JPH0366949A - 騒音低減装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は自動車用内燃機関の振動に起因する車室内騒音
を低減する装置に関するものである。

従来の技術 上記に関して例えば特開昭５９−２３１３９号公報には
、第８図に示した構成が開示されている。

即ち防振体１００の構成において、互いに対向して配置
された２枚の板部材１，２の間に複数枚の板状の電歪素
子３，３の積層体が配置され、板部材１，２は上記電歪
素子３，３を積層方向に挟んだ状態としてボルト４，５
を用いて連結されている。更に板部材２の前記電歪素子
３，３とは反対側にはもう１枚の板部材６が対向して配
置されており、この板部材６と板部材２との間にはゴム
等で成る防振部材７が配置されている。又、前記板部材
１は取付用ボルトｌａによって加振体である自動車用ニ
ンジンに連結され、他方側の板部材６は取付用ボルト６
ａによって被加振体である車体側パネルに連結されてい
る。

前記電歪素子３，３はチタン酸バリウム等のセラミック
材料によって構成され、板厚方向に分極された板面間に
印加される直流電圧に応じて板厚を増大する方向に歪み
を生じるようになっている。

このような構成によれば、電歪素子３，３に振動伝達経
路に沿って伝えられる振動の周期に同期して変化する直
流電圧を印加することにより、電歪素子３，３の歪みに
よって振動の変位を吸収し、防振体１００の取付部から
の車室内への振動騒音の伝達を低減することができる。

発明が解決しようとする課題 しかしながらこのような従来の防振体の構成にあっては
、該防振体１００自体に電歪素子３，３を配置して、こ
の電歪素子３，３にてエンジンの振動変位を吸収するた
めの歪を発生させるようにしていたため、前記電歪素子
３，３に要求される歪み、即ち板厚方向の変位量は極め
て大きくしなければならず、そのために電歪素子３．３
の積層枚数が増大してしまうという課題がある上、動作
時の消費電力が大きくなってしまうという難点があった
。

そこで本発明はこのような従来の装置が有している問題
点を解消して、大きな消費電力を必要とせず、しかも自
動車用内燃機関の振動に起因する車室内騒音を効率良く
低減する騒音低減装置を得ることを目的とするものであ
る。

課題を解決するための手段 本発明は上記の目的を達成するために、加振体と被加振
体との間に、該加振体の荷重を支持する弾性体を備えた
複数個の防振体を配置するとともに、この防振体の被加
振体側の支持部材と被加振体との間に、印加電圧に応じ
て板厚を増大する方向に変位する電歪素子の積層体で成
る圧電体を結合した構成において、先ず請求項１におい
て、上記の各圧電体に対して、該各圧電体の被加振体と
の支持部から車室内へ伝達される音圧ベクトル和が最小
となるように制御電圧を印加するようにした騒音低減装
置の構成にしてあり、請求項２により上記圧電体に、機
関の回転数及びクランク角信号が入力されるとともに、
上記の機関の回転数に応じて決定される前記圧電体への
印加電圧と位相曲線が予め設定された制御マツプを備え
た制御回路を付設した騒音低減装置の構成にしである。

更に請求項３により、上記制御マツプを構成する圧電体
への印加電圧と位相曲線が、各防振体への変位入力、防
振体のばね定数、防振体の車体側取付点入力の伝達関数
に基づいて決定されるようにしである。

作用 かかる構成によれば、圧電体に制御電圧を印加すること
によって、防振体のＸ＋　　）’＋　　”方向の音圧ベ
クトル和を最小にするために、音圧ベクトルの中で２方
向、即ち該圧電体の積層方向の位相のみを特定の方向に
変化させると、積層方向の音圧レベルを変えることなく
各防振体の騒音しづルの総和が低減されるという作用が
もたらされる。

更に前記圧電体に、機関の回転数に応じて決定される前
記圧電体への印加電圧と位相曲線が予め設定された制御
マツプを備えた制御回路を付設したことにより、該制御
回路に機関の回転数及びクランク角信号を入力すること
によって圧電体への印加電圧と位相曲線が自動的に決定
されるという作用が得られる。

実施例 以下図面に基づいて本発明にかかる騒音低減装置の一実
施例を詳述する。

第１図に示す１１はパワーユニット（エンジン。

トランスミッション等の結合体）であり、本例では上記
パワーユニッ）１１が図示の右前方部１２゜左前方部１
３及び後方部１４の３点で後述する車体側パネルに支持
されている場合を示している。

第２図はパワーユニット１１の右前方部１２における防
振体５０の組付例を示すものであって、上記パワーユニ
ット１１に固着されたブラケット１５が防振体５０を構
成する外筒１６に連結されており、この外筒１６との間
にパワーユニット１１の荷重を支持するゴム等の弾性体
１７を介して配置された内筒１８に車体側ブラケット１
９が連結されている。更にこのブラケット１９と車体側
パネル２０との間に圧電体２１が配置されている。

この圧電体２１は複数枚の板状の電歪素子３．３の積層
体で成り、前記ブラケット１９と車体側パネル２０とが
上記電歪素子３，３を積層方向に挟んでいるとともに、
車体側パネル２０及び圧電体２Ｉを貫通するボルト２２
によって結合されている。尚、上記パワーユニット１１
及び１体側パネル２０は、一方が加振体、他方が被加振
体として機能する。

第２図に示した組付例は、第１図に示す左前方部１３及
び後方部１４の部位でも同一の構造として組付けられて
いる。

２３は上記圧電体２１に直流電圧を供給する電源回路、
２４は同制御回路であって、この制御回路２４には制御
因子としてエンジン回転数Ｒ（ｒｐｍ）及びクランク角
信号Ｔが入力されているとともに、前記した他の防振体
、即ち第１図に示す左前方部Ｉ３及び後方部１４の部位
に組付けられた防振体に対しても同様な電圧を印加する
ように制御信号Ｓを発している。

上記の圧電体２１は、電源回路２３から供給される直流
電圧によって図示のＺ方向、即ち電歪素子３，３の積層
方向にのみ変位し、Ｘ、ｙ方向、即ち上記積層方向と垂
直方向には変位しない。

以下に上記実施例の作用を説明する。

第３図はパワーユニット１１から車室内への騒音の伝達
経路を示す概要図であり、エンジンの回転数で決まる前
記ブラケット１５への振動変位によって前記３点の防振
体５０はｘ、ｙ、ｚ方向にＸの変位入力を受け、この変
位人力Ｘと各防振体５０のＸｒ　　）’＋　　Ｚ方向の
ばね定数にの因子とによって、車体への加振力Ｆが決定
される。この加振力Ｆは車体側のブラケッ）１９から圧
電体２Ｉを介して車体側パネル２０に伝達されるが、防
振体５０の車体側取付点入力の伝達関数Ｇに基づいて車
室内への音圧レベルｄｂが決定される。

今、３点の防振体５０の各音圧レベルｄｂを求めると、
先ず左前方部１３の場合は Ｘｒ−’に＋ｘ’Ｇ＋、ｌ＋　Ｘｒｙ”ＫＩｙ”Ｇ＋ｙ
＋　Ｘｒ−”Ｋ＋−’Ｇ＋を右前方部１２の場合は Ｘ！−’に！−’Ｇ！ｘ＋　Ｘｔｙ”Ｋｅｙ’Ｇｔｙ十
Ｘｔ−’Ｋｔ−’Ｇｔ−同様に後方部１４の場合は Ｘｓｘ”Ｋｚ−’Ｇｓ−十Ｘｓｙ’Ｋｓｙ’Ｇｓｙ＋　
Ｘｚ−”Ｋ３−’Ｇｓ−とじてもとめられる。従って各
音圧レベルの総和Ｐは ・・・（１） となり、車室内の音圧レベルが決定される。

一方、一般に騒音で問題となる入力は、機関の回転２次
成分であり′、車室内空洞共鳴の周波数での入力が大き
い時には、第４図に示したように機関の回転数Ｒに対応
して車室内音圧レベルｄｂの顕著なビークＰ、が表われ
る。これは第５図の音圧ベクトル図に示したように音圧
ベクトルの総和Ｐが大きい時に車室内音圧レベルが高く
なり、こもり音が生じて騒音の原因となることを表わし
ている。

そこで本発明は、前記圧電体２１に制御電圧を印加する
ことによって、ｘ、ｙ、ｚ方向の音圧ベクトルの中で２
方向、即ち圧電体２１の積層方向の位相のみを変化させ
て、２方向の音圧レベルを変えることなく車室内の音圧
レベルの総和Ｐを低減させることを特徴とするものであ
る。

即ち、前記の（１）式をＸｒ　　ｙ＋Ｚ方向別にそれぞ
れ位相を含んだベクトルとして演算すると、第５図の矢
印ｘ、ｙ、ｚに示した値となる。

これに対して、上記ベクトルの中で２方向の位相のみを
第６図の音圧ベクトル図に示したＣ方向に変化させると
、同図に示したようにＸｒ　　Ｖｒ　　Ｚ方向の音圧レ
ベルは変わっていないにも拘わらず、音圧レベルの総和
Ｐ。が低減される。

前記第３図に示した騒音の伝達経路を示す概要図の中で
、各防振体５０のｘ＋　　）’ｌ　　ｚ方向のばね定数
Ｋ及び防振体５０の車体側取付点入力の伝達関数Ｇは車
両に応じて一義的に決定されるとともに、各防振体５０
への変位人力Ｘはエンジンの回転数Ｒ及びクランク角信
号Ｔによって決まるため、前記制御回路２４には後述す
る制御マツプを付設して、エンジン回転数Ｒ，クランク
角信号Ｔを該制御回路２４に入力して、この人力に応じ
た制御電圧を演算して電源回路２３から圧電体２１に印
加すれば良い。

第７図は前記制御回路２４に予め設定された制御マツプ
の例を示しており、エンジン回転数センサ２７とクラン
ク角センサ２８から得られる信号が該制御回路２４に入
力されて、例えばエンジン回転数が７５Ｑｒｐｍ〜８０
００ｒｐｍにおける各防振体５０への印加電圧、即ち左
前方部１３゜右前方部１２及び後方部１４別に設定され
た前記圧電体２１に対する位相と電圧との特性曲線から
圧電体２１への印加電圧が決定され、それぞれ左前方部
１３．右前方部１２及び後方部１４の各防振体５０に制
御電圧Ｖ、、Ｖ、、Ｖ、が印加されるようにしである。

上記の制御マツプ内に記載された特性曲線は、第３図に
示した防振体５０への変位人力Ｘ、防振体５０のＸ＋　
　）’＋　　Ｚ方向のばね定数に、防振体５０の車体側
取付点入力の伝達関数Ｇに基づいて設定される。

このような制御マツプを備えた制御回路２４を用いるこ
とにより、この制御回路２４に機関の回転数Ｒ及びクラ
ンク角信号Ｔを入力することにより、圧電体への印加電
圧と位相曲線が自動的に決定されるので、安定した制御
態様が得られる。

発明の効果 以上詳細に説明した如く、本発明にかかる騒音低減装置
によれば、加振体と被加振体との間に配置される支持弾
性体を備えた複数個の防振体を配置するとともに、この
防振体の被加振体側の支持部材と被加振体との間に、印
加電圧に応じて板厚を増大する方向に変位する電歪素子
の積層体で成る圧電体を結合した構成において、先ず請
求項１において、上記の各圧電体に対して、車室内へ伝
達される音圧が最小となるように制御電圧を印加するよ
うにした騒音低減装置の構成にしてあり、請求項２によ
り上記圧電体に、機関の回転数及びクランク角信号が入
力されるとともに、上記の機関の回転数に応じて決定さ
れる前記圧電体への印加電圧と位相曲線が予め設定され
た制御マツプを備えた制御回路を付設した騒音低減装置
の構成にしてあり、更に請求項３により、上記制御マツ
プを構成する圧電体への印加電圧と位相曲線が、各防振
体への変位入力、防振体のばね定数、防振体の車体側取
付点入力の伝達関数に基づいて決定されるようにしたの
で、以下に記す作用効果がもたらされる。即ち、圧電体
に制御電圧を印加することによって、防振体の各方向の
音圧ベクトルの中で該圧電体の積層方向の位相のみが特
定の方向に変化されて、積層方向の音圧レベルを変える
ことなく各防振体の音圧レベルの総和を低減することが
できる。上記の動作に際して圧電体に要求される歪量、
即ち板圧方向の変位量は過大である必要がないので、電
歪素子の積層枚数は少なくても良く、且つ動作時の消費
電力が小さくて良い上、騒音の低減効率が高いという利
点がある。

更に前記圧電体に対して機関の回転数に応じて決定され
る圧電体への印加電圧と位相曲線が予め設定された制御
マツプを備えた制御回路を付設したことにより、該制御
回路に機関の回転数及びクランク角信号を入力すること
によって圧電体への印加電圧と位相曲線が自動的に決定
されて、安定した制御態様が得られるという効果を発揮
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用する加振体の概要図、第２図は上
記加振体のマウント例を示す要部詳細図、第３図は加振
体から車室内への騒音の伝達経路を示す概要図、第４図
は機関の回転数と車室内音圧レベルの関係を示すグラフ
、第５図は従来例における防振体の振動ベクトル図、第
６図は本発明における同様な振動ベクトル図、第７図は
本発明で採用した制御回路の制御マツプを示す概要図、
第８図は従来の防振体の一例を示す要部断面図である。 １１・・・パワーユニット（加振体）、１５．１９・・
・ブラケット、１６・・・外筒、７・・・弾性体、１８
・・・内筒、２０・・・車体側１＜ネル、ｌ・・・圧電
体、２３・・・電源回路、２４・・・制御回路、７・・
・エンジン回転数センサ、 ８・・・クランク角センサ、 第３図 第４図 檄ＷＡ回転数Ｂ 第５図 第６図 第１図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）加振体と被加振体との間に配置される支持弾性体
   を備えた複数個の防振体を配置するとともに、この防振
   体の被加振体側の支持部材と被加振体との間に、印加電
   圧に応じて板厚を増大する方向に変位する電歪素子の積
   層体で成る圧電体を結合した構成において、 上記の各圧電体に対して、該各圧電体の被加振体との支
   持部から車室内へ伝達される音圧ベクトル和が最小とな
   るような制御電圧を印加するようにしたことを特徴とす
   る騒音低減装置。
2. （２）上記圧電体に、機関の回転数及びクランク角信号
   が入力されるとともに、上記の機関の回転数に応じて決
   定される前記圧電体への印加電圧と位相曲線が予め設定
   された制御マップを備えた制御回路を付設して成る請求
   項１記載の騒音低減装置。
3. （３）上記制御マップを構成する圧電体への印加電圧と
   位相曲線が、各防振体への変位入力、防振体のばね定数
   、防振体の車体側取付点入力の伝達関数に基づいて決定
   されることを特徴とする請求項１、２記載の騒音低減装
   置。