JP3541870B2 - 電子制御式液体封入マウント - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車エンジン等の振動体に対する防振支持手段として用いられる液体封入マウントに関し、特に、前記振動体からの入力振動による荷重変化を検出するセンサからの信号に基づいて駆動されるアクチュエータによって伝達振動を吸収する電子制御式液体封入マウントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンを車体フレームに弾性的に支持する電子制御式液体封入マウントの典型的な従来例においては、車体のバウンド等の衝撃による低周波大振幅の変位入力に対しては、支持ばねが大きな変形を受けることにより、二つの液室の間で封入液がオリフィスを介して液柱共振により反復移動し、この時の流動抵抗によって大きな減衰力を得る。また、アイドリング時の機関振動等による中・高周波域の小振幅の継続的な入力振動に対しては、振動による伝達荷重の変化を検出する荷重センサからの信号に応じて駆動されるアクチュエータが、前記入力振動と逆位相の脈動を液室内の封入液に与えることによって、振動入力による封入液の圧力変動が吸収され、動ばね定数が低くなって優れた振動絶縁性を発揮する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この種の電子制御式液体封入マウントにおいては、当該マウントの動ばね定数を低下させて振動を有効に絶縁するのに最適な信号をアクチュエータに与える目的で、荷重センサがエンジン側からの入力振動のみを検出するように構成されているが、センサ周囲の部品点数が多く、構造が複雑であるといった問題が指摘される。
【０００４】
本発明は、上記のような事情のもとになされたもので、その技術的課題とするところは、部品数を削減して簡素な構造とすると共に、優れた性能を発揮し得る電子制御式液体封入マウントを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の技術的課題は本発明によって有効に解決することができる。
すなわち本発明に係る電子制御式液体封入マウントは、支持対象の振動体側に連結されるケースの内周にアクチュエータが装着され、支持体側にブラケットを介して連結されるセンターボスと前記ケースとの間に円周方向に連続したエラストマからなる支持ばね及びダイアフラムが一体的に介在され、前記アクチュエータと支持ばねとの間及び前記支持ばねとダイアフラムとの間にそれぞれ液体が充填された第一及び第二液室が画成され、前記第一及び第二液室が前記ケースに形成されたオリフィスを介して互いに連通し、前記アクチュエータは前記第一液室の圧力を検出する荷重センサからの検出信号に応じて駆動されるものであり、前記荷重センサが前記ブラケットに形成した中空部に保持されると共に前記センターボスとブラケットとの間に前記支持ばねと一体に成形された弾性体から前記中空部内に突出した突起部に圧接された構成を備える。また、この構成において一層好ましくは、前記荷重センサが前記弾性体の突起部と前記支持体との間に挟持された状態で保持される。
【０００６】
上記構成によると、衝撃等による低周波大振幅の変位入力に対しては、従来と同様、ケースとセンターボスとの間で支持ばねが大きな変形を受けることにより、第一及び第二液室の間で封入液体がオリフィスを介して液柱共振により反復移動し、この時の流動抵抗によって大きな減衰力を得る。また、振動体の例えば機関振動等による中・高周波域の小振幅の継続的な振動入力に対しては、この振動により変動する第一液室の液圧と支持ばねのばね荷重とで決まる伝達荷重が、センターボスから弾性体を介して荷重センサに与えられ、この荷重センサから出力される検出信号に応じてアクチュエータが駆動されて、前記入力振動と逆位相の脈動を液室内の封入液体に与えることによって、前記封入液体の圧力変動が有効に吸収され、動ばね定数が低くなって優れた振動絶縁性を発揮する。
【０００７】
この構成においては、振動体からの入力振動による伝達荷重を荷重センサに伝達する弾性体が、支持ばねと一体に成形され、しかも荷重センサが前記弾性体の突起部と支持体との間に挟持される構成とすれば、荷重センサをブラケットの中空部に保持するための部材も不要であるため、部品数及び製造の際の工数が少なくて済む。また、前記荷重センサは振動体からの入力振動による伝達荷重の変化を検出するものであって、支持体側からの振動は殆ど検出しないため、前記振動体からの振動を有効に絶縁するのに最適な信号をアクチュエータに与えることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る電子制御式液体封入マウントの第一の実施形態を示す概略的な断面図で、参照符号１１は互いに連設された複数の環状ケース部材１１１〜１１３からなるケース、１２はこのケース１１の下方に同心的に配置されたセンターボスである。
【０００９】
ケース１１における中間のケース部材１１２の内周面とセンターボス１２のテーパ状に形成された外周面との間には、エラストマで傘状に成形された、円周方向に連続した支持ばね１３が加硫接着されている。また、参照符号１４はエラストマで蛇腹状に成形されたダイアフラムで、その外周部はケース１１における下端のケース部材１１３の内周面と一体化されており、内周部はセンターボス１２の下部外周面と一体化されている。
【００１０】
ケース１１における上端の環状ケース部材１１１には、その内周を塞ぐようにアクチュエータ１５が取り付けられている。このアクチュエータ１５は、前記ケース部材１１１の内周に密封的に嵌着された状態で固定された磁性体からなる円盤状のヨーク１５１と、このヨーク１５１の下面側に形成された環状の凹部１５１ａ内に収容された励磁コイル１５２と、前記ケース１１における上端のケース部材１１１と中間のケース部材１１２との間に挟持された支持環１５３と、前記ヨーク１５１の下面と適当な隙間を介して対向した状態に配置された磁性体からなる振動板１５４と、この振動板１５４を前記支持環１５３の内周に上下変位可能な状態に弾性的に支持する環状の板ばね１５５とを備える。
【００１１】
すなわちこのアクチュエータ１５は、励磁コイル１５２に供給される励磁電流を制御することによって、この励磁コイル１５２とヨーク１５１とで構成される電磁石の磁力が変化し、この磁力変化によって、振動板１５４が板ばね１５５の変形を伴いながら上下に変位されるものである。
【００１２】
ケース１１の内周であってアクチュエータ１５の振動板１５４と支持ばね１３との間には第一液室Ａが画成され、支持ばね１３とダイアフラム１４との間には第二液室Ｂが画成され、これら両液室Ａ，Ｂには液体が充填されている。ケース１１における中間のケース部材１１２には、その円周方向に沿って螺旋状に延びると共に一端が第一液室Ａに開放され、他端が第二液室Ｂに開放されたオリフィスＣが形成されている。すなわち前記第一液室Ａと第二液室ＢはオリフィスＣを介して互いに連通しており、このオリフィスＣにおける液柱共振周波数は、オリフィスＣの流路長さや流路断面面積等によって、衝撃等の振動に対応する低周波数域にチューニングされる。
【００１３】
アクチュエータ１５のヨーク１５１の上面中央部には当該液体封入マウントによる支持対象の振動体である自動車エンジン１側に連結する螺子部材（図示省略）を螺合装着するための螺子穴１５１ｂが形成されており、すなわち当該液体封入マウントは、ケース１１が前記ヨーク１５１及び螺子部材を介して前記エンジン１側に連結されるようになっている。一方、センターボス１２の下面にはブラケット１６が配置されており、このセンターボス１２とブラケット１６は、支持ばね１３を形成しているエラストマ材料の一部を回し込んで形成された弾性体１７を介して弾性的に連結されている。ブラケット１６は、支持体である自動車の車体フレーム２側にボルトを介して連結されるフランジ部１６１を有する。すなわち当該液体封入マウントは、センターボス１２がブラケット１６を介して前記車体フレーム２側に連結されるようになっている。
【００１４】
ブラケット１６は、内周側に筒状ケーシング１６２が形成されており、この筒状ケーシング１６２の内周の中空部１６３内には荷重センサ１８が配置されている。弾性体１７には、センターボス１２の下面とブラケット１６の筒状ケーシング１６２の上面との間に介在する連結部１７１と、その下面から筒状ケーシング１６２の内周面を覆うように延びるセンサ保持部１７２と、このセンサ保持部１７２の内周を下方へ延びてブラケット１６における筒状ケーシング１６２の内周の中空部１６３内に達する突起部１７３が形成されている。そして前記荷重センサ１８は、前記センサ保持部１７２の内周面に圧入されたキャップ部材１８１上に保持されている。また前記突起部１７３は、荷重センサ１８の未装着状態では荷重センサ１８の装着位置に達する長さを有し、したがって図示の装着状態では突起部１７３は適宜圧縮状態にあって、荷重センサ１８の上面に適当な面圧で接触されている。
【００１５】
荷重センサ１８を当該マウントに装着する際には、その下端部に開口したブラケット１６の中空部１６３内に、弾性体１７の突起部１７３と当接する位置までキャップ部材１８１と共に挿入すれば良いため、装着作業が容易である。
【００１６】
ここで、支持ばね１３のばね定数をＫ、当該液体封入マウントへの変位入力によって加圧される第一液室Ａの液圧をＰ、この液圧Ｐに対する第一液室Ａ内面の上下方向の受圧面積をＳとすると、例えばエンジン１側から上下方向の振動変位Ｘの入力があった場合に車体フレーム２側へ伝達される荷重は、支持ばね１３の変位によって発生する荷重ＫＸと、第一液室Ａの液圧Ｐが変化することにより生じる荷重ＰＳとの和である。弾性体１７は、センターボス１２が受ける前記荷重の変化を荷重センサ１８に伝達する機能を有するものである。
【００１７】
すなわち、エンジン１側からの振動変位Ｘの入力に伴う伝達荷重の変化によって、センターボス１２が弾性体１７における連結部１７１の反復変形を伴いながら変位し、これによってセンターボス１２と荷重センサ１８との間での突起部１７３の圧縮量、言い換えれば荷重センサ１８に与えられる荷重が変化する。荷重センサ１８は例えば圧電素子からなり、その圧力−電圧変換効果によって、前記荷重の変化に対応する波形の電圧を発生するものである。荷重センサ１８からは、前記電圧信号（検出信号）を取り出す導線１８２が当該液体封入マウントの外部へ導出されている。
【００１８】
荷重センサ１８とアクチュエータ１５における励磁コイル１５２との間には制御部３が設けられている。この制御部３は、荷重センサ１８から与えられた検出信号を処理し、この信号に基づいて前記励磁コイル１５２への励磁電流を制御し、すなわち前記検出信号に応じた励磁電流を供給するものである。
【００１９】
上記実施形態による電子制御式液体封入マウントは、先の説明のようにケース１１側がエンジン１側に連結される一方、センターボス１２側が車体フレーム２側に連結されることによってエンジン１を車体フレーム２上に支持するものである。なお、この実施形態においては、センターボス１２が成形金属板による中空構造となっており、これによってコストの低減が図られている。
【００２０】
そして例えば走行中の車体のバウンド等の衝撃による低周波大振幅の変位が入力された場合は、上下に大きく相対変位されるケース１１とセンターボス１２との間で支持ばね１３が大きな変形を受けることによる第一液室Ａの容積変化に伴い、封入液体がオリフィスＣを通じて第一液室Ａと第二液室Ｂとの間を液柱共振によって反復移動する。このため変位入力による第一液室Ａの液圧Ｐの変化が吸収され、すなわち封入液体を介して伝達される荷重ＰＳが小さくなって優れた緩衝性を得ると共に、オリフィスＣを封入液体が流動する際の流動抵抗による高減衰作用によって、衝撃に伴う振動を速やかに収束させる。
【００２１】
また、エンジン１の駆動に伴い発生する機関振動によって、オリフィスＣの液柱共振周波数よりも周波数の高い、中・高周波域の継続的な小振幅の振動変位が入力された場合は、オリフィスＣにおける液柱慣性が大きくなり、第一液室Ａと第二液室Ｂとの間でオリフィスＣでの液柱共振による封入液体の反復移動が起こらなくなるため、前記振動変位の入力に対応して第一液室Ａの液圧Ｐが反復的に変化する。そしてこの液圧Ｐの変化及び支持ばね１３の変位によって発生する伝達荷重は弾性体１７を介して荷重センサ１８によって検出され、前記入力振動と対応する検出信号が制御部３へ送られる。アクチュエータ１５の励磁コイル１５２に与えられる励磁電流は、制御部３を介して前記検出信号に応じて制御されるため、アクチュエータ１５の振動板１５４は前記入力振動と逆の位相で振動変位され、前記液圧Ｐの変動を相殺するような脈動を発生させる。したがって封入液体を介して伝達される荷重ＰＳが小さくなり、振動絶縁性が向上する。
【００２２】
先に説明したように、エンジン１の振動によって車体フレーム２側へ伝達される荷重は、支持ばね１３を介して伝達される荷重ＫＸと、封入液体を介して伝達される荷重ＰＳによって決定されるものであるため、液圧Ｐの変化を適切に制御すれば前記伝達荷重を限りなく０に近付けて振動を絶縁することができる。そしてこの実施形態によれば、荷重センサ１８はエンジン１側からの振動入力による伝達荷重のみを有効に検出し、車体フレーム２側からの振動は殆ど検出しないため、前記伝達荷重を０に近付けるためのアクチュエータ１５の制御に有効な信号を得ることができる。
【００２３】
図２は、本発明に係る電子制御式液体封入マウントの第二の実施形態を示すものであり、荷重センサ１８の本体外周部が弾性体１７におけるセンサ保持部１７２の内周面に直接圧入されることによってブラケット１６の中空部１６３内に保持されており、図示の装着状態では前記弾性体１７の突起部によって車体フレーム２に押し付けられた状態で固定される。その他の部分の構成は、先に説明した第一の実施形態と同様である。
【００２４】
すなわちこの実施形態によれば、第一の実施形態と同様の効果が得られるほか、荷重センサ１８が弾性体１７のセンサ保持部１７２に直接圧入されるので、図１のようなキャップ部材１８１が不要であり、部品数が一層少なくなるといった利点がある。また、荷重センサ１８を当該マウントに装着する際には、その下端部に開口したブラケット１６の中空部１６３内に、この荷重センサ１８を弾性体１７の突起部１７３と当接する位置まで挿入するだけで良く、装着作業が一層容易になる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明に係る電子制御式液体封入マウントによると、低周波大振幅の変位入力に対しては、第一及び第二液室の間で封入液体がオリフィスを介して液柱共振により反復移動することによって高減衰を得るものであり、また、振動体からの中・高周波域の小振幅の継続的な振動入力に対しては、第一液室の液圧変化及び支持ばねの変位による伝達荷重の変化を弾性体を介して荷重センサが検出し、その検出信号に応じて駆動されるアクチュエータが、前記入力振動と逆位相の脈動を第一液室内の封入液体に与えることによって動ばね定数を低下させるので、優れた振動絶縁性を発揮するものである。そして、振動入力による伝達荷重を荷重センサに与えるための弾性体が、支持ばねと一体に成形されるため、部品数及び製造の際の工数を増大させることなく、振動体から入力される振動を絶縁するのに最適な信号を前記アクチュエータに与える構造とすることができ、しかも当該マウントへの荷重センサの装着作業が容易になるといった、優れた効果が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電子制御式液体封入マウントの好適な第一の実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明に係る電子制御式液体封入マウントの好適な第二の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ エンジン（振動体）
２ 車体フレーム（支持体）
３ 制御部
１１ ケース
１１１〜１１３ ケース部材
１２ センターボス
１３ 支持ばね
１４ ダイアフラム
１５ アクチュエータ
１５１ ヨーク
１５２ 励磁コイル
１５３ 支持環
１５４ 振動板
１５５ 板ばね
１６ ブラケット
１６１ フランジ部
１６２ 筒状ケーシング
１６３ 中空部
１７ 弾性体
１７１ 連結部
１７２ センサ保持部
１７３ 突起部
１８ 荷重センサ
１８１ キャップ部材
１８２ 導線
Ａ 第一液室
Ｂ 第二液室
Ｃ オリフィス

Claims (2)

1. 支持対象の振動体（１）側に連結されるケース（１１）の内周にアクチュエータ（１５）が装着され、
   支持体（２）側にブラケット（１６）を介して連結されるセンターボス（１２）と前記ケース（１１）との間に円周方向に連続したエラストマからなる支持ばね（１３）及びダイアフラム（１４）が一体的に介在され、
   前記アクチュエータ（１５）と支持ばね（１３）との間及び前記支持ばね（１３）とダイアフラム（１４）との間にそれぞれ液体が充填された第一及び第二液室（Ａ，Ｂ）が画成され、
   前記第一及び第二液室（Ａ，Ｂ）が前記ケース（１１）に形成されたオリフィス（Ｃ）を介して互いに連通し、
   前記アクチュエータ（１５）は前記第一液室（Ａ）の圧力を検出する荷重センサ（１８）からの検出信号に応じて駆動されるものであり、
   前記荷重センサ（１８）が前記ブラケット（１６）に形成した中空部（１６３）に保持されると共に前記センターボス（１２）とブラケット（１６）との間に前記支持ばね（１３）と一体に成形された弾性体（１７）から前記中空部（１６３）内に突出した突起部（１７３）に圧接されていることを特徴とする電子制御式液体封入マウント。
2. 請求項１の記載において、
   荷重センサ（１８）が弾性体（１７）の突起部（１７３）と支持体（２）の間に挟持された状態で保持されていることを特徴とする電子制御式液体封入マウント。

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