JPH0932878A - 防振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 幅広い周波数帯全域で振動を吸収する。 【解決手段】 主液室３２と第１副液室３４との間を仕
切部材３０で仕切り、これらの間を第１の制限通路５２
で連通する。主液室３２と第２副液室７０との間を第２
の制限通路４６で連通する。仕切部材３０に凹部１００
が形成され、凹部１００に弾性膜固定パイプ１０２が挿
入固定される。弾性膜固定パイプ１０２の内周面に弾性
膜１０４の外周が加硫接着され、弾性膜１０４と凹部１
００の底部との間の空間が気体室１０６となる。高周波
数の振動が発生した場合、弾性膜１０４及び気体室１０
６が空気ばねとして働き、主液室３２の内圧アップによ
る動ばね定数の上昇を防ぐことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両及び一般産業
用機械等に用いられ、振動発生部からの振動を吸収減衰
する防振装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車のエンジンと車体との間には、エ
ンジンマウントとしての防振装置が配設され、エンジン
の振動が車体に伝達されることを阻止するようになって
いる。

【０００３】エンジンで発生する振動には、車両が高速
で走行している場合等に発生する所謂シェイク振動や、
アイドル時及び車両が時速５キロ程度で走行している場
合に発生する所謂アイドル振動等がある。一般的に、前
記シェイク振動の周波数が１５Ｈｚ未満であるのに対
し、アイドル振動の周波数が２０〜５０Ｈｚであり、シ
ェイク振動とアイドル振動とでは周波数が相違する。

【０００４】そして、シェイク振動及びアイドル振動を
吸収する防振装置として、主液室と副液室とをオリフィ
スで繋ぎ、このオリフィス内の液体の流動に伴う減衰作
用で振動を低減する液体封入式の防振装置が知られてい
る。そして、このような防振装置における主液室の内圧
の上昇を防ぐ構造として、従来、可動片やメンブランが
用いられている。

【０００５】この一例として、図５に示すような防振装
置が知られている。この防振装置は、ゴム２１４とダイ
ヤフラム２２２との間に液室２２４が位置し、この液室
２２４を主液室２２４Ａと副液室２２４Ｂとに区画する
隔壁筒２３０が液室２２４内に設置され、さらにこの隔
壁筒２３０の表面に、通路であるオリフィス空間２４０
を設ける円板２３２が設置されたものである。そして、
この装置は、オリフィス空間２４０の両端側それぞれに
形成されて両液室２２４Ａ、２２４Ｂを連通する貫通孔
２３６、２３８を介して、両液室２２４Ａ、２２４Ｂ内
の液体を流通して振動を吸収することにより、振動を低
減している。

【０００６】さらに、この防振装置の隔壁筒２３０と円
板２３２との間には可動片２５０が取り付けられてい
て、前述のオリフィス空間２４０による振動の低減だけ
でなく、可動片２５０の微小振動で、より高周波数の振
動を吸収出来るようになっている。

【０００７】一方、他の防振装置の例として、図６に示
すようなものが知られている。この防振装置は図５の防
振装置とほぼ同様の構造となっているが、可動片２５０
の替わりにゴム製のメンブラン２５２が配置される構造
となっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、可動片２５０
やメンブラン２５２等の可動部がオリフィスと同様に作
用し、これら可動部の面積Ｓ上に位置する液体によっ
て、一旦動ばね定数が下がるものの、さらに高い周波数
では上昇してしまう。

【０００９】従ってこの場合、一般的に知られている液
柱共振を用いるのではなく、主液室２２４Ａの内圧アッ
プに伴って主液室２２４Ａを拡張する力の増大を押さえ
ることが必要となる。

【００１０】つまり、従来の可動片やメンブランでは、
部分的に特定の周波数帯で動ばね定数を下げても、さら
に高周波数側では、目詰まりを生じさせて動ばね定数が
上昇してしまい、広い周波数帯全域で動ばね定数を下げ
ることはできない。この為、全周波数帯域で均一に動ば
ね定数を下げようとする場合、可動片やメンブランでは
不十分であった。

【００１１】特に、主液室の内圧を高める拡張ばねが大
きい場合、液柱共振が発生した際には良く共振する反
面、さらに高周波数側では反共振も大きくなり、その反
共振によって動ばね定数が一層上昇する虞がある。

【００１２】本発明は上記事実を考慮して上記欠点を解
決するべく、幅広い周波数帯全域で振動を吸収できる防
振装置を提供することが目的である。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の防振装
置は、振動発生部及び振動受部の一方へ連結される第１
の取付部材と、振動発生部及び振動受部の他方へ連結さ
れる第２の取付部材と、前記第１の取付部材と前記第２
の取付部材との間に設けられ振動発生時に変形する弾性
体と、前記弾性体を隔壁の一部として拡縮可能とされ且
つ液体が封入された主液室と、前記主液室と制限通路を
介して連通され且つ拡縮可能な副液室と、前記主液室の
隔壁の一部を構成する変形可能な弾性膜と、前記主液室
と前記弾性膜を挟んで対向して配置され且つ気体が封入
された気体室と、を備えたことを特徴とする。

【００１４】請求項１に記載の防振装置の作用を以下に
説明する。振動発生部よりの振動は、第１の取付部材或
いは第２の取付部材を介して、弾性体に伝達される。こ
のとき、振動は弾性体の内部摩擦に基づく抵抗により吸
収される他、弾性体を隔壁の一部とする主液室を拡縮
し、制限通路を流れる液体の通過抵抗または液柱共振に
より吸収される。

【００１５】この制限通路では吸収することのできない
高周波数の振動が発生した場合、主液室の隔壁の一部を
構成する弾性膜及び、この弾性膜を挟んで主液室と対向
して配置されて気体が封入される気体室が、空気ばねと
して働き、主液室内の液圧の上昇を意味する内圧アップ
による動ばね定数の上昇を防ぐことが可能となる。

【００１６】例えば、主液室の隔壁とされる弾性体の一
部、或いは主液室と副液室との間を仕切る部材に弾性膜
及び気体室を設けることで、弾性膜が変形して、主液室
の内圧アップを吸収して、高周波数帯域での動ばね定数
を下げることができる。しかも、弾性膜及び気体室によ
り構成されるものが空気ばねなので、液柱共振が発生し
難くなり、反共振によって動ばね定数が上昇することも
なくなる。

【００１７】この結果、高周波数帯域でも動ばね定数が
上昇することなく、動ばね定数が使用範囲全域にわたっ
て均一化され、幅広い周波数範囲に渡って振動を吸収す
ることができることになる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明に係る防振装置の第１の実
施の形態を図１から図４に示し、これらの図に基づき本
実施例を説明する。

【００１９】図１に示すように、本実施例の防振装置１
０には第１の取付部材としての底板１２が備えられてい
る。この底板１２の中央下部には取付ボルト１４が突出
され、一例として図示しない自動車の車体へこの取付ボ
ルト１４を用いて防振装置１０が固定される。底板１２
の周囲は直角に屈曲された筒状の立壁部１２Ａとされて
おり、この立壁部１２Ａの上端部には直角に屈曲された
フランジ部１２Ｂが連続して形成されている。

【００２０】この底板１２の上部には、厚肉の円筒状と
されつつ下部の一部が薄肉状とされた外筒１６が配置さ
れている。さらに、底板１２のフランジ部１２Ｂと外筒
１６の厚肉部分の下端部との間に、第１ダイヤフラム１
８の周縁部が挟持され、外筒１６の薄肉部分でかしめ固
定されている。

【００２１】この第１ダイヤフラム１８と前記底板１２
との間の空間は第１空気室２０とされ、立壁部１２Ａに
形成された空気孔２１を介して第１空気室２０と外部と
が連通される。

【００２２】外筒１６の内周面上端部は内径がテーパ状
に拡大された拡開部１６Ａとされており、この拡開部１
６Ａには、外筒１６の開口部分を閉塞する弾性体２２の
外周が加硫接着されている。また、弾性体２２の一部は
外筒１６の内周下端部まで延設されており、弾性体２２
の外周側が外筒１６に加硫接着されている。

【００２３】この弾性体２２の中央には第２の取付部材
としての支持台２４が加硫接着されている。この支持台
２４は図示しないエンジンの搭載部であり、エンジンを
固定する取付ボルト２６が立設されている。

【００２４】ここに外筒１６の内周部、弾性体２２の下
端部及び第１ダイヤフラム１８等によって液室２８が形
成されており、この液室２８内にはエチレングリコール
等の液体が充填されている。

【００２５】液室２８内には合成樹脂等で形成された円
柱状の仕切部材３０が配置され、仕切部材３０の下部に
外周側に突出したフランジ３０Ａが設けられている。そ
して、第１ダイヤフラム１８の周縁部と外筒１６の厚肉
部分の下端部との間に、このフランジ３０Ａが挟持され
ている。

【００２６】この為、仕切部材３０が、液室２８を主液
室３２と第１副液室３４とに区画している。なお、この
仕切部材３０の第１副液室３４側には、凹部３０Ｂが形
成されている。

【００２７】また、主液室３２内には、先端側をテーパ
状に形成された抵抗片１２０が配置されており、この抵
抗片１２０の基端側が支持台２４に支持されて主液室３
２内で固定されている。そして、弾性体２２の変形に伴
って、この抵抗片１２０の先端側の外周面と弾性体２２
との間の隙間Ｓを液体が流動し得るようになっている。

【００２８】仕切部材３０の外周には、周方向に沿って
断面矩形状の細溝４４Ａが形成されている。細溝４４Ａ
の一端には、仕切部材３０の上面まで延びる細溝４４Ｂ
が連結しており、細溝４４Ａの他端に凹部３０Ｂへ貫通
する開口部４４Ｃが連結されている。細溝４４Ａ、４４
Ｂの外筒１６側は前記弾性体２２の延長部によって閉塞
され、主液室３２と第１副液室３４との間を連通する第
１の制限通路５２とされている。

【００２９】さらに、仕切部材３０には、外周から仕切
部材３０の中心へ向けて矩形孔４２が形成されており、
図１に示すように、この矩形孔４２の先端は上方へ屈曲
し、開口部４２Ａを介して主液室３２へ連通して第２の
制限通路４６を構成している。

【００３０】仕切部材３０の矩形孔４２に対応する外筒
１６の外周側の位置には、凹部６２が形成されており、
この凹部６２はブロック６４によって閉塞されている。
凹部６２の底部には貫通孔７２が形成されており、この
貫通孔７２は矩形孔４２に連通している。

【００３１】また、凹部６２の底部であって貫通孔７２
の外周側には、環状凹部６６が形成されており、この環
状凹部６６とブロック６４との間に第２ダイヤフラム６
８の周縁部が挟持されている。第２ダイヤフラム６８
は、自由状態では貫通孔７２側へ向けて略半球状に突出
されており、貫通孔７２が第２ダイヤフラム６８によっ
て閉塞されて第２副液室７０を構成している。また、ブ
ロック６４の第２ダイヤフラム６８に向かい合う側には
凹部６４Ａが形成されている。この凹部６４Ａと第２ダ
イヤフラム６８との間は第２空気室７４とされており、
この第２空気室７４と連結管８０とがブロック６４に形
成された孔６４Ｂにより連通されている。

【００３２】ブロック６４の第２ダイヤフラム６８と反
対側には、連結管８０を介して、図１から図３に示すよ
うな切換弁８２の本体８２Ａが取り付けられており、本
体８２Ａには、コイル８４を収納したコイル収納体９０
がチューブ８８を介して連結されている。このチューブ
８８内には、プランジャ８６が移動可能に配置されてお
り、プランジャ８６の基端側とコイル収納体９０内に設
置された吸引子９６との間には、スプリング９２が配置
されている。そして、プランジャ８６の先端側には、パ
ッキン８６Ａが取り付けられており、ブロック６４、連
結管８０及び切換弁８２の本体８２Ａを貫通して第２空
気室７４と大気とを連通するＬ形の通路９４をこのパッ
キン８６Ａで遮断可能となっている。

【００３３】従って、コイル８４へ電圧を印加していな
い場合には、図２に示すように、プランジャ８６がスプ
リング９２に付勢されてパッキン８６Ａが通路９４を閉
塞する。一方、コイル８４へ所定の電圧を印加すると、
図３に示すように、プランジャ８６がコイル８４の発生
する電磁力によって吸引子９６側に吸引され、プランジ
ャ８６の先端のパッキン８６Ａが逃げて通路９４が開放
される。

【００３４】コイル８４は、印加電圧をオン・オフする
制御手段である制御回路６０に連結されている。制御回
路６０は車両電源によって駆動され、少なくとも車速セ
ンサ９８及びエンジン回転数センサ９９からの検出信号
を受け、車速及びエンジン回転数を検出できる。これに
より制御回路６０は車両がアイドル時かシェイク時か、
或いは高周波振動時か等を判断できる。

【００３５】なお、第２の制限通路４６の通路長さより
第１の制限通路５２の通路長さの方が長く、第１の制限
通路５２の通路断面積の方が、第２の制限通路４６の通
路断面積より小さくなっている。

【００３６】また、第１ダイヤフラム１８及び第２ダイ
ヤフラム６８の剛性は相互に異なり、第１ダイヤフラム
１８より第２ダイヤフラム６８の方が剛性が高くなって
いる。

【００３７】ここで、制限通路の大きさとダイヤフラム
の剛性とで、制限通路での液柱共振周波数が決定される
こととなり、第２の制限通路４６での液柱共振周波数を
第２ダイヤフラム６８の剛性の値を変更することによっ
て、変更可能とされる。

【００３８】一方、仕切部材３０には、主液室３２側の
中央に凹部１００が形成されており、凹部１００には弾
性膜固定パイプ１０２が挿入固定されている。

【００３９】弾性膜固定パイプ１０２の内周面には軸方
向中間部に円板状でゴム製の弾性膜１０４の外周が加硫
接着されており、弾性膜１０４と凹部１００の底部との
間の空間が空気等の気体が封入された気体室１０６とな
っている。つまり、気体室１０６は主液室３２と弾性膜
１０４を挟んで対向して配置されることになる。なお、
この気体室１０６は、大気と連通していない。

【００４０】また、本実施例では、第１ダイヤフラム１
８及び第２ダイヤフラム６８より弾性膜１０４の剛性が
高くなっている。

【００４１】次に実施例の作用を説明する。この防振装
置１０の底板１２を一例として自動車等の車両の車体へ
固定し、支持台２４にエンジンを搭載して固定すると、
エンジンの振動は支持台２４を介して弾性体２２に伝達
され、弾性体２２の内部摩擦に基づく抵抗によって振動
が吸収される。

【００４２】また、車両が例えば７０〜８０ｋｍ／ｈで
走行するとシェイク振動（例えば、周波数１５Ｈｚ未
満）が生じ得る。このとき、弾性膜１０４が非線形に変
形すると共に、液体は第１の制限通路５２を通って主液
室３２と第１副液室３４とを行き来することになり、液
体が第１の制限通路５２を通過する際の抵抗で減衰力が
生じ、シェイク振動が効果的に吸収される。なお、シェ
イク振動では、剛性の高い第２ダイヤフラム６８は殆ど
変形せず、第２の制限通路４６には、液体の流れは殆ど
生じない。

【００４３】また、エンジンがアイドリング運転の場合
や車速が５ｋｍ／ｈ以下の場合にはアイドル振動（例え
ば、周波数２０〜５０Ｈｚ）が生じる。

【００４４】このアイドル振動時には、第１の制限通路
５２が目詰まり状態となる。このため、液体は、第２の
制限通路４６を通って主液室３２と第２副液室７０とを
行き来することになり、第２の制限通路４６内で液柱共
振をする。なお、アイドル振動では、第２の制限通路４
６に液体が流れるので、弾性膜１０４は変形し難くなっ
ている。

【００４５】ここで、制御回路６０は車速センサ９８、
エンジン回転数センサ９９により振動の周波数がアイド
ル振動の内でも低い方であるか高い方であるかを判断す
る。振動の周波数が低い方であると判断すると、制御回
路６０は切換弁８２のコイル８４に電圧を印加してプラ
ンジャ８６を吸引する。これによって、プランジャ８６
が本体８２Ａの内壁面から離間して、通路９４を介し
て、第２空気室７４と大気とを連通させる開放状態とな
る。この結果、第２ダイヤフラム６８の剛性は、第２空
気室７４を閉鎖した閉鎖状態と比較して低い状態とな
り、周波数の低いアイドル振動の周波数領域での防振装
置１０の動ばね定数が低下し、周波数の低いアイドル振
動が確実に吸収される。

【００４６】一方、振動の周波数がアイドル振動の内で
も高い方であると判断すると、制御回路６０はコイル８
４に電圧を印加するのを停止する。これによって、プラ
ンジャ８６がスプリング９２に付勢され、プランジャ８
６が本体８２Ａの内壁面に当接して通路９４を閉塞し、
第２空気室７４が大気側に対して閉鎖される閉鎖状態と
される。この為、第２ダイヤフラム６８の剛性が高ま
り、これによって第２の制限通路４６での液柱共振周波
数が高周波数側へ移動し、周波数の高いアイドル振動の
周波数領域での防振装置１０の動ばね定数が低下し、周
波数の高いアイドル振動が確実に吸収される。

【００４７】以上のように、本実施例の防振装置１０で
は、切換弁８２により第２空気室７４を大気に開放する
か否かで、低い周波数のアイドル振動と高い周波数のア
イドル振動との両方に対応できる。

【００４８】また、車速が１００km/h以上、エンジン回
転数が３０００ｒｐｍ以上の場合等には、こもり音の発
生原因となる高周波振動（例えば、周波数５０〜３００
Ｈz付近）が生じる。

【００４９】この場合には、第２の制限通路４６が目詰
まり状態となるが、弾性膜１０４が変形して主液室３２
内の液体の圧力上昇を抑えるので、動ばね定数の上昇が
抑えられ、エンジンの高回転時における振動の周波数領
域の動ばね定数が低下して、高周波振動が確実に吸収さ
れる。

【００５０】以上より、５０〜３００Ｈz 程度の高周波
数の振動が発生した場合、主液室３２の隔壁の一部を構
成する弾性膜１０４及び、この弾性膜１０４を挟んで主
液室３２と対向して配置されて気体が封入される気体室
１０６が、空気ばねとして働き、主液室３２の内圧アッ
プによる動ばね定数の上昇を防ぐことが可能となる。

【００５１】そして、主液室３２内に配置された抵抗片
１２０の先端側の外周面と弾性体２２との間の隙間Ｓを
液体が流動する際の抵抗により、さらに高周波数の振動
である３００〜５００Ｈz 付近の振動が低減される。

【００５２】この結果、高周波数帯域で動ばね定数が上
昇することなく、動ばね定数が使用範囲全域にわたって
均一化され、幅広い周波数範囲に渡って振動を吸収する
ことができることになる。

【００５３】つまり、一般に大振幅となる低周波数帯域
の振動の際の主液室３２の液圧の上昇に対しては、弾性
膜１０４の非線形な変形と気体室１０６内の空気のばね
により、弾性膜１０４の大きな変形を防ぐことができ
る。そのため、低周波数帯域での大振幅な振動に対して
は、主液室３２の内圧を吸収せず、減衰を低下させな
い。

【００５４】また、高周波数帯域の振動の際には、主液
室３２の内圧アップを気体室１０６で吸収すると共に弾
性膜１０４が線形に変形して、内圧アップによる動ばね
定数の上昇を防ぐことができる。

【００５５】すなわち、防振装置１０の拡張ばねは、そ
の防振装置１０の弾性体２２の変形が有効に主液室３２
に作用し得る径（有効径）及び、弾性体２２が主液室３
２内の液体を押し流す力により決定される。この拡張ば
ねを大きくすることで、シェイク振動の減衰を大きくし
たり、アイドル振動での液柱共振をより明確に生じさせ
て動ばね定数を下げるとができるが、その反面、さらに
高周波帯域での動ばね定数が上昇してしまう。従って一
般に、シェイク振動、アイドル振動等の低周波数帯域の
特性と高周波数帯域の特性は両立しない関係にある。

【００５６】しかし、本実施の形態では、拡張ばねを大
きく設定すると共に、弾性膜１０４及び気体室１０６を
配置して高周波数帯域での動ばね定数を下げることで、
低周波数帯域での特性の維持と高周波数帯域での動ばね
定数の低減とを両立することが可能となった。

【００５７】本発明の第２の実施の形態を図４にしたが
って説明する。なお、第１の実施の形態と同一構成に関
しては同一符号を付し、その説明は省略する。

【００５８】図４に示すように、本実施例に係る防振装
置１０の仕切部材３０には、弾性膜１０４及び気体室１
０６が配置されていないが、この替わりに、弾性体２２
の中央部に穴部１１０が形成されている。この穴部１１
０には弾性膜固定パイプ１１２が挿入固定されており、
弾性膜固定パイプ１１２の上端側が、支持台２４に固着
された連結板１１８に溶接等で連結されている。

【００５９】弾性膜固定パイプ１１２の内周面には軸方
向中間部に円板状でゴム製の弾性膜１１４の外周が加硫
接着されており、弾性膜１１４と穴部１１０の底部との
間の空間が空気等の気体が封入された気体室１１６とな
っている。なお、この気体室１１６は、第１の実施の形
態と同様に大気と連通していない。

【００６０】以上より、本実施例は第１の実施の形態と
同様な作用を弾性膜１１４及び気体室１１６により奏す
ることになる。

【００６１】また、前記実施例では防振装置１０をエン
ジンマウントとして用いる構成を示したが、本発明はこ
れに限らず、防振装置１０をキャブマウント、ボデイマ
ウント、一般産業用機械の支持等に用いてもよいことは
勿論である。

【００６２】

【発明の効果】以上説明した如く本発明の防振装置で
は、幅広い周波数帯全域で振動を吸収できるという効果
を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る防振装置の断
面図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係る防振装置に採
用される切換弁の拡大断面図であって、閉鎖状態を示
す。

【図３】本発明の第１の実施の形態に係る防振装置に採
用される切換弁の拡大断面図であって、開放状態を示
す。

【図４】本発明の第２の実施の形態に係る防振装置の断
面図である。

【図５】従来の防振装置の一例を示す断面図である。

【図６】従来の防振装置の他の例を示す断面図である。

【符号の説明】

１０ 防振装置 １２ 底板（第１の取付部材） ２２ 弾性体 ２４ 支持台（第２の取付部材） ３２ 主液室 ３４ 第１副液室 ４６ 第２の制限通路 ５２ 第１の制限通路 ７０ 第２副液室 ７４ 第２空気室 １０４ 弾性膜 １０６ 気体室 １１４ 弾性膜 １１６ 気体室

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動発生部及び振動受部の一方へ連結さ
   れる第１の取付部材と、 振動発生部及び振動受部の他方へ連結される第２の取付
   部材と、 前記第１の取付部材と前記第２の取付部材との間に設け
   られ振動発生時に変形する弾性体と、 前記弾性体を隔壁の一部として拡縮可能とされ且つ液体
   が封入された主液室と、 前記主液室と制限通路を介して連通され且つ拡縮可能な
   副液室と、 前記主液室の隔壁の一部を構成する変形可能な弾性膜
   と、 前記主液室と前記弾性膜を挟んで対向して配置され且つ
   気体が封入された気体室と、 を備えたことを特徴とする防振装置。