JP2003148551A - 制御式液体封入マウント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡素な構造とすると共に、優れた性能を発揮
し得る制御式液体封入マウントを提供する。 【解決手段】 低周波大振幅の変位入力に対しては、第
一及び第二液室６，７の間で封入液体がオリフィス８を
介して液柱共振により反復移動し、高減衰を得る。ま
た、振動体からの継続的な入力振動に対しては、アクチ
ュエータ５が、モータ５５で回転されるカム５４を振動
板５１に周期的に接触させて、この振動板５１を振動さ
せ、入力振動と同一周波数で逆位相の脈圧を第一液室６
内の封入液体に与えることによって動ばね定数を低下さ
せるので、優れた振動絶縁性を発揮する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車エン
ジン等の振動体に対する防振支持手段として用いられる
液体封入マウントに関し、特に、振動入力に伴う液圧変
化をアクチュエータの駆動によって吸収し、これによっ
て伝達振動を低減する機構を備えるものに関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンを車体フレームに弾性的に支持
する液体封入マウントの一種として、電磁式のアクチュ
エータの駆動によって、入力振動による封入液の圧力変
化を吸収して振動絶縁性を向上するものがある。図４
は、このような制御式液体封入マウントの典型的な従来
例を示す縦断面図である。

【０００３】支持対象のエンジン側に連結される第一取
付部材１０１の内周に、電磁アクチュエータ１０５が装
着され、第一取付部材１０１と、車体フレーム側に連結
される第二取付部材１０２との間に、円周方向に連続し
たゴム状弾性材料からなる支持ばね１０３及びダイアフ
ラム１０４が一体的に介在され、電磁アクチュエータ１
０５と支持ばね１０３との間、及び支持ばね１０３とダ
イアフラム１０４との間にそれぞれ液体が充填された第
一及び第二液室１０６，１０７が画成され、両液室１０
６，１０７を、オリフィス１０８を介して互いに連通さ
せた構成を備える。

【０００４】電磁アクチュエータ１０５は、第一取付部
材１０１の内周に密封的に固定され永久磁石１０５ｂが
取り付けられた磁性体からなるヨーク１０５ａと、ヨー
ク１０５ａに巻装した励磁コイル１０５ｃと、ヨーク１
０５ａの下側に適当な隙間を介して配置され板ばね１０
５ｅによって弾性的に支持された磁性体からなる振動板
１０５ｄとからなる。そして、励磁コイル１０５ｃに交
流の励磁電流を通電することによって、この励磁コイル
１０５ｃとヨーク１０５ａからなる電磁石に変動磁界を
発生させ、その磁力変化の位相を、永久磁石１０５ｂの
磁力との協動により、励磁電流の位相と一致させて、振
動板１０５ｄを、板ばね１０５ｅの変形を伴いながら上
下に振動変位させるものである。励磁コイル１０５ｃへ
の励磁電流の周波数及び位相は、エンジンの振動を検出
する荷重センサ、あるいはエンジンの１回転毎にパルス
を発生する回転センサ等からの信号に基づいて、コント
ローラにより制御される。

【０００５】この制御式液体封入マウントは、車体のバ
ウンド等の衝撃による低周波大振幅の変位入力に対して
は、支持ばね１０３が大きな変形を受けることにより、
二つの液室１０６，１０７の間で封入液がオリフィス１
０８を介して液柱共振により反復移動し、この時の流動
抵抗によって大きな減衰力を得る。また、エンジンの機
関振動による小振幅の継続的な入力振動に対しては、こ
の振動を検出する荷重センサ等からの信号に基づいて駆
動される電磁アクチュエータ１０５の振動板１０５ｄの
振動変位によって、入力振動と周波数が同一かつ逆位相
の脈圧が、第一液室１０６内の封入液に与えられるの
で、振動入力に対応する第一液室１０６の封入液の圧力
変動が吸収され、その結果、動ばね定数が低くなって優
れた振動絶縁性を発揮する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
の制御式液体封入マウントは、動ばね定数を低下させて
振動を有効に絶縁するために、電磁アクチュエータ１０
５を用いており、この電磁アクチュエータ１０５は、サ
イズの大きいヨーク１０５ａ、永久磁石１０５ｂ、励磁
コイル１０５ｃ等を備えるため、高価なものになってい
た。しかも、励磁コイル１０５ｃの発熱によって振動キ
ャンセル能力が低下したり、ゴム部品の材質劣化を来す
おそれがあった。

【０００７】本発明は、上記のような問題に鑑みてなさ
れたもので、その技術的課題とするところは、簡素な構
造とすると共に、優れた性能を発揮し得る制御式液体封
入マウントを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の技術的課題は本発
明によって有効に解決することができる。すなわち請求
項１の発明に係る制御式液体封入マウントは、第一取付
部材にアクチュエータが装着され、前記第一取付部材と
その内周側に配置された第二取付部材との間に円周方向
に連続したゴム状弾性材料からなる支持ばね及びダイア
フラムが一体的に介在され、前記アクチュエータと支持
ばねとの間及び前記支持ばねとダイアフラムとの間にそ
れぞれ液体が充填された第一及び第二液室が画成され、
前記第一及び第二液室が前記第一取付部材に形成された
オリフィスを介して互いに連通し、前記アクチュエータ
が、前記第一液室に面して前記第一取付部材の内周に密
封的かつ移動可能に配置された振動板と、回転によって
前記振動板に周期的に干渉するカムと、このカムを入力
振動の周波数と一致する回転数で回転させるモータとか
らなる。

【０００９】請求項２の発明に係る制御式液体封入マウ
ントは、請求項１の記載において、カムが複数設けら
れ、駆動されるカムの数が入力振動の振幅に応じて変化
するように、アクチュエータが制御される。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る制御式液体
封入マウントの好ましい実施の形態を示す縦断面図、図
２は、図１におけるII−II線で切断した横断面図であ
る。まず図１において、参照符号１は、第一取付部材、
参照符号２は、第一取付部材１の下側に同心的に配置さ
れた第二取付部材である。

【００１１】第一取付部材１は、伏皿状の上ケース部材
１１と、環状の下ケース部材１２と、上ケース部材１１
の内周に嵌合固定されたモータ支持板１３と、下ケース
部材１２の内周に嵌合固定されたオリフィス部材１４と
を有する。上ケース部材１１と下ケース部材１２は、外
周のフランジ同士において円周方向複数のボルト１５を
介して互いに結合され、上ケース部材１１の中央には、
上方へ向けて取付ボルト１６が突設されている。また、
第二取付部材２は、下方へ向けて大径になる円錐台状の
センターボス２１と、その下面中央から下方へ突設され
た取付ボルト２２とを有する。

【００１２】第一取付部材１におけるオリフィス部材１
４と、第二取付部材２におけるセンターボス２１のテー
パ状に形成された外周面との間には、ゴム状弾性材料で
外周側が高くなる円錐環状に成形された支持ばね３が加
硫接着されている。この支持ばね３は、支持対象である
自動車エンジン側の荷重を弾性的に支持する主体である
ため、その肉厚が十分に大きいものとなっており、ま
た、荷重による単位体積あたりの歪が均一になるよう
に、内周側ほど厚肉に形成されている。

【００１３】参照符号４はゴム状弾性材料で成形された
ダイアフラムで、支持ばね３よりも十分に薄肉に成形さ
れており、容易に変位可能とするために波状に湾曲した
断面形状を呈する。このダイアフラム４の外周部は、第
一取付部材１における下ケース部材１２の下端部とオリ
フィス部材１４の下面外周部との間に密封的にカシメ固
定されており、内周部は、第二取付部材２の取付ボルト
２２に螺合したナット２３によって、この第二取付部材
２におけるセンターボス２１の下面に密封的に固定され
ている。

【００１４】第一取付部材１における上ケース部材１１
の内側空間には、アクチュエータ５が配置されている。
このアクチュエータ５は、上ケース部材１１の内側に上
下変位可能な状態に配置されると共に上面にカム板５１
ａが固定された磁性体金属からなる振動板５１と、この
振動板５１の外周部を第一取付部材１におけるモータ支
持板１３とオリフィス部材１４との間で弾性的に支持す
ると共に、振動板５１の外周部と第一取付部材１との間
を密封するゴム状弾性材料からなるばね５２，５３と、
振動板５１のカム板５１ａの上側に配置されると共に回
転によってこのカム板５１ａの上面に周期的に干渉可能
なカム５４と、モータ支持板１３の上面に取り付けられ
カム５４を回転させるモータ５５とを備える。

【００１５】図２にも示されるように、カム板５１ａ
は、モータ支持板１３より内周側に対応する位置で、振
動板５１の上面の互いに１８０°対称位置に二枚取り付
けられており、カム５４は、モータ支持板１３の内周に
位置して各カム板５１ａの上方にそれぞれ配置され、各
カム５４は、モータ支持板１３の上面に互いに１８０°
対称に取り付けられた二個のモータ５５の各出力軸５５
ａに取り付けられている。なお、カム板５１ａ及びカム
５４は、耐摩耗性に優れた低摩擦摺動材料によって製作
されている。また当然ながら、各カム５４は、回転によ
ってモータ支持板１３の内周縁１３ａと干渉しない位置
にある。

【００１６】モータ５５の駆動は、図示されていないコ
ントローラによって、エンジンの回転数に比例した回転
速度に制御される。具体的には、例えば直列４気筒エン
ジンの場合、エンジンの振動は回転数の２倍の周波数で
現われ、したがってこの場合、モータ５５の回転数は、
エンジン回転数の２倍となるように制御される。そし
て、エンジン回転数は、エンジンの点火時期制御等のた
めに設置されている回転角センサ等の出力パルスから計
測されるので、モータ５５の回転速度を容易に制御する
ことができる。

【００１７】図３は、アクチュエータ５の作動を概略的
に示す説明図である。すなわちアクチュエータ５は、モ
ータ５５によってカム５４が回転する過程で、その最大
径部分５４ａが、図３に一点鎖線で示されるようにカム
板５１ａの上面に接触し、このカム板５１ａを介して振
動板５１を下方へ変位させるといった動作が、１回転毎
に行われる。このため、振動板５１が、エンジン回転数
に比例する入力振動の周波数と一致する周波数で、かつ
振動波形が入力振動と逆の位相をもって、上下に振動変
位されるようになっている。

【００１８】また、エンジンの振動の振幅は、荷重セン
サあるいは加速度センサ等によって検出することかでき
るので、検出される振幅が所定値未満の場合は、二個の
モータ５５のうち、一方のみが駆動され、振幅が所定値
以上になった場合は、双方のモータ５５，５５が駆動さ
れるように、コントローラによって制御される。そし
て、各カム５４は、図２に示されるように、振動板５１
の中心より外側に位置しているため、一方のモータ５５
の駆動によって、一方のカム５４のみで押圧された振動
板５１は、傾斜状態に変位することになり、その変位量
が小さいものとなるのに対し、直径方向に対称に並んだ
二つのカム５４，５４の双方によって押圧された場合
は、振動板５１全体がバランス良く押し下げられるの
で、その変位量が大きくなる。

【００１９】説明を図１に戻すと、第一取付部材１にお
ける下ケース部材１２の内周であってアクチュエータ５
の振動板５１と支持ばね３との間には、第一液室６が画
成され、支持ばね３とダイアフラム４との間には第二液
室７が画成されている。第一取付部材１におけるオリフ
ィス部材１４の外周面には、円周方向へ延びる有端の溝
１４ａが形成されており、この溝１４ａと、第一取付部
材１における下ケース部材１２との間に、一端が開口８
ａを介して第一液室６に開放されると共に、他端が開口
８ｂを介して第二液室７に開放されたオリフィス８が形
成されている。すなわち、第一液室６と第二液室７は、
オリフィス８を介して互いに連通している。

【００２０】第一液室６、第二液室７及びオリフィス８
からなる密閉空間には、例えばシリコーンオイル等のよ
うな、適当な粘性を有する非圧縮性の作動液体が充填さ
れている。オリフィス８における液柱共振周波数は、オ
リフィス８の流路長さや流路断面面積等によって、衝撃
等による大振幅の振動に対応する低周波数域に同調され
ている。

【００２１】上記実施形態による制御式液体封入マウン
トは、第一取付部材１側が取付ボルト１６を介してエン
ジン側に連結される一方、第二取付部材２側が取付ボル
ト２２を介して車体フレーム側に連結されることによっ
て、エンジンを車体フレーム上に防振支持するものであ
る。

【００２２】ここで、支持ばね３のばね定数をＫ、入力
振動によって加圧される第一液室６の液圧をＰ、この液
圧Ｐに対する第一液室６内面の上下方向の受圧面積をＳ
とすると、例えばエンジン側から上下方向の振動変位Ｘ
の入力があった場合に車体フレーム側へ伝達される荷重
は、支持ばね３の変位によって発生する荷重ＫＸと、第
一液室６の液圧Ｐが変化することにより生じる荷重ＰＳ
との和である。

【００２３】そして例えば走行中、車体のバウンド等の
衝撃による低周波大振幅の変位が入力された場合は、上
下に大きく相対変位される第一取付部材１と第二取付部
材２との間で支持ばね３が大きな変形を受けることによ
る第一液室６の容積変化に伴い、封入液体がオリフィス
８を通じて第一液室６と第二液室７との間を液柱共振に
よって反復移動する。このため、変位入力による第一液
室６の液圧Ｐの変化が吸収され、すなわち封入液体を介
して伝達される荷重ＰＳが小さくなって優れた緩衝性を
得ると共に、オリフィス８を封入液体が流動する際の流
動抵抗による高減衰作用によって、衝撃に伴う振動を速
やかに収束させる。

【００２４】また、エンジンの駆動に伴い発生する機関
振動によって、オリフィス８の液柱共振周波数よりも周
波数の高い、中・高周波域の継続的な小振幅の振動変位
が入力された場合は、オリフィス８における液柱慣性が
大きくなり、第一液室６と第二液室７との間でオリフィ
ス８での液柱共振による封入液体の反復移動が起こらな
くなる。しかし、このような入力振動に対応する第一液
室６の液圧Ｐの変化は、アクチュエータ５の駆動によっ
て有効に吸収される。すなわち、アクチュエータ５の振
動板５１が、モータ５５によるカム５４の回転によっ
て、入力振動と同一周波数かつ逆位相で振動変位され、
前記液圧Ｐの変動を相殺するような脈圧を第一液室６に
与える。したがって封入液体を介して伝達される荷重Ｐ
Ｓが小さくなり、振動絶縁性が向上する。

【００２５】また、入力振動の振幅が所定値未満である
場合は、アクチュエータ５は、二個のモータ５５，５５
のうち一方のみが駆動されるため、一方のカム５４のみ
で押圧されることにより傾斜状態に変位する振動板５１
は、振幅の小さい入力振動による第一液室６の液圧Ｐの
変動を吸収するのに適した振幅の脈圧を発生させ、入力
振動の振幅が所定値以上である場合は、二個のモータ５
５，５５の双方が駆動されるので、振動板５１は、その
直径方向に対称に並んだ二つのカム５４，５４で変位さ
れることにより、振幅の大きい入力振動による大きな液
圧Ｐの変動を吸収するのに有効な振幅の脈圧を発生させ
る。

【００２６】アクチュエータ５は振動板５１を振動変位
させるための機構が、小型のモータ５５の出力軸５５ａ
にカム５４を取り付けただけの簡素な構造であるため、
安価なものとなり、先に説明した図４に示される電磁ア
クチュエータ１０５に比較して、約５０％程度のコスト
で製作することができる。また、モータ５５の発熱も小
さいものとなる。

【００２７】

【発明の効果】請求項１の発明に係る制御式液体封入マ
ウントによると、低周波大振幅の変位入力に対しては、
第一及び第二液室の間で封入液体がオリフィスを介して
液柱共振により反復移動することによって高減衰を得る
ものであり、また、振動体からの継続的な入力振動に対
しては、アクチュエータの振動板が、前記入力振動と同
一周波数で逆位相の脈圧を第一液室内の封入液体に与え
ることによって動ばね定数を低下させるので、優れた振
動絶縁性を発揮する。そして、アクチュエータがモータ
で回転されるカムを振動板に周期的に接触させるように
した簡素な構造であるため、安価に提供することができ
る。

【００２８】請求項２の発明に係る制御式液体封入マウ
ントによると、駆動されるカムの数が、入力振動の振幅
に応じて決定されるように制御されているため、入力振
動の振幅の大小に応じて、伝達振動を有効に吸収し得る
脈圧を発生させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る制御式液体封入マウントの好適な
実施の形態を示す縦断面図である。

【図２】図１におけるII−II線で切断した横断面図であ
る。

【図３】本発明に係る制御式液体封入マウントにおける
アクチュエータの作動を概略的に示す説明図である。

【図４】従来の技術に係る制御式液体封入マウントの一
例を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ 第一取付部材 １１ 上ケース部材 １２ 下ケース部材 １３ モータ支持板 １４ オリフィス部材 １６ 取付ボルト ２ 第二取付部材 ２１ センターボス ２２ 取付ボルト ２３ ナット ３ 支持ばね ４ ダイアフラム ５ アクチュエータ ５１ 振動板 ５１ａ カム板 ５２，５３ ばね ５４ カム ５５ モータ ６ 第一液室 ７ 第二液室 ８ オリフィス

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第一取付部材（１）にアクチュエータ
   （５）が装着され、前記第一取付部材（１）とその内周
   側に配置された第二取付部材（２）との間に円周方向に
   連続したゴム状弾性材料からなる支持ばね（３）及びダ
   イアフラム（４）が一体的に介在され、前記アクチュエ
   ータ（５）と支持ばね（３）との間及び前記支持ばね
   （３）とダイアフラム（４）との間にそれぞれ液体が充
   填された第一及び第二液室（６，７）が画成され、前記
   第一及び第二液室（６，７）が前記第一取付部材（１）
   に形成されたオリフィス（８）を介して互いに連通し、
   前記アクチュエータ（５）が、前記第一液室（６）に面
   して前記第一取付部材（１）の内周に密封的かつ移動可
   能に配置された振動板（５１）と、回転によって前記振
   動板（５１）に周期的に干渉するカム（５４）と、この
   カム（５４）を入力振動の周波数と一致する回転数で回
   転させるモータ（５５）とからなることを特徴とする制
   御式液体封入マウント。
2. 【請求項２】 カム（５４）が複数設けられ、駆動され
   るカム（５４）の数が入力振動の振幅に応じて変化する
   ように、アクチュエータ（５）が制御されることを特徴
   とする請求項１に記載の制御式液体封入マウント。