JP2002257185A - 防振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 効率的に防振可能となる振動の周波数域を広
げることができ、しかも防振装置の構造を簡単にする。 【解決手段】 エンジン又は車体１２からの振動が防振
装置１０に入力すると、この振動はゴム弾性体２６へ伝
わりゴム弾性体２６が弾性変形する。これにより、液室
４６の内容積が変化して液室４６内の流体には圧力変化
が生じ、隔壁部材３８及び可動子５６が軸方向に沿って
振動する。このとき、ローパスフィルタ７２は、防振装
置１０へ１０Ｈｚ以下の低周波数の振動（低周波振動）
が入力する場合には、一対の入出力端子７６，７８間を
短絡状態とし、リニアアクチュエータ５０により減衰力
を発生させる。また防振装置１０へ１０Ｈｚよりも高周
波数の振動（高周波振動）が入力する場合には、一対の
入出力端子７６，７８間を絶縁状態とし、リニアアクチ
ュエータ５０からの減衰力発生を停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、自動車、
一般産業用機械等に適用され、エンジン等の振動発生部
からフレーム等の振動受部へ伝達される振動を減衰させ
る防振装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車には、エンジンと車体との間に防
振装置としての防振マウント（エンジンマウント）が配
置されている。このようなエンジンマウントは、エンジ
ンからの振動発生時に、ゴム弾性体によりエンジンから
車体側へ伝達される振動を遮断することで、自動車の乗
り心地を良好とし、また路面からの突上げ等によりエン
ジンに起振力が入力し、エンジンが固有周波数で自由振
動する際に、ゴム弾性体の内部抵抗等により振動エネル
ギを吸収し、エンジンの振動（一般的に、１０Ｈｚ程度
の低周波振動）を早期に収束させることで、エンジンの
自由振動による操縦安定性の低下を防止している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなエンジン
マウントとしては、例えば、エンジン及び車体にそれぞ
れ第１取付部材及び第２取付部材と、これら第１取付部
材と第２取付部材との間に配置されたゴム弾性体とを備
えたソリッド型のものがある。このソリッド型のエンジ
ンマウントでは、振動の遮断性能を良好にするためには
可能な限り柔らかいゴム弾性体を用いることが要求され
るが、振動の減衰性能を大きくするとゴム弾性体が硬く
なって高周波振動に対する防振能力が低下する。

【０００４】またエンジンマウントには、第１取付部材
と第２取付部材との間に配置されたゴム弾性体の変形に
従って拡縮する主液室と、この主液室に制限通路（オリ
フィス）により接続された副液室とを備えた液体封入型
のエンジンマウントがある。この液体封入型のエンジン
マウントでは、特定の周波数（共振周波数）の振動入力
時にはオリフィスを通過する液体により液柱共振が生じ
て大きな減衰力を発生できるが、共振周波数以外の周波
数の振動入力時には、ゴム弾性体に作用する液圧により
動ばね定数が高くなり、防振能力が却って低下する。

【０００５】従って、ソリッド型のエンジンマウントで
も液体封入式のエンジンマウントでも、特定の狭い周波
数域の振動しか効率良く防振できず、この特定の周波数
域の乗り心地や操縦安定を良くするためには減衰を大き
くすると、その周波数より高い領域での防振性能を犠牲
にしなければならないという問題がある。

【０００６】本発明の目的は、上記事実を考慮して、効
率的に防振可能となる振動の周波数域を広げることがで
き、防振性能を犠牲にすることなく特定の周波数での減
衰力を大きくすることができ、しかも構造が簡単な防振
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】本発明の防振装置によれ
ば、誘電電動型のリニアアクチュエータの本体部を振動
発生部及び振動受部の一方に連結すると共に、このリニ
アアクチュエータの可動子を振動発生部及び振動受部の
他方に連結し、さらに弾性体のばね特性に応じてリニア
アクチュエータのコイル部から出力される交流信号に対
する通過帯と非通過帯との境界値が設定されたローパス
フィルタをリニアアクチュエータのコイル部に接続した
ことにより、振動発生時には、リニアアクチュエータの
可動子が振動発生部における振動に追従するように本体
部に対して相対変位するので、リニアアクチュエータの
コイル部からは振動発生部における振動の周波数に対応
する周期で極性が変化する電流信号がローパスフィルタ
へ出力される。

【０００８】このとき、リニアアクチュエータのコイル
部から出力される電流信号の周期がローパスフィルタに
予め設定されている境界値よりも小さい場合には、ロー
パスフィルタによりコイル部の端子間が実質的に短絡さ
れ、またリニアアクチュエータのコイル部から出力され
る電流信号の周期がローパスフィルタに予め設定されて
いる境界値以上の場合には、ローパスフィルタによりコ
イル部の端子間が実質的に絶縁される。

【０００９】この結果、振動発生部における振動の周波
数がローパスフィルタの境界値に対応する周波数よりも
低い場合、すなわち振動発生部における振動が低周波振
動である場合には、リニアアクチュエータのコイル部の
端子間が短絡された状態に保たれるので、リニアアクチ
ュエータから振動発生部へは自己誘導起電力に対応する
抵抗が振動の振幅方向に沿って作用する。このリニアア
クチュエータからの抵抗は振動発生部における振動に対
する減衰力として作用することから、弾性体として十分
柔らかいものを用いて弾性体自体の減衰力が小さい場合
でも、振動発生部における高周波振動をリニアアクチュ
エータからの減衰力により効率的に減衰できる。一方、
振動発生部における振動の周波数がローパスフィルタの
境界値に対応する周波数以上の場合、すなわち振動発生
部における振動が高周波振動である場合には、リニアア
クチュエータのコイル部の端子間が絶縁した状態に保た
れ、リニアアクチュエータから振動発生部へは自己誘導
起電力による力が作用しなくなるので、弾性体を高周波
振動に対応させて十分柔らかいものを用いれば、この弾
性体により振動発生部から振動受部への高周波振動の伝
達を効率的に遮断できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態に係る防
振装置について図面を参照して説明する。

【００１１】（実施形態の構成）図１には本発明の実施
形態に係る防振装置１０が示されている。この防振装置
１０は自動車におけるエンジンを車体上へ支持するエン
ジンマウントとして適用されるものである。なお、図中
符号Ｓは装置の中心線である軸心を示し、この軸心に沿
った方向を装置の軸方向として以下の説明を行う。

【００１２】防振装置１０は、自動車における車体１２
の取付部材として有底円筒状の取付金具１４を有してい
る。取付金具１４の上端部には、径方向外側へ延出する
フランジ部１６が形成されている。また取付金具１４に
は、その底面から軸心Ｓに沿って下方へ突出するように
ボルト１８が溶接等により固定されている。

【００１３】取付金具１４の上方には略円筒状の外筒金
具２０が配置されている。外筒金具２０の下端部には、
径方向外側へ延出するかしめ部２２が形成されており、
このかしめ部２２はフランジ部１６上に載置されてい
る。外筒金具２０は、かしめ部２２がフランジ部１６を
挟持するようにかしめられて、その下端部が取付金具１
４の上端部へ同軸的に連結固定される。

【００１４】外筒金具２０の上部側には、外周側へテー
パ状に拡がる拡径部２４が形成されている。この拡径部
２４の内周面には、上方へ向かって外径が縮小する略円
錐台状のゴム弾性体２６の下端部が加硫接着されてい
る。ゴム弾性体２６は上端側が外筒金具２０から上方へ
突出している。またゴム弾性体２６の底面中央部には円
形の凹部２８が形成され、ゴム弾性体２６の軸方向に沿
った断面形状を下方へ向かって開いた略Ｖ字状としてい
る。またゴム弾性体２６の頂面には、エンジン７４（図
２参照）への取付部材として円板状の頂板金具３０が加
硫接着されている。頂板金具３０の上面にはボルト軸３
２が軸心Ｓに沿って上方へ突出するように溶接等により
固定されている。ここで、ゴム弾性体２６としては、ア
イドル回転以上の高周波振動を効率的に遮断できるよう
に十分柔らかく、低減衰のものが用いられている。

【００１５】ゴム弾性体２６の下端部には円筒状の薄肉
部３４が下方へ延出するように一体成形されている。こ
の薄肉部３４の上部側は外筒金具２０の内周面を被覆す
るように加硫接着され、薄肉部３４の下端側は外周側へ
広がってかしめ部２２とフランジ部１６とより挟持され
ている。

【００１６】取付金具１４と頂板金具３０との間には、
取付金具１４、外筒金具２０及びゴム弾性体２６をそれ
ぞれ隔壁として外部から隔離された隔室３６が形成され
ている。この隔室３６内には、軸方向中間部に円板状に
形成された隔壁部材３８が配置されており、この隔壁部
材３８の外周面には、リング状の弾性連結部材４０の内
周面が全周に亘って加硫接着され、この弾性連結部材４
０の外周面は略円筒状の連結金具４２の内周面に全周に
亘って加硫接着されている。

【００１７】連結金具４２の下端部には外周側へ延出す
るフランジ部４４が形成されており、連結金具４２は、
フランジ部４４が取付金具１４のフランジ部１６と外筒
金具２０のかしめ部２２との間に挟持されると共に、フ
ランジ部４４の上部側で外周面を薄肉部３４の内周面へ
密着させている。これにより、隔室３６は隔壁部材３８
及び弾性連結部材４０により軸方向に沿って２分割さ
れ、隔壁部材３８の上部側が液室４６とされ、隔壁部材
３８の下部側が空気室４８とされる。

【００１８】ここで、液室４６内には、水、エチレング
ルコール、シリコーン油等の非圧縮性流体が充填されて
いる。空気室４８は外筒金具２０、薄肉部３４及び連結
金具４２を貫通する空気穴４３により外部と連通してい
る。また隔壁部材３８は、弾性連結部材４０により外筒
金具２０に対して弾性的に連結され、弾性連結部材４０
が撓み変形することにより軸方向に沿って変位可能にな
っている。

【００１９】取付金具１４内には、誘電電動型のリニア
アクチュエータ５０が配置されている。リニアアクチュ
エータ５０には、外殻部として下面側が閉止された肉厚
円筒状のヨーク５２が設けられている。このヨーク５２
は磁性金属により形成されており、その下面及び外周面
を取付金具１４の下面及び内周面へ密着させている。ま
たヨーク５２の内周面には薄肉円筒状の永久磁石５４が
固定されており、永久磁石５４の内周側には略円柱状の
可動子５６が同軸的に配置されている。この可動子５６
には、その外周部に被覆銅線等の絶縁導線が巻き付けら
れて円筒状のコイル部５８が設けられている。またヨー
ク５２の上面には円板状の蓋部材６０が密着しており、
この蓋部材６０はヨーク５２の上側の開口端を閉止する
と共に、永久磁石５４の上端面へ当接して永久磁石５４
の軸方向への拘束している。

【００２０】ヨーク５２内には、可動子５６とヨーク５
２の底板部との間にコイルスプリング６２が配置されて
おり、このコイルスプリング６２は可動子５６を軸方向
に沿って弾性的に支持している。また可動子５６には、
その上面中心部から軸心Ｓに沿って突出する連結ロッド
６４が設けられている。また蓋部材６０の中央部には軸
方向へ貫通する円筒状の滑り軸受６６が設けられてお
り、連結ロッド６４は滑り軸受６６内を通ってヨーク５
２内から空気室４８内へ突出し、その先端部が隔壁部材
３８の下面中央部に連結されている。

【００２１】リニアアクチュエータ５０のコイル部５８
の正極端子６８及び負極端子７０は、それぞれローパス
フィルタ７２における一対の入出力端子７６，７８にそ
れぞれ接続されている。ここで、ローパスフィルタ７２
は、電流信号に対する通過帯と非通過帯との境界値Ｆ
は、ゴム弾性体２６のばね特性に応じて設定される。す
なわち、本実施形態では、ゴム弾性体２６として自動車
におけるエンジン７４（図２参照）のアイドル周波数
（２５Ｈｚ程度）以上の振動を効果的に遮断できるよう
に十分柔らかいものが用いられている。このことから、
境界値Ｆは、エンジン７４の固有振動周波数と略等しい
値に設定される。なお、エンジン７４の固有振動周波数
は、通常、１０〜２０Ｈｚ程度である。ローパスフィル
タ７２では、一方の入出力端子７６に境界値Ｆ以下の周
波数の交流電流が入力する時には、この交流電流を他方
の入出力端子７８へ通過させ、すなわち一対の入出力端
子７６，７８間を短絡状態とし、また一方の入出力端子
に境界値Ｆより高い周波数の交流電流が入力する時に
は、他方の入出力端子への交流電流の伝達を遮断、すな
わち一対の入出力端子７６，７８間を絶縁状態とする。

【００２２】本実施形態のリニアアクチュエータ５０で
は、コイル部５８に所定極性の駆動電圧が印加される
と、コイル部５８と永久磁石５４との間で電磁気力が発
生し、可動子５６がコイルスプリング６２の付勢力に抗
して下方又は上方へ移動するが、これとは逆に、可動子
５６をコイルスプリング６２の付勢力に抗して下方又は
上方へ移動させると、自己誘導起電力により可動子５６
の移動方向に対応する極性を有する電流が生じ、この電
流がローパスフィルタ７２の入出力端子７６，７８へ流
れる。

【００２３】上記のように構成された防振装置１０は、
取付金具１４のボルト１８が車体１２に穿設された取付
穴８０を挿通するように車体１２上へ載置され、取付穴
８０から突出したボルト１８の先端部にナット８２がね
じ込まれることにより、取付金具１４を介して車体１２
上に締結固定される。また防振装置１０の頂板金具３０
上にはエンジンブラケット（図示省略）が載置される。
このとき、頂板金具３０のボルト軸３２がブラケットに
穿設された取付穴を挿通し、この取付穴から突出したボ
ルト軸３２の先端部にナット（図示省略）がねじ込まれ
ることにより、頂板金具３０を介して防振装置１０がエ
ンジン７４に締結固定される。

【００２４】図２には本実施形態の防振装置１０を自動
車におけるエンジンマウントとして適用した構成例が模
式的に示されている。エンジン７４は、図２に示される
ように本実施形態の防振装置１０及びソリッド型の防振
装置９０を介して車体１２上に搭載（マウント）されて
いる。ここで、防振装置９０は、本実施形態の防振装置
１０からリニアアクチュエータ５０及びローパスフィル
タ７２を省略したのと考えることができ、具体的には、
エンジン７４及び車体１２にそれぞれ連結される一対の
取付部材間にゴム弾性体（図示省略）が配置されたもの
であり、車体１２又はエンジン７４からの振動が伝達さ
れると弾性変形する。これにより、エンジン７４及び車
体１２の一方から他方への振動伝達を遮断すると共に、
ゴム弾性体の内部摩擦等により入力振動自体を減衰す
る。

【００２５】また機能的には、防振装置９０は弾性体９
０Ａ及びダンパ９０Ｂにより構成されていると見なせる
が、これら弾性体９０Ａ及びダンパ９０Ｂは、共にエン
ジン７４及び車体１２からの入力振動により弾性変形す
るゴム弾性体により構成されている。すなわち、ソリッ
ド型の防振装置９０では、ゴム弾性体が弾性体及びダン
パとしての機能を有している。これに対し、本実施形態
の防振装置１０では、リニアアクチュエータ５０が主と
してダンパ１０Ｂとして機能を有すると共に、ゴム弾性
体２６が弾性体１０Ａの機能とダンパ１０Ｂの機能の一
部とを有している。また防振装置１０は、リニアアクチ
ュエータ５０における可動子５６の移動方向（軸方向）
がエンジン７４の振動の振幅方向（図２の矢印Ｂ方向）
と略一致するようにエンジン７４と車体１２との間に配
置されている。

【００２６】なお、図２ではエンジン７４と車体１２と
の間に防振装置１０及び防振装置９０がそれぞれ１個ず
つ配置されているが、この防振装置１０，９０の個数及
び防振装置１０と防振装置９０との個数の比は、図２に
示される個数に限定されるものではない。

【００２７】（実施形態の作用）次に本発明の実施形態
に係る防振装置１０の動作及び作用を説明する。

【００２８】エンジン７４又は車体１２からの振動が防
振装置１０に入力すると、この振動はゴム弾性体２６へ
伝わりゴム弾性体２６が弾性変形する。これにより、液
室４６の内容積が変化して液室４６内の流体には圧力変
化が生じる。液室４６内の流体圧力が変化すると、この
圧力変化を緩和するような方向へ隔壁部材３８が移動す
る。すなわち、液室４６内の流体圧力が上昇すると、隔
壁部材３８は軸方向に沿って下方へ移動し、これとは逆
に、液室４６内の流体圧力が低下すると、隔壁部材３８
は軸方向に沿って上方へ移動する。このとき、連結ロッ
ド６４により隔壁部材３８と連結された可動子５６は、
隔壁部材３８と一体となって軸方向へ移動する。従っ
て、エンジン７４又は車体１２から防振装置１０へ振動
が入力すると、入力振動の周波数と略等しい周波数で隔
壁部材３８は振動し、この隔壁部材３８と一体となって
可動子５６も振動することになる。

【００２９】リニアアクチュエータ５０は、入力振動の
周波数と略等しい周波数で可動子５６が振動すると、自
己誘導起電力により可動子５６の振動周波数と等しい周
波数の交流電流をコイル部５８から発生させ、この交流
電流がローパスフィルタ７２の入出力端子７６，７８へ
流れる。このとき、ローパスフィルタ７２は、防振装置
１０へ１０Ｈｚ以下の低周波数の振動（低周波振動）が
入力し、コイル部５８から発生する交流電流の周波数が
ローパスフィルタ７２の境界値Ｆよりも低い場合には、
一対の入出力端子７６，７８間を短絡状態とし、また防
振装置１０へ１０Ｈｚよりも高周波数の振動（高周波振
動）が入力し、コイル部５８から発生する交流電流が境
界値Ｆより高い場合には、一対の入出力端子７６，７８
間を絶縁状態とする。

【００３０】ローパスフィルタ７２の入出力端子７６，
７８間が短絡状態となると、リニアアクチュエータ５０
は、軸方向に沿って振動する可動子５６及び隔壁部材３
８に対して自己誘導起電力に対応する移動抵抗を作用さ
せる。このローパスフィルタ７２による移動抵抗は、そ
の大きさが可動子５６及び隔壁部材３８の速度に比例
し、かつ可動子５６及び隔壁部材３８の移動方向とは反
対方向の力となる。従って、ローパスフィルタ７２の入
出力端子７６，７８間が短絡状態となっている時には、
隔壁部材３８の軸方向に沿った移動量が小さくなる。こ
の結果、液室４６内の流体圧力により支持されるゴム弾
性体２６の入力振動に対する弾性変形も抑制されるの
で、ゴム弾性体２６が２５Ｈｚ以上の低周波振動を効率
的に遮断できる柔らかく、低周波振動に対する減衰力が
小さいものであっても、リニアアクチュエータ５０によ
る移動抵抗が低周波振動に対する減衰力として作用し、
エンジン７４又は車体１２から入力する低周波振動を効
率的に減衰できる。

【００３１】一方、ローパスフィルタ７２の入出力端子
７６，７８間が絶縁状態となると、リニアアクチュエー
タ５０は、可動子５６及び隔壁部材３８に対して自己誘
導起電力による移動抵抗を作用させなくなる。このと
き、ゴム弾性体２６は十分柔らかいので、ゴム弾性体２
６によりエンジン７４から車体１２への高周波振動の伝
達を効率的に遮断できる。

【００３２】なお、本実施形態の防振装置１０では、弾
性体１０Ａとしてゴム弾性体２６を用いたが、減衰力を
発生するダンパ１０Ｂとしての機能をリニアアクチュエ
ータ５０が有していることから、基本的に減衰力を有し
ていない金属性のコイルスプリングを弾性体１０Ａとし
て用いても良い。またリニアアクチュエータ５０を弾性
体１０Ａと分離して設け、リニアアクチュエータ５０の
ヨーク５２等から構成される本体部及び連結ロッド６４
をそれぞれエンジン７４及び車体１２へ直接的に連結す
るようにして良い。

【００３３】

【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、効率的に防振可能となる振動の周波数域を広げ
ることができ、しかも構造を簡単にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による実施形態に係る防振装置の軸方
向に沿った断面図である。

【図２】 本発明による実施形態に係る防振装置及びソ
リッド型の防振装置を自動車におけるエンジンマウント
として適用した構成を示す模式図である。

【符号の説明】

１０ 防振装置 １２ 車体（振動受部） １４ 取付金具（第１の取付部材） ２６ ゴム弾性体（弾性体） ３０ 頂板金具（第２の取付部材） ５０ リニアアクチュエータ ５２ ヨーク ５４ 永久磁石 ５６ 可動子 ５８ コイル部 ７２ ローパスフィルタ ７４ エンジン（振動発生部）

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配置
   され、振動発生部から振動が入力すると変形する弾性体
   と、 振動発生部及び振動受部の一方に本体部が連結されると
   共に、振動発生部及び振動受部の他方に可動子が連結さ
   れ、振動発生部からの振動により前記可動子が本体部に
   対して相対変位する誘電電動型のリニアアクチュエータ
   と、 前記リニアアクチュエータにそのコイル部の正極端子及
   び負極端子にそれぞれ接続され、前記弾性体のばね特性
   に応じて前記コイル部から出力される交流信号に対する
   通過帯と非通過帯との境界値が設定されたローパスフィ
   ルタと、 を有することを特徴とする防振装置。
2. 【請求項２】 前記リニアアクチュエータは、振動発生
   部からの振動が前記弾性体を介して前記可動子に伝達さ
   れ、かつ前記可動子の移動抵抗が前記弾性体の振動入力
   時の変形抵抗として作用するように、前記弾性体を介し
   て前記可動子が振動発生部に連結されることを特徴とす
   る請求項１記載の防振装置。