JP4349098B2 - Anti-vibration support device - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関等の振動源を防振支持する防振支持装置に関する。 The present invention relates to a vibration isolating support device that supports vibration sources such as an internal combustion engine.
内燃機関等の振動源が発生する振動の伝達をその支持体に伝達されることを低減する装置として防振支持装置がある。そして、防振支持装置には、その内部に空気室を設けることで、空気バネの機能を有するものがある。例えば、特許文献1に記載されている防振支持装置は、本体ゴム部に耐熱性のゴム材料を使用した場合にも、装置内部に設けた空気室による空気バネの作用で、耐熱性能と耐へたり機能との両立を図ることを可能にしている。
前記特許文献1等に記載されている防振支持装置は、空気バネとして作用させるための空気室を設けているが、そのバネ特性は入力される振動にかかわらず一定に維持されたままである。よって、そのようなバネ特性と防振支持装置が支持する重量とによって決定される共振モードの周波数と、防振支持装置に入力される振動の周波数とが一致した場合には、前記共振モードが励起され、振動が増幅されてしまうといった問題が発生する。
そこで、本発明は、前述の問題に鑑みてなされたものであり、防振支持装置に空気室を設けて空気バネの機能をもたせ、かつ共振モードの励起を防止することができる防振支持装置の提供を目的とする。
The anti-vibration support device described in Patent Document 1 and the like is provided with an air chamber for acting as an air spring, but its spring characteristics remain constant regardless of the input vibration. Therefore, when the frequency of the resonance mode determined by such spring characteristics and the weight supported by the vibration isolating support device matches the frequency of vibration input to the vibration isolating support device, the resonance mode is There arises a problem that the vibration is amplified due to excitation.
Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems, and is provided with an air chamber provided in the vibration isolating support apparatus so as to have the function of an air spring and capable of preventing resonance mode excitation. The purpose is to provide.
前述の問題を解決するために、本発明に係る防振支持装置は、外部からの振動が入力される入力部と、前記入力部に入力される振動に応じて容積が変化する空気室とを備えた支持手段と、前記入力部に入力される振動の振幅に応じて開閉し、開時には前記空気室を外部に開放し、閉時には前記空気室を密閉状態にする弁と、を備える。
また、本発明に係る防振支持装置では、前記弁は、前記空気室を外部に開放可能に形成された開口部と、前記入力部に一端が連結されて前記開口部に挿通されている挿通部材と、を有する。
また、本発明に係る防振支持装置では、前記挿通部材は、拡径部と、前記拡径部に対し該挿通部材の一端側及び他端側で隣り合い、該拡径部を縮径した縮径部と、が形成された棒状部材である。
また、本発明に係る防振支持装置では、前記拡径部は、前記空気室を密閉可能な断面形状を有する。
また、本発明に係る防振支持装置では、前記入力部は、外筒内に配置された内筒であり、前記空気室は、前記内筒及び外筒を周壁として密閉されており、前記開口部は、前記外筒に形成されている。
そして、本発明に係る防振支持装置では、前記弁は、前記挿通部材が前記内筒の変位に応じて前記開口部に対して相対移動するものであり、前記内筒の変位の増加に応じて、前記挿通部材における前記開口部内に位置される部位が前記拡径部から前記縮径部に切り換わることで、閉から開に切り換わる。
これにより、入力部に入力される振動の振幅に応じて、空気室を外部に対して開放することと、空気室を密閉状態にすることとを切り換える。これにより、入力部に入力される振動の振幅に応じて、空気室による空気バネの作用を有効と無効とにすることを切り換える。
In order to solve the above-described problem, the vibration isolating support device according to the present invention includes an input unit to which external vibration is input, and an air chamber whose volume changes according to the vibration input to the input unit. And a supporting means that opens and closes according to the amplitude of vibration input to the input unit, opens the air chamber to the outside when opened, and seals the air chamber when closed.
Further, in the vibration isolating support device according to the present invention, the valve includes an opening formed to be able to open the air chamber to the outside, and an insertion that is connected to the input portion at one end and is inserted into the opening. And a member.
In the vibration isolating support device according to the present invention, the insertion member is adjacent to the enlarged diameter portion and the enlarged diameter portion on one end side and the other end side of the insertion member, and the enlarged diameter portion is reduced in diameter. and reduced diameter portion, Ru rod member der which is formed.
Moreover, in the vibration isolating support device according to the present invention, the enlarged diameter portion has a cross-sectional shape capable of sealing the air chamber.
In the vibration isolating support device according to the present invention, the input unit is an inner cylinder disposed in an outer cylinder, and the air chamber is sealed with the inner cylinder and the outer cylinder as peripheral walls, and the opening The part is formed in the outer cylinder.
In the anti-vibration support device according to the present invention, the valve is configured such that the insertion member moves relative to the opening according to the displacement of the inner cylinder, and according to the increase in the displacement of the inner cylinder. Then, the portion of the insertion member located in the opening is switched from the enlarged diameter portion to the reduced diameter portion, thereby switching from closed to open.
Accordingly, switching between opening the air chamber to the outside and closing the air chamber according to the amplitude of vibration input to the input unit is performed. This switches between enabling and disabling the action of the air spring by the air chamber according to the amplitude of vibration input to the input unit.
本発明によれば、入力部に入力される振動の振幅に応じて、防振支持手段の空気室による空気バネの作用を有効と無効とにすることを切り換えることで、入力部に入力される振動の振幅に応じて、防振支持手段のバネ特性を変化させることができる。
これにより、例えば入力部に入力される振動の振幅に応じて共振モードの周波数を変化させることができる。
According to the present invention, the input to the input unit is switched by switching between enabling and disabling the action of the air spring by the air chamber of the anti-vibration support means according to the amplitude of vibration input to the input unit. The spring characteristics of the vibration isolating support means can be changed according to the vibration amplitude.
Thereby, for example, the frequency of the resonance mode can be changed according to the amplitude of vibration input to the input unit.
本発明を実施するための最良の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
第1の実施の形態は、本発明を適用した防振支持装置である。
図1に示すように、防振支持本体20により内燃機関1を懸架している。内燃機関1を車体に懸架するために、内燃機関1にはブラケット2が設けられており、このブラケット2と車体50との間に防振支持本体20が介在されている。この図1において、防振支持本体20と切換弁40とで防振支持装置が構成されている。
図2は防振支持本体20の構成を示す。
この図2に示すように、防振支持本体20は、本体ケース22がブラケット21を介して車体50に固定されている。本体ケース22は有底の円筒状の形状をなしている。この本体ケース22の内側の上部に弾性部材23が嵌め込まれている。弾性部材23はゴム等の弾性体である。
The best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The first embodiment is an anti-vibration support device to which the present invention is applied.
As shown in FIG. 1, the internal combustion engine 1 is suspended by a vibration-
FIG. 2 shows the configuration of the vibration
As shown in FIG. 2, the anti-vibration support
本体ケース22の上部には開口部22aが形成されており、この開口部22aを介して本体ケース22内の弾性部材23に連結具24が取り付けられている。ここで、連結具24は、その装着部24aが弾性部材23に装着されている。このように、本体ケース22の上部には、弾性部材23を介して当該本体ケース22に連結された連結具24が遊動可能に配置されている。そして、連結具24が内燃機関1側(ブラケット2)に固定されている。
一方、本体ケース22の内側の底部には緩衝部材25が充填されている。緩衝部材25はゴム等の弾性体である。そして、本体ケース22内には、弾性部材23と緩衝部材25との間の空間に、第1及び第2液室26,27が形成されている。
An opening 22a is formed in the upper part of the
On the other hand, a
第1及び第2液室26,27は、本体ケース22の内側に嵌め込まれている隔離部材28によって上下2つに区画されて形成されており、この第1及び第2液室26,27内にオイル等の液体が封入されている。ここで、隔離部材28は、ゴム等の弾性体である。また、第1液室26と第2液室27とは、図示しない小径の通路(オリフィス)によって連通されており、これにより、第1及び第2液室26,27内の液体は、第1液室26と第2液室27との間を往来可能になっている。そして、第1及び第2液室26,27を区画する隔離部材28の上面にシート状のダイヤフラム29が張設されている。
The first and
ダイヤフラム29は、その縁部が固定具30により隔離部材28に固定されており、そして、ダイヤフラム29と隔離部材28の上面との間に空気室31が形成されている。
空気室31には給排通路32が接続されており、空気室31はこの給排通路32を通じて空気の給排がなされるようになっている。
防振支持本体20は、この給排通路32が、図1に示すように、内燃機関1に接続されている吸気管11に接続されている。ここで、吸気管11は、エアクリーナ12とスロットルバルブ13とを連通する流路をなす。なお、吸気管11を流れる吸入空気の圧力は略大気圧である。
The edge of the
A supply /
As shown in FIG. 1, the vibration
そして、給排通路32の途中に切換弁40が配置されている。以下、給排通路32において、切換弁40と防振支持本体20とを接続する部分を第1給排通路32aと称し、切換弁40と吸気管11とを接続する部分を第2給排通路32bと称す。
切換弁40は、空気室31内の圧力が所定の圧力に達した時、開状態になって第1給排通路32aと第2給排通路32bとを連通するように構成されている。図3はこの切換弁40の構成を示す。
この図3に示すように、切換弁40は、略円筒形状の本体41内部に、前記第1給排通路32a側と第2給排通路32b側とに仕切るように、隔離部材42を設けている。以下、本体41において、隔離部材42に仕切られて第1給排通路32a側をなす部分41aを第1仕切室41aといい、隔離部材42に仕切られて第2給排通路32b側をなす部分41bを第2仕切室41bという。
A
When the pressure in the
As shown in FIG. 3, the
隔離部材42は、その外周面が本体41の内周面と固着されることで、当該本体41内に固定されている。この隔離部材42には、2つの第1及び第2の孔42a,42bが形成されている。
第1孔42aには、第2仕切室41b側から排気弁43が挿入されるとともに、その排気弁43が支持ばね45,46により隔離部材42側に付勢されている。排気弁43は略三角錐形状であり、第1の孔32aの形状が、その排気弁43の先端部の形状と相似形状をなしている。これにより、支持ばね45,46により付勢された排気弁43の先端部の外周面が第1の孔42aに密着するようになる。
The
An
また、第2の孔42bには、第1仕切室41a側から吸気弁44が挿入されるとともに、その吸気弁44が支持ばね47,48により隔離部材42側に付勢されている。吸気弁44は略三角錐形状であり、第2の孔42bの形状が、その吸気弁44の先端部と形状と相似形状をなしている。これにより、支持ばね47,48により付勢された吸気弁44の先端部の外周面が第2の孔42bに密着するようになる。
An
ここで、支持ばね45〜48はそれぞれ、所定のバネ定数に設定されている。これにより、第1仕切室41aと第2仕切室41bとの差圧が所定の値になったときに、支持ばね45〜48の付勢力に抗して排気弁43又は吸気弁44が変位して、当該第1仕切室41aと第2仕切室41bとが連通され、これにより、第1給排通路32aと第2給排通路32bとが連通される。
また、第1仕切室41a内の圧力は第1給排通路32a内の圧力、すなわち前記空気室31内の圧力になる。また、第2仕切室41b内の圧力は第2給排通路32b内の圧力、すなわち前記吸気管11内の圧力(略大気圧)になる。
Here, each of the support springs 45 to 48 is set to a predetermined spring constant. Thus, when the differential pressure between the
The pressure in the
次に防振支持装置を構成する防振支持本体20及び切換弁40の動作を説明する。
防振支持本体20には、連結具24を通じて内燃機関1の機関振動が入力される。こうして入力された振動によって連結具24に連結された弾性部材23が変形する。さらに、弾性部材23の変形により、隔離部材28の上側に形成された第1液室26の容積が変化し、第1及び第2液室26,27内に充填された液体がその間に設けた小径の通路を通じて往来するようになる。このとき、第2液室27の容積の変形は緩衝部材25に伝えられる。また、弾性部材23が伸縮により空気室31内の圧力が変動して、この圧力変動が空気バネとして作用するようになる。この空気室31による空気バネの作用については後で詳述する。
このように、防振支持本体20は、内燃機関1の機関振動が入力されると、それに対して緩衝部材25、隔離部材28、弾性部材23等が変形し、各液室26,27内に充填された液体が流動し、さらに空気室31内の圧力が変動して、これら種々の動作を通じて、内燃機関1からの機関振動をブラケット21を介して車体50へ低減して伝達している。
Next, the operation of the
Engine vibration of the internal combustion engine 1 is input to the vibration
As described above, when the engine vibration of the internal combustion engine 1 is input to the vibration isolating
次に、空気室31による空気バネの作用について説明する。
内燃機関4の振動に伴う連結具24の上下振動により弾性部材23が伸縮し、これにより空気室31の容積が変動する。このとき、弾性部材23が伸長している時には空気室31内の圧力が減少し、弾性部材23が圧縮されている時には空気室31内の圧力が増加する。このように空気室31内の圧力が変動した場合、仕切弁40は次のように動作する。
空気室31内の圧力が増加した場合、第1仕切室41a内の圧力も増加することで、第1仕切室41a内の圧力と第2仕切室41b内の圧力とに差圧が発生する。さらにその差圧が所定の設定圧に達した時には、支持ばね45,46の付勢力に抗して排気弁43が変位するようになる。すなわち、排気弁43が開状態になる。この場合、第1仕切室41aと第2仕切室41bとが連通され、これにより、空気室31は正圧状態(加圧状態)から大気圧に開放された状態になる。なお、このとき吸気弁44は不動である。
Next, the action of the air spring by the
The
When the pressure in the
一方、空気室31内の圧力が減少した場合、第1仕切室41a内の圧力も減少するので、第1仕切室41a内の圧力と第2仕切室41b内の圧力とに差圧が発生する。さらにその差圧が所定の設定圧に達した時には、支持ばね47,48の付勢力に抗して吸気弁44が変位するようになる。すなわち、吸気弁44が開状態になる。これにより、第1仕切室41aと第2仕切室41bとが連通され、これにより、空気室31は負圧状態から大気圧に開放された状態になる。なお、このとき排気弁43は不動である。
On the other hand, when the pressure in the
また、空気室31内の内圧が増加するが、第1仕切室41a内の圧力と第2仕切室41b内の圧力との差圧が所定の設定圧に達しないような場合には、支持ばね45,46の付勢力に抗して排気弁43が変位するまでに至らないことから、第1仕切室41aと第2仕切室41bとが連通することもないので、空気室31の密閉状態が維持される。これと同様に、空気室31内の圧力が減少するが、第1仕切室41a内の圧力と第2仕切室41b内の圧力との差圧が所定の設定圧に達しないような場合には、支持ばね47,48の付勢力に抗して吸気弁44が変位するまでに至らないことから、第1仕切室41aと第2仕切室41bとが連通することもないので、空気室31の密閉状態が維持される。
Further, when the internal pressure in the
以上のような動作により、空気室31内の圧力変動が所定の圧力変動内であれば、前記仕切弁40は作動しないので、当該空気室31は密閉状態に保たれる。このとき、空気室31内の圧力変動が空気バネとして作用するようになり、この結果、防振支持装置自体のバネ特性が硬くなる(バネ定数が大きくなる)。
一方、空気室31内の圧力変動が所定の圧力変動より大きくなったときには仕切弁40が作動し、当該空気室31が大気圧開放状態になる。この場合、前述したような空気室31内の圧力変動による空気バネの作用が生じなくなるので、この結果、防振支持装置自体のバネ特性は柔らかくなる(バネ定数が小さくなる)。
With the above operation, if the pressure fluctuation in the
On the other hand, when the pressure fluctuation in the
すなわち、内燃機関1の振動状態に応じて空気室31内の圧力が変動し、その圧力変動に応じて仕切弁40が開閉するようになり、この仕切弁40の開閉に応じて、空気室31を大気圧開放にすることと空気室31を密閉状態にすることとが切り換わるようになる。この結果、空気室31による空気バネの機能を有効とすることと、無効とすることとが内燃機関1の振動レベルに応じて切り換わるようになるので、防振支持本体20の緩衝手段としての特性、すなわちそのバネ特性等はそのような内燃機関1の振動状態に応じて変化するものとなる。
That is, the pressure in the
次に効果を説明する。
ここで、防振支持本体20が制振対象にしている内燃機関1の機関振動を具体的に説明するとともに、この機関振動に対しての本発明の効果を説明する。ここで、内燃機関1の気筒数が4気筒である場合について説明する。
内燃機関の振動の起振力には、燃焼爆発の圧力変動に起因する燃焼起振力と、ピストン3、コンロッド4等の回転物が上下に運動することによって発生する慣性加振力とがある。
Next, the effect will be described.
Here, the engine vibration of the internal combustion engine 1 that is the object of vibration suppression by the vibration
The vibration generation force of the internal combustion engine includes a combustion vibration force resulting from a pressure fluctuation of combustion explosion and an inertial vibration force generated by the rotating object such as the piston 3 and the connecting rod 4 moving up and down. .
燃焼によって生じる圧力変動は、ピストン3を介してクランクシャフト5に伝達されてトルク変動を生じる。このとき、エンジンブロック6はピストン3よりトルク反力を受けるため、エンジンブロック6はクランクシャフト5の軸周りに振動する。このような燃焼起振力による内燃機関の振動は、内燃機関のロール振動と呼ばれるものになる。
また、ピストン3は、前述のように燃焼爆発の力を受けてシリンダ7内を上下に運動する。このとき、往復慣性力が発生し、その反力を受けるエンジンブロック6がシリンダ7の軸方向(上下方向)に振動する。このようなピストン3の往復運動による内燃機関の振動は、内燃機関の慣性加振力(上下振動)と呼ばれるものになる。なお、図1中、14は排気管を示す。
The pressure fluctuation caused by the combustion is transmitted to the
Further, the piston 3 moves up and down in the cylinder 7 under the force of combustion explosion as described above. At this time, a reciprocating inertia force is generated, and the engine block 6 receiving the reaction force vibrates in the axial direction (vertical direction) of the cylinder 7. Such a vibration of the internal combustion engine due to the reciprocating motion of the piston 3 is called an inertial excitation force (vertical vibration) of the internal combustion engine. In FIG. 1,
このようなことから、前記ロール振動は、その内燃機関の出力に応じて変化することが明らかであり、また、前記上下振動は、その内燃機関の回転速度に応じて変化することが明らかである。すなわち、内燃機関の出力や内燃機関の回転速度が変化する内燃機関の運転状態に応じて、内燃機関のロール振動や上下振動もそれぞれ変化するようになる。
一方、上下振動はクランクシャフト5の回転速度の自乗に比例して大きくなる。このことから、上下振動は低回転城においてはロール振動に比べて相対的に小さい振動レベルであるのに対して、高回転域になるとロール振動に比べて相対的に大きい振動レベルになる。このようなことから、内燃機関1の始動時の振動はロール振動が主成分になるといえる。
From this, it is clear that the roll vibration changes according to the output of the internal combustion engine, and that the vertical vibration changes according to the rotational speed of the internal combustion engine. . That is, the roll vibration and the vertical vibration of the internal combustion engine also change in accordance with the operating state of the internal combustion engine in which the output of the internal combustion engine and the rotation speed of the internal combustion engine change.
On the other hand, the vertical vibration increases in proportion to the square of the rotational speed of the
例えば、内燃機関1の重量と防振支持本体20のバネ定数(バネ特性)とでロール固定値(ロール振動の固有振動数)が設定されており、例えば通常10Hz前後に設定されている。これにより、内燃機関1の始動時に振動次数がロール固有値を通過するとき、すなわち内燃機関1による振動数が低い値から高い値に遷移する際に、その振動数がロール固有値を通過するとき、そのロール固有値で内燃機関1の振動が励起されて、内燃機関1の振動レベルが非常に大きくなる。
For example, the roll fixed value (the natural frequency of the roll vibration) is set by the weight of the internal combustion engine 1 and the spring constant (spring characteristic) of the vibration-proof support
しかし、このような内燃機関1の振動が、連結具24を通じて防振支持本体20に入力されている。この防振支持本体20は、そのバネ特性が前述したように内燃機関1の振動レベルに応じて変化するものとなっている。よって、前述したようにロール固有値で内燃機関1の振動が励起されて、内燃機関1の振動レベルが非常に大きくなるような場面では、一定の振動レベルに達すると、防振支持本体20のバネ特性が変化する。具体的にはバネ特性が柔らかくなる。これにより、励起されているロール固有値が変化するので、ロール固定値と内燃機関1の振動数とが異なる値になり、この結果、内燃機関1の振動の励起が抑制されるようになる。
However, such vibration of the internal combustion engine 1 is input to the
以上のように、内燃機関1の始動時に振動次数がロール固有値を通過するときに、そのロール固有値で内燃機関1の振動が励起されて、内燃機関1の振動レベルが非常に大きくなった時、ロール固定値を変更することで、内燃機関1の振動が励起されてしまうことを抑制することができる。
すなわち、防振支持本体20に入力される振動レベルが共振により一定レベルを超えた場合に、その振動に連動して開閉する構造をなす切換弁40により防振支持本体20の空気室31による空気バネの機能を無効とすることで、防振支持本体20のバネ特性を変化させ、これにより、ロール固定値を変化させ、内燃機関1の振動が励起されてしまうことを抑制している。これにより、内燃機関1の始動時に乗員が感じる振動や騒音を低減できる。
As described above, when the vibration order passes the roll eigenvalue when the internal combustion engine 1 is started, the vibration of the internal combustion engine 1 is excited by the roll eigenvalue, and the vibration level of the internal combustion engine 1 becomes very high. By changing the roll fixed value, it is possible to suppress the vibration of the internal combustion engine 1 from being excited.
That is, when the vibration level input to the
ここで、図4は、圧縮工程と伸張工程とにおける防振支持本体20の変位と防振支持本体20のバネ定数との関係の一例を示す。この例では、圧縮工程において、第1仕切室41a内の圧力と第2仕切室41b内の圧力との差圧が所定の設定値に達した時に、切換弁40において排気弁43が変位した(開状態とされた)場合を示す。
Here, FIG. 4 shows an example of the relationship between the displacement of the vibration-
防振支持本体20が圧縮されて所定量変位し、第1仕切室41a内の圧力と第2仕切室41b内の圧力との差圧が所定の設定圧に達した時、排気弁43が開状態になる。これにより、空気室31内の圧力は大気圧まで低下する。これにより、防振支持本体20が圧縮側にさらに変位するようになる。そして、今度は、防振支持本体20が伸張側に変位しはじめたとき、排気弁43が既に閉状態に戻っていることで、空気室31内の圧力が負圧になり、早い時期に第1仕切室41a内の圧力と第2仕切室41b内の圧力との差圧が所定の設定圧に達するようになる。これにより、吸気弁44が開状態になる。これにより、空気室31内の圧力は大気圧まで上昇する。その後、防振支持本体20の振動は、通常状態の振幅領域の振動に遷移する。
When the vibration isolating
この結果、防振支持本体20のバネ定数は、圧縮工程と伸張工程とで異なる値になり、伸張工程のバネ定数K2は、通常時のバネ定数K1よりも小さくなる(バネ特性が柔らかくなる)。これにより、図5に示すように、伸張工程時(バネ特性が柔らかい場合)のロール固有値は、通常時のものよりも小さくなる。このように伸張工程時にロール固有値を変化させることで、前述したように、ロール固有値に起因して発生する内燃機関1の振動の励起を抑制することができる。
また、前述したように、切換弁40は簡単な構造になっている。例えば、切換弁40は1wayバルブ等の汎用品で構成することができる。これにより、従来の防振支持装置に対して大幅にコストアップすることなく、本発明を適用した防振支持装置を実現することができる。
As a result, the spring constant of the anti-vibration support
Further, as described above, the switching
次に第2の実施の形態を説明する。第2の実施の形態は、本発明を適用した防振支持装置である。
図6に示すように、懸架支持装置60FR,60FL,60RR,60RLによりパワーユニット80を懸架している。図6中、懸架支持装置60FR,60FL,60RR,60RLをバネ構造として簡略して示しているが、実際には、懸架支持装置60FR,60FL,60RR,60RLのうちの一つは、図7に示すように構成されている。また、図6中、91は、車両下部に配置されるサブフレームである。このサブフレーム91は、井桁メンバで形成したフレーム体である。このサブフレーム91上にパワーユニット80が配置されている。
Next, a second embodiment will be described. The second embodiment is an anti-vibration support device to which the present invention is applied.
As shown in FIG. 6, the
パワーユニット80は、内燃機関81及び変速機82により構成されており、変速機82が内燃機関81に対して車幅方向の左側に連結されている。このパワーユニット80のブラケット83,84にエンジンマウント70A,70B等、複数のエンジンマウントを連結して、パワーユニット80がサブフレーム91上に搭載されている。ここで、内燃機関81は、横置き形式の内燃機関である。また、エンジンマウント70A,70Bは、通常のゴムブッシュ等である。
The
また、サブフレーム91の各コーナ部に、4個の懸架支持装置60FR,60FL,60RR,60RLが配設されている。ここで、懸架支持装置60FR,60FLがサブフレーム91の前側部分に配設され、残りの2個の懸架支持装置60RR,60RLがサブフレーム91の後側部分に配設されている。サブフレーム91は、これら懸架支持装置60FR,60FL,60RR,60RLを介して図示しない車体に支持されている。
In addition, four suspension support devices 60FR, 60FL, 60RR, and 60RL are disposed at each corner portion of the
懸架支持装置60FR,60FL,60RR,60RLのうちの少なくとも1つは図7に示すような構造をなしている。ここで、懸架支持装置60FR,60FL,60RR,60RLのうち、図7に示すような構造をもつものを懸架支持装置60と称して、その構造を次に説明する。
この図7において、懸架支持装置60が本発明を適用した防振支持装置そのものとして構成されている。前述の第1の実施の形態では、防振支持本体20と切換弁40とが個別の物とし、これらにより防振支持装置を構成していたが、この第2の実施の形態では、懸架支持装置60自体が切換弁66を備えて、架支持装置60そのものが本発明が適用された防振支持装置を構成している。
At least one of the suspension support devices 60FR, 60FL, 60RR, 60RL has a structure as shown in FIG. Here, among the suspension support devices 60FR, 60FL, 60RR, and 60RL, one having a structure as shown in FIG. 7 is referred to as a
In FIG. 7, a
この懸架支持装置60は円筒形状をしており、図7は、その懸架支持装置60の断面構造を示す。この図7に示すように、懸架支持装置60は、外筒61と、外筒部の略中心に配置された内筒62とを備えている。
外筒61はサブフレーム91にブラケット等を介して取り付けられている。例えば、外筒61は金属製の筒状体である。一方、内筒62は、図示しない車体に固定さている。内筒62は、比較的肉厚がある金属製の筒状体である。
The
The
そして、外筒61と内筒62との間には、弾性部材63が配置されている。弾性部材63は、内筒62の外周を覆うような形状をなしている円筒部63aと、この円筒部63aと一体とされ、互いに対向して略扇形状に形成された本体部63bとから構成されている。弾性部材63は円筒部63aの内周面が内筒62の外周面に加硫接着されており、さらに、本体部63bの外周面が外筒61の内周面に加硫接着されている。
An
このような構成により、図7の紙面垂直方向に内筒62が移動した際、その移動に応じて弾性部材63が変形し、その変形に応じた弾性力が内筒62に作用するようになる。
弾性部材63が前述のような形状をなすことで当該弾性部材63と外筒61とで空気室64a,64bが形成されている。すなわち、外筒61を外壁とした空気室64a,64bが形成されている。なお、空気室64a,64bは、図示されていない流路により連通されている。
With such a configuration, when the
By forming the
空気室64a,64bの外壁をなす外筒61の一部には、空気室64a,64bと外部(大気圧部分)とを連通するように開口部65が形成されている。開口部65は例えば空気室64a,64bの下部(外筒61の下部)に形成されている。
この開口部65内を介して空気室64b内に切換弁66が挿通されている。切換弁66は、内筒62の径方向に配置された略断面円形を棒状体であり、その一端部66aが内筒62或いは弾性部材63の円筒部63aに固定されており、他端部が外筒61から突き出している。切換弁66は、通常状態、すなわち懸架支持装置60に荷重がかかっていない状態では、その中間部66bが開口部65に位置されるようになっている。そして、その中間部66bすなわち、開口部65に位置される部位の前後の一定領域は、他の部位(端部)66a,66cよりも軸径が太くなっている。
An
A switching
また、開口部65には、この切換弁66の中間部66bの外径に適合させてシール部材67が設けられている。すなわち、通常状態において、切換弁66の中間部66bの外周に密着するようなシール部材67が開口部65に設けられており、これにより、通常状態において、空気室64a,64bがほぼ密閉状態に保たれるようになる。
Further, the
次に懸架支持装置60及び懸架支持装置60が備える切換弁66の動作を説明する。
懸架支持装置60には、外筒61を通じてパワーユニット80の振動が入力される。こうして入力された振動によって外筒61に連結された弾性部材63が変形する。さらに、弾性部材63の変形により、空気室64a,64bの容積が変化する。一方で、内筒62の変位に応じて、当該内筒62に一端66aが固定されている切換弁66が開口部65に対して前後方向(図7では上下方向)に変動(振動)する。このとき、中間部66bが開口部65に位置されている限り、空気室64a,64bはほぼ密閉状態に保たれる。これにより、空気室64a,64b内の圧力変動が空気バネとして作用するようになる。
Next, the operation of the
The vibration of the
このように、懸架支持装置60は、サブフレーム91を介してパワーユニット80の振動が入力されると、それに対して弾性部材63が変形し、或いは空気室64a,64b内の圧力が変動し、このような動作を通じて、パワーユニット80からの振動を車体へ低減して伝達している。
ここで、前述したように、懸架支持装置60にパワーユニット80の振動が入力された場合、内筒62が振動することで、仕切弁66が開口部65に対して前後方向で変動する。このとき、その中間部66bが開口部65に位置されている限り、空気室64a,64bがほぼ密閉状態に保たれることで、空気室64a,64b内の圧力変動が空気バネとして作用するようになる。
As described above, when the vibration of the
Here, as described above, when vibration of the
しかし、パワーユニット80の振動が一定レベルを超えると、すなわち内筒62の振動が一定レベルを超えると、空気室64a,64bが密閉状態に保たれなくなり、空気室64a,64bによる空気バネの作用がなくなる。すなわち、内筒62の振動が一定レベルを超えると、開口部65に対する切換弁66の移動量が多くなり、切換弁66の端部(縮径部)が開口部65内に位置されるようになる。切換弁66の端部(縮径部)が開口部65内に位置された場合、開口部65(具体的にはシール部材67)と切換弁66との間に隙間ができるので、空気室64a,64bの密閉状態が保たれなくなり、空気室64a,64bが大気圧に開放される。これにより、空気室64a,64bによる空気バネの作用がなくなる。この場合、懸架支持装置60のバネ特性は柔らかくなる。
However, if the vibration of the
すなわち、パワーユニット80の振動状態に応じて空気室64a,64b内の圧力が変動し、その圧力変動に応じて仕切弁66が開閉するようになり、この仕切弁60の開閉に応じて、空気室64a,64bを大気圧開放にすることと空気室64a,64bを密閉状態にすることとが切り換わるようになる。この結果、空気室64a,64bによる空気バネの機能を有効とすることと、無効とすることとがパワーユニット80の振動レベルに応じて切り換わるようになるので、懸架支持装置60の緩衝手段としての特性、すなわちそのバネ特性等はそのようなパワーユニット80の振動状態に応じて変化するようになる。
That is, the pressure in the
次に効果を説明する。
ここで、懸架支持装置60が制振対象にしているパワーユニット80の振動を具体的に説明するとともに、この振動に対しての本発明の効果を説明する。
内燃機関81及び変速機82で構成されるパワーユニット80をサブフレーム91で支持する場合、サブフレーム91には6種類の共振モードが発生する。その中でも最も車体に入力される感度が高く、車室内の乗員に不快感を与える恐れのある共振モードが、上下方向に平行移動するバウンス共振モード、ピッチ共振モード及びロール共振モードの3種類の共振モードである。バウンス共振モードは、図8中(A)に示すように、サブフレーム91が上下方向に平行移動するような共振モードである。また、ピッチ共振モードは、図8中(B)に示すように、車両左右方向のピッチ軸を中心としてサブフレーム91が回動するような共振モードである。また、ロール共振モードは、図8中(C)に示すように、車両前後方向のロール軸を中心としてサブフレーム91が回動するような共振モードである。
Next, the effect will be described.
Here, the vibration of the
When the
これら共振モードの周波数は、主にサブフレーム91の重量と懸架支持装置60FR,60FL,60RR,60RLのバネ定数とで決定される。そして、サブフレーム91の共振モードの周波数とパワーユニット80が発生する周波数とが一致した場合、サブフレーム91の共振モードが励起され、懸架支持装置60FR,60FL,60RR,60RLに入力される振動レベルも非常に大きくなる。
The frequency of these resonance modes is mainly determined by the weight of the
このとき、このようなサブフレーム91の振動が、懸架支持装置60FR,60FL,60RR,60RLのうち、本発明が適用されている懸架支持装置60に入力されている。このとき、懸架支持装置60は、そのバネ特性が前述したようにサブフレーム91の振動レベルに応じて変化するものとなっている。よって、前述したようにサブフレーム91の共振モードが励起され、サブフレーム91の振動レベルが非常に大きくなるような場面では、一定の振動レベルに達すると、懸架支持装置60のバネ特性が変化する。具体的にはバネ特性が柔らかくなる。これにより、励起されているサブフレーム91の共振モードの振動数が変化するので、その共振モードの振動数とパワーユニット80の振動数とが異なる値になり、この結果、サブフレーム91の振動の励起が抑制されるようになる。これにより、パワーユニット80の振動が車体に伝達されてしまうことを抑制することができ、騒音や振動が乗員を不快にさせてしまうことをなくし、或いは低減することができる。
At this time, such vibration of the
また、懸架支持装置60に入力される振動レベルが小さい場合、懸架支持装置60の空気室64a,64bが密閉状態に維持されるので、懸架支持装置60は空気バネとしての機能を併有することができる。このとき、懸架支持装置60自体のバネ定数は、弾性部材63と空気バネとを合成した値になり、懸架支持装置60は、その値によるバネ定数で、通常の防振機能を果たすことができる。
ここで、図9は、懸架支持装置60の変位と懸架支持装置60のバネ定数との関係の一例を示す。
In addition, when the vibration level input to the
Here, FIG. 9 shows an example of the relationship between the displacement of the
懸架支持装置60が圧縮或いは伸張され、所定量変位したとき、空気室64a,64b内の圧力は大気圧になる。これにより、図9に示すように、懸架支持装置60のバネ定数は、変位量が少ないときには大きいバネ定数K1になり、変位量が多いときには小さいバネ定数K2になる(バネ特性が柔らかくなる)。これにより、所定の振動レベルよりも大きくなったときに、懸架支持装置60のバネ定数を変化させることで、サブフレーム91の共振モードの周波数を変化させ、当該共振モードの周波数に起因して発生するサブフレーム91の振動の励起を抑制することができる。
When the
以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施の形態として実現されることに限定されるものではない。
すなわち、前述の第1の実施の形態では、空気室31内の圧力が所定の圧力になった場合、切換弁40を開にしており、また、前述の第2の実施の形態では、内筒62が所定量変位した場合、切換弁66を開にしているが、これらの構成を一の防振支持装置内に組み込んでもよい。これにより、空気室31内の圧力変動や入力される振動そのものの変動に基づいて、懸架支持装置のバネ特性を可変にすることができる。
The embodiment of the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to being realized as the above-described embodiment.
That is, in the first embodiment described above, when the pressure in the
また、前述の第1の実施の形態では、空気室を開放する外部の圧力が大気圧或いは略大気圧である場合について説明した。しかし、これに限定されないことはいうまでもない。すなわち、切換弁40は、空気室31内の圧力と外部の圧力とに差圧がある限り作動するので、外部の圧力は、大気圧よりも低くてもよく、或いは高くてもよい。
例えば、外部の圧力を低くすれば、切換弁を開状態にした際、空気室からの空気を円滑に外部に流出することができるようになり、空気バネの機能をすみやかになくすことができる。すなわち、すみやかにバネ特性を変化させ、すみやかに共振周波数をずらすことができる。また、外部の圧力を高くすれば、具体的には、切換弁が開時には高圧の空気を空気室に送り込むようにすれば、その後切換弁が閉状態になったときには、その高圧の空気を作動流体とした空気バネを実現できる。これにより、大きいバネ定数による空気バネを実現することができる。
In the first embodiment described above, the case where the external pressure for opening the air chamber is atmospheric pressure or substantially atmospheric pressure has been described. However, it goes without saying that the present invention is not limited to this. That is, since the switching
For example, if the external pressure is lowered, the air from the air chamber can smoothly flow out to the outside when the switching valve is opened, and the function of the air spring can be quickly eliminated. That is, the spring characteristic can be changed promptly and the resonance frequency can be quickly shifted. Also, if the external pressure is increased, specifically, when the switching valve is open, high-pressure air is sent to the air chamber, and when the switching valve is subsequently closed, the high-pressure air is activated. A fluid air spring can be realized. Thereby, an air spring having a large spring constant can be realized.
また、前述の第2の実施の形態では、懸架支持装置60FR,60FL,60RR,60RLのうちの少なくとも1つが本発明を適用した懸架支持装置60である場合を説明した。しかし、これに限定されないことはいうまでもない。すなわち、懸架支持装置60FR,60FL,60RR,60RLのうちの2つ以上、或いは懸架支持装置60FR,60FL,60RR,60RLの全てを本発明を適用した懸架支持装置60として構成してもよい。
In the second embodiment described above, the case has been described in which at least one of the suspension support devices 60FR, 60FL, 60RR, 60RL is the
なお、前述の実施の形態において、連結具24や内筒62が外部からの振動が入力される入力部を構成しており、空気室31又は空気室64a,64bが前記入力部に入力される振動に応じて容積が変化する空気室を構成しており、切換弁40又は切換弁66及び開口部65は、開時には前記空気室を外部に開放し、閉時には前記空気室を密閉状態にする弁を構成しており、空気室31により切換弁40を動作させる構造や内筒62の変位により切換弁66を動作させる構造は、前記入力部に入力される振動の振幅に応じて前記弁の開閉を切り換える切換手段を構成している。
In the above-described embodiment, the
1,81 内燃機関
20 防振支持本体
23,63 弾性部材
24 連結具
31,64a,64b 空気室
32 給排通路
40,66 切換弁
60 懸架支持装置
62 内筒
80 パワーユニット
82 変速機
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記入力部に入力される振動の振幅に応じて開閉し、開時には前記空気室を外部に開放し、閉時には前記空気室を密閉状態にする弁と、を備え、
前記弁は、前記空気室を外部に開放可能に形成された開口部と、前記入力部に一端が連結されて前記開口部に挿通されている挿通部材と、を有し、
前記挿通部材は、拡径部と、前記拡径部に対し該挿通部材の一端側及び他端側で隣り合い、該拡径部を縮径した縮径部と、が形成された棒状部材であり、
前記拡径部は、前記空気室を密閉可能な断面形状を有し、
前記入力部は、外筒内に配置された内筒であり、
前記空気室は、前記内筒及び外筒を周壁として密閉されており、
前記開口部は、前記外筒に形成されており、
前記弁は、前記挿通部材が前記内筒の変位に応じて前記開口部に対して相対移動するものであり、前記内筒の変位の増加に応じて、前記挿通部材における前記開口部内に位置される部位が前記拡径部から前記縮径部に切り換わることで、閉から開に切り換わること
を特徴とする防振支持装置。 Support means comprising an input unit to which vibration from the outside is input, and an air chamber whose volume changes according to the vibration input to the input unit;
A valve that opens and closes according to the amplitude of vibration input to the input unit, opens the air chamber to the outside when opened, and seals the air chamber when closed.
The valve has an opening formed to be able to open the air chamber to the outside, and an insertion member that is connected to the input portion at one end and is inserted into the opening.
The insertion member is a rod-shaped member formed with an enlarged diameter portion and a reduced diameter portion which is adjacent to the enlarged diameter portion on one end side and the other end side of the insertion member and which has a reduced diameter. Yes,
The enlarged diameter portion has a cross-sectional shape capable of sealing the air chamber,
The input unit is an inner cylinder disposed in an outer cylinder,
The air chamber is sealed with the inner cylinder and the outer cylinder as peripheral walls,
The opening is formed in the outer cylinder,
The valve is configured such that the insertion member moves relative to the opening in accordance with the displacement of the inner cylinder , and is positioned in the opening in the insertion member in accordance with an increase in the displacement of the inner cylinder. The anti-vibration support device is switched from closed to open by switching from the enlarged diameter portion to the reduced diameter portion.
前記拡径部に対し前記挿通部材の一端側で隣り合い形成された縮径部の長さは、前記拡径部に対し前記挿通部材の他端側で隣り合い形成された縮径部の長さと同等又はそれ以上であることを特徴とする請求項1に記載の防振支持装置。 The enlarged-diameter portion has a partial section located in the opening in a state in which no vibration is input to the input portion, and the one end side and the other end side of the insertion member extend beyond the opening portion. And
The length of the reduced diameter portion formed adjacent to the enlarged diameter portion on one end side of the insertion member is the length of the reduced diameter portion formed adjacent to the enlarged diameter portion on the other end side of the insertion member. The vibration-proof support device according to claim 1, wherein the vibration-proof support device is equal to or greater than
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