JPH083344B2 - 粘度可変流体封入制御型防振体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、印加電圧に応じて粘度変化される電気レオ
ロジー流体を封入して、主流体室と副流体室間に設けら
れるオリフィス内の流体粘度を制御することができる粘
度可変流体封入制御型防振体に関する。

従来の技術 この種の粘度可変流体封入制御型防振体としては、た
とえば特開昭60−104828号公報に開示されたものが知ら
れており、一対の流体室内に電気レオロジー流体を封入
してオリフィス内の流体粘度を変化させることにより、
該オリフィス内の流れ状態が変化されて制振周波数領域
の調整が可能となっている。

従って、かかる粘度可変流体封入制御型防振体にあっ
ては、制振周波数領域を調整するにあたってオリフィス
内の電気レオロジー流体に印加される電圧を単に変化さ
せれば良く、その構成を著しく簡単化することができ
る。

ところで、上記粘度可変流体封入制御型防振体は自動
車のエンジンマウントとして用いることにより、その振
動減衰効果が十分に活用され、エンジンシェイクとかア
イドリング時の低周波大振幅領域の振動減衰を効果的に
行うことができる。

たとえば、10Hz近傍に現れるエンジンシェイクと25Hz
近傍に現れるアイドル振動とを１つの防振体で振動減衰
する場合は、実願昭62−166345号にて提案されているよ
うに、複数の電極オリフィスを設け、制振周波数の高い
アイドリング時には電圧を印加することなくオリフィス
の全面積を連通させて防振体の動ばね定数を低減させ、
かつ、制振周波数の低いエンジンシェイク時には、一部
の電極オリフィスに通電して全オリフィス面積を狭く
し、この狭くなったオリフィスを更に電圧制御（ON−OF
F）するようになっている。

尚、上記エンジンマウントではアイドルチューンおよ
びシェイクチューンの両者共、オリフィス内流体の共振
周波数以上の周波数領域ではオリフィスがスティック状
態となり、弾性体の支持ばねと流体室側壁の拡張ばねと
が並列関係となるため、エンジンマウントの動ばね定数
が高くなってしまう。

一方、車体に影響する振動としては、上記アイドル振
動，エンジンシェイクの低周波大振幅領域の振動以外に
車室内のこもり音原因となる高周波数小振幅領域の振動
がある。

上記こもり音は、たとえば４気筒エンジンの場合、２
次成分の80〜100Hzのエンジン振動が車室内空間に共鳴
する現象であり、この周波数領域にもエンジンマウント
の動ばね定数を低減させることが望ましい。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上述した粘度可変流体封入制御型防振
体をエンジンマウントに適用した場合、アイドリング，
エンジンシェイクの低周波領域では電極オリフィスの制
御により著しい振動減衰機能を発揮することができるの
であるが、こもり音原因となる振動の周波数領域では、
防振体の動ばね定数が高くなっているため、十分なこも
り音の低減を行うことができなくなってしまうという問
題点があった。

そこで、本発明は低周波領域の振動減衰を十分に行い
つつ、高周波領域にあたっても動ばね定数を低く設定す
ることができる粘度可変流体封入制御型防振体を提供す
ることを目的とする。

課題を解決するための手段 かかる目的を達成するために本発明は、第１枠体と第
２枠体との間に固着される弾性体の内部に主流体室を形
成し、該主流体室の変位力入力方向の両側に、上記第１
枠体および第２枠体に固定される第１電極オリフィス構
成体および第２電極オリフィス構成体を介して該主流体
室に連通される第１副流体室および第２副流体室を設け
ると共に、上記第1,第２電極オリフィス構成体のうち一
方を低周波減衰用とし、他方を高周波減衰用とし、該高
周波減衰用のオリフィス構成体を、主，副流体室を連通
する多数の筒状オリフィスが形成される板状電極と、該
筒状オリフィス内にそれぞれ挿入される多数の針部が形
成される針金状電極とで構成し、これら主流体室および
第1,第２副流体室内に、印加電圧に応じて粘度変化され
る電気レオロジー流体を封入することにより構成する。

作用 以上の構成により本発明の粘度可変流体封入制御型防
振体にあっては、低周波領域の振動入力時は、高周波振
動減衰用の電極オリフィス構成体に電圧印加してこれを
スティック状態にすることによって、通常の低周波振動
の減衰を行うことができる。

一方、高周波領域の振動入力時は、低周波振動減衰用
の電極オリフィス構成体がスティック状態となり、この
とき上記高周波振動減衰用の電極オリフィス構成体への
電圧印加を停止することにより、該高周波用電極オリフ
ィス構成体が作動して、上記低周波用電極オリフィス構
成体では減衰しきれない高周波領域の振動を効果的に低
減することができる。

実施例 以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に説明す
る。

第１図から第７図は本発明の一実施例を示す粘度可変
流体封入制御型防振体で、該粘度可変流体封入制御型防
振体は自動車のエンジンマウント10に適用した場合に例
をとって説明する。

即ち、上記エンジンマウント10は第１図に示したよう
に、図外の車体側メンバにボルト12を介して装着される
第１枠体14と、図外のパワーユニット（エンジン，トラ
ンスミッション等の結合体）にボルト16を介して装着さ
れる第２枠体18とを備え、これら第1,第２枠体14,18間
に弾性体としてのゴムインシュレータ20が固着され、該
ゴムインシュレータ20によって上記パワーユニットの静
荷重が支持される。

上記第１枠体14は、ゴムインシュレータ20に加流接着
される環状部材14aと、該環状部材14aの図中下端開口部
を閉止する皿状のカバー14bとで構成され、これら環状
部材14aとカバー14bはボルト22,ナット22aを介して固定
される。尚、環状部材14aとカバー14bはかしめ固定して
もよい。

上記第２枠体18は、ゴムインシュレータ20に加流接着
される環状部材18aと、該環状部材18aの中央開口部に螺
着される筒状部材18bと、該筒状部材18bの図中上端開口
部外周に螺着されるキャップ18cとで構成される。

上記ゴムインシュレータ20は内部に第1,第２枠体14,1
8方向に貫通される空洞部24が形成され、該空洞部24の
両端部は、第１枠体14に固定される第１電極オリフィス
構成体26および第２枠体18に固定される第２電極オリフ
ィス構成体28によって画成され、これら第1,第２電極オ
リフィス構成体26,28間をもって主流体室30が形成され
る。

一方、上記第１電極オリフィス構成体26および第２電
極オリフィス構成体28の上記主流体室30と反対側は、第
１枠体14および第２枠体18に装着される第１ダイヤフラ
ム32および第２ダイヤフラム34で覆われ、該第１ダイヤ
フラム32と第１電極オリフィス構成体26との間に第１副
流体室36が形成されると共に、第２ダイヤフラム34と第
２電極オリフィス構成体28との間に第２副流体室38が形
成される。

そして、上記主流体室30および上記第1,第２副流体室
36,38内には、印加電圧に応じて粘度変化、つまり電圧
が印加されることにより粘度が高くなる電気レオロジー
流体が封入される。

尚、上記第１ダイヤフラム32とカバー14bとの間およ
び上記第２ダイヤフラム34とキャップ18cとの間は、そ
れぞれ空気室40,42とされる。

上記第１電極オリフィス構成体26は第２図，第３図に
示すように、主流体室30と第１副流体室36の対向方向
（図中上下方向）に積層される複数枚の馬蹄形をした電
極板44a,44b,44c,44d,44eと、これら電極板をそれぞれ
の間に間隙δを設けて保持する絶縁体46とで構成され
る。

尚、上記絶縁体46は上記電極板44a,44b,44c,44d,44e
の配設位置で互いに分割される複数の絶縁単体46a,46b,
46c,46d,46e,46fで構成され、これら絶縁単体は中央部
に形成される貫通孔48に挿通されるボルト50およびナッ
ト50aを介して液密的に締め付け固定される。

また、上記絶縁体46には、主流体室30に連通される第
１オリフィス開口52が形成されると共に、該第１オリフ
ィス開口52に隣接して第１副流体室36に連通される第２
オリフィス開口54が形成され、これら第1,第２オリフィ
ス開口52,54は上記電極板44a,44b,44c,44d,44e間に設け
られる各間隙δに連通され、該間隙δが設けられる間隙
部56a,56b,56c,56dの形状は、第２図中斜線部分で示し
たように上記第1,第２オリフィス開口52,54間を略一周
して形成される。

第４図は上記電極板44a,44b,44c,44d,44eにそれぞれ
電圧が印加される際の配線図を示し、最も外側に配置さ
れる２枚の電極枚44a,44eは、図外の制御回路の第１陽
極端子に接続され、かつ、該電極板44a,44eの内側に配
置される２枚の電極板44b,44dは上記制御回路の陰極端
子に接続され、互いに隣設されるもの同士、つまり電極
板44aと44bおよび電極板44dと44eはそれぞれ対を成して
対峙される。

また、上記電極板のうち中央に位置する電極板44cは
上記制御回路の第２陽極端子に接続される。

そして、上記第１電極オリフィス26は制振対象周波数
領域としてアイドル振動とエンジンエィクの２つの低周
波大振幅領域が設定され、これら２つの振動領域のうち
アイドル振動に対しては、上記電極板間に設けられる全
ての間隙部56a,56b,56c,56dを連通して動ばね定数を低
減させ、かつ、エンジンシエィクに対しては中央部側の
２つの間隙部56b,56c内の液体が入力振動に対して共振
を生ずるように設定される。

従って、アイドル振動時には上記第1,第２陽極端子に
は電圧が印加されることなく、上記間隙部56a,56b,56c,
56d内の電気レオロジー流体の粘度は低く設定される一
方、エンジンシエィク時には上記第１陽極端子と陰極端
子との間に電圧を印加することにより、間隙部56a,56d
内の電気レオロジー流体の粘度は高くなってスティック
され、間隙部56b,56cのみを介して主流体室30と第１副
流体室36は連通される。

そして、後者のエンジンシエィクの制振時には第２陽
極端子と陰極端子との間に制御（ON−OFF）電圧を印加
することにより、連通された間隙部56b,56c内流体粘度
を変化させ、最適な振動減衰制御が行われる。

一方、上記第２電極オリフィス構成体28は、筒状部材
18bの図中下端部内側に、上記第２ダイヤフラム34を挟
着する保持部材58,58aを介して固定される絶縁部材60
と、該絶縁部材60の図中下側に装着される板状電極62
と、上記絶縁部材60の図中上側に装着される針金状電極
64とで構成される。

上記絶縁部材60は第５図に示すように多数の貫通口60
aが形成される一方、上記板状電極62には第６図に示す
ように該貫通口60aにそれぞれ嵌合される筒状オリフィ
ス62aが多数突設されている。

上記針金状電極64は第７図に示すように、上記板状電
極62の多数の筒状オリフィス62にそれぞれ対応して針部
64aが多数突設され、該針部64aは該筒状オリフィス62a
の中心部に挿入され、これら筒状オリフィス62aと針部6
4aで対を成す電極が構成される。

そして上記板状電極62は上記制御回路の陰極端子に接
続されると共に、上記針金状電極64は該制御回路の第３
陽極端子に接続され、これら板状電極62と針金状電極64
との間に電圧が印加されることにより、上記筒状オリフ
ィス62a内の電気レオロジー流体は粘度が高くなってス
ティック状態となる。

尚、上記第２電極オリフィス構成体28は、板状電極62
と針金状電極64との間に電圧を印加しない時の筒状オリ
フィス62a内の流体（電気レオロジー流体）の共振点
が、中速（エンジン回転2400〜3000rpm）でのこもり音
原因となる振動の周波数（エンジン回転の２次成分で80
〜100Hz）より高めにチューニングされている。

以上の構成により本実施例のエンジンマウント10は、
第1,第２枠体14,18間に振動が入力されると、ゴムイン
シュレータ20の変形を伴って主流体室30内の容積が変化
され、該主流体室30内の電気レオロジー流体は第１電極
オリフィス構成体26を介して第１副流体室36の間、又は
第２電極オリフィス構成体28を介して第２副流体室38の
間で移動される。

特に、低周波領域にあるアイドル振動およびエンジン
シェイクは、第１電極オリフィス構成体26の機能により
効果的な振動減衰が図られ、かつ、比較的高周波領域に
ある中速こもり音振動は、第２電極オリフィス構成体28
の機能により効果的な振動減衰が図られる。

即ち、アイドル振動およびエンジンシェイクの振動減衰
を行おうとする際は、第２電極オリフィス構成体28の板
状電極62と針金状電極64との間に電圧を印加し、筒状オ
リフィス62a内の流体をスティックさせることにより主
流体室30と第２副流体室38との間を遮断状態にする。

そして、かかる第２電極オリフィス構成体28の遮断状
態で、第１電極オリフィス構成体26の各間隙部56a,56b,
56c,56dを連通状態（各電極板44a,44b,44c,44d,44eへの
通電OFF）にして動ばね定数を低減することにより、ア
イドル振動の効果的な振動減衰が行われる。

また、エンジンシェイクに対しても電極板44aと44bお
よび44dと44e間に電圧を印加することにより、間隙部56
b,56cのみを連通させ、かつ電極板44cと電極板44bおよ
び44dとの間に制御電圧を印加して、効果的なエンジン
シェイク低減が行われる。

尚、低周波領域の振動減衰時に上記第２電極オリフィ
ス構成体28を遮断する理由としては、該第２電極オリフ
ィス構成体28を開状態にして主流体室30と第２副流体室
38とを連通させると、エンジンマウント10全体の拡張弾
性は、ゴムインシュレータ20と第２ダイヤフラム34とが
直列ばね関係となって著しく低下されてしまい、予めゴ
ムインシュレータ20のみの比較的大きな拡張弾性でチュ
ーニングされたアイドル振動およびエンジンシェイクの
低減代が大きく変化されてしまうからである。

次に、中速こもり音の原因となる振動が入力された場
合には、第１電極オリフィス構成体26の各電極板44a,44
b,44c,44d,44eに高電圧を印加して各間隙部56a,56b,56
c,56dをスティックさせると共に、第２電極オリフィス
構成体28に印加されていた電圧を停止（OFF）し、主流
体室30と第２副流体室38とを筒状オリフィス62aを介し
て連通させる。

このように主流体室30と第２副流体室38とが多数の筒
状オリフィス62aを介して連通されることにより、拡張
弾性が著しく低減し、動ばね定数が静ばね定数のレベル
まで低減される。

更に、上記筒状オリフィス62aの総断面積および長さ
で決定される可動流体の質量と、拡張弾性とによって決
定される共振周波数を中速こもり音の発生する周波数よ
り高めにセットして上記可動流体を共振させることによ
り、該中速こもり音周波数で動ばね定数を静ばね定数以
下にすることができ、中速こもり音の大幅な低減を達成
することができる。

ところで、上述したエンジンシェイクと中速こもり音
の振動モード判断は、既に本出願人によって提案されて
いるようにエンジン振動を常時測定して、その測定レベ
ルとスライスレベル（任意に制御回路にインプット可
能）を常時比較することにより行われる。

そして、エンジン振動がスライスレベル以上になる領
域では、シェイクチューンされているオリフィス（電極
板）への通電がOFF（印加電圧OV）され、スライスレベ
ル以下の領域では通電がON（変位制御を実現する上で必
要となる減衰を発生させるための電圧）されるようにな
っている。

尚、本実施例にあっては第２電極オリフィス28に多数
の筒状オリフィス62aを設け、該多数の筒状オリフィス6
2aで主流体室30と第２副流体室38とを連通させるように
したので、オリフィスの総面積を著しく増大させること
ができ、比較的高周波領域となる中速こもり音原因の振
動に、オリフィス内流体の共振周波数をチューニングし
やすくなる。

また、筒状オリフィス62aを多数設けたので、各筒状
オリフィス62aの径を小さくすることができ、従って、
一方の電極となる該筒状オリフィス62aと他方の電極と
なる針部64aとの間隔が小さく設定されて、筒状オリフ
ィス62a内の電気レオロジー流体をスティックさせるた
めの電圧を低くすることができる。

更に、上記筒状オリフィス62a内に挿入させる電極は
線径が極く細い針金状電極64であるため、該筒状オリフ
ィス62a内の流通抵抗を著しく低下させることがてき、
従って、液柱共振時の動ばね定数の低減代を大きくする
ことができる。

ところで、本実施例では粘度可変流体封入制御型防振
体をエンジンマウント10に適用した場合を例示したが、
これに限らないことはいうまでもない。

発明の効果 以上説明したように本発明の粘度可変流体封入制御型
防振体にあっては、主流体室の変位力入力方向の両側に
第1,第２電極オリフィス構成体を介して第1,第２副流体
室を設けたので、低周波領域および高周波領域の制振し
ようとする振動を、それぞれ広いチューニング幅で緻密
に制御することができると共に、１つの防振体で低周波
領域と高周波領域の振動減衰を行うことができるという
優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は本発
明に用いられる第１電極オリフィス構成体の一実施例を
示す底面図、第３図は第２図中のIII−III線断面図、第
４図は第１電極オリフィス構成体の電極配線図、第５
図，第６図，第７図は本発明に用いられる第２電極オリ
フィス構成体の一実施例を示す各構成部材の斜視図であ
る。 10……エンジンマウント（粘度可変流体封入制御型防振
体）、14……第１枠体、18……第２枠体、20……ゴムイ
ンシュレータ（弾性体）、26……第１電極オリフィス構
成体、28……第２電極オリフィス構成体、30……主流体
室、36……第１副流体室、38……第２副流体室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１枠体と第２枠体との間に固着される弾
   性体の内部に主流体室を形成し、該主流体室の変位力入
   力方向の両側に、上記第１枠体および第２枠体に固定さ
   れる第１電極オリフィス構成体および第２電極オリフィ
   ス構成体を介して該主流体室に連通される第１副流体室
   および第２副流体室を設けると共に、上記第1,第２電極
   オリフィス構成体のうち一方を低周波減衰用とし、他方
   を高周波減衰用とし、該高周波減衰用のオリフィス構成
   体を、主，副流体室を連通する多数の筒状オリフィスが
   形成される板状電極と、該筒状オリフィス内にそれぞれ
   挿入される多数の針部が形成される針金状電極とで構成
   し、これら主流体室および第1,第２副流体室内に、印加
   電圧に応じて粘度変化される電気レオロジー流体を封入
   したことを特徴とする粘度可変流体封入制御型防振体。