JPH06500848A - 流体てこアクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、振動減衰システムに使用するための電磁アクチュエータの改良に関す る。

従来、振動源からの振動を減衰するのに役立つ機械システムに振動を適用するた めに、振動を感知して、機械的アクチュエータを駆動させるための電子制御回路 を利用することによって、この機械システムで振動を減衰することが提案されフ ィル。例えば、スムーズな走行を実現するために、エノジンの振動を減衰さ蛙る べ（内燃機関用のエンジン装着部と共同して機械的アクチュエータを用いること が提案されている。

公知のアクチュエータは可動鉄片タイプのものからなっており、回転子に力を励 起させるために金属製の回転子と相互作用する磁界が生成される。その後、回転 子は励起された力の影響下で作動する。これらのアクチュエータの欠点は、励起 された力が回転子の変位に関して非直線的に働く、ということである。

そのため、本発明の目的は、一定又は可変容量の油圧レバーを使用することによ って、可動鉄片タイプのアクチユエータより直線的な特性を有するアクチユエー タを備えることである。

本発明の系−の特徴に従えば、可動コイル電気信号を変位に変換する変換器と油 圧レバーを含み、油圧レバーが変換器出力を変換する、電磁アクチエエータが備 えられている。

本発明の第二の特徴に従えば、回転式電気モータと油圧レバーを含み、油圧レバ ーがモータ出力を変換する、電磁アクチエエータが備えられている。好ましくは 、油圧流体の貯留室と油圧レバーの作動室との間で油圧流体を移送するために、 モータはアルキメデスのねじポンプを作動させる。しかしながら、可逆回転可能 な回転式ポンプの他の影響のものが有用に使用されてもよい。

有利には、逆回転する二つのアルキメデスのねじポンプが、固定子回転反作用力 を釣り合わせるために用いられてもよい。

便利には、本発明に従うアクチュエータは、エンジン装着部と同様に振動減衰シ ステムの一部として使用されてもよい。

本発明の具体例は、添付図面に関連して、実施例として以下に記述される。

藁１図は、本発明の第一の特徴に従うアクチ二二一タを示すものである。

第２図は、本発明の第二の特徴に従う、単一のねしポンプが備えられたアクチユ エータを示すものである。

第３図は、本発明の第三の特徴に従う、二つのねしポンプが備丸られたアクチユ エータを示すものである。

そして、第４図は、内燃機関に適用される実効的な振動減衰システムを示すもの である。

第１図において、アクチュエータ１は、第−及び墓二軸方回端部３ａ、３ｂを有 する環状の永久磁石３と、円盤形状の第一端片４と、皿形状の第二端片５とから 形成されたボディ２を含んでいる。第一端片４は、永久磁石３の外径と実質的に 同一の直径を有しており、しかも、永久磁石３の第一軸方向端部３ａと交差して 同軸的に固定されている。第二端片５は、第一端片４と同一の直径を有しており 、しかも、永久磁石３の第二軸方向端部３ｂと交差して同様に固定されていると 共に、この第二端片５には磁石３から離れる方向に延びる側壁５ａが設けられて いる。

第二端片５には、その平面部分の中央に開口６が形成されている。円柱７は第一 端片４の中央から第二端片５の方向に延びて、その開口６を貫通する。

藁−ピスト／８は一方に密閉端面を有する管からなり、その密閉端面に隣接する 管状部分の周りに巻回された、エネルギーを満たし得るフィル９を支持する。

第一ビストノ８は軸方同移動のために円柱７に装着され、コイル９の部分が開口 ６内に位置するように永久磁石３の内壁から半径方向内側に延びる一組のスパイ ダー１０．１１によって支持されている。

作動室１２は、第二端片５の外側に対面する平面状表面と側壁５ａの内側表面と によって限定されると共に、第二端片Ｓ内に同軸的に位置する皿形状の第二ビス トノ１３の同様な表面によって限定されている。第二ピスト／１３の側壁部分の 外側表面と、第二端片５の側壁５ａの内側表面との間には、環状の７一ル部材１ ４が設けられている。シール部材１４は第二ピストン１３と第二端片５との間で 液密な封止を確実にする。第二端片５の側壁５ａの内側表面と第二ピストン１３ の側壁部分の外側表面とは、確実な封止を保持するためにシール部材１４から圧 力を軽減するよう協動する アクチュエータ１には、作動室１２を満たす多量の油圧流体１５と、永久磁石３ 内の気密的に封止された空間１６の部分とが備えられている。永久磁石３内の空 間１６は、開口６内のコイル９及び第一ピストン８間の限定された隙間によって 、作動室１２と連通している。

第一端片４と第二ピストン１３には、支持部と負荷部との間にアクチュエータ１ を装置するために、それぞれ軸方向外側に延びる一組の植え込みボルト１７゜１ ８が植設されている。

本実施例によるアクチュエータ１は、以下のように作動する。

コイル９に通電して励磁すると、その磁界は永久磁石３によって生じる磁界と相 互作用するボディ２内で生成される。この相互作用の結果として、力は第一ピス トン８を軸方向に動かすフィル９上に発生し、従って第一ピストン８を作動室１ ２内に、又は作動室１２の外に作動させる。第一ピストン８の移動は作動室１２ 内の油圧流体によって第二ビストノ１３に伝達される。第二ピストン１３の面積 は第一ピストン８の面積より大きいので、第二ピストン１３は箪−ピストン８よ りも軸方向の作動距離は小さいが、より大きな力が働き、従って、この装置は油 圧レバーとして作用する。

第一ピストン８は第二ピストン１３の作動行程に比較して長い作動行程を冑する ことが必要であり、作動室１２を封止するために液密スライド部材が箪−ピスト ン８に要求されると考えられるかもしれない。けれども、本実施例では、開口６ は第二端片５とコイル９の間に備えられている。低周波数では、作動室１２の油 圧流体は開口６を通過して貯留室１５に流れ得るが、逆に高周波数では、開口６ は小さいために、急速な油の流れを妨げ、従って、効果的に作動室１２を封止し て力が第二ピストン１３に伝達されることを許容する。この構成は、アクチュエ ータｌの静止状態での負荷がコイル９をその中央静止位置から離れて移動するこ とをも妨げる（第１図参照）。封止された空気の空間１６と、円柱７及び第一ピ ストン８間の結果的に生じるエアギャブブとは、ピストンの作動によって、油圧 流体の流れが箪−ピストン８と円柱７との間に押し出されることがないようにぐ るものであり、そうでなければ油圧流体はピストンの高周波数作動を妨害するこ とになる。

第１図に示されたアクチエエータ１は、図示された方向に機能する。しかしなが ら、もしアクチュエータ１が傾斜して又は反転して用いられる予定であるなら、 高コンプライアンス薄膜が必要であり、その薄膜が、実質的に第１図に示される ように、アクチュエータｌのあらゆる方向で油圧流体を保有するように、永久磁 石３の内壁と第一ピストン８との間に固定される。

本実施例によるアクチエエータｌは、可動フィル装置が電流による直線的な力の 特性を育するという利点がある。油圧レバーは、可動フィル装置の小さい力で長 い作動行程を有する出力を、より短い作動行程に亘るより高い力に変換するもの であり、これは特に振動減衰／ステムへの使用に好適である。

次に、第二実施例においては、第２図をＩＩ照すると、アクチュエータ２０は第 −及び軍二軸方向端部２１ｍ、２１ｂを有する円筒型ボディ２１を含んでいる。

回転式電気モータ２３は、ボディ２１内でその箪−軸方向端部２１ｍに隣接して 限定されたモータ室２２内に装着されている。油圧流体を貯蔵するための貯留室 ２４は、モータ室２２に隣接してボディ２１内に配置され、モータ室２２とは壁 ２５で仕切られている。この！！２５には、モータ２３のシャフト２７が嵌挿さ れる開口２５ａが中央に穿設されている。この壁２５と／ヤフト２７の間には、 液密ンール部材２６が設けられている。弾性のある勇撓性の環状薄膜２８は貯留 室２４内に位置し、その外側の縁は！！２５に密封して取り付けられてボディ２ １に当接し、その内側の縁は密封して／−小部材２６に取り付けられている。

作動室２９はボディ２１の第二軸方向端部２１ｂからボディ２１内に延びる円筒 型凹部とピストン３０とによって限定されており、このピストン３０はこの日間 型凹部の内部方向に又は外部方向に短い距離作動するように配置されている。

／−小部材３１は円筒型凹部の半径方向の壁とビストノ３０の周壁との間に配置 されている。

作動室２９は、連通路３２を介して貯留室２４と接続されている。モータ２３の シャフト２７は連通路３２の長さを越えて延びており、連通路３２内では、シャ フト２７はアルキメデスのねじポンプ３３を支持している。

本実施例の作用においては、制御信号がモータ２３に供給されて、回転させられ る。モータ２３の回転によってアルキメデスのねしポンプ３３が回動され、油圧 流体を貯留室２４から作動室２９に移送させるか、又はこの逆に移送させる。

油圧流体が作動室２９に対して送り込まれ又は送り出されるにつれて、ピストン ３０は、作動室２９内の油圧流体の量の変化に同調して円筒型凹部の外部に移動 し、そして円筒型凹部の内部に移動する。環状の薄膜２８は、貯留室２４内の油 圧流体量の変化につれて、貯留室２４の内方向及び外方向に撓む。

この装置は、比較的低トルクのモータに、控えめな移動を行なうピストンに高い 力を生じさせることを許容する。ねじポンプ３３のねじ山を通る油圧流体用の、 作動室２９及び貯留室２４間の戻り通路は、ピストン３０に発生し得る静圧を制 限する。しかしながら、急速に変化する力に関して、ねじポンプ３３のねじ山内 の油圧流体の大半は油の流れの動きを妨害することになり、従って、効果的に静 圧を高周波数圧力変化に近づける。同様に、ピストン３０に働く静的な力はモー タ回転子の回転を引き起こさない。この装置はアクチエエータを実効あるエンジ ン装着部に使用するために特に好適にし、自動車のコーナリング等に関連するゆ っくり変化する力を無視することがこのシステムにとって必要である。

モータの固定子への回転方向反作用力が望ましくないのであれば、第３図のよう に、二つの反対方向に回転するアルキメデスのねじポンプ３６，３７を用いるこ とで、これらの力が釣り合うようにしてもよい。第３図において、作動室３４に は二つの対日するアルキメデスのねじポンプ３６，３７が備えられ、これらのね じポンプ３６．３７はその軸が、ピストン３５の作動方向に垂直に配置されてい る。

アルキメデスのねじポンプの適切な設計によって、アクチュエータの周波数応答 は特別な用途に好適であるように仕立てられてもよい。

変形例として、薄膜２８の機能は、貯留室２４内に配置された圧縮可能なエアが 充填された袋によって実現されてもよい。

本発明に従うアクチュエータは、例えば自動車エンジン用の、振動減衰／ステム の一部として採用されてもよい。アクチュエータはエンジン装着部の代用になる 。第４図を参照すれば、センサ４０はエンジン４１によって発生させられた自動 車ボディの振動を検出し、そして電子制御回路４２がこれに応答して、アクチエ エータ４３を駆動するためのアクチコエータ励起電流を生成する。高周波数振動 はこれによって減衰される。しかしながら、本発明によるアクチュエータの構造 は、例えばコーナリングの際に生じるような低周波数の力に対してはアクチュエ ータは作動しないということを意味する。

国際調査報告　ＯＭ／Ｉ’Ｊｌ　（ＩＩ／ｎｌり１ｎフロンＩへページの続き （７２）発明者　トリンダー、マイケル　チャールズ　ジョン イギリス国　ＣＯ７６ＱＸ　コルチェスター　イースト　バーゴウルト　ハドリ ーロード　ライマー　（番地なし）

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．電気的な信号を変位に変換する変換器と油圧レバーとを含み、該油圧レバー は変換器出力を変換するようにした電磁アクチュエータ。
2. ２．上記油圧レバーは、入力変位を伝達する第一ピストン手段と、出力変位を伝 達する第二ピストン手段と、両手段間の液体が満たされた室とを含むことを特徴 とする請求の範囲１に従う電磁アクチュエータ。
3. ３．上記変換器は可動コイル式の変換器であることを特徴とする請求の範囲１又 は２に従う電磁アクチュエータ。
4. ４．上記変換器のコイルは第一ピストン手段に装着されていることを特徴とする 請求の範囲３に従う電磁アクチュエータ。
5. ５．室が実質的に変換器によって該変換器内に限定きれていて、上記室は油圧レ バーのための油圧流体の貯留室として役立っことを特徴とする請求の範囲１乃至 ４のいずれかに従う電磁アクチュエータ。
6. ６．回転式電気モータと油圧レバーを含み、該油圧レバーが上記モータ出力を変 換するようにした電磁アクチュエータ。
7. ７．油圧流体を油圧流体の貯留室と油圧レバーの作動室の間で移送させるアルキ メデスのねじポンプを、上記モータが作動させるようにしたことを特徴とする請 求の範囲６に従う電磁アクチュエータ。
8. ８．二つの反対方向に回転するアルキメデスのねじポンプが含まれていることを 特徴とする請求の範囲７に従う電磁アクチュエータ。
9. ９．請求の範囲１乃至８のいずれかに従うアクチュエータを含む実効有る振動減 衰システム。
10. １０．上記アクチュエータがエンジン装着部として作動する請求の範囲９に従う 実効有る振動減衰システム。