JPH0799189B2 - 流体封入型防振装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジン等の振動体を防振支持するための自
動車用エンジンマウント等の防振装置に関するもので、
特に、弾性体の弾性と内部に封入された流体の流動とに
よって振動を吸収するようにした、流体封入型防振装置
に関するものである。

（従来の技術） 自動車においては、その運転状態、例えばエンジンの回
転数に応じて、周波数や振幅の大きく異なる種々の振動
が発生する。そこで、自動車には、広範囲の振動を吸収
し得る防振装置を用いることが求められている。

そのような防振装置としては、流体封入型防振装置が知
られている。この流体封入型防振装置というのは、室壁
の少なくとも一部がクッションゴム等の弾性体によって
形成され、振動体の振動に伴って容積が変化するように
された主流体室と、その主流体室とオリフィスを介して
連通する副流体室とからなり、これら主副流体室の内部
に作動油等の非圧縮性流体を封入したものである。副流
体室は、主流体室の容積変化に伴う流体の流入あるいは
流出によって容易に容積が変化するようにされている。

このような流体封入型防振装置によれば、高周波小振幅
の振動は弾性体の弾性変形によって吸収され、低周波大
振幅の振動はオリフィスを流動する流体の流通抵抗によ
って減衰される。したがって、周波数や振幅の異なる振
動が吸収されるようになる。

ところで、このような流体封入型防振装置においても、
そのオリフィスが単一の固定オリフィスとされている場
合には、十分に広い範囲の振動が吸収されるようにする
ことできない。すなわち、高周波小振幅の振動が効果的
に吸収されるようにするためには、オリフィスの径を大
きくして流体の流通抵抗を小さくし、動ばね定数を低く
することが求められる。一方、低周波大振幅の振動が効
果的に吸収されるようにするためには、オリフィスの径
を小さくして流体の流通抵抗を大きくし、減衰力を高め
ることが求められる。したがって、両方を満足させるこ
とはできず、吸収し得る振動の範囲が限られてしまう。

このようなことから、自動車用エンジマウントのように
広範囲の振動を吸収することが求められる流体封入型防
振装置の場合には、例えば特開昭60−113832号公報に示
されているように、主流体室と副流体室とを流通抵抗の
異なる二つのオリフィスによって流通させ、流通抵抗の
小さい方のオリフィスを、自動車の運転状態等に応じて
開閉制御するようにすることが考えられている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、例えば自動車においては、エンジンの高
回転時に発生する高周波小振幅の振動やアイドル時に発
生する低周波大振幅の振動のほか、シェイクのように極
めて振幅の大きい振動も発生する。したがって、自動車
用エンジンマウントの場合には、それらの振動のいずれ
もが吸収されるようにすることが望まれる。その場合、
従来のように流通抵抗の異なる２種類のオリフィスを設
けただけでは、すべての振動に対応させることは難し
い。

同形状のオリフィスを複数個設け、それらを個々に開閉
制御し得るようにしたものも考えられている（特開昭60
−113834号公報参照）。このような流体封入型防振装置
によれば、開放されるオリフィスの数を変化させること
によって、流体室間を流動する流体の流量が変化する。
しかしながら、このようなものでは、単一のオリフィス
の開口面積を変化させるようにしたものと同様の効果が
得られるだけで、性格の異なる種々の振動に対応させる
ことは難しい。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、周波数や振動数の大きく異なる広い範
囲の振動を吸収することのできる流体封入型防振装置を
得ることである。

（問題点を解決するための手段） この目的を達成するためには、本発明では、主流体室と
副流体室とを、流通抵抗の大きい第１オリフィスと、そ
れより流通抵抗の小さい第２オリフィスと、その第２オ
リフィスより更に流通抵抗の小さい第３オリフィスと
の、流通抵抗の異なる３種類のオリフィスによって連通
させるようにしている。それら第１ないし第３オリフィ
スは互いに並列的に配置されている。そして、流通抵抗
が中間の大きさの第２オリフィスと流通抵抗が最小の第
３オリフィスとを、２組の制御装置によってそれぞれ独
立して開閉制御するようにしている。

（作用） このように構成することにより、第１オリフィスを、シ
ェイク等のような極めて振幅の大きい振動を吸収するの
に適したものとし、また、第２オリフィスを、アイドル
時に発生するような低周波大振幅の振動を吸収するのに
適したものとし、更に、第３オリフィスを、エンジンの
高回転時に発生するように高周波小振幅の振動を吸収す
るのに適したものとしておけば、第２及び第３オリフィ
スを閉じることにより、流体は第１オリフィスのみを通
して流動するようになる。したがって、極めて大きな減
衰力を得ることができる。また、第３オリフィスのみを
閉じることにより、流体は第２オリフィスを通して流動
するようになる。したがって、低周波大振幅の振動が吸
収される。そして、第３オリフィスを開くことにより、
流体は流通抵抗の極めて小さい第３オリフィスを通して
流動するようになる。その結果、高周波小振幅の振動が
効果的に吸収されるようになる。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。

図は、本発明による流体封入型防振装置の一実施例であ
る自動車用エンジンマウントを示すもので、第１図はそ
の垂直断面図であり、第２〜４図は水平断面図である。
また、第５図は、異なる状態を示す水平断面図である。

第１〜４図から明らかなように、このエンジンマウント
１は、厚肉ゴムからなる円錐筒状の弾性体２と、金属あ
るいはプラスチック等の剛性材料からなり、下端側が開
放された有底円筒状のハウジング３とを備えている。弾
性体２の上端部には、振動体であるエンジンを取り付け
るための取付部材４が加硫接着されている。また、弾性
体２の下端側には、リング状のフランジ部材５が加硫接
着されており、このフランジ部材５によって、ハウジン
グ３に取り付けられるようになっている。ハウジング３
は、その下端に設けられた取付ブラケット3bによって、
支持体である車体フレームに固定されるようになってい
る。したがって、弾性体２は、振動体側への取付部材４
と支持体側への取付部材、すなわちフランジ部材５とを
連結するものとされ、振動体であるエンジンの振動に応
じて弾性変形し得るようにされている。弾性体２の中間
部にはインタリング６が設けられ、それによって弾性体
２が補強されている。

フランジ部材５の下面には内外二重のシール部材7,7が
設けられており、それによってフランジ部材５とハウジ
ング３との間が液密にシールされるようになっている。
また、ハウジング３の下端開口は、薄肉ゴムからなる柔
軟なダイヤフラム８によって液密に密閉されている。こ
うして、エンジンマウント１の内部には、弾性体２、ハ
ウジング３、及びダイヤフラム８によって液密に取り囲
まれた空間が形成されている。そして、その空間は、ハ
ウジング３の上底壁からなる隔壁９によって、上方の主
流体室10と下方の副流体室11とに仕切られている。した
がって、主流体室10は、室壁の一部が弾性体２によって
形成されるものとなっており、エンジンの振動に伴う弾
性体２の変形によってその容積が変化するようにされて
いる。また、副流体室11は、ダイヤフラム８の変形によ
って容易にその容積が変化するようにされている。これ
ら主副流体室10,11の内部には、作動油あるいは水等の
非圧縮性流体が封入されている。

ハウジング３の上端面には、その外周部に、円周方向約
270゜の範囲にわたって延びる長く細い溝12が設けられ
ている。この溝12の上面は、フランジ部材５の下面の、
シール部材7,7間の部分によって密閉されている。そし
て、その溝12の一端は、弾性体２及びフランジ部材５の
下部の円周方向の一部に設けられた切り欠き溝13によっ
て、主流体室10内に開放されている。また、その溝12の
他端は、ハウジング３の周壁3aに形成された連通孔14に
よって、副流体室11に連通するようにされている。こう
して、溝12によって、主流体室10と副流体室11とを常に
連通させる第１オリフィス15が形成されている。この第
１オリフィス15は、そこを流動する流体に大きな流通抵
抗を与える小断面積のものとされており、エンジンマウ
ント１にシェイクのような極めて振幅の大きい振動が加
えられたとき、その振動を十分に減衰させ得るように設
定されている。

隔壁９の外周部下面はシール面として形成されている。
そして、その隔壁９には、外周部の一箇所に、第１オリ
フィス15より開口面積の大きい開口16が設けられてい
る。また、隔壁９の下面側には、その開口16に対応する
位置に、十分な厚さを有する可動リング17が設けられて
いる。この可動リング17は、ハウジング３の周壁3a内周
面に取り付けられた支持板18により、その上面を隔壁９
の下面のシール面に密着させた状態で中心軸線のまわり
に回転可能に支持されている。そして、この可動リング
17には、隔壁９の開口16を密閉し得るだけの部分を残し
て、円周方向の大部分にわたって延びる上面開放の溝19
が形成されている。したがって、この溝19は、上面が隔
壁９によって密閉され、隔壁９の開口16と重なり合って
いるときには主流体室10と連通するようになっている。
また、溝19の一端側の下面には開口20が設けられてお
り、それによって溝19が副流体室11に連通するようにさ
れている。

こうして、主流体室10と副流体室11とを連通させる第２
オリフィス21が形成されている。この第２オリフィス21
は、可動リング17を回転させて、第２図に示されている
ように溝19を隔壁９の開口16と重なり合わせるか、第５
図に示されているように溝19を開口16からずらせるかに
よって、開閉されるようになっている。また、溝19と開
口16とを重なり合わせた状態で可動リング17を回転させ
ることにより、その第２オリフィス21の長さが変化する
ようになっている。第２オリフィス21の有効断面積は、
第１オリフィス15より大きくされ、そこを流動する流体
には第１オリフィス15より小さい流通抵抗を与えるよう
にされている。こうして、第２オリフイス21内には比較
的大量の流体が存在するようにされ、それによって、そ
の流体が、アイドル時のような低周波大振幅振動時に共
振するようにされている。

可動リング17の下面には、リングギヤ22が設けられてい
る。そして、そのリングギヤ22に駆動ギヤ23が噛み合わ
され、その駆動ギヤ23を、ハウジング３の外部に設置さ
れるアクチュエータモータ（図示せず）によって駆動軸
24を介して回転駆動することにより、可動リング17が回
転されるようになっている。こうして、可動リング17及
びその駆動機構によって、第２オリフィス21を開閉する
とともにその長さを制御する制御装置25が構成されてい
る。駆動ギヤ23の駆動軸24は、ハウジング３の周壁3aを
貫通する貫通孔に圧入されたガイドパイプ26によって回
転自在に支持されている。また、その外端部は、シール
部材27によってハウジング３との間でシールされてい
る。

隔壁９の中央部には、その直径の一側に、開口面積の十
分に大きい半円形状の開口28が設けられている。その開
口28の周辺部下面はシール面とされている。一方、隔壁
９の下面側には、可動リング17の内側に、十分な厚さを
有する円板状の可動体29が設けられている。この可動体
29は、隔壁９の中心部に固定された支持軸30により、そ
の上面を隔壁９の下面のシール面に密着させた状態で、
支持軸30のまわりに回転自在に支持されている。そし
て、この可動体29には、隔壁９の開口28に対応する位置
に、その開口28と同形の開口31が設けられている。この
開口31は、可動体29が厚いものとされているので、比較
的長いものとなっている。

こうして、これら隔壁９の開口28と可動体29の開口31と
により、主流体室10と副流体室11とを連通させる第３オ
リフィス32が形成されている。この第３オリフィス32
は、可動体29を回転させて、開口28,31の位置関係を変
えることにより、その開口面積が変化する。そして、開
口28,31を第５図に示されているように完全にずらせた
ときには、第３オリフィス32は完全に閉じられる。開口
28,31を完全に一致させたときには、その第３オリフィ
ス32の有効断面積は十分に大きくなり、ほとんど流通抵
抗を受けることなく流体が流動するようにされている。
したがって、第３オリフィス32の流通抵抗は、第２オリ
フィス21の流通抵抗より更に小さくされている。しか
も、その第３オリフィス32内には大量の流体が存在する
ようにされ、エンジンの高回転時のような高周波小振幅
振動時にその流体が共振するようにされている。

可動体29の外周部下面には、リングギヤ33が設けられて
いる。そして、このリングギヤ33に駆動ギヤ34が噛み合
わされ、可動リング17の駆動機構と同様の機構によっ
て、可動体29が回転駆動されるようになっている。こう
して、可動体29及び駆動機構によって、第３オリフィス
32を開閉するとともにその開口面積を制御する制御装置
35が構成されている。

第２オリフィス21を制御する制御装置25と第３オリフィ
ス32を制御する制御装置35とは互いに独立したもので、
その各アクチュエータモータは、エンジン回転数やエン
ジと車体との相対変位量等の適宜の制御信号によって作
動されるようになっている。

このようにして、主流体室10と副流体室11とは、第１オ
リフィス15、第２オリフィス21、及び第３オリフィス32
のいずれかを介しても互いに連通し得るようにされてい
る。すなわち、それら第１ないし第３オリフィス15,21,
32は、主副流体室10,11間に互いに並列的に設けられて
いる。

次に、このように構成された流体封入型エンジンマウン
ト１の作用について説明する。

このエンジンマウント１は、二つの異なる態様で用いる
ことができる。

まず、防振作用が重視される場合には、エンジン回転数
に応じて第２及び第３オリフィス21,32が開閉されるよ
うにする。すなわち、自動車がアイドル状態にあるとき
には、エンジン回転数が一定の領域にあるので、そのと
きのエンジン回転数信号により制御装置25,35を作動さ
せ、可動リング17を回転させて溝19と隔壁９の開口16と
を重なり合わせるとともに、可動体29を回転させてその
開口31を隔壁９の開口28から180゜ずれた位置に位置さ
せる。それによって、第２オリフィス21が開かれるとと
もに、第３オリフィス32が閉じられる。したがって、こ
のときには、エンジンマウント１内の主流体室10と副流
体室11とは、第１オリフィス15及び第２オリフィス21を
介して連通する。

アイドル時には、エンジンは比較的低周波大振幅の振動
をする。したがって、その振動に伴って弾性体２が比較
的大きく変形し、主流体室10が膨張収縮する。その結
果、主流体室10と副流体室11との間で流体が流動する。
このとき、第１オリフィス15は流通抵抗が極めて大きい
ので、その流体の流動は主として第２オリフィス21を通
して行われる。そして、その第２オリフィス21内を流動
する流体の共振によって、そのときの振動が吸収され
る。

この場合、アイドル域内においても、アイドルアップが
行われたりブレーキ操作がなされたりすることによって
エンジン回転数が多少変動する。そこで、そのときのエ
ンジン回転数に応じて可動リング17を回転させ、第２オ
リフィス21の長さを変える。それによって流体の共振周
波数が変化するので、アイドル域における異なる周波数
の振動が効果的に吸収されるようになる。

エンジン回転数が増大するにつれて、第２オリフィス21
の長さを短縮させる。そして、エンジン回転数がアイド
ル域を超えると、その回転数に応じて可動体29を回転さ
せる。それによって、第３オリフィス32が開かれる。こ
の第３オリフィス32は、開口面積が十分に大きく、そこ
を流動する流体の流通抵抗は極めて小さい。したがっ
て、主流体室10と副流体室11との間で流体が容易に流動
するようになる。その結果、エンジンマウント１の動ば
ね定数は小さくなり、高周波振動が確実に吸収されるよ
うになる。このとき、その動ばね定数は、隔壁９の開口
28と可動体29の開口31との重なり度合、すなわち第３オ
リフィス32の開口面積によって変化する。したがって、
その開口面積を変化させることにより、高周波域内にお
ける異なる周波数の振動を効果的に吸収させることがで
きる。

このようにして、通常の運転中における低周波域から高
周波域までの振動が確実に吸収されるようになる。

シェイク時のように極めて振幅の大きい振動が加えられ
るときには、変位センサ又は加速度センサによってそれ
が検出され、その信号によって第２及び第３オリフィス
21,32がともに閉じられる。また、ブレーキ操作や変速
操作を感知して、大振幅振動が生ずることを予測し、そ
れによって第２及び第３オリフィス21,32を閉じるよう
にしてもよい。このように第２及び第３オリフィス21,3
2が閉じられると、主流体室10と副流体室11とは、流通
抵抗の大きい第１オリフィス15のみを介して連通するこ
とになる。その結果、主副流体室10,11間を流動する流
体に大きな減衰力が作用し、極めて振幅の大きい振動が
吸収されるようになる。

一方、通常の走行中のエンジン振動があまり問題となら
ず、かつ、タイヤによる加振力によって生じるシェイク
等を直ちに吸収することが求められる場合には、通常の
走行中は第２及び第３オリフィス21,32を閉じておくよ
うにする。そのようにすると、シェイク等が生じたとき
には、流体は第１オリフィス15のみを通して主流体室10
と副流体室11の間で流動するので、その振動が直ちに減
衰される。すなわち、シェイク等に対する高い応答性を
確保することができる。

そして、自動車がアイドル状態に入ると、そのときのエ
ンジン回転数が感知され、第２オリフィス21が開かれ
る。それによって、アイドル時における低周波大振幅の
振動が吸収される。このときにも、エンジン回転数に応
じて第２オリフィス21の長さが調節されることによっ
て、アイドル域における各周波数の振動が効果的に吸収
される。

また、自動車の急加速時等には、そのときのエンジン回
転数に応じて第３オリフィス32が開かれる。それによっ
て、そのときの高周波振動が吸収される。

このように、この流体封入型エンジンマウント１によれ
ば、通常走行中の防振作用を重視する用い方と、路面加
振的な振動に対する応答性を重視する用い方とのいずれ
かを採ることができる。そして、いずれの場合にも、断
面積や長さの異なる３種類のオリフィス15,21,32によ
り、シェイク等の極めて振幅の大きい振動、アイドル時
における低周波大振幅の振動、あるいはエンジンの高回
転時における高周波小振幅の振動のように、性格の異な
る種々の振動が吸収されるようになる。しかも、十分に
長い第２オリフィス21はその長さを制御するものとし、
開口面積の大きい第３オリフィス32はその有効断面積を
制御するものとすることによって、きめの細かい制御が
可能となり、種々の振動を効果的に吸収することができ
るようになる。

なお、上記実施例においては自動車用エンジンマウント
としているが、本発明はこれに限らず、例えばサスペン
ションのマウント等にも適用することができる。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、流体
封入型防振装置の主流体室と副流体室とを、互いに並列
的に設けられた流通抵抗の異なる３種類のオリフィスを
介して連通させ、そのうちの流通抵抗が最小のオリフィ
スと中間のオリフィスを、それぞれ独立して開閉制御す
るようにしているので、種々の振動を広範囲にわたって
吸収することが可能となる。そして、３種類のオリフィ
スを設けることにより、それらを一定断面積の固定オリ
フィス、長さが可変のオリフィス、及び断面積が可変の
オリフィス等とすることができ、高い減衰力がほしいと
か、オリフィス部の流体の質量を大きくしたいとかの種
々の要求にも応えることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による流体封入型防振装置の一実施例
としての自動車用エンジンマウントを示す垂直断面図、 第２図は、第１図のII−II線に沿って切断した、そのエ
ンジンマウントの水平断面図、 第３図は、第１図のIII−III線による水平断面図、 第４図は、第１図のIV−IV線による水平断面図、 第５図は、異なる状態を示す第２図と同様の水平断面図
である。 １……エンジンマウント（流体封入型防振装置） ２……弾性体、３……ハウジング ４……取付部材 ５……フランジ部材（取付部材） ８……ダイヤフラム、９……隔壁 10……主流体室、11……副流体室 15……第１オリフィス、16……開口 17……可動リング 21……第２オリフィス、25……制御装置 28……開口 29……可動体、31……開口 32……第３オリフィス、35……制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】両端が振動体側への取付部材と支持体側へ
   の取付部材とにそれぞれ密着固定され、前記振動体の振
   動に応じて変形し得るようにされた弾性体と、 この弾性体によって室壁の少なくとも一部が形成され、
   その弾性体の変形によって容積が変化するようにされた
   主流体室と、 この主流体室と、流通抵抗の大きい第１オリフィス、そ
   の第１オリフィスより流通抵抗の小さい第２オリフィ
   ス、及びその第２オリフィスより更に流通抵抗の小さい
   第３オリフィスの、互いに並列的に設けられた流通抵抗
   のそれぞれ異なる３種類のオリフィスを介して連通し、
   前記主流体室の容積変化に伴う内部封入流体の流動によ
   り容積が変化するようにされた副流体室と、 前記第２オリフィス及び第３オリフィスをそれぞれ独立
   して開閉制御し得る２組の制御装置と、 を備えている、流体封入型防振装置。