JPH04185930A - 電気粘性流体封入式防振装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電圧を印加することにより粘度が変化する電気
粘性流体を用いた防振装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、磁性流体を封入した防振装置として実開昭６４−
３５２３２号公報に開示されたものがある。第１２図に
示すようにこの防振装置５１は、振動源５２と、同振動
源５２を支持する支持部材５３との間に介在され、振動
源５２で発生した振動が支持部材５３に伝わるのを抑制
するためのものである。

防振装置５１は、磁性流体５０が封入された上部流体室
５４及び下部流体室５５を備え、両流体室５４．５５は
オリフィス５６により相互に連通されている。すなわち
、防振装置５１のほぼ中央部には樹脂一体コイル５７が
配設されている。樹脂一体コイル５７は、内部にコイル
５８を装填した円筒部５９と、外周にコイル５８のター
ミナル６０が突設されたフランジ部６１とから構成され
ており、円筒部５９の内部が前記オリフィス５６となっ
ている。そして、コイル５８には電源（図示しない）か
らターミナル６０を介し電力が供給される。

前記防振装置５１によれば、振動源５２の振動により一
方の流体室５４（５５）が変形すると、その変形に伴っ
て同流体室５４（５５）内の磁性流体５０がオリフィス
５６を通過して他方の流体室５５（５４）内へ流入する
。このオリフィス５６を通過する際に減衰力が生じ、同
減衰力が前記振動源５２から支持部材５３への振動の伝
播を抑制する。この際、コイル５８に電力が供給される
と、オリフィス５６内部には電力に応じた強さの磁界が
発生し、その磁界によりオリフィス５６内の磁性流体５
０の流動性が低下する。そのため、オリフィス５６内を
通過する際に生ずる減衰力が増加して、よりハードな防
振特性が得られる。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、前記従来の防振装置５１を例えば自動車のエ
ンジンマウントに適用した場合、次のような問題が生ず
る。

一般にエンジンからは、■ピストンの上下運動に基づく
上下振動、■トルク変動（ピストン及びコネクティング
ロッドの運動による慣性力によってクランク軸が受ける
トルクの周期的変動）、発進時のエンジンロール等に基
づくロール振動、■発進時、停止時のエンジン慣性に基
づく前後振動等、方向の異なる種々の振動が発生する。

このため、エンジンマウントは防振、車両の走行安定性
等の観点から前記の各種方向の振動を減衰する必要があ
る。

しかしながら、前記従来技術ではオリフィス５６内を通
過する磁性流体５０の通過方向が一方向（第１２図では
上下方向）のみであるので、前記のような多方向の振動
を減衰することができない。

このような問題は、磁性流体に代えて電気粘性流体を封
入したタイプの防振装置に関しても同様に生ずる。

本発明は前述した事情に鑑みてなされたものであり、そ
の目的は多方向の振動を減衰することができ、防振性能
の向上を図ることが可能な電気粘性流体封入式防振装置
を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本発明の電気粘性流体封入式
防振装置は、振動源と、同振動源を支持する支持部材と
の間に介装され、かつ電気粘性流体が封入された封入室
を有する防振装置本体と、前記振動源の振動状態を検出
する検出手段と、前記防振装置本体の封入室内に配設さ
れた多数の電極と、前記電極間に電圧を印加して両電極
間の電気粘性流体の粘度を増加させることにより、前記
封入室を、複数の液室と、両液室を連通させるオリフィ
スとに区画する電圧印加手段と、前記検出手段からの検
出信号に基づき電圧が印加される電極を選択し、前記液
室の形状及びオリフィスの形状を変化させて、同オリフ
ィス内を通過する電気粘性流体の通過方向を制御するた
めの制御手段とを備えている。

［作用］ 振動源が振動すると、その振動源の振動状態は検出手段
によって検出される。制御手段は前記検出手段からの検
出信号が入力されると、電圧印加手段を制御して電極に
電圧を印加させる。すると、電圧が印加された両電極間
の電気粘性流体の粘度が増加し高粘度の壁となる。この
高粘度の壁により封入室は複数の液室と、両液室を連通
させるオリフィスとに区画される。

このため、振動源からの振動が前記液室に加わると、同
液室内の電気粘性流体はオリフィスを通って他の液室へ
移動しようとする。このオリフィス内の電気粘性流体は
、入力振動と共振して、同人力振動を打ち消そうとする
ので、一方の液室から他方へ液室への振動伝達が抑制さ
れる。

ところで、本発明では封入室内に多数の電極が配設され
、これらの電極のうちのどの電極に電圧が印加されるか
は、検出手段からの検出信号に基づき制御手段によって
制御される。このため、同制御手段によって液室の形状
及びオリフィスの形状が変化され、同オリフィス内を通
過する電気粘性流体の通過方向が制御される。従って、
この通過方向の変更により多方向の振動減衰が可能とな
る。

［実施例］ 以下、本発明をエンジンマウントに具体化した一実施例
を第１〜１１図に従って説明する。

第１図はエンジンマウント１の概略構成を示す図である
。このエンジンマウント１は、振動源としてのエンジン
２と、同エンジン２を支持する支持部材としての自動車
ボディ３との間に介在される。そして、エンジンマウン
ト１は三次元の直交座標系で表されるエンジン２の各種
方向の振動を減衰するようになっている。ここで、各種
方向の振動とは、第２図の左右方向（Ｘ軸方向）の振動
と、同図の上下方向（Ｙ軸方向）の振動と、第１図の上
下方向（Ｚ軸方向）の振動である。

前記エンジンマウント１は、上下両端を開口した略円筒
状の本体ケース４を備えている。本体ケース４の下端に
は下部カバー５がかしめ固定されている。下部カバー５
の内底部にはボルト６が取付けられており、このホルト
６を介し下部カバー５がボディ３に固定される。本体ケ
ース４の上部には緩衝用上部ゴム体７か接着されており
、その上部ゴム体７の上端にブラケット８が接着されて
いる。ブラケット８にはホルト９が挿通され、そのボル
ト９下端が上部コム体７の孔７ａに接着されている。そ
して、このボルト９を介しブラケット８にエンジン２が
固定される。

前記本体ケース４と下部カバー５との間には薄板状の下
部ゴム体１０か張設されている。この下部ゴム体１０よ
りも下側の空間は、下部カバー５の空気抜き孔５ａを介
して大気と連通している。

本体ケース４内において上下両ゴム体７，１０間には中
間板１１が配設され、この中間板１１によって上下両ゴ
ム体７，１０間の空間か、封入室としての主室１２及び
副室１３に区画されている。

これらの主室１２及び副室１３内には、電気粘性流体（
以下、単に流体という）Ｌが封入されている。流体りは
通常状態では一般の水溶液と同様の挙動を示すが、電圧
を印加すると粘度か増加するという特性（電気粘性効果
）を有する液体である。

前記中間板１１は、アルミニウム合金等の軽量材料によ
って略低円柱状に形成されている。中間板１１の中心部
には、前記主室１２及び副室１３を連通させるオリフィ
スとしての四角孔１１ａかＺ軸方向に貫設されている。

なお、本実施例では前記した本体ケース４．下部カバー
５、上部ゴム体７、下部ゴム体１０、中間板１１等によ
って防振装置本体が構成されている。

前記防振装置本体内には多数の電極が配設されている。

すなわち、前記ボルト９は上部負電極を兼ねている。ま
た、第２図に示すように中間板１１の上面には、第１の
上部正電極１４及び第２の上部正電極１５が前記四角孔
１１ａを挟んでＸ軸方向に対向配置されている。同様に
中間板１１の上面には、第３の上部正電極１６及び第４
の上部正電極１７が、前記四角孔１１ａを挟み、かつ前
記第１及び第２の上部正電極１４．１５から若干離間し
た状態でＹ軸方向に対向配置されている。さらに、中間
板１１において四角孔１　］、　ａ内の対向する壁面に
は、下部正電極１８及び下部負電極１９が埋設されてい
る。

前記第１〜４の上部正電極１４〜１７及び下部正電極１
８には、第１図に示すように分配器２１が接続されてい
る。また、分配器２１にはトランス２２を介して電圧印
加手段としてのバッテリ２３が接続されている。そのた
め、バッテリ２３の電圧がトランス２２にて昇圧され、
その昇圧された電圧か分配器２１に供給される。そして
、分配器２１の分配動作により、昇圧された電圧が第１
〜４の上部正電極１４〜１７及び下部正電極１８に選択
的に供給される。

また、エンジンマウント１のブラケット８には、検出手
段としての加速度センサ２４が取付けられており、この
加速度センサ２４が制御手段としてのコントローラ２５
に接続されている。加速度センサ２４はＸ軸方向、Ｙ軸
方向及びＺ軸方向の各振動に基づく加速度を検出する。

コントローラ２５には、前記正電極１４〜１８に電圧を
印加するか否かを判定するための判定値が予め記憶され
ている。コントローラ２５は加速度センサ２４からの３
軸方向の加速度に対応する各信号が入力されると、これ
らの入力値と判定値とを比較する。そして、入力値が判
定値よりも大きくなった時、前記分配器２１を制御して
昇圧されたバッテリ電圧を正電極１４〜１８に印加する
ようになっている。

本実施例では、Ｘ軸方向の加速度が判定値よりも大きく
なると、ボルト（上部負電極）９と第１〜第４の上部正
電極１４〜１７との間に電圧が印加される。また、Ｙ軸
方向の加速度が判定値よりも大きくなると、ボルト９と
第１及び第２の上部正電極１４．１５との間に電圧が印
加される。さらに、Ｚ軸方向の加速度が判定値よりも大
きくなると、下部正電極１８及び下部負電極１９間に電
圧が印加されるように設定されている。

次に、前記のように構成されたエンジンマウント１の作
用について説明する。

自動車運転時にエンジン２からエンジンマウント１に振
動が加わると、上部ゴム体７が変形し主室１２の容積が
変化する。すると、主室１２内の流体りは、中間板１１
の四角孔１１ａを介して副室１３へ移動しようとする。

一方、コントローラ２５は加速度センサ２４からの信号
を入力してＸ軸方向に作用する加速度、Ｙ軸方向に作用
する加速度及びＺ軸方向に作用す　′る加速度をそれぞ
れ検知し、各加速度と予め設定された判定値とを比較す
る。そして、コントローラ２５は検出値が判定値よりも
大きくなったと判断すると、トランス２２によって昇圧
されたバッテリ電圧を正電極１４〜１８に選択的に印加
する。

第３，４図は、Ｙ軸方向に作用する加速度が判定値より
も大きくなった時のエンジンマウントｌの状態を示して
おり、この時にはボルト９と第１の上部正電極１４、及
びボルト９と第２の上部正電極１５との間にそれぞれ電
圧が印加される。すると、電圧が印加された上部正電極
１４，１５とボルト９との間に電界が発生し流体りの粘
度が増加する。これにより主室１２内の流体りのうち電
圧が印加された部分は高粘度の壁Ｗとなり、それ以外は
低粘度のままである。つまり、前記主室１２は壁Ｗによ
って一対の液室Ａ、　　Ｂと、Ｙ軸方向へ延びて両液室
Ａ、Ｂを連通させるオリフィス２６とに区画される。

従って、一方の液室Ａ　（Ｂ）内の低粘度の流体りはオ
リフィス２６を通って他方の液室Ｂ　（Ａ）内へ流動可
能である。このため、前記のように流動する低粘度の流
体りが入力振動と共振してこれを打ち消そうとし、前記
主室１２から副室１３への振動伝達が抑制される。

次に、Ｘ軸方向に作用する加速度が判定値よりも大きく
なった時のエンジンマウント１の状態を第５，６図に示
す。

この時にはボルト９と第１〜４の上部正電極１４〜１７
との間にそれぞれ電圧が印加される。すると、前述の第
４図の状態に加え、ボルト９と第３の上部正電極１６と
の間、及びボルト９と第４の上部正電極１７との間にも
電界が発生し、流体りの粘度が増加して高粘度の壁Ｗが
生じる。このため、前記液室Ａはこの壁Ｗによって一対
の液室Ｃ９Ｄと、略Ｘ軸方向へ延びて両液室Ｃ，Ｄを連
通させるオリフィス２７とに区画される。同様に、前記
液室Ｂは一対の液室Ｅ、Ｆと、略Ｘ軸方向へ延びて両液
室Ｅ、Ｆを連通させるオリフィス２８とに区画される。

従って、一方の液室Ｃ，Ｅ　（Ｄ、　Ｆ）内の低粘度の
流体りはオリフィス２７．２８を通って他方の各液室り
、　　Ｆ　（Ｃ，Ｅ）内へ流動可能である。

このため、前記のように流動する低粘度の流体りが入力
振動と共振してこれを打ち消そうとし、前記主室１２か
ら副室１３への振動伝達が抑制される。

次に、Ｚ軸方向に作用する加速度が判定値よりも大きく
なった時のエンジンマウント１の状態を第７，８図に示
す。

この時には下部負電極１９と下部正電極１８との間に電
圧が印加される。すると、画電極１９゜１８間に電界が
発生し流体りの粘度が増加して、高粘度の壁Ｗが生じる
。この高粘度の壁Ｗは、主室１２内の低粘度の流体りが
四角孔１１ａを通って副室１３内へ流入するのを阻止す
るので、前記主室１２から副室１３への振動伝達が抑制
される。

なお、第９図はＸ軸方向に振動が加わった場合のエンジ
ンマウントＩの防振特性である。同様に、第１０図はＹ
軸方向に振動が加わった場合、第１１図はＺ軸方向に振
動が加わった場合のエンジンマウント１の各防振特性で
ある。各図において、横軸は周波数、縦軸は減衰係数Ｃ
及びばね定数Ｋｄである。また、各図の破線は電圧が印
加されていない場合の特性であり、実線は電圧が印加さ
れた場合の特性である。

これらの図から、防振特性に関与する減衰係数Ｃ及びば
ね定数Ｋｄは、電極に電圧を印加すると大きく変化する
ことが分かる。そして、この変化はＸ軸方向、Ｙ軸方向
、Ｚ軸方向のいずれの方向に対しても顕著に現れる。

このように、本実施例では流体りが封入された主室１２
及び四角孔１１ａ内に多数の電極９，１４〜１９を三次
元的に配置し、加速度センサ２４からの検出信号に基づ
き、同電極９，１４〜１９に対し選択的に電圧を印加し
て高粘度の壁Ｗを生じさせ、この高粘度の壁Ｗにより前
記主室１２及び四角孔１１ａを、複数の液室Ａ−Ｆと隣
接の液室Ａ−Ｆを連通させるオリフィス２６〜２８とに
区画するようにした。

このため、オリフィス５６を通過する磁性流体５０の方
向が一方向のみである従来技術とは異なり、本実施例で
はＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の３軸方向の振動を
確実に減衰することができ、防振性能の向上を図ること
が可能となる。

なお、本発明は前記実施例の構成に限定されるものでは
なく、例えば以下のように発明の趣旨から逸脱しない範
囲で任意に変更してもよい。

（１）一般に液体封入式エンジンマウントの防振特性は
、オリフィスの断面積と長さとにより決定されることが
知られている（自動車技術会　学術講演会前刷集８６１
０４２参照）。このことから、正電極１４〜１８及び負
電極９，１９の形状や数を適宜変更して、オリフィスの
断面積や長さを調節することにより、最適な防振特性を
得ることが可能である。

また、前記のように正電極１４〜１８及び負電極９，１
９の形状、数、配置等を適宜変更することによって、３
軸方向よりも多軸方向に防振特性を設定することが可能
である。

（２）前記実施例では正電極１４〜１８に対し、一定の
大きさの電圧を印加するか否かのオン・オフ制御を行う
ようにしたが、この印加電圧の大きさを制御することに
よって各防振特性をより細かく調節するようにしてもよ
い。

（３）エンジン２の状態を検出するセンサとしては、前
記した加速度センサ２４以外にも、車速センサ、回転数
センサ、スロットルポジションセンサ、ステアリングセ
ンサ、ストップランプセンサ、スタータスイッチ等を用
い、加速状態、車両ロール状態、ブレーキ状態、クラン
キング等を判断して、各種状態に応じて電圧の印加条件
を変更するようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明の電気粘性流体封入式防振
装置では、封入室内に多数の電極を配設し、電圧印加手
段にて前記電極間に電圧を印加して両電極間の電気粘性
流体の粘度を増加させることにより、前記封入室を複数
の液室と両液室を連通させるオリフィスとに区画し、さ
らに検出手段からの検出信号に基づき制御手段にて電圧
が印加される電極を選択し、前記液室の形状及びオリフ
ィスの形状を変化させて、同オリフィス内を通過する電
気粘性流体の通過方向を制御するようにしたので、多方
向の振動を減衰することができ、防振性能の向上を図る
ことができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１〜１１図は本発明をエンジンマウントに具体化した
一実施例を示し、第１図はエンジンマウントの概略構成
を示す図、第２図は第１図のｎ−■線断面図、第３図は
Ｙ軸方向の振動が加わった時のエンジンマウントの部分
縦断面図、第４図は第３図のＩＶ−ＩＶ線断面図、第５
図はＸ軸方向の振動が加わった時のエンジンマウントの
平断面図、第６図は第５図のＶＩ−ＶＩ線断面図、第７
図はＸ軸方向の振動が加わった時のエンジンマウントの
部分縦断面図、第８図は第７図の■−■線断面図、第９
図はＸ軸方向の振動が加わった時のエンジンマウントの
防振特性を示すグラフ、第１０図はＹ軸方向の振動が加
わった時のエンジンマウントの防振特性を示すグラフ、
第１１図はＸ軸方向の振動が加わった時のエンジンマウ
ントの防振特性を示すグラフであり、第１２図は従来の
エンジンマウントの縦断面図である。 ２・・・振動源としてのエンジン、３・・・支持部材と
してのボディ、９・・・上部負電極を兼ねるボルト、１
２・・・封入室としての主室、■３・・・封入室として
の副室、１４・・・第１の上部正電極、１５・・・第２
の上部正電極、１６・・・第３の上部正電極、１７・・
・第４の上部正電極、１８・・・下部正電極、１９・・
・下部負電極、２３・・・電圧印加手段としてのバッテ
リ、２４・・・検出手段としての加速度センサ、２５・
・・制御手段としてのコントｏ−−７，２６，２７，２
８・・・オリフィス、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆ・・−液
室、Ｌ・・・電気粘性流体。 特許出願人　　　トヨタ自動車株式会社代理人　弁理士
　恩田博宣（ほか１名）第３図 第５図 閣１ 第４図 巴 第６図 周波数

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、振動源と、同振動源を支持する支持部材との間に介
   装され、かつ電気粘性流体が封入された封入室を有する
   防振装置本体と、 前記振動源の状態を検出する検出手段と、 前記防振装置本体の封入室内に配設された多数の電極と
   、 前記電極間に電圧を印加して両電極間の電気粘性流体の
   粘度を増加させることにより、前記封入室を、複数の液
   室と、両液室を連通させるオリフィスとに区画する電圧
   印加手段と、 前記検出手段からの検出信号に基づき電圧が印加される
   電極を選択し、前記液室の形状及びオリフィスの形状を
   変化させて、同オリフィス内を通過する電気粘性流体の
   通過方向を制御するための制御手段と を備えたことを特徴とする電気粘性流体封入式防振装置
   。