JP2016065583A - 能動型防振装置用電磁アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】固定コアと、固定コアに対向しつつ加振部材に連結される可動コアと、固定コアおよび可動コアの一部を囲繞するコイルを有するコイルユニットとを備え、コイルへの通電によって可動コアおよび加振部材を往復振動させるようにした能動型防振装置用電磁アクチュエータにおいて、推力の増大を図る。【解決手段】コイルユニット３５Ａは、振動発生源Ｅの振動に対応した波形の交流電流が入力されるメインコイル４９Ａと、メインコイル４９Ａが発生する磁束を増幅するようにしたサブコイル５０Ａとを備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、固定コアと、該固定コアに対向しつつ加振部材に連結される可動コアと、前記固定コアおよび前記可動コアの一部を囲繞するコイルを有するコイルユニットとを備え、前記コイルへの通電によって前記可動コアおよび前記加振部材を往復振動させるようにした能動型防振装置用電磁アクチュエータに関する。

軸方向に重なって配置されるようにしてコイルユニットを構成する第１および第２コイルのそれぞれに印加されるパルス電圧を制御することで、１つのコイルのみに所定周波数のパルス電圧を印加したときに生じる加振力の高次成分を除くようにした能動型防振装置用電磁アクチュエータが、特許文献１で知られている。

特開２０１０−１９６７５８号公報

ところで、電磁アクチュエータが発揮する推力を高めたいと言う要望があるが、上記特許文献１で開示されたものでは、そのような要望に応えることができない。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、推力の増大を図り得るようにした能動型防振装置用電磁アクチュエータを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、固定コアと、該固定コアに対向しつつ加振部材に連結される可動コアと、前記固定コアおよび前記可動コアの一部を囲繞するコイルを有するコイルユニットとを備え、前記コイルへの通電によって前記可動コアおよび前記加振部材を往復振動させるようにした能動型防振装置用電磁アクチュエータにおいて、前記コイルユニットは、振動発生源の振動に対応した波形の交流電流が入力されるメインコイルと、当該メインコイルが発生する磁束を増幅するようにしたサブコイルとを備えることを第１の特徴とする。

また本発明は、第１の特徴の構成に加えて、前記サブコイルが、前記メインコイルの軸方向一端に隣接して同軸に配置されることを第２の特徴とする。

さらに本発明は、第１の特徴の構成に加えて、前記サブコイルが、前記メインコイルの内周側および外周側のいずれかに同軸に配置されることを第３の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば、振動発生源の振動に対応した波形の交流電流が入力されることでメインコイルによって生じる磁束が、サブコイルによって生じる磁束で増幅されることになり、電磁アクチュエータで生じる加振力を底上げし、電磁アクチュエータが発揮する推力を増大することができる。

また本発明の第２の特徴によれば、コイルユニットを構成するメインコイルおよびサブコイルが軸方向に隣接配置されるので、コイルユニットの径方向の大型化を抑制し、電磁アクチュエータのスリム化を図って設置時のレイアウト性を高めることができる。

さらに本発明の第３の特徴によれば、コイルユニットを構成するメインコイルおよびサブコイルが径方向で重なるので、コイルユニットの軸方向の大型化を抑制し、重心位置を低く抑えて振動発生源を安定して保持することができる。

第１の実施の形態の能動型防振装置の縦断面図である。 第２の実施の形態の能動型防振装置の縦断面図である。

本発明の実施の形態について添付の図面を参照しながら説明する。

本発明の第１の実施の形態について図１を参照しながら説明すると、この能動型防振装置５Ａは、振動発生源としてのたとえば自動車のエンジンＥと、防振対象物としての車体フレームＦとの間に設けられ、前記エンジンＥによって生じる振動が前記車体フレームＦに伝達されるのを能動的に抑制するための装置である。

この能動型防振装置５Ａは、前記エンジンＥに結合される円板状の取付けブラケット６と、該取付けブラケット６に溶接される内筒７と、該内筒７と同軸に配置される外筒８と、厚肉のゴム等によって形成されるとともに前記内筒７および前記外筒８の相互に対向する円錐面間に加硫接着される第１弾性体９と、上下方向に並んで一体化されて第１弾性体９の下方に配置される第１オリフィス形成部材１０、第２オリフィス形成部材１１および第３オリフィス形成部材１２とを備える。

第１オリフィス形成部材１０は、その中央部に開口部１３を有して円板状に形成される。第２オリフィス形成部材１１は、上面を開放した樋状断面を有して環状に形成されており、その開放上面が第１オリフィス形成部材１０で閉鎖されるようにして第１オリフィス形成部材１０に接合される。第３オリフィス形成部材１２は、上面を開放した樋状断面を有して環状に形成されており、その開放上面が第２オリフィス形成部材１１で閉鎖されるようにして第２オリフィス形成部材１１に接合される。第１および第２オリフィス形成部材１０，１１の外周部は、相互に重ねられ、前記外筒８の下部に設けられた環状のかしめ固定部８ａに固定される。

第３オリフィス形成部材１２の内周面には、ゴム等から成る環状の第２弾性体１４の外周面が加硫接着され、この第２弾性体１４の内周面に上端を閉じた有底円筒状の第１キャップ１５が加硫接着され、第１キャップ１５内には上端を閉じた有底円筒状の第２キャップ１６が圧入され、第２キャップ１６内には下端を閉じた有底円筒状の加振部材１７が圧入される。

第１キャップ１５の下端からの第２キャップ１６の突出部の外周面には、第２弾性体１４の下方に配置されるダイヤフラム１８の内周部が加硫接着され、前記ダイヤフラム１８の外周部にはリング部材１９が加硫接着され、このリング部材１９は、前記外筒８の前記かしめ固定部８ａに、前記第１オリフィス形成部材１０および前記第２オリフィス形成部材１１の外周部とともに固定される。

前記加振部材１７には、前記電磁アクチュエータ３０Ａから推力を加えることが可能であり、加振部材１７は、前記電磁アクチュエータ３０Ａから推力が加わるのに応じて、前記第２弾性体１４および前記ダイヤフラム１８を撓ませるようにして上下の往復駆動される。

前記第１弾性体９および前記第２弾性体１４間には第１液室２１が画成され、前記第２弾性体１４および前記ダイヤフラム１８間には第２液室２２が画成され、第１および第２液室２１，２２には、液体が封入される。

第１オリフィス形成部材１０および第２オリフィス形成部材１１間には、上部オリフィス２３が形成され、第２オリフィス形成部材１１および第３オリフィス形成部材１２間には、下部オリフィス２４が形成されており、第１および第２液室２１，２２は、直列に接続される前記上部オリフィス２３および前記下部オリフィス２４を介して相互に連通される。

前記外筒８の前記かしめ固定部８ａには、前記車体フレームＦに取付けられる筒状のブラケット２７が固定されており、このブラケット２７に固着されたアクチュエータ支持部材２８に、前記加振部材１７を上下に駆動する電子式アクチュエータ３０Ａが支持される。

この電磁式アクチュエータ３０Ａは、磁性材料によって上端を開放した筒状に形成されるハウジング３１と、そのハウジング３１の上端開口部を閉じるようにして前記ハウジング３１に固着されるヨーク３２と、前記ハウジング３１の下部中央部に固着される固定コア３３と、該固定コア３３にその上方から対向する可動コア３４と、前記固定コア３３および前記可動コア３４の一部を囲繞するコイルユニット３５Ａとを備え、前記ヨーク３２の外周部が前記アクチュエータ支持部材２８の下端部に溶接される。

前記固定コア３３は、テーパ状の吸引面３６を上部に有するとともに半径方向外方に張り出すフランジ部３３ａを下部に有して円筒状に構成されており、前記フランジ部３３ａが前記ハウジング３１の下部に上方から重なるようにして結合される。また前記ヨーク３２は、前記フランジ部３３ａとの間に前記コイルユニット３５Ａを挟むようにして前記ハウジング３１の上部に結合されており、前記コイルユニット３５Ａ内に挿入される円筒部３２ａが前記ヨーク３２の中央部に一体に形成される。

前記円筒部３２ａ内には、外向きフランジ部３７ａを下端部に有する薄肉円筒状の軸受部材３７が嵌合され、前記固定コア３３との間に薄肉のリング状に形成される弾性板３８を挟む前記外向きフランジ部３７ａと、前記円筒部３２ａの下端との間に、前記固定コア３３側に前記軸受け部材３７を弾性的に保持するためのコイルばね３９が縮設される。

前記可動コア３４は、前記固定コア３３の前記吸引面３６にエアギャップｇを介して対向する吸引面４０を下端面に有して前記軸受部材３７に摺動自在に嵌合されており、この可動コア３４がその中心部に有する透孔４１を緩く貫通する連結ボルト４２の上端が前記加振部材１７に螺着され、該連結ボルト４２の下端には、前記可動コア３４に下方から当接する調節ナット４３が螺合される。また前記加振部材１７および前記可動コア３４間には、コイルばね４４が縮設されており、前記可動コア３４は、前記加振部材１７と一体化した前記調節ナット４３と、前記コイルばね４４とで弾性的に挟持される。

前記連結ボルト４２に対する前記調節ナット４３の螺合位置を進退させることで、固定コア３３および可動コア３４の吸引面３６，４０間のエアギャップｇを調節することができ、調節ナット４３の前記連結ボルト４２に対する進退位置は、前記調節ナット４３に下方からロックナット４５を螺合することで固定されることになり、このロックナット４５の回転操作は、前記固定コア３３の下部に着脱可能に装着される栓部材４６を取り外した状態で、前記固定コア３３に下方から挿入した工具を前記ロックナット４５に係合することで実行可能である。

前記コイルユニット３５Ａは、前記固定コア３３の一部ならびに前記ヨーク３２の前記円筒部３２ａを囲む樹脂製のボビン４８Ａと、このボビン４８Ａに嵌装されるメインコイル４９Ａおよびサブコイル５０Ａとを備える。

前記ボビン４８Ａは、その上端の上フランジ部５１と、下端の下フランジ部５２と、下フランジ部５２寄りに配置される中間フランジ部５３とを有するように形成されており、前記メインコイル４９Ａは前記上フランジ部５１および前記中間フランジ部５３間で前記ボビン４８Ａに巻装され、前記サブコイル５０Ａは前記中間フランジ部５３および前記下フランジ部５２間で前記ボビン４８Ａに巻装される。すなわち前記サブコイル５０Ａが、前記メインコイル４９Ａの軸方向一端（この実施の形態では下端）に隣接して同軸に配置される。

このようなメインコイル４９Ａおよびサブコイル５０Ａのボビン４８Ａへの巻装にあたっては、たとえばメインコイル４９Ａおよびサブコイル５０Ａを治具に巻回した後に治具を抜き、その状態でボビン４８Ａをアウトサート成形することが考えられる。

前記ボビン４８Ａと、前記メインコイル４９Ａおよび前記サブコイル５０Ａとは、樹脂製の被覆部５４で覆われており、この被覆部５４には、前記ハウジング３１の下部に形成された開口部６０から外方に突出するカプラ部５４ａが一体に形成されており、このカプラ部５４ａ内には、前記メインコイル４９Ａに連なるメインコイル用カプラ端子５５と、前記サブコイル５０Ａに連なるサブコイル用カプラ端子５６とが配置される。

前記メインコイル用カプラ端子５５には、電子制御ユニット５７が接続されており、この電子制御ユニット５７は、バッテリ５８から供給される電流を、前記エンジンＥの振動に対応した波形の交流電流に変換して前記メインコイル用カプラ端子５５すなわち前記メインコイル４９Ａに入力する。

また前記サブコイル用カプラ端子５６には、複数の抵抗素子等で構成される調整手段５９が接続されており、この調整手段５９は、前記メインコイル４９Ａが発生する磁束を前記サブコイル５０Ａで増幅するために、前記バッテリ５８から供給される電流を一定の直流電流に調整して前記サブコイル用カプラ端子５６すなわち前記サブコイル５０Ａに入力する。なおサブコイル５０Ａの役割は、メインコイル４９Ａによる磁束を増幅することであるので、エンジンＥの動作に応じて前記サブコイル５０Ａに入力される直流をオン・オフするようにしてもよい。

次にこの第１の実施の形態の作用について説明すると、電磁アクチュエータ３０Ａのコイルユニット３５Ａが、エンジンＥの振動に対応した波形の交流電流が入力されるメインコイル４９Ａと、当該メインコイル４９Ａが発生する磁束を増幅するようにしたサブコイル５０Ａとを備えるので、メインコイル４９Ａによって生じる磁束が、サブコイル５０Ａによって生じる磁束で増幅されることになり、電磁アクチュエータ３０Ａで生じる加振力を底上げし、電磁アクチュエータ３０Ａが発揮する推力を増大することができる。

しかも前記サブコイル５０Ａが、前記メインコイル４９Ａの軸方向一端に隣接して同軸に配置されるので、コイルユニット３５Ａの径方向の大型化を抑制し、電磁アクチュエータ３０Ａのスリム化を図って設置時のレイアウト性を高めることができる。

本発明の第２の実施の形態について図２を参照しながら説明するが、この能動型防振装置５Ｂは、電磁アクチュエータ３０Ｂの構成が上記第１の実施の形態と異なるだけであり、上記第１の実施の形態に対応する部分には同一の参照符号を付して図示するのみとし、詳細な説明は省略する。

前記電磁式アクチュエータ３０Ｂは、ハウジング３１と、そのハウジング３１の上端開口部を閉じるようにして前記ハウジング３１に固着されるヨーク３２と、前記ハウジング３１の下部中央部に固着される固定コア３３と、該固定コア３３にその上方から対向する可動コア３４と、前記固定コア３３および前記可動コア３４の一部を囲繞するコイルユニット３５Ｂとを備える。

前記コイルユニット３５Ｂは、前記固定コア３３の一部ならびに前記ヨーク３２の前記円筒部３２ａを囲む樹脂製のボビン４８Ｂと、このボビン４８Ｂに嵌装されるメインコイル４９Ｂおよびサブコイル５０Ｂとを備える。

前記メインコイル４９Ｂは、前記ボビン４８Ｂに巻装された前記サブコイル５０Ｂに巻装される。すなわち前記サブコイル５０Ｂは、前記メインコイル４９Ｂの内周側および外周側のいずれか（この第２の実施の形態では内周側）に同軸に配置される。

この第２の実施の形態によれば、コイルユニット３５Ｂを構成するメインコイル４９Ｂおよびサブコイル５０Ｂが径方向で重なるので、コイルユニット３５Ｂの軸方向の大型化を抑制し、重心位置を低く抑えてエンジンＥを安定して保持することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。

たとえば上述の実施の形態では、サブコイル５０Ａ，５０Ｂに直流電流を入力するようにしたが、交流電流を入力するようにしてもよい。またメインコイルに対する磁束の方向を揃えるようにして複数のサブコイルをボビンに巻装することも可能であり、その場合、複数のサブコイルは直列に接続される。

１７・・・加振部材
３０Ａ，３０Ｂ・・・電磁アクチュエータ
３３・・・固定コア
３４・・・可動コア
３５Ａ，３５Ｂ・・・コイルユニット
４９Ａ，４９Ｂ・・・メインコイル
５０Ａ，５０Ｂ・・・サブコイル
Ｅ・・・振動発生源としてのエンジン

Claims (3)

1. 固定コア（３３）と、該固定コア（３３）に対向しつつ加振部材（１７）に連結される可動コア（３４）と、前記固定コア（３３）および前記可動コア（３４）の一部を囲繞するコイル（４９Ａ，５０Ａ；４９Ｂ，５０Ｂ）を有するコイルユニット（３５Ａ，３５Ｂ）とを備え、前記コイル（４９Ａ，５０Ａ；４９Ｂ，５０Ｂ）への通電によって前記可動コア（３４）および前記加振部材（１７）を往復振動させるようにした能動型防振装置用電磁アクチュエータにおいて、前記コイルユニット（３５Ａ，３５Ｂ）は、振動発生源（Ｅ）の振動に対応した波形の交流電流が入力されるメインコイル（４９Ａ，４９Ｂ）と、当該メインコイル（４９Ａ，４９Ｂ）が発生する磁束を増幅するようにしたサブコイル（５０Ａ，５０Ｂ）とを備えることを特徴とする能動型防振装置用電磁アクチュエータ。
2. 前記サブコイル（５０Ａ）が、前記メインコイル（４９Ａ）の軸方向一端に隣接して同軸に配置されることを特徴とする請求項１に記載の能動型防振装置用電磁アクチュエータ。
3. 前記サブコイル（５０Ｂ）が、前記メインコイル（４９Ｂ）の内周側および外周側のいずれかに同軸に配置されることを特徴とする請求項１に記載の能動型防振装置用電磁アクチュエータ。

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