JP2006207633A - 能動型防振支持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 能動型防振支持装置の可動部材の限界下降位置を規制するストッパの構造を簡素化して組付性を高める。
【課題を解決するための手段】
第１、第２弾性体１９，２７が少なくとも壁面の一部を構成する第１、第２液室３０，３１の容積をアクチュエータ４１により振動する可動部材２８で変化させて振動の伝達を抑制する能動型防振支持装置において、アクチュエータ４１のヨーク４４とアクチュエータ支持部材としての第２弾性体支持リング１５との間に、可動部材２８の下面に当接して該可動部材２８の限界下降位置を規制するストッパ５９を挟持したので、ストッパ５９の構造を簡素化して組付性を高めることができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、振動体の荷重を受ける弾性体と、弾性体が少なくとも壁面の一部を構成する液室と、振動体の振動状態に応じた電流の供給を受けて往復動するアクチュエータと、アクチュエータにより往復動して液室の容積を変化させる可動部材とを備えた能動型防振支持装置に関する。

かかる能動型防振支持装置は、例えば下記特許文献１により公知である。従来、この種の能動型防振支持装置において、アクチュエータにより上下動する可動部材から下方に延びて可動コアを支持するロッドの下端に螺合したナットを、固定コアの開口を閉塞する強固なキャップに当接させることで、可動部材の限界下降位置を規制するようになっていた。
特開２００４−２９３６０６号公報

しかしながら上記従来のものは、固定コアの開口を閉塞するキャップに可動部材の限界下降位置を規制するストッパの機能を持たせているため、そのキャップの構造が複雑化してコストアップの要因になるだけでなく、その組付工数が嵩むという問題があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、能動型防振支持装置の可動部材のストッパの構造の簡素化して組付性を高めることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、振動体の荷重を受ける弾性体と、弾性体が少なくとも壁面の一部を構成する液室と、振動体の振動状態に応じた電流の供給を受けて往復動するアクチュエータと、アクチュエータにより往復動して液室の容積を変化させる可動部材とを備えた能動型防振支持装置において、アクチュエータとアクチュエータ支持部材との間に可動部材の可動範囲を規制するストッパを挟持したことを特徴とする能動型防振支持装置が提案される。

尚、実施例の第２弾性体支持リング１５は本発明のアクチュエータ支持部材に対応し、実施例の第１弾性体１９は本発明の弾性体に対応し、実施例の第１、第２液室３０，３１は本発明の液室に対応する。

請求項１の構成によれば、弾性体が少なくとも壁面の一部を構成する液室の容積をアクチュエータにより振動する可動部材で変化させて振動の伝達を抑制する能動型防振支持装置において、アクチュエータとアクチュエータ支持部材との間に可動部材の可動範囲を規制するストッパを挟持したので、ストッパの構造を簡素化して組付性を高めることができる。

以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。

図１〜図３は本発明の一実施例を示すもので、図１は能動型防振支持装置の縦断面図、図２は図１の２部拡大図、図３は作用を説明するフローチャートである。

図１および図２に示すように、自動車のエンジンを車体フレームに弾性的に支持するために用いられる能動型防振支持装置Ｍ（アクティブ・コントロール・マウント）は、軸線Ｌに関して実質的に軸対称な構造を有するもので、概略円筒状の上部ハウジング１１の下端のフランジ部１１ａと、概略円筒状の下部ハウジング１２の上端のフランジ部１２ａとの間に、上面が開放した概略カップ状のアクチュエータケース１３の外周のフランジ部１３ａと、環状の第１弾性体支持リング１４の外周部と、環状の第２弾性体支持リング１５の外周部とが重ね合わされてカシメにより結合される。このとき、下部ハウジング１２のフランジ部１２ａとアクチュエータケース１３のフランジ部１３ａとの間に環状の第１フローティングラバー１６を介在させ、かつアクチュエータケース１３の上部と第２弾性体支持リング１５の内面との間に環状の第２フローティングラバー１７を介在させることで、アクチュエータケース１３は上部ハウジング１１および下部ハウジング１２に対して相対移動可能にフローティング支持される。

第１弾性体支持リング１４と、軸線Ｌ上に配置された第１弾性体支持ボス１８とに、厚肉のラバーで形成した第１弾性体１９の下端および上端がそれぞれが加硫接着により接合される。第１弾性体支持ボス１８の上面にダイヤフラム支持ボス２０がボルト２１で固定されており、ダイヤフラム支持ボス２０に内周部を加硫接着により接合されたダイヤフラム２２の外周部が上部ハウジング１１に加硫接着により接合される。ダイヤフラム支持ボス２０の上面に一体に形成されたエンジン取付部２０ａが図示せぬエンジンに固定される。また下部ハウジング１２の下端の車体取付部１２ｂが図示せぬ車体フレームに固定される。

上部ハウジング１１の上端のフランジ部１１ｂにストッパ部材２３の下端のフランジ部２３ａがボルト２４…およびナット２５…で結合されており、ストッパ部材２３の上部内面に取り付けたストッパラバー２６にダイヤフラム支持ボス２０の上面に突設したエンジン取付部２０ａが当接可能に対向する。能動型防振支持装置Ｍに大荷重が入力したとき、エンジン取付部２０ａがストッパラバー２６に当接することで、エンジンの過大な変位が抑制される。

第２弾性体支持リング１５に膜状のラバーで形成した第２弾性体２７の外周部が加硫接着により接合されており、第２弾性体２７の中央部に埋め込むように可動部材２８が加硫接着により接合される。第２弾性体２７の外周部は 第２弾性体支持リング１５と後述するストッパ５９との間に挟持され、その先端の環状の肉厚部がシール機能を発揮する。第２弾性体支持リング１５の上面と第１弾性体１９の外周部との間に円板状の隔壁部材２９が固定されており、隔壁部材２９および第１弾性体１９により区画された第１液室３０と、隔壁部材２９および第２弾性体２７により区画された第２液室３１とが、隔壁部材２９の中央に形成した連通孔２９ａを介して相互に連通する。

第１弾性体支持リング１４と上部ハウジング１１との間に環状の連通路３２が形成されており、連通路３２の一端は連通孔３３を介して第１液室３０に連通し、連通路３２の他端は連通孔３４を介して、第１弾性体１９およびダイヤフラム２２により区画された第３液室３５に連通する。

次に、前記可動部材２８を駆動するアクチュエータ４１の構造を説明する。

アクチュエータケース１３の内部に固定コア４２、コイル組立体４３およびヨーク４４が下から上に順次取り付けられる。コイル組立体４３は、固定コア４２およびヨーク４４間に配置されたコイル４６と、コイル４６の外周を覆うコイルカバー４７とで構成される。コイルカバー４７には、アクチュエータケース１３および下部ハウジング１２に形成した開口１３ｂ，１２ｃを貫通して外部に延出するコネクタ４８が一体に形成される。

コイルカバー４７の上面とヨーク４４の下面との間にシール部材４９が配置され、コイル４６の下面と固定コア４２の上面との間にシール部材５０が配置される。これらのシール部材４９，５０によって、アクチュエータケース１３および下部ハウジング１２に形成した開口１３ｂ，１２ｃからアクチュエータ４１の内部空間に水や塵が入り込むのを阻止することができる。

ヨーク４４の円筒部４４ａの内周面に薄肉円筒状の軸受け部材５１が上下摺動自在に嵌合しており、この軸受け部材５１の上端には径方向内向きに折り曲げられた上部フランジ５１ａが形成されるとともに、下端には径方向外向きに折り曲げられた下部フランジ５１ｂが形成される。下部フランジ５１ｂとヨーク４４の円筒部４４ａの下端との間にセットばね５２が圧縮状態で配置されており、このセットばね５２の弾発力で下部フランジ５１ｂを弾性体５３を介して固定コア４２の上面に押し付けることで、軸受け部材５１がヨーク４４に支持される。

軸受け部材５１の内周面に概略円筒状の可動コア５４が上下摺動自在に嵌合する。前記可動部材２８の中心から下向きに延びるロッド５５が可動コア５４の中心を緩く貫通し、その下端にナット５６が締結される。可動コア５４の上面に設けたばね座５７と可動部材２８の下面との間に圧縮状態のセットばね５８が配置されており、このセットばね５８の弾発力で可動コア５４はナット５６に押し付けられて固定される。この状態で、可動コア５４の下面と固定コア４２の上面とが、円錐状のエアギャップｇを介して対向する。ロッド５５に対し、ナット５６は固定コア４２の中心に形成された開口４２ａ内で上下位置を調整されて締結されており、この開口４２ａはゴム製のキャップ６０で閉塞される。

アクチュエータ４１のヨーク４４の上面と、そのヨーク４４を上方から支持する第２弾性体支持リング１５の下面との間に、中央に開口５９ａを有する円板状のストッパ５９の外周部が挟持されて固定される。ストッパ５９の開口５９ａには、ロッド５５およびセットばね５８が配置される。より詳細には、ストッパ５９に形成した環状の段部５９ｂが、第２弾性体２７の外周部内面に軽く圧入され、その状態でストッパ５９の外周部がヨーク４４および第２弾性体支持リング１５間に挟持される。

エンジンのクランクシャフトの回転に伴って出力されるクランクパルスを検出するクランクパルスセンサＳａが接続された電子制御ユニットＵは、能動型防振支持装置Ｍのアクチュエータ４１に対する通電を制御する。エンジンのクランクパルスは、クランクシャフトの１回転につき２４回、つまりクランクアングルの１５°毎に１回出力される。

次に、上記構成を備えた本発明の実施例の作用について説明する。

自動車の走行中に低周波数のエンジンシェイク振動が発生したとき、エンジンからダイヤフラム支持ボス２０および第１弾性体支持ボス１８を介して入力される荷重で第１弾性体１９が変形して第１液室３０の容積が変化すると、連通路３２を介して接続された第１液室３０および第３液室３５間で液体が行き来する。第１液室３０の容積が拡大・縮小すると、それに応じて第３液室３５の容積が縮小・拡大するが、この第３液室３５の容積変化はダイヤフラム２２の弾性変形により吸収される。このとき、連通路３２の形状および寸法、並びに第１弾性体１９のばね定数は前記エンジンシェイク振動の周波数領域で低ばね定数および高減衰力を示すように設定されているため、エンジンから車体フレームに伝達される振動を効果的に低減することができる。

尚、上記エンジンシェイク振動の周波数領域では、第１液室３０および第３液室３５を接続する連通路３２により高い減衰力を発生する。

前記エンジンシェイク振動よりも周波数の高い振動、即ちエンジンのクランクシャフトの回転に起因するアイドル時の振動や気筒休止時の振動が発生した場合、第１液室３０および第３液室３５を接続する連通路３２内の液体はスティック状態になるため、アクチュエータ４１を駆動して防振機能を発揮させる。

能動型防振支持装置Ｍのアクチュエータ４１を作動させて防振機能を発揮させるべく、電子制御ユニットＵはクランクパルスセンサＳａからの信号に基づいてコイル４６に対する通電を制御する。

即ち、図３のフローチャートにおいて、先ずステップＳ１でクランクパルスセンサＳａからクランクアングルの１５°毎に出力されるクランクパルスを読み込み、ステップＳ２で前記読み込んだクランクパルスを基準となるクランクパルス（特定のシリンダのＴＤＣ信号）と比較することでクランクパルスの時間間隔を演算する。続くステップＳ３で前記１５°のクランクアングルをクランクパルスの時間間隔で除算することでクランク角速度ωを演算し、ステップＳ４でクランク角速度ωを時間微分してクランク角加速度ｄω／ｄｔを演算する。続くステップＳ５でエンジンのクランクシャフト回りのトルクＴｑを、エンジンのクランクシャフト回りの慣性モーメントをＩとして、
Ｔｑ＝Ｉ×ｄω／ｄｔ
により演算する。このトルクＴｑはクランクシャフトが一定の角速度ωで回転していると仮定すると０になるが、膨張行程ではピストンの加速により角速度ωが増加し、圧縮行程ではピストンの減速により角速度ωが減少してクランク角加速度ｄω／ｄｔが発生するため、そのクランク角加速度ｄω／ｄｔに比例したトルクＴｑが発生することになる。

続くステップＳ６で時間的に隣接するトルクの最大値および最小値を判定し、ステップＳ７でトルクの最大値および最小値の偏差、つまりトルクの変動量としてエンジンを支持する能動型防振支持装置Ｍの位置における振幅を演算する。そしてステップＳ８で、アクチュエータ４１のコイル４６に印加する電流のデューティ波形およびタイミング（位相）を決定する。

しかして、エンジンが車体フレームに対して下向きに移動し、第１弾性体１９が下向きに変形して第１液室３０の容積が減少したとき、それにタイミングを合わせてアクチュエータ４１のコイル４６を励磁すると、エアギャップｇに発生する吸着力で可動コア５４が固定コア４２に向けて下向きに移動し、可動コア５４にロッド５５を介して接続された可動部材２８に引かれて第２弾性体２７が下向きに変形する。その結果、第２液室３１の容積が増加するため、エンジンからの荷重で圧縮された第１液室３０の液体が隔壁部材２９の連通孔２９ａを通過して第２液室３１に流入し、エンジンから車体フレームに伝達される荷重を低減することができる。

続いてエンジンが車体フレームに対して上向きに移動し、第１弾性体１９が上向きに変形して第１液室３０の容積が増加したとき、それにタイミングを合わせてアクチュエータ４１のコイル４６を消磁すると、エアギャップｇに発生する吸着力が消滅して可動コア５４が自由に移動できるようになるため、下向きに変形した第２弾性体２７が自己の弾性復元力で上向きに復元する。その結果、第２液室３１の容積が減少するため、第２液室３１の液体が隔壁部材２９の連通孔２９ａを通過して第１液室３０に流入し、エンジンが車体フレームに対して上向きに移動するのを許容することができる。

このように、エンジンの振動の周期に応じてアクチュエータ４１のコイル４６を励磁および消磁することで、エンジンの振動が車体フレームに伝達するのを防止する能動的な制振力を発生させることができる。

さてアクチュエータ４１によって可動部材２８が下降したとき、その下降ストロークが何らかの理由で過大になると、可動部材２８の下面がストッパ５９の開口部５９ａの周辺の上面に当接することで、可動部材２８が限界下降位置を超えて下降するのを防止することができる。

このように、可動部材２８の下面をストッパ５９に直接当接させて下降を阻止するので、可動部材２８に連なるロッド５５の下端に螺合するナット５６をストッパに当接させて下降を阻止する必要がなくなる。その結果、固定コア４２の開口４２ａの下端を閉塞する部材を、ストッパとしての機能を持たない単なるゴム製のキャップ６０で構成することが可能になり、従来のストッパ機能を有するキャップに比べてコストおよび組付工数を削減することができる。

また本実施例のストッパ５９は、その外周部をアクチュエータ４１のヨーク４４の上面と、第２弾性体支持リング１５の下面との間に挟持されて固定されるので、ボルトのような特別の固定部材が不要になって部品点数および組付工数が削減される。しかもゴム製のキャップ６０がアクチュエータ４１の内圧の変化に応じて撓むことで空気の流通を許容するため、温度変化によるアクチュエータ４１の内圧の変化を補償することができる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施例ではアクチュエータ支持部材として第２弾性体支持リング１５を採用しているが、アクチュエータ４１を所定の位置に支持する任意の部材を採用することができる。

能動型防振支持装置の縦断面図 図１の２部拡大図 作用を説明するフローチャート

符号の説明

１５ 第２弾性体支持リング（アクチュエータ支持部材）
１９ 第１弾性体（弾性体）
２８ 可動部材
３０ 第１液室（液室）
３１ 第２液室（液室）
４１ アクチュエータ
５９ ストッパ

Claims (1)

1. 振動体の荷重を受ける弾性体（１９）と、
   弾性体（１９）が少なくとも壁面の一部を構成する液室（３０，３１）と、
   振動体の振動状態に応じた電流の供給を受けて往復動するアクチュエータ（４１）と、 アクチュエータ（４１）により往復動して液室（３０，３１）の容積を変化させる可動部材（２８）と、
   を備えた能動型防振支持装置において、
   アクチュエータ（４１）とアクチュエータ支持部材（１５）との間に可動部材（２８）の可動範囲を規制するストッパ（５９）を挟持したことを特徴とする能動型防振支持装置。
   

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