JPH0633987A - 制御型防振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 所定の次数の振動を吸収する防振装置を提供
すること。 【構成】 パルスセンサ５４でエンジンの爆発パルス
を検出し、補正正弦波発生器５８で爆発パルスと同一周
波数の正弦波を発生させる。発生した正弦波の位相を位
相調整器７０で調整して増幅器７２で増幅し、受圧液室
４５に面した振動板２４の振動波形が補正正弦波発生器
５８で発生させた正弦波と同位相となるよう電磁石５０
を駆動する。ゲインコントローラ７４は車体１６に取付
られた振動センサ６０の振動検出信号を受け、車体の振
動振幅を零とするように増幅器７２のゲインを調整す
る。これによって、エンジンの爆発によって生じる振動
に応じて、振動板２４が受圧液室４５の圧力上昇を抑え
るように振動して防振装置本体１０の動ばね定数の上昇
を抑えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は制御型防振装置に係り、
特にエンジン振動の車体への伝達を阻止するための制御
型防振装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車のエンジンは防振装置によって車
体へ支持されており、この防振装置はエンジン振動の車
体への伝達を阻止している。

【０００３】このような防振装置として、液体封入式防
振装置が提案されている。液体封入式防振装置は、受圧
液室と副液室を有しており、受圧液室と副液室とが制限
通路で連結されている。この防振装置に、振動が入力す
ると制限通路で液体が共振して減衰力が発生し、振動が
吸収される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、エンジンは
シリンダ内の燃料の爆発によって回転力を発生する。こ
の爆発による回転力によりクランクシャフトにトルク変
動が生じ、エンジンが加振される。エンジン振動の最大
のものとしては、このトルク変動によるものが上げられ
る。

【０００５】エンジンの回転数と発生振動数との比、つ
まりクランクシャフト１回転に対して何回の振動が起こ
るかを回転次数といい、例えば、回転数３０００ｒｐｍ
の時、１００Ｈz の振動が発生したとすれば、その回転
次数は２次（１００÷３０００÷６０＝２次）である。

【０００６】爆発による回転力の変化の周期は、例え
ば、４サイクル単気筒エンジンの場合にはクランク軸２
回転で１サイクルである。すなわち、エンジンが４サイ
クル４気筒エンジンである場合には、クランクシャフト
１回転に対して２回の振動（クランクシャフト２回転に
対して４回の爆発であるため）が起こるため、回転次数
は２次である（ちなみに、エンジンが４サイクル６気筒
エンジンである場合には、エンジン回転３次成分が最も
大きな振動の要因となる。）。

【０００７】エンジンの回転数は数百〜数千回転と幅広
く、爆発の圧力変動による加振力、即ちエンジン振動の
周波数も幅広いものとなっている。ところが、制限通路
での共振周波数の範囲は狭く、所定の周波数の振動は効
果的に吸収できるが、所定の周波数を越えた周波数の振
動が入力すると動ばね定数が上がって振動吸収能力が低
下する。上記欠点を解消するために、制限通路を複数個
設けた液体封入式防振装置も提案されているが、内部構
造が複雑になり大型化する。したがって、実際の防振装
置に設けられる制限通路の数は２〜３個が限度であり、
広範囲の周波数にわたる振動を確実に吸収することがで
きなかった。

【０００８】本発明は上記事実を考慮し、広範囲の周波
数に渡る振動を確実に吸収することができる制御型防振
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】上記目的を達成するため
に本発明の制御型防振装置は、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の部材と、前記第１の部材
と前記第２の部材との間に設けられる弾性体と、前記弾
性体を隔壁の一部として振動発生時に拡縮する受圧液室
と、前記受圧液室に制限通路を介して連結される副液室
と、前記受圧液室の隔壁の他の一部を構成し振動可能に
支持された振動部材と、前記振動部材を振動させるため
の加振力を発生する電磁アクチュエータと、振動発生部
の所定の次数の波形の周波数と同一周波数の振動波形を
生成する生成手段と、振動受部の振動の振幅を検出する
振動検出センサと、前記生成手段によって生成された振
動波形と前記振動部材の振動波形とが同期するように振
動波形の位相を調整すると共に振動受部の振動の振幅が
小となるように前記生成手段で生成された振動波形の振
幅を調整し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している。

【００１０】

【作用】本発明の制御型防振装置は、第１の部材または
第２の部材の一方を振動発生部であるエンジンへ連結
し、他方を振動受部へ連結して使用する。

【００１１】この液体封入式防振装置にエンジン振動が
入力すると、弾性体が変形して受圧液室が拡縮する。こ
の結果、受圧液室内部の液体が制限通路を介して副液室
との間を行き来して減衰力が発生し、エンジン振動が吸
収される。

【００１２】一方、生成手段によってエンジン振動の所
定の次数の波形の周波数と同一周波数の振動波形が生成
される。制御装置は、生成手段によって生成された振動
波形と振動部材の振動波形とが同期するように振動波形
の位相を調整し、さらに、振動検出センサによって検出
された振動受部の振動の振幅が小となるように生成手段
で生成された振動波形の振幅を調整しアクチュエータを
駆動する。

【００１３】したがって、本発明の制御型防振装置は、
振動の周波数が上がって制限通路が目詰まり状態となっ
ても、振動部材が振動して受圧液室内の液圧の上昇を抑
えるので動ばね定数が上昇することはなく、高周波数の
振動を確実に吸収することができる。

【００１４】

【実施例】本発明の一実施例を図１及び図２にしたがっ
て説明する。

【００１５】図２に示すように、この防振装置本体１０
には、第１の部材としてのカップ状の下部取付台１２が
備えられている。この下部取付台１２の底板１２Ｂは円
板状とされ、下面には取付ボルト１４が立設されてい
る。底板１２Ｂの周囲は円筒状の立壁部１２Ａとされ、
上端部には半径方向外方に延びるフランジ部１２Ｃが形
成されている。

【００１６】この下部取付台１２は、本実施例では、自
動車の車体１６へ載置され、前記取付ボルト１４へナッ
ト１８が螺合することによって固定されている。

【００１７】下部取付台１２の上側には振動板支持金具
２０が配設されている。振動板支持金具２０は、環状の
固定部２０Ａと、この固定部２０Ａの内周に一体的に上
方に延設された筒状部２０Ｂとから構成されている。筒
状部２０Ｂの内周面には環状の弾性支持体２２が加硫接
着されており、この弾性支持体２２の内周面には振動部
材としての振動板２４が加硫接着されている。なお、こ
の振動板２４は軸方向に極が形成されるように着磁され
ている。

【００１８】振動板支持金具２０の外側には同軸的に外
筒２６が配設されている。外筒２６は、上側へ行くにし
たがって拡径されており、内周に環状の弾性体２８が加
硫接着されている。弾性体２８の一部は外筒２６の内周
下端近傍まで薄肉状に延設されており、前記振動板支持
金具２０の筒状部２０Ｂの外周が密着している。

【００１９】外筒２６の下端部にはフランジ部２６Ａが
設けられており、フランジ部２６Ａは外周が内側に絞ら
れて前記下部取付台１２のフランジ部１２Ｃとの間に振
動板支持金具２０の固定部２０Ａを挟持している。

【００２０】弾性体２８の中央には固着部３０が配設さ
れている。固着部３０は、カップ状とされ、上端にはフ
ランジ部３０Ｂが形成されており、円筒部３０Ａの外周
面からフランジ部３０Ｂの一部にかけて前記弾性体２８
が加硫接着されている。

【００２１】固着部３０の上側には第２の部材としての
空気室形成部３２が配設されている。

【００２２】空気室形成部３２は、略ハット状に形成さ
れており、下端のフランジ部３２Ａが固着部３０のフラ
ンジ部３０Ｂの外周でかしめ固定されている。

【００２３】固着部３０と空気室形成部３２との間に
は、ダイヤフラム３４が配設されており、ダイヤフラム
３４の周縁部は前記固着部３０のフランジ部３０Ｂと空
気室形成部３２のフランジ部３２Ａとの間に挟持されて
いる。

【００２４】空気室形成部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。また、空気室形成部３２の外側軸芯部に
はエンジン側の取り付け用とされる取付ボルト３８が立
設されている。

【００２５】この空気室形成部３２にはエンジン５２が
取り付けられたブラケット４０が載置されており、ブラ
ケット４０を貫通した取付ボルト３８にはナット４２が
螺合されている。

【００２６】固着部３０とダイヤフラム３４との間は副
液室４４とされており、固着部３０と振動板２４との間
は、受圧液室４５とされている。固着部３０の底部３０
Ｃの中央にはパイプ４６が固着されており、このパイプ
４６は受圧液室４５と副液室４４とを互いに連通する制
限通路を構成している。

【００２７】なお、これら受圧液室４５、副液室４４の
内部にはエチレングリコール等の液体８４が充填されて
いる。

【００２８】下部取付台１２には電磁アクチュエーター
としての電磁石５０が取付られている。電磁石５０は、
上面が前記振動板２４の下面から所定寸法離間してお
り、振動板２４に対向する部分が極となる。

【００２９】図１に示すように、エンジン５２にはエン
ジンの爆発パルスを検出するパルスセンサ５４が取り付
けられている。このパルスセンサ５４は波形整形器５
６、生成手段の一部を構成する周波数変換器５７を介し
て生成手段の他の一部を構成する補正正弦波発生器５８
に接続されている。波形整形器５６は、爆発パルスを所
定の矩形状のパルスに整形する。また、周波数変換器５
７は波形整形器５６からのパルスの周波数を所定の周波
数に変換することができる。

【００３０】一方、自動車の車体１６には、車体１６の
振動の振幅を検出する振動検出センサとしての振動セン
サ６０が取り付けられている。なお、振動センサ６０と
しては、加速度センサ等を用いることができる。

【００３１】次に、補正正弦波発生器５８の詳細を説明
する。補正正弦波発生器５８は、比較器６１、基準発信
器６２、基準パルス発生器６４及び変調器６８を備えて
いる。

【００３２】基準発信器６２は、基準パルス発生器６４
と変調器６８とに接続されている。この基準発信器６２
は所定周波数の正弦波を出力する。

【００３３】基準パルス発生器６４は、基準発信器６２
の正弦波と同一周期の基準パルスを出力する。

【００３４】この基準パルス発生器６４は、波形整形器
５６と変調器６８とに接続された比較器６１に接続され
ている。比較器６１は、波形整形器５６から出力された
波形整形後の爆発パルスの周期と基準発信器６２の基準
パルスの周期とを比較して比較信号を変調器６８に出力
する。

【００３５】変調器６８は、基準発信器６２から出力さ
れた正弦波の周期を比較器６１の比較信号に基づいて変
調して変調した正弦波を出力する。

【００３６】変調器６８には、制御手段の一部を構成す
る位相調整器７０が接続されており、この位相調整器７
０は変調器６８から出力された正弦波の位相を所定量ず
らす。

【００３７】位相調整器７０には、制御手段の他の一部
を構成する増幅器７２が連結されており、増幅器７２は
位相調整器７０から出力された正弦波の振幅を増幅して
電磁石５０のコイルに出力する。

【００３８】増幅器７２には、制御手段のさらに他の一
部を構成するゲインコントローラ７４が連結されてい
る。このゲインコントローラ７４には前述した振動セン
サ６０が接続されており、車体の振動振幅を零とするよ
うに増幅器７２のゲインを調整する。

【００３９】次に本実施例の作用を説明する。エンジン
５２の振動が防振装置本体１０に入力すると、振動は空
気室形成部３２及び固着部３０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
４５が拡縮する。受圧液室４５が拡縮すると、内部の液
体がパイプ４６を介して受圧液室４５と副液室４４との
間を行き来し、液体がパイプ４６内で共振することによ
って大きな減衰力が発生する。これによって、エンジン
振動が吸収される。

【００４０】また、防振装置本体１０では、受圧液室４
５の液圧が上昇しないように振動板２４の振動が制御さ
れるので、パイプ４６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しても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。

【００４１】振動板２４を振動させるための制御につい
て詳細を以下に説明する。エンジン５２が４サイクル４
気筒エンジンであり、爆発の周期と同一周期のエンジン
振動を吸収したい場合には、エンジン回転２次成分に着
目して振動板２４の振動を制御する。

【００４２】パルスセンサ５４で検出されたエンジンの
爆発パルスは、波形整形器５６に入力され所定の矩形状
のパルスに整形されて出力される。波形整形器５６から
出力されたパルスは周波数変換器５７を介して補正正弦
波発生器５８へ出力される。

【００４３】エンジン５２が４サイクル４気筒エンジン
であり、爆発の周期と同一周期のエンジン振動はクラン
クシャフト１回転に対して２回の振動をおこすので、回
転次数は２次である。エンジン５２が４サイクル４気筒
エンジンである場合には、爆発パルスは、クランクシャ
フト１回転に対して２回であるため周波数変換器５７で
波形整形器５６から出力されたパルスの周波数変換を行
わないようにする。

【００４４】一方、基準発信器６２は所定周波数の正弦
波を発生し、この正弦波が基準パルス発生器６４と変調
器６８とに入力される。基準パルス発生器６４は基準発
信器６２の正弦波と同一周期の基準パルスを発生し、こ
の基準パルスが比較器６１に入力される。比較器６１
は、エンジンの爆発パルスの周期と基準パルスの周期と
の比較をして比較信号を出力し、この比較信号が変調器
６８に入力される。変調器６８は、基準発信器６２から
出力された正弦波を比較信号に基づいて変調し、エンジ
ンの爆発パルスと同一周期とし、変調された正弦波が位
相調整器７０に入力される。

【００４５】位相調整器７０は、エンジン振動と電磁力
とが同期するように変調器６８から出力された正弦波の
位相を調整する。なお、本実施例では、位相調整器７０
によって、変調器６８から出力された正弦波の位相を所
定量進める。これは、電磁石５０のコイルがインダクタ
ンスと抵抗とを有しており、入力される正弦波に対して
電磁力の位相が遅れるためであり、予め正弦波の位相を
進めることによてエンジン振動と電磁力とを同期させる
ためである。

【００４６】一方、ゲインコントローラ７４は、車体１
６の振動の振幅を０（車体の振動を最小にするため）と
するように増幅器７２のゲインを調整する。

【００４７】これによって、エンジンの爆発によって生
じる振動に応じて、振動板２４が受圧液室４５の圧力上
昇を抑えるように振動して防振装置本体１０の動ばね定
数の上昇を抑えることができる。したがって、エンジン
振動の車体側への伝達を効果的に阻止することができ
る。また、上記構成によりエンジン回転数の変化、即ち
エンジン振動の周波数の増減に追従して受圧液室４５の
圧力上昇を抑えることができるため、本実施例の防振装
置本体１０は広範囲な周波数にわたる振動を確実に吸収
することができる。

【００４８】なお、本実施例では、エンジン５２が４サ
イクル４気筒エンジンで、クランクシャフト１回転当た
り２回発生する振動、即ち回転次数が２次の振動を吸収
するように振動板２４を制御する例を示したが、本実施
例では回転次数が２次以外の所定の次数の振動を吸収す
ることもできる。例えば、回転次数が１次の振動（例え
ば、こもり音、回転部品のアンバランス等による振動）
を吸収する場合には、周波数変換器５７で波形整形器５
６から出力されたパルスの周波数を１／２にすればよ
く、回転次数が４次の振動を吸収する場合には、周波数
変換器５７で波形整形器５６から出力されたパルスの周
波数を２倍にすればよい。これによって、エンジン振動
の次数と振動板２４の振動の次数とを一致させることが
できる。

【００４９】なお、本実施例では、エンジンの爆発パル
スを検出するためにパルスセンサ５４を用いているが、
点火時期を演算するマイクロコンピュータをパルスセン
サとして用い、点火時期を爆発パルスとして利用しても
よく、また、クランクシャフトの回転角度やカムシャフ
トの回転角度を検出する角度位置検出センサをパルスセ
ンサとして用いてもよい。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、エ
ンジン振動の所定の次数の波形の周波数と同一周波数で
かつ同期した振動波形で振動部材を振動させて受圧液室
の液圧の上昇を抑えるので、高周波数振動入力時におい
ても動ばね定数を上昇させることがなく、広範囲の周波
数に渡る振動を確実に吸収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】本発明の一実施例のブロック図である。

【図２】図１の防振装置本体の断面図である。

【符号の説明】

１０ 防振装置 １２ 下部取付台（第１の部材） ２４ 振動板（振動部材） ２８ 弾性体 ３２ 空気室形成部（第２の部材） ４４ 副液室 ４５ 受圧液室 ４６ パイプ（制限通路） ５０ 電磁アクチュエータ ５８ 補正正弦波発生器（生成手段） ５７ 周波数変換器（生成手段） ６０ 振動センサ（振動検出センサ） ７０ 位相調整器（制御手段） ７２ 増幅器（制御手段） ７４ ゲインコントローラ（制御手段）

Claims (1)

【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の部材
   と、 前記第１の部材と前記第２の部材との間に設けられる弾
   性体と、 前記弾性体を隔壁の一部として振動発生時に拡縮する受
   圧液室と、 前記受圧液室に制限通路を介して連結される副液室と、 前記受圧液室の隔壁の他の一部を構成し振動可能に支持
   された振動部材と、 前記振動部材を振動させるための加振力を発生する電磁
   アクチュエータと、 振動発生部の所定の次数の波形の周波数と同一周波数の
   振動波形を生成する生成手段と、 振動受部の振動の振幅を検出する振動検出センサと、 前記生成手段によって生成された振動波形と前記振動部
   材の振動波形とが同期するように振動波形の位相を調整
   すると共に振動受部の振動の振幅が小となるように前記
   生成手段で生成された振動波形の振幅を調整し前記アク
   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制御型防振装置。