JP2004124992A - Electromagnetic damper - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、自動車、鉄道車両等の車両、その他、構造物、建造物等に装着されて、電磁力によって振動を制御する電磁ダンパに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電磁ダンパは、磁石とコイルとの相対変位によってコイルに生じる誘導電流を制御することにより、減衰力を制御するものである。また、電磁ダンパは、コイル電流を流すことにより、推力を発生させることもできる。 (例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−280416号公報
【0004】
電磁ダンパでは、減衰力は、コイルに流れる電流の大きさにほぼ比例するので、可変抵抗または回路のオン‐オフのデューティー制御等によって、コイルに流れる電流を制御することにより、容易に減衰力を調整することができる。これにより、各種センサおよびコントローラ等を用いて、車両速度、加速度等の走行状態を表すパラメータに基づいて、電磁ダンパの減衰力およびストロークをリアルタイムに制御して車体姿勢制御を行う、いわゆるセミアクティブダンパ制御を比較的容易に行うことができる。このとき、電磁ダンパには、電力を供給する必要がないので、消費電力を低く抑えることができる。
【0005】
また、電磁ダンパのコイルに電力を供給することによって推進力を得て、電磁ダンパをアクチュエータ(モータ)として作動させることができるので、これにより、積極的に車体の姿勢制御を行う、いわゆるアクティブサスペンション制御を実行することもできる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電磁ダンパでは、次のような問題がある。従来の電磁ダンパでは、コイル及び磁石が取付けられて相対変位する部材の摺動部は、無給油のドライメタルによって支持されており、鉄道車両や自動車のサスペンション装置等の過酷な作動環境で使用される場合、無給油のドライメタルでは、充分な耐久性を得ることが困難である。さらに、摺動部は、電磁ダンパの作動によるコイルの発熱によって高温にさらされるため、熱によるドライメタルの劣化が問題となる。
【0007】
また、電磁ダンパは、その作動によってコイルが発熱するため、長時間連続して大きな出力を発生させるとコイル部が過熱しやすいので、放熱性を確保する必要がある。しかしながら、装着スペース等の制約によって大きなヒートシンク等を設けることができず、充分な放熱性を得ることが困難である。
【0008】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、摺動部の耐久性を高め、また、コイルの放熱性を高めることができる電磁ダンパを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項1に係る発明は、磁石が取付けられた磁石側部材とコイルが取付けられたコイル側部材とを相対変位可能に設け、前記磁石と前記コイルとの相対変位に関して前記コイルに流れる電流を制御して、減衰力または推力を発生させる電磁ダンパにおいて、
前記磁石側部材と前記コイル側部材とを互いに変位可能に支持する軸受に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段を設けたことを特徴とする。
このように構成したことにより、軸受に潤滑剤を供給して、軸受を潤滑する。
請求項2の発明に係る電磁ダンパは、上記請求項1の構成において、前記潤滑剤供給手段は、前記磁石側部材と前記コイル側部材との間に形成された空間内に封入された潤滑剤を前記軸受に供給することを特徴とする。
このように構成したことにより、磁石側部材とコイル側部材との間の空間から軸受に潤滑剤を供給する。
請求項3の発明に係る電磁ダンパは、上記請求項1又は2の構成において、前記コイルは、前記潤滑剤供給手段の潤滑剤に浸されていることを特徴とする。
このように構成したことにより、コイルの熱が潤滑剤を介して放熱される。
請求項4の発明に係る電磁ダンパは、上記請求項1乃至3のいずれかの構成において、前記コイル側部材と前記磁石側部材との相対変位によって、前記空間内の潤滑剤を循環させる循環手段を備えたことを特徴とする。
このように構成したことにより、潤滑剤を循環させて、潤滑剤によるコイルの放熱を促進する。
請求項5の発明に係る電磁ダンパは、上記請求項4の構成において、前記循環手段は、前記潤滑剤を一方向に循環させる逆止弁を備えたことを特徴とする。
このように構成したことにより、逆止弁によって潤滑剤の循環が促進される。
請求項6の発明に係る電磁ダンパは、上記請求項1乃至5のいずれかの構成において、前記潤滑剤供給手段は、含油布を介して前記軸受に潤滑剤を供給することを特徴とする。
このように構成したことにより、含油布によって潤滑剤の供給量を調整することができる。
請求項7の発明に係る電磁ダンパは、上記請求項1乃至6のいずれかの構成において、前記軸受に、潤滑剤の漏洩を防止するオイルシールを設けたことを特徴とする。
このように構成したことにより、オイルシールによって軸受からの潤滑剤の漏れを防止する。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の第1実施形態について、図1を参照して説明する。図1に示すように、本実施形態に係る電磁ダンパ1は、円筒状の外側ヨーク2内に、内側ヨーク3の一端側が挿入され、内側ヨーク3の他端側が外部に延出された構造となっている。
【0011】
外側ヨーク2(コイル側部材)の内周部には、軸方向に沿って複数のコイル4が直列に配置されている。これらのコイル4は、外側ヨーク2の軸方向に沿って所定範囲にわたって配置されており、中央に配置された2つのコイル4の間には隙間が設けられて、潤滑剤供給手段として環状のグリス溜め5(空間)が形成されている。
【0012】
内側ヨーク3(磁石側部材)の外周部には、リング状の複数の永久磁石6が取付けられており、これら永久磁石6の外周にガイドパイプ7(磁石側部材)が嵌合されている。外側ヨーク2の内周部には、複数のコイル4の両端部に円筒状の軸受9が取付けられており、これらの軸受9にガイドパイプ7が挿通されて摺動可能に支持されている。ガイドパイプ7とコイル4との間には所定の隙間8(空間)が設けられており、永久磁石6の外周面とコイル4の内周面とが一定のギャップをもってガイドパイプ7を介して互いに対向するようになっている。
【0013】
外側ヨーク2、コイル4、永久磁石6および内側ヨーク3によって磁気回路が構成され、内側ヨーク3のストロークにともなってコイル4と永久磁石6とが相対変位することにより、コイル4に誘導起電力が生じるようになっている。
【0014】
グリス溜め5には、潤滑剤が封入されており、ガイドパイプ7の表面に潤滑剤を付着させて、コイル4とガイドパイプ7との隙間8を介して軸受9のメタル9Aの摺動部に潤滑剤を供給するようになっている。なお、両側の軸受9の外側にオイルシールを設けることにより、軸受9からの潤滑剤の漏れを確実に防止するようにしてもよい。潤滑剤としては、熱固形化形グリス等の固形潤滑剤、半液状潤滑剤または液状潤滑剤等を用いることができる。外側ヨーク2の側壁には、外部からオイル溜め5に潤滑剤を補給するため、逆止弁10を有する注油口11が設けられている。
【0015】
以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
内側ヨーク3がストロークすると、コイル4と永久磁石6との相対変位によって、コイル4に誘導起電力が発生するので、この誘導起電力によってコイル4を流れる電流に抵抗を付与することによって、内側ヨーク3のストロークに対して減衰力を作用させることができる。これにより、例えば、コイル4を流れる電流を可変抵抗器で制御し、あるいは、回路のオン/オフをデューティ制御することにより、減衰力を制御することができる。
【0016】
また、コイル4と永久磁石6との相対位置に応じて、コイル4に電流を流すことにより、電磁ダンパ1をアクチュエータ(リニアモータ)として作動させて、内側ヨーク3に推力を発生させることもできる。
【0017】
この場合、例えば、永久磁石6は、コイル4側の面が内側ヨーク3のストローク方向に沿ってN極とS極が交互に並ぶように配置し、コイル4は、内側ヨーク3のストローク方向に沿ってU相、V相、W相の3相を所定の順で配置し、ホール素子等を用いてコイル4と永久磁石6との相対位置を検出することにより、三相同期型リニアモータと同様な原理で、通常の三相同期モータ駆動用のドライバを用いて、電磁ダンパ1をリニアモータとして作動させることができ、内側ヨーク3の推力を制御することができる。
【0018】
内側ヨーク3のストロークによって、グリス溜め5から軸受9のメタル9Aの摺動部に潤滑剤を供給して、常時油膜を維持することができるので、従来のドライメタルに比して、摺動抵抗を大幅に低減するとともに、耐久性を大幅に向上させることができる。また、注油口11から適宜潤滑剤を補給することができるので、メンテナンス性にも優れる。
【0019】
なお、注油口11は、図1に示すものでは、外側ヨーク2の直径方向に2つ配置されているが、電磁ダンパ1を図示の向き(横向き)に取付ける場合、上側の注油口10から注油された潤滑剤が重力によってグリス溜め5の下部に回り込むので、下側の注油口10を省略してもよい。電磁ダンパ1の使用条件等により、潤滑剤を補給する必要がない場合には、注油口11を省略してもよい。
【0020】
以下に本発明の他の実施形態について説明するが、これらの説明において、前に説明したものに対して同様の部分には、同一の符号を付して異なる部分についてのみ詳細に説明する。
【0021】
本発明の第2実施形態について、図2を参照して説明する。図2に示すように、第2実施形態の電磁ダンパ12では、両端の軸受9の近くに配置されたコイル4の間に2つのグリス溜め5が配置されている。
【0022】
このように構成したことにより、軸受9に潤滑剤が供給されやすくなるとともに、潤滑剤の封入量を増大させることができ、潤滑性の向上及び潤滑剤の補給周期の延長を図ることができる。
【0023】
次に、本発明の第3実施形態について図3乃至図5を参照して説明する。図3乃至図5に示すように、第3実施形態に係る電磁ダンパ13では、内側ヨーク3は、内部を中空として円筒状に形成されている。各コイル4間には、同心状に等間隔で配置された複数の扇形のボビン14が設けられ(図5参照)、各ボビン14の外周部が外側ヨーク2の内周部に嵌合されて、コイル4の外周と外側ヨーク2の内周との間には、環状空間15が形成されている。これらの環状空間15は、各ボビン14間の扇形空間16を介して、互いに連通され、また、コイル4とガイドパイプ7との間の隙間8に連通されている。ボビン14は、各コイル4間および各コイル4と外側ヨーク2および内側ヨーク3との電気的な絶縁を行っており、例えば薄肉のガラスエポキシ製とすることができる。
【0024】
コイル4とガイドパイプ7との隙間8、各ボビン14間の扇形空間16およびコイル4と外側ヨーク2との間の環状空間15には、潤滑油(液状の潤滑剤)が封入されている。両側の軸受9の外側には、隙間8からの潤滑油の漏れおよびゴミ等の異物の侵入を防止するオイルシール17が設けられている。また、外側ヨーク2の側壁には、環状空間15内に潤滑油を給油するための給油プラグ18が設けられている。
【0025】
以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
コイル4とガイドパイプ7との隙間8、各ボビン14間の扇形空間16およびコイル4と外側ヨーク2との間の環状空間15に封入された潤滑油を軸受9のメタル9Aの摺動部に供給して、常時、油膜を維持することができるので、従来のドライメタルに比して、摺動抵抗を大幅に低減するとともに、耐久性を大幅に向上させることができる。また、給油プラグ18から適宜潤滑油を補給することができるので、メンテナンス性にも優れる。
【0026】
コイル4が潤滑油に浸されているので、電磁ダンパ13の作動によって発熱するコイル4の熱が潤滑油を介してガイドチューブ7および外側ヨーク2に効率よく伝達されるので、放熱性を高めることができ、コイル4の過熱を防止することができる。これにより、高温による永久磁石5の磁力の低下および熱応力による各部の劣化を防止して電磁ダンパ13の耐久性を高めることができ、また、コイル4に大電流を流すことが可能となり、電磁ダンパ13の推力を増大させることができる。
【0027】
次に、本発明の第4実施形態について図6を参照して説明する。図6に示すように第4実施形態に係る電磁ダンパ19では、上記第3実施形態のものに対して、外側ヨーク2にリザーバタンク20が取付けられている。リザーバタンク20は、その内部がフリーピストン21によって、環状空間15に連通するオイル室22と、ガス室23とに画成されており、オイル室22には潤滑油が封入され、ガス室23には定圧ガス(窒素ガス等)が封入されている。リザーバタンク20には、オイル室22に潤滑油を補給するための給油プラグ24が取付けられている。
【0028】
このように構成したことにより、コイル4とガイドパイプ7との隙間8、各ボビン14間の扇形空間16およびコイル4と外側ヨーク2との間の環状空間15に封入された潤滑油が減少した場合、リザーバタンク20のオイル室22から潤滑油を自動的に補給することができる。また、コイル4の発熱等による温度変化による隙間8、扇形空間16および環状空間15の容積変化、並びに、潤滑油の体積変化をガス室23の低圧ガスの圧縮、膨張によって吸収することができる。
【0029】
次に、本発明の第5実施形態について、図7を参照して説明する。図7に示すように、第5実施形態では、上記第3または第4実施形態の構成において、コイル4とガイドパイプ7との間の隙間8に含油布25が挿入されている。含油布25は、潤滑油を吸収できる繊維質であり、潤滑油に浸漬され、ガイドパイプ7の表面に一定量の潤滑油を塗布するものである。含油布25の材質は、耐熱性、電気絶縁性および機械的強度を有するグラスファイバー等とすることができる。
【0030】
このように構成したことにより、潤滑油が減少した場合、あるいは、温度の上昇によって潤滑油の粘度が低下した場合でも、含油布25によってガイドパイプ7の表面に潤滑油を塗布することにより、軸受9に一定量の潤滑油を安定供給することができ、潤滑性を維持することができる。
【0031】
次に、本発明の第6実施形態について、図8および図9を参照して説明する。図8および図9に示すように、第6実施形態では、上記第3または第4実施形態の構成に加えて、隙間8内においてガイドパイプ7の外周に環状のピストン部26(循環手段)が突出されている。ピストン部26の先端は、コイル4及びボビン14の内周面の近傍まで延ばされており、ガイドパイプ7のストロークによってピストン部26が移動して、隙間8、各ボビン14間の扇形空間16およびコイル4と外側ヨーク2との間の環状空間15内の潤滑油を流動、循環させる。これにより、コイル4の熱を潤滑油を介して各部へ効率よく放熱することができ、コイル4の放熱を促進することができる。
【0032】
さらに、図10に示す本発明の第7実施形態では、上記第6実施形態の構成において、潤滑油の流路に逆止弁27が設けられており、隙間8及び環状空間15内の潤滑油に一方向の流れを生じさせることにより、潤滑油の循環を促進して、コイル4の放熱効果を高めている。
【0033】
また、図11に示す本発明の第8実施形態では、上記第7実施形態に対して、逆止弁27を設ける代りに、ピストン部26を一方に傾斜させた可撓性を有するフラップ状に形成することにより、ガイドパイプ7の一方へのストロークに対して、フラップ状のピストン部26が撓むことにより、隙間8及び環状空間15内の潤滑油に一方向の流れを生じさせるようにしている。これにより、上記第7実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。
【0034】
次に、本発明の第9実施形態について、図12乃至図16を参照して説明する。第9実施形態に係る電磁ダンパ28では、上記第3実施形態の電磁ダンパ13(図3乃至図5参照)に対して、各コイル4間に設けられたボビン29がリング状に形成されて、コイル4とガイドパイプ7との間の隙間8と、外側ヨーク2とコイル4との間の環状空間15とが遮断されて、各コイル4の外周に配置された各環状空間15は、ボビン29の外周部に形成された切欠部30を介して互いに連通されている(図15参照)。潤滑油は、環状空間15のみに封入され、隙間8は空気層となっている。また、軸受9には、メタル9Aの摺動部と環状空間15とを連通させる油路31が設けられ、メタル9Aの両端部にオイルシール17が設けられている。
【0035】
このように構成したことにより、環状空間15内の潤滑油が油路31を介して軸受9のメタル9Aの摺動部に供給され、メタル9Aとガイドパイプ7との潤滑を行い、オイルシール17によって潤滑油の漏れおよびゴミ等の異物の摺動部への侵入を防止する。また、環状空間15内の潤滑油を介してコイル4の放熱を行う。
【0036】
隙間8を空気層としたことにより、コイル4の熱がガイドパイプ7および永久磁石6に伝達されにくくなるので、永久磁石6の温度上昇を抑えることができ、永久磁石6の過熱による減磁を防止して、電磁ダンパ28の耐久性を高めることができる。
【0037】
さらに、図17に示す本発明の第10実施形態では、上記第9実施形態の構成において、軸受9の油路31内に含油布32が挿入されている。これにより、潤滑油が減少した場合、あるいは、温度の上昇によって潤滑油の粘度が低下した場合でも、含油布32によってガイドパイプの表面に潤滑油を塗布することにより、メタル9Aの摺動部に一定量の潤滑油を安定供給することができ、潤滑性を維持することができる。
【0038】
また、図18に示す本発明の第11実施形態では、上記第10実施形態に対して、軸受9のメタル9Aには油路が穿設されておらず、メタル9Aとその内側に配置されたオイルシール17との間に油路31が設けられており、油路31内には含油布32が挿入されている。これにより、軸受9のメタル9Aの孔あけによる耐久性の低下を防止することができる。
【0039】
次に、本発明の第12実施形態について、図19を参照して説明する。第12実施形態に係る電磁ダンパ33では、上記第9実施形態の電磁ダンパ28(図12乃至図16参照)に対して、外側ヨーク2の一端側の軸受9が省略され、その端部にコイル4と外側ヨーク2との間の環状空間15に連通する油路34が設けられ、この油路34に給油プラグ35が取付けられている。また、内側ヨーク2及びガイドパイプ7の先端部には、有底円筒状のガイドケース36の底部が連結され、ガイドケース36の円筒部は、ガイドパイプ7に沿ってこれを覆うように延ばされて、外側ヨーク2の外周に摺動可能に嵌合されている。ガイドケース36の外側ヨーク2との摺動嵌合部には、摺動軸受としてドライメタル37が取付けられている。
【0040】
このように構成したことにより、ガイドパイプ7は、軸受9及びドライメタル37によって外側ヨーク2に対して摺動案内される。環状空間15に封入された潤滑油が油路31を介して軸受9のメタル9Aの摺動部に供給され、メタル9Aとガイドパイプ7との摺動部の潤滑を行う。給油プラグ35によって環状空間15に潤滑油を給油することができる。上記第9実施形態と同様、コイル4の熱は環状空間15内の潤滑油を介して放熱され、コイル4とガイドパイプ7との隙間8を空気層としたことにより、コイル4の熱が永久磁石6に伝達されにくくなり、熱による永久磁石6の劣化を防止することができる。
【0041】
次に、本発明の第13実施形態について、図20及び図21を参照して説明する。図20及び図21に示すように、本実施形態に係る電磁ダンパ38は、有底円筒状の外側ヨーク39及びその内部に同心上に立設された内側ヨーク40とからなる二重筒構造のヨーク41と、外側ヨーク39と内側ヨーク40との間に挿入された円筒状のロッド42とを有している。外側ヨーク39は、内側ヨーク40と一体に形成された基端部39Aと先端部39Bとからなる分割構造となっている。
【0042】
外側ヨーク39の先端部39Bの両端部内周には、ロッド42を摺動案内する軸受43が設けられており、これら2つの軸受43と外側ヨーク40とロッド42との間に環状空間44が形成されている。環状空間44は、2つの軸受43の軸方向外側に設けられたオイルシール45によって密封されており、環状空間44内に潤滑油が封入されている。外側ヨーク43の先端部39Bの側壁には、環状空間44内に潤滑油を注入するため給油プラグ46が設けられている。
【0043】
ロッド42の内周部には、軸方向に沿って複数のコイル4が取り付けられている。上記第9実施形態(図12乃至図16参照)と同様、各コイル4間に設けられたリング状のボビン29およびコイル4の両端に取付けられたリテーナ47によって、ロッド42とコイル4との間に複数の環状空間48が形成されており、各環状空間48は、ボビン29の外周部に形成された切欠部30を介して互いに連通されている。環状空間48内には、潤滑油が封入されている。
【0044】
内側ヨーク40の外周部には、ロッド42のコイル4に対向させて、複数の円筒状の永久磁石6が取り付けられている。そして、外側ヨーク39、内側ヨーク40、ロッド42、コイル4及び永久磁石6によって磁気回路が構成されている。コイル4と永久磁石6との間には、充分小さい隙間49(空気層)が設けられている。なお、ロッド42の可動範囲を規制するためにストロークエンドストッパ(図示せず)が設けられている。
【0045】
以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
ロッド42がストロークすると、上記他の実施形態と同様、コイル4と永久磁石6との相対変位によって、コイル4に誘導電流が発生し、この電流を制御することにより、減衰力を制御することができる。また、コイル4に通電することにより、電磁ダンパ38をアクチュエータ(リニアモータ)として作動させて、ロッド42に推力を発生させることができる。
【0046】
環状空間44内の潤滑油が軸受43の摺動部に供給されるので、潤滑性を高めることができる。コイル4とロッド42との間の環状空間48に潤滑油を封入したことにより、コイル4の熱が潤滑油を介してロッド42に効率よく伝達されるので、コイル4の放熱性を高めることができる。また、コイル4と永久磁石6との間には、隙間49(空気層)が設けられているので、コイル4の熱が永久磁石6に伝達されにくくなり、永久磁石6の過熱を防止することができる。
【0047】
次に、本発明の第14実施形態について、図22を参照して説明する。図22に示す第14実施形態では、上記第13実施形態に対して、外側ヨーク39とロッド42との間の環状空間44内に、潤滑油の代りに固形潤滑剤50が挿入されており、オイルシール45が省略されている。また、コイル4とロッド42との間の環状空間48には、潤滑油の代りに、熱伝達率の高い充填剤51が充填されている。
【0048】
固形潤滑剤50は、例えば高分子ポリオレフィン樹脂等に潤滑油成分を含めて一体成型したもので、潤滑油成分が常時微量ずつ浸みだしてロッド42の表面に付着して、長期間にわたって軸受43とロッド42との摺動部の潤滑を維持するものである。また、高温時(150℃程度)でも潤滑性能を維持でき、形状変化を起こしにくい素材が使用される。一方、充填剤51としては、密着性に優れ、熱伝達率が高く、難燃性の例えばシリコン等が使用される。
【0049】
これにより、固形潤滑剤50によってロッド42と軸受43との摺動部の潤滑性を高めることができ、充填剤51によってコイル4の放熱性を高めることができる。
【0050】
次に、本発明の第15実施形態について、図23を参照して説明する。図23に示すように、第15実施形態では、上記第3実施形態(図3乃至図5参照)に対して、各コイル4間に、扇形のボビン14の代りに上記第9実施形態と同様のリング状のボビン29(図15参照)が設けられ、コイル4とガイドパイプ7との間の隙間8に、潤滑油の代りに上記第14実施形態と同様の固形潤滑剤50が挿入され、軸受9のオイルシール17が省略されている。また、外側ヨーク2とコイル4との間の環状空間15には、潤滑油の代りに上記第14実施形態と同様の充填剤51が充填されている。
【0051】
このように構成したことにより、固形潤滑剤50によってガイドパイプ7と軸受9との摺動部の潤滑性を高めることができ、充填剤51によってコイル4の放熱性を高めることができる。
【0052】
なお、上記各実施形態では、軸受として摺動軸受を使用した場合について説明しているが、本発明は、これに限らず、ボール等の転動体を用いたリニアベアリングを軸受として使用することもできる。
【0053】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項1の発明に係る電磁ダンパによれば、軸受に潤滑剤を供給して、軸受を潤滑することができるので、軸受の耐久性を高めることができる。
請求項2の発明に係る電磁ダンパによれば、磁石側部材とコイル側部材との間の空間から軸受に潤滑剤を供給することができる。
請求項3の発明に係る電磁ダンパによれば、コイルの熱が潤滑剤を介して効率よく放熱されるので、コイルの過熱を防止することができる。
請求項4の発明に係る電磁ダンパによれば、循環手段によって潤滑剤を循環させることにより、潤滑剤によるコイルの放熱を促進することができる。
請求項5の発明に係る電磁ダンパによれば、逆止弁によって潤滑剤の循環を促進することができる。
請求項6の発明に係る電磁ダンパによれば、含油布によって潤滑剤の供給量を調整することができ、潤滑性を高めることができる。
請求項7の発明に係る電磁ダンパによれば、オイルシールによって軸受からの潤滑剤の漏れを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る電磁ダンパの縦断面図である。
【図2】本発明の第2実施形態に係る電磁ダンパの縦断面図である。
【図3】本発明の第3実施形態に係る電磁ダンパの縦断面図である。
【図4】図3に示す電磁ダンパのコイル及び永久磁石の取付部を拡大して示す図である。
【図5】図4のA−A線による縦断面図である。
【図6】本発明の第4実施形態に係る電磁ダンパの縦断面図である。
【図7】本発明の第5実施形態に係る電磁ダンパの要部を拡大して示す縦断面図である。
【図8】本発明の第6実施形態に係る電磁ダンパの要部を拡大して示す縦断面図である。
【図9】図8に示す電磁ダンパにおける潤滑油の流れを示すコイル及び永久磁石の取付部の縦断面図である。
【図10】本発明の第7実施形態に係る電磁ダンパにおける潤滑油の流れを示すコイル及び永久磁石の取付部の縦断面図である。
【図11】本発明の第8実施形態に係る電磁ダンパのピストン部を拡大して示す縦断面図である。
【図12】本発明の第9実施形態に係る電磁ダンパの縦断面図である。
【図13】図12に示す電磁ダンパのコイル及び永久磁石の取付部を拡大して示す縦断面図である。
【図14】図12に示す電磁ダンパの軸受の取付部を拡大して示す縦断面図である。
【図15】図13のB−B線による縦断面図である。
【図16】図14のC−C線による縦断面図である
【図17】本発明の第10実施形態に係る電磁ダンパの軸受の取付部を拡大して示す縦断面図である。
【図18】本発明の第11実施形態に係る電磁ダンパの軸受の取付部を拡大して示す縦断面図である。
【図19】本発明の第12実施形態に係る電磁ダンパの縦断面図である。
【図20】本発明の第13実施形態に係る電磁ダンパの縦断面図である。
【図21】図20のに示す電磁ダンパのコイル、永久磁石および軸受の取付部を拡大して示す縦断面図である。
【図22】本発明の第14実施形態に係る電磁ダンパのコイル、永久磁石および軸受の取付部を拡大して示す縦断面図である。
【図23】本発明の第15実施形態に係る電磁ダンパのコイル、永久磁石および軸受の取付部を拡大して示す縦断面図である。
【符号の説明】
1 電磁ダンパ
2 外側ヨーク(コイル側部材)
3 内側ヨーク(磁石側部材)
4 コイル
5 グリス溜め(空間)
7 ガイドパイプ(磁石側部材)
8 隙間(空間)
9 軸受
17 オイルシール
25 含油布
26 ピストン部(循環手段)
27 逆止弁[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to an electromagnetic damper that is mounted on a vehicle such as an automobile or a railway vehicle, and other structures, buildings, and the like, and controls vibration by an electromagnetic force.
[0002]
[Prior art]
The electromagnetic damper controls the damping force by controlling the induced current generated in the coil due to the relative displacement between the magnet and the coil. Further, the electromagnetic damper can generate a thrust by flowing a coil current. (For example, see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2001-280416 A
[0004]
In an electromagnetic damper, the damping force is almost proportional to the magnitude of the current flowing through the coil.Therefore, the damping force can be easily controlled by controlling the current flowing through the coil by means of a variable resistor or on-off duty control of the circuit. Can be adjusted. Thus, a so-called semi-active damper that performs body posture control by controlling the damping force and stroke of the electromagnetic damper in real time based on parameters representing the running state such as the vehicle speed and acceleration using various sensors and controllers. Control can be performed relatively easily. At this time, since there is no need to supply power to the electromagnetic damper, power consumption can be suppressed.
[0005]
In addition, since a propulsive force is obtained by supplying electric power to the coil of the electromagnetic damper, the electromagnetic damper can be operated as an actuator (motor), thereby actively controlling the posture of the vehicle body. Control can also be performed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional electromagnetic damper has the following problems. In a conventional electromagnetic damper, the sliding portion of a member that is relatively displaced by a coil and a magnet attached thereto is supported by an oil-free dry metal, and is used in a severe operating environment such as a railway vehicle or a vehicle suspension device. In such a case, it is difficult to obtain sufficient durability with an unlubricated dry metal. Further, since the sliding portion is exposed to a high temperature due to heat generated by the coil due to the operation of the electromagnetic damper, deterioration of the dry metal due to the heat becomes a problem.
[0007]
In addition, since the coil of the electromagnetic damper generates heat by its operation, if a large output is continuously generated for a long time, the coil portion is likely to be overheated. However, a large heat sink or the like cannot be provided due to a limitation of a mounting space or the like, and it is difficult to obtain sufficient heat dissipation.
[0008]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an electromagnetic damper capable of improving the durability of a sliding portion and improving the heat dissipation of a coil.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 provides a magnet-side member to which a magnet is attached and a coil-side member to which a coil is attached so as to be relatively displaceable. In an electromagnetic damper that controls a current flowing through the coil with respect to displacement to generate a damping force or a thrust,
A lubricant supply means for supplying a lubricant to a bearing which supports the magnet side member and the coil side member so as to be displaceable from each other is provided.
With this configuration, a lubricant is supplied to the bearing to lubricate the bearing.
An electromagnetic damper according to a second aspect of the present invention is the electromagnetic damper according to the first aspect, wherein the lubricant supply means includes a lubricant sealed in a space formed between the magnet-side member and the coil-side member. Is supplied to the bearing.
With this configuration, the lubricant is supplied to the bearing from the space between the magnet-side member and the coil-side member.
According to a third aspect of the present invention, in the electromagnetic damper according to the first or second aspect, the coil is immersed in a lubricant of the lubricant supply unit.
With this configuration, heat of the coil is radiated through the lubricant.
An electromagnetic damper according to a fourth aspect of the present invention is the electromagnetic damper according to any one of the first to third aspects, wherein the circulating means circulates the lubricant in the space by a relative displacement between the coil-side member and the magnet-side member. It is characterized by having.
With this configuration, the lubricant is circulated, and heat release from the coil by the lubricant is promoted.
According to a fifth aspect of the present invention, in the electromagnetic damper according to the fourth aspect, the circulating means includes a check valve for circulating the lubricant in one direction.
With this configuration, circulation of the lubricant is promoted by the check valve.
According to a sixth aspect of the present invention, in the electromagnetic damper according to any one of the first to fifth aspects, the lubricant supply unit supplies the lubricant to the bearing via an oil-impregnated cloth.
With this configuration, the supply amount of the lubricant can be adjusted by the oil-impregnated cloth.
An electromagnetic damper according to a seventh aspect of the present invention is the electromagnetic damper according to any one of the first to sixth aspects, wherein the bearing is provided with an oil seal for preventing leakage of a lubricant.
With this configuration, the oil seal prevents the lubricant from leaking from the bearing.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the electromagnetic damper 1 according to the present embodiment has a structure in which one end of an
[0011]
A plurality of
[0012]
A plurality of ring-shaped
[0013]
A magnetic circuit is formed by the
[0014]
A lubricant is sealed in the
[0015]
Next, the operation of the present embodiment configured as described above will be described.
When the
[0016]
In addition, by applying a current to the
[0017]
In this case, for example, the
[0018]
A lubricant can be supplied from the
[0019]
In FIG. 1, two
[0020]
Hereinafter, other embodiments of the present invention will be described. In these descriptions, portions similar to those described above are denoted by the same reference numerals, and only different portions will be described in detail.
[0021]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, in the
[0022]
With this configuration, the lubricant can be easily supplied to the
[0023]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 3 to 5, in the
[0024]
Lubricating oil (liquid lubricant) is sealed in the
[0025]
Next, the operation of the present embodiment configured as described above will be described.
The lubricating oil sealed in the
[0026]
Since the
[0027]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 6, in the
[0028]
With this configuration, the amount of lubricating oil sealed in the
[0029]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 7, in the fifth embodiment, the oil-impregnated
[0030]
With this configuration, even when the lubricating oil decreases or the viscosity of the lubricating oil decreases due to an increase in temperature, the lubricating oil is applied to the surface of the
[0031]
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 8 and 9, in the sixth embodiment, in addition to the configuration of the third or fourth embodiment, an annular piston portion 26 (circulation means) is provided around the
[0032]
Further, in the seventh embodiment of the present invention shown in FIG. 10, in the configuration of the sixth embodiment, a
[0033]
Further, in the eighth embodiment of the present invention shown in FIG. 11, in place of providing the
[0034]
Next, a ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the
[0035]
With this configuration, the lubricating oil in the
[0036]
Since the
[0037]
Further, in the tenth embodiment of the present invention shown in FIG. 17, an oil-impregnated
[0038]
In addition, in the eleventh embodiment of the present invention shown in FIG. 18, the oil passage is not formed in the
[0039]
Next, a twelfth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the
[0040]
With this configuration, the
[0041]
Next, a thirteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 20 and 21, the
[0042]
[0043]
A plurality of
[0044]
A plurality of cylindrical
[0045]
Next, the operation of the present embodiment configured as described above will be described.
When the
[0046]
Since the lubricating oil in the
[0047]
Next, a fourteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the fourteenth embodiment shown in FIG. 22, a
[0048]
The
[0049]
Thereby, the lubricating property of the sliding portion between the
[0050]
Next, a fifteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 23, the fifteenth embodiment differs from the third embodiment (see FIGS. 3 to 5) in that a fan-shaped
[0051]
With such a configuration, the
[0052]
In each of the above embodiments, the case where a sliding bearing is used as the bearing is described. However, the present invention is not limited to this, and a linear bearing using a rolling element such as a ball may be used as the bearing. it can.
[0053]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the electromagnetic damper of the first aspect of the present invention, the bearing can be lubricated by supplying the lubricant to the bearing, so that the durability of the bearing can be improved.
According to the electromagnetic damper of the second aspect, the lubricant can be supplied to the bearing from the space between the magnet side member and the coil side member.
According to the electromagnetic damper according to the third aspect of the present invention, the heat of the coil is efficiently radiated through the lubricant, so that overheating of the coil can be prevented.
According to the electromagnetic damper of the fourth aspect, by circulating the lubricant by the circulating means, heat radiation of the coil by the lubricant can be promoted.
According to the electromagnetic damper of the fifth aspect, the circulation of the lubricant can be promoted by the check valve.
According to the electromagnetic damper of the sixth aspect, the supply amount of the lubricant can be adjusted by the oil-impregnated cloth, and the lubricity can be improved.
According to the electromagnetic damper of the invention of
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an electromagnetic damper according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of an electromagnetic damper according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of an electromagnetic damper according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an enlarged view showing a coil and a permanent magnet mounting portion of the electromagnetic damper shown in FIG. 3;
FIG. 5 is a longitudinal sectional view taken along line AA of FIG. 4;
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of an electromagnetic damper according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an enlarged longitudinal sectional view showing a main part of an electromagnetic damper according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an enlarged longitudinal sectional view showing a main part of an electromagnetic damper according to a sixth embodiment of the present invention.
9 is a longitudinal sectional view of a mounting portion of a coil and a permanent magnet showing a flow of lubricating oil in the electromagnetic damper shown in FIG. 8;
FIG. 10 is a vertical sectional view of a coil and a permanent magnet mounting portion showing a flow of lubricating oil in an electromagnetic damper according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 11 is an enlarged longitudinal sectional view showing a piston portion of an electromagnetic damper according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a longitudinal sectional view of an electromagnetic damper according to a ninth embodiment of the present invention.
13 is an enlarged longitudinal sectional view showing a mounting portion of a coil and a permanent magnet of the electromagnetic damper shown in FIG. 12;
14 is an enlarged longitudinal sectional view showing a mounting portion of a bearing of the electromagnetic damper shown in FIG.
FIG. 15 is a longitudinal sectional view taken along line BB of FIG.
FIG. 16 is a longitudinal sectional view taken along line CC of FIG. 14;
FIG. 17 is an enlarged longitudinal sectional view showing a mounting portion of a bearing of an electromagnetic damper according to a tenth embodiment of the present invention.
FIG. 18 is an enlarged longitudinal sectional view showing a mounting portion of a bearing of an electromagnetic damper according to an eleventh embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a longitudinal sectional view of an electromagnetic damper according to a twelfth embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a longitudinal sectional view of an electromagnetic damper according to a thirteenth embodiment of the present invention.
FIG. 21 is an enlarged longitudinal sectional view showing mounting portions of a coil, a permanent magnet, and a bearing of the electromagnetic damper shown in FIG. 20;
FIG. 22 is an enlarged longitudinal sectional view showing a mounting portion of a coil, a permanent magnet, and a bearing of an electromagnetic damper according to a fourteenth embodiment of the present invention.
FIG. 23 is an enlarged longitudinal sectional view showing mounting portions of a coil, a permanent magnet, and a bearing of an electromagnetic damper according to a fifteenth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Electromagnetic damper
2 Outer yoke (coil side member)
3 Inner yoke (magnet side member)
4 coils
5 Grease reservoir (space)
7 Guide pipe (magnet side member)
8 gap (space)
9 Bearing
17 Oil seal
25 Oil impregnated cloth
26 Piston part (circulation means)
27 Check valve
Claims (7)
前記磁石側部材と前記コイル側部材とを互いに変位可能に支持する軸受に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段を設けたことを特徴とする電磁ダンパ。A magnet-side member to which a magnet is attached and a coil-side member to which a coil is attached are provided so as to be relatively displaceable, and a current flowing through the coil is controlled with respect to a relative displacement between the magnet and the coil, so that damping force or thrust is reduced In the generated electromagnetic damper,
An electromagnetic damper comprising: a lubricant supply unit that supplies a lubricant to a bearing that supports the magnet-side member and the coil-side member so as to be displaceable from each other.
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