JP3739414B2 - 液体封入式防振装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、振動を発生する部材からの振動の伝達を防止する液体封入式防振装置に関し、特に、振動発生時に液室間で液体を行き来させるための通路を開閉する弁体と、前記弁体を駆動するアクチュエーターとを備えた液体封入式防振装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両には、振動発生部となるエンジンと振動受部となる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ていて、エンジンが発生する振動をこの防振装置が吸収し、車体側に伝達されるのを阻止するような構造となっている。
【０００３】
すなわち、この防振装置としては、通常、弾性体を有するだけでなく、防振装置の本体内部に一対の液室を設けると共に、制限通路でこれらの液室を互いに連通した液体封入式防振装置が知られている。そして、搭載されたエンジンが作動して振動が発生した場合には、弾性体の変形により振動を吸収し、さらに、これら液室を連通する制限通路内の液体の粘性抵抗、液柱共振作用等で振動を吸収して、振動の伝達を阻止するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述のような液体封入式防振装置のなかで、複数の制限通路を備え、振動に応じて所定の制限通路を開閉させる弁体を備えた液体封入式防振装置がある。
【０００５】
このような液体封入式防振装置では、弁体を駆動するためのアクチュエーター（例えば、モーター）が筒部材の外周部に取り付けられており、アクチュエーターの駆動軸が筒部材を貫通して弁体に連結されている。
【０００６】
ところで、一般的に、モーターと被駆動側の芯出しや、モーターと被駆動側との相対位置の誤差を吸収するためにユニバーサルジョイントやカップリング等による対策が行われている。しかしながら、このようなジョイントやカップリング等を防振装置に内蔵すると、防振装置が大型化する。特に、車載用部品はコスト、スペースの関係で制約が多いため、このようなジョイントやカップリング等を用いることは不都合である。
【０００７】
本発明は、上記事実を考慮し、アクチュエーター単体で芯出しと取付け時の位置ずれを吸収できる液体封入式防振装置を提供することが目的である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、円筒部材を備え振動発生部及び振動受部の一方に連結される取付フレームと、前記円筒部材の内側に配設される外筒と、前記外筒の内側に配設され振動発生部及び振動受部の他方に連結される連結部材と、前記外筒と前記連結部材との間に配設され振動発生時に変形する弾性体と、内壁の少なくとも一部が前記弾性体により形成され振動発生時に変形する第１の液室と、前記第１の液室と通路を介して連通される第２の液室と、前記通路を回転運動により開閉する弁体と、前記円筒部材の外周面に取り付けられ、前記弁体を駆動する回転軸を備えたアクチュエーターと、を備えた液体封入式防振装置であって、前記外筒の内側に設けられ前記弁体を前記外筒の内部に支持する支持部材と、前記アクチュエーターに設けられ、前記アクチュエーターの回転軸と同軸的に設けられる嵌合部と、前記支持部材に設けられ、前記嵌合部と嵌合させることによって前記支持部材と前記アクチュエーターとを位置決めする被嵌合部と、前記支持部材に設けられ、前記弁体が回転可能に収納される円孔と、前記支持部材に設けられ、前記円孔及び前記被嵌合部とに同軸的に形成される円形貫通孔と、前記円筒部材、及び前記外筒に設けられ、前記嵌合部が貫通可能な孔と、前記アクチュエーターに設けられ前記円筒部材の外周面に沿った円弧状の取付座面と、を備え、前記支持部材の一方から前記円孔に挿入された弁体の連結穴に、前記支持部材の他方から前記被嵌合部に嵌入される嵌合部により軸芯が一致された回転軸を嵌入連結した、ことを特徴としている。
【０００９】
また、請求項２に記載の液体封入式防振装置は、請求項１に記載の液体封入式防振装置において、螺子を螺着させるための取付孔を前記円筒部材に設け、前記アクチュエーターを前記円筒部材に取り付けるための螺子が貫通する長孔を前記アクチュエーターに設けたことを特徴としている。
【００１０】
【作用】
請求項１に記載の液体封入式防振装置では、アクチュエーターに設けられた嵌合部と、弁体を外筒内に支持する支持部材に設けられた被嵌合部とを嵌合させることによって、弁体とアクチュエーターとが位置決めされる。また、アクチュエーターには、円筒部材の外周面に沿った円弧形状の取付座面が設けられているため、アクチュエーターを円筒部材に密着させてガタ付き等を生じることなく取り付けることができる。
【００１１】
また、請求項２に記載の液体封入式防振装置では、アクチュエーターの長孔に螺子を挿通させて、その螺子を円筒部材の取付孔にねじ込むことによってアクチュエーターを円筒部材に取り付けることができる。また、アクチュエーターの長孔により、円筒部材と弁体との相対位置に誤差があっても、その誤差を長孔によって吸収することができる。なお、長孔の方向は、誤差の生じやすく、組み直し、修正等の困難な方向とすることが効果的である。
【００１２】
【実施例】
本発明に係る液体封入式防振装置の一実施例を図１から図７に示し、これらの図に基づき本実施例を説明する。
【００１３】
図１及び図２に示すように、防振装置１０には図示しない車体への連結用の取付フレーム１２が備えられており、この取付フレーム１２の円筒部材としての円筒１４内には、外筒としての薄肉円筒１６が配設されている。薄肉円筒１６の内周面には弾性体である薄肉ゴム層１８が加硫接着されている。
【００１４】
図２に示すように、薄肉円筒１６内には中間筒２２及び中間部材であって軸受けとしての役割を有する中間ブロック２４が挿入されて、中間筒２２と円筒１４側とが固定的に連結されることとなる。中間ブロック２４は、薄肉円筒１６の軸方向から見て略半円形のブロック状とされており、図１に示すように、外周面が薄肉ゴム層１８の内周面へ密着している。なお、この中間ブロック２４は、後述するロータ３６と一対で開閉バルブを構成している。
【００１５】
一方、中間筒２２には、図２に示すように、軸方向両端部にそれぞれフランジ部２２Ａが形成されており、これら一対のフランジ部２２Ａ間に支持部材としての中間ブロック２４が嵌入されることとなる。また、フランジ部２２Ａの外周面は薄肉ゴム層１８の内周面へ密着されている。
【００１６】
さらに、図１及び図２に示すように、中間筒２２内には、図示しないエンジンに連結される連結部材としての内筒２６が貫通している。内筒２６は薄肉円筒１６と同軸的に配置され、中間筒２２との間にゴム材により形成された弾性体２８が掛け渡されている。これによって内筒２６は薄肉円筒１６に対して相対移動可能となっている。
【００１７】
図４から図６に示すように、この中間筒２２は枠組みがフレーム金具８２により形成されており、フレーム金具８２の軸方向両端部にそれぞれフランジ部２２Ａを形成する環状のリング部８２Ａを一対有し、これらリング部８２Ａの間をリング部８２Ａと同軸状であってリング部８２Ａより小径の切欠筒部８２Ｂが繋いでいる。
【００１８】
切欠筒部８２Ｂは、図４上、上下部分がそれぞれ切り欠かれており、下側の切り欠きより若干小さな切り欠きとなった上側に位置する切欠部８４を覆うように弾性体２８の端部からダイヤフラム２０が伸び、ダイヤフラム２０と弾性体２８との間に空気室３１が形成されている。このダイヤフラム２０は、図１に示すように、リング部８２Ａが形成する円弧である２点鎖線Ｄより外側に凸状となる実線Ａのように形成されている。すなわち、中間筒２２の外周側に向かってダイヤフラム２０が凸状となっている。
【００１９】
また、フランジ部２２Ａを形成する弾性体２８内には、円弧状をした補強用の金具８６がそれぞれ内筒２６を円弧の中心とするように位置しつつ弾性体２８との間で加硫接着されている。
【００２０】
図１に示すように、弾性体２８は中間筒２２のフランジ部２２Ａ間の外周面にも延設されており、一部が中間ブロック２４の内周円弧面２４Ａに密着している。また、弾性体２８の中間部であって内筒２６の下側に、切欠部２８Ａが形成されており、切欠部２８Ａと中間ブロック２４との間に第１の液室である主液室３０が形成されている。
【００２１】
一方、中間筒２２のフランジ部２２Ａ間には、中間筒２２の外周面、中間ブロック２４、薄肉ゴム層１８及びダイヤフラム２０によって囲まれた第２の液室である副液室３２が形成されている。すなわち、薄肉円筒１６、ダイヤフラム２０、中間筒２２、中間ブロック２４、弾性体２８及び溝肉ゴム層１８等で液室３０、３２を区画する内壁面が形成されると共に、中間ブロック２４が液室３０、３２を二分している。そして、これらの主液室３０、副液室３２には、水、オイル等の液体が充填されるように封入されている。
【００２２】
中間ブロック２４には、図１から図３に示すように平面部２４Ｂ側に円穴３４が形成されており、円穴３４の底面には、円穴３４よりも細径とされ中間ブロック２４の薄肉円筒１６側外周面に貫通する円形貫通孔３５が円穴３４と同軸的に形成されている。また、中間ブロック２４の薄肉円筒１６側には、円形貫通孔３５と同軸的に被嵌合部としての座ぐり部３９が設けられており、さらに座ぐり部３９の外側にシール用のＯリング４１が嵌め込まれた環状溝４３が設けられている。
【００２３】
円穴３４及び円形貫通孔３５には、弁体としてのロータ３６が回転可能に挿入されている。ロータ３６は主液室３０側が円筒部３６Ａとされており、主液室３０と反対側には回転軸としての細軸部３８が一体的に設けられている。中間ブロック２４の平面部２４Ｂ側には、円穴３４と同軸的に環状凹部２４Ｃが形成されており、環状座金４０が環状凹部２４Ｃにねじ止めされ、ロータ３６の抜け出しを防止している。
【００２４】
細軸部３８の外周には細溝４２が形成されており、この細溝４２にはＯリング４４が嵌め込まれている。このＯリング４４によって液体は円形貫通孔３５を介して中間ブロック２４の外方へ漏れ出ることはない。
【００２５】
また、円筒部３６Ａには、円筒部３６Ａの内外を連通する貫通孔４６が形成されている。一方、中間ブロック２４には、円穴３４の半径方向に通路５６が形成されており、通路５６の一端は円穴３４の内周に開口されている。通路５６の他端は中間ブロック２４の外周に周方向に沿って形成される溝部である通路５８の一端と連通されており、この通路５８の他端は副液室３２と連通されている。
【００２６】
したがって、ロータ３６が回転されて円筒部３６Ａの貫通孔４６が通路５６とが対応すると、主液室３０と副液室３２とが連通される。なお、これらの通路５６、５８は、アイドル振動吸収用の制限通路としてのアイドルオリフィス６０となる。
【００２７】
また、図３に示すように、中間ブロック２４の外周面には、溝部である通路６４が形成されている。この通路６４の一端は、中間ブロック２４の通路５８側の端部２４Ｄに開口して副液室３２に連結されている。通路６４は、中間部が通路５８側とは反対側の端部２４Ｅ近傍でＵ字状に屈曲され、他端が貫通孔６５を介して主液室３０と連通している。これら通路６４及び貫通孔６５は、シェイク振動吸収用の制限通路としてのシェイクオリフィス６２となる。
【００２８】
一方、図１に示すように、薄肉円筒１６及び薄肉ゴム層１８には、中間ブロック２４の円形貫通孔３５に対応した位置に円形貫通孔３５よりも大径の円孔６６が設けられており、さらに円筒１４には、中間ブロック２４の円形貫通孔３５に対応した位置に薄肉円筒１６の円孔６６よりも径の大きくされた大径円孔６８が設けられている。
【００２９】
円筒１４の外側には、大径円孔６８に対応した位置にアクチュエータとしてのモータ７０が配設されている。モータ７０のケース７２には、取付座面としてのフランジ部７４が設けられており、このフランジ部７４は、取付フレーム１２の円筒１４の外形に沿った円弧状に形成されている。
【００３０】
図１及び図７に示すように、フランジ部７４には一対の長孔７６が設けられており、これら長孔７６を挿通したビス７８が円筒１４に設けられた取付孔としてのねじ孔７７に螺入されることによって、モータ７０は円筒１４に固定されている。
【００３１】
この長孔７６は、長手方向が円筒１４の周回り方向とされており、幅がビス７８のねじ部の外径よりも所定寸法若干大きくされている。
【００３２】
モータ７０の回転軸７１は、先端が断面半月状に形成されており（図３参照）、円筒１４の大径円孔６８及び薄肉円筒１６の円孔６６を介してロータ３６の細軸部３８先端側に形成された断面半月状の連結穴３８Ａ（図３参照）に嵌入されている。
【００３３】
さらに、モータ７０のケース７２には、回転軸７１と同軸的に嵌合部としてのボス８２が設けられている。このボス８２の外径は座ぐり部３９の内径よりも所定寸法小さくされており、ボス８２と座ぐり部３９とで所謂インロウ部が構成されている。したがって、ボス８２は、前述した中間ブロック２４の座ぐり部３９にガタなく嵌入されている。
【００３４】
このモータ７０は制御手段４８に連結されており、制御手段４８よってその回転が制御されるようになっている。制御手段４８は車両電源によって駆動され、少なくとも車速センサ５０及びエンジン回転数検出センサ５２からの検出信号を受け、車速及びエンジン回転数を検出し、アイドル振動発生時かシェイク振動発生時かを判断できるようになっている。
【００３５】
次に、本実施例に係る防振装置１０の組立順序及び作用を説明する。
先ず、中間ブロック２４の円穴３４に、Ｏリング４４が取り付けられたロータ３６を挿入し、環状座金４０をねじ止めする。この中間ブロック２４を中間筒２２のフランジ部２２Ａ間に嵌入し、液体内で中間筒２２及び中間ブロック２４を薄肉円筒１６内に挿入する。
【００３６】
次に、薄肉円筒１６の円孔６６と中間ブロック２４の円形貫通孔３５との向きを合わせ、薄肉円筒１６を所定量縮径し、薄肉円筒１６と中間ブロック２４とを嵌合すると共に、薄肉円筒１６の両端部をかしめて中間ブロック２４及び中間筒２２を固定する。
【００３７】
これによって、薄肉ゴム層１８が中間ブロック２４の外周面２４Ｆ及び中間筒２２の外周面に密着され、内部が密閉される。この際、中間ブロック２４の外周面２４Ｆと薄肉ゴム層１８との間が薄肉ゴム層１８の弾性により緊密に接触することとなり、薄肉円筒１６の縮径が不十分であったり、薄肉円筒１６の内周面形状や中間ブロック２４の外周面形状の寸法精度が多少悪い場合であっても、通路５８、６４内からの液体の漏れ出しが防止される。
【００３８】
次いで、薄肉円筒１６の円孔６６の向きを取付フレーム１２の円筒１４の大径円孔６８に合わせ、薄肉円筒１６を円筒１４へ圧入する。
【００３９】
その後、モータ７０の回転軸７１をロータ３６の連結穴３８Ａに嵌入し、円筒１４にモータ７０をビス７８でねじ止めする。
【００４０】
なお、モータ７０の回転軸７１の軸芯と同軸的に設けられたボス８２が、ロータ３６の軸芯と同軸的に設けられた座ぐり部３９に嵌入されるため、回転軸７１をロータ３６の連結穴３８Ａに嵌入した際にはロータ３６の軸芯とモータ７０の回転軸７１の軸芯とは正確に一致する。このため、ロータ３６及び回転軸７１は組立後にスムーズに回転することができ、確実に作動する。
【００４１】
また、中間筒２２及び中間ブロック２４を薄肉円筒１６内に挿入した際、及びこの薄肉円筒１６を取付フレーム１２の円筒１４内に圧入した際に、ロータ３６を支持する中間ブロック２４と円筒１４とに周回り方向の相対的な位置の誤差が生じる場合があるが、本実施例では、モータ７０のケース７２に長孔７６が設けられているため、組み直しをすることなくこの誤差を吸収することができる。さらに、フランジ部７４が円筒１４の外形に沿って円弧状に形成されているため、モータ７０のケース７２は円筒１４に密着して、ガタ付きを生じることなく確実に固定できる。
【００４２】
また、以上のように組み立てられた防振装置１０を車両に組み込み、取付フレーム１２を車体に固定して連結すると共に内筒２６とエンジンとを連結すると、内筒２６を介して防振装置１０にエンジンの重量Ｐが加わり、内筒２６を支持している弾性体２８が変形して、内筒２６が図１上、下側に沈み込むことになる。この結果、主液室３０の内容積が縮小し、内部の液体が少なくとも通路６４を介して流動して、ダイヤフラム２０は、実線Ａの位置から２点鎖線ＢのようにＷ状に変形するだけであり、ダイヤフラム２０が引き伸ばされることがない。但し、弾性体２８の変形及び内筒２６の移動は、微小量であり図示しない。
【００４３】
防振装置１０の取り付けられた車両が、例えば７０〜８０km／ｈ以上の高速で走行するとシェイク振動（１５Hz未満）が生じる。前記制御手段４８は車速センサ５０、エンジン回転数検出センサ５２によりシェイク振動発生時か否かを判断する。制御手段４８がシェイク振動発生時であると判断すると、制御手段４８はモータ７０を作動させてロータ３６を回転させて貫通孔４６を通路５６と対応しない配置にする。これによって通路５６は閉止され、シェイクオリフィス６２のみが主液室３０と副液室３２とを連通する。これによって、主液室３０内に生じるエンジン振動に基づく圧力変化がシェイクオリフィス６２を通過する液体に伝達されると共にこの液体の抵抗を受けシェイク振動が吸収される。
【００４４】
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。制御手段４８は車速センサ５０、エンジン回転数検出センサ５２によりアイドル振動発生時か否かを判断する。制御手段４８がアイドル振動発生時であると判断すると、制御手段４８はモータ７０を回転させてロータ３６の貫通孔４６を通路５６と連通させる。これによってシェイクオリフィス６２が目詰りを生じても液体は通過抵抗の小さなアイドルオリフィス６０を介して主液室３０と副液室３２と行き来することになり、アイドルオリフィス６０内で液柱共振して動ばね定数が低減される。
【００４５】
なお、本実施例では、ロータをモータによって回転させる構成としたが、本発明はこれに限らず、ロータを回転させるアクチュエータはモータ以外のものであってもよい。
【００４７】
また、本実施例では、薄肉円筒１６を取付フレーム１２の円筒１４内に圧入する構成としているが、本発明はこれに限らず、取付フレーム１２の円筒１４は取り付け場所によっては必ずしも必要とはしない。この場合、薄肉円筒１６の肉厚を厚くしてねじ孔を設け、モータを取り付けるようにすればよい。
【００４８】
なお、上記実施例において、車両に搭載されるエンジンの防振を目的としたが、本発明の防振装置は他の用途にも用いられることはいうまでもなく、また、形状等も実施例のものに限定されるものではない。
【００４９】
【発明の効果】
本発明の防振装置は、以上のように説明した構成とした結果、アクチュエーター単体で芯出しと取付け時の位置ずれを吸収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】本発明に係る液体封入式防振装置の一実施例を示す一部断面図である。
【図２】本発明に係る液体封入式防振装置の一実施例を示す分解斜視図である。
【図３】本発明に係る液体封入式防振装置の一実施例に適用されるロータ、中間ブロック及びモータ周辺（薄肉円筒及び取付フレームは除く）を示す斜視図である。
【図４】本発明に係る液体封入式防振装置の一実施例の中間筒を示す図であって、図５の４−４矢視断面図である。
【図５】図４の５−５矢視断面図である。
【図６】図４の６−６矢視断面図である。
【図７】防振装置を下側から見たときのケース（モータ）の正面図である。
【符号の説明】
１０ 防振装置
１２ 取付フレーム
１４ 円筒（円筒部材）
１６ 薄肉円筒（外筒）
２４ 中間ブロック（支持部材）
２６ 内筒（連結部材）
２８ 弾性体
３０ 主液室（第１の液室）
３２ 副液室（第２の液室）
３６ ロータ（弁体）
３９ 座ぐり部（被嵌合部）
５６ 通路
５８ 通路
６６ 円孔（孔）
６８ 大径円孔（孔）
７０ モータ（アクチュエーター）
７４ フランジ部（取付座面）
７６ 長孔
７７ ねじ孔（取付孔）
８２ ボス（嵌合部）

Claims (2)

1. 円筒部材を備え振動発生部及び振動受部の一方に連結される取付フレームと、
   前記円筒部材の内側に配設される外筒と、
   前記外筒の内側に配設され振動発生部及び振動受部の他方に連結される連結部材と、
   前記外筒と前記連結部材との間に配設され振動発生時に変形する弾性体と、 内壁の少なくとも一部が前記弾性体により形成され振動発生時に変形する第１の液室と、
   前記第１の液室と通路を介して連通される第２の液室と、
   前記通路を回転運動により開閉する弁体と、
   前記円筒部材の外周面に取り付けられ、前記弁体を駆動する回転軸を備えたアクチュエーターと、を備えた液体封入式防振装置であって、
   前記外筒の内側に設けられ前記弁体を前記外筒の内部に支持する支持部材と、
   前記アクチュエーターに設けられ、前記アクチュエーターの回転軸と同軸的に設けられる嵌合部と、
   前記支持部材に設けられ、前記嵌合部と嵌合させることによって前記支持部材と前記アクチュエーターとを位置決めする被嵌合部と、
   前記支持部材に設けられ、前記弁体が回転可能に収納される円孔と、
   前記支持部材に設けられ、前記円孔及び前記被嵌合部とに同軸的に形成される円形貫通孔と、
   前記円筒部材、及び前記外筒に設けられ、前記嵌合部が貫通可能な孔と、
   前記アクチュエーターに設けられ前記円筒部材の外周面に沿った円弧状の取付座面と、
   を備え、
   前記支持部材の一方から前記円孔に挿入された弁体の連結穴に、前記支持部材の他方から前記被嵌合部に嵌入される嵌合部により軸芯が一致された回転軸を嵌入連結した、ことを特徴とする液体封入式防振装置。
2. 螺子を螺着させるための取付孔を前記円筒部材に設け、
   前記アクチュエーターを前記円筒部材に取り付けるための螺子が貫通する長孔を前記アクチュエーターに設けたことを特徴とする前記請求項１に記載の液体封入式防振装置。

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