JP2676124B2 - 円筒型防振装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、機械振動の伝播を防
止する円筒型防振装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】円筒型防振装置の一例としてＦＦ型自動
車用の円筒型液封エンジンマウントがある。図２１にそ
の一例を示す。このエンジンマウント１０は外筒１２の
中に内筒１４が偏心的に配されており、これら内外筒１
２，１４の間が隔壁２６を介して支持ゴム１６により橋
絡されている。隔壁２６と支持ゴム１６とにより第１液
室１８が構成されている。また、支持ゴム１６の第１液
室１８とは反対側縁部に取付けたストッパ２０を介して
支持されたダイヤフラム２２と隔壁２６とにより、第２
液室２４が構成されている。この隔壁２６は両液室１
８，２４においてそれぞれポート２８，３０を有してお
り、これにより、第１液室と第２液室とを連通させる周
回オリフィス３０が構成される。そして、外筒１２は自
動車の車体側に、内筒１４はエンジン側に接続される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】エンジンの振動には、
走行中の１０Ｈｚ前後のシェイク振動（エンジン質量と
エンジンマウントとの共振による自由振動）やアイドリ
ング時の３０Ｈｚ前後の振動等の低周波ないし中周波の
振動と、数１００Ｈｚの高周波小振幅の振動とがある。
図１１の円筒型エンジンマウントにおいては、周回オリ
フィス３０内にある液柱の共振現象により、低周波及び
中周波の振動をある程度減衰させることは可能である
が、高周波の振動に対しては充分に対応できない問題が
ある。

【０００４】この発明の目的は、低周波自由振動の制振
と中高周波の防振とを同時にできる円筒型防振装置を提
供するところにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段と作用】前記の課題を解決
するためにこの出願の発明においては、従来の円筒型防
振装置にアクチュエータユニットを内蔵させたものであ
り、このアクチュエータユニットの能動的な機械振動に
よって中高周波振動の防振を積極的に行うと共に、液柱
の共振現象または液体の粘性抵抗あるいは減衰材料の損
失特性により低周波の自由振動の制振をも同時にできる
ものである。

【０００６】詳細には、請求項１の発明の防振装置は、
内外二重の筒を有し、両筒間が支持ゴムにより橋絡さ
れ、外筒内において支持ゴムの両側に２つの液室を有
し、両液室間が周回オリフィスにより連通された円筒型
防振装置において、外筒の外側に同心的にアクチュエー
タユニット保持用外筒を配し、このアクチュエータユニ
ット保持用外筒と前記外筒との間にアクチュエータユニ
ットを配したものである（図１）。

【０００７】請求項２の防振装置は、内外二重の筒を有
し、両筒間が支持ゴムにより橋絡され、両筒間の空間に
両筒の相対変位に連動するダッシュポットを配し、外筒
の外側に同心的にアクチュエータユニット保持用外筒を
配し、このアクチュエータユニット保持用外筒と前記外
筒との間にアクチュエータユニットを配したものである
（図４，５）。

【０００８】請求項３の防振装置は、内外二重の筒を有
し、アクチュエータユニットをゴム弾性体を介して、両
筒間に装荷し、アクチュエータユニットの出力端を両筒
のいずれか一方に当接させ、両筒の相対変位に連動する
ダッシュポットを両筒間に配したものである（図６〜１
０）。

【０００９】請求項４は、請求項２、３のダッシュポッ
トに代えて、支持ゴムと力学的に並行に、減衰ゴムで支
持するか又は減衰材料を充填したものである。

【００１０】請求項５の防振装置は、請求項２，３のピ
ストン・シリンダ型のダッシュポットに代えて、ベロー
ズ型のダッシュポットを備えたものである（図１７，１
８）。

【００１１】請求項６の防振装置は、内外二重の筒を有
し、両筒間が支持ゴムにより橋絡され、両筒間の空間が
前記支持ゴムにより２つの液室に区分されるとともに、
これら２室がオリフィスにより連通しており、外筒の外
側に同心的にアクチュエータユニット保持用外筒を配
し、このアクチュエータユニット保持用外筒と前記外筒
との間にアクチュエータユニットを配したものである
（図１９）。

【００１２】請求項７の防振装置は、内外二重の筒を有
し、アクチュエータユニットを支持ゴム及びゴム弾性体
を介して両筒間に装荷し、アクチュエータユニットの出
力端を両筒のいずれか一方に当接させ、両筒間の空間が
前記支持ゴムにより２つの液室に区分されるとともに、
これら２室がオリフィスにより連通されたものである
（図２０）。

【００１３】前記の発明において、アクチュエータユニ
ットとは、能動的に機械振動を発生するもののすべてを
包含し、特に、電気歪、磁気歪、液圧、空圧、電磁力、
モータ、電気流体、磁性流体等を利用したものである。

【００１４】アクチュエータユニットだけでは充分な大
きさの振動振幅が得られない場合にはアクチュエータユ
ニットに振幅拡大機構を取付ければよい。

【００１５】

【作用】この発明の防振装置を自動車に取付けるとき
は、内外両筒の一方を振動源であるエンジンに連結し、
他方を車体に連結する。

【００１６】請求項１の防振装置においては、低周波の
振動はオリフィスにより減衰され、高周波の振動はアク
チュエータユニットの積極的な振動が重畳されて、低周
波と高周波の双方につき効果的な防振作用が得られる。

【００１７】請求項２の防振装置においては、請求項１
におけるオリフィスに代えて、内外両筒の相対偏位に連
動するダッシュポットを設けており、このダッシュポッ
トの粘性抵抗により低周波の振動が減衰される。

【００１８】請求項３の防振装置においては、アクチュ
エータユニットが支持ゴム及びゴム弾性体を介して内外
両筒間に支持されており、このアクチュエータユニット
によって高周波の振動を打ち消すと共に、ダッシュポッ
トにより低周波の振動が減衰される。

【００１９】圧電性セラミックスを積層してなるアクチ
ュエータユニット素子を用いた場合には、微小な寸法変
化しか得られないので、アクチュエータユニットに拡幅
機構を設ける。拡幅機構としては、リンク、てこ、くさ
び等の機械式のものや、液体を封止した液圧式のもの、
あるいはこれらを組合せたものを使用することができ
る。このようにすれば、アクチュエータユニットの振動
が拡幅機構によって拡大されるので、振動源の大きな振
動に対しても有効に防振が行われる。

【００２０】アクチュエータユニットの機能を保護する
ために、外筒とアクチュエータユニット保持用外筒との
間に、ゴム等の弾性体を配設すればよい。この場合に、
アクチュエータユニットとゴム弾性体とを円周方向に交
互に配設してもよく、また、ゴム弾性体にアクチュエー
タユニットを埋設した状態で配設してもよい。このよう
にすれば、万一、アクチュエータユニットの破損が生じ
ても、外筒とアクチュエータ保持用外筒との相互離脱を
防ぐことができる。また、不必要な加重をアクチュエー
タユニットに負担させなくてもすむ。

【００２１】

【実施例】図１は、請求項１の発明の一実施例を示して
いる。

【００２２】この実施例においては、外筒１２、内筒１
４、支持ゴム１６、両液室１８，２４、周回オリフィス
２６等の配設関係は、図１１の場合と同じである。

【００２３】この実施例においては、外筒１２のさらに
外側に同心的にアクチュエータユニット保持用の外筒３
４が設けられており、このアクチュエータユニット保持
用の外筒３４と前記外筒１２との間に、アクチュエータ
ユニット３６と、アクチュエータユニット保持用外筒３
４を支持するためのゴム弾性体３８とが円周方向に交互
に配されている。アクチュエータユニット３６は外筒１
２とアクチュエータユニット保持用外筒３４との間に積
極的な機械振動を生じさせるものであり、アクチュエー
タユニット３６としては、電気歪、磁気歪、液圧、空
圧、電磁力、モータとカムとの組合せ、電気流体、磁性
流体等を利用したものを用いることができる。

【００２４】図２１の場合と同様に、このエンジンマウ
ント１０は内筒１４がエンジン側に連結され、外筒１２
が車体に連結される。エンジンの振動に応じてアクチュ
エータユニット３６を駆動すると、エンジンの振動にア
クチュエータユニット３６の振動が重畳されて、エンジ
ンの振動伝達の防止が行われる。このアクチュエータユ
ニットは特に、中高周波小振幅の振動の防振に有用であ
る。また、比較的低周波の振動は、図１１の場合と同様
に、周回オリフィス３０による液柱共振によって防振さ
れる。

【００２５】前記の実施例においては、アクチュエータ
ユニット３６と、ゴム弾性体３８とが円周方向に交互に
配されているが、これに代えて、図２に示すように、ア
クチュエータユニット３６をゴム弾性体３８により挾持
させてもよく、また、図３に示すように、アクチュエー
タユニット３６をゴム弾性体３８内に埋設してもよい。

【００２６】図４は、請求項２の発明の一実施例を示し
ている。

【００２７】この実施例において、外筒１２とアクチュ
エータユニット保持用外筒３４との間の構成は、図１の
場合と同じである。外筒１２の内部においては、図２１
の場合とは異なり、周回オリフィス３０を有しておら
ず、これに代えて、ダッシュポット４０を有している。
詳細には、内外両筒１２，１４を橋絡する支持ゴム１６
は、図において下方に延びて、ダッシュポット用のシリ
ンダ４２を形成している。シリンダ４２の内部は液室４
３を構成し、液室４３内にダッシュポット用ピストン４
４が配され、このピストン４４は支軸４６を介して内筒
１４に取付けられている。

【００２８】この実施例の場合には、低周波大振幅の自
由振動はダッシュポット４０の粘性抵抗によって減衰さ
れる。

【００２９】図５は、図４の変更例である。

【００３０】この場合には、支持ゴム１６とは別体に構
成したダッシュポット用のシリンダ４８が、図における
内筒１４の下端に当接して取付けられている。外筒１２
における前記シリンダ４８と対向する位置には、ダッシ
ュポット用のピストン５０が支軸５２を介して固定され
ている。

【００３１】図６は請求項３の発明の一実施例を示す。

【００３２】この実施例においては、内外両筒１２，１
４の間にアクチュエータユニット５４が配されている。
詳細には、このアクチュエータユニット５４はケース５
６を有し、このケース５６は図において上方において支
持部５８を有しており、この支持部５８は支持ゴム１６
を介して外筒１２に、また、保持ゴム６０を介して内筒
１４にそれぞれ取付けられている。支持部５８の下方に
は、フランジ部６１を有し、その下方は円筒状のハウジ
ング６２を形成している。フランジ部６０は上下双方に
おいて開口し、上方開口部には小径ピストン６４が、ま
た、下方開口部には大径ピストン６６がそれぞれ上下摺
動自在に配設されている。ハウジング６２の下部には底
部キャップ６８が螺合されている。ハウジング６２の内
部にはピエゾアクチュエータ７０が配されており、その
下端は底部キャップ６８により支持され、その上端は大
径ピストン６６の下面に当接している。

【００３３】この実施例においては、不図示の変位セン
サ及び／又は加速度センサの出力が同じく不図示のアク
チュエータユニット制御装置に入力され、この制御装置
がセンサの出力の大きさに応じた電気振動信号をピエゾ
アクチュエータ７０に与える。これにより、ピエゾアク
チュエータ７０は上下方向に微少量だけ伸縮する。その
際、大小両ピストン６４，６６間に構成された液室７２
は、その断面積が下部において大であり、上部において
小であるので、パスカルの原理により、両者の面積比に
応じて前記ピエゾアクチュエータ７０の微少な機械振動
を大きな振幅の振動に変換して小ピストン６４に伝え
る。このようにして、エンジンが下降する時には変位セ
ンサ及び／又は加速度センサの出力に応答してエンジン
が下る量と同量だけ小径ピストン５６が下降し、逆に、
エンジンが上昇する時には同量だけ小径ピストン６４が
上昇する。

【００３４】なお、液室７２は、特願平２−３１４９８
４の教える処に従い、その上部においてベロフラムを配
し、下部においてダイヤフラムを配することができる。
このようにすれば、液室７２内の液の漏出を防止でき
る。また、これに代えて、ゴム状弾性皮膜により覆われ
た液を液室７２内に充填してもよい。さらに、液体に代
わる振動の伝達媒体として、非圧縮性のゴム状弾性体ま
たはゲル状物質を液室７２内に充填することもできる。
この場合には、これらの伝達媒体の漏出の恐れがないの
で、ゴム状弾性皮膜を省略することができる。さらに、
液室７２内に、液体に代えて、好ましくは表面に潤滑油
をコーティングした微少な粉粒体を充填してもよく、こ
の場合には、各粉粒体の粒径を大小両ピストン６４，６
６の嵌め合い隙間よりも大きくしておけば、これら粉粒
体が外部に漏出する恐れがない。

【００３５】以上のようにして、この実施例において
は、ピエゾアクチュエータユニット７０により中高周波
小振幅の振動を防振することが可能である。また、ケー
ス５６の一部をなすハウジング６２の外部にはダッシュ
ポット用のピストン７６が配置されており、低周波自由
振動はこのダッシュポットの粘性抵抗により減衰させる
ことができる。

【００３６】図７は図６の変更例であり、図６のダッシ
ュポット機構７５に代えて図５と同様のダッシュポット
機構７８を備えている。

【００３７】図８は、図６の別の変更例を示し、ダッシ
ュポット機構７９が、ピエゾアクチュエータのハウジン
グ６２の外周に被嵌されたＵ字型カップ８０を有し、こ
のカップ８０はオリフィス８１を有している。オリフィ
ス８１を通過する液の粘性抵抗によりダッシュポットと
して働く。

【００３８】図９は、図６のさらに別の変更例を示し、
この場合にはピエゾアクチュエータ７０は拡幅機構を有
さず、ピエゾアクチュエータ７０の上下両端には中央に
突出部を有するあて板８２，８４がそれぞれ設けられ、
内筒１４と底部キャップ６８のそれぞれ内面にはタッチ
プレート８６，８８が設けられていて、前記あて板８
２，８４の突起部がタッチプレート８６，８８に当接し
ている。

【００３９】図６〜９においては、アクチュエータユニ
ット５４の出力端を内筒１４に当接させているが、これ
に代えて前記出力端を外筒１２に当接させてもよい。す
なわち、図１０に示すように、外筒１２の内部におい
て、円弧状の支持部材５８をゴム弾性体３８を介して外
筒１２に、支持ゴム１６を介して内筒１４に取付ける。
そして、支持部材５８と外筒１２との間において、アク
チュエータユニット５４がその出力端を外筒１２に当接
するように配されている。支持部材５８と支持ゴム１６
との間に、ダッシュポット機構９１が配されている。

【００４０】前記のすべての実施例において、内筒１
４、外筒１２、アクチュエータ保持用外筒３４は真円筒
に限らず、楕円筒、角筒、又はそれらのセグメント（部
分、切片）であっても作用効果は変らない。図１０の場
合は、支持部材５８がセグメントに形成されている。

【００４１】図４〜１０に示すダッシュポットの液体
は、水、油、不凍液等でよく、さらにグリース、ゲル、
ゾル、液状ゴムなどでもよい。

【００４２】また、図４においては、支持ゴム１６と外
筒１２との間の空間内に、ダッシュポット４０を配して
いるが、これに代えて、図１１に示すように、ピストン
４４と外筒１２との間に減衰ゴム１００を配して、これ
により両筒１２，１４間の変位を支持するようにしても
よい。減衰ゴムとしてはポリノルボルネンゴムのように
弾性と保形性を備えたものが好ましい。図６の実施例に
ついてもこれと同じ変更をしてもよく（図１２）、ま
た、図１０についても同様の変更をすることができる
（図１３）。さらに、このような減衰ゴム１００により
支持することに代えて支持ゴム１６と外筒１２との間の
空間内に減衰材料１０２を充填してもよい。減衰材料と
しては、ゲル、ゾル、液状ゴム、ポリノルボルネンゴム
などが好ましい。このような変更を図４に施した場合を
図１４に、図６に施した場合を図１５に、また、図１０
に施した場合を図１６にそれぞれ示す。

【００４３】さらに、また、図４のピストン・シリンダ
型のダッシュポットに代えて、ベローズ型のダッシュポ
ット１１０を設けてもよい。すなわち、図１７に示すよ
うに、液室４３内には、ベローズ１１２が配され、その
上板が、内筒１４に取付けた支軸４６に固定されてい
る。ベローズの上板には、オリフィス１１４が設けられ
ている。１１６はベローズ１１２の膨張を防ぐリングで
ある。ベローズ１１２の内外は液により満され、オリフ
ィス１１４を通過する液の粘性抵抗により低周波の振動
を吸収する。図６についても、同様のベローズ型ダッシ
ュポット１１０を設けてもよく、これを図１８に示す。

【００４４】さらに、図４などに示すダッシュポットに
代えて、図１９に示すように、支持ゴム１６により２分
される２室を液室１２０，１２２となし、支持ゴム１６
には、これら液室１２０，１２２を連通させるオリフィ
ス１２４を設ける。オリフィス１２４の径は１〜４ｍｍ
が好ましい。液がオリフィス１２４を通過する際の通過
損失により低周波振動を減衰させる。同様の変更は図６
の場合についても施すことができる。これを図２０に示
す。

【００４５】

【発明の効果】この発明の円筒型防振装置においては、
低周波と高周波の双方の振動を有効に防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の発明の一実施例を示す断面図であ
る。

【図２】図１の変更例を示す要部断面図である。

【図３】図１の別の変更例を示す要部断面図である。

【図４】請求項２の一実施例を示す断面図である。

【図５】図４の変更例を示す断面図である。

【図６】請求項３の一実施例を示す断面図である。

【図７】図６の変更例を示す断面図である。

【図８】図６の別の変更例を示す断面図である。

【図９】図６のさらに別の変更例を示す断面図である。

【図１０】請求項３の他の実施例を示す断面図である。

【図１１】図４のダッシュポットに代えて、減衰ゴムで
支持した場合の断面図である。

【図１２】図６のダッシュポットに代えて、図１１と同
じく減衰ゴムで支持した場合の断面図である。

【図１３】図１０のダッシュポットに代えて、図１１と
同じく減衰ゴムで支持した場合の断面図である。

【図１４】図４のダッシュポットに代えて、減衰材料を
充填した場合の断面図である。

【図１５】図６のダッシュポットに代えて、図１４と同
様の減衰材料を充填した場合の断面図である。

【図１６】図１０のダッシュポットに代えて、図１４と
同様の減衰材料を充填した場合の断面図である。

【図１７】図４のピストン・シリンダ型ダッシュポット
に代えて、ベローズ型ダッシュポットを用いる場合の断
面図である。

【図１８】図６のピストン・シリンダ型ダッシュポット
に代えて、図１７と同じくベローズ型ダッシュポットを
用いる場合の断面図である。

【図１９】図４などのダッシュポットに代わる変更例を
示す断面図である。

【図２０】図６に図１９と同様の変更を加えたものの断
面図である。

【図２１】従来のＦＦ用円筒型液封エンジンマウントの
一例を示す断面図である。

【符号の説明】

１０……円筒型防振装置 １２……外筒 １４……内筒 １６……支持ゴム １８……第１液室 ２４……第２液室 ３１……オリフィス ３４……アクチュエータユニット保持用外筒 ３６……アクチュエータユニット ４０……ダッシュポット ７８……ダッシュポット ５４……アクチュエータユニット ６０……保持ゴム

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−98719（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−190638（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−203629（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−224743（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−294235（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−96412（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−50538（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−44822（ＪＰ，Ｕ) 米国特許4690389（ＵＳ，Ａ)

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内外二重（１２，１４）の筒を有し、両
   筒間が支持ゴム（１６）により橋絡され、外筒（１２）
   内において支持ゴム（１６）の両側に２つの液室（１
   ８，２４）を有し、両液室間が周回オリフィス（３１）
   により連通された円筒型防振装置（１０）において、外
   筒（１２）の外側に同心的にアクチュエータユニット保
   持用外筒（３４）を配し、このアクチュエータユニット
   保持用外筒（３４）と前記外筒（１２）との間にアクチ
   ュエータユニット（３６）を配したことを特徴とする防
   振装置。
2. 【請求項２】 内外二重の筒（１２，１４）を有し、両
   筒間が支持ゴム（１６）により橋絡され、両筒間の空間
   に両筒の相対変位に連動するピストン・シリンダ型のダ
   ッシュポット（４０，７８）を配し、外筒（１２）の外
   側に同心的にアクチュエータユニット保持用外筒（３
   ４）を配し、このアクチュエータユニット保持用外筒
   （３４）と前記外筒（１２）との間にアクチュエータユ
   ニット（３６）を配したことを特徴とする防振装置。
3. 【請求項３】 内外二重の筒（１２，１４）を有し、ア
   クチュエータユニット（５４）を支持ゴム（１６）及び
   ゴム弾性体（６０）を介して両筒間に装荷し、アクチュ
   エータユニット（５４）の出力端を両筒（１２，１４）
   のいずれか一方に当接させ、両筒（１２，１４）の相対
   変位に連動するピストン・シリンダ型のダッシュポット
   （７５，７８，７９，９０，９１）を両筒間に配したこ
   とを特徴とする防振装置。
4. 【請求項４】 前記のダッシュポット（４０，７８；７
   ５，７８，７９，９０，９１）に代えて、両筒（１２，
   １４）間の空間内に減衰ゴム（１００）を配して、この
   減衰ゴム（１００）により両筒（１２，１４）の相対変
   位を支持するか、又は両筒（１２，１４）間の前記空間
   内に減衰材料（１０２）を充填したことを特徴とする請
   求項２又は３に記載の防振装置。
5. 【請求項５】 前記のピストン・シリンダ型のダッシュ
   ポット（４０，７８；７５，７８，７９，９０，９１）
   に代えてベローズ型のダッシュポット（１１０）を備え
   たことを特徴とする請求項２又は３に記載の防振装置。
6. 【請求項６】 内外二重の筒（１２，１４）を有し、両
   筒間が支持ゴム（１６）により橋絡され、両筒間の空間
   が前記支持ゴム（１６）により２つの液室（１２０，１
   ２２）に区分されるとともに、これら２室（１２０，１
   ２２）がオリフィス（１２４）により連通しており、外
   筒（１２）の外側に同心的にアクチュエータユニット保
   持用外筒（３４）を配し、このアクチュエータユニット
   保持用外筒（３４）と前記外筒（１２）との間にアクチ
   ュエータユニット（３６）を配したことを特徴とする防
   振装置。
7. 【請求項７】 内外二重の筒（１２，１４）を有し、ア
   クチュエータユニット（５４）を支持ゴム（１６）及び
   ゴム弾性体（６０）を介して両筒間に装荷し、アクチュ
   エータユニット（５４）の出力端を両筒（１２，１４）
   のいずれか一方に当接させ、両筒間の空間が前記支持ゴ
   ム（１６）により２つの液室（１２０，１２２）に区分
   されるとともに、これら２室（１２０，１２２）がオリ
   フィス（１２４）により連通されていることを特徴とす
   る防振装置。