以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
先ず、図1には、本発明に従う構造とされた流体封入式能動型防振装置の第一の実施形態として、自動車用のエンジンマウント10が示されている。エンジンマウント10は、防振装置本体としてのマウント本体12に対して電磁式アクチュエータ14を取り付けた構造とされている。更に、マウント本体12は、第一の取付部材16と第二の取付部材18が本体ゴム弾性体20によって相互に連結された構造を有している。なお、以下の説明において、上下方向とは、原則として、マウント軸方向である図1中の上下方向を言う。
より詳細には、第一の取付部材16は、段付の略円柱形状を有する高剛性の部材であって、軸方向中間に設けられた段差部分には径方向外方に向かって突出する円環板状のフランジ部22が一体形成されている。また、第一の取付部材16には、内周面にねじ山を形成された取付孔24が中心軸上を延びて形成されており、取付孔24に螺着されるボルトによって第一の取付部材16が図示しないパワーユニットに固定されるようになっている。
一方、第二の取付部材18は、薄肉大径の略円筒形状を有する高剛性の部材であって、軸方向に直線的に延びている。
第一の取付部材16と第二の取付部材18は、同一中心軸上で軸方向に離隔するように配設されて、本体ゴム弾性体20によって弾性的に連結されている。本体ゴム弾性体20は、厚肉大径の略円錐台形状を有しており、その小径側端面に第一の取付部材16が重ね合わされて加硫接着されていると共に、大径側端部の外周面が第二の取付部材18の内周面に重ね合わされて加硫接着されている。これにより、第一の取付部材16と第二の取付部材18が相互に連結されていると共に、第二の取付部材18の上側開口部が本体ゴム弾性体20によって閉塞されている。なお、本体ゴム弾性体20は、第一の取付部材16と第二の取付部材18を備えた一体加硫成形品として形成されている。
また、本体ゴム弾性体20の小径側端部には、環状のストッパゴム26が一体形成されて、第一の取付部材16のフランジ部22に対して上方に突出するように固着されている。また、本体ゴム弾性体20の大径側端部には、逆向きの略ドーム形状を有する大径凹所28が形成されて、本体ゴム弾性体20の大径側端面に開口している。更に、本体ゴム弾性体20の大径側端部の外周縁部から下方に突出するようにゴム層30が一体形成されており、第二の取付部材18の内周面に加硫接着されることで、第二の取付部材18の内周面が全面に亘ってゴム弾性体で被覆されている。
また、第二の取付部材18には、可撓性膜32が取り付けられている。可撓性膜32は、略円板形状乃至は逆向きの略ドーム形状を呈する薄肉のゴム膜であって、軸方向に充分な弛みを備えている。また、可撓性膜32の外周縁部には、固定金具34が加硫接着されている。この固定金具34は、薄肉大径の略円筒形状を有していると共に、軸方向中間部分に段差部36を有しており、段差部36を挟んだ軸方向上側が下側に比べて大径とされている。
そして、固定金具34の大径部分が第二の取付部材18に外嵌されることにより、可撓性膜32が第二の取付部材18の下側開口部を閉塞するように取り付けられて、本体ゴム弾性体20と可撓性膜32の軸方向間に非圧縮性流体を封入された流体封入領域38が形成されている。なお、流体封入領域38に封入される非圧縮性流体としては、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,或いはそれらの混合液等が好適に採用される。更に、封入流体は、後述する流体の流動作用に基づく防振効果を有利に得るために、粘度が0.1Pa・s以下の低粘性流体であることが望ましい。
また、固定金具34には、アウタブラケット40が取り付けられている。このアウタブラケット40は、段付きの略円筒形状であって、その下端部には周上の複数箇所に取付用脚部42が設けられて、図示しない車両ボデーに固定されるようになっている。また、アウタブラケット40の上端部には、径方向内側に突出する内フランジ状の当接部44が一体形成されており、当接部44が第一の取付部材16のフランジ部22と軸方向で所定距離を隔てて対向している。これにより、第一の取付部材16と第二の取付部材18が軸方向で大きく接近変位すると、フランジ部22と当接部44がストッパゴム26を介して弾性的に当接するようになっており、第一の取付部材16と第二の取付部材18の相対的な接近変位量を制限するバウンドストッパ機構が構成されている。
また、流体封入領域38には、第一の仕切部材46が配設されている。第一の仕切部材46は、全体として略円板形状とされており、加振部材48と環状支持部材50を支持ゴム弾性体52で連結した構造を有している。
加振部材48は、小径の略有底円筒形状を有する硬質の部材であって、その底壁部には軸方向に貫通する小径の係止孔が貫通形成されている。更に、加振部材48には、駆動軸54が取り付けられており、駆動軸54が加振部材48から下方に向かって突出している。駆動軸54は、略ロッド形状を有しており、その上端に設けられたかしめ突起56が加振部材48の係止孔に挿通されてかしめ固定されることにより、加振部材48に固設されている。また、駆動軸54は、可撓性膜32の径方向中央を軸方向に貫通して配設されており、可撓性膜32の中央部分が、駆動軸54の軸方向中間部分に一体形成されたフランジ状の固着部58に対して全周に亘って加硫接着されている。また、駆動軸54の下端部には、雄ねじ部60が一体形成されている。
また、環状支持部材50は、全体として大径の略円環形状であって、上方に開口する略一定の溝断面形状とされていることで、周方向に延びる周方向溝62を有している。また、環状支持部材50において周方向溝62の底壁を構成する部位には、後述する複数の第二の連通孔96が全周に亘って等間隔に形成されている。また、環状支持部材50において周方向溝62の外周壁を構成する部位には、上端から径方向外方に向かって突出するフランジ状の取付板部64が一体形成されている。更に、環状支持部材50において周方向溝62の内周壁を構成する部位には、周上の一部において軸方向の突出高さが小さくされることで、径方向の連通路66が形成されている。
また、支持ゴム弾性体52は、大径の略円環板形状を有しており、径方向内方に向かって次第に厚肉となっている。そして、同軸的に配置された加振部材48と環状支持部材50の径方向間に支持ゴム弾性体52が加硫成形されて、支持ゴム弾性体52の内周面が加振部材48の周壁部に重ね合わされて加硫接着されていると共に、支持ゴム弾性体52の外周縁部が環状支持部材50の内周壁部に加硫接着されている。これにより、加振部材48と環状支持部材50が支持ゴム弾性体52で連結されて、加振部材48が環状支持部材50に対して軸方向への相対変位を許容された状態で弾性的に支持されている。なお、支持ゴム弾性体52は、加振部材48と環状支持部材50を備えた一体加硫成形品として形成されている。また、支持ゴム弾性体52の外周側には、環状支持部材50の周方向溝62を周方向で複数に分割する図示しない隔壁部が一体形成されて、径方向放射状に延び出している。
このような構造とされた第一の仕切部材46は、環状支持部材50の取付板部64が第二の取付部材18と固定金具34の段差部36との軸方向間に挟み込まれることにより、流体封入領域38内で軸直角方向に広がるように配設されており、流体封入領域38が第一の仕切部材46を挟んで上下に2分されている。即ち、第一の仕切部材46の上方に、壁部の一部を本体ゴム弾性体20で構成されて、振動入力時に内圧変動が惹起される受圧室68が形成されていると共に、第二の仕切部材72の下方に、壁部の一部を可撓性膜32で構成されて、容積変化が容易に許容される平衡室70が形成されている。
また、受圧室68には、第二の仕切部材72が配設されている。第二の仕切部材72は、それぞれ薄肉の略円板形状を有する第一の板金具74と第二の板金具76が軸方向で重ね合わされた構造を有している。また、第一の板金具74は、その径方向中央部分と外周縁部が上方に突出しており、径方向中央部分には下方に向かって開口する円形の凹所が形成されている。そして、第一の板金具74に対して平板形状の第二の板金具76が軸方向下方から重ね合わされることで、該凹所の開口部が覆蓋されて収容領域78が形成されていると共に、外周縁部には外周面に開口して周方向に延びる周溝80が形成されている。
また、収容領域78には、略円板形状を有する可動部材としての可動ゴム板82が収容配置されている。更に、可動ゴム板82には、突出先端に向かって次第に狭幅となる複数の凸条が、厚さ方向両側に向かって突出するように且つ全周に亘って連続的に形成されており、可動ゴム板82の厚さ寸法が径方向で変化している。
この可動ゴム板82は、第一の板金具74と第二の板金具76の重ね合わせ面間に設けられた収容領域78に配設されている。また、可動ゴム板82の径方向中央に一体形成された位置決め用の突起84が、第一,第二の板金具74,76の中心軸上を厚さ方向に貫通する位置決め用の孔に挿入されることにより、可動ゴム板82が第一,第二の板金具74,76に対して径方向で位置決めされている。更に、可動ゴム板82は、軸方向での微小変位を許容された状態での収容領域78に配設されている。
このような構造とされた第二の仕切部材72は、第一の板金具74の外周縁部が本体ゴム弾性体20の下端面に重ね合わされていると共に、第二の板金具76の外周縁部が第二の取付部材18と固定金具34の段差部36との間に挟み込まれて支持されている。これにより、第二の仕切部材72が受圧室68内で軸直角方向に広がるように配設されて、受圧室68が第二の仕切部材72を挟んで上下に2分されている。そして、第二の仕切部材72よりも上側が壁部の一部を本体ゴム弾性体20で構成された振動入力室86とされていると共に、第二の仕切部材72よりも下側が壁部の一部を加振部材48で構成された加振室88とされている。なお、第一,第二の板金具74,76において可動ゴム板82の軸方向両側に位置する部位に、複数の透孔90が形成されており、可動ゴム板82の一方の面に振動入力室86の圧力が及ぼされると共に、他方の面に加振室88の圧力が及ぼされるようになっている。
また、第二の仕切部材72の外周縁部に形成された周溝80の開口部が第二の取付部材18によって覆蓋されて、トンネル状通路が形成されている。更に、第二の仕切部材72が第一の仕切部材46に対して上方から重ね合わされることで周方向溝62の上側開口部が第二の仕切部材72によって覆蓋されている。そして、周溝80と隔壁で分割された周方向溝62の一部とが接続孔92で連通されている一方、周溝80の端部が第一の連通孔94を通じて受圧室68に連通されていると共に、周方向溝62が底壁部に形成された第二の連通孔96を通じて平衡室70に連通されている。これにより、受圧室68と平衡室70を相互に連通する第一のオリフィス通路98が形成されており、流体の流動作用に基づく防振効果が、エンジンシェイクに相当する10Hz程度の低周波数域で有効に発揮されるようにチューニングされている。
また、受圧室68と平衡室70は、連通路66と、第一のオリフィス通路98の平衡室70側の端部とによっても相互に連通されており、もって、第二のオリフィス通路100が形成されている。第二のオリフィス通路100は、第一のオリフィス通路98よりも高周波数にチューニングされて、例えばアイドリング振動や走行こもり音等の中乃至高周波数の振動に対して有効な防振効果が発揮されるようになっている。また、第二のオリフィス通路100の流体流路上には、可動ゴム板82が配設されており、低周波大振幅振動の入力時には、可動ゴム板82が透孔90を覆蓋することで第二のオリフィス通路100が遮断されて、第一のオリフィス通路98を通じての流体流動量が確保されるようになっている。なお、オリフィス通路98,100のチューニング周波数は、オリフィス通路98,100の通路断面積(A)と通路長(L)の比(A/L)を調節することで適当に設定されている。
かくの如き構造とされたマウント本体12には、電磁式アクチュエータ14が取り付けられている。電磁式アクチュエータ14は、マウント本体12の下方に配設されており、第二の取付部材18によって固定的に支持される固定子102と、固定子102に対して軸方向で相対的に駆動変位される可動子104とを、含んで構成されている。
固定子102は、非磁性材料で形成されたボビンに巻回されたコイル106を含んで構成されている。コイル106は、ボビンに固設された通電用端子を通じて外部から通電されるようになっており、コイル106への通電によって磁界が形成されるようになっている。また、コイル106には、上ヨーク金具108と下ヨーク金具110が取り付けられている。それら上下のヨーク金具108,110は、何れも強磁性材料で形成されており、上ヨーク金具108がコイル106の上面および内周面に重ね合わされていると共に、下ヨーク金具110がコイル106の下面に重ね合わされている。なお、上ヨーク金具108の内周部分と下ヨーク金具110の外周部分との軸方向間には、絶縁体で形成された環状のスペーサが介装されている。
また、上下のヨーク金具108,110を取り付けられたコイル106は、ハウジング112を介して固定金具34に支持されている。ハウジング112は、略有底円筒形状を有しており、その下部においてコイル106および上下のヨーク金具108,110が支持されている。加えて、ハウジング112は、強磁性材料で形成されており、上下のヨーク金具108,110と協働してコイル106の周囲に磁路を形成している。そして、コイル106への通電によって、筒状とされた上ヨーク金具108の内周部分と、環状とされた下ヨーク金具110の内周部分に、それぞれ磁極が形成されるようになっている。
また、下ヨーク金具110の中心孔は、蓋部材114によって閉塞されている。蓋部材114は、円形金属板の上面に板状のゴム弾性体を加硫接着した構造とされており、蓋部材114の装着によって異物の侵入が防止されるようになっている。更に、下ヨーク金具110の中心孔には、環状の支持金具116が螺着されていると共に、支持金具116の抜けを防止するための保持金具118が螺着されており、蓋部材114よりも上方に配設されている。
一方、上ヨーク金具108の中心孔に筒状のガイドスリーブ120が挿入されていると共に、ガイドスリーブ120の中心孔に可動子104が配設されている。可動子104は軸方向に延びる略円筒形状を有する強磁性材料で形成されており、可動子104の上端部には内フランジ状とされた固定部としての支持突部122が一体形成されていると共に、支持突部122の内周側に円形の挿通孔123が形成されている。また、可動子104の下端部は、その内周面が下方に向かって次第に拡径するテーパ形状とされて、下方に向かって次第に薄肉となっている。更に、可動子104の軸方向中間部分には、内周面に段差部が全周に亘って形成されており、該段差部を挟んで上部が下部よりも内方に突出している。
そして、可動子104は、上ヨーク金具108の内周面に重ね合わされたガイドスリーブ120の内周側に軸方向への変位を許容された状態で挿入されており、下ヨーク金具110の内周部分の上端に対して、軸方向上方に離隔配置されている。また、固定子102を構成する支持金具116と、可動子104の段差部との軸方向間にコイルスプリング124が介装されている。
かかる可動子104の配設状態下、コイル106への通電で上下のヨーク金具108,110に磁極が形成されることにより、可動子104に対して軸方向下向きの磁気的な吸引力が及ぼされて、可動子104が固定子102に対して軸方向下方へ駆動変位されるようになっている。なお、本実施形態では、コイル106への通電のオン/オフを制御することにより、支持ゴム弾性体52とコイルスプリング124の復元力を利用して問題となる振動の周波数に応じた加振力が発揮されるようになっている。尤も、交流電源によってコイル106への通電方向を制御することにより、可動子104に対して吸引力と排斥力を交互に及ぼすことで目的とする加振力を発揮するようにされた電磁式アクチュエータ等も採用可能である。
この電磁式アクチュエータ14は、マウント本体12の軸方向下側に配設されて、マウント本体12に取り付けられている。即ち、ハウジング112の上端に一体形成されたフランジが、固定金具34の下端に対してかしめ固定されることにより、マウント本体12と電磁式アクチュエータ14が相互に連結されている。
また、マウント本体12の駆動軸54は、後述する膨出部128とナット130の軸方向間が電磁式アクチュエータ14の可動子104に設けられた挿通孔123に対して挿通されており、それら駆動軸54と可動子104の間に連結手段126が設けられている。連結手段126は、図2に示されているように、駆動軸54側に設けられた膨出部128およびナット130と、可動子104側に取り付けられた第一の環状連結部材132および第二の環状連結部材134とを含んで構成されている。
膨出部128は、略下半球形状を有しており、駆動軸54の軸方向中間部分に一体形成されて、径方向外方に向かって環状に突出している。また、膨出部128の上端には、径方向外方に突出する固着部58が一体形成されて、可撓性膜32の内周縁部が加硫接着されている。更に、膨出部128の下面は、当接面としての第一の上当接面136とされている。この第一の上当接面136は、曲率中心を上方に設定された下方に向かって凸の球状湾曲面であって、凹凸の無い滑らかな湾曲形状を有している。なお、膨出部128の外周部分には、膨出部128の表面上に突出する環状の規制突部137が一体形成されており、駆動軸54と可動子104との間で許容され得る傾斜角度が制限されるようになっている。
ナット130は、全体として六角ナット状であって、駆動軸54の雄ねじ部60に螺着されるようになっている。また、ナット130の軸方向上端面が下方に向かって凸の湾曲面で構成された当接面としての第一の下当接面138とされている。この第一の下当接面138は、曲率中心を上方に設定された下方に向かって凸の球状湾曲面であって、略一定の曲率半径で表面に凹凸の無い滑らかな湾曲形状とされている。なお、第一の当接面136,138は、曲率中心が同じ位置に設定されており、互いに同心的な球状面とされている。また、本実施形態のナット130では、板ばね139による軸方向の付勢力を利用した抜止機構が設けられている。
一方、第一の環状連結部材132は、略小径リング状の部材であって、その上面に当接面としての第二の上当接面140が設けられていると共に、下面が軸直角方向に広がる平坦面とされている。第二の上当接面140は、第一の上当接面136に対応する下方に凸の湾曲面であって、全体に亘って略一定の曲率半径で凹凸の無い滑らかな湾曲形状を有している。また、第一の環状連結部材132の下端部には、径方向内方に向かって突出する係止部142が、全周に亘って連続的に一体形成されている。更に、第一の環状連結部材132の下端部には、径方向に延びる通気溝144が形成されており、第一の環状連結部材132の下面および内外周両面に開口している。
第二の環状連結部材134は、略小径リング状の部材であって、その上面が軸直角方向に広がる平坦面とされていると共に、下面に当接面としての第二の下当接面146が設けられている。第二の下当接面146は、第一の下当接面138に対応する下方に凸の湾曲面であって、全体に亘って略一定の曲率半径で凹凸の無い滑らかな湾曲形状を有している。また、第二の環状連結部材134の上端部には、径方向で直線的に延びる通気溝148が形成されており、第二の環状連結部材134の上面および内外両面に開口している。また、第二の環状連結部材134の中心孔には軸方向中間部分に段差が形成されており、第二の環状連結部材134における段差よりも上側部分が、下側部分に比して内径寸法が大きい圧入部150とされている。また、上記の説明からも明らかなように、第二の当接面140,146の曲率中心は、何れも駆動軸54の中心軸上且つ加振部材48側に位置している。特に本実施形態では、第一の当接面136,138の曲率中心と第二の当接面140,146の曲率中心が何れも同じ位置に設定されており、それら当接面136,138,140,146が同心的な球状面とされて、何れも軸方向下方に向かって凸となっている。
これら第一の環状連結部材132と第二の環状連結部材134は、可動子104の支持突部122に対して軸方向両側から重ね合わされており、支持突部122を挟んだ軸方向上側に第一の環状連結部材132が配設されていると共に、軸方向下側に第二の環状連結部材134が配設されている。また、第一,第二の環状連結部材132,134は、何れも可動子104の支持突部122に対して軸直角方向で相対変位可能に取り付けられている。
また、支持突部122を挟んで軸方向両側に配置された第一の環状連結部材132と第二の環状連結部材134は、仮連結手段としての仮連結部材152によって、駆動軸54と可動子104の仮連結に先んじて相互に仮連結されている。仮連結部材152は、図2に示されているように、全体として薄肉小径の略円筒形状を有しており、ステンレスなどの高剛性の材料で形成されている。また、仮連結部材152は、円筒形状の筒状部154と、筒状部154の軸方向上端において径方向外方に向かって突出するフランジ状の係止突部156とを一体的に備えている。更に、仮連結部材152の軸方向下端部は、外周面が下方に向かって次第に小径となるテーパ面とされていることで、下方に向かって次第に薄肉となっている。なお、係止突部156は、筒状部154の上端に曲げ加工を施すことによって形成されていても良いし、筒状部154の上端に別体のリングを外嵌固定することによって形成されていても良い。
このような構造とされた仮連結部材152は、軸方向で対向配置された第一,第二の環状連結部材132,134の中心孔に上方から挿入されて、第一の環状連結部材132に対して所定の隙間をもって遊挿されると共に、第二の環状連結部材134の圧入部150に対して圧入固定される。また、仮連結部材152の係止突部156が、第一の環状連結部材132の下端に設けられた係止部142に係止されることで、第一の環状連結部材132の第二の環状連結部材134に対する軸方向での離隔変位が制限されている。これらにより、第一の環状連結部材132と第二の環状連結部材134は、軸方向で所定量の相対変位を許容された状態で相互に仮連結されて、第一の環状連結部材132と第二の環状連結部材134の支持突部122からの脱落が防止されている。なお、仮連結部材152の下端部は、外径寸法が下方に行くに従って小さくなっており、仮連結部材152を第一,第二の環状連結部材132,134の中心孔に挿入し易くなっている。また、仮連結部材152の外周面と支持突部122の内周面との径方向間には隙間が形成されており、仮連結部材152で連結された状態において第一,第二の環状連結部材132,134が可動子104に対して軸直角方向への相対変位を許容されている。
また、可動子104と第一,第二の環状連結部材132,134および仮連結部材152の中心孔には、駆動軸54が軸直角方向で所定の隙間を持って遊挿されており、駆動軸54の雄ねじ部60にナット130が螺着されることで、駆動軸54と可動子104が連結される。即ち、駆動軸54が可動子104の挿通孔123に挿通されることにより、第一の環状連結部材132と第二の環状連結部材134が、駆動軸54における挿通孔123への挿通部分を挟んだ軸方向の各一方の側に外挿されて、駆動軸54の膨出部128とナット130に対して軸方向で重ね合わされている。そして、ナット130が締め付けられることにより、第一,第二の環状連結部材132,134を取り付けられた可動子104の支持突部122が膨出部128とナット130との軸方向対向面間に挟み込まれて、駆動軸54と可動子104が連結されている。なお、ナット130を螺着する前の状態では、第一の環状連結部材132が膨出部128と支持突部122に接触していると共に、第二の環状連結部材134と支持突部122の間に隙間が形成されている。
さらに、膨出部128の第一の上当接面136と第一の環状連結部材132の第二の上当接面140が軸方向で重ね合わされていると共に、ナット130の第一の下当接面138と第二の環状連結部材134の第二の下当接面146が軸方向に重ね合わされている。また、第一の上当接面136と第二の上当接面140および第一の下当接面138と第二の下当接面146は、駆動軸54と可動子104が相対的にどのような角度であっても、面で接触することが可能となっている。これにより、駆動軸54と可動子104は、相対的に傾斜している場合にも、連結手段126によって問題なく連結されるようになっており、連結手段126によって傾斜許容手段が構成されている。
更にまた、ナット130を螺着する前の状態では、第一,第二の環状連結部材132,134が駆動軸54の位置に合わせて軸直角方向に自由に追従する。これにより、駆動軸54と可動子104が相対的な軸ずれを許容された状態であり、連結手段126によって変位許容手段が構成されている。
また、ナット130が雄ねじ部60に対して締め込まれることにより、駆動軸54と可動子104の相対的な傾動および軸直角方向変位が阻止されて、それら駆動軸54と可動子104が固定される。即ち、ナット130を軸方向で締め込むと、第一の当接面136,138と第二の当接面140,146との当接圧が大きくなって、それら第一の当接面136,138と第二の当接面140,146との間で作用する摩擦力が増大することから、駆動軸54と可動子104の相対的な傾動が阻止される。更に、第一,第二の環状連結部材132,134と支持突部122の間に作用する摩擦力も大きくなることから、それら第一,第二の環状連結部材132,134が支持突部122に対して固定されて、軸直角方向への変位を阻止される。これにより、駆動軸54と可動子104が軸直角方向で固定的に位置決めされており、駆動軸54と可動子104を固定する固定手段と位置決め手段が実現されている。なお、固定手段および位置決め手段を構成するナット130が、傾斜許容手段を構成する連結手段126に含まれており、固定手段および位置決め手段が傾斜許容手段の一部を利用して構成されている。
このような構造とされたエンジンマウント10は、第一の取付部材16がパワーユニットに取り付けられると共に、第二の取付部材18が車両ボデーに取り付けられることにより、自動車に装着されるようになっている。そして、エンジンシェイクに相当する低周波数振動の入力時には、第一のオリフィス通路98を通じて流動する流体の流動作用に基づいて、目的とする防振効果(高減衰効果)が発揮されるようになっている。一方、アイドリング振動や走行こもり音に相当する中乃至高周波数振動の入力時には、第二のオリフィス通路100を通じて流動する流体の流動作用に基づいて、目的とする防振効果(低動ばね効果)が発揮されるようになっている。
さらに、エンジンマウント10では、電磁式アクチュエータ14による発生力が駆動軸54を介して加振部材48に伝達されることで、受圧室68の圧力が能動的に制御されるようになっている。これにより、入力振動に応じた能動的な防振効果が発揮されるようになっており、更なる防振性能の向上が図られている。
また、膨出部128およびナット130と第一,第二の環状連結部材132,134との当接面が、湾曲面とされた第一の当接面136,138と第二の当接面140,146で構成されている。そして、駆動軸54と可動子104は、ナット130で固定される前の状態において、膨出部128およびナット130が、第一,第二の環状連結部材132,134に対してフレキシブルに対応可能とされていることによって、相対的な傾斜を許容されている。それ故、支持ゴム弾性体52の成形後収縮等によって駆動軸54がマウント中心軸に対して傾斜している場合にも、駆動軸54に揺動方向の不要な応力が作用することなく、且つ可動子104がマウント中心軸に対して傾斜することもない状態で、駆動軸54と可動子104が連結される。従って、支持ゴム弾性体52の耐久性低下や、可動子104の偏磨耗およびかじりによる作動不良を、回避することが出来る。
さらに、ナット130で固定される前の状態において、第一,第二の環状連結部材132,134が可動子104に対して軸直角方向で相対変位可能に取り付けられている。それ故、駆動軸54と可動子104は、第一,第二の環状連結部材132,134の可動子104に対する軸直角方向での相対変位によって、軸直角方向での軸ずれを許容されている。これにより、マウント本体12と電磁式アクチュエータ14の組付けに際して、駆動軸54と可動子104が軸直角方向でずれている場合にも、それら駆動軸54と可動子104が連結前の相対的な位置関係を維持した状態で容易に連結される。
更にまた、駆動軸54と可動子104は、ナット130の締込みによって、最終的に相対的な傾動および軸直角方向変位を阻止されて、相互に固定されるようになっている。これにより、コイル106への通電によって発揮される加振力が、可動子104から駆動軸54に対して少ないロスで伝達されて、目的とする能動的な防振効果を効率的に得ることが出来る。
また、第一の当接面136,138と第二の当接面140,146が何れも下方に凸の球状面とされている。これにより、駆動軸54が可動子104に対して支持ゴム弾性体52で支持された上端部を中心として傾斜している場合に、連結手段126が設けられた位置における駆動軸54の変位方向が、それら第一の当接面136,138と第二の当接面140,146の広がる方向に近くなる。それ故、駆動軸54の傾斜が、摩擦抵抗の増大や引っ掛かりを防止されることでスムーズに許容されて、目的とする駆動軸54と可動子104の傾斜許容機能が有効に発揮される。特に、第一の当接面136,138と第二の当接面140,146が同心的な球状面とされていることにより、駆動軸54の可動子104に対する傾斜がよりスムーズに許容される。
また、エンジンマウント10では、第一の環状連結部材132と第二の環状連結部材134が、駆動軸54と可動子104の連結に先んじて、仮連結部材152によって相互に仮連結されて、可動子104に対して予め脱落不能に組み付けられている。これにより、それら第一,第二の環状連結部材132,134が可動子104に対する装着状態に保持されるようになっており、第一,第二の環状連結部材132,134を可動子104と一体的に1つの部品として取り扱うことが出来る。従って、マウント本体12と電磁式アクチュエータ14の組付け時に駆動軸54が可動子104に対して挿通された状態で第一,第二の環状連結部材132,134の組付け作業を行う必要がなく、単体の可動子104に対してそれら第一,第二の環状連結部材132,134を容易に組み付けることが出来る。
また、仮連結部材152を圧入固定される第二の環状連結部材134において、仮連結部材152を圧入される上側部分が、下側部分よりも内径寸法の大きい圧入部150とされている。これにより、仮連結部材152による仮連結状態においても、駆動軸54と第一,第二の環状連結部材132,134および仮連結部材152との軸直角方向間に充分な隙間が確保されている。その結果、駆動軸54の可動子104に対する傾斜が、それら駆動軸54と可動子104の連結部分における軸直角方向での大型化を要することなく、有効に許容される。
また、図3には、本発明に従う構造とされた流体封入式能動型防振装置の第二の実施形態として、自動車用のエンジンマウントの要部が示されている。なお、以下の説明において、第一の実施形態に示されたエンジンマウント10と実質的に同一の部材および部位については、図中に同一の符号を付すことで説明を省略する。また、本実施形態のエンジンマウントにおいて図3中に図示されていない部分については、原則として、第一の実施形態に示されたエンジンマウント10と同一の構造である。
すなわち、本実施形態のエンジンマウントでは、駆動軸54と可動子104の連結部分に傾斜許容手段としての連結手段160が設けられている。連結手段160は、上側連結部162と下側連結リング164で構成された駆動軸54側と、第一の環状連結部材166と第二の環状連結部材168で構成された可動子104側とによって構成されている。
上側連結部162は、駆動軸54の軸方向中間部分に一体形成されて、径方向外方に突出していると共に、固着部58の下面から下方に突出している。また、上側連結部162の下端面は、上方に向かって凸の球状湾曲面で構成された当接面としての第一の上当接面170とされている。
下側連結リング164は、駆動軸54の軸方向下端に外挿される環状の部材であって、下面が軸直角方向に広がる平面とされていると共に、上面が上方に向かって凸の球状湾曲面で構成された当接面としての第一の下当接面172とされている。なお、第一の上当接面170と第一の下当接面172は、同じ位置に曲率中心を有する同心的な円弧状の縦断面を有しており、それら第一の当接面170,172の曲率中心が、第一の当接面170,172の何れに対しても軸方向下方に外れた位置に設定されている。
一方、第一の環状連結部材166は、駆動軸54の直径よりも大きな内径寸法を有すると共に、支持突部122の突出先端の直径よりも大きな外径寸法を有するリング状の部材とされている。また、第一の環状連結部材166の下面が軸直角方向に広がる略平面とされていると共に、上面が第一の上当接面170に対応する上方に凸の球状湾曲面で構成された当接面としての第二の上当接面174とされている。
第二の環状連結部材168は、第一の環状連結部材166と同様に、駆動軸54の直径よりも大きな内径寸法を有すると共に、支持突部122の突出先端の直径よりも大きな外径寸法を有するリング状の部材とされている。また、第二の環状連結部材168の上面が軸直角方向に広がる略平面とされていると共に、下面が第一の下当接面172に対応する上方に凸の球状湾曲面で構成された当接面としての第二の下当接面176とされている。なお、第二の当接面174,176は、何れも第一の当接面170,172と同じ位置に曲率中心を設定されており、同心的な円弧状の縦断面を有している。
これら第一,第二の環状連結部材166,168は、可動子104の支持突部122に対して軸方向両側から重ね合わされて、支持突部122を軸方向に挟み込むように装着されている。なお、第一,第二の環状連結部材166,168は、仮連結部材152によって軸方向で所定量の相対変位を許容された状態に仮連結されて、支持突部122からの脱落が防止されている。
そして、第一,第二の環状連結部材166,168を仮装着された可動子104に対して、駆動軸54が挿通される。これにより、駆動軸54に一体形成された第一の上当接面170が、第一の環状連結部材166の第二の上当接面174に対して重ね合わされている。なお、駆動軸54は、第一,第二の環状連結部材166,168および仮連結部材152に対して軸直角方向で隙間を有する遊挿状態で挿通されており、可動子104に対する傾斜が該隙間によって許容されるようになっている。
さらに、駆動軸54が可動子104に挿通された状態で、駆動軸54の下端に下側連結リング164が外挿されている。これにより、下側連結リング164の第一の下当接面172が、第二の環状連結部材168の第二の下当接面176に対して重ね合わされている。
また、駆動軸54の下端に形成された雄ねじ部60には、固定手段および位置決め手段としてのナット178が螺着されている。ナット178は、駆動軸54に対して下側連結リング164の下側に取り付けられており、軸直角方向に広がる略平面とされた上面が下側連結リング164の下面に重ね合わされている。なお、ナット178は、第一の実施形態のナット130と同様に、板ばね139による抜止機構を有している。
また、第一の実施形態と同様に、ナット178が締め込まれることにより、駆動軸54と可動子104の相対的な傾動および軸直角方向への変位が阻止されて、駆動軸54と可動子104が相互に固定されている。なお、ナット178によって軸方向で重ね合わされた所定位置に位置決めされる第一の当接面170,172と第二の当接面174,176は、何れの曲率中心も第一の下当接面172および第二の下当接面176を軸方向の下方に外れた位置に設定されている。
このようなエンジンマウントでは、ナット178を螺着する前の状態において、連結手段160によって駆動軸54と可動子104の相対的な傾斜が許容されている。それ故、支持ゴム弾性体52の成形後収縮等によって駆動軸54がマウント中心軸に対して傾斜している場合にも、駆動軸54に揺動方向の不要な応力が作用することなく、且つ可動子104がマウント中心軸に対して傾斜することもない状態で、駆動軸54と可動子104が連結される。従って、可動子104が固定子102の内周面に対して偏って接触するのを防いで可動子104の偏磨耗を防止できると共に、可動子104が固定子102に対してかじり等による作動不良を生じることなく効率的に加振変位される。加えて、駆動軸54が傾斜している場合に、傾斜を補正する方向の応力が支持ゴム弾性体52に及ぼされるのも回避されることから、支持ゴム弾性体52の耐久性の向上が図られ得る。
また、ナット178を螺着する前の状態では、駆動軸54と可動子104が、第一,第二の環状連結部材166,168の可動子104に対する軸直角方向での相対変位によって、軸直角方向での軸ずれを許容されている。それ故、駆動軸54の中心軸と可動子104の中心軸が軸直角方向でずれている場合にも、それら駆動軸54と可動子104が軸ずれしたままで連結されるようになっている。それ故、駆動軸54と可動子104が相対的に軸直角方向でずれて位置している場合にも、それら駆動軸54と可動子104の連結作業が容易になると共に、それら駆動軸54と可動子104の連結部分や加振部材48に固着された支持ゴム弾性体52に不要な応力が及ぼされるのを回避することが出来て、耐久性を有利に確保することが出来る。
また、図4には、本発明の流体封入式能動型防振装置の第三の実施形態として、自動車用のエンジンマウントの要部が示されている。本実施形態では、加振部材48に固定された駆動軸54と、電磁式アクチュエータ14の可動子104が傾斜許容手段としての連結手段180によって相互に連結されている。
より詳細には、連結手段180は、駆動軸54側に設けられた上側連結部182およびナット184と、可動子104側に設けられた第一の環状連結部材186および第二の環状連結部材188を含んでいる。
上側連結部182は、駆動軸54の軸方向中間部分に一体形成されており、その上端部から径方向外方に向かって固着部58が突出している。また、上側連結部182の下面が当接面としての第一の上当接面190とされており、曲率中心が下方に設定されて上方に凸の滑らかな球状面とされている。
ナット184は、第一の実施形態のナット130と略同一の構造を有していると共に、上端面が当接面としての第一の下当接面192とされており、曲率中心を上方に設定された下方に凸の湾曲面で構成されている。このナット184は、駆動軸54の下端に設けられた雄ねじ部60に螺着されている。また、ナット184の駆動軸54への装着下、第一の上当接面190の曲率中心と第一の下当接面192の曲率中心が互いに同じ位置に設定されており、それら第一の当接面190,192が同心的な球状面とされている。
一方、第一の環状連結部材186は、第二の実施形態の第一の環状連結部材166と同様の構造を有していると共に、その上端面が当接面としての第二の上当接面194とされており、曲率中心を下方に設定された上方に凸の湾曲面で構成されている。なお、第二の上当接面194は、上側連結部182に形成された第一の上当接面190と対応する球状面とされている。
第二の環状連結部材188は、全体として第一の実施形態の第二の環状連結部材134と同様の構造を有していると共に、その下端面が当接面としての第二の下当接面196とされており、曲率中心を上方に設定された下方に凸の湾曲面で構成されている。なお、第二の下当接面196は、ナット184に形成された第一の下当接面192と対応する球状面とされている。また、第二の上当接面194の曲率中心と第二の下当接面196の曲率中心は、互いに同じ位置に設定されており、それら第二の当接面194,196が同心的な球状面とされている。
これら第一,第二の環状連結部材186,188は、可動子104の支持突部122を軸方向に挟んで両側に配設されており、仮連結部材152によって脱落を防止されると共に可動子104に対する軸直角方向への相対変位を許容された状態で、可動子104に対して取り付けられている。
そして、第一,第二の環状連結部材186,188および可動子104の中心孔に対して駆動軸54が隙間を持って挿通されると共に、駆動軸54の下端にナット184が螺着される。これにより、上側連結部182の第一の上当接面190と第一の環状連結部材186の第二の上当接面194が重ね合わされると共に、ナット184の第一の下当接面192と第二の環状連結部材188の第二の下当接面196が重ね合わされる。このことからも明らかなように、駆動軸54と可動子104の連結状態において、第一の当接面190,192の曲率中心と第二の当接面194,196の曲率中心は、第一の上当接面190および第二の上当接面194と第一の下当接面192および第二の下当接面196との軸方向中間の同じ位置に設定されている。これにより、第一の当接面190,192と第二の当接面194,196は、何れも軸方向外側に向かって凸の球面形状とされている。なお、第一,第二の実施形態と同様に、ナット184によって固定手段および位置決め手段が構成されている。
このような構造の連結手段180を備えたエンジンマウントにおいても、駆動軸54と可動子104の固定前に、駆動軸54と可動子104の相対的な傾斜を連結手段180によって許容することが出来る。それ故、駆動軸54がマウント中心軸に対して傾斜している場合にも、可動子104はマウント中心軸に対して傾斜することなく駆動軸54に連結される。従って、可動子104が配設される固定子102の中心孔に対して可動子104が傾斜して摺接するのを防ぐことが出来て、可動子104の偏磨耗や作動不良を防止することが出来る。
また、第一の当接面190,192および第二の当接面194,196の曲率中心が、上当接面190,194と下当接面192,196との軸方向間に設定されることで、駆動軸54と可動子104を連結前の傾斜角のままで連結する際に生じる可動子104の軸直角方向への変位量が小さく抑えられる。それ故、可動子104の内周面と第二の環状連結部材188の外周面との間の隙間を小さくすることが出来て、駆動軸54と可動子104の連結部分を軸直角方向で小型化することが出来る。
以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、当接面は、必ずしも可動子と別体の環状連結部材に形成されていなくても良く、可動子に対して直接的に設けられていても良い。具体的には、可動子104の支持突部122の軸方向両端面に当接面が形成された構造を使用することも出来る。
また、当接面を別体の第一,第二の環状連結部材132,134に形成する場合には、第一,第二の環状連結部材132,134を相互に連結する仮連結部材152を採用することで第一,第二の環状連結部材132,134の配設を容易に行うことが出来るが、この仮連結部材152は必須ではない。
また、固定手段は、必ずしもナットでの締結によるものに限定されず、例えば、高剛性のリングを駆動軸の下端に圧入固定することで当接面に押圧力を及ぼす固定手段が実現されていても良い。
また、仕切部材46,72の具体的な構造は、あくまでも例示であって、例えば加振部材48は、必ずしも環状支持部材50に対して支持ゴム弾性体52で連結されていなくても良く、環状支持部材50と加振部材48が径方向で離隔していると共に、環状支持部材50の内周面と加振部材48の外周面の隙間が流体流動を制限された小さな寸法で形成されていても良い。
また、本発明の適用範囲は、自動車用に限定されるものではなく、鉄道用車両や産業用車両等に用いられる流体封入式能動型防振装置にも適用可能である。加えて、本発明は、エンジンマウントのみに適用されるものではなく、例えばボデーマウントやサブフレームマウント等、各種用途に用いられる流体封入式能動型防振装置に対して好適に適用され得る。