(57)【要約】外部からの入力により可動する可動部（１７）と、供給される電流に応じた強さの磁場を発生させる励磁コイル（１４）とを備える。可動部（１７）は、励磁コイル（１４）が発生させる磁場の通り道である磁路を環状の閉磁路として構成する第１、第２磁性体コア（１１），（１２）と、励磁コイル（１４）が発生する磁場の大きさに応じて粘弾性的性質が変化する磁気粘弾性エラストマ（１３）とを含んで構成される。磁気粘弾性エラストマ（１３）は、第１、第２磁性体コア（１１），（１２）間の少なくとも１箇所を連結して閉磁路を構成するように配置される。
2016148011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性体のハウジングと、
外部からの入力により可動する可動部と、
供給される電流に応じた強さの磁場を発生させる励磁コイルと、
前記励磁コイルが発生する磁場の大きさに応じて粘弾性的性質が変化する磁気粘弾性エラストマと、
前記励磁コイルが発生させる磁場の通り道である磁路を環状の閉磁路として構成する複数の磁性部材とを備え、
前記可動部は、
前記複数の磁性部材のうちの少なくとも１つを含んで構成され、
前記磁気粘弾性エラストマは、
前記可動部を構成する磁性部材と他の磁性部材とを連結して前記閉磁路を構成するように配置されること
を特徴とするダイナミックダンパ。
【請求項２】
前記複数の磁性部材は、第１磁性体コアと前記可動部を構成する第２磁性体コアであり、
前記磁気粘弾性エラストマは、可動方向に対して垂直な方向で、前記第１磁性体コアと前記第２磁性体コアとの間に連結され、
前記磁気粘弾性エラストマの内部に内包される磁性粒子は、前記垂直な方向に配向されること
を特徴とする請求項１に記載のダイナミックダンパ。
【請求項３】
前記第１磁性体コアは、
前記ハウジングと前記励磁コイルとの間に配置される円筒部と、
前記円筒部から周方向内側に向けて延出する第１延出部とを備え、
前記第２磁性体コアは、
前記円筒部の軸方向に延びる円柱部と、
前記円柱部から周方向外側に向けて延出する第２延出部とを備え、
前記磁気粘弾性エラストマは、前記第１延出部の内端部と前記第２延出部の外端部とを連結するように、環状に設けられ、
前記可動部は、
前記第２磁性体コアと、
前記円柱部の外周に連結される非磁性体の質量部材とを備え、
前記磁気粘弾性エラストマの剛性に応じて前記可動部の振動状態を調整するアクティブダイナミックダンパであること
を特徴とする請求項２に記載のダイナミックダンパ。
【請求項４】
前記第１磁性体コアに設けられ、前記励磁コイルから印加磁場により前記第１磁性体コアに形成される磁路と平行に磁路を形成する永久磁石を有し、
前記永久磁石は、前記非磁性体の質量部材に内包されること
を特徴とする請求項３に記載のダイナミックダンパ。
【請求項５】
前記第１延出部、前記第２延出部、及び、前記磁気粘弾性エラストマの構成を前記第１・第２磁性体コアの軸方向に複数段配置し、
前記複数段のうち、当該軸方向の外側に配置される磁気粘弾性エラストマは、軸方向内側に配置される磁気粘弾性エラストマよりも、軸方向の厚みを薄くする、あるいは、周方向の長さを長くする、もしくは、含有磁性粒子の量を少なくすること
を特徴とする請求項３に記載のダイナミックダンパ。
【請求項６】
請求項２に記載のアクティブダンパを備え、
前記第１磁性体コアは、
前記ハウジングと前記励磁コイルとの間に配置される円筒部と、
前記円筒部から周方向内側に向けて延出する第１延出部とを備え、
前記第２磁性体コアは、
前記円筒部の軸方向に延びる円柱部と、
前記円柱部から周方向外側に向けて延出する第２延出部とを備え、
前記磁気粘弾性エラストマは、前記第１延出部の内端部と前記第２延出部の外端部とを連結するように、環状に設けられ、
前記可動部は、
前記ハウジングの軸方向外側に突出し、一端が防振対象部材に連結されるシャフトに連結されること
を特徴とする防振装置。
【請求項７】
非磁性体で設けられたハウジングと、
前記ハウジング内部に揺動可能に配置され、少なくとも一端が外部に固定される揺動シャフトと、
前記揺動シャフトからの入力により弾性変形するように配置され、弾性材料の内部に磁性粒子を内包し、印加する磁力の大きさにより、弾性率を可変とする磁気粘弾性エラストマと、
前記ハウジング内部に配置され、前記磁気粘弾性エラストマに磁力を印加する励磁コイルと、
前記ハウジングと前記励磁コイルとの間に配置され、前記磁気粘弾性エラストマを介して磁路を形成するように設けられた少なくとも２つの磁性体コア部を備え、
前記２つの磁性体コア部は、前記揺動シャフトの外周に配置された円筒部と、
前記円筒部の軸方向外側の端部から軸方向内側に向けて延出する延出部とを備え、
前記磁気粘弾性エラストマは、前記２つの磁性体コア部の軸方向内側の端部を前記磁気粘弾性エラストマで連結するように、筒状に設けられ、
前記揺動シャフトから軸直方向に延出し、前記磁気粘弾性エラストマの内周に当接し、前記ハウジングに対する前記揺動シャフトの変位を前記磁気粘弾性エラストマに伝達する伝達手段を有すること
を特徴とする防振装置。
【請求項８】
請求項３に記載のダイナミックダンパにおける磁気粘弾性エラストマの製造方法であって、
前記第１磁性体コアの円筒部の内周に前記励磁コイルを配置する工程と、
前記励磁コイルの内周に前記質量部材及び前記第２磁性体コアを配置する工程と、
前記円柱部と前記励磁コイルとの間に非磁性体の第１型を配置する工程と、
前記第１延出部及び前記第２延出部の軸方向外側に第２型を配置する工程と、
前記第１型、前記第２型、前記第１延出部及び前記第２延出部とで構成される隙間に、ゴム等の弾性材料の内部に磁性粒子を内包した磁気粘弾性エラストマの原料を流し込む工程と、
前記励磁コイルに電力を印加することにより、前記磁気粘弾性エラストマを磁化させる工程とを有すること
を特徴とする磁気粘弾性エラストマの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイナミックダンパ、防振装置、及び磁気粘弾性エラストマの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
在来型の受動型動吸振器では、構成要素の物性値が固定のため制振装置の固有値は唯一に決定される。したがって、外乱振動数が動吸振器の固有振動数に一致する場合には高い制振効果が得られるが、外乱振動数がわずかでも異なる場合、あるいは時間とともに変動する非定常な場合では、動吸振器の制振効果が十分に発揮されない。この問題については、ある程度の周波数帯域に渡り制振効果を維持する最適同調・最適減衰の設計方法が知られているが、周波数応答曲線上の定点（不動点）で規定される応答振幅を下回る制振効果を得ることはできない。【０００３】
一方、受動型制振装置の対極的な方法として能動型の動吸振器（アクティブ・マス・ダンパ）が知られている。この方式では質量要素以外に、質量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。ただし、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ことや、不安定性を回避するための制御系設計が必要になること、及びコストの問題が大きいことが知られている。さらに、受動型と能動型の中間的な制御方式として準能動型（セミアクティブ型）がある。準能動型の考え方として、本来は受動型で特性が固定されている系の構成要素のいずれかの物性値をなんらかの手段で可変にすることによって、系特性に可変性を持たせ、外乱の特性変動にある程度追従して制御を行うことが可能である。受動要素に由来する信頼性や安定性を有しつつ、 能動型に近い制御性能を得ることができ、なおかつ能動型よりも低コストで装置を構成することができるなどの利点がある。【０００４】
特許文献１では、磁場を印加することで弾性率が変化する磁性弾性体の外周に、励磁コイルを配置することで、励磁コイルによる磁場の印加で磁性弾性体の弾性率を可変とする構成について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１２／０２６３３２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の構成では、磁性弾性体に電磁石を用いて磁場を印加する構成が開示されるが、磁性弾性体と電磁石とが開磁路で構成されているため、換言すると、単に、磁性弾性体の近傍に電磁石が置かれているだけであり、磁性弾性体以外へ磁束が漏れ、磁性弾性体に対して磁場を効果的に印加することができなかった。
そこで、本発明は、磁性弾性体に対して磁場を効果的に印加することで、磁性弾性体の力学的性質を任意に調整可能なダイナミックダンパ及び防振装置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】
【０００７】
（１）上記課題を解決した本発明は、非磁性体のハウジングと、外部からの入力により可動する可動部と、供給される電流に応じた強さの磁場を発生させる励磁コイルと、前記励磁コイルが発生する磁場の大きさに応じて粘弾性的性質が変化する磁気粘弾性エラストマと、前記励磁コイルが発生させる磁場の通り道である磁路を環状の閉磁路として構成する複数の磁性部材とを備えるダイナミックダンパである。このうち、前記可動部は、前記複数の磁性部材のうちの少なくとも１つを含んで構成される。そして、前記磁気粘弾性エラストマは、前記可動部を構成する磁性部材と他の磁性部材とを連結して前記閉磁路を構成するように配置される。【０００８】
本発明によれば、励磁コイルから磁場を印加すると、複数の磁性部材を介して磁気粘弾性エラストマに磁場が印加され（磁気粘弾性エラストマが磁路を構成することとなり）、励磁コイルによる磁場の強弱によって磁気粘弾性エラストマ（弾性部材）の剛性を可変とすることができる。
これにより、弾性部材を介して配置される可動部は、外部からの入力により可動する際に、その可動状態を弾性部材の剛性により調整することができるため、外部からの入力に応じた防振制御を行うことができる。
また、非磁性体のハウジングの内部で励磁コイルからの磁路を形成する磁性部材を磁気粘弾性エラストマで連結して配置することにより、閉磁路を構成することができるため、磁気粘弾性エラストマに励磁コイルからの印加磁場を効率的に印加することができるため、（同印加磁場における）防振性能を向上させることが出来るとともに、省電力化を行うこともできる。【０００９】
（２）別の本発明は、前記複数の磁性部材は、第１磁性体コアと前記可動部を構成する第２磁性体コアであり、前記磁気粘弾性エラストマは、可動方向に対して垂直な方向で、前記第１磁性体コアと前記第２磁性体コアとの間に連結され、前記磁気粘弾性エラストマの内部に内包される磁性粒子は、前記垂直な方向に配向されることを特徴とする（１）のダイナミックダンパである。【００１０】
本発明によれば、可動部の可動方向に対して垂直な方向に磁気粘弾性エラストマ内の磁性粒子が配向される。そのため、閉磁路に流れる磁束量により、磁気粘弾性エラストマ内の配向された磁性粒子間の結束力を変化させることで、可動部の可動方向への入力に対する磁気粘弾性エラストマの剛性の可変幅を大きく設定することができ、ダイナミックダンパの防振性能を向上させることができる。【００１１】
（３）別の本発明は、前記第１磁性体コアは、前記ハウジングと前記励磁コイルとの間に配置される円筒部と、前記円筒部から周方向内側に向けて延出する第１延出部とを備え、前記第２磁性体コアは、前記円筒部の軸方向に延びる円柱部と、前記円柱部から周方向外側に向けて延出する第２延出部とを備え、前記磁気粘弾性エラストマは、前記第１延出部の内端部と前記第２延出部の外端部とを連結するように、環状に設けられ、前記可動部は、前記第２磁性体コアと、前記円柱部の外周に連結される非磁性体の質量部材とを備え、前記磁気粘弾性エラストマの剛性に応じて前記可動部の振動状態を調整するアクティブダイナミックダンパであることを特徴とする（２）のダイナミックダンパである。【００１２】
本発明によれば、磁気粘弾性エラストマを閉磁路に配置したアクティブダイナミックダンパを構成することができるため、アクティブダイナミックダンパの防振性能を向上させることができる。
また、質量部材のみならず第２磁性体コアを質量として可動させることができるため、装置を軽量化、小型化することができる。【００１３】
（４）別の本発明は、前記第１磁性体コアに設けられ、前記励磁コイルから印加磁場により前記第１磁性体コアに形成される磁路と平行に磁路を形成する永久磁石を有し、前記永久磁石は、前記非磁性体の質量部材に内包されることを特徴とする（３）のダイナミックダンパである。【００１４】
本発明によれば、励磁コイルへの印加電力を０のままで、磁気粘弾性エラストマについて基準となる弾性率を保つことができるため、電力消費を抑えることができる。
また、印加電力の可変により、永久磁石で磁気粘弾性エラストマに印加される磁力を増減することで、基準となる剛性に対し、磁気粘弾性エラストマの弾性率を低くしたり、高くしたりすることができるので、磁気粘弾性エラストマの弾性率の調整を容易に行うことができる。【００１５】
（５）別の本発明は、前記第１延出部、前記第２延出部、及び、前記磁気粘弾性エラストマの構成を前記第１・第２磁性体コアの軸方向に複数段配置し、前記複数段のうち、当該軸方向の外側に配置される磁気粘弾性エラストマは、軸方向内側に配置される磁気粘弾性エラストマよりも、軸方向の厚みを薄くする、あるいは、周方向の長さを長くする、もしくは、含有磁性粒子の量を少なくすることを特徴とする（３）又は（４）のダイナミックダンパである。【００１６】
本発明によれば、上記構成のように各段の構成を変えることで、外側と内側とで磁気粘弾性エラストマの剛性を同等とすることができ、効率的な剛性可変を行うことができる。
また、前記の複数段を設けることにより、フェールセーフとして用いることもできる。【００１７】
（６）別の本発明は、（２）のアクティブダンパを備え、前記第１磁性体コアは、前記ハウジングと前記励磁コイルとの間に配置される円筒部と、前記円筒部から周方向内側に向けて延出する第１延出部とを備え、前記第２磁性体コアは、前記円筒部の軸方向に延びる円柱部と、前記円柱部から周方向外側に向けて延出する第２延出部とを備え、前記磁気粘弾性エラストマは、前記第１延出部の内端部と前記第２延出部の外端部とを連結するように、環状に設けられ、前記可動部は、前記ハウジングの軸方向外側に突出し、一端が防振対象部材に連結されるシャフトに連結されることを特徴とする防振装置である。【００１８】
本発明によれば、磁気粘弾性エラストマを閉磁路に配置した防振装置を構成することができるため、防振装置の防振性能を向上させることができる。【００１９】
（７）別の本発明は、非磁性体で設けられたハウジングと、前記ハウジング内部に揺動可能に配置され、少なくとも一端が外部に固定される揺動シャフトと、前記揺動シャフトからの入力により弾性変形するように配置され、弾性材料の内部に磁性粒子を内包し、印加する磁力の大きさにより、弾性率を可変とする磁気粘弾性エラストマと、前記ハウジング内部に配置され、前記磁気粘弾性エラストマに磁力を印加する励磁コイルと、前記ハウジングと前記励磁コイルとの間に配置され、前記磁気粘弾性エラストマを介して磁路を形成するように設けられた少なくとも２つの磁性体コア部を備え、前記２つの磁性体コア部は、前記揺動シャフトの外周に配置された円筒部と、前記円筒部の軸方向外側の端部から軸方向内側に向けて延出する延出部とを備え、前記磁気粘弾性エラストマは、前記２つの磁性体コア部の軸方向内側の端部を前記磁気粘弾性エラストマで連結するように、筒状に設けられ、前記揺動シャフトから軸直方向に延出し、前記磁気粘弾性エラストマの内周に当接し、前記ハウジングに対する前記揺動シャフトの変位を前記磁気粘弾性エラストマに伝達する伝達手段を有することを特徴とする防振装置である。【００２０】
本発明によれば、ハウジングあるいは揺動シャフトに入力が加わり、ハウジングに対して揺動シャフトが変位した場合、伝達手段を介して磁気粘弾性エラストマに変位による荷重を伝達することができる。
これにより、磁気粘弾性エラストマの剛性を励磁コイルにより可変とすることで、揺動シャフトの軸直方向の入力に対しての可変防振を行うことが可能となる。
また、上記構成により、励磁コイルによる磁束に対して、磁性体コア部、及び磁気粘弾性エラストマの間で閉磁路が形成されるため、磁気粘弾性エラストマに励磁コイルからの印加磁場を効率的に印加することができ、防振性能を向上させることが出来るとともに、省電力化を行うこともできる。【００２１】
（８）別の本発明は、（３）のダイナミックダンパにおける磁気粘弾性エラストマの製造方法であって、前記第１磁性体コアの円筒部の内周に前記励磁コイルを配置する工程と、前記励磁コイルの内周に前記質量部材及び前記第２磁性体コアを配置する工程と、前記円柱部と前記励磁コイルとの間に非磁性体の第１型を配置する工程と、前記第１延出部及び前記第２延出部の軸方向外側に第２型を配置する工程と、前記第１型、前記第２型、前記第１延出部及び前記第２延出部とで構成される隙間に、ゴム等の弾性材料の内部に磁性粒子を内包した磁気粘弾性エラストマの原料を流し込む工程と、前記励磁コイルに電力を印加することにより、前記磁気粘弾性エラストマを磁化させる工程とを有することを特徴とする磁気粘弾性エラストマの製造方法である。【００２２】
本発明によれば、アクティブダイナミックダンパを構成する部品に第１型、第２型を取り付けるだけで磁気粘弾性エラストマの磁化を行うことができるため、ダイナミックダンパの製造に要する部品点数の削減を行うことができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、磁性弾性体に対して磁場を効果的に印加することで、磁性弾性体の力学的性質を任意に調整可能なダイナミックダンパ及び防振装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるダイナミックダンパの縦断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態にかかるダイナミックダンパの図１におけるＡ−Ａ切断断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態にかかるダイナミックダンパの磁気粘弾性エラストマの様々な例を（ａ）〜（ｃ）で説明する図である。
【図４】本発明の第１実施形態にかかるダイナミックダンパの制御系の概略構成図である。
【図５】本発明の第１実施形態にかかるダイナミックダンパの作用を説明するグラフである。
【図６】本発明の第２実施形態にかかるダイナミックダンパの縦断面図であり、（ａ）と（ｂ）は異なる構成例を示している。
【図７】本発明の第３実施形態にかかるダイナミックダンパの縦断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態にかかるダイナミックダンパの作用を説明するグラフである。
【図９】本発明の第４実施形態にかかるダイナミックダンパの縦断面図である。
【図１０】本発明の第５実施形態にかかる防振装置の縦断面図（ａ）、同防振装置にリニアブッシュを用いた例を説明する縦断面図（ｂ）、同防振装置にゴムカバーを用いた例を説明する縦断面図（ｃ）である。
【図１１】本発明の第５実施形態にかかる防振装置の別の構成例を示す縦断面図であり、（ａ）と（ｂ）は異なる構成例を示している。
【図１２】本発明の第６実施形態にかかる防振装置の別の構成例を示す縦断面図である。
【図１３】本発明の第７実施形態にかかる磁気粘弾性エラストマの製造方法を説明する図である。
【図１４】本発明の第５実施形態に係る防振装置をトルクロッドに適用した例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
次に、本発明を実施するための一形態（実施形態）について、添付の図面を参照し、詳細に説明する。
≪第１実施形態≫
図１は、本発明の第１実施形態にかかるダイナミックダンパ２の縦断面図、図２は、同ダイナミックダンパ２の図１におけるＡ−Ａ切断断面図である。
【００２６】
ダイナミックダンパ２は、非磁性体の円筒状のハウジング２１を備えている。ハウジング２１内には、外部からの入力により可動する可動部１７と、第１磁性体コア１１とが収納されている。可動部１７は、第２磁性体コア１２と調整マス１６とを備えている。また、ハウジング２１内には、供給される電流に応じた強さの磁場を発生させる励磁コイル１４が収納されている。励磁コイル１４は、円環状のボビン１５に巻線されている。
第１磁性体コア１１及び第２磁性体コア１２は、励磁コイル１４が発生する磁場の通り道である磁路（白抜き矢印で示している）を環状の閉磁路として構成する複数の、この例で２つの磁性部材である。
第２磁性体コア１２は、可動部１７を構成し、円柱部１１ａの軸方向に延びる円柱部１２ａと、円柱部１２ａから周方向外側に向けて延出する第２延出部１２ｂとを備えている。
第１磁性体コア１１は、ハウジング２１と励磁コイル１４との間に配置される円筒部１１ａと、円筒部１１ａから周方向内側に向けて延出する第１延出部１１ｂとを備えている。
【００２７】
また、磁気粘弾性エラストマ（ＭＲＥ）１３は、第１磁性体コア１１と第２磁性体コア１２との間の少なくとも１箇所（この例では上下２箇所）を連結して閉磁路を構成するように配置されている。すなわち、磁気粘弾性エラストマ１３は、可動部１７の可動方向に対して垂直な方向（図１の水平方向）で、第１磁性体コア１１と第２磁性体コア１２との間に連結されている。磁気粘弾性エラストマ１３は、第１延出部１１ｂの内端部と第２延出部１２ｂの外端部とを連結するように、環状に設けられている。
そして、本例では、励磁コイル１４が励磁することにより、白抜き矢印で示すように、円筒部１１ａ、上側の第１延出部１１ｂ、上側の第２延出部１２ｂ、円柱部１２ａ、下側の第２延出部１２ｂ、下側の第１延出部１１ｂを順次通過して、円筒部１１ａに戻る閉磁路を構成する。
【００２８】
磁気粘弾性エラストマ１３は、励磁コイル１４が発生する磁場の大きさに応じて粘弾性的性質が変化する部材である。具体的には、磁気粘弾性エラストマ１３は、鉄粉等の磁性粒子１３ａが添加されたゴム材等の弾性材からなり、励磁コイル１４による磁場がない状態（又は磁場が低い状態）では剛性が低く、励磁コイル１４による磁場が高い状態では剛性が高くなる性質を有する（詳細は後述）。
円柱部１２ａの外周には可動部１７を構成する非磁性体の質量部材となる調整マス１６が設けられている。
【００２９】
図３は、磁気粘弾性エラストマ１３の様々な例を示している。図３（ａ）の磁気粘弾性エラストマ１３Ａは、ゴム材等の弾性材中に磁性粒子１３ａがランダムに分散されている。図３（ｂ）の磁気粘弾性エラストマ１３Ｂは配向の例であり、円環状の磁気粘弾性エラストマ１３Ｂの中心に向けて磁性粒子１３ａが配列（配向）している。図３（ｃ）の磁気粘弾性エラストマ１３Ｃは、磁気粘弾性エラストマ１３Ｃを構成する４つの部分１３Ｃ１〜１３Ｃ４の各々において、磁性粒子１３ａが同じ方向に配列している。そして、各部分１３Ｃ１〜１３Ｃ４の磁性粒子１３ａの配列は、円環状の磁気粘弾性エラストマ１３Ｃの中心側を向いている。
ちなみに、図１の例では、磁気粘弾性エラストマ１３は、磁性粒子１３ａが図３（ｂ）のように配向しているイメージである。また、図２の例では、磁気粘弾性エラストマ１３は、磁性粒子が図３（ａ）のようにランダムに配列しているイメージである。
なお、図３（ｃ）の例では、磁気粘弾性エラストマ１３Ｃが４つの部品からなるように表現されているが、別々の部分から構成されていても、一体として構成されていてもよい。
いずれにしても、この例では、磁気粘弾性エラストマ１３Ｂ、図３（ｃ）の磁気粘弾性エラストマ１３Ｃは、磁性粒子１３ａが、可動部１７の可動方向と垂直な方向（図１の水平方向）に配向されている。
【００３０】
図４は、ダイナミックダンパ２の制御系５０の概略構成図である。テーブル５１は、回転機械Ｍ１、例えば車両のエンジンにおいて、回転機械Ｍ１の回転速度に応じた駆動電流値を求めるのに用いる。そして、半導体スイッチング素子等を含んで構成されるパワードライバ５２は、その駆動電流を励磁コイル１４に印加する。これにより、回転機械Ｍ１の回転速度に応じた駆動電流で励磁コイル１４は励磁される。これによって励磁コイル１４で発生する磁場が回転機械Ｍ１の回転速度に応じて変化し、可動部１７（質量Ｍ）の磁気粘弾性エラストマ１３の剛性が変化することで、粘弾性エラストマ１３のばね乗数（Ｋ）が変化する。
次に、ダイナミックダンパ２の動作について説明する。
【００３１】
ダイナミックダンパ２は、振動の発生により、粘弾性エラストマ１３が図１の上下方向に振動すると、粘弾性エラストマ１３には図１の上下方向にせん断力がかかり、磁性粒子１３ａの並びがずれる。このときに励磁コイル１４で磁界をかけると、磁性粒子１３ａが磁場の方向に並ぼうとする。これが、外力に対しての抵抗になり、見掛け上の粘弾性エラストマ１３の剛性が高まる。この粘弾性エラストマ１３の剛性の変動により、可動部１７の共振周波数が変わり、振動を減衰させられる周波数が変わることになる。この場合の剛性の変動は、テーブル５１により車両のエンジン等の回転速度に応じて変動するので、車両のエンジン等の回転速度の変動に応じて、効果的に振動を抑制することができる。
【００３２】
図５は、ダイナミックダンパ２をオフにした場合（Control OFF）とオンにした場合（Control ON）のそれぞれにおいて、車両のエンジンの回転速度に応じて、振動が車両のステアリングにどの程度伝わるかを示したグラフである。ダイナミックダンパ２は、エンジンマウント点付近に配置され、エンジンの回転速度に追従して振動低減した場合の、ステアリング振動の制御効果の一例である。このグラフから、ダイナミックダンパ２をオンにした場合（Control ON）の方が、オフにした場合（Control OFF）よりも、車両のエンジンの回転速度に追従して、効果的に振動を抑制できることが分かる。
【００３３】
そして、本実施形態のダイナミックダンパ２においては、非磁性体のハウジング２１の内部で励磁コイル１４からの磁路を形成する第１磁性体コア１１と第２磁性体コア１２とを磁気粘弾性エラストマ１３で連結して配置することにより、これらの部材で閉磁路を構成することができるため、すなわち、閉磁路上に磁気粘弾性エラストマ１３を配置できるため、磁気粘弾性エラストマ１３に励磁コイル１４からの印加磁場を効率的に印加することができる。そのため、ダイナミックダンパ２の防振性能を向上させることができるとともに、省電力化を行うこともできる。
【００３４】
また、図３（ｂ）の磁気粘弾性エラストマ１３Ｂ、図３（ｃ）の磁気粘弾性エラストマ１３Ｃの例では、可動部１７の可動方向（図１の上下方向）に対して垂直な方向に磁気粘弾性エラストマ１３内の磁性粒子１３ａが配向される。そのため、第１、第２磁性体コア１１，１２より形成される閉磁路に流れる磁束量により、磁気粘弾性エラストマ１３内の配向された磁性粒子１３ａ間の結束力を変化させることで、可動部１７の可動方向への入力に対する磁気粘弾性エラストマ１３の剛性の可変幅を大きく設定することができ、ダイナミックダンパ２の防振性能を向上させることができる。
さらに、上記構成により、磁気粘弾性エラストマ１３を閉磁路に配置したアクティブダイナミックダンパを構成することができるため、アクティブダイナミックダンパの防振性能を向上させることができる。
その上、調整マス１６のみならず第２磁性体コア１２を質量として可動させることができるため、装置を軽量化、小型化することができる。
【００３５】
ちなみに、ダイナミックダンパ２は、基本的に特性固定の受動要素としての弾性要素、質量要素及び減衰要素から成る１自由度振動系として構成され、その固有値を制振対象とする外乱振動数に一致させ、最も制振効果が発揮されるよう各種の物性値を調整するものである。本実施形態では、これら物性値のうち弾性要素に着目し、弾性率を外部信号に応じて可変とすることで固有値も自動的（任意に）に調整可能とし、制御対象振動数の変化に追従して最も制振効果の高い状態を維持できる。
なお、磁気粘弾性エラストマ１３は、材料そのものの物性が変化するため、既存の受動型ばね要素との置き換えが容易に可能で任意形状に成形可能なため、ばね要素として組み込む際の自由度が大きく設置上の制約が少ない。このことによって、既存の制振装置と比較して著しく装置全体の形状寸法を大きくすることなく構成できる。また、磁気粘弾性エラストマ１３の磁場印加に対する物性変化の応答性は数ミリ秒と非常に良好である点においても有利である。
【００３６】
≪第２実施形態≫
以下の各実施形態の説明では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、第１実施形態と同様の部材には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
図６は、本発明の第２実施形態にかかるダイナミックダンパ２Ａの縦断面図である。図６（ａ）のダイナミックダンパ２Ａが第１実施形態と異なるのは、まず、第２磁性体コア１２が、ハウジング２１を図６で上下に貫通するシャフト１８で挿し通されて、ハウジング２１にボルト１９により留められていてハウジング２１に対して可動しない点である。また、その外周に位置する第１磁性体コア１１がハウジング２１内で可動可能とされていて、第１磁性体コア１１を質量部としている点である。そして、励磁コイル１４も第２磁性体コア１２に設けられている点も異なる。
【００３７】
これにより、ダイナミックダンパ２Ａでは、可動部となる第１磁性体コア１の質量を大きくすることが可能となる。
図６（ｂ）の例のダイナミックダンパ２Ａは、図６（ａ）のダイナミックダンパ２Ａの励磁コイル１４を上下２段に分け、当該上下２段の励磁コイル１４の間にも磁気粘弾性エラストマ１３を設けている。
【００３８】
≪第３実施形態≫
図７は、本発明の第３実施形態にかかるダイナミックダンパ２Ｂの縦断面図である。図７のダイナミックダンパ２Ｂが第１実施形態と異なるのは、第２磁性体コア１２に設けられ、励磁コイル１４から印加磁場により第１磁性体コア１１に形成される磁路（図７に白抜き矢印で示す）と平行に磁路を形成する永久磁石６１を有し、永久磁石６１は、前記非磁性体の質量部材となる調整マス１６に内包されている点である。
このような構成であるため、励磁コイル１４を励磁しなくても、永久磁石６１を閉磁路中に介装することにより予めバイアス磁界を磁気粘弾性エラストマ１３に印加することができる。
【００３９】
図８は、励磁コイル１４への印加電流と、磁気粘弾性エラストマ１３の剛性との関係を示すグラフである。剛性Ｇａが第１実施形態、剛性Ｇｂが第３実施形態の場合を示す。第１実施形態の剛性Ｇａは、０アンペアで最低値（励磁コイル１４を励磁しないときの磁気粘弾性エラストマ１３の剛性の固有値）、最大電流で最高値となる。これに対して、本実施形態の剛性Ｇｂは、バイアス磁界が常に存在するため、最低値、最高値ともに必要な印加電流が第１実施形態の場合より低くなり、剛性Ｇｂの中間値を得るための印加電流を０アンペアにすることが可能となる。
【００４０】
よって、励磁コイル１４への印加電流を０のままで、磁気粘弾性エラストマ１３について基準となる弾性率を保つことができるため、電力消費を抑えることができる。
また、印加電流の可変により、永久磁石６１で磁気粘弾性エラストマ１３に印加される磁力を増減することで、基準となる剛性に対し、磁気粘弾性エラストマ１３の弾性率を低くしたり、高くしたりすることができるので、磁気粘弾性エラストマ１３の弾性率の調整を容易に行うことができる。
【００４１】
≪第４実施形態≫
図９は、本発明の第４実施形態にかかるダイナミックダンパ２Ｃの縦断面図である。図９のダイナミックダンパ２Ｃが第１実施形態と異なるのは、第１延出部１１ｂ、第２延出部１２ｂ、及び、磁気粘弾性エラストマ１３の構成を、第１・第２磁性体コア１１，１２の軸方向の上下でそれぞれ複数段、図９の例で２段配置している点にある。さらに、この各複数段（２段）のうち、第１・第２磁性体コア１１，１２の軸方向外側に配置される磁気粘弾性エラストマ１３ｂは、当該軸方向内側に配置される磁気粘弾性エラストマ１３ｃよりも、当該軸方向の厚みを薄くする、あるいは、周方向の長さを長くする、もしくは、含有磁性粒子１３ａの量を少なくしている。
【００４２】
前記のように、磁気粘弾性エラストマ１３を用いた閉磁路を複数段配置した場合、第１・第２磁性体コア１１，１２の軸方向外側ほど、励磁コイル１４からの磁束が強く、軸方向内側ほど、励磁コイルからの磁束が弱くなる。
そのため、各段を同一構成にした場合、外側の段の磁気粘弾性エラストマ１３の剛性が内側の段よりも高くなってしまい、実質的に可動部１７は外側の段の磁気粘弾性エラストマ１３の剛性に依存して可動することになり、効率的な剛性可変ができない。
そこで、上記のように各段の構成を変えることで、外側と内側とで磁気粘弾性エラストマ１３の剛性を同等とすることができ、効率的な剛性可変を行うことができる。
また、前記の複数段を設けることにより、フェールセーフとして用いることもできる。
【００４３】
≪第５実施形態≫
第５実施形態では、前記のダイナミックダンパ２を防振装置として使用する例について説明する。
図１０（ａ）は、本発明の第５実施形態にかかる防振装置１の縦断面図である。図１０の防振装置１が第１実施形態と異なるのは、可動部１７は、ハウジング２１の天板２１ａを貫通する孔２１ｂを挿通して円柱部１２ａの軸方向外側に突出し、一端が防振対象部材（図示せず）に連結されるシャフト３１に連結されていることである。シャフト３１は、長手方向が第２磁性体コア１２の長手方向となるように、第２磁性体コア１２の中心部を貫通し、第２磁性体コア１２の下端から上端にまで固定されている。
このようにして構成される防振装置１は、シャフト３１の一端を防振対象部材に連結し、ハウジング２１は、所定の部材に固定する。これにより、ダイナミックダンパ２を防振装置１として機能させることができる。防振装置１の用途としては、例えば、車両のトルクロッドに適用し、車両の防振に用いることができる。
【００４４】
ハウジング２１に対するシャフト３１の支持手段としては、図１０（ｂ）に示すように、孔２１ｂの内周面とシャフト３１の外周面との間にリニアブッシュ７１を介装することができる。この場合は、シャフト３１の移動方向をシャフト３１の軸方向のみに規制することができる。
また、図１０（ｃ）に示すように、孔２１ｂの内周面とシャフト３１の外周面との間にゴムカバー７２を介装することができる。この場合は、シャフト３１の移動方向をシャフト３１の軸方向のみでなく、シャフト３１の径方向にも許容することができ、シャフト３１のねじり運動にも対応することができる。
【００４５】
図１１の例は、図１０の例において、シャフト３１の下端がハウジング２１の底板２１ｃを貫通する孔２１ｄを挿通して円柱部１２ａの軸方向外側に突出している構成である。図１１（ａ）は図１０（ｂ）と同様にリニアブッシュ７１を用いて、シャフト３１の移動方向をシャフト３１の軸方向の一方向に規制している。図１１（ｂ）は図１０（ｃ）と同様にゴムカバー７２を用いて、シャフト３１のねじり運動にも対応させている。
上記構成により、磁気粘弾性エラストマ１３を閉磁路に配置した防振装置１を構成することができるため、防振装置１の防振性能を向上させることができる。
【００４６】
≪第６実施形態≫
第６実施形態では、前記のダイナミックダンパ２を応用した防振装置について説明する。
図１２は、本発明の第６実施形態にかかる防振装置１Ａの縦断面図である。
防振装置１Ａは、非磁性体で設けられた円筒状のハウジング２１と、ハウジング２１内部に揺動可能に配置され、少なくとも一端が外部に固定される揺動シャフト３２とを備えている。すなわち、揺動シャフト３２は、一端側がハウジング２１の天板２１ａを貫通する孔２１ｂを挿通して外部に突き出し、他端側が底板２１ｃを貫通する孔２１ｄを挿通して外部に突き出している。そして、孔２１ｂ，２１ｄの内周面と揺動シャフト３２の外周面との間には、ゴムカバー７２が介装されて、揺動シャフト３２をハウジング２１に対して揺動可能に支持している。
【００４７】
磁気粘弾性エラストマ１３は、円環状で、揺動シャフト３２からの入力により弾性変形するように配置され、ゴム等の弾性材料の内部に磁性粒子１３ａを内包し、印加する磁力の大きさにより、弾性率が可変である。
ボビン１５に巻き回された励磁コイル１４は、ハウジング２１の内部に配置され、磁気粘弾性エラストマ１３に磁力を印加する。
ハウジング２１と励磁コイル１４との間には、磁気粘弾性エラストマ１３を介して磁路を形成するように設けられた少なくとも２つの磁性体コア部が設けられている。
【００４８】
磁性体コア部１１Ａ，１２Ａは、揺動シャフト３２の外周に配置された円筒部１１Ａａ，１２Ａａと、円筒部１１Ａａ，１２Ａａの軸方向外側の端部から軸方向内側に向けて延出する延出部１１Ａｂ，１２Ａｂとを備えている。
磁気粘弾性エラストマ１３は、２つの磁性体コア部１１Ａ，１２Ａの軸方向内側の端部を当該磁気粘弾性エラストマ１３で連結するように、筒状をしている。
伝達手段８１は、揺動シャフト３２から軸直方向に延出し、磁気粘弾性エラストマ１３の内周に当接し、ハウジング２１に対する揺動シャフト３２の変位を磁気粘弾性エラストマ１３に伝達する。
磁性体コア部１１Ａ，１２Ａ、励磁コイル１４、磁気粘弾性エラストマ１３の内周、揺動シャフト３２の外周、伝達手段８１の外周には、ゴム製等の弾性材８２が充填されている。
【００４９】
上記構成により、ハウジング２１あるいは揺動シャフト３２に入力が加わり、ハウジング２１に対して揺動シャフト３２が変位した場合、伝達手段８１を介して磁気粘弾性エラストマ１３に変位による荷重を伝達することができる。
これにより、磁気粘弾性エラストマ１３の剛性を励磁コイル１４により可変とすることで、揺動シャフト３２の軸直方向の入力に対しての可変防振を行うことが可能となる。
【００５０】
また、上記構成により、励磁コイル１４による磁束に対して、磁性体コア部１１Ａ，１２Ａ、及び磁気粘弾性エラストマ１３の間で閉磁路が形成されるため、磁気粘弾性エラストマ１３に励磁コイル１４からの印加磁場を効率的に印加することができ、防振性能を向上させることが出来るとともに、省電力化を行うこともできる。
【００５１】
≪第７実施形態≫
図１３は、本発明の第７実施形態にかかる磁気粘弾性エラストマの製造方法を説明する図である。
第７実施形態は、前記の磁気粘弾性エラストマの製造方法である。この製造方法は、図１、図２に示す第１実施形態のダイナミックダンパ２において磁気粘弾性エラストマ１３の製造を例として説明する。
この製造方法は、下記の各工程を順次実施することで実現される。
（第１工程）
第１磁性体コア１１の円筒部１１ａの内周にボビン１５に巻き回された励磁コイル１４を配置する。
（第２工程）
励磁コイル１４の内周に質量部材となる調整マス１６及び第２磁性体コア１２を配置する。
【００５２】
（第３工程）
第２磁性体コア１２の円柱部１２ａと励磁コイルとの間に非磁性体の例えば板状の第１型９１を配置する。これは、上下の第１延出部１１ｂ及び第２延出部１２ｂに第１型９１を当接させるように行う。
（第４工程）
第１延出部１１ｂ及び第２延出部１２ｂの軸方向外側に例えば板状の第２型９２を配置する。
（第５工程）
第１型９１、第２型９２、第１延出部１１ｂ及び第２延出部１２ｂとで構成される隙間に、ゴム等の弾性材料の内部に磁性粒子１３ａを内包した磁気粘弾性エラストマ１３の原料を流し込む。
（第６工程）
励磁コイル１４に電流を印加することにより、磁気粘弾性エラストマ１３を磁化させる。
【００５３】
以上の各工程を行って、磁気粘弾性エラストマ１３の原料が硬化したら、第１磁性体コア１１と第２磁性体コア１２とを連結した磁気粘弾性エラストマ１３が生成され、可動部１７（図１）が形成される。後は、第１型９１、第２型９２を除去して、可動部１７をハウジング２１（図１）に収容することで、ダイナミックダンパ２を製造することができる。
上記構成により、アクティブダイナミックダンパを構成する部品に第１型９１、第２型９２を取り付けるだけで磁気粘弾性エラストマ１３の磁化を行うことができるため、ダイナミックダンパ２の製造に要する部品点数の削減を行うことができる。
【００５４】
≪その他≫
次に、トルクロッドに図１１（ａ）の防振装置１を適用した例を示す。トルクロッド１０１は、図１４に示されるように、一対の第１及び第２インシュレータ１０３，１０２、並びに、図１１（ａ）の防振装置１を有する。
【００５５】
第１インシュレータ１０３は、車両のエンジン側に取り付けられる。一方、第１インシュレータ１０３と比べて大径の第２インシュレータ１０２は車両の車体側に取り付けられる。
防振装置１は、図１１（ａ）等を参照して前記した構成であり、シャフト３１の両端がそれぞれ第１及び第２インシュレータ１０３，１０２に取り付けられ、矢印に示す方向の振動を防振する。
本発明は、エンジンを備える車両にのみ適用可能なものではなく、電気自動車や燃料電池車など、あらゆる車種にも当然適用できるものである。
さらには、船舶（小型船舶）等で、潮流や横風で船体が横方向に流されるような場合（片流れが生じる場合）においても、これに対応して船舶の舵取りハンドルを運転者が保舵するような状況にも適用することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１      防振装置
２      ダイナミックダンパ
１１    第１磁性体コア（磁性部材）
１１ａ  円筒部
１１ｂ  第１延出部
１１Ａ  磁性体コア
１１Ａａ  円筒部
１１Ａｂ  延出部
１２    第２磁性体コア（磁性部材）
１２ａ  円柱部
１２ｂ  第２延出部
１２Ａ  磁性体コア
１２Ａａ  円筒部
１２Ａｂ  延出部
１３（１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ）  磁気粘弾性エラストマ
１４    励磁コイル
１６    調整マス（質量部材）
１７    可動部
２１    ハウジング
３１    シャフト
３２    揺動シャフト
６１    永久磁石
８１    伝達手段
【図１】
2016148011.tif 000003
【図２】
2016148011.tif 000004
【図３】
2016148011.tif 000005
【図４】
2016148011.tif 000006
【図５】
2016148011.tif 000007
【図６】
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【図７】
2016148011.tif 000009
【図８】
2016148011.tif 000010
【図９】
2016148011.tif 000011
【図１０】
2016148011.tif 000012
【図１１】
2016148011.tif 000013
【図１２】
2016148011.tif 000014
【図１３】
2016148011.tif 000015
【図１４】
2016148011.tif 000016
【国際調査報告】
2016148011.tif 000017
2016148011.tif 000018
2016148011.tif 000019
2016148011.tif 000020