JP5473869B2 - 能動型液封入式防振装置 - Google Patents

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Description

本発明は、能動型液封入式防振装置に関し、特に、加振変位による発生力の向上を図ることができる能動型液封入式防振装置に関するものである。
防振すべき振動の周波数に対応した周期の加振力を、アクチュエータの駆動力を利用して発生させ、振動を積極的に低減させる能動型液封入式防振装置が知られている。例えば、特許文献1には、電磁式アクチュエータ68の駆動力を利用して、加振板112を受圧室42,48内で加振する能動型液封入式防振装置が開示されている。
この特許文献1に開示される能動型液封入式防振装置は、エンジン側に取り付けられる第1の取付金具12と、車体側に取り付けられる第2の取付金具14とが本体ゴム弾性体16によって連結され、第2の取付金具14に取り付けられたダイヤフラム26と本体ゴム弾性体16との間に液封入室が形成されると共に、この液封入室は、仕切金具40によって受圧室42,48と平衡室44とに仕切られている。加振板112は、仕切金具40に形成された透孔110に嵌め入れられており、かかる加振板112が電磁式アクチュエータ68により入力振動と逆位相で加振されることで、振動が低減される。なお、仕切金具40及び加振板112は、金属や合成樹脂等の硬質材で形成されている。
特開2005−291276号公報(図1、段落[0035,0053〜0056]など)
しかしながら、上述した従来の能動型液封入式防振装置では、仕切金具40及び加振板112が金属や合成樹脂等の硬質材で形成されているので、加振時に加振板112が仕切金具40(透孔110)に接触すると、破損や異音の発生を招く。そのため、加振板112の外周面と透孔110の内周面との間には、寸法誤差や組立誤差などを考慮して、隙間を設けているが、かかる隙間から液圧が逃げるため、加振変位による発生力が低下するという問題点があった。
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、加振変位による発生力の向上を図ることができる能動型液封入式防振装置を提供することを目的としている。
課題を解決するための手段および発明の効果
請求項1記載の能動型液封入式防振装置によれば、アクチュエータの駆動力によりピストン部材が軸方向へ加振変位されることで、第1液室の液圧制御が行われる。この場合、ピストン部材の外周面から突設されると共にピストン部材の周方向に延設され少なくとも加振変位時に挿通孔の内周面に当接されるリブを備えるので、ピストン部材の外周面と挿通孔の内周面との間の隙間から液圧が逃げることを抑制して、ピストン部材の加振変位による発生力の向上を図ることができるという効果がある。その結果、第1液室の液圧制御を確実に行うことができる。
即ち、リブが設けられていない場合、軸ずれや寸法公差によりピストン部材の外周面が挿通孔に当接すると、ピストン部材を往復動変位させるために大きな駆動力が必要となるため、ピストン部材の外周面と挿通孔の内周面との間には所定の隙間を設ける必要がある。そのため、かかる隙間から液圧が逃げ、その分、発生力が低減される。これに対し、請求項1では、ピストン部材の外周面と挿通孔の内周面との間の隙間はそのままとしつつ、リブにより、液圧の逃げを抑制して、発生力の向上を図ることができる。また、軸ずれ状態でピストン部材が挿通孔に組み付けられたとしても、リブがなじむことで、比較的小さな駆動力でピストン部材の往復動変位を可能とすることができる。
また、このように、リブがピストン部材の外周面に設けられることで、リブを利用して、ピストン部材の挿通孔に対する位置決め(互いの軸心が一致する位置への配置)を行うことができるので、組立作業を簡素化することができるという効果がある。即ち、ピストン部材と挿通孔との間に所定の隙間が設けられている場合には、その隙間が周方向で均一となるように、ピストン部材を挿通孔へ組み付けると共にピストン部材とアクチュエータとを連結する作業が必要となり、作業が繁雑となる。これに対し、請求項3では、挿通孔にピストン部材を挿通させ、リブを挿通孔へ当接させることにより、ピストン部材を挿通孔に対して位置決め(芯出し)できるので、かかるピストン部材の組み付けやピストン部材とアクチュエータとを連結する作業を容易とすることができる。
更に、リブは、ゴム状弾性体から構成されているので、ピストン部材が挿通孔に対して軸ずれした位置に組み付けられたとしても、リブが弾性変形してその軸ずれを吸収するので、ピストン部材の外周面と挿通孔の内周面との間に隙間が形成されることを抑制できる。よって、隙間から液圧が逃げることを抑制して、発生力を確保することができるという効果がある。
ここで、リブは、ゴム状弾性体からピストン部材と一体に形成されるので、製品コストの削減と、耐久性の向上とを図ることができるという効果がある。即ち、加硫成形時にピストン部材と同時にリブも形成することができ、リブを別部品として準備することも、そのリブをピストン部材の外周面に接着等により固着する作業も必要がないので、部品点数および組立工数を低減して、製品コストを削減できると共に、ピストン部材とリブとの間の固着を強固として、耐久性の向上を図ることができる。
請求項2記載の能動型液封入式防振装置によれば、請求項1記載の能動型液封入式防振装置の奏する効果に加え、リブが、第1リブとその第1リブから駆動軸の軸方向に所定間隔を隔てて配設される第2リブとを備え、ピストン部材が中立位置に配置されると、前記第1リブ及び第2リブが挿通孔の内周面から離間されるか、または、少なくともピストン部材が中立位置から一側または他側へ向けて加振変位された場合の圧縮率よりも小さな圧縮率で第1リブ及び第2リブが挿通孔の内周面に当接されるので、アクチュエータの非動作時(例えば、エンジンの停止中や比較的低周波大振幅の振動時)における負担を軽減して、その分、第1リブ及び第2リブのへたり(ゴム状弾性体の伸縮性が弱くなり弾性復元力が低下した状態となること)を抑制することができるという効果がある。
一方で、ピストン部材が加振変位される場合には、かかるピストン部材が中立位置から一側へ向けて加振変位されると、第1リブが挿通孔の内周面に当接され、ピストン部材が中立位置から他側へ向けて加振変位されると、第2リブが挿通孔の内周面に当接されるので、ピストン部材の外周面と挿通孔の内周面との間の隙間から液圧が逃げることを第1リブ又は第2リブにより抑制することができる。その結果、第1リブ及び第2リブのへたりを抑制しつつ、ピストン部材の加振変位による発生力の向上を図ることができるという効果がある。
なお、請求項2では、第1リブ及び第2リブが挿通孔に当接可能に形成されるので、リブの外径が挿通孔の内径よりも小さいか同等の寸法の場合と比較して、ピストン部材の外周面と挿通孔の内周面との間の隙間から液圧が逃げることをより確実に抑制することができ、その分、発生力の向上を図ることができる。
請求項3記載の能動型液封入式防振装置によれば、請求項2記載の能動型液封入式防振装置の奏する効果に加え、第1リブ及び第2リブは、ピストン部材が中立位置に配置されると、挿通孔の内周面から離間されるので、アクチュエータの非動作時(例えば、エンジンの停止中や比較的低周波大振幅の振動時)における負担を軽減して、その分、第1リブ及び第2リブのへたり(ゴム状弾性体の伸縮性が弱くなり弾性復元力が低下した状態となること)をより確実に抑制することができるという効果がある。
一方で、このように、ピストン部材が中立位置に配置された状態において、第1リブ及び第2リブが挿通孔の内周面から離間されていても、挿通孔の内周面に当接される第3リブを備えるので、かかる第3リブを利用して、ピストン部材の挿通孔に対する位置決め(互いの軸心が一致する位置への配置)を行い、組立作業を簡素化することができるという効果がある。
即ち、ピストン部材と挿通孔との間に所定の隙間が設けられている場合には、その隙間が周方向で均一となるように、ピストン部材を挿通孔へ組み付けると共にピストン部材とアクチュエータとを連結する作業が必要となり、作業が繁雑となる。これに対し、請求項3では、挿通孔にピストン部材を挿通させれば、第3リブの当接により、ピストン部材を挿通孔に対して位置決め(芯出し)できるので、かかるピストン部材の組み付けやピストン部材とアクチュエータとを連結する作業を容易とすることができる。
ここで、アクチュエータの非動作時に、例えば、比較的大振幅の低周波振動が入力された場合には、オリフィスを介して、第1液室と第2液室との間で液体が流通することによる液体流動効果によって振動を減衰することができる。この場合、請求項3によれば、アクチュエータの非動作時(即ち、ピストン部材が中立位置に配置された状態)において、挿通孔の内周面に第3リブが当接されるので、ピストン部材の外周面と挿通孔の内周面との間の隙間から液圧が逃げることを抑制することができる。よって、第1液室と第2液室との間でオリフィスを介して液体を流通しやすくして、液体流動効果をより確実に発揮させることができるという効果がある。
請求項4記載の能動型液封入式防振装置によれば、請求項2又は3に記載の能動型液封入式防振装置の奏する効果に加え、第3リブは、リブ幅寸法または突設高さ寸法の内の少なくとも一方が第1リブ及び第2リブよりも小さい寸法とされているので、ピストン部材を加振変位させるために必要な駆動力を抑制して、ピストン部材の加振変位による発生力の向上を図ることができるという効果がある。
本発明の第1実施の形態における能動型液封入式防振装置の断面図である。 能動型液封入式防振装置の部分拡大断面図である。 (a)は、仕切り板の上面図であり、(b)は、図3(a)のIIIb−IIIb線における仕切り板の断面図である。 (a)は、ダイヤフラム及びピストン部材の上面図であり、(b)は、図4(a)のIVb−IVb線におけるダイヤフラム及びピストン部材の断面図である。 (a)は、ピストン部材が上方へ最大変位された状態における能動型液封入式防振装置の部分拡大断面図であり、(b)は、ピストン部材が下方へ最大変位された状態における能動型液封入式防振装置の部分拡大断面図である。 第2実施の形態における能動型液封入式防振装置の部分拡大断面図である。 第3実施の形態における能動型液封入式防振装置の部分拡大断面図である。 (a)は、図7におけるピストン部材の部分拡大断面図であり、図7におけるピストン部材および仕切り板の部分拡大断面図である。 (a)は、ピストン部材が上方へ最大変位された状態における能動型液封入式防振装置の部分拡大断面図であり、(b)は、ピストン部材が下方へ最大変位された状態における能動型液封入式防振装置の部分拡大断面図である。 第4実施の形態における能動型液封入式防振装置の部分拡大断面図である。 (a)は、上板の上面図であり、(b)は、図11(a)のXIb−XIb線における上板の断面図である。 (a)は、下板の上面図であり、(b)は、図12(a)のXIIb−XIIb線における下板の断面図である。 (a)は、図10におけるピストン部材409の部分拡大断面図であり、図10におけるピストン部材および仕切り板の部分拡大断面図である。 (a)は、ピストン部材が上方へ最大変位された状態における能動型液封入式防振装置の部分拡大断面図であり、(b)は、ピストン部材が下方へ最大変位された状態における能動型液封入式防振装置の部分拡大断面図である。
以下、本発明の好ましい実施の形態について、添付図面を参照して説明する。図1は、本発明の第1実施の形態における能動型液封入式防振装置100の断面図であり、図2は、図1の一部を拡大して図示した能動型液封入式防振装置100の部分拡大断面図である。また、図1及び図2では、エンジンを支持する前の状態(即ち、エンジンの重量が負荷される前の状態)を図示している。
この能動型液封入式防振装置100は、自動車のエンジンを支持固定しつつ、そのエンジン振動を車体フレームへ伝達させないようにするための防振装置であり、図1及び図2に示すように、エンジン側に取り付けられる第1取付け金具1と、エンジン下方の車体フレーム側に取付けられる筒状の第2取付け金具2と、これらを連結すると共にゴム状弾性体から構成される防振基体3と、第2取付け金具2に取付けられて防振基体3との間に液封入室8を形成すると共にゴム状弾性体から構成されるダイヤフラム7と、そのダイヤフラム7に連結され金属材料から形成される駆動軸23を有すると共にダイヤフラム7を挟んで液封入室8と反対側に配設されるアクチュエータ20と、そのアクチュエータ20の駆動軸23により軸方向へ加振変位されるピストン部材9と、そのピストン部材9が挿通される挿通孔15を有する仕切り板11とを備えている。
第1取付け金具1は、アルミニウム合金などの金属材料から略円柱状に形成され、その上端面には、内周面にめねじが螺刻されためねじ部1aが凹設されている。また、第1取付け部1の外周部には、径方向外方へ略フランジ状に張り出す張出部1bが形成されており、この張出部1bがストッパ金具6と当接することで、大変位時のストッパ作用が得られるように構成されている。
第2取付け金具2は、防振基体3が加硫成形される筒状金具4と、その筒状金具4の下方にかしめ加工により固着される底金具5とを備えている。筒状金具4は上広がりの開口を有する筒状に、底金具5は底部を有するカップ状に、それぞれ鉄鋼材料などから形成されている。なお、筒状金具4の開口周縁には、第1取付け金具1における張出部1bの外周側および上面側を囲うストッパ金具6がかしめ加工により固着されている。また、底金具5の底部には、取付けボルト5aが突設されている。
防振基体3は、ゴム状弾性体から円錐台形状に形成され、第1取付け金具1の下面側と筒状金具4の上端開口部との間に加硫接着されている。また、防振基体3の下端部には、筒状金具4の内周面を覆うゴム膜3aが連なっており、このゴム膜3aには、仕切り板11の外周縁が密着されることで、仕切り板11とゴム膜3aとの間にオリフィス13が形成される。
ダイヤフラム7は、ゴム状弾性体から蛇腹状に屈曲したゴム膜として形成され上面視円環状の取付け板10に加硫接着されている。このダイヤフラム7は、取付け板10が、筒状金具4の下方に底金具5がかしめ加工により固着されるかしめ部に、狭持固定されることで、第2取付け金具2に取着される。その結果、このダイヤフラム7の上面側と防振基体3の下面側との間に液封入室8が形成される。なお、液封入室8には、エチレングリコールなどの不凍性の液体(図示せず)が封入される。
ピストン部材9は、ゴム状弾性体から円柱状に形成される部材であり、ダイヤフラム7と一体に形成される。ピストン部材9の外周面からは、リブ91が突設され、周方向に1周連続されている。また、ピストン部材9の内部には、軸状の埋設部材12が加硫接着されている。これらピストン部材9と埋設部材12とは、第2取付け金具2の軸心Oに沿って(本実施の形態では同軸に)縦姿勢に配設されている。ピストン部材9は、駆動軸23を介して、アクチュエータ20の駆動力が伝達されることで、液封入室8内で軸心O方向に加振変位される。これにより、液封入室8の液圧制御が行われる。なお、埋設部材12は、駆動軸23の一部をなす部材であり、後述する可動子22と共に駆動軸23を構成する。
仕切り板11は、樹脂材料から円板状に形成され、この仕切り板11が防振基体3とダイヤフラム7との間に配設されることで、液封入室8が防振基体3側の第1液室8aとダイヤフラム7側の第2液室8bとの2室に仕切られる。なお、仕切り板11には筒部16が形成され、この筒部16の内周側が挿通孔15とされる。挿通孔15にはピストン部材9が挿通され、ピストン部材9が第1液室8a及び第2液室8bを仕切る区画壁の一部を形成している。また、仕切り板11は、ダイヤフラム7の取付け板10と防振基体3の膜部3aに形成された段部との間で挟圧保持される。
アクチュエータ20は、鉄心可動形の電磁石式のリニアアクチュエータであり、ダイヤフラム7を挟んで液封入室8と反対側に配設され、底金具5により形成される収納空間に外部から密閉された状態で収納保持されている。
アクチュエータ20は、第2取付け金具2に固定された固定子21と、その固定子21に対して往復動可能に支持されるとともにピストン部材9に連結されてこれを加振変位させる可動子22とを備える。
可動子22は、第2取付け金具2の軸心Oに沿って(本実施の形態では同軸に)縦姿勢に配設された軸状部材であり、その先端部が、ピストン部材9に埋設された埋設部材12の基部12a(図4参照)に同軸に連結され、これら可動子22と埋設部材12とが一体となってピストン部材9を軸心O方向に沿って上下に加振変位(往復動)させる。
可動子22は、上述したように、埋設部材12と共に駆動軸23を構成する。即ち、駆動軸23は、可動子22と、埋設部材12と、ボルトとを備えて構成される。具体的には、可動子22は、軸心Oに沿って貫通孔を有する筒状に形成される一方、埋設部材12は、基端側に開口し内周面にめねじが螺刻されためねじ部を備え、可動子22の基端側から挿通されたボルトの先端を埋設部材12のめねじ部に螺合することで、可動子22と埋設部材12とが一体に連結され、駆動軸23が構成される。
可動子22の外周面には、電磁鋼板等の磁性金属よりなる多数の金属板を積層してなる可動子鉄心としての磁性材部24が固設される。磁性材部24は、軸心O方向に所定間隔を隔てつつ複数個(本実施の形態では2個)が設けられている。また、可動子22は、上下一対の弾性支持材である板バネ25を介して、固定子21に対して、軸心O方向に往復動可能に、かつ、軸心O方向位置および軸心Oの直交方向位置を位置決めした状態に支持されている。
固定子21は、可動子22の外周を同軸に取り囲む環状をなし、その中空部において可動子22を軸心O方向に往復動可能に支持しており、取付け板50によって底金具5内に吊り下げ状態に保持されている。取付け板50は、筒状金具4の下方に底金具5がかしめ加工により固着されるかしめ部に、ダイヤフラム7の取付け板10と共に狭持固定されている。
固定子21は、電磁鋼板等の磁性金属よりなる多数の環状の金属板を積層してなるヨーク26と、ヨーク26の中央部において磁性材部24を挟んで相対向するように両側より径方向内方に向かって突出する一対の磁極部28を備える。
磁性材部24に対向する固定子21の磁極部28の先端(即ち、磁極部28の内端)には、可動子22の往復動方向(軸心O方向)に沿って隣り合った状態に並設されつつ可動子22に対向する上下一対の円弧板状をなす永久磁石30,31が、それらの磁極が互いにNS交互の異極をなすように、可動子22の往復移動方向と直交する方向に磁極を並べて、かつ、互いの磁極(N極とS極)の並びが逆となる状態に配設されている。なお、本実施の形態では、上下一対の永久磁石30,31が、磁性材部24に対応させて、軸心O方向に2組が並設されている。
固定子21の一対の磁極部28には、それぞれその周りにコイル32が、可動子22の往復動方向(軸心O方向)と直交する方向の軸心周りに巻回され、一対の永久磁石30,31を通る磁束が発生可能に構成されている。本実施の形態では、一対の永久磁石30,31が、磁性材部24を挟んで対向する固定子21の一対の磁極部28の内端部にそれぞれ設けられており、両磁極部28それぞれの永久磁石30,31は、可動子22の往復動方向と直交する方向で可動子22を挟んで対向すると共に、この対向する磁極が互いに異極をなすように磁極の並びを左右(図1左右)で逆にして配設されている。
これにより、コイル32に正方向の電流を流すと、コイル32に発生する起磁力の向きと上側の永久磁石30の起磁力の向きとが同一となって、起磁力が強まる。一方、下側の永久磁石31の起磁力の向きとコイル32の起磁力の向きが反対になって、両者の起磁力が相殺されて弱まる。その結果、磁性材部24に上向きの力が作用して、可動子22が上昇する。一方、コイル32に逆方向の電流を流すと、上記とは反対に、磁性材部24に下向きの力が作用して、可動子22が下降する。よって、コイル32の電流の向きを正逆に交互に切り替えることで、可動子22を上下に往復動変位させることができる。
次いで、図3を参照して、仕切り板11の詳細構成について説明する。図3(a)は、仕切り板11の上面図であり、図3(b)は、図3(a)のIIIb−IIIb線における仕切り板11の断面図である。
仕切り板11は、樹脂材料から軸心O周りに対称な円板形状に形成され、外周側には、径方向外向きに開かれた断面コの字状をなすオリフィス形成部14が形成される。即ち、仕切り板11は、上面視円形の板状体の下面から軸心Oに沿って筒状体が垂下されると共に、その筒状体の外周面から壁部が径方向外方へ張り出し形成されることで、その外周側にオリフィス形成部14が形成される。また、仕切り板11は、オリフィス形成部14の内周側(軸心O側)に、ダイヤフラム7及びピストン部材9を収納するための、下方に開かれた空間が形成されている。
オリフィス形成部14は、筒状金具4の内周を覆うゴム膜3aに密着することで、断面略矩形状のオリフィス13を形成する(図1参照)。オリフィス形成部14は、そのオリフィス形成部14の上側の壁部に凹欠形成される切欠き部14aと、オリフィス形成部14の胴部に開口形成される開口部14bと、オリフィス形成部14の上下の壁部および胴部を接続する縦壁14cとを備える。オリフィス13は、縦壁14cにより周方向に分断され、切欠き部14aを介して第1液室8aに連通されると共に、開口部14bを介して第2液室8bに連通される(図1参照)。即ち、本実施の形態では、切欠き部14aから開口部14bまで約半周の流路長を持つオリフィス流路として、オリフィス13が形成される。
仕切り板11の中央部には、筒状に形成される筒部16が、軸心Oに沿って(本実施の形態では同軸に)縦姿勢に配設される。この筒部16は、断面円形の内周を有して形成され、その筒部16の内周側が挿通孔15とされている。挿通孔15は、軸心Oに同軸で内径が直径D1の孔として形成され、ピストン部材9のリブ91が当接される(図2参照)。
なお、挿通孔15には、図3(b)下拡がりの抜き勾配(例えば、3度)が付与されている。この場合、直径D1は、挿通孔15の最小径に対応する。
筒部16の高さ寸法(軸心O方向寸法)は、ピストン部材9が防振基体3側へ向けて最大変位された場合(図5(a)参照)及びピストン部材9がアクチュエータ20側へ向けて最大変位された場合(図5(b)参照)のいずれの場合でも、リブ91が挿通孔15に当接するだけでなく、埋設部材12の張出部12b(図4参照)が挿通孔15内に位置する(即ち、筒部16が張出部12bを外周側から囲む)寸法に設定されている。
これにより、筒部16の筒状(円筒状)の形状を利用して、ピストン部材9の往復動変位に伴う発生力を効率的に第1取付け金具1(図1参照)へ伝達させることができる。また、筒部16内に位置する張出部12bが、筒部16の挿通孔15を閉封する蓋の役割を果たすことで、ピストン部材9の外周面と筒部16の内周面との間の隙間から液圧が逃げることを抑制しやすくすることができる。
次いで、図4を参照して、ダイヤフラム7及びピストン部材9の詳細構成について説明する。図4(a)は、ダイヤフラム7及びピストン部材9の上面図であり、図4(b)は、図4(a)のIVb−IVb線におけるダイヤフラム7及びピストン部材9の断面図である。
ダイヤフラム7は、上述したように、防振基体3との間に液封入室8を形成するゴム膜状の部材であり、取付け板10とピストン部材9との間で、蛇腹状に屈曲されることで、断面視W字状に形成され、これにより、限られたスペース内において、ダイヤフラム7の自由長が確保されている。
特に、本実施の形態では、ダイヤフラム7の中央側がピストン部材9の下面(図4(b)下側面)に接続されると共に、その下面との接続部から下方へ軸線Oに沿って延設された後に上方へ向けて斜めに延設される形状にダイヤフラム7の形状が形成されている。よって、ダイヤフラム7の中央側がピストン部材9の外周面に接続される場合と比較して、ダイヤフラム7の自由長を確保して、動的特性(減衰特性や動ばね定数など)の確保とダイヤフラム7の耐久性の向上とを図ることができる。また、ピストン部材9の加振変位に伴うダイヤフラム7とピストン部材9との接続部における負担を軽減して、その接続部における耐久性の向上を図ることができる。
ピストン部材9は、上述したように、ゴム状弾性体からダイヤフラム7と一体に形成される部材であり、軸心Oに同軸で外径が直径D2の円柱状体に形成され、仕切り板11の挿通孔15に挿通される(図2参照)。なお、ピストン部材9の直径D2は、挿通孔15の直径D1(図2参照)よりも小さく(例えば、0.5mm)されている(D2<D1)。また、ピストン部材9の外径は、本実施の形態では、軸心Oに沿って一定の大きさに設定されている。但し、軸心Oに沿って図4(b)上窄まりの抜き勾配が一部または全部に付与されていても良い。
リブ91は、ピストン部材9と挿通孔15との間の隙間から液圧が逃げることを抑制するための部位であり、ピストン部材9の外周面から突設されると共にピストン部材9の外周面において周方向に1周連続して延設されるリング状の突条として形成されている。
リブ91の断面形状は、突設先端へ向けて幅が狭くなる先細形状(本実施の形態では、半円形状)に形成され、この断面形状は、周方向のいずれの位置においても同一形状である。これにより、挿通孔15に当接されるリブ91の突設先端の面積を抑制できると共に、リブ91の突設先端を変形しやすくできるので、液圧の逃げを抑制すると共に、摺動抵抗を減少させて、発生力の向上を図ることができる。
リブ91は、埋設部材12の張出部12bを径方向外方へ延長した位置よりも下方(ダイヤフラム7側)となる位置、即ち、基部12aに対応する位置に形成されている。これにより、リブ91を支える部分のピストン部材9のゴム状弾性体の厚み寸法(図4(b)左右方向寸法)を大きくできるので、その分、リブ91の変形性を確保できる。よって、液圧の逃げを抑制しつつ、摺動抵抗の減少とリブ91の耐久性の向上とを図ることができる。
リブ91は、ゴム状弾性体からピストン部材9と一体に形成されているので、製品コストの削減と、耐久性の向上とを図ることができる。即ち、能動型液封入式防振装置100の製造工程においては、ダイヤフラム7及びピストン部材9の加硫成形時に、これらと同時に、リブ91も形成することができるので、リブ91を別部品として準備することも、そのリブ91をピストン部材9の外周面に接着等により固着する作業も必要がない。よって、部品点数および組立工数を低減して、製品コストを削減できると共に、ピストン部材9とリブ91との間の固着を強固として、耐久性の向上を図る(リブ91の脱落を抑制する)ことができる。
ここで、リブ91の上面視(軸心O方向視)における外径は、直径D3とされている。この場合、挿通孔15の直径D1(図3参照)は、ピストン部材9の直径D2よりも大きく、かつ、リブ91の直径D3よりも若干(例えば、0.05mm)小さくされている(D2<D1<D3)。これにより、ピストン部材9が挿通孔15に挿通されると、リブ91が挿通孔15の内周面に圧縮された状態で当接される。
なお、リブ91の突設高さは、ピストン部材9が軸心O方向のいずれの方向へ最大変位した場合であっても(図5(a)及び図5(b)参照)、突設先端が挿通孔15の内周面に当接した状態が維持されるように、挿通孔15の抜き勾配を考慮した寸法に設定されている。同様に、リブ91の突設位置(軸心O方向位置)は、ピストン部材9が軸心O方向のいずれの方向へ最大変位された場合であっても(図5(a)及び図5(b)参照)、突設先端が挿通孔15の内周面に当接した状態が維持されるように、アクチュエータ20による上下方向への最大変位量を考慮した位置に配設されている。
埋設部材12は、上述したように、可動子22と共に駆動軸23を構成する金属製の軸状体であり(図1参照)、ピストン部材9に加硫接着により連結されている。この埋設部材12は、軸状に形成される基部12aと、その基部12aの先端外周面から径方向外方へ張り出して上面視円形のフランジ状に形成される張出部12bとを備える。なお、基部12aは、先端側のみが張出部12bと共にピストン部材9の内部に埋設され、基端側はピストン部材9の下面から突出されている。
ここで、基部12aの直径は、ピストン部材9の直径D2に対して、15%以上かつ50%以下に設定されることが好ましい。一方、張出部12bの直径は、ピストン部材9の直径D2に対して、70%以上かつ100%以下に設定されることが好ましい。後述するように、液圧を受け止める面積を確保して、発生力を確保しつつ、発生力に影響しない部分は小径として、軽量化を図るためである。
図1及び図2に戻って、以上のように構成された能動型液封入式防振装置100の製造方法について説明する。第1取付け金具1と第2取付け金具2とが防振基体3により連結された第1成形体と、取付け板10及び埋設部材12が加硫接着された状態でダイヤフラム7及びピストン部材9が一体に形成された第2成形体とを、ゴム加硫金型によりそれぞれ加硫成形する。
この場合、能動型液封入式防振装置100は、ピストン部材9がゴム状弾性体からダイヤフラム7と一体に形成されるので、ピストン部材9とダイヤフラム7とを別部品として形成する従来品のように、これら両部品をかしめ加工などにより連結する必要がない。
更に、リブ91がゴム状弾性体からピストン部材9と一体に形成されるので、リブ91を別部品として準備する必要や、リブ91をピストン部材9の外周面に接着等により固着する作業も必要がない。よって、組立工数を低減して、製品コストの削減を図ることができる。また、ピストン部材9を樹脂材料から構成する場合と比較して、材料コストを削減できるので、その分、製品コストの削減を図ることができる。また、ピストン部材9とリブ91との間の固着を強固として、耐久性の向上を図ることができる。
ゴム加硫金型による加硫成型の後は、第1成形体、仕切り板11及び第2成形体を液体中に沈め、第1成形体の下方開口から仕切り板11を筒状金具4内へ挿入した後、ダイヤフラム7を被せることで、第1組立体を液体中で組み立てる。なお、ダイヤフラム7を被せる際には、ピストン部材9を挿通孔15に挿通させる。次いで、この第1組立体を第1取付け金具1が下方となる姿勢で液体外へ取り出し、この姿勢を維持しつつ、アクチュエータ20をダイヤフラム7の下面側から重ね、埋設部材12と可動子22とをボルトにより締結固定する。そして、底金具5をアクチュエータ20に被せ、筒状金具4の下方開口に底金具5をかしめ加工により固着する。また、ストッパ金具6を筒状金具4の上方開口にかしめ加工により固着する。これにより、能動型液封入式防振装置100の製造が完了する。
ここで、ピストン部材9の外周面には、挿通孔15の内周面に当接されるリブ91が設けられているので、ピストン部材9の挿通孔15に対する位置決め(互いの軸心Oが一致する位置への配置)を行うことができるので、組立作業を簡素化することができる。即ち、ピストン部材と挿通孔との間に所定の隙間が設けられる従来品では、その隙間が周方向で均一となるように、ピストン部材を挿通孔へ組み付けると共にピストン部材とアクチュエータとを連結する作業が必要となり、作業が繁雑となる。これに対し、本実施の形態では、筒部16にピストン部材9を挿通させれば、リブ91が挿通孔15に当接され、ピストン部材9を挿通孔15に対して位置決め(芯出し)できるので、かかるピストン部材9の組み付けやピストン部材9とアクチュエータ20とを連結する作業を容易とすることができる。
次いで、能動型液封入式防振装置100の動作について説明する。なお、能動型液封入式防振装置100の動作の説明においては、図5を適宜参照する。図5(a)は、ピストン部材9が上方へ最大変位された状態における能動型液封入式防振装置100の部分拡大断面図であり、図5(b)は、ピストン部材9が下方へ最大変位された状態における能動型液封入式防振装置100の部分拡大断面図である。なお、図5では、ピストン部材9の変位量が実際よりも大きく図示されている。また、図5では、エンジンを支持する前の状態(即ち、エンジンの重量が負荷される前の状態)を図示している。
比較的大振幅の低周波振動が入力される場合には、仕切り板11に形成されたオリフィス13を介して、第1液室8aと第2液室8bとの間で液体が流通することで、その液体流動効果によって振動を減衰することができる。なお、本実施の形態では、比較的大振幅の低周波振動が入力される場合、アクチュエータ20の動作が停止されている。
この場合、ピストン部材9の外周面には挿通孔15に当接されるリブ91が突設されているので、かかるリブ91によってピストン部材9の外周面と挿通孔15の内周面との間の隙間から液圧が逃げることを抑制することができる。よって、第1液室8aと第2液室8bとの間でオリフィ13スを介して液体を流通しやすくして、液体流動効果をより確実に発揮させることができる。
なお、筒部16の高さ寸法(軸心O方向寸法)は、ピストン部材9の高さ寸法と略同一の寸法に設定され、ピストン部材9が中立位置にある(即ち、アクチュエータ20が駆動されていない)状態では、ピストン部材9と筒部16とがそれらの内外周面同士をほぼ対向させる位置に配置される。これにより、ピストン部材9の外周面と筒部16の内周面との間に形成される流路(隙間)を液体が流通する際の流動抵抗を大きくして、かかる流路を液体がリブ91を乗り越えて流通することを抑制できる。その結果、比較的大振幅の低周波振動が入力される場合に、第1液室8aと第2液室8bとの間でオリフィス13を介して液体を流通させて、液体流動効果をより確実に発揮させることができる。
比較的小振幅の高周波振動が入力される場合には、制御部(図示せず)によって、アクチュエータ20のコイル32に正弦波交流電圧が印加されることで、可動子22(即ち、埋設部材12と共に構成される駆動軸23)を上下に往復動変位させる。これにより、駆動軸23に連結されたピストン部材9が入力振動に対して逆位相で加振変位される。
即ち、振動入力により、第1取付け金具1(図1参照)が仕切り板11へ向けて近接する方向へ変位されると、図5(a)に示すように、ピストン部材9が第1取付け金具1へ近接する方向へ変位され、第1取付け金具1が仕切り板11から離間する方向へ変位されると、図5(b)に示すように、ピストン部材9が第1取付け金具1から離間する方向へ変位される。その結果、第1液室8aの液圧を制御し、振動を低減することができる。
特に、本実施の形態では、ピストン部材9の外周面にリブ91が突設されており、かかるリブ91が挿通孔15に当接されているので、ピストン部材9の外周面と挿通孔15の内周面との間の隙間から液圧が逃げることを抑制できる。よって、ピストン部材9の加振変位による発生力の向上を図ることができ、その結果、第1液室8aの液圧制御を確実に行うことができる。
この場合、リブ91がゴム状弾性体から構成されているので、ピストン部材9が挿通孔15に対して軸ずれした位置に組み付けられたとしても、リブ91が弾性変形してその軸ずれを吸収するので、ピストン部材9の外周面と挿通孔15の内周面との間に隙間が形成されることを抑制できる。よって、隙間から液圧が逃げることを抑制して、発生力を確保することができる。
また、リブ91が設けられていない場合、軸ずれによりピストン部材9の外周面が挿通孔15に当接すると、ピストン部材9を往復動変位させるために大きな駆動力が必要となるところ、本実施の形態によれば、軸ずれ状態でピストン部材9が挿通孔15に組み付けられたとしても、リブ91がなじむことで、比較的小さな駆動力でピストン部材9の往復動変位を可能とすることができる。
ここで、ピストン部材9は、ゴム状弾性体から構成されるので、加振変位時に受ける液圧によりピストン部材9が弾性変形して、力の伝達ロスが発生する。そのため、ピストン部材9の加振変位による発生力が低下して、第1液室8aの液圧制御が不十分となる。この場合、本実施の形態では、金属材料から形成される埋設部材12(駆動軸23)がピストン部材9の内部に埋設されるので、加振変位時に受ける液圧を埋設部材12に受け止めさせることができる。よって、力の伝達ロスを低減して、発生力を確保できるので、第1液室8aの液圧制御を確実に行うことができる。
更に、ピストン部材9に埋設される埋設部材12は、基部12aが軸状に形成され、その基部12aの軸方向先端に、径方向外方へ張り出す張出部12bが配置される形状なので、軽量化を図りつつ、ピストン部材9の加振変位による発生力の向上を図ることができる。即ち、基部12aの軸方向先端に張出部12bを形成し、埋設部材12を断面T字状とすることで、液圧を受け止めるために必要な部分の面積を確保して、力の伝達ロスを低減しつつ、液圧を受ける部位ではない埋設部材12の残りの部位(基部12a)を小径とすることで、力の伝達ロスの発生に影響を与えることなく、軽量化を図ることができる。
次いで、図6を参照して、第2実施の形態について説明する。第1実施の形態では、ピストン部材9の外周面に形成されるリブ91の本数が1本の場合を説明したが、第2実施の形態のピストン部材209には、2本のリブ291が形成される。なお、上述した第1実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。
図6は、第2実施の形態における能動型液封入式防振装置200の部分拡大断面図であり、図2に対応する。なお、図6では、エンジンを支持する前の状態(即ち、エンジンの重量が負荷される前の状態)を図示している。
なお、第2実施の形態におけるピストン部材209と第1実施の形態におけるピストン部材9との違いは、外周面に形成されるリブ91,291の本数のみであり、その他の構成については同一であるので、その説明は省略する。同様に、第2実施の形態におけるリブ291と第1実施の形態におけるリブ91との違いは、ピストン部材9,209に形成される位置のみであり、その他の構成については同一であるので、その説明は省略する。
図6に示すように、第2実施の形態における能動型液封入式防振装置200は、ピストン部材209の外周面に2本のリブ291が、軸心O方向に所定間隔を隔てた位置に、突設される。これにより、ピストン部材209が挿通孔15に挿通された場合には、軸心O方向に所定間隔を隔てた2本のリブ291が挿通孔15にそれぞれ当接されるので、第1実施の形態の場合と比較して、ピストン部材209の挿通孔15に対する位置決め(互いの軸心Oが一致する位置への配置)をより確実に行うことができる。
また、このように、ピストン部材209の外周面に2本のリブ291が突設されることで、リブ291と挿通孔15との当接面積を確保できるので、その分、ピストン部材209の外周面と挿通孔15の内周面との間の隙間から液圧が逃げることを抑制できる。よって、ピストン部材209の加振変位による発生力の向上を図り、第1液室8aの液圧制御をより確実に行うことができる。
次いで、図7から図9を参照して、第3実施の形態について説明する。第1実施の形態では、ピストン部材9の加振変位時にリブ91が挿通孔15に常時当接されている場合を説明したが、第2実施の形態におけるピストン部材309は、加振変位時に一部のリブ(第1リブ391又は第2リブ392)が挿通孔315から離間される。なお、上述した各実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。
図7は、第3実施の形態における能動型液封入式防振装置300の部分拡大断面図であり、図2に対応する。なお、図7では、エンジンを支持する前の状態(即ち、エンジンの重量が負荷される前の状態)を図示している。
第3実施の形態における仕切り板311は、第1実施の形態における仕切り板11に対し、筒部316の軸心O方向寸法が短くされている点を除き、他の構成は同一であるので、その説明は省略する。また、第3実施の形態におけるピストン部材309は、第1実施の形態におけるピストン部材9に対し、リブの突出本数やリブの形成位置、一部のリブの形状が異なる点を除き、他の構成は同一であるので、その説明は省略する。
図7に示すように、第3実施の形態における能動型液封入式防振装置300は、ピストン部材309の外周面に3本のリブ(第1リブ391、第2リブ392及び第3リブ393)が、軸心O方向に所定間隔を隔てつつ、それぞれ突設されると共に、このピストン部材309が挿通孔315に挿通されている。ここで、図8(a)を参照して、ピストン部材309の詳細構成について説明する。
図8(a)は、図7におけるピストン部材309の部分拡大断面図である。第1リブ391及び第2リブ392は、第1実施の形態におけるリブ91に対し、ピストン部材309に形成される位置(軸心O方向位置)が異なる点を除き、その他の構成については同一である。なお、第1リブ391の突設先端における頂点と第2リブ392の突設先端にける頂点とを軸心O方向に結ぶ寸法は、筒部316の軸心O方向寸法よりも大きくされている。
第3リブ393は、ゴム状弾性体からピストン部材309と一体に形成されると共に周方向に1周連続する突条であり、軸心O方向において第1リブ391及び第2リブ392の中間位置に配置される。第3リブ393の断面形状は、第1リブ391及び第2リブ392と同様に、突設先端へ向けて幅が狭くなる先細形状(本実施の形態では、半円形状)に形成され、この断面形状は、周方向のいずれの位置においても同一形状である。
この第3リブ393は、ピストン部材309の外周面からの突設高さ寸法h3が、第1リブ391及び第2リブ392の突設高さ寸法h1,h2よりも低くされている(h3<h1かつh3<h2)。また、第3リブ393のリブ幅寸法w3は、第1リブ391及び第2リブ392のリブ幅寸法w1,w2よりも小さく(狭く)されている(w3<w1かつw3<w2)。
なお、本実施の形態では、第1リブ391と第2リブ392とが同一形状とされている(即ち、h1=h2、かつ、w1=w2)。また、第3リブ393の突設高さ寸法h3は、その突出先端が挿通孔315に当接可能な寸法に設定されている(図8(b)参照)。
次いで、図8(b)を参照して、上述のように構成されたピストン部材309の各リブ391〜393と、仕切り部材311の筒部316(挿通孔315)との関係について説明する。
図8(b)は、図7におけるピストン部材309及び仕切り板311の部分拡大断面図である。なお、図8(b)は、ピストン部材309が中立位置にある(即ち、アクチュエータ20が駆動されていない)状態が図示されている。この場合、第3リブ393は、筒部316の軸心O方向寸法における中間位置に位置する。そのため、第2リブ392と筒部316との関係は第1リブ391と筒部316との関係と同一であるので、第1リブ391と筒部316との関係について説明し、第2リブ392と筒部316との関係については、その説明を省略する。
図8(b)に示すように、ピストン部材309が中立位置に配置された状態では、第1リブ391は、挿通孔315の内周面から離間されている。更に詳細には、挿通孔315と筒部316の上端面との接続部である円弧状の角部からも離間されている。そのため、中立位置では、第1リブ391は、挿通孔315の内周面および筒部316の角部により圧縮された状態とはならない。
なお、本実施の形態では、中立位置において第1リブ391の外面に筒部316の角部が外接した状態となるように構成されている。よって、加振変位時にピストン部材309が中立位置を通過する際に、第1リブ391と筒部316の角部との当接を維持することができる(離間させない)ので、第1リブ391が筒部316の角部に対して離間・衝突して異音が発生することを回避できる。
一方、第3リブ393は、突出先端が挿通孔315に当接可能な突設高さを有している(即ち、第3リブ393の上面視(軸心O方向視)における外径が直径D1よりも大きい。図3参照)ので、ピストン部材309が中立位置に配置されると、第3リブ393が挿通孔315の内周面に圧縮された状態で当接される。
なお、筒部316は、挿通孔315側の角部が円弧状に形成され、筒部316の上端面と挿通孔315との間が滑らかに接続される。筒部316の下端面側も同様である。これにより、加振変位時における第1リブ391及び第2リブ392と挿通孔315との当接および離間をスムーズに行わせることができるので、異音の発生の抑制と耐久性の向上とを図ることができる。また、筒部316の軸心O方向寸法は、ピストン部材309が最大変位した場合でも、第3リブ393が挿通孔315に常時当接可能な長さに設定されている(図9参照)。
このように、本実施の形態では、ピストン部材309が中立位置に配置されると、第1リブ391及び第2リブ392が、挿通孔315の内周面から離間されるので、アクチュエータ20の非動作時(例えば、エンジンの停止中や比較的大振幅の低周波振動の入力時)における負担を軽減して、その分、第1リブ391及び第2リブ392のへたり(ゴム状弾性体の伸縮性が弱くなり弾性復元力が低下した状態となること)をより確実に抑制することができる。
一方で、このように、ピストン部材309が中立位置に配置された状態において、第1リブ391及び第2リブ392が挿通孔315の内周面から離間されていても、挿通孔315の内周面に当接される第3リブ393を備えるので、かかる第3リブ393を利用して、ピストン部材309の挿通孔315に対する位置決め(互いの軸心Oが一致する位置への配置)を行い、組立作業を簡素化することができる。即ち、筒部316にピストン部材309を挿通させれば、第3リブ393が挿通孔315に当接され、ピストン部材309を挿通孔315に対して位置決め(芯出し)できるので、かかるピストン部材309の組み付けやピストン部材309とアクチュエータ20とを連結する作業を容易とすることができる。
また、アクチュエータ20の非動作時に、例えば、比較的大振幅の低周波振動が入力され、第1液室8aと第2液室8bとの間で液体がオリフィス13を介して流通することで(図7参照)、液体流動効果を発揮する場合には、本実施の形態によれば、挿通孔315の内周面に第3リブ393が当接されているので、ピストン部材309の外周面と挿通孔315の内周面との間の隙間から液圧が逃げることを抑制することができる。よって、第1液室8aと第2液室8bとの間でオリフィス13を介して液体を流通しやすくして、液体流動効果をより確実に発揮させることができる。
次いで、図9を参照して、能動型液封入式防振装置300の動作について説明する。図9(a)は、ピストン部材309が上方へ最大変位された状態における能動型液封入式防振装置300の部分拡大断面図であり、図9(b)は、ピストン部材309が下方へ最大変位された状態における能動型液封入式防振装置300の部分拡大断面図である。なお、図9では、ピストン部材309の変位量が実際よりも大きく図示されている。また、図9では、エンジンを支持する前の状態(即ち、エンジンの重量が負荷される前の状態)を図示している。
比較的小振幅の高周波振動が入力されると、上述したように、制御部(図示せず)によって、アクチュエータ20が駆動制御され、ピストン部材309が入力振動に対して逆位相で加振変位される。即ち、振動入力により、第1取付け金具1(図1参照)が仕切り板311へ向けて近接する方向へ変位されると、図9(a)に示すように、ピストン部材309が第1取付け金具1へ近接する方向へ変位され、第1取付け金具1が仕切り板311から離間する方向へ変位されると、図9(b)に示すように、ピストン部材309が第1取付け金具1から離間する方向へ変位される。その結果、第1液室8aの液圧を制御し、振動を低減することができる。
この場合、ピストン部材309が第1取付け金具1へ近接する方向へ向けて変位されると、図9(a)に示すように、第2リブ392及び第3リブ393のみが挿通孔315の内周面に当接され、第1リブ391が挿通孔315から離間される。一方、ピストン部材309が第1取付け金具1から離間する方向へ向けて加振変位されると、図9(b)に示すように、第1リブ391及び第3リブ393のみが挿通孔315の内周面に当接され、第2リブ392が挿通孔315から離間される。
なお、第1リブ391及び第2リブ392は、上述した通り、第3リブ393よりも突設高さが高くされているので(図8(a)参照)、第3リブ393よりも大きな圧縮率で圧縮された状態で挿通孔315に当接される。
上述したように、本実施の形態では、ピストン部材309が中立位置に配置された状態では、第1リブ391及び第2リブ392を挿通孔315の内周面から離間させ(図7参照)、そのへたりを抑制する。一方で、ピストン部材309が加振変位される場合には、図9に示すように、第1リブ391又は第2リブ392を挿通孔315の内周面に当接させることができるので、ピストン部材309の外周面と挿通孔315の内周面との間の隙間から液圧が逃げることを第1リブ391又は第2リブ392により抑制することができる。その結果、第1リブ391及び第2リブ392のへたりを抑制しつつ、ピストン部材309の加振変位による発生力の向上を図ることができる。
また、第3リブ393は、突設高さ寸法h3が第1リブ391及び第2リブ392の突設高さ寸法h1,h2よりも低くされ(h3<h1かつh3<h2)、かつ、リブ幅寸法w3が第1リブ391及び第2リブ392のリブ幅寸法w1,w2よりも小さく(狭く)されているので(w3<w1かつw3<w2)、組み立て時には第3リブ393による芯出し効果を得つつ、加振変位時の抵抗を低減して、ピストン部材309を加振変位させるために必要な駆動力を抑制できる。よって、アクチュエータ20の大型化を抑制しつつ、ピストン部材309の加振変位による発生力の向上を図ることができる。
次いで、図10から図14を参照して、第4実施の形態について説明する。第1実施の形態では、ピストン部材9の加振変位時にリブ91が挿通孔15に常時当接されている場合を説明したが、第4実施の形態におけるピストン部材409は、加振変位時に一部のリブ(第1リブ491又は第2リブ492)が挿通孔415a又は挿通孔415bから離間される。なお、上述した各実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。
図10は、第4実施の形態における能動型液封入式防振装置400の部分拡大断面図であり、図2に対応する。なお、図10では、エンジンを支持する前の状態(即ち、エンジンの重量が負荷される前の状態)を図示している。
図10に示すように、第4実施の形態における仕切り板411は、上板430と下板440とを備え、これら上板430と下板440とを軸心O方向に重ね合わせることで構成される。ここで、図11及び図12を参照して、上板430及び下板440の詳細構成について説明する。
図11(a)は、上板430の上面図であり、図11(b)は、図11(a)のXIb−XIb線における上板430の断面図である。
上板430は、樹脂材料から軸心O周りに対称な円板形状に形成され、外周側に凹欠形成される切欠き部431を備える。なお、上板430は、その切欠き部431が下板440の切欠き部414a(図12参照)に連通される回転方向位置(位相)で、下板440に重ね合わされ、超音波溶着により接合される。よって、これら切欠き部431及び切欠き部414aを介して、第1液室8aがオリフィス13(いずれも図10参照)に連通される。
上板430の中央部には、筒状に形成されると共に上方(図11(b)上側)へ向けて立設される筒部432が、軸心Oに沿って(本実施の形態では同軸に)縦姿勢に配設される。この筒部432は、基部側(図11(b)下側)に位置し断面ハの字の上窄まりの形状に形成されるテーパ筒状の部位と、その基部側のテーパ筒状の部位から上方(図11(b)上側)へ延設されると共に断面円形の内周を有する円筒状の部位とから形成される。
筒部432は、基部側の部位(上窄まりのテーパ筒状の部位)の内周側が逃げ孔433とされる一方、円筒状の部位の内周側が挿通孔434とされている。逃げ孔433は、軸心Oに同軸で内径が挿通孔434から離れるに従って大径となるテーパ状の孔として形成され、挿通孔434は、軸心Oに同軸で内径が直径D1(即ち、第1実施の形態における挿通孔15の内径と同寸法)の孔として形成される。
なお、挿通孔434には、図11(b)下拡がりの抜き勾配(例えば、3度)が付与されている。この場合、直径D1は、挿通孔444の最小径に対応する。
筒部432(逃げ孔433及び挿通孔434)の高さ寸法(軸心O方向寸法)は、ピストン部材409が防振基体3側へ向けて最大変位された場合には(図14(a)参照)、第1リブ491及び第3リブ493の両方が挿通孔434の内周面に当接される一方、ピストン部材409がアクチュエータ20側へ向けて最大変位された場合には(図14(b)参照)、第1リブ491が挿通孔434の内周面から離間され、かつ、第3リブ493が挿通孔434の内周面に当接される寸法に設定されている。
また、筒部434の高さ寸法(軸心O方向寸法)は、ピストン部材409が防振基体3側へ向けて最大変位された場合、及びピストン部材409がアクチュエータ20側へ向けて最大変位された場合のいずれの場合でも(図14(a)及び図14(b)参照)、埋設部材12の張出部12b(図10参照)が挿通孔434内に位置する(即ち、筒部432の円筒状の部位が張出部12bを外周側から囲む)寸法に設定されている。
これにより、筒部432の筒状の形状を利用して、ピストン部材409の往復動変位に伴う発生力を効率的に第1取付け金具1(図1参照)へ伝達させることができる。また、筒部432内に位置する張出部12bが、筒部432の挿通孔434を閉封する蓋の役割を果たすことで、ピストン部材409の外周面と筒部432の内周面との間の隙間から液圧が逃げることを抑制しやすくすることができる。
図12(a)は、下板440の上面図であり、図12(b)は、図12(a)のXIIb−XIIb線における下板440の断面図である。
下板440は、樹脂材料から軸心O周りに対称な円板形状に形成され、外周側には、径方向外向きに開かれた断面コの字状をなすオリフィス形成部414が形成される。オリフィス形成部414は、切欠き部414a、開口部414b及び縦壁414cを備える。なお、これら切欠き部414a、開口部414b及び縦壁414cは、第1実施の形態における仕切り板11のオリフィス形成部414が備える切欠き部14a、開口部14b及び縦壁14c(図3参照)に対し、寸法が異なる点を除き、その他の構成は同一であるので、その説明は省略する。
下板440の中央部には、筒状に形成されると共に下方(図12(b)下側)へ向けて垂下される筒部442が、軸心Oに沿って(本実施の形態では同軸に)縦姿勢に配設される。この筒部442は、基部側(図12(b)上側)に位置し断面ハの字の下窄まりの形状に形成されるテーパ筒状の部位と、その基部側のテーパ筒状の部位から下方(図12(b)下側)へ延設されると共に断面円形の内周を有する円筒状の部位とから形成される。
筒部442は、基部側の部位(下窄まりのテーパ筒状の部位)の内周側が逃げ孔443とされる一方、円筒状の部位の内周側が挿通孔444とされている。逃げ孔443は、軸心Oに同軸で内径が挿通孔444から離れるに従って大径となるテーパ状の孔として形成され、挿通孔444は、軸心Oに同軸で内径が直径D1(即ち、第1実施の形態における挿通孔15の内径と同寸法)の孔として形成される。
なお、挿通孔444には、図12(b)上拡がりの抜き勾配(例えば、3度)が付与されている。この場合、直径D1は、挿通孔444の最小径に対応する。
筒部442(逃げ孔443及び挿通孔444)の高さ寸法(軸心O方向寸法)は、ピストン部材409が防振基体3側へ向けて最大変位された場合には(図14(a)参照)、第2リブ492が挿通孔444の内周面から離間され、かつ、第3リブ493が挿通孔444の内周面に当接される一方、ピストン部材409がアクチュエータ20側へ向けて最大変位された場合には(図14(b)参照)、第2リブ492及び第3リブ493の両方が挿通孔444の内周面に当接される寸法に設定されている。
なお、本実施の形態では、下板440の筒部442と上板430の筒部432とが同形状に形成され、これらは能動型液封入式防振装置400の組立状態において同軸に配設される(図10参照)。即ち、組立状態では、上板430と下板440との合わせ面に対して面対称となる形状に、筒部432と筒部442とが形成されている。
図10に戻って説明する。第4実施の形態におけるピストン部材409は、第1実施の形態におけるピストン部材9に対し、リブの突出本数やリブの形成位置、一部のリブの形状が異なる点を除き、他の構成は同一であるので、その説明は省略する。
図10に示すように、第4実施の形態における能動型液封入式防振装置400は、ピストン部材409の外周面に4本のリブ(第1リブ491、第2リブ492及び2本の第3リブ493)が、軸心O方向に所定間隔を隔てつつ、それぞれ突設されると共に、このピストン部材409が筒部432,434(逃げ孔433,443及び挿通孔434,444)に挿通されている。ここで、図13(a)を参照して、ピストン部材409の詳細構成について説明する。
図13(a)は、図10におけるピストン部材409の部分拡大断面図である。第1リブ491及び第2リブ492は、第1実施の形態におけるリブ91に対し、ピストン部材409に形成される位置(軸心O方向位置)が異なる点を除き、その他の構成については同一である。
第3リブ493は、ゴム状弾性体からピストン部材409と一体に形成されると共に周方向に1周連続する突条であり、2本が配設されている。2本の第3リブ493の内の一方の第3リブ493は軸心O方向において第1リブ491よりも上方側(防振基体3側)に、他方の第3リブ493は軸心O方向において第2リブ492よりも下方側(アクチュエータ20側)に、それぞれ配置されている。
なお、本実施の形態では、第1リブ491及び上方側の第3リブ493と第2リブ492及び下方側の第3リブ493とは、第1リブ491と第2リブ492との軸心O方向における中間位置を通り軸心Oに垂直な仮想平面に対して、面対称となる位置に配置されている。
第3リブ493の断面形状は、第1リブ491及び第2リブ492と同様に、突設先端へ向けて幅が狭くなる先細形状(本実施の形態では、半円形状)に形成され、この断面形状は、周方向のいずれの位置においても同一形状である。
なお、第1リブ491、第2リブ492及び第3リブ493の突設高さ寸法h1〜h3及びリブ幅寸法w1〜w3は、第3実施の形態における第1リブ391、第2リブ392及び第3リブ393と同一であるので、その説明は省略する。また、第1リブ491と第2リブ492とは、第3実施の形態の場合と同様に、同一形状であり、2本の第3リブ493は、互いに同一形状である。
また、2本の第3リブ493の突設先端における頂点を軸心O方向に結ぶ寸法は、筒部432(挿通孔434)の上端と筒部442(挿通孔444)の下端とを軸心O方向に結ぶ寸法よりも小さくされ、ピストン部材409が最大変位された場合でも、2本の第3リブ493が共に挿通孔434,444に当接されるように構成されている。
次いで、図13(b)を参照して、上述のように構成されたピストン部材409の各リブ491〜493と、仕切り部材411の筒部432,442(逃げ孔433,443及び挿通孔434,444)との関係について説明する。
図13(b)は、図10におけるピストン部材409及び仕切り板411の部分拡大断面図である。なお、図13(b)は、ピストン部材409が中立位置にある(即ち、アクチュエータ20が駆動されていない)状態が図示されている。この場合、ピストン部材409は、第1リブ491と第2リブ492との軸心O方向における中間位置が、上板430と下板440との合わせ面と同じ高さ位置(軸心O方向位置)に配置される。そのため、第2リブ492及び下方側の第3リブ493と筒部443との関係は第1リブ491及び上方側の第3リブ493と筒部432との関係と同一であるので、第1リブ491及び上方側の第3リブ493と筒部432との関係について説明し、第2リブ492及び下方側の第3リブ493と筒部442との関係については、その説明を省略する。
図13(b)に示すように、ピストン部材409が中立位置に配置された状態では、第1リブ491は、逃げ孔433内に収納され、挿通孔315の内周面から離間されている。更に詳細には、逃げ孔433と挿通孔434との接続部である円弧状の角部からも離間されている。そのため、中立位置では、第1リブ491は、逃げ孔433の内周面及び挿通孔434の内周面により圧縮された状態とはならない。
なお、本実施の形態では、中立位置において第1リブ491の外面に上述した円弧状の角部が外接した状態となるように構成されている。よって、加振変位時にピストン部材409が中立位置を通過する際に、第1リブ491と上述した角部との当接を維持することができる(離間させない)ので、第1リブ491が上述した角部に対して離間・衝突して異音が発生することを回避できる。
一方、第3リブ493は、ピストン部材409が中立位置に配置されると、挿通孔434の内周面に圧縮された状態で当接される。なお、筒部432の円筒状の部位(即ち、挿通孔434を形成する部位)の軸心O方向寸法は、ピストン部材409が最大変位した場合でも、第3リブ493が挿通孔434に常時当接可能な長さに設定されている(図14参照)。
ここで、筒部432は、上述した通り、逃げ孔433の内周面と挿通孔434の内周面との接続部が円弧状に形成され、滑らかに接続されている。これにより、加振変位時における第1リブ491と挿通孔432との当接および離間をスムーズに行わせることができるので、異音の発生の抑制と耐久性の向上とを図ることができる。
このように、本実施の形態では、ピストン部材409が中立位置に配置されると、第1リブ491及び第2リブ492が、逃げ孔433,443内に収納され、挿通孔434,444の内周面から離間されるので、アクチュエータ20の非動作時(例えば、エンジンの停止中や比較的大振幅の低周波振動の入力時)における負担を軽減して、その分、第1リブ491及び第2リブ492のへたり(ゴム状弾性体の伸縮性が弱くなり弾性復元力が低下した状態となること)をより確実に抑制することができる。
一方で、このように、ピストン部材409が中立位置に配置された状態において、第1リブ491及び第2リブ492が挿通孔315の内周面から離間されていても、挿通孔434,444の内周面に当接される第3リブ493を備えるので、かかる第3リブ493を利用して、ピストン部材409の挿通孔315に対する位置決め(互いの軸心Oが一致する位置への配置)を行い、組立作業を簡素化することができる。
即ち、筒部432,442にピストン部材409を挿通させれば、2本の第3リブ493が挿通孔434,444にそれぞれ当接され、ピストン部材409を挿通孔434,444に対して位置決め(芯出し)できるので、かかるピストン部材409の組み付けやピストン部材409とアクチュエータ20とを連結する作業を容易とすることができる。
特に、本実施の形態では、2本の第3リブ493がそれぞれ挿通孔434,444に当接され、更に、これら2本の第3リブ493は第1リブ491及び第2リブ492を挟んで離間して配設されているので、ピストン部材409が軸心Oに対して傾斜することを抑制することができる。その結果、ピストン部材409の芯出し精度を向上させ、発生力の向上および耐久性の向上を図ることができる。
また、アクチュエータ20の非動作時に、例えば、比較的大振幅の低周波振動が入力され、第1液室8aと第2液室8bとの間で液体がオリフィス13を介して流通することで(図10参照)、液体流動効果を発揮する場合、挿通孔434,444の内周面に2本の第3リブ493がそれぞれ当接されているので、ピストン部材409の外周面と挿通孔434,444の内周面との間の隙間から液圧が逃げることをより確実に抑制することができる。よって、第1液室8aと第2液室8bとの間でオリフィス13を介して液体を流通しやすくして、液体流動効果をより確実に発揮させることができる。
次いで、図14を参照して、能動型液封入式防振装置400の動作について説明する。図14(a)は、ピストン部材409が上方へ最大変位された状態における能動型液封入式防振装置400の部分拡大断面図であり、図14(b)は、ピストン部材409が下方へ最大変位された状態における能動型液封入式防振装置400の部分拡大断面図である。なお、図14では、ピストン部材409の変位量が実際よりも大きく図示されている。また、図14では、エンジンを支持する前の状態(即ち、エンジンの重量が負荷される前の状態)を図示している。
比較的小振幅の高周波振動が入力されると、上述したように、制御部(図示せず)によって、アクチュエータ20が駆動制御され、ピストン部材409が入力振動に対して逆位相で加振変位される。即ち、振動入力により、第1取付け金具1(図1参照)が仕切り板411へ向けて近接する方向へ変位されると、図14(a)に示すように、ピストン部材409が第1取付け金具1へ近接する方向へ変位され、第1取付け金具1が仕切り板411から離間する方向へ変位されると、図14(b)に示すように、ピストン部材409が第1取付け金具1から離間する方向へ変位される。その結果、第1液室8aの液圧を制御し、振動を低減することができる。
この場合、ピストン部材409が第1取付け金具1へ近接する方向へ向けて変位されると、図14(a)に示すように、第1リブ491及び上方側の第3リブ493が挿通孔434に当接され、かつ、下方側の第3リブ493が挿通孔444に当接されると共に、第2リブ492が逃げ孔433,443に収納され挿通孔444から離間される。一方、ピストン部材409が第1取付け金具1から離間する方向へ向けて加振変位されると、図14(b)に示すように、第1リブ492が逃げ孔433,443に収納され挿通孔444から離間されると共に、上方側の第3リブ493が挿通孔434に当接され、かつ、第2リブ492及び下方側の第3リブ493が挿通孔444に当接される。
なお、第1リブ491及び第2リブ492は、上述した通り、第3リブ493よりも突設高さが高くされているので(図13(a)参照)、第3リブ493よりも大きな圧縮率で圧縮された状態で挿通孔434,444に当接される。
上述したように、本実施の形態では、ピストン部材409が中立位置に配置された状態では、第1リブ491及び第2リブ492を逃げ孔433,443に収納し挿通孔434,444の内周面から離間させ(図10参照)、そのへたりを抑制する。一方で、ピストン部材409が加振変位される場合には、図14に示すように、第1リブ491又は第2リブ492を挿通孔434,444の内周面に当接させることができるので、ピストン部材409の外周面と挿通孔434,444の内周面との間の隙間から液圧が逃げることを第1リブ491又は第2リブ492により抑制することができる。その結果、第1リブ491及び第2リブ492のへたりを抑制しつつ、ピストン部材409の加振変位による発生力の向上を図ることができる。
また、第3リブ493は、突設高さ及びリブ幅が第1リブ491及び第2リブ492よりも小さく(低くかつ狭く)されているので(h3<h1かつh3<h2、w3<w1かつw3<w2、図13(a)参照)、組み立て時には第3リブ493による芯出し効果を得つつ、加振変位時の抵抗を低減して、ピストン部材409を加振変位させるために必要な駆動力を抑制できる。よって、アクチュエータ20の大型化を抑制しつつ、ピストン部材409の加振変位による発生力の向上を図ることができる。
以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。
上記各実施の形態で挙げた数値は一例であり、他の数値を採用することは当然可能である。例えば、上記各実施の形態で説明した1本から4本のリブを設ける場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、その本数は適宜変更することができる。
上記各実施の形態では、埋設部材12の張出部12bの上面側にゴム状弾性体が覆設される場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、張出部12bの上面側が露出した状態で、ピストン部材9〜409を加硫成形しても良い。この場合、張出部12bの上面側に覆設されたゴム状弾性体が、加振変位時に受ける液圧により弾性変形することを回避できるので、その分、力の伝達ロスを低減して、発生力を確保できる。
上記各実施の形態では、第1リブ391,491と第2リブ392,492とが同一形状とされる場合(即ち、h1=h2、かつ、w1=w2)を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、第1リブ391,491と第2リブ392,492とを異なる形状としても良い。一方、第3リブ393,493を第1リブ391,491又は第2リブ392,492の少なくとも一方または両方と同一形状としても良い。
上記第1実施の形態では、仕切り板11を樹脂材料から形成する場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、他の材料から形成することは当然可能である。他の材料としては、例えば、鉄鋼材料やアルミニウム合金などが例示される。第3及び第4実施の形態における仕切り板311,411についても同様である。
上記第1実施の形態では、例えば、リブ91をピストン部材9の周方向に連続するリング状に形成する場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、リブ91をピストン部材9の外周面に螺旋状に設けても良い。第2から第4実施の形態における各リブ291等についても同様である。また、リング状のリブと螺旋状のリブとの両方をピストン部材にそれぞれ設けても良い。
上記第1及び第2実施の形態では、リブ91,291の外径D3が挿通孔15の内径D1よりも大きくされる場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、リブ91,291の外径D3を挿通孔15の内径D1と同一の寸法に設定しても良く(D3=D1)、或いは、リブ91,291の外径D3を挿通孔15の内径D1よりも小さい寸法に設定しても良い(D3<D1)。
なお、リブ91,291の外径D3を挿通孔15の内径D1と同一の寸法に設定する場合には(D1=D3)、挿通孔15の内周面との間に発生する摩擦抵抗の低減による駆動ロスの抑制を図りつつ、ピストン部材9,209の外周面と挿通孔15の内周面との間の隙間から液圧が逃げることを抑制できる。よって、ピストン部材9,209の加振変位による発生力の向上を効率的に図ることができる。
上記第3及び第4実施の形態では、第1リブ391,491及び第2リブ392,492と第3リブ393,493とを設ける場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、第3リブ393,493を省略して構成しても良い。この場合には、摺動抵抗を減少させて、ピストン部材309,409の駆動に必要なアクチュエータ20の駆動力を低減することができる。
上記第3及び第4実施の形態では、第3リブ393,493の突設高さ寸法h3が、第1リブ391,491及び第2リブ392,492の突設高さ寸法h1、h2よりも小さい寸法に設定される場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、第3リブ393,493の突設高さ寸法h3を、第1リブ391,491及び第2リブ392,492の突設高さ寸法h1、h2と同等の寸法に設定することは当然可能である。なお、リブ幅寸法w1〜w3についても同様である。
上記第3及び第4実施の形態では、ピストン部材309,409が中立位置に配置されると、第1リブ391,491と第2リブ392,492との両方が筒部316,432,442の角部に外接される場合をしたが、必ずしもこれに限られるものではなく、第1リブ391,491及び第2リブ392,492の少なくとも一方または両方が筒部316,432,442の角部から離間するように構成しても良い。この場合でも、第3リブ393,493が挿通孔315,433,443に当接されていれば、ピストン部材309,409の外周面と挿通孔315,433,443の内周面との間の隙間から液圧が逃げることを抑制できる。
上記第4実施の形態では、上板430と下板440とを超音波溶着により接合する場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、上板430及び下板440の合わせ面の一方から突出される凸部と他方に凹設される凹部とを凹凸嵌合させることで、上板430と下板440とを接合しても良い。
100,200,300,400 能動型液封入式防振装置
1 第1取付け金具(第1取付け具)
2 第2取付け金具(第2取付け具)
3 防振基体
4 筒状金具(第2取付け具の一部)
5 底金具(第2取付け具の一部)
7 ダイヤフラム
8 液封入室
8a 第1液室
8b 第2液室
9,209,309,409 ピストン部材
11,211,311,411 仕切り板(仕切り部材)
430 上板(仕切り部材の一部)
440 下板(仕切り部材の一部)
13 オリフィス
15,215,315,434,444 挿通孔
20 アクチュエータ
22 可動子(駆動軸の一部)
23 駆動軸
91,291 リブ
391,491 第1リブ(リブの一部)
392,492 第2リブ(リブの一部)
393,493 第3リブ(リブの一部)
h1 第1リブの突設高さ寸法
h2 第2リブの突設高さ寸法
h3 第3リブの突設高さ寸法
w1 第1リブのリブ幅寸法
w2 第2リブのリブ幅寸法
w3 第3リブのリブ幅寸法

Claims (4)

  1. 第1取付け具と、第2取付け具と、前記第2取付け具と前記第1取付け具とを連結すると共にゴム状弾性体から構成される防振基体と、前記第2取付け具に取付けられて前記防振基体との間に液封入室を形成すると共にゴム状弾性体から構成されるダイヤフラムと、前記ダイヤフラムに連結され金属材料から形成される駆動軸を有すると共に前記ダイヤフラムを挟んで前記液封入室と反対側に配設されるアクチュエータと、前記アクチュエータの駆動軸により軸方向へ加振変位されるピストン部材と、前記ピストン部材が挿通される挿通孔を有し前記挿通孔に挿通されたピストン部材と共に前記液封入室を前記防振基体側の第1液室と前記ダイヤフラム側の第2液室とに仕切る仕切り部材と、前記第1液室と第2液室とを連通させるオリフィスと、を備えた能動型液封入式防振装置において、
    ゴム状弾性体から前記ピストン部材と一体に形成され前記ピストン部材の外周面から突設されると共に周方向に延設されるリブを備えることを特徴とする能動型液封入式防振装置。
  2. 前記ピストン部材は、前記アクチュエータによって、中立位置から一側および他側へ向けて加振変位され、
    前記リブは、挿通孔に当接可能に形成される第1リブと、前記第1リブから前記駆動軸の軸方向に所定間隔を隔てて配設されると共に挿通孔に当接可能に形成される第2リブとを備え、
    前記ピストン部材が中立位置から一側へ向けて加振変位されると、前記第1リブのみが前記挿通孔の内周面に当接され、前記ピストン部材が中立位置から他側へ向けて加振変位されると、前記第2リブのみが前記挿通孔の内周面に当接されると共に、前記ピストン部材が中立位置に配置されると、前記第1リブ及び第2リブが前記挿通孔の内周面から離間されるか、または、少なくとも前記一側または他側へ向けて加振変位された場合の圧縮率よりも小さな圧縮率で前記挿通孔の内周面に前記第1リブ及び第2リブが当接されることを特徴とする請求項1記載の能動型液封入式防振装置。
  3. 前記第1リブ及び第2リブは、前記ピストン部材が中立位置に配置されると、前記挿通孔の内周面から離間され、
    前記リブは、前記ピストン部材が中立位置に配置された状態で前記挿通孔の内周面に当接される第3リブを備えることを特徴とする請求項2記載の能動型液封入式防振装置。
  4. 前記第3リブは、リブ幅寸法または突設高さ寸法の内の少なくとも一方が前記第1リブ及び第2リブよりも小さい寸法とされていることを特徴とする請求項2又は3に記載の能動型液封入式防振装置。
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