JP3775195B2 - 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、内部に封入された流体（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、その防振機能をエンジン吸入負圧にて駆動される加振装置をもって行なわせるようにするとともに、エンジンアイドリング回転数域においてエンジン爆発振動の１次振動とエンジンクランクシャフトの回転1次振動との複合化された状態の振動を吸収及び遮断することのできるようにした負圧導入型の液体封入式防振装置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。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、当該液室内の液体を特定の周波数にて加振する加振装置を設けるようにしたものがある。そして、この加振装置としてエンジン吸入負圧にて駆動される簡単な機構からなるものが挙げられる。このような吸入負圧駆動型の加振装置を作動させることによって、エンジン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、本出願人によって既に出願され、公知となっている（特開平１０−１８４７７５号公報参照）。
【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、エンジンアイドリング振動のうち、ある特定周波数（振動数）のものに同期させた状態で上記加振装置を作動させることができるようになっているにすぎない。そして、上記加振装置をある特定の周波数（振動数）にて作動させたとしても、実際の車室内騒音あるいは振動等は思うようには低減化されない場合がある。なぜなら、例えば、対象とされるエンジンが４サイクル３気筒エンジンであるような場合、エンジンの爆発１次振動は、クランクシャフトの２回転中に３回、すなわち、２４０°ごとに同じ発生力をもって生じている。従って、クランクシャフトには、２４０°ごとに不釣合力が生じていることとなり、この不釣合力に起因した回転１次振動が上記クランクシャフトのところには生じていることとなる。そして、これら二つの振動の複合化されたものがエンジン本体から発生するとともに、このように複合化された振動がエンジンマウント装置のところへと入力されるようになっているものである。従って、仮に、エンジン爆発振動の１次振動に同期させた状態で上記加振装置を作動させたとしても、クランクシャフトの回転１次振動に起因する振動成分は残ってしまうこととなる。また、これとは逆に、クランクシャフトの回転１次振動に同期させた状態で上記加振装置を作動させたとしても、今度は、エンジン爆発振動の１次振動成分が残ってしまうこととなる。このような問題点を解決するために、上記加振装置への負圧導入をエンジン爆発振動に同期させた状態で行なわせるようにするとともに、当該負圧導入をデューティ制御方式にて制御するようにし、更に、この場合のデューティ比率をエンジン爆発振動ごとに変化させるようにし、これによって、上記複合化されたエンジンからの振動入力を効率良く吸収及び遮断することのできるようにした、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、請求項１記載の発明においては、振動体であるエンジン側に取り付けられる第一の連結部材と、車体側のメンバに取り付けられる第二の連結部材と、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の一部にてその室壁が形成されるものであって液体の封入される主室と、当該主室に第一オリフィスを介して連結されるとともに、第一ダイヤフラムにて、その室壁の一部が形成される副室と、上記主室に第二オリフィスを介して連結されるとともに上記主室内の液体が導入されるように形成された第三液室と、当該第三液室に対して第二ダイヤフラムにて区画形成されるものであって、負圧及び大気圧のうち、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と、からなるとともに、このような構成からなる上記平衡室に、負圧または大気圧のうちのいずれか一方のものを連続的に導入させるかあるいは特定の周波数にて交互に導入させるように切換作動をする切換手段を設け、更に当該切換手段の切換作動を制御する制御手段を設けるようにした液体封入式防振装置に関して、上記制御手段による上記切換手段の切換作動のうちの交互導入時における負圧導入をエンジン爆発振動に同期させた状態で行わせるようにするとともに、該負圧導入をデューティ制御方式にて制御するようにし、前記平衡室から前記第二オリフィスを経由して前記主室内の液体に伝播される力波の形態が前記主室内の液体に伝播されるエンジン側からの入力振動の波形と合致するようにデューティ比率をエンジン爆発振動タイミングごとに変化させ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、上記平衡室内へ送り込まれる負圧のデューティ比率を、エンジン爆発振動ごとに変化させる（異ならせる）ことによって、当該平衡室にて形成される加振力、更には第二オリフィスを経由して主室内の液体に伝播される力波（発生波）の形態を、主室内の液体に伝播されるエンジン側からの入力振動の波形と一致させることができるようになる。その結果、複雑な波形を有する複合波からなるエンジン振動を、本液体封入式防振装置のところで吸収及び遮断することができるようになり、車室内へは不快な振動音等を伝播させないように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ないし図４を基に説明する。本実施の形態に関するものの、その構成は、図１に示す如く、振動体であるエンジン側に取付けられる第一の連結部材９と、車体側に取付けられる第二の連結部材９９と、これら第一の連結部材９と第二の連結部材９９との間にあって上記エンジン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１２と、当該主室１２に第一オリフィス１５を介して連結されるとともに第一ダイヤフラム１７にて室壁の一部が区画形成される副室１６と、当該副室１６に対して上記第一ダイヤフラム１７を隔てて設けられる空気室１８と、第二ダイヤフラム１１を介して区画形成される平衡室１３と、からなることを基本とするものである。
【０００８】
なお、このような基本構成において、上記インシュレータ７は、防振ゴム材からなるものであり、上記第一の連結部材９に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、このような構成からなるインシュレータ７の下方部には、当該インシュレータ７の一部にて、その室壁が形成される主室１２が設けられるようになっているものである。そして更に、このような主室１２の、その下方部等には、負圧及び大気圧が所定のサイクルをもって交互に導入される平衡室１３が設けられるようになっている。なお、このような構成からなる平衡室１３と上記主室１２との間には、第二ダイヤフラム１１、第二オリフィス１２５、及び第三液室１２３等からなる液体共振機構が設けられるようになっている。これによって、上記平衡室１３にもたらされた圧力変動は、上記第二ダイヤフラム１１の振動を介して、更には第三液室１２３内の液体振動及び第二オリフィス１２５内の液体共振を介して、主室１２の液体へと伝播されることとなる。その結果、主室１２内に伝播される力波（発生波）は、その波形がなめらかな形態に調整されるとともに、発生エネルギーも大きな値を有するように調整されることとなる。
【０００９】
このような構成からなるものにおいて、上記切換手段３は、図１に示す如く、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。そして、このような構成からなる上記切換バルブ３１の大気圧導入側は大気開放状態になっており、大気圧が自由に導入されるようになっているものである。また、負圧導入側は、エンジン吸気系につながる負圧源（負圧タンク）等に連結されるようになっているものである。
【００１０】
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、エンジンからの爆発振動を検出するとともに、主にマップ制御にて上記切換手段３の切換バルブ３１を作動させ、これによって、平衡室１３内に所定量の負圧または大気圧を交互に導入させるようにしているものである。なお、上記切換手段３の作動制御に当っては、上記平衡室１３への負圧の導入をデューティ制御方式にて行なわせるようにしている。具体的には、図２の（Ａ）に示すようなエンジン爆発振動に対して、図２の（Ｂ）に示す如く、各爆発振動に対応させて負圧をパルス状にて平衡室１３内へ導入させる。これとともに、当該負圧パルスのデューティ比率を各パルスごとに変化させる（異ならせる）ようにする。これによって、平衡室１３並びに当該平衡室１３に連続して形成される第二オリフィス１２５を経由して主室１２内の液体に伝播される力波（発生波）は、図３あるいは図４に示すような波形（形態）となり、エンジン等振動体側から入力される複合化された形態（波形）からなる振動を吸収及び遮断することができるようになる。
【００１１】
次に、このような構成からなる本実施の形態のものについての、その作動態様等について説明する。本実施の形態のものにおいては、エンジン等の振動体側からの振動は、図１に示す如く、第一の連結部材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、平衡室１３及び第二オリフィス１２５を初めとした防振機構部１のところで遮断されることとなる。以下に、その作動態様等について説明する。まず、４サイクル３気筒エンジンにおけるエンジンアイドリング振動の制振作用について説明する。本実施の形態のものにおけるエンジン爆発振動は、図２の（Ａ）に示す如く、クランクシャフトの２回転（７２０°）中に３回、すなわち、２４０°ごとに同じ爆発エネルギーをもった状態で生じていることとなる。従って、エンジンクランクシャフトの回転角を基準としたエンジンからの振動波形は、図３または図４に示すような複合正弦波の形態となっている。なお、ここに、図３に示すものは、エンジン爆発１次振動に関する発生エネルギーよりもエンジン爆発１．５次振動に関する発生エネルギーの方が大きい場合である。また、図４に示すものは、上記の場合とは逆に、エンジン爆発１次振動に関する発生エネルギーの方がエンジン爆発１．５次振動に関する発生エネルギーよりも大きな場合である。また、これ以外にもエンジンの回転速度や車両の走行状態の如何によって様々な振動形態を採る場合がある。
【００１２】
このような複合正弦波からなる振動が本防振装置（エンジンマウント）のところに入力することとなる。ところで、本実施の形態のものにおいては、このとき、平衡室１３（図１参照）への負圧の導入を、エンジン爆発パルスに対応させるとともに、そのデューティ比率を、図２の（Ｂ）に示す如く、エンジン爆発パルスごとに変化させる（異ならせる）ようにしている。その結果、平衡室１３を形成する第二ダイヤフラム１１の作動、更には当該第二ダイヤフラム１１に接して形成される第三液室１２３及び第二オリフィス１２５の液体の共振作用により上記主室１２内の液体へ伝播される力波（発生波）は、図３または図４に示すような複合化された正弦波となる。すなわち、防振機構部１にて形成される力波（発生波）はエンジン側から入力される振動波形と合致するようになり、当該エンジン側から入力される複合化された振動は効率良く吸収及び遮断されることとなる。
【００１４】
次に、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、図１における主室１２と副室１６との間を連結する第一オリフィス１５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図るようにする。すなわち、本実施の形態においては、まず、切換手段３を作動させ、平衡室１３に負圧が連続して供給されるようにする。その結果、平衡室１３は容積がゼロの状態に保持されることとなる。従って、主室１２と副室１６との間に形成される第一オリフィス１５内を液体が流動するようになり、この液体の流動に伴なう粘性抵抗によって、所定の減衰力が生ずることとなる。そして、この減衰力（高減衰特性）によって、上記エンジンシェークの減衰（抑え込み）が行なわれることとなる。
【００１５】
【発明の効果】
本発明によれば、振動体に取り付けられる第一の連結部材と、車体側のメンバに取り付けられる第二の連結部材と、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の一部にてその室壁が形成されるものであって液体の封入される主室と、当該主室に第一オリフィスを介して連結されるとともに、第一ダイヤフラムにて、その室壁の一部が形成される副室と、上記主室に第二オリフィスを介して連結されるとともに上記主室内の液体が導入されるように形成された第三液室と、当該第三液室に対して第二ダイヤフラムにて区画形成されるものであって、負圧及び大気圧のうち、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と、からなるとともに、このような構成からなる上記平衡室に、負圧または大気圧のうちのいずれか一方のものを連続的に導入させるかあるいは特定の周波数にて交互に導入させるように切換作動をする切換手段を設け、当該切換手段の切換作動を制御する制御手段を設けるようにした液体封入式防振装置に関して、上記制御手段による上記切換手段の切換作動のうちの負圧導入制御をデューティ制御方式からなるようにするとともに、そのデューティ比率をエンジン爆発振動タイミングごとに変化させるようにした構成を採ることとしたので、平衡室及び第二オリフィスから主室内の液体に伝播される力波（発生波）の波形を、上記主室内の液体に伝播されるエンジン側からの入力振動の波形に一致させることができるようになった。その結果、複雑な波形を有する複合波からなるエンジン振動を、本液体封入式防振装置のところで吸収及び遮断することができるようになり、車室内へは不快な振動音等を伝播させないようにす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断面図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかるもののエンジン爆発振動と導入負圧パルスのデューティ比率との関係を示す図（グラフ）である。
【図３】本発明における防振機構部にて形成される発生波（力波）についての一実施態様であって、エンジン爆発１次振動に関する発生エネルギーよりもエンジン爆発１．５次振動に関する発生エネルギーの方が大きな値を示す場合の図（グラフ）である。
【図４】本発明における防振機構部にて形成される発生波（力波）についての、その他の実施態様であって、エンジン爆発１次振動に関する発生エネルギーの方がエンジン爆発１．５次振動に関する発生エネルギーよりも大きな値を示す場合の図（グラフ）である。
【符号の説明】
１ 液体封入式防振機構部（防振機構部）
１１ 第二ダイヤフラム
１２ 主室
１２３ 第三液室
１２５ 第二オリフィス
１３ 平衡室
１５ 第一オリフィス
１６ 副室
１７ 第一ダイヤフラム
１８ 空気室
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
９９ 第二の連結部材

Claims (1)

1. 振動体であるエンジン側に取り付けられる第一の連結部材と、車体側のメンバに取り付けられる第二の連結部材と、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の一部にてその室壁が形成されるものであって液体の封入される主室と、当該主室に第一オリフィスを介して連結されるとともに、第一ダイヤフラムにて、その室壁の一部が形成される副室と、上記主室に第二オリフィスを介して連結されるとともに上記主室内の液体が導入されるように形成された第三液室と、当該第三液室に対して第二ダイヤフラムにて区画形成されるものであって、負圧及び大気圧のうち、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と、からなるとともに、このような構成からなる上記平衡室に、負圧または大気圧のうちのいずれか一方のものを連続的に導入させるか、あるいは特定の周波数にて交互に導入させるように切換作動をする切換手段を設け、更には当該切換手段の切換作動を制御する制御手段を設けるようにした液体封入式防振装置において、
   上記制御手段による上記切換手段の切換作動のうち交互導入時における負圧導入をエンジン爆発振動に同期させた状態で行わせるようにするとともに、該負圧導入をデューティ制御方式にて制御するようにし、前記平衡室から前記第二オリフィスを経由して前記主室内の液体に伝播される力波の形態が前記主室内の液体に伝播されるエンジン側からの入力振動の波形と合致するようにデューティ比率をエンジン爆発振動タイミングごとに変化させ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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