JP2014098445A - 流体封入式防振装置 - Google Patents

Abstract

【課題】特定周波数の振動入力に対する防振性能の向上や、より広い周波数域の振動入力に対する有効な防振効果の発揮を実現し得る、新規な構造の流体封入式防振装置を提供すること。
【解決手段】受圧室８２と平衡室８４を連通する第１のオリフィス通路９０と第２のオリフィス通路９６を形成すると共に、第２のオリフィス通路９６に可動膜９８を配設する一方、受圧室８２の壁部の一部を弾性可動板６６で構成すると共に、弾性可動板６６を挟んだ反対側に作用空気室１０２を形成する。空気圧式アクチュエータ１４と作用空気室１０２に同時に大気圧を及ぼすことで、第２のオリフィス通路９６を遮断すると共に、弾性可動板６６の弾性変形を許容する一方、切替弁１０４を切り替えて空気圧式アクチュエータ１４と作用空気室１０２に同時に負圧を及ぼすことで、第２のオリフィス通路９６を連通させると共に、弾性可動板６６の弾性変形を負圧吸引力によって制限した。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、自動車のエンジンマウント等に用いられる流体封入式防振装置に係り、特に防振特性の切替えを可能とされた切替型の流体封入式防振装置に関するものである。

従来から、振動伝達系を構成する部材間に介装されて、それら部材を相互に防振連結する防振支持体乃至は防振連結体の一種として、流体封入式防振装置が知られており、自動車のエンジンマウント等に適用されている。流体封入式防振装置は、例えば、振動が入力される本体ゴム弾性体で壁部の一部が構成されて非圧縮性流体が封入された受圧室と、可撓性膜で壁部の一部が構成されて非圧縮性流体が封入された平衡室とを、オリフィス通路で相互に連通した構造を有している。

ところで、特開２００５−１１３９７８号公報（特許文献１）には、互いに異なる周波数域の複数種類の入力振動に対して有効な防振効果を得るために、オリフィス通路としてシェイクオリフィスとシェイクオリフィスよりも高周波数にチューニングされたアイドルオリフィスとを設けると共に、アイドルオリフィスの連通と遮断を切り替える空気圧式アクチュエータを設けた構造も、提案されている。更に、特許文献１では、受圧室の壁部の一部がメンブランで構成されていると共に、メンブランを挟んで受圧室と反対側に気体室が形成されており、気体室に大気圧と負圧を選択的に及ぼすことで、メンブランの液圧吸収作用を利用した防振効果も発揮されるようになっている。

ところが、特許文献１の構造では、空気圧式アクチュエータに負圧が及ぼされた状態において、アイドルオリフィスを通じて流動する流体の共振作用等に基づいた防振効果が特定周波数の振動入力に対してのみ発揮されるのであって、周波数の異なる複数種類の振動が複合的に入力される自動車の停車状態等では、充分な防振性能を得ることが難しかった。また、特定周波数の振動入力に対する防振効果のみを目的としていても、より高度な防振性能を要求される場合もあった。

特開２００５−１１３９７８号公報

本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、特定周波数の振動入力に対する防振性能の向上や、より広い周波数域の振動入力に対する有効な防振効果の発揮を実現し得る、新規な構造の流体封入式防振装置を提供することにある。

すなわち、本発明の第１の態様は、流体封入式防振装置において、振動が入力される本体ゴム弾性体で壁部の一部が構成されて非圧縮性流体が封入された受圧室と、変形容易な可撓性膜で壁部の一部が構成されて非圧縮性流体が封入された平衡室と、前記受圧室と前記平衡室とを相互に連通する第１のオリフィス通路と、前記受圧室と前記平衡室とを相互に連通する第２のオリフィス通路と、該第２のオリフィス通路を遮断すると共に、外部から負圧が及ぼされることによって該第２のオリフィス通路を連通するように作動される空気圧式アクチュエータと、前記第２のオリフィス通路の流路上に配設されて、該第２のオリフィス通路の連通状態で前記受圧室の液圧と前記平衡室の液圧が各一方の面に及ぼされる可動膜と、前記受圧室の壁部の一部を構成するように配設されて、該受圧室の液圧が一方の面に及ぼされる弾性可動板と、該弾性可動板を挟んで前記受圧室と反対側に設けられて、外部から負圧が及ぼされることで該弾性可動板における該受圧室と反対側の面に負圧吸引力を及ぼす作用空気室と、前記空気圧式アクチュエータと前記作用空気室にそれぞれ接続されて、該空気圧式アクチュエータと該作用空気室に対して同時に負圧と大気圧の何れか一方を選択的に及ぼし得る切替弁とを、有することを特徴とする。

このような第１の態様に従う構造とされた流体封入式防振装置によれば、空気圧式アクチュエータと作用空気室に大気圧が及ぼされた状態において、第１のオリフィス通路を通じて流動する流体の共振作用等に基づいた防振効果と、弾性可動板の弾性変形による液圧吸収作用に基づいた防振効果とが、発揮される。特に、第２のオリフィス通路が空気圧式アクチュエータで遮断されていることから、第１のオリフィス通路を通じて流動する流体量が効率的に確保されて、第１のオリフィス通路による防振効果を有利に得ることができる。

一方、空気圧式アクチュエータと作用空気室に負圧が及ぼされた状態では、第１のオリフィス通路を通じて流動する流体の共振作用等に基づいた防振効果と、第２のオリフィス通路を通じて流動する流体の共振作用等に基づいた防振効果とが、発揮される。そこにおいて、作用空気室に負圧が及ぼされると、弾性可動板に負圧吸引力が及ぼされて、弾性可動板の弾性変形が制限されることから、受圧室の壁ばね剛性が高くなって、第１のオリフィス通路のチューニング周波数が高周波数側に移行する。このように、第１のオリフィス通路のチューニング周波数が、作用空気室への大気圧と負圧の切替えによって変更設定されることから、より高周波数の振動が入力される状態では、作用空気室に負圧が及ぼされることで、***振による第１のオリフィス通路の実質的な遮断が回避されて、流体の共振作用等に基づいた防振効果が発揮される。

従って、空気圧式アクチュエータと作用空気室に負圧が及ぼされた状態では、第１のオリフィス通路と第２のオリフィス通路のチューニング周波数を異ならせれば、より広い周波数域の振動入力に対して有効な防振効果が発揮される。また、第１のオリフィス通路と第２のオリフィス通路のチューニング周波数を同じに設定すれば、特定周波数の振動入力に対してより優れた防振効果を得ることが可能となる。

本発明の第２の態様は、第１の態様に記載された流体封入式防振装置において、前記第１のオリフィス通路よりも高周波数にチューニングされて前記受圧室と前記平衡室を相互に連通する調節流路が形成されており、該調節流路が前記空気圧式アクチュエータで遮断されると共に、該空気圧式アクチュエータに外部から負圧が及ぼされることで該調節流路が連通されるようにしたものである。

第２の態様によれば、空気圧式アクチュエータと作用空気室に負圧が及ぼされた状態において、第１のオリフィス通路および調節流路を通じて流動する流体の共振周波数が、第１のオリフィス通路単体での共振周波数よりも高周波数に設定される。それ故、空気圧式アクチュエータおよび作用空気室への大気圧と負圧の切替えによる防振特性の調節幅を大きく確保することができて、より広い周波数の入力振動に対応することが可能となる。

本発明の第３の態様は、第２の態様に記載された流体封入式防振装置において、前記第１のオリフィス通路を通路長の中間において前記平衡室に連通させる短絡流路が形成されており、前記調節流路が該短絡流路と該第１のオリフィス通路の前記受圧室側の端部とを利用して構成されているものである。

第３の態様によれば、調節流路をスペース効率よく形成することができて、優れた特性切替性能を備えた流体封入式防振装置を、軽量コンパクトに実現することができる。

本発明の第４の態様は、第１〜第３の何れか１つの態様に記載された流体封入式防振装置において、前記空気圧式アクチュエータを、前記平衡室を画成する前記可撓性膜の外方に配設して、該可撓性膜を該空気圧式アクチュエータで押圧して前記第２のオリフィス通路の該平衡室への開口部に押し付けることで該第２のオリフィス通路を遮断する一方、外部から及ぼされる負圧で該空気圧式アクチュエータの押圧力を解除して該第２のオリフィス通路を連通状態とするようにしたものである。

第４の態様によれば、非圧縮性流体を封入される受圧室および平衡室を備えた防振装置本体部分と、空気圧式アクチュエータとを別々に準備して、それら防振装置本体部分と空気圧式アクチュエータとを互いに組み付けることで流体封入式防振装置を得ることが可能となる。それ故、本発明に係る特性切替型の流体封入式防振装置を容易に製造することができる。

本発明の第５の態様は、第１〜第４の何れか１つの態様に記載された流体封入式防振装置において、防振連結すべき一方の部材に取り付けられる第１の取付部材と他方の部材に取り付けられる第２の取付部材とを前記本体ゴム弾性体で弾性連結すると共に、該第２の取付部材によって支持された仕切部材を挟んだ両側に前記受圧室と前記平衡室を形成して、それら受圧室と平衡室を該仕切部材を利用して形成された前記第１のオリフィス通路と前記第２のオリフィス通路によって相互に連通し、更に該仕切部材に対して前記弾性可動板を組み付けて、該仕切部材によって該弾性可動板の背後に前記作用空気室を形成したものである。

第５の態様によれば、仕切部材に対して弾性可動板が組み付けられると共に、作用空気室が仕切部材を利用して形成されることから、弾性可動板の共振を利用した液圧吸収機構を、部品点数の少ない簡単な構造で且つスペース効率良く設けることができる。しかも、非圧縮性流体の封入領域内に配設される仕切部材に対して弾性可動板が取り付けられることから、弾性可動板の取付部分において非圧縮性流体が外部に漏れるおそれがなく、シール構造の簡略化も実現される。

本発明の第６の態様は、第１〜第５の何れか１つの態様に記載された流体封入式防振装置において、前記空気圧式アクチュエータによる前記第２のオリフィス通路の遮断状態において、前記第１のオリフィス通路のチューニング周波数が低周波数域に設定されていると共に、前記弾性可動板の固有振動数が高周波数域に設定されている一方、該空気圧式アクチュエータおよび前記作用空気室に外部から負圧が及ぼされた該第２のオリフィス通路の連通状態において、該第１のオリフィス通路を通じて流動する流体の共振周波数が中周波数域に設定されていると共に、該第２のオリフィス通路のチューニング周波数が中周波数域における該第１のオリフィス通路を通じて流動する流体の共振周波数とは異なる周波数に設定されているものである。

第６の態様によれば、空気圧式アクチュエータと作用空気室に大気圧を及ぼすことで、例えば自動車の走行状態で問題となり易いエンジンシェイク等の低周波数域の振動と、走行こもり音等の高周波数域の振動に対して、それぞれ有効な防振効果を得ることができる。一方、空気圧式アクチュエータと作用空気室に負圧を及ぼすことで、例えば自動車の停車状態で問題となり易いアイドル定格振動やステアリング振動等の中周波数域の振動に対して、より広い周波数域で有効な防振効果を得ることができる。

本発明によれば、空気圧式アクチュエータによって連通と遮断を切り替えられる第２のオリフィス通路の流体流路上に可動膜が配設されていると共に、空気圧式アクチュエータと作用空気室に対して同時に大気圧と負圧の何れかが選択的に及ぼされるようになっている。それ故、空気圧式アクチュエータと作用空気室に大気圧が及ぼされた状態では、第１のオリフィス通路における流体の流動作用に基づく防振効果と、弾性可動板の共振による液圧吸収作用が発揮される。一方、空気圧式アクチュエータと作用空気室に負圧が及ぼされた状態では、壁ばね剛性の変化によってチューニング周波数が高周波数に移行した第１のオリフィス通路において流体の流動作用に基づく防振効果が発揮されると共に、第２のオリフィス通路における流体の流動作用に基づく防振効果が発揮される。従って、負圧作用時と大気圧作用時の第１のオリフィス通路の各チューニング周波数を調節することで、広い周波数の振動入力に対して有効な防振性能や、特定周波数の振動入力に対する優れた防振性能を、実現することができる。

本発明の１実施形態としてのエンジンマウントを示す縦断面図であって、図２のＩ−Ｉ断面に相当する図。 図１に示されたエンジンマウントを構成する仕切部材の平面図。 図２に示された仕切部材の底面図。 図１に示されたエンジンマウントの縦断面図であって、空気圧式アクチュエータの第１の作用空気室と第２の作用空気室に負圧が及ぼされた第２のオリフィス通路の連通状態を示す図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１には、本発明に従う構造とされた流体封入式防振装置の１実施形態として、自動車用のエンジンマウント１０が示されている。エンジンマウント１０は、マウント本体１２に空気圧式アクチュエータ１４を取り付けた構造を有しており、マウント本体１２が第１の取付部材１６と第２の取付部材１８が本体ゴム弾性体２０によって弾性連結された構造を有している。なお、以下の説明において、上下方向とは、原則として、マウント中心軸方向であり、主たる振動入力方向である、図１中の上下方向を言う。

より詳細には、第１の取付部材１６は、小径の略円柱状とされた本体部分の軸方向中間において円環板形状のフランジ部２２が外周側に突出する構造を有している。更に、第１の取付部材１６には、中心軸上を上下に延びて、上面に開口するねじ穴２４が形成されており、ねじ穴２４に螺着される図示しないボルトによって第１の取付部材１６が図示しないパワーユニットに取り付けられるようになっている。

第２の取付部材１８は、薄肉大径の略円筒形状とされており、段差部２６を挟んで上側が大径筒部２８とされていると共に、下側が小径筒部３０とされている。更に、第２の取付部材１８の下端部には、径方向内方に突出する爪部３２が全周に亘って一体形成されている。

そして、第１の取付部材１６が第２の取付部材１８に対して上方に離隔配置されて、それら第１の取付部材１６と第２の取付部材１８が本体ゴム弾性体２０によって弾性連結されている。本体ゴム弾性体２０は、厚肉大径の略円錐台形状とされており、小径側の端部が第１の取付部材１６に加硫接着されていると共に、大径側の端部の外周面が第２の取付部材１８に加硫接着されている。なお、本実施形態の本体ゴム弾性体２０は、第１の取付部材１６と第２の取付部材１８を備えた一体加硫成形品として形成されている。

さらに、本体ゴム弾性体２０には、大径凹所３４が形成されている。大径凹所３４は、開口側に向かって徐々に拡径する逆向きの略すり鉢形状を呈する凹所であって、本体ゴム弾性体２０の大径側の端面（下面）に開口している。更にまた、本体ゴム弾性体２０の外周端部には、下方に向かって延び出すシールゴム層３６が一体形成されている。シールゴム層３６は、薄肉大径のゴム弾性体であって、小径筒部３０で構成された第２の取付部材１８の下端部の内周面に固着されている。

また、第２の取付部材１８には、仕切部材３８が取り付けられている。仕切部材３８は、図１〜図３に示されているように、厚肉大径の略円板形状とされており、仕切部材本体４０の上下に蓋部材４２と底部材４４が取り付けられた構造を有している。

仕切部材本体４０は、金属や硬質の合成樹脂等で形成された略円板形状の部材であって、図１，図３に示されているように、下面中央に開口する円形凹所４６が形成されている。また、仕切部材本体４０には、外周面に開口して全周に亘って連続的に延びる上係止溝４８と下係止溝５０が、上下に所定の距離を隔てて形成されている。

さらに、仕切部材本体４０には、上面に開口する凹溝５２が形成されている。凹溝５２は、図１，図２に示されているように、略一定の断面形状で仕切部材本体４０の外周部分を周方向に延びており、中間で折り返すことで、後述する凹所５４を避けつつ、溝長さが大きく確保されている。

さらに、仕切部材本体４０には、凹所５４が形成されている。凹所５４は、図１，図２に示されているように、周方向に延びる略円弧状の凹所であって、凹溝５２の端部と折返し部との周方向間に設けられて、仕切部材本体４０の上面に開口している。

更にまた、凹所５４の底面には、空気圧供給路５６が連通されている。空気圧供給路５６は、仕切部材本体４０に貫通形成された穴であって、他方の端部が仕切部材本体４０の外周面に設けられた第１のポート５８の先端に開口している。

蓋部材４２は、薄肉大径の略円板形状を呈する硬質の部材であって、仕切部材本体４０の上面に重ね合わされている。更に、蓋部材４２における凹所５４と対応する部分には、窓部６０が貫通形成されており、窓部６０の周縁部において厚さ方向両側に突出する調節リブ６２が設けられていると共に、凹所５４の周方向略中央に対応する部分には径方向に延びる桟部６４が形成されて、窓部６０が桟部６４によって周方向に二分されている。

また、仕切部材本体４０と蓋部材４２の間には、弾性可動板６６が配設されている。弾性可動板６６は、周方向に延びる平面形状を備えた板状のゴム弾性体であって、凹所５４の開口部および窓部６０の下側開口部を覆うように配設されている。そして、弾性可動板６６は、周縁部に形成された厚肉の保持部６８が仕切部材本体４０と蓋部材４２の間に挟持されることで、仕切部材３８に組み付けられている。

底部材４４は、略円板形状であって、本実施形態では、仕切部材本体４０の円形凹所４６の径方向内法よりも外径が小さくされており、円形凹所４６の径方向中央部分において仕切部材本体４０の下面に接着等の手段で固定されている。

このような構造とされた仕切部材３８は、上端部が第２の取付部材１８の小径筒部３０に挿入されて嵌着されると共に、第２の取付部材１８の爪部３２が上係止溝４８に挿入係止されることで、第２の取付部材１８によって固定的に支持されている。なお、例えば、仕切部材３８の上端部を第２の取付部材１８の下端部に挿入した状態で、第２の取付部材１８に八方絞り等の縮径加工を施すことにより、仕切部材３８を第２の取付部材１８に対して容易に固定することができる。

また、仕切部材３８には、可撓性膜７０が取り付けられている。可撓性膜７０は、薄肉大径のゴム膜であって、中央部分が外周部分よりも僅かに厚肉で略円板形状の中央弁部７２とされていると共に、外周部分が縦断面において上下に蛇行して充分な弛みを備えた薄肉の変形許容部７４とされている。更に、可撓性膜７０の外周端部には、環状の固定部材７６が固着されており、固定部材７６の上端部には内周側に突出する係止部７８が一体形成されている。そして、固定部材７６が仕切部材３８の下端部に外挿されて縮径によって嵌着されると共に、固定部材７６の係止部７８が仕切部材３８の下係止溝５０に挿入係止されることで、固定部材７６が仕切部材３８に固定されて、可撓性膜７０が仕切部材３８に対して下方を覆うように取り付けられている。

このように、仕切部材３８に対して本体ゴム弾性体２０の一体加硫成形品と可撓性膜７０が取り付けられることによって、本体ゴム弾性体２０と可撓性膜７０の対向面間には、外部から流体密に隔てられた流体室８０が形成されている。この流体室８０は、仕切部材３８によって上下に二分されており、仕切部材３８を挟んだ上側には、壁部の一部が本体ゴム弾性体２０で構成されて、振動入力時に内圧変動が惹起される受圧室８２が形成されていると共に、仕切部材３８を挟んだ下側には、壁部の一部が可撓性膜７０で構成されて、可撓性膜７０の変形によって容積変化が容易に許容される平衡室８４が形成されている。

さらに、受圧室８２と平衡室８４には、非圧縮性流体が封入されている。封入される非圧縮性流体は、特に限定されるものではないが、例えば、水やアルキレングリコール、ポリアルキレングリコール、シリコーン油、或いはそれらの混合液等が何れも好適に採用され得る。なお、後述する流体の流動作用に基づいた防振効果を有効に得るためには、０．１Ｐａ・ｓ以下の低粘性流体が望ましい。

また、仕切部材３８の凹溝５２は、上側の開口部が蓋部材４２で覆蓋されてトンネル状の流路となっており、その一方の端部が蓋部材４２に形成された上連通孔８６（図２参照）を通じて受圧室８２に連通されていると共に、他方の端部が仕切部材本体４０に形成された下連通孔８８（図３参照）を通じて平衡室８４に連通されている。これにより、受圧室８２と平衡室８４を相互に連通する第１のオリフィス通路９０が、凹溝５２を利用して形成されている。

さらに、第１のオリフィス通路９０の中間には、短絡流路９２が形成されており、第１のオリフィス通路９０の中間と平衡室８４が短絡流路９２によってより短い通路長で相互に連通されている。これにより、受圧室８２と平衡室８４を相互に連通する調節流路９４が、第１のオリフィス通路９０の受圧室８２側の端部と短絡流路９２を利用して形成されている。この調節流路９４は第１のオリフィス通路９０よりも高周波数にチューニングされている。なお、第１のオリフィス通路９０と調節流路９４の各チューニング周波数は、通路断面積（Ａ）と通路長（Ｌ）との比に応じて調節される。

また、仕切部材３８の径方向中央部分には、上下に貫通する円形孔が形成されている。かかる円形孔によって、受圧室８２と平衡室８４を相互に連通する第２のオリフィス通路９６が構成されている。なお、第２のオリフィス通路９６のチューニング周波数は、第１のオリフィス通路９０や調節流路９４と同様にして設定可能であり、本実施形態では第１のオリフィス通路９０よりも高周波数に設定されている。

さらに、第２のオリフィス通路９６の流体流路上には、可動膜９８が配設されている。可動膜９８は、略円板形状のゴム弾性体であって、外周端部が全周に亘って厚肉の挟持部１００とされている。この可動膜９８は、仕切部材本体４０と底部材４４の間に配設されており、挟持部１００が全周に亘って仕切部材本体４０と底部材４４の間で挟持されることにより、仕切部材３８に取り付けられている。これにより、可動膜９８は、第２のオリフィス通路９６の通路長方向に対して略直交して広がっており、上面に対して受圧室８２の液圧が及ぼされていると共に、下面に対して平衡室８４の液圧が及ぼされている。そして、可動膜９８の厚さ方向での弾性変形によって、第２のオリフィス通路９６において流体の流動が生じて、第２のオリフィス通路９６が実質的に連通されるようになっている。

また、仕切部材３８に取り付けられた弾性可動板６６は、受圧室８２の壁部の一部を構成しており、その上面には、受圧室８２の液圧が及ぼされている。なお、弾性可動板６６は、外周端部が仕切部材３８に対して流体密に挟持されており、弾性可動板６６を挟んだ上側に非圧縮性流体が封入されている一方で、弾性可動板６６の背後である下側には、作用空気室としての第１の作用空気室１０２が、凹所５４を利用して形成されている。この第１の作用空気室１０２には空気圧供給路５６が連通されており、空気圧供給路５６に接続される切替弁１０４が、制御装置１０５で制御されて、切替え作動されることにより、第１の作用空気室１０２が大気中と負圧源１０６の何れか一方に選択的に接続される。そして、第１の作用空気室１０２が大気中に接続されて大気圧が及ぼされた状態では、弾性可動板６６の弾性変形が許容される一方、第１の作用空気室１０２が負圧源１０６に接続されて負圧が及ぼされた状態では、弾性可動板６６の下面に負圧吸引力が及ぼされて、弾性可動板６６の弾性変形が制限されるようになっている。

かくの如き構造とされたマウント本体１２には、空気圧式アクチュエータ１４が取り付けられている。空気圧式アクチュエータ１４は、ハウジング１０８に出力部１１０を取り付けた構造とされている。なお、本実施形態に係るエンジンマウント１０では、液中での組立て等によって実現される非圧縮性流体の封入が、マウント本体１２の組立時に完了しており、空気圧式アクチュエータ１４のマウント本体１２への組付けを大気中で容易に行うことができる。

ハウジング１０８は、全体として有底円筒形状とされており、略円筒形状の連結筒壁部１１２と、連結筒壁部１１２の下側開口部を閉塞する底壁プレート１１４とを備えている。なお、底壁プレート１１４の径方向中央部分には、第２のポート１１６が設けられており、第２のポート１１６の中央孔が底壁プレート１１４を貫通している。

出力部１１０は、逆向きの略有底円筒形状を有するゴム弾性体で形成されており、その上底壁部には補強部材１１８が埋設状態で固着されている。補強部材１１８は、浅底の略有底円筒形状を有していると共に、その開口端部（上端部）が外周側に屈曲されることで当接フランジ１２０が一体形成されている。

このような構造とされた出力部１１０は、ハウジング１０８の底壁プレート１１４に対して上方に所定の距離を隔てて対向配置されており、連結ゴム弾性体１２２によってハウジング１０８と弾性連結されている。連結ゴム弾性体１２２は、略円板形状のゴム弾性体であって、出力部１１０の下端部から外周側に突出するように一体形成されている。また、連結ゴム弾性体１２２の外周端部には固定リング１２４が固着されており、固定リング１２４がハウジング１０８の連結筒壁部１１２に挿入されて、連結筒壁部１１２が縮径されることで、連結ゴム弾性体１２２の外周端部がハウジング１０８の下端部に固定されている。これにより、出力部１１０とハウジング１０８が連結ゴム弾性体１２２で相互に弾性連結されている。

また、出力部１１０のハウジング１０８への組付けによって、出力部１１０とハウジング１０８の底壁プレート１１４との間には、外部から密閉された第２の作用空気室１２６が形成されている。この第２の作用空気室１２６は、底壁プレート１１４の第２のポート１１６に接続された切替弁１０４を介して大気中と負圧源１０６に接続されており、制御装置１０５によって切替弁１０４が制御されることで、大気圧と負圧の何れかが選択的に及ぼされるようになっている。

第２の作用空気室１２６には、切替弁１０４によって、第１の作用空気室１０２と同時に大気圧と負圧の何れかが選択的に及ぼされるようになっている。即ち、図１にも示されているように、第１のポート５８に接続される管路と第２のポート１１６に接続される管路とが、共通の切替弁１０４に接続されており、切替弁１０４の切替作動によって選択された大気圧と負圧の何れかが一方が、第１の作用空気室１０２と第２の作用空気室１２６とに同時に及ぼされる。なお、好適には、負圧源１０６として、自動車のインテークマニホールドに生じる負圧等が利用され得る。

さらに、補強部材１１８が固着された出力部１１０の上底壁部と底壁プレート１１４との軸方向対向面間には、コイルスプリング１２８が圧縮状態で介装されており、出力部１１０が、コイルスプリング１２８の弾性によって、上向きに付勢されている。

このような空気圧式アクチュエータ１４は、図１に示されているように、マウント本体１２の下方に配置されており、連結筒壁部１１２の上端部が第２の取付部材１８の小径筒部３０に外嵌されることで、ハウジング１０８が第２の取付部材１８に固定されて支持されている。

また、空気圧式アクチュエータ１４の出力部１１０が、可撓性膜７０を挟んで平衡室８４と反対側（下側）に配設されており、可撓性膜７０の中央弁部７２に下方から当接されている。これにより、出力部１１０は、仕切部材３８の径方向中央部分に形成された第２のオリフィス通路９６および調節流路９４の平衡室８４側の各開口部に対して、可撓性膜７０を介して下方に対向配置されている。

そして、第２の作用空気室１２６に大気圧が及ぼされた状態において、出力部１１０がコイルスプリング１２８の弾性によって上向きに付勢されて、仕切部材３８の下面に可撓性膜７０を介して当接されている。これにより、図１に示されているように、第２のオリフィス通路９６と調節流路９４の平衡室８４側の各開口部が、可撓性膜７０の中央弁部７２を介して空気圧式アクチュエータ１４の出力部１１０で覆われて、それら第２のオリフィス通路９６と調節流路９４が遮断されている。

一方、第２の作用空気室１２６に負圧が及ぼされると、図４に示されているように、出力部１１０の下面に負圧吸引力が及ぼされることにより、出力部１１０がコイルスプリング１２８の弾性に抗して下方に変位して、可撓性膜７０の仕切部材３８下面への当接が解除される。これにより、第２のオリフィス通路９６と調節流路９４の平衡室８４側の各開口部が開放されて、第２のオリフィス通路９６および調節流路９４が何れも連通状態に切り替えられるようになっている。

このような構造とされたエンジンマウント１０は、第１の取付部材１６が図示しないパワーユニットに取り付けられると共に、第２の取付部材１８が図示しない車両ボデーに取り付けられることで、自動車に装着されて、パワーユニットを車両ボデーに対して防振連結するようになっている。

かくの如きエンジンマウント１０の車両への装着状態において、自動車の走行時には、図１に示されているように、第１の作用空気室１０２と第２の作用空気室１２６に対して、同時に負圧が及ぼされている。これにより、第２のオリフィス通路９６と調節流路９４が何れも遮断されていると共に、弾性可動板６６の弾性変形が第１の作用空気室１０２の容積変化によって許容されている。

そして、走行状態において問題となるエンジンシェイクに相当する低周波大振幅振動の入力に対しては、第１のオリフィス通路９０を通じて流動する流体の流動作用に基づいて、有効な防振効果（高減衰作用）が発揮される。更に、走行こもり音に相当する高周波小振幅振動の入力に対しては、弾性可動板６６の共振による積極的な弾性変形によって、有効な防振効果（低動ばね作用）が発揮される。このことからも明らかなように、第１, 第２の作用空気室１０２，１２６に大気圧が及ぼされた状態では、第１のオリフィス通路９０のチューニング周波数が、エンジンシェイクに相当する１０Ｈｚ程度の低周波数に設定されていると共に、弾性可動板６６の固有振動数が走行こもり音に相当する高周波数に設定されている。なお、窓部６０の周縁部に調節リブ６２が形成されることにより、走行こもり音に相当する周波数の振動入力時に窓部６０を通じた流体流動が効率的に生じるようにされている。

空気圧式アクチュエータ１４に大気圧が及ぼされた走行状態では、第２のオリフィス通路９６が遮断されていることから、第１のオリフィス通路９０を通じて流動する流体の量が効率的に確保される。それ故、流体の流動作用に基づく防振効果を有利に発揮させることができて、優れた防振性能を得ることができる。

なお、大振幅振動が入力される走行状態において、第２のオリフィス通路９６が空気圧式アクチュエータ１４で遮断されており、可動膜９８の弾性変形が制限されている。これにより、可動膜９８の過大な変形が回避されることから、薄肉且つ柔軟な可動膜９８を採用することが可能であって、可動膜９８において目的とするばね特性と充分な小径化が両立して実現される。

一方、自動車の停車時には、図４に示されているように、第１の作用空気室１０２と第２の作用空気室１２６に対して、同時に大気圧が及ぼされている。これにより、第２のオリフィス通路９６と調節流路９４が何れも連通されていると共に、弾性可動板６６が負圧吸引力によって拘束されて、弾性変形が制限されている。

そして、停車状態において問題となるアイドリング定格振動に相当する中周波域の振動入力に対して、第１のオリフィス通路９０および調節流路９４を通じて流体が流動することにより、流体の流動作用に基づく防振効果が発揮されるようになっている。そこにおいて、第１の作用空気室１０２に負圧が及ぼされて弾性可動板６６の弾性変形が制限されると、受圧室８２の壁ばね剛性が高くなることから、第１のオリフィス通路９０のチューニング周波数が第１の作用空気室１０２に大気圧が及ぼされた状態に比して高周波数に変化する。更に、第１のオリフィス通路９０よりも高周波数にチューニングされた調節流路９４が形成されていることによって、第１のオリフィス通路９０と調節流路９４を通じて流動する流体の共振周波数が、エンジンシェイクよりも高周波数のアイドリング定格振動に相当する周波数に設定されている。

さらに、アイドリング定格振動よりも高周波数のステアリング振動等に相当する中周波数域の振動入力時には、可動膜９８の微小変形による第２のオリフィス通路９６を通じた流体流動が生ぜしめられて、流体の流動作用に基づく防振効果が発揮される。本実施形態では、第２のオリフィス通路９６のチューニング周波数が、ステアリング振動等に相当する中周波数に設定されていると共に、可動膜９８の固有振動数が同じ周波数に設定されている。

そこにおいて、第２のオリフィス通路９６の流体流路上に可動膜９８が配設されており、流動流体を流体マスとするマス−バネ共振系が、第１のオリフィス通路９０および調節流路９４のマス−バネ共振系に対して、実質的に独立して構成される。それ故、第２のオリフィス通路９６のチューニング周波数を、第１のオリフィス通路９０および調節流路９４を通じて流動する流体の共振周波数とは異なる周波数に設定することができて、異なる周波数域の振動入力に対して有効な防振効果を発揮させることが可能となっている。なお、第１のオリフィス通路９０および調節流路９４を通じて流動する流体の共振周波数と、第２のオリフィス通路９６のチューニング周波数との差を大きく設定して、周波数の異なる２つの振動入力に対してそれぞれの防振効果が独立して発揮されるようにしても良いし、チューニング周波数の差を小さく設定して、広い周波数域に亘って連続的に防振効果が発揮されるようにしても良い。尤も、第１のオリフィス通路９０および調節流路９４を通じて流動する流体の共振周波数と、第２のオリフィス通路９６のチューニング周波数とを同じ周波数に設定して、特定周波数の振動入力に対するより優れた防振効果を得ることも可能である。

このように、本実施形態に従う構造とされたエンジンマウント１０によれば、自動車の走行時と停車時の何れにおいても、広い周波数域の振動入力乃至は複数の異なる周波数域の振動入力に対して、有効な防振効果を得ることができる。

特に、第１, 第２の作用空気室１０２，１２６に負圧が及ぼされる停車状態では、弾性可動板６６の拘束によって壁ばね剛性を変化させて、第１のオリフィス通路９０のチューニング周波数を高周波数に移行させることに加えて、第１のオリフィス通路９０よりも高周波数にチューニングされた調節流路９４を連通させることで、走行時に対する防振特性の充分な変化が得られるようになっている。それ故、走行状態と停車状態の何れにおいても、目的とする防振効果を効率的に得ることができて、優れた防振性能が実現される。

しかも、本実施形態では、調節流路９４が、第１のオリフィス通路９０の中間部分を短絡流路９２で平衡室８４に連通することで、第１のオリフィス通路９０の受圧室８２側の端部を利用して形成されている。それ故、調節流路９４をスペース効率よく形成することができて、調節流路９４の形成による仕切部材３８の大径化が回避される。

また、エンジンマウント１０では、第１, 第２のオリフィス通路９０，９６および調節流路９４が、何れも仕切部材３８に形成されていると共に、弾性可動板６６が仕切部材３８に取り付けられて、第１の作用空気室１０２が仕切部材３８の凹所５４を利用して形成されている。これにより、第１の作用空気室１０２を形成するために第２の取付部材１８の軸方向寸法を大きく確保する等の必要がなく、各流路９０，９４，９６や弾性可動板６６および第１の作用空気室１０２を仕切部材３８に対してスペース効率良く設けることで、コンパクト化が図られる。

以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、調節流路９４は必須ではなく、弾性可動板６６のばね剛性を負圧吸引力で高めることによって、第１のオリフィス通路９０のチューニング周波数を充分に変化させることができれば、調節流路９４は省略され得る。

さらに、調節流路９４は、空気圧式アクチュエータ１４によって連通と遮断が切り替えられるようになっていれば、第１のオリフィス通路９０とは独立して形成されていても良い。

また、前記実施形態における各オリフィス通路９０，９６および調節流路９４のチューニング周波数は、本発明に係る流体封入式防振装置を自動車用のエンジンマウント１０として採用した場合の一例を示すものであって、要求される防振特性に応じて適宜に変更され得る。

また、弾性可動板６６は、受圧室８２の壁部の一部を構成していれば良く必ずしも仕切部材３８に取り付けられていなくても良い。具体的には、例えば、特許３５５１６３７号等に示されているように、第２の取付部材１８に取り付けられていても良い。

また、第１, 第２のオリフィス通路９０，９６や凹所５４および窓部６０等の具体的な形状は、要求される防振特性を満たし得るように適宜に設定されるものであって、特に限定されない。

前記実施形態では、第１の作用空気室１０２と第２の作用空気室１２６が、１つの切替弁１０４を介して同じ負圧源１０６に接続されるようになっていたが、それら第１, 第２の作用空気室１０２，１２６は、大気圧と負圧の何れかが同時に及ぼされるようになっていれば、互いに異なる負圧源に接続されていても良い。更に、第１, 第２の作用空気室１０２，１２６に接続される切替弁も、必ずしも１つである必要はなく、各作用空気室１０２，１２６がそれぞれ異なる切替弁に接続されて、それら切替弁が同時に切替作動されるように制御されていても良い。

また、本発明に係る流体封入式防振装置は、エンジンマウントとしてのみ用いられるものではなく、例えば、ボデーマウントやサブフレームマウント、デフマウント等にも適用可能である。更に、本発明の適用範囲は、自動車に用いられる流体封入式防振装置に限定されず、例えば、自動二輪車や鉄道用車両、産業用車両等に用いられる流体封入式防振装置にも、本発明が好適に適用され得る。

１０：エンジンマウント（流体封入式防振装置）、１４：空気圧式アクチュエータ、１６：第１の取付部材、１８：第２の取付部材、２０：本体ゴム弾性体、３８：仕切部材、６６：弾性可動板、７０：可撓性膜、８２：受圧室、８４：平衡室、９０：第１のオリフィス通路、９２：短絡流路、９４：調節流路、９６：第２のオリフィス通路、９８：可動膜、１０２：第１の作用空気室（作用空気室）、１０４：切替弁

Claims (6)

1. 振動が入力される本体ゴム弾性体で壁部の一部が構成されて非圧縮性流体が封入された受圧室と、
   変形容易な可撓性膜で壁部の一部が構成されて非圧縮性流体が封入された平衡室と、
   前記受圧室と前記平衡室とを相互に連通する第１のオリフィス通路と、
   前記受圧室と前記平衡室とを相互に連通する第２のオリフィス通路と、
   該第２のオリフィス通路の流路上に配設されて、該第２のオリフィス通路の連通状態で前記受圧室の液圧と前記平衡室の液圧が各一方の面に及ぼされる可動膜と、
   前記第２のオリフィス通路を遮断すると共に、外部から負圧が及ぼされることによって該第２のオリフィス通路を連通するように作動される空気圧式アクチュエータと、
   前記受圧室の壁部の一部を構成するように配設されて、該受圧室の液圧が一方の面に及ぼされる弾性可動板と、
   該弾性可動板を挟んで前記受圧室と反対側に設けられて、外部から負圧が及ぼされることで該弾性可動板における該受圧室と反対側の面に負圧吸引力を及ぼす作用空気室と、
   前記空気圧式アクチュエータと前記作用空気室にそれぞれ接続されて、該空気圧式アクチュエータと該作用空気室に対して同時に負圧と大気圧の何れか一方を選択的に及ぼし得る切替弁とを、
   有することを特徴とする流体封入式防振装置。
2. 前記第１のオリフィス通路よりも高周波数にチューニングされて前記受圧室と前記平衡室を相互に連通する調節流路が形成されており、該調節流路が前記空気圧式アクチュエータで遮断されると共に、該空気圧式アクチュエータに外部から負圧が及ぼされることで該調節流路が連通されるようにした請求項１に記載の流体封入式防振装置。
3. 前記第１のオリフィス通路を通路長の中間において前記平衡室に連通させる短絡流路が形成されており、前記調節流路が該短絡流路と該第１のオリフィス通路の前記受圧室側の端部とを利用して構成されている請求項２に記載の流体封入式防振装置。
4. 前記空気圧式アクチュエータを前記平衡室を画成する前記可撓性膜の外方に配設して、該可撓性膜を該空気圧式アクチュエータで押圧して前記第２のオリフィス通路の該平衡室への開口部に押し付けることで該第２のオリフィス通路を遮断する一方、外部から及ぼされる負圧で該空気圧式アクチュエータの押圧力を解除して該第２のオリフィス通路を連通状態とするようにした請求項１〜３の何れか１項に記載の流体封入式防振装置。
5. 防振連結すべき一方の部材に取り付けられる第１の取付部材と他方の部材に取り付けられる第２の取付部材とを前記本体ゴム弾性体で弾性連結すると共に、該第２の取付部材によって支持された仕切部材を挟んだ両側に前記受圧室と前記平衡室を形成して、それら受圧室と平衡室を該仕切部材を利用して形成された前記第１のオリフィス通路と前記第２のオリフィス通路によって相互に連通し、更に該仕切部材に対して前記弾性可動板を組み付けて、該仕切部材によって該弾性可動板の背後に前記作用空気室を形成した請求項１〜４の何れか１項に記載の流体封入式防振装置。
6. 前記空気圧式アクチュエータによる前記第２のオリフィス通路の遮断状態において、前記第１のオリフィス通路のチューニング周波数が低周波数域に設定されていると共に、前記弾性可動板の固有振動数が高周波数域に設定されている一方、
   該空気圧式アクチュエータおよび前記作用空気室に外部から負圧が及ぼされた該第２のオリフィス通路の連通状態において、該第１のオリフィス通路を通じて流動する流体の共振周波数が中周波数域に設定されていると共に、該第２のオリフィス通路のチューニング周波数が中周波数域における該第１のオリフィス通路を通じて流動する流体の共振周波数とは異なる周波数に設定されている請求項１〜５の何れか１項に記載の流体封入式防振装置。

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