(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動体（Ｅ）に取り付けられる取付部（１１）と、
フレーム（Ｆ）に取り付けられる支持部（１８，１９）と、
取付部（１１）および支持部（１８，１９）を連結する弾性体（１４）と、
弾性体（１４）により少なくとも一部が区画された液室（２３）と、
液室（２３）の少なくとも他の一部を区画する可動部材（２２）と、
可動部材（２２）を振動させる電磁式のアクチュエータ（Ａ）と、
可動部材（２２）に当接して該可動部材（２２）を支持する第１ばね（３３）とを備えた能動型防振支持装置において、
支持部（１８、１９）内に収納、固定された上部ヨーク（２６）と、同支持部（１８、１９）内に嵌合、固定されて他の弾性体（２１）を介して可動部材（２２）を保持する弾性体ホルダ（２０）との間に、板ばねよりなる第１ばね（３３）の外周部が上下に挟まれて固定され、
この第１ばね（３３）は、該第１ばね（３３）を可動部材（２２）に当接する方向に付勢するコイルばねよりなる第２ばね（３４）と、可動部材（２２）との間で挟持されることを特徴とする能動型防振支持装置。
【請求項２】
第１ばね（３３）は可動部材（２２）に摺動可能に当接することを特徴とする、請求項１に記載の能動型防振支持装置。
【請求項３】
アクチュエータ（Ａ）は可動部材（２２）に連結されてコイル（２９）により駆動されるアマチュア（３０）を備えており、アマチュア（３０）は第１ばね（３３）との間に配置した第２ばね（３４）でストッパ（３１）に押し付けられて固定されることを特徴とする、請求項１に記載の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、液室の少なくとも一部を弾性体および可動部材で区画し、振動体から弾性体を介して入力される振動を、アクチュエータで可動部材を駆動することで緩衝する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１１−２３０２３７号公報により公知である。
【０００３】
この能動型防振支持装置は、電磁式のアクチュエータにより駆動されて液室の容積を変化させる可動部材の下面が、外周部をケースに固定した環状の板ばねの上面に支持されており、アクチュエータのコイルを励磁してアマチュアを吸引することで、このアマチュアに接続された可動部材を板ばねの弾発力に抗して下方に移動させて液室の容積を増加させると共に、アクチュエータのコイルを消磁してアマチュアの吸引を解除することで、板ばねの弾発力で可動部材を上方に移動させて液室の容積を減少させ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、アクチュエータのコイルに供給する電流の周波数を変化させて可動部材を所定の周波数で振動させるためには、板ばねと可動部材とが常時接触状態にあることが必要である。そのためには、板ばねに可動部材に当接する方向の初期荷重を与える必要があるが、環状に形成された板ばねは僅かに変形するだけで初期荷重が微妙に変化するため、可動部材の僅かな寸法誤差や取付誤差によって初期荷重が大きく変化してしまい、初期荷重が過大になってアクチュエータによる可動部材のスムーズな吸引が阻害されたり、初期荷重が過小になって板ばねと可動部材とが離反したりする可能性があるだけでなく、初期荷重の大小によってアクチュエータのヨークとアマチュアとの間のエアギャップが変動する可能性があった。
【０００５】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、液室の容積を変化させる可動部材を支持するばねの初期荷重を適切に設定できるように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の発明は、振動体に取り付けられる取付部と、フレームに取り付けられる支持部と、取付部および支持部を連結する弾性体と、弾性体により少なくとも一部が区画された液室と、液室の少なくとも他の一部を区画する可動部材と、可動部材を振動させる電磁式のアクチュエータと、可動部材に当接して該可動部材を支持する第１ばねとを備えた能動型防振支持装置において、支持部内に収納、固定された上部ヨークと、同支持部内に嵌合、固定されて他の弾性体を介して可動部材を保持する弾性体ホルダとの間に、板ばねよりなる第１ばねの外周部が上下に挟まれて固定され、この第１ばねは、該第１ばねを可動部材に当接する方向に付勢するコイルばねよりなる第２ばねと、可動部材との間で挟持されることを特徴とする。
【０００７】
上記構成によれば、アクチュエータにより振動する可動部材を支持する第１ばねを、第２ばねで可動部材に当接する方向に付勢して適切な初期荷重を発生させるので、初期荷重が過大になってアクチュエータによる可動部材のスムーズな駆動が阻害されたり、初期荷重が過小になって第１ばねと可動部材とが離反したりするのを防止することができる。また特に可動部材を支持する第１ばねが板ばねであり、第１ばねを可動部材に当接する方向に付勢する第２ばねがコイルばねであるので、可動部材の支持に適しているが初期荷重の微妙な調整が難しい板ばねの不利な点を、初期荷重の微妙な調整が容易なコイルばねで補い、可動部材の確実な支持と初期荷重の微妙な調整とを両立させることができる。
【０００８】
また請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、第１ばねは可動部材に摺動可能に当接することを特徴とし、これによれば、可動部材の傾きや組付誤差によって第１ばね及び可動部材間に位置ずれが発生しても、第１ばね及び可動部材の相対移動により両者間に不要な荷重が作用するのを防止し、可動部材のスムーズな作動を保証することができる。
【０００９】
また請求項３の発明は、請求項１の構成に加えて、アクチュエータは可動部材に連結されてコイルにより駆動されるアマチュアを備えており、アマチュアは第１ばねとの間に配置した第２ばねでストッパに押し付けられて固定されることを特徴とし、これによれば、アクチュエータに設けられてコイルにより駆動されるアマチュアが、第１ばねとの間に配置した第２ばねでストッパに押し付けられて固定されるので、特別の固定部材を用いずにアマチュアを固定して部品点数を削減することができる。
【００１０】
尚、実施例のエンジンＥは本発明の振動体に対応し、実施例の車体フレームＦは本発明のフレームに対応し、実施例の取付ブラケット１１は本発明の取付部に対応し、実施例の第１弾性体１４は本発明の弾性体に対応し、実施例の上部ケーシング１８および下部ケーシング１９は本発明の支持部に対応し、実施例の第１液室２３は本発明の液室に対応し、実施例の板ばね３３およびコイルばね３４はそれぞれ本発明の第１ばねおよび第２ばねに対応する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１２】
図１および図２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線断面図である。
【００１３】
図１および図２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Ｓａと、該能動型防振支持装置Ｍを介して車体に入力される荷重を検出する荷重センサＳｂ（または車体側の加速度を検出する加速度センサＳｃ）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。
【００１４】
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。オリフィス形成部材１５が外筒１３の内周面に固定されており、オリフィス形成部材１５および外筒１３間に環状のオリフィス１６が形成される。外筒１３の外周を囲むようにダイヤフラム状の第２弾性体１７が配置されており、その外周が筒状の上部ケーシング１８により覆われる。第２弾性体１７の上端は上部ケーシング１８の上端および外筒１３の上端間に挟まれてカシメにより固定され、第２弾性体１７の下端は上部ケーシング１８の下端および外筒１３の下端間に挟まれてカシメにより固定される。更に上部ケーシング１８の下端には筒状の下部ケーシング１９、環状の第３弾性体ホルダ２０および前記オリフィス形成部材１５が挟まれてカシメにより固定される。
【００１５】
第３弾性体ホルダ２０の内周に第３弾性体２１の外周が加硫接着により接合され、この第３弾性体２１の内周に皿状の可動部材２２の外周が加硫接着により接合される。従って、第１弾性体１４、オリフィス形成部材１５、第３弾性体２１および可動部材２２によって第１液室２３が区画され、外筒１３および第２弾性体１７間に第２液室２４が区画され、第２弾性体１７および上部ケーシング１８間に空気室２５が区画される。第１液室２３はオリフィス形成部材１５に設けた通孔１５ａを介してオリフィス１６に連通し、オリフィス１６は外筒１３に設けた通孔１３ａを介して第２液室２４に連通する。また空気室２５は第２弾性体１７の変形を妨げないように、上部ケーシング１８に設けた通孔１８ａを介して大気に連通する。
【００１６】
従って、エンジンＥからの振動で第１弾性体１４が下方に変形して第１液室２３の容積が減少すると、第１液室２３から押し出された液体が通孔１５ａ、オリフィス１６および通孔１３ａを介して第２液室２４に流入し、第２液室２４に臨むダイヤフラム状の第２弾性体１７が外側に変形する。逆にエンジンＥからの振動で第１弾性体１４が上方に変形して第１液室２３の容積が増加すると、第２液室２４から吸い出された液体が通孔１３ａ、オリフィス１６および通孔１５ａを介して第１液室２３に流入し、第２液室２４に臨むダイヤフラム状の第２弾性体１７が内側に変形する。
【００１７】
下部ハウジング１９の内部には下部ヨーク２６および上部ヨーク２７が収納されており、ボビン２８に巻き付けられて軸線Ｌを囲むように配置されたコイル２９が下部ヨーク２６および上部ヨーク２７間に支持される。可動部材２２の下面から軸線Ｌに沿うように突出する軸部２２ａに三角錐状のアマチュア３０が摺動自在に嵌合し、軸部２２ａの先端に設けたストッパ３１に当接する。アマチュア３０の下面に固定された円筒状のガイド部材３２が下部ヨーク２６のガイド部２６ａの外周に摺動自在に嵌合しており、ガイド部材３２およびガイド部２６ａによってアマチュア３０が軸線Ｌに沿って移動するようにガイドされる。環状に形成された板ばね３３の外周部が第３弾性体ホルダ２０および上部ヨーク２７間に挟まれて固定され、内周部が可動部材２２の下面に摺動可能に当接する。そしてアマチュア３０の上面と板ばね３３の内周部下面との間に、押し縮められた状態でコイルばね３４が配置される。コイルばね３４は板ばね３３を可動部材２２の下面に押し付ける初期荷重を発生する。
【００１８】
前記ヨーク２６，２７、コイル２９、アマチュア３０、板ばね３３およびコイルばね３４は能動型防振支持装置ＭのアクチュエータＡを構成する。そしてアクチュエータＡのコイル２９が消磁状態にあるとき、アマチュア３０はヨーク２６，２７から上方に離反している。この状態からコイル２９を励磁するとアマチュア３０がヨーク２６，２７に吸引され、軸部２２ａを引かれた可動部材２２が板ばね３３およびコイルばね３４の弾発力に抗して下方に移動する。
【００１９】
しかして、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２３の容積が変化すると、オリフィス１６を介して接続された第１液室２３および第２液室２４間で液体が行き来する。第１液室２３の容積が拡大・縮小すると、それに応じて第２液室２４の容積が縮小・拡大するが、この第２液室２４の容積変化は第２弾性体１７の弾性変形により吸収される。このとき、オリフィス１６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。
【００２０】
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Ａの作動・非作動に関わらず上記性能を得ることができる。
【００２１】
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２３および第２液室２４を接続するオリフィス１６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Ａを駆動して防振機能を発揮させる。
【００２２】
電子制御ユニットＵはエンジン回転数センサＳａおよび荷重センサＳｂ（あるいは加速度センサＳｃ）からの信号に基づいてアクチュエータＡのコイル２９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が下方に偏倚して第１液室２３の容積が減少して液圧が増加するときには、コイル２９を励磁してアーマチュア３０を吸引する。その結果、アーマチュア３０は板ばね３３およびコイルばね３４を引っ張りながら可動部材２２と共に下方に移動し、可動部材２２に内周を接続された第３弾性体２１を下方に変形させる。これにより、第１液室２３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。
【００２３】
逆に振動によってエンジンＥが上方に偏倚して第１液室２３の容積が増加して液圧が減少するときには、コイル２９を消磁してアーマチュア３０の吸引を解除する。その結果、アーマチュア３０は板ばね３３およびコイルばね３４の弾発力で可動部材２２と共に上方に移動し、可動部材２２に内周を接続された第３弾性体２１を上方に変形させる。これにより、第１液室２３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。
【００２４】
ところで、板ばね３３の上面を可動部材２２の下面に当接させる初期荷重を板ばね３３自体の弾性により発生させようとした場合、ばね定数の大きい板ばね３３で初期荷重を微妙に調整することは難しく、板ばね３３自体の寸法精度、あるいは可動部材２２の寸法精度や位置精度により初期荷重がばらついてしまう問題がある。しかしながら本実施例では、ばね定数が小さく、かつ変位および荷重間のリニアリティに優れたコイルばね３４の弾発力で初期荷重を発生させているので、その初期荷重を最適な大きさに容易に調整することができる。
【００２５】
その結果、板ばね３３を可動部材２２に当接させる初期荷重が過大になってアクチュエータＡによる可動部材２２のスムーズな吸引が阻害されたり、初期荷重が過小になって板ばね３３および可動部材２２が離反したりするのが確実に防止されるだけでなく、可動部材２２の軸線Ｌ方向の釣合い位置、つまりコイルばね３４、板ばね３３及び第３弾性体２１の弾発力が釣り合う位置が安定し、アマチュア３０およびヨーク２６，２７間のエアギャップを適切な大きさに保持することができる。尚、コイルばね３４はアマチュア３０を下方に付勢し、ストッパ３１に当接させて固定する機能も有しているため、アマチュア３０を固定する特別の固定手段が不要になって部品点数の削減に寄与することができる。
【００２６】
また板ばね３３の内周部は可動部材２２に固定されておらず、可動部材２２に対して摺動可能であるため、可動部材２２の傾きや組付誤差によって板ばね３３および可動部材２２間に位置ずれが発生しても、板ばね３３から可動部材２２に不要な荷重が作用してスムーズな作動が阻害されることがない。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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２４、オリフィス１６および第２弾性体１７は省略可能である。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、アクチュエータにより振動する可動部材を支持する第１ばねを、第２ばねで可動部材に当接する方向に付勢して適切な初期荷重を発生させるので、初期荷重が過大になってアクチュエータによる可動部材のスムーズな駆動が阻害されたり、初期荷重が過小になって第１ばねと可動部材とが離反したりするのを防止することができる。しかも可動部材を支持する第１ばねが板ばねであり、第１ばねを可動部材に当接する方向に付勢する第２ばねがコイルばねであるので、可動部材の支持に適しているが初期荷重の微妙な調整が難しい板ばねの不利な点を、初期荷重の微妙な調整が容易なコイルばねで補い、可動部材の確実な支持と初期荷重の微妙な調整とを両立させることができる。
【００３１】
また特に請求項２の発明によれば、第１ばねが可動部材に摺動可能に当接するので、可動部材の傾きや組付誤差によって第１ばねおよび可動部材間に位置ずれが発生しても、第１ばねおよび可動部材の相対移動により両者間に不要な荷重が作用するのを防止し、可動部材のスムーズな作動を保証することができる。
【００３２】
また特に請求項３の発明によれば、アクチュエータに設けられてコイルにより駆動されるアマチュアが、第１ばねとの間に配置した第２ばねでストッパに押し付けられて固定されるので、特別の固定部材を用いずにアマチュアを固定して部品点数を削減することができる。
【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
【符号の説明】
Ａ      アクチュエータ
Ｅ      エンジン（振動体）
Ｆ      車体フレーム（フレーム）
１１    取付ブラケット（取付部）
１４    第１弾性体（弾性体）
１８    上部ケーシング（支持部）
１９    下部ケーシング（支持部）
２２    可動部材
２３    第１液室（液室）
２９    コイル
３０    アマチュア
３１    ストッパ
３３    板ばね（第１ばね）
３４    コイルばね（第２ばね）
【図１】
0003887187.tif 000002
【図２】
0003887187.tif 000003