JP6504758B2 - Vibration isolator for vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、振動源であるエンジンから車体側へ伝達される振動を抑制する車両用防振装置に関するものである。 The present invention relates to a vibration control apparatus for a vehicle that suppresses vibration transmitted from an engine that is a vibration source to a vehicle body side.
断面が長方形のロッド本体にアクチュエータ室を形成し、当該アクチュエータ室の開口から慣性マスアクチュエータを収納するトルクロッドが知られている(特許文献1の請求項1及び図2等)。このトルクロッドによれば、ロッド本体のアクチュエータ室が固定部の軸線に直交する長方形断面の短辺に開口するので、ロッドに非常に大きな引っ張り力が作用しても開口の変形を防止できるとされている。
There is known a torque rod in which an actuator chamber is formed in a rod main body having a rectangular cross section, and an inertial mass actuator is accommodated from the opening of the actuator chamber (
しかしながら、上記従来のトルクロッドでは、ロッド本体における開口側の面とこれに対面する面(アクチュエータ室の底面)との剛性が異なるので剛性バランスが崩れ、振動モードの節はトルクロッド軸線から外れた位置となる。このため、振動検出センサをトルクロッド軸線上に設けても、フィードバック制御が不安定になるという問題がある。 However, in the above-described conventional torque rod, the rigidity balance is broken because the rigidity of the surface on the opening side of the rod body and the surface (bottom surface of the actuator chamber) facing this is different, and the node of the vibration mode deviates from the torque rod axis It becomes a position. Therefore, even if the vibration detection sensor is provided on the torque rod axis, there is a problem that feedback control becomes unstable.
本発明が解決しようとする課題は、安定したフィードバック制御が実行できる車両用防振装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a vehicle anti-vibration device capable of executing stable feedback control.
本発明は、両端のそれぞれにブッシュを有し、両端がエンジン及び車体にそれぞれ取り付けられ、中央部にアクチュエータが収納されるアクチュエータ室が形成された剛体ロッドを有する車両用防振装置において、アクチュエータ室の開口側の壁面部の厚さを、当該開口に対面し開口を有さない底面側の壁面部の厚さより少なくとも一部において厚く形成し、一対のブッシュの間を結ぶ剛体ロッドの軸心に対し、アクチュエータ室の開口部側の壁面の剛性と、底面側の壁面の剛性との剛性バランスを実質的に均等にすることによって、上記課題を解決する。 The present invention relates to a vibration control apparatus for a vehicle having a rigid rod having a bush at each end, each end attached to an engine and a vehicle body, and an actuator chamber at a central portion in which an actuator is accommodated. The thickness of the wall surface portion on the opening side is formed thicker at least in part than the thickness of the wall surface portion on the bottom surface facing the opening without the opening, and the axial center of the rigid rod connecting the pair of bushes On the other hand, the aforementioned problem is solved by substantially equalizing the rigidity balance between the rigidity of the wall surface on the opening side of the actuator chamber and the rigidity of the wall surface on the bottom surface .
本発明によれば、アクチュエータ室の開口側の壁面の剛性と底面側の壁面の剛性との剛性バランスが実質的に均等になるので、振動モードの節が実質的にトルクロッドの軸線上になる。したがって、振動検出センサをトルクロッド軸線上に設ければ、フィードバック制御が安定する。 According to the present invention, since the rigidity balance between the rigidity of the wall surface on the opening side of the actuator chamber and the rigidity of the wall surface on the bottom surface is substantially equal, the node of the vibration mode is substantially on the axis of the torque rod. . Therefore, if the vibration detection sensor is provided on the torque rod axis, feedback control is stabilized.
最初に本発明の一実施の形態に係る車両用防振装置を適用することができる、いわゆるペンデュラム方式エンジン1について説明する。ペンデュラム方式によるエンジン1の支持構造とは、図1A及び図1Bに示すように、エンジン1の慣性主軸Lを、図示の通りに配置した、いわゆる横置きエンジン1に対して、エンジン1を支持する2個の支持点P1,P2が、図1Bの平面視においては、エンジン1の慣性主軸L上の、重心Gを挟んで互いに軸方向反対側に位置し、図1Aの側面視においては、P1は、慣性主軸L上に、P2は、慣性主軸Lの車両上方に位置するように設けられた支持構造である。なお、2個の支持点P1,P2は、図2に示すように左右それぞれのエンジンマウント3,4により構成される。
First, a so-called
ペンデュラム方式エンジンの支持構造は、エンジン1を振り子のように吊り下げて支持するとともに、それらの支持点P1,P2を結ぶ直線の周りを揺動するエンジン重心Gを、車体に取り付けられたトルクロッドアッセンブリ5,6(以下、アッパトルクロッド5、ロアトルクロッド6ともいう。)のような棒状部材で抑えるよう構成され、少ない点数の部品で従来と同様の制振効果が得られるといったメリットがある。すなわち、ペンデュラム方式でマウントされたエンジン1では、エンジン1の運転時に回転慣性力によって2つの支持点P1,P2を結んだ軸の回りにエンジン1が傾く。この傾きを防止してエンジン1を支持するために、エンジン1のほぼ上半分と車体側部材とを連結するアッパトルクロッド5と、エンジン1の残り下半分と車体側部材とを連結するロアトルクロッド6とを備える。アッパトルクロッド5が車両右上側からエンジン1に、もう一つのロアトルクロッド6が車両下側からエンジン1に連結され、これら2つのトルクロッド5,6により、ペンデュラム方式のエンジン1が傾くことを防止する。
The support structure of the pendulum type engine suspends and supports the
上記のエンジン1は、たとえば直列4気筒エンジンである。特に、比較的排気量の大きなエンジン(2L以上)では、バランスシャフトが装着されることが多く、この場合は、エンジン回転の基本次数(2次成分)で不平衡慣性力が小さいので、主にエンジントルク変動の反力がエンジン1に作用する。したがってエンジン回転の基本次数では、トルクを支持している上記2つのトルクロッド5,6からの入力によって主に車内音・車内振動が発生することが本発明者によって知見されている。(またこのことは、出願人が提案するマルチリンク式エンジンでも同様である。)さらに、車両の主に加速時に、基本次数の高次数で構成される約1000Hzまでの車内音が乗員にとって問題となることが知られている。
The above-described
既述したとおり、本例の車両用防振装置は、2つのトルクロッド5,6を備える。アッパトルクロッド5は、図1Bに示すようにエンジン1の上部と車体との間に装着される。これに対し、ロアトルクロッド6は、図1A,図1B及び図2に示すように、エンジン1の下部とサブフレーム2との間に装着される。本例のアッパトルクロッド5とロアトルクロッド6とは基本構成が同じであるため、アッパトルクロッド5の構成について説明し、ロアトルクロッド6の構成はこれを援用してその説明を省略する。
As described above, the vehicle anti-vibration device of this example includes the two
図3は、本例に係るアッパトルクロッド5の基本構造を示す要部断面図、図4は当該アッパトルクロッドの具体的構造を示す斜視図、図5は図4のV-V線に沿う断面図。図6は図4のVI-VI線に沿う断面図である。なお図3は、本例のアッパトルクロッド5の基本構造を説明するため、ブッシュ12,13を連結する部分がシャフト状のロッド11で構成され、慣性マス15を含むアクチュエータ17がロッド11の周囲を囲む形態のものを示した。一方、図4〜図6は、本例のアッパトルクロッド5の具体的構造を説明するため、ブッシュ12,13を連結する部分がアクチュエータユニット25を収容するハウジング20を備える形態のものを示す。図4〜図6のハウジング20はブッシュ12,13を連結すると共にアクチュエータユニット25を支持する部材として、機能的には図3のロッド11に相当する。図3において、ハウジング20は図示を省略されたものと捉えても差し支えない。いずれの例においてもアクチュエータは、アッパトルクロッド5の軸心(ブッシュ12,13の厚み方向中央における円筒の中心を互いに結んだ線)上に重心を持つように、ロッド11或いはハウジング20に対して同軸となるように取り付けられている。以下、図3を参照してアッパトルクロッド5の基本構造を説明したのち、図4〜図6を参照してアッパトルクロッド5の具体的構造を説明する。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the basic structure of the
図3に示すように、本例のアッパトルクロッド5は、棒状剛体のロッド11(図4の場合はハウジング20に相当する)の両端に一対のブッシュ12,13が溶接により固定されている。エンジン側に固定されるブッシュ12は、円筒状の外筒12aと、外筒12aと同心の円筒状の内筒12bと、これら外筒12aと内筒12bとを連結する弾性体(防振材)12cとからなる。内筒12bに対して図3で紙面に直交する向きに挿通されるボルト18(図2参照)によってブッシュ12はエンジン1に固定される。
As shown in FIG. 3, in the
一方、車体側に固定されるブッシュ13も、上記ブッシュ12と同様に、円筒状の外筒13aと、外筒13aと同心の円筒状の内筒13bと、これら外筒13aと内筒13bとを連結する弾性体(防振材)13cとからなる。内筒13bに対して図3で紙面に直交する向きに挿通されるボルト19(図2参照)によってブッシュ13は車体側の部材に固定される。単にロッドと表現した場合、エンジン側のブッシュの外筒12a、車体側のブッシュの外筒13a、およびこれらを連結するロッド11或いはハウジング20を含んだ、ロッド剛体全体を意味するものとする。
On the other hand, the
なお、図示する実施形態は、ブッシュ12をエンジン1に固定し、ブッシュ13を車体側に固定する構成であるが、これに限らず、ブッシュ12を車体側に固定し、ブッシュ13をエンジン1に固定してもよい。また、図3に示すアッパトルクロッド5は、ブッシュ12,13の内筒12b,13bに挿通される2つのボルト18,19が平行に配置される例を示すが、図2及び図4〜図6に示すアッパトルクロッド5は、ブッシュ12,13の内筒12b,13bに挿通される2つのボルト18,19が互いに直交する向きに配置された例を示す。これらの向きは車体側の固定部及びエンジンの固定部の形状に応じて適宜変更することができる。
In the illustrated embodiment, the
本例の弾性体(防振材)12c,13cは、ばねと減衰の機能を兼ね備えた部材であり、例えば弾性ゴムを用いることができる。 The elastic bodies (anti-vibration materials) 12c and 13c of this example are members having both a spring and a damping function, and for example, elastic rubber can be used.
本例のアッパトルクロッド5では、ブッシュ12,13の外筒及び内筒の径及び弾性体13cの剛性を相違させている。すなわち、ブッシュ13の外筒13a及び内筒13bの径を、対応するブッシュ12の外筒12a及び内筒12bの径よりも相対的に小さくすると共に、さらにブッシュ13の弾性体13cの剛性を、ブッシュ12の弾性体12cの剛性よりも相対的に大きく設定している。これにより、一対のブッシュ12,13の弾性体12c,13cの剛性の設定によって2重防振に適したロッド軸方向のエンジン剛体共振とロッド剛体共振とを生じさせることができる。
In the
このエンジン剛体共振とロッド剛体共振とを、理解を容易にするために極めて単純化したばねマス系に基づいて説明すれば、エンジン剛体共振Aは、エンジン質量と、ブッシュ12の弾性体12cの剛性(ばね定数)で決まり、ロッド剛体共振Bは、ブッシュ12の弾性体12cとブッシュ13の弾性体13cの間の質量であるロッド11(および各ブッシュの外筒部分)の質量と、ブッシュ13の弾性体13cの剛性(ばね定数)で決まる。図8は、アッパトルクロッド5の伝達力の周波数特性図であり、上述したようにブッシュ12,13の径と弾性体12c,13cの剛性とを適宜の値に設定することで、図8に示すように、ブッシュ12の弾性体12cの剛性から定まるロッド軸方向のエンジン剛体共振Aが10Hzに近い周波数f1[Hz]で生じ、ブッシュ13の弾性体13cの剛性から定まるロッド軸方向のロッド剛体共振Bが200Hzに近い周波数f2[Hz]で生じることになる。
If this engine rigid body resonance and rod rigid body resonance are explained based on a very simplified spring mass system to facilitate understanding, the engine rigid body resonance A is the engine mass and the rigidity of the
エンジン1単体での曲げ、捩りの1次の共振周波数は、一般的な車両用エンジンでは280Hz〜350Hz程度なので、本例のようにエンジン剛体共振Aを約10Hzとし、ロッド剛体共振Bを約200Hzとすれば、エンジン1の曲げ、捩りの共振振動の車体への伝達が、高周波数側(防振域内)で効果的に抑えられる(2重防振される)ことになる。なお、図8に示すf5以上の周波数範囲は、ロッド剛体共振Bに対する防振域である。
The primary resonance frequency of bending and twisting of
以上より、エンジン剛体共振Aおよびロッド剛体共振Bが、エンジンの曲げ、捩りの共振周波数より小さな周波数となるように、ブッシュ12の弾性体12cの剛性(ばね定数)、およびブッシュ12の弾性体12cとブッシュ13の弾性体13cの間の質量であるロッド11(アクチュエータ17および各ブッシュの外筒部分)の質量、ブッシュ13の弾性体13cの剛性(ばね定数)を定めればよい。このように、エンジン剛体共振Aおよびロッド剛体共振Bを2つの異なる周波数で、つまり低周波域の周波数f1と、中周波数域の周波数f2との2箇所で生じさせてエンジン1から車体側に伝達される振動を防止する効果が得られるのが2重防振の効果である。ただし、本発明の防振装置ではブッシュ12,13の外筒及び内筒の径を相違させるのは必須ではなく、ブッシュ12,13を同じ構造としてもよい。
From the above, the rigidity (spring constant) of the
図3に戻り、本例のアッパトルクロッド5は、磁性を有する金属等からなる慣性マス15と、アクチュエータ17と、加速度センサなどで構成される振動検出センサ21と、バンドパスフィルタ22と、電圧増幅回路23とを備える。
Returning to FIG. 3, the
慣性マス15は、ロッド11の周囲にロッド11と同軸で設けられている。ロッド11の軸方向に見た慣性マス15の断面は、ロッド11の中心(重心)を中心にした点対称な形であると共に、慣性マス15の重心がロッド11の中心に一致している。慣性マス15は角筒型とされ、慣性マス15のロッド軸方向の両端(図3では上下端)がそれぞれ弾性支持バネ16を介してロッド11に連結されている。弾性支持バネ16は、たとえば比較的小さな剛性を有する板バネである。慣性マス15の内壁15aはその一部が後述するアクチュエータ17の永久磁石17cに向けて凸設されている。
The
本例のアッパトルクロッド5では、図3に示すように慣性マス15とロッド11との間の空間にアクチュエータ17が設けられている。アクチュエータ17は、角筒状のコア17aと、コイル17bと、永久磁石17cとを含むリニアタイプ、いわゆる直線運動型のアクチュエータで、慣性マス15をロッド11の軸方向に往復動するものである。
In the
コイルの磁路を構成するコア17aは積層鋼鈑から構成されており、ロッド11に固定されている。コア17aは、アッパトルクロッド5の組立前には複数個の部材に分割されており、これら複数個の部材を接着剤で棒状のロッド11の周囲に接着することにより、全体として角筒状のコア17aを形成している。コイル17bは、この角筒状のコア17aに巻回されている。永久磁石17cは、コア17aの外周面に設けられている。
The core 17 a constituting the magnetic path of the coil is made of a laminated steel plate and fixed to the
アクチュエータ17は、このような構成であるので、コイル17bと永久磁石17cとが発生する磁界によるリラクタンストルクによって慣性マス15をリニアに、つまり慣性マス15をロッド11の軸方向に往復動するように駆動することとなる。
Since the
本例のアッパトルクロッド5の具体的構造は、図4〜図6に示すように、図2や図3では省略されたハウジング20を備え、このハウジング20がブッシュ12とブッシュ13の間を剛体的に連結している。ハウジング20の中央部には、アクチュエータユニット25を収容する断面が矩形のアクチュエータ室201が形成されている。アクチュエータユニット25の具体的構造は図3と共通であり、慣性マス15、弾性支持バネ16、アクチュエータ17を備え、ロッド11の代わりに、アクチュエータユニット25の内部にはハウジング20に固定したシャフトが設けられている。ここで、トルクロッド5のトルク支持軸のことを、エンジンの回転慣性力(トルク)に起因してトルクロッドに伝わる軸方向力の作用線と定義することができ、本例のようにブッシュ12,13の断面が厚み方向に概ね変化が無く一様な円筒形である場合、それぞれのブッシュ厚み方向中央におけるブッシュ12の円筒中心とブッシュ13の円筒中心の間を結んで得られるトルクロッドの軸心(ロッドの中心や、アクチュエータ17のシャフト中心)と同じとみなすことができる。
The specific structure of the
上記のように、ロッド剛体共振はエンジンの曲げ、捩りの共振周波数より小さな周波数としなければならず、ブッシュ12,13の剛性は相対的に低い(一般的なものに比べてかなり柔らかい)ものになるので、ハウジング20の軸心に対する重心位置のずれが僅かな場合でも、アクチュエータの軸方向の振動がピッチ方向の振動と連成し易く、防振制御の制御性が悪化してしまう。本例のように、アクチュエータ17(慣性マス15)あるいはアクチュエータユニット25を含めて断面形状を略対称に構成したトルクロッド5では、トルクロッド全体の重心位置をロッド11あるいはハウジング20の軸心に近づけることができ、軸方向の振動がピッチ振動を励起するのが抑えられ、その結果、制御性の悪化を抑制することができる。
As mentioned above, the rod rigid body resonance must be a frequency smaller than the resonance frequency of bending and twisting of the engine, and the stiffness of the
図4に示すように、ブッシュ12,13の間であってロッド11の軸心を通る水平面上には、ロッド11の略軸心位置での軸方向の振動の加速度を、エンジン1からロッド11に伝達される振動の加速度として検出する加速度センサから構成された振動検出センサ21が取り付けられている。そして、振動検出センサ21からのロッド軸方向加速度の信号は、バンドパスフィルタ22を介して電圧増幅回路23に入力され、この電圧増幅回路23で増幅された信号はアクチュエータユニット25のコイル17bに印加される(電圧の制御を行なう)。電圧増幅回路23は例えばオペアンプから構成することができる。
As shown in FIG. 4, on a horizontal surface passing between the
慣性マス15は比較的柔らかい弾性支持バネ16で支持され、例えば慣性マス15のロッド11に対するロッド軸方向の共振は10Hzから100Hzまでの低い周波数で生じるものとされている。例えば4気筒エンジンのアイドル回転速度2次の振動周波数は約20Hzであることから、慣性マス15の共振周波数を10Hzにすることができれば、エンジン1の運転条件によらず慣性マス15が共振するのを抑えることができる。
The
一方、慣性マス15の共振周波数を10Hzといったこのような低周波数に設定しようとすると、慣性マス15が大きくなりすぎてそのような設定が困難な場合には、抑制しようとするロッド剛性共振B(実施形態では200Hz)の約1/2の周波数より低く設定しておけば、互いの共振周波数が十分に離れ、振動伝達の抑制が十分に行なわれる。
On the other hand, when trying to set the resonance frequency of the
また、振動検出センサ21で検出した加速度信号をバンドパスフィルタ22に通すことによって、余分な周波数での制御を行なわないようにして、制御安定性を高めるとともに、余分な電力消費を抑えつつ狙いの周波数範囲での確実な伝達力の抑制を図ることができる。そして、制御対象であるロッドの減衰を増大する速度フィードバック制御が行われるように、バンドパスフィルタ22で通過している周波数帯において、振動検出センサ21により検出した振動のロッド軸方向速度に略比例した力を逆符合とした力をアクチュエータユニット25から発生させる。
In addition, by passing the acceleration signal detected by the
さて、ハウジング20の断面形状を軸心CLに対して略対称に構成するとトルクロッド全体の重心位置をハウジング20の軸心CLに近づけることができるので、軸方向の振動がピッチ振動を励起するのが抑えられ、その結果、制御性の悪化を抑制することができる。しかしながら、図4〜図6に示すように、ハウジング20にアクチュエータユニット25を収納するためのアクチュエータ室201を形成すると、この部分での剛性が低くなり、ブッシュ12,13も付加マスとして作用するため、ハウジング20の中央部、すなわちアクチュエータ室201の固有振動モードを考慮する必要がある。特に、同図に示すように、アクチュエータ室201を上面が開口し底面が閉塞する構造とすると、ハウジング20の軸心CLの上下において剛性バランスが崩れることになる。
Now, if the cross-sectional shape of the
このため、本例のハウジング20では、アクチュエータ室201の開口部202に、軸心CLに平行な第1フランジ203,204と、軸心CLに垂直な第2フランジ205を形成し、これらフランジ203,204,205の幅を、開口部202に対面するアクチュエータ室201の底面206側の壁面の厚さより大きく形成している。すなわち、図5及び図6に示すように、アクチュエータ室201の開口部202の第1フランジ203の幅をt1、これに対向する第1フランジ204の幅をt2、同じく開口部202の第2フランジ205の幅をt3、アクチュエータ室201の底面206側の壁面の厚さをt4,t5,t6とすると、フランジの幅t1,t2,t3を、壁面の厚さt4,t5,t6よりも大きく形成している。なお、第1フランジ203,204及び第2フランジ205の幅t1,t2,t3は、アクチュエータ室201の開口部202側の壁面の厚さに相当する。
Therefore, in the
また本例では、軸心CLに平行な一対の第1フランジ203,204と、軸心CLに垂直な第2フランジ205において、軸心CLに垂直な第2フランジ205の幅を、第1フランジ203,204の幅より大きく形成している。
Further, in this example, in the pair of
また、図6に示すように、軸心CLに平行な一対の第1フランジ203,204において、振動検出センサ21が設けられた外面側の第1フランジ203の幅t1を、振動検出センサ21が設けられていない外面側の第1フランジ204の幅t2よりも小さく形成している(t1<t2)。なお、第1フランジ203の幅t1を第1フランジ204の幅t2よりも小さくすることに代えて、第1フランジ203の高さh1を第1フランジ204の高さh2より小さくしてもよい。
Further, as shown in FIG. 6, in the pair of
図7Aは、図5のVIIA-VIIA線に沿う断面図であって、開口部202の横断面図である。これに対して、図7Bは、図5のVIIB-VIIB線に沿う断面図であって、開口部202以外の一般横断面である。本例では、図7A,7Bに示すように、アクチュエータ室201の内面の角部のうちの開口部202の角部の半径R1を、他の角部の半径R2より大きく形成している(R1>R2)。
7A is a cross-sectional view taken along the line VIIA-VIIA of FIG. 5 and is a cross-sectional view of the
また、本例のアクチュエータユニット25は、図5及び図6に示すように、開口部202からハウジング20のアクチュエータ室201内に収納され、蓋体207にて閉塞されるが、蓋体207をハウジング20に固定するためのボルト孔208が少なくとも開口部202の角部に設けられている。
Further, as shown in FIGS. 5 and 6, the
なお、図4〜図6に示すハウジング20においては、アクチュエータ室201の開口部202の三辺に第1フランジ203,204及び第2フランジ205を形成したが、ハウジング20の軸心CLの上下の剛性バランスに応じて、開口部202の一辺、二辺又は四辺に設けてもよい。
Although the
また、図4〜図6に示すハウジング20においては、軸心CLに垂直な第2フランジ205の幅をその全長にわたり第1フランジ203,204の幅より大きく形成したが、ハウジング20、第1フランジ203,204及び第2フランジ205の剛性に応じて、第2フランジ205の一部の幅を第1フランジ203,204の幅より大きく形成してもよい。
In the
また、図6に示すハウジング20においては、振動検出センサ21が設けられた外面側の第1フランジ203の幅又は高さをその全長にわたり、他方の第1フランジ204の幅又は高さより小さく形成したが、ハウジング20及び第1フランジ203,204の剛性に応じて、第1フランジ203の一部の幅又は高さを第1フランジ204の幅又は高さより小さく形成してもよい。
Further, in the
図9は、他の実施の形態に係るハウジング20を示す斜視図であり、本例においては、軸心CLに平行な一対の第1フランジ203,204の中央部の幅t7,t8を、当該第1フランジ203,204の他の幅t1,t2よりも小さく形成している。なお、第1フランジ203,204の中央部の幅t7,t8を他の幅t1,t2よりも小さくすることに代えて、第1フランジ203,204の中央部の高さを、第1フランジ203,204の他の高さより小さくしてもよい。
FIG. 9 is a perspective view showing a
以上のとおり、本例の車両用防振装置によれば、以下の作用効果を奏する。
(1)すなわち、本例の車両用防振装置では、アクチュエータ室201の開口部202側の壁面部の厚さ、すなわち第1フランジ203,204及び第2フランジ205の幅t1,t2,t3を、当該開口部202に対面する底面206側の壁面部の厚さt4,t5,t6より厚く形成しているので、アクチュエータ室201の開口部202側の壁面の剛性と底面206側の壁面の剛性との剛性バランスが実質的に均等になり、振動モードの節が実質的に剛体ロッドの軸線CL上になる。したがって、振動検出センサ21を剛体ロッド軸線CL上に設ければ、フィードバック制御が安定する。
As described above, according to the vehicle anti-vibration device of this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) That is, in the anti-vibration apparatus for a vehicle according to this embodiment, the thickness of the wall surface of the
また、本例の車両用防振装置では、アクチュエータ室201の開口部202側の壁面部の厚さ、すなわち第1フランジ203,204及び第2フランジ205の幅t1,t2,t3を、当該開口部202に対面する底面206側の壁面部の厚さt4,t5,t6より厚く形成することで、開口部202側の剛性が高くなるので、剛体ロッド11(図4の例ではハウジング20)の固有振動周波数も高くなる。ここで、剛体ロッド11又はハウジング20の固有振動周波数が低いと、図10のイナータンスの周波数特性図に示すように、フィードバック制御時に剛体ロッド11又はハウジング20のイナータンスが増大する周波数帯が生じ(同図の点線範囲)、これがフィードバック制御を不安定化させると推察されるが、剛体ロッド11又はハウジング20の固有振動周波数が高くなることでイナータンスが増大する周波数帯の発生を抑制することができ、その結果、フィードバック制御を安定化することができる。
Further, in the vibration damping device for a vehicle according to this embodiment, the thickness of the wall surface portion on the
(2)また本例の車両用防振装置では、アクチュエータ室201の開口部202に、底面206側の壁面の厚さt4,t5,t6より幅広のフランジ203,204,205が形成されているので、上述した剛体ロッド11又はハウジング20の剛性バランスを維持することや固有振動周波数を高くすること以外に、アクチュエータ室201の開口部202を閉塞する蓋体207を固定するための台座部として共用することができる。
(2) Further, in the vibration damping device for a vehicle according to this embodiment,
(3)また本例の車両用防振装置では、アクチュエータ室201の開口部202のうちブッシュ12,13に近接した部位はブッシュ12,13を支持する外筒12a,13aが剛体ロッド11又はハウジング20の一部として機能する。このため、アクチュエータ室201の開口部202のうち剛体ロッド11又はハウジング20の軸方向CLに平行な第1フランジ203,204の剛性が最弱となるが、この最弱剛性部分をフランジで構成し、しかも剛体ロッド11又はハウジング20の軸方向CLに垂直な第2フランジ205の幅t3を第1フランジ203,204の幅t1,t2より広く形成しているので、効率的に固有振動周波数を高くすることができる。
(3) Further, in the vehicle anti-vibration device of this embodiment, the
また本例の車両用防振装置では、車体に装着した場合に走行風が第1フランジ203,204及び第2フランジ205に沿って平行に流れるので、アクチュエータユニット25から生じた熱の放熱特性が向上する。さらに、本例の車両用防振装置では、車体に対してアクチュエータ室201の開口部202を下向きに装着する場合に、第1フランジ203によって、剛体ロッド11又はハウジング20の側面に装着した振動検出センサ21を飛び石などから保護することができる。
Further, in the anti-vibration device for a vehicle according to the present embodiment, the traveling wind flows in parallel along the
(4)また本例の車両用防振装置では、振動検出センサ21が装着された外面側の第1フランジ203の幅t1又は高さh1を、他方の第1フランジ204の幅t2又は高さh2より小さく形成しているので、振動検出センサ21が装着された壁面の剛性が低くなる。これにより、この壁面が他の壁面に比べて局所的に変形し易くなり、制御対象となる軸方向CLの振動モードの節がより剛体ロッド11又はハウジング20の軸線CL上に近づき、フィードバック制御の安定性がより高くなる。
(4) Further, in the vehicle anti-vibration device of this embodiment, the width t1 or height h1 of the
(5)また本例の車両用防振装置では、第1フランジ203,204及び第2フランジ205の中央部のフランジの剛性は、第1フランジ203,204及び第2フランジ205のその他のフランジの剛性に比べて高いことに鑑み、図9に示すように、中央部のフランジの幅t7,t8又は高さを、第1フランジ又は第2フランジのその他のフランジの幅t1,t2又は高さより小さく形成しているので、剛体ロッド11又はハウジング20の固有振動周波数を高めると同時に軽量化を図ることができる。
(5) Further, in the vehicle anti-vibration device of this embodiment, the rigidity of the flanges at the central portions of the
(6)また本例の車両用防振装置では、剛性の高い角部に開口部202を閉塞する蓋体207の締結手段、すなわちボルト孔208を設けているので、締結手段による固有振動周波数の低下を抑制することができる。
(6) Further, in the vehicle anti-vibration device of this embodiment, since the fastening means of the
(7)また本例の車両用防振装置では、図7A,7Bに示すように、アクチュエータ室201の内面の角部のうちの開口部202の角部の半径R1を、他の角部の半径R2より大きく形成しているので、開口部202の剛性が高くなり、固有振動周波数をより高くすることができる。
(7) Further, in the vehicle anti-vibration device of this embodiment, as shown in FIGS. 7A and 7B, the radius R1 of the corner of the
(8)また本例の車両用防振装置では、剛体ロッド11又はハウジング20の軸線CL上に最低次の弾性モードの固有モードの節を設定しているので、振動検出センサ21を剛体ロッド11又はハウジング20の軸線CL上に設けることで、剛体ロッド11又はハウジング20の上下方向又はピッチ方向の剛体モードの干渉を抑制することができる。
(8) Further, in the vibration-proof device for a vehicle according to the present embodiment, since the nodes of the eigen mode of the lowest elasticity mode are set on the axis line CL of the
(9)また本例の車両用防振装置では、弾性モードの固有モードの節と、剛体モードの固有モードの節とを一致させているので、常用周波数に存在する上下方向又はピッチ方向の剛体モードの節に振動検出センサ21を設けることで、これらの方向の剛体モードからの干渉を抑制することができる。さらに、高周波数の弾性モードの固有モードからの影響も抑制することができる。
(9) Further, in the vehicle anti-vibration device of this example, since the node of the eigenmode of the elastic mode and the node of the eigenmode of the rigid body are made to coincide, a rigid body in the vertical direction or pitch direction existing at the common frequency By providing the
なお、上述したハウジング20が本発明に係る剛体ロッドに相当し、ボルト孔208が本発明に係る締結手段に相当する。
The
1…エンジン
2…サブフレーム
3,4…エンジンマウント
5…アッパトルクロッド
6…ロアトルクロッド
11…ロッド
12,13…ブッシュ
12a,13a…外筒
12b,13b…内筒
12c,13c…弾性体(防振材)
15…慣性マス
15a…内壁
16…弾性支持バネ
17…アクチュエータ
17a…コア
17b…コイル
17c…永久磁石
18,19…ボルト
20…ハウジング
201…アクチュエータ室
202…開口部
203…第1フランジ
204…第1フランジ
205…第2フランジ
206…底面
207…蓋体
21…振動検出センサ
22…バンドパスフィルタ
23…電圧増幅回路
25…アクチュエータユニット
P1,P2…支持点
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記剛体ロッドの両端であって、前記エンジン側と前記剛体ロッドとの間及び前記車体側と前記剛体ロッドとの間に設けられた一対のブッシュと、
前記剛体ロッドに支持された慣性マスと、
前記慣性マスを前記剛体ロッドの軸方向に往復動させるアクチュエータと、を備え、
前記慣性マス及び前記アクチュエータが、前記剛体ロッドの中央部に形成された開口部を有するアクチュエータ室に収容されてなる車両用防振装置において、
前記開口部側の壁面の厚さが、前記アクチュエータ室の前記開口部に対面し開口部を有さない底面側の壁面の厚さより少なくとも一部において厚く形成されており、
前記一対のブッシュの間を結ぶ前記剛体ロッドの軸心に対し、前記アクチュエータ室の開口部側の壁面の剛性と、前記底面側の壁面の剛性との剛性バランスが実質的に均等である車両用防振装置。 A rigid rod having one end attached to the engine side and the other end attached to the vehicle body side;
A pair of bushes provided at both ends of the rigid rod, between the engine side and the rigid rod and between the vehicle body side and the rigid rod;
An inertial mass supported by the rigid rod;
An actuator for reciprocating the inertial mass in the axial direction of the rigid rod;
In the anti-vibration apparatus for a vehicle, the inertial mass and the actuator are accommodated in an actuator chamber having an opening formed at a central portion of the rigid rod.
The wall surface on the side of the opening is thicker at least in part than the thickness of the wall on the bottom side facing the opening of the actuator chamber and having no opening ,
For a vehicle in which the rigidity balance between the rigidity of the wall surface on the opening side of the actuator chamber and the rigidity of the wall surface on the bottom surface is substantially equal to the axial center of the rigid rod connecting the pair of bushes Vibration isolation device.
前記フランジは、前記剛体ロッドの軸方向に平行な第1フランジと、前記剛体ロッドの軸方向に垂直な第2フランジとを含み、
前記第2フランジの幅が、前記第1フランジの幅より少なくとも一部において広く形成されている請求項2に記載の車両用防振装置。 The actuator chamber has a rectangular cross section,
The flange includes a first flange parallel to the axial direction of the rigid rod and a second flange perpendicular to the axial direction of the rigid rod,
The anti-vibration device for a vehicle according to claim 2, wherein the width of the second flange is formed wider at least in part than the width of the first flange.
前記第1フランジは互いに平行な一対の第1フランジを含み、
前記振動検出センサが装着された外面側の第1フランジの幅又は高さが、他方の第1フランジの幅又は高さより少なくとも一部において小さく形成されている請求項3に記載の車両用防振装置。 A vibration detection sensor mounted on an outer surface of the actuator chamber of the rigid rod and detecting vibration of the rigid rod;
The first flange includes a pair of first flanges parallel to each other,
4. The vibration proofing device for a vehicle according to claim 3, wherein the width or height of the first flange on the outer surface side on which the vibration detection sensor is mounted is formed smaller at least in part than the width or height of the other first flange. apparatus.
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