JPH06129462A - 防振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 防振特性を可変可能で、構造が簡単な防振装
置を提供すること。 【構成】 金属の内筒１４と金属の外筒１２との間に、
金属の中間筒１６を隔離して配置し、外筒１２と中間筒
１６との間及び中間筒１６と内筒１４との間に、電界に
よって弾性率が変化する電気応答性弾性体１８を配設す
る。外筒１２及び内筒１４は、車体２０を介して電源２
２のマイナス側を、中間筒１６は電源２２のプラス側を
連結する。電気応答性弾性体１８にかける電界の大きさ
によって防振装置１０のばね定数を可変できるので、自
動車のサスペンションブッシュとして使用した場合に
は、低ばね定数にして乗り心地を確保することができ、
高ばね定数として操縦安定性を確保することもできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、振動発生部からの振動
の伝達を阻止する防振特性可変型の防振装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、自動車の足廻りなどに用
いられるブッシュ型防振装置は、外筒と内筒との間をゴ
ムで連結した構造となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このブッシュ型防振装
置のばね定数は、用いるゴムの弾性率によって一義的に
決まるものである。このため、乗り心地（ばねは柔らか
いことが望ましい）と操縦安定性（ばねは硬いことが望
ましい）、又は低周波大振幅振動入力時の減衰確保（ば
ねは硬いことが望ましい）と高周波小振幅振動入力時
（ばねは柔らかいことが望ましい）の動ばね定数の両立
は困難であった。

【０００４】このため、流体を封入して流体経路をアク
チュエーターによって開閉させ、ばね定数を可変にする
制御式のブッシュ型防振装置も提案されているが、大き
さが大きく、構造も複雑でコストが高く、実用には至っ
ていないのが現状である（例えば、特開昭６２−１０１
９３５号）。

【０００５】本発明は上記事実を考慮し、防振特性を可
変可能で、しかも構造が簡単な防振装置を提供すること
が目的である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の防振装置は、振
動発生部及び振動受部の何れか一方に連結される導電性
の第１の取付部材と、振動発生部及び振動受部の何れか
他方に連結される導電性の第２の取付部材と、前記第１
の取付部材と第２の取付部材との間に隔離して配設され
る導電性の中間部材と、前記第１の取付部材と前記中間
部材との間及び前記第２の取付部材と前記中間部材との
間に配設され、電界作用により弾性率が変化する電気応
答性弾性体と、を備え、前記第１の取付部材と第２の取
付部材は振動発生部及び振動受部の電位と同電位とし、
前記中間部材は前記電気応答性弾性体に電界をかける所
定の電位とすることを特徴としている。

【０００７】

【作用】本発明の防振装置によれば、例えば、第１の取
付部材を振動発生部へ連結し、第２の取付部材を振動受
部へ連結すると、振動は電気応答性弾性体の内部摩擦に
基づく抵抗により振動が吸収される。さらに、振動の状
況により防振装置のばね定数を変化させたい場合には、
中間部材を電気応答性弾性体に電界をかける所定の電位
とすることにより第１の取付部材と中間部材との間及び
第２の取付部材と中間部材との間の電気応答性弾性体の
弾性率が変化して防振装置のばね定数を変化させること
ができる。

【０００８】

【実施例】

〔第１実施例〕本発明の第１実施例に係る防振装置１０
を図１にしたがって説明する。

【０００９】図１に示すように、本実施例の防振装置１
０は、振動発生部または振動受部の何れか一方に連結さ
れる第１の取付部材としての金属の外筒１２と、この外
筒１２内に平行軸的に設けられ振動発生部または振動受
部の何れか他方に連結される第２の取付部材としての金
属の内筒１４とを有しており、この内筒１４と外筒１２
との間には、外筒１２と平行軸的に中間部材としての金
属の中間筒１６が隔離されて配設されている。

【００１０】この外筒１２と中間筒１６との間及び中間
筒１６と内筒１４との間には、電気応答性弾性体１８が
配設されている。この電気応答性弾性体１８は外筒１
２、中間筒１６及内筒１４には加硫接着されている。

【００１１】この電気応答性弾性体１８は、電界をかけ
ることにより弾性率が変化する弾性材料であって、かけ
られる電界の大きさに応じて弾性率が高くなる性質を有
している。

【００１２】この電気応答性弾性体１８は、詳しくは電
気絶縁性高分子材料に電場の作用により電気分極する微
粉体が分散してなるものであって、弾性率が１０⁵ 〜１
０⁹ダイン／ｃｍ² である電気絶縁性高分子材料に、例
えば、炭素／水素原子比（Ｃ／Ｈ比）が１．２〜５であ
って平均粒径が０．５〜５００μｍである炭素質微粉体
を分散微粒子として用いることを特徴とする。

【００１３】この電気絶縁性高分子材料は、主鎖に不飽
和炭素結合を持つ架橋汎用ゴム（例えば、ブタジエンゴ
ム、イソプレンゴム、スチレン・ブタジエンゴム等）、
架橋特殊ゴム（例えば、シリコーンゴム、ポリウレタン
ゴム、ホスファゼンゴム等）及び、各種熱可塑性ゴムな
どが好ましく、さらにこれらに軟化材、添加剤などを配
合した架橋ゴム、あるいはこれらを発泡した架橋ゴムな
ども好適に用いられる。

【００１４】つまり、電気絶縁性高分子材料は室温ある
いは使用温度で物理架橋あるいは化学架橋により弾性的
挙動を示し、柔軟性に富む高分子重合体であることが望
ましく、弾性率が１０⁵ 〜１０⁹ ダイン／ｃｍ² の材料
である。

【００１５】一方、炭素／水素原子比（Ｃ／Ｈ比）が
１．２〜５である炭素質微粉体としては、具体的には、
（１）コールタールピッチ、石油系ピッチ、またはポリ
塩化ビニルを熱分解して得られるピッチなどを微粉砕し
たもの、（２）それらピッチ又はタール成分を加熱処理
して得られる炭素質メソフェーズ小球体粉末、すなわ
ち、加熱により形成される光学的異方性小球体のピッチ
成分を溶剤で溶解分別することによって得られる粉末、
更にこれを微粉砕したもの、ピッチ原料を加熱処理によ
りバルクメソフェーズ（例えば特開昭５９−３０８８７
号公報参照）とし、それを微粉砕したもの、また一部晶
質化したピッチを微粉砕したもの、（３）フェノール樹
脂などの熱硬化性樹脂を低温で炭化したものなど、いわ
ゆる低温処理炭素質粉末、（４）無煙炭、歴青炭などの
石炭類及びその熱処理物を微粉砕したもの、（５）ポリ
エチレン、ポリスチレンなどの炭化水素系ビニル高分子
と塩化ビニル、塩化ビニリデンなどの塩素含有高分子と
の混合物を加圧下で加熱することによって得られる炭素
球又はそれを微粉砕したもの、（６）ポリアクリロニト
リルなどの残炭率の高い高分子の炭化物など、で例示さ
れる微粉体などが上げられる。

【００１６】外筒１２及び内筒１４は、それぞれ、車体
２０を介して電源２２のマイナス側が、中間筒１６は導
線２３を介して電源２２のプラス側が連結されており、
これによって電気応答性弾性体１８に電界をかけれるよ
うになっている。この電源２２は制御装置２４に連結さ
れており、制御装置２４には、振動発生部、一例として
自動車の車体２０に取り付けられた振動センサ２６が連
結されている。この制御装置２４は、振動センサ２６か
らの信号を受け、車体２０の振動に対応して電源２２の
出力電圧を制御する。なお、本実施例では、自動車の車
体２０をマイナス側としている。

【００１７】次に、本実施例の作用を説明する。一例と
して、本実施例の防振装置１０が自動車のエンジンマウ
ントとして使用される場合は、内筒１４を図示しないボ
ルトを介して振動発生部であるエンジンへ連結し、外筒
１２を図示しないブラッケットを介して振動受部である
車体２０へ連結して使用する。

【００１８】ここで、例えば、エンジンの振動が低周波
振動を発生している場合、例えば、シェイク振動やアイ
ドル振動等の低周波大振幅振動時には、電圧を印加し、
外筒１２と中間筒１６との間及び中間筒１６と内筒１４
との間に電界をかけて電気応答性弾性体１８の弾性率を
上げる。これによって、防振装置１０は大きな減衰力を
確保することができる。

【００１９】一方、エンジンの振動が高周波振動を発生
している場合、例えば、こもり音等の高周波小振幅振動
時には、電圧を印加しない。電気応答性弾性体１８に
は、電界がかからないので、電気応答性弾性体１８の弾
性率は電界をかけたときよりも低くなり（電気応答性弾
性体１８の本来の弾性率に戻る）、即ち、防振装置１０
の動ばね定数が低くなって高周波振動の伝達が阻止され
る。

【００２０】また、本実施例の防振装置１０が自動車の
サスペンションブッシュとして使用する場合で、乗り心
地を重視する場合には、電気応答性弾性体１８に電界を
かけないで（又は小さい電界をかけていてもよい）防振
装置１０のばね定数を低くし、操縦安定性を重視する場
合には、電気応答性弾性体１８に電界をかけて防振装置
１０のばね定数を高くする。

【００２１】このように、本実施例の防振装置１０は極
めて簡単な構成でばね定数を可変することができ、自動
車のサスペンションブッシュとして使用した場合には、
乗り心地と操縦安定性との両立が図れ、自動車のエンジ
ンマウントとして使用した場合には、低周波振動時の減
衰力を確保できると共に高周波振動時の低動ばね定数を
も確保できる。

【００２２】なお、中間筒１６が無い場合には、外筒１
２または内筒１４の何れか一方をプラスとしなければな
らず、この場合にはプラスとした外筒１２または内筒１
４の何れか一方をマイナスである車体２０から電気的に
絶縁する必要が生じるが、本実施例の防振装置１０は、
車体２０への取り付け部分、即ち、外筒１２と内筒１４
とが、取り付け相手である車体２０と同極（マイナス）
とされているため、外筒１２及び内筒１４と車体２０と
の間に電気的な絶縁物を設ける必要がない。

【００２３】また、車体２０がプラスである場合には、
外筒１２及び内筒１４をプラスに接続し、中間筒１６を
マイナスに接続すればよい。

【００２４】なお、本実施例では、防振装置１０を自動
車の車体２０へ取り付けた例を示したが、本発明はこれ
に限らず、防振装置１０は一般産業用機械等に用いても
よいのは勿論である。

【００２５】〔第２実施例〕本発明に係る防振装置１０
の第２実施例を図２にしたがって説明する。

【００２６】なお、第１実施例と同一構成に関しては同
一符号を付し、その説明は省略する。

【００２７】図２に示すように、この防振装置１０には
第１の取付部材としての金属の底板１１２が備えられて
いる。この底板１１２は中央下部に取付ボルト１１４が
突出され、一例として図示しない自動車の車体へ固定さ
れる。底板１１２の周囲は直角に屈曲された筒状の立壁
部１１２Ａとされており、この立壁部１１２Ａの上端部
には直角に屈曲されたフランジ部１１２Ｂが連続形成さ
れている。

【００２８】このフランジ部１１２Ｂは、外周がさらに
直角に屈曲されて金属の外筒１１６の下端部がかしめ固
定されており、フランジ部１１２Ｂと外筒１１６の下端
部との間に第１ダイヤフラム１１８の周縁部が挟持され
ている。この第１ダイヤフラム１１８と前記底板１１２
との間は空気室１２０とされている。なお、空気室１２
０は、必要に応じて外気と連通してもよい。

【００２９】外筒１１６の上端部は内径がしだいに拡大
された拡開部１１６Ｂとされており、内周面にリング状
の電気応答性弾性体１２２の外周が加硫接着されてい
る。また、電気応答性弾性体１２２の外周の一部は外筒
１１６の内周下端部の一部まで延設されて加硫接着され
ている。

【００３０】この電気応答性弾性体１２２の内周面には
第２の取付部材としての金属の支持台１２４が加硫接着
されている。この支持台１２４は図示しないエンジンの
搭載部であり、エンジンを固定する取付ボルト１２６が
立設されている。

【００３１】この電気応答性弾性体１２２は、拡開部１
１６Ｂと支持台１２４との中間部分に配設された中間部
材としてのリング状の中間電極１２３で半径方向に分割
されている。

【００３２】本実施例では、中間電極１２３がプラス
に、支持台１２４及び底板１１２がマイナスに接続され
ている。

【００３３】ここに外筒１１６の内周部、電気応答性弾
性体１２２及び第１ダイヤフラム１１８とによって液室
１２８が形成されており、この液室１２８内にはエチレ
ングリコール等の液体２９が充填されている。

【００３４】この液室１２８内には制限通路構成部材１
３０が配置されている。この制限通路構成部材１３０は
合成樹脂等で断面形状略ハット状に形成されており、外
周面が電気応答性弾性体１２２の延設部を介して外筒１
１６の内周に密着しており、下端部周縁部がフランジ部
１１２Ｂと外筒１１６の下端部との間に前述した第１ダ
イヤフラム１１８及び電気応答性弾性体１２２の延設部
を介して挟持されている。

【００３５】制限通路構成部材１３０には、底板１１２
側に凹部１３１が形成されており、この凹部１３１は、
底板１１２側から段階的に縮径されている。

【００３６】液室１２８は、この制限通路構成部材１３
０によって区画され、支持台１２４側が受圧液室１３
２、凹部１３１側が副液室１３４とされている。

【００３７】制限通路構成部材１３０の外周には、第１
ダイヤフラム１１８側に断面矩形状の細溝１３６が周方
向に沿って形成されており、この細溝１３６は軸方向か
ら見てＣ字状を呈している。この細溝１３６の外筒１１
６側は電気応答性弾性体１２２の延設部によって閉塞さ
れて第１の制限通路１３８を構成しており、一方の端部
は開口部１４０を介して前記受圧液室１３２に連結され
ており、他方の端部は開口部１４２を介して前記副液室
１３４に連結されている。

【００３８】さらに、制限通路構成部材１３０の外周に
は、受圧液室１３２側に断面矩形状の幅広溝１４０が周
方向に沿って形成されている。この幅広溝１４０は軸方
向から見てＣ字状を呈している。幅広溝１４０の外筒１
１６側は電気応答性弾性体１２２の延長部によって閉塞
されて第２の制限通路１４２を構成しており、一方の端
部は開口部１４４を介して前記受圧液室１３２に連結さ
れている。

【００３９】一方、外筒１１６には、幅広溝１４０の開
口部１４４側とは反対側の先端部側に対応する位置に、
矩形孔１４６が形成されている。この矩形孔１４６は、
前記電気応答性弾性体１２２の延長部によって閉塞され
ており、矩形孔１４６を閉塞する電気応答性弾性体１２
２は、第２ダイヤフラム１４８の役目を有している。

【００４０】なお、第２ダイヤフラム１４８は、前記第
１ダイヤフラム１１８よりも液圧に対する剛性が高く設
定されている。また、この第２の制限通路１４８は前記
第１の制限通路１３８よりも断面積が大きくされている
ため、第１の制限通路１３８よりも液体の通過抵抗が小
さくされている。

【００４１】本実施例では、底板１１２及び支持台１２
４は車体を介して電源２２のマイナス側が、中間電極１
２３は導線２３を介して電源２２のプラス側が連結され
ており、これによって電気応答性弾性体１２２に電界を
かけれるようになっている。

【００４２】次に実施例の作用を説明する。この防振装
置１０の底板１１２を一例として自動車等の車両の車体
へ固定し、支持台１２４にエンジンを搭載して固定する
と、エンジンの振動は支持台１２４、電気応答性弾性体
１２２、外筒１１６及び底板１１２を介して自動車の車
体へ支持され、電気応答性弾性体１２２の内部摩擦に基
づく抵抗によって振動が吸収される。

【００４３】また、車両が例えば７０〜８０km／ｈで走
行した場合等にはシェイク振動（一例として１５Hz未
満）が生じる。この時、振動による受圧液室１３２内の
圧力変化によって第１ダイヤフラム１１８が変形し、剛
性の高い第２ダイヤフラム１４８は殆ど変形することは
ない。このため、液体１２９は第１の制限通路１３８内
を大量に行き来することになり、液体１２９が第１の制
限通路１３８を通過する際の抵抗及び液柱共振によって
大きな損失係数が得られ、シェイク振動が効果的に吸収
される。

【００４４】また、エンジンがアイドリング運転の場合
や車速が５km／ｈ以下の場合等にはアイドル振動（一例
として２０〜４０Hz）が生じる。この時、第１の制限通
路１３８は目詰まり状態となるが、液圧によって第２ダ
イヤフラム１４８が変形して、液体１２９が第２の制限
通路１４８内で液柱共振して動ばね定数が低下するた
め、アイドル振動は効果的に吸収される。

【００４５】さらに、本実施例の防振装置１０は、電気
応答性弾性体１２２にかける電界によってばね定数を可
変することができるため、振動の周波数に応じて最も効
果的に振動を吸収することが可能となる。

【００４６】また、第１実施例の防振装置１０と同様に
車体の取付部分が、取り付け相手である車体と同極（マ
イナス）とされているため、支持台１２４及び底板１１
２との間に電気的な絶縁物を設ける必要がない。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の防振装置
は上記構成としたので、構造を複雑にすることなくばね
定数を可変できという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る防振装置の断面図で
ある。

【図２】本発明の第２実施例に係る防振装置の断面図で
ある。

【符号の説明】

１０ 防振装置 １２ 外筒（第１の取付部材） １４ 内筒（第２の取付部材） １６ 中間筒（中間部材） １８ 電気応答性弾性体 １１２ 底板（第１の取付部材） １２４ 支持台（第２の取付部材） １２３ 中間電極（中間部材） １２２ 電気応答性弾性体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動発生部及び振動受部の何れか一方に
   連結される導電性の第１の取付部材と、 振動発生部及び振動受部の何れか他方に連結される導電
   性の第２の取付部材と、 前記第１の取付部材と第２の取付部材との間に隔離して
   配設される導電性の中間部材と、前記第１の取付部材と
   前記中間部材との間及び前記第２の取付部材と前記中間
   部材との間に配設され、電界作用により弾性率が変化す
   る電気応答性弾性体と、 を備え、 前記第１の取付部材と第２の取付部材は振動発生部及び
   振動受部の電位と同電位とし、 前記中間部材は前記電気応答性弾性体に電界をかける所
   定の電位とすることを特徴とする防振装置。