(57)【要約】【目的】加振部材の加振による能動的な防振構造を備えた液封防振装置において、加振部材を支持する弾性シールが、パッシブ時に弾性変形して防振すべき振動より高周波側にて乗り心地等に影響を与える動バネ定数のピークを生じるので、これを効果的に解消させる。【構成】第１取付部材２と第２取付部材３を連結するインシュレータ４を設け、インシュレータ４が壁部の一部をなす主液室６を形成する。主液室６と仕切壁５を隔てて設けた加振室７を絞り通路８で連通する。加振室７には加振板１２とその外周を支持する弾性シール１３を設け、加振板１２と絞り通路８の間に弾性膜１０を配置する。パッシブ時における主液室６の液圧変動を絞り通路８及び弾性膜１０を介してのみ弾性シール１３側へ伝達させ、主液室６側から加振室７側へ伝達されるエネルギーを低減させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の取付部材と第２の取付部材間を連結するインシュレータを壁部の一部とする主液室を設け、この主液室と加振室を連通し、この加振室に主液室へ入力する防振すべき振動と略同位相の振動を発生するための加振部材を設け、この加振部材の周囲を弾性シールにて浮動支持した液封防振装置において、
前記加振室と主液室を区画する仕切壁に絞り通路を設け、かつこの絞り通路と前記加振部材の間を仕切る弾性膜を設け、この弾性膜と前記仕切壁との間に前記絞り通路を介してのみ前記主液室と連通する小液室を形成したことを特徴とする能動型液封防振装置。
【請求項２】
上記請求項１において、特定周波数の防振すべき振動に対してのみ加振部材で加振し、他の周波数では加振部材を自由にして弾性シールの弾性変形で振動するようにしたことを特徴とする能動型液封防振装置。
【請求項３】
上記請求項１において、前記小液室と前記加振室は前記弾性膜を挟んで相互に非連通であることを特徴とする能動型液封防振装置。
【請求項４】
上記請求項１乃至３のいずれかにおいて、前記弾性膜が非線形のバネ特性を有することを特徴とする能動型液封防振装置。
【請求項５】
上記請求項１において、前記弾性膜をその成形時に発生した初期歪みを除去して取付けたことを特徴とする能動型液封防振装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車用エンジンマウント等に使用される液封防振装置であって、加振手段により略同位相の振動を発生させて入力振動を相殺する能動型液封防振装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような能動型液封防振装置は公知である（例えば特開平９−５３６７８号参照）。このような能動型液封防振装置の一般的な構造は、主液室の壁の一部を円錐状ゴムのインシュレータで構成し、インシュレータの頂部より振動を入力させるとともに、仕切壁で区画されかつ連通する加振室に周囲を弾性シールにて浮動支持された加振部材を設けて主液室へ入力する防振すべき振動と略同位相の振動を加振室内に発生させるようになっている。また仕切壁には弾性膜を設けて主液室の液圧変動を吸収するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来例におけるような加振部材は一般的に、特定周波数の防振すべき振動に対してのみ加振され、他の周波数では自由にされるため、主液室側の液圧変動に応じて弾性変形する弾性シールと一緒に振動する（以下、加振時をアクテイブ時、加振しないときを非アクテイブ時又はパッシブ時という）。ところが弾性シールは単なるダイヤフラムと異なり、ある程度大きな固有のバネ値を持っているため、パッシブ時にはその膜共振による動バネ定数のピークが生じる。例えば、図２に示す従来例が約８０Ｈｚ程度で弾性シールの膜共振が出て、その反共振による動バネ定数のピークＰ２が約１００Ｈｚ程度で発生するようなチューニングになっているとき、約８０Ｈｚ程度より低周波数域の振動をアクテイブ制御によって防振すべき振動とし、この周波数域のみで効率的なアクテイブ時特性を発揮させようとすれば、約１００Ｈｚ程度で発生する動バネ定数のピークＰ２が残ることになる。
【０００４】
この動バネ定数のピークＰ２は発進時等における防振すべき振動よりも比較的高い周波数域であって、騒音や振動に影響するため、解消することが好ましいものである。一方、このような動バネ定数のピークＰ２は弾性シールのバネ値をより小さくすれば解消できるが、アクテイブ性能を維持するためにはあまりバネ値を小さくすることはできず、また耐久性等の兼ね合いもあるため、チューニング幅が本来的に狭くなっている。
【０００５】
したがって、このような弾性シールの膜共振に起因する動バネ定数のピークを、弾性シールを変更せずにより簡単かつチューニング幅の広い構造で効果的に除去することが望まれている。本願発明は係る要請の実現を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本願の能動型液封防振装置に係る請求項１は、第１の取付部材と第２の取付部材間を連結するインシュレータを壁部の一部とする主液室を設け、この主液室と加振室を連通し、この加振室に主液室へ入力する防振すべき振動と略同位相の振動を発生するための加振部材を設け、この加振部材の周囲を弾性シールにて浮動支持した液封防振装置において、前記加振室と主液室を区画する仕切壁に絞り通路を設け、かつこの絞り通路と前記加振部材の間を仕切る弾性膜を設け、この弾性膜と前記仕切壁との間に前記絞り通路を介してのみ前記主液室と連通する小液室を形成したことを特徴とする。
【０００７】
請求項２は、上記請求項１において、特定周波数の防振すべき振動に対してのみ加振部材で加振し、他の周波数では加振部材を自由にして弾性シールの弾性変形で振動するようにしたことを特徴とする。
【０００８】
請求項３は、上記請求項１において、前記小液室と前記加振室は前記弾性膜を挟んで相互に非連通であることを特徴とする。
【０００９】
請求項４は、上記請求項１乃至３のいずれかにおいて、前記弾性膜が非線形のバネ特性を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項５は、上記請求項１において、前記弾性膜をその成形時に発生した初期歪みを除去して取付けたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の効果】
請求項１によれば、主液室の液圧変化が加振室へ伝達されると、主液室と加振室間に配置された仕切壁に絞り通路が設けられているため、この絞り通路により主液室から加振室へ伝達されるべきエネルギーが減少する。そのうえ、絞り通路と加振部材の間へ弾性膜を配置したので、この弾性膜により主液室の液圧変化を吸収する。このため、主液室の液圧変動による弾性シールの膜共振エネルギーが低減し、弾性シールの膜共振に起因する動バネ定数のピークを除去もしくは抑制できる。
【００１２】
しかも、弾性シールはその剛性（以下、壁剛性という）がアクテイブ性能や耐久性等の兼ね合いで設定されているものであり、チューニング幅が本来的に狭くなっているにもかかわらず、弾性シールを変更せずに、弾性膜のバネ定数及び絞り通路の開口径を自由に設定することにより、アクテイブ性能に影響の少ない範囲で弾性シールの膜共振をコントロールできることになり、より簡単かつ効果的に前記動バネ定数のピークを除去もしくは抑制でき、そのうえより広いチューニング幅が可能になる。
【００１３】
請求項２によれば、アクテイブ時とパッシブ時が併存し、弾性シールの膜共振に起因する動バネ定数のピークがパッシブ時に発生する可能性があるときでも、この弾性シールの膜共振に起因する動バネ定数のピークを除去もしくは抑制できる。
【００１４】
請求項３によれば、主液室と加振室の間を小液室及び弾性膜で完全に仕切ることにより、主液室と加振室７の間を非連通構造としたので、主液室側の液圧変動は必ず絞り通路と弾性膜を介して加振室側へ伝達されるから、主液室側の液圧変動が直接弾性シールへ伝達することを回避できる。
【００１５】
請求項４によれば、弾性膜を非線形のバネ特性にしたので、入力振動の大きさに応じて最適なバネ値に変化させることができる。
【００１６】
請求項５によれば、弾性膜をその成形時に発生した初期歪みを除去して取付けることにより、成形時の応力を開放し、予め設定したバネ特性を実現させることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて一実施例を説明する。図１は、実施例としての自動車用エンジンマウントにおける全断面を示し、図２はその動バネ特性を示すグラフである。図１において、このエンジンマウント１は、図示省略のエンジン側へ取付けられる第１取付部材２と、やはり図示省略の車体側へ取付けられる第２取付部材３と、この間に介在されるインシュレータを備える。
【００１８】
インシュレータ４は、ゴム等の適宜弾性材料からなる防振ゴム等の防振用弾性体であり、第１取付部材２からの入力振動を吸収するための所定のバネ定数を有し、全体として略円錐状をなし、頂部に第１取付部材２を一体化するとともに、裾部周囲を第２取付部材３へ連結している。
【００１９】
これら第１取付部材２、第２取付部材３、インシュレータ４の間に非圧縮性液体が封入された液室が形成され、その内部に設けられた仕切壁５により、インシュレータ４側の主液室６と、仕切壁５を挟んでその反対側となる加振室７に区画する。
【００２０】
主液室６と加振室７は仕切壁５の中央に形成された絞り通路８により連通しており、主液室６にはインシュレータ４が臨んで主液室６の壁の一部をなしている。仕切壁５の加振室７側で絞り通路８の近傍位置には弾性膜１０が配置され、主液室６と加振室７の間を仕切るとともに、仕切壁５との間に小液室１１を形成している。この小液室１１は絞り通路８のみで外部となる主液室６に連通している。弾性膜１０の小液室１１と反対側の面は加振室７へ臨んでいる。主液室６の液圧変化は、絞り通路８のみを通して小液室１１へ伝達され、さらに弾性膜１０の弾性変形を介して加振室７へ伝達される。
【００２１】
弾性膜１０は防振すべき振動のうちの主たる振動方向Ｚ側から見て略円形をなすディスク状部材であり、その中心を絞り通路８の中心線Ｃ上に一致させている。またそのＺ方向投影面積は絞り通路８の開口面積よりも大きく、絞り通路８の図下方側を覆っている。
【００２２】
加振室７の弾性膜１０に対面する底部には、加振板１２が設けられる。加振板１２も主たる振動方向Ｚから見て円板状をなし、その周囲を弾性シール１３によって第２取付部材３へ取付けられて浮動支持されている。弾性シール１３は加振板１２の振動を許容するとともに、加振室７の液漏れを防止している。
【００２３】
加振板１２は略カップ状をなし、周壁部をなす加振板１２の外周部と弾性シール１３が焼きつけ一体化され、その外周部に一体化されたインサート１３ａが仕切壁５と一緒にインシュレータ４と第２取付部材３のカシメ部にて固定されている。
【００２４】
加振板１２はロッド１４を介してソレノイド等の適宜なアクチュエータ１５により図の下方向へ加振され、加振室７中に液体流動を発生させる。アクチュエータ１５の駆動は、マイコン等の制御装置１６により制御される。加振板１２、シール１３，アクチュエータ１５及び制御装置１６は加振手段を構成する。
【００２５】
インシュレータ４と弾性シール１３は直列の入力バネとして機能し、絞り通路８はこれらのインシュレータ４及び弾性シール１３に対する振動入力によって主液室６において所定の共振周波数（例えば、８０〜１００Ｈｚ）が得られるように開口径を設定する。一例として、インシュレータ４のバネ値が２０ｋｇ／ｍｍ、弾性シール１３のバネ値が６０ｋｇ／ｍｍのとき、絞り通路８の開口径が２０φで共振周波数が約８０Ｈｚとなる。但し、このようなバネの組合せ設定は目的仕様により任意に設定できる。
【００２６】
第１取付部材２に対する防振すべき振動の入力に対して、加振板１２を略同位相で加振すれば、加振室７中にて液体流動を発生させる。このとき、本実施例の加振手段は、振動入力により主液室６の液圧が上昇するとき（以下、正入力という）、アクチュエータ１５により加振板１２を図の下方へ移動させて液圧上昇をキャンセルし、逆に主液室６の液圧が減少するとき（以下、負入力という）、アクチュエータ１５による引きを開放してリターンスプリングもしくは弾性シール１３の弾性力により加振板１２を図の上方へ戻して主液室６の液圧変動を抑制するプル型として機能する。
【００２７】
仕切壁５は中空のリング状をなし、その内部はダンピングオリフィス通路１７をなす。ダンピングオリフィス通路１７は一部を開口１８により主液室６中へ連通し、他端を第２取付部材３の側壁に形成された出口１９より第２取付部材３の外周部に形成された副液室２０へ連通している。副液室２０を構成するハウジング２１内にはダイヤフラム２２が設けられ、副液室２０の液量変動を補償し、主液室６の容積変動に追随するようになっている。ダイヤフラム２２の副液室２０側と反対側の面は大気開放されている。
【００２８】
仕切壁５の中央部には中心線Ｃと直交方向へ広がる仕切部２３をなし、その中央に絞り通路８が形成されている。仕切部２３は絞り通路８部分を除き、小液室１１の図における上方側を部分的に覆っている。弾性膜１０及び加振板１２の面積は略同程度である。
【００２９】
仕切壁５は仕切部２３に向かって中心線Ｃ方向へ張り出す傾斜面をなし、その主液室６及び加振室７側の各開口部２４，２５の開口面積は弾性膜１０及び
加振板１２よりも大きい。
開口部２５と弾性シール１３の外周部は、図示状態にて略くさび状断面の空間をなす。
【００３０】
なお、開口部２５に小さな連通口２５ａが形成され、ダンピングオリフィス通路１７と加振室７を連通している。この連通口２５ａは加振室７内の液体の一部をダンピングオリフィス通路１７側へ逃がすためのもであり、共振周波数が数Ｈｚと、ダンピングオリフィス通路１７の共振周波数よりもかなり低くなっている微細な小孔であり、動バネ特性にほとんど影響を与えない。
【００３１】
これらの弾性膜１０，絞り通路８及び加振板１２は、主たる振動方向Ｚすなわち絞り通路８の中心線Ｃ上において、各中心が一致するよう図の上下方向へ一直線上に配置される。
【００３２】
仕切壁５の中心側かつ絞り通路８の下方には、弾性膜１０を収容するための筒状のホール２６が形成され、このホール２６の内壁に弾性膜１０の外周部が一体化されたリング２７が圧入されている。弾性膜１０の中央側は厚肉部２８をなし、外周側は薄肉部２９をなしてリング２７へ接続している。このような肉厚変化により弾性膜１０が非線形的な弾性変形を行うようになっている。
【００３３】
なお、取付前にリング２７を縮径させてからホール２６内壁へ固定することにより弾性膜１０を予めたるませた状態で取付ける。このようにすると弾性膜１０を成形してリング２７へ焼き付けるときの初期歪みによる弾性膜１０の応力を開放し、初期のバネ特性を正確に実現させることができる。但し、リング２７をホール２６内壁へ圧入して固定するとき縮径させることもできる。また、弾性膜１０の初期歪みを取れればたるませる程に縮径しなくてもよい。
【００３４】
次に、本実施例の作用を説明する。アクテイブ時において、第１取付部材２へ例えば３０Ｈｚ程度のアイドル振動が防振すべき振動として入力するとき、これを打ち消すべくアクチュエータ１５によりロッド１４を略同位相かつ防振すべき振動と同じ周波数で加振板１２を加振する。
【００３５】
一方、パッシブ時において、防振すべき振動以外の振動入力に対しては、アクチュエータ１５が加振板１２をフリーにするため、加振板１２を浮動支持する弾性シール１３が主液室６から伝達される加振室７の液圧変化に応じて弾性変形することにより、加振板１２は弾性シール１３の弾性変形と一緒になって図の上下方向へ移動する。
【００３６】
このとき、主液室６の液圧変化に伴うエネルギーは、まず通路２３にて絞られるため、小液室１１へ減少して伝達され、弾性膜１０の弾性変形を小さくする。さらに主液室６から絞り通路８を介して小液室１１へ伝達された液圧変動は弾性膜１０が弾性変形することにより吸収される。その結果、主液室６の液圧変動は弾性シール１３へ直接伝達されず、入力振動のエネルギーが低減されて伝達される。その結果、弾性シールの膜共振エネルギーが低くなるので、弾性シールの膜共振に起因する動バネ定数のピークは出現を解消もしくは抑制され、実用上問題にならない程度になる。
【００３７】
しかも、加振室７から主液室６側への液圧変動の伝達は、絞り通路８を設けたことにより、効率よく主液室　６へ伝達させることができ、アクチュエータ１５の駆動エネルギーを少なくできる。
【００３８】
なお、図２に示すように、本実施例では例えば、約８０Ｈｚ程度で弾性シールの膜共振による動バネ定数のボトムＢ１が生じ、その反共振による動バネ定数のピークＰ１が約１００Ｈｚ程度に発生する設定のとき、シェイク振動周波数域（例えば、５〜１０Ｈｚ程度の範囲）後の例えば約２０Ｈｚ〜８０Ｈｚまでアクテイブ制御し、それ以外の周波数では非アクテイブ制御にすれば、アクテイブ制御領域では著しく低動バネ化し、かつ動バネ定数が一定となるが、非アクテイブ制御領域の約１００Ｈｚ程度の周波数に除去すべき動バネ定数のピークＰ１が残ることになる。
【００３９】
しかしこの動バネ定数のピークＰ１は、従来例の動バネ定数のピークＰ２よりも著しく低減されている。この動バネ定数の差はこれまでに述べた絞り通路８と弾性膜１０の存在による。なお、従来例は本実施例のエンジンマウント１から絞り通路８と弾性膜１０を除いたものに相当する。従来例の場合は、弾性シール１３における膜共振が強くなるので、動バネ定数のボトムＢ２がより低くなり、逆に反共振による動バネ定数のピークＰ２がより高くなっている。
【００４０】
上記本実施例はアクテイブ制御と非アクテイブ制御（パッシブ）を併用した例であるが、全周波数域又は上記実施例よりもより高周波域並びにより低周波域まで広げてアクテイブ制御することは自由であり、約１００Ｈｚを越える周波数程度までアクテイブ制御範囲を拡大させれば上記動バネ定数のピークＰ１を除去できる。但しこのようにアクテイブ制御の周波数域を拡大した場合は、動バネ定数のピークＰ１を除去するために加振板１２を駆動するエネルギー消費量が多くなり、アクチュエータとしてソレノイドを用いる場合には実用化が困難な現状にある。
【００４１】
したがって、実用レベルのソレノイド使用を考慮すると、実施例のようにせいぜい８０Ｈｚ程度までのアクテイブ制御とし、これより高周波側では非アクテイブ制御とすることが現状では有利になることがある。なお約１００Ｈｚを越える周波数程度までアクテイブ制御範囲を拡大した場合は上記アクチュエータの問題が残るが、この場合でも従来例の動バネ定数のピークＰ２を下げることと比べればエネルギー消費量は少なくなる。
【００４２】
また、弾性膜１０に非線形的バネ特性を与えたため、インシュレータ４に比較的小さな振動（例えば、０．０３〜０．１ｍｍ程度の振幅）が入力すると、弾性膜１０は弱いバネで受ける。一方、より低周波数側で比較的大きな振動（例えば、０．１〜１ｍｍ程度の振幅）が入力すると、弾性膜１０は強いバネで受けるため、主液室６の壁剛性が高くなり、主液室６からダンピングオリフィス通路１７へ送り込む液体の流量を増大させる。
【００４３】
このため、ダンピングオリフィス通路１７における共振効率が大きくなり、本実施例ではシェイク振動周波数域（例えば、５〜１０Ｈｚ程度の範囲）で高減衰を実現して比較的大きな振動を吸収する。Ｂ３はこのときのオリフィス共振による動バネ定数のボトムであり、Ｐ３はその反共振による動バネ定数のピークである。なお、弾性膜１０に非線形特性を与えない従来例の場合は、動バネ定数のボトムがＢ３より高いＢ４であり、反共振による動バネ定数のピークがＰ３より低いＰ４になる。
【００４４】
したがって、弾性膜１０のバネを非線形にすれば、入力振動に応じて弾性膜１０のバネ値を最適にでき、かつ低周波数域にけるダンピングオリフィス通路１７の共振効率を向上させることができる。
【００４５】
このように、従来パッシブ時において発生した弾性シール１３の膜共振に起因する動バネ定数のピークＰ２を効果的に解消もしくは抑制して騒音及び振動を改善できる。またこの動バネ定数のピークＰ２の発生する周波数域を含むようにアクテイブ制御することもでき、この場合はアクテイブ制御時の駆動エネルギー消費量を動バネ定数のＰ２とＰ１の差分だけ節約できる。
【００４６】
しかも、弾性シール１０はその壁剛性がアクテイブや耐久性等の兼ね合いで設定されているものであり、チューニング幅が本来的に狭くなっているにもかかわらず、弾性シール１３を変更せずに、弾性膜１０のバネ定数及び絞り通路１８の開口径を設定することにより実現でき、このようなチューニングは自由度が大きい。
【００４７】
したがって、アクテイブ性能に影響の少ないようにした状態で弾性シール１３の膜共振をコントロールでき、その結果、弾性シール１３の膜共振に起因する動バネ定数のピークをより簡単かつ効果的に除去もしくは抑制できる。しかも効率的な防振が可能になり、より広いチューニング幅が可能になる。そのうえアクチュエータ１５を比較的小出力のものにすることができ、かつ装置全体の小型・軽量化にも貢献する。
【００４８】
そのうえ、仕切壁５の絞り通路８に臨む壁面を傾斜面としたので、主液室６から絞り通路８へ向かう液体流動並びに逆の加振室７から絞り通路８へ向かう液体流動をいずれもスムーズにガイドでき、液圧変動の効率的な伝達を可能にしている。
【００４９】
さらに、主液室６と加振室７の間を小液室１１及び弾性膜１０で完全に仕切ることにより、主液室６と加振室７の間を非連通構造としたので、主液室側の液圧変動は必ず絞り通路８と弾性膜１０を介して加振室７側へ伝達されるから、主液室６側の液圧変動が直接弾性シール１３へ伝達することを回避できる。
【００５０】
また、弾性膜１０を非線形のバネ特性にしたので、入力振動の大きさに応じて最適なバネ値に変化させることができる。
【００５１】
さらに、弾性膜１０をその成形時に発生した初期歪みを除去して取付けることにより、成形時の応力を開放し、予め設定したバネ特性を実現させることができる。
【００５２】
そのうえ、仕切壁５に加振室７液体を加振室７から逃がす小孔２５ａを設けたので、加振室６内が高温になったときなど必要があるとき加振室７内の液体の一部をダンピングオリフィス通路１７さらには副液室２０等へ逃がし、加振室７の圧力上昇を防止できる。またこの小孔２５ａの共振周波数を、ダンピングオリフィス通路１７の共振周波数より低く設定したので、装置の防振特性（動特性）にほとんど影響を与えないようにすることができる。小孔２５ａの連通先すなわち加振室７から逃がす相手側は、この実施例に限らず自由に設定できる。
【００５３】
なお、本願発明は上記実施例に限定されず種々に変形や応用が可能であり、用途としては、エンジンマウント以外にも種々な振動伝達経路における振動遮断用防振装置として利用できる。また、振動源へ取付けてその制振器として利用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例に係るエンジンマウントの全断面図
【図２】作用を示すグラフ
【符号の説明】
１：エンジンマウント、２：第１取付部材、３：第２取付部材、４：インシュレータ、５：仕切壁、６：主液室、７：加振室、１０：弾性膜、１１：小液室、１２：加振板、１５：アクチュエータ、１７：ダンピングオリフィス通路、２０：副液室、２６：ホール
【図１】
2004036713.tif 000003
【図２】
2004036713.tif 000004