(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）の反液室（２４）側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反液室（２４）側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、
アーマチュア（３８）をベアリング（３６）によって支持するとともに、可動部材（２０）と一体の連結ロッド（３９）の先端がアーマチュア（３８）を緩く貫通して該アーマチュア（３８）に係止され、アーマチュア（３８）に対して可動部材（２０）を液室（２４）側に付勢するばね（４２）の弾発力で前記係止が保持さ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、可動部材の反液室側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反液室側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】
そこで、アーマチュアが前記軸線に沿って移動するようにベアリングで支持し、アーマチュアの傾きによるヨークとの接触を回避することが考えられるが、このようにすると、可動部材から受ける偏荷重でアーマチュアとベアリングとの間にこじりが発生し、ベアリングが早期に摩耗してアクチュエータの耐久性が低下するという問題が発生する。
【０００６】
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、可動部材を駆動するアクチュエータの耐久性を低下させることなく消費電力の低減を図ることを目的とする。
【０００７】
【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、可動部材の反液室側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反液室側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、アーマチュアをベアリングによって支持するとともに、可動部材と一体の連結ロッドの先端がアーマチュアを緩く貫通して該アーマチュアに係止され、アーマチュアに対して可動部材を液室側に付勢するばねの弾発力で前記係止が保持さ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。
【０００８】
上記構成によれば、アクチュエータのアーマチュアをベアリングによって支持したので、アーマチュアの振れを防止してアクチュエータのエアギャップを最適の大きさに設定することが可能になり、コイルを小型化して消費電力を削減することができる。しかも可動部材と一体の連結ロッドが可動部材の反液室側に接続されたアーマチュアを緩く貫通した先端を、アーマチュアに対して可動部材を液室側に付勢するばねの弾発力でアーマチュアに係止したので、コイルがアマチュアを反液室側に吸引して駆動する際には、前記係止によってアマチュアと連結ロッドとを確実に一体化することができ、また液室から受ける荷重で可動部材に振れが発生しても、ばねが変形することで前記振れが直接アーマチュアに伝達されないようにしてベアリングの偏摩耗を防止し、アクチュエータの耐久性および信頼性を高めることができる。
【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し、実施例の皿ばね４２は本発明のばねに対応する。
【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。
【００１１】
図１〜図４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の要部拡大図である。
【００１２】
図１〜図４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。
【００１３】
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。
【００１４】
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の内周に加硫接着により固定されたキャップ部材１９が、軸線Ｌ上に上下動可能に配置された可動部材２０に圧入により固定される。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の内周に加硫接着により固定されたキャップ部材２３が前記可動部材２０に圧入により固定される。
【００１５】
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。
【００１６】
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）。
【００１７】
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）。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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てスプリングワッシャ３５で固定される。環状のコイル３４の内周に嵌合するヨーク３２の筒状部３２1 にベアリング３６が下方から嵌合し、ネジ蓋３７により固定される。コイル３４の上面に対向する円板状のアーマチュア３８の中心から下方に延びる筒状の軸部３８1 が、前記ベアリング３６に上下摺動自在に支持される。
【００２１】
アーマチュア３８の軸部３８1 の上部に連結ロッド３９が隙間αを存して緩く嵌合しており、この連結ロッド３９を下方から上方に貫通するボルト４０が前記可動部材２０に締結される。ボルト４０の頭部４０1 はベアリング３６の底面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 の内周面に形成した段部３８2 に当接する。そして連結ロッド３９に形成した段部３９1 と軸部３８1 の上面との間に皿ばね４２が配置される。従って、可動部材２０と一体の連結ロッド３９は、コイルばね４１および皿ばね４２の弾発力でアーマチュア２９に連結され、図４に矢印で示す偏荷重が作用すると、軸線Ｌから外れるように首を振ることができる。
【００２２】
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には、コイルばね４１の弾発力がボルト４０の頭部４０1 を介して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ており、それら上下方向の力が釣り合う中立位置に停止している。この状態で、ヨーク３２の上面開口に形成された円錐状のストッパ面３２2 と、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 との間にエアギャップβが形成される。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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はコイルばね４１を圧縮しながら可動部材２０と共に下方に移動し、可動部材２０に内周を接続された第２弾性体１８を下方に変形させる。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。
【００２７】
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を消磁してアーマチュア３８を吸引を解除する。その結果、アーマチュア３８はコイルばね４１の弾発力で可動部材２０と共に上方に移動し、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。
【００２８】
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 がヨーク３２に固定したベアリング３６によって摺動自在に支持されるため、左右方向に振れることなく軸線Ｌに沿う正しい姿勢に保持される。従ってアーマチュア３８とヨーク２とのエアギャップ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。
【００２９】
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も、第２弾性体１８やダイヤフラム２２を支持する可動部材２０と一体の連結ロッド３９と、アーマチュア３８の軸部３８1 との間に隙間αが形成されているため、連結ロッド３９はコイルばね４１および皿ばね４２を変形させながら図４の矢印方向に首を振ることが可能となる。これにより、可動部材２０の振れがアーマチュア３８に直接伝達されなくなり、アーマチュア３８の軸部３８1 を支持するベアリング３６の摩耗を防止してアクチュエータ２９の耐久性および信頼性を高めることができる。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
【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、アクチュエータのアーマチュアをベアリングによって支持したので、アーマチュアの振れを防止してアクチュエータのエアギャップを最適の大きさに設定することが可能になり、コイルを小型化して消費電力を削減することができる。しかも可動部材と一体の連結ロッドが可動部材の反液室側に接続されたアーマチュアを緩く貫通した先端を、アーマチュアに対して可動部材を液室側に付勢するばねの弾発力でアーマチュアに係止したので、コイルがアマチュアを反液室側に吸引して駆動する際には、前記係止によってアマチュアと連結ロッドとを確実に一体化することができ、また液室から受ける荷重で可動部材に振れが発生しても、ばねが変形することで前記振れが直接アーマチュアに伝達されないようにしてベアリングの偏摩耗を防止し、アクチュエータの耐久性および信頼性を高めることができる。
【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の要部拡大図
【符号の説明】
Ｅ          エンジン（振動体）
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
３４        コイル
３６        ベアリング
３８        アーマチュア
４２        皿ばね（ばね）
【図１】
0003736991.tif 000002
【図２】
0003736991.tif 000003
【図３】
0003736991.tif 000004
【図４】
0003736991.tif 000005