JP3959857B2 - 防振装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のエンジン等の振動体を車体等の支持体に防振しつつ支持する防振装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の先行技術として図３〜図５に示すものがある（特願平１０−５５２５４号出願書類参照）。図３は防振装置の全体の断面図、図４はその磁気形成部材２０の要部断面図、図５は図４のＡ−Ａ線断面図である。
【０００３】
図３において、防振装置１の本体ケース２は円筒状を有し、この本体ケース２の上端と下端には内周側に折曲されたかしめ部３ａ、３ｂが設けられている。この上下端部のかしめ部３ａ、３ｂによって下記する各収容体が内部に固定されている。この本体ケース２内の上方にはゴム材にて構成された支持弾性体４が配置されている。この支持弾性体４にはエンジン側連結部材５が埋設状態で固定されており、エンジン側連結部材５には上方に突出する連結ボルト５ａが設けられている。この連結ボルト５ａは防振装置の軸心Ｐ位置に配置され、上方に突出した連結ボルト５ａにエンジン（図示せず）が締結によって固定される。
【０００４】
また、前記支持弾性体４の下部は下方に行くに従って径を大きくする円錐筒状を有し、この円錐筒状の下側端面が中間筒体６の内面に固定されている。支持弾性体４は下記する主液体室１３の隔壁の一部として構成され、主液体室１３の液圧によって弾性バネとしてのバネ定数が可変される。
【０００５】
前記中間筒体６は同一径の上部筒部６ａ及び下部筒部６ｂとこれらを連結し、且つ、これらより小径の中間筒部６ｃとから一体に構成されている。中間筒部６の外周側には外筒体７が嵌合され、この外筒体７はさらに前記本体ケース２の内周側に嵌合されている。外筒体７には開口部７ａが形成され、この開口部７ａの全周にはダイヤフラム８の端部が固定されている。
【０００６】
そして、このダイヤフラム８と本体ケース２との間には空気室９が構成され、この空気室９は本体ケース２に形成された空気孔２ａを介して本体ケース２の外部と連通している。又、ダイヤフラム８と中間筒体６との間には副液体室１０が構成されており、この副液体室１０はダイヤフラム８の形状変化によってその容積が可変される。
【０００７】
また、中間筒体６の内周側には内筒体１１が固定されており、この内筒体１１と中間筒体６との間にはアイドル共振用オリフィス１２が構成されている。このアイドル共振用オリフィス１２は、中間筒体６に形成された第１開口部（図示せず）を介して副液体室１０に開口している。又、内筒体１１の内周側で、且つ、前記支持弾性体４の内周面や下記する隔壁部材１９及びシール部材２２に囲まれて主液体室１３が構成されている。この主液体室１３とアイドル共振用オリフィス１２とは内筒体１１に形成された第２開口部１１ａを介して開口している。
【０００８】
つまり、主液体室１３と副液体室１０とはアイドル共振用オリフィス１２（正確には第１及び第２開口部（図示せず）、１１ａをも含む）を介して連通しており、双方の室１３、１０内及びアイドル共振用オリフィス１２内には液体（図示せず）が封入されている。主液体室１３の容積変化（液圧変化）によって液体はアイドル共振用オリフィス１２を介して双方の液体室１３、１０を流出入し、これによって振動がダンピングされる。
【０００９】
スペーサ１４は、前記外筒体７の下方位置で本体ケース２の内周に嵌合されており、スペーサ１４の上端は外筒体７の下端に当接している。スペーサ１４は円筒状の上部筒体１４ａと同じく円筒状の下部筒体１４ｂとこれらを連結するダイヤフラム１４ｃとから構成され、上部筒体１４ａの内周には上から順に各リング状のシールリング１５、バネ支持リング１６及びギャップ保持リング１７が嵌合されている。スペーサ１４はこれらリング１５、１６、１７や下記するヨーク部材２８に対して軸心Ｐへの位置決めを行っている。
【００１０】
可動部材１８は、前記各リング１５、１６、１７の内側に配置され、隔壁部材１９とこれの下面側に配置され、且つ、隔壁部材１９にボルト２１にて締結された磁路形成部材２０とから構成されている。隔壁部材１９は外周端部が上方に折曲された円板状を有し、隔壁部材１９とシールリング１５との間の全周にはリング状に形成されたゴム製のシール部材２２が介在されている。上記したようにこの隔壁部材１９とシール部材２２によって前記主液体室１３の下方が隔成されていると共に、隔壁部材１９の上下方向の変位がシール部材２２の弾性変形で許容される。
【００１１】
磁路形成部材２０は、その上面の中心部に凸部２０ａを有する円板状をなし、この凸部２０ａによって隔壁部材１９との間にくびれ空間２３が構成されている。又、図４及び図５に詳しく示すように、磁路形成部材２０の外周端部の全周は上下面側が切り欠かれて薄肉環状部２４として構成されており、この薄肉環状部２４は弾性材のストッパ部材２５にて覆われている。
【００１２】
図３に戻り、磁路形成部材２０の配置スペースは前記ギャップ保持リング１７によって形成され、又、磁路形成部材２０の上下方向の変位はストッパ部材２５がバネ支持リング１６、又は、下記するヨーク部材２８に突き当たることによってそれぞれ上方又は下方の変位が規制される。つまり、バネ支持リング１６と下記するヨーク部材２８とは、可動部材１８の上下方向の移動を規制する移動規制部材としても構成されている。
【００１３】
板バネ部材２６は中心部が切り欠かれた円板状のバネ部材にて構成され、隔壁部材１９と磁路形成部材２０とのくびれ空間２３に配置されている。この板バネ部材２６の外周部下面はバネ支持リング１６に当接され、板バネ部材２６の上面は隔壁部材１９とシール部材２２の下面に当接されている。つまり、可動部材１８は下記する電磁アクチュエータ２７の通電による磁力が作用しない状態では主液体室１３の液体の重量や下記するマグネット２９の磁力等と板バネ部材２６のバネ力とが釣り合う中立位置に位置する。
【００１４】
電磁アクチュエータ２７は、磁気形成部材２０の下方近傍に配置され、本体ケース２内の下部に配置されたヨーク部材２８と、このヨーク部材２８の上面に配置されたマグネット２９と、ヨーク部材２８の上面に臨む位置で、且つ、マグネット２９の外周側にリング状に配置された励磁コイル３０とから構成されている。
【００１５】
ヨーク部材２８は上ヨーク部２８ａと下ヨーク部２８ｂとが組合わされて構成され、上ヨーク部２８ａの上面外周端部は前記ギャップ保持リング１７の下面に当接している。上ヨーク部２８ａと下ヨーク部２８ｂとの外周面には凹部２８ｃが形成されており、この凹部２８ｃには前記ダイヤフラム１４ｃが配置されている。
【００１６】
ダイヤフラム１４ｃと本体ケース２との間には空気室３１が構成され、この空気室３１は本体ケース２の空気孔２ｂを介して本体ケース２の外部と連通している。又、ダイヤフラム１４ｃとヨーク部材２８との間にも空気室３５が構成され、この空気室３５は前記隔壁部材１９とヨーク部材２８との間の室３６と連通している。前記可動部材１８の変位に追従してダイヤフラム１４ｃが変動し、このダイヤフラム１４ｃの変動によって前記室３６の圧力変動が防止されて前記可動部材１８の移動がスムーズに行なわれる。
【００１７】
マグネット２９は円板状を有し、その上面がギャップ空間を介して前記磁路形成部材２０の下面に対向している。マグネット２９の磁力は上下方向を向いており、この磁力線はギャップ空間を介して前記磁路形成部材２０に入る。磁路形成部材２０に入った磁力線は磁路形成部材２０を通ってその外周端より出て、その磁力線は空間を介して、又は、空間及びギャップ保持リング１７を介してヨーク部材２８に戻り、このようなルートによって磁気回路が構成される。
【００１８】
励磁コイル３０には図示しないコントローラから駆動電流が供給されるよう構成されており、励磁コイル３０への通電によってマグネット２９の磁力と逆方向の磁力が発生すると前記可動部材１８は液体の圧力等に抗して上方に移動し、又、マグネット２９の磁力と同方向の磁力が発生すると前記可動部材１８は板バネ部材２６のバネ力に抗して下方に移動する。
【００１９】
荷重センサ３２は、ヨーク部材２８とこの下方に配置された蓋部材３３との間に介在されており、荷重センサ３２としては圧電素子、磁歪素子、歪みゲージ等が使用される。荷重センサ３２はその中心が前記軸心Ｐに位置するよう配置され、荷重センサ３２の上面は下ヨーク部２８ｂの下面中央部に当接している。
【００２０】
蓋部材３３は略円板状を有し、その外周端部３３ａが下ヨーク部２８ｂの下面に当接している。蓋部材３３には下方に突出する連結ボルト３４が固定され、この連結ボルト３４に車体側（図示せず）が締結によって固定される。つまり、荷重センサ３２はヨーク部材２８と蓋部材３３間に伝達される振動（伝達力）を検出し、この検出結果を残留振動信号として前記コントローラ（図示せず）に出力する。
【００２１】
コントローラ（図示せず）はマイクロコンピュータ、インタフェース回路、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器、アンプ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等で構成され、エンジンで発生する振動を低減できる能動的な支持力を防振装置１に発生するべく、前記励磁コイル３０に駆動電流を出力する。
【００２２】
ここで、エンジンで発生するアイドル振動やこもり振動は、例えばレシプロ４気筒エンジンの場合、エンジン回転２次成分に同期して駆動電流を生成し出力すれば、車体側振動の低減が可能となる。従って、例えばレシプロ４気筒エンジンの場合には、クランク軸の１８０度回転に同期したインパルス信号を生成し、これを基準信号としてコントローラに出力する。そして、コントローラは荷重センサ３２から供給される残留振動信号及び基準信号に基づき、逐次更新型の適応アルゴリズムの一つであるＦｉｌｔｅｒｅｄ−ＸＬＭＳアルゴリズムを実行することにより、駆動信号を演算し、この演算による駆動電流を前記励磁コイル３０に出力するよう構成されている。尚、このような同期式のＦｉｌｔｅｒｅｄ−ＸＬＭＳアルゴリズムではなく通常のＦｉｌｔｅｒｅｄ−ＸＬＭＳアルゴリズム等でも良い。
【００２３】
上記構成において、エンジンが駆動によって振動すると、このエンジンの振動が連結ボルト５ａを介して防振装置１に伝達される。防振装置１にあっては、上記振動が支持弾性体４等にて減衰されるが、減衰されなかった振動伝達力はシールリング１５、バネ支持リング１６、ギャップ保持リング１７等を介してヨーク部材２８に伝達され、荷重センサ３２が車体側に伝わろうとする振動（伝達力）を検出する。
【００２４】
この検出結果はコントローラに出力され、コントローラはこの伝達力を打ち消すために必要な駆動電流を演算し、演算して得た駆動電流を励磁コイル３０に出力する。電磁アクチュエータ２７には励磁コイル３０への通電に応じた磁力が発生し、この磁力によって可動部材１８が変位（振動）し、主液体室１３の容量変化で液圧が変化する。この液圧変化により上記伝達力を打ち消すためのキャンセル力が発生し、このキャンセル力で上記伝達力が相殺されて、車体に伝わる力がゼロ又は低減されるものである。
【００２５】
ところで、前記可動部材１８の磁路形成部材２０は、上述したように磁気回路の一部を構成し、大きな電磁出力を得るためには、その面積及び体積は大きければ大きいほど好ましい。一方、磁路形成部材２０の傾斜や必要以上の変位により磁路形成部材２０が他の部材と衝突して打音を発生しないようにするため、図４及び図５に示すように、上述したように磁路形成部材２０の外周端部を薄肉環状部２４とし、この薄肉環状部２４を弾性材のストッパ部材２５で覆って打音の発生を防止している。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、磁路形成部材２０の外周端部が薄肉環状部２４によって断面寸法が小さくなっていることから、減少した体積分だけ磁気回路上で飽和現象が早く起きるために出力をロスしてしまうという問題がある。
【００２７】
そこで、本発明は、磁路形成部材の打音の発生を防止すると共に磁路形成部材の磁気回路上での飽和現象を極力起きないようにして出力ロス率を低減できる防振装置の提供を課題とする。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、振動体側に連結される支持弾性体を設け、この支持弾性体を隔壁の一部として液体が封入された主液体室を構成し、この主液体室の容積を可変できる可動部材を移動可能に設け、この可動部材の磁路形成部材の近傍に電磁アクチュエータを設け、この電磁アクチュエータの磁力変化で前記可動部材が移動し、前記磁路形成部材の外周部を上下面側を切り欠いて薄肉部として構成し、この薄肉部を覆う弾性材のストッパ部材を設け、このストッパ部材が移動規制部材に突き当たることで前記可動部材の上下方向に移動を規制する防振装置において、
前記薄肉部を、その外周方向に山部と谷部とを有する波形状に構成し、前記ストッパ部材を、前記薄肉部の谷部に山部より高く構成したことを特徴とする。
【００２９】
請求項２の発明は、請求項１記載の防振装置であって、前記ストッパ部材の外周面は、前記薄肉部の山部の位置では谷部、前記薄肉部の谷部の位置では山部を有する形状であることを特徴とする。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１の発明では、磁路形成部材の薄肉部が山部と谷部とを有する波形状であるため、例えば山部の分だけ断面積を大きく設定でき、磁気回路上で飽和現象が起きにくく出力ロス率が低減され、又、ストッパ部材は、薄肉部の谷部に山部より高く構成しているため谷部の位置で肉厚であるため、打音の発生を十分に防止できる。
【００３１】
請求項２の発明では、請求項１の発明の効果に加え、薄肉部の山部にもストッパ部材の外周面の谷部が形成され、薄肉部の谷部に構成されるストッパ部材で可動部材の移動を規制できなくても谷部のストッパ部材が移動規制部材に突き当たり、確実に打音の発生を防止できる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３３】
図１（ａ）は本発明の一実施形態に係る防振装置の要部断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。図１（ａ）、（ｂ）において、この実施形態にあって前記先行技術と同一構成部分は重複説明を避けるため図面に同一符号を付してその説明を省略し、異なる構成部分のみを説明する。
【００３４】
即ち、磁路形成部材２０の外周端部には、前記先行技術と同様に薄肉部である薄肉環状部２４が構成されているが、この薄肉環状部２４の上下面は、外周方向に山部２４ａと谷部２４ｂとを交互に繰り返す波形状に構成されている。
【００３５】
ストッパ部材２５は、その内周面が前記薄肉部２４の谷部２４ｂに倣って構成されている。又、ストッパ部材２５の外周面は平面に構成されており、その肉厚Ｔ１は、例えば前記先行技術のストッパ部材２５の肉厚Ｔ２（図５参照）と同じ寸法となっている。薄肉部２４の山部２４ｂは肉厚Ｔ１より低くしており、磁路形成部材２０がリング１６やヨーク部材２８に衝突してストッパ部材２５が弾性変形しても山部２４ｂがリング２６やヨーク部材２８に衝突しないような寸法に設定している。
【００３６】
尚、本実施形態の防振装置１において、図１に示されていない構成部分についても前記先行技術と同一であり、重複説明を避けるためその説明を省略する。
【００３７】
上記構成において、エンジン（図示せず）が駆動してエンジンが振動すると、このエンジンの振動が連結ボルトを介して防振装置１に伝達される。防振装置１にあっては、上記振動伝達力が支持弾性体等で減衰されるが減衰されなかった振動伝達力はヨーク部材２８に伝達され、荷重センサ３２が車体側に伝わろうとする振動（伝達力）を検出する。
【００３８】
この検出結果はコントローラに出力され、コントローラはこの伝達力を打ち消すために必要な駆動電流を演算し、演算して得た駆動電流を励磁コイル３０に出力する。電磁アクチュエータ２７には励磁コイル３０への通電に応じた磁力が発生し、この磁力によって可動部材１８が変位（振動）し、主液体室１３の容量変化で液圧が変化する。この液圧変化により上記伝達力を打ち消すためのキャンセル力が発生し、このキャンセル力で上記伝達力が相殺されて、車体に伝わる力がゼロ又は低減されるものである。
【００３９】
この動作過程にあって、磁路形成部材２０にはマグネット２９や励磁コイル３０の通電による磁力線が通り磁気回路の一部を構成する。ここで、磁路形成部材２０の薄肉環状部２４が山部２４ａと谷部２４ｂとを交互に繰り返す波形状であるため、山部２４ａの分だけ断面積が大きくなり、磁気回路上で飽和現象が起きにくく出力ロス率が低減される。又、ストッパ部材２５は、その内周面の山部２５ａの位置で肉厚Ｔ１であり、前記先行技術のものと同じ寸法の肉厚であるため、打音の発生を十分に防止できる。又、本実施形態では上下面とも山部２５ａを形成したが片面だけでも良い。
【００４０】
図２は、ストッパ部材２５の変形例を示す磁路形成部材２０の外周端部の要部断面図である。図２において、ストッパ部材２５の外周面は、薄肉部２４の谷部２４ｂの位置では山部２５ａ、薄肉部２４の山部２４ａの位置では谷部２５ｄを有する形状に構成されている。山部２５ａでの肉厚Ｔ１は先行技術のストッパ部材２５の肉厚Ｔ２と同じ寸法としている。他の構成は前記実施形態と同様であるため、図面に同一符号を付してその説明を省略する。
【００４１】
この変形例においては、ストッパ部材２５はその外周面の山部２５ａでのみ移動規制部材であるバネ保持リング１６又はヨーク部材２８の上ヨーク部２８ａに突き当たり、外周面の山部２５ｃの位置は内周面も山部２５ａであり、常に肉厚部分で突き当たるため、前記実施形態の場合に較べて確実に打音の発生を防止できる。又、肉厚部分で吸収しきれない変位が入力されても谷部２５ｄのストッパ部材があるため薄肉環状部２４がバネ保持リング１６やヨーク部材２８に直接接触することを防止できる。
【００４２】
尚、前記実施形態によれば、ストッパ部材２５を磁路形成部材２０の薄肉環状部２４の全周に亘って設けたが、周方向に間隔を置いて配置しても良い。この場合、薄肉部は全周に亘って設ける必要がないが、磁路形成部材２０の外周上下面が少なくともストッパ部材２５よりも突出しないように設定する必要がある。しかし、前記実施形態のように薄肉環状部２４の全周に亘って設ければ、磁路形成部材２０のいかなる傾斜や変形等が生じた場合においても、常にストッパ部材２５がバネ保持リング１６又はヨーク部材２８に突き当たるため、確実に、且つ、十分に打音の発生を防止できる。
【００４３】
尚、前記実施形態によれば、薄肉環状部２４の上下面は、外周方向に山部２４ａと谷部２４ｂとを交互に繰り返す波形状に構成されているが、山部２４ａと谷部２４ｂとが不規則な波形状に構成しても良い。但し、山部２４ａと谷部２４ｂとを交互に繰り返す波形状に構成すれば、磁路形成部材２０の傾斜方向に依存することなくバランス良く打音の発生を防止できる。又、波形状に限らず凹凸形状に形成しても良い。
【００４４】
尚、前記実施形態によれば、防振装置１を車両のエンジンの振動防止に適用した場合を示したが、車両以外のエンジンの振動防止にも適用でき、又、エンジン以外の振動防止にも適用でき、例えば、工作機械からフロアや室内に伝達される振動の低減にも適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の一実施形態に係る防振装置の要部断面図、（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図２】ストッパ部材の変形例を示す磁路形成部材の外周端部の要部断面図である。
【図３】先行技術に係る防振装置の全体の断面図である。
【図４】先行技術に係る磁路形成部材の外周端部付近の要部断面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線断面図である。
【符号の説明】
１６ バネ保持リング（移動規制部材）
１８ 可動部材
２０ 磁路形成部材
２４ 薄肉環状部（薄肉部）
２４ａ 薄肉環状部の山部
２４ｂ 薄肉環状部の谷部
２５ ストッパ部材
２５ａ ストッパ部材の山部
２５ｂ ストッパ部材の谷部
２７ 電磁アクチュエータ
２８ ヨーク部材（移動規制部材）
２８ 上ヨーク部

Claims (2)

1. 振動体側に連結される支持弾性体を設け、この支持弾性体を隔壁の一部として液体が封入された主液体室を構成し、この主液体室の容積を可変できる可動部材を移動可能に設け、この可動部材の磁路形成部材の近傍に電磁アクチュエータを設け、この電磁アクチュエータの磁力変化で前記可動部材が移動し、前記磁路形成部材の外周部を上下面側を切り欠いて薄肉部として構成し、この薄肉部を覆う弾性材のストッパ部材を設け、このストッパ部材が移動規制部材に突き当たることで前記可動部材の移動を規制する防振装置において、
   前記薄肉部を、その外周方向に山部と谷部とを有する波形状に構成し、前記ストッパ部材を、前記薄肉部の谷部に山部より高く構成したことを特徴とする防振装置。
2. 請求項１記載の防振装置であって、
   前記ストッパ部材の外周面は、前記薄肉部の山部の位置では谷部、前記薄肉部の谷部の位置では山部を有する形状であることを特徴とする防振装置。

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