JP6423891B2 - 発電機が設けられた油圧振動抑制装置 - Google Patents
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Description
2つの剛体要素に固定されて結合されるように形成された第1および第2フレームと、
第1および第2フレームを接続して、第1油圧チャンバの境界を少なくとも部分的に形成したエラストマボディと、
絞り通路を介して第1油圧チャンバに接続された変形可能な第2油圧チャンバであって、第1および第2油圧チャンバならびに絞り通路は、流体で満たされた油圧回路を形成し、振動抑制装置は、第1および第2フレームが相対振動動作を受けた場合に、流体が絞り通路内において、反対向きの第1および第2経路に沿って往復するように形成された、第2油圧チャンバと、
第1に、絞り通路内に、回転軸の周囲に回転可能に搭載されたマイクロタービンと、第2に、マイクロタービンに連結されて、マイクロタービンが回転した場合に電流を発生する発電機と、を具備した電流発生装置と、を具備している。
・絞り通路は、その内部にマイクロタービンが回転可能に搭載されたマイクロタービンチャンバを含み、第1および第2ノズルは、回転軸に対して所定の接線方向において、第1および第2油圧チャンバからマイクロタービンチャンバ内へと個々に開口し、第1および第2ノズルは、第1および第2射出経路に沿ってマイクロタービンチャンバ内へと個々に開口し、両方が回転方向に対応している。
・第1および第2ノズルは、略径方向反対向きの位置において、回転軸に対してマイクロタービンチャンバ(17)内へと開口している。
・マイクロタービンは、径方向中央面内において回転軸の周囲に配置された湾曲ブレードを備え、各ブレードは径方向中央面に略直交しており、且つ略径方向の内部と、ブレードが個々に第1および第2ノズルと整列された場合に、第1および第2射出経路に沿って概略配置される外部と、を含んでいる。
・マイクロタービンは、径方向中央面内において回転軸の周囲に配置されたブレードを備え、各ブレードは径方向中央面に略直交しており、マイクロタービンは、ブレードによって取り囲まれたクリアランスを有する。
・ブレードは第1径方向厚さを有し、クリアランスは第2径方向厚さを有し、第1径方向厚さは、第1径方向厚さと第2径方向厚さとの和の0.47〜0.87倍の間である。
・マイクロタービンは、回転軸に沿って延びた少なくとも1つのハブ、およびハブをブレードに接続した少なくとも1つの径方向プレートをさらに具備している。
・マイクロタービンチャンバは、第1固定壁内のボアであり、このボアは、底部によって軸方向に且つ円筒面によって径方向に境界が形成されており、その円筒面内に、第1および第2ノズルが開口し、ボアはボアの底部の反対側のプレートによって閉じられ、ハブは、ボアの底部に回転可能に搭載されている。
・発電機は、ステータおよびマイクロタービンに固定されたロータを具備し、ロータは、回転軸に沿ってハブの反対向きに延びたピンを含み、ピンは、発電機を収容し且つ第1固定壁に固定されたハウジングの底部に回転可能に搭載されている。
・絞り通路は、第1および第2ノズルを通じてマイクロタービンチャンバ内に開口した第1および第2セクションを具備し、第1および第2セクションならびに第1および第2ノズルは、第1固定壁内において湾曲し且つ第2油圧チャンバに向かって軸方向に開口した第1および第2溝によって境界が形成されており、第1および第2溝は、第1固定壁に固定され且つハウジングを具備した第2固定壁によって軸方向に閉じられており、第1および第2固定壁は、第1および第2油圧チャンバを隔離した隔離壁を一体となって形成している。
・発電機はロータおよびステータを具備し、ロータは、角度的に均一に分配され且つ少なくとも1つの永久磁石に属した、Nが正の整数である2Nの数の交互に配列された磁極を備え、ステータは、磁極に向かい且つ角度的に均等に分配された2Nの数の環状コイルを担持するように配置された強磁性リングを具備している。
・振動抑制装置は電子回路をさらに含み、この電子回路は少なくとも、発電機によって発生した電力を直流電力に変換するように形成された変換器と、変換器によって供給された電力を蓄電するための装置と、センサに接続されて、このセンサから受け取った情報に基づいてアクチュエータを制御するように形成された制御デバイスであって、アクチュエータは、振動抑制装置の一部に作用するように形成された、制御デバイスと、を具備している。
・先述のセンサは、第2フレームに固定された振動センサである。
・先述のアクチュエータは、第1油圧チャンバの境界を部分的に形成した可動壁を選択的にブロックまたは解放するように形成されている。
・第1および第2ノズルに接続されたマイクロタービンチャンバであって、その内部においてマイクロタービンが回転軸の周囲に回転可能に搭載されたマイクロタービンチャンバと、
・マイクロタービンに連結されて、マイクロタービンが回転した場合に電気を発生させる発電機と、を具備し、
マイクロタービンは、流体が第1および第2ノズルの間で、反対向きの第1および第2経路に沿って往復した場合に、常に同一の回転方向に駆動されるように構成されており、第1および第2ノズルは、回転軸に対して略接線方向にマイクロタービンチャンバ内に開口しており、第1および第2ノズルは、第1および第2射出経路に沿ってマイクロタービンチャンバ内へと個々に開口し、両方が回転方向に対応しており、
マイクロタービンは、径方向中央面内において回転軸の周囲に配置されたブレードを具備し、各ブレードは径方向中央面に略直交しており、マイクロタービンは、ブレードによって取り囲まれたクリアランスを有する。
例えば金属ベースの形式を有し、特に自動車のエンジンに取り付けられてエンジンを支持するように設計された第1剛体フレーム2と、
例えば金属またはプラスチック材料製の環状フレームであり、例えば自動車のボディに直接固定されることを目的とした第2剛体フレーム3と、
特に自動車のエンジンの重量による静的力に対抗することが可能であり、且つ第1および第2フレーム2、3を接続したエラストマボディ4であって、このエラストマボディは、例えば第1フレーム2上に接着またはモールドされた上部4aと、第2フレーム3にモールドまたは接着された環状ベース4bと、の間で、例えば垂直軸Z0において軸方向に延び得た釣鐘形状を有するエラストマボディ4と、を具備している。
2×Rはブレード30の外径、すなわち概略マイクロタービンチャンバ17の内径(この直径は、例えばほぼ1〜3cm程度であり得る)であり、
2×R1は、ブレード30の内径であり、
2×R0は、クリアランス27の中心におけるハブ29の外径である。この直径は全体的に小さく、クリアランス27の中心においてハブ29を備えていないマイクロタービン構造を採用することによって、0に減少されることが可能である(例えば、マイクロタービン18は、ブレード30を軸方向に枠組みした2つのプレート28を具備してもよく、そのとき、「上側」プレート28は、マイクロタービンチャンバ17を形成したボアの底部に回転可能に組み付けられる)。
発電機20(GEN.)のコイル26に接続されて、このコイル26によって発生した交流電流から直流電流を発生させる変換器40(CONV.)と、
例えばコンデンサのような、変換器40によって供給された電力(ACC.)を蓄電するためのデバイス41と、
例えばマイクロコントローラのような、蓄電デバイス41によって電力供給されて、アクチュエータ37(ACT.)を制御するためのコントローラ42(CONTR.)と、
加速度計またはそれに類似したもの等の例えば振動センサのような、制御デバイス41に接続されたセンサ42(SENS.)と、を具備し得る。
2 ・・・第1剛体フレーム
3 ・・・第2剛体フレーム
3a ・・・蓋
3b ・・・ケーシング
3c ・・・内部空間
4 ・・・エラストマボディ
5 ・・・径方向剛体隔壁
6 ・・・ジャバラ
7 ・・・第1固定壁
8 ・・・第2固定壁
9 ・・・ハウジング
10 ・・・ボウル
11 ・・・軸方向穴
12 ・・・下向き開口部
14 ・・・可動壁
15 ・・・エラストマ膜
16 ・・・径方向剛体壁
17 ・・・マイクロタービンチャンバ
18 ・・・マイクロタービン
19 ・・・電流発生装置
20 ・・・発電機
21 ・・・ロータ
22 ・・・ステータ
23 ・・・永久磁石
24 ・・・スライドリング
25 ・・・強磁性リング
26 ・・・コイル
27 ・・・環状クリアランス
28 ・・・プレート
29 ・・・ハブ
30 ・・・ブレード
30a ・・・上側凸面
30b ・・・下側凹面
31a ・・・第1溝
31b ・・・第2溝
33a ・・・第1ノズル
33b ・・・第2ノズル
37 ・・・アクチュエータ
39 ・・・電子回路
40 ・・・変換器
41 ・・・蓄電デバイス
42 ・・・コントローラ
A ・・・第1油圧チャンバ
B ・・・第2油圧チャンバ
C ・・・絞り通路
Claims (14)
- 第1剛体要素と第2剛体要素との間に、減衰用途のために導入されるように設計された油圧振動抑制装置であって、該振動抑制装置は、
前記2つの剛体要素に固定されて結合されるように形成された第1および第2フレーム(2、3)と、
前記第1および第2フレームを接続して、第1油圧チャンバ(A)の境界を少なくとも部分的に形成したエラストマボディ(4)と、
絞り通路(C)を介して前記第1油圧チャンバ(A)に接続された変形可能な第2油圧チャンバ(B)であって、前記第1および第2油圧チャンバならびに前記絞り通路は、流体で満たされた油圧回路を形成し、前記振動抑制装置は、前記第1および第2フレーム(2、3)が相対振動動作を受けた場合に、前記流体が前記絞り通路(C)内において、反対向きの第1および第2経路(F1、F2)に沿って往復するように形成された、第2油圧チャンバ(B)と、
第1に、前記絞り通路(C)内に、回転軸(Z1)の周囲に回転可能に搭載されたマイクロタービン(18)と、第2に、前記マイクロタービンに連結されて、前記マイクロタービンが回転した場合に電流を発生する発電機(20)と、を具備した電流発生装置(19)と、を具備した振動抑制装置において、
前記マイクロタービン(18)は、前記流体が前記絞り通路(C)内において前記第1および第2経路(F1、F2)に沿って往復した場合に、前記流体によって常に同一の回転方向(W)に駆動されるように構成されており、
前記絞り通路(C)は、その内部に前記マイクロタービン(18)が回転可能に搭載されたマイクロタービンチャンバ(17)を含み、前記マイクロタービンチャンバ(17)は、前記第1および第2油圧チャンバ(A、B)を隔離した隔離壁(5)に含まれていることを特徴とする振動抑制装置。 - 前記絞り通路(C)は第1および第2ノズル(33a、33b)を含み、該第1および第2ノズル(33a、33b)は、前記回転軸に対して所定の接線方向において、前記第1および第2油圧チャンバ(A、B)から前記マイクロタービンチャンバ(17)内へと個々に開口し、前記第1および第2ノズル(33a、33b)は、第1および第2射出経路(X1、X2)に沿って前記マイクロタービンチャンバ(17)内へと個々に開口し、両方が前記回転方向(W)に対応しており、前記マイクロタービンチャンバ(17)は、前記第1および第2ノズル(33a、33b)のみと連通していることを特徴とする請求項1に記載の振動抑制装置。
- 前記第1および第2ノズル(33a、33b)は、略径方向反対向きの位置において、前記回転軸(Z1)に対して前記マイクロタービンチャンバ(17)内へと開口していることを特徴とする請求項2に記載の振動抑制装置。
- 前記マイクロタービン(18)は、前記回転軸(Z1)に直交した径方向面内において前記回転軸(Z1)の周囲に配置された湾曲ブレード(30)を備え、各ブレードは前記径方向面に略直交しており、且つ略径方向の内部(30c)と、前記ブレードが個々に前記第1および第2ノズル(33a、33b)の前に現れた場合に、前記第1および第2射出経路(X1、X2)に沿って概略配置される外部(30d)と、を含んでいることを特徴とする請求項2または3に記載の振動抑制装置。
- 前記マイクロタービン(18)は、前記回転軸(Z1)に直交した径方向面内において前記回転軸(Z1)の周囲に配置されたブレード(30)を具備し、各ブレード(30)は前記径方向面に略直交しており、前記マイクロタービン(18)は、前記ブレード(30)によって取り囲まれたクリアランス(27)を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の振動抑制装置。
- 前記ブレード(30)は第1径方向厚さ(R−R1)を有し、前記クリアランスは第2径方向厚さ(R1−R0)を有し、前記第1径方向厚さ(R−R1)は、前記第1径方向厚さと前記第2径方向厚さとの和(R−R0)の0.47〜0.87倍の間であることを特徴とする請求項5に記載の振動抑制装置。
- 前記マイクロタービン(18)は、前記回転軸(Z1)に沿って延びた少なくとも1つのハブ(29)、および該ハブ(29)を前記ブレード(30)に接続した少なくとも1つの径方向プレート(28)をさらに具備していることを特徴とする請求項5または6に記載の振動抑制装置。
- 前記マイクロタービンチャンバ(17)は、第1固定壁(7)内のボアであり、該ボアは、底部によって軸方向に且つ円筒面によって径方向に境界が形成されており、前記円筒面内に、前記第1および第2ノズル(33a、33b)が開口し、前記ボアは該ボアの底部の反対側の前記プレートによって閉じられ、前記ハブ(29)は、前記ボアの底部に回転可能に搭載されていることを特徴とする請求項7に記載の振動抑制装置。
- 前記発電機(20)は、ステータ(22)および前記マイクロタービン(18)に固定されたロータ(21)を具備し、前記ロータは、前記回転軸(Z1)に沿って前記ハブ(29)の反対向きに延びたピン(29a)を含み、該ピン(29a)は、前記発電機を収容し且つ前記第1固定壁(7)に固定されたハウジング(9)の底部に回転可能に搭載されていることを特徴とする請求項8に記載の振動抑制装置。
- 前記絞り通路(C)は、前記第1および第2ノズル(33a、33b)を通じて前記マイクロタービンチャンバ(17)内に開口した第1および第2セクション(C1、C2)を具備し、該第1および第2セクションならびに前記第1および第2ノズルは、前記第1固定壁(7)内において湾曲し且つ前記第2油圧チャンバ(B)に向かって軸方向に開口した第1および第2溝(31a、31b)によって境界が形成されており、前記第1および第2溝(31a、31b)は、前記第1固定壁(7)に固定され且つ前記ハウジング(9)を具備した第2固定壁(8)によって軸方向に閉じられており、前記第1および第2固定壁は、前記隔離壁(5)を一体となって形成していることを特徴とする請求項9に記載の振動抑制装置。
- 前記発電機(20)はロータ(21)およびステータ(22)を具備し、前記ロータ(21)は、角度的に均一に分配され且つ少なくとも1つの永久磁石に属した、Nが正の整数である2Nの数の交互に配列された磁極を備え、前記ステータ(22)は、前記磁極に向かい且つ角度的に均等に分配された2Nの数の環状コイル(26)を担持するように配置された強磁性リング(25)を具備していることを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の振動抑制装置。
- 前記振動抑制装置は電子回路(39)をさらに含み、該電子回路は少なくとも、
前記発電機(20)によって発生した電流を直流電流に変換するように形成された変換器(40)と、
該変換器(40)によって供給された電力を蓄電するための装置(41)と、
センサ(42)に接続されて、該センサ(42)から受け取った情報に基づいてアクチュエータ(37)を制御するように形成された制御デバイス(41)であって、前記アクチュエータは、前記振動抑制装置に属するように形成された、制御デバイス(41)と、を具備していることを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載の振動抑制装置。 - 前記センサ(42)は、前記第2フレーム(3)に固定された振動センサであることを特徴とする請求項12に記載の振動抑制装置。
- 前記アクチュエータ(37)は、前記第1油圧チャンバ(A)の境界を部分的に形成した可動壁(14)を選択的に固定するように形成されていることを特徴とする請求項12または13に記載の振動抑制装置。
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