JP3549002B2 - 液体封入式防振装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内部に封入された液体の流動に基づいて防振効果の得られるようにした液体封入式防振装置に関するものであり、特に、液体の流動に伴なって発揮される防振特性を、エンジン吸入負圧及び切換手段の作動によって複数段に切換えることのできるようにした液体封入式防振装置における、その切換手段の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
防振装置のうち、特に、自動車用のエンジンマウント等にあっては、動力源であるところのエンジンが、アイドリング運転の状態から最大回転速度までの間、種々の状況下で使用されるものであるため、広い範囲の周波数に対応できるものでなければならない。また、最近においては、比較的高周波数域の振動に起因するこもり音の遮断を目的としたエンジンマウントのチューニングが行なわれるようになっている。このような複数の条件に対応させるために、内部に液室を設け、更には、当該液室内に特定の周波数にて振動するボイスコイル等からなる振動子を設けるようにした、いわゆるボイスコイルタイプの液体封入式防振装置がすでに案出されており、例えば特開平５−１４９３６９号公報等により公知となっている。しかしながら、これらの公知のものは、複数の液室を設けるようにするとともに、当該液室内にピストン等からなる可動片を設け、更には、当該可動片を駆動するボイスコイルを設けるようにする等、その構造が複雑なものとなっている。従って、これらの公知のものは、加振コイル及び永久磁石を初めとして、多くの部品を有する等、防振装置として全体的に重くならざるを得ないと言う問題点を有する。このような問題点を解決するために、エンジンの吸入負圧にて駆動されるダイヤフラム及び平衡室等からなる簡単な構造の加振装置を設け、これによって、アイドリング振動を初めとした各種振動の遮断を図るようにしたものが、本出願人によって、すでに出願されている（特願平８−２８７５２４号参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のものは、アイドリング振動の入力に対しては、上記主室内の液圧が上昇しないように、ダイヤフラム等からなる平衡室に、負圧または大気圧を上記エンジン振動に同期させた状態で交互に導入させ、これによってアイドリング振動に対する防振装置全体の動バネ定数を低減化させるようにしているものである。また、一方、車両の走行中に問題とされるエンジンシェークに対しては、ダイヤフラム等にて形成される負圧室（平衡室）等に負圧を連続的に導入するようにし、これによって上記ダイヤフラムを吸引して上記負圧室（平衡室）の容積をゼロの状態にし、上記エンジンシェークの振動入力に対して、上記主室内の液体を積極的にオリフィスを経由して上記副室側へ流動させるようにしているものである。すなわち、エンジンシェークの入力に対しては、上記主室内の液圧を上昇させるようにしているものである。しかしながら、このような方式のものにおいては、アイドリング振動に対して、上記平衡室内に、上記切換手段を介して負圧または大気圧が交互に導入されるとともに、これによって、平衡室を形成するダイヤフラムは、交互に吸引または吸引解除の状態におかれることとなる。そして、このとき、上記吸引解除時においては、ダイヤフラムは自己のバネ力によって元の状態に戻るように作動しているものであり、この自己復元作用によって大気圧を吸入するように作動しているものである。従って、負圧導入時におけるダイヤフラムの作動（振動）と大気圧導入時におけるダイヤフラムの作動（振動）とは、その条件が異なっている。すなわち、上記ダイヤフラムは片振り状態で振動をしているものである。このような条件の異なるダイヤフラムの振動を、負圧導入時と大気圧導入時とでバランスさせるようにした負圧導入型の液体封入式防振装置を提供しようとするのが、本発明の目的（課題）である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明においては次のような手段を講ずることとした。すなわち、第一の連結部材と、第二の連結部材と、これら第一の連結部材と第二の連結部材との間にあって上記振動体からの振動を吸収及び遮断するインシュレータと、当該インシュレータに対して直列に設けられるものであって、非圧縮性流体である液体の封入される主室、及び該主室の下方に仕切板を介して設けられ当該主室とオリフィスを介して上記液体が流動するように連結される副室、更には前記仕切板の上面に取り付けられたダイヤフラムを介して形成されるものであって大気圧及び負圧のうち、いずれか一方のものが導入されるように形成された平衡室からなる防振機構部と、当該防振機構部の上記平衡室に負圧または大気圧のうちのいずれか一方のものを導入するように切換作動をする切換手段と、当該切換手段の切換作動を制御して、上記平衡室に負圧と大気圧のいずれか一方を連続的に導入する状態と、上記平衡室に負圧と大気圧をエンジンのアイドリング振動に同期させた状態で交互に導入させる状態とに切り換える制御手段と、からなり、上記平衡室内に負圧と大気圧をアイドリング振動に同期させた状態で交互に導入することによりアイドリング振動によって生ずる上記主室内の液圧変動を吸収するようにした液体封入式防振装置に関して、上記切換手段に負圧または大気圧を導入する径路の断面形状の大きさを、負圧を導入する側のものよりも大気圧を導入する側のものの方が、大きな値を有するか、または同等の値を有するようにした構成を採ることとした。
【０００５】
このような構成を採ることにより、本発明のものにおいては次のような作用を呈することとなる。すなわち、平衡室を形成するダイヤフラムは、負圧導入行程時には所定の負圧源から導入される負圧にて所定のストローク量だけ吸引されることとなる。一方、大気圧導入行程時においては、ダイヤフラム自身の自己復元能力によって所定のストローク量だけ作動（振動）をすることとなる。そして、この自己復元作用に基づくストローク（振動）によって、所定量の大気（空気）が、大気圧導入径路及び切換手段を介して、上記平衡室に導入されることとなる。このような負圧導入行程と大気圧導入行程とにおいて、大気圧導入側の径路の断面積の方が、負圧導入側の径路の断面積よりも、その値が大きくなるようにしたので、それぞれの一行程（１ストローク）中に平衡室に導入される流体（大気）あるいは排出される流体（気体）の量を、バランスさせることができるようになる。
【０００６】
すなわち、負圧導入時と大気圧導入時とで、平衡室あるいはダイヤフラムにて成される仕事量を平衡化（バランス）させることができるようになり、アイドリング振動の遮断作用が効率良く行なわれることとなる。また、負圧導入によって吸引側にのみ変位（変形）するダイヤフラムのへたり等を防止することができるようになる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図１及び図２を基に説明する。本発明の実施の形態に関するものの、その構成は、振動体に取り付けられるものであって第一の連結部材を形成する上部連結部材９と、車体側のメンバ等に取り付けられるものであって第二の連結部材を形成する下部連結部材９９と、これら上部連結部材９と下部連結部材９９との間にあって上記振動体からの振動を吸収及び遮断するインシュレータ７と、当該インシュレータ７に対して直列に設けられるものであって非圧縮性流体である液体の封入される主室１１及び副室１２にて形成される液室等からなる防振機構部１と、当該防振機構部１の一部を形成するものであって上記主室１１側に設けられる平衡室１３のところに、負圧または大気圧のうち、いずれか一方のものを連続的に、あるいはエンジン振動に同期させた状態で交互に導入させるように切換作動をする切換手段３と、当該切換手段３の切換作動を制御する制御手段５と、からなることを基本とするものである。
【０００８】
このような基本構成からなるものにおいて、上記平衡室１３へ適宜切換えた状態にて負圧または大気圧を導入するように作動する切換手段３の、その切換バルブ３１のところには、負圧源からの負圧を導く径路（負圧導入径路）２１及び大気圧を導くための径路（大気圧導入径路）２５が設けられるようになっているものである。そして、このような各径路２１、２５は負圧導入時と大気圧導入時とにおける上記防振機構部１の作動状態をバランスさせるために、それぞれの内径部における断面形状の大きさを基本的に異ならせるようにしているものである。
【０００９】
具体的には、負圧導入側の径路２１よりも、大気圧導入側の径路２５の方が、その内径部の断面積の値において大きな値を有するようにするか、あるいは最小限の状態においても同等の値となるようにしているものである。すなわち、少なくとも同等の内径を有するパイプあるいはホース等にて各径路２１、２５を形成させるか、または大気圧導入径路２５の方が負圧導入径路２１よりも、内径の大きいもの（太いもの）を採用することとしている。そして、このような構成からなる上記平衡室１３へ、負圧または大気圧を適宜切換えた状態で導入するように作動をする切換手段３は、三方弁等からなる切換バルブ３１と、当該切換バルブ３１を駆動するソレノイド３２と、からなるものである。
【００１０】
また、このような構成からなるものにおいて、上記インシュレータ７は、防振ゴム材等のゴム状弾性体からなるものであり、上記上部連結部材９に、その一方の端面が加硫接着手段等により一体的に結合されるようになっているものである。そして、このようなインシュレータ７に対して直列に設けられる防振機構部１は、上記インシュレータ７の下方部に、当該インシュレータ７に連続して設けられるものであって液体の封入される主室１１と、当該主室１１内であって、その下方部のところに、ダイヤフラム１５を介して区画形成されるとともに、上記切換手段３を介して負圧または大気圧の導入される平衡室１３と、上記主室１１に対して仕切板１４を介して設けられるものであって上記主室１１と同様、液体の封入される副室１２と、これら主室１１と副室１２との間を連結するオリフィス１６と、上記副室１２の下方部に別のダイヤフラム１７を介して設けられるものであって、常に空気の導入される空気室１８と、からなることを基本とするものである。
【００１１】
次に、このような構成からなる上記切換手段３の切換作動を制御する制御手段５は、マイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ）等の演算手段を基礎に形成されるマイクロコンピュータ等からなるものであり、エンジン等の振動体からの振動を検出して、当該振動に応じて、上記切換手段３の切換作動を制御するようになっているものである。
【００１２】
次に、このような構成からなる本発明の実施の形態に関するものの、その作動態様等について説明する。すなわち、振動体側からの振動は、図１に示す如く、第一の連結部材を形成する上部連結部材９を介して、ゴム材等からなるインシュレータ７へと伝播される。これに伴なって、当該インシュレータ７は振動あるいは変形をして、上記入力振動の大部分を吸収あるいは遮断をする。従って、大半の振動は、このインシュレータ７のところで遮断されることとなるが、一部のものは、当該インシュレータ７のところでは遮断されず、次の防振機構部１のところで遮断されることとなる。次に、この防振機構部１における具体的な作用について説明する。まず、アイドリング振動に対しては、上記切換手段３を作動させることによって、上記平衡室１３内へ、負圧または大気圧を特定の周波数をもって交互に導入させるようにする。すなわち、上記切換手段３を特定の周波数にて作動させることによって、上記平衡室１３内の圧力（容積）を変化させ、これによって、上記インシュレータ７を介して入力されるアイドリング振動によって生ずる上記主室１１内の液圧変動を吸収するようにする。その結果、上記インシュレータ７及び本防振機構部１にて形成されるバネ系の動バネ定数が低減化されることとなる。
【００１３】
このようなアイドリング振動の遮断作用時において、上記平衡室１３を形成するダイヤフラム１５は、まず、負圧導入行程時にあっては、エンジン吸入負圧等にて形成される負圧源からの負圧にて所定のストローク量だけ吸引されることとなる。一方、大気圧導入行程時においては、ダイヤフラム１５自身の自己復元能力によって所定のストローク量だけ作動（振動）をすることとなる。そして、この自己復元作用に基づくストローク（振動）によって、所定量の大気（空気）が、大気圧導入径路２５及び切換手段３を介して上記平衡室１３に導入されることとなる。このような負圧導入行程と大気圧導入行程とにおいて、大気圧導入側の径路２５の断面積の方が、負圧導入側の径路２１の断面積よりも、その値が大きくなるように設定されているので、それぞれの一行程（１ストローク）中に平衡室１３に導入される流体（大気）あるいは排出される流体（気体）の量が、図２の実線図示の如く、バランスすることとなる。具体的には、例えば、負圧導入側の径路２１の方が太いような場合には、図２の一点鎖線図示の如く、大気圧導入時における平衡室１３内が負圧ゼロの状態（大気圧状態）に戻らず、特定の負圧状態、例えば−２００ｍｍＨｇの負圧値を中心にして、上記平衡室１３及びダイヤフラム１５は作動（振動）をすることとなる。これに対して大気圧導入側の径路２５の方を太くした場合には、図２の実線図示の如く、大気圧導入時における平衡室１３内は、負圧ゼロの状態となる。その結果、負圧導入時と大気圧導入時とで、平衡室１３あるいはダイヤフラム１５にて成される仕事量が平衡化（バランス）されることとなり、アイドリング振動の遮断作用が効率良く行なわれることとなる。
【００１４】
また、上記アイドリング振動よりも更に低周波数の振動であるエンジンシェークに対しては、上記主室１１と副室１２との間を連結するオリフィス１６内を、上記液体が流動するようにし、これによって、エンジンシェークの吸収及び遮断を行なうこととする。すなわち、本実施の形態のものにおいては、図１に示す如く、上記防振機構部１を形成する上記平衡室１３に一定の負圧を連続的に導入するようにし、上記平衡室１３を形成するダイヤフラム１５を下方に引下げ、当該平衡室１３の容積をゼロの状態にする。これによって、平衡室１３の容積変化が起こらないようにする。このような状態において、振動体からの振動がインシュレータ７のところに伝播されて来ると、当該振動に応じてインシュレータ７の下面部が振動をし、上記主室１１内の液体を積極的に副室１２側へと流動させるように作動する。その結果、上記主室１１内の液体は、上記オリフィス１６を通って副室１２側へと流動することとなる。この液体の流動に伴う粘性抵抗によって、所定の減衰力が生ずることとなり、この減衰力によって、上記エンジンシェークが抑え込まれる（減衰される）こととなる。
【００１５】
なお、本実施の形態においては、図１に示すような直列型の液体封入式防振装置を主に説明をして来たが、このタイプのものに限定されるものではない。この外に、例えば、円筒型の液体封入式防振装置についても、同様の技術内容の適用が可能である。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、第一の連結部材と、第二の連結部材と、これら第一の連結部材と第二の連結部材との間にあって上記振動体からの振動を吸収及び遮断するインシュレータと、当該インシュレータに対して直列に設けられるものであって、非圧縮性流体である液体の封入される主室、及び該主室の下方に仕切板を介して設けられ当該主室とオリフィスを介して上記液体が流動するように連結される副室、更には前記仕切板の上面に取り付けられたダイヤフラムを介して形成されるものであって大気圧及び負圧のうち、いずれか一方のものが導入されるように形成された平衡室等からなる防振機構部と、当該防振機構部の上記平衡室に負圧または大気圧のうちのいずれか一方のものを導入するように切換作動をする切換手段と、当該切換手段の切換作動を制御して、上記平衡室に負圧と大気圧のいずれか一方を連続的に導入する状態と、上記平衡室に負圧と大気圧をエンジンのアイドリング振動に同期させた状態で交互に導入させる状態とに切り換える制御手段と、からなり、上記平衡室内に負圧と大気圧をアイドリング振動に同期させた状態で交互に導入することによりアイドリング振動によって生ずる上記主室内の液圧変動を吸収するようにした液体封入式防振装置に関して、上記切換手段に負圧または大気圧を導入する径路の断面形状の大きさを、負圧導入側のものよりも大気圧導入側に設けられるものの方が、大きな値を有するか、または同等の値を有するようにした構成を採ることとしたので、負圧導入時と大気圧導入時とで、平衡室あるいはダイヤフラムにて成される仕事量を平衡化（バランス）させることができるようになった。その結果、アイドリング振動の遮断を効率良く行なうことができるようになった。また、負圧導入によって吸引側にのみ変位（変形）するダイヤフラムのへたり防止等を図ることができるようになった。
【００１７】
すなわち、アイドリング振動の遮断作用時において、上記平衡室を形成するダイヤフラムは、まず、負圧導入行程時には、所定の負圧源からの負圧にて所定のストローク量だけ吸引されるとともに、一方、大気圧導入行程時においては、ダイヤフラム自身の自己復元能力にて所定のストローク量だけ作動（振動）をすることとなり、このような自己復元作用に基づくストローク（振動）によって、所定量の大気（空気）が、大気圧導入径路及び切換手段を介して上記平衡室に導入されるようになった。このような負圧導入行程と大気圧導入行程とにおいて、大気圧導入側の径路の断面積の方が、負圧導入側の径路の断面積よりも、その値が大きくなるようにしたので、それぞれの一行程（１ストローク）中に平衡室に導入される流体（大気）あるいは排出される流体（気体）の量をバランスさせることができるようになった。その結果、負圧導入時と大気圧導入時とにおける防振機構部の主室内の液体に対する仕事量をバランスさせることができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の全体構成を示す縦断面図である。
【図２】本発明にかかる防振機構部の作動状態を示す図（グラフ）である。
【符号の説明】
１ 防振機構部
１１ 主室
１２ 副室
１３ 平衡室
１４ 仕切板
１５ ダイヤフラム
１６ オリフィス
１７ ダイヤフラム（別のダイヤフラム）
１８ 空気室
２１ 径路（負圧導入径路）
２５ 径路（大気導入径路）
３ 切換手段
３１ 切換バルブ
３２ ソレノイド
５ 制御手段
７ インシュレータ
９ 第一の連結部材（上部連結部材）
９９ 第二の連結部材（下部連結部材）

Claims (1)

1. 第一の連結部材と、第二の連結部材と、これら第一の連結部材と第二の連結部材との間にあって上記振動体からの振動を吸収及び遮断するインシュレータと、当該インシュレータに対して直列に設けられるものであって、非圧縮性流体である液体の封入される主室、及び該主室の下方に仕切板を介して設けられ当該主室とオリフィスを介して上記液体が流動するように連結される副室、更には前記仕切板の上面に取り付けられたダイヤフラムを介して形成されるものであって大気圧及び負圧のうち、いずれか一方のものが導入されるように形成された平衡室からなる防振機構部と、当該防振機構部の上記平衡室に負圧または大気圧のうちのいずれか一方のものを導入するように切換作動をする切換手段と、当該切換手段の切換作動を制御して、上記平衡室に負圧と大気圧のいずれか一方を連続的に導入する状態と、上記平衡室に負圧と大気圧をエンジンのアイドリング振動に同期させた状態で交互に導入させる状態とに切り換える制御手段と、からなり、上記平衡室内に負圧と大気圧をアイドリング振動に同期させた状態で交互に導入することによりアイドリング振動によって生ずる上記主室内の液圧変動を吸収するようにした液体封入式防振装置において、上記切換手段に負圧または大気圧を導入する径路の大きさを、負圧を導入する側のものよりも大気圧を導入する側のものの方が、その断面積において大きな値を有するか、または同等の値を有するようにしたことを特徴とする液体封入式防振装置。

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