JP2010107000A - Active vibration control supporting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両のエンジンを支持するとともに、周期的な伸縮運動により前記エンジンから車体に伝達される振動を抑制する能動型防振支持装置に関する。 The present invention relates to an active vibration isolating support device that supports an engine of a vehicle and suppresses vibration transmitted from the engine to a vehicle body by periodic expansion and contraction motion.
エンジンを車体に対して支持するとともに、このエンジンの振動状態に応じた電流をコイルに通電しアクチュエータを伸縮させて、エンジンから車体に向かう振動の伝達を抑制する能動型防振支持装置が、例えば特許文献1に開示されている。
この特許文献1に開示されている能動型防振支持装置は、装置の大型化を抑制しつつ伸縮運動の出力向上を目的とし、伸縮運動を導く可動コアに臨むコイルの内周面が開口方向に拡径する円錐面を備える構成となっている。
このように構成されることにより、コイルを大きくすることなく導線の巻数を増やすことができ、コイル電流から誘導される磁力線を増加させて、伸縮運動の出力の向上を図ることができる。
The active vibration isolating support device disclosed in Patent Document 1 aims to improve the output of the expansion and contraction motion while suppressing the enlargement of the device, and the inner peripheral surface of the coil facing the movable core that guides the expansion and contraction motion is in the opening direction. It is the structure provided with the conical surface which expands in diameter.
By being configured in this way, the number of turns of the conducting wire can be increased without increasing the coil, and the lines of magnetic force induced from the coil current can be increased to improve the output of the expansion and contraction motion.
しかし、前記したようにコイルの開口付近に円錐面を設ける場合、図4(a)に示すように、当該円錐面の近傍において巻回されるコイル配列の規則性が乱れてしまう。この場合、可動コアを貫く磁力線の密度が不均一になり、能動型防振支持装置の周期的な伸縮運動に乱れが生じ、車体への伝達振動の抑制効果が減少する問題がある。
また、図4(b)に示すように、コイル配列が不規則にならないように導線を稠密配置すると、当該円錐面の斜面の角度は30degの一定に限定されてしまう。この円錐面の傾斜角が30degであることは、前記した可動コアを貫く磁力線の増加を多く見込むことができないために、伸縮運動の出力向上が期待できない問題がある。
However, when the conical surface is provided near the opening of the coil as described above, the regularity of the coil arrangement wound in the vicinity of the conical surface is disturbed, as shown in FIG. In this case, the density of the magnetic field lines penetrating the movable core becomes non-uniform, and there is a problem that the periodic expansion and contraction motion of the active vibration isolating support device is disturbed to reduce the effect of suppressing the transmission vibration to the vehicle body.
Further, as shown in FIG. 4B, when the conductive wires are densely arranged so that the coil arrangement is not irregular, the angle of the inclined surface of the conical surface is limited to a constant of 30 deg. If the inclination angle of the conical surface is 30 deg, it is impossible to expect a large increase in the lines of magnetic force penetrating the movable core, so that there is a problem that the output of the expansion / contraction motion cannot be expected.
本発明は、前記した問題を解決することを課題とし、周期的な伸縮運動の出力及び均一性を向上させることにより、エンジンから車体に伝達される振動の抑制効果に優れる能動型防振支持装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-described problems, and by improving the output and uniformity of periodic expansion and contraction motion, an active vibration-proof support device that is excellent in suppressing vibration transmitted from the engine to the vehicle body The purpose is to provide.
前記課題を解決するために本発明は、エンジンを支持するとともに伸縮運動により前記エンジンから車体に伝達される振動を抑制する能動型防振支持装置において、導線が稠密に巻回され通電すると励磁するコイルと、前記コイルの内周面を臨む位置に配置されこのコイルの励磁/消磁に従い変位して前記伸縮運動を導く可動コアと、を備え、巻回している前記導線の一層分厚みの自然数倍の段差幅を有し前記内周面が開口方向に拡径するように前記導線が巻回している段差面とを、備えることを特徴とする。
さらに、前記段差面は、前記導線が巻回する軸体と、前記コイルの両端面が保持されるフランジ板と、の連結部分に設けられ、これらが一体に樹脂成形されたコイルボビンを形成していることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is an active vibration-proof support device that supports an engine and suppresses vibration transmitted from the engine to the vehicle body by expansion and contraction, and is excited when a conductor is densely wound and energized. A coil and a movable core that is disposed at a position facing the inner peripheral surface of the coil and that is displaced in accordance with excitation / demagnetization of the coil to guide the expansion / contraction motion, and is a natural number of one-layer thickness of the wound conductive wire And a step surface around which the conducting wire is wound so that the inner circumferential surface has a diameter that is doubled in the opening direction.
Further, the step surface is provided at a connecting portion between a shaft body around which the conducting wire is wound and a flange plate on which both end surfaces of the coil are held, and these form a coil bobbin formed integrally with resin. It is characterized by being.
このように発明が構成されることにより、コイルの内周面に開口方向へ拡径するように巻回されている導線は、配列が不規則にならないために、可動コアを貫く磁力線の密度が均一化する。さらにコイルの内周面の開口付近に傾斜角の大きな斜面を設定することができるために、可動コアを貫く磁力線の増加が見込め、伸縮運動の出力を向上させることができる。 By configuring the invention in this way, the conductive wire wound so as to expand in the opening direction on the inner peripheral surface of the coil does not have an irregular arrangement. Therefore, the density of the magnetic lines passing through the movable core is low. Make uniform. Furthermore, since a slope with a large inclination angle can be set in the vicinity of the opening on the inner peripheral surface of the coil, an increase in the lines of magnetic force passing through the movable core can be expected, and the output of the expansion and contraction motion can be improved.
本発明により、エンジンから車体に伝達される振動の抑制効果に優れ、かつ小型の能動型防振支持装置が提供される。 The present invention provides a small active vibration isolating support device that is excellent in suppressing vibration transmitted from the engine to the vehicle body.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図1に示すように、能動型防振支持装置Mは、軸線Lに関して実質的に軸対称な構造を有するもので、略円筒状の上部ハウジング11と、その下側に配置された略円筒状の下部ハウジング12と、下部ハウジング12内に収容されて上面が開放した略カップ状のアクチュエータケース13と、上部ハウジング11の上側に接続したダイヤフラム22と、上部ハウジング11内に格納された環状の第1弾性体支持リング14と、第1弾性体支持リング14の上側に接続した第1弾性体19と、アクチュエータケース13に収容された環状の第2弾性体支持リング15と、第2弾性体支持リング15の内周側に接続した第2弾性体27と、アクチュエータケース13に収容され第2弾性体支持リング15及び第2弾性体27の下方に配置された駆動部(アクチュエータ)41等から構成されている。
このように構成される能動型防振支持装置Mは、エンジンを支持するとともに、駆動部41の周期的な伸縮運動によりエンジンから車体に伝達される振動を抑制するものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the active vibration isolating support device M has a substantially axisymmetric structure with respect to the axis L, and has a substantially cylindrical
The active anti-vibration support device M configured as described above supports the engine and suppresses vibration transmitted from the engine to the vehicle body by the periodic expansion and contraction movement of the
上部ハウジング11下端のフランジ部11aと、下部ハウジング12の上端のフランジ部12aとの間に、アクチュエータケース13の外周のフランジ部13aと、第1弾性体支持リング14の外周部14aと、アクチュエータケース13内の上部側に配置された環状断面が略コの字型で上下に外周部を有する第2弾性体支持リング15の上面外周部15aとが重ね合わされてカシメにより結合される。このとき、フランジ部12aとフランジ部13aとの間に環状の第1フローティングラバー16を介在させ、かつフランジ部13aの上面と第2弾性体支持リング15の上面外周部15a下面との間に環状の第2フローティングラバー17を介在させることで、アクチュエータケース13は、上部ハウジング11及び下部ハウジング12に対して上下方向に相対移動可能にフローティング支持される。
Between the
第1弾性体支持リング14と、第1弾性体19の上面側に設けられた凹部内に配置された第1弾性体支持ボス18とは、厚肉のラバーで形成された第1弾性体19の下端及び上端で、加硫接着によって接合されている。更に、第1弾性体支持ボス18の上面にダイヤフラム支持ボス20がボルト21で固定されており、ダイヤフラム支持ボス20に内周部を加硫接着によって接合されたダイヤフラム22の外周部が、上部ハウジング11に加硫接着により接合されている。
ダイヤフラム支持ボス20の上面にはエンジン取付部(作用点)20aが一体に形成され、図示しないエンジンに固定される。また、下部ハウジング12の下端の車体取付部12bが図示しない車体フレームに固定される。
The first elastic
An engine mounting portion (operation point) 20a is integrally formed on the upper surface of the diaphragm support boss 20 and is fixed to an engine (not shown). In addition, the vehicle
上部ハウジング11の上端のフランジ部11bには、ストッパ部材23の下端のフランジ部23aがボルト24及びナット25で結合されており、ストッパ部材23の上部内面に取り付けたストッパラバー26に、ダイヤフラム支持ボス20の上面に突設したエンジン取付部20aが当接可能に対向する。
このような構造によって、能動型防振支持装置Mにエンジンから大きな荷重が入力したとき、エンジン取付部20aがストッパラバー26に当接することで、エンジンの過大な変位が抑制される。
A
With such a structure, when a large load is input from the engine to the active vibration isolating support device M, the
第2弾性体支持リング15の内周面には、膜状のラバーで形成された第2弾性体27の外周部が加硫接着により接合されており、第2弾性体27の中央部にその上部が埋め込まれるように可動部材28が加硫接着により接合される。
The outer peripheral portion of the second
そして、第2弾性体支持リング15の上面と第1弾性体支持リング14の下部との間に円板状の隔壁部材29が固定されており、第1弾性体支持リング14、第1弾性体19及び隔壁部材29により区画された第1液室30と、隔壁部材29及び第2弾性体27により区画された第2液室31とが、隔壁部材29の中央に開口している連通孔29aを介して相互に連通する。
A disk-shaped
第2弾性体27の外周部27aは、第2弾性体支持リング15の下面と後記するヨーク44との間に挟持され、シール機能を有するようになっている。
また、第1弾性体支持リング14と上部ハウジング11との間に環状の連通路32が形成されている。連通路32は連通孔33を介して第1液室30に連通するとともに、環状の連通間隙34を介して、第1弾性体19とダイヤフラム22により区画された第3液室35に連通する。
The outer
An
駆動部41は、主に透磁率が高い金属又は合金からなる固定コア42、コイル組立体43、ヨーク44、可動コア54等から構成されている。
The
固定コア42は、下端部に受け座面のフランジ部を有する略円筒状で、円筒部の外周は円錐の周面形状をしている。
可動コア54は略円筒状で上端が内周方向に突き出てばね座54aを形成し、ばね座54aより下部の円筒部の内周は円錐の周面形状をしている。
The
The
コイル組立体43は、固定コア42及びヨーク44間に配置され、コイル46と、このコイル46を保持するコイルボビン62と、コイル46の側周面を覆うコイルカバー47と、で構成される。
コイルカバー47は、コイル46を保持した状態のコイルボビン62を、合成樹脂でモールドしたものである。そして、このコイルカバー47と一体に形成されているコネクタ48は、下部ハウジング12及びアクチュエータケース13を貫通して外部に延出し、その開口端にはコイル46に給電する給電線が接続されている。
The
The
ヨーク44は、フランジ付き円筒の形状となっており、この円筒部の内周面には、薄肉円筒状の軸受け部材51が上下方向に摺動自在に嵌合しており、この軸受け部材51の上端は径方向内向きにフランジ状に折り曲げられ、下端は径方向外向きにフランジ状に折り曲げられている。
軸受け部材51の下端とヨーク44の円筒部の下端との間には、セットばね52が圧縮状態で配置されており、このセットばね52の弾性力で軸受け部材51を下方に付勢して固定コア42の上面に押し付けている。
The
A
軸受け部材51の内周面には、略円筒状の可動コア54が上下方向に摺動自在に嵌合する。更に、固定コア42及び可動コア54はそれぞれ対称軸L上の中心部が中空になっており、そこに前記した可動部材28の中心部(対称軸L上)に接続して下方に伸びる略円柱状のロッド55が挿通されている。ロッド55の下端部にはナット56が締結される。ナット56は、中心部に上端が開口した中空部を有し、その中空部にロッド55の下端側を収容している。ナット56の上端部は、その下方よりもやや外径が大きく、可動コア54に接している。
A substantially cylindrical
また、可動コア54の上面と可動部材28の下面との間には、圧縮状態のセットばね58が配置され、このセットばね58の弾性力で可動コア54は下方に付勢され、可動コア54がナット56の上面に押し付けられて固定される。この状態で、可動コア54の円筒部の円錐の周面形状の内周面と、固定コア42の円錐の周面形状の外周面とが、円錐の周面状のギャップg1を介して対向している。
ロッド55に対し、ナット56は上下方向に位置を調整可能に締結されており、ゴム製のキャップ60で空間が閉塞されている。
A
The
クランクパルスセンサSaは、エンジン内の図示しないクランクシャフトの1回転につき複数回、つまり、一定のクランクアングル毎に1回出力されるクランクパルスを検出するものである。
電子制御ユニット71は、クランクパルスセンサSaからクランクパルス信号及びカム角センサSbからのTDC信号に基づいてエンジンの振動状態を推定し、駆動部41に供給する通電を制御するものである。
The crank pulse sensor Sa detects a crank pulse that is output a plurality of times per rotation of a crankshaft (not shown) in the engine, that is, once for every fixed crank angle.
The
電子制御ユニット71からの通電制御により、コイル46は励磁され、可動コア54を吸引して可動部材28を下方側に移動させる。この可動部材28の移動に伴い、第2液室31を区画する第2弾性体27が下方に変形して第2液室31の容積が増加する。逆に、コイル46を消磁すると、第2弾性体27が自己の弾性により上方に変形し、可動部材28及び可動コア54が上昇し、第2液室31の容積が減少する。
By the energization control from the
ここで、車両の走行中に低周波数(例えば、7〜20Hz)のエンジン、車体、サスペンションの連成系において車体の剛体振動とエンジン系の共振により発生する低周波振動であるエンジンシェイク振動が発生したとする。このとき、エンジンからダイヤフラム支持ボス20及び第1弾性体支持ボス18を介して入力される荷重で第1弾性体19が変形して第1液室30の容積が変化すると、連通路32を介して接続された第1液室30及び第3液室35の間で液体が流通する。
Here, when the vehicle is running, engine shake vibration, which is low frequency vibration generated by resonance of the rigid body of the vehicle body and resonance of the engine system, occurs in the coupled system of the engine, the vehicle body, and the suspension of low frequency (for example, 7 to 20 Hz). Suppose that At this time, when the first
この状態で、第1液室30の容積が拡大・縮小すると、それに応じて第3液室35の容積は縮小・拡大するが、この第3液室35の容積変化はダイヤフラム22の弾性変形により吸収される。このとき、連通路32の形状及び寸法、並びに第1弾性体19のばね定数は、前記エンジンシェイク振動の周波数領域で低ばね定数及び高減衰力を示すように設定されているため、エンジンから車体フレームに伝達される振動を効果的に低減することができる。
なお、前記エンジンシェイク振動の周波数領域では、エンジンが定常回転の場合は、駆動部41は駆動しない非作動状態に保たれる。
In this state, when the volume of the first
In the frequency region of the engine shake vibration, when the engine is in steady rotation, the
前記エンジンシェイク振動よりも周波数の高い振動、すなわちエンジンの図示しないクランクシャフトの回転に起因するアイドル時の振動や、エンジンの気筒の一部を休止してエンジンを駆動する気筒休止運転時の振動が発生した場合、第1液室30及び第3液室35を接続する連通路32内の液体はスティック状態になって防振機能を発揮できなくなるため、能動型防振支持装置Mの駆動部41を駆動して防振機能を発揮させる。
Vibration at a frequency higher than the engine shake vibration, that is, vibration during idling due to rotation of a crankshaft (not shown) of the engine, vibration during cylinder deactivation operation in which a part of the engine cylinder is deactivated to drive the engine When this occurs, the liquid in the
ちなみに、アイドル振動は、アイドル回転状態でフロア、シート及びステアリング・ホイールが低周波振動を起こすもので、ブルブル振動は4気筒エンジンで、例えば、20〜35Hz、6気筒エンジンで、例えば30〜50Hzであり、ユサユサ振動は5〜10H
zで燃焼不均一にて発生し、エンジンのロール振動が主な要因である。
By the way, idle vibration is a low frequency vibration of the floor, seat and steering wheel in the idling state, and bull vibration is a 4-cylinder engine, for example, 20-35 Hz, a 6-cylinder engine, for example, 30-50 Hz. Yes, Yusa Yusa vibration is 5-10H
This is caused by non-uniform combustion at z, and the engine roll vibration is the main factor.
次に、図1と、図2に示される段差面62aの部分を拡大したコイルボビン62の断面図を参照しつつ、コイル組立体43の構成要素であるコイルボビン62及びこれに保持されるコイル46について詳細に説明する。
コイルボビン62は、中空円筒である軸体63の両端に、一対のフランジ板64が対向するように設けられ、対称軸L(図1参照)に対して実質的に軸対称な構造を有するものである。そして、このコイルボビン62の内周面は、軸体63に外接し、この軸体63の内周面を臨む位置に可動コア54(図1参照)が軸受け部材51を介して配置されている。
Next, referring to FIG. 1 and a sectional view of the
The
このコイルボビン62における可動コア54の配置が片寄る側の開口には、円錐状のテーパ面62bが設けられている。このテーパ面62bは、軸体63の内周面からフランジ板64の外側面にわたる連続面を形成し、この連続面は、ヨーク44の円錐面44a(図3(a)参照)に密接する部分となる。
また、コイルボビン62の材質は、非磁性の例えば、樹脂成形されたものであるのが好適である。
A conical tapered
The material of the
軸体63には、その軸周りに導線61が稠密に巻回している。ここで稠密とは、図2(a)に示されるコイル46の断面視において、軸周りに層状に構成される導線61が、対称軸L方向に半径分ずれながら積層している状態を指す。これにより、コイル46を環状に流れる電流密度を向上させることができる。
フランジ板64は、このように稠密に積層している導線61の両端を規定するもので、コイル46の両端面を保持することになる。
A
The
テーパ面62bの反対面には、段差面62aが設けられている。この段差面62aのコイル46の径方向の段差幅nは、巻回している導線61の一層分厚みの自然数倍(図では2倍)となっている。さらに、この段差面62aの対称軸Lの斜め30度方向の段差幅mも、導線61の一層分厚みの自然数倍(図では2倍)となっている。
このように、段差面62aが構成されることにより、導線61は、その稠密性が損なわれることなく全周にわたって巻回されることになる。
さらに、段差幅m,nを任意に変更することにより、テーパ面62bの傾斜角θを30degよりも大きく設定し、かつ導線61を開口方向に拡径するように稠密に巻回することが可能になる。
A
Thus, by forming the
Furthermore, by arbitrarily changing the step widths m and n, it is possible to set the inclination angle θ of the tapered
図2(b)は、他の実施形態を示したもので、導線の断面が正六角形を有している導線61´である点において、図2(a)の場合と相違する。この場合は、コイルボビン62に導線61´を巻回するときに、この導線61´に与える張力を高めに設定して、導線61´が互いに接する部分において塑性変形させたものである。これにより、導線61´の稠密度がさらに向上し、コイル46を環状に流れる電流密度をさらに向上させることができる。
図2(b)の場合、導線61´の一層分厚みを、図2(a)よりも薄くすることが可能であり、段差幅m,nの設定値は、導線61´の伸びも考慮して適宜設定されることになる。
FIG. 2B shows another embodiment, which is different from the case of FIG. 2A in that the cross section of the conducting wire is a
In the case of FIG. 2B, the thickness of the
図3(a)は、通電により励磁したコイル46(図示略)が、その周囲に誘導する磁力線を示している。このコイル46の周囲に配置されている、固定コア42、アクチュエータケース13、ヨーク44、可動コア54は、鉄等の強磁性体で構成されているために、これらは、励磁したコイル46(図2参照)に磁化されて磁気回路が形成される。
ここで、ヨーク44の円錐面44aは、コイルボビン62のテーパ面62b(図2(a)参照)に密接する部分であるために、同じ傾斜角θが設定される(θ>30deg)。
なお、ヨーク44と可動コア54との境界が成すギャップg2部分には、軸受け部材51(図1参照)が配置されているが、図3においては記載を省略している。
FIG. 3A shows magnetic lines of force induced around the coil 46 (not shown) excited by energization. Since the fixed
Here, since the
A bearing member 51 (see FIG. 1) is disposed in the gap g2 portion where the boundary between the
図3(b)は比較例であって、前記した図4(b)に示されるように段差面を用いずに導線を稠密配置させた場合(傾斜角θ=30deg)を示したものである。
ここで、図3(a)の実施例、及び図3(b)の比較例を対比すると、実施例では、(傾斜角θが大きいことに起因して、磁気回路の磁路長が短縮され、さらにヨーク44と可動コア54とが相対変位するギャップg2の近傍の磁力線の直交断面が拡大している。これにより、磁気回路の磁気抵抗が大幅に減少するために、誘導される磁力線が増加し、コイル46の励磁/消磁に従い可動コア54が変位することにより伸縮運動する能動型防振支持装置Mの出力が向上することになる。
FIG. 3B is a comparative example, and shows a case where the conductors are densely arranged without using the stepped surface as shown in FIG. 4B (inclination angle θ = 30 deg). .
Here, when comparing the example of FIG. 3A and the comparative example of FIG. 3B, in the example, the magnetic path length of the magnetic circuit is shortened due to the large inclination angle θ. Furthermore, the orthogonal cross section of the magnetic force lines in the vicinity of the gap g2 where the
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
例えば、実施形態では段差面62aは、非磁性体のコイルボビン62に設けられているものを例示したが、これに限定されるものではない。例えば、コイル46が磁気回路を形成する磁性部材(例えばヨーク44)に直接巻回されるものであれば、この磁性部材に段差面62aが設けられていてもよい。
また、実施形態では段差面62aは、能動型防振支持装置Mの天地方向の上側に拡径するように設けられていたが、下側に拡径するように設けられる場合もある。
さらに、段差面62aの段差幅m,nは、それぞれ導線61の一層分厚みの2倍のものを例示したが、傾斜角θを30deg以上に設定することができれば、一層分厚みの任意の自然数倍で設定することができる。
Although the embodiments of the present invention have been described above, various design changes can be made without departing from the scope of the present invention.
For example, in the embodiment, the stepped
Further, in the embodiment, the
Further, the step widths m and n of the
41 駆動部
42 固定コア
43 コイル組立体
44 ヨーク
44a 円錐面
46 コイル
51 軸受け部材
54 可動コア
61 導線
62 コイルボビン
62a 段差面
L 対称軸
M 能動型防振支持装置
Sa クランクパルスセンサ
Sb カム角センサ
m 段差幅
n 段差幅
DESCRIPTION OF
Claims (2)
導線が稠密に巻回され通電すると励磁するコイルと、
前記コイルの内周面を臨む位置に配置されこのコイルの励磁/消磁に従い変位して前記伸縮運動を導く可動コアと、
巻回している前記導線の一層分厚みの自然数倍の段差幅を有し前記内周面の開口方向に拡径するように前記導線が巻回している段差面とを、備えることを特徴とする能動型防振支持装置。 In the active vibration isolating support device that supports the engine and suppresses vibration transmitted from the engine to the vehicle body by a telescopic motion
A coil that is energized when a conducting wire is densely wound and energized;
A movable core that is arranged at a position facing the inner peripheral surface of the coil and is displaced according to excitation / demagnetization of the coil to guide the expansion and contraction;
A step surface on which the conductive wire is wound so as to have a step width that is a natural number multiple of the thickness of one layer of the wound conductive wire and to increase the diameter in the opening direction of the inner peripheral surface, Active vibration isolation support device.
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Cited By (4)
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