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JP6240397B2 - 液封入式防振装置 - Google Patents

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Description

本発明は液封入式防振装置に関し、特にダイヤフラムの変形量および耐久性を確保でき、さらに負圧導入管を破損し難くできると共に取付時の手間を軽減できる液封入式防振装置に関するものである。
自動車等の車両では、エンジン等の振動発生源と振動を受ける車体との間に、車体側への振動の伝達を抑制する防振装置が設けられる。このような防振装置として、例えば特許文献1に開示される制御型の液封入式防振装置が知られている。特許文献1に開示される技術によれば、防振基体との間に液室を形成するダイヤフラムが液室の圧力変動に伴って変形し、高減衰効果および振動絶縁効果を発揮する。さらに、外部から導入される負圧または大気圧の作用に基づいて防振特性を切り換えることができる。
特開平6−264956号公報
しかしながら上述した技術では、負圧または大気圧が導入される負圧導入管が、略円筒状に形成された液封入式防振装置の側面に突出しているので、搬送時や車両への搭載時等に液封入式防振装置が転がってしまうと、側面に突出した負圧導入管が破損するおそれがある。
また、負圧導入管は液封入式防振装置の側面から一方向に突出しているので、車両への搭載時には、負圧導入管に接続される車両側の外部管路の向きに負圧導入管の向きを合わせて液封入式防振装置を車両に取り付ける必要がある。そのため、車両への取付時の手間が増加するという問題がある。
また、液室の圧力変動によって変形するダイヤフラムは、振動の吸収性能を確保するため、変形量および耐久性を確保する必要がある。
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、ダイヤフラムの変形量および耐久性を確保でき、さらに負圧導入管を破損し難くできると共に取付時の手間を軽減できる液封入式防振装置を提供することを目的としている。
課題を解決するための手段および発明の効果
この目的を達成するために請求項1記載の液封入式防振装置によれば、第1取付部材と筒状の第2取付部材とがゴム状弾性体から構成される防振基体によって連結される。第2取付部材に固着される第1ダイヤフラムにより防振基体との間に液体封入室が形成される。液体封入室が仕切体によって複数の液室に仕切られ、複数の液室間がオリフィスにより連通される。第2ダイヤフラムが、防振基体の弾性変形に伴う液室内の圧力変動によって変形可能に構成され、第2ダイヤフラムによって仕切体との間に空気室が形成される。その空気室と連通する空気管路が負圧導入管と連通し、負圧導入管に接続される外部管路から空気室内に負圧または大気圧が導入される。
空気管路は、第1ダイヤフラム及び仕切体を貫通して第1ダイヤフラム及び仕切体の径方向中央部に設けられ、負圧導入管は、第1ダイヤフラムの径方向中央部に設けられる。よって、液封入式防振装置の側面に負圧導入管を突出させないようにできる。その結果、搬送時や車両への搭載時等に液封入式防振装置が転がっても、負圧導入管を破損し難くできる効果がある。
また、負圧導入管が第1ダイヤフラムの径方向中央部に設けられるので、車両への搭載時には、負圧導入管に接続される車両側の外部管路の向きに負圧導入管の向きを合わせる作業を省略できる。よって、車両への取付時の手間を軽減できる効果がある。
また、第1ダイヤフラムは、第2取付部材の軸心方向から視て負圧導入管の周囲に同心円状の凹凸を有する蛇腹状に形成されるので、第1ダイヤフラムの変形量を確保できる。なお、複数の凸部が軸心方向に突出し、同心円状に複数の凸部が設けられるので、相対的に内周側に位置する凸部の周長は、その凸部に隣接する凸部の周長より小さくなる。そのため、複数の凸部が軸心方向へ同じ大きさで突出する場合には、第1ダイヤフラムが伸張するときに、最も内周側に位置する凸部の相対的な変形量が、その凸部より外周側に位置する凸部の相対的な変形量より大きくなる。従って、最も内周側に位置する凸部に生じる引張歪みが、その凸部より外周側に位置する凸部に生じる引張歪みより大きくなる。
これに対し、最も内周側に位置する凸部を、その凸部より外周側に位置する凸部よりも軸心方向に大きく突出させることにより、第1ダイヤフラムが伸張するときに、最も内周側に位置する凸部の相対的な変形量を小さくできる。その結果、最も内周側に位置する凸部に生じる引張歪みを軽減できる。これにより、第1ダイヤフラムの変形量を確保しつつ耐久性を確保できる効果がある。
管路形成部材は、第1ダイヤフラムを貫通して空気管路が貫通形成される軸部と、軸部から径方向外側へ向かって鍔状に突設される円盤部とを備える。第1ダイヤフラムは、軸部が内周側に挿入されるゴム状弾性体から構成される環状の内周縁部と、内周縁部の径方向内側に設けられる液封部とを備える。管路形成部材は、内周縁部を円盤部と仕切体側との間で軸心方向に押圧し内周縁部を非接着で固定するので、第1ダイヤフラムを加硫接着により固着する場合と比較して低コスト化できる。
また、最も内周側に位置する凸部を、その凸部より外周側に位置する凸部より軸心方向に大きく突出させるので、最も内周側に位置する凸部に生じる引張歪みを軽減できる。その結果、第1ダイヤフラムの内周縁部付近の変形量を小さくできるので、第1ダイヤフラムの内周縁部を非接着で固定したときに、そこから液漏れが生じる危険性を低下できる。
円盤部と仕切体側とにより内周縁部を軸心方向へ圧縮変形させた状態では、内周縁部の外周面が壁部に接触しつつ、液封部が軸部の外周面に接触すると共に、内周縁部および液封部の一部と軸部との間に隙間が設けられる。内周縁部の外周面に接触する壁部によって、径方向外側への内周縁部の移動が規制されるので、内周縁部に径方向外側への引張力が作用してシール性が低下することを抑制できる。
請求項2記載の液封入式防振装置によれば、複数の凸部は、相対的に内周側に位置する凸部が、その凸部に隣接する凸部よりも軸心方向に大きく突出するので、相対的に周長が小さい凸部(相対的に内周側に位置する凸部)に生じる引張歪みを軽減できる。これにより、請求項1の効果に加え、第1ダイヤフラムに3つ以上の凸部が同心円状に形成された場合であっても、第1ダイヤフラムの耐久性を確保できる効果がある。
請求項3記載の液封入式防振装置によれば、最も内周側に位置する凸部における内周面の軸方向寸法と外周面の軸方向寸法との合計が、その凸部より外周側に位置する凸部における内周面の軸方向寸法と外周面の軸方向寸法との合計よりも大きいので、第1ダイヤフラムが伸張するときに、最も内周側に位置する凸部の相対的な変形量を十分に小さくできる。その結果、請求項1又は2の効果に加え、最も内周側に位置する凸部に生じる引張歪みを十分に軽減できる効果がある。
請求項4記載の液封入式防振装置によれば、複数の凸部は、第2取付部材の軸心を含む断面視において、相対的に外周側に位置する凸部の先端の曲率半径が、その凸部に隣接する凸部の先端の曲率半径と同一の値に設定される。その結果、第1ダイヤフラムが伸張したときに凸部に生じる歪みに偏りが生じることを防止できる。これにより、請求項1から3のいずれかの効果に加え、特定の凸部の負荷が大きくなることを防止できる。
請求項5記載の液封入式防振装置によれば、複数の凸部は、第2取付部材の軸心を含む断面視において、相対的に外周側に位置する凸部の先端の曲率半径が、その凸部に隣接する凸部の先端の曲率半径と異なる値に設定される。相対的に外周側に位置する凸部の先端の曲率半径を、その凸部に隣接する凸部の先端の曲率半径より小さく設定すれば、相対的に外周側に位置する凸部を復元させ易くできる。また、相対的に外周側に位置する凸部の先端の曲率半径を、その凸部に隣接する凸部の先端の曲率半径より大きく設定すれば、相対的に外周側に位置する凸部を変形させ易くできる。これにより、請求項1から3のいずれかの効果に加え、第1ダイヤフラムの要求特性を適宜設定できる効果がある。
本発明の第1実施の形態における液封入式防振装置の軸方向断面図である。 液封入式防振装置の拡大断面図である。 第1ダイヤフラムの部分断面図である。 第2実施の形態における液封入式防振装置の拡大断面図である。
以下、本発明の好ましい実施の形態について、添付図面を参照して説明する。図1は本発明の第1実施の形態における液封入式防振装置1の軸方向断面図である。図1に示すように液封入式防振装置1は、自動車のエンジン等のパワーユニット(図示せず)に取り付けられる第1取付部材2と、ブラケット(図示せず)を介してパワーユニットの下方の車体フレーム(図示せず)に取り付けられる筒状の第2取付部材3と、第1取付部材2及び第2取付部材3とを連結すると共にゴム状弾性体から構成される防振基体4とを備えている。
なお、本実施の形態では、パワーユニットの分担支持荷重が、軸心を通る軸線O方向(図1上下方向)に入力される。従って、装着状態では、防振基体4の弾性変形によって第1取付部材2と第2取付部材3とが軸方向で互いに近接する方向に変位する。以下の説明では、特に断りのない限り、上下方向は図1における軸線Oの上下方向をいう。
図1に示すように、第1取付部材2は主に金属材料等の剛性材料により形成され、上面にボルト孔2aが設けられる。ボルト孔2aに、パワーユニットのブラケットに取り付けられたボルト(図示せず)が締結固定されることで、第1取付部材2が振動発生源に取り付けられる。第2取付部材3は、主に金属材料等の剛性材料により筒状に形成され、ブラケット等を介して車体フレーム側(図示せず)に取り付けられる。
防振基体4は円錐台状に形成され、上端部が第1取付部材2の外周面に、下端部が第2取付部材3の上側内周面にそれぞれ加硫接着される。防振基体4の下面側には上窄まりの中空部が形成され、防振基体4の下端部には、第2取付部材3の内周面を覆うゴム膜5が段部4aに連設される。第2取付部材3は、上端部に筒状のブラケット部材6が外嵌され、ブラケット部材6の上端部にストッパゴム7が被着される。
第2取付部材3の内側には、液室形成部材10及び仕切体20と、液室形成部材10と仕切体20との間に配置される第2ダイヤフラム30と、第1ダイヤフラム40とが固着され、仕切体20に管路形成部材50が固着される。図2を参照して、液室形成部材10、仕切体20、第2ダイヤフラム30、第1ダイヤフラム40及び管路形成部材50について説明する。図2は液封入式防振装置1の拡大断面図である。なお、図2では液封入式防振装置1の上部側(第1取付部材2等)の図示を省略している。
図2に示すように、液室形成部材10は、軸方向視(軸線O方向視)して円形状に形成される部材であり、円盤状に形成される本体部11と、本体部11の全周に亘って本体部11の径方向に向かって鍔状に突設される鍔部12と、本体部11の周縁から軸方向に向かって突設される円筒状の円筒部13を備えている。本体部11の径方向中央部には、厚さ方向に貫通する第2オリフィス(貫通孔)10aが形成され、第2オリフィス10aの周囲に円筒状の筒壁部14が突設される。
仕切体20は、液体封入室Lを第1液室L1(図1参照)及び第2液室L2に仕切るための部材であり、液室形成部材10が積重され、軸方向視(軸線O方向視)して円形状に形成される。仕切体20は、液室形成部材10との対向面が凹面状に形成される本体部21と、本体部21の全周に亘って本体部21の径方向に向かって鍔状に形成される円環部22とを備えている。また、仕切体20は、円環部22の全周に亘って軸方向に段差状に形成される段差部23と、段差部23の径方向外側の全周に亘って軸方向に延びる円筒状の外周壁部24と、外周壁部24の軸方向両端から径方向外側に向けてフランジ状に延設されるオリフィス形成壁部25,26とを備えている。さらに、液室形成部材10と対向する本体部11の凹面状の面の反対面から軸方向に向かって円筒状の壁部27が突設される。
外周壁部24、オリフィス形成壁部25,26は、第1液室L1と第2液室L2とを連通する第1オリフィス20bを形成するための部位であり、オリフィス形成壁部25,26に、それぞれ切欠き(図示せず)が形成されている。それら切欠き及び外周壁部24の外周(第1オリフィス20b)を通って第1液室L1及び第2液室L2との間を液体が流通する。また、本体部21は、径方向中央部に厚さ方向(軸方向)に貫通する貫通孔20a(空気管路)が形成される。
第2ダイヤフラム30は、ゴム状弾性体から構成される部材(ゴム膜)であり軸方向視して円形状に形成される。第2ダイヤフラム30は、軸方向上側(図2上側)に凸の凸球面状に形成される凸面部31と、凸面部31の外周縁に連設されると共に軸方向上側に凹の凹曲面により円環状に形成される凹面部32と、凹面部32の外周縁に連設されると共に径方向外側に向かって延設される延設部33と、延設部33の全周に連設されると共に延設部33より軸方向寸法が大きく設定される外周縁部34とを備えている。
第2ダイヤフラム30を介在させた状態で仕切体20に液室形成部材10は圧入され、第2ダイヤフラム30は、仕切体20及び液室形成部材10に気密に固着される。具体的には、仕切体20の円環部22及び段差部23に第2ダイヤフラム30の延設部33及び外周縁部34を重ね合わせ、仕切体20のオリフィス形成壁部25と液室形成部材10の鍔部12とを当接させた状態で、円筒部13によって延設部33が押圧される。仕切体20及び液室形成部材10に第2ダイヤフラム30を気密に挟持(固着)させることで、仕切体20と第2ダイヤフラム30との間に空気室Rが形成される。
第1ダイヤフラム40は、外部に対して密封された液体封入室L(図1参照)を形成するためにゴム状弾性体から構成される部材(ゴム膜)であり、第2ダイヤフラム30より薄肉かつ大径の円環状に形成される。液体封入室Lは水やエチレングリコール等の非圧縮性液体(以下「液体」と称す)が封入される。第1ダイヤフラム40は、軸線O方向視において径方向中心部(内周縁部45)の周囲に同心円状の凸部41,42及び凹部43を有する蛇腹状に形成される。円筒状の支持金具47に外周縁部が加硫接着され、内周縁部45は管路形成部材50に固着される。第1ダイヤフラム40は、内周縁部45の軸方向寸法(図2上下方向寸法)が凸部41,42、凹部43及びネック部44の軸方向寸法(厚さ)より大きく設定され、凸部41と内周縁部45とがネック部44に連設される。また、内周縁部45の内周面の2箇所に断面三角状の液封部46が径方向内側に向かって全周に亘り突設される。
管路形成部材50は、第2ダイヤフラム30の内周縁部45を固着すると共に軸方向に貫通する空気管路50aが形成される部材である。管路形成部材50は、円柱状に形成される軸部52と、軸部52の一端部から径方向外側に向かって鍔状に突設される円盤状の円盤部51と、円盤部51の外周縁から軸部52側の軸方向に向かって突設される円筒状の周壁部53と、軸部52と同心状に形成される負圧導入管54とを備えている。空気管路50aは軸部52及び負圧導入管54に貫通形成される。
管路形成部材50は、螺着、溶着、嵌着等の各種手段により仕切体20に固着される。仕切体20に管路形成部材50が固着されることで、貫通孔20aを介して空気管路50aが空気室Rに連通される。また、管路形成部材50が仕切体20に固着されることで、第1ダイヤフラム40の内周縁部45が気密に固着される。
次に図3を参照して、仕切体20と管路形成部材50との間に第1ダイヤフラム40を挟持するときの内周縁部45及び液封部46の弾性変形挙動について説明する。図3は第1ダイヤフラム40の部分断面図である。なお、図3において、仕切体20及び管路形成部材50に挟持される前の第1ダイヤフラム40を二点鎖線で図示し、仕切体20及び管路形成部材50に挟持された後の第1ダイヤフラム40を実線で図示する。
図3に示すように、挟持前の第1ダイヤフラム40の内周縁部45(二点鎖線)の軸方向(図3上下方向)寸法は、挟持後の本体部21と円盤部51との軸方向間隔より大きく設定される。これにより、挟持後の内周縁部45は本体部21、円盤部51によって軸方向に圧縮変形される。内周縁部45の径方向外側への弾性変形(縮径)は壁部27及び周壁部53によって規制されるので、内周縁部45は径方向内側(図3右側)に伸張する。内周縁部45及び液封部46の径方向寸法は、軸部52と壁部27との間の径方向寸法および軸部52と周壁部53との間の径方向寸法より僅かに小さめに設定されているので、内周縁部45が径方向に伸張することで、液封部46はそれぞれ軸部52の外周面に押し付けられる。また、内周縁部45は径方向寸法が軸方向寸法より小さく設定されているので、本体部21及び円盤部51による小さい軸方向荷重で押縮させることができる。
その結果、本体部21及び円盤部51と内周縁部45の軸方向端面との間、液封部46と軸部52の外周面との間を液密にすることができる。さらに、液封部46は、内周縁部45の軸方向の一部が全周に亘って径方向に凸起するので、液封部46が軸部52に密着することにより、液封部46によって押付け力が加わる面積を小さくできる。その結果、小さな押付け力でもシール性を確保できる。
よって、管路形成部材50と第1ダイヤフラム40とを加硫接着しなくても、液体封入室Lに封入された液体の圧力変動や振動に対して安定した密封作用を確保できる。また、管路形成部材50と第1ダイヤフラム40との加硫接着を省略できるので、その分だけ低コストで液封入式防振装置1を製造できる。
また、挟持前のネック部44の軸方向寸法(厚さ)は、挟持後の壁部27と周壁部53との軸方向間隔より大きく設定される。これにより、挟持後のネック部44は、対向する壁部27及び周壁部53の軸方向端部に挟まれ軸方向に圧縮変形される。ネック部44の径方向外側への弾性変形(伸張)は内周縁部45の弾性変形(径方向への伸張)によって規制されるので、ネック部44は壁部27及び周壁部53によって軸方向に押圧され挟持される。
ここで、ネック部44が軸方向に押圧されていない場合には、第1ダイヤフラム40(図2参照)が軸方向に往復運動すると、ネック部44を介して内周縁部45に径方向外側への引張力が作用したりネック部44が軸方向に移動(揺動)したりする。そうすると内周縁部45のシール性も低下するおそれがある。
これに対し本実施の形態によれば、ネック部44を軸方向に押圧することにより、内周縁部45に作用する引張力や軸方向へのネック部44の移動を抑制できる。その結果、ネック部44、内周縁部45及び液封部46のシール性が低下するのを抑制できる。
また、ネック部44は全周に亘って軸方向に凸部44aが突出されているので、凸部44aによって接触面積に対して押付け力が加わる面積を小さくできる。その結果、小さな押付け力でもシール性を確保できる。
凸部44aは、ネック部44の軸方向上側面(防振基体4に近い面)には設けられておらず、軸方向下側面(防振基体4と離隔される面)に設けられている。ネック部44の軸方向上側面は、液体封入室Lに封入された液体が接触する第1ダイヤフラム40の内面と連なるが、ネック部44の軸方向下側面(凸部44aが設けられた面)は、液体が存在しない第1ダイヤフラム40の外面と連なる。周壁部53に押圧された凸部44aの根本に周方向のシワが形成されることがあるが、その面(第1ダイヤフラム40の外面)には液体は存在しないので、シワに起因するシール性の低下(液漏れ)を防止できる。
また、液封部46は内周縁部45の径方向内側(図3右側)に位置する。液封部46が内周縁部45の径方向外側に位置する場合には、第1ダイヤフラム40の軸方向の往復運動に伴い内周縁部45に径方向外側への引張力(振動)が作用すると、液封部46の相手面(軸部52)への押し付け力が変動し易くなる。そうすると液封部46のシール性が低下するおそれがある。これに対し、液封部46を内周縁部45の径方向内側に位置させることで、径方向外側への引張力を内周縁部45に緩衝させることができるので、液封部46の軸部52への押し付け力の変動を抑制できる。よって、液封部46による密封作用の低下を抑制できる。
図1に戻って説明する。図1に示す液封入式防振装置1は、例えば、以下のようにして製造される。まず、仕切体20に液室形成部材10を圧入して、液室形成部材10と仕切体20との間に第2ダイヤフラム30を挟持する。支持金具47が加硫接着された第1ダイヤフラム40の内周縁部45を管路形成部材50に保持させ、その管路形成部材50を仕切体20に固着する。第1取付部材2に防振基体4が加硫接着された第2取付部材3に液体を満たした後、液体形成部材10、仕切体20及び支持金具47を第2取付部材3に挿入しつつ第2取付部材3に絞り加工を施し、液室形成部材10、仕切体20及び支持金具47を防振基体4及びゴム膜5との間で液密にする。
液封入式防振装置1の液体封入室Lは、防振基体4と液室形成部材10との間の第1液室L1、仕切体20と第1ダイヤフラム40との間の第2液室L2、液室形成部材10と第2ダイヤフラム30との間の第3液室L3に仕切られる。また、第2ダイヤフラム30と仕切体20との間に空気室Rが形成される。その空気室Rと連通する空気管路50aには空気圧調整装置60が接続される。
空気圧調整装置60は、空気室Rに負圧または大気圧を導入するための装置であり、管路形成部材50(空気管路50a)に接続される車体側の外部管路63と、外部管路63に接続される負圧源61及び切換弁62とを有している。切換弁62は、電磁弁等により構成され、負圧源61又は大気中と空気室Rとの連通を択一的に切り換えられる。負圧源61は、例えば自動車のインテーク側の吸圧器系統やアキュームレータ等が採用される。
切換弁62は、制御装置(図示せず)と接続される。制御装置は、自動車に備え付けの各種センサから自動車の走行速度やエンジン回転数、変速段の選択位置、スロットル開度など、自動車の状態を表す各種情報が入力される。制御装置は、入力された各種情報に基づいて切換弁62を作動させる。
液封入式防振装置1によれば、切換弁62により空気室Rを大気開放した場合には、第2ダイヤフラム30を可動状態にできる。一方、切換弁62により空気室Rに負圧を導入した場合には、第2ダイヤフラム30を仕切体20の本体部21に接触させて拘束状態にすることで、第2ダイヤフラム30の剛性を上げることができる。このように第2ダイヤフラム30の剛性を変化させることで、パワーユニットのシェイク振動やアイドリング振動等の異なる振動数の振動を効果的に減衰させることができる。
第1ダイヤフラム40を貫通する空気管路50a及び仕切体20を貫通する貫通孔20aは第1ダイヤフラム40及び仕切体20の径方向中央部に設けられ、負圧導入管54は、第1ダイヤフラム40の径方向中央部に設けられる。よって、液封入式防振装置1の側面に負圧導入管54を突出させないようにできる。その結果、搬送時や車両への搭載時等に液封入式防振装置1が転がっても、負圧導入管54を破損し難くできる。
また、負圧導入管54が第1ダイヤフラム40の径方向中央部に設けられるので、車両への搭載時には、負圧導入管54に接続される車両側の外部管路63の向きに負圧導入管54の向きを合わせる作業を省略できる。よって、車両への液封入式防振装置1の取付時の手間を軽減できる。
次に図2を参照して、第1ダイヤフラム40について説明する。第1ダイヤフラム40は蛇腹状に形成され、軸線O方向から視て負圧導入管54の周囲に同心円状の凸部41,42及び凹部43を有し、軸線O方向に複数の凸部41,42が突出する。第1ダイヤフラム40は蛇腹状に形成されるので、径方向の寸法を小さくしつつ変形量を大きくできる。これにより、第1ダイヤフラム40の変形による振動の吸収性能を悪化させることなく、液封入式防振装置1を小型化(小径化)できる。また、第2液室L2の圧力変動に応じて外方に反転する(凸状になる)のが第1ダイヤフラム40の一部(凹部43)なので、反転時に生じる異音を低減できる。
また、第1ダイヤフラム40を構成する複数の凸部41,42は、内周側に位置する凸部41(軸方向長さL1)が、凸部41より外周側に位置する凸部42(軸方向長さL2)よりも軸心方向に大きく突出する(L1>L2)。なお、本実施の形態では、凸部41,42、凹部43の厚さ(膜厚)は同一に設定される。
ここで、凸部41,42は同心円状に形成されるので、相対的に内周側に位置する凸部41の周長は、凸部41に隣接する凸部42の周長より小さくなる。第1ダイヤフラム40は内周縁部45及び外周縁部(支持金具47)が共に固定されているので、仮に、凸部41,42が軸心方向へ同じ大きさで突出する場合には(L1=L2)、第1ダイヤフラム40が伸張するときに、内周側に位置する凸部41の相対的な変形量が、凸部41より外周側に位置する凸部42の相対的な変形量より大きくなる。よって、内周側に位置する凸部41に生じる引張歪みが、凸部41より外周側に位置する凸部42に生じる引張歪みより大きくなる。そうすると、凸部41が凸部42より早期に劣化するおそれがある。
これに対し本実施の形態によれば、内周側に位置する凸部41を、凸部41より外周側に位置する凸部42よりも軸心方向に大きく突出させるので、第1ダイヤフラム40が伸張するときの凸部41の相対的な変形量を、凸部42の相対的な変形量より小さくできる。その結果、内周側に位置する凸部41に生じる引張歪みを軽減できる。これにより、凸部41が凸部42より早期に劣化することを防ぎ、第1ダイヤフラム40の耐久性を確保できる。よって、第1ダイヤフラム40の変形量を確保しつつ耐久性を確保できる。
また、仮に凸部41,42が軸心方向へ同じ大きさで突出する場合には(L1=L2)、第1液室L1及び第2液室L2の相対的な圧力変動によって、凸部41,42間に位置する凹部43が変形(外方および内方に凸となる変形)を繰り返すので、凹部43に亀裂が生じ易いという問題がある。
これに対し、内周側に位置する凸部41を、凸部41より外周側に位置する凸部42よりも軸心方向に大きく突出させることにより(L1>L2)、第1液室L1及び第2液室L2に相対的な圧力変動が生じたときの凸部41,42の変形量を異ならせることができる。そのため、凸部41,42間の変形箇所(外方および内方に凸となる変形箇所)が径方向に位置を変えていくので、凹部43の部分だけが繰返し変形する場合と比較して、亀裂を生じ難くすることができる。その結果、第1ダイヤフラム40の耐久性を向上できる。また、凹部43の反転によって生じる異音も抑制できる。
なお、凸部42の軸方向長さL2に対する凸部41の軸方向長さL1の比率(L1/L2)は、1.1〜5が好ましい。L1/L2が1.1より小さくなるにつれ、凸部41,42間に位置する凹部43の繰返し変形を防止して亀裂や異音の発生を防止する効果が低下する傾向がみられる。また、L1/L2が5より大きくなるにつれ、凸部41,42間で変形可能なゴム膜長が小さくなるので、第1ダイヤフラム40の変形量が低下する(振動の吸収性能が悪化する)傾向がみられる。
なお、凸部41,42は、第2取付部材3の軸心(軸線O)を含む断面視(図2紙面)において、相対的に外周側に位置する凸部42の先端の曲率半径R2が、凸部42に隣接する凸部41の先端の曲率半径R1と同一の値に設定される。これにより、凸部41,42が弾性変形したときの凸部41,42に生じる歪みに偏りが生じることを防止できる。その結果、特定の凸部の負荷(歪み)が大きくなることを防止できるので、耐久性を向上できる。
また、凸部41,42の曲率半径R1,R2は、凹部43(凹部43の内面)の曲率半径と同一に設定される。これにより、これにより、第1ダイヤフラム40が弾性変形したときの凸部41,42、凹部43に生じる歪みの偏りを抑制できる。
なお、凸部41,42は、第2取付部材3の軸心を含む断面視において、相対的に外周側に位置する凸部42の先端の曲率半径を、凸部42に隣接する凸部41の先端の曲率半径と異なる値に設定することは可能である。凸部42の先端の曲率半径R2を、凸部42に隣接する凸部41の先端の曲率半径R1より小さく設定すれば、相対的に外周側に位置する凸部42を復元させ易くできる。また、凸部42の先端の曲率半径R2を、凸部41の先端の曲率半径R1より大きく設定すれば、凸部42を変形させ易くできる。凸部41,42の厚さ(膜厚)を変えても同様にできる。このように凸部41,42の曲率半径や膜厚を設定することにより、第1ダイヤフラム40の要求特性を適宜設定できる。
また、第1ダイヤフラム40の内周縁部45が仕切体20側との間で軸心方向(軸線O方向)に押圧され、内周縁部45が非接着で固定される。液漏れを防ぐために、内周縁部45を液密に固着する必要がある。本実施の形態によれば、内周側に位置する凸部41を、凸部41より外周側に位置する凸部42より軸心方向に大きく突出させるので、凸部41に生じる引張歪みを軽減できる。その結果、第1ダイヤフラム40の内周縁部45付近の変形量を小さくできるので、第1ダイヤフラム40の内周縁部45を非接着で固定しても、そこから液漏れが生じる危険性を低下できる。
次に図4を参照して、第2実施の形態について説明する。第1実施の形態では、第1ダイヤフラム40に同心円状に2つの凸部41,42が形成される場合について説明した。これに対し第2実施の形態では、第1ダイヤフラム140に同心円状に3つの凸部141,142,144が形成される場合について説明する。なお、第2実施の形態において、第1実施の形態で説明した部分と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図4は第2実施の形態における液封入式防振装置101の拡大断面図である。図4では、液封入式防振装置101の上部側(第1取付部材1等)の図示を省略している。
図4に示すように、液封入式防振装置101の第1ダイヤフラム140は蛇腹状に形成され、軸線O方向から視て負圧導入管54の周囲に同心円状の凸部141,142,144及び凹部143,145を有し、軸線O方向に複数の凸部141,142,144が突出する。第1ダイヤフラム140の内周縁部45は、仕切体20と管路形成部材150との間に挟持され、第1ダイヤフラム140の液封部46は、管路形成部材150の軸部152の外周面を押圧する。これにより、第1ダイヤフラム140の内周縁部45は非接着で固定される。
第1ダイヤフラム40の凸部141,142,144は、相対的に内周側に位置する凸部が、その凸部に隣接する凸部よりも軸心方向に大きく突出する。具体的には、凸部141は凸部142より軸線O方向に突出し(L3>L4)、凸部142は凸部144より軸線O方向に突出する(L4>L5)。本実施の形態では、凸部141,142,144、凹部143,145の厚さ(膜厚)は同一に設定される。
これにより、相対的に周長が小さい凸部(相対的に内周側に位置する凸部)に生じる引張歪みを軽減できる。その結果、3つ以上の凸部が同心円状に形成された第1ダイヤフラム140においても、第1ダイヤフラム140の耐久性を確保できる。
なお、隣接する凸部間の軸方向長さの比率(L3/L4,L4/L5)は、第1実施の形態で説明した比率(L1/L2)の関係と同様に、1.1〜5が好ましい。第1ダイヤフラム140の変形量を確保しつつ亀裂や異音の発生を防止するためである。
また、凸部141,142,144は、第2取付部材3の軸心(軸線O)を含む断面視(図4紙面)において、凸部141,142,144の先端の曲率半径R3,R4,R5が同一の値に設定される。これにより、凸部141,142,144に生じる歪みに偏りが生じることを防止でき、特定の凸部の負荷が大きくなることを防止できる。よって第1ダイヤフラム140の耐久性を向上できる。
以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。例えば、第1ダイヤフラム40,140に設けられる凸部の数(本実施の形態では2〜3)は適宜設定できる。
上記各実施の形態では、第1ダイヤフラム40,140の軸線O方向の底面に凸部41,42,141,142,144(凹凸)を設ける場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。第1ダイヤフラム40,140を有底筒状に形成し、その底部および側壁部の両方に凸部(凹凸)を設けることは当然可能である。底部だけでなく側壁部にも凸部(凹凸)を設けることで、液室の圧力変動による各々の凸部の変形量を小さくすることができる。
上記各実施の形態では、液室形成部材10によって第3液室L3及び第2オリフィス10aが形成される場合について説明したが、液室形成部材10は必ずしも必要ではない。液室形成部材10を設けない場合には、第2ダイヤフラム30の周縁を仕切体20に加硫接着等の手段で気密に固着する。液室形成部材10を設けない場合、第2ダイヤフラム30及び防振基体4が第1液室L1の室壁を構成する。
1,101 液封入式防振装置
2 第1取付部材
3 第2取付部材
4 防振基体
20 仕切体
20a 貫通孔(空気管路)
20b 第1オリフィス(オリフィス)
27 壁部
30 第2ダイヤフラム
40,140 第1ダイヤフラム
41,42,141,142,144 凸部
45 内周縁部
46 液封部
50,150 管路形成部材
50a 空気管路
51 円盤部
52,152 軸部
53 周壁部(壁部)
54 負圧導入管
63 外部管路
L 液体封入室
L1 第1液室(液室)
L2 第2液室(液室)
R 空気室

Claims (5)

  1. 第1取付部材と、筒状の第2取付部材と、前記第2取付部材と前記第1取付部材とを連結すると共にゴム状弾性体から構成される防振基体と、前記第2取付部材に固着され前記防振基体との間に液体封入室を形成する第1ダイヤフラムと、前記液体封入室を複数の液室に仕切る仕切体と、前記複数の液室間を連通させるオリフィスと、前記防振基体の弾性変形に伴う前記液室内の圧力変動によって変形可能に構成されると共に前記仕切体との間に空気室を形成する第2ダイヤフラムと、前記空気室と連通する空気管路と、前記空気管路と連通し前記空気室内に負圧または大気圧を導入する外部管路が接続される負圧導入管とを備える液封入式防振装置において、
    前記空気管路は、前記第1ダイヤフラム及び前記仕切体を貫通して前記第1ダイヤフラム及び前記仕切体の径方向中央部に設けられ、
    前記負圧導入管は、前記第1ダイヤフラムの径方向中央部に設けられ、
    前記第1ダイヤフラムは、前記第2取付部材の軸心方向から視て前記負圧導入管の周囲に同心円状の凹凸を有する蛇腹状に形成されると共に、前記軸心方向に突出する複数の凸部を備え、
    前記複数の凸部は、最も内周側に位置する凸部が、その凸部より外周側に位置する凸部よりも前記軸心方向に大きく突出し、
    前記第1ダイヤフラムを貫通して前記空気管路が貫通形成される軸部と、前記軸部から径方向外側へ向かって鍔状に突設される円盤部とを有する管路形成部材を備え、
    前記第1ダイヤフラムは、前記軸部が内周側に挿入されるゴム状弾性体から構成される環状の内周縁部と、
    前記内周縁部の径方向内側に設けられる液封部とを備え、
    前記管路形成部材は、前記内周縁部を前記円盤部と前記仕切体側との間で前記軸心方向に押圧し前記内周縁部を非接着で固定し、
    前記内周縁部の外周面に接触して径方向外側への前記内周縁部の移動を規制する壁部を備え
    前記円盤部と前記仕切体側とにより前記内周縁部を前記軸心方向へ圧縮変形させた状態では、前記内周縁部の外周面が前記壁部に接触しつつ、前記液封部が前記軸部の外周面に接触すると共に、前記内周縁部および前記液封部の一部と前記軸部との間に隙間が設けられることを特徴とする液封入式防振装置。
  2. 前記複数の凸部は、相対的に内周側に位置する凸部が、その凸部に隣接する凸部よりも前記軸心方向に大きく突出することを特徴とする請求項1記載の液封入式防振装置。
  3. 前記複数の凸部は、最も内周側に位置する凸部における内周面の軸方向寸法と外周面の軸方向寸法との合計が、その凸部より外周側に位置する凸部における内周面の軸方向寸法と外周面の軸方向寸法との合計よりも大きいことを特徴とする請求項1又は2に記載の液封入式防振装置。
  4. 前記複数の凸部は、前記第2取付部材の軸心を含む断面視において、相対的に外周側に位置する凸部の先端の曲率半径が、その凸部に隣接する凸部の先端の曲率半径と同一の値に設定されていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の液封入式防振装置。
  5. 前記複数の凸部は、前記第2取付部材の軸心を含む断面視において、相対的に外周側に位置する凸部の先端の曲率半径が、その凸部に隣接する凸部の先端の曲率半径と異なる値に設定されていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の液封入式防振装置。
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