(57)【要約】【課題】  能動型防振アクチュエータにおいて、加振機構の電磁式駆動部材への車輌振動等による主に横方向への加速度の影響を排除し、加振機構を小型化すること。【解決手段】  制振対象に対して所定の質量を保有したマス部材（Ｍ）と、前記マス部材（Ｍ）を加振し、前記マス部材（Ｍ）に弾性体２６を介して連結された加振機構とを備える能動型防振アクチュエータであって、  前記加振機構は、前記マス部材（Ｍ）を支持し、前記マス部材（Ｍ）と分割された凸状部材２８と、前記凸状部材２８を電磁力の増減により駆動し、前記マス部材（Ｍ）を振動させる駆動部材とを備えたこと。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制振対象に対して所定の質量を保有したマス部材と、前記マス部材を加振し、前記マス部材に弾性体を介して連結された加振機構とを備える能動型防振アクチュエータであって、
前記加振機構は、前記マス部材を支持し、前記マス部材と分割された凸状部材と、前記凸状部材を電磁力の増減により駆動し、前記マス部材を振動させる駆動部材とを備えることを特徴とする能動型防振アクチュエータ。
【請求項２】
前記凸状部材と前記マス部材との接触面の一方あるいは両者を球面形状とし、点接触状態で前記マス部材を支持することを特徴とする請求項１に記載の能動型防振アクチュエータ。
【請求項３】
前記凸状部材は、前記電磁力により駆動される磁性プランジャと前記プランジャに圧入された軸とを有し、軸受で軸方向に摺動自在に保持されていることを特徴とする請求項１に記載の能動型防振アクチュエータ。
【請求項４】
前記駆動部材は、前記電磁力を発生するコイル部材と、前記コイル部材の端面に対抗し前記磁性プランジャとの間で磁性ギャップを形成するヨーク部材と、前記コイル部材と前記ヨーク部材との間に介在され両者を軸方向に離反するように付勢する弾性体とを有することを特徴とする請求項３に記載の能動型防振アクチュエータ。
【請求項５】
前記駆動部材は、前記電磁力を発生するコイル部材と、前記コイル部材の端面に対抗し、前記磁性プランジャとの間で磁性ギャップを形成するヨーク部材とを有し、前記ヨーク部材および前記磁性プランジャの少なくとも一方に磁気吸引部を構成するテーパを形成したことを特徴とする請求項３に記載の能動型防振アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、輸送機器において動力源であるエンジン等の振動発生源からの振動を能動的に抑制する能動型防振アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の能動型防振アクチュエータの一例として、特許文献１に示された能動型防振装置が知られている。本従来例では、自動車のボデー等の制振対象に固定されるヨーク部材としてのヨーク金具（１２）に対して、マス部材としての加振金具（１４）が弾性支持部材としての板ばね（１６）を介して弾性的に連結支持されている。それによって、加振金具（１４）等をマス系とし、板ばね（１６）をバネ系とする一つの振動系が構成されている。また、ヨーク金具（１２）には、コイル（１８）が固定的に組み付けられており、コイル（１８）への通電によって加振金具（１４）に対して磁気的な相対変位力（加振力）が及ぼされるようになっている。そして、加振金具（１４）をヨーク金具（１２）に対して相対加振制御することにより、制振対象における振動を能動的に抑えるようになっている。
【０００３】
ヨーク部材としてのヨーク金具（１２）は磁性材からなり、コイル（１８）に挿通配置せしめるとともにヨーク部材（１２）をコイル（１８）の軸方向両側に突出せしめて、コイル（１８）の軸方向両側の外周部分において磁極部（４２ａ、４２ｂ）をヨーク部材（１２）によって形成している。一方、磁性材からなるマス部材（１４）をヨーク部材（１２）の外周側に離隔して軸方向に相対変位可能に配設せしめている。それらヨーク部材（１２）とマス部材（１４）を軸方向で弾性的に相対位置決めする弾性支持部材（１６）を設け、更にマス部材（１４）においてヨーク部材（１２）の各磁極部（４２ａ、４２ｂ）の外周側に離隔し、且つ、軸方向一方の側に偏倚して対向位置せしめられた環状の磁気吸引部（４４、４６）を形成して、前記コイル（１８）への給電によって磁極部（４２ａ、４２ｂ）と磁気吸引部（４４、４６）の間に作用せしめられる磁力に基づいて、ヨーク部材（１２）とマス部材（１４）に対して軸方向の相対的駆動力が及ぼされるようにしている。
【０００４】
しかし、路面外乱等による車両振動によってマス部材（１４）が横方向の加速度を受けた場合、マス部材（１４）の横方向への変位にともないマス部材（１４）を支持している弾性支持部材（１６）が弾性変形するためマス部材（１４）とヨーク部材（１２）の外周側とのラジアル方向のスキマが狭くなり、最悪接触する虞がある。マス部材（１４）とヨーク部材（１２）とが接触すると所望の吸引力が得られない為、ラジアル方向のスキマを変位を見込んで広く設定せざるを得ず、広く設定した隙間で所望の吸引力を得るにはコイル（１８）の巻き数を増やしたり、コイル（１８）への給電量を増加するためにコイル線径を太くしたりする必要があり、大型化につながるという課題があった。
【０００５】
また、特許文献２ではゴム弾性支持部材を介して制振対象に固定されることを特徴とする能動型防振装置も提案されているが、未だ前記マス部材に対する横方向の加速度の影響を排除することができていない。
【特許文献１】特開２００２−１８１１２６号公報
【特許文献２】特開２００４−４４６８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、能動型防振アクチュエータにおいて、加振機構の電磁式駆動部材への車輌振動等による主に横方向への加速度の影響を排除し、加振機構を小型化することをその技術的課題とした。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために講じた第１の技術的手段は、
制振対象に対して所定の質量を保有したマス部材と、前記マス部材を加振し、前記マス部材に弾性体を介して連結された加振機構とを備える能動型防振アクチュエータであって、
前記加振機構は、前記マス部材を支持し、前記マス部材と分割された凸状部材と、前記凸状部材を電磁力の増減により駆動し、前記マス部材を振動させる駆動部材とを備えたことである。
【０００８】
さらに第２の技術的手段は、第１の技術的手段において、
前記凸状部材と前記マス部材との接触面の一方あるいは両者を球面形状とし、点接触状態で前記マス部材を支持したことである。
【０００９】
第３の技術的手段は、第１の技術的手段において、
前記凸状部材は、前記電磁力により駆動される磁性プランジャと前記プランジャに圧入された軸とを有し、軸受で軸方向に摺動自在に保持されていることである。
【００１０】
第４の技術的手段は、第３の技術的手段において、
前記駆動部材は、前記電磁力を発生するコイル部材と、前記コイル部材の端面に対抗し前記磁性プランジャとの間で磁性ギャップを形成するヨーク部材と、前記コイル部材と前記ヨーク部材との間に介在され両者を軸方向に離反するように付勢する弾性体とを有することである。
【００１１】
第５の技術的手段は、第３の技術的手段において、
前記駆動部材は、前記電磁力を発生するコイル部材と、前記コイル部材の端面に対抗し、前記磁性プランジャとの間で磁性ギャップを形成するヨーク部材とを有し、前記ヨーク部材および前記磁性プランジャの少なくとも一方に磁気吸引部を構成するテーパを形成したことである。
【発明の効果】
【００１２】
上記第１の技術手段を講じることにより、マス部材が車輌振動等による主に横方向への加速度を受けた場合でも、マス部材はマス部材を支持している凸状部材の端面で横滑りするため、磁気吸引部のラジアル方向のスキマに影響することが無い。よって磁気による吸引力を有効に引き出す最適なラジアル方向のスキマが設定でき、ひいては加振機構の小型化が可能となる。
【００１３】
第２の技術手段を講じることにより、マス部材がマス部材を支持している凸状部材の端面で横滑りする際の摩擦力が小さくなり、軸受部のラジアル方向への負荷が減少し長寿命化を図ることができる。
【００１４】
第３の技術手段を講じることにより、車輌振動等による横方向の加速度が作用しても磁性プランジャが横方向に動くことがないため、吸引部に設定したラジアル方向のスキマが常に全周一定となり制御性が良くなる。
【００１５】
第４の技術手段を講じることにより、上下方向の振動に対して磁極部に相当するヨーク部材の軸方向の配置を規制し吸引力が安定する。
【００１６】
第５の技術手段を講じることにより、磁性プランジャの変位による磁束の変化量が小さくなるため、吸引力が安定する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明において上下方向とは、図１の上下方向をいうものとする。
【００１８】
本実施形態で説明する能動型防振アクチュエータは、図示しない自動車のボデーなどの制振対象部材１１に固定されエンジンからの振動を能動的に抑制するものである。
【００１９】
図１に示されるように、ケース１３は、略円筒形で上部が一段絞られ、絞られた下面が上部ヨーク１５の軸方向の位置を規制している。さらにケース１３の上部は拡管され上平坦部１３ａを経て上方に曲げられ、上平坦部１３ａから上方に曲げられた大径部１３ｃの内径でリング状のゴム弾性体２６を圧入保持している。即ち、ケース１３は二つの異なる外径を有する中胴部１３ｂと大径部１３ｃとで構成している。
【００２０】
ケース１３の中胴部１３ｂの内径は上部ヨーク１５の上部フランジ１５ｃの外径と略同一径で、上部ヨーク１５とコイル部材１８が挿嵌されている。ケース１３の側面の一部はコイル部材１８からの配線接続端子３２を配設するための切り欠き３３が設けられている。ケース１３の下端部１３ｄは内径が一段大径薄肉で下部ヨーク２０の下部フランジ２０ａの外径と略同一径になっている。ケース１３の下端部１３ｄに下部ヨーク２０を挿嵌した後、下部ヨーク２０の下部フランジ２０ａの下面にシール部材２４を介して底板２５を密着させ、薄肉部をケース１３の内径側に折り返すようにカシメ一体化している。中胴部１３ｂの外側面には略Ｌ字形の取付板１２が必要に応じて複数個スポット溶接でケース１３と一体化しており、取付板１２により制振対象部材１１にボルトなどで締結される。
【００２１】
底板２５は中央にスプリング２３の位置決め用凹凸部２５ａが形成された円板形状をしており、下部ヨーク２０にシール部材２４を介して密着固定され気密性を確保している。さらにプランジャ２２の下部に形成された孔２２ａに挿嵌され、プランジャ２２を上方に付勢するスプリング２３の反力を受けている。
【００２２】
ヨーク部材は上部ヨーク１５と下部ヨーク２０の二部品で構成されている。上部ヨーク１５は上部にケース１３の内径に挿嵌する上部フランジ１５ｃと、中央下方にコイル部材１８の内径に挿嵌するボス部１５ｄが形成され、ボス部１５ｄの内径にはプランジャ２２を吸引するためのテーパ形状の磁気吸引部１５ｂを備えている。また、上部ヨーク１５の中央には軸２１を軸方向摺動自在保持するための軸受３０が圧入嵌合されている。軸受３０が圧入嵌合される上部ヨーク１５の中心孔は図３に示すように、上部ヨーク１５の上下の空間に連通し、空気が流動可能な連通溝１５ａを複数個備えている。
【００２３】
下部ヨーク２０は下部にケース１３下端部の一段大径薄肉になった内径に挿嵌する下部フランジ２０ａが形成され、下部フランジ２０ａの上面はシール部材１９を介してコイル部材１８と圧接している。下部ヨーク２０の中央にはプランジャ２２が挿入される孔が形成され、孔の下半分にはプランジャ２２を軸方向摺動自在に保持する軸受３１が圧入されている。
【００２４】
プランジャ２２は磁性体からなる円柱形状で、下部にスプリング２３を挿嵌する孔２２ａが形成されている。外側面の上部３分の１は前出の磁気吸引部１５ｂの形状と整合するようなテーパ形状をなし、上部ヨーク１５の円錐形状と対向する位置に配設されて磁気吸引部を構成している。また、プランジャ２２の外側面上には図２に示すような、一または二以上の螺旋状の溝２２ｂが形成されており（片面のみ図示）、プランジャ２２が上下動する際にプランジャ２２上下の空気が流動可能となっている。プランジャ２２の上面中心には上部ヨーク１５に固定された軸受３０に摺動自在に保持された非磁性体の軸２１が圧入一体化されている。
【００２５】
コイル部材１８は電気絶縁性樹脂からなる糸巻き状のボビンにコイルが巻装されている。コイル巻装後、同種の電気絶縁性樹脂成型で外径をケース１３の内径と略同一径に充填封止されるとともに、接続端子３２が一体成型されている。
【００２６】
コイル部材１８上端と上部ヨーク１５の上部フランジ１５ｃ下面との間にはウエーブワッシャ１７が介挿され両者を離反するように付勢している。そして下部ヨーク２０の下部フランジ２０ａ上面とコイル部材１８の下端面との間に介挿されたシール部材１９と、上部ヨーク１５の上部フランジ１５ｃ上面とケース１３の上平坦部１３ａ下面との間に介挿されたシール部材１４とを圧縮し、各接合面の気密性を確保している。また上部ヨーク１５の上部フランジ１５ｃの下面溝部に介挿されたシール部材１６でコイル部材１８との気密性を確保している。
【００２７】
さらに、ウエーブワッシャ１７がコイル部材１８と上部ヨーク１５とを軸方向に離反付勢することにより、両者の軸方向形状誤差を吸収し位置を規制している。
【００２８】
マス部材（Ｍ）は制振対象部材１１に対応した質量を持つ円板状の金属塊からなる重錘２７と、重錘２７の下面中心に圧入一体化されたシート２８で構成されている。シート２８は片面が球面で圧入位置決めのフランジを備えた円柱状をしており、重錘２７に圧入され球面で軸２１の頂面に当接している。
【００２９】
ゴム弾性体２６はリング状をなし、重錘２７の下方の一段小径になった箇所に内径部を加硫焼付けにより強固に固着している。外周部は円環状薄板を加硫焼付けで一体となし、ケース１３の大径部１３ｃに円環状薄板部を圧入しゴム弾性体２６に所定の引張力を発生させている。
【００３０】
重錘２７はゴム弾性体２６により下方に付勢されている。即ち、軸２１を介してプランジャ２２を下方に付勢している。一方プランジャ２２はスプリング２３により上方に付勢され、シート２８と軸２１が当接し軸方向の初期位置が規制される。
【００３１】
つぎに、上記実施形態の動作について説明する。図示しない振動発生源からの振動入力の大きさに応じて、制御部から給電用リード線を通じてコイル部材１８に通電すると、上部ヨーク１５と下部ヨーク２０に磁界が発生し、プランジャ２２と上部ヨーク１５との対向したテーパ形状部において、吸引力が発生する。通電により吸引されたプランジャ２２は軸２１を介して重錘２７とシート２８からなるマス部材（Ｍ）を突き上げることになる。マス部材（Ｍ）はゴム弾性体２６により下方に付勢されているので、通電が断たれるとプランジャ２２を下方に押し下げスプリング２３の反力と釣合う位置まで移動する。上記作動を繰り返すことによりマス部材（Ｍ）は上下に振動せしめられる。なお、通電時間を変化させることにより振動周波数を制御し、供給電流を調節することにより、マス部材（Ｍ）の移動量を制御することが可能である。マス部材（Ｍ）の移動量と振動周波数を適宜調整し、制振すべき振動に対応した加振力を制振対象に及ぼし、制振対象における振動を能動的に低減するのである。
【００３２】
吸引部についてさらに詳しく説明すると、一般的に磁気による吸引力はストロークと反比例の関係になっている。本実施形態では、磁気吸引部１５ｂをテーパ状に形成しているので、プランジャ２２が中立位置より上方に移動してオーバーラップ量が増加した場合においても、逆に、中立位置より下方に移動してオーバーラップ量が減少した場合においても、オーバーラップ部の面積変化量が小さいため、軸方向の吸引力の変化量が小さく安定した吸引力を発生することが可能である。
【００３３】
以上詳述したように本実施形態によれば、車輌振動等により横方向の加速度が作用しても安定した軸方向の吸引力を発生し、制振すべき振動に対応した加振力を制振対象に及ぼし、制振対象における振動を能動的に低減するのである。
【００３４】
なお、本実施形態は、マス部材と駆動部との連結をゴム弾性体２６の外周部に加硫焼付けで一体化した円環上薄板をケース１３の大径部１３ｃに圧入する方法を講じているが、ケース１３の上端を円錐状に形成し、その外表面に直接ゴム弾性体２６を加硫焼付けし、強固に固着せしめた構成を他の実施形態として図４に示す。
【００３５】
また、コイル部材１８上端と上部ヨーク１５の上部フランジ１５ｃ下面との間に介挿したウエーブワッシャ１７を皿バネに置き換えることができることは言うまでもない。さらにプランジャ２２を上方に付勢するスプリング２３を、他の弾性体あるいは反発材に置き換えることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明を適用した一実施形態を示す能動型防振アクチュエータの断面図である。
【図２】図１に示された能動型防振アクチュエータに採用されているプランジャの斜視図である。
【図３】図１のＡ−Ａ視図である。
【図４】他の実施形態の断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１１  制振対象部材
１２  取付板
１３  ケース
１５  上部ヨーク
１７  ウエーブワッシャ
１８  コイル部材
２０  下部ヨーク
２１  軸
２２  プランジャ
２３  スプリング
２５  底板
２６  ゴム弾性体
２７  重錘
２８  シート
３０  軸受
３１  軸受
３２  接続端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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