JPH05169969A - ラジエータ支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 第１の目的は、エンジン冷却のために設けら
れるラジエータを車体に支持するラジエータ支持装置に
おいて、特定の車体振動発生時にラジエータを用いたダ
イナミックダンパー作用により車体振動を有効に低減す
ること。第２の目的は、車体振動発生時にラジエータを
用いた能動的ダイナミックダンパー作用により広い振動
周波数領域で車体振動を有効に低減すること。 【構成】 第１の目的を達成するために、ラジエータａ
の振動自由度を１方向のみに拘束すると共に、ラジエー
タを質量とする副振動系の固有振動周波数を特定の車体
振動周波数域にチューニングさせた振動自由度拘束弾性
部材によりラジエータを車体に支持した。第２の目的を
達成するために、請求項１記載の振動自由度拘束弾性部
材によりラジエータを車体に支持すると共に、車体振動
の検出に基づいて外部からの制御力によりラジエータを
能動的に振らせる手段とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジン冷却のために
設けられるラジエータを車体に支持するラジエータ支持
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のラジエータ支持装置としては、例
えば、図１１に示すような装置が一般に知られている。

【０００３】この図１１において、０１はラジエータ、
０２は車体である。ラジエータ０１は、ラジエータコア
０１ａとヘッダー０１ｂ，０１ｃとを有して構成される
と共に、ヘッダー０１ｂ，０１ｃにはラジエータ側ブラ
ケット０３，０４が設けられている。車体０２には、車
体側ブラケット０５，０６がボルト０７，０８により固
定されている。

【０００４】そして、ラジエータ０１の車体０２に対す
る支持は、両ブラケット０３，０５及び０４，０６の間
にゴム０９，０１０を介装するソフトマウントにより行
なわれている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のラジエータ支持装置にあっては、ラジエータへの振
動入力を低く抑える目的でソフトマウントを採用したも
のであり、ダイナミックダンパー（動吸振器）の質量と
してラジエータを利用しアイドル振動等の車体振動を低
減しようという技術目的を一切持たないものであった。

【０００６】加えて、ラジエータを質量とし支持弾性部
材をバネとする副振動系の固有振動周波数が、仮にアイ
ドル振動等の特定の車体振動周波数に一致している場合
で、ラジエータに固有振動周波数の振動入力があって
も、ラジエータの車体支持は振動自由度を拘束しないソ
フトマウントである為、車両の上下，左右，前後や回転
のあらゆる方向にラジエータが振れてしまい、特に、回
転方向の振れにより振動エネルギーが分散されてダイナ
ミックダンパーによる車体振動の低減効果はほとんど望
めない。

【０００７】尚、ダイナミックダンパーにより得られる
振動低減効果は、ダイナミックダンパーの質量及びスト
ロークに比例する。

【０００８】本発明は、上記のような問題点に着目して
なされたもので、エンジン冷却のために設けられるラジ
エータを車体に支持するラジエータ支持装置において、
特定の車体振動発生時にラジエータを用いたダイナミッ
クダンパー作用により車体振動を有効に低減することを
第１の課題とする。

【０００９】また、エンジン冷却のために設けられるラ
ジエータを車体に支持するラジエータ支持装置におい
て、車体振動発生時にラジエータを用いた能動的ダイナ
ミックダンパー作用により広い振動周波数領域で車体振
動を有効に低減することを第２の課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記第１の課題を解決す
るため本発明のラジエータ支持装置では、ラジエータの
振動自由度を１方向のみに拘束すると共に、ラジエータ
を質量とする副振動系の固有振動周波数を特定の車体振
動周波数域にチューニングさせた振動自由度拘束弾性部
材によりラジエータを車体に支持した。

【００１１】即ち、図１のクレーム対応図に示すよう
に、ラジエータａが車体ｂに対して弾性部材を介して支
持されているラジエータ支持装置において、前記弾性部
材を、ラジエータａの振動自由度を１方向のみに拘束す
る機能を持たせると共に、ラジエータａを質量とし弾性
部材をバネとする副振動系の固有振動周波数を、ラジエ
ータａの振動自由度方向とは等価的な振動方向を持つ特
定の車体振動周波数域にチューニングさせた振動自由度
拘束弾性部材ｃとしたことを特徴とする。

【００１２】上記第２の課題を解決するため本発明のラ
ジエータ支持装置では、請求項１記載の振動自由度拘束
弾性部材によりラジエータを車体に支持すると共に、車
体振動の検出に基づいて外部からの制御力によりラジエ
ータを能動的に振らせる手段とした。

【００１３】即ち、図１のクレーム対応図に示すよう
に、ラジエータａを車体ｂに対して支持する請求項１記
載の振動自由度拘束弾性部材ｃと、ラジエータａに対し
その振動自由度方向に加振力を付与する加振アクチュエ
ータｄと、ラジエータａの振動状態を検出するラジエー
タ振動状態検出手段ｅと、車体ｂの振動状態を検出する
車体振動状態検出手段ｆと、前記車体振動状態検出手段
ｆにより車体振動が検出された時、ラジエータ振動状態
を監視しながら車体振動とは逆位相のラジエータ反力振
動が得られる制御力を決定し、この制御力が得られる制
御指令を前記加振アクチュエータｄに出力するアクティ
ブコントローラｇとを備えていることを特徴とする。

【００１４】

【作用】請求項１記載の発明の作用を説明する。

【００１５】ラジエータａを振動自由度拘束弾性部材ｃ
により車体ｂに対して支持する時、ラジエータａを質量
とし振動自由度拘束弾性部材ｃをバネとする副振動系の
固有振動周波数を、ラジエータａの振動自由度方向とは
等価的な振動方向を持つ特定の車体振動周波数域にチュ
ーニングさせる。

【００１６】上記ラジエータ支持装置を備えた車両の車
体ｂが副振動系の固有振動周波数と一致する特定の周波
数で振動すると、ラジエータａが共振し、主振動系であ
る車体ｂが静止に近づくというダイナミックダンパー作
用が発揮される。

【００１７】しかも、振動自由度拘束弾性部材ｃにより
ラジエータａの振動自由度を１方向のみに拘束する機能
を持たせられている為、ラジエータａの共振動作におい
て回転振動等が連成されることなく車体ｂからの振動入
力方向に従ったストロークにより振れることになり、チ
ューニングした特定の車体振動が有効に低減される。

【００１８】請求項２記載の発明の作用を説明する。

【００１９】請求項１記載のように、ラジエータａを質
量とし振動自由度拘束弾性部材ｃをバネとする副振動系
の固有振動周波数を、ラジエータａの振動自由度方向と
は等価的な振動方向を持つ特定の車体振動周波数域にチ
ューニングさせても、例えば、エンジン回転数変動や車
体曲げ固有値のバラツキ等により両周波数にずれが生じ
た場合、十分なダイナミックダンパー作用が発揮されな
い。

【００２０】これに対し、請求項２記載の発明では、車
体振動状態検出手段ｆにより車体振動が検出された時、
アクティブコントローラｇにおいて、ラジエータ振動状
態を監視しながら車体振動とは逆位相のラジエータ反力
振動が得られる制御力が決定され、この制御力が得られ
る制御指令が加振アクチュエータｄに出力される。

【００２１】この結果、エンジン回転数変動や車体曲げ
固有値のバラツキ等により両周波数にずれが生じた場合
であっても加振アクチュエータｄからの制御力によりラ
ジエータａを能動的に振らすことができることになり、
これらの変動影響を受けることない。しかも、特定の車
体振動に限られることなく車体振動が励起される広い振
動数領域でダイナミックダンパー作用時と同様にラジエ
ータａを共振時のように強制的に振らすことで車体振動
低減が達成される。

【００２２】

【実施例】

（第１実施例）まず、構成を説明する。

【００２３】図２は請求項１記載の発明に対応する第１
実施例のラジエータ支持装置を示す正面図、図３は第１
実施例のラジエータ支持装置を示す側面図である。

【００２４】第１実施例のラジエータ支持装置は、図２
及び図３に示すように、エンジン冷却のために設けられ
るラジエータ１の上下部が車体２に対して平板状の板バ
ネ３，４（振動自由度拘束弾性部材に相当）を介して支
持されている。

【００２５】前記ラジエータ１は、ラジエータコア１ａ
と上部ヘッダー１ｂと下部ヘッダー１ｃとを有して構成
されている。

【００２６】前記板バネ３，４としては、ラジエータ１
の長手（幅）方向に長い平板状のバネを用い、その長尺
辺を支持していることで、板バネ３，４の曲げ剛性（ラ
ジエータ１の上下方向剛性）に対してねじれ剛性（図２
からみたラジエータ１の回転方向剛性）が十分に高く、
ラジエータ１の振動自由度を上下方向のみに拘束してい
る。

【００２７】そして、板バネ３，４は、ラジエータ１側
において両ヘッダー１ｂ，１ｃに対しラバーシート５，
６を介してボルト７，８により固定し、車体２側におい
て車体側ブラケット９，１０に対しボルト１１，１２に
より固定している。

【００２８】さらに、ラジエータ１を質量とし板バネ
３，４をバネとする副振動系の上下方向固有振動周波数
を、車体２のアイドル振動域（２０Ｈｚ〜３０Ｈｚ）に
チューニングさせている。ここで、アイドル振動は車体
曲げ振動であるが、この車体曲げ振動はラジエータ１上
で等価的に上下方向となる。

【００２９】尚、ラジエータ１を質量とし板バネ３，４
をバネとする副振動系の回転方向固有振動周波数は、上
記の様に剛性に大きな差があることで１００Ｈｚ以上と
なり、両者の固有振動周波数は十分に離れたものとな
る。

【００３０】次に、作用を説明する。

【００３１】例えば４気筒車の場合、シリンダー内の爆
発力がエンジン回転数の２次成分周波数での加振力とな
り、車両アイドリング状態ではこの振動数（約２０Ｈｚ
〜３０Ｈｚ）が通常、車体の曲げ固有値に近いため車体
曲げ振動が励起され、アイドル振動として問題になる。

【００３２】これに対し、第１実施例装置では、ラジエ
ータ１を板バネ３，４により車体２に対して支持する
時、ラジエータ１を質量とし板バネ３，４をバネとする
副振動系の上下方向固有振動周波数を、車体２のアイド
ル振動域（２０Ｈｚ〜３０Ｈｚ）にチューニングさせて
いる。

【００３３】この第１実施例のラジエータ支持装置を備
えた車両のアイドリング状態で、車体曲げ振動が励起さ
れると、アイドル振動域と一致する固有振動周波数を持
つラジエータ１が共振し、主振動系である車体２の曲げ
振動が抑えられて静止に近づくというダイナミックダン
パー作用が発揮される。

【００３４】しかも、板バネ３，４によりラジエータ１
の振動自由度を上下方向のみに拘束する機能を持たせら
れている為、ラジエータ１の共振動作において回転振動
が連成されることなく、車体１からの振動入力方向に従
って大きなストロークにより上下方向に振れることにな
り、アイドル振動が有効に低減される。

【００３５】以上説明してきたように第１実施例のラジ
エータ支持装置にあっては、下記に列挙する効果が発揮
される。

【００３６】（１）ラジエータ１の振動自由度を上下方
向のみに拘束すると共に、ラジエータ１を質量とする副
振動系の固有振動周波数をアイドル振動周波数域にチュ
ーニングさせた板バネ３，４によりラジエータ１を車体
２に支持した為、アイドル振動発生時にラジエータ１を
用いたダイナミックダンパー作用によりアイドル振動を
有効に低減することができる。

【００３７】（２）振動自由度拘束弾性部材として板バ
ネ３，４を用いた為、簡単にロングストロークを確保す
ることができ、より大きな振動低減効果を限られたスペ
ース内で有効的に得ることができる。

【００３８】即ち、従来のゴムマウントでは、剛性値が
決められた範囲内でストロークを長くとるにはゴムの容
量を非常に大きくとる必要があり、車両のようにスペー
ス的な制約があるものに対しては現実的ではない。

【００３９】尚、板バネのねじり剛性を上げるために
は、図４及図５に示すように、櫛状板バネ３’，４’と
することも考えられるし、また、図６に示すように波状
板バネ３”，４”とすることも考えられる。

【００４０】（第２実施例）まず、構成を説明する。

【００４１】図７は請求項２記載の発明に対応する第２
実施例のラジエータ支持装置のラジエータ部を示す正面
図、図８は第２実施例のラジエータ支持装置のラジエー
タ部を示す側面図、図９は第２実施例のラジエータ支持
装置を示す全体システム図、図１０は第２実施例のラジ
エータ支持装置の制御系ブロック図である。

【００４２】第２実施例のラジエータ支持装置は、図９
に示すように、ラジエータ１を車体２に対して支持する
第１実施例と同様の板バネ３，４（振動自由度拘束弾性
部材に相当）と、ラジエータ１に対しその振動自由度が
与えられている上下方向に加振力を付与する加振アクチ
ュエータ２０と、ラジエータ１の上下方向のラジエータ
変位X2を検出する歪みゲージ２１（ラジエータ振動状態
検出手段に相当）と、車体２の上下方向の車体加速度d²
X1を検出する車体加速度センサ２２（車体振動状態検出
手段に相当）と、アイドリング状態で前記車体加速度セ
ンサ２２により車体曲げ振動が検出された時、歪みゲー
ジ２１からのラジエータ変位X2に基づくラジエータ振動
状態を監視しながら車体曲げ振動とは逆位相のラジエー
タ反力振動が得られる制御力Ｕを決定し、この制御力Ｕ
が得られる制御指令を前記加振アクチュエータ２０に出
力するアクティブコントローラ２３とを備えている。

【００４３】前記加振アクチュエータ２０は、図７及び
図８に示すように、車体２側に設けられた円筒形の電磁
コイル２０ａとラジエータ１側に設けられたマグネット
アセンブリ２０ｂにより構成されている。前記電磁コイ
ル２０ａは、台座２０ｃを介して車体２にボルト２０ｄ
により固定されている。前記マグネットアセンブリ２０
ｂは、円筒形の永久磁石２０ｆにより磁気回路を構成す
るために、永久磁石２０ｆには、マグネットコア２０ｇ
及びマグネットヘッド２０ｇが接着されており、これら
永久磁石２０ｆ，マグネットコア２０ｇ，マグネットヘ
ッド２０ｈにより構成され、このマグネットアセンブリ
２０ｂはラジエータ１の下部ヘッダー１ｃに対しボルト
２４により固定されている。

【００４４】前記歪みゲージ２１は、板バネ３に取付け
られ、ラジエータ変位X2を検出し、増幅器２５を介して
アクティブコントローラ２３に検出信号を入力してい
る。

【００４５】前記車体加速度センサ２２は、車体２に取
付けられ、車体２の上下方向加速度d²X1を検出し、増幅
器２６を介してアクティブコントローラ２３に検出信号
を入力し検知している。

【００４６】前記アクティブコントローラ２３は、積分
器２３ａ，２３ｂと微分器２３ｃと制御力演算部２３ｄ
を有しており、上下方向加速度d²X1及びラジエータ変位
X2の各状態量をフィードバックして制御力Ｕを決定し、
この制御力Ｕを発生させる制御電流を電磁コイル２０ａ
に供給している。

【００４７】次に、作用を説明する。

【００４８】第１実施例で記載のように、ラジエータ１
を質量とし板バネ３，４をバネとする副振動系の固有振
動周波数を、ラジエータ１の振動自由度方向である上下
方向とは等価的な振動方向（車体曲げ方向）を持つアイ
ドル振動の振動周波数域（２０Ｈｚ〜３０Ｈｚ）にチュ
ーニングさせても、例えば、エンジン回転数変動や車体
曲げ固有値のバラツキ等により両周波数にずれが生じた
場合、十分なダイナミックダンパー作用が発揮されな
い。

【００４９】これに対し、第２実施例装置では、車体加
速度センサ２２により車体振動が検出された時、アクテ
ィブコントローラ２３において、ラジエータ振動状態を
監視しながら車体振動とは逆位相のラジエータ反力振動
が得られる制御力Ｕが下記の演算式により決定され、こ
の制御力Ｕが得られる制御電流が電磁コイル２０ａに出
力される。

【００５０】Ｕ＝K1・dX1＋K2・dX2＋K3・X1 ＋K4・X2 但し、K1,K2,K3は固定ゲイン この結果、エンジン回転数変動や車体曲げ固有値のバラ
ツキ等により両周波数にずれが生じた場合であっても加
振アクチュエータ２０からの制御力Ｕによりラジエータ
１を能動的に振らすことができることになり、これらの
変動影響を受けることなく、第１実施例装置のような受
動的なダイナミックダンパー効果に比べてこの効果を大
きく上回る振動低減を得ることができる。

【００５１】しかも、アイドル振動のみというように特
定の車体振動に限られることなく車体振動が励起される
広い振動数領域でダイナミックダンパー作用時と同様に
ラジエータ１を共振時のように強制的に振らすことで車
体振動低減が達成される。

【００５２】この時、反力制御が正確に行われるために
は、電磁コイル１４と永久磁石１１間のクリアランスが
一定で、かつできるだけ小さくしなければならない。従
来のラジエータ支持装置に電磁コイル１４及び永久磁石
１１を取付けると、永久磁石１１が電磁コイル１４に対
して上下方向以外に自由に振動してしまうため、クリア
ランスを一定に保つことができないばかりか、電磁コイ
ル１４と永久磁石１１が振動的に干渉して、反力制御を
行うことは不可能であった。

【００５３】しかしながら、本実施例のラジエータ支持
装置では、ラジエータの振動自由度は上下方向のみに拘
束されているので、電磁コイル１４と永久磁石１１のク
リアランスは小さく一定に保て、反力制御が精度良く行
われる。

【００５４】これにより、エンジンのアイドル回転数に
変動があったり、車体曲げ固有値にバラツキがあって
も、能動的に振動を抑えることが可能になり、低減効果
のある振動数域が広がるので、上記した受動的な動吸振
効果を大きく上回る振動低減を得ることができる。

【００５５】以上説明してきたように、第２実施例のラ
ジエータ支持装置にあっては、下記に列挙する効果が得
られる。

【００５６】（１）ラジエータ１の振動自由度を上下方
向のみに拘束する板バネ３，４によりラジエータ１を車
体２に支持すると共に、車体振動の検出に基づいて外部
からの制御力Ｕによりラジエータ１を能動的に振らせる
装置とした為、車体振動発生時にラジエータ１を用いた
能動的ダイナミックダンパー作用により広い振動周波数
領域で車体振動を有効に低減することができる。

【００５７】つまり、エンジンのアイドル回転数に変動
があったり、車体曲げ固有値にバラツキ等があってもそ
の影響を受けることなく車体振動の低減が達成される
し、車体振動であれば、アイドル振動に限らず振動低減
効果を得ることができる。

【００５８】（２）ラジエータ１は振動自由度は上下方
向のみに拘束されている為、電磁コイル２０ａと永久磁
石２０ｆとのクリアランスを小さく一定に保て、ラジエ
ータ１と車体２間の反力制御を精度良く行うことができ
る。

【００５９】即ち、反力制御を正確に行うためには、電
磁コイル２０ａと永久磁石２０ｆ間のクリアランスが一
定で、かつできるだけ小さくしなければならない。従来
のラジエータ支持装置に電磁コイル２０ａ及び永久磁石
２０ｆを取付けると、永久磁石２０ｆが電磁コイル２０
ａに対して上下方向以外に自由に振動してしまうため、
クリアランスを一定に保つことができないばかりか、電
磁コイル２０ａと永久磁石２０ｆが振動的に干渉して、
反力制御を行うことは不可能である。

【００６０】以上、実施例を図面により説明してきた
が、具体的な構成は実施例に限られるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加等があ
っても本発明に含まれる。

【００６１】実施例では、振動自由度拘束弾性部材とし
て上下方向に振動自由度を拘束する板バネの例を示した
が、車両前後方向や車両左右方向や車両回転方向に振動
自由度を拘束する他の振動自由度拘束弾性部材としても
良い。

【００６２】また、実施例では、車体振動としてアイド
ル振動の例を示したが、こもり音振動等の他の車体振動
に対しての適用もできる。

【００６３】

【発明の効果】以上説明してきたように、請求項１記載
の本発明にあっては、エンジン冷却のために設けられる
ラジエータを車体に支持するラジエータ支持装置におい
て、ラジエータの振動自由度を１方向のみに拘束すると
共に、ラジエータを質量とする副振動系の固有振動周波
数を特定の車体振動周波数域にチューニングさせた振動
自由度拘束弾性部材によりラジエータを車体に支持した
為、特定の車体振動発生時にラジエータを用いたダイナ
ミックダンパー作用により車体振動を有効に低減するこ
とができるという効果が得られる。

【００６４】また、請求項２記載の本発明にあっては、
請求項１記載の振動自由度拘束弾性部材によりラジエー
タを車体に支持すると共に、車体振動の検出に基づいて
外部からの制御力によりラジエータを能動的に振らせる
手段とした為、車体振動発生時にラジエータを用いた能
動的ダイナミックダンパー作用により広い振動周波数領
域で車体振動を有効に低減することができるという効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のラジエータ支持装置を示すクレーム対
応図である。

【図２】第１実施例のラジエータ支持装置を示す正面図
である。

【図３】第１実施例のラジエータ支持装置を示す側面図
である。

【図４】第１実施例装置の板バネの他の例（櫛状）を示
す斜視図である。

【図５】図４の矢印Ａ方向矢視図である。

【図６】第１実施例装置の板バネの他の例（波状）を示
す側面図である。

【図７】第２実施例のラジエータ支持装置のラジエータ
部を示す正面図である。

【図８】第２実施例のラジエータ支持装置のラジエータ
部を示す側面図である。

【図９】第２実施例のラジエータ支持装置の全体システ
ム図である。

【図１０】第２実施例のラジエータ支持装置の制御系ブ
ロック図である。

【図１１】従来のラジエータ支持装置を示す側面図であ
る。

【符号の説明】

ａ ラジエータ ｂ 車体 ｃ 振動自由度拘束弾性部材 ｄ 加振アクチュエータ ｅ ラジエータ振動状態検出手段 ｆ 車体振動状態検出手段 ｇ アクティブコントローラ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ラジエータが車体に対して弾性部材を介
   して支持されているラジエータ支持装置において、 前記弾性部材を、ラジエータの振動自由度を１方向のみ
   に拘束する機能を持たせると共に、ラジエータを質量と
   し弾性部材をバネとする副振動系の固有振動周波数を、
   ラジエータの振動自由度方向とは等価的な振動方向を持
   つ特定の車体振動周波数域にチューニングさせた振動自
   由度拘束弾性部材としたことを特徴とするラジエータ支
   持装置。
2. 【請求項２】 ラジエータを車体に対して支持する請求
   項１記載の振動自由度拘束弾性部材と、 ラジエータに対しその振動自由度方向に加振力を付与す
   る加振アクチュエータと、 ラジエータの振動状態を検出するラジエータ振動状態検
   出手段と、 車体の振動状態を検出する車体振動状態検出手段と、 前記車体振動状態検出手段により車体振動が検出された
   時、ラジエータ振動状態を監視しながら車体振動とは逆
   位相のラジエータ反力振動が得られる制御力を決定し、
   この制御力が得られる制御指令を前記加振アクチュエー
   タに出力するアクティブコントローラと、 を備えていることを特徴とするラジエータ支持装置。