(57)【要約】【課題】振動周波数が変化する部材に対して適切に防振効果を発揮できるダイナミックダンパ装置を提供する。【解決手段】ダイナミックダンパ装置１は、振動周波数が変化する防振対象部材４に取り付けられる取付部材１０と、取付部材１０から離隔して配置された質量部材２０と、取付部材１０と質量部材２０とを弾性連結する弾性体３０と、質量部材３０の重心Ｇ１を変化させる重心可変用アクチュエータ２２と、防振対象部材４の振動周波数または防振対象部材４に振動を付与する振動発生源の振動周波数に基づいて、重心可変用アクチュエータ２２を制御する制御部３を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動周波数が変化する防振対象部材に取り付けられる取付部材と、
前記取付部材から離隔して配置された質量部材と、
前記取付部材と前記質量部材とを弾性連結する弾性体と、
前記質量部材の重心を変化させる重心可変用アクチュエータと、
前記防振対象部材の振動周波数または前記防振対象部材に振動を付与する振動発生源の振動周波数に基づいて、前記重心可変用アクチュエータを制御する制御部と、
を備えることを特徴とするダイナミックダンパ装置。
【請求項２】
前記弾性体は、前記防振対象部材が振動する場合にせん断変形する請求項１に記載のダイナミックダンパ装置。
【請求項３】
前記質量部材の重心と前記弾性体の弾性中心とを結ぶ方向が、前記防振対象部材の振動方向に対して異なるように設定されている請求項１または２に記載のダイナミックダンパ装置。
【請求項４】
前記重心可変用アクチュエータは、前記質量部材の一部を構成する請求項１〜３の何れか一項に記載のダイナミックダンパ装置。
【請求項５】
前記質量部材は、前記弾性体に取り付けられる固定部材と、前記固定部材に対して相対移動可能な可動部材とを備える請求項１〜４の何れか一項に記載のダイナミックダンパ装置。
【請求項６】
前記質量部材は、前記固定部材に設けられ、前記固定部材に対する前記可動部材の移動をガイドするガイド部材を備える請求項５に記載のダイナミックダンパ装置。
【請求項７】
前記質量部材は、前記固定部材に設けられ、前記可動部材を被覆する保護カバーを備える請求項５または６に記載のダイナミックダンパ装置。
【請求項８】
前記重心可変用アクチュエータは、位置決め可能なモータである請求項１〜７の何れか一項に記載のダイナミックダンパ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性体を介して質量部材が取り付けられるダイナミックダンパ本体を備えるダイナミックダンパ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ダイナミックダンパの共振周波数は、質量部材の形状や質量、ならびに、弾性体の形状やばね定数によって一義的に決定される。このダイナミックダンパの特性として、ダイナミックダンパの共振周波数における振動に対しては高い防振性能を発揮するが、当該共振周波数からずれた周波数帯においては却って振動を悪化させることがある。従って、ダイナミックダンパの共振周波数を取付部位に応じた防振対象の周波数に確実に適応するように、質量部材の形状などの決定は重要である。
【０００３】
しかし、これまでの多くのダイナミックダンパは、共振周波数を変更することができなかった。従って、一度決定すると、設計変更に対応できなかった。この問題に対して、共振周波数を変更できるようにしたダイナミックダンパが、特許第２６６２１０８号公報（特許文献１）に記載されている。
【特許文献１】特許第２６６２１０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載のダイナミックダンパは、初期設定時においてのみ、共振周波数を変更することができるに止まる。従って、防振対象部材における防振したい周波数が常に一定であれば効果があるが、振動周波数が変化する部材に対しては適用できない。つまり、防振対象部材の振動周波数が、設定されたダイナミックダンパの共振周波数からずれた場合には、やはり振動を悪化させるおそれがある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、振動周波数が変化する部材に対して適切に防振効果を発揮できるダイナミックダンパ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】
【０００６】
以下、上記課題を解決するのに適した各手段につき、必要に応じて作用効果等を付記しつつ説明する。
【０００７】
（手段１）手段１に係るダイナミックダンパ装置は、
振動周波数が変化する防振対象部材に取り付けられる取付部材と、
前記取付部材から離隔して配置された質量部材と、
前記取付部材と前記質量部材とを弾性連結する弾性体と、
前記質量部材の重心を変化させる重心可変用アクチュエータと、
前記防振対象部材の振動周波数または前記防振対象部材に振動を付与する振動発生源の振動周波数に基づいて、前記重心可変用アクチュエータを制御する制御部と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
ここで、質量部材の重心が変化すると、質量部材と弾性体とにより構成されるダイナミックダンパ本体の共振周波数が変化する。つまり、本手段によれば、制御部により、ダイナミックダンパ本体の共振周波数を自由に変更できる。従って、防振対象部材の振動周波数が変化した場合に、当該振動周波数にダイナミックダンパ本体の共振周波数を合わせることが可能となる。その結果、防振対象部材の振動周波数が変化したとしても、確実に防振対象部材の振動を抑制できる。
【０００９】
（手段２）手段１のダイナミックダンパ装置において、前記弾性体は、前記防振対象部材が振動する場合にせん断変形するとよい。
手段２によれば、質量部材の重心を変化させることにより、ダイナミックダンパ本体の共振周波数を確実に可変にできる。
【００１０】
（手段３）手段１または２のダイナミックダンパ装置において、前記質量部材の重心と前記弾性体の弾性中心とを結ぶ方向が、前記防振対象部材の振動方向に対して異なるように設定されているとよい。
手段３によれば、ダイナミックダンパ本体の共振周波数を確実に可変にできる。
【００１１】
（手段４）手段１〜３の何れかのダイナミックダンパ装置において、前記重心可変用アクチュエータは、前記質量部材の一部を構成するとよい。
手段４によれば、重心可変用アクチュエータそのものの質量を有効利用できる。
【００１２】
（手段５）手段１〜４の何れかのダイナミックダンパ装置において、前記質量部材は、前記弾性体に取り付けられる固定部材と、前記固定部材に対して相対移動可能な可動部材とを備えるとよい。
手段５によれば、固定部材に対する可動部材の相対位置の変化によって、質量部材の重心を確実に可変にできる。
【００１３】
（手段６）手段５のダイナミックダンパ装置において、前記質量部材は、前記固定部材に設けられ、前記固定部材に対する前記可動部材の移動をガイドするガイド部材を備えるとよい。
手段６によれば、可動部材の移動をガイド部材によってガイドされる方向のみに規制できる。従って、質量部材の重心を目標位置に移動させることが可能となる。
【００１４】
（手段７）手段５または６のダイナミックダンパ装置において、前記質量部材は、前記固定部材に設けられ、前記可動部材を被覆する保護カバーを備えるとよい。
手段７によれば、可動部材が固定部材に対して可動する部位に異物および水が侵入することを防止できる。さらに、保護カバーは質量部材としても機能する。つまり、保護カバーそのものの質量を有効利用できる。
【００１５】
（手段８）手段１〜７の何れかのダイナミックダンパ装置において、前記重心可変用アクチュエータは、位置決め可能なモータであるとよい。
手段８によれば、確実に且つ容易に実行できる。なお、このモータとしては、軸部材を軸方向に移動可能なリニアステッピングモータなどが好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明のダイナミックダンパ装置を具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
＜第一実施形態＞
第一実施形態のダイナミックダンパ装置１について、図１〜図３を参照して説明する。図１は、第一実施形態のダイナミックダンパ装置１の構成図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。図３（ａ）〜図３（ｃ）は、それぞれ図２のＢ−Ｂ断面図であって、質量部材２０の可動部材２３の位置を変化させた状態図である。
【００１８】
ここで、本実施形態においては、防振対象部材４が図１の上下方向に振動する場合を考える。この防振対象部材４は、振動周波数が変化する部材である。防振対象部材４は、例えば、車両エンジンと車両ボディとを連結するトルクロッド、エンジンを支持するサブフレーム、排気管、トランスミッションなどである。これらは、主として、エンジンの振動に起因して振動する部材である。つまり、防振対象部材に振動を付与する振動発生源は、エンジンなどとなる。
【００１９】
図１に示すように、ダイナミックダンパ装置１は、ダイナミックダンパ本体１００と、振動センサ２と、制御部３とを備える。ダイナミックダンパ本体１００は、取付部材１０と、質量部材２０と、弾性体３０とを備える。
【００２０】
取付部材１０は、矩形の平板により形成されており、防振対象部材４に複数のボルト５により取り付けられている。質量部材２０は、取付部材１０の法線方向（図１の左右方向）に離隔して配置されている。弾性体３０は、取付部材１０と質量部材２０との弾性連結している。つまり、防振対象部材４が図１の上下方向に振動した場合には、弾性体３０がせん断変形する。
【００２１】
以下に、質量部材２０の詳細について説明する。質量部材２０は、固定部材２１と、重心可変用アクチュエータ２２と、可変部材２３と、ガイド部材２４と、保護カバー２５とを備える。
【００２２】
固定部材２１と、凹部を備える有底矩形枠状に形成されている。そして、固定部材２１の底部の外側面が弾性体３０に接着されている。つまり、固定部材２１の開口部が、取付部材１０の法線方向に開口している。
【００２３】
重心可変用アクチュエータ２２は、質量部材２０の重心Ｇ１を変化させるアクチュエータである。この重心可変アクチュエータ２２は、リニアステッピングモータであって、固定部材２１の凹部に収容されて、固定部材２１に固定されている。リニアステッピングモータとは、コイルが巻回されて貫通孔を有するステータ２２ａと、ステータ２２ａの貫通孔に配置されており、コイルに電流を供給することでステータ２２ａに対して軸方向に移動可能なロッド２２ｂとを備えるモータである。詳細には、コイルに供給する電流に基づいて、ステータ２２ａに対するロッド２２ｂの軸方向の位置決めが可能となる。そして、リニアステッピングモータのロッド２２ｂがステータ２２ａに対して取付部材１０の法線方向（図１の左右方向）に移動可能となるように、ステータ２２ａが固定部材２１に固定されている。
【００２４】
可動部材２３は、直方体状からなり、ロッド２２ｂに連結されている。つまり、可動部材２３は、固定部材２１に対して、取付部材１０の法線方向に相対移動可能に設けられている。つまり、可動部材２３が固定部材２１に対して移動することにより、質量部材２０全体の重心Ｇ１が変化する。本実施形態においては、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すように、質量部材２０の重心Ｇ１は、取付部材１０の法線方向に変化する。つまり、可動部材２３がどの位置にあっても、質量部材２０の重心Ｇ１と弾性体３０の弾性中心Ｇ２とを結ぶ方向が、防振対象部材４の振動方向に対して異なるように設定されている。さらに、可動部材２３には、２つのガイド孔が形成されている。
【００２５】
ガイド部材２４は、平板状または棒状からなる。それぞれのガイド部材２４が取付部材１０の法線方向に延在するように、２つのガイド部材２４が固定部材２１に固定的に設けられている。具体的には、２つのガイド部材２４の一端が重心可変用アクチュエータ２２のステータ２２ａの図１の右端面に固定されている。本実施形態においては、平板状の２つのガイド部材２４が、ロッド２２ｂが中間に位置するように、ほぼ平行に設けられている。このガイド部材２４は、可動部材２３のガイド孔に摺動可能となるように挿入されている。つまり、ガイド部材２４は、固定部材２１に対する可動部材２３の移動をガイドしている。従って、可動部材２３は、固定部材２１に対して一定方向に確実に移動可能となる。
【００２６】
保護カバー２５は、固定部材２１の開口側のうち外周面に取り付けられ、可動部材２３およびガイド部材２４を被覆している。この保護カバー２５は、樹脂やゴムなどにより形成されている。この保護カバー２５により、内部に異物および水が侵入することを防止できる。
【００２７】
振動センサ２は、防振対象部材４に取り付けられており、防振対象部材４の振動周波数を検出する。ここでは、振動センサ２は、防振対象部材４そのものに取り付けているが、防振対象部材４に振動を付与する振動発生源の振動周波数を検出できる位置に取り付けても良い。
【００２８】
制御部３は、振動センサ２により検出された振動周波数に基づいて、重心可変用アクチュエータ２２であるリニアステッピングモータを制御する。具体的には、ダイナミックダンパ本体１００の共振周波数を防振対象部材４の振動周波数に合わせるように、質量部材２０の重心Ｇ１を変化させる。
【００２９】
ここで、質量部材２０の重心Ｇ１を変化させる場合に、ダイナミックダンパ本体１００の共振周波数の変化について、図３（ａ）〜図３（ｃ）および図４を参照して説明する。図４は、ダイナミックダンパ本体１００の周波数特性を示し、（ａ）（ｂ）（ｃ）は、それぞれ図３（ａ）（ｂ）（ｃ）に対応する。
【００３０】
図３（ａ）に示すように、可動部材２３が固定部材２１の底面に最も近い位置にある場合、すなわち、質量部材２０の重心Ｇ１が弾性体３０の弾性中心Ｇ２に最も近い場合には、ダイナミックダンパ本体１００の共振周波数は大きくなる。図３（ｂ）に示すように、図３（ａ）の状態に比べて、可動部材２３を固定部材２１の底面から遠ざかる位置に移動させた場合、すなわち、質量部材２０の重心Ｇ１が弾性体３０の弾性中心Ｇ２から遠ざかる位置に移動した場合には、ダイナミックダンパ本体１００の共振周波数は小さくなる。さらに、図３（ｃ）に示すように、図３（ｂ）の状態に比べて、可動部材２３を固定部材２１の底面からさらに遠ざかる位置に移動させた場合、すなわち、質量部材２０の重心Ｇ１が弾性体３０の弾性中心Ｇ２からさらに遠ざかる位置に移動した場合には、ダイナミックダンパ本体１００の共振周波数はさらに小さくなる。
【００３１】
このように、可動部材２３の固定部材２１に対する相対位置に応じて、ダイナミックダンパ本体１００の共振周波数が変化する。そして、可動部材２３の相対位置は、重心可変用アクチュエータ２２のステータ２２ａに巻回されたコイルへ供給する電流を制御することにより決定される。つまり、制御部３により、コイルへの供給電流を制御することにより、ダイナミックダンパ本体１００の共振周波数を変化させることができる。そして、ダイナミックダンパ本体１００の共振周波数を防振対象部材４の振動周波数に一致させることで、振動周波数が変化する防振対象部材４に対して常に高い防振効果を発揮できる。
【００３２】
また、固定部材２１および可動部材２３の他、重心可変用アクチュエータ２２、ガイド部材２４および保護カバー２５も質量部材２０を構成している。従って、重心可変用アクチュエータ２２、ガイド部材２４および保護カバー２５の質量を有効利用できる。
【００３３】
＜第二実施形態＞
第二実施形態のダイナミックダンパ本体２００について図５を参照して説明する。図５は、第二実施形態のダイナミックダンパ本体２００を示す断面図である。第二実施形態のダイナミックダンパ本体２００において、上述した第一実施形態のダイナミックダンパ本体１００と同一構成については同一符号を付して説明を省略する。
【００３４】
ダイナミックダンパ本体２００は、取付部材１０と、質量部材２２０と、弾性体３０とを備える。質量部材２２０は、固定部材２２１と、重心可変用アクチュエータ２２２と、可変部材２３と、ガイド部材２４と、保護カバー２２５とから構成される。
【００３５】
固定部材２２１は、矩形板状に形成されており、固定部材２２１の一方面が弾性体３０に接着されている。重心可変用アクチュエータ２２２は、第一実施形態と同様に、リニアステッピングモータからなる。この重心可変用アクチュエータ２２２のステータは、固定部材２２１の多方面にボルトにより固定されている。保護カバー２２５は、第一実施形態の保護カバー２５と同じ形状からなり、重心可変用アクチュエータ２２２の外周面に取り付けられている。
【００３６】
このように構成されるダイナミックダンパ本体２００を適用した場合にも、第一実施形態と同様の効果を奏する。
【００３７】
＜第三実施形態＞
第三実施形態のダイナミックダンパ本体３００について、図６を参照して説明する。図６は、第三実施形態のダイナミックダンパ本体３００を示す断面図である。第三実施形態のダイナミックダンパ本体３００において、上述した第一実施形態のダイナミックダンパ本体１００と同一構成については同一符号を付して説明を省略する。
【００３８】
ダイナミックダンパ本体３００は、取付部材１０と、質量部材３２０と、弾性体３０とを備える。質量部材３２０は、固定部材３２１と、重心可変用アクチュエータ２２と、可変部材２３とから構成される。つまり、第三実施形態のダイナミックダンパ本体３００は、第一実施形態のダイナミックダンパ本体１００に対して、固定部材３２１の形状が異なり、且つ、ガイド部材２４および保護カバー２５を有しない点が相違する。
【００３９】
固定部材３２１と、凹部を備える有底矩形枠状に形成されている。そして、固定部材３２１の底部の外側面が弾性体３０に接着されている。つまり、固定部材３２１の開口部が、取付部材１０の法線方向に開口している。さらに、可動部材２３が固定部材３２１に対して移動する際に、可動部材２３の外側面が固定部材３２１の内周面を摺動する。つまり、固定部材３２１の内周面が、可動部材２３のガイド機能を発揮する。また、可動部材２３が固定部材３２１の底面から最も離れた位置にある場合にも、可動部材２３は固定部材３２１の内周面に当接している。従って、常に、固定部材３２１の内部は、固定部材３２１から隔離されている。つまり、ステータ２２ａおよびロッド２２ｂが配置されている領域に異物および水が侵入することを防止できる。
【００４０】
また、その他の構成は第一実施形態と同様であるため、本実施形態のダイナミックダンパ本体３００を適用した場合にも、第一実施形態と同様の効果を奏する。  
【００４１】
＜第四実施形態＞
第四実施形態のダイナミックダンパ本体４００について、図７を参照して説明する。図７は、第四実施形態のダイナミックダンパ本体４００を示す断面図である。第四実施形態のダイナミックダンパ本体４００は、第三実施形態のダイナミックダンパ本体３００に対して、質量部材４２０の重心Ｇ１が変化する方向を異ならせている。具体的には、質量部材４２０の構成は、第三実施形態の質量部材３２０と同一構成からなるが、質量部材４２０を構成する固定部材３２１のうち底面ではなく側面の外側が弾性体３０に接着されている。従って、防振対象部材４が振動していない状態において、可動部材２３は、固定部材３２１に対して取付部材１０に平行な方向に移動する。
【００４２】
ここで、本実施形態においては、可動部材２３を固定部材３２１に対して移動させた全ての状態において、質量部材４２０の重心Ｇ１と弾性体３０の弾性中心Ｇ２とを結ぶ方向が、図７の左右方向に対しても、図７の上下方向に対しても異なるように設定されている。従って、防振対象部材４が、図７の上下方向に振動する場合であっても、図７の左右方向に振動する場合であっても、防振対象部材４の振動周波数が変化したとしても適切に防振効果を発揮できる。
【００４３】
＜その他＞
上記実施形態においては、振動センサ２を用いて制御部３が重心可変用アクチュエータを制御したが、これに限られるものではない。例えば、振動発生源がエンジンなど場合に、エンジンを制御するコントローラからの情報に基づいて制御部３が重心可変用アクチュエータを制御することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】第一実施形態のダイナミックダンパ装置１の構成図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ断面図であって、質量部材２０の可動部材２３の位置を変化させた状態図である。
【図４】ダイナミックダンパ本体１００の周波数特性を示し、（ａ）（ｂ）（ｃ）は、それぞれ図３（ａ）（ｂ）（ｃ）に対応する。
【図５】第二実施形態のダイナミックダンパ本体２００を示す断面図である。
【図６】第三実施形態のダイナミックダンパ本体３００を示す断面図である。
【図７】第四実施形態のダイナミックダンパ本体４００を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１：ダイナミックダンパ装置、  ２：振動センサ、  ３：制御部、  ４：防振対象部材
１００、２００、３００、４００：ダイナミックダンパ本体
１０：取付部材
２０、２２０、３２０、４２０：質量部材
２１、２２１、３２１：固定部材、  ２２、２２２：重心可変用アクチュエータ
２２ａ：ステータ、  ２２ｂ：ロッド
２３：可動部材、  ２４：ガイド部材、  ２５、２２５：保護カバー
３０：弾性体
【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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