JP3751511B2 - 液封入防振装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は車両のエンジンマウント等に利用される液封入防振装置に関し、特に、防振特性の切換手段を有する液封入防振装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液封入防振装置は、一般に、厚肉のゴム弾性体を室壁とする主液室と、薄肉のゴム膜を室壁とする副液室とを仕切壁で区画してなる。そして、該仕切壁内に設けた絞り流路を介して両液室間を流通する液の作用により、低周波振動域、主にエンジンシェイク振動に相当する振動の減衰を図っている。ところが、上記構造の液封入防振装置では、より高周波側の振動域、例えば、アイドリング振動に対する防振効果が低いという問題があり、これを解決するために、エンジンシェイク振動より高周波側で作用する第２の絞り流路を設けることが提案されている。
【０００３】
ここで、一般に、アイドリング振動用の絞り流路は、エンジンシェイク振動用の絞り流路より、流路径が大きくあるいは流路長が短く形成してあって、液が流入しやすい。そこで、複数の絞り流路を設ける場合には、エンジンシェイク振動の入力時に、アイドリング振動用の絞り流路が作動しないようにする必要がある。このため、例えば、特開昭５９−１５１６３７号公報には、電磁コイルを用いて弁部材を駆動し、アイドリング振動用の絞り流路を運転状態に応じて開閉することにより、絞り流路を切換え、複数の振動を低減可能とした防振装置が記載されている。また、例えば、特公平７−４５８９３号公報、特公平７−１０９２２７号公報等には、電磁コイルを用いた駆動部によって可動体の位置を移動させることにより、絞り流路内を流通する液の液共振周波数を変更させたり、あるいは、複数の絞り流路の一方を選択的に開放させることによって、異なる振動領域で防振特性が得られることが記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特開昭５９−１５１６３７号公報の装置では、電磁コイルへの通電時にシャフトが仕切板内方へ移動して、先端の弁部材がアイドリング振動用の絞り流路を閉鎖し、エンジンシェイク振動用の絞り流路に液を流通させる構成となっている。しかしながら、この構成では、次に、アイドリング振動用の絞り流路を開放するために、通電停止時にシャフトを外方へ移動させるスプリング等、復帰用の機構を必要とし、構成が複雑となってコスト高となり、外形も大きくなりやすい。
【０００５】
一方、特公平７−４５８９３号公報、特公平７−１０９２２７号公報等の装置では、通電方向を切換えることによって、可動体の移動方向を変えているが、可動体を所定の位置に移動させ、かつ保持することは容易ではない。また、所定位置にある状態を維持するためには、連続通電しなければならないが、車両側の電力容量が限られるため、電力の確保が困難な場合がある。連続通電の問題は、特開昭５９−１５１６３７号公報の装置でも同様であり、弁部材が閉弁位置にある間、連続通電する必要があるため、エネルギーコストが増加する。また、連続通電により、電磁コイルが発熱する等も懸念される。
【０００６】
本発明の目的は、構成の複雑化や大型化をまねくことがなく、複数の絞り流路を切換えることができ、かつ所定の状態を維持するために、駆動部に連続通電する必要がなく、コスト低減が可能で発熱等の問題の生じない液封入防振装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１の液封入防振装置は、厚肉のゴム弾性体を室壁とする主液室と、薄肉のゴム膜を室壁とし上記主液室と仕切壁を隔てて対向する副液室を有し、これら副液室と上記主液室とを連通し内部を流通する液の作用により所定の低周波振動を低減する第１の絞り流路と、上記副液室と上記主液室とを連通し上記第１の絞り流路より高周波側で作用する第２の絞り流路とを具備する構成において、上記第２の絞り流路を開閉する弁部材と、通電により上記弁部材を開弁位置または閉弁位置に移動させる電気式駆動部とを設けている。そして、上記弁部材を磁石で構成するとともに、上記弁部材の開弁位置および閉弁位置でこれを保持固定する磁性材料よりなる保持部を設けたものである。
【０００８】
上記構成によれば、上記第２の絞り流路を上記弁部材で開閉することにより、運転状態に応じて第１または第２の絞り流路に選択的に液を流通させ、所望の振動を低減することができる。この時、上記弁部材を磁石としたので、上記駆動部に通電して、上記弁部材を所定の開弁位置から閉弁位置へ移動させると、磁石からなる上記弁部材が磁性材料よりなる上記保持部と引きつけ合い、その位置で固定される。閉弁位置から開弁位置へ移動させる際も同様である。よって、スプリング等が不要で、上記弁部材の位置を保持するために通電を継続する必要がなく、電力消費量を低減できるとともに、上記駆動部の発熱量も小さくなる。従って、構成が複雑化したり大型化したりすることがなく、異なる周波数域の振動を効果的に低減することができ、低コストで、コンパクトな防振装置を実現できる。
【０００９】
請求項２のように、具体的には、上記仕切壁を非磁性材料で構成するとともに、上記第１および第２の絞り流路を、上記仕切壁に設けることができる。上記主液室と副液室を隔てる上記仕切壁に、上記第１および第２の絞り流路を設けると、流路の形成が容易である。ただし、上記第２の絞り流路を開閉する上記弁部材が磁石からなるので、その移動に支障を与えないように、上記仕切壁の構成材は非磁性材料とする必要がある。
【００１０】
請求項３のように、上記第２の絞り流路を上記仕切壁の外周に設けるとともに、上記ゴム弾性体の外周を支持する磁性材料よりなる筒状支持部材を設けて、該支持部材および上記ゴム弾性体を貫通して上記第２の絞り流路に開口する貫通穴に、棒状とした上記弁部材を挿通配設する。上記支持部材に設けた貫通穴周縁部は上記保持部とする。そして、上記駆動部に通電して上記弁部材を駆動することにより、上記弁部材を上記第２の絞り流路内に突出させてこれを閉鎖する閉弁位置と、上記弁部材を上記支持部材側へ吸引して上記第２の絞り流路を開放する開弁位置とを切換え、上記閉弁位置および開弁位置においては、上記弁部材を上記保持部との間に作用する磁力で保持固定することができる。
【００１１】
これにより、上記弁部材の２つの位置を容易に切換えることができ、しかも、各位置においては、上記弁部材と上記保持部の間に生じる吸引力で確実に保持固定することができる。また、上記保持部は、既成部材である上記支持部材によって形成されるので、部品点数を増加する必要がなく、構成が簡易にできる。
【００１２】
請求項４のように、好ましくは、上記貫通穴に連続して上記第２の絞り流路内に延びる非磁性材料よりなるシリンダ状のガイド部材を設けるとよい。これにより、上記弁部材の移動がスムーズになされ、上記弁部材が上記第２の絞り流路内に突出する閉弁位置での保持が容易になる。
【００１３】
請求項５のように、上記ガイド部材は、具体的には、上記第２の絞り流路を横切るように配設される。この時、上記弁部材の開弁位置において、上記第２の絞り流路内を液流通を妨げないように、上記ガイド部材のシリンダ壁には、その内部空間を介して上記第２の絞り流路の上流側と下流側とを連通する連通穴を形成するとよい。
【００１４】
請求項６のように、上記駆動部には、上記弁部材の位置の切換え時にのみ瞬時通電する。本発明の構成によれば、上記弁部材の位置を保持するために上記駆動部に連続通電する必要がなく、位置の切換えのために瞬時通電すればよいので、電力容量が限られる場合でも、容易に電力を確保することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の第１の実施の形態を説明する。図１において、１は厚肉のゴム弾性体で、中空とした下半部内を主液室Ａとなしている。該ゴム弾性体１の下半部内には仕切壁２が嵌装され、さらに下端開口を閉鎖するように薄肉のゴム膜３が配設されている。上記仕切壁２とゴム膜３で囲まれる空間は副液室Ｂとなる。
【００１６】
上記ゴム弾性体１の下半部外周には、鉄等の磁性材料よりなり、筒状形状を有する支持部材としての支持金具４が接合してある。上記ゴム膜３は、厚肉とした外周部にインサート部材３１を埋設して、上記支持金具４で支持される上記ゴム弾性体１の下端開口に嵌着固定され、上記ゴム膜３外周部から径方向に突出するインサート部材３１の外周縁部が、上記支持金具４と上記ゴム弾性体１の下端縁に当接している。そして、ゴム膜３の下方からキャップ５が覆着されて、これらゴム膜３と支持金具４、ゴム弾性体１との密着を確保している。このキャップ５に図示を略す脚部を設けることによって、車両本体に固定することができる。一方、上記ゴム弾性体１は、上部に連結部材１１が埋設固定してあり、該連結部材１１によってエンジンに連結される。
【００１７】
上記仕切壁２は、ゴムや樹脂またはアルミニウム鋳物等の非磁性材料よりなる一体成形品で、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、下半部外周に絞り流路形成用のＣ字状の溝２１を有している。図２（ａ）、（ｂ）のように、上記仕切壁２の上面には、溝２１の一端に近い位置に連通する第１の開口２２が、溝２１の中間位置に連通する第２の開口２３がそれぞれ形成してある。また、図２（ｃ）のように、上記仕切壁２の下面には、溝２１の他端に連通する第３の開口２４が形成してある。この仕切壁２を図１のように組付けると、上記溝２１と、その下方のゴム膜３の外周部および側方のゴム弾性体１の下半部との間に、第１の絞り流路Ｓ１および第２の絞り流路Ｓ２が形成される。この時、第１の開口２２および第２の開口２３は主液室Ａに開口し、第３の開口２４は副液室Ｂに開口する。
【００１８】
第１の絞り流路Ｓ１と第２の絞り流路Ｓ２は、共通の溝２１を用いて形成される。すなわち、エンジンシェイク振動の低減用の第１の絞り流路Ｓ１は、第１の開口２２から溝２１内を経て第３の開口２４に至る、流路長の長い絞り流路であり、また、アイドリング振動の低減用の第２の絞り流路Ｓ２は、第２の開口２３から溝２１内を経て第３の開口２４に至る、第１の絞り流路Ｓ１より流路長が短い絞り流路となっている。
【００１９】
本実施の形態では、これら第１の絞り流路Ｓ１と第２の絞り流路Ｓ２に、運転状態に応じて選択的に液を流通させるために、第２の絞り流路Ｓ２を構成する第２の開口２３を開閉する、弁部材６を設けている（図２（ａ））。第１の絞り流路Ｓ１は、常時開放されている。図１に示すように、弁部材６は、棒状磁石よりなり、これを駆動する電磁コイルを備えた電気式駆動部としての電磁駆動部７が上記支持金具４の側面に固定されている。弁部材６は、電磁コイルの筒内から支持金具４およびゴム弾性体１の側面を貫通して第２の絞り流路Ｓ２に開口する支持穴７１内に収容されており、電磁駆動部７への通電の向きに応じて吸引力ないし反発力を生じて、水平方向に移動する。第２の絞り流路Ｓ２は、流路長が短く液が流通しやすいため、弁部材６が開弁し両絞り流路Ｓ１、Ｓ２が開放されている時には、第２の絞り流路Ｓ２に液が流通し、弁部材６が閉弁し第２の絞り流路Ｓ２が閉鎖されると、第１の絞り流路Ｓ１に液が流通する。なお、支持穴７１内周面は、アルミニウム等の非磁性材料で構成される。
【００２０】
上記支持穴７１の開口端には、アルミニウム等の非磁性材料よりなるシリンダ状のガイド部材７２が一体に設けられており、上記第２の開口２３を横切るように位置している。これにより、弁部材６が電磁コイルの発生磁場に対し反発力を生じて閉弁方向へ移動する時に、ガイド部材７２に案内されて水平方向に２３内に突出し、これを確実に閉鎖することができる。なお、ガイド部材７２内空間は、上部シリンダ壁に設けた連通穴７３によって上記主液室Ａに、下部シリンダ壁に設けた連通穴７４によって、第２の絞り流路Ｓ２に連通している。すなわち、弁部材６が支持穴７１内に収容されている開弁位置にある時には、連通穴７３、ガイド部材７２内空間、連通穴７４を介して、その上流側と下流側の流路が連通し、第２の絞り流路Ｓ２に液が流通するのを妨げないようにしている。
【００２１】
また、上記支持金具４を磁性材料で構成したので、弁部材６とその周りの支持金具４の間には吸引力が作用する。本実施の形態では、支持金具４に設けた貫通穴の内周縁部が弁部材６を保持する保持部４１として作用し、上記弁部材６が閉弁位置または開弁位置に移動した時に、両者の間に生じる磁力で上記弁部材を保持固定し、その状態を維持する。
【００２２】
上記構成において、図３（左側の図）のように、上記弁部材６が支持穴７１内に収容され上記第２の絞り流路Ｓ２が開放されている開弁位置から、図３（右側の図）に示すに、電磁コイルと弁部材６の間に反発力が作用するように、電磁駆動部７に通電すると、上記弁部材６が第２の開口２３内に突出し、上記第２の絞り流路Ｓ２を閉鎖する。上記弁部材６は磁石であるので、この閉弁位置に移動すると直ちに、磁性材料よりなる上記保持部４１とこれに対向する上記弁部材６の一端側とが引きつけ合い、この位置で固定される。これにより、第１の絞り流路Ｓ１に液を流入させてエンジンシェイク振動を効果的に低減することができる。
【００２３】
図３（左側の図）に示す閉弁位置から、図３（右側の図）の開弁位置に切換る場合も同様であり、電磁コイルと弁部材６の間に吸引力が作用するように、電磁駆動部７に通電すると、上記弁部材６が支持穴７１内に収容され上記第２の絞り流路Ｓ２が開放される。同時に、上記保持部とこれに対向する上記弁部材６の他端側とが引きつけ合い、この位置で固定される。これにより、第２の絞り流路Ｓ２に液を流入させてアイドリング振動を効果的に低減することができる。なお、図３では簡便のため、ガイド部材７２の図示を略している。
【００２４】
図４は上記構成の防振装置の周波数特性図で、エンジンシェイク振動に対応する約１０数Ｈｚ付近において、上記第１の絞り流路Ｓ１を流通する液の作用により高い減衰係数が得られるとともに、上記第２の絞り流路Ｓ２を流通する液の作用により、アイドリング振動に対応する約２０Ｈｚ付近の動バネ定数が低くなり、振動低減効果が得られることがわかる。上記第１の絞り流路Ｓ１のみでは、アイドリング振動に対応する約２０Ｈｚ付近の動バネ定数が高くなる不具合があるが、上記第２の絞り流路Ｓ２を運転状態に応じて開閉することで、複数の振動を効果的に低減することができる。
【００２５】
このように、本実施の形態の構成では、電磁駆動部７への通電の向きを切換ることにより、電磁コイルと弁部材６の間に吸引力または反発力を作用させて開弁位置と閉弁位置とを切換え、第２の絞り流路Ｓ２を容易に開閉することができる。これにより、復帰用スプリング等の機構が不要になるので、構成の複雑化や大型化が回避できる。しかも、電磁駆動部７への通電は瞬時でよく、一旦移動した弁部材６は保持部４１との間に作用する磁力で保持固定される。つまり、弁部材６の位置を維持するために、電磁駆動部７へ連続通電する必要がないので、電力消費量を大幅に低減することができる。また、この保持部４１は、既成部材である支持金具４を利用して形成されるので、部品点数の増加や構成の大きな変更の必要もない。よって、シンプルな構造で低コストな実用性の高い防振装置を実現できる。
【００２６】
なお、上記実施の形態では、第１の絞り流路Ｓ１と第２の絞り流路Ｓ２を共通の溝２１を用いて形成したが、これらを独立に設ける構成とすることももちろんできる。また、これら絞り流路Ｓ１、Ｓ２によって低減する振動の周波数は、上記上記実施の形態で例示したものに限定されず、絞り流路の流路径、流路長を調整することで、所望の振動を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液封入防振装置の全体断面図である。
【図２】（ａ）は仕切壁の斜視図、（ｂ）はその上方視図、（ｃ）はその下方視図である。
【図３】本発明の作用を説明するための模式的な図である。
【図４】本発明の液封入防振装置の周波数特性を示す図である。
【符号の説明】
１ ゴム弾性体
２ 仕切壁
２１ 溝
２２ 第１の開口
２３ 第２の開口
２３ 第３の開口
３ ゴム膜
４ 支持金具（支持部材）
４１ 保持部
５ キャップ
６ 弁部材
７ 電磁駆動部（電気式駆動部）
７１ 支持穴
７２ ガイド部材
７３、７４ 連通穴
Ａ 主液室
Ｂ 副液室
Ｓ１ 第１の絞り流路
Ｓ２ 第２の絞り流路

Claims (6)

1. 厚肉のゴム弾性体を室壁とする主液室と、薄肉のゴム膜を室壁とし上記主液室と仕切壁を隔てて対向する副液室と、この副液室と上記主液室とを連通し内部を流通する液の作用により所定の低周波振動を低減する第１の絞り流路と、上記副液室と上記主液室とを連通し上記第１の絞り流路より高周波側で作用する第２の絞り流路とを具備する液封入防振装置において、上記第２の絞り流路を開閉する弁部材と、通電により上記弁部材を開弁位置または閉弁位置に移動させる電気式駆動部とを設け、上記弁部材を磁石で構成するとともに、上記弁部材の開弁位置および閉弁位置でこれを保持固定する磁性材料よりなる保持部を設けたことを特徴とする液封入防振装置。
2. 上記仕切壁を非磁性材料で構成するとともに、上記第１および第２の絞り流路を上記仕切壁に設けた請求項１記載の液封入防振装置。
3. 上記第２の絞り流路を上記仕切壁の外周に設けるとともに、上記ゴム弾性体の外周を支持する磁性材料よりなる筒状支持部材を設けて、該支持部材および上記ゴム弾性体を貫通して上記第２の絞り流路に開口する貫通穴に、棒状とした上記弁部材を挿通配設し、上記駆動部に通電して上記弁部材を駆動することにより、上記弁部材を上記第２の絞り流路内に突出させてこれを閉鎖する閉弁位置と、上記弁部材を上記支持部材側へ吸引して上記第２の絞り流路を開放する開弁位置とを切換え、かつ上記支持部材に設けた貫通穴周縁部を上記保持部となして、上記閉弁位置および開弁位置において、上記弁部材を上記保持部との間に作用する磁力で保持固定する請求項２記載の液封入防振装置。
4. 上記貫通穴に連続して上記第２の絞り流路内に延びる非磁性材料よりなるシリンダ状のガイド部材を設けた請求項３記載の液封入防振装置。
5. 上記ガイド部材を上記第２の絞り流路を横切るように配設するとともに、そのシリンダ壁には、上記弁部材が開弁位置にある時に、上記ガイド部材内空間を介して上記第２の絞り流路の上流側と下流側とを連通させる連通穴を形成した請求項４記載の液封入防振装置。
6. 上記駆動部に、上記弁部材の位置の切換え時にのみ瞬時通電する請求項１ないし５のいずれか記載の液封入防振装置。

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