JP2016017436A - エンジン補機制振装置 - Google Patents

Abstract

【課題】制振効果を向上できるエンジン補機制振装置を提供する。【解決手段】インタークーラー２３をエンジン本体２０に対して制振するエンジン補機制振装置１００であって、エンジン本体２０に対しインタークーラー２３を支持する支持部材１２０に貼設された圧電素子１３０と、抵抗Ｒと、開閉器Ｓと、を直列に接続して含んだ回路１６０と、開閉器Ｓの開閉タイミングを制御するＥＣＵ５０と、を備え、ＥＣＵ５０は、エンジン１０が所定回転数未満で運転する場合には、開閉器Ｓを閉とし、エンジン１０が所定回転数以上で運転する場合には、開閉器Ｓを開とする。【選択図】図４

Description

本発明は、エンジン補機制振装置の技術に関する。

エンジン補機制振装置は、エンジン補機に伝達するエンジンの振動を減衰する装置として公知である（例えば、特許文献１）。エンジン補機制振装置としては、エンジンとエンジン補機とを弾性体（支持部材）で支持する構成が公知である。

図１０を用いて、エンジンとエンジン補機とを弾性体で支持する構成（以下、エンジン補機制振装置８００）と、例えばエンジンとエンジン補機とを弾性体及びダンパーで支持する構成（以下、エンジン補機制振装置９００）の作用について説明する。

なお、図１０では、エンジン補機制振装置８００及びエンジン補機制振装置９００の作用について、横軸を周波数Ｆ、縦軸をエンジン補機に伝わる加振力Ｐとするグラフ図によって表している。また、グラフ中では、エンジン補機制振装置８００の作用を破線で表し、エンジン補機制振装置９００の作用を一点鎖線で表している。

また、図１０の左上では、エンジン補機制振装置８００の構成を模式的に表している。さらに、図１０の右上では、エンジン補機制振装置９００の構成を模式的に表している。

エンジン補機制振装置８００では、エンジン補機Ｍがエンジン１０に対して弾性体８１０によって支持されている。エンジン補機制振装置８００では、弾性体８１０の減衰が小さいため、共振点にて振動が非常に大きくなる。なお、弾性体８１０の具体例としては、金属板等が挙げられる。

エンジン補機制振装置９００では、エンジン補機Ｍがエンジン１０に対して弾性体９１０とダンパー９２０とによって支持されている。エンジン補機制振装置９００では、ダンパー９２０によって減衰が付加されるので共振点通過時の加振力Ｐが低減されるものの、制振域の力伝達率が大きくなり振動が大きくなる。

特開平６−１０８８７３号公報

本発明の解決しようとする課題は、制振効果を向上できるエンジン補機制振装置を提供することである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、エンジン補機をエンジン本体に対して制振するエンジン補機制振装置であって、エンジン本体に対し前記エンジン補機を支持する支持部材に貼設された圧電素子と、抵抗と、開閉器と、を直列に接続して含んだ回路と、前記開閉器の開閉タイミングを制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、エンジンが所定回転数未満で運転する場合には、前記開閉器を閉とし、該エンジンが所定回転数以上で運転する場合には、前記開閉器を開とするものである。

請求項２においては、請求項１記載のエンジン補機制振装置であって、前記抵抗は、可変抵抗とされるものである。

請求項３においては、請求項１記載のエンジン補機制振装置であって、前記回路には、前記抵抗と直列にコイルが接続されるものである。

請求項４においては、請求項３記載のエンジン補機制振装置であって、前記回路には、前記コイル及び前記抵抗に対し、コイルと抵抗と開閉器とを含む回路が並列に複数接続されるものである。

請求項５においては、エンジン補機をエンジン本体に対して制振するエンジン補機制振装置であって、エンジン本体に対し前記エンジン補機を支持する支持部材に貼設された圧電素子と、開閉器と、を含んだ回路と、前記開閉器の開閉タイミングを制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、エンジンが所定回転数未満で運転する場合には、前記開閉器を閉とし、該エンジンが所定回転数以上で運転する場合には、前記開閉器を開とするものである。

本発明のエンジン補機制振装置によれば、共振点を通過する際には減衰力を付与して振幅を抑え、共振点を通過後には通常運転領域では減衰力を付与せずに振動伝達率を大きくすることなく制振させ、制振効果を向上できる。

エンジンの構成を示す斜視図。 同じく側面図。 第一実施形態のエンジン補機制振装置の構成を示す斜視図。 同じく模式図。 同じく作用を示すグラフ図。 第二実施形態のエンジン補機制振装置の構成を示す模式図。 第三実施形態のエンジン補機制振装置の構成を示す模式図。 第四実施形態のエンジン補機制振装置の構成を示す模式図。 第五実施形態のエンジン補機制振装置の構成を示す模式図。 従来のエンジン補機制振装置の作用を示す模式図。

図１及び図２を用いて、エンジン１０の構成について説明する。
なお、図１では、エンジン１０の構成を斜視にて模式的に表している。また、図２では、エンジン１０の構成を側面視にて模式的に表している。

エンジン１０は、エンジン本体２０と、エンジン補機と、を具備している。本実施形態のエンジン補機としては、過給機（コンプレッサ２１及びタービン２２）と、インタークーラー２３と、燃料噴射ポンプ２４と、オルタネータ２５と、清水クーラー２６と、制御手段としてのＥｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ（以下、ＥＣＵ）５０と、が具備されている。なお、本発明のエンジン補機としては、本実施形態に限定されず、支持部材によってエンジン本体２０に支持される重量物とする。

図３を用いて、エンジン補機制振装置１００の構成について説明する。
なお、図３では、エンジン補機制振装置１００の構成を斜視にて模式的に表している。

エンジン補機制振装置１００は、本発明のエンジン補機制振装置に係る第一実施形態である。エンジン補機制振装置１００は、補機として例えばインタークーラー２３（図１及び図２参照）に伝達するエンジン１０の振動を減衰する装置である。

エンジン補機制振装置１００は、弾性体としての支持部材１２０と、圧電素子１３０と、を具備している。支持部材１２０は、補機側支持部１２０Ａと、垂直部１２０Ｂと、エンジン側支持部１２０Ｃと、から形成されている。補機側支持部１２０Ａは、補機としてのインタークーラー２３（図１参照）を支持するものである。エンジン側支持部１２０Ｃは、エンジン本体２０に支持されるものである。

圧電素子１３０は、垂直部１２０Ｂに貼着されている。圧電素子１３０は、振動が加えられると起電力を生じる素子である。本実施形態では、圧電素子１３０について詳細な説明は省略する。

図４を用いて、エンジン補機制振装置１００の構成について説明する。
なお、図４では、エンジン補機制振装置１００の構成を模式的に表している。また、図４では、電気信号線を破線によって表している。

エンジン補機制振装置１００は、上述したように、支持部材１２０と、圧電素子１３０と、を具備している。圧電素子１３０には、回路１６０が接続されている。

回路１６０には、開閉器Ｓと、抵抗Ｒと、が直列に接続されている。開閉器Ｓは、ＥＣＵ５０に接続されている。なお、ＥＣＵ５０は、エンジン１０を総合的に制御するものである。また、ＥＣＵ５０は、開閉器Ｓの開閉タイミングを制御する機能を有している。

ＥＣＵ５０は、エンジン１０が所定回転数未満であれば、開閉器Ｓを閉とし、エンジン１０が所定回転数以上であれば、開閉器Ｓを開とする機能を有している。

図５を用いて、エンジン補機制振装置１００の作用について説明する。
なお、図５では、エンジン補機制振装置１００の作用をグラフ図によって模式的に表している。

なお、図５では、エンジン補機制振装置１００の作用について、横軸を周波数Ｆ、縦軸をインタークーラー２３に伝わる加振力Ｐとするグラフ図によって表している。また、図５のグラフ中では、エンジン補機制振装置１００を実線で表し、従来のエンジン補機制振装置８００（弾性体のみで支持する構成）を破線で表し、従来のエンジン補機制振装置９００（弾性体及びダンパーのみで支持する構成）を一点鎖線で表している。

エンジン補機制振装置１００では、エンジン１０が所定回転数未満であれば、開閉器Ｓを閉とするため、圧電素子１３０の振動によって回路１６０に起電力が生じ、生じた電力が抵抗によって消費される。

すなわち、エンジン補機制振装置１００では、圧電素子１３０の振動エネルギーが電気エネルギーとして消費される。このとき、支持部材１２０には、減衰力が付与されて加振力Ｐが低減される。

言い換えれば、エンジン補機制振装置１００では、エンジン１０が所定回転数未満（共振点を通過する領域）であれば、従来のエンジン補機制振装置９００（弾性体及びダンパーのみで支持する構成）の特性を有する。

一方、エンジン補機制振装置１００では、エンジン１０が所定回転数以上（共振点を通過後の領域）であれば、開閉器Ｓを開とするため、圧電素子１３０の振動によって回路１６０に起電力が生じるものの、生じた電力が抵抗によって消費されない。

すなわち、エンジン補機制振装置１００では、圧電素子１３０の振動エネルギーが電気エネルギーとして消費されない。このとき、支持部材１２０には、減衰力が付与されずに振動伝達率を大きくすることなく制振される。

言い換えれば、エンジン補機制振装置１００では、エンジン１０が所定回転数以上であれば、従来のエンジン補機制振装置８００（弾性体のみで支持する構成）の特性を有する。

エンジン補機制振装置１００の効果について説明する。
エンジン補機制振装置１００では、共振点を通過する領域では、支持部材１２０に減衰力を付与して加振力Ｐを低減させ、共振点を通過後の領域では、減衰力を付与せずに振動伝達率を大きくすることなく制振させる。そのため、制振効果を向上できる。

図６を用いて、エンジン補機制振装置２００の構成について説明する。
なお、図６では、エンジン補機制振装置２００の構成を斜視にて模式的に表している。また、図６では、電気信号線を破線によって表している。

エンジン補機制振装置２００は、本発明のエンジン補機制振装置に係る第二実施形態である。エンジン補機制振装置２００は、補機としてのインタークーラー２３（図１参照）に伝達するエンジン１０の振動を減衰する装置である。

エンジン補機制振装置２００は、弾性体としての支持部材２２０と、圧電素子２３０と、を具備している。エンジン補機制振装置２００の支持部材２２０及び圧電素子２３０については、エンジン補機制振装置１００の支持部材１２０及び圧電素子１３０と同様の構成であるため、説明を省略する。

圧電素子２３０には、回路２６０が接続されている。回路２６０には、開閉器Ｓと、可変抵抗Ｒｎと、が直列に接続されている。可変抵抗Ｒｎ及び開閉器Ｓは、制御手段としてのＥＣＵ５０に接続されている。

ＥＣＵ５０は、エンジン１０が所定回転数未満（共振点を通過する領域）であれば、開閉器Ｓを閉とし、エンジン１０が所定回転数以上（共振点を通過後の領域）であれば、開閉器Ｓを開とする機能を有している。また、ＥＣＵ５０は、可変抵抗Ｒｎの抵抗値を変更する機能を有している。

エンジン補機制振装置２００の作用については、エンジン補機制振装置１００の作用と同様であるため説明を省略する。

エンジン補機制振装置２００の効果については、エンジン補機制振装置１００の効果に加え、可変抵抗Ｒｎによって共振点を通過する領域において付与する減衰力のレベルを変更することができる。

図７を用いて、エンジン補機制振装置３００の構成について説明する。
なお、図７では、エンジン補機制振装置３００の構成を斜視にて模式的に表している。また、図７では、電気信号線を破線によって表している。

エンジン補機制振装置３００は、本発明のエンジン補機制振装置に係る第三実施形態である。エンジン補機制振装置３００は、補機としてのインタークーラー２３（図１参照）に伝達するエンジン１０の振動を減衰する装置である。

エンジン補機制振装置３００は、弾性体としての支持部材３２０と、圧電素子３３０と、を具備している。エンジン補機制振装置３００の支持部材３２０及び圧電素子３３０については、エンジン補機制振装置１００の支持部材１２０及び圧電素子１３０と同様の構成であるため、説明を省略する。

圧電素子３３０には、回路３６０が接続されている。回路３６０には、開閉器Ｓと、抵抗Ｒと、コイルＬと、が直列に接続されている。開閉器Ｓは、制御手段としてのＥＣＵ５０に接続されている。

ＥＣＵ５０は、エンジン１０が所定回転数未満（共振点を通過する領域）であれば、開閉器Ｓを閉とし、エンジン１０が所定回転数以上（共振点を通過後の領域）であれば、開閉器Ｓを開とする機能を有している。

エンジン補機制振装置３００の作用については、エンジン補機制振装置１００の作用と同様であるため説明を省略する。

エンジン補機制振装置３００の効果については、エンジン補機制振装置１００の効果に加え、圧電素子３３０の起電力をＬＲ回路によって特定の周波数について共振させて、特定の周波数（共振点）での減衰効果を向上することができる。

図８を用いて、エンジン補機制振装置４００の構成について説明する。
なお、図８では、エンジン補機制振装置４００の構成を斜視にて模式的に表している。また、図８では、電気信号線を破線によって表している。

エンジン補機制振装置４００は、本発明のエンジン補機制振装置に係る第四実施形態である。エンジン補機制振装置４００は、補機としてのインタークーラー２３（図１参照）に伝達するエンジン１０の振動を減衰する装置である。

エンジン補機制振装置４００は、弾性体としての支持部材４２０と、圧電素子４３０と、を具備している。エンジン補機制振装置４００の支持部材４２０及び圧電素子４３０については、エンジン補機制振装置１００の支持部材１２０及び圧電素子１３０と同様の構成であるため、説明を省略する。

圧電素子４３０には、回路４６０が接続されている。回路４６０には、開閉器Ｓと、抵抗Ｒと、コイルＬと、が直列に接続された回路が並列に３つ接続されている。それぞれの開閉器Ｓは、制御手段としてのＥＣＵ５０に接続されている。

ＥＣＵ５０は、エンジン１０が所定回転数未満（共振点を通過する領域）であれば、開閉器Ｓを閉とし、エンジン１０が所定回転数以上（共振点を通過後の領域）であれば、開閉器Ｓを開とする機能を有している。

エンジン補機制振装置４００の作用については、エンジン補機制振装置１００の作用と同様であるため説明を省略する。

エンジン補機制振装置４００の効果については、エンジン補機制振装置１００の効果に加え、圧電素子３３０の起電力をＬＲ回路によって複数の特定の周波数について共振させて、複数の特定の周波数（共振点）での減衰効果を向上することができる。

図９を用いて、エンジン補機制振装置５００の構成について説明する。
なお、図９では、エンジン補機制振装置５００の構成を斜視にて模式的に表している。また、図９では、電気信号線を破線によって表している。

エンジン補機制振装置５００は、本発明のエンジン補機制振装置に係る第五実施形態である。エンジン補機制振装置５００は、補機としてのインタークーラー２３（図１参照）に伝達するエンジン１０の振動を減衰する装置である。

エンジン補機制振装置５００は、弾性体としての支持部材５２０と、圧電素子５３０と、を具備している。エンジン補機制振装置５００の支持部材５２０及び圧電素子５３０については、エンジン補機制振装置１００の支持部材１２０及び圧電素子１３０と同様の構成であるため、説明を省略する。

支持部材５２０の表裏面には、圧電素子５３０がそれぞれ貼設されている。それぞれの圧電素子５３０には、回路５６０が接続されている。それぞれの回路５６０には、開閉器Ｓが接続されている。それぞれの開閉器Ｓは、制御手段としてのＥＣＵ５０に接続されている。

ＥＣＵ５０は、エンジン１０が所定回転数未満（共振点を通過する領域）であれば、開閉器Ｓを閉とし、エンジン１０が所定回転数以上（共振点を通過後の領域）であれば、開閉器Ｓを開とする機能を有している。

エンジン補機制振装置５００の作用について説明する。
エンジン補機制振装置５００では、エンジン１０が所定回転数未満であれば、開閉器Ｓを閉とするため、一方の圧電素子５３０の振動によって回路５６０に起電力が生じ、他方の圧電素子５３０の振動によって回路５６０に逆の起電力が生じ、それぞれで生じた起電力が打ち消し合う。

すなわち、エンジン補機制振装置５００では、それぞれの圧電素子５３０の振動エネルギーが打ち消し合って消費される。このとき、支持部材５２０には、減衰力が付与されて加振力Ｐが低減される。

一方、エンジン補機制振装置５００では、エンジン１０が所定回転数以上であれば、開閉器Ｓを開とするため、一方の圧電素子５３０の振動によって回路５６０に起電力が生じ、他方の圧電素子５３０の振動によって回路５６０に逆の起電力が生じるものの、電力が消費されない。

すなわち、エンジン補機制振装置５００では、圧電素子５３０の振動エネルギーが電気エネルギーとして消費されない。このとき、支持部材５２０には、減衰力が付与されずに振動伝達率を大きくすることなく制振される。

エンジン補機制振装置５００の効果については、エンジン補機制振装置１００の効果と同様であるため説明を省略する。

１０ エンジン
５０ ＥＣＵ（制御手段）
１００ エンジン補機制振装置
１２０ 支持部材（弾性体）
１３０ 圧電素子
１６０ 回路
Ｓ 開閉器
Ｒ 抵抗

Claims (5)

1. エンジン補機をエンジン本体に対して制振するエンジン補機制振装置であって、
   エンジン本体に対し前記エンジン補機を支持する支持部材に貼設された圧電素子と、抵抗と、開閉器と、を直列に接続して含んだ回路と、
   前記開閉器の開閉タイミングを制御する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、エンジンが所定回転数未満で運転する場合には、前記開閉器を閉とし、該エンジンが所定回転数以上で運転する場合には、前記開閉器を開とする、
   エンジン補機制振装置。
2. 請求項１記載のエンジン補機制振装置であって、
   前記抵抗は、可変抵抗とされる、
   エンジン補機制振装置。
3. 請求項１記載のエンジン補機制振装置であって、
   前記回路には、前記抵抗と直列にコイルが接続される、
   エンジン補機制振装置。
4. 請求項３記載のエンジン補機制振装置であって、
   前記回路には、前記コイル及び前記抵抗に対し、コイルと抵抗と開閉器とを含む回路が並列に複数接続される、
   エンジン補機制振装置。
5. エンジン補機をエンジン本体に対して制振するエンジン補機制振装置であって、
   エンジン本体に対し前記エンジン補機を支持する支持部材に貼設された圧電素子と、開閉器と、を含んだ回路と、
   前記開閉器の開閉タイミングを制御する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、エンジンが所定回転数未満で運転する場合には、前記開閉器を閉とし、該エンジンが所定回転数以上で運転する場合には、前記開閉器を開とする、
   エンジン補機制振装置。

Images