JP2011208685A

JP2011208685A - 流体封入式防振装置

Info

Publication number: JP2011208685A
Application number: JP2010075153A
Authority: JP
Inventors: Mutsumi Muraoka; 睦村岡; Satoshi Umemura; 聡梅村; Yuji Hashimoto; 有史橋本; Seiichiro Yamamoto; 誠一郎山本
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2010-03-29
Filing date: 2010-03-29
Publication date: 2011-10-20
Anticipated expiration: 2030-03-29
Also published as: JP5386425B2

Abstract

【課題】広い周波数域の振動に対する防振効果が実現されると共に、周波数が大幅に異なる振動に対してもそれぞれに有効な防振効果が発揮される、改良された構造の流体封入式防振装置を提供すること
【解決手段】凹所５４の開口部をオリフィス部材９２で覆蓋して中間室１００を形成すると共に、連通孔８２，８４によって中間室１００と受圧室８６を連通する一方、中間室１００と平衡室８８を連通する第二のオリフィス通路１１６を筒形内周面５８と筒形外周面９４との間に形成して、オリフィス部材９２を凹所５４への出入方向に駆動変位させることで第二のオリフィス通路１１６の流路長を可変とした。オリフィス部材９２を出方向に駆動変位させて隙間１２０を形成することで中間室１００を平衡室８８に開放して、第二のオリフィス通路１１６よりも高周波数にチューニングされた第三のオリフィス通路１１８を連通孔８２，８４によって構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、自動車のエンジンマウント等として用いられる防振装置に関するものであって、特に、内部に封入された流体の流動作用を利用する流体封入式防振装置に関するものである。

従来から、振動伝達系を構成する部材間に介装されて、それら部材を相互に防振連結する防振装置の一種として、内部に封入された流体の流動作用に基づく防振効果を利用する流体封入式防振装置が知られている。流体封入式防振装置は、振動伝達系を構成する部材の各一方に取り付けられる第一の取付部材と第二の取付部材が本体ゴム弾性体で連結されている。そして、壁部の一部が本体ゴム弾性体で構成された受圧室と、壁部の一部が可撓性膜で構成された平衡室が、それぞれ非圧縮性流体を封入された態様で形成されており、それら受圧室と平衡室を連通するオリフィス通路を通じて流動する流体の共振作用等に基づいて、優れた防振効果が発揮されるようになっている。

ところで、一般的に、流体封入式防振装置では、オリフィス通路を通じて流動する流体の共振周波数を問題となる入力振動の周波数に合わせることで、問題となる振動の入力時に目的とする防振効果が発揮されるようになっているが、この共振周波数（チューニング周波数）を外れた周波数域の振動に対しては、有効な防振効果を得難いという問題がある。

このような問題を解決する手段としては、従来から、低周波数にチューニングされた第一のオリフィス通路と、それよりも高周波数にチューニングされた第二のオリフィス通路とを設けて、入力振動の周波数に応じてそれらオリフィス通路による防振効果が選択的に発揮されるようにした、ダブルオリフィス構造の流体封入式防振装置が提案されている。

さらに、昨今の防振性能に対する更なる高度な要求に対応すべく、本出願人は、先の出願であるＷＯ２０１０／００１５２３Ａ１（特許文献１）等において、チューニング周波数の異なる第一のオリフィス通路と第二のオリフィス通路を設けることに加えて、第二のオリフィス通路の流路長を可変として、第二のオリフィス通路のチューニング周波数を変更設定可能とした構造を提案している。これによれば、第二のオリフィス通路による防振効果が、より広い周波数の入力振動に対して発揮されることから、周波数の異なる複数種類の振動が入力される場合にも、有効な防振効果を期待できる。

しかしながら、特許文献１に記載された流体封入式防振装置では、第二のオリフィス通路の流路長が徐々に変化するようになっており、流路長不変の第二のオリフィス通路を設ける場合に比べて広い周波数域の振動に対応可能である反面、周波数が大幅に異なる振動に対して対応させることは難しかった。即ち、流路断面積が一定であることから、高周波数の振動に対応するためには、予め流路断面積を大きくする必要があるが、大きな流路断面積で低周波側の振動にも対応しようとすると、流路長の最大値を大きくする必要が生じて、装置が大型化するおそれがあるし、入力振動に合わせた高精度な制御も困難となる。一方で、流路断面積を小さくすると、高周波数側でのチューニングの制御が難しくなって、高周波数の振動に対する有効な防振効果が得られ難かった。

ＷＯ２０１０／００１５２３Ａ１

本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、広い周波数域の振動に対して有効な防振効果が発揮されると共に、周波数が大幅に異なる複数種類の振動に対してもそれぞれに有効な防振効果が発揮される、改良された構造の流体封入式防振装置を提供することにある。

本発明の第一の態様は、第一の取付部材と第二の取付部材が本体ゴム弾性体によって連結されていると共に、該第二の取付部材によって支持された仕切部材を挟んで一方の側に壁部の一部を該本体ゴム弾性体で構成された受圧室が形成されていると共に、他方の側に壁部の一部を可撓性膜で構成された平衡室が形成されており、それら受圧室と平衡室に非圧縮性流体が封入されていると共に、それら受圧室と平衡室を連通する第一のオリフィス通路が形成されている流体封入式防振装置において、前記仕切部材には前記平衡室に開口する凹所が形成されていると共に、該凹所の開口部にオリフィス部材が配設されて該凹所が覆蓋されることにより中間室が形成されていると共に、該中間室が該凹所の底壁部を貫通する連通孔によって前記受圧室に連通されている一方、該オリフィス部材を該凹所への出入方向に駆動変位させるアクチュエータが設けられていると共に、該凹所の筒形内周面と該オリフィス部材の筒形外周面との間に該中間室と該平衡室を相互に連通する第二のオリフィス通路が形成されており、該オリフィス部材が該凹所への出入方向に駆動変位されることにより該第二のオリフィス通路の流路長が可変とされている一方、該オリフィス部材が該凹所から出方向に駆動変位されて、該オリフィス部材の該筒形外周面が該アクチュエータによって該凹所の少なくとも該筒形内周面を有する部分から外方へ抜け出すことにより該中間室が該平衡室に開放されて、該第二のオリフィス通路よりも高周波数にチューニングされた第三のオリフィス通路が該連通孔によって構成されるようになっていることを、特徴とする。

本発明の第一の態様に従う構造の流体封入式防振装置によれば、チューニング周波数の異なる３つのオリフィス通路によって、より広い周波数の振動に対する防振効果が発揮されるようになっている。

特に、第二のオリフィス通路とは別に第三のオリフィス通路が設けられることによって、第二のオリフィス通路のチューニング周波数を外れた高周波数の振動に対しても、優れた防振効果が発揮される。即ち、直列的に設けられた第二のオリフィス通路と第三のオリフィス通路が、オリフィス部材を凹所への出入方向に駆動変位させて中間室を画成／消失させることにより、選択的に構成されるようになっている。これにより、それら第二，第三のオリフィス通路のチューニング周波数が、互いのチューニングによって制限されることなく、各別に設定可能とされている。それ故、第三のオリフィス通路のチューニングを第二のオリフィス通路よりも充分に高い周波数に設定することも出来る。従って、第二のオリフィス通路による中周波数振動に対する優れた防振性能と、第三のオリフィス通路による高周波数振動に対する優れた防振性能が、何れも有効に実現される。

しかも、第二のオリフィス通路は、オリフィス部材を出入方向に駆動変位させることによって、流路長を変更設定可能とされており、チューニング周波数が可変となっている。これにより、中周波数域の広範囲の振動に対して、第二のオリフィス通路による流体の流動作用に基づいた防振効果が発揮されて、より高度な防振性能を実現することが出来る。

本発明の第二の態様は、第一の態様に記載の流体封入式防振装置において、前記仕切部材における前記凹所の底壁部には、前記第三のオリフィス通路の流体流路上に位置する流体流量制御手段が設けられているものである。

第二の態様によれば、第一のオリフィス通路がチューニングされた低周波数域の振動入力時には、流体流量制御手段によって連通孔を通じての流体流動が遮断される。これにより、第一のオリフィス通路を通じた流体の流動量が効率的に確保されて、第一のオリフィス通路による防振効果が有効に発揮される。

一方、第二オリフィス通路又は第三のオリフィス通路がチューニングされた周波数域の振動入力時には、連通孔が連通状態に保持されることで、第二，第三のオリフィス通路を通じての流体流動が許容される。これにより、中乃至高周波数の振動に対する防振効果が発揮されて、目的とする防振性能が実現される。

本発明の第三の態様は、第一又は第二の態様に記載の流体封入式防振装置において、前記オリフィス部材の外周面には、前記筒形外周面よりも前記凹所への入方向側において該入方向に向かって次第に小径となるテーパ外周面が形成されているものである。

第三の態様によれば、オリフィス部材の出方向への駆動変位による中間室の平衡室への開放を阻害することなく、オリフィス部材の出入方向での寸法を大きくすることが出来る。それ故、第二のオリフィス通路の流路長を長く確保して、第二のオリフィス通路の周波数チューニングの自由度を確保できると共に、オリフィス部材の仕切部材に対する駆動変位量が増すのを防ぐことが出来る。

本発明の第四の態様は、第一〜第三の何れか１つの態様に記載された流体封入式防振装置において、前記仕切部材には前記凹所の開口端部から前記平衡室側に向かって突出する延出筒部が設けられていると共に、該延出筒部の内径が該凹所の内径よりも大きくなっているものである。

第四の態様によれば、オリフィス部材の仕切部材に対する相対変位量を大きくすることなく、仕切部材の軸方向寸法を大きくすることが可能となる。それ故、オリフィス部材の駆動ストロークを維持しながら、第一のオリフィス通路の流路長を長く確保して、第一のオリフィス通路のチューニング自由度を大きくすることが出来る。

本発明によれば、第二のオリフィス通路とは独立して第三のオリフィス通路が設けられており、それら第二のオリフィス通路と第三のオリフィス通路が、オリフィス部材をアクチュエータで駆動変位させることにより、選択的に構成されるようになっている。それ故、互いに異なる周波数にチューニングされた３つのオリフィス通路が、入力振動の周波数に応じて機能して、広い周波数域の振動に対する優れた防振性能を実現することが出来る。しかも、第二のオリフィス通路と第三のオリフィス通路の切替機構を利用して、第二のオリフィス通路のチューニング周波数が可変とされていることにより、特に中周波数域の振動に対する防振性能が高められている。

本発明の一実施形態としてのエンジンマウントを示す縦断面図。図１に示されたエンジンマウントを構成する仕切部材の平面図。図１に示されたエンジンマウントにおけるオリフィス部材の駆動変位を説明する要部拡大断面図であって、（ａ）は、オリフィス部材が上死点に位置している状態を、（ｂ）は、オリフィス部材が中間に位置している状態を、（ｃ）は、オリフィス部材が下死点に位置している状態を、それぞれ示す。図１に示されたエンジンマウントにおける第二，第三のオリフィス通路の防振特性を示すグラフ。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１には、本発明に従う構造の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。エンジンマウント１０は、第一の取付部材１２と第二の取付部材１４を本体ゴム弾性体１６で弾性的に連結した構造を含んで構成されている。そして、第一の取付部材１２が図示しないパワーユニットに取り付けられると共に、第二の取付部材１４が図示しない車両ボデーに取り付けられることにより、パワーユニットが車両ボデーに対して防振支持されるようになっている。なお、以下の説明においては、原則として、図１中の上下方向を上下方向として説明する。

より詳細には、第一の取付部材１２は、金属等で形成された高剛性の部材であって、逆向きの略円錐台形状を有する固着部１８と、固着部１８の上端から上方に向かって延び出す略円柱形状の取付部２０とを一体的に備えている。また、それら固着部１８と取付部２０との境界部分には、外周側に向かって突出するフランジ部２２が設けられている。更に、取付部２０には、中心軸上を上下方向に直線的に延びるボルト孔２４が形成されており、ボルト孔２４の内周面にねじ山が刻設されて雌ねじとされている。そして、第一の取付部材１２のボルト孔２４に螺着される図示しないブラケットを介して、第一の取付部材１２が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。

一方、第二の取付部材１４は、金属等で形成された高剛性の部材であって、薄肉大径の略円筒形状を有している。また、第二の取付部材１４には、ブラケット２６が取り付けられている。ブラケット２６は、大径の略有底円筒形状を有しており、その周壁部の外周面下端部に複数の取付用脚部２８が固着されている。このブラケット２６は、第二の取付部材１４に対して下方から外挿装着されて、第二の取付部材１４に固定されている。そして、ブラケット２６の取付用脚部２８が図示しない車両ボデーに取り付けられることにより、第二の取付部材１４がブラケット２６を介して車両ボデーに取り付けられるようになっている。

これら第一の取付部材１２と第二の取付部材１４は、同一中心軸上で、軸方向に離隔して配置されて、本体ゴム弾性体１６によって相互に連結されている。本体ゴム弾性体１６は、厚肉大径の略円錐台形状を有しており、その小径側端部に対して、第一の取付部材１２が固着部１８を埋設した状態で加硫接着されていると共に、大径側端部の外周面に対して、第二の取付部材１４の内周面が重ね合わされて加硫接着されている。このことからも明らかなように、本体ゴム弾性体１６は、第一の取付部材１２と第二の取付部材１４を備えた一体加硫成形品として形成されている。

また、本体ゴム弾性体１６の小径側端面は、第一の取付部材１２におけるフランジ部２２の下面に重ね合わされて加硫接着されており、フランジ部２２の上面には、本体ゴム弾性体１６と一体形成された環状のストッパゴム３０が加硫接着されて、上方に突出している。

また、本体ゴム弾性体１６には、その大径側端面に開口する中央凹所３２が設けられている。更に、本体ゴム弾性体１６の大径側端面から下方に向かって突出するシールゴム層３４が一体形成されている。シールゴム層３４は、大径の円筒形状を有するゴム弾性体であって、中央凹所３２よりも外周側において本体ゴム弾性体１６と一体形成されており、その外周面が第二の取付部材１４の内周面に加硫接着されている。これにより、第二の取付部材１４の内周面は、本体ゴム弾性体１６とシールゴム層３４によって、略全面が被覆されている。また、シールゴム層３４の内周面には、軸方向の中間に段差が設けられており、該段差を挟んだ上側が、内径を小さくされた厚肉の挟持部３６とされていると共に、下側が、内径を大きくされた薄肉の嵌着部３８とされている。

また、本体ゴム弾性体１６の一体加硫成形品を構成する第二の取付部材１４には、可撓性膜４０が取り付けられている。可撓性膜４０は、薄肉の略円板形状乃至は逆向きドーム形状であって、軸方向に充分な弛みを有している。また、可撓性膜４０の外周縁部に環状の固定金具４２が加硫接着されている一方、可撓性膜４０の中央部に逆向き有底円筒形状の連結金具４４が加硫接着されている。そして、固定金具４２が、第二の取付部材１４の下側開口部に差し入れられた後、第二の取付部材１４に八方絞り等の縮径加工が施されることにより、固定金具４２が第二の取付部材１４に対して嵌着されて、可撓性膜４０が第二の取付部材１４の下側開口部に取り付けられている。

このように可撓性膜４０が本体ゴム弾性体１６の一体加硫成形品に組み付けられることにより、第二の取付部材１４の上側開口が本体ゴム弾性体１６によって閉塞されていると共に、第二の取付部材１４の下側開口が可撓性膜４０によって閉塞されている。これにより、第二の取付部材１４の内周側において、本体ゴム弾性体１６と可撓性膜４０の軸方向対向面間には、外部に対して密閉されて非圧縮性流体を封入された流体封入領域４６が形成されている。なお、流体封入領域４６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、水や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、或いはそれらの混合液等が好適に採用される。更に、後述する流体の流動作用に基づく防振効果を効率的に発揮させるためには、０．１Ｐａ・ｓ以下の低粘性流体であることが望ましい。

また、流体封入領域４６には、仕切部材４８が配設されている。仕切部材４８は、仕切部材本体５０に対して、蓋金具５１と流体流量制御手段としての可動ゴム板５２を取り付けた構造とされている。

より詳細には、仕切部材本体５０は、大径の逆向き略有底円筒形状とされており、径方向の中央部分において下方に向かって開口する略円柱状の凹所５４を有している。また、凹所５４の周壁部には、軸方向中間部分において内周面に段部５６が設けられており、段部５６を挟んで底壁部側（図１の上側）が開口部側（図１の下側）よりも小径とされている。そして、凹所５４の内周面における段部５６よりも下側の大径部分が、円筒形状の筒形内周面５８とされている。

さらに、仕切部材本体５０は、凹所５４の周壁部から下方に向かって突出する環状の延出筒部６０を備えており、延出筒部６０の下端には、外周側に向かって突出する円環板形状の挟持片６２が一体形成されている。この延出筒部６０は、凹所５４の開口端部から突出しており、凹所５４の周壁部に対して、外径寸法が同じで、且つ内径寸法が大きくされている。これにより、凹所５４の周壁部の下端面の内周部分で構成された段差６４が、凹所５４の周壁部と延出筒部６０との境界部分に設けられている。要するに、仕切部材本体５０の周壁部の内周面は、軸方向中間部分に形成された段部５６と段差６４によって、上底壁部側から開口側に向かって段階的に大径となる段付筒状面とされており、段部５６と段差６４の軸方向間が筒形内周面５８とされている。

また、仕切部材本体５０の周壁部には、第一の周溝６６が形成されている。第一の周溝６６は、仕切部材本体５０の周壁部に対して、２周弱の所定長さで周方向に延びるように形成されて、外周面に開口しており、周方向一方の端部が上連通部６８を通じて仕切部材本体５０の上面に開口していると共に、周方向他方の端部が下連通部７０を通じて仕切部材本体５０の下面に開口している。

また、仕切部材本体５０の上底壁部には、上方に開口する円柱状の収容凹所７２が、凹所５４と対応する径方向の中央部分に形成されている。更に、仕切部材本体５０の上面には、薄肉円板形状の蓋金具５１が重ね合わされてねじ留めされており、収容凹所７２の開口部が蓋金具５１によって覆蓋されている。これにより、仕切部材４８の上底壁部には、仕切部材本体５０と蓋金具５１の間に、収容凹所７２を利用して円柱状の収容空所７４が形成されている。

この収容空所７４には、略円板形状の可動ゴム板５２が配設されている。また、可動ゴム板５２の厚さ方向両面には、周方向環状に延びる複数の凹溝７６が同心的に形成されており、可動ゴム板５２の厚さ方向両面が波打ち形状とされて、厚さ寸法が径方向で変化している。更に、可動ゴム板５２の径方向中央には、厚さ方向両側に突出する軸部７８が一体形成されており、仕切部材４８と蓋金具５１の各中央に形成された挿通孔８０に対して挿通されることによって、可動ゴム板５２が収容空所７４内で径方向に位置決めされている。更にまた、可動ゴム板５２は、収容空所７４の形状に比べて軸方向寸法が小さくされており、可動ゴム板５２が収容空所７４内で厚さ方向への微小変位を許容されている。

また、可動ゴム板５２が収容配置された収容空所７４には、複数の連通孔８２，８４が形成されている。連通孔８２，８４は、図１，図２に示されているように、小径の円形孔であって、収容空所７４の上側の壁部を構成する蓋金具５１に対して、複数の上連通孔８２が貫通形成されていると共に、収容空所７４の下側の壁部を構成する仕切部材本体５０の上底壁部に対して、複数の下連通孔８４が貫通形成されている。

このような、可動ゴム板５２を備えた仕切部材４８は、流体封入領域４６内に配設されている。即ち、仕切部材４８の周壁部がシールゴム層３４における挟持部３６の内周側に挿入されて、その上端が本体ゴム弾性体１６の大径側端面（中央凹所３２の開口周縁端面）に重ね合わされていると共に、挟持片６２がシールゴム層３４の挟持部３６と固定金具４２との間で軸方向に挟持されている。これにより、仕切部材４８が第二の取付部材１４によって支持されて、流体封入領域４６内で軸直角方向に広がるように配設されている。なお、本実施形態では、仕切部材４８が本体ゴム弾性体１６及びシールゴム層３４の変形によって上方への変位を許容されており、仕切部材４８の変位による液圧補償作用を利用して、キャビテーションの低減効果も期待できる。

そして、仕切部材４８が流体封入領域４６に配設されることにより、流体封入領域４６は仕切部材４８を挟んで上下に二分されている。即ち、仕切部材４８を挟んで上方には、壁部の一部を本体ゴム弾性体１６で構成されて、振動入力時に内圧変動が生ぜしめられる、受圧室８６が形成されている。一方、仕切部材４８を挟んで下方には、壁部の一部を可撓性膜４０で構成されて、容積変化が容易に許容される、平衡室８８が形成されている。

また、仕切部材４８の周壁部に形成された第一の周溝６６の外周開口が、シールゴム層３４を介して第二の取付部材１４で覆蓋されることにより、周方向に延びるトンネル状の通路が形成されている。そして、該トンネル状通路の一方の端部が上連通部６８を通じて受圧室８６に連通されていると共に、他方の端部が下連通部７０を通じて平衡室８８に連通されている。これにより、受圧室８６と平衡室８８を相互に連通する第一のオリフィス通路９０が、第一の周溝６６を利用して形成されている。この第一のオリフィス通路９０は、エンジンシェイク等に相当する１０Ｈｚ程度の低周波数にチューニングされている。なお、後述する第二，第三のオリフィス通路１１６，１１８を含めた各オリフィス通路のチューニング周波数は、オリフィス通路の通路断面積（Ａ）とオリフィス通路の流路長（Ｌ）との比（Ａ／Ｌ）を調節することで、適当に設定可能である。

また、可動ゴム板５２の上面に対して、上連通孔８２を通じて受圧室８６の圧力が及ぼされていると共に、可動ゴム板５２の下面に対して、下連通孔８４を通じて平衡室８８の圧力が及ぼされている。そして、可動ゴム板５２は、受圧室８６と平衡室８８の相対的な圧力変動によって、上下に微小変位するようになっている。

また、仕切部材４８の凹所５４には、オリフィス部材９２が配設されている。オリフィス部材９２は、略有底円筒形状を有しており、外周面の大部分が円筒形状の筒形外周面９４とされていると共に、外周面の上端部が上方に向かって次第に内周側に傾斜するテーパ外周面９６とされている。これにより、オリフィス部材９２の上端部は、上方に向かって次第に小径となっている。

また、オリフィス部材９２の周壁部には、周方向螺旋状に延びる第二の周溝９８が、外周面に開口して所定の長さで形成されている。なお、第二の周溝９８は、一方の端部がオリフィス部材９２の上面に開口していると共に、他方の端部がオリフィス部材９２の下面に開口している。

そして、オリフィス部材９２が、テーパ外周面９６の小径側端部を入方向の先端として、凹所５４の大径部分（開口部分）に対して下方から挿入されることにより、オリフィス部材９２の筒形外周面９４が凹所５４の筒形内周面５８に重ね合わされる。これにより、凹所５４の開口部がオリフィス部材９２によって閉塞されて、凹所５４の底壁部とオリフィス部材９２の間に、受圧室８６及び平衡室８８と同じ非圧縮性流体を封入された中間室１００が画成される。

なお、オリフィス部材９２が凹所５４に挿入された状態において、オリフィス部材９２の筒形外周面９４と、凹所５４の筒形内周面５８は、小さな隙間をもって重ね合わされている。この隙間が設けられていることで、後述するオリフィス部材９２の仕切部材４８に対する挿脱方向への駆動変位が、かじり等を生じることなくスムーズに実現される。更に、隙間は、中間室１００と平衡室８８の短絡が流動抵抗によって阻止され得る大きさとされて、防振性能に悪影響を及ぼすことがないようになっている。

また、オリフィス部材９２は、可撓性膜４０の中央に固着された連結金具４４に固定されている。即ち、オリフィス部材９２は、連結金具４４の上底壁部に対して上方から重ね合わされており、連結金具４４の下方から螺入された連結ねじ１０２によって連結金具４４に固定されている。

また、連結金具４４の下方には、アクチュエータ１０４が配設されている。このアクチュエータ１０４は、後述する駆動軸１０６を上下方向に所定の距離ずつ駆動変位させる動力源であって、本実施形態では、回転駆動力を発生する電気モータ（ステッピングモータ）と、回転駆動力を往復駆動力に変換するギヤ機構やカム機構等の駆動力変換手段とを組み合わせた、電気式アクチュエータが採用されている。尤も、アクチュエータとしては、各種公知のアクチュエータを採用可能であり、例えば、電磁力を利用して往復駆動力を発生する電磁式アクチュエータや、空気の圧力を利用するダイヤフラム機構等の空気圧式アクチュエータ等も採用され得る。そして、アクチュエータ１０４は、可撓性膜４０よりも下方に配設されて、ブラケット２６の底壁部に固定されることにより第二の取付部材１４に支持されている。

さらに、アクチュエータ１０４には、駆動軸１０６が取り付けられている。駆動軸１０６は、エンジンマウント１０の中心軸上で上下に延びており、下端部がアクチュエータ１０４に直接的に或いは間接的に取り付けられていると共に、上端部が連結ねじ１０２の頭部に固定されている。そして、アクチュエータ１０４が発生する往復駆動力が、駆動軸１０６に及ぼされて、連結金具４４を介してオリフィス部材９２に伝達されることにより、オリフィス部材９２がアクチュエータ１０４によって上下に駆動して、仕切部材４８の凹所５４に対して出入変位するようになっている。なお、オリフィス部材９２は、アクチュエータ１０４によって、軸方向に予め設定された位置まで段階的に駆動変位されるようになっていても良いし、軸方向に連続的に任意の位置まで駆動変位されるようになっていても良い。

また、仕切部材４８とオリフィス部材９２の間には、ガイド手段１０８が設けられている。ガイド手段１０８は、仕切部材４８に設けられたガイド筒部１１０に対して、オリフィス部材９２に設けられたガイド軸部１１２が、挿入されることによって構成されている。

ガイド筒部１１０は、小径の略円筒形状を有しており、仕切部材４８における凹所５４の底壁部の中央から下方に向かって突出している。また、ガイド筒部１１０の突出先端部分には、軸受部材１１４が固定されている。軸受部材１１４は、小径の略円筒形状を有すると共に、下端部にフランジ状の突起を備えている。そして、軸受部材１１４は、ガイド筒部１１０に圧入されて、下端部の突起がガイド筒部１１０の突出先端面に重ね合わされることにより、ガイド筒部１１０に対して位置決め固定されている。一方、ガイド軸部１１２は、小径の略円形ロッド形状を有しており、オリフィス部材９２の底壁部の径方向中央から上方に向かって突出している。

そして、ガイド軸部１１２がガイド筒部１１０で支持された軸受部材１１４に対して下方から差し入れられて、ガイド軸部１１２の外周面が、軸受部材１１４の内周面に対して摺動可能に重ね合わされることにより、オリフィス部材９２を仕切部材４８に対して軸直角方向で位置決めして軸方向に案内する、ガイド手段１０８が構成されている。なお、軸受部材１１４は、例えば、自己潤滑性を備えた材料で形成されたり、内周面にコーティング加工を施されることにより、摩擦係数が小さく抑えられており、ガイド軸部１１２が軸受部材１１４に対してスムーズに摺動可能とされている。

かくの如き構造とされたエンジンマウント１０では、オリフィス部材９２がアクチュエータ１０４によって凹所５４に対する出入方向に駆動変位されることにより、第二のオリフィス通路１１６と第三のオリフィス通路１１８が選択的に構成される。

すなわち、図３の（ａ），（ｂ）に示されているように、オリフィス部材９２の筒形外周面９４が凹所５４の筒形内周面５８に対して重ね合わされた状態においては、仕切部材４８とオリフィス部材９２の間に中間室１００が形成される。更に、オリフィス部材９２に形成された第二の周溝９８の外周開口部が、筒形内周面５８で覆蓋されることによって、中間室１００と平衡室８８を相互に連通する第二のオリフィス通路１１６が、第二の周溝９８を利用して構成される。

さらに、第二のオリフィス通路１１６は、オリフィス部材９２が凹所５４に対して出入方向に駆動変位されることにより、チューニング周波数が変更設定されるようになっている。即ち、図３の（ａ）に示されているように、オリフィス部材９２が凹所５４に対する入方向に駆動変位されることにより、第二の周溝９８における筒形内周面５８で覆蓋される範囲が大きくなって、第二のオリフィス通路１１６の通路長が長くなる。その結果、通路長と通路断面積の比（Ａ／Ｌ）が小さくなって、第二のオリフィス通路１１６のチューニング周波数が低周波数側にシフトする。一方、図３の（ｂ）に示されているように、オリフィス部材９２が凹所５４に対する出方向に駆動変位されることにより、第二の周溝９８における筒形内周面５８で覆蓋される範囲が小さくなって、第二のオリフィス通路１１６の通路長が短くなる。その結果、通路長と通路断面積の比（Ａ／Ｌ）が大きくなって、第二のオリフィス通路１１６のチューニング周波数が高周波数側にシフトする。なお、第二のオリフィス通路１１６は、常に第一のオリフィス通路９０より高周波数にチューニングされるようになっており、本実施形態では、アイドリング振動等に相当する２０Ｈｚ〜６０Ｈｚ程度の中周波数にチューニングされるようになっている。

一方、図３の（ｃ）に示されているように、オリフィス部材９２が凹所５４に対する出方向に駆動変位されて、オリフィス部材９２の筒形外周面９４が凹所５４の筒形内周面５８に対して下方に離隔した状態においては、凹所５４の開口周縁部とオリフィス部材９２のテーパ外周面９６との間に環状の隙間１２０が形成される。また、オリフィス部材９２の筒形外周面９４は、仕切部材４８における延出筒部６０の内周面に対して、軸直角方向内側に所定距離を隔てて対向位置しており、筒形外周面９４と延出筒部６０の内周面との間に形成される環状領域の断面積が、隙間１２０の断面積（テーパ外周面９６の上端と凹所５４の開口周縁部との間に形成される領域の面積）よりも大きくなっている。これにより、中間室１００は、隙間１２０を通じて平衡室８８に開放されて、平衡室８８の一部として機能するようになっており、実質的に消失する。

その結果、受圧室８６と平衡室８８を相互に連通する第三のオリフィス通路１１８が、仕切部材４８の上底壁部に形成された上下の連通孔８２，８４によって構成される。この第三のオリフィス通路１１８は、第二のオリフィス通路１１６の最も高いチューニング周波数よりも、更に高周波数にチューニングされており、ロックアップこもり音等に相当する１００Ｈｚ程度の高周波数にチューニングされている。

このような構造とされたエンジンマウント１０では、車両への装着下において、第一〜第三のオリフィス通路９０，１１６，１１８の連通と遮断が、入力振動の周波数に応じて切り替えられることで、広い周波数域の入力振動に対して、優れた防振効果が発揮されるようになっている。

すなわち、エンジンシェイクに相当する低周波大振幅振動の入力時には、第一のオリフィス通路９０を通じて、受圧室８６と平衡室８８の間で流体流動が生じて、流体の流動作用に基づく防振効果（高減衰効果）が発揮される。この際、収容空所７４に配設された可動ゴム板５２によって上下の連通孔８２，８４が閉塞されることから、第二，第三のオリフィス通路１１６，１１８が遮断されて、受圧室８６の液圧が逃げるのを防ぐことが出来る。その結果、第一のオリフィス通路９０を通じて流動する流体の量を効率的に確保することが出来て、第一のオリフィス通路９０による防振効果を有効に得ることが出来る。

また、アイドリング振動に相当する中周波小振幅振動の入力時には、オリフィス部材９２が、筒形内周面５８と筒形外周面９４が重なり合う位置まで駆動変位されて、中間室１００と第二のオリフィス通路１１６が構成される。更に、可動ゴム板５２の微小変位によって上下の連通孔８２，８４が連通状態となることで、受圧室８６の液圧が中間室１００に伝達されて、中間室１００と平衡室８８の間で相対的な圧力差が生じるようになっている。これにより、中間室１００と平衡室８８を連通する第二のオリフィス通路１１６を通じて流体が流動せしめられて、流体の流動作用に基づく防振効果（低動ばね効果）が発揮されるようになっている。

そこにおいて、エンジンマウント１０では、周波数の異なる複数種類の中周波小振幅振動に対して、防振効果がより効率的に発揮されるようになっている。即ち、入力振動の周波数に応じて、オリフィス部材９２が仕切部材４８に対して軸方向で駆動変位されることで、第二のオリフィス通路１１６のチューニング周波数が調節されるようになっている。これにより、アイドリング振動の周波数のばらつきを吸収することが出来ると共に、停車状態から走行状態への移行時に入力される４０Ｈｚ〜６０Ｈｚ程度の比較的に周波数が高い振動に対しても、有効な防振効果を得ることが出来る。

なお、中周波数の振動入力時には、入力振動の周波数よりも低周波数にチューニングされた第一のオリフィス通路９０は、反共振によって実質的に遮断されることから、受圧室８６の液圧が第一のオリフィス通路９０を通じて平衡室８８に逃げるのを防ぐことが出来る。また、第三のオリフィス通路１１８を構成する上下の連通孔８２，８４は、第二のオリフィス通路１１６と直列的に形成されていることから、上下の連通孔８２，８４を通じての流体流動によって第二のオリフィス通路１１６を通じての流体流動が阻害されることはない。

また、ロックアップこもり音等に相当する高周波小振幅振動の入力時には、オリフィス部材９２がアクチュエータ１０４によって下死点まで駆動変位されて、仕切部材４８の凹所５４から引き抜かれることにより、オリフィス部材９２と仕切部材４８の間に隙間１２０が形成される。そして、中間室１００が平衡室８８の一部として機能することにより、受圧室８６と平衡室８８とを連通する第三のオリフィス通路１１８が上下の連通孔８２，８４によって構成されて、高周波数にチューニングされた第三のオリフィス通路１１８によって、流体の流動作用に基づいた防振効果（低動ばね効果）が発揮されるようになっている。

なお、高周波数域の振動入力時には、入力振動の周波数よりも低周波数にチューニングされた第一のオリフィス通路９０は、反共振によって実質的に遮断されており、第三のオリフィス通路１１８を通じて流動する流体の量が効率的に確保される。一方、第二のオリフィス通路１１６は、オリフィス部材９２が凹所５４から引き抜かれた状態において、第二の周溝９８の外周側開口部が開放されることにより消失している。

以上のように、本実施形態のエンジンマウント１０によれば、入力振動の周波数に応じて、第一〜第三のオリフィス通路９０，１１６，１１８が選択的に機能することで、低周波数から高周波数までの広い周波数域の入力振動に対して何れも有効な防振効果が発揮されるようになっている。

しかも、第二のオリフィス通路１１６は、流路長を調節することで、チューニング周波数が可変とされている。これにより、第二のオリフィス通路１１６による防振効果が発揮される周波数域が拡大して、中周波数の振動に対するより高度な防振性能を実現することが出来る。

このことは、図４に示された防振特性のグラフからも理解できる。即ち、第二のオリフィス通路１１６のチューニング可能範囲における最も低い周波数（２０Ｈｚ〜２５Ｈｚ程度）の振動入力時には、オリフィス部材９２が上死点まで駆動変位されて、第二のオリフィス通路１１６の流路長が最も長く設定される。これにより、エンジンマウント１０の防振特性が、図４に点線で示されたアイドル特性１に切り替えられて、入力振動に対する低動ばね効果が発揮される。なお、図４に示された防振特性のグラフは、エンジンマウント１０に±０．０５ｍｍの小振幅振動が入力された場合の測定結果である。

また、中周波数域における比較的に低周波数（２５Ｈｚ〜３５Ｈｚ程度）の振動入力時には、オリフィス部材９２が上死点よりも下方に駆動変位されて、第二のオリフィス通路１１６の流路長が長めに設定される。これにより、エンジンマウント１０の防振特性が、図４に１点鎖線で示されたアイドル特性２に切り替えられて、入力振動に対して有効な低動ばね効果が発揮される。

また、中周波数域における比較的に高周波数（３５Ｈｚ〜５０Ｈｚ程度）の振動入力時には、オリフィス部材９２が更に下方に駆動変位されて、第二のオリフィス通路１１６の流路長が短めに設定される。これにより、エンジンマウント１０の防振特性が、図４に２点鎖線で示されたアイドル特性３に切り替えられて、入力振動に対して有効な低動ばね効果が発揮される。

また、第二のオリフィス通路１１６のチューニング可能範囲における最も高い周波数（５０Ｈｚ〜６０Ｈｚ程度）の振動入力時には、オリフィス部材９２が、筒形外周面９４と筒形内周面５８の重なり合いが解除されない範囲で、最下端に駆動変位される。このようにして、第二のオリフィス通路１１６の流路長が最も短く設定されることにより、エンジンマウント１０の防振特性が、図４に３点鎖線で示されたアイドル特性４に切り替えられて、入力振動に対して有効な低動ばね効果が発揮される。

一方、第二のオリフィス通路１１６のチューニング可能周波数域を外れた、高周波数（１００Ｈｚ程度）の振動が入力された場合には、オリフィス部材９２が下死点まで駆動変位されて、筒形外周面９４と筒形内周面５８の重なり合いが解除されることにより、第三のオリフィス通路１１８が構成される。これにより、エンジンマウント１０の防振特性が、図４に実線で示されたこもり特性に切り替えられて、入力振動に対して有効な低動ばね効果が発揮される。

加えて、第二，第三のオリフィス通路１１６，１１８における連通と遮断の切替えが、オリフィス部材９２をアクチュエータ１０４で駆動変位する１つの機構によって実現されている。それ故、第二のオリフィス通路１１６を切り替える弁機構等が、各別に設けられているよりも、簡単な構造によって、３つのオリフィス通路９０，１１６，１１８を備えたエンジンマウント１０が実現される。

また、オリフィス部材９２の上端部の外周面が、上方に向かって次第に内周側に傾斜するテーパ外周面９６とされており、オリフィス部材９２の上端部が上方に向かって小径となっている。このようなテーパ部がオリフィス部材９２の上端に設けられていることにより、オリフィス部材９２の軸方向寸法が充分に確保されて、第二のオリフィス通路１１６の流路長の設計自由度が大きくなる。しかも、オリフィス部材９２の筒形外周面９４と、仕切部材４８の筒形内周面５８との重なり合いの解除は、オリフィス部材９２の上端部の外周面がテーパ外周面９６とされていることから、アクチュエータ１０４によるオリフィス部材９２の駆動変位量を著しく大きくすることなく、実現される。

また、仕切部材本体５０の下端部には、凹所５４の周壁部よりも下方に突出する延出筒部６０が設けられており、延出筒部６０の下端に一体形成された挟持片６２に対して、固定金具４２が重ね合わされている。これにより、固定金具４２に加硫接着された可撓性膜４０の外周部分が、凹所５４に挿入されたオリフィス部材９２よりも下方に位置せしめられて、オリフィス部材９２が下方に変位することで可撓性膜４０に引張応力が作用するのを回避することが出来る。その結果として、可撓性膜４０の耐久性の向上を実現することが出来る。

しかも、延出筒部６０の内径寸法は、凹所５４の内径寸法よりも大きくされている。それ故、オリフィス部材９２が凹所５４から引き抜かれる際に、延出筒部６０によって隙間１２０が狭窄されるのが防止されて、中間室１００と平衡室８８の短絡と、それに伴う第三のオリフィス通路１１８の構成が、確実に且つ速やかに実現される。

なお、延出筒部６０に至る長さで第一の周溝６６を形成することも可能であり、そうすることで第一のオリフィス通路９０の流路長を大きく設定することも可能となる。その結果、第三のオリフィス通路１１８への切替えを邪魔することなく、第一のオリフィス通路９０のチューニング自由度を大きく確保することも出来る。

以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、流体流量制御手段は、可動ゴム板５２によるものに限定されず、可動ゴム膜を利用したものや、弁機構を用いたもの等も、流体流量制御手段として採用可能である。

また、オリフィス部材９２の筒形外周面９４は、仕切部材４８（凹所５４）の筒形内周面５８に対して、摺接していても良く、それら筒形外周面９４と筒形内周面５８の間に隙間はなくても良い。なお、筒形内周面５８と筒形外周面９４が摺接している場合には、それらの間で作用する摩擦抵抗が低減されるように、例えば、仕切部材４８及びオリフィス部材９２が潤滑性に優れた材料で形成されたり、表面に摩擦係数を低減するコーティングが施されることが望ましい。

また、前記実施形態では、本発明に従う構造の流体封入式防振装置が、自動車用のエンジンマウントに適用されている例が示されているが、本発明は、自動車以外にも適用可能であり、例えば、産業用車両や鉄道用車両等にも好適に適用される。加えて、本発明の流体封入式防振装置は、エンジンマウント以外にも適用することが可能であって、例えば、サブフレームマウントやボデーマウント、デフマウント等への適用が可能である。

１０：エンジンマウント（流体封入式防振装置）、１２：第一の取付部材、１４：第二の取付部材、１６：本体ゴム弾性体、４０：可撓性膜、４８：仕切部材、５２：可動ゴム板（流体流量制御手段）、５４：凹所、５８：筒形内周面、６０：延出筒部、８２：上連通孔（連通孔）、８４：下連通孔（連通孔）、８６：受圧室、８８：平衡室、９０：第一のオリフィス通路、９２：オリフィス部材、９４：筒形外周面、９６：テーパ外周面、１００：中間室、１０４：アクチュエータ、１１６：第二のオリフィス通路、１１８：第三のオリフィス通路、１２０：隙間

Claims

第一の取付部材と第二の取付部材が本体ゴム弾性体によって連結されていると共に、該第二の取付部材によって支持された仕切部材を挟んで一方の側に壁部の一部を該本体ゴム弾性体で構成された受圧室が形成されていると共に、他方の側に壁部の一部を可撓性膜で構成された平衡室が形成されており、それら受圧室と平衡室に非圧縮性流体が封入されていると共に、それら受圧室と平衡室を連通する第一のオリフィス通路が形成されている流体封入式防振装置において、
前記仕切部材には前記平衡室に開口する凹所が形成されていると共に、該凹所の開口部にオリフィス部材が配設されて該凹所が覆蓋されることにより中間室が形成されていると共に、該中間室が該凹所の底壁部を貫通する連通孔によって前記受圧室に連通されている一方、
該オリフィス部材を該凹所への出入方向に駆動変位させるアクチュエータが設けられていると共に、該凹所の筒形内周面と該オリフィス部材の筒形外周面との間に該中間室と該平衡室を相互に連通する第二のオリフィス通路が形成されており、該オリフィス部材が該凹所への出入方向に駆動変位されることにより該第二のオリフィス通路の流路長が可変とされている一方、
該オリフィス部材が該凹所から出方向に駆動変位されて、該オリフィス部材の該筒形外周面が該アクチュエータによって該凹所の少なくとも該筒形内周面を有する部分から外方へ抜け出すことにより該中間室が該平衡室に開放されて、該第二のオリフィス通路よりも高周波数にチューニングされた第三のオリフィス通路が該連通孔によって構成されるようになっていることを特徴とする流体封入式防振装置。
前記仕切部材における前記凹所の底壁部には、前記第三のオリフィス通路の流体流路上に位置する流体流量制御手段が設けられている請求項１に記載の流体封入式防振装置。
前記オリフィス部材の外周面には、前記筒形外周面よりも前記凹所への入方向側において該入方向に向かって次第に小径となるテーパ外周面が形成されている請求項１又は２に記載の流体封入式防振装置。
前記仕切部材には前記凹所の開口端部から前記平衡室側に向かって突出する延出筒部が設けられていると共に、該延出筒部の内径が該凹所の内径よりも大きくなっている請求項１〜３の何れか１項に記載の流体封入式防振装置。