(57)【要約】【課題】簡単な構成により軸方向の剛性を所望に変更できる可変剛性防振装置を提供する。【解決手段】可変剛性防振装置１０は、内孔１３を画定する環状の第１支持部材１１と、支持部１５を備えた第２支持部材１２と、第１支持部材１１と支持部１５とを連結する主弾性部材１７と、第１支持部材１１の内孔１３を閉塞するダイアフラム１９と、内孔１３に設けられ、液室１８を第１液室１８Ａと第２液室１８Ｂとに隔てる隔壁弾性部材２０と、第１周方向通路４１を含み、第１支持部材１１に設けられる第１連通路４４と、第１支持部材１１に同軸的に巻き回されたコイル２６と、第１支持部材１１に設けられ、第１周方向通路４１に重なる部分を含む第１磁気ギャップ４０Ａを備えたヨーク３８と、第１液室１８Ａ、第２液室１８Ｂ及び第１連通路４４に封入された磁性流体５０とを有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変剛性防振装置であって、
内孔を画定する環状の第１支持部材と、
前記第１支持部材に対して軸線方向に離間した位置に設けられる支持部を備えた第２支持部材と、
前記第１支持部材と前記第２支持部材の前記支持部とを連結する環状の主弾性部材と、
前記第１支持部材の前記内孔を閉塞し、前記主弾性部材との間に液室を画定するダイアフラムと、
前記第１支持部材の前記内孔を軸線方向に略直交する方向に延在し、前記液室を、前記主弾性部材の側の第１液室と前記ダイアフラムの側の第２液室とに隔てる隔壁弾性部材と、
周方向に延在する第１周方向通路を含み、前記第１支持部材及び前記第２支持部材の一方に設けられて前記第１液室及び前記第２液室を互いに連通する第１連通路と、
前記第１支持部材及び前記第２支持部材の前記一方に同軸的に巻き回されたコイルと、
前記第１支持部材及び前記第２支持部材の前記一方に設けられ、前記第１周方向通路に重なる部分を含む第１磁気ギャップを備えたヨークと、
前記第１液室、前記第２液室及び前記第１連通路に封入された磁性流体とを有することを特徴とする可変剛性防振装置。
【請求項２】
前記第２支持部材が、前記支持部から前記第１支持部材に向けて突出し、前記第１支持部材の前記内孔に突入する軸部を更に備え、
前記隔壁弾性部材が前記軸部の周りに環状に形成されて前記第１支持部材の内周部と前記軸部の外周部とを連結しており、
前記隔壁弾性部材に形成され、前記軸部を挟んで径方向に対向するように周方向に互いに区画された少なくとも１対の第３液室と、
周方向に延在する第２周方向通路を含み、前記第１支持部材及び前記第２支持部材の前記一方に設けられて少なくとも１対の前記第３液室を互いに連通する第２連通路とを更に有し、
前記ヨークが前記第２周方向通路に重なる部分を含む第２磁気ギャップを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の可変剛性防振装置。
【請求項３】
前記第１周方向通路が前記コイルの外周側に位置し、前記第２周方向通路が前記コイルの内周側に位置することを特徴とする請求項２に記載の可変剛性防振装置。
【請求項４】
前記コイルが、前記第１周方向通路に隣接する第１コイルと、前記第２周方向通路に隣接する第２コイルとを含むことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の可変剛性防振装置。
【請求項５】
前記ヨークが、前記第１磁気ギャップを備え、前記第１コイルを取り囲むように構成された第１ヨークと、前記第２磁気ギャップを備え、前記第２コイルを取り囲むように構成された第２ヨークとを含むことを特徴とする請求項４に記載の可変剛性防振装置。
【請求項６】
前記第１ヨークと前記第２ヨークとが互いに共通の部分を備えており、
前記第１コイルと前記第２コイルとが互いに逆向きに磁場を発生させることを特徴とする請求項５に記載の可変剛性防振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は磁性流体が封入された可変剛性防振装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液封エンジンマウント等に使用される液封防振装置として、振動源側へ取り付けられる第１取付部材と、振動受側へ取り付けられる第２取付部材と、これらの間に介装されるゴム等の弾性材料よりなるインシュレータ（防振ゴム）と、このインシュレータを壁の一部として形成される液室と、この液室内を主液室と副液室に区画する仕切部材と、副液室を閉じるダイアフラムと、主液室と副液室間を連絡する共振オリフィスとを備えた液封防振装置が公知である（特許文献１、２）。
【０００３】
エンジンマウントには、低振幅振動に対しては主液室の内圧を吸収して低動ばねとし、それより振幅の大きな高振幅振動に対しては、高減衰にすることが求められる。特許文献１記載の液封防振装置では、低動ばね高減衰特性をより向上させるために、仕切部材が、初期状態で予めたるみ量を与えられた非伸縮性の布製仕切膜（メンブラン）を備えている。一方、特許文献２記載の液封エンジンマウントでは、仕切部材が仕切プレートとこれに一体に加硫接着されたゴム弾性体からなる可動膜（メンブラン）とにより構成されている。
【０００４】
これらの液封防振装置は、振動振幅の大きい低周波（例えば０〜１５Ｈｚ辺り）の振動に対してはオリフィス共振を利用して振動を減衰し、振動振幅が小さいそれ以上の高周波の振動に対しては布製仕切膜や可動膜が変形することで振動を吸収する。これらの液封防振装置では、ダイアフラムの剛性を調整することでオリフィスを通過する液量を調整し、共振周波数を調整することが行われている。
【０００５】
また、能動型のエンジンマウントとして、いわゆるＡＣＭ（アクティブ・コントロール・マウント）が知られている（例えば、特許文献３）。ＡＣＭでは質量要素以外に質量要素を強制的に加振するためのアクチュエータが装置に組み込まれ、理論上はどのような外乱が作用する場合でも、任意の制振力を生成することができるため、定常・非定常を問わず高い制振効果を実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−９８３１２号公報
【特許文献２】特開２００４−２６３７８３号公報
【特許文献３】特開２００５−２３９０８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１や特許文献２記載の液封防振装置では、防振ゴムの剛性特性及び減衰特性や、主液室の容積、副液室の容積、オリフィスの径、オリフィスの長さ、メンブランの剛性、ダイアフラムの剛性というパラメータを用いて、防振装置全体の剛性や減衰特性を決める必要があり、剛性や減衰特性の調整幅は小さく、また、任意の周波数で所望の特性を作り出すことは非常に困難であった。例えば、自動車の乗り心地に影響する１０Ｈｚ付近の振動に対しては減衰特性を高めつつ、エンジンのこもり音に影響する１３０Ｈｚ付近の振動に対しては伝達特性を小さくするといった調整をいくつもの周波数で満足させることは困難であった。
【０００８】
一方、ＡＣＭにおいては、外部エネルギーを直接投入するための仕組みが複雑になる。また、不安定性を回避するための制御系設計が必要になるうえ、部品コストも上昇する。
【０００９】
本発明は、このような背景に鑑み、簡単な構成により剛性や減衰特性を所望に変更できる可変剛性防振装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような課題を解決するために、本発明のある実施形態は、可変剛性防振装置（１０）であって、内孔（１３）を画定する環状の第１支持部材（１１）と、前記第１支持部材に対して軸線（Ｘ）方向に離間した位置に設けられる支持部（１５）を備えた第２支持部材（１２）と、前記第１支持部材と前記第２支持部材の前記支持部とを連結する環状の主弾性部材（１７）と、前記第１支持部材の前記内孔を閉塞し、前記主弾性部材との間に液室（１８）を画定するダイアフラム（１９）と、前記第１支持部材の前記内孔を軸線方向に略直交する方向に延在し、前記液室を、前記主弾性部材の側の第１液室（１８Ａ）と前記ダイアフラムの側の第２液室（１８Ｂ）とに隔てる隔壁弾性部材（２０）と、周方向に延在する第１周方向通路（４１）を含み、前記第１支持部材及び前記第２支持部材の一方に設けられて前記第１液室及び前記第２液室を互いに連通する第１連通路（４４）と、前記第１支持部材及び前記第２支持部材の前記一方に同軸的に巻き回されたコイル（２６）と、前記第１支持部材及び前記第２支持部材の前記一方に設けられ、前記第１周方向通路に重なる部分を含む第１磁気ギャップ（４０Ａ）を備えたヨーク（３８）と、前記第１液室、前記第２液室及び前記第１連通路に封入された磁性流体（５０）とを有する。
【００１１】
この構成によれば、コイルに電流を流すことでコイル周りに磁場が発生し、磁力線が第１周方向通路を通過することにより、磁性流体の第１周方向通路における流路抵抗が変化する。そのため、可変剛性防振装置の軸方向の剛性（第１支持部材と第２支持部材との軸線方向変位に対する剛性）や減衰性能をコイルに流す電流によって所望に変更することができる。また、第１周方向通路、コイル及びヨークを第１支持部材及び第２支持部材の一方に設ける簡単な構成によって可変剛性防振装置の軸方向の剛性や減衰性能を変更することができる。
【００１２】
上記構成において、前記第２支持部材（１２）が、前記支持部（１５）から前記第１支持部材（１１）に向けて突出し、前記第１支持部材の前記内孔（１３）に突入する軸部（１６）を更に備え、前記隔壁弾性部材（２０）が前記軸部の周りに環状に形成されて前記第１支持部材の内周部と前記軸部の外周部とを連結しており、前記隔壁弾性部材に形成され、前記軸部を挟んで径方向に対向するように周方向に互いに区画された少なくとも１対の第３液室（２１）と、周方向に延在する第２周方向通路（４６）を含み、前記第１支持部材及び前記第２支持部材の前記一方に設けられて少なくとも１対の前記第３液室を互いに連通する第２連通路（４９）とを更に有し、前記ヨーク（３８）が前記第２周方向通路に重なる部分を含む第２磁気ギャップ（４０Ｂ）を更に備えるとよい。
【００１３】
この構成によれば、コイルに電流を流すことでコイル周りに磁場が発生し、磁力線が第２周方向通路を通過することにより、磁性流体の第２周方向通路における流路抵抗が変化する。そのため、可変剛性防振装置の径方向の剛性（第１支持部材と第２支持部材との径方向変位に対する剛性）や減衰性能をコイルに流す電流によって所望に変更することができる。また、第２周方向通路及びヨークを第１支持部材及び第２支持部材の一方に設ける簡単な構成によって可変剛性防振装置の径方向の剛性や減衰性能を変更することができる。
【００１４】
上記構成において、前記第１周方向通路（４１）が前記コイル（２６）の外周側に位置し、前記第２周方向通路（４６）が前記コイルの内周側に位置するとよい。
【００１５】
この構成によれば、第１周方向通路及び第２周方向通路のそれぞれに磁場を集中させることができる。また、第１周方向通路の周方向長さを長くすることができ、可変剛性防振装置の軸方向の剛性や減衰性能をより大きく変更することができる。
【００１６】
また、上記構成において、前記コイル（２６）が、前記第１周方向通路（４１）に隣接する第１コイル（２６Ａ）と、前記第２周方向通路に隣接する第２コイル（２６Ｂ）とを含むとよい。
【００１７】
この構成によれば、第１コイルに電流を流すことで第１周方向通路に作用させる磁場を発生させ、第２コイルに電流を流すことで第２周方向通路に作用させる磁場を発生させることができる。したがって、磁性流体の第１周方向通路における流路抵抗と第２周方向通路における流路抵抗とをそれぞれ変化させることができる。
【００１８】
また、上記構成において、前記ヨーク（３８）が、前記第１磁気ギャップ（４０Ａ）を備え、前記第１コイル（２６Ａ）を取り囲むように構成された第１ヨーク（３８Ａ）と、前記第２磁気ギャップ（４０Ｂ）を備え、前記第２コイル（２６Ｂ）を取り囲むように構成された第２ヨーク（３８Ｂ）とを含むとよい。
【００１９】
この構成によれば、第１コイルに電流を流すことで第１ヨークに発生する磁場が第１磁気ギャップに作用し、第２コイルに電流を流すことで第２ヨークに発生する磁場が第２磁気ギャップに作用する。したがって、磁性流体の第１周方向通路における流路抵抗と第２周方向通路における流路抵抗とを個別に変化させることができる。
【００２０】
また、上記構成において、前記第１ヨーク（３８Ａ）と前記第２ヨーク（３８Ｂ）とが互いに共通の部分（５１）を備えており、前記第１コイル（２６Ａ）と前記第２コイル（２６Ｂ）とが互いに逆向きに磁場を発生させるとよい。
【００２１】
この構成によれば、第１ヨークと第２ヨークとが互いに共通の部分を備えることにより、可変剛性防振装置を小型化することができる。また、第１コイルに電流を流すことで第１ヨークに発生する磁場と、第２コイルに電流を流すことで第２ヨークに発生する磁場とが、干渉によって互いに弱まることがない。
【発明の効果】
【００２２】
このように本発明によれば、簡単な構成により剛性や減衰特性を所望に変更できる可変剛性防振装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施形態に係る可変剛性防振装置の取付状態を示す平面図
【図２】図１に示す可変剛性防振装置の側面図
【図３】図２中のIII−III断面図
【図４】図３中のIV−IV断面図
【図５】図３中のＶ−Ｖ断面図
【図６】図３中のVI−VI断面図
【図７】図３中のVII−VII断面図
【図８】図３中のVIII−VIII断面図
【図９】図３中のIX−IX断面図
【図１０】第１実施形態に係る可変剛性防振装置の制御状態に応じた振動レベルを表すグラフ
【図１１】第２実施形態に係る可変剛性防振装置の図４に相当する断面図
【図１２】別の実施形態に係る可変剛性防振装置の図４に相当する断面図
【図１３】更に別の実施形態に係る可変剛性防振装置の図３に相当する断面図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００２５】
≪第１実施形態≫
まず、図１〜図１０を参照して本発明の第１実施形態について説明する。図１に示すように、自動車１の車体２の前部にエンジン３が横置きに配設されている。エンジン３にはトランスミッション４が一体的に設けられており、このエンジン３及びトランスミッション４などからパワープラント５が構成される。このパワープラント５は、可変剛性防振装置１０からなる２つのエンジンマウント（サイドマウント及びトランスマウント）とトルクロッド６とを介して車体２に支持される。
【００２６】
２つの可変剛性防振装置１０は、パワープラント５の主荷重（自重）を受けるものであり、パワープラント５全体の慣性主軸上に配置されて車体２に固定される。一方、トルクロッド６は、延在方向の一端側でゴムブッシュ７を介してエンジン３に結合され、延在方向の他端側でゴムブッシュ７を介して車体２に結合されている。トルクロッド６は、エンジン３の駆動トルクによりロール軸（慣性主軸）を中心にして揺動（ロール運動）するパワープラント５の揺動を抑制する。
【００２７】
可変剛性防振装置１０にはその軸線Ｘに沿ってねじ孔８（図４）が形成されている。ねじ孔８に螺合するボルト９がパワープラント５の支持部材を可変剛性防振装置１０に締結することにより、パワープラント５が可変剛性防振装置１０を介して車体２に支持される。
【００２８】
以下、可変剛性防振装置１０について詳細に説明する。以下では、図１に示す可変剛性防振装置１０の取付姿勢に基づいて、可変剛性防振装置１０の軸線方向（すなわち、ねじ孔８の延在方向）が上下方向と定義される。但し、この方向の記載によって可変剛性防振装置１０の配置は限定されない。
【００２９】
図２〜図５に示すように、可変剛性防振装置１０は、車体２に取り付けられる環状の第１支持部材１１と、パワープラント５が取り付けられる第２支持部材１２とを有している。第１支持部材１１は円環状をなしており、軸線Ｘ方向に延在する円形の内孔１３を画定している。第２支持部材１２は上記ねじ孔８を画定している。
【００３０】
図４及び図５に示すように、第２支持部材１２は、第１支持部材１１に対して軸線Ｘ方向に離間した位置に設けられる支持部１５と、支持部１５の下面に結合され、支持部１５から第１支持部材１１に向けて下方に突出する軸部１６とを有している。支持部１５は中心に貫通孔が形成された円形の板状をなしており、第１支持部材１１の外径よりも小さな外径を有している。軸部１６は上方に開放された有底のねじ孔８を軸線Ｘ上に画定する筒状をなしている。軸部１６は第１支持部材１１の内径よりも小さな外径を有し、第１支持部材１１の内孔１３に突入している。第２支持部材１２は、金属によって構成された剛性部材であり、例えば鉄やコバルトなどの透磁率の高い金属を含むように構成されてもよく、アルミニウムといった透磁率の低い金属を含むように構成されてもよい。
【００３１】
第１支持部材１１の外周上部と第２支持部材１２の支持部１５の外周部とは円環状の主弾性部材１７によって互いに連結されている。主弾性部材１７はパワープラント５の振動を吸収するばね部材であり、上端の外径が下端の外径よりも小さな円錐台形をなしている。第１支持部材１１の下部には、内孔１３を閉塞し、主弾性部材１７との間に液室１８（１８Ａ、１８Ｂ）を画定するダイアフラム１９が設けられている。主弾性部材１７及びダイアフラム１９はゴム等やエラストマー等の弾性材料で形成される。パワープラント５の荷重や振動を受けて主弾性部材１７が弾性変形すると、これに応じてダイアフラム１９が変形し、液室１８の容積が一定に保たれる。
【００３２】
図５に示すように、第１支持部材１１の内孔１３には、軸線Ｘ方向に略直交する方向に延在し、液室１８を第１液室１８Ａと第２液室１８Ｂとに隔てる隔壁弾性部材２０が設けられている。第１液室１８Ａは隔壁弾性部材２０と主弾性部材１７との間に形成され、第２液室１８Ｂは隔壁弾性部材２０とダイアフラム１９との間に形成される。隔壁弾性部材２０はゴム等やエラストマー等の弾性材料で略円筒状に形成され、外周部にて第１支持部材１１の内周面に結合され、内周部にて第２支持部材１２の軸部１６の外周面に結合されている。
【００３３】
図３及び図４に示すように、隔壁弾性部材２０の外周部には２つの凹部が周方向の異なる位置に形成されており、これらの凹部によって軸部１６を挟んで径方向に対向するように周方向に互いに区画された１対の第３液室２１（２１Ａ、２１Ｂ）が形成されている。１対の第３液室２１は軸線Ｘを挟んで対向する（１８０°位相が異なる）位置に配置されており、本実施形態では前後方向に対向している。各凹部の軸線Ｘ方向の中間部には、径外方向に放射状に突出する扇形状部（ストッパ２２）が一体形成されている。
【００３４】
図３〜図５に示すように、隔壁弾性部材２０の外周部には同軸的に配置された略円筒状の補強部材２３が埋め込まれている。より詳細には、隔壁弾性部材２０は、補強部材２３、第１支持部材１１及び第２支持部材１２を型内の所定位置に配置し、型に流し込んだ未加硫のゴムを加硫することによって第１支持部材１１及び第２支持部材１２に一体に形成される。隔壁弾性部材２０の外周面には補強部材２３は露出していない。補強部材２３は透磁率の低い非磁性体の金属（例えばアルミニウム）によって構成された剛性部材であり、凹部が形成された隔壁弾性部材２０の外周面の形状を維持する。
【００３５】
補強部材２３はその全体を隔壁弾性部材２０に埋め込まれるように設けられてもよいが、本実施形態では上端及び下端を除く大部分が埋め込まれるように隔壁弾性部材２０に設けられている。
【００３６】
主弾性部材１７は、隔壁弾性部材２０の形成後に、一体になっている第１支持部材１１及び第２支持部材１２を型内の所定位置に配置し、型に流し込んだ未加硫のゴムを加硫することによって第１支持部材１１及び第２支持部材１２の両方に一体に形成される。また、ダイアフラム１９は、隔壁弾性部材２０の形成後に、一体になっている第１支持部材１１及び第２支持部材１２を型内の所定位置に配置し、型に流し込んだ未加硫のゴムを加硫することによって第１支持部材１１に一体に形成される。
【００３７】
図４及び図５に示すように、第１支持部材１１は、内周部に配置された円環状の内側ヨーク２５と、内側ヨーク２５の外周に同軸的に巻き回されたコイル２６と、外周部に配置された円環状の外側ヨーク２７とを含んでいる。外側ヨーク２７は、内側ヨーク２５と一体をなしており、内側ヨーク２５と協働してコイル２６を取り囲んでいる。
【００３８】
内側ヨーク２５は、コイル２６を収容する外フランジ部２８を上下端に一体に備えている。これらの外フランジ部２８は上側ヨーク及び下側ヨークをなす。内側ヨーク２５は、軸線Ｘ方向の中間部に配置された内側通路形成部材３０と、内側通路形成部材３０を間に挟んで軸線Ｘ方向に積層された上側内ヨーク３１及び下側内ヨーク３２とを含んでいる。上側内ヨーク３１は、内周部から軸線Ｘに沿って上方に延出する筒状の延出部３３を一体に備えている。これにより、隔壁弾性部材２０の上下寸法が拡大し、１対の第３液室２１の容積が増大している。
【００３９】
コイル２６は被覆銅線を巻き回してコイル状としたものを２本の銅線がリード線として外部に引き出されるように樹脂によって封止してなる円筒形の部材である。コイル２６の外周側には、上下の外フランジ部２８の外周部に上下の端部が当接する円筒状のスペーサ３４が設けられている。図示省略するが、外側ヨーク２７には引き出し孔が形成されており、引き出し孔を通ってコイル２６の被覆銅線が外部に引き出される。
【００４０】
外側ヨーク２７は、軸線Ｘ方向の中間部に配置された外側通路形成部材３５と、外側通路形成部材３５を間に挟んで軸線Ｘ方向に積層された上側外ヨーク３６及び下側外ヨーク３７とを含んでいる。外側ヨーク２７は、上側外ヨーク３６と下側外ヨーク３７とが内側ヨーク２５の外周部を挟んだ状態で外側通路形成部材３５に接合されることによって内側ヨーク２５に結合している。内側ヨーク２５及び外側ヨーク２７により、コイル２６を取り囲むヨーク３８（図５の拡大図）が形成される。
【００４１】
上側内ヨーク３１、下側内ヨーク３２、上側外ヨーク３６及び下側外ヨーク３７は、透磁率の高い金属によって構成された部材であり、より具体的には鉄、コバルト等の強磁性を示す金属を含んでいるとよい。本実施形態では上側内ヨーク３１、下側内ヨーク３２、上側外ヨーク３６及び下側外ヨーク３７は鉄によって形成されている。スペーサ３４、内側通路形成部材３０及び外側通路形成部材３５は、上側内ヨーク３１、下側内ヨーク３２、上側外ヨーク３６及び下側外ヨーク３７を構成する金属よりも透磁率の低い非磁性体の金属や樹脂によって構成された剛性部材である。スペーサ３４、内側通路形成部材３０及び外側通路形成部材３５は例えばアルミニウムによって形成されているとよい（図では、理解を容易にするため樹脂のハッチングを施している）。
【００４２】
内側通路形成部材３０及び外側通路形成部材３５が非磁性体によって構成されることにより、内側ヨーク２５と外側ヨーク２７とよってコイル２６の周りに形成されるヨーク３８に円環状の磁気ギャップ４０（４０Ａ、４０Ｂ）が形成されている。外側通路形成部材３５はコイル２６の外周に第１磁気ギャップ４０Ａを形成し、内側通路形成部材３０はコイル２６の内周に第２磁気ギャップ４０Ｂを形成している。
【００４３】
図３に示すように、外側通路形成部材３５は周方向に延在する第１周方向通路４１を形成している。第１周方向通路４１は、１８０°よりも大きく３６０°よりも小さな角度にわたって周方向に延在している。本実施形態では、第１周方向通路４１は概ね３５０°（３６０°よりも小さな角度）にわたって周方向に延在している。第１周方向通路４１は外側通路形成部材３５に貫通形成されたスロットにより形成されている。
【００４４】
図６及び図７に併せて示すように、第１周方向通路４１の一端では、第１周方向通路４１と第１液室１８Ａとを互いに連通する第１連通口４２が上側外ヨーク３６に形成されている。第１周方向通路４１の他端では、第１周方向通路４１と第２液室１８Ｂとを互いに連通する第２連通口４３が下側外ヨーク３７に形成されている。第１周方向通路４１、第１連通口４２及び第２連通口４３によって第１液室１８Ａ及び第２液室１８Ｂを互いに連通する第１連通路４４が形成される。第１連通路４４は第１支持部材１１の外側ヨーク２７に形成されている。すなわち、外側通路形成部材３５によって外側ヨーク２７に形成される第１磁気ギャップ４０Ａは、第１周方向通路４１に重なる部分（空隙）を含んでいる。
【００４５】
図３に示すように、内側通路形成部材３０は周方向に延在する第２周方向通路４６を形成している。第２周方向通路４６は、１８０°よりも大きく３６０°よりも小さな角度にわたって周方向に延在している。本実施形態では、第２周方向通路４６は概ね３３０°にわたって周方向に延在している。第２周方向通路４６は内側通路形成部材３０の上面に形成された有底溝により形成されている。
【００４６】
図８及び図９に併せて示すように、第２周方向通路４６の一端では、第２周方向通路４６と第３液室２１の一方とを互いに連通する第３連通口４７が内側通路形成部材３０に形成されている。第２周方向通路４６の他端では、第２周方向通路４６と第３液室２１の他方とを互いに連通する第４連通口４８が内側通路形成部材３０に形成されている。第２周方向通路４６、第３連通口４７及び第４連通口４８によって１対の第３液室２１を互いに連通する第２連通路４９が形成される。第２連通路４９は第１支持部材１１の内側ヨーク２５に形成されている。すなわち、内側通路形成部材３０によって内側ヨーク２５に形成される第２磁気ギャップ４０Ｂは、第２連通路４９を形成しており、第２周方向通路４６に重なる部分（空隙）を含んでいる。
【００４７】
これらの第１液室１８Ａ、第２液室１８Ｂ、１対の第３液室２１、第１連通路４４及び第２連通路４９には磁性流体５０が封入されている。磁性流体５０は油などの溶媒中に分散した鉄微粒子を含む非圧縮性の流体であって、印加磁場に応じて粘弾性、特に粘性が変化する磁気粘弾性流体（Ｍａｇｎｅｔｏ  Ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｆｌｕｉｄ、ＭＲＦ）や磁気粘性コンパウンド（Ｍａｇｎｅｔｏ  Ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄ、ＭＲＣ）であるとよい。本実施形態では、磁性流体５０としてＭＲＣが用いられている。磁性流体５０に磁場が印加されると、鉄微粒子が磁場の方向に沿って鎖状に配列し、鎖状のクラスタを形成する。これにより、溶媒の磁場に垂直な方向の流動が鎖状のクラスタによって妨げられ、磁性流体５０の粘性が高まり、磁性流体５０が半固体化する。
【００４８】
次に、本実施形態に係る可変剛性防振装置１０の動作について説明する。図５に示すように、第２支持部材１２が第１支持部材１１に対して上下に変位すると、主弾性部材１７が上下方向に伸縮し、第１液室１８Ａの容積及び第２液室１８Ｂの容積が相反する関係（一方の容積が増加すると他方の容積が減少する関係）で変化する。この容積変化に応じ、図６及び図７に示すように、第１液室１８Ａ及び第２液室１８Ｂの一方に封入された磁性流体５０が第１連通路４４を通って第１液室１８Ａ及び第２液室１８Ｂの他方に移動する。このとき、第１連通路４４内を流動する磁性流体５０には抵抗が加わり、可変剛性防振装置１０に加わる振動が減衰する。
【００４９】
銅線の端部に電圧を印加すると、コイル２６を流れる電流によってコイル２６の周囲に磁場が発生する。図５の部分拡大図にはコイル２６が発生した磁場に対応する磁力線が矢印で示されている。第１支持部材１１の内側ヨーク２５及び外側ヨーク２７によって磁気回路が形成されて、第１連通路４４の第１周方向通路４１に磁場が集中する。
【００５０】
第１周方向通路４１に磁場が印加されることによって、第１連通路４４内の磁性流体５０の粘性が増加する。これにより、第１連通路４４内を流動する磁性流体５０に加わる抵抗が増大するため、可変剛性防振装置１０に加わる上下振動に対する減衰力が増大する。また、第１連通路４４内を流動する磁性流体５０への抵抗の増大によって、第２支持部材１２が第１支持部材１１に対して上下方向に移動し難くなり、可変剛性防振装置１０の上下方向の剛性が増大する。このように、コイル２６に加える電圧を制御することによって、可変剛性防振装置１０の上下振動に対する減衰力を制御することができる。
【００５１】
図４に示すように、第２支持部材１２が第１支持部材１１に対して前後に変位すると、主弾性部材１７が前後方向に撓むように変形し、隔壁弾性部材２０は前部及び後部の一方が前後方向に圧縮し他方が前後方向に伸長するように変形する。このとき、第１液室１８Ａの容積及び第２液室１８Ｂの容積は変化せず、１対の第３液室２１の容積が相反する関係（一方の容積が増加すると他方の容積が減少する関係）で変化する。この容積変化に応じ、図８及び図９に示すように、１対の第３液室２１の一方に封入された磁性流体５０が第２連通路４９を通って１対の第３液室２１の他方に移動する。このとき、第２連通路４９内を流動する磁性流体５０には抵抗が加わり、可変剛性防振装置１０に加わる振動が減衰する。
【００５２】
図５の部分拡大図に示すように、銅線の端部に電圧を印加すると、コイル２６を流れる電流によってコイル２６の周囲に磁場が発生する。第１支持部材１１の内側ヨーク２５及び外側ヨーク２７によって磁気回路が形成されて、第２連通路４９の第２周方向通路４６に磁場が集中する。
【００５３】
第２周方向通路４６に磁場が印加されることによって、第２連通路４９内の磁性流体５０の粘性が増加する。これにより、第２連通路４９内を流動する磁性流体５０に加わる抵抗が増大するため、可変剛性防振装置１０に加わる前後振動に対する減衰力が増大する。また、第２連通路４９内を流動する磁性流体５０への抵抗の増大によって、第２支持部材１２が第１支持部材１１に対して前後方向に移動し難くなり、可変剛性防振装置１０の前後方向の剛性が増大する。このように、コイル２６に加える電圧を制御することによって、可変剛性防振装置１０の前後振動に対する減衰力を制御することができる。
【００５４】
次に、可変剛性防振装置１０の効果について説明する。可変剛性防振装置１０は、コイル２６に電流を流すことで、磁性流体５０の粘性を変化させ、剛性を変化させることができる。剛性を効果的に変化させるためには、磁場の発生源となるコイル２６において発生した磁場が磁性流体５０の流路に集中することが望ましい。
【００５５】
本実施形態では、図５に示すように、コイル２６が第１支持部材１１に同軸的に巻き回され、第１周方向通路４１に重なる部分を含む第１磁気ギャップ４０Ａを備えたヨーク３８が第１支持部材１１に設けられている。これにより、コイル２６に電流を流すことでコイル２６周りに発生した磁場が第１周方向通路４１に集中し、磁性流体５０の第１周方向通路４１における流路抵抗が変化する。そのため、可変剛性防振装置１０の軸方向の剛性（第１支持部材１１と第２支持部材１２との軸線Ｘ方向変位に対する剛性）や減衰性能をコイル２６に流す電流によって所望に変更することができる。また、第１周方向通路４１、コイル２６及びヨーク３８を第１支持部材１１に設ける簡単な構成によって可変剛性防振装置１０の軸方向の剛性や減衰性能を変更することができる。
【００５６】
図３及び図４に示すように、第２支持部材１２は支持部１５から突出して第１支持部材１１の内孔１３に突入する軸部１６を備え、第１支持部材１１の内周部と軸部１６の外周部とが隔壁弾性部材２０によって連結されている。そして、軸部１６を挟んで径方向に対向する１対の第３液室２１が隔壁弾性部材２０に形成され、第２周方向通路４６を含む第２連通路４９が第１支持部材１１に設けられ、ヨーク３８が第２周方向通路４６に重なる部分を含む第２磁気ギャップ４０Ｂを備えている。これにより、可変剛性防振装置１０の径方向の剛性（第１支持部材１１と第２支持部材１２との径方向変位に対する剛性）や減衰性能をコイル２６に流す電流によって所望に変更することができる。また、第２周方向通路４６及びヨーク３８を第１支持部材１１に設ける簡単な構成によって可変剛性防振装置１０の径方向の剛性や減衰性能を変更することができる。
【００５７】
図３に示すように、本実施形態では第１周方向通路４１がコイル２６の外周側に位置し、第２周方向通路４６がコイル２６の内周側に位置している。これにより、第１周方向通路４１及び第２周方向通路４６のそれぞれに磁場を集中させることができる。また、第１周方向通路４１の周方向長さを長くすることができ、可変剛性防振装置１０の軸方向の剛性や減衰性能をより大きく変更することができる。
【００５８】
図１０は、エンジンマウントとして用いられた第１実施形態に係る可変剛性防振装置１０の制御状態に応じた振動レベルを表すグラフである。図１０（Ａ）は、加速時においてステアリングホイールに発生する振動の振動レベルを表し、図１０（Ｂ）は、加速時においてシートに発生する振動の振動レベル（路面変位ゲイン）を表す。また、グラフの縦軸は振動レベルを表し、横軸は図１０（Ａ）ではエンジン回転数を表し、図１０（Ｂ）では周波数を表している。
【００５９】
図１０（Ａ）に示すように、加速時にステアリングホイールに発生する振動では、本発明の可変剛性防振装置１０を低剛性状態とした場合には、従来の高剛性の防振装置と比較して、エンジン回転数の常用域の全体にわたって振動レベルが低減している。また、図１０（Ｂ）に示すように、加速時にシートに発生する振動では、本発明の可変剛性防振装置１０を低剛性状態とした場合には、従来の高剛性の防振装置と比較して、１０Ｈｚ前後の周波数領域において振動レベルが低減している。
【００６０】
≪第２実施形態≫
次に、図１１を参照して本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一又は類似する要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施形態では、第１支持部材１１のコイル２６周りの構成が第１実施形態と相違している。以下、具体的に説明する。
【００６１】
図１１は本実施形態に係る可変剛性防振装置１０の図４に相当する断面図である。図１１に示すように、第１支持部材１１は、内周部に配置された円環状の内側ヨーク２５と、内側ヨーク２５の外周に同軸的に巻き回された２つのコイル２６（２６Ａ、２６Ｂ）と、外周部に配置された円環状の外側ヨーク２７とを含んでいる。外側ヨーク２７は、内側ヨーク２５と一体をなしており、内側ヨーク２５と協働して２つのコイル２６を取り囲んでいる。外側に配置される第１コイル２６Ａは、内側に配置される第２コイル２６Ｂの外径よりも大きな内径を有している。
【００６２】
第１コイル２６Ａと第２コイル２６Ｂとの間には、下側内ヨーク３２に一体形成された円環状の共通ヨーク５１が配置されている。共通ヨーク５１は下側内ヨーク３２の外フランジ部２８から軸線Ｘに沿って上方に延出する筒状をなしており、上側内ヨーク３１の外フランジ部２８の下面に当接している。なお、共通ヨーク５１は上側内ヨーク３１に一体形成されてもよく、上側内ヨーク３１及び下側内ヨーク３２のそれぞれに部分的に形成されてもよい。
【００６３】
図１１の拡大図に示すように、共通ヨーク５１が設けられたことにより、内側ヨーク２５及び外側ヨーク２７によって形成されるヨーク３８は、第１コイル２６Ａを取り囲む第１ヨーク３８Ａと、第２コイル２６Ｂを取り囲む第２ヨーク３８Ｂとを形成する。共通ヨーク５１は第１ヨーク３８Ａ及び第２ヨーク３８Ｂの共通の部分をなす。第１ヨーク３８Ａには、外側通路形成部材３５によって第１磁気ギャップ４０Ａが形成される。第２ヨーク３８Ｂには、内側通路形成部材３０によって第２磁気ギャップ４０Ｂが形成される。
【００６４】
第１コイル２６Ａ及び第２コイル２６Ｂには個別に電圧が印加される。また、第１コイル２６Ａ及び第２コイル２６Ｂには、互いに逆向きの磁場がコイル周りに発生するように電流が流される。
【００６５】
第１コイル２６Ａへ電圧を印加すると、第１コイル２６Ａを流れる電流によって第１コイル２６Ａの周囲に磁場が発生する。第１コイル２６Ａを取り囲む第１ヨーク３８Ａが磁気回路を形成することから、第１連通路４４の第１周方向通路４１には磁場が集中する。第１周方向通路４１に磁場が印加されることによって、第１連通路４４内の磁性流体５０の粘性が増加する。これにより、第１連通路４４内を流動する磁性流体５０に加わる抵抗が増大するため、可変剛性防振装置１０に加わる上下振動に対する減衰力が増大する。
【００６６】
第２コイル２６Ｂへ電圧を印加すると、第２コイル２６Ｂを流れる電流によって第２コイル２６Ｂの周囲に磁場が発生する。第２コイル２６Ｂを取り囲む第２ヨーク３８Ｂが磁気回路を形成することから、第２連通路４９の第２周方向通路４６には磁場が集中する。第２周方向通路４６に磁場が印加されることによって、第２連通路４９内の磁性流体５０の粘性が増加する。これにより、第２連通路４９内を流動する磁性流体５０に加わる抵抗が増大するため、可変剛性防振装置１０に加わる前後振動に対する減衰力が増大する。
【００６７】
このように、本実施形態では、コイル２６が、第１周方向通路４１に隣接する第１コイル２６Ａと、第２周方向通路４６に隣接する第２コイル２６Ｂとを含んでいる。これにより、第１コイル２６Ａに加える電圧を制御して第１コイル２６Ａに電流を流すことで、第１周方向通路４１に作用させる磁場を発生させ、可変剛性防振装置１０の上下振動に対する減衰力を制御することができる。また、第２コイル２６Ｂに加える電圧を制御して第２コイル２６Ｂに電流を流すことで、第２周方向通路４６に作用させる磁場を発生させ、可変剛性防振装置１０の前後振動に対する減衰力を制御することができる。更に、第１コイル２６Ａ及び第２コイル２６Ｂに同時に電流を流すことで、磁性流体５０の第１周方向通路４１における流路抵抗と第２周方向通路４６における流路抵抗とをそれぞれ変化させることができる。これにより、可変剛性防振装置１０の上下振動に対する減衰力と前後振動（径方向）に対する減衰力とを個別に制御することができる。
【００６８】
また、ヨーク３８は、第１磁気ギャップ４０Ａを備え、第１コイル２６Ａを取り囲むように構成された第１ヨーク３８Ａと、第２磁気ギャップ４０Ｂを備え、第２コイル２６Ｂを取り囲むように構成された第２ヨーク３８Ｂとを含んできる。これにより、第１コイル２６Ａに電流を流すことで第１ヨーク３８Ａに発生する磁場が第１磁気ギャップ４０Ａに作用し、第２コイル２６Ｂに電流を流すことで第２ヨーク３８Ｂに発生する磁場が第２磁気ギャップ４０Ｂに作用する。したがって、磁性流体５０の第１周方向通路４１における流路抵抗と第２周方向通路４６における流路抵抗とを個別に変化させることができる。
【００６９】
また、第１ヨーク３８Ａと第２ヨーク３８Ｂとが互いに共通部分である共通ヨーク５１を備えており、第１コイル２６Ａと第２コイル２６Ｂとが互いに逆向きに磁場を発生させるとよい。これにより、第１コイル２６Ａに電流を流すことで第１ヨーク３８Ａに発生する磁場と、第２コイル２６Ｂに電流を流すことで第２ヨーク３８Ｂに発生する磁場とが、干渉によって互いに弱まることがない。そして、第１ヨーク３８Ａと第２ヨーク３８Ｂとが互いに共通の部分を備えることにより、可変剛性防振装置１０を小型化することができる。
【００７０】
なお、第１周方向通路４１及び第２周方向通路４６の両方に磁場を印加する場合に、第１コイル２６Ａ及び第２コイル２６Ｂが互いに同じ向きの磁場を発生させてもよい。このような向きに磁場を発生させることにより、第１コイル２６Ａが発生する磁場と第２コイル２６Ｂが発生する磁場とによって増幅された磁場が第１周方向通路４１及び第２周方向通路４６の両方に印加される。これにより、第１周方向通路４１及び第２周方向通路４６を流動する磁性流体５０に加わる抵抗が効果的に増大し、可変剛性防振装置１０の上下振動及び前後方向の振動減衰力及び剛性を効果的に増大させることができる。
【００７１】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態では、第１支持部材１１や第２支持部材１２の全体がヨーク３８を構成しているが、ヨーク３８は第１支持部材１１又は第２支持部材１２に設けられていればよい。したがって、第１支持部材１１や第２支持部材１２が透磁率の低い金属からなる部分を含んでいてもよい。また、コイル２６や、第１周方向通路４１を含む第１連通路４４、第２周方向通路４６を含む第２連通路４９等が、第１支持部材１１に設けられる代わりに、図１２に示すように第２支持部材１２の軸部１６に設けられてもよい。
【００７２】
また、上記実施形態では、図３を参照して説明したように、第１周方向通路４１が３６０°よりも小さな角度にわたって周方向に延在しているが、図１３に示すように３６０°以上の角度にわたって周方向に延在していてもよい。この場合、第１周方向通路４１は周方向の少なくとも一部において、径方向内側に形成された部分と径方向外側に形成された部分とが周方向にオーバーラップする多重構成になる。そのため、第１周方向通路４１の径方向外側の端部に連通する第１連通口４２は、上側外ヨーク３６に図６に示されるような溝の形態ではなく、貫通孔の形態で形成される。このように第１周方向通路４１が３６０°以上の多重構成で形成されることにより、可変剛性防振装置１０の上下振動に対する減衰力の変化量をより大きくすることができる。
【００７３】
更に、可変剛性防振装置１０は、自動車１の振動発生箇所であるエンジン支持部にエンジンマウントとして用いられているが、振動が発生する様々な箇所、例えば、モータ支持部やサスペンション、自動車１以外の振動発生部にも適用することができる。この他、上記実施形態に示した各部材や部位の具体的構成や配置、数量、角度など、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更することができる。一方、上記実施形態に示した各構成要素は必ずしも全てが必須ではなく、適宜選択することができる。また、上記実施形態の構成は適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１０    可変剛性防振装置
１１    第１支持部材
１２    第２支持部材
１３    内孔
１５    支持部
１６    軸部
１７    主弾性部材
１８    液室
１８Ａ  第１液室
１８Ｂ  第２液室
１９    ダイアフラム
２０    隔壁弾性部材
２１    第３液室
２５    内側ヨーク
２６    コイル
２６Ａ  第１コイル
２６Ｂ  第２コイル
２７    外側ヨーク
３０    内側通路形成部材
３５    外側通路形成部材
３８    ヨーク
３８Ａ  第１ヨーク
３８Ｂ  第２ヨーク
４０    磁気ギャップ
４０Ａ  第１磁気ギャップ
４０Ｂ  第２磁気ギャップ
４１    第１周方向通路
４４    第１連通路
４６    第２周方向通路
４９    第２連通路
５０    磁性流体
５１    共通ヨーク
Ｘ      軸線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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