JPH08177959A - 電子制御エンジンマウント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡素な構成により作動力のロスが少なく所望
の減衰特性を得ること。 【構成】 エンジン側からの振動が入力される主液室４
４とダイヤフラム５２にて容積変化が許容された副液室
５６とが仕切部材５３で区画され、その連通孔内周は可
動部材５８の外周に対して微小間隙Ｓを有する。ボイス
コイルのコイル６９による可動部材５８の振動時には、
主液室４４内及び副液室５６内の非圧縮性流体が自己の
粘性作用により間隙Ｓを流入出することを防止され、動
的には連通孔５３ａは可動部材５８によりほぼ閉鎖され
ていると見做される。これにより、液密保持のための特
別な部材を必要としないため、アクチュエータとしての
ボイスコイルは作動力のロスが少なく、エンジンマウン
ト４の減衰特性を可変制御でき、更に、可動部材５８の
断面積Ａ1 の主液室４４の断面積Ａ2 に対する比が０．
０５〜０．１５の範囲とされることで省電力化が達成さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンと車体との間
に配設され、エンジンからの振動状態に応じて減衰特性
を任意に変更可能な電子制御エンジンマウントに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、車両の性能向上に対する要求の中
で運転者らの感性に対する配慮の必要性が高まってお
り、特に、エンジンの振動・騒音の車体への伝達の抑制
が望まれている。また、燃料経済性の観点からもアイド
ル回転数を低く設定しようとする傾向にあり、アイドル
運転時の車体の振動を低減させることが強く望まれてい
る。

【０００３】このような要求の中にあって、エンジンマ
ウントの特性を電子制御して、車両の振動特性を向上さ
せることが行われるようになってきた。この種の電子制
御エンジンマウントに関連する先行技術文献としては、
実公平４−３９４８１号公報にて開示されたものが知ら
れている。

【０００４】図６は従来の電子制御エンジンマウントに
おけるエンジンマウントの構成を示す断面図である。

【０００５】図６において、エンジンマウントのハウジ
ング３０１は略円筒状をなし、そのハウジング３０１の
上部開口部はゴム製の弾性体３０２を介してステー３０
３により閉塞されている。ハウジング３０１内には円盤
状の隔壁３０４が位置決め・固定され、ステー３０３と
の間に非圧縮性流体を封入した主液室３０５を形成して
いる。隔壁３０４の上面中央に凹設された空気室３０６
内には、外周にコイル３０７を巻回した可動部材３０８
が配設され、可動部材３０８の周囲にはコイル３０７と
相対向してリング状の永久磁石３０９が配設されて、こ
れらのコイル３０７、可動部材３０８及び永久磁石３０
９によりボイスコイル３１０を構成している。隔壁３０
４の上面には空気室３０６を閉塞するようにゴム製のシ
ート材３１１が接着され、このシート材３１１により主
液室３０５内の非圧縮性流体が空気室３０６内に流入す
るのが防止されている。そして、可動部材３０８はこの
シート材３１１の下面に接着されて、エンジンマウント
の軸心Ｌと直交する方向への移動を規制されつつ、軸心
Ｌに沿う方向への若干の移動を許容されている。

【０００６】なお、隔壁３０４の下側にはダイヤフラム
３１２が位置決め・固定されて、隔壁３０４との間に非
圧縮性流体を封入した副液室３１３を形成し、この副液
室３１３は隔壁３０４の周囲に形成されたオリフィス３
１４を介して主液室３０５と連通して、周知のように非
圧縮性流体がオリフィス３１４を通過する際に減衰作用
が奏される。

【０００７】このように構成されたエンジンマウントは
図示しない車体とパワーユニットとの間に配設されて、
ハウジング３０１を車体側に、ステー３０３の上面に溶
接されたボルト３０３ａをパワーユニット側に固定した
状態で使用される。そして、パワーユニットからの振動
により弾性体３０２が上下方向に撓むと、主液室３０５
内の非圧縮性流体に周期的な振動が入力される。このと
き、コイル３０７には振動と同一周期の交流電流が流さ
れて、パワーユニットからの振動に対し逆相の振動を主
液室３０５内の非圧縮性流体に入力するように可動部材
３０８が強制的に振動されるため、エンジンマウントの
減衰特性が低減されて、パワーユニットからの振動が遮
断される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述のエン
ジンマウントにおいては、主液室３０５と空気室３０６
内との間の液密をシート材３１１により保持している関
係上、可動部材３０８の振動はシート材３１１を介して
主液室３０５内の非圧縮性流体に伝達される。つまり、
ゴム製のシート材３１１が可動部材３０８の振動を妨げ
るように作用するため、非圧縮性流体への振動伝達が円
滑に行われず、減衰特性が十分に低減されずに振動の遮
断が不完全であった。即ち、構造が複雑であると共に減
衰特性可変制御の際の作動力のロスが大きいという不具
合があった。

【０００９】そこで、この発明は、かかる不具合を解決
するためになされたもので、主液室の液密を保持するシ
ート材等を省略して簡素化できると共に作動力のロスが
少なくエンジンマウントに対する所望の減衰特性（動ば
ね定数及び減衰係数）可変制御を達成することができる
電子制御エンジンマウントの提供を課題としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる電子制御
エンジンマウントは、車体とパワーユニットとの間に配
設されるエンジンマウントであって、前記エンジンマウ
ントは非圧縮性流体が封入され前記パワーユニット及び
車体からの振動の和の入力振動により容積変化される主
液室を有し、アクチュエータにて駆動される前記主液室
の一端に配設した可動部材で前記入力振動に連動して前
記主液室内の前記非圧縮性流体の圧力を制御し、前記エ
ンジンマウントの減衰特性を変更自在なものにおいて、
隔壁を介して前記主液室に隣接して設けられ、前記非圧
縮性流体が封入されると共に容積変化が許容される副液
室と、前記主液室と前記副液室とを連通するように前記
隔壁に形成され、前記可動部材の外周が前記エンジンマ
ウントの軸心に沿う方向に振動自在となるように前記可
動部材の外周に対して微小間隙を有する連通孔とを具備
し、前記エンジンマウントの軸心と直交する方向におけ
る前記可動部材の断面積の前記主液室の断面積に対する
比を０．０５〜０．１５の範囲とするものである。

【００１１】

【作用】本発明においては、隔壁の連通孔は可動部材の
外周に対する間隙が微小であり、可動部材のアクチュエ
ータによる振動時には主液室内及び副液室内の非圧縮性
流体が自己の粘性作用にて間隙を流入出することが防止
され、エンジンマウントの減衰特性が変更自在となる。
このとき、エンジンマウントの軸心と直交する方向にお
ける可動部材の断面積の主液室の断面積に対する比が
０．０５〜０．１５の範囲とされることで主液室内の非
圧縮性流体の圧力を変更する可動部材を駆動するアクチ
ュエータの省電力化を達成することができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説
明する。

【００１３】図１は本発明の一実施例にかかる電子制御
エンジンマウントが適用されたエンジン周辺の構成を示
す概略図である。

【００１４】図１において、電子制御エンジンマウント
は、車体１のステー１ａとパワーユニットであるエンジ
ン（内燃機関）１０のステー１０ａとの間に配設された
エンジンマウント４、車体１のステー１ａに装着され
て、そのエンジンマウント４を制御するＥＣＵ（Electr
onic Control Unit:電子制御ユニット）３０、車体に生
じる振動に応じた加速度信号Ｇを出力する加速度センサ
５、エンジン１０のディストリビュータ６内に配設され
その回転速度に関連した回転角信号である機関回転数信
号Ｎｅを出力する回転角センサ７及びクランク角度の基
準位置に関連した位置信号である基準位置信号Ｇ2 を出
力する基準位置センサ８から構成される。なお、回転角
センサ７と基準位置センサ８とはマグネットピックアッ
プの一種である。

【００１５】次に、上記エンジンマウント４の断面図を
示す図２を参照し、その詳細な構成を説明する。

【００１６】図２において、エンジンマウント４は上端
のボルト４８をエンジン１０のステー１０ａ側に、下端
のボルトネジ穴６３ａを車体１のステー１ａ側に図示し
ないボルトにより締結された状態で用いられる。エンジ
ンマウント４のアクチュエータ部５０を構成するマウン
トハウジング５１及び蓋６３はボルト７０にて一体化さ
れ、上方に開口する有底円筒状をなし、その外周側の開
口縁５１ａ上には略円盤状のダイヤフラム５２、仕切部
材５３が重合状態で配設されている。仕切部材５３上に
は、リング状のフレーム４１、ドーム状のマウントゴム
４２及び略円柱状のボス４３を相互に結合してなるイン
シュレータ部４０が配設され、インシュレータ部４０の
フレーム４１は、ダイヤフラム５２、仕切部材５３を共
締めした状態でマウントハウジング５１の開口縁５１ａ
に複数のボルト５４により固定されている。また、仕切
部材５３は開口縁５１ａに複数のボルト５５により予め
固定されている。

【００１７】上記構成により、マウントゴム４２と仕切
部材５３との間に主液室４４、仕切部材５３とダイヤフ
ラム５２との間に副液室５６、更に、ダイヤフラム５２
とマウントハウジング５１との間に大気に開放された空
気室５７がそれぞれ形成される。

【００１８】インシュレータ部４０のフレーム４１には
ストッパＡ４５が複数のボルト４６ａ及びナット４６ｂ
により固定されている。また、ボス４３にストッパＢ４
７が位置決めピン４９により周方向を決められて重置き
され、ボス４３に溶接されたボルト４８によりエンジン
１０のステー１０ａ側に共締めされる。なお、ストッパ
Ａ４５及びストッパＢ４７は協動してエンジン１０側の
過大変位を規制するようになっている。

【００１９】円板状の蓋６３には第１の磁性体であるロ
アヨーク６１が複数のボルト６２により固定され、その
ロアヨーク６１の上面には軸心Ｌに対応して円筒部６１
ａが形成されている。ロアヨーク６１上には円筒部６１
ａの周囲を取囲むようにリング状のフェライト磁石６４
が接着され、そのフェライト磁石６４上には同じくリン
グ状の第２の磁性体であるアッパヨーク６５が接着さ
れ、アッパヨーク６５の内周はロアヨーク６１の円筒部
６１ａの外周に対して所定間隔をおいて相対向してい
る。アッパヨーク６５上にはダンパホルダ６６が位置決
めされた状態で固定され、ダンパホルダ６６の内周には
上下に所定間隔をおいて不織布製の２枚のダンパ６７が
張架されて、ボビン６８ａが固定され下方に開口する有
底円筒状のスプール６８を支持している。両ダンパ６７
は断面蛇腹状をなし、軸心Ｌと直交する方向へのスプー
ル６８の移動を規制しつつ、軸心Ｌに沿う方向への若干
の移動を許容している。スプール６８のボビン６８ａの
下部外周にはコイル６９が巻回されており、このボビン
６８ａに巻回されたコイル６９部分は、ロアヨーク６１
の円筒部６１ａの外周とアッパヨーク６５の内周との間
に挿入され、ロアヨーク６１及びアッパヨーク６５のい
ずれの磁性体に対しても所定の間隔を保持している。

【００２０】そして、ロアヨーク６１、フェライト磁石
６４、アッパヨーク６５及びスプール６８により所謂、
ボイスコイル６０が構成され、ロアヨーク６１及びアッ
パヨーク６５とフェライト磁石６４とにより形成された
直流磁場中でコネクタ７０を介してスプール６８のボビ
ン６８ａのコイル６９に交流電流を流すと、スプール６
８はフレミングの左手の法則に従って軸心Ｌに沿う方向
に振動する。

【００２１】仕切部材５３には軸心Ｌを中心として円形
の連通孔５３ａが形成され、この連通孔５３ａを介して
主液室４４と副液室５６とが連通されている。連通孔５
３ａ内には上方に開口する有底円筒状をなす可動部材５
８が水平姿勢で配設されている。可動部材５８の底部の
平面部とスプール６８の上平面部とにダイヤフラム５２
の中央部が挟まれてボルト５９により結合されている。
したがって、上述したようにコイル６９に通電される
と、スプール６８と共に可動部材５８は連通孔５３ａ内
で軸心Ｌに沿う方向に振動する。ここで、可動部材５８
の外周と連通孔５３ａの内周との間隙Ｓは、可動部材５
８が振動時に仕切部材５３の連通孔５３ａと接触するの
を回避しつつ可能な限り狭められている。故に、主液室
４４及び副液室５６内の非圧縮性流体は、自己の粘性作
用により可動部材５８の振動時にその間隙Ｓを流入出す
ることが規制され、動的には仕切部材５３の連通孔５３
ａは可動部材５８によりほぼ閉鎖されていると見做すこ
とができる。

【００２２】このように、本実施例では、可動部材５８
の外周と仕切部材５３の連通孔５３ａの内周との間隔Ｓ
を狭めて、非圧縮性流体の粘性作用を利用して主液室４
４と副液室５６との間の液密を確保している。したがっ
て、従来技術で説明したエンジンマウントのような液密
を保持するためのシート材３１１（図６参照）を必要と
せず、そのシート材３１１等により可動部材５８の振動
が妨げられる恐れが全くないことから、可動部材５８か
ら主液室４４内の非圧縮性流体への振動伝達を円滑に行
うことができる。また、可動部材５８は確実に軸心Ｌに
沿う方向に変位し、この際にアッパヨーク６５とコイル
６９との間のエアギャップが一定で変化しないため、こ
のエアギャップを縮小して効率を向上させ、ボイスコイ
ル６０を小型化することができる。

【００２３】次に、本実施例のエンジンマウント４の作
用を図３の模式図を用いて詳細に説明する。ここで、ｄ
はエンジン変位、ＰM は主液室圧力、Ａ1 は主液室断面
積、Ａ2 は可動部材断面積、Ｃは主液室圧力が有効に使
用される係数である主液室液圧力損失係数、ＫG はエン
ジンマウント４が制御されていないときの絶対ばね定
数、Ｆ1 はエンジン１０の爆発による振動力、ＦA はア
クチュエータであるボイスコイル６０に対する要求出力
である。

【００２４】図３において、エンジン１０の爆発による
振動力Ｆ1 はエンジンマウント４が制御されていないと
きの絶対ばね定数ＫG とエンジン変位ｄとから次式
（１）に示すように表される。

【００２５】

【数１】 Ｆ1 ＝ＫG ・ｄ ………（１） ここで、マウントゴム４２と主液室４４との間での力の
釣合いを考えると、エンジン１０の爆発による振動力Ｆ
1 は主液室圧力ＰM と釣合うことから次式（２）が成立
することとなる。

【００２６】

【数２】 Ｆ1 ＝Ａ1 ′・ＰM ＝Ｃ・Ａ1 ・ＰM ………（２） 次に、ボイスコイル６０に対する要求出力ＦA は、可動
部材断面積Ａ2 と主液室圧力ＰM とから次式（３）に示
すように表される。

【００２７】

【数３】 ＦA ＝Ａ2 ・ＰM ………（３） ここで、エンジン１０の爆発による振動力Ｆ1 とボイス
コイル６０に対する要求出力ＦA とは等しいことから次
式（４）が成立する。

【００２８】

【数４】 ＦA ＝Ｆ1 ………（４） したがって、上式（２），（３），（４）よりボイスコ
イル６０に対する要求出力ＦA は次式（５）に示すよう
に表される。

【００２９】

【数５】 ＦA ＝Ａ2 ・ＰM ＝（１／Ｃ）・（Ａ2 ／Ａ1 ）・Ｆ1 ………（５） 上式によると、ボイスコイル６０に対する要求出力ＦA
は、可動部材断面積Ａ2 と主液室断面積Ａ1 との比に比
例することが分かる。したがって、主液室断面積Ａ1 が
一定であれば、可動部材断面積Ａ2 即ち、可動部材５８
の外径を小さくする程、ボイスコイル６０に対する要求
出力ＦA は小さな力で制御することができ、アクチュエ
ータ部５０の小型化及び省電力化を図ることができる。

【００３０】上述したことについて、図４の実験結果を
用いて説明する。なお、この場合の主液室４４の内径は
φ６６ｍｍ、即ち、主液室断面積Ａ1 は約３４１９ｍｍ
² である。

【００３１】図４の横軸は加振周波数で、０〜２００
〔Ｈｚ〕までを表しており、最も一般的な４気筒エンジ
ンの爆発１次振動で見ると、併記した機関回転数Ｎｅ
〔ｒｐｍ〕に対応している。また、図４の縦軸は本実施
例のエンジンマウント４が制御されたときの絶対ばね定
数ＫG を０にするのに必要な消費電力〔Ｗ〕を示してい
る。なお、曲線のパラメータは可動部材５８の外径であ
る。

【００３２】ところで、図４から明らかなように、可動
部材５８の外径を小さくする程、絶対ばね定数ＫG を０
にするのに必要な消費電力は小さくなっているが、可動
部材５８の外径をφ１０以下とすると、可動部材５８に
共振が起こり高周波数側で消費電力が急に大きくなるこ
とが分かる。したがって、エンジン１０の全使用領域
（機関回転数Ｎｅが６００〜５０００ｒｐｍ）で消費電
力の小さい条件を選択すると、可動部材５８の外径がφ
１５〜φ２５ｍｍとなる。

【００３３】図５は可動部材５８の外径と可動部材断面
積Ａ2 の主液室断面積Ａ1 に対する断面積比（Ａ2 ／Ａ
1 ）との関係を示す。ここで、主液室４４の内径がφ６
６ｍｍのときには、可動部材５８の外径φ１５〜φ２５
ｍｍは断面積比（Ａ2 ／Ａ１）＝０．０５〜０．１５に
対応している。したがって、可動部材断面積Ａ２ の主
液室断面積Ａ1 に対する断面積比（Ａ2 ／Ａ1 ）が０．
０５〜０．１５のとき、エンジン１０の全使用領域で絶
対ばね定数ＫG を０にする消費電力が小さくて好ましい
エンジンマウント４を得ることができる。

【００３４】このように、本実施例の電子制御エンジン
マウントは、車体１とパワーユニットとしてのエンジン
１０との間に配設されるエンジンマウント４であって、
エンジンマウント４は非圧縮性流体が封入されエンジン
１０及び車体１からの振動の和の入力振動により容積変
化される主液室４４を有し、アクチュエータとしてのボ
イスコイル６０にて駆動される主液室４４の一端に配設
した可動部材５８で前記入力振動に連動して主液室４４
内の前記非圧縮性流体の圧力を制御し、エンジンマウン
ト４の減衰特性を変更自在なものにおいて、隔壁として
の仕切部材５３を介して主液室４４に隣接して設けら
れ、前記非圧縮性流体が封入されると共に容積変化が許
容される副液室５６と、主液室４４と副液室５６とを連
通するように仕切部材５３に形成され、可動部材５８の
外周がエンジンマウント４の軸心Ｌに沿う方向に振動自
在となるように可動部材５８の外周に対して微小間隙Ｓ
を有する連通孔５３ａとを具備し、エンジンマウント４
の軸心Ｌと直交する方向における可動部材５８の断面積
Ａ2 の主液室４４の断面積Ａ1 に対する比を０．０５〜
０．１５の範囲とするものである。

【００３５】したがって、仕切部材５３の連通孔５３ａ
は可動部材５８の外周に対する間隙Ｓが微小であり、可
動部材５８のボイスコイル６０による振動時には主液室
４４内及び副液室５６内の非圧縮性流体が自己の粘性作
用にて間隙Ｓを流入出することが防止され、エンジンマ
ウント４の減衰特性が変更自在となる。このとき、エン
ジンマウント４の軸心Ｌと直交する方向における可動部
材５８の断面積Ａ2 の主液室４４の断面積Ａ1 に対する
比が０．０５〜０．１５の範囲とされることで主液室４
４内の非圧縮性流体の圧力を変更する可動部材５８を駆
動するボイスコイル６０の省電力化を達成することがで
きる。そして、実施例のように、アクチュエータがボイ
スコイル６０にて構成するときには、そのコイル６９と
磁性体であるアッパヨーク６５との間のエアギャップを
縮小して効率を向上させ小型化が可能となる。

【００３６】ところで、上記実施例では、可動部材５８
を主液室４４と副液室５６を仕切る仕切部材５３の間に
配設したが、本発明を実施する場合には、これに限定さ
れるものではなく、主液室４４の一端にその主液室４４
の断面積に対する比が０．０５〜０．１５の範囲の可動
部材５８を設置しても前記と同様の効果が得られる。

【００３７】また、上記実施例のアクチュエータとして
は、ボイスコイルにフェライト磁石を用いたが、本発明
を実施する場合には、これに限定されるものではなく、
希土類磁石を用いれば、更にアクチュエータ部を小型化
することも可能である。特に、エンジンマウントの可動
部材を駆動するアクチュエータのボイスコイルにフェラ
イト磁石を用いると安価で省電力化されるという効果が
ある。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の電子制御
エンジンマウントによれば、隔壁の連通孔は可動部材の
外周に対する間隙が微小であり、可動部材のアクチュエ
ータによる振動時には主液室内及び副液室内の非圧縮性
流体が自己の粘性作用にて間隙を流入出することが防止
され、エンジンマウントの減衰特性が変更自在となる。
このとき、エンジンマウントの軸心と直交する方向にお
ける可動部材の断面積の主液室の断面積に対する比が
０．０５〜０．１５の範囲とされることで主液室内の非
圧縮性流体の圧力を変更する可動部材を駆動するアクチ
ュエータの省電力化を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は本発明の一実施例にかかる電子制御エ
ンジンマウントが適用されたエンジン周辺の構成を示す
概略図である。

【図２】 図２は本発明の一実施例にかかる電子制御エ
ンジンマウントにおけるエンジンマウントの詳細な構成
を示す断面図である。

【図３】 図３は本発明の一実施例にかかる電子制御エ
ンジンマウントにおけるエンジンマウントの作用を説明
する模式図である。

【図４】 図４は本発明の一実施例にかかる電子制御エ
ンジンマウントにおける加振周波数（機関回転数）に対
する消費電力を可動部材径をパラメータとして示す説明
図である。

【図５】 図５は本発明の一実施例にかかる電子制御エ
ンジンマウントにおける可動部材径と可動部材の主液室
に対する断面積比との最適範囲を示す説明図である。

【図６】 図６は従来の電子制御エンジンマウントにお
けるエンジンマウントの構成を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 車体 ４ エンジンマウント ６ ディストリビュータ ７ 回転角センサ ８ 基準位置センサ １０ エンジン（内燃機関） ３０ ＥＣＵ（電子制御ユニット） ４４ 主液室 ５２ ダイヤフラム ５３ 仕切部材 ５３ａ 連通孔 ５６ 副液室 ５７ 空気室 ５８ 可動部材 ５９ ボルト ６０ ボイスコイル ６８ スプール ６８ａ ボビン ６９ コイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水谷 秋二 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 堀 憲 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 渡辺 誠一 東京都中央区銀座１丁目３番３号 京三電 機株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体とパワーユニットとの間に配設され
   るエンジンマウントであって、前記エンジンマウントは
   非圧縮性流体が封入され前記パワーユニット及び車体か
   らの振動の和の入力振動により容積変化される主液室を
   有し、アクチュエータにて駆動される前記主液室の一端
   に配設した可動部材で前記入力振動に連動して前記主液
   室内の前記非圧縮性流体の圧力を制御し、前記エンジン
   マウントの減衰特性を変更自在な電子制御エンジンマウ
   ントにおいて、 隔壁を介して前記主液室に隣接して設けられ、前記非圧
   縮性流体が封入されると共に容積変化が許容される副液
   室と、 前記主液室と前記副液室とを連通するように前記隔壁に
   形成され、前記可動部材の外周が前記エンジンマウント
   の軸心に沿う方向に振動自在となるように前記可動部材
   の外周に対して微小間隙を有する連通孔とを具備し、 前記エンジンマウントの軸心と直交する方向における前
   記可動部材の断面積の前記主液室の断面積に対する比を
   ０．０５〜０．１５の範囲とすることを特徴とする電子
   制御エンジンマウント。