JPH01135938A - 粘度可変流体封入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、印加電圧に応じて粘度変化される電気レオロ
ジー流体を封入して、該電気レオロジー流体の粘度可変
機能をもって外部への仕事量を制御する粘度可変流体封
入装置に関する。

従来の技術 この種の粘度可変流体封入装置としては、例えば特開昭
６０−１０４８２８号公報に開示された粘度可変流体封
入式防振体が知られており、電気レオロジー流体を封入
してオリフィス内の流体粘度を変化させることにより、
該オリフィス内の流れ状態が変化されてル１振周波数領
域の調整、つまり、外部への仕事量の制御が可能となっ
ている。

従って、かかる粘度可変流体封入式防振体にあっては、
オリフィス内の流体粘度を変化させるにあたって、該オ
リフィス内の電気レオロジー流体に印加される電圧を単
に変化させればよく、その構成を著しく簡単化すること
ができる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、従来の粘度可変流体封入式防振体は、制
振しようとする振動の周波数領域に対応した印加電圧を
実験等により予め決定し、この決定された印加電圧に沿
って上記流体の粘度が制御される。

ところが、封入される電気レオロジー流体は、流体温度
によってその粘度が変化されるため、上記決定された印
加電圧でオリフィス内の流体粘度を最適状態にチューニ
ングしようとしても、温度による粘度変化によりチュー
ニングに狂いが生じ、最適な振動減衰を行うことができ
なくなってしまうという問題点があった。

そこで、本発明は封入された電気レオロジー流体の温度
による粘度変化を考慮して、オリフィス内の流体粘度を
緻密に制御することにより、外部への仕事量の制御を目
的通りに正確に行うことができる粘度可変流体封入装置
を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 かかる目的を達成するために本発明は第１図に示すよう
に、印加電圧に応じて粘度変化される電気レオロジー流
体を封入し、制御電圧が印加される電極板（２）、（ｂ
）間に存在する該電気しオロジー流体の粘度可変機能を
利用して、外部への仕事量を制御する粘度可変流体封入
装置（ｃ）において、 封入された電気レオロジー流体の温度変化される粘度を
検出する粘度検出手段（ｄ）と、上記電極板（ａ）、（
ｂ）に印加する電圧を出力する電圧出力手段（ｅ）と、 検出された粘度に基づいて、上記ｌ対の電極板（ａ）、
（ｂ）間の流体を、予め設定された最適粘度に制御する
ための印加電圧を決定する電圧決定手段（ｆ）と、を設
けることにより構成する。

作用 以上の構成により本発明の粘度可変流体封入装置（ｃ）
にあっては、粘度検出手段（ｄ）で検出された電気レオ
ロジー流体の温度変化による粘度値は、電圧決定手段（
ｆ）が人力されて該粘度値を考慮した最適な制御電圧が
決定される。

そして、この決定された電圧を電圧出力手段（ｅ）を介
して電極板（ａ）、（ｂ）に印加することにより、該電
極板（ａ）、（ｂ）間の流体粘度を的確にチューニング
することができる。

実施例 以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に説明する。

第２図は本発明の一実施例を示す粘度可変流体封入装置
としての粘度可変流体封入式防振体ｌＯ（以下防振体と
称す）で、該防振体１０はエンジンマウントとして用い
られる場合に例をとって以下述べる。

即ち、上記防振体１０は、エンジン、トランスミッショ
ン等の結合体である図外のパワーユニット側にボルト１
２を介して取り付けられる第１枠体１４と、図外の車体
側にボルト１６を介して取り付けられる有底筒状の第２
枠体１８とを備え、第１枠体１４の外周と第２枠体１８
の上端開口部内周との間に、笠状のゴムインシュレータ
２０が液密的に固着される。

そして、上記ゴムインシュレータ２０で閉止された第２
枠体１４内は液密空間部２２とされ、該液密空間部２２
内には印加される電圧に応じて粘度が変化される電気レ
オロジー流体が封入される。

一方、上記液密空間部２２内には、第１枠体１４のボル
ト１２の延設部分に電気絶縁体２４を介して第１電極板
２６が装着されると共に、第２枠体１８の底部に電気絶
縁体２８を介して第２電極板３０が装着される。

上記第１ｆｔ！極板２６と第２電極板３０は、第１゜第
２枠体１４．１８間の振動入力方向に対向配置され、該
第１．第２電極板２６．３０からそれぞれ同心状に突設
される環状突起２６ａ、２６ｂおよび３０ａ、３０ｂ、
３０ｃが互いに適宜間隔をもって嵌合される。

そして、上記第１．第２ｉ１ｉ極板２６．３０間に電圧
を印加することにより、これら画電極板２６゜３０間の
電気レオロジー流体はその粘度が変化され、第１．第２
枠体１４．１８間の相対変位力に対する抵抗力が変化さ
れる。

つまり、上記第１．第２電極板２６．３０間の粘度変化
は、第１．第２枠体１４．１８間に入力される振動の減
衰力を変化させる作用を行う。

尚、上記ボルト１２の延設部分の先端部と、上記第２電
極板３０の内周との間には、第１．第２枠体１４．１８
間の過大な振動変位を防止するためのゴム体３４が設け
られる。

ところで、上記第１電極板２６および第２電極板３０は
ハーネス４２，４２ａを介して電圧出力手段としての電
圧源４４に接続され、該電圧源から出力される電圧が第
１．第２電極板２６．３０に印加される構成となってい
る。

上記電圧源４４から第１．第２電極板２６．３０に出力
される電圧は、パワーユニット側の第１振動センサ４６
および車体側の第２振動センサ４８で検出された各上下
加速度信号に基づいてコントロールユニット５０によっ
て制御される。

即ち、上記コントロールユニット５ｏでは、上記第１．
第２振動センサ４６，４Ｂの検出信号をそれぞれ入力し
て、演算により求めた第１．第２枠体１４．１８間の相
対速度と相対変位との符号が一致した時には低減衰とし
、一致しないときには粘度変化による減衰力がゴムイン
シュレータ２０のばね力と同じになる時刻までは高減衰
とし、更に、該時刻より再び符号が一致するまでの時間
においては、高減衰から低減衰へと連続的に減衰力を変
化させる制御信号を上記電圧源４４に出力する。

従って、上記電圧源４４からは上記コントロールユニッ
ト５０での制御信号に沿った制御電圧が、第１．第２電
極板２６．３０に出力される。

ここで、本実施例は第２枠体１８の側壁に主流体室３８
内の電気レオロジー流体の温度（Ｔ）を測定する温度セ
ンサ５２を設け、該温度センサ５２の検出信号を上記コ
ントロールユニット５ｏに入力する。

ところで、上記電気しオロジー流体は温度に対応して粘
度変化されることから、上記温度センサ５２が粘度検出
手段として用いられる。

上記コントロールユニット５０は、第３図に示すように
目標粘度設定回路５４．電圧決定手段としての温度−帖
度一電圧マツブ回路５６および電圧印加タイミング制御
回路５８が設けられる。

上記目標粘度設定回路５４は、上記第１．第２振動セン
サ４６，４８の検出信号を入力して、第１、第２電極板
２６．３０間の流体の最適な粘度（目標粘度）（η）を
、予め記憶されたマツプ等により求める。

上記温度−粘度−電圧マリプ回路５６は、第４図に示す
ようなマツプ６０が予め記憶されており、上記目標粘度
設定回路５４の出力信号および上記温度センサ５２の検
出信号を入力して、最適な電圧（Ｅ）を決定する。

上記電圧印加タイミング制御回路５８は、上記温度−粘
度−電圧マツプ回路５６で求められた電圧信号を入力し
て、電圧源４４から防振体ｌＯの第１．第２電極板２６
．ａｏｉこ出力される電圧のＯＮ、ＯＦＦタイミング（
デユーティ比）を演算する。

以上の構成になる本実施例の防振体ｌＯは、第１、第２
枠体１４．１８間に入力される振動が、第１．第２電極
板２６．３０間の流体粘度変化を伴って効果的に減衰さ
れるが、上記防振体ｌＯはたとえば第５図の１自由度形
モデルに置き換えてみると、振動入力（Ｆ）は、Ｆ＝Ｆ
ｃ＋ＰＲ・・・■として表わされる。尚、Ｐｃは減衰力
、ＦＲはばね力である。

第６図は上記０式での３つの力（Ｐ、ＦＣ，ＰＲ）の位
相関係を示したもので、同図から理解されるようにＦｃ
とＦＩＩが同相の領域（図中斜線部）と、逆相の領域（
図中斜線部以外）が存在する。

そこで、上記入力（Ｆ）を小さくする（振動を減衰する
）ためには、ＦＲ若しくはＦ。を制御してやればよい。

即ち、ＦｃとＰＲが同相の場合にはＰｃを小さくし、か
つ、ＦＲとＦｃが逆相の場合にはＰｃを大きくすること
により、第７図に示す変位伝達特性が得られ、たとえば
エンジンシェイクの周波数領域で低減式を大きく取るこ
とができる。

ところが、防振体１０内に封入された電気レオロジー流
体の粘度は、電圧と温度とにより、第８図に示すような
特性を有している。

特に、温度が低い条件では電圧を加えない状態での初期
粘度は高く、電圧を印加した状態での到達粘度は低くな
る一方、温度が高くなると初期粘度は低く、到達粘度が
高くなる。　　　　゛このため、印加電圧を一定にした
場合、制御される流体の粘度が温度により異なるので、
第７図の特性（イ）および特性（ロ）に示したように変
位伝達率に差が生じ、従来の技術にも述べたように安定
した特性が得られなくなってしまう。

そこで、本実施例では温度センサ５２によって防振体ｌ
Ｏに封入された電気レオロジー流体の温度（Ｔ）をリア
ルタイムに測定し、温度−帖度一電圧マツブ回路５６に
よって、温度変化される流体粘度を考慮して印加電圧（
ＥＱＴ）を求め、電圧印加タイミング制御部５８で・該
電圧に対応して時間制御された制御電圧を、電圧源４４
から第１゜第２電極板２６．３０に出力することにより
、最適な第１．第２電極板２６．３０間の流体粘度を得
ることができる。

従って、防振体１０の振動減衰領域を、制振しようとす
る振動の周波数領域に高い精度をもってチューニングす
ることができ、防振効果が著しく向上されることになる
。

第９図は上記防振体ｌＯのオリフィス３６内流体の粘度
を制御するためのプログラムを実行するフローチャート
を示し、先ず、ステップＩで防振体ＩＯに入力される振
動の上下加速度を求めると共に、ステップ■で電気レオ
ロジー流体の温度（Ｔ）を検出する。

そして、次のステップ■で上記入力振動に基づいて目標
粘度（ηｎ）を求めると共に、ステップ■では上記温度
（Ｔｎ）および目標粘度（η。）から電圧（Ｅ　、Ｔ）
を求める。

次のステップ■では上記電圧（Ｅ、、Ｔ）に基づいて電
圧印加タイミング（デユーティ比）を求め、このタイミ
ングに沿ってステップ■は第１．第２電極板２６．３０
に制御電圧を出力する。

尚、本実施例にあっては封入された電気レオロジー流体
の温度検出により、該電気レオロジー流体の粘度を検知
する手段を開示したが、これに限ることなく封入された
電気レオロジー流体の粘度を直接に測定し、目標粘度と
の差から電圧制御を行うようにしてもよい。

また、本実施例では粘度可変流体封入装置として、エン
ジンマウントに用いられる粘度可変流体封入式防振体１
０に例をとって述べたが、これに限ることなく電気しオ
ロジー流体の印加電圧による粘度可変機能を利用する装
置、たとえば電気レオロジー流体を減衰媒体として用い
るショックアブソーバ等にあっても本発明を適用するこ
とができることはいうまでもない。

発明の詳細 な説明したように本発明の粘度可変流体封入式装置にあ
っては、封入された電気レオロジー流体の温度変化され
る粘度を考慮して、オリフィス内の電気レオロジー流体
に印加する電圧を制御するので、結果的に電極板間の流
体粘度は温度による影響を受けることなく、常に最適な
値にチューニングされることになり、外部への仕事量を
当初の目的通り的確に制御することができるという優れ
た効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概念を示す概略構成図、第２図は本発
明の一実施例を示す断面図、第３図は本発明の粘度制御
部の一実施例を示す概略構成図、第４図は本発明の一実
施例に用いられる温度−帖度一電圧マツブ図、第５図は
本発明の防振体構造を１自由度形で示したモデル図、第
６図は防振体のばね力、減衰力および振動入力の位相関
係を示す特性図、第７図は防振体の変位伝達特性図、第
８図は電気レオロジー流体の粘度特性図、第９図は本発
明で行われる制御のプログラムの一処理例を示すフロー
チャートである。 ｌＯ・・・粘度可変流体封入式防振体（粘度可変流体封
入装置）、２０・・・ゴムインシュレータ、２６・・・
第２電極板、３０・・・第１電極板、３４・・・ゴム体
、３６・・・オリフィス、３８・・・主流体室、４０・
・・副流体室、４４・・・電圧源（電圧出力手段）、５
０・・・コントロールユニット、５２・・・温度センサ
（粘度検出手段）、５６・・・温変−粘度−電圧マツブ
回路（電圧決定手段）。 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）印加電圧に応じて粘度変化される電気レオロジー
   流体を封入し、制御電圧が印加される電極板間に存在す
   る該電気レオロジー流体の粘度可変機能を利用して、外
   部への仕事量を制御する粘度可変流体封入装置において
   、 封入された電気レオロジー流体の温度変化される粘度を
   検出する粘度検出手段と、 上記電極板に印加する電圧を出力する電圧出力手段と、 検出された粘度に基づいて、上記１対の電極板間の流体
   を、予め設定された最適粘度に制御するための印加電圧
   を決定する電圧決定手段と、を設けたことを特徴とする
   粘度可変流体封入装置。