板簧及线性致动器 本申请是国际申请日为 2007 年 12 月 6 日 ( 进入中国国家阶段日期 ： 2009 年 06 月 02 日 )、 国际申请号为 PCT/JP2007/073613( 国家申请号 ： 200780044615.2)、 发明名称为 “减振装置、 减振装置的控制方法、 减振装置的偏移校正方法和板簧” 的分案申请。
技术领域
本发明涉及用于能降低汽车等搭载了发动机的车辆中的座位部和方向盘部的振 幅来提高乘坐舒适性的汽车减振装置。
而且， 本发明涉及对汽车等减振对象机器进行抑制振动控制的减振装置以及减振 装置的控制方法。
而且， 本发明涉及减振装置的偏移校正方法。
而且， 本发明涉及设置在线性致动器上的板簧。
本申请基于 2006 年 12 月 6 日在日本申请的特愿 2006-329495 号、 2006 年 12 月 6 日在日本申请的特愿 2006-329497 号、 2007 年 4 月 5 日在日本申请的特愿 2007-99468 号、 2007 年 4 月 5 日在日本申请的特愿 2007-99469 号、 2007 年 5 月 10 日在日本申请的特愿 2007-125666 号主张优先权， 并引用其内容。 背景技术
一般来说， 将发动机与变速箱、 变速驱动桥等结合而成的动力装置以隔绝高频振 动为目的而由发动机支架支承。另一方面， 在汽车停止时等之际， 发动机进行空转， 但由于 是低速运转， 因此与行驶时相比， 转矩变动大， 且成为低频振动， 由于经由发动机支架所传 递的发动机的振动而使车身产生振动。该低频振动经由地板传递给乘客， 有碍于乘客的乘 坐舒适性。
根据附图进行具体说明时， 图 35 示意性表示空转时的车身振动。在此， 发动机等 动力装置 1 由发动机支架 2 支承在车身 3 上。但是， 发动机支架 2 在空转时等的加振力的 频率低的情况下， 有时振动隔绝性能不足。此时， 如图中的虚线所示， 车身 3 大幅度地振动， 座位部 4 和方向盘部 5 进行位移， 乘坐舒适性恶化。而且， 产生低频的空腔共鸣声。并且， 车身构造在非常低的振动频率区域被看作刚体， 但振动频率为十几 c/s 时， 不得不认为是 弹性体。
而且， 为了改进发动机支架的特性， 提出了专利文献 1、 2 所示的装置。专利文献 1 所公开的防振装置由弹簧部件以能相对运动的方式连结， 在一个构件上安装有磁铁， 在另 一构件上相对配设有穿过磁场而延伸的导电构件， 使衰减率提高。而且， 专利文献 2 所公开 的防振架配设有橡胶制的弹性体、 磁铁和导体， 利用导体横穿磁场时产生的涡流电阻而使 振动衰减。
并且， 为了降低发动机的低速旋转时的振动和高速旋转时的振动向车身传递， 例 如提出了专利文献 3 所示那样的车辆用防振装置。该装置如下所述 ： 在橡胶弹性体支承的 防振装置上设有永磁体和横穿该永磁体的磁场的导线， 在作为低频区域的减振区域中， 由开关封闭导线而使弹簧常数增大， 在作为高频区域的防振区域使导线开放， 使弹簧常数变 小， 使衰减系数变小。
而且， 以往公知有一种车辆的振动控制装置， 该车辆的振动控制装置使用了利用 驱动可动部所产生的反作用力来产生与发动机转速相对应的减振力的致动器 ( 例如， 参照 专利文献 4)。 采用该装置， 能够从发动机转速对车身振动进行预测， 利用致动器能抵消从发 动机施加在车身上的力， 因此能降低车身的振动。这样的减振装置通过使用进行往复运动 的线性致动器而使辅助质量振动， 从而降低减振对象的振动。
另一方面， 作为线性致动器， 公知有弹性支承部 ( 板簧 ) 将可动件保持在规定位 置、 通过自身产生弹性变形来支承可动件的线性致动器 ( 例如， 参照专利文献 5)。 该线性致 动器在可动件上既不产生磨损也不产生滑动阻力， 因此经过了长期使用之后， 轴支承的精 度也不会降低， 能得到高的可靠性， 也没有起因于滑动阻力的电力消耗的损失， 能谋求性能 的提高。而且， 避免弹性支承部和线圈的干涉并且以可动件为基点在远离线圈的位置将弹 性支承部支承在固定件上， 从而能使体积大的线圈与弹性支承部更加接近地配置， 因此能 谋求线性致动器的小型化。
而且， 以往以来利用具有固定件和可动件的各种线性致动器 ( 例如， 参照专利文 献 5 ～ 7)。
在这些线性致动器中公知设有能使固定件、 可动件往返移动地弹性支承的 8 字状 的板簧的装置。并且， 8 字的中央部分与固定件或可动件的任一个连结， 8 字的两端部分与 固定件或可动件的另一个螺纹固定。
专利文献 1 ： 日本特开昭 63-149446 号公报 专利文献 2 ： 日本实开平 4-113348 号公报
专利文献 3 ： 日本实开昭 59-68838 号公报
专利文献 4 ： 日本特开昭 61-220925 号公报
专利文献 5 ： 日本特开 2004-343964 号公报
专利文献 6 ： 日本特开 2003-339147 号公报
专利文献 7 ： 日本特开 2005-130646 号公报
但是， 在以往的汽车减振装置中存在以下问题。
(1) 在专利文献 1、 2 所示那样的、 改进了发动机支架的弹簧特性的装置中， 难以有 效地隔绝空转时的低频振动和高速驾驶时的高频振动。
(2) 而且， 在专利文献 3 所示的、 能由开关选择性地切换 2 个弹簧常数来进行减振 的装置中， 由于使发动机的转速从低速到高速连续变化， 有时存在无法隔绝振动的区域， 产 生车身振动而经由地板传递给乘客， 有碍于乘坐舒适性。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而提出的， 其第一个目的在于， 在与发动机支架不同的位 置配设加振部件， 调整成方向盘部和座位部为振动的节， 降低振幅来提高乘坐舒适性。
而且， 在利用专利文献 4 所记载的线性致动器来降低汽车的车身的振动的情况 下， 需要使降低的振动方向与被支承在线性致动器上的辅助质量的振动方向一致。在欲降 低的振动方向与重力方向是相同的方向的情况下， 需要使线性致动器的可动件在重力方向( 上下方向 ) 上往复运动而使辅助质量振动。 这种情况下， 由于辅助质量的自重而发生可动 件偏离中立位置的现象 ( 原点偏移 )。发生这样的原点偏移时， 进行减振控制时， 存在如下 问题。
(1) 可动件的中立位置 ( 初始位置 ) 偏离， 因此由于在偏离的状态下的驱动使单 侧 ( 重力方向 ) 的振幅变大， 对板簧施加多余的压力， 有可能超过板簧的允许振幅极限。因 此， 板簧破损的可能性增大， 线性致动器整体的可靠性降低。
(2) 通过使辅助质量振动而产生的控制力 ( 反作用力 ) 取决于质量和由可动范围 ( 行程 ) 决定的加速度， 因此可动件的可动范围被限制时， 就无法输出所需的控制力， 减振 效果不足。
(3) 随着板簧的行程变大， 非线性增加， 初始位置偏离时， 就脱离板簧的线形区域， 难以进行减振控制。
另一方面， 为了解决原点偏移而在线性致动器上设有新的弹簧来校正原点偏移的 方法中， 存在如下问题。
(4) 在汽车装载方面， 由于安装空间狭小， 因此需要减小行程方向的高度， 沿可动 件的行程方向串联配置了外部弹簧， 减振装置的大小沿行程方向增长 ( 变高 )。 (5) 在减振装置的固有振动频率附近， 共振倍数大， 可动部的振幅相对于指令的相 位变化也大， 控制对象 ( 车身 ) 的固有振动频率和减振装置的固有振动频率相差越大越容 易控制。而且， 加振力 ( 发动机振动 ) 的频率处于空转频率以上的范围， 因此减振装置的固 有振动频率越小于空转频率越容易控制。不过， 通过添加外部弹簧会提高减振装置整体的 固有振动频率， 使减振装置的固有振动频率接近于控制对象的频率范围， 或进入到控制对 象的频率范围内， 因此有损控制性。
本发明是鉴于上述问题而做成的， 第二个目的在于提供一种能对辅助质量的自重 所导致的可动件偏离中立位置进行校正的减振装置和减振装置的控制方法。
而且， 在上述以往的板簧的构成中， 8 字的两端部分被连结， 因此与固定件或与可 动件的安装部的接触面积很小， 压力分布产生偏置。因此， 存在无法适当地保持固定件、 可 动件这样的问题。
本发明是鉴于上述问题而提出的， 第三个目的在于提供一种能长期良好地使可动 件往返移动的板簧。
本发明的汽车的汽车减振装置是将发动机和变速箱等结合而成的动力装置以隔 绝振动为目的而用发动机支架支承在车身上而形成的， 具有使加振对象产生与发动机的振 动不同的振动的加振部件。
该加振部件也可以配设在与被发动机支架支承的发动机不同的位置。而且， 加振 部件也可以配设有多个。而且， 加振部件也可以使安装在线性致动器上的辅助质量振动。
而且， 加振部件也可以在发动机空转时且车速为零时工作。
而且， 加振部件也可以安装在车身框架上。 而且， 加振部件也可以安装在车身框架 后端部上。而且， 加振部件也可以安装在保险杠安装部。而且， 加振部件也可以安装在保险 杠内部。而且， 加振部件也可以安装在后备箱内部。而且， 加振部件也可以安装在座位下。
而且， 加振部件也可以设置 2 台， 以互相独立的相位驱动。而且， 加振部件也可以 设置多台， 以互相不同的相位驱动。
而且， 加振信号的基准信号也可以是点火电流、 分电器电流、 点火火花塞电流、 发 动机转速脉冲、 发动机振动波形、 燃料喷射正时中的任一个。而且， 也可以相对于加振信号 的基准信号具有规定的时间差地驱动上述加振部件。 而且， 也可以利用加速器开度、 进气量 的变化、 燃料喷射量和发动机转速中的任一个使加振部件的加振力变化。而且， 也可以将 规定的发动机转速作为上限来使加振部件的驱动停止。而且， 规定的发动机转速也可以是 1500rpm。而且， 也可以使加振部件的驱动在规定的发动机转速的范围外停止。而且， 也可 以使规定的发动机转速的下限值为 500 ～ 1200rpm， 上限值为 1400 ～ 4000rpm。
而且， 辅助质量也可以是由弹簧构件支承在汽车的车身上的汽车的构成构件， 构 成构件在线性致动器的作用下进行振动。 而且， 构成构件也可以是散热器、 油箱和蓄电池中 的任一个。 而且， 辅助质量也可以是由弹簧构件支承在汽车的车身上的汽车的附件， 该附件 在线性致动器的作用下进行振动。而且， 附件也可以是备用胎和工具中的任一个。
而且， 加振部件也可以安装在发动机支架附近的车身框架上或安装在发动机支架 的正下方。
而且， 加振信号的基准信号也可以经由汽车内所设置的通信网络输入。
而且， 本发明的汽车的汽车减振装置是将发动机和变速箱等结合而成的动力装置 以隔绝振动为目的而被发动机支架支承在车身上而形成的， 其包括使支承在致动器上的辅 助质量沿与车身的振动方向正交的方向振动的加振部件、 控制致动器的动作的控制部件。
该加振部件也可以配设有多个。而且， 加振部件也可以在发动机空转时且车速为 零时工作。
而且， 加振部件也可以安装在车身框架上。 而且， 加振部件也可以安装在车身框架 后端部上。而且， 加振部件也可以安装在保险杠安装部。而且， 加振部件也可以安装在保险 杠内部。而且， 加振部件也可以安装在后备箱内部。而且， 加振部件也可以安装在座位下。
而且， 加振部件也可以设置 2 台， 以互相相反的相位驱动。而且， 加振部件也可以 设置多台， 以互相不同的相位驱动。
而且， 控制部件也可以基于点火电流、 分电器电流、 点火火花塞电流、 发动机转速 脉冲、 发动机振动波形、 燃料喷射正时中的任一个基准信号来控制上述致动器的动作。
而且， 在以往的板簧中， 在固定时不使用夹具时， 就无法精度良好地安装， 但采用 本实施方式的板簧 16， 通过利用外圆 16b 的外缘部， 即使不使用夹具， 也能高精度地安装。
而且， 作为线性致动器例如也可以是音圈形、 动磁铁形、 线性螺线管形。
而且， 本发明包括 ： 由弹簧构件支承的辅助质量构件 ； 驱动辅助质量构件的致动 器； 将用于利用由致动器驱动辅助质量构件时的反作用力来抑制振动的控制信号输出到致 动器的控制部件 ； 将对辅助质量的自重所导致的致动器偏离中立位置进行校正的直流电流 附加于控制信号的偏移校正部件。
而且， 本发明是减振装置的控制方法， 该减振装置包括 ： 由弹簧构件支承的辅助质 量构件 ； 驱动辅助质量构件的致动器 ； 将用于利用由致动器驱动辅助质量构件时的反作用 力来抑制振动的控制信号输出到致动器的控制部件， 该减振装置的控制方法将对辅助质量 的自重所导致的致动器偏离中立位置进行校正的直流电流附加于控制信号。
而且， 本发明的减振装置， 其包括 ： 固定件 ； 可动件， 其具有铁构件， 能相对于固定 件往返移动地设置， 一端接合有辅助质量构件 ； 永磁体， 其与铁构件相对， 与往返移动的方向正交地具有磁极， 并且沿着往返移动的方向设置在固定件上 ； 由弹簧构件支承可动件的 可动件支承部件 ； 设置在固定件上的线圈 ； 控制部件， 其为了利用驱动辅助质量构件时的 反作用力来抑制减振对象的振动， 对流过线圈的电流进行控制， 其中永磁体形成为靠近铁 构件的往返移动范围的轴向位置的上方侧地配置、 未配置在下方侧的结构， 从而不对称地 形成磁通势。
而且， 本发明的减振装置的偏移校正方法， 该减振装置包括 ： 固定件 ； 可动件， 其 具有铁构件， 能相对于固定件往返移动地设置， 一端接合有辅助质量构件 ； 永磁体， 其与铁 构件相对， 与往返移动的方向正交地具有磁极， 并且沿着往返移动的方向设置在固定件上 ； 由弹簧构件支承可动件的可动件支承部件 ； 设置在固定件上的线圈 ； 控制部件， 其为了利 用驱动辅助质量构件时的反作用力来抑制减振对象的振动， 对流过线圈的电流进行控制， 其中， 永磁体形成为靠近铁构件的往返移动范围的轴向位置的上方侧地配置、 未配置在下 方侧的结构， 从而不对称地形成磁通势。
而且， 本发明的板簧， 其将线性致动器的固定件和可动件弹性支承为同轴同芯状 且能往返移动， 其包括 ： 与固定件或可动件连结的内环状部 ； 设置在内环状部的外周的外 环状部， 并且该外环状部的整个周长固定在上述可动件上 ； 臂部， 其在外环状部的内区域将 内环状部和外环状部连结， 该臂部通过进行弹性变形而使得固定件或可动件往返移动。
该臂部也可以形成为环状。 而且， 臂部也可以设置多个， 夹着内环状部而被配置在对象上。 本发明由上述的结构构成， 因此能起到如下说明那样的效果。
一种汽车的汽车减振装置， 其是将发动机和变速箱等结合而成的动力装置以隔绝 振动为目的而被发动机支架支承在车身上而形成的， 其具有产生与发动机的振动不同的振 动的加振部件， 因此利用加振部件的反作用力能减小座位部的振幅。 而且， 只要调整车身的 振动模式使得座位部附近成为节， 座位部附近的振幅就减少， 提高乘坐舒适性。
而且， 加振部件被配设在与由发动机支架支承的发动机不同的位置， 因此能容易 地变更车身的振动模式， 能调整成在座位部附近成为节来降低车内振动。
而且， 加振部件配设有多个， 因此在货车型的车箱面积大的汽车等中， 除了座位部 的振动降低之外， 使车箱部分产生的振动降低， 能大幅度削减低频噪音。而且， 加振部件使 安装在线性致动器上的辅助质量振动， 因此可动部分只是铁心， 即使在严酷的驾驶条件下， 也能得到高的可靠性。而且， 没有摩擦、 磨损部分， 因此能长期无维护地使用。而且， 加振部 件在发动机空转时且车速为零时工作， 因此能可靠地降低空转时的低频振动。
而且， 具有产生与发动机的振动不同的振动的加振部件， 因此能够利用加振部件 的反作用力使座位部的振幅变小。而且， 调整车身的振动模式， 使得在座位部附近成为节， 能够达到使座位部附近的振幅减少、 提高乘坐舒适性这样的目的。
而且， 一种汽车的汽车减振装置， 其是将发动机和变速箱等结合而成的动力装置 以隔绝振动为目的而被发动机支架支承在车身上而形成的， 其具有使支承在致动器上的辅 助质量沿与车身的振动方向正交的方向振动的加振部件、 控制致动器的动作的控制部件， 因此在汽车行驶在恶劣道路的情况等， 即使受到大幅的上下振动， 也不成为致动器的驱动 方向 ( 辅助质量的振动方向 ) 的力， 防止固定在致动器上的辅助质量超过可动范围地加振。 因此， 能进行最佳的减振控制， 能提高汽车的乘坐舒适性。
而且， 将对辅助质量的自重所导致的致动器偏离中立位置进行校正的直流电流附 加于控制信号， 能始终在标准的行程范围内驱动致动器的可动件。 由此， 能产生所需的控制 力， 能不有损减振控制的性能地使振动降低。 而且， 通过调整直流电流的大小而能在正电流 范围内动作， 因此能进行单电源驱动， 能谋求电源和功率放大器的成本降低。
而且， 将永磁体只设置在可动件的行程方向的上方， 利用永磁体产生的磁力的不 平衡， 通过抵消辅助质量的自重所导致的偏离中立位置来校正中立位置的偏移， 因此能始 终在标准行程范围内驱动致动器的可动件。 由此， 能产生所需的控制力， 能不有损减振控制 的性能地使振动降低。
而且， 能固定外环状部的整个周长， 能扩大保持面积， 能使支承所产生的压力分布 均匀。因此， 能长期良好地使可动件往返移动。 附图说明
图 1 是表示安装了本发明的汽车减振装置的车身的一个例子的示意图。
图 2 是表示该汽车减振装置的车身振动的降低例子的示意图。
图 3 是表示将该汽车减振装置安装在车身的前后时的车身振动的降低例子的示 意图。
图 4 是表示本发明的汽车减振装置所使用的加振部件的一个例子的说明图。 图 5 是表示安装了本发明的汽车减振装置的车身的一个例子的示意图。 图 6 是表示本发明的汽车减振装置所使用的加振部件的一个例子的说明图。 图 7 是表示本发明的汽车减振装置所使用的加振部件的一个例子的说明图。 图 8 是表示本发明的汽车减振装置所使用的加振部件的一个例子的说明图。 图 9 是表示本发明的减振装置的实施方式的构成的框图。 图 10 是表示原点偏移的状态的图。 图 11 是表示附加有用于偏移校正的直流电流的控制信号的说明图。 图 12 是表示本发明的线性致动器的主视图。 图 13 是表示线性致动器的局部剖的立体图。 图 14 是表示线性致动器的纵剖视图。 图 15 是表示本发明的外部可动型线性致动器的一个例子的分解立体图。 图 16 是该外部可动型线性致动器的整体立体图。 图 17 是该外部可动型线性致动器的剖视图。 图 18 是该外部可动型线性致动器的主要部分放大剖视图。 图 19 是固定件的整体立体图。 图 20 是该固定件的分解立体图。 图 21 是表示绝缘体的立体图。 图 22 是表示该绝缘体的后视面。 图 23 是表示该绝缘体的纵剖视图。 图 24 是表示固定件的第 2 实施例的分解立体图。 图 25 是该固定件的纵剖视图。 图 26 是表示上述第 2 实施例的永磁体的组装顺序的说明图。图 27 是表示固定件的第 3 实施例的纵剖视图。
图 28 是该固定件的分解立体图。
图 29 是表示该外部可动型线性致动器的组装顺序的说明图。
图 30 是表示该外部可动型线性致动器的组装顺序的说明图。
图 31 是表示该外部可动型线性致动器的组装顺序的说明图。
图 32 是图 30 的主视图。
图 33 是图 32 的 B-B 剖视图。
图 34 是图 31 的主视图。
图 35 是示意性表示以往空转时的车身振动模式的说明图。
附图标记说明
10、 汽车减振装置 ； 11、 动力装置 ； 12、 发动机支架 ； 13、 车身 ； 14、 加振部件 ； 15、 方 向盘 ； 16、 座位部 ； 17、 悬挂系统 ； 18、 轮胎 ； 19、 往复式电动机 ； 20、 辅助质量 ； 21、 第 2 加振部 件； 23a、 23b、 防振橡胶 ( 弹簧构件 )。 具体实施方式 参照附图对实施本发明的汽车减振装置的最佳实施方式进行说明。图 1 是表示安 装了本发明的汽车减振装置的车身的一个例子的示意图。
在此， 汽车减振装置 10 是将发动机和变速箱等结合而成的动力装置 11 以隔绝振 动为目的而被发动机支架 12 支承在车身 13 上而形成的， 其具有产生与发动机的振动不同 的振动的加振部件 14。而且， 在车身 13 上安装有方向盘 15 和座位部 16。并且， 车身 13 经 由悬挂系统 17 由轮胎 18 支承。
本实施例所使用的加振部件 14 不借助于发动机支架 12 而在与发动机不同的位置 被直接固定在车身 13 上。而且， 加振部件 14 能够使用线性致动器、 往复式电动机、 音圈电 动机、 动磁铁等。图 4 是表示本发明的汽车减振装置所使用的加振部件 14 的一个例子的 图， 在往复式电动机 19 的可动轴 19a 的两端安装有辅助质量 20。往复式电动机 19 在线圈 未通电的状态下， 可动件在永磁体的磁力的作用下静止于电动机的中立位置， 通过通电而 进行往复运动。而且， 往复式电动机 19 的移动的部分是只是铁心， 机械强度高， 不需要向可 动部供电， 因此没有断线等的可能性。
图 2 是表示本发明的汽车减振装置的车身振动的降低例子的示意图。在本实施例 中， 对加振部件 14 的运动速度和辅助质量 20 进行调整， 使得车身 13 的振动模式在座位部 16 的附近成为节， 或使振幅减少。车身 13 的低振动频率区域的振动现象一般被称为摇动 (shake)， 作为振动模式存在 1 次振动 (2 节弯曲 ) 和 2 次振动 (3 节弯曲 )， 但图 2 表示 1 次 振动的 2 节弯曲的情况。而且， 使加振部件 14 工作的时机是在发动机空转 ( 无负荷 ) 时且 车速为零 ( 停止时 )。
如上所述那样构成的情况下， 能如图 2 所示那样使座位部 16 的振幅减少， 能提高 乘坐舒适性。
图 3 是表示将本发明的汽车减振装置安装在车身 13 的前后时的车身振动的降低 例子的示意图。在本实施例中， 将加振部件 14 安装在车身 13 的前部并且将第 2 加振部件 21 安装在后部。加振部件 14 主要以使座位部 16 的振幅减小、 提高乘坐舒适性为目的， 第2
加振部件 21 主要以使车箱部分的振幅变小来降低车内噪音为目的。本实施例能适用于货 车型的车箱面积大的汽车等， 除了降低座位部的振动之外， 使在车箱部分产生的振动降低， 能大幅度地削减低频噪音。
另外， 在以上的实施例中， 对设置 1 个或 2 个加振部件的情况进行了说明， 但也可 以是 3 个以上。
另外， 本实施例所使用的加振部件的安装部位也可以是车身框架的前端部或后端 部、 保险杠安装部或保险杠内部， 后备箱内部、 座位下。 而且， 也可以将加振部件安装到发动 机支架附近的车身框架上或安装到发动机支架的正下方。
而且， 作为驱动信号的具体例子， 可以设置 2 台加振部件并以互相相反的相位驱 动等， 也可以设置多台加振部件并以互相不同的相位驱动。 而且， 加振信号的基准信号也可 以是点火电流、 分电器电流、 点火火花塞电流、 发动机转速脉冲、 发动机振动波形、 燃料喷射 正时中的任一个。而且， 也可以相对于加振信号的基准信号具有规定的时间差地驱动加振 部件。
另外， 加振信号的基准信号也可以经由设置在汽车内的 CAN(Controller Area Network) 等车内通信网络输入。这样一来， 不需要在车内布满新的信号线。
并且， 也可以利用加速器开度、 进气量的变化、 燃料喷射量和发动机转速使加振部 件的加振力变化。而且， 也可以例如以 1500rpm 等规定的发动机转速 ( 低于发动机转速极 限 ) 为上限来使加振部件的驱动停止
而且， 加振部件的驱动也可以在规定的发动机转速的范围外停止。 此时， 发动机转 速的下限值为 500 ～ 1200rpm， 上限值为 1400 ～ 4000rpm， 根据与汽车的发动机旋转相对应 地产生的振动的程度设定即可。
接着， 参照图 5， 说明加振部件的变形例。图 5 是表示安装了本发明的汽车减振装 置的车身的一个例子的示意图。另外， 在以下的图中， 对与图 1 所示的汽车减振装置相同的 部分标注相同的附图标记， 省略其说明。图 5 所示的汽车减振装置与图 1 所示的装置的不 同点在于， 加振部件 14 被设置在车身 13 前方， 第 2 加振部件 21 被设置在车身 13 后方， 各 加振部件 14、 21 的辅助质量 20 使用了汽车零件。
在此， 参照图 6， 说明图 5 所示的加振部件 14 和第 2 加振部件 21 的构成。图 6 是 表示图 5 所示的加振部件 14 和第 2 加振部件 21 的构成的图。往复式电动机 19 以如下方 式被固定在车身 13 上 ： 辅助质量 20 被安装在可动轴 19a 上， 车身 13 的欲抑制的振动的方 向和可动轴 19a 的往返移动方向 ( 推力方向 ) 一致。辅助质量 20 由防振橡胶等弹簧构件 23a、 23b 支承在车身 13 上， 能沿可动轴 19a 的推力方向移动地构成。该辅助质量 20 使用汽 车所设置的构成构件或附件。
在此所谓的构成构件和附件是指能由弹性体支承在车身 13 上的构件。这样的构 成构件例如是散热器、 燃料箱、 冷却介质和清洗液等的液体备用箱和蓄电池等。 散热器需要 由在散热器和发动机之间供给冷却水的管等连接， 但只要该管使用弹性体的管， 就能利用 往复式电动机 19 使散热器主体振动。而且， 在液体箱中由弹性体构成供给液体的管也能使 液体箱振动。并且， 在蓄电池中也使电线具有弹性， 能利用往复式电动机 19 使蓄电池主体 振动。
而且， 所谓附件是指不是为了使汽车动作所必须的构件， 是附属性设置的构件， 例如， 是备用轮胎和工具类 ( 或放入了工具的工具箱 )。这些附件即使由弹性体支承在车身 上， 使汽车动作也完全没有问题， 因此将该附件由弹性体支承在车身 13 上， 能利用往复式 电动机 19 使该附件振动。
另外， 在图 5 中， 表示了设置 2 个加振部件 ( 加振部件 14 和第 2 加振部件 21) 的 例子， 但也可以只设有任一个。而且， 也可以具有 3 个以上加振部件。
这样， 将汽车所设置的构成构件和必须附属的附件等用作辅助质量时， 就不需要 在汽车减振装置 10 内预先设置辅助质量 20， 因此能减小将汽车减振装置 10 安装到车身 13 上时的重量增加。
图 7 是表示本发明的汽车减振装置所使用的加振部件 14 的一个例子的图， 辅助质 量 20 安装在被固定于车身 13 上的往复式电动机 19 的可动轴 19a 的前端。往复式电动机 19 在线圈未通电的状态下， 可动件在永磁体的磁力的作用下静止于电动机的中立位置， 通 过通电而进行往复运动。而且， 往复式电动机 19 的移动的部分只是铁心， 机械强度高， 不需 要向可动部供电， 因此不存在断线等的可能性。图 6 所示的加振部件 14 根据车身 13 的上 下 ( 垂直 ) 振动， 通过使辅助质量 20 向与车身 13 的振动方向相同的方向振动来降低车身 13 的振动。 但是， 汽车行驶在凹凸很大的恶劣道路上的情况下， 车身 13 受到垂直方向比水平 方向大的振动。 受到这样的垂直方向大的振动时， 图 7 所示的加振部件 14 的辅助质量 20 产 生超过可动范围地振动的现象。因此， 只要使往复式电动机 19 沿垂直方向 ( 受到大的振动 的方向 ) 离开车身 13 规定的距离， 并且使辅助质量 20 的振动方向为水平方向 ( 与受到大 的振动的方向正交的方向 ) 振动， 即使受到垂直方向的大的振动， 也能防止辅助质量 20 产 生超过可动范围地振动的现象。图 8 是表示汽车减振装置所使用的加振部件 14 的构成的 图。在图 8 所示的加振部件 14 中， 利用往复式电动机保持部 13a， 使往复式电动机 19 沿受 到大的振动的方向离开车身 13 规定的距离而固定， 使辅助质量 20 的振动方向为水平方地 振动。驱动这样固定的往复式电动机 19 而使辅助质量 20 沿水平方向振动时， 相对于支点 P( 将往复式电动机保持部 13a 固定在车身 13 上的位置 ) 产生转矩。只要利用该转矩来抑 制车身 13 上下振动地控制往复式电动机 19， 就能防止辅助质量 20 在车身 13 上下振动的影 响下而超过可动范围地振动， 并且能控制成抑制车身 13 的振动。
另外， 车身 13 和往复式电动机 19 的距离 ( 往复式电动机保持部的长度 ) 根据车 身的振动情况和安装有辅助质量 20 的往复式电动机 19 的性能决定即可。
另外， 在图 8 所示的辅助质量 20 中， 也可以使用由弹簧构件支承在车身上的汽车 的构成构件 ( 散热器和蓄电池 ) 或附件 ( 备用轮胎和工具类 )， 利用往复式电动机 19 对该 构成构件或附件加振。 这样一来， 不需要在汽车上设置新的辅助质量， 就能不增加汽车的重 量地进行减振控制。
这样， 利用使支承在致动器 ( 往复式电动机 19) 上的辅助质量沿与车身 13 的振动 方向正交的的方向振动而产生的转矩， 对车身 13 施加加振力， 在汽车行驶在恶劣道路的情 况下等， 即使受到大的上下振动也不成为致动器的驱动方向 ( 辅助质量的振动方向 ) 的力， 能防止固定在致动器上的辅助质量超过可动范围地加振， 能进行最佳的减振控制。 而且， 具 有产生与发动机的振动不同的振动的加振部件， 因此利用加振部件的反作用力能使座位部 的振幅变小。 而且， 将车身的振动模式调整成在座位部附近成为节， 能达到使座位部附近的
振幅减小、 提高乘坐舒适性这样的目的。
接着， 参照附图如下所述那样说明本发明的另一实施方式的减振装置。图 9 是表 示该实施方式的构成的框图。在该图中， 附图标记 201 是减振装置， 其固定在作为减振控制 的对象的控制对象机器 204 上， 利用设置在内部的线性致动器 ( 例如， 往复式电动机 ) 驱动 辅助质量构件来抑制控制对象机器 204 的振动。在此所谓的控制对象机器 204 例如是指汽 车的车身等。
附图标记 202 是控制减振装置 201 的控制器。在此， 为了降低由汽车的发动机旋 转引起的车身的振动， 输入被搭载在减振对象的汽车上的发动机的转速的信息， 控制减振 装置 201。附图标记 203 是驱动减振装置 201 的功率放大器。附图标记 211 是附加于控制 对象机器 204 上的辅助质量 ( 配重 )。附图标记 212 是构成线性致动器的固定件， 被固定 在控制对象机器 204 上。附图标记 213 是构成线性致动器的可动件， 进行重力方向的往返 移动 ( 在图 9 的纸面中上下移动 )。减振装置 201 以控制对象机器 204 欲抑制的振动的方 向与可动件 213 的往返移动方向 ( 推力方向 ) 一致的方式被固定在控制对象机器 204 上。 附图标记 214 是将可动件 213 和辅助质量 211 沿推力方向可移动地支承的板簧。附图标记 215 是将可动件 213 和辅助质量 211 连接的轴， 由板簧 214 支承。附图标记 205 是用于对辅 助质量 211 的自重所导致的可动件 213 偏离中立位置进行校正的偏移校正部， 输出与根据 辅助质量的质量和板簧的弹簧常数求出的偏移量相当的直流电流值。控制器 202 将基于从 偏移校正部 205 输出的直流电流值的直流成分附加于向功率放大器 203 输出的控制信号， 附加了与偏移量相当的直流成分的控制信号向功率放大器 203 输出。功率放大器 203 基于 从控制器 202 输出的被附加了直流成分的控制信号， 控制向线性致动器输出的电流， 控制 可动件 213 的往返移动。 接着， 说明图 9 所示的减振装置 201 的动作。 在交流电流 ( 正弦波电流、 方波电流 ) 流过构成线性致动器的线圈 ( 未图示 ) 时， 在规定方向的电流流过线圈的状态下， 磁通在永 磁体中从 S 极引导到 N 极， 形成磁通环。其结果， 可动件 213 沿与重力相反的方向 ( 向上 ) 移动。另一方面， 线圈中流过与规定方向相反的方向的电流时， 可动件 213 沿重力方向 ( 向 下 ) 移动。可动件 213 通过交替变化交流电流流过线圈的流动方向而反复上述动作， 相对 于固定件 212 沿轴 215 的轴向进行往返移动。由此， 与轴 215 连接的辅助质量 211 沿上下 方向振动。基于从控制器 202 输出的控制信号， 控制辅助质量 211 的加速度， 从而将控制力 调节成抵消控制对象的振动， 能降低控制对象机器 204 的振动。
在图 9 所示的线性致动器中， 各板簧 214 不是使可动件滑动后而往返移动地支承， 而是将可动件 213 保持在轴 215 的上端侧和下端侧这 2 个部位， 通过自身进行弹性变形而 将可动件 213 支承成能沿轴 215 的轴向往返移动。由此， 可动件 213 上既不产生磨损也不 产生滑动阻力， 因此经过长期使用后， 也能不降低轴支承的精度地得到高的可靠性， 并且没 有起因于滑动阻力的电力消耗的损失， 能谋求性能的提高。
接着， 参照图 10、 图 11， 说明偏移校正部 205 对可动件 213 的原点偏移进行校正的 动作。减振装置 201 产生的控制力由辅助质量的重量 ( 质量 ) 和使辅助质量振动时的加 速度决定， 因此为了降低汽车的车身等的振动， 基于所需的控制力， 必须决定辅助质量的重 量。基于板簧 214 的弹簧常数， 无法决定辅助质量 211 的重量， 在减振方向与重力方向一致 的情况下， 如图 10 所示， 板簧 214 因辅助质量 211 的自重而弯曲的状态为可动件 213 的中
立位置。在这样的状态下， 将与可动件 213 水平地往返的情况同样的控制信号施加于线性 致动器时， 产生上述问题。因此， 偏移校正部 205 构成为将与根据板簧 214 的弹簧常数和辅 助质量 211 的重量求出的板簧 214 的弯曲量 ( 偏移量 ) 相对应的直流电流值输出到控制器 202。该偏移校正部 205 输出的直流电流值是预先求出的与根据板簧 214 的弹簧常数、 辅助 质量 211 的重量求出的板簧 214 的弯曲量 ( 偏移量 ) 相对应的直流电流值， 事先设定在偏 移校正部 205 的内部。
如图 11 所示， 控制器 202 对从所输入的发动机转速求出的控制信号附加基于从偏 移校正部 205 输出的直流电流值的直流成分后， 向功率放大器 203 输出。由此， 被附加了与 相当于偏移量的直流成分的控制信号向功率放大器 203 输出。功率放大器 203 基于从控制 器 2 输出的附加了直流成分的控制信号， 控制向线性致动器输出的电流， 控制可动件 213 的 往返移动。通过该动作， 能对由辅助质量 211 的自重导致的偏移进行校正。
另外， 也可以在偏移校正部 205 上设有用于输入与偏移量相对应的直流电流值的 输入部件， 将由该输入部件输入的直流电流值附加于控制信号。 这样一来， 即使变更辅助质 量 211 的重量的情况也能容易地变更附加的直流成分量。
这样， 通过偏移校正， 在减振装置 201 的标准行程范围内进行驱动 ( 产生控制力 )， 不有损控制性就能输出所需的控制力， 因此能得到良好的减振性能。而且， 成为减振装置 201 的标准行程范围内的动作， 因此能在板簧 214 的允许振幅范围内动作， 能对板簧 214 不 施加多余的压力地驱动。因此， 板簧 214 的寿命变长， 能提高减振装置整体的可靠性。特别 是搭载在汽车上的情况下， 可靠性非常重要。而且， 成为板簧 214 的线形区域的驱动， 因此 控制性 ( 直线性 ) 优异， 能得到良好的减振性能， 能防止减振装置的不稳定动作。 而且， 通过附加直流电流来进行偏移校正， 不需要利用外部弹簧， 不增加可动件的 行程方向的长度 ( 高度 )， 能谋求装置的小型 ( 扁平 ) 化。特别是搭载在汽车上的情况下， 从安装空间的关系来看， 小型 - 扁平化很重要。而且， 无需设置外部弹簧、 弹簧保持构件等， 能降低成本。而且， 电流附加了直流成分的情况下， 不影响减振装置整体的固有振动频率， 因此不会有损控制性和减振效果。 而且， 通过调整直流电流的大小， 能使在正电流的范围内 动作， 因此能以单电源驱动， 能谋求电源和功率放大器的成本下降。
接着， 参照附图， 如下所述那样说明本发明的又一实施方式。图 12 ～图 14 是表示 本实施方式的减振装置所使用的线性致动器的图。本实施方式的线性致动器 411 包括 ： 磁 轭 ( 固定件 )412 ； 能往返移动地设置在该磁轭 412 的内侧的可动件 413 ； 被固定在磁轭 412 上的第 1 永磁体 414 ； 被固定在磁轭 412 上的第 2 永磁体 416 ； 被固定在磁轭 412 上的两个 线圈 418、 419， 如图 13 所示， 具有 2 个板簧 403， 该 2 个板簧 403 由于自身进行弹性变形， 而 能将可动件 413 支承成相对于磁轭 412 往返移动， 并且使可动件以非驱动状态到达往返移 动方向的基准位置。另外， 板簧 403 未必是 2 个， 既可以是 1 个也可以是 3 个以上。
如图 12 所示， 上述磁轭 412 通过在其中心位置形成贯通孔 421 而作为整体呈方形 筒形状。 贯通孔 421 具有二个部位的圆筒面部 422， 该二个部位的圆筒面部 422 在圆筒的内 周面隔开规定的间隔， 呈与其轴线平行地在二个部位切断而形成的形状， 以互相分开的状 态相对。二个部位的圆筒面部 422 具有相同直径、 相同长度、 相同宽度并同轴配置。
上述磁轭 412 通过在其中心位置形成贯通孔 421 而作为整体呈方形筒形状。贯通 孔 421 包括 ： 二个部位的圆筒面部 422， 该二个部位的圆筒面部 422 在圆筒的内周面隔开规
定的间隔， 呈与其轴线平行地在二个部位切断而形成的形状， 以互相分开的状态相对 ； 从各 圆筒面部 422 的各自的两端缘部沿将圆筒面部 422 彼此连接的方向向外侧延伸的平面部 423 ； 从各平面部 423 的与各圆筒面部 422 相反的一侧的端缘部与平面部 423 正交地向外侧 延伸的平面部 424 ； 平面状的内面部 425， 其沿将圆筒面部 422 彼此连接的方向延伸， 并分别 将各平面部 424 的相对应的部分彼此连结。在此， 二个部位的圆筒面部 422 具有相同直径、 相同长度、 相同宽度并同轴配置。
另外， 该磁轭 412 是由层叠钢板构成， 该层叠钢板是通过冲压机对薄板状的钢板 进行冲裁而形成基本构件， 将多个该基本构件沿贯通孔 421 的贯穿方向进行对位的同时进 行层叠并接合而形成的。如图 13 所示， 可动件 413 呈在前端形成有外螺纹部 413a 的圆柱 状， 包括 ： 沿轴向往返移动的轴 413b ； 插入到轴 413b 的内侧而被固定在轴 413b 的轴向的中 途位置的作为可动磁极的铁构件 430。
永磁体 414、 416 例如由铁氧体磁铁构成， 如图 13 所示， 接合固定于圆筒面部 422。 而且， 永磁体 414 的 N 极被配置在外径侧， S 极被配置在内径侧， 永磁体 416 的 S 极被配置 在外径侧， N 极被配置内径侧。而且， 永磁体 414、 416 形成为靠近铁构件 430 的往返移动范 围的轴向位置的一端侧、 沿铁构件 430 的方向突出配置在圆筒面部 422 的内表面、 未配置在 另一端侧的结构， 从而不对称地形成磁通势。
如图 13 所示， 线圈 418 是如下所述这样构成的 ： 卷绕体 432 以围着形成为向内侧 突出的圆筒面部 422 的方式安装在磁轭 412 上， 该卷绕体 432 上缠绕有多层导线。线圈 419 是如下所述这样形成的 ： 形成在隔着磁轭 412 而与圆筒面部 422 相对的位置的、 与上述圆筒 面部 422 相对应的圆筒面部 422 上同样安装有卷绕体 432， 在该卷绕体 432 上缠绕有多层导 线。
2 个板簧 403 沿可动件 413 的轴向分开， 将磁轭 412 夹在中间地配置。 2 个板簧 403 呈相同的形状， 对均匀厚度的金属板进行冲裁加工， 从可动件 413 的轴向来看形成为 “8” 字 形。在与 “8” 字的中央的线交叉的部分相当的部位分别形成用于支承可动件 413 前端或后 端的贯通孔 403a。而且， 在与被 “8” 字围成的 2 个空间的内侧相当的部位， 分别形成有足够 大的供将上述线圈 418 或 419 通过到内侧的贯通孔 403b、 403c。并且， 在与 “8” 字的最上部 和最下部相当的部位形成有用于将板簧 403 固定到磁轭 412 上的小孔 403d。
各板簧 403 共同在线圈 418 的轴向的中途位置支承可动件 413。 更加详细地说明， 如图 13 所示， 支承可动件 413 的前端的一个板簧 403 使可动件 413 的前端侧透过贯通孔 403a 而被固定的同时， 利用穿过小孔 403d 的未图示的螺钉、 穿过小孔 403e 的未图示的螺钉 在比线圈 418 或 419 距可动件 413 的中心更远的位置被固定在磁轭 412 上。而且， 支承可 动件 413 的后端的另一板簧 403 在使可动件 413 的后端侧穿过贯通孔 403a 而被固定的同 时， 利用穿过小孔 403d、 403e 的上述螺钉在比线圈 418 或 419 距可动件 413 的中心更远的 位置被固定在磁轭 412 上。
一个板簧 403 使线圈 418 从贯通孔 403b 突出到可动件 413 的前端侧的同时， 使 线圈 419 从贯通孔 403c 突出到可动件 413 的前端侧， 另一个板簧 403 使线圈 418 从贯通 孔 403b 突出到可动件 413 的后端侧的同时， 使线圈 419 从贯通孔 403c 相同地突出到可动 件 413 的后端侧。沿着可动件 413 的轴向的 2 个板簧 403 的间隔小于沿着相同方向的线圈 418 或 419 的尺寸， 贯通孔 403b、 403c 起到用于避开与线圈 419 的干涉的作为 “退刀槽” 的效果。 各板簧 403 不是使可动件 413 滑动而能往返移动地支承的， 而是将可动件 413 保 持在可动件 413 的前端侧和后端侧这 2 个部位， 通过板簧 403 自身进行弹性变形而将可动 件 413 支承成能沿轴向往返移动。另外， 各板簧 403 进行如下事先调整 ： 为了使可动件 413 进行往返移动时的变形量小于因强制反复进行弹性变形而疲劳、 最终有可能导致破损的一 定变形量， 尽可能延长从支承可动件 413 的贯通孔 403a 到小孔 403d 或 403e 的距离 ( 不是 直线距离， 板簧本身的长度 )， 或使板簧变薄。 但是， 各板簧 403 的外形是从可动件 413 的轴 向观察线性致动器整体时不从磁轭 412 的外形伸出那样的大小。
采用图 13 所示的致动器 411， 在线圈 418 中流过电流， 从而从位于致动器 411 的 一端侧的永磁体 416 向永磁体 414 的磁通变密， 作为其结果， 产生向一端侧方向的推力。而 且， 通过使永磁体 414、 416 靠近磁轭 412 的一端侧， 即使在可动件 413 的轴向位移为零的情 况也能对可动件 413 产生推力。
接着， 参照图 14， 说明对原点偏移进行校正的动作。图 14 是表示为了使用于减振 的控制力产生于图 13 所示的线性致动器 411 的可动件 413 的一端而接合有辅助质量 W， 可 动件 413 的行程方向为重力方向地将线性致动器 411 固定在汽车的车身等上的状态的图。 在此， 欲降低的振动的方向与重力方向一致地进行说明。 具有辅助质量 W 的线性致动器 411 产生的控制力由辅助质量 W 的重量 ( 质量 ) 和使辅助质量振动时的加速度决定， 因此为了 降低汽车的车身等的振动， 基于所需的控制力， 必须决定辅助质量 W 的重量。因此， 基于板 簧 403 的弹簧常数， 无法决定辅助质量 W 的重量， 因此减振方向与重力方向一致的情况下， 板簧 403 因辅助质量 W 的自重而弯曲的状态成为可动件 413 的中立位置。 在这样的状态下， 将与可动件 413 水平往返的情况同样的控制信号施加于线性致动器 411 时， 产生上述问题。
在本发明的线性致动器 411 中， 如图 14 所示， 将永磁体 414、 416 只设在可动件 413 的行程方向的上方， 因此产生将固定于可动件 413 的铁构件 430 拉到上方的力， 与辅助质量 W 的重力平衡， 从而能将铁构件 430 保持在中立位置 ( 原点 )。为了将铁构件 430 保持在中 立位置， 基于支承可动件 413 的板簧 403 的弹簧常数和辅助质量 W 所接合的可动件 413 的 重量， 求出永磁体 414、 416 将铁构件 430 拉到上方的力， 将能产生该求出的力的永磁体设在 线性致动器 411 内即可。此时， 在只调节永磁体 414、 416 将铁构件 430 拉到上方的力而难 以准确地保持铁构件 430 的中立位置的情况下， 通过调整板簧 403 的弹簧常数进行微调即 可。为了增加可动件 413 的推力， 产生必须扩大线性致动器 411 主体等新的问题。
如图 14 所示， 将永磁体 414、 416 只设在可动件 413 的行程方向的上方， 利用由永 磁体产生的磁力的不平衡， 来抵消辅助质量 W 的自重所导致的偏离中立位置， 从而能校正 偏移。
另外， 为了产生磁力的不平衡， 除了图 14 所示的构成之外， 也可以在行程方向的 上方和下方这两处设置永磁体， 改变上方和下方的永磁体的厚度来产生不平衡。 而且， 也可 以改变上方和下方的永磁体的材质。而且， 也可以使上方和下方的永磁体和铁构件 430 的 间隙分别不同而产生不平衡。
这样， 通过校正偏移， 成为在减振装置的标准行程范围内的驱动 ( 产生控制力 )， 不有损控制性就能输出所需的控制力， 能得到良好的减振性能。 而且， 成为减振装置的标准 行程范围内的动作， 因此能形成在板簧 403 允许振幅范围内的动作， 能不对板簧 403 施加多
余的压力地驱动。因此， 板簧 403 的寿命变长， 能提高减振装置整体的可靠性。特别是搭载 在汽车上的情况下， 可靠性非常重要。而且， 成为板簧 403 的线形区域的驱动， 因此控制性 ( 线性 ) 优异， 能得到良好的减振性能， 能防止减振装置的不稳定动作。
而且， 将永磁体只设置在上方， 利用永磁体的磁力的不平衡， 来抵消辅助质量 W 的 自重所导致的偏离中立位置， 从而校正了偏移， 因此能使控制处理线性致动器 411 的内容 简单， 能降低减振装置的电力消耗。 而且， 能削减永磁体的数量和大小， 因此磁弹簧变小， 减 振装置整体的弹簧常数下降， 从而能降低固有振动频率。因此， 减振对象 ( 车身 ) 和减振装 置的固有振动频率存在差异， 因此成为共振倍率很小并可动振幅相对于控制指令的相位变 化很小那样的控制， 因此容易控制。 而且， 由于高价的永磁体的使用量很少， 因此成本降低。 而且， 不利用外部弹簧等， 不延长行程方向的长度 ( 高度 )， 就能使减振装置小型 - 扁平化。 特别是搭载在汽车上， 从安装空间的关系看来， 小型 - 扁平化很重要。并且， 不需要外部弹 簧、 弹簧保持构件等多余的构件， 不增加成本就能进行偏移校正。
接着， 参照附图， 如下所述那样说明本发明的又一实施方式。 本实施方式涉及设置 在线性致动器上的板簧。图 15 是表示安装有本发明的板簧的外部可动型线性致动器的一 个例子的分解立体图， 图 16 是外部可动型线性致动器的整体立体图， 图 17 是外部可动型线 性致动器的剖视图， 图 18 是外部可动型线性致动器的主要部分放大剖视图。在此， 外部可 动型线性致动器 510 包括固定件 511 ； 可动件 515， 其配置固定件 511 的周围， 具有外部芯 512、 衬垫 513、 罩 514 ； 将该固定件 511 和可动件 515 同轴同芯且能往返移动地弹性支承的 板簧 516。 可动件 515 由外部芯 512、 衬垫 513、 罩 514 构成。外部芯 512 整体呈大致圆筒形， 是将钢板沿推力方向层叠结合而成。外部芯 512 为小的内径， 使得与固定在固定件 511 的 外周的永磁体相对的部分 512a 的内周面保持规定的间隙而磁通容易通过。为了降低磁通 的泄漏， 未与永磁体相对的部分 512b 的内径是大的内径。而且， 与永磁体相对的部分 512a 和未与永磁体相对的部分 512b 分别相对于圆筒的中心点对称地相对配置。
可动件 515 的衬垫 513 使用沿推力方向层叠的多个钢板。而且， 为了降低磁通的 泄漏， 内径大于外部芯 512 的间隙面内径地形成。并且， 衬垫 513 被配设在外部芯 512 的轴 线方向的两端， 作为板簧 516 的推力方向的安装位置的基准。
外部芯 512 和衬垫 513 通过铆接等被一体化成大致圆筒状。
罩 514 从推力方向的两端夹入外部芯 512、 衬垫 513、 板簧 516 而固定。罩 514 如 图 16 和 17 所示那样通过台阶部 514a 将衬垫 513 和板簧 516 的外圆 516b 固定， 将固定件 511、 可动件 515 以同轴同芯状态保持。而且， 罩 514 也起到可动件 515 的质量部分 ( 配重 ) 的作用。
图 19 是固定件的整体立体图， 图 20 是固定件的分解立体图， 图 21 是表示绝缘体 的立体图、 图 22 是表示绝缘体的后视图， 图 23 是表示绝缘体的纵剖视图。 固定件 511 包括 ： 配设在内部芯 517 的外侧的永磁体 518 ； 固定保持永磁体 518 并对内部芯 517 进行屏蔽的 绝缘体 519 ； 卷绕在绝缘体的外周的线圈 520 以及贯穿中心部而配设的轴 521。
内部芯 517 由沿推力 ( 往返移动 ) 方向层叠而成的层叠钢板构成。而且， 如图 20 等所示， 使磁通通向外部芯的外周部 517a 是圆弧状， 具有用于卷绕线圈的凹部 517b 和轴安 装用的贯通孔 517c。并且， 在外周部 517a 配设有永磁体 518。外周部 517a 相对于轴 521
的轴芯 ( 贯通孔 517c) 点对称地配置。
永磁体 518 沿径向磁化， 为沿推力方向形成了表面 N-S 对的一体型， 比内部芯 517 的层叠厚度长地形成。而且， 永磁体 518 以与内部芯 517 的外周部 517a 相同的曲率弯曲。 另外， 比内部芯 517 伸出的部分不需要磁化。
绝缘体 ( 线圈骨架 )519 沿推力方向一分为二， 夹着内部芯 517、 永磁体 518 地安 装。而且， 在绝缘体 519 上具有用于插入从永磁体 518 的内部芯 517 伸出的部分的弯曲的 凹槽 519a。该凹槽 519a 是永磁体 518 的固定机构。通过将永磁体 518 的端部插入该凹槽 519a 内， 能限制永磁体的径向、 推力方向的偏移。 因此， 绝缘体 519 的凹槽 519a 所形成的凸 缘部 522 形成得大于永磁体所配置的固定件 511 的外径。并且， 绝缘体 519 沿轴 521 所插 入中心孔 519c 的上下具有用于卷绕线圈 520 的凹部 519b。
线圈 520 卷绕在由合成树脂等形成的绝缘体 519 的外周。与内部芯 517 绝缘。线 圈 520 以沿上部、 下部的同方向流过电流的方式进行结线， 通过切换电流的流动方向， 能使 可动件往复运动。
轴 521 如图 17 ～图 19 所示那样呈圆筒状， 沿推力方向贯穿内部芯 517、 绝缘体 519 的中心部地进行安装。而且， 轴 521 的两端部用作板簧 516 的推力方向的安装位置的基准。 也就是说， 使用板簧 516 作为将固定件 511 和可动件 515 支承成同轴同芯状的轴承。从图 15 可知， 板簧 516 夹在弹簧压件 523 和轴 521 的端部之间， 包括 ： 被固定在固定件 511 侧的 内圆 ( 内环状部 )516a ； 由罩 514 的台阶部 514a 和衬垫 513 的端部夹持的外圆 ( 外环状 部 )516b ； 将内圆 516a 和外圆 516b 连结并能使可动件 515 往返移动地进行弹性变形的臂 部 516c。利用轴 521、 弹簧压件 523 的空心部引出导线 524。 图 24 是表示固定件的第 2 实施例的分解立体图。图 25 是该固定件的纵剖视图， 图 26 是表示第 2 实施例子的永磁体的组装顺序的说明图。在本实施例中， 固定件 100 包 括： 配设在内部芯 101 外侧的永磁体 102 ； 固定保持永磁体 102 并安装在内部芯 101 上的由 绝缘材料形成的线圈骨架 103 ； 卷绕在线圈骨架上的线圈 106 ； 贯穿中心部地配设的轴 107 等。内部芯 101 是短臂和长臂被形成为十字形的钢板沿推力方向层叠而形成的， 使磁通通 向外部芯的长臂的外周部 101a 是圆弧状。线圈骨架 103 具有用于安装内部芯 101 的长臂 的安装孔 105， 形成有与永磁体 102 的曲率大致相同地形成的凸缘部 104。而且， 线圈骨架 103 在凸缘部 104 附近形成有宽度大于安装孔 105 的宽度的磁铁安装孔 108。
这样构成的固定件 100 如图 26 所示那样被组装。首先， 使与线圈骨架 103 的磁铁 安装孔 108 的推力方向长度大致相等的永磁体 102 的一端倾斜地插入之后， 插入另一端。 接着， 从下方安装内部芯 101 并按压。永磁体 102 由磁铁安装孔 108 和内部芯 101 固定保 持。另外， 上下的线圈骨架 103 彼此由公知的固定部件固定， 或线圈骨架和内部芯由公知的 固定部件固定。
图 27 是表示固定件的第 3 实施例的纵剖视图， 图 28 是该固定件的分解立体图。 固 定件 300 包括 ： 配设在内部芯 301 外侧的永磁体 302 ； 固定保持永磁体 302 并被配设在内部 芯 301 的推力方向的两端的端板 303 ； 屏蔽内部芯的绝缘体 304 ； 卷绕在绝缘体的外周的线 圈 305 以及贯穿中心部地配设的轴 306 等。
端板 303 形成为与内部芯 301 大致相同的形状， 但沿径向较长地形成有固定永磁 体 302 的端部的长孔 307。长孔 307 为能嵌合弯曲的永磁体 302 的端部的形状。而且， 端板
303 为了降低泄漏磁通而由非磁性材料构成。另外， 端板 303 也可以是磁性体。
这样构成的固定件 300 由形成在被配设于内部芯 301 的两端的端板 303 上的长孔 307 固定保持永磁体 302 的同时， 由绝缘体 304 屏蔽周围。并且， 从绝缘体 304 之上卷绕线 圈 305。
以上那样构成的各构件如下所述那样被组装。首先， 将一体化的固定件 511 插入 固定件 512 和衬垫 513 的结合体。此时， 外部芯 512 的间隙面 512a 的内径小于固定件 511 的凸缘部 522 的内径， 因此无法插入。因此， 如图 29、 图 32 所示那样绕推力轴 ( 中心轴 ) 旋 转 90 度， 使固定件 511 的永磁体 518 部分、 与外部芯 512 的永磁体相对的部分 512b 对齐之 后再插入。
接着， 调整推力方向的位置之后， 如图 30、 31、 34 所示那样沿箭头 A 方向旋转 90 度。 此时， 如图 17、 18、 34 所示， 与外部芯 512 的永磁体相对的部分 512a 与永磁体 518 相对， 并且位于绝缘体 519 的凸缘部 522， 522 之间。
接着， 使用弹簧压件 523 将板簧 516 安装在固定件侧， 最后从推力方向将被罩 514 一体化的外部芯 512、 衬垫 513 和板簧 516 夹入而组装。此时， 能得到固定件 511 和可动件 515 的同轴同芯状。并且， 用螺栓 525 固定两端的罩 514。
而且， 从图 18 可知， 绝缘体 519 的凸缘部 522 的外径比与外部芯的永磁体相对的 部分 512a 的内径大， 因此可动件 515 的推力方向的移动量被物理地限制， 具有止动功能。 因 此， 能得到可动件 515 的防脱效果。
而且， 通过由衬垫 513、 罩 514 夹着， 板簧 516 的外圆 516b 在整个周向的全周被固 定， 因此能增大保持面积， 能沿周向使由固定所产生的压力分布均匀。因此， 能长期良好地 使可动件往返移动。 而且， 能提高臂部 516c 的自由度， 能容易使臂部 516c 的全周弹性变形。
而且， 能以外圆 516b 的每个面安装， 因此能抑制产生倾斜。
而且， 如以往那样， 在经由被形成在弹簧上的安装孔螺纹固定的情况下， 为了确保 臂的弹性变形的区域， 还需要安装衬垫构件， 但采用本实施方式的板簧 516， 能用外圆 516b 固定板簧 516， 因此不安装衬垫构件就能在外圆 516b 的内区域容易地使臂部 516c 弹性变 形。因此， 能减少线性致动器的构件个数， 能降低成本。
而且， 若如以往那样还安装衬垫构件时， 就会沿往返移动方向大型化， 但采用本实 施方式的板簧 516， 不需要设置衬垫构件， 就能提高往返移动方向的空间的利用效率。
而且， 在以往的板簧中， 在固定时不使用夹具时， 就无法精度良好地安装， 但采用 本实施方式的板簧 516， 通过利用外圆 516b 的外缘部， 即使不使用夹具， 也能高精度地安 装。
而且， 有时层叠多个板簧来使用， 但这种情况下， 在以往为了使臂适当地弹性变 形， 需要用臂的一部分连结多个。因此， 板簧彼此的连结部分变小， 难以连结多个板簧。采 用本实施方式的板簧 516， 能在外圆 516b 的整个全周连结， 因此能扩大连结面积。因此， 能 容易使多个板簧 516 一体化， 而且能增加连结强度。并且， 能使多个板簧 516 形成为一体而 容易处理。
另外， 在本实施方式中， 外环状部形成为圆状， 但不限于此， 能适当变更其形状。 例 如， 作为外环状部， 也可以形成为包含长方形在内的多边形状。
而且， 将板簧 516 安装在了外部可动型的线性致动器上， 但不限于此， 也可以安装在内部可动型的线性致动器。这种情况下， 自不必说， 外圆 516b 被固定而成为固定件， 内圆 516a 被连结而成为可动件。
而且， 作为线性致动器例如也可以是音圈形、 动磁铁形、 线性螺线管形。
另外， 在以上的实施例中， 对衬垫是层叠钢板的情况进行了说明， 但也可以是空心 管。这种情况下， 需要将外部芯和衬垫结合的其他部件。作为结合部件能利用螺栓和其他 结合机构。例如， 将外部芯、 衬垫插入到限制最外周的空心管中并加以固定。并且， 将板簧 压入并嵌入空心管中， 也能省略衬垫。
产业上的可利用性
如以上说明的那样， 本发明能降低搭载了汽车等发动机的车辆中的座位部和方向 盘部的振幅， 能提高乘坐舒适性。