JPH1026176A - 防振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 振動発生部で発生した振動を確実に低減す
る。 【解決手段】 車体２０へ載置された外筒金具１４の内
周側に弾性体２８が加硫接着され、外筒金具１４の内周
側上部に配設される連結金具２６に弾性体２８の中央部
分が加硫接着される。リング材４２、永久磁石４８、強
磁性体４４、５２、可動板５６、弾性支持部材５８及び
コイル６２等でアクチュエータ６４が構成され、リング
材４２が外筒金具１４の内周面に緊密に嵌合されて、ア
クチュエータ６４が固定される。弾性体２８の下部とア
クチュエータ６４の上部との間に形成される空間が、受
圧液室６６を構成し、可動板５６が上下して受圧液室６
６内の圧力上昇を防止する。外筒金具１４に対する連結
金具２６の相対的な変位量を検出する変位検出器７２を
外筒金具１４に設置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は能動型制御を行う防
振装置に係り、特に自動車のエンジン振動の車室内への
伝達を阻止するための防振装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】振動発生部であるエンジンから伝達され
る振動により、自動車の車室内における振動及び騒音が
発生するが、これら振動及び騒音を低減したいとの要請
が存在する。従って、エンジンからの振動を遮断するた
め、一般の自動車のエンジンは防振装置であるエンジン
マウントを介して車体へ支持されており、例えばゴム製
の弾性体を有したエンジンマウントが用いられている。
また、より振動の遮断性を高めるため、流体入りのエン
ジンマウントが用いられることもある。

【０００３】一方、上述のように受動的すなわちパッシ
ブなエンジンマウントに対し、より性能を高めるため、
エンジンマウントに力発生手段であるアクチュエータを
組み込んだアクティブエンジンマウントも案出されてい
る。

【０００４】このアクティブエンジンマウントの一例と
して、図４に示すようなものが提案されている。この図
に示すエンジンマウントでは、エンジンマウント本体１
１６がエンジン１１８を支持し、自動車１２０の車室内
Ｓに設けられた加速度センサ１１２の加速度信号をエラ
ー信号とする適応フィルタ１１４が、このエンジンマウ
ント本体１１６を制御するための制御手段として、用い
られている。尚、この適応フィルタ１１４にはクランク
角度信号が入力されることになる。

【０００５】ここで、図４のような構成とした第１の理
由として、振動や騒音を低減したい場所は車室内Ｓのた
め、車室内Ｓの振動を低減するように制御するのが妥当
であることがあげられる。また、第２の理由として、エ
ンジン１１８からの振動の車室内Ｓへの伝播経路が複雑
であるため、適応的な制御手法に頼らざる負えないこと
があげられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一方、この制御手法の
第１の欠点として、振動の伝達経路が複雑であるため、
どの場所に加速センサを取り付けるかにより性能が変化
してしまうことが、あげられる。つまり、ばらつきによ
る振動状態の違いにより、同一車種でも防振効果が変化
してしまうことを意味する。

【０００７】また、同じく第２の欠点として、制御力を
与える場所と検出する場所が離れているため、必ずしも
常に検出点と制御点（エンジンマウント）の振動成分の
相関が強いわけではなく、エンジンの運転状況（走行・
停止、速度、路面状況など）によっては制御性能が損な
われることが、あげられる。

【０００８】本発明は上記事実を考慮し、振動発生部で
発生した振動を確実に低減し得ることができる防振装置
を提供することが目的である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１による防振装置
は、振動発生部及び振動受部の一方に連結される第１の
取付部材と、振動発生部及び振動受部の他方に連結され
る第２の取付部材と、前記第１の取付部材に対する前記
第２の取付部材の相対的な変位量を検出し得る変位検出
器と、前記第１の取付部材と前記第２の取付部材との間
に設けられる弾性体と、液体が封入され且つ前記弾性体
を隔壁の一部として振動発生時に拡縮する液室と、前記
液室の隔壁の他の一部を変位させる加振力を発生するア
クチュエータと、前記変位検出器からの信号が入力され
て前記変位検出器で検出された変位量に基づき前記アク
チュエータを駆動する制御手段と、を備えたことを特徴
とする。

【００１０】請求項２による防振装置は、請求項１の防
振装置において、検出した変位量を変位信号として前記
変位検出器が送り出すと共に、前記変位検出器からの変
位信号の内の必要な帯域のみ抽出できるフィルタを備
え、このフィルタで抽出される帯域でばね定数が低くな
るように前記制御手段が制御することを特徴とする。

【００１１】請求項１に係る防振装置の作用を以下に説
明する。第１の取付部材または第２の取付部材の一方を
振動発生部である例えばエンジンへ連結し、他方を振動
受部である例えば車体へ連結して使用する。

【００１２】この防振装置にエンジン振動が入力される
と、弾性体が変形すると共に弾性体の変形に伴って液室
が拡縮して、減衰力が発生し、これによってエンジンの
振動が吸収される。しかし、弾性体が変形して液室が拡
縮するのに伴って、液室内の液体の圧力である液圧すな
わち内圧が変化することとなり、この内圧が大きく変化
した場合、減衰力が減少して振動を十分に吸収すること
ができなくなる。

【００１３】但し、第１の取付部材に対する第２の取付
部材の相対的な変位量を変位検出器が検出し、この変位
検出器からの信号が入力される制御手段によってアクチ
ュエータの駆動が制御され、液室の内圧の変動を小さく
して振動受部の振動の振幅が小さくなるように、アクチ
ュエータが液室の隔壁の一部を変位させる。

【００１４】従って、液室の隔壁の一部が変位して、液
室の内圧の大きな変動を抑えることで、周波数の高い振
動に対しても十分な減衰力が発生し、エンジンの振動が
吸収される。

【００１５】つまり、エンジンからの振動を直接的に遮
断するには、振動受部側への振動の入力点である防振装
置での振動遮断性能（防振性能）を上げることが必要で
ある。このように振動遮断性能を上げれば車体自体のば
らつきに左右されず、また、エンジンの運転状況の違い
に対しても対処することができる。

【００１６】一方、防振装置に加わるエンジンからの振
動により、防振装置自身の変位（変形）は変動する。こ
のため、これを変位検出器により検出することは、エン
ジンが車体を振動させる力を検出していることと等価と
いえる。

【００１７】以上より本請求項は、防振装置自身の変位
（変形）を検出し、この変位量の信号に基づきアクチュ
エータの駆動を制御して液室の内圧を制御することで、
直接的に振動を遮断することができる。

【００１８】請求項２に係る防振装置の作用を以下に説
明する。本請求項も請求項１と同様な作用を奏する。但
し、本請求項は、検出した変位量を変位信号として前記
変位検出器が送り出すと共に、前記変位検出器からの変
位信号の内の必要な帯域のみ抽出できるフィルタを備
え、このフィルタで抽出される帯域でばね定数が低くな
るように前記制御手段が制御するものである。

【００１９】つまり、本請求項は、変位検出器が検出し
た変位信号を必要とされる帯域のみ抽出するフィルタに
より抽出処理し、この抽出処理された変位信号を基にし
て防振装置に内蔵されたアクチュエータが力を発生する
ように、フィードバック制御を行うものである。

【００２０】このようにフィードバック制御を行うこと
で、防振装置のばね定数が見かけ上減少し、車体側に伝
達される力が低減されることになり、エンジンからの振
動を遮断できる。

【００２１】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係る防振装置の一
実施の形態を図１から図３に示し、これらの図に基づき
本実施の形態を説明する。

【００２２】図１に示すように、この防振装置の防振装
置本体１２の外枠を円筒状に形成された第１の取付部材
としての外筒金具１４が構成している。そして、この外
筒金具１４の上端部には中央に貫通穴１５を有した頂壁
部１４Ｂが設けられており、外筒金具１４の外周側下部
にはそれぞれ貫通穴１８を有した複数のブラケット１６
が溶接等により固着されている。

【００２３】本実施の形態では、この外筒金具１４が自
動車の車体２０へ載置され、ブラケット１６の貫通穴１
８に図示しない取付ボルトが挿入されて車体２０に螺合
されることで、車体２０に外筒金具１４が連結されつつ
固定されることになる。外筒金具１４の内周側には、ゴ
ム製で円筒状に形成された弾性体２８が加硫接着されて
おり、この弾性体２８の一部は外筒金具１４の内周側中
央部まで薄肉状に延設されている。

【００２４】一方、外筒金具１４の内周側上部には第２
の取付部材としての連結金具２６が配設されている。こ
の連結金具２６の下部側はテーパ状とされて、前記弾性
体２８の中央部分が加硫接着されている。

【００２５】この連結金具２６の上部は頂壁部１４Ｂの
貫通穴１５から上方に突出して位置している。そして、
連結金具２６の上部側にはエンジン２２側への取り付け
用とされる雌ねじ２６Ｂが形成されており、エンジン２
２の連結部分を貫通した取付ボルト２４がこの雌ねじ２
６Ｂにねじ止められて、連結金具２６がエンジン２２に
連結されることになる。

【００２６】さらに、連結金具２６の外周部分には、連
結金具２６の過大な変位を防止する為のフランジ部２６
Ａが形成されており、図１及び図２に示すように、外筒
金具１４のフランジ部２６Ａと対向する部分には、本来
的に振動を減衰すべき方向である図１上、上下方向を長
手方向とする長穴１４Ｃが設けられており、基端側がフ
ランジ部２６Ａに固着された連結ピン８２がこの長穴１
４Ｃを貫通している。

【００２７】一方、図２に示すように、この長穴１４Ｃ
の下側の外筒金具１４の外周部分には、支持台８４が溶
接等により固着されている。そして、この支持台８４上
には、上下方向以外の方向の振動が入力された場合にも
弾性変形して対応可能なようにゴムマウント８６が配置
されていて、このゴムマウント８６を介して変位検出器
７２のシリンダ７２Ａの基端側が支持台８４に固定され
ている。この変位検出器７２のシリンダ７２Ａの先端側
からはロッド７２Ｂが突出していて、ロッド７２Ｂの先
端側が連結ピン８２の先端側に自在継ぎ手８８を介して
連結されている。

【００２８】つまり、外筒金具１４に対して連結金具２
６が図１上、上下方向に変位すると、連結ピン８２を介
して変位検出器７２にこの変位が伝達されて変位検出器
７２が外筒金具１４に対する連結金具２６の相対的な変
位量を検出し、検出した変位量を変位信号として送り出
し得るようになっている。

【００２９】他方、図１に示すように、外筒金具１４の
内周側下部には金属製の固定金具３０が位置している。
この固定金具３０は、上部に壁部３０Ａを有した円筒状
に形成されており、その壁部３０Ａの中央に貫通穴３１
が設けられている。固定金具３０の下端部には、フラン
ジ部３０Ｂが外周側に拡がるように形成され、このフラ
ンジ部３０Ｂの外周端部にリング状の嵌合部３０Ｃが形
成されている。そして、この嵌合部３０Ｃが外筒金具１
４の内周面に緊密に嵌合されて、固定金具３０が外筒金
具１４の内周側下部に固着されている。

【００３０】固定金具３０の下側には、下側に半球状に
突出した形状に形成されると共に外周側にフランジ部３
２Ａを有した金属製のダイヤフラムカバー３２が、位置
している。

【００３１】そして、外筒金具１４の下端部がかしめら
れて、外筒金具１４の下端部と固定金具３０との間にダ
イヤフラムカバー３２が挟まれて固定されている。ま
た、これら固定金具３０とダイヤフラムカバー３２との
間には、ゴム製で薄肉のダイヤフラム３４が配設されて
おり、ダイヤフラム３４の周縁部は前記固定金具３０の
フランジ部３０Ｂとダイヤフラムカバー３２のフランジ
部３２Ａとの間に挟持されている。

【００３２】尚、ダイヤフラムカバー３２とダイヤフラ
ム３４との間は空気室３６とされており、内部は必要に
応じて外気と連通される。

【００３３】外筒金具１４の内周側であって弾性体２８
と固定金具３０との間の部分には、円筒状のリング材４
２が配置されており、このリング材４２の内周側には、
鉄等の材料により円筒状に構成される強磁性体４４が嵌
合されている。この強磁性体４４の上面を形成する頂壁
４４Ａの中央部には、穴部４６が形成されている。一
方、強磁性体４４の下面を形成する底壁４４Ｂの中央部
には、例えば上下端をそれぞれ磁極として円板状に形成
された永久磁石４８が、強磁性体４４の底壁４４Ｂに接
着されて固着されている。

【００３４】さらに、この永久磁石４８に接着されて永
久磁石４８に固着され且つ、鉄等の材料により円板状に
構成される強磁性体５２が、この永久磁石４８の上部側
を強磁性体４４の頂壁４４Ａと同一の高さで、覆ってい
る。この為、頂壁４４Ａの穴部４６と強磁性体５２の外
周部分との間にリング状の溝部５４が形成されることと
なる。

【００３５】この一方、円板状に形成された鋼製の可動
板５６が強磁性体５２と対向して配置されており、可動
板５６の外周部分にリング状に下部側に延びる巻き付け
部５６Ａが形成され、この巻き付け部５６Ａが溝部５４
内に緩く嵌まり込むようになっている。さらに、この可
動板５６の外周側とリング材４２の内周側との間には、
これら可動板５６とリング材４２との間を繋ぐと共に可
動板５６をリング材４２に対して移動可能に支持するゴ
ム製の弾性支持部材５８が、これらにそれぞれ加硫接着
されて位置している。

【００３６】また、可動板５６の巻き付け部５６Ａに
は、コイル６２が巻き付けられており、これら可動板５
６及びコイル６２により電磁石が構成されている。尚、
この可動板５６の下面は、前記強磁性体５２の上面から
所定寸法離間しており、強磁性体５２に対向する部分が
極となる。

【００３７】以上より、これらリング材４２、永久磁石
４８、強磁性体４４、５２、可動板５６、弾性支持部材
５８及びコイル６２等で加振力を発生するアクチュエー
タ６４が構成されることになる。さらに、リング材４２
が外筒金具１４の内周面に緊密に嵌合されているので、
このアクチュエータ６４が外筒金具１４の内部に固定さ
れることになる。

【００３８】他方、外筒金具１４内であって弾性体２８
の下部とアクチュエータ６４の上部との間に形成される
空間が、受圧液室６６を構成している。また、外筒金具
１４内であってダイヤフラム３４の上部とアクチュエー
タ６４の下部との間に形成される空間が、副液室６８を
構成している。尚、副液室６８内には、固定金具３０が
配置されているものの、固定金具３０の貫通穴３１は十
分な大きさを有しているので、副液室６８は一体のもの
と考えることができる。

【００３９】さらに、外筒金具１４のリング材４２が嵌
合される部分を挟んで、上下方向に延びる突条部１４Ａ
が外筒金具１４の外周側に突出するように形成されてい
る。従って、突条部１４Ａ内の空間である制限通路７０
の一端側が受圧液室６６に繋がり、他端側が副液室６８
に繋がっている。この為、制限通路７０が受圧液室６６
と副液室６８との間を連通している。尚、これら受圧液
室６６、副液室６８の内部にはエチレングリコール等の
液体が封入されている。

【００４０】以上より、弾性体２８が受圧液室６６の上
部側の隔壁を構成し、アクチュエータ６４の可動板５６
が受圧液室６６の下部側の隔壁を構成し、この可動板５
６が上下して受圧液室６６内の圧力上昇を防止すること
が可能となる。

【００４１】すなわち、一定となっている永久磁石４８
の磁極に対して、交流の電流が流れることになるコイル
６２の磁極はＳ極とＮ極との間で連続的に変化し、磁束
が連続的に変わる。この為、磁界中のコイル６２に電流
を流したときのこのコイル６２の受ける磁力により可動
板５６を図１上、上下方向に振動させることになる。永
久磁石４８と可動板５６とが吸引、反発を繰り返して、
可動板５６を図１上、上下方向に振動させることにな
る。

【００４２】一方、図３に示すように、変位検出器７２
には、特に振動の低減の為に必要な所定の帯域の変位信
号のみを抽出して通過させるフィルタ７４が連結されて
おり、このフィルタ７４には、フィルタ７４で抽出され
る帯域の変位信号を増幅する増幅器７６が連結されてい
る。そして、この増幅器７６が制御手段である制御装置
を構成している。

【００４３】さらに、増幅器７６は防振装置本体１２内
に設置された前述のアクチュエータ６４と連結されてお
り、この増幅器７６がフィルタ７４から出力された正弦
波の振幅を例えばゲインαで増幅して、アクチュエータ
６４のコイル６２に出力する。

【００４４】次に本実施の形態の作用を説明する。エン
ジン２２の振動が防振装置本体１２に入力されると、振
動は連結金具２６を介して弾性体２８へ伝わり、これに
よって弾性体２８が弾性変形して受圧液室６６が拡縮す
る。受圧液室６６が拡縮すると、内部の液体が制限通路
７０を介して受圧液室６６と副液室６８との間を行き来
し、液体が制限通路７０内で共振することによって大き
な減衰力が発生し、これによってエンジン２２の振動が
吸収される。

【００４５】しかし、弾性体２８が変形して受圧液室６
６が拡縮するのに伴って、受圧液室６６の内圧が変化す
ることとなり、この内圧が大きく変化した場合、減衰力
が減少して振動を十分に吸収することができなくなる。

【００４６】但し、本実施の形態の防振装置本体１２で
は、外筒金具１４に対する連結金具２６の相対的な変位
量を変位検出器７２が検出し、この変位検出器７２がフ
ィルタ７４に変位信号を送り出す。さらに、フィルタ７
４内で抽出されたこの変位信号を基に制御装置がアクチ
ュエータ６４を駆動し、受圧液室６６の内圧の変動を小
さくして車体２０の振動の振幅が小さくなるように、ア
クチュエータ６４が可動板５６を変位させる。

【００４７】従って、可動板５６が変位して、受圧液室
６６の内圧の大きな変動を抑えることで、十分な減衰力
が発生し、エンジン２２の振動が吸収される。例えば、
制限通路７０の中を液体が流れなくなるような高い周波
数の振動が入力されても、受圧液室６６内の内圧が高ま
らず動ばね定数が高くなることはなく、周波数の高い振
動を吸収することができる。

【００４８】つまり、振動に伴う図１上、上下方向の変
位を変位検出器７２で検出し、この検出された変位量に
基づいて変位検出器７２から送り出された変位信号を、
必要とされる周波数帯域のみ抽出するフィルタ７４によ
り抽出処理する。さらに、この抽出処理された変位信号
に、増幅器７６で所定のゲインをかけたものをアクチュ
エータ６４の指令値とするフィードバック制御を行うも
のである。

【００４９】この際、この変位（変形）と同一方向の力
を発生するよう、すなわち正帰還になるように、フィー
ドバック制御を行うことで、アクチュエータ６４の可動
板５６が変位して受圧液室６６の内圧の上昇を抑えられ
るので、エンジン２２から伝達される力が低減されるこ
とになる。従って、予め定められた所定の周波数帯域で
防振装置本体１２のばね定数が低くなって防振装置本体
１２のばね定数が見かけ上減少し、結果として、エンジ
ン２２から伝達される振動を遮断し、高周波数の振動を
確実に吸収することができる。

【００５０】具体的には、ｘ：変位（変形），ｋ：ばね
定数，フィードバックゲイン：αと、それぞれした場
合、以下のようになる。

【００５１】 制御なしの場合のエンジンからの伝達力＝ｋｘ 制御時のエンジンからの伝達力＝ｋｘ−αｘ そして、α＞０より、見かけ上、防振装置本体１２のば
ね定数が低くなるため、エンジンから車体に伝えられる
振動は低減する。

【００５２】以上より本実施の形態は、防振装置本体１
２に設置される変位検出器７２で防振装置本体１２が配
置される部分のエンジン２２側と車体２０側との間の相
対的な変位量を検出し、この検出値に基づいて受圧液室
６６の内圧をアクチュエータ６４を駆動して制御するこ
とで、直接的に振動を遮断するものである。

【００５３】つまり、振動受部である車体２０側への振
動の入力点である防振装置本体１２での振動を検出し、
エンジン２２からの振動を直接的に遮断して振動遮断性
能（防振性能）を上げれば、車体２０自体のばらつきに
左右されず、また、エンジン２２の運転状況の違いに対
処しつつ振動を低減することができることになる。

【００５４】尚、上記実施の形態では、アクチュエータ
を有する外筒金具１４を車体側に取り付けるような構造
としたが、この逆に外筒金具１４をエンジン側に取り付
けるような構造としてもよい。つまり、アクチュエータ
は第１の取付部材あるいは第２の取付部材のいずれの側
に位置してもよい。

【００５５】さらに、上記実施の形態では、一つの防振
装置本体１２のみで説明したが、防振装置本体１２は複
数あっても良い。そして、この場合、複数の防振装置本
体１２を個々に制御してもよく、また、一括して制御し
ても良い。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、振
動発生部で発生した振動を確実に低減することができる
という優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る防振装置本体の断
面図である。

【図２】本発明の一実施の形態に係る防振装置本体の要
部拡大斜視図である。

【図３】本発明の一実施の形態のブロック図である。

【図４】従来技術に係る防振装置の概念図である。

【符号の説明】

１２ 防振装置本体 １４ 外筒金具（第１の取付部材） ２６ 連結金具（第２の取付部材） ２８ 弾性体 ６４ アクチュエータ ６６ 受圧液室 ７２ 変位検出器 ７４ フィルタ ７６ 増幅器（制御手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動発生部及び振動受部の一方に連結さ
   れる第１の取付部材と、 振動発生部及び振動受部の他方に連結される第２の取付
   部材と、 前記第１の取付部材に対する前記第２の取付部材の相対
   的な変位量を検出し得る変位検出器と、 前記第１の取付部材と前記第２の取付部材との間に設け
   られる弾性体と、 液体が封入され且つ前記弾性体を隔壁の一部として振動
   発生時に拡縮する液室と、 前記液室の隔壁の他の一部を変位させる加振力を発生す
   るアクチュエータと、 前記変位検出器からの信号が入力されて前記変位検出器
   で検出された変位量に基づき前記アクチュエータを駆動
   する制御手段と、 を備えたことを特徴とする防振装置。
2. 【請求項２】 検出した変位量を変位信号として前記変
   位検出器が送り出すと共に、前記変位検出器からの変位
   信号の内の必要な帯域のみ抽出できるフィルタを備え、 このフィルタで抽出される帯域でばね定数が低くなるよ
   うに前記制御手段が制御することを特徴とする請求項１
   記載の防振装置。