(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の取付金具間に弾性体を介在させ、この弾性体を壁部の一部とする液室を設け、この液室内を仕切部材により主液室と副液室に区画し、これら主液室と副液室を常時連通する第１のオリフィスと、第１のバルブにより開閉自在の第２のオリフィスと、一端開口部側に設けた弾性膜の振動により液柱共振を発生する第３のオリフィスとを備た液封防振装置において、前記各オリフィスの共振周波数を、第１のオリフィス、第２のオリフィス、第３のオリフィスの順に高く設定し、これらのオリフィスの径を第１オリフィス８＜第２のオリフィス９＜第３のオリフィス１１の順に大きくするとともに、前記第３のオリフィスの前記弾性膜が設けられている側と反対側の開口端部を開閉自在とする第２のバルブを設け、
入力振動の周波数が、前記第１のオリフィスの共振周波数域のとき、前記第１及び第２のバルブにより前記第２のオリフィス及び前記第３のオリフィスをそれぞれ閉じた状態で前記第１のオリフィスを共振させ、
第１のオリフィスの共振後に前記第１のバルブを開いて第２のオリフィスを共振させ、かつ前記３のオリフィスを前記第２のバルブで閉じられたままとし、
前記第２のオリフィスの共振後における反共振が生じる周波数域で前記第２のバルブを開いて前記第３のオリフィスを共振させ、
さらにこの第３のオリフィスの共振後であってその反共振の極大値が生じる前に前記第２のバルブで閉じることを特徴とする液封防振装置。
【請求項２】
前記第１のオリフィスがサスペンションからの入力振動域に共振点を有し、前記第２のオリフィスがアイドル域に共振点を有し、前記第３のオリフィスが発進域に共振点を有することを特徴とする請求項１に記載した液封防振装置。
【請求項３】
前記第１のオリフィスの開口径よりも前記第２のオリフィスの開口径が大きく、さらにこの前記第２のオリフィスの開口径よりも第３のオリフィスの開口径が大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載した液封防振装置。
【請求項４】
前記第２のバルブは、主液室の壁部を構成し前記弾性体の一部からなる弾性膜を介して動作することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載した液封防振装置。
【請求項５】
前記第２のバルブが開くとき前記第１のバルブが開いた状態であり、その後、第１のバルブ及び第２のバルブがそれぞれ閉じることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載した液封防振装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両用エンジンマウント等に使用して好適な液封防振装置に係り、特に第１乃至第３からなる計３つのオリフィスを備えたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用液封エンジンマウントにおいては、シェイク振動やチョッピー振動等のアイドル域よりも低い１０Ｈｚ台の周波数域（以下、サスペンションからの入力振動域という）に共振点を有する第１のオリフィスを設けたもの並びにこの第１のオリフィスに加えて２０〜３０Ｈｚ台のアイドル時に共振点を有する開閉自在の第２のオリフィスを設けたものが知られている。さらに４０〜６０Ｈｚ台の発進時に共振点を有する第３のオリフィスを設けたものも知られている。
【０００３】
図５は、従来の液封エンジンマウントにおける典型例を略図にして示すものであり、第１の取付金具１と第２の取付金具２の間に略円錐状をなすゴム等の弾性体３を設け、その内部空間と第２の取付金具２との間に弾性体３を壁部の一部とする液室を設け、この液室を仕切部材４により主液室５と副液室７に区画してある。副液室７は仕切部材４とダイアグラム６との間に形成され、この副液室７と主液室５を常時連通してサスペンションからの入力振動域におけるダンピングオリフィスとして機能する第１のオリフィス８が仕切部材４に設けられている。
【０００４】
図６は上記図５の液封エンジンマウントにアイドルオリフィスとして機能する第２のオリフィス９を追加した図５と同様の略図であり、第２のオリフィス９は主液室５と副液室７を連絡するとともに、その主液室５側の開口部が第１のバルブ１０によりアイドル時のみ開くようになっている。
【０００５】
図７は図６に加えて第３のオリフィス１１を設けた図６と同様の図であり、この第３のオリフィス１１は発進時の振動を遮断する発進オリフィスとして機能し、その一端は主液室５内へ開放され、他端は副液室７に臨んで、ゴム膜等の弾性膜１２により覆われている。
【０００６】
図３は、これら従来例及び本願発明のエンジンマウントにおける減衰及び動バネ特性を示すグラフであり、横軸に周波数、縦軸に動バネ定数Ｋ（Ｎ／ｍｍ）及び減衰係数Ｃ（Ｎ・ｓ／ｍ）をとったものである。このうち実線は本願発明に係り、破線は図７の従来例に係る。また、仮想線○１（丸付数字の１を意味する、以下、丸付数字１〜５につき同様に表現する）は図５に示す従来例の動バネ特性曲線、仮想線○２は図６に示す従来例の動バネ特性曲線をそれぞれ示す。ｃ及びｅは反共振で生じる動バネ特性のピーク（動バネ特性曲線中の極大値、以下同）をそれぞれ示す。
【０００７】
まず、図５の従来例における動バネ特性曲線○１は、サスペンションからの入力振動域において本願発明に係る実線と重なり、第１のオリフィス８の共振によってボトム（動バネ特性曲線中の極小値、以下同）ａ１を生じて動バネ定数を下げ、サスペンションからの入力振動にて生じる１０Ｈｚ台のシェイク振動やチョッピー振動を遮断する。同時に○３として示す第１のオリフィス８による減衰特性曲線はこの共振によってピークｂ１を示し、サスペンションからの入力振動域において低動バネ・高減衰を実現して乗り心地を良くする。
【０００８】
ところが、この構造の動バネ特性曲線は○１に示すように、第１のオリフィス８による共振の反共振として２０Ｈｚ台のアイドル域に動バネ特性のピークｃを生じこのままでは高動バネとなる。そこで図６の構造を採用することにより、アイドル時に第２のオリフィス９に設けた第１のバルブ１０を開くと、アイドル域における第２のオリフィス９の共振により、動バネ特性はボトムｄ１を生じ、低動バネ化を実現できる。
【０００９】
その反面、○２で示す動バネ特性曲線のように、ボトムｄ１の反共振として発進域にピークｅを生じてこの部分を高動バネ化し、このままでは発進時の振動遮断が不十分になる場合がある。そこで図７の構造を採用すると、動バネ特性曲線○２に示す反共振域で弾性膜１２を振動させ、この膜振動により第３のオリフィス１１内で液柱共振を発生させるため、動バネ特性曲線○２のピークｅを消滅させてボトムｆ２を生じさせることができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このように、図７の構造を採用すれば発進時の低動バネ化を実現できる。しかしながら、図７に示す従来例は第３のオリフィス１１における主液室５側の端部が常時開放されているため、サスペンションからの入力振動域やアイドル域においても主液室５の液圧を吸収するよう弾性変形するので、動バネの各ボトムａ２及びｄ２はａ１及びｄ１に比べて高動バネとなり、特性曲線全体としても比較的高動バネとなる。しかも、減衰特性曲線○４で示すようにピークｂ２がｂ１よりも下がるため特性曲線○３よりも低減衰になる。
【００１１】
そのうえ、発進時にボトムｆ２をつけた後の動バネ特性曲線は、反共振によるピークｇを発進直後に生じるため、発進域において除去が望まれる高動バネ部分Ｄを生じる。そこで、弾性膜が設けられる第３のオリフィスを設けた場合でも、アイドル域、発進域及びサスペンションからの入力振動域の全範囲で低動バネ化でき、かつサスペンションからの入力振動域で高減衰を実現できるようにすることが望まれる。また、上記以外の他の周波数帯域でも同様に反共振のピークを下げてより広範囲の帯域を低動バネ化することも望まれる。本願発明はこれらの要請の実現を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
図１は本願発明の原理を示す図である。なお、図５〜７の従来例と共通部分については同一符号を用いる。この図において、仕切部材４に第１のオリフィス８，第２のオリフィス９及び第３のオリフィス１が設けられている。
【００１３】
第１のオリフィス８は主液室５と副液室７を常時連通してサスペンションからの入力振動域で共振する。第２のオリフィス９は第１のバルブ１０がアイドル域で開いて主液室５と副液室７を連通して共振する。第３のオリフィス１１は主液室５側の開口端部が第２のバルブ１３で開閉自在になっており発進時のみ開くようになっている。第３のオリフィス１１の副液室７側はゴム等の弾性膜１２により覆われ、第３のオリフィス１１内に流入した流体を振動可能になっている。
また、入力振動の周波数が、第１のオリフィス８の共振周波数域のとき、第２のオリフィス９及び第３のオリフィス１１をそれぞれ第１及び第２バルブで閉じられ、
第１のオリフィス８の反共振が生じる周波数域で前記第１のバルブ１０を開いて第２のオリフィス９を共振させ、かつ第３のオリフィス１１を第２のバルブ１３で閉じられたままとし、
第２のオリフィス９の共振後による反共振が生じる周波数域で第２のバルブ１３を開いて第３のオリフィス１１を共振させ、
さらにこの第３のオリフィス１１の共振後であってその反共振の極大値が生じる前に第２のバルブ１３を閉じるようになっている。
【００１４】
図２は各オリフィス部分のみを拡大してその動作について原理的に示す図であり、Ａにサスペンションからの入力振動域の状態、Ｂにアイドル域の状態、Ｃに発進時の状態をそれぞれ示す。これらのオリフィスは、第１オリフィス８＜第２のオリフィス９＜第３のオリフィス１１の順に径が大きくなっている。  なお、第３のオリフィス１１については、第２のバルブ１３を副液室７側へ設け、弾性膜１２を主液室５側へ設けることもできる。また、必ずしも、上記のようにサスペンションからの入力振動域〜発進時の周波数域内だけで設ける必要はなく、各オリフィスの目的を変更することにより、より低周波数域からより高周波数域を含む帯域もしくはサスペンションからの入力振動域〜発進時の周波数域とは別の帯域を対象にすることもできる。但し、これらいずれの場合でも、各オリフィスの共振周波数を、第１のオリフィス、第２のオリフィス、第３のオリフィスの順に高く設定する。
【００１５】
【発明の効果】
図２において、Ａに示すサスペンションからの入力振動域では、第２のオリフィス９は第１のバルブ１０が閉じ、かつ第３のオリフィス１１も第２のバルブ１３が閉じることにより、第１のオリフィス８のみが主液室５と副液室７を連通している。その結果、図３に示す動バネ特性曲線のように、サスペンションからの入力振動域において動バネ定数はボトムａ１を生じ、かつ減衰特性はピークｂ１を示し、良好な高減衰・低動バネを実現する。
【００１６】
また、Ｂに示すようにアイドル域においては、第２のオリフィス９に設けられた第１のバルブ１０が開き、主液室５と副液室７を第２のオリフィス９が連通するため、第２のオリフィス９の液柱共振が生じる。その結果、図３のアイドル域において、動バネ定数はボトムｄ１を生じ、低動バネを実現できる。このとき第３のオリフィス１１は第２のバルブ１３が閉じたままであるため、第２のオリフィス９へ送り込まれる液量は十分に確保され、動バネ特性曲線は図３に実線で示されたものになり、従来例よりも低動バネ化できる。
【００１７】
さらに発進時になるとＣに示すように、第２のオリフィス９が第１のバルブ１０を開い（又は閉じ）たまま、第３のオリフィス１１は第２のバルブ１３が開き主液室５の流体が第３のオリフィス１１内へ入り、弾性膜１２が振動するため、第３のオリフィス１１内の流体は弾性膜１２の振動により上下方向へ振動させられて液柱共振を生じる。その結果、第２のオリフィス９における反共振（図３の特性曲線○２参照）によるピークｅを消滅させる。
【００１８】
このため図３の発進域において、動バネ定数は動バネ特性曲線○２の反共振によるピークｅを消滅させボトムｆ２よりも低いボトムｆ１を生じる。続いてこのボトムｆ１後における反共振によって生じるべきピークｇが発生する前に再び第２のバルブ１３を閉じると、第３のオリフィス１１に対する流体移動が無くなるため、発進時にボトムｆ１をつけた後の動バネ特性曲線は、図７の従来例で不可避的に発生した反共振のピークｇを消滅させ、発進域において除去が望まれる高動バネ部分Ｄを生じさせない。
しかも、第２のバルブ１３はサスペンションからの入力振動域及びアイドル域では閉じられており、これらの領域において弾性膜１２が主液室５の液圧を吸収しないので、第１のオリフィス８及び第２のオリフィス９による低動バネが実現される。このため、弾性膜１２が設けられる第３のオリフィス１１を設けた場合でも、図３において破線で示す従来例の動バネ特性が実線で示す本願発明の動バネ特性のように変化するから、図７の従来例と比べると、アイドル域、発進域及びサスペンションからの入力振動域の全範囲で低動バネ化でき、かつで高減衰を実現できる。
【００１９】
また、各オリフィスの目的を変更することにより、サスペンションからの入力振動域〜発進時の周波数域に対して、より低周波数域からより高周波数域を含む帯域もしくは別の帯域を対象にした場合であっても、各オリフィスの共振周波数を、第１のオリフィス、第２のオリフィス、第３のオリフィスの順に高く設定すれば、前記同様の効果、すなわち第１〜第３の各オリフィスによって生じるべき反共振による動バネ特性のピークを下げてより広範囲の帯域を低動バネ化することができ、用途を拡大できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて自動車用液封エンジンマウントとして構成された実施例を説明する。図４は、このエンジンマウントの具体化例であり、弾性体３の中央部に一体化される第１の取付金具１は、外表面側に図示省略のエンジンへ取付けるためのボルト２０を一体化し、主液室５側は細径の首部２１をなして主液室５内へ突出し、この先端に略皿状の中高周波デバイス２２が取付けられている。中高周波デバイス２２は中高周波域（１００Ｈｚ〜）にて周囲の流体に液柱共振を生じさせるようになっている。なお、本願発明においては、１００Ｈｚ以下を低周波、１００〜５００Ｈｚを中周波、５００Ｈｚ以上を高周波という。
【００２１】
弾性体３はゴム等公知の材料からなり、中央側で第１の取付金具１と一体化するとともに、裾部周囲はフランジ２３をなして第２の取付金具２側の外フランジ部２６上へ焼き付け一体化されている。弾性体３のフランジ２３より下方部分である薄肉筒状部２４は図の下方へ延出し、第２の取付金具２の一部をなす主液室側円筒部２７内へ焼き付け一体化されて主液室５内へ臨んでいる。但し、主液室側円筒部２７及びその外側へ一体化された外フランジ部２６のうち、一部に穴２８が設けられ、この上を覆う薄肉筒状部２４の部分が弾性変形可能な第１弾性膜２５をなしている。
【００２２】
この第１弾性膜２５を内外へ貫いてバルブ１３の取付腕部２９が設けられ、取付腕部２９は外部にて駆動部材３０へ接続している。駆動部材３０は電磁ソレノイド等からなり、取付腕部２９を内外方向や上下方向へ移動させることによりバルブ１３を開閉動作させる公知のものであり、例えば外フランジ部２６へ支持されている。
【００２３】
主液室側円筒部２７の下部は外フランジ３１をなし、ここで第２の取付金具２を構成する下部側円筒部３２の上端部に設けられたカシメにより連結されている。下部側円筒部３２の内側は円筒状の支持部材３４が溶接により一体化され、その上端に形成された内フランジ３５と主液室側円筒部２７の外フランジ３１との間に仕切部材４の周囲及びダイアグラム６の周囲を一緒に挟持固定している。
【００２４】
仕切部材４は各樹脂製の上部仕切３６、中間仕切３７及び下部仕切３８の３部材を上下に重ねて一体化したものである。上部仕切３６は主液室５側へ開口する入り口４０を備え、かつ下側が開放された側部通路４０ａ及びこれと連通して上部仕切３６の中央部に下向きに開口する中央通路４１を有する。
【００２５】
上部仕切３６の下側は中間仕切３７の上面へ当接し、側部通路４０ａは閉塞されて第２のオリフィス９をなし、中央通路４１は中間仕切３７の中央に形成された開口４２及びこれと一致して下部仕切３８の中央部に開口する出口４３と通じている。
【００２６】
また、上部仕切３６の他の部分には、側部通路４０ａ及び中央通路４１と独立して下向きに開放された通路４０ｂが設けられ、その上部は上部仕切３６の上面に開口された入り口４５にて主液室５と連通するとともに、第２のバルブ１３により開閉され、通路４０ｂの下側開口部は中間仕切３７の一部で下方から覆われ、通路４０ｂの内部を第３のオリフィス１１にするとともに、中間仕切３７の一部に開口部を設け、この開口部に第２弾性膜１２を取付けてある。
【００２７】
さらに、中間仕切３７の周囲には図の上向きに開口する円弧状の溝が設けられ、この開口部を上部仕切３６で閉塞することにより第１のオリフィス８を形成する。この第１のオリフィス８は図では明らかではないが、上部仕切３６に設けられた入り口から主液室５へ連通し、さらに下部仕切３８に形成され中間仕切３７で閉じられる下段の円弧状通路４４の一端と連通し、この円弧状通路４４の他端が副液室７へ開口する。円弧状通路４４は第１のオリフィス８を構成するため、第１のオリフィス８はダンピングオリフィスとして常時主液室５と副液室７を連通する。
【００２８】
これら第１のバルブ１０及び第２のバルブ１３はそれぞれ公知の方法、例えば、エンジンの回転数を検出してコンピュータにより制御する。この場合、サスペンションからの入力振動域、アイドル域及び発進域の各域を予めエンジンの回転数で定義しておくことによりエンジンの回転数に基づく制御が可能になる。但し、エンジンの回転数に代えて又は一緒に他のエンジンの運転状態を表す適宜数値を制御に利用することもできる。
【００２９】
出口４３はダイアグラム６の中央部に設けられている厚肉部４６を第１のバルブ１０で押しつけることにより第２のオリフィス９を閉じ、第１のバルブ１０を下げることにより厚肉部４６を出口４３から離して第２のオリフィス９を開くようになっている。
【００３０】
第１のバルブ１０は、金属又は樹脂からなるカップ状の心材４７の周囲をゴム等の弾性カバー４８で一体に覆ったものであり、弾性カバー４８の上部中央は、押し当て部４９をなしている。また、弾性カバー４８の周囲は心材４７の存在しない弾性体だけからなる薄肉のダイアグラム部４８ａをなし、バルブ１０全体の上下動を可能にしている。
【００３１】
ダイアグラム部４８ａを挟んだ弾性カバー４８の外周は厚肉の環状壁４８ｂをなし、その内側には補強リング５０が一体化されている。この環状壁４８ｂは樹脂製の底部プレート５１上に重ねられ、下部側円筒部３２の下部内側へ溶接された支持リング５２の上下各端部をカシメることにより一体化されている。
【００３２】
底部プレート５１中央部にはパイプ部５３が一体に設けられ、バルブ１０と底部プレート５１によって、形成された密閉空間５４と外部の図示しない負圧源とを連通するようになっている。この負圧源により密閉空間５４内を負圧にするとバルブ１０が負圧によりリターンスプリング５５に抗して下降し、ダイアグラム６の出口４３を開く。
【００３３】
逆に、負圧を停止すると、バルブ１０はリターンスプリング５５により上昇し、ダイアグラム６の厚肉部４６を出口４３へ押しつけて出口４３を閉じる。なお、図中の符号５６は、下部側円筒部３２の下部に設けられた取付フランジであり、ここで図示しない車体側へボルト止めされる。
【００３４】
次に、本実施例の作用を説明する。図１〜図３において既に説明したように、第３のオリフィス１１はサスペンションからの入力振動域及びアイドル域において第２のバルブ１３が閉じているため、第１のオリフィス８及び第２のオリフィス９がそれぞれ所定の性能を発揮して十分な低動バネ化を実現でき、かつサスペンションからの入力振動域において十分な高減衰を得ることができる。
【００３５】
また、発進時になると第３のオリフィス１１は、第２のバルブ１３が開くことにより発進時の低動バネ化を実現でき、その後第２のバルブを再び閉じることにより、発進時の共振に対する反共振を消滅させて発進直後の高動バネ化を防止する。このため、発進時及び発進直後を含む発進域の低動バネ化を実現できるので、発進時の騒音を低減し、かつ発進ショック等を緩和して乗り心地を向上させることができる。
【００３６】
しかも、第２のバルブ１３は主液室５の側部に設けた第１弾性膜２５を介して動作するので、第１弾性膜２５の弾性を利用して操作でき、かつシール性を向上できる。そのうえ第１弾性膜２５自体も主液室５内の内圧上昇を吸収するので全体の低動バネ化に貢献できる。
【００３７】
この発進時に第１のバルブ１０及び第２のバルブ１３がそれぞれ開いているが、第３のオリフィス１１の開口径が第１のオリフィス８及び第２のオリフィス９の各開口径よりもかなり大きいので、液柱共振は第３のオリフィス１１のみにおいて発生することになる。また発進後エンジンの回転数が所定値まで低下すると、同時に開いていた第１のバルブ１０及び第２のバルブ１３がそれぞれ閉じてサスペンションからの入力振動域における状態となり、主液室５及び副液室７を連通する第１のオリフィス８のみに流体が流入する。但し、第１のバルブ１０は発進時に閉じるようにすることも可能である。
【００３８】
なお、本願発明は上記実施例に限定されるものではなく、発明の原理内において種々に変形や応用が可能である。例えば、第２のバルブ１３を副液室７側へ設け、弾性膜１２を主液室５側へ設けることもできる。
【００３９】
また、各オリフィスの目的を変更することにより、サスペンションからの入力振動域〜発進時の周波数域に対して、より低周波数域からより高周波数域を含む帯域もしくは別の帯域を対象にした場合であっても、各オリフィスの共振周波数を、第１のオリフィス、第２のオリフィス、第３のオリフィスの順に高く設定すれば、前記同様の効果、すなわち第３のオリフィスによって反共振のピークを下げてより広範囲の帯域を低動バネ化することができ、用途を拡大できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の原理を示す概略断面図
【図２】その要部のみを示す図
【図３】本願発明及び従来例の動バネ定数及び減衰性能を示すグラフ
【図４】実施例の断面図
【図５】従来例の概略断面図
【図６】同上
【図７】同上
【符号の説明】
１：第１の取付金具、２：第２の取付金具、３：弾性体、
４：仕切部材、５：主液室、６：ダイアグラム、７：副液室、８：第１のオリフィス、９：第２のオリフィス、１０：第１のバルブ、１１：第３のオリフィス、１２：弾性膜、１３：第２のバルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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