JPH0672636B2 - 正確に調節できる動的動作特性を有する流体入振動絶縁装置 - Google Patents

正確に調節できる動的動作特性を有する流体入振動絶縁装置

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JPH0672636B2
JPH0672636B2 JP62209441A JP20944187A JPH0672636B2 JP H0672636 B2 JPH0672636 B2 JP H0672636B2 JP 62209441 A JP62209441 A JP 62209441A JP 20944187 A JP20944187 A JP 20944187A JP H0672636 B2 JPH0672636 B2 JP H0672636B2
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F13/00—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs
    • F16F13/04—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper
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    • F16F13/10—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper the damper being a fluid damper, e.g. the plastics spring not forming a part of the wall of the fluid chamber of the damper the plastics spring forming at least a part of the wall of the fluid chamber of the damper the wall being at least in part formed by a flexible membrane or the like
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は液体入振動絶縁装置に関するものであり、さら
に詳しくいえば、本発明は制御操作に応答して調節でき
る動的動作特性を有する液体入振動絶縁装置に関するも
のである。
［従来の技術］ 液体入振動絶縁装置は、自動車のフレームにエンジンや
トランスミッションを取付けるために用いられることが
ますます多くなっている。一つの代表的な液体入振動絶
縁装置には仕切りによって分離された１対の向かい合っ
た可変容積流体入室があり、その仕切りの中には１対の
室の間に連続的に流体の連絡を行わせる細長い弓形の管
状通路が設けられている。この通路は、液体を閉じ込め
て方向を規制するとともに、中で振動する液体が一方の
流体入室のポンプ作用力に対して慣性抵抗を与えるの
で、「慣性トラック」と呼ばれている。前記仕切りには
慣性トラック通路と相互に関連しあって動作して振動の
周波数と振幅に関係するある特定の動的動作特性を与え
る減結合機構が取り付けられている。この振動絶縁装置
は、特定の周波数と振幅の範囲内で種々の大きさのこわ
さと減衰を与えるように調整されて、アイドルリング時
の振動、エンジンのはね上がり、雑音などの諸問題をな
くす。
ほとんどの市販の液体入振動絶縁装置においては、動作
特性は、その振動絶縁装置の設計によって決められたも
のに固定されている。動的動作特性を車両速度やエンジ
ン速度などの種々の条件に応答して能動的に制御できる
ように設計されている液体入振動絶縁装置がいくつか提
案されている。そのような振動絶縁装置を用いたエンジ
ンなどの取付け台の例が、米国特許第4,415,148号，第
4,505,462号、第4,531,484号、第4,537,275号及び日本
特許公開公報昭57-129944号に見いだすことできる。こ
れらの特許の中で米国特許第4,505,462号には、第５図
に見られるようなリング状ゴム部材の上、下を板で閉
じ、ゴム部材と上，下の板で形成された領域の中にオリ
フィス付き隔壁とゴム隔壁を取付けて、上板と隔壁の間
に空気を入れることのできる室（Ａ）と隔壁と下板との
間に隔壁で仕切られた二つの流体入室（Ｂ、Ｃ）とを形
成した振動絶縁装置が開示されている。この振動絶縁装
置は、リング状ゴム部材の中央外周辺に締め付けリング
を巻つけられている。二つの流体入室（Ｂ、Ｃ）のコン
プライアンスは、一方の流体入室については、締め付け
リングの締め付け力を変えることによって変えられ、他
方の流体入室については、空気を入れる室（′Ａ）の中
の空気の圧力を変えることによって変えられるようにな
っている。また、ドイル特許公開公報第3,244,296号に
おいては、第６図に見られるように、やはり、オリフィ
ス付き隔壁によって二つに分割された流体入室をもった
振動絶縁装置が開示されているが、この場合には、図で
見て上側の室の中央頂部に隔膜が取付けられ、この隔膜
の背後に気体入室を設け、この室内の圧力を変えること
ができるようになっている。この振動絶縁装置では、流
体入室の総合コンプライアンスは、気体入室内の圧力を
変えることによって変えられる。
圧力が流体入室のコンプライアンスを変えるように調整
される空気室を有する周知の能動的に制御される液体入
振動絶縁装置には若干の限界がある。一つには、そのよ
うな振動絶縁装置は、圧縮空気源を必要とするが、車両
によっては圧縮空気源を容易に搭載できないものもある
し、大抵の自動車では一般に圧縮空気源を設けられてい
ない。第２には、空気の圧力を調節することによって動
こわされ（弾性係数と入力たわみに90°遅れの異相弾性
係数のベクトル和として定義される）の極大及び極小が
生ずる周波数及び極大、極小の大きさを変えることがで
きるけれども、その場合は、流体入室の弾性体壁の一部
分のコンプライアンスを除去に変えるに過ぎないので、
可能な動的動作特性の変化量の限定されるし、調整前後
の動こわさ特性の差異がはっきしない傾向がある。した
がって、制御を手動で行ったりする場合には精密に制御
値を調整できない欠点がある。したがって、自動車の作
動状態、たとえばアイドリング時と正常走行時、に応じ
て精密に予測できる動的動作特性を与えるように確実に
手動で調節できる能動的に制御される流体入振動絶縁装
置が必要とされている。
［発明が解決しようとする課題］ 前述のことを考慮して、本発明の主な目的は、正確に調
節できる動的動作特性を与えるように能動的に制御でき
る新規な流体入振動絶縁装置を提供することである。
本発明のもう一つの目的は、二つの流体入室の一方のコ
ンプライアンス変えることによって正確に調節できる動
的動作特性を有する改良型流体入振動絶縁装置を提供す
ることである。
本発明のもう一つの目的は、振動絶縁装置の一つの流体
入室のコンプライアンスを変え、従って振動絶縁装置の
動的動作特性を幾つかに確実なシフトをもたらす制御応
答手段を有する独特の流体入振動絶縁装置を提供するこ
とである。
本発明のもう一つの目的は、動的動作特性に確実で正確
な変化をもたらして、それによって振動絶縁装置を特に
自動車に用いるのに適するようにするために真空を用い
る能動的に制御できる流体入振動絶縁装置を提供するこ
とである。
本発明のもう一つの目的は、製作費を安いものにし、動
作を信頼できるものにするために可動部品を最小にした
能動的に制御できる流体入振動絶縁装置を提供すること
である。
［問題点を解決するための手段］ さらに明確にいえば、本発明は、制御操作に応答して確
実にかつ正確に調節できる動的動作特性を有する流体入
振動絶縁装置を提供する。本発明の振動絶縁装置におい
ては、それのたわみ壁の一つのコンプライアンスの制御
を、その壁に隣接した作動流体室内の圧力の変動に応じ
て、壁の一部分がたわむことができる状態か、またはそ
の壁がたわまない状態かのどちらかにすることによって
行う。開示された実施例においては、圧縮性流体の入っ
ている制御流体室が作動流体室に隣接して設けられ、作
動流体室内に配置された比較的たわみにくいシャッタ・
パネルを取り付けたたわみ隔膜によって流体入室と分離
されている。このシャッタ・パネルは、隔膜を取り巻く
環状座と係合・離脱する動きができる。シャッタ・パネ
ルが環状座からはずされるとき、隔膜と制御流体室に入
っている空気とのコンプライアンスが作動流体室の総合
コンプライアンスに寄与する。制御流体室に引かれてい
る真空によるなどで空気の圧力を調節するとき、隔膜は
制御流体室の内方にたわんでシャッタ・パネルを環状座
に押しつけるように変位させて隔膜と制御流体室とを作
動流体室から絶縁して隔膜が制御流体室内の流体圧力の
変動に応じてたわまないようにする。結果として、振動
絶縁装置のある特定の動こわさ特性における極大値の現
れる周波数をシャッタ・パネルが伸ばされているときの
低い周波数範囲からそれが引っ込められているときの高
い周波数範囲へ移すというように、ある周波数範囲から
もう一つの周波数範囲へ確実かつ正確に移すこができ
る。
［実施例］ 次に図面を参照すると、第１図は、本発明を実現する振
動絶縁装置10を示している。振動絶縁装置10には、車両
エンジンに付いているような上部ブラケット構造体に接
続するのに適している直立した取付植え込みボルト11及
び車両のフレーム13についているような下側ブラケット
構造体に固定するのに適している周辺フランジ12aを有
するブレス加工金属ベース12がある。植込ボルト11は、
堅い心14の中にねじ込まれ、心14は、エラストマのよう
な弾性材料でできたゴム状弾性部材である円錐台または
管状壁15によってベース12に接続され、管状壁15は、ベ
ース12と心14との間に図示のようにして接着されて、心
14を軸Ａに沿って垂直に並進できるように取付けてい
る。２分割成形プラスチック隔壁16がベース12、心14及
びたわみ壁15を横切って伸び、心及びたわみ壁と共同し
て作動流体（図示なし）を入れるのに適した上側室17を
形成している。たわみ壁すなわち隔膜13が隔壁16の下に
配置されて、隔壁16と共同してやはり上側室17から排出
される作動流体を入れるのに適している下側室19を形成
している。隔壁16とその下にある隔膜18は、ベース12に
半径方向に内方に変形されたフランジ12bによるなどで
固定されているプレス加工した金属キャップ20の中に保
持されている。従って、当該技術で周知のように、作動
流体を中に入れると共に、振動に応じて作動流体に交互
に圧力を受けさせる１対の可変容積液密室ができてい
る。
振動絶縁装置10において所望の度合いの動こわさと減衰
を得るために、細長い弓形慣性トランジスタ通路21が隔
壁16の中に設けられている。この慣性トラック通路は、
一端で上側作動流体室17の中に通じており、その他端に
おいて下側作動流体室19に通じている。上側作動流体室
17と下側作動流体室19との間に設けた空胴内に閉じ込め
られて、空胴の中で垂直に並進し、振幅を制限された浮
動ピストンの働きをする減結合円板（図示なし）を取付
つけることもできる。この減結合円板を取り付けたとき
は、減結合円板は、この技術で周知のように入力振動振
幅が大きいと空胴内の流体の通過を抑止し、振幅が小さ
いときは流体を空胴内を通過させるので、慣性トラック
通路と周知の方法で相互に関連し合った動作をして、特
定の望ましい動的動作特性を与える。慣性トラック通路
と減結合装置を有する普通の流体入振動絶縁装置の動的
動作特性のさらに完全な説明については、米国自動車技
術者協会技術論文シリーズ（SAE＊Technical＊Paper＊S
eries）、No.850975（1985年５月）のウォーレース・シ
ー・フラワ（Wallace＊C.Flower）著「車両の雑音、振
動及び乗り心地を改良した下から支える液圧取付台」と
いう論文に述べられている。
ここまでに説明した構成は、従来技術で知られているも
のであり、このような型の流体入振動絶縁装置の動こわ
さは、比較的低い励起周波数において動こわさ曲線にお
ける極小動こわさが現れ、続いて動こわさ曲線における
極大動こわさ、すなわちピークがわずかに高い周波数で
現れる。振動の最大の減衰は、通常、動こわさの極大及
び極小の現れる周波数の間で生じ、動こわさ曲線に関連
した放物線状の位相角曲線または損失角曲線の上の極大
値の現れる位置と大きさによって一般に指示される。商
業的に望ましい振動絶縁装置においては、それがはっき
りしたピークとノッチのある動こわさ曲線をもっこと及
びピークとノッチが正確は周波数のところにあることが
重要である。
公知の能動的に制御できる流体入振動絶縁装置には、制
御操作に応答して作動流体室の一方のコンプライアンス
を変えるものがある。本発明においても、公知の装置と
同様に、制御流体室、すなわち空胴25が上側作動流体室
17に隣接してその上方に心14の中に設けられている。一
つのたわみ壁すなわち隔膜26が制御流体室25の下端の内
側に接合されて制御流体室25を横切って伸び、制御流体
室25を上側作動流体室から分離している。導管11aが取
付植込ボルト11の中に設けられて、制御流体室25の中の
制御流体の容積を制御流体室に制御流体を入れるかまた
は制御流体室から排出することによるなどで、最初に調
節し、その後圧力を圧力ポンプまたは真空ポンプのいず
れかを用いるなどで調節できるようにすることが従来技
術においてとられた方法であった。この場合に、制御流
体は、空気などの圧縮性の流体であることが望ましい。
制御流体室25とそれの隔膜26は、作動流体室のたわみ壁
15と協働して上側作動流体室17に所定の総合コンプライ
アンスを与える。すなわち上側作動流体室17の総合コン
プライアンスの一部分が制御流体室25に入っている空気
に抗して作用する隔膜26によって与えられる。したがっ
て、上側作動流体室17の総合コンプライアンスを制御流
体室25の中の空気の圧力を調節することによって調節で
きる。これは、従来の技術において、振動絶縁装置の動
的動作特性を能動的に制御するために行われた。しか
し、それでは動作特性を確実かつ正確に変化させること
ができなかった。
本発明によれば、前述の限界は、制御操作に応じて隔膜
を関連の作動流体室に曝したり、隔膜を作動流体室から
隔離するように動かすことができる比較的たわみ難いシ
ャッタ・パネル手段30を隔膜を横切って設けることによ
って克服される。例示の実施例においては、シャッタ・
パネル手段30は、隔膜26にそれの下方に取付けられて第
１図に示したような伸びた位置と第２図に示したような
後退位置との間を隔膜と一緒に移動できる。シャッタ・
パネル30は、制御流体室の隔膜26の中央に接着されたナ
ット27にねじ込まれる植込ボルト31を有する平らで円形
の堅い金属円板であるのが好ましい。環状座または肩32
が心14の中に制御流体室25の輪郭を形成する堅い円筒形
壁の底に設けられ、その環状座32は、シャッタ・パネル
30の周辺の近くの内側でシヤッタ・パネル30の上面に面
している。隔膜26の下側とシャッタ・パネル30の上側と
の間に隙間35が設けられていて、シャッタ・パネルが隔
膜26と一緒に平行移動して座32と係合状態になったりす
ることができるようになっている。この目的のために
は、隙間は約3.2mm（1/8インチ）ないし約6.4mm（1/4イ
ンチ）あれば十分である。
動作について説明すると、シャッタ・パネル30が第１図
に示した伸びた位置にあるとき、流体の圧力は、隔膜26
に作用するので、制御流体室25の中の圧縮性流体に作用
する。したがって、第１図に示した伸びた位置では、た
わみ作動流体室壁15と関連し合って作動して上側作動流
体室17に予め定めた総合コンプライアンスを与える。振
動絶縁装置10は、制御流体室25の中の周囲圧力にある空
気で作動し、かつシャッタ・パネル30が第１図に示した
伸びた位置にある状態で動作するとき、第３図及び第４
図の破線の曲線で示されている動的動作特性を示す。た
とえば±0.10mmの入力励起振幅においては、振動絶縁装
置10は、約15ヘルツの周波数レベルにおいて約500N/mm
のピーク動こわさを示す。
シャッタ・パネル30が後退しているとき、たとえば制御
流体室25の中の空気圧が制御流体室25の中に引かれてい
る真空装置によって減らされるとき、シャッタ・パネル
30は、制御流体室25の中の制御流体の体積がそこから排
出される空気によって最初に減らされると同時に、第２
図に示したようにシャッタ・パネルの支持座32に押しつ
けて上方に引かれる。それによってシャッタ・パネル30
は、座32の上にぴったり載って、隔膜26とその関連の制
御流体室25に入っている空気を作動流体室17の中で起こ
る流体圧力の変動から絶縁する。シャッタ・パネル30が
一旦座32と係合すると、制御流体室25の中の空気圧をさ
らに減らしても（すなわち真空度をあげても）シャッタ
・パネルを座に押しつける力を増すだけで振動絶縁装置
10の性能には影響を与えない。
シャッタ・パネル30がそれの後退位置にあるとき、振動
絶縁装置10は、第３図及び第４図の実線の曲線で示され
た動的動作特性を示す。これらの曲線から、入力励起振
幅が±0.10mmのときに振動絶縁装置10は、約25ヘルツの
周波数で約1000N/mmの極大動こわさを持っていることが
分かる。これは伸びた位置にあるときの約500N/mmと15
ヘルツという対応する値と対比できる。したがって、本
発明の振動絶縁装置の場合、特に低い入力励起振幅のと
きに、ピーク減衰の大きさに著しい変化があると共に、
ピーク減衰の生ずる周波数レベルに明確で確実な異動が
生ずることを観察できる。また、シャッタ・パネルを後
退させた位置における振動絶縁装置の特性曲線は、それ
らの比較的はっきり形成されたノッチとピークを保って
いることが見られるであろう。
エンジンのアイドル時には、小さい振幅で動こわさが低
いことが望ましく、通常の走行速度で道路によって誘導
される大きな振幅の振動に対しては、損失角が大きく、
減衰のよくきくことが望ましい。これを第３図及び第４
図について見ると、第３図において、±0.10mmの小さい
振幅では、シャッタ・パネルの伸びた位置の方が後退位
置より低い周波数に動こわさの極小値があり、第４図お
いては、±1.0mmの大きい振幅では、シャッタ・パネル
の後退位置にあるときの方が大きな損失角を示してい
る。したがって、アイドリング時にはシャッタパネルを
伸びた位置にし、走行時には後退位置に設定することに
よって対応できることが分かる。
前述のことから、本発明は、エンジンまたは車両の速度
のようなある条件に応じて能動的に制御されて動的動作
特性に確実で正確な変化を与え得ることのできる改良さ
れた流体入振動絶縁装置を提供することが明らかなはず
である。この振動絶縁装置の設計は真空で制御するのに
良く適しており、真空源が容易に利用できる自動車で用
いるのに特に適したものとなっている。さらに、設計が
簡単なために、本発明の能動的に制御される振動絶縁装
置の例示の実施例は、頑丈で動作が信頼でき容易に製造
できるものである。
本発明の好ましい実施例を詳細に説明したが、種々の改
変態様、変更態様及び変化態様を本発明の精神と範囲か
らそれることなく作成できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明を実現する能動的に制御できる流体入
振動絶縁装置を示す縦断面図、 第２図は第１図に示した振動絶縁装置の一部分を振動絶
縁装置のもう一つの動作態様において示した非常に拡大
した部分断面図、 第３図及び第４図は本発明の振動絶縁装置の種々の動作
態様における動こわさ特性を示す曲線、 第５図は従来技術の振動絶縁装置のもう一つの例を示す
断面図、 第６図は従来技術の振動絶縁装置のもう一つの例を示す
一部断面の側面図である。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−59035（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−40032（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−144838（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−144839（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−23124（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−15637（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−97440（ＪＰ，Ｕ) 欧州特許公開188101（ＥＰ，Ａ)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】作動流体の振動に応じて変位できるととも
    に、振動の周波数と振幅に関係するある特定の動的動作
    特性を与える流体通路（21）を備えている隔壁（16）に
    よって分離された１対の可変容積作動流体室（17、19）
    を形成するゴム状弾性体部材（15、18）と、前記１対の
    作動流体室の一方（17）に隣接しかつ上方にあって制御
    流体が入っている制御流体室（25）と、前記制御流体室
    と前記一方の作動流体室との間に配置されて前記制御流
    体室を前記一方の作動流体室から分離するたわみ手段
    （26、27）とを有する液体入振動絶縁装置において、 前記制御流体室の輪郭を作る内壁と、前記一方の作動流
    体室から離れている閉端部と、前記一方の作動流体室に
    面する開放端部とを有し、前記ゴム状弾性体部材を構造
    物に接続する剛性の取付け手段（14）が側面で前記ゴム
    状弾性体部材に結合され、前記たわみ手段が前記取付け
    手段の前記開放端部の内側を横切って前記取付け手段に
    周囲で取付けられた隔膜（26）を備え、 シャッタ・パネル（30）を前記隔膜から平行に間隔をあ
    けて前記取付け手段の前記開放端部を横切りかつ前記開
    放端部の外周を越えて延設し、 前記シャッタ・パネルの周辺の内側に隣接して前記シャ
    ッタ・パネルの上面に面して前記シャッタ・パネルに密
    着係合可能な環状座（32）を前記取付け手段の底部に設
    け、 前記シャッタ・パネルを前記隔膜と一緒に変位できるよ
    うに前記シャッタ・パネルと前記隔膜とをそれぞれの中
    心において接続する接続手段（27、31）を設け、 前記取付け手段の前記閉端部に設けた連通手段（11a）
    を介して前記制御流体室に接続されて前記制御流体室内
    の圧力を制御する真空源を設け、前記真空源によって前
    記一方の作動流体室と前記制御流体室の間の相対圧力を
    変化させることによって前記シャッタ・パネルに前記一
    方の作動流体室内で前記環状座から離れた伸びた位置と
    前記環状座に密着係合する後退位置とを選択的にとらさ
    せることを特徴とする流体入り振動絶縁装置。
  2. 【請求項２】前記制御流体室に用いる流体が圧縮性流体
    である特許請求の範囲第１項に記載の液体入振動絶縁装
    置。
JP62209441A 1986-08-25 1987-08-25 正確に調節できる動的動作特性を有する流体入振動絶縁装置 Expired - Fee Related JPH0672636B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US900167 1986-08-25
US06/900,167 US4712777A (en) 1986-08-25 1986-08-25 Fluid filled vibration isolator having precisely adjustable dynamic operating characteristics

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63101536A JPS63101536A (ja) 1988-05-06
JPH0672636B2 true JPH0672636B2 (ja) 1994-09-14

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