JP2004156733A - 能動型液封防振装置 - Google Patents
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Abstract
【構成】液室を仕切部材5で主液室6と加振室7に区画し、加振室7の壁の一部を加振部材10で構成する。加振部材10の周囲には、弾性シール11とアーマチュアシール55が一体に設けられ、それぞれに上ストッパ13,下ストッパ14を設ける。加振部材10とアーマチュア17はひも状連結部材70で連結し、アーマチュア17はベアリング16を介して上下に摺動し、ソレノイド15の磁力により下方へ移動され、下ストッパ14の復元力により上方へ移動する。この移動時に加振部材10が触れると、ひも状連結部材70で連結するアーマチュア17へ影響せず、加振部材10のみが首振り運動する。
【選択図】図2
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、液封防振装置において、液室の容積を加振部材でて可変とすることによって振動を吸収する能動型液封防振装置に係る。
【0002】
【従来の技術】
このような能動型液封防振装置として、加振部材をソレノイドのアーマチュアで駆動するものが公知である。また加振部材の例えば上下方向振動に対してソレノイドをプル側又はプッシュ側のいずれか片側の移動だけに用い、リターンをゴム膜の弾性によっておこなうようにしたものも公知である。
【0003】
これらの公知例における加振部材とアーマチュアは、ネジ止め等によって固く連結一体化されているため、組立時に加振部材がアーマチュアの移動軸線と交わる方向(以下、横方向という)へ傾くと、加振部材と一緒にアーマチュアが傾く等して、アーマチュアを摺動自在に支持するメタルベアリング等からなる軸受け部材の軸線に対して偏心することがある(以下、この状態を横振れという)。その後アーマチュアが横振れしたまま摺動すると、アーマチュアの軸受部材を偏摩耗させるため耐久性が低下してしまい、能動型液封防振装置における実用性のあるソレノイドの使用が困難となった。したがって組立時に横振れせず正確に心出しできることが望まれる。
【0004】
一方、加振部材とアーマチュアを屈曲可能に接続してアーマチュアの横振れを少なくすることが示されている(特許文献1参照)。すなわち加振部材の一部をアーマチュアの筒状部へ緩く嵌合し、かつ加振部材とアーマチュアの間に皿バネを介在させてボルトで連結することにより、加振部材がアーマチュアに対して屈曲可能になっている。
【0005】
【特許文献1】特開2001−1765号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記特許文献1のような構造にすると、皿バネの剛性によって加振部材は比較的大きな力が加わらなければ屈曲が生じず、多くの場合は加振部材が単独で屈曲せずにアーマチュアと一体のまま横振れするので、依然としてアーマチュアの横振れを生じてしまうことになる。また、加振部材とアーマチュアの嵌合構造を採用すると、構造が比較的複雑になる。そこで本願発明は、加振部材とアーマチュアの連結部が容易に曲がるようにして横振れを防いで組立時の心出し精度並びに組立性を向上させ、かつ構造も簡単にすることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本願の能動型液封防振装置に係る請求項1は、第1の取付部材と第2の取付部材間を連結するインシュレータを壁部の一部とする主液室と、この主液室を形成する他の壁部の一部をなすとともに主液室の容積を可変とする加振部材と、この加振部材を駆動する駆動手段とを備え、この駆動手段に設けられた移動部を前記加振部材とを連結するとともに、主たる振動の入力方向へ移動自在に軸受け支持した能動型液封防振装置において、前記加振部材と前記移動部それぞれ別々に形成し、ひも状連結部材により連結することにより前記加振部材を移動部に対して首振り運動可能にしたことを特徴とする。
【0008】
請求項2は上記請求項1において、前記駆動手段がソレノイドであり、前記移動部が前記ソレノイドのアーマチュアであることを特徴とする。
【0009】
請求項3は上記請求項2において、前記ひも状連結部材と前記アーマチュアとの接続部が、前記アーマチュアの軸方向端部のうち前記加振部材から最も離れた側に位置することを特徴とする。
【0010】
請求項4は上記請求項2において、前記ソレノイドが比例式であり、前記アーマチュアの端部と前記ソレノイドの磁束集中部との間に形成されたギャップを有するとともに、前記ひも状連結部材と前記加振部材又は前記アーマチュアとの接続部に、前記ギャップを調整するためのギャップ調節手段を備えたことを特徴とする。
【0011】
請求項5は上記請求項4において、前記ひも状連結部材の一端部は、前記加振部材又は前記アーマチュアのいずれか一方へカシメ固定され、他端部は前記加振部材又は前記アーマチュアのいずれか他方へネジ止めされて前記ギャップ調節手段を構成することを特徴とする。
【0012】
請求項6は上記請求項1において、前記ひも状連結部材の一端を前記加振部材又は前記移動部に形成された貫通穴へ通し、この貫通穴の周囲を縮径することにより連結したことを特徴とする。
【0013】
【発明の効果】
請求項1によれば、加振部材と駆動手段の移動部を別体に形成し、双方をひも状連結部材で連結したので、加振部材が傾く場合、加振部材だけが容易に首振り運動して傾き、移動部に振れを伝達しにくくなる。したがって、移動部は横振れのない精度の高い心出し状態で組み立てることができ、組立時の心出し精度並びに組立性が向上し、組立時における移動部の偏心が少ない状態すなわち初期オフセットを少ない状態にすることができる。
【0014】
また、能動型液封防振装置の能動時において、移動部は初期オフセットの少ない状態で移動できるから、軸受部材の偏摩耗を少なくすることができる。そのうえ、加振部材と移動部をひも状連結部材にて連結するだけで済むので、構造が簡単になり、組立容易かつ耐久性が向上し、低コストで製造できる。
さらに、心出し精度が低い状態の摺動時に発生する異音を低減でき、かつ摺動抵抗が減少するため駆動手段による移動部の確実な作動を確保できる。
【0015】
請求項2によれば、移動部であるアーマチュアの横振れが小さいので、駆動手段がソレノイドであっても耐久性の高い実用性のあるものとすることができる。
【0016】
請求項3によれば、ひも状連結部材とアーマチュアとの接続部が、加振部材から最も離れたアーマチュアの軸方向端部に位置するので、ひも状連結部材の連結長さを最長にすることができる。その結果、加振部材の首振り運動に対するアーマチュアの横振れを最小にすることができる。
【0017】
請求項4によれば、ソレノイドが比例式のときアーマチュアとソレノイドの磁束集中部間におけるギャップを所定範囲に収めることが必要となるが、ひも状連結部材と加振部材又はアーマチュアとの接続部にギャップ調節手段を備えたので、ギャップ調節を簡単かつ正確にできる。
【0018】
請求項5によれば、ひも状連結部材の一端を加振部材又はアーマチュアのいずれか一方へカシメ固定し、他端部を加振部材又はアーマチュアのいずれか他方へネジ止めすることによりギャップ調節手段を簡単に構成することができ、しかもギャップ調節手段を一端側のみに設けるだけで足りることになる。
【0019】
請求項6によれば、ひも状連結部材の一端を加振部材又は移動部に形成された貫通穴へ通し、この貫通穴の周囲を縮径することにより連結したので、簡単かつ正確な連結ができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて一実施例を説明する。図1は、実施例としての自動車用エンジンマウントにおける全断面、図2はアーマチュアシール部分の拡大断面図を示す。図1において、このエンジンマウント1は、図示省略のエンジン側へ取付けられる第1取付部材2と、やはり図示省略の車体側へ取付けられる第2取付部材3と、この間に介在されるインシュレータ4を備える。
【0021】
インシュレータ4は、ゴム等の適宜弾性材料からなる防振ゴム等の防振用弾性体であり、第1取付部材2からの入力振動を吸収するための所定のバネ定数を有し、全体として略円錐状をなし、頂部に第1取付部材2を一体化するとともに、裾部周囲を第2取付部材3へ連結している。
【0022】
これら第1取付部材2、第2取付部材3、インシュレータ4の間に非圧縮性液体が封入された液室が形成され、その内部に設けられた仕切壁5により、インシュレータ4側の主液室6と、仕切壁5を挟んでその反対側となる加振室7に区画する。主液室6と加振室7は仕切壁5の中央に形成された絞り通路8により連通しており、主液室6にはインシュレータ4が臨んで主液室6を構成する壁の一部をなしている。
【0023】
加振室7の底部には、加振部材10が設けられる。加振部材10は鉄等の強磁性体もしくはアルミ等の金属や樹脂等の非磁性体材料で形成された比較的剛性のある略カップ状をなし、主たる振動方向Zから見て円板状をなすとともに、その周囲を同じく略円板状をなす弾性シール11によって浮動支持されている。
【0024】
弾性シール11は、インシュレータ4と同じか又は異なるゴム等の弾性材料からなり、加振部材10と後述する第2の取付部材3へ固定されて一体となる部材とを連結し、加振部材10の主たる振動の入力方向Zに平行な上下への変位に伴って、主としてせん断方向に弾性変形するリターンスプリングとして加振部材10を振動可能に支持するとともに、加振室7の液漏れを防止している。このゴム材料はゴムバネとして機能できる公知の種々なものを使用できる。
【0025】
弾性シール11の内周側は周壁状をなす加振部材10の外周部12をくるむように焼き付け一体化され、外周部12の上部に弾性シール11と一体の上ストッパ13が上方へ突出して設けられている。この上ストッパ13は、外周部12を覆う弾性シール11と連続するゴム部で一体に形成される略三角形断面の山形部である。
【0026】
加振部材10のZ方向における上下への変位に伴って、上ストッパ13は尖った先端部から仕切壁5へ押し当てられるようになっている。この押し当てにより上ストッパ13は圧縮されて反発力を発生し、この反発力は変位量の増大に伴う圧縮量の非線形的増大にしたがって徐々に増大することになる。すなわち非線形的バネ特性を生じるようになっている。
【0027】
加振部材10は中心線Cに沿って上下方向へ移動自在の鉄等の強磁性体金属製アーマチュア17と連結されて一体移動するようになっており、このアーマチュア17を介して後から詳しく説明するソレノイド15により図の下方向へ変位駆動され、かつリターンバネ手段により逆方向へ戻し変位されることにより振動して加振室7中に液体流動を発生させ、主液室6の容積を変動させる。
【0028】
ソレノイド15の駆動は、マイコン等の制御装置18により制御される。ソレノイド15、アーマチュア17及び制御装置18は駆動手段を構成する。なお、アーマチュア17はソレノイド15の外側被覆19内に一体化されたメタルベアリング16により外周を摺動自在に支持されている。
【0029】
この駆動手段はプル型であり、第1の取付部材2からの振動入力により主液室6の液圧が上昇するとき(以下、正入力という)、ソレノイド15によりアーマチュア17を介して加振部材10を図の下方へ移動させることにより液圧上昇をキャンセルし、逆に主液室6の液圧が減少するとき(以下、負入力という)アーマチュア17の引きを解放してリターンスバネ手段の弾性力により加振部材10を図の上方へ戻して主液室6の液圧変動を抑制する。
【0030】
このとき、第1取付部材2に対する防振すべき振動の入力に対して、加振部材10を略同位相で加振すれば、加振室7中にて液体流動を発生させる。但し、駆動手段を逆のプッシュ型にすることもできる。また、加振部材10をアクテイブ制御する周波数域は任意であり、例えば、アイドル域、発進域の各振動周波数を含む100Hz以下に設定することができる。
【0031】
弾性シール11の外周部は、フランジ金具20の中央に設けられた筒部21へ焼き付け一体化され、筒部21から半径方向外方へ伸びるフランジ22は、第2の取付部材3を構成する基部筒金具23の上部フランジ24とインシュレータ4の外周部へ一体化された筒状金具25の下端部との間に挟持される。
【0032】
基部筒金具23の上部フランジ24と筒状金具25の上端フランジ26は上部筒金具27により連結一体化される。このとき上部筒金具27の上下方向両端を折り曲げることにより各フランジを挟み、かつ当接部の適当位置を溶接する。この一体化により仕切壁5の外周部は、インシュレータ4とフランジ金具20のフランジ22上に挟まれて固定される。
【0033】
なお、仕切壁5の外周部に対するインシュレータ4の接触は上下2段になっており、上端側はインシュレータ4の内周面下部に設けられた段部28と密接し、段部28と一体のシール突起28aでシールされる(図中の拡大部参照)。また下端部側は、筒状金具25のに内面に沿って形成される内側被覆29の下端を押し当てることにより、内側被覆29と一体のシール突起29aでシールされる(図中の拡大部参照)。
【0034】
また、フランジ22上には弾性シール11と連続一体の被覆層30が設けられ、この部分でフランジ22と仕切壁5の外周下端部との間をシールするようになっている。基部筒金具23の上部フランジ24と筒状金具25の上端フランジ26は上部筒金具27により連結一体化される。このとき上部筒金具27の上下方向両端を折り曲げることにより各フランジを挟み、かつ当接部の適当位置を溶接する。
【0035】
仕切壁5は樹脂等の適宜材料からなる略リング状をなし、その外周部は上下方向幅を大きくされ、その肉厚内には周方向へ形成され外周側を開放した周溝が形成され、この開放部を内側被覆29で閉じることにより周溝内がダンピングオリフィス通路31をなしている。ダンピングオリフィス通路31は外周部内を上下2段に重なってらせん状に回っており、一部を開口32により主液室6中へ連通し、他端を第2取付部材3の側壁に形成された出口33より第2取付部材3の外周部に形成された副液室34へ連通している。
【0036】
副液室34を構成するハウジング35内にはダイアフラム36が設けられ、副液室34の液量変動を補償し、主液室6の容積変動に追随して伸縮変形するようになっている。ダイアフラム36の副液室34側と反対側の面が望む空間は通気孔37を介して大気開放されている。
【0037】
仕切壁5の中央部には中心線Cと直交方向へ広がる仕切部38をなし、その中央に絞り通路8が形成されている。仕切部38は絞り通路8部分を除き、加振室7の上方側を覆っており、かつ下面は上ストッパ13が押し当てられる部分である。
【0038】
仕切部38は仕切壁5における周囲部分の上下方向端部よりその中間部高さ位置まで引き込まれた状態で形成され、仕切部38の上側と仕切壁5の外周部上端との間はアール部40で結ばれる。アール部40の一部を切り欠くことによりダンピングオリフィス通路31の入り口をなす開口32が形成される。
【0039】
仕切部38より下方部分周囲は環状壁42をなし、加振部材10の上部側が収容される空間を形成する。環状壁42はフランジ金具20における筒部21の周囲を若干の間隔を持って囲んでいる。
なお、符号43は加振部材10及び弾性シール11等の上下動を可能にするための作動空間であり、加振部材10及び弾性シール11とソレノイド15との間に形成される。
【0040】
図2に拡対して示すように、下ストッパ14は上ストッパ13と同一又は異なるゴム等の弾性材料からなり、上ストッパ13と同様に略三角形断面の山形部であって、加振部材10へ取付けられるフランジ金具50と一体に形成され、フランジ金具50から下方へ突出して尖った先端部がソレノイド15の外側被覆19上に当接している。
【0041】
加振部材10のZ方向における上下への変位に伴って、下ストッパ14はソレノイド15の外側被覆19上面へ押し当てられることにより圧縮されて反発力を発生し、この反発力は圧縮量の増大にしたがって徐々に増大することになる。すなわち下ストッパ14は弾性シール11とともにリターンバネ手段を構成し、このリターンバネ手段に非線形的バネ特性を与えるようになっている。
【0042】
この下ストッパ14の圧縮開始は、厳密にはリターンバネの一部として実質的に機能するバネ力を発生する程度に圧縮された段階であって、加振部材10の変位量が所定量を超えたとき、例えば、アクテイブ時の加振部材10について予め設定された変位量より大きくなったときから開始させる。一方、所定の変位量まではバネ力が発生しないか又は発生しても極微少であってリターンバネとして弾性シール11のバネ力よりもかなり弱くなるようにする。
【0043】
このような作用を実現する初期設定として例えば、加振部材10が中立位置にあるとき、すなわち図の上下方向へ振動して移動していない状態において、所定の変位量分だけ下ストッパ14の先端とその接触相手との間に所定のクリアランスを予め設けておくことができる。
【0044】
但し、このような初期設定は任意であり、接離時の打音を生じないようにするためには、当初から下ストッパ14の尖った先端部を外側被覆19へ軽く押し当てておき、所定の変位量までは弾性シール11のバネがトータルのリターンバネにおける主体をなす程度に、下ストッパ14の圧縮量があまり大きくならないようしておき、所定の変位量を境にして圧縮量を急激に増大させるようにしてもよい。
【0045】
このような変化は,下ストッパ14を略三角形断面の山形状とすることにより容易に実現可能になる。本実施例ではこのような当初から接触する構成を採用している。なお、上ストッパ13の仕切壁5に対する接触及び圧縮における初期設定も同様にでき、かつ上ストッパ13の圧縮時における作用も下ストッパ14と同様に生じる。
【0046】
フランジ金具50は、外向きフランジ部51、その外周側先端を上方へ折り返えして形成された外周壁52及び外向きフランジ部51の内周端から上方へ突出する筒部53を備える。筒部53は加振部材10の外周下部に形成された小径の段部54へ圧入やカシメ等の適宜手段により固定されて一体化される。
【0047】
さらに、下ストッパ14と連続するゴムの一部は、外周壁52から加振室7の半径方向外方へ広がるダイアフラム状のアーマチュアシール55をなし、その外周側肥大部56は、弾性シール11と連続してフランジ22上に形成されたシール突部57と外側被覆19の一部をなす外側カバー19aの間で気密に挟持されてシールされる。
【0048】
上部室58は、アーマチュアシール55と弾性シール11及び加振部材10によって囲まれた密閉空間である。一方、下部室59はアーマチュアシール55、ソレノイド15及び加振部材10によって囲まれた密閉空間であり、外部との空気流動を阻止している。このようにアーマチュアシール55を設けて作動空間43を密閉空間となる上部室58と下部室59とに区画したので、下部室59側に位置するアーマチュア17を大気開放させずに密閉できる。したがって鉄等の強磁性体からなるアーマチュア17を錆びにくくして防錆性を向上させることができるから、長期間使用しても所定の性能を維持できる。
【0049】
なお、下部室59の容量は上部室58と比べて著しく小さく、内外との空気流動がなくても加振部材10の上下振動に不都合を生じない程度になっている。しかも、アーマチュアシール55がダイアフラム状であるから、その変形によって下部室59内の空気流動を可能とする。また下部室59内は下ストッパ14によって径方向へ内外に区分される場合があるが、このときは下ストッパ14の一部に設けた連通溝63により内外の空間を連通して空気流動を可能にしている。
【0050】
また、下ストッパ14及びアーマチュアシール55と連続するゴムの一部が、フランジ金具50における外向きフランジ部51の上面、外周壁52の周囲及び筒部53の外側面を一体に覆う金具部被覆64をなし、その上端である筒部53の上端近傍部に上方へ突出するシール突起65が一体に形成されている。このシール突起65は、筒部53を加振部材10の段部54へ固定するとき、加振部材10に形成された側方張出部66の下面へ密接し、筒部53と加振部材10との間をシールしている。
【0051】
これら下ストッパ14及びアーマチュアシール55は、例えば、耐熱処方の天然ゴムや公知の種々な合成ゴム等の耐熱性弾性材料で構成される。なお、上ストッパ13及び弾性シール11も同様の耐熱性構造にすることができる。さらにはこれらに耐薬品性、耐油性等の特性を加えてもよい。
【0052】
図3は下ストッパ14部分を図2の下方から示したものである。この図に明らかなように、下ストッパ14の下面側は周方向へほぼ等間隔で配列されたブロック状をなし、例えば、図示する6個のように任意の複数個設けられる。隣り合う下ストッパ14の間は下ストッパ14と略同幅の間隙63が設けられている。なお、このようにブロック状とせず全周に連続する単一のリング状にすることもできる。
【0053】
間隙63は下ストッパ14の非線形的バネ特性を顕著にすることを目的にする凹部の一例として設けられ、同時に下部室59のうち下ストッパ14によって区分される径方向の内外部分の連通性を確保して、下ストッパ14が外側被覆19へ接触したとき下ストッパ14とアーマチュア17との間における空気閉じ込めを回避し、図の上下方向へ移動するアーマチュア17の作動性を良好に確保することを可能にする。
【0054】
但し、間隙63は必ずしも下部室59の内外を連通するように設ける必要はなく、非線形的バネ特性だけを狙う場合には、下部室59の内外を連通しない単なる凹部を形成して部分的に圧縮しやすくしただけのものでもよい。
【0055】
図3及び4に明らかなように、間隙63の底部67における中央部には放射方向へ横切る比較的浅くかつ狭いスリット状の連通溝68が形成されている。この連通溝68は下ストッパ14が全圧縮されたときでも下部室56の内外部分を連通させるためのものであり、その幅及び深さはは圧縮時の通気性を確保できるものであれば任意であり、その数も任意である。場合によっては連通溝68を省略することもできる。
【0056】
図4に示すように、間隙63の幅及び深さは下ストッパ14の非線形的バネ特性を考慮した任意のものでよく、下ストッパ14を必要なバネが得られる大きさにすることにより自ずから定まる。但し深さhは下ストッパ14の肉厚H未満であり、h/Hが1/10〜9/10程度が好ましく、1/3〜1/2程度であればバネのバランスを取りやすくてより好ましい。
【0057】
次に加振部材10とアーマチュア17の連結構造について説明する。図5に明らかなように、加振部材10とアーマチュア17は別体に形成され、ひも状連結部材70にて連結されている。ひも状連結部材70は、加振部材10及びアーマチュア17が一体になって上下移動するとき、主液室6及び加振室7の液圧変動により、加振部材10に対して主たる振動の入力方向Zと交わる方向すなわち横方向の力が加わると、加振部材10が首振り運動することを可能にするよう、加振部材10をアーマチュア17に対して首振り自由に連結する部材である。
【0058】
ひも状連結部材70の長さ方向両端には、固着された抜け止めリング71a及び72aを介して筒状金具のようなひも状連結部材70よりも太径をなす端部固定具71,72が取付けられている。加振部材10側の端部固定具71は、加振部材10の中心に形成された穴73へ収容されて、穴73の周囲に形成された立てフランジ状のカシメ部74にてカシメ固定される。
【0059】
アーマチュア17側の端部固定具72は周囲に雄ネジが形成されており、この部分をアーマチュア17の中心に形成された軸穴75の下部に設けられた雌ネジ部76へネジ込まれて結合される。このネジ結合によってアーマチュア17のギャップ調節手段(詳細後述)が構成されている。但し、取付構造はこの例に限らず任意にでき、例えばギャップ調節手段を省略するときは、ひも状連結部材70の両端を加振部材10及びアーマチュア17へ直接埋設一体化させることもできる。
【0060】
また、本実施例では雌ネジ部76が軸穴75の下部、すなわちアーマチュア17の下部に設けられている。このようにするとひも状連結部材70の長さを加振部材10とアーマチュア17の間隔よりも長い、ほぼ最長にできるから、加振部材10が首振り運動をしても、そのアーマチュア17に対する影響を最小に止めることができる。
【0061】
すなわち、アーマチュア17の移動は、加振部材10の首振り運動に影響されず、移動中の横振れが少なくなる。このため移動時の心出し精度が高くなり、摺動するベアリング16の偏摩耗を抑制できる。本実施例におけるベアリング16は、図5中の拡大部に示すように、オイルレスタイプのメタルベアリングであり、公知のものを適宜採用できる。
【0062】
本実施例では、アーマチュア17が摺動するベアリング16の摺動面を、銅等の合金層等77に低摩擦材コーテイング層78を施したもので構成し、摺動面を摩擦係数μ=0.03〜0.2程度にしたものである。この低摩擦材コーテイング層78には、例えばフッ素樹脂からなる公知のものを使用できる。
【0063】
このような構造にすると、フッ素樹脂からなる低摩擦材コーテイング層78が摩耗を受けやすいところ、アーマチュア17の横振れを少なくすることにより、低摩擦材コーテイング層78の耐久性を増すことになる。図中の符号79はベアリング16における鉄等からなる基材であり、例えばその厚みを0.7mmとすれば、摺動面を0.3mm程度となる比率にする。
【0064】
ギャップ調節手段は、図5に示すアーマチュア17とソレノイド15の磁束集中部15aとのギャップgを調節するためのものであり、端部固定具72の雌ネジ部76に対するネジ込み量を調整することによりアーマチュア17が図の上下方向へ移動して磁束集中部15aとのギャップgが変化する。このギャップ調節は、本実施例におけるソレノイド15が比例式ソレノイドであるため、ソレノイドの出力一定になる範囲にギャップgを維持するように調節することを目的とする。
【0065】
すなわち、比例式ソレノイドは、図6にその出力(縦軸)とギャップの大きさ(横軸)との一般的な関係を示すように、ギャップgが所定範囲にあるときのみ出力が一定になる特性を有する。したがって比例式ソレノイドを安定して用いるためにはギャップgが使用域として示す所定範囲内になるよう調整することが必要になるのであり、この調節機構によりギャップ調節を正確かつ簡単に実現できる。
【0066】
なお、このギャップ調節手段はネジ結合に限定されない。ひも状連結部材70の長さ調節構造など、要はギャップgを調節するため、ソレノイド15に対するアーマチュア17の位置又はひも状連結部材70の緊張状態における加振部材10とアーマチュア17の間隔を調節できるものであればどのようなものでもよい。
【0067】
ひも状連結部材70は首振り機能を可能とする程度に曲がりやすくかつ必要とされる程度の引っ張り強度を有するものであればどのようなものでもよい。例えば、ピアノ線のような単線状もしくは帯状部材又はこれらの材料からなる細線をある程度の太さに撚り合わせたワイヤー状部材、さらにはチェーンのような多関節線状部材等が可能である。但し、曲がりにおける方向性をなくすため、円形又は正多角形断面を有するものが好ましい。
【0068】
また、材質は必要な引っ張り強度があれば、合成樹脂や金属等、特に限定されない。さらにソレノイド15部分の発熱を考慮すると耐熱性に優れたものが好ましい。また防錆性に優れたものであることも好ましい。したがって、これらを考慮すると、例えばステンレス製や耐熱樹脂製のワイヤー等が好ましい。
【0069】
図7はひも状連結部材70をワイヤー状の撚り線として構成した例であり、Aは一方方向へ撚り合わせたもの、Bは両方向へ撚り合わせたものである。このうちBの両方向へ撚り合わせたものは、撚りが戻りにくいため、ひも状連結部材70の寸法精度を高精度に維持できる。したがって撚り線タイプのものを採用する場合であってより精度の高い用途においては、Bに示すような両方向へ撚り合わせたものを使用することが好ましい。
【0070】
図8はアーマチュア17側においてひも状連結部材70の長さ調整をおこなう場合の別例である。この例では、アーマチュア17の底部に小径部80を設け、その中心に形成した貫通穴81へひも状連結部材70の一端部を差し通し、所定の長さにして小径部80をプレス機等で縮径することにより連結一体化するとともにひも状連結部材70の端部の内余分な部分をカットしたものである。このようにするとネジ止め構造に代えることができるので、より簡単かつ安価にできる。
【0071】
次に、本実施例の作用を説明する。まず組立時において、加振部材10とアーマチュア17がひも状連結部材70にて連結されているから、仮に加振部材10が傾いても、ひも状連結部材70がこの傾きをアーマチュア17へほとんど伝達しないので、アーマチュア17は横振れせずにメタルベアリング16の軸穴内へ嵌合され、偏心量の少ない状態すなわち初期オフセットを少ない状態になる。このため心出し精度並びに組立性が向上する。
【0072】
また、アーマチュア17はその後の作動時に初期オフセットの少ない状態で移動できるから、メタルベアリング16の偏摩耗を少なくすることができる。そのうえ、加振部材10とアーマチュア17をひも状連結部材70にて連結するだけで済むので、構造が簡単になり、組立容易かつ耐久性が向上し、低コストで製造できる。さらに、心出し精度が低い状態の摺動時に発生する異音を低減でき、かつ摺動抵抗が減少するためソレノイド15によるアーマチュア17の確実な作動を確保できる。
【0073】
次に、上記により組み立てられたこのエンジンマウントの使用状態において、アクテイブ時には、第1取付部材2へ例えば30Hz程度のアイドル振動が防振すべき振動として入力するとき、これを打ち消すべくソレノイド15により加振部材10を略同位相かつ防振すべき振動と同じ周波数で加振する。これにより主液室6の内圧変動を吸収する。このとき、弾性シール11及びストッパ(13,14)はリターンバネ手段として機能する。入力振動が大きくなって所定の変位量を超えると、下ストッパ14の圧縮量が急激に増大するので非線形的なバネ特性を与える。
【0074】
一方、パッシブ時において、防振すべき振動以外の振動入力に対しては、ソレノイド15が加振部材10をフリーにするため、加振部材10は主液室6から伝達される液圧変化に応じて変位する。このとき比較的小振幅の振動入力には弾性シール11のみが主としてせん断方向の弾性変形により対応し、良好な低バネ特性を得ることができる。
【0075】
上記アクテイブ時において、制御装置18によりソレノイド15(図1)へ通電すると、磁力によりアーマチュア17は下方へ移動される。このとき、加振部材10はひも状連結部材70を介してアーマチュア17と連結しているので、下ストッパ14を圧縮しつつアーマチュア17と一体に下方へ移動する。
【0076】
また、ソレノイド15に対する通電を停止すると、アーマチュア17はフリーになり、加振部材10がリターンバネとして作用する下ストッパ14の反発弾性により上方へ移動して復帰し、ひも状連結部材70を介して加振部材10と連結するアーマチュア17も一体に上方へ移動する。
【0077】
このような加振部材10及びアーマチュア17の上下移動において、主液室6及び加振室7の液圧変動により、加振部材10に対して主たる振動の入力方向Zと交わる方向の力が加振部材10に加わると、加振部材10は主たる振動の入力方向Zに対して横振れしようとするが、加振部材10は別体のアーマチュア17とひも状連結部材70を介して連結しているだけのため、アーマチュア17に対して加振部材10のみが容易に首振り運動をする。
【0078】
したがってこの首振り運動は、アーマチュア17に何ら影響を与えず、アーマチュア17はほとんどの場合において加振部材10と一緒に首振り運動をすることはない。その結果アーマチュア17は上下移動時に左右へ振れず、上下移動時における高精度の心出し状態を維持できるので、ベアリング16との摺動性を良好に維持して摩擦抵抗を減らし、偏摩耗を防止できる。
【0079】
このため、ソレノイド15の出力を増加させずに済み、耐久性が向上する。また、簡単な構造で加振部材10とアーマチュア17を連結できる。したがって、組立・製造容易でコストダウンできる。しかも本実施例のように端部固定具71、72で取付ければ、ギャップg(図5)の調製も容易である。
【0080】
また、下ストッパ14を利用してリターンバネを構成するので、特別なコイルスプリング等のリターンバネを用いなくても済むため、部品点数を削減し、心出し精度を高める。そのうえ、非線形のバネ特性を得ることができる。
しかも、下ストッパ14及びアーマチュアシール55さらには弾性シール11や上ストッパ13等のゴム部を耐熱性材料にしたので、エンジンの輻射熱や防振装置自体の発熱によって高熱となる使用環境であっても耐久性を良好にできる。
【0081】
さらに、アーマチュアシール55の外周側先端部56を第2の取付部材3側へ固定するので、加振部材10の心出し、位置決めが容易になるから、組立精度を高めることができる。そのうえ、アーマチュアシール55を加振部材10及び弾性シール11と別体にして下ストッパ14と一体に設けたので、加振部材10側を変更することなく下ストッパ14側のみを特性等変更することが容易になるから、部品の共通化により種々な仕様変更への対応が容易になる。また、アーマチュアシール55を下ストッパ14と一体に形成できるので、部品点数を削減して構造が簡単になりかつ製造が容易になる。
【0082】
なお、本願発明は上記実施例に限定されず種々に変形や応用が可能であり、例えば、アーマチュアシール55は弾性シール11と一体に形成することもでき、さらに下ストッパ14と別体にしてもよい。また、用途としては、エンジンマウント以外にも種々な振動伝達経路における振動遮断用防振装置として利用できる。また、振動源へ取付けてその制振器として利用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例に係るエンジンマウントの全断面図
【図2】アーマチュアシール部分の拡大断面図
【図3】下ストッパ及びアーマチュアシール部分の拡大図
【図4】図3の4−4線相当断面図
【図5】ギャップ調節手段を示す拡大断面図
【図6】比例式ソレノイドの出力とギャップの関係を示すグラフ
【図7】撚り線構造のひも状連結部材を示す図
【図8】アーマチュアとひも状連結部材の連結構造別例を示す
【符号の説明】1:エンジンマウント、2:第1取付部材、3:第2取付部材、4:インシュレータ、5:仕切壁、6:主液室、7:加振室、10:加振部材、11:弾性シ ール、13:上ストッパ、14:下ストッパ、15;ソレノイド、15a:磁束集中部、16:メタルベアリング(軸受部材)、17:アーマチュア、44:通気孔、55:アーマチュアシール、58:上部室、59:下部室、61:通気孔、63:間隙、70:ひも状連結部材、71:端部固定具、72:端部固定具
Claims (6)
- 第1の取付部材と第2の取付部材間を連結するインシュレータを壁部の一部とする主液室と、この主液室を形成する他の壁部の一部をなすとともに主液室の容積を可変とする加振部材と、この加振部材を駆動する駆動手段とを備え、この駆動手段に設けられた移動部を前記加振部材とを連結するとともに、主たる振動の入力方向へ移動自在に軸受け支持した能動型液封防振装置において、
前記加振部材と前記移動部それぞれ別々に形成し、ひも状連結部材により連結することにより前記加振部材を移動部に対して首振り運動可能にしたことを特徴とする能動型液封防振装置。 - 前記駆動手段がソレノイドであり、前記移動部が前記ソレノイドのアーマチュアであることを特徴とする請求項1に記載した能動型液封防振装置。
- 前記ひも状連結部材と前記アーマチュアとの接続部が、前記アーマチュアの軸方向端部のうち前記加振部材から最も離れた側に位置することを特徴とする請求項2に記載した能動型液封防振装置。
- 前記ソレノイドが比例式であり、前記アーマチュアの端部と前記ソレノイドの磁束集中部との間に形成されたギャップを有するとともに、前記ひも状連結部材と前記加振部材又は前記アーマチュアとの接続部に、前記ギャップを調整するためのギャップ調節手段を備えたことを特徴とする請求項2に記載した能動型液封防振装置。
- 前記ひも状連結部材の一端部は、前記加振部材又は前記アーマチュアのいずれか一方へカシメ固定され、他端部は前記加振部材又は前記アーマチュアのいずれか他方へネジ止めされて前記ギャップ調節手段を構成することを特徴とする請求項4に記載した能動型液封防振装置。
- 前記ひも状連結部材の一端を前記加振部材又は前記移動部に形成された貫通穴へ通し、この貫通穴の周囲を縮径することにより連結したことを特徴とする請求項1に記載した能動型液封防振装置。
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