JPH0735841B2 - 防振装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は振動発生部と振動受部との間に介在される防振
装置に係り、特に液体が封入されその流動抵抗で振動を
吸収する防振装置に関する。

〔背景技術〕

自動車用エンジンマウント、キャブマウント、ボディマ
ウント等に用いられる防振装置として、一部が弾性体で
形成された液室を設けたものがある。この液室は隔壁に
よって複数の小液室に分割されており、これらの小液室
はオリフイスで連通されている。

このため振動発生時に一方の小液室の液体がオリフイス
を通って他方の小液室へと向けて移動する場合の抵抗で
振動が吸収されるようになっている。

ところがこのような防振装置では、自動車等に発生する
異なる周波数の振動に対処するためには、異なる大きさ
のオリフイスを複数個設け、これらを弁等により夫々開
閉する構造としなくてはならない。

また電界をかけて負荷に応じて液体の粘性を変化させる
防振装置も提案されているが（特開昭60−104828号、特
開昭61−74930号）、オリフイスが短かく、充分な減衰
を得られない。

本発明は上記事実を考慮し、異なる周波数の振動を容易
に吸収することができる防振装置を得ることが目的であ
る。

〔発明の概要及び作用〕

本発明の防振装置は、振動発生部及び振動受部の何れか
一方に連結される第１の部材と、振動発生部及び振動受
部の何れか他方に連結される第２の部材と、前記第１の
部材と前記第２の部材との間に設けられ、振動発生時に
弾性変形する弾性体と、前記弾性体を隔壁の一部とする
拡縮可能な主液室と、前記主液室とは隔壁部材によって
隔離される隔離される副液室と、前記隔壁部材に設けら
れ前記主液室からの圧力を受ける面と平行でかつ流体の
流通方向が円弧状とされる長オリフイスと、前記主液
室、前記副液室及び前記長オリフイスの内部に充填され
る電気粘性流体と、前記長オリフイスの内壁面の中で前
記主液室からの圧力を受ける面と交差する方向に沿った
部分に設けられ、前記長オリフイス内の前記電気粘性流
体に電界をかける電極と、を備えたことを特徴としてい
る。

この電気流動性流体（electrorheologic fluid）は、例
えば米国特許第2886151号、第3047507号にも開示されて
おり、電界の強さに応じて粘性が大きくなる流体であ
る。

このように本発明では、電極へ通電して長オリフイス内
の電気流動性流体の粘性を変化させ、流動抵抗を調節す
るので、異なる周波数の振動に対応することができる。

〔発明の実施例〕

第１図には本発明の第１実施例が適用された防振装置が
示されている。この防振装置のベースプレート10は中央
下部に取付ボルト12が突出され、一例として自動車のボ
ディへ固定されるようになっている。

ベースプレート10の周囲は直角に屈曲された筒状の立壁
部10Aとなっており、この立壁部10Aの上端部は外側へ直
角に屈曲されたフランジ部10Bとなっている。このフラ
ンジ部10B上にはダイヤフラム16及び隔壁20が搭載され
ている。ダイヤフラム16とベースプレート10との間には
空気室22が形成されている。この空気室22は必要に応じ
て外部と連通してもよい。

隔壁20の周囲及びダイヤフラム16は外筒24の下端部によ
ってフランジ部10Bへかしめ固着されている。外筒24の
上端部は次第に内径が拡大され、吸振主体26の外周が加
硫接着されている。この吸振主体26は一例としてゴムで
形成されており、下端部は外筒24の内周に沿って延長さ
れる延長部26Aとされ、この延長部26Aの一部は外筒24と
隔壁20との間に挟持されている。

吸振主体26の軸心部には支持台28の外周が加硫接着され
ている。この支持台28の軸心から突出される取付ボルト
30は支持台28へ搭載される図示しないエンジンの固着用
となっている。

吸振主体26は外筒24、ダイヤフラム16と共に液室32を形
成しており、この液室32内には図示しない電気流動性流
体が充填封入されている。この電気流動性流体は一例と
して40〜60重量％のケイ酸、30〜50重量％の低沸点の有
機相、50〜10重量％の水、及び５重量％の分散媒からな
る混合物が適用でき、例えばイソドデカン（isododeka
n）が適用できる。この電気流動性流体は通電していな
い場合に普通の液圧流体の粘性を有し、通電時に電界強
さに応じて粘性が変化して固くなる特性を有する。

第２図に示される如く隔壁20の中央部に形成される隆起
部20Aには貫通孔36が形成されている。この貫通孔36は
隆起部20Aへ熱溶着、高周波溶着等で固着される隔壁蓋
板38で閉止されている。このため液室32はこの隔壁20、
隔壁蓋板38によって上小液室32Aと下小液室32Bとに区画
分離されている。

隆起部20Aには平面形状が略Ｃ字状の溝が穿設され、隔
壁蓋板38によってその開放部が閉止されてオリフイス40
となっている。このオリフイス40は隔壁蓋板30に形成さ
れる円孔42及び隔壁20を貫通する円孔44を介して夫々長
手方向端部が上小液室32A及び下小液室32Bと連通してい
る。

このため上小液室32A及び下小液室32Bの液体はこのオリ
フイス40を通して相互に流通でき、通過時に抵抗を生ず
るようになっている。

オリフイス40の内周の対向面、すなわち側壁には同心形
状に電極板46,48が接着されている。これらの電極板46,
48は第１図に示される如く隔壁20の内部を通過するリー
ド線50,52によって図示しない電源及び制御回路へ連通
されており、必要時に通電されるようになっている。

リード線50,52が封入される隔壁20は一部又は全部を合
成樹脂、セラミックス等の絶縁材で製作する必要があ
り、一例として電極板46、48の間隔は１〜2mm程度とす
る。

次に本実施例の作用を説明すると、ベースプレート10は
取付ボルト12を介して図示しない車体へと固着され、支
持台28へ搭載されるエンジンが取付ボルト30で固定され
る。

エンジンに発生する振動は支持台28を介して吸振主体26
へ伝えられ、吸振主体26の内部摩擦で振動が吸収され
る。

またこの振動は吸振主体26を介して液室32へ伝達される
ので液室32内の電気流動性流体はオリフイス40を通して
移動することになり、この移動時の通過抵抗で振動が吸
収される。

次にエンジンの振動は広い範囲の周波数に渡って発生す
るので、これに応じてリード線50,52を介し電極板46,48
へ通電させる。これによってオリフイス40内の液体が次
第にその粘性を増大する。このため吸振周波数に合わせ
て通電量を制御すれば、広い範囲に渡った振動吸収が可
能となる。

特にオリフイス40は軸寸法が長いので、エンジン振動が
広い範囲に亘って生ずる場合にもこれに対応することが
できる。

具体的には、本実施例をエンジンマウントに適用し、エ
ンジンのバウンシング振動が15Hz、ローリング振動が7H
z付近に生ずることがある。これに対し防振装置は電極
板46,48へ通電せず、エンジンのバウンシング振動に合
うように流体の粘性をチユーニングし、ローリング振動
が生ずるときに電極板46,48へ通電して電極間に電位差
を与え流体の粘性を上げることにより7Hz付近まで高減
衰のピーク位置をずらすことができる。

第３図には本発明の第２実施例が示されている。

この実施例では前記実施例における隔壁蓋板30の外周が
直角に屈曲され筒状の立壁部38Aとされて隆起部20Aの外
周へ当接しており、立壁38Aの下端部はさらに直角に屈
曲されてフランジ部38Bとされ、隔壁20の上面へ密着
し、外筒24の下端かしめ部によって隔壁20へ押圧されて
いる。このためこの実施例では隔壁20の上端と隔壁蓋板
38との間を確実に閉止して漏れのないオリフイス40を形
成することができる。

第４図（Ａ）には本発明の第３実施例が示されている。
この実施例では隔壁蓋板38の中央部に開口56が形成さ
れ、この開口56内に可動板58が取付けられている。この
可動板58は上小液室32A側の端部に拡径部58Aを有し、ま
た下小液室32B側にはストツパプレート60が固着されて
いる。可動板58、ストツパプレート60の外径は開口56よ
りも大きく形成されており、また可動板58、ストツパプ
レート60の間隔は隔壁蓋板38の肉厚よりも大きくなって
いる。このため可動板58は隔壁蓋板38の肉厚方向に微小
変位（0.5mm程度以下）可能となっている。

このためこの実施例では、電極板46,48への通電による
電気流動性流体の粘性変化を利用して広範囲な振動吸収
が可能になると共に、可動板58が振動できるので特に高
周波の微少振動を受けた場合にも動的ばね定数を上げる
ことがなく、このためこもり音を低減することができ
る。

第４図（Ｂ）には本発明の第５実施例が示されている。
この例は前記実施例と同様な微少変位可能な部材を設け
たものであるが、微小変位可能な鉄板103は複数の小孔
を有すると共に弾性膜101,102で挟まれている。これら
の弾性膜101,102は隔壁蓋板38,隔壁20へ外周が加硫接着
され、鉄板103と隙間を有し、この鉄板103を微少変位可
能としている。その他の構成は第４図（Ａ）と同様であ
り同様の効果が得られる。

第５図には本発明の第５実施例が示されている。

この実施例では第１実施例の防振装置に加えて上小液室
32A内に仕切板62が配置されている。この仕切板62は上
小液室32Aのほぼ中央部に配置され、周囲が略直角に屈
曲された立壁部62Aとされ、この立壁部62Aの下端部がさ
らに直角に屈曲されたフランジ部62Bとされ、このフラ
ンジ部62Bが外筒24の下端部によって隔壁20へ押圧固定
されている。またこの仕切板62の中央部には開口64が形
成されている。

このためこの仕切板62は上小液室32Aをほぼ二分割し、
開口64を通して互いに連通している。

この結果この実施例では前記第１実施例に加えて、開口
64付近に生じる液柱共振を利用し、特定の周波数におい
て動的ばね定数をさらに低くすることができる。

第６図には本発明の第６実施例が示されている。

この実施例では前記第１実施例における貫通孔36内へ複
数個（この実施例では４個）の同心状電極板66,68,70,7
2が設けられている。これらは貫通孔36へ掛け渡される
アーム74によって支持されている。また電極板66と電極
板70とはアーム74内及び隔壁20内を通るリード線76によ
って、電極板68,72は同様なリード線78によって図示し
ない制御装置及び電源へと接続されている。

また隔壁蓋板38には貫通孔36と連通する貫通孔38Cが形
成され、これによって貫通孔38Cが貫通孔36と共に上小
液室32A、下小液室32Bを連通している。

電極板66〜電極板72の各間隔は電極板46,48間の間隔と
約同程度とされている。

このためこの実施例では貫通孔36,38Cを介して上小液室
32A、下小液室32Bを連通する部分のオリフイスはその断
面積Saがオリフイス40のSbよりも大きく、また貫通孔38
C,36部分のオリフイスの長さはオリフイス40よりも短
い。

振動吸収時には電極板46、48及び電極板66〜72へ通電す
ることによってオリフイス40及び貫通孔38C,36部分の流
体の粘度を様々に変えてオリフイス40及び貫通孔38C,36
のオリフイスの組合せで各種の振動を吸収できる。高速
走行時のこもり音低減のためには貫通孔36,38Cのオリフ
イス内を流体が自由に通過できるようにするのが好まし
い。特に貫通孔38C,36内の流体を固化し、実質的にオリ
フイス40のみで上小液室32Aと下小液室32Bとを連通する
こともできる。この場合電極板46,48へ通電しなければ
オリフイス40は電極板46,48が設けられていないオリフ
イスと同様な特性を生ずる。

具体例としてエンジンのバウンシング振動が15Hz、ピツ
チング振動が7Hz付近に出る場合には一般的にはなれた
周波数で高減衰を出すことは不可能である。従ってオリ
フイス40の電極板46,48へ電位差を与えないときに減衰
力の周波数ピークを15Hzにチユーニングするようにオリ
フイス40の径と長さを決め、ピツチング振動が生ずると
きは、電極板46,48間に電界を与え流体の粘性を増して
減衰力のピークを7Hz付近にもってくることが可能とな
る。この場合電極板66〜72に電位差を与えて、この部分
のオリフイス内の流体を固化させる。

さらにオリフイス40内の流体を固化すれば、ばね定数を
かなり固くすることができる。これは急に高負荷が加わ
る場合に一時的にばね定数を硬くしてエンジンを他部分
と干渉しないようにしようとするときに適用できる。

この実施例のオリフイス部分におけるオリフイスの長さ
Ｌと断面積Ｓとの比L/Sを２以上にすることが好まし
い。

第８図には本発明の第７実施例が示され、支持台28の上
部へさらに弾性体105が取りつけられ、ボルト30が固着
されたプレート106へ加硫接着されている。これによ
り、流体がオリフイス40を流れなくなり、上小液室32A
内の圧力が上昇した際のばね定数増大を低減させるよう
になっている。

〔発明の効果〕

以上説明した如く本発明の防振装置は、主液室と副液室
とを連通する長オリフイスに設けた電極へ通電して、長
オリフイス内における電気流動性流体の粘性を変化させ
ることができるので、広い範囲に渡った振動吸収が可能
となる優れた効果を有する。

また、長オリフイスは、主液室からの圧力を受ける面と
平行とし、流体の流れる方向を円弧状としたので、主液
室と副液室との間隔を変えずに長オリフイスを長くで
き、大きな減衰効果を得られるという優れた効果を有す
る。

さらに、電極は、長オリフイスの内壁面の中で主液室か
らの圧力を受ける面と交差する方向に沿った部分に設け
たので、主液室からの圧力によって隔壁部材が変形した
としても電極間の寸法変化は殆ど無いため、防振装置の
正確な制御を行うことができるという優れた効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る防振装置を示す縦断
面図、第２図は第１図の隔壁部分を示す分解斜視図、第
３図は本発明の第２実施例を示す第１図に相当する縦断
面図、第４図（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の第３、
４実施例を示す縦断面図、第５、６図はそれぞれ本発明
の第５、６実施例を示す縦断面図、第７図は第６図のVI
I−VII線断面図、第８図は本発明の第７実施例を示す縦
断面図である。 16……ダイヤフラム、 20……隔壁、 26……吸振主体、 32……液室、 32A……上小液室、 32B……下小液室、 38……隔壁蓋板、 40……オリフイス、 46,48,66,68,70,72……電極板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】振動発生部及び振動受部の何れか一方に連
   結される第１の部材と、振動発生部及び振動受部の何れ
   か他方に連結される第２の部材と、 前記第１の部材と前記第２の部材との間に設けられ、振
   動発生時に弾性変形する弾性体と、 前記弾性体を隔壁の一部とする拡縮可能な主液室と、 前記主液室とは隔壁部材によって隔離される副液室と、 前記隔壁部材に設けられ前記主液室からの圧力を受ける
   面と平行でかつ液体の流通方向が円弧状とされる長オリ
   フイスと、 前記主液室、前記副液室及び前記長オリフイスの内部に
   充填される電気粘性流体と、 前記長オリフイスの内壁面の中で前記主液室からの圧力
   を受ける面と交差する方向に沿った部分に設けられ、前
   記長オリフイス内の前記電気粘性流体に電界をかける電
   極と、 を備えたことを特徴とした防振装置。