JP2001041275A - 能動型吸振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】少ない消費電流により大きな制御力を発生し、
電源供給部の容量が制限される場合でも振動受部の振動
を効果的に抑制する。 【解決手段】 アクティブダンパ１０では、電磁石７０
が励磁状態になると、磁性可動子８２に電磁力が作用し
て駆動隔壁４４が下方へ変位する。これにより、受圧液
室４８内の液圧が低下すると共に弾性体２８が下方へ撓
み変形し、弾性体２８に連結された質量体３８が下方へ
変位する。また電磁石７０への非励磁状態となると、弾
性リング４６の復元力により駆動隔壁４４が上方へ変位
する。これにより、受圧液室４８内の液圧が上昇すると
共に弾性体２８が上方へ撓み変形し、弾性体２８に連結
固定された質量体３８が上方へ変位する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、自動車、
一般産業用機械等に適用され、エンジン等の振動発生部
からフレーム等の振動受部へ伝達される振動を能動的に
打ち消す能動型吸振装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車には、エンジンと車体との間にエ
ンジンマウントとして防振装置が配置されている。この
ような防振装置は、ゴム状弾性体の内部抵抗や、ゴム状
弾性体の変形に伴って拡縮する受圧液室と制限通路（オ
リフィス）を通して受圧液室に繋がれた副液室との間に
生じる液柱共振により振動エネルギを吸収し、エンジン
からの振動を減衰して車体へ伝達される振動を抑制して
いる。但し、このような防振装置では、エンジンからの
振動を一定の減衰率で減衰できるものの、理論上、エン
ジンから車体へ伝達される振動を完全に消失できない。

【０００３】そこで、振動発生部から振動受部へ伝達さ
れる振動を理論上、完全に打ち消すことができる能動型
吸振装置であるアクティブダンパの自動車への適用が検
討されている。アクティブダンパとしては、例えば、振
動体に対応する質量を有する質量体（マス）をコイルス
プリング等により弾性的に支持し、電磁石を用いた電磁
アクチュエータにより質量体を振動させるものがあり、
このアクティブダンパを振動受部に固定し、振動受部に
伝達される振動の周波数等に対応させてアクチュエータ
を駆動し、アクチュエータにより質量体を振動させるこ
とで、質量体からの反力（制御力）により振動受部に伝
達された振動を能動的に打ち消すことができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような電磁アクチュエータを用いたアクティブダンパで
は、振動受部に伝達されている振動を打ち消すための制
御力を大きくしようとすると、電磁アクチュエータによ
り発生させる駆動力を大きくしなければならず、電磁ア
クチュエータにより消費される電流が増大する。従っ
て、電磁アクチュエータを用いたアクティブダンパを自
動車へ適用する場合には、電源供給部である自動車のバ
ッテリ容量が制限されることから、アクティブダンパの
制御力を十分大きくできず、車体へ伝達される振動を効
果的に打ち消せないおそれがある。

【０００５】本発明は、上記事実を考慮し、少ない消費
電流により大きな制御力を発生でき、電源供給部の容量
が制限される場合でも振動受部の振動を効果的に抑制で
きる能動型吸振装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の能動型吸
振装置は、振動受部に連結される取付部材と、振動受部
における吸振領域に対応した質量を有する質量体と、前
記質量体が固定された支持部材と、前記取付部材と前記
支持部材との間に設けられ、液体が封入された受圧液室
と、前記取付部材及び前記支持部材にそれぞれ連結され
ると共に前記受圧液室における隔壁の一部を構成し、前
記受圧液室内の液圧変化に伴って振動受部の振動の振幅
方向に沿って変位する受圧変位部が設けられた弾性体
と、前記受圧液室における隔壁の他の一部を構成し、前
記受圧液室の容積拡縮方向へ変位可能とされると共に、
前記受圧液室内の液体に対する加圧面積が前記受圧変位
部の受圧面積より広くされた駆動隔壁と、磁性体により
構成され前記駆動隔壁と一体となって前記容積拡縮方向
へ変位する磁性可動子と、前記磁性可動子に対して電磁
力を作用させて磁性可動子及び前記駆動隔壁を前記容積
拡縮方向に沿って往復動させる電磁駆動手段と、を有す
るものである。

【０００７】上記構成の能動型吸振装置によれば、電磁
駆動手段が磁性可動子に対して電磁力を作用させて磁性
可動子及び駆動隔壁を受圧液室の容積拡縮方向に沿って
往復動させることにより、駆動隔壁が受圧液室の容積拡
大方向へ変位した場合には受圧液室内の液圧が低下し、
また駆動隔壁が受圧液室の容積縮小方向へ変位した場合
には受圧液室内の液圧が増加する。

【０００８】従って、駆動隔壁の往復動（振動）の周期
に対応する周期で受圧液室内に封入された液体には周期
的な液圧変化が生じ、この周期的な液圧変化により弾性
体の受圧変位部が振動の振幅方向に沿って変位し、液圧
変化の周期に対応する周期で質量体を振動させる。この
結果、この質量体の振動により振動受部の振動を打ち消
すような制御力を発生できるので、振動受部の吸振領域
に伝達されている振動を減衰できる。

【０００９】更に、駆動隔壁の受圧液室内の液体に対す
る加圧面積が受圧変位部の受圧面積より広くされている
ことにより、駆動隔壁の変位が液体を介して弾性体の受
圧変位部に拡大されて伝達されるので、駆動隔壁の振幅
に対する受圧変位部の振幅を大きくできる。従って、電
磁アクチュエータ等により駆動隔壁を直接的に駆動する
場合と比較し、消費される電流が同一でも質量体の振幅
を大きくして振動を打ち消すための制御力を増大できる
ので、振動受部の吸振領域に伝達されている振動を効果
的に減衰できる。

【００１０】ここで、振動受部における吸振領域とは、
質量体を振動させて発生させた制御力により振動が打ち
消される領域であり、振動受部が完全な剛体である場合
には振動受部全体が吸振領域となるが、自動車の車体
（フレーム）のような非剛性体が振動受部である場合に
は、振動受部における取付部材との連結部付近が吸振領
域となる。

【００１１】請求項２記載の能動型吸振装置は、請求項
１記載の能動型吸振装置において、前記電磁駆動手段
は、前記磁性可動子に対して電磁力を作用させる電磁石
と、振動受部に伝達される振動に対応する周期で前記電
磁石が励磁状態となるように電磁石に駆動電流を供給す
る制御部と、を有するものである。

【００１２】上記構成の能動型吸振装置によれば、制御
部が振動受部に伝達される振動に対応する周期で電磁石
が励磁状態となるように電磁石に駆動電流を供給するこ
とにより、質量体を振動受部に伝達される振動に対応す
る周期で振動させることが可能になるので、例えば、質
量体を振動受部に伝達される振動周期と等しい周期で振
動させると共に、質量体を伝達振動の位相を反転した位
相で振動させれば、質量体の慣性力により振動受部に伝
達されている振動を効果的に減衰できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
能動型吸振装置について図面を参照して説明する。

【００１４】（第１の実施の形態）図１及び図２には本
発明による第１の実施の形態に係るアクティブダンパ１
０が示されている。なお、図中符号Ｓは装置の中心線で
ある軸心を示し、この軸心Ｓに沿った方向を軸方向とし
て以下の説明を行う。

【００１５】アクティブダンパ１０は、図３に示される
ように自動車の車体１２に締結固定される。また車体１
２上には振動発生部となるエンジン１４が複数の防振装
置１６を介してマウントされており、複数のアクティブ
ダンパ１０が車体１２におけるエンジン取付部の周囲に
配置されている。ここで、防振装置１６としては、例え
ば、吸振主体となるゴム状弾性体及び制限通路により互
いに繋がれた複数の液室を備えた液体封入式のものが用
いられる。

【００１６】アクティブダンパ１０は、図１に示される
ように外殻部として下端側が閉止された円筒状の取付金
具１８を有している。取付金具１８の上端部には、径方
向へ延出すると共に外周部が上方へ屈曲されたフランジ
部１９が設けられている。取付金具１８の底板部には内
側からボルト２０が貫通し溶接等により固着されてお
り、このボルト２０の軸部は軸心Ｓに沿って取付金具１
８の底板部から下方へ突出している。このボルト２０は
車体１２を貫通し、その先端部にナット２１がねじ込ま
れる。これにより、取付金具１８が車体１２に連結固定
される。

【００１７】取付金具１８内には電磁石７０が挿入され
ている。この電磁石７０は肉厚円板状に形成された軟鉄
製のコア７２を備えており、このコア７２には、上面中
央部に薄肉円板状の永久磁石７４が埋設されると共に、
上面における永久磁石７４の外周側にはリング状のコイ
ル７６が埋設されている。ここで、永久磁石７４及びコ
イル７６は、その上面がそれぞれコア７２の上面と面一
となるように埋設されている。またコイル７６はコント
ローラ６６に配線されている。

【００１８】取付金具１８のフランジ部１９上には、リ
ング状に形成された樹脂製のスペーサ７８が載置されて
いる。スペーサ７８は、その下面外周側をフランジ部１
９の上面に当接させると共に下面内周部をコア７２の上
面へ当接させている。

【００１９】取付金具１８上には、図１に示されるよう
に略円筒状の外筒金具２２が配置されている。外筒金具
２２の下端部には、径方向へ延出する薄肉円板状のフラ
ンジ部２３が形成され、このフランジ部２３の外径は取
付金具１８のフランジ部１９の外径より僅かに大きくさ
れており、その延出端部には、図１の２点鎖線で示され
るように円筒状のかしめ部２４が下方へ突出するように
形成されている。

【００２０】外筒金具２２のフランジ部２３は、スペー
サ７８を間に挟んで取付金具１８のフランジ部１９上に
載置され、かしめ部２４が図１の実線で示されるように
内側にかしめられて取付金具１８に固定される。

【００２１】外筒金具２２の上部側には、上方へ向かっ
て大径とされたテーパ状の固着支持部２６が形成されて
いる。この固着支持部２６の内周側には略円柱状の弾性
体２８が固着されている。弾性体２８の下部側は下方へ
向かって開いたＶ字状とされており、弾性体２８の下端
外周部には外筒金具２２の固着支持部２６に対応するテ
ーパ面２９が形成されている。弾性体２８は、そのテー
パ面２９が固着支持部２６に加硫接着されて外筒金具２
２に連結されている。また弾性体２８の下面には、テー
パ面２９の内周側に略円錐台状の凹部３０が形成されて
いる。

【００２２】弾性体２８のテーパ面２９の内周端部に
は、円筒状の弾性膜３２が下方へ延出するように一体的
に設けられており、この弾性膜３２は外筒金具２２の内
周面を覆うと共に、径方向へ延出するフランジ状に形成
された下端部付近が取付金具１８のフランジ部１９と外
筒金具２２のフランジ部２３とにより挟持されて固定さ
れている。

【００２３】弾性体２８の頂面には、金属製の頂板金具
３４が加硫接着されている。頂板金具３４の上面にはボ
ルト軸３６が軸心Ｓに沿って上方へ突出するように溶接
等により固着されている。頂板金具３４上には、金属材
料を肉厚円板状に加工した質量体３８が載置されてお
り、ボルト軸３６は質量体３８の中心部を貫通し、その
先端部にナット４０がねじ込まれている。これにより、
質量体３８が頂板金具３４上に締結固定される。

【００２４】外筒金具２２内には略円筒状の支持金具４
２が挿入されている。支持金具４２は外筒金具２２内の
下部側に配置されており、その下端部に径方向へ延出す
る円板状のフランジ部４３が形成されている。支持金具
４２の外周面は弾性膜３２を介して外筒金具２２の内周
面に圧接しており、このとき、弾性膜３２は外筒金具２
２と支持金具４２との間を液密状態となるようにシール
している。

【００２５】また支持金具４２のフランジ部４３は、弾
性膜３２及びスペーサ７８と共に取付金具１８のフラン
ジ部１９と外筒金具２２のフランジ部２３との間に挿入
されて挟持固定されている。

【００２６】支持金具４２の内周側には、支持金具４２
の内周側を閉止するように円板状の駆動隔壁４４が配置
されている。駆動隔壁４４は、内周側に配置された樹脂
円板４５及びこの樹脂円板４５の外周側に配置されたゴ
ム製の弾性リング４６により構成されている。弾性リン
グ４６は、その内周面が固着部４７の外周面に接着され
ると共に、その外周面が支持金具４２の内周面の軸方向
中央部に加硫接着されている。これにより、支持金具４
２の内周側が駆動隔壁４４により閉止される。

【００２７】ここで、弾性体２８の凹部３０及び駆動隔
壁４４により閉止され空間は受圧液室４８を構成してお
り、この受圧液室４８内には、水、オイル、エチレング
リコール等の液体が封入されている。アクティブダンパ
１０では、弾性体２８が受圧液室４８内の液圧変化に伴
って軸方向に沿って弾性変形するようになっている。ま
た駆動隔壁４４は、弾性リング４６が弾性変形すること
により受圧液室４８の容積を拡縮する方向である軸方向
に沿って変位可能とされている。

【００２８】支持金具４２の内周側及びスペーサ７８の
内周側には、上部側が駆動隔壁４４により閉止されると
共に、下部側が電磁石７０の上面によって閉止された円
筒状の空間である収納室８０が形成される。この収納室
８０内には、駆動隔壁４４の樹脂円板４５の下面に連結
された円板状の磁性可動子８２が収納されている。

【００２９】磁性可動子８２は磁力により吸引可能な鉄
等の磁性材料からなり、その上部側には下部側に対して
小径の円柱状の連結部８３が一体的に設けられている。
また磁性可動子８２の上面には、連結部８３の外周側に
下方へ向かって外径が拡大するようなテーパ面８４が形
成されている。

【００３０】ここで、磁性可動子８２は、その下面が電
磁石７０の上面と平行となるように支持されている。磁
性可動子８２には、常に電磁石７０の永久磁石７４から
の磁力が作用している。この磁気的な吸引力として永久
磁石７４からの磁力のみが作用している状態では、磁性
可動子８２は、その下面が図1に示されるように軸方向
においてスペーサ７８の軸方向中央と略一致するような
位置（初期位置）で静止する。磁性可動子８２は、図1
に示される初期位置から上方へはテーパ面８４が支持金
具４２の下端部と当接する当接する位置まで変位可能と
され、また初期位置から下方へは磁性可動子８２の下面
が電磁石７０の上面に当接する位置まで変位可能とされ
ている。

【００３１】アクティブダンパ１０では、電磁石７０に
所定電位の駆動電流が供給されて電磁石７０が励磁状態
となって、磁性可動子８２に対して吸引力として電磁力
が作用とすると、図２の実線で示されるように駆動隔壁
４４と共に磁性可動子８２が初期位置から軸方向に沿っ
て下方へ変位する。このとき、磁性可動子８２の下方へ
の変位量が増加すると共に駆動隔壁４４の弾性リング４
６の変形量が大きくなり、その弾性的な復元力も増大す
ることとなる。本実施の形態では、磁性可動子８２の下
面が電磁石７０と当接する手前の位置で、電磁石７０に
よる電磁力が弾性リング４６の復元力が釣り合うように
なっている。

【００３２】またアクティブダンパ１０では、電磁石７
０への駆動電流の供給が中止されて電磁石７０が励磁状
態から非励磁状態になって、磁性可動子８２に電磁力が
作用しなくなると、図２の２点鎖線で示されるように弾
性リング４６の復元力と磁性可動子８２及び駆動隔壁４
４の慣性力とにより駆動隔壁４４と共に磁性可動子８２
が初期位置より上方まで変位する。このとき、磁性可動
子８２が初期位置より上方まで変位すると弾性リング４
６の復元力の方向が反転し、磁性可動子８２には、慣性
力に対抗する力として弾性リング４６の復元力及び永久
磁石７４からの磁力が作用する。本実施の形態では、磁
性可動子８２のテーパ面８４が支持金具４２の下端部と
当接する手前の位置で、慣性力、弾性リング４６の復元
力及び永久磁石７４からの磁力が釣り合うようになって
いる。

【００３３】従って、本実施の形態のアクティブダンパ
１０では、電磁石７０への駆動電流の供給及び停止を繰
り返すことより、駆動隔壁４４を受圧液室４８の容積拡
縮方向である軸方向に沿って往復動できる。このとき、
図２の実線で示されるように、駆動隔壁４４が軸方向に
沿って初期位置から下方へ変位すると受圧液室４８内の
液圧が低下する。この液圧変化によって弾性体２８は外
周部を支点として内周側が軸方向に沿って下方へ撓み変
形し、頂板金具３４を介して弾性体２８の頂部に連結固
定された質量体３８が下方へ変位する。また図２の２点
鎖線で示されるように、駆動隔壁４４が初期位置から軸
方向に沿って上方へ変位すると受圧液室４８内の液圧が
上昇する。この液圧変化によって弾性体２８は外周部を
支点として内周側が軸方向に沿って上方へ撓み変形し、
頂板金具３４を介して弾性体２８の頂部に連結固定され
た質量体３８が上方へ変位する。このとき、質量体３８
は弾性体２８の弾性的な復元力及び慣性力によって図１
に示される初期位置より上方まで移動する。

【００３４】ここで、電磁石７０が励磁状態となって駆
動隔壁４４が初期位置より下方へ変位すると、受圧液室
４８内の液圧が低下し、また電磁石７０が励磁状態から
非励磁状態となって駆動隔壁４４が初期位置より上方へ
変位すると受圧液室４８内の液圧が高くなる。このと
き、弾性リング４６の外周面が支持金具４２の内周面に
固着されていることから、駆動隔壁４４は、弾性リング
４６の外周側の一部を除く中央側の部分である加圧変位
部４９により実質的に受圧液室４８内の液圧を変化させ
ると見なせる。この加圧変位部４９の直径は、駆動隔壁
４４全体の直径より小さく、かつ樹脂円板４６の直径よ
り大きいＲ₁となる。

【００３５】一方、弾性体２８は外周側のテーパ面２９
が外筒金具２２の固着支持部２６へ固着されている。こ
のことから、弾性体２８の外周部は受圧液室４８内の液
圧を受けても弾性変形しない剛体であると近似的に考え
ることができる。従って、弾性体２８は、駆動隔壁４４
の樹脂円板４５が変位して受圧液室４８内の液圧が変化
した際には、実質的には図２に示されるように内周側の
一部である受圧変位部３１のみが軸方向に沿って変位す
る。本実施の形態では、軸心Ｓを中心とする受圧変位部
３１の直径Ｒ₂が駆動隔壁４４における加圧変位部４９
の直径Ｒ₁より小さくなるように弾性体２８の形状、剛
性等が設計されている。

【００３６】アクティブダンパ１０は電磁石７０を制御
するコントローラ６６を備えており、このコントローラ
６６には車体１２上に設置された振動センサ６８が接続
されている。振動センサ６８は、車体１２上におけるエ
ンジン１４とアクティブダンパ１０との中間部に設置さ
れており、車体１２の振動を検出して、この振動に対応
する波形（例えば、正弦波形）の電気信号を検出信号と
してコントローラ６６へ出力する。

【００３７】コントローラ６６は、振動センサ６８から
の信号を受けて車体１２における振動の周波数及び位相
を判断する。コントローラ６６は、車体１２における振
動の周波数と等しい周波数で質量体が振動するように電
磁石７０への駆動電流をオンするオン時間及び駆動電流
をオフするオフ時間との比、すなわち駆動電流のデュー
ティ比を設定する。更にコントローラ６６は、質量体３
８が車体１２における振動の位相とは一定時間のずれを
有する位相又は車体１２における振動の位相とは逆位相
で振動するように駆動電流の位相を調整する。

【００３８】次に、本発明の実施形態に係るアクティブ
ダンパ１０の作用を説明する。

【００３９】車体１２にマウントされたエンジン１４が
作動すると、エンジン１４の振動が防振装置１６を介し
て車体１２へ伝達される。エンジン１４からの振動は、
防振装置１６により一定の減衰率で減衰されて車体１２
へ伝達されるが車体１２に伝達される振動を完全に消失
できず、エンジン１４からの振動によって車体１２が振
動する。

【００４０】振動センサ６８は車体１２が振動すると、
車体１２の振動を検出して検出信号をコントローラ６６
へ出力する。振動センサ６８からの検出信号を受けたコ
ントローラ６６は、質量体３８が車体１２における振動
の周波数と等しい周波数でが振動するように電磁石７０
への駆動電流のデューティ比を設定すると共に、質量体
３８が車体１２における振動の位相とは一定時間のずれ
を有する位相又は逆位相で振動するように駆動電流の位
相を調整する。

【００４１】アクティブダンパ１０は、質量体３８の振
動時に質量体３８の質量と加速度との積と等しい制御力
を車体１２へ作用させる。このとき、質量体３８の振動
周波数を車体１２の振動周波数と等しくすると共に、質
量体３８を車体の振動位相とは一定時間のずれを有する
位相（逆位相を含む）で振動させることにより、アクテ
ィブダンパ１０の制御力は車体１２の振動を打ち消し、
又は弱めるように作用する。従って、車体１２における
振動に対応させて質量体３８を振動させることにより、
エンジン１４の作動時における車体１２の振動レベルを
大幅に低減できる。

【００４２】ここで、車体１２は完全な剛性体ではない
ことから、エンジン１４から車体１２へ伝達される振動
は、車体１２におけるエンジン１４の取付部から周辺部
へ伝播していくことになる。このため、アクティブダン
パ１０の作動時にも、車体１２におけるエンジン１４の
取付部付近では振動が消失せず、振動センサ６８は車体
１２におけるエンジン１４の取付部付近の振動を検出す
る。

【００４３】複数のアクティブダンパ１０は車体１２に
おけるエンジン１４の取付部を囲むように配置されてい
るので、車体１２におけるアクティブダンパ１０の取付
部付近から外側の領域に振動が伝達することを効果的に
阻止（振動遮断）できる。この結果、自動車の車内へ伝
達される振動レベルを大幅に低減できる。

【００４４】更にアクティブダンパ１０では、受圧液室
４８内の液圧を実質的に変化させる樹脂円板４５の外径
Ｒ₁が受圧液室４８内の液圧を受けて実質的に軸方向へ
変位する受圧変位部３１の直径Ｒ₂より大きくされてい
ることから、駆動隔壁４４の変位が液体を介して弾性体
２８の受圧変位部３１に拡大されて伝達されるので、駆
動隔壁４４の振幅に対する弾性体３０の振幅を大きくで
きる。

【００４５】この結果、電磁アクチュエータ等により質
量体を直接的に駆動する従来のアクティブダンパと比較
し、電磁石７０へ供給する駆動電流が同一であっても、
質量体３８の振動スロークを大きくでき、アクティブダ
ンパ１０から車体１２におけるアクティブダンパ１０の
取付部付近へ作用する制御力を増大できるので、車体１
２におけるアクティブダンパ１０の取付部付近に伝達さ
れている振動を効果的に減衰できる。

【００４６】なお、エンジン１４からの振動の種類に
は、例えば、車両が７０〜８０ｋｍ／ｈで走行すると生
じるシェイク振動（１５Ｈｚ未満）や、アイドリング運
転及び車速が５ｋｍ／ｈ以下の低速運転の場合に生じる
アイドル振動（２０〜３０Ｈｚ）等があるが、これらの
振動の種類をコントローラ６１により判断させ、特定の
振動、例えば、シェイク振動が車体１２に伝達されてい
るときにのみ、アクティブダンパ１０を作動させるよう
にしてもよい。

【００４７】また、本実施の形態では、アクティブダン
パ１０を車体１２に配置する場合のみを説明したが、ア
クティブダンパ１０を振動発生部であるエンジン１４側
に配置して振動発生部としてのエンジン１４の振動を抑
制するようにしてもよい。

【００４８】またアクティブダンパ１０では、電磁石７
０により磁性可動子８２に対して断続的に電磁力を作用
させるようにしたが、磁性可動子８２を永久磁石により
構成し、電磁石７０に供給する駆動電流の極性を一定周
期で反転させて磁性可動子８２に磁気的な吸引力及び反
発力を交互に作用させるようにしてもよい。さらに電磁
石７０に供給する駆動電流の電流値を振動センサ６８か
らの検出信号に基づいて変調し、電磁石７０からの電磁
力の強度を伝達振動に対応する周期で変化させて質量体
３８を振動させるようにしてもよい。

【００４９】（第２の実施の形態）図４には本発明によ
る第２の実施の形態に係るアクティブダンパ１１０が示
されている。なお、図４では、図１及び図２に基づいて
既に説明した第１の実施の形態に係る部材と構成及び作
用が共通の部材については同一符号を付して説明を省略
する。本実施の形態のアクティブダンパ１１０も、アク
ティブダンパ１０と同様に車体１２におけるエンジン取
付部を囲むように複数個配置される（図３参照）。

【００５０】アクティブダンパ１１０は、図４に示され
るように外殻部として下端側が閉止された有底円筒状の
外筒金具１１８を有している。外筒金具１１８には、互
いに径が異なる上側円筒部１２０及び下側円筒部１２２
が設けられており、大径の上側円筒部１２０と小径の下
側円筒部１２２との中間部に段差状のフランジ部１２４
が形成されている。

【００５１】外筒金具１１８の底板部にはボルト１２６
が溶接等により固着されており、このボルト１２６の軸
部は軸心Ｓに沿って下方へ突出している。このボルト１
２６は車体１２を貫通し、その先端部にナット１２８が
ねじ込まれる。これにより、外筒金具１１８は車体１２
に締結固定される。

【００５２】外筒金具１１８の下側円筒部１２２内に
は、コア７４，永久磁石７４及びコイル７６を備えた電
磁石７０が挿入されている。一方、上側円筒部１２０内
には、軸方向両端部がそれぞれ下側円筒部１２２の内径
より大径とされた薄肉状の支持円筒１３０が挿入されて
いる。この支持円筒１３０の軸方向中間部には両端部に
対して小径とされた縮径部１３１が設けられている。こ
の縮径部１３１は、図５に示されるように支持円筒１３
０の外周面に周方向に沿って矩形断面の溝部１３３を全
周に亘って形成している。

【００５３】支持円筒１３０の内周面には、図４に示さ
れるようにゴム製の弾性体１３５が加硫接着されてい
る。弾性体１３５は上方へ向かって断面が縮小する略円
錐台状に形成されており、その下端側の外周部付近が支
持円筒１３０の内周面上端部に加硫接着され、上端側が
支持円筒１３０から上方へ突出している。また弾性体１
３５の底面中央部には上方へ向かって窪んだ円形の凹部
１３７が形成されている。

【００５４】弾性体１３５の頂面には、金属製の頂板金
具１３９が加硫接着されている。頂板金具１３９の上面
にはボルト軸１４１が軸心Ｓに沿って上方へ突出するよ
うに溶接等により固着されている。頂板金具１３９上に
は、金属材料を肉厚円板状に加工した質量体３８が載置
されており、ボルト軸１４１は質量体３８の中心部を貫
通し、その先端部にナット１４５がねじ込まれている。
これにより、質量体３８が頂板金具１３９上に締結固定
される。

【００５５】支持円筒１３０内には略円筒状の仕切部材
１４７が挿入されている。仕切部材３４の内周側には軸
方向へ貫通する円柱状の中空部１４９が形成されてお
り、この中空部１４９の下端部には、上部側に対して内
径が拡大した隔壁収納部１５１が形成されている。ここ
で、仕切部材１４７は上面の外周部が弾性体１３５の下
面の外周部と密着するように配置されている。また中空
部１４９の内径は、弾性体１３５の凹部１３７の内径と
等しくされている。弾性体１３５の凹部１３７の外周部
は仕切部材１４７の上面に接着されている。

【００５６】仕切部材１４７の隔壁収納部１５１内には
円板状の駆動隔壁１５３が配置されている。駆動隔壁１
５３は、内周側に配置された樹脂円板１５４及びこの樹
脂円板１５４の外周側に配置されたゴム製の弾性リング
１５５により構成されている。

【００５７】弾性リング１５５は、内周面が樹脂円板１
５４の外周面に固着されると共に、外周面が隔壁収納部
１５１の内周面下端部に固着されている。これにより、
仕切部材１４７の中空部１４９の下面側が駆動隔壁１５
３によって閉止される。ここで、弾性体１３５の凹部１
３７及び駆動隔壁１５３により閉止された中空部１４９
は受圧液室１５７を構成しており、この受圧液室１５７
内の液圧変化に伴って弾性体１３５が軸方向に沿って弾
性変形するようになっている。また駆動隔壁１５３は、
弾性リング１５５が弾性変形することにより受圧液室１
５７の容積を拡縮する方向である軸方向に沿って変位可
能とされている。

【００５８】仕切部材１４７には、図５に示されるよう
に外周面に周方向に沿って溝部１４８が形成され、この
溝部１４８の一端部には溝部４０の内壁から中空部１４
９の内周面まで貫通する連通路１５９が形成されてい
る。

【００５９】支持円筒１３０は、図４に示されるように
縮径部１３１の内周面を仕切部材１４７の外周面に密着
させている。これにより、仕切部材１４７の溝部１３３
の外周側は縮径部１３１によって閉止される。また支持
円筒１３０の縮径部１３１には、図２に示されるように
溝部４０の他端部に対応する部位に貫通穴１６１が形成
されており、この貫通穴１６１は支持円筒１３０の溝部
１３３と仕切部材１４７の溝部１４８とを互いに連通さ
せている。

【００６０】仕切部材１４７の外周面には下端部に径方
向へ延出する円板状のフランジ部１６３が形成されてお
り、フランジ部１６３の上面側は支持円筒１３０の縮径
部１３１の下面へ当接している。また、フランジ部１６
３の下面と外筒金具１１８のフランジ部１６３の上面と
の間には、リング状のスペーサ１６５が挿入されてお
り、これにより、支持円筒１３０及び仕切部材１４７が
軸方向へ位置決めされている。スペーサ１６５の内周側
には、隔壁収納部１５１の内径と等しい内径を有する円
柱状の中空部１６７が形成されている。

【００６１】またスペーサ１６５の内周面には、上端部
に径方向へ延出する凹部１６７が形成されており、この
凹部１６７内には薄肉リング状とされた皿ばね１８０の
外周部が挿入されている。この皿ばね１８０は凹部１６
７の上面とフランジ部１６３の下面とにより挟持されて
固定され、その内周部を駆動隔壁１５３の樹脂円板１５
４へ弾接させて樹脂円板１５３を上方へ付勢している。

【００６２】スペーサ１６５の内周側には、上部側が駆
動隔壁１５３により閉止されると共に、下部側が電磁石
７０の上面によって閉止された円筒状の空間である収納
室１８２が形成される。この収納室１８２内には、駆動
隔壁１５３の樹脂円板１５４の下面に連結された円板状
の磁性可動子１８４が収納されている。

【００６３】磁性可動子１８４は磁力により吸引可能な
鉄等の磁性材料からなり、その上部側には下部側に対し
て小径の円柱状の連結部１８５が一体的に設けられてい
る。ここで、磁性可動子１８４は、その下面が電磁石７
０の上面と平行となるように支持されている。磁性可動
子１８４には、常に永久磁石７４からの磁力が作用する
と共に、樹脂円板１５４を介して皿ばね１８０からの付
勢力が作用している。この状態で磁性可動子１８４は、
駆動隔壁１５３の弾性リング１５５に弾性変形を生じさ
せないような位置（初期位置）で静止する。

【００６４】外筒金具１１８の上側円筒部１２０内には
支持円筒１３０の外周面との間に薄肉状の中間筒１６９
が配置されている。中間筒１６９は軸方向における長さ
が支持円筒１３０と等しくされており、その内周面によ
って支持円筒１３０の外周面を覆っている。支持円筒１
３０及び中間筒１６９の下端部はそれぞれ外筒金具１１
８のフランジ部１２４の上面へ当接しており、この状態
で、外筒金具１１８の上端部が内周側へかしめられるこ
とにより、支持円筒１３０及び中間筒１６９が外筒金具
１１８内で固定されている。

【００６５】中間筒１６９の内周面には、略円筒状とさ
れたゴム製のダイアフラム１７１の軸方向両端部がそれ
ぞれ全周に亘って加硫接着されている。このダイアフラ
ム１７１は、支持円筒１３０の溝部１３３の外周側を閉
止しており、軸方向中間部が溝部２４内へ突出するよう
にアーチ状に湾曲している。ここで、ダイアフラム１７
１により外周側が閉止された溝部１３３内に形成される
円環状の空間は副液室１７３とされている。またダイア
フラム１７１の外周面と中間筒１６９の内周面との間に
は、ダイアフラム１７１の径方向への弾性変形を可能と
する空気室１７５とされている。この空気室１７５は必
要に応じて装置外部へ連通される。

【００６６】副液室１７３と受圧液室１５７とは、支持
円筒１３０の貫通穴１６１、支持円筒１３０における溝
部１３３及び連通路１５９を通して互いに連通してお
り、これらの貫通穴１６１、溝部１３３及び連通路１５
９はオリフィスとしての制限通路１７７を構成してい
る。ここで、受圧液室１５７、副液室１７３及び制限通
路１７７内には、水、オイル、エチレングリコール等の
液体が充填封入されている。

【００６７】本実施の形態のアクティブダンパ１１０で
は、副液室１７３の隔壁の一部を構成するダイアフラム
１７１の剛性が自動車におけるシェイク振動の周波数に
対応する大きさとされ、かつ制限通路１７７の液体の流
通抵抗もシェイク振動の周波数に対応する大きさとされ
ている。

【００６８】アクティブダンパ１１０では、第１の実施
の形態に係るアクティブダンパ１０と同様に、電磁石７
０への駆動電流の供給及び停止を繰り返すことより、駆
動隔壁４４を受圧液室４８の容積拡縮方向である軸方向
に沿って往復動できる。このとき、駆動隔壁１５３が軸
方向に沿って初期位置から下方へ変位すると受圧液室１
５７内の液圧が低下する。この液圧変化によって弾性体
１３５は外周部を支点として内周側が軸方向に沿って下
方へ撓み変形し、頂板金具３４を介して弾性体２８の頂
部に連結固定された質量体３８が下方へ変位する。また
駆動隔壁１５３が初期位置から軸方向に沿って上方へ変
位すると受圧液室４８内の液圧が上昇する。この液圧変
化によって弾性体１３５は外周部を支点として内周側が
軸方向に沿って上方へ撓み変形し、頂板金具３４を介し
て弾性体２８の頂部に連結固定された質量体３８が上方
へ変位する。このとき、質量体３８は弾性体１３５及び
皿ばね１８０の弾性的な復元力及び慣性力によって初期
位置より上方まで移動する。

【００６９】ここで、電磁石７０が励磁状態となって駆
動隔壁１５３が初期位置より下方へ変位すると、受圧液
室１５７内の液圧が低下し、また電磁石７０が励磁状態
から非励磁状態となって駆動隔壁１５３が初期位置より
上方へ変位すると受圧液室４８内の液圧が高くなる。こ
のとき、弾性リング１５５の外周面が仕切部材１４７の
内周面に固着されていることから、駆動隔壁１５３は、
図４に示されるように弾性リング１５５の外周側の一部
を除く中央側の部分である加圧変位部１５６により実質
的に受圧液室１５７内の液圧を変化させると見なせる。
この加圧変位部１５６の直径は、駆動隔壁１５３全体の
直径より小さく、かつ樹脂円板１５４の直径より大きい
Ｒ₃となる。

【００７０】一方、弾性体１３５は、凹部１３７の周縁
部が仕切部材１４７の上面に固着されている。このこと
から、弾性体１３５の凹部１３７の外周部は受圧液室１
５７内の液圧を受けても弾性変形しない剛体であると近
似的に考えることができる。従って、弾性体１３５は、
駆動隔壁１５３が変位して受圧液室１５７内の液圧が変
化した際には、実質的には図４に示されるように内周側
の一部である受圧変位部１３６のみが軸方向に沿って変
位する。本実施の形態では、軸心Ｓを中心とする受圧変
位部１３６の直径Ｒ₄が樹脂円板１５４の外径Ｒ₃より小
さくなるように弾性体１３５の形状、剛性等が設計され
ている。

【００７１】アクティブダンパ１１０は電磁石７０を制
御するコントローラ６６を備えており、このコントロー
ラ６６には車体１２上に設置された振動センサ６８が接
続されている。振動センサ６８は、車体１２上における
エンジン１４とアクティブダンパ１１０との中間部に設
置されており、車体１２の振動を検出して、この振動に
対応する波形（例えば、正弦波形）の電気信号を検出信
号としてコントローラ６６へ出力する。

【００７２】コントローラ６６は、振動センサ６８から
の信号を受けて車体１２における振動の周波数及び位相
を判断する。コントローラ６６は、車体１２における振
動の周波数と等しい周波数で質量体が振動するように電
磁石７０への駆動電流をオンするオン時間及び駆動電流
をオフするオフ時間との比、すなわち駆動電流のデュー
ティ比を設定する。更にコントローラ６６は、質量体３
８が車体１２における振動の位相とは一定時間のずれを
有する位相又は車体１２における振動の位相とは逆位相
で振動するように駆動電流の位相を調整する。

【００７３】次に本発明の実施形態に係るアクティブダ
ンパ１１０の作用を説明する。

【００７４】本実施の形態のアクティブダンパ１１０に
よっても、コントローラ６６が電磁石７０をアクティブ
ダンパ１０の場合と同様に制御することにより、車体１
２におけるアクティブダンパ１１０の取付部付近から外
側の領域に振動が伝達することを効果的に阻止（振動遮
断）できるので、自動車の車内へ伝達される振動レベル
を大幅に低減できる。

【００７５】また、本実施の形態のアクティブダンパ１
１０でも、第１の実施の形態に係るアクティブダンパ１
０と同様に、受圧液室１５７内の液圧を実質的に変化さ
せる加圧変位部１５６の外径Ｒ₃が受圧液室１５７内の
液圧を受けて実質的に軸方向へ変位する受圧変位部１３
６の直径Ｒ₄より大きくされていることから、駆動隔壁
１５３の加圧変位部１５６の変位が液体を介して弾性体
１３５の受圧変位部１３６に拡大されて伝達されるの
で、駆動隔壁１５３の振幅に対する弾性体１３５の振幅
が大きくできる。

【００７６】更に本実施の形態のアクティブダンパ１１
０では、副液室１７３の隔壁の一部を構成するダイアフ
ラム１７１の剛性が自動車におけるシェイク振動の周波
数に対応する大きさとされ、かつ制限通路１７７の液体
の流通抵抗もシェイク振動の周波数に対応する大きさと
されていることから、受圧液室１５７内の液体が副液室
１７３内の液圧がシェイク振動（１５Ｈｚ未満）と略等
しい周期で変化する場合、すなわち駆動隔壁１５３がシ
ェイク振動と略等しい周波数で振動する場合には、制限
通路１７７を通して受圧液室１５７と副液室１７３との
間を流動する液体に共振現象（液柱共振）が発生し、こ
の液柱共振により受圧液室１５７内の液圧変化を増幅で
きるので、液圧変化に伴う弾性体１３５の軸方向に沿っ
た変位を大きくして質量体１３５の振幅を拡大できる。

【００７７】従って、エンジン１４から車体１２へ伝達
される振動がシェイク振動である場合には、インテーク
マニホルド９１内の負圧を大きくすることなく、車体１
２の振動を打ち消すための制御力を増大できるので、車
体１２に伝達されるシェイク振動を特に効果的に減衰で
きるなお、エンジン１４からの振動の種類には、上記し
たシェイク振動以外にも、例えば、アイドリング運転及
び車速が５ｋｍ／ｈ以下の低速運転の場合に生じるアイ
ドル振動（２０〜３０Ｈｚ）等があるが、ダイアフラム
１７１の剛性及び制限通路１７７の流通抵抗をアイドル
振動等のシェイク振動以外の振動に対応する大きさに設
定（チューニング）し、このシェイク振動以外の振動伝
達時に液柱共振作用により質量体１３５の振幅を増大す
るようにしてもよい。

【００７８】

【発明の効果】以上説明したように本発明の能動型吸振
装置によれば、少ない消費電流により大きな制御力を発
生でき、電源供給部の容量が制限される場合でも振動受
部の振動を効果的に抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による第１の実施の形態に係るアクテ
ィブダンパの側面断面図である。

【図２】 本発明による第１の実施の形態に係るアクテ
ィブダンパの作動状態を示す側面断面図である。

【図３】 本発明の実施形態に係るアクティブダンパ及
びエンジンが車体上へ搭載された状態を示す模式図であ
る。

【図４】 本発明による第２の実施の形態に係るアクテ
ィブダンパの側面断面図である。

【図５】 本発明による第２の実施の形態に係るアクテ
ィブダンパにおける支持筒及び仕切部材を示す斜視図で
ある。

【符号の説明】

１０ アクティブダンパ（能動型吸振装置） １２ 車体（振動受部） ２８ 弾性体 ３１ 受圧変位部 ３８ 質量体 ３４ 頂板金具（支持部材） ４４ 駆動隔壁 ４８ 受圧液室 ５２ 気体封入室 ５７ 圧力供給管（圧力供給路） ５８ 切換弁（圧力供給手段） ６６ コントローラ（電磁駆動手段、制御部） ７０ 電磁石（電磁駆動手段） ８２ 磁性可動子 １１０ アクティブダンパ（能動型吸振装置） １１８ 外筒金具（取付部材） １３５ 弾性体 １３６ 受圧変位部 １３９ 頂板金具（支持部材） １５３ 駆動隔壁 １５７ 受圧液室 １８４ 磁性可動子

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動受部に連結される取付部材と、 振動受部における吸振領域に対応した質量を有する質量
   体と、 前記質量体が固定された支持部材と、 前記取付部材と前記支持部材との間に設けられ、液体が
   封入された受圧液室と、 前記取付部材及び前記支持部材にそれぞれ連結されると
   共に前記受圧液室における隔壁の一部を構成し、前記受
   圧液室内の液圧変化に伴って振動受部の振動の振幅方向
   に沿って変位する受圧変位部が設けられた弾性体と、 前記受圧液室における隔壁の他の一部を構成し、前記受
   圧液室の容積拡縮方向へ変位可能とされると共に、前記
   受圧液室内の液体に対する加圧面積が前記受圧変位部の
   受圧面積より広くされた駆動隔壁と、 磁性体により構成され前記駆動隔壁と一体となって前記
   容積拡縮方向へ変位する磁性可動子と、 前記磁性可動子に対して電磁力を作用させて磁性可動子
   及び前記駆動隔壁を前記容積拡縮方向に沿って往復動さ
   せる電磁駆動手段と、 を有することを特徴とする能動型吸振装置。
2. 【請求項２】 前記電磁駆動手段は、前記磁性可動子に
   対して電磁力を作用させる電磁石と、振動受部に伝達さ
   れる振動に対応する周期で前記電磁石が励磁状態となる
   ように電磁石に駆動電流を供給する制御部と、を有する
   ことを特徴とする請求項１記載の能動型吸振装置。