(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケース内に、固定子、当該固定子に対して所定方向に移動可能な可動子、及び固定子又は可動子の何れかに設けられて前記可動子を前記所定方向に沿って往復動作させるための磁束を発生させるコイルを備えたリニア駆動型のモータを構成するとともに、前記ケースの一部に制振対象への取付部を設定して、前記可動子の作動反力を制振対象の振動を相殺する加振力として利用するものであって、
前記ケースに加速度センサを一体的に取り付けるとともに、一端を前記コイルに接続したモータ用のリード線と、一端を前記加速度センサに接続したセンサ用のリード線と、これらのリード線の他端側を前記ケースの同一箇所から引き出すための集線引出し部とを設け、
前記集線引出し部が、リード線をケースの内部から外部に引き出すための複数の通線シール孔を含んで構成されていることを特徴とするセンサ一体型リニアアクチュエータ。
【請求項２】
ケースの一部を切欠状にすることによって、ケースの側壁の内奥に側方に解放される引出し空間を形成し、その引出し空間に臨む壁面に前記集線引出し部を設けている請求項１記載のセンサ一体型リニアアクチュエータ。
【請求項３】
前記引出し空間に臨む立面に集線引出し部を設け、前記引出し空間に臨む水平面にリード線固定部を設けている請求項２記載のセンサ一体型リニアアクチュエータ。
【請求項４】
ケースが、前記制振対象への取付部を有する下ケースと、この下ケースに封止状態で取り付けられる上ケースとを具備し、前記加速度センサが前記コイルともどもケース内に配置されて、前記複数の通線シール孔が、前記下ケースの同一個所に設けられている請求項１〜３何れかに記載のセンサ一体型リニアアクチュエータ。
【請求項５】
加速度センサが、ケース内空間に臨む下ケースの上面に設けた凹部に埋設固定されている請求項４記載のセンサ一体型リニアアクチュエータ。
【請求項６】
加速度センサを、固定子と可動子の間に発生する磁束を避けた位置に配置している請求項４又は５何れかに記載のセンサ一体型リニアアクチュエータ。
【請求項７】
請求項１〜６何れかに記載のセンサ一体型リニアアクチュエータを利用したものであって、ケースを加振対象である自動車の車体に取り付けることによって、自動車制振制御においてアクチュエータと加速度センサとを前記車体の同一又は実質的に同一とみなせる位置に配置するとともに、集線引出し部からモータ用のリード線及びセンサ用のリード線を引き出して、センサ用のリード線を通じて得られる加速度センサの信号に基づきコントローラからモータ用のリード線を通じて所要の給電を行うことにより前記センサ一体型リニアアクチュエータに車体の振動を相殺する制振振動を発生させるようにしたことを特徴とする自動車制振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の車体の振動に対して相殺関係を有する制振振動を発生させて、当該車体の振動を制振するためのリニアアクチュエータに係り、特に振動検出のためのセンサを一体化したセンサ一体型リニアアクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車制振装置は、特許文献１にも開示されているように、自動車の車体における制振したい位置である参照点に取付けられて、当該参照点における振動加速度を検出する加速度センサと、前記車体における制振力を発生させる位置である加振点に取付けられて、自動車から発生する振動に対して相殺関係を有する制振振動を発生させるアクチュエータと、前記加速度センサの検出信号に基づいた制振振動を前記アクチュエータに発生させるべく、当該アクチュエータをコントロールするコントローラとを備えた装置であって、加振点の配置とは無関係に、参照点の制振を効果的に行える装置である。
【０００３】
アクチュエータとしては、振動子を往復直線運動させる構成のものが多用され、代表的には、鉄心可動型モータ、ボイスコイルモータ、ムービングマグネットモータが挙げられる。そして、基本的な制振原理は、参照点に取付けられた加速度センサにより、当該参照点における自動車のエンジンの作動が原因の発生振動の周波数、位相、振幅を検出して、前記アクチュエータから、自動車の振動の位相が１８０°異なるように反転させ、しかも自動車の振動の振幅に対応する振幅の制振振動を発生させ、当該制振振動と自動車の発生振動とを相殺させて制振している。
【０００４】
例えば、図８に示される例では、車体１８１における振動発生源であるエンジンＥの近傍（加振点）にアクチュエータＡが取付けられると共に、運転席の近傍（参照点）に加速度センサＳ´が取付けられて、当該アクチュエータＡ及び加速度センサＳ´は、それぞれ電源線１８２及び信号線等をまとめたワイヤーハーネス１８３によってコントローラＫに接続されている。このように、参照点（加速度センサＳ´が取付けられた位置）Ｐ１と加振点（アクチュエータＡが取付けられた位置）Ｐ２とが離れている場合には、アクチュエータＡと加速度センサＳ´とは、それぞれコントローラＫに対して異なる部分に配線された個別の電源線１８２及びワイヤーハーネス１８３並びに個別のコネクタ（図示せず）によってそれぞれ接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２７５８２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、車体に対する配置スペース等の観点から、参照点と加振点とを同一又は実質的に同一とみなせる位置に設定したい場合、即ち、アクチュエータと加速度センサとを車体の同一場所に配置したい場合においても、当該アクチュエータ及び加速度センサをコントローラに対してそれぞれ電源線、及びワイヤーハーネス、並びに各コネクタによって個別に接続しようとすると、ハーネス及びコネクタの配置位置が同一又は近接しているため、大きな配置スペースを無駄に取ってしまう。また、設置場所が狭あいな場合において、個別にコネクタ接続を行うと、スペース的な取り合いになって、アクチュエータと加速度センサとをまとめて同一場所に配置できなくなる場合がある。さらに、使用されるコネクタの規格が車種間で必ずしも一律でないことを考えると、種々の車種に適用できる汎用性のある対策を講じておくことも必要である。
【０００７】
本発明は、このような課題を有効に解決することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、かかる目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。
【０００９】
すなわち、本発明のセンサ一体型リニアアクチュエータは、ケース内に、固定子、当該固定子に対して所定方向に移動可能な可動子、及び固定子又は可動子の何れかに設けられて前記可動子を前記所定方向に沿って往復動作させるための磁束を発生させるコイルを備えたリニア駆動型のモータを構成するとともに、前記ケースの一部に制振対象への取付部を設定して、前記可動子の作動反力を制振対象の振動を相殺する加振力として利用するものであって、前記ケーケーススに加速度センサを一体的に取り付けるとともに、一端を前記コイルに接続したモータ用のリード線と、一端を前記加速度センサに接続したセンサ用のリード線と、これらのリード線の他端側を前記ケースの同一箇所から引き出すための集線引出し部とを設け、前記集線引出し部が、リード線をケースの内部から外部に引き出すための複数の通線シール孔を含んで構成されていることを特徴とする。
【００１０】
同一箇所とは、一定の範囲（領域）を含み、リード線を一定の箇所から引き出せる状態を意味する。
【００１１】
このように構成すると、センサを別体として扱うよりも当該センサの安定設置が可能であり、しかも最適位置に配置することで振動を的確に検知することが可能となる。そして、集線引出し部からリード線を所要方向に引き出すだけでよいのでコネクタを配置するスペースが不必要となるほか、コネクタ同士のスペースの取り合いの問題も生じず、配線処理も一括で行うことができ、制振対象の規格に制約を受けずに種々の制振対象に汎用的に適用することが可能となる。また、前記集線引出し部がリード線をケースの内部から外部に引き出すための複数の通線シール孔を含んで構成されていることで、エンジン等の制振対象に適用した際の塵埃、防水対策に万全を期することができる。
【００１２】
リード線の保護を図り引き回しの便を向上させるためには、ケースの一部を切欠状にすることによって、ケースの側壁の内奥に側方に解放される引出し空間を形成し、その引出し空間に臨む壁面に前記集線引出し部を設けていることが望ましい。
【００１３】
特に好ましい態様としては、前記引出し空間に臨む立面に集線引出し部を設け、前記引出し空間に臨む水平面にリード線固定部を設けているものが挙げられる。
【００１４】
制振対象がエンジン等である場合にリード線を処理し易くするためには、ケースが、前記制振対象への取付部を有する下ケースと、この下ケースに封止状態で取り付けられる上ケースとを具備し、前記加速度センサが前記コイルともどもケース内に配置されて、前記複数の通線シール孔が、前記下ケースの同一個所に設けられていることが好ましい。
【００１５】
温度センサの精度を担保するためには、加速度センサが、ケース内空間に臨む下ケースの上面に設けた凹部に埋設固定されている構成や、加速度センサを、固定子と可動子の間に発生する磁束を避けた位置に配置している構成が効果的である。
【００１６】
以上のようなセンサ一体型リニアアクチュエータを自動車に適用すべく、ケースを加振対象である自動車の車体に取り付けることによって、自動車制振制御においてアクチュエータと加速度センサとを前記車体の同一又は実質的に同一とみなせる位置に配置するとともに、集線引出し部からモータ用のリード線及びセンサ用のリード線を引き出して、センサ用のリード線を通じて得られる加速度センサの信号に基づきコントローラからモータ用のリード線を通じて所要の給電を行うことにより前記センサ一体型リニアアクチュエータに車体の振動を相殺する制振振動を発生させる自動車制振装置を構成すれば、スペース的な制約の多い車体に対して車種によらず可及的に適切な位置を選択して振動検知と加振とを行い、制振精度を有効に向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、以上説明した構成であるから、このセンサ一体型リニアアクチュエータを用いれば自ずと加振点と参照点とを常に同一又は実質的に同一とみなせる位置に設定することができ、制振精度を有効に向上させることができるとともに、塵埃対策および防水対策に万全を期しつつ同一箇所からリード線を引き出して自由に引き回せるため配線処理の便とスペースファクタも有効に向上させることが可能となる。さらに、コネクタのように規格によって制約を受けることがないため、種々の制振対象に適用可能となって汎用性も向上したものになる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係るセンサ一体型リニアアクチュエータの正面図。
【図２】同底面図。
【図３】同側面図。
【図４】図４は図１におけるＩＶ−ＩＶ線断面図。
【図５】図５は図４におけるＶ−Ｖ線断面図。
【図６】同リニアアクチュエータの底面側斜視図。
【図７】図１におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図。
【図８】自動車制振装置の構成を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００２０】
図１は本実施形態に係るセンサ一体型リニアアクチュエータＡの正面図、図２は底面図、図３は側面図、図４は図１におけるＩＶ−ＩＶ線断面図、図５は図４におけるＶ−Ｖ線断面図である。図４及び図５は便宜上、部分的にハッチングが施してある。このリニアアクチュエータＡは、図８に示したような自動車の車体１８１に取り付けられて制振用として利用されるもので、ケース１内において内側に固定子２、外側に可動子３を配置したアウター可動型のものであり、かつ、可動子３が固定子２に対して往復上下動を行う、いわゆるリニア駆動型のモータＭを構成するものである。そして、図８の構成と異なり加振点Ｐ２と参照点Ｐ１とを同一又は実質的に同一とみなせる位置に配置すべく、リニアアクチュエータＡに加速度センサ７を内有するようにしている。
【００２１】
具体的に説明すると、固定子２は、図４等に示すようにシャフト２１と、シャフト２１に固定された固定子コア２２と、固定子コア２２に取り付けられたコイルボビン２３と、コイルボビン２３に巻回されたコイル２４と、コイルボビン２３の側端部に、Ｓ極、Ｎ極の向きを内外に互いに異ならせて取り付けられた対をなす永久磁石２５ａ、２５ｂと、シャフト２１の上下端近傍に固定され、可動子３を動作可能に支持するための可動支持部たる一対の板ばね２６とを主に有している。コイル２４が巻かれる向きは固定子コア２２の内部においてシャフ２１の軸心と直交する方向に正逆交番する磁束Ｈを発生させる向きであり、モータ用のリード線８１を通じて外部から交流電流が給電される。
【００２２】
可動子３は、可動子本体３１と、当該可動子本体３１を上下から挟み込んだ状態で固定する端板３２とを主に有したものである。端板３２は中央においてシャフト２１を挿通させるべくシャフト挿通孔３２ｂが設けられており、可動子本体３１の一部（外壁部）は板ばね２６をサンドイッチできるスペーサ構造をなしている。
【００２３】
ケース１は、シャフト２１を固定状態で収容し得る、例えばアルミダイキャストを主体として構成されるもので、下ケース４と、この下ケース４に封止状態で取り付けられる上ケース５とを有している。下ケース４は図２に示すように、矩形状のベース４１と、このベース４１の２箇所から側方に突出して制振対象物である車体の適宜部位に取り付けられる取付部４２と、前記ベース４１に設けられてシャフト２１を固定するためのシャフト取付孔４３とを有しており、上ケース５は図３及び図４等に示すように前記ベース４１に対応する頂壁および外壁５２を有した有底角形のものである。前記可動子３もこの上ケース５の内面に沿った外形を有する概略直方体状をなしている。下ケース４と上ケース５の間はインロー構造で嵌め合わされて、嵌め合い分にＯリング６１ｒが介在されている。シャフト２１と下ケース４との嵌合部にもＯリング６２ｒが介在されている。
【００２４】
かかるリニア駆動型（特にこの実施形態では鉄心可動型）のモータＭの基本的な作動原理それ自体は、既にＷＯ２００７／１２９６２７Ａ１等において既に紹介されているとおりであって詳細は割愛するが、コイル２４に交流電流が給電されて固定子コア２２に生じる交番磁束Ｈが永久磁石２５ａ、２５ｂの何れの磁力と強め合い、弱め合うかによって、強め合う方の永久磁石２５ａ（２５ｂ）を通過した磁束Ｈが対向位置にある可動子３の磁極５ｘとの間に最短の磁路を形成すべく、可動子３は交番磁束Ｈの向きに応じてシャフト２１の軸心方向に推力を得て往復動する。このような交流電流の給電を、制振対象物の振動とは逆位相の加振力となるように行うことによって、制振対応物たる車体の振動を加振力によって相殺することができる。
【００２５】
そして本実施形態は、可動子３の発生する加振力（反力）による振動加速度を検出するために、前記ケース１に図５等に示す加速度センサ７を一体的に取り付けるとともに、一端を前記コイル２４に接続した図４に示すモータ用のリード線８１のほかに、一端を前記加速度センサ７に接続した図５に示すセンサ用のリード線８２を設け、これらのリード線８１、８２の他端側を前記ケース１に設けた図４及び図７等に示す集線引出し部９を介して同一箇所から引き出している。
【００２６】
加速度センサ７は、図５に示すようにケース内空間に臨む下ケース４の上面に設けた凹部４４に埋設され、エポキシ樹脂等の固定剤７ｚによって固定されているもので、基板７１の表面に特定方向（この実施形態では特にリニア方向）の加速度を検出可能な種々のセンサ素子７２が実装され、基板７１からリード線８２が引き出されている。
【００２７】
一方、図２及び図６等に示すように、ケース１の底面４１の一部を切欠状にすることによって、図３に示すようにケース１の側壁５２の内奥に下方および側方に解放される引出し空間Ｓ１を形成するとともに、図４及び図７等に示すようにモータ用のリード線８１およびセンサ用のリード線８２を一旦下ケース１の所定箇所に集線するための集線空間Ｓ２を前記下ケース４の上面に凹設しており、これらの集線空間Ｓ２と前記引出し空間Ｓ１との間に位置する図４のケース１の立面１ａに前記集線引出し部９を配している。
【００２８】
集線引出し部９は、図６及び図７等に示すように、シールゴム９１を用いた複数の通線シール孔９２と、前記シールゴム９１を押さえるための押さえ板９３とを備えているもので、前記通線シール孔９２を通してリード線８１、８２をケース１の内部から外部に引き出すことを可能にしている。この実施形態でセンサ用のリード線８２は、前述した基板７１に電源を供給する電源用のリード線８２ａ、８２ｂおよび基板７１により検出された加速度に係る信号を外部のコントローラ等に送る信号検出用のリード線８２ｃの計３本であり、モータ用のリード線８１は、コイル２４に電源を供給する２本のリード線８１ａ、８１ｂからなる。これらのリード線８１、８２は、引出し空間Ｓ２に臨む水平面である図２及び図３に示す下ケース４の底面１ｂに設けたリード線固定部９０において引き出した直後に固定されている。引き出されたリード線８１、８２は防水コネクタＣに引き込まれているが、防水コネクタＣは必須のものではない。
【００２９】
前述したように、固定子２と可動子３の間において磁束Ｈが発生する部位は図４における紙面に平行な面であり、加速度センサ７は図５及び図７に示すようにこの磁束Ｈが発生する面と直交する方向に位置的にずれており、なお且つ、前記磁束Ｈが形成される部位よりも低い位置にあるため、磁界の影響を受けにくいものである。
【００３０】
以上のように本実施形態のセンサ一体型リニアアクチュエータＡは、ケース１内に、固定子２、当該固定子２に対して所定方向に移動可能な可動子３、及び固定子２に設けられて前記可動子３を前記所定方向に沿って往復動作させるための磁束Ｈを発生させるコイル２４を備えたリニア駆動型のモータＭを構成するとともに、前記ケース１の一部に制振対象である車体への取付部４２を設定して、前記可動子３の作動反力を制振対象の振動を相殺する加振力として利用するものである。そして、前記ケース１に加速度センサ７を一体的に取り付けるとともに、一端を前記コイル２４に接続したモータ用のリード線８１と、一端を前記加速度センサ７に接続したセンサ用のリード線８２と、これらのリード線８１、８２の他端側を前記ケース１の同一箇所から引き出すための集線引出し部９とを設けたものである。
【００３１】
このように構成すると、加速度センサ７を別体として扱うよりもリニアアクチュエータＡとともに安定的に設置することが可能であり、しかも当該加速度センサ７を加振点であり参照点となる最適位置に配置することで振動を的確に検知することが可能となる。そして、集線引出し部９からリード線８１、８２を所要方向に引き出すだけでよいのでコネクタを配置するスペースが不必要となるほか、コネクタ同士のスペースの取り合いの問題も生じず、配線処理も一括で行うことができ、制振対象の規格に制約を受けずに種々の制振対象に汎用的に適用することが可能となる。
【００３２】
また、ケース１の一部を切欠状にすることによって、ケース１の側壁５２の内奥に側方に解放される引出し空間Ｓ１を形成し、その引出し空間Ｓ１に臨む壁面（立面）１ａに前記集線引出し部９を設けていて、集線引出し部９はケース１の側壁５２の内奥に入り込んだ位置にあるため、リード線８１、８２の保護につながり、また引出し空間Ｓ１においてリード線８１、８２の向きを変えるなどの引き回しが必要な場合のもこれを無理なく行うことができる。
【００３３】
特に、前記引出し空間Ｓ１に臨む立面１ａに集線引出し部９を設け、前記引出し空間Ｓ１に臨む水平面である底面１ｂにリード線固定部９０を設けているので、立面１ａから引き出したリード線８１，８２を曲げることなくそのまま側方に引き出せばよく、リード線８１、８２の無理な方向転換が不要となり、また引き出したリード線８１、８２を直ぐ近くにおいてリード線固定部９０で固定するので、リード線８１、８２がリード線がフリー状態となって引っ張られる不具合等を有効に防止することができる。
【００３４】
さらに本実施形態は、ケース１が、前記制振対象である車体への取付部を有する下ケース４と、この下ケース４に封止状態で取り付けられる上ケース５とを具備し、前記加速度センサ７が前記コイル２４ともどもケース１内に配置されて、前記集線引出し部９が、前記下ケース４の同一個所に設けられてリード線８１、８２をケース１の内部から外部に引き出すための複数の通線シール孔９２を含んで構成されている。すなわち、リード線８１、８２を制振対象に近い位置から引き出した方が、短距離でリード線８１、８２の制振対象への固定や適宜部位への配線処理を行うことができ、リード線８１、８２のふらつきも防止することができる。また、ケース１に封止構造を採用し、リード線８１、８２の引き出し部分にも通線シール孔９２を採用することによって、エンジン等の制振対象に適用した際の塵埃、防水対策にも万全を期することができる。
【００３５】
そして、加速度センサ７が、ケース内空間に臨む下ケース４の上面に設けた凹部４４に埋設固定されているので、可動子３との干渉を回避でき、また、制振対象への取付部４２に近い位置（すなわちヒートシンクに近い位置、モータＭから遠い位置）に加速度センサ７を配置することで、昇温による加速度センサ７の検出精度の低下も有効に防ぐことができる。
【００３６】
さらにまた、加速度センサ７を、固定子２と可動子３の間に発生する磁束Ｈを避けた位置に配置しているので、磁気の影響によって加速度センサの検出精度が低下することを有効に防止することができる。
【００３７】
そして、以上のようなセンサ一体型リニアアクチュエータＡを図８に示した自動車に適用すべく、ケース１を加振対象である車体１８１に取り付けることによって、自動車制振制御においてリニアアクチュエータＡによる加振点Ｐ２と加速度センサ７による参照点Ｐ１とを前記車体１８１の同一又は実質的に同一とみなせる位置に配置するとともに、集線引出し部９からモータ用のリード線８１及びセンサ用のリード線８２を引き出して、センサ用のリード線８２を通じて得られる加速度センサ７の信号に基づきコントローラＫからモータ用のリード線８１を通じて所要の給電を行うことにより前記センサ一体型リニアアクチュエータＡに車体１８１の振動を相殺する制振振動を発生させる自動車制振装置を構成すれば、スペース的な制約の多い車体１８１に対して車種によらず可及的に適切な位置を選択して振動検知と加振とを行い、制振精度を有効に向上させることが可能となる。
【００３８】
なお、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではない。
【００３９】
例えば、本発明の基本的な作用効果を奏する限りにおいては、加速度センサはケースの外側の壁に取り付けたものであってもよい。
【００４０】
また、下ケースの下面に集線引出し部を設けてここから引き出したリード線を９０°方向転換して側方に引き出す場合にも、上記に準じた作用効果が奏される。
【００４１】
さらに、熱の影響や磁束の影響が許容できる範囲であり、可動子の作動とも干渉しなければ、加速度センサを上ケースの側壁の内面や頂壁の内面に取り付けても構わない。
【００４２】
その他、本発明をボイスコイルモータやムービングマグネットモータに適用するなど、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１…ケース
１ａ…壁面（立面）
１ｂ…水平面（底面）
２…固定子
３…可動子
４…下ケース
５…上ケース
７…加速度センサ
９…集線引出し部
２４…コイル
４２…取付部
４４…凹部
５１…側壁
８１…モータ用のリード線
８２…センサ用のリード線
９０…リード線固定部
９２…通線シール孔
Ｈ…磁束
Ｍ…モータ
Ｓ１…引出し空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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