JPH01120451A - 電気粘性流体封入式マウント装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は電気粘性流体封入式マウント装置に係り、特に
、自動車のエンジンマウント等として好適に用いられる
、入力振動に応じて防振特性を切換制御することの出来
る電気粘性流体封入式マウント装置に関するものである
。

（従来技術） 従来から、内燃機関等の装置と支持体との間には、装置
から支持体への或いは支持体から装置への振動伝達の低
減等を目的として、マウント装置が介装されている。

ところで、このようなマウント装置においては、用いら
れる装置などに応じて、より良好なる防振効果を発揮す
るべく、種々なる特性が要求されることとなるが、特に
、例えば、自動車のパワーユニットと車体との間に介装
されるエンジンマウントにあっては、車両の走行状態等
に応じて異なる特性が要求されることとなる。即ち、か
かるエンジンマウントにあっては、１０〜３０Ｈｚ程度
の同一の入力振動周波数域において、車両停止時のアイ
ドリング振動に対しては、低動ばね・低減衰特性が、一
方中高速走行時のエンジンシェイク振動に対しては、直
動ばね・高減衰特性が、両者型なって要求されており、
ここに、エンジンマウントの形態として、同一周波数帯
の入力振動に対して、低動ばね・低減衰と直動ばね・高
減衰との二つの相反する特性を、選択的に実現できる構
造が求められているのである。

そして、近年、そのように同一周波数帯の入力振動に対
する特性を切換制御せしめ得る手段として、特開昭６０
−１０４８２８号公報等において、第−及び第二の支持
体がゴム弾性体にて連結されてなる連結体の内部に、連
通流路にて相互に連通された二つの流体室（受圧室と平
衡室）を設けると共に、それら流体室内に電気粘性流体
を封入する一方、かかる連通流路に少なくとも一対の電
極を設けて、それらの電極に対する通電制御にて、該連
通流路を通じての電気粘性流体の流動状態を制御せしめ
るようにしたマウント構造が提案されている。即ち、こ
のような構造のマウント装置においては、かかる連通流
路の連通状態下と遮断状態下とにおいて、それぞれ、同
一周波数帯の入力振動に対して、異なる防振特性が発揮
され得ることとなるのである。

（問題点） ところが、このような構造とされたマウント装置にあっ
ては、単一の連通流路を連通／遮断制御するものである
ところから、例えば、かかる連通流路に対して、所定周
波数域の振動入力時に、該連通流路を通じての流体の流
動による液柱共振作用にて低動ばね・低減衰効果が発揮
され得るようにチューニングを施した場合、該連通流路
を制御することによっても、同一周波数帯における液柱
共振作用に基づく直動ばね・高減衰効果は望め得す、か
かる連通流路を遮断することによる直動ばね化しか図り
得ないのであり、そのためにエンジンマウントに要求さ
れる、前述の如き要求特性、特にシェイクに対する高減
衰能を、充分に満たし得るものではなかったのである。

（解決手段） 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、その特徴とするところは、振動
入力方向に所定距離を隔てて配置された第一の支持体と
第二の支持体とを、ゴム弾性体にて弾性的に連結すると
共に、振動入力方向に略直角な方向に拡がり、かかる第
二の支持体に対して外周縁部が流体密に固定された仕切
部材を挟んで、少なくとも一部が前記ゴム弾性体にて画
成された、防振されるべき振動が入力せしめられる受圧
室を前記第一の支持体側に、また少なくとも一部が可撓
性膜にて画成された容積可変の平衡室を前記第二の支持
体側に、それぞれ設け、それら受圧室と平衡室とに所定
の電気粘性流体を封入する一方、それら受圧室と平衡室
′との間に、両流体室を相互に連通せしめる連通流路を
設けると共に、該連通流路内に少なくとも一対の電極を
配し、該受なくとも一対の電極に対するｉ１１電制御に
て、かかる連通流路を通じての前記電気粘性流体の流動
を制御するようにした電気粘性流体封入式マウント装置
において、前記仕切部材を、振動入力方向に相互に重ね
合わされる二枚のプレート部材にて構成せしめて、かか
るプレート部材の重合面間に、前記連通流路を、該重合
面に沿って延びる方向に形成すると共に、かかる連通流
路内において、導電性材料にて形成された付加質量体を
、該連通流路の延びる方向に平行な複数の列形態をもっ
て、且つその列間対向距離を略一定に保持した状態下で
流体流通方向に所定距離変位可能に配置せしめることに
より、かかる複数の列形態をもって対向配置された付加
質量体にて、前記少なくとも一対の電極を構成せしめた
ことにある。

（実施例） 以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発
明の実施例について、図面を参照しつつ、詳細に説明す
ることとする。

先ず、第１図には、本発明を自動車用エンジンマウント
に適用したものの一例が示されている。

この図において、１０．１２は、それぞれ、第−及び第
二の支持体としての上側支持金具及び下側支持金具であ
って、主たる振動入力方向（第１図において上下方向）
で所定路離隔てて、対向する状態で配置されている。

そして、かかる上側支持金具１０は、厚肉円錐台形状を
もって形成されており、その大径側端面中央部において
、軸方向外方に突出する取付ボルト１４を備えている。

一方、下側支持金具１２は、開口部に外向きのフランジ
部１６を備えた有底円筒形状の底金具１８と、この底金
具１８のフランジ部１６にボルト２０等によって一体的
に固設される円環状の連結金具２２と、該連結金具２２
とフランジ部１６との間に重ね合わされて介装せしめら
れる二つの厚肉の円環状スペーサ金具２４．２４とから
構成されており、また、かかる底金具１８の底面中央部
において、軸方向外方に突出する取付ボルト２６を一体
的に備えている。

そして、これら上側支持金具１０と下側支持金具１２と
は、図示されているように、上側支持金具１０の小径側
端面と、下側支持金具１２の開口側が対向する状態で、
互いに同心的に位置せしめられており、かかる配置状態
下において、ゴム弾性体２８によって連結されている。

より具体的には、かかるゴム弾性体２８は略中空円錐台
形状をもって形成されており、その頂部側端部に上側支
持金具１０が、底部側外周部に下側支持金具１２を構成
する連結金具２２が、それぞれ一体的に加硫接着せしめ
られており、それによってそれら両支持金具１０．１２
が、ゴム弾性体２８にて一体的に且つ弾性的に連結せし
められている。

なお、本実施例においては、かかるゴム弾性体２８に対
して、ＮＢＲ等からなる保護ゴム層３０が、その周縁部
が連結金具２２とスペーサ金具２４との間で挟持される
ことによって、該ゴム弾性体２８の内面を覆うように、
所定厚さで一体的に設けられており、ゴム弾性体２８を
、内部に収容される電気粘性流体から保護するようにな
っている。

また、下側支持金具１２には、底金具１８のフランジ部
１６とスペーサ金具２４との間で、周縁部が流体密に挟
持された状態で、ゴム弾性膜からなるダイヤフラム３２
が配設されており、それによって、該ダイヤフラム３２
とゴム弾性体２８との間において密閉空間が形成されて
いる。なお、かかるダイヤフラム３２と下側支持金具１
２との間は、該ダイヤフッラム３２の膨出変形を許容す
る空間３３とされている。

そして、かかる密閉空間内には、所定の電気粘性流体３
４、例えば有機溶媒に、微粉化したシリカゲル、ノニオ
ン系界面活性剤及び水を配合したもの等の公知の電気粘
性流体が封入されている。

さらに、下側支持金具１２には、それを構成する二つの
スペーサ金具２４．２４の間において、外周縁部が流体
密に保持された状態で、全体として円板形状を呈する仕
切部材としての仕切壁３６が配設されており、この仕切
壁３６によって、上記密閉空間が、上側支持金具１０側
の受圧室３８と、ダイヤフラム３２側の平衡室４０とに
仕切られている。

ここにおいて、かかる仕切壁３６は、第２図及び第３図
にも示されているように、フッ素樹脂等の電気絶縁性の
材料からなる、円板状の上側プレート４２と下側プレー
ト４４とが、その外周縁部に、フッ素樹脂等の電気絶縁
性の材料からなる略円環板形状の外縁封止スペーサ４６
が介装された状態下に、互いに軸方向に重ね合わされる
ことによって、その内部に密閉された板状の空間５２を
形成するように構成されている。

また、かかる仕切壁３６を構成する上側プレート４２に
は、外周縁部において、その内部に形成された空間５２
を受圧室３８に連通するための弓形状の連通孔４８が設
けられている一方、下側プレート４４には、かかる上側
プレート４２に設けられた連通孔４８に対して径方向に
対向する外周縁部位において、かかる空間５２を平衡室
４０内に連通ずるための弓形状の連通孔５０が設けられ
ており、それによってかかる両プレート４２．４４間に
形成された空間５２にて、受圧室３８と平衡室４０とを
繋ぐ連通流路が構成されているのである。

更にまた、ここにおいて、かかる空間５２を形成する上
側プレート４２及び下側フ゛レート４４の内側面上には
、それぞれ、相対向する部位において、連通孔４８．５
００対向位置する方向に向かって両速通孔４８．５０間
の略全長に亘る長さをもって延びる複数条（本実施例に
おいては６条）の凹溝５４が、互いに所定距離を隔てて
相互に平行に形成されている。

そして、これらの上側及び下側プレート４２．４４の重
ね合わせの際、その空間５２内に対向して形成されたそ
れぞれの凹溝５４．５４間において、該凹溝５４内に一
部が嵌まり込んだ状態で、付加質量体としての球体５６
が、複数個（本実施例においては、６個づつ）収容、配
置されている。

即ち、これらの球体５６は、それぞれの凹溝５４．５４
内に収容されることによって、かかる空間５２内を流動
される流体３４の流通方向に平行な方向に延びる複数の
列形前をもって配置せしめられており、且つかかる凹溝
５４．５４による案内にて、それぞれの凹溝５４．５４
内に収容された複数の球体５６が、隣り合う凹溝５４．
５４内に収容された複数の球体５６に対して、その列間
対向距離を略一定に保持した状態下で、流体流通方向へ
の所定距離の変位が許容され得るように、流体流通方向
に所定量の余裕（間隙）をもって配されているのである
。

また、ここにおいて、これらの球体５６は、それぞれ、
鉄や銅、鉛等の導電性材料にて形成されている一方、前
記上側及び下側プレート４２．４４には、それぞれ、か
かる球体５６に接するように、導電体５８．６０が、埋
設状態下に配されている。即ち、第１図及び第３図に示
されているように、かかる導電体５８は、上側プレート
４２において、流体流通方向に並列に形成された槍数条
の凹溝５４に対して、１条間隔で、その底面に露呈され
る形態をもって埋設、配置されている一方、導電体６０
にあっては、下側プレート４４において、上側プレート
４２に対して重ね合わせられた際、該上側プレート４２
において導電体５８が露呈されていない凹溝５４に対向
して位置する凹溝５４の底面に露呈される形態をもって
、埋設、配置されている。

そして、それによって、上側プレート４２内に埋設され
た導電体５８と、下側プレート４４内に埋設された導電
体６０とに対して、それぞれ、外部電源を接続せしめる
ことにより、複数条の列形前をもって配設された複数の
球体５６が、隣接して対向する列間において対を為す電
極を構成することとなるのである。

また、図示はされていないが、かかる複数の球体５６に
対する給電を行なう導電体５８．６０の、外部電源に対
する接続状態は、切換制御され得るようになっている。

そして、かかる導電体５８．６０に対して通電せしめる
ことにより、それぞれの隣接する球体５６の列間におい
て、電場が形成されることとなるのであり、かかる電場
に基づいて、該球体５６の列間対向間隙６２、即ち空間
５２内に存在する電気粘性流体３４の粘度を高め得るよ
うになっているのである。

なお、このような構造の本実施例におけるエンジンマウ
ントは、例えば、上側支持金具１０が、取付ボルト１４
によって、エンジン側に取り付けられる一方、下側支持
金具１２が、取付ボルト２６によって、車体フレームに
取り付けられることとなり、それによって、エンジン乃
至はエンジンを含むパワーユニットを車体に対して防振
、支持せしめるようになっているのである。

すなわち、このような構造とされたエンジンマウントに
あっては、導電体５８．６０に対して電気的な操作（通
電）が行なわれていない状態では、マウントに対する振
動入力に際して、受圧室３８と平衡室４０との間に生ず
る内圧差に基づく、空間５２を通じての流体３４の流動
が、該空間５２のうち、列形態をもって配置された球体
５６の列間対向間隙６２を通じて、小さな流動抵抗のも
とに惹起されることとなる。そして、このとき、がかる
球体５６は、流体流動方向への所定量の変位が確保され
ていることから、流体の流動に伴って、それにひきづら
れるように若干移動することとなるが、かかる流動状態
下でのマウントの周波数特性は、略前記列間対向間隙６
２のみにおける流体の流動特性に支配されることとなり
、以てかかる流動に基づく液柱共振作用等による防振特
性が、それら列間対向間隙６２をオリフィス通路とする
、低流動抵抗の流体３４の流動特性に支配されることと
なるのである。

また一方、導電体５８．６０に対して外部電源を接続し
て、球体５６の列間対向面間に所定の電位差を与えた状
態では、その電場の影響により、列間対向間隙６２内の
流体は著しく粘度を増加し、そしてその粘度増加程度は
、基底粘度に対して１００倍以上にもなることから、実
質的に球体５６が列間対向間隙６２内の流体３４と一体
化されることとなり、一体内に振動（流動）せしめられ
ることとなる。即ち、かかる状態下では、実質上、流体
３４と球体５６との一体化によって、流動流体の密度が
増大したことと等価となり、且つその流路断面が、空間
５２全体と考えられることとなるところから、その流動
に基づく液柱共振作用等による防振特性が、かかる空間
５２全体をオリフィス通路とする、流体３４と球体５６
とが一体化した高密度流体の流動特性に支配されること
となるのである。

このような特性変化は、また以下のように説明すること
が出来る。即ち、電極を構成する球体５６の列間対向間
隙６２に電場が形成されていない場合に比して、導電体
５８．６０間に通電して、電場を形成した場合において
は、オリフィス通路として機能する流路断面積の変化、
即ち空間５２に対する列間対向間隙６２の大きさにも影
響を受けるが、特に、空間５２内を通じて流動される流
体の実質的な比重が増加されることから、液柱共振作用
に寄与する流動体の有効質量が大きくなり、以てかかる
マウントの周波数特性における液柱共振点が、低周波数
側に移行することとなる。また、この特性を図示したも
のが、第４図（ａ）及び（ｂ）に示されており、本実施
例におけるエンジンマウントにおいては、電場の印加の
有無によって、実線で示される特性と破線で示される特
性とを、それぞれ別個に現出させることができるのであ
る。

従って、上述の如きエンジンマウントにあっては、かか
る第４図において、矢印にて示される周波数域：Ａ、即
ちアイドリング振動或いはシェイク振動の周波数域（１
０〜３０Ｈｚ）に対して、エンジンマウント諸元、具体
的にはゴム弾性体２８のばね特性や、空間５２及び列間
対向間隙６２の大きさ及び球体５６の質量や数などを設
定することにより、かかる第４図中の実線及び破線に示
される特性が得られるようにチューニングすれば、二つ
の重要な要求特性、即ちシェイク振動に対する直動ばね
・高減衰特性と、アイドリング振動に対する低動ばね・
低減衰特性とが、走行状態に応じた電場の形成或いはそ
のような電場の除去の操作を行なうことによって、とも
に流体の液柱共振作用に基づいて極めて有利に且つ選択
的に発揮され得るのであり、ここに理想的なエンジンマ
ウントの形態が実現できることとなったのである。なお
、このような電場の形成は、有利には、自動車の走行状
態を適当なセンサによって検出して、その検出信号に基
づいて制御されることとなる。

そして、かかる構造のエンジンマウントにあっては、対
をなす電極を構成する、列形態をもって配設された球体
５６の、その対向方向への変位が、凹溝５４によって規
制されていることから、電極間の短絡の虞が有効に回避
され得るのであり、それによって上述の如き防振特性が
、優れた信頼性のもとに安定して発揮され得ることとな
るのである。

また、本実施例におけるマウント装置にあっては、電極
を構成する付加質量体が、球体５６によって構成されて
いることから、凹溝５４内における流体流動方向への移
動に際しての抵抗が、有効に低減され得ると共に、列間
対向間隙６２での電場の形成時における流体との一体化
が極めて有利に図られ、その防振機能が有効に発揮され
得るといった利点をも有しているのである。

以上、本発明に従う構造とされた実施例について詳述し
てきたが、これは文字通りの例示であって、本発明は、
そのような具体例にのみ限定して解釈されるものではな
い。

例えば、前記実施例においては、付加ｆ量体が、ボール
ベアリングの如き構造の複数の球体５６にて構成されて
いたが、その具体的構造は限定されるものではなく、例
えば対向配置される付加質量体を、それぞれ単一の長手
ブロック形状をもって形成し、或いはその摺動抵抗低減
のために、ベアリング支持することも可能である。

さらに、前記実施例においては、連通流路たる空間５２
内に配された付加１体としての球体５６が、全て電極と
して構成されていたが、その他、例えば対向配置された
一対乃至は複数対の電極の対向面間に、電極を構成しな
い付加質量体を配し、かかる電極間における流体３４の
粘性増加によって、該付加ｆｆｆｉ体との一体化を図る
ようにすることも可能である。

また、本発明に従うマウント装置において、受圧室３８
や平衡室４０を画成する保護ゴム層３０やダイヤフラム
３２のゴム周囲壁は、所定の電気粘性流体に接触するよ
うになるところから、ＮＢＲの他、水添ＮＢＲ，ＡＣＭ
、ＣＨＣ，ＦＫＭ等の耐油性ゴムにて構成されているこ
とが好ましく、またゴムの表面に、ナイロン等の可撓性
の高い樹脂薄膜を接着したものも使用することが出来、
更に保護ゴムＩＩＪ３０を設けずに、ゴム弾性体２８自
体をこれらの材料で直接構成するようにすることも可能
である。また、仕切壁３６を構成する上側及び下側のプ
レート４２．４４や、外縁封止スペーサ４６にあっても
、例示の如きフッ素樹脂性のものの他、例えば体積固有
抵抗が１０１５Ω印程度以上の耐有機溶媒性の材料であ
れば、何れをも好適に使用可能である。

更にまた、前記実施例におけるマウントの如く、複数対
の電極をもって構成されたものにあっては、それら複数
対の電極に対する通電を、適当に選択して組み合わせる
ように制御することも可能であり、それによって複数の
周波数域の入力振動に対するより効果的な防振特性を有
利に得ることができることとなる。

加えて、前記実施例においては、本発明を自動車のエン
ジンマウントに適用したものの一例を示したが、本発明
は、その他、種々なる機械装置等におけるマウント装置
として良好に用いられ得るものであり、その使用形態等
に応じて、適宜設計上の変更が加えられることは勿論で
ある。

その他、−々列挙はしないが、本発明は当業者の知識に
基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様にお
いて実施され得るものであり、またそのような実施態様
が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の
範囲内に含まれるものであることは、言うまでもないと
ころである。

（発明の効果） 上述の説明から明らかなように、このような本発明に従
う構造とされた電気粘性流体封入式マウント装置にあっ
ては、受圧室と平衡室とを相互に連通ずる連通流路内に
配置された付加質量体によって電極が構成されており、
そして振動人力時における封入流体の連通ｉｉを通じて
の流動が、かかる付加質量体に対する非通電状態下では
、それら付加質量体の間隙を通じて、低い流動抵抗のも
とに惹起される一方、かかる付加質量体に対する通電状
態下では、封入流体の増粘に伴って、該封入流体に対し
て付加質量体が略一体となり、連通流路内において一様
に流動されることとなるところから、かかる付加質量体
に対する通電制御に応じて、それぞれ発現される連通流
路形態乃至は流通流体密度（流体ｆｆｔｔ）に対応した
周波数域の入力振動に対して、液柱共振作用に基づく防
振機能が発揮され得るのであり、以て同一周波数帯の入
力振動に対しても、異なる防振特性が有効に発揮され得
ることとなるのである。

そして、それ故、例えば、本発明に従えば、同一周波数
域における低動ばね・低減衰特性と直動ばね・高減衰特
性とを、ともに連通流路内を流動する流体の液柱共振作
用に基づいて有利に得ることができるのであり、特に、
自動車のエンジンマウントに適用することによって、同
一周波数帯に発生するアイドリング振動やシェイク振動
の如き異なる状態の入力振動に対しても、極めて優れた
防振特性を発揮し得るマウント装置が実現され得ること
となるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としてのエンジンマウントを
示す縦断面図であり、第２図はかかるエンジンマウント
に用いられている仕切壁を示す平面図であり、第３図は
第２図における■−■断面図である。また、第４図（ａ
）及び（ｂ）は、それぞれ、横軸に振動周波数をとり、
縦軸に減衰係数乃至は動ばねをとって、例示のエンジン
マウントの動特性を示すグラフである。 １０：上側支持金具　　１２：下側支持金具２８：ゴム
弾性対　　　３２：ダイヤフラム３４：電気粘性流体　
　３６：仕切壁 ３８：受圧室　　　　　４０：平衡室 ４２：上側プレート　　４４：下側プレート５２：空間
（連通流路）５４：凹溝 ５６−球体（付加質量体） ｓｓ、６ｏ：導電体　　６２：列間対向間隙出願人　　
東海ゴム工業株式会社 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　振動入力方向に所定距離を隔てて配置された第一の支
   持体と第二の支持体とを、ゴム弾性体にて弾性的に連結
   すると共に、振動入力方向に略直角な方向に拡がり、か
   かる第二の支持体に対して外周縁部が流体密に固定され
   た仕切部材を挟んで、少なくとも一部が前記ゴム弾性体
   にて画成された、防振されるべき振動が入力せしめられ
   る受圧室を前記第一の支持体側に、また少なくとも一部
   が可撓性膜にて画成された容積可変の平衡室を前記第二
   の支持体側に、それぞれ設け、それら受圧室と平衡室と
   に所定の電気粘性流体を封入する一方、それら受圧室と
   平衡室との間に、両流体室を相互に連通せしめる連通流
   路を設けると共に、該連通流路内に少なくとも一対の電
   極を配し、該少なくとも一対の電極に対する通電制御に
   て、かかる連通流路を通じての前記電気粘性流体の流動
   を制御するようにした電気粘性流体封入式マウント装置
   において、 前記仕切部材を、振動入力方向に相互に重ね合わされる
   二枚のプレート部材にて構成せしめて、かかるプレート
   部材の重合面間に、前記連通流路を、該重合面に沿って
   延びる方向に形成すると共に、かかる連通流路内におい
   て、導電性材料にて形成された付加質量体を、該連通流
   路の延びる方向に平行な複数の列形態をもって、且つそ
   の列間対向距離を略一定に保持した状態下で流体流通方
   向に所定距離変位可能に配置せしめることにより、かか
   る複数の列形態をもって対向配置された付加質量体にて
   、前記少なくとも一対の電極を構成せしめたことを特徴
   とする電気粘性流体封入式マウント装置。