JP2020159506A - パワーユニットマウント装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来のパワーユニットマウント装置では、弾性部がゴム材料からなり、防振特性と減衰特性とを両立させ難いという課題がある。【解決手段】本発明のパワーユニットマウント装置１０は、クロスメンバ１３とパワーユニット１２との間に配設される弾性部２１を有している。ゴム材料から成る弾性部２１の空間部３１及びその周辺には、主に、第１の磁石部３３、第１のコイル部３６、第２のコイル部３８等が配設されている。そして、第１の磁石部３３の振幅動作に連動して、電流発生部３７にて電流を発生させると共に、上記電流が減衰力発生部４０を流れることで、第１の磁石部３３の振幅動作を規制する減衰力を発生させる。この構造により、パワーユニットマウント装置１０では、防振特性と減衰特性とを両立させることができる。【選択図】図３

Description

本発明は、パワーユニットマウント装置に関し、特に、弾性部内に電磁誘導式機構及び電磁石を組み込むことで、煩雑な制御方法を用いることなく、防振特性と減衰特性との両特性を向上させるパワーユニットマウント装置に関する。

従来のパワーユニットマウント装置１００として、図７に示す構造が知られている。図７は、従来におけるパワーユニットマウント装置１００を説明する断面図である。

図７に示す如く、パワーユニットマウント装置１００は、クロスメンバ１０１とパワーユニット１０９との間に配設されている。パワーユニットマウント装置１００は、ゴム等からなる弾性部材１０２を有し、パワーユニット１０９を弾性的に支持している。そして、弾性部材１０２とクロスメンバ１０１との間には、弾性部材１０２を加熱若しくは冷却する熱電モジュール１０３が配設されている。

熱電モジュール１０３は、例えば、ペルチェ素子１０４から構成される略板状のサーモモジュールである。そして、熱電モジュール１０３は、主に、アルミニウム等の良熱伝導性の金属板等から構成される伝熱板１０５，１０６と、上記伝熱板１０５，１０６の間に挟まれるペルチェ素子１０４と、を有している。

図示したように、パワーユニットマウント装置１００は、熱電モジュール１０３により弾性部材１０２を加熱若しくは冷却する制御手段としてのコントロールユニット１０７を有している。そして、コントロールユニット１０７は、弾性部材１０２に設置された温度センサ１０８からの測定値に応じて、弾性部材１０２の温度を高精度に制御し、弾性部材１０２のバネ定数ｋを好適に制御している（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１７−１２２４８４号公報

上述したように、弾性部材１０２がゴム部材からなる場合、その材料の特性上、例えば、エンジンからの小さい高周波振動が加わることで、弾性部材１０２が硬くなり、防振効果が悪化し、車体へとエンジンからの振動が伝わり易くなり、乗員の快適性が悪化してしまう恐れがある。そこで、弾性部材１０２での防振特性を高めるためには、弾性部材１０２として柔らかい材料を用いることで、上記高周波振動が加わった場合でも防振効果が得られ、車体へとエンジンからの振動が伝わり難くなり、乗員の快適性が向上される。

しかしながら、弾性部材１０２として防振効果を優先した場合には、弾性部材１０２が柔らかくなるため、弾性部材１０２の動倍率が低くなり、弾性部材１０２としての減衰特性が悪化してしまう。例えば、車両が障害物に乗り上げた際に発生する大きい低周波振動が弾性部材１０２に加わった際には、弾性部材１０２が上記低周波振動を好適に減衰出来ず、その衝撃が車体を介して乗員に伝わり、乗員の快適性を確保し難くなる。つまり、弾性部材１０２がゴム部材からなる場合、防振特性と減衰特性とは相反する特性であり、同時に両特性が向上するように対応し難いという課題がある。

一方、特許文献１のパワーユニットマウント装置１００では、弾性部材１０２がゴム部材からなる場合、温度が変化することによってバネ定数ｋが変化し、好適な防振効果が得られない課題を解決するために成された発明である。そして、パワーユニットマウント装置１００では、コントロールユニット１０７が、弾性部材１０２の温度を高精度に制御し、弾性部材１０２のバネ定数ｋを好適に制御している。

しかしながら、コントロールユニット１０７を用いて、弾性部材１０２の温度を高精度に制御する方法では、その制御方法が煩雑化すると共に、部品点数も増加し、製造コストを低減し難いという課題がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、弾性部内に電磁誘導式機構及び電磁石を組み込むことで、煩雑な制御方法を用いることなく、防振特性と減衰特性との両特性を向上させるパワーユニットマウント装置を提供することにある。

本発明のパワーユニットマウント装置では、車両の支持部材に取り付けられ、前記車両のパワーユニットを支持するパワーユニットマウント装置であって、前記支持部材と前記パワーユニットとの間に配設され、その内部に空間部を有する弾性部と、前記弾性部に支持されると共に、少なくともその一部が前記空間部に配設される第１の磁石部と、前記空間部を囲むように前記弾性部に配設される第１のコイル部を有し、前記第１の磁石部が、前記第１のコイル部の配設領域に対して前記空間部の上下方向へと振幅動作することで、前記第１のコイル部に一方向に流れる第１の電流または前記第１の電流と逆方向に流れる第２の電流を発生させる電流発生部と、前記第１のコイル部よりも前記空間部内の下方であり、前記空間部を囲むように前記弾性部に配設される第２のコイル部を有し、前記第１の電流及び前記第２の電流が流れることで前記第２のコイル部を電磁石として用いる減衰力発生部と、を有し、前記減衰力発生部では、前記第１の磁石部が前記空間部内の下方側に移動した際に発生する前記第１の電流により、前記第１の磁石部を前記空間部内の上方側へと押し返す反発力を発生させると共に、前記第１の磁石部が前記空間部内の上方側に移動した際に発生する前記第２の電流により、前記第１の磁石部を前記空間部内の下方側へと引っ張る吸引力を発生させることを特徴とする。

また、本発明のパワーユニットマウント装置では、前記弾性部は、前記第１の磁石部を支持する第１の弾性部と、前記第１の弾性部と接続し、前記第１の弾性部及び前記空間部の周囲に形成される第２の弾性部と、を有し、前記第１の弾性部と前記第１の磁石部から成る振動部の共振周波数は、前記第１の弾性部のバネ定数及び前記第１の磁石部の質量から調整されていることを特徴とする。

また、本発明のパワーユニットマウント装置では、前記第１のコイル部よりも上方であり、前記空間部を囲むように前記弾性部に配設される第２の磁石部と、を有し、前記空間部側に位置する前記第２の磁石部の磁極は、前記空間部内にて対向する前記第１の磁石部の磁極と同一であることを特徴とする。

また、本発明のパワーユニットマウント装置では、前記第１のコイル部及び前記第２のコイル部は、少なくともその一部が前記空間部に露出するように前記弾性部に支持されていることを特徴とする。

また、本発明のパワーユニットマウント装置では、前記第１のコイル部の巻き方向は、前記空間部を囲むように内周面に沿っていると共に、前記第１のコイル部は、前記空間部の上下方向に複数巻かれ、前記第２のコイル部の巻き方向は、前記第１のコイル部の巻き方向と略垂直方向であると共に、前記第２のコイル部は、前記空間部を囲むように内周面に沿って巻かれていることを特徴とする。

また、本発明のパワーユニットマウント装置では、前記第２のコイル部は、前記空間部を囲むように配設された磁性体からなる環状部材の周囲に巻かれていることを特徴とする。

また、本発明のパワーユニットマウント装置では、前記第１の弾性部及び前記第２の弾性部は、一体成形されるゴム材料から成り、前記第１の弾性部の前記バネ定数は、前記第２の弾性部の前記バネ定数より小さいことを特徴とする。

また、本発明のパワーユニットマウント装置では、前記第１の磁石部には、前記空間部の上下方向との交差方向に貫通した貫通孔が形成され、前記第１の弾性部は、前記第１の磁石部の前記貫通孔内を充填していることを特徴とする。

本発明のパワーユニットマウント装置は、支持部材とパワーユニットとの間に配設され、その内部に空間部を有する弾性部と、弾性部に支持されると共に、少なくともその一部が空間部に配設される第１の磁石部と、空間部を囲むように弾性部に配設される第１のコイル部を有している。また、パワーユニットマウント装置は、第１の磁石部が、第１のコイル部の配設領域に対して空間部の上下方向へと振幅運動することで、第１のコイル部に一方向に流れる第１の電流または第１の電流と逆方向に流れる第２の電流を発生させる電流発生部と、第１のコイル部よりも空間部内の下方であり、空間部を囲むように弾性部に配設される第２のコイル部を有し、第１の電流及び第２の電流が流れることで第２のコイル部を電磁石として用いる減衰力発生部と、を有している。そして、減衰力発生部では、第１の磁石部が空間部内の下方側に移動した際に発生する第１の電流により、第１の磁石部を空間部内の上方側へと押し返す反発力を発生させると共に、第１の磁石部が空間部内の上方側に移動した際に発生する第２の電流により、第１の磁石部を空間部内の下方側へと引っ張る吸引力を発生させることができる。この構造により、パワーユニットマウント装置では、煩雑な制御機構や制御方法を用いることなく、弾性部での防振特性と減衰特性との両特性が向上される。

また、本発明のパワーユニットマウント装置では、弾性部は、第１の磁石部を支持する第１の弾性部と、第１の弾性部と接続し、第１の弾性部及び空間部の周囲に形成される第２の弾性部と、を有し、第１の弾性部と第１の磁石部から成る振動部の共振周波数は、第１の弾性部のバネ定数及び第１の磁石部の質量から調整されている。この構造により、パワーユニットマウント装置では、振動部を共振させることで、振動部の加速度や振幅幅を大きくし、減衰力発生部にて強い磁界を発生させる。そして、減衰力発生部では、弾性部に作用する振動に対して、その振動を減衰させる力を加えることで、弾性部での減衰特性が向上される。

また、本発明のパワーユニットマウント装置は、第１のコイル部よりも上方であり、空間部を囲むように弾性部に配設される第２の磁石部と、を有し、空間部側に位置する第２の磁石部の磁極は、空間部内に対向する第１の磁石部の磁極と同一である。この構造により、第１の磁石部は、空間部内にてその上下方向に直進運動することで、弾性部と接触し、加速度が弱められ、あるいは振幅幅が狭められることが防止される。

また、本発明のパワーユニットマウント装置では、第１のコイル部及び第２のコイル部は、少なくともその一部が前記空間部に露出するように弾性部に支持されている。この構造により、絶縁材料である弾性部により、第１のコイル部にて発生する電流量が低減し、あるいは、第２のコイル部にて発生する磁界が弱められることが防止される。

また、本発明のパワーユニットマウント装置では、第１のコイル部の巻き方向は、空間部を囲むように内周面に沿っていると共に、第１のコイル部は、空間部の上下方向に複数巻かれている。また、第２のコイル部の巻き方向は、第１のコイル部の巻き方向と略垂直方向であると共に、第２のコイル部は、空間部を囲むように内周面に沿って巻かれている。この構造により、第１のコイル部では、電磁誘導により電流が発生し、第２のコイル部では、電磁石として機能し、弾性部での減衰特性を向上させる。

また、本発明のパワーユニットマウント装置では、第２のコイル部は、空間部を囲むように配設された磁性体からなる環状部材の周囲に巻かれている。この構造により、減衰力発生部にて強い磁界を発生させることができる。

また、本発明のパワーユニットマウント装置では、第１の弾性部及び第２の弾性部は、一体成形されるゴム材料から成り、第１の弾性部のバネ定数は、第２の弾性部のバネ定数より小さい。この構造により、弾性部に内蔵される振動部を共振させることで、減衰力発生部にて強い磁界を発生させることができる。

また、本発明のパワーユニットマウント装置では、第１の磁石部には、空間部の上下方向との交差方向に貫通した貫通孔が形成され、第１の弾性部は、第１の磁石部の貫通孔内を充填している。この構造により、第１の磁石部は、空間部の上下方向へと振幅運動するが、貫通孔を介しても弾性部にしっかりと支持されることで、空間部内へと抜け落ちることが防止される。更には、一般的に困難な作業である磁石の溶接を行うことなく、また、部品点数の多くなる締結方法を用いることもなく、第１の弾性部に対して第１の磁石部を簡素に固定することができる。

本発明の実施形態のパワーユニットマウント装置を備えた車両を説明する（Ａ）正面図、（Ｂ）側面図である。 本発明の実施形態のパワーユニットマウント装置を説明する側面図である。 本発明の実施形態のパワーユニットマウント装置を説明する（Ａ）断面図、（Ｂ）模式図である。 本発明の実施形態のパワーユニットマウント装置を説明する（Ａ）断面図、（Ｂ）断面図である。 本発明の実施形態のパワーユニットマウント装置を説明する（Ａ）断面図、（Ｂ）断面図である。 本発明の実施形態のパワーユニットマウント装置を説明する（Ａ）断面図、（Ｂ）模式図である。 従来におけるパワーユニットマウント装置を説明する断面図である。

以下、本発明の一実施形態に係るパワーユニットマウント装置１０を図面に基づき詳細に説明する。尚、本実施形態の説明の際には、同一の部材には原則として同一の符番を用い、繰り返しの説明は省略する。また、以下の説明では、上下方向は車両１１の高さ方向を示し、左右方向は車両１１を前方から見た横幅方向を示し、前後方向は車両１１の長さ方向を示している。

図１（Ａ）は、本実施形態のパワーユニットマウント装置１０を備える車両１１を説明する正面図である。図１（Ｂ）は、本実施形態のパワーユニットマウント装置１０を備える車両１１を説明する側面図である。図２は、本実施形態のパワーユニットマウント装置１０を説明する側面図である。図３（Ａ）は、本実施形態のパワーユニットマウント装置１０を説明する断面図であり、図２に示すパワーユニットマウント装置１０のＡ−Ａ線方向の断面を示している。図３（Ｂ）は、本実施形態のパワーユニットマウント装置１０の弾性部２１内の減衰機構１４を説明する模式図である。

図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示す如く、車両１１は、例えば、自動車であり、パワーユニット１２は、車両１１を走行させるための動力源である。そして、パワーユニット１２は、内燃機関等であるエンジン１２Ａと、トランスミッション１２Ｂと、を有し、車両１１の前部のエンジンコンパートメント内に配置されている。尚、エンジン１２Ａは、例えば、水平対向エンジンであり、クランクシャフト（図示せず）が、車両１１の進行方向に対して略平行となる、いわゆる縦置きに搭載されている。

図示したように、車両１１の前部の底面近傍には、クロスメンバ１３が、車幅方向に延在して配設されている。クロスメンバ１３は、車両１１の車体の一部を構成する補強部材であり、パワーユニット１２を下方から支持する支持部材である。そして、クロスメンバ１３の上部には、２つのパワーユニットマウント装置１０が配設され、パワーユニットマウント装置１０の上部には、パワーユニット１２が配設されている。

つまり、パワーユニットマウント装置１０は、クロスメンバ１３とパワーユニット１２との間に配設され、パワーユニット１２を弾性的に支持している。尚、図示したように、パワーユニットマウント装置１０は、パワーユニット１２の車両１１の後方側にも配設されている。

図２に示す如く、パワーユニットマウント装置１０は、主に、ゴム等からなる弾性部２１と、弾性部２１の下部に接合し、弾性部２１を支持するブラケット２２と、弾性部２１の上部に接合するブラケット２３と、を有している。そして、ブラケット２２，２３は、鋼板等から形成され、ブラケット２２は、ボルト２４及びナット２５を介してクロスメンバ１３に締結固定されている。同様に、ブラケット２３は、ボルト２６及びナット（図示せず）を介してパワーユニット１２に締結固定されている。

上述したように、弾性部２１は、クロスメンバ１３とパワーユニット１２との間に配設され、ブラケット２２，２３は、それぞれクロスメンバ１３またはパワーユニット１２と締結固定されている。この構造により、パワーユニット１２からパワーユニットマウント装置１０へと入力される振動は、弾性部２１及び弾性部２１に内蔵される減衰機構１４（図３（Ｂ）参照）を介して防振されると共に減衰されることで、上記振動が車体へと伝達され、車両１１の乗員に不快感を与えることが防止される。

ここで、以下の説明では、小入力とは、車両１１のアイドリング時等に発生するエンジン１２Ａの振動等を含む比較的小さい高周波振動が、パワーユニット１２を介してパワーユニットマウント装置１０へと作用することをいう。一方、大入力とは、車両１１が障害物に乗り上げた際や悪路を走行する際等に発生する比較的に大きな低周波振動が、パワーユニット１２を介してパワーユニットマウント装置１０へと作用することをいう。

図３（Ａ）に示す如く、パワーユニットマウント装置１０では、弾性部２１は、例えば、天然ゴムにスチレンブタジエンゴムやブチルゴム等の合成ゴムを所定の割合にて配合して形成されている。そして、弾性部２１は、略円柱形状に成形され、その中心部には、円柱形状の空間部３１が形成されている。二点鎖線３２にて示すように、空間部３１の上下方向へと延在する中心線は、弾性部２１の軸心と一致している。尚、空間部３１の下端は、弾性部２１の下端面を貫通して形成され、ブラケット２２まで到達している。

第１の磁石部３３は、その上端部側が弾性部２１に支持された状態にて、空間部３１内へと吊り下げられて配設されている。第１の磁石部３３は、例えば、永久磁石であり、棒状の略直方体形状である。図示したように、第１の磁石部３３は、例えば、そのＳ極側及びＮ極側の一部が空間部３１内に位置すると共に、そのＮ極側が弾性部２１内へと埋設されている。

また、第１の磁石部３３の上記埋設領域には、ブラケット２３の裏面と平行となるように、空間部３１の上下方向との交差方向へと貫通する貫通孔３４が形成され、貫通孔３４内は弾性部２１にて充填されている。そして、詳細は後述するが、第１の磁石部３３は、主に、車両１１の上下方向へと弾性部２１と一緒に繰り返し振幅運動するが、上記貫通孔３４も用いて弾性部２１にしっかりと支持されることで、空間部３１内へと抜け落ちることが防止される。更には、一般的に困難な作業である磁石の溶接を行うことなく、また、部品点数の多くなる締結方法を用いることもなく、弾性部２１に対して第１の磁石部３３を簡素に固定することができる。

第２の磁石部３５は、その一部が空間部３１へと露出するように、弾性部２１に支持されている。第２の磁石部３５は、空間部３１を構成する弾性部２１の内周上端面２１Ａと第１のコイル部３６との間であり、第１の磁石部３３のＮ極と対向する領域に配設されている。そして、第２の磁石部３５は、例えば、永久磁石であり、一環状のリング形状である。図示したように、第２の磁石部３５は、例えば、その内周側がＮ極であり、その外周側がＳ極である。上述したように、第２の磁石部３５の内周側に位置するＮ極が、空間部３１へと一環状に露出している。

この構造により、第１の磁石部３３と第２の磁石部３５とは、Ｎ極同士が対向し、反発し合う。そして、第１の磁石部３３が、車両１１の上下方向へと繰り返し振幅運動するが、その際に、第１の磁石部３３が、内周側面２１Ｂと接触し難い構造が実現される。その結果、第１の磁石部３３の加速度や振幅幅が、内周側面２１Ｂとの接触により弱められることが防止される。

尚、第１の磁石部３３は、上記大入力や小入力の方向に応じて、車両１１の左右方向や前後方向等、第１の磁石部３３の上端側の支持領域を支点として、第１の磁石部３３が、振り子運動のように振幅運動するが、その際にも、第１の磁石部３３が、内周側面２１Ｂと接触し難い構造が実現される。

第１のコイル部３６は、その一部が空間部３１へ露出するように、弾性部２１に支持されている。第１のコイル部３６は、例えば、銅線等の電気伝導率の優れた導線から成り、電磁誘導により発生する電流を流す。そして、第１のコイル部３６の１回転の巻き方向は、空間部３１を囲むように、ブラケット２２の表面と略水平方向であり、第１のコイル部３６は、空間部３１の上下方向に沿って一定間隔に巻かれている。図示したように、第１のコイル部３６は、第２の磁石部３５の下方から第２のコイル部３８の上方まで配設され、例えば、空間部３１の上下方向の長さの約半分程度に渡り配設されている。

具体的には、第１のコイル部３６では、使用される導線の半分程度が、空間部３１へと露出し、その導線の残りの半分程度が、弾性部２１内に埋設されている。そして、第１のコイル部３６は、内周側面２１Ｂに対して、空間部３１の上下方向に螺旋状に露出している。この構造により、第１のコイル部３６では、第１の磁石部３３の振幅運動に連動して、電磁誘導により電流を発生させるが、絶縁材料である弾性部２１により磁束が遮断され、あるいは、磁束が弱められ、上記電流の発生が妨げられることが防止される。

第２のコイル部３８は、その一部が空間部３１へ露出するように、弾性部２１に支持されている。第２のコイル部３８は、例えば、銅線等の電気伝導率の優れた導線から成り、第１のコイル部３６と電気的に接続し、第１のコイル部３６にて発生した電流を流す。本実施形態では、第１のコイル部３６と第２のコイル部３８とは、一本の導線により閉回路を構成している。そして、第２のコイル部３８は、リング形状の磁性体からなる環状部材３９に対して、略１周に渡り巻き付けられている。

尚、第２のコイル部３８は、上記環状部材３９の無い状態にて、空間部３１を囲むように配設される場合でも良い。そして、上記環状部材３９が、第２のコイル部３８内に配設されることで、電磁石から発生する磁界を強めることができる。

具体的には、第２のコイル部３８の１回転の巻き方向は、空間部３１の上下方向であり、ブラケット２２の表面や第１のコイル部３６の上記巻き方向に対して略垂直方向である。そして、第２のコイル部３８は、空間部３１を構成する内周側面２１Ｂに沿って、一環状に一定間隔にて巻かれている。つまり、第２のコイル部３８では、上記環状部材３９の周囲に１回転巻かれた導線の内側の半分程度が空間部３１へと露出し、導線の残りの半分程度が弾性部２１内に埋設されている。

この構造により、第２のコイル部３８は、第１のコイル部３６にて発生した電流を流すことで、一時的に磁界を発生させる電磁石として機能する。そして、第２のコイル部３８から発生する磁束が、絶縁材料である弾性部２１により遮断され、あるいは、磁束が弱められることが防止される。

図３（Ｂ）に示す如く、本実施形態の減衰機構１４では、一点鎖線にて示すように、第１のコイル部３６と第１の磁石部３３により、電流発生部３７が構成されている。そして、二点鎖線にて示すように、第１のコイル部３６、第２のコイル部３８及び上記環状部材３９により、減衰力発生部４０が構成されている。また、弾性部２１及び第１の磁石部３３により、振動部３０が構成されている。

先ず、電流発生部３７では、主に、第１の磁石部３３が、空間部３１の上下方向へと振幅運動を繰り返すことで、電磁誘導により第１のコイル部３６に電流を発生させる。

具体的には、図３（Ａ）に示す如く、第１の磁石部３３の下端面が、第１のコイル部３６の配設領域Ｒ１の中心ＣＬと略一致するように、第１の磁石部３３は、空間部３１内に配設されている。車両１１の略上下方向へと向かう上記大入力や上記小入力が、パワーユニット１２からパワーユニットマウント装置１０へと作用することで、弾性部２１が、車両１１の略上下方向へと伸縮を繰り返す。そして、振動部３０では、弾性部２１の上記伸縮動作に連動し、第１の磁石部３３が、第１のコイル部３６の配設領域Ｒ１に対して上下方向へと振幅運動することで、第１のコイル部３６には、電磁誘導により、一方向あるいはその逆方向の電流が発生する。

尚、車両１１の左右方向や前後方向等の横方向へと向かう上記大入力や上記小入力が、パワーユニット１２からパワーユニットマウント装置１０へと作用することで、弾性部２１が、車両１１の略横方向へと振幅運動を繰り返す。この場合には、第１の磁石部３３は、その上端側の弾性部２１による支持領域を支点として、振り子運動のように振幅運動するが、その際にも、第１のコイル部３６には、電磁誘導により、一方向あるいはその逆方向の微弱電流が発生する。

次に、減衰力発生部４０では、第２のコイル部３８に第１のコイル部３６にて発生した電流が流れることで電磁石として機能し、その電流の向きに応じて空間部３１の上下方向に向かう磁界を発生させる。そして、減衰力発生部４０では、第１の磁石部３３を空間部３１の上方側へと押し返す反発力を発生させ、あるいは、第１の磁石部３３を空間部３１の下方側へと引っ張る吸引力を発生させる。

尚、上述したように、第２のコイル部３８の内側には、上記環状部材３９が省略される構造の場合でも良く、この場合は、減衰力発生部４０は、第１のコイル部３６及び第２のコイル部３８により構成される。

次に、図４から図５を参照し、上記大入力や小入力が、車両１１の略上下方向へと向けて、パワーユニット１２からパワーユニットマウント装置１０へと作用した状態を説明する。

図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、本実施形態のパワーユニットマウント装置１０に上記大入力が作用した状態を説明する断面図である。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、本実施形態のパワーユニットマウント装置１０に上記小入力が作用した場合を説明する断面図である。尚、図４及び図５では、図２に示すパワーユニットマウント装置１０のＡ−Ａ線方向の断面を示している。

最初に、図４（Ａ）では、矢印４１にて示すように、車両１１の下方側へと向かう上記大入力が、パワーユニット１２からパワーユニットマウント装置１０へと作用し、弾性部２１が、車両１１の下方側へと向けて縮小している状態を示している。

上述したように、ブラケット２２は、弾性部２１を下方から支持すると共に、ボルト２４及びナット２５を介してクロスメンバ１３に締結固定されている。この弾性部２１の固定状態において、上記大入力が、車両１１の下方側へと作用すると、ブラケット２３が、車両１１の下方側へと移動し、弾性部２１が圧縮変形する。

具体的には、弾性部２１には、ブラケット２３を介して上記大入力が作用することで、弾性部２１は、その中心ＣＬ付近が最も外側へと膨れるように変形する。そして、上記弾性部２１の変形により、空間部３１もその中心ＣＬ付近が最も外側へと膨れるように変形する。

一方、弾性部２１が圧縮変形することで、矢印４２にて示すように、第１の磁石部３３も、弾性部２１と一緒に車両１１の下方側へと、例えば、距離Ｌ１だけ移動する。このとき、第２の磁石部３５が、第１の磁石部３３の周囲に一環状に配設され、第１の磁石部３３と第２の磁石部３５とが反発し合う。そして、第１の磁石部３３は、二点鎖線３２にて示すように、空間部３１の中心線に沿って直線状に下方へと移動する。

その結果、電流発生部３７では、第１の磁石部３３が、第１のコイル部３６の配設領域Ｒ１に対して下方へ移動することで、電磁誘導により第１のコイル部３６に電流を発生させる。その後、第１のコイル部３６に発生した電流は、第２のコイル部３８へと流れ込む。

一方、減衰力発生部４０では、第２のコイル部３８に上記電流が流れることで、第２のコイル部３８は、電磁石として機能する。ここで、第２のコイル部３８に上記電流が流れた際に、第１の磁石部３３を空間部３１の上方側へと押し返す反発力が発生するように、第２のコイル部３８は、上記環状部材３９の周囲に巻かれている。

その結果、減衰力発生部４０では、空間部３１の下方側へと移動する第１の磁石部３３に対して、空間部３１の上方側へと向かう反発力を加えることで、上記大入力による振動を減衰させることができる。

更には、上記大入力が作用することで、第１の磁石部３３は、大きな加速度により車両１１の下方側へと移動し、第１のコイル部３６には大電流が発生する。その結果、第２のコイル部３８に上記大電流が流れ、強い磁界が発生し、上記反発力も大きくなることで、減衰力発生部４０が、上記大入力に対するストッパーとしても機能する。そして、上記大入力が、車両１１のクロスメンバ１３（図１（Ａ）参照）を介して車体へと伝達され、車両１１の乗員に不快感を与えることが防止される。また、上記ストッパー機能により、パワーユニット１２の過度の変位が抑制され、例えば、車両１１がカーブを走行する際の応答性が向上される。

次に、図４（Ｂ）では、矢印４３にて示すように、車両１１の上方側へと向かう上記大入力が、パワーユニット１２からパワーユニットマウント装置１０へと作用し、弾性部２１が、車両１１の上方側へと向けて伸びる状態を示している。尚、上記大入力が作用することで、パワーユニット１２が、車両１１の上下方向へと振動運動を繰り返すが、図４（Ｂ）では、図４（Ａ）にて車両１１の下方側へと縮小した弾性部２１が、車両１１の上方側へと伸び始めている状態を示している。

矢印４３にて示すように、上記大入力が加わり、ブラケット２３が、車両１１の上方側へと移動することで、弾性部２１は、図４（Ａ）に示す圧縮変形した状態から伸び始める。そして、第１の磁石部３３も、弾性部２１と一緒に車両１１の上方側へと移動する。尚、図４（Ｂ）では、第１の磁石部３３が、図４（Ａ）の第１の磁石部３３の下端位置から距離Ｌ２だけ戻り始めた状態を示している。

その結果、電流発生部３７では、第１の磁石部３３が、第１のコイル部３６の配設領域Ｒ１に対して上方へ移動することで、電磁誘導により第１のコイル部３６に、図４（Ａ）にて発生した電流と逆方向の電流を発生させる。その後、第１のコイル部３６に発生した上記逆方向の電流は、第２のコイル部３８へと流れ込む。

一方、減衰力発生部４０では、第２のコイル部３８に上記逆方向の電流が流れることで、再び、電磁石として機能する。そして、減衰力発生部４０では、第１の磁石部３３を空間部３１の下方側へと引っ張る吸引力を発生させる。

その結果、減衰力発生部４０では、空間部３１の上方側へと移動する第１の磁石部３３に対して、空間部３１の下方側へと引っ張る吸引力を加えることで、上記大入力による振動を減衰させることができる。

次に、図５（Ａ）では、矢印４５にて示すように、車両１１の下方側へと向かう上記小入力が、パワーユニット１２からパワーユニットマウント装置１０へと作用し、弾性部２１が、車両１１の下方側へと向けて縮小している状態を示している。

図示したように、上記小入力が、車両１１の下方側へと作用した場合でも、図４（Ａ）を用いて上述した状態と同様に、ブラケット２３が、車両１１の下方側へと移動し、弾性部２１が圧縮変形する。そして、弾性部２１が圧縮変形することで、矢印４６にて示すように、第１の磁石部３３も、弾性部２１と一緒に車両１１の下方側へと、例えば、距離Ｌ３だけ移動する。

その結果、電流発生部３７では、第１の磁石部３３が、第１のコイル部３６の配設領域Ｒ１に対して下方へ移動することで、電磁誘導により第１のコイル部３６に電流を発生させる。その後、第１のコイル部３６に発生した電流は、第２のコイル部３８へと流れ込む。

一方、減衰力発生部４０では、第２のコイル部３８に上記電流が流れることで、電磁石として機能する。そして、減衰力発生部４０では、第１の磁石部３３を空間部３１の上方側へと押し返す反発力を発生させる。

その結果、減衰力発生部４０では、空間部３１の下方側へと移動する第１の磁石部３３に対して、空間部３１の上方側へと向かう反発力を加えることで、上記小入力による振動を減衰させることができる。

次に、図５（Ｂ）では、矢印４７にて示すように、車両１１の上方側へと向かう上記小入力が、パワーユニット１２からパワーユニットマウント装置１０へと作用し、弾性部２１が、車両１１の上方側へと向けて伸びる状態を示している。尚、上記小入力が作用することで、パワーユニット１２が、車両１１の上下方向へと振動運動を繰り返すが、図５（Ｂ）では、図５（Ａ）にて車両１１の下方側へと縮小した弾性部２１が、車両１１の上方側へと伸び始めている状態を示している。

矢印４７にて示すように、上記小入力が加わり、ブラケット２３が、車両１１の上方側へと移動することで、弾性部２１は、図５（Ａ）に示す圧縮変形した状態から伸び始める。そして、第１の磁石部３３も、弾性部２１と一緒に車両１１の上方側へと移動する。尚、図５（Ｂ）では、第１の磁石部３３が、図５（Ａ）の第１の磁石部３３の下端位置から距離Ｌ４だけ戻り始めた状態を示している。

その結果、電流発生部３７では、第１の磁石部３３が、第１のコイル部３６の配設領域Ｒ１に対して上方へ移動することで、電磁誘導により第１のコイル部３６に、図５（Ａ）にて発生した電流と逆方向の電流を発生させる。その後、第１のコイル部３６に発生した上記逆方向の電流は、第２のコイル部３８へと流れ込む。

一方、減衰力発生部４０では、第２のコイル部３８に上記逆方向の電流が流れることで、再び、電磁石として機能する。そして、減衰力発生部４０では、第１の磁石部３３を空間部３１の下方側へと引っ張る吸引力を発生させる。

その結果、減衰力発生部４０では、空間部３１の上方側へと移動する第１の磁石部３３に対して、空間部３１の下方側へと引っ張る吸引力を加えることで、上記小入力による振動を減衰させることができる。そして、上記小入力の際には、弾性部２１では、主に防振特性がメインに作用し、アイドリング時や平坦路走行時における乗員の快適性が向上される。

以上より、パワーユニットマウント装置１０は、パワーユニット１２からの上記大入力及び上記小入力に対して、優れた防振特性を有するだけでなく、図４及び図５を用いて上述したように、パワーユニット１２からの上記大入力及び上記小入力に対して、優れた減衰特性も有している。

ここで、パワーユニットマウント装置１０の弾性部２１は、エンジンの振動等、繰り返し高周波振動が入力されることで、そのバネ定数ｋが大きくなり、硬くなる性質がある。そして、弾性部２１は、上記高周波振動が入力されても所望の防振特性を維持するため、バネ定数ｋの小さく、柔らかいゴム材料が使用される。その結果、弾性部２１として、防振特性を優先し、柔らかいゴム材料を用いることで、弾性部２１の動倍率が低くなり、減衰特性が悪化するという課題がある。

そこで、本実施形態では、図４及び図５を用いて上述したように、弾性部２１に空間部３１を形成し、その空間部３１及びその周辺に、振動部３０、電流発生部３７及び減衰力発生部４０から成る減衰機構１４（図３（Ｂ）参照）を組み込んでいる。特に、パワーユニットマウント装置１０へ上記大入力が作用した際には、上記大入力による振動を減衰させると共に、ストッパーとしても機能することで、上記大入力が、車両１１のクロスメンバ１３を介して車体へと伝達され、車両１１の乗員に不快感を与えることが防止される。

つまり、パワーユニットマウント装置１０の弾性部２１は、上記大入力や上記小入力が作用しない状態では、ゴム材料の性質として防振特性に優れる。一方、上記大入力や上記小入力が作用した状態、特に、上記大入力が作用した状態では、弾性部２１に内蔵された上記減衰機構１４（図３（Ｂ）参照）により、減衰特性が発揮される。その結果、パワーユニットマウント装置１０の弾性部２１では、相反する特性である防振特性と減衰特性とを実現することができる。

最後に、図６を参照して、パワーユニットマウント装置１０の変形例を説明する。尚、以下の説明では、図１から図５を用いて説明した構成部材と異なる構成部材を中心に説明し、上記説明と同じ構成部材には、同一の符番を付し、繰り返しの説明は省略するものとする。

図６（Ａ）は、本実施形態のパワーユニットマウント装置１０の変形例を説明する断面図であり、図２に示すパワーユニットマウント装置１０のＡ−Ａ線方向の断面に相当する断面を示している。図６（Ｂ）は、本実施形態のパワーユニットマウント装置１０の変形例の振動部６１を説明する模式図である。

図６（Ａ）に示す如く、弾性部５１は、第１の磁石部３３を支持する第１の弾性部５１Ａと、第１の弾性部５１Ａの周囲に形成された第２の弾性部５１Ｂと、を有している。そして、第１の弾性部５１Ａと第２の弾性部５１Ｂとにより構成される弾性部５１は、例えば、２色成形により一体に形成され、外観上は、弾性部２１（図３（Ａ）参照）と同一形状である。

第１の弾性部５１Ａは、第２の弾性部５１Ｂよりもバネ係数ｋが小さい材料から形成されることで、第１の弾性部５１Ａは柔らかくなり、第２の弾性部５１Ｂは硬くなる。そして、第１の弾性部５１Ａは、空間部３１の上方に形成され、例えば、空間部３１と同一径の円柱形状である。また、第１の弾性部５１Ａは、第１の磁石部３３に形成された貫通孔３４内を充填すると共に、第１の磁石部３３の上記埋設領域の外周面と密着して、第１の磁石部３３を支持している。

図６（Ｂ）に示す如く、本実施形態では、第１の磁石部３３と第１の弾性部５１Ａにて振動部６１を形成し、第１の磁石部３３の質量と第１の弾性部５１Ａのバネ定数ｋを、適宜、選択することで、振動部６１の共振周波数ｆを調整している。

ここで、上記共振周波数ｆの関係式として以下の式１がある。
［式１］ ｆ＝１／２π×（ｋ／ｍ）^１／２
ｆ（Ｈｚ）は、振動部６１の共振周波数ｆであり、ｋ（Ｎ／ｍ）は、第１の弾性部５１Ａのバネ定数であり、ｍ（ｋｇ）は、第１の磁石部３３の質量である。

上記式１に示すように、振動部６１の共振周波数ｆが、適宜、所望の値に設定されることで、上記大入力や上記小入力が作用した際に、大きな加速度や大きな振幅を発生させることができる。

上記大入力による振動は低周波であり、その加速度は小さいが、上記大入力が作用した際には、振動部６１での共振により大きな加速度を発生させることで、電流発生部３７では、大電流を発生させることができる。その結果、減衰力発生部４０では、第２のコイル部３８に上記大電流が流れ、強い磁界が発生することで、第１の磁石部３３を空間部３１の上方側へと押し返す大きな反発力を発生させ、減衰特性やストッパー機能を高めることができる。

一方、上記小入力による振動は高周波であり、その振幅幅は小さいが、上記小入力が作用した際には、振動部６１での共振により大きな振幅幅を発生させることで、電流発生部３７では、少しでも大きな電流を発生させることができる。その結果、減衰力発生部４０では、第２のコイル部３８に上記電流が流れ、少しでも強い磁界を発生させることで、第１の磁石部３３を空間部３１の上方側へと押し返す反発力を発生させ、減衰特性を高めることができる。

尚、本実施形態では、弾性部５１が、ゴム材料からなる第１の弾性部５１Ａと第２の弾性部５１Ｂとの二色成形にて形成される場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、第１の弾性部５１Ａに換えて、例えば、板バネ等の弾性部材が空間部３１上方の第２の弾性部５１Ｂ間に架橋され、第１の磁石部３３が、上記弾性部材により支持される構造でも良い。この場合においても、第１の磁石部３３の質量と上記弾性部材のバネ定数ｋを、適宜、選択することで、振動部６１の共振周波数ｆが調整され、上述した効果と同様な効果が得られる。

また、第１の磁石部３３では、Ｓ極側が空間部３１内に配設され、Ｎ極側が弾性部２１，５１内に埋設される場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、Ｎ極側が空間部３１内に配設され、Ｓ極側が弾性部２１，５１内に埋設される場合でも良い。この場合においても、減衰力発生部４０では、第１の磁石部３３が空間部３１内の下方側に移動した際には、第１の磁石部３３を空間部３１内の上方側へと押し返す反発力を発生させ、一方、第１の磁石部３３が空間部３１内の上方側に移動した際には、第１の磁石部３３を空間部３１内の下方側へと引っ張る吸引力を発生させるように、第１のコイル部３６及び第２のコイル部３８の巻方向等が調整される。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲にて種々の変更が可能である。

１０ パワーユニットマウント装置
１１ 車両
１２ パワーユニット
１３ クロスメンバ
１４ 減衰機構
２１ 弾性部
２１Ａ 内周上端面
２１Ｂ 内周側面
２２，２３ ブラケット
３０ 振動部
３１ 空間部
３３ 第１の磁石部
３４ 貫通孔
３５ 第２の磁石部
３６ 第１のコイル部
３７ 電流発生部
３８ 第２のコイル部
３９ 環状部材
４０ 減衰力発生部
５１ 弾性部
５１Ａ 第１の弾性部
５１Ｂ 第２の弾性部
６１ 振動部

Claims (8)

1. 車両の支持部材に取り付けられ、前記車両のパワーユニットを支持するパワーユニットマウント装置であって、
   前記支持部材と前記パワーユニットとの間に配設され、その内部に空間部を有する弾性部と、
   前記弾性部に支持されると共に、少なくともその一部が前記空間部に配設される第１の磁石部と、
   前記空間部を囲むように前記弾性部に配設される第１のコイル部を有し、前記第１の磁石部が、前記第１のコイル部の配設領域に対して前記空間部の上下方向へと振幅動作することで、前記第１のコイル部に一方向に流れる第１の電流または前記第１の電流と逆方向に流れる第２の電流を発生させる電流発生部と、
   前記第１のコイル部よりも前記空間部内の下方であり、前記空間部を囲むように前記弾性部に配設される第２のコイル部を有し、前記第１の電流及び前記第２の電流が流れることで前記第２のコイル部を電磁石として用いる減衰力発生部と、を有し、
   前記減衰力発生部では、前記第１の磁石部が前記空間部内の下方側に移動した際に発生する前記第１の電流により、前記第１の磁石部を前記空間部内の上方側へと押し返す反発力を発生させると共に、前記第１の磁石部が前記空間部内の上方側に移動した際に発生する前記第２の電流により、前記第１の磁石部を前記空間部内の下方側へと引っ張る吸引力を発生させることを特徴とするパワーユニットマウント装置。
2. 前記弾性部は、前記第１の磁石部を支持する第１の弾性部と、前記第１の弾性部と接続し、前記第１の弾性部及び前記空間部の周囲に形成される第２の弾性部と、を有し、
   前記第１の弾性部と前記第１の磁石部から成る振動部の共振周波数は、前記第１の弾性部のバネ定数及び前記第１の磁石部の質量から調整されていることを特徴とする請求項１に記載のパワーユニットマウント装置。
3. 前記第１のコイル部よりも上方であり、前記空間部を囲むように前記弾性部に配設される第２の磁石部と、を有し、
   前記空間部側に位置する前記第２の磁石部の磁極は、前記空間部内にて対向する前記第１の磁石部の磁極と同一であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパワーユニットマウント装置。
4. 前記第１のコイル部及び前記第２のコイル部は、少なくともその一部が前記空間部に露出するように前記弾性部に支持されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のパワーユニットマウント装置。
5. 前記第１のコイル部の巻き方向は、前記空間部を囲むように内周面に沿っていると共に、前記第１のコイル部は、前記空間部の上下方向に複数巻かれ、
   前記第２のコイル部の巻き方向は、前記第１のコイル部の巻き方向と略垂直方向であると共に、前記第２のコイル部は、前記空間部を囲むように内周面に沿って巻かれていることを特徴とする請求項４に記載のパワーユニットマウント装置。
6. 前記第２のコイル部は、前記空間部を囲むように配設された磁性体からなる環状部材の周囲に巻かれていることを特徴とする請求項５に記載のパワーユニットマウント装置。
7. 前記第１の弾性部及び前記第２の弾性部は、一体成形されるゴム材料から成り、
   前記第１の弾性部の前記バネ定数は、前記第２の弾性部の前記バネ定数より小さいことを特徴とする請求項２に記載のパワーユニットマウント装置。
8. 前記第１の磁石部には、前記空間部の上下方向との交差方向に貫通した貫通孔が形成され、
   前記第１の弾性部は、前記第１の磁石部の前記貫通孔内を充填していることを特徴とする請求項７に記載のパワーユニットマウント装置。

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