WO2017222014A1 - 防振装置 - Google Patents
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- F16F13/00—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs
- F16F13/04—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper
- F16F13/06—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper the damper being a fluid damper, e.g. the plastics spring not forming a part of the wall of the fluid chamber of the damper
- F16F13/08—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper the damper being a fluid damper, e.g. the plastics spring not forming a part of the wall of the fluid chamber of the damper the plastics spring forming at least a part of the wall of the fluid chamber of the damper
- F16F13/10—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper the damper being a fluid damper, e.g. the plastics spring not forming a part of the wall of the fluid chamber of the damper the plastics spring forming at least a part of the wall of the fluid chamber of the damper the wall being at least in part formed by a flexible membrane or the like
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- F16F2236/00—Mode of stressing of basic spring or damper elements or devices incorporating such elements
- F16F2236/04—Compression
Definitions
- the present invention relates to a vibration isolator that is applied to, for example, automobiles and industrial machines and absorbs and attenuates vibrations of a vibration generating unit such as an engine.
- This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2016-123966 for which it applied to Japan on June 22, 2016, and uses the content here.
- this type of vibration isolator a cylindrical first attachment member connected to one of the vibration generating portion and the vibration receiving portion, a second attachment member connected to the other, and both of these attachment members
- a configuration including an elastic body that connects the two and a partition member that divides a liquid chamber in a first mounting member in which a liquid is sealed into a main liquid chamber and a sub liquid chamber.
- the partition member is formed with a restriction passage that communicates the main liquid chamber and the sub liquid chamber.
- the inventor of the present application analyzed the process of cavitation generation in order to suppress the generation of cavitation in the vibration isolator.
- the cavitation was reproduced in a vibration isolator that does not take measures against cavitation.
- the relative displacement amount of both attachment members and the liquid pressure in the main liquid chamber were measured.
- the magnitude of the shock wave propagated to the first mounting member was measured as acceleration.
- the first mounting member was formed of an acrylic resin, and the main liquid chamber was made visible from the outside.
- the results are shown in the graph of FIG.
- the horizontal axis of the graph represents time, and the time is progressing from the left side to the right side of the horizontal axis.
- the line L1 represents the relative displacement amount of the two attachment members at each time.
- a line L2 represents the liquid pressure in the main liquid chamber at each time.
- a line L3 represents the acceleration (magnitude) of the shock wave propagated to the first mounting member at each time.
- the vertical axis of the graph represents the magnitudes of displacement, hydraulic pressure, and acceleration.
- the center of the vertical axis represents 0 of the origin, the upper side with respect to the origin represents positive, and the lower side represents negative.
- that the displacement amount is a positive value indicates that the two attachment members are relatively displaced in a direction in which the main liquid chamber is negatively pressured.
- this graph shows that both mounting members are relatively displaced in the direction of negative pressure in the main liquid chamber, and then are restored to displace the liquid pressure in the main liquid chamber. It shows about a vibration isolator until it starts raising.
- the acceleration (magnitude) of the shock wave fluctuates as shown by the line L3, and it is confirmed that the cavitation collapses.
- FIGS. 5 to 7 are photographs showing the state of the main liquid chamber at each time.
- 5 to 7 are photographs showing the state of the main liquid chamber at times T1, T2, and T3 shown in FIG.
- FIG. 5 corresponding to the time T1
- bubbles due to cavitation are not generated
- FIG. 6 corresponding to the time T2
- bubbles are generated around the position indicated by the symbol C in the figure.
- FIG. 7 corresponding to T3, it is confirmed that the bubbles are collapsed.
- both attachment members are starting to be restored and displaced, and it is also confirmed that cavitation collapses at this timing.
- This invention is made in view of the said situation, and it aims at providing the vibration isolator which can suppress generation
- a first aspect of the vibration isolator according to the present invention includes a cylindrical first mounting member connected to one of the vibration generating unit and the vibration receiving unit, and a second mounting member connected to the other.
- a partition member that divides the elastic body that couples both the mounting members, a liquid chamber in the first mounting member into a main liquid chamber having the elastic body as a part of a wall surface, and a sub liquid chamber.
- the liquid sealing type vibration isolator in which the partition member is provided with a restriction passage that communicates the main liquid chamber and the sub liquid chamber, and the partition member has a flow rate suppression that suppresses the flow rate of the liquid flowing through the restriction passage.
- the flow rate suppression unit flows into the main fluid chamber from the restriction passage when the fluid pressure in the main fluid chamber is negative and the fluctuation rate of the fluid pressure within a predetermined time is 5% or less.
- the peak flow rate of the liquid is reduced to 10 m / sec or less.
- the vibration isolator according to the present invention can suppress the occurrence of cavitation.
- FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the vibration isolator 10 according to the present embodiment cut along an axis O
- FIG. 2 is a plan view of a partition member.
- symbol O shown in FIG. 1 has shown the center axis line of the vibration isolator 10, and is only described as "the axis O".
- a direction along the axis O is referred to as an “axial direction”
- a direction perpendicular to the axis O is referred to as a “radial direction”
- a direction around the axis O is referred to as a “circumferential direction”.
- the vibration isolator 10 includes a cylindrical first attachment member 11 connected to one of the vibration generating unit and the vibration receiving unit, and one of the vibration generating unit and the vibration receiving unit.
- the second attachment member 12 to be connected, the first attachment member 11, the elastic body 13 that elastically connects the second attachment members 12 to each other, the main liquid chamber 14 and the auxiliary liquid that will be described later in the first attachment member 11.
- a partition member 16 partitioned into a liquid chamber 15.
- Each of these members is formed in a circular shape or an annular shape in a plan view, and is disposed coaxially with the axis O.
- the second attachment member 12 side along the axial direction is referred to as an upper side
- the partition member 16 side is referred to as a lower side.
- the second mounting member 12 is connected to an engine as a vibration generating unit, and the first mounting member 11 is connected to a vehicle body as a vibration receiving unit. This suppresses transmission of engine vibration to the vehicle body.
- the second mounting member 12 is a columnar member extending in the axial direction. A lower end portion of the second mounting member 12 is formed in a hemispherical shape.
- the second attachment member 12 has a flange portion 12 a located above the lower end portion of the second attachment member 12.
- the second mounting member 12 is provided with a screw hole 12b extending downward from the upper end surface of the second mounting member 12. Bolts (not shown) that serve as attachments on the engine side are screwed into the screw holes 12b.
- the second attachment member 12 is disposed in the upper end opening of the first attachment member 11.
- the elastic body 13 is vulcanized and bonded to the inner peripheral surface of the upper end opening of the first mounting member 11 and the outer peripheral surface of the lower end of the second mounting member 12.
- the elastic body 13 is a rubber body interposed between these inner and outer peripheral surfaces.
- the elastic body 13 closes the upper end opening of the first mounting member 11.
- the upper end portion of the elastic body 13 is vulcanized and bonded to the flange portion 12a.
- a rubber film 17 is integrally formed at the lower end portion of the elastic body 13 to cover the inner peripheral surface of the first mounting member 11 in a liquid-tight manner.
- an elastic body made of synthetic resin or the like can be used in addition to rubber.
- the first mounting member 11 is formed in a cylindrical shape having a flange 18 at the lower end.
- the first attachment member 11 is connected to a vehicle body or the like as a vibration receiving portion via a flange 18.
- the upper end opening of the first mounting member 11 is closed by the elastic body 13 as described above.
- a liquid chamber 19 is formed below the elastic body 13 in the first attachment member 11.
- a partition member 16 is provided at the lower end opening of the first mounting member 11, and a diaphragm 20 is further provided below the partition member 16.
- the diaphragm 20 is formed in a bottomed cylindrical shape made of an elastic material such as rubber or soft resin.
- the upper end portion of the diaphragm 20 is liquid-tightly engaged with an annular mounting groove 16 a formed in the partition member 16.
- the outer peripheral surface of the upper end portion of the diaphragm 20 is pressed against the partition member 16 side (upper side) by a ring-shaped holder 21.
- a flange portion 22 is formed on the outer peripheral surface of the partition member 16.
- a holder 21 is brought into contact with the flange portion 22.
- the flange portion 22 of the partition member 16 and the holder 21 are brought into contact with the lower end opening edge of the first mounting member 11 in this order.
- the first attachment member 11, the flange portion 22, and the holder 21 are fixed by a plurality of screws 23. Accordingly, the diaphragm 20 is attached to the lower end portion of the first attachment member 11 via the partition member 16, and the liquid chamber 19 is formed in the first attachment member 11.
- the liquid chamber 19 is disposed in the first mounting member 11, that is, inside the first mounting member 11 in plan view.
- the liquid chamber 19 is provided in a state of being liquid-tightly closed between the elastic body 13 and the diaphragm 20.
- the liquid chamber 19 is filled (filled) with the liquid L.
- As the liquid L ethylene glycol, water, silicone oil or the like is used.
- the liquid chamber 19 is divided into a main liquid chamber 14 and a sub liquid chamber 15 by a partition member 16.
- the main liquid chamber 14 is formed with the lower end surface 13a of the elastic body 13 as a part of the wall surface.
- the main liquid chamber 14 is a space surrounded by the elastic body 13, the rubber film 17, and the partition member 16.
- the inner volume of the main liquid chamber 14 changes due to the deformation of the elastic body 13.
- the auxiliary liquid chamber 15 is a space surrounded by the diaphragm 20 and the partition member 16.
- the internal volume of the sub liquid chamber 15 changes due to the deformation of the diaphragm 20.
- the vibration isolator 10 having such a configuration is a compression type that is attached and used so that the main liquid chamber 14 is positioned on the upper side in the vertical direction and the sub liquid chamber 15 is positioned on the lower side in the vertical direction.
- a holding groove 16b that holds the lower end portion of the rubber film 17 in a liquid-tight manner is formed. Thereby, the space between the rubber film 17 and the partition member 16 is liquid-tightly closed.
- the partition member 16 is provided with a restriction passage 24 that allows the main liquid chamber 14 and the sub liquid chamber 15 to communicate with each other.
- the restriction passage 24 causes resonance (liquid column resonance) when a predetermined vibration is input to the vibration isolator 10 and the liquid L flows through the restriction passage 24.
- the channel length and the channel cross-sectional area of the restriction passage 24 are set (tuned) so that the resonance frequency of the restriction passage 24 becomes a predetermined vibration frequency.
- the predetermined vibration include idle vibration (for example, frequency is 18 Hz to 30 Hz, amplitude is ⁇ 0.5 mm or less), and shake vibration whose frequency is lower than idle vibration (for example, frequency is 14 Hz or less, amplitude is ⁇ Larger than 0.5 mm).
- the restriction passage 24 includes a circumferential groove 25 formed in the partition member 16, a communication port 26 for communicating the circumferential groove 25 and the auxiliary liquid chamber 15, the circumferential groove 25, and the main liquid.
- a vortex chamber 27a that communicates with the chamber 14 and a rectifying passage 27b that connects the circumferential groove 25 and the vortex chamber 27a are provided.
- the circumferential groove 25 is formed on the outer circumferential surface of the partition member 16 over almost a half circumference along the circumferential direction.
- a communication port 26 is formed at one end of the circumferential groove 25, and a vortex chamber 27 a is formed at the other end of the circumferential groove 25.
- the communication port 26 is an opening on the sub liquid chamber 15 side in the restriction passage 24.
- the vortex chamber 27a is a recess opened in the main liquid chamber 14, and is formed in a substantially circular shape in plan view.
- the opening of the vortex chamber 27 a is an opening on the main liquid chamber 14 side in the restriction passage 24.
- the central axis of the vortex chamber 27 a is eccentric with respect to the axis O.
- the vortex chamber 27a forms a swirling flow of the liquid L according to the flow velocity of the liquid L flowing from the rectifying passage 27b.
- the rectification path 27b extends linearly.
- the rectifying path 27b extends from the inner peripheral surface of the vortex chamber 27a along the tangential direction of the inner peripheral surface.
- the liquid flowing into the vortex chamber 27a from the rectifying channel 27b flows through the rectifying channel 27b, rectified in this tangential direction, and then swirls by flowing along the inner peripheral surface of the vortex chamber 27a.
- a porous body 28 is fitted into the opening of the vortex chamber 27a.
- the porous body 28 is screwed to the partition member 16.
- the porous body 28 is formed in a disk shape from metal or resin.
- the porous body 28 has a flange portion 29 that is screwed in contact with the opening edge portion of the vortex chamber 27a, and a lid portion 30 that fits into the opening portion of the vortex chamber 27a and covers the vortex chamber 27a. Yes.
- a large number of holes 31 are formed in the lid 30 in parallel.
- the hole 31 is formed in a circular shape in plan view.
- the hole 31 communicates the space located on the main liquid chamber 14 side with respect to the porous body 28 and the space located on the sub liquid chamber 15 side with respect to the porous body 28.
- These hole portions 31 are arranged in a staggered manner over the entire area of the lid portion 30.
- the central axis of each hole 31 is along the axial direction.
- the inner diameter of each hole 31 is formed equally over the entire length.
- the many hole portions 31 have the same shape and the same size. For example, it is possible to appropriately change the size, shape, number, etc. of the holes 31 such that the sum of the opening areas of the numerous holes 31 is made larger than the minimum value of the cross-sectional area of the restriction passage 24. .
- the partition member 16 is provided with a flow rate suppression unit 32 that suppresses the flow rate of the liquid L flowing through the restriction passage 24.
- the flow rate suppression unit 32 reduces the flow rate of the liquid L by reducing the flow path cross-sectional area of the restriction passage 24 to become the resistance of the liquid L.
- the flow rate suppression unit 32 includes a first suppression unit 33 and a second suppression unit 34.
- the first suppression part 33 is formed by the porous body 28.
- the 2nd suppression part 34 is formed of the rectification path 27b and the vortex chamber 27a.
- the flow rate suppression unit 32 is disposed in the restriction passage 24.
- the flow rate suppression unit 32 is disposed closer to the main liquid chamber 14 than the central portion of the restriction passage 24 along the flow direction of the restriction passage 24.
- both the first suppression unit 33 and the second suppression unit 34 are disposed closer to the main liquid chamber 14 than the central portion.
- the flow rate suppression unit 32 is disposed at the end of the restriction passage 24 on the main liquid chamber 14 side.
- both attachment members 11 and 12 are relatively displaced while elastically deforming the elastic body 13 at the time of vibration input. Then, the liquid pressure in the main liquid chamber 14 fluctuates, the liquid L in the main liquid chamber 14 flows into the sub liquid chamber 15 through the restriction passage 24, and the liquid L in the sub liquid chamber 15 flows into the restriction passage 24. Through the main liquid chamber 14. That is, a part of the liquid L in the sub liquid chamber 15 returns to the main liquid chamber 14.
- the second suppression unit 34 (the rectification path 27 b and the vortex chamber 27 a) functions as a part of the restriction path 24.
- the channel cross-sectional area and the channel length of each hole 31 of the first suppression unit 33 are set so as not to inhibit the resonance of the liquid L in the restriction passage 24.
- both the attachment members 11 and 12 are relatively displaced.
- both the attachment members 11 and 12 are relatively displaced to such an extent that the main liquid chamber 14 is negatively pressured until cavitation can occur, the liquid pressure in the main liquid chamber 14 falls within a certain range with a negative pressure,
- the fluctuation rate of the hydraulic pressure within a predetermined time is 5% or less.
- the inventor of the present application indicates that the occurrence of cavitation when the liquid pressure in the main liquid chamber 14 is within a certain range with a negative pressure becomes the peak flow velocity of the liquid L flowing into the main liquid chamber 14 from the restriction passage 24. I found it dependent. Then, the inventors have conceived to suppress the occurrence of cavitation by suppressing the peak flow velocity.
- the flow rate suppression unit 32 when the flow rate suppression unit 32 has a negative hydraulic pressure in the main liquid chamber 14 and a fluctuation rate of the hydraulic pressure within a predetermined time is 5% or less (hereinafter referred to as “negative pressure stable state”).
- the peak flow velocity of the liquid L flowing into the main liquid chamber 14 from the restriction passage 24 is suppressed to 10 m / sec (m / sec) or less.
- the predetermined time can be, for example, one third of one cycle of the input vibration.
- the peak flow velocity is the maximum flow velocity of the liquid L during the period in which the liquid pressure in the main liquid chamber 14 is in the negative pressure stable state.
- the flow rate of the liquid L can be measured by, for example, forming the first mounting member 11 with a permeable material (for example, acrylic resin), and photographing the main liquid chamber 14 with a camera from the outside and analyzing the image. Can be implemented.
- the first suppression unit 33 further suppresses the flow rate. That is, the peak flow velocity is suppressed by the action of both the first suppression unit 33 and the second suppression unit 34.
- the liquid L flows from the rectifying path 27b into the vortex chamber 27a.
- the flow rate of the liquid L is increased to a certain level or more, a swirling flow of the liquid L is formed in the vortex chamber 27a.
- the flow velocity of the liquid L is reduced due to, for example, the viscous resistance of the liquid L, energy loss due to the formation of a swirling flow, energy loss due to friction between the liquid L and the wall surface of the vortex chamber 27a, and the like.
- the flow rate of the liquid L flowing into the vortex chamber 27a is low, the swirling of the liquid L in the vortex chamber 27a is suppressed.
- the porous body 28 becomes a resistance against the liquid L, and the flow rate of the liquid L is suppressed.
- the flow rate of the liquid L is suppressed with high accuracy based on the size, shape, number, etc. of the holes 31.
- the vibration isolator 10 As described above, according to the vibration isolator 10 according to the present embodiment, vibration with a large amplitude is input so that the main liquid chamber 14 is negatively pressured until cavitation can occur.
- the peak flow velocity when the hydraulic pressure is in a negative pressure stable state is suppressed to 10 m / sec or less by the flow velocity suppression unit 32.
- the occurrence of cavitation can be suppressed, and for example, the generation of abnormal noise can be suppressed. That is, cavitation may occur when the peak flow velocity is higher than 10 m / sec.
- the peak flow velocity was 12 m / sec. As a result, it was confirmed that cavitation occurred.
- Table 1 shows the results of examining whether or not bubbles are generated when the peak flow velocity is changed from a small value to a large value using the above-described image analysis.
- the vibration frequency at this time is 13 Hz, and the liquid L used is ethylene glycol.
- FIG. 3 is a plan view of the partition member.
- the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only different points will be described.
- the flow rate suppression unit 32 includes only the first suppression unit 33 instead of including both the first suppression unit 33 and the second suppression unit 34.
- the first suppression unit 33 alone suppresses the peak flow velocity to 10 m / sec or less.
- the restriction passage 24 includes a connection port 41 that allows the circumferential groove 25 and the main liquid chamber 14 to communicate with each other instead of the rectifying passage 27b and the vortex chamber 27a.
- the connection port 41 is an opening on the main liquid chamber 14 side in the restriction passage 24.
- the porous body 28 is formed integrally with the partition member 16.
- the porous body 28 has the same shape and the same size as the connection port 41 in the plan view of the partition member 16.
- the outer peripheral edge of the porous body 28 is connected to the inner peripheral edge of the connection port 41 over the entire periphery.
- a plurality of hole portions 31 are arranged at intervals in the radial direction.
- the hole portions 31 arranged at intervals in the radial direction form hole rows 42.
- the hole row 42 is formed by a plurality (two) of hole portions 31.
- a plurality of hole portions 31 (hole row 42) are arranged at intervals in the circumferential direction.
- the flow velocity suppressing unit 32 can suppress the occurrence of cavitation by suppressing the peak flow velocity to 10 m / sec or less. For example, the generation of abnormal noise can be suppressed. Furthermore, the flow rate suppression unit 32 can suppress the occurrence of cavitation by suppressing the peak flow rate to a value smaller than 3.3 m / sec, and can suppress the generation of abnormal noise, for example.
- the flow rate suppression unit 32 may include both the first suppression unit 33 and the second suppression unit 34, may include only the first suppression unit 33, or may include only the second suppression unit 34. Good.
- the 1st suppression part 33 and the 2nd suppression part 34 are not restricted to the structure shown in the said embodiment.
- the flow rate suppression unit 32 may adopt a form different from the first suppression part 33 and the second suppression part 34, for example, another form that restricts the flow passage cross-sectional area of the restriction passage 24 and becomes the resistance of the liquid L. .
- the flow rate suppression unit 32 may not be disposed at the end of the restriction passage 24 on the main liquid chamber 14 side.
- the flow rate suppression unit 32 may not be disposed at a midway position along the flow path direction of the restriction passage 24.
- the partition member 16 is arrange
- the partition member 16 is disposed above the lower end surface of the first mounting member 11, and the diaphragm 20 is disposed on the lower side of the partition member 16, that is, the lower end portion of the first mounting member 11.
- the sub liquid chamber 15 may be formed from the lower end portion of 11 to the bottom surface of the diaphragm 20.
- the compression type vibration isolators 10 and 40 have been described, but the present invention is not limited to this.
- the present invention can also be applied to a suspension type vibration isolator attached so that the main liquid chamber 14 is positioned on the lower side in the vertical direction and the sub liquid chamber 15 is positioned on the upper side in the vertical direction.
- the vibration isolator 10 or 40 according to the present invention is not limited to the engine mount of the vehicle, but can be applied to other than the engine mount.
- the present invention can be applied to a mount of a generator mounted on a construction machine, or can be applied to a mount of a machine installed in a factory or the like.
- Flow rate suppression units 260, 261, 2600 and 2900 shown in FIGS. 8 to 10 are modifications of the flow rate suppression unit 32.
- FIG. 8 shows a first modification of the flow velocity suppression unit 260 configured by the first communication unit 260.
- FIG. 9 shows a second modification of the flow velocity suppressing unit 261 configured by the first communication unit 261.
- the restriction passage 240 includes a circumferential groove 250 disposed in the partition member 160, a first communication portion 260 that communicates the circumferential groove 250 and the main liquid chamber 14, a circumferential groove 250, and the auxiliary liquid chamber 15. And a second communication part 270 that communicates with each other.
- the circumferential groove 250 extends along the circumferential direction in the partition member 160, and the flow path direction R and the circumferential direction of the circumferential groove 250 are in the same direction.
- the circumferential groove 250 is formed in an arc shape arranged coaxially with the shaft center O, and extends substantially along the circumferential direction. Both end portions along the circumferential direction of the circumferential groove 250 are separated from each other by partition walls 280a extending in the radial direction and the axial direction.
- the circumferential groove 250 is defined by the first barrier 280 facing the main liquid chamber 14, the second barrier 290 facing the sub liquid chamber 15, the upper flange portion (not shown), the rubber film 17, and the partition wall 280a. It is made. Note that the first barrier 280 and the second barrier 290 may not define the circumferential groove 250.
- the first barrier 280 is formed in a cylindrical shape that extends downward from the inner peripheral edge of the upper flange portion. As shown in FIG. 8, the portion of the outer peripheral surface of the first barrier 280 where the first communication portion 260 is disposed gradually increases in the outer radial direction as the distance from the second communication portion 270 in the flow path direction R increases. Heading to For this reason, the flow path area in the connection part 250a with the 1st communication part 260 among the circumferential grooves 250 is gradually reduced as it separates from the 2nd communication part 27 in the flow path direction R.
- the second barrier 290 is formed in a plate shape whose front and back faces in the axial direction. The upper surface of the second barrier 290 and the lower end of the first barrier 280 are connected to each other.
- the first barrier 280 is sandwiched between the circumferential groove 250 and the main liquid chamber 14 in the radial direction, and is positioned between the circumferential groove 250 and the main liquid chamber 14.
- the second barrier 290 is sandwiched between the circumferential groove 250 and the auxiliary liquid chamber 15 in the axial direction, and is positioned between the circumferential groove 250 and the auxiliary liquid chamber 15.
- the first communication portion 260 includes a plurality of pores 260 a that penetrate the first barrier 280 in the radial direction and are disposed along the flow path direction R.
- the plurality of pores 260 a are arranged in a portion of the first barrier 280 that forms one end portion along the circumferential direction of the circumferential groove 250.
- the second communication portion 270 is an opening that penetrates the second barrier 290 in the axial direction.
- the second communication portion 270 is disposed at a portion of the second barrier 290 that forms the other end portion along the circumferential direction of the circumferential groove 250.
- the plurality of pores 260a are all formed in a rectangular parallelepiped shape.
- the openings of the plurality of pores 260a toward the main liquid chamber 14 are all formed in a rectangular shape that is longer in the axial direction than in the circumferential direction when viewed from the inside in the radial direction.
- the channel cross-sectional areas of the plurality of pores 260a are the same over the entire length of the channel length of each pore 260a.
- the circumferential widths of the plurality of pores 260a are equal to each other.
- the plurality of pores 260a are arranged at equal intervals in the circumferential direction. Further, the axial lengths of the plurality of pores 260a are smaller as they are spaced apart from the second communication portion 27 in the flow direction R.
- the projected area or the opening area of the minimum cross section is smaller as the plurality of pores 260a are located away from the second communication portion 270 in the flow path direction R.
- the ratio of the projected area or the opening area of the minimum cross section of the pore 260 a occupying per predetermined area on the inner peripheral surface facing the main liquid chamber 14 in the first barrier 280 is from the second communication portion 270.
- the distance in the flow path direction R increases, the distance gradually decreases.
- the flow path length of the plurality of pores 260a is longer as it is positioned away from the second communication portion 270 in the flow path direction R.
- the “projection area” is a narrow area passing through the center of the minimum cross section of the pore 260a on the surface of the first barrier 280 or the second barrier 290 located in the main liquid chamber 14 or the sub liquid chamber 15. The projected area in the direction in which the hole center line extends.
- the two attachment members 11 and 12 are relatively displaced while elastically deforming the elastic body 13 at the time of vibration input.
- the liquid pressure in the main liquid chamber 14 fluctuates, the liquid L in the main liquid chamber 14 flows into the sub liquid chamber 15 through the restriction passage 240, and the liquid L in the sub liquid chamber 15 flows into the restriction passage 240.
- the main liquid chamber 14 That is, a part of the liquid L in the sub liquid chamber 15 returns to the main liquid chamber 14.
- the liquid L partially evaporates and bubbles are generated, causing cavitation collapse.
- the flow of the liquid L that flows through the circumferential groove 250 toward the first communication part 260 passes through the plurality of pores 260a due to inertia, and then collides with the partition walls 280a.
- the flow rate of the liquid L that has passed through the plurality of pores 260a is locally increased, and bubbles may be generated and cavitation collapse may occur.
- the vibration isolator 100 when the liquid L flows from the circumferential groove 250 to the main liquid chamber 14 through the plurality of pores 260a, the first barrier 280 in which these pores 260a are formed is used. Since the liquid L flows through each pore 260a while causing a pressure loss, an increase in the flow velocity of the liquid L flowing through each pore 260a can be suppressed. Moreover, since the liquid L circulates through the plurality of pores 260a instead of the single pore 260a, the liquid L can be branched and circulated, and the liquid L that has passed through the individual pores 260a. The flow rate of can be reduced.
- the ratio of the projected area or the opening area of the minimum cross section of each pore 260 a occupying per predetermined area on the inner peripheral surface facing the main liquid chamber 14 in the first barrier 280 is determined from the second communication portion 270. Since the liquid L flowing in the restricting passage 240 reaches the first communication portion 260 from the second communication portion 270, among the plurality of pores 260a, since it gradually decreases as the distance from the flow passage direction R increases. The passage of the pores 260a located on the second communication portion 270 side in the flow channel direction R from the second communication portions 270 away from the second communication portion 270 in the flow channel direction R due to inertial force is suppressed. be able to.
- the liquid L can easily flow out from the pores 260a located on the second communication portion 270 side, and the flow velocity of the liquid L flowing out from the respective pores 260a is made uniform to suppress local increase. In addition, it is possible to more effectively suppress the generation of air bubbles due to the generation of bubbles and the collapse of cavitation.
- the projected area or the opening area of the minimum cross section is smaller, and thus the first barrier 280 Among them, the ratio of the projected area or the opening area of the minimum cross section of each pore 260a per predetermined area on the inner peripheral surface facing the main liquid chamber 14 is separated from the second communication portion 270 in the flow channel direction R. Accordingly, a structure that gradually decreases can be reliably realized with a simple configuration.
- the flow area at the connection portion 250a with the first communication portion 260 gradually decreases as the distance from the second communication portion 270 in the flow direction R increases, so that the liquid L is connected to the connection portion 250a.
- the flow resistance gradually increases and the flow velocity of the liquid L is suppressed. This prevents the liquid L from passing through the pores 260a located on the second communication portion 270 side in the flow path direction R due to inertia, and allows the liquid to easily flow out from the pores 260a on the second communication portion 270 side.
- the circumferential intervals at which the plurality of pores 261a are arranged are different.
- the circumferential interval at which the plurality of pores 261a are arranged is not uniform. Specifically, the interval between the pores 261a adjacent to each other in the flow path direction R gradually increases as the distance from the second communication portion 270 in the flow path direction R increases.
- the interval between the pores 261a adjacent to each other in the flow channel direction R gradually increases as the distance from the second communication portion 270 in the flow channel direction R increases, so that the first barrier 280 Among them, the ratio of the projected area or the opening area of the minimum cross section of each pore 261a occupying per predetermined area on the inner peripheral surface facing the main liquid chamber 14 is separated from the second communication portion 270 in the flow channel direction R. Accordingly, a structure that gradually decreases can be reliably realized with a simple configuration.
- FIG. 10 is a perspective view showing a third modification of the flow rate suppression units 2600 and 2900 configured by the first communication unit 2600 and the vortex chamber 2900.
- the circumferential groove 2500 includes a rectifying channel 2800 and a vortex chamber 2900.
- the rectifying path 2800 is formed in a circumferential groove shape on the outer peripheral surface of the partition member 1600.
- the rectifying path 2800 extends over at least half of the outer peripheral surface of the partition member 1600.
- the rectifying path 2800 is formed in an outer peripheral portion 3200 a formed between the side surface of the recess 3100 formed on the upper surface of the partition member 1600 and the outer peripheral surface of the partition member 16.
- the flow path direction R of the restriction path 2400 is the circumferential direction.
- the vortex chamber 2900 is provided at a first end (not shown) of the two ends in the circumferential direction of the rectifying channel 2800.
- the first end portion is a connection portion with the vortex chamber 2900 in the rectifying channel 2800.
- the channel cross-sectional area of the first end decreases as the distance from the second communication portion 27 increases along the channel direction R.
- the first end portion decreases in the axial direction as the first end portion moves away from the second communication portion 2700 along the flow path direction R.
- the vortex chamber 2900 is provided over the outer peripheral portion 3200a and the plate-shaped central portion 3200b that closes the inside of the outer peripheral portion 3200a.
- the vortex chamber 2900 is formed in a circular shape when viewed from above.
- the inner peripheral surface of the vortex chamber 2900 forms the outer peripheral edge of the vortex chamber 2900 in a top view.
- the diameter of the vortex chamber 2900 is smaller than the diameter of the partition member 1600, and the central axis of the vortex chamber 2900 is eccentric with respect to the axis O.
- the outer peripheral edge of the vortex chamber 2900 is inscribed in the outer peripheral surface of the partition member 1600.
- the vortex chamber 2900 forms a swirling flow of the liquid L according to the flow velocity of the liquid L from the rectifying path 2800.
- the swirling flow swirls in a direction along the center axis of the vortex chamber 2900. That is, the swirling direction T of the swirling flow of the liquid L formed in the vortex chamber 2900 is a direction along the central axis of the vortex chamber 2900 in a plan view when the vibration isolator 1000 is viewed from the axial direction.
- the front side along the turning direction T is counterclockwise when viewed from above, and the rear side along the turning direction T is clockwise when viewed from above.
- the direction orthogonal to the central axis of the vortex chamber 2900 in the plan view of the vibration isolator 1000 viewed from the axial direction is referred to as the swirl radial direction.
- a groove 3300 is formed on the bottom surface of the recess 3100.
- the groove 3300 extends along the turning direction T.
- Groove portion 3300 is formed in an arc shape when viewed from above.
- Groove 3300 is arranged along the outer peripheral edge of vortex chamber 2900 in a top view. When viewed from above, both end portions of the groove 3300 reach the side surface of the recess 3100, and the groove 3300 partitions the bottom surface of the recess 3100 into two regions.
- the first side surface 3300a facing outward in the turning radial direction extends in parallel to the axial direction.
- the second side surface 3300b facing the inside in the turning radial direction includes an inclined surface 3300c, a horizontal surface 3300d, and a vertical surface 3300e.
- the inclined surface 3300c, the horizontal surface 3300d, and the vertical surface 3300e are provided in this order from the top to the bottom.
- the inclined surface 3300c gradually extends toward the inside in the turning radial direction from the upper side to the lower side.
- the horizontal plane 3300d extends from the lower end of the inclined surface 3300c toward the inside in the turning radial direction.
- the vertical surface 3300e extends downward from the inner end of the horizontal surface 3300d in the turning radius direction.
- the bottom surface of the groove 3300 is disposed flush with the lower surface of the vortex chamber 2900.
- the partition member 1600 includes a first barrier 3400 facing the main liquid chamber 14 and a second barrier 3500 facing the sub liquid chamber 15.
- the first barrier 3400 is formed by a portion of the partition member 1600 located between the inner peripheral surface of the vortex chamber 2900 and the first side surface 3300a.
- the first barrier 3400 extends along the turning direction T.
- the second barrier 3500 is formed by a portion of the partition member 1600 that is located between the inner surface of the rectifying path 2800 and the lower surface of the partition member 1600.
- the second barrier 3500 extends along the flow path direction R.
- the first communication part 2600 is formed in the first barrier 3400 and opens to the main liquid chamber 14.
- the second communication part 2700 is formed in the second barrier 3500 and opens to the sub liquid chamber 15.
- At least one of the first communication part 2600 and the second communication part 2700 includes a plurality of pores 2600a penetrating the first barrier 3400 or the second barrier 3500.
- the first communication unit 2600 includes a plurality of pores 2600 a that penetrate the first barrier 3400.
- the plurality of pores 2600a are arranged in the first barrier 3400 along the turning direction T.
- the plurality of pores 2600a are arranged at intervals in the turning direction T.
- the pore 2600a penetrates the first barrier 3400 in the turning radius direction. All of the openings of the plurality of pores 2600a toward the main liquid chamber 14 are formed in a rectangular shape extending in the axial direction when viewed from the outside in the swirling radial direction.
- the lower end of the pore 2600a is located on the lower surface of the vortex chamber 2900 (the bottom surface of the groove 3300).
- the cross-sectional area of the plurality of pores 2600a gradually increases from the inside toward the outside in the channel length direction (in the illustrated example, the swirl diameter direction) of each pore 2600a.
- the ratio of the opening area or projected area of the minimum cross section of the pore 2600a per predetermined area in the first barrier 3400 gradually increases from the rear side to the front side in the turning direction T.
- the “projected area” refers to a projected area in the direction in which the pore center line extending through the center of the minimum cross section of the pore 2600a on the surface of the first barrier 3400 located in the main liquid chamber 14 extends.
- the “projected area” in the example illustrated in FIG. 10 refers to a projected area in the swirl radial direction (flow path length direction) to the first side surface 3300a of the minimum cross section of the pore 2600a.
- the circumferential widths of the plurality of pores 2600a are equal to each other.
- the plurality of pores 2600a are arranged at equal intervals in the circumferential direction.
- the axial lengths of the plurality of pores 2600a gradually increase from the rear side to the front side in the turning direction T. Thereby, the said ratio becomes large gradually as it goes to the front side from the rear side of the turning direction T.
- a bridge portion 3600 that connects the first side surface 3300a and the second side surface 3300b is provided in a portion of the first side surface 3300a that avoids the pores 2600a.
- the lower surface of the bridge portion 3600 is fixed to the bottom surface of the groove portion 3300, and the upper surface of the bridge portion 3600 is formed flush with the horizontal surface 3300d.
- the second communication part 2700 penetrates the second barrier 3500 in the axial direction.
- the second communication portion 2700 is formed in a rectangular shape that is long in the flow path direction R.
- the second communication portion 2700 opens to the second end portion 2800b of the rectifying path 2800.
- the circumferential groove 2500 communicates the first communication part 2600 and the second communication part 2700.
- the vortex chamber 2900 is formed in the circumferential groove 2500 at a connection portion with the first communication portion 2600 that is at least one of the first communication portion 2600 and the second communication portion 2700.
- the vortex chamber 2900 forms a swirling flow of the liquid L according to the flow velocity of the liquid L from the second communication portion 2700 side which is the other side of the first communication portion 2600 and the second communication portion 2700. Are allowed to flow out through the pores 2600a.
- the two attachment members 11 and 12 are relatively displaced while elastically deforming the elastic body 13 at the time of vibration input. Then, the liquid pressure in the main liquid chamber 14 fluctuates, the liquid L in the main liquid chamber 14 flows into the sub liquid chamber 15 through the restriction passage 2400, and the liquid L in the sub liquid chamber 15 flows into the restriction passage 2400. Through the main liquid chamber 14. That is, a part of the liquid L in the sub liquid chamber 15 returns to the main liquid chamber 14.
- the vibration isolator 1000 when a large load (vibration) is input to the vibration isolator 1000, the liquid L flows into the vortex chamber 2900 from the second communication portion 2700 side.
- the flow rate of the liquid L is sufficiently high and a swirl flow of the liquid L is formed in the vortex chamber 2900, for example, energy loss due to the formation of the swirl flow or the liquid L and the vortex chamber
- the pressure loss of the liquid L can be increased due to energy loss due to friction with the wall surface of 2900.
- the liquid L flows out through the plurality of pores 2600a, the liquid L circulates through the pores 2600a while the pressure of the liquid L is reduced by the first barrier 3400 in which these pores 2600a are formed.
- An increase in the flow rate of the liquid L flowing through the pores 2600a can be suppressed.
- the liquid L circulates through the plurality of pores 2600a instead of the single pore 2600a, the liquid L can be branched and circulated, and the liquid L that has passed through the individual pores 2600a.
- the flow rate of can be reduced.
- the flow velocity difference generated between the liquid L that has passed through the pores 2600a and flowed into the main liquid chamber 14 and the liquid L in the main liquid chamber 14 is suppressed, and the generation of vortices due to the flow velocity difference is generated.
- production of the bubble resulting from this vortex can be suppressed.
- the plurality of pores 2600a are arranged, so that the generated bubbles can be separated from each other, and the bubbles are dispersed finely while suppressing the bubbles from joining and growing. Can be easily maintained. Even if bubbles are generated not in the main liquid chamber 14 but in the restriction passage 2400, when the bubbles pass through the pores 2600a, the bubbles can be divided into fine bubbles and then dispersed. As described above, the generation of bubbles itself can be suppressed, and even if bubbles are generated, the bubbles can be easily maintained in a finely dispersed state. However, it is possible to suppress the generated abnormal noise.
- the liquid L forming the swirling flow flows out of the vortex chamber 2900 through the pores 2600a located on the rear side of the swirling direction T among the plurality of pores 2600a due to the inertial force acting on the liquid L.
- the projected area or the opening area of the minimum cross section of the plurality of pores 2600a is larger as the pore 2600a is on the front side in the turning direction T, the ratio is increased from the rear side to the front side in the turning direction T. A structure that gradually increases as it goes can be reliably realized with a simple configuration.
- the cross-sectional area of the first end gradually decreases as the distance from the second communicating portion 2700 in the flow direction R increases, the liquid L gradually flows in the process of flowing through the first end.
- the flow resistance increases and the flow rate of the liquid L is suppressed.
- the flow velocity of the liquid L flowing into the vortex chamber 2900 can be lowered, and the liquid L can be reliably suppressed from flowing out from the pores 2600a located on the rear side in the swirling direction T due to inertia. .
- the vibration isolator according to the present invention With the vibration isolator according to the present invention, the occurrence of cavitation can be suppressed.
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Abstract
防振装置(10)は、振動発生部および振動受部のうちのいずれか一方に連結される筒状の第1取付け部材(11)、および他方に連結される第2取付け部材(12)と、これら両取付け部材(11、12)を連結する弾性体(13)と、第1取付け部材(11)内の液室(19)を、弾性体(13)を壁面の一部とする主液室(14)と、副液室(15)と、に区画する仕切り部材(16)と、を備え、仕切り部材(16)に、主液室(14)と副液室(15)とを連通する制限通路(24)が形成され、仕切り部材(16)には、制限通路(24)を流通する液体(L)の流速を抑える流速抑制部(32)が設けられ、流速抑制部(32)は、主液室(14)の液圧が負圧で、かつ、所定時間内での液圧の変動率が5%以下であるときにおける、制限通路(24)から主液室(14)に流入する液体(L)のピーク流速を10m/sec以下に抑える。
Description
本発明は、例えば自動車や産業機械等に適用され、エンジン等の振動発生部の振動を吸収および減衰する防振装置に関する。
本願は、2016年6月22日に日本国に出願された特願2016-123966号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、2016年6月22日に日本国に出願された特願2016-123966号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
この種の防振装置として、従来、振動発生部および振動受部のうちの一方に連結される筒状の第1取付け部材、および他方に連結される第2取付け部材と、これらの両取付け部材を連結する弾性体と、液体が封入された第1取付け部材内の液室を主液室と副液室とに区画する仕切り部材と、を備える構成が知られている。仕切り部材には、主液室と副液室とを連通する制限通路が形成されている。この防振装置では、振動入力時に、両取付け部材が弾性体を弾性変形させながら相対的に変位し、主液室の液圧を変動させて制限通路に液体を流通させることで、振動を吸収および減衰している。
この防振装置では、例えば路面の凹凸等から大きな荷重(振動)が入力され、主液室の液圧が上昇した後、弾性体のリバウンド等によって逆方向に荷重が入力されたときに、主液室が負圧化されて主液室に液体が流入する。このとき、液中に多数の気泡が生成されるキャビテーションが発生し、その後、生成した気泡が崩壊するキャビテーション崩壊に起因して異音が生じることがある。キャビテーション崩壊が生じると、崩壊に伴う衝撃波が液体を介して第1取付け部材に伝播され、その結果として異音が生じる。
そこで、例えば特許文献1に示される防振装置のように、制限通路内に弁体を設ける構成が知られている。この防振装置では、大きな振幅の振動が入力されたときに、主液室の負圧化を抑制することで、キャビテーションの発生を抑えることができると記載されている。
そこで、例えば特許文献1に示される防振装置のように、制限通路内に弁体を設ける構成が知られている。この防振装置では、大きな振幅の振動が入力されたときに、主液室の負圧化を抑制することで、キャビテーションの発生を抑えることができると記載されている。
本願発明者は、防振装置におけるキャビテーションの発生を抑制すべく、キャビテーションの発生の過程について分析した。分析に際し、キャビテーション対策が施されていない防振装置においてキャビテーションを再現した。このとき、両取付け部材の相対的な変位量、および主液室の液圧をそれぞれ測定した。また、キャビテーション崩壊を検出するために、第1取付け部材に伝播された衝撃波の大きさを加速度として測定した。
さらに、キャビテーションの発生および崩壊の様子を観察するために、第1取付け部材をアクリル樹脂により形成し、主液室を外部から視認可能とした。
さらに、キャビテーションの発生および崩壊の様子を観察するために、第1取付け部材をアクリル樹脂により形成し、主液室を外部から視認可能とした。
結果を図4のグラフに示す。グラフの横軸は時刻を表し、横軸の左側から右側に向かうに従い時間が進行していることを表している。グラフ中に記載された各グラフ線のうち、線L1は、各時刻における両取付け部材の相対的な変位量を表している。線L2は、各時刻における主液室の液圧を表している。線L3は、各時刻において第1取付け部材に伝播された衝撃波の加速度(大きさ)を表している。グラフの縦軸は、変位量、液圧および加速度それぞれの大きさを表している。縦軸の中央は原点の0を表し、原点に対する上側が正、下側が負を表している。なお、変位量が正の値であることは、両取付け部材が、主液室を負圧化する方向に相対的に変位していることを表している。
図4の線L1に示されているように、このグラフは、両取付け部材が、主液室を負圧化する方向に相対的に変位してから、復元変位して主液室の液圧を上昇させ始めるまでの防振装置について示している。両取付け部材が復元変位し始めたときには、線L3に示されているように、衝撃波の加速度(大きさ)が変動しており、キャビテーションの崩壊が生じていることが確認される。
キャビテーション崩壊の様子は、各時刻における主液室の様子を示す写真である図5から図7でも確認することができる。図5から図7は、図4に示す時刻T1、T2、T3それぞれにおける主液室の様子を示す写真である。時刻T1に対応する図5では、キャビテーションを起因とする気泡が発生しておらず、時刻T2に対応する図6では、気泡が図中の符号Cで示す位置を中心として発生していて、時刻T3に対応する図7では、気泡が崩壊していることが確認される。時刻T3では、両取付け部材が復元変位し始めており、やはりこのタイミングでキャビテーションの崩壊が生じていることが確認される。
この種の防振装置では、振動が入力されたときに、通常であれば、両取付け部材の相対的な変位量に応じて主液室の液圧が変動する。そのため、この変位量が大きいほど主液室の液圧が大きく変動し、主液室の負圧化の程度が大きくなり易い。
しかしながら、本願発明者は、上記分析時のように、キャビテーションが発生し得るまで主液室が負圧化される程度、両取付け部材が相対的に大きく変位すると、図4の線L2に示されるように、両取付け部材の相対的な変位に追従することなく、主液室の液圧が一定の範囲内に収まり、このとき、図6に示されるようにキャビテーションが発生することを発見した。
しかしながら、本願発明者は、上記分析時のように、キャビテーションが発生し得るまで主液室が負圧化される程度、両取付け部材が相対的に大きく変位すると、図4の線L2に示されるように、両取付け部材の相対的な変位に追従することなく、主液室の液圧が一定の範囲内に収まり、このとき、図6に示されるようにキャビテーションが発生することを発見した。
本発明は前記事情に鑑みてなされ、キャビテーションの発生を抑えることができる防振装置を提供することを目的とする。
本発明に係る防振装置の第1の態様は、振動発生部および振動受部のうちのいずれか一方に連結される筒状の第1取付け部材、および他方に連結される第2取付け部材と、これら両取付け部材を連結する弾性体と、第1取付け部材内の液室を、弾性体を壁面の一部とする主液室と、副液室と、に区画する仕切り部材と、を備え、仕切り部材に、主液室と副液室とを連通する制限通路が形成された液体封入型の防振装置であって、仕切り部材には、制限通路を流通する液体の流速を抑える流速抑制部が設けられ、流速抑制部は、主液室の液圧が負圧で、かつ、所定時間内での液圧の変動率が5%以下であるときにおける、制限通路から主液室に流入する液体のピーク流速を10m/sec以下に抑える。
本発明に係る防振装置によれば、キャビテーションの発生を抑えることができる。
(第1実施形態)
以下、本発明に係る防振装置の第1実施形態について、図面に基づいて説明する。
図1は本実施形態における防振装置10を軸心Oに沿って切断した縦断面図、図2は仕切り部材の平面図である。
なお、図1に示す符号Oは防振装置10の中心軸線を示しており、以下、単に「軸心O」と記す。また、軸心Oに沿った方向を「軸方向」とし、軸心Oに直交する方向を「径方向」とし、軸心O回りの方向を「周方向」とする。
以下、本発明に係る防振装置の第1実施形態について、図面に基づいて説明する。
図1は本実施形態における防振装置10を軸心Oに沿って切断した縦断面図、図2は仕切り部材の平面図である。
なお、図1に示す符号Oは防振装置10の中心軸線を示しており、以下、単に「軸心O」と記す。また、軸心Oに沿った方向を「軸方向」とし、軸心Oに直交する方向を「径方向」とし、軸心O回りの方向を「周方向」とする。
図1に示すように、防振装置10は、振動発生部および振動受部のいずれか一方に連結される筒状の第1取付け部材11と、振動発生部および振動受部のいずれか他方に連結される第2取付け部材12と、これらの第1取付け部材11、第2取付け部材12同士を弾性的に連結する弾性体13と、第1取付け部材11内を後述する主液室14と副液室15とに区画する仕切り部材16と、を備えている。なお、これらの各部材はそれぞれ、平面視した状態で円形状若しくは円環状に形成されるとともに、軸心Oと同軸に配置されている。以下では、軸方向に沿う第2取付け部材12側を上側、仕切り部材16側を下側という。
この防振装置10が例えば自動車に装着される場合、第2取付け部材12が振動発生部としてのエンジンに連結され、第1取付け部材11が振動受部としての車体に連結される。これにより、エンジンの振動が車体に伝達することが抑えられる。
第2取付け部材12は、軸方向に延びる柱状部材である。第2取付け部材12の下端部は、半球面状に形成されている。第2取付け部材12は、第2取付け部材12の下端部より上方に位置する鍔部12aを有している。第2取付け部材12には、第2取付け部材12の上端面から下方に向かって延びるねじ孔12bが設けられている。ねじ孔12bには、エンジン側の取付け具となるボルト(図示せず)が螺合される。第2取付け部材12は、第1取付け部材11の上端開口部に配置されている。
弾性体13は、第1取付け部材11の上端開口部の内周面と第2取付け部材12の下端部の外周面とにそれぞれ加硫接着されている。弾性体13は、これらの内周面と外周面との間に介在させられたゴム体である。弾性体13は、第1取付け部材11の上端開口部を閉塞している。弾性体13の上端部は、鍔部12aに加硫接着されている。これにより、弾性体13は、第2取付け部材12に充分に密着し、第2取付け部材12の変位に良好に追従する。弾性体13の下端部には、第1取付け部材11の内周面を液密に被覆するゴム膜17が一体形成されている。なお、弾性体13としては、ゴム以外にも合成樹脂等からなる弾性体を用いることも可能である。
第1取付け部材11は、下端部にフランジ18を有した円筒状に形成されている。第1取付け部材11は、フランジ18を介して振動受部としての車体等に連結される。第1取付け部材11の上端開口部は、前述のように弾性体13によって閉塞されている。第1取付け部材11における弾性体13の下方には、液室19が形成されている。本実施形態では、第1取付け部材11の下端開口部に仕切り部材16が設けられ、さらに仕切り部材16の下方にダイヤフラム20が設けられている。
ダイヤフラム20は、ゴムや軟質樹脂等の弾性材料からなる有底円筒状に形成されている。ダイヤフラム20の上端部は、仕切り部材16に形成された円環状の取付け溝16aに液密に係合している。ダイヤフラム20の上端部の外周面は、リング状の保持具21によって仕切り部材16側(上側)に押さえ付けられている。仕切り部材16の外周面には、フランジ部22が形成されている。フランジ部22には、保持具21が当接させられている。
第1取付け部材11の下端開口縁には、仕切り部材16のフランジ部22、保持具21がこの順に当接させられている。第1取付け部材11、フランジ部22および保持具21は、複数のねじ23によって固定されている。これにより、ダイヤフラム20は仕切り部材16を介して第1取付け部材11の下端部に取り付けられ、第1取付け部材11内に液室19が形成されている。液室19は、第1取付け部材11内、すなわち平面視して第1取付け部材11の内側に配設されている。液室19は、弾性体13とダイヤフラム20との間に液密に閉塞した状態に設けられている。液室19には、液体Lが封入(充填)されている。
なお、液体Lとしては、エチレングリコール、水、シリコーンオイルなどが使用される。
なお、液体Lとしては、エチレングリコール、水、シリコーンオイルなどが使用される。
液室19は、仕切り部材16によって主液室14と副液室15とに区画されている。主液室14は、弾性体13の下端面13aを壁面の一部として形成されている。主液室14は、弾性体13とゴム膜17と仕切り部材16とによって囲まれた空間である。主液室14は、弾性体13の変形によって内容積が変化する。副液室15は、ダイヤフラム20と仕切り部材16とによって囲まれた空間である。副液室15は、ダイヤフラム20の変形によって内容積が変化する。
このような構成を有する防振装置10は、主液室14が鉛直方向上側に位置し、副液室15が鉛直方向下側に位置するように取り付けられて用いられる圧縮式である。
このような構成を有する防振装置10は、主液室14が鉛直方向上側に位置し、副液室15が鉛直方向下側に位置するように取り付けられて用いられる圧縮式である。
仕切り部材16の上面には、ゴム膜17の下端部を液密に保持する保持溝16bが形成されている。これにより、ゴム膜17と仕切り部材16との間が液密に閉塞されている。仕切り部材16には、主液室14と副液室15とを連通する制限通路24が設けられている。
制限通路24は、予め決められた振動が防振装置10に入力されて液体Lが制限通路24を流通するときに、共振(液柱共振)を生じさせる。制限通路24の流路長および流路断面積は、制限通路24の共振周波数が予め決められた振動の周波数となるように設定(チューニング)されている。予め決められた振動としては、例えばアイドル振動(例えば、周波数が18Hz~30Hz、振幅が±0.5mm以下)や、アイドル振動よりも周波数が低いシェイク振動(例えば、周波数が14Hz以下、振幅が±0.5mmより大きい)などが挙げられる。
図1および図2に示すように、制限通路24は、仕切り部材16に形成された周溝25と、周溝25と副液室15とを連通させる連通口26と、周溝25と主液室14とを連通させる渦室27aと、周溝25と渦室27aとを接続する整流路27bと、を備えている。周溝25は、仕切り部材16の外周面に、周方向に沿ってほぼ半周に亘って形成されている。周溝25の一端部には、連通口26が形成され、周溝25の他端部には、渦室27aが形成されている。連通口26は、制限通路24における副液室15側の開口部である。
渦室27aは、主液室14に開口した凹部であり、平面視略円形状に形成されている。
渦室27aの開口部は、制限通路24における主液室14側の開口部である。渦室27aの中心軸は、軸心Oに対して偏心している。渦室27aは、整流路27bから流入する液体Lの流速に応じて液体Lの旋回流を形成する。
整流路27bは、直線状に延びている。整流路27bは、渦室27aの内周面から、この内周面の接線方向に沿って延びている。整流路27bから渦室27aに流入される液体は、整流路27bを流通して、この接線方向に整流された後、渦室27aの内周面に沿って流動することで旋回する。
渦室27aの開口部は、制限通路24における主液室14側の開口部である。渦室27aの中心軸は、軸心Oに対して偏心している。渦室27aは、整流路27bから流入する液体Lの流速に応じて液体Lの旋回流を形成する。
整流路27bは、直線状に延びている。整流路27bは、渦室27aの内周面から、この内周面の接線方向に沿って延びている。整流路27bから渦室27aに流入される液体は、整流路27bを流通して、この接線方向に整流された後、渦室27aの内周面に沿って流動することで旋回する。
渦室27aの開口部には、多孔体28が嵌め込まれている。多孔体28は、仕切り部材16にねじ止めされている。多孔体28は、金属や樹脂によって円盤状に形成されている。多孔体28は、渦室27aの開口縁部に当接してねじ止めされるフランジ部29と、渦室27aの開口部に嵌合して渦室27aを覆う蓋部30と、を有している。蓋部30には、多数の孔部31が並列に形成されている。
孔部31は、平面視円形状に形成されている。孔部31は、多孔体28に対して主液室14側に位置する空間と、多孔体28に対して副液室15側に位置する空間と、を各別に連通する。これら孔部31は、蓋部30の全域にわたって千鳥状に配置されている。各孔部31の中心軸は、軸方向に沿っている。各孔部31の内径は、全長にわたって同等に形成されている。多数の孔部31は、互いに同等の形状でかつ同等の大きさに形成されている。なお例えば、多数の孔部31の開口面積の総和を、制限通路24の流路断面積の最小値よりも大きくする等、孔部31の大きさや形状、数など適宜変更することが可能である。
そして本実施形態では、仕切り部材16には、制限通路24を流通する液体Lの流速を抑える流速抑制部32が設けられている。流速抑制部32は、制限通路24の流路断面積を絞って液体Lの抵抗となることで、液体Lの流速を低減させる。
流速抑制部32は、第1抑制部33と、第2抑制部34と、を備えている。第1抑制部33は、多孔体28によって形成されている。第2抑制部34は、整流路27bおよび渦室27aによって形成されている。
流速抑制部32は、第1抑制部33と、第2抑制部34と、を備えている。第1抑制部33は、多孔体28によって形成されている。第2抑制部34は、整流路27bおよび渦室27aによって形成されている。
流速抑制部32は、制限通路24に配設されている。流速抑制部32は、制限通路24の流路方向に沿う制限通路24の中央部よりも、主液室14側に配置されている。図示の例では、第1抑制部33および第2抑制部34の両方が、この中央部よりも主液室14側に配置されている。流速抑制部32は、制限通路24における主液室14側の端部に配置されている。
防振装置10では、振動入力時に、両取付け部材11、12が弾性体13を弾性変形させながら相対的に変位する。すると、主液室14の液圧が変動し、主液室14内の液体Lが制限通路24を通って副液室15に流入し、また、副液室15内の液体Lが制限通路24を通って主液室14に流入する。すなわち、副液室15内の液体Lの一部が主液室14に戻る。
ここで、入力された振動が前記予め決められた振動である場合、制限通路24内で共振(液柱共振)が生じることで、振動が吸収および減衰される。このとき第2抑制部34(整流路27bおよび渦室27a)が、制限通路24の一部として機能する。なお第1抑制部33の各孔部31の流路断面積や流路長は、制限通路24内における液体Lの共振を阻害しないように設定されている。
一方、入力された振動が前記予め決められた振動とは異なり、例えば、この振動よりも振幅が大きい振動などが入力されると、両取付け部材11、12が相対的に大きく変位する。キャビテーションが発生し得るまで主液室14が負圧化される程度、両取付け部材11、12が相対的に大きく変位すると、主液室14の液圧が負圧で一定の範囲内に収まり、所定時間内での液圧の変動率が5%以下となる。
ここで本願発明者は、主液室14の液圧が負圧で一定の範囲内に収まっているときにおけるキャビテーションの発生が、制限通路24から主液室14に流入する液体Lのピーク流速に依存することを見出した。そして、このピーク流速を抑えることにより、キャビテーションの発生を抑制することに想到した。
本実施形態では、流速抑制部32が、主液室14の液圧が負圧で、かつ、所定時間内での液圧の変動率が5%以下であるとき(以下、「負圧安定状態であるとき」という。)における、制限通路24から主液室14に流入する液体Lのピーク流速を10m/sec(m/秒)以下に抑える。
なお前記所定時間は、例えば、入力された振動の一周期の3分の1とすることができる。前記ピーク流速は、主液室14の液圧が負圧安定状態である期間中における液体Lの最高流速である。液体Lの流速の測定は、例えば、第1取付け部材11を透過性の材料(例えば、アクリル樹脂など)によって形成した上で、主液室14を外部からカメラで撮影して画像解析することで実施することができる。
本実施形態では、制限通路24を通って主液室14に流入する副液室15内の液体Lの流速を、第2抑制部34が抑制した後、第1抑制部33がさらに抑制する。つまり、第1抑制部33および第2抑制部34の両方の作用によって、前記ピーク流速を抑える。
第2抑制部34では、まず、液体Lが整流路27bから渦室27a内に流入する。このとき、液体Lの流速が一定以上に高められていると、渦室27a内で液体Lの旋回流が形成される。その結果、例えば、液体Lの粘性抵抗や、旋回流を形成することによるエネルギー損失、液体Lと渦室27aの壁面との間の摩擦によるエネルギー損失などを起因として、液体Lの流速が低減される。なお、渦室27a内に流入する液体Lの流速が低いときには、渦室27a内での液体Lの旋回が抑制される。そのため、第2抑制部34による流速の過剰な低下は抑えられる。
第1抑制部33では、多孔体28が液体Lに対する抵抗となり、液体Lの流速が抑えられる。液体Lの流速は、孔部31の大きさや形状、数などに基づいて精度よく抑制される。
第1抑制部33では、多孔体28が液体Lに対する抵抗となり、液体Lの流速が抑えられる。液体Lの流速は、孔部31の大きさや形状、数などに基づいて精度よく抑制される。
以上説明したように、本実施形態に係る防振装置10によれば、キャビテーションが発生し得るまで主液室14が負圧化される程度、大きな振幅の振動が入力され、主液室14の液圧が負圧安定状態となったときにおける前記ピーク流速が、流速抑制部32によって10m/sec以下に抑えられる。これにより、キャビテーションの発生を抑制することが可能になり、例えば異音の発生を抑えること等ができる。すなわち、前記ピーク流速が10m/secより大きい場合、キャビテーションが発生する可能性がある。なお、図4に結果を示した分析の際には、前記ピーク流速が12m/secであり、その結果、キャビテーションが発生したことが確認された。
ここで、前記ピーク流速を小さい値から大きい値へと変化させた場合の泡の発生有無について上述の画像解析を用いて調べた結果を表1に示す。この際の振動周波数は13Hzであり、用いた液体Lは、エチレングリコールである。
表1より、泡の発生が認められたのは、前記ピーク流速が3.59149m/sec以上の場合であることが分かる。従って、前記ピーク流速が、3.3m/secより小さい値の場合に泡は発生せず、そのため、前記ピーク流速が3.3m/secより小さい値の場合にはキャビテーションが発生する可能性がないと言える。
従って、流速抑制部32により、前記ピーク流速を3.3m/secより小さい値に抑えることで、キャビテーションの発生を抑制することが可能になり、例えば異音の発生を抑えること等ができる。
従って、流速抑制部32により、前記ピーク流速を3.3m/secより小さい値に抑えることで、キャビテーションの発生を抑制することが可能になり、例えば異音の発生を抑えること等ができる。
(第2実施形態)
次に、本発明に係る第2実施形態の防振装置を、図3を参照して説明する。
図3は仕切り部材の平面図である。
なお、この第2実施形態においては、第1実施形態における構成要素と同一の部分については同一の符号を付し、その説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
次に、本発明に係る第2実施形態の防振装置を、図3を参照して説明する。
図3は仕切り部材の平面図である。
なお、この第2実施形態においては、第1実施形態における構成要素と同一の部分については同一の符号を付し、その説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
本実施形態に係る防振装置40では、流速抑制部32が、第1抑制部33および第2抑制部34の両方を備えているのに代えて、第1抑制部33のみを備えている。第1抑制部33が単独で、前記ピーク流速を10m/sec以下に抑える。
制限通路24は、整流路27bおよび渦室27aに代えて、周溝25と主液室14とを連通させる接続口41を備えている。接続口41は、制限通路24における主液室14側の開口部である。
制限通路24は、整流路27bおよび渦室27aに代えて、周溝25と主液室14とを連通させる接続口41を備えている。接続口41は、制限通路24における主液室14側の開口部である。
多孔体28は、仕切り部材16と一体に形成されている。多孔体28は、仕切り部材16の平面視において、接続口41と同等の形状でかつ同等の大きさである。多孔体28の外周縁は、接続口41の内周縁に全周にわたって連結されている。
孔部31は、径方向に間隔をあけて複数配置されている。径方向に間隔をあけて配置された孔部31は、孔列42を形成している。本実施形態では、孔列42が複数(2つの)孔部31によって形成されている。孔部31(孔列42)は、周方向に間隔をあけて複数配置されている。
孔部31は、径方向に間隔をあけて複数配置されている。径方向に間隔をあけて配置された孔部31は、孔列42を形成している。本実施形態では、孔列42が複数(2つの)孔部31によって形成されている。孔部31(孔列42)は、周方向に間隔をあけて複数配置されている。
以上説明したように、本実施形態に係る防振装置40によれば、前記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
即ち、第1実施形態と同様に、第2実施形態に係る防振装置40でも、流速抑制部32が、前記ピーク流速を10m/sec以下に抑えることにより、キャビテーションの発生を抑制することが可能になり、例えば異音の発生を抑えること等ができる。
さらに、流速抑制部32が、前記ピーク流速を3.3m/secより小さい値に抑えることにより、キャビテーションの発生を抑制することが可能になり、例えば異音の発生を抑えること等ができる。
即ち、第1実施形態と同様に、第2実施形態に係る防振装置40でも、流速抑制部32が、前記ピーク流速を10m/sec以下に抑えることにより、キャビテーションの発生を抑制することが可能になり、例えば異音の発生を抑えること等ができる。
さらに、流速抑制部32が、前記ピーク流速を3.3m/secより小さい値に抑えることにより、キャビテーションの発生を抑制することが可能になり、例えば異音の発生を抑えること等ができる。
なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
流速抑制部32は、第1抑制部33および第2抑制部34の両方を備えていてもよく、第1抑制部33のみを備えていてもよく、第2抑制部34のみを備えていてもよい。
第1抑制部33および第2抑制部34は前記実施形態に示した構成に限られない。
流速抑制部32は、第1抑制部33および第2抑制部34とは異なる形態、例えば、制限通路24の流路断面積を絞って液体Lの抵抗となる他の形態を採用することができる。
第1抑制部33および第2抑制部34は前記実施形態に示した構成に限られない。
流速抑制部32は、第1抑制部33および第2抑制部34とは異なる形態、例えば、制限通路24の流路断面積を絞って液体Lの抵抗となる他の形態を採用することができる。
流速抑制部32が、制限通路24の主液室14側の端部に配置されていなくてもよい。
流速抑制部32が、制限通路24の流路方向に沿う途中位置に配置されなくてもよい。
流速抑制部32が、制限通路24の流路方向に沿う途中位置に配置されなくてもよい。
前記実施形態では、仕切り部材16を第1取付け部材11の下端部に配置し、仕切り部材16のフランジ部22を第1取付け部材11の下端面に当接させているが、本発明はこれに限られない。例えば仕切り部材16を第1取付け部材11の下端面より上方に配置し、この仕切り部材16の下側、すなわち第1取付け部材11の下端部にダイヤフラム20を配設することで、第1取付け部材11の下端部からダイヤフラム20の底面にかけて副液室15を形成してもよい。
前記実施形態では、圧縮式の防振装置10、40について説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、主液室14が鉛直方向下側に位置し、かつ副液室15が鉛直方向上側に位置するように取り付けられる吊り下げ式の防振装置にも本発明を適用可能である。
本発明に係る防振装置10、40は、車両のエンジンマウントに限定されず、エンジンマウント以外に適用することも可能である。例えば、建設機械に搭載された発電機のマウントにも適用することが可能であり、或いは、工場等に設置される機械のマウントにも適用することが可能である。
流速抑制部32の変形例について、以下に示す。
以下の説明においては、第1実施形態における構成要素と同一の部分については同一の符号を付し、その説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
図8~図10に示す流速抑制部260、261、2600及び2900は、流速抑制部32の変形例である。
以下の説明においては、第1実施形態における構成要素と同一の部分については同一の符号を付し、その説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
図8~図10に示す流速抑制部260、261、2600及び2900は、流速抑制部32の変形例である。
図8は、第1連通部260より構成される流速抑制部260の第1の変形例を示す。図9は、第1連通部261より構成される流速抑制部261の第2の変形例を示す。
図8では、制限通路240は、仕切部材160内に配置された周溝250と、周溝250と主液室14とを連通する第1連通部260と、周溝250と副液室15とを連通する第2連通部270と、を備えている。
周溝250は、仕切り部材160内で周方向に沿って延び、周溝250の流路方向Rと周方向とは同等の方向になっている。周溝250は、軸心Oと同軸に配置された円弧状に形成され、周方向に沿ってほぼ全周にわたって延びている。周溝250の周方向に沿う両端部は、径方向および軸方向に延びる隔壁280aによって互いに隔てられている。
周溝250は、主液室14に面する第1障壁280と、副液室15に面する第2障壁290と、不図示の上側フランジ部と、ゴム膜17と、隔壁280aと、により画成されている。なお、第1障壁280および第2障壁290は、周溝250を画成していなくてもよい。
図8では、制限通路240は、仕切部材160内に配置された周溝250と、周溝250と主液室14とを連通する第1連通部260と、周溝250と副液室15とを連通する第2連通部270と、を備えている。
周溝250は、仕切り部材160内で周方向に沿って延び、周溝250の流路方向Rと周方向とは同等の方向になっている。周溝250は、軸心Oと同軸に配置された円弧状に形成され、周方向に沿ってほぼ全周にわたって延びている。周溝250の周方向に沿う両端部は、径方向および軸方向に延びる隔壁280aによって互いに隔てられている。
周溝250は、主液室14に面する第1障壁280と、副液室15に面する第2障壁290と、不図示の上側フランジ部と、ゴム膜17と、隔壁280aと、により画成されている。なお、第1障壁280および第2障壁290は、周溝250を画成していなくてもよい。
第1障壁280は、上側フランジ部の内周縁から下方に向けて延びる筒状に形成されている。図8に示すように、第1障壁280の外周面のうち、第1連通部260が配設されている部分が、第2連通部270から流路方向Rに離間するに従い漸次径方向の外側に向かっている。このため、周溝250のうち、第1連通部260との接続部分250aにおける流路面積は、第2連通部27から流路方向Rに離間するに従い、漸次小さくなっている。
第2障壁290は、表裏面が軸方向を向く板状に形成されている。第2障壁290の上面と、第1障壁280の下端と、は互いに連なっている。第1障壁280は、周溝250と主液室14とに径方向に挟まれ、周溝250と主液室14との間に位置している。第2障壁290は、周溝250と副液室15とに軸方向に挟まれ、周溝250と副液室15との間に位置している。
第2障壁290は、表裏面が軸方向を向く板状に形成されている。第2障壁290の上面と、第1障壁280の下端と、は互いに連なっている。第1障壁280は、周溝250と主液室14とに径方向に挟まれ、周溝250と主液室14との間に位置している。第2障壁290は、周溝250と副液室15とに軸方向に挟まれ、周溝250と副液室15との間に位置している。
第1連通部260は、第1障壁280を径方向に貫通し、流路方向Rに沿って配置された複数の細孔260aを備えている。複数の細孔260aは、第1障壁280のうち、周溝250の周方向に沿う一方側の端部を形成する部分に配置されている。
第2連通部270は、第2障壁290を軸方向に貫通する開口である。第2連通部270は、第2障壁290のうち、周溝250の周方向に沿う他方側の端部を形成する部分に配置されている。
第2連通部270は、第2障壁290を軸方向に貫通する開口である。第2連通部270は、第2障壁290のうち、周溝250の周方向に沿う他方側の端部を形成する部分に配置されている。
複数の細孔260aは、いずれも直方体状に形成されている。複数の細孔260aの主液室14に向けた開口部はいずれも、径方向の内側から見た正面視において、周方向よりも軸方向に長い長方形状に形成されている。複数の細孔260aの流路断面積は、各細孔260aの流路長さの全長にわたって同等となっている。複数の細孔260aの周方向の幅は、それぞれ互いに同等となっている。複数の細孔260aは、それぞれ周方向に同等の間隔をあけて配置されている。
また、複数の細孔260aの軸方向の長さは、第2連通部27から流路方向Rに離間して位置するものほど小さくなっている。このため、複数の細孔260aは、第2連通部270から流路方向Rに離間して位置するものほど、最小横断面の投影面積または開口面積が小さくなっている。その結果、第1障壁280のうち、主液室14に面する内周面における所定面積あたりに占める、細孔260aの最小横断面の投影面積または開口面積の割合が、第2連通部270から流路方向Rに離間するに従い、漸次小さくなっている。
また、複数の細孔260aは、第2連通部270から流路方向Rに離間して位置するものほど、流路長さが長くなっている。
以上により、複数の細孔260aは、第2連通部270から流路方向Rに離間して位置するものほど、その細孔260aを液体Lが流通する際の抵抗が大きくなっている。
なお、「投影面積」とは、第1障壁280または第2障壁290における、主液室14内または副液室15内に位置する面への、細孔260aの最小横断面の中央を通る細孔中心線が延びる方向に向けた投影面積をいう。
また、複数の細孔260aの軸方向の長さは、第2連通部27から流路方向Rに離間して位置するものほど小さくなっている。このため、複数の細孔260aは、第2連通部270から流路方向Rに離間して位置するものほど、最小横断面の投影面積または開口面積が小さくなっている。その結果、第1障壁280のうち、主液室14に面する内周面における所定面積あたりに占める、細孔260aの最小横断面の投影面積または開口面積の割合が、第2連通部270から流路方向Rに離間するに従い、漸次小さくなっている。
また、複数の細孔260aは、第2連通部270から流路方向Rに離間して位置するものほど、流路長さが長くなっている。
以上により、複数の細孔260aは、第2連通部270から流路方向Rに離間して位置するものほど、その細孔260aを液体Lが流通する際の抵抗が大きくなっている。
なお、「投影面積」とは、第1障壁280または第2障壁290における、主液室14内または副液室15内に位置する面への、細孔260aの最小横断面の中央を通る細孔中心線が延びる方向に向けた投影面積をいう。
このような構成からなる防振装置100では、振動入力時に、両取付け部材11、12が弾性体13を弾性変形させながら相対的に変位する。すると、主液室14の液圧が変動し、主液室14内の液体Lが制限通路240を通って副液室15に流入し、また、副液室15内の液体Lが制限通路240を通って主液室14に流入する。すなわち、副液室15内の液体Lの一部が主液室14に戻る。このとき、例えば、主液室14が負圧化されることによって液体Lが一部蒸発して気泡が生成され、キャビテーション崩壊が生じる。あるいは、周溝250を流通して第1連通部260に向かう液体Lの流れが、複数の細孔260aを慣性により通過した後、隔壁280aに衝突し、複数の細孔260aのうち隔壁280a寄りに位置するものから偏って主液室14内に流入することで、複数の細孔260aを通過した液体Lの流速が局所的に速くなり、気泡の生成およびキャビテーション崩壊が生じる場合がある。
本実施形態に係る防振装置100によれば、液体Lが周溝250から、複数の細孔260aを通して主液室14に流出するときには、これらの細孔260aが形成された第1障壁280により圧力損失を生じながら液体Lが各細孔260aを流通するため、各細孔260aを流通する液体Lの流速の上昇を抑えることができる。しかも、液体Lが、単一の細孔260aではなく複数の細孔260aを流通するので、液体Lを複数に分岐させて流通させることが可能になり、個々の細孔260aを通過した液体Lの流速を低減させることができる。これにより、細孔260aを通過して主液室14に流入した液体Lと、主液室14内の液体Lと、の間で生じる流速差を小さく抑え、流速差に起因する渦の発生、およびこの渦に起因する気泡の発生を抑えることができる。
さらに、第1障壁280のうち、主液室14に面する内周面における所定面積当たりに占める、各細孔260aの最小横断面の投影面積または開口面積の割合が、第2連通部270から流路方向Rに離間するに従い漸次小さくなっているので、制限通路240内を流れる液体Lが、第2連通部270から第1連通部260に到達したときに、複数の細孔260aのうち、流路方向Rの第2連通部270側に位置する細孔260aを第2連通部270から流路方向Rに離間して位置する細孔260a側に慣性力によって通過してしまうのを抑制することができる。これにより、この第2連通部270側に位置する細孔260aからも液体Lを流出させやすくなり、各細孔260aから流出する液体Lの流速を均一化して局所的に速くなるのを抑えて、気泡の発生およびキャビテーション崩壊に起因する異音の発生をより効果的に抑止することができる。
また、複数の細孔260aは、第2連通部270から流路方向Rに離間して位置するものほど、最小横断面の投影面積または開口面積が小さくなっていることにより、第1障壁280のうち、主液室14に面する内周面における所定面積あたりに占める、各細孔260aの最小横断面の投影面積または開口面積の割合が、第2連通部270から流路方向Rに離間するに従い、漸次小さくなる構造を簡易な構成で確実に実現することができる。
また、複数の細孔260aは、第2連通部270から流路方向Rに離間して位置するものほど、その流路長さが長くなっているため、複数の細孔260aのうち、第2連通部270から流路方向Rに離間して位置する細孔260aを流通する液体Lの圧力損失を大きくすることが可能となる。そのため、複数の細孔260aのうち、第2連通部270から流路方向Rに離間して位置する細孔260aから大量の液体が高速で流出するのを抑制することができる。
また、周溝250のうち、第1連通部260との接続部分250aにおける流路面積が、第2連通部270から流路方向Rに離間するに従い漸次小さくなっているため、液体Lが接続部分250aを流通する過程で漸次流通抵抗が増して液体Lの流速が抑えられる。これにより、慣性によって液体Lが流路方向Rの第2連通部270側に位置する細孔260aを通過するのを抑止し、第2連通部270側の細孔260aからも液体を流出させやすくなり、第2連通部270から流路方向Rに離間して位置する細孔260aから大量の液体Lが高速で流出するのを確実に抑えることができる。
図9に示す流速抑制部261の第2の変形例では、複数の細孔261aが配置されている周方向の間隔が異なる。
図9に示す流速抑制部261の第2の変形例では、複数の細孔261aが配置されている周方向の間隔は均一ではない。詳しくは、流路方向Rで互いに隣り合う細孔261a同士の間隔は、第2連通部270から流路方向Rに離間するに従い、漸次広くなっている。
このような構成では、流路方向Rで互いに隣り合う細孔261a同士の間隔が、第2連通部270から流路方向Rに離間するに従い、漸次広くなっていることにより、第1障壁280のうち、主液室14に面する内周面における所定面積あたりに占める、各細孔261aの最小横断面の投影面積または開口面積の割合が、第2連通部270から流路方向Rに離間するに従い、漸次小さくなる構造を簡易な構成で確実に実現することができる。
図10は、第1連通部2600及び渦室2900より構成される流速抑制部2600及び2900の第3の変形例を示す斜視図である。図10に示すように、周溝2500は、整流路2800と、渦室2900と、を備えている。整流路2800は、仕切り部材1600の外周面に周溝状に形成されている。整流路2800は、仕切り部材1600の外周面の少なくとも半周以上にわたって延びている。整流路2800は、仕切り部材1600の上面に形成された凹部3100の側面と、仕切り部材16の外周面と、の間に形成された外周部3200aに形成されている。整流路2800では、制限通路2400の流路方向Rが周方向となっている。
渦室2900は、整流路2800の周方向における2つの端部のうち、不図示の第1端部に設けられている。第1端部は、整流路2800における渦室2900との接続部分となっている。
図10に示すように、不図示の第1端部の流路断面積は、流路方向Rに沿って第2連通部27から離間するに従い、小さくなっている。第1端部は、流路方向Rに沿って第2連通部2700から離間するに従い、軸方向に小さくなっている。
図10に示すように、不図示の第1端部の流路断面積は、流路方向Rに沿って第2連通部27から離間するに従い、小さくなっている。第1端部は、流路方向Rに沿って第2連通部2700から離間するに従い、軸方向に小さくなっている。
図10に示すように、渦室2900は、外周部3200aおよび外周部3200aの内部を閉塞する板状の中央部3200bにわたって設けられている。渦室2900は、上面視において円形状に形成されている。渦室2900の内周面は、上面視において渦室2900の外周縁を形成している。渦室2900の直径は、仕切り部材1600の直径よりも小さく、渦室2900の中心軸線は、軸心Oに対して偏心している。上面視において、渦室2900の外周縁は、仕切り部材1600の外周面に内接している。
渦室2900は、整流路2800からの液体Lの流速に応じて液体Lの旋回流を形成する。渦室2900内に流入する液体Lの流速が低いときには、渦室2900内での液体Lの旋回が抑制されるものの、液体Lの流速が高いときには、渦室2900内で液体Lの旋回流が形成される。旋回流は、渦室2900の中心軸線回りに沿う方向に旋回する。つまり、渦室2900で形成される液体Lの旋回流の旋回方向Tは、防振装置1000を軸方向から見た平面視において、渦室2900の中心軸線回りに沿う方向となる。
旋回方向Tに沿う前側は、上面視において反時計回り側となり、旋回方向Tに沿う後側は、上面視において時計回り側となる。なお以下では、防振装置1000を軸方向から見た平面視において、渦室2900の中心軸線に直交する方向を旋回径方向という。
旋回方向Tに沿う前側は、上面視において反時計回り側となり、旋回方向Tに沿う後側は、上面視において時計回り側となる。なお以下では、防振装置1000を軸方向から見た平面視において、渦室2900の中心軸線に直交する方向を旋回径方向という。
図10に示すように、凹部3100の底面には、溝部3300が形成されている。溝部3300は、旋回方向Tに沿って延びている。溝部3300は、上面視において円弧状に形成されている。溝部3300は、上面視において、渦室2900の外周縁に沿って配置されている。上面視において、溝部3300の両端部は、凹部3100の側面に到達していて、溝部3300は、凹部3100の底面を2つの領域に区画している。
図10に示すように、溝部3300の側面のうち、旋回径方向の外側を向く第1側面3300aは、軸方向に平行に延びている。溝部3300の側面のうち、旋回径方向の内側を向く第2側面3300bは、傾斜面3300cと、水平面3300dと、鉛直面3300eと、を備えている。傾斜面3300c、水平面3300dおよび鉛直面3300eは、上方から下方に向けてこの順に設けられている。傾斜面3300cは、上方から下方に向かうに従い漸次、旋回径方向の内側に向けて延びている。水平面3300dは、傾斜面3300cの下端部から旋回径方向の内側に向けて延びている。鉛直面3300eは、水平面3300dの旋回径方向の内側の端部から下方に向けて延びている。溝部3300の底面は、渦室2900の下面と面一に配置されている。
図10に示すように、仕切り部材1600は、主液室14に面する第1障壁3400と、副液室15に面する第2障壁3500と、を備えている。第1障壁3400は、仕切り部材1600のうち、渦室2900の内周面と、第1側面3300aと、の間に位置する部分によって形成されている。第1障壁3400は、旋回方向Tに沿って延びている。第2障壁3500は、仕切り部材1600のうち、整流路2800の内面と、仕切り部材1600の下面と、の間に位置する部分によって形成されている。第2障壁3500は、流路方向Rに沿って延びている。
第1連通部2600は、第1障壁3400に形成され、主液室14に開口している。第2連通部2700は、第2障壁3500に形成され、副液室15に開口している。
第1連通部2600および第2連通部2700のうちの少なくとも一方は、第1障壁3400または第2障壁3500を貫通する複数の細孔2600aを備えている。図10に示す例では、第1連通部2600が、第1障壁3400を貫通する複数の細孔2600aを備えている。
第1連通部2600および第2連通部2700のうちの少なくとも一方は、第1障壁3400または第2障壁3500を貫通する複数の細孔2600aを備えている。図10に示す例では、第1連通部2600が、第1障壁3400を貫通する複数の細孔2600aを備えている。
複数の細孔2600aは、第1障壁3400に旋回方向Tに沿って配置されている。複数の細孔2600aは、旋回方向Tに間隔をあけて複数配置されている。細孔2600aは、第1障壁3400を旋回径方向に貫通している。複数の細孔2600aの主液室14に向けた開口部はいずれも、旋回径方向の外側から見た正面視において、軸方向に延びる長方形状に形成されている。細孔2600aの下端部は、渦室2900の下面(溝部3300の底面)上に位置している。複数の細孔2600aの流路断面積は、各細孔2600aの流路長さ方向(図示の例では、旋回径方向)の内側から外側に向かうに従い漸次、大きくなっている。
第1障壁3400における所定面積当たりに占める、細孔2600aにおける最小横断面の開口面積または投影面積の割合は、旋回方向Tの後側から前側に向かうに従い漸次、大きくなっている。なお「投影面積」とは、第1障壁3400における主液室14内に位置する面への、細孔2600aの最小横断面の中央を通る細孔中心線が延びる方向に向けた投影面積をいう。図10に示す例における「投影面積」とは、細孔2600aの最小横断面の第1側面3300aへの旋回径方向(流路長さ方向)への投影面積をいう。
本実施形態では、複数の細孔2600aの周方向の幅は、それぞれ互いに同等となっている。複数の細孔2600aは、それぞれ周方向に同等の間隔をあけて配置されている。そして、複数の細孔2600aの軸方向の長さは、旋回方向Tの後側から前側に向かうに従い漸次、大きくなっている。これにより、前記割合が、旋回方向Tの後側から前側に向かうに従い漸次、大きくなっている。
本実施形態では、複数の細孔2600aの周方向の幅は、それぞれ互いに同等となっている。複数の細孔2600aは、それぞれ周方向に同等の間隔をあけて配置されている。そして、複数の細孔2600aの軸方向の長さは、旋回方向Tの後側から前側に向かうに従い漸次、大きくなっている。これにより、前記割合が、旋回方向Tの後側から前側に向かうに従い漸次、大きくなっている。
なお図示の例では、第1側面3300aのうち、細孔2600aを回避した部分には、第1側面3300aと第2側面3300bとを接続するブリッジ部3600が設けられている。ブリッジ部3600の下面は、溝部3300の底面に固定され、ブリッジ部3600の上面は、水平面3300dと面一に形成されている。
第2連通部2700は、第2障壁3500を軸方向に貫通する。第2連通部2700は、流路方向Rに長い矩形状に形成されている。第2連通部2700は、整流路2800の第2端部2800bに開口する。
制限通路2400では、周溝2500が、第1連通部2600と第2連通部2700とを連通している。そして渦室2900は、周溝2500において、第1連通部2600および第2連通部2700のうちの少なくとも一方である第1連通部2600との接続部分に形成されている。渦室2900は、第1連通部2600および第2連通部2700のうちの他方側である第2連通部2700側からの液体Lの流速に応じて液体Lの旋回流を形成し、この液体Lを、細孔2600aを通して流出させる。
制限通路2400では、周溝2500が、第1連通部2600と第2連通部2700とを連通している。そして渦室2900は、周溝2500において、第1連通部2600および第2連通部2700のうちの少なくとも一方である第1連通部2600との接続部分に形成されている。渦室2900は、第1連通部2600および第2連通部2700のうちの他方側である第2連通部2700側からの液体Lの流速に応じて液体Lの旋回流を形成し、この液体Lを、細孔2600aを通して流出させる。
このような構成からなる防振装置1000では、振動入力時に、両取付け部材11、12が弾性体13を弾性変形させながら相対的に変位する。すると、主液室14の液圧が変動し、主液室14内の液体Lが制限通路2400を通って副液室15に流入し、また、副液室15内の液体Lが制限通路2400を通って主液室14に流入する。すなわち、副液室15内の液体Lの一部が主液室14に戻る。
図10に示す例に係る防振装置1000によれば、防振装置1000に大きな荷重(振動)が入力された場合であって、渦室2900に、第2連通部2700側から液体Lが流入されるときに、その液体Lの流速が十分に高く、渦室2900内で液体Lの旋回流が形成されると、例えば、この旋回流を形成することによるエネルギー損失や、液体Lと渦室2900の壁面との間の摩擦によるエネルギー損失などを起因として、液体Lの圧力損失を高めることができる。さらにその液体Lが、複数の細孔2600aを通して流出するときには、これらの細孔2600aが形成された第1障壁3400により液体Lが圧力損失させられながら液体Lが細孔2600aを流通し、複数の細孔2600aを流通する液体Lの流速の上昇を抑えることができる。しかも、液体Lが、単一の細孔2600aではなく複数の細孔2600aを流通するので、液体Lを複数に分岐させて流通させることが可能になり、個々の細孔2600aを通過した液体Lの流速を低減させることができる。これにより、細孔2600aを通過して主液室14に流入した液体Lと、主液室14内の液体Lと、の間で生じる流速差を小さく抑え、流速差に起因する渦の発生、およびこの渦に起因する気泡の発生を抑えることができる。さらに、仮に気泡が発生したとしても、細孔2600aが複数配置されているので、発生した気泡同士を離間させることが可能になり、気泡が合流して成長するのを抑えて気泡を細かく分散させた状態に維持し易くすることができる。また、仮に気泡が主液室14ではなく制限通路2400内で発生しても、気泡が細孔2600aを通過する際に、その気泡を細かい気泡に分割させ、その後、分散させることができる。
以上のように、気泡の発生そのものを抑えることができる上、たとえ気泡が発生したとしても、気泡を細かく分散させた状態に維持し易くすることができるので、気泡が崩壊するキャビテーション崩壊が生じても、発生する異音を小さく抑えることができる。
以上のように、気泡の発生そのものを抑えることができる上、たとえ気泡が発生したとしても、気泡を細かく分散させた状態に維持し易くすることができるので、気泡が崩壊するキャビテーション崩壊が生じても、発生する異音を小さく抑えることができる。
また、渦室2900内で液体Lの旋回流が形成されると、液体Lの圧力損失が生じるため、液体Lの流速は、旋回方向Tの後側から前側に向かうに従い漸次、低くなる。つまり、旋回流を形成する液体Lでは、旋回方向Tの後側に位置するほど、旋回径方向の外側に向かう慣性力が大きい。
ここで前記割合が、旋回方向Tの後側から前側に向かうに従い漸次、大きくなっていて、液体Lの流速が高い旋回方向Tの後側において、前記割合を抑えることができる。したがって、旋回流を形成する液体Lが、その液体Lに作用する慣性力を起因として、複数の細孔2600aのうち、旋回方向Tの後側に位置する細孔2600aを通して渦室2900から流出することを抑制し、旋回方向Tの前側に位置する細孔2600aからも液体Lを流出させることができる。これにより、旋回方向Tの後側に位置する細孔2600aから大量の液体Lが局所的に高速で流出するのを抑制することが可能になり、複数の細孔2600a全体から、流速のばらつきを抑えつつ液体Lを流出させ、気泡の発生を効果的に抑えることができる。
ここで前記割合が、旋回方向Tの後側から前側に向かうに従い漸次、大きくなっていて、液体Lの流速が高い旋回方向Tの後側において、前記割合を抑えることができる。したがって、旋回流を形成する液体Lが、その液体Lに作用する慣性力を起因として、複数の細孔2600aのうち、旋回方向Tの後側に位置する細孔2600aを通して渦室2900から流出することを抑制し、旋回方向Tの前側に位置する細孔2600aからも液体Lを流出させることができる。これにより、旋回方向Tの後側に位置する細孔2600aから大量の液体Lが局所的に高速で流出するのを抑制することが可能になり、複数の細孔2600a全体から、流速のばらつきを抑えつつ液体Lを流出させ、気泡の発生を効果的に抑えることができる。
また、複数の細孔2600aの最小横断面の投影面積または開口面積が、旋回方向Tの前側にある細孔2600aほど、大きくなっているので、前記割合が、旋回方向Tの後側から前側に向かうに従い、漸次大きくなる構造を簡易な構成で確実に実現することができる。
また、不図示の第1端部の流路断面積が、第2連通部2700から流路方向Rに離間するに従い漸次小さくなっているため、液体Lが第1端部を流通する過程で漸次、流通抵抗が増して液体Lの流速が抑えられる。これにより、渦室2900に流入する液体Lの流速を低くすることが可能になり、慣性によって液体Lが旋回方向Tの後側に位置する細孔2600aから流出するのを確実に抑えることができる。
その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
本発明に係る防振装置によれば、キャビテーションの発生を抑えることができる。
10、40 防振装置
11 第1取付け部材
12 第2取付け部材
13 弾性体
14 主液室
15 副液室
16 仕切り部材
19 液室
24 制限通路
27a 渦室
27b 整流路
28 多孔体
32 流速抑制部
33 第1抑制部
34 第2抑制部
L 液体
11 第1取付け部材
12 第2取付け部材
13 弾性体
14 主液室
15 副液室
16 仕切り部材
19 液室
24 制限通路
27a 渦室
27b 整流路
28 多孔体
32 流速抑制部
33 第1抑制部
34 第2抑制部
L 液体
Claims (8)
- 振動発生部および振動受部のうちのいずれか一方に連結される筒状の第1取付け部材、および他方に連結される第2取付け部材と、
これら両取付け部材を連結する弾性体と、
前記第1取付け部材内の液室を、前記弾性体を壁面の一部とする主液室と、副液室と、に区画する仕切り部材と、を備え、
前記仕切り部材に、前記主液室と前記副液室とを連通する制限通路が形成された液体封入型の防振装置であって、
前記仕切り部材には、前記制限通路を流通する液体の流速を抑える流速抑制部が設けられ、
前記流速抑制部は、前記主液室の液圧が負圧で、かつ、所定時間内での前記液圧の変動率が5%以下であるときにおける、前記制限通路から前記主液室に流入する液体のピーク流速を10m/sec以下に抑える防振装置。 - 前記流速抑制部は、前記制限通路に配設された多孔体によって形成された第1抑制部を備えている請求項1に記載の防振装置。
- 前記制限通路は、整流路と、前記整流路から流入する液体の流速に応じて液体の旋回流を形成する渦室と、を備え、
前記流速抑制部は、前記整流路および前記渦室によって形成された第2抑制部を備えている請求項1に記載の防振装置。 - 前記制限通路は、整流路と、前記整流路から流入する液体の流速に応じて液体の旋回流を形成する渦室と、を備え、
前記流速抑制部は、前記整流路および前記渦室によって形成された第2抑制部を備えている請求項2に記載の防振装置。 - 前記ピーク流速を3.3m/secより小さい値に抑える請求項1に記載の防振装置。
- 前記ピーク流速を3.3m/secより小さい値に抑える請求項2に記載の防振装置。
- 前記ピーク流速を3.3m/secより小さい値に抑える請求項3に記載の防振装置。
- 前記ピーク流速を3.3m/secより小さい値に抑える請求項4に記載の防振装置。
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