JP2002096645A - 液体封入式防振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アイドリング回転領域において、エンジン爆
発振動の高次成分の振動等の除去を図る。 【解決手段】 振動体に連結される第一の連結部材９
と、車体側に連結される第二の連結部材９９との間に、
インシュレータ７及びインシュレータ７に直列に形成さ
れる防振機構部１を設ける。防振機構部１は液体の封入
される主室１２と、主室１２に第一オリフィス１５を介
して連結される副室１６と、副室１６の下方部に設けら
れる空気室１８と、主室１２に第二オリフィス１２５を
介して連結される第三液室１２３と、第三液室１２３に
対して第二ダイヤフラム１１を介して区画形成される平
衡室１３と、からなる。平衡室１３に負圧または大気圧
を導入する切換手段３、当該切換手段３の作動を制御す
る制御手段５を設ける。負圧パルスをデューティ制御す
るとともに、そのデューティ比率を変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内部に封入された
流体（液体）の流動に基づいて防振効果の得られるよう
にした液体封入式防振装置に関するものであり、特に、
その防振機能をエンジン吸入負圧にて駆動される加振装
置をもって行なわせるようにするとともに、エンジンア
イドリング回転数域においてエンジン爆発振動の１次振
動とエンジンクランクシャフトの回転1次振動との複合
化された状態の振動を吸収及び遮断することのできるよ
うにした負圧導入型の液体封入式防振装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】防振装置のうち、特に、自動車用のエン
ジンマウント等にあっては、動力源であるところのエン
ジンが、アイドリング運転の状態から最大回転速度まで
の間、種々の状況下で使用されるものであるため、広い
範囲の周波数に対応できるものでなければならない。こ
のような複数の条件に対応させるために、内部に液室を
設け、更には、当該液室内の液体を特定の周波数にて加
振する加振装置を設けるようにしたものがある。そし
て、この加振装置としてエンジン吸入負圧にて駆動され
る簡単な機構からなるものが挙げられる。このような吸
入負圧駆動型の加振装置を作動させることによって、エ
ンジンアイドリング振動を初めとした各種振動の遮断を
図るようにしたものが、本出願人によって既に出願さ
れ、公知となっている（特開平１０−１８４７７５号公
報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
ものは、エンジンアイドリング振動のうち、ある特定周
波数（振動数）のものに同期させた状態で上記加振装置
を作動させることができるようになっているにすぎな
い。そして、上記加振装置をある特定の周波数（振動
数）にて作動させたとしても、実際の車室内騒音あるい
は振動等は思うようには低減化されない場合がある。な
ぜなら、例えば、対象とされるエンジンが４サイクル３
気筒エンジンであるような場合、エンジンの爆発１次振
動は、クランクシャフトの２回転中に３回、すなわち、
２４０°ごとに同じ発生力をもって生じている。従っ
て、クランクシャフトには、２４０°ごとに不釣合力が
生じていることとなり、この不釣合力に起因した回転１
次振動が上記クランクシャフトのところには生じている
こととなる。そして、これら二つの振動の複合化された
ものがエンジン本体から発生するとともに、このように
複合化された振動がエンジンマウント装置のところへと
入力されるようになっているものである。従って、仮
に、エンジン爆発振動の１次振動に同期させた状態で上
記加振装置を作動させたとしても、クランクシャフトの
回転１次振動に起因する振動成分は残ってしまうことと
なる。また、これとは逆に、クランクシャフトの回転１
次振動に同期させた状態で上記加振装置を作動させたと
しても、今度は、エンジン爆発振動の１次振動成分が残
ってしまうこととなる。このような問題点を解決するた
めに、上記加振装置への負圧導入をエンジン爆発振動に
同期させた状態で行なわせるようにするとともに、当該
負圧導入をデューティ制御方式にて制御するようにし、
更に、この場合のデューティ比率をエンジン爆発振動ご
とに変化させるようにし、これによって、上記複合化さ
れたエンジンからの振動入力を効率良く吸収及び遮断す
ることのできるようにした、負圧導入型の液体封入式防
振装置を提供しようとするのが、本発明の目的（課題）
である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては次のような手段を講ずることとし
た。すなわち、請求項１記載の発明においては、振動体
に取り付けられる第一の連結部材と、車体側のメンバに
取り付けられる第二の連結部材と、これら第一の連結部
材と第二の連結部材との間にあって上記振動体からの振
動を吸収及び遮断するインシュレータと、当該インシュ
レータの一部にてその室壁が形成されるものであって液
体の封入される主室と、当該主室に第一オリフィスを介
して連結されるとともに、第一ダイヤフラムにて、その
室壁の一部が形成される副室と、上記主室に第二オリフ
ィスを介して連結されるとともに上記主室内の液体が導
入されるように形成された第三液室と、当該第三液室に
対して第二ダイヤフラムにて区画形成されるものであっ
て、負圧及び大気圧のうち、いずれか一方のものが導入
されるように形成された平衡室と、からなるとともに、
このような構成からなる上記平衡室に、負圧または大気
圧のうちのいずれか一方のものを連続的に導入させるか
あるいは特定の周波数にて交互に導入させるように切換
作動をする切換手段を設け、更に当該切換手段の切換作
動を制御する制御手段を設けるようにした液体封入式防
振装置に関して、上記制御手段による上記切換手段の切
換作動のうちの負圧導入制御をデューティ制御方式から
なるようにするとともに、そのデューティ比率をエンジ
ン爆発振動タイミングごとに変化させるようにした構成
を採ることとした。

【０００５】このような構成を採ることにより、本発明
のものにおいては次のような作用を呈することとなる。
すなわち、上記平衡室内へ送り込まれる負圧のデューテ
ィ比率を、エンジン爆発振動ごとに変化させる（異なら
せる）ことによって、当該平衡室にて形成される加振
力、更には第二オリフィスを経由して主室内の液体に伝
播される力波（発生波）の形態を、主室内の液体に伝播
されるエンジン側からの入力振動の波形と一致させるこ
とができるようになる。その結果、複雑な波形を有する
複合波からなるエンジン振動を、本液体封入式防振装置
のところで吸収及び遮断することができるようになり、
車室内へは不快な振動音等を伝播させないようにするこ
とができるようになる。

【０００６】次に、請求項２記載の発明について説明す
る。このものも、基本的には上記請求項１記載のものと
同じである。すなわち、本発明においては、振動体に取
り付けられる第一の連結部材と、車体側のメンバに取り
付けられる第二の連結部材と、これら第一の連結部材と
第二の連結部材との間にあって上記振動体からの振動を
吸収及び遮断するインシュレータと、当該インシュレー
タの一部にてその室壁が形成されるものであって液体の
封入される主室と、当該主室に第一オリフィスを介して
連結されるとともに、第一ダイヤフラムにて、その室壁
の一部が形成される副室と、上記主室に第二オリフィス
を介して連結されるとともに上記主室内の液体が導入さ
れるように形成された第三液室と、当該第三液室に対し
て第二ダイヤフラムにて区画形成されるものであって、
負圧及び大気圧のうち、いずれか一方のものが導入され
るように形成された平衡室と、からなるとともに、この
ような構成からなる上記平衡室に、負圧または大気圧の
うちのいずれか一方のものを連続的に導入させるかある
いは特定の周波数にて交互に導入させるように切換作動
をする切換手段を設け、更には当該切換手段の切換作動
を制御する制御手段を設けるようにした液体封入式防振
装置に関して、上記制御手段による上記切換手段の切換
作動のうちの負圧導入制御をデューティ制御方式からな
るようにするとともに、エンジン爆発タイミングごとに
導入される負圧パルスを分割して当該分割された各負圧
パルスのデューティ比率をそれぞれ変化させるようにし
た構成を採ることとした。このような構成を採ることに
より、本発明のものにおいては、例えば４サイクル４気
筒エンジン搭載時において、エンジン爆発１次振動とエ
ンジン爆発２次振動との複合化された状態の振動入力が
ある場合において、上記２〜３分割された各負圧パルス
のデューティ比率を変化させることによって、上記複合
化されたエンジン振動を吸収及び遮断することができる
ようになる。すなわち、複合化された波形の入力振動を
負圧導入型の防振機構（装置）にて吸収及び遮断するこ
とができるようになる。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、図
１ないし図５を基に説明する。本実施の形態に関するも
のの、その構成は、図１に示す如く、エンジン等の振動
体側に取付けられる第一の連結部材９と、車体側に取付
けられる第二の連結部材９９と、これら第一の連結部材
９と第二の連結部材９９との間にあって上記エンジンか
らの振動を吸収及び遮断するインシュレータ７と、当該
インシュレータ７に対して直列に設けられるものであっ
て非圧縮性流体である液体の封入される主室１２と、当
該主室１２に第一オリフィス１５を介して連結されると
ともに第一ダイヤフラム１７にて室壁の一部が区画形成
される副室１６と、当該副室１６に対して上記第一ダイ
ヤフラム１７を隔てて設けられる空気室１８と、第二ダ
イヤフラム１１を介して区画形成される平衡室１３と、
からなることを基本とするものである。

【０００８】なお、このような基本構成において、上記
インシュレータ７は、防振ゴム材からなるものであり、
上記第一の連結部材９に加硫接着手段等により一体的に
結合されるようになっているものである。そして、この
ような構成からなるインシュレータ７の下方部には、当
該インシュレータ７の一部にて、その室壁が形成される
主室１２が設けられるようになっているものである。そ
して更に、このような主室１２の、その下方部等には、
負圧及び大気圧が所定のサイクルをもって交互に導入さ
れる平衡室１３が設けられるようになっている。なお、
このような構成からなる平衡室１３と上記主室１２との
間には、第二ダイヤフラム１１、第二オリフィス１２
５、及び第三液室１２３等からなる液体共振機構が設け
られるようになっている。これによって、上記平衡室１
３にもたらされた圧力変動は、上記第二ダイヤフラム１
１の振動を介して、更には第三液室１２３内の液体振動
及び第二オリフィス１２５内の液体共振を介して、主室
１２の液体へと伝播されることとなる。その結果、主室
１２内に伝播される力波（発生波）は、その波形がなめ
らかな形態に調整されるとともに、発生エネルギーも大
きな値を有するように調整されることとなる。

【０００９】このような構成からなるものにおいて、上
記切換手段３は、図１に示す如く、三方弁等からなる切
換バルブ３１と、当該切換バルブ３１を駆動するソレノ
イド３２と、からなるものである。そして、このような
構成からなる上記切換バルブ３１の大気圧導入側は大気
開放状態になっており、大気圧が自由に導入されるよう
になっているものである。また、負圧導入側は、エンジ
ン吸気系につながる負圧源（負圧タンク）等に連結され
るようになっているものである。

【００１０】次に、このような構成からなる上記切換手
段３の切換作動を制御する制御手段５は、マイクロプロ
セッサユニット（ＭＰＵ）等の演算手段を基礎に形成さ
れるマイクロコンピュータ等からなるものであり、エン
ジンからの爆発振動を検出するとともに、主にマップ制
御にて上記切換手段３の切換バルブ３１を作動させ、こ
れによって、平衡室１３内に所定量の負圧または大気圧
を交互に導入させるようにしているものである。なお、
上記切換手段３の作動制御に当っては、上記平衡室１３
への負圧の導入をデューティ制御方式にて行なわせるよ
うにしている。具体的には、図２の（Ａ）に示すような
エンジン爆発振動に対して、図２の（Ｂ）に示す如く、
各爆発振動に対応させて負圧をパルス状にて平衡室１３
内へ導入させる。これとともに、当該負圧パルスのデュ
ーティ比率を各パルスごとに変化させる（異ならせる）
ようにする。これによって、平衡室１３並びに当該平衡
室１３に連続して形成される第二オリフィス１２５を経
由して主室１２内の液体に伝播される力波（発生波）
は、図３あるいは図４に示すような波形（形態）とな
り、エンジン等振動体側から入力される複合化された形
態（波形）からなる振動を吸収及び遮断することができ
るようになる。

【００１１】次に、このような構成からなる本実施の形
態のものについての、その作動態様等について説明す
る。本実施の形態のものにおいては、エンジン等の振動
体側からの振動は、図１に示す如く、第一の連結部材９
を介してゴム材等からなるインシュレータ７へと伝播さ
れる。これに伴なって、当該インシュレータ７は振動あ
るいは変形をして、上記入力振動の大部分を吸収あるい
は遮断をする。従って、大半の振動は、このインシュレ
ータ７のところで遮断されることとなるが、一部のもの
は、当該インシュレータ７のところでは遮断されず、平
衡室１３及び第二オリフィス１２５を初めとした防振機
構部１のところで遮断されることとなる。以下に、その
作動態様等について説明する。まず、４サイクル３気筒
エンジンにおけるエンジンアイドリング振動の制振作用
について説明する。本実施の形態のものにおけるエンジ
ン爆発振動は、図２の（Ａ）に示す如く、クランクシャ
フトの２回転（７２０°）中に３回、すなわち、２４０
°ごとに同じ爆発エネルギーをもった状態で生じている
こととなる。従って、エンジンクランクシャフトの回転
角を基準としたエンジンからの振動波形は、図３または
図４に示すような複合正弦波の形態となっている。な
お、ここに、図３に示すものは、エンジン爆発１次振動
に関する発生エネルギーよりもエンジン爆発１．５次振
動に関する発生エネルギーの方が大きい場合である。ま
た、図４に示すものは、上記の場合とは逆に、エンジン
爆発１次振動に関する発生エネルギーの方がエンジン爆
発１．５次振動に関する発生エネルギーよりも大きな場
合である。また、これ以外にもエンジンの回転速度や車
両の走行状態の如何によって様々な振動形態を採る場合
がある。

【００１２】このような複合正弦波からなる振動が本防
振装置（エンジンマウント）のところに入力することと
なる。ところで、本実施の形態のものにおいては、この
とき、平衡室１３（図１参照）への負圧の導入を、エン
ジン爆発パルスに対応させるとともに、そのデューティ
比率を、図２の（Ｂ）に示す如く、エンジン爆発パルス
ごとに変化させる（異ならせる）ようにしている。その
結果、平衡室１３を形成する第二ダイヤフラム１１の作
動、更には当該第二ダイヤフラム１１に接して形成され
る第三液室１２３及び第二オリフィス１２５の液体の共
振作用により上記主室１２内の液体へ伝播される力波
（発生波）は、図３または図４に示すような複合化され
た正弦波となる。すなわち、防振機構部１にて形成され
る力波（発生波）はエンジン側から入力される振動波形
と合致するようになり、当該エンジン側から入力される
複合化された振動は効率良く吸収及び遮断されることと
なる。

【００１３】なお、上記のようなエンジン爆発振動とク
ランクシャフトの回転振動とが複合化された状態でエン
ジンマウントのところに入力される場合の外に、単に、
エンジン爆発振動に関する１次振動と２次振動とが複合
化された状態で入力される場合のもの、例えば４サイク
ル４気筒エンジンの場合についての、その制振方法につ
いて、図５を基に説明する。この場合、エンジン爆発の
周期は、図５の（Ａ）に示す如く、１８０°間隔で同じ
ように繰返されている。これに対して、上記平衡室１３
への負圧導入の態様、すなわち、導入負圧パルスを、図
５の（Ｂ）に示す如く、エンジン爆発振動に対応させた
状態で導入させるようにするとともに、１回の導入負圧
パルスを２または３分割し、更に、この分割された各導
入負圧パルスのデューティ比率を変化させるようにす
る。上記分割された各導入負圧パルスのデューティ比率
をこのように変化させることによって、平衡室１３並び
に第三液室１２３及び第二オリフィス１２５にて形成さ
れる力波（発生波）の形態（波形）は、図５の（Ｃ）に
示す如く、変形正弦波となる。これによって、エンジン
爆発振動に関する１次振動及び２次振動の吸収及び遮断
が成されることとなる。

【００１４】次に、上記アイドリング振動よりも更に低
周波数の振動であるエンジンシェークに対しては、図１
における主室１２と副室１６との間を連結する第一オリ
フィス１５内を、上記液体が流動するようにし、これに
よって、エンジンシェークの吸収及び遮断を図るように
する。すなわち、本実施の形態においては、まず、切換
手段３を作動させ、平衡室１３に負圧が連続して供給さ
れるようにする。その結果、平衡室１３は容積がゼロの
状態に保持されることとなる。従って、主室１２と副室
１６との間に形成される第一オリフィス１５内を液体が
流動するようになり、この液体の流動に伴なう粘性抵抗
によって、所定の減衰力が生ずることとなる。そして、
この減衰力（高減衰特性）によって、上記エンジンシェ
ークの減衰（抑え込み）が行なわれることとなる。

【００１５】

【発明の効果】本発明によれば、振動体に取り付けられ
る第一の連結部材と、車体側のメンバに取り付けられる
第二の連結部材と、これら第一の連結部材と第二の連結
部材との間にあって上記振動体からの振動を吸収及び遮
断するインシュレータと、当該インシュレータの一部に
てその室壁が形成されるものであって液体の封入される
主室と、当該主室に第一オリフィスを介して連結される
とともに、第一ダイヤフラムにて、その室壁の一部が形
成される副室と、上記主室に第二オリフィスを介して連
結されるとともに上記主室内の液体が導入されるように
形成された第三液室と、当該第三液室に対して第二ダイ
ヤフラムにて区画形成されるものであって、負圧及び大
気圧のうち、いずれか一方のものが導入されるように形
成された平衡室と、からなるとともに、このような構成
からなる上記平衡室に、負圧または大気圧のうちのいず
れか一方のものを連続的に導入させるかあるいは特定の
周波数にて交互に導入させるように切換作動をする切換
手段を設け、当該切換手段の切換作動を制御する制御手
段を設けるようにした液体封入式防振装置に関して、上
記制御手段による上記切換手段の切換作動のうちの負圧
導入制御をデューティ制御方式からなるようにするとと
もに、そのデューティ比率をエンジン爆発振動タイミン
グごとに変化させるようにした構成を採ることとしたの
で、平衡室及び第二オリフィスから主室内の液体に伝播
される力波（発生波）の波形を、上記主室内の液体に伝
播されるエンジン側からの入力振動の波形に一致させる
ことができるようになった。その結果、複雑な波形を有
する複合波からなるエンジン振動を、本液体封入式防振
装置のところで吸収及び遮断することができるようにな
り、車室内へは不快な振動音等を伝播させないようにす
ることができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の全体構成を示す断面図である。

【図２】本発明の一実施形態にかかるもののエンジン爆
発振動と導入負圧パルスのデューティ比率との関係を示
す図（グラフ）である。

【図３】本発明における防振機構部にて形成される発生
波（力波）についての一実施態様であって、エンジン爆
発１次振動に関する発生エネルギーよりもエンジン爆発
１．５次振動に関する発生エネルギーの方が大きな値を
示す場合の図（グラフ）である。

【図４】本発明における防振機構部にて形成される発生
波（力波）についての、その他の実施態様であって、エ
ンジン爆発１次振動に関する発生エネルギーの方がエン
ジン爆発１．５次振動に関する発生エネルギーよりも大
きな値を示す場合の図（グラフ）である。

【図５】本発明における防振機構部にて形成される発生
波（力波）と負圧パルスのデューテイ比率との関係につ
いての別の例を示す図（グラフ）である。

【符号の説明】

１ 液体封入式防振機構部（防振機構部） １１ 第二ダイヤフラム １２ 主室 １２３ 第三液室 １２５ 第二オリフィス １３ 平衡室 １５ 第一オリフィス １６ 副室 １７ 第一ダイヤフラム １８ 空気室 ３ 切換手段 ３１ 切換バルブ ３２ ソレノイド ５ 制御手段 ７ インシュレータ ９ 第一の連結部材 ９９ 第二の連結部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三吉 啓司 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１ 番地 豊田合成株式会社内 Ｆターム(参考） 3D035 CA05 3J047 AA03 CA06 CB10 CD12 FA02

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動体に取り付けられる第一の連結部材
   と、車体側のメンバに取り付けられる第二の連結部材
   と、これら第一の連結部材と第二の連結部材との間にあ
   って上記振動体からの振動を吸収及び遮断するインシュ
   レータと、当該インシュレータの一部にてその室壁が形
   成されるものであって液体の封入される主室と、当該主
   室に第一オリフィスを介して連結されるとともに、第一
   ダイヤフラムにて、その室壁の一部が形成される副室
   と、上記主室に第二オリフィスを介して連結されるとと
   もに上記主室内の液体が導入されるように形成された第
   三液室と、当該第三液室に対して第二ダイヤフラムにて
   区画形成されるものであって、負圧及び大気圧のうち、
   いずれか一方のものが導入されるように形成された平衡
   室と、からなるとともに、このような構成からなる上記
   平衡室に、負圧または大気圧のうちのいずれか一方のも
   のを連続的に導入させるか、あるいは特定の周波数にて
   交互に導入させるように切換作動をする切換手段を設
   け、更には当該切換手段の切換作動を制御する制御手段
   を設けるようにした液体封入式防振装置において、上記
   制御手段による上記切換手段の切換作動のうちの負圧導
   入制御をデューティ制御方式からなるようにするととも
   に、そのデューティ比率をエンジン爆発振動タイミング
   ごとに変化させるようにしたことを特徴とする液体封入
   式防振装置。
2. 【請求項２】 振動体に取り付けられる第一の連結部材
   と、車体側のメンバに取り付けられる第二の連結部材
   と、これら第一の連結部材と第二の連結部材との間にあ
   って上記振動体からの振動を吸収及び遮断するインシュ
   レータと、当該インシュレータの一部にてその室壁が形
   成されるものであって液体の封入される主室と、当該主
   室に第一オリフィスを介して連結されるとともに、第一
   ダイヤフラムにて、その室壁の一部が形成される副室
   と、上記主室に第二オリフィスを介して連結されるとと
   もに上記主室内の液体が導入されるように形成された第
   三液室と、当該第三液室に対して第二ダイヤフラムにて
   区画形成されるものであって、負圧及び大気圧のうち、
   いずれか一方のものが導入されるように形成された平衡
   室と、からなるとともに、このような構成からなる上記
   平衡室に、負圧または大気圧のうちのいずれか一方のも
   のを連続的に導入させるか、あるいは特定の周波数にて
   交互に導入させるように切換作動をする切換手段を設
   け、更には当該切換手段の切換作動を制御する制御手段
   を設けるようにした液体封入式防振装置において、上記
   制御手段による上記切換手段の切換作動のうちの負圧導
   入制御をデューティ制御方式からなるようにするととも
   に、エンジン爆発タイミングごとに導入される負圧パル
   スを分割して当該分割された各負圧パルスのデューティ
   比率を変化させるようにしたことを特徴とする液体封入
   式防振装置。