アクティブマウント

【課題】アクチュエータ１５の振動板１５４の過大変位や永久磁石１５２への吸着を防止して、優れた性能を発揮し得るアクティブマウントを提供する。
【解決手段】アクチュエータ１５における振動板１５４の永久磁石１５２との対向面に、非磁性体からなるストッパ１８が設けられている。このストッパ１８は、振動入力に伴い第一液室Ａの液圧が上昇した時の振動板１５４の上方変位を制限し、この振動板１５４と永久磁石１５２との間に作用する磁力が、板ばね１５５と弾性体１５６による復帰力よりも大きくならないようにするものである。また、前記振動板１５４の下面外周部には、エラストマあるいは合成樹脂等からなる第二のストッパ１９が、ケース１１の環状ケース部材１１２の内周段差面１１２ａと対向して設けられている。この第二のストッパ１９は、振動入力に伴い第一液室Ａの液圧が負圧状態になった時の前記振動板１５４の下方変位を制限するものである。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車エンジン等の振動体に対する防振支持手段として用いられるマウントに関し、特に、液体が封入され、振動入力時の液圧変化を制御するアクチュエータを備えたアクティブマウントに関する。
【０００２】
【従来の技術】エンジンを車体フレームに防振支持するアクティブマウントの典型的な従来例としては、例えば図５に示されるようなものがある。このアクティブマウント１００は、いわゆる液体封入式マウントの一種であって、支持対象のエンジン（図示省略）側に取付ボルト１０６を介して連結されるケース１０１と、車体フレーム（図示省略）側に取付ボルト１０７を介して連結されるセンターボス１０２との間に、円周方向に連続したエラストマからなる支持ばね１０３及びダイアフラム１０４が一体的に設けられ、前記ケース１０１に設けられたアクチュエータ１０５と支持ばね１０３との間、及び前記支持ばね１０３とダイアフラム１０４との間に、それぞれ液体が充填されると共にオリフィス１００Ｃを介して互いに連通した第一及び第二液室１００Ａ，１００Ｂが画成された構成を有する。
【０００３】アクチュエータ１０５は、第一液室１００Ａに面した磁性体からなる振動板１０５ａと、この振動板１０５ａを振動変位可能に支持するばね手段１０５ｂと、ケース１０１の内周に封着された磁性体製のヨーク１０５ｃ及びこれに巻装された励磁コイル１０５ｄからなる電磁石１０５ｅと、前記ヨーク１０５ｃ前記振動板１０５ａに適当な隙間を介して対向配置された永久磁石１０５ｆとを備え、励磁コイル１０５ｄを通電して電磁石１０５ｅに変動磁界を発生させることにより、永久磁石１０５ｆの磁力との協働において振動板１０５ａを振動させるものである。
【０００４】すなわち、このアクティブマウント１００は、車体のバウンド等の衝撃による低周波大振幅の変位入力に対しては、支持ばね１０３が大きな変形を受けることにより、第一及び第二液室１００Ａ，１００Ｂの間で封入液がオリフィス１００Ｃを介して反復移動し、この時の流動抵抗によって大きな減衰力及び緩衝性を得る。また、機関振動等による中・高周波域の小振幅の継続的な入力振動に対しては、その振動を検出するセンサ（図示省略）からの信号に応じて駆動されるアクチュエータ１０５の振動板１０５ａが、振動入力による封入液の圧力変動を相殺する逆位相の脈圧を液室１００Ａ内の封入液に与えることによって、動ばね定数を低下させて優れた振動絶縁性を発揮する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この種のアクティブマウントにおいて、アクチュエータ１０５の電磁石１０５における消費電力を低減させるためには、振動板１０５ａを弾性的に支持しているばね手段１０５ｂのばね定数を低くする必要がある。ところがこの場合、過渡的に大振幅の振動が入力されることにより第一液室１００Ａの液圧が大きく変動すると、これによって振動板１０５ａが大きく上下変位し、ばね手段１０５ｂが過大変形されて、その耐久性が低下するおそれがあるため、前記ばね手段１０５ｂのばね定数を低くしてアクチュエータ１０５の消費電力を低減することが困難であった。
【０００６】また、第一液室１００Ａの液圧変動によって振動板１０５ａの変位量が大きくなると、この振動板１０５ａがアクチュエータ１０５の永久磁石１０５ｆに吸着されることがある。そして振動板１０５ａがいったん永久磁石１０５ｆに吸着されてしまうと、電磁石１０５による振動板１０５ａの加振が不可能になり、このため振動入力による封入液の圧力変動を相殺する脈圧を液室１００Ａ内の封入液に与えることができず、中・高周波域における振動絶縁機能が損なわれるといった問題があった。
【０００７】本発明は、上記のような事情のもとになされたもので、その技術的課題とするところは、アクチュエータの振動板の過大変位や磁気吸着を防止して、優れた性能を発揮し得るアクティブマウントを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述の技術的課題は本発明によって有効に解決することができる。すなわち本発明に係るアクティブマウントは、ケースとセンターボスとの間に円周方向に連続したエラストマからなる支持ばね及びダイアフラムが一体的に設けられ、前記ケースに設けられたアクチュエータと支持ばねとの間及び前記支持ばねとダイアフラムとの間にそれぞれ液体が充填されると共にオリフィスを介して互いに連通した第一及び第二液室が画成され、前記アクチュエータは、前記第一液室に面してばね手段により支持された磁性体からなる振動板を永久磁石及び電磁石の協動により振動させるものであり、前記振動板の永久磁石側に前記振動板の永久磁石側への変位を制限する非磁性体からなるストッパを備えることによって、前記振動板が前記永久磁石に吸着されるのを防止するものである。更に好ましくは、前記第一液室側への振動板の変位量を制限する第二のストッパを備えるものとする。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に係るアクティブマウントの好適な一実施形態を示す概略的な断面図で、参照符号１１は複数の環状ケース部材１１１〜１１３からなるケース、１２はこのケース１１の下方に同心的に配置されたセンターボスである。
【００１０】ケース１１における中間の環状ケース部材１１２の内周面と、センターボス１２のテーパ状に形成された外周面との間には、エラストマで傘状に成形された、円周方向に連続した支持ばね１３が加硫接着されている。また、参照符号１４はエラストマで蛇腹状に成形されたダイアフラムで、その外周部はケース１１における下端の環状ケース部材１１４の内周面と、加硫接着等により一体的に接合されており、内周部はセンターボス１２の下部カバー１２ａの外周に、加硫接着等により一体的に接合されている。
【００１１】ケース１１における上端の環状ケース部材１１１には、その内周を塞ぐようにアクチュエータ１５が取り付けられている。このアクチュエータ１５は、前記環状ケース部材１１１の内周に密封的に嵌着された状態で固定された磁性体からなる円盤状のヨーク１５１ａ及びその下面の環状凹部内に巻装された励磁コイル１５１ｂからなる電磁石１５１と、前記ヨーク１５１ａの下面における前記励磁コイル１５１ｂの内周側に定着された永久磁石１５２と、前記ケース１１における上端の環状ケース部材１１１と中間のケース部材１１２との間に挟持された支持環１５３と、前記永久磁石１５２の下面と適当な隙間Ｇを介して対向した状態に配置された磁性体からなる振動板１５４と、この振動板１５４の外周部を上端の環状ケース部材１１１の内周に上下変位可能な状態に弾性的に支持するばね手段としての板ばね１５５と、前記振動板１５４の外周部を支持環１５３の内周に上下変位可能な状態に弾性的に支持すると共に前記支持環１５３との間をシールする環状のエラストマからなるばね手段としての弾性体１５６と、を備える。この弾性体１５６は、支持環１５３の内周と振動板１５４の外周に加硫接着等によって一体化されたものである。
【００１２】アクチュエータ１５における励磁コイル１５１ｂには、入力振動を検出するセンサ（図示省略）からの検出信号に基づいて制御された励磁電流が供給されるようになっている。すなわちこのアクチュエータ１５は、励磁コイル１５１ｂに供給される交流の励磁電流によって、この励磁コイル１５１ｂとヨーク１５１ａとで構成される電磁石１５１の磁力が変化し、振動板１５４が板ばね１５５及び弾性体１５６の変形を伴いながら上下に変位されるもので、永久磁石１５２の磁力との協働によって、入力振動と同一の振動数で変位されるようになっている。
【００１３】ケース１１の内周であってアクチュエータ１５の振動板１５４と支持ばね１３及びセンターボス１２との間には第一液室Ａが画成される一方、支持ばね１３とダイアフラム１４との間には第二液室Ｂが画成され、これら両液室Ａ，Ｂには液体が充填されている。ケース１１における中間の環状ケース部材１１２には、その円周方向に沿って延びると共に一端が第一液室Ａに開放され、他端が第二液室Ｂに開放されたオリフィスＣが形成されている。すなわち前記第一液室Ａと第二液室ＢはオリフィスＣを介して互いに連通しており、このオリフィスＣにおける液柱共振周波数は、オリフィスＣの流路長さや流路断面積等によって、衝撃等の振動に対応する低周波数域にチューニングされる。
【００１４】アクチュエータ１５のヨーク１５１ａの上面中央部には当該マウントによる支持対象の振動体である自動車エンジン（図示省略）側に連結するための取付ボルト１６が設けられており、すなわち当該アクティブマウントは、ケース１１が前記ヨーク１５１ａ及び取付ボルト１６を介して前記エンジン側に連結されるようになっている。また、センターボス１２の下面には、支持体である自動車の車体フレーム（図示省略）側に連結する取付ボルト１７が固定されており、すなわち当該アクティブマウントは、センターボス１２が取付ボルト１７を介して前記車体フレーム側に連結されるようになっている。
【００１５】アクチュエータ１５における振動板１５４の上面すなわち永久磁石１５２との対向面には、図２に一層明瞭に示されるように、非磁性体、例えばエラストマあるいは合成樹脂等からなる板状のストッパ１８が設けられている。このストッパ１８は、第一液室Ａの液圧が上昇した時の振動板１５４の上方変位を、前記永久磁石１５２の下面との当接によって制限し、この振動板１５４と永久磁石１５２との間に作用する磁力が、板ばね１５５と弾性体１５６による復帰力よりも大きくならないようにするものである。
【００１６】また、アクチュエータ１５における振動板１５４の下面外周部には、エラストマあるいは合成樹脂等からなる第二のストッパ１９が、ケース１１における下端の環状ケース部材１１２の内周段差面１１２ａと対向した状態で設けられている。この第二のストッパ１９は、第一液室Ａの液圧が負圧状態になった時の前記振動板１５４の下方変位を、前記内周段差面１１２ａとの当接によって制限するものである。
【００１７】上記実施形態によるアクティブマウントは、ケース１１側がヨーク１５１ａ及び取付ボルト１６を介してエンジン側に連結される一方、センターボス１２側が取付ボルト１７を介して車体フレーム側に連結されることによって、前記エンジンを車体フレーム上に弾性的に支持するものである。
【００１８】ここで、支持ばね１３のばね定数をＫ、当該アクティブマウントへの変位入力によって加圧される第一液室Ａの液圧をＰ、この液圧Ｐの上下方向の受圧面積をＳとすると、エンジン側と車体フレーム側との間で上下方向の振動変位Ｖの入力があった時にケース１１側とセンターボス１２側との間で伝達される荷重は、支持ばね１３の変位によって生じる荷重ＫＶと、液圧Ｐの変化によって生じる荷重ＰＳとの和である。
【００１９】そして例えば走行中の車体のバウンド等の衝撃による低周波大振幅の変位が入力された場合は、上下に大きく相対変位されるケース１１とセンターボス１２との間で支持ばね１３が大きな変形を受けることによる第一液室Ａの容積変化に伴い、封入液体がオリフィスＣを通じて第一液室Ａと第二液室Ｂとの間を液柱共振によって反復移動する。このため変位入力による第一液室Ａの液圧Ｐの変化が適度に吸収され、すなわち第一液室Ａの封入液体を介して伝達される荷重ＰＳが小さくなって優れた緩衝性を得ると共に、オリフィスＣを封入液体が流動する際の流動抵抗による高減衰作用によって、衝撃に伴う振動を速やかに収束させる。
【００２０】また、エンジンの駆動に伴い発生する機関振動によって、オリフィスＣの液柱共振周波数よりも周波数の高い、中・高周波域の継続的な小振幅の振動変位が入力された場合は、オリフィスＣにおける液柱慣性が大きくなり、第一液室Ａと第二液室Ｂとの間でオリフィスＣでの液柱共振による封入液体の反復移動が起こらなくなるが、この場合、アクチュエータ１５における電磁石１５１の励磁コイル１５１ｂに、前記入力振動と対応するように制御された励磁電流を与えることによって、前記アクチュエータ１５の振動板１５４が上下に反復変位され、前記振動入力による液圧Ｐの変動を相殺する脈圧が封入液体に与えられる。したがって振動入力時に第一液室Ａの封入液体を介して伝達される荷重ＰＳの変化が小さくなり、振動絶縁性が向上する。
【００２１】ところで、振動板１５４は第一液室Ａの液圧Ｐの変動を受けるが、前記液圧Ｐが上昇することによる振動板１５４の上方変位は、この振動板１５４の上面に設けられたストッパ１８が永久磁石１５２と当接することによって制限される。また、第一液室Ａの液圧Ｐが負圧状態になることによる振動板１５４の下方変位は、この振動板１５４の下面外周部に設けられた第二のストッパ１９が、環状ケース部材１１２の内周段差面１１２ａと当接することによって制限される。このため、板ばね１５５及び弾性体１５６が過大な変形を受けない。
【００２２】また、先の説明のとおり、ストッパ１８はその肉厚によって、振動板１５４と永久磁石１５２との間に作用する磁力が、板ばね１５５と弾性体１５６による復帰力よりも大きくならない範囲に、振動板１５４の上方変位を制限するものである。このため、過大入力時に振動板１５４が永久磁石１５２に吸着された状態となってしまうようなことが有効に防止され、中・高周波域の継続的な小振幅の振動入力時に、液圧Ｐの変動を相殺する脈動を封入液体に与えることによって振動絶縁性を向上させるといった機能が損なわれない。
【００２３】また、第一液室Ａの液圧Ｐによる振動板１５４の上下変位量が制限されることによって、例えば低周波大振幅の変位が入力された時の第一及び第二液室Ａ，Ｂ間でのオリフィスＣにおける流量が確保されるので、優れた緩衝効果及び高減衰効果が得られる。しかも、このような理由から、板ばね１５５及び弾性体１５６のばね定数を低くすることができ、その結果、振動板１５４を上下変位させるのに必要な励磁コイル１５１ｂへの励磁電流の供給による消費電力を低減することができる。
【００２４】本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば図３あるいは図４に示されるような種々の変更が可能である。このうち図３は永久磁石１５２が環状であって、ストッパ１８が振動板１５４の上面に前記永久磁石１５２の内周側のヨーク１５１ａの下面と対向する位置に設けられているものである。また、図４は、第二のストッパ１９が支持ばね１３を形成しているエラストマの一部を延在させることによって、環状ケース部材１１２の内周段差面１１２ａに、振動板１５４の下面外周部と対向して設けられたもので、前記支持ばね１３と一体に成形することができる。
【００２５】更に、ストッパ１８は例えば振動板１５４の上面と対向させて、ヨーク１５１ａ又は永久磁石１５２の下面に設けても良い。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るアクティブマウントによると、第一液室の液圧変動による振動板の変位が、ストッパ及び第二のストッパによって制限されるので、振動板を弾性的に支持しているばね及び弾性体の耐久性が向上すると共に、低周波大振幅の変位入力時のオリフィスでの流量が確保されるので、優れた緩衝効果及び高減衰効果が得られる。また、振動板の上方変位がストッパで制限されることによって、この振動板が永久磁石に吸着状態になることがなく、したがって中・高周波域の小振幅の振動入力時に、第一液室の液圧変動を相殺する脈動を封入液体に与える機能が損なわれない。またこのため、振動板を弾性的に支持しているばねのばね定数を低くして、振動板を動作させるためのアクチュエータの消費電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るアクティブマウントの好ましい一実施形態を示す断面図である。
【図２】上記実施形態における要部を拡大して示す部分的な断面図である。
【図３】他の実施形態における要部を拡大して示す部分的な断面図である。
【図４】他の実施形態における要部を拡大して示す部分的な断面図である。
【図５】従来技術に係るアクティブマウントの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１１ケース
１１１〜１１３ケース部材
１１２ａ内周段差面
１２センターボス
１３支持ばね
１４ダイアフラム
１５アクチュエータ
１５１電磁石
１５１ａヨーク
１５１ｂ励磁コイル
１５２永久磁石
１５３支持環
１５４振動板
１５５板ばね（ばね手段）
１５６弾性体（ばね手段）
１６，１７取付ボルト
１８ストッパ
１９第二のストッパ
Ａ第一液室
Ｂ第二液室
Ｃオリフィス

【特許請求の範囲】
【請求項１】ケース（１１）とセンターボス（１２）との間に円周方向に連続したエラストマからなる支持ばね（１３）及びダイアフラム（１４）が一体的に設けられ、前記ケース（１１）に設けられたアクチュエータ（１５）と支持ばね（１３）との間及び前記支持ばね（１３）とダイアフラム（１４）との間にそれぞれ液体が充填されると共にオリフィス（Ｃ）を介して互いに連通した第一及び第二液室（Ａ，Ｂ）が画成され、前記アクチュエータ（１５）は、前記第一液室（Ａ）に面してばね手段（１５５，１５６）により支持された磁性体からなる振動板（１５４）を永久磁石（１５２）及び電磁石（１５１）の協動により振動させるものであり、前記振動板（１５４）永久磁石（１５２）側に前記振動板（１５４）の永久磁石（１５２）側への変位を制限する非磁性体からなるストッパ（１８）を備えることを特徴とするアクティブマウント。
【請求項２】第一液室（Ａ）側への振動板（１５４）の変位量を制限する第二のストッパ（１９）を備えることを特徴とする請求項１に記載のアクティブマウント。

【図１】