主动减振装置的制作方法

专利名称：主动减振装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用作汽车发动机支架、车体支承等以便对待减振的振动实现主动或补偿/抵消式(countervailing)的主动减振装置，尤其涉及一种适于通过使用振动部件构成内部密封有非压缩性流体的压力接收腔的壁的一部分并通过使用螺线管型致动器激励振动部件的致动来控制压力接收腔内的压力来提供主动减振作用的主动减振装置。
背景技术：
流体填充式主动减振装置是一种公知的安装在形成振动传递系统的元件之间用作减振连接器或减振支承件的减振装置。这种类型的减振装置通常包括压力接收腔，其中壁的一部分由连接第一安装件和第二安装件的主橡胶弹性体构成；以及构成压力接收腔的壁的一部分，并在致动器的控制下从外部被激励的振动部件。这种装置在例如JP-A-9-49541和JP-A-2000-283214中公开过。在这种主动减振装置中，根据待减振的输入振动来调节压力接收腔内的压力，从而能够抵消输入振动以提供主动减振作用。
在流体填充式主动减振装置中，为获得有效的减振作用，重要的是控制压力接收腔内压力波动的频率和相位与输入振动精确对应。
如上述JP-A-9-49541和JP-A-2000-283214所公开的，用于向振动件施加致动力的执行机构有利地是螺线管执行机构。这种执行机构通常具有一种结构，其中动子可移动地插入具有轭部件的定子中，轭部件绕线圈固定以形成定子侧磁路，电流流过线圈以在定子和动子之间沿轴向产生致动力。
例如在汽车发动机支架或其它减振装置中使用这种螺线管执行机构的情况下，存在的问题是，执行机构并由此还有减振装置本身不容易提供具有良好耐久性和可靠性的操作性能。这是由于，对于汽车发动机支架，该装置需要在几十Hz和更高的高频范围内在几年或更长时间内提供预定周期的连续减振，普通的螺线管执行机构不能在长时间内持续保持高频范围内的这种连续操作。
按照前面所述，已经考虑在定子上连接导向套筒以在导向套筒的内周表面上形成具有良好滑动性的导向孔，从而提供导向机构以便在动子与导向孔的内表面接触时减少损坏。
然而，因为动子和导向孔之间的间隔始终由很小的间隙组成，由于元件公差和组装、或者随时间更换部件的误差，很难避免动子与导向孔的内表面接触。尤其在如上所述的减振装置中，即便执行机构本身是高精度元件，在减振装置中安装时仍然很难维持定子和动子的相对位置的高度精确，因此在实际应用中动子与导向孔内表面的接触是不可避免的。
发生这种情况的原因在于，减振装置通常采用橡胶弹性元件来可移动地支承振动件，但由于橡胶弹性元件经过模制件收缩，因此不能像金属配件那样高精度地控制它们的尺寸。从而，在减振装置中不能避免固定到第二安装件的定子和连接到振动件的动子在垂直于轴线的方向上的位置偏移，由于位置偏移导致的动子和定子之间的接触是不可避免的。
在大多数情况下，动子和定子之间在轴线垂直方向上以动子的上端或下端作为与定子的接触点发生接触。然而，当动子相对于定子发生相对移动并向扭曲方向倾斜时，动子的第一轴向端和另一端沿轴线垂直方向在定子的相对侧共同接近定子，其结果是作用在两端的磁力使定子进一步倾斜。
在大多数情况下，定子的这种倾斜导致动子和定子的接触是两个轴向端的点接触。结果，在动子与定子的接触区产生明显的接触面压力，从而接触区的磨损加快，容易发生耐久性不足和操作特性不连续的问题。
此外，通常用氟树脂给动子和定子的接触区设置滑动涂层以改善滑动，通过电镀工艺给其设置抗腐蚀涂层，或设置其它类型的涂层。在上述的因动子倾斜导致的接触点上，由于刮擦导致涂层容易剥落，从而加剧耐久性不良和操作稳定性的问题。
为了解决这些问题，JP-A-2002-25820提出装配由多个刚性球和一弹性件构成的轴承，以提供控制动子偏移的结构。然而，这种轴承具有复杂的结构和太多部件，因此考虑到生产工艺和制造成本时难以得到应用。此外，轴承本身的尺寸精度以及将轴承固定到执行机构时的组装精度将容易发生问题。因此，即便使用了这样的轴承，考虑耐久性和操作稳定性时也不一定会产生有益的效果。

发明内容
本发明的一个目的在于提供一种具有新结构的主动减振装置，该装置具有螺线管执行机构，能够提供动子恒定的操作性能和良好的耐久性，同时在长时间内恒定地表现出期望的主动减振能力。
根据本发明的下面的至少一个模式能够实现本发明的上述和/或可选的目的。使用在本发明的每一模式中的下面的模式和/或元件可以配设成任意可选的组合。应该理解，本发明的原理不局限于本发明的这些模式和技术特征的组合，而是可理解为根据在整个说明书和附图中揭示的本发明的教导，或本领域的技术人员根据本公开的整体能够理解的原理。
根据本发明的第一模式，提供了一种主动减振装置，包括第一安装件和第二安装件，这些安装件分别固定到相互连接的元件上以形成振动传递系统；弹性连接第一和第二安装件的主橡胶弹性体，所述主橡胶弹性体限定内部密封有非压缩性流体的压力接收腔的壁的一部分；限定压力接收腔的壁的另一部分的振动件；螺线管执行机构，包括定子和动子，所述定子具有线圈和绕线圈固定以形成定子侧磁路的轭部件，所述定子具有沿其中心轴线延伸的导向孔；所述动子插入定子的导向孔内，以通过向所述线圈供电在定子和动子之间产生轴向的致动力，螺线管执行机构的定子安装到第二安装件，动子连接到振动件，以通过振动件的激励致动来主动控制压力接收腔内的压力；以及偏压推动组件，所述偏压推动组件相对于定子在轴线垂直方向在一个方向上推动动子。
在依照这种模式构造的主动减振装置中，通过使用所述偏压推动组件在轴线垂直方向向一侧推动动子，可以抑制动子相对于定子的倾斜。采用这种设置，可避免动子的上下端在轴线垂直方向偏置从而与定子的导向孔的内周表面点接触的常见问题，由此防止动子与定子的局部接触压力或粘附的增加，以实现平滑操作。特别地，甚至当动子和定子的接触面设有涂层，也能够长时间恒定地具有涂层提供的低摩擦滑动特性或抗腐蚀特性。
此外，通过更主动地在轴线垂直方向上朝一侧对动子施加推动力，可使动子总体在轴线垂直方向相对于动子平行移动，并使该动子与导向孔内表面在轴线方向基本上呈线接触。通过这种线接触，可更有效地使用在动子上定子中形成的导向孔的导向作用，以实现动子更恒定的轴向移动，并更可靠地避免动子与导向孔内表面的点接触，从而能长时间获得稳定的操作性能。
从上面的描述可以看出，与其设计只是避免动子与定子的接触的常规结构相比，本发明基于相反的思想，即主动地在与定子接触的方向上向动子施加力。本发明基于一种新颖的技术构思，即使动子与定子接触，这种接触是在很广的区域上实现并具有稳定效果，从而尽管假定已经接触，也可降低或避免由于点接触而引起的耐久性削弱和不稳定的常规问题。
本模式中的偏压推动组件可设置在螺线管执行机构上，或者设置在组装该螺线管执行机构的减振装置底盘上。当设置在螺线管执行机构上时，有利地采用例如如下面描述的本发明的第二模式所教导的设置。偏压推动组件的推动力可以如下面说明的磁力或电磁力的形式提供，或以橡胶弹性体等的弹性提供。在这种模式中，定子上的导向孔可由线圈的管状线轴的内周表面构成，或通过使用固定到定子的轭部件的导向套筒与定子一起形成，并使用该导向套筒的内周表面。
本发明的第二模式提供了一种根据前述第一模式的主动减振装置，其中所述偏压推动组件包括磁力偏压机构，所述磁力偏压机构用于在轴线垂直方向朝一侧偏压通过向线圈供电在动子和定子之间的轴线垂直方向激励的磁力的合力。
在根据这种模式构造的主动减振装置中，螺线管执行机构中激发的磁力可以被巧妙地用来组成偏压推动组件。因此，可采用更少的部件和简单的结构来有利地实现预期的偏压推动组件。
用于在轴线垂直方向朝一侧偏压沿轴线垂直方向作用在动子上的磁力的合力的磁力偏压机构可通过不同的结构来实现。例如，可通过在轴线垂直方向相对于定子的磁极形成区域偏置动子的位置，从而动子和定子中形成的磁极之间的距离在动子的周向不一致以实现磁力偏压机构。另外，可以通过在动子上设置通孔或凹槽，将非磁性材料嵌入动子内部，或使得穿过动子内部的磁力线的数目在周向有变化来实现磁力偏压机构。还可以适当采用在定子侧设置这类通孔、凹槽或非磁性材料的各种结构。例如更具体地，下面的设置(A)和(B)是有利的。
在设置(A)中，磁力偏压机构是通过在周向改变在定子中形成磁极的磁极形成区域和受到定子磁极的磁性作用的动子的磁性作用区域之间的间距而实现的。在设置(B)中，磁力偏压机构是通过在周向改变穿过定子和/或动子内部的磁力线的数目而实现的。
在前面的设置(A)中，通过在磁极形成区域和受到磁性作用的动子的磁性作用区域之间在周向设计不一致的间距，以在动子的周向提供更靠近磁极形成区域的区域和远离磁极形成区域的区域，从而通过简单的结构实现磁力偏压机构。也就是说，利用磁性作用与到磁极的间距相对应的事实，可通过靠近磁极形成区域的区域的主动吸引而减轻动子的倾斜。
这里，使隔开间距变化的可能模式包括例如在动子或定子或两者上形成凹槽；或在轴线垂直方向相对于定子偏置动子的位置。根据这些模式，可在无需提供任何特殊的分隔元件的情况下实现磁力偏压机构。
隔开磁极形成区域和磁性作用区域的间距对应于从定子的磁极流出并进入动子的磁力线或从动子流出并进入定子的磁极的磁力线的长度。根据定子和动子的具体形状和设置，这可以代表不同方向上相对部分之间的间距，例如轴向、轴线垂直方向或对角线方向。在大多数情况下认为是定子的磁极形成区域与动子的磁性作用区域的最靠近的点之间的间距。
可通过例如在定子侧的磁路的一部分限制导磁率实现后一配置(B)。因此，不需要动子外周表面或导向孔内周表面的任何特殊构型就可获得磁力偏压机构，例如通过在线圈的外部设置适当形状的轭部件。相应地，可有利地利用导向孔内周表面的引导作用以同时获得有利的导向机构。
可通过例如设计周向每个单位长度上饱和磁通量的水平从而在周向发生变化来实现用于改变周向磁力线的数目的更特殊的结构。特别地，通过在定子、动子或两者上设置例如通孔、凹槽等间隔，使得磁力线穿过的区域的厚度尺寸不一致，从而使周向磁力线的数目不一致；或者通过在定子或动子中嵌入非磁性材料，可形成磁力线可以穿过的区域，该区域在周向不一致。使用这样的结构改变了动子的重力平衡，可在间隔中嵌入填充物以保持平衡。
本发明的第三模式提供了一种根据前述第一或第二模式的主动减振装置，其中，在导向孔的内表面上沿轴向延伸预定长度的部分设置滑动接触面，当动子沿轴向被激励发生移动时，所述滑动接触面用于所述动子的滑动接触。
在根据这种模式构造的主动减振装置中，通过主动设置沿轴向延伸的线接触面作为滑动接触面，至少当振动件处于激励致动状态时动子以线性构型可滑移地靠在定子中沿轴向延伸的导向孔的内周表面上。从而可避免动子和定子的反复接触和分离，使动子轴向移动的稳定程度更高。还可避免由于动子和定子彼此撞击引起的撞击力的瞬时增加。
动子可设计成仅当被激励时以线性构型接触定子中导向孔的内周表面，或者以线性构型从开始即接触所述内周表面，即使当没有被激励时也是如此。
本发明的第四模式提供了一种根据前述第一至第三模式中任一模式的主动减振装置，其中，容许动子和振动件在轴线垂直方向相对移动的容许轴线垂直位移组件设置在螺线管执行机构中的动子和连接有该动子的振动件之间。
在根据这种模式构造的主动减振装置中，容许动子在轴线垂直方向移动而不受振动件的轴线垂直方向的位置限制，或者受到振动件的轴线垂直方向的位置限制而移动程度减弱。因此，可避免由于振动件的位置精度导致的负面影响，同时能够实现动子和定子在执行机构中朝向轴线垂直方向偏移，从而可以有利地实现如前所述的线接触构型。
本发明的第五模式提供了一种根据前述第四模式的主动减振装置，其中，通过配备从振动件伸向动子的连接杆；在所述动子上形成用于插入连接杆的突出远端部的配合孔，所述配合孔的内周表面略大于连接杆的外周表面，将穿过该配合孔插入的连接杆沿轴向相对于动子定位成允许连接杆在配合孔内沿轴线垂直方向移动，以构成容许轴线垂直位移组件。
根据这种模式，可有利地实现第四模式的容许轴线垂直位移组件。在这种模式中，例如通过利用一对具有良好滑动性的从外部装配到连接杆的邻接件沿轴向夹持动子，通过偏压橡胶部件等将邻接件相对于连接杆弹性地定位，同时使用偏压橡胶部件的推动力将该对邻接件压靠在动子上，可有利地实现将连接杆连接到轴向设置的动子上并容许其在轴线垂直方向移动。在这种设置中，通过该对邻接件和夹在其中的动子的邻接面之间的滑动容许连接杆相对于动子在轴线垂直方向移动。
从前面的说明可以清楚地看出，在根据本发明构造的主动减振装置中，动子的倾斜得到了控制从而避免了动子与定子的点接触，由此防止了动子以高局部接触压力、或在摩擦和刮擦情况下接触导向孔的内周表面。因此，动子长时间经历由导向孔在轴向引导的稳定的致动位移，动子的致动位移施加在振动件上，从而可在长时间内一直展现期望的减振能力。


从下面结合附图对优选实施例的描述可更清楚地了解本发明的前述和/或其它目的、特征和优点，其中附图中的相同附图标记表示同类元件，在该附图中图1是根据本发明的第一实施例的主动减振装置的轴向截面或垂直截面的正视图，其中该装置是发动机支架结构的形式；图2是图1中的发动机支架的螺线管执行机构的轴向截面视图；图3是图2中的螺线管执行机构的俯视图；图4是图2中的螺线管执行机构的分解放大视图；图5是根据本发明的第二实施例的主动减振装置结构中使用的螺线管执行机构的轴向截面视图；图6是图5中的螺线管执行机构的俯视图；图7是根据本发明的第三实施例的发动机支架结构中使用的螺线管执行机构的轴向截面视图；图8是图7中的螺线管执行机构的俯视图；图9是根据本发明的第四实施例的主动减振装置结构中使用的螺线管执行机构的轴向截面视图；图10是图9中的螺线管执行机构的俯视图；图11是根据本发明的第五实施例的主动减振装置结构中使用的螺线管执行机构的轴向截面视图；图12是图11中的螺线管执行机构的俯视图；以及图13是根据本发明的第六实施例的主动减振装置结构中使用的螺线管执行机构的轴向截面视图。
具体实施例方式
首先参照图1，其显示了根据本发明的第一实施例的汽车发动机支架10的结构形式的主动减振装置。该发动机支架10的装置具有一由金属第一安装件12和金属第二安装件14组成的支架主体18，两安装件互相隔开相对设置并由插入两者之间的主橡胶弹性体16弹性地连接并被安装装配在金属止动配件20内。由于第一安装件12连接到动力装置上(未示出)且第二安装件14连接到汽车车体上(未示出)，从而动力装置以减振方式被支承在车体上。在安装成这种状态时，动力装置分配的负载沿安装的中心轴线方向即图1中的垂直方向经过第一安装件12和第二安装件14施加在发动机支架10上，从而主橡胶弹性体16沿引起第一安装件12和第二安装件14彼此靠近的方向发生弹性变形。待减振的主要振动也经过第一安装件12和第二安装件14沿推动两安装件12、14彼此靠近/分开的方向被输入。在下面的描述中，除非另有说明，垂直(上/下)方向指图1中的垂直(上/下)方向。
更具体地说，第一安装件12具有倒转的截头圆锥体形状。在第一安装件12的大直径端一体形成在外周表面向外突出的环形盘状止动部22。此外，一体的紧固轴24从该大直径端沿轴向向上突出，朝向上端面开口的紧固螺纹孔26在紧固轴24中形成。通过将一紧固螺钉(未示出)拧入该紧固螺纹孔26，可将第一安装件12连接到未示出的汽车的动力装置上。
第二安装件14具有大直径的基本上为圆柱形的形状。台肩部28形成在第二安装件14的轴向的中间部分，对于该台肩部28的任一侧，沿轴向上方的一侧构成大直径段30，而沿轴向(下方的)一侧构成小直径段32。大直径段30的内周表面覆盖着一层粘附的薄密封橡胶层34。包括薄橡胶膜的隔膜36作为柔性膜靠近小直径段32的下开口端设置；将隔膜36的外周边缘部分通过硫化接合到第二安装件14的小直径段32的内周表面，使得第二安装件14的下开口端流体封闭。连接配件38通过硫化接合到隔膜36的中心部分。
第一安装件12设置在第二安装件14的轴向上方并与之隔开，第一安装件12和第二安装件14通过主橡胶弹性体16弹性连接。
主橡胶弹性体16具有基本上为截头圆锥体的总体形状，在大直径端面处形成锥形凹陷面40。第一安装件12嵌入主橡胶弹性体16的小直径端并与其硫化粘结在一起。第一安装件12的止动部22紧靠叠置在主橡胶弹性体16的小直径面上并通过硫化接合到其上以便被主橡胶弹性体16覆盖，与主橡胶弹性体16一体地形成的邻接橡胶42从止动部22向上突出，其中一凹槽44形成在邻接橡胶42的内侧。连接套筒46通过硫化接合到主橡胶弹性体16的大直径端的外周表面上。
通过硫化接合到主橡胶弹性体16的大直径端处的外周表面上的连接套筒46装配到第二安装件14的大直径段30内，然后大直径段30经过直径缩小过程从而使主橡胶弹性体16与第二安装件14流体密封地紧密配合固定。这样，第二安装件14轴向的上开口被主橡胶弹性体16流体封闭，从而在主橡胶弹性体16和第二安装件14内部的隔膜36的相对的表面之间形成流体腔48，该流体腔组成流体密封地与外界隔离的密封区，在该流体腔48中封装有非压缩性流体。
被密封在其中的非压缩性流体可以采用水、亚烷基二醇、聚亚烷基二醇、硅油等；在优选情况下，为了基于流体共振作用有效地获得减振作用，将使用0.1Pa·s或更小的低粘性流体。
分隔件50和孔口部件52也与第二安装件14组装在一起，设置在主橡胶弹性体16和隔膜36的相对的表面之间。
分隔件50具有以预定厚度向外延伸的支承橡胶弹性体54，构成振动件的振动板56通过硫化接合到该支承橡胶弹性体54的中心部分上。振动板56具有浅倒转杯形状并在其外周边缘处通过硫化接合到支承橡胶弹性体54的内周边缘上。通过支承橡胶弹性体54向四周延伸至振动板56的上侧而形成厚衬垫部58。
外周配件60通过硫化接合到支承橡胶弹性体54的外周边缘上，并且周向延伸预定距离的周向凹槽形成在外周配件60中。该外周配件60的上轴向开口构成沿径向向外扩口的凸缘部64；该凸缘部64并置紧靠在第二安装件14的台肩部28上，并被固定夹紧在台肩部28和连接套筒46之间。采用这种设置，分隔件50位于主橡胶弹性体16和隔膜36的相对表面之间的中间部分沿轴线垂直方向延伸，将第二安装件14的内部沿轴向分为两侧。从而，在分隔件50的两侧，由主橡胶弹性体16组成壁的一部分，从而在在分隔件的上侧形成工作流体腔66，在振动输入时主橡胶弹性体16的弹性变形引起工作流体腔中的压力波动。同时，在分隔件50的下侧由隔膜36组成壁的一部分，从而形成平衡腔68，平衡腔允许很容易地改变容积。
孔口件52由互相叠置的上下薄板53a、53b组成，其外周边缘紧靠并置在外周配件60的凸缘部64上，并夹紧在凸缘部64和主橡胶弹性体16大直径端部的内周边缘之间，并经由主橡胶弹性体16被第二安装件14固定支承。采用这种设置，孔口件52位于主橡胶弹性体16和分隔件50的相对表面之间的中间部分沿轴线垂直方向延伸，将工作流体腔66的内部沿轴向分为两侧。
在孔口件52的外周边缘部，在上下薄板53a、53b的并置的表面之间形成有沿周向连续延伸的周向通道74。该周向通道74的第一端连接到压力接收腔70中，另一端连接到激励腔72中。采用这种设置，形成通过其使压力接收腔70和激励腔72相互连通的第一孔道76。例如，第一孔道76被调谐至与发动机振动等相对应的大约30-40Hz的中频范围。
孔口件52的外边缘部叠置在分隔件50的外周边缘部上，并且通过覆盖在外周配件60的外周边缘中形成的周向凹槽62而形成第二孔道78。该第二孔道78的一端经由激励腔72和第一孔道76连接到压力接收腔70中，而另一端连接到平衡腔68中。采用这种设置，形成通过其使压力接收腔70和平衡腔68相互连通的第二孔道78。该第二孔道78被调谐至与发动机抖动等相对应的大约10Hz的中频范围。
孔道的具体形式和调谐不限于任何特定的方式。除了上面讨论的实施例，也可以例如穿过孔口件52的中心部分钻孔以形成通孔形式的第一孔道，压力接收腔70和激励腔72可通过该第一孔道直接连通，并将该第一孔道调谐至与轰鸣噪声(rumble noise)等相对应的大约50-150Hz的高频范围，同时通过直接串连连接孔口件52的周向通道74和外周配件60的周向凹槽62以形成第二孔道。
此外，以上述方式构造的支架主体18经由止动配件20连接到未示出的汽车车体上，其中第二安装件14装配在该止动配件20内。
止动配件20具有大直径带有台肩的圆筒形式，其下侧的直径大于上侧的直径；支架主体18从下开口插入其中，并由一止动台肩部80阻止而压配合地固定在其中。在上侧的开口处形成一向内延伸的邻接部82，并通过第一安装件12的止动部22经由邻接橡胶42与邻接部82接触而实现回弹方向上的止动功能。邻接部82上贯穿一插入孔84，与第一安装件12的紧固轴24保持适当的间隙，以便使第一安装件12在轴线的垂直方向能相对移动。伞状保护件86连接到第一安装件12的紧固轴24上，以便向外延伸遮盖住止动配件20的插入孔84。
装配到止动配件20中的第二安装件14现由止动台肩部80阻止而压配合地固定于其中，从而将其固定不会滑脱。从外周表面突出并向下延伸的多个立柱部88被固定到止动配件20上，这些立柱部88设置在汽车(未示出)的车体上并用紧固螺钉固定连接到汽车的发动机支架10上。
在支架主体18中，设置在分隔件50上的振动板56叠置固定到设置在隔膜36上的连接配件38上并与其紧密接触。用作连接杆和内杆的致动杆90被固定到振动板56和连接配件38上，该致动杆90从振动板56和连接配件38沿轴向向下突出。
与隔膜36一体地形成的夹持橡胶层92基本上覆盖连接配件38的整个周边，从而在连接配件38与振动板56的配合面上提供流体密封。振动板56和连接配件38在其中心部分上下叠置在一起，一体地形成在致动杆90上端的填塞部分94穿过这些中心部分。利用填塞部分94，振动板56和连接配件38紧密接触地嵌在一起，其中致动杆90从振动板56沿轴向向下并穿过连接配件38向外部突出，将振动板56和连接配件38连成一体，并形成朝向衔铁112开口的凹陷部96，所述衔铁将在下面说明。邻近凹陷部96的周向壁98，具有覆盖周向壁98的形状的衬垫橡胶部100与隔膜36一体地形成。
用作螺线管执行机构的电磁振荡器102位于具有突出的致动杆90的第二安装件14的轴向下方，即位于振动板56和连接配件38从工作流体腔66的相对侧，并被第二安装件14支承。
图2示出了电磁振荡器102的横截面，图3示出了其平面图。电磁振荡器102由螺线管104和支承并容纳螺线管104的壳体106组成。更具体地，螺线管104由定子和用作动子的衔铁112组成，定子是包括线圈件108的磁极形成件110的形式，衔铁设置成能够相对于线圈件108在轴向上移动。具体在本实施例中，壳体不是一个分离的独立部件。相反，构成磁极形成件110的一部分的下轭(yoke)116用作壳体106。
磁极形成件110包括线圈件108以及作为连接在线圈件108周围的轭部件的由铁磁材料制成的上轭114和下轭116组成。此外，线圈件108具有缠绕在绕线管118上的线圈120，而非磁性材料制成的盖部件122则设置成覆盖线圈120的外周。例如，在线圈120缠绕到绕线管118上之后通过树脂成形制成盖部件122。该盖部件122中具有一体形成的电力供给开口126，该开口从贯穿下轭116的开口124向外突出；电力经由设置在电力供给开口126内的端子供给到线圈120。具有供给到线圈120的频率成分的驱动电压并不限于交流电，也可以是脉冲电流；控制也并不限于模拟方式，也可以是数字方式。
用作壳体106的下轭116在其中心部分制有下通孔128，并且形成基本上绕整个周边延伸的“L”形横截面，从而包围线圈件108的外周表面和下端面。上轭114设置在线圈件108的上端面上。上轭114形成为具有上通孔130的总体盘状，所述上通孔130的直径尺寸大约等于下轭116的下通孔128的直径尺寸，其中(上轭)内周侧的边缘制造的厚一些，而外周侧的边缘定位成在与下轭116的上端接触的状态下覆盖线圈件108。上轭114和下轭116构成由铁磁材料形成的轭部件，构成静态侧磁路，由向线圈120提供的电流产生的磁通量流过该磁路，而上通孔130和下通孔128的内周边缘部分别构成用作磁极形成区的上磁极132和下磁极134，当向线圈120供电时在该磁极形成区形成磁极。
在构成定子的线圈120的中心孔内安装有导向套筒136，该导向套筒布置成覆盖由上轭114和下轭116形成的上部和下部内周边缘部的开口。在本实施例中，定子设计成包括所述导向套筒136，该导向套筒136的中心孔构成用作导向孔的管状导向面138。也就是说，导向套筒136的管状导向面138构成为这样的管形表面，其直径略小于上轭114和下轭116的磁极内表面，并从上下轭114、116的磁极内表面沿径向略向内设置。所述管状导向面138优选由低摩擦材料例如聚乙烯或聚四氟乙烯形成。导向套筒136可相对于上下轭114、116通过弹性支承或留有间隙(振动(chatter))地安装而固定。也就是说，导向套筒136能够沿轴向平滑地引导衔铁112，同时避免该衔铁与上下轭114、116等相互干涉。
在壳体106的外周边缘上切割有配合槽140；形成在第二安装件14下端的止动件142装配在所述配合槽140内并保持在其中，由此连接电磁振荡器102的磁极形成件110以覆盖第二安装件14的下端开口。这样，在本实施例中，在没有插入任何托架或其它分离元件的情况下，直接将电磁振荡器102紧固到第二安装件14上，从而减少了组装过程中振动板56和线圈120的中轴线的定位偏差。由于通过向下延伸隔膜36形成的夹紧橡胶元件144在电磁振荡器102的壳体106和第二安装件14之间被夹紧，从而避免了电磁振荡器102的振动。采用这种设置，线圈120的中轴线基本上与支架主体18的中轴线对齐，并与第二安装件14和振动板56的中轴线重合。盖部件146用螺栓连接到壳体106的底部，以防止灰尘等渗入壳体106的下通孔128。
衔铁112装配在安装有线圈120的壳体106的下通孔128内。衔铁112形成总体上大致呈圆柱块形状的铁磁体，其外径尺寸略小于导向套筒136的内径尺寸，通过配合装配在导向套筒136中使得能够在大致相同的中轴线上沿轴向相对移动。此外，衔铁112具有跨越上下磁极132、134的轴向长度尺寸，并在靠近其上磁极132的位置形成在外周表面上开口的周向凹槽147。衔铁112的轴向上端部150和下端面152构成磁作用区域；例如图示的，激发有效磁吸力的磁间隙在上端部150和上轭114的上磁极132之间，以及在衔铁112的下端面152和下轭116的下磁极134之间以位置调整的方式形成。采用现有技术中已知的任意涂料对衔铁112的外周表面进行低摩擦处理或抗腐蚀处理。
这里，在衔铁112上形成了构成偏压推动组件(磁力偏压机构)的平面148-该平面的周向部分在轴向上沿整个长度被切掉。如图4中所示，通过形成平面148，使得上下轭114、116的内周表面和平面148的相对面之间的轴线垂直距离“B1”与上下轭114、116的内周表面和平面148以外的外周面的相对面之间的轴线垂直距离“B2”不同，B1比B2大。采用这种设置，上磁极132和衔铁112的上端部150的相对面之间的轴线垂直距离，以及下磁极134和衔铁112的下端面152的相对表面之间的轴线垂直方向的距离—利用流经线圈120的电流在所述距离激发磁力—分别与平面148处的距离B1和其它区域的距离B2不同，由此，隔开上端部150和下端面152的上下磁极132、134的距离—该距离用作磁性作用区域—在衔铁112的周向上不是均匀的。
穿过衔铁112的中轴线钻孔，形成用作配合孔的通孔154。在该通孔154的轴向中间部分形成向内突出部156，在向内突出部156的两侧，通孔154包括轴向上侧的小直径部158和轴向下侧的大直径部160。
致动杆90以允许游动的一定间隙穿过衔铁112的通孔154，并且致动杆90以下端越过衔铁112的向内突出部156向下伸出。一环形支承件157从外部装配到该操作杆90的伸出下端上，该环形支承件的外径尺寸略大于向内突出部156的内径尺寸，并通过拧入致动杆90远端的螺栓159不可脱开地支承在致动杆90上。该支承件157在衔铁112的向内突出部156的下表面上被保持，由此沿轴向不脱离该支承件157地保持衔铁112。
在向内突出部156与支承件157相对的一侧，在致动杆90上从外部装配有环形保持部161，其外径尺寸大于向内突出部156的内径尺寸，所述保持部161叠置在向内突出部156的上表面上。此外，通过从外部装配到致动杆90上并夹持在形成于致动杆90的轴向中间部分的台阶面162和保持部161的上表面之间的橡胶环164，使保持部161受到沿轴向向下的推动力。螺栓159的紧固力作用于台阶面162和保持部161之间的橡胶环164上。从而，该橡胶环164表现出弹簧刚度，使其响应轴向的致动力时基本不变形，所述致动力与衔铁112施加在致动杆90上的致动力是一个数量级。
这样，保持部161和支承件157从上方和下方并靠在衔铁112的向内突出部156上，并且由于橡胶环164的弹性保持抵靠，从而该衔铁112在轴向上基本上固定地定位。通过橡胶环164，致动杆90和衔铁112在轴向上相互定位的同时被连接起来；并且由流经线圈120的电流在衔铁112内激发的致动力沿轴向施加在致动杆90上。通过经由致动杆90连接衔铁112和振动板56，振动板56起作为螺线管执行机构的电磁振荡器102的振动件的作用。
支承件157、保持部161和致动杆90设置成使得在这些元件的外周表面与衔铁112的内周表面的轴线垂直方向的相对面之间形成一定间隙。通过调节因橡胶环164的弹性产生的支承件157和保持部161在向内突出部156上的抵靠力，如果衔铁112在轴线垂直方向受到的外力超过了在支承件157、保持部161和向内突出部156之间产生的静摩擦力，则允许衔铁112在轴线垂直方向相对于致动杆90发生相对滑动，由此，向内突出部156、支承件157、保持部161和橡胶环164构成连接衔铁112和致动杆90的容许相对位移连接装置，从而使其能在轴线垂直方向相对移动，并且构成容许衔铁112相对于线圈件108的相对位移的容许轴线垂直位移组件。采用这种设置，可以有利地调节由元件制造时的尺寸误差或组装时的定位误差造成的致动杆90和衔铁112的相对位置偏差，从而衔铁112能相对于线圈120在轴线垂直方向稳定地定位，同时能够调节执行机构操作过程中的临时轴向偏差，以获得稳定的操作性能。
衔铁112相对于致动杆90在轴线垂直方向的相对位移水平取决于支承件157、保持部161和致动杆90的外周端与衔铁112的内周表面的相对面之间的距离，容许位移水平有利地采用0.2-3mm的范围。为了使衔铁112更好地滑移，可以例如将由低摩擦材料如聚乙烯或聚四氟乙烯制成的滑动部安装到所述滑动面上，或对所述滑动面进行低摩擦处理。
尽管未在图中示出，在具有上述结构的发动机支架10中，可以控制流入线圈120的电流。电流的控制可通过例如自适控制或其它反馈控制完成，使用动力装置的发动机点火信号作为参考信号，以欲减振的元件的振动检测信号作为错误信号；或者基于预先建立的控制数据。采用这种设置，通过产生作用于衔铁112上的磁力驱动其沿轴向向下运动，然后暂停向线圈120供电，并使支承橡胶弹性体54的回复力发生作用，则可使振动板56承受与要衰减的振动相对应的致动力，从而通过控制工作流体腔66的内部压力实现主动减振作用。
在本实施例的发动机支架10中，通过在构成螺线管执行机构的电磁振荡器102上形成切口的平面148，可减小通过向线圈120提供电流引起衔铁112在轴向激励致动过程中的倾斜。特别地，由于平面148与上下磁极132、134之间在衔铁112周向的间距大于周向其它区域的间距，作用于形成平面148的区域的磁力小于作用于其它区域的磁力，因此作用于衔铁112的磁力在轴线垂直方向的磁力分量的合力在轴线垂直方向上沿平面148相对侧(图1中右侧)的一个方向产生。
采用这种设置，作用在一个方向上的磁力施加在衔铁112的上下端，从而可减小衔铁112的倾斜。通过减小衔铁112的倾斜，衔铁112与上或下轭114、116或与导向套筒136的点接触可以减少或避免，从而改善操作稳定性，并保护衔铁112上的任意涂层，使由涂层提供的低摩擦滑动性能或抗腐蚀性可恒定地维持更长的时间。
在本实施例中，通过构成容许轴线垂直位移组件的支承件157，致动杆90和衔铁112可相对移动。因此，当通过向线圈120供电在衔铁112上施加沿一个方向作用的磁力而导致衔铁112在轴线垂直方向上移动时，衔铁112可以单独地移动，从而避免了对致动杆90的影响。此外，通过该容许轴线垂直位移组件，当沿一个方向作用的磁力施加在衔铁112上时，衔铁112可在轴线垂直方向单独地移动，因此可快速减小衔铁112的倾斜。
在所述电磁振荡器102中，通过调节衔铁112上平面148的切口深度以及衔铁112和上、下磁极132、134的相对位置，可以在衔铁112上产生更主动的沿轴线垂直方向指向一侧的磁吸力，从而衔铁112的外周表面与导向套筒136的管状导向面138处于线接触状态。通过使该管状导向面138为滑动面并产生与管状导向面138线接触的状态，可以主动地利用该管状导向面138提供的导向作用来获得轴线方向上更稳定的激励致动。
尽管仅出于示例的目的在本优选实施例中对本发明进行了详细说明，应该理解，本发明绝不限于示例性实施例的细节，而是可以按其它方式实施。还应该理解，本领域技术人员可在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明进行各种变化、修改和改进。
下面参照图5和图6，示出根据本发明的第二实施例的主动减振装置结构的一个元件，即用作螺线管执行机构的电磁振荡器180。该电磁振荡器180具有在衔铁182的部分周边上形成的作为磁力偏压机构的上凹槽184和下凹槽186。特别地，在该电磁振荡器180中，通过在衔铁182中形成上下凹槽184、186，容许磁力线通过的区域沿衔铁182的周向变化。因此，可在周向上改变流经衔铁182的磁力线的数目，从而在周向的一个方向上产生作用于轴线垂直方向的磁力分量的合力。上下凹槽184、186的具体形状不受任何限制，不仅可以是本实施例中所示的凹槽形状，还可形成通孔，或形成多个这种类型的凹槽或通孔。形成这种凹槽或通孔改变了衔铁182的重力平衡，可以使用填充物等来保持平衡。
下面参照图7和图8，示出根据本发明的第三实施例的主动减振装置结构的一个元件，即用作螺线管执行机构的电磁振荡器200，其中大直径的宽直径部210、212沿周向叠置地形成在通孔206、208中，所述通孔穿过形成磁路的上轭202和下轭204的中心钻出。该电磁振荡器200的衔铁214大致呈管状。通过这种设计，衔铁214和在宽直径部210、212上形成的磁极132、134之间的间距更大一些，而且能够使得作用于衔铁214的磁力沿周向改变。根据本实施例，没有由于衔铁214设有切口或凹槽而引起的重力平衡的改变，外径尺寸也没有任何变化，从而能有效地利用导向套筒136提供的导向作用。
下面参照图9和图10，示出根据本发明的第四实施例的主动减振装置结构的一个元件，即用作螺线管执行机构的电磁振荡器220。在该电磁振荡器220中，衔铁222的通孔154形成在偏心位置，从而流经衔铁的磁力线的数目在周向上可变化。采用该电磁振荡器220，可通过在偏心位置形成衔铁222的通孔154这一简单的布置减小衔铁的倾斜。
下面参照图11和图12，示出根据本发明的第五实施例的主动减振装置结构的一个元件，即用作螺线管执行机构的电磁振荡器240。图11示出衔铁242的外部视图。在该电磁振荡器240中，在衔铁242上形成的周向凹槽246的凹槽尺寸沿周向有变化。在其下边缘形成高度尺寸沿周向变化的台肩部250。下端面152的高度尺寸沿周向变化。周向凹槽246和台肩部250的倾斜部在周向重叠区域形成具有相似的斜度。通过这种倾斜的周向凹槽246和台肩部250，衔铁242与上磁极132和下磁极134隔开的间距在周向上有变化。具体地，在本实施例中，衔铁242的上下磁极(上端部150和下端面152)的下端外周边缘角与上下磁极132、134的上端内周边缘角—此处衔铁242和上下磁极132、134最接近并支配被激励的磁力—之间的轴向间距沿周向变化。相应地，相对的角之间的间距沿周向变化。这种隔开相对角的轴向间距的变化沿周向有360°的周期，其中两个角最靠近的部分和两个角相隔最远的部分在轴线垂直方向上相对设置。相对的上磁极132和衔铁242的上端部150之间的间距，以及相对的下磁极134和衔铁242的下端面152之间的距离沿周向同步变化。
此外，通过采用这种形状的衔铁242，当衔铁242发生激励位移时(衔铁242相对于上下轭114、116的轴向位置发生相对改变)，隔开上下磁极132、134和衔铁242的间距的改变可以大大减小。特别地，在衔铁242被激励移动期间，即使支配被激励的磁力(磁吸力)的上下磁极132、134的上端内周边缘角与衔铁242的上下磁极(上端部150和下端面152)的下端外周边缘角最靠近的位置应该沿周向逐渐改变，上下磁极132、134的上端内周边缘角与衔铁242的上下磁极的下端外周边缘角之间的间距将保持基本恒定，至少保持在衔铁242的上下磁极的下端外周边缘角处沿轴向的一个幅值的范围内。从而，在衔铁242被激励移动的过程中，可以抑制作用在衔铁242上的磁力突然发生变化。为此，即使由于制造误差或支承衔铁242的支承橡胶弹性体54随着使用时间发生变化而引起分隔衔铁242和上下磁极132、134的间距发生变化，也可以抑制磁力的突然变化，从而在更长时间内获得稳定的减振性能。
图13描述了用作螺线管执行机构的电磁振荡器260，它作为根据本发明的第六实施例的主动减振装置的一个元件示出。图13示出了衔铁112的外部视图。电磁振荡器260的平面形状与图12中示出的电磁振荡器240的形状类似。在该电磁振荡器260中，在上轭262和下轭264中形成的上磁极266和下磁极268的高度尺寸沿周向变化。关于上磁极266和下磁极268的倾斜部，它们在周向的重叠区域具有相似的斜度。通过改变上下磁极266、268相对于衔铁112在周向上的相对位置，可使得作用于衔铁112的磁力沿周向变化。
尽管上面已经根据一些优选实施例说明了本发明，这些实施例仅是示例性的，本发明绝不应理解为局限于这些实施例具体的公开内容。
例如，可以采用用于改变周向上穿过衔铁的磁力线数目的磁力偏压机构和用于改变周向上与磁极之间间距的磁力偏压机构的组合来用作偏压推动组件。特别地，通过配备如图5中所示的第二实施例中的通孔或凹槽，流经衔铁112的磁力线的数目沿周向变化，同时与磁极的间距在周向上也发生变化。
当然也可以在动子和定子上都配备磁力偏压机构。例如，通过在周向改变前面讨论的第一实施例中上下磁极132、134的位置，可使得衔铁112和上下磁极132、134之间的间距大大改变。
磁力偏压机构不限于上述形式，而是可采用其它形式，例如，通过由具有不同导磁率的材料混合制成动子，导致作用于动子的磁力沿周向变化。
此外，允许衔铁112、致动杆90和线圈件108在轴线垂直方向相对移动的容许轴线垂直位移组件的具体形式不限于上面所述的形式。例如，螺旋弹簧可以代替橡胶环164在压缩状态下安装在致动杆90的台阶面162和保持部161的上端面之间，从而更主动地向支持部157侧推动衔铁112；或进一步省去所述保持部161，改为在致动杆90的台阶面162和衔铁112的向内突出部156的上端面之间在压缩状态下安装螺旋弹簧。作为以轴向不可脱离致动杆90的方式支承衔铁112的装置，可以例如通过在致动杆90的远端形成阳螺纹，并拧到具有与支承件157类似的外径尺寸的螺母件上，以代替支承件157来支承衔铁112。
可利用例如永磁体、采用橡胶弹性体的弹簧装置等来实现偏压推动组件，以代替上述磁力偏压机构。除了如前述实施例中安装在螺线管执行机构上，用于在轴线垂直方向施加偏压推动力的偏压推动组件如永久磁铁可改为设置在内部安装螺线管执行机构的减振装置底盘上、激励装置本身或连接到激励装置的连接杆(致动杆)上。
本发明可类似地应用于汽车车体支承和部件支承，以及支承、阻尼器和其它各种类型的非自动装置中的减振装置。
同样应该理解，本领域技术人员可在不脱离下面权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下进行各种其它变化、修改和改进以实施本发明。
权利要求
1.一种主动减振装置(10)，包括第一安装件(12)和第二安装件(14)，所述安装件可分别固定到彼此连接的元件上以形成振动传递系统；弹性地连接所述第一和第二安装件的主橡胶弹性体(16)，所述主橡胶弹性体限定内部密封有非压缩性流体的压力接收腔(70)的壁的一部分；限定所述压力接收腔的壁的另一部分的振动件(56)；包括定子(110)和动子(112，182，214，222，242)的螺线管执行机构(102，180，200，220，240，260)，所述定子具有线圈(120)和绕线圈安装以形成定子侧磁路的轭部件(114，116)，所述定子具有沿其中轴线延伸的导向孔(138)；所述动子插入定子的导向孔内，以通过向所述线圈供电在定子和动子之间产生轴向的致动力，螺线管执行机构的定子安装到第二安装件，动子连接到振动件，以通过激励致动振动件来主动控制压力接收腔内的压力；以及偏压推动组件(132，134，150，152，184，186，214，242，266，268)，用于相对于定子沿轴线垂直方向在一个方向上推动动子。
2.根据权利要求1的主动减振装置(10)，其特征在于所述偏压推动组件包括磁力偏压机构(132，134，150，152，184，186，214，242，266，268)，所述磁力偏压机构用于沿轴线垂直方向向一侧偏压通过向线圈(120)供电在动子(112，182，214，222，242)和定子(110)之间的轴线垂直方向激励的磁力的合力。
3.根据权利要求2的主动减振装置(10)，其特征在于所述磁力偏压机构是通过在周向改变在定子中形成磁极的磁极形成区域(132，134，150，152，214，242，266，268)和受到定子磁极的磁性作用的动子的磁性作用区域(150，152)之间的间距来实现的。
4.根据权利要求2的主动减振装置(10)，其特征在于所述磁力偏压机构是通过沿周向改变穿过定子(110)和动子(182，222)的至少一个的内部的磁力线的数目来实现的。
5.根据权利要求1或2的主动减振装置(10)，其特征在于在导向孔(138)的内表面上沿轴向延伸预定长度的部分设置滑动接触面，当动子(112，182，214，222，242)沿轴向被致动发生移动时，所述滑动接触面用于所述动子的滑动接触。
6.根据权利要求1或2的主动减振装置(10)，其特征在于容许动子(112，182，214，222，242)和振动件(56)在轴线垂直方向相对移动的容许轴线垂直位移组件(157)设置在所述螺线管执行机构(102，180，200，220，240，260)中的动子和连接有该动子的振动件之间。
7.根据权利要求1或2的主动减振装置(10)，其特征在于通过配备从所述振动件(56)伸向动子(112，182，214，222，242)的连接杆(90)；在所述动子中形成用于插入连接杆的突出远端部的配合孔(154)，使所述配合孔的内周表面略大于连接杆的外周表面，将穿过该配合孔插入的连接杆沿轴向相对于动子定位成允许连接杆在配合孔内沿轴线垂直方向移动，从而构成所述容许轴线垂直位移组件(157)。
全文摘要
本发明涉及一种主动减振装置(10)，其中第一和第二安装件(12，14)由主橡胶弹性体(16)连接，内部密封有非压缩性流体的压力接收腔(70)的一部分由主橡胶弹性体限定，另一部分由振动件(56)限定。螺线管执行机构(102，180，200，220，240，260)设计为动子(112，182，214，222，242)插入定子(110)的导向孔(138)内，其中定子(110)具有绕线圈(120)固定以形成定子侧磁路的轭部件(114，116)，所述磁路具有沿其中轴线延伸的导向孔，从而通过线圈的电流在定子和动子之间产生轴向致动力。螺线管执行机构的定子固定到第二安装件，动子连接到振动件。设置偏压推动组件(132，134，150，152，184，186，214，242，266，268)用于将动子沿一个轴线垂直方向推向定子。
文档编号F16F6/00GK1831367SQ20051012176
公开日2006年9月13日 申请日期2005年11月11日 优先权日2004年11月11日
发明者渡边佳典 申请人:东海橡胶工业株式会社