【手続補正書】
【提出日】平成17年10月17日(2005.10.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】      明細書
【発明の名称】  能動型防振支持装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】  振動体（Ｅ）の荷重を支承するとともに、制御手段（Ｕ）の制御により振動体（Ｅ）の振動状態に応じた電流でアクチュエータ（２９）を周期的に伸縮駆動して振動を抑制する能動型防振支持装置において、
アクチュエータ（２９）の作動量を検出する作動量検出手段（Ｓ4 ）を備えたことを特徴とする能動型防振支持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、振動体の荷重を支承するとともに、制御手段の制御により振動体の振動状態に応じた電流でアクチュエータを周期的に伸縮駆動して振動を抑制する能動型防振支持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかる能動型防振支持装置は、特開平１０−１１０７７１号公報により公知である。
【０００３】
この能動型防振支持装置は、クランクシャフトが所定角度回転する毎に出力される基準信号と、エンジンから能動型防振支持装置を経て車体フレームに伝達される残留振動信号とに基づいて駆動信号を算出し、この駆動信号に基づいてアクチュエータをフィードフォワード制御するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の能動型防振支持装置はアクチュエータの作動量を確認する手段を備えていないので、アクチュエータが故障して作動不能になった場合や、アクチュエータが劣化して作動量が減少した場合にも、その異常状態を検出することができず、そのために能動型防振支持装置が所期の性能を発揮できなくなる可能性があった。またアクチュエータの作動量を検出できないため、アクチュエータの作動をフィードバック制御することができず、そのために高精度の制御を行うことが難しいという問題があった。
【０００５】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、能動型防振支持装置のアクチュエータの異常状態を確実に検出できるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、振動体の荷重を支承するとともに、制御手段の制御により振動体の振動状態に応じた電流でアクチュエータを周期的に伸縮駆動して振動を抑制する能動型防振支持装置において、アクチュエータの作動量を検出する作動量検出手段を備えたことを特徴とする能動型防振支持装置が提案される。
【０００７】
上記構成によれば、能動型防振支持装置のアクチュエータの作動量を作動量検出手段によって検出するので、アクチュエータが故障して作動不能になったり、アクチュエータが劣化して作動量が減少したりする異常状態を確実に検出することができるだけでなく、検出した作動量を目標値に一致させるフィードバック制御を行なうことが可能になる。
【０００８】
尚、実施例のエンジンＥは本発明の振動体に対応し、実施例のリフト量センサＳ4 は本発明の作動量検出手段に対応する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。  図１〜図５は本発明の一実施例を示すもので、図１は能動型防振支持装置の縦断面図、図２は図１の２−２線断面図、図３は図１の３−３線断面図、図４は図１の要部拡大図、図５はアクチュエータの制御系のブロック図である。
【００１０】
図１〜図４に示す能動型防振支持装置Ｍは、自動車のエンジンＥを車体フレームＦに弾性的に支持するためのもので、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサＳ1 と、該能動型防振支持装置Ｍに入力される荷重を検出する荷重センサＳ2 と、エンジンＥに作用する加速度を検出する加速度センサＳ3 と、後述するアクチュエータ２９の可動部材２０のリフト量を検出するリフト量センサＳ4 とが接続された電子制御ユニットＵによって制御される。
【００１１】
能動型防振支持装置Ｍは軸線Ｌに関して実質的に軸対称な構造を有するもので、エンジンＥに結合される板状の取付ブラケット１１に溶接した内筒１２と、この内筒１２の外周に同軸に配置された外筒１３とを備えており、内筒１２および外筒１３には厚肉のゴムで形成した第１弾性体１４の上端および下端がそれぞれが加硫接着により接合される。中央に開口１５2 を有する円板状の第１オリフィス形成部材１５と、上面が開放した樋状の断面を有して環状に形成された第２オリフィス形成部材１６と、同じく上面が開放した樋状の断面を有して環状に形成された第３オリフィス形成部材１７とが溶接により一体化されており、第１オリフィス形成部材１５および第２オリフィス形成部材１６の外周部が重ね合わされて前記外筒１３の下部に設けたカシメ固定部１３1 に固定される。
【００１２】
膜状のゴムで形成された第２弾性体１８の外周が第３オリフィス形成部材１７の内周に加硫接着により固定されており、この第２弾性体１８の内周に加硫接着により固定されたキャップ部材１９が、軸線Ｌ上に上下動可能に配置された可動部材２０に圧入により固定される。外筒１３のカシメ固定部１３1 に固定されたリング部材２１にダイヤフラム２２の外周が加硫接着により固定されており、このダイヤフラム２２の内周に加硫接着により固定されたキャップ部材２３が前記可動部材２０に圧入により固定される。
【００１３】
而して、第１弾性体１４および第２弾性体１８間に液体が封入された第１液室２４が区画され、第２弾性体１８およびダイヤフラム２２間に液体が封入された第２液室２５が区画される。そして第１液室２４および第２液室２５は、第１〜第３オリフィス形成部材１５，１６，１７により形成された上部オリフィス２６および下部オリフィス２７によって相互に連通する。
【００１４】
上部オリフィス２６は第１オリフィス形成部材１５および第２オリフィス形成部材１６間に形成される環状の通路であって、その一部に設けられた隔壁２６1 の一側において第１オリフィス形成部材１５に連通孔１５1 が形成され、前記隔壁２６1 の他側において第２オリフィス形成部材１６に連通孔１６1 が形成される。従って、上部オリフィス２６は、第１オリフィス形成部材１５の連通孔１５1 から第２オリフィス形成部材１６の連通孔１６1 までの略１周の範囲に亘って形成される（図２参照）。
【００１５】
下部オリフィス２７は第２オリフィス形成部材１６および第３オリフィス形成部材１７間に形成される環状の通路であって、その一部に設けられた隔壁２７1 の一側において第２オリフィス形成部材１６に前記連通孔１６1 が形成され、前記隔壁２７1 の他側において第３オリフィス形成部材１７に連通孔１７1 が形成される。従って、下部オリフィス２７は、第２オリフィス形成部材１６の連通孔１６1 から第３オリフィス形成部材１７の連通孔１７1 までの略１周の範囲に亘って形成される（図３参照）。
【００１６】
以上のことから、第１液室２４および第２液室２５は、直列に接続された上部オリフィス２６および下部オリフィス２７によって相互に連通する。
【００１７】
外筒１３のカシメ固定部１３1 には、能動型防振支持装置Ｍを車体フレームＦに固定するための環状の取付ブラケット２８が固定されており、この取付ブラケット２８の下面に前記可動部材２０を駆動するためのアクチュエータ２９の外郭を構成するアクチュエータハウジング３０が溶接される。
【００１８】
アクチュエータハウジング３０にはヨーク３２が固定されており、ボビン３３に巻き付けられたコイル３４がアクチュエータハウジング３０およびヨーク３２に囲まれた空間に収納される。環状のコイル３４の内周に嵌合するヨーク３２の筒状部３２1 に有底円筒状のベアリング３６が下方から挿入され、その下端の係止部３６1 がヨーク３２の下端に係合して位置決めされる。コイル３４の上面に対向する円板状のアーマチュア３８がアクチュエータハウジング３０の内周面に摺動自在に支持されており、このアーマチュア３８の内周に形成した段部３８1 がベアリング３６の上端に係合する。アーマチュア３８はコイル３４の上面との間に配置した皿ばね４２で上方に付勢され、アクチュエータハウジング３０に設けた係止部３０1 に係合して位置決めされる。
【００１９】
ベアリング３６の内周に円筒状のスライダ４３が摺動自在に嵌合しており、可動部材２０から下方に延びる軸部２０1 が、ベアリング３６の上底部を緩く貫通してスライダ４３の内部に固定したボス４４に接続される。ベアリング３６の上底部とスライダ４３との間にコイルばね４１が配置されており、このコイルばね４１でベアリング３６は上向きに付勢され、スライダ４３は下向きに付勢される。
【００２０】
アクチュエータ２９の下方に設けられたリフト量センサＳ4 は、アクチュエータハウジング３０の下端に固定されたセンサハウジング４５を備える。センサハウジング４５の内部に固定したガイド部材４６にセンサロッド４７が摺動自在に支持されており、このセンサロッド４７はセンサハウジング４５の底部との間に設けたコイルばね４８で上方に付勢されて前記スライダ４３のボス４４に当接する。センサハウジング４５の内部に固定した抵抗体４９に、センサロッド４７に固定した接点５０が接触する。抵抗体４９の下端と接点５０との間の電気抵抗値がコネクタ５１を介して電子制御ユニットＵに入力される。可動部材２０のリフト量は接点５０の移動量に等しいため、前記電気抵抗値に基づいて可動部材２０のリフト量を検出することができる。
【００２１】
アクチュエータ２９のコイル３４が消磁状態にあるとき、ベアリング３６に摺動自在に支持されたスライダ４３にはコイルばね４１の弾発力が下向きに作用するとともに、コイルばね４８の弾発力がセンサロッド４７およびボス４４を介して上向きに作用しており、スライダ４３は両コイルばね４１，４８の弾発力が釣り合う位置に停止する。この状態からコイル３４を励磁してアーマチュア３８を下方に吸引すると、段部３８1 に押されてベアリング３６が下方に摺動することによりコイルばね４１が圧縮される。その結果、コイルばね４１の弾発力が増加してスライダ４３が下降するため、スライダ４３にボス４４および軸部２０1 を介して接続された可動部材２０が下降し、可動部材２０に接続された第２弾性体１８が下方に変形して第１液室２４の容積が増加する。逆にコイル３４を消磁すると、可動部材２０が上昇して第２弾性体１８が上方に変形し、第１液室２４の容積が減少する。
【００２２】
而して、自動車の走行中に低周波数のエンジンシェイク振動が発生したとき、エンジンＥから入力される荷重で第１弾性体１４が変形して第１液室２４の容積が変化すると、上部オリフィス２６および下部オリフィス２７を介して接続された第１液室２４および第２液室２５間で液体が行き来する。第１液室２４の容積が拡大・縮小すると、それに応じて第２液室２５の容積が縮小・拡大するが、この第２液室２５の容積変化はダイヤフラム２２の弾性変形により吸収される。このとき、上部オリフィス２６および下部オリフィス２７の形状および寸法、並びに第１弾性体１４のばね定数は前記エンジンシェイク振動の周波数領域で高ばね定数および高減衰力を示すように設定されているため、エンジンＥから車体フレームＦに伝達される振動を効果的に低減することができる。
【００２３】
尚、上記エンジンシェイク振動の周波数領域では、アクチュエータ２９は非作動状態に保たれる。
【００２４】
前記エンジンシェイク振動よりも周波数の高い振動、即ちエンジンＥのクランクシャフトの回転に起因するアイドル振動やこもり音振動が発生した場合、第１液室２４および第２液室２５を接続する上部オリフィス２６および下部オリフィス２７内の液体はスティック状態になって防振機能を発揮できなくなるため、アクチュエータ２９を駆動して防振機能を発揮させる。
【００２５】
電子制御ユニットＵはエンジン回転数センサＳ1 、荷重センサＳ2 、加速度センサＳ3 およびリフト量センサＳ4 からの信号に基づいてアクチュエータ２９のコイル３４に対する通電を制御する。具体的には、振動によってエンジンＥが下方に偏倚して第１液室２４の容積が減少して液圧が増加するときには、コイル３４を励磁してアーマチュア３８を吸引する。その結果、アーマチュア３８はコイルばね４１を圧縮しながら可動部材２０と共に下方に移動し、可動部材２０に内周を接続された第２弾性体１８を下方に変形させる。これにより、第１液室２４の容積が増加して液圧の増加を抑制するため、能動型防振支持装置ＭはエンジンＥから車体フレームＦへの下向きの荷重伝達を防止する能動的な支持力を発生する。
【００２６】
逆に振動によってエンジンＥが上方に偏倚して第１液室２４の容積が増加して液圧が減少するときには、コイル３４を消磁してアーマチュア３８を吸引を解除する。その結果、アーマチュア３８はコイルばね４１の弾発力で可動部材２０と共に上方に移動し、可動部材２０に内周を接続された第２弾性体１８を上方に変形させる。これにより、第１液室２４の容積が減少して液圧の減少を抑制するため、能動型防振支持装置ＭはエンジンＥから車体フレームＦへの上向きの荷重伝達を防止する能動的な支持力を発生する。
【００２７】
図５から明らかなように、電子制御ユニットＵがエンジン回転数センサＳ1 、荷重センサＳ2 および加速度センサＳ3 の出力に基づいて算出した可動部材２０の目標リフト量は、リフト量センサＳ4 で検出した実リフト量と比較され、その偏差が０に収束するようにアクチュエータ２９の作動がフィードバック制御される。このとき、アクチュエータ２９が故障して可動部材２０がスティックした場合や、アクチュエータ２９が劣化して必要なリフト量が発生しない場合には前記偏差が所定の閾値を越えるため、アクチュエータ２９の異常状態を検出することができる。しかも、リフト量センサＳ4 で可動部材２０の実リフト量を検出することにより、可動部材２０のリフト量を精密にフィードバック制御することが可能になる。
【００２８】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００２９】
例えば、実施例では自動車のエンジンＥを支持する能動型防振支持装置Ｍを例示したが、本発明の能動型防振支持装置は工作機械等の他の振動体の支持に適用することができる。また能動型防振支持装置Ｍによってエンジンシェイク領域の振動を低減する必要がない場合には、第２液室２５、上部オリフィス２６、下部オリフィス２７およびダイヤフラム２２は省略可能である。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、能動型防振支持装置のアクチュエータの作動量を作動量検出手段によって検出するので、アクチュエータが故障して作動不能になったり、アクチュエータが劣化して作動量が減少したりする異常状態を確実に検出することができるだけでなく、検出した作動量を目標値に一致させるフィードバック制御を行なうことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
能動型防振支持装置の縦断面図
【図２】
図１の２−２線断面図
【図３】
図１の３−３線断面図
【図４】
図１の要部拡大図
【図５】
アクチュエータの制御系のブロック図
【符号の説明】
Ｅ          エンジン（振動体）
Ｓ4         リフト量センサ（作動量検出手段）
２９        アクチュエータ