(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動体（Ｅ）の荷重を受ける弾性体（１４）と、
弾性体（１４）が少なくとも壁面の一部を構成する液室（２４）と、
液室（２４）の容積を変化させる可動部材（２０）と、
可動部材（２０）に接続されたアーマチュア（３８）をコイル（３４）が発生する電磁力でヨーク（３２）に吸引して駆動するアクチュエータ（２９）と
を備えた能動型防振支持装置において、
ヨーク（３２）およびアーマチュア（３９）は、アーマチュア（３８）が移動する軸線（Ｌ）を中心とした円錐状ストッパ面（３２2 ，３８3 ）を各々有していて、その両円錐状ストッパ面（３２2 ，３８3 ）を相対向させており、
それらヨーク（３２）およびアーマチュア（３９）の何れか一方の円錐状ストッパ面（３８3 ）には、その何れか他方の円錐状ストッパ面（３２2 ）に係合してアーマチュア（３８）およびヨーク（３２）の相互の直接接触を防止するストッパゴム（４８）が設けられることを特徴とする、能動型防振支持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、振動体の荷重を受ける弾性体と、弾性体が少なくとも壁面の一部を構成する液室と、液室の容積を変化させる可動部材と、可動部材に接続されたアーマチュアをコイルが発生する電磁力でヨークに吸引して駆動するアクチュエータとを備えた能動型防振支持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかる能動型防振支持装置は、特開平１０−１１０７７１号公報により公知である。
【０００３】
この能動型防振支持装置は、液室の容積を変化させる可動部材が、外周部をケースに固定された円板状の板ばねで構成されており、アクチュエータのコイルにより駆動されるアーマチュアは特別の軸受けを持たずに、可動部材の中央部下面に直接固定されて支持されている。そしてコイルの励磁によりアーマチュアを吸引して、このアーマチュアと一体に結合された前記可動部材を軸線に沿う方向に往復駆動するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の能動型防振支持装置は、液室の容積を変化させる可動部材が液室内の液体から受ける偏荷重によって前記軸線から偏倚すると、アーマチュアが軸受けで支持されていないために、可動部材と一体のアーマチュアも前記軸線に対して傾いてしまう。従って、アーマチュアが傾いてもヨークに接触しないようにエアギャップを大きく設定することが必要になり、結果として磁気回路の特性が悪化してしまう。この問題を解消するには、コイルを大型化して発生可能な磁力を増加させれば良いが、このようにするとコイルの消費電力が増加してしまう。
【０００５】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、能動型防振支持装置において、ヨークおよびアーマチュア間のエアギャップを増加させることなく、アーマチュアがヨークに直接接触して騒音を発生するのを防止することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、振動体の荷重を受ける弾性体と、弾性体が少なくとも壁面の一部を構成する液室と、液室の容積を変化させる可動部材と、可動部材に接続されたアーマチュアをコイルが発生する電磁力でヨークに吸引して駆動するアクチュエータとを備えた能動型防振支持装置において、ヨークおよびアーマチュアは、アーマチュアが移動する軸線を中心とした円錐状ストッパ面を各々有していて、その両円錐状ストッパ面を相対向させており、それらヨークおよびアーマチュアの何れか一方の円錐状ストッパ面には、その何れか他方の円錐状ストッパ面に係合してアーマチュアおよびヨークの相互の直接接触を防止するストッパゴムが設けられることを特徴とする能動型防振支持装置が提案される。
【０００７】
上記構成によれば、ヨークおよびアーマチュアの何れか一方の円錐状ストッパ面に、その何れか他方の円錐状ストッパ面に係合してアーマチュアおよびヨークの相互の直接接触を防止するストッパゴムを設けたので、コイルを小型化して消費電力を削減すべくヨークおよびアーマチュア間のエアギャップを小さく設定しても、吸引されたアーマチュアがヨークに直接接触して騒音を発生するの防止することができる。またストッパゴムの固さや形状を変化させてアーマチュアがヨークから受ける反力の大きさを調整すれば、コイルの通電電流に対するアーマチュアの移動量の特性をリニアに設定することができる。
【０００８】
またストッパゴムを介してアーマチュア及びヨークの円錐状ストッパ面が相互に接触するので、アーマチュアが軸線から振れるのを前記円錐状ストッパ面のセンタリング効果によって防止することができる。
【０００９】
尚、実施例のエンジンＥは本発明の振動体に対応し、実施例の第１弾性体１４は本発明の弾性体に対応し、実施例の第１液室２４は本発明の液室に対応する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
図１〜図６は本発明の一実施例を示すもので、図１は能動型防振支持装置の縦断面図、図２は図１の２−２線断面図、図３は図１の３−３線断面図、図４は図１の４−４線断面図、図５は図１の５−５線断面図、図６は図１の要部拡大図である。
【００１１】
図１〜図６に示す能動型防振支持装置Ｍは、自動車のエンジンＥを車体フレームＦに弾性的に支持するためのもので、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサＳ1 と、該能動型防振支持装置Ｍに入力される荷重を検出する荷重センサＳ2 と、エンジンＥに作用する加速度を検出する加速度センサＳ3 とが接続された電子制御ユニットＵによって制御される。
【００１２】
能動型防振支持装置Ｍは軸線Ｌに関して実質的に軸対称な構造を有するもので、エンジンＥに結合される板状の取付ブラケット１１に溶接した内筒１２と、この内筒１２の外周に同軸に配置された外筒１３とを備えており、内筒１２および外筒１３には厚肉のゴムで形成した第１弾性体１４の上端および下端がそれぞれが加硫接着により接合される。中央に開口１５2 を有する円板状の第１オリフィス形成部材１５と、上面が開放した樋状の断面を有して環状に形成された第２オリフィス形成部材１６と、同じく上面が開放した樋状の断面を有して環状に形成された第３オリフィス形成部材１７とが溶接により一体化されており、第１オリフィス形成部材１５および第２オリフィス形成部材１６の外周部が重ね合わされて前記外筒１３の下部に設けたカシメ固定部１３1 に固定される。
【００１３】
膜状のゴムで形成された第２弾性体１８の外周が第３オリフィス形成部材１７の内周に加硫接着により固定されており、この第２弾性体１８の内周が軸線Ｌ上に上下動可能に配置された可動部材２０に加硫接着により固定される。外筒１３のカシメ固定部１３1 に固定されたリング部材２１にダイヤフラム２２の外周が加硫接着により固定されており、このダイヤフラム２２の内周が前記可動部材２０に加硫接着により固定される。
【００１４】
而して、第１弾性体１４および第２弾性体１８間に液体が封入された第１液室２４が区画され、第２弾性体１８およびダイヤフラム２２間に液体が封入された第２液室２５が区画される。そして第１液室２４および第２液室２５は、第１〜第３オリフィス形成部材１５，１６，１７により形成された上部オリフィス２６および下部オリフィス２７によって相互に連通する。
【００１５】
上部オリフィス２６は第１オリフィス形成部材１５および第２オリフィス形成部材１６間に形成される環状の通路であって、その一部に設けられた隔壁２６1 の一側において第１オリフィス形成部材１５に連通孔１５1 が形成され、前記隔壁２６1 の他側において第２オリフィス形成部材１６に連通孔１６1 が形成される。従って、上部オリフィス２６は、第１オリフィス形成部材１５の連通孔１５1 から第２オリフィス形成部材１６の連通孔１６1 までの略１周の範囲に亘って形成される（図２参照）。
【００１６】
下部オリフィス２７は第２オリフィス形成部材１６および第３オリフィス形成部材１７間に形成される環状の通路であって、その一部に設けられた隔壁２７1 の一側において第２オリフィス形成部材１６に前記連通孔１６1 が形成され、前記隔壁２７1 の他側において第３オリフィス形成部材１７に連通孔１７1 が形成される。従って、下部オリフィス２７は、第２オリフィス形成部材１６の連通孔１６1 から第３オリフィス形成部材１７の連通孔１７1 までの略１周の範囲に亘って形成される（図３参照）。
【００１７】
以上のことから、第１液室２４および第２液室２５は、直列に接続された上部オリフィス２６および下部オリフィス２７によって相互に連通する。
【００１８】
外筒１３のカシメ固定部１３1 には、能動型防振支持装置Ｍを車体フレームＦに固定するための環状の取付ブラケット２８が固定されており、この取付ブラケット２８の下面に前記可動部材２０を駆動するためのアクチュエータ２９を支持するアクチュエータ支持部材３０が溶接される。アクチュエータ支持部材３０にはヨーク３２が固定されており、ボビン３３に巻き付けられたコイル３４が前記ヨーク３２の内部に形成された空間に収納される。コイル３４の下面に対向する円板状のアーマチュア３８の中心から上方に延びる柱状の軸部３８1 が、ヨーク３２の中心を貫通する貫通孔３２1 に緩く嵌合する。
【００１９】
貫通孔３２1 から上方に突出する軸部３８1 に固定したブラケット４２と、ヨーク３２の上面に固定したブラケット４３とが、円板状の上部弾性体４４で接続される。また軸部３８1 の下端に固定したブラケット４５と、ヨーク３２の下面を閉塞する底板３５に固定したブラケット４６とが、円板状の下部弾性体４７で接続される。従って、アーマチュア３８の軸部３８1 は上部弾性体４４および下部弾性体４７によってフローティング支持される。
【００２０】
アーマチュア３８は前記底板３５との間に配置したコイルばね４１で上向きに付勢され、軸部３８1 の上端に形成した球面部３８2 が可動部材２０の下面に弾発的に当接する。即ち、アーマチュア３８の軸部３８1 と可動部材２０とは接触部Ｐにおいて相互に点接触し、アーマチュア３８に対する可動部材２０の揺動および摺動が許容される。アクチュエータ２９のコイル３４が消磁状態にあるときのアーマチュア３８の軸部３８1 には、コイルばね４１の弾発力が上向きに作用するとともに、液体の圧力および第２弾性体１８の弾発力が下向きに作用し、更に上部弾性体４４および下部弾性体４７のセット荷重が上下方向に作用しており、それらの荷重が釣り合う中立位置に停止している。
【００２１】
ヨーク３２の下面開口に円錐状のストッパ面３２2 が形成されており、それに対向するようにアーマチュア３８の外周に形成された円錐状のストッパ面３８3 がストッパゴム４８で覆われる。そして円錐状のストッパゴム４８とヨーク３２のストッパ面３２2 との間にエアギャップβが形成される。前記円錐状のストッパ面３２2 ，３８3 の頂点は軸線Ｌ上に位置している。
【００２２】
而して、自動車の走行中に低周波数のエンジンシェイク振動が発生したとき、エンジンＥから入力される荷重で第１弾性体１４が変形して第１液室２４の容積が変化すると、上部オリフィス２６および下部オリフィス２７を介して接続された第１液室２４および第２液室２５間で液体が行き来する。第１液室２４の容積が拡大・縮小すると、それに応じて第２液室２５の容積が縮小・拡大するが、この第２液室２５の容積変化はダイヤフラム２２の弾性変形により吸収される。このとき、上部オリフィス２６および下部オリフィス２７の形状および寸法、並びに第１弾性体１４のばね定数は前記エンジンシェイク振動の周波数領域で高ばね定数および高減衰力を示すように設定されているため、エンジンＥから車体フレームＦに伝達される振動を効果的に低減することができる。
【００２３】
尚、上記エンジンシェイク振動の周波数領域では、アクチュエータ２９は非作動状態に保たれる。
【００２４】
前記エンジンシェイク振動よりも周波数の高い振動、即ちエンジンＥのクランクシャフトの回転に起因するアイドル振動やこもり音振動が発生した場合、第１液室２４および第２液室２５を接続する上部オリフィス２６および下部オリフィス２７内の液体はスティック状態になって防振機能を発揮できなくなるため、アクチュエータ２９を駆動して防振機能を発揮させる。
【００２５】
電子制御ユニットＵはエンジン回転数センサＳ1 、荷重センサＳ2 および加速度センサＳ3 からの信号に基づいてアクチュエータ２９のコイル３４に対する通電を制御する。具体的には、振動によってエンジンＥが上方に偏倚して第１液室２４の容積が増加して液圧が減少するときには、コイル３４を励磁してアーマチュア３８を吸引する。その結果、アーマチュア３８は上方に移動して軸部３８1 の上端の球面部３８2 で可動部材２０を押圧し、可動部材２０に内周を接続された第２弾性体１８を上方に変形させる。これにより、第１液室２４の容積が減少して液圧の減少を抑制するため、能動型防振支持装置ＭはエンジンＥから車体フレームＦへの上向きの荷重伝達を防止する能動的な支持力を発生する。  逆に振動によってエンジンＥが下方に偏倚して第１液室２４の容積が減少して液圧が増加するときには、コイル３４を消磁してアーマチュア３８の吸引を解除する。その結果、液圧で下方に移動する可動部材２０に押圧されたアーマチュア３８はコイルばね４１の弾発力に抗して下方に移動し、可動部材２０に内周を接続された第２弾性体１８は下方に変形する。これにより、第１液室２４の容積が増加して液圧の増加を抑制するため、能動型防振支持装置ＭはエンジンＥから車体フレームＦへの下向きの荷重伝達を防止する能動的な支持力を発生する。
【００２６】
さて、アクチュエータ２９の作動中に上下方向に往復移動するアーマチュア３８は、その軸部３８1 の上端および下端がそれぞれ上部弾性体４４および下部弾性体４７で支持されており、しかも円板状の両弾性体４４，４７は軸線Ｌ方向には変形が容易でありながら半径方向には変形し難いため、アーマチュア３８の軸部３８1 は軸線Ｌに沿う正しい姿勢に保持されて容易に上下動することができる。またヨーク３２のストッパ面３２2 に対向するアーマチュア３８のストッパ面３８3 にはストッパゴム４８が設けられているため、アーマチュア３８がヨーク３２に吸引されたときに前記両ストッパ面３２2 ，３８3 が直接接触して騒音を発することが防止される。従ってヨーク３２のストッパ面３２2 とストッパゴム４８との間のエアギャップβを小さく設定することが可能になり、コイル３４を必要最小限に小型化して消費電力を節減することができる。
【００２７】
また可動部材２０が上下方向に往復移動する際に、第２弾性体１８やダイヤフラム２２が液体から横方向の偏荷重を受けて図６の矢印方向に傾いても、可動部材２０とアーマチュア３８の軸部３８1 とが接触部Ｐで相対変位可能に点接触しているため、可動部材２０はアーマチュア３８に影響を与えることなく自由に首を振ることが可能となる。しかも、強い偏荷重を受けてアーマチュア３８の軸部３８1 が軸線Ｌから傾いた場合でも、ストッパゴム４８の接触面の形状が軸線Ｌを頂点とする円錐の一部を構成するため、ストッパゴム４８がヨーク３２のストッパ面３２2 から受ける反力でアーマチュア３８の軸部３８1 を軸線Ｌ上に自動的にセンタリングすることができる。
【００２８】
更に、ストッパゴム４８が圧縮される際の荷重はアーマチュア３８の移動量に対して非線型に変化し、またコイル３４がアーマチュア３８を吸引する吸引力はエアギャップの大きさ（つまりアーマチュア３８の移動量）に対して非線型に変化するため、それらの荷重および吸引力を相殺してコイル３４の通電電流に対するアーマチュア３８の移動量の特性をリニアに設定することが可能となる。
【００２９】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３０】
例えば、実施例では自動車のエンジンＥを支持する能動型防振支持装置Ｍを例示したが、本発明の能動型防振支持装置は工作機械等の他の振動体の支持に適用することができる。また能動型防振支持装置Ｍによってエンジンシェイク領域の振動を低減する必要がない場合には、第２液室２５、上部オリフィス２６、下部オリフィス２７およびダイヤフラム２２は省略可能である。また実施例ではストッパゴム４８をアーマチュア３８側のストッパ面３８3 に設けているが、それをヨーク３２側のストッパ面３２2 に設けることができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、ヨークおよびアーマチュアの何れか一方の円錐状ストッパ面に、その何れか他方の円錐状ストッパ面に係合してアーマチュアおよびヨークの相互の直接接触を防止するストッパゴムを設けたので、コイルを小型化して消費電力を削減すべくヨークおよびアーマチュア間のエアギャップを小さく設定しても、吸引されたアーマチュアがヨークに直接接触して騒音を発生するの防止することができる。またストッパゴムの固さや形状を変化させてアーマチュアがヨークから受ける反力の大きさを調整すれば、コイルの通電電流に対するアーマチュアの移動量の特性をリニアに設定することができる。
【００３２】
またストッパゴムを介してアーマチュア及びヨークの円錐状ストッパ面が相互に接触するので、アーマチュアが軸線から振れるのを前記円錐状ストッパ面のセンタリング効果によって防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  能動型防振支持装置の縦断面図
【図２】  図１の２−２線断面図
【図３】  図１の３−３線断面図
【図４】  図１の４−４線断面図
【図５】  図１の５−５線断面図
【図６】  図１の要部拡大図
【符号の説明】
Ｅ          エンジン（振動体）
Ｌ          軸線
１４        第１弾性体（弾性体）
２０        可動部材
２４        第１液室（液室）
２９        アクチュエータ
３２        ヨーク
３２2  円錐状のストッパ面
３４        コイル
３８3  円錐状のストッパ面
３８        アーマチュア
４８        ストッパゴム
【図１】
0003706769.tif 000002
【図２】
0003706769.tif 000003
【図３】
0003706769.tif 000004
【図４】
0003706769.tif 000005
【図５】
0003706769.tif 000006
【図６】
0003706769.tif 000007