WO2004067994A1 - 液体封入式防振装置 - Google Patents
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- F16F2224/00—Materials; Material properties
- F16F2224/04—Fluids
- F16F2224/045—Fluids magnetorheological
Definitions
- the present invention relates to a liquid-filled type vibration damping device mainly used to support a vibration body such as an automobile engine in a vibration damping manner.
- a liquid-filled type vibration damping device is composed of a rubber first material and a second mounting material attached to a vibration generator such as an engine.
- the vibration-proof substrate is connected via a vibration-proof substrate, a diaphragm is disposed below the first mounting bracket so as to face the vibration-proof substrate, and the inner chamber between the vibration-proof substrate and the diaphragm is used as a liquid filling chamber.
- the chamber is divided by a partition into a main liquid chamber on the vibration-isolating base side and a sub-liquid chamber on the diaphragm side, and both chambers are communicated by an orifice. It is configured to perform a vibration damping function by the vibration damping effect.
- a main liquid chamber and a sub liquid chamber are provided in a partition section that separates the main liquid chamber and the sub liquid chamber.
- a second sub-liquid chamber and a second orifice communicating with the second sub-liquid chamber are provided, and the first orifice absorbs, for example, shake vibration, and the second orifice, for example, It is configured to absorb idle vibration.
- Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-2065991 discloses that a liquid-filled vibration isolator having a single orifice separates a main liquid chamber from a sub liquid chamber.
- the partitioning section is configured to be displaceable in the direction to change the volume of both liquid chambers, and MR fluid whose viscosity can be increased or decreased by adjusting the magnetic field strength by an electromagnet provided in this partitioning section is connected to the outer peripheral surface of the partitioning section and the cylinder.
- a configuration in which a sealing member is interposed between the dovetail-shaped mounting member and the inner peripheral surface is disclosed.
- the viscosity of the MR fluid is increased or decreased, thereby fixing the partition part in a fixed position or displacing the partition part. It is possible to reduce the dynamic panel constant. Under the condition where vibration in the low frequency range acts, the vibration is absorbed by the liquid flow effect between the two liquid chambers by the orifice, and under the condition where the vibration in the high frequency range acts. By adjusting the dynamic panel constant of the partition so that the bulk modulus of both liquid chambers can be changed, it is possible to exhibit an anti-vibration effect against vibration in a wide high frequency range.
- the present invention has been made in view of the above points, and it is possible to effectively absorb each vibration with a corresponding orifice with respect to vibrations in different frequency ranges such as shake vibration and idle vibration. It is an object of the present invention to provide a liquid-sealed type vibration damping device that can be used.
- a liquid-filled vibration damping device includes a first mounting member, a second mounting member, a vibration-isolating base made of a rubber material interposed between the mounting members and connecting the two mounting members, A main liquid chamber in which a part of the chamber wall is formed by the vibration-proof substrate; and a first sub-liquid in which a part of the chamber wall is formed by the diaphragm while being connected to the main liquid chamber through a first orifice And a second sub-liquid chamber connected to the main liquid chamber or the first sub-liquid chamber via a second orifice, wherein a part of the chamber wall of the second sub-liquid chamber is vibrated.
- the piston-like member and the silicon member which can be relatively displaced in a direction in which the volume of the second sub-liquid chamber is changed with the elastic deformation of the vibration-proof base,
- An MR flow path is formed between the piston-like member and the cylinder-like member, the MR flow path having a viscosity that changes according to the magnetic field strength, and hermetically holding the MR fluid in a flowable state;
- An electromagnet that can control the magnetic field strength to change the viscosity of the MR fluid by forming a magnetic path across the flow path is provided.
- the electromagnet when the electromagnet is energized, the viscosity of the MR fluid rises, and the biston-like member can be fixed at a fixed position, so that the volume of the second sub liquid chamber becomes constant. Therefore, the first orifice can be operated without operating the second orifice.
- the power to the electromagnet when the power to the electromagnet is turned off, the viscosity of the MR fluid decreases, and the piston-like member can be displaced in a direction that changes the volume of the second sub-liquid chamber. It becomes possible.
- the second sub-liquid chamber is provided adjacent to the first sub-liquid chamber via a partition, and the partition is composed of the bistone-like member and the cylinder-like member.
- the second sub liquid chamber may be connected to the main liquid chamber via the second orifice.
- the liquid flows through the second orifice between the main liquid chamber and the second sub liquid chamber due to the fluctuation of the liquid pressure in the main liquid chamber, and the piston-like member moves in the second sub liquid chamber. It is displaced in a direction to change its volume due to the fluctuation of the hydraulic pressure.
- the first sub liquid chamber is partitioned into two chambers by a second diaphragm, one of which is connected to the main liquid chamber via the first orifice, and the other of which is chambered by the diaphragm.
- a part of the wall may be formed, and the wall may be connected to the second sub-liquid chamber via the third orifice.
- the second sub-liquid chamber is provided adjacent to the main liquid chamber via a partition, and the partition is composed of the biston-like member and the cylinder-like member.
- the second sub liquid chamber may be connected to the first sub liquid chamber via the second orifice.
- the piston-like member when the power supply to the electromagnet is turned off, the piston-like member is displaced in a direction in which the volume of the second sub-liquid chamber is changed due to fluctuations in the liquid pressure in the main liquid chamber, thereby causing the first sub-liquid chamber and the second sub-liquid chamber to move. And the liquid flows through the second orifice.
- the first mounting member has a cylindrical shape
- the second mounting member is disposed on an axis of the first mounting member, and vibrates in an axial direction of the first mounting member.
- the diaphragm is attached to the first mounting member so as to face the vibration-isolating base, and the diaphragm is provided between the vibration-isolating base and the diaphragm inside the first mounting member.
- the main liquid chamber, the second sub liquid chamber, and the first sub liquid chamber can be formed in this order from the vibration-proof substrate side.
- the MR flow path communicates with the flow path portions located parallel to each other along the relative displacement direction of the piston-like member and the cylinder-like member, and the flow path portions.
- the cross section is formed in a crank shape having a flow path portion that is located along a direction orthogonal or substantially orthogonal to the relative displacement direction and that constitutes a transverse portion of the magnetic path.
- FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a liquid filled type vibration damping device according to a first embodiment of the present invention
- FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part of the vibration damping device
- FIG. 3 is a schematic diagram of the vibration isolator
- Fig. 4 is a graph showing the relationship between frequency, dynamic panel constant, and damping coefficient when power is turned on for the vibration isolator.
- Fig. 5 is a graph showing the relationship between frequency, dynamic panel constant, and damping coefficient when power is turned off for the vibration isolator.
- FIG. 6 is a schematic diagram of a liquid-filled type vibration damping device according to the second embodiment
- FIG. 7 is a schematic diagram of a liquid-filled type vibration damping device according to the third embodiment.
- FIG. 8 is a schematic diagram of a liquid-filled type vibration damping device according to a fourth embodiment
- FIG. 9 is a schematic diagram of a liquid-filled type vibration damping device according to a fifth embodiment.
- FIG. 10 is a schematic diagram of a liquid-filled type vibration damping device according to a sixth embodiment.
- a liquid-filled type vibration damping device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
- the anti-vibration device of the present embodiment is an engine mount that supports an automobile engine in an anti-vibration manner, and has a lower first mounting bracket 10 that is cylindrical and is fixed to a vehicle body side, and a shaft thereof.
- the upper second mounting bracket 12 arranged on the center and mounted on the engine side is connected via a vibration-proof base 14 made of rubber material, and vibrates in the axial direction of the first mounting bracket 10. Is added to the vibration isolator.
- the anti-vibration base 14 has a substantially frusto-conical outer shape, and the lower part of the second mounting bracket 12 is buried by vulcanization molding means on the upper axis thereof. The part is bonded and fixed to the upper inner peripheral surface of the first fitting 10 by vulcanization molding means.
- a diaphragm 16 made of a rubber film is mounted on the lower side of the first mounting bracket 10 so as to face the vibration isolating base 14.
- the diaphragm 16 is provided with a ring-shaped reinforcing member 18 on the outer peripheral portion, and is fixed to the lower end of the first mounting member 10 by the reinforcing member 18.
- a liquid enclosing chamber 20 which is hermetically sealed between the diaphragm 16 and the vibration-proof base 14, is formed, and the liquid is sealed in the liquid enclosing chamber 20.
- a first partition member 24 having an annular orifice forming member 23 forming a first orifice 22 on the outer periphery is fitted in a liquid-tight manner on the inner periphery of the first mounting member 10 in the liquid filling chamber 20.
- the liquid enclosing chamber 20 is partitioned upward and downward by the first partition member 24.
- a disk-shaped second partition member 26 that further partitions the liquid chamber above the first partition member 24 up and down, and the second partition member 26 Has an orifice forming member 29 on the lower surface side, and the second orifice 28 is formed by the orifice forming member 29.
- the main liquid chamber 3 in which a part of the chamber wall is formed by the vibration-proof base 14 between the vibration-proof base 14 and the diaphragm 16 inside the first fitting 10.
- a first sub-liquid chamber 32 which is connected to the main liquid chamber 30 via a first orifice 22 and a part of a chamber wall is formed by a diaphragm 16, a first partition member 24,
- a second sub liquid chamber 34 is provided between the second partition member 26 and connected to the main liquid chamber 30 via a second orifice 28. These are adjacent to each other via the partition members 24 and 26 in the order of the main liquid chamber 30, the second sub liquid chamber 34 and the first sub liquid chamber 32 from the vibration-proof base 14 side. Is provided.
- the first orifice 22 absorbs the shake vibration in the low frequency range of about 10 Hz, and the second vibration of the idle vibration in the higher frequency range of about 20 Hz.
- the cross-sectional area and length of each orifice are set so that they are absorbed by 2 orifices 28. Therefore, the ratio (A / L) of the cross-sectional area A to the length L is set to be larger at the second orifice 28 than at the first orifice 22. Therefore, the flow path resistance of the liquid is set at the second orifice. 28 is smaller.
- the first partition member 24 is formed by using the annular orifice forming member 23 on the outer peripheral portion as a cylindrical member, and using the inner disk-shaped partition wall portion 36 as an elastic member of the vibration isolating base 14 when vibration is applied. It is configured as a piston-like member that can be displaced in a direction in which the volume of the second sub liquid chamber 34 is changed in accordance with the deformation, that is, in a vertical direction (axial direction).
- an MR flow path 40 for hermetically holding the MR fluid 38 whose viscosity changes according to the magnetic field strength in a flowable state is provided between the orifice forming member 23 and It is formed over the entire circumference by a thin cover rubber 42 attached between the inner peripheral surface and the outer peripheral portion of the partition wall portion 36.
- the partition wall 36 which is a piston-like member, forms a magnetic path mp traversing the MR flow path 40 and can control the magnetic field strength for changing the viscosity of the MR fluid 38.
- An electromagnet 44 made of a simple annular coil, a bobbin 46 holding the electromagnet 44, and a case 50 holding the bobbin 46 so as to be vertically sandwiched by using a fastening bolt 48.
- the outer peripheral surface of the case 50 is cut out over the entire circumference, whereby the partition wall portion 36 is formed in a short cylindrical shape having a concave portion 36A extending in the circumferential direction on the outer peripheral surface.
- the orifice forming member 23, which is a cylindrical member, is made of a nonmagnetic or weak magnetic material, and its inner peripheral surface is formed of a ferromagnetic material projecting toward the inner partition wall part 36. Is provided.
- the MR flow path 40 is composed of a pair of upper and lower vertical flow paths 40 A, 4 OA and an intermediate vertical flow path located parallel to each other along the vertical relative displacement direction of the partition 36 and the orifice forming member 23. 40 B, and a pair of upper and lower vertical flow path portions 4 OA, 4 OA and an intermediate vertical flow path portion 40 B along a direction orthogonal or substantially orthogonal to the direction of relative displacement so as to communicate with each other. And a pair of upper and lower horizontal flow passage portions 40 C and 40 C which are formed in a crank shape in cross section as a whole.
- a channel 40 having a crank-shaped cross section is formed by inserting the inner peripheral end of the yoke portion 52 of the orifice forming member 23 from the outside into the concave portion 36 A of the partition wall portion 36.
- the vertical flow path portions 4 OA and 4 OA are provided on the upper and lower sides of the yoke portion 52, respectively, and an intermediate vertical flow path portion 40 B is provided along the inner peripheral end of the yoke portion 52.
- Communicating Horizontal flow passage portions 40 C, 40 C through which are provided are respectively provided along the upper and lower surfaces of the yoke portion 52.
- the electromagnet 44 is formed of a piston-shaped member partition wall portion 36 so as to form a magnetic path mp crossing a pair of upper and lower horizontal flow passage portions 40 C, 40 C of the MR flow passage 40. It is located inside the recess 36A.
- a lead wire 54 is connected to the electromagnet 44, and the lead wire 54 is connected to the control unit 56.
- the central portion of the diaphragm 16 is integrally connected to the partition wall portion 36, and the lead wire 54 is drawn out from the portion without the diaphragm 16 inside the connection portion.
- the upper and lower horizontal flow path portions 40C and 40C of the MR flow path 40 are traversed.
- the strength of the magnetic field flowing through the magnetic path mp the viscosity of the MR fluid 38 can be increased or decreased.
- the MR fluid 38 is a Bingham fluid made by dispersing ferromagnetic metal fine particles having a particle diameter of about 1 to 10 / m in a high-concentration suspension. It has a working temperature range of which the viscosity changes with the magnitude of the magnetic field strength, and is called a magneto-rheological fluid or a magneto-rheological fluid.
- FIG. 3 is a diagram schematically illustrating the configuration of the above-described vibration damping device.
- the partition 36 that is a piston-like member
- the orifice forming member 23 that is a cylinder-like member
- the MR An MR mechanism section 58 composed of a flow path 40 is provided at a partition between the first sub liquid chamber 32 and the second sub liquid chamber 34, and the second sub liquid chamber 34 has a second orifice 28. It is connected to the main liquid chamber 30 through the main liquid chamber 30.
- the vibration damping device of the present embodiment configured as described above, when the energization of the electromagnet 44 is turned on, the viscosity of the MR fluid 38 increases and the partition 36, which is a biston-shaped member, becomes difficult to be displaced. Fixed in position. On the other hand, when the energization of the electromagnet 44 is turned off, the viscosity of the MR fluid 38 decreases, and the partition 36, which is a biston-like member, is easily displaced. Can be varied.
- the partition 36 when the power is turned on during traveling, the partition 36 is fixed at a fixed position, As a result, the volume of the second auxiliary liquid chamber 34 becomes constant, so that the first orifice for shake vibration can be operated without operating the second orifice 28 for idle vibration, Shake vibration can be effectively absorbed by increasing the damping coefficient around 10 Hz with respect to vibration input from the vehicle body. Further, when the power is turned off at the time of idling, the partition 36 can be displaced in a direction in which the volume of the second sub liquid chamber is changed, so that the second orifice 28 for idle vibration is actuated. It is possible to reduce the dynamic panel constant around 20 Hz and effectively absorb idle vibration.
- FIG. 4 is a graph showing changes in the dynamic panel constant and the damping coefficient with respect to the frequency when the power to the electromagnet 44 is turned on in the vibration isolator of the first embodiment described above. 7 is a similar graph when power is turned off to the power supply. As shown in Fig. 4, when energization is on, a high damping coefficient is shown around 10 Hz, which is excellent in damping effects of shake vibration. In addition, as shown in Fig. 5, when the power is turned off, the dynamic panel constant is reduced over a wide range including the idle vibration region near 20 Hz, and the vibration damping effect of the idle vibration is excellent.
- FIG. 6 is a schematic diagram of a liquid filled type vibration damping device according to the second embodiment.
- This embodiment is different from the above-described first embodiment in that a third sub liquid chamber 62 connected to a main liquid chamber 30 and a third orifice 60 is provided.
- the third sub liquid chamber 62 has a part of the chamber wall formed by the second diaphragm 64, and the third sub liquid chamber 62 communicates with the main liquid chamber 30 due to fluctuations in the liquid pressure in the main liquid chamber 30.
- the liquid is formed to flow through the three orifices 60.
- FIG. 7 is a schematic diagram of a liquid-filled type vibration damping device according to the third embodiment.
- the first sub liquid chamber 32 is provided with the second diaphragm.
- FIG. 8 is a schematic diagram of a liquid-filled type vibration damping device according to the fourth embodiment.
- This embodiment is different from the above-described first embodiment in that the first sub liquid chamber 32 and the second sub liquid chamber 34 are formed so as to be displaced without interference from each other. . That is, in the first embodiment, since the MR mechanism 58 is provided at the partition between the first sub liquid chamber 32 and the second sub liquid chamber 34, the second mechanism is provided by the action of the MR mechanism 58. When the sub liquid chamber 34 is displaced downward, the first sub liquid chamber 32 and the diaphragm 16 are also displaced downward, but in the present embodiment, the MR mechanism 58 is connected to the second It is provided on a part of the chamber wall of the auxiliary liquid chamber 34.
- FIG. 9 is a schematic diagram of a liquid-filled type vibration damping device according to a fifth embodiment.
- the second sub liquid chamber 34 and the first sub liquid chamber 32 are connected.
- the MR mechanism 58 is provided not at the partition between the first sub liquid chamber 32 and the second sub liquid chamber 34, but at the partition between the second sub liquid chamber 3 and the main liquid chamber 30.
- This is different from the first embodiment described above.
- the power to the electromagnet is turned on, the same operation as in the first embodiment is performed.
- the power to the electromagnet is turned off, the fluid pressure fluctuation in the main liquid chamber 30 causes the piston-like member of the MR mechanism 58 to move. Is displaced in a direction in which the volume of the second sub liquid chamber 34 is changed, whereby the liquid flows through the second orifice 28 between the first sub liquid chamber 32 and the second sub liquid chamber 34.
- the vibration can be absorbed by the liquid flow effect.
- FIG. 10 is a schematic diagram of a liquid-filled type vibration damping device according to a sixth embodiment.
- the first sub liquid chamber 32 is replaced by the second diaphragm.
- the liquid chamber 32 is partitioned into two chambers by a ram 80, one of which is connected to the main liquid chamber 30 via a first orifice 22, and the other liquid chamber 32A is connected to a diaphragm 16 by a first orifice 22.
- a part of the chamber wall is formed and connected to the second auxiliary liquid chamber 34 via the second orifice 28.
- a so-called bowl is provided with a cylindrical first mounting member and a second mounting member disposed on the axis of the first mounting member, and vibration is added in the axial direction of the first mounting member.
- a vibration isolator of a shape the present invention is not limited to this.
- a shaft member, an outer cylinder member surrounding the shaft member in parallel with the shaft member, and a vibration isolating base coupling the two members are provided.
- the present invention is also applicable to a so-called cylindrical type in which vibration is added in a direction perpendicular to the axis of the shaft member.
- the first orifice and the second orifice can be switched by turning on / off the energization of the electromagnet, so that each orifice has a different frequency range.
- vibrations in different frequency ranges can be effectively absorbed by the corresponding orifices.
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Abstract
シェイク振動とアイドル振動の異なる周波数域の振動をそれぞれ対応するオリフィスで効果的に吸収するために、主液室(30)に第1オリフィス(22)を介して連結されダイヤフラム(16)にて室壁の一部が形成された第1副液室(32)と、主液室(30)に第2オリフィス(28)を介して連結された第2副液室(34)を設け、第2副液室の室壁の一部を防振基体(14)の弾性変形に伴い第2副液室の体積を可変する方向に相対変位可能なピストン状部材(36)とシリンダ状部材(23)で構成し、両者(23)(36)間に磁界強さに応じて粘度が変化するMR流体(38)を密封保持し、また磁界強さを制御可能な電磁石(44)を設ける。
Description
明 細 書 液体封入式防振装置 〔技術分野〕
本発明は、 主として自動車エンジン等の振動体を防振的に支承するのに用いら れる液体封入式防振装置に関するものである。
〔背景技術〕
一般に、 液体封入式防振装置は、 車体フレーム等の支持側に取付固定される筒 状の第 1取付金具と、 ェンジン等の振動発生体側に取り付けられる第 2取付金具 とを、 ゴム材よりなる防振基体を介して結合し、 上記第 1取付金具の下部側に防 振基体と対向してダイヤフラムを配し、 防振基体とダイャフラムとの間の内室を 液体封入室とし、 この液体封入室を仕切部により防振基体側の主液室とダイャフ ラム側の副液室とに仕切り、 両室をオリフィスにより連通せしめてなり、 オリフ イスによる両液室間の液流動効果や防振基体の制振効果により、 振動減衰機能を 果たすように構成されている。
そして、 かかる液体封入式防振装置において、 シェイク振動とアイ ドル振動等 の異なる周波数域の振動に対応させるように複数のオリフィスを設けたものが提 案されている。
例えば、 日本国特開 2 0 0 1 - 2 0 9 9 2号公報に開示された液体封入式防振 装置では、 主液室と副液室とを仕切る仕切部に、 主液室と副液室を連結する第 1 オリフィスを設けるとともに、 第 2副液室と該第 2副液室に通じる第 2オリフィ スとを設けて、 第 1オリフィスで例えばシェイク振動を吸収し、 第 2オリフィス で例えばアイ ドル振動を吸収するように構成されている。
しかしながら、 最近の自動車ではアイ ドル振動の周波数域が低周波数化の傾向 にあり、 シェイク振動の周波数域との差が小さくなつてきているため、 上記のよ うな単に複数のオリフィスを設けたものでは、 各オリフィスでそれそれの振動を
効果的に吸収するには限界がある。
—方、 日本国特開 2 0 0 2 - 2 0 6 5 9 1号公報には、 単一のオリフィスを持 つ液体封入式防振装置において、 主液室と副液室との間を区画する仕切部を両液 室の体積を可変する方向に変位可能に構成し、 この仕切部に設けた電磁石による 磁界強さの調整により粘度が増減変化可能な MR流体を仕切部の外周面とシリン ダ状の取付部材の内周面との間に密封状態に介在させたものが開示されている。 この場合、 電磁石への通電をオン/オフして磁界強さを調整することにより、 M R流体の粘度を増減変化させ、 これにより仕切部を定位置に固定したり、 仕切部 を変位させてその動パネ定数を小さくすることが可能であり、 低周波数域の振動 が作用する条件下ではオリフィスによる両液室間の液流動効果により振動を吸収 し、 高周波数域の振動が作用する条件下では仕切部の動パネ定数を調整して両液 室の体積弾性率を変更可能とすることで広い高周波数域の振動に対して防振効果 を発揮することができる。
― しかしながら、 このように仕切部の動パネ定数を可変にするというだけでは、 上記のようなシェイク振動とアイ ドル振動をそれそれ吸収する上で必ずしも十分 な振動減衰効果が得られない場合がある。
〔発明の開示〕
本発明は、 以上の点に鑑みてなされたものであり、 シェイク振動とアイ ドル振 動等の異なる周波数域の振動に対し、 各振動をそれそれ対応するオリフイスで効 果的に吸収することができる液体封入式防振装置を提供することを目的とする。 本発明の液体封入式防振装置は、 第 1取付部材と、 第 2取付部材と、 これら取 付部材の間に介設されて両取付部材を結合するゴム材よりなる防振基体と、 該防 振基体にて室壁の一部が形成された主液室と、 該主液室に第 1オリフィスを介し て連結されるとともにダイヤフラムにて室壁の一部が形成された第 1副液室と、 該主液室又は該第 1副液室に第 2オリフイスを介して連結された第 2副液室とを 備え、 前記第 2副液室の室壁の一部が、 振動付加時の前記防振基体の弾性変形に 伴い該第 2副液室の体積を可変する方向に相対変位可能なビストン状部材とシリ
ンダ状部材で構成され、 前記ピストン状部材とシリンダ状部材の間に、 磁界強さ に応じて粘度が変化する M R流体を流動可能な状態に密封保持する MR流路が形 成され、 該 M R流路を横断する磁路を形成して MR流体の粘度を変化させるため の磁界強さを制御可能な電磁石が設けられたものである。
本発明の液体封入式防振装置では、 電磁石に通電すると、 M R流体の粘度が上 昇してビストン状部材を定位置に固定することができ、 それにより第 2副液室の 体積が一定となるので、 第 2オリフィスを作用させずに第 1オリフィスを作用さ せることができる。 一方、 電磁石への通電をオフにすると、 M R流体の粘度が小 さくなつてピストン状部材が第 2副液室の体積を可変する方向に変位可能となる ため、 第 2オリフィスを作用させることが可能となる。 このように電磁石への通 電をオン/ォフすることにより第 1オリフィスと第 2オリフィスとの切り換えを 行うことができるので、 各オリフィスをそれそれ異なる周波数域の振動を吸収す るように調整しておくことにより、 異なる周波数域の振動をそれそれ対応するォ リフィスによって効果的に吸収することができる。
本発明の防振装置においては、 前記第 2副液室が仕切部を介して前記第 1副液 室に隣接して設けられ、 該仕切部が前記ビス トン状部材とシリンダ状部材で構成 され、 前記第 2副液室が前記第 2オリフィスを介して前記主液室と連結されても よい。
この場合、 電磁石への通電オフ時には、 主液室内の液圧変動により主液室と第 2副液室との間で第 2オリフィスを通じて液体が流動し、 ビストン状部材は第 2 副液室内の液圧変動によりその体積を可変する方向に変位する。
また、 この場合、 前記第 1副液室が第 2ダイヤフラムにより 2室に仕切られて、 そのうちの一方が前記第 1オリフイスを介して前記主液室に連結され、 他方が前 記ダイヤフラムにて室壁の一部が形成されるとともに第 3オリフィスを介して前 記第 2副液室に連結されてもよい。
本発明の防振装置においては、 また、 前記第 2副液室が仕切部を介して前記主 液室に隣接して設けられ、 該仕切部が前記ビストン状部材とシリンダ状部材で構
成され、 前記第 2副液室が前記第 2オリフイスを介して前記第 1副液室と連結さ れてもよい。
この場合、 電磁石への通電オフ時には、 主液室内の液圧変動によりピストン状 部材が第 2副液室の体積を可変する方向に変位し、 これにより第 1副液室と第 2 副液室との間で第 2オリフィスを通じて液体が流動する。
また、 この場合、 前記第 1副液室が第 2ダイヤフラムにより 2室に仕切られて、 そのうちの一方が前記第 1オリフイスを介して前記主液室に連結され、 他方が前 記ダイヤフラムにて室壁の一部が形成されるとともに前記第 2オリフィスを介し て前記第 2副液室に連結されてもよい。
本発明の防振装置においては、 前記第 1取付部材が筒状をなし、 前記第 2取付 部材が該第 1取付部材の軸心上に配置されて、 該第 1取付部材の軸方向に振動が 付加される防振装置であって、 前記ダイヤフラムが前記防振基体に対向させて前 記第 1取付部材に取り付けられて、 該第 1取付部材の内側における防振基体とダ ィャフラムとの間に防振基体側から順に前記主液室、 前記第 2副液室及び前記第 1副液室が形成されることができる。
また、 本発明の防振装置においては、 前記 MR流路が、 前記のピストン状部材 とシリンダ状部材の相対変位方向に沿い互いに平行に位置する流路部分とそれら 流路部分を相互に連通するように前記相対変位方向に直交又はほぼ直交する方向 に沿って位置して磁路の横断部を構成する流路部分とを有する断面クランク状に 形成されていることが好ましい。
このように M R流体の流路を断面クランク状にし、 そのクランク状流路のうち ビストン状部材の変位方向に対して概略直交する流路部分に磁路を横断させる構 成を採用したことにより、 通電に伴い磁路横断箇所に対応する流路部分の M R流 体の粘度増大によって M R流体の流れを堰き止めてピストン状部材の剛性を急速 に増大させることができる。 詳述すると、 例えば、 MR流体流路を一直線状に形 成し、 その直線状流路の一部分に磁路を横断させることにより、 通電に伴い粘度 増大する MR流体の内部摩擦力に依存して剛性の増大を図るように構成したもの
に比べて、 通電電流に対する剛性 (ばね定数) の変化率を大きくすることが可能 である。 従って、 上記したオリフィスの切り換えを少ない消費電力のもとで発揮 させてランニングコストの低減が図れるとともに、 切り換えの迅速化が図られる。
〔図面の簡単な説明〕
図 1は、 本発明の第 1の実施形態に係る液体封入式防振装置の縦断面図、 図 2は、 同防振装置の要部拡大断面図、
図 3は、 同防振装置の模式図、
図 4は、 同防振装置の通電オン時における周波数と動パネ定数及び減衰係数と の関係を示すグラフ、
図 5は、 同防振装置の通電オフ時における周波数と動パネ定数及び減衰係数と の関係を示すグラフ、
図 6は、 第 2の実施形態に係る液体封入式防振装置の模式図、
図 7は、 第 3の実施形態に係る液体封入式防振装置の模式図、
図 8は、 第 4の実施形態に係る液体封入式防振装置の模式図、
図 9は、 第 5の実施形態に係る液体封入式防振装置の模式図、
図 1 0は、 第 6の実施形態に係る液体封入式防振装置の模式図である。
〔発明を実施するための最良の形態〕
本発明の第 1の実施形態に係る液体封入式防振装置について、 図 1〜 5に基づ いて説明する。
本実施形態の防振装置は、 自動車のエンジンを防振的に支承するエンジンマウ ントであり、 筒状をなし車体側に取付固定される下側の第 1取付金具 1 0と、 そ の軸心上に配されてエンジン側に取り付けられる上側の第 2取付金具 1 2とを、 ゴム材よりなる防振基体 1 4を介して結合してなり、 第 1取付金具 1 0の軸方向 に振動が付加される防振装置である。
防振基体 1 4は、 外形が略截頭円錐形をなし、 その上部軸心上に第 2取付金具 1 2の下部が加硫成形手段により埋設されており、 防振基体 1 4の下端外周部は 第 1取付金具 1 0の上部内周面に加硫成形手段により接着固定されている。
第 1取付金具 1 0.の下部側には、 防振基体 1 4と対向するようにゴム膜よりな るダイヤフラム 1 6が装着されている。 ダイヤフラム 1 6は、 外周部にリング状 の補強金具 1 8を備えて、 この補強金具 1 8により第 1取付金具 1 0の下端に取 付固定されている。
第 1取付金具 1 0の内側には、 ダイヤフラム 1 6と防振基体 1 4との間に密閉 された液体封入室 2 0が形成されており、 この液体封入室 2 0に液体が封入され ている。 液体封入室 2 0における第 1取付金具 1 0の内周には、 外周に第 1オリ フィス 2 2を形成する円環状のォリフィス形成部材 2 3を有する第 1仕切部材 2 4が液密に嵌着されており、 液体封入室 2 0は、 この第 1仕切部材 2 4により上 下に仕切られている。 また、 第 1仕切部材 2 4の上面には、 第 1仕切部材 2 4の 上側の液室を更に上下に仕切る円盤状の第 2仕切部材 2 6が設けられており、 第 2仕切部材 2 6は下面側にオリフィス形成部材 2 9を備えて、 該ォリフィス形成 部材 2 9により第 2オリフィス 2 8が形成されている。
そして、 上記により、 第 1取付金具 1 0の内側における防振基体 1 4とダイヤ フラム 1 6との間には、 防振基体 1 4にて室壁の一部が形成された主液室 3 0と、 主液室 3 0に第 1オリフィス 2 2を介して連結させるとともにダイヤフラム 1 6 にて室壁の一部が形成された第 1副液室 3 2と、 第 1仕切部材 2 4と第 2仕切部 材 2 6との間に設けられて主液室 3 0に第 2オリフィス 2 8を介して連結された 第 2副液室 3 4とが形成されている。 これらは、 防振基体 1 4側から主液室 3 0、 第 2副液室 3 4及び第 1副液室 3 2の順にて、 仕切部材 2 4 , 2 6を介して互い に隣接して設けられている。
本実施形態では、 1 0 H z程度の低周波数域のシェイク振動については第 1ォ リフィス 2 2で吸収するように、 また、 2 0 H z程度のより高い周波数域のアイ ドル振動については第 2オリフィス 2 8で吸収するように、 各オリフィスの断面 積と長さが設定されている。 従って、 断面積 Aと長さ Lの比 (A/L ) は第 1ォ リフィス 2 2よりも第 2オリフィス 2 8の方が大きく設定されており、 そのため、 液体の流路抵抗は第 2オリフィス 2 8の方が小さくなつている。
上記第 1仕切部材 2 4は、 上記した外周部の円環状のオリフィス形成部材 2 3 をシリンダ状部材とし、 その内側の円盤状の隔壁部 3 6を振動付加時の防振基体 1 4の弾性変形に伴い第 2副液室 3 4の体積を可変する方向、 即ち上下方向 (軸 方向) に変位可能なピストン状部材として構成されている。 オリフィス形成部材 2 3と隔壁部 3 6との間には、 磁界強さによって粘度が変化する MR流体 3 8を 流動可能な状態に密閉保持する MR流路 4 0が、 オリフィス形成部材 2 3の内周 面と隔壁部 3 6の外周部との間に取着された薄肉のカバーゴム 4 2により、 全周 にわたつて形成されている。
図 2に示すように、 ピストン状部材である隔壁部 3 6は、 M R流路 4 0を横断 する磁路 m pを形成して M R流体 3 8の粘度を変化させるための磁界強さを制御 可能な円環状コイルからなる電磁石 4 4と、 電磁石 4 4を保持するボビン 4 6と、 ボビン 4 6を締結ボルト 4 8を用いて上下に挟み込むように保持するケース 5 0 とからなる。 ケース 5 0の外周面は全周にわたって切り欠かれ、 これにより、 隔 壁部 3 6は外周面に周方向に延びる凹部 3 6 Aを持つ短円柱状に形成されている。 シリンダ状部材であるオリフィス形成部材 2 3は非磁性あるいは弱磁性材質か らなり、 その内周面には内側の隔壁部 3 6に向けて突出する強磁性材質からなる 円環状のヨーク部 5 2が設けられている。
MR流路 4 0は、 隔壁部 3 6とオリフィス形成部材 2 3との上下相対変位方向 に沿って互いに平行に位置する上下一対の垂直流路部分 4 0 A, 4 O A及び中間 垂直流路部分 4 0 Bと、 それら上下一対の垂直流路部分 4 O A , 4 O A及び中間 垂直流路部分 4 0 Bをそれそれ相互に連通するように上下相対変位方向に直交又 はほぼ直交する方向に沿って位置する上下一対の水平流路部分 4 0 C, 4 0 Cと を有し、 全体として断面クランク状に形成されている。 詳細には、 隔壁部 3 6の 凹部 3 6 Aに対しその外側からオリフィス形成部材 2 3のヨーク部 5 2の内周端 を差し入れることで断面クランク状の流路 4 0が形成されており、 ヨーク部 5 2 の上下両側にそれぞれ前記垂直流路部分 4 O A , 4 O Aが設けられるとともに、 ヨーク部 5 2の内周端に沿って中間垂直流路部分 4 0 Bが設けられ、 これらを連
通する水平流路部分 4 0 C , 4 0 Cがヨーク部 5 2の上下両面に沿ってそれそれ 設けられている。
上記電磁石 4 4は、 M R流路 4 0の上下一対の水平流路部分 4 0 C , 4 0 Cを 横断するような磁路 mpを形成するように、 ピストン状部材である隔壁部 3 6の 凹部 3 6 Aの内側に配置されている。 電磁石 4 4にはリード線 5 4が接続され、 リード線 5 4は制御部 5 6に接続されている。 この実施形態では、 ダイヤフラム 1 6の中央部が隔壁部 3 6に一体に結合されており、 この結合部の内側における ダイヤフラム 1 6のない部分からリード線 5 4が引き出されている。
そして、 制御部 5 6からの信号に基づき、 電磁石 4 4への通電電流をコント口 ールすることにより、 M R流路 4 0の上下一対の水平流路部分 4 0 C, 4 0 Cを 横断する磁路 m pに流れる磁界強さを制御して MR流体 3 8の粘度を増減変化可 能に構成している。
なお、 MR流体 3 8は、 高濃度の懸濁液中に 1 ~ 1 0 / m程度の粒子径をもつ 強磁性金属微粒子を分散させてなるビンガム流体で、 一 4 0〜1 5 0 °Cの作動温 度域を有し磁界強さの大きさによって粘度が変化するものであり、 磁気粘性流体 あるいは磁気流動学的流体と呼ばれている。
図 3は、 上記した防振装置の構成を模式的に示した図であり、 この実施形態で は、 ピストン状部材である隔壁部 3 6とシリンダ状部材であるオリフィス形成部 材 2 3と MR流路 4 0とからなる M R機構部 5 8が第 1副液室 3 2と第 2副液室 3 4との仕切部に設けられ、 第 2副液室 3 4が第 2オリフィス 2 8を介して主液 室 3 0と連結されている。
以上よりなる本実施形態の防振装置では、 電磁石 4 4への通電をオンにすると、 M R流体 3 8の粘度が上昇してビストン状部材である隔壁部 3 6が変位しにく く なり定位置に固定される。 一方、 電磁石 4 4への通電をオフにすると、 M R流体 3 8の粘度が小さくなつてビストン状部材である隔壁部 3 6が変位しやすくなり、 その変位に伴って第 2副液室 3 4の体積を可変することができるようになる。 従って、 走行時に通電をオンにすると、 上記隔壁部 3 6が定位置に固定され、
それにより第 2副液室 3 4の体積が一定になることで、 アイ ドル振動用の第 2ォ リフィス 2 8を作用させずに、 シェイク振動用の第 1オリフィスを作用させるこ とができ、 車体からの振動入力に対して 1 0 H z前後での減衰係数を上げてシェ イク振動を効果的に吸収することができる。 また、 アイ ドル時に通電をオフにす ると、 上記隔壁部 3 6が第 2副液室の体積を可変する方向に変位可能となるため、 アイ ドル振動用の第 2オリフィス 2 8を作用させることができ、 2 0 H z前後の 動パネ定数を低減してアイ ドル振動を効果的に吸収することができる。
図 4は、 上記した第 1の実施形態の防振装置について、 電磁石 4 4への通電ォ ン時における周波数に対する動パネ定数及び減衰係数の変化を示すグラフであり、 図 5は、 電磁石 4 4への通電オフ時における同様のグラフである。 図 4に示すよ うに、 通電オン時には 1 0 H z付近で高い減衰係数を示しており、 シェイク振動 の減衰効果に優れている。 また、 図 5に示すように、 通電オフ時には 2 0 H z付 近のアイ ドル振動領域を含む広い範囲で動パネ定数が低下しており、 アイ ドル振 動の防振効果に優れている。
図 6は、 第 2の実施形態に係る液体封入式防振装置の模式図である。 この実施 形態では、 主液室 3 0と第 3オリフィス 6 0を介して連結された第 3副液室 6 2 を設けた点が上記した第 1の実施形態とは相違する。 第 3副液室 6 2は、 第 2の ダイヤフラム 6 4にて室壁の一部が形成されており、 主液室 3 0内の液圧変動に より主液室 3 0との間で第 3オリフィス 6 0を通じて液体が流動するように形成 されている。 この場合、 例えば、 第 3オリフィス 6 0をアイ ドル振動よりも高周 波数域 (例えば 4 0〜3 0 0 H z ) のこもり音を吸収するように設定しておけば、 アイ ドル時に電磁石への通電をオフすることで第 2オリフィス 2 8によりアイ ド ル振動を吸収することができ、 また、 走行時に電磁石への通電をオンすることで、 低周波数域のシエイク振動を第 1オリフィス 2 2により吸収するとともに、 高周 波数域のこもり音については第 3オリフィス 6 0により吸収することができる。 図 7は、 第 3の実施形態に係る液封入式防振装置の模式図である。 この実施形 態では、 上記した第 1の実施形態において、 第 1副液室 3 2が第 2のダイヤフラ
ム 7 0により 2室に仕切られて、 そのうちの一方の液室 3 2 Aが第 1オリフィス 2 2を介して主液室 3 0に連結され、 他方の液室 3 2 Bがダイヤフラム 1 6にて 室壁の一部が形成されるとともに第 3オリフィス 7 2を介して第 2副液室 3 4に 連結されている。 この場合、 第 3オリフィス 7 2での液体の流路抵抗を第 2オリ フィス 2 8での流路抵抗よりも大きく設定しておけば、 電磁石への通電オフ時、 M R機構部 5 8により第 2副液室 3 4の体積を可変させることで、 第 3オリフィ ス 7 2を作用させることなく第 2オリフィス 2 8を作用させることが可能となる。 図 8は、 第 4の実施形態に係る液封入式防振装置の模式図である。 この実施形 態では、 第 1副液室 3 2と第 2副液室 3 4とが互いに干渉されることなく変位す るように形成されている点が上記した第 1の実施形態とは異なる。 すなわち、 第 1の実施形態では、 第 1副液室 3 2と第 2副液室 3 4との仕切部に M R機構部 5 8を設けているので、 MR機構部 5 8の作用により第 2副液室 3 4が下方に変位 したときにそれに伴って第 1副液室 3 2及びダイヤフラム 1 6も下方に変位する が、 本実施形態では MR機構部 5 8を上記仕切部ではない第 2副液室 3 4の室壁 の一部に設けている。
図 9は、 第 5の実施形態に係る液封入式防振装置の模式図である。 この実施形 態では、 第 2オリフィス 2 8によって第 2副液室 3 4と主液室 3 0を連結させる のではなく、 第 2副液室 3 4と第 1副液室 3 2を連結させ、 また、 MR機構部 5 8を第 1副液室 3 2と第 2副液室 3 4との仕切部ではなく、 第 2副液室 3 と主 液室 3 0との仕切部に設けた点が、 上記した第 1の実施形態とは異なる。 この場 合、 電磁石への通電オン時には第 1の実施形態と同様に作用するが、 電磁石への 通電オフ時には、 主液室 3 0内の液圧変動により M R機構部 5 8のビストン状部 材が第 2副液室 3 4の体積を可変する方向に変位し、 これにより第 1副液室 3 2 と第 2副液室 3 4との間で第 2オリフィス 2 8を通じて液体が流動して、 その液 流動効果により振動を吸収することができる。
図 1 0は、 第 6の実施形態に係る液封入式防振装置の模式図である。 この実施 形態では、 上記した第 5の実施形態において、 第 1副液室 3 2が第 2のダイヤフ
ラム 8 0により 2室に仕切られて、 そのうちの一方の液室 3 2 Aが第 1オリフィ ス 2 2を介して主液室 3 0に連結され、 他方の液室 3 2 Bがダイヤフラム 1 6に て室壁の一部が形成されるとともに第 2オリフィス 2 8を介して第 2副液室 3 4 に連結されている。
なお、 以上の実施形態では、 筒状の第 1取付金具とその軸心上に配置された第 2取付金具とを備えて、 該第 1取付金具の軸方向に振動が付加される、 いわゆる お椀形の防振装置について説明したが、 本発明はこれに限定されることなく、 例 えば、 軸部材と、 これを軸平行に取り囲む外筒部材と、 両部材の間を結合する防 振基体とを備えて、 軸部材の軸直角方向に振動が付加される、 いわゆる円筒形夕 ィプについても適用することができる。
〔産業上の利用可能性〕
本発明の液体封入式防振装置であると、 電磁石への通電をオン/オフすること により第 1オリフィスと第 2オリフィスとの切り換えを行うことができるので、 各オリフィスをそれそれ異なる周波数域の振動を吸収するように調整しておくこ とにより、 異なる周波数域の振動をそれそれ対応するオリフィスによって効果的 に吸収することができる。
Claims
1 . 第 1取付部材と、 第 2取付部材と、 これら取付部材の間に介設さ'れて両取付 部材を結合するゴム材よりなる防振基体と、 該防振基体にて室壁の一部が形成 された主液室と、 該主液室に第 1オリフィスを介して連結されるとともにダイ ャフラムにて室壁の一部が形成された第 1副液室と、 該主液室又は該第 1副液 室に第 2オリフィスを介して連結された第 2副液室とを備え、
前記第 2副液室の室壁の一部が、 振動付加時の前記防振基体の弾性変形に伴 ぃ該第 2副液室の体積を可変する方向に相対変位可能なビストン状部材とシリ ンダ状部材で構成され、
前記ピストン状部材とシリンダ状部材の間に、 磁界強さに応じて粘度が変化 する M R流体を流動可能な状態に密封保持する M R流路が形成され、
該 MR流路を横断する磁路を形成レて MR流体の粘度を変化させるための磁 界強さを制御可能な電磁石が設けられた
ことを特徴とする液体封入式防振装置。
2 . 前記第 2副液室が仕切部を介して前記第 1副液室に隣接して設けられ、 該仕 切部が前記ピストン状部材とシリンダ状部材で構成され、 前記第 2副液室が前 記第 2オリフィスを介して前記主液室と連結されたことを特徴とする請求項 1 記載の液体封入式防振装置。
3 . 前記第 1副液室が第 2ダイヤフラムにより 2室に仕切られて、 そのうちの一 方が前記第 1オリフィスを介して前記主液室に連結され、 他方が前記ダイヤフ ラムにて室壁の一部が形成されるとともに第 3オリフィスを介して前記第 2副 液室に連結されたことを特徴とする請求項 2記載の液体封入式防振装置。
4 . 前記第 2副液室が仕切部を介して前記主液室に隣接して設けられ、 該仕切部 が前記ビストン状部材とシリンダ状部材で構成され、 前記第 2副液室が前記第 2オリフィスを介して前記第 1副液室と連結されたことを特徴とする請求項 1 記載の液体封入式防振装置。
5 . 前記第 1副液室が第 2ダイヤフラムにより 2室に仕切られて、 そのうちの一 方が前記第 1オリフイスを介して前記主液室に連結され、 他方が前記ダイヤフ ラムにて室壁の一部が形成されるとともに前記第 2オリフィスを介して前記第
' 2副液室に連結されたことを特徴とする請求項 4記載の液体封入式防振装置。
6 . 前記第 1取付部材が筒状をなし、 前記第 2取付部材が該第 1取付部材の軸心 上に配置されて、 該第 1取付部材の軸方向に振動が付加される防振装置であつ て、
前記ダイヤフラムが前記防振基体に対向させて前記第 1取付部材に取り付け られて、 該第 1取付部材の内側における防振基体とダイヤフラムとの間に防振 基体側から順に前記主液室、 前記第 2副液室及び前記第 1副液室が形成された ことを特徴とする請求項 1、 2又は 4記載の液体封入式防振装置。
7 . 前記 MR流路が、 前記のピストン状部材.とシリンダ状部材の相対変位方向に 沿い互いに平行に位置する流路部分とそれら流路部分を相互に連通するように 前記相対変位方向に直交又はほぼ直交する方向に沿って位置して磁路の横断部 を構成する流路部分とを有する断面クランク状に形成されていることを特徴と する請求項 1〜 6のいずれかに記載の液体封入式防振装置。
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