JPH0893849A - エンジンマウント用リニアアクチュエータ - Google Patents

エンジンマウント用リニアアクチュエータ

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Publication number
JPH0893849A
JPH0893849A JP22629594A JP22629594A JPH0893849A JP H0893849 A JPH0893849 A JP H0893849A JP 22629594 A JP22629594 A JP 22629594A JP 22629594 A JP22629594 A JP 22629594A JP H0893849 A JPH0893849 A JP H0893849A
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JP
Japan
Prior art keywords
engine
vibration
magnetic pole
yoke
permanent magnet
Prior art date
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Pending
Application number
JP22629594A
Other languages
English (en)
Inventor
Koichi Oda
光一 小田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KUMAGAI DENSHI KK
Proterial Ltd
Original Assignee
KUMAGAI DENSHI KK
Hitachi Metals Ltd
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Publication date
Application filed by KUMAGAI DENSHI KK, Hitachi Metals Ltd filed Critical KUMAGAI DENSHI KK
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Publication of JPH0893849A publication Critical patent/JPH0893849A/ja
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  • Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 応答性が良好であり,コンパクトかつ低コス
トで製作し得るエンジンマウント用リニアアクチュエー
タを提供する。 【構成】 縦断面を略E形に形成した中空円筒状のヨー
クと,このヨーク内に隣接部に同極が発生するように設
けた2個の電磁コイルと,ヨーク内に設けられ軸方向に
着磁された永久磁石とその両端面に固着した磁極片とこ
れらを貫通するシャフトとからなる可動子と,シャフト
の一端を支持する軸受を備えたフランジとから構成さ
れ,電磁コイルにエンジンのセンサからの信号に基づく
制御電流を通電することにより,可動子にエンジンから
伝達される振動と逆位相の振動を発生させるように構成
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,自動車等の車両の車体
に伝達されるエンジンの振動を低減させるためのエンジ
ンマウント用リニアアクチュエータに関するものであ
り,特に永久磁石を組込んだ磁気回路と電磁コイルとに
よって構成した可動磁石型のアクチュエータによりアク
ティブ制御を可能にしたエンジンマウント用リニアアク
チュエータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】自動車等の車両からの振動・騒音の発生
源としては,タイヤ,エンジン,吸排気系などがある
が,これらの振動・騒音という感性品質に対する要求が
年々高まってきており,環境保護を目的とする低燃費化
のための車両の軽量化,エンジンの減筒化,アイドリン
グ回転数の低減等の対策(これらの対策は車両振動の増
大を招き易い)との両立がこの分野における重要な技術
的課題となっている。
【0003】上記振動発生源のうち,エンジンのマウン
ト材としては,従来防振ゴム材料(天然ゴム,スチレン
ブタジェンゴム,イソブチレンイソプレンゴム等)が一
般的に使用され,材質的な研究と併せて,形状的にも種
々のものが開発されてきた。現在は制振効果を高めるた
めに,上記のような防振ゴムの内部に液体(通常は油)
を封入し,その粘性あるいは動圧抵抗を利用してエンジ
ンマウントの動特性(動バネ定数,減衰係数)を変化さ
せるものも使用されている。
【0004】しかし従来の液体封入型エンジンマウント
では,オリフィスの形状が一定であるため,エンジンの
挙動に応じてエンジンマウントの動特性を変化させるこ
とができないという難点がある。そこで近年において
は,アクティブ制御が可能なエンジンマウントが検討さ
れており,例えば液体封入型エンジンマウントにおいて
オリフィス断面積を高速で変化させるデバイスを設ける
ことや,液体封入型エンジンマウントに圧電アクチュエ
ータを組合わせることが検討されている。
【0005】上記のようなアクティブ制御タイプのエン
ジンマウントにおいては,エンジンからの車体への振動
を減少させるために,積極的に発生させた振動によって
エンジンから伝達される振動を打ち消し,若しくは低減
させるものであり,これにより従来の所謂パッシブな防
振作用から,アクティブな制振作用が期待され得るので
ある。
【0006】図2はアクティブ振動制御手段の例を示す
簡略ブロック図である。図2において,Tは防振支持系
の伝達特性,Aは制御用の振動を発生させるアクチュエ
ータ系を含めた伝達特性(被補償系)およびHはディジ
タルフィルタで実現すべき補償系の伝達特性であり,H
はH=−T/Aを満足するように設定される。すなわち
このアクティブ振動制御手段においては,上記式を満足
するディジタルフィルタに,基盤からの振動を通すこと
により,防振支持系を伝播してくる振動の波形と逆波形
の振動をアクチュエータで発生させ,伝播してくる振動
をキャンセルさせるものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記のようなアクティ
ブ(またはセミアクティブ)制御タイプのエンジンマウ
ントにおいては,特に自動車エンジン用では周波数が2
5〜200Hzであり,また近年においては省エネルギ
ー志向のため低アイドリング回転数,少気筒,更にはデ
ィーゼルエンジン用のものが要求され,25Hz程度の
ものに対応できるものが要求されている。しかし液体封
入型エンジンマウントには液体の漏洩その他の不都合発
生を防止するための日常のメンテナンスが煩雑であると
共に,寒暖の温度差により,液体の粘性が変化し,制振
作用が不安定であるという欠点がある。
【0008】そこでアクティブエンジンマウントに,永
久磁石と電磁コイルとの組合わせによる可動コイル型の
アクチュエータを使用することが検討されてはいるが,
固定子側を構成する永久磁石の寸法を大に形成する必要
があり,アクチュエータ自体が大型になると共に,コス
ト高となるため,自動車エンジンマウント用としては適
用が困難であるという問題点がある。
【0009】本発明は上記のような従来技術に存在する
問題点を解決し,応答性が良好であり,コンパクトかつ
低コストで製作し得るエンジンマウント用リニアアクチ
ュエータを提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に,本発明においては,エンジンに設けられたセンサの
信号を制御手段を介して入力可能に形成すると共に,車
体に伝達される振動と逆位相の振動波形を発生させ,車
体に伝達される振動を低減させるように構成したエンジ
ンマウント用リニアアクチュエータにおいて,軸を含む
平面における縦断面形状を略E形に形成し中間磁極部と
端部磁極部とを備えた中空円筒状のヨークと,このヨー
ク内に相隣る部分に同極性の磁極が発生するように配設
した2個の中空円筒状の電磁コイルと,前記中間磁極部
に対向しかつ軸方向に着磁した円板状の永久磁石とこの
永久磁石の両端部および外周の一部に亘って固着した円
板状の磁極片とこれらの永久磁石および磁極片を貫通す
るシャフトとからなる可動子と,前記ヨークの一方の端
面に固着されかつ前記シャフトの一方の端部を軸方向移
動可能に支持する軸受を備えたフランジとから構成さ
れ,前記シャフトを前記フランジ側においてエンジンと
接続し,前記電磁コイルにセンサからの信号に基づく制
御電流を通電することにより,前記可動子にエンジンか
ら伝達される振動と逆位相の振動を発生させるように構
成する,という技術的手段を採用した。
【0011】本発明において,永久磁石をR−Fe−B
系材料によって形成することが好ましい。この場合R−
Fe−B系材料中の希土類元素Rの含有量は10〜30
原子%の範囲が望ましい。Rが10原子%より少ないと
磁気特性(特に保磁力)が低下し,一方30原子%より
多いとRリッチな非磁性相が多くなり,残留磁束密度が
低下するため好ましくない。
【0012】また希土類元素Rとしては,通常Nd,P
rのような希土類元素が使用されるが,特に資源的に豊
富に存在し,比較的安価なNdが最も一般的である。ま
た保磁力を向上させるために,Rの一部(1〜30%程
度)をDy,Ho,Tbのような重希土類元素で置換す
ることができる。更にRはLa,Ce,Sm,Gd,E
r,Eu,Tm,Tb,Yのうち少なくとも1種を含む
ことができる。
【0013】Feの含有量は65〜85原子%の範囲が
望ましい。Feが65原子%より少ないと残留磁束密度
が低下し,85原子%より多いと保磁力が低下するため
好ましくない。
【0014】Bの含有量は2〜28原子%の範囲が望ま
しい。Bが2原子%より少ないと保磁力が低下し,28
原子%より多いとBリッチな非磁性相が多くなり,残留
磁束密度が低下するため好ましくない。
【0015】なお上記必須成分の他,製造上不可避の不
純物(例えばO2 )が含まれる場合もある。またR−F
e−B系材料において公知の添加元素(例えばCo,A
l,Ti等)を含有することもできる。このような添加
元素は,例えば特開昭60−162754号,同61−
87825号公報に開示されている。
【0016】本発明における円板状の永久磁石は,例え
ば次のようにして作製することができる。まずR−Fe
−B系合金を通常の方法でAr中若しくは真空中で溶解
するが,Bはフェロボロンとして添加してもよい。希土
類元素は最後に投入するのが好ましい。溶解後のインゴ
ットは粗粉砕および微粉砕されるが,粗粉砕はスタンプ
ミル,ジョークラッシャー,ブラウンミル,ディスクミ
ル等により,また微粉砕はジェットミル,振動ミル,ボ
ールミル等によって行う。何れも酸化防止のために,非
酸化性雰囲気中において行い,このため有機溶媒や不活
性ガスを使用するのが好ましい。
【0017】粉砕後の粒径は2〜5μm(Fischer Subs
ive Sizer による測定)とするのがよい。上記のように
して作製した磁粉を磁場中成形装置によって所定のアー
クセグメント状若しくは中空円筒状の成形体とする。こ
の成形体を次に焼結するのであるが,焼結はAr,He
等の不活性ガス中若しくは真空中または水素中において
950〜1150℃の温度で20分ないし2時間行う。
焼結後,必要に応じて不活性ガス雰囲気中において熱処
理を施す。好ましい熱処理条件は500〜700℃にお
いて30分ないし3時間である。最後に磁粉の配向方向
(この場合は厚さ方向)と揃えて着磁を行う。着磁磁場
強度は5〜30kOeの範囲がよい。
【0018】
【作用】上記の構成により,エンジンから車体に伝達さ
れる非所望な振動を大幅に低減させることができる。な
お電磁コイルと可動子とは非接触であるため,制振エネ
ルギーの機械的な損失は殆ど無視することができ,制振
作用の効率が高く,応答性および信頼性が大幅に向上さ
れ得る。
【0019】
【実施例】図1は本発明の実施例を示す要部断面側面図
である。図1において,1はヨークであり,例えばSS
400のような軟磁性材料により軸を含む縦断面形状を
略E形の中空円筒状に形成する。2,3は各々ヨーク1
を構成する中間磁極部および端部磁極部であり,内周を
近接させて形成する。次に4は電磁コイルであり,中空
円筒状に形成してヨーク1内に配設し,かつ相隣る部分
に同極性の磁極が発生するように構成する。
【0020】次に5はフランジであり,例えばSUS3
04のような非磁性材料により円板状に形成し,ヨーク
1の一方の端部に形成されたフランジ部6に,例えば小
ねじ(図示せず)を介して固着する。7は取付ボルト穴
であり,フランジ5およびフランジ部6に複数個を円周
方向等間隔に設ける。8はスリーブであり,フランジ5
と同様な非磁性材料により中空円筒状に形成し,ヨーク
1の他方の端部に小ねじ9を介して固着し,おねじ10
を刻設した端部をヨーク1の端面から外方に突出させ
る。11はキャップであり,非磁性材料により円板状に
形成し,めねじ12を介して前記スリーブ8に螺着す
る。
【0021】次に13は可動子であり,軸方向に着磁し
てなる円板状の永久磁石14と,この永久磁石14の両
端部および外周の一部に亘って固着した2個の磁極片1
5,15と,永久磁石14および磁極片15を貫通する
シャフト16とによって構成する。なおシャフト16の
一端はフランジ5に設けた軸受17により,軸方向移動
可能に支持され,めねじ18を設けた端部をフランジ5
の端面から突出させる。なお永久磁石14は例えばNd
−Fe−B系焼結磁石(日立金属製HS30CV)によ
って中空円板状に形成し,磁極片15とは接着剤を介し
て固着し,磁極片15をシャフト16に圧入固着して可
動子13を形成する。
【0022】上記の構成により,例えば取付ボルト(図
示せず)を取付ボルト穴7に挿通し,フランジ5を自動
車の車体に取付け,可動子13のシャフト16をめねじ
18を介してエンジン側の接続ボルト(図示せず)と接
続し,エンジンの振動がシャフト16を介して可動子1
3に伝達されるようにする。この場合,シャフト16の
右端に例えば溝を刻設しておけば,キャップ11を取外
した状態でスリーブ8側からシャフト16をドライバ等
で回転させ得るから,めねじ18をエンジン側の接続ボ
ルトに接続する作業が容易となる。
【0023】上記の構成により,エンジンに設けたセン
サからの信号に基づく制御電流を電磁コイル4に通電す
れば,可動子13にエンジンから伝達される振動と逆位
相の振動を発生させるから,車体へ伝達される振動を大
幅に低減することができるのである。この場合,シャフ
ト16はフランジ5に設けられた軸受17によって支持
されて,エンジンの振動を忠実に可動子13に伝達する
から,振動伝達効率は極めて高く,軸受17による振動
エネルギー損失および制振エネルギー損失は殆ど無視で
きる。なお軸受17を球面ころ軸受若しくは自動調心軸
受とすることにより,振動伝達効率を更に向上し得ると
共に,上記エネルギー損失も更に減少することができ
る。
【0024】本実施例においては,ヨークをフランジに
直接固着する例について記述したが,別途にヨークを収
容可能のケーシングを設け,このケーシングをフランジ
に固着する構成としてもよい。
【0025】
【発明の効果】本発明は以上記述のような構成および作
用であるから,構成が簡単であると共に,可動子を構成
する高性能の永久磁石が小型でよいため,コンパクトか
つ低コストで製作できる。また可動子と電磁コイルとが
非接触であるためエネルギー損失が極めて小であり,制
振作用の効率が高く,かつ応答性および信頼性を大幅に
向上し得るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す要部断面側面図である。
【図2】アクティブ振動制御手段の例を示す簡略ブロッ
ク図である。
【符号の説明】
1 ヨーク 4 電磁コイル 13 可動子

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンに設けられたセンサの信号を制
    御手段を介して入力可能に形成すると共に,車体に伝達
    される振動と逆位相の振動波形を発生させ,車体に伝達
    される振動を低減させるように構成したエンジンマウン
    ト用リニアアクチュエータにおいて,軸を含む平面にお
    ける縦断面形状を略E形に形成し中間磁極部と端部磁極
    部とを備えた中空円筒状のヨークと,このヨーク内に相
    隣る部分に同極性の磁極が発生するように配設した2個
    の中空円筒状の電磁コイルと,前記中間磁極部に対向し
    かつ軸方向に着磁した円板状の永久磁石とこの永久磁石
    の両端部および外周の一部に亘って固着した円板状の磁
    極片とこれらの永久磁石および磁極片を貫通するシャフ
    トとからなる可動子と,前記ヨークの一方の端面に固着
    されかつ前記シャフトの一方の端部を軸方向移動可能に
    支持する軸受を備えたフランジとから構成され,前記シ
    ャフトを前記フランジ側においてエンジンと接続し,前
    記電磁コイルにセンサからの信号に基づく制御電流を通
    電することにより,前記可動子にエンジンから伝達され
    る振動と逆位相の振動を発生させるように構成したこと
    を特徴とするエンジンマウント用リニアアクチュエー
    タ。
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