JP2005337497A - 能動型制振器 - Google Patents

Abstract

【課題】 小さな供給エネルギによって、複数の乃至は広い周波数域の振動に対して有効な能動的制振効果を発揮し得る、新規な構造の能動型制振器を提供すること。
【解決手段】 制振対象１０に取り付けられる取付部材１２に対して、第一のマス部材１４を弾性連結すると共に、該第一のマス部材１４に追加マス部材１６を弾性支持せしめることにより、少なくとも２自由度の振動系を構成する一方、取付部材１２と第一のマス部材１４の間に加振力を及ぼす加振手段２２を設けて、第一のマス部材１４に対して直接的に加振力を及ぼすと共に、追加マス部材１６には、第一のマス部材１４を介して間接的に加振力を及ぼすようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、制振対象に装着されて制振対象における振動を低減する制振器に係り、特に、加振手段を備え、積極的乃至は相殺的に振動を低減することの出来る能動型制振器に関するものである。

従来から、自動車の排気管やボデー等のように振動が問題となる部材において、その振動を低減する手段の一つとして、動的吸振器（ダイナミックダンパ）が知られている。また、近年では、より高度な制振効果を得るために、特開昭６１−２２０９２５号公報や特開平３−２９２２１９号公報等に記載されているように、加振手段による加振力を利用することにより、制振対象における振動を積極的乃至は相殺的に低減せしめる能動型の制振器が提案されている。ところが、能動型制振器によって有効な制振効果を得るためには、防振すべき振動に見合うだけの加振力を制振対象に及ぼす必要があることから、特に自動車ボデーのように大型で振動エネルギが大きい場合には、加振手段が大型化したり、加振のための消費エネルギが大きくなることが避けられないこととなり、十分な加振力が得られ難いために満足できる制振効果を得ることが出来ない場合もあった。

そこで、このような問題に対処するために、特開平６−２３５４３８号公報や特開平７−１９０１３９号公報等には、制振対象に取り付けられる取付部材に対してマス部材を弾性支持せしめて一つの振動系を構成すると共に、このマス部材に加振力を及ぼすことにより、振動系における共振作用を利用して、消費エネルギを抑えつつ、制振対象に大きな加振力を及ぼすようにしたものが提案されている。

しかしながら、このような共振作用を利用した従来の能動型制振装置では、制振対象に対して有効な加振力を及ぼすことの出来るのが、単一の振動系における固有振動周波数域に限られてしまい、それ以外の周波数域では、必ずしも有効な加振力を及ぼすことが出来ないという問題があったのであり、特に、複数の乃至は広い周波数域の振動に対して防振効果が要求される自動車のボデー等においては、未だ、要求される防振性能を満足することが難しかったのである。

ここにおいて、本発明は、上述の如き事情を背景として為されたものであって、その解決課題とするところは、消費エネルギを抑えつつ、大きな加振力を生ぜしめて有効な能動的制振効果を得ることが可能であり、しかも、複数のまたは広い周波数域の振動に対して有効な制振効果を発揮せしめ得る、新規な構造の能動型制振器を提供することにある。

以下、このような課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様は、可能な限り任意の組み合わせで採用可能である。また、本発明の態様乃至は技術的特徴は、以下に記載のものに限定されることなく、明細書全体および図面に記載され、或いはそれらの記載から当業者が把握することのできる発明思想に基づいて認識されるものであることが理解されるべきである。

すなわち、本発明は、制振対象に取り付けられる取付部材に対して、第一のマス部材を振動入力方向で相対変位可能に配設せしめて、それら取付部材と第一のマス部材を弾性的に連結すると共に、該第一のマス部材に対して、少なくとも一つの追加マス部材を振動入力方向で相対変位可能に配設せしめて、該追加マス部材を該第一のマス部材に対して弾性的に支持せしめることにより、複数の固有振動数を持つ振動系を構成する一方、前記取付部材と前記第一のマス部材の間に振動入力方向での相対的な加振力を及ぼす加振手段を設けた能動型制振器を、特徴とする。

このような本発明に従う構造とされた能動型制振器においては、制振対象に対して第一のマス部材と追加マス部材が連成的に弾性連結されて支持せしめられることによって、少なくとも２自由度の多自由度振動系が構成される。そして、加振手段によって第一のマス部材に及ぼされる加振力が、かかる多自由度振動系に伝達されて加振されることにより、多自由度の振動系を介して、取付部材ひいては制振対象に及ぼされることとなる。

それ故、多自由度振動系における複数の固有振動数を適当にチューニングすることにより、それら各固有振動数の周波数域において、振動系の共振作用に基づき、加振手段による加振力が増幅されて取付部材に及ぼされることとなる。それ故、各固有振動数を制振すべき振動に応じて適当にチューニングすることにより、加振手段への供給エネルギに対して、大きな加振力を制振対象に及ぼすことが出来るのであり、小型で消費エネルギの小さい加振手段によって有効な制振効果を得ることが可能となるのである。なお、本発明において、好適には、取付部材に対して第一のマス部材を介して追加マス部材が弾性的に連結されることにより全体として複数の固有振動数を持つ振動系が構成されるのであり、そこにおいて、加振手段により第一のマス部材に対して直接的に加振力が及ぼされると共に、追加マス部材に対して該第一のマス部材を介して間接的に加振力が及ぼされるようにされる。

なお、本発明において、複数の固有振動数のチューニングに際しては、例えば、各固有振動数を、それぞれ防振すべき異なる振動の各周波数にチューニングすることが有効であり、それによって、特に、防振すべき各振動の周波数が略一定で且つ比較的狭い場合には、効率的な制振効果が実現され得る。また、例えば、かかる複数の振動系における固有振動数の二つを、防振すべき一つの振動に対して低周波側と高周波側にずらせてチューニングすることも可能であり、それによって、特に、防振すべき一つの振動の周波数範囲が広い場合や、防振すべき振動の周波数が変動する場合に、効率的な制振効果を安定して得ることが可能となる。なお、防振すべき振動に対して低周波側と高周波側にずらせる固有振動数の範囲は、防振すべき振動特性等に応じて適宜に設定されるものであって特に限定されるものでないが、広い範囲で特に有効な制振効果を得るためには、二つの固有振動数を、低減目的の振動周波数中央値に対して、±２０％以内で両側にそれぞれ振って設定することが望ましい。

また、本発明における加振手段としては、第一のマス部材に対して及ぼす加振力の周波数を調節することのできる、公知の各種のものが採用可能であるが、好適には、例えば、かかる加振手段として、取付部材と第一のマス部材の対向面間において、それら取付部材と第一のマス部材を弾性連結する弾性部材によって壁部の一部が構成された作用空気室と、該作用空気室に圧力変化を及ぼす圧力制御手段を含んで構成された空気圧式の加振手段が採用される。このような空気圧式の加振手段においては、作用空気室に及ぼす空気圧変化の周波数を調節することによって発生加振力の周波数を調節することが出来るのであり、制振器本体に特別な加振装置を組み込む必要がない等という利点がある。なお、作用空気室への空気圧変動の伝達は、例えば、電磁切換弁等を用いて、作用空気室を負圧源と大気中とに交互に切換接続すること等によって、有利に実現され得る。ここにおいて、好適には、圧力制御手段による圧力変化が、取付部材に設けられた通路を通じて作用空気室に及ぼされるようにされる。これにより、空気圧変動を及ぼす管路等が、加振による第一のマス部材や追加マス部材の変位に際して変形や変位することを回避できる。

或いはまた、本発明における加振手段としては、例えば、取付部材側に固設されたコイル部材と、第一のマス部材側に固設された磁石部材を含む電磁駆動手段によって構成されたものも、有利に採用され得る。このような電磁式の加振手段においては、コイル部材への通電を電気回路で制御することにより、発生加振力を高精度に制御することが出来るという利点がある。特に、コイル部材を取付部材側に固設したことにより、マス部材の変位に際しても給電用のリード線等が屈曲することがなく、優れた耐久性も確保され得るのである。

また、本発明において、第一のマス部材と追加マス部材の相対的な配設構造は、制振器の設置スペースや要求される制振特性等に応じて適宜に設計されるものであるが、例えば、取付部材と第一のマス部材を、振動入力方向で離間して対向配置せしめると共に、追加マス部材の一つを環状として、該環状の追加マス部材を、第一のマス部材に対して振動入力方向に直交する方向で外周側に離間して配設した構造が、有利に採用される。このようなマス部材の配設構造においては、第一のマス部材と環状の追加マス部材を、質量を有利に確保しつつ、優れたスペース効率で配設することが可能となる。また、このような環状の追加マス部材を採用すれば、例えば、第一のマス部材と追加マス部材の径方向対向面間にゴム弾性体を介在せしめることにより、それら第一のマス部材と追加マス部材を連結する弾性部材を、振動入力時における主たる変形が剪断で生ぜしめられるゴム弾性体で構成することも可能となるのであり、それによって、固有振動数の低周波側へのチューニング自由度も有利に確保される。

なお、本発明において、追加マス部材は、少なくとも一つあれば良く、例えば、複数ある場合には、本体マスに対して、各マス部材をそれぞれ独立して本体マス部材に弾性支持せしめることにより、それら複数のマス部材を本体マス部材に対して並列的に弾性支持せしめることも可能であり、或いは、本体マス部材に対して弾性支持せしめたマス部材に対して、更に他のマス部材を弾性連結することにより、複数のマス部材を本体マス部材に対して直列的に弾性支持せしめることも可能である。

また、本発明において、複数の固有振動数は、従来から公知の２自由度や多自由度の振動系における運動方程式を解くことによって求めることが出来ることから、かかる式に基づいてチューニングすることが可能である。

本発明に従う構造とされた能動型制振器においては、少なくとも２自由度の振動系が構成されることから、かかる振動系の共振作用に基づいて、複数のまたは広い周波数域の振動に対しても、能動的な制振効果を有効に且つ効率的に得ることが出来る。

以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。

先ず、図１には、本発明の第一の実施形態としての能動型制振器８の全体概略構成が示されている。かかる制振器８は、自動車のボデー等の制振対象１０に取り付けられる取付部材としての取付金具１２に対して、第一のマス部材としての第一のマス金具１４と、追加マス部材としての第二のマス金具１６が、第一のゴム部材１８と第二のゴム部材２０によって弾性連結されており、全体として２自由度の振動系が構成されている。そして、取付金具１２と第一のマス金具１４の間に組み込まれた加振手段としての電磁式アクチュエータ２２により、取付金具１２と第一のマス金具１４が相互に接近／離隔方向に相対変位せしめられて、制振対象１０に加振力が伝達されることにより、制振対象１０における振動を相殺的乃至は干渉的に抑制するようになっている。なお、以下の説明中、上下方向とは、原則として図１中の上下方向を言うものとする。

より詳細には、取付金具１２は、それぞれ円板形状を有する第一の板金具２４と第二の板金具２６が重ね合わされて、固定ボルト２７で相互に固定されることによって形成されている。また、第二の板金具２６の中央部分には、第一の板金具２４との重ね合わせ面に開口する収容凹所３０が形成されており、この収容凹所３０に頭部が収容されて軸方向下方に向かって脚部が突出せしめられた支持ボルト３２によって、ガイドロッド３４が固定されている。このガイドロッド３４は、金属等の硬質材で形成されて、略一定断面形状で直線的に延びており、取付金具１２の中心軸上で軸方向下方に向かって突設されていると共に、その突出先端部には、軸直角方向に広がるストッパ部３６が一体形成されている。

また、第二の板金具２６の下面中央には、軸方向外方に向かってスカート状に広がるボビン３８が重ね合わされており、支持ボルト３２で固定されたガイドロッド３４によって、第二の板金具２６に固定されている。そして、このボビン３８は、合成樹脂等の電気絶縁材で形成されており、軸方向の突出先端部に設けられた円筒状部には、コイル４０が巻回固着されている。

さらに、取付金具１２を構成する第一の板金具２４には、中央部分を軸方向に延びるボルト孔４２が形成されており、このボルト孔４２に螺着される取付ボルト２８によって、取付金具１２が制振対象１０に対して固定的に取り付けられるようになっている。

一方、第一のマス金具１４は、連結金具４４とマスブロック４６および永久磁石４８を含んで構成されている。連結金具４４は、円環ブロック形状を有しており、取付金具１２に対して、径方向外方に離間して同軸上で且つ軸方向下方に所定量だけ偏倚して配設されている。そして、取付金具１２を構成する第二の板金具２６と連結金具４４が、第一のゴム部材１８で相互に連結されている。かかる第一のゴム部材１８は、全体として略円環板形状乃至はテーパ付円筒形状を有しており、その小径側端部の内周面に対して取付金具１２（第二の板金具２６）の外周面が加硫接着されていると共に、その大径側端部の外周面に対して連結金具４４の内周面が加硫接着されている。なお、第一のゴム部材１８によって連結された第二の板金具２６と連結金具４４の対向面は、互いに斜め軸方向（第一のゴム部材１８による連結方向）で対向する傾斜面とされている。

また、マスブロック４６は、鉄等の強磁性材で且つ高比重材からなる材質により、大径の円形ブロック形状をもって形成されており、中心軸上には、軸方向に貫通するガイド孔５０が形成されていると共に、このガイド孔５０には、摺動ブッシュ５２が組み込まれている。更にまた、マスブロック４６には、径方向の中間部分を周方向に連続して延びて軸方向一方の側（図１中の上側）に開口する環状凹溝５４が形成されており、この環状凹溝５４に永久磁石４８が挿入配置されて、環状凹溝５４の外周側壁部の内面に固着されている。なお、永久磁石４８は、周方向に全周に亘って連続していても、また、不連続であっても良い。そして、この永久磁石４８には、内周面側と外周面側とに両磁極が設定されており、それによって、マスブロック４６において、全体としてドーナツ形状の磁路が形成されていると共に、この磁路上に環状凹溝５４が位置せしめられて全体として円筒形状の磁気ギャップが形成されている。

そして、かかるマスブロック４６は、取付金具１２に対して同一中心軸上で軸方向下方に離間して対向配置されており、該マスブロック４６の対向面が、連結金具４４に重ね合わされて連結ボルト５８で固定されることにより、第一のゴム部材１８を介して、マスブロック４６が取付金具１２に弾性連結されている。

なお、マスブロック４６には、ガイド孔５０の上端開口部の周りにおいて、取付金具１２側に突出する円環形状の緩衝ゴム６０が固設されており、この緩衝ゴム６０を介して、マスブロック４６が取付金具１２側（ボビン３８の底壁部）に当接することにより、取付金具１２と第一のマス金具１４の軸方向での接近方向の相対変位量が緩衝的に制限されるようになっている。また、マスブロック４６におけるガイド孔５０の下端開口端部には、大径凹所６２が形成されており、この大径凹所６２内に、ガイドロッド３４のストッパ部３６が収容配置されている。そして、取付金具１２に対して第一のマス金具１４が離隔方向に大きく相対変位せしめられた際、ガイドロッド３４のストッパ部３６がマスブロック４６の大径凹所６２の底面に当接することによって、それら両金具１２，１４の相対変位量が制限されるようになっている。なお、大径凹所６２の底面には、緩衝ゴム６４が配されており、ガイドロッド３４のストッパ部３６が緩衝的に当接されるようになっている。

さらに、マスブロック４６の外周側には、第二のマス金具１６が配設されている。この第二のマス金具１６は、全体として略厚肉の円筒形状を有しており、マスブロック４６の径方向外方に離間して、マスブロック４６と同一中心軸上に配設されている。なお、特に本実施形態では、第一のマス金具１４と第二のマス金具１６の質量が、互いに略同じになるように設定されている。また、マスブロック４６の外周面と第二のマス金具１６の内周面との径方向対向面間には、第二のゴム部材２０が介装されている。この第二のゴム部材２０は、厚肉の円筒形状を有しており、その内周面にマスブロック４６の外周面が加硫接着されていると共に、その外周面に第二のマス金具１６の内周面が加硫接着されている。これにより、第二のマス金具１６が、マスブロック４６に対して、第二のゴム部材２０を介して、弾性的に連結支持せしめられている。なお、本実施形態では、第二のゴム部材２０が、マスブロック４６と第二のマス金具１６を備えた一体加硫成形品として形成されている。

要するに、本実施形態では、取付金具１２に対して、第一のマス金具１４と第二のマス金具１６が、第一のゴム部材１８と第二のゴム部材２０を介して、順次、直列的に弾性連結されているのであり、それによって、２自由度の振動系が構成されているのである。

また一方、マスブロック４６の環状凹溝５４には、取付金具１２によって支持されたコイル４０が挿入配置されており、環状凹溝５４の内周側壁面と、永久磁石４８で構成された環状凹溝５４の外周側壁面との径方向対向面間で、軸方向に変位可能に配設されている。また、このコイル４０には、図示しない給電用リード線を通じて、外部の制御装置から駆動電流が給電されるようになっており、コイル４０に駆動電流が通電されることにより、コイル４０とマスブロック４６の間に電磁力が生ぜしめられ、以て、取付金具１２と第一のマス金具１４の間に対して、中心軸上での接近／離間方向の相対変位力が及ぼされるようになっている。特に、コイル４０に通電する電流の方向を逆向きとすることによって、取付金具１２と第一のマス金具１４の間に及ぼされる相対変位力を逆向きとすることが出来るのであり、コイル４０に交番電流を通電することによって、取付金具１２と第一のマス金具１４に対して軸方向の相対的な加振力が及ぼされるようになっている。要するに、本実施形態では、ボビン３８に巻回されたコイル４０と、マスブロック４６に磁路を形成する永久磁石を含んで、第一のマス金具１４に加振力を及ぼす電磁式アクチュエータ２２が構成されているのである。

そして、このような構造とされた能動型制振器８は、前述の如く取付金具１２を制振対象１０に対して固定ボルト２８で固定すること等によって、第一、第二のマス金具１４，１６の弾性変位方向（中心軸の方向）が、制振対象１０における防振すべき振動方向（図１中の上下方向）に略一致する状態で装着される。

上述の如き構造とされた制振器１０にあっては、コイル４０に通電すると、コイル４０と永久磁石４８の磁界との間に生ぜしめられる電磁力に基づく軸方向の加振力が、第一のマス金具１４に対して直接的に及ぼされると共に、第二のゴム部材２０を介して第二のマス金具１６に対して間接的に及ぼされることとなり、以て、第一及び第二のマス金具１４，１６と第一及び第二のゴム部材１８，２０からなる２自由度の振動系が強制加振されることとなる。ここにおいて、かかる振動系は、第一及び第二のマス金具１４，１６の各質量と、第一及び第二のゴム部材１８，２０における各ばね定数とから振動数方程式によって求められる２つの固有振動数を有していることから、それら各固有振動数に対応した周波数域で振動系を加振すると、振動系の共振作用によりマス金具１４，１６が大きく変位せしめられて大きな加振力が制振対象１０に及ぼされるのであり、それ故、かかる振動系の固有振動数を制振対象１０において制振すべき振動数域にチューニングすることにより、それらの固有振動数域では、小さな消費電力によって、制振対象１０に対して有効な能動的制振効果を得ることが出来るのである。

特に、かかる制振器８においては、２自由度の振動系が構成されていることから、制振すべき振動に対するチューニングの自由度が大きく確保されて、有効な制振効果が容易に達成されることとなる。具体的には、例えば、二つの固有振動数を比較的近づけて設定すると、それら二つの固有振動数の間を含む広い周波数域において共振作用に基づく能動的制振効果の向上が実現され得るのであり、また、二つの固有振動数を比較的離して設定すると、離れた二つの周波数域においてそれぞれ共振作用に基づく能動的制振効果の向上が実現され得るのである。そこにおいて、前者の場合には、二つの固有振動数間での能動的制振効果の落ち込みを回避しつつ、出来るだけ広い周波数域で有効な制振効果を得るために、二つの固有振動数間を、低減目的の振動周波数中央値に対して、±２０％以内で両側にそれぞれ振って設定することが望ましい。

なお、コイル４０への通電を制御して電磁式アクチュエータ２２を加振制御する制御装置としては、制振対象１０の振動状態を検出する加速度センサ等の振動センサの検出信号に基づいて、その振動に対して有効な制振効果を発揮し得るように、検出信号に対応した駆動電流をコイル４０に出力するものが採用される。例えば、予め設定されたデータに基づいて、検出信号の大きさに対応した大きさの駆動電流を、検出信号に対して所定の位相差で給電することによりフィードフォワード的に制御するものや、或いは、検出信号に含まれる制振対象１０の振動値を可及的に零にするように駆動電流の大きさ等をフィードバック制御するもの等が好適に採用され得る。

因みに、本実施形態に従う構造とされた能動型制振器８について、正弦波外力による強制振動の加速度応答（変位応答乃至は共振倍率と同義）の周波数特性を測定した結果を、図２に示す。図中、実施例１は、二つの固有振動数を略３５Hzと略１０５Hzに離してチューニングした場合であり、実施例２は、二つの固有振動数を相互に近づけて略３０Hzと略４０Hzにチューニングした場合である。また、比較例として、第一のマス金具１４と第二のマス金具１６を相互に剛結して相対変位不能とした単一マス構造の制振器について同様な試験を行なった結果を併せ示す。

かかる図２に示された結果からも明らかなように、本実施形態に従う構造とされた能動型制振器８においては、２自由度の振動系による共振作用が顕著に発現されるのであり、それ故、各固有振動数域での共振作用を利用することによって、広い周波数域や異なる周波数域の振動に対しても、能動的制振効果を効果的に得ることの出来ることが容易に理解されるところである。

また、本実施形態の制振器８においては、電磁式アクチュエータ２２を構成するコイル４０が、取付取付１２に対して固設されており、制振対象１０に対して相対変位不能に取り付けられていることから、振動系の加振に際してのコイル４０への給電用リード線の変形が回避されるのであり、給電用リード線の繰り返し変形に起因する断線トラブルが防止されて、耐久性の向上も図られ得る。

次に、図３には、本発明の第二の実施形態としての能動型制振器７０の全体概略構成が示されている。

本実施形態の制振器７０は、第一の実施形態と同様、制振対象１０に取り付けられる取付金具７２に対して、第一のマス部材としての第一のマス金具７４と、追加マス部材としての第二のマス金具７６が、第一のゴム部材７８と第二のゴム部材８０によって弾性連結されており、全体として２自由度系の振動系が構成されている。そして、加振手段としての空気圧式アクチュエータ６８によって、取付金具７２と第一のマス金具７４の間に、それらを相互に接近／離隔せしめる方向の相対変位力（加振力）が及ぼされることにより、制振対象１０における振動を相殺的乃至は干渉的に抑制するようになっている。なお、以下の説明中、上下方向とは、原則として図３中の上下方向を言うものとする。

より詳細には、取付金具７２は、薄肉の平板形状を有しており、外周縁部には、周方向に離間して複数個の取付孔８２が形成されている。そして、この取付金具７２は、制振対象１０に重ね合わされて、取付孔８２に挿通される固定ボルト８４により、制振対象１０に対して固定的に取り付けられるようになっている。また、取付金具７２の中央には、貫通孔８６が形成されており、この貫通孔８６に対して円筒形状の給排ポート８８が流体密に溶着固定されている。

また、第一のマス金具７４は、金属等の高比重な剛性材によって中実のブロック形状をもって形成されており、特に、本実施形態では、厚肉円板形のブロック形状とされている。そして、この第一のマス金具７４は、取付金具７２の上方に離間して対向配置されている。

更にまた、これら取付金具７２と第一のマス金具７４の対向面間に第一のゴム部材７８が配設されている。この第一のゴム部材７８は、円環形状乃至は円筒形状を有しており、軸方向下端面が取付金具７２に加硫接着されていると共に、軸方向上端面には、かしめ固定金具９０が加硫接着されている。かかるかしめ固定金具９０は、第一のゴム部材７８の上端面に加硫接着された円環板形状の接着部９２を有しており、また、接着部９２の外周縁部には、軸方向上方に向かって延び出す円筒状部９４が一体形成されている。そして、円筒状部９４が第一のマス金具７４に外挿されて、軸方向上端を径方向内方にかしめ加工されることにより、かしめ固定金具９０が第一のマス金具７４の外周縁部にかしめ固定されているのであり、これにより、第一のマス金具７４の外周縁部と取付金具７２の対向面間が第一のゴム部材７８で連結されて、第一のマス金具７４が取付金具７２によって弾性支持せしめられている。

また、かしめ固定金具９０は、第一のマス金具７４に対して流体密に組み付けられており、以て、取付金具７２と第一のマス金具７４の対向面間には、外周壁部が第一のゴム部材７８で構成されて、外部空間に対して密閉された作用空気室９６が画成されている。そして、この作用空気室９６には、給排ポート８８を通じて外部エア管路９８が接続されるようになっており、外部エア管路９８上に配設された電磁式の切換弁１００の切換作動に基づいて、作用空気室９６が、負圧源と大気中とに交互に切換接続されるようになっている。而して、切換弁１００の切換作動により作用空気室９６に負圧と大気圧が交互に及ぼされて空気圧変動が生ぜしめられることにより、作用空気室９６の壁部の一部を構成する第一のマス金具７４に対して、取付金具７２への接近／離隔方向の加振力が及ぼされて、第一のゴム部材７８の弾性変形に基づいて、かかる第一のマス金具７４が軸方向（図３中の上下方向）に加振変位せしめられるようになっているのである。なお、このことから明らかなように、本実施形態では、作用空気室９６と、該作用空気室９６に空気圧変化を及ぼすための切換弁１００等を含んで、空気圧式アクチュエータ６８が構成されている。

さらに、第一のマス金具７４の上方には、所定距離を隔てて第二のマス金具７６が配設されている。この第二のマス金具７６は、第一のマス金具７４と同様に、金属等の高比重な剛性材によって中実のブロック形状をもって形成されており、特に、本実施形態では、第一のマス金具７４よりも一回り小さな厚肉円板形のブロック形状とされている。そして、この第二のマス金具７６は、第一のマス金具７４の中心軸上で上方に離間して、対向配置されている。

また、これら第一のマス金具７４と第二のマス金具７６の対向面間には、第二のゴム部材８０が配設されている。この第二のゴム部材８０は、ブロック形状を有しており、軸方向下端面が第一のマス金具７４の上面中央に加硫接着されていると共に、軸方向上端面が、第二のマス金具７６の下面中央に加硫接着されている。これにより、第一のマス金具７４の上端面と第二のマス金具７６の下端面との対向面間が、第二のゴム部材８０で連結されて、第一のマス金具７４と第二のマス金具７６が弾性連結されている。

要するに、上述の如き構造とされた能動型制振器７０においては、取付金具７２に対して、第一のマス金具７４と第二のマス金具７６が、第一のゴム部材７８と第二のゴム部材８０を介して、順次、直列的に弾性連結されているのであり、それによって、２自由度の振動系が構成されているのである。

そして、このような構造とされた能動型制振器７０は、前述の如く取付金具７２を制振対象１０に対して固定ボルト８４で固定すること等によって、第一、第二のマス金具７４，７６の弾性変位方向（中心軸の方向）が、制振対象１０における制振すべき振動方向（図３中の上下方向）に略一致する状態で装着される。

従って、上述の如き構造とされた能動型制振器７０においては、電磁切換弁１００を、制振対象１０において制振すべき振動に対応した周波数や位相で切換制御することにより、２自由度の振動系を強制加振することが出来るのであり、それによって、前記第一の実施形態と同様な効果が発揮されて、制振対象１０に対して有効な能動的防振効果を得ることが出来るのである。

特に、本実施形態の能動型制振器７０においては、空気圧の作用で第一，第二のマス金具７４，７６を加振することが出来ることから、特別な駆動力発生部材を制振器内部に組み込む必要がないのであり、能動型制振器７０の構造の簡略化と製作性の向上が達成されるという利点がある。

なお、実施形態において、電磁式切換弁１００の切換制御に際しては、第一の実施形態と同様、制振対象１０において制振すべき振動に相関性のある信号や、制振対象１０における振動の検出信号に基づいて、制振対象１０の振動が可及的に低減されるように、従来から公知の各種のフィードバックやフィードフォワードの手法を用い、作用空気室９６に及ぼされる空気圧変動に対して、制振対象１０における制振すべき振動に対応した周波数や位相、更に必要に応じて大きさも与えるように調節される。

以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、これらはあくまでも例示であって、本発明は、これらの実施形態における具体的記載によって、何等、限定的に解釈されるものでない。

例えば、前記実施形態では、何れも、第一のマス部材（１４，７４）に対して、一つの追加マス部材（１６，７６）が弾性連結されていたが、二つ以上の追加マス部材を第一のマス部材に弾性連結することも、勿論可能である。また、二つ以上の追加マス部材を採用する場合には、第一のマス部材に対して、それぞれ、別の弾性部材を介して独立的に弾性連結することにより、複数の追加マス部材によって並列的な複数の振動系を形成することも可能であり、或いは、第一のマス部材に対して弾性連結された追加マス部材に対して別の追加マス部材を弾性連結することにより、複数の追加マス部材によって直列的な複数の振動系を形成しても良い。

また、第一のマス部材に対する追加マス部材の弾性連結位置や弾性連結構造は、何等限定されるものでなく、例えば、前記第二の実施形態に示された制振器７０において、大径の円環形状乃至は円筒形状の第二のマス金具を採用し、該第二のマス金具を、第一のマス金具７４の外周側に離間して外挿配置すると共に、それら第一のマス金具と第二のマス金具を、両マス金具の径方向対向面間に配設されたゴム弾性体によって弾性連結することも可能である。

更にまた、複数個のマス部材におけるそれぞれの質量は、全てのマス部材の平均質量の５０〜１５０％の範囲内に設定することが望ましく、それにより、各固有振動数域において共振作用に基づく加振力の増大効果をより有効に得ることが出来、各固有振動数域で、何れも一層有効な防振効果を得ることが可能となる。

加えて、本発明は、自動車のボデー用の制振器の他、自動車の各種部材用の制振器等、或いは自動車以外の各種装置における能動型制振器として、何れも適用可能であることは、言うまでもない。

その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更，修正，改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもないところである。

本発明の第一の実施形態としての制振器を示す縦断面説明図である。 図１に示された制振器における受動的な共振倍率の周波数特性を測定した結果を示すグラフである。 本発明の第二の実施形態としての制振器を示す縦断面説明図である。

符号の説明

８，７０ 制振器
１０ 制振対象
１２，７２ 取付金具
１４，７４ 第一のマス金具
１６，７６ 第二のマス金具
１８，７８ 第一のゴム部材
２０，８０ 第二のゴム部材
２２ 電磁式アクチュエータ
６８ 空気圧式アクチュエータ

Claims (8)

1. 制振対象に取り付けられる取付部材に対して、第一のマス部材を振動入力方向で相対変位可能に配設せしめて、それら取付部材と第一のマス部材を弾性的に連結すると共に、該第一のマス部材に対して、少なくとも一つの追加マス部材を振動入力方向で相対変位可能に配設せしめて、該追加マス部材を該第一のマス部材に対して弾性的に支持せしめることにより、複数の固有振動数を持つ振動系を構成する一方、前記取付部材と前記第一のマス部材の間に振動入力方向での相対的な加振力を及ぼす加振手段を設けたことを特徴とする能動型制振器。
2. 前記取付部材に対して前記第一のマス部材を介して追加マス部材を弾性的に連結せしめて全体として複数の固有振動数を持つ振動系を構成する一方、前記加振手段により該第一のマス部材に対して直接的に加振力が及ぼされると共に、該追加マス部材に対して該第一のマス部材を介して間接的に加振力が及ぼされるようにした請求項１に記載の能動型制振器。
3. 前記加振手段が、前記取付部材と前記第一のマス部材の対向面間において、それら取付部材と第一のマス部材を弾性連結する弾性部材によって壁部の一部が構成された作用空気室と、該作用空気室に圧力変化を及ぼす圧力制御手段を含んで構成されている請求項１又は２に記載の能動型制振器。
4. 前記圧力制御手段による圧力変化が、前記取付部材に設けられた通路を通じて前記作用空気室に及ぼされるようになっている請求項３に記載の能動型制振器。
5. 前記加振手段が、前記取付部材側に固設されたコイル部材と、前記第一のマス部材側に固設された磁石部材を含む電磁駆動手段によって構成されている請求項１又は２に記載の能動型制振器。
6. 前記取付部材と前記第一のマス部材を、振動入力方向で離間して対向配置せしめると共に、前記追加マス部材の一つを環状として、該環状の追加マス部材を、該第一のマス部材に対して振動入力方向に直交する方向で外周側に離間して配設した請求項１乃至５の何れかに記載の能動型制振器。
7. 前記複数の固有振動数の二つを、防振すべき一つの振動に対して低周波側と高周波側にずらせてチューニングした請求項１乃至６の何れかに記載の能動型制振器。
8. 前記複数の固有振動数を、それぞれ防振すべき異なる振動の各周波数にチューニングした請求項１乃至６の何れかに記載の能動型制振器。

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