JP4123177B2 - 流体封入式能動型防振装置 - Google Patents

Description

本発明は、防振対象部材に装着されることにより能動的な防振効果を発揮し得る能動型防振装置に用いられる防振用電磁アクチュエータを用いた流体封入式能動型防振装置に係り、特に自動車のエンジンマウントやボデーマウント，制振器などの防振装置において好適に採用される防振用電磁アクチュエータを用いた流体封入式能動型防振装置に関するものである。

例えば自動車のボデー等のように振動低減が重要視される防振対象部材において振動を低減するために、従来では、一般に、ショックアブソーバやゴム弾性体等の減衰効果を利用した振動減衰手段や、コイルスプリングやゴム弾性体等のばね効果を利用した振動絶縁手段の如き防振装置が採用されているが、これらの防振装置は何れも受動的な防振作用を発揮するものであるために、例えば防振すべき振動の周波数等の特性が変化する場合やより高度な防振効果が要求される場合等においては、充分な防振効果を得ることが難しいという問題があった。そこで、近年では、防振対象部材や防振装置に加振力を及ぼすことにより、防振すべき振動を積極的乃至は相殺的に低減せしめるようにした能動型防振装置が開発され、検討されている。例えば、特許文献１や特許文献２，特許文献３に記載のものが、それである。

このような能動型防振装置では、加振力を発生するアクチュエータが必要であり、かかるアクチュエータにおいては、発生加振力に関して周波数や位相の高度の制御性が要求される。そこで、能動型防振装置に採用される防振用アクチュエータとしては、コイルへの通電を制御することによりアーマチャ等の磁力作用部材に及ぼされる電磁力や磁力を駆動力として利用するようにした電磁式のアクチュエータが好適に採用される。

かかる電磁式アクチュエータとしては、上述の特許文献１〜３にも記載されているように、一般に、ハウジングに対して固定される固定部材と、該固定部材に設けられた筒状の案内面で軸方向に案内されることによって相対的に変位可能に組み付けられた可動部材から構成されて、それら固定部材と可動部材の一方に対してコイルを組み付けると共に、該コイルの周囲にヨーク部材を組み付けて磁路を形成する一方、それら固定部材と可動部材の他方において、該コイルへの通電によって生ぜしめられる磁界の作用で駆動力が及ぼされる磁力作用部材を設けることにより、該コイルへの通電によって該可動部材を該固定部材に対して軸方向に駆動するようにした構造のものが、従来から採用されている。

ところで、防振装置に適用する場合に、電磁式のアクチュエータには、数十Ｈｚ以上の周波数で、且つ１ｍｍ以下の振幅で、高精度な加振制御が要求される。そこで、固定部材に対して可動部材が高精度に安定して相対変位せしめられるように、それら両部材間には上述の如き筒状の案内面が形成されており、しかも、かかる案内面と可動部材との間隔は極めて小さな隙間とされている。

また、かかる案内面と可動部材との間においてそのような小さな隙間が設定されていることから、案内面と可動部材との隙間に対して外部から異物が侵入すると安定した作動が望めない。そこで、案内面は、一般に、外部から実質的に密閉された構造をもって形成されることが望ましい。

しかしながら、電磁式のアクチュエータにおける案内面の領域、即ち固定部材に対する可動部材の相対的な変位領域を外部空間から密閉すると、固定部材に対して可動部材が変位せしめられた際、かかる案内面を挟んだ可動部材の移動方向両側に形成された双方の領域において空気圧の強制的な増減が惹起される。そして、この空気圧の増減に起因して空気ばねが可動部材に作用することにより、可動部材の変位が阻害されて目的とする出力特性を得ることができなくなるおそれがあった。

特に、より高度な防振効果が要求される場合にハイパワーの電磁式アクチュエータを採用すると、固定部材に対する可動部材の相対変位量が大きくなる分だけ空気ばねの悪影響が大きくなるという問題がある。

加えて、特にハイパワーの電磁式アクチュエータでは、コイルへの通電量が大きくなって消費電力が大きくなる分だけコイルの発熱量が増大する。それに起因して、実質的に封止された領域内の空気温度が上昇して空気ばね作用が電磁式アクチュエータの出力に対して一層大きな悪影響を及ぼすこととなる。また、発熱に起因する各部材の熱膨張によって案内面の隙間が変化して、所期の案内作用が安定して発揮され難くなったり、各部材の特にゴム弾性体の耐久性が低下してしまうおそれもあった。

特開平９−８９０４０号公報 特開平１０−２３１８８６号公報 特開２００１−１７６５号公報

ここにおいて、本発明は上述の如き事情を背景として為されたものであって、その解決課題とするところは、コイルへの通電によって加振力を発生する電磁式アクチュエータにおいて、ハウジングに対して固定的に設けられた筒状の案内面による可動部材の軸方向への案内作用を高度に発揮せしめつつ、空気ばね作用による出力特性への悪影響を回避することが出来ると共に、コイルへの通電による発熱も抑えられて出力特性の安定化や耐久性の向上等が効果的に実現され得る、新規な構造の防振用電磁アクチュエータを用いて構成された、改良された構造を有する能動型防振装置として、能動型防振用マウントおよび能動型防振用制振器を提供することにある。

以下、前述の如き課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意の組み合わせで採用可能である。また、本発明の態様乃至は技術的特徴は、以下に記載のものに限定されることなく、明細書全体および図面の記載、或いはそれらの記載から当業者が把握することの出来る発明思想に基づいて認識されるものであることが理解されるべきである。

すなわち、本発明の特徴とするところは、振動入力によって弾性変形せしめられる本体ゴム弾性体によって壁部の一部が構成されて振動入力時に圧力変動が生ぜしめられる、非圧縮性流体が封入された振動作用室を有すると共に、該振動作用室の壁部の別の一部が、支持ゴム弾性体で変位可能に支持された加振部材で構成されてなる能動型防振装置本体において、有底円筒形状とされたハウジングと、該ハウジングに対して固定的に設けられた筒状の案内面で軸方向に案内されることによって変位可能に組み付けられた可動部材とを有しており、該ハウジングに対してコイルとヨーク部材を収容状態で固定的に組み付けて磁路を形成する一方、該コイルへの通電によって生ぜしめられる磁界の作用で駆動力が及ぼされる磁力作用部材を該可動部材に対して固定的に設けることにより、該コイルへの通電によって該可動部材を該ハウジングに対して軸方向に駆動するようにした防振用電磁アクチュエータを採用し、前記能動型防振装置本体の前記加振部材に対して前記防振用電磁アクチュエータの前記可動部材を連結して、該防振用電磁アクチュエータで該加振部材に加振力を及ぼすことによって前記振動作用室の圧力を制御して能動的な防振効果を得るようにした流体封入式能動型防振装置であって、前記防振用電磁アクチュエータの前記ハウジング内において前記可動部材を案内する前記筒状の案内面の底部側には該可動部材の変位に伴って容積変化せしめられる下部空気室を形成すると共に、該防振用電磁アクチュエータにおける該ハウジングの開口部に対して前記能動型防振装置本体を重ね合わせて組み付け、該能動型防振装置本体の前記支持ゴム弾性体と前記加振部材とによって該ハウジングの開口部を覆蓋することにより該ハウジングの開口部側に上部空気室を形成する一方、該防振用電磁アクチュエータにおける前記コイルの内周側又は外周側において前記案内面に開口しないで内部を貫通して軸方向に延びる冷却用空気通路を形成し、該冷却用空気通路の軸方向一方の端部を該下部空気室に開口させると共に軸方向他方の端部を該上部空気室に開口させて、それら下部空気室と上部空気室を該冷却用空気通路で相互に連通せしめたことにある。

このような本発明に従う構造とされた防振用電磁アクチュエータにおいては、案内面を挟んだ軸方向両側の領域が密閉構造とされていても、ハウジングに対して可動部材が軸方向に駆動されて相対変位せしめられることにより、可動部材がピストンのような作用をして、即ち双方の領域の間に惹起される相対的な空気圧変動に基づいて、一方の領域から他方の領域に向けて冷却用空気通路を通じての強制的な空気流動が生ぜしめられる。

それ故、コイルに交番電流が通電されて、可動部材がハウジングに対して固定的に設けられた案内面で案内されつつ繰り返し軸方向に往復変位せしめられると、それに伴って冷却用空気通路には、双方の領域間を往復せしめられる空気流動が強制的且つ連続的に生ぜしめられることとなって、双方の領域間に生じる空気圧の相対的変動量が抑えられ、かかる相対的な空気圧変動によって惹起される空気ばねの作用を効果的に低減乃至回避することが可能となる。

また、冷却用空気通路に生じる空気流動によって、冷却用空気通路内の空気がコイルの発した熱を吸収すると共に、その吸収した熱をハウジングなどを通じて他部材に速やかに伝達させることにより、コイルの温度上昇を抑えることが出来て、安定した作動性能を優れた耐久性をもって実現し得る。
また、本発明に従う構造とされた流体封入式能動型防振装置においては、防振用電磁アクチュエータが発揮する前述の如き効果に基づいて、防振装置の大型化及び重量の増加を招くことなく、所期の防振性能を効率的且つ安定的に得ることができる。また、かかる防振用電磁アクチュエータにおいて、ハウジングと可動部材における相対的な変位方向で案内面を挟んだ両側に位置せしめられる双方の空間の少なくとも一方を実質的に密閉構造としたことにより、案内面への粉塵等の進入を防止することもできる。

また、本発明においては、前記コイルと前記ヨーク部材が前記ハウジングに対して組み付けられる一方、該コイルの中心軸上を延びる案内孔を該ヨーク部材に設けて該案内孔の内周面で前記案内面を形成し、該案内孔に対してアーマチャを軸方向に変位可能に嵌め込んで前記可動部材を構成して、該ヨーク部材において、前記冷却用空気通路の一方の端部を該コイルの軸方向一方の側において該案内孔の内周面に開口せしめる一方、該冷却用空気通路の他方の端部を該コイルの軸方向他方の側において軸方向端面に開口せしめた構成が好適に採用され得る。このような構成を採用することで、可動部材の駆動を巧く利用して、冷却空気通路を通じての空気流動を生じせしめることができる。

それ故、ポンプ等の特別な部材を要しないため、アクチュエータの大型化や重量の増加を引き起こすことなく、簡単な構造で製造容易に、本発明に従う構造の防振用電磁アクチュエータを実現できる。

また、本発明において、前記冷却用空気通路は、前記ヨーク部材の縦断面上を延びる二次元的な形状で、該ヨーク部材の周方向で複数箇所に形成されることが望ましい。それによって、冷却用空気通路の通路長さを冗長にならないように設定することができて、冷却用空気通路を通じての空気流動を迅速且つ効果的に生ぜしめることが可能である。

上述の説明から明らかなように、本発明に従う構造とされた流体封入式能動型防振装置において、その構成要素である防振用電磁アクチュエータにおいては、コイルに組み付けられたヨーク部材の内部を延びて、軸方向で案内面を挟んだ両側に位置せしめられる双方の空間を互いに連通する冷却用空気通路を形成したことにより、可動部材がハウジングに対して繰り返し軸方向に往復変位せしめられた場合においても、双方の領域間の相対的な空気圧変動が低減されて、空気ばね作用による出力特性への悪影響を回避できると共に、コイルへの通電による発熱を抑制して、出力特性の安定や耐久性の向上等を簡易な構造で大型化を招かずに実現できる。

以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。

先ず、図１には、本発明の第一の実施形態としての自動車用エンジンマウント１０が示されている。このエンジンマウント１０は、第一の取付部材としての第一の取付金具１２と第二の取付部材としての第二の取付金具１４が、互いに離隔して対向配置されていると共に、それらの間に介装された本体ゴム弾性体１６によって弾性的に連結されたマウント本体１８がブラケット２０に嵌め込まれて構成されている。そして、エンジンマウント１０は、第一の取付金具１２が図示しないパワーユニットに取り付けられる一方、第二の取付金具１４が図示しない自動車ボデーに取り付けられることにより、パワーユニットをボデーに対して防振支持せしめるようになっている。また、そのような装着状態下、かかるエンジンマウント１０には、図１中の上下方向となるマウント中心軸方向で第一の取付金具１２と第二の取付金具１４の間にパワーユニットの分担荷重が及ぼされることにより、第一の取付金具１２と第二の取付金具１４が相互に接近する方向に本体ゴム弾性体１６が弾性変形せしめられるようになっている。更に、それら第一の取付金具１２と第二の取付金具１４の間には、両取付金具１２，１４が相互に接近／離隔する方向に、防振すべき主たる振動が入力されるようになっている。なお、以下の説明中、上下方向とは、原則として図１中の上下方向を言うものとする。

より詳細には、第一の取付金具１２は、逆向きの円錐台形状を有している。また、第一の取付金具１２の大径側端部には、外周面上に突出する円環板状のストッパ部２２が一体形成されている。更に、大径側端部から軸方向上方に向かって固定軸２４が一体的に突設されており、この固定軸２４には、上端面に開口する固定用ねじ穴２６が形成されている。そして、この固定用ねじ穴２６に螺着される図示しない固定ボルトによって、第一の取付金具１２が、図示しない自動車のパワーユニットに取り付けられるようになっている。

また一方、第二の取付金具１４は、大径の略円筒形状を有している。また、第二の取付金具１４の軸方向中間部分には、段部２８が形成されており、この段部２８を挟んで軸方向上側が大径部３０とされていると共に、軸方向下側が小径部３２とされている。なお、大径部３０の内周面には、薄肉のシールゴム層３４が被着形成されている。更に、軸方向下側の開口部には、可撓性膜としての薄肉のゴム膜からなるダイヤフラム３６が配設されており、かかるダイヤフラム３６の外周縁部が第二の取付金具１４の軸方向下側開口縁部に加硫接着されることで、第二の取付金具１４の軸方向下側開口部が流体密に覆蓋されている。また、ダイヤフラム３６の中央部分には、略逆カップ形状を有する固定金具としての連結金具３８が加硫接着されている。

そして、第二の取付金具１４の軸方向上方に離隔して、第一の取付金具１２が位置せしめられており、これら第一の取付金具１２と第二の取付金具１４が、本体ゴム弾性体１６で弾性的に連結されている。

本体ゴム弾性体１６は、全体として略円錐台形状を有しており、大径側端面にはすり鉢状の凹所４０が形成されている。また、本体ゴム弾性体１６の小径側端面には、第一の取付金具１２が、軸方向に差し入れられた状態で加硫接着されている。なお、第一の取付金具１２のストッパ部２２は、本体ゴム弾性体１６の小径側端面に重ね合わされて加硫接着されていると共に、ストッパ部２２から上方に突出する緩衝ゴム４２が、本体ゴム弾性体１６と一体的に形成されている。また、本体ゴム弾性体１６の大径側外周面には、連結スリーブ４４が加硫接着されている。

かかる本体ゴム弾性体１６の大径側外周面に加硫接着された連結スリーブ４４が、第二の取付金具１４の大径部３０に嵌め込まれて、大径部３０が縮径加工されることにより、本体ゴム弾性体１６が第二の取付金具１４に対して流体密に嵌着固定される。これにより、第二の取付金具１４の軸方向上側開口部が、本体ゴム弾性体１６によって流体密に覆蓋されることとなり、以て、第二の取付金具１４の内部には、本体ゴム弾性体１６とダイヤフラム３６との対向面間において、外部空間から流体密に遮断された領域が形成されて、そこに非圧縮性流体が封入されている。

なお、封入される非圧縮性流体としては、例えば、水やアルキレングリコール、ポリアルキレングリコール、シリコーン油等が何れも採用可能であり、特に、流体の共振作用に基づく防振効果を有効に得るために、粘度が０．１Ｐａ．ｓ以下の低粘性流体が好適に採用される。

更に、第二の取付金具１４には、仕切部材４６とオリフィス部材４８が組み込まれており、本体ゴム弾性体１６とダイヤフラム３６との対向面間に配設されている。

仕切部材４６は、所定厚さをもって広がる支持ゴム弾性体５０を有しており、この支持ゴム弾性体５０の中央部分に加振部材としての加振板５２が加硫接着されている。加振板５２は、浅底の略逆カップ形状を有しており、その外周縁部が、支持ゴム弾性体５０の内周縁部に加硫接着されている。また、支持ゴム弾性体５０の外周縁部には、円環形状の外周金具５４が加硫接着されている。なお、外周金具５４には、周方向に連続して延びる周溝５６が形成されている。

そして、この外周金具５４の軸方向上側開口部が、径方向外方に広がるフランジ状部５８とされて、フランジ状部５８が第二の取付金具１４の段部２８に重ね合わされて、段部２８と連結スリーブ４４の間で挟圧固定されている。これにより、仕切部材４６は、本体ゴム弾性体１６とダイヤフラム３６の対向面間の中間部分で軸直角方向に広がって配設されており、第二の取付金具１４の内部を軸方向両側に二分せしめている。以て、仕切部材４６を挟んで、上側には、壁部の一部が本体ゴム弾性体１６で構成されて振動入力時に本体ゴム弾性体１６の弾性変形に基づく圧力変動が生ぜしめられる振動作用室としての作用流体室６０が形成されている。一方、仕切部材４６の下側には、壁部の一部がダイヤフラム３６で構成されて容積変化が容易に許容される平衡室６２が形成されている。

また、オリフィス部材４８は、上下の薄肉プレートが互いに重ね合わされることによって構成されており、その外周縁部が、外周金具５４のフランジ状部５８に重ね合わされて、フランジ状部５８と本体ゴム弾性体１６の大径側端部内周縁部との間で挟持されることにより、外周金具５４を介して第二の取付金具１４によって固定的に支持されている。これにより、オリフィス部材４８は、本体ゴム弾性体１６と仕切部材４６との対向面間の中間部分で軸直角方向に広がって配設されており、作用流体室６０を軸方向両側に二分せしめている。以て、オリフィス部材４８を挟んで、上側には、壁部の一部が本体ゴム弾性体１６で構成された受圧室６４が形成されている。一方、オリフィス部材４８の下側には、壁部の一部が加振板５２で構成された加振室６６が形成されている。

また、オリフィス部材４８の外周縁部には、上下の薄肉プレートの重ね合わせ面間を周方向に連続して延びる周方向通路６８が形成されている。この周方向通路６８の一方の端部が受圧室６４に接続されていると共に、他方の端部が加振室６６に接続されている。これにより、受圧室６４と加振室６６を相互に連通せしめる第一のオリフィス通路７０が形成されている。なお、第一のオリフィス通路７０は、例えば、３０〜４０Ｈｚ程度のアイドリング振動等の中周波数域にチューニングされる。

更にまた、オリフィス部材４８の外周縁部は、仕切部材４６の外周縁部に重ね合わせられており、外周金具５４の外周縁部に形成された周溝５６が覆蓋されることによって第二のオリフィス通路７２が形成されている。この第二のオリフィス通路７２は、一方の端部が加振室６６と第一のオリフィス通路７０を通じて受圧室６４に接続されていると共に、他方の端部が平衡室６２に接続されている。これにより、受圧室６４と平衡室６２を相互に連通せしめる第二のオリフィス通路７２が形成されている。なお、第二のオリフィス通路７２は、例えば１０Ｈｚ前後のエンジンシェイク等の低周波数域にチューニングされる。

なお、オリフィス通路の具体的形態やチューニングは何等限定されるものでなく、上述のような態様の他、例えば、オリフィス部材４８の中央部分を貫通して受圧室６４と加振室６６を直接に連通せしめる透孔形態の第一のオリフィス通路を形成して、該第一のオリフィス通路を５０〜１５０Ｈｚ程度のこもり音等の高周波数域にチューニングする一方、オリフィス部材４８の周方向通路６８と外周金具５４の周溝５６を直接に直列的に接続することによって第二のオリフィス通路を形成するようにしても良い。

更に、上述の如き構造とされたマウント本体１８は、第二の取付金具１４がブラケット２０に嵌め込まれており、このブラケット２０を介して、図示しない自動車のボデーに取り付けられるようになっている。

ブラケット２０は、厚肉の円筒形状で、軸方向中央部分の内周面には段差面が形成されて、段差面の上部が大径とされている。そして、ブラケット２０の上端面にはストッパ金具７４がボルト固定されると共に、下端面には止め金具７６がボルト固定されている。ストッパ金具７４は大径円筒形状とされて、その下端開口部には外方に広がるフランジ部７８を有しており、かかるフランジ部７８がブラケット２０の上端面に重ね合わされて、ボルト固定されている。一方、上端開口部には内方に延び出す当接部８０が形成されており、かかる当接部８０に第一の取付金具１２のストッパ部２２が緩衝ゴム４２を介して当接することで、リバウンド方向のストッパ機能が発揮される。なお、第一の取付金具１２のボルト固定部には、ストッパ金具７４の上端開口部を覆うように広がる傘状の庇部材８２が装着せしめられている。一方、止め金具７６は円環板形状とされて、ブラケット２０の下端開口部において僅かに径方向内方に突出する内径寸法を持ってボルト固定されている。

ブラケット２０に嵌め込まれた第二の取付金具１４は、ストッパ金具７４のフランジ部７８と止め金具７６によって軸方向に挟持固定されて、抜け出し不能に固定されている。また、ブラケット２０には、外周面上に突出して下方に延び出す複数の脚部８４が一体形成されており、これら脚部８４が図示しない自動車のボデーに載置され、固定ボルトで固定されることによってエンジンマウント１０が自動車のボデーに装着される。

また、マウント本体１８においては、仕切部材４６に設けられた加振板５２がダイヤフラム３６に設けられた連結金具３８に対して密着状態で重ね合わされて固定されている。そして、これら加振板５２と連結金具３８に対して駆動ロッドとしての連結ロッド８６が固着されて、かかる連結ロッド８６が加振板５２および連結金具３８から軸方向下方に突出せしめられている。

なお、連結金具３８には、ダイヤフラム３６と一体形成された挟圧ゴム層８８が、略全周に亘って被着せしめられており、これによって、加振板５２との重ね合わせ面間が流体密にシールされている。また、加振板５２と連結金具３８は、それぞれ中央の各上底部において重ね合わせられており、それら中央部分において、連結ロッド８６の上端部に一体形成されたかしめ部９０が挿通されている。かかるかしめ部９０によって、加振板５２と連結金具３８は密着状態でかしめ固定されており、連結ロッド８６が、加振板５２から連結金具３８を貫通して外方に向かって軸方向下方に突出せしめられている。

更に、連結ロッド８６が突出せしめられた第二の取付金具１４の軸方向下方、即ち、加振板５２と連結金具３８を挟んで作用流体室６０と反対側には、防振用電磁アクチュエータとしての電磁駆動手段９２が配設されており、ブラケット２０に取り付けられている。

かかる電磁駆動手段９２は、コイル９４と、コイル９４の周りを取り囲むようにしてコイル９４に対して固定的に組み付けられた有底円筒形状のハウジング９６を備えている。ハウジング９６は、その底部中央に透孔９８が貫設されていると共に、コイル９４の外周面と下端面を囲むようにしてＬ字状断面で全周に亘って延びる外側ヨーク部１００をヨーク部材として有している。また、コイル９４の内周面には、コイル９４の内周面を全体に亘って覆うように広がる円筒形状の内側ヨーク１０２がヨーク部材として組み付けられており、円筒形状の内側ヨーク１０２の内周空間が案内孔としての透孔１０４とされると共に、内側ヨーク１０２の内周面が案内面１０６とされている。そして、これらコイル９４と内側ヨーク１０２は、それぞれの上端部が互いに略等しい軸方向高さとなるように組み付けられており、外側ヨーク部１００の上端部より僅かに低い位置に設定されている。これら外側ヨーク部１００及び内側ヨーク１０２はそれぞれ強磁性材で形成されており、それぞれの上端縁部において、コイル通電時に磁極が形成されるようになっている。

一方、ハウジング９６には、外側ヨーク部１００の上端部分から外周に広がる環状固定部１０８が形成されており、かかる環状固定部１０８が止め金具７６の下面に重ね合わされて、ブラケット２０に対してボルト固定されている。これにより、コイル９４の中心軸が、マウント本体１８の中心軸と略一致せしめられて、第二の取付金具１４や加振板５２の中心軸と位置合わせされている。また、ハウジング９６の下方には、蓋部材１１０が装着されており、ハウジング９６の透孔９８に粉塵等が侵入するのを防止している。なお、ハウジング９６，外側ヨーク部１００，内側ヨーク１０２，蓋部材１１０が全体として固定部材１１２とされている。

また、コイル９４が組み付けられたハウジング９６の透孔９８内には、案内面１０６に案内されて、アーマチャ１１４が組み付けられている。アーマチャ１１４は全体として円形ブロック形状の強磁性体で形成されており、内側ヨーク１０２の内径寸法よりも僅かに小さい外径寸法を持って、内側ヨーク１０２に嵌め込まれて、コイル９４の中心軸方向に相対変位可能とされている。更に、アーマチャ１１４は、コイル９４よりも僅かに大きい軸方向長さを有しており、その上端部は、外周縁部が外側ヨーク部１００の内周縁部近くにまで広げられた大径とされて、磁力作用部材としての径方向突部１１６とされている。かかる径方向突部１１６によって、コイル９４への通電時には、外側ヨーク部１００及び内側ヨーク１０２との間に有効な磁気吸引力が作用せしめられる磁気ギャップが形成されるようになっている。

更にまた、アーマチャ１１４には、中心軸上を貫通する挿通孔１１８が形成されている。この挿通孔１１８は、軸方向の中間部分に段差部１２０が形成されており、かかる段差部１２０よりも軸方向下側部分が、大きな内径寸法を有する収容空所１２２とされている。そして、この挿通孔１１８に対して、連結ロッド８６の下端部が挿通されており、収容空所１２２に突出せしめられた連結ロッド８６の下端部に対して、係止ナット１２４が螺着され、ロックナットで固定されている。これにより、連結ロッド８６の下端部が、アーマチャ１１４に対して、抜け出し不能に係止されている。

更に、アーマチャ１１４の下端面には、円環プレート状の下蓋１２６が重ね合わされて、収容空所１２２の下側開口を略覆蓋するようにしてボルト等で固着されている。また、収容空所１２２には、圧縮コイルスプリング１２８が同軸上に収容されて組み込まれている。そして、この圧縮コイルスプリング１２８が、係止ナット１２４と下蓋１２６の間で圧縮されていることにより、係止ナット１２４が段差部１２０に対して押し付けられている。これにより、連結ロッド８６が、アーマチャ１１４に対して、軸直角方向の滑り変位を許容されつつ、軸方向で位置決めされて連結状態に保持されており、コイル９４への通電によってアーマチャ１１４に及ぼされる軸方向の駆動力が、連結ロッド８６を介して、加振板５２に作用せしめられるようになっている。なお、アーマチャ１１４に、下蓋１２６，係止ナット１２４，圧縮コイルスプリング１２８を組み付けて、全体として可動部材１３０を形成している。

そして、可動部材１３０の上端面とゴムダイヤフラム３６の対向面間の領域が上部空気室１３２とされている一方、可動部材１３０の下端面と蓋部材１１０の対向面間が下部空気室１３４とされている。

また、外側ヨーク部１００には、図２，３に示すように、その内面に開口する略矩形断面の溝が形成されている。かかる溝は、コイル９４によって覆蓋されると共に、その一方の端部が外側ヨーク部１００の軸方向上方において開口して、上部空気室１３２に連通せしめられている一方、他方の端部が案内面１０６に開口して、下部空気室１３４に連通せしめられており、もって上部空気室１３２と下部空気室１３４とを相互に連通せしめる、冷却用空気通路としての空気通路１３６とされている。

なお、このような構造とされたエンジンマウント１０は、図示はされていないが、例えば、パワーユニットのエンジン点火信号を参照信号とすると共に、防振すべき部材の振動検出信号をエラー信号として、適応制御等のフィードバック制御を行なうことによって、或いは予め設定された制御データに基づくマップ制御を利用すること等によって、コイル９４への通電制御を行うようにされる。これにより、アーマチャ１１４に磁力を作用せしめて軸方向に加振駆動せしめることで、加振板５２に対して、防振すべき振動に対応した駆動力を作用せしめ、以て作用流体室６０の内圧制御による能動的防振効果を得ることが出来るのである。

そこにおいて、コイル９４に交番電流が通電されて、可動部材１３０が軸方向に往復駆動せしめられると、可動部材１３０が固定部材１１２に対して相対的に変位せしめられることとなって、上部空気室１３２と下部空気室１３４の間で相対的な圧力変動が生じ、かかる空気圧変動に伴って、上部空気室１３２と下部空気室１３４の間で空気通路１３６を通じての空気流動が強制的に惹起される。

このようにして惹起された空気流動によって、上部空気室１３２と下部空気室１３４の間に生じる相対的な空気圧変動を低減することができて、かかる空気圧変動に起因する空気ばねの作用を低減乃至回避することが出来る。従って、可動部材１３０の軸方向往復駆動が空気ばね作用によって阻害されることを防止できるのであって、目的とする出力特性を安定的且つ効率的に実現できる。

更に、空気通路１３６がコイル９４に隣接するように形成されていることにより、上部空気室１３２と下部空気室１３４との相対的な空気圧変動によって空気通路１３６を流動せしめられる空気が、コイル９４の通電による発熱を吸収し、ハウジング９６等を通じて他部材に伝達させる。それによって、コイル９４の温度上昇を防ぐことができて、作動の安定化を実現できると共に、温度上昇による各部材の劣化、特に本体ゴム弾性体１６の劣化を低減することで耐久性の向上をも実現可能となる。

また、発熱による各部材の熱膨張によって部材間の間隔が変化することも有効に防ぎ得る。特に、内側ヨーク１０２の内周面である案内面１０６が可動部材１３０に対する案内作用を有効に発揮するために、案内面１０６と可動部材１３０の間に設けられた微小な隙間が熱膨張によって変化して、所期の案内作用が発揮されないという問題の防止に有効であり、安定した案内作用を得ることができる。

しかも、本発明では、上述の如き効果を得るための特別な部材、即ち、空気を強制的に流動せしめるためのポンプ等を新たに設ける必要がない。それ故、装置の大型化や重量の増加を引き起こすことなく、上述の如き優れた効果を発揮し得るのである。

因みに、上述の如き構造とされた防振用電磁アクチュエータにおいて、その発生力を測定した結果を実施例として図４に示す。なお、空気通路１３６が設けられていない防振用電磁アクチュエータについても、同様の実験を行い、その結果を比較例として図４に併せ示す。また、図５には、実施例と比較例の発生力比として、実施例の発生力を比較例の発生力で除した値をグラフ化したものを示す。

ここにおいて、図４乃至図５に示された測定結果から明らかなように、本実施形態の電磁駆動手段９２は、空気ばね作用の低減によって２０Ｈｚ〜１００Ｈｚ或いはそれ以上の広い周波数域に亘って大きな力を効率的に発生し得る。

次に、図６には、本発明の第二の実施形態としてのエンジンマウント１４０が示されている。なお、以下の説明において、第一の実施形態と同様な構造とされた部材および部位については、図中に、第一の実施形態と同一の符号を付すことにより、それらの詳細な説明を省略する。すなわち、本発明の第二の実施形態では、内側ヨーク１０２の外面に開口して内側ヨーク１０２の軸方向全長に亘って延びる直線的な矩形断面の溝を形成して、かかる溝の開口をコイル９４の内壁面によって覆蓋することにより上部空気室１３２と下部空気室１３４を連通せしめる空気通路１４２が直線的に形成されている。かかる第二の実施形態としてのエンジンマウント１４０においては、第一の実施形態における空気通路１３６に比して空気通路１４２の通路長さが短くされている。それ故、上部空気室１３２と下部空気室１３４の間での空気流動がより迅速に行われることとなって、上部空気室１３２と下部空気室１３４の間で惹起される相対的な圧力変動をより効果的に抑えることができる。従って、本実施形態においては、空気ばねの作用を一層有利に低減乃至回避することができる。

また、図７には、本発明の第三の実施形態としてのエンジンマウントを構成する防振用電磁アクチュエータを示す。なお、以下の説明において、第一の実施形態と同様な構造とされた部材および部位については、図中に、第一の実施形態と同一の符号を付すことにより、それらの詳細な説明を省略する。すなわち、本実施形態では、前記第一の実施形態で示した外側ヨーク部１００に設けられた空気通路１３６と前記第二の実施形態において示した内側ヨーク１０２に形成された空気通路１４２の双方を併せ持つ構成とされている。かかる構成を採用することにより、可動部材１３０の駆動によって上部空気室１３２と下部空気室１３４の間に生じる空気通路を通じての流動空気量を増すことができて、空気ばね作用の低減乃至回避や温度上昇の抑止といった効果をより有利に得ることが可能となる。

以上、本発明の一実施形態について詳述してきたが、これはあくまでも例示であって、本発明は、かかる実施形態における具体的な記載によって、何等、限定的に解釈されるものでない。

例えば、空気通路１３６，１４２を形成する位置は前記実施形態のものに何等限定されない。すなわち、空気通路１３６は外側ヨーク部１００乃至内側ヨーク１０２の内部を延びて上部空気室１３２と下部空気室１３４を連通せしめていれば良い。具体的には、例えば、空気通路１３６，１４２は、必ずしもコイル９４に隣接するように設ける必要はなく、図８に示すように、外側ヨーク部１００乃至内側ヨーク１０２の部材厚さの略中央に貫設せしめることも可能である。

なお、前記第一乃至第三の実施形態においては、空気通路１３６，１４２の断面形状は略矩形状とされているが、空気通路１３６，１４２の断面形状もまた、前記実施形態によって何等限定されるものではない。具体的には、例えば、図８に示すような、円形断面をもって延びる空気通路１３６，１４２も採用され得る。

更に、前記実施形態においては、空気通路１３６を８本備えた例を示したが、空気通路１３６の断面積や形成する数等は、可動部材１３０と固定部材１１２の相対的な変位量やコイル９４の発熱量等に応じて適宜決定されるべきものであり、前記実施形態において示したものによって何等限定されない。

また、連結ロッド８６は前記実施形態のものに限定されない。例えば、係止部材をロッド付きナットによって構成し、加振板５２から突出せしめられたロッドに螺着せしめることによって、連結ロッド８６を構成しても良いし、圧縮コイルスプリング１２８としての機能と、下蓋１２６としての機能を持ち合わせた板ばねを採用することも可能である。

また、上述の実施形態ではダイヤフラム３６は本体ゴム弾性体１６の下方に配設されて、平衡室６２は本体ゴム弾性体１６の軸方向下側開口部とダイヤフラム３６との間に形成されていたが、ダイヤフラム３６が本体ゴム弾性体１６の上方において覆うように配設されて、本体ゴム弾性体１６を挟んで、作用流体室６０と反対側に平衡室６２が形成されている構造の防振装置に適用することも可能である。このような構造によれば、加振板５２は連結金具３８を介さずに、直接に露出せしめられるので、加振板５２に対して直接に連結ロッド８６を固定すれば良い。

なお、第一及び第二のオリフィス通路７０，７２の具体的構造は、要求される防振特性や防振装置の基本的構造等によって当業者の判断において適宜に変更されるものであって、何等限定されるものではない。

更にまた、電磁駆動手段９２におけるアーマチャ１１４やヨーク部材の具体的形状についても限定されるものではなく、例えば内側ヨーク１０２の軸方向高さを、外側ヨーク部１００と同じ高さに設定して、アーマチャ１１４の径方向突部１１６をこれら内側ヨーク１０２と外側ヨーク部１００との対向面間に入り込むように軸方向下方に突出せしめても良い。

また、案内面１０６と、アーマチャ１１４の外周面との摺動部位に低摩擦性の摺動スリーブ等を介在させるようにしても良い。

加えて、本発明は、自動車用のボデーマウントやメンバマウント等、或いは自動車以外の各種装置におけるマウントや制振器などの防振装置に対して、同様に適用可能である。

その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更，修正，改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもない。

本発明の第一の実施形態としてのエンジンマウントを示す縦断面図である。 図１に示したエンジンマウントを構成する防振用電磁アクチュエータの横断面図である。 図１に示したエンジンマウントを構成する防振用電磁アクチュエータにおけるハウジングの平面図である。 本発明に従う構造とされた防振用電磁アクチュエータの一実施例における発生力を測定した結果を、比較例と共に示すグラフである。 本発明に従う構造とされた防振用電磁アクチュエータの一実施例における発生力を測定した結果と、比較例における発生力を測定した結果の比を示すグラフである。 本発明の第二の実施形態としてのエンジンマウントを示す縦断面図である。 本発明の第三の実施形態としてのエンジンマウントを構成する防振用電磁アクチュエータの横断面図である。 本発明の別の実施例としてのエンジンマウントを構成する防振用電磁アクチュエータの横断面図である。

符号の説明

１０ エンジンマウント
１２ 第一の取付金具
１４ 第二の取付金具
１６ 本体ゴム弾性体
５０ 支持ゴム弾性体
６０ 作用流体室
６２ 平衡室
６４ 受圧室
６６ 加振室
９２ 電磁駆動手段
９４ コイル
９６ ハウジング
１００ 外側ヨーク部
１０２ 内側ヨーク
１０４ 透孔
１０６ 案内面
１１２ 固定部材
１１４ アーマチャ
１３０ 可動部材
１３２ 上部空気室
１３４ 下部空気室
１３６ 空気通路

Claims (5)

1. 振動入力によって弾性変形せしめられる本体ゴム弾性体によって壁部の一部が構成されて振動入力時に圧力変動が生ぜしめられる、非圧縮性流体が封入された振動作用室を有すると共に、該振動作用室の壁部の別の一部が、支持ゴム弾性体で変位可能に支持された加振部材で構成されてなる能動型防振装置本体において、
   有底円筒形状とされたハウジングと、該ハウジングに対して固定的に設けられた筒状の案内面で軸方向に案内されることによって変位可能に組み付けられた可動部材とを有しており、該ハウジングに対してコイルとヨーク部材を収容状態で固定的に組み付けて磁路を形成する一方、該コイルへの通電によって生ぜしめられる磁界の作用で駆動力が及ぼされる磁力作用部材を該可動部材に対して固定的に設けることにより、該コイルへの通電によって該可動部材を該ハウジングに対して軸方向に駆動するようにした防振用電磁アクチュエータを採用し、
   前記能動型防振装置本体の前記加振部材に対して前記防振用電磁アクチュエータの前記可動部材を連結して、該防振用電磁アクチュエータで該加振部材に加振力を及ぼすことによって前記振動作用室の圧力を制御して能動的な防振効果を得るようにした流体封入式能動型防振装置であって、
   前記防振用電磁アクチュエータの前記ハウジング内において前記可動部材を案内する前記筒状の案内面の底部側には該可動部材の変位に伴って容積変化せしめられる下部空気室を形成すると共に、
   該防振用電磁アクチュエータにおける該ハウジングの開口部に対して前記能動型防振装置本体を重ね合わせて組み付け、該能動型防振装置本体の前記支持ゴム弾性体と前記加振部材とによって該ハウジングの開口部を覆蓋することにより該ハウジングの開口部側に上部空気室を形成する一方、
   該防振用電磁アクチュエータにおける前記コイルの内周側又は外周側において前記案内面に開放されないで内部をトンネル状に貫通して軸方向に延びる冷却用空気通路を形成し、該冷却用空気通路の軸方向一方の端部を該下部空気室に開口させると共に軸方向他方の端部を該上部空気室に開口させて、それら下部空気室と上部空気室を該冷却用空気通路で相互に連通せしめた
   ことを特徴とする流体封入式能動型防振装置。
2. 前記防振用電磁アクチュエータにおける前記可動部材には、前記ハウジングの開口部側の軸方向端部において径方向外方に広がる径方向突部が形成されている一方、前記冷却用空気通路が前記コイルの外周側を軸方向に延びて形成されており、該冷却用空気通路における前記上部空気室側への開口が該可動部材の該径方向突部を外周側に外れて位置せしめられている請求項１に記載の流体封入式能動型防振装置。
3. 前記ヨーク部材として円筒形状の内側ヨーク部材を採用し、該内側ヨーク部材を前記コイルの中心孔内に組み付けて、該内側ヨーク部材の内周面により該コイルの中心軸上を延びる案内孔を形成し、該案内孔に対してアーマチャを軸方向に変位可能に嵌め込んで前記可動部材を構成する一方、
   該コイルと該内側ヨーク部材の重ね合わせ面間を軸方向に延びる構造をもって前記冷却用空気通路を形成した請求項１又は２に記載の流体封入式能動型防振装置。
4. 前記ヨーク部材として円筒形状の内側ヨーク部材を前記コイルの中心孔内に組み付けて、該内側ヨーク部材の内周面により該コイルの中心軸上を延びる案内孔を形成し、該案内孔に対してアーマチャを軸方向に変位可能に嵌め込んで前記可動部材を構成する一方、
   該内側ヨーク部材の周壁の内部を貫通して軸方向に延びる構造をもって前記冷却用空気通路を形成した請求項１又は２に記載の流体封入式能動型防振装置。
5. 前記冷却用空気通路が、前記ヨーク部材の縦断面上を延びる二次元的な形状で、該ヨーク部材の周方向で複数箇所に形成されている請求項１乃至４の何れかに記載の流体封入式能動型防振装置。

Images