JP2016121758A - 制振部材及び制振システム - Google Patents

Abstract

【課題】セラミック圧電体を用いた従来の制振部材は、振動発生装置からの振動を十分に低減することが困難である。また、磁歪素子を用いた従来の制振部材は、機構が複雑になると共に大型化してしまう。本発明は、振動発生装置からの振動を十分に低減できると共に、機構が簡単な制振部材及び制振システムを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、誘電エラストマから構成される誘電体層と、前記誘電体層の第１面に形成され、前記第１面と平行な方向に伸縮可能な第１動作電極と、前記誘電体層における前記第１面の反対側にある第２面に形成され、前記第２面と平行な方向に伸縮可能な第２動作電極と、前記第１面において前記第１動作電極と絶縁して形成された第１センサ電極と、前記第２面に形成された第２センサ電極と、を備えている制振部材である。
【選択図】図３

Description

本発明は、誘電エラストマから構成される誘電体層を備えた制振部材、及びそれを備えた制振システムに関する。

自動車や家電製品等はエンジンやモータ等を内蔵しているため稼働中に振動を発生するが、近年、自動車、家電製品等の振動発生装置の振動を低減させて、それら振動発生装置の静粛性を向上させることが求められている。

これらの要求に対し、例えば、振動発生装置の振動発生源から発生した振動をセンサにより検出し、検出した振動に対して位相のずれた振動をセラミック圧電体や磁歪素子を用いたアクチュエータにより与えることにより振動を低減させる制振部材が考案されている。

この技術に関連する先行技術文献情報としては、例えば、セラミック圧電体を用いたものとしては特許文献１に、磁歪素子を用いたものとしては特許文献２に示すものが知られている。

特開昭５５−１０７１８１号公報 特開平４−１９４３７号公報

セラミック圧電体を用いた制振部材は、アクチュエータとなるセラミック圧電体が脆性を有するため可動範囲（すなわち伸縮量）を大きくすることができず、振動発生源からの振動を十分に低減することが困難であるという課題を有している。

また、磁歪素子を用いた制振部材では、磁歪素子自体は伸縮量が大きいため振動発生源からの振動を十分に低減することが可能であるが、磁歪素子とセンサを一体化させることにより機構が複雑になると共に大型化してしまう。また、磁界を発生させるためのコイルの設置が難しい等の様々な課題を有している。

そこで、本発明は、このような従来の課題を解決し、振動発生源からの振動を十分に低減できると共に機構が簡単な制振部材と、それを備えた制振システムを提供することを目的とする。

第１の発明は、誘電エラストマから構成される誘電体層と、誘電体層の第１面に形成され、第１面と平行な方向に伸縮可能な第１動作電極と、誘電体層における第１面の反対側にある第２面に形成され、第２面と平行な方向に伸縮可能な第２動作電極と、第１面において第１動作電極と絶縁して形成された第１センサ電極と、第２面に形成された第２センサ電極と、を備えている制振部材である。

第２の発明は、振動発生源と、振動発生源を設置する支持部材との間に挟持された第１の発明の制振部材と、制振部材と電気的に接続された制御部とを備えた制振システムである。制御部は、振動発生源からの振動によって発生する、第１センサ電極と第２センサ電極との間の静電容量の変化量を測定する測定部と、静電容量の変化量を低減させるために、第１動作電極と第２動作電極の間に電位差を付与して誘電体層を伸縮させる電源部と、を備えている。

本発明の制振部材及び制振システムは振動発生源からの振動を十分に低減できると共に機構も簡単になっている。

本発明の制振部材及び制振システムを備えた自動車の斜視図 本発明の第１実施形態の制振部材の配置位置を説明する模式図 図２の切断線Ｉ−Ｉにおける部分断面図 本発明の第１実施形態の制振部材の上面図及び底面図 本発明の第１実施形態の制振システムのブロック図 本発明の第１実施形態の制御システムの動作を説明する図 本発明の第２実施形態の制振部材の配置位置を説明する模式図 本発明の第２実施形態の制振部材の上面図 本発明の第３実施形態の制振部材の上面図 本発明の第３実施形態の制振部材の第１センサ電極配置を説明する上面図 本発明の第３実施形態の制振部材の変形形態の上面図

以下、図面を参照して本発明の実施形態における制振部材及び制振システムの構成について説明する。

（第１実施形態）
図１は第１実施形態による制振部材及び制振システム（制振装置ということもできる）を備えた自動車（車両）１０の斜視図である。自動車１０はエンジンや電気モータなどの振動発生源１１を備えている。自動車１０は振動発生装置の一例である。

図２はエンジンルーム内においてマウント部１２に取り付けられたエンジン１１を示す模式図である。エンジン１１は突起部１１Ａにおいてマウント部１２へボルト１３により取付けられている。なお、突起部１１Ａとボルト１３の頭部との間にはスプリングやバネワッシャ等の弾性部材１４が介在している。また、エンジン１１とマウント部１２の間には複数の制振部材２０Ａ（２０）が配置されている。エンジン１１は振動発生源の一例であり、マウント部１２は支持部材の一例である。また、ボルト１３は固定部材の一例である。

図３は図２の切断線Ｉ−Ｉにおける部分断面図である。制振部材２０Ａは、誘電エラストマから構成される誘電体層２３と、誘電体層２３の第１面２３１に形成され、第１面２３１と平行な方向に伸縮可能な第１動作電極２１Ａと、誘電体層２３における第１面２３１の反対側にある第２面２３２に形成され、第２面２３２と平行な方向に伸縮可能な第２動作電極２２Ａと、を備えている。さらに、制振部材２０Ａは、第１面２３１において第１動作電極２１Ａと離間して形成され、第１面２３１と平行な方向に伸縮可能な第１センサ電極２１Ｂと、第２面２３２において第２動作電極２２Ａと離間して形成され、第２面２３２と平行な方向に伸縮可能な第２センサ電極２２Ｂと、を備えている。そして、制振部材２０Ａは、誘電体層２３と、第１動作電極２１Ａと、第１センサ電極２１Ｂと、第２動作電極２２Ａと、第２センサ電極２２Ｂとを被覆する被覆部材２９を備えている。

誘電エラストマとしてはアクリル系樹脂やシリコーン系樹脂を用いることができる。また、誘電体層２３は誘電エラストマの他、添加剤等を含んでいても良い。第１動作電極２１Ａ、第２動作電極２２Ａ、第１センサ電極２１Ｂ、第２センサ電極２２Ｂは、例えば、カーボンペーストをスクリーン印刷することにより形成したカーボン電極とすることができる。また、被覆部材２９は、誘電体層２３を構成する誘電エラストマと同じ材質の誘電エラストマの他、誘電体層２３を構成する誘電エラストマと同程度かそれ以上の弾性率を有する材料にて形成することができる。

この他、第１動作電極２１Ａ、第２動作電極２２Ａ、第１センサ電極２１Ｂ、第２センサ電極２２Ｂは、例えば、誘電エラストマの表層部にフィラーとしての金属粒子、合金粒子、カーボン粒子を混ぜ込むことにより形成することができる。

被覆部材２９は、第１動作電極２１Ａや第１センサ電極２１Ｂがエンジン１１と電気的に接続したり、第２動作電極２２Ａや第２センサ電極２２Ｂがマウント部１２と電気的に接続するのを防止するために具備されるものであり、絶縁性を有している。なお、エンジン１１とマウント部１２が絶縁性材料から構成されている場合、被覆部材２９を設ける必要はない。

図４（ａ）は、制振部材２０Ａを誘電体層２３の第１面２３１側から見た上面図であり、 図４（ｂ）は、制振部材２０Ａを誘電体層２３の第２面２３２側から見た下面図である。なお、同図（ａ）、（ｂ）では被覆部材２９を省略している。

同図（ａ）に示すように、第１センサ電極２１Ｂは、誘電体層２３の第１面２３１の中央部に形成されて円形状をした第１センサ中央部２１Ｂ１と、第１センサ中央部２１Ｂ１から第１面２３１の外周に延びて直線状をした第１引き回し部２１Ｂ２とを有している。また、第１動作電極２１Ａは第１センサ中央部２１Ｂ１を取り囲むように第１面２３１にＣ字状に形成されている。

第１動作電極２１Ａと第１センサ電極２１Ｂは離間しており、互いに電気的に絶縁している。第１動作電極２１Ａには第１動作信号線４１が接続され、第１センサ電極２１Ｂの第１引き回し部２１Ｂ２には第１センサ信号線４２が接続されている。

同図（ｂ）に示すように、第２センサ電極２２Ｂは、誘電体層２３の第２面２３２の中央部に形成されて円形状をした第２センサ中央部２２Ｂ１と、第２センサ中央部２２Ｂ１から第２面２３２の外周に延びて直線状をした第２引き回し部２２Ｂ２とを有している。また、第２動作電極２２Ａは第２センサ中央部２２Ｂ１を取り囲むように第２面２３２にＣ字状に形成されている。

第２動作電極２２Ａと第２センサ電極２２Ｂは離間しており、互いに電気的に絶縁している。第２動作電極２２Ａには第２動作信号線４３が接続され、第２センサ電極２２Ｂの第２引き回し部２２Ｂ２には第２センサ信号線４４が接続されている。

第１動作信号線４１、第１センサ信号線４２、第２動作信号線４３、第２センサ信号線４４はいずれも、被覆部材２９を貫通して被覆部材２９の外部へ延びている。

制振部材２０Ａの軸方向（図３のＺ方向）に透視すると、第１動作電極２１Ａと第２動作電極２２Ａは重なり、第１センサ電極２１Ｂと第２センサ電極２２Ｂも重なるように、各電極は形成されている。

図５は制振システム５０のブロック図である。図５に示すように、制振部材２０Ａは自動車１０内に搭載された制御部３０と接続している。制御部３０は、第１センサ電極２１Ｂと誘電体層２３と第２センサ電極２２Ｂから構成されるキャパシタ部、すなわちセンサ部の静電容量を測定する測定部３０Ｂと、第１動作電極２１Ａと誘電体層２３と第２動作電極２２Ａから構成されるアクチュエータ部に駆動電流を供給する電源部３０Ａとを備えている。

次に、図６を参照して制振部材２０Ａ及び制振システム５０の動作原理について説明する。

図６（ａ）には第１動作電極２１Ａと第２動作電極２２Ａの間に電位差を与えていない状態の制振部材２０Ａの断面図を示している。図６（ｂ）に示すように、電源部３０Ａから第１動作信号線４１と第２動作信号線４３を介して第１動作電極２１Ａと第２動作電極２２Ａの間に電位差を与えると、静電力により、誘電体層２３がその厚さ方向（Ｚ方向）に収縮し、その結果として、制振部材２０Ａが半径方向（Ｒ方向）に伸長する。

次に、図６（ｃ）に示すように、電源部３０Ａから第１動作信号線４１と第２動作信号線４３を介して第１動作電極２１Ａと第２動作電極２２Ａの間に図６（ｂ）の時の電位差よりも小さい電位差を与えると、静電力が小さくなり、誘電体層２３がその厚さ方向（Ｚ方向）に伸長し、その結果として、制振部材２０Ａが半径方向（Ｒ方向）に収縮する。このように、第１動作電極２１Ａは第１面２３１と平行な方向に伸縮可能であり、第２動作電極２２Ａは第２面２３２と平行な方向に伸縮可能である。

また、誘電体層２３の伸長に伴って第１センサ電極２１Ｂ、第２センサ電極２２Ｂも伸長し、誘電体層２３の収縮に伴って第１センサ電極２１Ｂ、第２センサ電極２２Ｂも収縮する。すなわち、第１センサ電極２１Ｂは第１面２３１と平行な方向に伸縮可能であり、第２センサ電極２２Ｂは第２面２３２と平行な方向に伸縮可能である。

次に、第１センサ電極２１Ｂ、第２センサ電極２２Ｂの働きについて図６を参照して説明する。図６（ａ）〜（ｃ）の状態において、第１センサ電極２１Ｂ、誘電体層２３、及び第２センサ電極２２Ｂはセンサ部を構成しており、第１センサ信号線４２と第２センサ信号線４４と接続した測定部３０Ｂによりセンサ部の静電容量を測定することができる。常時、測定部３０Ｂはセンサ部の静電容量をモニタリングしており、静電容量の変化量を測定している。

ここで、制振部材２０Ａ及び制振システム５０の実際の動作について説明する。制振部材２０Ａは初期状態としては図６（ｃ）の状態でエンジン１１とマウント部１２の間に挟持されている。例えば、エンジン１１の振動が制振部材２０Ａに伝播することにより図６（ｃ）の初期状態から図６（ａ）に示すように制振部材２０Ａが厚さ方向（Ｚ方向）に伸長すると、センサ部の静電容量は減少する。センサ部の静電容量をモニタリングしている測定部３０Ｂは静電容量の減少を検知し、図５に示すように静電容量の減少量に対応する変化量信号を演算部３０Ｃへ出力（Ｓ１）する。

演算部３０Ｃは、図６（ａ）の状態から図６（ｃ）の初期状態へ戻すために、第１動作電極２１Ａと第２動作電極２２Ａの間に与えるべき電位差を演算し、演算結果を補正信号として電源部３０Ａへ出力（Ｓ２）する。電源部３０Ａは、静電容量の変化量を低減させるために、補正信号に応じた電位差を第１動作信号線４１と第２動作信号線４３を介して第１動作電極２１Ａと第２動作電極２２Ａの間に与える。

これにより、制振部材２０Ａは、図６（ａ）の状態から同図（ｃ）の初期状態へ戻る。

また、例えば、エンジン１１の振動が制振部材２０Ａに伝播することにより図６（ｃ）の初期状態から図６（ｂ）に示すように制振部材２０Ａが厚さ方向（Ｚ方向）に収縮すると、センサ部の静電容量は増加する。センサ部の静電容量をモニタリングしている測定部３０Ｂは静電容量の増加を検知し、静電容量の増加量に対応する変化量信号を演算部３０Ｃへ出力（Ｓ１）する。

演算部３０Ｃでは、図６（ｂ）の状態から図６（ｃ）の初期状態へ戻すために、第１動作電極２１Ａと第２動作電極２２Ａの間に与えるべき電位差を演算し、演算結果を補正信号として電源部３０Ａへ出力（Ｓ２）する。電源部３０Ａは、静電容量の変化量を低減させるために、補正信号に応じた電位差を第１動作信号線４１と第２動作信号線４３を介して第１動作電極２１Ａと第２動作電極２２Ａの間に与える。

これにより、制振部材２０Ａは、図６（ｂ）の状態から同図（ｃ）の初期状態へ戻る。

上述したように、エンジン１１から制振部材２０Ａへ振動が伝播しても、制振部材２０Ａが、伝播された振動を相殺すなわち低減させるように伸縮することにより、伝播された振動を減衰またはゼロにすることができ、結果としてマウント部１２や車体が振動することを抑えることができる。よって、自動車１０の運転者や同乗者が振動により不快に感じるのを抑制することができる。

制振部材２０Ａは、誘電エラストマから構成される誘電体層２３と、誘電体層２３の第１面２３１に形成され、第１面２３１と平行な方向に伸縮可能な第１動作電極２１Ａと、誘電体層２３における第１面２３１の反対側にある第２面２３２に形成され、第２面２３２と平行な方向に伸縮可能な第２動作電極２２Ａと、第１面２３１において第１動作電極２１Ａと離間して形成された第１センサ電極２１Ｂと、第２面２３２に形成された第２センサ電極２２Ｂと、を備えている。

よって、伝播してきた振動を検知するためのセンサ部と、制振部材を伸縮させるアクチュエータ部とを簡単な構成及び機構で一体化しているので、磁歪素子を用いた従来の制振部材と比較して制振部材２０Ａは小型化を達成している。

本実施形態のアクチュエータ部は誘電エラストマから構成される誘電体層２３の第１面２３１、第２面２３２にそれぞれ第１動作電極２１Ａ、第２動作電極２２Ａを設けた構成・機構としている。よって、本実施形態のアクチュエータ部はセラミック圧電体を用いた従来の技術と比較すると、脆性材料ではなく弾性材料である誘電エラストマを備えているので、アクチュエータとしての可動範囲（すなわち伸縮量）が大きい。よって、振動発生源であるエンジン１１からの振動を十分に低減することが可能である。

（第２実施形態）
第１実施形態では、制振部材２０Ａはエンジン１１とマウント部１２に挟持されているだけであったが、第２実施形態ではエンジン１１とマウント部１２に挟持されていると共にボルトにより締め付けられていることが第１実施形態と異なる。以下に、第１実施形態との差異点を中心に説明し、共通する事項についての説明は省略又は簡略化する。また、第１実施形態と同一の部材、部分については第１実施形態と同一の符号を付すこととする。

図７を参照して本実施形態について説明する。図７はエンジンルーム内においてマウント部１２に取り付けられたエンジン１１を示す模式図である。図７には制振部材は３つ図示されている。図中、中央の制振部材は第１実施形態１の制振部材２０Ａ（２０）であり、左右の突起部１１Ａにそれぞれ１つ設けられているものは本実施形態の制振部材２０Ｂ（２０）である。

図８は、本実施形態の制振部材２０Ｂを、誘電体層２３の第１面２３１側から見た上面図である。制振部材２０Ｂは中央部に、ボルト１３を挿通するための貫通孔２０Ｈが形成されている。誘電体層２３の第１面２３１には、第１動作電極２１Ａと第１センサ電極２１Ｂが設けられている。

第１動作電極２１Ａ及び第１センサ電極２１Ｂは、ボルト１３の頭部や弾性部材１４との接触を避けるため貫通孔２０Ｈから離間しており、第１面２３１の外周にまで延びている。また、第１センサ電極２１Ｂの外形は、２つの直線部と２つの円孤部からなる略台形状をしており、２つの直線部が交差する角度αは１０〜２０度の範囲内となっている。第１動作電極２１Ａは第１センサ電極２１Ｂから離間して配置され、２つの直線部と２つの円孤部からなるＣ字状に形成されている。

図示しないが、第１動作電極２１Ａには第１動作信号線４１が接続され、第１センサ電極２１Ｂには第１センサ信号線４２が接続されている。

誘電体層２３の第２面２３２に形成された第２動作電極２２Ａと第２センサ電極２２Ｂについて図示による説明はしないが、第１実施形態と同様に、制振部材２０Ｂの軸方向（図３のＺ方向）に透視すると、第１動作電極２１Ａと第２動作電極２２Ａは重なり、第１センサ電極２１Ｂと第２センサ電極２２Ｂも重なるように、各電極は形成されている。

図示しないが、第２動作電極２２Ａには第２動作信号線４３が接続され、第２センサ電極２２Ｂには第２センサ信号線４４が接続されている。

本実施形態の制振部材２０Ｂは、ボルト１３の締め付けによってエンジン１１とマウント部１２の間に直接挟持されているので、エンジン１１からの振動をより正確に感度良く感知することができる。第１実施形態の制振部材２０Ａと比較してセンサ部の感度が高くなるので、結果としてアクチュエータ部による振動の低減効果が大きい。

（第３実施形態）
第１及び第２実施形態では、第１センサ電極２１Ｂは１つのみ設けられ、第２センサ電極２２Ｂも１つのみ設けられていたが、本実施形態では第１センサ電極２１Ｂ及び第２センサ電極２２Ｂはそれぞれ分割されることにより複数（具体的には４つ）設けられている。以下に、第２実施形態との差異点を中心に説明し、共通する事項についての説明は省略又は簡略化する。また、第２実施形態と同一の部材、部分については第２実施形態と同一の符号を付すこととする。

図９は、本実施形態の制振部材２０Ｃ（２０）を、誘電体層２３の第１面２３１側から見た上面図である。制振部材２０Ｂは中央部に、ボルト１３を挿通するための貫通孔２０Ｈが形成されている。誘電体層２３の第１面２３１には、第１動作電極２１ＡＡ、２１ＡＢ、２１ＡＣ、２１ＡＤと、第１センサ電極２１ＢＡ、２１ＢＢ、２１ＢＣ、２１ＢＤが設けられている。図９では、理解を容易にするため、各第１動作電極と各第１センサ電極にハッチングを付している。

各第１動作電極２１ＡＡ、２１ＡＢ、２１ＡＣ、２１ＡＤは互いに離間している。一方、各第１センサ電極２１ＢＡ、２１ＢＢ、２１ＢＣ、２１ＢＤも互いに離間している。また、各第１センサ電極２１ＢＡ、２１ＢＢ、２１ＢＣ、２１ＢＤは各第１動作電極２１ＡＡ、２１ＡＢ、２１ＡＣ、２１ＡＤから離間している。

各第１動作電極２１ＡＡ、２１ＡＢ、２１ＡＣ、２１ＡＤ及び第１センサ電極２１ＢＡ、２１ＢＢ、２１ＢＣ、２１ＢＤは、ボルト１３の頭部や弾性部材１４との接触を避けるため貫通孔２０Ｈから離間しており、第１面２３１の外周にまで延びている。また、各第１センサ電極２１ＢＡ、２１ＢＢ、２１ＢＣ、２１ＢＤの外形は、２つの直線部と２つの円孤部からなる略台形状をしており、２つの直線部が交差する角度αは１０〜２０度の範囲内となっている。各第１動作電極２１ＡＡ、２１ＡＢ、２１ＡＣ、２１ＡＤは、２つの直線部と２つの円孤部からなる略台形状に形成されている。

図示しないが、各第１動作電極２１ＡＡ、２１ＡＢ、２１ＡＣ、２１ＡＤにはそれぞれ第１動作信号線４１が１つ接続され、第１センサ電極２１ＢＡ、２１ＢＢ、２１ＢＣ、２１ＢＤにはそれぞれ第１センサ信号線４２が１つずつ接続されている。

誘電体層２３の第２面２３２に形成された第２動作電極と第２センサ電極について図示による説明はしないが、第１及び第２実施形態と同様に、制振部材２０Ｃの軸方向、すなわち誘電体層２３の厚さ方向（図３のＺ方向）に透視すると、各第１動作電極２１ＡＡ、２１ＡＢ、２１ＡＣ、２１ＡＤと第２動作電極は重なり、第１センサ電極２１ＢＡ、２１ＢＢ、２１ＢＣ、２１ＢＤと第２センサ電極も重なるように、各電極は形成されている。

図示しないが、各第２動作電極にはそれぞれ第２動作信号線４３が１つ接続され、各第２センサ電極にはそれぞれ第２センサ信号線４４が１つ接続されている。

ここで、再度、図９を参照して第１センサ電極２１ＢＡ、２１ＢＢ、２１ＢＣ、２１ＢＤの構成について説明する。

第１センサ電極は複数設けられている。第１センサ電極を１つ設けておけばＺ方向の振動を検知できるが、Ｘ方向やＹ方向の振動成分をもつ横振動を検知することが困難である。本実施形態のように、第１センサ電極を複数設けることにより、Ｚ方向の振動に加えてＸ方向やＹ方向の振動成分も含む横振動を検知することができ、横振動を減衰させたりゼロにすることが可能となる。

ＡＸ１、ＡＸ２は、それぞれ、誘電体層２３の第１面２３１に平行であって第１面２３１の中心２３１Ｃにおいて互いに直交するＸ軸、Ｙ軸である。Ｘ軸ＡＸ１、Ｙ軸ＡＸ２は中心軸の一例である。

第１センサ電極２１ＢＡ、２１ＢＢ、２１ＢＣ、２１ＢＤは互いに同じ形状をしている。 第１センサ電極２１ＢＢの径方向の中心線はＸ軸ＡＸ１と一致しており、第１センサ電極２１ＢＤの径方向の中心線はＹ軸ＡＸ２と一致している。一方、第１センサ電極２１ＢＡの径方向の中心線はＸ軸ＡＸ１とＹ軸ＡＸ２のいずれとも一致しておらず、第１センサ電極２１ＢＣの径方向の中心線もＸ軸ＡＸ１とＹ軸ＡＸ２のいずれとも一致していない。

図９に示すように、第１センサ電極２１Ｂは複数（具体的には４つ）に分割されており、第１面２３１に平行であると共に第１面２３１の中心２３１Ｃを通っている中心軸（Ｘ軸ＡＸ１又はＹ軸ＡＸ２）に関して、複数（具体的には４つ）に分割された第１センサ電極２１Ｂが非対称に配置されていることの効果について図１０を参照して説明する。

図１０（ａ）及び（ｂ）は、制振部材２０Ｃを第１面２３１から見た上面図であり、理解を容易とするために、貫通孔２０Ｈと第１動作電極２１ＡＡ、２１ＡＢ、２１ＡＣ、２１ＡＤを省略している。また、各第１センサ電極２１ＢＡ、２１ＢＢ、２１ＢＣ、２１ＢＤの近傍に記載した数字は、ある時点の振動により変動した静電容量の相対的数値を示している。

例えば、Ｙ軸ＡＸ２上の部位は振動しておらず、Ｙ軸ＡＸ２を中心軸としてシーソー状に第１面２３１が振動している振動モードを考える。同図（ａ）のように、第１センサ電極２１ＢＡとそれに対応する第２センサ電極により検出される静電容量の変動量が＋１０であり、第１センサ電極２１ＢＢとそれに対応する第２センサ電極により検出される静電容量の変動量が−１０となっている。一方、Ｙ軸ＡＸ２を中心軸としてシーソー状に第１面２３１が振動しているため、第１センサ電極２１ＢＣとそれに対応する第２センサ電極により検出される静電容量の変動量が０であり、第１センサ電極２１ＢＤとそれに対応する第２センサ電極により検出される静電容量の変動量も０となっている。

同図（ｂ）のような本実施形態の制振部材であれば、第１センサ電極２１ＢＡとそれに対応する第２センサ電極、第１センサ電極２１ＢＢとそれに対応する第２センサ電極、第１センサ電極２１ＢＤとそれに対応する第２センサ電極により検出される静電容量の変動量は同図（ａ）のものと同じであるが、第１センサ電極２１ＢＣとそれに対応する第２センサ電極により検出される静電容量の変動量は＋２となっている。すなわち、第１センサ電極２１ＢＣとそれに対応する第２センサ電極はそれぞれＹ軸ＡＸ２に関して非対称となっているため、対称となっていた場合には検知することができない静電容量の変化量を検知することができ、検知能力が高いと言える。よって、第１面２３１に平行であると共に第１面２３１の中心２３１Ｃを通っている中心軸（Ｘ軸ＡＸ１又はＹ軸ＡＸ２）に関して、第１センサ電極２１Ｂが非対称に配置されていると、エンジン１１からの振動をより正確かつ効率的に抑制することができる。なお、図９においてＸ軸ＡＸ１に関して非対称となっている第１センサ電極２１ＢＡとそれに対応する第２センサ電極も同様の効果を有する。

図１１は、４つに分割された第１センサ電極２１Ｂ（２１ＢＡ、２１ＢＢ、２１ＢＣ、２１ＢＤ）が、Ｘ軸ＡＸ１に関して対称であるが、Ｙ軸ＡＸ２に対して非対称となっている例である。Ｙ軸ＡＸ２に対して非対称となっているので図１０（ａ）のものよりも検知能力が高いが、Ｘ軸ＡＸ１に対して対称となっているので図１０（ｂ）のものよりは検知能力はやや劣る。

第１〜第３実施形態の制振部材について説明したが、以下の変形形態も可能である。

例えば、第１センサ電極２１ＢＡ、２１ＢＢ、２１ＢＣ、２１ＢＤは全て同じ形状をしていたが、それに限定されない。一部又は全てが異なる形状をして、結果としてＸ軸ＡＸ１又はＹ軸ＡＸ２に関して、第１センサ電極が非対称に配置されている構成としても良い。

また、第３実施形態においては、センサ電極と動作電極の両方が複数に分割されていたが、いずれか一方のみを複数に分割し、他方を分割せずに１つとすることもできる。
また、センサ電極を４つに分割していたが、他の個数に分割しても良い。個数が少ないと上下方向（Ｚ方向）の振動を効果的に減衰又はゼロにすることが可能であるが、個数が多ければ多いほど、上下方向（Ｚ方向）に加えて横方向（Ｘ方向やＹ方向）の成分の振動も効果的に減衰又はゼロにすることができるのでより効果的である。

第２、第３実施形態ではボルト挿通用の貫通孔２０Ｈを１つのみ設けていたが、複数設けても良い。貫通孔２０Ｈが１つしか穿孔されていないと、１つのボルト１３により制振部材がエンジン１１と支持部材１２の間に挟持されることとなるので、制振部材は誘電体層の厚さ方向（Ｚ方向）に垂直ではなく傾いた方向に振動し易くなる。よって、第１センサ電極２１Ｂと第２センサ電極２２Ｂの間の静電容量の変動幅が大きくなるので、両電極間の静電容量変化量を検知するときの感度を下げる必要があり、小さい振幅の振動が伝播したときにそれを十分に減衰することができない虞がある。逆に言えば、振動発生源の振動の振幅が大きい場合は、１つのボルトで制振部材を挟持することが好ましい。

それに対して、貫通孔２０Ｈが複数穿孔されていると、複数のボルト１３により制振部材がエンジン１１と支持部材１２の間に挟持されることとなるので、１つのボルトにより挟持されている場合と比較して、制振部材が、誘電体層２３の厚さ方向（Ｚ方向）に対する傾斜度合いが小さい方向に振動することとなる。よって、第１センサ電極２１Ｂと第２センサ電極２２Ｂの間の静電容量の変動幅が小さくなるので、両電極間の静電容量変化量を検知するときの感度を上げることが可能となり、小さい振幅の振動が伝播したときでもそれを十分に減衰させたりゼロにすることができる。制振部材が複数設けている場合でも、そのうちの少なくとも１つの制振部材が複数の固定部材により振動発生源と支持部材との間に挟持されていれば良い。

振動発生装置として自動車を、振動発生源としてエンジンを例に挙げて説明したが、この態様に限定されないのは言うまでもない。この他にも、サスペンション端部と車体のサスペンション取付部との間に本発明の制振部材を配置して制御部により制御すれば、道路の凹凸によりタイヤ（振動発生源）からサスペンションを介して伝播する振動を抑制することができる。

また、冷蔵庫、エアコン、洗濯機（すなわち振動発生装置）に本発明を適用することもできる。冷蔵庫やエアコンのコンプレッサや洗濯機の洗濯槽回転モータとそれらの支持部材との間に本発明の制振部材を配置して制御部により制御すれば、コンプレッサ、モータ（すなわち振動発生源）から伝播する振動を抑制することができる。また、冷蔵庫、エアコン、洗濯機の設置部と家屋の床や壁との間に本発明の制振部材を配置して制御部により制御すれば、冷蔵庫、エアコン、洗濯機（すなわち振動発生装置）からの振動の伝播を抑制することができる。

エンジン、モータ、タイヤなどの駆動系から伝播される振動について説明したが、電気系統に使用されるセラミックコンデンサ、フィルムコンデンサ、コイル部品などの電子部品は印加される電圧の周波数で振動することがある。特にインバータ電源部にはこれら電子部品のうちでも大型のものが使用されており、インバータ電源部は自動車内のモータ駆動電源、エアコンなどの駆動電源に多く使われている。駆動周波数（例えば１０ｋＨｚ）におけるこれら電子部品の振動は、電子部品からインバータ電源部へ伝播し、さらにインバータ電源部の自動車やエアコンへの取り付け部分を通じて、エアコン筐体、自動車車体、室内へ振動（音）として伝わる。インバータ電源部とその取り付け部分の間へ本発明の制震部材を設置することで、この振動（音）の伝播を減少させることができる。

制振部材２０として円柱状のものを例示したが、三角柱状や四角柱状としても良い。

被覆部材２９は、第１面２３１や第２面２３２のみを覆い、第１面２３１と第２面２３２との間をつなぐ側面を覆っていない構造とすることもできる。

誘電体層２３の厚さ方向（Ｚ方向）から透視したときに、第２動作電極２２Ａと第２センサ電極２２Ｂがそれぞれ第１動作電極２１Ａと第１センサ電極２１Ｂに重なるように、第２動作電極２２Ａは第１動作電極２１Ａと同じ形状をし、第２センサ電極２２Ｂが第１センサ電極２１Ｂと同じ形状をしていたが、これに限定されない。第２動作電極２２Ａと第２センサ電極２２Ｂを連結して１つの電極（ベタ電極）としても良い。この場合は、第２動作信号線と第２センサ信号線を兼用させて１つ信号線とすることもできる。

第３実施形態において、第１センサ電極２１Ｂが非対称配置されているのは、第１面２３１に平行であると共に第１面２３１の中心２３１Ｃを通っている中心軸に関してであったが、この中心軸は第１面２３１の中心２３１Ｃを必ずしも通っている必要はない。中心軸が中心２３１Ｃを通らなくても、その中心軸に関して第１センサ電極２１Ｂが非対称に配置されていれば、同様の効果を奏することができる。

振動発生源からの振動を十分に低減できると共に、機構が簡単な制振部材、およびこのような制振部材を備えた制振システムを提供することができる。

１０ 自動車（振動発生装置）
１１ エンジン（振動発生源）
１２ マウント部（支持部材）
１３ ボルト（固定部材）
１４ 弾性部材
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ 制振部材
２１Ａ 第１動作電極
２１Ｂ 第１センサ電極
２２Ａ 第２動作電極
２２Ｂ 第２センサ電極
２３ 誘電体層
２３１ 第１面
２３２ 第２面
２９ 被覆部材
３０ 制御部
３０Ａ 電源部
３０Ｂ 測定部
３０Ｃ 演算部
４１ 第１動作信号線
４２ 第１センサ信号線
４３ 第２動作信号線
４４ 第２センサ信号線
５０ 制振システム

Claims (7)

1. 誘電エラストマから構成される誘電体層と、
   前記誘電体層の第１面に形成され、前記第１面と平行な方向に伸縮可能な第１動作電極と、
   前記誘電体層における前記第１面の反対側にある第２面に形成され、前記第２面と平行な方向に伸縮可能な第２動作電極と、
   前記第１面において前記第１動作電極と離間して形成された第１センサ電極と、
   前記第２面に形成された第２センサ電極と、
   を備えている制振部材。
2. 前記第１センサ電極は複数設けられている請求項１に記載の制振部材。
3. 前記第１面に平行であると共に中心軸に関して、前記第１センサ電極は非対称に配置されている請求項２に記載の制振部材。
4. 前記第２動作電極と前記第２センサ電極は連結している請求項１乃至３のいずれかに記載の制振部材。
5. 振動発生源と、前記振動発生源を設置する支持部材との間に挟持された請求項１乃至４のいずれかに記載の制振部材と、
   前記制振部材と電気的に接続された制御部とを備え、
   前記制御部は、
   前記振動発生源からの振動によって発生する、前記第１センサ電極と前記第２センサ電極との間の静電容量の変化量を測定する測定部と、
   前記静電容量の変化量を低減させるために、前記第１動作電極と前記第２動作電極の間に電位差を付与して前記誘電体層を伸縮させる電源部と、
   を備えた制振システム。
6. 前記制振部材は貫通孔を有しており、前記貫通孔に挿通された固定部材により前記制振部材が前記振動発生源と前記支持部材との間に挟持されている請求項５に記載の制振システム。
7. 複数の固定部材により前記制振部材のうちの少なくとも１つは前記振動発生源と前記支持部材との間に挟持されている請求項６に記載の制振システム。

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