JPH0754905A - 振動吸収装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 広い周波数域にわたって振動を確実に低減す
る。 【構成】 エンジンマウントユニット３１が、弾性体３
８内の作用室３９とこれとオリフィス４１で連通する調
圧室４０とを有する液体封入部３２と、電磁石部３３と
からなる。電磁石４６と対抗する作用室３９の一壁は、
外周を可動板支持ばね４３で弾性支持されている可動板
４２で構成され、可動板と電磁石との間のエアギャップ
４９に、弾性部材５０が配設されている。これにより、
低周波では、オリフィス内流体を質量とし、弾性体をば
ねとする振動系で振動伝達が低減される。高周波では、
電磁石によって可動板の変位を発生させ、これを入力振
動に対して逆位相とするように制御して振動伝達力が低
減される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車のエンジンを車
体に防振的に支持するエンジンマウントなどに用いられ
る電磁石駆動の振動吸収装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の振動吸収装置としては、
例えば、車両のエンジンマウントに適用された図１０に
示すようなものがある。すなわち、上下の取付ブロック
７７、７８の間に配された弾性体７１内に作用室７３を
設け、取付ブロック７７側にオリフィス７２で作用室７
３と連通する調圧室７４を設け、調圧室７４内にベロー
ズ７５を配設したものである。 作用室７３および調圧
室７４には作動液が封入されている。 一方の取付ブロ
ック７７が例えばエンジン側に結合され、取付ブロック
７８が車体側に取り付けられる。作用室７３に封入され
た作動液がエンジンからの振動によって起こる弾性体７
１の変形によって加圧されると、オリフィス７２を通過
して調圧室７４内に無圧収容される構造になっており、
そのため作用室７３と調圧室７４からなる液室内の液圧
は定常的には変化せず、これにより車体側への振動の伝
達を遮断することを図っている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の振動吸収装置にあっては、エンジンからの振
動が高周波になるとオリフィスを通過しての作動液の移
動が充分に行われなくなる。 そのため、例えば、車室
内こもり音の発生源となる８０〜２００Ｈｚ程度のエン
ジンの振動が車体に伝達されてしまうという問題があっ
た。したがって本発明は、このような従来の問題点に着
目し、低周波から高周波まで広範囲の振動を確実に低減
できる振動吸収装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】このため請求項１に記載
の本発明は、振動体と支持体との間に介装された弾性体
と、この弾性体内に形成され、液体が封入された作用室
と、この作用室とオリフィスを介して連通されるととも
に、ダイヤフラムを備える調圧室と、作用室の一壁面を
構成し、外周を第１の弾性部材で弾性支持された磁性体
の可動板と、この可動板とエアギャップを介して対向し
て設置された電磁石と、この電磁石に供給される電流を
制御する制御装置とを有するものとした。また、請求項
２に記載の発明は、さらに上記可動板と電磁石間のエア
ギャップに第２の弾性部材が配設されているものとし
た。

【０００５】

【作用】請求項１のものでは、弾性体内に形成され液体
が封入された作用室と、ダイヤフラムを備える調圧室と
がオリフィスを介して連通されているため、いわゆるエ
ンジンシェイクのような比較的低周波で大きな減衰力を
必要とする領域では、オリフィス内流体を質量とし、弾
性体の拡張弾性をばねとする振動系の共振周波数を所定
の値に設定することで、共振周波数よりも低い周波数で
動ばね定数を小さくし、振動伝達力が低減される。

【０００６】また、作用室の一壁面を構成し、第１の弾
性部材で弾性支持された磁性体の可動板にエアギャップ
を介して対向して電磁石を設置してあるので、周波数の
高い領域においては、電磁石によって可動板の変位を発
生させ、これを入力振動に対して逆位相とするように制
御することにより、動ばね定数が小さくなり、振動伝達
力が低減される。

【０００７】請求項２のものでは、さらに可動板と電磁
石間のエアギャップに第２の弾性部材が配設されている
ので、過大な外力などが作用しても可動板が電磁石に吸
着してしまうことがない。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
１は、車両のエンジンマウントに適用した本発明の第１
の実施例の構成を示す。 エンジンマウントユニット１
は液体封入部２と電磁石部３とよりなる。液体封入部２
には、上下の取付ブロック５、１４の間に配された弾性
体８内に作用室９が設けられるとともに、取付ブロック
５側にオリフィス１１により作用室９と連通する調圧室
１０が設けられている。取付ブロック５はエンジン側に
結合するための取付ボルト４を有している。

【０００９】作用室９は、弾性体８と可動板１２とで囲
まれ、内部に作動液が封入されている。弾性体８はエン
ジンの振動に起因する荷重変動により変形し、これによ
り作用室９の容積が変化する。可動板１２は磁化可能な
磁性体の金属材料で形成され、その外周を可動板支持ば
ね１３を介して取付ブロック１４に弾性支持されてお
り、作用室９の一壁面を構成している。そして、可動板
１２は、後述する電磁石１６の磁力によって吸引される
と、電磁石１６方向に移動して作用室９の容積を大きく
するようになっている。調圧室１０には、ダイヤフラム
１５が配されており、作用室９内の作動液がオリフィス
１１を通って流入したり、また、作用室９へ流出したり
する変化に応じてその容積を変化させ、調圧室１０の内
圧は一定の圧、例えば大気圧に保持されるようになって
いる。

【００１０】電磁石部３は、ヨーク１７とコイル１８か
らなる電磁石１６が取付ブロック１４に固定された電磁
石ケース７内に収納されている。また、電磁石部３と対
向する位置に前述の可動板１２が所定間隔のエアギャッ
プ１９を隔てて配置されている。電磁石ケース７は車体
側への取付ボルト６を有している。

【００１１】図２は、電磁石１６の吸引力とエアギャッ
プ１９との間の関係を、電磁石１６に流す電流をパラメ
ータとして表したものである。この図に示されるよう
に、電磁石１６の吸引力特性は、エアギャップ１９が大
きくなる程、吸引力はエアギャップの２乗に反比例して
小さくなる。この吸引力−エアギャップ特性曲線に、可
動板支持ばね１３の負荷直線を重ねると、電磁石１６の
吸引力特性と可動板支持ばね１３の負荷直線との交点が
平衡点として得られる。可動板１２は電磁石１６側に吸
引されたときその平衡点位置にくる。したがってこれに
より、電流に応じて可動板１２の変位が制御される。本
実施例はこの性質を利用してアクティブ制振を行うもの
である。

【００１２】図２に基づき、電磁石１６の吸引力特性と
可動板支持ばね１３の弾性特性との関係について説明す
る。いま、電磁石１６の電流を大きくしていくと、電磁
石１６の吸引力特性曲線は図中Ｕ方向へ移動し、可動板
支持ばね１３の負荷直線との交点がＡ〜Ｃのように順次
移動する。これらの交点は電磁石による吸引力と可動板
支持ばねの負荷力とがバランスした点であり、電流の増
大によって可動板の変位位置がＡ、Ｂ、Ｃと変化するこ
とがわかる。

【００１３】そしてさらに電流を増大させると、Ｄ点で
電磁石１６の吸引力特性と可動板支持ばね１３の負荷直
線が接し、このときの電流が制御可能な最大電流ＩMAX
となる。すなわち、これ以上電流値を大きくして例えば
ＩOVERを流すと、電磁石１６の吸引力特性と可動板支持
ばね１３の負荷直線との交点がなくなり、常に電磁石１
６の吸引力が上回ってしまうため、可動板１２はヨーク
１７の上面に吸着してしまい、制御不可能となる。

【００１４】ここで、制御の限界までの可動板の最大変
位ＳMAX および電磁石の最大電流ＩMAX を求める。電磁
石１６の吸引力Ｆ1 は、エアギャップｘの２乗に反比例
し、電流Ｉの２乗に比例するので、 Ｆ1 ＝（α・Ｉ² ）／（ｘ＋β）² ・・（１） で表わされる。ただし、α、βは電磁石の形状によって
決まる定数である。

【００１５】一方、可動板支持ばね１３による負荷Ｆ2
は、 Ｆ2 ＝ｋ（Ｌ−ｘ） ・・（２） となる。 ただし、ｋ： 可動板支持ばね１３のばね定数 Ｌ： 可動板１２の初期位置 である。よって、これらの交点においては、次式が成立
する。 （α・Ｉ² ）／（ｘ＋β）² ＝ｋ（Ｌ−ｘ） ・（３）

【００１６】いま、可動板１２の変位可能な最大変位
は、 ＳMAX ＝Ｌ−ｘMAX ・・（４） である。一方、ｘMAX は、式（３）においてＩ² を微分
したときにその微分値が０となるｘとして与えられる。
すなわち、式（３）を変形して、 Ｉ² ＝−（ｋ／α）｛ｘ³ ＋（２β−Ｌ）ｘ² ＋（β² −２βＬ）ｘ −β² Ｌ｝ ・・（５） から、微分値０となるためには次式が成立すればよい。 ３ｘ² ＋２（２β−Ｌ）ｘ＋（β² −２βＬ）＝０ ・・・（６）

【００１７】上式を解くと、 ｘMAX ＝（２Ｌ−β）／３、 −β ・・・（７） を得る。これを式（４）に代入して可動板１２の最大変
位は、 ＳMAX ＝（Ｌ＋β）／３ ・・・（８） となる。上記式（５）、（７）、および（８）から、最
大変位ＳMAX を得るためには次式に示す電流ＩMAX が必
要となる。 ＩMAX ＝２（ｋ／α）^1/2 ＳMAX ³ ・・・（９）

【００１８】この実施例では、電磁石１６として、上記
に求められた各値をもとに、電流を変化させた場合の電
磁石１６の吸引力特性曲線と負荷である可動板支持ばね
１３の特性直線の接する点Ｄの位置ＸMAX と、可動支持
ばね１３の初期位置Ｌとの距離（最大変位）ＳMAX が、
制御に必要とするストロークＳよりも大きく、なおかつ
許容される電流値内でストロークＳが得られるものが用
いられる。

【００１９】次に上記構成を有するエンジンマウントユ
ニット１の制御について説明する。エンジンの振動がエ
ンジンマウントユニット１に加わると、取付ブロック５
は弾性体８を介して取付ブロック１４と相対運動をす
る。そのとき、エンジンシェイクなど振動が比較的低周
波の場合には、弾性体８によって圧縮された作用室９内
の作動液はオリフィス１１を通って調圧室１０に無圧収
容されるため、作用室９内の作動液の液圧には定常的に
は変化が生じず、比較的良好な振動吸収性能を発揮す
る。

【００２０】しかし、振動が高周波になると、単に弾性
体とオリフィスの組み合わせだけでは、オリフィス１１
を通っての作動液の移動が充分に行われなくなるため
に、作用室９内部では液圧に変動が生じ、エンジンから
の振動が車体側へ伝達されてしまうことになる。 その
ため本実施例では、加速度センサ等の振動検出器の信号
に応じて可動板１２が振動と逆相の運動をするように、
電磁石１６を駆動することによって、作用室９内の作動
液圧を一定に保つよう能動的に制御し、エンジンの振動
が車体に伝達されるのを防止する。なお、可動板１２は
弾性体８の等価ピストン面積に比較して大きい広がりを
有しているため、可動板１２は比較的小さな振幅の運動
で液圧の補償が可能である。また、可動板１２は制御駆
動前の状態では予め中立位置にあるように、電磁石１６
に直流のバイアス電流が加えられる。

【００２１】図３に電磁石１６の電流を制御する制御装
置のブロック図を示す。 制御装置２０は、エンジンの
クランク角を検出するクランク角センサ２１、車体の加
速度を検出する加速度センサ２２、加速度センサ２２の
アナログ信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器２３、クラ
ンク角センサ２１と加速度センサ２２の信号を入力し、
電磁石１６の制御力を決定して電磁石駆動電流を指令す
るＣＰＵ２４、ＣＰＵ２４からの電磁石電流指令値をＤ
／Ａ変換するＤ／Ａ変換器２５、ならびに電流制御部２
６から構成されている。

【００２２】上記制御装置により、車体に設置された加
速度センサ２２からの信号およびエンジンのクランク角
センサ２１からの信号がＣＰＵ２４に入力され、ＣＰＵ
２４では電磁石１６の駆動電流値を決定する。ＣＰＵ２
４からの電磁石の駆動信号は、Ｄ／Ａ変換器２５によっ
てアナログ信号に変換されたあと電流制御部２６に送ら
れ、電磁石１６は電流制御部２６で制御された駆動電流
によりＣＰＵ２４の指令通りに駆動される。

【００２３】すなわちエンジンマウントユニット１は、
エンジンシェイクに対しては通常の流体マウントとして
機能するので、オリフィス１１内作動液体を質量とし弾
性体８をばねとする振動系の共振により高減衰、高剛性
特性が得られ、エンジン振動の低減が図れる。

【００２４】次に、より周波数の高いアイドル振動なら
びにこもり音に対しては、アクティブ制御が行なわれ
る。電磁石１６に制御電流を与えると、前述のように磁
力が発生し、可動板１２に磁力の制御力が加わって変位
する。この制御力が作用室９と調圧室１０に対する圧力
変動としてエンジンマウントの軸方向に振動を低減する
方向に付加されることになる。

【００２５】例えば４気筒エンジン車の場合、アイドル
振動やこもり音は、エンジン回転２次成分のエンジン振
動が車体へエンジンマウントを介して伝達されること
が、主な原因である。したがってここでは、エンジン回
転２次周波数を基準として制御出力信号を出力すること
により、アイドル振動、こもり音の低減が行なわれる。
ここで、上記ＣＰＵ２４による駆動電流値の決定に際し
ては、適応制御則を用いて出力制御信号を発生する。そ
してとくにエンジンマウントとしては、さらにエンジン
の低回転時と高回転時とで、サンプリング時間を変化さ
せ、高回転時は低回転時よりサンプリング時間を短くし
て制御精度の向上を図っている。

【００２６】ここで、制御出力信号Ｗは、時刻歴のベク
トル量として保持、出力される。出力するタイミング
は、クランク角センサ２１からのクランク角１８０°信
号をトリガーとして、次のトリガーがかかるまで、１周
期分を出力していく。まずあらかじめ、制御出力信号に
インパルス入力を与えたときの、加速度センサ２２から
の評価信号（エラー信号）出力Ｅを測定しておく。この
信号をやはりベクトル量Ｃとして保管しておく。次に、
このベクトル量Ｃがタイミング信号の区切りで発せられ
た場合の応答の波形の和を、基準信号ＲT として計算す
る。これらは次のように表わされる。 Ｗ＝［Ｗ[0] ，Ｗ[1] ，・・・，Ｗ[TAP-1] ］ ・（１０） ＲT ＝［Ｒ(N) ，Ｒ(N-1) ，・・・，Ｒ(N-TAP+1) ］ ・（１１） ただし、ＴＡＰは１周期のタップ数である。

【００２７】そして、制御系を安定させるため、上記Ｗ
は次式で更新される。 Ｗ(N+1) ＝Ｗ(N) −γ・ＲT ・Ｅ(N) ・・・（１２） ただし、 γは収束係数、 Ｅはエラー信号 である。収束係数γは、値が大きければ収束性が早くな
るが、逆に発散の恐れが出てくるため、制御システムと
振動条件が決定されれば、おおよそ最適な収束係数の値
が決まる。

【００２８】上記制御出力信号Ｗの具体的な書換（更
新）計算は、図４に示すフローにしたがって行なわれ
る。先ず、ステップ１００において、制御信号の初期値
が設定される。これは、あらかじめ電磁石１６に所定の
電流を与え、可動板１２を基準位置に吸引しておくため
のものである。ステップ１０１において、伝達関数フィ
ルタＣ＾のフィルタ係数を適宜加算して次ぎのトリガー
がかかるまでの間に使用される基準信号ＲT が演算さ
れ、次いでステップ１０２で、カウンタｉが零にクリア
される。

【００２９】そのあとステップ１０３において、適応デ
ィジタルフィルタＷのｉ番目のフィルタ係数Ｗi が制御
信号ｙとして出力される。次のステップ１０４では、エ
ラー信号Ｅが読み込まれたあと、ステップ１０５でカウ
ンタｊが零にクリアされ、続いてステップ１０６におい
て、適応ディジタルフィルタＷのｊ番目のフィルタ係数
Ｗj が、上記式（１２）に従って更新される。ステップ
１０６における更新処理を終えたら、ステップ１０７に
移行してトリガーがかかったかどうかがチェックされ
る。トリガーがかかっていなければ、適応ディジタルフ
ィルタＷの次のフィルタ係数の更新又は制御信号ｙの出
力処理を実行すべく、ステップ１０８に進む。

【００３０】ステップ１０８では、カウンタｊが、出力
回数ＴＡＰ（正確には、カウンタｊは０からスタートす
るため、出力回数ＴＡＰから１を減じた値）に達してい
るか否かがチェックされる。ここでは、ステップ１０３
で適応ディジタルフィルタＷのフィルタ係数Ｗi を制御
信号ｙとして出力した後に適応ディジタルフィルタＷの
フィルタ係数全てが更新された否かが判断される。そこ
で、フィルタ係数全てが更新されていないときは、ステ
ップ１０９でカウンタｊがインクリメントされた後に、
ステップ１０６に戻って上述した処理が繰り返される。

【００３１】しかし、ステップ１０８のチェックですべ
ての更新が済んでいるときには、ステップ１１０に移行
してカウンタｉがインクリメントされ、所定のサンプリ
ング周期が経過するまで待機した後に、ステップ１０３
に戻って上述のした処理が繰り返される。一方、ステッ
プ１０７で基準信号が入力されトリガーがかかったとき
には、ステップ１１１に移行し、カウンタｉ（正確に
は、カウンタｉが０からスタートするため、カウンタｉ
に１を加えた値）が最新の出力回数ＴＡＰとして保存さ
れたあと、次のフローに移る。

【００３２】上記の処理により、制御装置からエンジン
マウントに対しては、トリガーがかかった時点から所定
のサンプリング周期で制御信号ｙが供給される。電磁石
には予め初期値によってプリロードが与えられているの
で、所定値よりも大きい制御信号ｙが供給されれば可動
板１２は基準位置から下方、電磁石側へ変位し、所定値
よりも小さい制御信号ｙが供給されれば可動板１２は基
準位置から上方へ変位することになる。

【００３３】こうして可動板１２が変位すると、作用室
９の容積が変化し、作用室内の作動液圧が能動的に制御
されて制御力が発生する。 この上下方向の制御力が発
生するから、その制御力の位相が、エンジン３０側から
入力される振動の位相に対して逆相であれば、ここで入
力振動が相殺されてメンバ３５側への振動伝達率が低減
する。

【００３４】そして、制御信号ｙは適応ディジタルフィ
ルタＷのフィルタ係数Ｗi であり、その適応ディジタル
フィルタＷの各フィルタ係数Ｗi は、ステップ１０４〜
１０９の処理によって、同期式Ｆｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ
ＬＭＳアルゴリズムに従った上記式（１２）によって逐
次更新されるため、所定時間経過して適応ディジタルフ
ィルタＷの各フィルタ係数Ｗi が最適値に収束した後
は、制御信号ｙがエンジンマウントに供給されることに
よって、エンジンからエンジンマウントに入力された振
動がここで相殺され、エンジンからエンジンマウントを
介してメンバに伝達されるアイドル振動やこもり音振動
の低減が図られる。

【００３５】なお、上記におけるサンプリングについて
は、Ｗフィルタが多いことに起因して低回転域での演算
負担が大きいため、このときの計算時間量を考慮してサ
ンプリング時間をなるべく短くしたいという要求があ
る。しかし短いままで制御すると、高回転域ではサンプ
リング時間が相対的に粗くなり、制御信号の連続性が失
われ、精度の高い制御が行えなくなる。そこで、この実
施例では低回転域と高回転域とでプログラムを切り換
え、高回転域ではサンプリングを短くすることにより、
広範囲にわたって制御精度を高く維持するようにしてい
る。

【００３６】以上のように、本実施例においては、弾性
体８内に設けられた作用室９とオリフィス１１により連
通する調圧室１０に作動液が封入された液体封入部と、
電磁石部を備え、可動支持ばね１３で支持され作用室の
一壁面を構成する可動板１２を、振動と逆相の運動をす
るように電磁石１６で変位駆動可能としたので、アイド
ル振動ならびにこもり音などに対して、可動板の変位に
よる圧力変動がエンジンマウントの軸方向に振動を低減
する方向に付加され、積極的に振動を抑制するアクティ
ブ制御が行なわれる。しかもその際、可動板１２の最大
ストロークを、電磁石の吸引力特性曲線と可動板支持ば
ねの特性直線の接する点Ｄの位置ＸMAX と可動支持ばね
の初期位置Ｌとの距離ＳMAX よりも小さい範囲とするよ
うに電磁石１６を制御するものとしたので、可動板が電
磁石に吸着してしまうこともない。

【００３７】図５には本発明の第２の実施例を示す。こ
の実施例は、電磁石の先端部に弾性部材を配設したもの
である。本実施例にあっても、エンジンマウントユニッ
ト３１は液体封入部３２と電磁石部３３により構成され
ており、一端側の取付ブロック３５にはエンジンへの取
付ボルト３４が設けられ、他端側取付ブロック５２には
電磁石部の電磁石ケース３７に車体への取付ボルト３６
が設けられている。

【００３８】電磁石部３３は、ヨーク４７とコイル４８
よりなる電磁石４６がエンジンマウントユニット３１の
取付ブロック４４に固定された電磁石ケース３７内に収
納されている。電磁石４６と対向する位置に後述する可
動板４２が所定間隔のエアギャップ４９をもって配置さ
れている。そして、電磁石４６先端のエアギャップ４９
内に弾性部材５０が配置されている。液体封入部３２に
は中空の弾性体３８が取付ブロック３５と取付ブロック
５２の外殻４４間に設けられ、弾性体３８内に作用室３
９が形成されている。そして取付ブロック３５には作用
室３９とオリフィス４１により連通する調圧室４０が設
けられている。作用室３９は、弾性体３８と可動板４２
とで囲まれている。

【００３９】弾性体３８は、エンジンの振動に起因する
荷重変動により変形し、作用室３９の容積を変える。ま
た、可動板４２は磁化可能な弾性体の金属材料で形成さ
れ、その外周を可動板支持ばね４３を介して取付ブロッ
ク４４及び弾性体３８に支持されて、作用室３９の一壁
面を構成している。可動板４２は、電磁石４６の磁力に
よって吸引されると、電磁石４６方向に移動して作用室
３９の容積を大きくするようになっている。調圧室４０
は、作動液が作用室３９から流入したり、作用室３９へ
流出したりする変化に応じて、その容積が変化して、そ
の内圧は一定の圧、例えば大気圧に保持されるようにな
っている。

【００４０】本実施例においても、前記第一実施例と同
様に、基本的には先の図２の限界点Ｄまで、制御され
る。ところで、エンジンマウントの使用環境を考える
と、エンジン振動以外に路面からの過大入力によって、
可動板４２を電磁石４６側に押すような外力が働く場合
がある。このとき、可動板４２は電磁石４６に吸い着い
てしまい制御不能になってしまう恐れがある。すなわ
ち、図６に示すように、電磁石４６の吸引力特性と可動
板支持ばね４３の負荷直線との交点はＡ1 点以外にもう
一つＡ2 点が存在する。Ａ2 点は不安定点となるため図
６においてＡ2 点より左の領域に入る力が加わると、可
動板４２は電磁石４６上面に吸着してしまい制御不能と
なる。なお、電流Ｉが大きくなるほどＡ1 点とＡ2 点が
近くなり、小さな外力で制御不能に陥り易くなる。

【００４１】また、図６（イ）に示すように、最大電流
が前記（９）式のＩMAX よりもほんのわずか大きくなっ
ても、電磁石４６の吸引力特性と可動板支持ばね４３の
負荷直線は交点を持たない。すなわち、電磁石４６の吸
引力が可動板支持ばね４３の負荷を上回ってしまうの
で、可動板４２は、電磁石４６上面に吸着してしまうこ
とになる。本実施例は、これらの不具合を回避するため
に新たに弾性部材５０を電磁石４６の先端部に配設した
ものである。

【００４２】図７に本実施例による電磁石４６の吸引力
特性と可動板支持ばね４３の負荷直線を示した。図７の
負荷直線中、Ｆ直線が可動板支持ばね４３の負荷直線で
あり、Ｇ直線が新たに設けた弾性部材５０と可動板支持
ばね４３の並列ばねによる負荷直線である。すなわち、
制御の限界点Ｄまでは、電磁石４６の電流Ｉを大きくし
てゆくと、可動板支持ばね４３の負荷直線と電磁石４６
の吸引力は交点を持ち、（Ａ〜Ｄ点）、電流に応じて可
動板４２の変位が制御される。

【００４３】次に弾性部材５０は、可動板４２がＦ直線
上ＳMAX だけ最大変位した位置ＸMAX から作用するよう
に配設されており、さらに可動板４２がヨーク４７上面
に吸着した点における弾性部材５０と可動板支持ばね４
３との合成ばね力が、最大電流ＩMAX 時の電磁石４６の
吸引力を上回るように、弾性部材５０のばね定数Ｋ2を
設定してある。したがって、Ｄ点よりもエアギャップ４
９の長さが小さい領域（負荷荷重が大きい領域）におい
て、電磁石４６の吸引力特性と弾性部材５０と可動板支
持ばね４３の合成ばねの負荷直線Ｇとに不安定な交点Ａ
2 が生じない。

【００４４】これにより、過渡的に過大な外力が入り、
制御の限界点Ｄよりも可動板４２が電磁石側に近づいた
としても、完全に吸着されて、制御不能に陥ることはな
く、外力がなくなれば、負荷と電磁石の吸引力が釣り合
うＤ点よりも右側の領域に復帰し、安定な点で平衡す
る。また、連続して過大な外力が入力しても、弾性部材
５０が緩衝材として働くので、可動板４２とヨーク４７
が衝突することはなく、「カチカチ」という衝突音を発
生することはない。

【００４５】さらに、電流が制御の最大値ＩMAX 以上に
なった場合、弾性部材５０がないと、前述したように、
図６の（イ）に示すように電磁石４６の吸引力と可動板
支持ばね４３の負荷直線が交点を持たないため、可動板
４２が、電磁石４６に吸着してしまうが、弾性部材５０
が配設してあるため、Ｄ点より左に安定な交点を有する
ことになり、制御不能に陥ることがない。また、可動板
支持ばね４３のばね定数が経時劣化によって低下した場
合にも、弾性部材５０がないと全領域において電磁石４
６の吸引力が可動板支持ばね４３の負荷直線を上回り、
可動板４２がヨーク４６に吸着してしまうが、弾性部材
５０が配設してあると、安定な交点をＤ点より左に持つ
ので、制御不能に陥ることがない。

【００４６】次に、上記弾性部材５０のばね定数の条件
を求める。すなわち図７において、弾性部材５０と可動
板の支持ばね４３の合成ばねが、電磁石４６の電流がＩ
MAX 時にエアギャップ４９零の吸引力となるＥ点と可動
板支持ばね４３のみの時の制御の限界Ｄ点を通る負荷直
線Ｇのばね定数以上となればよい。まず、電流ＩMAX 、
エアギャップ４９零時の吸収力を求める。電磁石の吸引
力を表す前記式（１）においてＸ＝０とすると、式（１
３）となる。 Ｆ1 ＝（α・Ｉ² ）／（Ｘ＋β）² ・・・（１） Ｆ1 ＝（α・Ｉ² ）／β² ・・・（１３）

【００４７】可動板支持ばね４３のみのＦ直線における
制御限界Ｄ点における吸引力は、式（１）に ＸMAX ＝（２Ｌ−β）／３ Ｉ＝ＩMAX を代入して、 Ｆ1 ＝（９α・ＩMAX ² ）／｛４（α＋β）² ｝ ・・・（１４） を得る。したがって、合成ばねのばね定数Ｋは、 Ｋ＝｛α・Ｉ² ／β² −９α・ＩMAX ² ／｛４（α＋β）² ｝｝／ ｛（２Ｌ−β）／３｝ ・・・（１５） となる。

【００４８】弾性部材５０のばね定数Ｋ2 は、合成ばね
のばね定数Ｋから可動板支持ばね４３のばね定数Ｋ1 を
引いた値以上であればよい。すなわち、 Ｋ2 ≧｛α・Ｉ² ／β² −９α・ＩMAX ² ／｛４（α＋β）² ｝｝／ ｛（２Ｌ−β）／３｝−Ｋ1 ・・・（１６） となる。

【００４９】本実施例は以上の構成により、過大な外力
が入ったり、制御最大電流より大きな入力があった場合
にも、可動板が電磁石に吸着されて制御不能に陥ること
がなく、また可動板と電磁石ヨークとの衝突音が発生す
ることもないという効果を有する。

【００５０】図８には、上記各実施例に用いられる電磁
石部をさらに改良した第３の実施例を示す。すなわち、
それぞれの電磁石部において、電磁石６０のコイルがコ
イル６１とコイル６２とに分割され、電源６３に対して
並列に接続したものである。なお、６４は可動板であ
る。これにより、電源６３からみたコイル６１、６２の
インダクタンスが単独コイルの場合より減少するので、
高周波域での応答性が向上するという効果が得られる。

【００５１】なおこのほか、電磁石として交流電流を加
える際に、正負のゲインを調節する機能を有するものを
用いて、変位の偏りをなくすることもできる。すなわ
ち、図９の（ａ）に示すように、電磁石から可動板に作
用する吸引力は、正負同量に電流Ｉを変化させても、間
隔（エアギャップ）の大きさが小さくなるほど大きくな
る性質を有して、可動板変位が相違することから、電流
の正負のピーク値を適当にΔＩだけ調節することによっ
て、同図の（ｂ）のように変位の偏りを補正する。これ
により、各実施例における振動吸収作用をより有利に行
うことができる。

【００５２】なお、上記各実施例において、可動板が非
制御時に予め中立位置にあるよう電磁石に直流バイアス
電流を加えておくが、直流バイアス電流のかわりに永久
磁石を用いても同様の効果を得ることができる。また、
本実施例の弾性部材５０はゴムだけに限定されず、例え
ば金属製ばねなどを用いることもできる。さらに、実施
例は車両のエンジンマウントに適用されたものを示した
が、適用対象に制限はなく、振動周波数が広範囲にわた
るものに用いて確実な振動伝達低減の効果が得られる。

【００５３】

【発明の効果】以上のとおり、本発明は、弾性体内に形
成された作用室と、これにオリフィスを介して連通され
ダイヤフラムを備える調圧室とを備え、これらに液体が
封入された振動吸収装置において、作用室の一壁面を構
成し、第１の弾性部材で弾性支持された磁性体の可動板
にエアギャップを介して電磁石を対向設置したので、エ
ンジンシェイクのような比較的低周波領域では、オリフ
ィス内液体を質量とし弾性体の拡張弾性をばねとする振
動系において振動伝達が減衰され、また、周波数の高い
領域においては、電磁石によって可動板の変位を発生さ
せ、これを入力振動に対して逆位相とするように制御す
ることにより振動伝達が減衰され、広範囲の領域にわた
って振動が確実に低減されるという効果がある。

【００５４】また、さらに可動板と電磁石間のエアギャ
ップに第２の弾性部材を配設したものでは、過大な外力
が作用したり、制御最大電流以上の電流が電磁石に入力
されたような場合でも、可動板が電磁石に吸着してしま
うことがなく、安定して振動低減が行なわれるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す断面図である。

【図２】電磁石の吸引力特性と可動板支持ばねの負荷特
性との関係を説明する図である。

【図３】電磁石の電流を制御する制御装置のブロック図
である。

【図４】電磁石への制御出力を求める流れを示すフロー
チャートである。

【図５】本発明の第２の実施例を示す断面図である。

【図６】電磁石の吸引力特性と可動板支持ばねの負荷特
性との関係を説明する図である。

【図７】電磁石の吸引力特性と可動板支持ばねおよび弾
性部材の負荷特性との関係を説明する図である。

【図８】第３の実施例を示す図である。

【図９】電磁石のゲイン調節の例を示す図である。

【図１０】従来例を示す断面図である。

【符号の説明】

１、３１ エンジンマウントユニット ２、３２ 液体封入部 ３、３３ 電磁石部 ５、１４ 取付ブロック ７、３７ 電磁石ケース ８、３８ 弾性体 ９、３９ 作用室 １０、４０ 調圧室 １１、４１ オリフィス １２、４２ 可動板 １３、４３ 可動板支持ばね（第１の弾性部材） １５ ダイヤフラム １６、４６ 電磁石 １７、４７ ヨーク １８、４８ コイル １９、４９ エアギャップ ２０ 制御装置 ３５、５２ 取付ブロック ４４ 外殻 ５０ 弾性部材（第２の弾性部材） ６０ 電磁石 ６１、６２ コイル ６３ 電源 ６４ 可動板

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動体と支持体との間に介装された弾性
   体と、該弾性体内に形成され、液体が封入された作用室
   と、該作用室とオリフィスを介して連通されるととも
   に、ダイヤフラムを備える調圧室と、前記作用室の一壁
   面を構成し、外周を第１の弾性部材で弾性支持された磁
   性体の可動板と、該可動板とエアギャップを介して対向
   して設置された電磁石と、該電磁石に供給される電流を
   制御する制御装置とを有することを特徴とする振動吸収
   装置。
2. 【請求項２】 振動体と支持体との間に介装された弾性
   体と、該弾性体内に形成され、液体が封入された作用室
   と、該作用室とオリフィスを介して連通されるととも
   に、ダイヤフラムを備える調圧室と、前記作用室の一壁
   面を構成し、外周を第１の弾性部材で弾性支持された磁
   性体の可動板と、該可動板とエアギャップを介して対向
   して設置された電磁石と、前記可動板と電磁石間のエア
   ギャップに配設された第２の弾性部材と、前記電磁石に
   供給される電流を制御する制御装置とを有することを特
   徴とする振動吸収装置。
3. 【請求項３】 前記第２の弾性部材は、前記電磁石に供
   給される電流の最大時に、前記第１の弾性部材の負荷直
   線と前記電磁石の吸引力特性曲線とが接する点から、前
   記可動板と電磁石間にそのばね力が作用するように設定
   されていることを特徴とする請求項２記載の振動吸収装
   置。
4. 【請求項４】 前記第２の弾性部材は、その負荷力が、
   前記エアギャップが零のときにおいて、前記電磁石の吸
   引力よりも大きくなるように設定されていることを特徴
   とする請求項２または３記載の振動吸収装置。