JP3715213B2 - 能動型防振支持装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液室の少なくとも一部を弾性体および可動部材で区画し、振動体から弾性体を介して入力される荷重をアクチュエータで可動部材を駆動することで緩衝する能動型防振支持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかる能動型防振支持装置は、特開平１０−１１０７７１号公報により公知である。
【０００３】
この能動型防振支持装置は、液室の容積を変化させる可動部材が、外周部をケースに固定した環状の板ばねで構成されており、アクチュエータのコイルで駆動されるアーマチュアが板ばねの中央部下面に直接固定されている。そしてコイルの励磁によりアーマチュアを吸引して板ばねを変形させることで液室の容積を拡大するとともに、コイルを消磁して板ばねの復元力で液室の容積を縮小することにより、液室の圧力を制御して防振機能を発揮させ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、上記従来の能動型防振支持装置は、液室の一部が直接板ばねによって区画されているため、板ばねおよびケースの接続部からの液漏れを防止するためのシールが面倒になる。そこで、板ばねと液室との間にダイヤフラム状の弾性体を配置し、この弾性体の外周部および内周部をそれぞれケースおよび可動部材に接続してシールすることが行われている。この場合、ダイヤフラム状の弾性体の弾発力は板ばねの弾発力をアシストするように作用するが、弾性体が経時変化により劣化すると板ばねの弾発力に影響を与えてしまい、能動型防振支持装置の制御精度に悪影響を与える虞がある。これを回避するには、ダイヤフラム状の弾性体をできるだけ薄くして劣化時の影響を小さくすることが望ましいが、このようにすると液室の圧力変化に応じて弾性体が容易に変形してしまい、液室の圧力を微妙に制御することが難しくなったり、所望の減衰性能が得られなくなったりする問題がある。
【０００５】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、アクチュエータで駆動される可動部材および板ばねの近傍で液室をシールする弾性体が過剰に変形して能動型防振支持装置の機能を阻害するのを防止することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、振動体の荷重を受ける弾性体と、弾性体が少なくとも壁面の一部を構成する液室と、少なくとも一部が液室に臨む可動部材と、可動部材を弾性的に支持する板ばねと、可動部材を板ばねの弾発力に抗して振動させるアクチュエータと、液室の壁面および可動部材を接続して液室をシールすべく、板ばねに沿って配置された弾性シール部材とを備えた能動型防振支持装置において、前記弾性シール部材には板ばねに当接可能に対向する環状の突起が形成されていることを特徴とする能動型防振支持装置が提案される。
【０００７】
また請求項２に記載された発明によれば、振動体の荷重を受ける弾性体と、弾性体が少なくとも壁面の一部を構成する液室と、少なくとも一部が液室に臨む可動部材と、可動部材を弾性的に支持する板ばねと、可動部材を板ばねの弾発力に抗して振動させるアクチュエータと、液室の壁面および可動部材を接続して液室をシールすべく、板ばねに沿って配置された弾性シール部材とを備えた能動型防振支持装置において、前記弾性シール部材には板ばねに当接可能に対向する複数の突起が所定間隔で形成されていることを特徴とする能動型防振支持装置が提案される。
【０００８】
上記請求項１あるいは請求項２の構成によれば、液室の壁面および可動部材を接続して液室をシールする弾性シール部材に突起を形成し、この突起を板ばねに当接可能に対向させたので、弾性シール部材の劣化の影響を軽減すべく該弾性シール部材を薄くして変形し易くしても、液室の圧力が増加したときに弾性体の突起を板ばねに当接させて過剰な変形が発生するのを防止し、能動型防振支持装置の機能を的確に発揮させることができる。
【０００９】
尚、実施例のエンジンＥは本発明の振動体に対応し、実施例の第１弾性体１４は本発明の弾性体に対応し、実施例の第３弾性体２１は本発明の弾性シール部材に対応し、実施例の第１液室２３は本発明の液室に対応する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
図１〜図３は本発明の一実施例を示すもので、図１は能動型防振支持装置の縦断面図、図２は図１の２−２線断面図、図３は図１の２部拡大図である。
【００１１】
図１〜図３に示す能動型防振支持装置Ｍは、自動車のエンジンＥを車体フレームＦに弾性的に支持するためのもので、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサＳａと、
該能動型防振支持装置Ｍを介して車体に入力される荷重を検出する荷重センサＳｂ（または車体側の加速度を検出する加速度センサＳｃ）とが接続された電子制御ユニットＵによって制御される。
【００１２】
能動型防振支持装置Ｍは軸線Ｌに関して実質的に軸対称な構造を有するもので、エンジンＥに結合される板状の取付ブラケット１１に溶接した内筒１２と、この内筒１２の外周に同軸に配置された外筒１３とを備えており、内筒１２および外筒１３には厚肉のゴムで形成した第１弾性体１４の上端および下端がそれぞれが加硫接着により接合される。オリフィス形成部材１５が外筒１３の内周面に固定されており、オリフィス形成部材１５および外筒１３間に環状のオリフィス１６が形成される。外筒１３の外周を囲むようにダイヤフラム状の第２弾性体１７が配置されており、その外周が筒状の上部ケーシング１８により覆われる。第２弾性体１７の上端は上部ケーシング１８の上端および外筒１３の上端間に挟まれてカシメにより固定され、第２弾性体１７の下端は上部ケーシング１８の下端および外筒１３の下端間に挟まれてカシメにより固定される。更に上部ケーシング１８の下端には筒状の下部ケーシング１９、環状の第３弾性体ホルダ２０および前記オリフィス形成部材１５が挟まれてカシメにより固定される。
【００１３】
第３弾性体ホルダ２０の内周に第３弾性体２１の外周が加硫接着により接合され、この第３弾性体２１の内周に皿状の可動部材２２の外周が加硫接着により接合される。従って、第１弾性体１４、オリフィス形成部材１５、第３弾性体２１および可動部材２２によって第１液室２３が区画され、外筒１３および第２弾性体１７間に第２液室２４が区画され、第２弾性体１７および上部ケーシング１８間に空気室２５が区画される。第１液室２３はオリフィス形成部材１５に設けた通孔１５ａを介してオリフィス１６に連通し、オリフィス１６は外筒１３に設けた通孔１３ａを介して第２液室２４に連通する。また空気室２５は第２弾性体１７の変形を妨げないように、上部ケーシング１８に設けた通孔１８ａを介して大気に連通する。
【００１４】
従って、エンジンＥからの振動で第１弾性体１４が下方に変形して第１液室２３の容積が減少すると、第１液室２３から押し出された液体が通孔１５ａ、オリフィス１６および通孔１３ａを介して第２液室２４に流入し、第２液室２４に臨むダイヤフラム状の第２弾性体１７が外側に変形する。逆にエンジンＥからの振動で第１弾性体１４が上方に変形して第１液室２３の容積が増加すると、第２液室２４から吸い出された液体が通孔１３ａ、オリフィス１６および通孔１５ａを介して第１液室２３に流入し、第２液室２４に臨むダイヤフラム状の第２弾性体１７が内側に変形する。
【００１５】
下部ハウジング１９の内部には下部ヨーク２６および上部ヨーク２７が収納されており、ボビン２８に巻き付けられて軸線Ｌを囲むように配置されたコイル２９が下部ヨーク２６および上部ヨーク２７間に支持される。可動部材２２の下面から軸線Ｌに沿うように突出する軸部２２ａに三角錐状のアマチュア３０が摺動自在に嵌合し、軸部２２ａの先端に設けたストッパ３１に当接する方向にスプリング３２で付勢される。アマチュア３０の下面に固定された円筒状のガイド部材３３が下部ヨーク２６のガイド部２６ａの外周に摺動自在に嵌合しており、ガイド部材３３およびガイド部２６ａによってアマチュア３０が軸線Ｌに沿って移動するようにガイドされる。環状に形成された板ばね３４の外周部が第３弾性体ホルダ２０および上部ヨーク２７間に挟まれて固定され、内周部が可動部材２２の下面に固定される。従って、第３弾性体２１は板ばね３４の上面に沿うように平行に配置される。
【００１６】
前記ヨーク２６，２７、コイル２９、アマチュア３０および板ばね３４は能動型防振支持装置ＭのアクチュエータＡを構成する。そしてアクチュエータＡのコイル２９が消磁状態にあるとき、板ばね３４の弾発力でアマチュア３０はヨーク２６，２７から上方に離反している。この状態からコイル２９を励磁するとアマチュア３０がヨーク２６，２７に吸引され、軸部２２ａを引かれた可動部材２２が板ばね３４の弾発力に抗して下方に移動する。
【００１７】
しかして、自動車の走行中に低周波数のエンジンシェイク振動が発生したとき、エンジンＥから入力される荷重で第１弾性体１４が変形して第１液室２３の容積が変化すると、オリフィス１６を介して接続された第１液室２３および第２液室２４間で液体が行き来する。第１液室２３の容積が拡大・縮小すると、それに応じて第２液室２４の容積が縮小・拡大するが、この第２液室２４の容積変化は第２弾性体１７の弾性変形により吸収される。このとき、オリフィス１６の形状および寸法、並びに第１弾性体１４のばね定数は前記エンジンシェイク振動の周波数領域で高ばね定数および高減衰力を示すように設定されているため、エンジンＥから車体フレームＦに伝達される振動を効果的に低減することができる。
【００１８】
尚、上記エンジンシェイク振動の周波数領域では、アクチュエータＡの作動・非作動に関わらず上記性能を得ることができる。
【００１９】
前記エンジンシェイク振動よりも周波数の高い振動、即ちエンジンＥのクランクシャフトの回転に起因するアイドル振動やこもり音振動が発生した場合、第１液室２３および第２液室２４を接続するオリフィス１６内の液体はスティック状態になって防振機能を発揮できなくなるため、アクチュエータＡを駆動して防振機能を発揮させる。
【００２０】
電子制御ユニットＵはエンジン回転数センサＳａおよび荷重センサＳｂ（あるいは加速度センサＳｃ）からの信号に基づいてアクチュエータＡのコイル２９に対する通電を制御する。具体的には、振動によってエンジンＥが下方に偏倚して第１液室２３の容積が減少して液圧が増加するときには、コイル２９を励磁してアーマチュア３０を吸引する。その結果、アーマチュア３０は板ばね３４を引っ張りながら可動部材２２と共に下方に移動し、可動部材２２に内周を接続された第３弾性体２１を下方に変形させる。これにより、第１液室２３の容積が増加して液圧の増加を抑制するため、能動型防振支持装置ＭはエンジンＥから車体フレームＦへの下向きの荷重伝達を防止する能動的な支持力を発生する。
【００２１】
逆に振動によってエンジンＥが上方に偏倚して第１液室２３の容積が増加して液圧が減少するときには、コイル２９を消磁してアーマチュア３０の吸引を解除する。その結果、アーマチュア３０は板ばね３４の弾発力で可動部材２２と共に上方に移動し、可動部材２２に内周を接続された第３弾性体２１を上方に変形させる。これにより、第１液室２３の容積が減少して液圧の減少を抑制するため、能動型防振支持装置ＭはエンジンＥから車体フレームＦへの上向きの荷重伝達を防止する能動的な支持力を発生する。
【００２２】
ところで、第１液室２３の一部を区画する第３弾性体２１は、可動部材２２の移動を許容しながら第１液室２３をシールする機能を有するものであるが、板ばね３４と同様に可動部材２２を下部ハウジング１９に連結しているため、第３弾性体２１の弾発力は板ばね３４の弾発力をアシストするように作用する。しかしながら、金属製の板ばね３４の弾発力は長期の使用によっても殆ど変化しないのに拘わらず、ゴム製の第３弾性体２１は長期の使用によって次第に劣化する。従って、前記劣化の影響を最小限に抑えるためには第３弾性体２１を変形し易いダイヤフラム状にし、必要な弾発力の大部分を板ばね３４に受け持たせることが望ましい。
【００２３】
図４には、第３弾性体２１を変形し易いダイヤフラム状に形成した従来の能動型防振支持装置Ｍが示される。このものは、エンジンＥから下向きの荷重が加わって第１液室２３の圧力が増加するとき、鎖線で示すように第３弾性体２１が容易に下向きに撓んでしまうためにオリフィス１６の機能を充分に発揮させることができず、またアクチュエータＡで可動部材２２が上向きに駆動されて第１液室２３の圧力が増加するとき、第３弾性体２１が容易に下向きに撓んでしまうために第１液室２３の圧力を的確に制御できなくなったり、所望の減衰性能が得られなくなったりする問題がある。
【００２４】
それに対して、図３に示す本実施例のものは、第３弾性体２１の下面に軸線Ｌを囲むように形成した環状の突起２１ａを板ばね３４の上面に軽く接触させたことにより、第１液室２３の圧力の増加により第３弾性体２１が下方に撓もうとするのを、突起２１ａの板ばね３４への当接により規制するようになっている。これにより、第３弾性体２１が必要以上に変形して能動型防振支持装置Ｍの機能を損なうのを防止し、かつ可動部材２２の移動を許容しながら第１液室２３をシールする機能を確保することができる。
【００２５】
以上のように、第３弾性体２１を容易に変形可能なダイヤフラムで構成したので、その第３弾性体２１が経時変化で劣化しても、板ばね３４の弾発力および第３弾性体２１の弾発力の総和の変動量を最小限に抑えることができ、しかも突起２１ａの作用で第３弾性体２１の過剰な変形を防止するので、能動型防振支持装置Ｍの機能を損なうことがない。尚、第３弾性体２１の下面の全域を板ばね３４の上面に当接させても第３弾性体２１の過剰な変形を防止することができるが、この場合には第３弾性体２１により板ばね３４の自由な変形が阻害されてしまう問題がある。
【００２６】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００２７】
例えば、実施例では自動車のエンジンＥを支持する能動型防振支持装置Ｍを例示したが、本発明の能動型防振支持装置は工作機械等の他の振動体の支持に適用することができる。
【００２８】
また能動型防振支持装置Ｍによってエンジンシェイク領域の振動を低減する必要がない場合には、第２液室２４、オリフィス１６および第２弾性体１７は省略可能である。
【００２９】
また実施例では第３弾性体２１の突起２１ａを板ばね３４に常時当接させているが、第３弾性体２１が下方に僅かに変形したときに突起２１ａが板ばね３４に当接するようにしても良い。更に実施例では第３弾性体２１に環状の突起２１ａを形成しているが、複数の突起を所定間隔で設けても良い。
【００３０】
また実施例では可動部材２２を板ばね３４を別部材で構成しているが、板ばね３４の一部を可動部材２２として機能させることも可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように請求項１あるいは請求項２に記載された発明によれば、液室の壁面および可動部材を接続して液室をシールする弾性シール部材に突起を形成し、この突起を板ばねに当接可能に対向させたので、弾性シール部材の劣化の影響を軽減すべく該弾性シール部材を薄くして変形し易くしても、液室の圧力が増加したときに弾性体の突起を板ばねに当接させて過剰な変形が発生するのを防止し、能動型防振支持装置の機能を的確に発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 能動型防振支持装置の縦断面図
【図２】 図１の２−２線断面図
【図３】 図１の２部拡大図
【図４】 従来の能動型防振支持装置の縦断面図
【符号の説明】
Ａ アクチュエータ
Ｅ エンジン（振動体）
１４ 第１弾性体（弾性体）
２１ 第３弾性体（弾性シール部材）
２１ａ 突起
２２ 可動部材
２３ 第１液室（液室）
３４ 板ばね

Claims (2)

1. 振動体（Ｅ）の荷重を受ける弾性体（１４）と、
   弾性体（１４）が少なくとも壁面の一部を構成する液室（２３）と、
   少なくとも一部が液室（２３）に臨む可動部材（２２）と、
   可動部材（２２）を弾性的に支持する板ばね（３４）と、
   可動部材（２２）を板ばね（３４）の弾発力に抗して振動させるアクチュエータ（Ａ）と、
   液室（２３）の壁面および可動部材（２２）を接続して液室（２３）をシールすべく、
   板ばね（３４）に沿って配置された弾性シール部材（２１）と、
   を備えた能動型防振支持装置において、
   前記弾性シール部材（２１）には板ばね（３４）に当接可能に対向する環状の突起（２１ａ）が形成されていることを特徴とする能動型防振支持装置。
2. 振動体（Ｅ）の荷重を受ける弾性体（１４）と、
   弾性体（１４）が少なくとも壁面の一部を構成する液室（２３）と、
   少なくとも一部が液室（２３）に臨む可動部材（２２）と、
   可動部材（２２）を弾性的に支持する板ばね（３４）と、
   可動部材（２２）を板ばね（３４）の弾発力に抗して振動させるアクチュエータ（Ａ）と、
   液室（２３）の壁面および可動部材（２２）を接続して液室（２３）をシールすべく、
   板ばね（３４）に沿って配置された弾性シール部材（２１）と、
   を備えた能動型防振支持装置において、
   前記弾性シール部材（２１）には板ばね（３４）に当接可能に対向する複数の突起（２１ａ）が所定間隔で形成されていることを特徴とする能動型防振支持装置。

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