JP2880589B2 - 液体封入ブッシュ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液体封入ブッシュ、特
に、振動源とこれを支持する支持部材との間に配置され
て該振動源を弾力的に支持し、且つ内部に封入された液
体の流動により振動源の振動を減衰させる液体封入ブッ
シュに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車等においては、振動源とこれを支
持する支持部材との間、例えば、エンジンと車体との
間、あるいは車輪を支持するサスペンション装置におけ
るダンパの先端部と車体との間に、エンジン振動や車輪
振動の車体側への伝達を抑制するために弾性ブッシュが
配置されており、この種の弾性ブッシュとして、液体封
入ブッシュが知られている。例えば、特開平２−２２５
８３８号公報によれば、振動源に取り付けられる取付部
材と該振動源を支持する支持部材に取り付けられる取付
部材とをラバーにより連結すると共に、該ラバー内に隔
壁により区画された一対の液室と、上記隔壁により構成
されて一対の液室を連通させるオリフィスとしての連通
路とでなる減衰機構を有する液体封入ブッシュが開示さ
れており、この液体封入ブッシュによれば、ラバーの防
振作用と減衰機構の減衰作用とにより、振動源の振動が
抑制され、あるいは速やかに減衰されることになる。

【０００３】また、上記の液体封入ブッシュにおいて
は、隔壁の中央部に該隔壁と所定の間隙を有して遊嵌合
された可動部材が設けられており、高周波振動の伝達時
には可動部材が振動し、これに伴う一対の液室の容積変
化により動ばね常数の上昇を抑制し、高周波振動を抑制
するようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の液体
封入ブッシュにおいては、可動部材の振動に伴う一対の
液室の容積変化により、該液体封入ブッシュの動ばね常
数が、図１２に点線で示すように、実線で示す可動部材
が設けられていない場合の動ばね常数に比べて低下する
ことになるのであるが、液体封入ブッシュに伝達される
入力振動の低周波領域から高周波領域の全領域にわたっ
て動ばね常数が低下することになり、このため、振幅の
大きな低周波振動の伝達時における液体封入ブッシュの
剛性が不足することになって、その振動を効果的に抑制
することが困難となる。

【０００５】そこで本発明は、液体封入ブッシュとし
て、低周波振動および高周波振動のいずれについても効
果的に抑制することができる液体封入ブッシュを提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は次のように構成したことを特徴とする。

【０００７】まず、本願の請求項１に係る発明（以下、
第１発明という）は、振動源に取り付けられる取付部材
と該振動源を支持する支持部材に取り付けられる取付部
材とが弾性体により連結され、且つ該弾性体内に封入さ
れた液体の流動により減衰力を発生させる減衰機構が設
けられた液体封入ブッシュにおいて、上記減衰機構を、
弾性体内に設けられた隔壁により区画された一対の液室
と、該一対の液室を連通させる連通路とで構成すると共
に、この連通路を電圧により厚みが変化する圧電素子で
構成したことを特徴とする。

【０００８】また、本願の請求項２に係る発明（以下、
第２発明という）は、上記第１発明の構成に加えて、連
通路を隔壁と該隔壁に所定の間隙を有して遊嵌合された
可動部材とで構成し、上記隔壁もしくは可動部材の少な
くとも一方を電圧により厚みが変化する圧電素子で構成
したことを特徴とする。

【０００９】更に、本願の請求項３に係る発明（以下、
第３発明という）は、内筒と外筒とが弾性体により連結
され、且つ該弾性体内に封入された液体の流動により減
衰力を発生させる減衰機構が設けられた液体封入ブッシ
ュにおいて、上記減衰機構を、内外筒の相対変位に伴う
弾性体の変形により容積変化する一対の液室と、上記外
筒の内周面と該内周面と所定の間隙を隔てて配置された
中間筒とにより上記一対の液室を連通させる連通路とで
構成すると共に、該連通路を構成する外筒もしくは中間
筒の少なくとも一方を電圧により厚みが変化する圧電素
子で構成したことを特徴とする。

【００１０】

【作用】第１発明によれば、振動源が大きな振幅で低周
波振動する場合には、一対の液室を連通する連通路を構
成する圧電素子の厚みを変化させて該連通路の通路断面
積を縮小することにより、動ばね常数が上昇し、これに
伴って、高減衰力が発生することになって、振幅の大き
な低周波振動が減衰されてその振動が抑制されることに
なると共に、上記振動源が高周波微振動する場合には、
低周波振動時に比べて圧電素子により連通路の通路断面
積を拡大することにより、動ばね常数を低下させること
が可能となり、これにより、振動源の高周波微振動が効
果的に抑制されることになる。

【００１１】特に、第２発明によれば、一対の液室を連
通させる連通路が隔壁と該隔壁に所定の間隙を有して遊
嵌合された可動部材とて構成され、且つ該隔壁もしくは
可動部材の少なくとも一方が圧電素子により構成されて
いるので、振動源が高周波微振動する場合には、隔壁も
しくは可動部材の厚みを変化させてその両者間の間隙を
拡大することにより、高周波微振動伝達時に可動部材が
大きな変位で可動し、これに伴って、一対の液室に容積
変化が生じることなり、これにより、高周波微振動の伝
達時における液体封入ブッシュの動ばね常数の上昇が抑
制されることになって、その高周波微振動が効果的に抑
制されることになる。一方、振動源が大きな振幅で低周
波振動する場合には、隔壁もしくは可動部材の厚みを変
化させてその両者間の間隙を縮小することにより、低周
波振動の伝達時における可動部材の可動が抑制され、こ
れに伴って、一対の液室間の容積変化が制限されること
なり、これにより、低周波振動伝達時における液体封入
ブッシュの動ばね常数の低下が抑制されることになっ
て、振幅の大きな低周波振動が減衰されて、その振動が
効果的に抑制されることになる。

【００１２】また、第３発明によれば、内外筒の相対変
位に伴う弾性体の変形により容積変化する一対の液室を
連通させる連通路を構成する外筒もしくは中間筒の少な
くとも一方が、圧電素子により構成されているので、振
動源が大きな振幅で低周波振動する場合には、連通路を
構成する外筒もしくは中間筒の厚みを変化させて該連通
路の通路断面積を縮小することにより、動ばね常数が上
昇し、これに伴って、高減衰力が発生することになっ
て、振幅の大きな低周波振動が減衰されてその振動が抑
制されることになると共に、上記振動源が高周波微振動
する場合には、低周波振動時に比べて連通路の通路断面
積を拡大させるように外筒もしくは中間筒の厚みを変化
させることにより、動ばね常数を低下させることが可能
となり、これにより、振動源の高周波微振動が効果的に
抑制されることになる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１４】図１，２に示すように、エンジンおよびト
ランスミッション等でなるパワーユニット１と車体側部
材２との間には複数の液体封入ブッシュ３…３が配置さ
れ、このブッシュ３は、ケーシング３ａの上端に弾性体
としてのラバー４を介して一体的に取り付けられた上部
取付部材５と、上記ケーシング３ａの下面に一体的に取
り付けられた下部取付部材６とを有し、上記上部取付部
材５には取付ボルト７が、また、上記下部取付部材６に
は取付ボルト８がそれぞれ一体的に取り付けられてお
り、これらの取付ボルト７，８をパワーユニット１と一
体の取付ブラケット１ａおよび車体側部材２にナット７
ａ，８ａを介して締結することにより、液体封入ブッシ
ュ３が車体側部材２とパワーユニット１とに結合されて
いる。

【００１５】また、上記ラバー４の下方には所定の液体
が封入された液体室９が形成されており、この液体室９
が、ケーシング３ａと下部取付部材６との合わせ面間に
外周縁部が挟着された２枚合わせの隔壁部材１０ａ，１
０ｂにより上方の主室１１と下方の副室１２とに区画さ
れ、該副室１２が上記隔壁部材１０ａ，１０ｂとラバー
でなるベローズ１３により形成されている。更に、上記
隔壁部材１０ａ，１０ｂにより環状の液体通路１４が形
成されていると共に、上記隔壁部材１０ａ，１０ｂに
は、液体通路１４に開口するは一対の流通孔１５ａ，１
５ｂが形成されており、これら流通孔１５ａ，１５ｂお
よび液体通路１４介して上記主室１１と副室１２との間
で液体が流動し、これにより、上記パワーユニット１の
振動を減衰するようになっている。

【００１６】そして、上記隔壁部材１０ａ，１０ｂの中
央部には開口部１０ｃが形成され、この開口部１０ｃの
周辺部下方に通電時に印加電圧に応じて板厚が変化する
多数の圧電素子１６…１６の積層体でなる仕切板１７が
一体的に設けられていると共に、この仕切板１７には該
仕切板１７と上下方向に所定の間隙を有して可動部材１
８が遊嵌合されており、上記仕切板１７は各圧電素子１
６…１６間に所定の電圧が印加されることにより、これ
らの圧電素子１６の板厚が変化し、仕切板１７と可動部
材１８との間の上下方向の間隙を変化させるようになっ
ている。

【００１７】更に、上記パワーユニット１と一体の取付
ブラケット１ａには、パワーユニット１の上下方向の加
速度を検出し、これに基づいて該パワーユニット１の振
動状態を検出するためのＧセンサ１９が取付部材２０を
介して取り付けられている。

【００１８】そして、図３に示すように、上記圧電素子
の板厚を制御するコントロールユニット２１が設けられ
ており、このコントロールユニット２１には、上記Ｇセ
ンサ１９からの信号と、上記液体封入ブッシュ３の配設
位置周辺の温度を検出する温度センサ２２からの信号と
が入力されると共に、該コントロールユニット２１は、
上記Ｇセンサ１９からの信号に基づいて仕切板１７を構
成する圧電素子１６への出力電圧を演算する演算部２３
と、該演算部２３により算出された出力電圧を上記温度
センサ２２からの信号に基づいて補正する温度補正部２
４とを有し、この温度補正部２４より出力される制御信
号により圧電素子１６の板厚が制御されるようになって
いる。

【００１９】次に、上記コントロールユニット２１によ
る圧電素子１６の板厚の制御動作を、図４に示すフロー
チャート図に基づいて説明すると、コントロールユニッ
ト２１は、まず、ステップＳ１において、Ｇセンサ１９
により検出されるパワーユニット１の上下方向の加速
度、即ち、上下振動を示す信号を入力し、ステップＳ２
ではＧセンサ１９からの信号に基づいて圧電素子１６へ
の出力電圧値を算出する。次いで、ステップＳ３におい
ては、上記ステップＳ２により設定された出力電圧値を
温度補正部２４により補正する。これは、図５に示すよ
うに、仕切板１７を構成する圧電素子１６の板厚の変化
率、即ち、歪率が温度に影響されるためであり、このた
め、温度にかかわりなく歪率が一定となるように、図６
に示す特性に従って印加電圧を補正する。そして、ステ
ップＳ４で温度補正された制御信号（印加電圧）を圧電
素子１６出力する。

【００２０】従って、上記パワーユニット１が減速時等
において高周波微振動する場合には、仕切板１７に対し
て該仕切板１７と上下方向に所定の間隙を有して遊嵌合
された可動部材１８が、高周波微振動に応じて上下方向
の間隙に相当するストロークで可動し、これに伴って、
主室１１と副室１２とが容積変化し、これにより、高周
波微振動の伝達時における液体封入ブッシュ３の動ばね
常数が、図７に実線で示す状態より点線で示す状態に低
下されることになって、その高周波微振動が効果的に抑
制されることになる。

【００２１】一方、アイドリング時等においてパワーユ
ニット１の全体が大きな振幅で低周波振動する場合に
は、該パワーユニット１の上下方向の加速度（上下振
動）を検出するＧセンサ１９からの信号に基づいて仕切
板１７を構成する圧電素子１６の板圧が増加され、これ
により、仕切板１７と可動部材１８との間の間隙が縮小
されることになって、低周波振動の伝達時における可動
部材１８の可動が抑制され、これに伴って、主室１１と
副室１２との容積変化が制限されることなり、これによ
り、図７に実線で示すように、低周波振動伝達時におけ
る液体封入ブッシュ３の動ばね常数の低下が抑制される
ことになって、振幅の大きな低周波振動が減衰されてそ
の振動が効果的に抑制されることになる。

【００２２】なお、上記仕切板１７と可動部材１８との
構成において、仕切板１７を設けることなく、隔壁部材
１０ａ，１０ｂを圧電素子１６の積層体で構成し、該隔
壁部材１０ａ，１０ｂに可動部材１８を遊嵌合させるよ
うにしても良い。また、図８に示すように、可動部材３
８を、上板３８ａと下板３８ｂとを圧電素子３６…３６
の積層体で連結した構成とし、この可動部材３８を上下
方向に所定の間隙を有して隔壁部材３０ａ，３０ｂに遊
嵌合するようにしても良く、該可動部材３８の全体の厚
みを変化させることにより、該可動部材３８と隔壁部材
３０ａ，３０ｂとの間の間隙が変化し、これにより、上
記と同様の効果が得られることになる。更に、図９に示
すように、可動部材４８を、上板４８ａと下板４８ｂと
を圧電素子４６…４６の積層体で連結した構成とし、こ
の可動部材４８の上板４８ａを周方向に配設された複数
のスペーサ４９…４９を介して隔壁部材４０ａ，４０ｂ
に取り付け、該可動部材４８と隔壁部材４０ａ，４０ｂ
との間に連通路５０を構成するようにしても良く、この
場合には、上記可動部材４８の全体の厚みを変化させる
ことにより、連通路５０の通路断面積が変化し、これに
より、上記と同様の効果が得られることになる。

【００２３】また、図１０ないし図１１は、第３発明に
係る液体封入ブッシュの一実施例を示すもので、この実
施例の液体封入ブッシュ６０は、金属製の内筒６１と、
該内筒６１の軸方向中央部に一体的に設けられて内筒６
１の軸直角方向への変位を規制する金属製もしくは樹脂
製のストッパ６２と、上記内筒６１と同芯状に配置され
た金属製の外筒６３と、該外筒６３と上記内筒６１とを
連結する弾性体としてのラバー６４とを有し、上記外筒
６３の内周面には一体的にシールラバー６５が装着さ
れ、このシールラバー６５と上記ラバー６４との間に一
対の液室６６ａ，６６ｂが形成されていると共に、上記
シールラバー６５の一部を削除することにより各液室６
６ａ，６６ｂを連通させるオリフィスとしての一対の連
通路６７，６７が形成されている。更に上記ラバー６４
の外周部にはシールラバー６５に圧着される金属性の中
間筒６８が一体的装着されており、この中間筒６８の外
周面には、上記連通路６７、６７に臨ませて多数の圧電
素子６９…６９でなる積層体が一体的に取り付けられて
いる。

【００２４】そして、上記内筒６１もしくは外筒６３の
いずれか一方がパワーユニット等の振動源（図示せず）
に連結され、且つ内外筒のいずれか他方が振動源を支持
する支持部材（図示せず）に連結されるようになってい
ると共に、上記各圧電素子６９が、第１実施例と同様
に、図３に示す制御系により制御されるように構成され
ている。

【００２５】上記の構成によれば、振動源から振幅の大
きな低周波振動が内筒６１もしくは外筒６３に伝達され
た場合には、各圧電素子６９の厚みを増大させることに
より連通路６７，６７の通路断面積が縮小され、これに
より、液体封入ブッシュ６０の動ばね常数が上昇するこ
とになって、連通路６７，６７を介して一対の液室６６
ａ，６６ｂで液体が流動する場合に、高減衰力が発生す
ることになって、振幅の大きな低周波振動が減衰されそ
の振動が効果的に抑制されることになる。また、振動源
からの高周波微振動の伝達時には、低周波振動時に比べ
て連通路６７，６７の通路断面積を拡大させるように、
上記各圧電素子６９の板厚を変化させることにより、液
体封入ブッシュ６０の動ばね常数を低下させることが可
能となり、これにより、高周波微振動が効果的に抑制さ
れることになる。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、第１発明によれば、一対
の液室を連通させる連通路が電圧により厚みが変化する
圧電素子で構成されているので、該連通路の通路断面積
を、振動源の振動状態に応じて変化させることにより、
該振動源の低周波振動および高周波微振動のいずれにつ
いても効果的に抑制することができる。

【００２７】また、第２発明によれば、一対の液室を連
通させる連通路を構成する隔壁と該隔壁に所定の間隙を
有して遊嵌合された可動部材の少なくとも一方が圧電素
子により構成されているので、該隔壁もしくは可動部材
の厚みを、振動源の振動状態に応じて変化させることに
より、連通路の通路断面積が変化することになって、振
動源の低周波振動および高周波微振動のいずれについて
も効果的に抑制することが可能となる。

【００２８】更に、第３発明によれば、内外筒の相対変
位に伴う弾性体の変形により容積変化する一対の液室を
連通させる連通路を構成する外筒もしくは中間筒の少な
くとも一方が圧電素子により構成されているので、振動
源の振動状態に応じて該外筒もしくは中間筒の厚みを変
化させて連通路の通路断面積を可変することにより、振
動源の低周波振動および高周波微振動のいずれについて
も効果的に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る液体封入ブッシュの配置状態
を示すパワーユニットの全体正面図。

【図２】 液体封入ブッシュの拡大縦断面図。

【図３】 圧電素子を制御する制御系の全体システム
図。

【図４】 コントロールユニットよる圧電素子の制御
動作を示すフローチャート図。

【図５】 圧電素子の歪特性図。

【図６】 圧電素子への印加電圧の出力特性を示すグ
ラフ。

【図７】 液体封入ブッシュの動ばね特性図。

【図８】 仕切板と可動部材との構造の他の実施例を
示す要部拡大断面図。

【図９】 仕切板と可動部材との構造の他の実施例を
示す要部拡大断面図。

【図１０】 第３発明に係る液体封入ブッシュの拡大断
面図。

【図１１】 図１０におけるＡ−Ａ線に沿ってみた液体
封入ブッシュの断面図。

【図１２】 従来の液体封入ブッシュの動ばね特性図。

【符号の説明】

３，６０ 液体封入ブッシュ ９，６６ａ，６６ｂ 液室 １６，３６，４６，６９ 圧電素子 １７ 仕切板 １８，３８，４８ 可動部材 １９ Ｇセンサ ２１ コントロールユニット ６１ 内筒 ６３ 外筒 ６４ ラバー ６６ａ，６６ｂ 連通路 ６７ 連通路 ６８ 中間筒

フロントページの続き (72)発明者 渡辺 英一 岡山県倉敷市連島町矢柄四の町4630番地 倉敷化工株式会社内 (72)発明者 安藤 文隆 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツ ダ株式会社内 (72)発明者 枝広 毅志 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツ ダ株式会社内 (72)発明者 平林 繁文 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−13041（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−192141（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−110325（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16F 13/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動源に取り付けられる取付部材と該振
   動源を支持する支持部材に取り付けられる取付部材とが
   弾性体により連結され、且つ該弾性体内に封入された液
   体の流動により減衰力を発生させる減衰機構が設けられ
   た液体封入ブッシュであって、上記減衰機構が、弾性体
   内に設けられた隔壁により区画された一対の液室と、該
   一対の液室を連通させる連通路とで構成されていると共
   に、該連通路が電圧により厚みが変化する圧電素子で構
   成されていることを特徴とする液体封入ブッシュ。
2. 【請求項２】 振動源に取り付けられる取付部材と該振
   動源を支持する支持部材に取り付けられる取付部材とが
   弾性体により連結され、且つ該弾性体内に封入された液
   体の流動により減衰力を発生させる減衰機構が設けられ
   た液体封入ブッシュであって、上記減衰機構が、弾性体
   内に設けられた隔壁により区画された一対の液室と、該
   一対の液室を連通させる連通路とで構成されていると共
   に、該連通路が上記隔壁と該隔壁に所定の間隙を有して
   遊嵌合された可動部材とで構成され、上記隔壁もしくは
   可動部材の少なくとも一方が電圧により厚みが変化する
   圧電素子で構成されていることを特徴とする液体封入ブ
   ッシュ。
3. 【請求項３】 内筒と外筒とが弾性体により連結され、
   且つ該弾性体内に封入された液体に流動により減衰力を
   発生させる減衰機構が設けられた液体封入ブッシュであ
   って、上記減衰機構が、内外筒の相対変位に伴う弾性体
   の変形により容積変化する一対の液室と、上記外筒の内
   周面と該内周面と所定の間隙を隔てて配置された中間筒
   とにより上記一対の液室を連通させる連通路とで構成さ
   れていると共に、該連通路を構成する外筒もしくは中間
   筒の少なくとも一方が電圧により厚みが変化する圧電素
   子で構成されていることを特徴とする液体封入ブッシ
   ュ。