JPS6362929A - 流体封入型防振装置 - 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、エンジン等の振動体を防振支持する自動車用
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
の一部が厚肉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
、その主流体室にオリフィスを介して連通ずる副流体室
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、
そのオリフィスが一定面積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
することはできない、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、固定オリフィ
スでは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、自動車用エンジンマウントのよう
に特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８０−１１３８
３２号公報に示されているように、主流体室と副流体室
とを口径の異なる二つのオリフィスによって連通させ、
口径の大きい方のオリフィスを、エンジンの回転数等に
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、そのようにオン−オフ的にオリフィスを
開閉するものでは、その開閉によってオリフィスを流動
する流体の流通抵抗が大きく変化することになる。した
がって、そのようなものでは、例えばエンジンのアイド
ル域における特定範囲の振動と高回転域における特定範
囲の振動とが吸収されるだけで、アイドル域から高回転
域に至るまで徐々に変化する振動がすべて吸収されるよ
うにすることはできない。

二つのオリフィスの開口面積をそれぞれエンジン回転数
等に応じて連続的に変化させることができるようにすれ
ばよいのであるが、そのようにするためには二つのアク
チュエータが必要となり、構造が複雑化するとともに、
価格も高いものとなってしまう。

そこで、大面積の開口からなるオリフィスを一つだけ設
け、そのオリフィスの開口面積を全開状態から全開状態
まで連続的に制御することにより、低周波大振幅の振動
から高周波小振幅の振動までのすべての振動を吸収でき
るようにすることが考えられる。そのようにするために
は、主流体室と副流体室との間を仕切る仕切板を、それ
ぞれ同形状の開口を有する固定板と回動板とによって構
成し、回動板をアクチュエータによりエンジン回転数等
に応じて回動させるようにすればよい。

しかしながら、その場合、固定板及び回動板に設けられ
る開口を単純な形状のものとすると、オリフィスの全閉
状態から回動板を小角度だけ回動させたとき、オリフィ
スの開口形状がスリット状となってしまう、そのような
スリット状のオリフィスでは、エンジンのアイドル域に
おける振動のような低周波大振幅の振動を効果的に吸収
することはできない、オリフィスの開口形状は円形に近
いほど望ましい。また１回動板の回動角度によってオリ
フィスの開口面積が大きく変化することになるので、エ
ンジンのアイドル回転数に応じてオリフィスの開口面積
をきめ細かく制御することが極めて困難となる。

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、一つのアクチュエータによってオリフ
ィスの開口面積を全開状態から全開状態まで連続的に制
御することができるようにするとともに、オリフィスの
開口面積が小さいときには、そのオリフィスの開口形状
が低周波大振幅の振動を吸収するのに適した形状となる
ようにすることである。

（問題点を解決するだめの手段） この目的を達成するために、本発明では、主流体室と副
流体室との間を仕切る仕切板を、それぞれ開口を有する
固定板と回動板とによって構成し、その回動板を振動体
の振動周波数に応じてアクチュエータにより回動させる
ようにしている。固定板及び回動板に設けられる開口は
、位相をずらせることによって完全に閉じられるととも
に、その全閉状態から回動板を小角度だけ回動させたと
きには小口径のオリフィスが形成され、所定角度以上回
動させたときにはその回動角度に応じた大開口面積のオ
リフィスが形成される形状とされている。

（作用） このように構成することにより、例えばエンジンのアイ
ドル域においては、そのときのエンジン回転数に応じて
回動板が小角度だけ回動する。したがって、小口径のオ
リフィスが形成され、そのときの低周波大振幅のエンジ
ン振動が効果的に吸収されるようになる。

そして、エンジン回転数が上昇すると、それに応じて回
動板が大きく回動し、大開口面積のオリフィスが形成さ
れるようになる。したがって、自動車の通常走行時には
、大開口面積のオリフィスを通して流体が流動するよう
になり、防振装置の動ばね定数が低下して、そのときの
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詳細な説明する。

図中、第１〜５図は本発明による原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図はその縦断面図であり、第２図はそのハウジン
グ部分の平面図、第３図はそのハウジング部分の底面図
である。

また、第４，５図はその防振装置の異なる作動状態を示
す要部の図である。

第１〜３図から明らかなように、このエンジンマウント
ｌ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０弾
性体２の北端部には、振動体であるエンジンを取り付け
るための取付金具４が加硫接着されている。また、弾性
体２の下端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によって弾性体２がハウ
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、その下端に固着されるブラケット６によって、
車体フレームに取り付けられるようになっている。こう
して、弾性体２は、振動体であるエンジンを支持し、そ
の振動に応じて弾性変形し得るようにされている。

ハウジング３の上底壁は固定板７として形成されている
。また、ハウジング３の内部には、下端が開放された有
底円筒状の可動体８が嵌合されている。この可動体８は
、固定板７の中心部に固定された支持軸９により、その
上面を固定板７の下面に摺接させながら、支持軸９のま
わりに回動させ得るように支持されている。したがって
、この可動体８の上底壁は回動板１０となっている。

フランジ部材５の下面には、内外二重のシールリング１
１．１１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１２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ｌの内部には、
弾性体２、ハウジング３．及びダイヤフラム１２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、固定板７及び回動板１０からなる仕切板１
３によって、上方の主流体室１４と下方の副流体室１５
とに仕切られている。したがって、主流体室１４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１５
は、ダイヤフラム１２の変形によって容易にその容積が
変化するようになっている。これら主副流体室１４．１
５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の上面には、その外周部に、円周方向に長
く延びる細い溝１６が形成されている。この溝１６の上
面は、フランジ部材５の下面の、シールリング１１．１
１間の部分によって密閉されている。そして、その溝１
６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１７を介して、主流
体室１４に開放されている。また、その溝１６の他端は
、ハウジング３の周壁３ａに形成された連通孔１８、及
びハウジング３の岡壁りａ内面と可動体８の周壁８ａ外
面との間のすきまを通して、副流体室１５に連通ずるよ
うにされている。こうして、溝１６及び連通孔１８によ
り、主流体室１４と副流体室１５とを常に連通させる固
定オリフィス１９が形成されている。この固定オリフィ
ス１９は、断面積が小すく、かつ長いもので、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、そこを流動する波体に大きな流通抵
抗を与え、その振動を十分に減衰させ得るように設定さ
れている。

固定板７には、その直径の一側に、十分に大きい面積の
開口２０が設けられている。この開口２０は、大面積の
扇形部分２０ａとこれに連続する比較的幅の狭い弧状部
分２０ｂとからなるものとされている。そして、固定板
７の下面には、その開口２０の弧状部分２０ｂの先端側
に、下方に延びるストッパ壁２１が設けられている。こ
のストッパ壁２１は、その両端が可動体８の周壁８ａ内
面と中心部の円筒状軸受部８ｂ外面とに摺接するように
されている。

一方、回動板１０には、固定板７の開口２０に対応する
大面積の開口２２が設けられている。この開口２２は、
はぼ半円形の部分２２ａの端部に、固定板７の開口２０
の弧状部分２０ｂの先端部分に対応する形状の凹入部分
２２ｂを設けたものとされている。その凹入部分２２ｂ
の長さは、開口２０の弧状部分２０ｂより短くされてい
る。そして、この開口２２は、可動体８の周壁８ａ、中
心軸受部８ｂ、及びこれらの間を連結する隔壁８ｃによ
って取り囲まれている。したがって、開口２２は、かな
りの長さを有する筒状に形成されている。

可動体８を第２図で反時計方向、すなわち第３図で時計
方向に限度まで回動させたときには、第３図に示されて
いるようにその隔壁８ｃがストッパ壁２１に当接し、そ
の回動が制限されるようになっている。そして、そのと
きには、開口２０と開口２２との位相が完全にずれ、開
口２０が回動板１０によって閉塞されるようになってい
る。また、その状態から可動体８を第２図で時計方向に
回動させたときには、開口２０と開口２２とが部分的に
玉なり合い、主流体室１４と副流体室１５とを連通させ
るオリフィス２３（第４．５図）が形成されるようにな
っている。

可動体８の周壁８ａは、開口２２を取り囲む部分以外は
高さの小さいものとされている。そして、その部分の下
面にラック２４が形成されている。そのラック２４には
、ピニオンギヤ２５が噛み合わされている。このピニオ
ンギヤ２５は、ハウジング３の周壁３ａを貫通する駆動
軸２６を介して、ハウジング３の外部に設置されるアク
チュエータ（図示せず）によって回転駆動されるように
なっている。そのアクチュエータは、エンジンの回転数
信号、及びエンジンと車体との間の相対変位量あるいは
相対加速度が所定値より大きいときに発される制御信号
に応じて作動するものとされている。

こうして、可動体８、すなわち回動板ｌＯは、エンジン
回転数が変化したとき、及びエンジンマウント１にシェ
イクのような大振幅の振動が加えられたときに、支持軸
９のまわりに回動されるようになっている。

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

エンジンが停止しているときには、回動板ｌＯは第１〜
３図の状態で保持される。したがって、オリフィス２３
は全開状態となっている。

エンジンが始動され、アイドル状態に入ると、アクチュ
エータが作動し、回動板１０が第２図で時計方向に回動
される。このときのエンジン回転数は低いので、その回
動板１０の回動角度は小さい。したがって、第４図に示
されているように、固定板７の開口２０と回動板１０の
開口２２とが、開口２０の弧状部分２０ｂの先端部分で
重なり合う。その結果、主流体室１４と副流体室１５と
がオリフィス２３を介して連通ずることになる。このと
き、そのオリフィス２３は、断面積が比較的小さく、開
口形状がほぼ矩形、すなわち円形に近いものとなる。こ
うして、比較的口径の小さいオリフィス２３が形成され
る。しかも、そのオリフィス２３は、周囲が固定板７の
ストッパ壁２１、可動体８の周壁８ａ及び隔壁８Ｃによ
っぞ取り囲まれた比較的長いものとなる。

アイドル時には、エンジンは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１４が膨張収縮する。その結果、主
流体室１４と副流体室１５との間で流体が流動する。こ
のとき、主流体室１４と副流体室１５とは固定オリフィ
ス１９を介しても連通しているが、その固定オリフィス
１９はアイドル時に形成されるオリフィス２３よりもは
るかに長く、流通抵抗が大きいので、その流体の流動は
主としてオリフィス２３を通して行われる。そして、こ
のオリフィス２３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。オリフィス２３は比較的長
いものとなっているので、オリフィス２３内に存在する
流体の質量は大きい、したがって、十分な共振を得るこ
とができる。

アイドル域内においても、アイドルアップ等が行われる
ことによってエンジン回転数が多少変動し、エンジンマ
ウント１に加わる振動の周波数が変化する。その場合に
は、アクチュエータが作動して、回動板１０が回動し、
オリフィス２３の開口面積が変化する。それによってオ
リフィス２３を波動する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。このとき、回動板１０の回動角
度に対するオリフィス２３の開口面積の変化はゆるやか
であるので、その制御も容易に、かつ正確に行われる。

エンジン回転数が増大してアイドル域を超えると、エン
ジン振動は徐々に高周波小振幅の振動となる。そのとき
には、回動板ｌＯは更に大きく回動され、第５図に示さ
れているように、固定板７の開口２０と回動板１０の開
口２２とが開口２０の扇形部分２０ａで重なり合うよう
になる。したがって、主流体室１４と副流体室１５とを
連通させるオリフィス２３は、開口面積の大きいものと
なる。その結果、オリフィス２３を大量の筺体が容易に
流動するようになり、エンジンマウント１の動ばね定数
が小さくなる。こうして、そのときの高周波振動が確実
に吸収されるようになる。

このとき、その動ばね定数は、固定板７の開口２０と回
動板１０の開口２２との重なり度合、すなわちオリフィ
ス２３の開口面積によって変化する。したがって、エン
ジン回転数に応じてオリフィスｚ３の開口面積が変化す
ることにより、エンジンの高回転域内における異なる周
波数の振動が吸収されるようになる。

このようにして、エンジンマウント１を、エンジンのア
イドル域から高回転域に至るまでのすべての振動に対応
させることができる。

シェイクのように極めて振幅の大きい振動が発生したと
きには、変位センサあるいは加速度センサによってそれ
が検出され、その信号によってアクチュエータが作動し
て、第１〜３図に示されているようにオリフィス２３が
完全に閉じられた状態となる。そのように、仕切板１３
に形成されるオリフィス２３が閉じると、主流体・室１
４と副流体室１５とは、流通抵抗の大きい固定オリフィ
ス１９のみを介して連通ずることになる。その結果、主
副流体室１４゜１５間を流動する流体に大きな減衰力が
作用することになり、極めて振幅の大きい振動が吸収さ
れるようになる。

第６〜９図は、本発明による流体封入型防振装置を自動
車用エンジンマウントに適用した他の実施例を示すもの
で、第６図はその縦断面図であり、第７．８．９図はそ
のハウジング部分の平面図、底面図、及び概略斜視図で
ある。なお、この実施例において、第１〜５図の実施例
に対応する部分には同一の符号が付されている。

この実施例においては、固定板７に形成される開口２０
及び回動板１０に形成される開口２２は、ともに扇形状
のものとされている。そして、回動板１０の上面には、
その間口２２に連続し、徐々に浅くなる傾斜溝３０が設
けられている。この溝３０は、第８図に示されているよ
うに、開口２２の端縁が固定板７に設けられたストッパ
壁２１に当接するまで回動板１０が回動されたとき、固
定板７の下面によって完全に密閉されるようになってい
る。また、可動体８は、第１〜５図の実施例のものより
高さの小さいものとされている。

その他の構成は、第１〜５図の実施例と同様である。

このように構成されたエンジンマウント１においては、
エンジンのアイドル時に可動体８が小角度だけ回動され
ると、第９図に示されているよ、うに、固定板７の開口
２０と回動板１０上面の溝３０とが重なり合うとともに
、可動体８の隔壁８Ｃがストッパ壁２１から離れる。し
たがって、主流体室１４と副流体室１５とは、固定板７
と溝３０とによって囲まれるオリフィス２３を介して連
通ずることになる。そのオリフィス２３は、断面積が比
較的小さくて、開口形状がほぼ矩形、すなわち円形に近
いものとなる。

こうして、比較的口径の小さいオリフィス２３が形成さ
れる。しかも、そのオリフィス２３は、回動板１０の回
動角度によって長さ及び断面積が変化する。したがって
、エンジンのアイドル回転数に応じて回動板１０の回動
角度を制御することにより、アイドル域における種々の
周波数の振動が吸収されるようになる。

エンジンの回転数が増大し、回動板１０の回動角度が所
定角度を超えると、第７図に示されているように、固定
板７の開口２０と回動板１０の開口２２とが重なり合う
ようになる。したがって、主流体室１４と副流体室１５
とを連通させるオリフィス２３は、扇形状の大開口面精
のものとなる。しかも、そのオリフィス２３の開口面積
は、回動板ｌＯの回動角度に応じて変化する。こうして
、エンジンの高回転域における周波数の異なる種々の振
動が吸収されるようになる。

シェイクのような極めて振幅の大きい振動が加えられる
ときには、オリフィス２３が完全に閉じられ、固定オリ
フィス１９を流動する流体によってその振動が減衰され
ることは、第１〜５図の実施例の場合と同様である。

このようにして、一つのアクチュエータのみによって、
エンジンマウント１を、アイドル域の低周波大振幅振動
から高回転域の高周波小振幅振動、更にはシェイク時の
極めて振幅の大きい振動までのあらゆる振動に対応させ
ることができるようになる。

なお、以上の実施例においては、その流体封入型防振装
置が自動車用エンジンマウントであるものとしているが
、本発明はこれに限らず、例工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。その場合には、アク
チュエータがそのときの振動周波数に応じて作動するも
のとすればよい。

（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の間を仕切る仕
切板を、それぞれ開口を有する固定板と回動板とによっ
て構成し、回動板が小角度だけ回動されたときに形成さ
れるオリフィスが小口径のものとなるようにするととも
に、回動板が所定角度以上回動されたときに形成される
オリフィスは大開口面積のものとなるようにしているの
で、単一のアクチュエータを用いて回動板を振動周波数
に応じて回動させるだけで、オリフィスがそのときの振
動吸収に適した形状となる。したがって、簡単な構造の
流体封入型防振装置によって、低周波大振幅の振動から
高周波小振幅の振動までのあらゆる振動を吸収すること
が可使となる。

【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
を示す縦断面図、 第２図は、第１図のＩＩ−ＩＩ線から見た、その防振装
置のハウジング部分の平面図、 第３図は、第１図の［−ＩＩＩ線から見た、そのハウジ
ング部分の底面図、 第４図は、その防振装置の作動状態を示すもので、（Ａ
）は第２図と同様の平面図、 （Ｂ）はそのＩＶ−ＩＶ線による断面図、第５図は、そ
の防振装置の異なる作動状態を示すもので、（Ａ）は第
２図と同様の平面図、（Ｂ）はそのＶ−Ｖ線による断面 図、 第６図は、本発明による流体封入型防振装置の他の実施
例を示す縦断面図、 第７図は、第６図の■−■線から見た。その防振装置の
作動状態におけるハウジング部分の平面図、 第８図は、第６図の■−■線から見た、その防振装置の
オリフィス閉鎖時におけるハウジング部分の底面図、 第９図は、そのハウジング部分の更に異なる作動状態を
示す概略斜視図である。 ｌ・・・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７・・
・固定板　　　　　　８・・・可動体１０・・・回動板
　　　　　１２・・・ダイヤフラム１３・・・仕切板　
　　　　１４・・・主流体室１５・・・副流体室 １９・・・固定オリフィス ２０・・・開口　　　　　　　２２・・・開口２３・・
・オリフィス　　　２４・・・ラック２５・・・ピニオ
ンギヤ ３０・・・溝（１３＄１口２２の一部）第２図 １′ 第３図 １゛ 第７図 第８図 、、−１ 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 室壁の一部が振動体を支持する弾性体によって形成され
   、振動体の振動に応じてその弾性体が変形することによ
   り容積が変化するようにされた主流体室と、 その主流体室との間が仕切板によって仕切られ、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、 を備えた流体封入型防振装置において； 前記仕切板が、固定板とこれに摺接しながら回動する回
   動板とによって構成され、 これら固定板及び回動板に、位相をずらせることによっ
   て完全に閉じられるとともに、その状態から回動板を小
   角度だけ回動させたときには比較的小さい口径を有する
   オリフィスが形成され、所定角度以上回動させたときに
   はその回動角度に応じた大開口面積のオリフィスが形成
   される開口がそれぞれ設けられており、 前記回動板が、前記振動体の振動周波数に応じて作動す
   るアクチュエータにより回動されるようにされている、 流体封入型防振装置。