JP5693384B2 - Active control torque rod - Google Patents
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Description
この発明は、アクティブ制御トルクロッドに関するものであり、とくには、出願人等の先願に係る特願2010−185728号(以下「先願」という)に係る発明の改良に関するものである。 The present invention relates to an active control torque rod, and more particularly to an improvement of the invention related to Japanese Patent Application No. 2010-185728 (hereinafter referred to as “prior application”) relating to the prior application of the applicant.
トルクロッドの一端と他端との間の前後方向、たとえば車両の前後方向の高周波振動の、上述したようなアクティブ制御トルクロッドによる防振は、振動発生部材側に弾性部材を介して連結されるトルクロッドの一端側で、その弾性部材をもって前後方向の共振周波数を十分低い周波数とするとともに、低い周波数のその共振を、トルクロッドの中間部に設けたアクチュエータの相殺作用によって吸収等することにより行われる。 Anti-vibration by the active control torque rod as described above for high-frequency vibration in the front-rear direction between the one end and the other end of the torque rod, for example, the front-rear direction of the vehicle, is connected to the vibration generating member side via an elastic member. On one end side of the torque rod, the elastic member is used to make the resonance frequency in the front-rear direction sufficiently low, and the resonance at a low frequency is absorbed by the canceling action of the actuator provided in the middle part of the torque rod. Is called.
しかるに、振動発生部材側に連結される、トルクロッドの一端側の弾性部材は、多くは、トルクロッドの連結構造との関連の下で、平面形状がほぼ「八字状」をなす形態に形成されていて、前後方向および、前後方向と直交する上下方向および左右方向のそれぞれのばね定数の相対関係により、前後方向の共振周波数を低減させるべく、その前後方向のばね定数を低下させると、上下方向および左右方向の共振周波数もまた低減されることになって、アクチュエータによっては吸収等することができないそれらの共振周波数が、振動発生部材側から入力される振動の周波数領域内に含まれることになるため、振動および騒音に及ぼす影響が大きくなるという問題があった。 However, the elastic member on one end side of the torque rod, which is connected to the vibration generating member side, is often formed in a form in which the planar shape is substantially “eight-shaped” in connection with the connecting structure of the torque rod. If the spring constant in the front-rear direction is reduced in order to reduce the resonance frequency in the front-rear direction due to the relative relationship between the spring constant in the front-rear direction and the vertical direction and the left-right direction orthogonal to the front-rear direction, The resonance frequency in the left-right direction is also reduced, and those resonance frequencies that cannot be absorbed by the actuator are included in the frequency range of vibration input from the vibration generating member side. Therefore, there is a problem that the influence on vibration and noise becomes large.
この発明は、このような問題点を解決することを課題としてなされたものであり、それの目的とするところは、とくに、トルクロッドの前記一端側に適用される弾性部材につき、多くはゴム材料からなる該弾性部材に形態上の工夫を加えることで、トルクロッドの前後方向のばね定数だけを、他の方向のばね定数にほとんど影響を及ぼすことなく所要に応じて低下させることで、その弾性部材をもって、前後方向の共振周波数を、アクチュエータによって十分に吸収できる程度の低周波数とする一方で、前後方向と直交する、上下方向および左右方向の、アクチュエータによっては吸収等することができないそれぞれの共振周波数を、振動発生部材側から入力される振動の周波数域よりもはるかに高く(たとえば200〜300Hzに)保つことで、それらの上下方向および左右方向の共振の顕在化を弾性部材それ自体で防止するとともに、それらの共振に起因するエンジンのこもり音の発生を有効に防止できるアクティブ制御トルクロッドを提供するにある。 The present invention has been made to solve such problems, and the object of the present invention is, in particular, an elastic member applied to the one end side of the torque rod, mostly a rubber material. By adding a contrivance in form to the elastic member, it is possible to reduce only the spring constant in the front-rear direction of the torque rod as needed without substantially affecting the spring constant in the other direction. Resonance frequency in the front-rear direction with a member is set to a low frequency that can be sufficiently absorbed by the actuator, while each resonance that is perpendicular to the front-rear direction and that cannot be absorbed by the actuator in the vertical and horizontal directions. The frequency is kept much higher (for example, 200 to 300 Hz) than the frequency range of vibration input from the vibration generating member side. In order to provide an active control torque rod that can prevent the occurrence of those vertical and horizontal resonances with the elastic member itself and effectively prevent the generation of engine noise caused by those resonances. is there.
この発明のアクティブ制御トルクロッドは、一端を振動発生部材側に、他端を振動伝達部材側に、ともに、多くはゴム材料からなる弾性部材を介して連結され、一端と他端との間の前後方向の往復振動を吸収するアクチュエータを中間部に具えるものであって、振動発生部材側に連結軸部を介して連結される一端側の弾性部材の、前記前後方向の、たとえば剪断ばね定数を、該前後方向と直交する上下方向および左右方向の、たとえば圧縮および引張りばね定数より小さくしてなるものである。 The active control torque rod according to the present invention has one end connected to the vibration generating member side and the other end to the vibration transmitting member side, both of which are connected via an elastic member made of a rubber material. An actuator for absorbing reciprocating vibration in the front-rear direction is provided in the middle part, and the elastic member on one end side connected to the vibration generating member side via the connecting shaft part, for example, the shear spring constant in the front-rear direction Is made smaller than, for example, compression and tension spring constants in the vertical direction and the horizontal direction orthogonal to the front-rear direction.
ここで、振動発生部材側に連結される弾性部材は、平板状および柱状等に形成し得ることはもちろんであるが、好ましくは、一端側もしくは他端側に凸となる山形形状とし、この場合より好ましくは、弾性部材の、凸となる側とは反対側に凹部を設ける。 Here, the elastic member connected to the vibration generating member side can be formed in a flat plate shape, a column shape, or the like, but preferably has a mountain shape that is convex on one end side or the other end side. More preferably, a concave portion is provided on the side of the elastic member opposite to the convex side.
ところで、連結軸部は、弾性部材の任意の位置から、任意の方向に向けて突出形成するを可とするも、好ましくは、弾性部材の凸の頂部もしくは、凹部の最深底部から、振動発生部材側に向けて直線状に突出させて設ける。 By the way, the connecting shaft portion can be formed to protrude in an arbitrary direction from an arbitrary position of the elastic member, but preferably, from the top of the convex of the elastic member or the deepest bottom of the concave, the vibration generating member Protruding linearly toward the side.
また、連結軸部は、一端および他端のそれぞれの弾性部材の中心および、アクチュエータの中心を通る軸線に対していずれかの方向にオフセットさせて設けることも可能であるが、より好ましくは、連結軸部を、その軸線上に配設する。 Further, the connecting shaft portion can be provided by being offset in either direction with respect to the center of each elastic member at one end and the other end and the axis passing through the center of the actuator. The shaft portion is disposed on the axis.
なお、トルクロッドの中間部に配設されるアクチュエータは、ハウジング内に取付けられて前後方向に延びるシャフトと、該シャフトを取り囲む筒状マス部材と、筒状マス部材の内側でシャフトに固定したコイルおよび巻芯と、筒状マス部材の内周面に取付けた永久磁石と、筒状マス部材の少なくとも一端部をシャフトに連結する弾性連結部材とを具えるものとし、外部制御手段によって前記コイルに通電することでコイル巻芯と永久磁石との間に発生する磁界によって、筒状マス部材に、該マス部材の軸線方向の変位を生じさせて、振動発生部材側からの、シャフトへの前後方向振動入力とは逆位相の振動駆動力を、シャフトを取付けたハウジングに付与するリニア可動型アクチュエータとすることが好ましい。 The actuator disposed in the intermediate portion of the torque rod includes a shaft attached in the housing and extending in the front-rear direction, a cylindrical mass member surrounding the shaft, and a coil fixed to the shaft inside the cylindrical mass member. And a winding core, a permanent magnet attached to the inner peripheral surface of the cylindrical mass member, and an elastic coupling member that couples at least one end of the cylindrical mass member to the shaft. The magnetic mass generated between the coil core and the permanent magnet when energized causes the cylindrical mass member to be displaced in the axial direction of the mass member, so that the longitudinal direction from the vibration generating member side to the shaft It is preferable to use a linear movable actuator that applies a vibration driving force having a phase opposite to that of the vibration input to the housing to which the shaft is attached.
この発明のアクティブ制御トルクロッドでは、振動発生部材側に連結される一端側の弾性部材の、前後方向のばね定数を、たとえば、ゴム材料からなるその弾性部材の剪断方向の変形に基き、上下方向および左右方向の、たとえば、ゴム材料からなるその弾性部材の圧縮および引張り変形に基くばね定数より小さくして、前後方向のばね定数を所要に応じて低下させて、前後方向の共振周波数をアクチュエータをもって十分に吸収できる低周波数としてなお、上下方向および左右方向のばね定数を高く維持して、それらのそれぞれの方向の共振周波数をともに、振動発生部材側から入力される振動の周波数域を越えた高い周波数とすることで、上下方向および左右方向のそれぞれの共振の発生をともに効果的に防止して、振動および騒音のそれぞれを十分小さく抑えることができる。 In the active control torque rod according to the present invention, the spring constant in the front-rear direction of the elastic member on one end connected to the vibration generating member side is determined based on, for example, deformation in the shear direction of the elastic member made of a rubber material. And lower than the spring constant based on compression and tensile deformation of the elastic member made of, for example, a rubber material in the left-right direction, and lowering the spring constant in the front-rear direction as necessary, and setting the resonance frequency in the front-rear direction with the actuator As a low frequency that can be sufficiently absorbed, the spring constants in the vertical direction and the horizontal direction are kept high, and the resonance frequency in each direction is high beyond the frequency range of vibration input from the vibration generating member side. By setting the frequency, it is possible to effectively prevent both vertical and horizontal resonances from occurring, and to reduce vibration and noise. Each can be suppressed sufficiently small.
ここで、振動発生部材側に連結される弾性部材を、一端側もしくは他端側に凸となる山形形状としたときは、該弾性部材の質量との関連の下で、前後方向および上下・左右方向の所要のばね定数を容易に実現することができる。
そしてこの場合にあって、弾性部材の凸となる側とは反対側に凹部を設けたときは、弾性部材の前後方向の振動を、トルクロッドの他の構成部材との干渉なしに円滑に行わせることができ、また、弾性部材それ自体、ひいては、トルクロッドをコンパクトなものとするとともに、トルクロッドの重量の増加を有効に防止することができる。
Here, when the elastic member connected to the vibration generating member side has a chevron shape that is convex toward one end side or the other end side, in the relationship with the mass of the elastic member, the front-rear direction and the up / down / left / right directions The required spring constant in the direction can be easily realized.
In this case, when the concave portion is provided on the side opposite to the convex side of the elastic member, the vibration in the front-rear direction of the elastic member is smoothly performed without interference with other components of the torque rod. In addition, the elastic member itself, and thus the torque rod can be made compact, and an increase in the weight of the torque rod can be effectively prevented.
またここで、弾性部材に、凸の頂部もしくは、凹部の最深底部から、振動発生部材側へ直線状に突出する連結軸部を設けた場合は、連結軸部を、弾性部材の任意の位置から任意の方向に向けて突設する場合に比し、各方向のばね定数の、所要の値への調整を簡易に行うことができ、また、弾性部材への意図しない捩れ変形等の発生を防止して、弾性部材の耐久性の低下のおそれを取り除くことができる。
そしてこれらのことは、連結軸部を、一端および他端のそれぞれの弾性部材の中心および、アクチュエータの中心を通る軸線上に配設した場合により顕著である。
いいかえれば、連結軸部を上記軸線に対してオフセットさせて配設する場合は、前後方向、上下方向および左右方向等の入力に対し、弾性部材に複数種類の変形が複合的に発生するおそれがあり、各方向のばね定数の調整が複雑になる他、弾性部材の捩れ変形等に起因する耐久性の低下のおそれが生じることになる。
In addition, here, in the case where the elastic member is provided with a connecting shaft portion that linearly protrudes from the convex top portion or the deepest bottom portion of the concave portion toward the vibration generating member side, the connecting shaft portion can be moved from an arbitrary position of the elastic member. Compared to the case of projecting in any direction, the spring constant in each direction can be easily adjusted to the required value, and unintended torsional deformation of the elastic member can be prevented. Thus, it is possible to eliminate the possibility of a decrease in durability of the elastic member.
These are more conspicuous when the connecting shaft portion is arranged on the axis passing through the center of each elastic member at one end and the other end and the center of the actuator.
In other words, when the connecting shaft portion is arranged offset with respect to the axis, there is a risk that a plurality of types of deformation may occur in the elastic member in response to inputs in the front-rear direction, the up-down direction, and the left-right direction. In addition, the adjustment of the spring constant in each direction becomes complicated, and there is a risk that durability will be reduced due to torsional deformation of the elastic member.
また、トルクロッドの中間部に配設されるアクチュエータを、先に述べたようなリニア可動型アクチュエータとしたときは、コイルに通電するだけの簡易な制御により、筒状マス部材に、ハウジングに取付けられて前後方向に延びるシャフトの周りで、そのシャフトへの入力振動とは逆位相の往復運動を行わせて、相殺駆動力を、ハウジングに常に安定的に付与することで、振動発生部材側から入力された高周波振動を、前記弾性部材での、共振周波数の低周波化および、低周波化された共振の、該アクチュエータによる吸収等によって効果的に防振することができる。 In addition, when the actuator arranged in the middle part of the torque rod is a linear movable actuator as described above, it is attached to the cylindrical mass member on the housing by simple control that simply energizes the coil. The reciprocating motion in the opposite phase to the input vibration to the shaft is performed around the shaft extending in the front-rear direction, so that the canceling driving force is constantly stably applied to the housing from the vibration generating member side. The input high-frequency vibration can be effectively prevented by reducing the resonance frequency of the elastic member and absorbing the reduced frequency resonance by the actuator.
以下にこの発明の実施形態を図面に示すところに基いて説明する。
図1に示すアクティブ制御トルクロッド1は、一端2を、振動発生部材側、たとえば、エンジンおよびトランスミッションを含む図示しないパワーユニット側に、他端3を、振動伝達部材側、たとえば、これも図示しない車体側に、ともに、ゴム製とすることができるそれぞれの弾性部材4,5を介して連結し、それらの一端1と他端2との間の中間部に、前記一端1と他端2との間の前後方向の往復振動を吸収する、後に詳述するアクチュエータ6を、ハウジング7内に収納して設けることで使用に供することができる。
Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.
The active
図示のトルクロッド1では、一端2側の弾性部材4をパワーユニットに連結するべく、金属リング等の高剛性リング8の内周面に固着されて、その一端2側に凸となる山形形状に形成した弾性部材4の頂部から、図示しないパワーユニット側へ直線状に突出する、金属その他の高剛性部材からなる連結軸部9を弾性部材4に植設するとともに、他端3側の弾性部材5を車体に連結するべく、該弾性部材5を、ともに剛性部材からなり、中心軸線を、連結軸部9の中心軸線と直交する、図では上下方向に向けて配置した内筒10の外周面および外筒11の内周面のそれぞれに、加硫等によって固着させてなる。
In the illustrated
このような構造のトルクロッド1は、たとえば、一端2側で、連結軸部9の先端部の貫通孔に、パワーユニット側のボルト等を水平に貫通させて締め込むとともに、他端3側で、内筒10内へ車体側の軸部を挿通等させて固定することその他によって、パワーユニットおよび車体のそれぞれに組付けることができる。
For example, the
なおここで、連結軸部9は、一端側および他端側のそれぞれの弾性部材の中心および、アクチュエータの中心を通る軸線上に配設することが好ましく、また、一端側の弾性部材4の、凸となる側とは反対側に、図1(b)に示すような凹部12を形成することが、弾性部材4が前後方向に振動するときの自由振動を十分に許容するとともに、トルクロッド1の重量増加を抑える上で好ましく、また、前後、上下および左右のそれぞれの方向のばね定数を所要の値に設定する上で好ましい。
Here, the connecting
ところで、前後方向、上下方向および左右方向のそれぞれのばね定数は、図2に例示するように、弾性部材4の所要の位置に貫通穴13を設けることによっても調整することができる。
図3は、弾性部材4への貫通穴13の形成態様の変更例を示すものであり、図3(a)に示すものは、図2に示すものに比し、図の上下方向および左右方向の変形に対してばね定数を小さくすることができる。
By the way, the spring constants in the front-rear direction, the up-down direction, and the left-right direction can also be adjusted by providing a through
FIG. 3 shows a modified example of the form of formation of the through
また、図3(b)に示すものは、図の上下方向の変形に対してばね定数を小さくすることができる一方で、所定量以上の変形に対しては、弾性ストッパ部14を、高剛性リング8の内周面に、ライニング弾性層を介して間接的に当接させることでばね定数を高めることができ、そして、図3(c)に示すものは、図の左右方向の変形に対してはばね定数を小さくする一方で、所定量を越える変形に対しては、弾性ストッパ部15を、高剛性リング8の内周面に、ライニング弾性層を介して間接的に当接させることでばね定数の増加をもたらすものである。
3B can reduce the spring constant with respect to the vertical deformation of the figure, while the
以上、一端2側の弾性部材4について説明したが、該弾性部材4は一方側に凸となる山形形状部分を有しない、平坦板状、柱状等の形態を有するものとすることもでき、また他端3側に凸となる山形形状を有し、一端2側に凹部を有するものとすることもできる。
そしてこれらのいずれの場合にあっても、弾性部材4の中央位置、凹部にあっては、中央位置の最深底部から連結部材を突出形成することが好ましい。
Although the
In any of these cases, it is preferable to form the connecting member so as to protrude from the deepest bottom portion of the central position in the central position and the concave portion of the
ここにおいて、トルクロッド1の中間部のハウジング7内に収納配置されるアクチュエータ6は、たとえば、図4に拡大縦断面図で例示するように、シャフト21を、ハウジング7内で両弾性部材4,5の中心を通る前後方向の中心線分C上に延在させた姿勢でそのハウジング7に取り付け、該シャフト21上に巻芯22およびコイル23を固定するとともに、該シャフト21の周りに、巻芯22およびコイル23を取り囲んで筒状マス部材24をシャフト21と同軸に配置して、内周面上に極性の異なる二種類の永久磁石25a,25bを配設したこの筒状マス部材24の少なくとも一端部、図では一端部だけを、たとえば、放射状、円板状の形態とすることができる弾性連結部材26によってシャフト21に連結してなる。
Here, the
このように構成してなるリニア可動型アクチュエータ6では、図示しない外部制御手段からの信号に基き、リード線27を介してコイル23に通電することで、巻芯22が電磁石として機能することになり、コイル23への通電方向に応じて、マス部材内周面の永久磁石25a,26bに対し、異なった極性の磁力を及ぼすことになる。
In the linear
この場合、シャフト21に固定した巻芯22と、フローティング構造の筒状マス部材24の永久磁石25a,25bとの間に、巻芯22の極性に応じて発生する排斥力および吸引力に基き、マス部材24は、図4に仮想線で跨張して示すように、中心軸線方向でシャフト21に対して弾性部材4側へ、そして、それとは逆方向へ往復変位することになる。
従って、筒状マス部材24のこのような往復変位に基いて、図示しないパワーユニットから、弾性部材4を経てトルクロッド1のハウジング7へ入力される前後方向の振動とは逆位相の振動駆動力を、弾性連結部材26およびシャフト21を介してハウジング7に付与することで、パワーユニットからハウジング7への入力振動を有効に相殺することができる。
In this case, between the winding
Therefore, based on such reciprocal displacement of the
ここで筒状マス部材24の所要に応じた変位は、コイル23に交番電流、脈動電流等を付与すること、コイル23への通電を停止すること等によってもたらすことができる。
なお図示はしないが、筒状マス部材24は、その両端部でシャフト21に連結することもでき、このことによれば、筒状マス部材24の中心軸線方向への変位をより安定したものとすることができる。
Here, the displacement of the
Although not shown, the
以上のようなアクティブ制御トルクロッド1によれば、パワーユニット側に連結される、ゴム製とすることができる弾性部材4を、パワーユニットからの前後方向の振動に対して剪断変形させてばね定数を小さくすることで、その前後方向の共振周波数を、トルクロッド1をもって十分吸収し得る低周波数とする一方で、その前後方向と直交する、上下方向および左右方向のそれぞれの振動に対しては、弾性部材4を圧縮および引張り変形させることで高いばね定数を実現して、それらの方向の共振周波数をともに、パワーユニットから入力される振動の周波数よりも十分高く設定することができるので、上下方向および左右方向の入力振動による共振の発生を効果的に防止することができる。
According to the active
1 アクティブ制御トルクロッド
2 一端
3 他端
4,5 弾性部材
6 アクチュエータ
7 ハウジング
8 高剛性リング
9 連結軸部
10 内筒
11 外筒
12 凹部
13 貫通穴
14,15 弾性ストッパ部
21 シャフト
22 巻芯
23 コイル
24 筒状マス部材
25a,25b 永久磁石
26 弾性連結部
27 リード線
C 中心線分
DESCRIPTION OF
Claims (6)
振動発生部材側に連結軸部を介して連結される一端側の弾性部材の、前記前後方向のばね定数を、該前後方向と直交する上下方向および左右方向のいずれのばね定数よりも小さくしてなるアクティブ制御トルクロッド。 One end is connected to the vibration generating member side and the other end is connected to the vibration transmitting member side through an elastic member, and an active part is provided with an actuator for absorbing reciprocating vibrations between the one end and the other end in the front-rear direction. A control torque rod,
The spring constant in the front-rear direction of the elastic member on one end side connected to the vibration generating member side via the connecting shaft portion is made smaller than any of the spring constants in the up-down direction and the left-right direction perpendicular to the front-rear direction. Become an active control torque rod.
A shaft mounted in the housing and extending in the front-rear direction, a cylindrical mass member surrounding the shaft, a coil and a core fixed to the shaft inside the cylindrical mass member, and an inner circumference of the cylindrical mass member A permanent magnet attached to the surface and an elastic connecting member that connects at least one end of the cylindrical mass member to the shaft, and is generated between the coil core and the permanent magnet by energizing the coil by an external control means. Due to the magnetic field generated, the cylindrical mass member is displaced in the axial direction of the mass member, and the vibration driving force in the opposite phase to the longitudinal vibration input to the shaft from the vibration generating member side is applied to the shaft. The active control torque rod according to any one of claims 1 to 5, wherein the active control torque rod is a linear movable actuator applied to a mounted housing.
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