液体封入型防振装置及びその製造方法
【課題】低周波数領域のみならず中周波数領域の振動をも効果的に吸収する、低コストで信頼性の高い液体封入型防振装置を提供すること。
【解決手段】第１金属部材２と第２金属部材４とが弾性部材７を介して接続された液体封入型防振装置１において、液室が受圧室８と第１平衡室９と少なくとも１つの第２平衡室１０とから構成され、受圧室８と第１平衡室９とが相互に仕切部材１１で隔てられるとともに仕切部材１１を迂回する減衰流路である第１オリフィス１２で連通され、受圧室８と第２平衡室１０とが第２オリフィス１４で連通され、第２平衡室１０と第２オリフィス１４とが弾性部材７で一体成形されており、第２平衡室１０内の最大断面積（Ｓ１）が第２オリフィス１４の最小断面積（Ｓ０）よりも大きく、第２平衡室１０の壁の一部に薄肉部１５を有していて第２平衡室１０の体積増加が可能である液体封入型防振装置１とする。
【解決手段】第１金属部材２と第２金属部材４とが弾性部材７を介して接続された液体封入型防振装置１において、液室が受圧室８と第１平衡室９と少なくとも１つの第２平衡室１０とから構成され、受圧室８と第１平衡室９とが相互に仕切部材１１で隔てられるとともに仕切部材１１を迂回する減衰流路である第１オリフィス１２で連通され、受圧室８と第２平衡室１０とが第２オリフィス１４で連通され、第２平衡室１０と第２オリフィス１４とが弾性部材７で一体成形されており、第２平衡室１０内の最大断面積（Ｓ１）が第２オリフィス１４の最小断面積（Ｓ０）よりも大きく、第２平衡室１０の壁の一部に薄肉部１５を有していて第２平衡室１０の体積増加が可能である液体封入型防振装置１とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用エンジンマウントなどに使用することのできる液体封入型防振装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内部に封入された非圧縮性流体の共振作用等の流動作用に基づいて防振効果を得るようにした流体封入型防振装置が、自動車用エンジンマウントなどとして用いられている。具体的には、振動源側又は支持体側の一方に接続される第１金属部材と、他方に接続される第２金属部材とを有し、第１金属部材と第２金属部材とがゴム製の弾性部材を介して接続されるとともに、該弾性部材を壁の一部とする液室が設けられ、該液室が非圧縮性流体で液封されている液体封入型防振装置であって、前記液室が受圧室と平衡室とから構成され、前記受圧室と平衡室とが減衰流路であるオリフィスで連通され、平衡室内への流体の流入に伴って平衡室の体積増加が可能である液体封入型防振装置が知られている。（例えば、特許文献１など）。
【０００３】
このような液体封入型防振装置では、前記オリフィス内を流動する液体の共振周波数に相当する周波数領域の振動を効率よく吸収することができる。当該オリフィスは、特許文献１にも示されるように、通常、受圧室と平衡室とを仕切る仕切部材を迂回する減衰流路として構成される。そしてその場合の共振周波数は比較的小さく、低周波数領域の振動を効率よく吸収することができる。しかしながら、例えば自動車用のエンジンマウントとして用いるような場合には、エンジンの回転数やそれに関連して駆動する各種部材から、１００〜６００Ｈｚ程度の中周波数領域の振動が発生するが、そのような周波数領域の振動を、シンプルな構造で効率良く吸収することができなかった。
【０００４】
これに対し、例えば特許文献２には、液体封入型マウントにおいて、主液室内へ突出する支持部材へ取付けられて弾性部材の円錐部内壁との間に流動空間を形成することにより中高周波成分を吸収するための中高周波デバイスを備えるとともに、弾性部材における円錐部の一部に中高周波領域の振動入力で膜共振を発生することにより動バネ特性に極小値を与えるための薄肉部を形成することが記載されている。特許文献２の実施態様によれば、上記中高周波デバイスは、略カップ状をしていて支持部材に対してカシメ固定されている。しかしながらそれでは、部品点数が増加するとともに製造工程数も増加してしまうので、コストの上昇が避けられない。また、防振装置内にカシメ固定部品を導入するのは、長期使用時の信頼性の面でも問題となるおそれがある。さらに、製品に対応した防振性能の調整も必ずしも容易ではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３４２９５６号公報
【特許文献２】特開平１０−３３９３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、低周波数領域のみならず中周波数領域の振動をも効果的に吸収する、低コストで信頼性の高い液体封入型防振装置を提供することを目的とするものである。また、そのような液体封入型防振装置の好適な製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は、振動源側又は支持体側の一方に接続される第１金属部材と、他方に接続される第２金属部材とを有し、第１金属部材と第２金属部材とがゴム製の弾性部材を介して接続されるとともに、該弾性部材を壁の一部とする液室が設けられ、該液室が非圧縮性流体で液封されている液体封入型防振装置において、前記液室が、受圧室と、第１平衡室と、少なくとも１つの第２平衡室とから構成され、上記受圧室と第１平衡室とが仕切部材で隔てられるとともに該仕切部材を迂回する減衰流路である第１オリフィスで連通され、第１平衡室の壁の一部がダイヤフラムを構成していて第１平衡室内への流体の流入に伴って第１平衡室の体積増加が可能であり、上記受圧室と第２平衡室とが第２オリフィスで連通され、第２平衡室と第２オリフィスとがゴム製の弾性部材で一体成形されており、第２平衡室内の最大断面積（Ｓ１）が第２オリフィスの最小断面積（Ｓ０）よりも大きく、第２平衡室の壁の一部に薄肉部を有していて第２平衡室内への流体の流入に伴って該薄肉部が変形して第２平衡室の体積増加が可能であることを特徴とする液体封入型防振装置を提供することによって解決される。このとき、第２平衡室内の最大断面積（Ｓ１）と第２オリフィスの最小断面積（Ｓ０）の比（Ｓ１／Ｓ０）が１．２〜３であることが好ましく、第２平衡室が２〜８個設けられることも好ましい。
【０００８】
また、上記課題は、第１金属部材と第２金属部材とを金型内に装着し、金型内に未加硫ゴムを充填してから加硫して、第１金属部材と第２金属部材とを加硫接着するに際し、第２平衡室と第２オリフィスに対応する金型の凸部を加硫後に加硫ゴム成形品から抜き取る工程を有することを特徴とする、上記液体封入型防振装置の製造方法を提供することによっても解決される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の液体封入型防振装置によれば、低周波数領域のみならず中周波数領域の振動をも効果的に吸収できる、低コストで信頼性の高い液体封入型防振装置が提供される。また、本発明の製造方法によれば、そのような液体封入型防振装置を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の防振装置の一例の側面図である。
【図２】本発明の防振装置の一例の縦断面図（形状Ｙ）である。
【図３】本発明の防振装置の一例のＡ−Ａ断面図（形状Ｙ）である。
【図４】本発明の防振装置の一例のＢ−Ｂ切断面（形状Ｙ）である。
【図５】第２オリフィスの形状を変えたときの断面形状を示した部分拡大断面図である。
【図６】第２オリフィスの形状を変えたときの動ばね定数を周波数に対してプロットしたグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。図１は本発明の防振装置の一例の側面図である。図２は本発明の防振装置の一例の縦断面図（形状Ｙ）である。図３は本発明の防振装置の一例のＡ−Ａ断面図（形状Ｙ）である。図４は本発明の防振装置の一例のＢ−Ｂ切断面（形状Ｙ）である。図５は第２オリフィスの形状を変えたときの断面形状を示した部分拡大断面図である。図６は第２オリフィスの形状を変えたときの動ばね定数を周波数に対してプロットしたグラフである。
【００１２】
図１〜５に示されている防振装置１は、自動車エンジンマウントの例である。この例では、第１金属部材２はネジ穴３を有していて、振動源であるエンジンにネジ留めされる。また、第２金属部材４は、それに溶接された取付部材５ａ，５ｂを介してボルト穴６によって支持体に接続される。第１金属部材２と第２金属部材４とはゴム製の弾性部材７を介して相互に接続されていて、振動源から第１金属部材２に伝わる振動を弾性部材７が吸収することによって、第２金属部材４から取付部材５ａ，５ｂを経て支持体へ振動が伝わるのを防ぐ構造である。
【００１３】
防振装置１には、ゴム製の弾性部材７を壁の一部とする液室が設けられており、当該液室は非圧縮性流体が充填されて密封されている。液室は、受圧室８と、第１平衡室９と、少なくとも１つの第２平衡室１０とから構成される。第１金属部材２からの力によってゴム製の弾性部材７が変形して、受圧室８の体積が減少する場合には、その減少分に相当する体積の流体が、受圧室８から第１平衡室９又は第２平衡室１０に流入する。逆に、受圧室８の体積が増加する場合には、その増加分に相当する体積の流体が、第１平衡室９又は第２平衡室１０から受圧室８に流入する。
【００１４】
受圧室８と第１平衡室９とは、仕切部材１１で隔てられている。仕切部材１１は、強化プラスチックや金属などの硬質の材料で形成されていて、受圧室８の体積が変化しても容易に変形しない。受圧室８と第１平衡室９とは、仕切部材１１を迂回する減衰流路である第１オリフィス１２で連通されていて、流体が第１オリフィス１２内を移動する際の流動抵抗によって振動を減衰させることができる。一般に、振動が加えられた場合のオリフィス内の流体の流動は、液体共振周波数を超える周波数領域においては大きく制限され、動ばね定数が上昇する。また、液体共振周波数付近において損失係数が大きくなる。動ばね定数が小さければ振動の伝達を低減でき、損失係数が大きければショックを緩和することができる。したがって、目的とする周波数の振動やショックを効率よく吸収できる液体共振周波数となるように設計しなければならない。
【００１５】
ここで、液体共振周波数は、オリフィスの断面積（Ｓ）と長さ（Ｌ）との比（Ｓ／Ｌ）により決まるため、例えば自動車エンジンマウントで要求されるような低周波数領域の振動を吸収し、ショックを緩和するためには、比（Ｓ／Ｌ）を小さくすることが必要であり、オリフィスを細長くすることが必要である。ただし、断面積（Ｓ）が小さすぎると流動する液量が少なくなって吸収効果、緩和効果が低下するので、比（Ｓ／Ｌ）を小さくするためには長さ（Ｌ）をある程度大きくする必要がある。本実施例では、第１オリフィス１２が仕切部材１１の周囲を円形に迂回することで長さ（Ｌ）を大きくしている。第１平衡室９の壁の一部はダイヤフラム１３で構成されていて、第１平衡室９への流体の流入に伴って、ダイヤフラム１３が変形し、第１平衡室９の体積増加が可能となっている。
【００１６】
しかしながら、このような比（Ｓ／Ｌ）の小さい第１オリフィス１２を用いただけでは、低周波数領域の振動を吸収することはできても、それよりも高い周波数領域の振動を効率よく吸収することができない。例えば自動車用のエンジンマウントとして用いられるような場合には、エンジンの回転数やそれに関連して駆動する各種部材から、１００〜６００Ｈｚ程度の中周波数の振動が発生するが、そのような周波数領域の振動を効率良く吸収することができなかった。以下に説明する第２平衡室１０と第２オリフィス１４は、そのような中周波数領域の振動を効果的に吸収するために設けられているものである。
【００１７】
本発明の液体封入型防振装置は、第１平衡室９と第１オリフィス１２に加え、さらに第２平衡室１０と第２オリフィス１４を有することを特徴とする。受圧室８と第２平衡室１０とは第２オリフィス１４を介して連通されている。そして、第２平衡室１０の壁の一部には、薄肉部１５が形成されていて、受圧室８から第２平衡室１０内への流体の流入に伴って薄肉部１５が変形して第２平衡室１０の体積が増加し、第２平衡室１０内から受圧室８への流体の流出に伴って薄肉部１５が変形して第２平衡室１０の体積が減少する。ここでオリフィスとは、その両側の領域よりも流路が狭くなっている部分のことをいい、第２オリフィス１４の最小断面積（Ｓ０）が、第２平衡室１０内の最大断面積（Ｓ１）と受圧室８の最大断面積のいずれよりも小さければよい。ここで、これらの断面積は、第１金属部材２の中心と第２金属部材４の中心とを結んだ線（図１、図２におけるＣ−Ｃ線）に対して垂直な面（例えば、図３や図４で示される切断面）で切断した時の断面積のことをいう。なお通常、受圧室８の最大断面積は第２平衡室１０の最大断面積（Ｓ１）よりも大きく、受圧室８の体積は第２平衡室１０の体積よりも大きい。
【００１８】
このような第２オリフィス１４を設けることによって、第１オリフィス１２によって吸収される振動数とは異なる周波数の振動を効率的に吸収することができ、用途に応じた防振性能を発揮させることができる。特に、共振周波数はオリフィスの断面積（Ｓ）と長さ（Ｌ）との比（Ｓ／Ｌ）により決まるので、あまり流路が狭くなり過ぎない程度の短いオリフィスを設けることによって、受圧室８と第２平衡室１０の間を行き来する液体の共振周波数が高くなり、比較的高い振動数の振動を効率的に吸収することが可能である。具体的には、第２オリフィスの長さを短く設定した上で、第２平衡室１０内の最大断面積（Ｓ１）と第２オリフィス１４の最小断面積（Ｓ０）の比（Ｓ１／Ｓ０）を１．２〜３としたオリフィス構造とすることが好ましい。比（Ｓ１／Ｓ０）が１．２未満の場合には、第２オリフィス１４の存在による振動吸収効果が不十分になるおそれがある。一方、比（Ｓ１／Ｓ０）が３を超える場合には、第２平衡室１０と第２オリフィス１４とを一体成形することが困難になるおそれがある。
【００１９】
本発明の液体封入型防振装置１に設けられる第２平衡室１０の数は特に限定されないが、第２オリフィス１４の数が多いほど振動吸収効果が大きくなるので、第２平衡室１０を２個以上設けることが好ましい。前後および左右のバランスを確保する観点からは、第２平衡室１０を４個以上設けることがより好ましく、これによって振動吸収効果もさらに大きくなる。一方、第２平衡室１０の数が多すぎると静ばね定数が低下して荷重を支えることが困難になるので、第２平衡室１０の数は８個以下であることが好ましい。図１〜５の例では、第２平衡室１０を４個設けている。
【００２０】
図５に示すように第２オリフィス１４の形状を変化させた例（Ｘ、Ｙ及びＺ）、第２平衡室１０に対応する空間を有しながらも第２オリフィス１４を有さない例（Ａ）、及び第２平衡室１０も第２オリフィス１４も有さない例（従来品：Ｂ）について、周波数を横軸、動ばね定数を縦軸にとってプロットしたグラフを図６に示す。ここで、形状Ｘのとき、比（Ｓ１／Ｓ０）は１．４７である。形状Ｙのとき比（Ｓ１／Ｓ０）は１．９２であり、形状Ｚのとき比（Ｓ１／Ｓ０）は２．５である。図６からわかるように、第２オリフィス１４を有さない例である形状Ａや形状Ｂのときには、中周波数領域に極小値は認められないが、形状Ｘ、Ｙ及びＺではそれぞれ約４５０Ｈｚ、約３５０Ｈｚ及び約２００Ｈｚに極小値が認められ、それぞれの周波数において効率的な振動の吸収が可能であることがわかった。第２オリフィス１４の断面積を少し調整して比（Ｓ１／Ｓ０）を変化させるだけで、中周波数領域における動ばね定数の極小値周波数を容易にコントロールすることができ、防振性能の設計がきわめて容易である。
【００２１】
本発明の液体封入型防振装置１においては、第２平衡室１０と第２オリフィス１４とがゴム製の弾性部材７で一体成形されている。したがって、部品点数を増加させることなく上述のような中周波数領域での振動吸収効果を得ることができる。しかも複雑な構造の金型を使用しなくても、第２平衡室１０内の最大断面積（Ｓ１）が第２オリフィス１４の最小断面積（Ｓ０）の３倍以下であれば、金型からの型抜きが可能であるから、生産コストもほとんど上昇しない。このように型抜きが可能なほど比（Ｓ１／Ｓ０）が小さくても、中周波数領域での効果的な振動吸収効果を得ることができたのは驚きであり、生産性と防振性能とを両立することができることが明らかになった。
【００２２】
本発明の液体封入型防振装置１の製造方法は特に限定されるものではないが、第１金属部材２と第２金属部材４とを金型内に装着し、金型内に未加硫ゴムを充填してから加硫して、第１金属部材２と第２金属部材４とを加硫接着する方法が好適に採用される。図１〜５の例では、上金型と、下金型と、２分割可能な中金型とからなる金型セットを用い、その中に第１金属部材２と第２金属部材４とを装着し、金型内の空間に未加硫ゴムを射出成形によって充填し、加熱して加硫することによって製造することができる。このとき、第２平衡室１０と第２オリフィス１４に対応する金型の凸部を加硫後に加硫ゴム成形品から抜き取る工程を有することが好ましい。すなわち、上型又は下型の一方が第２平衡室１０と第２オリフィス１４との形状に対応する凸部を有していても、加硫後にゴムが熱いうちに型から外すことが可能であるので、第２平衡室１０も第２オリフィス１４も有さない従来製品と同じ操作で製造することができる。すなわち、金型の形状を変えるだけで、従来品と同じ操作で製造することができる。
【００２３】
こうして得られた本発明の液体封入型防振装置１は、マウントなど各種用途の防振装置として用いることができる。なかでも静的ばね定数を大きくしながら、中周波数領域での動ばね定数を小さくすることが望まれるエンジンマウント、特に自動車用のエンジンマウントに好適に用いられる。
【符号の説明】
【００２４】
１ 防振装置
２ 第１金属部材
３ ネジ穴
４ 第２金属部材
５ａ，５ｂ 取付部材
６ ボルト穴
７ 弾性部材
８ 受圧室
９ 第１平衡室
１０ 第２平衡室
１１ 仕切部材
１２ 第１オリフィス
１３ ダイヤフラム
１４ 第２オリフィス
１５ 薄肉部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用エンジンマウントなどに使用することのできる液体封入型防振装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内部に封入された非圧縮性流体の共振作用等の流動作用に基づいて防振効果を得るようにした流体封入型防振装置が、自動車用エンジンマウントなどとして用いられている。具体的には、振動源側又は支持体側の一方に接続される第１金属部材と、他方に接続される第２金属部材とを有し、第１金属部材と第２金属部材とがゴム製の弾性部材を介して接続されるとともに、該弾性部材を壁の一部とする液室が設けられ、該液室が非圧縮性流体で液封されている液体封入型防振装置であって、前記液室が受圧室と平衡室とから構成され、前記受圧室と平衡室とが減衰流路であるオリフィスで連通され、平衡室内への流体の流入に伴って平衡室の体積増加が可能である液体封入型防振装置が知られている。（例えば、特許文献１など）。
【０００３】
このような液体封入型防振装置では、前記オリフィス内を流動する液体の共振周波数に相当する周波数領域の振動を効率よく吸収することができる。当該オリフィスは、特許文献１にも示されるように、通常、受圧室と平衡室とを仕切る仕切部材を迂回する減衰流路として構成される。そしてその場合の共振周波数は比較的小さく、低周波数領域の振動を効率よく吸収することができる。しかしながら、例えば自動車用のエンジンマウントとして用いるような場合には、エンジンの回転数やそれに関連して駆動する各種部材から、１００〜６００Ｈｚ程度の中周波数領域の振動が発生するが、そのような周波数領域の振動を、シンプルな構造で効率良く吸収することができなかった。
【０００４】
これに対し、例えば特許文献２には、液体封入型マウントにおいて、主液室内へ突出する支持部材へ取付けられて弾性部材の円錐部内壁との間に流動空間を形成することにより中高周波成分を吸収するための中高周波デバイスを備えるとともに、弾性部材における円錐部の一部に中高周波領域の振動入力で膜共振を発生することにより動バネ特性に極小値を与えるための薄肉部を形成することが記載されている。特許文献２の実施態様によれば、上記中高周波デバイスは、略カップ状をしていて支持部材に対してカシメ固定されている。しかしながらそれでは、部品点数が増加するとともに製造工程数も増加してしまうので、コストの上昇が避けられない。また、防振装置内にカシメ固定部品を導入するのは、長期使用時の信頼性の面でも問題となるおそれがある。さらに、製品に対応した防振性能の調整も必ずしも容易ではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３４２９５６号公報
【特許文献２】特開平１０−３３９３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、低周波数領域のみならず中周波数領域の振動をも効果的に吸収する、低コストで信頼性の高い液体封入型防振装置を提供することを目的とするものである。また、そのような液体封入型防振装置の好適な製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は、振動源側又は支持体側の一方に接続される第１金属部材と、他方に接続される第２金属部材とを有し、第１金属部材と第２金属部材とがゴム製の弾性部材を介して接続されるとともに、該弾性部材を壁の一部とする液室が設けられ、該液室が非圧縮性流体で液封されている液体封入型防振装置において、前記液室が、受圧室と、第１平衡室と、少なくとも１つの第２平衡室とから構成され、上記受圧室と第１平衡室とが仕切部材で隔てられるとともに該仕切部材を迂回する減衰流路である第１オリフィスで連通され、第１平衡室の壁の一部がダイヤフラムを構成していて第１平衡室内への流体の流入に伴って第１平衡室の体積増加が可能であり、上記受圧室と第２平衡室とが第２オリフィスで連通され、第２平衡室と第２オリフィスとがゴム製の弾性部材で一体成形されており、第２平衡室内の最大断面積（Ｓ１）が第２オリフィスの最小断面積（Ｓ０）よりも大きく、第２平衡室の壁の一部に薄肉部を有していて第２平衡室内への流体の流入に伴って該薄肉部が変形して第２平衡室の体積増加が可能であることを特徴とする液体封入型防振装置を提供することによって解決される。このとき、第２平衡室内の最大断面積（Ｓ１）と第２オリフィスの最小断面積（Ｓ０）の比（Ｓ１／Ｓ０）が１．２〜３であることが好ましく、第２平衡室が２〜８個設けられることも好ましい。
【０００８】
また、上記課題は、第１金属部材と第２金属部材とを金型内に装着し、金型内に未加硫ゴムを充填してから加硫して、第１金属部材と第２金属部材とを加硫接着するに際し、第２平衡室と第２オリフィスに対応する金型の凸部を加硫後に加硫ゴム成形品から抜き取る工程を有することを特徴とする、上記液体封入型防振装置の製造方法を提供することによっても解決される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の液体封入型防振装置によれば、低周波数領域のみならず中周波数領域の振動をも効果的に吸収できる、低コストで信頼性の高い液体封入型防振装置が提供される。また、本発明の製造方法によれば、そのような液体封入型防振装置を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の防振装置の一例の側面図である。
【図２】本発明の防振装置の一例の縦断面図（形状Ｙ）である。
【図３】本発明の防振装置の一例のＡ−Ａ断面図（形状Ｙ）である。
【図４】本発明の防振装置の一例のＢ−Ｂ切断面（形状Ｙ）である。
【図５】第２オリフィスの形状を変えたときの断面形状を示した部分拡大断面図である。
【図６】第２オリフィスの形状を変えたときの動ばね定数を周波数に対してプロットしたグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。図１は本発明の防振装置の一例の側面図である。図２は本発明の防振装置の一例の縦断面図（形状Ｙ）である。図３は本発明の防振装置の一例のＡ−Ａ断面図（形状Ｙ）である。図４は本発明の防振装置の一例のＢ−Ｂ切断面（形状Ｙ）である。図５は第２オリフィスの形状を変えたときの断面形状を示した部分拡大断面図である。図６は第２オリフィスの形状を変えたときの動ばね定数を周波数に対してプロットしたグラフである。
【００１２】
図１〜５に示されている防振装置１は、自動車エンジンマウントの例である。この例では、第１金属部材２はネジ穴３を有していて、振動源であるエンジンにネジ留めされる。また、第２金属部材４は、それに溶接された取付部材５ａ，５ｂを介してボルト穴６によって支持体に接続される。第１金属部材２と第２金属部材４とはゴム製の弾性部材７を介して相互に接続されていて、振動源から第１金属部材２に伝わる振動を弾性部材７が吸収することによって、第２金属部材４から取付部材５ａ，５ｂを経て支持体へ振動が伝わるのを防ぐ構造である。
【００１３】
防振装置１には、ゴム製の弾性部材７を壁の一部とする液室が設けられており、当該液室は非圧縮性流体が充填されて密封されている。液室は、受圧室８と、第１平衡室９と、少なくとも１つの第２平衡室１０とから構成される。第１金属部材２からの力によってゴム製の弾性部材７が変形して、受圧室８の体積が減少する場合には、その減少分に相当する体積の流体が、受圧室８から第１平衡室９又は第２平衡室１０に流入する。逆に、受圧室８の体積が増加する場合には、その増加分に相当する体積の流体が、第１平衡室９又は第２平衡室１０から受圧室８に流入する。
【００１４】
受圧室８と第１平衡室９とは、仕切部材１１で隔てられている。仕切部材１１は、強化プラスチックや金属などの硬質の材料で形成されていて、受圧室８の体積が変化しても容易に変形しない。受圧室８と第１平衡室９とは、仕切部材１１を迂回する減衰流路である第１オリフィス１２で連通されていて、流体が第１オリフィス１２内を移動する際の流動抵抗によって振動を減衰させることができる。一般に、振動が加えられた場合のオリフィス内の流体の流動は、液体共振周波数を超える周波数領域においては大きく制限され、動ばね定数が上昇する。また、液体共振周波数付近において損失係数が大きくなる。動ばね定数が小さければ振動の伝達を低減でき、損失係数が大きければショックを緩和することができる。したがって、目的とする周波数の振動やショックを効率よく吸収できる液体共振周波数となるように設計しなければならない。
【００１５】
ここで、液体共振周波数は、オリフィスの断面積（Ｓ）と長さ（Ｌ）との比（Ｓ／Ｌ）により決まるため、例えば自動車エンジンマウントで要求されるような低周波数領域の振動を吸収し、ショックを緩和するためには、比（Ｓ／Ｌ）を小さくすることが必要であり、オリフィスを細長くすることが必要である。ただし、断面積（Ｓ）が小さすぎると流動する液量が少なくなって吸収効果、緩和効果が低下するので、比（Ｓ／Ｌ）を小さくするためには長さ（Ｌ）をある程度大きくする必要がある。本実施例では、第１オリフィス１２が仕切部材１１の周囲を円形に迂回することで長さ（Ｌ）を大きくしている。第１平衡室９の壁の一部はダイヤフラム１３で構成されていて、第１平衡室９への流体の流入に伴って、ダイヤフラム１３が変形し、第１平衡室９の体積増加が可能となっている。
【００１６】
しかしながら、このような比（Ｓ／Ｌ）の小さい第１オリフィス１２を用いただけでは、低周波数領域の振動を吸収することはできても、それよりも高い周波数領域の振動を効率よく吸収することができない。例えば自動車用のエンジンマウントとして用いられるような場合には、エンジンの回転数やそれに関連して駆動する各種部材から、１００〜６００Ｈｚ程度の中周波数の振動が発生するが、そのような周波数領域の振動を効率良く吸収することができなかった。以下に説明する第２平衡室１０と第２オリフィス１４は、そのような中周波数領域の振動を効果的に吸収するために設けられているものである。
【００１７】
本発明の液体封入型防振装置は、第１平衡室９と第１オリフィス１２に加え、さらに第２平衡室１０と第２オリフィス１４を有することを特徴とする。受圧室８と第２平衡室１０とは第２オリフィス１４を介して連通されている。そして、第２平衡室１０の壁の一部には、薄肉部１５が形成されていて、受圧室８から第２平衡室１０内への流体の流入に伴って薄肉部１５が変形して第２平衡室１０の体積が増加し、第２平衡室１０内から受圧室８への流体の流出に伴って薄肉部１５が変形して第２平衡室１０の体積が減少する。ここでオリフィスとは、その両側の領域よりも流路が狭くなっている部分のことをいい、第２オリフィス１４の最小断面積（Ｓ０）が、第２平衡室１０内の最大断面積（Ｓ１）と受圧室８の最大断面積のいずれよりも小さければよい。ここで、これらの断面積は、第１金属部材２の中心と第２金属部材４の中心とを結んだ線（図１、図２におけるＣ−Ｃ線）に対して垂直な面（例えば、図３や図４で示される切断面）で切断した時の断面積のことをいう。なお通常、受圧室８の最大断面積は第２平衡室１０の最大断面積（Ｓ１）よりも大きく、受圧室８の体積は第２平衡室１０の体積よりも大きい。
【００１８】
このような第２オリフィス１４を設けることによって、第１オリフィス１２によって吸収される振動数とは異なる周波数の振動を効率的に吸収することができ、用途に応じた防振性能を発揮させることができる。特に、共振周波数はオリフィスの断面積（Ｓ）と長さ（Ｌ）との比（Ｓ／Ｌ）により決まるので、あまり流路が狭くなり過ぎない程度の短いオリフィスを設けることによって、受圧室８と第２平衡室１０の間を行き来する液体の共振周波数が高くなり、比較的高い振動数の振動を効率的に吸収することが可能である。具体的には、第２オリフィスの長さを短く設定した上で、第２平衡室１０内の最大断面積（Ｓ１）と第２オリフィス１４の最小断面積（Ｓ０）の比（Ｓ１／Ｓ０）を１．２〜３としたオリフィス構造とすることが好ましい。比（Ｓ１／Ｓ０）が１．２未満の場合には、第２オリフィス１４の存在による振動吸収効果が不十分になるおそれがある。一方、比（Ｓ１／Ｓ０）が３を超える場合には、第２平衡室１０と第２オリフィス１４とを一体成形することが困難になるおそれがある。
【００１９】
本発明の液体封入型防振装置１に設けられる第２平衡室１０の数は特に限定されないが、第２オリフィス１４の数が多いほど振動吸収効果が大きくなるので、第２平衡室１０を２個以上設けることが好ましい。前後および左右のバランスを確保する観点からは、第２平衡室１０を４個以上設けることがより好ましく、これによって振動吸収効果もさらに大きくなる。一方、第２平衡室１０の数が多すぎると静ばね定数が低下して荷重を支えることが困難になるので、第２平衡室１０の数は８個以下であることが好ましい。図１〜５の例では、第２平衡室１０を４個設けている。
【００２０】
図５に示すように第２オリフィス１４の形状を変化させた例（Ｘ、Ｙ及びＺ）、第２平衡室１０に対応する空間を有しながらも第２オリフィス１４を有さない例（Ａ）、及び第２平衡室１０も第２オリフィス１４も有さない例（従来品：Ｂ）について、周波数を横軸、動ばね定数を縦軸にとってプロットしたグラフを図６に示す。ここで、形状Ｘのとき、比（Ｓ１／Ｓ０）は１．４７である。形状Ｙのとき比（Ｓ１／Ｓ０）は１．９２であり、形状Ｚのとき比（Ｓ１／Ｓ０）は２．５である。図６からわかるように、第２オリフィス１４を有さない例である形状Ａや形状Ｂのときには、中周波数領域に極小値は認められないが、形状Ｘ、Ｙ及びＺではそれぞれ約４５０Ｈｚ、約３５０Ｈｚ及び約２００Ｈｚに極小値が認められ、それぞれの周波数において効率的な振動の吸収が可能であることがわかった。第２オリフィス１４の断面積を少し調整して比（Ｓ１／Ｓ０）を変化させるだけで、中周波数領域における動ばね定数の極小値周波数を容易にコントロールすることができ、防振性能の設計がきわめて容易である。
【００２１】
本発明の液体封入型防振装置１においては、第２平衡室１０と第２オリフィス１４とがゴム製の弾性部材７で一体成形されている。したがって、部品点数を増加させることなく上述のような中周波数領域での振動吸収効果を得ることができる。しかも複雑な構造の金型を使用しなくても、第２平衡室１０内の最大断面積（Ｓ１）が第２オリフィス１４の最小断面積（Ｓ０）の３倍以下であれば、金型からの型抜きが可能であるから、生産コストもほとんど上昇しない。このように型抜きが可能なほど比（Ｓ１／Ｓ０）が小さくても、中周波数領域での効果的な振動吸収効果を得ることができたのは驚きであり、生産性と防振性能とを両立することができることが明らかになった。
【００２２】
本発明の液体封入型防振装置１の製造方法は特に限定されるものではないが、第１金属部材２と第２金属部材４とを金型内に装着し、金型内に未加硫ゴムを充填してから加硫して、第１金属部材２と第２金属部材４とを加硫接着する方法が好適に採用される。図１〜５の例では、上金型と、下金型と、２分割可能な中金型とからなる金型セットを用い、その中に第１金属部材２と第２金属部材４とを装着し、金型内の空間に未加硫ゴムを射出成形によって充填し、加熱して加硫することによって製造することができる。このとき、第２平衡室１０と第２オリフィス１４に対応する金型の凸部を加硫後に加硫ゴム成形品から抜き取る工程を有することが好ましい。すなわち、上型又は下型の一方が第２平衡室１０と第２オリフィス１４との形状に対応する凸部を有していても、加硫後にゴムが熱いうちに型から外すことが可能であるので、第２平衡室１０も第２オリフィス１４も有さない従来製品と同じ操作で製造することができる。すなわち、金型の形状を変えるだけで、従来品と同じ操作で製造することができる。
【００２３】
こうして得られた本発明の液体封入型防振装置１は、マウントなど各種用途の防振装置として用いることができる。なかでも静的ばね定数を大きくしながら、中周波数領域での動ばね定数を小さくすることが望まれるエンジンマウント、特に自動車用のエンジンマウントに好適に用いられる。
【符号の説明】
【００２４】
１ 防振装置
２ 第１金属部材
３ ネジ穴
４ 第２金属部材
５ａ，５ｂ 取付部材
６ ボルト穴
７ 弾性部材
８ 受圧室
９ 第１平衡室
１０ 第２平衡室
１１ 仕切部材
１２ 第１オリフィス
１３ ダイヤフラム
１４ 第２オリフィス
１５ 薄肉部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動源側又は支持体側の一方に接続される第１金属部材と、他方に接続される第２金属部材とを有し、第１金属部材と第２金属部材とがゴム製の弾性部材を介して接続されるとともに、該弾性部材を壁の一部とする液室が設けられ、該液室が非圧縮性流体で液封されている液体封入型防振装置において、
前記液室が、受圧室と、第１平衡室と、少なくとも１つの第２平衡室とから構成され、
上記受圧室と第１平衡室とが仕切部材で隔てられるとともに該仕切部材を迂回する減衰流路である第１オリフィスで連通され、第１平衡室の壁の一部がダイヤフラムを構成していて第１平衡室内への流体の流入に伴って第１平衡室の体積増加が可能であり、
上記受圧室と第２平衡室とが第２オリフィスで連通され、第２平衡室と第２オリフィスとがゴム製の弾性部材で一体成形されており、第２平衡室内の最大断面積（Ｓ１）が第２オリフィスの最小断面積（Ｓ０）よりも大きく、第２平衡室の壁の一部に薄肉部を有していて第２平衡室内への流体の流入に伴って該薄肉部が変形して第２平衡室の体積増加が可能であることを特徴とする液体封入型防振装置。
【請求項２】
第２平衡室内の最大断面積（Ｓ１）と第２オリフィスの最小断面積（Ｓ０）の比（Ｓ１／Ｓ０）が１．２〜３である請求項１記載の液体封入型防振装置。
【請求項３】
第２平衡室が２〜８個設けられた請求項１又は２記載の液体封入型防振装置。
【請求項４】
第１金属部材と第２金属部材とを金型内に装着し、金型内に未加硫ゴムを充填してから加硫して、第１金属部材と第２金属部材とを加硫接着するに際し、第２平衡室と第２オリフィスに対応する金型の凸部を加硫後に加硫ゴム成形品から抜き取る工程を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか記載の液体封入型防振装置の製造方法。
【請求項１】
振動源側又は支持体側の一方に接続される第１金属部材と、他方に接続される第２金属部材とを有し、第１金属部材と第２金属部材とがゴム製の弾性部材を介して接続されるとともに、該弾性部材を壁の一部とする液室が設けられ、該液室が非圧縮性流体で液封されている液体封入型防振装置において、
前記液室が、受圧室と、第１平衡室と、少なくとも１つの第２平衡室とから構成され、
上記受圧室と第１平衡室とが仕切部材で隔てられるとともに該仕切部材を迂回する減衰流路である第１オリフィスで連通され、第１平衡室の壁の一部がダイヤフラムを構成していて第１平衡室内への流体の流入に伴って第１平衡室の体積増加が可能であり、
上記受圧室と第２平衡室とが第２オリフィスで連通され、第２平衡室と第２オリフィスとがゴム製の弾性部材で一体成形されており、第２平衡室内の最大断面積（Ｓ１）が第２オリフィスの最小断面積（Ｓ０）よりも大きく、第２平衡室の壁の一部に薄肉部を有していて第２平衡室内への流体の流入に伴って該薄肉部が変形して第２平衡室の体積増加が可能であることを特徴とする液体封入型防振装置。
【請求項２】
第２平衡室内の最大断面積（Ｓ１）と第２オリフィスの最小断面積（Ｓ０）の比（Ｓ１／Ｓ０）が１．２〜３である請求項１記載の液体封入型防振装置。
【請求項３】
第２平衡室が２〜８個設けられた請求項１又は２記載の液体封入型防振装置。
【請求項４】
第１金属部材と第２金属部材とを金型内に装着し、金型内に未加硫ゴムを充填してから加硫して、第１金属部材と第２金属部材とを加硫接着するに際し、第２平衡室と第２オリフィスに対応する金型の凸部を加硫後に加硫ゴム成形品から抜き取る工程を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか記載の液体封入型防振装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２０３５６６（Ｐ２０１０−２０３５６６Ａ）
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５１８１７（Ｐ２００９−５１８１７）
【出願日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【出願人】（０００１５７２７８）丸五ゴム工業株式会社 (25)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【出願人】（０００１５７２７８）丸五ゴム工業株式会社 (25)
【Ｆターム（参考）】
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