JP4356574B2 - 振動抑制装置 - Google Patents

Description

この発明は、圧電素子を使用して振動を抑制する装置に関し、特にパッシブ方式の振動抑制装置に関するものである。

圧電素子は、加えられた荷重に応じて起電力を生じるので、その電力を熱として消費すれば、機械エネルギを熱エネルギとして吸収し、消費できるので、圧電素子および電気回路によって振動を吸収し、あるいは抑制することができる。その例が特許文献１や特許文献２に記載されている。特許文献１に記載された装置は、圧電素子より弾性率の大きい一対の接続部材によって圧電素子を、その作動軸方向から保持し、その接続部材に設けた貫通孔にボルトなどの締結部材を挿入して制振対象物に固定し、その状態で圧電素子を外部回路に接続するように構成されている。したがって、このような構造によれば、制振対象物の変形あるいは移動を、弾性率の大きい接続部材を介して圧電素子に伝達でき、その結果、振動エネルギすなわち機械エネルギを電気エネルギに効率よく変換できる、とされている。

また、特許文献２に記載された装置は、圧電素子をプロペラシャフトなどの駆動軸管の外面もしくは内面に取り付け、その圧電素子を外部の電気回路に接続し、圧電素子で発生した電力をその電気回路で熱として消費するようになっている。なお、この特許文献２の装置では、電気抵抗を変化させることにより、振動数に応じて作動するように構成されている。
特開２０００−３５７８２４号公報 特開２００１−１４５８５０号公報

例えば、エンジンや電動機などの動力源、あるいは変速機などの車両の各構成部材を車体に据え付ける際に用いられるマウントブラケットに、上記の特許文献１や特許文献２に示されているような圧電素子による制振装置を適用することにより、エンジンや変速機からマウントブラケットを介して車体に伝達される振動を低減することが考えられる。

その場合、マウントブラケットは、強度や製造性あるいはスペース上の制約などの種々の要請によって多様な形状をしていて、その構造上、マウントブラケットには、振動による繰り返し荷重が作用する。すなわち、一般にマウントブラケットは、エンジンや変速機のケースを懸架する際のいわゆる受金具あるいは腕金として、例えば図５にマウントブラケット１として示すようなコの字型の断面形状、あるいはＬ字型の断面形状を有する部材によって構成される場合が多い。具体的には、パワートレーン系ユニット２に一体固定されるマウントブラケット１の底部（ユニット側部材）１ａと、車体３に固定されているマウンティング４の弾性部材４ａを介してマウント取付ボルト・ナット５により連結されるマウントブラケット１の側部（車体側部材）１ｂとが一体化されていることによって、そのマウントブラケット１の断面はコの字型の形状を呈している。

そして、例えば図５（ｂ）に示すようにパワートレーン系ユニット２を車体３に架装している場合、パワートレーン系ユニット２からの振動がマウントブラケット１を介して車体３へ伝達される際に、マウントブラケット１には、振動による繰り返し荷重が作用し、その繰り返し荷重により、マウントブラケット１の底部（ユニット側部材）１ａと側部（車体側部材）１ｂとが交わるコーナ部（図５（ｂ）の範囲Ａで示す部分）において、それらのユニット側部材１ａと車体側部材１ｂとのなす角度が変化するような（図５（ｂ）の矢印Ｖで示すような）変形が主に生じることになる。

これに対して、振動エネルギもしくは歪みエネルギなどの機械エネルギを電気エネルギに変換する上記の圧電素子は、チタン酸バリウムやＰＺＴなどのセラミックから形成されているのが通常であり、そのために、上記の特許文献１や特許文献２に示されているように、矩形の平板体あるいは矩形ブロックなどの単純な形状に形成される。これを制振対象物に取り付ける場合、制振対象物の振動に伴う変形荷重を圧電素子に効率よく伝達するために、特許文献１の発明では、弾性率の大きい接続部材を使用している。しかしながら、圧電素子および接続部材を含む装置の全体としての形状は、平板状などの幾何学的に単純な形状にならざるを得ない。

そのため、上記のようなマウントブラケット１を圧電素子による制振対象とする場合、すなわち圧電素子を、振動による繰り返し荷重による変形が生じるマウントブラケット１のコーナ部に固定する場合、平板状の圧電素子を、マウントブラケットの単一の平面に沿わせて固定することができないので、マウントブラケットの振動に伴う変形荷重を圧電素子に効率よく伝達することができず、期待する制振効果が得られなくなる場合があった。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、振動による繰り返し荷重が作用する制振対象物に、圧電素子を使用して振動を抑制することのできる装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、機械エネルギを電気エネルギに変換する圧電素子と、その圧電素子で発生した電気エネルギを熱エネルギに変換する電気回路とを備え、振動する制振対象物の機械エネルギを熱エネルギに変化させて消費することによりその制振対象物の振動を抑制する振動抑制装置において、前記制振対象物が、振動による変形によって角度が変化するコーナ部を有していて、前記コーナ部に、前記圧電素子における互いに対向する二つの面が当接する係止面が形成され、前記圧電素子がこれら係止面の間に挟み込まれた状態で前記コーナ部に組み付けられていることを特徴とする装置である。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記制振対象物が、車両の構成部材を車体に架装するマウントブラケットであることを特徴とする装置である。

そして、請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記コーナ部に形成され、前記圧電素子における互いに対向する二つの面が当接する係止面のうちいずれか一方は前記マウントブラケットにおける前記車体に連結される部分に形成され、いずれか他方は前記マウントブラケットにおける前記車両に搭載されたパワートレーン系ユニットに連結される部分に形成されていることを特徴とする装置である。

請求項１の発明によれば、制振対象物のコーナ部に振動強制力が作用した場合、その振動強制力、すなわち振動による繰り返し荷重により、コーナ部の角度変化を伴う変形が生じる。すると、その振動による変形荷重がコーナ部に組み込まれた圧電素子に作用し、その変形荷重に基づく起電力が発生して電気回路に電流が流れる。そして、電気回路では電流が熱に変換されて消費される。結局、制振対象物のコーナ部に振動強制力が作用する状態における機械エネルギ（振動エネルギもしくは歪みエネルギ）が、熱エネルギに変化されて消費されることになり、その結果、機械エネルギ（振動エネルギもしくは歪みエネルギ）が低減されて、振動が抑制される。そのため、振動による変形によって角度が変化するコーナ部を有している制振対象物に対して、圧電素子を利用して効果的に振動を抑制することができる。

また、請求項１の発明によれば、制振対象物のコーナ部を構成している一方の側面部と他方の側面部とのそれぞれに、圧電素子を係止する係止面が少なくとも一つ設けられる。そして、それらそれぞれの係止面に、圧電素子の少なくともいずれか二つの面が対向して当接されることで、コーナ部の角度変化によって圧電素子に変形荷重が作用するように、圧電素子がコーナ部に組み付けられる。そのため、振動による変形によって角度が変化するコーナ部を有している制振対象物に対して、圧電素子を利用してより効果的に振動を抑制することができる。

そして、請求項２の発明によれば、振動による変形によって角度が変化するコーナ部を有している、例えばエンジンやトランスミッションなどの車両の構成部材を車体に架装する場合に用いられるマウントブラケットに対して、圧電素子を利用して効果的に振動を抑制することができる。

つぎにこの発明を具体例に基づいて説明する。図１は、この発明における制振対象物が、例えばエンジンやトランスミッションなどのパワートレーン系ユニットを車体に据え付ける際に使用されるマウントブラケットである例を示している。図１において、マウントブラケット１は、前述の図５に示すように、パワートレーン系ユニット２を車体３にマウンティング４を介して弾性的に支持して架装する場合に用いられるものであって、図１では、前述の図５に示すマウントブラケット１の範囲Ａの周辺部分を示している。

この具体例で示されているマウントブラケット１は、前述の図５に示して説明したように、その一方の側面部であるユニット側部材１ａが、例えばボルト締結などの方法によりパワートレーン系ユニット２と一体に固定されていて、他方の側面部である車体側部材１ｂが、車体と一体に固定されているマウンティング４に、そのマウンティング４の弾性部材４ａを介してマウント取付ボルト・ナット５により連結されている。そのため、パワートレーン系ユニット２が発する振動により、マウントブラケット１には、主に、ユニット側部材１ａと車体側部材１ｂとが交わり一体化している部分（図５（ｂ）の範囲Ａで示される部分）、すなわちマウントブラケット１のコーナ部Ａを回転中心として、車体側部材１ｂが図１の矢印Ｖで示す方向（図での左右方向）に、振動による繰り返し荷重作用することになる。

上記のような振動による繰り返し荷重がマウントブラケット１の車体側部材１ｂに作用すると、車体側部材１ｂが矢印Ｖの方向に振動して変形することによって、ユニット側部材１ａと車体側部材１ｂとのなす角度が変化する。言い換えると、マウントブラケット１の車体側部材１ｂが振動による繰り返し荷重により変形することによって、コーナ部Ａの角度が変化する。

前述したように、マウントブラケット１はエンジンやトランスミッションなどのパワートレーン系ユニット２を車体３に据え付ける際に使用される部材である。したがって、パワートレーン系ユニット２が駆動される際に発生する振動は、マウントブラケット１を介して車体３に伝達されることになる。この場合に、マウントブラケット１の振動を抑制することで、車体３に伝わる振動を低減することができる。そこで、この発明の制振装置においては、変形される際に起電力を発生する圧電素子を用いることにより、上記のマウントブラケット１のような、振動による繰り返し荷重により角度が変化するコーナ部Ａを有している制振対象物の振動を抑制することができるように構成されている。

図１は、その第１の構成例を示すものであって、この発明の制振対象物であるマウントブラケット１において、圧電素子６が、振動による繰り返し荷重によりコーナ部Ａの角度が変化した場合に圧電素子６に変形荷重が作用するように、コーナ部Ａに組み付けられている。なお、図１において、図の左側には圧電素子６がコーナ部Ａに組み付けられている状態を示し、図の右側には圧電素子６を組み付ける前の状態を示している。

ここで、圧電素子６は、振動エネルギもしくは歪みエネルギなどの機械エネルギを電気エネルギに変換する部材であって、応力に応じた誘電分極を生じ、起電力を発生する。そして、従来のものと同様に、チタン酸バリウムやＰＺＴなどのセラミックから形成されている。

また、この圧電素子６には、圧電素子６で発生した電気エネルギを熱に変換して消費するための電気回路７が接続されている。この電気回路７は、例えば直列に接続した抵抗とコイル（共に図示せず）とを備えており、圧電素子６の分極方向（図１の矢印Ｐで示す方向）の両端部６ｐ，６ｎに電気的に接続されている。

コーナ部Ａにおける圧電素子６の組み付け状態を具体的に説明すると、図１のマウントブラケット１のコーナ部Ａにおいては、圧電素子６が組み付けられる位置に、マウントブラケット１の表面に対して内部側に窪ませた組付部（凹部）８が設けられている。この組付部（凹部）８は、圧電素子６の形状・寸法に応じた所定の形状・寸法で形成されると共に、圧電素子６が組み付けられる際に圧電素子６の各面のいずれかと対向して当接することによって、圧電素子６をその組付部（凹部）８に係止させる係止面８ａ，８ｂ，８ｃが形成されている。

これらの各係止面８ａ，８ｂ，８ｃは、コーナ部Ａを構成しているユニット側部材１ａと車体側部材１ｂとにそれぞれ設けられていて、コーナ部Ａに前述のような振動による繰り返し荷重が作用し、コーナ部Ａの角度変化を伴う変形が生じた場合に、組付部（凹部）８に組み付けられた圧電素子６の各載荷面６ａ，６ｂ，６ｃに変形荷重が作用する位置に形成されている。

そして、圧電素子６が、この組付部（凹部）８へ所定の方法で組み付けられて固定されている。所定の方法とは、例えば接着剤により接着して固定する方法であり、あるいはボルト締結などの各種の方法を用いることができる。またあるいは、圧電素子６の形状・寸法よりも組付部（凹部）８の圧電素子６が組み付けられる部分の形状・寸法を若干小さくして、圧電素子６を圧縮ばめすることにより固定することもできる。なお、圧電素子６の各載荷面６ａ，６ｂ，６ｃと各係止面８ａ，８ｂ，８ｃとの間に隙間が生じた場合は、接着剤や樹脂等を充填したり、あるいはシムを挿入することなどにより調整することができる。

すなわち、図１に示す具体例では、車体側部材１ｂ側に係止面８ａが設けられ、ユニット側部材１ａ側に係止面８ｂ，８ｃが設けられている。言い換えると、ユニット側部材１ａ側に設けられた互いに交わっている（図１では、ほぼ直交する）２方向の各係止面８ｂ，８ｃと、それらのいずれかの係止面（図１では、係止面８ｂ）に対向する（図１では、ほぼ平行な）係止面８ａが車体側部材１ｂ側に設けられている。そして、係止面８ａが、圧電素子６の載荷面６ａと対向して当接する位置に、また係止面８ｂが、圧電素子６の載荷面６ｂと対向して当接する位置に、そして係止面８ｃが、圧電素子６の載荷面６ｃと対向して当接する位置にそれぞれ形成されている。

なお、この図１に示す具体例では、互いに交わっている２方向の各係止面８ｂ，８ｃがユニット側部材１ａ側に設けられ、そのうち係止面８ｂに対向する係止面８ａが車体側部材１ｂ側に設けられている例を示しているが、車体側部材１ｂ側に互いに交わっている（あるいはほぼ直交する）２方向の各係止面が設けられ、ユニット側部材１ａ側にそれらの車体側部材１ｂ側に設けられたいずれかの係止面に対向する（あるいはほぼ平行な）係止面が設けられる場合であってもよい。あるいは、ユニット側部材１ａ側と車体側部材１ｂ側とのそれぞれに互いに交わっている（あるいはほぼ直交する）２方向の各係止面が設けられ、それらの各係止面のいずれかの係止面同士が互いに対向している（あるいはほぼ平行となっている）場合であってもよい。

したがって、例えばこの具体例では、コーナ部Ａに振動による繰り返し荷重が作用する場合、すなわちマウントブラケット１の車体側部材１ｂが図１の矢印Ｖの方向に振動して変形する場合は、圧電素子６の各載荷面６ａ，６ｂ，６ｃには、それぞれ各係止面８ａ，８ｂ，８ｃを介して圧縮荷重が作用することになる。

このように、上記の図１に示す構成とすることで、マウントブラケット１に振動による繰り返し荷重が作用する場合、その振動による荷重が圧電素子６に作用し、圧電素子６では起電力が発生する。結局、マウントブラケット１のコーナ部Ａにおいて発生する機械エネルギ（振動エネルギもしくは歪みエネルギ）が、圧電素子６によって電気エネルギに変換されることになる。そして、その電流は、圧電素子６に接続されている前記電気回路７に流れ、主として、その抵抗でジュール熱を生じ、熱として消費される。結局、マウントブラケット１のコーナ部Ａの機械エネルギ（振動エネルギもしくは歪みエネルギ）が、電気エネルギに変換された後に熱として消費されることになる。そのため、マウントブラケット１のコーナ部Ａの振動を抑制し、もしくは減衰させることができる。

図２は、この発明における第２の構成例を示すものであって、図１と同様に、図の左側には圧電素子６がコーナ部Ａに組み付けられている状態を示し、図の右側には圧電素子６を組み付ける前の状態を示している。

この第２の構成例は、上記の第１の構成例における組付部（凹部）８が、マウントブラケット１の表面に対して内部側に設けられているのに対して、組付部（凹部）９を、マウントブラケット１の設計上有効な表面上に設けた構成となっている。

すなわち、図２のマウントブラケット１のコーナ部Ａにおいては、圧電素子６が組み付けられる位置の周囲に、圧電素子６を組み付ける組付部９を形成するために、マウントブラケット１の設計上有効な表面に対して外側に突起させた凸部１０がマウントブラケット１と一体に形成されている。そしてその凸部１０の所定の位置に、マウントブラケット１の設計上有効な表面よりも内部に入り込まない程度に窪ませた組付部（凹部）９が設けられている。この組付部（凹部）９は、上記の第１の構成例における組付部（凹部）８と同様に、圧電素子６の形状・寸法に応じた所定の形状で形成されると共に、圧電素子６が組み付けられる際に圧電素子６の各面のいずれかと対向して当接することによって、圧電素子６をその組付部（凹部）９に係止させる係止面９ａ，９ｂ，９ｃが形成されている。

これらの係止面９ａ，９ｂ，９ｃは、コーナ部Ａを構成しているユニット側部材１ａと車体側部材１ｂとにそれぞれ設けられていて、コーナ部Ａで角度変化を伴う変形が生じた場合に、組付部（凹部）９に組み付けられた圧電素子６の各載荷面６ａ，６ｂ，６ｃに変形荷重が作用する位置に形成されている。

そして、上記の第１の構成例の場合と同様に、圧電素子６が、組付部（凹部）９へ所定の方法で組み付けられて固定されている。また、圧電素子６の各載荷面６ａ，６ｂ，６ｃと各係止面９ａ，９ｂ，９ｃとの間に隙間が生じた場合も同様に、接着剤や樹脂等を充填したりシムを挿入することなどにより調整することができる。

すなわち、図２に示す具体例では、車体側部材１ｂ側に係止面９ａが設けられ、ユニット側部材１ａ側に係止面９ｂ，９ｃが設けられている。言い換えると、ユニット側部材１ａ側に設けられた互いに交わっている（図２では、ほぼ直交する）２方向の各係止面９ｂ，９ｃと、それらのいずれかの係止面（図２では、係止面９ｂ）に対向する（図２では、ほぼ平行な）係止面９ａが車体側部材１ｂ側に設けられている。そして、係止面９ａが、圧電素子６の載荷面６ａと対向して当接する位置に、また係止面９ｂが、圧電素子６の載荷面６ｂと対向して当接する位置に、そして係止面９ｃが、圧電素子６の載荷面６ｃと対向して当接する位置にそれぞれ形成されている。

なお、この図２に示す具体例では、上述の図１に示す第１の構成例の場合と同様に、互いに交わっている２方向の各係止面９ｂ，９ｃがユニット側部材１ａ側に設けられ、そのうち係止面９ｂに対向する係止面９ａが車体側部材１ｂ側に設けられている例を示しているが、車体側部材１ｂ側に互いに交わっている（あるいはほぼ直交する）２方向の各係止面が設けられ、ユニット側部材１ａ側にそれらの車体側部材１ｂ側に設けられたいずれかの係止面に対向する（あるいはほぼ平行な）係止面が設けられる場合であってもよい。あるいは、ユニット側部材１ａ側と車体側部材１ｂ側とのそれぞれに互いに交わっている（あるいはほぼ直交する）２方向の各係止面が設けられ、それらの各係止面のいずれかの係止面同士が互いに対向している（あるいはほぼ平行となっている）場合であってもよい。

したがって、この図２に示す具体例においても、コーナ部Ａに振動による繰り返し荷重が作用する場合は、圧電素子６の各載荷面６ａ，６ｂ，６ｃには、それぞれ各係止面９ａ，９ｂ，９ｃを介して圧縮荷重が作用することになる。

このように、上記の図２に示す構成とすることで、上記の第１の構成例の場合と同様に、マウントブラケット１に振動による繰り返し荷重が作用する場合、その振動による荷重が圧電素子６に作用し、圧電素子６では起電力が発生する。そして、その起電力による電流が電気回路７を流れることによって、マウントブラケット１のコーナ部Ａの機械エネルギ（振動エネルギもしくは歪みエネルギ）が、電気エネルギに変換された後に熱として消費されることになる。そのため、マウントブラケット１のコーナ部Ａの振動を抑制し、もしくは減衰させることができる。また、マウントブラケット１のコーナ部Ａに組付部（凹部）９を設ける際に、マウントブラケット１の設計上有効な表面に対して内側に窪ませることがないため、マウントブラケット１の強度を低下させることなく組付部（凹部）９を形成することができる。

図３は、この発明における第３の構成例を示すものであって、図１および図２と同様に、図の左側には圧電素子６がコーナ部Ａに組み付けられている状態を示し、図の右側には圧電素子６を組み付ける前の状態を示している。

この第３の構成例は、上記の第２の構成例では、組付部（凹部）９を形成するために、マウントブラケット１の設計上有効な表面に対して外側に突起させた凸部１０がマウントブラケット１と一体に形成されているのに対して、組付部１１を形成するため、マウントブラケット１の設計上有効な表面に係止部材１２，１３を後付けする構成となっている。

すなわち、図３のマウントブラケット１のコーナ部Ａにおいては、例えば接着剤を用いて接着して固定する方法、あるいはボルト締結による方法、あるいは溶接により固定する方法などの所定の方法により、圧電素子６が組み付けられる組付部１１の周囲に、係止部材１２，１３を固定することで、圧電素子６がコーナ部Ａの組付部１１に組み付けられて固定されるように構成されている。そしてこれらの係止部材１２，１３には、圧電素子６が組み付けられる際に圧電素子６の各載荷面６ａ，６ｂ，６ｃのいずれかと対向して当接することによって、圧電素子６をその組付部１１に係止させる係止面１２ａおよび係止面１３ｂ，１３ｃがそれぞれ形成されている。

また、これらの係止部材１２，１３は、コーナ部Ａを構成しているユニット側部材１ａと車体側部材１ｂとにそれぞれ固定されるようになっていて、各係止面１２ａ，１３ｂ，１３ｃも、ユニット側部材１ａと車体側部材１ｂとにそれぞれ位置するようになっている。そして、コーナ部Ａで角度変化を伴う変形が生じた場合に、組付部１１に組み付けられた圧電素子６の各載荷面６ａ，６ｂ，６ｃに変形荷重が作用する位置に各係止部材１２，１３が固定されるようになっている。

すなわち、図３に示す具体例では、車体側部材１ｂ側に係止面１２ａが位置するように係止部材１２が固定され、ユニット側部材１ａ側に各係止面１３ｂ，１３ｃが位置するように係止部材１３が固定されるようになっている。言い換えると、ユニット側部材１ａ側に位置する互いに交わっている（図３では、ほぼ直交する）２方向の各係止面１３ｂ，１３ｃと、それらのいずれかの係止面（図３では、係止面１３ｂ）に対向する（図３では、ほぼ平行な）係止面１２ａが車体側部材１ｂ側に位置するように、各係止部材１２，１３がそれぞれ固定されている。そして、係止面１２ａが、圧電素子６の載荷面６ａと対向して当接する位置に、また係止面１３ｂが、圧電素子６の載荷面６ｂと対向して当接する位置に、そして係止面１３ｃが、圧電素子６の載荷面６ｃと対向して当接する位置にそれぞれ形成されている。

なお、この図３に示す具体例では、上述の第１および第２の構成例の場合と同様に、互いに交わっている２方向の各係止面１３ｂ，１３ｃがユニット側部材１ａ側に位置するように係止部材１３が固定され、そのうち係止面１３ｂに対向する係止面１２ａが車体側部材１ｂ側に位置するように係止部材１２が固定されている例を示しているが、互いに交わっている（あるいはほぼ直交する）２方向の各係止面が、車体側部材１ｂ側に位置するように係止部材１２が固定され、それらの車体側部材１ｂ側に位置するいずれかの係止面に対向する（あるいはほぼ平行な）係止面が、ユニット側部材１ａ側に位置するように係止部材１３が固定される場合であってもよい。あるいは、ユニット側部材１ａ側と車体側部材１ｂ側とのそれぞれに、互いに交わっている（あるいはほぼ直交する）２方向の各係止面を有する各係合部材が固定され、それらの各係止面のいずれかの係止面同士が互いに対向している（あるいはほぼ平行となっている）場合であってもよい。

したがって、この図３に示す具体例においても、コーナ部Ａに振動による繰り返し荷重が作用する場合は、圧電素子６の各載荷面６ａ，６ｂ，６ｃには、それぞれ各係止面１２ａ，１３ｂ，１３ｃを介して圧縮荷重が作用することになる。

このように、上記の図３に示す構成とすることで、上記の第１および第２の構成例の場合と同様に、マウントブラケット１に振動による繰り返し荷重が作用する場合、その振動による荷重が圧電素子６に作用し、圧電素子６では起電力が発生する。そして、その起電力による電流が電気回路７を流れることによって、マウントブラケット１のコーナ部Ａの機械エネルギ（振動エネルギもしくは歪みエネルギ）が、電気エネルギに変換された後に熱として消費されることになる。そのため、マウントブラケット１のコーナ部Ａの振動を抑制し、もしくは減衰させることができる。また、マウントブラケット１のコーナ部Ａに組付部１１を設ける際に、マウントブラケット１の設計上有効な表面に対して内側に窪ませることがないため、マウントブラケット１の強度を低下させることがない。さらに、組付部１１を形成するための各係止部材１２，１３を後付けするようにしたことによって、容易に圧電素子６を組付部１１に固定することができ、また各係止部材１２，１３をコーナ部Ａに固定する際に、圧電素子６の各載荷面６ａ，６ｂ，６ｃと各係止面１２ａ，１３ｂ，１３ｃとの間に隙間が生じないように調整しながら圧電素子６を組み付けることができるため、組み付け後に隙間が生じた場合に、接着剤や樹脂などを充填したり、シム調整をおこなうことが不要となる。

図４は、この発明における第４の構成例を示すものであって、図１ないし図３と同様に、図の左側には圧電素子６がコーナ部Ａに組み付けられている状態を示し、図の右側には圧電素子６を組み付ける前の状態を示している。

この第４の構成例は、上記の第１ないし第３の構成例では、圧電素子６を組み付ける場合に、圧電素子６を組付部に係止させる係止面が設けられるのに対して、例えば接着剤により接着するなどの方法により、圧電素子６を直接コーナ部Ａに貼り付けて組み付ける構成となっている。

すなわち、図４のマウントブラケット１のコーナ部Ａにおいては、図４において斜線を付した範囲で示す組付部（接着部）１４に、例えば接着剤を用いて接着して固定する方法によって、圧電素子６がコーナ部Ａの組付部１４に組み付けられて固定されるように構成されている。

したがって、図４に示す具体例では、車体側部材１ｂ側とユニット側部材１ａ側との跨るように圧電素子６が接着されて組み付けられているため、コーナ部Ａに振動による繰り返し荷重が作用する場合は、圧電素子６には、組付部（接着部）１４の接着面に作用するせん断荷重による荷重が作用することになる。

このように、上記の図４に示す構成とすることで、上記の第１ないし第３の構成例の場合と同様に、マウントブラケット１に振動による繰り返し荷重が作用する場合、その振動による荷重が圧電素子６に作用し、圧電素子６では起電力が発生する。そして、その起電力による電流が電気回路７を流れることによって、マウントブラケット１のコーナ部Ａの機械エネルギ（振動エネルギもしくは歪みエネルギ）が、電気エネルギに変換された後に熱として消費されることになる。そのため、マウントブラケット１のコーナ部Ａの振動を抑制し、もしくは減衰させることができる。また、圧電素子６をマウントブラケット１のコーナ部Ａに、容易に組み付けることができる。

以上のように、この発明に係る上記の振動抑制装置によれば、マウントブラケット１を制振対象物とした場合、マウントブラケット１のコーナ部Ａに振動による繰り返し荷重が作用し、その振動によりコーナ部Ａの角度が変化する変形が生じた際に、その振動による荷重が、コーナ部Ａに組み込まれた圧電素子６に作用する。例えば、マウントブラケット１の車体側部材１ｂ側とユニット側部材１ａ側とのそれぞれに、圧電素子６の荷重が作用する面（載荷面）に対向して当接するように圧電素子６を係止する各係止面が設けられ、コーナ部Ａの角度変化によって圧電素子６に圧縮荷重が作用するように、圧電素子６がコーナ部Ａに組み付けられる。そして圧電素子６では、圧電素子６に作用する荷重に基づく起電力が発生し、その起電力による電流が電気回路７に流れ、電気回路７では、その電流が熱に変換されて消費される。すなわち、コーナ部Ａに振動による繰り返し荷重が作用する状態における機械エネルギ（振動エネルギもしくは歪みエネルギ）が、熱エネルギに変化されて消費される。そのため、マウントブラケット１のコーナ部Ａの機械エネルギ（振動エネルギもしくは歪みエネルギ）が低減されて、コーナ部Ａの振動を抑制し、もしくは減衰させることができる。

なお、この発明は上述した各具体例に限定されない。例えば、マウントブラケット１のコーナ部Ａにおける振動モードが、上述したようにコーナ部Ａのユニット側部材１ａと車体側部材１ｂとのなす角度が図１での矢印Ｖで示す方向（図での左右方向）の振動による繰り返し荷重が作用する場合の変形以外に、例えば図１での矢印Ｖ’で示す方向（図において紙面に垂直な方向）の振動による繰り返し荷重が作用する場合の変形となる場合もあることに対応して、圧電素子６の分極方向は、上述した矢印Ｐで示す方向（図での左右方向）以外に例えば図１での矢印Ｐ’で示す方向（図において紙面に垂直な方向）であってもよい。

また、この発明における制振対象物は、上述したエンジンやトランスミッションなどのパワートレーン系ユニットを車体に架装するためのマウントブラケットに限定されるものではなく、要は、振動による変形によって角度が変化するコーナ部を有している適宜の部材であってよい。

この発明の第１の構成例を模式的に示す図である。 この発明の第２の構成例を模式的に示す図である。 この発明の第３の構成例を模式的に示す図である。 この発明の第４の構成例を模式的に示す図である。 この発明の構成におけるマウントブラケットの使用形態を模式的に示す図である。

符号の説明

１…マウントブラケット、 ２…パワートレーン系ユニット、 ３…車体、 ６…圧電素子、 ７…電気回路。

Claims (3)

1. 機械エネルギを電気エネルギに変換する圧電素子と、その圧電素子で発生した電気エネルギを熱エネルギに変換する電気回路とを備え、振動する制振対象物の機械エネルギを熱エネルギに変化させて消費することによりその制振対象物の振動を抑制する振動抑制装置において、
   前記制振対象物が、振動による変形によって角度が変化するコーナ部を有していて、
   前記コーナ部に、前記圧電素子における互いに対向する二つの面が当接する係止面が形成され、前記圧電素子がこれら係止面の間に挟み込まれた状態で前記コーナ部に組み付けられていることを特徴とする振動抑制装置。
2. 前記制振対象物が、車両の構成部材を車体に架装するマウントブラケットであることを特徴とする請求項１に記載の振動抑制装置。
3. 前記コーナ部に形成され、前記圧電素子における互いに対向する二つの面が当接する係止面のうちいずれか一方は前記マウントブラケットにおける前記車体に連結される部分に形成され、いずれか他方は前記マウントブラケットにおける前記車両に搭載されたパワートレーン系ユニットに連結される部分に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の振動抑制装置。

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