JP3690220B2

JP3690220B2 - 能動型制振器

Info

Publication number: JP3690220B2
Application number: JP36167099A
Authority: JP
Inventors: 真彰濱田
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 1999-12-20
Filing date: 1999-12-20
Publication date: 2005-08-31
Anticipated expiration: 2019-12-20
Also published as: JP2001173714A

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、制振対象に装着されて制振対象における振動を低減する制振器に係り、特に、加振手段を備え、積極的乃至は相殺的に振動を低減することの出来る能動型制振器に関するものである。
【０００２】
【背景技術】
従来から、自動車の排気管やボデー等のように振動が問題となる部材において、その振動を低減する手段の一つとして、動的吸振器（ダイナミックダンパ）が知られている。また、近年では、より高度な制振効果を得るために、特開昭６１−２２０９２５号公報や特開平３−２９２２１９号公報等に記載されているように、加振手段による加振力を利用することにより、制振対象における振動を積極的乃至は相殺的に低減せしめる能動型の制振器が提案されている。ところが、能動型制振器によって有効な制振効果を得るためには、防振すべき振動に見合うだけの加振力を制振対象に及ぼす必要があることから、特に自動車ボデーのように大型で振動エネルギが大きい場合には、加振手段が大型化したり、加振のための消費エネルギが大きくなることが避けられないこととなり、十分な加振力が得られ難いために満足できる制振効果を得ることが出来ない場合もあった。
【０００３】
そこで、このような問題に対処するために、特開平６−２３５４３８号公報や特開平７−１９０１３９号公報等には、制振対象に取り付けられる取付部材に対してマス部材を弾性支持せしめて一つの振動系を構成すると共に、このマス部材に加振力を及ぼすことにより、振動系における共振作用を利用して、消費エネルギを抑えつつ、制振対象に大きな加振力を及ぼすようにしたものが提案されている。
【０００４】
しかしながら、このような共振作用を利用した従来の能動型制振装置では、制振対象に対して有効な加振力を及ぼすことの出来るのが、単一の振動系における固有振動周波数域に限られてしまい、それ以外の周波数域では、必ずしも有効な加振力を及ぼすことが出来ないという問題があったのであり、特に、複数の乃至は広い周波数域の振動に対して防振効果が要求される自動車のボデー等においては、未だ、要求される防振性能を満足することが難しかったのである。
【０００５】
【解決課題】
ここにおいて、本発明は、上述の如き事情を背景として為されたものであって、その解決課題とするところは、消費エネルギを抑えつつ、大きな加振力を生ぜしめて有効な能動的制振効果を得ることが可能であり、しかも、複数のまたは広い周波数域の振動に対して有効な制振効果を発揮せしめ得る、新規な構造の能動型制振器を提供することにある。
【０００６】
【解決手段】
以下、このような課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様は、可能な限り任意の組み合わせで採用可能である。また、本発明の態様乃至は技術的特徴は、以下に記載のものに限定されることなく、明細書全体および図面に記載され、或いはそれらの記載から当業者が把握することのできる発明思想に基づいて認識されるものであることが理解されるべきである。
【０００７】
すなわち、本発明は、制振対象に取り付けられる取付部材に対して振動入力方向に離間して、複数個のマス部材をそれぞれ独立変位可能に配設すると共に、それら複数個のマス部材を、ゴム弾性体により、相互に弾性連結せしめて該取付部材に弾性支持せしめることによって、複数の固有振動数を持つ振動系を構成する一方、それら複数個のマス部材をそれぞれ該取付部材に対して振動入力方向の一方向で対向配置せしめて、それら複数個のマス部材と取付部材の対向面間に、壁部の一部が該ゴム弾性体で構成された単一の作用空気室を形成せしめて、該作用空気室に外部から圧力変動を及ぼすことにより、前記複数個のマス部材と該取付部材との間に対してそれぞれ直接的に対向方向での加振力を及ぼすようにした能動型制振器を、特徴とする。
【０００８】
このような本発明に従う構造とされた能動型制振器においては、制振対象に対して複数個のマス部材がゴム弾性体で連成的に弾性連結されて支持せしめられることによって、少なくとも２自由度の多自由度振動系が構成される。そして、作用空気室に圧力変動が生ぜしめられて、各マス部材が直接に加振されることにより、かかる多自由度の振動系を介して、取付部材ひいては制振対象に加振力が及ぼされることとなる。
【０００９】
それ故、多自由度の振動系における複数の固有振動数を適当にチューニングすることにより、それら各固有振動数の周波数域において、振動系の共振作用に基づき、加振手段による加振力が増幅されて取付部材に及ぼされることとなる。それ故、各固有振動数を制振すべき振動に応じて適当にチューニングすることにより、加振手段への供給エネルギに対して、大きな加振力を制振対象に及ぼすことが出来るのであり、小型で消費エネルギの小さい加振手段によって有効な制振効果を得ることが可能となるのである。特に、多自由度の振動系を構成する各マス部材に対して直接的に加振力が及ぼされることから、振動系における各固有振動数域で、極めて効率的な加振力の伝達率、ひいては能動的制振効果が達成されるのである。
【００１０】
しかも、本発明に従う構造とされた能動的制振器においては、作用空気室に及ぼされる空気圧変動によって加振力が生ぜしめられるようになっていることから、制振器の内部に特別なアクチュエータを組み込む必要がないのであり、制振器の構造の簡略化とコンパクト化が有利に達成されるという利点もある。
【００１１】
なお、本発明において、複数の固有振動数のチューニングに際しては、例えば、各固有振動数を、それぞれ防振すべき異なる振動の各周波数にチューニングすることが有効であり、それによって、特に、防振すべき各振動の周波数が略一定で且つ比較的狭い場合には、効率的な制振効果が実現され得る。また、例えば、複数の固有振動数の二つを、防振すべき一つの振動に対して低周波側と高周波側にずらせてチューニングすることも可能であり、それによって、特に、防振すべき一つの振動の周波数範囲が広い場合や、防振すべき振動の周波数が変動する場合に、効率的な制振効果を安定して得ることが可能となる。なお、防振すべき振動に対して低周波側と高周波側にずらせる固有振動数の範囲は、防振すべき振動特性等に応じて適宜に設定されるものであって特に限定されるものでないが、広い範囲で特に有効な制振効果を得るためには、二つの固有振動数を、低減目的の振動周波数中央値に対して、±２０％以内で両側にそれぞれ振って設定することが望ましい。
【００１２】
また、本発明において作用空気室に圧力変化を生ぜしめるためには、例えば、、電磁切換弁等を用いて、作用空気室を負圧源と大気中とに交互に切換接続すること等によって、有利に実現され得る。このような空気圧制御手段を作用すれば、電気信号によって作用空気室の空気圧変化の周波数や位相を容易に調節することが出来る等といった利点がある。
【００１３】
また、本発明において、複数のマス部材の形状や相対的な配設構造等は、制振器の設置スペースや要求される制振特性等に応じて適宜に設計されるものである。
【００１４】
具体的には、本発明における複数のマス部材の好適な配設構造としては、例えば、複数個のマス部材を、中央マス部材と、該中央マス部材の外周側に離間して同一中心軸上に配設された少なくとも一つの環状マス部材とによって構成し、それら複数個のマス部材を、それぞれ、取付部材に対して振動入力方向一方の側に離間して対向配置せしめた構造が、採用され得る。このような構造を採用すれば、複数のマス部材を優れたスペース効率をもって配設することが出来るのであり、また、各マス部材の軸直角方向対向面間を周方向の全周に亘ってゴム弾性体で弾性連結することにより、軸直角方向のばね剛性を大きくして各マス部材の軸直角方向における安定性を向上させることも可能となる。
【００１５】
或いはまた、本発明における複数のマス部材の好適な配設構造としては、例えば、取付部材を軸部材によって構成すると共に、ゴム弾性体を略円筒形状として軸部材の径方向外方に離間して外挿配置せしめて、該ゴム弾性体の軸方向両端部を軸部材に固定することにより、それら軸部材とゴム弾性体の間に環状の作用空気室を形成すると共に、複数個のマス部材を、それぞれ、軸部材の周方向に半周以下の長さで延びる円弧ブロック構造として、該ゴム弾性体に対して固着せしめた構造が、採用され得る。このような構造を採用すれば、例えばロッド状の制振対象に対しても、該制振対象を軸部材として利用することにより、本発明を有利に適用することが出来、軸直角方向の振動に対する有効な能動的制振効果を得ることが可能となる。
【００１７】
なお、本発明において、作用空気室に対してゴム弾性体により互いに並列的に配設支持されて、それぞれ作用空気室の圧力変化に伴う加振力が直接的に及ぼされるマス部材は、少なくとも二つあれば良く、三つ以上あっても良い。また、かくの如き並列的に配設支持された複数のマス部材に対して、別に、追加マス部材を追加ゴム弾性体を介して弾性連結せしめて、作用空気室とマス部材に対して直列的に配設することも可能である。なお、かかる追加マス部材に対しては、作用空気室の圧力変化に伴う加振力が、マス部材を介して間接的に及ぼされることとなる。
【００１８】
また、本発明において、複数の固有振動数は、従来から公知の２自由度や多自由度の振動系における運動方程式を解くことによって求めることが出来ることから、かかる式に基づいてチューニングすることが可能である。
【００１９】
【発明の実施形態】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００２０】
先ず、図１には、本発明の第一の実施形態としての能動型制振器１０の全体概略構成が示されている。かかる制振器１０においては、自動車のボデー等の制振対象１２に取り付けられる取付部材としての取付金具１４に対して、中央マス部材としての第一のマス金具１６と環状マス部材としての第二のマス金具１８が、ゴム弾性体としての第一のゴム弾性体２０および第二のゴム弾性体２２によって弾性連結されており、全体として２自由度の振動系が構成されている。そして、加振手段としての空気圧式アクチュエータ２４によって、取付金具１４と第一のマス金具１６および取付金具１４と第二のマス金具１８が相互に接近／離隔方向に相対変位せしめられて、制振対象１２に加振力が伝達されることにより、制振対象１２における振動を相殺的乃至は干渉的に抑制するようになっている。なお、以下の説明中、上下方向とは、原則として図１中の上下方向を言うものとする。
【００２１】
より詳細には、取付金具１４は、薄肉の平板形状を有しており、外周縁部には、周方向に離間して複数個の取付孔２６が形成されている。そして、この取付金具１４は、制振対象１２に重ね合わされて、取付孔２６に挿通される固定ボルト２８により、制振対象１２に対して固定的に取り付けられるようになっている。また、取付金具１４の中央には、貫通孔３０が形成されており、この貫通孔３０に対して円筒形状の給排ポート３２が流体密に溶着固定されている。
【００２２】
また、第一のマス金具１６は、金属等の高比重な剛性材によって中実のブロック形状をもって形成されており、特に、本実施形態では、軸方向下部が逆円錐台形状とされている。そして、この第一のマス金具１６は、取付金具１４の上方に離間して配されており、小径側の下端面が取付金具１４に対して振動入力方向一方の側に所定距離を隔てて対向せしめられている。
【００２３】
更にまた、第二のマス金具１８は、第一のマス金具１６と同様に金属等の高比重な剛性材によって形成されており、環状のブロック形状を有している。また、この第二のマス金具１８の内径寸法は、第一のマス金具１６の外径寸法よりも大きくされており、第一のマス金具１６に第二のマス金具１８が外挿された状態で、第一のマス金具１６の径方向外方に離間して、同一中心軸上に第二のマス金具１８が配設されている。そして、第二のマス金具１８も、第一のマス金具１６と同様に、取付金具１４の上方に離間して配されており、軸方向下端面が取付金具１４に対して振動入力方向一方の側に所定距離を隔てて対向せしめられている。
【００２４】
また、これら第一のマス金具１６と第二のマス金具１８の径方向対向面間には、第一のゴム弾性体２０が介装されている。この第一のゴム弾性体２０は、略円環形状乃至は円筒形状を有しており、その内周面に対して第一のマス金具１６の逆テーパ状外周面が加硫接着されていると共に、その外周面に対して第二のマス金具１８の円筒状内周面が加硫接着されている。要するに、第一のゴム弾性体２０は、第一のマス金具１６と第二のマス金具１８の径方向対向面間において周方向の全周に亘って連続して配設されており、この第一のゴム弾性体２０によって第一のマス金具１６と第二のマス金具１８が相互に弾性的に連結されていると共に、第一のマス金具１６と第二のマス金具１８の径方向対向面間が流体密に閉塞されている。
【００２５】
さらに、第二のマス金具１８と取付金具１４の対向面間には、第二のゴム弾性体２２が配設されている。この第二のゴム弾性体２２は、円環形状乃至は円筒形状を有しており、軸方向下端面が取付金具１４に加硫接着されていると共に、軸方向上端面には、かしめ固定金具３４が加硫接着されている。かかるかしめ固定金具３４は、第二のゴム弾性体２２の上端面に加硫接着された円環板形状の接着部３６を有しており、また、接着部３６の外周縁部には、軸方向上方に向かって延び出す円筒状部３８が一体形成されている。そして、円筒状部３８が第二のマス金具１８に外挿されて、軸方向上端を径方向内方にかしめ加工されることにより、かしめ固定金具３４が第二のマス金具１８の外周縁部にかしめ固定されているのであり、これにより、第二のマス金具１８の外周縁部と取付金具１４の対向面間が第一のゴム弾性体２０で連結されて、第二のマス金具１８が取付金具１４によって弾性支持せしめられている。
【００２６】
また、かしめ固定金具３４は、第二のマス金具１８に対して流体密に組み付けられており、以て、取付金具１４と第一及び第二のマス金具１６，１８の対向面間には、外周壁部が第二のゴム弾性体２２で構成されて、外部空間に対して密閉された略円盤形状の作用空気室４０が画成されている。要するに、上述の如き構造とされた能動型制振器１０においては、取付金具１４に対して、第一のマス金具１６と第二のマス金具１８が、第一のゴム部材２０と第二のゴム部材２２を介して、順次、直列的に弾性連結されて、２自由度の振動径が構成されている。また、それら第一のマス金具１６と第二のマス金具１８は、作用空気室４０に対して並列的に配設されており、第一のマス金具１６と第二のマス金具１８が、何れも、作用空気室４０内に直接に露出して晒されて、作用空気室４０の内圧が各マス金具１６，１８の軸方向下端面に対して直接に及ぼされるようになっている。
【００２７】
さらに、作用空気室４０には、接続ポート３２を通じて外部エア管路４２が接続されるようになっており、外部エア管路４２上に配設された電磁式の切換弁４４の切換作動に基づいて、作用空気室４０が、負圧源と大気中とに交互に切換接続されるようになっている。そして、切換弁４４の切換作動により作用空気室４０に負圧と大気圧が交互に及ぼされて空気圧変動が生ぜしめられることにより、作用空気室４０の壁部の一部を構成する第一のマス金具１６と第二のマス金具１８に対して、それぞれ、取付金具１４への接近／離隔方向の加振力が直接的に及ぼされるようになっており、以て、第一及び第二のゴム弾性体２０，２２の弾性変形に基づいて、それら第一のマス金具１６と第二のマス金具１８が、相互に独立的に軸方向（図１中の上下方向）に加振変位せしめられるようになっている。なお、このことから明らかなように、本実施形態では、作用空気室４０と、該作用空気室４０に空気圧変化を及ぼすための切換弁４４等を含んで、空気圧式アクチュエータ２４が構成されている。
【００２８】
而して、このような構造とされた能動型制振器１０は、前述の如く取付金具１４を制振対象１２に対して固定ボルト２８で固定すること等によって、第一、第二のマス金具１６，１８の弾性変位方向（中心軸の方向）が、制振対象１２における防振すべき振動方向（図１中の上下方向）に略一致する状態で装着される。
【００２９】
上述の如き構造とされた制振器７０においては、その装着状態下において、電磁式エア切換弁４４を、制振対象１２における制振すべき振動に対応した周波数や位相で切換制御すると、作用空気室４０に生ぜしめられる圧力変動に基づく加振力が、第一のマス金具１６と第二のマス金具１８に対してそれぞれ直接的に及ぼされることとなり、以て、第一及び第二のマス金具１６，１８と第一及び第二のゴム弾性体２０，２２からなる２自由度の振動系が強制加振されることとなる。ここにおいて、かかる振動系は、第一及び第二のマス金具１６，１８の各質量と、第一及び第二のゴム弾性体２０，２２における各ばね定数とから振動数方程式によって求められる２つの固有振動数を有していることから、それら各固有振動数に対応した周波数域で振動系を加振すると、振動系の共振作用によりマス金具１６，１８が大きく変位せしめられて大きな加振力が制振対象１２に及ぼされるのであり、それ故、かかる振動系の固有振動数を制振対象１２において防振すべき振動数域にチューニングすることにより、それらの固有振動数域では、小さな消費エネルギ（作用空気室４０の圧力変動量）によって、制振対象１２に対して有効な能動的防振効果を及ぼすことが出来るのである。
【００３０】
特に、かかる制振器１０においては、２自由度の振動系を備えていることから、制振すべき振動に対するチューニングの自由度が大きく確保されて、有効な制振効果が容易に達成されることとなる。具体的には、例えば、二つの固有振動数を比較的近づけて設定すると、それら二つの固有振動数の間を含む広い周波数域において共振作用に基づく能動的制振効果の向上が実現され得るのであり、また、二つの固有振動数を比較的離して設定すると、離れた二つの周波数域においてそれぞれ共振作用に基づく能動的制振効果の向上が実現され得るのである。そこにおいて、前者の場合には、二つの固有振動数間での能動的防振効果の落ち込みを回避しつつ、出来るだけ広い周波数域で有効な制振効果を得るために、二つの固有振動数間を、低減目的の振動周波数中央値に対して、±２０％以内で両側にそれぞれ振って設定することが望ましい。
【００３１】
なお、エア切換弁４４の駆動用ソレノイドへの通電を制御して空気圧式アクチュエータ２４を加振制御する制御装置としては、制振対象１２の振動状態を検出する加速度センサ等の振動センサの検出信号に基づいて、その振動に対して有効な制振効果を発揮し得るように、検出信号に対応した駆動電流をエア切換弁４４の駆動用ソレノイドルに出力するものが採用される。例えば、予め設定されたデータに基づいて、検出信号に対応した周波数と位相差で駆動電流を給電することによりフィードフォワード的に制御するものや、或いは、それに加えて、負圧源から作用空気室４０に及ぼされる負圧の大きさを調節する負圧力調節手段を採用し、作用空気室４０に及ぼされる圧力変動の大きさを制振対象１２における振動の大きさに応じて調節し、検出信号に含まれる制振対象１２の振動値を可及的に零にするようにフィードバック制御するもの等が好適に採用され得る。
【００３２】
因みに、本実施形態に従う構造とされた制振器１０について、正弦波外力による強制振動の加速度応答（変位応答乃至は共振倍率と同義）の周波数特性を測定した結果を、図２に示す。図中、実施例１は、二つの固有振動数を略３５Hzと略１０５Hzに離してチューニングした場合であり、実施例２は、二つの固有振動数を相互に近づけて略３０Hzと略４０Hzにチューニングした場合である。また、比較例として、第一のマス金具１４と第二のマス金具１６を相互に剛結して相対変位不能とした単一マス構造の制振器について同様な試験を行なった結果を併せ示す。
【００３３】
かかる図２に示された結果からも明らかなように、本実施形態に従う構造とされた能動型制振器１０においては、２自由度の振動系による共振作用が顕著に発現されるのであり、それ故、各固有振動数域での共振作用を利用することによって、広い周波数域や異なる周波数域の振動に対しても、能動的制振効果を効果的に得ることの出来ることが容易に理解されるところである。
【００３４】
また、本実施形態の制振器１０においては、制振器本体の内部に特別なアクチュエータ機構を組み込む必要がなく、単に作用空気室４０を形成すれば良いことから、部品点数の減少や製作性の向上等が有利に達成されるのであり、例えば電磁式アクチュエータを採用する場合に比して、給電用リード線の断線等に起因するトラブルも完全に防止されて、優れた耐久性も実現される。
【００３５】
次に、図３及び図４には、本発明の第二の実施形態としての能動型制振器５０の全体概略構成が示されている。かかる制振器５０は、軸部材としてのセンタ軸金具５２の外周側に離間してそれぞれマス部材としての第一のマス金具５４と第二のマス金具５６が配設されていると共に、筒状ゴム弾性体５８によって、それら第一及び第二のマス金具５４，５６が、センサ軸金具５２に対して弾性支持せしめられている。
【００３６】
より詳細には、センタ軸金具５２は、中実のストレートな円形ロッド形状を有している。このセンタ軸金具５２は、それ自体が制振対象とされていても良く、或いは、制振対象に対して固定的に取り付けられるようになっていても良い。
【００３７】
また、第一のマス金具５４と第二のマス金具５６は、何れも、センタ軸金具５２の径方向外方に離間して、センタ軸金具５２の中心軸周りに周方向に半周以下（本実施形態では、略１／３周弱の周方向長さ）で延びる円弧ブロック形状とされている。特に、第二のマス金具５６は、第一のマス金具５４よりも径方向厚さが大きくされて、質量が大きく設定されている。そして、これら第一のマス金具５４と第二のマス金具５６は、センタ軸金具５２を中心とする略同一円周上に配設されており、センタ軸金具５２を、制振すべき振動が入力される径方向一方向に挟んだ両側で互いに所定距離を隔てて対向配置されている。
【００３８】
さらに、筒状ゴム弾性体５２は、厚肉の中央円筒状部６０を挟んだ軸方向両側に、軸方向外方に行くに従って次第に小径化するテーパ筒状部６２，６２が一体形成されたテーパ付円筒形状を有している。また、中央円筒状部６０には、第一のマス金具５４と第二のマス金具５６が、それぞれ埋設状態で加硫接着されていると共に、各テーパ筒状部６２の先端部内周面には、嵌着スリーブ６４が加硫接着されている。要するに、本実施形態では、筒状ゴム弾性体５８が、第一及び第二のマス金具５４，５６と一対の嵌着スリーブ６４，６４を有する一体加硫成形品６６として形成されているのである。
【００３９】
そして、かかる一体加硫成形品６６は、センタ軸金具５２に外挿されて、嵌着スリーブ６４，６４がセンタ軸金具５２に流体密に外嵌固定されることにより、センタ軸金具５２に対して固定的に取り付けられている。それにより、筒状ゴム弾性体５８の軸方向両端開口部が、それぞれ流体密に閉塞されており、以て、一体加硫成形品６６の内部には、センタ軸金具５２の周囲において、外部空間に対して密閉された円筒形状の作用空気室６８が画成されている。また、センタ軸金具５２には、内部を軸方向に延びるエア通孔７０が形成されており、このエア通孔７０の内側端部が作用空気室６８に連通せしめられている一方、エア通孔７０の外側端部が、筒状ゴム弾性体５８の軸方向外方において作用空気室６８の外部に開口せしめられており、その開口部に対して接続ポート７２が螺着固定されている。そして、この接続ポート７２に対して外部エア管路７４が接続されており、前記第一の実施形態と同様に、該外部エア管路７４上に配設されたエア切換弁７６の切換作動に基づいて、作用空気室６８に圧力変動が生ぜしめられるようになっている。
【００４０】
このような構造とされた本実施形態の制振器５０においては、第一のマス金具５４と第二のマス金具５６が筒状ゴム弾性体５８で弾性連結されることによって、２自由度の振動系が構成されており、作用空気室６８の圧力変動によって、第一のマス金具５４と第二のマス金具５６に対して、それぞれ、センタ軸金具５２の軸直角方向の加振力が直接的に及ぼされて、かかる振動系を構成する両マス金具５４，５６がそれぞれ加振変位せしめられるようになっているのである。そこにおいて、第一のマス金具５４と第二のマス金具５６には、異なる質量が設定されていることから、加振周波数によってそれら両マス金具５４，５６の位相や振幅が相対的に変化せしめられて、かかる振動系において２つの異なる固有振動数が有利に発現されるのである。
【００４１】
従って、本実施形態の制振器５０においても、エア切換弁７６を、センタ軸金具５２が固設される制振対象において制振すべき振動に対応した周波数や位相で切換制御することにより、２自由度の振動系を強制加振することが出来るのであり、それによって、前記第一の実施形態と同様な効果が発揮されて、制振対象に対して有効な能動的制振効果を得ることが出来るのである。
【００４２】
また、図５及び図６には、本発明の第三の実施形態としての制振器８０が示されている。なお、本実施形態は、第二の実施形態の制振器（５０）に対して、マス金具の異なる配置形態を例示するものであって、第二の実施形態と同様な構造とされた部材および部位については、図中に、第二の実施形態と同一の符号を付することにより、それらの詳細な説明を省略する。
【００４３】
すなわち、本実施形態の制振器８０においては、第一のマス家具５４と第二のマス金具５６が、何れも、センタ軸金具５２に対して振動入力方向一方の側に離間して配設されており、軸方向で相互に所定距離だけ離間して位置せしめられている。
【００４４】
このような本実施形態の制振器８０においても、第二の実施形態と同様に、２自由度の振動系が構成されており、作用空気室６８の圧力変動によって、第一のマス金具５４と第二のマス金具５６に対して、それぞれ加振力が直接的に及ぼされて加振変位せしめられるのであり、それ故、エア切換弁７６を制振すべき振動に応じて切換制御することにより、２自由度の振動系の共振作用に基づいて、第二の実施形態と同様に、制振対象に対して有効な能動的制振効果を得ることが出来るのである。
【００４５】
特に、本実施形態では、第一のマス金具５４と第二のマス金具５６に対して、作用空気室６８の圧力変化による加振力が略同一方向に及ぼされることから、両マス金具５４，５６の相加的な加振力をより効率的に得ることが出来る等といった利点がある。
【００４６】
さらに、図７には、本発明の参考的な形態としての制振器８２が示されている。なお、本形態において、第三の実施形態と同様な構造とされた部材及び部位については、図中に、第三の実施形態と同一の符号を付することにより、それらの詳細な説明を省略する。
【００４７】
すなわち、本形態の制振器８２においては、それぞれ円環ブロック形状を有する第一のマス金具８４と第二のマス金具８６を備えており、これら両マス金具８４，８６は、センタ軸金具５２に外挿されて、センタ軸金具５２の中心軸上で軸方向に相互に離間して配設されている。また、本実施形態では、第一のマス金具５４よりも第二のマス金具５６の方が断面積が小さくされて小質量とされている。
【００４８】
また、これら第一のマス金具８４と第二のマス金具８６を弾性連結する筒状ゴム弾性体８８は、軸方向中央部分が厚肉の中央円筒状部９２とされており、この中央円筒状部９２に第一のマス金具８４と第二のマス金具８６が埋設状態で加硫接着されている。また、筒状ゴム弾性体８８の軸方向一方の側（図７中の左側）は、第一のマス金具５４から軸方向外方に行くに従って次第に小径化するテーパ筒状部９４とされている一方、軸方向他方の側が、軸直角方向に広がる円環板状部９６とされている。
【００４９】
このように筒状ゴム弾性体８８の内部に形成された作用空気室６８の軸方向両側の端壁部が、互いに傾斜角度の異なるテーパ筒状部９４と円環板状部９６によって構成されていることから、作用空気室６８に空気圧変動が及ぼされた際、テーパ筒状部９４における軸方向の弾性変形量と円環板状部９６における軸方向弾性変形量が相殺することなく、筒状ゴム弾性体８８の全体に軸方向変位が生ぜしめられるのであり、その結果、第一及び第二のマス金具８４，８６に対して軸方向の加振力が及ぼされるようになっているのである。
【００５０】
従って、本形態の制振器８０においては、センタ軸金具５２の軸方向において２自由度の振動系が構成されており、作用空気室６８の圧力変動によって、第一のマス金具８４と第二のマス金具８６に対して、それぞれ軸方向の加振力が直接的に及ぼされて加振変位せしめられることとなる。そして、それ故、エア切換弁７６を制振すべき軸方向振動に応じて切換制御することにより、２自由度の振動系の共振作用に基づいて、センタ軸金具５２の軸方向の振動に対して有効な能動的制振効果を得ることが出来るのである。
【００５１】
以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、これらはあくまでも例示であって、本発明は、これらの実施形態における具体的記載によって、何等、限定的に解釈されるものでない。
【００５２】
例えば、前記実施形態では、何れも、二つのマス部材からなる２自由度の振動系が採用されていたが、三つ以上のマス部材を用いて３自由度以上の多自由度の振動系を構成することも、勿論可能である。
【００５３】
また、複数個のマス部材の形状や相対的な配設形態等は、何等限定されるものでなく、例えば、第一の実施形態において、複数個のマス部材を同一中心軸上に配設することなく、別々に独立した位置にブロック状のマス部材を配設し、それらのマス部材をゴム弾性体によって相互に弾性連結して支持せしめるようにしても良い。
【００５４】
更にまた、複数個のマス部材におけるそれぞれの質量は、全てのマス部材の平均質量の５０〜１５０％の範囲内に設定することが望ましく、それにより、各固有振動数域において共振作用に基づく加振力の増大効果をより有効に得ることが出来、各固有振動数域で、何れも一層有効な防振効果を得ることが可能となる。
【００５５】
加えて、本発明は、自動車のボデー用の制振器として採用されることにより、例えば、エンジンの回転数の変化によって周波数が変化するアイドリング振動等に対して極めて有効な制振効果を得ることが出来るが、自動車ボデー用の制振器の他、自動車の各種部材用の制振器等、或いは自動車以外の各種装置における能動型制振器として、何れも適用可能であることは、言うまでもない。
【００５６】
その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更，修正，改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもないところである。
【００５７】
【発明の効果】
上述の説明から明らかなように、本発明に従う構造とされた能動型制振器においては、少なくとも２自由度の振動系が構成されることから、かかる振動系の共振作用に基づいて、複数のまたは広い周波数域の振動に対しても、能動的な制振効果を有効に且つ効率的に得ることが出来るのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態としての制振器を示す縦断面説明図である。
【図２】図１に示された制振器における受動的な共振倍率の周波数特性を測定した結果を示すグラフである。
【図３】本発明の第二の実施形態としての制振器を示す縦断面説明図である。
【図４】図３におけるIV−IV断面図である。
【図５】本発明の第三の実施形態としての制振器を示す縦断面説明図である。
【図６】図５におけるVI−VI断面図である。
【図７】本発明の参考的な形態としての制振器を示す縦断面説明図である。
【符号の説明】
１０，５０，８０，８２制振器
１２制振対象
１４取付金具
１６，５４，８４第一のマス金具
１８，５６，８６第二のマス金具
１６第一のゴム弾性体
２８第二のゴム弾性体
２４空気圧式アクチュエータ
４０，６８作用空気室
５８，８８筒状ゴム弾性体

Claims

制振対象に取り付けられる取付部材に対して振動入力方向に離間して、複数個のマス部材をそれぞれ独立変位可能に配設すると共に、それら複数個のマス部材を、ゴム弾性体により、相互に弾性連結せしめて該取付部材に弾性支持せしめることによって、複数の固有振動数を持つ振動系を構成する一方、それら複数個のマス部材をそれぞれ該取付部材に対して振動入力方向の一方向で直接に対向配置せしめて、それら複数個のマス部材と取付部材の対向面間に、壁部の一部が該ゴム弾性体で構成された単一の作用空気室を形成せしめて、該作用空気室に外部から圧力変動を及ぼすことにより、前記複数個のマス部材と該取付部材との間に対してそれぞれ直接的に対向方向での加振力を及ぼすようにしたことを特徴とする能動型制振器。
前記複数個のマス部材を、中央マス部材と、該中央マス部材の外周側に離間して同一中心軸上に配設された少なくとも一つの環状マス部材とによって構成し、それら複数個のマス部材を、それぞれ、前記取付部材に対して振動入力方向一方の側に離間して対向配置せしめた請求項１に記載の能動型制振器。
前記取付部材を軸部材によって構成すると共に、前記ゴム弾性体を略円筒形状として該軸部材の径方向外方に離間して外挿配置せしめて、該ゴム弾性体の軸方向両端部を該軸部材に固定することにより、それら軸部材とゴム弾性体の間に環状の作用空気室を形成すると共に、前記複数個のマス部材を、それぞれ、該軸部材の周方向に半周以下の長さで延びる円弧ブロック構造として、該ゴム弾性体に対して固着せしめた請求項１に記載の能動型制振器。
前記複数の固有振動数の二つを、防振すべき一つの振動に対して低周波側と高周波側にずらせてチューニングした請求項１乃至３の何れかに記載の能動型制振器。
前記複数の固有振動数を、それぞれ防振すべき異なる振動の各周波数にチューニングした請求項１乃至３の何れかに記載の能動型制振器。