JPH06174003A - 振動吸収装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】制御板の変位の制御を精度よく行えて、消費電
力を低減させた振動吸収装置を提供することを目的とす
る。 【構成】外部より作用室１１５内の液圧作動液を介して
板１０７へ力が伝わると、電磁コイル１１３に所定の電
流が流され、作用室１１５へ加えられた力の向きと反対
向きで且つ同じ大きさの力を永久磁石１２３ａ・１２３
ｂに加えるようにヨーク１１１に磁極を発生させる。永
久磁石１２３ａ・１２３ｂは板１０７に固定されている
ので、この板１０７には同じ大きさで反対向きの２つの
力が同時に加わり吊り合う。板１０７に板バネ１０９を
介して接続されている外殻１０５には、作用室１１５へ
外部より加えられた力は伝わらない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、振動吸収装置に関す
る。

【０００２】

【従来技術】従来の技術としては、図５の断面図に示す
ようなものがある。以下図面に沿って説明する。５０１
は支持体であり、自動車の車体に取り付けられ、中空円
錐形に形成された弾性ゴム材料製の膨張バネ５０３を支
えている。膨張バネ５０３の両側に隣接する外殻５０５
は、自動車のエンジンに取り付けられ、板バネ５０９を
介して作用室５１５に隣接する軟鉄製の板５０７を支え
ると共に、板５０７を垂直方向に作用させる永久磁石５
１１と電磁石コイル５１３とを収容する。作用室５１５
は液圧動作液で満たされ、緩衝孔５１７を経て調圧室５
１９と連通する。調圧室５１９の外殻は柔軟性のあるベ
ローズ５２１で構成されている。従ってこの装置に初期
荷重（エンジン等の重量）がかかると膨張バネ５０３が
押し縮み、作用室５１５の容積が減少する。減少した容
積分の液圧作動液は緩衝孔５１７を通過して調圧室５１
９に流れ込み、調圧室５１９に流れ込んできた液圧作動
液の分だけベローズ５１２が外側に膨らむ。そのため、
支持体５０１に初期荷重がかかっても作用室５１５に圧
力の上昇は起こらない。

【０００３】この装置の初期状態において、電磁石コイ
ル５１３にはある程度の電流が流されていて、この電流
によって、板５０７の作用室５１５に接する面に対して
垂直方向永久磁石５１１向きの磁界が現れる。（以下、
板５０７の作用室５１５に接する面に対して垂直方向永
久磁石５１１向きのことを、「上向き」と言い、その逆
向きのことを「下向き」と言う）この上向きの磁界と永
久磁石５１１の磁力によって作り出される上向きの磁界
とによって、板５０７に上向きに力が加えられ、この力
が板バネ５０９を押し上げる分だけ板５０７は上向きに
変位している。電磁石コイル５１３と永久磁石５１１で
は板５０７に対して引く力、つまり上向きの力しか与え
られないため、予め、板５０７に上向きの力を加えて上
向きに変位させておくと、電磁石コイル５１３に流す電
流を減少させることで、板５０７を下向きに変位させる
ことができる。

【０００４】このとき、エンジンよりある周波数の振動
が加えられると、支持体５０１が膨張バネ５０３を押し
縮めたり引き延ばしたりするので、作用室５１５の容積
が変化する。この変化の速度が比較的ゆっくりの場合、
つまり前記周波数が低い場合は、調圧室５１９の中の液
圧作動液が緩衝孔５１７を通って作用室５１５へ行き来
する。液圧作動液が緩衝孔を通過するときの抵抗によっ
てエンジンからの振動を吸収できる。

【０００５】しかし液圧作動液が緩衝孔５１７を通過す
るとき抵抗があるため、前記周波数が高くなると、調圧
室５１９と作用室５１５との間の液圧作動液の行き来が
間に合わなくなり、エンジンから伝えられる振動が吸収
できなくなる。そのため、板５０７の位置を変位させて
作用室５１５の圧力を一定に保つように、電磁石コイル
５１３に流す電流の大きさを調整する。つまり、エンジ
ンに取り付けられた振動の方向が作用室５１５を収縮す
る方向に作用しているときは、電磁石コイル５１３に流
す電流を大きくし、板５０７を上向きに変位させること
で作用室５１５の圧力を一定に保つ。また、振動の方向
が作用室５１５を拡張する方向に作用しているときは、
電磁石コイル５１３に流す電流を小さくし、板５０７を
下向きに変位させることで作用室５１５の圧力を一定に
保つ。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の技術においては、板５０７と電磁石コイル５
１３との間の距離によって、電磁石コイル５１３が板５
０７に及ぼす力が急激に変化する。つまり、電磁石コイ
ル５１３に流す電流が小さく変化するだけで板５０７の
変位に伴って、板５０７に加えられる力が急激に変化す
る。そのため、板５０７の変位を正確に制御するために
は電磁石コイル５１３に流す電流を非常に正確に制御し
なければならず、制御が困難であった。また、初期状態
（エンジンから入力される振動が低い状態）から、常に
電磁石コイル５１３に電流が流れているので消費電力が
大きいという問題点があった。

【０００７】この発明は、かかる課題を解決すべくなさ
れたもので、前記制御板の変位の制御を精度よく行える
ようにすると共に、消費電力を低減させた振動吸収装置
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、外殻にバネを介して接続された制御板と、該制御板
の一方の面に接し液体が封入された作用室と、前記制御
板の前記作用室と反対の面に固定され該面に垂直方向に
着磁された磁石と、前記制御板の前記磁石が固定された
面側の外殻に固定されたコイルと、少なくとも一端面が
前記磁石側面に対抗するヨークとからなり、該ヨークの
一端の中心と前記磁石側面の中心位置とが一致するよう
に配置された固定子とから振動吸収装置を構成した。

【０００９】

【作用】外部より、所定以上の周波数の振動によって前
記作用室へ力が加えられると、該力は前記液体を介して
前記制御板へと伝わる。このとき前記コイルに所定の電
流が流され、該電流は前記作用室へ加えられた力の向き
と反対向きで且つ同じ大きさの力を前記磁石に加えるよ
うに前記ヨークに磁極を発生させる。前記磁石は前記制
御板に固定されているので、該制御板には同じ大きさで
反対向きの２つの力が同時に加わり、外部より前記作用
室へ加えられた力と前記磁石によって制御板が作用室に
加える力とが吊り合う。従って、前記制御板にバネを介
して接続されている外殻には、前記作用室へ加えられた
力は伝わらない。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の第１実施例の断面図である。
以下、図面に基づいてまず構成を説明する。１０１は支
持体であり、例えば自動車の車体に取り付けられると共
に、中空円錐形に形成された弾性ゴム材料製の膨張バネ
１０３の一方の端に接続されいる。膨張バネ１０３の他
方の端に接続されると共に、例えばエンジンに取り付け
られる外殻１０５は、バネとしての板バネ１０９を介し
て作用室１１５に隣接する制御板としての軟鉄製の板１
０７を支えると共に、板１０７を垂直方向に作用させる
ヨーク１１１と電磁コイル１１３とを収容する。（この
ヨーク１１１と電磁コイル１１３とで固定子が構成され
る。）１２３ａ・１２３ｂは磁石としての永久磁石で、
板１０７の永久磁石が設置されている面に対して垂直方
向に着磁されており、永久磁石１２３ａのＳ極と１２３
ｂのＳ極とを向かい合わせて取り付けられている。もち
ろん、Ｎ極どうしを向かい合わせて取り付け、電磁コイ
ル１１３に流す電流の向きを逆にしても本実施例の作用
及び効果は変わらない。１２５ａ〜１２５ｄは金属板
で、永久磁石１２３ａ・１２３ｂの磁極端に取り付けら
れ、ヨーク１１１方向へ向かう磁束密度を高めている。
接続部材１２７は、金属板１２５ｂと金属板１２５ｃと
をとつなぐ非磁性体の部材である。（図２参照）（以
下、永久磁石１２３ａ・１２３ｂ、金属板１２５ａ〜
ｄ、接続部材１２７をまとめてコアと呼ぶ。）コアは、
軸１２５によって外殻１０５に保持されている。また、
ヨーク１１１の一端の中心１１１０とそれぞれ向かい合
う永久磁石１２３ａ・１２３ｂ側面の中心位置１２３０
は一致するように配置されている。（図３−（１）参
照） 作用室１１５は液圧作動液で満たされ、緩衝孔１１７を
経て調圧室１１９と連通する。調圧室１１９は柔軟性の
あるベローズ１２１で外側を覆包されている。従って支
持体１０１に初期荷重（エンジン等の重量）がかかると
膨張バネ１０３が押し縮み、作用室４１５の容積が減少
する。減少した容積分の液圧作動液は緩衝孔１１７を通
過して調圧室１１９に流れ込み、調圧室１１９に流れ込
んできた液圧作動液の分だけベローズ１２１が外側に膨
らむ。そのため、支持体１０１に初期荷重がかかっても
作用室１１５に圧力の上昇は起こらない。

【００１１】次に作用を説明する。エンジンからある周
波数の振動が支持体１０１に伝わると、支持体１０１が
膨張バネ１０３を押し縮めたり引き延ばしたりするの
で、作用室１１５の容積が変化する。この変化の速度が
比較的ゆっくりの場合、つまり前記周波数が低い場合
は、調圧室１１９の中の補助液が緩衝孔１１７を通って
作用室１１５へ行き来する。液圧作動液が緩衝孔を通過
するときの抵抗によってエンジンからの振動は吸収され
る。

【００１２】しかし液圧作動液が緩衝孔１１７を通過す
るときの抵抗があるため、エンジンから伝えられる振動
の周波数が高くなると、調圧室１１９と作用室１１５と
の間の液圧作動液の行き来が間に合わなくなり、エンジ
ンから伝えられる振動が吸収できなくなる。そのため、
作用室１１５の圧力を一定に保つように板１０７の位置
を変位させるため電磁石コイル１１３に流す電流の大き
さを調整する。

【００１３】エンジンに取り付けられたクランク角セン
サ１３１及び加速度センサ１３３からの信号によってマ
イクロコンピュータ１３５が電磁コイル１１３に流す電
流の向きと大きさを演算する。振動の方向が、支持体１
０１を下へ引っ張り作用室１１５を拡張する方向である
ときは、図２に示した前記コアの断面図に記されている
ように、ヨーク１１１にＳ極及びＮ極が現れる向きへ電
磁コイル１１３に電流を流す。このようにすることで前
記コアは上向きの力Ｆを受けることになる。なぜなら
ば、Ｎ極になっている金属板１２５ａはヨーク１１１の
Ｎ極より斥力を受けて上に押し上げられ、金属板１２５
ｂはヨーク１１１のＮ極より引力を受けて上に持ち上げ
られる。また、金属板１２５ｃはヨーク１１１のＳ極よ
り斥力を受けて上に押し上げられ、金属板１２５ｄはヨ
ーク１１１のＮ極より引力を受けて上に持ち上げられ
る。このように、金属板１２５ａ〜ｄが全て上向きの力
を受けて板１０７は上向きに力Ｆで引っ張られる。この
力と支持体１０１を下へ引っ張ろうとする力が打ち消し
あってエンジンの振動が車体に伝わるのを阻止するので
ある。

【００１４】次に、図３−（１）に示した、ヨーク１１
１と金属板１２５ａ・１２５ｂとの位置関係を示した図
について説明する。今、図３−（１）のようにヨーク１
１１がＮ極、金属板１２５ａがＮ極、金属板１２５ｂが
Ｓ極とする。また、初期状態において永久磁石１２３ａ
の中心とヨーク１１１の中心とが一致している。このと
き、永久磁石１２３ａがＸ軸正方向（図中の矢印の向き
を正方向としその反対の向きを負方向とする）へ移動す
ると金属板１２５ｂはヨーク１１１の中心に近づくため
引力つまりＸ軸正方向へ引かれる力が大きくなる。金属
板１２５ａはヨーク１１１の中心から遠のくため斥力つ
まりＸ軸正方向へ引かれる力が小さくなって行く。この
反対に、初期状態から永久磁石１２３ａがＸ軸負方向へ
移動すると金属板１２５ａはヨーク１１１の中心に近づ
くため引力つまりＸ軸負方向へ引かれる力が大きくなっ
て行き、金属板１２５ｂはヨーク１１１の中心から遠の
くため斥力つまりＸ軸負方向へ引かれる力が小さくなっ
て行く。

【００１５】これらの力の大きさとＸ軸方向への変位と
の関係をグラフにしたのが図３−（２）である。曲線ａ
は金属板１２５ａがヨーク１１１より受ける力と変位と
の関係を表した曲線で、曲線ｂは金属板１２５ｂがヨー
ク１１１より受ける力と変位との関係を表した曲線で、
曲線ｃは金属板１２５ａ及び金属板１２５ｂがヨーク１
１１より受ける総合力と変位との関係を表した曲線であ
る。これらの曲線からわかるように、非線形な曲線ａと
非線形な曲線ｂを加えることにより極めて線形に近い曲
線を描くことができる。つまり、永久磁石１２３ａの変
位の大きさに対して、受ける力の変化が極めて少ないの
で、前記制御板に加える力の大きさの制御を精度よく行
うことができる。

【００１６】また、この実施例においては、エンジンか
ら伝わる振動の周波数が低い場合には、調圧室１１９の
中の補助液が緩衝孔１１７を通って作用室１１５へ行き
来し、この液圧作動液が緩衝孔を通過するときの抵抗に
よってエンジンからの振動は吸収されるため、前記コイ
ルに電流を流さなくても良いので消費電力を低減させる
ことができる。

【００１７】

【効果】以上説明してきたようにこの発明は、前記制御
板の前記磁石が固定された面側の外殻に固定されたコイ
ルに所定の電流を流すことによって、一端の中心と前記
磁石側面の中心位置とが一致するように配置された固定
子のヨークに磁極を発生させ、前記制御板に前記作用室
より加えられた力と同じ大きさの力を前記磁石に加える
ため、前記ヨークに対する前記磁石の変位にかかわらず
前記磁石の受ける力の大きさが変わらないので、前記制
御板に加える力の大きさの制御を精度よく行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例を示す断面図

【図２】第１実施例におけるコアの断面図

【図３】図３−（１）は第１実施例におけるヨークと金
属板との位置関係を示す断面図 図３−（２）は変位と力の大きさとの関係を表したグラ
フ

【図４】従来例を示す断面図

【符号の説明】

１０１…支持体 １０３…膨張バネ １０５…外殻
１０７…板 １０９…板バネ １１１…ヨーク
１１１０…ヨークの一端の中心 １１３…電磁コ
イル １１５…作用室 １１７…緩衝孔 １２１
…ベローズ １２３ａ…永久磁石 １２３ｂ…永久
磁石 １２３０…永久磁石側面の中心位置 １２５
ａ…金属板 １２５ｂ…金属板 １２５ｃ…金属板
１２５ｄ…金属板 １２７…接続部材 ５０１
…支持体 ５０３…膨張バネ ５０５…外殻 ５０７…板 ５０９…板バネ ５
１１…永久磁石 ５１３…電磁石コイル ５１５…
作用室 ５１７…緩衝孔 ５２１…ベローズ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外殻にバネを介して接続された制御板と、 該制御板の一方の面に接し液体が封入された作用室と、 前記制御板の前記作用室と反対の面に固定され該面に垂
   直方向に着磁された磁石と、 前記制御板の前記磁石が固定された面側の外殻に固定さ
   れたコイルと、少なくとも一端面が前記磁石側面に対抗
   するヨークとからなり、該ヨークの一端の中心と前記磁
   石側面の中心位置とが一致するように配置された固定子
   とを有することを特徴とする振動吸収装置。