(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、仕切部材の形状を平面視で略四角形状にすると、仕切部材のシール部の締め代を一定にすることが難しく、キャビテーション発生を抑制するためのリリーフバルブを仕切部材の外周に設置することができなかった。このため、リリーフバルブを別途設ける必要があり、装置が大型化するという課題があった。
【0007】
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、装置の小型化を図りつつ、キャビテーション発生を抑制することが可能な液封防振装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
このような課題を解決する本発明の液封防振装置は、作動液体が封入される液室と、前記液室を主液室と副液室とに区画する
とともに、前記主液室と前記副液室とをオリフィス通路で連通する仕切部材と、を備えている。前記仕切部材は、上プレートと、下ホルダーと、前記上プレートと前記下ホルダーとに挟持され、平面視略四角形状に形成される弾性仕切部材と、を備えている。前記弾性仕切部材の縁部には
、前記弾性仕切部材を上下方向に貫通する開口部が形成されており、前記下ホルダーには前記開口部を塞ぐ着座部が形成されている。前記主液室の負圧時に前記開口部の縁部が前記着座部から離間して前記着座部との間に隙間を形成
し、この隙間を通じて作動液体が前記副液室から前記主液室に流れるとともに、前記主液室の正圧時に前記開口部の縁部が前記着座部に密着
して前記隙間を閉塞することを特徴とする。
【0009】
このような液封防振装置では、主液室が負圧状態になると、弾性仕切部材の開口部の縁部と着座部との間に形成される隙間を通じて、作動液体が副液室から主液室に流れる。したがって、装置の小型化を図りつつ、キャビテーション発生を好適に抑制することができる。
【0010】
また、弾性仕切部材の周縁部に、上プレートと下ホルダとに挟持される周リブを設けた場合には、周リブを部分的に切り欠いて開口部を形成するとよい。このようにすると、周リブによるシール性によって高減衰特性を確保しつつ、開口部によってキャビテーション発生を好適に抑制することができる。
【0011】
また、弾性仕切部材の周縁部に、上プレートと下ホルダとに挟持される周リブを設けた場合には、周リブの内側に開口部を形成するとよい。このようにすると、周リブによるシール性が高まり、高減衰特性を確保しつつ、開口部によってキャビテーション発生を好適に抑制することができる。
【0012】
また、開口部は、弾性仕切部材の周縁部の直線部分に設けるとよい。このようにすると、周縁部の直線部分以外の部分、例えば、辺と辺とのコーナー部分に開口部を設けた場合に比べて、開口部の縁部周りの面積を確保することができる。これにより、主液室の負圧時に開口部の縁部が着座部から柔軟に離間して着座部との間に隙間を好適に形成することができる。したがって、キャビテーション発生を好適に抑制することができる。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、装置の小型化を図りつつ、キャビテーション発生を抑制することが可能な液封防振装置が得られる。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明に係る液封防振装置の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、「前後」「上下」を言うときは、
図1に示した方向を基準とするが、「前後」は、自動車の車体に対する前後方向とは必ずしも一致するものではない。なお、説明において、同一の要素には同一の符号を用い、重複する説明は省略する。なお、液封防振装置に対する上下方向は主たる振動の入力方向である。
【0016】
(第1実施形態)
液封防振装置は、液封式であり、
図1に示すように、振動源であるエンジン(不図示)側に配置される第1取付部材10と、振動受け側である車体側(不図示)に配置される第2取付部材20と、これらの間を連結するインシュレータ30とを備える。液封防振装置は、前後方向を長辺とし、これに直交する方向を短辺とする、平面視で略長四角形状を呈している。
【0017】
第1取付部材10は、インシュレータ30の上部に一体に設けられている。第1取付部材10は、
図2,3に示すように、略全体がインシュレータ30に埋設されており、かつインシュレータ30に加硫接着されている。第1取付部材10は、例えば、アルミニウム合金製であり、
図2に示すように、基部11と、基部11から上方へ延出される枠部12とを有している。
【0018】
基部11は、
図3に示すように、短辺方向に沿う断面形状が、下部に向けて緩やかに窄まっている。基部11は、ブラケットが載置される座面11aを備えている。座面11aは平坦面であり、インシュレータ30の薄肉部30aで覆われている。座面11aには、エンジンを支持するブラケット(不図示、振動源側部品)を固定するための図示しないボルト穴が形成されている。
【0019】
枠部12は、
図2に示すように、基部11に一体に形成されている。枠部12の外周面および内周面は、インシュレータ30で覆われている。枠部12の内側には、取付開口部12aが形成されている。前記ブラケットは、取付開口部12aを通じて座面11aに固定される。
【0020】
インシュレータ30は、
図2に示すように、凹部31を備えている。凹部31は、
図2の下方へ開放されており、仕切部材40で仕切られて主液室1となる。凹部31の内部には、非圧縮性の作動液体が封入される。インシュレータ30の下端部は、枠状金具33に固着されている。
【0021】
主液室1は仕切部材40により副液室2と区画されている。主液室1と副液室2とは、仕切部材40の外周部に形成されたオリフィス通路44により連通されている。オリフィス通路44は、例えば、低周波数の振動に対して共振するよう設定されている。副液室2はダイヤフラム3と仕切部材40との間に形成され、ダイヤフラム3を壁部の一部としている。
【0022】
第2取付部材20は長四角筒形の外筒金具21を備えている。第2取付部材20は、外筒金具21を図示しないホルダへ嵌合して車体側へ取り付けられ、または図示しないブラケット部材を介して車体側へ取り付けられる。外筒金具21の上端部21aは、
図2に示すように、フランジ状を呈しており、枠状金具33の下面に当接し、枠状金具33とともにインシュレータ30の延出部30bを挟持している。また、外筒金具21の上端部21aは、
図3に示すように、異なる側面において、上方内側へ略L字状に延出している。この上端部21aは、枠状金具33に設けられた凹部33bに嵌合している。インシュレータ30の延出部30bは、仕切部材40の上面の外周端部を位置決めしている。
【0023】
ダイヤフラム3は、薄肉の本体部3aと、その外周部に一体形成されたシール部3bとを備えている。シール部3bは、仕切部材40の下面の外周端部に装着され、外筒金具21と仕切部材40との間に介在される。
【0024】
この液封防振装置を組み立てるには、まず、第1取付部材10およびインシュレータ30が一体化した小組体を作り、これを
図2の状態と上下反転させ、インシュレータ30の延出部30bに仕切部材40の上面の外周端部を載置して位置決めする。続いて、ダイヤフラム3のシール部3bを仕切部材40の下面の外周端部に装着する。そして、外筒金具21をダイヤフラム3および仕切部材40に被せ、外筒金具21の上端部の延出部21b(
図1,
図3参照)を、枠状金具33の凹部33bに嵌合する。これにより、全体が組立一体化される。
【0025】
次に、仕切部材40について詳細に説明する。仕切部材40は、液封防振装置の外形状に対応して、
図4(a)に示すように、平面視略長四角形状を呈している。仕切部材40は、
図5に示すように、上プレート41と下ホルダ42とで弾性仕切部材43を挟持して構成されている。弾性仕切部材43は、リリーフバルブを構成する開口部45を有している(
図5参照)。なお、前記したオリフィス通路44は、弾性仕切部材43の外側となる部位に設けられている(
図2,
図3参照)。
【0026】
上プレート41と下ホルダ42とは、アルミニウム合金等の軽金属や硬質樹脂等の適宜材料で構成されている。上プレート41は、
図5に示すように、板状を呈している。上プレート41は、内側部分が一段高くなった隆起部41aを有している。隆起部41aには、
図4(a)に示すように、複数の貫通孔41b,41cが形成されている。貫通孔41bには、弾性仕切部材43の平板状部43a(
図5参照)の上面が臨み、貫通孔41cには、弾性仕切部材43の開口部45の一部が臨んでいる。これによって、弾性仕切部材43の上面は、複数の貫通孔41b,41cを通じて主液室1に臨むことになる。上プレート41の外周部には、オリフィス通路44に連通する連通孔44aが形成されている。また、上プレート41の下面には、
図6(b)に示すように、周溝41f(断面で一部のみ図示)が形成されている。
【0027】
下ホルダ42の外周部には、
図5に示すように、凹状のオリフィス通路44が形成されている。オリフィス通路44の内側部分には、弾性仕切部材43が装着される装着部42eが形成されている。装着部42eの周縁部には、周溝42fが形成されている(
図6(b)参照)。周溝42fは、上プレート41の周溝41fに対向形成されている。装着部42eには、
図4(c)に示すように、複数の貫通孔42b,42cが形成されている。貫通孔42b,42cには、弾性仕切部材43の平板状部43aの下面が臨んでいる。これによって、弾性仕切部材43の下面は、複数の貫通孔42b,42cを通じて副液室2に臨むことになる。なお、貫通孔42cは、弾性仕切部材43の開口部45の端縁部45b(
図5参照)よりも弾性仕切部材43の中央部寄りに位置している。つまり、貫通孔42cに開口部45が位置しない(臨まない)配置関係となっている。貫通孔42cと周溝42fとの間には、平らな着座部46が形成されている。また、下ホルダ42の外周部には、オリフィス通路44に連通する連通孔44bが形成されている。
【0028】
弾性仕切部材43は、ゴム等の弾性部材からなり、平面視略長四角形状(平面視略小判形状)を呈している。弾性仕切部材43は、前後方向に延びる長辺と、これに直交する方向に延びる短辺とを有している。弾性仕切部材43は、
図5に示すように、平板状部43aと、平板状部43aの周縁部に沿って上下方向に突出形成された周リブ43bとを有している。平板状部43aは、主液室1の液圧を受ける受圧部をなし、平坦面状とされている。平板状部43aは、主液室1の内圧変化を受けて弾性変形することにより、内圧変化を吸収する。
【0029】
弾性仕切部材43の両短辺(直線部分)には、開口部45,45が形成されている。開口部45は、外周を内側に切り欠いた形状を呈しており、前後方向に沿う側縁部45a,45aと、側縁部45a,45aに連続する端縁部45bとからなる平面視略コ字状の縁部で区画されている。側縁部45a,45aは、周リブ43bよりも弾性仕切部材43の中央部寄りに位置している。開口部45は、下ホルダ42の着座部46に対応する位置に形成されており、着座部46の面積よりも小さい開口面積を有している。
【0030】
前記した主液室1(
図2参照、以下同じ)の正圧時には、開口部45の縁部(側縁部45a,45aおよび端縁部45b)が弾性仕切部材43の弾性変形によって着座部46に対して密着(着座)する。これによって、開口部45が閉塞される。また、主液室1の負圧時には、開口部45の縁部(側縁部45a,45aおよび端縁部45b)が弾性仕切部材43の弾性変形によって着座部46から離間(離座)する。これによって、開口部45の縁部と着座部46との間に隙間が形成される。
【0031】
図7は弾性仕切部材の動作を説明し、(a)は非リーク時における開口部の近傍を示す断面図、(b)はリーク時における開口部の近傍を示す断面図である。
弾性仕切部材43の開口部45は、その側縁部45a,45aおよび端縁部45bの近傍部分が弾性変形することにより開閉する。なお、弾性仕切部材43は、通常状態で、
図6(b)に示すように、上プレート41との間に隙間S2を有し、下ホルダ42との間に隙間S3を有して配置されている。つまり、弾性仕切部材43は、通常状態で、上プレート41および下ホルダ42のいずれにも密着することなく配置されている。
【0032】
第1取付部材10に大きな振動が入力されると、主液室1が圧縮され、作動液体が副液室2側へ送り出される。このとき、主液室1の作動液体は、加圧されて、
図7(a)に示すように弾性仕切部材43の上面を下方の副液室2側へ押す。これによって、弾性仕切部材43の全体が下方へ弾性変形するとともに、弾性仕切部材43の開口部45の側縁部45a,45aの近傍部分および端縁部45bの近傍部分が弾性変形し、これらが着座部46に対して着座する。これによって、開口部45が閉塞し、シール性が高められる。しかも、側縁部45a,45aの近傍部分および端縁部45bの近傍部分は、縁部であることから変形しやすく作動液体の液圧によって下方へ好適に膨出変形するため、密着度が高められ、主液室1から副液室2へのリークを生じさせ難い。したがって、主液室1の正圧時に、作動液圧は、弾性仕切部材43の弾性変形およびオリフィス通路44による液柱共振により良好に減衰される。
【0033】
その後、振動方向が反転して主液室1の容積が圧縮前の状態に戻ると、作動液体はオリフィス通路44を介して移動するため、戻りが遅くなって主液室1の内部は瞬間的に負圧状態に近づく。
図7(b)はこの状態を示し、弾性仕切部材43が主液室1側から引っ張られ、かつ副液室2側の作動液体は開口部45の側縁部45a,45aの近傍部分および端縁部45bの近傍部分を押し上げる。これによって、開口部45の側縁部45a,45aの近傍部分(縁部)および端縁部45bの近傍部分(縁部)が、徐々にめくられるように変形しようとし、やがて主液室1と副液室2との液圧差による圧力が開口部45周りの剛性に勝ると、開口部45が着座部46から離座する。この離座によって、開口部45は、着座部46との間に隙間を形成し、副液室2側の作動液体を主液室1側にリークさせる。したがって、主液室1内の圧力が高められ、主液室1内におけるキャビテーション発生が抑制される。
【0034】
なお、この開口部45を通じたリークの基準となる主液室1の内圧レベルは、弾性仕切部材43の硬さによって調整できる。
【0035】
以上説明した本実施形態の液封防振装置によれば、主液室1が負圧状態になると、弾性仕切部材43の開口部45の縁部と着座部46との間に形成される隙間を通じて、作動液体が副液室2から主液室1に流れる。したがって、装置の小型化を図りつつ、キャビテーション発生を好適に抑制することができる。
【0036】
また、開口部45は、周リブ43bを部分的に切り欠いて形成してあるので、周リブ43bによるシール性によって高減衰特性を確保しつつ、開口部45によってキャビテーション発生を好適に抑制することができる。
【0037】
また、開口部45は、弾性仕切部材43の周縁部の直線部分(両短辺)に設けられているので、次のような作用効果が得られる。すなわち、
図8(a)に示すように、本実施形態において、開口部45は、弾性仕切部材43の周縁部の直線部分に設けられているので、側縁部45aと周リブ43bとの角部の角度α1は略90度(直角)となる。これに対して、
図8(b)に示すように、開口部45が、仮に直線部分以外の部分、例えば、長辺と短辺とのコーナー部分(湾曲部分)に設けられている場合には、側縁部45aと周リブ43bとの角部の角度α2は略90度未満(鋭角)となる。このため、角度α1とした場合に比べて角度α2とした場合には、角部周りの面積が小さくなり、側縁部45a,45aが弾性変形し難いという事態が生じる。
【0038】
これに対して、本実施形態では、開口部45を直線部分に設けているので、前記のように湾曲部分に設けた場合に比べて角部周りの面積を大きくとることができる。これによって、側縁部45a,45aを柔軟に弾性変形させることができ、キャビテーション発生を好適に抑制することができるのである。
【0039】
(第2実施形態)
図9〜
図11を参照して本発明の第2実施形態に係る液封防振装置について説明する。本実施形態が前記第1実施形態と異なるところは、開口部45が周リブ43bよりも内側に設けられている点である。
【0040】
本実施形態では、
図10に示すように、弾性仕切部材43において、周リブ43bが周方向全体に(切り欠かれることがなく)設けられている。開口部45は、周リブ43bを部分的に切り欠くことなく、周リブ43bよりも内側に設けられている。したがって、開口部45は、第1実施形態のものよりも弾性仕切部材43の中央部寄りに位置している。開口部45は、平面視略四角形状を呈している。
【0041】
開口部45は、平板状部43aを穴状に切り欠いた形状を呈しており、前後方向に沿う側縁部45a,45aと、側縁部45a,45aに連続する端縁部45bと、周リブ43bとからなる平面視略ロ字状の縁部で区画されている。開口部45は、下ホルダ42の着座部46に対応する位置に形成されており、着座部46の面積よりも小さい開口面積を有している。なお、前記したように、開口部45は、第1実施形態のものよりも弾性仕切部材43の中央部寄りに位置しているので、本実施形態では、
図9(b),
図10に示すように、下ホルダ42の着座部46の側方の貫通孔42c(
図4(c),
図5参照)を形成していない。
【0042】
前記した主液室1(
図2参照、以下同じ)の正圧時には、開口部45の縁部(側縁部45a,45aおよび端縁部45b)弾性仕切部材43の弾性変形によってが着座部46に対して密着(着座)する。これによって、開口部45が閉塞される。また、主液室1の負圧時には、開口部45の縁部(側縁部45a,45aおよび端縁部45b)が弾性仕切部材43の弾性変形によって着座部46から離間(離座)する。これによって、開口部45の縁部と着座部46との間に隙間が形成される。
【0043】
本実施形態においても前記第1実施形態で説明した作用効果と同様の作用効果が得られる。加えて、開口部45は、周リブ43bを部分的に切り欠くことなく、周リブ43bよりも内側に設けられているので、周リブ43bによるシール性が高まり、高減衰特性を確保しつつ、開口部45によってキャビテーション発生を好適に抑制することができる。
【0044】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記した実施形態に限定されることはなく、種々変形することが可能である。
例えば、前記各実施形態では、開口部45を両短辺に設けたが、これに限られることはなく、両長辺に対して設けてもよい。
【0045】
また、開口部45の形状は、平面視で略V字形状、略半円形状等、種々の形状のものを採用することができる。
【0046】
また、前記各実施形態では、液封防振装置を平面視略長四角形状とし、仕切部材40および弾性仕切部材43の形状も平面視略長四角形状としたが、これに限られることはなく、各部を正方形状としてもよいし、平面視略長四角形状の部位と正方形状の部位とを混在させて用いてもよい。