２は各先端側が互いに離れる方向へ開くので、当接斜面５３がまず内周部６７の段部６８へ当接してストッパ突起５２の先端側を弾性変形することにより、弾性膜２７のバネ定数を大きくする。
【００３９】
弾性膜２７がさらに大きく弾性変形すれば、ストッパ突起５２、５２は全体が内周部６７の細幅部へ押し当てられて弾性変形をするので、さらにバネ定数が大きくなる。
【００４０】
したがって、大きな振動入力に対してはその大きさに対応して非線形的にバネ定数を変化させ、バネ定数を大きくすることにより減衰オリフィス通路２３へ流れ込む液体流量を大きくして液柱共振を減衰オリフィス通路２３中で発生させることにより大きな減衰力を発生させて吸収する。
【００４１】
図７は小振幅時の動バネ定数と周波数の関係を示すグラフ、図８は大振幅時の減衰特性を示すグラフであり、実線は本実施例、破線は比較例として同じ長円形状で、曲げ溝５１を設けずかつストッパ突起を環状に形成したものを示す。図７では本実施例が顕著な低動バネを実現でることを示し、図８では従来と遜色のない高減衰を実現できることを示す。
【００４２】
これらのグラフに明らかなように、小さな振動入力に対して低動バネ、大きな振動入力に対しては比較的大きな減衰力の発生による従来と同様の高減衰を発揮でき、理想的な低動バネ・高減衰特性を得ることができる。
【００４３】
しかも、仕切部材１６に減衰オリフィス通路２３、アイドルオリフィス通路２５及びオリフィスホール２６と３つのオリフィス通路を横並びに形成してもオリフィスホール２６に設ける弾性膜２７を長円形の非円形部材とすることにより、円形の弾性膜では困難なレイアウト条件でも弾性膜２７を配置できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例に係るエンジンマウントの全断面図
【図２】図１のＡ部拡大図
【図３】実施例の弾性膜を主液室側から示した平面図
【図４】図３の４−４線に沿う断面図
【図５】図３の５−５線に沿う断面図
【図６】弾性膜を底面図
【図７】低振幅時動バネ特性図
【図８】大振幅時の減衰特性図
【符号の説明】
１：第１取付部材、２：第２取付部材、５：弾性本体部材、７：筒状部、９：円形穴、１０：可動膜、１３：制御室、１４：切換バルブ、１５：可動膜ストッパ１６：、仕切部材、２０：主液室、２１：ダイアフラム、２２：副液室、２３：減衰オリフィス通路、２４：共通通路、２５：アイドルオリフィス通路、２６：オリフィスホール、２７：弾性膜、２８：出口、３０：開閉部材、４０：接触面、４１：突起、４２：不連続部、４３：ストッパホール、４４：間隙、５０：弾性膜の本体部、５１：曲げ溝、５２：ストッパ突起、周壁５６、５７：長辺部、５８：短辺部、６４：クリアランス

Claims (3)

1. 振動発生側又は振動受け側のいずれか一方側へ取付けられる第１取付部材と、
   他方側へ取付けられる第２取付部材と、
   これらの間に介在される弾性本体部材とを備え、
   弾性本体部材を壁の一部とする主液室と、
   この主液室と仕切部材で仕切られ、
   可撓膜部材で覆われる副液室と、
   これら両液室を連過する減衰オリフィス通路と、
   前記仕切部材に設けられて前記主液室の内圧変動により弾性変形する弾性膜とを備えた液封防振装置において、
   前記弾性膜を長辺部と短辺部を有する非円形部材として形成し、
   弾性膜の中央部に長辺部と略平行する曲げ溝を形成するとともに、
   前記弾性膜の曲げ溝と反対側の面に曲げ溝と略平行するストッパ突起を一体に突出形成し、
   このストッパ突起を長辺部のみに形成することを特徴とする液封防振装置。
2. 前記弾性膜の周囲は一体に形成されて連続する環状の周壁をなし、この周壁を仕切部材で挟持するとともに仕切部材の挟持部に周壁の変形を許容するクリアランスを形成したことを特徴とする請求項１に記載した液封防振装置。
3. 前記仕切部材に第１乃至第３のオリフィス通路を設け、第１のオリフィス通路は主液室と副液室を常時連通する減衰オリフィス通路とし、第２のオリフィス通路は開閉自在とし、第３のオリフィス通路は弾性変形自在の弾性膜で一部を覆うことにより主液室と副液室の連通を断つとともに、この弾性膜を前記非円形部材として形成したことを特徴とする請求項１に記載した液封防振装置。

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