JP3659091B2

JP3659091B2 - 流体封入式防振装置

Info

Publication number: JP3659091B2
Application number: JP31137599A
Authority: JP
Inventors: 浩幸市川; 篤村松
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 1999-11-01
Filing date: 1999-11-01
Publication date: 2005-06-15
Anticipated expiration: 2019-11-01
Also published as: JP2001132792A

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、内部に封入された流体の共振作用等の流動作用に基づいて防振効果を得るようにした流体封入式防振装置に関するものであり、特に、互いに異なる周波数域にチューングされたオリフィス通路を備え、複数の乃至は広い周波数域の振動に対して有効な防振効果を発揮し得る、新規な流体封入式防振装置に関するものである。
【０００２】
【背景技術】
従来から、振動伝達系を構成する部材間に介装される防振連結体乃至は防振支持体の一種として、実開昭６１−１９００５１号公報等に記載されているように、相互に離間配置された第一の取付金具と第二の取付金具を本体ゴム弾性体で連結する一方、該本体ゴム弾性体で壁部の一部が構成されて非圧縮性流体が封入された主液室を形成すると共に、壁部の一部が変形容易な可撓性膜で構成されて非圧縮性流体が封入された平衡室を形成せしめて、それら主液室と平衡室を第一オリフィス通路を通じて相互に連通した構造の流体封入式防振装置が知られている。このような防振装置においては、第一オリフィス通路を通じて流動せしめられる流体の共振作用に基づいて、本体ゴム弾性体のみでは得られ難い程に有効な防振効果を得ることが出来るのであり、例えば、自動車用のエンジンマウント等への採用が検討されている。
【０００３】
ところが、かかる流体封入式の防振装置では、流体の共振作用に基づく防振効果を有効に得ることの出来る周波数域が狭く、特に、第一オリフィス通路のチューニング周波数域よりも高周波数側では、第一オリフィス通路の反共振的作用によって著しく高動ばね化して防振性能が大幅に低下してしまう傾向があった。なお、かかる問題に対処するために、壁部の一部がゴム弾性板で構成されて非圧縮性流体が封入された副液室を形成し、更に、この副液室の壁ばね剛性（拡張ばね）を平衡室よりも大きく設定すると共に、第一オリフィス通路よりも高周波数域にチューニングした第二オリフィス通路によって副液室と主液室を相互に連通することも考えられる。このような構造の防振装置においては、第二のオリフィス通路を流動せしめられる流体の共振作用に基づいて、第一オリフィス通路よりも高周波数域における高動ばね化を抑えることが可能となる。
【０００４】
しかしながら、たとえ第二オリフィス通路を設けても、第二オリフィス通路のチューニング周波数よりも更なる高周波数域では、第二オリフィス通路の反共振的作用による著しい高動ばね化が避けられず、第二オリフィス通路のチューニング周波数よりも高周波数域で防振特性が大幅に悪化してしまうために、有効な防振効果を十分に広い周波数域で達成することは極めて困難であった。
【０００５】
【解決課題】
ここにおいて、本発明は、上述の如き事情を背景として為されたものであって、その解決課題とするところは、封入された非圧縮性流体の共振作用等に基づく防振効果を、広い周波数域に亘って得ることの出来る、新規な構造の流体封入式防振装置を提供することにある。
【０００６】
【解決手段】
そして、このような課題を解決するために、本発明の第一の態様は、相互に離間配置された第一の取付部材と第二の取付部材を本体ゴム弾性体で連結する一方、該本体ゴム弾性体で壁部の一部が構成されて非圧縮性流体が封入された主液室を形成すると共に、壁部の一部が変形容易な可撓性膜で構成されて非圧縮性流体が封入された平衡室を形成せしめて、それら主液室と平衡室を第一オリフィス通路を通じて相互に連通した流体封入式防振装置において、壁部の一部がゴム弾性板で構成されて非圧縮性流体が封入された副液室を、前記平衡室よりも大きな壁ばね剛性をもって形成すると共に、該副液室を前記主液室に連通する第二オリフィス通路を形成して、該第二オリフィス通路を前記第一オリフィス通路よりも高周波数域にチューニングする一方、前記可撓性膜を挟んで前記平衡室と反対側に第一作用空気室を形成すると共に、該第一作用空気室に及ぼされる負圧の大きさを防振すべき振動周波数に応じて制御することにより、該可撓性膜を防振すべき振動周波数の大きさに応じた量だけ該第一作用空気室側に負圧吸引して該第一作用空気室内に膨出した変形状態とする第一制御手段を設けたことを、特徴とする。
【０００７】
このような本態様に従う構造とされた流体封入式防振装置においては、第一作用空気室に負圧を及ぼすことにより平衡室が減圧されて、その減圧状態が、第一オリフィス通路および第二オリフィス通路を通じて副液室にも及ぼされる結果、副液室の壁部を構成するゴム弾性板が副液室側に吸引されて弾性変形せしめられる。また、第一作用空気室に及ぼされる負圧の大きさが、防振すべき振動周波数に応じて調節されることにより、防振すべき振動の周波数域に応じて、ゴム弾性板のばね剛性が変化せしめられると共に、副液室の容積が変化せしめられる。
【０００８】
そして、第一作用空気室に及ぼされる負圧を大きくすると、ゴム弾性板のばね剛性の増大と副液室の容積減少が相俟って、第二オリフィス通路のチューニング周波数が高周波側に実質的に移行せしめられると共に、第二オリフィス通路を通じて流動せしめられる流体量が抑えられる。これにより、第二オリフィス通路を流動せしめられる流体の共振作用に基づく防振効果を、第二オリフィス通路の当初のチューニング周波数より高い周波数域においても有利に得ることが出来ると共に、それより更に高い周波数域における反共振的作用に起因する著しい高動ばね化が軽減乃至は回避されるのであり、その結果、広い周波数域で良好なる防振性能を得ることが可能となるのである。
【０００９】
また、本発明の第二の態様は、前記第一の態様に従う構造とされた流体封入式防振装置において、前記主液室などに封入された非圧縮性流体の流体圧を測定する圧力検出手段を設けると共に、前記第一制御手段において、該圧力検出手段によって検出された流体圧に基づいて前記第一作用空気室に及ぼされる負圧の大きさを補正するようにしたことを、特徴とする。このような本態様に従えば、封入流体の流体圧の検出値を参照信号として第一作用空気室の負圧の大きさをフィードバック制御することにより、例えば負圧源に圧力変動があるような場合でも、ゴム弾性板に安定して負圧力を及ぼすことが出来るのであり、それによって、目的とする防振特性を安定して得ることが可能となる。
【００１０】
また、本発明の第三の態様は、前記第一又は第二の態様に従う構造とされた流体封入式防振装置において、前記ゴム弾性板を挟んで前記副液室と反対側に第二作用空気室を形成すると共に、該第二作用空気室に及ぼされる負圧を制御する第二制御手段を設けたことを、特徴とする。
【００１１】
このような本態様に従う構造とされた防振装置においては、第二作用空気室に負圧を及ぼすことにより副液室が減圧される結果、該副液室の壁部を構成するゴム弾性板が第二作用空気室側（副液室と反対側）に吸引されて弾性変形せしめられる。また、第二作用空気室に及ぼされる負圧の大きさが調節されることにより、ゴム弾性板のばね剛性が変化せしめられる。そして、第二作用空気室に及ぼされる負圧を大きくすると、ゴム弾性板のばね剛性が増大して、第二オリフィス通路のチューニング周波数が高周波側に実質的に移行せしめられるのであり、それにより、第二オリフィス通路を流動せしめられる流体の共振作用に基づく防振効果を、第二オリフィス通路の当初のチューニング周波数より高い周波数域においても有利に得ることが出来る。特に、前述の如き第一作用空気室に及ぼされる負圧の大きさの調節と併せて、第二作用空気室に及ぼされる負圧を調節することにより、第二オリフィス通路を流動せしめられる流体の共振作用等に基づく防振装置の防振特性の設定自由度が大幅に増大されるのであり、その結果、より広い周波数域で良好なる防振性能を得ることが可能となるのである。
【００１２】
また、本発明の第四の態様は、かかる第三の態様に従う構造とされた流体封入式防振装置であって、前記第一制御手段および前記第二制御手段において、低乃至中周波数域の振動入力時には、前記第一作用空気室を大気中に連通せしめると共に、前記第二作用空気室に及ぼされる負圧を振動周波数の大きさに従って調節する一方、中乃至高周波数域の振動入力時には、前記第二作用空気室を大気中に連通せしめると共に、前記第一作用空気室に及ぼされる負圧を振動周波数の大きさに従って調節するようにしたことを、特徴とする。
【００１３】
このような本態様に従えば、低乃至中周波数域の入力振動に対しては、副液室の壁部を構成するゴム弾性板を第二作用空気室側に負圧吸引変形させて、防振すべき振動の周波数に応じて高動ばね化することにより、第二オリフィス通路のチューニング周波数を高周波数域に移行させて、該第二オリフィス通路を流動せしめられる流体の共振作用に基づく防振効果を広い周波数域の振動に対して有効に得ることが出来る。また、中乃至高周波数域の入力振動に対しては、副液室の壁部を構成するゴム弾性板を副液室側に負圧吸引変形させて、防振すべき振動の周波数に応じて高動ばね化すると共に、副液室の容積を減少させることにより、第二オリフィス通路のチューニング周波数を高周波数域に移行させると共に、流体流動量を減少化させて、該第二オリフィス通路を流動せしめられる流体の共振作用に基づく防振効果を、より高周波数域における反共振的な高動ばね化を回避しつつ、広い周波数域の振動に対して有効に得ることが出来る。そして、その結果、低周波数域から高周波数域に亘る極めて広い周波数域の振動に対して、何れも有効な防振効果を得ることが可能となるのである。
【００１４】
【発明の実施形態】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００１５】
先ず、図１には、本発明の第一の実施形態としての自動車用エンジンマウント１０が示されている。このエンジンマウント１０は、第一の取付金具１２と第二の取付金具１４が、互いに離間配置されていると共に、それらの間に介装されたゴム弾性体１６によって弾性的に連結されており、第一の取付金具１２が図示しないパワーユニットに取り付けられる一方、第二の取付金具１４が図示しない自動車ボデーに取り付けられることにより、パワーユニットをボデーに対して防振支持せしめるようになっている。また、そのような装着状態下、かかるエンジンマウント１０には、パワーユニットの分担荷重が及ぼされることにより、第一の取付金具１２と第二の取付金具１４が相互に接近する方向にゴム弾性体１６が弾性変形せしめられると共に、それら第一の取付金具１２と第二の取付金具１４の接近／離隔方向に防振すべき主たる振動が入力されるようになっている。なお、以下の説明中、上下方向とは、原則として図１中の上下方向を言うものとする。
【００１６】
より詳細には、第一の取付部材としての第一の取付金具１２は、略逆向きの裁頭円錐台形状を有する本体部分１８を有していると共に、該本体部分１８の大径側端面から軸方向上方に突出して一体形成されたロッド形状のボルト固定部２０を備えており、このボルト固定部２０には、上端面に開口して軸方向内方に延びるねじ穴２２が形成されている。また、第一の取付金具１２の軸方向中間部分には、径方向外方に向かって突出する円環板形状のストッパ部２３が一体形成されている。そして、この第一の取付金具１２は、ボルト固定部２０のねじ穴２２に螺入されるボルト（図示せず）によって、図示しない車両のパワーユニットに固定的に取り付けられるようになっている。
【００１７】
一方、第二の取付部材としての第二の取付金具１４は、上金具２４と中金具２６，下金具２８が、互いに軸方向に重ね合わせられて相互にボルト固定されることによって形成されている。上金具２４は、大径の略円筒形状を有しており、中金具２６は、中央凹所３０を備えた大径の略有底円筒形状を有しており、更に、下金具２８は、中央凹所３２を備えた大径の略有底円筒形状を有している。
【００１８】
また、下金具２８の中央凹所３２には、変形容易な可撓性膜としての薄肉ゴム膜３４が収容配置されている。この薄肉ゴム膜３４は、略円形の袋形状を有しており、外周縁部には略Ｌ字形断面で周方向に延びる環状金具３６の縦壁部が加硫接着されており、この環状金具３６の横壁部が、中金具２６と下金具２８の筒壁部間で挟圧保持されることにより、薄肉ゴム膜３４の外周部分が第二の取付金具１４によって固定的に支持されている。これにより、中央凹所３２の開口部が中金具２６で流体密に覆蓋されることによって中金具２６と下金具２８の間に画成された内部領域が薄肉ゴム膜３４によって流体密に二分されている。
【００１９】
そして、薄肉ゴム膜３４と中金具２６の間には、壁部の一部が薄肉ゴム膜３４で構成されて該薄肉ゴム膜３４の変形に基づいて容積変化が容易に許容される平衡室３８が形成されており、この平衡室３８に対して、水やアルキレングリコール，ポリアルキレングリコール，シリコーン油等の非圧縮性流体が封入されている。また、薄肉ゴム膜３４と下金具２８の間には、薄肉ゴム膜３４の変形を許容する第一作用空気室としての第一空気室４０が、外部空間に対する遮断状態で形成されている。更に、下金具２８の底壁部には、第一空気室４０に連通せしめられて底面中央から外方に向かって開口するポート部４１が形成されており、このポート部４１を通じて第一空気室４０に外部から空気圧が及ぼされ得るようになっている。
【００２０】
更にまた、中金具２６の中央凹所３０には、ゴム弾性板としてのゴム板４２と、オリフィス部材４４が収容配置されている。ゴム板４２は、略円板形状を有しており、少なくとも薄肉ゴム膜３４よりも厚肉で、略一定の初期形状に復元し得る程度の弾性を発揮し得る肉厚寸法とされている。また、ゴム板４２の外周面には金属リング４６が加硫接着されており、この金属リング４６が中央凹所３０に圧入固定されることにより、ゴム板４２が、中央凹所３０の深さ方向中間部分で軸直角方向に広がって位置決め配置されている。一方、オリフィス部材４４は、それぞれ略円板形状を有する底板金具４８と蓋板金具５０が軸方向に重ね合わせられることによって構成されている。底板金具４８は、中央部分において軸方向上方に突出する円形突出部５２を有しており、中央凹所３０の開口部に圧入されて外周縁部がゴム板４２の金属リング４６に対して軸方向に重ね合わせられた状態で固定的に収容配置されている。これにより、円形突出部５２の外周部分には、円形突出部５２の外周面と凹所３０の内周面の対向面間を周方向に延びる凹溝５４が、上方に向かって開口して形成されている。また、蓋板金具５０は円形平板形状を有しており、中板金具２８における中央凹所３０の開口部に重ね合わせられることにより、凹溝５４の開口が流体密に覆蓋されている。
【００２１】
そして、このようにゴム板４２とオリフィス部材４４が中金具２６に組み込まれることにより、中央凹所３０の内部において、ゴム板４２を挟んだ上下両側に副液室５６と第二作用空気室としての第二空気室５８が形成されている。副液室５６は、ゴム板４２とオリフィス部材４４の間に形成されており、壁部の一部がゴム板４２で構成されて該ゴム板４２の弾性変形に基づいて容積変化が許容されるようになっていると共に、その内部に水やアルキレングリコール，ポリアルキレングリコール，シリコーン油等の非圧縮性流体が封入されている。また、第二空気室５８は、ゴム板４２と中央凹所３０の底壁部の間に形成されて外部空間に対して遮断されており、ゴム板４２の弾性変形を許容し得るようになっている。更に、中金具２６の底壁部には、第二空気室５８に連通せしめられて外周面から外方に向かって開口するポート部５９が形成されており、このポート部５９を通じて第二空気室５８に外部から空気圧が及ぼされ得るようになっている。
【００２２】
さらに、上述の如き構造とされた上，中，下の金具２４，２６，２８が軸方向に一体的にボルト固定されて構成された第二の取付金具１４は、第一の取付金具１２に向かって上方に開口する状態で、第一の取付金具１２に対して略同一中心軸上で離間して対向配置されている。そして、これら第一の取付金具１２と第二の取付金具１４の対向面間には、本体ゴム弾性体としてのゴム弾性体１６が介装されており、ゴム弾性体１６によって第一の取付金具１２と第二の取付金具１４が弾性的に連結されている。ゴム弾性体１６は、全体として略円錐台形状を有しており、その小径側端面に第一の取付金具１２が重ね合わせられて加硫接着されている一方、その大径側端部の外周面に第二の取付金具１４（上金具２４）が加硫接着されている。要するに、ゴム弾性体１６は、第一の取付金具１２と上金具２４を有する一体加硫成形品として形成されているのである。
【００２３】
なお、ゴム弾性体１６には、大径側端面に開口する大径凹部６０が形成されており、パワーユニット荷重が及ぼされた際の引張応力が軽減乃至は回避されるようになっている。また、第一の取付金具１２におけるストッパ部２３には、軸方向上方に向かって突出する緩衝ゴム６２が、ゴム弾性体１６と一体形成されており、ストッパ部２３が、ボデー側に固設された図示しないストッパ部に対して緩衝ゴム６２を介して緩衝的に当接することにより、リバウンド方向（第一の取付金具１２と第二の取付金具１４が相対的に離間する方向）でのゴム弾性体１６の弾性変形量を制限するストッパ機能が発揮されるようになっている。
【００２４】
そして、このように第一の取付金具１２と第二の取付金具１４がゴム弾性体１６で弾性連結されることにより、これら両取付金具１２，１４の対向面間には、壁部の一部がゴム弾性体１６で構成されて、両取付金具１２，１４間への振動入力時にゴム弾性体１６の弾性変形に基づいて圧力変化が生ぜしめられる主液室６４が画成されている。また、この主液室６４には、平衡室３８や副液室５６と同様、所定の非圧縮性流体が封入されている。なお、これら主液室６４や平衡室３８，副液室５６への非圧縮性流体の封入は、例えば、ゴム弾性体１６の一体加硫成形品における上金具２４に対する中金具２６や下金具２８の組み付けを非圧縮性流体中で行なうこと等によって、或いは、それらの組み付けを大気中で行なった後に適当な箇所に穿孔した注入用孔を通じて非圧縮性流体を中央した後にブラインドリベット等で封止すること等により、有利に行なわれ得る。
【００２５】
また、中金具２６の外周壁部には、圧力検出手段としての圧力センサ６６が装着されており、主液室６４の圧力を直接に検出するようになっている。なお、圧力センサ６６としては、半導体式や圧電式，静電容量式等、従来から公知の各主の圧力センサが採用可能であり、例えば、図示されているように、中金具２６の外周壁部に設けたねじ穴に流体密に螺着固定すること等によって有利に装着され得る。
【００２６】
更にまた、第二の取付金具１４を構成する中金具２６には、その内部を貫通して延び、一端部が主液室６４に開口連通せしめられると共に、他端部が平衡室３８に開口連通せしめられた第一オリフィス通路８０が形成されている。そして、振動入力時に主液室６４と平衡室３８の間に生ぜしめられる圧力差に基づいて、それら両室６４，３８間で第一オリフィス通路８０を通じての流体流動が生ぜしめられるようになっている。また、主液室６４と副液室５６を仕切るオリフィス部材４４には、外周部分を周方向に延び、周上の異なる位置に設けられた二つの連通孔８２，８４によって主液室６４と副液室５６に開口，連通せしめられた第二オリフィス通路８６が形成されている。そして、振動入力時に主液室６４と副液室５６の間に生ぜしめられる圧力差に基づいて、それら両室６４，５６間で第二オリフィス通路８６を通じての流体流動が生ぜしめられるようになっている。
【００２７】
そこにおいて、第一のオリフィス通路８０のチューニング周波数よりも第二のオリフィス通路８６のチューニング周波数の方が大きく設定されており、特に本実施形態では、第一空気室４０と第二空気室５８を大気中に連通せしめた状態下で発現される初期のチューニング特性として、第一オリフィス通路８０にあっては、シェイク等の極低周波数域にチューニングされており、極低周波数域の振動に対して流体の共振作用に基づく有効な減衰効果が発揮されるようになっている。また、第二オリフィス通路８６にあっては、アイドリング低次等の低周波数域にチューニングされており、低周波数域の振動に対して流体の共振作用に基づく有効な低動ばね効果（防振効果）が発揮されるようになっている。なお、第一及び第二のオリフィス通路８０，８６のチューニングは、例えば、主液室６４や副液室５６，平衡室３８の各室の壁ばね剛性の大きさや封入流体の密度等を考慮して、各オリフィス通路８０，８６における通路長さと通路断面積の比の値を適当に調節することによって行なうことが可能である。なお、壁ばね剛性とは、各室の容積を単位量だけ変化させるに必要とされる室内圧力変化量に対応した値として認識され得る。また、オリフィス通路８０，８６のチューニング周波数は、一般に、流路長さ：Ｌと流路断面積：Ａの比の値：Ａ／Ｌが大きい程、流体の共振作用に基づく防振効果の発揮される周波数域が高周波となる。
【００２８】
さらに、上述の如き構造とされたエンジンマウント１０においては、第一空気室４０に及ぼす負圧の大きさを制御する第一制御手段と、第二空気室５８に及ぼす負圧の大きさを制御する第二制御手段を、備えている。これら第一の制御手段と第二の制御手段は、その多くの部分を共有化して構成されており、負圧の蓄圧手段としてのサブタンク６８と、該サブタンク６８に及ぼされた負圧力を第一空気室４０や第二空気室５８に伝達せしめるエア管路７０を含んで構成されている。また、サブタンク６８は、切換バルブ７２を介して、負圧源と大気中に択一的に接続されるようになっており、切換バルブ７２の切換作動形態に応じて、サブタンク６８に蓄えられる負圧力の大きさを調節することができるようになっている。なお、切換バルブ７２としては、サブタンク６８側のポートを、負圧側と大気側の二つのポートに高速で安定して切換作動するものが望ましく、例えば、制御が容易な電磁式のポペット形やスプール形の三方切換弁などが好適に採用される。
【００２９】
そこにおいて、サブタンク６８に蓄えられる負圧力の大きさの調節に際しては、例えば、負圧源からの負圧力の供給管路上に直動形やリリーフ形等の減圧弁乃至は調圧弁を配設し、比例電磁式等として調圧することも可能であるが、特に本実施形態では、高速で切換可能な電磁式の三方切換バルブからなる圧力調整弁７２を採用し、その切換周波数を略一定とした上で、一周期中でサブタンク６８を負圧源に接続せしめる時間的な割合、即ちデューティ比を、圧力制御装置７４で調節することによって、サブタンク６８に及ぼされる負圧力が調節されるようになっている。
【００３０】
また、サブタンク６８を第一空気室４０や第二空気室５８に接続するエア管路７０上には、通路切換バルブ７６が配設されており、サブタンク６８に蓄えられた負圧が、第一空気室４０と第二空気室５８に対して択一的に及ぼされるようになっている。特に、本実施形態では、電気信号によって切換制御が可能な電磁式の三方切換バルブからなる接続切換弁７６が採用されており、切換制御装置７８で接続切換弁７６を切換制御することによって、サブタンクに蓄えられた負圧が、第一空気室４０と第二空気室５８に択一的に及ぼされるようになっている。
【００３１】
そして、エンジンの回転数信号や自動車の速度信号，変速機のシフト信号等の自動車の走行状態信号が、圧力制御装置７４や切換制御装置７８に入力されて、自動車の走行状態に応じてそれら圧力制御装置７４や切換制御装置７８が切換制御されることにより、第一空気室４０と第二空気室５８の圧力が制御されるようになっている。
【００３２】
より具体的には、車両走行状態下では、圧力調整弁７２を常時大気連通として、一度、第一空気室４０をサブタンク６８を通じて大気に連通せしめた後に、接続切換弁７６を切り換えて、第一空気室４０を大気圧で遮断すると同時に第二空気室５８をサブタンク６８に接続すると共に、圧力調整弁７２を適当なデューティ比で切換制御することにより、サブタンク６８を介して、第二空気室５８に負圧力を及ぼす。これにより、副液室５６の壁ばね剛性が増大せしめられて容積変化量が抑えられ、第一オリフィス通路８０を通じての流体流動量が十分に確保されることによって、第一オリフィス通路を通じて流動する流体の共振作用に基づいて、シェイク等の極低周波数域の振動に対して有効な防振効果（減衰効果）が発揮されることとなる。
【００３３】
また、車両停止状態下でのアイドリング時には、圧力調整弁７２を常時大気連通として、第一空気室４０と第二空気室５８の何れか一方を大気連通後に遮断せしめて大気圧に保持すると共に、それらの他方を大気連通状態に保持する。これにより、第一オリフィス通路８０が反共振的作用による著しい流動抵抗の増大に起因して実質的に閉塞状態となる一方で、第二オリフィス通路８６を通じて流動する流体の共振作用が生ぜしめられ、かかる流体の共振作用に基づいて、第二オリフィス通路８６がチューニングされたアイドリング低次振動等の低周波数域の振動に対して有効な防振効果（絶縁効果）が発揮されることとなる。
【００３４】
更にまた、車両の低〜中速走行時には、圧力調整弁７２を常時大気連通として、一度、第一空気室４０をサブタンク６８を通じて大気に連通せしめた後に、接続切換弁７６を切り換えて、第一空気室４０を大気圧で遮断すると同時に第二空気室５８をサブタンク６８に接続すると共に、圧力調整弁７２を適当なデューティ比で切換制御することにより、サブタンク６８を介して、第二空気室５８に負圧力を及ぼす。そこにおいて、車両の走行速度やエンジン回転数等を指標として圧力調整弁７２を制御することにより、具体的には、一周期中でサブタンク６８を負圧源に接続せしめる時間的な割合（デューティ比）を次第に大きくすることによって、防振すべき振動周波数が大きくなるのに伴って、第二空気室５８の負圧が次第に大きくなるように調節する。なお、負圧の大きさは、絶対値でいうものとする。これにより、防振すべき振動周波数が大きくなる程、副液室５６の壁部の一部を構成するゴム板４２が第二空気室５８側に大きく負圧吸引されて、膨出した変形状態に保持されるのであり、その結果、ゴム板４２の動ばね定数、ひいては副液室５６の壁ばね剛性が次第に大きくされることにより、第二オリフィス通路８６のチューニング周波数が実質的に高周波数側に移行する。そして、防振すべき振動周波数の変化に伴って、第二オリフィス通路８６のチューニング周波数も変化せしめられることとなって低〜中周波数の広い周波数域の振動に対して、何れも、第二オリフィス通路８６を流動せしめられる流体の共振作用に基づく防振効果（絶縁効果）が有効に発揮されることとなるのである。
【００３５】
さらに、車両の中〜高速走行時には、圧力調整弁７２を常時大気連通として、一度、第二空気室５８をサブタンク６８を通じて大気に連通せしめた後に、接続切換弁７６を切り換えて、第二空気室５８を大気圧で遮断すると同時に第一空気室４０をサブタンク６８に接続すると共に、圧力調整弁７２を適当なデューティ比で切換制御することにより、サブタンク６８を介して、第一空気室４０に負圧力を及ぼす。そこにおいて、車両の走行速度やエンジン回転数等を指標として圧力調整弁７２を制御することにより、具体的には、一周期中でサブタンク６８を負圧源に接続せしめる時間的な割合（デューティ比）を次第に大きくすることによって、防振すべき振動周波数が大きくなるのに伴って、第一空気室５８の負圧が次第に大きくなるように調節する。これにより、防振すべき振動周波数が大きくなる程、平衡室３８の壁部の一部を構成する薄肉ゴム膜３４が第一空気室４０側に大きく負圧吸引されて、膨出した変形状態に保持されるのであり、それに伴って平衡室３８に負圧が生ぜしめられた分だけ、主液室６４や副液室５６から第一及び第二のオリフィス通路８０，８６を通じて平衡室３８に流体が流入せしめられる。そして、主液室６４の壁部を構成するゴム弾性体１６のばね剛性よりも副液室５６の壁部を構成するゴム板４２のばね剛性の方が十分に小さいことから、平衡室３８の減圧量に略対応する量だけ、ゴム板４２が副液室５６側に負圧吸引される。要するに、防振すべき振動周波数が大きくなる程、ゴム板４２が副液室５６側に大きく負圧吸引されて、その膨出した変形状態に保持されるのであり、その結果、ゴム板４２の動ばね定数、ひいては副液室５６の壁ばね剛性が次第に大きくされると同時に、副液室５６の容積も次第に小さくされる。
【００３６】
そして、副液室５６の壁ばね剛性の増大と、副液室５６の容積の減少とが、相俟って、第二オリフィス通路８６のチューニング周波数がより高周波数側にまで有利に移行せしめられると共に、更なる高周波数域における反共振的作用に起因する著しい高動ばね化が、第二オリフィス通路８６を通じての流体流動量の抑制等に基づいて軽減乃至は回避され得るのであり、その結果、防振すべき振動周波数の変化に伴って、第二オリフィス通路８６のチューニング周波数と副液室の容積が変化せしめられることとなって、中〜高周波数の広い周波数域の振動に対して、第二オリフィス通路８６を流動せしめられる流体の共振作用に基づく防振効果（絶縁効果）が有利に発揮されると共に、流体の反共振的作用による著しい高動ばね化が軽減されて、有効な防振効果が発揮されることとなるのである。
【００３７】
なお、このことから明らかなように、本実施形態では、第一空気室４０に及ぼされる負圧の大きさを調節する第一制御手段が、圧力調整弁７２と圧力制御装置７４を含んで構成されていると共に、第二空気室５８に及ぼされる負圧の大きさを調節する第二制御手段も、圧力調整弁７２と圧力制御装置７４を含んで構成されている。
【００３８】
因みに、前記実施形態に示された構造のエンジンマウント１０において、上述の如き圧力制御を実施した場合における防振性能の周波数特性を実測した結果を、実施例として、図２に示す。なお、かかる実測に際しては、１０〜３０Hzの低周波数域では、第一及び第二の空気室４０，５８を何れも略大気圧に保持せしめる一方、３０〜５０Hzの中周波数域では、平衡室３８を略大気圧に保持せしめた状態下で、周波数の増大に伴って大きくなる負圧力を副液室５６に及ぼし、更に、５０Hzを越えた高周波数域では、副液室５６を略大気圧に保持せしめた状態下で、周波数の増大に伴って大きくなる負圧力を平衡室３８に及ぼした。図中、マイナス記号が付された圧力値は、第一空気室４０を略大気圧に保持せしめた状態下で第二空気室５８に及ぼした負圧力を示すものであり、プラス記号が付された圧力値は、第二空気室５８を略大気圧に保持せしめた状態下で第一空気室４０に及ぼした負圧力を示すものである。また、比較例として、実施例と同じエンジンマウントを用い、第一空気室４０と第二空気室５８の何れも、常時、略大気圧に保持せしめた状態下で発揮される防振性能の周波数特性を同様に測定した結果を、図２に併せ示す。
【００３９】
かかる図２に示された結果からも明らかなように、本実施形態のエンジンマウント１０においては、比較例構造のエンジンマウントに比して、３０Hz以上の極めて広い周波数域に亘って、防振特性の飛躍的な向上が達成されていることが認められる。
【００４０】
なお、実際の車両において、車速信号やエンジン回転数信号、或いは振動の検出信号等の入力信号に基づいて圧力調整弁７２を作動制御するに際しては、例えば、予め得られた実験データ等に基づいて設定したマップデータ等に基づいてフィードフォワード的に制御することが可能である。また、そこにおいて、本実施形態のエンジンマウント１０においては、主液室６４の圧力を検出する圧力センサ６６を備えていることから、この圧力センサ６６による主液室６４の圧力の検出値に基づいて、目的とする大きさの負圧力が第一乃至は第二の空気室４０，５８に及ぼされるように、圧力調整弁７２をフィードバック制御することも可能である。特に、内燃機関の吸気系を負圧源とする場合には、自動車の走行状態等によって負圧源の負圧の大きさが変化することから、このようなフィードバック系を採用することにより、制御精度の向上が図られ得る。なお、主液室６４の検出値としては、例えば最大値や最小値、平均値等を採用することが可能であり、また、主液室６４以外の平衡室３８や副液室５６、更にはサブタンク６８等の圧力検出値を利用することも可能である。
【００４１】
以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、これはあくまでも例示であって、本発明は、かかる実施形態における具体的な記載によって、何等、限定的に解釈されるものでない。
【００４２】
例えば、前記第一の実施形態においては、第一空気室４０と第二空気室５８が、各一つの圧力調節弁７２とサブタンク６８を、共通の圧力調節系として利用しており、かかる圧力調節系によって得られた空気圧を、接続切換弁７６によって第一空気室４０と第二空気室５８に択一的に及ぼすことによって、それら両空気室４０，５８の圧力を制御するようになっていたが、第一空気室４０用の圧力調節系と、第二空気室５８用の圧力調節系を、互いに独立して構成することも可能である。
【００４３】
その一具体例が、第二の実施形態に係るエンジンマウントとして、図３に示されている。なお、本実施形態では、第一の実施形態に係るエンジンマウントと同様な構造とされた部材および部位については、図中に、第一の実施形態と同一の符号を付することにより、それらの詳細な説明を省略する。即ち、本実施形態のエンジンマウント９０においては、負圧源を第一空気室４０に接続する第一の空気管路９２と、負圧源を第二空気室５８に接続する第二空気管路９４が、実質的に相互に独立して形成されており、第一の空気管路９２上には、第一のサブタンク９６と第一の圧力調節弁９８が配設されていると共に、第二の空気管路９４上には、第二のサブタンク１００と第二の圧力調節弁１０２が配設されている。そして、第一の圧力調節弁９８によるデューティ比、即ち第一の圧力調節弁９８を大気中と負圧源に切り換える一周期中で、第一のサブタンク９６を負圧源に接続せしめる時間的な割合と、第二の圧力調節弁１０２によるデューティ比、即ち第二の圧力調節弁１０２を大気中と負圧源に切り換える一周期中で、第二のサブタンク１００を負圧源に接続せしめる時間的な割合を、互いに独立して各別に調節設定することが出来るようになっている。従って、このような構造とされた本実施形態のエンジンマウント９０においても、前記第一の実施形態のエンジンマウントと同様な作動制御を行なうことによって、同様な防振効果を有効に得ることが出来るのである。
【００４４】
また、かかる第二の実施形態に係るエンジンマウントにおいては、第一空気室４０と第二空気室５８を、互いに独立して圧力調節することが出来ることから、前記実施形態に示された具体的な圧力形状形態の他、例えば要求される防振特性等に応じて、その他、種々なる圧力の制御形態を、より広い選択範囲で採用することが出来るのであり、それによって、より広範な防振特性のチューニング自由度が実現可能とされる。
【００４５】
さらに、前記実施形態では、第一空気室４０と第二空気室５８の何れに及ぼされる負圧も、大きさを調節可能とされていたが、第二空気室５８に及ぼされる負圧の調節は、必ずしも必要でなく、例えば、第二空気室５８を常時大気連通としたり、第二空気室５８を大気中と負圧源とに選択的にのみ接続可能として、第二空気室５８に及ぼされる負圧をＯＮ／ＯＦＦ的に切換制御することも可能であり、その場合においても、第一空気室４０に及ぼされる負圧力を調節することによって、広い周波数域の振動に対して有効な防振効果を得ることが出来るのである。
【００４６】
また、第一乃至は第二の空気室４０，５８に及ぼされる負圧の大きさを調節するための第一及び第二の制御手段としても、例示の如き３方切換式の電磁弁７２によって構成されたものに限定されるものでなく、例えば、空気室４０，５８を常時大気中に開口せしめると共に、それら空気室４０，５８に対する負圧源の接続だけを連通／遮断するものや、反対に、空気室４０，５８を常時負圧源に連通せしめると共に、それら空気室４０，５８に対する大気中への開口だけを連通／遮断するもの等も採用可能である。また、それらにおいて採用される弁機構としても、空気室の負圧源及び／又は大気への接続を、実質的に連通／遮断するものであれば良く、完全に連通と遮断を行なうものの他、通路の開口量を大小に切り換えることで実質的に連通／遮断するもの、或いは空気室を負圧源に接続するエア管路上において、該エア管路から分岐して大気に連通する分岐路を開閉することによって、エア管路を通じた空気室の負圧源への接続を実質的に連通／遮断するもの等も、第一及び第二の制御手段を構成する弁機構として採用可能である。
【００４７】
さらに、前記実施形態では、空気室４０，５８に負圧を及ぼすエア管路７０上にサブタンク６８が配設されることにより、負圧源や圧力調整弁７２の切換作動等に起因する圧力変動が軽減乃至は回避されるようになっていたが、かかるサブタンク６８としては、従来から公知のダイヤフラム形やピストン形、ばね形等の各種公知のタイプが何れも採用可能である。また、そのような蓄圧器タイプの他、消音器構造の圧力変動低減器を採用することも可能である。そこにおいて、消音器構造のものとしては、例えば、サイドブランチタイプや干渉形消音器タイプ，吹出口形消音器タイプ等の公知の各種のものが適宜に採用され得る。
【００４８】
また、前記実施形態では、本発明を自動車用のエンジンマウントに適用したものの具体例を示したが、本発明は、その他、各種の防振装置に適用可能であり、例えば、ＦＦ型自動車用エンジンマウント等に用いられる円筒型の流体封入式防振装置にも適用可能であることは勿論、自動車用ボデーマウントやデフマウントの他、自動車以外の各種装置における流体封入式の防振装置に対して、何れも同様に適用可能である。
【００４９】
その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更，修正，改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもない。
【００５０】
【発明の効果】
上述の説明から明らかなように、本発明に従う構造とされた流体封入式防振装置においては、第一作用空気室に及ぼされる負圧の大きさを防振すべき振動周波数に応じて調節することにより、防振すべき振動の周波数域に対応したゴム弾性板のばね剛性の増大と、副液室の容積減少が同時に図られるのであり、そして、それら両者が相俟って作用することにより、第二オリフィス通路の当初のチューニング周波数より高い周波数域においても第二オリフィス通路を流動する流体の流動作用に基づく防振効果を有効に得ることが出来ると共に、それより更に高い周波数域における反共振的作用に起因する著しい高動ばね化も軽減乃至は回避されるのであり、その結果、広い周波数域で良好なる防振性能を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態としての自動車用エンジンマウントを示す縦断面説明図である。
【図２】図１に示された構造のエンジンマウントについて防振性能の周波数特性を測定した結果を示すグラフである。
【図３】本発明の第二の実施形態としての自動車用エンジンマウントを示す縦断面説明図である。
【符号の説明】
１０エンジンマウント
１２第一の取付金具
１４第二の取付金具
１６ゴム弾性体
３４薄肉ゴム膜
３８平衡室
４０第一空気室
４２ゴム板
５６副液室
５８第二空気室
６４主液室
７０エア管路
７２切換バルブ（圧力調整弁）
７４圧力制御装置
７６切換バルブ（接続切換弁）
７８切換制御装置
８０第一オリフィス通路
８６第二オリフィス通路

Claims

相互に離間配置された第一の取付部材と第二の取付部材を本体ゴム弾性体で連結する一方、該本体ゴム弾性体で壁部の一部が構成されて非圧縮性流体が封入された主液室を形成すると共に、壁部の一部が変形容易な可撓性膜で構成されて非圧縮性流体が封入された平衡室を形成せしめて、それら主液室と平衡室を第一オリフィス通路を通じて相互に連通した流体封入式防振装置において、
壁部の一部がゴム弾性板で構成されて非圧縮性流体が封入された副液室を、前記平衡室よりも大きな壁ばね剛性をもって形成すると共に、該副液室を前記主液室に連通する第二オリフィス通路を形成して、該第二オリフィス通路を前記第一オリフィス通路よりも高周波数域にチューニングする一方、前記可撓性膜を挟んで前記平衡室と反対側に第一作用空気室を形成すると共に、該第一作用空気室に及ぼされる負圧の大きさを防振すべき振動周波数に応じて制御することにより、該可撓性膜を防振すべき振動周波数の大きさに応じた量だけ該第一作用空気室側に負圧吸引して該第一作用空気室内に膨出した変形状態とする第一制御手段を設けたことを特徴とする流体封入式防振装置。
前記主液室などに封入された非圧縮性流体の流体圧を測定する圧力検出手段を設けると共に、前記第一制御手段において、該圧力検出手段によって検出された流体圧に基づいて前記第一作用空気室に及ぼされる負圧の大きさを補正するようにした請求項１に記載の流体封入式防振装置
前記ゴム弾性板を挟んで前記副液室と反対側に第二作用空気室を形成すると共に、該第二作用空気室に及ぼされる負圧を制御する第二制御手段を設けた請求項１又は２に記載の流体封入式防振装置。
前記第一制御手段および前記第二制御手段において、低乃至中周波数域の振動入力時には、前記第一作用空気室を大気中に連通せしめると共に、前記第二作用空気室に及ぼされる負圧を振動周波数の大きさに従って調節する一方、中乃至高周波数域の振動入力時には、前記第二作用空気室を大気中に連通せしめると共に、前記第一作用空気室に及ぼされる負圧を振動周波数の大きさに従って調節するようにした請求項３に記載の流体封入式防振装置。