JP4147783B2

JP4147783B2 - マウント装置

Info

Publication number: JP4147783B2
Application number: JP2002038743A
Authority: JP
Inventors: 千晴富樫; 健一柳
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2002-02-15
Filing date: 2002-02-15
Publication date: 2008-09-10
Anticipated expiration: 2022-02-15
Also published as: JP2003240045A

Description

【０００１】
本発明は、自動車のエンジン等の振動体からの振動を低減させるマウント装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車のエンジンマウント装置は、エンジンのアイドル時から全力走行時にわたる広いエンジン回転数域で発生するエンジンの振動が車体側へ伝達されることを防ぐとともに、エンジンを回転させることにより発生するトルクや路面からエンジンへ伝達される振動を低減させる働きを有するものである。このため、従来は、エンジンから車体へ伝達される振動を低減するために、防振機能を有するエンジンマウント装置を介して、エンジンを車体へ取り付けていた。
【０００３】
このようなエンジンマウント装置としては、実開平６−１４５８４号公報に記載されたようなものがあり、これを図４に示す。このエンジンマウント装置は、エンジン５３に固着されたステー５１にエンジン側保持体５８が固着され、車両両側に配置されたサイドフレーム５７に固着されたステー５２にはフレーム側保持体５９が固着され、両保持体５８、５９間にゴム５５が固着されている。このようなエンジンマウント装置は、ゴム５５の弾性と内部摩擦のみによって振動を低減させるため、ラバーマウントとか、パッシブマウント方式のマウント装置と呼ばれ、小型で簡単な構造であるので広く用いられている。
【０００４】
また、特開平７−１２１７２号公報に記載されてようなアクティブマウント方式と呼ばれ、振動を積極的に低減させる制御装置を備えたエンジンマウント装置も提案されている。図５により、このエンジンマウント装置Ｍについて説明する。
【０００５】
このエンジンマウント装置Ｍは、車体へ取り付けるためのボルト孔１_１を有する環状の取付部材１と、この取付部材１の上に固着されたゴムブロック２と、ゴムブロック２の上に固着されたカップ状の副流体室ハウジング３を有する。副流体室ハウジング３の開口には、ゴム製のダイヤフラム４と、エンジン取付ボルト５_２を立設した板状の取付部材５がボルト６の共締めによって固定される。副流体室ハウジング３の底面とダイヤフラム４との間は副流体室７とされ、ダイヤフラム４と取付部材５との間の空間は取付部材５に開けた通孔５_１によって大気と連通する。
【０００６】
取付部材１の下面には、環状の可動板支持部材８とハウジング９とがボルト１０の共締めによって固定される。可動板支持部材８の内周には、扁平な環状のゴムばね１１が固着され、このゴムばね１１の内周に可動板１２が固着される。こうして、副流体室ハウジング３、ゴムブロック２、ゴムばね１１、可動板１２によって、主流体室１３が画成される。さらに、ハウジング９の内部には環状溝９_１が設けられ、この環状溝９_１内には、磁石１５が固着されるとともに、可動板１２に固定されたボビン１７に巻かれたコイル１８も配置されている。
【０００７】
副流体室ハウジング３の内部には通路形成部材２４が固着されており、副流体室ハウジング３の底面の通孔２３と通路形成部材２４の通孔２７との間には、切換弁２０によって切換可能な図示しない長い通路と短い通路が設けられる。
【０００８】
このアクティブマウント方式のエンジンマウント装置Ｍの作用効果を説明する。エンジンマウント装置Ｍにエンジンからの振動が入力されると、エンジンからの振動は、副流体室ハウジング３を経てゴムブロック２へ伝わり、主流体室１３の拡大と収縮を引き起こす。ここで、エンジンからの振動が所定値以上の高周波であるときは、切換弁２０によって主流体室１３と副流体室７とを短い通路で連通し、エンジンからの振動が所定値未満の低周波であるときは、切換弁２０によって主流体室１３と副流体室７とを長い通路で連通する。この通路により主流体室１３と副流体室７との間で流体を行き来させ、主流体室１３内の圧力変化を緩和するとともに、このとき通路を通る流体の抵抗により振動を減衰させている。このさい、通路内の流体が共振すると、エネルギーを効果的に吸収するので、振動を顕著に低減させることができる。また、これにより共振周波数をパッシブマウントよりも下げることができるので、共振周波数よりやや高い周波数領域で振動伝達率が下げられ、振動を低減できる。このエンジンマウント装置Ｍでは、高低２つの共振周波数を有する長短２つの通路を切り換えられるようになっているので、広い周波数域にわたって振動を低減させることができる。
【０００９】
さらに、このエンジンマウント装置Ｍでは、図示しないセンサによって、エンジンからの起振力を検出して、この起振力と同周波数で同相の電流をコイル１８に印加している。すると、磁石１５とコイル１８との間に働く電磁力により、振動板１２も起振力と同周波数、同相で振動するので、主流体室１３内の圧力変動が小さくなり、エンジンから主流体室１３内の流体を経て車体に伝達される振動をいっそう小さくすることができる。このようにアクティブマウント方式のエンジンマウント装置を用いると、パッシブマウント方式のエンジンマウント装置よりもいっそう効果的に振動を低減させることができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図４に示したようなラバーマウントのゴム５５は、エンジン重量による静荷重によって生じる歪があまり大きくならないように硬さを決定しており、比較的硬いゴムが使用されている。このようなラバーマウントは、ゴム５５のマウント装置とエンジン５３からなる系の固有振動数よりもやや高周波で比較的レベルの高い振動に対しては、防振領域であるが、充分に振動を低減しにくいという問題があった。
【００１１】
さらに、図５に示したエンジンマウント装置Ｍは、直立配置でないと、主流体室１３と副流体室７との間の通路を流体が流れず、振動低減効果がないので、このエンジンマウント装置Ｍは直立配置で使用する必要があり、図４に示したような傾斜マウント形式には適さないうえ、複雑な構成になるという問題があった。ところで、近年では、ピエゾ効果を利用したピエゾアクチュエータの使用が研究されており、このピエゾアクチュエータは、簡単な構造で、傾斜マウント形式にも使用できるものの、エンジンマウント装置として使用するときには、複数個使用する必要があるため、図４に示したようなラバーマウントの数倍の大きさになってしまい、まだ現実的なものではない。
【００１２】
本発明は、以上の問題点に鑑み、簡単な構成で製造が容易でありながら、固有振動数よりもやや高周波の比較的レベルの高い振動に対しても充分に振動を低減できるアクティブマウント方式のマウント装置、又は、簡単な構成で製造が容易でありながら、固有振動数よりもやや高周波の比較的レベルの高い振動に対しても充分に振動を低減できるうえ、傾斜マウント形式にも用いることができるアクティブマウント方式のマウント装置を提供する。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明のマウント装置は、前記の固有振動数よりもやや高周波の比較的レベルの高い振動に対しても充分に振動を低減できるうえ、傾斜マウント形式にも用いることができるようにする課題を解決するため、一端面に開口が設けられたケースと、前記一端面に一端が接合されたベローズと、前記ケースの一側面にスライド自在に取り付けられたスライド部材とを備え、前記ベローズの他端が封止されるとともに前記スライド部材に固定され、前記スライド部材が振動体又は振動受体の一方の傾斜面に固定され、前記ケースの他側面が振動体又は振動受体の他方の傾斜面に固定されたマウント装置であって、前記ケースと前記ベローズ内には流体が封入されるとともに、前記ケース内には前記流体に作用するプランジャを前記振動体からの起振力と同方向へ移動させるアクチュエータが設置され、前記プランジャが前記開口との間に隙間を設けて前記開口に摺動可能にされ、前記マウント装置を対にして対称に配置し傾斜マウント形式で用いることを特徴とする。
【００１５】
請求項２に係る発明では、請求項１に係る発明のマウント装置において、前記ケースの内部と連通する室を有するアキュムレータを備えたことを特徴とする。
【００１６】
請求項３に係る発明では、請求項１又は２に係る発明のマウント装置において、前記アクチュエータは電磁コイルによって作動することを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施例について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
図１は、第１実施例のエンジンマウント装置の断面図であり、エンジンマウント装置を鉛直に配置している。
【００１９】
図１に示したように、エンジンマウント装置１００は、円筒形の容器状をして上面板１０２に開口１０４が設けられたケース１０６と、上面板１０２に一端が接合されたベローズ１０８と、このベローズ１０８の他端を閉鎖するプレート１１０とを有する。そして、プレート１１０はラバーマウント１２０を介してエンジン１２２に固着され、底板１１２はフレーム等の車体部分１２４に固着される。ラバーマウント１２０は、図４に示した従来のものと同じく、２枚のプレート１２６をゴム１２８の両端に固着したものであるから、説明を省略する。
【００２０】
ケース１０６の上面板１０２の開口１０４にはプランジャ１４０が配置されており、ケース１０６の上面板１０２、ベローズ１０８、プレート１１０、プランジャ１４０に囲まれてベローズ室１３４が形成され、ケース１０６の内部をプランジャ１４０で塞いでプランジャ室１４４が形成される。ベローズ室１３４とプランジャ室１４４とは、開口１０２とプランジャ１４０との間に形成される隙間１４６によって互いに連通するとともに、両室１３４、１４４にはオイル等の流体が満たされている。この隙間１４６は、ベローズ室１３４とプランジャ室１４４の内部の圧力とを静的につり合わせて、エンジン１２２の重量がプランジャにはかからないようにしている。
【００２１】
ケース１０６の側部にはアキュムレータ１５４が設けられる。アキュムレータ１５４は、ダイヤフラム１５６等の隔膜でオイル室１５８と気体室１６０に二分される。プランジャ室１４４とオイル室１５８は、通路１６２で連通していて、これらの室１４４、１５８にもオイル等の流体が満たされている。エンジン１２２の重量は、ベローズ室１３４、隙間１４６、プランジャ室１４４内のオイルを介してダイヤフラム１５６へ伝わるので、この気体室１６０内にはエンジン１２２の重量を支持できるだけの圧力の気体が封入されている。
【００２２】
プランジャ１４０は、上面板１０２の開口１０４にガイドされて上下に摺動す可能にされている。プランジャ１４０の位置検出を行うために底板１１２に位置検出センサ１１４が配設されている。
【００２３】
ケース１０６内部には、ベローズ室１３４とプランジャ室１４４内のオイルに作用するプランジャ１４０を移動させるアクチュエータが設置される。このアクチュエータは、ケース１０６の周壁１７０に固定された永久磁石１７４と、プランジャ１４０の下部に巻かれた電磁コイル１７２を備える。この電磁コイル１７２に通電されると、電磁コイル１７２と永久磁石１７４との間に働く電磁力によってプランジャ１４０も移動するようになっている。
【００２４】
ここで、このエンジンマウント装置１００の作用効果について説明する。エンジン１２２からの起振力は、ラバーマウント１２０、ベローズ室１３４内の流体を介してプランジャ１４０へ伝わり、プランジャ１４０の位置を変化させるので、位置検出センサ１１４でプランジャ１４０の位置変化を検出することにより知ることができる。エンジン１２２からの起振力が分かると、図示しない制御装置で、前記起振力と同周波数で同相の出力電流を発生させ電磁コイル１７２へ供給し、プランジャ１４０を起振力と同方向へ移動させて、ベローズ１０８を伸縮させることにより、エンジン１２２から車体部分１２４へ振動が伝わることを防止する。
【００２５】
さらに具体的に述べると、たとえば、下向きの起振力によりラバーマウント１２０が圧縮されるときは、プランジャ１４０も同じく下方へ移動させ、ベローズ１０８を縮めてプレート１１０も下方へ移動させ、ラバーマウント１２０が圧縮されることを防止し、エンジン１２２からの起振力が車体部分１２４に伝わることを防いでいる。このとき、ベローズ室１３４の体積変化はないが、プランジャ室１４４は縮小する。すると、プランジャ室１４４内のオイルは、通路１６２を通ってアキュムレータ１５４のオイル室１５８に移動するが、ダイヤフラム１５６の変形により気体室１６０が収縮するとともにオイル室１５８が拡張するので、プランジャ１４０の下方への移動には大きな抵抗はない。したがって、電磁コイル１７２によって容易にプランジャ１４０を下方へ移動でき、エンジン１２２から車体部分１２４に起振力が伝わること防止できる。
【００２６】
逆に上向きの起振力が働いたときは、前述と逆に、プランジャ１４０を上方へ移動させてベローズ１０８を伸長させることにより、ラバーマウント１２０が引張られることを防止し、エンジン１２２からの起振力が車体部分１２４に伝わることを防止できる。
【００２７】
このエンジンマウント装置１００においては、ベローズ１０８が、長くて軟らかいので、固有振動数よりもやや高周波の比較的レベルの高い振動に対しても、充分に追随して伸縮することができ、このような振動を充分に低減できる。しかも、振動を低減させるためには、常にエンジン１２２からの起振力と同周波数で同相の出力電流を発生させ電磁コイル１７２へ供給するだけでよく、図５に示した従来例のように、主流体室１３と副流体室７との間に長短２つの通路を設け、起振力の周波数に応じて長い通路と短い通路とを切換弁２０で切り換えるような複雑で製造の容易でない構成を必要としない。
【００２８】
図２は、第２実施例のエンジンマウント装置の正面図であり、エンジンマウント装置を傾斜したフレーム等の車体部分に配置している。本実施例のエンジンマウント装置１８０は、ケース１０６が角型断面となり、軸方向に長い形状となり、ケース１０６の一側面にボール、ローラ等を用いたスライド機構１８２を介してスライド部材１８４を移動自在に取り付け、このスライド部材１８４の一端には、ベローズ１０８を閉鎖するプレート１１０が固着される。ただし、ベローズ１０８、ケース１０６の内部の構成は、図１に示した実施例と同じであり、また、図示しないアキュムレータを備えることも、図１に示した実施例と同じであるから、これらの説明は省略する。
【００２９】
そして、ケース１０６の他側面がスペーサ１８８を介して傾斜したフレーム等の車体部分１２４の傾斜面に固着され、スライド部材１８４がラバーマウント１２０を介してエンジン１２２の傾斜面に固着される。このエンジンマウント装置１８０の一対は、エンジン１２２の両側に対称に配置され、傾斜マウント形式で用いられる。
【００３０】
ここで、このエンジンマウント装置１８０の作用効果について説明する。エンジン１２２から車体部分１２４へ伝達される力には、静荷重であるエンジン１２２の重量とエンジン１２２から発生する起振力とがある。エンジン１２２の重量は、本実施例のエンジンマウント装置１８０をエンジン１２２の両側に対称に傾斜して配置すると、ケース１０６の側面からの反力で支えることができる。一方、エンジン１２２からの起振力は、スライド部材１８４とプレート１１０をケース１０６の軸方向に沿って移動させ、エンジンマウント装置１８０に入力される。すると、エンジンマウント装置１８０が、前記第１実施例のエンジンマウント装置１００と同様に働いて、エンジン１２２からの起振力が車体部分１２４に伝達することを防止する。
【００３１】
また、アクティブマウント方式のエンジンマウント装置１８０であるから、低周波の振動及び固有振動数よりやや高周波の振動でも充分に低減できる。さらに、本実施例のエンジンマウント装置１８０へは、エンジン１２２の重量が入力されずに、エンジン１２２からの起振力のみが入力されるため、エンジンマウント装置１８０を小型化することもできる。
【００３２】
図３は、第３実施例のエンジンマウント装置の正面図である。本実施例のエンジンマウント装置１９０は、前述の第２実施例のエンジンマウント装置１８０とは逆に、スライド部材１８４がラバーマウント１２０を介して傾斜したフレーム等の車体部分１２４に固着され、ケース１０６の他側面がスペーサ１８８を介してエンジン１２２に固着される。これ以外は、前記第２実施例と同じである。したがって、本実施例も前記第２実施例と同じ作用効果を奏する。
【００３３】
ところで、本発明は、前記各実施例のように、エンジン１２２を車体部分１２４に固定するエンジンマウント装置に限るものではなく、振動を発生する振動体を、振動体を支持する振動受体に固定するマウント装置すべてに適用できるものである。また、第１実施例では、図１に示した例と逆に、底板１１２をエンジン１２２に固定し、ラバーマウント１２０を車体部分１２４に固定するように変更してもよい。さらに、第１実施例では、ラバーマウント１２０を省くことも可能である。
【００３４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１に係る発明のマウント装置によれば、振動体からの起振力に応じて、プランジャを起振力と同方向へ移動させて、ベローズを伸縮させることにより、振動体から振動受体へ振動が伝わることを防止できる。このとき、軟らかいベローズは、固有振動数よりもやや高周波で比較的レベルの高い振動に対しても、充分に追随して大きく伸縮させることができるので、このような振動も充分に低減できる。しかも、本発明のマウント装置は、振動を低減させるために、全周波数領域にわたって常に振動体からの起振力と同周波数で同相にプランジャを移動させるだけの簡単な制御方法をとるので、簡単な構成で製造も容易である。
【００３５】
特に、本発明のマウント装置は、対にして対称に配置することにより、傾斜マウント形式のマウント装置として、そのケースによって振動体の重量を支えることができ、重い振動体を支持してもマウント装置には振動体の重量が入力されない。そして、本発明のマウント装置では、スライド部材がスライド自在とされているので、マウント装置には振動体からの起振力のみが入力されるので、マウント装置を小型化することができる。
【００３６】
請求項２に係る発明によれば、さらに、ケースの内部と連通する室を有するアキュムレータを備えたので、プランジャの移動に伴ってケース内の流体がアキュムレータの室内へ入出することができるため、振動体からの起振力に応じてプランジャを移動させる際に大きな抵抗なく、いっそう効果的に振動体からの振動が振動受体に伝わることを防止できる。
【００３７】
請求項３に係る発明によれば、さらに、アクチュエータは電磁コイルによって作動するから、マイクロコンピュータを利用することにより、きめ細かい制御が容易であり、しかも構造が簡単で製造も容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例であるエンジンマウント装置の断面図である。
【図２】本発明の第２実施例であるエンジンマウント装置の正面図である。
【図３】本発明の第３実施例であるエンジンマウント装置の正面図である。
【図４】従来のパッシブマウント方式のラバーマウントを示す断面図である。
【図５】従来のアクティブマウント方式のエンジンマウント装置の断面図である。
【符号の説明】
１００、１８０、１９０エンジンマウント装置（マウント装置）
１０４開口
１０６ケース
１０８ベローズ
１２０ラバーマウント
１２２エンジン（振動体）
１２４車体部分（振動受体）
１４０プランジャ
１４６隙間
１５４アキュムレータ
１５８オイル室（室）
１７２電磁コイル（アクチュエータ）
１７４永久磁石（アクチュエータ）
１８４スライド部材

Claims

一端面に開口が設けられたケースと、前記一端面に一端が接合されたベローズと、前記ケースの一側面にスライド自在に取り付けられたスライド部材とを備え、前記ベローズの他端が封止されるとともに前記スライド部材に固定され、前記スライド部材が振動体又は振動受体の一方の傾斜面に固定され、前記ケースの他側面が振動体又は振動受体の他方の傾斜面に固定されたマウント装置であって、
前記ケースと前記ベローズ内には流体が封入されるとともに、前記ケース内には前記流体に作用するプランジャを前記振動体からの起振力と同方向へ移動させるアクチュエータが設置され、前記プランジャが前記開口との間に隙間を設けて前記開口に摺動可能にされ、
前記マウント装置を対にして対称に配置し傾斜マウント形式で用いることを特徴とするマウント装置。
前記ケースの内部と連通する室を有するアキュムレータを備えたことを特徴とする請求項１に記載のマウント装置。
前記アクチュエータは電磁コイルによって作動することを特徴とする請求項１又は２に記載のマウント装置。