車両用防振装置
【課題】廉価な車両用防振装置を提供する。
【解決手段】一端部１２がエンジン１に固定され、他端部１３が車体に固定される第１ロッドと、前記第１ロッドに支持された慣性マス１５と、前記慣性マスを前記第１ロッドの軸方向に往復動させるアクチュエータと、を有する第１のトルクロッドアッセンブリ５と、一端部６１がエンジン１に固定され、他端部が、車体に弾性部材を介して装着されたサブフレーム２に固定される第２ロッドを有する第２のトルクロッドアッセンブリ６と、を備える。
【解決手段】一端部１２がエンジン１に固定され、他端部１３が車体に固定される第１ロッドと、前記第１ロッドに支持された慣性マス１５と、前記慣性マスを前記第１ロッドの軸方向に往復動させるアクチュエータと、を有する第１のトルクロッドアッセンブリ５と、一端部６１がエンジン１に固定され、他端部が、車体に弾性部材を介して装着されたサブフレーム２に固定される第２ロッドを有する第２のトルクロッドアッセンブリ６と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動源であるエンジンから車体側へ伝達される振動を抑制する車両用防振装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンから車体側へ伝達される振動を抑制する防振装置として、トルクロッドの剛体共振周波数をエンジンの共振周波数より低く設定するとともに、トルクロッドの軸方向変位の速度に比例した力をアクチュエータに発生させるように構成した防振装置が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１２７５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の防振装置は、ペンデュラム方式で搭載されたエンジンの上下それぞれの位置にアクチュエータ付きトルクロッドを設ける構成であるため、車両のコストアップに繋がるという問題がある。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、廉価な車両用防振装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、第１のトルクロッドアッセンブリはアクチュエータを備えたものとする一方で、第２のトルクロッドアッセンブリの一端をサブフレームに固定することによって上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、第２のトルクロッドアッセンブリの一端がサブフレームに固定されるので、アクチュエータがなくても、第２のトルクロッドアッセンブリを伝達して発生する車内音を抑制することができ、その結果、第２のトルクロッドアッセンブリはアクチュエータのない廉価なもので構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】本発明の一実施の形態に係る防振装置を車両のエンジンに適用した例を示す正面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの平面図である。
【図２】図１Ａ及び図１Ｂの分解斜視図である。
【図３】図１Ｂのアッパトルクロッドアッセンブリを示す断面図である。
【図４Ａ】図１Ａのロアトルクロッドアッセンブリの一例を示す断面図である。
【図４Ｂ】図１Ａのロアトルクロッドアッセンブリの他例を示す断面図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る防振装置におけるエンジン、サブフレーム、ロアトルクロッドアッセンブリ及びアッパトルクロッドアッセンブリの共振周波数の関係を示す図である。
【図６】図５の防振装置を適用した車両の振動周波数に対する車体感度比の関係を示すグラフである。
【図７】本発明の他の実施の形態に係る防振装置におけるエンジン、サブフレーム、ロアトルクロッドアッセンブリ及びアッパトルクロッドアッセンブリの共振周波数の関係を示す図である。
【図８Ａ】トルクロッドのピッチ方向及び剪断方向の剛性感度を検証するための解析モデルを示す斜視図である。
【図８Ｂ】図８Ａの解析モデルを用いて剛性感度を検証した結果を示す図である。
【図９】２重防振の効果が得られる構成による伝達力の周波数特性図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
最初に本発明の一実施の形態に係る車両用防振装置を適用する、いわゆるペンデュラム方式エンジンについて説明する。ペンデュラム方式によるエンジン１の支持構造とは、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、エンジン１の慣性主軸Ｌを、車両の幅方向（進行方向と直交する方向，車両左右方向ともいう）と平行に向けて配置された、いわゆる横置きエンジン１に対して、エンジン１を支持する２個の支持点Ｐ１，Ｐ２が、図１Ｂの平面視においては、エンジン１の慣性主軸Ｌの近傍の、重心Ｇを挟んで互いに軸方向反対側に位置し、図１Ａの側面視においては、ともに慣性主軸Ｌの車両上方に位置するように設けられた支持構造である。なお、２個の支持点Ｐ１，Ｐ２は、図２に示すように左右それぞれのエンジンマウント３，４により構成される。
【００１０】
ペンデュラム方式エンジンの支持構造は、エンジン１を振り子のように吊り下げて支持するとともに、それらの支持点Ｐ１，Ｐ２を結ぶ直線の周りを揺動するエンジン重心Ｇを、車体に取り付けられたトルクロッドアッセンブリ５，６のような棒状部材で抑えるよう構成され、少ない点数の部品で従来と同様の制振効果が得られるといったメリットがある。すなわち、ペンデュラム方式でマウントされたエンジン１では、エンジン１の運転時に回転慣性力によって２つの支持点Ｐ１，Ｐ２を結んだ軸の回りにエンジン１が傾く。この傾きを防止してエンジン１を支持するため、エンジン１のほぼ上半分と車体側部材とを連結する第１のトルクロッドアッセンブリ５と、エンジン１の残り下半分と車体側部材とを連結する第２のトルクロッドアッセンブリ６とを備える。第１のトルクロッドアッセンブリ５が車両右上側からエンジン１に、もう一つの第２トルクロッドアッセンブリ６が車両下側からエンジン１に連結され、これら２つのトルクロッドアッセンブリ５，６により、ペンデュラム方式のエンジン１が傾くことを防止している。
【００１１】
上記のエンジン１は、たとえば２次バランサつきの直列４気筒やＶ型６気筒エンジンである。２次バランサつきの４気筒エンジンやＶ型６気筒エンジンでは、エンジン回転の基本次数で不平衡慣性力が小さいので、主にエンジントルク変動の反力がエンジン１に作用する。したがってエンジン回転の基本次数では、トルクを支持している上記２つのトルクロッドアッセンブリ５，６からの入力によって主に車内音・車内振動が発生することが本発明者によって知見されている。さらに、車両の主に加速時に、基本次数の高次数で構成される約１０００Ｈｚまでの車内音が乗員にとって問題となることが知られている。
【００１２】
既述したとおり、本例の車両用防振装置は、２つのトルクロッドアッセンブリ５，６を備える。第１のトルクロッドアッセンブリ５は、アッパトルクロッドとも称され、図１Ｂに示すようにエンジン１の上部と車体との間に装着される。これに対し、第２のトルクロッドアッセンブリ６は、ロアトルクロッドとも称され、図１Ａ，図１Ｂ及び図２に示すように、エンジン１の下部とサブフレーム２との間に装着される。ここで、第１のトルクロッドアッセンブリ５が固定される車体とは、乗員が乗り込むキャビンを構成、或いは、キャビンを支持する剛体部材のことを指すのであって、例えばメインフレーム（車体フレーム）がその代表である。言い方を変えると、第２のトルクロッドアッセンブリ６が固定されるような、メインフレームとの間に弾性部材を介して設けられたサブフレーム等は、ここでの車体に相当しない。サブフレーム２は、具体的にはゴム製のブッシュ、あるいはインシュレータ等を介して車体に取り付けられているものであって、例えばサスペンションフレームを具体例として挙げられる。
【００１３】
第１のトルクロッドアッセンブリ５は、図２及び図３に示すように、一端部のブッシュ１２がエンジン１の上部に固定され、他端部のブッシュ１３が車体に固定される第１ロッド１１と、第１ロッド１１に支持された慣性マス１５と、慣性マス１５を第１ロッド１１の軸方向に往復動させるアクチュエータ１７とを有する。
【００１４】
図３はアッパトルクロッド５の要部断面図であり、棒状の第１ロッド１１の両端に一対のブッシュ１２，１３が溶接により固定されている。エンジン側に固定されるブッシュ１２は、円筒状の外筒１２ａと、外筒１２ａと同心の円筒状の内筒１２ｂと、これら外筒１２ａと内筒１２ｂとを連結する弾性体（防音材）１２ｃとからなる。内筒１２ｂに対して図３で紙面に直交する向きに挿通されるボルト（図示しない）によってブッシュ１２はエンジン１に固定される。
【００１５】
一方、車体側に固定されるブッシュ１３も、上記ブッシュ１２と同様に、円筒状の外筒１３ａと、外筒１３ａと同心の円筒状の内筒１３ｂと、これら外筒１３ａと内筒１３ｂとを連結する弾性体（防音材）１３ｃとからなる。内筒１３ｂに対して図３で紙面に直交する向きに挿通されるボルト（図示しない）によってブッシュ１３は車体側の部材に固定される。
【００１６】
なお、図示する実施形態は、ブッシュ１２をエンジン１に固定し、ブッシュ１３を車体側に固定する構成であるが、これに限らず、ブッシュ１２を車体側に固定し、ブッシュ１３をエンジン１に固定してもよい。また、図３に示すアッパトルクロッド５は、ブッシュ１２，１３の内筒１２ｂ，１３ｂに挿通される２つのボルトが平行に配置される例を示すが、図２に示すアッパトルクロッドは、ブッシュ１２，１３の内筒１２ｂ，１３ｂに挿通される２つのボルト１８，１９が互いに直交する向きに配置された例を示す。車体側の固定部及びエンジンの固定部の形状に応じて適宜変更することができる。
【００１７】
本例の弾性体（防音材）１２ｃ，１３ｃは、ばねと減衰の機能を兼ね備えた部材であり、例えば弾性ゴムを用いることができる。
【００１８】
本例のアッパトルクロッド５では、ブッシュ１２，１３の外筒及び内筒の径を相違させる。すなわち、ブッシュ１３の外筒１３ａ、内筒１３ｂの径を、対応するブッシュ１２の外筒１２ａ、内筒１２ｂの径よりも相対的に小さくすると共に、さらに、ブッシュ１３の弾性体１３ｃの剛性を、ブッシュ１２の弾性体１２ｃの剛性よりも相対的に大きくする。一対のブッシュ１２、１３の弾性体１２ｃ、１３ｃの剛性を異ならせることで、２つの異なる周波数において２重防振に適したロッド軸方向のエンジン剛体共振とロッド剛体共振とを生じさせている。
【００１９】
すなわち、図９に実線で示したように、ブッシュ１２の弾性体１２ｃの剛性から定まるロッド軸方向のエンジン剛体共振Ａがほぼゼロに近い周波数ｆ１［Ｈｚ］で生じ、ブッシュ１３の弾性体１３ｃの剛性から定まるロッド軸方向のロッド剛体共振Ｂが２００Ｈｚに近い周波数ｆ２［Ｈｚ］で生じている。分かり易さのため、エンジン剛体共振とロッド剛体共振を極めて単純化したばねマス系に基づいて説明すれば、エンジン剛体共振Ａは、エンジン質量と、ブッシュ１２の弾性体１２ｃの剛性（ばね定数）で決まり、ロッド剛体共振Ｂは、ブッシュ１２の弾性体１２ｃとブッシュ１３の弾性体１３ｃの間の質量である第１ロッド１１（および各ブッシュの外筒部分）の質量と、ブッシュ１３の弾性体１３ｃの剛性（ばね定数）で決まる。
【００２０】
エンジン１単体での曲げ、捩りの１次の共振周波数ｆ３は、一般的な車両用エンジンでは２８０Ｈｚ〜３５０Ｈｚ程度なので、本例のようにエンジン剛体共振Ａをほぼゼロ（０Ｈｚ）とし、ロッド剛体共振Ｂを約２００Ｈｚとすれば、エンジン１の曲げ、捩りの共振振動の車体への伝達が、高周波数側（防振域内）で効果的に抑えられる（２重防振される）ことになる。
【００２１】
以上より、エンジン剛体共振Ａおよびロッド剛体共振Ｂが、エンジンの曲げ、捩りの共振周波数ｆ３より小さな周波数となるように、ブッシュ１２の弾性体１２ｃの剛性（ばね定数）、およびブッシュ１２の弾性体１２ｃとブッシュ１３の弾性体１３ｃの間の質量である第１ロッド１１（および各ブッシュの外筒部分）の質量、ブッシュ１３の弾性体１３ｃの剛性（ばね定数）を定めればよい。このように、エンジン剛体共振Ａおよびロッド剛体共振Ｂを２つの異なる周波数で、つまり低周波域の周波数ｆ１と、中周波数域の周波数ｆ２との２箇所で生じさせてエンジン１から車体側に伝達される振動を防止する効果が得られるのが２重防振の効果である。
【００２２】
本例のアッパトルクロッド５は、磁性を有する金属等からなる慣性マス１５と、アクチュエータ１７と、加速度センサ２１と、バンドパスフィルタ２２と、電圧増幅回路２３とを備える。
【００２３】
慣性マス１５は、第１ロッド１１の周囲に第１ロッド１１と同軸で設けられている。第１ロッド１１の軸方向に見た慣性マス１５の断面は、第１ロッド１１の中心（重心）を中心にした点対称な形であると共に、慣性マス１５の重心が第１ロッド１１の中心に一致している。慣性マス１５は、図２にも示されているように角筒型とされ、慣性マス１５のロッド軸方向の両端（図３で上下端）がそれぞれ弾性支持バネ１６を介して第１ロッド１１に連結されている。弾性支持バネ１６は、たとえば比較的小さな剛性を有する板バネである。慣性マス１５の内壁１５ａはその一部が後述するアクチュエータ１７の永久磁石１７ｃに向けて凸設されている。
【００２４】
本例のアッパトルクロッド５は、慣性マス１５と第１ロッド１１との間の空間にアクチュエータ１７が設けられている。アクチュエータ１７は、角筒状のコア１７ａと、コイル１７ｂと、永久磁石１７ｃとを含むリニアタイプ（直線運動型）のアクチュエータで、慣性マス１５を第１ロッド１１の軸方向に往復動するものである。
【００２５】
コイルの磁路を構成するコア１７ａは積層鋼鈑から構成されており、第１ロッド１１に固設されている。コア１７ａは、アッパトルクロッド５の組立前には複数個の部材に分割されており、これら複数個の部材を接着剤で棒状の第１ロッド１１の周囲に接着することにより、全体として角筒状のコア１７ａを形成している。コイル１７ｂは、この角筒状のコア１７ａに巻装されている。永久磁石１７ｃは、コア１７ａの外周面に設けられている。
【００２６】
アクチュエータ１７は、このような構成であるので、コイル１７ｂと永久磁石１７ｃとが発生する磁界によるリアクタンストルクによって慣性マス１５をリニアに、つまり慣性マス１５を第１ロッド１１の軸方向に往復動するように駆動することとなる。
【００２７】
第１ロッド１１の略軸心の延長線上のブッシュ１３の先端（図３で上端）には、第１ロッド１１の略軸心位置での軸方向の振動の加速度を、エンジン１から第１ロッド１１に伝達される振動の加速度として検出する加速度センサ２１が取り付けられ、加速度センサ２１からのロッド軸方向加速度の信号はバンドパスフィルタ２２を介して電圧増幅回路２３に入力され、この電圧増幅回路２３で増幅された信号はアクチュエータ１７のコイル１７ｂに印加される（電圧の制御を行なう）。電圧増幅回路２３は例えばオペアンプから構成することができる。
【００２８】
慣性マス１５は比較的柔らかい板バネ（弾性支持バネ１６）で支持され、例えば慣性マス１５の第１ロッド１１に対するロッド軸方向の共振は１０Ｈｚから１００Ｈｚまでの低い周波数で生じるものとされている。例えば４気筒エンジンのアイドル回転速度２次の振動周波数は約２０Ｈｚであることから、慣性マス１５の共振周波数を１０Ｈｚにすることができれば、エンジン１の運転条件によらず慣性マス１５が共振するのを抑えることができる。
【００２９】
一方、慣性マス１５の共振周波数を１０Ｈｚといったこのような低周波数に設定しようとすると、慣性マス１５が大きくなりすぎてそのような設定が困難な場合には、抑制しようとするロッド剛性共振Ｂ（実施形態では２００Ｈｚ）の約１／２の周波数より低く設定しておけば、互いの共振周波数が十分に離れ、後述するような振動伝達の抑制が十分に行なわれる。
【００３０】
また、加速度センサ２１で検出した加速度信号をバンドパスフィルタ２２に通すことによって、余分な周波数での制御を行なわないようにして、制御安定性を高めるとともに、余分な電力消費を抑えつつ狙いの周波数範囲での確実な伝達力の抑制を図ることができる。ロッド剛体共振Ｂに対する防振域は、図９に示したようにロッド剛体共振Ｂの共振周波数ｆ２に対して所定値（≒１．４）を乗じて求まる周波数ｆ５以上の周波数範囲であるので、バンドパスフィルタ２２としては、慣性マス１５のロッド軸方向の共振周波数（１０Ｈｚから１００Ｈｚまでの低い周波数）を含みこの共振周波数より、ロッド剛体共振Ｂに対する防振域の周波数範囲までの信号を通過するフィルタであって、防振域のうち制御が発散しない範囲の上限（例えば４００Ｈｚとする）までの信号を通過するフィルタを選定する。
【００３１】
そして、制御対象である第１ロッド１１の減衰を増大する速度フィードバック制御が行われるように、バンドパスフィルタ２２で通過している周波数帯において、加速度センサ２１により検出した振動のロッド軸方向速度に略比例した力を逆符合とした力をアクチュエータ１７から発生させる。
【００３２】
図１Ａ，図１Ｂ及び図２に戻り、エンジン１の下部とサブフレーム２との間に装着されるロアトルクロッド（第２のトルクロッドアッセンブリ）６は、一端部のブッシュ６１がエンジン１に固定され、他端部のブッシュ６２が、車体に弾性部材を介して装着されたサブフレーム２に固定される第２ロッド６３を有する。
【００３３】
図４Ａはロアトルクロッド６の概略平面図であり、棒状の第２ロッド６３の両端に一対のブッシュ６１，６２が溶接により固定されている。エンジン側に固定されるブッシュ６１は、円筒状の外筒６１ａと、外筒６１ａと同心の円筒状の内筒６１ｂと、これら外筒６１ａと内筒６１ｂとを連結する弾性体（防音材）６１ｃとからなる。内筒６１ｂに対して図４Ａで紙面に直交する向きに挿通されるボルト（図示しない）によってブッシュ６１はエンジン１に固定される。
【００３４】
一方、車体側に固定されるブッシュ６２も、上記ブッシュ６１と同様に、円筒状の外筒６２ａと、外筒６２ａと同心の円筒状の内筒６２ｂと、これら外筒６２ａと内筒６２ｂとを連結する弾性体（防音材）６２ｃとからなる。内筒６２ｂに対して図４Ａで紙面に直交する向きに挿通されるボルト（図示しない）によってブッシュ１３はサブフレーム２に固定される。
【００３５】
なお、図示する実施形態は、ブッシュ６１をエンジン１に固定し、ブッシュ６２をサブフレーム２に固定する構成であるが、これに限らず、ブッシュ６１をサブフレーム２に固定し、ブッシュ６２をエンジン１に固定してもよい。
【００３６】
また、図４Ａに示すロアトルクロッド６は、ブッシュ６１，６２の内筒６１ｂ，６２ｂに挿通される２つのボルトが平行に配置される例を示すが、図４Ｂに示すロアトルクロッド６は、ブッシュ６１，６２の内筒６１ｂ，６２ｂに挿通される２つのボルトが互いに直交する向きに配置された例を示す。特に相対的に小径とされたブッシュ６２をサブフレーム２に固定する方向について車両の左右方向にボルトが挿通するように構成されている。
【００３７】
図８Ａはトルクロッドの解析モデルを示す斜視図であり、ロアトルクロッド６のブッシュ６２に相当する部分を示す。同図の解析モデルを用いて、図８Ｂの左図に示すようにロッドにピッチ方向の力Ｆを加えたときの変位と、右図に示すようにロッドに剪断方向の力Ｆを加えたときの変位をそれぞれ測定したところ、ピッチ方向に力Ｆが作用した方が相対的に感度は高くなる。換言すれば、剪断方向に力Ｆが作用した方が相対的に剛性は高くなる。したがって、図４Ｂのように、ピッチ方向の剛性に感度が高いブッシュ６２を剪断変形する方向で固定することで、ロアトルクロッド６のピッチ方向の剛体共振周波数を高くすることができ、その結果、車体への振動伝達を抑制することができる。
【００３８】
サブフレーム２は、車体そのものではなく、車体に対して弾性ゴムなどの弾性部材を介して装着された車体部品であり、懸架装置を支持するサスペンションフレームなどを例示することができる。既設部品であるサスペンションフレームへロアトルクロッド６を固定すれば、重量アップすることなく防振効果を発揮できる。ただし、本発明のサブフレームはサスペンションフレームのみに限定されず、弾性部材を介して車体に取り付けられた他の部品を適用してもよい。
【００３９】
上述したとおり、本例の車両用防振装置では、第１のトルクロッドアッセンブリであるアッパトルクロッド５には慣性マス１５及びこれを駆動するアクチュエータ１７を設ける一方で、第２のトルクロッドアッセンブリであるロアトルクロッド６には慣性マス１５及びアクチュエータ１７を省略し、その代わりに車体に弾性部材を介して装着されたサブフレーム２に当該ロアトルクロッド６の一端部を固定する。
【００４０】
すなわち、車体へ直付けとなるアッパトルクロッド５には慣性マス１５及びアクチュエータ１７を備えているため、アッパトルクロッド５を伝達して発生する車内音を制御できる。一方、ロアトルクロッド６は、ゴムなどの弾性部材を介して固定されたサブフレーム２に固定されているため、ロアトルクロッド６を伝達して発生する車内音も抑制できることで、大トルクエンジン１にペンデュラムタイプのプラットフォームを適用することができる。この結果、車両のコストダウン及び軽量化を図ることができ、燃費が向上し、加速性能も向上する。
【００４１】
また、本例の車両用防振装置では、図３に示すアッパトルクロッド５の第１ロッド１１の軸方向（エンジントルク支持方向）の長さに比べ、図４Ａ又は図４Ｂに示すロアトルクロッド６の第２ロッド６３の軸方向の長さより短く設定されている。ロアトルクロッド６は、慣性マス１５及びアクチュエータ１７を省略したぶんロッド長をアッパトルクロッド５と比較し短くできるため、アッパトルクロッド５に比べて剛体共振を高い周波数に設定することができる。この様子を図５に示す。ロアトルクロッド６の剛体共振周波数は、トルク支持方向及びピッチ方向のいずれも浩周波数領域に設定されている。
【００４２】
サブフレーム２は、力を受ける車体部品であるため、車体へのゴム弾性支持部の共振周波数は比較的高い周波数に存在するものの、ロアトルクロッド６の共振周波数を高く設定することで、結果として、サブフレーム２の車両上下方向の剛体共振周波数より、ロアトルクロッド６のピッチ方向及び上下方向の固有値を上げることでき、ロアトルクロッド６の剛体共振による車内音の増大を抑制することができる。
【００４３】
また、本例の車両用防振装置では、ロアトルクロッド６の第２ロッド６３の大径側のブッシュ６１は、車体の左右方向の最大長さに比べて車体の上下方向の最大長さの方が短く形成されている。図４Ａでいうと、ブッシュ６１の左右方向の最大長、すなわち外筒６１ａの外径に対し、ブッシュ６１の車体上下方向の最大長、すなわち紙面に垂直な方向の最大長の方が短く設定されている。
【００４４】
これにより、ロアトルクロッド６のピッチ方向の慣性質量に感度が高い方向の寸法を小さくできるため、ロアトルクロッド６のピッチ方向の剛体共振周波数を高く設定でき、その結果、車体への伝達力を抑制することができる。さらに、この寸法は車体の上下方向であるため、最低地上高さへの影響も小さくできる。
【００４５】
また、本例の車両用防振装置において、図４Ｂに示すように、ロアトルクロッド６の第２ロッド６３の小径側のブッシュ６２を、車両の左右方向に沿った軸方向からサブフレーム２に固定すれば、ロアトルクロッド６のピッチ方向の剛性に感度が高い小さい側のブッシュ６２を剪断変形で支持することになるため、ロアトルクロッド６のピッチ方向の剛体共振周波数を高く設定でき、その結果、車体への伝達力を抑制することができる。
【００４６】
また、本例の車両用防振装置では、ロアトルクロッド６のピッチ方向及び上下方向の剛体共振周波数は、図５に示すように、少なくとも一つの運転条件において（同図に示す運転条件は全開加速運転時）、サブフレーム２のピッチ方向及び上下方向の剛体共振周波数より高く設定されている。
【００４７】
サブフレーム２の剛体共振周波数よりも、ロアトルクロッド６のピッチ方向及び上下方向の剛体共振周波数を高く設定することで、これらが共振することがないため車内音が静寂になる。
【００４８】
また、本例の車両用防振装置では、図５に示すように、ロアトルクロッド６のピッチ方向及び上下方向の剛体共振周波数は、エンジントルク支持方向の剛体共振周波数より高く設定されている。防振性能に影響するトルク支持方向の固有値を維持しつつ、車内音を増大させるピッチ方向及び上下方向のトルクロッド剛体共振を高い周波数に設定することで、ピッチ方向及び上下方向のトルクロッド剛体共振の影響を抑えつつ、ロアトルクロッド６の防振効果が得られる。
【００４９】
また、本例の車両用防振装置では、図５に示すように、サブフレーム２の主たる剛体共振周波数は、エンジン１の主たる弾性共振周波数未満に設定され、アッパトルクロッド５のエンジントルク支持方向の剛体共振周波数は、エンジン１の主たる弾性共振周波数以下に設定され、さらにロアトルクロッド６のエンジントルク支持方向の剛体共振周波数は、サブフレーム２の主たる剛体共振周波数以上で、エンジン１の主たる弾性共振周波数以下に設定されている。
【００５０】
ロアトルクロッド６において、剛体共振周波数をサブフレーム２の共振周波数とエンジン１の弾性共振周波数の間に設定するため、ロアトルクロッド６の剛体共振による車内音増大を緩和しつつ、エンジン１の弾性共振によって増大された振動を、ロアトルクロッド６の剛体共振の防振効果によって、大幅に低減することができ、その結果、車内音を低減することができる。参考に、本例の車両用防振装置のアッパトルクロッド５とロアトルクロッド６の周波数別車体感度比を示す。
【００５１】
なお、図５に示す実施形態では、ロアトルクロッド６のエンジントルク支持方向の剛体共振周波数をエンジン１の弾性共振周波数より小さく設定したが、図７に示すように、ロアトルクロッド６のエンジントルク支持方向の剛体共振周波数をエンジン１の弾性共振周波数より高く設定してもよい。
【００５２】
上記アッパトルクロッド５は本発明に係る第１のトルクロッドアッセンブリに相当し、上記ロアトルクロッド６は本発明に係る第２のトルクロッドアッセンブリに相当する。
【符号の説明】
【００５３】
１…エンジン
２…サブフレーム
３，４…エンジンマウント
Ｐ１，Ｐ２…支持点
５…アッパトルクロッド
６…ロアトルクロッド
１１…第１ロッド
１２，１３…ブッシュ
１５…慣性マス
１７…アクチュエータ
２１…加速度センサ
２２…バンドパスフィルタ
２３…電圧増幅回路
６１，６２…ブッシュ
６３…第２ロッド
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動源であるエンジンから車体側へ伝達される振動を抑制する車両用防振装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンから車体側へ伝達される振動を抑制する防振装置として、トルクロッドの剛体共振周波数をエンジンの共振周波数より低く設定するとともに、トルクロッドの軸方向変位の速度に比例した力をアクチュエータに発生させるように構成した防振装置が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１２７５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の防振装置は、ペンデュラム方式で搭載されたエンジンの上下それぞれの位置にアクチュエータ付きトルクロッドを設ける構成であるため、車両のコストアップに繋がるという問題がある。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、廉価な車両用防振装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、第１のトルクロッドアッセンブリはアクチュエータを備えたものとする一方で、第２のトルクロッドアッセンブリの一端をサブフレームに固定することによって上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、第２のトルクロッドアッセンブリの一端がサブフレームに固定されるので、アクチュエータがなくても、第２のトルクロッドアッセンブリを伝達して発生する車内音を抑制することができ、その結果、第２のトルクロッドアッセンブリはアクチュエータのない廉価なもので構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】本発明の一実施の形態に係る防振装置を車両のエンジンに適用した例を示す正面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの平面図である。
【図２】図１Ａ及び図１Ｂの分解斜視図である。
【図３】図１Ｂのアッパトルクロッドアッセンブリを示す断面図である。
【図４Ａ】図１Ａのロアトルクロッドアッセンブリの一例を示す断面図である。
【図４Ｂ】図１Ａのロアトルクロッドアッセンブリの他例を示す断面図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る防振装置におけるエンジン、サブフレーム、ロアトルクロッドアッセンブリ及びアッパトルクロッドアッセンブリの共振周波数の関係を示す図である。
【図６】図５の防振装置を適用した車両の振動周波数に対する車体感度比の関係を示すグラフである。
【図７】本発明の他の実施の形態に係る防振装置におけるエンジン、サブフレーム、ロアトルクロッドアッセンブリ及びアッパトルクロッドアッセンブリの共振周波数の関係を示す図である。
【図８Ａ】トルクロッドのピッチ方向及び剪断方向の剛性感度を検証するための解析モデルを示す斜視図である。
【図８Ｂ】図８Ａの解析モデルを用いて剛性感度を検証した結果を示す図である。
【図９】２重防振の効果が得られる構成による伝達力の周波数特性図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
最初に本発明の一実施の形態に係る車両用防振装置を適用する、いわゆるペンデュラム方式エンジンについて説明する。ペンデュラム方式によるエンジン１の支持構造とは、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、エンジン１の慣性主軸Ｌを、車両の幅方向（進行方向と直交する方向，車両左右方向ともいう）と平行に向けて配置された、いわゆる横置きエンジン１に対して、エンジン１を支持する２個の支持点Ｐ１，Ｐ２が、図１Ｂの平面視においては、エンジン１の慣性主軸Ｌの近傍の、重心Ｇを挟んで互いに軸方向反対側に位置し、図１Ａの側面視においては、ともに慣性主軸Ｌの車両上方に位置するように設けられた支持構造である。なお、２個の支持点Ｐ１，Ｐ２は、図２に示すように左右それぞれのエンジンマウント３，４により構成される。
【００１０】
ペンデュラム方式エンジンの支持構造は、エンジン１を振り子のように吊り下げて支持するとともに、それらの支持点Ｐ１，Ｐ２を結ぶ直線の周りを揺動するエンジン重心Ｇを、車体に取り付けられたトルクロッドアッセンブリ５，６のような棒状部材で抑えるよう構成され、少ない点数の部品で従来と同様の制振効果が得られるといったメリットがある。すなわち、ペンデュラム方式でマウントされたエンジン１では、エンジン１の運転時に回転慣性力によって２つの支持点Ｐ１，Ｐ２を結んだ軸の回りにエンジン１が傾く。この傾きを防止してエンジン１を支持するため、エンジン１のほぼ上半分と車体側部材とを連結する第１のトルクロッドアッセンブリ５と、エンジン１の残り下半分と車体側部材とを連結する第２のトルクロッドアッセンブリ６とを備える。第１のトルクロッドアッセンブリ５が車両右上側からエンジン１に、もう一つの第２トルクロッドアッセンブリ６が車両下側からエンジン１に連結され、これら２つのトルクロッドアッセンブリ５，６により、ペンデュラム方式のエンジン１が傾くことを防止している。
【００１１】
上記のエンジン１は、たとえば２次バランサつきの直列４気筒やＶ型６気筒エンジンである。２次バランサつきの４気筒エンジンやＶ型６気筒エンジンでは、エンジン回転の基本次数で不平衡慣性力が小さいので、主にエンジントルク変動の反力がエンジン１に作用する。したがってエンジン回転の基本次数では、トルクを支持している上記２つのトルクロッドアッセンブリ５，６からの入力によって主に車内音・車内振動が発生することが本発明者によって知見されている。さらに、車両の主に加速時に、基本次数の高次数で構成される約１０００Ｈｚまでの車内音が乗員にとって問題となることが知られている。
【００１２】
既述したとおり、本例の車両用防振装置は、２つのトルクロッドアッセンブリ５，６を備える。第１のトルクロッドアッセンブリ５は、アッパトルクロッドとも称され、図１Ｂに示すようにエンジン１の上部と車体との間に装着される。これに対し、第２のトルクロッドアッセンブリ６は、ロアトルクロッドとも称され、図１Ａ，図１Ｂ及び図２に示すように、エンジン１の下部とサブフレーム２との間に装着される。ここで、第１のトルクロッドアッセンブリ５が固定される車体とは、乗員が乗り込むキャビンを構成、或いは、キャビンを支持する剛体部材のことを指すのであって、例えばメインフレーム（車体フレーム）がその代表である。言い方を変えると、第２のトルクロッドアッセンブリ６が固定されるような、メインフレームとの間に弾性部材を介して設けられたサブフレーム等は、ここでの車体に相当しない。サブフレーム２は、具体的にはゴム製のブッシュ、あるいはインシュレータ等を介して車体に取り付けられているものであって、例えばサスペンションフレームを具体例として挙げられる。
【００１３】
第１のトルクロッドアッセンブリ５は、図２及び図３に示すように、一端部のブッシュ１２がエンジン１の上部に固定され、他端部のブッシュ１３が車体に固定される第１ロッド１１と、第１ロッド１１に支持された慣性マス１５と、慣性マス１５を第１ロッド１１の軸方向に往復動させるアクチュエータ１７とを有する。
【００１４】
図３はアッパトルクロッド５の要部断面図であり、棒状の第１ロッド１１の両端に一対のブッシュ１２，１３が溶接により固定されている。エンジン側に固定されるブッシュ１２は、円筒状の外筒１２ａと、外筒１２ａと同心の円筒状の内筒１２ｂと、これら外筒１２ａと内筒１２ｂとを連結する弾性体（防音材）１２ｃとからなる。内筒１２ｂに対して図３で紙面に直交する向きに挿通されるボルト（図示しない）によってブッシュ１２はエンジン１に固定される。
【００１５】
一方、車体側に固定されるブッシュ１３も、上記ブッシュ１２と同様に、円筒状の外筒１３ａと、外筒１３ａと同心の円筒状の内筒１３ｂと、これら外筒１３ａと内筒１３ｂとを連結する弾性体（防音材）１３ｃとからなる。内筒１３ｂに対して図３で紙面に直交する向きに挿通されるボルト（図示しない）によってブッシュ１３は車体側の部材に固定される。
【００１６】
なお、図示する実施形態は、ブッシュ１２をエンジン１に固定し、ブッシュ１３を車体側に固定する構成であるが、これに限らず、ブッシュ１２を車体側に固定し、ブッシュ１３をエンジン１に固定してもよい。また、図３に示すアッパトルクロッド５は、ブッシュ１２，１３の内筒１２ｂ，１３ｂに挿通される２つのボルトが平行に配置される例を示すが、図２に示すアッパトルクロッドは、ブッシュ１２，１３の内筒１２ｂ，１３ｂに挿通される２つのボルト１８，１９が互いに直交する向きに配置された例を示す。車体側の固定部及びエンジンの固定部の形状に応じて適宜変更することができる。
【００１７】
本例の弾性体（防音材）１２ｃ，１３ｃは、ばねと減衰の機能を兼ね備えた部材であり、例えば弾性ゴムを用いることができる。
【００１８】
本例のアッパトルクロッド５では、ブッシュ１２，１３の外筒及び内筒の径を相違させる。すなわち、ブッシュ１３の外筒１３ａ、内筒１３ｂの径を、対応するブッシュ１２の外筒１２ａ、内筒１２ｂの径よりも相対的に小さくすると共に、さらに、ブッシュ１３の弾性体１３ｃの剛性を、ブッシュ１２の弾性体１２ｃの剛性よりも相対的に大きくする。一対のブッシュ１２、１３の弾性体１２ｃ、１３ｃの剛性を異ならせることで、２つの異なる周波数において２重防振に適したロッド軸方向のエンジン剛体共振とロッド剛体共振とを生じさせている。
【００１９】
すなわち、図９に実線で示したように、ブッシュ１２の弾性体１２ｃの剛性から定まるロッド軸方向のエンジン剛体共振Ａがほぼゼロに近い周波数ｆ１［Ｈｚ］で生じ、ブッシュ１３の弾性体１３ｃの剛性から定まるロッド軸方向のロッド剛体共振Ｂが２００Ｈｚに近い周波数ｆ２［Ｈｚ］で生じている。分かり易さのため、エンジン剛体共振とロッド剛体共振を極めて単純化したばねマス系に基づいて説明すれば、エンジン剛体共振Ａは、エンジン質量と、ブッシュ１２の弾性体１２ｃの剛性（ばね定数）で決まり、ロッド剛体共振Ｂは、ブッシュ１２の弾性体１２ｃとブッシュ１３の弾性体１３ｃの間の質量である第１ロッド１１（および各ブッシュの外筒部分）の質量と、ブッシュ１３の弾性体１３ｃの剛性（ばね定数）で決まる。
【００２０】
エンジン１単体での曲げ、捩りの１次の共振周波数ｆ３は、一般的な車両用エンジンでは２８０Ｈｚ〜３５０Ｈｚ程度なので、本例のようにエンジン剛体共振Ａをほぼゼロ（０Ｈｚ）とし、ロッド剛体共振Ｂを約２００Ｈｚとすれば、エンジン１の曲げ、捩りの共振振動の車体への伝達が、高周波数側（防振域内）で効果的に抑えられる（２重防振される）ことになる。
【００２１】
以上より、エンジン剛体共振Ａおよびロッド剛体共振Ｂが、エンジンの曲げ、捩りの共振周波数ｆ３より小さな周波数となるように、ブッシュ１２の弾性体１２ｃの剛性（ばね定数）、およびブッシュ１２の弾性体１２ｃとブッシュ１３の弾性体１３ｃの間の質量である第１ロッド１１（および各ブッシュの外筒部分）の質量、ブッシュ１３の弾性体１３ｃの剛性（ばね定数）を定めればよい。このように、エンジン剛体共振Ａおよびロッド剛体共振Ｂを２つの異なる周波数で、つまり低周波域の周波数ｆ１と、中周波数域の周波数ｆ２との２箇所で生じさせてエンジン１から車体側に伝達される振動を防止する効果が得られるのが２重防振の効果である。
【００２２】
本例のアッパトルクロッド５は、磁性を有する金属等からなる慣性マス１５と、アクチュエータ１７と、加速度センサ２１と、バンドパスフィルタ２２と、電圧増幅回路２３とを備える。
【００２３】
慣性マス１５は、第１ロッド１１の周囲に第１ロッド１１と同軸で設けられている。第１ロッド１１の軸方向に見た慣性マス１５の断面は、第１ロッド１１の中心（重心）を中心にした点対称な形であると共に、慣性マス１５の重心が第１ロッド１１の中心に一致している。慣性マス１５は、図２にも示されているように角筒型とされ、慣性マス１５のロッド軸方向の両端（図３で上下端）がそれぞれ弾性支持バネ１６を介して第１ロッド１１に連結されている。弾性支持バネ１６は、たとえば比較的小さな剛性を有する板バネである。慣性マス１５の内壁１５ａはその一部が後述するアクチュエータ１７の永久磁石１７ｃに向けて凸設されている。
【００２４】
本例のアッパトルクロッド５は、慣性マス１５と第１ロッド１１との間の空間にアクチュエータ１７が設けられている。アクチュエータ１７は、角筒状のコア１７ａと、コイル１７ｂと、永久磁石１７ｃとを含むリニアタイプ（直線運動型）のアクチュエータで、慣性マス１５を第１ロッド１１の軸方向に往復動するものである。
【００２５】
コイルの磁路を構成するコア１７ａは積層鋼鈑から構成されており、第１ロッド１１に固設されている。コア１７ａは、アッパトルクロッド５の組立前には複数個の部材に分割されており、これら複数個の部材を接着剤で棒状の第１ロッド１１の周囲に接着することにより、全体として角筒状のコア１７ａを形成している。コイル１７ｂは、この角筒状のコア１７ａに巻装されている。永久磁石１７ｃは、コア１７ａの外周面に設けられている。
【００２６】
アクチュエータ１７は、このような構成であるので、コイル１７ｂと永久磁石１７ｃとが発生する磁界によるリアクタンストルクによって慣性マス１５をリニアに、つまり慣性マス１５を第１ロッド１１の軸方向に往復動するように駆動することとなる。
【００２７】
第１ロッド１１の略軸心の延長線上のブッシュ１３の先端（図３で上端）には、第１ロッド１１の略軸心位置での軸方向の振動の加速度を、エンジン１から第１ロッド１１に伝達される振動の加速度として検出する加速度センサ２１が取り付けられ、加速度センサ２１からのロッド軸方向加速度の信号はバンドパスフィルタ２２を介して電圧増幅回路２３に入力され、この電圧増幅回路２３で増幅された信号はアクチュエータ１７のコイル１７ｂに印加される（電圧の制御を行なう）。電圧増幅回路２３は例えばオペアンプから構成することができる。
【００２８】
慣性マス１５は比較的柔らかい板バネ（弾性支持バネ１６）で支持され、例えば慣性マス１５の第１ロッド１１に対するロッド軸方向の共振は１０Ｈｚから１００Ｈｚまでの低い周波数で生じるものとされている。例えば４気筒エンジンのアイドル回転速度２次の振動周波数は約２０Ｈｚであることから、慣性マス１５の共振周波数を１０Ｈｚにすることができれば、エンジン１の運転条件によらず慣性マス１５が共振するのを抑えることができる。
【００２９】
一方、慣性マス１５の共振周波数を１０Ｈｚといったこのような低周波数に設定しようとすると、慣性マス１５が大きくなりすぎてそのような設定が困難な場合には、抑制しようとするロッド剛性共振Ｂ（実施形態では２００Ｈｚ）の約１／２の周波数より低く設定しておけば、互いの共振周波数が十分に離れ、後述するような振動伝達の抑制が十分に行なわれる。
【００３０】
また、加速度センサ２１で検出した加速度信号をバンドパスフィルタ２２に通すことによって、余分な周波数での制御を行なわないようにして、制御安定性を高めるとともに、余分な電力消費を抑えつつ狙いの周波数範囲での確実な伝達力の抑制を図ることができる。ロッド剛体共振Ｂに対する防振域は、図９に示したようにロッド剛体共振Ｂの共振周波数ｆ２に対して所定値（≒１．４）を乗じて求まる周波数ｆ５以上の周波数範囲であるので、バンドパスフィルタ２２としては、慣性マス１５のロッド軸方向の共振周波数（１０Ｈｚから１００Ｈｚまでの低い周波数）を含みこの共振周波数より、ロッド剛体共振Ｂに対する防振域の周波数範囲までの信号を通過するフィルタであって、防振域のうち制御が発散しない範囲の上限（例えば４００Ｈｚとする）までの信号を通過するフィルタを選定する。
【００３１】
そして、制御対象である第１ロッド１１の減衰を増大する速度フィードバック制御が行われるように、バンドパスフィルタ２２で通過している周波数帯において、加速度センサ２１により検出した振動のロッド軸方向速度に略比例した力を逆符合とした力をアクチュエータ１７から発生させる。
【００３２】
図１Ａ，図１Ｂ及び図２に戻り、エンジン１の下部とサブフレーム２との間に装着されるロアトルクロッド（第２のトルクロッドアッセンブリ）６は、一端部のブッシュ６１がエンジン１に固定され、他端部のブッシュ６２が、車体に弾性部材を介して装着されたサブフレーム２に固定される第２ロッド６３を有する。
【００３３】
図４Ａはロアトルクロッド６の概略平面図であり、棒状の第２ロッド６３の両端に一対のブッシュ６１，６２が溶接により固定されている。エンジン側に固定されるブッシュ６１は、円筒状の外筒６１ａと、外筒６１ａと同心の円筒状の内筒６１ｂと、これら外筒６１ａと内筒６１ｂとを連結する弾性体（防音材）６１ｃとからなる。内筒６１ｂに対して図４Ａで紙面に直交する向きに挿通されるボルト（図示しない）によってブッシュ６１はエンジン１に固定される。
【００３４】
一方、車体側に固定されるブッシュ６２も、上記ブッシュ６１と同様に、円筒状の外筒６２ａと、外筒６２ａと同心の円筒状の内筒６２ｂと、これら外筒６２ａと内筒６２ｂとを連結する弾性体（防音材）６２ｃとからなる。内筒６２ｂに対して図４Ａで紙面に直交する向きに挿通されるボルト（図示しない）によってブッシュ１３はサブフレーム２に固定される。
【００３５】
なお、図示する実施形態は、ブッシュ６１をエンジン１に固定し、ブッシュ６２をサブフレーム２に固定する構成であるが、これに限らず、ブッシュ６１をサブフレーム２に固定し、ブッシュ６２をエンジン１に固定してもよい。
【００３６】
また、図４Ａに示すロアトルクロッド６は、ブッシュ６１，６２の内筒６１ｂ，６２ｂに挿通される２つのボルトが平行に配置される例を示すが、図４Ｂに示すロアトルクロッド６は、ブッシュ６１，６２の内筒６１ｂ，６２ｂに挿通される２つのボルトが互いに直交する向きに配置された例を示す。特に相対的に小径とされたブッシュ６２をサブフレーム２に固定する方向について車両の左右方向にボルトが挿通するように構成されている。
【００３７】
図８Ａはトルクロッドの解析モデルを示す斜視図であり、ロアトルクロッド６のブッシュ６２に相当する部分を示す。同図の解析モデルを用いて、図８Ｂの左図に示すようにロッドにピッチ方向の力Ｆを加えたときの変位と、右図に示すようにロッドに剪断方向の力Ｆを加えたときの変位をそれぞれ測定したところ、ピッチ方向に力Ｆが作用した方が相対的に感度は高くなる。換言すれば、剪断方向に力Ｆが作用した方が相対的に剛性は高くなる。したがって、図４Ｂのように、ピッチ方向の剛性に感度が高いブッシュ６２を剪断変形する方向で固定することで、ロアトルクロッド６のピッチ方向の剛体共振周波数を高くすることができ、その結果、車体への振動伝達を抑制することができる。
【００３８】
サブフレーム２は、車体そのものではなく、車体に対して弾性ゴムなどの弾性部材を介して装着された車体部品であり、懸架装置を支持するサスペンションフレームなどを例示することができる。既設部品であるサスペンションフレームへロアトルクロッド６を固定すれば、重量アップすることなく防振効果を発揮できる。ただし、本発明のサブフレームはサスペンションフレームのみに限定されず、弾性部材を介して車体に取り付けられた他の部品を適用してもよい。
【００３９】
上述したとおり、本例の車両用防振装置では、第１のトルクロッドアッセンブリであるアッパトルクロッド５には慣性マス１５及びこれを駆動するアクチュエータ１７を設ける一方で、第２のトルクロッドアッセンブリであるロアトルクロッド６には慣性マス１５及びアクチュエータ１７を省略し、その代わりに車体に弾性部材を介して装着されたサブフレーム２に当該ロアトルクロッド６の一端部を固定する。
【００４０】
すなわち、車体へ直付けとなるアッパトルクロッド５には慣性マス１５及びアクチュエータ１７を備えているため、アッパトルクロッド５を伝達して発生する車内音を制御できる。一方、ロアトルクロッド６は、ゴムなどの弾性部材を介して固定されたサブフレーム２に固定されているため、ロアトルクロッド６を伝達して発生する車内音も抑制できることで、大トルクエンジン１にペンデュラムタイプのプラットフォームを適用することができる。この結果、車両のコストダウン及び軽量化を図ることができ、燃費が向上し、加速性能も向上する。
【００４１】
また、本例の車両用防振装置では、図３に示すアッパトルクロッド５の第１ロッド１１の軸方向（エンジントルク支持方向）の長さに比べ、図４Ａ又は図４Ｂに示すロアトルクロッド６の第２ロッド６３の軸方向の長さより短く設定されている。ロアトルクロッド６は、慣性マス１５及びアクチュエータ１７を省略したぶんロッド長をアッパトルクロッド５と比較し短くできるため、アッパトルクロッド５に比べて剛体共振を高い周波数に設定することができる。この様子を図５に示す。ロアトルクロッド６の剛体共振周波数は、トルク支持方向及びピッチ方向のいずれも浩周波数領域に設定されている。
【００４２】
サブフレーム２は、力を受ける車体部品であるため、車体へのゴム弾性支持部の共振周波数は比較的高い周波数に存在するものの、ロアトルクロッド６の共振周波数を高く設定することで、結果として、サブフレーム２の車両上下方向の剛体共振周波数より、ロアトルクロッド６のピッチ方向及び上下方向の固有値を上げることでき、ロアトルクロッド６の剛体共振による車内音の増大を抑制することができる。
【００４３】
また、本例の車両用防振装置では、ロアトルクロッド６の第２ロッド６３の大径側のブッシュ６１は、車体の左右方向の最大長さに比べて車体の上下方向の最大長さの方が短く形成されている。図４Ａでいうと、ブッシュ６１の左右方向の最大長、すなわち外筒６１ａの外径に対し、ブッシュ６１の車体上下方向の最大長、すなわち紙面に垂直な方向の最大長の方が短く設定されている。
【００４４】
これにより、ロアトルクロッド６のピッチ方向の慣性質量に感度が高い方向の寸法を小さくできるため、ロアトルクロッド６のピッチ方向の剛体共振周波数を高く設定でき、その結果、車体への伝達力を抑制することができる。さらに、この寸法は車体の上下方向であるため、最低地上高さへの影響も小さくできる。
【００４５】
また、本例の車両用防振装置において、図４Ｂに示すように、ロアトルクロッド６の第２ロッド６３の小径側のブッシュ６２を、車両の左右方向に沿った軸方向からサブフレーム２に固定すれば、ロアトルクロッド６のピッチ方向の剛性に感度が高い小さい側のブッシュ６２を剪断変形で支持することになるため、ロアトルクロッド６のピッチ方向の剛体共振周波数を高く設定でき、その結果、車体への伝達力を抑制することができる。
【００４６】
また、本例の車両用防振装置では、ロアトルクロッド６のピッチ方向及び上下方向の剛体共振周波数は、図５に示すように、少なくとも一つの運転条件において（同図に示す運転条件は全開加速運転時）、サブフレーム２のピッチ方向及び上下方向の剛体共振周波数より高く設定されている。
【００４７】
サブフレーム２の剛体共振周波数よりも、ロアトルクロッド６のピッチ方向及び上下方向の剛体共振周波数を高く設定することで、これらが共振することがないため車内音が静寂になる。
【００４８】
また、本例の車両用防振装置では、図５に示すように、ロアトルクロッド６のピッチ方向及び上下方向の剛体共振周波数は、エンジントルク支持方向の剛体共振周波数より高く設定されている。防振性能に影響するトルク支持方向の固有値を維持しつつ、車内音を増大させるピッチ方向及び上下方向のトルクロッド剛体共振を高い周波数に設定することで、ピッチ方向及び上下方向のトルクロッド剛体共振の影響を抑えつつ、ロアトルクロッド６の防振効果が得られる。
【００４９】
また、本例の車両用防振装置では、図５に示すように、サブフレーム２の主たる剛体共振周波数は、エンジン１の主たる弾性共振周波数未満に設定され、アッパトルクロッド５のエンジントルク支持方向の剛体共振周波数は、エンジン１の主たる弾性共振周波数以下に設定され、さらにロアトルクロッド６のエンジントルク支持方向の剛体共振周波数は、サブフレーム２の主たる剛体共振周波数以上で、エンジン１の主たる弾性共振周波数以下に設定されている。
【００５０】
ロアトルクロッド６において、剛体共振周波数をサブフレーム２の共振周波数とエンジン１の弾性共振周波数の間に設定するため、ロアトルクロッド６の剛体共振による車内音増大を緩和しつつ、エンジン１の弾性共振によって増大された振動を、ロアトルクロッド６の剛体共振の防振効果によって、大幅に低減することができ、その結果、車内音を低減することができる。参考に、本例の車両用防振装置のアッパトルクロッド５とロアトルクロッド６の周波数別車体感度比を示す。
【００５１】
なお、図５に示す実施形態では、ロアトルクロッド６のエンジントルク支持方向の剛体共振周波数をエンジン１の弾性共振周波数より小さく設定したが、図７に示すように、ロアトルクロッド６のエンジントルク支持方向の剛体共振周波数をエンジン１の弾性共振周波数より高く設定してもよい。
【００５２】
上記アッパトルクロッド５は本発明に係る第１のトルクロッドアッセンブリに相当し、上記ロアトルクロッド６は本発明に係る第２のトルクロッドアッセンブリに相当する。
【符号の説明】
【００５３】
１…エンジン
２…サブフレーム
３，４…エンジンマウント
Ｐ１，Ｐ２…支持点
５…アッパトルクロッド
６…ロアトルクロッド
１１…第１ロッド
１２，１３…ブッシュ
１５…慣性マス
１７…アクチュエータ
２１…加速度センサ
２２…バンドパスフィルタ
２３…電圧増幅回路
６１，６２…ブッシュ
６３…第２ロッド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端部がエンジンに固定され、他端部が車体に固定される第１ロッドと、前記第１ロッドに支持された慣性マスと、前記慣性マスを前記第１ロッドの軸方向に往復動させるアクチュエータと、を有する第１のトルクロッドアッセンブリと、
一端部がエンジンに固定され、他端部が、車体に弾性部材を介して装着されたサブフレームに固定される第２ロッドを有する第２のトルクロッドアッセンブリと、を備える車両用防振装置。
【請求項２】
前記第２ロッドの軸方向の長さは、前記第１ロッドの軸方向の長さより短い請求項１に記載の車両用防振装置。
【請求項３】
前記第２ロッドの大径側の端部は、前記車体の左右方向の最大長さに比べて前記車体の上下方向の最大長さの方が短く形成されている請求項１又は２に記載の車両用防振装置。
【請求項４】
前記第２ロッドの小径側の端部は、前記車両の左右方向に沿った軸方向から前記サブフレーム又は前記エンジンに固定されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両用防振装置。
【請求項５】
前記第２のトルクロッドアッセンブリのピッチ方向及び上下方向の剛体共振周波数は、少なくとも一つの運転条件において、前記サブフレームのピッチ方向及び上下方向の剛体共振周波数より高く設定されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両用防振装置。
【請求項６】
前記第２のトルクロッドアッセンブリのピッチ方向及び上下方向の剛体共振周波数は、エンジントルク支持方向の剛体共振周波数より高く設定されている請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両用防振装置。
【請求項７】
前記サブフレームの主たる剛体共振周波数は、前記エンジンの主たる弾性共振周波数未満に設定され、
前記第１のトルクロッドアッセンブリのエンジントルク支持方向の剛体共振周波数は、前記エンジンの主たる弾性共振周波数以下に設定され、
前記第２のトルクロッドアッセンブリのエンジントルク支持方向の剛体共振周波数は、前記サブフレームの主たる剛体共振周波数以上、前記エンジンの主たる弾性共振周波数以下に設定されている請求項１〜６のいずれか一項に記載の車両用防振装置。
【請求項８】
前記サブフレームは、前記車体に装着される懸架装置を支持するサスペンションフレームである請求項１〜７のいずれか一項に記載の車両用防振装置。
【請求項１】
一端部がエンジンに固定され、他端部が車体に固定される第１ロッドと、前記第１ロッドに支持された慣性マスと、前記慣性マスを前記第１ロッドの軸方向に往復動させるアクチュエータと、を有する第１のトルクロッドアッセンブリと、
一端部がエンジンに固定され、他端部が、車体に弾性部材を介して装着されたサブフレームに固定される第２ロッドを有する第２のトルクロッドアッセンブリと、を備える車両用防振装置。
【請求項２】
前記第２ロッドの軸方向の長さは、前記第１ロッドの軸方向の長さより短い請求項１に記載の車両用防振装置。
【請求項３】
前記第２ロッドの大径側の端部は、前記車体の左右方向の最大長さに比べて前記車体の上下方向の最大長さの方が短く形成されている請求項１又は２に記載の車両用防振装置。
【請求項４】
前記第２ロッドの小径側の端部は、前記車両の左右方向に沿った軸方向から前記サブフレーム又は前記エンジンに固定されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両用防振装置。
【請求項５】
前記第２のトルクロッドアッセンブリのピッチ方向及び上下方向の剛体共振周波数は、少なくとも一つの運転条件において、前記サブフレームのピッチ方向及び上下方向の剛体共振周波数より高く設定されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両用防振装置。
【請求項６】
前記第２のトルクロッドアッセンブリのピッチ方向及び上下方向の剛体共振周波数は、エンジントルク支持方向の剛体共振周波数より高く設定されている請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両用防振装置。
【請求項７】
前記サブフレームの主たる剛体共振周波数は、前記エンジンの主たる弾性共振周波数未満に設定され、
前記第１のトルクロッドアッセンブリのエンジントルク支持方向の剛体共振周波数は、前記エンジンの主たる弾性共振周波数以下に設定され、
前記第２のトルクロッドアッセンブリのエンジントルク支持方向の剛体共振周波数は、前記サブフレームの主たる剛体共振周波数以上、前記エンジンの主たる弾性共振周波数以下に設定されている請求項１〜６のいずれか一項に記載の車両用防振装置。
【請求項８】
前記サブフレームは、前記車体に装着される懸架装置を支持するサスペンションフレームである請求項１〜７のいずれか一項に記載の車両用防振装置。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−２８３０２（Ｐ２０１３−２８３０２Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６６５３６（Ｐ２０１１−１６６５３６）
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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