專利名稱：用于車輛的主動的動態(tài)振動吸收器設備的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種用于車輛的主動的動態(tài)振動吸收器設備(apparatus)，并且更特別地，本發(fā)明涉及這樣一種用于車輛的主動的動態(tài)振動吸收器設備，其通過簡化結(jié)構(gòu)而減少零件的數(shù)量，并且改進了性能。
背景技術(shù)：
對于削弱振動的探索和研究在一直進行著，因為發(fā)動機的運行會導致在車輛中產(chǎn)生振動。動態(tài)振動吸收器是指這樣的裝置，其通過有意地制造出波腹(anti-node)來抵抗已產(chǎn)生的振動，從而減小振動的振幅，并且其已經(jīng)作為削弱車輛振動的裝置而被廣泛地使用。動態(tài)振動吸收器構(gòu)成質(zhì)量-彈簧系統(tǒng)(mass-spring system)，在各種動態(tài)振動吸收器中，有一種裝置稱之為主動的動態(tài)振動吸收器(activedynamic vibration absorber)，該裝置感測產(chǎn)生的振動，并根據(jù)振幅和頻率通過調(diào)整振幅和周期來削弱振動。 該主動的動態(tài)振動吸收器包括形成為質(zhì)量-彈簧系統(tǒng)的動態(tài)振動吸收器、以及傳感器和能夠利用電能使振動吸收器往復運動的單元。參考圖IA所示，發(fā)動機的振動通過發(fā)動機底架(engine mount)而傳遞到底盤，從而使得整個車身發(fā)生振動。盡管在橫跨的發(fā)動機底架上振動被削弱了預定的水平，但是這不能令人滿意。因此，額外安裝了主動的動態(tài)振動吸收器設備，以削弱從發(fā)動機傳遞來的振動。如圖中所示，主動的振動吸收器設備包括(除了振動吸收器之外)加速度計 (accelerometer)，該加速度計感測底盤的振動的大小和方向；控制器，該控制器感測發(fā)動機的轉(zhuǎn)速(RPM)，并響應來自加速度計的信號來控制所述振動吸收器；以及放大器，該放大器放大從控制器傳遞來的電信號。如圖中右側(cè)所示，具有這種構(gòu)造的主動的動態(tài)振動吸收器設備具有削弱來自于底盤的振動的效果，這是通過控制所述振動吸收器，以產(chǎn)生與由發(fā)動機產(chǎn)生的并通過發(fā)動機底架傳遞的振動相位相反的振動來實現(xiàn)的。由于具有所述構(gòu)造的主動的動態(tài)振動吸收器設備能夠根據(jù)振動(該振動是根據(jù)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速(RPM)所不同地產(chǎn)生的)通過控制電信號來產(chǎn)生相位相反的振動，所以即使車輛在高速和低速行駛時都可以更加有效地控制發(fā)動機的振動。在主動的動態(tài)振動吸收器設備中，振動吸收器包括纏繞于其中以響應電信號而發(fā)生振動的線圈單元(coil unit)，以及當電流流過線圈時通過電動力運動的叉臂組件(yokeassembly)，并且在其中具有預定的質(zhì)量(predetermined mass)。該叉臂組件受到連續(xù)施加的力而在不同的方向上運動，并且在叉臂組件的頂部和底部固定有板簧從而將所述運動轉(zhuǎn)換為振動。圖IB是示出了相關(guān)技術(shù)的振動吸收器的視圖，其中板簧2a、2b附接到叉臂組件3。 參考圖IB所示，多個弧形的板簧被附接到叉臂組件的頂部和底部的邊緣，并且在要固定到殼體的端部處具有螺栓和螺母。然而，在這樣的結(jié)構(gòu)中，就產(chǎn)生了與板簧的數(shù)量一樣多的板簧固定到叉臂組件的位置，并且由于慣性力會分散到板簧中，所以需要更有效地計算產(chǎn)生振動的叉臂組件的慣性力。公開于本發(fā)明背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在加深對本發(fā)明的一般背景技術(shù)的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的各個方面致力于提供一種動態(tài)的振動吸收器，其能夠更有效地產(chǎn)生叉臂組件的振動。在本發(fā)明的一個方面中，所述用于車輛的主動的動態(tài)振動吸收器設備可以被安裝到車輛的支架(frame)，并且在可以被提供動力時產(chǎn)生振動以削弱車輛的振動，所述用于車輛的主動的動態(tài)振動吸收器設備可以包括殼體；上彈簧和下彈簧；以及叉臂組件，所述叉臂組件布置在所述上彈簧和下彈簧之間，并在所述殼體中選擇性地向上/下振動，所述上彈簧和下彈簧可以為平行的設置的板材；其中，所述叉臂組件可以具有上突出部和下突出部，所述上突出部和下突出部分別從所述叉臂組件的頂部和底部突出，所述上突出部穿過所述殼體并固接至所述上彈簧的中央，所述下突出部在所述殼體內(nèi)固接至所述下彈簧的中央。所述下彈簧和所述上彈簧可以各具有兩個或更多數(shù)量的輻條，所述輻條從中央放射狀地延伸，并且所述輻條的端部可以固接至所述殼體；其中，所述輻條可以形成為螺旋狀。所述叉臂組件可以包括下叉臂，所述下叉臂具有杯子形狀并且在其頂部具有開口，所述下突出部形成在所述下叉臂的底部上；磁體(magnetic substance)，所述磁體固接至所述下叉臂的上表面；上叉臂，所述上叉臂固接至所述磁體的頂部，并且在其頂部具有所述上突出部；插入空間，所述插入空間限定在所述下叉臂的內(nèi)圓周、所述上叉臂的外圓周和所述磁體之間；以及線圈單元，所述線圈單元布置在所述插入空間內(nèi)，并且纏繞有線圈，其中所述線圈單元的上部分可以被固定至所述殼體。將所述上叉臂和所述下叉臂相連接的連接環(huán)可以安裝在所述磁體的外圓周和上叉臂和下叉臂的一部分上。根據(jù)具有這種構(gòu)造的本發(fā)明的示例性實施方式，由于叉臂組件僅僅被固接至板簧(leaf spring)的中央，從而使得其能夠更有效率地向上/下振動。此外，在相同的殼體內(nèi)通過增加叉臂組件的體積而可以使得重量增加，從而可以增加激振力(excitation force)ο另外，通過一體成型的上彈簧和下彈簧，而不是使用多個零件，本發(fā)明可以便于裝配并降低制造成本。通過納入本文的附圖以及隨后與附圖一起用于說明本發(fā)明的某些原理的具體實施方式
，本發(fā)明的方法和裝置所具有的其它特征和優(yōu)點將更為具體地變得清楚或得以闡明。


圖IA是顯示了安裝在車輛中的主動的動態(tài)振動吸收器設備構(gòu)造的圖解。圖IB是示出了相關(guān)技術(shù)中的振動吸收器的視圖，其中板簧附接到叉臂組件。圖2是根據(jù)本發(fā)明示例性實施方式的振動吸收器的橫截面圖。圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實施方式在下彈簧和上彈簧被安裝到叉臂組件時的立體圖。圖4是示出了當根據(jù)本發(fā)明示例性方式的動態(tài)振動吸收器被安裝到副車架并產(chǎn)生振動時的橫截面圖。應當了解，所附附圖不一定是按比例的，其顯示了圖解本發(fā)明的基本原理的各種特征的略微簡化的畫法。本文所公開的本發(fā)明的具體設計特征包括例如具體尺寸、方向、位置和外形將部分地由具體所要應用和使用的環(huán)境來確定。在這些圖形中，貫穿附圖的多幅圖形，附圖標記引用本發(fā)明的同樣的或等同的部分。
具體實施例方式現(xiàn)在將對本發(fā)明的各個實施方式詳細地作出引用，這些實施方式的實例被顯示在附圖中并描述如下。盡管本發(fā)明將與示例性實施方式相結(jié)合進行描述，但是應當意識到，本說明書并非旨在將本發(fā)明限制為那些示例性實施方式。相反，本發(fā)明旨在不但覆蓋這些示例性實施方式，而且覆蓋可以被包括在由權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的各種選擇形式、修改形式、等價形式及其它實施方式。在下文中，將參考附圖對根據(jù)本發(fā)明示例性實施方式的主動的動態(tài)振動吸收器設備中的動態(tài)振動吸收器100的結(jié)構(gòu)進行詳細描述。參考圖2和圖3所示，根據(jù)本發(fā)明示例性實施方式的動態(tài)振動吸收器100被安裝在車輛的底盤或副車架上，并象以上所描述的一樣，其響應來自控制器和放大器的電信號而產(chǎn)生振動。動態(tài)振動吸收器100包括容納叉臂組件10的殼體70、線圈單元60、下彈簧30和上彈簧20。殼體70包括形成為杯子形狀的下殼體70a以及在頂部配有支架71的上殼體70b， 支架71在打開/關(guān)閉下殼體70a的頂部的同時固定至副車架。上殼體70b在中央具有孔，從而使得叉臂組件10的上端突出，并且纏繞成線圈的線圈單元60被固定至上殼體70b的底部。該線圈單元60具有電線以通過從外部供應的電流而形成電磁鐵，并且具有在上部和下部開口的圓柱形狀，從而使得磁體12和上叉臂13布置于其中。同時，下彈簧30位于從底部起的預定高度(考慮到叉臂組件的振動)，并且叉臂組件10布置在下殼體70a中的下彈簧30上。叉臂組件10通過堆疊的下叉臂11、磁體12以及上叉臂13而形成。下叉臂11形成為在頂部具有凹部的杯子形狀，并且具有下突出部10b，該下突出部IOb向下突出為凸起形狀。螺栓孔形成在下突出部IOb的中央，并且螺栓50在下叉臂11布置在下彈簧30上之后插入到螺栓孔中。磁體12是圓柱形或環(huán)形的永久磁體，并且安置于下叉臂11中。上叉臂13安置于磁體12上。該上叉臂13同樣形成為圓柱形并且在頂部具有上突出部10a，該上突出部IOa 向上突出穿過上殼體70b的孔。該上叉臂13和磁體12通過連接環(huán)14而被固定至下叉臂 11。進一步地，在下叉臂11中限定有插入空間15，該插入空間15與上叉臂13和磁體 12間隔開來。當下殼體70a和上殼體70b組合的時候，線圈單元60被插入到插入空間15 中。上彈簧20安置于上突出部IOa上，上叉臂13的上突出部IOa突出穿過上殼體70b的孔。與下叉臂11相似，上彈簧20通過螺栓40而固接至上叉臂13，并且在邊緣也固接至上殼體70b。在另一方面，如圖3所示，上彈簧20優(yōu)選具有風車(pinwheel)形狀。也就是說， 上彈簧20的中央部分為具有預定面積的板材，并且具有用以通過螺栓來固接的螺栓孔以及三個輻條21a、21b和21c，所述三個輻條21a、21b和21c從中央部分放射狀地延伸。所述輻條21a、21b和21c在各自的端部具有孔，以通過螺栓被固接至上殼體70b，并且形成為螺旋形狀以便不對叉臂組件的振動產(chǎn)生干涉，輻條21a、21b和21c支撐叉臂組件并且保持叉臂組件的位置。同時，雖然在圖中沒有明確地示出，但是下彈簧30同樣形成為與上彈簧20 相同的構(gòu)造。如圖4所示，具有上述構(gòu)造的動態(tài)振動吸收器被安裝到車身的底盤或副車架，以便在動力從控制器和放大器被供應時產(chǎn)生振動，如以上所述。動態(tài)振動吸收器通過支架71與副車架之間形成面接觸，該動態(tài)振動吸收器的振動是以下面所描述的方式產(chǎn)生的。由于上叉臂13和下叉臂11被磁體12所磁化，因此在叉臂組件10周圍產(chǎn)生磁場。另外，通過供應電流而在線圈單元60周圍產(chǎn)生另一個磁場。在這樣的構(gòu)造中，整個叉臂組件60通過洛倫茲力在力的方向上運動，所述力的方向是根據(jù)電流流經(jīng)線圈單元的方向所決定的，因此，通過不斷地改變流經(jīng)線圈單元的電流的相位，就產(chǎn)生了振動叉臂組件60的驅(qū)動力。洛倫茲力與線圈纏繞的圈數(shù)、磁通量密度、導線(leading wire)的長度以及電流的大小成正比，因此，通過使用控制器控制電流的大小就可以控制動態(tài)振動吸收器的振動。同時，根據(jù)磁場中的變化的驅(qū)動力為& =/Wi + d + fai，(m:運動質(zhì)量的質(zhì)量，χ 運
動質(zhì)量的位移，c 彈簧的衰減系數(shù)，k 彈簧的彈性系數(shù))。在運動質(zhì)量(當上叉臂、磁體和下叉臂都運動時的全部質(zhì)量)受到驅(qū)動力而運動時，運動質(zhì)量的慣性力被傳遞到副車架， 并且抵消發(fā)動機的激振力(excitation force) 0在這樣的操作中，充分地削弱副車架的所
述傳遞的力量是由公式= mi中計算出來。為了方便解釋和精確限定權(quán)利要求，術(shù)語“上”、“下”、“內(nèi)”和“外”被用于參考附圖中所顯示的這些特征的位置來描述示例性實施方式的特征。
前面對本發(fā)明具體示例性實施方式所呈現(xiàn)的描述是出于說明和描述的目的。前面的描述并不想要成為毫無遺漏的，也不是想要把本發(fā)明限制為所公開的精確形式，顯然，根據(jù)上述教導很多改變和變化都是可能的。選擇示例性實施方式并進行描述是為了解釋本發(fā)明的特定原理及其實際應用，從而使得本領域的其它技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本發(fā)明的各種示例性實施方式及其各種選擇形式和修改形式。本發(fā)明的范圍意在由權(quán)利要求書及其等價形式所限定。
權(quán)利要求
1.一種用于車輛的主動的動態(tài)振動吸收器設備，其被安裝到車輛的支架，并且在被供電時發(fā)生振動以削弱車輛的振動，其包括殼體；上彈簧和下彈簧；以及叉臂組件，所述叉臂組件布置在所述上彈簧和下彈簧之間，并在所述殼體中選擇性地向上/下振動，所述上彈簧和下彈簧為平行設置的板材；其中，所述叉臂組件具有上突出部和下突出部，所述上突出部和下突出部分別從所述叉臂組件的頂部和底部突出，所述上突出部穿過所述殼體固接至所述上彈簧的中央，所述下突出部在所述殼體內(nèi)固接至所述下彈簧的中央。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于車輛的主動的動態(tài)振動吸收器設備，其中，所述下彈簧和所述上彈簧各具有兩個或更多的輻條，所述輻條從中央放射狀地延伸，并且所述輻條的端部固接至所述殼體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于車輛的主動的動態(tài)振動吸收器設備，其中，所述輻條形成為螺旋狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于車輛的主動的動態(tài)振動吸收器設備，其中，所述叉臂組件包括下叉臂，所述下叉臂具有杯子形狀并且在其頂部具有開口，所述下突出部形成在所述下叉臂的底部上；磁體，所述磁體固接至所述下叉臂的上表面；上叉臂，所述上叉臂固接至所述磁體的頂部，并且在其頂部具有所述上突出部；插入空間，所述插入空間限定在所述下叉臂的內(nèi)圓周、所述上叉臂的外圓周和所述磁體之間；以及線圈單元，所述線圈單元布置在所述插入空間內(nèi)，并且纏繞有線圈，其中所述線圈單元的上部分被固定至所述殼體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于車輛的主動的動態(tài)振動吸收器設備，其中，將所述上叉臂和所述下叉臂相連接的連接環(huán)安裝在磁體的外圓周以及上叉臂和下叉臂的一部分上。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于車輛的主動的動態(tài)振動吸收器設備，其中，所述下彈簧和所述上彈簧各具有兩個或更多的輻條，所述輻條從中央放射狀地延伸，并且所述輻條的端部固接至所述殼體。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于車輛的主動的動態(tài)振動吸收器設備，其中，所述輻條形成為螺旋狀。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于車輛的主動的動態(tài)振動吸收器設備，其可以被安裝到車輛的支架，并且可以被供電時發(fā)生振動以削弱車輛的振動，所述用于車輛的主動的動態(tài)振動吸收器設備可以包括殼體；上彈簧和下彈簧；以及叉臂組件，所述叉臂組件布置在所述上彈簧和下彈簧之間，并在所述殼體中選擇性地向上/下振動，所述上彈簧和下彈簧可以為平行的設置的板材；其中，所述叉臂組件具有上突出部和下突出部，所述上突出部和下突出部分別從所述叉臂組件的頂部和底部突出，所述上突出部穿過所述殼體固接至所述上彈簧的中央，所述下突出部在所述殼體內(nèi)固接至所述下彈簧的中央。
文檔編號F16F13/00GK102297235SQ201010579738
公開日2011年12月28日 申請日期2010年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月23日
發(fā)明者吳相欣, 宋潤鐵, 樸云煥, 金在山, 金廷訓 申請人:Pavco株式會社, 現(xiàn)代自動車株式會社