JPH05202976A - 能動振動制御装置を備えた流体マウント - Google Patents

能動振動制御装置を備えた流体マウント

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JPH05202976A
JPH05202976A JP4276874A JP27687492A JPH05202976A JP H05202976 A JPH05202976 A JP H05202976A JP 4276874 A JP4276874 A JP 4276874A JP 27687492 A JP27687492 A JP 27687492A JP H05202976 A JPH05202976 A JP H05202976A
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fluid
actuator
chambers
energy
mount
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JP4276874A
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Douglas A Hodgson
ダグラス・エイ・ホジソン
Jr Charles M Nobles
チャールス・エム・ノーブルス、ジュニア
Peter J Jones
ピーター・ジェイ・ジョーンズ
Mark R Jolly
マーク・アール・ジョリイ
Donald L Margolis
ドナルド・エル・マーゴリス
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/06—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using both gas and liquid
    • F16F9/064—Units characterised by the location or shape of the expansion chamber

Abstract

(57)【要約】 【目的】 伝達される振動エネルギーの量を能動的に制
御できる流体マウントを提供することである。 【構成】 作動器が二重ポンパ絶縁マウントの慣性トラ
ック通路と直列又は並列に設けられて伝達される振動エ
ネルギーの量を所望の方法で制御するように流体マウン
トの動こわさを変えることのできるようにする。装置の
周波数整形力帰還制御を可能にする制御装置も備えられ
る。この装置を同調吸収器として利用することもでき
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は振動減衰器及び振動吸収
器の改良に関し、さらに詳しくいえば、本発明は能動振
動マウント及びそれの制御装置の改良を目的としてい
る。
【０００２】
【従来の技術】エンジン又は動力プラントなどの外乱源
と航空機のパイロン又は機体などの支持構造体との間の
振動エネルギーの伝達を制御する技術は、絶えず進歩し
続けてきた。最初は、エンジンが支持構造体に直接にか
又は堅く取付けられた。このようなマウントの場合、下
部構造体は、エンジンのすべての振動を受ける。振動絶
縁の最初の試みにおいて、ゴムの中実ブロックが航空機
エンジンを固定翼適用のための支持パイロンから又は回
転翼利用のための機体から絶縁するために用いられた。
これらのエラストママウントの初期の例がシュミット
（Ｓｃｈｍｉｄｔ）に与えられた米国特許第３，２８
８，４０４号に教示されている。軟らかめのエラストマ
セクションが振動絶縁特性がよいためには好まれたが、
エンジンの位置を保つときの安定性と耐久性をよくする
ためには堅いエラストマセクションが好まれた。
【０００３】第２世代のマウントにはエラストマ室の中
に流体が入っていて、この流体は振動減衰を大きくする
ため、すなわち、振動衝撃を抵抗運動によって吸収する
ことによってエネルギーを消散するために役立ってい
る。このような流体マウントの例がウッドフオード（Ｗ
ｏｏｄｆｏｒｄ）ほかに与えられた米国特許第３，４１
５，４７０号に示されている。この特許は、低周波振動
と、高周波振動の減衰を行うために粘性流体を使用する
ことを開示している。
【０００４】米国特許第４，２３６，６，７号におい
て、ホールズ（Ｈａｗｌｅｓ）ほかは、マウントに入っ
ている流体がその減衰材料としての用途のほかに潜在的
効用を持っていることを認めた。この流体は、塊として
用いられて、装置の振動特性を流体塊によって作られる
慣性を用いることによって変えることができた。内側ハ
ウジングが小さな通路を通して流体を絞るピストンとし
て作用するので、流体が運動することによって誘起され
る慣性力を増幅する。流体慣性マウントの利点の一つ
は、振動源又は装置の共通の動作周波数にマッチするよ
うに設計するか同調させることのできる動こわさ曲線に
ノッチを作り、それによってその周波数で伝えられる力
を小さくできることである。
【０００５】従来の無流体エラストママウントに優るい
くつかの利点を与えるが、流体減衰形マウント及び流体
慣性形マウントは共に受動的である。すなわち、それら
のマウントは装置内の振動に適応するように調節できな
い。開発がこの点で二つの分れた経路、すなわち、能動
マウントと適応マウントに沿って続いた。後者を最初に
検討することにする。
【０００６】適応マウントは、条件次第で異なって挙動
する。「適応」という語は、多数の非常に異なる概念を
包含する。一般的にいえば、適応マウントがマウントの
挙動を変えるためにマウントのパラメータの一つを変え
る。たとえば、二者択一の流体流路をもつマウントにお
いて、流路の挙動特性は、かなり異なる可能性がある。
自動車に適用する一群のマウントは減結合機構を用いて
いる。低振幅の中周波乃至高周波適用面では、流体の大
部分が減結合器のまわりにポンプ送りされるか、又は、
ある場合には、大径オリフイス内で減結合器を短いスト
ロークで振動させる。衝撃負荷などの高振幅の低周波外
乱が生ずると、減結合器は、流れを遮断し、本質的に
は、流体が慣性トラックを通って絞られ、かなりの振動
減衰を受ける長い小径慣性トラックを流体に通過させ
る。このようなマウントは、ソーン（Ｔｈｏｒｎ）に与
えられた米国特許第４，７０９，９０７号に示されてい
る。
【０００７】マウントの特性を変えるもう一つの方法
は、慣性トラックの寸法を変えることである。これは、
長さ、実効断面積、又は両方を変えることを含むことが
できる。一つそのようなマウントはホッジソン（Ｈｏｄ
ｇｓｏｎ）ほかに与えられた米国特許第４，９６９，６
３２号に開示されている。
【０００８】マウント特性を変えるなお第３の方法は流
体の降伏応力を変えることである。かなりの変化を行う
ためには、そのような降伏応力変化を受けやすい流体、
たとえば、電気流動学的（ＥＲ）流体を用いることを必
要とする。このようなマウントは、ホッジソンほかに与
えられた米国特許第５，０２９，８２３号に示されてい
る。
【０００９】前述のように、並行した開発が能動取付け
装置において行われつつあった。そのような能動装置の
例が、ペイロードプラットホームを制御するのに用いる
ためのマルーエグ（Ｍａｌｕｅｇ）の米国特許第４，０
３３，５４１号、ヘリコプタで用いるためのレグランド
（Ｌｅｇｒａｎｄ）の第３，４７７，６６５号及び自動
車マウントに用いるためのベスト（Ｂｅｓｔ）ほかの第
４，８６９，４７４号に見出される。能動マウントの動
作は、装置のある種の出力パラメータの検知、振動エネ
ルギーの効果に逆らうためのエネルギーを入れる外部か
らの動力源を使用することを含む。これらの能動装置
は、ある種の適用面に適当であるかもしれないが、現在
まで開発されたものは、複雑であり、それらを固定翼又
は回転翼の適用面に用いることができるとき、大きな高
出力エンジンの振動エネルギーに直接逆らう極大動力源
を必要とする。
【００１０】最近は、騒音相殺技術を構造的振動問題に
適用する試みがなされてきた。いくつかの試みは、音
（たとえば、航空機の機室における）として再び現れる
振動エネルギーを評価し、騒音の伝達を相殺するために
１８０°位相のずれた第２の音波を発生することを含ん
でいる。他の試みは、位相の１８０°ずれた第２の振動
波を振動を相殺するために構造体に直接に加えている。
例えばワルナカ（Ｗａｒｎａｋａ）ほかに与えられた米
国特許第４，５６２，５８９号を参照されたい。どちら
のやり方にも関連した困難は、相殺信号が外乱源から離
れている源をもっているとき、一つの空間的場所で１８
０°位相がずれているものが別の場所では異なる位相関
係をもっている（したがって完全には相殺しない）の
で、明らかなはずである。さらに、構造体内に追加のエ
ネルギーを入れることによって、この解決法は、材料の
応力、構造的疲労などに関連した問題を軽くするより
は、むしろ悪化させる。すべての用途が一次経路が「エ
ネルギー隘路」を通っているワルナカほかの特許の場合
におけるように、振動伝達の一次経路による絶縁解決法
を用いることを可能にするとは限らないが、絶縁マウン
トが好ましい解決法になる。 本発明の特徴を説明する
前に、もう一つの開発についてふれておかなければなら
ない。上述の流体マウントは一般的に単一ポンプ装置の
ものである。すなわちそれらのマウントは第１の室から
第２の室へ流体をポンプ送りし、圧力等化（すなわちサ
クション）によって流体を第一の室に戻す。特に航空宇
宙機取付けに関連した周波数と振幅においては、特に流
体柱を引っ張るとき、動くように強制されている流体の
蒸気圧より圧力が低くなることによって、流体がキャビ
テーションを起したり、分離する危険がかなりある。ジ
ョーンズ（Ｊｏｎｅｓ）の米国特許第４，８１１，９１
９号において、二重ポンプ使用マウントが開示されてお
り、そのマウントでは流体が両側複動ピストンによって
第２の室へ第１の室から及び第２の室から第１の室へポ
ンプ送りされる。エアオーバハイドローリック体積保償
器と組合せるとき、二重ポンプ使用マウントは、流体が
圧縮された状態にあり、押されているので決して張力が
かからないため、大ていの動作状態の場合キヤビテーシ
ョンの危険を事実上なくす。二重ポンプ使用マウントの
別の特徴が単一ポンプ使用マウントの二つの室の体積こ
わさがかなり（一般的には数オーダの大きさ）異なって
いるが、２流体室の体積こわさは、事実上類似（すなわ
ちできるだけ等しい）している。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術の欠点なく
した改良された能動流体マウントを提供することであ
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、改良された能
動二重ポンプ使用マウントである。慣性トラック内の流
体の振動の速度を変えて、振動エネルギーの源とそのベ
ースとの間に伝達される振動エネルギーの量を望むよう
に制御するために、受動慣性トラックに並列又は直列に
作動器が設けられている。受動慣性トラックは、絶縁装
置が、制御するように設計されている周波数のところに
特性ノッチを持つことになる。絶縁装置の場合には、ノ
ッチのところにある動こわさを零に駆動する、すなわち
エラストマによって作られた寄生減衰力及び流体通路に
おける流れに対する抵抗を打消すように流れを作動器に
よって変えることができる。この装置は複動ピストンに
よって利用できるようにされた増幅及び受動ノッチがこ
の臨界周波数において動こわさを小さくするということ
を利用している。したがって、この装置の重要な特徴
は、その装置が従来の能動マウントよりも効率的であ
り、必要な動力入力が少なく、したがって動力源又は作
動器が小さいことである。実際に、必要な作動器は非常
に小さいので、大ていの実施例の場合、作動器をマウン
トの中に内蔵させることができる。作動器がそのマウン
トを一つの周波数又はある範囲の周波数に対してさらに
効率的な絶縁装置にすることを可能にするが、作動器は
また同じマウントを他の周波数に対して効果的な減衰装
置にすることもできる。確かにマウントがほんの１、２
の一次励起周波数に遭遇する用途の場合、マウントの動
こわさを広い周波数、例えば２０ないし２００Ｈｚにわ
たって零に駆動するような具合に作動器を制御できる。
【００１３】この装置は、同調吸収器として様々なな用
途に用いることができる。代表的能動吸収装置の場合に
は、力が作動器を通して入力されて、吸収装置が構造体
に取り付けられている点で事実上すべての振動運動を打
消す。普通は、吸収装置のエネルギーは、吸収装置を取
付けた点において源の振動エネルギーの効果に関して１
８０°位相がずれている。吸収装置が共鳴近くの周波数
で作動される場合、利用できる相殺力は最大になるであ
ろう。本発明のその他の特徴、利点及び特性は以下の詳
細な説明を読むと明らかになるであろう。
【００１４】
【実施例】本発明の流体マウントの第１の実施例が図１
において１０で総括的に示されている。流体マウント１
０は、本明細書に利用して組込んであるジョーンズ（Ｊ
ｏｎｅｓ）に与えられた米国特許第４，８１１，９１９
号の流体マウントとほぼ同様の構成をしている。積層エ
ラストマ構成及び体積補償器の詳細は、それらが本発明
の一部分を構成しておらず、図を不必要に複雑にするの
で、本特許願の図から省いた。
【００１５】流体マウント１０は、一部分第１の流体充
填弾力性室１４と事実上同様の体積こわさを持つ第２の
同様の室１６を定めるハウジング１２を備えている。ジ
ヨーンズの特許に述べられているように、流体マウント
は、０．４２９ｋｇｆ／ｃｍ５より大きい体積こわさを
持った室を持つように設計され、実際に、２１．４５ｋ
ｇｆ／ｃｍ５以上の体積こわさが幾つかの用途に適当で
ある。もっと普通には、ヘリコプタ−用途のマウントが
０．８５８〜２．１４５ｋｇｆ／ｃｍ５の範囲の体積こ
わさを持った室を備え、一方、固定翼用途は４，２９〜
８．５８ｋｇｆ／ｃｍ５の範囲の体積こわさを必要とす
る。
【００１６】流体充填室１４及び１６は、通路１８によ
って相互接続されている。通路１８は内部慣性トラック
部分２２及び２４と相互接続された外部管又は慣性トラ
ック部分２０を備えている。複動ピストン３６が室１４
を室１６から分けてハウジング１２の中でエラストマの
ブロック２８によって取付けられている。エラストマブ
ロック２８はピストン２６及びハウジング１２に従来の
方法で結合されている。この流体マウント１０が絶縁マ
ウントとして用いられるとき、ハウジング１２は、エン
ジン隔壁にフランジ３２にある孔３０を通って伸びるボ
ルト（図示なし）によって取付けられる。航空機の翼
（図示なし）から下に伸びるパイロンからのスタッブシ
ャフトがピストン２６の孔３４に受けられる。エンジン
が振動するとハウジング１２がパイロンとピストン２６
に対して振動するので、ピストン２６は、振動エネルギ
ーを室１４の中の流体によって慣性トラック１８を通し
て室１６の中の流体に伝えさらにピストンの戻りストロ
ークの結果としてエネルギーを再び元に戻す。慣性トラ
ックを通過することによって流体が絞られ、誘起された
慣性力が増幅される。
【００１７】これまで検討したハードウエアは、すべて
の本質的詳細において、ジヨーンズの上記特許の受動流
体マウントと同じである。受動マウントは、マウントの
動こわさ（及び伝達される振動エネルギー）が最小値に
達するノッチ周波数を持っている。この最小値が起る周
波数は、外部慣性トラック２０の長さと面積のパラメー
タを変えることによつて同調させることができる。（ト
ラック部分２２及び２４の長さと直径を一たん固定して
しまったとき）。流体マウント１０が普通は特定のエン
ジンに適用するように設計されており、かつ動作特性を
変えるための変更が普通では必要でないが、取換えを可
能にするための継手２１と共に示されている。しかし、
エンジンの動作特性が装置の寿命期間にわたって変れ
ば、取換えを行うことができるであろう。流体マウント
１０は普通は特に重要な周波数、例えば、巡行速度にお
けるエンジンタービンフアンの回転周波数にノッチの位
置を決めるように設計される。
【００１８】作動器３６が補助ハウジング３８の中に納
められているものとして図１に示されている。図６にお
いて最もよく見られる作動器３６は、部材４０にボルト
４２によって所定の位置に固定できる。この実施例にお
いては、作動器３６は、磁石４４、磁極片４６、ボイス
コイル４８、心出しばね５２を持ったスプール５０を特
徴とする電磁作動器として示されている。スプール端５
４に最も近い心出しばねは、スナップリング５３に反作
用し、それによって保持されている。作動器３６は第２
の室１６と通路５８を通して連絡している開口部５６の
中に受けられる。スプール５０の端５４は、第１の室１
４と通路６０を介して連絡している。スプール５０は、
ルーロン（Ｒｕｌｏｎ：商標登録）プラスチックなどで
作ることのできる自己潤滑ブシュ５１の中に受けられ
る。ボイスコイル４８の横に伸びる表面は、それを貫く
複数の穴４９を備え、流体が作動器３６の中に自由に流
入できるようにしている。孔４９がないと、ボイスコイ
ル４８の運動がコイル４８と磁極片４６の間に流体をと
らえることによって制限されるであろう。導線４７（通
常は銅）がボイスコイル４８の巻線を形成する。
【００１９】本願に適当な形式の電磁作動器は米国カリ
フオルニア州サンマルコのビーイーアイ・モーション・
システムズ（ＢＥＩ Ｍｏｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ）
のキムコ・デビジョン（Ｋｉｍｃｏ Ｄｉｖｉｓｉｏ
ｎ）から購入できる。ブシュ５１は、スプール５０の運
動に対する滑り摩擦を減少させるのと室１４と１６を互
いに密封する二重の機能を果たす。ブシュ５１の密封機
能に関しては、ブシュ５１は、ジヨーンズ型の単一体積
補償器を用いる用途において特に二つの室を完全には絶
縁しないことが好ましい。ブシュ５１を横切る漏洩があ
ると両方の室１４及び１６が補償器の補償能力を利用で
きるようにする。二つの通路５８及び６０は、流体の絞
りを最小にするようにそれらの通路の長さに対して十分
に大きな直径のものである。ハウジング６０にある複数
の穴６４がボイスコイル４８に流体が接近できるように
する。取付けボルト６６が補助ハウジング３８と中間部
材４０を通って伸び、ハウジング１２にねじ締めて固着
される（図１）。
【００２０】ボイスコイル４８を通る電流の量を変える
ことによって、コイル４８の巻線内に誘起される磁界の
強さと方向を変えて磁極片４６に対するコイル４８の位
置を変えることができる。スプール５０は、コイル４８
の運動に応じて流体をポンプ送りし、エネルギーが慣性
トラック１８と並列に流体に入れられるようにして装置
内の流体振動の速度を変える。スプール５０の運動速度
を適当に制御することによって、マウントの受動的に発
生した力（例えばエラストマブロック２８の減衰力や装
置内の流体の流れに対する抵抗）は、マウントの動こわ
さを零に駆動するように逆向きに働かすことができる。
したがって、このノッチ周波数（又は動こわさを零にす
ることのできる任意の周波数）における外乱源の振動の
大きさにかかわらず、振動源から流体マウントを横切っ
て機体に振動力が伝えられないが、それは、伝達される
定常状態の力の大きさが動こわさ（この場合零）と変位
の積であるからである。しかし翼及びエンジンのバウン
ス（はね返り）モードと一致する低周波において零の動
こわさを作ることは望ましくないことに注意されたい。
ブシュ５１を横切る漏洩は、臨界設計周波数（例えば約
５〜１０Ｈｚ以下）以下の周波数において力を発生する
ように流体マウントの能力を制限するように設計するこ
とができる。
【００２１】図２は作動器３６が慣性トラック１８の中
に直接に設けられている流体マウント１０の第２の好ま
しい実施例を示している。この実施例においては、慣性
トラックは、通路５８及び６０と共に通路２２及び２４
によって流体マウントの中に直接に形成されている。作
動器３６が慣性トラック１８と並列に作用している図１
の実施例の場合、最適制御性能がノッチ周波数以上にあ
るが、作動器が慣性トラックと直列になっている図２の
実施例の場合、最適制御性能がノッチ周波数以下にあ
る。この性能の差は、二つの異なる構成の動作における
基本的相違の結果である。直列作動器は、慣性トラック
の流体スラグ（流体の中で塊として挙動する部分）にお
ける挙動に影響を与えることによって装置内の流体の挙
動に影響を与え、一方、図１の並列作動器は、室１４及
び１６の中に直接にエネルギーを投入する。エネルギー
の直接の投入は、より小さな量の流体運動でさらに多く
の仕事をなすことができるようにするので、より迅速に
（すなわちより高い周波数において）行うことができ
る。
【００２２】図３は作動器３６がピストン２６を介して
やはり慣性トラック１８と並列に作用する第３の好まし
い実施例を示している。取付けボルト６６が作動器３６
をピストン２６に組立てるのを用意にするアクセス板６
８を固定する。ピストン２６の上面及び下面は、作動器
を流体マウント１０の最上部と底のいずれかから据え付
けできるように構成されていた。
【００２３】図４は、図３の実施例と構造的に同様であ
るが機能的には図２の実施例と同様である第４の実施例
を示している。図３の実施例におけるように、作動器３
６は、ピストン２６に取付けられてピストン２６を介し
て作用する。しかし、この実施例においては、慣性トラ
ック１８は、ピストン２６に複数の固定具７０（一つが
示されている）によってボルト締めされている薄板金属
のプレス加工品として形成され、この薄板金属のプレス
加工品は通路２２が形成されている。作動器３６は慣性
トラック１８と直列に機能するように、すなわち慣性ト
ラック内の流体振動の速度を変えることによってエネル
ギーを流体マウントに入力するように位置決めされてい
る。アクセス板６８はまた、作動器３６と、この実施例
において、薄板金属慣性トラック１８の据え付けを容易
にするためにピストン２６に接近できるようにしてい
る。作動器３６を止めると、運動の起こっている方向の
ピストン２６の側での圧力蓄積は、スプール５０に対応
する心出しばね５２に反抗させて、振動エネルギーを他
方の流体室に送る。したがって、この実施例及び図２の
実施例の場合、室１４と１６を流体的に相互接続する手
段には、スプール５０並びに補助通路２２、２４、５８
及び６０がある。
【００２４】本発明の流体マウントの第５の実施例が図
５に示され、作動器３６の詳細が図７に示されている。
この実施例における本質的な相違点は、サーボ油圧式で
ありマニホルド３７を通ってハウジング１２に相互接続
されている作動器３６にある。この適用に適当な電気油
圧サーボ弁がムーグ・コントロールズ・デイビジョン
（ Ｍｏｏｇ Ｃｏｎｔｒｏｌｓ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ）
から入手でき、ムーグシリーズ７２サーボ弁と名付けら
れている。図７に最もよく見られるように、外部圧力源
（図示なし）がすべてスプール５０の制御のもとに作動
油をマニホルド３７を通して入口ポート５９の中へ、次
に通路５８及び６０を通りそれぞれ内部トラック２２及
び２４へ、次にマニホルド３７を通り出口ポート６１を
通って伸びる戻り管路（図示なし）へ送る。電磁制御装
置（図示なし）のアーマチュアは、スプール５０の運動
を従来の方法で作動するために作動油をスプール５０の
端に分配する弁の穴を監視する。固定翼に適用する場合
には、電磁作動が好まれるであろう。しかし、回転翼に
適用する場合には、サーボ弁の使用が追加の動力を発生
できるので好まれる。流体マウントがノッチを作るよう
に設計された多くの固定翼に対する適用においては、所
望の制御を行うために少量の動力しか必要としない。し
たがって、高速応答を与える電磁作動器が好まれる。ヘ
リコプターのパイロン取付けのような幾つかの用途にお
いては、振動源の振動エネルギーを打消すに必要な力を
発生するにはより大きな動力を必要とする可能性があ
る。したがって、それらの用途の場合にはサーボ弁が好
まれるであろう。
【００２５】図８は同調吸収装置としての適用を図解で
示している。この実施例においては、ピストンは棒２６
ｃによって相互接続され、ばね２８の影響のもとにハウ
ジング内で動く二つの独立のピストン２６ａと２６ｂに
分割されているものとして示されている。この実施例
は、図１のさらに普通の二重ポンパピストン２６と関連
のハウジング２６の関連のハウジングの幾何学的形状を
やはり用いることができたことがわかるであろう。ばね
２６は、コイルばねとして図解的に示されているが、そ
れらのばねはピストン２６ａと２６ｂをハウジング１２
に対して密封する前の実施例にあったようなエラストマ
ーばねを備えるのがより普通である。慣性トラック１８
が固定壁１５によって分割されている流体室１４と１６
を相互接続している。二次慣性トラック１７が壁１５を
貫通して伸びている。各室１４と１６は弾力性室１９を
備えているものとして示されている。使用時には、一つ
以上の純流体部材１０がエネルギーが吸収されることに
なっている構造体から棒２６ｃによって吊り下げられて
いる。ハウジング１２、慣性トラツク１８および全装置
内の流体は、作動器３６の影響を受けて構造体の振動を
その同期をはずして振動させることによって吸収するよ
うに制御される釣り合い重りとなるであろう。一つ以上
の吸収装置１０の慣性トラック１７及び１８を通る流体
のスロッシング（容器内の液体の液面揺動を伴う振動）
は、構造体の振動パルスを打消すに必要な慣性力を与え
るであろう。同調吸収装置としての純流体部材１０の適
用を図８の実施例に関してのみ論じたが、本明細書に開
示したどの実施例にも同調吸収装置として用いることが
できるであろうことが容易に理解されるであろう。
【００２６】図９は好ましくは電磁形式のものである作
動器３６が図３及び図４の実施例の場合におけるよう
に、ピストン２６を介して作用する第７の実施例を図解
的に示している。この実施例については、第１と第２の
ベローズ２３が作動器３６を囲んで作動流体（空気であ
ってもよい）をハウジング１２の中の残りの流体から密
封することが特徴的である。ベローズ２３は、各ベロー
ズ２３の端に取付けられたスプール５０でばね５２の心
出しをする機能を果たすことができる。スプール５０が
動くと一方のベローズを広げ、他方のベローズ縮めて図
１及び図３の実施例と事実上同じようにして、すなわ
ち、慣性トラック１８と並列に振動エネルギーを入力さ
せる。ベローズ２３を用いるとブシュ５１が部分シール
を与える必要をなくす。なお、独立の心出しばね５２
は、ベローズ２３がこの機能を行うので不必要である。
どの他の実施例もベローズ２３を組込むことができるよ
うに改変されるであろうことは明らかである。
【００２７】図１０は本発明の流体マウント１０に付け
て有用な制御装置の略線図である。本願において用いら
れた制御理論は周波数整形フイードバックである。運動
入力を表す外乱入力Ｘ（ｓ）が流体マウント１０を励起
する。並列前送り伝達関数Ｇ１（ｓ）流体マウントの制
御されない（受動的）動こわさを表している。外乱入力
Ｘ（ｓ）が流体マウント１０に遭遇すると、伝達関数Ｇ
１（ｓ）が制御されない流体マウント１０を横切って伝
達される力Ｆｄ（ｓ）の大きさを決める。点線で示され
ているように、選択的に外乱Ｘ（ｓ）の周波数を標本化
できる。標本化は整形フイルタ１１がそれの性能特性を
修正する能力を備えている場合、フイルタ特性を変える
のに用いられる。Ｈ（ｓ）が約束によって負の値を持っ
ている。場合によっては（例えば外乱が本質的に広帯域
のものであるとわかっているとき）、整形フイルタ１１
の特性が組立てる前に決められるので、標本化が不必要
である。流体マウントＦ（ｓ）によって伝えられる力は
Ｆｄ（ｓ）とＦｃ（ｓ）の和である。Ｆ（ｓ）はセンサ
Ｓによって整形フイルタ１１に入力される。センサＳは
できれば力センサであるのがよいが、それは構造的部材
の変位、構造的部材の速度、構造的部材の加速度、構造
的部材に加わる力、慣性トラック内の流体の流量、及び
二つの室の一方における圧力を含む複数の変数の任意の
一つを測定できる。整形フイルタ１１によって整形され
た力信号は、制御信号の単位当りに流体マウントによっ
て発生された力を表しているＧ（ｓ）に入力される。出
力Ｆｃ（ｓ）は所望の方法でベースに伝えられる力信号
Ｆ（ｓ）を制御するために流体マウント１０の中のＦｄ
（ｓ）と加え合わされる。
【００２８】図１１、１２及び１３は広帯域外乱スペク
トルＸ（ｓ）のためのＦｄ（ｓ）、Ｈ（ｓ）及びＧ
（ｓ）の代表的グラフである。入力の周波数が広帯域に
なっているので、したがって能動流体マウントはほぼ平
らな応答Ｇ（ｓ）を持つように設計されている。
【００２９】図１４、１５、及び１６は二つの周波数が
優勢になっている外乱スペクトルのための図１０と同じ
パラメータについての直線を示している。外乱周波数を
標本化した結果として、フイルタＨ（ｓ）（図１５）は
その応答を問題の二つの周波数において最大にするのが
特徴である。再び、絶縁装置（図１６）の応答は最大力
が例えば、一次外乱周波数において約６０Ｈｇにおいて
発生され、装置の振動の制御を初期設定し、流体マウン
トが二次外乱周波数において適当な制御を与えることが
なおできるが、制御が望まれている範囲全体にわたって
次第に減少することを示している。もう一つの例におい
て外乱周波数スペクトルが単一の優勢な周波数を含むが
装置が別の周波数に特に敏感であるとわかっている場
合、整形フイルタ１１の第２のピーク（図１５）は、妨
害感受性の周波数において振動を制御するように置くこ
とができた。
【００３０】図１７は、３種類の流体マウント、すなわ
ち従来のゴム対金属、受動流体及び能動流体のものに対
する外乱周波数範囲にわたってスイープされた単一の一
次外乱周波数を含む動こわさエンベロープのプロットで
ある。従来のゴム対金属マウントのこわさは周波数と共
に増加する。受動流体マウントは特定の周波数で柔らか
いように設計することができるが、その周波数は固定さ
れている。能動流体マウントの場合は、流体マウントの
応答を変えて零になる動こわさを作ることができ、作動
器の振動速度は振動速度をそこに保つように変えられ
る。能動流体マウントの性能に関する利点は容易にわか
る。
【００３１】図１８は広帯域外乱を受ける３種類の流体
マウントに対する動こわさのプロットを示している。ま
た、本発明の能動流体マウントの特性の優れていること
が容易に明らかである。
【００３２】図１９は二つの離散周波数（図１５）を取
扱うために整形フイルタ１１を備えている流体マウント
１０の瞬時動こわさを示している。図示のように、流体
マウントはこれらの二つの外乱周波数に対して丁度零か
その付近に動こわさを持つように作られている。外乱入
力がこれら二つの周波数において集中されるので、能動
流体マウントのこれらの周波数における振動エネルギー
の伝達を事実上なくすことができるということは、それ
を優れているとして特徴づけている。また受動流体マウ
ントは、制動を大きくする能力がなければ、外乱スペク
トルがこの周波数にいくらかのエネルギーを含む場合、
面倒であると証明できたある固有共鳴周波数（図１９、
ピーク）を持っていることに注意されたい。本発明は能
動的に振動を制御する流体マウント１０の七つの実施例
に向けられている。受動二重ポンプ使用マウントが電磁
型又はサーボ油圧型のものであってもよい作動器３６を
一次（１８）又は二次（５６、５８、６０）慣性トラッ
クに設けることによって改変されている。作動器は二つ
の流体室１４と１６の間に伝えられる振動エネルギーを
変えて振動の支持構造への伝達を制御するために臨界周
波数で流体マウントの動こわさを減らすために使用でき
る。
【００３３】種々の変更、代替及び改変態様が前述の明
細書を読むと当業者に明らかになるであろう。例えば各
実施例に単一の作動器が示されていたが、明らかに１対
の電子的に噛み合わされた作動器、（各室に一つ）を採
用できるであろう。特許請求の範囲内に入るすべてのこ
のような変化及び代替及び改変態様は本発明の一部分で
あると考えられることを意図している。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の能動流体マウンドの第１の実施例の
断面図である。
【図２】 本発明の流体マウントの第２の実施例の図１
と同様な断面図である。
【図３】 本発明の流体マウントの第３の実施例の図１
と同様な断面図である。
【図４】 本発明の流体マウントの第４の実施例の図１
と同様な断面図である。
【図５】 本発明の流体マウントの第５の実施例の部分
断面の側面図である。
【図６】 本発明の流体取付マウントに用いることので
きる電磁作動器の詳細を示す拡大断面図である。
【図７】 本発明の流体マウントに用いることのできる
サーボ油圧式作動器の特徴の詳細を示す図６と同様な断
面図である。
【図８】 同調吸収装置として用いることのできる能動
装置の第６実施例の図解図である。
【図９】 密閉流体作動装置を組込んでいる本発明の流
体マウントの第７の実施例の図解図である。
【図１０】 本発明の流体マウントと共同して用いるこ
とのできる制御装置の略線図である。
【図１１】 広帯域外乱のための入力外乱スペクトルＦ
ｄ（ｓ）の代表的プロットである。
【図１２】 広帯域外乱のための整形フイルタスペクト
ルＨ（ｓ）のプロットである。
【図１３】 広帯域外乱のための絶縁装置応答スペクト
ルＧ（ｓ）のプロットである。
【図１４】 二つの一次励起周波数を有する入力外乱の
ための図１１と同様なＦｄ（ｓ）のプロットである。
【図１５】 二つの一次周波数スパイクを持った入力外
乱のための図１２と同様なＨ（ｓ）のプロットである。
【図１６】 二つの一次周波数スパイクを持った入力外
乱のための図１３と同様なＧ（ｓ）のプロットである。
【図１７】 単一又は二重周波数外乱のための受動エラ
ストマ、受動流体及び能動流体マウントに対する動こわ
さエンベロープの比較プロットである。
【図１８】 広帯域外乱のための同じ三つのマウントに
対する動こわさエンベロープの比較プロットである。
【図１９】 一次及び周波数によって特徴づけられる外
乱に対する同じ三つのマウントに対する瞬時動こわさプ
ロットの比較プロットである。
【符号の説明】
１０ 流体マウント １２ ハウジング ２０ 外部慣性トラック ２２，２４ 内部慣性トラック ２６ 複動ピストン ２８ エラストマブロック ３６ 作動器 ３８ 補助ハウジング ４４ 磁石 ４６ 磁極片 ４８ ボイルコイル ５０ スプール ５２ 心出しばね ６８ アクセス板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 チャールス・エム・ノーブルス、ジュニア アメリカ合衆国ノースカロライナ州27526、 フーケイ−バリナ、ヘイスタック・サーク ル103 (72)発明者 ピーター・ジェイ・ジョーンズ アメリカ合衆国ペンシルバニア州16509、 エリー、ハーマン・ドライブ5510 (72)発明者 マーク・アール・ジョリイ アメリカ合衆国カリフォルニア州95616、 デイビス、ポールライン・ロード1619 (72)発明者 ドナルド・エル・マーゴリス アメリカ合衆国カリフォルニア州95618、 エルマセロ、ノース・エルマセロ・ドライ ブ44865

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１の振動部材によって第２の振動部材
    に誘導される振動の量を制御する装置において、 ａ）ハウジングと、 ｂ）第１の流体充填弾力性室と、 ｃ）第２の流体充填弾力性室と、 ｄ）前記第１の室と前記第２の室を相互接続する手段
    と、 ｅ）エネルギーを前記第１の室の中の流体から前記相互
    接続手段を介して前記第２の弾力性室へ伝える第１の側
    とエネルギーを前記第２の室の中の前記流体から前記相
    互接続手段を通して前記第１の弾力性室へ伝える第２の
    側を有する少なくとも一つのピストンであり、前記第１
    と第２の両方の室からエネルギーの前記伝達が前記第１
    の振動部材と前記第２の振動部材との間の相対運動に応
    じ、前記ピストンが前記第１及び第２の振動部材のうち
    の一つに接続されており、 ｆ）前記少なくとも一つのピストンによって生じたエネ
    ルギーの伝達を能動的に大きくするように前記第１と第
    ２の弾力性室を純流体的に相互接続するエネルギー入力
    手段と、を備え前記第２の振動部材内の振動エネルギー
    の量を望むようにして制御できるようにした振動量制御
    装置。
  2. 【請求項２】 前記相互接続手段が前記第１と第２の流
    体充填室を純流体的に相互接続する少なくとも一つの通
    路を備えている請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記エネルギー入力手段が前記少なくと
    も一つの通路と並列で前記装置のある部分の中の流体の
    振動を加減する作動器を備えている請求項２に記載の装
    置。
  4. 【請求項４】 前記作動器が電気油圧サーボ弁を備えて
    いる請求項３に記載の装置。
  5. 【請求項５】 前記作動器が電磁作動器を備えている請
    求項３に記載の装置。
  6. 【請求項６】 前記第１及び第２の流体充填弾力性室の
    中に伸び込んでいて前記作動器を中に入れている１対の
    ベローズをさらに備え、前記作動器が前記第１及び第２
    の流体充填室内の流体から隔離されるようにした請求項
    ３に記載の装置。
  7. 【請求項７】 前記相互接続手段がさらに前記通路と直
    列の作動器のスプールをさらに備えている請求項２に記
    載の装置。
  8. 【請求項８】 前記エネルギー入力手段が前記第１と第
    ２の室の間のエネルギーの伝達に影響に与えるために前
    記第１と第２の室の間に伸びる前記作動器を備えている
    請求項７に記載の装置。
  9. 【請求項９】 前記作動器が電気油圧サーボ弁を備えて
    いる請求項８に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 前記作動器が電磁作動器を備えている
    請求項８に記載の装置。
  11. 【請求項１１】 前記第１及び第２の流体充填弾力性室
    の中に伸び込んでいて前記作動器を中に入れている１対
    のベローズをさらに備え、前記作動器が前記第１及び第
    ２の流体充填室内の流体から隔離されるようにした請求
    項８に記載の装置。
  12. 【請求項１２】 前記少なくとも一つのピストンが前記
    第１及び第２の室の中で前記ハウジング内に固定されて
    いる中間分割壁の両側でそれぞれ同時に動くように一つ
    に結合された１対の可動ピストンを備えている請求項２
    に記載の装置。
  13. 【請求項１３】 前記中間分割壁がさらに前記第１及び
    第２の流体充填室と純流体的に連絡する前記分割壁を貫
    通して伸びる二次通路を備えている請求項１２に記載の
    装置。
  14. 【請求項１４】 前記ハウジングが前記第１と第２の振
    動部材の他方に接続されている請求項１に記載の装置。
  15. 【請求項１５】 前記第２の部材がさらにエンジン取付
    けパイロンなどの比較的静止した構造支持体を備えてい
    る請求項１４に記載の装置。
  16. 【請求項１６】 構造部材の変位、構造部材の速度、構
    造部材の加速度、構造部材に加わる力、前記通路内の流
    体の流量、及び前記二つの流体室の少なくとも一方にお
    ける圧力を含む群から少なくとも単一の変数を検出し前
    記エネルギー入力手段の調節のための帰還信号を与える
    センサ手段をさらに備えている請求項２に記載の装置。
JP4276874A 1991-10-15 1992-10-15 能動振動制御装置を備えた流体マウント Pending JPH05202976A (ja)

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