以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
先ず、図1,2には、本発明に係る流体封入式防振装置の一実施形態として、自動車用のエンジンマウント10が示されている。このエンジンマウント10は、マウント本体11を備えており、第一の取付部材としての第一の取付金具12と第二の取付部材としての第二の取付金具14が、本体ゴム弾性体16で相互に連結された構造を有している。そして、第一の取付金具12が振動伝達系を構成する一方の部材である図示しない自動車のパワーユニットに取り付けられると共に、第二の取付金具14が振動伝達系を構成する他方の部材である図示しない自動車のボデーに取り付けられることにより、それらパワーユニットと車両ボデーがエンジンマウント10を介して防振連結されるようになっている。
より詳細には、第一の取付金具12は、鉄やアルミニウム合金等で形成されたブロック状の部材であって、本実施形態では、上部が円形ブロック形状とされていると共に、下部が上方に行くに従って次第に大径となる円形ブロック状とされている。また、第一の取付金具12の上端部には、上方に向かって突出する取付ボルト18が一体的に設けられている。
一方、第二の取付金具14は、薄肉大径の略円筒形状を有しており、第一の取付金具12と同様に鉄やアルミニウム合金等で形成された高剛性の部材とされている。また、上端部には、内フランジ状の段差部20が設けられていると共に、段差部20の内周側端部には上方に向かって延びて次第に拡開するテーパ状部22が一体形成されている。更に、テーパ状部22の上端部には軸直角方向で広がるフランジ状部24が形成されている。
それら第一の取付金具12と第二の取付金具14は、第二の取付金具14のフランジ状部24が設けられた側の開口部側に離隔して、同一中心軸上に配置される。そして、第一の取付金具12と第二の取付金具14の間に本体ゴム弾性体16が介装せしめられて、第一の取付金具12と第二の取付金具14が本体ゴム弾性体16で相互に連結されている。
本体ゴム弾性体16は、厚肉の略円錐台形状を有するゴム弾性体で形成されており、大径側の端部には、端面に開口する半球形状乃至はすり鉢形状の大径凹所26が形成されている。そして、本体ゴム弾性体16の小径側端部には、第一の取付金具12の下端部が挿し込まれて加硫接着されていると共に、本体ゴム弾性体16の大径側端部外周面には、第二の取付金具14のテーパ状部22を含む上端部分が重ね合わされて加硫接着されている。これにより、第一の取付金具12と第二の取付金具14が本体ゴム弾性体16で弾性連結されていると共に、第二の取付金具14の一方の開口部が本体ゴム弾性体16で流体密に閉塞されている。以上により、本実施形態における本体ゴム弾性体16は、第一の取付金具12と第二の取付金具14を一体的に備えた一体加硫成形品として形成されている。
さらに、本体ゴム弾性体16の大径側端部の外周縁部には、軸方向下方に向かって薄肉大径の筒状を有するシールゴム層28が一体形成されている。このシールゴム層28は、第二の取付金具14の内周面に被着形成されており、第二の取付金具14の段差部20よりも下側部分の内周面が、シールゴム層28によって略全面に亘って被覆されている。なお、大径凹所26の開口周縁部において、シールゴム層28よりも内周側には、略軸直角方向に広がる環状の段差面30が形成されている。
また、第二の取付金具14の他方の開口部分には、ダイヤフラム32が配設されている。ダイヤフラム32は、薄肉大径の略円板形状を呈するゴム膜であって、外周部分に軸方向で充分な弛みを有している。また、ダイヤフラム32の中央部分は、外周部分に比して厚肉の円板形状とされた中央当接部34とされている。更に、ダイヤフラム32の外周縁部には、円環形状の固着部36が一体形成されている。
また、ダイヤフラム32に設けられた固着部36には、固定金具38が加硫接着されている。固定金具38は、鉄等で形成された高剛性の部材であって、大径の略円環形状を有しており、固着部36に埋設状態で固着せしめられている。以上のように、本実施形態におけるダイヤフラム32は、固定金具38を一体的に備えた一体加硫成形品として形成されている。
そして、ダイヤフラム32の一体加硫成形品は、第一の取付金具12と第二の取付金具14を備えた本体ゴム弾性体16の一体加硫成形品に取り付けられる。即ち、第二の取付金具14の本体ゴム弾性体16とは反対側の開口部からダイヤフラム32を挿し入れた後に、第二の取付金具14に対して縮径加工を施すことにより、固定金具38を第二の取付金具14の開口部分に嵌着固定させる。これにより、ダイヤフラム32が第二の取付金具14の他方の開口部分を流体密に覆蓋するように取り付けられる。
かかるダイヤフラム32の第二の取付金具14への組付け下では、第二の取付金具14の内周側において、本体ゴム弾性体16とダイヤフラム32の軸方向対向面間には、外部から隔離されて非圧縮性流体が封入された流体封入領域40が形成されている。なお、流体封入領域40に封入される非圧縮性流体は、特に限定されるものではないが、例えば、アルキレングリコール,ポリアルキレングリコール,シリコーン油やそれらの混合液が好適に採用される。また、後述する流体の流動作用に基づく防振効果を有効に得るために、粘度が0.1Pa・s以下の低粘性流体を採用することが望ましい。
また、流体封入領域40には、仕切部材42が収容配置されており、第二の取付金具14で支持されている。仕切部材42は、仕切部材本体44と蓋板金具46を含んで構成されている。
仕切部材本体44は、厚肉の略円板形状を有しており、硬質の合成樹脂やアルミニウム合金等の金属で形成されている。また、仕切部材本体44の径方向中央部分には、下方に向かって開口する円形の中央凹所48が形成されている。更に、仕切部材本体44の径方向中央部分には、上方に向かって突出する小径の中央突起49が一体形成されている。
また、仕切部材本体44の外周縁部には、第一の周溝50が形成されている。第一の周溝50は、仕切部材本体44の外周面に開口せしめられており、仕切部材本体44の外周縁部を周方向に一周弱の所定長さで連続して延びている。更に、仕切部材本体44の径方向中間部分には、凹溝52が形成されている。凹溝52は、仕切部材本体44の上端面に開口せしめられており、中央凹所48と第一の周溝50の径方向間を周方向に一周弱の所定長さで連続して延びている。なお、この凹溝52は、一方の端部が軸直角方向に延びる連通路54を通じて中央凹所48に連通されている。
一方、蓋板金具46は、略円板形状を有する金属製の部材とされている。また、本実施形態の蓋板金具46は、外周部分が段差を介して中央部分よりも軸方向上方に位置せしめられている。更に、蓋板金具46の中央部分には、円形の貫通孔56が形成されている。貫通孔56は、仕切部材本体44に形成された中央突起49の形状に対応する小径の孔とされている。
そして、それら仕切部材本体44と蓋板金具46が相互に組み合わされることにより、本実施形態における仕切部材42が構成されている。即ち、仕切部材本体44の上端面に対して蓋板金具46が重ね合わされると共に、仕切部材本体44に突設された中央突起49を蓋板金具46に貫通形成された貫通孔56に対して嵌め入れることにより、蓋板金具46が仕切部材本体44に対して固定されて、仕切部材42が構成される。
かかる仕切部材42においては、仕切部材本体44と蓋板金具46が、径方向中央部分で相互に密着せしめられて重ね合わされていると共に、外周部分で軸方向に所定距離を隔てて位置せしめられている。そして、仕切部材本体44と蓋板金具46が相互に離隔せしめられた外周部分には、それら仕切部材本体44と蓋板金具46の対向面間を周方向に延びる第二の周溝58が形成されている。この第二の周溝58は、図中において必ずしも明らかではないが、周方向に一周弱の所定長さで連続的に延びている。なお、第二の周溝58の周方向端部間には、仕切部材本体44と一体形成された図示しない隔壁が設けられて、第二の周溝58を周方向で一周弱の長さに仕切っている。
また、仕切部材本体44と蓋板金具46の組付け下において、第一の周溝50の一方の端部と第二の周溝58の一方の端部が、第一の周溝50の一方の端部において仕切部材本体44の上端面に開口する接続窓60を通じて相互に接続されている。これにより、第一の周溝50と第二の周溝58によって周方向に二周弱の所定長さで延びる螺旋状の周溝62が形成されている。
このように仕切部材本体44と蓋板金具46で構成された仕切部材42は、流体封入領域40内に収容配置される。即ち、ダイヤフラム32の第二の取付金具14への取付け前に、仕切部材42が、第二の取付金具14に対して本体ゴム弾性体16を加硫接着された側と反対側の開口部から嵌め入れられる。その後、ダイヤフラム32が同開口部から第二の取付金具14に嵌め入れられて、第二の取付金具14に八方絞り等の縮径加工が施されることにより、仕切部材42とダイヤフラム32が第二の取付金具14に対して嵌着固定される。
かかる仕切部材42とダイヤフラム32の配設下において、仕切部材42の上端面の外周部分が本体ゴム弾性体16の段差面30に圧接されると共に、仕切部材42の下端面の外周部分が固着部36を介して固定金具38に圧接されて、それぞれ流体密にシールされている。更に、仕切部材42の外周面が、シールゴム層28を介して第二の取付金具14に対して流体密に重ね合わされている。これらにより、流体封入領域40が仕切部材42を挟んで軸方向で上下に二分されており、仕切部材42を挟んだ一方の側には、壁部の一部が本体ゴム弾性体16で構成されて、本体ゴム弾性体16の弾性変形によって圧力変動が惹起せしめられる受圧室64が形成されていると共に、仕切部材42を挟んだ他方の側には、壁部の一部がダイヤフラム32で構成されて、ダイヤフラム32の弾性変形によって容積変化が許容される平衡室66が形成されている。なお、それら受圧室64と平衡室66には、流体封入領域40に封入された非圧縮性流体がそれぞれ封入されている。
また、仕切部材42の外周縁部に形成された周溝62の外周側開口部が、第二の取付金具14によって流体密に閉塞されている。また、周溝62の一方の端部が蓋板金具46に形成された図示しない連通窓を通じて受圧室64に連通されていると共に、周溝62の他方の端部が仕切部材本体44に形成された連通窓68を通じて平衡室66に連通されている。これらにより、周方向に所定の長さで延びて、受圧室64と平衡室66を相互に連通する流体流路としての第一のオリフィス通路70が、仕切部材42の周溝62を利用して形成されている。
本実施形態では、第一のオリフィス通路70を通じて流動せしめられる流体の共振周波数が、該流体の共振作用に基づいてエンジンシェイク等に相当する10Hz前後の低周波数域の振動に対して有効な防振効果(高減衰効果)が発揮されるようにチューニングされている。
さらに、仕切部材42に形成された凹溝52の開口部が蓋板金具46によって覆蓋されており、凹溝52の一方の端部が蓋板金具46に形成された図示しない連通窓を通じて受圧室64に連通されていると共に、凹溝52の他方の端部が中央凹所48を通じて平衡室66に連通されている。これにより、周方向に所定の長さで延びて、受圧室64と平衡室66を相互に連通する流体流路としての第二のオリフィス通路72が、仕切部材42の凹溝52と中央凹所48を利用して形成されている。
第二のオリフィス通路72を通じて流動せしめられる流体の共振周波数は、第一のオリフィス通路70よりも高周波数にチューニングされており、本実施形態では、該流体の共振作用に基づいてアイドリング振動等に相当する20〜40Hz前後の中乃至高周波数域の振動に対して有効な防振効果(低動ばね効果)が発揮されるようにチューニングされている。
なお、オリフィス通路70,72のチューニングは、例えば、受圧室64や平衡室66の各壁ばね剛性、即ちそれら各室64,66を単位容積だけ変化させるのに必要な圧力変化量に対応する本体ゴム弾性体16やダイヤフラム32等の各弾性変形量に基づく特性値を考慮しつつ、オリフィス通路70,72の通路長さと通路断面積を調節することによって行うことが可能であり、一般に、オリフィス通路70,72を通じて伝達される圧力変動の位相が変化して略共振状態となる周波数を、当該オリフィス通路70,72のチューニング周波数として把握することが出来る。
かくの如き構造を有する本実施形態に係るマウント本体11は、ブラケット金具74に組み付けられている。ブラケット金具74は、鉄等で形成された高剛性の部材であって、マウント本体11が嵌め入れられる嵌着部76を有している。嵌着部76は、全体として有底円筒形状を有しており、上端部にフランジ部78を有している。また、嵌着部76の外周面には、環状の脚部80が溶接等によって固定されている。この脚部80には、周上の複数箇所において図示しないボルト孔が貫通形成されており、ボルト孔に挿通される同じく図示しない固定用ボルトによって脚部80が車両ボデーに螺着固定されるようになっている。
そして、マウント本体11が、ブラケット金具74の嵌着部76に対して上側開口部から嵌め入れられて、第二の取付金具14が嵌着部76に圧入固定されることにより、マウント本体11がブラケット金具74に嵌着固定されている。なお、本実施形態では、第二の取付金具14の上端に設けられたフランジ状部24が、嵌着部76の上端に設けられたフランジ部78に対して上方から当接せしめられることにより、第二の取付金具14と嵌着部76が相対的に位置決めされるようになっている。
ここにおいて、ブラケット金具74には、アクチュエータ82が配設されている。アクチュエータ82は、マウント本体11の下方に配置されて、嵌着部76の底壁部上に載置されている。より詳細には、アクチュエータ82は電動モータ84を有している。
電動モータ84は、既存の電動機であって、駆動軸としての回転軸86を有している。そして、外部に設けられた電源装置88からの通電によって、回転軸86に回転力が作用せしめられて、回転軸86が中心軸回りで回転駆動せしめられるようになっている。特に本実施形態では、回転軸86の回転方向が電動モータ84への通電方向に応じて変化せしめられるようになっている。なお、電動モータ84としては、他励直流電動機等の各種公知のモータ(電動機)を採用することが出来る。
また、電動モータ84の回転軸86には、螺子部としての雄ねじ部材90が取り付けられている。雄ねじ部材90は、外周面にねじ山が形成された略円筒形状の部材であって、中心軸上を延びるように回転軸86が挿し入れられて固着されている。そして、回転軸86の回転駆動に伴って雄ねじ部材90が回転せしめられるようになっている。
また、電動モータ84と電源装置88を電気的に接続する回路上には、制御装置92が設けられている。制御装置92は、例えば自動車の走行状態等を検出するセンサ(例えば、公知の速度センサ等)と、該センサの検出結果に応じて電動モータ84への通電方向を変化させる機械的な接点制御装置を含んで構成されている。この制御装置92によって、電動モータ84における回転軸86の回転方向が走行状態に応じて変化せしめられるようになっている。また、回転軸86の回転角や電動モータ84への通電時間等を検出して、その検出結果に応じて電動モータ84への通電を制御することにより、所定の回転量で回転軸86の回転が停止されるようになっている。なお、電動モータ84への通電方向や通電状態と非通電状態を切り換える制御装置92は、従来から公知の速度センサ等の各種センサと接点制御装置を組み合わせること等により実現することが可能であることから、ここでは説明を省略する。
また、電動モータ84は、支持部材94に取り付けられている。支持部材94は、厚肉の円環形状を有しており、本実施形態では、硬質の合成樹脂で形成されている。更に、支持部材94の上端部に外周側に向かって広がる当接部96が設けられていると共に、当接部96の外周縁部が上方に向かって突出せしめられている。
さらに、支持部材94の内周縁部には、保持筒部98が形成されている。保持筒部98は、略円筒形状であって、支持部材94の内周縁部から上方に向かって延び出している。また、保持筒部98は、その径方向一方向において対向する部分に内周側および上端面に開口する一対の係合切欠部100,100が形成されている。この係合切欠部100は、軸方向に所定の長さで延びる溝状とされており、本実施形態では周方向両側面が相互に平行に広がっている。
そして、電動モータ84の回転軸86が支持部材94の中央孔の中心線上で延びるように、電動モータ84が支持部材94の中央孔に嵌め入れられて固定されている。これにより、保持筒部98の内周側に離隔して回転軸86が位置せしめられている。
また、回転軸86の先端部分には、可動弁体としての弁部材102が被せ付けられている。弁部材102は、逆向きの略有底円筒形状を有しており、本実施形態では、鉄やアルミニウム合金等の金属で形成することにより耐久性の向上が図られている。更に、弁部材102の上端部には、外周側に向かって広がる押圧フランジ部104が一体形成されている。本実施形態における押圧フランジ部104は、外周縁部が縦断面において略半球形状を呈するように面取りされている。
更にまた、弁部材102の下端部には、径方向一方向で対向する部分から外周側に向かって突出する一対の係合突起106,106が形成されている。係合突起106は、略ブロック状の突起であって、周方向の両端面が相互に平行となっている。また、係合突起106の周方向での幅寸法が、保持筒部98に形成された係合切欠部100の周方向での幅寸法と略等しくされていると共に、係合突起106の軸方向寸法が係合切欠部100の軸方向寸法よりも充分に小さくなっている。
ここにおいて、弁部材102には、螺接部としての雌ねじ部108が設けられている。雌ねじ部108は、逆向きの略有底円筒形状を呈する弁部材102の周壁部を利用して形成されており、その内周面には全長に亘ってねじ山が刻設されている。また、雌ねじ部108を構成するねじ山は、回転軸86に取り付けられた雄ねじ部材90の外周面に形成されたねじ山に対応する構造とされている。
そして、このような雌ねじ部108を有する弁部材102は、電動モータ84の回転軸86に対して取り付けられる。即ち、回転軸86に対して弁部材102が上方から被せられて、弁部材102の周壁部が回転軸86の外周側に離隔して回転軸86を取り囲むように位置せしめられる。なお、本実施形態では、電動モータ84の回転軸86が後述する弁部材102の往復作動方向に延びるようにして設けられている。
さらに、回転軸86に取り付けられた雄ねじ部材90が弁部材102の周壁部の内周側に挿し入れられて、雄ねじ部材90の外周面に形成されたねじ山と弁部材102の内周面に形成された雌ねじ部108のねじ山が掛合せしめられている。換言すれば、回転軸86に取り付けられた雄ねじ部材90が、弁部材102の雌ねじ部108に対して下方開口から螺入されている。これにより、弁部材102が回転軸86に対して組み付けられていると共に、それら回転軸86と弁部材102の連結部分において、雄ねじ部材90と雌ねじ部108で構成された螺子構造が設けられている。
また、電動モータ84の回転軸86が保持筒部98の内周側に位置せしめられていることにより、弁部材102が保持筒部98に対して挿し入れられる。そこにおいて、図3に示されているように、弁部材102の下端部に一体形成された係合突起106が、保持筒部98に形成された係合切欠部100に対して周方向で位置合わせされており、各係合突起106が各係合切欠部100に嵌め込まれている。そして、係合突起106と係合切欠部100の周方向での係合作用によって、弁部材102が保持筒部98に対して周方向で係止されて相対的に回転不能とされている。かくの如き弁部材102と保持筒部98の係止によって、本実施形態における弁部材102の回転制限機構が構成されている。
そこにおいて、通電によって電動モータ84で発生する回転駆動力が、雄ねじ部材90と雌ねじ部108で構成された螺子構造によって往復駆動力に変換されて、弁部材102に伝達されるようになっている。そして、電動モータ84における回転軸86の回転方向を制御することにより、弁部材102を軸方向で所定の位置に駆動変位せしめることが出来るようになっている。以下に、弁部材102の軸方向での往復作動について説明する。
先ず、電動モータ84の回転軸86に装着された雄ねじ部材90が、弁部材102に形成された雌ねじ部108の下端部、即ち、弁部材102の周壁部における下端開口部に位置せしめられている場合には、弁部材102が往復作動方向の上端に位置せしめられるようになっている。なお、このように弁部材102が駆動方向の上端に位置せしめられた状態においても、係合突起106は係合切欠部100内に位置せしめられて、それらによる係合作用が発揮されるようになっている。
次に、電動モータ84に対して電源装置88から通電されて、回転軸86が周方向一方の側に回転せしめられると、雄ねじ部材90が雌ねじ部108に対して相対回転せしめられて、雄ねじ部材90が雌ねじ部108に対して捻じ込まれる。これにより、雌ねじ部108が形成された弁部材102は、雄ねじ部材90が取り付けられた回転軸86延いては電動モータ84に対して軸方向で下方に相対変位せしめられて、往復作動方向の下端まで移動せしめられるようになっている。なお、本実施形態では、弁部材102が軸方向で変位駆動せしめられて作動方向端部に位置せしめられると、電動モータ84への通電が停止されるようになっており、弁部材102が駆動方向の端部において静止状態に保持されるようになっている。
特に本実施形態では、弁部材102の回転が係合突起106と係合切欠部100の係止によって阻止されていることにより、回転軸86の回転駆動力が雄ねじ部材90と雌ねじ部108の間における摩擦等で伝達されることによって弁部材102が回転するのを防いで、弁部材102の軸方向での駆動変位を効率的に実現出来るようになっている。
また次に、制御装置92の制御によって、電動モータ84に対して電源装置88から通電されて、回転軸86が周方向で逆向きに回転せしめられると、雄ねじ部材90が雌ねじ部108に対して相対回転せしめられて、雄ねじ部材90が雌ねじ部108に対して抜ける方向に捻られる。これにより、雌ねじ部108が形成された弁部材102は、雄ねじ部材90が取り付けられた回転軸86延いては電動モータ84に対して軸方向で上方に相対変位せしめられて、往復作動方向の上端まで移動せしめられるようになっている。なお、本実施形態では、電動モータ84に対して電流が逆向きに通電されることにより、回転軸86が逆回転されるようになっている。また、弁部材102が往復作動方向の上端に移動せしめられると、電動モータ84への通電が停止されるようになっており、弁部材102が往復作動方向の上端で保持されるようになっている。
このように、電動モータ84で発生した回転駆動力は、回転軸86と弁部材102の連結部分に設けられた螺子構造によって軸方向での直線的な駆動力に変換されて、弁部材102に伝達されるようになっている。そして、電動モータ84への通電方向を切換制御することにより、弁部材102が軸方向上下に往復作動せしめられるようになっている。また、弁部材102が往復作動方向で端部に位置せしめられると、電動モータ84への通電が停止されるようになっており、往復作動せしめられる弁部材102が軸方向端部において保持されるようになっている。
かくの如き構造とされたアクチュエータ82は、ブラケット金具74の嵌着部76に対して嵌め入れられて、嵌着部76の底壁部上に載置された状態で固定される。かかるブラケット金具74への装着状態において、マウント本体11がブラケット金具74に対して組み付けられることにより、本実施形態に係るエンジンマウント10が構成されている。
また、エンジンマウント10において、アクチュエータ82は、マウント本体11の下方に位置せしめられており、弁部材102がダイヤフラム32の中央当接部34に対して、軸方向で所定距離を隔てて、或いは、重ね合わされた当接状態で下方に位置せしめられている。
換言すれば、アクチュエータ82は、ダイヤフラム32を挟んで仕切部材42と反対側に位置せしめられており、アクチュエータ82の弁部材102がダイヤフラム32の中央当接部34を挟んで第二のオリフィス通路72の平衡室66側の開口部である中央凹所48に対して対向位置せしめられている。
そして、弁部材102は、軸方向で駆動変位せしめられることによって、ダイヤフラム32の中央当接部34に対して当接或いは離隔せしめられて、中央当接部34が弁部材102の軸方向での往復作動に応じて上下に変位せしめられる。これにより、ダイヤフラム32の中央当接部34は、弁部材102によって、仕切部材42の中央凹所48に対して相対的に接近または離隔せしめられるようになっている。
すなわち、弁部材102が往復作動方向で上端に位置せしめられると、中央当接部34が弁部材102によって押圧されて、仕切部材42の下面に押し付けられることにより、中央凹所48の開口部が中央当接部34を介して弁部材102で閉塞されるようになっている。
一方、弁部材102が往復作動方向で下端に位置せしめられると、弁部材102がダイヤフラム32の中央当接部34に対して下方に離隔せしめられて、中央当接部34が仕切部材42の下方に離隔位置することで、中央凹所48が平衡室66に開口せしめられる。
以上により、弁部材102の往復作動を制御することによって、第二のオリフィス通路72の平衡室66側の開口部である中央凹所48の開口部を、開口状態と閉塞状態に切り換えることが出来るようになっており、第二のオリフィス通路72の連通状態と遮断状態が切り換えられるようになっている。なお、図2からも明らかなように、本実施形態では、弁部材102とダイヤフラム32が非接着で重ね合わされており、相互に離隔可能とされている。
このような構造とされた自動車用エンジンマウント10は、マウント本体11を構成する第一の取付金具12が、取付ボルト18によって図示しないパワーユニットに取り付けられるようになっていると共に、第二の取付金具14がブラケット金具74を介して図示しない車両ボデーに取り付けられるようになっている。これにより、エンジンマウント10が、パワーユニットと車両ボデーの間に介装されるようになっており、パワーユニットが車両ボデーによって防振支持されるようになっている。
上述の如き構造とされた自動車用エンジンマウント10が自動車に装着されて、走行時に問題となるエンジンシェイク等の低周波数域の振動が入力されると、受圧室64に比較的に大きな圧力変動が生ぜしめられる。そして、受圧室64と平衡室66の間に生ぜしめられる相対的な圧力変動の差により第一のオリフィス通路70を通じての流体の流動量が効果的に確保されて、該流体の共振作用等の流動作用に基づいて、エンジンシェイク等の低周波数域の振動に対して有効な防振効果(高減衰効果)が発揮されるのである。
その際、弁部材102は、図1に示されているように、往復作動方向の上端に位置せしめられており、ダイヤフラム32の中央当接部34を介して第二のオリフィス通路72の平衡室66側開口部に押し付けられている。これにより、第二のオリフィス通路72の平衡室66側の開口部が流体密に閉塞せしめられて、第二のオリフィス通路72が遮断状態となっている。従って、第二のオリフィス通路72を通じて受圧室64と平衡室66の間で流体が流動して受圧室64内の液圧が平衡室66に逃されるのを防いで、第一のオリフィス通路70を通じての流体流動を効率的に生ぜしめ、流体の流動作用に基づく防振効果を効果的に得ることが出来る。
また、停車時に問題となるアイドリング振動や走行時に問題となる低速こもり音等の中乃至高周波数域の振動の入力では、受圧室64に対して小さな振幅の圧力変動が惹起されることとなる。かかる振動の入力時には、電動モータ84への通電制御により、回転軸86が周方向一方向に回転作動せしめられて、図2に示されているように、弁部材102が軸方向下方に駆動変位せしめられるようになっている。
これにより、第二のオリフィス通路72の平衡室66側の開口部が連通状態に切り換えられて、第二のオリフィス通路72によって受圧室64と平衡室66が相互に連通される。そして、受圧室64と平衡室66の間に生ぜしめられる相対的な圧力変動の差により第二のオリフィス通路72を通じての流体の流動量が効果的に確保されて、該流体の共振作用等の流動作用に基づいて、アイドリング時振動等の中乃至高周波数域の振動に対して有効な防振効果(低動ばね効果)が発揮されるのである。
要するに、本実施形態に係る流体封入式防振装置においては、弁部材102の往復作動によって、第二のオリフィス通路72が連通と遮断に制御されて、防振特性が切り換えられるようになっている。なお、図1,図2においては、分かり易さのために、弁部材102の往復作動のストロークが誇張されて示されている。それに伴って、雄ねじ部材90および雌ねじ部108の形状、具体的には、例えば、それらねじ部90,108におけるねじ山の傾斜やサイズ等も誇張して図示されている。
ここにおいて、本実施形態に係る自動車用エンジンマウント10では、電動モータ84への通電を制御する制御装置92を設けると共に、弁部材102と回転軸86の連結部分において回転軸86の回転駆動力を弁部材102の軸方向駆動力に変換する螺子構造を採用することにより、弁部材102が、回転軸86を回転駆動させる一般的な電動モータ84によって軸方向両側に向かって駆動変位せしめられるようになっている。従って、比較的に簡単な構造の電動モータ84を用いて、弁部材102を軸方向で上下に往復変位せしめることが出来て、防振特性の切換え制御を実現することが可能となる。
また、電動モータ84への非通電下においては、雄ねじ部材90と雌ねじ部108の間の摩擦力やねじ山の係合等によって、弁部材102が往復作動方向で位置決めされた非作動状態に保持されるようになっている。このようなねじ部90,108間での係合や摩擦による保持作用によって、電動モータ84への非通電時において弁部材102の軸方向位置を保持せしめることが出来て、切り換えられた防振特性を安定して維持することが出来る。
特に弁部材102が往復作動方向の上端に位置せしめられている場合において、有効な保持力を非通電で容易に得られる構造となっていることから、第二のオリフィス通路72の実質的な遮断状態を確実に維持することが出来て、エンジンシェイク等に相当する低周波数振動の入力時に、目的とする防振性能を実現することが出来る。
しかも、ねじ部90,108間での摩擦や係合を利用して弁部材102に保持力を及ぼす構造とされたエンジンマウント10では、連続的な通電状態の維持によって第二のオリフィス通路72の遮断状態を維持する場合に比べて、受圧室64内の圧力が第二のオリフィス通路72を通じて弁部材102に及ぼされた場合にも、弁部材102が該圧力に抗して目的とする切換え状態に安定して維持されて、第二のオリフィス通路72の実質的な遮断状態がより確実に実現される。
さらに、電動モータ84への通電を要することなく弁部材102に保持力を及ぼすことが出来るため、切り換えられた防振特性を維持する際に消費される電力を抑えることが出来ると共に、通電状態の連続的な維持による発熱を抑えて、熱による耐久性の低下を防ぐことが出来る。
また、弁部材102の中央穴を利用して形成された雌ねじ部108に対して、回転軸86に固定された雄ねじ部材90が螺嵌されることによって、弁部材102が回転軸86に取り付けられていることから、弁部材102と回転軸86の相対的な傾斜や軸方向での抜け等を防ぐことが出来る。従って、弁部材102の安定した作動を実現して、防振特性の切換えを高精度に且つ安定して行うことが出来る。
また、例えば、リニアモータ等を採用して弁部材102の駆動方向でのストロークを制御する場合に比べて、電動モータ84への供給電圧のぶれに対する弁部材102の駆動変位量の変化が小さく抑えられることから、防振特性の切換えをより高精度に実現することが出来る。
また、本実施形態では、弁部材102の上端部に外周側に広がる押圧フランジ部104が一体形成されている。これにより、弁部材102の上端面の面積が大きく確保されて、ダイヤフラム32の中央当接部34に及ぼされる単位面積当たりの圧力を抑えることが出来る。しかも、押圧フランジ部104の外周面が円弧状の湾曲面とされていることにより、ダイヤフラム32に対して弁部材102による押圧力が及ぼされる際に、押圧力が局所的に集中して作用するのを防ぐことが出来て、ダイヤフラム32の耐久性を向上せしめることが出来る。
次に、図4には、本発明の第二の実施形態としての自動車用エンジンマウント112が示されている。このエンジンマウント112は、アクチュエータ114を備えている。なお、以下の説明において、前記第一の実施形態と実質的に同一の部材乃至部位については、図中に同一の符号を付すことにより、説明を省略する。
より詳細には、アクチュエータ114は、弁部材116を更に備えている。この弁部材116は、全体として逆向きの略有底円筒形状を呈している。また、弁部材116の周壁部は、周上の一部において内径が小さくなっており、かかる小径部分の内周面にねじ山が刻設されることにより、螺接部としてのギヤ部118が形成されている。
一方、電動モータ84の回転軸86には、雄ねじ部材90が固定されている。この雄ねじ部材90のねじ山は、弁部材116に形成されたギヤ部118のねじ山に対応した構造とされている。なお、雄ねじ部材90の外径は、ギヤ部118の内径と略等しくされていると共に、弁部材116においてギヤ部118を外れた部分の内径よりも小さくなっている。
このような構造とされた本実施形態に係る弁部材116は、回転軸86に対して取り付けられている。即ち、回転軸86に対して軸方向上方から弁部材116が被せ付けられており、回転軸86に固定された雄ねじ部材90が、弁部材116の中央穴に対して挿し入れられると共に、弁部材116に形成されたギヤ部118に対して螺接せしめられている。これにより、回転軸86と弁部材116の連結部分には、雄ねじ部材90とギヤ部118で構成されたウォームギヤ構造が設けられている。
なお、ここで言うウォームギヤ構造とは、回転駆動力が及ぼされる回転軸86に対して取り付けられて外周面に螺旋状のねじ山が形成されたウォーム(雄ねじ部材90)と、該ウォームに対して周上の一部で当接して該当接箇所においてウォームと噛合するねじ山を有する螺接部(ギヤ部118)を含む構造であって、ウォームの回転によって螺接部が直線駆動せしめられるようになっているものである。このような螺接部の具体的な構造は特に限定されるものではなく、本実施形態における弁部材116もその一例であるが、その他にも、例えば、可動弁体が軸直角方向で広がる板状部分を含んでおり、該板状部分をダイヤフラム32の中央当接部34に当接せしめると共に、該板状部分から下方に延び出す板状のギヤ部を設けて、該ギヤ部に形成されたねじ山をウォームのねじ山と噛合せしめることによりウォームギヤ構造を構成することも出来る。
そして、電動モータ84に通電することにより回転軸86が回転せしめられると、雄ねじ部材90とギヤ部118の螺接によって構成されたウォームギヤ構造によって弁部材116に対して直線的な駆動力が及ぼされるようになっており、回転軸86の回転方向を制御することにより、弁部材116が軸方向で上下に往復作動せしめられるようになっている。なお、本実施形態に係る弁部材116は、前記第一の実施形態に示された弁部材102と同様に上下駆動せしめられることから、ここでは詳細な説明は省略する。
このような構造とされたアクチュエータ114は、前記第一の実施形態におけるアクチュエータ82と同様に、ブラケット金具74に取り付けられると共に、マウント本体11の下方に配設されて、弁部材116がダイヤフラム32の中央当接部34に下方から非接着で重ね合わされる。このようにアクチュエータ114が所定の位置に配設されることにより、本実施形態に係るエンジンマウント112が構成されている。なお、本実施形態では、前記第一の実施形態と同様に、少なくとも弁部材116が軸方向下端に位置せしめられた状態において、弁部材116と中央当接部34が離隔せしめられるようになっている。また、アクチュエータ114のかくの如き配設状態においては、弁部材116の軸方向上方への抜出しが、弁部材116の仕切部材42への間接的な当接によって防がれるようになっている。
そこにおいて、本実施形態に従う構造のエンジンマウント112では、前記第一の実施形態に係るエンジンマウント10と同様に、弁部材116の上下駆動によって、第二のオリフィス通路72の平衡室66側の開口部が開閉制御されて、防振特性が切り換えられるようになっている。これにより、エンジンシェイクに相当する低周波数の振動と、アイドリング時振動に相当する中乃至高周波数の振動の何れが入力された場合にも、有効な防振効果が発揮されるようになっている。
以上のように、電動モータ84の回転駆動力を弁部材116に伝達する伝達経路上には、螺子構造に代えてウォームギヤ構造が設けられていても良い。このようなウォームギヤ構造を採用した場合にも、前記第一の実施形態と同様に、通電時における弁部材116の往復作動と、非通電時における弁部材116の位置決め保持を、何れも効果的に実現することが可能である。
また、図5には、本発明の第三の実施形態としての自動車用エンジンマウント122が示されている。このエンジンマウント122は、アクチュエータ124を備えている。なお、以下の説明において、前記実施形態と実質的に同一の部材乃至部位については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
より詳細には、アクチュエータ124は弁部材126を有している。弁部材126は、逆向きの略有底円筒形状を有していると共に、上底壁部の外周縁部には外周側に向かって広がる押圧フランジ部104が一体形成されている。また、弁部材126の周壁部の下端部には、径方向外方に向かって突出する係合突起106が形成されている。本実施形態では、周上の3箇所において形成されており、周方向で後述するギヤ部128を外れた位置にそれぞれ設けられている。
また、弁部材126には、螺接部としてのギヤ部128が形成されている。ギヤ部128は、弁部材126において周壁部の一部を利用して形成されており、周方向で所定の長さに亘って外周面にねじ山が刻設されている。本実施形態では、ねじ山が弁部材126の周壁部において軸方向全長に亘って形成されている。
一方、電動モータ84の回転軸86には、雄ねじ部材90が取り付けられている。雄ねじ部材90は、前記第一の実施形態と同様に、外周面にねじ山が形成された略円筒形状を呈しており、中心孔に回転軸86が挿通されて固着されている。なお、雄ねじ部材90が有するねじ山は、ギヤ部128に形成されたねじ山と対応せしめられて、相互に噛合するようになっている。
また、回転軸86に対して雄ねじ部材90を取り付けられた電動モータ84は、支持部材130に対して嵌め付けられている。この支持部材130は、中心を外れた位置において軸方向に延びる円形の貫通孔を有していると共に、中心部分には上方に向かって突出する保持部132を有している。保持部132は、略一定のC字の断面形状を有しており、軸方向で直線的に延びている。また、保持部132には、周上の複数箇所において内周面および上端面に開口する係合切欠部100が形成されている。この係合切欠部100は、弁部材126に形成された係合突起106の形状に略対応する形状とされており、本実施形態では係合突起106の形成位置に応じた3箇所において形成されている。
そして、支持部材130の貫通孔に対して電動モータ84が嵌め付けられて、雄ねじ部材90を取り付けられた回転軸86が上方に向かって突出せしめられる。また、弁部材126が保持部132の内周側に嵌め入れられて、各係合突起106が各係合切欠部100に対して挿し込まれており、これら係合突起106と係合切欠部100の嵌合によって本実施形態における回転制限機構が構成されている。
そこにおいて、弁部材126に形成されたギヤ部128のねじ山が雄ねじ部材90に形成されたねじ山と噛合せしめられていることから、電動モータ84に外部から通電されて雄ねじ部材90が回転駆動せしめられると、ギヤ部128を有する弁部材126が上下に駆動変位せしめられる。なお、本実施形態に係る弁部材126は、前記第一,第二の実施形態に示された弁部材102,116と同様に上下駆動せしめられることから、ここでは詳細な説明は省略する。
このような構造とされたアクチュエータ124は、前記第一の実施形態におけるアクチュエータ82と同様に、ブラケット金具74に取り付けられると共に、マウント本体11の下方に配設されて、弁部材126がダイヤフラム32の中央当接部34に対して下方から非接着で重ね合わされる。このようにアクチュエータ124が所定の位置に配設されることにより、本実施形態に係るエンジンマウント122が構成されている。なお、本実施形態では、前記第一の実施形態と同様に、少なくとも弁部材126が軸方向下端に位置せしめられた状態において、弁部材126と中央当接部34が離隔せしめられるようになっている。また、アクチュエータ124のかくの如き配設状態においては、弁部材126の軸方向上方への抜出しが、弁部材126の仕切部材42への間接的な当接によって防がれるようになっている。
かくの如き構造とされたエンジンマウント122においても、前記第二の実施形態と同様に、ウォームギヤ構造によって電動モータ84の回転駆動力を直線的な駆動力に変換して弁部材126に対して作用せしめることが出来る。それ故、弁部材126による第二のオリフィス通路72の連通状態と遮断状態での切換えによって、エンジンシェイクに相当する低周波大振幅振動と、アイドリング時振動に相当する中乃至高周波小振幅振動の何れに対しても有効な防振効果を得ることが出来る。
以上、本発明の幾つかの実施形態について説明してきたが、これらはあくまでも例示であって、本発明は、かかる実施形態における具体的な記載によって、何等、限定的に解釈されるものではない。
例えば、前記第一乃至第三の実施形態では、可動弁体に対して直接的に形成されたねじ山を利用して螺子構造やウォームギヤ構造を構成しているが、例えば、螺子構造やウォームギヤ構造によって変換された往復駆動力が、ラックやピニオン等を含んで構成された減速用の歯車列等を介して間接的に可動弁体に対して伝達されるようになっていても良い。要するに、電動モータから可動弁体への駆動力の伝達経路上に螺子構造やウォームギヤ構造が設けられて、非通電時における可動弁体の保持力が得られるようになっていれば良い。
また、前記第一乃至第三の実施形態においては、螺子構造とウォームギヤ構造の何れか一方を選択的に設けた構造が示されているが、電動モータから可動弁体への駆動力の伝達経路上において螺子構造とウォームギヤ構造の両方を有する構造を採用することも出来る。
例えば、前記第一乃至第三の実施形態においては、弁部材102,116,126の支持部材94延いては第二の取付金具14に対する相対的な回転が、係合突起106と係合切欠部100の係止によって阻止されるようになっているが、このような回転制限機構は本発明における必須の構成ではない。具体的には、例えば、可動弁体が往復作動方向に延びる中心線まわりで回転し得ないような場合には、回転制限機構を省略することも出来る。
さらに、前記第一乃至第三の実施形態においては、回転制限機構が、弁部材102,116,126側に設けられた係合突起106と、保持筒部98又は保持部132側に設けられた係合切欠部100によって構成されているが、例えば、可動弁体側に下端部および外周面に開口する係合切欠部を形成すると共に、保持筒部又は保持部側に内周側に向かって突出する係合突起を形成して、それら係合切欠部と係合突起の係止によって回転制限機構が構成されるようになっていても良い。
また、前記第一乃至第三の実施形態に示されたエンジンマウント10,112,122は、本発明に係る流体封入式防振装置の例であって、それら実施形態に示されたエンジンマウントの具体的な構造によって、本発明の適用範囲が限定的に解釈されるべきではない。即ち、本発明は、前記実施形態に例示されている所謂お椀型の流体封入式防振装置だけでなく、例えば、インナ軸部材とアウタ筒部材を本体ゴム弾性体で相互に連結すると共に、周方向で離隔する複数の流体室を設けた構造を有する、所謂筒型の流体封入式防振装置に対しても適用され得る。
また、本発明は、必ずしもエンジンマウントにのみ適用されるものではなく、例えば、メンバマウント等の各種流体封入式防振マウントや、その他の用途に用いられる各種の流体封入式防振装置に適用可能である。
さらに、本発明は、必ずしも自動車用の流体封入式防振装置にのみ適用されるものではなく、例えば、列車用の流体封入式防振装置や、その他各種用途に用いられる切換型の流体封入式防振装置に対しても、好適に適用される。
その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更,修正,改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもない。
10:自動車用エンジンマウント,12:第一の取付金具,14:第二の取付金具,16:本体ゴム弾性体,42:仕切部材,64:受圧室,66:平衡室,70:第一のオリフィス通路,72:第二のオリフィス通路,84:電動モータ,90:雄ねじ部材,100:係合切欠部,102:可動弁体,106:係合突起,108:雌ねじ部