JPH10141426A - 防振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 負圧を利用して防振装置の製造コストの低減
を図る。 【解決手段】 受圧液室４６の下部側の隔壁を構成する
可動板５４が隔壁板５８と繋がり、隔壁板５８及び可動
板５４を一体的に上方に付勢するコイルスプリング７４
が、隔壁板５８の下側に形成される拡縮空気室７２内に
配置される。拡縮空気室７２は、連通管７６及びパイプ
７８を介して３ポート２位置切換弁８２に連結される。
３ポート２位置切換弁８２は、エンジンのインテークマ
ニホールド８４と連通する接続パイプ８６及び外気に連
通する外気連通パイプ８８に接続され、３ポート２位置
切換弁８２がこれらの間で切り換わる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は能動型制御により振
動を低減する防振装置に係り、特にエンジンマウント等
に好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】車両である自動車のエンジンはエンジン
マウントである防振装置によって車体へ支持されてお
り、この防振装置がエンジン振動の車体への伝達を阻止
している。そして、このような防振装置の一例として、
図２に示すような能動型制御を行うアクティブマウント
が提案されていて、この図に基づき従来の防振装置を説
明する。

【０００３】この図に示す防振装置は、弾性体２２８の
変形により内容積が変化する受圧液室２４５に、制限通
路２４７を介して副液室２４４が連通されている。さら
に、受圧液室２４５の下側に受圧液室２４５の隔壁とな
る板ばね２２４が取り付けられ、エンジンあるいは車体
にこの防振装置を取り付けるための取付部材２１２に板
ばね２２４を往復動させるアクチュエータである電磁石
２５０が取り付けられている。

【０００４】そして、この板ばね２２４を往復動させる
際に、電磁石２５０から板ばね２２４側に加えられる磁
束の磁路を形成する必要から、鉄等で形成される重い強
磁性体２３０を板ばね２２４にねじ止めによって固定し
ていた。

【０００５】従って、このような構造の防振装置におい
て、搭載されたエンジンが作動して振動が発生した場
合、弾性体２２８の変形及び液室２４４、２４５間を連
通する制限通路２４７内の液体の粘性抵抗等で振動を吸
収すると共に、電磁石２５０が発生する電磁力により板
ばね２２４を往復動させて、受圧液室２４５の液圧が上
昇しないようにし、高い周波数の振動が入力しても動ば
ね定数を上昇させずに振動を吸収している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述のような
防振装置では、板ばね２２４を往復動する為にコストの
高い電磁石２５０を用い、また、製造に際して板ばね２
２４に強磁性体２３０をねじ止めるために大きな労力を
要するので、結果として、防振装置の製造コストが上昇
する欠点を有していた。

【０００７】また、駆動力を生じさせる為、電磁石２５
０と強磁性体２３０との間のクリアランスを適正に保つ
必要があり、さらに、強磁性体２３０を板ばね２２４に
ねじ止める際に形成された取り付け孔２２６により板ば
ね２２４の強度が低下して、耐久性が低くなる虞があ
る。従って、板ばね２２４及び強磁性体２３０関係の構
造が精密で複雑となり防振装置が大型化し、結果として
防振装置の製造コストが一層上昇する欠点があった。

【０００８】本発明は上記事実を考慮し、負圧を利用し
て製造コストの低減を図った防振装置を提供することが
目的である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１による防振装置
は、振動発生部及び振動受部の一方に連結される第１の
取付部材と、振動発生部及び振動受部の他方に連結され
る第２の取付部材と、前記第１の取付部材と前記第２の
取付部材との間に設けられる弾性体と、液体が充填され
且つ前記弾性体を隔壁の一部として振動発生時に拡縮す
る受圧液室と、前記受圧液室に制限通路を介して連結さ
れる副液室と、前記受圧液室の隔壁の他の一部を変位可
能に構成する可動部材と、前記可動部材を往復動させる
加振力を負圧により生じさせるアクチュエータと、前記
可動部材を往復動させるように前記アクチュエータを駆
動する制御手段と、を備えたことを特徴とする。

【００１０】請求項２による防振装置は、請求項１の防
振装置において、前記アクチュエータが、負圧を停止し
得る切換弁及び、前記可動部材を前記受圧液室側に常時
付勢する弾性部材を有し、負圧の状態で弾性部材が変形
されつつ前記可動部材が吸引されて前記受圧液室と逆側
に移動し、負圧を停止した状態で弾性部材の付勢力によ
り前記可動部材を前記受圧液室側に戻すように移動す
る、ことを特徴とする。

【００１１】請求項１に係る防振装置の作用を以下に説
明する。防振装置の第１の取付部材または第２の取付部
材の一方が振動発生部へ連結され、他方が振動受部へ連
結される。この防振装置に振動発生部から振動が入力さ
れると、弾性体が変形して受圧液室が拡縮する。この結
果、弾性体の内部摩擦に基づく抵抗によって振動が吸収
される他、受圧液室内の液体が制限通路を介して副液室
との間を行き来して減衰力が発生し、振動受部側に振動
が伝達され難くなる。

【００１２】さらに、制限通路が目詰まり状態となるよ
うな振動が振動発生部側から入力された場合、加振力を
負圧により発生するアクチュエータが制御手段によって
制御されて駆動し、変位可能に支持されて受圧液室の隔
壁の一部を構成する可動部材がアクチュエータに負圧で
吸引されつつ往復動されて、受圧液室内の液圧の上昇を
抑える。

【００１３】この結果、振動の周波数が上がって制限通
路が目詰まり状態となっても、可動部材が往復動して受
圧液室内の液圧の上昇を抑えるので、動ばね定数が上昇
することはなく、振動を確実に吸収して振動受部に伝達
される振動を小さくすることができる。

【００１４】以上より、アクチュエータとして電磁石を
用いていないので、重い可動部材を電磁力で往復動する
必要がなく、例えば空気が通る配管を開閉するだけで、
可動部材を往復動できる。この為、製造コストが高くな
る原因の電磁石及び強磁性体を用いておらず、また防振
装置に大きな負荷が生じないので簡易な構造にでき、防
振装置の小型化が可能となり、結果として、低コストの
防振装置を提供することができる。

【００１５】請求項２に係る防振装置の作用を以下に説
明する。本請求項も請求項１と同様な構成を有している
ので同様に作用を奏する。但し、本請求項は、負圧の状
態で弾性部材が変形されつつ可動部材が吸引されて受圧
液室と逆側に移動し、切換弁により切り換えらえて、負
圧を停止した状態で弾性部材の付勢力により可動部材を
受圧液室側に戻すように移動する構成とされる。

【００１６】従って、アクチュエータが切換弁及び弾性
部材を有する簡易な構造となっているので、防振装置の
一層の低コスト化を図ることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係る防振装置の一
実施の形態を図１に示し、この図に基づき本実施の形態
を説明する。

【００１８】図１に示すように、この防振装置本体１０
には、第１の取付部材としてのカップ状をした下部取付
台１２が備えられている。この下部取付台１２の底面を
円板状の底板１２Ｂが形成し、取付ボルト１４がこの底
板１２Ｂに立設されている。底板１２Ｂの周囲には円筒
状の立壁部１２Ａが立設され、この立壁部１２Ａの上端
部に半径方向外方に延びるフランジ部１２Ｃが形成され
ている。

【００１９】本実施の形態では、この下部取付台１２が
自動車の車体１６へ載置され、前記取付ボルト１４へナ
ット１８が螺合されることによって下部取付台１２が車
体１６に固定されつつ連結されている。

【００２０】一方、下部取付台１２のフランジ部１２Ｃ
の上部にはリング状の支持金具２２が位置し、これらの
間に、一対のＯリング２４を介して、リング状であって
内周側寄りが屈曲されて形成された鋼製の連結リング５
２が挟着されている。

【００２１】この連結リング５２の内側には、円板状に
金属で形成された可動部材である可動板５４が配置され
ており、円環状に形成されて可動板５４と連結リング５
２との間を加硫接着して繋ぐゴム製の弾性支持部材５６
が、可動板５４を弾性変位可能に支持している。

【００２２】この可動板５４の下側には、中央部が一段
上部側に突出した金属製の隔壁板５８が配置されてお
り、これら可動板５４及び隔壁板５８に溶接等でそれぞ
れ接合された連結棒６０が可動板５４と隔壁板５８との
間を一体的に繋いでいる。この為、これら可動板５４及
び隔壁板５８は一体的に図１上、上下方向に往復動する
ことになる。

【００２３】この隔壁板５８の外周側と下部取付台１２
の立壁部１２Ａの内周面に嵌合された嵌合金具６２との
間には、円環状に形成されてこれらにそれぞれ加硫接着
されたゴム製の弾性膜部材６４が配置されていて、この
弾性膜部材６４が隔壁板５８を弾性変位可能に支持して
いる。

【００２４】従って、可動板５４と隔壁板５８との間の
空間には、弾性支持部材５６により可動板５４の上側の
空間との間が密閉される中間空気室６６が形成され、下
部取付台１２及び嵌合金具６２に、これらを貫通して中
間空気室６６内を大気圧とする貫通孔６８が形成されて
いる。

【００２５】また、隔壁板５８と下部取付台１２の底板
１２Ｂとの間の空間には、弾性膜部材６４により中間空
気室６６との間が密閉される拡縮空気室７２が、形成さ
れており、隔壁板５８と下部取付台１２の底板１２Ｂと
の間には、連結棒６０を介して繋がる隔壁板５８及び可
動板５４を一体的に上方に付勢する弾性部材であるコイ
ルスプリング７４が配置されている。

【００２６】さらに、拡縮空気室７２の底面である下部
取付台１２の底板１２Ｂ及び車体１６を連通するように
これらに差し込まれた連通管７６の下端側に、パイプ７
８の一端側が接続されており、このパイプ７８の他端側
が３ポート２位置切換弁８２に連結されている。従っ
て、拡縮空気室７２は、連通管７６及びパイプ７８を介
して３ポート２位置切換弁８２に連結されることにな
る。

【００２７】他方、可動板５４の外周側であって可動板
５４と同軸的な位置には、円筒状に形成された外筒金具
２６が配設されている。この外筒金具２６は、上側へ行
くにしたがって内外径が拡大された形状となっており、
外筒金具２６の内周側にゴム製で環状に形成された本体
ゴムである弾性体２８が加硫接着されている。そして、
弾性体２８の一部は外筒金具２６の内周下端近傍まで薄
肉状に延設されている。

【００２８】外筒金具２６の下端部には、半径方向外方
に延びるフランジ部２６Ａが設けられており、このフラ
ンジ部２６Ａの外周側が内側に絞られて、前記下部取付
台１２のフランジ部１２Ｃとの間で連結リング５２及び
支持金具２２をそれぞれ挟持しつつこれら外筒金具２６
と下部取付台１２とが相互に固着されている。

【００２９】一方、弾性体２８の中央にはカップ状に形
成された固着部３０が配設されている。固着部３０の上
端には外周側に拡がるフランジ部３０Ｂが形成されてお
り、円筒部３０Ａの外周面からフランジ部３０Ｂの一部
にかけて前記弾性体２８の内周側が加硫接着されてい
る。

【００３０】さらに、固着部３０の上側には、略ハット
状に形成される第２の取付部材としての空気室形成部３
２が配設されており、空気室形成部３２の下端に設けら
れたフランジ部３２Ａが固着部３０のフランジ部３０Ｂ
によりかしめられて空気室形成部３２が固着部３０に固
定されている。これら固着部３０と空気室形成部３２と
の間には、ゴム製の弾性膜であるダイヤフラム３４が配
設されており、このダイヤフラム３４の周縁部は前記固
着部３０のフランジ部３０Ｂと空気室形成部３２のフラ
ンジ部３２Ａとの間に挟持されている。

【００３１】また、空気室形成部３２とダイヤフラム３
４との間の空間は空気室３６とされており、内部は必要
に応じて外気と連通される。また、空気室形成部３２の
上側軸芯部にはエンジンの取り付け用とされる取付ボル
ト３８が立設されている。

【００３２】この空気室形成部３２には図示しないエン
ジンに取り付けられたエンジンブラケット４０が載置さ
れており、このエンジンブラケット４０を貫通した取付
ボルト３８にナット４２が螺合されることによって、空
気室形成部３２がエンジンに固定されつつ連結されてい
る。

【００３３】他方、固着部３０とダイヤフラム３４との
間の空間は副液室４４とされており、固着部３０と可動
板５４との間の空間は、弾性体２８及び可動板５４をそ
れぞれ隔壁の一部とした受圧液室４６とされている。

【００３４】また、固着部３０の内部には、下側が封止
された薄肉で円筒状の通路形成部材４８が嵌合されて固
定されている。この通路形成部材４８の下部外周側に
は、制限通路５０を構成する凹部４８Ａが形成され、こ
の制限通路５０の一端側が受圧液室４６に繋がり、他端
側が副液室４４に繋がっている。この為、制限通路５０
が受圧液室４６と副液室４４とを連通している。

【００３５】なお、これら受圧液室４６、副液室４４の
内部にはエチレングリコール等の液体が充填されてい
る。

【００３６】一方、図１に示すように、前述の３ポート
２位置切換弁８２は、図示しないエンジンのインテーク
マニホールド８４と連通する接続パイプ８６及び外気に
連通する外気連通パイプ８８に、それぞれ接続されてい
る。

【００３７】また、３ポート２位置切換弁８２はソレノ
イドを内蔵したいわゆる電磁弁となっており、車両の運
転状況及び３ポート２位置切換弁８２の切り換えのタイ
ミングを判断すると共に、１２ボルトの電圧を任意のタ
イミングで印加し得るスイッチング制御が可能な制御装
置９２に、この３ポート２位置切換弁８２が接続されて
いる。この為、３ポート２位置切換弁８２と繋がる拡縮
空気室７２内への気体の給配の切り換えが、制御装置９
２からの３ポート２位置切換弁８２への電圧の印加によ
って、制御されることになる。

【００３８】さらに、車両の運転状況を判断すると共に
３ポート２位置切換弁８２の切り換えのタイミングを判
断する為のセンサとして、車体１６の振動を検出し得る
振動センサ９４が、車体１６に取り付けられており、制
御装置９２に検出した振動の信号を送り込むように、こ
の振動センサ９４が制御装置９２に接続されている。

【００３９】以上より、振動センサ９４からの信号に基
づき制御装置９２が、３ポート２位置切換弁８２への通
電及び通電の停止の制御をし、これに伴って拡縮空気室
７２内の気圧が変動して、隔壁板５８及び可動板５４が
矢印のように、上下動することになる。

【００４０】具体的には、３ポート２位置切換弁８２へ
通電されている状態では、インテークマニホールド８４
による負圧が遮断されて、拡縮空気室７２が大気側に連
通されて拡縮空気室７２内は大気圧となる。このため、
拡縮空気室７２の隔壁となる隔壁板５８及び可動板５４
がコイルスプリング７４により一体的に押し上げられる
ことになる。

【００４１】また、３ポート２位置切換弁８２への通電
が停止されている状態では、大気側との連通が遮断され
て、拡縮空気室７２はインテークマニホールド８４と連
通し、拡縮空気室７２内はインテークマニホールド８４
によって負圧とされる。そして、拡縮空気室７２内が負
圧とされると、コイルスプリング７４の付勢力に抗して
拡縮空気室７２の体積が縮小するように、隔壁板５８及
び可動板５４が一体的に下降することになる。

【００４２】つまり、隔壁板５８、拡縮空気室７２、コ
イルスプリング７４及び３ポート２位置切換弁８２等に
より、可動板５４を往復動させる加振力を負圧により生
じさせるアクチュエータ７０が構成され、また、制御装
置９２及び振動センサ９４が制御手段を構成することと
なり、この振動センサ９４からの信号に基づき制御装置
９２が、アクチュエータ７０の駆動を制御することにな
る。

【００４３】尚ここで、制御装置９２は、１５Hzまでの
振動の帯域ではアクチュエータ７０を駆動せず、１５〜
５０Hzの振動の帯域で、入力された振動と同位相或いは
位相をずらしてアクチュエータ７０を駆動するように、
アクチュエータ７０の駆動を制御する。

【００４４】次に本実施の形態の作用を説明する。図示
しない車両のエンジンを始動すると、インテークマニホ
ールド８４内が負圧となる。

【００４５】これに伴って、エンジンの振動が防振装置
本体１０に入力されると、振動は空気室形成部３２及び
固着部３０を介して弾性体２８へ伝わり、これによって
弾性体２８が弾性変形して受圧液室４６が拡縮する。こ
の結果、弾性体２８の内部摩擦に基づく抵抗によって振
動が吸収される他、受圧液室４６内の液体が制限通路５
０を介して副液室４４との間を行き来し、液体が制限通
路５０内で共振することによって大きな減衰力が発生す
る。これにより、エンジン振動の内の特に車両が走行す
るのに伴って発生する低周波数域の振動であるシェイク
振動が吸収されて、車体１６側に振動が伝達され難くな
る。

【００４６】尚この際、例えば１５Hz未満のシェイク振
動が入力されていることを振動センサ９４が検出して、
制御装置９２によってアチュエータ７０の駆動は停止さ
れる。

【００４７】一方、車両が停止した状態などには、シェ
イク振動より振動の周波数が高くて制限通路５０が目詰
まり状態となる例えば１５〜５０Hzのアイドル振動域の
振動が入力される。この場合、振動センサ９４がこれを
検出して加振力を負圧により発生するアクチュエータ７
０が、制御装置９２によって制御されて駆動する。この
結果、受圧液室４６の隔壁の一部を構成する可動板５４
が、入力された振動と同位相或いは位相をずらしてアク
チュエータ７０により往復動されて、受圧液室４６内の
液圧の上昇を抑えることができる。

【００４８】すなわち、振動の周波数が上がって制限通
路５０の中を液体が流れなくなるような例えば１５〜５
０Hzの高い周波数の振動が入力されて、制限通路５０が
目詰まり状態となっても、防振装置本体１０がアクティ
ブ制御される結果、可動板５４がアクチュエータ７０に
負圧で断続的に吸引されて往復動し、受圧液室４６内の
液圧の上昇を抑えることになる。この為、アイドル振動
域の動ばね定数が上昇することはなく、アイドル振動域
の振動を確実に吸収して低減し、車体１６側に伝達され
る振動を小さくすることができる。

【００４９】具体的には、エンジンブラケット４０が下
降し、受圧液室４６が縮小して液圧が上昇するように弾
性体２８が変形されると、制御装置９２により３ポート
２位置切換弁８２が切り換えられて拡縮空気室７２とイ
ンテークマニホールド８４とが連通して、拡縮空気室７
２内が負圧の状態とされる。これに伴って、コイルスプ
リング７４が変形されつつ可動板５４が吸引されて受圧
液室４６と逆側の下側に移動して液圧の上昇を防止す
る。

【００５０】また、エンジンブラケット４０が上昇し、
受圧液室４６が拡大して液圧が低下するように弾性体２
８が変形されると、制御装置９２により３ポート２位置
切換弁８２が切り換えらえて、拡縮空気室７２と大気側
とが連通して、拡縮空気室７２内が負圧を停止した状態
である大気圧の状態とされる。これに伴って、コイルス
プリング７４の付勢力により可動板５４が受圧液室４６
側である上側に戻すように移動して液圧の低下を防止す
る。

【００５１】以上より、本実施の形態の防振装置本体１
０は、シェイク振動からアイドル振動までの広範囲な周
波数にわたる振動を確実に吸収することができる。

【００５２】また、本実施の形態の防振装置は、アクチ
ュエータとしてボイスコイル、電磁石等を用いていない
ので、重い可動部材を電磁力で往復動する必要がなく、
例えば空気が通る配管の途中に切換弁を配置してこれを
切り換えるだけで、可動板５４である可動部材を往復動
できる。この為、製造コストが高くなる原因の電磁石及
び強磁性体を用いておらず、また防振装置に大きな負荷
が生じないので簡易な構造にできて防振装置の小型化が
可能となり、結果として、低コストの防振装置を提供す
ることができる。

【００５３】また、アクチュエータ７０が切換弁８２及
びコイルスプリング７４を有する簡易な構造となってい
るので、防振装置の一層の低コスト化を図ることができ
る。

【００５４】なお、上記実施の形態では、アクチュエー
タを有する下部取付台１２を車体側に取り付けるような
構造としたが、この逆に下部取付台１２をエンジン側に
取り付けるような構造としてもよい。つまり、アクチュ
エータは第１の取付部材あるいは第２の取付部材のいず
れの側に位置してもよい。

【００５５】また、上記実施の形態では、可動部材であ
る可動板５４と別部材で隔壁板５８を形成したが、これ
らを同一の部材で形成しても良い。

【００５６】一方、上記実施の形態では、車体１６の振
動を検出し得る振動センサ９４で、３ポート２位置切換
弁８２の切り換えのタイミング等を判断したが、エンジ
ン回転周波数をエンジン自体から検出することにより、
車両の運転状況及び切換弁の切り換えのタイミングを判
断しても良い。

【００５７】さらに、上記実施の形態において、自動車
のエンジンの防振を目的としたが、本発明の防振装置は
例えば自動車のボディの防振を目的とすることとしても
よく、また、自動車以外の他の用途にも用いられること
はいうまでもない。一方、弾性体等の形状、寸法なども
実施の形態のものに限定されるものではない。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように本発明の防振装置に
よれば、負圧を利用して製造コストの低減が図れるとい
う優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る防振装置の断面図
である。

【図２】従来技術に係る防振装置の断面図である。

【符号の説明】

１０ 防振装置本体 １２ 下部取付台（第１の取付部材） ２８ 弾性体 ３２ 空気室形成部（第２の取付部材） ４４ 副液室 ４６ 受圧液室 ５０ 制限通路 ５４ 可動板（可動部材） ７０ アクチュエータ ７４ コイルスプリング（弾性部材） ８２ ３ポート２位置切換弁（切換弁） ９２ 制御装置（制御手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動発生部及び振動受部の一方に連結さ
   れる第１の取付部材と、 振動発生部及び振動受部の他方に連結される第２の取付
   部材と、 前記第１の取付部材と前記第２の取付部材との間に設け
   られる弾性体と、 液体が充填され且つ前記弾性体を隔壁の一部として振動
   発生時に拡縮する受圧液室と、 前記受圧液室に制限通路を介して連結される副液室と、 前記受圧液室の隔壁の他の一部を変位可能に構成する可
   動部材と、 前記可動部材を往復動させる加振力を負圧により生じさ
   せるアクチュエータと、 前記可動部材を往復動させるように前記アクチュエータ
   を駆動する制御手段と、 を備えたことを特徴とする防振装置。
2. 【請求項２】 前記アクチュエータが、負圧を停止し得
   る切換弁及び、前記可動部材を前記受圧液室側に常時付
   勢する弾性部材を有し、 負圧の状態で弾性部材が変形されつつ前記可動部材が吸
   引されて前記受圧液室と逆側に移動し、 負圧を停止した状態で弾性部材の付勢力により前記可動
   部材を前記受圧液室側に戻すように移動する、 ことを特徴とする請求項１記載の防振装置。