DE10041807C2

DE10041807C2 - Oszillationskraftgenerator und Vibrationsdämpfer, der den Generator verwendet

Info

Publication number: DE10041807C2
Application number: DE10041807A
Authority: DE
Inventors: Atsushi Muramatsu
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 1999-08-27
Filing date: 2000-08-25
Publication date: 2003-08-07
Anticipated expiration: 2020-08-26
Also published as: US6305675B1; JP2001065631A; JP3873538B2; FR2797790A1; DE10041807A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf einen Oszillationskraftgenerator, der geeignet verwendet wird bei einem Vibrationsdämpfer, der in einem Objektkörper oder einem Element eines Vibrationssystems eingebaut ist, um auf aktive Weise eine hervorragende Vibrationsdämpfungswirkung bezüglich zu dämpfenden Vibrationen zu haben, das heißt den Vibrationen, die in dem Objektkörper erzeugt werden oder durch das Element des Vibrationssystems übertragen werden. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Oszillationskraftgenerator, der bei einer Vibrationsdämpfungsvorrichtung der aktiven Art und mit einer neuen Struktur verwendet wird und einem Vibrationsdämpfer der aktiven Art, der mit dem Oszillationskraftgenerator der Erfindung ausgestattet ist.

Als eine Einrichtung zum Dämpfen oder Reduzieren von Vibrationen eines Objektkörpers wird eine Vibrationsdämpfungsvorrichtung eingesetzt, die in der Lage ist, die Vibrationen des Objektkörpers aufgrund einer Vibrationsdämpfungswirkung eines Stoßdämpfers, eines elastischen Körpers oder dergleichen zu reduzieren, und eine Vibrationsisolationsvorrichtung, die in der Lage ist, die Vibration des Objektkörpers aufgrund von Federeigenschaften einer Schraubenfeder, eines elastischen Körpers oder dergleichen zu reduzieren. Diese Vibrationsdämpfungs- und Isolationsvorrichtungen sind geeignet, um auf passive Weise ihre Vibrationsdämpfungs- oder Isolationswirkung bezüglich der zu dämpfenden Vibration zu haben. Derartige Vibrationsdämpfungs- oder Isolationsvorrichtungen der passiven Art leiden an der Schwierigkeit, eine ausreichende Vibrationsdämpfungswirkung zu haben, wenn die zu dämpfende Vibration ihre Vibrationseigenschaften ändert. Um diesen Nachteil zu überwinden, wurde ein Vibrationsdämpfer der aktiven Art entwickelt. Der Vibrationsdämpfer der aktiven Art hat ein Stellglied, das geeignet ist zum Erzeugen einer Oszillationskraft in Übereinstimmung mit der zu dämpfenden Vibration und zum Aufbringen der Oszillationskraft auf den Objektkörper, wodurch auf aktive Weise die zu dämpfende Vibration versetzt oder absorbiert wird.

Bei einem derartigen Vibrationsdämpfer der aktiven Art, wie er vorstehend beschrieben ist, ist es erforderlich, einen Oszillationskraftgenerator einzusetzen, der in der Lage ist, eine Oszillationskraft zu erzeugen, deren Frequenz geeignet steuerbar ist. Beispiele eines derartigen Oszillationskraftgenerators sind in den Druckschriften US-A-5.427.362 und JP-A-8-312718 offenbart, wobei eine elektromagnetische Antriebsvorrichtung einer Stimmenspulenart eingesetzt ist als der Oszillationskraftgenerator. Die elektromagnetische Antriebsvorrichtung der Stimmenspulenart umfasst einen Permanentmagneten mit gegenüberliegenden Magnetpolseiten, die einander gegenüberliegen, und eine bewegliche Spule, die zwischen den gegenüberliegenden Polseiten des Permanentmagneten angeordnet ist. Die bewegliche Spule wird erregt durch einen gesteuerten elektrischen Strom, wodurch die Spule einer Lorentskraft oder einer elektromagnetischen Kraft ausgesetzt wird, so dass die Spule bewegt wird zum Schaffen der gewünschten gesteuerten Oszillationskraft.

Der herkömmliche Oszillationskraftgenerator der Stimmenspulenart erzeugt jedoch eine relativ kleine Oszillationskraft. Zum Erzeugen der gewünschten Oszillationskraft, die groß genug ist zum Gewährleisten einer hohen Dämpfungswirkung, zeigt der Oszillationskraftgenerator der Stimmenspulenart die Neigung zu einer großen Baugröße, und die durch den Generator verbrauchte elektrische Energie erhöht sich zwangsläufig. Der Oszillationskraftgenerator der Stimmenspulenart leidet an auch einem Problem einer darin erzeugten Wärme. Während die bewegliche Spule und der Permanentmagnet relativ zueinander in ihrer axialen Richtung versetzt werden beim Erregen der beweglichen Spule, befinden sich die bewegliche Spule und die Polseiten des Permanentmagneten in einem gleitenden Kontakt miteinander, wodurch ein unerwünschtes Geräusch, Energieverlust und Beschädigung der Kontaktteile der beweglichen Spule und des Permanentmagneten erzeugt werden.

Eine andere Art eines Oszillationskraftgenerators ist offenbart in der Druckschrift JP-A-10246283, die geeignet verwendet wird bei einer Vibrationsdämpfungsvorrichtung der aktiven Art, wobei ein Elektromagnet angewandt ist. Ein derartiger Oszillationskraftgenerator der elektromagnetischen Art umfasst ein Jochelement, das aus einem Magnetmaterial hergestellt ist und eine runde Nut hat, die bei einer ihrer axial entgegengesetzten Endseiten offen ist, und eine Spule, die in der runden Nut des Jochelements untergebracht ist. Beim Erregen der Spule durch Anlegen eines elektrischen Stroms an diese wird eine Magnetlinie oder ein Magnetkreis um die Spule herum erzeugt, so dass der innere und äußere Wandabschnitt der runden Nut des Jochelements magnetisiert werden, um jeweils entgegengesetzte Magnetpole oder Polseiten zu haben an ihrem offenen Endabschnitt. Des Weiteren umfasst der Oszillationskraftgenerator der elektromagnetischen Art ein Oszillationselement, das aus einem Magnetmaterial hergestellt ist, das axial gegenüberliegend zu den offenen Endseiten des inneren und äußeren Wandabschnitts des Jochelements angeordnet ist mit einen gegebenen axialen Abstand dazwischen. Bei diesem Zustand wird die Spule so erregt, dass der Oszillationskraftgenerator eine elektromagnetische Kraft erzeugt zwischen dem Oszillationselement und dem Jochelement in ihrer axialen Richtung. Diese elektromagnetische Kraft wirkt auf das Oszillationselement als eine axiale Oszillationskraft, die eine axiale Hin- und Herbewegung des Oszillationselements erzeugt.

Dieser Oszillationskraftgenerator der elektromagnetischen Art ermöglicht eine sehr genaue Steuerung der Oszillationskraft bezüglich ihrer Frequenz, Phase oder dergleichen durch Steuern des an die Spule angelegten elektrischen Stroms. Des Weiteren ist der Oszillationskraftgenerator der elektromagnetischen Art in der Lage, eine ausreichend große Oszillationskraft zu erzeugen im Vergleich mit dem Oszillationskraftgenerator der Stimmenspulenart.

Bei dem herkömmlichen Oszillationskraftgenerator der elektromagnetischen Art sind jedoch die Polseiten des Jochelements und das oszillierende Element angeordnet, um direkt einander gegenüberzuliegen in einer Richtung, in der diese beiden Elemente relativ zueinander versetzt werden, das heißt in ihrer axialen Richtung mit dem vorgegebenen axialen Abstand dazwischen. Bei dieser Anordnung wird der Betrag der durch den Oszillationskraftgenerator erzeugten Oszillationskraft beträchtlich beeinflusst durch einen Abstandsbetrag zwischen dem Jochelement und dem Oszillationselement. Deshalb kann eine leichte Differenz einer Anfangsposition des Oszillationselements relativ zu dem Jochelement einen Fehler beim Erzeugen der gewünschten Oszillationskraft verursachen und einen resultierenden Fehler beim Ausüben einer ausreichenden Vibrationsdämpfungswirkung. Somit ist der herkömmliche Oszillationskraftgenerator nicht in der Lage, eine gewünschte Dämpfungseigenschaft stabil zu erzeugen.

Deshalb besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Schaffung eines Oszillationskraftgenerators für eine Vibrationsdämpfungsvorrichtung der aktiven Art, wobei der Generator in seiner Bauweise neu ist und in der Lage ist, eine ausreichend große Oszillationskraft einfach und stabil aufzubringen, während eine Frequenzsteuerung der Oszillationskraft leicht und mit hoher Genauigkeit gewährleistet wird.

Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Vibrationsdämpfungsvorrichtung der aktiven Art, die eine neue Bauweise hat und in der Lage ist, eine gewünschte Vibrationsdämpfungswirkung mit Effizienz und hoher Stabilität zu haben, selbst wenn eine Anfangslast auf die Vibrationsdämpfungsvorrichtung wirkt, wobei die Vibrationsdämpfungsvorrichtung an einem gewünschten Objekt eingebaut ist, dessen Vibration zu dämpfen ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann gelöst werden gemäß dem folgenden ersten bis sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung, während das zusätzliche Merkmal der Erfindung gelöst wird gemäß dem siebten und achten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Jedes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nummeriert wie die beigefügten Ansprüche und hängt von dem anderen Ausführungsbeispiel oder Ausführungsbeispielen ab, um geeignete mögliche Kombinationen von Elementen oder technische Merkmale der Erfindung anzudeuten. Es ist jedoch verständlich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele der Erfindung beschränkt ist und Kombinationen der technischen Merkmale, sondern auf andere Weise erkannt werden kann auf der Grundlage des Kerns der vorliegenden Erfindung, der in der gesamten Beschreibung und den Zeichnungen offenbart ist, oder erkannt werden kann durch den Fachmann angesichts der Offenbarung der gesamten Beschreibung und den Zeichnungen.

Ein Oszillationskraftgenerator für einen Vibrationsdämpfer der aktiven Art mit: (a) einem Jochelement, das aus einem magnetischen Material hergestellt ist und eine runde Nut hat, die nach einer von axial entgegengesetzten Endseiten offen ist, so dass das Jochelement einen inneren und einen äußeren Umfangswandabschnitt hat, die zusammenwirken, um teilweise die runde Nut zu definieren; (b) einer Spule, die in der runden Nut des Jochelements angeordnet ist, wobei die Spule erregt wird durch einen elektrischen Strom, der an diese angelegt wird, so dass ein Magnetkreis um die Spule herum gebildet wird, und dass der innere und äußere Umfangswandabschnitt des Jochelements magnetisiert wird mit jeweils entgegengesetzten Magnetpolen bei dessen offenen Endabschnitten; und (c) einem oszillierenden Element, das aus einem magnetischen Material hergestellt ist und gegenüber der einen Endseite des Jochelements in der axialen Richtung des Jochelements mit einem vorgegebenen axialen Abstand dazwischen angeordnet ist, wobei das oszillierende Element einen inneren und einen äußeren Umfangsabschnitt hat, die sich am Nähesten bei den offenen Endabschnitten des inneren und äußeren Umfangswandabschnitts des Jochelements jeweils befinden, wobei die Spule erregt wird zum Erzeugen einer magnetischen Kraft, die auf das oszillierende Element wirkt, so dass eine oszillierende Kraft erzeugt wird zwischen dem oszillierenden Element und dem Jochelement in der axialen Richtung, wobei zumindest einer der offenen Endabschnitte des inneren und äußeren Umfangswandabschnitts des Jochelements direkt gegenüberliegend ist in der axialen Richtung dem inneren und/oder äußeren Umfangsabschnitt des oszillierenden Elements, während zumindest der andere offene Endabschnitt des inneren und äußeren Umfangswandabschnitts einen ersten Umfangskantenabschnitt hat, der sich am Nähesten an einem zweiten Umfangskantenabschnitt des inneren und/oder äußeren Umfangsabschnitts des oszillierenden Elements befindet, wobei der erste und zweite Umfangskantenabschnitt voneinander versetzt sind in einer zu der axialen Richtung senkrechten Richtung, während sie einander gegenüberliegen in einer zu der axialen Richtung geneigten Richtung.

Bei dem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel (1) dieser Erfindung wie vorstehend beschrieben aufgebauten Oszillationskraftgenerator wird die Spule erregt durch Anlegen eines elektrischen Stroms daran, wodurch das Magnetfeld gebildet wird zwischen den gegenüberliegenden Magnetpolen des Jochelements. Das innerhalb diesem Magnetfeld angeordnete Oszillationselement wird der Magnetkraft so ausgesetzt, dass das Oszillationselement angezogen wird oder betätigt durch die Magnetkraft oder die Anziehung. Bei dieser Anordnung kann das Oszillationselement mit einer gewünschten Frequenz oszillieren durch geeignetes Regulieren der Frequenz des elektrischen Stroms, der an die Spule angelegt ist.

Das Jochelement hat gegenüberliegende Magnetpole bei jeweils offenen Endabschnitten seiner inneren und äußeren Umfangswandabschnitte. Zumindest einer der gegenüberliegenden Magnetpole liegt direkt dem entsprechenden inneren und/oder äußeren Umfangsabschnitt des Oszillationselements in einer Richtung gegenüber, in der das Oszillationselement versetzt wird, das heißt in der axialen Richtung, während zumindest der andere gegenüberliegende Magnetpol dem entsprechenden zweiten Umfangskantenabschnitt des Oszillationselements gegenüberliegt in der Richtung, die bezüglich der axialen Richtung geneigt ist (die nachfolgend als eine "axial geneigte Richtung" bezeichnet wird). Bei dieser Anordnung wird eine ausreichend große Magnetkraft oder Anziehung erzeugt zwischen den Magnetpolen des Jochelements und den entsprechenden Abschnitten des Oszillationselements, die den Magnetpolen in der axialen Richtung direkt gegenüberliegen. Andererseits wird zwischen den Magnetpolen und den entsprechenden Abschnitten des Oszillationselements, die den Magnetpolen in der axial geneigten Richtung gegenüberliegen, eine Magnetkraft erzeugt, die auf das oszillierende Element in der axial geneigten Richtung wirkt, wodurch eine Reduktion der Änderung des Betrags der Magnetkraft ermöglicht wird, die auf das Oszillationselement aufgebracht wird bezüglich einer Änderung des axialen Abstands zwischen dem Jochelement und dem oszillierenden Element.

Der Oszillationskraftgenerator des ersten Ausführungsbeispiels (1) der vorliegenden Erfindung ist in der Lage, die Änderung der Oszillationskraft zu reduzieren aufgrund von Abmessungsfehlern zwischen dem Joch und seinen oszillierenden Elementen, und ist in der Lage, eine gewünschte Oszillationskraft mit Effektivität und Stabilität zu haben durch Regulieren des daran angelegten elektrischen Stroms. Der vorliegende Oszillationskraftgenerator kann angewandt werden auf Vibrationsdämpfungsvorrichtungen der aktiven Art für Kraftfahrzeuge, wie beispielsweise ein aktiver Vibrationsdämpfer. Dabei kann die Vibrationsdämpfungsvorrichtung eine gewünschte Vibrationsdämpfungswirkung mit hoher Stabilität haben. Es soll beachtet werden, dass mit "der Magnetpol, der dem entsprechenden Abschnitt des Oszillationselements direkt gegenüberliegt" der Magnetpol und der entsprechende Abschnitt des Oszillationselements gemeint sind, die einander gegenüberliegen in der axialen Richtung, während sie nicht gegenseitig in der zu der axialen Richtung senkrechten Richtung versetzt sind. Zwischen dem Jochelement und dem oszillierenden Element kann ein elastisches Element zum elastischen Stützen des Oszillationselements auf dem Jochelement derart angeordnet sein, dass das Oszillationselement versetzbar ist relativ zu dem Jochelement, und ein Pufferelement zum Begrenzen einer Stoßabsorptionsart eines Bewegungsbetrags des Oszillationselements bezüglich dem Jochelement wie erforderlich.

(2) Oszillationskraftgenerator nach dem vorstehenden Ausführungsbeispiel (1), wobei das oszillierende Element axial versetzbar ist zu dem Jochelement hin bis der erste Umfangskantenabschnitt des Jochelements und der zweite Umfangskantenabschnitt des oszillierenden Elements sich einander überschneiden in der zu der axialen Richtung senkrechten Richtung ohne Anliegen aneinander in der axialen Richtung.

Bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel (2) kann der Oszillationskraftgenerator eine ausreichend große Oszillationskraft mit hoher Effizienz und Stabilität erzeugen, wodurch die Änderung des Betrags der Oszillationskraft aufgrund der Änderung des relativen Abstands zwischen dem Oszillationselement und dem Jochelement reduziert wird.

(3) Oszillationskraftgenerator nach dem vorstehenden Ausführungsbeispiel (1) oder (2), Oszillationsgenerator nach Anspruch 1, wobei der erste und zweite Kantenabschnitt teilweise definiert sind durch eine erste und zweite zylindrische Fläche jeweils, wobei die erste und zweite zylindrische Fläche sich in der axialen Richtung erstreckt und benachbart sind zueinander, wobei die erste und zweite zylindrische Fläche derart dimensioniert sind, dass die erste und zweite zylindrische Fläche zusammenwirken, um dazwischen einen Spalt in einer Projektion in der axialen Richtung gesehen zu definieren.

Bei dem Oszillationskraftgenerator gemäß dem Ausführungsbeispiel (3) der Erfindung ermöglicht das Vorsehen der ersten und zweiten zylindrischen Fläche eine wirksame und stabile Erzeugung der Magnetkraft oder Anziehung, die erzeugt wird zwischen dem ersten und zweiten Umfangskantenabschnitt, die sich entlang der ersten und zweiten zylindrischen Fläche erstrecken, während sie gegenseitig gegenüberliegen in der axial geneigten Richtung und gegenseitig voneinander versetzt sind in der zu der axialen Richtung senkrechten Richtung.

(4) Oszillationskraftgenerator nach einem der vorstehenden Ausführungsbeispiele (1) bis (3), wobei ein Abstand zwischen dem ersten und zweiten Kantenabschnitt, die einander gegenüberliegen in der bezüglich der axialen Richtung geneigten Richtung, nicht größer ist als ein Abstand zwischen zumindest einem der offenen Endabschnitte des inneren und äußeren Umfangswandabschnitts des Jochelements und dem inneren und/oder äußeren Umfangsabschnitt des beweglichen Elements, die einander gegenüberliegen in der axialen Richtung.

Der Oszillationskraftgenerator gemäß dem vorstehenden Ausführungsbeispiel (4) ermöglicht eine Reduktion mit verbesserter Effizienz der Änderung des Betrags der Oszillationskraft aufgrund der Änderung des Abstands zwischen dem Joch und dem Oszillationselement. Bei der Kombination der Ausführungsbeispiele (3) und (4) ist es insbesondere vorzuziehen, dass der Wert der Differenz zwischen dem Radius der äußeren und inneren Umfangsfläche kleiner hergestellt ist als der Wert des axialen Abstands zwischen der oberen Endseite des inneren und/oder äußeren zylindrischen Wandabschnitts 26, 28 und des entsprechenden inneren und äußeren Umfangsabschnitts des Oszillationselements in der axialen Richtung.

(5) Oszillationskraftgenerator nach einem der vorstehenden Ausführungsbeispiele (1) bis (4), wobei der innere Umfangswandabschnitt des Jochelements axial nach außen vorsteht von dem offenen Endabschnitt des äußeren Umfangswandabschnitts des Jochelements, während das oszillierende Element eine zentrale Vertiefung hat, die offen ist bei einer von axial entgegengesetzten Endseiten des oszillierenden Elements, das dem Jochelement axial gegenüberliegt, und die einen größeren Innendurchmesser hat als ein Durchmesser des inneren Umfangswandabschnitts des Jochelements, wobei die eine axiale Endseite des oszillierenden Elements bei ihrem äußeren Umfangsabschnitt dem offenen Endabschnitt des äußeren Umfangswandabschnitts des Jochelements direkt gegenüberliegt, während sie bei dem zweiten Umfangskantenabschnitt, der bei einem offenen Endabschnitt der zentralen Vertiefung ausgebildet ist, dem ersten Umfangskantenabschnitt gegenüberliegt, der ausgebildet ist bei dem offenen Endabschnitt des inneren Umfangswandabschnitts in der zu der axialen Richtung geneigten Richtung, wobei die zentrale Vertiefung eine Bodenfläche hat, die in der axialen Richtung dem offenen Endabschnitt des inneren Umfangswandabschnitts des Jochelements mit einem axialen Abstand dazwischen direkt gegenüberliegt, wobei der axiale Abstand größer eingerichtet ist als der Abstand zwischen dem zweiten Umfangskantenabschnitt und dem ersten Umfangskantenabschnitt in der zu der axialen Richtung geneigten Richtung.

Diese Anordnung ermöglicht auf wirksame Weise die Bildung zwischen dem Joch und den oszillierenden Elementen sowohl eines Paars Abschnitte, die in der axialen Richtung einander gegenüberliegen, um dazwischen die magnetische Anziehung in der axialen Richtung zu erzeugen, als auch eines Paars Abschnitte, die einander gegenüberliegen in der axial geneigten Richtung, um dazwischen die magnetische Anziehung in der axial geneigten Richtung zu erzeugen.

(6) Oszillationskraftgenerator nach einem der vorstehenden Ausführungsbeispiele (1) bis (5), wobei der innere Umfangswandabschnitt des Jochelements axial nach außen vorsteht von dem offenen Endabschnitt des äußeren Umfangswandabschnitts des Jochelements, während das oszillierende Element eine erste zentrale Vertiefung hat, die offen ist bei einer von axial entgegengesetzten Endseiten des oszillierenden Elements, die dem Jochelement axial gegenüberliegt, und die einen Innendurchmesser hat, der größer ist als ein Außendurchmesser des äußeren Umfangswandabschnitts des Jochelements, wobei die erste zentrale Vertiefung bei ihrem offenen Endabschnitt den zweiten Umfangskantenabschnitt hat, wobei der zweite Umfangskantenabschnitt dem ersten Umfangskantenabschnitt gegenüberliegt, der bei einem radial äußeren Umfangskantenabschnitt des äußeren Umfangswandabschnitts des Jochelements ausgebildet ist in der zu der axialen Richtung geneigten Richtung, während eine Bodenfläche der ersten zentralen Vertiefung gegenüberliegend ist dem offenen Endabschnitt des äußeren Umfangswandabschnitts in der axialen Richtung mit einem axialen Abstand dazwischen, wobei der axiale Abstand größer eingerichtet ist als ein Abstand zwischen dem zweiten Umfangskantenabschnitt und dem ersten Umfangskantenabschnitt in der zu der axialen Richtung geneigten Richtung, wobei die erste zentrale Vertiefung eine zweite zentrale Vertiefung hat, die offen ist in einer Bodenfläche der ersten zentralen Vertiefung, wobei die zweite zentrale Vertiefung einen größeren Innendurchmesser als der Durchmesser des inneren Umfangswandabschnitts des Jochelements hat und den zweiten Umfangskantenabschnitt bei ihrem offenen Endabschnitt hat, wobei der zweite Umfangskantenabschnitt der zweiten Vertiefung dem ersten Umfangskantenabschnitt gegenüberliegt, der in dem offenen Endabschnitt des inneren Umfangswandabschnitts des Jochelements in der zu der axialen Richtung geneigten Richtung ausgebildet ist, während eine Bodenfläche der zweiten zentralen Vertiefung in der axialen Richtung dem offenen Endabschnitt des inneren Umfangswandabschnitts direkt gegenüberliegt mit einem axialen Abstand dazwischen, wobei der axiale Abstand größer eingerichtet ist als ein Abstand zwischen dem zweiten Umfangskantenabschnitt und dem ersten Umfangskantenabschnitt in der zu der axialen Richtung geneigten Richtung.

Bei dem Oszillationskraftgenerator gemäß dem vorstehenden Ausführungsbeispiel (6) sind das Joch und die oszillierenden Elemente axial direkt einander gegenüberliegend sowohl ihrer inneren als auch äußeren Umfangsabschnitte jeweils, so dass die Magnetkraft oder Anziehung ausreichend erzeugt wird in der axialen Richtung zwischen dem Joch und den oszillierenden Elementen. Zusätzlich haben das Joch und die oszillierenden Elemente erste und zweite Umfangskantenabschnitte, die einander gegenüberliegend sind in der geneigten Richtung bezüglich der axialen Richtung sowohl ihrer inneren als auch äußeren Umfangsabschnitte, was zu einer weiteren Reduktion der Änderung des Betrags der Oszillationskraft führt bezüglich der Änderung der Anfangsposition des Oszillationselements relativ zu dem Jochelement.

(7) Vibrationsdämpfer der aktiven Art mit: einem Montageelement, das anbringbar ist an einen Objektkörper, dessen Vibration zu dämpfen ist; einem Masseelement; einem elastischen Körper, der auf elastische Weise das Masseelement mit dem Montageelement verbindet; und einem Stellglied zum Oszillieren des Masseelements einschließlich eines Oszillationskraftgenerators nach dem vorstehenden Ausführungsbeispiel (1), wobei der Oszillationskraftgenerator in dem Vibrationsdämpfer derart untergebracht ist, dass das Jochelement starr gestützt ist durch das Montageelement, während das oszillierende Element starr befestigt ist an dem Masseelement, so dass der Oszillationskraftgenerator die Oszillationskraft auf das Masseelement aufbringt.

Bei dem Vibrationsdämpfer, der gemäß dem vorstehenden Ausführungsbeispiel (7) aufgebaut ist, wird der Oszillationskraftgenerator, der gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, als ein Stellglied eingesetzt, so dass das Stellglied eine gewünschte Oszillationskraft mit hoher Stabilität hat, während die Änderung der Oszillationskraft aufgrund der Änderung der Positionen des Oszillations- und des Jochelements relativ zueinander reduziert wird. Demgemäß kann der Vibrationsdämpfer auf wirksame Weise eine gewünschte Vibrationsdämpfungswirkung mit hoher Stabilität haben. Beispielsweise ist der vorliegende Vibrationsdämpfer in der Lage, eine gewünschte Oszillationskraft mit hoher Stabilität zu erzeugen, selbst wenn die statistische Last auf den Vibrationsdämpfer mit dem zwischen den Elementen des Vibrationssystems eingebauten Vibrationsdämpfer wirkt, dessen Vibration zu dämpfen ist, und die Positionen des Jochs und der oszillierenden Elemente relativ zueinander demgemäß geändert werden.

(8) Vibrationsdämpfer der aktiven Art nach dem vorstehenden Ausführungsbeispiel (7), der des Weiteren eine Führungsstange aufweist, die an dem Jochelement fixiert ist, um sich axial nach außen zu erstrecken von dem Jochelement zu dem Masseelement hin, wobei das Masseelement eine Durchgangsöffnung hat, durch die diese Führungsstange sich erstreckt in ihrer axialen Richtung, so dass das Masseelement radial auswärts von der Führungsstange angeordnet ist, während es hin und her beweglich ist in der axialen Richtung der Führungsstange.

Gemäß dem Vibrationsdämpfer des vorstehenden Ausführungsbeispiels (8) gewährleistet das Vorsehen der Führungsstange eine Hin- und Herbewegung des Masseelements in der axialen Richtung, während eine irreguläre Versetzung des Masseelements vermieden wird, was zu einer hervorragenden Vibrationsdämpfungswirkung mit hoher Stabilität führt. Diese Führungsstange kann auch aufgebaut sein als ein Fail-Safe- System (im Fehlerfalle sicher) zum Verhindern, dass sich das Masseelement von dem Jochelement ablöst, oder kann alternativ angewandt werden als ein Element zum Stützen oder Fixieren des elastischen Elements, das das Masseelement auf dem Jochelement auf elastische Weise stützt.

Die vorstehende und optionale Aufgaben, Merkmale, Vorteile und technische Bedeutung der vorliegenden Erfindung wird besser verständlich durch Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung der momentan bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung beim Betrachten im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen.

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht eines Längsschnitts eines Vibrationsdämpfers, der gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;

Fig. 2 zeigt eine Bodendraufsicht eines Masseelements als ein Jochelement, das bei dem Vibrationsdämpfer von Fig. 1 verwendet wird;

Fig. 3 zeigt eine Oberdraufsicht einer metallischen Feder als ein elastischer Körper, der bei dem Vibrationsdämpfer der Fig. 1 verwendet wird;

Fig. 4 zeigt eine vergrößerte Teilansicht eines grundsätzlichen Teils des Vibrationsdämpfers von Fig. 1;

Fig. 5 zeigt einen Verlauf von Ausgangseigenschaften einer Oszillationskraft, die bei dem Vibrationsdämpfer von Fig. 1 gemessen wird, zusammen mit der, die gemäß einem Vergleichsbeispiel bei einem Dämpfer gemessen wird;

Fig. 6 zeigt eine vergrößerte Teilansicht eines grundsätzlichen Teils eines herkömmlichen Vibrationsdämpfers;

Fig. 7 zeigt eine Draufsicht eines Längsschnitts auf schematische Weise eines Oszillationskraftgenerators, der gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;

Fig. 8 zeigt eine Draufsicht eines Längsschnitts auf schematische Weise eines Oszillationskraftgenerators, der gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;

Fig. 9 zeigt eine Draufsicht eines Längsschnitts auf schematische Weise eines Oszillationskraftgenerators, der gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;

Fig. 10 zeigt eine Draufsicht eines Längsschnitts auf schematische Weise eines Oszillationskraftgenerators, der gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;

Fig. 11 zeigt eine Draufsicht eines Längsschnitts auf schematische Weise eines Oszillationskraftgenerators, der gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist; und

Fig. 12 zeigt eine Draufsicht eines Längsschnitts auf schematische Weise eines Oszillationskraftgenerators, der gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist.

In Fig. 1 ist ein Vibrationsdämpfer 10 gezeigt, der gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Der Vibrationsdämpfer 10 umfasst ein Montageelement 14, das an einem Vibrationskörper 12, wie beispielsweise einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs anbringbar ist, und ein Masseelement 16, das elastisch verbunden ist mit dem Montageelement 14 über einen elastischen Körper in der Gestalt eines Paares Metallfedern 18a, 18b, die zwischen dem Montageelement 14 und dem Masseelement 16 zwischengesetzt sind. Das heißt, dass der Vibrationsdämpfer 10 ein Vibrationssystem bildet, wobei das Masseelement 16 als ein Massesystem dient und die Metallfedern 18a, 18b als ein Federsystem dienen. Der Vibrationsdämpfer 10 umfasst des Weiteren eine Spule 20, die starr befestigt ist an dem Montageelement 14. Die Spule 20 wird erregt durch Anlegen eines elektrischen Wechselstroms oder eines pulsierenden elektrischen Stroms, um eine magnetische Kraft zu erzeugen, die auf das Masseelement 16 wirkt zum Versetzen des Masseelements relativ zu dem Montageelement 14 oder der Spule 20. Das heißt, dass das Montageelement 14 und die Spule 20, die an dem Montageelement 14 befestigt ist, ein Stellglied 23 bilden als ein Oszillationskraftgenerator. Bei dem dynamischen Dämpfer 10 wird die Oszillation des Masseelements 16 auf wirksame Weise gesteuert durch das Stellglied 23, um dadurch die Vibration des vibrierenden Körpers 12 auf aktive Weise zu dämpfen oder zu reduzieren. Der dynamische Dämpfer 10 ist angeordnet, um eine hervorragende Vibrationsdämpfungswirkung bezüglich einer Vibrationslast hauptsächlich in der Vertikalrichtung in der Ansicht in Fig. 1 zu haben. Bei der folgenden Beschreibung bedeutet eine obere und untere Seite oder eine Richtung die obere und untere Seite oder Richtung in der Ansicht in Fig. 1.

Genauer beschrieben ist das Montageelement 14 aus einem ferromagnetischen Material wie beispielsweise Eisen hergestellt. Das Montageelement 14 ist ein im Allgemeinen zylindrisches Blockelement und hat eine runde Nut 22, die bei einem radialen Zwischenabschnitt desselben ausgebildet ist, um sich kontinuierlich zu erstrecken in der Umfangsrichtung des Montageelements 14, während sie eine vorgegebene Breite hat. Die runde Nut 22 ist in der axialen oberen und unteren Seite des Montageelements 14 offen. Bei dem Vorsehen der runden Nut 22 umfasst das Montageelement 14 einen Bodenwandabschnitt 24 mit einer scheibenartigen Form, einen inneren Umfangswandabschnitt 26 mit einer zylindrischen Stangenform, der radial innerhalb der runden Nut 22 angeordnet ist, während er einstückig daran ausgebildet ist und axial auswärts oder aufwärts von dem zentralen Abschnitt der axial oberen Endseite des Bodenwandabschnitts 24 vorsteht, und einen hohlen zylinderförmigen äußeren Umfangswandabschnitt 28 mit einer hohlen zylindrischen Form, die sich radial außerhalb der runden Nut 22 befindet, während sie einstückig ausgebildet ist daran und axial nach außen oder aufwärts vorsteht von dem Umfangsabschnitt der axial oberen Endseite des Bodenwandabschnitts 24. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat der innere Umfangswandabschnitt 26 eine axiale Länge, die größer ist als die des äußeren Umfangswandabschnitts 28, so dass eine vorstehende Endseite 30 des inneren Umfangswandabschnitts 26 sich axial aufwärts befindet bezüglich einer vorstehenden Endseite 32 des äußeren Umfangswandabschnitts 28. Das Montageelement 14 hat des Weiteren eine Gewindeöffnung 33, die in einen zentralen Abschnitt der axialen unteren Endseite des Montageelements 14 mündet. Das Montageelement 14 ist auf dem vibrationsfähigen Körper 12 überlagert mit seiner unteren Endseite und an den vibrationsfähigen Körper 12 durch einen Fixierbolzen 35 befestigt, der in die Gewindeöffnung 33 eingeschraubt ist.

In der runden Nut 22 ist eine Spule 20 untergebracht, die über einen Spulenkern 34 aufgewickelt ist, der aus einem nichtmagnetischen Material hergestellt ist, so dass die Spule in der Umfangsrichtung der Nut 22 gewickelt ist, um sich entlang einem Umfang des inneren Umfangswandabschnitts 26 zu erstrecken. Ein Leitungsdraht 38 zum Anlegen eines elektrischen Stroms an die Spule 20 erstreckt sich von der Spule 20 zu einen äußeren Bereich über eine Durchgangsöffnung 40, die durch den äußeren Umfangswandabschnitt 28 des Montageelements 14 hindurch ausgebildet ist.

Beim Anlegen eines geeignet gesteuerten elektrischen Stroms an die Spule 20 über den Leitungsdraht 38 werden Magnetlinien einer Kraft um die Spule 20 herum erzeugt. Da das Montageelement 14 aus einem ferromagnetischen Material hergestellt ist, wie vorstehend beschrieben ist, treten diese Magnetlinien einer Kraft durch das Montageelement 14 hindurch. Dies bedeutet, dass das Montageelement 14 als ein Jochelement bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dient. Bei dem Montageelement 14, das als das Jochelement dient, wirken der innere und äußere Umfangswandabschnitt 26, 28 und der Bodenwandabschnitt 24 zusammen, die um die Spule 20 herum angeordnet sind, um einen Magnetkreis oder eine Bahn zu bilden. Dieser Magnetkreis ist offen in der axial oberen Endseite des Montageelements 14, wodurch die beiden Endseiten des Magnetkreises sich bei den axial oberen Endseiten des inneren und äußeren Umfangswandabschnitts jeweils befinden. Das heißt, dass die vorstehenden Endseiten 30, 32 des inneren und äußeren Umfangswandabschnitts 26, 28 jeweils entgegengesetzte Magnetpole haben.

Das Montageelement 14 umfasst des Weiteren eine Führungsstange 42, die starr an der vorstehenden Endseite 30 ihrer inneren Umfangswandabschnitte 26 befestigt ist. Diese Führungsstange 42 ist ein Stangenelement mit einem konstanten Durchmesser und einer kreisförmigen Form im Querschnitt. Die Führungsstange 42 ist bei einem ihrer axial entgegengesetzten Endabschnitte in eine Fixieröffnung 44 eingepresst, die bei einem zentralen Abschnitt der vorstehenden Endseite 30 des inneren Umfangswandabschnitts 26 offen ist, so dass die Führungsstange 42 in einer koaxialen Beziehung mit dem inneren Umfangswandabschnitt 26 angeordnet ist und sich axial nach außen oder aufwärts von diesem erstreckt. Die Führungsstange 42 trägt eine scheibenartige Stützplatte 46, die einstückig ausgebildet ist bei ihrem anderen Endabschnitt. Die Stützplatte 46 erstreckt sich im Allgemeinen in eine zu der axialen Richtung der Führungsstange 42 senkrechte Richtung.

Das Masseelement 16 ist ein im Allgemeinen zylindrisches Blockelement mit einer relativ großen Wanddicke. Das Masseelement 16 hat eine Durchgangsöffnung 47, die sich durch seinen zentralen Abschnitt in seiner axialen Richtung erstreckt. Die Führungsstange 42 ist in die Durchgangsöffnung 47 so eingesetzt, dass das Masseelement radial auswärts der Führungsstange 42 angeordnet ist. Die Durchgangsöffnung 47 des Masseelements 16 hat einen Durchmesser, der größer als jener der Führungsstange 42 ist, wodurch eine axiale Versetzung des Masseelements 16 ermöglicht wird, während ein gegenseitiger Kontakt zwischen dem Masseelement 16 und der Führungsstange 42 vermieden ist. Das Material des Masseelements 16 ist nicht besonders beschränkt, kann aber vorzugsweise ausgewählt sein aus Materialien mit einer hohen Dichte, insbesondere Materialien mit einer höheren Dichte als die von Wasser, wie beispielsweise Metall. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Masseelement 16 einstückig aus einem ferromagnetischen Material ausgebildet, wie beispielsweise Eisen über seinen gesamten Körper.

Das Masseelement 16 hat einen Außendurchmesser, der größer als der des Montageelements 14 ist. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, die eine Bodendraufsicht des Masseelements 16 darstellt, hat das Masseelement 16 eine erste unterseitige Vertiefung 48, die eine im Allgemeinen zylindrische Form hat und bei ihrer axialen unteren Endseite offen ist. Die zylindrische innere Umfangsfläche der ersten unteren Vertiefung 48 hat einen etwas größeren Durchmesser als der Außendurchmesser des äußeren Umfangswandabschnitts 28 des Montageelements 14. Das Masseelement 16 hat des Weiteren eine zweite untere Vertiefung 50, die auch eine im Allgemeinen zylindrische Form hat und bei dem zentralen Abschnitt der Bodenfläche der ersten unteren Vertiefung 48 offen ist. Die zylindrische innere Umfangsfläche der zweiten unteren Vertiefung 50 hat einen etwas größeren Durchmesser als der Außendurchmesser des inneren Umfangswandabschnitts 26 des Montageelements 14. Die erste und zweite untere Vertiefung 48, 50 sind in einer koaxialen Beziehung zueinander auf der Achse des Masseelements 16 angeordnet und sind zu dem Montageelement 14 hin offen. Das Masseelement 16 hat eine erste und zweite obere Vertiefung 52, 54, die jeweils der ersten und zweiten unteren Vertiefung 48, 50 entsprechen. Die erste und zweite obere Vertiefung 52, 54 sind so dimensioniert, dass sie eine axiale Länge haben, die kleiner hergestellt ist als die ersten und zweiten unteren Vertiefung 48, 50.

Der Vibrationsdämpfer 10 hat ein Paar oberer und unterer Metallfedern 18a, 18b als den elastischen Körper. Die oberen metallische Feder 18a ist zwischen der axialen oberen Endseite des Masseelements 16 und der Stützplatte 46 der Führungsstange 42 angeordnet. Andererseits ist die untere metallische Feder 18b angeordnet zwischen der axialen unteren Endseite des Masseelements 16 und der axial oberen Endseite des Spulenkerns 34. Jede der metallischen Federn 18a, 18b kann eine Scheibenfeder sein, die aus einem nichtmagnetischen Material, wie beispielsweise Edelstahl oder einer Aluminiumlegierung hergestellt ist. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, besteht jede metallische Feder 18 aus einem runden Montageabschnitt 56 und einer Vielzahl von elastischen Plattenabschnitten 58 (sechs Plattenabschnitte bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel), die einstückig ausgebildet sind bei den jeweiligen Umfangspositionen des äußeren Umfangsabschnitts des runden Montageabschnitts 56, um sich radial auswärts zu erstrecken in einer flachen Plattenform. Die elastischen Plattenabschnitt 58 sind gleichmäßig voneinander beabstandet in der Umfangsrichtung des runden Montageabschnitts 58 mit einem konstanten Winkelintervall.

Die untere metallische Feder 18b ist angeordnet zwischen dem Masseelement 16 und dem Spulenkern 34, so dass der runde Montageabschnitt 56 radial auswärts des inneren Umfangswandabschnitts 26 angeordnet ist und überlagert ist an der axial oberen Endseite des Spulenkerns 34. Bei diesem Zustand ist die untere metallische Feder 18b geeignet positioniert relativ zu dem Montageelement 14 in der zu der axialen Richtung senkrechten Richtung. Jeder der elastischen Plattenabschnitte 58 erstreckt sich zu der Innenseite der ersten unteren Vertiefung 48 und wird in Kontakt gehalten bei seiner radial auswärtigen Endseite mit der Umfangsecke, die definiert ist durch die zylindrische innere Umfangsfläche und die Bodenfläche der ersten unteren Vertiefung 48, so dass die untere metallische Feder 18b wirksam positioniert ist relativ zu dem Masseelement 16 in der zu der axialen Richtung senkrechten Richtung.

Andererseits ist die obere metallische Feder 18b angeordnet zwischen dem Masseelement 16 und der Stützplatte 46 der Führungsstange 42, so dass der runde Montageabschnitt 56 radial außerhalb eines im Allgemeinen zylindrischen Nabenabschnitts 60 angeordnet ist, der ausgebildet ist in der axial unteren Endseite der Stützplatte 46. Bei diesem Zustand ist die obere metallische Feder 18a wirksam positioniert relativ zu dem Montageelement 14 in der zu der axialen Richtung senkrechten Richtung über die Führungsstange 42. Jeder der elastischen Plattenabschnitte 58 erstreckt sich zu der Innenseite der ersten oberen Vertiefung 52 und ist in Kontakt gehalten bei seiner radial auswärtigen Endseite mit der Umfangsecke, die definiert ist durch die zylindrische innere Umfangsfläche und die Bodenfläche der ersten oberen Vertiefung 52, so dass die obere metallische Feder 18a wirksam positioniert ist relativ zu dem Masseelement 16 in der zu der axialen Richtung senkrechten Richtung.

Bei dem Vorsehen der oberen und unteren metallischen Feder 18a, 18b, die jeweils angeordnet sind an der axial oberen und unteren Endseite des Masseelements 16, ist das Masseelement 16 elastisch gestützt durch diese obere und untere metallische Feder 18a, 18b, so dass das Masseelement 16 durch die metallischen Federn 18a, 18b bei seiner ursprünglichen oder neutralen Position gehalten ist, das heißt, bei einem axialen Zwischenabschnitt der Führungsstange 42. Die elastische Verformung der metallischen Federn 18a, 18b ermöglicht, dass das Masseelement versetzt wird und oszilliert in der axialen Richtung. Diesbezüglich ist die elastische Kraft der metallischen Federn 18a, 18b geeignet eingestellt, so dass das Masseelement 16 bei seiner ursprünglichen Position gehalten ist aufgrund dem Gleichgewicht der elastischen Kraft der oberen und unteren metallischen Feder 18a, 18b, wenn keine magnetische Kraft auf das Masseelement 16 wirkt.

Das heißt, dass das Masseelement 16 wirksam gestützt und positioniert ist in der axialen Richtung durch die obere und untere metallische Feder 18a, 18b, wodurch ein stabiles Versetzen des Masseelements 16 in der axialen Richtung ermöglicht ist, während selbst ein gleitender Kontakt des Masseelements 16 mit der Führungsstange 42 vermieden wird. Wenn das Masseelement 16 einer beträchtlich großen Last in der zu der axialen Richtung senkrechten Richtung ausgesetzt wird, wird ein übermäßig großer Versetzungsbetrag des Masseelements 16 in der zu der axialen Richtung senkrechten Richtung auf sichere Weise vermieden oder beschränkt durch einen anliegenden Kontakt des Masseelements 16 an der Führungsstange 42.

Wenn das Masseelement 16 elastisch gestützt ist durch die obere und untere metallische Feder 18a, 18b, liegt die axial untere Endseite des Masseelements 16 den axial oberen Endabschnitten des inneren und äußeren Umfangswandabschnitts 26, 28 gegenüber in der axialen Richtung mit dem jeweiligen axialen Abstand dazwischen. Bei diesem Zustand wird die Spule erregt durch den elektrischen Strom, um dadurch eine magnetische Kraft um die Spule 20 herum zu erzeugen. Das Masseelement 16 wird der magnetischen Kraft ausgesetzt, was dazu führt, dass das Masseelement 16 durch die magnetische Kraft in der axialen Abwärtsrichtung angezogen wird. Beim Betrieb des Vibrationsdämpfers wird der an die Spule 20 angelegte elektrische Strom geeignet eingestellt auf der Grundlage eines geeigneten Steuersignals oder Signalen, so dass der Vibrationsdämpfer 10 eine gewünschte oszillierende Kraft an den vibrierenden Körper 12 anlegen kann, deren Frequenz, Phase und/oder Amplitude der der zu dämpfenden Vibration entspricht, das heißt der Vibration in dem vibrierenden Körper 12, wodurch auf aktive Weise die Vibration des vibrierenden Körpers 12 versetzt oder reduziert wird. Vorzugsweise kann das Steuersignal ein Signal sein, dessen Amplitude der der zu dämpfenden Vibration entspricht, die erfasst wird durch ein Beschleunigungsmessgerät oder einen Beschleunigungssensor oder alternativ ein Zündimpulssignal ist, das erfasst wird von der Brennkraftmaschine, wenn der Vibrationsdämpfer für ein Kraftfahrzeug verwendet wird.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das als das Jochelement dienende Montagelement 14 derart angeordnet, dass jede der axial oberen Endseiten des inneren und äußeren Umfangswandabschnitts 26, 28 sowohl einen "direkt gegenüberliegenden Abschnitt", der der Bodenfläche der entsprechenden unteren Vertiefung des Masseelements 16 gegenüberliegt, als auch einen "geneigten gegenüberliegenden Abschnitt" umfasst, der in einer geneigten Richtung bezüglich der axialen Richtung (die nachfolgend als eine "axial geneigte Richtung" bezeichnet wird) dem Kantenabschnitt der entsprechenden Vertiefung des Masseelements 16 gegenüberliegt in einer geneigten Richtung bezüglich der axialen Richtung (die nachfolgend als eine "axial geneigte Richtung" bezeichnet wird).

In Fig. 4 steht der axial obere Endabschnitt des inneren Umfangswandabschnitts 26 in der axialen Richtung bei seiner vorstehenden Endseite 30 der Bodenfläche der zweiten unteren Vertiefung 50 des Masseelements 16 direkt gegenüber, während er bei seinem Umfangskantenabschnitt 31 als ein erster Umfangskantenabschnitt einem offenendigen Kantenabschnitt 51 der zweiten unteren Vertiefung 50 gegenüberliegt als ein zweiter Umfangskantenabschnitt in der axial geneigten Richtung. Andererseits liegt der axial obere Endabschnitt des äußeren Umfangswandabschnitts 28 bei seiner vorstehenden Endseite 32 der Bodenfläche der ersten unteren Vertiefung 48 in der axialen Richtung direkt gegenüber, während er bei seinem äußeren Umfangskantenabschnitt 29a als der erste Umfangskantenabschnitt einem offenendigen Kantenabschnitt 49 der ersten unteren Vertiefung 48 als der zweite Umfangskantenabschnitt in der axial geneigten Richtung gegenüberliegt.

Wenn die Spule 20 nicht erregt ist durch den elektrischen Strom, und das Masseelement 16 der magnetischen Kraft nicht ausgesetzt ist, wird das Masseelement 16 in der vorstehend angedeuteten ursprünglichen Position gehalten und ist positioniert relativ zu dem Montagelement 14 derart, dass der Abstand L1 in der axialen Richtung zwischen dem "direkt gegenüberliegenden Abschnitt" des inneren Umfangswandabschnitts 26 (das heißt der vorstehenden Endseite 30) und dem entsprechenden Abschnitt des Masseelements 16 (das heißt der Bodenfläche der zweiten unteren Vertiefung 50) nicht kleiner als der Abstand D1 ist in der axial geneigten Richtung zwischen dem geneigt gegenüberliegenden Abschnitt des inneren Umfangswandabschnitts 26 (das heißt Umfangskantenabschnitt 31) und dem entsprechenden Abschnitt des Masseelements 16 (das heißt dem offenendigen Kantenabschnitt 51 der zweiten unteren Vertiefung 50), und derart, dass der Abstand L2 in der axialen Richtung zwischen dem direkt gegenüberliegenden Abschnitt des äußeren Umfangswandabschnitts 28 (der vorstehenden Endseite 32) und dem Masseelement (das heißt der Bodenfläche der ersten unteren Vertiefung 48) nicht kleiner als der Abstand D2 ist in der axial geneigten Richtung zwischen dem geneigt gegenüberliegenden Abschnitt des äußeren Umfangswandabschnitts 28 (das heißt des äußeren Umfangskantenabschnitts 29a) und dem entsprechenden Abschnitt des Masseelements 16 (das heißt dem offenendigen Kantenabschnitt 49 der ersten unteren Vertiefung 48). Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erfüllen beispielsweise die vorstehend angedeuteten Abstände L1, L2, D1, D2 die folgenden Ungleichungen

L1 < D1, und

L2 < D2

Das Masseelement 16, das auf wünschenswerte Weise bei seiner ursprünglichen Position relativ zu dem Montageelement 14 wie vorstehend beschrieben positioniert ist, ist axial versetzbar zu dem Montageelement 14 hin und weg von diesem aufgrund der elastischen Verformung der metallischen Feder 18, 18. Wenn das Masseelement 16 axial versetzt wird zu dem Montageelement 14, werden die axial oberen Endabschnitte des inneren und äußeren Umfangswandabschnitts 26, 28 innerhalb der zweiten und ersten unteren Vertiefung 50, 48 jeweils platziert ohne Inkontakttreten mit dem Masseelement 16.

Bei dem wie vorstehend beschrieben aufgebauten Vibrationsdämpfer 10 wird die Spule 20 durch den elektrischen Strom so erregt, dass das Masseelement 16 der magnetischen Kraft ausgesetzt wird, die in dem Montageelement 14 erzeugt wird, wodurch das Masseelement 16 zu dem Montageelement 14 bewegt wird oder von diesem angezogen wird, das heißt in der axial abwärtigen Richtung in der Ansicht von Fig. 1 auf der Grundlage der darauf aufgebrachten magnetischen Kraft. Deshalb ist der Vibrationsdämpfer 10 in der Lage, auf wirksame Weise eine relativ große oszillierende Kraft zu haben im Vergleich mit dem herkömmlich verwendeten elektromagnetischen Stellglied, wie beispielsweise einer Stimmenspulenart. Des Weiteren sind sowohl die vorstehenden Endseiten 30, 32 des inneren und äußeren Umfangswandabschnitts 26, 28, die magnetisiert sind, wenn die jeweils entgegengesetzten Magnetpole erscheinen, den entsprechenden Abschnitten des Masseelements 16 in der axialen Richtung direkt gegenüberliegend. Diese Anordnung ist wirksam zum Erzeugen einer relativ großen magnetischen Anziehung, die auf das Masseelement 16 wirkt, so dass der Vibrationsdämpfer 10 eine ausreichend große oszillierende Kraft haben kann, um auf das Masseelement 16 mit hoher Effizienz aufgebracht zu werden.

Zusätzlich sind der Umfangskantenabschnitt 31 des inneren Umfangswandabschnitts 26 und der äußere Umfangskantenabschnitt 29a der äußeren Umfangswandabschnitte 28 den entsprechenden Kantenabschnitten 51, 49 des Masseelements 16 in der axial geneigten Richtung gegenüberliegend mit den jeweiligen Abständen D1, D2 dazwischen, die kleiner eingerichtet sind als die jeweiligen Abstände L1, L2 zwischen den vorstehenden Endseiten 30, 32 und den entsprechenden Abschnitten des Masseelements 16. Dies ermöglicht die Verminderung eines Änderungsbetrags der magnetischen Anziehung, die auf das Masseelement 16 wirkt bezüglich einer Änderung eines relativen Abstands zwischen dem Montageelement 14 und dem Masseelement 16, selbst wenn die Anfangsposition des Masseelements relativ zu dem Montageelement 14 auf unerwünschte Weise geändert oder variiert ist, und wenn das Masseelement 16 axial hin und her versetzt wird. Deshalb ist der Vibrationsdämpfer 10 in der Lage, eine gewünschte oszillierende Kraft mit hoher Stabilität zu erzeugen und hat demgemäß eine gewünschte Vibrationsdämpfungswirkung mit hoher Stabilität ungeachtet der Änderungen der Anfangsposition des Masseelements 16 relativ zu dem Montageelement 14.

Die vorstehend angedeutete Abnahme des Änderungsbetrags der magnetischen Anziehung bezüglich des Änderungsbetrags des relativen Abstands zwischen dem Montageelement 14 und dem Masseelement 16 kann verursacht werden aufgrund der folgenden technischen Gründe: Die jeweils entgegengesetzten Magnetpole, die in dem Umfangskantenabschnitt des inneren Umfangswandabschnitts 26 und des äußeren Umfangskantenabschnitts 29a des äußeren Umfangsendabschnitts 28 erzeugt werden, sind nämlich gegenüberliegend den entsprechend entgegengesetzten Magnetpolen, die in den jeweiligen offendendigen Kantenabschnitten 51, 49 der zweiten und ersten unteren Vertiefung 50, 48 des Masseelements 16 in der axial geneigten Richtung erzeugt werden, so dass axiale Komponenten der magnetischen Anziehung, die zwischen wechselseitig entgegengesetzten Magnetpolen in der geneigten axialen Richtung erzeugt werden, auf das Masseelement 16 als eine antreibende oder oszillierende Kraft in der axialen Richtung wirken.

Zusätzlich erstreckt sich einer der entgegengesetzten Magnetpole, die in dem Umfangskantenabschnitt 31 des inneren Umfangswandabschnitts 26 erzeugt werden, in der axial abwärtigen Richtung entlang einer zylindrischen äußeren Umfangsfläche 62 des inneren Umfangswandabschnitts 26, während der andere magnetische Pol, der in dem offenendigen Kantenabschnitt 51 der zweiten unteren Vertiefung 50 erzeugt wird, sich in der axial aufwärtigen Richtung erstreckt entlang einer zylindrischen inneren Umfangsfläche 68 der zweiten unteren Vertiefung 50. Somit werden wirksame entgegengesetzte Magnetpole axial bewegt entlang der jeweiligen äußeren und inneren Umfangsfläche 62, 68 mit einem konstanten Abstand dazwischen in der axial geneigten Richtung, wenn das Montageelement 14 und das Masseelement 16 relativ zueinander axial versetzt werden. Andererseits erstreckt sich einer der entgegengesetzten Magnetpole, die in der äußeren Umfangskante 29a des äußeren Umfangswandabschnitts 28 erzeugt werden, in der axial abwärtigen Richtung entlang einer zylindrischen äußeren Umfangsfläche 64 des äußeren Umfangswandabschnitts 28, während der andere magnetische Pol, der in dem offenendigen Kantenabschnitt der ersten unteren Vertiefung 48 erzeugt wird, sich in der axial aufwärtigen Richtung erstreckt entlang einer zylindrischen inneren Umfangsfläche 66 der ersten unteren Vertiefung 48. Wie bei dem inneren Umfangswandabschnitt 28 und der zweiten unteren Vertiefung 50 werden die wirksamen entgegengesetzten magnetischen Pole axial bewegt entlang der äußeren und inneren Umfangsfläche 64, 66 mit einem konstanten Abstand dazwischen in der axial geneigten Richtung, wenn das Montageelement 14 und das Masseelement 16 relativ zueinander axial versetzt werden.

Die magnetischen Eigenschaften der oszillierenden Kraft (das heißt, die auf das Masseelement 16 aufgebrachte axiale Antriebskraft) wurden tatsächlich gemessen bei dem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebauten Vibrationsdämpfer 10 beim Erregen der Spule 20 durch Anlegen eines konstanten Wechselstroms bezüglich drei Fällen, wobei die axiale Position des Masseelements 16 relativ zu dem Montageelement 14 unterschiedlich war. Bei einem ersten Fall war das Masseelement 16 in seiner ursprünglichen Position nämlich platziert, wobei die vorstehenden Endseiten 30, 32 des Montageelements 14 im Allgemeinen ausgerichtet sind in einer zu der axialen Richtung senkrechten Richtung mit der Bodenfläche der ersten unteren Vertiefung 48 und der axial unteren Endseite des Masseelements 16 jeweils. Bei dem zweiten Fall ist das Masseelement 16 in seiner getrennten Position platziert, wobei das Masseelement 16 um 1 mm von seiner ursprünglichen Position versetzt ist in der von dem Montageelement 14 entfernten Richtung, während bei dem dritten Fall das Masseelement 16 bei seiner nahen Position platziert ist, wobei das Masseelement 16 um 0,5 mm von seiner ursprünglichen Position versetzt ist in der Richtung nahe dem Montageelement 14. Das Ergebnis ist in dem Verlauf von Fig. 5 gezeigt, wobei die Messungen bezüglich dem ersten Fall angedeutet sind als ein gewünschter Wert, während die Messungen des zweiten und dritten Falls angedeutet sind in der Gestalt von Proportionalwerten bezüglich dem gewünschten Wert. In dem Verlauf von Fig. 5 entsprechen Spaltwerte dem Wert L1, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Beim Messen der Betragseigenschaften der oszillierenden Kraft des Vibrationsdämpfers 10 ist die Vibration des Vibrationsdämpfers so angeordnet, um die folgenden Formeln zu erfüllen: L1 = L2, D1 = D2.

Als ein Vergleichsbeispiel wurden auch die Betragseigenschaften der oszillierenden Kraft bei einem herkömmlichen Vibrationsdämpfer gemessen, wie in Fig. 6 dargestellt ist, der ein Montageelement 14a umfasst, wobei der innere und äußere Umfangswandabschnitt 26a, 28a dieselbe axiale Abmessung hat, während das Masseelement 16a eine axial untere Endseite mit einer flachen Fläche hat. Wie bei dem Vibrationsdämpfer 10 ist der axiale Abstand N zwischen dem Montage- und Masseelement 14a, 16a in drei Fällen unterschiedlich. Bei dem ersten Fall ist das Masseelement 16a bei seiner ursprünglichen Position platziert, wobei der axiale Abstand N einen Wert von 2,5 mm hat. Bei dem zweiten Fall ist das Masseelement 16a in seiner getrennten Position platziert, wobei das Masseelement 16a um 1 mm von seiner ursprünglichen Position versetzt ist in der von dem Montageelement 14a entfernten Richtung, während bei dem dritten Fall das Masseelement 16a bei seiner nahen Position platziert ist, wobei das Masseelement 16a um 0,5 mm von seiner ursprünglichen Position versetzt ist in der Richtung nahe dem Montageelement 14a. Die Betragseigenschaften der oszillierenden Kraft wurden gemessen bezüglich den drei Fällen und das Ergebnis ist auch in dem Verlauf von Fig. 5 auf dieselbe Weise wie bei dem Vibrationsdämpfer 10 gezeigt.

Wie aus dem Verlauf von Fig. 5 ersichtlich ist, ermöglicht der Vibrationsdämpfer eine beträchtlich große Abnahme des Änderungsbetrags des Betrags der oszillierenden Kraft im Vergleich mit dem herkömmlichen Vibrationsdämpfer, selbst wenn sie denselben Änderungsbetrag der Anfangsposition des Masseelements 16 haben. In anderen Worten ist es bei dem herkömmlichen Vibrationsdämpfer erforderlich, die Änderung der Anfangsposition des Masseelements 16a innerhalb einem sehr kurzen Bereich zu halten: (α), wie in dem Verlauf von Fig. 5 angedeutet ist, um einen verminderten Änderungsbetrag des oszillierenden Kraftbetrags zu haben, wie bei dem Vibrationsdämpfer 10 der vorliegenden Erfindung.

Während die vorliegende Erfindung detailliert beschrieben ist mit ihrem momentan bevorzugten Ausführungsbeispiel, ist es verständlich, dass die Erfindung nicht auf die Details der dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern auf andere Weise abgewandelt werden kann.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die entgegengesetzten Magnetpole, die in den axial oberen Endabschnitten des jeweiligen inneren und äußeren Umfangswandabschnitts 26, 28 des Jochelements (das heißt des Montageelements 14) gegenüberliegend den entsprechenden entgegengesetzten Magnetpolen, die in den inneren und äußeren Umfangsabschnitt des oszillierenden Elements (das heißt des Masseelements 16) jeweils erzeugt werden, sowohl in der axialen Richtung als auch in der axial geneigten Richtung. Das Jochelement und das oszillierende Element kann jedoch möglicherweise derart angeordnet sein, dass der Magnetpol von einem aus dem inneren und äußeren Umfangswandabschnitt des Jochelements und der entgegengesetzte Magnetpol, der in dem entsprechenden einen des inneren und äußeren Umfangsabschnitts des oszillierenden Elements erzeugt wird, direkt einander gegenüberliegen in der axialen Richtung, und der Magnetpol des anderen Umfangswandabschnitts des Jochelements und des gegenüberliegenden Magnetpols, der in dem anderen Umfangsabschnitt des oszillierenden Elements erzeugt wird, liegen einander gegenüber in der axial geneigten Richtung.

Während das Montageelement 14, das an den vibrierenden Körper anbringbar ist, geeignet ist zum Dienen als ein Jochelement bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel, ist es möglich, ein Jochelement einzusetzen, das unabhängig von dem Montageelement ist. Während des Weiteren das Masseelement 16 als das oszillierende Element dient bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel, ist auch ein oszillierendes Element einsetzbar, das unabhängig von dem Masseelement ist. Wenn das Stellglied 23 der vorliegenden Erfindung verwendet wird bei verschiedenen Arten der Vibrationsdämpfungsvorrichtung, die anders als der Vibrationsdämpfer sind, ist das Masseelement 16 nicht unbedingt erforderlich. Zusätzlich ist das oszillierende Element (das heißt das Masseelement 16) elastisch gestützt durch das Stellglied 23 über die metallischen Federn 18a, 18b bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel, wobei das elastische Element zum elastischen Verbinden des oszillierenden Elements mit dem Stellglied nicht notwendig ist, um in dem Stellglied 10 installiert zu werden, wenn das oszillierende Element wie beispielsweise das Masseelement elastisch gestützt wird durch das andere Element.

Beispielsweise ist in Fig. 7 ein Stellglied 72 schematisch gezeigt, das gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, wobei ein Stellglied verwendet wird als ein Oszillationskraftgenerator bei einer Vibrationsdämpfungsvorrichtung der aktiven Art, wie beispielsweise einer Motoraufhängung für ein Kraftfahrzeug. Das Stellglied 72 umfasst ein oszillierendes Element 70 und ein Jochelement 74. Das oszillierende Element 70 kann ein dünnes metallisches Scheibenelement durch Pressen beispielsweise sein. Das oszillierende Element 70 kann indirekt elastisch verbunden sein mit dem Jochelement 74 durch Anwenden des elastischen Elements der Vibrationsdämpfungsvorrichtung, so dass das oszillierende Element 70 elastisch positioniert ist relativ zu dem Jochelement beispielsweise. Dabei muss das elastische Element nicht in dem Stellglied 72 installiert sein, wie in Fig. 7 gezeigt ist. Das Stellglied 72 kann eine Führungsstange 76 umfassen, um ein Abfallen des oszillierenden Elements 72 von dem Jochelement 74 zu verhindern. Die Führungsstange 76 ist starr befestigt an dem oszillierenden Element 72 und erstreckt sich durch eine Durchgangsöffnung 78 hindurch, die in dem Jochelement 74 ausgebildet ist, so dass das Jochelement 74 radial auswärts der Führungsstange 76 angeordnet ist, während es in der axialen Richtung der Führungsstange 76 beweglich ist. Die Führungsstange 76 trägt ein Anschlagelement 80, das bei ihrem vorstehenden Endabschnitt daran befestigt ist. Das Anschlagelement 80 hat einen größeren Durchmesser als der der Durchgangsöffnung 78. Die Durchgangsöffnung 78 des Jochelements 74 kann eine Führungsbuchse so aufnehmen, dass die Führungsstange 76 gleitfähig beweglich ist in der axialen Richtung entlang der Führungsbuchse. In Fig. 7 werden bei dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel verwendete Bezugszeichen verwendet zum Bezeichnen der entsprechenden Elemente.

In Fig. 8 ist ein Stellglied 82 auf schematische Weise gezeigt, das gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Bei dem Stellglied 82 ist das bei dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendete oszillierende Element 70 so abgewandelt, dass es die erste untere Vertiefung 48 nicht hat, so dass die axial untere Endseite des oszillierenden Elements 70 eben hergestellt ist bei ihrem äußeren Umfangsabschnitt. Bei dem wie vorstehend beschrieben aufgebauten Stellglied 82 haben nur die inneren Umfangsabschnitte des oszillierenden und des Jochelements 70, 74 die jeweils entgegengesetzten Magnetpole, die einander gegenüberliegen in der axial geneigten Richtung zwischen dem Umfangskantenabschnitt 31 und dem offenendigen Kantenabschnitt 51, wohingegen die äußeren Umfangsabschnitte des oszillierenden und des Jochelements 70, 74 nur die entgegengesetzten Magnetpole haben, die direkt gegenüberliegen in der axialen Richtung. Gemäß dem Stellglied 82 des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind die entgegengesetzten Magnetpole einander gegenüberliegend sowohl in der direkten axialen Richtung als auch in der axial geneigten Richtung zwischen dem Jochelement 47 und dem oszillierenden Element 70. Somit kann das Stellglied 82 eine gewünschte Wirkung der vorliegenden Erfindung wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel haben.

Im Gegensatz zu dem dritten Ausführungsbeispiel kann das Stellglied 82 derart angeordnet sein, dass nur die äußeren Umfangsabschnitte des oszillierenden und des Jochelements 70, 74 jeweils entgegengesetzte Magnetpole haben, die einander gegenüberliegen in der axial geneigten Richtung, während die inneren Umfangsabschnitte des oszillierenden und des Jochelements 70, 74 die jeweils entgegengesetzten Magnetpole haben, die nur in der axialen Richtung direkt gegenüberliegen. Die spezifischen Beispiele dieser Art des Stellglieds sind schematisch dargestellt in Fig. 9 bis 11 durch Beispiele.

In Fig. 9 ist ein Stellglied 84 dargestellt, das gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Bei dem Stellglied 84 ist das Jochelement 74 derart angeordnet, dass der äußere Umfangswandabschnitt 28 axial aufwärts vorsteht von der vorstehenden Endseite 30 der inneren Umfangsfläche 26, während das oszillierende Element 70 eine im Allgemeinen ebene Fläche bei seiner axial unteren Endseite hat. Das oszillierende Element 70 hat einen Durchmesser, der etwas kleiner als der Innendurchmesser des äußeren Umfangswandabschnitts 28 des Jochelements 74 ist.

Fig. 10 zeigt ein Stellglied 86, das gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, wobei das Stellglied 86 das Jochelement 74 umfasst, wobei sowohl der innere als auch der äußere Umfangswandabschnitt 26, 28 axial aufwärts vorstehen um einen gegebenen axialen Abstand, und das oszillierende Element 70, das einen runden Vorsprung 88 umfasst, der sich axial abwärts in der Ansicht in Fig. 10 erstreckt von der äußeren Umfangsfläche seiner axial unteren Endseite mit einer im Allgemeinen ebenen Fläche. Der runde Vorsprung 88 hat den Außendurchmesser, der etwas kleiner ist als der des Innendurchmessers des äußeren Umfangswandabschnitts 28.

In Fig. 11 ist ein Stellglied 90 gezeigt, das gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, wobei das Stellglied 90 das Jochelement 74 umfasst mit derselben Bauweise wie das Jochelement 74, das bei dem Stellglied 72 des zweiten Ausführungsbeispiels verwendet wird, nämlich dass der innere Umfangswandabschnitt 28 axial aufwärts vorsteht von der vorstehenden Endseite 32 des äußeren Umfangswandabschnitts 28, und das oszillierende Element 70, das den einstückig ausgebildeten runden Vorsprung 92 umfasst, dessen Innendurchmesser etwas größer hergestellt ist, als der des Außendurchmessers des äußeren Umfangswandabschnitts 28.

Bei diesen Stellgliedern 84, 86, 90, wie in Fig. 9 bis 11 gezeigt ist, liegt das Jochelement 74 dem oszillierenden Element 70 direkt gegenüber bei der axial vorstehenden Endseite 30 seines inneren Umfangswandabschnitts 26, wodurch eine wirksame magnetische Anziehung auf das oszillierende Element 70 aufgebracht wird. Das Jochelement 74 liegt auch bei einem äußeren oder inneren Umfangskantenabschnitt 29a, 29b des axial oberen Endabschnitts seines äußeren Umfangswandabschnitts 28 dem offenendigen Kantenabschnitt 49, der an dem äußeren Umfangsabschnitt des oszillierenden Elements 70 ausgebildet ist, in der axial geneigten Richtung gegenüber. Somit sind diese Stellglieder in der Lage, die Änderung der oszillierenden Kraft aufgrund der Änderung der Anfangsposition des oszillierenden Elements 70 relativ zu dem Jochelement 74 in der axialen Richtung zu reduzieren, eine stabile oszillierende Kraft auf das oszillierende Element 70 mit hoher Stabilität aufzubringen, wodurch sie die gewünschte Wirkung der vorliegenden Erfindung haben.

In Fig. 12 ist ein Stellglied 94 gezeigt, das gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Wie das Stellglied 72 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel umfasst das Stellglied 94 die entgegengesetzten magnetischen Pole, die einander in der axialen Richtung direkt gegenüberliegen, sowohl in den gegenseitig gegenüberliegenden Innenumfangsabschnitten des Joch- und des oszillierenden Elements 70, 74 und den gegenseitig gegenüberliegenden äußeren Umfangsabschnitten des Joch- und oszillierenden Elements 70, 74, während sie die entgegengesetzten Magnetpole umfassen, die einander gegenüberliegen in der axial geneigten Richtung, sowohl die gegenseitig gegenüberliegenden Innenumfangsabschnitte des Joch- und des oszillierenden Elements 70, 74 und die gegenseitig gegenüberliegenden äußeren Umfangsabschnitte des Joch- und des oszillierenden Elements 70, 74. Genauer beschrieben umfasst das Stellglied 94 das Jochelement 74, dessen innerer und äußerer Umfangswandabschnitt 26, 28 axial aufwärts vorsteht um einen gegebenen axialen Abstand, und das oszillierende Element 70, die eine im Allgemeinen ebene Fläche bei ihrer axial unteren Endseite und einen runden Vorsprung 96 hat, der einstückig ausgebildet ist bei einem radialen Zwischenabschnitt der unteren Endseite des oszillierenden Elements 70, um axial abwärts vorzustehen um einen gegebenen axialen Abstand. Der runde Vorsprung 96 hat einen Innendurchmesser, der etwas kleiner ist als der Durchmesser des inneren Umfangswandabschnitts 26 des Jochelements 74, während er einen Außendurchmesser hat, der etwas kleiner ist als der Innendurchmesser des äußeren Umfangswandabschnitts 28 des Jochelements 74. Bei dem somit aufgebauten Stellglied 96 liegen die vorstehenden Endseiten 30, 32 des inneren und äußeren Umfangswandabschnitts 26, 28 die mit jeweils entgegengesetzten Magnetpolen magnetisiert sind, in der axialen Richtung direkt gegenüber der inneren und äußeren Umfangsfläche der axial unteren Endseite des Masseelements 70, wobei diese Flächen mit dem jeweils entsprechend anderen magnetischem Pol magnetisiert sind. Des Weiteren liegen die Umfangskantenabschnitte 31 des inneren Umfangswandabschnitts 26 und des inneren Umfangskantenabschnitts 29b des äußeren Umfangswandabschnitts 28 in der axial geneigten Richtung gegenüber dem inneren und äußeren Umfangskantenabschnitt 98, 100 des vorstehenden Abschnitts 96, wie jeweils die zweiten Umfangskantenabschnitte, wobei die entgegengesetzten Magnetpole demgemäß einander gegenüberliegen in der axial geneigten Richtung zwischen den gegenseitig gegenüberliegenden Kantenabschnitten in der geneigten axialen Richtung. Deshalb ist das Stellglied 96 in der Lage, auf wirksame Weise die Änderung der oszillierenden Kraft zu reduzieren aufgrund der Änderung der Anfangsposition des oszillierenden Elements 70 relativ zu dem Jochelement 74, wodurch ermöglicht wird, eine gewünschte oszillierende Kraft auf das oszillierende Element 70 mit hoher Stabilität aufzubringen, was zu einer hervorragenden Vibrationsdämpfungswirkung führt wie bei den Stellgliedern gemäß den vorstehend erwähnten anderen Ausführungsbeispielen.

Während der Vibrationsdämpfer des ersten Ausführungsbeispiels die Führungsstange zum Führen der Hin- und Herbewegung des Masseelements 16 in der Richtung einsetzt, in der die oszillierende Kraft auf das Masseelement aufgebracht wird, ist eine derartige Führungsstange nicht notwendig zum Ausführen der vorliegenden Erfindung.

Bei den Vibrationsdämpfer 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel werden metallische Federn 18a, 18b verwendet als das elastische Element zum Stützen des Masseelements 16 auf dem Montageelement 14. Der elastische Körper oder ein anderes elastisches Element kann für denselben Zweck eingesetzt werden. Ein ferromagnetisches Material wie beispielsweise Stahl kann eingesetzt werden als das elastische Element unter der Voraussetzung, dass das aus dem ferromagnetischen Material hergestellte elastische Element geeignet angeordnet ist, so dass das Magnetfeld das durch Erregen der Spule 20 erzeugt wird, frei von einem störenden Einfluss ist aufgrund der Präsenz des ferromagnetischen Materials in dem Magnetfeld.

Während die dargestellten Oszillationskraftgeneratoren alle Stellglieder sind, die bei einem Vibrationsdämpfer für ein Kraftfahrzeug verwendet werden, ist der erfindungsgemäße Oszillationskraftgenerator auf gleiche Weise anwendbar auf verschiedene Arten von anderen aktiven Vibrationsdämpfungsvorrichtungen für die Verwendung bei einem Kraftfahrzeug, wie beispielsweise verschiedene Arten von aktiven Vibrationsdämpfungsaufhängungen oder Kopplungen (Buchsen) und verschiedene Arten von aktiven Vibrationsdämpfungsvorrichtungen für verschiedene Vorrichtungen oder Ausstattungen außerhalb von Kraftfahrzeugen.

Ein Oszillationskraftgenerator 23, 72, 82, 84, 86, 90, 94 ist offenbart, wobei das Jochelement 14, 74 die runde Nut 22 hat, in der die Spule 20 angeordnet ist, um durch einen elektrischen Strom erregt zu werden zum Erzeugen eines Magnetkreises in der Umgebung der Spule und zum Magnetisieren des inneren und äußeren Umfangswandabschnitts 26, 28 des Jochelements als jeweils entgegengesetzte Magnetpole bei seinen offenen Endabschnitten. Ein aus einem magnetischen Material hergestelltes oszillierendes Element 16, 70 ist gegenüber der einen Endseite des Jochelements in einer axialen Richtung des Jochelements angeordnet mit einem vorgegebenen axialen Abstand dazwischen. Das oszillierende Element hat einen inneren und einen äußeren Umfangsabschnitt 50, 48, der sich am Nähesten den offenen Endabschnitten des inneren und äußeren Umfangswandabschnitts des Jochelements jeweils befindet. Die Spule wird erregt zum Erzeugen einer magnetischen Kraft, die auf das oszillierende Element wirkt, so dass eine oszillierende Kraft erzeugt wird zwischen dem oszillierenden Element und dem Jochelement in deren axialer Richtung. Zumindest einer der offenen Endabschnitte des inneren und äußeren Umfangswandabschnitts des Jochelements ist in der axialen Richtung dem inneren und/oder äußeren Umfangsabschnitt des oszillierenden Elements direkt gegenüberliegend, während zumindest der andere offene Endabschnitt des inneren und äußeren Umfangswandabschnitts den ersten Umfangskantenabschnitt 31, 29a, 29b hat, der sich am Nähesten dem zweiten Umfangskantenabschnitt (51, 49, 98, 100) befindet in dem inneren und/oder äußeren Umfangsabschnitt des oszillierenden Elements. Der erste und zweite Kantenabschnitt sind voneinander versetzt in einer zu der axialen Richtung senkrechten Richtung, während sie einander gegenüberliegen in einer zu der axialen Richtung geneigten Richtung.

Es ist verständlich, dass die vorliegende Erfindung mit verschiedenen Änderungen, Abwandlungen und Verbesserungen ausgeführt werden kann durch den Fachmann ohne Abweichen von dem Kern und Umfang der Erfindung wie er in den folgenden Ansprüchen definiert ist.

Claims

1. Oszillationskraftgenerator (23, 72, 82, 84, 86, 90, 94) für einen Vibrationsdämpfer der aktiven Art mit:
einem Jochelement (14, 74), das aus einem magnetischen Material hergestellt ist und eine runde Nut (22) hat, die nach einer von axial entgegengesetzten Endseiten offen ist, so dass das Jochelement einen inneren und einen äußeren Umfangswandabschnitt (26, 28) hat, die zusammenwirken, um teilweise die runde Nut zu definieren;
einer Spule (20), die in der runden Nut des Jochelements angeordnet ist, wobei die Spule erregt wird durch einen elektrischen Strom, der an diese angelegt wird, so dass ein Magnetkreis um die Spule herum gebildet wird, und dass der innere und äußere Umfangswandabschnitt des Jochelements magnetisiert wird mit jeweils entgegengesetzten Magnetpolen bei dessen offenen Endabschnitten (30, 32); und
einem oszillierenden Element (16, 70), das aus einem magnetischen Material hergestellt ist und gegenüber der einen Endseite des Jochelements in der axialen Richtung des Jochelements mit einem vorgegebenen axialen Abstand dazwischen angeordnet ist, wobei das oszillierende Element einen inneren und einen äußeren Umfangsabschnitt (50, 48) hat, die sich am Nähesten bei den offenen Endabschnitten des inneren und äußeren Umfangswandabschnitts des Jochelements jeweils befinden,
wobei die Spule erregt wird zum Erzeugen einer magnetischen Kraft, die auf das oszillierende Element wirkt, so dass eine oszillierende Kraft erzeugt wird zwischen dem oszillierenden Element und dem Jochelement in der axialen Richtung,
wobei zumindest einer der offenen Endabschnitte des inneren und äußeren Umfangswandabschnitts des Jochelements direkt gegenüberliegend ist in der axialen Richtung dem inneren und/oder äußeren Umfangsabschnitt des oszillierenden Elements, während zumindest der andere offene Endabschnitt des inneren und äußeren Umfangswandabschnitts einen ersten Umfangskantenabschnitt (31, 29) hat, der sich am nächsten an einem zweiten Umfangskantenabschnitt (51, 49, 98, 100) des inneren und/oder äußeren Umfangsabschnitts des oszillierenden Elements befindet, wobei der erste und zweit Umfangskantenabschnitt voneinander versetzt ist in einer zu der axialen Richtung senkrechten Richtung, während sie einander gegenüberliegen in einer zu der axialen Richtung geneigten Richtung.

2. Oszillationskraftgenerator (23, 72, 82, 84, 86, 90, 94) nach Anspruch 1, wobei das oszillierende Element axial versetzbar ist zu dem Jochelement hin bis der erste Umfangskantenabschnitt des Jochelements und der zweite Umfangskantenabschnitt des oszillierenden Elements sich einander überschneiden in der zu der axialen Richtung senkrechten Richtung ohne Anliegen aneinander in der axialen Richtung.

3. Oszillationskraftgenerator (23, 72, 82, 84, 86, 90, 94) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste und zweite Umfangs kantenabschnitt teilweise definiert ist durch eine erste und zweite zylindrische Fläche (62, 64, 66, 68) jeweils, wobei die erste und zweite zylindrische Fläche sich in der axialen Richtung erstreckt und benachbart zueinander ist, wobei die erste und zweite zylindrische Fläche derart dimensioniert ist, dass die erste und zweite zylindrische Fläche zusammenwirken, um dazwischen einen Spalt in einer Projektion in der axialen Richtung gesehen zu definieren.

4. Oszillationskraftgenerator (23, 72, 82, 84, 86, 90, 94) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Abstand zwischen dem ersten und zweiten Kantenabschnitt, die einander gegenüberliegen in der bezüglich der axialen Richtung geneigten Richtung, nicht größer ist als ein Abstand zwischen zumindest einem der offenen Endabschnitte des inneren und äußeren Umfangswandabschnitts des Jochelements und dem inneren und/oder äußeren Umfangsabschnitt des beweglichen Elements, die einander gegenüberliegen in der axialen Richtung.

5. Oszillationskraftgenerator (23, 72, 82) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der innere Umfangswandabschnitt des Jochelements axial nach außen vorsteht von dem offenen Endabschnitt des äußeren Umfangswandabschnitts des Jochelements, während das oszillierende Element eine zentrale Vertiefung (50) hat, die offen ist bei einer von axial entgegengesetzten Endseiten des oszillierenden Elements, das dem Jochelement axial gegenüberliegt, und die einen größeren Innendurchmesser hat als ein Durchmesser des inneren Umfangswandabschnitts des Jochelements, wobei die eine axiale Endseite des oszillierenden Elements bei ihrem äußeren Umfangsabschnitt dem offenen Endabschnitt (32) des äußeren Umfangswandabschnitts des Jochelements direkt gegenüberliegt, während sie bei dem zweiten Umfangskantenabschnitt (51), der bei einem offenen Endabschnitt der zentralen Vertiefung ausgebildet ist, dem ersten Umfangskantenabschnitt (31) gegenüberliegt, der ausgebildet ist bei dem offenen Endabschnitt des inneren Umfangswandabschnitts in der zu der axialen Richtung geneigten Richtung, wobei die zentrale Vertiefung eine Bodenfläche hat, die in der axialen Richtung dem offenen Endabschnitt (30) des inneren Umfangswandabschnitts des Jochelements mit einem axialen Abstand (L1) dazwischen direkt gegenüberliegt, wobei der axiale Abstand größer eingerichtet ist als der Abstand (D1) zwischen dem zweiten Umfangskantenabschnitt (51) und dem ersten Umfangskantenabschnitt (31) in der zu der axialen Richtung geneigten Richtung.

6. Oszillationskraftgenerator (23, 72) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der innere Umfangswandabschnitt des Jochelements axial nach außen vorsteht von dem offenen Endabschnitt des äußeren Umfangswandabschnitts des Jochelements, während das oszillierende Element eine erste zentrale Vertiefung (48) hat, die offen ist bei einer von axial entgegengesetzten Endseiten des oszillierenden Elements, die dem Jochelement axial gegenüberliegt, und die einen Innendurchmesser hat, der größer ist als ein Außendurchmesser des äußeren Umfangswandabschnitts des Jochelements, wobei die erste zentrale Vertiefung bei ihrem offenen Endabschnitt den zweiten Umfangskantenabschnitt (49) hat, wobei der zweite Umfangskantenabschnitt (49) dem ersten Umfangskantenabschnitt (29a) gegenüberliegt, der bei einem radial äußeren Umfangskantenabschnitt des äußeren Umfangswandabschnitts (28) des Jochelements ausgebildet ist in der zu der axialen Richtung geneigten Richtung, während eine Bodenfläche der ersten zentralen Vertiefung (48) gegenüberliegend ist dem offenen Endabschnitt des äußeren Umfangswandabschnitts (28) in der axialen Richtung mit einem axialen Abstand (L2) dazwischen, wobei der axiale Abstand (L2) größer eingerichtet ist als ein Abstand (D2) zwischen dem zweiten Umfangskantenabschnitt (49) und dem ersten Umfangskantenabschnitt (29a) in der zu der axialen Richtung geneigten Richtung, wobei die erste zentrale Vertiefung eine zweite zentrale Vertiefung (50) hat, die offen ist in einer Bodenfläche der ersten zentralen Vertiefung, wobei die zweite zentrale Vertiefung einen größeren Innendurchmesser als der Durchmesser des inneren Umfangswandabschnitts (26) des Jochelements hat und den zweiten Umfangskantenabschnitt (51) bei ihrem offenen Endabschnitt hat, wobei der zweite Umfangskantenabschnitt der zweiten Vertiefung dem ersten Umfangskantenabschnitt (31) gegenüberliegt, der in dem offenen Endabschnitt des inneren Umfangswandabschnitts des Jochelements in der zu der axialen Richtung geneigten Richtung ausgebildet ist, während eine Bodenfläche der zweiten zentralen Vertiefung in der axialen Richtung dem offenen Endabschnitt des inneren Umfangswandabschnitts direkt gegenüberliegt mit einem axialen Abstand (L1) dazwischen, wobei der axiale Abstand (L1) größer eingerichtet ist als ein Abstand (D1) zwischen dem zweiten Umfangskantenabschnitt (51) und dem ersten Umfangskantenabschnitt (31) in der zu der axialen Richtung geneigten Richtung.

7. Oszillationskraftgenerator (84) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der äußere Umfangswandabschnitt (28) des Jochelements von dem offenen Endabschnitt (30) des inneren Umfangswandabschnitts (26) des Jochelements axial auswärts vorsteht, während das oszillierende Element eine im Allgemeinen ebene Fläche hat bei einer von axial entgegengesetzten Endseiten davon, wobei diese Endseite axial gegenüberliegend dem Jochelement ist und einen kleineren Durchmesser hat als ein Innendurchmesser des äußeren Umfangswandabschnitts des Jochelements, wobei das oszillierende Element in der axialen Richtung bei dem inneren Umfangsabschnitt seiner ebenen Fläche dem offenen Endabschnitt des inneren Umfangswandabschnitts des Jochelements direkt gegenüberliegt mit einem ersten vorgegebenen Abstand dazwischen in der axialen Richtung, während es bei dem zweiten Umfangskantenabschnitt (49), der bei einem äußeren Umfang seiner ebenen Fläche ausgebildet ist, dem ersten Umfangskantenabschnitt (29b) gegenüberliegt, der bei einem radialen inneren Umfangskantenabschnitt des äußeren Umfangswandabschnitts in der zu der axialen Richtung geneigten Richtung ausgebildet ist, mit einem vorgegebenen Abstand dazwischen in der zu der axialen Richtung geneigten Richtung, wobei der zweite Abstand kleiner eingerichtet ist als der erste Abstand.

8. Oszillationskraftgenerator (86) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der innere und äußere Umfangswandabschnitt des Jochelements von einer Endseite der Spule axial nach außen vorsteht, während das oszillierende Element eine im Allgemeinen ebene Fläche bei einer ihrer axial entgegengesetzten Endseiten hat, wobei diese Endseite dem Jochelement axial gegenüberliegt und einen runden Vorsprung (88) hat, der bei einem äußeren Umfangsabschnitt der ebenen Fläche des oszillierenden Elements ausgebildet ist und axial nach außen davon vorsteht, während sie einen Außendurchmesser hat, der kleiner ist als ein Innendurchmesser des äußeren Umfangswandabschnitts des Jochelements, wobei das oszillierende Element in der axialen Richtung bei dem inneren Umfangsabschnitt seiner ebenen Fläche dem offenen Endabschnitt des inneren Umfangswandabschnitts des Jochelements direkt gegenüberliegt mit einem ersten vorgegebenen Abstand dazwischen in der axialen Richtung, während es bei dem zweiten Umfangskantenabschnitt (49), der bei einem radial äußeren Umfangskantenabschnitt seines Vorsprungs ausgebildet ist, dem ersten Umfangskantenabschnitt (29b) gegenüberliegt, der bei einem radial inneren Umfangskantenabschnitt des äußeren Umfangswandabschnitts des Jochelements in der zu der axialen Richtung geneigten Richtung ausgebildet ist, mit einem zweiten vorgegebenen Abstand dazwischen in der zu der axialen Richtung geneigten Richtung, wobei der zweite vorgegebene Abstand kleiner eingerichtet ist als der erste vorgegebene Abstand.

9. Oszillationskraftgenerator (90) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der innere Umfangswandabschnitt des Jochelements axial nach außen vorsteht von dem offenen Endabschnitt des äußeren Umfangswandabschnitts des Jochelements, während das oszillierende Element eine im Allgemeinen ebene Fläche bei einer ihrer axial entgegengesetzten Seiten hat, wobei diese Endseite dem Jochelement axial gegenüberliegt und einen runden Vorsprung (92) hat, der bei einem äußeren Umfangsabschnitt der ebenen Fläche des oszillierenden Elements ausgebildet ist und axial nach außen davon vorsteht, während es einen Außendurchmesser hat, der größer ist als der des äußeren Umfangswandabschnitts des Jochelements, wobei das oszillierende Element in der axialen Richtung bei dem inneren Umfangsabschnitt seiner ebenen Fläche dem offenen Endabschnitt des inneren Umfangswandabschnitts des Jochelements direkt gegenüberliegt mit einem vorgegebenen ersten Abstand dazwischen in der axialen Richtung, während es bei dem zweiten Umfangskantenabschnitt (49), der bei einem radial inneren Umfangskantenabschnitt seines Vorsprungs ausgebildet ist, dem ersten Umfangskantenabschnitt (29a) gegenüberliegt, der ausgebildet ist bei einem radial äußeren Umfangskantenabschnitt des äußeren Umfangswandabschnitts des Jochelements in der zu der axialen Richtung geneigten Richtung mit einem vorgegebenen zweiten Abstand dazwischen in der zu der axialen Richtung geneigten Richtung, wobei der zweite vorgegebene Abstand kleiner eingerichtet ist als der erste vorgegebene Abstand.

10. Oszillationskraftgenerator (94) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der innere und äußere Umfangswandabschnitt des Jochelements von einer Endseite der Spule axial nach außen vorsteht, während das oszillierende Element eine im Allgemeinen ebene Fläche bei einer ihrer axial entgegengesetzten Endseiten hat, wobei diese Endseite dem Jochelement axial gegenüberliegt und einen runden Vorsprung (96) hat, der bei einem radialen Zwischenabschnitt der ebenen Fläche des oszillierenden Elements ausgebildet ist und axial nach außen davon vorsteht, während es einen größeren Innendurchmesser hat als ein Durchmesser des inneren Umfangswandabschnitts des Jochelements und einen kleineren Außendurchmesser als ein Innendurchmesser des äußeren Umfangswandabschnitts des Jochelements, wobei das oszillierende Element in der axialen Richtung bei dem inneren und äußeren Umfangsabschnitt seiner ebenen Fläche den offenen Endabschnitten des inneren und äußeren Umfangswandabschnitts des Jochelements jeweils direkt gegenüberliegt mit einem vorgegebenen ersten Abstand dazwischen in der axialen Richtung, während es bei den zweiten Umfangskantenabschnitten (98, 100), die bei einem radial inneren und äußeren Umfangskantenabschnitt seines Vorsprungs ausgebildet sind, den ersten Umfangskantenabschnitten (31, 29b) gegenüberliegt, die bei dem offenen Endabschnitt des inneren Umfangswandabschnitts und einem radial inneren Umfangskantenabschnitt des äußeren Umfangswandabschnitts jeweils ausgebildet sind, in der zu der axialen Richtung geneigten Richtung mit einem zweiten vorgegebenen Abstand dazwischen in der zu der axialen Richtung geneigten Richtung, wobei der zweite vorgegebene Abstand kleiner eingerichtet ist als der erste vorgegebene Abstand.

11. Vibrationsdämpfer (10) der aktiven Art mit:
einem Montageelement (14), das anbringbar ist an einen Objektkörper (12), dessen Vibration zu dämpfen ist;
einem Masseelement (16);
einem elastischen Körper (18a, 18b), der auf elastische Weise das Masseelement mit dem Montageelement verbindet; und
einem Stellglied (23, 72, 82, 84, 86, 90, 94) zum Oszillieren des Masseelements einschließlich eines Oszillationskraftgenerators nach Anspruch 1,
wobei der Oszillationskraftgenerator in dem Vibrationsdämpfer derart untergebracht ist, dass das Jochelement (14, 74) starr gestützt ist durch das Montageelement, während das oszillierende Element (16, 70) starr befestigt ist an dem Masseelement, so dass der Oszillationskraftgenerator die Oszillationskraft auf das Masseelement aufbringt.

12. Vibrationsdämpfer (10) der aktiven Art nach Anspruch 11, wobei das Montageelement (14), das aus magnetischem Material hergestellt ist, das Jochelement bildet und/oder das Masseelement (16), das aus magnetischem Material hergestellt ist, das oszillierende Element bildet.

13. Vibrationsdämpfer (10) der aktiven Art nach Anspruch 11 oder 12, der des Weiteren eine Führungsstange (42) aufweist, die an dem Jochelement fixiert ist, um sich axial nach außen zu erstrecken von dem Jochelement zu dem Masseelement hin, wobei das Masseelement eine Durchgangsöffnung (47) hat, durch die diese Führungsstange sich erstreckt in ihrer axialen Richtung, so dass das Masseelement radial auswärts von der Führungsstange angeordnet ist, während es hin und her beweglich ist in der axialen Richtung der Führungsstange.