JP3800966B2 - 空気圧制御式制振器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【技術分野】
本発明は、振動を抑制すべき制振対象に装着されて該制振対象における振動を低減する制振器に係り、特に、空気圧を利用して制振特性を制御することにより、制振すべき振動に対応した制振効果を得ることが出来るようにした新規な構造の空気圧制御式制振器に関するものである。
【０００２】
【背景技術】
自動車の車体等のように振動が問題となる制振対象において、その振動を低減するための手段の一つとして、従来から、制振対象に取り付けられる取付部材に対して弾性連結部材を介してマス部材を連結して、該マス部材を該取付部材に弾性支持せしめた受動型の動的制振器（ダイナミックダンパ）が、知られている。また、近年では、より高度な制振効果を得るために、特開平１０−１６９７０５号公報等に記載されているように、内部の圧力変化によってマス部材に加振力を及ぼす作用空気室を形成し、マス部材を積極的に加振することによって、制振対象における振動を相殺的乃至は能動的に抑制するようにした空気圧式の能動型制振器も、提案されている。
【０００３】
ところで、このような受動型および能動型の何れの制振器においても、優れた制振効果を効率的に得るためには、マス部材と弾性連結部材によって構成されて制振対象に対する副振動系として作用する一振動系の共振作用を利用することが有効であり、そのために、マス部材と弾性連結部材によって構成された振動系の固有振動数を制振すべき振動周波数に合わせてチューニングすることが望ましい。
【０００４】
しかしながら、従来構造の制振器では、受動型と能動型の何れにおいても、マス部材と弾性連結部材からなる振動系の固有振動数が、マス部材の質量と弾性連結部材のばね定数によって固定的に設定されることから、例えば、制振すべき振動の周波数が変化するような場合には、マス部材と弾性連結部材からなる振動系の固有振動数が、制振すべき振動周波数から外れてしまうために、複数の乃至は広い周波数域の振動に対しては、必ずしも有効な制振効果を得ることが出来なかったのである。
【０００５】
【解決課題】
ここにおいて、本発明は、上述の如き事情を背景として為されたものであって、その解決課題とするところは、制振特性を制御することが可能とされて、複数の乃至は広い周波数域の振動に対して有効な制振効果を発揮し得る、新規な構造の制振器を提供することにある。
【０００６】
特に、本発明は、かかる制振特性の制御を、特別なアクチュエータの組込み等を必要とすることなく、簡単な構造とコンパクトなサイズで実現せしめ得る、新規な構造の制振器を提供することも、目的とする。
【０００７】
【解決手段】
以下、このような課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意の組み合わせで採用可能である。また、本発明の態様乃至は技術的特徴は、以下に記載のものに限定されることなく、明細書全体および図面に記載され、或いはそれらの記載から当業者が把握することの出来る発明思想に基づいて認識されるものであることが理解されるべきである。
【０００８】
すなわち、前述の如き課題を解決するためになされた本発明の第一の態様は、（ａ）制振対象に取り付けられる取付部材と、（ｂ）該取付部材よりも大径の円形のブロック形状又は厚肉の円板形状を有しており、該取付部材から離隔して相対変位可能に配設されたマス部材と、（ｃ）軸方向の厚さ寸法が径方向外方に行くに従って次第に薄肉化された厚肉の円環板形状を有しており、中央に前記取付部材が固着されると共に、外周部分が前記マス部材に固着されることにより、該マス部材を該取付部材に連結して、該マス部材を該取付部材に対して弾性支持せしめる弾性連結部材と、（ｄ）前記マス部材と前記弾性連結部材が中心軸上で軸方向に所定距離隔てて対向配置されると共に、該マス部材の該弾性連結部材に対向する内面が該弾性連結部材に向かって開口する凹形のテーパ面形状とされて、該マス部材と該弾性連結部材との対向面間の距離が外周部分から径方向中央に行くに従って次第に大きくされることによって、該弾性連結部材によって壁部の一部が構成されて、それらマス部材と弾性連結部材の対向面間において外部空間から遮断されて形成された作用空気室と、（ｅ）前記取付部材を貫通して形成された、該作用空気室の圧力を外部から調節するための空気通路と、（ｆ）該空気通路を通じて前記作用空気室を実質的に静的に圧力調節して、前記弾性連結部材を実質的に静的に弾性変形させることにより、該弾性連結部材のばね特性を変更設定せしめる静的圧力制御手段とを、含んで構成された空気圧制御式制振器を、特徴とする。
【０００９】
このような本態様に従う構造とされた空気圧制御式制振器においては、作用空気室の静的圧力を変化させて弾性連結部材のばね特性を変更設定することにより、該弾性連結部材のばねをばね成分とする制振器の振動系における固有振動数を、変更設定することが可能となる。具体的には、例えば、作用空気室に及ぼされる空気圧を大気圧に近い値に設定する程、弾性連結部材の静的な弾性変形量が小さくなってばね特性が柔らかくされて、制振器の振動系における固有振動数が低周波数域に変更設定されるようにすることが出来る。それ故、作用空気室の静的圧力を調節して、制振器のマス部材と弾性連結部材を含んで構成された振動系の固有振動数を、制振すべき振動周波数に応じてチューニングすることにより、かかる振動系の共振作用を利用して、受動的乃至は能動的な制振効果を効率的に得ることが可能となる。
【００１０】
しかも、弾性連結部材のばね特性は、作用空気室に及ぼされる実質的に静的な圧力値に応じて変更，設定することが出来ることから、制振すべき振動の周波数の変化に対応するように弾性連結部材のばね特性を適宜に調節することによって、複数の乃至は広い周波数域に亘る振動に対して、何れも、マス部材と弾性連結部材からなる振動系の共振作用を利用して優れた制振効果を効率的に得ることが出来るのである。
【００１１】
なお、本態様において、弾性連結部材における実質的に静的な弾性変形とは、後述する動的圧力制御手段等の別手段によって作用空気室に及ぼされる積極的な空気圧変動を考慮しなければ弾性連結部材が略一定の弾性変形状態に保持され得るような弾性変形を意味するものであり、その際、弾性変形量に微小変化を生じていたとしても、それが防振すべき振動の入力や動的圧力制御手段等の別手段による積極的な空気圧変動に伴う加振変位に対して無視し得る程度に小さな場合には考慮する必要がなく、実質的に静的な弾性変形と見なされ得る。また、本態様において、作用空気室に及ぼされる実質的に静的な圧力調節とは、弾性連結部材に対して実質的に静的な弾性変形を、初期状態を含んで相互に異なる複数の状態において発現せしめ得るものであれば良く、その際、作用空気室に及ぼされる実質的に静的な空気圧は、防振すべき振動や動的圧力制御手段等の別手段による積極的な空気圧変動に比して著しく周波数が高くて、弾性連結部材の弾性変形が追従し得ない程に高周波な圧力変動を含んでいても問題はなく、その場合には、例えば高周波な圧力変動のデューティ比を変更制御することによって、作用空気室に及ぼされる実質的に静的な空気圧の大きさ、即ち弾性連結部材のばね特性を変更設定することも可能である。
【００１２】
また、本態様において作用空気室に及ぼされる静的な空気圧の変更は、弾性連結部材の静的なばね特性を変更せしめ得るものであれば良く、例えば、作用空気室に対する接続を、大気圧と一定の大きさの負圧乃至は正圧に対して択一的に切り換える他、異なる圧力値に複数段階に変更設定させたり、連続的に異なる圧力値に変化させるようにしても良い。更にまた、本態様で採用される弾性連結部材としては、例えば、公知の各種のゴム材が好適に採用されるが、その他、エラストマ材や、ゴム材と帆布や合成樹脂材等の複合材等が何れも採用可能であり、かかる弾性連結部材には、要求特性や取付部材およびマス部材の形状等に応じて、各種の形状や大きさ、材質等が適宜に設定され得る。
【００１３】
また、本発明の第二の態様は、前記第一の態様に従う構造とされた空気圧制御式制振器において、前記静的圧力制御手段が、制振すべき振動の周波数が高い程前記弾性連結部材のばね特性が硬くなるように、予め設定された所定範囲に亘る静的圧力の選択範囲から圧力値を選択して、前記作用空気室に及ぼされる実質的に静的な圧力を変更設定するものであることを、特徴とする。このような本態様においては、制振すべき振動周波数が高くなるのに伴って、制振器の振動系における固有振動数も高周波側に変更設定され得るのであり、それ故、かかる振動系の共振作用を効果的に利用して、受動的乃至は能動的な制振効果を有効に得ることが出来るのである。
【００１４】
また、本発明の第三の態様は、前記第一又は第二の態様に従う構造とされた空気圧制御式制振器において、前記静的圧力制御手段が、制振すべき振動の周波数の変化に応じて、選択する圧力値を複数段階に切り換えて、前記作用空気室に及ぼすことにより、前記弾性連結部材のばね特性を複数段階に変更設定せしめるものであることを、特徴とする。このような本態様においては、制振すべき振動周波数の変化に対して、制振器の振動系における固有振動数を、より高精度に追従的に変更設定することが出来るのであり、それ故、かかる振動系の共振作用を一層効果的に利用して、より有効な制振効果を得ることが可能となるのである。
【００１５】
また、本発明の第四の態様は、前記第一乃至第三の何れかの態様に従う構造とされた空気圧制御式制振器であって、前記作用空気室の壁部内面において、前記弾性連結部材とその対向面の少なくとも一方から他方に向かって突出する当接突部を少なくとも一つ設けて、前記静的圧力制御手段による該作用空気室の圧力調節によって、該当接突部を該弾性連結部材またはその対向面に当接させて該弾性連結部材に拘束力を及ぼし得るようにしたことを、特徴とする。このような本態様においては、作用空気室の圧力を変更せしめることにより、当接突部の当接状態と非当接状態が択一的に発現せしめられることとなって、当接突部による弾性連結部材の拘束状態と非拘束状態が択一的に生ぜしめられるのであり、それによって、弾性連結部材のばね特性をより大幅且つ明確に、しかも安定して変更設定することが可能となるのである。
【００１６】
なお、本態様においては、当接突部を、弾性連結部材の弾性変形量が大きくなるに従って順次に当接せしめられるように複数段階に設けることも可能であり、それによって、当接突部による弾性連結部材の拘束に基づくばね特性の変更設定を多段階的に行うことが出来る。また、本態様において、当接突部は、弾性連結部材の弾性中心軸回りに同心的に連続して乃至は不連続に延びる環状形態をもって形成されることが望ましく、それによって、当接突部の当接状態下における弾性連結部材の弾性変形、延いては発揮されるばね特性の安定化が図られ得る。
【００１７】
また、本発明の第五の態様は、前記第一乃至第四の何れかの態様に従う構造とされた空気圧制御式制振器において、前記取付部材に対して、前記マス部材を、制振すべき振動の入力方向で離隔して対向位置せしめると共に、前記弾性連結部材として、該取付部材から制振すべき振動の入力方向に対して略直交する方向に広がる連結ゴム弾性体を採用し、該連結ゴム弾性体の外周縁部を該マス部材に固着せしめて、該マス部材の制振すべき振動入力方向での変位に際して該連結ゴム弾性体が主に剪断変形せしめられるようにする一方、それらマス部材と連結ゴム弾性体の制振すべき振動入力方向での対向面間に前記作用空気室を形成したことを、特徴とする。このような本態様においては、連結ゴム弾性体の弾性主軸が制振すべき振動入力方向に略一致せしめられ得ると共に、連結ゴム弾性体のばね比が大きくされて、制振すべき振動入力方向でのマス部材の振動状態が安定化せしめられるのであり、以て、目的とする制振効果をより安定して得ることが可能となる。
【００１８】
また、本発明の第一の態様においては、制振対象に固定的に取り付けられる取付部材を巧く利用して、作用空気室に空気圧を及ぼすための空気通路を、簡単な構造で、取付部材に対して固定的に形成することが出来るのである。
【００１９】
また、本発明の第六の態様は、前記第一乃至第五の何れかの態様に従う構造とされた空気圧制御式制振器において、前記静的圧力制御手段により前記作用空気室に対して大気圧が及ぼされた状態下で、前記マス部材と前記弾性連結部材からなる振動系の固有振動数がアイドリング振動に相当する低周波数域となるようにチューニングすると共に、該静的圧力制御手段によって該作用空気室に対して大気圧と異なる静的な空気圧を及ぼすことにより、かかる振動系の固有振動数が走行こもり音等の高周波数域となるようにチューニングして、自動車用の制振器を構成せしめたことを、特徴とする。このような本態様においては、車両の停車状態下で要求されるアイドリング振動に対する制振効果と、車両の走行状態下で要求されるこもり音等に対する制振効果を、両立的に高度に達成することが出来るのである。
【００２０】
また、本発明の第七の態様は、前記第一乃至第六の何れかの態様に従う構造とされた空気圧制御式制振器において、前記作用空気室に対して、制振すべき振動周波数に対応した周波数を有する動的な空気圧変動を外部から及ぼして、前記マス部材を加振駆動せしめる動的圧力制御手段を設けたことを、特徴とする。このような本態様においては、作用空気室に対して、制振すべき振動に対応した周波数の空気圧変動を及ぼしてマス部材を加振変位させることにより、制振すべき振動に対応した周波数の加振力を生ぜしめることが出来るのであり、この発生加振力を制振対象に及ぼすことによって、制振対象における振動を相殺的乃至は積極的に低減せしめて能動的な制振効果を得ることが出来るのである。
【００２１】
そこにおいて、かかる空気圧制御式制振器においては、マス部材を含む振動系の固有振動数が、静的圧力制御手段によって、制振すべき振動周波数に応じて変更設定されることから、動的圧力制御手段によって駆動せしめられるマス部材の発生加振力を、複数の乃至は広い周波数域において、何れも、かかる振動系の共振作用を利用して効率的に得ることが出来るのであり、それによって、複数の乃至は広い周波数域の振動に対して、何れも、能動的制振効果が有効に発揮され得るのである。
【００２２】
なお、本態様における動的圧力制御手段は、例えば、互いに異なる圧力値に設定された二つの空気圧源に対して、作用空気室を、制振すべき振動周波数に対応した周期で交互に切換接続せしめることによって、有利に実現され得ることとなり、また、その際、一方の空気圧源として大気圧を利用することにより、構造の更なる簡略化が図られ得る。
【００２３】
また、本発明の第八の態様は、かかる第七の態様に従う構造とされた空気圧制御式制振器において、前記動的圧力制御手段による動的な空気圧変動を、前記静的圧力制御手段による静的な空気圧変動と共に、前記空気通路を通じて、同時に、前記作用空気室に及ぼすようにしたことを、特徴とする。このような本態様においては、静的圧力制御手段による空気圧変動と、動的圧力制御手段による空気圧変動が、共通の空気圧通路を通じて作用空気室に及ぼされることから、空気通路を含む空気管路の構造が簡略化され得る。また、より好適には、静的圧力制御手段で利用する空気圧源と、動的圧力制御手段で利用する空気圧源を、少なくとも一つに関して共通化させることも可能であり、それによって、空気圧源を含んで構造の簡略化が実現され得る。
【００２４】
また、本発明の第九の態様は、前記第七又は第八の態様に従う構造とされた空気圧制御式制振器であって、前記動的圧力制御手段において、前記作用空気室を負圧源と大気に交互に切換接続する切換弁を設けて、該切換弁を制振すべき振動に対応した周波数で切換作動せしめると共に、該切換弁の制御信号におけるデューティ比を制振すべき振動に応じて調節するデューティ比調節手段を設けて、該デューティ比調節手段により一周期中における該作用空気室の該負圧源への接続時間割合を変更することによって、該作用空気室に及ぼされる制振すべき振動に対応した周波数での空気圧変動の大きさを調節することを、特徴とする。このような本態様においては、作用空気室に及ぼされる動的空気圧変動を、防振すべき振動の周波数や大きさ（振幅）に対応して容易に且つ高精度に制御することが可能となるのであり、能動的制振効果を一層有効に得ることが出来るのである。
【００２５】
【発明の実施形態】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００２６】
先ず、図１には、本発明の第一の実施形態としての自動車用の能動型制振器１０とその駆動系が概略的に示されている。かかる制振器１０は、取付部材としての取付金具１２に対して、マス部材としてのマス金具１４が、弾性連結体としての連結ゴム弾性体１６によって弾性的に連結されており、マス金具１４が取付金具１２によって弾性支持せしめられている。なお、以下の説明中、上下方向とは、原則として、制振すべき主たる振動が入力される鉛直方向であって、図１中の上下方向を言うものとする。
【００２７】
より詳細には、取付金具１２は、それぞれ鉄鋼等の剛性材で形成された本体金具１８に対して、取付板金具２０がボルト固定されることによって形成されている。本体金具１８は、テーパ状外周面を備えていると共に、下方に開口する中央凹所２２が内部に形成された中空構造とされており、全体として厚肉の略逆カップ形状とされている。また、本体金具１８の底壁部２４の中央には、中心軸上で中央凹所２２内に突出するポート部２６が一体形成されていると共に、ポート部２６を軸方向に貫通して底壁部２４の上面に開口する空気通路としての空気給排路２８が形成されている。
【００２８】
また、取付板金具２０は、略平板形状とされており、本体金具１８の軸方向下端面に重ね合わされて、本体金具１８の中心軸に直角な方向に広がる状態で、複数本のボルト３０によって本体金具１８に固着されている。更に、この取付板金具２０には、本体金具１８の開口下端面に重ね合わせられた円環板形状の中央板部３２と、該中央板部３２の外周縁部から周上の複数箇所で径方向外方に延び出す複数本の固定板部３４を一体的に備えている。なお、中央板部３２と固定板部３４の間には段差部が形成されており、固定板部３４が中央板部３２よりも所定量だけ下方に突出して位置せしめられている。そして、かかる取付板金具２０は、各固定板部３４において、制振すべき制振対象としての振動部材３６に重ね合わされて、各固定板部３４に貫設されたボルト孔３８に挿通された取付ボルト４０によって、振動部材３６に対して固着されるようになっている。即ち、このようにして取付板金具２０が振動部材３６に固着されることにより、取付金具１２が、振動部材３６に対して取り付けられるようになっているのである。
【００２９】
なお、取付板金具２０における中央板部３２には、挿通孔４１が形成されており、図示されているように、この挿通孔４１を通じて外部から本体金具１８の中央凹所２２に挿入された外部管路４３が、本体金具１８に突設されたポート部２６に接続されるようになっている。
【００３０】
一方、マス金具１４は、全体として円形のブロック形状乃至は厚肉の円板形状とされており、鉄鋼等の高比重材で形成されている。特に本実施形態では、マス金具１４の外径寸法が、取付金具１２の本体金具１８よりも十分に大径とされており、取付金具１２の軸方向上方に所定距離だけ離隔位置して、同一中心軸上で、軸直角方向に広がって配設されている。また、マス金具１４の上面４２は、軸直角方向に広がる平坦面とされている一方、その下面には、中央部分において下方に開口する浅底のすり鉢形状を有する大径凹所４４が中心軸上に形成されている。
【００３１】
なお、大径凹所４４の内周壁面は、開口部に行くに従って拡開するテーパ筒面形状とされていると共に、深さ方向で次第に傾斜角度が変化せしめられて、開口部に行くに従って中心軸に対する傾斜角度が次第に大きくされており、それによって、かかる内周壁面が、全体として深さ方向中央部分で内方に凸となる湾曲した縦断面形状とされている。
【００３２】
また、マス金具１４の外周縁部には、軸方向下側の外周角部を周方向全周に亘って連続して延びる環状の嵌着凹部４８が形成されている。なお、この嵌着凹部４８は、大径凹所４４の開口周縁部の径方向外方に近接して形成されている。
【００３３】
さらに、上述の如く同一中心軸上で離隔配置された取付金具１２とマス金具１４の間に連結ゴム弾性体１６が配設されている。かかる連結ゴム弾性体１６は、全体として厚肉の円環板形状を有しており、取付金具１２およびマス金具１４と同一の中心軸上で軸直角方向に広がって配設されている。なお、本実施形態の連結ゴム弾性体１６においては、軸方向の厚さ寸法が、径方向外方に行くに従って次第に薄肉化されていると共に、マス金具１４の質量等の外力が及ぼされていない自由状態下で、径方向外方に行くに従って僅かに軸方向上方に向かって立ち上がるテーパが付されており、それによって、径方向に広がる弾性中心が僅かに軸方向上方に傾斜して設定されている。
【００３４】
そして、かかる連結ゴム弾性体１６は、その内周面において、取付金具１２を構成する本体金具１８のテーパ状外周面５２に対して加硫接着されており、取付金具１２から軸直角方向外方に向かって広がる状態で配設されている。また一方、連結ゴム弾性体１６の外周面には、周方向全周に亘って延びる大径の円筒形状乃至は円環形状を有する連結金具５４が加硫接着されている。なお、連結金具５４は、連結ゴム弾性体１６の外周縁部における略軸方向全長に亘って加硫接着されていると共に、その内周面５６が、軸方向上方に行くに従って次第に小径化されており、本体金具１８のテーパ状外周面５２に対して径方向で離隔して略平行状態で対向位置せしめられている。
【００３５】
また、連結金具５４の軸方向上端部は、連結ゴム弾性体１６から軸方向上方に所定量だけ突出せしめられており、かかる突出先端部分が、マス金具１４の嵌着凹部４８に嵌め込まれて、該嵌着凹部４８に対して軸方向および径方向で重ね合わせられている。更にまた、マス金具１４における外周縁部の複数箇所には、ボルト挿通孔５８が軸方向に貫設されていると共に、連結金具５４において対応する周上の複数箇所には、ねじ穴６０が形成されており、マス金具１４における各ボルト挿通孔５８に挿通された複数本の連結ボルト６２によって、マス金具１４が連結金具５４にボルト固定されている。
【００３６】
これによって、取付金具１２とマス金具１４および連結ゴム弾性体１６が、同一中心軸上に配設されて、取付金具１２とマス金具１４が連結ゴム弾性体１６を介して相互に弾性連結されている。また、マス金具１４と連結ゴム弾性体１６の間には、マス金具１４の大径凹所４４により、即ち該大径凹所４４の開口部が連結ゴム弾性体１６で覆蓋されることにより、外部空間に対して流体密に遮断された作用空気室６４が形成されている。特に、本実施形態では、連結ゴム弾性体１６に対してマス金具１４の質量だけが及ぼされた初期状態下において、かかる作用空気室６４が、マス金具１４と連結ゴム弾性体１６の重ね合わせ面間の略全体に亘って広がる大きさで形成されている。また、かかる作用空気室６４は、大径凹所４４によって、中央部分で最も深さ方向（図中の上下方向）の寸法が大きく、外周縁部に行くに従って深さ方向の寸法が次第に小さくなるようにされている。
【００３７】
また、作用空気室６４には、取付金具１２を構成する本体金具１８の底壁部２４の上面に開口せしめられた空気給排路２８が、開口，連通せしめられている。これにより、外部管路４３から及ぼされる空気圧が、空気給排路２８を通じて、作用空気室６４に及ぼされるようになっている。
【００３８】
なお、本体金具１８の上底面には、空気給排管路２８の開口部を除く外周縁部において、作用空気室６４内に突出する当接突部としての弾性突起６６が固着されており、マス金具１４の取付金具１２側への接近方向の変位量が、弾性突起６６への当接によって緩衝的に制限されるようになっている。また、マス金具１４にボルト固定された連結金具５４の軸方向下端面には、軸方向下方に突出する弾性のストッパ突起６８が固設されており、マス金具１４の軸方向への変位量が、ストッパ突起６８の振動部材３６への当接によって緩衝的に制限されるようになっている。なお、本実施形態では、これら弾性突起６６とストッパ突起６８が、何れも、連結ゴム弾性体１６によって一体形成されている。
【００３９】
而して、上述の如くして構成された能動型制振器１０は、図１中の上下方向、即ち取付金具１２やマス金具１４，連結ゴム弾性体１６の中心軸が略鉛直方向となるようにして、振動部材３６に装着されることとなる。
【００４０】
また、そのような振動部材３６への装着状態下、能動型制振器１０には、作用空気室６４に連通せしめられたポート部２６に対して、外部管路４３を通じて、三方切換弁からなる動的圧力制御弁（Ｄ−ＶＳＶ）７２が接続せしめられる。そして、この動的圧力制御弁７２を介して、作用空気室６４が、第一の分岐管路７８を通じて負圧源７４に接続されていると共に、第二の分岐管路８０を通じて大気中に接続される。更に、第二の分岐管路８０上には、静的圧力制御弁（Ｃ−ＶＳＶ）７０が配設せしめられて、この静的圧力制御弁７０を通じて、第二の分岐管路８０が大気中に連通せしめられる。
【００４１】
なお、負圧源７４としては、例えば、パワーユニットにおける内燃機関の吸気系に生ぜしめられる負圧を利用して構成することが可能であり、また、かかる負圧を適当なアキュムレータに蓄圧することによって、より安定した圧力で負圧を供給せしめることが可能となる。
【００４２】
そして、これら静的圧力制御弁７０と動的圧力制御弁７２を、動的圧力制御手段としてのＤ−ＶＳＶ駆動回路８２と、静的圧力制御主段としてのＣ−ＶＳＶ駆動回路８４で各別に作動制御することにより、作用空気室６４の圧力が、制振すべき振動に応じて制御されることとなる。即ち、Ｄ−ＶＳＶ駆動回路８２とＣ−ＶＳＶ駆動回路８４には、それぞれ、車両のエンジン点火パルス信号や、速度信号，エンジン回転数信号，加速度信号等の制御用信号が入力されるようになっており、そのような制御用信号に基づいて最適な制振状態を発現し得るように、静的圧力制御弁７０と動的圧力制御弁７２に対して駆動電流を出力するようになっている。
【００４３】
具体的には、例えば、Ｄ−ＶＳＶ駆動回路８２は、車両のエンジン点火パルス信号を参照信号とすると共に、エンジン回転数信号を補正信号として、予め記憶されたプログラムに従って演算処理を行うことにより、或いはそれらエンジン点火パルス信号とエンジン回転数信号をデータ値として予め記憶されたマップデータからデータを選択処理することにより、車両のエンジン回転状態に応じた作動信号を出力して、エンジン点火パルス信号と同じ周波数で、且つエンジン回転数に対応してエンジン点火パルス信号に対する位相が調節設定された作動信号を動的圧力制御弁７２に出力する。これにより、エンジン点火パルスと同じ周波数とエンジン回転数に対応した位相をもって、動的圧力制御弁７２を切換作動せしめて、作用空気室６４に対して、エンジン回転に対応した圧力変動を及ぼし、連結ゴム弾性体１６の弾性変形に基づいてマス金具１４を加振駆動して加振力を生ぜしめるようにされる。
【００４４】
そして、この制振器１０における発生加振力が振動部材３６に及ぼされることにより、振動部材３６における振動が相殺的に抑制せしめられて、能動的な制振効果が発揮されるようになっているのである。
【００４５】
また一方、Ｃ−ＶＳＶ駆動回路８４は、車両の速度信号に基づいて車両が走行状態か停車状態かを判断し、その結果に基づいて静的圧力制御弁７０に作動信号を出力することにより、第二の分岐管路８０を通じて動的圧力制御弁７２から作用空気室６４に及ぼされる圧力の大きさを調節するようになっている。具体的には、例えば、上述の如く、動的圧力制御弁７２がエンジン点火パルス信号に対応した周波数で切換制御されている間、Ｃ−ＶＳＶ駆動回路８４によって静的圧力制御弁７０を、継続的に、動的圧力制御弁７２に比して十分に高周波で開閉駆動せしめて、且つ、該静的圧力制御弁７０の開閉作動をデューティ比（ＰＷＭ）制御乃至は周波数（ＦＭ）制御することによって、第二の分岐管路８０を通じて動的圧力制御弁７２から作用空気室６４に及ぼされる圧力の大きさを、負圧源７４から及ぼされる負圧値と大気圧の間で選択的に設定するようになっている。
【００４６】
すなわち、動的圧力制御弁７２の切換周波数を一定とした場合に、静的圧力制御弁７０の一開閉周期中における大気中への接続時間の割合（Ｃ−ＶＳＶ駆動デューティ）を変更することによって、図２に示されているように、第二の分岐管路８０を通じて作用空気室６４に及ぼされる圧力の大きさを調節することが出来るのであり、延いては動的圧力制御弁７２の切換作動に伴って作用空気室６４に惹起される圧力変動の平均値、即ち静的圧力を調節することが出来るのである。また、Ｃ−ＶＳＶ駆動デューティを変更する代わりに、図３に示されているように、静的圧力制御弁７０の開閉周波数（Ｃ−ＶＳＶ駆動周波数）を変更することによっても、同様に、作用空気室６４に及ぼされる静的圧力を調節することが出来る。
【００４７】
それ故、静的圧力制御弁７０をデューティ比：Ｄ１でデューティ制御を行い、或いは周波数：ｆ１で周波数制御を行うこととすれば、動的圧力制御弁７２の切換作動に際して制振器１０の作用空気室６４に及ぼされる空気圧の平均圧力値が、ＰＳｖ−１（＜大気圧）とされることとなる。そして、かかる平均圧力：ＰＳｖ−１が作用空気室６４に及ぼされた状態下では、図４に示されているように、作用空気室６４が大気圧とされた図１の初期状態に比して、作用空気室６４の容積が小さくされて、連結ゴム弾性体１６の外周部分にマス金具１４が重ね合わせられて拘束状態とされることにより、マス金具１４と連結ゴム弾性体１６によって構成される振動系の固有振動数が、図１に示された初期状態よりも高周波側に設定されるのである。
【００４８】
また、静的圧力制御弁７０をデューティ比：Ｄ２でデューティ制御を行い、或いは周波数：ｆ２で周波数制御を行うこととすれば、動的圧力制御弁７２の切換作動に際して制振器１０の作用空気室６４に及ぼされる空気圧の平均圧力値が、ＰＳｖ−２（＜ＰＳｖ−１＜大気圧）とされることとなる。そして、かかる平均圧力：ＰＳｖ−２が作用空気室６４に及ぼされた状態下では、図５に示されているように、作用空気室６４が負圧：ＰＳｖ−１とされた図４の状態よりも、更に作用空気室６４の容積が小さくされて、連結ゴム弾性体１６の外周部分の広い範囲にマス金具１４が重ね合わせられて拘束状態とされることにより、マス金具１４と連結ゴム弾性体１６によって構成される振動系の固有振動数が、図４に示された負圧状態よりも更に高周波側に設定されるのである。
【００４９】
要するに、動的圧力制御弁７２を切換制御して制振器１０のマス金具１４を動的加振するに際して、静的圧力制御弁７０をデューティ比制御乃至は周波数制御して作用空気室６４の静的圧力の大きさを調節することにより、図６にしめされているように、制振器１０における振動系の固有振動数（共振周波数）を適宜に調節することが出来るのである。そして、この制振器１０の共振周波数を、動的圧力制御弁７２の切換作動によって作用空気室６４に及ぼされる動的圧力変動の周波数に合わせてチューニングすることにより、図７〜８に示されているように、制振器１０を最も効率的に加振駆動せしめて、目的とする能動的防振効果を有利に得ることが可能となるのである。
【００５０】
従って、例えば、図８に示されているように、車両の停車時には、静的圧力制御弁７０をデューティ比：Ｄ１乃至は駆動周波数：ｆ１で開閉作動せしめて、制振器１０の固有振動数をアイドリング振動周波数：Ｆａにチューニングせしめた状態下で、動的圧力制御弁７２をアイドリング振動周波数：Ｆａで切換制御して作用空気室６４に当該周波数：Ｆａの空気圧変動を及ぼすことにより、アイドリング振動の制振に対して有効な能動的加振力を効率的に得ることが出来るのであり、また、車両の走行時には、静的圧力制御弁７０をデューティ比：Ｄ２乃至は駆動周波数：ｆ２で開閉作動せしめて、制振器１０の固有振動数を走行こもり音周波数：Ｆｂにチューニングせしめた状態下で、動的圧力制御弁７２を走行こもり音周波数：Ｆｂで切換制御して作用空気室６４に当該周波数：Ｆｂの空気圧変動を及ぼすことにより、走行こもり音の制振に対して有効な能動的加振力を効率的に得ることが出来るのである。
【００５１】
なお、かくの如き能動的制振制御に際して、発生加振力は、例えば、図９に示されているように、動的圧力制御弁７２における切換作動をデューティ比制御することによって行うことが可能であり、例えば、振動部材３６で問題となっている振動の大きさに応じて、動的圧力制御弁７２の作動デューティ比を調節することによって発生加振力を調節して、より一層有効な制振効果を得ることが可能となる。また、上述の説明から明らかなように、本実施形態では、静的圧力制御弁７０とＣ−ＶＳＶ駆動回路８４を含んで静的圧力制御手段が構成されていると共に、動的圧力制御弁７２とＤ−ＶＳＶ駆動回路８２を含んで動的圧力制御手段が構成されている。
【００５２】
次に、図１０には、本発明の第二の実施形態としての受動型の制振器９０が示されている。なお、本実施形態において、第一の実施形態における制振器（１０）と同様な構造とされた部材および部位については、それぞれ、図中に、第一の実施形態と同一の符号を付することにより、それらの詳細な説明を省略する。
【００５３】
すなわち、本実施形態の制振器９０においては、作用空気室６４の内面を形成するマス金具１４の下面が、加振方向で対向位置せしめられた連結ゴム弾性体１６の上面に対して、略対応した形状とされている。
【００５４】
また、ポート部２６には、外部管路４３を通じて、静的圧力制御弁９２が接続されており、この静的圧力制御弁９２の切換作動に従って、作用空気室６４が、第一の分岐管路７８を通じて負圧源７４と、第二の分岐管路８０を通じて大気中とに、択一的に接続されるようになっている。要するに、本実施形態では、静的圧力制御弁９２と、それを駆動制御するＶＳＶ駆動回路９４によって、静的圧力制御手段が構成されている。
【００５５】
そして、作用空気室６４を大気中に接続せしめた状態下では、図１０に示されているように、マス金具１４が連結ゴム弾性体１６から全体に亘って離隔位置せしめられて、大きな容積の作用空気室６４が形成されるようになっている。一方、作用空気室６４を負圧源７４に接続せしめた状態下では、図１１に示されているように、マス金具１４が連結ゴム弾性体１６に対して重ね合わせられて、作用空気室６４が、それらマス金具１４と連結ゴム弾性体１６の外周部分において僅かな隙間で形成されるようになっている。
【００５６】
これにより、作用空気室６４を負圧源７４に接続して負圧：ＰＳ−１を作用空気室６４に及ぼしめた状態下では、マス金具１４が、中央部分において、取付金具１２の上端面に突設された弾性突起６６を介して直接的に弾性支持されることとなり、図１２に示されているように、マス金具１４と連結ゴム弾性体１６で構成された振動系の固有振動数（共振周波数）：ｆ１が、作用空気室６４を大気中に接続せしめた状態下での固有振動数：ｆ０に比して、高周波数域に設定されるようになっている。
【００５７】
それ故、本実施形態の制振器９０においては、作用空気室６４を大気中に接続せしめた状態下での固有振動数：ｆ０を自動車のアイドリング振動周波数にチューニングすると共に、作用空気室６４を負圧源７４に接続せしめた状態下での固有振動数：ｆ１を自動車の走行こもり音周波数にチューニングせしめて、車両の停車状態下で、作用空気室６４を大気中に接続せしめる一方、車両の走行状態下で、作用空気室６４を負圧源７４に接続するように制御することにより、車両の停車状態下で問題となるアイドリング振動と、車両の走行状態下で問題となる走行こもり音との、何れに対しても、マス金具１４と連結ゴム弾性体１６によって構成された副振動系による受動的なダイナミックダンパ作用に基づいて、有効な制振効果を得ることが出来るのである。
【００５８】
以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、これらはあくまでも例示であって、本発明は、かかる実施形態における具体的な説明によって、何等、限定的に解釈されるものでない。
【００５９】
例えば、第二の実施形態では、受動的なダイナミックダンパとしての制振器に本発明を適用したものの具体例を説明したが、例えば、静的圧力制御弁９２に代えて、制振すべき振動周波数に対応した周期で負圧源７４と大気を作用空気室６４に切換接続する動的圧力制御弁を採用と共に、例えば、負圧源７４の圧力制御装置を採用して、作用空気室６４に及ぼされる平均圧力を調節可能とすることによって、かかる制振器９０によって、第一の実施形態と同様な能動型制振器を構成することも可能である。即ち、かかる制振器９０においても、図１３に示されているように、作用空気室６４に及ぼされる静的負圧力の大きさに応じて、作用空気室６４に動的圧力変動を及ぼした際に発揮される最大発生力周波数を変更設定することが出来るのであり、かかる特性に基づいて、第一の実施形態の制振器（１０）と同様に、異なる周波数域の振動に対して、それぞれ有効な能動的制振効果を得ることが可能となるのである。なお、制振器９０を能動型制振器として用いるに際しては、マス金具１４が弾性突起６６に当接された状態下でも、作用空気室６４に圧力変動が安定して及ぼされるように、例えば、図１１に仮想線で示されているように、マス金具１４の下面に対して、中央部分から外周部分まで径方向に連続して延びる連通凹溝９６を形成することが望ましい。
【００６０】
また、かかる第二の実施形態における制振器９０において、静的圧力制御弁９２に代えて動的圧力制御弁を採用して能動的制振器を構成するに際しては、例えば、制振すべき振動周波数で動的圧力制御弁を切換制御するための制御に加えて、より高周波のＰＷＭ制御や周波数制御を重ねて採用することにより、それらＰＷＭ制御や周波数制御によって作用空気室６４に及ぼされる静的圧力を調節することも可能である。
【００６１】
更にまた、前記第一の実施形態において、静的圧力制御弁７０を、動的圧力制御弁７２を負圧源７４に接続する第一の分岐管路７８上に設置することも可能であり、それによっても、該静的圧力制御弁７０をデューティ制御乃至は周波数制御することによって、作用空気室６４に及ぼされる平均圧力を調節することが可能である。
【００６２】
また、前記実施形態では、空気圧源として大気圧と負圧源が採用されていたが、互いに異なる圧力値を発揮し得る各種の空気圧源が採用可能であり、勿論、正圧を採用しても良い。
【００６３】
また、作用空気室６４の圧力制御は前記実施形態における記載によって何等限定的に解釈されるものでない。例えば、作用空気室６４の圧力を検出する圧力センサや、振動部材３６側への伝達力や振動部材３６の振動状態を検出する加速度センサ等を採用して、能動的制振に際しての制振器１０における発生加振力をフィードバック制御等することも、勿論、可能である。
【００６４】
さらに、前記実施形態では、本発明を自動車用の制振器に適用したものの一具体例を示したが、本発明は、その他、各種の装置に採用される制振器に対して、何れも適用可能であることは、勿論である。
【００６５】
その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更，修正，改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもない。
【００６６】
【発明の効果】
上述の説明から明らかなように、本発明に従う構造とされた空気圧制御式制振器においては、マス部材と弾性連結部材を含んで構成される振動系の共振周波数を、空気圧を利用して簡易に調節することが出来ることから、かかる振動系の共振作用を利用して、能動的な制振効果乃至は受動的な制振効果を、複数の乃至は広い周波数域の振動に対して、効率的に得ることが可能となるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての能動型制振器を示す縦断面説明図である。
【図２】図１に示された制振器における静的圧力制御の一例を説明するためのグラフである。
【図３】図１に示された制振器における静的圧力制御の別の例を説明するためのグラフである。
【図４】図１に示された制振器の別の作動状態を示す縦断面説明図である。
【図５】図１に示された制振器の更に別の作動状態を示す縦断面説明図である。
【図６】図１に示された制振器における静的負圧力と共振周波数の関係を示すグラフである。
【図７】図１に示された制振器における静的負圧力と最大発生力周波数の関係を示すグラフである。
【図８】図１に示された制振器における能動的制振特性の制御態様を説明するためのグラフである。
【図９】図１に示された制振器における発生加振力の制御態様を説明するためのグラフである。
【図１０】本発明の第二の実施形態としての受動型制振器を示す縦断面説明図である。
【図１１】図１０に示された制振器の別の作動状態を示す縦断面説明図である。
【図１２】図１０に示された制振器における静的負圧力と共振周波数の関係を示すグラフである。
【図１３】図１０に示された制振器によって能動型制振器を構成するに際しての静的負圧力と最大発生力周波数の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０ 制振器
１２ 取付金具
１４ マス金具
１６ 連結ゴム弾性体
２６ ポート部
２８ 空気給排路
３６ 振動部材
４３ 外部管路
６４ 作用空気室
７０ 静的圧力制御弁
７２ 動的圧力制御弁
７４ 負圧源
７８ 第一の分岐管路
８０ 第二の分岐管路
８２ Ｄ−ＶＳＶ駆動回路
８４ Ｃ−ＶＳＶ駆動回路
９０ 制振器
９２ 静的圧力制御弁
【技術分野】
本発明は、振動を抑制すべき制振対象に装着されて該制振対象における振動を低減する制振器に係り、特に、空気圧を利用して制振特性を制御することにより、制振すべき振動に対応した制振効果を得ることが出来るようにした新規な構造の空気圧制御式制振器に関するものである。
【０００２】
【背景技術】
自動車の車体等のように振動が問題となる制振対象において、その振動を低減するための手段の一つとして、従来から、制振対象に取り付けられる取付部材に対して弾性連結部材を介してマス部材を連結して、該マス部材を該取付部材に弾性支持せしめた受動型の動的制振器（ダイナミックダンパ）が、知られている。また、近年では、より高度な制振効果を得るために、特開平１０−１６９７０５号公報等に記載されているように、内部の圧力変化によってマス部材に加振力を及ぼす作用空気室を形成し、マス部材を積極的に加振することによって、制振対象における振動を相殺的乃至は能動的に抑制するようにした空気圧式の能動型制振器も、提案されている。
【０００３】
ところで、このような受動型および能動型の何れの制振器においても、優れた制振効果を効率的に得るためには、マス部材と弾性連結部材によって構成されて制振対象に対する副振動系として作用する一振動系の共振作用を利用することが有効であり、そのために、マス部材と弾性連結部材によって構成された振動系の固有振動数を制振すべき振動周波数に合わせてチューニングすることが望ましい。
【０００４】
しかしながら、従来構造の制振器では、受動型と能動型の何れにおいても、マス部材と弾性連結部材からなる振動系の固有振動数が、マス部材の質量と弾性連結部材のばね定数によって固定的に設定されることから、例えば、制振すべき振動の周波数が変化するような場合には、マス部材と弾性連結部材からなる振動系の固有振動数が、制振すべき振動周波数から外れてしまうために、複数の乃至は広い周波数域の振動に対しては、必ずしも有効な制振効果を得ることが出来なかったのである。
【０００５】
【解決課題】
ここにおいて、本発明は、上述の如き事情を背景として為されたものであって、その解決課題とするところは、制振特性を制御することが可能とされて、複数の乃至は広い周波数域の振動に対して有効な制振効果を発揮し得る、新規な構造の制振器を提供することにある。
【０００６】
特に、本発明は、かかる制振特性の制御を、特別なアクチュエータの組込み等を必要とすることなく、簡単な構造とコンパクトなサイズで実現せしめ得る、新規な構造の制振器を提供することも、目的とする。
【０００７】
【解決手段】
以下、このような課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意の組み合わせで採用可能である。また、本発明の態様乃至は技術的特徴は、以下に記載のものに限定されることなく、明細書全体および図面に記載され、或いはそれらの記載から当業者が把握することの出来る発明思想に基づいて認識されるものであることが理解されるべきである。
【０００８】
すなわち、前述の如き課題を解決するためになされた本発明の第一の態様は、（ａ）制振対象に取り付けられる取付部材と、（ｂ）該取付部材よりも大径の円形のブロック形状又は厚肉の円板形状を有しており、該取付部材から離隔して相対変位可能に配設されたマス部材と、（ｃ）軸方向の厚さ寸法が径方向外方に行くに従って次第に薄肉化された厚肉の円環板形状を有しており、中央に前記取付部材が固着されると共に、外周部分が前記マス部材に固着されることにより、該マス部材を該取付部材に連結して、該マス部材を該取付部材に対して弾性支持せしめる弾性連結部材と、（ｄ）前記マス部材と前記弾性連結部材が中心軸上で軸方向に所定距離隔てて対向配置されると共に、該マス部材の該弾性連結部材に対向する内面が該弾性連結部材に向かって開口する凹形のテーパ面形状とされて、該マス部材と該弾性連結部材との対向面間の距離が外周部分から径方向中央に行くに従って次第に大きくされることによって、該弾性連結部材によって壁部の一部が構成されて、それらマス部材と弾性連結部材の対向面間において外部空間から遮断されて形成された作用空気室と、（ｅ）前記取付部材を貫通して形成された、該作用空気室の圧力を外部から調節するための空気通路と、（ｆ）該空気通路を通じて前記作用空気室を実質的に静的に圧力調節して、前記弾性連結部材を実質的に静的に弾性変形させることにより、該弾性連結部材のばね特性を変更設定せしめる静的圧力制御手段とを、含んで構成された空気圧制御式制振器を、特徴とする。
【０００９】
このような本態様に従う構造とされた空気圧制御式制振器においては、作用空気室の静的圧力を変化させて弾性連結部材のばね特性を変更設定することにより、該弾性連結部材のばねをばね成分とする制振器の振動系における固有振動数を、変更設定することが可能となる。具体的には、例えば、作用空気室に及ぼされる空気圧を大気圧に近い値に設定する程、弾性連結部材の静的な弾性変形量が小さくなってばね特性が柔らかくされて、制振器の振動系における固有振動数が低周波数域に変更設定されるようにすることが出来る。それ故、作用空気室の静的圧力を調節して、制振器のマス部材と弾性連結部材を含んで構成された振動系の固有振動数を、制振すべき振動周波数に応じてチューニングすることにより、かかる振動系の共振作用を利用して、受動的乃至は能動的な制振効果を効率的に得ることが可能となる。
【００１０】
しかも、弾性連結部材のばね特性は、作用空気室に及ぼされる実質的に静的な圧力値に応じて変更，設定することが出来ることから、制振すべき振動の周波数の変化に対応するように弾性連結部材のばね特性を適宜に調節することによって、複数の乃至は広い周波数域に亘る振動に対して、何れも、マス部材と弾性連結部材からなる振動系の共振作用を利用して優れた制振効果を効率的に得ることが出来るのである。
【００１１】
なお、本態様において、弾性連結部材における実質的に静的な弾性変形とは、後述する動的圧力制御手段等の別手段によって作用空気室に及ぼされる積極的な空気圧変動を考慮しなければ弾性連結部材が略一定の弾性変形状態に保持され得るような弾性変形を意味するものであり、その際、弾性変形量に微小変化を生じていたとしても、それが防振すべき振動の入力や動的圧力制御手段等の別手段による積極的な空気圧変動に伴う加振変位に対して無視し得る程度に小さな場合には考慮する必要がなく、実質的に静的な弾性変形と見なされ得る。また、本態様において、作用空気室に及ぼされる実質的に静的な圧力調節とは、弾性連結部材に対して実質的に静的な弾性変形を、初期状態を含んで相互に異なる複数の状態において発現せしめ得るものであれば良く、その際、作用空気室に及ぼされる実質的に静的な空気圧は、防振すべき振動や動的圧力制御手段等の別手段による積極的な空気圧変動に比して著しく周波数が高くて、弾性連結部材の弾性変形が追従し得ない程に高周波な圧力変動を含んでいても問題はなく、その場合には、例えば高周波な圧力変動のデューティ比を変更制御することによって、作用空気室に及ぼされる実質的に静的な空気圧の大きさ、即ち弾性連結部材のばね特性を変更設定することも可能である。
【００１２】
また、本態様において作用空気室に及ぼされる静的な空気圧の変更は、弾性連結部材の静的なばね特性を変更せしめ得るものであれば良く、例えば、作用空気室に対する接続を、大気圧と一定の大きさの負圧乃至は正圧に対して択一的に切り換える他、異なる圧力値に複数段階に変更設定させたり、連続的に異なる圧力値に変化させるようにしても良い。更にまた、本態様で採用される弾性連結部材としては、例えば、公知の各種のゴム材が好適に採用されるが、その他、エラストマ材や、ゴム材と帆布や合成樹脂材等の複合材等が何れも採用可能であり、かかる弾性連結部材には、要求特性や取付部材およびマス部材の形状等に応じて、各種の形状や大きさ、材質等が適宜に設定され得る。
【００１３】
また、本発明の第二の態様は、前記第一の態様に従う構造とされた空気圧制御式制振器において、前記静的圧力制御手段が、制振すべき振動の周波数が高い程前記弾性連結部材のばね特性が硬くなるように、予め設定された所定範囲に亘る静的圧力の選択範囲から圧力値を選択して、前記作用空気室に及ぼされる実質的に静的な圧力を変更設定するものであることを、特徴とする。このような本態様においては、制振すべき振動周波数が高くなるのに伴って、制振器の振動系における固有振動数も高周波側に変更設定され得るのであり、それ故、かかる振動系の共振作用を効果的に利用して、受動的乃至は能動的な制振効果を有効に得ることが出来るのである。
【００１４】
また、本発明の第三の態様は、前記第一又は第二の態様に従う構造とされた空気圧制御式制振器において、前記静的圧力制御手段が、制振すべき振動の周波数の変化に応じて、選択する圧力値を複数段階に切り換えて、前記作用空気室に及ぼすことにより、前記弾性連結部材のばね特性を複数段階に変更設定せしめるものであることを、特徴とする。このような本態様においては、制振すべき振動周波数の変化に対して、制振器の振動系における固有振動数を、より高精度に追従的に変更設定することが出来るのであり、それ故、かかる振動系の共振作用を一層効果的に利用して、より有効な制振効果を得ることが可能となるのである。
【００１５】
また、本発明の第四の態様は、前記第一乃至第三の何れかの態様に従う構造とされた空気圧制御式制振器であって、前記作用空気室の壁部内面において、前記弾性連結部材とその対向面の少なくとも一方から他方に向かって突出する当接突部を少なくとも一つ設けて、前記静的圧力制御手段による該作用空気室の圧力調節によって、該当接突部を該弾性連結部材またはその対向面に当接させて該弾性連結部材に拘束力を及ぼし得るようにしたことを、特徴とする。このような本態様においては、作用空気室の圧力を変更せしめることにより、当接突部の当接状態と非当接状態が択一的に発現せしめられることとなって、当接突部による弾性連結部材の拘束状態と非拘束状態が択一的に生ぜしめられるのであり、それによって、弾性連結部材のばね特性をより大幅且つ明確に、しかも安定して変更設定することが可能となるのである。
【００１６】
なお、本態様においては、当接突部を、弾性連結部材の弾性変形量が大きくなるに従って順次に当接せしめられるように複数段階に設けることも可能であり、それによって、当接突部による弾性連結部材の拘束に基づくばね特性の変更設定を多段階的に行うことが出来る。また、本態様において、当接突部は、弾性連結部材の弾性中心軸回りに同心的に連続して乃至は不連続に延びる環状形態をもって形成されることが望ましく、それによって、当接突部の当接状態下における弾性連結部材の弾性変形、延いては発揮されるばね特性の安定化が図られ得る。
【００１７】
また、本発明の第五の態様は、前記第一乃至第四の何れかの態様に従う構造とされた空気圧制御式制振器において、前記取付部材に対して、前記マス部材を、制振すべき振動の入力方向で離隔して対向位置せしめると共に、前記弾性連結部材として、該取付部材から制振すべき振動の入力方向に対して略直交する方向に広がる連結ゴム弾性体を採用し、該連結ゴム弾性体の外周縁部を該マス部材に固着せしめて、該マス部材の制振すべき振動入力方向での変位に際して該連結ゴム弾性体が主に剪断変形せしめられるようにする一方、それらマス部材と連結ゴム弾性体の制振すべき振動入力方向での対向面間に前記作用空気室を形成したことを、特徴とする。このような本態様においては、連結ゴム弾性体の弾性主軸が制振すべき振動入力方向に略一致せしめられ得ると共に、連結ゴム弾性体のばね比が大きくされて、制振すべき振動入力方向でのマス部材の振動状態が安定化せしめられるのであり、以て、目的とする制振効果をより安定して得ることが可能となる。
【００１８】
また、本発明の第一の態様においては、制振対象に固定的に取り付けられる取付部材を巧く利用して、作用空気室に空気圧を及ぼすための空気通路を、簡単な構造で、取付部材に対して固定的に形成することが出来るのである。
【００１９】
また、本発明の第六の態様は、前記第一乃至第五の何れかの態様に従う構造とされた空気圧制御式制振器において、前記静的圧力制御手段により前記作用空気室に対して大気圧が及ぼされた状態下で、前記マス部材と前記弾性連結部材からなる振動系の固有振動数がアイドリング振動に相当する低周波数域となるようにチューニングすると共に、該静的圧力制御手段によって該作用空気室に対して大気圧と異なる静的な空気圧を及ぼすことにより、かかる振動系の固有振動数が走行こもり音等の高周波数域となるようにチューニングして、自動車用の制振器を構成せしめたことを、特徴とする。このような本態様においては、車両の停車状態下で要求されるアイドリング振動に対する制振効果と、車両の走行状態下で要求されるこもり音等に対する制振効果を、両立的に高度に達成することが出来るのである。
【００２０】
また、本発明の第七の態様は、前記第一乃至第六の何れかの態様に従う構造とされた空気圧制御式制振器において、前記作用空気室に対して、制振すべき振動周波数に対応した周波数を有する動的な空気圧変動を外部から及ぼして、前記マス部材を加振駆動せしめる動的圧力制御手段を設けたことを、特徴とする。このような本態様においては、作用空気室に対して、制振すべき振動に対応した周波数の空気圧変動を及ぼしてマス部材を加振変位させることにより、制振すべき振動に対応した周波数の加振力を生ぜしめることが出来るのであり、この発生加振力を制振対象に及ぼすことによって、制振対象における振動を相殺的乃至は積極的に低減せしめて能動的な制振効果を得ることが出来るのである。
【００２１】
そこにおいて、かかる空気圧制御式制振器においては、マス部材を含む振動系の固有振動数が、静的圧力制御手段によって、制振すべき振動周波数に応じて変更設定されることから、動的圧力制御手段によって駆動せしめられるマス部材の発生加振力を、複数の乃至は広い周波数域において、何れも、かかる振動系の共振作用を利用して効率的に得ることが出来るのであり、それによって、複数の乃至は広い周波数域の振動に対して、何れも、能動的制振効果が有効に発揮され得るのである。
【００２２】
なお、本態様における動的圧力制御手段は、例えば、互いに異なる圧力値に設定された二つの空気圧源に対して、作用空気室を、制振すべき振動周波数に対応した周期で交互に切換接続せしめることによって、有利に実現され得ることとなり、また、その際、一方の空気圧源として大気圧を利用することにより、構造の更なる簡略化が図られ得る。
【００２３】
また、本発明の第八の態様は、かかる第七の態様に従う構造とされた空気圧制御式制振器において、前記動的圧力制御手段による動的な空気圧変動を、前記静的圧力制御手段による静的な空気圧変動と共に、前記空気通路を通じて、同時に、前記作用空気室に及ぼすようにしたことを、特徴とする。このような本態様においては、静的圧力制御手段による空気圧変動と、動的圧力制御手段による空気圧変動が、共通の空気圧通路を通じて作用空気室に及ぼされることから、空気通路を含む空気管路の構造が簡略化され得る。また、より好適には、静的圧力制御手段で利用する空気圧源と、動的圧力制御手段で利用する空気圧源を、少なくとも一つに関して共通化させることも可能であり、それによって、空気圧源を含んで構造の簡略化が実現され得る。
【００２４】
また、本発明の第九の態様は、前記第七又は第八の態様に従う構造とされた空気圧制御式制振器であって、前記動的圧力制御手段において、前記作用空気室を負圧源と大気に交互に切換接続する切換弁を設けて、該切換弁を制振すべき振動に対応した周波数で切換作動せしめると共に、該切換弁の制御信号におけるデューティ比を制振すべき振動に応じて調節するデューティ比調節手段を設けて、該デューティ比調節手段により一周期中における該作用空気室の該負圧源への接続時間割合を変更することによって、該作用空気室に及ぼされる制振すべき振動に対応した周波数での空気圧変動の大きさを調節することを、特徴とする。このような本態様においては、作用空気室に及ぼされる動的空気圧変動を、防振すべき振動の周波数や大きさ（振幅）に対応して容易に且つ高精度に制御することが可能となるのであり、能動的制振効果を一層有効に得ることが出来るのである。
【００２５】
【発明の実施形態】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００２６】
先ず、図１には、本発明の第一の実施形態としての自動車用の能動型制振器１０とその駆動系が概略的に示されている。かかる制振器１０は、取付部材としての取付金具１２に対して、マス部材としてのマス金具１４が、弾性連結体としての連結ゴム弾性体１６によって弾性的に連結されており、マス金具１４が取付金具１２によって弾性支持せしめられている。なお、以下の説明中、上下方向とは、原則として、制振すべき主たる振動が入力される鉛直方向であって、図１中の上下方向を言うものとする。
【００２７】
より詳細には、取付金具１２は、それぞれ鉄鋼等の剛性材で形成された本体金具１８に対して、取付板金具２０がボルト固定されることによって形成されている。本体金具１８は、テーパ状外周面を備えていると共に、下方に開口する中央凹所２２が内部に形成された中空構造とされており、全体として厚肉の略逆カップ形状とされている。また、本体金具１８の底壁部２４の中央には、中心軸上で中央凹所２２内に突出するポート部２６が一体形成されていると共に、ポート部２６を軸方向に貫通して底壁部２４の上面に開口する空気通路としての空気給排路２８が形成されている。
【００２８】
また、取付板金具２０は、略平板形状とされており、本体金具１８の軸方向下端面に重ね合わされて、本体金具１８の中心軸に直角な方向に広がる状態で、複数本のボルト３０によって本体金具１８に固着されている。更に、この取付板金具２０には、本体金具１８の開口下端面に重ね合わせられた円環板形状の中央板部３２と、該中央板部３２の外周縁部から周上の複数箇所で径方向外方に延び出す複数本の固定板部３４を一体的に備えている。なお、中央板部３２と固定板部３４の間には段差部が形成されており、固定板部３４が中央板部３２よりも所定量だけ下方に突出して位置せしめられている。そして、かかる取付板金具２０は、各固定板部３４において、制振すべき制振対象としての振動部材３６に重ね合わされて、各固定板部３４に貫設されたボルト孔３８に挿通された取付ボルト４０によって、振動部材３６に対して固着されるようになっている。即ち、このようにして取付板金具２０が振動部材３６に固着されることにより、取付金具１２が、振動部材３６に対して取り付けられるようになっているのである。
【００２９】
なお、取付板金具２０における中央板部３２には、挿通孔４１が形成されており、図示されているように、この挿通孔４１を通じて外部から本体金具１８の中央凹所２２に挿入された外部管路４３が、本体金具１８に突設されたポート部２６に接続されるようになっている。
【００３０】
一方、マス金具１４は、全体として円形のブロック形状乃至は厚肉の円板形状とされており、鉄鋼等の高比重材で形成されている。特に本実施形態では、マス金具１４の外径寸法が、取付金具１２の本体金具１８よりも十分に大径とされており、取付金具１２の軸方向上方に所定距離だけ離隔位置して、同一中心軸上で、軸直角方向に広がって配設されている。また、マス金具１４の上面４２は、軸直角方向に広がる平坦面とされている一方、その下面には、中央部分において下方に開口する浅底のすり鉢形状を有する大径凹所４４が中心軸上に形成されている。
【００３１】
なお、大径凹所４４の内周壁面は、開口部に行くに従って拡開するテーパ筒面形状とされていると共に、深さ方向で次第に傾斜角度が変化せしめられて、開口部に行くに従って中心軸に対する傾斜角度が次第に大きくされており、それによって、かかる内周壁面が、全体として深さ方向中央部分で内方に凸となる湾曲した縦断面形状とされている。
【００３２】
また、マス金具１４の外周縁部には、軸方向下側の外周角部を周方向全周に亘って連続して延びる環状の嵌着凹部４８が形成されている。なお、この嵌着凹部４８は、大径凹所４４の開口周縁部の径方向外方に近接して形成されている。
【００３３】
さらに、上述の如く同一中心軸上で離隔配置された取付金具１２とマス金具１４の間に連結ゴム弾性体１６が配設されている。かかる連結ゴム弾性体１６は、全体として厚肉の円環板形状を有しており、取付金具１２およびマス金具１４と同一の中心軸上で軸直角方向に広がって配設されている。なお、本実施形態の連結ゴム弾性体１６においては、軸方向の厚さ寸法が、径方向外方に行くに従って次第に薄肉化されていると共に、マス金具１４の質量等の外力が及ぼされていない自由状態下で、径方向外方に行くに従って僅かに軸方向上方に向かって立ち上がるテーパが付されており、それによって、径方向に広がる弾性中心が僅かに軸方向上方に傾斜して設定されている。
【００３４】
そして、かかる連結ゴム弾性体１６は、その内周面において、取付金具１２を構成する本体金具１８のテーパ状外周面５２に対して加硫接着されており、取付金具１２から軸直角方向外方に向かって広がる状態で配設されている。また一方、連結ゴム弾性体１６の外周面には、周方向全周に亘って延びる大径の円筒形状乃至は円環形状を有する連結金具５４が加硫接着されている。なお、連結金具５４は、連結ゴム弾性体１６の外周縁部における略軸方向全長に亘って加硫接着されていると共に、その内周面５６が、軸方向上方に行くに従って次第に小径化されており、本体金具１８のテーパ状外周面５２に対して径方向で離隔して略平行状態で対向位置せしめられている。
【００３５】
また、連結金具５４の軸方向上端部は、連結ゴム弾性体１６から軸方向上方に所定量だけ突出せしめられており、かかる突出先端部分が、マス金具１４の嵌着凹部４８に嵌め込まれて、該嵌着凹部４８に対して軸方向および径方向で重ね合わせられている。更にまた、マス金具１４における外周縁部の複数箇所には、ボルト挿通孔５８が軸方向に貫設されていると共に、連結金具５４において対応する周上の複数箇所には、ねじ穴６０が形成されており、マス金具１４における各ボルト挿通孔５８に挿通された複数本の連結ボルト６２によって、マス金具１４が連結金具５４にボルト固定されている。
【００３６】
これによって、取付金具１２とマス金具１４および連結ゴム弾性体１６が、同一中心軸上に配設されて、取付金具１２とマス金具１４が連結ゴム弾性体１６を介して相互に弾性連結されている。また、マス金具１４と連結ゴム弾性体１６の間には、マス金具１４の大径凹所４４により、即ち該大径凹所４４の開口部が連結ゴム弾性体１６で覆蓋されることにより、外部空間に対して流体密に遮断された作用空気室６４が形成されている。特に、本実施形態では、連結ゴム弾性体１６に対してマス金具１４の質量だけが及ぼされた初期状態下において、かかる作用空気室６４が、マス金具１４と連結ゴム弾性体１６の重ね合わせ面間の略全体に亘って広がる大きさで形成されている。また、かかる作用空気室６４は、大径凹所４４によって、中央部分で最も深さ方向（図中の上下方向）の寸法が大きく、外周縁部に行くに従って深さ方向の寸法が次第に小さくなるようにされている。
【００３７】
また、作用空気室６４には、取付金具１２を構成する本体金具１８の底壁部２４の上面に開口せしめられた空気給排路２８が、開口，連通せしめられている。これにより、外部管路４３から及ぼされる空気圧が、空気給排路２８を通じて、作用空気室６４に及ぼされるようになっている。
【００３８】
なお、本体金具１８の上底面には、空気給排管路２８の開口部を除く外周縁部において、作用空気室６４内に突出する当接突部としての弾性突起６６が固着されており、マス金具１４の取付金具１２側への接近方向の変位量が、弾性突起６６への当接によって緩衝的に制限されるようになっている。また、マス金具１４にボルト固定された連結金具５４の軸方向下端面には、軸方向下方に突出する弾性のストッパ突起６８が固設されており、マス金具１４の軸方向への変位量が、ストッパ突起６８の振動部材３６への当接によって緩衝的に制限されるようになっている。なお、本実施形態では、これら弾性突起６６とストッパ突起６８が、何れも、連結ゴム弾性体１６によって一体形成されている。
【００３９】
而して、上述の如くして構成された能動型制振器１０は、図１中の上下方向、即ち取付金具１２やマス金具１４，連結ゴム弾性体１６の中心軸が略鉛直方向となるようにして、振動部材３６に装着されることとなる。
【００４０】
また、そのような振動部材３６への装着状態下、能動型制振器１０には、作用空気室６４に連通せしめられたポート部２６に対して、外部管路４３を通じて、三方切換弁からなる動的圧力制御弁（Ｄ−ＶＳＶ）７２が接続せしめられる。そして、この動的圧力制御弁７２を介して、作用空気室６４が、第一の分岐管路７８を通じて負圧源７４に接続されていると共に、第二の分岐管路８０を通じて大気中に接続される。更に、第二の分岐管路８０上には、静的圧力制御弁（Ｃ−ＶＳＶ）７０が配設せしめられて、この静的圧力制御弁７０を通じて、第二の分岐管路８０が大気中に連通せしめられる。
【００４１】
なお、負圧源７４としては、例えば、パワーユニットにおける内燃機関の吸気系に生ぜしめられる負圧を利用して構成することが可能であり、また、かかる負圧を適当なアキュムレータに蓄圧することによって、より安定した圧力で負圧を供給せしめることが可能となる。
【００４２】
そして、これら静的圧力制御弁７０と動的圧力制御弁７２を、動的圧力制御手段としてのＤ−ＶＳＶ駆動回路８２と、静的圧力制御主段としてのＣ−ＶＳＶ駆動回路８４で各別に作動制御することにより、作用空気室６４の圧力が、制振すべき振動に応じて制御されることとなる。即ち、Ｄ−ＶＳＶ駆動回路８２とＣ−ＶＳＶ駆動回路８４には、それぞれ、車両のエンジン点火パルス信号や、速度信号，エンジン回転数信号，加速度信号等の制御用信号が入力されるようになっており、そのような制御用信号に基づいて最適な制振状態を発現し得るように、静的圧力制御弁７０と動的圧力制御弁７２に対して駆動電流を出力するようになっている。
【００４３】
具体的には、例えば、Ｄ−ＶＳＶ駆動回路８２は、車両のエンジン点火パルス信号を参照信号とすると共に、エンジン回転数信号を補正信号として、予め記憶されたプログラムに従って演算処理を行うことにより、或いはそれらエンジン点火パルス信号とエンジン回転数信号をデータ値として予め記憶されたマップデータからデータを選択処理することにより、車両のエンジン回転状態に応じた作動信号を出力して、エンジン点火パルス信号と同じ周波数で、且つエンジン回転数に対応してエンジン点火パルス信号に対する位相が調節設定された作動信号を動的圧力制御弁７２に出力する。これにより、エンジン点火パルスと同じ周波数とエンジン回転数に対応した位相をもって、動的圧力制御弁７２を切換作動せしめて、作用空気室６４に対して、エンジン回転に対応した圧力変動を及ぼし、連結ゴム弾性体１６の弾性変形に基づいてマス金具１４を加振駆動して加振力を生ぜしめるようにされる。
【００４４】
そして、この制振器１０における発生加振力が振動部材３６に及ぼされることにより、振動部材３６における振動が相殺的に抑制せしめられて、能動的な制振効果が発揮されるようになっているのである。
【００４５】
また一方、Ｃ−ＶＳＶ駆動回路８４は、車両の速度信号に基づいて車両が走行状態か停車状態かを判断し、その結果に基づいて静的圧力制御弁７０に作動信号を出力することにより、第二の分岐管路８０を通じて動的圧力制御弁７２から作用空気室６４に及ぼされる圧力の大きさを調節するようになっている。具体的には、例えば、上述の如く、動的圧力制御弁７２がエンジン点火パルス信号に対応した周波数で切換制御されている間、Ｃ−ＶＳＶ駆動回路８４によって静的圧力制御弁７０を、継続的に、動的圧力制御弁７２に比して十分に高周波で開閉駆動せしめて、且つ、該静的圧力制御弁７０の開閉作動をデューティ比（ＰＷＭ）制御乃至は周波数（ＦＭ）制御することによって、第二の分岐管路８０を通じて動的圧力制御弁７２から作用空気室６４に及ぼされる圧力の大きさを、負圧源７４から及ぼされる負圧値と大気圧の間で選択的に設定するようになっている。
【００４６】
すなわち、動的圧力制御弁７２の切換周波数を一定とした場合に、静的圧力制御弁７０の一開閉周期中における大気中への接続時間の割合（Ｃ−ＶＳＶ駆動デューティ）を変更することによって、図２に示されているように、第二の分岐管路８０を通じて作用空気室６４に及ぼされる圧力の大きさを調節することが出来るのであり、延いては動的圧力制御弁７２の切換作動に伴って作用空気室６４に惹起される圧力変動の平均値、即ち静的圧力を調節することが出来るのである。また、Ｃ−ＶＳＶ駆動デューティを変更する代わりに、図３に示されているように、静的圧力制御弁７０の開閉周波数（Ｃ−ＶＳＶ駆動周波数）を変更することによっても、同様に、作用空気室６４に及ぼされる静的圧力を調節することが出来る。
【００４７】
それ故、静的圧力制御弁７０をデューティ比：Ｄ１でデューティ制御を行い、或いは周波数：ｆ１で周波数制御を行うこととすれば、動的圧力制御弁７２の切換作動に際して制振器１０の作用空気室６４に及ぼされる空気圧の平均圧力値が、ＰＳｖ−１（＜大気圧）とされることとなる。そして、かかる平均圧力：ＰＳｖ−１が作用空気室６４に及ぼされた状態下では、図４に示されているように、作用空気室６４が大気圧とされた図１の初期状態に比して、作用空気室６４の容積が小さくされて、連結ゴム弾性体１６の外周部分にマス金具１４が重ね合わせられて拘束状態とされることにより、マス金具１４と連結ゴム弾性体１６によって構成される振動系の固有振動数が、図１に示された初期状態よりも高周波側に設定されるのである。
【００４８】
また、静的圧力制御弁７０をデューティ比：Ｄ２でデューティ制御を行い、或いは周波数：ｆ２で周波数制御を行うこととすれば、動的圧力制御弁７２の切換作動に際して制振器１０の作用空気室６４に及ぼされる空気圧の平均圧力値が、ＰＳｖ−２（＜ＰＳｖ−１＜大気圧）とされることとなる。そして、かかる平均圧力：ＰＳｖ−２が作用空気室６４に及ぼされた状態下では、図５に示されているように、作用空気室６４が負圧：ＰＳｖ−１とされた図４の状態よりも、更に作用空気室６４の容積が小さくされて、連結ゴム弾性体１６の外周部分の広い範囲にマス金具１４が重ね合わせられて拘束状態とされることにより、マス金具１４と連結ゴム弾性体１６によって構成される振動系の固有振動数が、図４に示された負圧状態よりも更に高周波側に設定されるのである。
【００４９】
要するに、動的圧力制御弁７２を切換制御して制振器１０のマス金具１４を動的加振するに際して、静的圧力制御弁７０をデューティ比制御乃至は周波数制御して作用空気室６４の静的圧力の大きさを調節することにより、図６にしめされているように、制振器１０における振動系の固有振動数（共振周波数）を適宜に調節することが出来るのである。そして、この制振器１０の共振周波数を、動的圧力制御弁７２の切換作動によって作用空気室６４に及ぼされる動的圧力変動の周波数に合わせてチューニングすることにより、図７〜８に示されているように、制振器１０を最も効率的に加振駆動せしめて、目的とする能動的防振効果を有利に得ることが可能となるのである。
【００５０】
従って、例えば、図８に示されているように、車両の停車時には、静的圧力制御弁７０をデューティ比：Ｄ１乃至は駆動周波数：ｆ１で開閉作動せしめて、制振器１０の固有振動数をアイドリング振動周波数：Ｆａにチューニングせしめた状態下で、動的圧力制御弁７２をアイドリング振動周波数：Ｆａで切換制御して作用空気室６４に当該周波数：Ｆａの空気圧変動を及ぼすことにより、アイドリング振動の制振に対して有効な能動的加振力を効率的に得ることが出来るのであり、また、車両の走行時には、静的圧力制御弁７０をデューティ比：Ｄ２乃至は駆動周波数：ｆ２で開閉作動せしめて、制振器１０の固有振動数を走行こもり音周波数：Ｆｂにチューニングせしめた状態下で、動的圧力制御弁７２を走行こもり音周波数：Ｆｂで切換制御して作用空気室６４に当該周波数：Ｆｂの空気圧変動を及ぼすことにより、走行こもり音の制振に対して有効な能動的加振力を効率的に得ることが出来るのである。
【００５１】
なお、かくの如き能動的制振制御に際して、発生加振力は、例えば、図９に示されているように、動的圧力制御弁７２における切換作動をデューティ比制御することによって行うことが可能であり、例えば、振動部材３６で問題となっている振動の大きさに応じて、動的圧力制御弁７２の作動デューティ比を調節することによって発生加振力を調節して、より一層有効な制振効果を得ることが可能となる。また、上述の説明から明らかなように、本実施形態では、静的圧力制御弁７０とＣ−ＶＳＶ駆動回路８４を含んで静的圧力制御手段が構成されていると共に、動的圧力制御弁７２とＤ−ＶＳＶ駆動回路８２を含んで動的圧力制御手段が構成されている。
【００５２】
次に、図１０には、本発明の第二の実施形態としての受動型の制振器９０が示されている。なお、本実施形態において、第一の実施形態における制振器（１０）と同様な構造とされた部材および部位については、それぞれ、図中に、第一の実施形態と同一の符号を付することにより、それらの詳細な説明を省略する。
【００５３】
すなわち、本実施形態の制振器９０においては、作用空気室６４の内面を形成するマス金具１４の下面が、加振方向で対向位置せしめられた連結ゴム弾性体１６の上面に対して、略対応した形状とされている。
【００５４】
また、ポート部２６には、外部管路４３を通じて、静的圧力制御弁９２が接続されており、この静的圧力制御弁９２の切換作動に従って、作用空気室６４が、第一の分岐管路７８を通じて負圧源７４と、第二の分岐管路８０を通じて大気中とに、択一的に接続されるようになっている。要するに、本実施形態では、静的圧力制御弁９２と、それを駆動制御するＶＳＶ駆動回路９４によって、静的圧力制御手段が構成されている。
【００５５】
そして、作用空気室６４を大気中に接続せしめた状態下では、図１０に示されているように、マス金具１４が連結ゴム弾性体１６から全体に亘って離隔位置せしめられて、大きな容積の作用空気室６４が形成されるようになっている。一方、作用空気室６４を負圧源７４に接続せしめた状態下では、図１１に示されているように、マス金具１４が連結ゴム弾性体１６に対して重ね合わせられて、作用空気室６４が、それらマス金具１４と連結ゴム弾性体１６の外周部分において僅かな隙間で形成されるようになっている。
【００５６】
これにより、作用空気室６４を負圧源７４に接続して負圧：ＰＳ−１を作用空気室６４に及ぼしめた状態下では、マス金具１４が、中央部分において、取付金具１２の上端面に突設された弾性突起６６を介して直接的に弾性支持されることとなり、図１２に示されているように、マス金具１４と連結ゴム弾性体１６で構成された振動系の固有振動数（共振周波数）：ｆ１が、作用空気室６４を大気中に接続せしめた状態下での固有振動数：ｆ０に比して、高周波数域に設定されるようになっている。
【００５７】
それ故、本実施形態の制振器９０においては、作用空気室６４を大気中に接続せしめた状態下での固有振動数：ｆ０を自動車のアイドリング振動周波数にチューニングすると共に、作用空気室６４を負圧源７４に接続せしめた状態下での固有振動数：ｆ１を自動車の走行こもり音周波数にチューニングせしめて、車両の停車状態下で、作用空気室６４を大気中に接続せしめる一方、車両の走行状態下で、作用空気室６４を負圧源７４に接続するように制御することにより、車両の停車状態下で問題となるアイドリング振動と、車両の走行状態下で問題となる走行こもり音との、何れに対しても、マス金具１４と連結ゴム弾性体１６によって構成された副振動系による受動的なダイナミックダンパ作用に基づいて、有効な制振効果を得ることが出来るのである。
【００５８】
以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、これらはあくまでも例示であって、本発明は、かかる実施形態における具体的な説明によって、何等、限定的に解釈されるものでない。
【００５９】
例えば、第二の実施形態では、受動的なダイナミックダンパとしての制振器に本発明を適用したものの具体例を説明したが、例えば、静的圧力制御弁９２に代えて、制振すべき振動周波数に対応した周期で負圧源７４と大気を作用空気室６４に切換接続する動的圧力制御弁を採用と共に、例えば、負圧源７４の圧力制御装置を採用して、作用空気室６４に及ぼされる平均圧力を調節可能とすることによって、かかる制振器９０によって、第一の実施形態と同様な能動型制振器を構成することも可能である。即ち、かかる制振器９０においても、図１３に示されているように、作用空気室６４に及ぼされる静的負圧力の大きさに応じて、作用空気室６４に動的圧力変動を及ぼした際に発揮される最大発生力周波数を変更設定することが出来るのであり、かかる特性に基づいて、第一の実施形態の制振器（１０）と同様に、異なる周波数域の振動に対して、それぞれ有効な能動的制振効果を得ることが可能となるのである。なお、制振器９０を能動型制振器として用いるに際しては、マス金具１４が弾性突起６６に当接された状態下でも、作用空気室６４に圧力変動が安定して及ぼされるように、例えば、図１１に仮想線で示されているように、マス金具１４の下面に対して、中央部分から外周部分まで径方向に連続して延びる連通凹溝９６を形成することが望ましい。
【００６０】
また、かかる第二の実施形態における制振器９０において、静的圧力制御弁９２に代えて動的圧力制御弁を採用して能動的制振器を構成するに際しては、例えば、制振すべき振動周波数で動的圧力制御弁を切換制御するための制御に加えて、より高周波のＰＷＭ制御や周波数制御を重ねて採用することにより、それらＰＷＭ制御や周波数制御によって作用空気室６４に及ぼされる静的圧力を調節することも可能である。
【００６１】
更にまた、前記第一の実施形態において、静的圧力制御弁７０を、動的圧力制御弁７２を負圧源７４に接続する第一の分岐管路７８上に設置することも可能であり、それによっても、該静的圧力制御弁７０をデューティ制御乃至は周波数制御することによって、作用空気室６４に及ぼされる平均圧力を調節することが可能である。
【００６２】
また、前記実施形態では、空気圧源として大気圧と負圧源が採用されていたが、互いに異なる圧力値を発揮し得る各種の空気圧源が採用可能であり、勿論、正圧を採用しても良い。
【００６３】
また、作用空気室６４の圧力制御は前記実施形態における記載によって何等限定的に解釈されるものでない。例えば、作用空気室６４の圧力を検出する圧力センサや、振動部材３６側への伝達力や振動部材３６の振動状態を検出する加速度センサ等を採用して、能動的制振に際しての制振器１０における発生加振力をフィードバック制御等することも、勿論、可能である。
【００６４】
さらに、前記実施形態では、本発明を自動車用の制振器に適用したものの一具体例を示したが、本発明は、その他、各種の装置に採用される制振器に対して、何れも適用可能であることは、勿論である。
【００６５】
その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更，修正，改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもない。
【００６６】
【発明の効果】
上述の説明から明らかなように、本発明に従う構造とされた空気圧制御式制振器においては、マス部材と弾性連結部材を含んで構成される振動系の共振周波数を、空気圧を利用して簡易に調節することが出来ることから、かかる振動系の共振作用を利用して、能動的な制振効果乃至は受動的な制振効果を、複数の乃至は広い周波数域の振動に対して、効率的に得ることが可能となるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての能動型制振器を示す縦断面説明図である。
【図２】図１に示された制振器における静的圧力制御の一例を説明するためのグラフである。
【図３】図１に示された制振器における静的圧力制御の別の例を説明するためのグラフである。
【図４】図１に示された制振器の別の作動状態を示す縦断面説明図である。
【図５】図１に示された制振器の更に別の作動状態を示す縦断面説明図である。
【図６】図１に示された制振器における静的負圧力と共振周波数の関係を示すグラフである。
【図７】図１に示された制振器における静的負圧力と最大発生力周波数の関係を示すグラフである。
【図８】図１に示された制振器における能動的制振特性の制御態様を説明するためのグラフである。
【図９】図１に示された制振器における発生加振力の制御態様を説明するためのグラフである。
【図１０】本発明の第二の実施形態としての受動型制振器を示す縦断面説明図である。
【図１１】図１０に示された制振器の別の作動状態を示す縦断面説明図である。
【図１２】図１０に示された制振器における静的負圧力と共振周波数の関係を示すグラフである。
【図１３】図１０に示された制振器によって能動型制振器を構成するに際しての静的負圧力と最大発生力周波数の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０ 制振器
１２ 取付金具
１４ マス金具
１６ 連結ゴム弾性体
２６ ポート部
２８ 空気給排路
３６ 振動部材
４３ 外部管路
６４ 作用空気室
７０ 静的圧力制御弁
７２ 動的圧力制御弁
７４ 負圧源
７８ 第一の分岐管路
８０ 第二の分岐管路
８２ Ｄ−ＶＳＶ駆動回路
８４ Ｃ−ＶＳＶ駆動回路
９０ 制振器
９２ 静的圧力制御弁
Claims (9)
- 制振対象に取り付けられる取付部材と、
該取付部材よりも大径の円形のブロック形状又は厚肉の円板形状を有しており、該取付部材から離隔して相対変位可能に配設されたマス部材と、
軸方向の厚さ寸法が径方向外方に行くに従って次第に薄肉化された厚肉の円環板形状を有しており、中央に前記取付部材が固着されると共に、外周部分が前記マス部材に固着されることにより、該マス部材を該取付部材に連結して、該マス部材を該取付部材に対して弾性支持せしめる弾性連結部材と、
前記マス部材と前記弾性連結部材が中心軸上で軸方向に所定距離隔てて対向配置されると共に、該マス部材の該弾性連結部材に対向する内面が該弾性連結部材に向かって開口する凹形のテーパ面形状とされて、該マス部材と該弾性連結部材との対向面間の距離が外周部分から径方向中央に行くに従って次第に大きくされることによって、該弾性連結部材によって壁部の一部が構成されて、それらマス部材と弾性連結部材の対向面間において外部空間から遮断されて形成された作用空気室と、
前記取付部材を貫通して形成された、該作用空気室の圧力を外部から調節するための空気通路と、
該空気通路を通じて前記作用空気室を実質的に静的に圧力調節して、前記弾性連結部材を実質的に静的に弾性変形させることにより、該弾性連結部材のばね特性を変更設定せしめる静的圧力制御手段とを、
含んで構成されていることを特徴とする空気圧制御式制振器。 - 前記静的圧力制御手段が、制振すべき振動の周波数が高い程前記弾性連結部材のばね特性が硬くなるように、予め設定された所定範囲に亘る静的圧力の選択範囲から圧力値を選択して、前記作用空気室に及ぼされる実質的に静的な圧力を変更設定するものである請求項１に記載の空気圧制御式制振器。
- 前記静的圧力制御手段が、制振すべき振動の周波数の変化に応じて、選択する圧力値を複数段階に切り換えて、前記作用空気室に及ぼすことにより、前記弾性連結部材のばね特性を複数段階に変更設定せしめるものである請求項１又は２に記載の空気圧制御式制振器。
- 前記作用空気室の壁部内面において、前記弾性連結部材とその対向面の少なくとも一方から他方に向かって突出する当接突部を少なくとも一つ設けて、前記静的圧力制御手段による該作用空気室の圧力調節によって、該当接突部を該弾性連結部材またはその対向面に当接させて該弾性連結部材に拘束力を及ぼし得るようにした請求項１乃至３の何れかに記載の空気圧制御式制振器。
- 前記取付部材に対して、前記マス部材を、制振すべき振動の入力方向で離隔して対向位置せしめると共に、前記弾性連結部材として、該取付部材から制振すべき振動の入力方向に対して略直交する方向に広がる連結ゴム弾性体を採用し、該連結ゴム弾性体の外周縁部を該マス部材に固着せしめて、該マス部材の制振すべき振動入力方向での変位に際して該連結ゴム弾性体が主に剪断変形せしめられるようにする一方、それらマス部材と連結ゴム弾性体の制振すべき振動入力方向での対向面間に前記作用空気室を形成した請求項１乃至４の何れかに記載の空気圧制御式制振器。
- 前記静的圧力制御手段により前記作用空気室に対して大気圧が及ぼされた状態下で、前記マス部材と前記弾性連結部材からなる振動系の固有振動数がアイドリング振動に相当する低周波数域となるようにチューニングすると共に、該静的圧力制御手段によって該作用空気室に対して大気圧と異なる静的な空気圧を及ぼすことにより、かかる振動系の固有振動数が走行こもり音等の高周波数域となるようにチューニングして、自動車用の制振器を構成せしめた請求項１乃至５の何れかに記載の空気圧制御式制振器。
- 前記作用空気室に対して、制振すべき振動周波数に対応した周波数を有する動的な空気圧変動を外部から及ぼして、前記マス部材を加振駆動せしめる動的圧力制御手段を設けた請求項１乃至６の何れかに記載の空気圧制御式制振器。
- 前記動的圧力制御手段による動的な空気圧変動を、前記静的圧力制御手段による静的な空気圧変動と共に、前記空気通路を通じて、同時に、前記作用空気室に及ぼすようにした請求項７に記載の空気圧制御式制振器。
- 前記動的圧力制御手段において、前記作用空気室を負圧源と大気に交互に切換接続する切換弁を設けて、該切換弁を制振すべき振動に対応した周波数で切換作動せしめると共に、該切換弁の制御信号におけるデューティ比を制振すべき振動に応じて調節するデューティ比調節手段を設けて、該デューティ比調節手段により一周期中における該作用空気室の該負圧源への接続時間割合を変更することによって、該作用空気室に及ぼされる制振すべき振動に対応した周波数での空気圧変動の大きさを調節する請求項７又は８に記載の空気圧制御式制振器。
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