JP3545458B2 - 防振システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は車両、一般産業用機械等に用いられ、振動発生部からの振動を吸収減衰する防振システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のエンジンにはエンジンと車体との間にエンジンマウントとしての防振装置が配設され、エンジンの振動が車体に伝達されることを阻止するようになっている。
【０００３】
エンジンに発生する振動には車両が高速で走行している場合等に発生する所謂シェイク振動やアイドル時及び車両が時速５キロ程度で走行している場合に発生する所謂アイドル振動等がある。
【０００４】
一般的に前記シェイク振動は周波数が１５Ｈｚ未満であるのに対しアイドル振動は周波数が２０〜４０Ｈｚであり、シェイク振動とアイドル振動とでは周波数が相違する。
【０００５】
シェイク振動とアイドル振動とを吸収する防振装置として液体封入式の防振装置が提案されている。この防振装置として、エンジンの吸気系に生ずる吸入負圧を利用して防振装置の特性を変化させることのできる防振装置が提案されている。
【０００６】
この防振装置には、主液室と副液室とを備えており、主液室と複数の副液室とがそれぞれ制限通路で連結されている。周知のように、液体封入式の防振装置では、振動入力時に制限通路内で液体を行き来させる（共振させる）ことによって振動を減衰するようになっているため、副液室には反対側が空気と接するダイヤフラムが面している。即ち、ダイヤフラムが変形することで副液室の容積変化が可能となり、主液室と副液室とを連通する制限通路内で液体を行き来させることができるのである。このため、ダイヤフラムの動きを規制すれば、制限通路内で液体が流動できないようにすることができる。
【０００７】
この原理に基づいて、この防振装置では、ダイヤフラムの片面に空気室を設け、この空気室の内圧を下げることでダイヤフラムを空気室の内壁に密着させ、所望の制限通路のみで液体を行き来させるようになっている。この空気室の内圧を下げるために、例えば、エンジンの吸入負圧が利用されている。
【０００８】
なお、この種の防振装置としては、主液室と一つの副液室を備え、両者が複数の制限通路で連結されているタイプのものもある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記防振装置では、空気室とエンジンの吸気系とを繋ぐ配管の途中に３方電磁弁が介されている。この３方電磁弁は、空気室を大気とエンジンの吸気系との何れかへ連結するように作動するものである。
【００１０】
しかし、３方電磁弁は、内部の空気経路の径が細く、内部で屈曲しており、さらに、開閉される孔の径も小さいため、空気の通過抵抗が大きい。また、３方電磁弁からマウントまでの距離があるため、配管も比較的長くなり、これも空気の通過抵抗となっている。
【００１１】
この空気の通過抵抗が大きいとダイヤフラムが動き難くなり、防振特性が設計値からずれてしまい、特性が悪化する。
【００１２】
このため、実際には、空気室と３方電磁弁との間に、容量の大きな空気タンクを設け、空気室と空気タンクとの間で空気の行き来を行う必要がある。
【００１３】
したがって、負圧を利用する防振装置の場合、コスト、取付スペース、組立性の問題が生じる。また、エンジン等を支持する場合、防振装置は複数個を必要とするが、各防振装置に一つずつの空気タンク及び三方電磁弁を設けているため、システムとして考えると、部品点数が非常に多くなる。
【００１４】
本発明は上記事実を考慮し、防振特性を維持しつつ、取付スペース、組立性の問題を解決し、しいてはコストの低減を図ることのできる防振装置システムを提供することが目的である。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の防振システムは、振動発生部及び振動受部の一方へ連結される第１の取付部材と、振動発生部及び振動受部の他方へ連結される第２の取付部材と、前記第１の取付部材と前記第２の取付部材との間に設けられ振動発生時に変形する弾性体と、前記弾性体を隔壁の一部として拡縮可能な主液室と、前記主液室とは隔離される副液室と、前記主液室と副液室とを連通する制限通路と、前記副液室の隔壁の一部を構成し、該副液室の容積を拡縮する方向へ移動可能とされたダイヤフラムと、前記ダイヤフラムを介して前記副液室に隣接するように配置され、内部が負圧にされた際には前記ダイヤフラムを内壁面に密着させて前記ダイヤフラムの移動を阻止し、かつ内部が大気圧にされた際に前記ダイヤフラムを前記内壁面から解放する空気室と、を備える複数の防振装置と、前記複数の防振装置の各々の空気室を互いに連通するように連結する空気連通手段と、前記空気室または前記空気連通手段の少なくとも一方を、大気側または前記空気室の内部を負圧にする負圧手段側へ選択して連結する切換弁と、を設けたことを特徴としている。
【００１６】
請求項２に記載の防振システムは、振動発生部及び振動受部の一方へ連結される第１の取付部材と、振動発生部及び振動受部の他方へ連結される第２の取付部材と、前記第１の取付部材と前記第２の取付部材との間に設けられ振動発生時に変形する弾性体と、前記弾性体を隔壁の一部として拡縮可能な主液室と、前記主液室とは隔離される第１の副液室と、前記主液室と前記第１の副液室とを連通する第１の制限通路と、前記主液室とは隔離される第２の副液室と、前記主液室と前記第２の副液室とを連通する第２の制限通路と、前記第１の副液室の隔壁の一部を構成する第１のダイヤフラムと、前記第２の副液室の隔壁の一部を構成し、該第２の副液室の容積を拡縮する方向へ移動可能とされた第２のダイヤフラムと、前記第２のダイヤフラムを介して前記副液室に隣接するように配置され、内部が負圧にされた際に前記ダイヤフラムを内壁面に密着させて前記第２のダイヤフラムの移動を阻止し、かつ内部が大気圧にされた際には前記第２のダイヤフラムを前記内壁面から解放する空気室と、を備える複数の防振装置と、前記複数の防振装置の各々の空気室を互いに連通するように連結する空気連通手段と、前記空気室または前記空気連通手段の少なくとも一方を、大気側または前記空気室の内部を負圧にする負圧手段側へ選択して連結する切換弁と、を設けたことを特徴としている。
【００１７】
【作用】
請求項１に記載の防振システムを、例えば自動車エンジンの振動の防振に使用する場合、自動車エンジンを複数の防振装置で自動車の車体へ支持する。振動発生源である自動車エンジンへ防振装置の第１の取付部材を連結し、振動受部である車体へ第２の取付部材を連結すると、振動は第１の取付部材、弾性体、第２の取付部材を介して車体へと支持される。このとき、振動は弾性体の内部摩擦に基づく抵抗により吸収される他、制限通路を流れる液体の通過抵抗または液柱共振により吸収される。即ち、切換弁を切り換えて、空気室の内部を大気に開放すると、第２ダイヤフラムを空気室の内壁から離間させて弾性変形させることが可能となり、第２副液室が拡縮可能となる。これにより、液体は制限通路を流動可能な状態であり、制限通路を行き来する液体の抵抗、または制限通路内の液体の液柱共振作用で振動が効果的に吸収される。
【００１８】
また、制限通路で液体を動かしたく無い場合（防振特性を変えたい場合）には、切換弁を切り換えて空気室と負圧手段（例えば、エンジンの吸気系）とを連通させ、負圧手段により空気室の内部を負圧にして副液室に面するダイヤフラムを空気室の内壁に密着固定する。これによって空気室は実質的に消滅し副液室は拡縮不能となる。この結果、実質的に制限通路が閉塞されることとなり、液体は制限通路を流れなくなる。
【００１９】
ここで、複数の防振装置の空気室は、空気連通手段によって互いに連通されているので、一方の空気室が実質的に他方の空気室の空気タンクの役目をなし、空気室の空気の出入抵抗が少なくなり、防振特性の悪化を防止することができる。
【００２０】
請求項２に記載の防振システムを、例えば自動車エンジンの振動の防振に使用する場合、自動車エンジンを複数の防振装置で自動車の車体へ支持する。振動発生源である自動車エンジンへ防振装置の第１の取付部材を連結し、振動受部である車体へ第２の取付部材を連結すると、振動は第１の取付部材、弾性体、第２の取付部材を介して車体へと支持される。このとき、振動は弾性体の内部摩擦に基づく抵抗により吸収される他、制限通路を流れる液体の通過抵抗または液柱共振により吸収される。
【００２１】
振動の周波数が所定周波数未満の時には、切換弁を切り換えて空気室と負圧手段（例えば、エンジンの吸気系）とを連通させ、負圧手段により空気室の内部を負圧にして第２副液室に面する第２のダイヤフラムを空気室の内壁に密着固定する。これによって空気室は実質的に消滅し第２副液室は拡縮不能となる。この結果、実質的に第２の制限通路が閉塞されることとなり、液体は第２の制限通路を流れず、第１の制限通路のみで流動可能となり液体が第１の制限通路を通過する際の抵抗または第１の制限通路内の液体の液柱共振作用で所定周波数未満の振動が効果的に吸収される。
【００２２】
また、振動の周波数が所定周波数以上の時には、切換弁を切り換えて、空気室の内部を大気に開放する。これによって、第２ダイヤフラムを空気室の内壁から離間させて弾性変形させることが可能となり、第２副液室が拡縮可能となる。これにより、第１の制限通路が目詰まり状態となったとしても、液体は第２の制限通路を流動可能となり、第２の制限通路内の液体の液柱共振作用で所定周波数以上の振動が効果的に吸収される。
【００２３】
ここで、複数の防振装置の空気室は、空気連通手段によって互いに連通されているので、一方の空気室が実質的に他方の空気室の空気タンクの役目をなし、空気室の空気の出入抵抗が少なくなり、防振特性の悪化を防止することができる。［第１実施例］
本発明に係る防振システム１０の第１実施例を図１乃至図２にしたがって説明する。
【００２４】
図１に示すように、本実施例の防振システム１０には、複数個（本実施例では２個）の防振装置１１Ａ，１１Ｂを備えている。
【００２５】
防振装置１１Ａと防振装置１１Ｂとは同一構造であるので、防振装置１１Ａの説明を行う。防振装置１１Ａには第１の取付部材としての底板１２が備えられている。この底板１２は中央下部に取付ボルト１４が突出され、一例として図示しない自動車の車体へ固定される。底板１２の周囲は直角に屈曲された筒状の立壁部１２Ａとされており、この立壁部１２Ａの上端部には直角に屈曲されたフランジ部１２Ｂが連続形成されている。
【００２６】
この、底板１２のフランジ部１２Ｂには円筒ブロック状の外筒１６がボルト止めされており、フランジ部１２Ｂと外筒１６の下端部との間に仕切部材３０及び第１のダイヤフラムとしてのダイヤフラム１８の周縁部が挟持されている。このダイヤフラム１８と前記底板１２との間は空気室２０とされ、立壁部１２Ａに形成された空気孔２１を介して外部と連通される。
【００２７】
外筒１６の内周面上端部は内径がしだいに拡大された拡開部１６Ｂとされており、弾性体２２の外周が加硫接着されている。また、弾性体２２の一部は外筒１６の内周下端部の一部まで延設されて加硫接着されている。
【００２８】
この弾性体２２の中央には第２の取付部材としての支持台２４の外周２４Ａが加硫接着されている。この支持台２４は図示しないエンジンの搭載部であり、エンジンを固定する取付ボルト２６が立設されている。
【００２９】
ここに外筒１６の内周部、弾性体２２の下端部及びダイヤフラム１８とによって液室２８が形成されており、この液室２８内にはエチレングリコール等の液体２９が充填されている。
【００３０】
液室２８内には仕切部材３０が配置され、液室２８を主液室３２と第１副液室３４とに区画している。この仕切部材３０は合成樹脂等で断面形状略ハット状に形成されている。
【００３１】
図１及び図２に示すように、オリフイス部材３０の外周には、周方向に沿って断面矩形状の細溝４４が形成されている。この細溝４４の外筒１６側は前記弾性体２２の延長部によって閉塞されて第１の制限通路５２とされている。この第１の制限通路は長手方向一端部が矩形状の開口部４４Ａを介して主液室３２と連通され、他端部が開口部４４Ｂを介して第１副液室３４と連通されている。
【００３２】
さらに、仕切部材３０には、外周から反対側の外周へ向けて矩形孔４２が形成されており、図１に示すように、この矩形孔４２の先端は上方へ屈曲し開口部４２Ａを介して主液室３２へ連通して第２の制限通路４６を構成している。
【００３３】
図１及び図２に示すように、外筒１６の外周には、仕切部材３０の矩形孔４２に対応する位置に凹部６２が形成されており、この凹部６２はブロック６４によって閉塞されている。凹部６２の底部には貫通孔７２が形成されており、この貫通孔７２は弾性体２２を貫通する孔２２Ａを介して矩形孔４２に連通している。
【００３４】
また、凹部６２の底部外周には、環状凹部６６が形成されており、この環状凹部６６とブロック６４との間に第２のダイヤフラムとしてのダイヤフラム６８の周縁部が挟持されている。ダイヤフラム６８は、自由状態では貫通孔７２側へ向けて略半球状に突出されており、貫通孔７２がダイヤフラム６８によって閉塞されて第２副液室７０を構成している。また、ブロック６４のダイヤフラム６８に向かい合う面は、ダイヤフラム６８の周縁部を対称面としてダイヤフラム６８の自由状態の形状とほぼ対称な形状、すなわち、略半球状の凹部６４Ａとされている。
【００３５】
この凹部６４Ａとダイヤフラム６８との間は第２空気室としての空気室７４とされている。ブロック６４の中央には空気室７４に連通する吸入孔８０が形成されており、この吸入孔８０はブロック６４の外側に管部６４Ｂを介して連通している。なお、ブロック６４には、空気室７４側の吸入孔８０の開口部に円環溝８３が形成されており、この円環溝８３には、円環状に形成された柔軟な弾性体リング８５が固着されている。
【００３６】
ここで、防振装置１１Ａの管部６４Ｂと防振装置１１Ｂの管部６４Ｂとは空気流通手段としてのパイプ８８で接続されている。
【００３７】
パイプ８８の中間部には分岐８９が設けられており、分岐８９にはパイプ９１の一端が接続されている。
【００３８】
このパイプ９１の他端は切換弁としての３ポート２位置切換弁５６に接続されている。３ポート２位置切換弁５６にはパイプ９１の他にパイプ９３の一端及び大気連通パイプ５８の一端が接続されている。パイプ９３の他端は負圧手段としてのエンジンのインテークマニホールド９０に連結されており、大気連通パイプ５８の他端は大気に連通されている。この３ポート２位置切換弁５６は制御手段６０に接続されて切換が制御される。このため、３ポート２位置切換弁５６がパイプ９１側とインテークマニーホールド９０側とを連通すると空気室７４内は負圧になり、パイプ９１側と大気連通パイプ５８側とを連通すると空気室７４内は大気と同圧となる。
【００３９】
なお、制御手段６０は車両電源によって駆動され、少なくとも車速センサ６２及びエンジン回転数センサ６４からの検出信号を受け、車速及びエンジン回転数を検出できる。これにより制御手段６０は車両がアイドル時かシェイク時かを判断できる。
【００４０】
また、吸入孔８０、パイプ８８、パイプ９１および大気連通パイプ５８は空気の流通抵抗を少なくするためにその内径が２．５ｍｍ以上とされている。
【００４１】
次に実施例の作用を説明する。
この防振装置１１Ａ，１１Ｂの底板１２を一例として自動車等の車両の車体へ固定し、支持台２４にエンジンを搭載して固定すると、エンジンの振動は支持台２４、弾性体２２、外筒１６及び底板１２を介して自動車の車体へ支持され、弾性体２２の内部摩擦に基づく抵抗によって振動が吸収される。
【００４２】
また、車両が例えば７０〜８０ｋｍ／ｈで走行するとシェイク振動（１５Ｈｚ未満）が生じ得る。制御手段６０は車速センサ６２、エンジン回転数センサ６４によりシェイク振動発生時か否かを判断する。制御手段６０がシェイク振動発生時であると判断すると、制御手段６０は３ポート２位置切換弁５６を切り換えてパイプ９１側とインテークマニーホールド９０側とを連通させる。これにより、空気室７４内は負圧にされ、ダイヤフラム６８は図１に想像線で示すようにブロック６４の凹部６４Ａ内周面に密着する。このとき、ダイヤフラム６８は周縁部を境にして反転するため、ダイヤフラム６８は皺等が発生することなく凹部６４Ａ内周面に確実に密着することができる。これによって、第２副液室７０は拡縮不能となり第２の制限通路４６での液体２９の流れはなくなる。従って、液体２９は第１の制限通路５２だけを通って主液室３２と第１副液室３４を行き来することになり、液体２９が第１の制限通路５２を通過する際の抵抗及び液柱共振でシェイク振動が効果的に吸収される。なお、ダイヤフラム６８が凹部６４Ａ内周面に密着した際に、吸入孔８０の開口部に対応するダイヤフラム６８は柔軟な弾性体リング８５に当接するため、ダイヤフラム６８に開口部の跡やキズが付くことがなく耐久性がよい。
【００４３】
また、エンジンがアイドリング運転の場合や車速が５ｋｍ／ｈ以下の場合にはアイドル振動（２０〜４０Ｈｚ）が生じる。前記制御手段６０は車速センサ６２、エンジン回転数センサ６４によりアイドル振動発生時か否かを判断する。制御手段６０がアイドル振動発生時であると判断すると、制御手段６０は３ポート２位置切換弁５６を切り換えてパイプ９１側と大気連通パイプ５８側とを連通させ、空気室７４内は大気と同圧となる。これによって、ダイヤフラム６８は図１に実線で示すようにブロック６４の凹部６４Ａ内周面から離間して、拡縮可能な第２副液室７０が形成される。
【００４４】
したがって、アイドル振動により第１の制限通路５２が目詰まり状態になっても、液体２９は流路面積の大きな第２の制限通路４６を通過して主液室３２と第２副液室７０とを行き来し、第２の制限通路４６内で液体２９が液柱共振してアイドル振動が確実に吸収される。ここで、防振装置１１Ａの空気室７４と防振装置１１Ｂの空気室７４とがパイプ８８を介して連通しているので、一方の空気室７４が実質的に他方の空気室７４の空気タンクの役目をすることになり、ダイヤフラム６８が振動した際の空気室７４からの空気の出入抵抗を少なくすることが可能となるので、防振特性の悪化を防止することができる。
【００４５】
すなわち、本実施例では、パイプ８８で空気室７４同士を互いに連結するだけで、従来必要であった空気タンクを取り除いて、空気タンクを接続した従来の防振装置と同等の性能を得ることができる。また、空気室７４同士を安価なパイプ８８で連結するだけで、コストが高く、取付けスペースも問題となる空気タンクの代わりになるため、防振システム１０のコストを抑えることができる。
【００４６】
なお、エンジンの振動は、主としてローリング振動であるため、防振装置１１Ａの空気室７４の拡縮と防振装置１１Ｂの空気室７４の拡縮とが逆相となるように防振装置１１Ａと防振装置１１Ｂとをエンジンに接続することによって、一方が吸引、他方が排出することになり、スムースに空気を出入りさせることができる。
【００４７】
［第２実施例］
本発明に係る防振システム１０の第２実施例を図３にしたがって説明する。なお、第１実施例と同一構成に関しては同一符号を付し、その説明は省略する。
【００４８】
本実施例の防振システム１０では、一方の防振装置１１のブロック６４に貫通孔９６が形成されており、外部には管部６４Ｃが設けられている。この管部６４Ｃと他方の防振装置１１の管部６４Ｂとが、パイプ８８で連結されている。また、一方の防振装置１１の管部６４Ｂには、パイプ９１を介して３ポート２位置切換弁５６が連結されている。
【００４９】
本実施例の防振システム１０においても、一方の空気室７４と他方の空気室７４とが連通しているので、第１実施例と同様に一方の空気室７４が実質的に他方の空気室７４の空気タンクの役目をなし、ダイヤフラム６８が振動した際の空気室７４からの空気の出入抵抗が少なくなり、防振特性を悪化させることがない。
【００５０】
なお、前記防振装置１１では、主液室に対して副液室を２個対応させ、各々の副液室を制限通路で主液室に連通させたが、主液室に対して副液室を３個以上対応させ、各々の副液室を制限通路で主液室に連通させても良く、主液室に対して副液室を１個のみ対応させ、主液室と副液室とを１乃至複数本の制限通路で連結してもよい。例えば、主液室に対して副液室を１個のみ対応させ、主液室と副液室とを１本の制限通路で連結する場合、制限通路での液体の流れを制限してばね定数を高めることができ、エンジン始動時の揺れを抑えることができる。
【００５１】
また、前記各実施例ではエンジンのインテークマニホールド９０を負圧手段として用いる構成としたが、本発明はこれに限らず、吸引ポンプ等の負圧手段を別途設ける構成としてもよい。
【００５２】
また、前記実施例では防振装置１１をエンジンマウントとして用いる構成を示したが、本発明はこれに限らず、防振装置１１をキャブマウント、ボデイマウント、一般産業用機械の支持等に用いてもよいことは勿論である。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明した如く請求項１及び請求項２に記載の防振システムでは、複数の防振装置の空気室を空気連通手段によって互いに連通させて空気室からの空気の出入り抵抗を少なくすることができるため、外付けの空気タンクが無くても防振特性の悪化を防止でき、取付スペース、組立性等の問題を解決でき、しいてはコストを低減できるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の防振装置システムの構成図である。
【図２】図１に示す防振装置の横断面図である。
【図３】本発明の第２実施例の防振装置システムの構成図である。
【符号の説明】
１０ 防振システム
１１ 防振装置
１２ 底板（第１の取付部材）
１８ ダイヤフラム（第１のダイヤフラム）
２２ 弾性体
２４ 支持台（第２の取付部材）
３２ 主液室
３４ 第１副液室
４６ 第２の制限通路
５２ 第１の制限通路
５６ ３ポート２位置切換弁（切換弁）
６８ ダイヤフラム（第２のダイヤフラム）
７０ 第２副液室
７４ 空気室
８８ パイプ（空気連通手段）
９０ インテークマニホールド（負圧手段）
【産業上の利用分野】
本発明は車両、一般産業用機械等に用いられ、振動発生部からの振動を吸収減衰する防振システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のエンジンにはエンジンと車体との間にエンジンマウントとしての防振装置が配設され、エンジンの振動が車体に伝達されることを阻止するようになっている。
【０００３】
エンジンに発生する振動には車両が高速で走行している場合等に発生する所謂シェイク振動やアイドル時及び車両が時速５キロ程度で走行している場合に発生する所謂アイドル振動等がある。
【０００４】
一般的に前記シェイク振動は周波数が１５Ｈｚ未満であるのに対しアイドル振動は周波数が２０〜４０Ｈｚであり、シェイク振動とアイドル振動とでは周波数が相違する。
【０００５】
シェイク振動とアイドル振動とを吸収する防振装置として液体封入式の防振装置が提案されている。この防振装置として、エンジンの吸気系に生ずる吸入負圧を利用して防振装置の特性を変化させることのできる防振装置が提案されている。
【０００６】
この防振装置には、主液室と副液室とを備えており、主液室と複数の副液室とがそれぞれ制限通路で連結されている。周知のように、液体封入式の防振装置では、振動入力時に制限通路内で液体を行き来させる（共振させる）ことによって振動を減衰するようになっているため、副液室には反対側が空気と接するダイヤフラムが面している。即ち、ダイヤフラムが変形することで副液室の容積変化が可能となり、主液室と副液室とを連通する制限通路内で液体を行き来させることができるのである。このため、ダイヤフラムの動きを規制すれば、制限通路内で液体が流動できないようにすることができる。
【０００７】
この原理に基づいて、この防振装置では、ダイヤフラムの片面に空気室を設け、この空気室の内圧を下げることでダイヤフラムを空気室の内壁に密着させ、所望の制限通路のみで液体を行き来させるようになっている。この空気室の内圧を下げるために、例えば、エンジンの吸入負圧が利用されている。
【０００８】
なお、この種の防振装置としては、主液室と一つの副液室を備え、両者が複数の制限通路で連結されているタイプのものもある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記防振装置では、空気室とエンジンの吸気系とを繋ぐ配管の途中に３方電磁弁が介されている。この３方電磁弁は、空気室を大気とエンジンの吸気系との何れかへ連結するように作動するものである。
【００１０】
しかし、３方電磁弁は、内部の空気経路の径が細く、内部で屈曲しており、さらに、開閉される孔の径も小さいため、空気の通過抵抗が大きい。また、３方電磁弁からマウントまでの距離があるため、配管も比較的長くなり、これも空気の通過抵抗となっている。
【００１１】
この空気の通過抵抗が大きいとダイヤフラムが動き難くなり、防振特性が設計値からずれてしまい、特性が悪化する。
【００１２】
このため、実際には、空気室と３方電磁弁との間に、容量の大きな空気タンクを設け、空気室と空気タンクとの間で空気の行き来を行う必要がある。
【００１３】
したがって、負圧を利用する防振装置の場合、コスト、取付スペース、組立性の問題が生じる。また、エンジン等を支持する場合、防振装置は複数個を必要とするが、各防振装置に一つずつの空気タンク及び三方電磁弁を設けているため、システムとして考えると、部品点数が非常に多くなる。
【００１４】
本発明は上記事実を考慮し、防振特性を維持しつつ、取付スペース、組立性の問題を解決し、しいてはコストの低減を図ることのできる防振装置システムを提供することが目的である。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の防振システムは、振動発生部及び振動受部の一方へ連結される第１の取付部材と、振動発生部及び振動受部の他方へ連結される第２の取付部材と、前記第１の取付部材と前記第２の取付部材との間に設けられ振動発生時に変形する弾性体と、前記弾性体を隔壁の一部として拡縮可能な主液室と、前記主液室とは隔離される副液室と、前記主液室と副液室とを連通する制限通路と、前記副液室の隔壁の一部を構成し、該副液室の容積を拡縮する方向へ移動可能とされたダイヤフラムと、前記ダイヤフラムを介して前記副液室に隣接するように配置され、内部が負圧にされた際には前記ダイヤフラムを内壁面に密着させて前記ダイヤフラムの移動を阻止し、かつ内部が大気圧にされた際に前記ダイヤフラムを前記内壁面から解放する空気室と、を備える複数の防振装置と、前記複数の防振装置の各々の空気室を互いに連通するように連結する空気連通手段と、前記空気室または前記空気連通手段の少なくとも一方を、大気側または前記空気室の内部を負圧にする負圧手段側へ選択して連結する切換弁と、を設けたことを特徴としている。
【００１６】
請求項２に記載の防振システムは、振動発生部及び振動受部の一方へ連結される第１の取付部材と、振動発生部及び振動受部の他方へ連結される第２の取付部材と、前記第１の取付部材と前記第２の取付部材との間に設けられ振動発生時に変形する弾性体と、前記弾性体を隔壁の一部として拡縮可能な主液室と、前記主液室とは隔離される第１の副液室と、前記主液室と前記第１の副液室とを連通する第１の制限通路と、前記主液室とは隔離される第２の副液室と、前記主液室と前記第２の副液室とを連通する第２の制限通路と、前記第１の副液室の隔壁の一部を構成する第１のダイヤフラムと、前記第２の副液室の隔壁の一部を構成し、該第２の副液室の容積を拡縮する方向へ移動可能とされた第２のダイヤフラムと、前記第２のダイヤフラムを介して前記副液室に隣接するように配置され、内部が負圧にされた際に前記ダイヤフラムを内壁面に密着させて前記第２のダイヤフラムの移動を阻止し、かつ内部が大気圧にされた際には前記第２のダイヤフラムを前記内壁面から解放する空気室と、を備える複数の防振装置と、前記複数の防振装置の各々の空気室を互いに連通するように連結する空気連通手段と、前記空気室または前記空気連通手段の少なくとも一方を、大気側または前記空気室の内部を負圧にする負圧手段側へ選択して連結する切換弁と、を設けたことを特徴としている。
【００１７】
【作用】
請求項１に記載の防振システムを、例えば自動車エンジンの振動の防振に使用する場合、自動車エンジンを複数の防振装置で自動車の車体へ支持する。振動発生源である自動車エンジンへ防振装置の第１の取付部材を連結し、振動受部である車体へ第２の取付部材を連結すると、振動は第１の取付部材、弾性体、第２の取付部材を介して車体へと支持される。このとき、振動は弾性体の内部摩擦に基づく抵抗により吸収される他、制限通路を流れる液体の通過抵抗または液柱共振により吸収される。即ち、切換弁を切り換えて、空気室の内部を大気に開放すると、第２ダイヤフラムを空気室の内壁から離間させて弾性変形させることが可能となり、第２副液室が拡縮可能となる。これにより、液体は制限通路を流動可能な状態であり、制限通路を行き来する液体の抵抗、または制限通路内の液体の液柱共振作用で振動が効果的に吸収される。
【００１８】
また、制限通路で液体を動かしたく無い場合（防振特性を変えたい場合）には、切換弁を切り換えて空気室と負圧手段（例えば、エンジンの吸気系）とを連通させ、負圧手段により空気室の内部を負圧にして副液室に面するダイヤフラムを空気室の内壁に密着固定する。これによって空気室は実質的に消滅し副液室は拡縮不能となる。この結果、実質的に制限通路が閉塞されることとなり、液体は制限通路を流れなくなる。
【００１９】
ここで、複数の防振装置の空気室は、空気連通手段によって互いに連通されているので、一方の空気室が実質的に他方の空気室の空気タンクの役目をなし、空気室の空気の出入抵抗が少なくなり、防振特性の悪化を防止することができる。
【００２０】
請求項２に記載の防振システムを、例えば自動車エンジンの振動の防振に使用する場合、自動車エンジンを複数の防振装置で自動車の車体へ支持する。振動発生源である自動車エンジンへ防振装置の第１の取付部材を連結し、振動受部である車体へ第２の取付部材を連結すると、振動は第１の取付部材、弾性体、第２の取付部材を介して車体へと支持される。このとき、振動は弾性体の内部摩擦に基づく抵抗により吸収される他、制限通路を流れる液体の通過抵抗または液柱共振により吸収される。
【００２１】
振動の周波数が所定周波数未満の時には、切換弁を切り換えて空気室と負圧手段（例えば、エンジンの吸気系）とを連通させ、負圧手段により空気室の内部を負圧にして第２副液室に面する第２のダイヤフラムを空気室の内壁に密着固定する。これによって空気室は実質的に消滅し第２副液室は拡縮不能となる。この結果、実質的に第２の制限通路が閉塞されることとなり、液体は第２の制限通路を流れず、第１の制限通路のみで流動可能となり液体が第１の制限通路を通過する際の抵抗または第１の制限通路内の液体の液柱共振作用で所定周波数未満の振動が効果的に吸収される。
【００２２】
また、振動の周波数が所定周波数以上の時には、切換弁を切り換えて、空気室の内部を大気に開放する。これによって、第２ダイヤフラムを空気室の内壁から離間させて弾性変形させることが可能となり、第２副液室が拡縮可能となる。これにより、第１の制限通路が目詰まり状態となったとしても、液体は第２の制限通路を流動可能となり、第２の制限通路内の液体の液柱共振作用で所定周波数以上の振動が効果的に吸収される。
【００２３】
ここで、複数の防振装置の空気室は、空気連通手段によって互いに連通されているので、一方の空気室が実質的に他方の空気室の空気タンクの役目をなし、空気室の空気の出入抵抗が少なくなり、防振特性の悪化を防止することができる。［第１実施例］
本発明に係る防振システム１０の第１実施例を図１乃至図２にしたがって説明する。
【００２４】
図１に示すように、本実施例の防振システム１０には、複数個（本実施例では２個）の防振装置１１Ａ，１１Ｂを備えている。
【００２５】
防振装置１１Ａと防振装置１１Ｂとは同一構造であるので、防振装置１１Ａの説明を行う。防振装置１１Ａには第１の取付部材としての底板１２が備えられている。この底板１２は中央下部に取付ボルト１４が突出され、一例として図示しない自動車の車体へ固定される。底板１２の周囲は直角に屈曲された筒状の立壁部１２Ａとされており、この立壁部１２Ａの上端部には直角に屈曲されたフランジ部１２Ｂが連続形成されている。
【００２６】
この、底板１２のフランジ部１２Ｂには円筒ブロック状の外筒１６がボルト止めされており、フランジ部１２Ｂと外筒１６の下端部との間に仕切部材３０及び第１のダイヤフラムとしてのダイヤフラム１８の周縁部が挟持されている。このダイヤフラム１８と前記底板１２との間は空気室２０とされ、立壁部１２Ａに形成された空気孔２１を介して外部と連通される。
【００２７】
外筒１６の内周面上端部は内径がしだいに拡大された拡開部１６Ｂとされており、弾性体２２の外周が加硫接着されている。また、弾性体２２の一部は外筒１６の内周下端部の一部まで延設されて加硫接着されている。
【００２８】
この弾性体２２の中央には第２の取付部材としての支持台２４の外周２４Ａが加硫接着されている。この支持台２４は図示しないエンジンの搭載部であり、エンジンを固定する取付ボルト２６が立設されている。
【００２９】
ここに外筒１６の内周部、弾性体２２の下端部及びダイヤフラム１８とによって液室２８が形成されており、この液室２８内にはエチレングリコール等の液体２９が充填されている。
【００３０】
液室２８内には仕切部材３０が配置され、液室２８を主液室３２と第１副液室３４とに区画している。この仕切部材３０は合成樹脂等で断面形状略ハット状に形成されている。
【００３１】
図１及び図２に示すように、オリフイス部材３０の外周には、周方向に沿って断面矩形状の細溝４４が形成されている。この細溝４４の外筒１６側は前記弾性体２２の延長部によって閉塞されて第１の制限通路５２とされている。この第１の制限通路は長手方向一端部が矩形状の開口部４４Ａを介して主液室３２と連通され、他端部が開口部４４Ｂを介して第１副液室３４と連通されている。
【００３２】
さらに、仕切部材３０には、外周から反対側の外周へ向けて矩形孔４２が形成されており、図１に示すように、この矩形孔４２の先端は上方へ屈曲し開口部４２Ａを介して主液室３２へ連通して第２の制限通路４６を構成している。
【００３３】
図１及び図２に示すように、外筒１６の外周には、仕切部材３０の矩形孔４２に対応する位置に凹部６２が形成されており、この凹部６２はブロック６４によって閉塞されている。凹部６２の底部には貫通孔７２が形成されており、この貫通孔７２は弾性体２２を貫通する孔２２Ａを介して矩形孔４２に連通している。
【００３４】
また、凹部６２の底部外周には、環状凹部６６が形成されており、この環状凹部６６とブロック６４との間に第２のダイヤフラムとしてのダイヤフラム６８の周縁部が挟持されている。ダイヤフラム６８は、自由状態では貫通孔７２側へ向けて略半球状に突出されており、貫通孔７２がダイヤフラム６８によって閉塞されて第２副液室７０を構成している。また、ブロック６４のダイヤフラム６８に向かい合う面は、ダイヤフラム６８の周縁部を対称面としてダイヤフラム６８の自由状態の形状とほぼ対称な形状、すなわち、略半球状の凹部６４Ａとされている。
【００３５】
この凹部６４Ａとダイヤフラム６８との間は第２空気室としての空気室７４とされている。ブロック６４の中央には空気室７４に連通する吸入孔８０が形成されており、この吸入孔８０はブロック６４の外側に管部６４Ｂを介して連通している。なお、ブロック６４には、空気室７４側の吸入孔８０の開口部に円環溝８３が形成されており、この円環溝８３には、円環状に形成された柔軟な弾性体リング８５が固着されている。
【００３６】
ここで、防振装置１１Ａの管部６４Ｂと防振装置１１Ｂの管部６４Ｂとは空気流通手段としてのパイプ８８で接続されている。
【００３７】
パイプ８８の中間部には分岐８９が設けられており、分岐８９にはパイプ９１の一端が接続されている。
【００３８】
このパイプ９１の他端は切換弁としての３ポート２位置切換弁５６に接続されている。３ポート２位置切換弁５６にはパイプ９１の他にパイプ９３の一端及び大気連通パイプ５８の一端が接続されている。パイプ９３の他端は負圧手段としてのエンジンのインテークマニホールド９０に連結されており、大気連通パイプ５８の他端は大気に連通されている。この３ポート２位置切換弁５６は制御手段６０に接続されて切換が制御される。このため、３ポート２位置切換弁５６がパイプ９１側とインテークマニーホールド９０側とを連通すると空気室７４内は負圧になり、パイプ９１側と大気連通パイプ５８側とを連通すると空気室７４内は大気と同圧となる。
【００３９】
なお、制御手段６０は車両電源によって駆動され、少なくとも車速センサ６２及びエンジン回転数センサ６４からの検出信号を受け、車速及びエンジン回転数を検出できる。これにより制御手段６０は車両がアイドル時かシェイク時かを判断できる。
【００４０】
また、吸入孔８０、パイプ８８、パイプ９１および大気連通パイプ５８は空気の流通抵抗を少なくするためにその内径が２．５ｍｍ以上とされている。
【００４１】
次に実施例の作用を説明する。
この防振装置１１Ａ，１１Ｂの底板１２を一例として自動車等の車両の車体へ固定し、支持台２４にエンジンを搭載して固定すると、エンジンの振動は支持台２４、弾性体２２、外筒１６及び底板１２を介して自動車の車体へ支持され、弾性体２２の内部摩擦に基づく抵抗によって振動が吸収される。
【００４２】
また、車両が例えば７０〜８０ｋｍ／ｈで走行するとシェイク振動（１５Ｈｚ未満）が生じ得る。制御手段６０は車速センサ６２、エンジン回転数センサ６４によりシェイク振動発生時か否かを判断する。制御手段６０がシェイク振動発生時であると判断すると、制御手段６０は３ポート２位置切換弁５６を切り換えてパイプ９１側とインテークマニーホールド９０側とを連通させる。これにより、空気室７４内は負圧にされ、ダイヤフラム６８は図１に想像線で示すようにブロック６４の凹部６４Ａ内周面に密着する。このとき、ダイヤフラム６８は周縁部を境にして反転するため、ダイヤフラム６８は皺等が発生することなく凹部６４Ａ内周面に確実に密着することができる。これによって、第２副液室７０は拡縮不能となり第２の制限通路４６での液体２９の流れはなくなる。従って、液体２９は第１の制限通路５２だけを通って主液室３２と第１副液室３４を行き来することになり、液体２９が第１の制限通路５２を通過する際の抵抗及び液柱共振でシェイク振動が効果的に吸収される。なお、ダイヤフラム６８が凹部６４Ａ内周面に密着した際に、吸入孔８０の開口部に対応するダイヤフラム６８は柔軟な弾性体リング８５に当接するため、ダイヤフラム６８に開口部の跡やキズが付くことがなく耐久性がよい。
【００４３】
また、エンジンがアイドリング運転の場合や車速が５ｋｍ／ｈ以下の場合にはアイドル振動（２０〜４０Ｈｚ）が生じる。前記制御手段６０は車速センサ６２、エンジン回転数センサ６４によりアイドル振動発生時か否かを判断する。制御手段６０がアイドル振動発生時であると判断すると、制御手段６０は３ポート２位置切換弁５６を切り換えてパイプ９１側と大気連通パイプ５８側とを連通させ、空気室７４内は大気と同圧となる。これによって、ダイヤフラム６８は図１に実線で示すようにブロック６４の凹部６４Ａ内周面から離間して、拡縮可能な第２副液室７０が形成される。
【００４４】
したがって、アイドル振動により第１の制限通路５２が目詰まり状態になっても、液体２９は流路面積の大きな第２の制限通路４６を通過して主液室３２と第２副液室７０とを行き来し、第２の制限通路４６内で液体２９が液柱共振してアイドル振動が確実に吸収される。ここで、防振装置１１Ａの空気室７４と防振装置１１Ｂの空気室７４とがパイプ８８を介して連通しているので、一方の空気室７４が実質的に他方の空気室７４の空気タンクの役目をすることになり、ダイヤフラム６８が振動した際の空気室７４からの空気の出入抵抗を少なくすることが可能となるので、防振特性の悪化を防止することができる。
【００４５】
すなわち、本実施例では、パイプ８８で空気室７４同士を互いに連結するだけで、従来必要であった空気タンクを取り除いて、空気タンクを接続した従来の防振装置と同等の性能を得ることができる。また、空気室７４同士を安価なパイプ８８で連結するだけで、コストが高く、取付けスペースも問題となる空気タンクの代わりになるため、防振システム１０のコストを抑えることができる。
【００４６】
なお、エンジンの振動は、主としてローリング振動であるため、防振装置１１Ａの空気室７４の拡縮と防振装置１１Ｂの空気室７４の拡縮とが逆相となるように防振装置１１Ａと防振装置１１Ｂとをエンジンに接続することによって、一方が吸引、他方が排出することになり、スムースに空気を出入りさせることができる。
【００４７】
［第２実施例］
本発明に係る防振システム１０の第２実施例を図３にしたがって説明する。なお、第１実施例と同一構成に関しては同一符号を付し、その説明は省略する。
【００４８】
本実施例の防振システム１０では、一方の防振装置１１のブロック６４に貫通孔９６が形成されており、外部には管部６４Ｃが設けられている。この管部６４Ｃと他方の防振装置１１の管部６４Ｂとが、パイプ８８で連結されている。また、一方の防振装置１１の管部６４Ｂには、パイプ９１を介して３ポート２位置切換弁５６が連結されている。
【００４９】
本実施例の防振システム１０においても、一方の空気室７４と他方の空気室７４とが連通しているので、第１実施例と同様に一方の空気室７４が実質的に他方の空気室７４の空気タンクの役目をなし、ダイヤフラム６８が振動した際の空気室７４からの空気の出入抵抗が少なくなり、防振特性を悪化させることがない。
【００５０】
なお、前記防振装置１１では、主液室に対して副液室を２個対応させ、各々の副液室を制限通路で主液室に連通させたが、主液室に対して副液室を３個以上対応させ、各々の副液室を制限通路で主液室に連通させても良く、主液室に対して副液室を１個のみ対応させ、主液室と副液室とを１乃至複数本の制限通路で連結してもよい。例えば、主液室に対して副液室を１個のみ対応させ、主液室と副液室とを１本の制限通路で連結する場合、制限通路での液体の流れを制限してばね定数を高めることができ、エンジン始動時の揺れを抑えることができる。
【００５１】
また、前記各実施例ではエンジンのインテークマニホールド９０を負圧手段として用いる構成としたが、本発明はこれに限らず、吸引ポンプ等の負圧手段を別途設ける構成としてもよい。
【００５２】
また、前記実施例では防振装置１１をエンジンマウントとして用いる構成を示したが、本発明はこれに限らず、防振装置１１をキャブマウント、ボデイマウント、一般産業用機械の支持等に用いてもよいことは勿論である。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明した如く請求項１及び請求項２に記載の防振システムでは、複数の防振装置の空気室を空気連通手段によって互いに連通させて空気室からの空気の出入り抵抗を少なくすることができるため、外付けの空気タンクが無くても防振特性の悪化を防止でき、取付スペース、組立性等の問題を解決でき、しいてはコストを低減できるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の防振装置システムの構成図である。
【図２】図１に示す防振装置の横断面図である。
【図３】本発明の第２実施例の防振装置システムの構成図である。
【符号の説明】
１０ 防振システム
１１ 防振装置
１２ 底板（第１の取付部材）
１８ ダイヤフラム（第１のダイヤフラム）
２２ 弾性体
２４ 支持台（第２の取付部材）
３２ 主液室
３４ 第１副液室
４６ 第２の制限通路
５２ 第１の制限通路
５６ ３ポート２位置切換弁（切換弁）
６８ ダイヤフラム（第２のダイヤフラム）
７０ 第２副液室
７４ 空気室
８８ パイプ（空気連通手段）
９０ インテークマニホールド（負圧手段）
Claims (2)
- 振動発生部及び振動受部の一方へ連結される第１の取付部材と、振動発生部及び振動受部の他方へ連結される第２の取付部材と、前記第１の取付部材と前記第２の取付部材との間に設けられ振動発生時に変形する弾性体と、前記弾性体を隔壁の一部として拡縮可能な主液室と、前記主液室とは隔離される副液室と、前記主液室と副液室とを連通する制限通路と、前記副液室の隔壁の一部を構成し、該副液室の容積を拡縮する方向へ移動可能とされたダイヤフラムと、前記ダイヤフラムを介して前記副液室に隣接するように配置され、内部が負圧にされた際に前記ダイヤフラムを内壁面に密着させて前記ダイヤフラムの移動を阻止し、かつ内部が大気圧にされた際には前記ダイヤフラムを前記内壁面から解放する空気室と、を備える複数の防振装置と、
前記複数の防振装置の各々の空気室を互いに連通するように連結する空気連通手段と、
前記空気室または前記空気連通手段の少なくとも一方を、大気側または前記空気室の内部を負圧にする負圧手段側へ選択して連結する切換弁と、
を設けたことを特徴とする防振システム。 - 振動発生部及び振動受部の一方へ連結される第１の取付部材と、振動発生部及び振動受部の他方へ連結される第２の取付部材と、前記第１の取付部材と前記第２の取付部材との間に設けられ振動発生時に変形する弾性体と、前記弾性体を隔壁の一部として拡縮可能な主液室と、前記主液室とは隔離される第１の副液室と、前記主液室と前記第１の副液室とを連通する第１の制限通路と、
前記主液室とは隔離される第２の副液室と、前記主液室と前記第２の副液室とを連通する第２の制限通路と、前記第１の副液室の隔壁の一部を構成する第１のダイヤフラムと、前記第２の副液室の隔壁の一部を構成し、該第２の副液室の容積を拡縮する方向へ移動可能とされた第２のダイヤフラムと、前記第２のダイヤフラムを介して前記副液室に隣接するように配置され、内部が負圧にされた際に前記ダイヤフラムを内壁面に密着させて前記第２のダイヤフラムの移動を阻止し、かつ内部が大気圧にされた際に前記第２のダイヤフラムを前記内壁面から解放する空気室と、を備える複数の防振装置と、
前記複数の防振装置の各々の空気室を互いに連通するように連結する空気連通手段と、
前記空気室または前記空気連通手段の少なくとも一方を、大気側または前記空気室の内部を負圧にする負圧手段側へ選択して連結する切換弁と、
を設けたことを特徴とする防振システム。
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