JP2010255831A - Vibration control device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、内部に封入した非圧縮性の液体の流動に基いて、発生される振動周波数のいかんにかかわらず、すぐれた振動減衰機能を発揮させることができる防振装置、なかでも、液入り防振装置に関するものであり、たとえば、エンジンマウントとして適用して、アイドリング振動およびエンジンシェイク振動のそれぞれを有効に減衰および防振することに加え、50〜150Hzの高周波小振幅振動になる、車室こもり音振動、ロックアップ時振動等に対する動ばね定数の増加(高動ばね化)を、ばね要素等の高周波共振によって効果的に抑制し、併せて減衰する技術を提案するものである。 This invention is based on the flow of incompressible liquid sealed inside, and is an anti-vibration device capable of exerting an excellent vibration damping function regardless of the generated vibration frequency. The present invention relates to an anti-vibration device, and is applied to, for example, an engine mount to effectively attenuate and dampen each of idling vibration and engine shake vibration, as well as a high-frequency small-amplitude vibration of 50 to 150 Hz. The present invention proposes a technique that effectively suppresses an increase in dynamic spring constant (high dynamic spring) with respect to vibration due to booming noise, lock-up vibration, and the like by high-frequency resonance of a spring element or the like, and attenuates it together.
エンジンマウントとして適用され、負圧アクチュエータの作用下で、封入液体の流動通路を切り換える従来の液入り防振装置としては特許文献1に開示されたものがある。 As a conventional liquid vibration isolator which is applied as an engine mount and switches the flow path of a sealed liquid under the action of a negative pressure actuator, there is one disclosed in Patent Document 1.
これは、図5に、中心軸線を含む縦断面図で示すように、振動発生側部材、たとえばエンジンに連結されるコア部材111の外周面と、振動伝達側部材、たとえば車体に連結される筒状部材112の内周面とを、ゴム等の弾性部材113によって液密に連結するとともに、その筒状部材112の開口端をダイアフラム114によって液密に封入し、このダイアフラム114と、弾性部材113と、筒状部材112、より正確には、筒状部材112への弾性部材ライニング部分とで囲繞されるスペースを、非圧縮性の液体を封入した流体室115とし、この流体室115を、仕切部材116によって、弾性部材113側に位置する主液室117と、ダイアフラム114側に位置する副液室118とに区画し、そして、それらの両液室117,118を、20〜40Hzの中周波中振幅振動であるアイドリング振動に対する防振機能をもたらす窓穴119と、5〜20Hzの低周波大振幅振動であるエンジンシェイク振動に対し、振動減衰機能を発揮するオリフィス通路120との
それぞれで、相互に独立させて連通させ、また、ダイアフラム114に対して主液室117とは反対側に配設した負圧アクチュエータ121の出力部材122によって、ダイアフラム114の中央部分123を仕切部材116の窓穴119の開口周縁部に押し付けてその窓穴119を閉塞状態に保持せしめるようにし、さらに、出力部材122の先端面に、大気に連通する凹所124を形成して、ダイアフラム114の凹所124内への弾性変形を許容し、かつ、ダイアフラム114の凹所124底面への当接によってダイアフラム114の弾性変形量を制限するものであり、負圧アクチュエータ121の作動によって窓穴119を開閉するものである。
As shown in a longitudinal sectional view including the central axis in FIG. 5, the vibration generating side member, for example, the outer peripheral surface of the
この液入り防振装置は、それをエンジンマウントとして適用した場合にあって、コア部材111をエンジンに、そして筒状部材112を車体にそれぞれ連結した状態で、そこに、エンジンからのアイドリング振動、すなわち、中周波中振幅振動が入力されたときは、負圧アクチュエータ121の作動によって出力部材122を図の下方側へ変位させることにより、ダイアフラム114の中央部分123が仕切部材116の窓穴119の周縁部から離隔されて、主液室117と副液室118とが窓穴119を介して連通される。そして、この連通状態の下では、主液室117と副液室118との仕切りが解除されて、それらの両液室117、118が実質的に一つの流体室115となり、弾性部材113の弾性変形に基く、その流体室115の圧力変動が、ダイアフラム114の弾性変形によって吸収されることになるので、アイドリング振動に対して有効な防振効果(低動ばね特性に基づく振動絶縁効果)が発揮され得る、とする。
This liquid vibration isolator is applied to an engine mount, with the
この一方で、車両の走行時の、低周波大振幅振動であるエンジンシェイク振動の入力に対しては、負圧アクチュエータ121内に大気圧を導入することによって、図5示すように、ダイアフラム114の中央部分123を、内蔵プリングの作用下で、窓穴119の開口周縁部に押し付けて窓穴119を閉塞状態とすることで、エンジンシェイク振動の入力に当り、それぞれの液室117,118内の液体は、オリフィス通路120を経て流動することになり、この場合は、オリフィス通路120を流動する液体の共振作用、流動抵抗等に基いてすぐれた振動減衰効果が発揮される、とする。
On the other hand, with respect to the input of engine shake vibration, which is low-frequency large-amplitude vibration when the vehicle is running, by introducing atmospheric pressure into the
そしてさらに、車両の走行時の、車室こもり音振動、ロックアップ時振動等の高周波小振幅振動の入力時には、上述したように、ダイアフラム114の中央部分123で、窓穴119を閉塞状態としたままで、主液室115の小さな圧力変動の下で、ダイアフラム114の中央部分123を、大気に連通する凹所124内で、その凹所124の底面に当接させることなく弾性変形させることで、ダイアフラム114に、主液室115内の圧力変動を吸収させ、これによって、高周波小振幅振動に対する良好な防振効果(低動ばね特性に基づく振動絶縁効果)を発揮させるとするものである。
Further, when high-frequency small-amplitude vibrations such as vehicle interior noise and lock-up vibration are input when the vehicle is running, the
しかるに、上記の開示技術では、薄肉の円板状部材からなる仕切部材116の中央部に、貫通穴としての窓穴119を形成することとしていて、窓穴119それ自体が、実質的な液体収納容積を有しないことから、アイドリング振動のような中周波中振幅振動入力に対しては、封入液体に固有の液柱共振等等作用を行わせることができず、その上、ばね要素の共振振動による、装置のばね定数の低減を行わせることができないことから、中周波中振幅振動に対する、すぐれた振動絶縁機能を発揮できないのみならず、振動減衰機能を発揮させることもできず、これがため、動ばね定数の増加が否めないとともに、振動の減衰が遅れることになるという問題があり、しかも、50〜150Hzの高周波小振幅振動入力に対しては、出力部材122の先端面に形成される凹所124が複数本の連通溝125を介して大気に連通されていることから、ばね要素を、硬いばね特性の下で共振させることができず、その周波数の振動に対する動ばね定数の必然的な増加が否めないため、上記開示技術では、高周波振動入力での、装置に固有の動ばね定数の増加もまた不可避となって、所期したほどの低動ばね化をもたらすことができないという問題があった。
However, in the above disclosed technique, the
この発明は、上記開示技術が抱えるこのような問題点を解決することを課題とするものであり、それの目的とするところは、アイドリング振動および、エンジンシェイク振動のいずれに対しても、封入液体の液柱共振等に基く振動減衰機能を発揮させるとともに、低動ばね化をもたらすことができ、併せて、50〜150Hzの、車室こもり音振動、ロックアップ時振動等の高周波小振幅振動入力に対し、ばね要素を、所要の硬さのばね特性の下にて共振させることで、振動の減衰をもたらすとともに、その共振周波数および、共振周波数の近傍域の動ばね定数を有効に低減させることができる防振装置を提供するにある。 The present invention has an object to solve the above-described problems of the disclosed technology, and an object of the present invention is to provide a sealed liquid for both idling vibration and engine shake vibration. In addition to exerting a vibration damping function based on liquid column resonance, etc., it is possible to bring about a low dynamic spring. On the other hand, by resonating the spring element under the spring characteristics of the required hardness, the vibration is attenuated and the resonance frequency and the dynamic spring constant in the vicinity of the resonance frequency are effectively reduced. It is in providing the vibration isolator which can do.
この発明の防振装置は、振動発生側部材もしくは振動伝達側部材のいずれか一方側に連結されるコア部材および、他方側に連結される筒状部材のそれぞれを設け、コア部材の外周面と、筒状部材の一方の端部分内周面とを、ゴム材料等からなる弾性部材により全周にわたって液密に連結するとともに、筒状部材の他端をダイアフラムによって液密に封止し、少なくとも、このダイアフラムと、弾性部材によってライニングされることもある筒状部材および弾性部材、ときには、それらに加えて、弾性部材から露出することのあるコア部材とで囲繞されるスペースを、非圧縮性の、たとえば、水、アルキレングリコール、ポリアルキレングリコール、シリコーンオイル等の液体を封入した流体室とし、この流体室を、仕切部材によって、弾性部材側に位置する主液室と、ダイアフラム側に位置する副液室とに区画し、また、それらの両液室を、アイドリング振動の減衰をもたらす第1の制限通路および、エンジンシェイク振動の減衰をもたらす第2の制限通路のそれぞれで、相互に独立させて連通させ、そして、筒状部材の他端側に、ダイアフラムを、第1の制限通路の開口端を閉止する位置と、第1の制限通路のその開口端から離隔する位置との間にわたって変位させる負圧アクチュエータを設け、
第1の制限通路の開口端を閉止した姿勢のダイアフラムと、このダイアフラムを、前記開口端の閉止位置に押圧する負圧アクチュエータとの間に気密空気室を区画してなるものである。
The vibration isolator of the present invention includes a core member connected to one side of the vibration generation side member or the vibration transmission side member and a cylindrical member connected to the other side, and an outer peripheral surface of the core member And connecting one end portion inner peripheral surface of the cylindrical member in a liquid-tight manner over the entire circumference by an elastic member made of a rubber material or the like, and sealing the other end of the cylindrical member in a liquid-tight manner with a diaphragm, The space surrounded by the diaphragm and the cylindrical member and the elastic member that may be lined by the elastic member, and sometimes the core member that may be exposed from the elastic member, is incompressible. For example, a fluid chamber in which a liquid such as water, alkylene glycol, polyalkylene glycol, or silicone oil is sealed is formed. The main liquid chamber located on the side and the secondary liquid chamber located on the diaphragm side are divided into the first restriction passage that causes the idling vibration to be attenuated, and the engine shake vibration is attenuated. In each of the second restriction passages to be brought into communication with each other, the diaphragm is disposed on the other end side of the tubular member, the opening end of the first restriction passage is closed, and the first restriction passage. A negative pressure actuator is provided for displacement between a position spaced from the open end of the passage;
An airtight air chamber is defined between a diaphragm in a posture in which the opening end of the first restriction passage is closed and a negative pressure actuator that presses the diaphragm toward the closing position of the opening end.
なおここにおいて、気密空気室には、気圧変動、温度変動等に対し、その気密空気室内圧を外気圧と平衡させるための、その気密空気室の後述する作用時には閉塞状態とされる、ピンホール程度の小孔を設けることも可能である。 In this case, the airtight air chamber is a pinhole that is closed during the operation of the airtight air chamber, which will be described later, for balancing the airtight air chamber pressure with the external air pressure against atmospheric pressure fluctuation, temperature fluctuation, etc. It is also possible to provide a small hole of a degree.
ここで好ましくは、負圧アクチュエータの、気密空気室の区画に寄与する気密室部分を、容積変化のない剛性部材により構成する。 Preferably, the hermetic chamber portion of the negative pressure actuator that contributes to the compartment of the hermetic air chamber is configured by a rigid member having no volume change.
また好ましくは、ダイアフラムの、第1の制限通路の閉止姿勢の下で、負圧アクチュエータによって押圧支持される、ダイアフラムのアクチュエータ囲繞域内に、負圧アクチュエータ側、もしくは、それとは反対側に凸となる、成形加工部分とすることもできる弛み部設けて、所要のばね特性の実現を容易にする。 Also preferably, the diaphragm is convexly supported on the negative pressure actuator side or the opposite side in the actuator surrounding area of the diaphragm which is pressed and supported by the negative pressure actuator under the closed posture of the first restriction passage. In addition, a slack portion that can be a molded portion is provided to facilitate realization of required spring characteristics.
ところで、負圧アクチュエータの、気密室部分およびダイアフラム押圧部分のそれぞれを、一体形成してなる、または、別体物を固定もしくは固着させてなる、相互に一体化された剛性部材にて構成するとともに、その一体化部分の周囲を、弾性膜体を可する可撓膜体を介してハウジングに気密に連結することができ、可撓膜体は、負圧アクチュエータへの負圧の導入に伴って、一体形成部材を、すぐれた感度の下で、第1の制限通路から離隔する方向に変位させることができ、逆に、アクチュエータ内への大気圧の導入に伴って、その一体化部材を、たとえばばね手段の作用下で、第1の制限通路側へ円滑に変位させることができる。 By the way, each of the hermetic chamber portion and the diaphragm pressing portion of the negative pressure actuator is formed integrally with each other, or is configured by a mutually integrated rigid member formed by fixing or fixing a separate object. The periphery of the integrated portion can be hermetically connected to the housing via a flexible film body that allows an elastic film body, and the flexible film body is attached to the negative pressure actuator as the negative pressure is introduced. The integral member can be displaced away from the first restricting passage with excellent sensitivity, and conversely, with the introduction of atmospheric pressure into the actuator, the integral member is For example, it can be smoothly displaced toward the first restricting passage under the action of the spring means.
そしてまた、負圧アクチュエータ内には、ダイアフラムが第1の制限通路の開口端を閉止する向きの押圧力を常時発生するばね手段、すなわち、リターンスプリングを配設することができ、これによれば、負圧アクチュエータを所期した通りに迅速に作動させることはもちろん、アクチュエータの構造を十分単純なものとすることができる。 In addition, in the negative pressure actuator, a spring means that constantly generates a pressing force in a direction in which the diaphragm closes the opening end of the first restriction passage, that is, a return spring can be provided. The actuator structure can be made simple enough, as well as quickly operating the negative pressure actuator as expected.
また好ましくは、ダイアフラムの、第1の制限通路の開口端の閉止姿勢で、負圧アクチュエータにより押圧支持される、ダイアフラムのアクチュエータ囲繞域の、第1の制限通路の中心軸線方向のばね定数を、ダイアフラム全体の同様のばね定数より大きくして、ダイアフラムによる、第1の制限通路の開口端の閉止状態での、そのダイアフラムのアクチュエータ囲繞域の共振周波数を所要に応じて高めることで、所期した通りの高周波域での、そのアクチュエータ囲繞域の共振を実現することができる。
アイドル周波数をf1(ダイアフラム全体のばね定数をK1)に対して、共振周波数を3倍(3f1)にしたいときは、アクチュエータ囲繞域のばね定数を9K1とすることで、所要の共振周波数を実現することができる。
Preferably, the spring constant in the direction of the central axis of the first restricting passage in the actuator surrounding area of the diaphragm supported by the negative pressure actuator in the closed posture of the opening end of the first restricting passage of the diaphragm, Increased the resonance frequency of the diaphragm's actuator surrounding area in the closed state of the open end of the first restriction passage by the diaphragm as needed, by making it larger than the same spring constant of the entire diaphragm, as expected. The resonance of the actuator surrounding area in the high frequency range can be realized.
When the resonance frequency is to be tripled (3f 1 ) with respect to the idle frequency f 1 (the spring constant of the entire diaphragm is K 1 ), the required resonance can be achieved by setting the spring constant of the actuator surrounding area to 9K 1. A frequency can be realized.
なおここでは、第1の制限通路の開口端を閉止した姿勢のダイアフラムと、気密空気室の底部との間隔によってダイアフラムのばね硬さが決定されるので、そのばね硬さは、ゴムの硬さと、気密空気室の空気量とで適宜コントロールすることができる。 Here, since the spring hardness of the diaphragm is determined by the distance between the diaphragm in a posture in which the opening end of the first restriction passage is closed and the bottom of the airtight air chamber, the spring hardness is determined by the hardness of the rubber. The amount of air in the airtight air chamber can be appropriately controlled.
以上のような装置において、ダイアフラムと負圧アクチュエータとを一体に形成したときは、負圧アクチュエータの作用をもって、ダイアフラムを、第1の制限通路の開口端を閉止する位置と、その開口端から離隔する位置とに直接的に変位させることができ、しかも、そのダイアフラムの、開口端閉止姿勢および、開口端からの離隔姿勢のそれぞれを常に一定のものとすることができる。 In the apparatus as described above, when the diaphragm and the negative pressure actuator are integrally formed, the diaphragm is separated from the opening end by closing the opening end of the first restriction passage by the action of the negative pressure actuator. The diaphragm can be directly displaced to the position where the diaphragm is to be closed, and the opening end closing posture and the separation posture from the opening end of the diaphragm can always be constant.
そしてまた、負圧アクチュエータの、剛性部材からなるダイアフラム押圧部分で、負圧アクチュエータをダイアフラムに連結したときは、ダイアフラムによる、第1の制限通路の開口端の、所期した通りの閉止、および、ダイアフラムの、その開口端からの所要の離隔を一層確実なものとすることができる。 Further, when the negative pressure actuator is connected to the diaphragm at the diaphragm pressing portion made of a rigid member of the negative pressure actuator, the opening end of the first restriction passage is closed as expected by the diaphragm, and The required separation of the diaphragm from its open end can be further ensured.
この発明の防振装置では、それをエンジンマウントとして適用して、たとえば、コア部材をエンジン側の部材に、そして、筒状部材を車体側の部材にそれぞれ連結した状態で、車両の停止時のアイドリング振動(中周波(20〜40Hz)中振幅(0.05〜0.2mm)の振動)の入力に対しては、負圧アクチュエータを作動させて、ダイアフラムを第1の制限通路の開口端から離隔させ、これにより、主液室内および副液室内のそれぞれの液体を、十分な容積をもつ第1の制限通路を経てダイアフラムの自由な変形下で流動させることにより、第1の制限通路のチューニング周波数での、その通路内の液体の液柱共振、流動抵抗等に基き、アイドリング振動を有効に減衰することができる。
しかも、このアイドリング振動は、主には、ダイアフラム全体の共振に基き、少なくともその共振周波数および、その近傍の周波数で、車体側部材に対しても効果的に低動ばね化することができる。
In the vibration isolator of the present invention, it is applied as an engine mount. For example, in a state where the core member is connected to the engine side member and the cylindrical member is connected to the vehicle body side member, For input of idling vibration (medium frequency (20 to 40 Hz), medium amplitude (0.05 to 0.2 mm) vibration), the negative pressure actuator is operated to move the diaphragm from the opening end of the first restriction passage. The first restriction passage is tuned by allowing the respective liquids in the main liquid chamber and the sub liquid chamber to flow under a free deformation of the diaphragm through the first restriction passage having a sufficient volume. The idling vibration can be effectively damped based on the liquid column resonance, flow resistance, etc. of the liquid in the passage at the frequency.
In addition, the idling vibration can be effectively reduced to a low dynamic spring even for the vehicle body side member at least at the resonance frequency and in the vicinity thereof based mainly on the resonance of the entire diaphragm.
この一方で、車両の走行時の、5〜20Hzのエンジンシェイク振動(低周波大振幅(0.5〜1mm)の振動)の入力に対しては、負圧アクチュエータ内に大気圧を導入することで、内蔵ばね手段の作用下で、負圧アクチュエータの押圧部分をもって、ダイアフラムを、第1の制限通路の開口端の周りに全周にわたって押圧支持してその開口端を実質的に閉止して第1の制限通路を通る液体の流動を阻止するとともに、両液室内の液体を、第2の制限通路を経て、これもまたダイアフラムのアクチュエータ囲繞域の外側部分の自由な変形下で流動させることにより、この第2の制限通路のチューニング周波数での、その通路内の液体の液柱共振等に基いて、エンジンシェイク振動を効果的に減衰するとともに、低動ばね化することができる。
なお、この第2の制限通路は、アイドリング振動のような、より高い周波数(20〜40Hz)の振動に対しては、いわゆる目詰り状態となって、それぞれの液室内の液体の流動を許容し得ない状態となる。
On the other hand, atmospheric pressure is introduced into the negative pressure actuator for the input of 5 to 20 Hz engine shake vibration (vibration with low frequency and large amplitude (0.5 to 1 mm)) during vehicle travel. Then, under the action of the built-in spring means, with the pressing portion of the negative pressure actuator, the diaphragm is pressed and supported around the opening end of the first restricting passage, and the opening end is substantially closed. By preventing the flow of liquid through one restricting passage and allowing the liquid in both chambers to flow through the second restricting passage, also under the free deformation of the outer part of the diaphragm actuator enclosure. Based on the liquid column resonance of the liquid in the passage at the tuning frequency of the second restriction passage, the engine shake vibration can be effectively damped and the dynamic spring can be reduced.
The second restriction passage is in a so-called clogged state with respect to vibrations having a higher frequency (20 to 40 Hz) such as idling vibrations, and allows the flow of liquid in each liquid chamber. It will be in an unobtainable state.
そしてまたこの防振装置では、車両の走行時の車室こもり音振動、ロックアップ時振動等の高周波(50〜150Hz)小振幅の振動入力に対しては、ダイアフラムをもって、第1の制限通路の開口端を、上述の場合と同様に閉止し、この状態の下では、ダイアフラムを負圧アクチュエータによって第1の制限通路側に押圧支持することで、ダイアフラムのアクチュエータ囲繞域の表面積が、ダイアフラム全体の表面積より小さくなることに由来して、第1の制限通路の中心軸線方向の、ダイアフラムそれ自体のばね定数が小面積部分で大面積部分のそれより大きくなること、ならびに、ダイアフラムのアクチュエータ囲繞域と負圧アクチュエータとの間にて区画される気密空気室が、そのばね定数の増加をアシストして、ダイアフラムのアクチュエータ囲繞域をより硬いばね特性を有するものとすることに基き、ダイアフラムのそのアクチュエータ囲繞域が、この高周波(50〜150Hz)域で共振するようチューニングすることで、そのチューニング周波数の近傍部分の動ばね定数を有効に低減させることができ、結果として、車室こもり音振動、ロックアップ時振動等に対する十分な低動ばね化を実現することができ、高周波振動を、車体に対して有効に絶縁することができる。 In addition, in this vibration isolator, a diaphragm is provided for a vibration input having a high frequency (50 to 150 Hz) and a small amplitude such as a vibration of a vehicle interior noise during driving of the vehicle and a vibration during lock-up. The open end is closed in the same manner as described above, and under this state, the diaphragm is pressed and supported by the negative pressure actuator toward the first restricting passage, so that the surface area of the actuator surrounding area of the diaphragm becomes the entire diaphragm. Due to the smaller surface area, the spring constant of the diaphragm itself in the direction of the central axis of the first restricting passage is larger in the small area than in the large area, and the actuator surrounding area of the diaphragm A hermetic air chamber partitioned from the negative pressure actuator assists in increasing the spring constant, and the diaphragm Based on the fact that the actuator surrounding area has a harder spring characteristic, the actuator surrounding area of the diaphragm is tuned so as to resonate in this high frequency range (50 to 150 Hz), so that the movement in the vicinity of the tuning frequency can be achieved. The spring constant can be effectively reduced, and as a result, it is possible to realize a sufficiently low dynamic spring against the vibration of the vehicle interior noise and the vibration at the time of lockup, effectively isolating high-frequency vibration from the vehicle body. can do.
なおこの場合は、気密空気室に、気圧変動、たとえば、−30℃〜100℃程度の温度変動等に対し、その気密空気室内圧を外気圧と平衡させるための、ピンホール程度の貫通小孔を設けてなお、ダイアフラムのアクチュエータ囲繞域が第1の制限通路の軸線方向に共振するに当っては、一個もしくは複数個の貫通小孔は実質的な塞状態となるので、気密空気内圧を、外気圧に比し、所期した通りの増圧状態もしくは減圧状態とすることができる。 In this case, the airtight air chamber has a small hole, such as a pinhole, for balancing the pressure in the airtight air chamber with the external pressure with respect to atmospheric pressure fluctuation, for example, temperature fluctuation of about −30 ° C. to 100 ° C. However, when the diaphragm actuator surrounding area resonates in the axial direction of the first restricting passage, one or a plurality of through-holes are substantially closed, so the airtight air pressure is reduced. Compared to the outside air pressure, the pressure can be increased or reduced as expected.
ここにおいて、負圧アクチュエータの、気密空気室の区画に寄与する気密室部分を剛性部材にて構成したときは、気密空気室の容積変化のおそれを取り除いて、その気密空気室の内圧の、所要の増減圧の実現を簡易なものとすることができる。 Here, when the airtight chamber part that contributes to the compartment of the airtight air chamber of the negative pressure actuator is configured with a rigid member, the possibility of the volume change of the airtight air chamber is removed, and the internal pressure of the airtight air chamber is required. The realization of the pressure increase / decrease can be simplified.
また、ダイアフラムの、第1の制限通路の閉止姿勢の下で、負圧アクチュエータによって押圧支持される、ダイアフラムのアクチュエータ囲繞域内に、負圧アクチュエータ側、もしくは、それとは反対側に凸となる、成形加工部分とすることもできる弛み部を設けたときは、ダイアフラムのアクチュエータ囲繞域の振動変化を容易にし、その囲繞域の共振周波数の、所要に応じたチューニングを簡易にして、所要のばね特定を迅速に実現することができる。 In addition, the diaphragm is pressed and supported by the negative pressure actuator under the closing posture of the first restriction passage, and the negative pressure actuator side or the opposite side is convex in the actuator surrounding area of the diaphragm. When a slack part that can be processed is provided, vibration change in the actuator actuator area of the diaphragm is facilitated, and tuning of the resonance frequency of the enclosure area is simplified as required, and the required spring is specified. It can be realized quickly.
そして、負圧アクチュエータの、気密室部分およびダイアフラム押圧部分のそれぞれを、予めもしくは事後的に相互に一体化された剛性部材にて構成するとともに、その一体化部分の周囲を、弾性膜体とすることもできる可撓膜体を介してハウジングに気密に連結したときは、可撓膜体の変形下で、負圧アクチュエータの一体化部分を所期した通りに迅速に、かつ円滑に変位させることができ、また、ダイアフラム押圧部分をもって第1の制限通路の開口端の閉止を常に確実なものとするとともに、容積が一定の気密室部分を、ダイアフラム押圧部分と常に一体に変化させることができる。 Then, each of the hermetic chamber portion and the diaphragm pressing portion of the negative pressure actuator is configured by a rigid member integrated with each other in advance or afterwards, and the periphery of the integrated portion is an elastic film body. When airtightly connected to the housing via a flexible membrane body, the integrated part of the negative pressure actuator can be displaced quickly and smoothly as expected under the deformation of the flexible membrane body. In addition, it is possible to always ensure the closing of the opening end of the first restricting passage with the diaphragm pressing portion, and it is possible to always change the airtight chamber portion having a constant volume integrally with the diaphragm pressing portion.
ところで、負圧アクチュエータ内に、ダイアフラムが第1の制限通路の開口端を閉止する向きの押圧力を常時発生するばね手段を配設した場合には、簡単にして単純な構造の負圧アクチュエータをもって、所期した通りの作動を常に確実に行わせることができる。 By the way, when the spring means for constantly generating the pressing force in the direction in which the diaphragm closes the opening end of the first restriction passage is disposed in the negative pressure actuator, the negative pressure actuator having a simple and simple structure is provided. The operation as expected can always be performed reliably.
そしてまた、ダイアフラムの、第1の制限通路の開口端の閉止姿勢で、負圧アクチュエータにより押圧支持される、ダイアフラムのアクチュエータ囲繞域の、第1の制限通路の中心軸線方向のばね定数を、ダイアフラム全体の同様のばね定数より大きくして、制限通路の開口端を閉止するダイアフラム姿勢での、そのダイフラムのアクチュエータ囲繞域それ自体の共振周波数を所要に応じて高めることで、防振装置の、その共振周波数およびその近傍部分を所期した通りに低動ばね化することができる。 In addition, the spring constant in the central axis direction of the first restriction passage in the actuator surrounding area of the diaphragm supported by the negative pressure actuator in the closed posture of the opening end of the first restriction passage of the diaphragm By increasing the resonance frequency of the diaphragm actuator surrounding area itself in the diaphragm posture that closes the open end of the restriction passage, if necessary, by increasing the resonance frequency of the vibration isolator, It is possible to reduce the dynamic spring as expected at the resonance frequency and the vicinity thereof.
なおここで、第1の制限通路の開口端を閉止した姿勢のダイアフラムと、気密空気室の剛性を合成したときは、ダイアフラムのアクチュエータ囲繞域の変形を容易にするとともに、その気密空気室容積との関連の下で、気密空気室内圧の増減圧および、ダイアフラムのアクチュエータ囲繞域のばね定数を、所要の共振周波数を実現するのに十分効果的なものとすることができる。 Here, when the diaphragm in a posture in which the opening end of the first restriction passage is closed and the rigidity of the airtight air chamber are combined, the deformation of the actuator surrounding area of the diaphragm is facilitated, and the volume of the airtight air chamber is In this connection, the pressure increase / decrease of the hermetic air chamber pressure and the spring constant of the actuator surrounding area of the diaphragm can be sufficiently effective to realize the required resonance frequency.
またここで、ダイアフラムと負圧アクチュエータとを一体に形成したときは、ダイアフラムの変形、変位を、負圧アクチュエータの作動部としての、気密室部分および、ダイアフラム押圧部分の作動に連動させることができて、ダイアフラムの、第1の制限通路の開口端の閉止および、そこからの離隔を常に確実なものとし、併せて、それらの両姿勢を常に一定のものとすることができる。 Here, when the diaphragm and the negative pressure actuator are integrally formed, the deformation and displacement of the diaphragm can be interlocked with the operation of the airtight chamber portion and the diaphragm pressing portion as the operation portion of the negative pressure actuator. Thus, the opening end of the first restricting passage of the diaphragm and the separation from the opening end can always be ensured, and at the same time, both the postures thereof can be always constant.
ところで、ダイアフラムと負圧アクチュエータとのこのような一体形成に当って、負圧アクチュエータの、剛性部材からなるダイアフラム押圧部分で、負圧アクチュエータをダイアフラムに連結する場合は、ダイアフラムの、上述したような閉止および離隔、ならび、それらの各姿勢の一定化をより確実なものとすることができる。 By the way, when the diaphragm and the negative pressure actuator are integrally formed in this way, when the negative pressure actuator is connected to the diaphragm at the diaphragm pressing portion made of a rigid member of the negative pressure actuator, the diaphragm as described above. It is possible to further ensure the closing and separation, and the stabilization of each posture.
この発明の防振装置の第1の実施形態では、図1に示すように、エンジンその他の振動発生側部材もしくは、自動車車体等の振動伝達側部材のいずれか一方側に連結されるコア部材1および、他方側に連結される筒状部材2のそれぞれを設け、これらのコア部材1の外周面と、筒状部材2の一方の端部分の内周面、図では、倒立円錐台形状もしくは、倒立角錐台形状をなす内周面とを、ゴム、エラストマ、プラスチック等からなる弾性部材3によって全周にわたって液密に連結するとともに、筒状部材2の他端をダイアフラム4によって液密に封止する。
In the first embodiment of the vibration isolator of the present invention, as shown in FIG. 1, a core member 1 connected to either one of a vibration generating side member of an engine and other members or a vibration transmitting side member of an automobile body or the like. And each of the
なお、図に示すところでは、弾性部材3によって、筒状部材2の等径部分2aの下端縁までをライニングしているが、弾性部材3によるこのライニングは必須のものではない。
In the figure, the elastic member 3 is used to line up to the lower end edge of the equal-
ここでは、少なくとも、ダイアフラムと、弾性部材3のライニングをも含む筒状部材2および弾性部材3とで囲繞されるスペース、ときには、それらに加えて、弾性部材3から露出するコア部材1とで囲繞されるスペースを、非圧縮性の所要の液体を封入した流体室5とし、そして、この流体室5を、仕切部材6によって、弾性部材3側に位置する主液室7と、ダイアフラム4側に位置する副液室8とに区画するとともに、それらの両液室7,8を、図では仕切部材6に設けられて、アイドル振動の減衰をもたらす第1の制限通路9および、エンジンシェイク振動の減衰をもたらす、通常は、前記制限通路9より横断面積が小さく長さが長い第2の制限通路10のそれぞれで、相互に独立させて連通させる。
Here, at least a space surrounded by the diaphragm and the
ここで、第2の制限通路10は、一端に設けた図示しない壁面貫通穴を経て主液室7に開口する一方で、他端に設けた図示しない壁面貫通穴を経て副液室8に開口する。
Here, the
そしてまた、筒状部材2の他端側に、ハウジング11内に収納されて、ダイアフラム4を、第1の制限通路9の、副液室8側の開口端9aを閉止する位置と、図示のように、その開口端9aから離隔する位置との間にわたって変位させる負圧アクチュエータ12を設け、さらに、図2に例示するように、第1の制限通路9の開口端9aを閉止した姿勢のダイアフラム4と、このダイアフラム4を、その開口端9aの閉止位置に、第1の制限通路9側に向けて押圧する負圧アクチュエータ12との間に、気密空気室13を区画する。
And the other end side of the
なお、図1,2に示すところでは、筒状部材2の下端部分に、仕切部材6に設けた制限通路10の区画壁部10aと、ダイアフラム4を加硫接着等させた環状部材4aと、負圧アクチュエータハウジング11の上端部分11aとのそれぞれを一体的にかしめ固定しているが、このことは、この発明に必須の構成ではない。
またここでは、剛性材料にて一体化させて構成した、負圧アクチュエータ12の気密室部分14aおよびダイアフラム押圧部分14bの周囲に気密に連結した、弾性膜体とすることもできる可撓膜体15を、それの外周に、加硫接着その他によって気密に連結した剛性筒体15aを介して、ハウジング11の等径胴部の内周面にかしめ固定しているも、このこともまた、この発明に必須の構成ではない。
1 and 2, at the lower end portion of the
In addition, here, the
この一方で、ダイアフラム4と、負圧アクチュエータ12との間に区画されるスペースは、ダイアフラム4および可撓膜体15の、自由にして円滑な変位、変形を担保するべく、大気に連通させることが必要である。
また、空密室部分14aには、とくに、ダイアフラム4との協働下で気密空気室13を区画したときの、その気密空気室内圧を、温度変化、気圧変化等に影響されることなく外気圧等と均等なものとするべく、ピンホール等の貫通小孔を設けることが好ましく、かかる貫通小孔は、気密空気室13が増減圧状態とされるそれの作用時には閉塞状態とされる程度の小寸法のものとすることが必要である。
On the other hand, the space defined between the
In addition, the
さらに、負圧アクチュエータ12には、その内部の負圧室16を、バルブ17を介して、図示しない負圧供給源に接続するものとし、また、負圧室16の内部には、ハウジング11の底壁および、気密室部分14aとダイアフラム押圧部分14bとの一体化構造体のそれぞれに着座させた、たとえばコイルばねとすることができるばね手段18を配設する。
リターンスプリグとしてのこのばね手段18は、ダイアフラム4が第1の制限通路9の開口端9aを閉止する向きの押圧力を常時発生させるべく機能する。
Further, the
This spring means 18 as a return spring functions so as to always generate a pressing force in such a direction that the
以上に述べたような装置において、負圧アクチュエータ12の、気密空気室13の区画に寄与する気密室部分14aは、前述したように、剛性部材にて構成することが好ましく、また好ましくは、ダイアフラム4を開口端9aの閉止位置に押圧支持する、負圧アクチュエータ12のダイアフラム押圧部分14bを、その開口端9aの周りに、ダイアフラム4を全周にわたって押圧する剛性部材にて構成し、より好ましくは、剛性部材気密室部分14aと、剛性部材ダイアフラム押圧部分14bとを、これも前述したように、一体化させて構成する。
ここでのこの一体化は、図1,2に示すように、両部分14a,14bが一体形成される場合の他、別体形成したそれらの両部分14a,14bを、所要のダイミングで一体に固定、固着等する場合をも含むものとする。
In the apparatus as described above, the
In this integration, as shown in FIGS. 1 and 2, in addition to the case where both
また好ましくは、ダイアフラム4の、第1の制限通路9の開口端9aの閉止姿勢の下で、負圧アクチュエータ12によって押圧支持される、ダイアフラム4の、図2に示すようなアクチュエータ囲繞域4b内に、負圧アクチュエータ12側、もしくは、それとは反対側に凸となる、成形加工部分とすることもできる弛み部を形成する。
Preferably, the
なおここで、ダイアフラム4の、上記開口端9aの閉止姿勢の下での、上記アクチュエータ囲繞域4bの、制限通路9の中心軸線方向のばね定数は、ダイアフラム全体の同様のばね定数に対し、たとえば、所要の共振周波数が3倍であるときは、ばね定数を9倍大きくする。
Here, the spring constant of the
以上のよう構成してなる防振装置を、たとえば自動車用のエンジンマウントとして適用する場合にあって、たとえば、コア部材1を自動車用のエンジン側に、そして、筒状部材2を自動車車体側にそれぞれ連結した状態の下で、車両の停止時のアイドリング振動がそこに入力されるときは、負圧アクチュエータ12を作動させて負圧室16内へ負圧供給源から負圧を導入して、その負圧室内圧を、ばね手段18のばね力に抗して、気密室部分14aとダイアフラム押圧部分14bとの一体構造体を、図1に示すところでは、第1の制限通路9に対して下降変位させる。
In the case where the vibration isolator configured as described above is applied as an engine mount for an automobile, for example, the core member 1 is disposed on the engine side for the automobile, and the
これにより、ダイアフラム4は、それ自体および内部封入液体の重量に基いて、第1の制限通路9の開口端9aから、図1に示すように離隔変位することになるので、自動車用エンジンのアイドリング振動の下では、主および副液室7,8内の液体が、その制限通路9を経て高圧側から低圧側へ流動することになり、この結果として、所定の容積をもつ第1の制限通路9内に、流動抵抗、所定の周波数での液柱共振等が発生することに基き、アイドリング振動の有効なる減衰が行われることになる。
As a result, the
なお、このアイドリング振動は、弾性部材3の、図の上下方向の伸縮弾性変形に加え、ダイアフラム全体の共振に基いて、自動車車体に対して有効に防振されることにもなり、たとえば、ダイアフラム4全体の共振周波数を30Hzに設定したときの、装置全体の上下方向動ばね定数は、図3に実線で例示するように、その30Hzおよび、その近傍の周波数で大きく低減されることになる。 Note that this idling vibration is also effectively prevented from vibration against the vehicle body based on the resonance of the entire diaphragm in addition to the elastic elastic deformation of the elastic member 3 in the vertical direction in the figure. When the resonance frequency of the entire 4 is set to 30 Hz, the vertical dynamic spring constant of the entire apparatus is greatly reduced at the frequency of 30 Hz and its vicinity as illustrated by the solid line in FIG.
これに対し、車両の走行時のエンジンシェイク振動の入力に対しては、負圧アクチュエータ12の負圧室16に大気圧を導入して、そのアクチュエータ12の、気室部分14aとダイアフラム14bとの一体構造体を、内蔵ばね手段18作用の下で、第1の制限通路9に対して上昇変位させる。
On the other hand, in response to the input of the engine shake vibration when the vehicle is running, atmospheric pressure is introduced into the
これより、負圧アクチュエータ12の剛性部材押圧部分14bが、図2に示すように、ダイアフラム4を、第1の制限通路9の開口端9aの周りで、たとえば開口端フランジに全周にわたって押圧支持して、その開口端9aをダイアフラム4をもって実質的に閉止する。
この状態の下では、主および副液室7,8内の液体の、その制限通路9を通る流動が阻止されることになるので、両液室7,8内の液体は、ダイアフラム4の、アクチュエータ囲繞域4bの外側部分の自由な変形の下で、第2の制限通路10を経て高圧側から低圧側へ流動することになり、その第2の制限通路10のチューニング周波数での、通路内の液体の液柱共振、流動抵抗等に基いて、エンジンシェイク振動を有効に減衰することができる。
ところで、この第2の制限通路10は、アイドリング振動(20〜40Hz)のような、エンジンシェイク振動(5〜20Hz)より高周波の振動に対しては、いわゆる目詰り状態となるので、両液室7,8内の液体の、その制限通路10を流動は阻止されることになる。
As a result, the rigid
Under this state, the flow of the liquid in the main and
By the way, the
そしてさらに、車両の走行時の車室こもり音振動、ロックアップ時振動等の、50〜150Hzの高周波小振幅振動の入力に対しては、図2に示すような、ダイアフラム4による、第1の制限通路9の開口端9aの閉止状態を維持しつつ、ダイアフラム4のアクチュエータ囲繞域4b、なかでも弛み部の振動をもたらし、そのアクチュエータ囲繞域4bそれ自体の高いばね定数、ならびに、ダイアフラム4のアクチュエータ囲繞域4bと負圧アクチュエータ12との間に区画される気密空気室13の作用に基づくばね定数の一層の増加によって、そのアクチュエータ囲繞域4bにより硬いばね特性をもたらして、ダイアフラム4のアクチュエータ囲繞域4bが上記高周波域で共振するようにチューニングすることで、その共振周波数および、その周波数の近傍部分での装置の動ばね定数を、図3に破線で示すように低減させることができ、これがため、車室こもり音振動等に対する動ばね定数のより効果的な低減を実現することができ、車室こもり音の発生、ロックアップ時の衝撃振動等の発生を有効に防止することができる。
なおこの場合にもまた、液中共振等に基く、振動の減衰が行われることになる。
Further, for the input of high frequency small amplitude vibration of 50 to 150 Hz, such as vehicle interior noise during lock-up, vibration during lockup, etc., the first effect of the
In this case also, vibration is attenuated based on resonance in liquid.
図4は、この発明の他の実施形態を示す、中心軸線を含む縦断面図であり、これはとくに、ダイアフラム4と負圧アクチュエータ12とを一体に形成することで、ダイアフラム4の変形、変位を負圧アクチュエータ12の作動に直接的に追従させるものであり、その他の部分の構成は、ハウジング11を、フランジ付きのカップ状インナー部材11bと、このカップ状インナー部材11aの胴部に外接するアウター部材11cとで構成した点の除いて、前述したところとほぼ同様としたものである。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view including a central axis showing another embodiment of the present invention. In particular, the
この図に示すところでは、負圧アクチュエータ12の、主には気密空気室13の区画に寄与する剛性材料気密室部分14aと、主として、ダイアフラム4を、第1の制限通路9の開口端9aの閉止位置に押圧支持するべく機能する剛性材料ダイアフラム押圧部分14bとを、事後的に固定ないしは固着してなる一体化部材とするとともに、その剛性材料ダイアフラム押圧部分14bの、図では下端フランジ部を可撓膜体15に、全周にわたって気密に連結するとともに、図の上端フランジ部を、ダイアフラム4に、加硫その他によって、全周にわたって気密に連結することで、ダイアフラム4と負圧アクチュエータ12との一体化を実現している。
As shown in this figure, the rigid material
またここでは、ダイアフラム4のアクチュエータ囲繞域4b内に、負圧アクチュエータ12とは反対側に凸となる形態の弛み部を設けて、アクチュエータ囲繞域4bの振動変位を容易なものとしている。
なお、ダイアフラム4の、図示のこの一体化構造によれば、アクチュエータ囲繞域4b内の厚みを、アクチュエータ囲繞域4b外の厚みに対して容易に厚くすることができるので、そのアクチュエータ囲繞域4bの共振周波数を、高周波側の所要の周波数に簡単にチューニングすることができる。
Further, here, a slack portion having a convex shape on the opposite side to the
According to this integrated structure of the
このように構成してなる防振装置は、自動車用のエンジンマウントとして適用した場合に、アイドリング振動、エンジンシェイク振動、ならびに、車室こもり音振動およびロックアップ時振動のそれぞれの入力に対し、図1,2に示した装置と同様に機能することができ、先に述べたような振動減衰機能を発揮し、また、動ばね定数の低減特性をもたらすことができる。 The anti-vibration device configured as described above is applied to each of the idling vibration, engine shake vibration, vehicle interior noise vibration, and lock-up vibration when applied as an engine mount for an automobile. It can function in the same manner as the devices shown in FIGS. 1 and 2, exhibits the vibration damping function as described above, and can bring about a dynamic spring constant reduction characteristic.
1 コア部材
2 筒状部材
2a 等径部分
3 弾性部材
4 ダイアフラム
4a 環状部材
4b アクチュエータ囲繞域
5 流体室
6 仕切部材
7 主液室
8 副液室
9 第1の制限通路
9a 開口端
10 第2の制限通路
10a 区画壁部
11 ハウジング
11a 上端部分
11b カップ状インナー部材
11c アウター部材
12 負圧アクチュエータ
13 気密空気室
14a 気密室部分
14b ダイアフラム押圧部分
15a 剛性筒体
16 負圧室
17 バルブ
18 ばね手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (10)
第1の制限通路の開口端を閉止した姿勢のダイアフラムと、ダイアフラムを、その開口端の閉止位置に押圧する負圧アクチュエータとの間に気密空気室を区画してなる防振装置。 A core member connected to either one of the vibration generation side member or the vibration transmission side member and a cylindrical member connected to the other side are provided, and the outer peripheral surface of the core member and one end of the cylindrical member are provided. The partial inner peripheral surface is liquid-tightly connected to the entire circumference by an elastic member, and the other end of the cylindrical member is liquid-tightly sealed by a diaphragm. At least the diaphragm, the cylindrical member, and the elastic member The enclosed space is a fluid chamber filled with liquid, and the fluid chamber is partitioned by a partition member into a main liquid chamber located on the elastic member side and a sub liquid chamber located on the diaphragm side. The liquid chambers are communicated independently of each other in the first restriction passage that attenuates the idling vibration and the second restriction passage that attenuates the engine shake vibration, and the other end of the cylindrical member To, the diaphragm, and a position to close the open end of the first restricting passage, the negative pressure actuator for displacing over between a position away from the open end of the first restricting passage is provided,
An anti-vibration device in which an airtight air chamber is defined between a diaphragm in a posture in which the opening end of the first restriction passage is closed and a negative pressure actuator that presses the diaphragm to a closing position of the opening end.
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