(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動発生部及び振動受部の一方へ連結される第１の取付部材と、
振動発生部及び振動受部の他方へ連結される第２の取付部材と、
前記第１の取付部材と前記第２の取付部材との間に設けられ振動発生時に変形する弾性体と、
前記弾性体を隔壁の一部として拡縮可能とされ且つ液体が封入された主液室と、
前記主液室と制限通路を介して連通される副液室と、
前記副液室の隔壁の一部を構成する変形可能なダイヤフラムと、
前記副液室と前記ダイヤフラムを挟んで対向して配置され且つ気体が封入される空気室と、
前記第１の取付部材あるいは前記第２の取付部材に弾性変形し得る弾性部材を介して連結され且つ、前記空気室を大気に連通させる開放状態及び前記空気室と大気との間を閉鎖する閉鎖状態をとり得る切換弁と、
を備えたことを特徴とする防振装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両及び一般産業用機械等に用いられ、振動発生部からの振動を吸収減衰する防振装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のエンジンと車体との間には、エンジンマウントとしての防振装置が配設され、エンジンの振動が車体に伝達されることを阻止するようになっている。
【０００３】
エンジンに発生する振動には、車両が高速で走行している場合等に発生する所謂シェイク振動や、アイドル時及び車両が時速５キロ程度で走行している場合に発生する所謂アイドル振動等がある。一般的に、前記シェイク振動の周波数が１５Ｈｚ未満であるのに対し、アイドル振動の周波数が２０〜５０Ｈｚであり、シェイク振動とアイドル振動とでは周波数が相違する。
【０００４】
そして、シェイク振動及びアイドル振動を吸収する防振装置として、主液室と副液室とを制限通路であるオリフィスで繋ぎ、このオリフィス内の液体の流動に伴う減衰作用で振動を低減する液体封入式の防振装置が知られている。また、このような防振装置の一種として、副液室とダイヤフラムを介して対向して配置される空気室内の気圧を、電磁弁である切換弁で変化させて、特性を変化させることのできる防振装置が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような切換弁を有した防振装置を例えば自動車のエンジンルーム内に固定する場合、切換弁内のプランジャが弁の内部に当接して発生する衝撃的な振動が、自動車の車体を介して車室内に伝達される欠点があった。
【０００６】
本発明は上記事実を考慮して上記欠点を解決するべく、切換弁の開閉に伴って発生する衝撃的な振動を低減できる防振装置を提供することが目的である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の防振装置は、振動発生部及び振動受部の一方へ連結される第１の取付部材と、
振動発生部及び振動受部の他方へ連結される第２の取付部材と、
前記第１の取付部材と前記第２の取付部材との間に設けられ振動発生時に変形する弾性体と、
前記弾性体を隔壁の一部として拡縮可能とされ且つ液体が封入された主液室と、
前記主液室と制限通路を介して連通される副液室と、
前記副液室の隔壁の一部を構成する変形可能なダイヤフラムと、
前記副液室と前記ダイヤフラムを挟んで対向して配置され且つ気体が封入される空気室と、
前記第１の取付部材あるいは前記第２の取付部材に弾性変形し得る弾性部材を介して連結され且つ、前記空気室を大気に連通させる開放状態及び前記空気室と大気との間を閉鎖する閉鎖状態をとり得る切換弁と、
を備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項１に記載の防振装置の作用を以下に説明する。
振動発生部よりの振動は、第１の取付部材或いは第２の取付部材を介して、弾性体に伝達される。このとき、振動は弾性体の内部摩擦に基づく抵抗により吸収される他、弾性体を隔壁の一部とする主液室を拡縮し、制限通路を流れる液体の通過抵抗または液柱共振により吸収される。
【０００９】
この制限通路では、吸収することのできない高周波数の振動が発生した場合、すなわち予め設定された設定振動数を越えた場合、副液室とダイヤフラムを挟んで対向して位置する空気室と大気との間を切換弁により閉鎖して閉鎖状態にさせる。このようにすると、空気室内の空気が空気ばねとして働き、切換弁を開放して空気室と大気との間を連通する開放状態にした場合より、ダイヤフラムの剛性が高まる。この結果、液体が制限通路で共振する周波数が高周波数側へ移動し、高周波振動の周波数領域で防振装置の動ばね定数が低下する。
【００１０】
即ち、切換弁で、空気室を大気に開放するか否かで防振装置の特性を変化させ、幅広い周波数範囲に渡って振動を吸収することができる。
【００１１】
一方、第１の取付部材あるいは第２の取付部材のいずれかに弾性変形し得る弾性部材を介して切換弁が連結される為、開放状態と閉鎖状態との間で切換弁を切り換えた際に、切換弁内の弁体であるプランジャが切換弁の弁胴に当接して衝撃的な振動が発生しても、弾性部材の内部摩擦に基づく抵抗により吸収されて、低減される。
【００１２】
従って、このような切換弁を有する防振装置を例えば自動車のエンジンルーム内に固定する場合などでは、プランジャの弁胴への当接に伴う振動が、自動車の車体を介して車室内に伝達しないようになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明に係る防振装置の第１の実施の形態を図１から図４に示し、これらの図に基づき本実施の形態を説明する。
【００１４】
図１に示すように、本実施の形態の防振装置１０には第１の取付部材としての底板１２が備えられている。この底板１２の中央下部には取付ボルト１４が突出され、一例として図示しない自動車の車体へこの取付ボルト１４を用いて防振装置１０が固定される。底板１２の周囲は直角に屈曲された筒状の立壁部１２Ａとされており、この立壁部１２Ａの上端部には直角に屈曲されたフランジ部１２Ｂが連続して形成されている。
【００１５】
この底板１２の上部には、厚肉の円筒状とされつつ下部の一部が薄肉状とされた外筒１６が配置されている。さらに、底板１２のフランジ部１２Ｂと外筒１６の厚肉部分の下端部との間に、第１ダイヤフラム１８の周縁部が挟持され、外筒１６の薄肉部分でかしめ固定されている。
【００１６】
この第１ダイヤフラム１８と前記底板１２との間の空間は第１空気室２０とされ、立壁部１２Ａに形成された空気孔２１を介して第１空気室２０と外部とが連通される。
【００１７】
外筒１６の内周面上端部は内径がテーパ状に拡大された拡開部１６Ａとされており、この拡開部１６Ａには、外筒１６の開口部分を閉塞する弾性体２２の外周が加硫接着されている。また、弾性体２２の一部は外筒１６の内周下端部まで延設されており、弾性体２２の外周側が外筒１６に加硫接着されている。
【００１８】
この弾性体２２の中央には第２の取付部材としての支持台２４が加硫接着されている。この支持台２４は図示しないエンジンの搭載部であり、エンジンを固定する取付ボルト２６が立設されている。
【００１９】
ここに外筒１６の内周部、弾性体２２の下端部及び第１ダイヤフラム１８等によって液室２８が形成されており、この液室２８内にはエチレングリコール等の液体が充填されている。
【００２０】
液室２８内には合成樹脂等で形成された円柱状の仕切部材３０が配置され、仕切部材３０の下部に外周側に突出したフランジ３０Ａが設けられている。そして、第１ダイヤフラム１８の周縁部と外筒１６の厚肉部分の下端部との間に、このフランジ３０Ａが挟持されている。
【００２１】
この為、仕切部材３０が、液室２８を主液室３２と第１副液室３４とに区画している。なお、この仕切部材３０の第１副液室３４側には、凹部３０Ｂが形成されている。
【００２２】
仕切部材３０の外周には、周方向に沿って断面矩形状の細溝４４Ａが形成されている。細溝４４Ａの一端には、仕切部材３０の上面まで延びる細溝４４Ｂが連結しており、細溝４４Ａの他端に凹部３０Ｂへ貫通する開口部４４Ｃが連結されている。細溝４４Ａ、４４Ｂの外筒１６側は前記弾性体２２の延長部によって閉塞され、主液室３２と第１副液室３４との間を連通する第１の制限通路５２とされている。
【００２３】
さらに、仕切部材３０には、外周から仕切部材３０の中心へ向けて矩形孔４２が形成されており、図１に示すように、この矩形孔４２の先端は上方へ屈曲し、開口部４２Ａを介して主液室３２へ連通して第２の制限通路４６を構成している。
【００２４】
仕切部材３０の矩形孔４２に対応する外筒１６の外周側の位置には、凹部６２が形成されており、この凹部６２は、凹部６２に緊密に嵌合されて固定されたブロック６４によって閉塞されている。凹部６２の底部には貫通孔７２が形成されており、この貫通孔７２は矩形孔４２に連通している。
【００２５】
また、凹部６２の底部であって貫通孔７２の外周側には、環状凹部６６が形成されており、この環状凹部６６とブロック６４との間に第２ダイヤフラム６８の周縁部が挟持されている。第２ダイヤフラム６８は、自由状態では貫通孔７２側へ向けて略半球状に突出されており、貫通孔７２が第２ダイヤフラム６８によって閉塞されて第２副液室７０を構成している。また、ブロック６４の第２ダイヤフラム６８に向かい合う一端側には凹部６４Ａが形成されており、この凹部６４Ａと第２ダイヤフラム６８との間は第２空気室７４とされている。
【００２６】
このブロック６４の他端側には、弾性変形し得るゴム材等の弾性部材により形成される円管状の支持材１１２の基端側が加硫接着されており、円盤状に形成されて中央に貫通穴１１４Ａが穿設されている金属製の連結板１１４に、この支持材１１２の先端側が加硫接着されている。
【００２７】
さらに、この連結板１１４に隣り合って連結管８０が配置されており、この連結管８０の基端側寄りには、外周側に突出して形成されるフランジ部８０Ａが設けられ、連結管８０の先端側には雄ねじ８０Ｂが形成されている。そして、連結管８０の先端側の雄ねじ８０Ｂが、図１から図３に示すような切換弁８２の弁胴である本体８２Ａにねじ止められて、連結管８０と切換弁８２とが連結されている。また、この連結管８０の基端側が連結板１１４の貫通穴１１４Ａに嵌合された状態で、連結管８０のフランジ部８０Ａが連結板１１４にボルト１１６によりねじ止めされることにより、連結管８０が支持材１１２及びブロック６４を介して外筒１６に連結される。
【００２８】
以上より、切換弁８２にねじ止められた連結管８０及び支持材１１２を介して、切換弁８２が外筒１６側に連結されて支持され、前述の第２空気室７４と切換弁８２とが、ブロック６４に形成された孔６４Ｂ、支持材１１２内の空間及び、連結管８０を介して、連通されることになる。
【００２９】
一方、この切換弁８２の本体８２Ａには、コイル８４を収納したコイル収納体９０がチューブ８８を介して連結されている。このチューブ８８内には、弁体であるプランジャ８６が移動可能に配置されており、プランジャ８６の基端側とコイル収納体９０内に設置された吸引子９６との間には、スプリング９２が配置されている。そして、プランジャ８６の先端側には、パッキン８６Ａが取り付けられており、ブロック６４、支持材１１２、連結管８０及び切換弁８２の本体８２Ａを貫通して第２空気室７４と大気とを連通するＬ形の通路９４をこのパッキン８６Ａで遮断可能となっている。
【００３０】
従って、コイル８４へ電圧を印加していない場合には、図２に示すように、プランジャ８６がスプリング９２に付勢されて本体８２Ａの内壁面にパッキン８６Ａが当接し、このパッキン８６Ａが通路９４を閉塞する。一方、コイル８４へ所定の電圧を印加すると、図３に示すように、プランジャ８６がコイル８４の発生する電磁力によって吸引子９６側に吸引され、プランジャ８６の先端のパッキン８６Ａが本体８２Ａの内壁面から逃げて通路９４が開放される。
【００３１】
コイル８４は、印加電圧をオン・オフする制御手段である制御回路６０に連結されている。制御回路６０は車両電源によって駆動され、少なくとも車速センサ９８及びエンジン回転数センサ９９からの検出信号を受け、車速及びエンジン回転数を検出できる。これにより制御回路６０は車両がアイドル時かシェイク時か、さらには、アイドル振動の内でも振動の周波数が低い方であるか高い方であるか等を判断できる。
【００３２】
なお、第２の制限通路４６の通路長さより第１の制限通路５２の通路長さの方が長く、第１の制限通路５２の通路断面積の方が、第２の制限通路４６の通路断面積より小さくなっている。また、第１ダイヤフラム１８及び第２ダイヤフラム６８の剛性は相互に異なり、第１ダイヤフラム１８より第２ダイヤフラム６８の方が剛性が高くなっている。
【００３３】
ここで、制限通路の大きさとダイヤフラムの剛性とで、制限通路での液柱共振周波数が決定されることとなり、第２の制限通路４６での液柱共振周波数を第２ダイヤフラム６８の剛性の値を変更することによって、変更可能とされる。
【００３４】
一方、仕切部材３０には、主液室３２側の中央に凹部１００が形成されており、凹部１００には弾性膜固定パイプ１０２が挿入固定されている。
【００３５】
弾性膜固定パイプ１０２の内周面には軸方向中間部に円板状でゴム製の弾性膜１０４の外周が加硫接着されており、弾性膜１０４と凹部１００の底部との間の空間が空気等の気体が封入された気体室１０６となっている。つまり、気体室１０６は主液室３２と弾性膜１０４を挟んで対向して配置されることになる。なお、この気体室１０６は、大気と連通していない。
【００３６】
また、本実施の形態では、第１ダイヤフラム１８及び第２ダイヤフラム６８より弾性膜１０４の剛性が高くなっている。
【００３７】
次に実施の形態の作用を説明する。
この防振装置１０の底板１２を一例として自動車等の車両の車体へ固定し、支持台２４にエンジンを搭載して固定すると、エンジンの振動は支持台２４を介して弾性体２２に伝達され、弾性体２２の内部摩擦に基づく抵抗によって振動が吸収される。
【００３８】
また、車両が例えば７０〜８０ｋｍ／ｈで走行するとシェイク振動（例えば、周波数１５Ｈｚ未満）が生じ得る。このとき、液体は第１の制限通路５２を通って主液室３２と第１副液室３４とを行き来することになり、液体が第１の制限通路５２を通過する際の抵抗で減衰力が生じ、シェイク振動が効果的に吸収される。なお、シェイク振動では、剛性の高い第２ダイヤフラム６８は殆ど変形せず、第２の制限通路４６には、液体の流れは殆ど生じない。
【００３９】
また、エンジンがアイドリング運転の場合や車速が５ｋｍ／ｈ以下の場合にはアイドル振動（例えば、周波数２０〜５０Ｈｚ）が生じる。
【００４０】
このアイドル振動時には、第１の制限通路５２が目詰まり状態となる。このため、液体は、第２の制限通路４６を通って主液室３２と第２副液室７０とを行き来することになり、第２の制限通路４６内で液柱共振をする。なお、アイドル振動では、第２の制限通路４６に液体が流れるので、剛性の高い弾性膜１０４は殆ど変形しない。
【００４１】
ここで、制御回路６０は車速センサ９８、エンジン回転数センサ９９により振動の周波数がアイドル振動の内でも低い方であるか高い方であるかを判断する。振動の周波数が低い方であると判断すると、制御回路６０は切換弁８２のコイル８４に電圧を印加してプランジャ８６を吸引する。これによって、プランジャ８６が本体８２Ａの内壁面から離間して、通路９４を介して、第２空気室７４と大気とを連通させる開放状態となる。この結果、第２ダイヤフラム６８の剛性は、第２空気室７４を閉鎖した閉鎖状態と比較して低い状態となり、周波数の低いアイドル振動の周波数領域での防振装置１０の動ばね定数が低下し、周波数の低いアイドル振動が確実に吸収される。
【００４２】
一方、振動の周波数がアイドル振動の内でも高い方であると判断すると、制御回路６０はコイル８４に電圧を印加するのを停止する。これによって、プランジャ８６がスプリング９２に付勢され、プランジャ８６が本体８２Ａの内壁面に当接して通路９４を閉塞し、第２空気室７４が大気側に対して閉鎖される閉鎖状態とされる。この為、第２ダイヤフラム６８の剛性が高まり、これによって第２の制限通路４６での液柱共振周波数が高周波数側へ移動し、周波数の高いアイドル振動の周波数領域での防振装置１０の動ばね定数が低下し、周波数の高いアイドル振動が確実に吸収される。
【００４３】
以上のように、本実施例の防振装置１０では、切換弁８２により第２空気室７４を大気に開放するか否かで、低い周波数のアイドル振動と高い周波数のアイドル振動との両方に対応できる。
【００４４】
また、車速が１００km/h以上、エンジン回転数が３０００ｒｐｍ以上の場合等には、こもり音の発生原因となる高周波振動（例えば、周波数５０〜３００Ｈz 付近）が生じる。
【００４５】
この場合には、第２の制限通路４６が目詰まり状態となるが、弾性膜１０４が変形して主液室３２内の液体の圧力上昇を抑えるので、動ばね定数の上昇が抑えられ、エンジンの高回転時における振動の周波数領域の動ばね定数が低下して、高周波振動が確実に吸収される。
【００４６】
一方、外筒１６に、ブロック６４及び弾性変形し得る支持部材１１２を介して切換弁８２が連結されて支持される為、開放状態と閉鎖状態との間で切換弁８２を切り換えた際に、切換弁８２内のプランジャ８６が切換弁８２の本体８２Ａの内壁面に当接して衝撃的な振動が発生しても、支持部材１１２の内部摩擦に基づく抵抗により吸収されて、低減される。
【００４７】
従って、このような切換弁８２を有する防振装置１０を本実施の形態のように自動車のエンジンルーム内に固定する場合などでは、本体８２Ａの内壁面へのプランジャ８６の当接に伴う振動が、自動車の車体を介して車室内に伝達しないようになる。
【００４８】
尚、上記実施の形態では、第１の取付部材としての底板１２にかしめられて底板１２と一体となる外筒１６に固定されたブロック６４に、支持部材１１２を加硫接着したが、この替わりに外筒１６に支持部材１１２を直接に加硫接着してもよく、また、底板１２或いは支持台２４に加硫接着してもよい。
【００４９】
そして、本実施の形態の支持部材１１２は、ブロック６４及び連結板１１４に一体的に加硫接着されるが、ブロック６４の替わりに外筒１６に加硫接着して、これに切換弁８２を固定してもよい。
【００５０】
さらに、切換弁８２を動作する構造としては、本実施の形態のコイル８４及びプランジャ８６等で構成されるようなソレノイドのみならず、モータ、ロータリソレノイド等が考えられる。また、上記実施の形態と異なって、第１の取付部材側をエンジンに連結し、第２の取付部材側を車体に連結してもよい。
【００５１】
また、前記実施の形態では防振装置１０をエンジンマウントとして用いる構成を示したが、本発明はこれに限らず、防振装置１０をキャブマウント、ボデイマウント、一般産業用機械の支持等に用いてもよいことは勿論である。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明した如く本発明の防振装置では、切換弁の開閉に伴って発生する衝撃的な振動を低減できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る防振装置の断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る防振装置に採用される切換弁の拡大断面図であって、閉鎖状態を示す。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る防振装置に採用される切換弁の拡大断面図であって、開放状態を示す。
【符号の説明】
１０    防振装置
１２    底板（第１の取付部材）
２２    弾性体
２４    支持台（第２の取付部材）
３２    主液室
４６    第２の制限通路
６８    第２ダイヤフラム
７０    第２副液室
７４    第２空気室
８２    切換弁
１１２    支持材（弾性部材）
【図１】
0003641024.tif 000002
【図２】
0003641024.tif 000003
【図３】
0003641024.tif 000004