JP2006266302A - 防振支持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 防振支持装置の低動ばね定数および高減衰力を効果的に両立させる。
【解決手段】 防振支持装置に入力する振動の振幅が小さいときには、第１、第２可動板ホルダ２６，２７と可動板２８との間に間隙αを形成し、第１液室２２に発生する液圧変動を可動板２８の振動で吸収することで、防振支持装置の動ばね定数を低下させてエンジン騒音を抑制する。また入力する振動の振幅が大きいときには、アクチュエータ３５で駆動部材３６を引き下げて第１、第２可動板ホルダ２６，２７間に可動板２８を挟持することで、減衰通路３０をより有効に機能させて大きな減衰力を発生させ、振動を抑制して乗り心地を高めることができる。振動の振幅が大きいときに可動板２８が拘束されて動ばね定数が増加し、騒音を遮断する機能が発揮されなくなっても、そもそも振動の振幅が大きいときにはある程度の騒音が発生することから、前記動ばね定数の増加は実質的に問題にならず、動ばね定数の低下および減衰力の増加を両立させることができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、振動の入力に伴って容積が拡大・縮小する第１、第２液室間を、第１、第２可動板ホルダ間に可動板をフローティング支持した仕切部材で仕切った防振支持装置に関する。

かかる防振支持装置は、例えば下記特許文献１、２により公知である。従来のこの種の防振支持装置は、第１、第２可動板ホルダ間に微小な間隙を介して可動板を支持したもので、微小振幅の振動が入力したときには可動板の振動により液室に発生した液圧の変動を吸収することで、動ばね定数を低下させて騒音を低減するとともに、所定値以上の振幅の振動が入力したときには可動板で第１、第２可動板ホルダの開口を閉塞することで、液室間を連通する減衰通路に減衰力を発生させて乗り心地を高めるようになっている。
実公平６−３７２１７号公報 実公平５−２４８３５号公報

ところで、従来のこの種の防振支持装置では、可動板が振動して動ばね定数を低下させる状態と、可動板が第１、第２可動板ホルダの開口を閉塞して減衰通路による減衰力を発生させる状態との切り換えが、可動板および第１、第２可動板ホルダ間の間隙の大きさによって決まるため、その間隙の設定が極めて微妙であり、低動ばね定数および高減衰力を効果的に両立させることが困難であった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、防振支持装置の低動ばね定数および高減衰力を効果的に両立させることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、振動体に取り付けられる第１取付部材と、支持体に取り付けられる第２取付部材と、第１、第２取付部材間を接続する弾性体と、弾性体の内部に区画された第１液室と、第１液室に減衰通路を介して連通し、第１液室の容積の拡大・縮小に応じて容積が縮小・拡大する第２液室と、第１、第２液室間を仕切るように所定間隔を有して配置され、第１、第２液室を連通させる開口が形成された第１、第２可動板ホルダと、第１、第２可動板ホルダ間に微小な間隙を存してフローティング支持された可動板とを備えた防振支持装置において、第１、第２可動板ホルダ相互に接近させて可動板を移動不能に拘束するアクチュエータを備えたことを特徴とする防振支持装置が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、第１、第２可動板ホルダは相互に接触する弾性突起を備えており、弾性突起は第１、第２可動板ホルダが相互に接近したときに圧縮されることを特徴とする防振支持装置が提案される。

尚、実施例のエンジンＥは本発明の振動体に対応し、実施例の車体フレームＦは本発明の支持体に対応する。

請求項１の構成によれば、防振支持装置に入力する振動の振幅が小さいときには可動板は第１、第２可動板ホルダ間で移動可能な状態にあり、弾性体の内部に区画された第１液室に発生した振動的な液圧は可動板の振動により吸収される。従って、第１液室の液圧が増加しないようにして防振支持装置の動ばね定数を低下させ、騒音を遮断することができる。また防振支持装置に入力する振動の振幅が大きいときにはアクチュエータが第１、第２可動板ホルダを相互に接近させて可動板を移動不能に拘束するため、弾性体の変形による第１液室の容積変化に伴い、第１、第２液室の液体が減衰通路を介して行き来することで振動を減衰させる減衰力を発生することができる。

このように、入力する振動の振幅が小さいときに可動板を機能させることで動ばね定数を低下させて騒音を抑制し、また入力する振動の振幅が大きいときにアクチュエータで可動板の機能を停止させて減衰通路をより有効に機能させ、大きな減衰力を発生させて振動を抑制することができる。振動の振幅が大きいときに可動板が拘束されて動ばね定数が増加し、騒音を遮断する機能が発揮されなくなっても、そもそも振動の振幅が大きいときにはある程度の騒音が発生することから、前記動ばね定数の増加は実質的に問題にならず、動ばね定数の低下および減衰力の増加を両立させることができる。

請求項２の構成によれば、可動板を拘束すべくアクチュエータを作動させて第１、第２可動板ホルダを相互に接近させると、第１、第２可動板ホルダに設けた弾性突起が圧縮されるので、アクチュエータを不作動にしたときに圧縮された弾性突起が復元する弾発力で第１、第２可動板ホルダを離間させ、第１、第２可動板ホルダと可動板との間の間隙を確実に確保することができる。

以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。

図１〜図７は本発明の第１実施例を示すもので、図１は防振支持装置の縦断面図、図２は図１の２部拡大図（可動板の非拘束状態）、図３は図２の３−３線断面図、図４は仕切部材の分解図、図５は図２に対応する作用説明図（可動板の拘束状態）、図６は振動の入力周波数と動ばね定数との関係を示すグラフ、図７は振動の入力周波数とロスタンジェントとの関係を示すグラフである。

図１〜図４に示すように、自動車のエンジンを車体フレームに弾性的に支持するために用いられる防振支持装置Ｍは、軸線（減衰軸）Ｌに関して実質的に軸対称な構造を有するもので、振動体であるエンジンＥに取り付けられるスタッドボルト１１を有する平板状の第１取付部材１２と、支持体である車体フレームＦに固定されるフランジ部１３ａを有する円筒状の第２取付部材１３とを備える。環状をなす弾性体支持リング１６の下端のカシメ部１６ａが第２取付部材１３の上端にカシメにより固定されており、厚肉のゴムで円錐状に形成された弾性体１７の上端が第１取付部材１２の下面に加硫接着により固定されるとともに、下端が弾性体支持リング１６の上部に加硫接着により固定される。

弾性体１７は、その軸線Ｌ方向の中間部に埋設されたは補強リング１８で上半部および下半部に分割されており、この補強リング１８により弾性体１７の軸線Ｌ方向の座屈強度を確保しながら、軸線Ｌと直交する方向のばね定数を高めている。また弾性体１７の下面には、仕切部材１９の上面に当接可能なストッパ部１７ａが下向きに突設される。弾性体支持リング１６の下端を第２取付部材１３の上端に固定するカシメ部１６ａには、仕切部材１９の外周部と固定リング２０とアクチュエータホルダ３１とが挟持されて一体にカシメられる。固定リング２０には仕切部材１９の下面を覆うダイヤフラム２１の外周部が加硫接着される。弾性体１７と仕切部材１９との間には第１液室２２が区画され、ダイヤフラム２１と仕切部材１９との間には第２液室２３が区画される。第１、第２液室２２，２３には水と不凍液（ポリエチレングリコール）の混合物が充填される。

仕切部材１９は、外周部が相互に当接して内周部が相互に離間した円板状の第１バックアッププレート２４および第２バックアッププレート２５と、第１バックアッププレート２４の下面に固定されたゴム製のストッパ部材３２と、第１、第２バックアッププレート２４，２５間に挟持されたゴム製の第１可動板ホルダ２６および第２可動板ホルダ２７と、第１、第２可動板ホルダ２６，２７間に配置されたゴム製の可動板２８とを備える。

ストッパ部材３２の厚肉になった外周部には、略３６０°に亘って延びる環状の減衰通路３０が形成されており、その一端は連通孔ｈ３を介して第１液室２２に連通するとともに、その他端は連通孔ｈ４を介して第２液室２３に連通する。内部に金属製の補強板３３，３４を埋設した第１可動板ホルダ２６および第２可動板ホルダ２７は、その内周部に相互に当接する弾性突起２６ａ，２７ａが形成されており、これらの第１、第２可動板ホルダ２６，２７の間にゴム製の可動板２８が間隙αを介して上下動可能にフローティング支持される。またストッパ部材３２の下面には、第１可動板ホルダ２６の上面に当接するストッパ突起３２ａ，３２ｂが形成される。

第１、第２バックアッププレート２４，２５、ストッパ部材３２および第１、第２可動板ホルダ２６，２７には、軸線Ｌを中心として放射方向に延びる複数の開口ｈ１…，ｈ２…が形成されており、第１、第２液室２２，２３は開口ｈ１…，ｈ２…および前記間隙αを介して相互に連通する。

アクチュエータホルダ３１にはソレノイドよりなるアクチュエータ３５が固定されており、その出力ロッド３５ａの上端に固定された円板状の駆動部材３６が、ストッパ部材３２の中央部下面と第１可動板ホルダ２６の中央部上面との間に配置される。

アクチュエータ３５が非励磁のときに出力ロッド３５ａは図２に示す上昇位置にあり、駆動部材３６は第１可動板ホルダ２６の上面から離間している。従って、この状態では、第１、第２可動板ホルダ２６，２７と可動板２８との間に間隙αが形成される。アクチュエータ３５が励磁されると出力ロッド３５ａが図５に示す下降位置に引き下げられ、駆動部材３６が第１可動板ホルダ２６の上面を下向きに押圧する。その結果、弾性突起２６ａ，２７ａを圧縮しながら第１、第２可動板ホルダ２６，２７が接近し、可動板２８が第１、第２可動板ホルダ２６，２７間に挟持されて移動不能に拘束される。

次に、上記構成を備えた本発明の実施例の作用について説明する。

エンジンＥの振動あるいは車体フレームＦの振動が減衰軸である軸線Ｌ方向に入力され、その振動によって第１、第２取付部材１２，１３が軸線Ｌ方向に相互に接近・離間すると、弾性体１７が変形して第１液室２２の容積が増減する。車両が停止しているときにはアクチュエータ３５が非励磁とされて駆動部材３６は上昇位置にあり、図２に示すように、可動板２８は第１、第２可動板ホルダ２６，２７との間に間隙αを有して上下動可能な状態にある。従って、エンジンＥのアイドリング振動のような微小振幅の振動に対しては、可動板２８が微小振幅で上下動することで第１液室２２の圧力変動を吸収し、これにより微小振幅の振動の入力時に防振支持装置Ｍの動ばね定数を小さくし、騒音の原因となる高周波数の振動を吸収することができる。

また車両の走行中にはアクチュエータ３５が励磁されて駆動部材３６が下降し、図５に示すように、可動板２８が第１、第２可動板ホルダ２６，２７間に挟持されて上下動不能に拘束される。従って、大振幅の振動の入力により弾性体１７が変形して第１液室２２の液圧が大きく増減したとき、可動板２８が第１、第２可動板ホルダ２６，２７の開口ｈ１…，ｈ２…を閉塞しているため、第１液室２２の容積が減少すると該第１液室２２の液体が連通孔ｈ３、環状の減衰通路３０および連通孔ｈ４を介して第２液室２３に移動し、第１液室２２の容積が増加すると第２液室２３の液体が連通孔ｈ４、環状の減衰通路３０および連通孔ｈ３を介して第１液室２２に移動し、その際に大きな減衰力を発生することでカーシェイク等の振動を抑制することができる。

このように、車両の停止時にエンジンＥから小振幅の振動が入力したときに、可動板２８を機能させることで防振支持装置Ｍの動ばね定数を低下させてエンジン音の伝達を抑制することができる。また車両の走行時に路面から大振幅の振動が入力したときに、アクチュエータ３５で可動板２８の機能を停止させることで減衰通路３０をより有効に機能させ、大きな減衰力で振動を抑制して乗り心地を高めることができる。

入力する振動の振幅が大きいときに可動板２８を拘束すると動ばね定数が増加するため、エンジン音を遮断する機能が発揮されなくなる。しかしながら、そもそも車両の走行中には停止中よりも大きい騒音が発生することから、前記動ばね定数の増加に伴うエンジン騒音の増加は実質的に問題にならず、車両の停止中の動ばね定数の低下および車両の走行中の減衰力の増加を両立させることができる。

尚、アクチュエータ３５で駆動部材３６を引き下げて第１、第２可動板２６，２７間に可動板２８を挟持する際に、第１、第２可動板２６，２７の弾性突起２６ａ，２７ａが圧縮されるので、アクチュエータ３５を消磁して可動板２８の挟持を解除する際に、弾性突起２６ａ，２７ａが復元する荷重で第１、第２可動板２６，２７を元位置に復帰させ、第１、第２可動板２６，２７と可動板２８との間の間隙αを確保することができる。

更に大きな振動が入力された場合には、下向きに大きく変形した弾性体１７のストッパ部１７ａが仕切部材１９の上面に当接することで、弾性体１７の過剰な変形を防止することができる。

図６のグラフには、防振支持装置Ｍに入力される振動の周波数と動ばね定数との関係が示される。破線は可動板２８が第１、第２可動板ホルダ２６，２７との間に間隙αを有する状態に対応し、実線は間隙αを有さない状態に対応しており、間隙αを消滅させて可動板を２８を拘束することで動ばね定数が増加することが分かる。

図７のグラフには、防振支持装置Ｍに入力される振動の周波数と減衰力を表す指標となるｔａｎδ（ロスタンジェント）との関係が示される。破線は可動板２８が第１、第２可動板ホルダ２６，２７との間に間隙αを有する状態に対応し、実線は間隙αを有さない状態に対応しており、間隙αを消滅させて可動板を２８を拘束することで減衰力が増加することが分かる。

図８〜図１２は本発明の第２実施例を示すもので、図８は前記図２に対応する図（可動板の非拘束状態）、図９は図８の９−９線断面図、図１０は図８に対応する作用説明図（アイドル時における可動板の拘束状態）、図１１は図８に対応する作用説明図（粗い路面における可動板の拘束状態）、図１２は振動の入力周波数と動ばね定数との関係を示すグラフである。

第１実施例の仕切部材１９は、第１バックアッププレート２４の下面にだけストッパ部材３２を備えていたが、第２実施例の仕切部材１９は、第１バックアッププレート２４の下面と第２バックアッププレート２５の上面とにそれぞれ第１、第２ストッパ部材３２，３７を備えている。第１ストッパ部材３２の下面には第１可動板ホルダ２６の上面に当接するストッパ突起３２ａ，３２ｂが形成されるとともに、第２ストッパ部材３７の上面には第２可動板ホルダ２７の下面に当接するストッパ突起３７ａ，３７ｂが形成される。

アクチュエータ３５により昇降する駆動部材３６は円柱状の部材であって、その上下部外周に第１フランジ３６ａおよび第２フランジ３６ｂを備えるとともに、アイドルオリフィス３６ｃが上下に貫通する。第２ストッパ部材３７の中央部には、駆動部材３６の下端内周に弾性的に係合可能な円筒状の弁座３７ｃが一体に形成される。そして第２バックアッププレート２５および第２ストッパ部材３７には開口ｈ５が形成されている。

アクチュエータ３５によって駆動部材３６は上昇位置、中間位置および下降位置をとることができ、駆動部材３６が図１０に示す上昇位置にあるとき、駆動部材３６の第２フランジ３６ｂは第２可動板ホルダ２７の下面を押し上げ、第１、第２可動板ホルダ２６，２７は第１ストッパ部材３２に押し付けられて可動板２８との間の間隙αが消滅する。このとき、駆動部材３６の下端は弁座３７ｃから上方に離間しており、第１、第２液室２２，２３はアイドルオリフィス３６ｃおよび開口ｈ５を介して相互に連通している。

また駆動部材３６が図８に示す中間位置にあるとき、駆動部材３６の第１フランジ３６ａおよび第２フランジ３６ｂは第１、第２可動板ホルダ２６，２７から離間しており、可動板２８と第１、第２可動板ホルダ２６，２７との間には間隙αが形成される。このとき、駆動部材３６の下端は弁座３７ｃに着座し、アイドルオリフィス３６ｃおよび開口ｈ５を介しての第１、第２液室２２，２３の連通は遮断される。

また駆動部材３６が図１１に示す下降位置にあるとき、駆動部材３６の第１フランジ３６ａは第１可動板ホルダ２６の上面を押し下げ、第１、第２可動板ホルダ２６，２７は第２ストッパ部材３７に押し付けられて可動板２８との間の間隙αが消滅する。このとき、駆動部材３６の下端は弁座３７ｃに着座し、アイドルオリフィス３６ｃおよび開口ｈ５を介しての第１、第２液室２２，２３の連通は遮断される。

しかして、車両が停止していてエンジンＥがアイドリング状態にあるとき、アクチュエータ３５で駆動部材３６を図１０の上昇位置とし、可動板２８を拘束するとともに、第１、第２液室２２，２３をアイドルオリフィス３６ｃを介して連通させることで、アイドルオリフィス３６ｃの液柱共振作用で動ばね定数を低減し、図１２に実線で示すように３０Ｈｚ以下の周波数のエンジンＥのアイドル騒音を効果的に低減することができる。

また車両が平坦な路面を走行する場合には、路面から伝達される騒音が小さいためにエンジンＥの騒音が気になるが、このような場合には、アクチュエータ３５で駆動部材３６を図８の中間位置とし、可動板２８の拘束を解除するとともに、アイドルオリフィス３６ｃを介しての第１、第２液室２２，２３の連通を遮断することで、第１液室２２の微小な容積変化を可動板２８の振動で吸収して動ばね定数を低下させ、エンジンＥの騒音を効果的に低減することができる。

また車両が粗い路面を走行する場合には、アクチュエータ３５で駆動部材３６を図１１の下降位置とし、可動板２８を再び拘束するとともに、アイドルオリフィス３６ｃを介しての第１、第２液室２２，２３の連通を遮断することで、路面から入力される大振幅の振動を減衰通路３０を行き来する液体の減衰力で効果的に減衰させ、車両の乗り心地を高めることができる。

この第２実施例によれば、アイドルオリフィス３６ｃの機能、可動板２８の機能および減衰通路３０の機能を１個のアクチュエータ３５で切り換えることができ、部品点数および構造の簡素化に寄与することができる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施例の防振支持装置Ｍは自動車のエンジンＥの支持に適用されているが、本発明は他の任意の用途に適用することができる。

また第１実施例ではアクチュエータ３５が二つの状態を切り換え、第２実施例ではアクチュエータ２５が三つの状態を切り換えているが、その切り換えを無段階（連続的）に行うこともできる。

防振支持装置の縦断面図 図１の２部拡大図（可動板の非拘束状態） 図２の３−３線断面図 仕切部材の分解図 図２に対応する作用説明図（可動板の拘束状態） 振動の入力周波数と動ばね定数との関係を示すグラフ 振動の入力周波数とロスタンジェントとの関係を示すグラフ 本発明の第２実施例に係る、前記図２に対応する図（可動板の非拘束状態） 図８の９−９線断面図 図８に対応する作用説明図（アイドル時における可動板の拘束状態） 図８に対応する作用説明図（粗い路面における可動板の拘束状態） 振動の入力周波数と動ばね定数との関係を示すグラフ

符号の説明

１２ 第１取付部材
１３ 第２取付部材
１７ 弾性体
２２ 第１液室
２３ 第２液室
２６ 第１可動板ホルダ
２６ａ 弾性突起
２７ 第２可動板ホルダ
２７ａ 弾性突起
２８ 可動板
３０ 減衰通路
Ｅ エンジン（振動体）
Ｆ 車体フレーム（支持体）
ｈ１ 開口
ｈ２ 開口
α 間隙

Claims (2)

1. 振動体（Ｅ）に取り付けられる第１取付部材（１２）と、
   支持体（Ｆ）に取り付けられる第２取付部材（１３）と、
   第１、第２取付部材（１２，１３）間を接続する弾性体（１７）と、
   弾性体（１７）の内部に区画された第１液室（２２）と、
   第１液室（２２）に減衰通路（３０）を介して連通し、第１液室（２２）の容積の拡大・縮小に応じて容積が縮小・拡大する第２液室（２３）と、
   第１、第２液室（２２，２３）間を仕切るように所定間隔を有して配置され、第１、第２液室（２２，２３）を連通させる開口（ｈ１，ｈ２）が形成された第１、第２可動板ホルダ（２６，２７）と、
   第１、第２可動板ホルダ（２６，２７）間に微小な間隙（α）を存してフローティング支持された可動板（２８）と、
   を備えた防振支持装置において、
   第１、第２可動板ホルダ（２６，２７）を相互に接近させて可動板（２８）を移動不能に拘束するアクチュエータ（３５）を備えたことを特徴とする防振支持装置。
2. 第１、第２可動板ホルダ（２６，２７）は相互に接触する弾性突起（２６ａ，２７ａ）を備えており、弾性突起（２６ａ，２７ａ）は第１、第２可動板ホルダ（２６，２７）が相互に接近したときに圧縮されることを特徴とする、請求項１に記載の防振支持装置。
   

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