力產(chǎn)生機構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種力產(chǎn)生機構(gòu)，設于車身(2)與轉(zhuǎn)向架(5)之間的作為力產(chǎn)生機構(gòu)的緩沖裝置(12)由衰減緩沖器(13)、電動式緩沖器(14)以及齒輪裝置(15)構(gòu)成。衰減緩沖器(13)自缸體(13A)突出設有活塞桿(13B)，并通過將該活塞桿(13B)的進退的動能轉(zhuǎn)換為熱能，從而產(chǎn)生衰減力。電動式緩沖器(14)由定子(14A)與相對于該定子(14A)沿直線方向相對移動的可動件(14B)構(gòu)成。齒輪裝置(15)設于衰減緩沖器(13)與電動式緩沖器(14)之間，能夠切換為將衰減緩沖器(13)與電動式緩沖器(14)力學地串聯(lián)連接與并聯(lián)連接。齒輪裝置(15)根據(jù)狀況切換衰減緩沖器(13)與電動式緩沖器(14)的連接狀態(tài)。
【專利說明】力產(chǎn)生機構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設及一種適合使用于例如鐵道車輛、機動車等車輛的緩沖裝置等的力產(chǎn)生 機構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002] 通常，在鐵道車輛、機動車等車輛中，在彈黃上（車身側(cè)）與彈黃下（轉(zhuǎn)向架側(cè)、車 軸側(cè)）之間設有衰減力調(diào)整式緩沖器等的緩沖裝置。作為該種緩沖裝置，已知并列設有液 壓緩沖器與電磁力緩沖器的結(jié)構(gòu)（例如，參照專利文獻1)。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0004] 專利文獻
[0005] 專利文獻1 ;日本特開2003 - 252203號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 根據(jù)專利文獻1中的現(xiàn)有技術(shù)，并列設有液壓緩沖器與電磁力緩沖器。另一方面， 希望能夠根據(jù)運行狀況等單獨使用液壓緩沖器（衰減緩沖器）與電磁力緩沖器（電動式緩 沖器）中的任一者、或并列使用兩者（衰減緩沖器與電動式緩沖器）。
[0007] 本發(fā)明是鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)問題而作出的，本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠根 據(jù)狀況產(chǎn)生所希望的力的力產(chǎn)生機構(gòu)。
[000引為了解決上述課題，本發(fā)明是一種力產(chǎn)生機構(gòu)，其設于相對運動的一個部件與另 一個部件該兩個部件之間，該力產(chǎn)生機構(gòu)由多個直動型的力產(chǎn)生構(gòu)件構(gòu)成，在一個所述力 產(chǎn)生構(gòu)件與其他所述力產(chǎn)生構(gòu)件之間設有切換構(gòu)件，該切換構(gòu)件能夠切換為將該一個所述 力產(chǎn)生構(gòu)件與其他所述力產(chǎn)生構(gòu)件力學地串聯(lián)連接與并聯(lián)連接。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明，能夠根據(jù)狀況產(chǎn)生所希望的力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 圖1是表示安裝有本發(fā)明的第一實施方式的力產(chǎn)生機構(gòu)的鐵道車輛的剖視圖。
[0011] 圖2是表示轉(zhuǎn)向架、力產(chǎn)生機構(gòu)等的自圖1中的箭頭II - II方向觀察的剖視圖。
[0012] 圖3是示意性地表示力產(chǎn)生機構(gòu)的切換構(gòu)件等的立體圖。
[0013] 圖4是示意性地表示轉(zhuǎn)向架、力產(chǎn)生機構(gòu)等的立體圖。
[0014] 圖5是針對每個切換狀態(tài)（運行模式）表示力產(chǎn)生機構(gòu)的自與圖2相同的方向觀 察的示意性的俯視圖。
[0015] 圖6是為了說明力產(chǎn)生機構(gòu)的動作原理而針對每個切換狀態(tài)表示力產(chǎn)生機構(gòu)的 示意性的說明圖。
[0016] 圖7是為了說明力產(chǎn)生機構(gòu)的移動而將力產(chǎn)生機構(gòu)與表示其狀態(tài)的變量一起示 出的示意性的說明圖。
[0017] 圖8是表示圖1中的控制器的框圖。
[001引圖9是表示圖1中的控制器的控制內(nèi)容的流程圖。
[0019] 圖10是表示圖9中的通常運行模式的處理的內(nèi)容的流程圖。
[0020] 圖11是表示圖9中的安全模式1的處理的內(nèi)容的流程圖。
[0021] 圖12是表示圖9中的安全模式2的處理的內(nèi)容的流程圖。
[0022] 圖13是表示圖10中的故障判定處理的內(nèi)容的流程圖。
[0023] 圖14是表示圖11中的電動式緩沖器固著判定處理的內(nèi)容的流程圖。
[0024] 圖15是表示本發(fā)明的第二實施方式的力產(chǎn)生機構(gòu)的橫向剖視圖。
[0025] 圖16是為了說明力產(chǎn)生機構(gòu)的原理而針對每個切換狀態(tài)表示力產(chǎn)生機構(gòu)的示意 性的說明圖。
[0026] 圖17是表示本發(fā)明的第S實施方式的力產(chǎn)生機構(gòu)的橫向剖視圖。
[0027] 圖18是表示本發(fā)明的第一變形例的力產(chǎn)生機構(gòu)的自與圖6相同的方向觀察的示 意圖。
[002引圖19是表示本發(fā)明的第二變形例的力產(chǎn)生機構(gòu)的自與圖16相同的方向觀察的示 意圖。
[0029] 圖20是表示本發(fā)明的第S變形例的力產(chǎn)生機構(gòu)的自與圖6相同的方向觀察的示 意圖。
[0030] 圖21是表示本發(fā)明的第四變形例的力產(chǎn)生機構(gòu)的自與圖16相同的方向觀察的示 意圖。
[0031] 圖22是表示本發(fā)明的第五變形例的力產(chǎn)生機構(gòu)的自與圖6相同的方向觀察的示 意圖。
[0032] 圖23是表示本發(fā)明的第六變形例的力產(chǎn)生機構(gòu)的自與圖16相同的方向觀察的示 意圖。
[0033] 圖24是表示本發(fā)明的第^;：變形例的力產(chǎn)生機構(gòu)的自與圖16相同的方向觀察的示 意圖。
[0034] 圖25是表示本發(fā)明的第八變形例的力產(chǎn)生機構(gòu)的自與圖16相同的方向觀察的示 意圖。

【具體實施方式】
[0035] W下，列舉將本發(fā)明實施方式的力產(chǎn)生機構(gòu)應用于例如搭載于鐵道車輛的緩沖裝 置的情況為例，根據(jù)附圖詳細地進行說明。
[0036] 圖1?圖14表示本發(fā)明的第一實施方式。在圖中，鐵道車輛1大致由例如乘客、 乘務員等乘坐的車身2、W及設于該車身2的下側(cè)并經(jīng)由車輪3被兩根導軌4引導的轉(zhuǎn)向架 5構(gòu)成。此外，在圖1及圖4中，僅表示設于車身2的前、后方向一側(cè)的一臺轉(zhuǎn)向架5,但轉(zhuǎn) 向架5分別設于車身2的前、后方向的兩側(cè)。
[0037] 該里，在車身2的下部、更具體而言是在車身2的下表面?zhèn)鹊难厣?、下方向與各轉(zhuǎn) 向架5相對的部位，W自該車身2的下表面向下側(cè)突出的方式固定設置有中屯、銷6。在該中 屯、銷6,經(jīng)由滾動軸承等軸承7安裝有構(gòu)成后述的緩沖裝置12的齒輪裝置15的小齒輪19。 [003引另一方面，轉(zhuǎn)向架5大致由沿左、右方向分離設置的左側(cè)梁5A、右側(cè)梁5B、W及將 該些左、右的側(cè)梁5A、5B連結(jié)的前橫梁5C、中央前橫梁抓、中央后橫梁祀、后橫梁5F構(gòu)成。 左、右的側(cè)梁5A、5B經(jīng)由軸承裝置9將安裝有車輪3的車軸8支承為能夠旋轉(zhuǎn)。
[0039] 另外，在設于車身2的中屯、銷6與轉(zhuǎn)向架5的中央橫梁抓、祀之間，設有在該些車 身2與轉(zhuǎn)向架5之間傳遞沿前、后方向施加的牽引力、審喊力的牽引裝置（未圖示）。牽引 裝置例如在自上觀察時由I形或者Z形的連桿機構(gòu)構(gòu)成。牽引裝置將車身2的中屯、銷6與 轉(zhuǎn)向架5的中央橫梁5D、祀之間連結(jié)，W便允許車身2相對于轉(zhuǎn)向架5向上、下方向、左、右 方向、橫擺（轉(zhuǎn)向架旋轉(zhuǎn)）方向、W及俯仰方向進行相對位移（移動），并且能夠在該些車身 2與轉(zhuǎn)向架5之間傳遞牽引力、制動力。
[0040] 另外，在轉(zhuǎn)向架5的中央前橫梁抓的靠左、右方向的一側(cè)（在圖示的例子中為右 偵。的位置設有安裝托架5G。在該安裝托架5G，經(jīng)由帶銷橡膠襯套14DW能夠擺動的方式 安裝有構(gòu)成后述的緩沖裝置12的電動式緩沖器14 (的定子14A)。另一方面，在中央后橫梁 5E的靠左、右方向的另一側(cè)（在圖示的例子中為左側(cè)）的位置設有安裝托架甜。在該安裝 托架甜，經(jīng)由帶銷橡膠襯套13D W能夠擺動的方式安裝有構(gòu)成緩沖裝置12的衰減緩沖器 13(的缸體13A)。
[0041] 在作為彈黃上的車身2與作為彈黃下的轉(zhuǎn)向架5之間設有懸架裝置10。懸架裝置 10大致由空氣彈黃11和作為力產(chǎn)生機構(gòu)的緩沖裝置12構(gòu)成，該空氣彈黃11將車身2 W 能夠進行上、下方向W及左、右方向的擺動的方式支承于轉(zhuǎn)向架5,該緩沖裝置12設于車身 2(設于車身2的中屯、銷6)與轉(zhuǎn)向架5(的中央橫梁5D、5巧之間。該里，空氣彈黃11在車 身2與轉(zhuǎn)向架5之間沿左、右方向分開地設有一對。由于轉(zhuǎn)向架5分別設于車身2的前、后 方向的兩側(cè)，所W每臺車輛（每一車身）成為具有合計兩個懸架裝置10、即合計四個空氣彈 黃11與兩個緩沖裝置12的結(jié)構(gòu)。
[0042] 接下來，說明在車身2與轉(zhuǎn)向架5之間進行減振的緩沖裝置12。
[0043] 作為力產(chǎn)生機構(gòu)的緩沖裝置12設于作為相對運動的一個部件的車身2與作為另 一個部件的轉(zhuǎn)向架5該兩個部件之間。緩沖裝置12為了抑制車身2與轉(zhuǎn)向架5的振動（相 對位移）而在兩者之間（主動地或被動地）產(chǎn)生力（推力、衰減力）。更具體而言，緩沖裝 置12構(gòu)成為如下左右振動緩沖裝置，即，針對車身2相對于轉(zhuǎn)向架5的左、右方向的振動， 產(chǎn)生減少該振動的力（推力、衰減力），從而抑制車身2的左、右方向的振動。
[0044] 該里，緩沖裝置12由多個直動型的力產(chǎn)生構(gòu)件構(gòu)成，具體而言，由作為一個力產(chǎn) 生構(gòu)件的衰減緩沖器13和作為另一個力產(chǎn)生構(gòu)件的電動式緩沖器14構(gòu)成，在該些衰減緩 沖器13與電動式緩沖器14之間設有作為切換構(gòu)件的齒輪裝置15。換言之，緩沖裝置12大 致由作為力產(chǎn)生構(gòu)件的衰減緩沖器13、作為力產(chǎn)生構(gòu)件的電動式緩沖器14、W及作為切換 構(gòu)件的齒輪裝置15構(gòu)成。
[0045] 作為一個力產(chǎn)生構(gòu)件的衰減緩沖器13自缸體13A突出設有活塞桿13B，將該活塞 桿13B的進退的動能轉(zhuǎn)換為熱能，從而產(chǎn)生衰減力。具體而言，衰減緩沖器13例如由利用 工作油等工作流體（的粘性阻力）產(chǎn)生衰減力的液壓緩沖器（液壓緩沖器）等流體壓力緩 沖器（流體壓力緩沖器）、利用滑動面彼此滑動時的摩擦阻力產(chǎn)生衰減力的摩擦緩沖器（摩 擦緩沖器）等構(gòu)成。此外，在圖3?圖6(W及后述的圖16、圖18?圖25)中，為了容易區(qū) 別衰減緩沖器13與后述的電動式緩沖器14,對衰減緩沖器13標注作為代表例的、意思是液 壓緩沖器的- DMP"的文字。
[0046] 衰減緩沖器13大致由封入有工作流體的筒狀的缸體13A、W能夠位移的方式收納 在該缸體13A內(nèi)的活塞（未圖示）、一端側(cè)（圖1?圖5的右端側(cè)）自缸體13A的一端突出 并且另一端側(cè)（圖1?圖5的左端側(cè)）固著于活塞的活塞桿13B、W及設于包含活塞的缸體 13A內(nèi)并抑制工作流體的流動而產(chǎn)生衰減力的衰減力產(chǎn)生機構(gòu)（未圖示）構(gòu)成。
[0047] 在衰減緩沖器13的作為底側(cè)的缸體13A的基端（圖1?圖5的左端）設有用于 將該缸體13A的基端安裝于轉(zhuǎn)向架5的安裝環(huán)13C。在該情況下，在安裝環(huán)13C的內(nèi)側(cè)固著 帶銷橡膠襯套13D，使用螺栓等將該帶銷橡膠襯套13D的安裝銷固定于轉(zhuǎn)向架5的安裝托架 5H。
[0048] 另一方面，在衰減緩沖器13的作為桿側(cè)的活塞桿13B的前端（圖1?圖5的右 端）設有用于將該活塞桿13B的前端安裝于后述的齒條18的安裝環(huán)13E。在該情況下，在 安裝環(huán)13E的內(nèi)側(cè)固定有帶銷橡膠襯套13F，使用螺栓等將該帶銷橡膠襯套13F的安裝銷固 定于齒條18的緩沖器安裝部18C。帶銷橡膠襯套13D、13F利用橡膠襯套彈性變形而吸收伴 隨著車身2的側(cè)傾、轉(zhuǎn)向架5的橫擺的力。
[0049] 另外，在衰減緩沖器13 (或者，衰減緩沖器13的活塞桿13B與轉(zhuǎn)向架5之間）設有 用于阻止（禁止）缸體13A與活塞桿13B之間的相對移動（活塞桿13B相對于缸體13A的 進退）的衰減緩沖器鎖止裝置13G(參照圖6及圖8)。該衰減緩沖器鎖止裝置13G是用于 可變地調(diào)整針對缸體13A與活塞桿13B之間的相對位移的阻力，在使阻力最大時，阻止（鎖 止）缸體13A與活塞桿13B之間的相對移動。
[0化0] 該種衰減緩沖器鎖止裝置13G作為用于使阻力最大（鎖止）的結(jié)構(gòu)，例如能夠采 用阻止（切斷）缸體13A內(nèi)的工作流體的流動的結(jié)構(gòu)、將缸活塞桿13B機械地固定于缸體 13A的結(jié)構(gòu)、將缸活塞桿13B機械地固定于轉(zhuǎn)向架5的結(jié)構(gòu)等。目P，衰減緩沖器鎖止裝置13G 只要是靠摩擦、靠銷（卡合）、靠液壓等能夠獲得所需的阻力的部件，就能夠采用各種結(jié)構(gòu) (鎖止機構(gòu)、制動機構(gòu)）。
[CK)5U 如圖8所示，衰減緩沖器鎖止裝置13G連接于后述的控制器23,利用來自該控制 器23的指令信號（控制信號）切換為鎖止狀態(tài)與非鎖止狀態(tài)（解除狀態(tài)）。例如，衰減緩 沖器鎖止裝置13G在后述的圖5 W及圖6炬）所示的通常運行模式時，對應于來自控制器23 的信號而切換為鎖止狀態(tài)。在該情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)單獨使用后述的電動式緩沖器14的運行 狀態(tài)（運行模式）。
[0052] 作為其他力產(chǎn)生構(gòu)件的電動式緩沖器14由定子14A與相對于該定子14A沿直線 方向相對移動的可動件14B構(gòu)成。具體而言，電動式緩沖器14由基于電力的供給（通電） 產(chǎn)生力的電動促動器、例如電樞（的線圈）與永磁鐵之間的基于吸引、斥力產(chǎn)生直線方向的 推力的S相線性同步馬達等線性馬達（線性促動器）構(gòu)成。此外，在圖3?圖6(W及后述 的圖16、圖18?圖25)中，為了易于區(qū)別電動式緩沖器14與衰減緩沖器13,對電動式緩沖 器14標注意思是作為代表例的電動促動器的"ACTR"的文字。
[0化3] 電動式緩沖器14大致由筒狀的定子14A和可動件14B構(gòu)成，該定子14A具有設有 多個線圈的電樞，該可動件14B具有沿軸向并列配置的多個圓筒狀的永磁鐵。若使電流流 入電樞的線圈，則在流經(jīng)各線圈的電流與永磁鐵之間產(chǎn)生電磁力，利用該電磁力產(chǎn)生推力 (衰減力）。根據(jù)自后述的控制器23 (參照圖8)輸出的推力指令值（控制信號、指令電流） 調(diào)節(jié)該推力。
[0054] 在定子14A的基端（圖1?圖5的右端）設有用于將該定子14A的基端安裝于轉(zhuǎn) 向架5的安裝托架5G的安裝環(huán)14C。在該情況下，在安裝環(huán)14C的內(nèi)側(cè)固著有帶銷橡膠襯 套14D，使用螺栓等將該帶銷橡膠襯套14D的安裝銷固定于轉(zhuǎn)向架5的安裝托架5G。
[0055] 另一方面，在電動式緩沖器14的可動件14B的前端（圖1?圖5的左端）設有用 于將該可動件14B的前端安裝于后述的齒條17的安裝環(huán)14E。在該情況下，在安裝環(huán)14E 的內(nèi)側(cè)固定有帶銷橡膠襯套14F，使用螺栓等將該帶銷橡膠襯套14F的安裝銷固定于齒條 17的緩沖器安裝部17C。帶銷橡膠襯套14D、14F利用橡膠襯套彈性變形來吸收伴隨著車身 2的側(cè)傾、轉(zhuǎn)向架5的橫擺的力。
[0化6] 此外，在電動式緩沖器14(或者，在電動式緩沖器14的可動件14B與轉(zhuǎn)向架5之 間），根據(jù)需要能夠設置用于阻止（禁止）定子14A與可動件14B之間的相對移動（可動件 14B相對于定子14A的進退）的電動式緩沖器鎖止裝置。在該情況下，電動式緩沖器鎖止裝 置能夠構(gòu)成為，根據(jù)來自控制器23的指令（信號）實現(xiàn)鎖止狀態(tài)。由此，電動式緩沖器鎖 止裝置能夠根據(jù)控制器23的指令做出后述的圖5 W及圖6(C)所示的安全模式2的狀態(tài)、 即電動式緩沖器14的定子14A與可動件14B固著（粘附）的狀態(tài)相同的狀態(tài)。換言之，在 設有電動式緩沖器鎖止裝置的情況下，根據(jù)控制器23的指令鎖止電動式緩沖器14(固定可 動件14B)，從而能夠做出單獨使用衰減緩沖器13的運行狀態(tài)（運行模式）。
[0化7] 作為切換構(gòu)件的齒輪裝置15設于衰減緩沖器13與電動式緩沖器14之間。齒輪 裝置15能夠在將衰減緩沖器13與電動式緩沖器14力學地串聯(lián)連接與并聯(lián)連接之間進行 切換。因此，齒輪裝置15大致由齒輪箱16、兩根齒條17、18、小齒輪19、小齒輪制動裝置20 構(gòu)成。
[0化引齒輪箱16呈大致長方體狀形成為中空的箱體，并W在中央部插入（貫通）中屯、銷 6的狀態(tài)安裝于車身2的下側(cè)。齒輪箱16由上板部16A(參照圖1)、下板部16B、W及在該 些上板部16A與下板部16B之間包圍四面的前板部16C、后板部16D、左板部16E、右板部16F 構(gòu)成，該上板部16A與車身2的下表面相對，該下板部16B在其與上板部16A之間夾持齒條 17、 18 W及小齒輪19并沿上、下方向與該上板部16A相對。
[0059] 在上板部16A與下板部16B的中央位置分別設有供中屯、銷6插入的開口（省略圖 示）。上板部16A與下板部16B W在開口中插入中屯、銷6的狀態(tài)固定于作為車身2側(cè)的中 屯、銷6。在前板部16C設有供齒條17的臂部17B插入的開口 16C1，在后板部1抓設有供齒 條18的臂部18B插入的開口 16D1。在左板部16E與右板部16F分別設有供齒條17、18 W 能夠位移的方式插入的退避孔16E1U6F1。
[0060] 在齒輪箱16內(nèi)W沿車身2的前、后方向夾持小齒輪19的方式配置有兩根齒條（齒 條齒輪）17、18。該兩根齒條17、18經(jīng)由未圖示的軸承、滑動部件等W能夠沿左、右方向位移 的方式支承在齒輪箱16內(nèi)。該里，構(gòu)成齒輪裝置15的一對齒條17、18和小齒輪19該=個 部件分別設置（安裝）于衰減緩沖器13、電動式緩沖器14、W及車身2該=者，在本實施方 式中，分別在衰減緩沖器13的活塞桿13B與電動式緩沖器14的可動件14B設置齒條17、 18, 并且在車身2設置小齒輪19。
[0061] 前側(cè)的齒條17大致由齒部（齒條部）17A和臂部17B構(gòu)成，該齒部（齒條部）17A 沿左、右方向延伸且與小齒輪19曬合，該臂部17B自該齒部17A的左、右方向的中央位置向 前方延伸。臂部17B的前端側(cè)自齒輪箱16的開口 16C1突出，并且在前端設有緩沖器安裝 部17C。在該緩沖器安裝部17C經(jīng)由帶銷橡膠襯套14F安裝有電動式緩沖器14的可動件 14B的安裝環(huán)14E。
[0062] 后側(cè)的齒條18大致由齒部（齒條部）18A和臂部18B構(gòu)成，該齒部（齒條部）18A 沿左、右方向延伸且與小齒輪19曬合，該臂部18B自該齒部18A的左、右方向的中央位置向 后方延伸。臂部18C前端側(cè)自齒輪箱16的開口 16D1突出，并且在前端設有緩沖器安裝部 18C。在該緩沖器安裝部18C經(jīng)由帶銷橡膠襯套13F安裝有衰減緩沖器13的活塞桿13B的 安裝環(huán)13E。
[006引小齒輪（小齒輪）19形成為圓環(huán)狀部件，其外周側(cè)成為與齒條17、18曬合的齒部 19A，并與轉(zhuǎn)向架5的旋轉(zhuǎn)中屯、（轉(zhuǎn)動中屯、）同屯、地配置。在該情況下，小齒輪19 W包圍自 車身2向下方延伸的中屯、銷6的方式設置。更具體而言，小齒輪19 W能夠經(jīng)由滾動軸承7 相對于該中屯、銷6旋轉(zhuǎn)的方式安裝于中屯、銷6。小齒輪19 (的齒部19A)在沿前、后方向分 開180度的兩處位置與各齒條17、18 (的齒部17A、18B)曬合。
[0064] 因此，在解除后述的小齒輪制動裝置20時（小齒輪19的旋轉(zhuǎn)自由時），若齒條17、 18向左、右方向位移，則小齒輪19伴隨著該位移而在中屯、銷6的周圍旋轉(zhuǎn)。在該種情況下， 例如在衰減緩沖器鎖止裝置13G成為鎖止狀態(tài)、即活塞桿13B相對于缸體13A固定時，齒條 18被固定于轉(zhuǎn)向架5。因此，若齒條17基于電動式緩沖器14的推力左、右方向位移，則小 齒輪19 一邊在中屯、銷6的周圍旋轉(zhuǎn)一邊向左、右方向位移。此外，后述說明衰減緩沖器13、 電動式緩沖器14、齒條17、18、小齒輪19的詳細動作。
[0065] 與齒條17、18 W及小齒輪19 一起構(gòu)成齒輪裝置15的小齒輪制動裝置20 (參照圖 2 W及圖8)例如與小齒輪19相對地設于齒輪箱16內(nèi)。小齒輪制動裝置20能夠改變小齒 輪19的齒輪的摩擦力。具體而言，小齒輪制動裝置20在使摩擦力最大時阻止（禁止）小 齒輪19相對于中屯、銷6 (車身。旋轉(zhuǎn)，在使摩擦力最小（0,解除）時，允許（使其自由）小 齒輪19相對于中屯、銷6 (車身2)旋轉(zhuǎn)。
[0066] 小齒輪制動裝置20例如能夠采用具有與小齒輪19摩擦卡合的卡合部（未圖示） 的結(jié)構(gòu)。目P，能夠采用如下結(jié)構(gòu)；在摩擦力成為最大的制動狀態(tài)（鎖止狀態(tài)）時，通過將卡 合部按壓（卡合）于小齒輪19來阻止小齒輪19的旋轉(zhuǎn)，在摩擦力成為最小的非制動狀態(tài) (解除狀態(tài)）時，通過使卡合部自小齒輪19退避（成為非卡合狀態(tài)）而允許小齒輪19的旋 轉(zhuǎn)。
[0067] 此外，小齒輪制動裝置20并不限于該種靠摩擦卡合的結(jié)構(gòu)。目P，小齒輪制動裝置 20只要是靠摩擦、靠銷（卡合）、靠液壓等可獲得所需的阻力，就能夠采用各種結(jié)構(gòu)（制動 機構(gòu)、鎖止機構(gòu)）。
[0068] 如圖8所示，小齒輪制動裝置20連接于后述的控制器23,利用來自該控制器23的 指令信號（控制信號）切換為制動狀態(tài)（鎖止狀態(tài)）與非制動狀態(tài)（解除狀態(tài)）。例如，小 齒輪制動裝置20在后述的圖5 W及圖6值）所示的安全模式1時，根據(jù)來自控制器23的指 令（信號）而切換為制動狀態(tài)（鎖止狀態(tài)）。在該情況下，衰減緩沖器13與電動式緩沖器 14并聯(lián)連接，能夠?qū)崿F(xiàn)使用衰減緩沖器13與電動式緩沖器14該兩者的運行狀態(tài)（運行模 式）。
[0069] 另一方面，在圖5化及圖6做所示的通常運行模式、圖5化及圖6似所示的安全 模式2時，小齒輪制動裝置20利用來自控制器23的指令（信號）成為非制動狀態(tài)（解除 狀態(tài)），允許小齒輪19 W中屯、銷6為中屯、的旋轉(zhuǎn)。在該情況下，衰減緩沖器13與電動式緩 沖器14力學地串聯(lián)連接。在進行該種串聯(lián)連接時，通過固定（禁止伸縮）衰減緩沖器13 與電動式緩沖器14中的一個緩沖器，能夠?qū)崿F(xiàn)單獨使用另一個緩沖器的運行狀態(tài)（運行模 式）。例如，通過使衰減緩沖器鎖止裝置13G成為鎖止狀態(tài)，能夠?qū)崿F(xiàn)單獨使用電動式緩沖 器14的運行狀態(tài)、即圖5 W及圖6炬）所示的通常運行模式。
[0070] 接下來，使用圖6說明緩沖裝置12的動作原理。在圖6中，為了易于區(qū)分緩沖裝 置12的各構(gòu)成部件的移動，將衰減緩沖器13與電動式緩沖器14配置為伸縮方向相同。另 夕F，示意性地表示衰減緩沖器13的活塞桿13B與電動式緩沖器14的可動件14B W與齒條 17、18(齒部17AU8A)彼此相對的方式直接形成。而且，在圖6中，將與圖1?圖5的中屯、 銷6對應的部件、即將車身2與小齒輪19連接（緊固）的部件（車身緊固部件）表示為椿 狀的部件（桿部件）。
[0071] 此外，圖6中炬）的涂黑的S角形XI表示利用衰減緩沖器鎖止裝置13G鎖止（固 定）活塞桿13B。圖6中（C)的涂黑的S角形X2表示因電動式緩沖器14的故障、或者利用 根據(jù)需要設置的電動式緩沖器鎖止裝置鎖止（固著、固定）可動件14B。圖6中值）的涂黑 的=角形X3表示利用小齒輪制動裝置20阻止（鎖止）小齒輪19的旋轉(zhuǎn)。
[0072] 圖6中（A)表示中立狀態(tài)（中立位置，初始位置）。在該情況下，對應于例如衰減 緩沖器鎖止裝置13G、小齒輪制動裝置20、根據(jù)需要設置的電動式緩沖器鎖止裝置的鎖止 全部被解除的（或者全部被鎖止）狀態(tài)。
[007引圖6中做表示通常運行模式、即衰減緩沖器鎖止裝置13G被鎖止（固定）、并且 小齒輪制動裝置20 ( W及根據(jù)需要設置的電動式緩沖器鎖止裝置）的鎖止被解除的主動動 作時。在該狀態(tài)下，衰減緩沖器13的缸體13A與活塞桿13B之間的相對位移被限制（阻 止）（活塞桿13B相對于轉(zhuǎn)向架5被固定），電動式緩沖器14的定子14A與可動件14B的相 對位移、W及小齒輪19的旋轉(zhuǎn)沒有被限制（阻止）。
[0074] 在該情況下，若因自車身2側(cè)的輸入導致中屯、銷6(小齒輪19)與車身2 -起向車 身2的左、右方向（圖6的上、下方向）位移（振動），則由于衰減緩沖器13的活塞桿13B 的位移被限制，所W與該活塞桿13B的齒條18 (齒部18A)曬合的小齒輪19基于該曬合而 一邊沿活塞桿13B的齒條18 (齒部18A)旋轉(zhuǎn)一邊向車身2的左、右方向（圖6的上、下方 向）位移。與此同時，由于小齒輪19也曬合于電動式緩沖器14的定子14A的齒條17 (齒 部17A)，因此該定子14A伴隨著小齒輪19的左、右方向（圖6的上、下方向）的位移，向與 小齒輪19的位移方向相同的方向W該小齒輪19的兩倍的位移量位移。
[0075] 此時，衰減緩沖器13被鎖止，衰減緩沖器13不會起到消除電動式緩沖器14的移 動的作用（不會阻礙電動式緩沖器14的移動）。因此，電動式緩沖器14的產(chǎn)生力被高效地 傳遞至中屯、銷6 (車身2)。另外，由于在小齒輪19與齒條17、18之間構(gòu)成有減速機構(gòu)（減 速器），所W向中屯、銷6(車身2)傳遞電動式緩沖器14的產(chǎn)生力的兩倍的力。
[0076] 圖6中似表示安全模式2、即衰減緩沖器鎖止裝置13G及小齒輪制動裝置20的 鎖止被解除、并且因電動式緩沖器14的故障或者利用根據(jù)需要設置的電動式緩沖器鎖止 裝置鎖止（固著、固定）電動式緩沖器14的被動動作時。在該狀態(tài)下，電動式緩沖器14的 定子14A與可動件14B的相對位移被限制（阻止），衰減緩沖器13的缸體13A與活塞桿13B 之間的相對位移、小齒輪19的旋轉(zhuǎn)沒有被限制（阻止）。
[0077] 在該情況下，若因自車身2側(cè)的輸入導致中屯、銷6(小齒輪19)與車身2 -起向車 身2的左、右方向（圖6的上、下方向）位移（振動），則由于電動式緩沖器14的可動件14B 的位移被限制，所W與該可動件14B的齒條17 (齒部17A)曬合的小齒輪19基于該曬合而 一邊沿可動件14B的齒條17 (齒部17A)旋轉(zhuǎn)一邊向車身2的左、右方向（圖6的上、下方 向）位移。與此同時，由于小齒輪19也曬合于衰減緩沖器13的活塞桿13B的齒條18 (齒 部18A)，所W該活塞桿13B伴隨著小齒輪19的左、右方向（圖6的上、下方向）的位移，向 與小齒輪19的位移方向相同的方向W該小齒輪19的兩倍的位移量位移。
[007引此時，由于電動式緩沖器14不做功，所W中屯、銷6(車身。的移動（=小齒輪19 的移動）被衰減緩沖器13吸收。在該情況下，由于在小齒輪19與齒條17、18之間構(gòu)成有 減速機構(gòu)（減速機），所W來自中屯、銷6 (車身2)的力向衰減緩沖器13傳遞一半的力。
[0079] 圖6中做表示安全模式1、即衰減緩沖器鎖止裝置13G( W及根據(jù)需要設置的電 動式緩沖器鎖止裝置）的鎖止被解除、并且小齒輪制動裝置20被鎖止的并聯(lián)動作時。在該 狀態(tài)下，小齒輪19的旋轉(zhuǎn)被限制（阻止），電動式緩沖器14的定子14A與可動件14B的相 對位移、W及衰減緩沖器13的缸體13A與活塞桿13B之間的相對位移沒有被限制。
[0080] 在該情況下，若因自車身2側(cè)的輸入導致中屯、銷6(小齒輪19)與車身2 -起向車 身2的左、右方向（圖6的上、下方向）位移（振動），則由于電動式緩沖器的可動件14B 的齒條17 (齒部17A)與衰減緩沖器13的活塞桿13B的齒條18 (齒部18A)和小齒輪19曬 合，并且小齒輪19的旋轉(zhuǎn)被限制（阻止），因此電動式緩沖器14的可動件14B與衰減緩沖 器13的活塞桿13B伴隨著小齒輪19的左、右方向（圖6的上、下方向）的位移，向與小齒 輪19的位移方向相同的方向W與該小齒輪19相同的位移量位移。
[0081] 接下來，在圖7中，使用被定義的變量說明緩沖裝置12的移動。此外，在圖7中， 為了簡化，將電動式緩沖器14作為衰減系數(shù)為C1的流體壓力緩沖器進行表現(xiàn)，將衰減緩沖 器13作為衰減系數(shù)為C2的流體壓力緩沖器進行表現(xiàn)。另外，在圖7中，與圖6相同，也將 相當于圖1?圖5的中屯、銷6的部件、即將車身2與小齒輪19連接（緊固）的部件（車身 緊固部件）表示為椿狀的部件（桿部件）。
[00間該里，圖7中的各變量（參數(shù)）如下所述。此外，各變量的方向遵循圖7的各箭頭 的方向。
[008引 Vi;電動式緩沖器14的可動件14B的移動速度虹/s]
[0084] Fi;自電動式緩沖器14的可動件14B產(chǎn)生的力[閑 [00化]V2;衰減緩沖器13的活塞桿13B的移動速度虹/s]
[0086] F2;自衰減緩沖器13的活塞桿13B產(chǎn)生的力[閑
[0087] ? :小齒輪19的角速度[rad/s]
[00能]r ;小齒輪19的半徑虹]
[0089] Tf;小齒輪19的制動轉(zhuǎn)矩陽? m]
[0090] Fr;小齒輪19與齒條17、18的曬合部（接觸點）處的制動力[閑
[00川 Ct;小齒輪19的等價旋轉(zhuǎn)衰減系數(shù)陽? m/rad/s]
[009引 V ;桿部件（中屯、銷6、車身2)的移動速度虹/s]
[OO9引 F ;自桿部件（中屯、銷6、車身。產(chǎn)生的力[閑
[0094] 該里，關(guān)于電動式緩沖器14的可動件14B、衰減緩沖器13的活塞桿13B、中屯、銷 4(車身2)的速度與力，下述數(shù)學式1、數(shù)學式2的關(guān)系成立。
[00巧]【數(shù)學式1】
[0096] F = Fi+Fa
[0097] 【數(shù)學式2】
[009引 V=-(VJ+V2)
[0099] 關(guān)于小齒輪19的旋轉(zhuǎn)方向，下述數(shù)學式3、數(shù)學式4的關(guān)系成立。
[0100] 【數(shù)學式3】 V] -V2
[0101] 樹=- r
[0102] 【數(shù)學式4】
[010 引 Tr=化Fr=Cr?
[0104] 利用數(shù)學式3、數(shù)學式4,對于小齒輪19與齒條17、18的曬合部（接觸點）處的制 動力Ft,將小齒輪19看作旋轉(zhuǎn)緩沖器而用下述數(shù)學式5進行表現(xiàn)。
[010引【數(shù)學式5】 U VI-巧
[0106] Tf - Lf ^~ 化2
[0107] 該里，若相對于將小齒輪19的旋轉(zhuǎn)方向的等價衰減系數(shù)定義為Ct而將直動方向 的等價衰減系數(shù)定義為C。[N/m/s]，則下述數(shù)學式6的關(guān)系成立。
[0108] 【數(shù)學式6】
[0109] C〇 = ^
[0110] 在該情況下，對于小齒輪19與齒條17、18的曬合部（接觸點）處的制動力化，僅 使用直動方向的變量如下述數(shù)學式7那樣進行表現(xiàn)。
[01川【數(shù)學式7】 Cn
[0112] Fj- = --￥2) 2
[0113] 另外，關(guān)于電動式緩沖器14的產(chǎn)生力（推力）、衰減緩沖器13的產(chǎn)生力（衰減力、 吸收力），利用力的平衡的式子，如下述數(shù)學式8、數(shù)學式9那樣進行表現(xiàn)。
[0114] 【數(shù)學式8】
[0115] Fi_Fr=CiVi
[0116] 【數(shù)學式9】
[0117] F2+Fr=C^2
[0118] 若使用上述公式，則電動式緩沖器14、衰減緩沖器13、小齒輪19的功在能量保存 側(cè)如下述數(shù)學式10那樣進行表現(xiàn)。
[0119] 【數(shù)學式10】
[0120] (Fi-Fj.) Vi+ (Fg+Fj.) Vg+Tf co = Fv
[0121] 該里，數(shù)學式10的左邊能夠如下述那樣整理。
[0122] 【數(shù)學式11】
[012引（左邊）=CiViS+C^gS+Cf W 2二 C iViS+CgVgS+Co (Vi-Vg) 2= (C i+C0) Vi2_2C0ViV2+(〔2+0|) v/
[0124] 另一方面，數(shù)學式10的右邊能夠如下述那樣整理。
[0125] 【數(shù)學式12】
[0126]

【權(quán)利要求】
1. 一種力產(chǎn)生機構(gòu)，其特征在于，設于相對運動的一個部件與另一個部件這兩個部件 之間， 該力產(chǎn)生機構(gòu)由多個直動型的力產(chǎn)生構(gòu)件構(gòu)成， 在一個所述力產(chǎn)生構(gòu)件與其他所述力產(chǎn)生構(gòu)件之間設有切換構(gòu)件，該切換構(gòu)件能夠切 換為將一個所述力產(chǎn)生構(gòu)件與其他所述力產(chǎn)生構(gòu)件力學地串聯(lián)連接和將一個所述力產(chǎn)生 構(gòu)件與其他所述力產(chǎn)生構(gòu)件力學地并聯(lián)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的力產(chǎn)生機構(gòu)，其特征在于， 所述切換構(gòu)件切換通過將一個所述力產(chǎn)生構(gòu)件與其他所述力產(chǎn)生構(gòu)件力學地串聯(lián)連 接與并聯(lián)連接而產(chǎn)生的力的分配。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的力產(chǎn)生機構(gòu)，其特征在于， 一個所述力產(chǎn)生構(gòu)件是一種衰減緩沖器，其自缸體突出設有活塞桿，并通過將該活塞 桿的進退的動能轉(zhuǎn)換為熱能從而產(chǎn)生衰減力， 其他所述力產(chǎn)生構(gòu)件是由定子與相對于該定子沿直線方向相對移動的可動件構(gòu)成的 電動式緩沖器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的力產(chǎn)生機構(gòu)，其特征在于， 所述切換構(gòu)件由齒條與小齒輪構(gòu)成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的力產(chǎn)生機構(gòu)，其特征在于， 所述小齒輪的齒輪的摩擦力是能夠變化的。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的力產(chǎn)生機構(gòu)，其特征在于， 所述一個部件是車身，所述另一個部件是轉(zhuǎn)向架，所述力產(chǎn)生機構(gòu)是左右振動緩沖裝 置。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的力產(chǎn)生機構(gòu)，其特征在于， 在所述車身與所述轉(zhuǎn)向架之間設有空氣彈簧，該空氣彈簧將所述車身以能夠沿上、下 方向以及左、右方向擺動的方式支承于所述轉(zhuǎn)向架。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的力產(chǎn)生機構(gòu)，其特征在于， 分別在所述衰減緩沖器的活塞桿與所述電動式緩沖器的可動件設置齒條，并且在所述 車身設置小齒輪。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的力產(chǎn)生機構(gòu)，其特征在于， 所述小齒輪與所述轉(zhuǎn)向架的旋轉(zhuǎn)中心呈同心地配置。
【文檔編號】F16F9/28GK104487733SQ201380031759
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2013年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月29日
【發(fā)明者】巖村力, 赤見裕介, 內(nèi)海典之, 李友行, 木村夕成, 森俊介 申請人:日立汽車系統(tǒng)株式會社