JP4158108B2

JP4158108B2 - 空気圧切換型の流体封入式エンジンマウント

Info

Publication number: JP4158108B2
Application number: JP2004040485A
Authority: JP
Inventors: 栄治田中
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2004-02-17
Filing date: 2004-02-17
Publication date: 2008-10-01
Anticipated expiration: 2024-02-17
Also published as: JP2005233242A

Description

本発明は、自動車においてパワーユニットを車両ボデーに対して防振支持せしめるエンジンマウントに係り、特に内部に封入された非圧縮性流体の流動作用を利用してエンジンシェイクやアイドリング振動などの複数の乃至は広い周波数域の振動に対して有効な防振効果を発揮し得る、流体封入式のエンジンマウントに関するものである。

従来から、自動車用のエンジンマウントの一種として、パワーユニットと車両ボデーの各一方に取り付けられる第一の取付部材と第二の取付部材を本体ゴム弾性体で連結せしめて、該本体ゴム弾性体で壁部の一部が構成された受圧室と、可撓性膜で壁部の一部が構成された平衡室を形成し、それら受圧室と平衡室に非圧縮性流体を封入すると共に、それら受圧室と平衡室を相互に連通するオリフィス通路を設けた流体封入式のエンジンマウントが知られている。

ところで、自動車用のエンジンマウントにおいては、自動車の走行状態等に応じて防振すべき振動の周波数等が異なる。ところが、オリフィス通路を流動せしめられる流体の共振作用に基づいて発揮される防振効果は、予めオリフィス通路がチューニングされた比較的狭い周波数域に限られる。そこで、本出願人は、先に、特許文献１（特開平８−２７０７１８号公報）において、互いに異なる周波数域にチューニングした第一及び第二のオリフィス通路を設けると共に、高い周波数域にチューニングした方（第二）のオリフィス通路を連通状態と遮断状態に切り換える開閉弁を設けて、防振すべき振動に応じて二つのオリフィス通路を選択的に機能せしめてマウント防振特性を切り換えるようにしたエンジンマウントを提案した。

しかしながら、近年では一層高度な防振性能が要求されるようになってきていることから、かかる特許文献１に記載のエンジンマウントでも、要求される防振性能を未だ十分に実現できない場合がある。その一つの要求特性が、走行時に問題となる走行こもり音等の高周波振動に対する防振性能である。別のもう一つの要求特性が、走行時に問題となるエンジンシェイク等の低周波振動に対する防振性能である。更に、後者の低周波振動に関しては、段差乗り越え等に際して問題となる低周波大振幅振動と、通常走行時に問題となる低周波小振幅振動との、二種類の振動に対する防振性能が要求される。

そこで、先ず、前者（高周波振動に対する防振性能）の要求特性に対処するために、高周波数域で問題となる振動が一般に小振幅であることに着目し、例えば、本出願人の先願に係る特許文献２（特開２００１−２００８８４号公報）に記載されているように、受圧室と平衡室を仕切る隔壁部分に薄肉ゴム膜からなる可動膜を配設して、二つのオリフィス通路のチューニング周波数を超えた高周波数域の振動入力時における受圧室の圧力変動を該可動膜の弾性変形で吸収せしめて低動ばね化を図ることが考えられる。

ところが、このような可動膜を採用すると、低周波数域の小振幅振動の入力時にまで、受圧室の圧力変動が可動膜で吸収されてしまうおそれがあり、それによって、低周波数域にチューニングされた第一のオリフィス通路を通じての流体流動量が十分に確保され難くなり、低周波小振幅振動に対して十分な減衰作用が発揮され難くなってしまうという問題がある。また、薄肉のゴム膜からなる可動膜は、その弾性変形量を制限することが難しいことから、中周波中振幅のアイドリング振動の入力時にも、該可動膜の弾性変形によって受圧室の圧力変動が吸収されてしまって、中周波数域にチューニングされた第二のオリフィス通路を通じての流体流動量が十分に確保され難くなり、アイドリング振動に対する防振性能も低下してしまうという問題があった。

なお、ゴム膜からなる可動膜に代えて、例えば特許文献３（実開平２−２５７４９）に記載されているように、受圧室と平衡室を仕切る隔壁部分に硬質の可動板を微小距離だけ変位可能に配設することも考えられるが、硬質の可動板では、その微小変位を許容するために外周側に微小隙間を設ける必要があり、この微小隙間を通じて受圧室から平衡室への圧力の漏れが発生し易い。そのために、ゴム膜と同様、低周波小振幅振動や中周波中振幅の振動入力時における受圧室の圧力変動が漏れてしまって、第一及び第二のオリフィス通路を通じての流体流動量が十分に確保され難くなり、エンジンシェイクの低振幅成分やアイドリング振動に対する防振性能が低下してしまうという問題があるのである。

特開平８−２７０７１８号公報特開２００１−２００８８４号公報実開平２−０２５７４９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、自動車のエンジンマウントにおいて要求される次の４種類の振動に対して、何れも、高度な防振性能を実現せしめ得る、従来にない新規な構造の流体封入式エンジンマウントを提供することにある。
（１）段差乗越え時に発生するエンジンシェイク等に相当する低周波大振幅振動に対する高減衰特性に基づく優れた防振性能
（２）通常走行時に発生するエンジンシェイク等に相当する低周波小振幅振動に対する高減衰特性に基づく優れた防振性能
（３）走行時に発生する走行こもり音等に相当する高周波微小振幅振動に対する低動ばね特性に基づく優れた防振性能
（４）停車時に発生するアイドリング振動等に相当する中周波中振幅振動に対する低動ばね特性に基づく優れた防振性能

以下、このような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に記載されたもの、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、（ａ）パワーユニット側部材と車両ボデー側部材の一方に取り付けられる第一の取付部材と、（ｂ）それらパワーユニッ側部材と車両ボデー側部材の他方に取り付けられる第二の取付部材と、（ｃ）前記第一の取付部材と前記第二の取付部材を弾性的に連結する本体ゴム弾性体と、（ｄ）該本体ゴム弾性体によって壁部の一部が構成されて非圧縮性流体が封入された受圧室と、（ｅ）壁部の一部が可撓性膜で構成されて容積変化が許容される平衡室と、（ｆ）前記受圧室と前記平衡室を相互に連通せしめる、エンジンシェイクに略相当する低周波数域にチューニングされた第一のオリフィス通路と、（ｇ）前記受圧室と前記平衡室を相互に連通せしめる、アイドリング振動に略相当する中周波数域にチューニングされた第二のオリフィス通路と、（ｈ）該第二のオリフィス通路を連通／遮断する弁手段と、（ｉ）外部から及ぼされる空気圧で作動せしめられて前記弁手段を駆動する空気圧式アクチュエータと、（ｊ）中央部分が硬質の中央可動板部とされていると共に、外周部分が変形容易な外周可動ゴム膜部とされており、該中央可動板部および該外周可動ゴム膜部における所定量の変位乃至は変形が許容されるように配設されて、前記受圧室の壁部の別の一部を構成する可動仕切部材と、（ｋ）該可動仕切部材を挟んで前記受圧室と反対側に形成された、外部から空気圧を調節することの出来る作用空気室とを、有すると共に、前記可動仕切部材における前記中央可動板部に硬質の拘束プレートを配設し、該拘束プレートの外周縁部に対して前記外周可動ゴム膜部を接着せしめて、前記可動仕切部材における前記拘束プレートが配設された前記中央可動板部の外周部分の複数箇所において板厚方向の両側に突出する弾性当接突部を形成し、前記第二の取付部材又は該第二の取付部材によって支持せしめた変位規制部材に対して該弾性当接突部を離隔して対向位置せしめて、該弾性当接突部の該変位規制部材への当接によって該中央可動板部の変位量を緩衝的に制限する変位量制限手段を設けると共に、前記中央可動板部の外周部分の複数箇所において前記弾性当接突部と一体的に形成されて該弾性当接突部より大きな突出高さで板厚方向の両側に突出する当接支持部を設けて、該当接支持部を前記変位規制部材に対して当接状態として該当接支持部によって該中央可動板部の前記拘束プレートを弾性的に支持せしめた空気圧切換型の流体封入式エンジンマウントにある。

このような本発明に従う構造とされた流体封入式エンジンマウントにおいては、入力される防振すべき振動の周波数や振幅の相違に応じて次のような防振特性が発揮されることとなり、それによって、それら各種の異なる振動に対して、何れも、有効な防振効果が発揮されるのである。
（１）段差乗越え時に発生するエンジンシェイク等に相当する低周波大振幅振動に対しては、中央可動板部と外周可動ゴム膜部からなる可動仕切部材の変位乃至は変形による液圧吸収が追従し得ずに受圧室には有効な圧力変動が惹起され得ることとなる。これにより、受圧室と平衡室の間に相対的な圧力変動が有効に生ぜしめられる。それ故、第二のオリフィス通路を弁手段で遮断状態に維持すれば、第一のオリフィス通路を通じての流体流動量が有利に確保され得て、該第一のオリフィス通路を流動せしめられる流体の共振作用に基づく高減衰効果が発揮され、優れた防振性能が実現され得ることとなる。
（２）通常走行時に発生するエンジンシェイク等に相当する低周波小振幅振動に対しては、可動仕切部材による受圧室の圧力吸収が懸念されるが、中央可動板部の外周側における流体密性が外周可動ゴム膜部によって確保されていることと、中央可動板部が硬質とされて可動仕切部材の変形量が抑えられるようになっていることから、受圧室には未だ十分に有効な圧力変動が惹起されることとなる。それ故、上述の低周波大振幅振動の場合と同様に、第二のオリフィス通路を弁手段で遮断状態に維持すれば、第一のオリフィス通路を通じての流体流動量が有利に確保され得て、該第一のオリフィス通路を流動せしめられる流体の共振作用に基づく高減衰効果が発揮され、優れた防振性能が実現され得ることとなる。
（３）走行時に発生する走行こもり音等に相当する高周波微小振幅振動に対しては、受圧室の圧力変動が非常に小さいことから、可動仕切部材の変位乃至は変形によって受圧室の圧力変動が有効に吸収乃至は軽減され得る。特に、可動仕切部材の中央可動板部は、中央部分に形成されて有効面積を有利に確保することが出来ると共に、その外周縁部を流体密に支持せしめる外周可動ゴム膜部が変形容易とされていることから、受圧室における高周波数域の圧力変動に対して有利に追従変位し得て、受圧室の圧力変動を抑えることが出来るのである。それ故、高周波数域の振動入力時には、第一及び第二のオリフィス通路が実質的に閉塞状態となった状態下においても、受圧室の著しい圧力変動が可動仕切部材によって回避され得て、低動ばね特性に基づく有効な振動絶縁作用により優れた防振性能が発揮され得ることとなる。
（４）停車時に発生するアイドリング振動等に相当する中周波中振幅振動に対しては、空気圧式アクチュエータを作動せしめて第二のオリフィス通路を連通状態とすると共に、作用空気室に外部から空気圧（負圧または正圧）を及ぼして中央可動板部と外周可動ゴム膜部に対してそれぞれ拘束力を及ぼすようにする。これにより、可動仕切部材による圧力吸収が防止されて受圧室に有効な圧力変動が惹起されることとなり、受圧室と平衡室の間で第二のオリフィス通路を通じて流動せしめられる流体流動量が有利に確保され得て、かかる流体の共振作用に基づいて優れた防振性能が発揮されるのである。なお、第一のオリフィス通路も連通状態にあるが、そのチューニング周波数を超えた周波数域となる中周波の入力振動に対しては、流動流体の反共振的な作用により実質的に閉塞状態となる。

さらに、本発明に従う構造とされた流体封入式エンジンマウントにおいては、変位量制限手段を設けることにより、低周波大振幅振動は勿論、低周波小振幅振動の入力時における受圧室の圧力変動が可動仕切部材によって吸収されてしまうことを一層効果的に抑えることが可能となる。そして、第一のオリフィス通路を流動せしめられる流体の流動量の増大を図って、かかる流体の共振作用に基づく減衰効果の更なる向上と、それに伴う低周波振動に対する防振性能の更なる向上が図られ得る。更に、中央可動板部の支持ばね特性を、弾性当接突部の変位規制部材に対する当接によって調節することが可能となることから、中央可動板部の固有振動数を調節して走行こもり音等に相当する高周波の振動周波数域にあわせることにより、かかる中央可動板部の共振作用を利用して、高周波数域における受圧室の圧力吸収に基づく防振性能の更なる向上を図ることも可能となる。なお、弾性当接突部が当接せしめられる変位規制部材は、例えば、第二の取付部材によって固定的に支持されることによって有利に構成され得、具体的には、第二の取付部材によって固定的に支持されて受圧室と平衡室を仕切る隔壁を構成する仕切部材を利用すること等によって、変位規制部材が有利に構成され得る。
また、拘束プレートを採用することにより、中央可動板部における不必要な変形に起因する低〜中周波数域の振動入力時における受圧室の圧力変動の吸収が一層確実に抑えられ得ることとなり、それによって、第一のオリフィス通路や第二のオリフィス通路を通じて流動せしめられる流体の共振作用に基づく目的とする防振効果がより効果的に安定して発揮され得るのである。なお、拘束プレートとしては、硬質の合成樹脂材料や金属などからなる薄肉の板材が好適に採用される。また、中央可動板部は、かかる拘束プレートだけで構成し、その外周縁部に外周可動ゴム膜部を接着することによって構成することも可能であり、或いは、例えば、中央可動板部の実質的に全体に亘って広がるゴム弾性膜の中央部分に拘束プレートを接着せしめて、該ゴム弾性膜の中央部分に中央可動板部を形成すると共に、該ゴム弾性膜の外周縁部によって外周可動ゴム膜部を形成するようにしても良い。

また、本発明において、好ましくは、前記空気圧式アクチュエータにおいて、外部から略大気圧が及ぼされることによって前記第二のオリフィス通路が遮断状態となるように前記弁手段が駆動せしめられる一方、外部から負圧が及ぼされることによって該第二のオリフィス通路が連通状態となるように該弁手段が駆動せしめられるようにされる。

このような空気圧式アクチュエータと弁手段の構成を採用することにより、特に自動車において内燃機関の吸気系から容易に得ることの出来る負圧を巧く利用することも可能となる。特に、かかる負圧は、アイドリング状態で負圧側に大きくなることから、大きな負圧を利用してアイドリング状態下で弁手段を駆動して第二のオリフィス通路を連通状態とすることが出来る。

また、本発明において、好ましくは、前記作用空気室および前記空気圧式アクチュエータに対して、自動車の停車状態下では負圧を及ぼす一方、自動車の走行状態下では略大気圧を及ぼすことにより、それら作用空気室と空気圧式アクチュエータに及ぼす空気圧を相互に連動的に制御する空気圧制御手段を設けたことを、特徴とする。

このような空気圧制御手段を採用することにより、作用空気室と空気圧式アクチュエータに対する空気圧の給排を、簡単な制御態様で容易に実現することが可能となる。また、前述の如く、自動車の内燃機関に生ぜしめられる負圧を一層巧く利用することも可能となる。

また、本発明において、好ましくは、前記第一の取付部材と前記第二の取付部材の間に及ぼされる入力振動が±０．０５mm以下の微小振幅振動の場合には前記受圧室に惹起される圧力変動を実質的に吸収し得るが、該第一の取付部材と該第二の取付部材の間に及ぼされる入力振動が±０．１mm前後の小振幅振動や±１．０mm以上の大振幅振動の場合には該受圧室に惹起される圧力変動を実質的に吸収し得ないように、前記可動仕切部材における変位乃至は変形の特性が設定される。

このような本態様においては、車種等によって相違するものの、一般に多くの自動車において問題となる、（１）１０Ｈｚ前後の低周波数域で、±１．０mm前後の大振幅の振動として作用せしめられる、段差乗り越え等に起因するエンジンシェイク等の低周波大振幅振動と、（２）１０Ｈｚ前後の低周波数域で、±０．１mm前後の小振幅振動として作用せしめられる、通常走行時に問題となるエンジンシェイク等の低周波小振幅振動とに、対するそれぞれ高減衰作用による優れた防振性能と共に、（３）５０Ｈｚから数百Ｈｚの高周波数域で、±０．０５mm以下の微小振幅振動として作用せしめられる、走行時に問題となるこもり音等の高周波振動に対する低動ばね作用による優れた防振性能が、何れも、より有効に実現可能となる。

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空気圧切換型の流体封入式エンジンマウントにおいては、第一及び第二のオリフィス通路と可動仕切部材を、防振すべき振動の周波数や振幅に応じてそれぞれ効率的に機能せしめて、（１）段差乗り越え等に伴うエンジンシェイク等に相当する低周波大振幅振動と、（２）通常走行時におけるエンジンシェイク等に相当する低周波小振幅振動と、（３）走行時におけるこもり音等に相当する高周波微小振幅振動と、（４）停車時におけるアイドリング振動等に相当する中周波中振幅振動とに対して、何れも、有効な防振効果を得ることが出来るのである。

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、本発明の一実施形態としての自動車用防振マウント１０が示されている。この防振マウント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、本体ゴム弾性体１６によって弾性的に連結された構造とされており、第一の取付金具１２がパワーユニット側に取り付けられる一方、第二の取付金具１４がブラケット１８を介して自動車のボデー側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。なお、以下の説明において、上下方向は、原則として、図１における上下方向をいう。

より詳細には、第一の取付金具１２は、略逆円錐台形のブロック形状を有している。また、その大径側端面には、軸方向上方に突出するようにして取付ボルト２０が一体形成されている。

一方、第二の取付金具１４は、全体として大径の略円筒形状を有している。また、第二の取付金具１４は、その軸方向上側端部にくびれ部２２を備えている。このくびれ部２２は、径方向内方に凹んで周方向の全周に延びており、かかるくびれ部２２によって、第二の取付金具１４の軸方向上側開口部分が上方に向かって次第に拡開する逆テーパ形状されている。

このような構造とされた第二の取付金具１４には、その上部開口側に離隔して、第一の取付金具１２が略同一中心軸上に配設されている。そして、これら第一の取付金具１２と第二の取付金具１４の間に本体ゴム弾性体１６が配設されており、この本体ゴム弾性体１６によって第一の取付金具１２と第二の取付金具１４が弾性的に連結されている。

本体ゴム弾性体１６は、全体として円錐台形状を有しており、第一の取付金具１２が小径側端面から差し込まれるようにして本体ゴム弾性体１６に加硫接着されている。また、本体ゴム弾性体１６の大径側端部外周面には、第二の取付金具１４の軸方向上側の開口部分が重ね合わされて加硫接着されている。これにより、第一の取付金具１２におけるテーパ状の外周面と第二の取付金具１４のくびれ部２２における逆テーパ状の内周面とが互いに対向位置せしめられて、かかる対向面間に本体ゴム弾性体１６が介在せしめられている。なお、本実施形態では、本体ゴム弾性体１６が、第一の取付金具１２と第二の取付金具１４を備えた一体加硫成形品とされている。

また、このように第二の取付金具１４の開口部が本体ゴム弾性体１６の外周面に加硫接着されることにより、第二の取付金具１４の軸方向上側の開口部が本体ゴム弾性体１６によって流体密に閉塞されている。なお、本体ゴム弾性体１６の大径側端面には、すり鉢状の大径凹所２４が形成されて、第二の取付金具１４内に開口せしめられている。

更にまた、第二の取付金具１４の内周面には、シールゴム層２６が被着形成されている。このシールゴム層２６は、本体ゴム弾性体１６と一体形成されており、かかるシールゴム層２６によって第二の取付金具１４の内周面が略全面に亘って覆われている。

さらに、第二の取付金具１４には、その軸方向下方の開口部から、仕切部材２８と、可撓性膜としてのゴムダイヤフラム３０が、順次に嵌め込まれて、第二の取付金具１４に対して嵌着固定されている。なお、ゴムダイヤフラム３０の外周縁部には、円筒形状の固定筒金具３２が加硫接着されており、この固定筒金具３２が第二の取付金具１４の下端開口部に嵌着固定されることによって、第二の取付金具１４の下端開口が流体密に覆蓋されている。

これにより、仕切部材２８の軸方向上側には、壁部の一部が本体ゴム弾性体１６で構成された受圧室３４が形成されている一方、仕切部材２８の軸方向下側には、壁部の一部がゴムダイヤフラム３０で構成された平衡室３６が形成されている。また、これら受圧室３４および平衡室３６は、外部空間に対して流体密に仕切られており、それぞれ、水やアルキレングリコール，ポリアルキレングリコール，シリコーン油等の非圧縮性流体が封入されている。

そして、受圧室３４においては、振動入力時に本体ゴム弾性体１６の弾性変形に基づいて積極的な圧力変動が生ぜしめられるようになっている。一方、平衡室３６は、ゴムダイヤフラム３０の変形が容易に許容されて容積可変とされることにより、圧力変動が速やかに吸収されるようになっている。

ここにおいて、仕切部材２８は、図２〜４に示されている如き、厚肉の略円板形状を有する仕切ブロック３８を備えている。かかる仕切ブロック３８には、その上端面と下端面の各中央部分において、上側中央凹所４０と下側中央凹所４２が、それぞれ略円形の凹陥形状をもって形成されている。

また、仕切ブロック３８には、外周面に開口して周方向に屈曲等して延びる周方向凹溝４４が形成されており、この周方向凹溝４４の両端部が軸方向各一方の面に開口せしめられている。更にまた、仕切ブロック３８には、外周面に開口して軸方向に所定長さで直線的に延びる軸方向凹溝４６が形成されており、この軸方向凹溝４６の上端部が周方向凹溝４４の一端部を利用して仕切部材２８の上面に開口している一方、その下端部がトンネル状で径方向に延びる連通孔４８を通じて下側中央凹所４２に接続されている。

更にまた、仕切ブロック３８の上側中央凹所４０は、深さ方向中間部分に段差面５０が設けられて、底部側の小径凹部５２と開口側の大径凹部５４からなる段付円形凹所とされている。また、段差面５０には、幅方向の中間部分を周方向の全周に亘って連続して延びる溝状の環状凹所５６が形成されていると共に、かかる環状凹所５６が、内周壁部の適数箇所に形成された連通溝５８によって、小径凹部５２に接続されている。更に、小径凹部５２の周壁には、仕切ブロック３８を径方向に貫通して延びる空気通路６０が形成されている。そして、この空気通路６０の内方端部が小径凹部５２に連通せしめられている一方、空気通路６０の外側端部が仕切ブロック３８の外周面に突設されたポート部６２において外部に開口せしめられている。

そして、かかる大径凹部５４に対して、可動仕切部材６４が組み付けられていると共に、可動仕切部材６４の上方から、蓋板金具６６が仕切ブロック３８の上面に重ね合わされて組み付けられている。

可動仕切部材６４は、図５，６にも単品図が示されているように、円形の略薄板形状のゴム弾性板６８を有しており、ゴム弾性板６８の外周面に対して円形の嵌着金具７０が加硫接着されている。そして、この嵌着金具７０が仕切ブロック３８の大径凹部５４に対して圧入されることにより、上側中央凹所４０の開口が可動仕切部材６４によって流体密に覆蓋されており、以て、可動仕切部材６４の上方に受圧室３４が形成されている一方、可動仕切部材６４の下方には、密閉状態の作用空気室７２が形成されている。

また、ゴム弾性板６８は、仕切ブロック３８における段差面５０の略内周縁部上に位置せしめられる部分において、周方向に連続して若しくは不連続に延びる環状の弾性突部７４が一体形成されている。また、かかる弾性突部７４における周上の適数箇所（本実施形態では、４箇所）には、更に大きく上下両面に突出する略台地形状の当接支持部７６が一体形成されている。なお、本実施形態では、ゴム弾性板６８における上下両方の弾性突部７４，７４の突出先端面間の寸法が、嵌着金具７０の軸方向寸法よりも僅かに小さく設定されていると共に、上下両方の当接支持部７６，７６の突出先端面間の寸法が、嵌着金具７０の軸方向寸法と同じか僅かに大きく設定されている。

更にまた、可動仕切部材６４には、ゴム弾性板６８の中央部分に対して金属や合成樹脂からなる硬質の拘束プレート７８が埋設状態で固着されている。特に本実施形態では、拘束プレート７８が、図７に示されているように、中央部分が僅かに凹んだ略浅皿形状とされており、薄肉ながら変形剛性の向上が図られている。また、拘束プレート７８は、仕切ブロック３８の上側中央凹所４０の内径寸法よりも大きな外形寸法を有しており、拘束プレート７８の外周縁部が、段差面５０にまで延び出している。

なお、拘束プレート７８の外周縁部には、上下の当接支持部７６，７６に対応する複数箇所に、それぞれ切欠８０が設けられており、当接支持部７６，７６の形成部位を逃げるようにして拘束プレート７８がゴム弾性板６８に被着されている。また、拘束プレート７８の中心には、円形孔８２が貫設されてゴム弾性板６８が充填されており、ゴム弾性板６８に対する固着強度の向上が図られている。

さらに、ゴム弾性板６８の外周部分は、弾性突部７４と嵌着金具７０との間に位置する部分が薄肉とされている。これにより、外周可動ゴム膜部８４が、所定幅で周方向に延びる円環板形状をもって形成されている。そして、この外周可動ゴム膜部８４が、仕切ブロック３８の段差面５０に形成された環状凹所５６の開口部上に位置せしめられている。

一方、蓋板金具６６は、図８にも示されているように、全体として薄肉の略円板形状を有しており、径方向中間部分に僅かな段差部８６が形成されて、外周縁部に対して中央部分が下方に突出せしめられている。そして、蓋板金具６６は、仕切ブロック３８の上面に重ね合わされて、段差部８６が、仕切ブロック３８の上側中央凹所４０の開口部に嵌め込まれることにより、径方向に位置決めされて組み付けられている。

また、蓋板金具６６には、中央部分に円形の中央透孔８８が貫設されていると共に、該中央透孔８８の回りには、所定幅で周方向に延びる複数の外周透孔９０が貫設されている。そして、蓋板金具６６が仕切ブロック３８に組み付けられた際、中央透孔８８を通じて、拘束プレート７８で補強されたゴム弾性板６８の中央可動板部９２が受圧室３４に臨むようになっていると共に、外周透孔９０を通じて、外周可動ゴム膜部８４が受圧室３４に臨むようになっている。

更にまた、蓋板金具６６の外周縁部には、周上の一箇所に切欠窓９４が設けられており、この切欠窓９４が仕切ブロック３８に設けられた周方向凹溝４４と軸方向凹溝４６の共通する上側開口部に位置合わせされている。なお、切欠窓９４と凹溝４４，４６の上側開口部を相互に位置合わせするために、仕切ブロック３８の上端面には周上の適当の部位に位置決め突起９６が突設されていると共に、蓋板金具６６の対応する部位に位置決め穴９８が形成されており、それら位置決め突起９６と位置決め穴９８の係合作用で周方向の位置決めが実現されるようになっている。

而して、上述の如きゴム弾性板６８および蓋板金具６６の仕切ブロック３８への組付状態下、ゴム弾性板６８の各当接支持部７６は、図９に示されているように、各先端面が、仕切ブロック３８の段差面５０または蓋板金具６６の下面に対して当接されており、必要に応じて適当に圧縮されている。また、弾性突部７４は、図１０に示されているように、仕切ブロック３８の段差面５０または蓋板金具６６の下面に対して僅かな隙間をもって位置せしめられている。そして、ゴム弾性板６８に対して受圧室３４の圧力変動が及ぼされた際には、ゴム弾性板６８の上下面に及ぼされる受圧室３４と作用空気室７２の圧力差に基づいて、ゴム弾性板６８の変位乃至は変形が生ぜしめられるようになっている。

ここにおいて、ゴム弾性板６８における中央可動板部９２は、埋設固着せしめられた拘束プレート７８によってその変形が規制されており、主として当接支持部７６，７６の弾性変形に基づいて許容される変位が生ぜしめられるようになっている。一方、外周可動ゴム膜部８４は、薄肉とされて弾性変形が容易に許容されるようになっており、変形による変位が生ぜしめられるようになっている。なお、中央可動板部９２の背後の空間と外周可動ゴム膜部８４の背後の空間が、連通溝５８によって連通状態に安定して維持されており、実質的に単一の空気室として作用するようになっている。

また、仕切ブロック３８の外周面に形成された周方向凹溝４４および軸方向凹溝４６の開口部は、何れも、第二の取付金具１４で流体密に覆蓋されている。そして、周方向凹溝４４が覆蓋されることにより、受圧室３４と平衡室３６を相互に連通する第一のオリフィス通路１００が、常時、連通せしめられた状態で形成されている。また、軸方向凹溝４６が覆蓋されることにより、仕切ブロック３８の連通孔４８から下側中央凹所４２を通じて平衡室３６に開口せしめられて、該平衡室３６を受圧室３４に連通せしめる第二のオリフィス通路１０２が形成されている。

特に本実施形態では、第一のオリフィス通路１００に比して、第二のオリフィス通路１０２が、略同じ通路断面積と短い通路長さで形成されている。これにより、第一のオリフィス通路１００よりも第二のオリフィス通路１０２の方が高周波数域にチューニングされている。具体的には、第一のオリフィス通路１００を流動せしめられる流体の共振作用に基づき、エンジンシェイク等の１０Hz前後の低周波数域の振動に対して高減衰特性が発揮されるようにチューニングされていると共に、第二のオリフィス通路１０２を流動せしめられる流体の共振作用に基づき、アイドリング振動等の２０〜４０Hz程度の中周波数域の振動に対して低動ばね効果が発揮されるようにチューニングされている。

そして、上述のように、第一の取付金具１２と第二の取付金具１４を有する本体ゴム弾性体１６の一体加硫成形品に対して仕切部材２８とゴムダイヤフラム３０を組み付けて構成されたマウント本体には、更に、ブラケット１８が組み付けられている。かかるブラケット１８は、全体として大径で深底の略有底円筒形状を有しており、第二の取付金具１４に対して外嵌固定されている。また、ブラケット１８の下部外周面には、外方に延びる複数本の脚部１０３が溶着されており、これら各脚部１０３が自動車用ボデーにボルト固定されることにより、第二の取付金具１４が、ブラケット１８を介して、自動車用ボデーに取り付けられるようになっている。

また、ブラケット１８は、第二の取付金具１４に対して十分に深底とされており、第二の取付金具１４が嵌着固定された状態下、ブラケット１８の底部には十分な大きさの内部空所１０４が形成されている。そして、この内部空所１０４によって、ゴムダイヤフラム３０の膨出変形が十分に大きく許容されるようになっている。

さらに、ブラケット１８の底部には、空気圧式アクチュエータ１０６が装備されている。この空気圧式アクチュエータ１０６は、ブラケット１８の底部をベースハウジング１０８に利用しており、かかるベースハウジング１０８に対して、弁手段としての出力部材１１０がブラケット１８の内部に位置するようにして組み付けられている。

かかる出力部材１１０は、全体として略ハット形状を有する仕切ゴム１１２を備えており、該仕切ゴム１１２の中央部分が逆カップ形状の出力部１１４とされていると共に、その外周部分が、該出力部１１４の下端開口周縁部から斜め下方に広がるテーパ付き鍔状の弾性周壁部１１６とされている。また、出力部１１４には、金属や合成樹脂で形成された硬質の補強部材１１８が埋設固着されている一方、弾性周壁部１１６の外周縁部には、環状の圧入金具１２０が加硫接着されている。

そして、圧入金具１２０がブラケット１８の底部周壁に対して圧入固定されることにより、仕切ゴム１１２の外周縁部がブラケット１８で形成されたベースハウジング１０８の底面に対して流体密に当接されている。これにより、出力部材１１０の開口がベースハウジング１０８の底壁部で覆蓋されて内部に調圧空気室１２２が形成された空気圧式アクチュエータ１０６が構成されている。

なお、特に本実施形態では、圧縮コイルスプリング１２４が収容されて組み付けられていることにより、出力部１１４とベースハウジング１２４の間に離隔方向の付勢力が常時及ぼされるようになっている。また、ベースハウジング１０８の底部中央を貫通してエアポート１２６が設けられている。そして、このエアポート１２６を通じて、外部から、調圧空気室１２２の圧力を制御することが出来るようになっている。

すなわち、防振マウント１０の装着状態下において、このエアポート１２６に対して外部の空気圧管路１２８が接続されており、かかる空気圧管路１２８を通じて切換弁１３０が接続されている。そして、切換弁１３０の切換作動に従って、調圧空気室１２２に大気中と負圧源１３２が選択的に接続されるようになっている。

そして、調圧空気室１２２が大気中に接続された状態下では、弾性周壁部１１６の弾性と、圧縮コイルスプリング１２４の弾性が出力部１１４に作用することにより、出力部１１４が上方に弾性的に突出せしめられて、ゴムダイヤフラム３０を上方に付勢せしめて、仕切部材２８の中央下面に対して押し付けた状態に保持されるようになっている。ここにおいて、出力部１１４の外形は、仕切部材２８の中央下面に形成された下側中央凹所４２の開口径よりも大きなものとされていることから、ゴムダイヤフラム３０の中央部を下側中央凹所４２の開口部に押し付けて、実質的に流体密に覆蓋することとなり、これによって、下側中央凹所４２を通じて平衡室３６に開口せしめられる第二のオリフィス通路１０２を遮断するようになっている。

一方、調圧空気室１２２が負圧源１３２に接続された状態下では、弾性周壁部１１６の弾性と圧縮コイルスプリング１２４の弾性に抗して、作用室内に及ぼされる負圧と外部大気圧との圧力差に基づいて出力部１１４が調圧空気室１２２の内方に吸引され、軸方向下方に変位せしめられることとなる。それ故、ゴムダイヤフラム３０が下側中央凹所４２の開口部から離隔せしめられて、第二のオリフィス通路１０２が開口、連通状態とされる。

さらに、このような空気圧制御系を構成する切換弁１３０を、空気圧管路１２８を通じてポート部６２にも接続することによって、調圧空気室１２２に及ぼされている圧力と略同じ圧力が、作用空気室７２にも同時に及ぼされるようになっている。

そして、作用空気室７２に大気圧を及ぼすことで、上側中央凹所４０において中央可動板部９２の弾性変位が容易に許容されると共に、外周可動ゴム膜部８４の弾性変形が容易に許容されるようになっている。一方，作用空気室７２に負圧を及ぼした場合、中央可動板部９２と外周可動ゴム膜部８４の何れも、作用空気室７２内に向けて吸引されて空気圧で拘束状態に保持されるようになっている

ここにおいて、本実施形態では、切換弁１３０が制御装置１３４により、自動車の走行状態と、停車状態によって切り換えられるようになっている。すなわち、走行状態下では、作用空気室７２および調圧空気室１２２が大気中に接続される。一方、停車状態下では、作用空気室７２および調圧空気室１２２が負圧源１３２に接続されるようになっている。なお、かかる制御装置１３４としては、例えば、速度センサー等によって、切換弁１３０を構成する電磁ソレノイドに駆動制御信号を出力することによって有利に構成される

従って、上述の如き構造とされたエンジンマウントでは、その走行時の段差の乗り越え等において入力される低周波大振幅振動に対して、中央可動板部９２と外周可動ゴム膜部８４からなる可動仕切部材６４の変位乃至は変形による液圧吸収が追従し得ずに受圧室３４には有効な圧力変動が惹起され得ることとなる。これにより、受圧室３４と平衡室３６の間に相対的な圧力変動が有効に生ぜしめられる。それ故、第二のオリフィス通路１０２を弁手段で遮断状態に維持すれば、第一のオリフィス通路１００を通じての流体流動量が有利に確保され得て、該第一のオリフィス通路１００を流動せしめられる流体の共振作用に基づく高減衰効果が発揮され、優れた防振性能が実現され得ることとなる。

また、その通常走行状態下において入力される低周波小振幅振動に対しては、上述の低周波大振幅振動の場合と同様に、第二のオリフィス通路１０２を弁手段で遮断状態に維持すれば、第一のオリフィス通路１００を通じての流体流動量が有利に確保され得て、該第一のオリフィス通路１００を流動せしめられる流体の共振作用に基づく高減衰効果が発揮され、優れた防振性能が実現され得ることとなる。なお、可動仕切部材６４による受圧室３４の圧力吸収が懸念されるが、中央可動板部９２の外周側における流体密性が外周可動ゴム膜部８４によって確保されていることと、中央可動板部９２が硬質とされて可動仕切部材６４の変形量が抑えられるようになっていることから、受圧室３４には未だ十分に有効な圧力変動が惹起されることとなる。

さらに、走行時に入力される高周波微振幅振動に対しては、受圧室３４の圧力変動が非常に小さいことから、可動仕切部材６４の変位乃至は変形によって受圧室３４の圧力変動が有効に吸収乃至は軽減され得る。特に、可動仕切部材６４の中央可動板部９２は、中央部分に形成されて有効面積を有利に確保することが出来ると共に、その外周縁部を流体密に支持せしめる外周可動ゴム膜部８４が変形容易とされていることから、受圧室３４における高周波数域の圧力変動に対して有利に追従変位し得て、受圧室３４の圧力変動を抑えることが出来るのである。それ故、高周波数域の振動入力時には、第一及び第二のオリフィス通路１０２が実質的に閉塞状態となった状態下においても、受圧室３４の著しい圧力変動が可動仕切部材６４によって回避され得て、低動ばね特性に基づく有効な振動絶縁作用により優れた防振性能が発揮され得ることとなる。

さらにまた、停車状態下において発生するアイドリング振動等に相当する中周波中振幅振動に対しては、空気圧管路１２８を通じて作用空気室７２に負圧を及ぼすことによって、第二のオリフィス通路１０２を連通状態にすると同時に、可動仕切部材６４を吸引拘束してその変位乃至は変形を抑制する。これによって、可動仕切部材６４による圧力吸収が防止されて、受圧室３４の圧力変動が有効に惹起されることとなり、第二のオリフィス通路１０２を通じて流動せしめられる流体の流動量を有利に確保できて、かかる流体の共振作用に基づく防振効果が効果的に発揮されるのである。なお、第一のオリフィス通路１００も連通状態にあるが、チューニング周波数を超えた周波数の入力振動に対しては、流動流体の反共振的作用により実質的に閉塞状態となる。

また、本実施形態では、可動仕切部材６４に弾性当接突部としての弾性突部７４および当接支持部７６を突出形成することによって、可動仕切部材６４の変位量を制限して、低周波小振幅振動の入力時の可動仕切部材６４による圧力吸収を一層効果的に抑えることができる。

また、本実施形態の防振マウントでは、出力部材１１０を第二のオリフィス通路１０２と接続した下側中央凹所４２の開口部に向けて軸方向上向きに付勢することにより、作用空気室７２が略大気圧とされた状態下で空気圧式アクチュエータ１０６の出力部材１１０がゴムダイヤフラム３０を介して下側中央凹所４２を遮断状態に保持せしめられていることから、空気圧式アクチュエータ１０６の作動に自動車において容易に得ることのできる負圧を巧く利用することができるのである。

また、本実施形態の防振マウントでは、作用空気室７２及び空気圧式アクチュエータ１０６に対して、自動車の停車時には負圧を及ぼす一方、自動車の走行時には略大気圧を及ぼすことにより、作用空気室７２と空気圧式アクチュエータ１０６に及ぼす空気圧を相互に連続的に制御する空気圧制御装置を設けている。これによって、作用空気室７２と空気圧式アクチュエータ１０６に対する空気圧の給排を、簡単な制御態様で容易に実現することが可能となる。

また、本実施形態の防振マウントでは、可動仕切部材６４の中央可動板部９２に拘束プレート７８が埋設状態で固設されていることから、中央可動板部９２における不必要な変形に起因する低〜中周波数域の振動入力時における受圧室３４の圧力変動の吸収が一層確実に抑えられ得ることとなり、第一のオリフィス通路１００や第二のオリフィス通路１０２における流体流動による防振効果が効果的に発揮される。

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はない。

また、前記実施形態では、空気圧式アクチュエータ１０６を作用空気室７２が略大気圧とされている場合に、下側中央凹所４２の開口部に押圧するための付勢手段として圧縮コイルスプリング１２４を用いていたが、付勢手段は、前記実施形態のものに限定されるものではない。具体的には、例えば、仕切ゴム弾性体５４の弾性だけを利用して、当接状態に保持せしめることも可能であり、或いは、圧縮コイルスプリング１２４に代えて板バネ等を用いることも可能である。

加えて、前記実施形態では、本発明を自動車用のエンジンマウントに適用したものの具体例を示したが、その他、本発明は、自動車以外のエンジンマウント装置に対しても、有利に適用され得るものであることは勿論である。

本発明の一実施形態としての防振マウントを示す縦断面図であって、図２におけるＩ−Ｉ断面に相当する図である。図１に示された防振マウントを構成する仕切ブロックを示す平面図である。図２に示された仕切ブロックの底面図である。図２に示された仕切ブロックを示す斜視図である。図１に示された防振マウントを構成する可動仕切部材を示す平面図である。図５に示された可動仕切部材の底面図である。図１に示された防振マウントを構成する拘束プレートを示す平面図である。図１に示された防振マウントを構成する蓋板金具を示す平面図である。図１に示された防振マウントにおける当接支持部を拡大して示す縦断面図である。図１に示された防振マウントにおける弾性突部を拡大して示す縦断面図である。

符号の説明

１０防振マウント
１２第一の取付金具
１４第二の取付金具
１６本体ゴム弾性体
３０ゴムダイヤフラム
３４受圧室
３６平衡室
６４可動仕切部材
７２作用空気室
８４外周可動ゴム膜部
９２中央可動板部
１００第一のオリフィス通路
１０２第二のオリフィス通路
１０６空気圧式アクチュエータ
１１４出力部

Claims

パワーユニット側部材と車両ボデー側部材の一方に取り付けられる第一の取付部材と、
それらパワーユニット側部材と車両ボデー側部材の他方に取り付けられる第二の取付部材と、
前記第一の取付部材と前記第二の取付部材を弾性的に連結する本体ゴム弾性体と、
該本体ゴム弾性体によって壁部の一部が構成されて非圧縮性流体が封入された受圧室と、
壁部の一部が可撓性膜で構成されて容積変化が許容される平衡室と、
前記受圧室と前記平衡室を相互に連通せしめる、エンジンシェイクに略相当する低周波数域にチューニングされた第一のオリフィス通路と、
前記受圧室と前記平衡室を相互に連通せしめる、アイドリング振動に略相当する中周波数域にチューニングされた第二のオリフィス通路と、
該第二のオリフィス通路を連通／遮断する弁手段と、
外部から及ぼされる空気圧で作動せしめられて前記弁手段を駆動する空気圧式アクチュエータと、
中央部分が硬質の中央可動板部とされていると共に、外周部分が変形容易な外周可動ゴム膜部とされており、該中央可動板部および該外周可動ゴム膜部における変位乃至は変形が許容されるように配設されて、前記受圧室の壁部の別の一部を構成する可動仕切部材と、
該可動仕切部材を挟んで前記受圧室と反対側に形成された、外部から空気圧を調節することの出来る作用空気室と
を、有すると共に、
前記可動仕切部材における前記中央可動板部に硬質の拘束プレートを配設し、該拘束プレートの外周縁部に対して前記外周可動ゴム膜部を接着せしめて、
前記可動仕切部材における前記拘束プレートが配設された前記中央可動板部の外周部分の複数箇所において板厚方向の両側に突出する弾性当接突部を形成し、前記第二の取付部材又は該第二の取付部材によって支持せしめた変位規制部材に対して該弾性当接突部を離隔して対向位置せしめて、該弾性当接突部の該変位規制部材への当接によって該中央可動板部の変位量を緩衝的に制限する変位量制限手段を設けると共に、
前記中央可動板部の外周部分の複数箇所において前記弾性当接突部と一体的に形成されて該弾性当接突部より大きな突出高さで板厚方向の両側に突出する当接支持部を設けて、該当接支持部を前記変位規制部材に対して当接状態として該当接支持部によって該中央可動板部の前記拘束プレートを弾性的に支持せしめた
ことを特徴とする空気圧切換型の流体封入式エンジンマウント。
前記可動仕切部材の前記中央可動板部において、前記拘束プレート上に前記弾性当接突部を形成する一方、該拘束プレートを外れた部分に前記当接支持部を形成した請求項１に記載の空気圧切換型の流体封入式エンジンマウント。
前記空気圧式アクチュエータにおいて、外部から略大気圧が及ぼされることによって前記第二のオリフィス通路が遮断状態となるように前記弁手段が駆動せしめられる一方、外部から負圧が及ぼされることによって該第二のオリフィス通路が連通状態となるように該弁手段が駆動せしめられるようになっている請求項１又は２に記載の空気圧切換型の流体封入式エンジンマウント。
前記作用空気室および前記空気圧式アクチュエータに対して、自動車の停車状態下では負圧を及ぼす一方、自動車の走行状態下では略大気圧を及ぼすことにより、それら作用空気室と空気圧式アクチュエータに及ぼす空気圧を相互に連動的に制御する空気圧制御手段を設けた請求項１乃至３の何れかに記載の空気圧切換型の流体封入式エンジンマウント。
前記第一の取付部材と前記第二の取付部材の間に及ぼされる入力振動が±０．０５mm以下の微小振幅振動の場合には前記受圧室に惹起される圧力変動を実質的に吸収し得るが、該第一の取付部材と該第二の取付部材の間に及ぼされる入力振動が±０．１mm前後の小振幅振動や±１．０mm以上の大振幅振動の場合には該受圧室に惹起される圧力変動を実質的に吸収し得ないように、前記可動仕切部材における変位乃至は変形の特性が設定されている請求項１乃至４の何れかに記載の空気圧切換型の流体封入式エンジンマウント。