JPH06129485A - 防振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の共振のそれぞれの共振レベルを減少さ
せることのできる防振装置を得ること。 【構成】 振動発生部である車体２８へ金属の取付プレ
ート１２を取り付け、取付プレート１２には、電界作用
によって弾性率の変化する電気応答性弾性体１４を介し
て金属の質量体１６を連結する。車体２８に周波数の低
い共振と、周波数の高い共振とがある場合、電気応答性
弾性体１４に電界をかけない状態の防振装置１０の共振
周波数を車体２８の周波数の低い共振に一致させ、電界
をかけて電気応答性弾性体１４の弾性率を上げた状態の
防振装置１０の共振周波数を車体の周波数の高い共振に
一致させる。共振の周波数に応じて電界をかけることに
よって、周波数の異なる両方の共振を低減することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、振動発生部に取り付け
られて振動発生部の共振レベルを減少させることのでき
る、所謂ダイナミックダンパと称する防振装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車の車体、一般産業用機械等
の共振する部分には、ダイナミックダンパと称する防振
装置が取り付けられており、共振を低減するようになっ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この防振装置は、質量
体と、それを支えるバネ及び減衰要素から構成され、振
動発生部の共振レベルを低下させる上で特に効果が見ら
れた。

【０００４】例えば、図７に模式的に示すように、加振
力を発生するエンジン１０２とエンジン１０２を搭載す
る車体１０４とがあるとすると、質量体１０６とそれを
支えるゴム１０８とから構成される防振装置１００が無
い場合には、車体１０４は特定の周波数ｆで大きく共振
するが（図８グラフ線Ａ）、防振装置１００が車体１０
４の共振の最も大きい部位に取り付けられていると、共
振点が２個に別れると共に共振のレベルが大きく低下す
る（図８グラフ線Ｂ参照）。

【０００５】ところが、この防振装置１００は、予め決
められた周波数の共振のみに効果が得られるようになっ
ており、例えば、車体１０４の共振点が２個以上の場合
には、それぞれの共振に対して最適な防振効果を得るこ
とができない欠点がある。

【０００６】本発明は上記事実を考慮し、共振が複数個
の場合であってもそれぞれの共振レベルを効果的に減少
させることのできる防振装置を得ることが目的である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の防振装置は、質
量体と、前記質量体と振動発生部とを連結し電界かける
ことによって弾性率の変化する電気応答性弾性体と、前
記電気応答性弾性体に電界を付与する一対の電極と、を
備えたことを特徴としている。

【０００８】

【作用】本発明の防振装置によれば、質量体と電気応答
性弾性体とで、いわゆるダイナミックダンパが構成さ
れ、防振装置の共振周波数を振動発生部の共振周波数に
対応させることによって振動発生部の共振レベルを低減
することができる。本発明の防振装置では、一対の電極
間に電界をかけると、電気応答性弾性体の弾性率が変化
するので、振動発生部にそれぞれ周波数の異なる共振が
複数あっても、電界の有無または強弱によって電気応答
性弾性体の弾性率を変化させて防振装置の共振周波数を
変化させることができ、これによって振動発生部のそれ
ぞれの共振のレベルを効果的に低減することができる。

【０００９】

【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乃至図３にしたがって説明する。

【００１０】図１に示すように、本実施例の防振装置１
０は、振動発生部へ取り付けられる電極としての金属製
の取付プレート１２を有しており、この取付プレート１
２の片面には、電気応答性弾性体１４を介して電極とし
ての金属製の質量体１６が連結されている。なお、電気
応答性弾性体１４は取付プレート１２及び質量体１６へ
加硫接着されている。

【００１１】この電気応答性弾性体１４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、電界
が生じていない状態では弾性率が低く、電界が生じてい
る状態では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１４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】取付プレート１２には、導線１８を介して
電源２０のマイナス側が、質量体１６には導線２２を介
して電源２０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１４に電界をかけれるようになって
いる。この電源２０は制御装置２６に連結されており、
制御装置２６には、振動発生部、一例として自動車の車
体２８に取り付けられた振動センサ３０が連結されてい
る。この制御装置２６は、振動センサ３０からの信号を
受け、車体２８の共振周波数に対応して電源２０の出力
電圧を制御する。

【００１７】次に、本実施例の作用を説明する。本実施
例の防振装置１０は、振動発生部、例えば、自動車の車
体２８の共振する部分に取付プレート１２をボルト等で
取り付けて使用する。

【００１８】ここで、図２に示すように、車体２８の共
振がそれぞれ周波数の異なる共振１（共振周波数の低い
側）と共振２（共振周波数の高い側）との２個である場
合（図２グラフ線Ｃ参照）、電界をかけない時の電気応
答性弾性体１４の弾性率及び質量体１６の質量は共振１
のレベルを低減できるように、即ち、防振装置１０の共
振周波数が共振１の周波数と一致するように、予め設定
しておく。また、共振２のレベルを低減させる場合に
は、電気応答性弾性体１４の弾性率を高くして防振装置
１０の共振周波数を高くする必要があるため（共振２
は、共振１よりも周波数が高いため）、防振装置１０の
共振周波数が共振２周波数と一致するように、電気応答
性弾性体１４にかける電界の大きさ、即ち電源２０の出
力電圧を予め設定しておく。

【００１９】上記のように電気応答性弾性体１４の弾性
率を設定した場合、電気応答性弾性体１４に電界をかけ
ない時の防振装置１０の特性は、図２のグラフ線Ｄ（一
点鎖線）のようになり、共振１のみが低減される。一
方、電気応答性弾性体１４に電界をかけた時の防振装置
１０の特性は、図２のグラフ線Ｅ（点線）のようにな
り、共振２のみが低減されるようになる。

【００２０】自動車が走行等をして車体２８が振動した
場合、制御装置２６は振動センサ３０によって車体２８
の振動レベル及び振動の周波数を検出する。

【００２１】ここで、制御装置２６は共振１の周波数と
共振２の周波数との中間の周波数ｆ _Cを境にして、車体
２８の振動周波数がその中間の周波数ｆ_C以上の場合に
は電気応答性弾性体１４に電界を印加し、その中間の周
波数未満の場合には電気応答性弾性体１４に電界を印加
しない。

【００２２】このように防振装置１０を制御することに
より、防振装置１０の特性は、車体振動が周波数ｆ_Cま
ではグラフ線Ｄ（一点鎖線）の特性となり、周波数ｆ_C
以上ではグラフ線Ｅ（点線）の特性となり、車体２８は
共振１の発生する周波数において振動レベルが低減さ
れ、共振２の発生する周波数においては、電気応答性弾
性体１４の弾性率が高くなって防振装置１０の共振周波
数が共振２の周波数と対応するので同じく振動レベルを
低減させることができる。

【００２３】また、図３に示すように、車体２８の共振
が１個である場合（図３グラフ線Ｆ参照）、電界をかけ
ない時の電気応答性弾性体１４の弾性率は防振装置１０
の共振周波数が車体２８の共振周波数と一致するように
設定しておけば、自動車が走行等をして車体２８が共振
した場合に、この共振のレベルを低減することができる
（図３グラフ線Ｇ参照）。

【００２４】また、車体２８が共振周波数よりも高い周
波数（例えば、周波数ｆ_b以上）で振動している場合に
は、電気応答性弾性体１４に電界をかけて電気応答性弾
性体１４の弾性率を高くする。これにより防振装置１０
の共振周波数が上がり、共振周波数よりも高い周波数の
車体振動を低減することができる（図３グラフ線Ｈ参
照）。

【００２５】なお、本発明は上記実施例に限らず、振動
のレベルを低減させるための電気応答性弾性体１４への
電界の印加の方法は上記実施例に限定されない。

【００２６】例えば、共振の山が複数個ある場合、その
内の最もレベルの高い振動を低減するように制御しても
よく、自動車の場合では、乗員が不快となる共振を選択
して低減するように制御してもよい。

【００２７】また、電気応答性弾性体１４へ印加する電
界はオン、オフ制御するのみならず、振動の周波数に応
じて連続的に変化させてもよい。

【００２８】また、エンジン回転数センサ、車速センサ
等を設けて、エンジン回転数及び車速等の情報に基づい
て、電気応答性弾性体１４へ印加する電界を制御しても
よい。

【００２９】〔第２実施例〕本発明の第２実施例を図４
にしたがって説明する。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。

【００３０】本実施例の防振装置１０では、金属製の質
量体１６が絶縁体被覆３４で覆われており、質量体１６
と電源のマイナス側である車体２８または車体２８に連
結される金属部材との間のショートを防止している。

【００３１】〔第３実施例〕本発明の第３実施例を図５
にしたがって説明する。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。

【００３２】本実施例の防振装置１０では、電気応答性
弾性体１４が電極としての金属の中間板３６で取付プレ
ート１２側と質量体１６側とに区切られており、質量体
１６及び取付プレート１２が電源２０のマイナス側へ、
中間板３６が電源２０のプラス側へ接続されている。

【００３３】この構成により、本実施例の防振装置１０
はプラス側である質量体１６がマイナス側である車体２
８及び車体２８に連結されている金属部材に触れたとし
ても電源２０がショートすることはない。

【００３４】なお、本実施例では、防振装置１０を自動
車の車体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の取り付け部位は自動車の車体に限
らず、一般産業用機械等であってもよいのは勿論であ
る。

【００３５】また、質量体１６、取付プレート１２と中
間板３６とは、電気応答性弾性体１４に電界を付与でき
るようになっていれば何れをプラス、何れをマイナスと
してもよい。

【００３６】さらに、取り付け部位が金属である場合に
は、取り付け部位の金属に電源の一方を接続すれば、電
気応答性弾性体１４に電界を作用させることができるの
で、この場合には必ずしも取付プレート１２は必要とし
ない。

【００３７】また、質量体１６は必ずしも金属である必
要はなく、質量体１６が非導電性である場合には、図６
に示すように、質量体１６の電気応答性弾性体１４側に
電極板３８を設ければ良い。

【００３８】

【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、振動発生部の共振が複数個の場
合であってもそれぞれの共振レベルを効果的に減少でき
る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実施例の係る防振装置の側面図で
ある。

【図２】共振が２個である場合の防振装置の特性を示す
グラフである。

【図３】共振が１個である場合の防振装置の特性を示す
グラフである。

【図４】本発明の第２実施例の係る防振装置の側面図で
ある。

【図５】本発明の第３実施例の係る防振装置の側面図で
ある。

【図６】本発明の他の実施例に係る防振装置の側面図で
ある。

【図７】従来の防振装置の取付部周辺を示す模式図であ
る。

【図８】従来の防振装置の特性を示すグラフである。

【符号の説明】

１０ 防振装置 １２ 取付プレート（電極） １４ 電気応答性弾性体 １６ 質量体（電極） ３６ 中間板（電極） ３８ 電極板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 質量体と、 前記質量体と振動発生部とを連結し電界かけることによ
   って弾性率の変化する電気応答性弾性体と、 前記電気応答性弾性体に電界を付与する一対の電極と、 を備えたことを特徴とする防振装置。