JP2656557B2 - 液体封入マウント - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は自動車の振動、車内騒音、乗心地などの改善
を目的にエンジンマウントやミッションマウントとして
使用することのできる液体封入マウントに関するもので
ある。

〈従来の技術〉 車のサスペンション部材（アーム、ロッド、リンクな
ど）の振動伝達を緩和したり、エンジンマウントのエン
ジンから車体への振動伝達を低減させる目的で高減衰特
性をもつ液体封入マウントが考案されている。その構造
の初期のものは、例えば、ドイツ特許第2841505号にみ
られるように、外筒に対し同心的にゴム部と内筒が内側
に配設されており、更にゴム部と固着され、かつ液室の
領域に窓を設けた中間筒に、液室を互いに連絡するため
の溝が周囲に形成され、この溝が窓と同様に外方に向っ
て密封された構造を有し、加振振動時に一方の液室内の
緩衝液が前記溝を通じて他方の液室内に流通する際に生
じる流通抵抗により高減衰作用がつくられる。

また、このような液体封入マウントのバネ定数変更を
目的として、液室間の連通路をアクチュエータによって
開閉制御するブッシュ形防振装置も提案されている（特
開昭62−101936号、同180130号）。

更に、液室の仕切り部材をシリンダー部とピストン部
による組立部材とし、シリンダー部の内周またはピスト
ン部の外周のうち少くとも一方に螺旋溝を形成し、オリ
フィス孔をシリンダー部の内周とピストン部の外周との
間に形成される螺旋オリフィス孔とし、オリフィス長を
変化させるべくシリンダー部とピストン部とに軸方向相
対変位を付与するアクチュエータを設けた構造のものが
提案されている（特開昭62−127539号）。

最近では、液室内の液体に印加電圧が大きくなると粘
性を増す電気粘性を有したものを使用すると有効である
ことが見出され、これをばね定数の変更に利用すること
が提案されている。

ここにいう電気粘性流体とは、シリコン油等の分散媒
に水分を含むシリカ粉末等の固形物を分散させた液体で
あって、電界をかけると、数ミリ秒以下でみかけの粘度
が変化し、電界強度とともに上昇する。電界がかかった
状態ではビンガム流体的性質をもち、剪断の降伏応力τ
ｃを越えると流動する特徴を有している。この電気粘性
流体は、電界強度とともに降伏応力τｃが上昇し、流動
している流体の剪断応力が増す。連通路内の流れに垂直
に電界をかけた場合、剪断応力の上昇により流路間の圧
力損失が大きくなる。

例えば、特開昭60−104828号には、ゴム弾性体周壁内
を２室に画成している中間板の内部へ液通路を設け、こ
の液通路へ正負一対の電極を設けた例が示されている。

更に、特開昭63−72934号には、前記中間板内に長オ
リフィスを設けて２室を連通し、この表オリフィス内へ
電極を設けて電界をかけるようにした構造のものが示さ
れている。

〈発明が解決しようとする課題〉 複数の液室を設けてそれらの液室を連通路により流通
可能としただけの従来の液体封入マウントは、減衰特
性、バネ特性が不変であって、液体封入マウントの構成
部材で定まるある特定の振動のみを抑制するものであっ
た。実際の使用時においては、問題となる複数の振動を
抑制する必要がある。

また、連通路の流れを遮断する部材とそれを駆動する
アクチュエータを設け、連通路の流通・遮断の制御を可
能にしてバネ定数が変えられるようにした液体封入マウ
ントでは、構造が複雑になり故障しやすく、大型化する
といった問題点があった。この問題解決のためには、連
通路の流通・遮断にこのような機械式切り換え手段を用
いることなく構造を簡単にし、構成部品点数を最小限に
留める必要がある。

更に、流体に電気粘性流体を用い、オリフィス内に電
界をかけて液体封入マウントの減衰特性（ロスファクタ
ー）、動バネ特性を制御する構造では、印加電圧を上げ
て流体粘度を高め、減衰特性ピークの周波数や、動バネ
定数最小の周波数を低周波数側に移行させようとする
と、減衰特性ピーク値が低下して減衰効果が小さくな
り、また、アイドリング振動やこもり音となる振動を抑
えるのに有効な動バネ定数最小の谷の深さが浅くなると
いう問題があった。また、このような電界をかけること
のできるオリフィスに加えて、同オリフィスが設けられ
ている中間板へ複数の同心円状の貫通路を設けて、それ
ぞれに電極を設けた例も特開昭63−72934号にみられる
が、構造が複雑で、製造も容易でなく、実用性に問題が
ある。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は前記先に提案した電気粘性流体を用いる構造
に更に検討を加えて、連通路（オリフィス）の流路の長
さを変え得るように、液室及び連通路内には電界によっ
て粘度の変化する電気粘性流体を充填し、連通路（６）
の途中に液室に通じるスリット（７）を設けて、そのス
リットに正負電極（8a）（8b）を設置したのである。

また、液室（4a）（4b）を画成する基板（５）内の連
通路（６）の途中に液室に通じるスリット（７）を複数
個設け、各スリットには正負一対の電極（8a）（8b）を
設けると共に、各電極は独立別個に電極へ接続すること
により、スリットごとに電界を変えることができるよう
にして、より高性能なものとすることができたのであ
る。

〈作用〉 このような構造の液体封入マウントは、電圧を電極間
に印加しない状態では、連通路（６）のスリット（７）
内に電界がかからず、スリット内の電気粘性流体は低粘
度であり、スリットでの流体の圧力損失が小さいために
バネ定数は低周波から高周波までの広い周波数領域にお
いて低い値となる。

電圧印加状態では印加電圧が十分高くなければ、連通
路内と液室間の圧力差に耐え得るほど十分大きな降伏応
力をもつことができず、スリット（７）内は流動状態と
なり、スリット内の電気粘性流体の粘度が上昇し、連通
路内の流体の圧力損失が大きくなるために減衰特性（ロ
スファクター）のピークが低周波数領域で発生し、しか
も印加電圧を変えることにより減衰ピーク発生の周波数
を広い周数数領域にわたって制御できる。また、動バネ
定数が最小値となる周波数も同様にして移動させること
ができる。

液体封入マウントの基板（５）に設けられた連通路途
中へ液室（4a）（4b）に通じるスリット（７）を複数個
設け、各スリットに正負一対の電極（8a）（8b）を設け
ると共に、各電極を独立に電源に接続した構造において
は、スリット（７）の電極総てに高電圧を印加すると、
スリット内の電気粘性液体は凝固して、連通路（６）内
の流体が連通路の側壁から外の液室へ流出できなくな
り、両液室間の流通は連通路（６）を形成する部材で決
まる流路で行なわれるため、有効オリフィス長が最大に
なる。このため液体封入マウントのロスファクターのピ
ークの生じる周波数fp及び動バネ定数最小の周波数（f
min）が最低となる（第９図、第10図中鎖線表示）。連
通路の出入口に最も近いスリット（７）から順次、電極
（8a）（8b）に印加する電圧をOFFにしていくと電界の
かかっていないスリットでは連通路内と液室間が連通状
態になり連通路（６）の出入口だけでなく連通路途中の
スリット（７）（電圧ゼロ）からも両液室間の流通が行
なわれるようになるため、有効オリフィス長が連通路長
よりも短くなる。このとき、ロスファクターピークの生
ずる周波数fp及び動バネ定数最小の周波数（f min）が
スリット（７）の電極（8a）（8b）すべてに高電圧を印
加しスリット（７）を閉じた場合よりも高くなる（第９
図、第10図中実線表示）。スリット（７）の電極（8a）
（8b）すべてに電圧を印加しない場合は、連通路出入口
から最も離れたスリット（７）からも、両液室間の流通
が行なわれるようになり、有効オリフィス長が最も短く
なる。このため、ロスファクターピークの生じる周波数
fp及び動バネ定数最小の周波数（f min）は最高となる
（第９図、第10図中一点鎖線表示）。このように、高電
圧を印加するスリットの数を変えることにより、ロスフ
ァクターピークの生じる周波数fp及び動バネ定数最小の
周波数（f min）を制御できる。

〈実施例〉 以下図面によって本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は本発明の第１実施例の中央縦断面図であり、
第２図は基板の様子を示す平面図である。第３図はスリ
ット部分の拡大斜視図である。第４図は同スリット部分
の拡大縦断面図である。第５図は第２実施例の基板の様
子を示す平面図である。第６図は第３実施例の液体封入
マウントの中央縦断面図である。

第１図にみられるように、本発明が対象としている液
体封入マウントは、上方にみられるエンジン等の振動源
に連結される固定ボルト（10）付の取付部材Ａ（１）
と、前記振動源を支持する側のこれも固定ボルト（20）
付の取付部材Ｂ（２）とを弾性部材（３）で結合して内
部に液室を形成している。

その構造をより詳細に説明すると、この例では弾性部
材は取付部材Ａ（１）側の上部弾性部材（3a）と、取付
部材Ｂ（２）側の下部弾性部材（3b）とからなる。取付
部材Ａ（１）は上部弾性部材（3a）を介してフランジ付
円筒状ハウジング（９）と一体化されている。基板
（５）はこの例では上部基板（5a）と下部基板（5b）と
からなり、これらが合体されて連通路（６）が形成され
ている。底部の取付部材Ｂ（２）は皿状であって、底面
に取付ボルト（20）が、周縁に組付フランジ部がそれぞ
れ設けられている。

この取付部材Ｂ（２）と、これも皿状に形成された下
部ダイヤフラム弾性部材（3b）、液室を画成する基板
（5a）（5b）、リング状絶縁プレート（11）、そしてこ
れらと前記ハウジング（９）等がフランジ部においてね
じ止め一体化されダイヤフラム型となっている。内部の
上下２室の液室（4a）（4b）には前述した電気粘性流体
が充填されている。

本発明は、連通路（６）の途中に液室に通じるスリッ
ト（７）を設けてそのスリットに正負一対の電極（8a）
（8b）を設置したことを特徴としている。スリット
（７）はこの例では連通路（６）の経路へ７個所設けて
いる。スリット（７）はその開口部両側へ正負一対の電
極（8a）（8b）を設けるために、開口部両側を第３図に
示したように段付とするとよい。ここで、正電極（8a）
はそれぞれが独立に電源に接続されており、個別に電圧
印加が可能である。負電極（8b）は基板（5a）の上面中
央を覆う円板形で、これから放射状にスリット（７）面
へ電極を突出形成している。正負一対の電極（8a）（8
b）が設けられたスリット（７）は電気粘性流体の流通
を容易にするために、第４図にみられるように連通路
（６）に対して傾斜させて設けるとよい。

これまでの例では、スリット（７）はその開口形状が
連通路に対して直角方向（基板の直径方向）であった
が、第５図に示したように連通路（６）の経路方向（基
板の円周方向）に設けてもよい。また、第６図〜第８図
のように、２室の液室（4a）（4b）間の連通路（６）を
基板（５）の平面に直角な縦通路として設けた場合で
も、図のように連通路（６）の両側へ正負一対の電極
（8a）（8b）が設けられたスリット（７）を設けること
によって、これまでの実施例と同様な効果が得られる。

〈発明の効果〉 本発明の液体封入マウントは以上のような構造である
から、高電圧を印加し閉鎖するスリットの数を変えるこ
とにより有効オリフィス長を変化させることができ、ま
た、適度の電圧を印加することにより連通路内の流体の
圧力損失を変えることも可能であり、減衰特性ピークの
生じる周波数を制御できる。これにより問題となる複数
の振動を抑制できる。また、減衰特性ピークの周波数の
移動にともない、動ばね定数が最低となる周波数を制御
できる。

上記のように電圧印加により有効オリフィス長や連通
路の圧力損失を変えて抑制対象振動数を制御可能である
から、製造段階におけるこれらの抑制振動数のバラツキ
を実装時に印加電圧によって吸収することができる。

以上のように効果を連通路の途中にスリットを設ける
といった製造の容易な簡略化された構造で達成すること
ができ、低コスト化を可能としたのである。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の第１実施例の中央縦断面図であり、第
２図は基板の様子を示す平面図である。第３図はスリッ
ト部分の拡大斜視図である。第４図は同スリット部分の
拡大縦断面図である。第５図は第２実施例の基板の様子
を示す平面図である。第６図は第３実施例の液体封入マ
ウントの中央縦断面図であり、第７図はスリット部分の
拡大縦断面図、第８図は第６図中Ｘ−Ｘ部断面図であ
る。第９図は動バネ定数を示すグラフであり、第10図は
ロスファクターを示すグラフである。 （１）……取付部材Ａ、（２）……取付部材Ｂ （３）……弾性部材、（4a）（4b）……液室 （5a）（5b）……基板、（６）……連通路 （７）……スリット、（8a）……正電極 （8b）……負電極、（９）……ハウジング （11）……絶縁プレート

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】振動源に連結される取付部材Ａ（１）と振
   動源を支持する部材Ｂ（２）とを弾性部材（３）で結合
   して内部に液室（4a）（4b）を形成し、該液室を画成す
   る基板（５）に両液室（4a）（4b）を連通する連通路
   （６）を設けた液体封入マウントにおいて、流体に電気
   粘性流体を用い、連通路（６）の途中へ液室に通じるス
   リット（７）を設けて該スリットに正負一対の電極（8
   a）（8b）を設置したことを特徴とする液体封入マウン
   ト。
2. 【請求項２】スリット（７）が複数個であり、各スリッ
   トには正負一対の電極（8a）（8b）を設けると共に、各
   電極は独立に電源に接続されてなる請求項１記載の液体
   封入マウント。