JP3163900B2 - 防振支持装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば車両のエンジ
ン等の振動体を車体等の支持体に防振しつつ支持する装
置に関し、特に、振動体及び支持体間に介在する支持弾
性体によって流体室を画成し、その流体室内の隔壁の一
部を形成する可動部材を電磁アクチュエータの磁力によ
って変位させることにより前記流体室の容積を変化さ
せ、もって能動的な支持力を発生させる形式の防振支持
装置において、前記可動部材の挙動を安定させて、防振
支持装置としての制御効果や耐久性等が向上するように
したものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来の防振支持装置としては、
例えば特開平３−２４３３８号公報に開示されたものが
知られている。即ち、上記公報に記載された防振支持装
置は、振動体及び支持体間に介在する支持弾性体と、こ
の支持弾性体によって画成された流体室とを有し、その
流体室には流体を封入する一方、流体室の容積を変動可
能に可動板を弾性体に支持させて配設し、そして、その
可動板を、永久磁石及び電磁石からなる電磁アクチュエ
ータによって適宜変位させて流体室の容積を変動させ、
支持弾性体を拡張方向に弾性変形させて、防振支持装置
に伝達される振動を相殺し得る力を発生させていた。つ
まり、可動板は、自身を弾性支持する弾性体の支持力
と、永久磁石による磁力とが釣り合う所定の中立位置ま
で電磁アクチュエータ側に引き寄せられるが、電磁石が
発生する磁力を適宜調整すれば可動板に付与される磁力
が増減するから、その可動板と電磁アクチュエータとの
間の隙間は可能な範囲で任意の値に変化することがで
き、流体室の容積を変動させることができるのである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の防振支持装置にあっては、可動板を支持する弾性体
の弾性支持力と、電磁アクチュエータが発生する磁力と
が釣り合う位置に可動板が位置するような構造であった
ため、以下のような問題点を有していた。即ち、永久磁
石や電磁石等が発生する磁力は、それら磁石からの距離
の約２乗に反比例するため、可動板は、電磁アクチュエ
ータとの距離が短い程強い力を受けて磁石側に引き寄せ
られることになる。これに対し、弾性体による支持力
は、その弾性体の変形量に略比例する。従って、可動板
が電磁アクチュエータから遠い位置にある場合には、上
述したような弾性支持力と磁力との釣合い点が存在する
から、所望の位置に可動板を変位させることができるの
であるが、可動板が電磁アクチュエータに近づき過ぎる
と、弾性体の支持力では支持仕切れなくなってしまい、
電磁アクチュエータに可動板が衝突し、その際に衝突音
が発生してしまう。

【０００４】このため、可動板の変位範囲を、弾性体の
支持力で支持可能な磁力範囲に限られるようにする必要
がある。しかし、一般的に、可動板には、外部からの振
動入力の影響や弾性体の周方向での特性不均一等によ
り、若干ではあるが傾きが生じていることが多い。そし
て、可動板に傾きが生じていれば、電磁アクチュエータ
に近い側程受ける引っ張り力が大きいため、その傾きが
大きくなり、傾きが大きくなれば電磁アクチュエータに
近い側はさらに大きな引っ張り力を受け、さらに傾きが
大きくなり…、という過渡的な動きが生じる結果、可動
板はロール方向に傾き易い傾向がある。

【０００５】そのような傾向を有する結果、可動板が電
磁アクチュエータに片当たりしてしまうことが多く、部
材の耐久性等の点で問題となるばかりか、衝突音が発生
してしまうから、振動伝達率を低減して騒音レベルを下
げることを主な目的とする防振支持装置の制御効果にと
っても悪影響を与えてしまうのである。なお、このよう
な不具合を解決するために、可動板を支持する弾性体の
バネ定数を大きくするという方策が有効であるようにも
思えるが、そのバネ定数が大きくなれば、可動板を充分
に変位させる磁力を発生できるように電磁アクチュエー
タも大型となるから、上記不具合を解決できるものでは
ないし、しかも装置の大型化，高価格化を招いてしまう
という別の問題点を生じてしまう。

【０００６】本発明は、このような従来の技術が有する
未解決の課題に着目してなされたものであって、制御効
果や耐久性等が向上した上記形式の防振支持装置を提供
することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明は、振動体及び支持体間に介在
する支持弾性体と、この支持弾性体によって画成された
流体室と、この流体室内に封入された流体と、前記流体
室の隔壁の一部を形成し且つその流体室の容積を変動さ
せる方向に変位可能に主弾性体によって弾性支持された
磁化可能な可動部材と、電磁石を含んで構成され且つ前
記可動部材が前記方向に変位するように磁力を付与可能
に配設された電磁アクチュエータと、前記振動体及び支
持体間の振動伝達率が低減するように前記電磁アクチュ
エータに駆動電流を供給する電磁アクチュエータ制御手
段と、を備えた防振支持装置において、前記電磁石のボ
ビン端面と前記可動部材との間に、それらの間の隙間が
所定間隔より小さくなった範囲でのみ支持力を発生する
補助弾性体を設けた。

【０００８】また、請求項２に係る発明は、上記請求項
１に係る発明である防振支持装置において、前記電磁ア
クチュエータの磁力Ｆ_M と、前記可動部材及び前記電磁
アクチュエータ間の隙間Ｌとの関係が下記の（１）式で
近似されるとき、前記所定間隔Ｌ_B を、下記の（２）式
に基づいて設定した。 Ｆ_M ＝β／（Ｌ＋ａ）² ……（１） Ｌ_B ＝（２Ｌ₀ −ａ）／３ ……（２） 但し、β，ａは電磁アクチュエータの特性から決まる
値、Ｌ₀ は前記可動部材に磁力が付与されていない状態
における前記可動部材及び前記電磁アクチュエータ間の
隙間である。

【０００９】そして、請求項３に係る発明は、上記請求
項１又は請求項２に係る発明である防振支持装置におい
て、前記主弾性体のバネ定数をｋ₁ 、前記電磁アクチュ
エータから距離零の位置における最大起磁力をＦ_Mmaxと
したとき、前記補助弾性体のバネ定数ｋ₂ を、下記の
（３）式に基づいて設定した。 ｋ₂ ≧３（Ｆ_Mmax−Ｌ₀ ・ｋ₁ ）／（２Ｌ₀ −ａ） ……（３） なお、ａ，Ｌ₀ は上述と同様である。

【００１０】

【００１１】

【作用】請求項１に係る発明にあっては、支持弾性体に
よって流体室が画成され、その流体室内に流体が封入さ
れているため、振動体及び支持体間には、支持弾性体に
よる支持バネと、流体室の拡縮に伴う支持弾性体の拡張
方向の弾性変形による拡張バネとの二つのバネ要素が並
列に介在していることと等価である。

【００１２】一方、電磁アクチュエータが発生する磁力
によって可動部材が変位すると、流体室の容積が変化す
るから、上記拡張バネが弾性変形し、その拡張バネのバ
ネ定数と変形量とを掛け合わせた大きさの力が発生す
る。従って、電磁アクチュエータが発生する磁力を適宜
制御することにより振動体と支持体との間に能動的な力
を付与することができ、その力は振動体側から入力され
る振動入力と干渉するから、電磁アクチュエータ制御手
段が電磁アクチュエータに駆動電流を適宜供給すれば、
振動体側から支持体側に伝達される振動が上記力によっ
て打ち消され、低動バネ定数の防振支持装置となって振
動伝達率が低減する。

【００１３】そして、流体室の隔壁の一部を形成する可
動部材は、電磁アクチュエータとの間の隙間が所定間隔
Ｌ_B よりも大きい変位範囲では主弾性体によってのみ支
持されるが、その隙間が所定間隔Ｌ_B よりも小さい変位
範囲では、並列関係にある主弾性体及び補助弾性体の二
つのバネ要素によって支持されることになる。つまり、
可動部材を支持する弾性体のバネ定数が多段特性となっ
ていることと等価であり、具体的には、可動部材と電磁
アクチュエータとの間の隙間Ｌが所定間隔Ｌ_B より大き
い範囲では、可動部材を支持する弾性体のバネ定数は比
較的小さく、隙間Ｌが所定間隔Ｌ_B よりも小さい範囲で
は、その弾性体のバネ定数は比較的大きくなるという二
段特性となっている。ここで、本発明における補助弾性
体は、圧縮バネとして機能するため、例えば隙間Ｌが上
記（２）式（式の内容については、後に詳述する。）よ
りも小さい範囲で充分にバネとして機能するためには、
その変形範囲（外力が加わっていない状態の厚みと、最
も圧縮された状態での厚みとの差）が、少なくとも上記
（２）式の右辺の値と同じでなければならない。 これに
対し、可動部材及び電磁アクチュエータ間の隙間Ｌは、
なるべく小さい方が望ましい。何故ならば、隙間Ｌが大
きくなると、それだけ電磁アクチュエータは強い磁力を
発生しなければならなくなり、電磁アクチュエータの大
型化，高価格化や、消費電力の増大を招いてしまうから
である。 従って、可動部材及び電磁アクチュエータ間に
補助弾性体を介在させるとなると、その分だけ初期隙間
Ｌ ₀ を大きくしなければならないから、電磁アクチュエ
ータの大型化，高価格化や、消費電力の増大を招いてし
まうことになる。 請求項１に係る発明は、このような点
にも着目している。即ち、電磁アクチュエータの電磁石
のコイルが巻き付けられるボビンには磁束が通らないこ
とから、そのボビン端面と可動部材との間に補助弾性体
を介在させても（例えば、ボビン端面を凹ませることに
より、ボビン端面と可動部材との間の隙間を他の部位よ
りも大きくし、その大きくなった隙間に補助弾性体を介
在させても）、電磁アクチュエータの制御性能には影響
が与えられないのである。

【００１４】次に、請求項２に係る発明は、簡単に言え
ば、電磁アクチュエータの磁力が主弾性体の支持力を上
回る点又はその近傍において、可動部材を支持する弾性
体のバネ定数が切り換わるようにしたものである。即
ち、一般的に永久磁石や電磁石等の電磁アクチュエータ
が発生する磁力Ｆ_Mの特性は、下記の（４）式で近似さ
れることが判っている。

【００１５】 Ｆ_M ＝α（Ｉ−ｂ）² ／（Ｌ＋ａ）² ……（４） 但し、αは定数、Ｉはコイルに流れる電流、ａは定数、
ｂは永久磁石の特性により決まる定数（［磁力／距離］
の単位を持つ）であり、この（４）式は、その右辺の分
母をβと置けば上記（１）式と等しくなる。一方、主弾
性体による支持力Ｆ_K は下記の（５）式のように表され
る。

【００１６】 Ｆ_K ＝ｋ₁ （Ｌ₀ −Ｌ） ……（５） 従って、磁力Ｆ_M が支持力Ｆ_K を上回る点は、両者が等
しくなった点であるから、上記（４）式及び（５）式の
右辺同士を等しいと置き、それを隙間Ｌについて解け
ば、安定領域及び不安定領域の境界が分かる。そこで、 α（Ｉ−ｂ）² ／（Ｌ＋ａ）² −ｋ₁ （Ｌ₀ −Ｌ）＝０ より、 ｋ₁ （Ｌ−Ｌ₀ ）（Ｌ＋ａ）² −α（Ｉ−ｂ）² ＝０ となり、その左辺を隙間Ｌに関する関数Ｆ（Ｌ）と置く
と、 ｄＦ（Ｌ）／ｄＬ＝ｋ₁ ｛（Ｌ＋ａ）² ＋２（Ｌ−
Ｌ₀ ）（Ｌ＋ａ）｝ ＝ｋ₁ （Ｌ＋ａ）（３Ｌ−２Ｌ₀ ＋ａ） となる。そして、ｄＦ（Ｌ）／ｄＬが０のときが安定領
域及び不安定領域の境界（バネ特性の直線と磁力特性の
曲線とが接する点）であるから、 ３Ｌ−２Ｌ₀ ＋ａ＝０ となり、上記（２）式が導き出される。

【００１７】よって、この請求項２に係る発明であれ
ば、主弾性体の支持力では可動部材を支持仕切れない点
を境に、補助弾性体の支持力が可動部材に付与されるこ
とになるから、従来に比べて可動部材の挙動が安定す
る。さらに、請求項３に係る発明にあっては、補助弾性
体のバネ定数を上記（３）式に基づいて設定しているた
め、可動部材のトータルの支持力と、電磁アクチュエー
タによる磁力とが釣り合う点が常に一意に存在する。従
って、可動部材が電磁アクチュエータに衝突することが
なくなる。

【００１８】なお、上記（３）式は、下記のように導き
出されるものである。即ち、可動部材が電磁アクチュエ
ータから距離零の位置にあるときの主弾性体のバネ力
は、 Ｌ₀ ・ｋ₁ である。このバネ力に対して、同じ位置での起磁力が大
きければ可動部材が不安定領域に入って電磁アクチュエ
ータに衝突することになる。そこで、距離零の位置に可
動部材があるときの補助弾性体のバネ力をＦ_k2とすれ
ば、 Ｌ₀ ・ｋ₁ ＋Ｆ_k2≧Ｆ_Mmax となり、これを整理すると、 Ｆ_k2≧Ｆ_Mmax−Ｌ₀ ・ｋ₁ となる。そして、可動部材が距離零の位置にあるときの
補助弾性体の変形量は、上記（２）式に等しいことか
ら、補助弾性体に必要なバネ定数は、 ｋ₂ ≧（Ｆ_Mmax−Ｌ₀ ・ｋ₁ ）／｛（２Ｌ₀ −ａ）／
３｝ となり、上記（３）式が得られる。

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本発明の一実施例を示す図であり、この
実施例は、本発明に係る防振支持装置を、エンジンから
車体に伝達される振動を能動的に低減する所謂アクティ
ブエンジンマウントに適用したものである。

【００２３】先ず、構成を説明すると、図１に示すよう
に、このエンジンマウント１は、振動体としてのエンジ
ン３０への取付け用の取付けボルト２ａを上部に一体に
備え且つ内側が空洞で下部が開口した取付部材２を有
し、この取付部材２の下部外面には内筒３の上端部がか
しめ止めされている。この内筒３の内側には、取付部材
２及び内筒３の内側の空間を上下に二分するように、そ
れら取付部材２及び内筒３のかしめ止め部分に挟み込ま
れてダイアフラム４が配設されていて、このダイアフラ
ム４によって二分された空間のうち、ダイアフラム４の
上側の空間は大気圧に通じ、ダイアフラム４の下側の空
間にはオリフィス構成体５が配設されている。

【００２４】一方、内筒３の外周面には、内周面及び外
周面の軸方向位置が内周側が高くなるように成形されて
いる円筒状の支持弾性体６の内周面が加硫接着されてい
て、その支持弾性体６の外周面は外筒７の内周面に加硫
接着されている。そして、外筒７の下端部は円筒形のア
クチュエータ保持部材８の上部にかしめ止めされてい
て、そのアクチュエータ保持部材８の下端面には、支持
体としてのメンバ３５側への取付け用の取付けボルト９
ａを下部に一体に備えた円板状の取付部材９が固定され
ている。

【００２５】また、アクチュエータ保持部材８の上端面
には、これと一体に外筒７の下端部にかしめ止めされた
円筒部材１０が固定されていて、さらに、この円筒部材
１０の内周面には、アクチュエータ保持部材８の上端面
との間に所定の隙間を持ち且つ円筒形の主弾性体１１Ａ
により上下方向に変位可能に可動部材１２が保持されて
いる。かかる可動部材１２は、磁化可能な材料からなり
且つ上面が凹陥した円板状に成形されている。

【００２６】そして、アクチュエータ保持部材８の上端
面には、外部から供給される駆動電流としての駆動信号
ｙに応じて可動部材１２を上下方向に変位させる電磁ア
クチュエータ１３が配設されている。この電磁アクチュ
エータ１３は、可動部材１２の下面側中央部に対向する
ようにアクチュエータ保持部材８上端面に固定され且つ
上下方向に極を有する円板状の永久磁石１３Ａと、この
永久磁石１３Ａと同軸になるようにアクチュエータ保持
部材８に埋め込まれた電磁石１３Ｂとで構成されてい
る。

【００２７】また、電磁石１３Ｂは、そのボビン１３ａ
の上端面が永久磁石１３Ａの上面よりも下側に位置して
ここにリング状の凹部１３ｂが形成されるように、アク
チュエータ保持部材８上面に若干深めに埋め込まれてい
る。そして、可動部材１２の下面側には、凹部１３ｂに
対向するようにリング状の補助弾性体１１Ｂが固着され
ている。ただし、補助弾性体１１Ｂの幅は、凹部１３ｂ
に容易に入り込む程度の寸法とする。また、補助弾性体
１１Ｂの厚さと、凹部１３ｂの深さとは、可動部材１２
及び永久磁石１３Ａ間の隙間Ｌが上記（２）式で表され
る所定間隔Ｌ_B よりも小さくなった範囲で補助弾性体１
１Ｂ下面が凹部１３ｂ底面に接触し、且つ、可動部材１
２及び永久磁石１３Ａ間の隙間Ｌが零となるまで補助弾
性体１１Ｂの上下方向の弾性変形が可能な寸法とする。
補助弾性体１１Ｂのバネ定数ｋ₂ は、上記（３）式で得
られる値とする。

【００２８】さらに、本実施例では、支持弾性体６の下
面及び可動部材１２の上面によって画成された部分に流
体室としての主流体室１５が形成され、ダイアフラム４
及びオリフィス構成体５によって画成された部分に副流
体室１６が形成されていて、これら主流体室１５及び副
流体室１６間が、オリフィス構成体５に形成されたオリ
フィス５ａを介して連通している。なお、これら主流体
室１５，副流体室１６及びオリフィス５ａ内には油等の
流体が封入されている。

【００２９】かかるオリフィス５ａの流路形状等で決ま
る流体マウントとしての特性は、走行中のエンジンシェ
イク発生時、つまり５〜１５Ｈｚでエンジンマウント１
が加振された際に高動バネ定数，高減衰力を示すように
調整されている。そして、電磁アクチュエータ１３の電
磁石１３Ｂは、電磁アクチュエータ制御手段としてのコ
ントローラ２０に接続されていて、かかるコントローラ
２０から供給される駆動信号ｙに応じて所定の電磁力を
発生するようになっている。

【００３０】コントローラ２０は、マイクロコンピュー
タ，必要なインタフェース回路，Ａ／Ｄ変換器，Ｄ／Ａ
変換器，アンプ等を含んで構成されていて、オリフィス
５ａを通じて主流体室１５及び副流体室１６間で流体が
移動不可能な周波数帯域の振動、つまり上述したエンジ
ンシェイクよりも高周波の振動であるアイドル振動やこ
もり音振動・加速時振動が入力されている場合には、そ
の振動と同じ周期の制御振動がエンジンマウント１に発
生して、取付部材９への振動の伝達力が“０”となるよ
うに（より具体的には、エンジン３０側の振動によって
エンジンマウント１に入力される加振力が、電磁アクチ
ュエータ１３の電磁力によって得られる制御力で相殺さ
れるように）、駆動信号ｙを生成し電磁石１３Ｂに供給
するようになっている。

【００３１】ここで、アイドル振動やこもり音振動は、
例えばレシプロ４気筒エンジンの場合、エンジン回転２
次成分のエンジン振動がエンジンマウント１を介してメ
ンバ３５に伝達されることが主な原因であるから、その
エンジン回転２次成分に同期して駆動信号ｙを生成し出
力すれば、振動伝達率の低減が可能となる。そこで、本
実施例では、エンジン３０のクランク軸の回転に同期し
た（例えば、レシプロ４気筒エンジンの場合には、クラ
ンク軸が１８０度回転する度に一つの）インパルス信号
を生成し基準信号ｘとして出力するパルス信号生成器２
１を設けていて、その基準信号ｘが、エンジン３０にお
ける振動の発生状態を表す信号としてコントローラ２０
に供給されている。

【００３２】一方、メンバ３５には、エンジンマウント
１の取り付け位置に近接して、メンバ３５の振動状況を
加速度の形で検出し残留振動信号ｅとして出力する加速
度センサ２２が固定されていて、その残留振動信号ｅ
が、干渉後における振動を表す信号としてコントローラ
２０に供給されている。そして、コントローラ２０は、
それら基準信号ｘ及び残留振動信号ｅに基づき、逐次更
新形の適応アルゴリズムの一つであるＦｉｌｔｅｒｅｄ
−Ｘ ＬＭＳアルゴリズム、より具体的には、同期式Ｆ
ｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ ＬＭＳアルゴリズムに従って駆動
信号ｙを生成し出力する。

【００３３】即ち、コントローラ２０は、フィルタ係数
Ｗ_i （ｉ＝０，１，２，…，Ｉ−１：Ｉはタップ数）可
変の適応ディジタルフィルタＷを有していて、最新の基
準信号ｘが入力された時点から所定サンプリング・クロ
ックの間隔で、その適応ディジタルフィルタＷのフィル
タ係数Ｗ_i を順番に駆動信号ｙとして出力する一方、エ
ンジン３０からエンジンマウント１を介してメンバ３５
に伝達される振動が低減するように、基準信号ｘ及び残
留振動信号ｅに基づいて適応ディジタルフィルタＷのフ
ィルタ係数Ｗ_i を適宜更新する処理を実行する。

【００３４】適応ディジタルフィルタＷの更新式は、Ｆ
ｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ ＬＭＳアルゴリズムに従った下記
の（６）式のようになる。 Ｗ_i （ｎ＋１）＝Ｗ_i （ｎ）−μＲ^T ｅ（ｎ） ……（６） ここで、（ｎ）が付く項は時刻ｎにおける値であること
を表し、また、μは収束係数と呼ばれる係数であってフ
ィルタ係数Ｗ_i の収束の速度やその安定性に関与する係
数である。Ｒ^T は、理論的には、基準信号ｘを、電磁ア
クチュエータ１３及び加速度センサ２２間の伝達関数Ｃ
をモデル化した伝達関数フィルタＣ＾でフィルタ処理し
た値（リファレンス信号若しくはFiltered-X信号）であ
るが、この実施例では同期式Ｆｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ Ｌ
ＭＳアルゴリズムを適用した結果基準信号ｘがインパル
ス列であるため、伝達関数フィルタＣ＾のインパルス応
答を基準信号ｘに同期して次々に生成した場合のそれら
インパルス応答波形の時刻ｎにおける和に一致する。

【００３５】ただし、本実施例では、電磁アクチュエー
タ１３及び加速度センサ２２間の伝達関数Ｃは、補助弾
性体１１Ｂが凹部１３ｂの底面に接触している状態と、
接触していない状態とで二種類存在するため、いずれの
伝達関数Ｃについても伝達関数フィルタＣ＾を有してい
る。そして、補助弾性体１１Ｂが凹部１３ｂの底面に接
触するか否かは、可動部材１２の振幅の大小によって判
るものであり、その振幅の大小は駆動信号ｙのレベルに
よって決まるものであるから、リファレンス信号Ｒ^T の
演算に用いられる伝達関数フィルタＣ＾は、駆動信号ｙ
のレベルに応じて切り換わるようになっている。

【００３６】また、理論的には、適応ディジタルフィル
タＷで基準信号ｘをフィルタ処理して駆動信号ｙを生成
することになり、フィルタ処理はディジタル演算では畳
み込み演算に該当するが、基準信号ｘがインパルス列で
あるので、上述したように最新の基準信号ｘが入力され
た時点から、所定サンプリング・クロックの間隔で適応
ディジタルフィルタＷの各フィルタ係数Ｗ_i を順番に駆
動信号ｙとして出力しても、フィルタ処理の結果を駆動
信号ｙとしたのと同じ結果になる。

【００３７】次に、本実施例の作用を説明する。即ち、
エンジンシェイク発生時には、オリフィス５ａの流路形
状等を適宜選定している結果、このエンジンマウント１
は高動バネ定数，高減衰力の支持装置として機能するた
め、エンジン３０で発生したエンジンシェイクがエンジ
ンマウント１によって減衰され、メンバ３５側の振動レ
ベルが低減される。なお、かかる場合には、特に可動部
材１２を変位させる必要はない。

【００３８】一方、オリフィス５ａ内の流体がスティッ
ク状態となり主流体室１５及び副流体室１６間での流体
の移動が不可能になるアイドル振動周波数以上の周波数
の振動が入力された場合には、コントローラ２０は、所
定の演算処理を実行し、電磁アクチュエータ１３に駆動
信号ｙを出力し、エンジンマウント１に振動を低減し得
る能動的な制御力を発生させる。

【００３９】これを、アイドル振動，こもり音振動入力
時にコントローラ２０内で実行される処理の概要を示す
フローチャートである図２に従って具体的に説明する。
先ず、そのステップ１０１において所定の初期設定が行
われた後に、ステップ１０２に移行し、伝達関数フィル
タＣ＾に基づいてリファレンス信号Ｒ^T が演算される。
なお、このステップ１０２では、一周期分のリファレン
ス信号Ｒ^T がまとめて演算される。

【００４０】そして、ステップ１０３に移行しカウンタ
ｉが零クリアされた後に、ステップ１０４に移行して、
適応ディジタルフィルタＷのｉ番目のフィルタ係数Ｗ_i
が駆動信号ｙとして出力される。ステップ１０４で駆動
信号ｙを出力したら、ステップ１０５に移行し、残留振
動信号ｅが読み込まれ、ステップ１０６でカウンタｊが
零クリアされ、次いでステップ１０７に移行し、適応デ
ィジタルフィルタＷのｊ番目のフィルタ係数Ｗ_jが上記
（６）式に従って更新される。

【００４１】ステップ１０７における更新処理が完了し
たら、ステップ１０８に移行し、次の基準信号ｘが入力
されているか否かを判定し、ここで基準信号ｘが入力さ
れていないと判定された場合は、適応ディジタルフィル
タＷの次のフィルタ係数の更新又は駆動信号ｙの出力処
理を実行すべく、ステップ１０９に移行する。ステップ
１０９では、カウンタｊが、出力回数Ｔ_y （正確には、
カウンタｊは０からスタートするため、出力回数Ｔ_y か
ら１を減じた値）に達しているか否かを判定する。この
判定は、ステップ１０４で適応ディジタルフィルタＷの
フィルタ係数Ｗ_i を駆動信号ｙとして出力した後に、適
応ディジタルフィルタＷのフィルタ係数を、駆動信号ｙ
として必要な数だけ更新したか否かを判断するためのも
のである。そこで、このステップ１０９の判定が「Ｎ
Ｏ」の場合には、ステップ１１０でカウンタｊをインク
リメントした後に、ステップ１０７に戻って上述した処
理を繰り返し実行する。

【００４２】しかし、ステップ１０９の判定が「ＹＥ
Ｓ」の場合には、適応ディジタルフィルタＷのフィルタ
係数のうち、駆動信号ｙとして必要な数のフィルタ係数
の更新処理が完了したと判断できるから、ステップ１１
１に移行し、ここでカウンタｉをインクリメントした後
に、上記ステップ１０４の処理を実行してから所定のサ
ンプリング・クロックの間隔に対応する時間が経過する
まで待機し、サンプリング・クロックに対応する時間が
経過したら、上記ステップ１０４に戻って上述した処理
を繰り返し実行する。

【００４３】しかし、ステップ１０８で基準信号ｘが入
力されたと判断された場合には、ステップ１１２に移行
し、カウンタｉ（正確には、カウンタｉが０からスター
トするため、カウンタｉに１を加えた値）を最新の出力
回数Ｔ_y として保存した後に、ステップ１０２に戻っ
て、上述した処理を繰り返し実行する。このような処理
を繰り返し実行する結果、基準信号ｘ，駆動信号ｙ及び
伝達関数フィルタＣ＾の関係を表す図３に示すように、
コントローラ２０からエンジンマウント１に対しては、
基準信号ｘが入力された時点から、サンプリング・クロ
ックの間隔で、適応ディジタルフィルタＷのフィルタ係
数Ｗ_i が順番に駆動信号ｙとして供給される。

【００４４】この結果、電磁石１３Ｂに駆動信号ｙに応
じた磁力が発生するが、可動部材１２には、既に永久磁
石１３Ａによる一定の磁力が付与されているから、その
電磁石１３Ｂによる磁力は、永久磁石１３Ａの磁力を強
める又は弱めるように作用すると考えることができる。
つまり、可動部材１２及び永久磁石１３Ａ間の隙間Ｌ
と、可動部材１２に作用する磁力Ｆ_M との関係を表した
グラフである図４に示すように、電磁石１３Ｂへに駆動
信号ｙが供給されていない状態、つまり０ＡＴ（アンペ
ア・ターン）の状態では、可動部材１２は、主弾性体１
１Ａの支持力（図４中、太実線Ａで示す）と、永久磁石
１３Ａの磁力（図４中、０ＡＴの曲線）との釣り合った
中立の位置に変位することになる。

【００４５】そして、この中立の状態で電磁石１３Ｂに
駆動信号ｙが供給されると、その駆動信号ｙによって電
磁石１３Ｂに発生する磁力が永久磁石１３Ａの磁力と逆
方向であれば、可動部材１２は隙間Ｌが増大する方向に
変位する。逆に、電磁石１３Ｂに発生する磁力が永久磁
石１３Ａの磁力と同じ方向であれば、可動部材１２は隙
間Ｌが減少する方向に変位する。なお、この実施例で
は、電磁石１３Ｂが発生可能な磁力の範囲を±１０００
ＡＴとし、永久磁石１３Ａが発生する磁力と同じ方向の
磁力を発生する電流の向きを正方向としている。

【００４６】このように可動部材１２は正逆両方向に変
位可能であり、可動部材１２が変位すれば主流体室１５
の容積が変化し、その容積変化によって支持弾性体６の
拡張バネが変形するから、このエンジンマウント１に正
逆両方向の能動的な支持力が発生するのである。そし
て、駆動信号ｙとなる適応ディジタルフィルタＷの各フ
ィルタ係数Ｗ_i は、同期式Ｆｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ ＬＭ
Ｓアルゴリズムに従った上記（６）式によって逐次更新
されるため、ある程度の時間が経過して適応ディジタル
フィルタＷの各フィルタ係数Ｗ_i が最適値に収束した後
は、駆動信号ｙがエンジンマウント１に供給されること
によって、エンジン３０からエンジンマウント１を介し
てメンバ３５側に伝達されるアイドル振動やこもり音振
動が低減されるようになるのである。

【００４７】そして、それら永久磁石１３Ａ，電磁石１
３Ｂによって発生する磁力Ｆ_M は、図４に曲線で示すよ
うに隙間Ｌの略２乗に反比例する傾向がある。このた
め、略直線的に変化する支持力Ａ₁ と、磁力Ｆ_M との間
には、釣合い点のない不安定領域が存在し、その範囲
は、上記（２）式により求められる。つまり、隙間Ｌが
所定間隔Ｌ_B よりも小さくなると、もはや主弾性体１１
Ａだけでは支持できなくなり、可動部材１２は電磁アク
チュエータ１３に張り付こうとする。

【００４８】しかし、不安定領域となると同時又はその
直前，直後において、補助弾性体１１Ｂが凹部１３ｂの
底面に当接するから、それ以降は補助弾性体１１Ｂによ
る支持力が可動部材１２及び電磁アクチュエータ１３間
に発生する。つまり、不安定領域においては、可動部材
１２は並列関係にある主弾性体１１Ａ及び補助弾性体１
１Ｂの両方によって支持されることになるから、トータ
ルのバネ定数が大きくなり、鎖線Ａ₂ で示すような支持
力が得られる。

【００４９】そして、補助弾性体１１Ｂのバネ定数が上
記（３）式に従って決定されているから、電磁アクチュ
エータ１３による磁力と、可動部材１２の支持力とが釣
り合う点が常に存在することになる。このため、可動部
材１２が電磁アクチュエータ１３に衝突するような事態
にはならないから、従来に比べて各部材の耐久性にとっ
て好ましいことになるし、衝突音も発生しないから、防
振支持装置としての性能悪化を招くこともないのであ
る。

【００５０】ここで、隙間Ｌが略零となった以降は補助
弾性体１１Ｂが圧縮バネとして作用しないようにしてお
けば、図４中鎖線Ａ₃ で示すようにトータルの支持力は
極めて大きくなるから、可動部材１２が電磁アクチュエ
ータ１３に衝突することは実質的に不可能になり、可動
部材１２の挙動をさらに安定させることができる。隙間
Ｌが略零となった以降、補助弾性体１１Ｂを圧縮バネと
して作用させないためには、その補助弾性体１１Ｂの厚
さ及び凹部１３ｂの深さを適宜選定することも重要であ
るが、それら補助弾性体１１Ｂ及び凹部１３ｂの幅を適
宜選定することも得策である。何故ならば、ゴム状の弾
性体の圧縮方向への変形は、通常は横方向への拡大を伴
うものであり、その横方向への拡大を規制すれば圧縮方
向のバネ定数が見掛け上大きくなるからである。

【００５１】なお、図４に示す支持力Ａ₁ 〜Ａ₃ は、外
乱等を全く考慮していない理想的な設計を行った場合を
示しているが、実際には外乱の影響を考慮し、支持力Ａ
₁ 〜Ａ₃ よりも若干大きめの支持力Ｂ₁ 〜Ｂ₃ が得られ
るように、主弾性体１１Ａ，補助弾性体１１Ｂのバネ定
数ｋ₁ ，ｋ₂ を選定することが望ましい。さらに、本実
施例では、電磁石１３Ｂのボビン１３ａ上端面を永久磁
石１３Ａ上面よりも下方に位置させることにより凹部１
３ｂを形成し、可動部材１２下面と凹部１３ｂとの間に
補助弾性体１１Ｂが介在するようにしたため、実際に磁
力が発生する永久磁石１３Ａ及び可動部材１２間の隙間
を、その補助弾性体１１Ｂを介在させるために大きめに
設定する必要がない。このことは、補助弾性体１１Ｂを
設けても、電磁アクチュエータ１３が発生する磁力を大
きくする必要がないことを意味する。つまり、本実施例
の補助弾性体１１Ｂは、上述したような優れた作用効果
を発揮する一方で、電磁アクチュエータ１３の大型化，
高価格化等の不具合を招くことがないのである。

【００５２】なお、上記実施例では、本発明に係る防振
支持装置を、エンジン３０を支持するエンジンマウント
１に適用した場合を示しているが、本発明に係る防振支
持装置の適用対象はエンジンマウント１に限定されるも
のではなく、例えば振動を伴う工作機械の防振支持装置
等であってもよい。また、上記実施例では、低周波振動
入力時には流体がオリフィス５ａを通過する際に発生す
る流体共振を利用して防振効果を得るようにしている
が、そのような低周波振動が入力されない振動体を支持
する防振支持装置の場合には、オリフィス構成体５，ダ
イアフラム４等を設ける必要がなく、その分、部品点数
が削減されるからコストが低減する。

【００５３】さらに、上記実施例では、駆動信号ｙを同
期式Ｆｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ ＬＭＳアルゴリズムに従っ
て生成しているが、適用可能なアルゴリズムはこれに限
定されるものではなく、例えば通常のＦｉｌｔｅｒｅｄ
−Ｘ ＬＭＳアルゴリズムであってもよいし、周波数領
域のＬＭＳアルゴリズムであってもよい。また、系の特
性が安定しているのであれば、ＬＭＳアルゴリズム等の
適応アルゴリズムを用いることなく、係数固定のディジ
タルフィルタ或いはアナログフィルタによって駆動信号
ｙを生成するようにしてもよい。

【００５４】また、上記実施例では、可動部材１２下面
に補助弾性体１１Ｂを固着しているが、その補助弾性体
１１Ｂは、ボビン１３ａ上端面側に固着してもよい。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る発
明によれば、可動部材及び電磁アクチュエータ間に、そ
れらの間の隙間が所定間隔よりも小さくなった範囲での
み支持力を発生する補助弾性体を介在させたため、可動
部材の支持力を二段特性とすることができるから、可動
部材を安定して挙動させることができ、防振支持装置と
しての性能悪化を招くことがなく、装置の耐久性を向上
することもできるという効果が得られる。しかも、可動
部材と電磁石のボビン端面との間に補助弾性体を介在さ
せたため、補助弾性体を設けることが特に電磁アクチュ
エータの性能に影響を与えないで済むから、例えば電磁
アクチュエータの大型化や高価格化を招くことがないと
いう効果もある。

【００５６】特に、請求項２に係る発明によれば、可動
部材が電磁アクチュエータに張り付こうとする点若しく
はその近傍を境として可動部材の支持力が切り換わるか
ら、可動部材の挙動を確実に安定させることができる。
そして、請求項３に係る発明であれば、可動部材の支持
力と、電磁アクチュエータの磁力とが釣り合う点が常に
存在するから、可動部材が電磁アクチュエータに衝突す
るような事態を確実に回避することができるという効果
がある。

【００５７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示す断面図である。

【図２】コントローラ内で実行される処理の概要を示す
フローチャートである。

【図３】基準信号，駆動信号及び伝達関数フィルタの関
係を表す波形図である。

【図４】隙間Ｌと磁力Ｆ_M との関係の一例を表すグラフ
である。

【符号の説明】

１ エンジンマウント（防振支持装置） ６ 支持弾性体 １１Ａ 主弾性体 １１Ｂ 補助弾性体 １２ 可動部材 １３ 電磁アクチュエータ １３Ａ 永久磁石 １３Ｂ 電磁石 １３ａ ボビン １３ｂ 凹部 １５ 主流体室（流体室） ２０ コントローラ（電磁アクチュエータ制御手
段） ｙ 駆動信号（駆動電流）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−24338（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−362331（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−164181（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−207213（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−54905（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−60168（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−107080（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−157363（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−30544（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−118044（ＪＰ，Ｕ) 実開 平７−4944（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭39−21406（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭43−7498（ＪＰ，Ｂ１) 独国特許出願公開4141637（ＤＥ，Ａ １) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16F 13/26 B60K 5/12 H02K 33/04 B06B 1/04

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動体及び支持体間に介在する支持弾性
   体と、この支持弾性体によって画成された流体室と、こ
   の流体室内に封入された流体と、前記流体室の隔壁の一
   部を形成し且つその流体室の容積を変動させる方向に変
   位可能に主弾性体によって弾性支持された磁化可能な可
   動部材と、電磁石を含んで構成され且つ前記可動部材が
   前記方向に変位するように磁力を付与可能に配設された
   電磁アクチュエータと、前記振動体及び支持体間の振動
   伝達率が低減するように前記電磁アクチュエータに駆動
   電流を供給する電磁アクチュエータ制御手段と、を備え
   た防振支持装置において、前記電磁石のボビン端面と前
   記可動部材との間に、それらの間の隙間が所定間隔より
   小さくなった範囲でのみ支持力を発生する補助弾性体を
   設けたことを特徴とする防振支持装置。
2. 【請求項２】 前記電磁アクチュエータの磁力Ｆ_M と、
   前記可動部材及び前記電磁アクチュエータ間の隙間Ｌと
   の関係が、 Ｆ_M ＝β／（Ｌ＋ａ）² という式で近似されるとき、前記所定間隔Ｌ_B を、下記
   式に基づいて設定した請求項１記載の防振支持装置。 Ｌ_B ＝（２Ｌ₀ −ａ）／３ 但し、β，ａは電磁アクチュエータの特性から決まる
   値、Ｌ₀ は前記可動部材に磁力が付与されていない状態
   における前記可動部材及び前記電磁アクチュエータ間の
   隙間である。
3. 【請求項３】 前記主弾性体のバネ定数をｋ₁ 、前記電
   磁アクチュエータから距離零の位置における最大起磁力
   をＦ_Mmaxとしたとき、前記補助弾性体のバネ定数ｋ
   ₂ を、下記式に基づいて設定した請求項１又は請求項２
   記載の防振支持装置。 ｋ₂ ≧３（Ｆ_Mmax−Ｌ₀ ・ｋ₁ ）／（２Ｌ₀ −ａ） 但し、ａは電磁アクチュエータの特性から決まる値、Ｌ
   ₀ は前記可動部材に磁力が付与されていない状態におけ
   る前記可動部材及び前記電磁アクチュエータ間の隙間で
   ある。