JP5608992B2 - 伝達振動低減構造 - Google Patents

Description

この発明は、エンジンから伝達してくる振動を低減する構造に関する。

エンジンから伝達してくる振動を低減する構造として、従来は特許文献１に提案されたエンジンマウントが知られている。このエンジンマウントは、箱形の筐体の壁面上部が徐々に拡がるようにしておき、その壁面上部にゴム弾性体を固定する。そして筐体の底面にアクチュエーターを設置していた。

特開２００１−１８２７７５号公報

しかしながら、前述した従来の伝達振動低減構造(エンジンマウント)では、大型化してしまう。また本件発明者らによって、特にエンジンの回転速度が高い場合(すなわち高周波数域)で所望の振動低減性能を得られないことが知見された。

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、小形であって、かつエンジンの回転速度が高い場合(高周波数域)においても大きな振動低減効果を得ることができる伝達振動低減構造を提供することを目的とする。

本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。

本発明は、エンジン(１００)から伝達してくる振動を低減する構造であって、一端(１１１)がエンジン(１００)に固定され、他端(１１２)が車体(２００)に固定される連結部材(１１)と、前記連結部材(１１)の周囲に連結部材と同軸に設けられ、バネを介して前記連結部材に連結される慣性マス(１２)と、前記連結部材(１１)と前記慣性マス(１２)との間に設けられ、前記連結部材に固設されたコアと前記コアに巻装されるコイルと前記コアの外周面に設けられる磁石とを含み、電磁力によって慣性マス(１２)を連結部材(１１)の軸方向に往復駆動するアクチュエーター(１３)と、を備え、前記連結部材(１１)は、前記慣性マス(１２)の内部を貫通する、ことを特徴とする。

本発明によれば、慣性マスを連結部材の周囲に、連結部材と同軸に設けるとともに、慣性マスを連結部材の軸方向に往復動させるアクチュエーターを、連結部材と慣性マスとの間に設けるようにしたので、サイズを小形化できる。またエンジンの回転速度が高い場合(高周波数域)においても大きな振動低減効果を得ることができる。

本発明による伝達振動低減構造を適用する構成の一例を説明する図である。 本発明による伝達振動低減構造の第１実施形態を示す図である。 フィードフォワード制御するためのマップの一例を示す図である。 本実施形態による効果を説明する図である。 本発明による伝達振動低減構造の第２実施形態を示す図である。 本発明による伝達振動低減構造の第３実施形態を示す図である。 本発明による伝達振動低減構造の第４実施形態を示す図である。

以下では図面等を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明による伝達振動低減構造を適用する構成の一例を説明する図である。

エンジン１００は、たとえば２次バランサつきの直列４気筒やＶ型６気筒エンジンである。エンジン１００はクランクシャフトが車両の左右方向に置かれた横置きタイプである。なお本実施形態では、車両右側がエンジンフロントである。

エンジン１００から伝達してくる振動を低減する構造は、エンジン１００を支持する構造の一部である。エンジン１００は、右側エンジンマウント２１と、左側エンジンマウント２２と、上側ロッド１１−１と、下側ロッド１１−２と、によって支持される。右側エンジンマウント２１は、車両右側からエンジン１００を支持する。左側エンジンマウント２２は、車両左側からエンジン１００を支持する。上側ロッド１１−１は、車両右上側からエンジン１００に連結される。下側ロッド１１−２は、車両下側からエンジン１００に連結される。エンジン１００は、右側エンジンマウント２１及び左側エンジンマウント２２で吊られた状態で支持されるいわゆるペンデュラムタイプでマウントされている。このような構造では、エンジン１００の運転時に回転慣性力によってエンジンが傾く。そこでエンジン１００と車体２００とをロッド１１−１及びロッド１１−２で連結し、エンジン１００の傾きを防止している。

２次バランサつきの４気筒エンジンやＶ型６気筒エンジンでは、エンジン回転の基本次数で、不平衡慣性力がないので、主にエンジントルク変動の反力のみがエンジンに作用する。したがって基本次数では、トルクを支持しているトルクロッドからの入力によって主に車内音・車内振動が発生することが本件発明者らによって知見された。

そこで本件発明者らは、エンジン１００から伝達してくる振動を低減する以下の構造を提案する。なお上側ロッド１１−１及び下側ロッド１１−２の基本構造は同一である。そこで以下では特に区別する必要がないときはロッド１１として説明する。

図２は、本発明による伝達振動低減構造の第１実施形態を示す図である。

本実施形態の伝達振動低減構造は、トルクロッドアッセンブリー１０として適用される。

トルクロッドアッセンブリー１０は、ロッド１１と、慣性マス１２と、アクチュエーター１３と、を含む。

ロッド１１の一端(大端部１１１)は、エンジンに固定される。ロッド１１の他端(小端部１１２)は、車体に固定される。大端部１１１の外側カラー１１１ａと内側カラー１１１ｂとは、弾性材１１１ｃを介して連結される。大端部１１１は、内側カラー１１１ｂに挿通されたボルトによってエンジンに固定される。小端部１１２の外側カラー１１２ａと内側カラー１１２ｂとは、弾性材１１２ｃを介して連結される。小端部１１２は、内側カラー１１２ｂに挿通されたボルトによって車体に固定される。小端部１１２の弾性材１１２ｃの剛性は、大端部１１１の弾性材１１１ｃの剛性よりも大きい。

慣性マス１２は、ロッド１１の周囲に設けられる。慣性マス１２は、ロッド１１と同軸である。すなわち、ロッド１１の軸方向に見た慣性マス１２の断面は、ロッド１１の中心(重心)を中心にした点対称な形であるとともに、重心がロッド１１の中心に一致している。慣性マス１２は、図１に示されているように角筒形である。慣性マス１２は、弾性支持バネ１４を介してロッド１１に連結される。弾性支持バネ１４は、たとえば板バネである。慣性マス１２は、アクチュエーター１３の磁石１３ｃに対向する内壁が凸設されている。

アクチュエーター１３は、ロッド１１と慣性マス１２との間に設けられる。本実施形態のアクチュエーター１３は、コア１３ａと、コイル１３ｂと、磁石１３ｃと、を含むリニアタイプのアクチュエーターである。コア１３ａは、ロッド１１に固設される。コイル１３ｂは、コア１３ａに巻装される。磁石１３ｃは、コア１３ａの外周面に設けられる。このような構成であるので、アクチュエーター１３は、コイル１３ｂと磁石１３ｃとが発生する磁界によるリアクタンストルクによって慣性マス１２をリニアに、すなわちロッド１１の軸方向に往復動するように駆動する。

アクチュエーター１３による加振力は、たとえばロッド１１の小端部１１２の近傍に加速度計を取り付けておき、その信号に基づいてフィードバック制御すればよい。

またはエンジンの回転速度ごとに、たとえば図３に例示したようなマップを用意しておき、直列４気筒エンジンでは次式に適用して加振力の大きさＦを設定するフィードフォワード制御してもよい。

図４は本実施形態による効果を説明する図であり、図４(Ａ)はエンジンの回転速度が低い場合を示し、図４(Ｂ)はエンジンの回転速度が高い場合を示す。

アクチュエーター及び慣性マスを持たない比較形態と本実施形態とで車室内の音圧レベルを比較した。

本実施形態によれば、図４(Ａ)に示すようにエンジンの回転速度が低い場合(すなわち低周波数域)であっても、図４(Ｂ)に示すようにエンジンの回転速度が高い場合(すなわち高周波数域)であっても、比較形態よりも音圧レベルを低減できることが分かる。特にエンジンの回転速度が高い場合に(図４(Ｂ))、大きな効果が得られることが分かる。本実施形態では、慣性マス１２は、ロッド１１の周囲にロッド１１と同軸に設けた。このような構造にしたため、振動の伝達経路とアクチュエーターの作用する場所とが一致するので、エンジンの回転速度が高い周波数域で効果が大きいのである。

また本実施形態では、小端部１１２の弾性材１１２ｃの剛性が、大端部１１１の弾性材１１１ｃの剛性よりも大きい。このように構成すれば、振動源(エンジン)から伝達してくる振動は、大端部１１１の低剛性の弾性材１１１ｃで減衰されやすい。そして本実施形態では、小端部１１２の弾性材１１２ｃの剛性が高いので、アクチュエーター１３の加振力を無駄に低減させることなく車体２００に作用させることができる。したがって大端部１１１の弾性材１１１ｃの剛性と小端部１１２の弾性材１１２ｃの剛性とが同等である場合に比較して、大きな効果が得られるのである。

（第２実施形態）
図５は、本発明による伝達振動低減構造の第２実施形態を示す図である。

本実施形態では、ロッド１１の端部をフランジ形状とし、そのフランジをボルト３０で車体２００に剛体結合した。エンジンに対しては、第１実施形態と同様に弾性材１１１ｃを備える大端部１１１によって連結する。

このように構成すれば、振動源(エンジン)から伝達してくる振動は、大端部１１１の弾性材１１１ｃで減衰される。そして本実施形態では第１実施形態の弾性材１１２ｃに相当する部位が無いので、アクチュエーター１３の加振力を無駄に低減させることなく車体２００に作用させることができる。したがって第１実施形態に比較してさらに大きな効果が得られるのである。

（第３実施形態）
図６は、本発明による伝達振動低減構造の第３実施形態を示す図である。

本実施形態の慣性マス１２は、小端部１１２の側に、ロッド１１が貫通する孔が形成された蓋部１２ａを含む。そして有孔蓋部１２ａからは立壁１２ｂが形成されている。

本実施形態のアクチュエーター１３は、慣性マス１２の内壁に設けられたコイル１３ｂを含むソレノイドタイプのアクチュエーターである。コイル１３ｂは、慣性マス１２の内壁及び立壁１２ｂで区画されたスペースに配置されている。アクチュエーター１３は、コイル１３ｂとが発生する磁界によって慣性マス１２に力を作用して、慣性マス１２をロッド１１の軸方向に往復動するように駆動することができる。

したがってこのような構成であっても、エンジンから伝達してくる振動を抑えることができ、車室内の音圧レベルを低減することができる。

（第４実施形態）
図７は、本発明による伝達振動低減構造の第４実施形態を示す図である。

本実施形態のロッド１１には、フランジ１１ａが形成されている。

本実施形態の慣性マス１２は、大端部１１１の側に、ロッド１１が貫通する孔が形成された底部１２ｃを含む。

本実施形態のアクチュエーター１３は、ピエゾ素子１３ｄを含むアクチュエーターである。ピエゾ素子１３ｄは、一端がロッド１１に形成されたフランジ１１ａに連結され、他端がロッド１１が貫通する孔が形成された慣性マス１２の有孔底部１２ｃに連結される。このピエゾ素子１３ｄは、電圧をかけると印加電圧範囲では、電圧にほぼ比例して連結ロッド軸方向へ伸びを生じさせる内力が発生するように分極されている。

アクチュエーター１３は、ピエゾ素子１３ｄの伸縮によって慣性マス１２に力を作用して、慣性マス１２をロッド１１の軸方向に往復動するように駆動することができる。

したがってこのような構成であっても、エンジンから伝達してくる振動を抑えることができ、車室内の音圧レベルを低減することができる。

以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれることが明白である。

たとえば、上記説明においては、伝達振動低減構造をトルクロッドに適用した場合を例示して説明したが、それには限定されない。

また第２実施形態では、ロッドボディーの端部をフランジ形状とし、ボルトで車体に剛体結合したが、ロッドボディーの端部にユニバーサルジョイントを取り付け、そのユニバーサルジョイントを介して車体に結合してもよい。このようにすれば、ロッドボディーと車体とを剛体結合できるとともに、ロッドボディーと車体との変位を吸収することができる。

１０ トルクロッドアッセンブリー(伝達振動低減構造)
１１ 連結部材(ロッド)
１１１ 一端(大端部)
１１１ｃ 弾性材
１１２ 他端(小端部)
１１２ｃ 弾性材
１２ 慣性マス
１３ アクチュエーター
１３ａ コア
１３ｂ コイル
１３ｃ 磁石
１３ｄ ピエゾ素子
１４ 弾性支持バネ
１００ エンジン
２００ 車体

Claims (10)

1. エンジンから伝達してくる振動を低減する構造であって、
   一端がエンジンに固定され、他端が車体に固定される連結部材と、
   前記連結部材の周囲に連結部材と同軸に設けられ、バネを介して前記連結部材に連結される慣性マスと、
   前記連結部材と前記慣性マスとの間に設けられ、前記連結部材に固設されたコアと前記コアに巻装されるコイルと前記コアの外周面に設けられる磁石とを含み、電磁力によって慣性マスを連結部材の軸方向に往復駆動するアクチュエーターと、
   を備え、
   前記連結部材は、前記慣性マスの内部を貫通する、
   伝達振動低減構造。
2. エンジンから伝達してくる振動を低減する構造であって、
   一端がエンジンに固定され、他端が車体に固定される連結部材と、
   前記連結部材の周囲に連結部材と同軸に設けられ、バネを介して前記連結部材に連結される慣性マスと、
   前記連結部材と前記慣性マスとの間に設けられ、前記連結部材に固設されたコアと前記慣性マスの内壁に設けられるコイルとを含み、電磁力によって慣性マスを連結部材の軸方向に往復駆動するアクチュエーターと、
   を備え、
   前記連結部材は、前記慣性マスの内部を貫通する、
   伝達振動低減構造。
3. エンジンから伝達してくる振動を低減する構造であって、
   一端がエンジンに固定され、他端が車体に固定される連結部材と、
   前記連結部材の周囲に設けられ、連結部材と同軸の慣性マスと、
   前記連結部材と前記慣性マスとの間に設けられ、一端が前記連結部材に形成されたフランジに連結され、他端が前記連結部材が貫通する孔が形成された慣性マスの底部に連結されるピエゾ素子の伸縮力によって慣性マスを連結部材の軸方向に往復駆動するアクチュエーターと、
   を備え、
   前記連結部材は、前記慣性マスの内部を貫通する、
   伝達振動低減構造。
4. 前記連結部材は、弾性部材を介して前記一端がエンジンに固定される、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の伝達振動低減構造。
5. 前記連結部材は、前記エンジン側の弾性部材よりも剛性が高い弾性部材を介して前記他端が車体に固定される、
   ことを特徴とする請求項４に記載の伝達振動低減構造。
6. 前記連結部材は、前記他端が車体に剛体結合される、
   ことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の伝達振動低減構造。
7. 前記連結部材は、ユニバーサルジョイントを介して車体に結合される、
   ことを特徴とする請求項６に記載の伝達振動低減構造。
8. 前記アクチュエーターは、車体側取付部の振動速度に基づくフィードバック信号に応じて制御力を発生する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の伝達振動低減構造。
9. 前記アクチュエーターは、マップ値に基づくフィードフォワード信号に応じて制御力を発生する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の伝達振動低減構造。
10. 前記エンジンは、エンジンマウントによってペンデュラムマウントされ、
    前記連結部材は、ペンデュラムマウント用ロッドである、
    ことを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の伝達振動低減構造。

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