JPH0369839A - パワープラントのブラケット取付構造 - 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、車両に搭載されるパワープラントに補器類を
装着するために用いられるブラケットの取付構造に関す
る。

従来の技術 車両のパワープラントは、エンジンおよびトランスミ、
ジョン等が一体に結合されることにより構成され、該パ
ワープラントには各種補器類が装着されるようになって
いる。

上記補器類としては例えばエンジンマウントがあり、該
エンジンマウントには新編自動車工学便覧（昭和６２年
６月；社団法人自動車技術全発行）第４編第１−４９頁
表１−９に開示されるように丸型、平角型、Ｖ型とか円
筒型等各種存在し、なかでも円筒型のエンジンマウント
を用いた場合、第１２図に示すように腕状に延設される
取付ブラケット１が用いられる。

即ち、上記取付ブラケットｌは円筒状エンジンマウント
を嵌着する筒部２と、該筒部２の外周に固設される腕部
３とからなり、該腕部３に形成された取付穴３ａに挿通
される図外のボルトを介してパワープラントに装着され
るようになっている。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、かかる従来のブラケット取付構造にあっ
ては、上記取付ブラケット１を介して補器類がパワープ
ラントに装着されるようになっているので、該取付ブラ
ケットｌはエンジン振動に共振して曲げ振動を発生し、
この振動に起因してこもり音等の低級台が発生されてし
まうという課題があった。

そこで、本発明はかかる従来の課題に鑑みて、取付ブラ
ケットの結合部角度を振動状態に応じて制御することに
より、該取付ブラケットに発生される振動を効果的に低
減するようにしたパワープラントのブラケット取付構造
を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 かかる目的を達成するために本発明のパワープラントの
ブラケット取付構造は請求項１では、パワープラントと
、該パワープラントに装着される補器類の取付ブラケッ
トとの間に、外部電界により歪みを生ずる圧電シートを
該取付ブラケットの振動発生方向に対して直角方向に偏
って介在させ、該取付ブラケットの振動状態に応じて上
記圧電シートに電圧を印加し、該取付ブラケットの結合
部角度を制御する構成とする。

請求項２では、上記請求項１において圧電シートを、取
付ブラケットの同一取付面に取付ボルトを挟んで振動発
生方向に対して直角方向に対向して１対配置し、それぞ
れの圧電シートに印加される交流電圧の位相差を９０°
に設定することにより構成する。

請求項３では、上記請求項２において取付ボルトを挟ん
で対向配置された１対の圧電シートを、取付ブラケット
の両側面にそれぞれ設け、これら２対の圧電シートのう
ち対角位置となる圧電シートに同一位相電圧を印加する
構成とする。

請求項４では、上記請求項２又は３において取付ボルト
を挟んで同一取付面で対向配置された圧電シート間に絶
縁体を介在させ、該絶縁体の厚さを圧電シートより僅か
に薄く設定することにより構成する。

請求項５では上記請求項１から４のいずれかに記載の圧
電シートは、圧電、電歪素子と、これに電界を与えるた
めの電極板とから構成する。

請求項６では上記請求項１から５のいずれかに記載の圧
電シートに印加される電圧は、エンジン回転数とクラン
ク角とに基づいて制御される構成とする。

請求項７では上記請求項１から５のいずれかに記載の圧
電シートに印加される電圧は、エンジン回転数と取付ブ
ラケットの曲げ歪みとに基づいて制御される構成とする
。

請求項８では上記請求項２から７のいずれかに記載の圧
電シートに印加される電圧は、エンジン回転数の回転１
次周波数の交流電圧を用いる構成とする。

作用 以上の構成により本発明のパワープラントのブラケット
取付構造にあっては、請求項１ではパワープラントと取
付ブラケットとの間に、外部電界により歪みを生ずる圧
電シートが振動発生方向に対して直角方向に偏って介在
されているので、該圧電シートに電圧を印加することに
より該圧電シートが歪んで取付ブラケットの結合部角度
を変化することができ、このときの取付ブラケットの角
度変化を該取付ブラケットの振動状態に応じて制御する
ことにより、該取付ブラケットに発生される振動を抑制
することができるようになる。

請求項２では、上記圧電シートを取付ブラケットの同一
取付面に取付ボルトを挟んで振動発生方向に対して直角
方向に対向して１対配置し、それぞれの圧電シートに印
加される交流電圧の位相差を９０°に設定する構成とす
ることにより、取付ブラケットの結合部角度変化を大き
くすることができ、振動の抑制効果を増大することがで
きる。

請求項３では、取付ボルトを挟んで対向配置された上記
１対の圧電シートを、取付ブラケットの両側面にそれぞ
れ設け、これら２対の圧電シートのうち対角位置となる
圧電シートに同一位相電圧を印加する構成とすることに
より、取付ブラケツトの結合部角度変化を更に大きくす
ることができる。

請求項４では、取付ボルトを挟んで同一取付面で対向配
置された圧電シート間に絶縁体を介在させ、該絶縁体の
厚さを圧電シートより僅かに薄く設定する構成とするこ
とにより、絶縁体が配置されたことで取付ブラケットの
安定性を向上し、かつ、該絶縁体が圧電シートより薄く
設定されたことにより、該圧電シートの歪み効果を十分
に発揮させることができる。

請求項５では上記圧電シートを、圧電、電歪素子と、こ
れに電界を与えるための電極板とから構成したので、該
圧電シートを極薄く形成できて小型化を図ることができ
ると共に、印加電圧に対する圧電シートの応答性を著し
く優れたものとすることができる。

請求項６では上記圧電シートに印加される電圧は、エン
ジン回転数とクランク角とに基づいて制御されるので、
取付ブラケットに入力される振動を遮断するように制御
される。

請求項７では上記圧電シートに印加される電圧は、エン
ジン回転数と取付ブラケットの曲げ歪みとに基づいて制
御されるので、取付ブラケット自体の振動をリアルに制
御することができる。

請求項８では上記圧電シートに印加される電圧は、エン
ジン回転数の回転１次周波数の交流電圧が用いられるこ
とにより、該交流電圧を９０’の位相差で１対の圧電シ
ートに印加することにより、近似的に低級振動の原因と
なる回転２次周波数で取付ブラケットの支持方向を振動
変化させることができる。

実施例 以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に説明する。

第１図から第５図は本発明のパワープラントのブラケッ
ト取付構造の一実施例を示し、従来に説明したと同様に
補器類としてエンジンマウント１０を用いた場合を例に
とって述べる。

即ち、上記エンジンマウント１０は円筒型に形成され、
取付ブラケッ１−１２の円筒部１２ａに嵌着されると共
に、該円筒部１２Ｈの外周に固設された腕部１２ｂは図
外のパワープラントから突出されるサポート１４に取付
ボルト１６．１６ａを介して装着される。

上記腕部１２ｂは第２図に示すように逆Ｕ字状に折曲さ
れてその一側が上記サポート１４に当接され、上記取付
ボルト１６．１６ａが該サポート１４方向から挿通され
て、該取付ポル）１６，１６ａ先端部にナツト１８．１
８ａ止めされるようになっている。

第３図は上記腕部１２ｂの取付部分の拡大図を示し、当
該取付部分には上記取付ボルト１６，１６ａを挿通する
ための取付穴２０．２０ａが形成されている。

ここで、本実施例にあっては上記取付ブラケット１２と
上記サポート１４との間に、外部電界により歪みを生ず
る圧電シート３０を介在させ、該圧電シート３０には電
圧制御装置３２から制御電圧が印加されるようになって
いる。

上記圧電シート３０は第４図の部分拡大断面図に示すよ
うに、上記取付ブラケット１２の腕部１２ｂに当接され
る薄板状の圧電、電歪素子３４と、該圧電、電歪素子３
４の該腕部１２ｂとは反対側に固着される電極板３６と
、該電極板３６の更に外側を被覆する絶縁層３８とで構
成され、該圧電シート３０の厚さは１〜３ｍ＋ｉ程度に
形成されるようになっている。

尚、上記圧電、電歪素子３４は、歪み一電界の履歴（ヒ
ステリシス）曲線において抗電界が大きく線形駆動領域
の広い物質「圧電材料」から形成されるものを圧電素子
、また、抗電界が極端に小さく二次曲線近似のできるよ
うな物質「電歪材料」から形成されるものを電歪素子と
される（１９８６年１２月、森北出版株式会社発行「圧
電／電歪アクチュエータ」第５１頁参照）が、これらは
主に相転移温度（キュリー点）が異なっているが殆ど良
く似た性質であることから、本発明では両者を１つの物
質として圧電、電歪素子として表現するものとし、該圧
電、電歪素子としては強誘電体セラミックス等が知られ
ている。

ところで、上記圧電シート３０は第３図に示したように
取付穴２０，２０８の両側に１対設けられ、これら１対
の圧電シート３０間には薄板状の絶縁体４０が配置され
、該絶縁体４０には該取付穴２０．２０ａに対応して開
口部４２，４２８が形成されている。

尚、上記絶縁体４０は圧電シート３０の歪み量を考慮し
て、該圧電シート３０より僅かに薄く形成されると共に
、これら圧電シート３０と絶縁体４０との間には若干の
隙間δが設けられている。

また、上記圧電シート３０は第５図にも示すように上記
腕部１２ａの両側にそれぞれ設けられ、第２図中左側に
設けられる１対の圧電シート３０は、サポート１４と腕
部１２ａとの間に挾着される状態で取り付けられ、かつ
、第２図中右側に設けられる１対の圧電シート３０は、
該腕部１２ａとワッシャ４４．４４ａとの間に挾着され
る状態で取り付けられる。

従って、上記圧電シート３０は取付ボルト１６゜１６ａ
の両側に１対設けられたものがそれぞれ腕部１２ａの両
側に設けられるため、計４個の圧電シート３０が設けら
れることになり、これら４個の圧電シート３０は第５図
に示すようにそれぞれ対角位置に配置されるものどうし
に、電圧制御装置３２から同一の制御電圧が印加される
ようになっている。

つまり、上記電圧制御装置３２からはそれぞれ独立した
Ａ電圧とＢ電圧が出力され、これらＡ電圧およびＢ電圧
が上記対角位置に配置される圧電シート３０にそれぞれ
印加される。

第６図は上記取付ブラケット１２の振動とじて問題とな
る曲げ１次モードのモデル図を示し、この場合片持ち梁
の曲げモードを呈し、図中黒塗り矢印と白塗り矢印とが
それぞれ対角方向に配置された圧電シート３０の駆動方
向を示す。

尚、この場合エンジンマウント１０等が質量要素として
働き、固有振動数にして６０〜２００ｏｚ程度の曲げ振
動が取付ブラケット１２に発生されることが知られてい
る。

以上の構成により本実施例のパワーユニットのブラケッ
ト取付構造にあっては、取付ボルト１６゜１６８を挟ん
だ両側、つまり振動発生方向に偏った位置に対向してｌ
対の圧電シート３０が設けられるため、これら１対の圧
電シート３０に交互に電圧を印加して歪みを発生させる
ことにより、取付ブラケット１２がサポート１４に装着
される結合部角度を制御することが可能となり、このと
きの角度変化を取付ブラケッ）１２の振動を抑制する方
向に制御することにより、該取付ブラケット１２の曲げ
振動を効果的に抑制することができる。

第７図は圧電シート３０に電歪材料を用いた場合の電界
−歪み曲線を示し、該圧電シート３０に発生される電界
（電界の方向には関係が無い）に対して歪み量が略決定
されるので、印加電圧により圧電シート３０で発生され
る変位量を任意に制御できることになる。

尚、この場合の応答速度は０５数ｍ５ｅｃ〜数μｓｅｃ
程度であるため、実際の制御には殆ど問題とはならない
。

ところで、本実施例では上述したように圧電シート３０
は取付ポル）１６．１６ａを挟んで両側に１対配置され
ることにｉす、片側に配置される場合に比較して取付ブ
ラケット１２の角度変化を大きくすることができるよう
になっており、更に、ｌ対配置された圧電シート３０が
取付ブラケット１２の両側にそれぞれ配置されることに
より、該取付ブラケット１２の角度変化は更に増大して
取り出すことができるようになる。

一方、上記取付ブラケット１２の振動で問題となるのは
、エンジンが４気筒の場合はエンジン回転数の２次成分
周波数に該取付ブラケット１２が共振する場合で、この
場合は車室内のこもり音として発生される。

従って、回転２次成分の振動を対象に取付ブラケット１
２の角度変化を制御する必要があるが、本実施例では回
転１次周波数（対象周波数の１／２周波数）をもって発
生される通常の交流電圧を、電圧制御装置３２のＡ、Ｂ
間に９０’の位相差をもって発生させる。

すると、上記取付ブラケット１２の両側にそれぞれ１対
設けられた４個の圧電シート３０は、対角関係をもって
９０’づつ位相がずれて変位されることになり、該取付
ブラケット１２は近似的に回転２次周波数で結合部角度
が振動変化されるため、この振動変化を入力される回転
２次周波数の振動に対抗して発生させることにより、該
取付ブラケット１２はこもり音原因となる曲げ振動が大
幅に抑制されることになる。

即ち、第６図中ｘ８をエンジン側回転方向加振変位（回
転２次周波数）、Ｘｃを圧電シー）３０の回転方向相対
変位、ＸＲを実際にブラケットに入力される加振変位、
ＸＢをブラケット振動とすると、これら各ポイントにお
ける振動周波数特性を従来と本実施例とを比較して示す
と第８図のようになる。

即ち、従来ではＸ。に相当する変位入力がないため、エ
ンジン側加振変位Ｘ８は減衰されることなくブラケット
加振変位ＸＲとして現れ、これによってブラケット振動
ＸＢは大きく現れてしまう。

これに対し、本実施例ではエンジン側加振変位Ｘ８に対
し圧電シート変位Ｘｃが逆相で発生されるため、これら
ｘＥとｘｃと合成するとブラケット入力変位ＸＲは低減
され、これによってブラケット振動Ｘｓが大幅に減少さ
れることが理解される。

一方、上記取付ブラケット１２の振動位相情報を検知す
るに、エンジン制御に用いられているクランク角センサ
の信号を用いることができ、この場合はクランク角の位
置および周波数によって取付ブラケット１２の振動状態
は略決定されるので、印加交流電圧の位相はクランク角
センサの信号およびエンジン回転数から予め最適に設定
されたマツプにより設定することができる。

即ち、この場合のＡ電圧およびＢ電圧の制御は、第９図
に示すアルゴリズムに従って行われ、このアルゴリズム
では、まずブロックｌのエンジン回転数はブロック■の
交流電圧周波数を決定し、更に該エンジン回転数とブロ
ック■のクランク角信号とに基づいてブロック■の交流
電圧位相タイミングマツプを読み取り、上記ブロック■
の交流電圧とブロック■で決定された位相タイミングと
によりブロック■のＡ電圧を決定し、かつ、該Ａ電圧に
対してブロック■で９０°の位相遅れをもってＢ電圧を
発生させる。

尚、上記交流電圧位相タイミングマツプとしては例えば
次の第１表に示すように設定され、エンジン回転数に応
じて電圧およびトリガー時間（クランク角）が変化され
るようになっている。

（以下余白） 第１表 第１０図は他の実施例を示し、取付ブラケット１２の腕
部１２ｂに歪みゲージ５０を設け、該歪みゲージ５０で
取付ブラケット１２の曲げ歪みを直接検出し、この検出
信号を用いて上記圧電シート３０の印加電圧を制御する
ようにしたものである。

そして、この場合の制御は第１１図のアルゴリズムに従
って行われ、上記第９図に示すアルゴリズムと主に異な
る点は、上記実施例のブロック■に代えて新たに設けら
れるブロック■ａによってブラケット歪みゲージ電圧が
検出されるようになっており、ブロック■ではエンジン
回転数とブラケット歪みゲージ電圧とに基づいて電圧位
相タイミングが図られるようになっている。

発明の詳細 な説明したように本発明のパワープラントのブラケット
取付構造にあっては、請求項１ではパワープラントと取
付ブラケットとの間に、外部電界により歪みを生ずる圧
電シートが振動発生方向に対して直角方向に偏って介在
されたので、該圧電シートに取付ブラケットの振動状態
に応じて電圧を印加することにより、該取付ブラケット
の角度変化が該取付ブラケットの振動状態に応じて制御
されるため、該取付ブラケットに発生される振動を抑制
し、延いては、車体側に発生される低級振動を著しく抑
制して車両乗り心地性の大幅な向上を図ることができる
。

請求項２では、上記圧電シートを取付ブラケットの同一
取付面に取付ボルトを挟んで振動発生方向に対して直角
方向に対向して１対配置し、それぞれの圧電シートに印
加される交流電圧の位相差を９０’に設定する構成とし
たので、取付ブラケットの結合部角度変化を大きくする
ことができ、振動の抑制効果を増大することができる。

請求項３では、取付ボルトを挟んで対向配置された上記
１対の圧電シートを、取付ブラケットの両側面にそれぞ
れ設け、これら２対の圧電シートのうち対角位置となる
圧電シートに同一位相電圧を印加する構成とすることに
より、取付ブラケットの結合部角度変化を更に大きくし
て、振動の抑制効果を更に増大することができる。

請求項４では、取付ボルトを挟んで同一取付面で対向配
置された圧電シート間に絶縁体を介在させ、該絶縁体の
厚さを圧電シートより僅かに薄く設定する構成とするこ
とにより、絶縁体が配置されたことで取付ブラケットの
安定性を向上し、かつ、該絶縁体が圧電シートより薄く
設定されたことにより、該圧電シートの歪み効果を十分
に発揮させることができる。

請求項５では上記圧電シートを、圧電、電歪素子と、こ
むに電界を与えるための電極板とから構成したので、該
圧電シートを極薄く形成できて小型化を図ることができ
ると共に、印加電圧に対する圧電シートの応答性を著し
く優れたものとし、制御効果の著しい向上を図ることが
できる。

請求項６では上記圧電シートに印加される電圧は、エン
ジン回転数とクランク角とに基づいて制御されるので、
取付ブラケットに入力される振動を遮断するよう多こ制
御することができる。

請求項７では上記圧電シートに印加される電圧は、エン
ジン回転数と取付ブラケットの曲げ歪みとに基づいて制
御されるので、取付ブラケット自体の振動をリアルに制
御することができる。

請求項８では上記圧電シートに印加される電圧は、エン
ジン回転数の回転１次周波数の交流電圧が用いられるこ
とにより、該交流電圧を９００の位相差で１対の圧電シ
ートに印加することにより、近似的に低級振動の原因と
なる回転２次周波数で取付ブラケットの支持方向を振動
変化させることができ、電圧制御装置の構成を著しく簡
単化することができるという各種母れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す側面図、第２図は本発
明の一実施例を示す正面図、第３図は本発明の一実施例
を示す要部拡大図、第４図は第３図中ＩＶ−ＩＶ線から
の拡大断面図、第５図は第３図中の■−ｖ線断面図、第
６図は本発明を概略的に示すモデル図、第７図は本発明
に用いられる圧電シートの電界−歪み特性図、第８図は
従来と本実施例とを比較して示す振動特性図、第９図は
本発明を制御するに用いられるアルゴリズムの一実施例
を示す説明図、第１０図は本発明の他の実施例を示す側
面図、第１１図は本発明を制御するに用いられるアルゴ
リズムの他の実施例を示す説明図、第１２図は従来のブ
ラケット取付構造に用いられる取付ブラケットの側面図
である。 １０・・・エンジンマウント、１２・・・取付ブラケッ
ト、１４・・・サポート（パワープラント側）、１６．
１６ａ−−−取付ボルト、２０．２０ａ−−−取付穴、
３０・・・圧電シート、３２・・・電圧制御装置、３４
・・・圧電、電歪素子、３６・・・電極板、４０・・・
絶縁体。 外３名 第１図 第６図 １フ 第２図 ４Ｏ１ｅ螺／１本 第７図 １５　−１０　−５　　０　　５　　１０　　１５９着
　（ｋＶ／ａｍ）

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）パワープラントと、該パワープラントに装着され
   る補器類の取付ブラケットとの間に、外部電界により歪
   みを生ずる圧電シートを該取付ブラケットの振動発生方
   向に対して直角方向に偏って介在させ、該取付ブラケッ
   トの振動状態に応じて上記圧電シートに電圧を印加し、
   該取付ブラケットの結合部角度を制御することを特徴と
   するパワープラントのブラケット取付構造。
2. （２）取付ブラケットをパワープラントに装着するため
   の取付ボルトを挟んだ同一取付面に、圧電シートを振動
   発生方向に対して直角方向に対向して１対配置し、それ
   ぞれの圧電シートに印加される交流電圧の位相差を９０
   ゜に設定したことを特徴とする請求項１に記載のパワー
   プラントのブラケット取付構造。
3. （３）取付ボルトを挟んで対向配置された１対の圧電シ
   ートを、取付ブラケットの両側面にそれぞれ設け、これ
   ら２対の圧電シートのうち対角位置となる圧電シートに
   同一位相電圧を印加することを特徴とする請求項２に記
   載のパワープラントのブラケット取付構造。
4. （４）取付ボルトを挟んで同一取付面で対向配置された
   圧電シート間に絶縁体を介在させ、該絶縁体の厚さを圧
   電シートより僅かに薄く設定したことを特徴とする請求
   項２又は３に記載のパワープラントのブラケット取付構
   造。
5. （５）圧電シートは、圧電、電歪素子と、これに電界を
   与えるための電極板とから構成されることを特徴とする
   請求項１から４のいずれかに記載のパワープラントのブ
   ラケット取付構造。
6. （６）圧電シートに印加される電圧は、エンジン回転数
   とクランク角とに基づいて制御されることを特徴とする
   請求項１から５のいずれかに記載のパワープラントのブ
   ラケット取付構造。
7. （７）圧電シートに印加される電圧は、エンジン回転数
   と取付ブラケットの曲げ歪みとに基づいて制御されるこ
   とを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のパワ
   ープラントのブラケット取付構造。
8. （８）圧電シートに印加される電圧は、エンジン回転数
   の回転１次周波数の交流電圧であることを特徴とする請
   求項２から７のいずれかに記載のパワープラントのブラ
   ケット取付構造。