動吸振器及び振動遮断マウント
【課題】従来の可変同調型動吸振器は大型化が避けられない。
【解決手段】振動発生源の振動方向に円錐コイルばねを配し、二つの円錐コイルばねで錘を挟み込む。円錐コイルばねを圧縮或は伸張させ、ばね定数を変化させると、錘と円錐コイルばねよりなる振動体の振動周波数が変化し、反共振特性の周波数を制御できる。
【解決手段】振動発生源の振動方向に円錐コイルばねを配し、二つの円錐コイルばねで錘を挟み込む。円錐コイルばねを圧縮或は伸張させ、ばね定数を変化させると、錘と円錐コイルばねよりなる振動体の振動周波数が変化し、反共振特性の周波数を制御できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動吸振器及びこれを用いる振動遮断マウントに関する。より特定的には、車両のエンジン等、強い振動を発生する物体の、土台への振動伝達を極力低減する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、レシプロエンジンやコンプレッサ等の機械は、不釣合い質量が大きい。このため、これら機械の動作時の振動は設置される床等を伝わり、周囲に振動や騒音等の被害を及ぼす。特に自動車等では、車室内の振動や騒音は乗員に対する快適性を損ねるので、この対策が活発に研究されている。
【０００３】
一般に、機械が発する振動を周囲に伝えないようにするには、機械と周囲との間に振動を吸収する等の機構を挟む。その代表的なものが、サスペンションである。サスペンションは様々な種類のものが存在するが、基本的には機械（振動体）の自重を支え、振動を絶縁するのに必要な「ばね性（剛性）」と、共振を抑制するための「減衰性（粘性）」を備えるものである。
エンジン等の振動体から周囲への振動の伝達を低減するには、ばね定数が小さければ小さいほど良い。すなわち、柔らかいサスペンションであるほど、振動の伝達は阻止される。しかし、柔らかいサスペンションは振動体の載置状態を不安定にする。このため、柔らかいサスペンションは振動体の振動を大きくしてしまう。このように、ばね性と振動絶縁性は相反する関係にある。
【０００４】
防振機構の防振特性を見る値として、「振動伝達率」がある。振動伝達率は、振動周波数に対する周波数特性を見ることによって把握される。このためのグラフは、グラフの横軸に振動周波数、縦軸は床加振の場合は、入力振幅（床）と出力振幅（振動体）の振幅比率を、また、振動体が加振させる場合は、床に作用する力と振動体に作用する力の振幅比率をとり、プロットするものである。非特許文献２に一例が示されている。
振動や騒音を物質の特性だけで低減させる、いわゆる「パッシブ型防振機構」においては、振動伝達率は振動体と防振機構よりなる固有振動周波数にてピーク値を示し、その固有振動周波数より低い周波数領域では、振動伝達率は１より小さくならないことがよく知られている。
【０００５】
自動車の振動において特に目立つのは、アイドリング時に大きな振幅を示す、数Ｈｚ〜１０数Ｈｚ程度の低周波振動である。エンジンのアイドリングによりもたらされる低周波振動の車室への伝達を防ぐためには、サスペンションを柔らかくすることが考えられる。しかし、サスペンションを柔らかくすれば、エンジンの振動振幅は大きくなる。エンジンの振動が大きくなれば、騒音を発するのみならず、 エンジンに付随するパイプ等の接合部分等が疲労し、最悪の場合は破損してしまう。
【特許文献１】特開平９−２８０３１０号公報
【特許文献２】特許３３９７３２１号
【非特許文献１】長屋幸助、小林譲二、今井勝仁、"反共振と減衰の最適自動同調吸振器によるフライス盤の振動制御法とそれによる切削試験"、日本機械学会論文集（Ｃ編）６５巻６３５号（１９９９−７）
【非特許文献２】http://www.meiritsu.co.jp/gijutsu/page01.html 「明立精機株式会社 技術情報」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
発明者は、振動を効果的に減少させる技術として、特許文献１及び非特許文献１に開示されている発明をした。梁状の黄銅製棒の片方を固定し、もう片方に錘を設け、黄銅製棒の振動支点を移動させる機構を設けたものである。
図１０に動吸振器の概略を示す。
動吸振器１００１は、可変剛性を示す梁１００２と、錘１００３と、スクリューロッド１００４と、スライダ１００５と、モータ１００６と、シャーシ１００７よりなる。
モータ１００６がスクリューロッド１００４を回転駆動すると、スクリューロッド１００４の表面に設けられているらせん状の溝によってスライダ１００５が図１０の左右方向に移動する。これにより、梁１００２の振動支点が移動することとなる。
スライダ１００５が図１０の右方向に移動すると、梁１００２の振動可能な部分の長さが短くなり、梁１００２と錘１００３よりなる振動体の固有振動数が高くなる。すなわち、ばね定数が大きくなる。
逆にスライダ１００５が図１０の左方向に移動すると、梁１００２の振動可能な部分の長さが長くなり、梁１００２と錘１００３よりなる振動体の固有振動数が低くなる。すなわち、ばね定数が小さくなる。
以上の構成よりなる動吸振器１００１を、図１０の上下方向の振動に対して反共振特性を示すようにスライダ１００５を移動制御すると、与えられる振動を吸振器の質量に与えて、主振動体の振動を無くする作用が生じる。
【０００７】
しかし、動吸振器１００１には、解決し難い課題がある。
（１）装置全体が大きくなりがちである。
与えられる振動に対して十分大きな反共振特性を得るためには、梁１００２の材質を選んだり、長さを長くしたり、錘１００３の重さを重くしたりする必要がある。このため、装置の大きさがどうしても大きくなりがちである。
（２）装置のバランスが崩れ易い。
スライダ１００５が振動方向とは直交する方向に移動するため、動吸振器１００１全体の重心も左右に移動することとなる。このため、振動方向に対して動吸振器１００１を設置する、図示しない接合部分を中心に、回転力が生じてしまう。このことは動吸振器を組み込む装置全体のバランスを悪化させる。
【０００８】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、コンパクトでバランスが良く、設計が容易な動吸振器と、これを用いるコンパクトな振動遮断マウントを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の動吸振器は、
所定の質量よりなる錘と、
所定の質量を備える振動発生源と前記錘との間に設けられ、可変バネ定数特性を備える弾性体と、
前記振動発生源と前記錘との間に、前記錘の振動方向と並行して配置される支持体と、
前記振動発生源の振動を打ち消す反共振状態を前記錘と前記弾性体に形成すべく、前記弾性体の前記可変バネ定数特性を制御する制御手段とを備えるものである。
【００１０】
更に、本発明の振動遮断マウントは、前記動吸振器に加えて、土台と前記振動発生源との間に介在し、所定の弾性及び粘性を有する固着部材とを備えるものである。
【００１１】
本発明の動吸振器では、従来技術の梁に代わる可変剛性を示すものとして、円錐コイルばねを採用している。錘の振動方向に円錐コイルばねを二つ配置し、その間に錘を挟み込む。ばね定数の変更は円錐コイルばねに圧縮或は伸張の力を加えることにより行う。このように構成することにより、従来技術と比べて、動吸振器全体がコンパクトになると共に、ばね定数を変更しても、動吸振器の重心は振動方向に沿って移動するので、動吸振器全体のバランスは悪化しない。
可変同調型動吸振器は低周波領域の大きな振幅の振動を抑制する際に大きな効果を発揮する。可変同調型動吸振器の効果があまり得られない周波数領域の振動は、オイルダンパ等の粘性を伴う制動体を用いることで、効果的に抑制できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、コンパクトでバランスが良く、設計が容易な動吸振器と、これを用いるコンパクトな振動遮断マウントを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を、図１〜図９を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態による振動遮断マウントの原理を示す概念図である。
土台１０１の上には、所定のばね定数（「剛性」とも言える）ｋ１及び減衰係数（「粘性」とも言える）ｃ１を有する固着部材１０２を介在して、振動発生源１０３が設けられている。この振動発生源１０３の上には更に、所定のばね定数ｋ２及び減衰係数ｃ２を有する弾性体１０４が設けられ、更にその上には錘１０５が設けられている。弾性体１０４のばね定数ｋ２は制御手段１０６にて制御可能である。制御手段１０６はセンサ１０７、１０８、１０９のいずれか一つ以上から、振動振幅、振動速度、振動加速度のうちいずれか一つ以上を検出し、それらを最小にするように制御を行う。
なお、説明の便宜上、土台１０１から垂直に各部品が載置されていることから、重力に対して真上に設けられていなければならないように見えるが、これらはあくまでも本発明の一実施形態の原理を示すものである。すなわち、これら部品の配置はどのような方向であっても良く、例えば水平線上にあっても構わない。重要な点は、振動発生源１０３の振動方向に各部品が同じ振動方向にて振動可能に配置されている点である。
【００１５】
図２は、本発明の一実施形態による振動遮断マウントの外観斜視図である。
図３は、振動遮断マウントの一部を構成する動吸振器を真横から見た外観図である。
図４は、振動遮断マウントの一部を構成する液体封入マウントの外観斜視図である。
図２において、振動遮断マウント２０１は動吸振器２０２と液体封入マウント２０３から構成されている。
【００１６】
図３に示すように、動吸振器２０２は、円盤状のシャーシ３０１を中心として、シャーシ３０１の下面にフレーム３０２が設けられていると共に、シャーシ３０１の上面にシャフト駆動機構３０３が設けられている。
フレーム３０２の内部の中心部分にはシャフト３０４がある。
シャフト３０４には図示しないらせん状の溝が切られている。
そして、シャフト３０４がその溝に噛み合うスライダ３０５に貫通している。
スライダ３０５とシャーシ３０１との間の空間には、円錐コイルばね３０６及び３０７に挟まれる形で、錘３０８がシャフト３０４によって貫かれている状態で設けられている。ここで錘３０８はシャフト３０４の太さよりもやや太い穴が開いており、シャフト３０４にほぼ非接触で上下動できるように構成されている。そして、錘３０８は円錐コイルばね３０６及び３０７に挟まれているので、円錐コイルばね３０６及び３０７の反発力によってスライダ３０５とシャーシ３０１とのほぼ中間位置に存在するようになっている。
シャフト３０４はシャーシ３０１を貫通し、シャフト駆動機構３０３によって回転駆動される。
シャフト駆動機構３０３はモータ３０９と減速ギア３１０から構成されている。モータ３０９の回転駆動力は減速ギア３１０によって大きな駆動力に変換され、シャフト３０４を回転駆動する。シャフト３０４が回転駆動されることにより、スライダ３０５が上下動され、これに伴い円錐コイルばね３０６及び３０７が圧縮または伸張される。
【００１７】
図３において、シャーシ３０１、フレーム３０２、シャフト３０４、スライダ３０５は、錘３０８の振動方向と並行して配置される支持体を構成する。
シャーシ３０１とスライダ３０５は、可変バネ定数特性を備える弾性体である円錐コイルばね３０６及び３０７を挟み込んでいる。
錘３０８は、円錐コイルばね３０６及び３０７に挟み込まれた状態で、シャフト３０４に沿って振動する。
【００１８】
図４に示すように、液体封入マウント２０３は、ゴムチューブ４０１と、その上に設けられるマウント台４０２から構成されている。ゴムチューブ４０１には外部より見えないダンパオイルが充填されている。マウント台４０２には動吸振器２０２のシャーシ３０１が組み付けられる。また、マウント台４０２の中心には動吸振器２０２のフレーム３０２が挿入される穴が開いている。
【００１９】
図５は、振動遮断マウント２０１の模式図である。説明の都合上、一部は断面図を兼ねている。
振動遮断マウント２０１を構成する液体封入マウント２０３は、マウント台４０２が載置されるゴムチューブ４０１よりなる。このゴムチューブ４０１にはダンパオイル５０１が充填されている。ダンパオイル５０１は所定の粘性を持つ液体で、振動を熱に変える作用を備えている。
マウント台４０２の上には動吸振器２０２のシャーシ３０１が載置されている。
シャーシ３０１の上には振動体５０２が載置されている。
振動体５０２の振動は、図５において不図示のセンサを通じて制御手段１０６により検出される。制御手段１０６は、センサから検出される振動が最小限になるように、シャフト駆動機構３０３を制御する。
センサの配置や制御手段１０６の具体的な内容は後述する。
【００２０】
図６（ａ）及び（ｂ）は本実施形態よりなる動吸振器の原理を示す模式図である。説明の都合上、シャフト３０４を省略している。
円錐コイルばね３０６及び３０７は、圧縮あるいは伸張されることにより、ばね定数が変化することが知られている。
シャーシ３０１とスライダ３０５を通じて円錐コイルばね３０６及び３０７に圧縮力を加えると、円錐コイルばね３０６及び３０７のばね定数が変化し、図６（ａ）に示した状態から図６（ｂ）に示す状態になる。
図６（ｃ）は円錐コイルばね３０６及び３０７の歪みに対するばね定数の変化をグラフにしたものである。円錐コイルばね３０６及び３０７の圧縮変位が大きくなればなるほどばね定数が上昇する。
ばね定数が上昇すると、錘３０８と円錐コイルばね３０６及び３０７との組み合わせよりなる振動体の固有振動周波数ωが上昇する。すなわち、錘３０８の重さをｍ２、円錐コイルばね３０６及び３０７のばね定数をｋ２とすると、ω＝√(ｋ２／ｍ２)となる。ばね定数ｋ２が上昇することで、固有振動周波数ωは上昇するのである。
図６（ｂ）の場合、圧縮力が円錐コイルばね３０６及び３０７に加わるので、図６（ａ）に比べて固有振動周波数が高くなっている。
【００２１】
図７（ａ）は、動吸振器２０２の振動周波数に対する振動振幅特性を示す、シミュレーションによるグラフである。複数の線はそれぞればね定数を変化させたものである。
ａ線はばね定数ｋ２がない状態の、錘３０８の振動振幅特性を示す。つまり、錘３０８だけの振動振幅特性である。このような状態は実際にはないが、シミュレーションの参考の為に示す。
ｂ線はばね定数ｋ２が７ｋＮ／ｍの状態における、錘３０８の振動振幅特性を示す。周波数１３Ｈｚ近辺で極小値Ｐ１を示し、その後１７Ｈｚ近辺で極大値を示し、その後は周波数が高くなるに従って徐々に振幅が減少していく。この極小値Ｐ１が、反共振状態である。つまり、振動周波数ω＝√(ｋ２／ｍ２)の状態である（特許文献１及び非特許文献１参照）。
ｃ線はばね定数ｋ２が１４ｋＮ／ｍの状態における、錘３０８の振動振幅特性を示す。周波数１９Ｈｚ近辺で極小値Ｐ２を示し、その後２１Ｈｚ近辺で極大値を示し、その後は周波数が高くなるに従って徐々に振幅が減少していく。
ｄ線はばね定数ｋ２が３０ｋＮ／ｍの状態における、錘３０８の振動振幅特性を示す。周波数２７Ｈｚ近辺で極小値Ｐ３を示し、その後すぐに極大値を示し、その後は周波数が高くなるに従って徐々に振幅が減少していく。
上述した周波数は、錘３０８や円錐コイルばね３０６及び３０７を適宜選択することにより、好みの周波数に設定できることはいうまでもない。
【００２２】
図７（ｂ）は、動吸振器２０２の振動周波数に対する、土台１０１への振動伝達率の変化を示す、シミュレーションによるグラフである。複数の線は図７（ａ）同様、それぞればね定数を変化させたものである。図７（ｂ）のグラフも、図７（ａ）と同様の特性を示している。ここで注目すべきは、ｂ、ｃ及びｄ線の極小値Ｑ１、Ｑ２及びＱ３の各点の振動伝達率が１を下回っていることである。つまり、反共振状態になると、錘３０８と円錐コイルばね３０６及び３０７との組が、外部から与えられる振動を打ち消す方向に振動する。このため、外部へ振動が伝わり難くなるのである。
【００２３】
図８は、振動遮断マウント２０１の制御を示すブロック図である。
振動遮断マウント２０１のシャーシ３０１上には、磁石８０２が載置されている。
センサコイルＬ８０１は、磁石８０２に近接して配置されている。振動体５０２の振動が振動遮断マウント２０１に伝わると、磁石８０２が上下方向に駆動され、センサコイルＬ８０１に誘導起電力が発生する。すなわち、センサコイルＬ８０１と磁石８０２はセンサ１０８を構成する。センサコイルＬ８０１から発生される信号は、振動遮断マウント２０１の振動による交流の速度信号である。
センサコイルＬ８０１から発される速度信号はＡ／Ｄ変換器８０３にてデジタル信号に変換された後、ＤＳＰ（Digital Signal Processor: 音声や画像などの処理に特化した演算処理集積回路装置）８０４にて所定時間内におけるサンプル処理が行われ、速度データに変換される。速度データはパソコン８０５に入力され、所定の演算処理にて、振動遮断マウント２０１の振動を小さくするための制御データが生成される。制御データはＤ／Ａ変換器８０６にてアナログ電圧信号に変換された後、増幅器８０７にてモータ３０９を回転駆動する電力に変換される。
【００２４】
センサ１０８は振動発生源１０３の振動を速度信号として検出する速度センサである。速度センサとしては前述のセンサコイルＬ８０１と磁石８０２の組み合わせよりなる磁気誘導によるものや、周知の加速度センサの出力信号を積分したもの等が利用可能である。検出する信号は振動体５０２から生じる振動に起因するものであることから、所定の周波数よりなる交流信号となる。この信号をＡ／Ｄ変換器８０３にてＡ／Ｄ変換した後、ＤＳＰ８０４に入力して、所定時間内のサンプル値を演算処理することにより、速度の絶対値を得る。そして、この得られた速度値に対して、その値が最小になるように、モータ３０９を駆動制御する。
【００２５】
なお、上記制御方法の応用として、振動発生源１０３の振動周波数を変化させる毎にモータ３０９の制御量を得て、これをパソコン等の内部の不揮発性メモリにテーブルデータとして保持しておく。そして、このテーブルデータを利用することにより、迅速な制御を行うことが期待できる。
【００２６】
センサコイルＬ８０１から得られる速度信号は交流であることから、速度信号をそのままＡ／Ｄ変換するのではなく、一旦検波回路等で検波し、積分回路を通すことで、速度の平均値を示す信号を得ることができる。検波回路は周知のダイオード検波の他に、特許文献２に開示されている速度信号処理回路のように、位置検出センサを別途設け、位置信号にて半導体スイッチを切り替えて整流する技術も利用可能である。この実施形態の例を図９に示す。
図９は、振動遮断マウント２０１の制御の、もう一つの形態を示すブロック図である。
図９は、図８と比べるとセンサ１０８の中身と制御手段１０６の中身が一部異なる。
磁石８０２にはセンサコイルＬ８０１と共にホール素子Ｈ９０１が近接配置されている。
センサコイルＬ８０１から発される速度信号は、反転増幅器９０２と非反転増幅器９０３にそれぞれ入力される。
反転増幅器９０２と非反転増幅器９０３の出力信号は、それぞれスイッチ９０４に入力される。
反転増幅器９０２、非反転増幅器９０３、スイッチ９０４は整流回路９０５を構成する。
スイッチ９０４からは交流の速度信号の負の部分が正方向に反転した脈流が得られる。この脈流を積分器９０６にて平滑処理すると、安定した速度信号が得られる。この速度信号をＡ／Ｄ変換器８０３にてデジタル変換し、直接パソコン８０５にて演算処理する。図８の実施形態と比べると、ＤＳＰ８０４が省かれ、代わりに交流の速度信号を直流に変換する整流回路９０５を用いていることで、応答特性が向上している。
【００２７】
振動体５０２の振動発生源がエンジンや回転式モータ等の回転体であるなら、回転体の回転信号を周知のタコメータ等にて検出し、回転速度信号を得て、回転速度に対応する制御量を算出することもできる。この実施形態の例を図１０に示す。
図１０は、振動遮断マウント２０１の制御の、もう一つの形態を示すブロック図である。
図１０は、図９と比べると新たなセンサが追加され、制御手段１０６の中身が一部異なる。
振動体５０２は自動車におけるレシプロエンジンであり、発生する回転駆動力を伝達する回転体１００１がある。回転体１００１には図示しない磁石が貼付されている。また、回転体１００１にはコイルＬ１００２が近接配置され、回転体１００１が回転すると交流信号を発生する。この交流信号は回転体１００１の回転速度に比例する周波数の交流信号である。
コイルＬ１００２から発生する交流信号は周波数／電圧変換器（以下「ｆ／ｖ変換器」と略す）１００３に入力され、回転速度、すなわち周波数に比例した電圧の信号に変換される。この電圧信号はＡ／Ｄ変換器８０３に入力され、回転速度データとなる。パソコン８０５は、回転速度データからモータ３０９の制御量の範囲を決定する。このように制御手段１０６を構成することにより、回転体１００１の回転速度変化に対し、迅速に追従する制御が実現できる。
【００２８】
図１１は図７（ａ）の反共振状態を連続的にプロットしたグラフである。制御手段１０６による同調制御が理想的に稼動すると、振動体５０２の振動周波数の変動に対し、円錐コイルばね３０６及び３０７のばね定数ｋ２の可変範囲内において、錘３０８の振動振幅が極小になる状態、すなわち反共振状態を連続的に実現することができる。
【００２９】
本実施形態は以上に記した実施形態に限られず、以下のような応用例が可能である。
（１）固着部材１０２は液体封入マウント２０３に限られず、図９（ａ）に示すような、オイルダンパ１２０２とばね１２０３の組でもよい。
（２）弾性体１０４は円錐コイルばね３０６及び３０７に限られず、図９（ｂ）に示すような、ベローズ型空気ばね１２１２でもよい。
（３）ばね３０６及び３０７は、必ずしも両方とも円錐コイルばねである必要はない。片方が円錐コイルばねで、もう片方が可変剛性を備えない円筒ばねであってもよい。すなわち、錘３０８を挟み込むばねの、どちらか一つか両方が可変剛性を備えていればよい。このことは図９（ｂ）のベローズ型空気ばね１２１２においても同様である。
（４）図８、図９及び図１０では振動を検出するセンサを動吸振器２０２のシャーシ３０１に配置したが、センサを配置する場所はこれに限られない。図１に示すように、振動を検出できる場所は土台１０１上（センサ１０７）や、錘１０５（センサ１０９）に設けてもよい。また、これらセンサは一つだけに留まらず、複数設けてもよい。
【００３０】
以上に示した実施形態では、動吸振器を構成する錘の振動方向に、可変ばね定数を備える少なくとも一つ以上のばねを用いて、錘を挟み込む機構を採用している。また、この機構は、可変ばね定数を備えるばねに対してばね定数を変更するために、当該ばねを錘の振動方向に圧縮あるいは伸張するための力が加えられるようになっている。この機構によれば、従来技術の梁を用いた動吸振器と比べて、装置全体がコンパクトになると共に、動吸振器が反共振状態に至る迄の過程においてバランスが悪化することによる回転力を発生しないので、安定した性能を発揮させることができる。
従来技術である、特許文献１及び非特許文献１に開示されている動吸振器では、ばね定数を変更する機構（スライダ）が錘の振動方向と直交する方向に移動する構成になっている。このため、スライダを移動してばね定数を変化させると、動吸振器全体の重心が振動方向に対して直交する方向に変わってしまい、却って不安定になってしまっていた。
本実施形態では、ばね定数を変更しても重心は振動方向に沿って移動するので、動吸振器全体のバランスは悪化しない。
コンパクトでバランスが良く、安定した性能を発揮する、ということは、動吸振器自体及びこれを適用する装置の設計の自由度が極めて大きくなることを意味する。
【００３１】
可変同調型動吸振器は低周波領域の大きな振幅の振動を抑制する際に大きな効果を発揮する。可変同調型動吸振器の効果があまり得られない周波数領域の振動は、オイルダンパ等の粘性を伴う制動体を用いることで、効果的に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施の形態による振動遮断マウントの原理を示す概念図である。
【図２】振動遮断マウントの外観斜視図である。
【図３】振動遮断マウントの一部を構成する動吸振器を真横から見た外観図である。
【図４】振動遮断マウントの一部を構成する液体封入マウントの外観斜視図である。
【図５】振動遮断マウントの模式図である。
【図６】動吸振器の原理を示す模式図である。
【図７】動吸振器の振動振幅と振動伝達率の周波数特性を示す、シミュレーションによるグラフである。
【図８】制御手段のブロック図である。
【図９】制御手段のブロック図である。
【図１０】制御手段のブロック図である。
【図１１】動吸振器の反共振状態を連続的にプロットした、シミュレーションによるグラフである。
【図１２】本発明の一実施の形態による振動遮断マウントの応用例である。
【図１３】従来技術の動吸振器の模式図である。
【符号の説明】
【００３３】
２０１…振動遮断マウント、２０２…動吸振器、２０３…液体封入マウント、３０１…シャーシ、３０２…フレーム、３０３…シャフト駆動機構、３０４…シャフト、３０５…スライダ、３０６，３０７…円錐コイルばね、３０８…錘、３０９…モータ、３１０…減速ギア、４０１…ゴムチューブ、４０２…マウント台、５０１…ダンパオイル、５０２…振動体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動吸振器及びこれを用いる振動遮断マウントに関する。より特定的には、車両のエンジン等、強い振動を発生する物体の、土台への振動伝達を極力低減する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、レシプロエンジンやコンプレッサ等の機械は、不釣合い質量が大きい。このため、これら機械の動作時の振動は設置される床等を伝わり、周囲に振動や騒音等の被害を及ぼす。特に自動車等では、車室内の振動や騒音は乗員に対する快適性を損ねるので、この対策が活発に研究されている。
【０００３】
一般に、機械が発する振動を周囲に伝えないようにするには、機械と周囲との間に振動を吸収する等の機構を挟む。その代表的なものが、サスペンションである。サスペンションは様々な種類のものが存在するが、基本的には機械（振動体）の自重を支え、振動を絶縁するのに必要な「ばね性（剛性）」と、共振を抑制するための「減衰性（粘性）」を備えるものである。
エンジン等の振動体から周囲への振動の伝達を低減するには、ばね定数が小さければ小さいほど良い。すなわち、柔らかいサスペンションであるほど、振動の伝達は阻止される。しかし、柔らかいサスペンションは振動体の載置状態を不安定にする。このため、柔らかいサスペンションは振動体の振動を大きくしてしまう。このように、ばね性と振動絶縁性は相反する関係にある。
【０００４】
防振機構の防振特性を見る値として、「振動伝達率」がある。振動伝達率は、振動周波数に対する周波数特性を見ることによって把握される。このためのグラフは、グラフの横軸に振動周波数、縦軸は床加振の場合は、入力振幅（床）と出力振幅（振動体）の振幅比率を、また、振動体が加振させる場合は、床に作用する力と振動体に作用する力の振幅比率をとり、プロットするものである。非特許文献２に一例が示されている。
振動や騒音を物質の特性だけで低減させる、いわゆる「パッシブ型防振機構」においては、振動伝達率は振動体と防振機構よりなる固有振動周波数にてピーク値を示し、その固有振動周波数より低い周波数領域では、振動伝達率は１より小さくならないことがよく知られている。
【０００５】
自動車の振動において特に目立つのは、アイドリング時に大きな振幅を示す、数Ｈｚ〜１０数Ｈｚ程度の低周波振動である。エンジンのアイドリングによりもたらされる低周波振動の車室への伝達を防ぐためには、サスペンションを柔らかくすることが考えられる。しかし、サスペンションを柔らかくすれば、エンジンの振動振幅は大きくなる。エンジンの振動が大きくなれば、騒音を発するのみならず、 エンジンに付随するパイプ等の接合部分等が疲労し、最悪の場合は破損してしまう。
【特許文献１】特開平９−２８０３１０号公報
【特許文献２】特許３３９７３２１号
【非特許文献１】長屋幸助、小林譲二、今井勝仁、"反共振と減衰の最適自動同調吸振器によるフライス盤の振動制御法とそれによる切削試験"、日本機械学会論文集（Ｃ編）６５巻６３５号（１９９９−７）
【非特許文献２】http://www.meiritsu.co.jp/gijutsu/page01.html 「明立精機株式会社 技術情報」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
発明者は、振動を効果的に減少させる技術として、特許文献１及び非特許文献１に開示されている発明をした。梁状の黄銅製棒の片方を固定し、もう片方に錘を設け、黄銅製棒の振動支点を移動させる機構を設けたものである。
図１０に動吸振器の概略を示す。
動吸振器１００１は、可変剛性を示す梁１００２と、錘１００３と、スクリューロッド１００４と、スライダ１００５と、モータ１００６と、シャーシ１００７よりなる。
モータ１００６がスクリューロッド１００４を回転駆動すると、スクリューロッド１００４の表面に設けられているらせん状の溝によってスライダ１００５が図１０の左右方向に移動する。これにより、梁１００２の振動支点が移動することとなる。
スライダ１００５が図１０の右方向に移動すると、梁１００２の振動可能な部分の長さが短くなり、梁１００２と錘１００３よりなる振動体の固有振動数が高くなる。すなわち、ばね定数が大きくなる。
逆にスライダ１００５が図１０の左方向に移動すると、梁１００２の振動可能な部分の長さが長くなり、梁１００２と錘１００３よりなる振動体の固有振動数が低くなる。すなわち、ばね定数が小さくなる。
以上の構成よりなる動吸振器１００１を、図１０の上下方向の振動に対して反共振特性を示すようにスライダ１００５を移動制御すると、与えられる振動を吸振器の質量に与えて、主振動体の振動を無くする作用が生じる。
【０００７】
しかし、動吸振器１００１には、解決し難い課題がある。
（１）装置全体が大きくなりがちである。
与えられる振動に対して十分大きな反共振特性を得るためには、梁１００２の材質を選んだり、長さを長くしたり、錘１００３の重さを重くしたりする必要がある。このため、装置の大きさがどうしても大きくなりがちである。
（２）装置のバランスが崩れ易い。
スライダ１００５が振動方向とは直交する方向に移動するため、動吸振器１００１全体の重心も左右に移動することとなる。このため、振動方向に対して動吸振器１００１を設置する、図示しない接合部分を中心に、回転力が生じてしまう。このことは動吸振器を組み込む装置全体のバランスを悪化させる。
【０００８】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、コンパクトでバランスが良く、設計が容易な動吸振器と、これを用いるコンパクトな振動遮断マウントを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の動吸振器は、
所定の質量よりなる錘と、
所定の質量を備える振動発生源と前記錘との間に設けられ、可変バネ定数特性を備える弾性体と、
前記振動発生源と前記錘との間に、前記錘の振動方向と並行して配置される支持体と、
前記振動発生源の振動を打ち消す反共振状態を前記錘と前記弾性体に形成すべく、前記弾性体の前記可変バネ定数特性を制御する制御手段とを備えるものである。
【００１０】
更に、本発明の振動遮断マウントは、前記動吸振器に加えて、土台と前記振動発生源との間に介在し、所定の弾性及び粘性を有する固着部材とを備えるものである。
【００１１】
本発明の動吸振器では、従来技術の梁に代わる可変剛性を示すものとして、円錐コイルばねを採用している。錘の振動方向に円錐コイルばねを二つ配置し、その間に錘を挟み込む。ばね定数の変更は円錐コイルばねに圧縮或は伸張の力を加えることにより行う。このように構成することにより、従来技術と比べて、動吸振器全体がコンパクトになると共に、ばね定数を変更しても、動吸振器の重心は振動方向に沿って移動するので、動吸振器全体のバランスは悪化しない。
可変同調型動吸振器は低周波領域の大きな振幅の振動を抑制する際に大きな効果を発揮する。可変同調型動吸振器の効果があまり得られない周波数領域の振動は、オイルダンパ等の粘性を伴う制動体を用いることで、効果的に抑制できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、コンパクトでバランスが良く、設計が容易な動吸振器と、これを用いるコンパクトな振動遮断マウントを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を、図１〜図９を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態による振動遮断マウントの原理を示す概念図である。
土台１０１の上には、所定のばね定数（「剛性」とも言える）ｋ１及び減衰係数（「粘性」とも言える）ｃ１を有する固着部材１０２を介在して、振動発生源１０３が設けられている。この振動発生源１０３の上には更に、所定のばね定数ｋ２及び減衰係数ｃ２を有する弾性体１０４が設けられ、更にその上には錘１０５が設けられている。弾性体１０４のばね定数ｋ２は制御手段１０６にて制御可能である。制御手段１０６はセンサ１０７、１０８、１０９のいずれか一つ以上から、振動振幅、振動速度、振動加速度のうちいずれか一つ以上を検出し、それらを最小にするように制御を行う。
なお、説明の便宜上、土台１０１から垂直に各部品が載置されていることから、重力に対して真上に設けられていなければならないように見えるが、これらはあくまでも本発明の一実施形態の原理を示すものである。すなわち、これら部品の配置はどのような方向であっても良く、例えば水平線上にあっても構わない。重要な点は、振動発生源１０３の振動方向に各部品が同じ振動方向にて振動可能に配置されている点である。
【００１５】
図２は、本発明の一実施形態による振動遮断マウントの外観斜視図である。
図３は、振動遮断マウントの一部を構成する動吸振器を真横から見た外観図である。
図４は、振動遮断マウントの一部を構成する液体封入マウントの外観斜視図である。
図２において、振動遮断マウント２０１は動吸振器２０２と液体封入マウント２０３から構成されている。
【００１６】
図３に示すように、動吸振器２０２は、円盤状のシャーシ３０１を中心として、シャーシ３０１の下面にフレーム３０２が設けられていると共に、シャーシ３０１の上面にシャフト駆動機構３０３が設けられている。
フレーム３０２の内部の中心部分にはシャフト３０４がある。
シャフト３０４には図示しないらせん状の溝が切られている。
そして、シャフト３０４がその溝に噛み合うスライダ３０５に貫通している。
スライダ３０５とシャーシ３０１との間の空間には、円錐コイルばね３０６及び３０７に挟まれる形で、錘３０８がシャフト３０４によって貫かれている状態で設けられている。ここで錘３０８はシャフト３０４の太さよりもやや太い穴が開いており、シャフト３０４にほぼ非接触で上下動できるように構成されている。そして、錘３０８は円錐コイルばね３０６及び３０７に挟まれているので、円錐コイルばね３０６及び３０７の反発力によってスライダ３０５とシャーシ３０１とのほぼ中間位置に存在するようになっている。
シャフト３０４はシャーシ３０１を貫通し、シャフト駆動機構３０３によって回転駆動される。
シャフト駆動機構３０３はモータ３０９と減速ギア３１０から構成されている。モータ３０９の回転駆動力は減速ギア３１０によって大きな駆動力に変換され、シャフト３０４を回転駆動する。シャフト３０４が回転駆動されることにより、スライダ３０５が上下動され、これに伴い円錐コイルばね３０６及び３０７が圧縮または伸張される。
【００１７】
図３において、シャーシ３０１、フレーム３０２、シャフト３０４、スライダ３０５は、錘３０８の振動方向と並行して配置される支持体を構成する。
シャーシ３０１とスライダ３０５は、可変バネ定数特性を備える弾性体である円錐コイルばね３０６及び３０７を挟み込んでいる。
錘３０８は、円錐コイルばね３０６及び３０７に挟み込まれた状態で、シャフト３０４に沿って振動する。
【００１８】
図４に示すように、液体封入マウント２０３は、ゴムチューブ４０１と、その上に設けられるマウント台４０２から構成されている。ゴムチューブ４０１には外部より見えないダンパオイルが充填されている。マウント台４０２には動吸振器２０２のシャーシ３０１が組み付けられる。また、マウント台４０２の中心には動吸振器２０２のフレーム３０２が挿入される穴が開いている。
【００１９】
図５は、振動遮断マウント２０１の模式図である。説明の都合上、一部は断面図を兼ねている。
振動遮断マウント２０１を構成する液体封入マウント２０３は、マウント台４０２が載置されるゴムチューブ４０１よりなる。このゴムチューブ４０１にはダンパオイル５０１が充填されている。ダンパオイル５０１は所定の粘性を持つ液体で、振動を熱に変える作用を備えている。
マウント台４０２の上には動吸振器２０２のシャーシ３０１が載置されている。
シャーシ３０１の上には振動体５０２が載置されている。
振動体５０２の振動は、図５において不図示のセンサを通じて制御手段１０６により検出される。制御手段１０６は、センサから検出される振動が最小限になるように、シャフト駆動機構３０３を制御する。
センサの配置や制御手段１０６の具体的な内容は後述する。
【００２０】
図６（ａ）及び（ｂ）は本実施形態よりなる動吸振器の原理を示す模式図である。説明の都合上、シャフト３０４を省略している。
円錐コイルばね３０６及び３０７は、圧縮あるいは伸張されることにより、ばね定数が変化することが知られている。
シャーシ３０１とスライダ３０５を通じて円錐コイルばね３０６及び３０７に圧縮力を加えると、円錐コイルばね３０６及び３０７のばね定数が変化し、図６（ａ）に示した状態から図６（ｂ）に示す状態になる。
図６（ｃ）は円錐コイルばね３０６及び３０７の歪みに対するばね定数の変化をグラフにしたものである。円錐コイルばね３０６及び３０７の圧縮変位が大きくなればなるほどばね定数が上昇する。
ばね定数が上昇すると、錘３０８と円錐コイルばね３０６及び３０７との組み合わせよりなる振動体の固有振動周波数ωが上昇する。すなわち、錘３０８の重さをｍ２、円錐コイルばね３０６及び３０７のばね定数をｋ２とすると、ω＝√(ｋ２／ｍ２)となる。ばね定数ｋ２が上昇することで、固有振動周波数ωは上昇するのである。
図６（ｂ）の場合、圧縮力が円錐コイルばね３０６及び３０７に加わるので、図６（ａ）に比べて固有振動周波数が高くなっている。
【００２１】
図７（ａ）は、動吸振器２０２の振動周波数に対する振動振幅特性を示す、シミュレーションによるグラフである。複数の線はそれぞればね定数を変化させたものである。
ａ線はばね定数ｋ２がない状態の、錘３０８の振動振幅特性を示す。つまり、錘３０８だけの振動振幅特性である。このような状態は実際にはないが、シミュレーションの参考の為に示す。
ｂ線はばね定数ｋ２が７ｋＮ／ｍの状態における、錘３０８の振動振幅特性を示す。周波数１３Ｈｚ近辺で極小値Ｐ１を示し、その後１７Ｈｚ近辺で極大値を示し、その後は周波数が高くなるに従って徐々に振幅が減少していく。この極小値Ｐ１が、反共振状態である。つまり、振動周波数ω＝√(ｋ２／ｍ２)の状態である（特許文献１及び非特許文献１参照）。
ｃ線はばね定数ｋ２が１４ｋＮ／ｍの状態における、錘３０８の振動振幅特性を示す。周波数１９Ｈｚ近辺で極小値Ｐ２を示し、その後２１Ｈｚ近辺で極大値を示し、その後は周波数が高くなるに従って徐々に振幅が減少していく。
ｄ線はばね定数ｋ２が３０ｋＮ／ｍの状態における、錘３０８の振動振幅特性を示す。周波数２７Ｈｚ近辺で極小値Ｐ３を示し、その後すぐに極大値を示し、その後は周波数が高くなるに従って徐々に振幅が減少していく。
上述した周波数は、錘３０８や円錐コイルばね３０６及び３０７を適宜選択することにより、好みの周波数に設定できることはいうまでもない。
【００２２】
図７（ｂ）は、動吸振器２０２の振動周波数に対する、土台１０１への振動伝達率の変化を示す、シミュレーションによるグラフである。複数の線は図７（ａ）同様、それぞればね定数を変化させたものである。図７（ｂ）のグラフも、図７（ａ）と同様の特性を示している。ここで注目すべきは、ｂ、ｃ及びｄ線の極小値Ｑ１、Ｑ２及びＱ３の各点の振動伝達率が１を下回っていることである。つまり、反共振状態になると、錘３０８と円錐コイルばね３０６及び３０７との組が、外部から与えられる振動を打ち消す方向に振動する。このため、外部へ振動が伝わり難くなるのである。
【００２３】
図８は、振動遮断マウント２０１の制御を示すブロック図である。
振動遮断マウント２０１のシャーシ３０１上には、磁石８０２が載置されている。
センサコイルＬ８０１は、磁石８０２に近接して配置されている。振動体５０２の振動が振動遮断マウント２０１に伝わると、磁石８０２が上下方向に駆動され、センサコイルＬ８０１に誘導起電力が発生する。すなわち、センサコイルＬ８０１と磁石８０２はセンサ１０８を構成する。センサコイルＬ８０１から発生される信号は、振動遮断マウント２０１の振動による交流の速度信号である。
センサコイルＬ８０１から発される速度信号はＡ／Ｄ変換器８０３にてデジタル信号に変換された後、ＤＳＰ（Digital Signal Processor: 音声や画像などの処理に特化した演算処理集積回路装置）８０４にて所定時間内におけるサンプル処理が行われ、速度データに変換される。速度データはパソコン８０５に入力され、所定の演算処理にて、振動遮断マウント２０１の振動を小さくするための制御データが生成される。制御データはＤ／Ａ変換器８０６にてアナログ電圧信号に変換された後、増幅器８０７にてモータ３０９を回転駆動する電力に変換される。
【００２４】
センサ１０８は振動発生源１０３の振動を速度信号として検出する速度センサである。速度センサとしては前述のセンサコイルＬ８０１と磁石８０２の組み合わせよりなる磁気誘導によるものや、周知の加速度センサの出力信号を積分したもの等が利用可能である。検出する信号は振動体５０２から生じる振動に起因するものであることから、所定の周波数よりなる交流信号となる。この信号をＡ／Ｄ変換器８０３にてＡ／Ｄ変換した後、ＤＳＰ８０４に入力して、所定時間内のサンプル値を演算処理することにより、速度の絶対値を得る。そして、この得られた速度値に対して、その値が最小になるように、モータ３０９を駆動制御する。
【００２５】
なお、上記制御方法の応用として、振動発生源１０３の振動周波数を変化させる毎にモータ３０９の制御量を得て、これをパソコン等の内部の不揮発性メモリにテーブルデータとして保持しておく。そして、このテーブルデータを利用することにより、迅速な制御を行うことが期待できる。
【００２６】
センサコイルＬ８０１から得られる速度信号は交流であることから、速度信号をそのままＡ／Ｄ変換するのではなく、一旦検波回路等で検波し、積分回路を通すことで、速度の平均値を示す信号を得ることができる。検波回路は周知のダイオード検波の他に、特許文献２に開示されている速度信号処理回路のように、位置検出センサを別途設け、位置信号にて半導体スイッチを切り替えて整流する技術も利用可能である。この実施形態の例を図９に示す。
図９は、振動遮断マウント２０１の制御の、もう一つの形態を示すブロック図である。
図９は、図８と比べるとセンサ１０８の中身と制御手段１０６の中身が一部異なる。
磁石８０２にはセンサコイルＬ８０１と共にホール素子Ｈ９０１が近接配置されている。
センサコイルＬ８０１から発される速度信号は、反転増幅器９０２と非反転増幅器９０３にそれぞれ入力される。
反転増幅器９０２と非反転増幅器９０３の出力信号は、それぞれスイッチ９０４に入力される。
反転増幅器９０２、非反転増幅器９０３、スイッチ９０４は整流回路９０５を構成する。
スイッチ９０４からは交流の速度信号の負の部分が正方向に反転した脈流が得られる。この脈流を積分器９０６にて平滑処理すると、安定した速度信号が得られる。この速度信号をＡ／Ｄ変換器８０３にてデジタル変換し、直接パソコン８０５にて演算処理する。図８の実施形態と比べると、ＤＳＰ８０４が省かれ、代わりに交流の速度信号を直流に変換する整流回路９０５を用いていることで、応答特性が向上している。
【００２７】
振動体５０２の振動発生源がエンジンや回転式モータ等の回転体であるなら、回転体の回転信号を周知のタコメータ等にて検出し、回転速度信号を得て、回転速度に対応する制御量を算出することもできる。この実施形態の例を図１０に示す。
図１０は、振動遮断マウント２０１の制御の、もう一つの形態を示すブロック図である。
図１０は、図９と比べると新たなセンサが追加され、制御手段１０６の中身が一部異なる。
振動体５０２は自動車におけるレシプロエンジンであり、発生する回転駆動力を伝達する回転体１００１がある。回転体１００１には図示しない磁石が貼付されている。また、回転体１００１にはコイルＬ１００２が近接配置され、回転体１００１が回転すると交流信号を発生する。この交流信号は回転体１００１の回転速度に比例する周波数の交流信号である。
コイルＬ１００２から発生する交流信号は周波数／電圧変換器（以下「ｆ／ｖ変換器」と略す）１００３に入力され、回転速度、すなわち周波数に比例した電圧の信号に変換される。この電圧信号はＡ／Ｄ変換器８０３に入力され、回転速度データとなる。パソコン８０５は、回転速度データからモータ３０９の制御量の範囲を決定する。このように制御手段１０６を構成することにより、回転体１００１の回転速度変化に対し、迅速に追従する制御が実現できる。
【００２８】
図１１は図７（ａ）の反共振状態を連続的にプロットしたグラフである。制御手段１０６による同調制御が理想的に稼動すると、振動体５０２の振動周波数の変動に対し、円錐コイルばね３０６及び３０７のばね定数ｋ２の可変範囲内において、錘３０８の振動振幅が極小になる状態、すなわち反共振状態を連続的に実現することができる。
【００２９】
本実施形態は以上に記した実施形態に限られず、以下のような応用例が可能である。
（１）固着部材１０２は液体封入マウント２０３に限られず、図９（ａ）に示すような、オイルダンパ１２０２とばね１２０３の組でもよい。
（２）弾性体１０４は円錐コイルばね３０６及び３０７に限られず、図９（ｂ）に示すような、ベローズ型空気ばね１２１２でもよい。
（３）ばね３０６及び３０７は、必ずしも両方とも円錐コイルばねである必要はない。片方が円錐コイルばねで、もう片方が可変剛性を備えない円筒ばねであってもよい。すなわち、錘３０８を挟み込むばねの、どちらか一つか両方が可変剛性を備えていればよい。このことは図９（ｂ）のベローズ型空気ばね１２１２においても同様である。
（４）図８、図９及び図１０では振動を検出するセンサを動吸振器２０２のシャーシ３０１に配置したが、センサを配置する場所はこれに限られない。図１に示すように、振動を検出できる場所は土台１０１上（センサ１０７）や、錘１０５（センサ１０９）に設けてもよい。また、これらセンサは一つだけに留まらず、複数設けてもよい。
【００３０】
以上に示した実施形態では、動吸振器を構成する錘の振動方向に、可変ばね定数を備える少なくとも一つ以上のばねを用いて、錘を挟み込む機構を採用している。また、この機構は、可変ばね定数を備えるばねに対してばね定数を変更するために、当該ばねを錘の振動方向に圧縮あるいは伸張するための力が加えられるようになっている。この機構によれば、従来技術の梁を用いた動吸振器と比べて、装置全体がコンパクトになると共に、動吸振器が反共振状態に至る迄の過程においてバランスが悪化することによる回転力を発生しないので、安定した性能を発揮させることができる。
従来技術である、特許文献１及び非特許文献１に開示されている動吸振器では、ばね定数を変更する機構（スライダ）が錘の振動方向と直交する方向に移動する構成になっている。このため、スライダを移動してばね定数を変化させると、動吸振器全体の重心が振動方向に対して直交する方向に変わってしまい、却って不安定になってしまっていた。
本実施形態では、ばね定数を変更しても重心は振動方向に沿って移動するので、動吸振器全体のバランスは悪化しない。
コンパクトでバランスが良く、安定した性能を発揮する、ということは、動吸振器自体及びこれを適用する装置の設計の自由度が極めて大きくなることを意味する。
【００３１】
可変同調型動吸振器は低周波領域の大きな振幅の振動を抑制する際に大きな効果を発揮する。可変同調型動吸振器の効果があまり得られない周波数領域の振動は、オイルダンパ等の粘性を伴う制動体を用いることで、効果的に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施の形態による振動遮断マウントの原理を示す概念図である。
【図２】振動遮断マウントの外観斜視図である。
【図３】振動遮断マウントの一部を構成する動吸振器を真横から見た外観図である。
【図４】振動遮断マウントの一部を構成する液体封入マウントの外観斜視図である。
【図５】振動遮断マウントの模式図である。
【図６】動吸振器の原理を示す模式図である。
【図７】動吸振器の振動振幅と振動伝達率の周波数特性を示す、シミュレーションによるグラフである。
【図８】制御手段のブロック図である。
【図９】制御手段のブロック図である。
【図１０】制御手段のブロック図である。
【図１１】動吸振器の反共振状態を連続的にプロットした、シミュレーションによるグラフである。
【図１２】本発明の一実施の形態による振動遮断マウントの応用例である。
【図１３】従来技術の動吸振器の模式図である。
【符号の説明】
【００３３】
２０１…振動遮断マウント、２０２…動吸振器、２０３…液体封入マウント、３０１…シャーシ、３０２…フレーム、３０３…シャフト駆動機構、３０４…シャフト、３０５…スライダ、３０６，３０７…円錐コイルばね、３０８…錘、３０９…モータ、３１０…減速ギア、４０１…ゴムチューブ、４０２…マウント台、５０１…ダンパオイル、５０２…振動体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の質量を備える振動発生源の振動方向に設けられる動吸振器であって、
所定の質量よりなる錘と、
前記振動発生源と前記錘との間に設けられ、可変バネ定数特性を備える弾性体と、
前記振動発生源と前記錘との間に、前記錘の振動方向と並行して配置される支持体と、
前記支持体に所定の力を加えることにより、前記弾性体の前記可変バネ定数特性を制御する制御手段と
よりなる動吸振器。
【請求項２】
前記弾性体は円錐コイルばねであり、
前記制御手段は前記円錐コイルばねを圧縮あるいは伸張させるバネ定数制御機構を含むことを特徴とする請求項１記載の動吸振器。
【請求項３】
前記弾性体は空気封入体であり、
前記制御手段は前記空気封入体を圧縮あるいは伸張させるバネ定数制御機構を含むことを特徴とする請求項１記載の動吸振器。
【請求項４】
所定の質量を備える振動発生源の振動方向に設けられる動吸振器と、
土台と前記振動発生源との間に介在し、所定の弾性及び粘性を有する固着部材と
よりなる振動遮断マウントであって、前記動吸振器は、
所定の質量よりなる錘と、
所定の質量を備える振動発生源と前記錘との間に設けられ、可変バネ定数特性を備える弾性体と、
前記振動発生源と前記錘との間に、前記錘の振動方向と並行して配置される支持体と、
前記振動発生源の振動を打ち消す反共振状態を前記錘と前記弾性体に形成すべく、前記弾性体の前記可変バネ定数特性を制御する制御手段と
よりなることを特徴とする振動遮断マウント。
【請求項１】
所定の質量を備える振動発生源の振動方向に設けられる動吸振器であって、
所定の質量よりなる錘と、
前記振動発生源と前記錘との間に設けられ、可変バネ定数特性を備える弾性体と、
前記振動発生源と前記錘との間に、前記錘の振動方向と並行して配置される支持体と、
前記支持体に所定の力を加えることにより、前記弾性体の前記可変バネ定数特性を制御する制御手段と
よりなる動吸振器。
【請求項２】
前記弾性体は円錐コイルばねであり、
前記制御手段は前記円錐コイルばねを圧縮あるいは伸張させるバネ定数制御機構を含むことを特徴とする請求項１記載の動吸振器。
【請求項３】
前記弾性体は空気封入体であり、
前記制御手段は前記空気封入体を圧縮あるいは伸張させるバネ定数制御機構を含むことを特徴とする請求項１記載の動吸振器。
【請求項４】
所定の質量を備える振動発生源の振動方向に設けられる動吸振器と、
土台と前記振動発生源との間に介在し、所定の弾性及び粘性を有する固着部材と
よりなる振動遮断マウントであって、前記動吸振器は、
所定の質量よりなる錘と、
所定の質量を備える振動発生源と前記錘との間に設けられ、可変バネ定数特性を備える弾性体と、
前記振動発生源と前記錘との間に、前記錘の振動方向と並行して配置される支持体と、
前記振動発生源の振動を打ち消す反共振状態を前記錘と前記弾性体に形成すべく、前記弾性体の前記可変バネ定数特性を制御する制御手段と
よりなることを特徴とする振動遮断マウント。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００７−３０３６１０（Ｐ２００７−３０３６１０Ａ）
【公開日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１３４４１５（Ｐ２００６−１３４４１５）
【出願日】平成１８年５月１２日（２００６．５．１２）
【出願人】（５０４１４５３６４）国立大学法人群馬大学 (352)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月１２日（２００６．５．１２）
【出願人】（５０４１４５３６４）国立大学法人群馬大学 (352)
【Ｆターム（参考）】
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