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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung einer Aufhängevorrichtung
zur Unterdrückung einer Relativbewegung zwischen einem
Fahrzeugkörper und einer Achse unter Verwendung einer in
einem Motor hervorgerufenen elektromagnetischen Kraft.
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Hintergrundtechnik
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Hinsichtlich
einer Aufhängevorrichtung dieses Typs ist eine Aufhängevorrichtung
bekannt wie in der
japanischen
Patentoffenlegung mit Veröffentlichungsnummer 2007-292255 offenbart.
Diese herkömmliche Aufhängevorrichtung besteht
aus einem Aktuator, wobei der Aktuator eine Schraubenwelle, die
mit einer Spindelmutter gewindeartig drehbar gekoppelt ist, und
einen Motor aufweist, der mit einem Ende der Schraubenwelle verbunden
ist und an einem Fahrzeugkörper befestigt ist, und einem
zwischen einer Achse und der Spindelmutter in dem Aktuator zwischengesetzten
Hydraulikdämpfer zur Unterdrückung der Übertragung
einer Hochfrequenzvibration auf den Fahrzeugkörper. Eine
Relativbewegung zwischen dem Fahrzeugkörper und der Achse ist
aktiv über den Schub des Aktuators gesteuert.
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Offenbarung der Erfindung
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In
dem Fall der in der
japanischen
Patentoffenlegungsveröffentlichung Nr. 2007-292255 offenbarten
Aufhängevorrichtung ist hinsichtlich des obigen, da der
Aktuator und der Hydraulikdämpfer ausgelegt sind, unabhängig
voneinander auszufahren und einzufahren, ein Stopper oder ähnliches
verwendet, um eine maximale Ausführung und eine maximale
Einfuhr von jeweils dem Aktuator und dem Hydraulikdämpfer
einzuschränken.
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Bei
der herkömmlichen Aufhängevorrichtung ist daher
eine maximale Ausfuhr der gesamten Vorrichtung erst dann eingeschränkt,
wenn eine weitere Ausfuhr über die Maximalausfuhr bezüglich
jeweils dem Aktuator und dem hydraulischen Dämpfer hinaus
eingeschränkt ist.
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Somit
kann die gesamte Aufhängevorrichtung nach maximaler Ausfuhr
von sowohl Aktuator als auch Hydraulikdämpfer zu lang werden.
Demgemäß ist es erforderlich, Maßnahmen
zur Einschränkung einer maximalen Ausfuhrlänge
der gesamten Aufhängevorrichtung vorzunehmen. Der Anmelder der
vorliegenden Erfindung hat solche Maßnahmen bereits vorgeschlagen,
z. B. in der
japanischen
Patentanmeldung Nr. 2006-277517 (Offenlegungsveröffentlichung
Nr.
2008-95800 ).
Gemäß den vorgeschlagenen Maßnahmen ist
ein als ein Stopper wirkender Federsitz an einer äußeren
Peripherie eines Hydraulikdämpfers vorgesehen und eine
Dichthülle, die als Stoppersitz wirkt, ist an einem unteren
Ende eines rohrartigen, mit einem Motor verbundenen Teils vorgesehen,
und der Federsitz und die Dichthülle werden miteinander
nach maximaler Ausfuhr der Aushängevorrichtung in Anschlag
gebracht, um eine maximale Ausfahrlänge einzuschränken.
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Die
in der obigen Patentoffenlegungsveröffentlichung Nr.
2008-95800 offenbarte
Aufhängevorrichtung hat an seiner äußeren
Peripherie eine als Aufhängefeder wirkende Luftfeder. Da
das zuvor erwähnte rohrartige Teil zu Zwecken der Einschränkung
der maximalen Ausfuhrlänge der Aufhängevorrichtung
eingebaut ist und ein Dichtteil an der äußeren
Peripherie des Hydraulikdämpfers angeordnet ist, ist es
gestaltet, lang zu sein, mit einem Durchmesser, der deren Einführung
zwischen einen Luftkolben und den Hydraulikdämpfer erlaubt,
und ist somit schwer. Nebenbeibemerkt ist ein Anschlagen zwischen
dem Federsitz und der Dichthülle zu besorgen, und es wird
eine Dreifachrohrstruktur einschließlich des rohrförmigen
Teil, des Luftkolbens und einer äußersten Luftkammer
herangezogen, wodurch Zwischenräume zur Vermeidung von
Interferenzen zwischen diesen Komponenten erforderlich werden. Folglich
bestehen Bedenken, daß die Aufhängevorrichtung
in ihrem Außendurchmesser größer wird.
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Zu
der vorliegenden Erfindung ist man in Anbetracht der oben erwähnten
Unzulänglichkeiten gelangt, und ihr liegt die Aufgabe zugrunde,
eine Aufhängevorrichtung bereitzustellen, die von leichtem Gewicht
ist und eine Verringerung ihrer radialen Abmessung erlaubt.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung ist zur Lösung der oben beschriebenen
Aufgabe eine Aufhängevorrichtung vorgesehen mit einem Bewegungswandlungsmechanismus
zur Wandlung einer Linearbewegung eines Linearbewegungsteils in
einer Drehbewegung eines Drehteils und einem Motor, der mit dem
Drehteil des Bewegungswandlungsmechanismus verbunden ist, gekennzeichnet
durch eine Luftfeder, wobei die Luftfeder eine mit dem Motor verbundene
rohrartige Luftkammer, einen mit dem linearen Bewegungsteil verbundenen
Luftkolben, der rohrartig ist und im Durchmesser geringer als die Luftkammer
ist und eine Membran aufweist, die zwischen die Luftkammer und den
Luftkolben zwischengesetzt ist, ein Stopper an einer äußeren
Peripherie des Luftkolbens vorgesehen ist, und ein Stoppersitz an
einer inneren Peripherie der Luftkammer vorgesehen ist, um bei maximaler
Ausfuhr der Aufhängevorrichtung in Anschlag gegen den Stopper
zu gelangen und ein Trennen der Luftkammer und des Luftkolbens relativ
voneinander zu involvieren (richtig: zu verhindern).
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Da
ein Stopper an der äußeren Peripherie des Luftkolbens
und ein Stoppersitz zum Anschlage gegen den Stopper nach maximaler
Ausfuhr der Aufhängevorrichtung an der inneren Peripherie
der Luftkammer vorgesehen ist, ist es gemäß der
Aufhängevorrichtung der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich,
ein derartiges rohrartiges Teil mit einem Teil zum Anschlag gegen
einen Stopper wie im Stand der Technik an der Motorseite einzubauen
und somit kann ein Gewicht der Aufhängevorrichtung weiter verringert
werden. Darüber hinaus ist es, da es nicht notwendig ist,
Rohre zur Einschränkung einer maximalen Ausfuhrlänge
einzubauen, nicht erforderlich, Zwischenräume sicherzustellen,
die im Falle des Einbaus der Rohre benötigt werden. Folglich
ist es möglich, den Außendurchmesser der Aufhängevorrichtung
zu verringern.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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1 ist
eine Längsschnittansicht einer Aufhängevorrichtung
gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung.
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Beste Art zur Ausführung der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung wird nun auf Grundlage einer ihrer in den
Zeichnungen dargestellten Ausführungsform beschrieben.
Wie in 1 gezeigt ist, umfaßt eine Aufhängevorrichtung
S gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung im wesentlichen einen Aktuator A, wobei der Aktuator A
einen Bewegungswandlungsmechanismus T zur Umwandlung einer Linearbewegung
einer Schraubenwelle 1 als lineares Bewegungsteil in eine
Drehbewegung einer Spindelmutter 2 als Drehteil, und einen
Motor M, der in dem Bewegungswandlungsmechanismus T mit der Spindelmutter 2 verbunden
ist; eine Luftfeder AS, wobei die Luftfeder AS eine mit dem Motor
M verbundene rohrförmige Luftkammer 22 aufweist,
einen mit dem linearen Bewegungsteil 1 verbundenen Luftkolben 37,
der rohrförmig und von geringerem Durchmesser als die Luftkammer 22 ist, und
ein zwischen der Luftkammer 22 und dem Luftkolben 37 zwischengesetzte
Membran 27; einen auf einer äußeren Umfangsfläche
(Peripherie) des Luftkolbens 37 vorgesehenen Stopper 38a;
und einen an der inneren Umfangsfläche der Luftkammer 22 vorgesehenen
Stoppersitz 46, der dazu ausgelegt ist, bei einem maximalen
Ausfahren der Aufhängevorrichtung gegen den Stopper 38a zu
schlagen, womit eine relative Trennung der Luftkammer 22 und
des Luftkolbens 37 einhergeht (richtig: verhindert wird).
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Die
Aufhängevorrichtung S weist weiter einen Hydraulikdämpfer
D auf, der mit der Schraubenwelle 1 als linearem Bewegungsteil
verbunden ist und wobei die Luftfeder AS zwischen den Aktuator A und
den hydraulischen Dämpfer D zwischengesetzt ist. Die Aufhängevorrichung
S ist an einem gefederten Teil eines (nicht gezeigten) Fahrzeug
befestigt, und zwar über ein Gestellt 23, das
an einem äußeren Rand des Aktuators A vorgesehen
ist, und ist ebenfalls an einem nicht federnden Teil des Fahrzeugs (nicht
gezeigt) über eine am unteren Ende des Hydraulikdämpfers
D in 1 vorgesehene Ösenklammer 3 befestigt.
Somit kann die Aufhängevorrichtung S zwischen das gefederte
Teil und das nicht gefederte Teil des Fahrzeugs zwischengesetzt
werden.
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In
der Aufhängevorrichtung S wird die Spindelmutter 2 durch
ein von dem Motor M erzeugtes Drehmoment zur Drehung angetrieben,
und bewirkt dabei, daß die Schraubenwelle 1 eine
in 1 vertikale lineare Bewegung durchführt.
Somit kann die Aufhängevorrichtung S als ein Aktuator wirken.
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Wenn
die Schraubenwelle 1 zur Durchführung einer Linearbewegung
aufgrund einer externen Kraft gezwungen wird, führt ein
Rotor R des mit der Spindelmutter 2 verbundenen Motors
M eine Drehbewegung aus und der Motor M stellt ein Moment zur Unterdrückung
der Drehbewegung des Rotors R bereit, bewirkt durch eine induzierte
elektromotive Kraft, welche zur Unterdrückung der Linearbewegung
der Schraubenwelle 1 wirkt. In diesem Fall wird die in 1 vertikale
lineare Bewegung der Schraubenwelle 1 als ein der linearen
Bewegungsseite zugeordnetes Teil mit einem regenerierten Drehmoment
unterdrückt, daß der Motor M durch Regeneration
und Umwandlung der extern eingegebenen kinetischen Energie in elektrische
Energie bewirkt.
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Das
heißt, gemäß der Aufhängevorrichtung S
kann der Schraubenwelle 1 ein Schlag zugeteilt werden,
indem es dem Motor M erlaubt wird, ein richtiges Drehmoment herzustellen,
und wenn die Schraubenwelle 1 durch eine externe Kraft
erzwungenerweise bewegt wird, kann die Linearbewegung der Schraubenwelle 1 durch
das von dem Motor M erzeugte regenerierte Drehmoment unterdrückt
werden.
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Da
die Aufhängevorrichtung S nicht nur eine Dämpfungskraft
zur Unterdrückung der Linearbewegung der Schraubenwelle 1 erzeugt,
sondern ebenfalls als ein Aktuator wirkt, kann somit, wenn die Aufhängevorrichtung
S in einem zwischen dem Fahrzeugkörper und einer Achse
zwischengesetzten Zustand verwendet wird, ebenfalls eine Höhensteuerung
für den Fahrzeugkörper in simultaner Weise ausgeführt
werden, wodurch die Aufhängevorrichtung S als eine aktive
Aufhängung arbeiten kann.
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Wie
oben beschrieben ist der hydraulische Dämpfer D bei der
Aufhängevorrichtung S mit der Schraubenwelle 1 des
Aktuators A, der mit dem gefederten Teil verbunden ist, in Reihe
verbunden, wobei der Hydraulikdämpfer D hauptsächlich
zu dem Zweck der Absorption einer Hochfrequenzvibration vorgesehen
ist. Genauer gesagt ist der Hydraulikdämpfer D in Reihe
mit dem Aktuator A verbunden, der vom Trägheitsmoment her
groß ist und schwerlich gegen die Eingabe einer Hochfrequenzvibration auszufahren
oder einzufahren ist, und somit leicht eine Übertragung
der Vibration erlaubt, und absorbiert dadurch die Energie einer
Hochfrequenzvibration wie etwa der Vibration einer vergleichsweise
großen Beschleunigung nach Aufnahme der Vibration.
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Somit
kann die Aufhängevorrichtung S nach Aufnahme nicht nur
einer niederfrequentigen Vibration sondern ebenfalls durch Schlagen
auf einen Vorsprung der Straßenoberfläche verursachte
hochfrequente Vibration die Vibration wirksam unterdrücken und
kann somit den Fahrkomfort in dem Fahrzeug verbessern.
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Gemäß dem
oben beschriebenen Aufbau ist der mit dem Motor M versehene Aktuator
A an dem gefederten Teil befestigt, während der Hydraulikdämpfer
D an dem nicht gefederten Teil befestigt ist. Durch den Hydraulikdämpfer
D wird eine hochfrequente Vibration schwerlich auf den Aktuator
A zu übertragen, und erlaubt so einen Schutz des Motors M
als eine Antriebsquelle des Aktuators A gegen Vibrationen. Wenn
jedoch nur die Übertragung einer hochfrequenten Vibration
auf das gefederte Teil in Betracht zu ziehen ist, kann der Aktuator
A an dem nicht gefederten Teil und der Hydraulikdämpfer
D an dem gefederten Teil befestigt werden. Obwohl die Aufhängevorrichtung
S mit dem Hydraulikdämpfer D verbunden ist, kann der Aktuator
A alleinstehend verwendet werden, ohne Gebrauch des Hydraulikdämpfers
D. Wie oben angemerkt, kann ebenfalls ein Aufbau herangezogen werden,
bei dem der Hydraulikdämpfer D weggelassen ist, da die
Aufhängevorrichtung S nicht nur als Aktuator, sondern ebenfalls
als Dämpfer arbeiten kann.
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Bei
dieser Ausführungsform umfaßt der Bewegungswandlungsmechanismus
T die Schraubenwelle 1 als lineares Bewegungsteil und die
Spindelmutter 2 als Drehteil. In umgekehrter Weise kann
ein Aufbau herangezogen werden, bei dem der Rotor R des Motors M
mit der Schraubenwelle 1 verbunden ist, indem die Schraubenwelle 1 als
Drehteil und die Spindelmutter 2 als lineares Bewegungsteil
verwendet wird, und die Spindelmutter 2 ist mit Hilfe eines Rohrs
oder ähnlichem mit einem zu dämpfenden Objekt
verbunden. Weiter kann ebenfalls irgendein anderer Mechanismus,
z. B. Zahnstange und Ritzel für die Kombination der Schraubenwelle 1 und
der Spindelmutter 2 herangezogen werden, solange der Mechanismus
nicht nur von der Seite des Motors M, sondern ebenfalls durch eine äußere
Einwirkung betätigbar ist und nicht ein irreversibler Mechanismus ist.
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Eine
detaillierte Beschreibung wird nun hinsichtlich eines konkreten
Aufbaus von jeder der Komponenten der Aufhängevorrichtung
S gegeben. Wie in 1 gezeigt ist, ist die Schraubenwelle 1 in
einer zylindrischen Form gebildet, und mit einer (nicht gezeigten)
Spiralschraubenrinne, die an einer äußeren Fläche
der Schraubenwelle gebildet ist. Weiter ist eine lineare Keilrinne
(nicht gezeigt) entlang der Achse der Schraubenwelle 1 gebildet,
nämlich in Richtung der linearen Bewegung der Schraubenwelle 1. Um
ein Abgehen der Schraubenwelle 1 von einer Kugelkeilmutter 4 zu
verhindern, die später beschrieben wird, sollte die Keilrinne
nicht an einem Ende der Schraubenwelle 1 gebildet sein.
Die Anzahl der Keilrinnen kann willkürlich sein.
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Andererseits
ist die Spindelmutter 2 nicht im Detail dargestellt, da
sie gut bekannt ist. Beispielsweise umfaßt die Spindelmutter 2 eine
gegenüberliegend der Schraubenrinne der Schraubenwelle 1 liegenden
Spiralweg, der an einer inneren Fläche eines rohrförmigen
Körpers gebildet ist, einen Zirkulationsweg, der innerhalb
des rohrförmigen Körpers gebildet ist und eine
Verbindung zwischen beiden Enden des Spiralwegs liefert, mehrere
innerhalb des Spiralwegs und des Zirkulationswegs untergebrachte
Kugeln, die ausgelegt sind, entlang der Schraubenrinne bewegt zu
werden, und jeweils zwischen benachbarten dieser Kugeln zwischengesetzte
Abstandshalter. Jede Kugel kann durch den Spiralweg und den Zirkulationsweg
zirkulieren, die beide in einer Schleifenform gebildet sind. Obwohl
die in dieser Ausführungsform verwendete Schraubenmutter
die Spindelmutter 2 ist, um eine glatte lineare Bewegung
der Schraubenwelle 1 zu erhalten, kann auch eine einfache
Mutter mit einem Schraubgewinde zur Einpassung der Schraubenrinne
der Schraubenwelle 1 verwendet werden, solange der betroffene
Mechanismus kein irreversibler Mechanismus ist, wie oben angemerkt.
Eine ringförmige Rinne 2a ist in einer äußerer
Peripherie der Spindelmutter 2 gebildet. Weiter ist eine
rohrförmige Hülse 2b an einem in 1 oberen
Ende der Spindelmutter 2 vorgesehen.
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Um
der Schraubenwelle 1 eine lineare Bewegung mit Drehung
der Spindelmutter 2 zu erlauben, ist es notwendig, einen
Mechanismus zur Verhinderung der Drehung der Schraubenwelle 1 bereitzustellen.
Bei dieser Ausführungsform bilden die in der äußeren
Fläche der Schraubenwelle 1 gebildete Rinne und
die Kugelkeilmutter 4 den Drehverhinderungsmechanismus.
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Die
Kugelkeilmutter ist nicht im Detail dargestellt, da sie gut bekannt
ist, sie umfaßt aber z. B. einen an einer inneren Fläche
eines rohrförmigen Körpers gebildeten gradlinigen
Weg gegenüberliegend der in der äußeren
Peripherie der Schraubenwelle 1 gebildeten Keilrinne, einen
innerhalb des rohrförmigen Körpers gebildeten
Zirkulationsweg, der eine Verbindung zwischen beiden Enden des gradlinigen Wegs
liefert, mehrere innerhalb des gradlinigen Wegs und des Zirkulationswegs
untergebrachte Kugeln, die entlang der Keilrinne beweglich sind,
und jeweils zwischen zwei benachbarte dieser Kugeln zwischengesetzte
Abstandshalter. Die Kugel kann entlang des gradlinigen Wegs und
des Zirkulationswegs zirkulieren, wobei beide in einer Schleifenform
gebildet sind.
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Die
Spindelmutter 2 wird entlang der Schraubenrinne in Gewindeeingriff
mit der Schraubenwelle 1 gebracht, und die Kugelkeilmutter 4 ist
auf die Schraubenwelle 1 entlang der Keilrinne eingepaßt.
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Die
Spindelmutter 2 und die Kugelkeilmutter 4 werden
an einer inneren Fläche eines rohrförmigen Halters 5 gehalten,
wobei die Spindelmutter 2 an einer in 1 oberen
Stelle angeordnet ist.
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Der
in einer rohrförmigen Form gebildete Halter 5 weist
eine als Bereich 5a von großem Durchmesser gebildete
obere Seite und eine als Bereich 5b von kleinem Durchmesser
gebildete untere Seite auf, jeweils auf 1 bezogen.
Der Halter 5 hält die Kugelkeilmutter 4 drehfest,
welche innerhalb des Bereichs 5b von kleinem Durchmesser
untergebracht ist, und hält die Spindelmutter 2,
die innerhalb des Bereichs 5a mit dem großen Durchmesser
untergebracht ist, über ein Kugellager 9 drehbar.
Hinsichtlich eines Mechanismus zur Verhinderung einer Drehung der
Kugelkeilmutter 4 bezüglich des Halters 5,
ist dieser nicht gezeigt, aber es kann ein bekannter Drehverhinderungsmechanismus
verwendet werden, z. B. eine Feder oder das Bilden der äußeren
Umfangsfläche der Kugelkeilmutter zur Anpassung an die
innere Umfangsflächenform des Bereichs 5b von
kleinem Durchmesser in irgendeiner anderen Form als der kreisförmigen
Form.
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Die
Kugelkeilmutter 4 wird von sowohl einem Schnappring 7,
der in Anschlag mit einem in 1 oberen
Ende der Kugelkeilmutter 4 steht und an einer inneren Fläche
eines in 1 oberen Endes des Bescheids 5b von
kleinerem Durchmesser des Halters 5, und einem Flansch 5c ergriffen
gehalten, der an einer inneren Fläche des in 1 unteren
Endes des Bereichs 5b von kleinem Durchmesser des Halters 5 gebildet
ist. Somit wird ein Abgehen der Kugelkeilmutter von dem Halter 5 verhindert.
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Die
Spindelmutter 2 ist sowohl durch einen abgestuften Bereich 5d,
der an der inneren Umfangsfläche des Halters 5 gebildet
ist, und eine Mutter 8, die gewindeartig mit der inneren
Umfangsfläche 5 des Halters gekoppelt ist, ergriffen
gehalten, und wird mittels des Kugellagers 9, das an der
inneren Umfangsfläche des Halters 5 befestigt
ist, drehbar durch den Halter 5 gehalten. Kugeln 9a des
Kugellagers sind ausgelegt, entlang der ringförmigen Rinne 2a zu rollen,
die an der äußeren Umfangsfläche der
Spindelmutter 2 gebildet ist. Die Spindelmutter 2 wirkt selbst
als ein innerer Ring des Kugellagers 9, und durch Befestigung
eines äußeren Rings 9b des Kugellagers 9 an
dem Halter 5 kann die Spindelmutter 2 an dem Halter 5 befestigt
werden. Die Spindelmutter 2 und die Kugelkeilmutter 4 sind
eng aneinander angeordnet, während sie von dem Halter 5 gehalten werden.
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Der
Bewegungswandlungsmechanismus T, der die Spindelmutter 2 und
die Schraubenwelle 1 aufweist, ist von dem Halter 5 in
einem eine Drehung der Schraubenwelle 1 verhindernden Zustand
gehalten und liegt in montierter Form vor. Wenn die Spindelmutter 2 eine
Rotationsbewegung ausführt, ist die Schraubenwelle 1 durch
die Kugelkeilmutter 4 an der Drehung gehindert und führt
dadurch eine in 1 vertikale Linearbewegung aus.
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Wie
oben angemerkt sind bei dieser Ausführungsform die Spindelmutter
und die Schraubenwelle 1 in dem Bewegungswandlungsmechanimus
T, wie auch die Kugelkeilmutter 4 als ein Mechanismus zur Verhinderung
der Drehung der Schraubenwelle 1, von einem einzelnen Halter 5 gehalten,
wodurch sie in einem ausgerichteten Zustand von sowohl der Schraubenwelle 1 als
auch der Spindelmutter 2 montiert sind. Daher wird die
Operation des Bewegungswandlungsmechanismus T sichergestellt.
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Somit
werden eine später beschriebene Welle 10 des Motors
M, wie auch die Schraubenwelle 1 und die Spindelmutter 2 durch
den Halter 5 miteinander ausgerichtet. Nebenbeibemerkt
ist der Motor M an dem Halter 5 befestigt. Daher wird weder
auf die Schraubenrinne für die Schraubenwelle 1 noch
auf die Kugeln als Schraubgewinde der Spindelmutter 2 eine
Last ausgeübt, und auf die Welle 10 des Motors M
wird keine radial unbalancierte Last ausgeübt. Folglich
wird die Lebensdauer des Aktuator nicht verkürzt, noch
die Haltbarkeit der Aufhängevorrichtung S verschlechtert.
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Nebenbeibemerkt
ist eine Ausrichtarbeit für die Schraubenwelle 1 und
die Spindelmutter 2 zur Zeit des Einbaus in ein Fahrzeug
nicht erforderlich, da die Welle 10 des Motors M, die Schraubenwelle 1 und
die Spindelmutter 2 durch den Halter 5 aufeinander
ausgerichtet sind, mit dem Ergebnis, daß die Montagearbeit
für ein Fahrzeug weitaus einfacher als bei einer herkömmlichen
Aufhängevorrichtung wird.
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Darüber
hinaus wird die Montagearbeit bei dem Bereich des Aktuators A in
der Aufhängevorrichtung S einfacher, da die Schraubenwelle 1 und
die Spindelmutter 2 durch den Halter 5 montiert
sind und die Montage des Aktuators A durch die Verbindung des Motors
M mit der Wellen-Mutter-Anordnung vervollständigt wird.
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Insbesondere
in dem Fall, bei dem ein Aufbau herangezogen wird, in dem ein Drehteil
in dem Bewegungswandlungsmechanismus T, d. h. die Spindelmutter 2 nicht
von dem Halter 5 gehalten wird, aber an der Seite des Motors
M eingebaut ist, besteht die Notwendigkeit, eine Arbeit der Drehung
der Spindelmutter 2 durchzuführen, um die Schraubenwelle 1 in
den Motor M während der Zeit der Verbindung zwischen Motor
M und dem Bewegungswandlungsmechanismus T zu ziehen. Eine derartige
Arbeit ist nicht länger erforderlich, in dem der gesamte
Bewegungswandlungsmechanismus integral mit dem Halter 5 gehalten
wird. Wenn ein Aufbau herangezogen wird, bei dem die Spindelmutter 2,
die Schraubenwelle 1 und die Kugelkeilmutter 4 an
jeweils getrennten Haltern gehalten werden, entsteht die Notwendigkeit, Überlegungen
hinsichtlich der Verhinderung der Drehung des Halters anzustellen,
selbst wenn die Spindelmutter 2 nicht in den Motor M eingebaut
ist. Bei dieser Ausführungsform ist ein Vorteil dahingehend gegeben,
daß eine solche Überlegung nicht erforderlich
ist.
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Gemäß der
obigen Konstruktion ist die Kugelkeilmutter 4, die mit
der in der äußeren Umfangsfläche der
Schraubenwelle 1 gebildeten Keilrinne koppelt, als Drehverhinderungsmechanismus
verwendet, da eine glatte Vertikalbewegung der Schraubenwelle 1 bewirkt
werden kann. Es kann jedoch lediglich eine Rinne in dem äußeren
Umfang der Schraubenwelle 1 entlang der Achse der Schraubenwelle
gebildet werden und ein die vertikale Bewegung der Schraubenwelle 1 nicht
hinderndes Teil, z. B. eine Feder, kann in die Rinne eingepaßt
werden, um eine Drehung der Schraubenwelle 1 zu verhindern.
Ein derartiger Aufbau kann herangezogen werden, da der Drehverhinderungsmechanismus
von dem Halter 5 gehalten werden kann.
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Obwohl
oben eine Beschreibung der Vorteile gegeben wurde, die Spindelmutter 2,
die Schraubenwelle 1 und die Kugelkeilmutter 4 durch
einen einzelnen Halter 5 zu halten, kann ebenfalls ein
Aufbau herangezogen werden, bei dem die Spindelmutter 2,
die Schraubenwelle 1 und die Kugelkeilmutter 4 jeweils von
getrennten Haltern gehalten werden.
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Indem
die zur Axialbewegung der Schraubenwelle 1 verwendete Spindelmutter 2 und
die als Komponente des Mechanismus zur Verhinderung der Drehung
der Schraubenwelle 1 verwendete Kugelkeilmutter 4 eng
aneinander angeordnet werden, ist es möglich, die Länge
der Schraubenwelle 1 zu verkürzen, welche in dem
Abschnitt zwischen der Spindelmutter 2 und der Kugelkeilmutter 4 positioniert
ist.
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Der
in dem obigen Abschnitt positionierte Bereich der Schraubenwelle 1 ist
ein Verdreh-Bereich mit Drehung der Spindelmutter 2, und
je kürzer der Abschnitt ist, desto kürzer ist
der Verdreh-Bereich.
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Die
verdrehte Schraubenwelle 1 dient ebenfalls als ein Federelement
und die Antwortzeit für die Linearbewegung der Schraubenwelle 1 auf
die Drehung der Spindelmutter 2 ist desto länger,
je länger der verdrehte Abschnitt ist. Wie oben erwähnte,
da der verdrehte Abschnitt der Schraubenwelle 1 durch Anordnung
der Spindelmutter 2 und der Kugelkeilmutter 4 eng
nebeneinander verkürzt werden kann, wird die Ansprechbarkeit
der Aufhängevorrichtung S verbessert, wenn sie als ein
Aktuator wirkt.
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Da
die Ansprechbarkeit der Aufhängevorrichtung S bei deren
Wirkung als ein Aktuator somit verbessert wird, wird ebenfalls die
Steuerbarkeit für den Fall der aktiven Steuerung der Fahrzeugeigenschaften
verbessert.
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Andererseits,
wie in 1 gezeigt ist, umfaßt der Motor M ein
rohrförmiges Gehäuse 11, das an seinem
oberen Ende mit einem Bereich kleinen Durchmessers 11a ausgestattet
ist, einen Stator 12, der aus einem an einer inneren Umgebung
des Gehäuses 11 befestigten Kern und einer um
den Kern gewundenen Spule zusammengesetzt ist, eine ringförmige
Kappe 13, die in eine in 1 am unteren Ende
angeordnete Öffnung des Gehäuses 11 eingepaßt
ist, und einen Rotor R, der von dem Gehäuse 11 durch
ein Kugellager 15 drehbar gehalten ist, das in ein in 1 oberes
Ende der inneren Umgebung der Trennwand 14 angeordnet ist
und ein Kugellager 16, das in die innere Umfangsfläche
der Kappe 13 eingepaßt ist.
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Die
Kappe 13 umfaßt einen rohrförmigen Bereich 13a,
der in die innere Fläche des Gehäuses 11 eingepaßt
ist, einen an der äußeren Fläche des
rohrförmigen Bereichs 13a vorgesehenen Flansch 13b, der
gegen einen an einer äußeren Fläche des
in 1 unteren Endes des Gehäuses 11 vorgesehenen
Flansch 11b anschlägt, und einen rohrförmigen Paßbereich 13c,
der von dem rohrförmigen Bereich 13a herabhängt
und in ein oberes Ende der inneren Fläche des Halters 5 eingepaßt
ist. Die Trennwand 14 ist aus einem nicht magnetischen
Material aufgebaut und weist einen im Durchmesser kleineren oberen
Bereich auf, der das Innere des Gehäuses 11 in einer
luftdichten Weise in den Rotor R und den Stator 12 unterteilt.
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Der
Rotor R umfaßt die rohrförmige Welle 10 und
einen Magnet 17, der an einer äußeren
Randfläche eines Zwischenbereichs der Welle 10 befestigt ist,
um dem Stator 12 gegenüberzuliegen. Der Rotor R
ist bezüglich der Trennwand 14 drehbar. Ein oberes
Ende der Welle 10 ist in dem Kugellager 15 gelagert
und wird durch ein Wellenteil 19 getragen, der einen Drehmelderkern 18 an
seinem in 1 oberen Ende der äußeren
Umfangsfläche hält. Ein entgegengesetztes Ende
der Welle 10 ist an einer inneren Umfangsfläche
des Kugellagers 16 gelagert und ist in eine innere Umfangsfläche
der Hülse 2b eingepaßt, die an einem
oberen Ende der Spindelmutter 2 vorgesehen ist, wodurch
die Welle 10 des Motors M und die Spindelmutter 2 miteinander
verbunden sind.
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Ein
Drehmelderstator 20, der dem Drehmelderkern 18 gegenüberliegt,
ist an einer inneren Umfangsfläche des Bereichs 11a mit
kleinem Durchmesser des Gehäuses 11 befestigt.
Der Drehmelderkern 18 und der Drehmelderstator 20 bilden
einen Sensor zur Erfassung der Drehposition des Rotors R. Mit einem
(nicht gezeigten) Steuereinrichtung zur Steuerung der Zufuhr an
elektrischem Strom zu dem Stator 12 kann der Motor M auf
der Basis einer Drehstellung und einer Drehgeschwindigkeit des Rotors
R gesteuert werden. Als Mittel zur Erfassung der Drehstellung des
Rotors R besteht keine Einschränkung für den obigen
Drehmelder, es kann aber z. B. ein magnetischer Sensor wie etwa
ein Hall Element verwendet werden. Da bei dieser Ausführungsform
die Trennwand 14 vorgesehen ist, kann der Drehmelderstator 20 weiter
an einer äußeren Umfangsfläche an der Oberseite
der Trennwand 14 befestigt sein.
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Der
Magnet 17 ist gebildet, indem eine Mehrzahl von Magneten
in einer ringförmigen Form gebunden werden, so daß sich
Nord- und Südpole entlang des Umfangs abwechseln. Es kann
jedoch ein ringförmiger Magnet mit einem derart unterteilten Polmuster
verwendet werden, daß Nord- und Südpole abwechselnd
entlang des Umfangs erscheinen.
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Obwohl
ein bürstenloser Motor als der Motor M bei dieser Ausführungsform
verwendet wird, können verschiedene andere Typen von Motoren
M verwendet werden, einschließlich eines Gleichstrommotors,
eines Wechselstrommotors, eines Induktionsmotors und eines Synchronmotors.
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Der
so aufgebaute Motor M ist an dem in 1 oberen
Ende des Halters 5 mit einem Bolzen 21 festgeklemmt.
Genauer gesagt wird der sich durch beide Flansche 11b des
Gehäuses 11 und 13b der Kappe 13 erstreckende
Bolzen 21 in Gewindekopplung mit (nicht gezeigten) Gewindeloch
gebracht, das als dickwandiges Loch in dem Bereich 5a großen Durchmessers
des Halters 5 gebildet ist, wodurch der Motor M an dem
oberen Ende des Halters 5 befestigt wird.
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Indem
der Motor M und der Halte 5 integral miteinander gebildet
werden, wie oben beschrieben, ist ein unteres Ende der Welle 10 in
einer inneren Umfangsfläche 2b der Spindelmutter 2 eingepaßt, wodurch
sich die Welle 10 des Motors M und die Spindelmutter 2 miteinander
verbunden sind. In diesem Zustand kann der Schraubenwelle 1 die
Durchführung einer in 1 vertikalen
Linearbewegung erlaubt werden, durch Drehung der Spindelmutter 2 mit dem
Motor M. Somit sind, sobald der Motor M an dem Halter 5 befestigt
ist, der Motor M und der Bewgungswandlungsmechanismus T miteinander
verbunden und der Aktuator A kann montiert werden.
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Ein
Toleranzring 43 ist zwischen die äußere Umfangsfläche
der Welle 10 und die innere Umfangsfläche der
Hülse 2b zwischengesetzt. Der Toleranzring 43 wirkt
als Drehmomentbeschränker zur Beschränkung einer
oberen Grenze des Moments der Relativbewegung um eine Achse, das
auf sowohl Welle 10 und Spindelmutter 2 wirkt.
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Genauer
gesagt ist der Toleranzring 43 in einer Form einer ringförmigen
gewellten Platte gebildet. Wenn der Toleranzring 43 zwischen
die Welle 10 und die Hülse 2b zwischengesetzt
ist, werden die Wellen der Platte radial komprimiert, so daß eine
Verdrängungskraft als repulsive Kraft erzeugt wird und im
Einklang mit der Verdrängungskraft sich eine der Relativdrehung
zwischen der Welle 10 und der Hülse 2b widerstehende
Reibungskraft zwischen dem Toleranzring 43 und der Welle 10 wie
auch der Hülse 2b entwickelt. Die Welle 10 und
die Spindelmutter 2 verdrehen sich nicht gegeneinander,
bis das Relativmoment, das die Relativdrehung induziert, größer
als die Reibungskraft wird. Sobald das Relativmoment größer
als die Reibungskraft wird, erzeugen die Welle 10 und die
Spindelmutter 2 eine Relativdrehung. Eine solche Wirkung
erlaubt es dem Toleranzring 43, als ein Drehmomentbeschränker
zu wirken.
-
Somit
wird gemäß der Aufhängevorrichtung S
dieser Ausführungsform eine relative Vibration zwischen
dem gefederten Teil und dem nicht gefederten Teil in dem Fahrzeug
unterdrückt. Nach Einwirkung einer derartigen äußeren
Kraft, daß sie ein raschen Ausfahren oder Zurückziehen
der Aufhängevorrichtung S verursacht, ist die Beschleunigung
der Linearbewegung der Schraubenwelle 1 groß und
das Moment zur Drehung der Spindelwelle 2 wird sehr groß. Als
Ergebnis wird das Relativmoment, das eine Relativdrehung zwischen
der Welle 10 und der Spindelmutter 2 bewirkt,
größer als die von der Verdrängungskraft
des Toleranzrings 43 erzeugte Reibungskraft, und die Spindelmutter 2 gleitet
und bewegt sich bezüglich der Welle 10. Als ein
Ergebnis wird die Welle 10 nicht in Drehung versetzt, während
nur die Spindelmutter 2 rotiert, und die Übertragung
des in dem Motor M erzeugten Drehmoments auf der Basis eines Trägheitsmoments
oder einer elekromagnetischen Kraft auf die Spindelmutter 2 wird
unterdrückt.
-
Daher
wird unter der obigen Bedingung, d. h. wenn die Geschwindigkeit
des Schlags auf die Aufhängevorrichtung S stark variiert,
der Übertrag des in dem Motor M erzeugten Moments auf die
Spindelmutter 2 unterdrückt, und ein größeres
Moment als das gemäß der Verdrängungskraft
des Toleranzrings 43 tolerierte Relativmoment wird nicht
auf die Spindelmutter 2 ausgeübt, so daß es
möglich ist, den Einfluß eines Trägheitsmoments
des Motors M aufzuheben und zu verhindern, daß eine in
der Aufhängevorrichtung S entwickelte Dämpfungskraft übermäßig wird.
Folglich wird die Übertragung einer plötzlich auftretenden
Vibration zwischen nicht gefedertem Teil und gefedertem Teil unterdrückt.
-
Obwohl
der Toleranzring 43 in der obigen Beschreibung als ein
Drehmomentbegrenzer verwendet wird, kann er durch ein zwischen die
Welle 10 und die Hülse 2b zwischengesetztes
Reibungsteil ersetzt werden, um eine Reibungskraft in sowohl Welle
als auch Hülse zu schaffen. Als das Reibungsteil kann z. B.
ein ringförmiges Gummi oder eine ringförmige Platte
mit einer rauhen Oberfläche verwendet werden.
-
In
Verbindung mit der Festlegung des Relativmoments, das durch den
Toleranzring 43 oder das Reibungsteil eingestellt wird,
kann das Relativmoment willkürlich gemäß eines
zu dämpfenden Objekts, für das die Aufhängevorrichtung
S verwendet wird, eingestellt werden, kann aber auch auf einen empirisch
oder experimentell erhaltenen Wert festgelegt werden, so daß der
Einfluß eines Trägheitsmoments, das nach überfahren
eines Vorsprungs oder eines Lochs, das in einer Straßenfläche
gebildet ist, aufgehoben werden kann.
-
Somit
ist es gemäß der Aufhängevorrichtung S
dieser Ausführungsform möglich, den Einfluß eines Trägheitsmoments
aufzuheben, so daß das Trägheitsmoment des Motors
M auf das von der elektromagnetischen Kraft des Motors M verursachte
Momente überlagert würde, was zu einer zu großen
erzeugten Dämpfungskraft führen würde.
Daher wird es möglich, den Fahrkomfort in dem Fahrzeug
zu verbessern.
-
Mit
anderen Worten wirkt kein größeres Moment als
das tolerierte Relativmoment auf die Spindelmutter 2, und
daher besteht keine Befürchtung, daß der Bewegungswandlungsmechanismus
T durch die Wirkung eines übermäßigen
Moments beschädigt wird. Nebenbeibemerkt wird die Wirkung
einer starken Winkelbeschleunigung auf den Rotor R des Motors M
unterdrückt, wodurch es möglich wird, ein Flattern
des um den Rotor R befestigten Magneten 17 zu verhindern
und die Last auf den Motor M zu mindern, wodurch die Verlässlichkeit
der Aufhängevorrichtung S verbessert wird.
-
Da
der Toleranzring 43 als ein Drehmomentbegrenzer zwischen
die rohrförmige Welle 10 des Motors M und den
mit der Hülse 2b passenden Paßbereich
der Spindelmutter 2 zwischengesetzt ist, ist gemäß der
Aufhängevorrichtung S dieser Ausführungsform weiter
der Einfluß einer Gesamtlänge der Aufhängevorrichtung
S gering und der Drehmomentbeschränker ist an einer Stelle
angeordnet, die keinen Einfluß auf die Schlaglänge
ausübt, so daß die Sicherstellung der Schlaglänge
einfach wird.
-
In
dieser Ausführungsform sind die Welle 10 und die
Spindelmutter 2 miteinander über den Toleranzring 43 verbunden,
aber wenn das Vorsehen des Drehmomentbeschränkers nicht
notwendig ist, kann die Spindelmutter 2 direkt an der Welle 10 des
Rotors R befestigt werden, oder die Spindelmutter 2 selbst kann
eine Welle des Rotors R des Motors M sein und der Magnet 17 kann
an der äußeren Umfangsfläche der Spindelmutter 2 befestigt
sein.
-
Im
folgenden wird eine Beschreibung des hydraulischen Dämpfers
D gegeben, der mit der Schraubenwelle 1 verbunden ist.
Der aufgrund seiner Bekanntheit nicht im Detail dargestellte Hydraulikdämpfer
D umfaßt einen Zylinder 30, einen gleitbar in den
Zylinder 30 eingeführten (nicht gezeigten) Kolben,
der mit dem Zylinder 2 (nicht gezeigte) Druckkammern definiert,
die mit einer Flüssigkeit gefüllt sind, eine an
einem Ende mit dem Kolben verbundene Stange 31, die aus
dem Zylinder 30 vorragt, eine Gaskammer oder ein Reservoir
(von denen keines gezeigt ist), die innerhalb des Zylinders 30 gebildet ist,
um ein Stangenvolumen, ausfahrend oder einfahrend, bezüglich
des Zylinders 30 zu kompensieren, und eine Ösenklammer 3,
die eine Verbindung des Zylinders 30 mit dem ungefederten
Teil des Fahrzeugs erlaubt. Der hydraulische Dämpfer D
erzeugt, wenn er ausgefahren oder eingefahren wird, eine vorbestimmte
Dämpfungskraft.
-
Der
hydraulische Dämpfer D kann von einem sogenannten Einzelrohrtyp
sein, der mit einer Gaskammer innerhalb des Zylinders 30 ausgestattet
ist, oder von einem sogenannten Doppelrohrtyp, der mit einem ringförmigen
Reservoir ausgestattet ist. Indem der hydraulische Dämpfer
D als Doppelrohrtyp ausgeführt ist, wird jedoch ein Vorteil
dahingehend erreicht, daß eine Verkürzung der
Gesamtlänge des hydraulischen Dämpfers D möglich
ist und dadurch eine Verkürzung der Gesamtlänge
der Aufhängevorrichtung S. In dem Fall, in dem das Arbeitsfluid
in dem hydraulischen Dämpfer D ein Gas ist, und das Gas
anstelle einer Flüssigkeit in die Druckkammer geladen wird,
ist der Einbau einer Gaskammer oder eines Reservoirs nicht erforderlich,
wenn das ausdrückende oder einrückende Stangenvolumen
bezüglich des Zylinders 30 gemäß einer
Volumenänderung in dem Gas kompensierbar ist.
-
Ein
ringförmiges Kissen 40 ist an einer äußeren
Umgebungsfläche eines oberen Endes der Stange 31 vorgesehen.
Nach maximaler Einfuhr des Hydraulikdämpfers D kommt das
Kissen 40 in Anschlag gegen ein in 1 oberes
Ende des Zylinders 30, um einen auf die maximale Einfuhr
erzeugten Schlag abzumildern.
-
Bei
der Aufhängevorrichtung S dieser Ausführungsform
erstreckt sich eine Verbindungswelle 32 von dem oberen
Ende der Stange 31 des Hydraulikdämpfers D, und
der Hydraulikdämpfer D ist mit der Schraubenwelle 1 über
die Verbindungswelle 32 verbunden. Obwohl die Stange 31 und
die Verbindungswelle 32 in dieser Ausführungsform
integral gebildet sind, können beide als separate Teile
gebildet werden und dann miteinander verbunden werden. Obwohl die
Stange 31 mit der Schraubenwelle 1 in dieser Ausführungsform über
die Verbindungswelle 32 verbunden ist, kann der Hydraulikdämpfer
D von einem umgekehrten Typ sein und der Zylinder 30 kann mit
der Schraubenwelle 1 über die Verbindungswelle 32 verbunden
werden.
-
Die
Verbindungswelle 32 weist einen Gewindebereich 32a an
seiner Spitze auf, die in 1 einem
oberen Ende entspricht, und einen Bereich 32 von größerem
Durchmesser, der an ihrem unteren Ende gebildet ist. Eine ringförmige
Scheibe 33 ist an einer äußeren Umfangsfläche
des in 1 unteren Endes der Verbindungswelle 32 angebracht.
Eine Abwärtsbewegung der ringförmigen Scheibe 33 wird durch
den Bereich größeren Durchmessers 32b verhindert.
Ringförmige Federsitze 34 und 35 sind
bezüglich einer äußeren Umfangsfläche
der Scheibe 33 an oberen und unteren Stellen angebracht.
Eine Hülse 33a, die eine Einführung der
Schraubenwelle 1 darin erlaubt, ist an einem oberen Ende
der Scheibe 33 vorgesehen, und ein ringförmiges
Dämpferkissen 41 ist an einer äußeren
Umfangsfläche der Hülse 33a eingepaßt.
Eine Abwärtsbewegungung des Dämpferkissens 41 wird
durch die Scheibe 33 verhindert. Nach maximaler Einfahrbewegung
des Aktuators A gelangt das Dämpferkissen 41 in
Anschlag gegen das untere Ende des Halters 5, um eine maximale Einfahrschlaglänge
des Aktuators A einzuschränken.
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Bis
ein in die Hülse 33a eingeführtes unteres Ende
der Schraubenwelle 1 in Anschlag gegen eine obere Fläche
der Scheibe 33 kommt, wird die Verbindungswelle 32 in
die Schraubenwelle 1 eingeführt, und indem eine
Mutter 36 in Gewindekopplung mit dem Gewindebereich 32a an
dem oberen Ende der Verbindungswelle 32 gebracht wird,
wird die Schraubenwelle 1 sandwichartig zwischen der Mutter 36 und der
Scheibe 33 eingeklemmt, deren Abwärtsbewegung
durch den Bereich 32b größeren Durchmessers
verhindert ist, und die Verbindungswelle 32 ist mit der
Schraubenwelle 1 verbunden. In diesem Fall ist die Verbindungswelle 32 mit
der Schraubenwelle 1 verbunden, indem die Schraubenwelle 1 zusammen
mit der Scheibe 33 mittels des Bereichs 32b vom
großen Durchmesser und der Mutter 36 klemmend
gehalten werden. Die Verbindungswelle 32 kann von der oberen
Seite her mit der Schraubenwelle 1 verbunden werden.
-
Das
heißt, bei der Montagearbeit der Herstellung des Hydraulikdämpfers
D und des Aktuators A integral miteinander, ist es nicht so, daß die
Verbindung an einem Zwischenbereich zwischen dem Hydraulikdämpfer
D und dem Aktuator A, die schwere Gegenstände sind, hergestellt
wird, sondern daß beide integral miteinander durch die
Montagearbeit ausgeführt werden können, die nur
von der oberen Seite in 1 durchgeführt wird,
die der Seite entgegengesetzt des Hydraulikdämpfers ist.
Folglich wir die Arbeit zur Verbindung des Hydraulikdämpfers
D mit dem Aktuator A einfacher, und der Arbeitsaufwand ist in großem
Maß erleichtert.
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Da
die Verbindungswelle 32 in die Schraubenwelle 1 eingeführt
und mit der Schraubenwelle 1 von der oberen Endseite in 1 der
Schraubenwelle 1 verbunden ist, wie oben beschrieben, ist
die Verbindungswelle 32 langgesetzt, verhält sich
selbst wie ein Federelement in einer Längsrichtung für
die Schraubenwelle 1, die sich in 1 vertikal
bewegt, und es wird dadurch möglich, ein Brechen der Welle und
eine Lockerung der Mutter 36 zu unterdrücken.
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Da
die Schraubenwelle 1 und die Verbindungswelle 32 gewindeartig
lösbar verbunden sind, ist es in diesem Fall, wenn in dem
Aufbau der Aufhängevorrichtung S ein Ersetzen von nur des
Hydraulikdämpfers D oder nur des Bewegungswandlungsmechanismus
T erforderlich ist, möglich, dieses Ersetzen in einfacher
Weise zu bewirken. Es ist ebenfalls möglich, die Anordnung
zu zerlegen und nur einen fehlerhaften Teil zu überprüfen.
Somit wird, da die Schraubenwelle 1 und die Verbindungswelle 32 lösbar
miteinander verbunden sind, eine Wartung der Aufhängevorrichtung
S leichter, wie auch das Ersetzen der Teile. Grundsätzlich
können jedoch die Schraubenwelle 1 und die Verbindungswelle 2 fest miteinander
verbunden werden, z. B. durch Schweißen oder Löten.
In diesem Fall bestehen die Vorteile hinsichtlich der Wartung und
der Ersetzung der Teile nicht, aber die Montage der beiden Teile
Hydraulikdämpfer D und Aktuator A wird erleichtert wie
im Fall der lösbaren Verbindung der Wellen Schraubenwelle 1 und
Verbindungswelle 32. Das heißt, die Verbindung
der beiden Welle Schraubenwelle 1 und Verbindungswelle 32 involviert
nicht nur eine lösbare Verbindung, sondern ebenfalls eine
feste Verbindung mit nicht beabsichtigter Lösbarkeit. Die
lösbare Verbindung kann ausgeführt werden, indem
irgendwelche anderen Mittel als die der Schraubverspannung verwendet
werden.
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Gemäß der
obigen Beschreibung ist die Schraubenwelle 1 rohrförmig
hergestellt und die Verbindungswelle 32 mit der Schraubenwelle 1 von
dem in 1 oberen Ende verbindbar, das der Seite in der Schraubenwelle 1 entgegengesetzt
dem Hydraulikdämpfer entspricht, um die Arbeit zur Verbindung
des Hydraulikdämpfers D und des Aktuators A integral miteinander
in der Aufhängevorrichtung S zu erleichtern. Die Schraubenwelle 1 kann
jedoch direkt mit der Stange 31 oder dem Zylinder 30 des
Hydraulikdämpfers D an einem Zwischenbereich zwischen Hydraulikdämpfer
D und Aktuator A verbunden werden, ohne die Schraubenwelle 1 als
Rohr herzustellen.
-
Der
Luftkolben 37, der den Zylinder 30 abdeckt, ist
an einer äußeren Umfangsfläche eines
Seitenbereichs des Zylinders 30 des hydraulischen Dämpfers
D vorgesehen, und eine an dessen äußerer Umfangsfläche
vorgesehene Luftkolbenkappe 38 mit einem ringförmigen Stopper 38a ist
gewindeartig mit einem oberen Ende des Luftkolbens 37 gekoppelt.
Die Luftkolbenkappe 38 ist an ihrer inneren Umfangsfläche
mit einem Flansch 38b ausgestattet.
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Ein
unteres Ende des an dem Luftkolben 37 befestigten Abstandhalters 44 ist
nach innen gebogen, um einen horizontalen Bereich 44a zu
bilden, und mit dem horizontalen Bereich 44a ist eine in 1 nach
oben gerichtete Bewegung eines Federsitzes 45, der in die
inneren Umfangsfläche des Luftkolbens 37 eingepaßt
ist, verhindert.
-
Darüber
hinaus ist eine Feder 39a zwischen einem unteren Ende der
Luftkammer 37 und dem an der äußeren
Umfangsfläche der Scheibe 33 vorgesehenen Federsitz 35 zwischengesetzt,
und eine Feder 39b ist zwischen den in die innere Umfangsfläche des
oberen Endes des Luftkolbens 37 eingepaßten Federsitz 45 und
den an der äußeren Umfangsfläche der
Scheibe 33 vorgesehenen Federsitz 34 zwischengesetzt.
Mit den Federn 39a und 39b wird der Kolben so
gedrängt, daß die (nicht gezeigte) Kolbenposition
relativ zu dem Zylinder 30 in einer neutralen Stellung
gehalten wird.
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Da
die Federn 39a und 39b wirken, um die Neutralstellung
der Kolbenstellung wieder herzustellen, ist es möglich
das Auftreten einer derartigen Situation zu verhindern, daß der
Hydraulikdämpfer D maximal ausgefahren oder maximal eingefahren bleibt,
mit der folgenden Interferenz des Kolbens mit dem oberen oder unteren
Ende des Zylinders 30 und der Unfähigkeit, eine
Hochfrequenzschwingung zu absorbieren, oder einer Verschlechterung
des Fahrkomforts in dem Fahrzeug. Somit kann die Verläßlichkeit
der Aufhängevorrichtung S verbessert werden.
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Mit
der Neutralstellung ist eine Position gemeint, bei der mit der zwischen
dem gefederten Teil und dem ungefederten Teil in dem Fahrzeug zwischengesetzten
Aufhängevorrichtung S eine Positionierung des mit der Stange 31 verbundenen
Kolbens bezüglich des Zylinders 30 erreicht wird.
Sie zeigt nicht nur immer die Mitte des Zylindes 30 an.
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Die
Vorspannkräfte der Federn 39a und 39b und
die Neutralstellung des Kolbens können eingestellt werden,
indem die vertikale Länge des Abstandhalters 44 eingestellt
wird, um die Position der Federsitze 45 zu verändern.
An diesem Punkt ergibt sich die Bedeutung der Bereitstellung des
Abstandhalters 44.
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Ein
ringförmiges Kissen 42 ist an eine innere Umfangsfläche
einer später beschriebenen Luftkammer 22 eingepaßt,
um dem oberen Ende des Luftkolbens 37 gegenüberzustehen,
und dessen Aufwärtsbewegung ist durch ein unteres Ende
des Halters 5 verhindert. Nach maximaler Einfuhr der Aufhängevorrichtung
S kommt das Kissen 42 in Anschlag gegen die an dem oberen
Ende des Luftkolbens 37 vorgesehene Luftkolbenkappe 38,
um eine weitere Einfuhr zu verhindern und den aufgrund der maximalen Einfuhrbewegung
erzeugten Aufprall abzumildern. Das heißt, das Kissen 42 und
der Luftkolben 37 schränken die maximale Einfuhrschlaglänge
der Aufhängevorrichtung S ein.
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Der
wie oben aufgebaute Aktuator A ist mit dem gefederten Teil durch
eine Anbringung 23 verbunden, die mit dem Flansch 11b des
Gehäuses 11 des Motors M über den Bolzen 21 aufgespannt
ist. Die Anbringung 23 umfaßt eine an einer äußeren Umfangsfläche
des oberen Endes des Halters 5 befestigte ringförmige
untere Platte 24, eine ringförmige obere Platte 25,
die zur Anbringung an dem gefederten Teil (nicht gezeigt) ausgelegt
ist, und ein Schwingungsisoliergummi 26, das zwischen die
untere Platte 24 und die obere Platte 25 zwischengesetzt
ist.
-
Die äußere
Umfangsfläche des Halters 5 ist mit einer rohrförmigen
Luftkammer 22 verbunden, die einen Kammerbereich der an
der äußeren Umfangsflächenseite des Aktuators
A angeordneten Luftfeder AS bildet. Eine rohrförmige, flexible
Membran 27 ist nach Art einer Brücke zwischen
einem unteren Ende der Luftkammer 22 und einer äußeren
Umfangsfläche eines Zwischenbereichs des Luftkolbens 37 angebracht,
und eine rohrförmige Membranabdeckung 28 ist an
einer äußeren Umfangsfläche des unteren Endes
der Luftkammer 22 zur Abdeckung der Membran 27 und
zur Verhinderung einer Auswärtsexpansion der Membran 27 angebracht.
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In
der Aufhängevorrichtung S ist durch die Luftkammer 22,
die Membran 27, den Luftkolben 37, Hydraulikdämpfer
D und Motor M eine Gaskammer 29 gebildet. Nach Ausfuhr
oder Einfuhr der Aufhängevorrichtung S gelangt der Luftkolben 37 in
die oder aus der Luftkammer 22 heraus, mit einer folglichen Änderung
in Volumen und Druck der Gaskammer 29, was die Funktion
als die Luftfeder AS gewährleistet. In dem Fall dieser
Ausführungsform wirkt der Luftkolben 37 als ein
Luftkolben und die Luftfeder AS ist aufgebaut, indem die Gaskammer 29 mit
Luftkammer 22, Membran 27, Luftkolben 37,
Hydraulikdämpfer D und Motor M unterteilt wird.
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Wie
oben beschrieben ist die Trennwand 14 in dem Motor M vorgesehen
und das Innere der Trennwand 14 dient als Teil der Gaskammer 29.
Der Bewegungswandlungsmechanismus T ist innerhalb der Gaskammer 29 untergebracht,
die von außen isoliert ist. Somit ist der Bewegungswandlungsmechanismus
T keiner Einwirkung von Wasser und Staub ausgesetzt. In Anwesenheit
der Trennwand 14 sind der Stator 12 des Motors
M und der Drehmeldestator 20 außerhalb der Gaskammer 29 angeordnet,
so daß es möglich ist, die Einführung
einer Verkabelung zur Stromversorgung in die Gaskammer 29 zu
vermeiden, die schwerlich in einer luftdichten Weise zu versiegeln
ist.
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Da
eine obere Endseite des Zylinders 30 und die Stange 31 in
dem Hydraulikdämpfer D innerhalb der Gaskammer 29 untergebracht
werden können, ist es darüber hinaus ebenfalls
möglich, die Einwirkung von Wasser oder Staub auf den Gleitbereich zwischen
der oberen Endseite des Zylinders 30 und der Stange 31 zu
verhindern.
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Bei
der auf diese Weise aufgebauten Luftfeder AS ist die Luftkammer 22 mit
dem Motor M des Aktuators A verbunden und der zur Relativbewegung bezüglich
der Luftkammer 22 ausgelegte Luftkolben 37 ist
durch den Hydraulikdämpfer D mit der Schraubenwelle 1 als
dem linearen Bewegungsteil in dem Aktuator A verbunden, so daß die
Luftfeder AS als eine Aufhängefeder arbeitet, die zwischen
dem gefederten Teil und dem ungefederten Teil des Fahrzeugs angeordnet
ist und das gefederte Teil in nachgiebiger Weise stützt.
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Eine
Verbindung zwischen dem Motor M und der Luftkammer 22,
wie auch eine Verbindung zwischen dem Luftkolben 37 und
der Schraubenwelle 1 als dem linearen Bewegungsteil kann
indirekt über ein bestimmtes Teil ausgeführt werden.
Unter der Verbindung, auf die hier Bezug genommen wird, ist nicht
nur eine direkte Verbindung zu verstehen, sondern ebenfalls eine
indirekte Verbindung über ein bestimmtes Teil. Daher kann,
wie in dieser Ausführungsform, die Anbringung 23 zwischen
den Motor M und die Luftkammer 22 zwischengesetzt sein
und diese zwei verbinden, und der Hydraulikdämpfer D kann
zwischen den Luftkolben 37 und das lineare Bewegungsteil
gesetzt werden, und die beiden verbinden.
-
Bei
den wie oben angemerkt in Reihe miteinander verbundenen Hydraulikdämpfer
D und Aktuator A fahren beide unabhängig voneinander aus
und ein. Daher ist ohne weitere Einschränkung eine gesamt
maximal Ausfahrschlaglänge der Aufhängevorrichtung
S durch die Summe von den maximalen Ausfahrschlaglängen
des Hydraulikdämpfers D und des Aktuators A gegeben. Es
ist somit erforderlich, die gesamte maximale Ausfuhrlänge
der Aufhängevorrichtung S einzuschränken.
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Diesbezüglich
ist, wie oben angemerkt, die Aufhängevorrichtung S mit
einem Stoppersitz 46 ausgestattet, der von einer inneren
Umfangsfläche eines Zwischenbereichs der Luftkammer 22 nach
innen vorragt, und einem an dem oberen Ende des Luftkolbens 37 befestigten
Stopper 38a. Der Stopper 38a und der Stoppersitz 46 sind
angeordnet, um einander vertikal gesehen gegenüberzustehen.
Wenn die Aufhängevorrichtung S ausfährt, nähern
sich der Stopper 38 und der Stoppersitz 46 einander
an und kommen schließlich in gegenseitige Anlage zur Verhinderung
einer weiteren Ausfahrbewegung der Aufhängevorrichtung
S, d. h. sie verhindern eine relative Trennung zwischen der Luftkammer 22 und
dem Luftkolben 37.
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Der
Stoppersitz 46 besteht aus einem ringförmigen
Kissensitz 47, der an der inneren Umfangsfläche
der Luftkammer 22 angebracht ist, und einem ringförmigen
Kissen 48, das an der inneren Umfangsfläche der
Luftkammer 22 eingepaßt ist, wobei eine in 1 nach
unten gerichtete Bewegung des Kissens 48 durch den Kissensitz 47 verhindert
wird. Das Kissen 48 wird nach dessen Anschlagen gegen den Stopper 38a komprimiert,
um den sich ergebenden Anschlagaufprall abzumildern.
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Somit
ist bei der Aufhängevorrichtung S gemäß der
vorliegenden Erfindung der Stopper 38a an der äußeren
Umfangsfläche des Luftkolbens 37 vorgesehen, und
der Stoppersitz 46, der nach maximaler Ausführbewegung
der Aufhängevorrichtung in Anschlag gegen den Stopper 38a kommt,
ist an der inneren Umfangfläche der Luftkammer 22 vorgesehen. Daher
ist es, anders als im Stand der Technik, nicht erforderlich, an
der Motorseite ein mit einem Anschlagteil gegen den Stopper ausgestattetes
rohrförmiges Teil einzubauen, d. h. das Gewicht der Aufhängevorrichtung
S kann so weiter reduziert werden. Darüber hinaus ist es
bezüglich der Einschränkung der maximalen Ausfuhrlänge,
da der Einbau eines rohrförmigen Teils nicht erforderlich
ist, nicht notwendig, einen Zwischenraum zum Einbau eines rohrfömigen
Teils vorzusehen, wodurch der Außendurchmesser der Aufhängevorrichtung
verringert werden kann.
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Obwohl
die Luftkolbenkappe 38 zur Bereitstellung des Stoppers 38a in
dem Luftkolben 37 verwendet wird, ist die Erfindung nicht
darauf eingeschränkt. Es kann irgendeine andere Methode
herangezogen werden, z. B. das obere Ende des Luftkolbens 37 nach
außen zu biegen, um einen Stopper zu bilden.
-
Weiter
ist, obwohl die Verwendung des Kissens 48 als Stoppersitz 46 dahingehend
vorteilhaft ist, daß der Aufprall nach maximaler Ausfuhr
der Aufhängevorrichtung S abgemildert werden kann, der Aufbau
des Stoppersitzes 46 nicht darauf eingeschränkt,
solange der Stoppersitz ausgelegt ist, gegen den Stopper 38a zu
schlagen. Zum Beispiel kann die Luftkammer 22 mit einem
ringförmigen Flansch ausgestattet sein, der zur Innenseite
vorragt, durch Einstämmen oder Pressen, und der so gebildete
ringförmige Flansch kann als Stoppersitz verwendet werden.
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Eine
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist oben beschrieben
worden, aber es ist selbstverständlich, daß der
Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf die in der Zeichnung
erläuterten oder oben beschriebenen genauen Details eingeschränkt
ist.
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GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
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Die
Aufhängevorrichtung der vorliegenden Erfindung ist für
eine fahrzeugmäßige Aufhängung verwendbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 2007-292255 [0002, 0003]
- - JP 2006-277517 [0005]
- - JP 2008-95800 [0005, 0006]