JP4341933B2

JP4341933B2 - 液封防振装置

Info

Publication number: JP4341933B2
Application number: JP2003123014A
Authority: JP
Inventors: 淳斉藤
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Yamashita Rubber Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Yamashita Rubber Co Ltd
Priority date: 2003-04-25
Filing date: 2003-04-25
Publication date: 2009-10-14
Anticipated expiration: 2023-04-25
Also published as: JP2004324824A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両のエンジンマウント等に用いる液封防振装置に係り、特に磁性粘性流体を用いて共振オリフィスの液体流量を自在に制御できるようにしたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
振動源側へ取付けられる第１の取付部材と、振動受側へ取付けられる第２の取付部材と、これらの間に介在して振動を吸収するインシュレータと、このインシュレータが壁の一部をなす液室とを備え、この液室を主液室及び副液室に区画してオリフィス通路を介して連絡するとともに、この共振オリフィスにて液柱共振を発生させることにより低動バネ化等を実現する液封エンジンマウントは公知である。また、主液室と副液室の隔壁に貫通形成した共振オリフィスの出口を弾性膜で囲み、この弾性膜をアクチュエータにより変位させて共振オリフィスの開閉や共振点の変化をおこなうようにしたものもある（特許文献１参照）。さらに、主液室と副液室の間に設けた弾性膜の周囲を支持部材で支持するとともに、この支持部材の支持力を磁性流体の粘度変化により変化させるようにしたものもある（特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−３２５４４３号公報図６
【特許文献２】
特開２００２−２１３５１７号公報
【特許文献３】
特開２００３−４０９０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記特許文献１のように、アクチュエータなどの機械的手段で弾性膜を変位するものは、装置全体が比較的複雑かつ重量が増加する。また無段階かつ連続的に制御しようとすれば、高精度で作動する高価な装置が必要となる。さらに特許文献２は磁力により膜張力を変化させるものであるが、共振オリフィスの流量制御をするものではない。
そこで、本願発明は比較的簡単かつ軽量な構造で、共振オリフィスの流量制御ができるようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本願の液封防振装置に係る請求項１は、振動源側へ取付けられる第１の取付部材と、振動受側へ取付けられる第２の取付部材と、これらの間に介在して振動を吸収するインシュレータと、このインシュレータが壁の一部をなす液室とを備え、この液室を第１の共振オリフィスで連絡される主液室と副液室の２室に仕切部材で区画し、主液室は仕切部材とインシュレータとの間に形成され、副液室はその壁の一部をなす第１のダイアフラムと前記仕切部材との間に形成され、この液室に作動液を封入した液封防振装置において、
前記仕切部材を貫通して一端が前記主液室に連通し、他端側が前記仕切部材の副液室側で前記第１のダイアフラムで覆われてない部分に開口する出口をなす第２の共振オリフィスを備え、
この第２の共振オリフィスの出口側を閉じるように、第２の共振オリフィス内に流動する作動液の流量を制御するための流量制御手段を設けるとともに、
この流量制御手段は、前記作動液の液圧を受けて変形又は変位する弾性膜と、この弾性膜によって少なくとも壁部の一部が形成された調整室と、この調整室内へ封入された磁性粘性流体と、この磁性粘性流体の流動抵抗を生じるように調整室内に設けられる抵抗板と、調整室の容積変化を抑制するべく変形又は変位するよう大気開放された第２のダイアフラムと、前記磁性粘性流体の粘度を変化させるために磁力を発生するコイルとを備え、
前記磁性粘性流体の粘度を変化させて前記弾性膜の変形又は変位量を変化させることにより、前記流量制御手段が前記第２の共振オリフィスの出口側を開閉する開閉バルブをなすことを特徴とする。
【０００６】
また、前記仕切部材に前記出口の周囲を囲んで剛性のある外周部材が取付けられ、この外周部材に前記コイルが取付けられ、かつ前記弾性膜の外周部が固定されるとともに、前記第２のダイアフラムの外周部も固定されることを特徴とする。
【０００７】
請求項２は上記請求項１において、前記第１のダイアフラムは第２のダイアフラムと別体に設けられ、前記第１のダイアフラムの中央部は前記外周部材に取付けられていることを特徴とする。
【００１０】
【発明の効果】
請求項１によれば、流量制御手段が、作動液の液圧を受ける弾性膜と、この弾性膜によって少なくとも壁部の一部が形成された調整室と、この調整室内へ封入された磁性粘性流体と、調整室の容積変化を抑制するべく変形又は変位する第２のダイアフラムと、磁性粘性流体の粘度を変化させるために磁力を発生するコイルとを備えるので、コイルによる磁力を変化させると磁性粘性流体の粘度が変化し、これにより弾性膜が変形又は変位できる量が変化する。また、弾性膜は第２の共振オリフィスを流動する作動液の液圧を受けているから、弾性膜が変形又は変位量が変化すると第２の共振オリフィスにおける作動液の流量が変化して共振効率が変化する。したがって、磁力の制御により共振オリフィスにおける作動液の流量制御を容易におこなうことができる。しかも、磁力の調整だけで制御できるから、迅速かつ容易に制御できる。そのうえ構造が簡単になって軽量・コンパクト化できる。
【００１１】
また、弾性膜は作動液の液圧を受けると弾性変形する。しかも弾性膜にすることによってを容易に形成できる。
【００１２】
さらに、第２のダイアフラムが大気開放されているため、弾性膜の変形又は変位によって調整室の容積が変化すると、この変化を抑制するように変形する。しかもダイアフラムにすることによって容易に形成できる。
【００１３】
また、流量制御手段を共振オリフィスの出口に配置したので、構造及び組立が簡単になる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて実施形態を説明する。図１は液封防振装置の全体断面図、図２は内圧調整手段の拡大断面図、図３は流量制御手段における略流動阻止状態を示す断面図、図４はその最大流動状態を示す断面図である。
【００１６】
図１において、エンジンマウント小組体１は、第１の取付部材２，第２の取付部材３及びインシュレータ４を備える。第１の取付部材２は図示しないエンジン等の振動源側へ連結され、第２の取付部材３はブラケット５に嵌合され、ブラケット５は同じく図示しない車体等の振動受側へ連結される。インシュレータ４は、ゴムからなる略円錐状をなす公知の防振ゴムである。但し、ゴム及び他のエラストマー等の適宜弾性材料からなる略円錐状をなす公知の弾性防振部材とすることができ、第１の取付部材２と第２の取付部材３の間を連結一体化する。
【００１７】
第１の取付部材２，第２の取付部材３及びインシュレータ４に囲まれた内部に主液室６が形成され、ここに公知の非圧縮性の作動液が封入されている。主液室６は仕切部材７の外周部に形成されたダンピングオリフィス８を介して副液室９と連通されている。ダンピングオリフィス８は約１０Ｈｚ前後の低周波数小振幅の乗り心地に影響する通常走行時の振動に対して高減衰になる。副液室９は第１ダイアフラム１０によって覆われている。
【００１８】
ダンピングオリフィス８は、仕切部材７の外周部に径方向外方へ開放されて形成され、その一部に形成された入り口（図では見えない）で主液室６と連通し、出口１４ｂで副液室９と連通する。また、仕切部材７の外周部に径方向外方へ開放されるダンピングオリフィス８の開口部は第１ダイアフラム１０の外周部と連続する筒状弾性壁１５に密接してシールされる。筒状弾性壁１５はインシュレータ４と同様のゴム等からなる適宜弾性部材からなり、第２の取付部材３の内周面を覆っている。
【００１９】
第２の取付部材３は、金属等からなる筒状の部材であり、ダンピングオリフィス８の外周側を囲む小径部１６と主液室６を囲む大径部１７を備え、図の上端部にはフランジ１８が形成され、ブラケット５の上端部に重なる。さらにこのフランジ１８にはインシュレータ４の下部に一体化されているリング金具１９が重なり、ここでインシュレータ４、第２の取付部材３及びブラケット５が結合一体化される。
【００２０】
主液室６の側面には、対向配置された内圧調整手段３７が一対で設けられる。内圧調整手段３７は主液室６の内圧上昇を吸収する等自在に調整する手段であり、その内圧吸収能は磁力によって自由に制御できる。このように複数設けるとそれぞれを小型化しても全体として大きな内圧調整能力を発揮できるので、装置全体の小型・軽量化並びに強度などの点で有利である。
さらに、仕切部材７の中央に設けられたアイドルオリフィス３８にも流量制御手段４０が設けられている。これらの詳細は後述する。
【００２１】
仕切部材７は上部材７ａ及び下部材７ｂの上下合わせ構造になっており、これらの内部にアイドルオリフィス３８が設けられている。アイドルオリフィス３８は仕切部材７を貫通し、一端が主液室６と連通し、仕切部材７の副液室側で第１ダイアフラム１０で覆われていない部分に開口する出口３９をなし、アイドル時のエンジン振動周波数（例えば、４気筒エンジンにおける２次振動では約２０Ｈｚ前後）で液柱共振を発生して低動バネ化することにより、第１の取付部材２側から第２の取付部材３側への振動伝達を低減する。このアイドルオリフィス３８における作動液の流量は流量制御手段４０によって制御される。
【００２２】
図２に示すように、小径部１６の下端部は底部２０をなし、ブラケット５の内面に形成された段部２１上へ置かれて位置決めされる。筒状弾性壁１５の内部には仕切部材７が挿入され、その外周下部２２が底部２０の上へ置かれて位置決めされる。この状態で第２の取付部材３の上端部におけるフランジ１８とインシュレータ４のリング金具１９とをリベット止めやカシメ等で一体化することによりエンジンマウント小組体１が構成される。
【００２３】
このエンジンマウント小組体１をブラケット５へ挿入してフランジ１８をブラケット５の上端部とリベット等の適宜手段で一体化することにより、エンジンマウントが組み立てられる。
【００２４】
さらに、大径部１７には開口２６が形成され、筒状弾性壁１５のうち開口２６部分が内圧吸収膜２７となっている。内圧吸収膜２７は本願発明における第１可動部の具体例であり、膜構造にすることにより第１可動部を容易に形成でき、そのうえ筒状弾性壁１５と連続一体であってゴム等の適宜弾性材料からなる弾性膜であり、主液室６の内圧変動を弾性変形により吸収する。このようにすると内圧吸収膜２７をさらに容易に形成できる。なお、筒状弾性壁１５と別体に形成することもできる。
【００２５】
内圧吸収膜２７の主液室６と反対側には調整室２８が第２ダイアフラム２９で囲まれて形成されている。この調整室２８の内部には公知の磁性粘性流体３０が封入されている。第２ダイアフラム２９は本願発明における第２可動部の具体例であり、膜構造にすることにより第２可動部を容易に形成でき、調整室２８と反対側となる外側が大気開放され、内圧吸収膜２７の弾性変形を可能にしている。第２ダイアフラム２９の外周部は固定リング３１と焼き付け等で一体化され、この固定リング３１にコイル３２が取り付けられている。固定リング３１の外周部はブラケット５の外側面へ重ねられてリベット等の適宜手段で一体に取り付けられる。
【００２６】
コイル３２は調整室２８の周囲を囲み、磁力を発生して磁性粘性流体３０の粘度を、例えば、水様の状態からシャーベット状態まで瞬時に変化させることができるようになっている。コイル３２の発生する磁力は、エンジンの回転数等の適宜センサー量に基づいて図示しない制御装置により連続的又は多段階に変化して発生するようになっており、この磁力の大きさに応じて磁性粘性流体３０の粘度も連続的又は多段階に変化するようになっている。
【００２７】
磁性粘性流体３０の粘度が高くなると、内圧吸収膜２７は弾性変形しにくくなるので内圧吸収能が低くなり、防振装置としての内部圧力の変化により発生するバネである拡張バネを大きくする。逆に、粘度を下げると、内圧吸収膜２７は弾性変形容易になって内圧吸収能が上がるので、拡張バネが小さくなる。
【００２８】
調整室２８内には抵抗板３３が設けられ、その外周部３４はコイル３２の外周側を囲んで一体化される。中央部には絞り通路３５が形成され、磁性粘性流体３０がこの絞り通路３５を通過するとき、粘性流動抵抗によって減衰力を生じるようになっている。絞り通路３５の開口径は、磁性粘性流体３０が減衰力を生じることができる範囲で任意に設定できる。
【００２９】
抵抗板３３を設けることにより、磁性粘性流体３０が絞り通路３５を通過するとき発生する減衰力は、粘度変化を増幅したものになる。その結果、内圧吸収能の変化を大きくでき、かつこの内圧吸収能変化を磁性粘性流体の粘度変化だけで形成する場合よりもより高くすることができる。
【００３０】
抵抗板３３の外周部３４とコイル３２はブラケット５の側壁に形成された取付穴３６に嵌合して固定される。なお、内圧吸収膜２７、調整室２８、第２ダイアフラム２９、磁性粘性流体３０及びコイル３２をまとめて内圧調節手段３７とする。また、外周部３４と固定リング３１の間は適宜手段でシールされる。
【００３１】
次に、内圧調節手段３７の制御を説明する。まず、非制御時にはコイル３２には通電されず、磁力は当初段階では０（ゼロ）に設定され、内圧吸収膜２７はほぼ自由に弾性変形できる。その後、コイル３２に通電して電流を増大させることにより、磁性粘性流体３０の粘度を上げて内圧吸収膜２７の弾性変形をさせにくくし、拡張バネを高くする。
【００３２】
次に、アイドルオリフィスの流量制御手段について説明する。図３及び図４はその拡大断面図であり、図３は液体流動をほぼ阻止した状態、図４は液体流量を最大にした状態を示す。この流量制御手段４０は内圧調整手段３７と同様構造であり、第１ダイアフラム１０の中央部に一体化してアイドルオリフィス３８の出口３９部分に設けられる。
【００３３】
この流量制御手段４０は、アイドルオリフィス３８の出口３９の周囲を囲む剛性がある外周部材４１、この外周部材４１に取り付けられたコイル４２、外周部材４１に周囲を固定されて出口３９を覆う弾性膜４３、この弾性膜４３と第３ダイアフラム４４の間に形成された調整室４５を備える。調整室４５内には封入された磁性粘性流体４６及び抵抗板４７を備える。抵抗板４７は中央に絞り通路４８を開口し、外周部４９にコイル４２を圧入等の適宜手段で一体化している。
【００３４】
第３ダイアフラム４４はコイル４２の内周側へ入り込んでおり、その外周部は取付金具５０と一体化し、この取付金具５０は抵抗板４７の外周部４９へ圧入等で一体化されている。なお、外周部材４１の外周側には第１ダイアフラム１０の中央側端部が焼き付け等で一体化され、その先端は取付金具５０に密着シールされている。
【００３５】
第３ダイアフラム４４及び第１ダイアフラム１０は、それぞれゴムバネとしての機能を無視できる程度の小さなバネ定数を有する可撓性部材であり、図の下方側が大気開放され、自由な変形を可能にしている。なお、磁性粘性流体４６の粘度制御及び抵抗板４７の機能は内圧調整手段３７の場合と同様である。
【００３６】
外周部材４１は仕切部材７の下部材７ｂにおける出口３９の周囲へ固定され、第３ダイアフラム４４は第１ダイアフラム１０と別体に設けられる。磁性粘性流体４６の粘度を変化させると、アイドル時にアイドルオリフィス３８における液体流動を最大にする状態と、液体流動をほぼ阻止する状態との切替え、及びこれらの中間状態においてある程度の液体流動を可能にする流量調整状態とに制御できる。
【００３７】
次に、本実施例の作用を説明する。アイドル時において、流量制御手段４０ではコイル４２に通電停止する。これにより磁性粘性流体の粘度は最低となるから、弾性膜４３が最も弾性変形し易い状態にあり、図４に示すように、アイドルオリフィス３８の作動液による液圧を受けて容易に弾性変形する。その結果、流量最大状態となり、アイドルオリフィス３８に比較的大きな液体流動が生じて液柱共振を発生する。
【００３８】
同時に、内圧調整手段３７においては、各コイル３２に通電してコイル３２の磁力を最大とし、各内圧吸収膜２７を最も動きにくくすることにより内圧吸収能を最小とし、拡張バネを高める。このためアイドルオリフィス３８へ主液室６側から送り込まれる作動液の流量が大きくなり、共振効率が上がる。したがって、十分な低動バネ化を実現する。
【００３９】
逆に、アイドル時以外の場合、流量制御手段４０ではコイル４２に通電して磁性粘性流体４６の粘度を最も高くすると、弾性膜４３がほとんど弾性変形しなくなり、あたかもアイドルオリフィス３８の出口３９を塞いだような図３の状態となる。この状態ではアイドルオリフィス３８内における液体流動がほとんど生じない。一方、内圧調整手段３７においては、各コイル３２の通電を停止して各内圧吸収膜２７を最も動き易くすることにより内圧吸収能を最大とする。これにより内圧吸収膜２７が自由に弾性変形して内圧変動を吸収して低動バネ化する。
【００４０】
なお、この非アイドル時においては、流量制御手段４０における磁力を調整して、図３と図４の中間状態になるように磁性粘性流体の粘度を調整すると、流量調整状態となり、アイドルオリフィス３８において粘度に応じた液体流動が生じて、液柱共振を発生する。このとき、磁性粘性流体の粘度上昇に伴って弾性膜４３は弾性変形しにくくなるから、アイドルオリフィス３８の液体流動が減少して共振が小さくなる。
【００４１】
このように、流量制御手段４０において、図３と図４の状態のいずれかにすればアイドルオリフィス３８を開閉操作することと同様になるから、アイドルオリフィス３８の開閉バルブと同様に機能する。また、磁力を変化させて磁性粘性流体の粘度を制御することにより、アイドルオリフィス３８の液体流量を調整して自由に共振を制御できる。
【００４２】
しかも、この流量制御は迅速・正確であり、かつ容易である。そのうえ無段階かつ連続的な制御も容易に実現できる。さらにこの流量制御手段４０は簡単な構造で構成することができ、軽量かつコンパクトになる。また内圧調整手段３７と同様な構造をなすので、可変調整部との共通化もできる。
【００４３】
そのうえ、内圧調節手段３７の内圧吸収能を、内圧吸収膜２７が壁の一部をなす調整室２８内における磁性粘性流体３０の粘度変化で直接制御でき、かつコイル３２に対する通電量だけで磁性粘性流体３０の粘度を迅速かつ容易に制御できるから、内圧吸収能の制御が迅速・容易になり、かつ正確になる。また、ソレノイドやモーターなどの機械的手段を必要としないので、構造が簡単かつ軽量・コンパクトになる。
【００４４】
なお、本願発明は上記各実施例に限定されず、種々に変更可能である。例えば、流量制御手段４０をアイドルオリフィス３８の内部に設けることもできる。
流量制御手段４０をアイドルオリフィス３８の端部に配置すれば、流量制御手段４０のシール部分を主液室６内に配置できるため、シールが破れた場合の外部に対する磁性粘性流体の液漏れを防止できる。
【００４５】
内圧吸収膜２７及び第２ダイアフラム２９は必ずしも膜状部材である必要はなく、これに代えて調整室内を摺動変位する可動板のような部材でもよい。また、いずれか一方を膜状部材とし、他方を可動板のような非膜状部材の組合せでもよい。
【００４６】
さらに、アイドルオリフィス以外の用途に供される共振オリフィス、例えば、発進オリフィスなどに適用することも自由である。さらにエンジンマウント以外の他の各種防振装置に適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例に係る液封防振装置の全体断面図
【図２】作動原理を示す要部の拡大断面図
【図３】流量制御手段における流動阻止状態の断面図
【図４】同上の最大流動状態の断面図
【符号の説明】
１：エンジンマウント小組体、２：第１の取付部材、３：第２の取付部材、４：インシュレータ、５：ブラケット、６：主液室、７：仕切部材、８：ダンピングオリフィス、９：副液室、１０：第１ダイアフラム、１３：ホールオリフィス、２７：内圧吸収膜、２８：調整室、２９：第２ダイアフラム、３０：磁性粘性流体、３２：コイル、３３：抵抗板、３７：内圧調整手段、３８：アイドルオリフィス、４０：流量制御手段、４３：弾性膜、４５：調整室

Claims

振動源側へ取付けられる第１の取付部材と、振動受側へ取付けられる第２の取付部材と、これらの間に介在して振動を吸収するインシュレータと、このインシュレータが壁の一部をなす液室とを備え、この液室を第１の共振オリフィスで連絡される主液室と副液室の２室に仕切部材で区画し、主液室は仕切部材とインシュレータとの間に形成され、副液室はその壁の一部をなす第１のダイアフラムと前記仕切部材との間に形成され、この液室に作動液を封入した液封防振装置において、
前記仕切部材を貫通して一端が前記主液室に連通し、他端側が前記仕切部材の副液室側で前記第１のダイアフラムで覆われてない部分に開口する出口をなす第２の共振オリフィスを備え、
この第２の共振オリフィスの出口側を閉じるように、第２の共振オリフィス内に流動する作動液の流量を制御するための流量制御手段を設けるとともに、
この流量制御手段は、前記作動液の液圧を受けて変形又は変位する弾性膜と、この弾性膜によって少なくとも壁部の一部が形成された調整室と、この調整室内へ封入された磁性粘性流体と、この磁性粘性流体の流動抵抗を生じるように調整室内に設けられる抵抗板と、調整室の容積変化を抑制するべく変形又は変位するよう大気開放された第２のダイアフラムと、前記磁性粘性流体の粘度を変化させるために磁力を発生するコイルとを備え、
前記磁性粘性流体の粘度を変化させて前記弾性膜の変形又は変位量を変化させることにより、前記流量制御手段が前記第２の共振オリフィスの出口側を開閉する開閉バルブをなしており、
さらに、前記仕切部材に前記出口の周囲を囲んで剛性のある外周部材が取付けられ、この外周部材に前記コイルが取付けられ、かつ前記弾性膜の外周部が固定されるとともに、前記第２のダイアフラムの外周部も固定されることを特徴とする液封防振装置。
前記第１のダイアフラムは第２のダイアフラムと別体に設けられ、前記第１のダイアフラムの中央部は前記外周部材に取付けられていることを特徴とする請求項１記載の液封防振装置。