JP6294364B2 - 固有値可変型動吸振器及び固有値可変型防振装置 - Google Patents

Description

本発明は、振動体の振動を抑制する固有値可変型動吸振器及び固有値可変型防振装置に関する。

従来より、機械の振動の低減のために、ダイナミックダンパ（固有値可変型動吸振器）が広く用いられている。これは、問題となる振動の周波数と同じ周波数を固有周波数とするバネとマスで構成された部品で、問題となる振動に対し逆位相で振動することを利用し、さらにマスの慣性力により、問題となる振動を低減する。

ここで、固有周波数をｆ、固有値をω、バネ定数をＫ、マスをＭとすると、以下の関係を有する。
ｆ＝ω／２π＝（１／２π）√（Ｋ／Ｍ）

一般的に用いられるダイナミックダンパは、その可動マスＭとバネ定数Ｋの比で決まる固有周波数ｆで、入力振動に対して逆位相で振動し、マスＭの慣性力を利用して振動を低減するため、問題となる周波数１つに対し１つのダイナミックダンパを適用する必要がある。また、複数のダイナミックダンパを適用する場合、各ダイナミックダンパの固有周波数ｆが近いと、互いに干渉し、振動の低減どころか振動を増幅する場合もある。

一方、エンジンの振動により問題となる振動騒音を低減する場合、エンジン回転数に同期して問題となる周波数が変化し、いくつかの問題となる周波数が存在することがある。

そこで、固有周波数ｆを可変とするダイナミックダンパを実現するために、バネに磁気粘弾性エラストマ（ＭＲＥ）を用いたものが提案されている（例えば特許文献１参照）。これは、磁性体を混入させたゴムにコイルに流す電流による発生する磁場の強さを制御することでゴムの剛性を可変とする技術である。

国際公開第２０１２／０２６３３２号パンフレット

しかしながら、ＭＲＥを利用した可変ダイナミックダンパの構造においては、特に低い周波数領域からの適用に対しては、比較的可動マスが重くなることと、そのマスを保持するバネを低く設定しなければならないことから以下の課題がある。

（ａ） 固有値を低く設定するために基となるゴムのバネ特性を低くすることで可動マスを保持しにくくなる。自重により垂れ下がり干渉等による異音の基となる。
（ｂ） コイルの発熱や使用する場所の環境によりＭＲＥの温度が上がり、それによりＭＲＥの基となるゴムのバネ特性がさらに低下し、耐久的な問題が発生する。
（ｃ） ＭＲＥを量産する際の特製ばらつきにより部品特性を管理しづらい。

本願発明は、上述した課題を解決することができる固有値可変型動吸振器及び固有値可変型防振装置を提供することを目的とする。

［１］ 第１の本発明に係る固有値可変型動吸振器は、振動する制振対象部材と、磁界に応じて弾性特性が変化する第１弾性部材としての磁気粘弾性エラストマを介して前記制振対象部材と弾性連結された可動マスを備え、前記磁界を制御することで前記可動マスの振動固有値を変化させることができる固有値可変型動吸振器であって、前記磁気粘弾性エラストマとは別の第２弾性部材を有し、前記制振対象部材と前記可動マスとが前記第２弾性部材を介して弾性連結されていることを特徴とする。

動吸振器において、重力による可動マスの基準位置からの降下や、弾性部材の経年劣化による可動マスの上下非対称化を抑制することができ、固有値可変型動吸振器の制振特性を良好に発揮することができる。

［２］ 第１の本発明において、前記第２弾性部材は、磁性体材料で形成された板バネであり、前記可動マスは、前記第１弾性部材及び前記第２弾性部材と共に閉磁路を形成し、前記制振対象部材の振動に応じて前記磁界を制御することで前記可動マスの前記振動固有値を変化させてもよい。

磁性体材料で閉磁路を形成することによって、効率的に磁界を磁気粘弾性エラストマに作用させることができるため、省電力で高効率な制振特性を奏することができる。

［３］ この場合、前記板バネは、放射形状に切り抜き部を複数備えてもよい。閉磁路おける制振対象や取付部材と可動マスの間の磁路における磁界の伝搬を精度よく行うことができる。

［４］ 第１の本発明において、前記磁界を制御可能な電磁石を備え、前記電磁石は前記第１弾性部材及び前記第２弾性部材の両方と弾性連結されていてもよい。電磁石に直接第１弾性部材と第２弾性部材とを弾性連結するため、少ない部品点数で、効率よく閉磁路を形成することができる。

［５］ 第２の本発明に係る固有値可変型動吸振器は、振動する制振対象部材と、前記制振対象部材と連結する取付部材と、前記取付部材に備えられると共に、互いに逆方向に磁界を発生させる第１電磁石及び第２電磁石と、前記取付部材と可動マスとを弾性連結する３つ以上の複数の弾性部材とを備え、前記制振対象の振動に応じて前記第１電磁石又は／及び前記第２電磁石の前記磁界を制御することで前記可動マスの振動固有値を変化させることができる固有値可変型動吸振器であって、前記複数の弾性部材の少なくとも一つを磁気粘弾性エラストマとすることを特徴とする。

可動マスに弾性連結する弾性部材を対称的に設定できるため、可動マスの上下（左右）変位の違いといった雑音要素を低減でき、高効率な制振特性を奏することができる。

［６］ 第２の本発明において、前記複数の弾性部材の少なくとも一つを前記磁気粘弾性エラストマとし、残りの前記複数の弾性部材を磁性体材料で形成された板バネとし、前記可動マスは、前記第１電磁石と第１閉磁路を形成すると共に、前記第２電磁石と第２閉磁路を形成してもよい。

磁気粘弾性エラストマを制御するための閉磁路を複数備えるため、磁界を束ねて磁気粘弾性エラストマに作用させることができ、省電力で高効率な制振特性を奏することができる。また、複数の磁気粘弾性エラストマを制御するための閉磁路を複数備えるため、それぞれの閉磁路に作用させる磁界の強度を制御することにより、適切な弾性特性に設定することができる。

［７］ この場合、前記板バネは、放射形状に切り抜き部を複数備えてもよい。閉磁路おける制振対象や取付部材と可動マスの間の磁路における磁界の伝搬を精度よく行うことができる。

［８］ また、前記第１電磁石及び前記第２電磁石は前記複数の弾性部材と弾性連結されていてもよい。第１電磁石及び第２電磁石に複数の弾性部材を直接弾性連結するため、少ない部品点数で、効率よく閉磁路を形成することができる。

［９］ 第３の本発明に係る固有値可変型防振装置は、振動源側に連結される第１取付部材と、前記振動源に応じて振動する制振対象部材側に連結される第２取付部材と、前記第１取付部材と前記第２取付部材とを弾性連結する第１弾性部材及び第２弾性部材とを備える固有値可変型防振装置であって、前記第１弾性部材は、磁界に応じて弾性特性が変化する磁気粘弾性エラストマであり、前記第２弾性部材は、前記磁気粘弾性エラストマとは別の弾性部材であることを特徴とする。

防振装置において、重力による可動マスの基準位置からの降下や、弾性部材の経年劣化による可動マスの上下非対称化を抑制することができ、固有値可変型動吸振器の制振特性を良好に発揮することができる。

［１０］ 第３の本発明において、前記第２弾性部材は、磁性体材料で形成された板バネであり、前記可動マスは、前記第１弾性部材及び前記第２弾性部材と共に閉磁路を形成し、前記振動源側の振動に応じて前記磁界を制御することで前記可動マスの前記振動固有値を変化させてもよい。

磁性体材料で閉磁路を形成することによって、効率的に磁界を磁気粘弾性エラストマに作用させることができるため、省電力で高効率な制振特性を奏することができる。

［１１］ この場合、前記板バネは、放射形状に切り抜き部を複数備えてもよい。閉磁路おける制振対象や取付部材と可動マスの間の磁路における磁界の伝搬を精度よく行うことができる。

［１２］ 第３の本発明において、前記磁界を制御可能な電磁石を備え、前記電磁石は前記第１弾性部材及び前記第２弾性部材の両方と弾性連結してもよい。電磁石に直接第１の弾性部材と第２の弾性部材とを弾性連結するため、少ない部品点数で、効率よく閉磁路を形成することができる。

本発明によれば、以下の効果を奏する。
（１） ＭＲＥと異なる第２弾性部材を具備したので、第２弾性部材でバネ特性を管理することができる。
（２） （１）により、磁場を印可していない状態の動吸振器としての固有値の管理がしやすく、また、温度等により特性の変化も小さい。
（３） 微小振幅範囲であれば耐久性能も非常に高く、大振幅時の変位を規制することにも役立つ。
（４） 特性管理がし易く、耐久性能も高い動吸振器及び防振装置、特に、固有値可変型の動吸振器及び防振装置を安価に実現するができる。
（５） 省電力で効率的な制振特性を奏することができる。

図１Ａは第１の本実施の形態に係る固有値可変型動吸振器（第１動吸振器）の構成を示す縦断面図であり、図１Ｂは第１動吸振器の作用を示す説明図である。 図２Ａは第１弾性部材（第５弾性部材、第６弾性部材）の第１の構成例を上面から見て示す平面図であり、図２Ｂは第１弾性部材（第５弾性部材、第６弾性部材）の第２の構成例を上面から見て示す平面図であり、図２Ｃは第２弾性部材（第３弾性部材、第４弾性部材）を上面から見て示す平面図である。 第１動吸振器の制御動作の一例を示すブロック図である。 図４Ａは第２の本実施の形態に係る固有値可変型動吸振器（第２動吸振器）の構成を示す縦断面図であり、図４Ｂは第２動吸振器の作用を示す説明図である。 図５Ａは第３の本実施の形態に係る固有値可変型動吸振器（第３動吸振器）の構成を示す縦断面図であり、図５Ｂは第３動吸振器の作用を示す説明図である。 第４の本実施の形態に係る固有値可変型動吸振器（第４動吸振器）の構成を示す縦断面図である。 本実施の形態に係る固有値可変型防振装置の構成を示す縦断面図である。

以下、本発明に係る固有値可変型動吸振器及び固有値可変型防振装置の実施の形態例を図１Ａ〜図７を参照しながら説明する。

先ず、第１の本実施の形態に係る固有値可変型動吸振器（以下、第１動吸振器１０Ａと記す）は、図１Ａに示すように、制振対象部材１２（二点鎖線で示す）に取り付けられた基台１４と、基台１４上に設置され、上面が閉塞されたハウジング１６と、磁界に応じて弾性特性が変化する第１弾性部材１８Ａと、第１弾性部材１８Ａとは異なる材質の第２弾性部材１８Ｂと、少なくとも第１弾性部材１８Ａ及び第２弾性部材１８Ｂとを介して制振対象部材１２と弾性連結する質量部材２０と、第１弾性部材１８Ａに磁場を印加する電磁石２２（励磁コイル）とを有する。制振対象部材１２としては、車両を想定した場合、振動発生源であるエンジンが設置されたサブフレームやエンジンマウントの近傍の車体メインフレーム上等が挙げられる。

第１弾性部材１８Ａは、例えば図２Ａに示す構成や、図２Ｂに示す構成が挙げられる。すなわち、図２Ａに示す第１弾性部材１８Ａは、円環状に形成され、内部に磁性粒子２４を内包し、印加する磁場の強さにより、弾性率を可変とする磁気粘弾性エラストマ（Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ−Ｅｌａｓｔｏｍｅｒ；以下、ＭＲＥと記す）で構成されている。ＭＲＥは、マトリックスとしての粘弾性をもつ弾性材料２６（基質エラストマ）と、弾性材料２６内に分散された多数の導電性の磁性粒子２４とを有する。導電性の磁性粒子２４が内部に分散され、印加される磁場の強さに応じて弾性率が変化する。図２Ｂに示す第１弾性部材１８Ａは、円環状の弾性材料２６の内部に、磁性粒子２４が径方向に配向されてなる複数の磁性粒子列２７が放射状に配列された構成を有する。図２Ａに示す構成及び図２Ｂに示す構成のいずれでも放射方向の磁束の強さで見かけの剛性を変化させることができるが、図２Ｂに示す構成のように、複数の磁性粒子列２７が放射状に配列された構成の方が、磁束の強さに対して弾性率を効率的に変化させることができるという利点がある。

第２弾性部材１８Ｂは、例えば図２Ｃに示すように、磁性体材料の板バネ２８で構成され、外形形状が円形で、外周側環状部２８ａと、内周側環状部２８ｂと、外周側環状部２８ａと内周側環状部２８ｂとの間に形成された複数の梁部２８ｃとを一体に有する。すなわち、板バネ２８は複数の切り抜き部２８ｄが例えば放射状に配列されて構成されている。

また、第１動吸振器１０Ａは、図１Ａに示すように、ハウジング１６の内壁に電磁石２２を固定するための第１取付部材３０Ａと、質量部材２０をハウジング１６の中央に揺動可能に支持する第２取付部材３０Ｂとを有する。

第１取付部材３０Ａは、例えば磁性体材料にて構成され、ハウジング１６の内周面と電磁石２２の外周面との間に設置された筒部３２と、電磁石２２の上部に設置された上側環状部３４ａと、基台１４の上面と電磁石２２の下面との間に設置された下側環状部３４ｂとを有する。これら上側環状部３４ａの外周面と下側環状部３４ｂの外周面は、筒部３２の内周面に接触又は一体化されている。

第２取付部材３０Ｂは、例えば磁性体材料にて構成され、質量部材２０の上面を支える円盤状の上側支持板３６ａと、質量部材２０の下面を支える円盤状の下側支持板３６ｂと、上側支持板３６ａと下側支持板３６ｂとの間に固定され、且つ、質量部材２０の中心を貫通する磁性体材料による支軸３８とを有する。

第１弾性部材１８Ａは、第１取付部材３０Ａの下側環状部３４ｂと、第２取付部材３０Ｂの下側支持板３６ｂとの間に設置される。

第２弾性部材１８Ｂは、ハウジング１６内であって、質量部材２０の上方に設置される。具体的には、第２弾性部材１８Ｂの外周側環状部２８ａは、電磁石２２の上面と第１取付部材３０Ａの上側環状部３４ａの下面との間に固定され、第２弾性部材１８Ｂの内周側環状部２８ｂは、第２取付部材３０Ｂの上側支持板３６ａに固定されている。第２弾性部材１８Ｂの中心孔４０（図２Ｃ参照）には、第２取付部材３０Ｂの支軸３８が挿通されている。

そして、電磁石２２を構成する巻線は、質量部材２０の周方向に沿って巻回される。また、上述したように、第１取付部材３０Ａ、第２取付部材３０Ｂ及び第２弾性部材１８Ｂが磁性体材料にて構成されている。つまり、図１Ｂに示すように、第１動吸振器１０Ａは、第１取付部材３０Ａ、第１弾性部材１８Ａ、第２取付部材３０Ｂ及び第２弾性部材１８Ｂにて閉磁路４２が形成されている。換言すれば、この閉磁路４２内に第１弾性部材１８Ａが配置された構成を有する。従って、電磁石２２の巻線に例えば正方向の駆動電流を流したとき、図１Ｂに示すように、電磁石２２の周りでは、第１弾性部材１８Ａの外周部分から内周部分に向かう磁力線４４が形成される。同様に、電磁石２２の巻線に負方向の駆動電流を流したとき、図示しないが、電磁石２２の周りでは、第１弾性部材１８Ａの内周部分から外周部分に向かう磁力線が形成される。磁場の強さは、巻線に流れる駆動電流に応じて変化し、駆動電流が大きくなるほど発生する磁場の強さは大きくなる。

電磁石２２の巻線に通電することによって、第１弾性部材１８Ａに磁場が印加されると、磁場の強さに応じて磁性粒子２４は分極し、磁気的結合を形成する。磁性粒子２４は、例えば連鎖的に結合して網目構造を形成する等によって、第１弾性部材１８Ａの弾性率が弾性材料２６（基質エラストマ）自体の弾性率（剛性）よりも増大する。第１弾性部材１８Ａに印加される磁場が強いほど、磁性粒子２４間の磁気的結合が増大し、第１弾性部材１８Ａの弾性率が増大する。従って、巻線に供給される駆動電流が大きいほど、第１弾性部材１８Ａの弾性率は増大し、第１弾性部材１８Ａは荷重に対して変形しにくくなる。

第１動吸振器１０Ａは、図３に模式的に示すように、制振対象部材１２の上に可動マス４６がバネ４８を介して接続された構成を有する。可動マス４６は、図１Ａに示す質量部材２０及び第２取付部材３０Ｂが対応し、第１弾性部材１８Ａ及び第２弾性部材１８Ｂと共に閉磁路４２（図１Ｂ参照）を形成する。バネ４８は、第１弾性部材１８Ａが対応する。

そして、図３の可動マス４６とバネ４８にて構成される第１動吸振器１０Ａの共振周波数ｆ（固有値ω）は、可動マス４６の質量をＭ、バネ４８のバネ定数をＫとしたとき、
ｆ＝（１／２π）√（Ｋ／Ｍ）
である。

この第１動吸振器１０Ａは、構造上、制振対象部材１２の振動周波数に対して逆位相で振動し、可動マス４６の慣性力を利用することで、制振対象部材１２の振動を低減する。特に、上述したように、磁場の形成によって、第１弾性部材１８Ａの弾性率が変化することから、制振対象部材１２の振動周波数が変化しても、第１動吸振器１０Ａの共振周波数ｆを振動周波数に合わせることが可能となる。

ここで、第１動吸振器１０Ａでの制御動作の一例について図１Ａ、図１Ｂ及び図３を参照しながら説明する。

第１動吸振器１０Ａは、図３に示すように、上述した構成に加えて、制御回路５０を有する。制御回路５０は、車両の回転機械に設置された回転数センサ５２と、駆動電流決定部５４と、パワードライバ５６とを有する。駆動電流決定部５４は、回転数センサ５２からの出力（回転数）に基づいて、回転数と駆動電流値との関係を予め定めた駆動電流マップ５８を参照して駆動電流値Ｉを決定する。

決定した駆動電流値Ｉはパワードライバ５６を介して電磁石２２に供給される。これにより、第１動吸振器１０Ａは、制振対象部材１２の主振動周波数ｆに対して逆位相で振動することとなる。その結果、制振対象部材１２の振動を低減することができる。つまり、制振対象部材１２の振動に応じて、電磁石２２から発生する磁界を制御することで、可動マス４６の振動固有値を変化させる。

通常、ＭＲＥを利用した動吸振器においては、特に低い周波数領域からの適用に対しては、比較的可動マス４６が重くなることと、その可動マス４６を保持するバネ４８のバネ定数Ｋを低く設定しなければならないことから以下の課題がある。

（ａ） 固有値を低く設定するために、ＭＲＥの基となる弾性材料２６のバネ特性を低くすることで可動マス４６が保持しにくくなる。これは可動マス４６が自重により垂れ下がり、干渉等による異音の基となる。
（ｂ） 電磁石２２の発熱や使用する場所の環境によりＭＲＥの温度が上がり、それによりＭＲＥの基となる弾性材料２６のバネ特性がさらに低下し、耐久的な問題が発生する
（ｃ） ＭＲＥを量産する際の特製ばらつきにより、部品特性を管理しづらい。

一方、第１動吸振器１０Ａにおいては、可動マス４６を支える構造を従来のＭＲＥのみを用いた構造から、ＭＲＥによる第１弾性部材１８Ａと、磁性体材料で構成された板バネ２８による第２弾性部材１８Ｂとを併用した構造にしたので、以下に示す効果を奏する。

（１） 第２弾性部材１８Ｂを磁性体材料の板バネ２８にて構成したので、該板バネ２８の板厚でバネ特性を管理することができる。

（２） （１）により、磁場を印可していない状態の第１動吸振器１０Ａとしての固有値の管理がし易く、また、温度等により特性の変化も小さい。

（３） 微小振幅範囲であれば耐久性能も非常に高く、大振幅時の変位を規制することにも役立つ。

（４） 磁性体材料による第２弾性部材１８Ｂ（板バネ２８）を用い、閉磁路４２内に第１弾性部材１８Ａを配置する構造を採用することで、特性管理がし易く、耐久性能も高い動吸振器、特に、固有値可変型の動吸振器を安価に実現することができる。

（５） 磁性体材料で閉磁路４２を形成することによって、効率的に磁界を第１弾性部材１８Ａ（ＭＲＥ）に作用させることできるため、省電力で効率的な制振特性を奏することができる。

（６） 板バネ２８として、複数の切り抜き部２８ｄ（図２Ｃ参照）を放射状に配列して構成したので、制振対象部材１２に固定された第１取付部材３０Ａと、可動マス４６が取り付けられた第２取付部材３０Ｂとの間に形成された閉磁路４２における磁界の伝搬を精度よく行うことができる。

（７） 電磁石２２を第１弾性部材１８Ａと第２弾性部材１８Ｂの両方に弾性連結したので、少ない部品点数で、効率よく閉磁路を形成することができる。

次に、第２の実施の形態に係る動吸振器（以下、第２動吸振器１０Ｂと記す）について、図４Ａ及び図４Ｂを参照しながら説明する。

第２動吸振器１０Ｂは、図４Ａに示すように、上述した第１動吸振器１０Ａとほぼ同様の構成を有するが、２つの質量部材（第１質量部材２０Ａ及び第２質量部材２０Ｂ）と、３つの弾性部材（第１弾性部材１８Ａ、第２弾性部材１８Ｂ及び第３弾性部材１８Ｃ）と、２つの電磁石（第１電磁石２２Ａ及び第２電磁石２２Ｂ）を有する点で異なる。

第１取付部材３０Ａは、上側環状部３４ａ及び下側環状部３４ｂのほか、中央環状部３４ｃを有する。第２取付部材３０Ｂも、上側支持板３６ａ及び下側支持板３６ｂのほか、中央支持板３６ｃを有する。

第１質量部材２０Ａは、第２取付部材３０Ｂの上側支持板３６ａと中央支持板３６ｃとの間に固定され、第２質量部材２０Ｂは、第２取付部材３０Ｂの下側支持板３６ｂと中央支持板３６ｃとの間に固定されている。第１電磁石２２Ａは、第１取付部材３０Ａのうち、第１質量部材２０Ａと対向する位置、すなわち、上側環状部３４ａと中央環状部３４ｃとの間に固定され、第２電磁石２２Ｂは、第２質量部材２０Ｂと対向する位置、すなわち、下側環状部３４ｂと中央環状部３４ｃとの間に固定されている。

第１弾性部材１８Ａ（ＭＲＥ）は、第１取付部材３０Ａの中央環状部３４ｃと、第２取付部材３０Ｂの中央支持板３６ｃとの間に設置される。

第２弾性部材１８Ｂ（板バネ２８）は、ハウジング１６内であって、第１質量部材２０Ａの上方に設置される。具体的には、第２弾性部材１８Ｂの外周側環状部２８ａ（図２Ｃ参照）は、第１電磁石２２Ａの上面と第１取付部材３０Ａの上側環状部３４ａの下面との間に挟持され、第２弾性部材１８Ｂの内周側環状部２８ｂは、第２取付部材３０Ｂの上側支持板３６ａに固定されている。第２弾性部材１８Ｂの中心孔４０には第２取付部材３０Ｂの支軸３８の上端部が挿通されている。

第３弾性部材１８Ｃは、第２弾性部材１８Ｂと同様に、磁性体製の板バネ２８（図２Ｃ参照）にて構成され、ハウジング１６内の第２質量部材２０Ｂの下方に設置される。具体的には、第３弾性部材１８Ｃの外周側環状部２８ａ（図２Ｃ参照）は、第２電磁石２２Ｂの下面と第１取付部材３０Ａの下側環状部３４ｂの上面との間に固定され、第３弾性部材１８Ｃの内周側環状部２８ｂ（図２Ｃ参照）は、第２取付部材３０Ｂの下側支持板３６ｂに固定されている。第３弾性部材１８Ｃの中心孔４０には第２取付部材３０Ｂの支軸３８の下端部が挿通されている。

この第２動吸振器１０Ｂにおいては、第１質量部材２０Ａ、第２質量部材２０Ｂ及び第２取付部材３０Ｂにて可動マス４６（図３参照）が構成される。従って、可動マス４６の中央部に、ＭＲＥにて構成された第１弾性部材１８Ａが弾性連結され、可動マス４６の上部に、板バネ２８にて構成された第２弾性部材１８Ｂが弾性連結され、可動マス４６の下部に、同じく板バネ２８で構成された第３弾性部材１８Ｃが弾性連結される。

つまり、可動マス４６に弾性連結される弾性部材を対称的に設置することができるため、第２取付部材３０Ｂの支軸３８が鉛直方向に沿う場合は、可動マス４６の上下の変位の違い、といった雑音要素を低減することができる。また、第２取付部材３０Ｂの支軸３８が鉛直方向と直交する方向に沿う場合は、可動マス４６の左右の変位の違い、といった雑音要素を低減することができる。これは、上述の雑音要素を低減する回路や演算処理をなくす、あるいは簡略化できることにつながり、制振特性の高効率化を図ることができる。

そして、第１電磁石２２Ａを構成する巻線は、第１質量部材２０Ａの周方向に沿って巻回され、第２電磁石２２Ｂを構成する巻線は、第２質量部材２０Ｂの周方向に沿って巻回される。また、上述したように、第１取付部材３０Ａ、第２取付部材３０Ｂ及び第２弾性部材１８Ｂが磁性体材料にて構成されている。つまり、第２動吸振器１０Ｂは、図４Ａに示すように、第１取付部材３０Ａの上部、第１弾性部材１８Ａ、第２取付部材３０Ｂの上部及び第２弾性部材１８Ｂにて第１閉磁路４２Ａが形成され、第１取付部材３０Ａの下部、第１弾性部材１８Ａ、第２取付部材３０Ｂの下部及び第３弾性部材１８Ｃにて第２閉磁路４２Ｂが形成されている。換言すれば、第１閉磁路４２Ａ及び第２閉磁路４２Ｂに第１弾性部材１８Ａ（ＭＲＥ）が配置された構成を有する。

従って、第１電磁石２２Ａ及び第２電磁石２２Ｂの各巻線に例えば正方向の駆動電流を流したとき、図４Ｂに示すように、第１電磁石２２Ａ及び第２電磁石２２Ｂからは互いに逆方向の磁界が発生することとなる。すなわち、第１電磁石２２Ａの周りでは、第１弾性部材１８Ａの外周部分から内周部分に向かう第１磁力線４４Ａが形成され、第２電磁石２２Ｂの周りでも、第１弾性部材１８Ａの外周部分から内周部分に向かう第２磁力線４４Ｂが形成される。この場合、第１弾性部材１８Ａにおいて、第１電磁石２２Ａによる第１磁力線４４Ａと第２電磁石２２Ｂによる第２磁力線４４Ｂとが加わって、多くの磁力線が第１弾性部材１８Ａを通過することになるため、第１弾性部材１８Ａに印加される磁場の強さが大きくなる。また、磁場の強さは、第１電磁石２２Ａの巻線及び第２電磁石２２Ｂの巻線に流れる駆動電流に応じて変化し、駆動電流が大きくなるほど発生する磁場の強さは大きくなる。

同様に、第１電磁石２２Ａ及び第２電磁石２２Ｂの各巻線に負方向の駆動電流を流した場合においても、図示しないが、第１電磁石２２Ａの周りでは、第１弾性部材１８Ａの内周部分から外周部分に向かう第１磁力線４４Ａが形成され、第２電磁石２２Ｂの周りでも、第１弾性部材１８Ａの内周部分から外周部分に向かう第２磁力線４４Ｂが形成される。この場合も、多くの磁力線が第１弾性部材１８Ａを通過することになるため、第１弾性部材１８Ａに印加される磁場の強さが大きくなる。

このように、第２動吸振器１０Ｂにおいても、上述した（１）〜（７）に示す効果を奏する。しかも、第１弾性部材１８Ａを制御するための閉磁路を複数備えるため、磁界を束ねて第１弾性部材１８Ａに作用させることができ、省電力で高効率な制振特性を奏することができる。

次に、第３の実施の形態に係る動吸振器（以下、第３動吸振器１０Ｃと記す）について図５Ａ及び図５Ｂを参照しながら説明する。

第３動吸振器１０Ｃは、図５Ａに示すように、上述した第２動吸振器１０Ｂとほぼ同様の構成を有するが、以下の点で異なる。

すなわち、第１質量部材２０Ａ、第２質量部材２０Ｂ及び第２取付部材３０Ｂにて構成された可動マス４６の中央部に、磁性体の板バネ２８（図２Ｃ参照）で構成された第４弾性部材１８Ｄが弾性連結され、可動マス４６の上部に、ＭＲＥにて構成された第５弾性部材１８Ｅが弾性連結され、可動マス４６の下部に、同じくＭＲＥで構成された第６弾性部材１８Ｆが弾性連結されている。

具体的には、第４弾性部材１８Ｄ（板バネ２８）の外周側環状部２８ａ（図２Ｃ参照）は、第１電磁石２２Ａの下面と第２電磁石２２Ｂの上面との間に固定され、第４弾性部材１８Ｄの内周側環状部２８ｂは、第２取付部材３０Ｂの中央支持板３６ｃに固定されている。第４弾性部材１８Ｄの中心孔４０（図２Ｃ参照）には第２取付部材３０Ｂの支軸３８の中央部が挿通されている。

第５弾性部材１８Ｅ（ＭＲＥ）は、第１取付部材３０Ａの上側環状部３４ａと、第２取付部材３０Ｂの上側支持板３６ａとの間に設置される。

第６弾性部材１８Ｆ（ＭＲＥ）は、第１取付部材３０Ａの下側環状部３４ｂと、第２取付部材３０Ｂの下側支持板３６ｂとの間に設置される。

この第３動吸振器１０Ｃにおいても、上述した（１）〜（７）に示す効果を奏する。しかも、可動マス４６に弾性連結される弾性部材を対称的に設定することができるため、第２取付部材３０Ｂの支軸３８が鉛直方向に沿う場合は、可動マス４６の上下の変位の違い、といった雑音要素を低減することができる。第２取付部材３０Ｂの支軸３８が鉛直方向と直交する方向に沿う場合は、可動マス４６の左右の変位の違い、といった雑音要素を低減することができる。これは、上述の雑音要素を低減する回路や演算処理をなくす、あるいは簡略化できることにつながり、制振特性の高効率化を図ることができる。

また、第３動吸振器１０Ｃは、図５Ｂに示すように、第１取付部材３０Ａの上部、第４弾性部材１８Ｄ、第２取付部材３０Ｂの上部及び第５弾性部材１８Ｅにて第１閉磁路４２Ａが形成され、第１取付部材３０Ａの下部、第４弾性部材１８Ｄ、第２取付部材３０Ｂの下部及び第６弾性部材１８Ｆにて第２閉磁路４２Ｂが形成されている。換言すれば、第１閉磁路４２Ａに第４弾性部材１８Ｄ（ＭＲＥ）が配置され、第２閉磁路４２Ｂに第５弾性部材１８Ｅ（ＭＲＥ）が配置された構成を有する。

従って、第１電磁石２２Ａ及び第２電磁石２２Ｂの各巻線に例えば正方向の駆動電流を流したとき、第１電磁石２２Ａの周りでは、第５弾性部材１８Ｅ（ＭＲＥ）の内周部分から外周部分に向かう第１磁力線４４Ａが形成され、第２電磁石２２Ｂの周りでも、第６弾性部材１８Ｆ（ＭＲＥ）の内周部分から外周部分に向かう第２磁力線４４Ｂが形成される。

同様に、第１電磁石２２Ａ及び第２電磁石２２Ｂの各巻線に負方向の駆動電流を流した場合においても、図示しないが、第１電磁石２２Ａの周りでは、第５弾性部材１８Ｅの外周部分から内周部分に向かう第１磁力線４４Ａが形成され、第２電磁石２２Ｂの周りでも、第６弾性部材１８Ｆの外周部分から内周部分に向かう第２磁力線４４Ｂが形成される。

このように、ＭＲＥにて構成された複数の弾性部材（第５弾性部材１８Ｅ及び第６弾性部材１８Ｆ）を制御するための閉磁路を複数備えるため（第１閉磁路４２Ａ及び第２閉磁路４２Ｂ）、それぞれの閉磁路に作用させる磁界の強度を制御することにより、適切な弾性特性に設定することができる。

次に、第４の実施の形態に係る動吸振器（以下、第４動吸振器１０Ｄと記す）について図６を参照しながら説明する。

第４動吸振器１０Ｄは、図６に示すように、上述した第２動吸振器１０Ｂと同様の構成を有するが、以下の点で異なる。

すなわち、第２取付部材３０Ｂの支軸３８は、ハウジング１６を上部を貫通し、さらに、基台１４を貫通し、ハウジング１６及び基台１４による制限を受けていない。

また、第１取付部材３０Ａの上部内壁には、第１質量部材２０Ａが固定され、第１取付部材３０Ａの下部内壁には、第２質量部材２０Ｂが固定されている。第２取付部材３０Ｂの上側支持板３６ａと中央支持板３６ｃとの間に第１電磁石２２Ａが固定され、第２取付部材３０Ｂの下側支持板３６ｂと中央支持板３６ｃとの間に第２電磁石２２Ｂが固定されている。つまり、第１電磁石２２Ａ及び第２電磁石２２Ｂが第１質量部材２０Ａ及び第２質量部材２０Ｂの内側に存在する構造となっている。

第１弾性部材１８Ａ（ＭＲＥ）は、第１取付部材３０Ａの中央環状部３４ｃと、第２取付部材３０Ｂの中央支持板３６ｃとの間に設置される。

第２弾性部材１８Ｂ（板バネ２８）の外周側環状部２８ａ（図２Ｃ参照）は、第１質量部材２０Ａの上面と第１取付部材３０Ａの上側環状部３４ａの下面との間に挟持され、第２弾性部材１８Ｂの内周側環状部２８ｂは、第２取付部材３０Ｂの上側支持板３６ａに固定されている。

第３弾性部材１８Ｃ（板バネ２８）の外周側環状部２８ａ（図２Ｃ参照）は、第２質量部材２０Ｂの下面と第１取付部材３０Ａの下側環状部３４ｂの上面との間に固定され、第３弾性部材１８Ｃの内周側環状部２８ｂは、第２取付部材３０Ｂの下側支持板３６ｂに固定されている。従って、この第４防振装置１０Ｄでの可動マス４６（図３参照）は、第１質量部材２０Ａ、第２質量部材２０Ｂ及び制振対象部材１２にて構成される。

この第４動吸振器１０Ｄにおいても、第２動吸振器１０Ｂと同様に、上述した（１）〜（７）に示す効果を奏するほか、第１弾性部材１８Ａを制御するための閉磁路を複数備えるため、磁界を束ねて第１弾性部材１８Ａに作用させることができ、省電力で高効率な制振特性を奏することができる。

次に、本実施の形態に係る防振装置１００について図７を参照しながら説明する。

この防振装置１００は、上述した第１動吸振器１０Ａの構成に類似するが、以下の点で異なる。

すなわち、ハウジング１６の内壁に設置された第１取付部材３０Ａと制振対象部材１２（二点鎖線で示す）とが基台１４を介して連結される。第２取付部材３０Ｂの支軸３８は、ハウジング１６を貫通し、ハウジング１６の上部を貫通した支軸３８の上部には、振動源１０２（二点鎖線で示す）が連結される。また、第２取付部材３０Ｂには質量部材が固定されていない。つまり、質量部材を省略した構造となっている。従って、この防振装置１００での可動マスは、制振対象部材１２にて構成される。振動源１０２としては例えばエンジンが挙げられ、制振対象部材１２としては例えばサブフレームが挙げられる。

そして、この防振装置１００においても、振動源１０２の振動周波数に対して逆位相で振動することで、制振対象部材１２の振動を低減する。上述したように、磁場の形成によって、第１弾性部材１８Ａの弾性率が変化することから、振動源１０２の振動周波数が変化しても、防振装置１００の共振周波数ｆを振動周波数に合わせることが可能となる。

特に、ＭＲＥにて構成された第１弾性部材１８Ａに加えて、磁性体の板バネ２８にて構成された第２弾性部材１８Ｂを設置したので、重力による可動マスの基準位置からの降下や、第１弾性部材１８Ａの経年劣化による可動マスの上下非対称化を抑制することができ、防振装置１００の制振特性を良好に発揮させることができる。

［実施の形態のまとめ］
以上説明したように、上述した実施の形態に係る動吸振器は、振動する制振対象部材１２と、磁界に応じて弾性特性が変化する第１弾性部材１８ＡとしてのＭＲＥを介して制振対象部材１２と弾性連結された可動マス４６を備え、磁界を制御することで可動マス４６の振動固有値を変化させることができる固有値可変型動吸振器であって、ＭＲＥとは別の第２弾性部材１８Ｂを有し、制振対象部材１２と可動マス４６とが第２弾性部材１８Ｂを介して弾性連結されていることを特徴とする。

本実施の形態において、第２弾性部材１８Ｂは、磁性体材料で形成された板バネ２８であり、可動マス４６は、第１弾性部材１８Ａ及び第２弾性部材１８Ｂと共に閉磁路４２を形成し、制振対象部材１２の振動に応じて磁界を制御することで可動マス４６の振動固有値を変化させてもよい。この場合、板バネ２８は、放射形状に切り抜き部２８ｄを複数備えてもよい。

本実施の形態において、磁界を制御可能な電磁石２２を備え、電磁石２２は第１弾性部材１８Ａ及び第２弾性部材１８Ｂの両方と弾性連結されていてもよい。

また、本実施の形態に係る動吸振器は、振動する制振対象部材１２と、制振対象部材１２と連結する第１取付部材３０Ａと、第１取付部材３０Ａに備えられると共に、互いに逆方向に磁界を発生させる第１電磁石２２Ａ及び第２電磁石２２Ｂと、第１取付部材３０Ａと可動マス４６とを弾性連結する３つ以上の複数の弾性部材とを備え、制振対象部材１２の振動に応じて第１電磁石２２Ａ又は／及び第２電磁石２２Ｂの磁界を制御することで、可動マスの４６振動固有値を変化させることができる固有値可変型動吸振器であって、複数の弾性部材の少なくとも一つをＭＲＥとすることを特徴とする。

本実施の形態において、複数の弾性部材の少なくとも一つをＭＲＥとし、残りの複数の弾性部材を磁性体材料で形成された板バネ２８とし、可動マス４６は、第１電磁石２２Ａと第１閉磁路４２Ａを形成すると共に、第２電磁石２２Ｂと第２閉磁路４２Ｂを形成してもよい。この場合、板バネ２８は、放射形状に切り抜き部２８ｄを複数備えてもよい。

本実施の形態において、第１電磁石２２Ａ及び第２電磁石２２Ｂは、複数の弾性部材と弾性連結されていてもよい。

本実施の形態に係る防振装置１００は、振動源１０２側に連結される第２取付部材３０Ｂと、振動源１０２に応じて振動する制振対象部材１２側に連結される第１取付部材３０Ａと、第１取付部材３０Ａと第２取付部材３０Ｂとを弾性連結する第１弾性部材１８Ａ及び第２弾性部材１８Ｂとを備える固有値可変型防振装置であって、第１弾性部材１８Ａは、磁界に応じて弾性特性が変化するＭＲＥであり、第２弾性部材１８Ｂは、ＭＲＥとは別の弾性部材であることを特徴とする。

本実施の形態において、第２弾性部材１８Ｂは、磁性体材料で形成された板バネ２８であり、可動マスは、第１弾性部材１８Ａ及び第２弾性部材１８Ｂと共に閉磁路４２を形成し、振動源側の振動に応じて磁界を制御することで可動マスの振動固有値を変化させてもよい。この場合、板バネ２８は、放射形状に切り抜き部２８ｄを複数備えてもよい。

本実施の形態において、磁界を制御可能な電磁石２２を備え、電磁石２２は第１弾性部材１８Ａ及び第２弾性部材１８Ｂの両方と弾性連結してもよい。

なお、この発明は、上述の実施の形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０Ａ〜１０Ｄ…第１動吸振器〜第４動吸振器
１２…制振対象部材
１８Ａ〜１８Ｆ…第１弾性部材〜第６弾性部材
２０…質量部材 ２０Ａ…第１質量部材
２０Ｂ…第２質量部材 ２２…電磁石
２２Ａ…第１電磁石 ２２Ｂ…第２電磁石
２４…磁性粒子 ２６…弾性材料
２８…板バネ ２８ａ…外周側環状部
２８ｂ…内周側環状部 ２８ｃ…梁部
２８ｄ…切り抜き部 ３０Ａ…第１取付部材
３０Ｂ…第２取付部材 ４２…閉磁路
４２Ａ…第１閉磁路 ４２Ｂ…第２閉磁路
４４…磁力線 ４４Ａ…第１磁力線
４４Ｂ…第２磁力線 ４６…可動マス
４８…バネ ５０…制御回路
５２…回転数センサ ５４…駆動電流決定部
５６…パワードライバ ５８…駆動電流マップ
１００…防振装置 １０２…振動源

Claims (13)

1. 振動する制振対象部材と、
   磁界に応じで弾性特性が変化する第１弾性部材としての磁気粘弾性エラストマを介して前記制振対象部材と弾性連結された可動マスを備え、
   前記磁界を制御することで前記可動マスの振動固有値を変化させることができる固有値可変型動吸振器であって、
   前記磁気粘弾性エラストマとは別の第２弾性部材を有し、
   前記制振対象部材と前記可動マスとが前記第２弾性部材を介して弾性連結されていることを特徴とする固有値可変型動吸振器。
2. 請求項１記載の固有値可変型動吸振器において、
   前記第２弾性部材は、磁性体材料で形成され、
   前記可動マスは、前記第１弾性部材及び前記第２弾性部材と共に閉磁路を形成し、
   前記制振対象部材の振動に応じて前記磁界を制御することで前記可動マスの前記振動固有値を変化させることを特徴とする固有値可変型動吸振器。
3. 請求項２記載の固有値可変型動吸振器において、
   前記第２弾性部材は、板バネであることを特徴とする固有値可変型動吸振器。
4. 請求項３記載の固有値可変型動吸振器において、
   前記板バネは、放射形状に切欠き部を複数備えることを特徴とする固有値可変型動吸振器。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の固有値可変型動吸振器において、
   前記磁界を制御可能な電磁石を備え、
   前記電磁石は前記第１弾性部材及び前記第２弾性部材の両方と弾性連結されていることを特徴とする固有値可変型動吸振器。
6. 制振する対象部材と、
   前記制振対象部材と連結する取付部材と、
   前記取付部材に備えられると共に、互いに逆方向に磁界を発生させる第１電磁石及び第２電磁石と、
   前記取付部材と可動マスとを弾性連結する３つ以上の複数の弾性部材とを備え、
   前記制振対象の振動に応じて前記第１電磁石又は／及び前記第２電磁石の前記磁界を制御することで前記可動マスの振動固有値を変化させることができる固有値可変型動吸振器であって、
   前記複数の弾性部材の少なくとも一つを磁気粘弾性エラストマとすることを特徴とする固有値可変型動吸振器。
7. 請求項６記載の固有値可変型動吸振器において、
   前記複数の弾性部材の少なくとも一つを前記磁気粘弾性エラストマとし、
   残りの前記複数の弾性部材を磁性体材料で形成された板バネとし、
   前記可動マスは、前記第１電磁石と第１閉磁路を形成するとともに、前記第２電磁石と第２閉磁路を形成することを特徴とする固有値可変型動吸振器。
8. 請求項７記載の固有値可変型動吸振器において、
   前記板バネは、放射形状に切り抜き部を複数備えることを特徴とする固有値可変型動吸振器。
9. 請求項７又は８記載の固有値可変型動吸振器において、
   前記第１電磁石及び前記第２電磁石は前記複数の弾性部材と弾性連結されていることを特徴とする固有値可変型動吸振器。
10. 振動源側に連結される第１取付部材と、
    前記振動源に応じて振動する制振対象部材側に連結される第２取付部材と、
    前記第１取付部材と前記第２取付部材とを弾性連結する第１弾性部材及び第２弾性部材とを備える固有値可変型防振装置であって、
    前記第１弾性部材は、磁界に応じて弾性特性が変化する磁気粘弾性エラストマであり、
    前記第２弾性部材は、前記磁気粘弾性エラストマとは別の弾性部材であり、
    前記第２弾性部材は、磁性体材料で形成され、
    可動マスは、前記第１弾性部材及び前記第２弾性部材と共に閉磁路を形成し、
    前記振動源側の振動に応じて前記磁界を制御することで前記可動マスの振動固有値を変化させることを特徴とする固有値可変型防振装置。
11. 請求項１０記載の固有値可変型防振装置において、
    前記第２弾性部材は、板バネであることを特徴とする固有値可変型防振装置。
12. 請求項１１記載の固有値可変型防振装置において、
    前記板バネは、放射形状に切欠き部を複数備えることを特徴とする固有値可変型防振装置。
13. 請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の固有値可変型防振装置において、
    前記磁界を制御可能な電磁石を備え、
    前記電磁石は前記第１弾性部材及び前記第２弾性部材の両方と弾性連結されていることを特徴とする固有値可変型防振装置。

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