本發(fā)明涉及對輸入振動的能量進(jìn)行再生的減震器及減震器的制造方法。

背景技術(shù)：

在美國專利申請公開第2004/0150361號公報(以下稱作“US2004/0150361A1”。)中，其目的在于提供一種車輛用電磁懸架裝置，該車輛用電磁懸架裝置能夠?qū)刂茖ο筝斎脒M(jìn)行主動的控制，且也能夠?qū)刂茖ο笠酝獾妮斎脒M(jìn)行被動地對待，從而不僅主動控制變得簡單，而且能夠提高能量效率([0003]～[0005])。

為了實現(xiàn)該目的，US2004/0150361A1的車輛用電磁懸架裝置(說明書摘要、圖3)具備電磁致動器4，該電磁致動器4與彈簧要素7并聯(lián)地夾裝于簧上與簧下之間，且由電動馬達(dá)8驅(qū)動。馬達(dá)控制器17構(gòu)成為，運算向電磁致動器4的位移輸入，并控制電動馬達(dá)8，以產(chǎn)生與位移輸入對應(yīng)的最佳的衰減力。在電動馬達(dá)8的控制電路(說明書摘要、圖4、圖7)中，將電衰減要素(電阻器20或電共振電路21)與電動馬達(dá)8并聯(lián)連接，該電衰減要素對于來自簧下的位移輸入，通過電動馬達(dá)8的發(fā)電制動而被動地產(chǎn)生衰減力。

電衰減要素中的電共振電路21(圖7)為與簧下共振頻率(例如、10Hz～20Hz)一致的共振頻率，包括電阻R、線圈L及電容器C([0049])。由此，能夠同時實現(xiàn)對于包含簧上共振頻率的低頻區(qū)域的控制對象輸入的有效的主動控制、以及對于共振頻率即簧下共振頻率附近的控制對象輸入的有效的被動控制這兩者([0065]、圖9)。這里所說的主動控制為以包含姿勢控制的低頻振動控制為目的的電動馬達(dá)8的電流控制([0041])。

如上所述，在US2004/0150361A1中，通過使用電動馬達(dá)8的電流控制的主動控制，來應(yīng)對包含簧上共振頻率的低頻區(qū)域的控制對象輸入。另外，通過使用將電阻R、線圈L及電容器C合并而成的電共振電路21的被動控制，來應(yīng)對簧下共振頻率附近的控制對象輸入。

主動控制是以包含姿勢控制的低頻振動控制為目的的電動馬達(dá)8的電流控制([0041])，因此為了使與簧上共振頻率對應(yīng)的輸入振動衰減而產(chǎn)生電動馬達(dá)8的能量消耗。因此，在US2004/0150361A1中，從用于使與簧下共振頻率及簧上共振頻率對應(yīng)的輸入振動衰減的能量效率的觀點出發(fā)，存在改善的余地。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明考慮上述那樣的問題而提出，其目的在于提供一種減震器及減震器的制造方法，該減震器能夠改善用于使與簧下共振頻率及簧上共振頻率對應(yīng)的輸入振動衰減的能量效率。

本發(fā)明的減震器具備：減震器主體，其與彈簧并聯(lián)配置；電磁馬達(dá)，其對被輸入給所述減震器主體的輸入振動的能量進(jìn)行再生，從而產(chǎn)生對所述彈簧的衰減力；以及電容器，其與所述電磁馬達(dá)串聯(lián)地電連接，所述減震器的特征在于，將根據(jù)所述電磁馬達(dá)的電感及所述電容器的容量確定的電共振頻率設(shè)定為簧下共振頻率的±20％以內(nèi)，從而除了抑制與所述簧下共振頻率對應(yīng)的所述輸入振動的成分以外，還被動地抑制與簧上共振頻率對應(yīng)的所述輸入振動的成分。

根據(jù)本發(fā)明，將根據(jù)電磁馬達(dá)的電感及電容器的容量確定的電共振頻率設(shè)定為簧下共振頻率的±20％以內(nèi)。由此，除了抑制與簧下共振頻率對應(yīng)的輸入振動的成分以外，還被動地抑制與簧上共振頻率對應(yīng)的輸入振動的成分。因此，不主動控制電磁馬達(dá)，就能夠抑制與簧下共振頻率及簧上共振頻率分別對應(yīng)的輸入振動的成分。

即，本發(fā)明的發(fā)明者發(fā)現(xiàn)了在將電共振頻率設(shè)定為簧下共振頻率或其附近值(例如，簧下共振頻率的±20％以內(nèi))的情況下，在作為致動器的減震器主體上產(chǎn)生的力能夠顯著地表現(xiàn)出使與簧上共振頻率對應(yīng)的輸入振動的成分降低的效果(以下稱作“負(fù)彈簧效果”。)。因此，與US2004/0150361A1不同，即使不對與簧上共振頻率對應(yīng)的輸入振動進(jìn)行基于電磁馬達(dá)的主動控制，也能夠抑制與簧下共振頻率及簧上共振頻率分別對應(yīng)的輸入振動的成分。因此，無需為了抑制與簧上共振頻率對應(yīng)的輸入振動的成分而消耗電力，反倒是通過再生蓄積電力，由此能夠改善能量利用效率。需要說明的是，“負(fù)彈簧效果”的名稱由來于起到與彈簧相反的作用的情況。另外，負(fù)彈簧效果的理論根據(jù)后述。

所述電共振頻率也可以設(shè)定為與所述簧下共振頻率相等的值。由此，能夠非常有效地利用負(fù)彈簧效果。

所述電磁馬達(dá)例如可以為直流馬達(dá)或換向器式單相交流馬達(dá)。在使用換向器式單相交流馬達(dá)作為電磁馬達(dá)的情況下，與轉(zhuǎn)子具有鐵心的通常的直流馬達(dá)相比，能夠大幅減少慣性力矩。因此，例如在將本發(fā)明的減震器使用于車輛的懸架裝置的情況下，能夠防止在高頻的路面振動產(chǎn)生時的乘坐舒適性的惡化。

本發(fā)明的減震器的制造方法中，所述減震器具備：減震器主體，其與彈簧并聯(lián)配置；電磁馬達(dá)，其對被輸入給所述減震器主體的輸入振動的能量進(jìn)行再生，從而產(chǎn)生對所述彈簧的衰減力；以及電容器，其與所述電磁馬達(dá)串聯(lián)地電連接，所述減震器的制造方法的特征在于，選擇所述電容器的容量，使得根據(jù)所述電磁馬達(dá)的電感及所述電容器的容量確定的電共振頻率成為簧下共振頻率的±20％以內(nèi)，從而除了抑制與所述簧下共振頻率對應(yīng)的所述輸入振動的成分以外，還被動地抑制與簧上共振頻率對應(yīng)的所述輸入振動的成分。由此，通過與電磁馬達(dá)的規(guī)格相對應(yīng)來選擇電容器，從而能夠簡單地起到上述效果。

附圖說明

圖1是簡要表示搭載了具有本發(fā)明的一實施方式的減震器的懸架裝置的車輛的一部分的簡要結(jié)構(gòu)圖。

圖2是表示在上述實施方式中簧下構(gòu)件與簧上構(gòu)件接近時的情形的圖。

圖3是表示在上述實施方式中所述簧下構(gòu)件與所述簧上構(gòu)件分離時的情形的圖。

圖4是表示用于對上述實施方式的所述懸架裝置的動作進(jìn)行說明的等效模型的圖。

圖5A是針對傳遞函數(shù)而按照根據(jù)電磁馬達(dá)的電感及電容器的容量確定的每個電共振頻率來示出頻率與振幅的關(guān)系的例子的圖。圖5B是針對所述傳遞函數(shù)而按照每個所述電共振頻率來示出所述頻率與相位的關(guān)系的例子的圖。

圖6是針對簧上加速度而按照每個所述電共振頻率來示出頻率與能量譜密度的關(guān)系的例子的圖。

圖7是針對簧下加速度而按照每個所述電共振頻率來示出頻率與能量譜密度的關(guān)系的例子的圖。

圖8是表示上述實施方式中的電容器的電壓的變化的一例的時間圖。

圖9是簡要表示變形例的電磁馬達(dá)的結(jié)構(gòu)的剖視圖。

具體實施方式

A.一實施方式

[A1.車輛10的結(jié)構(gòu)]

(A1-1.車輛10的整體結(jié)構(gòu))

圖1是簡要表示搭載了具有本發(fā)明的一實施方式的減震器22的懸架裝置12的車輛10的一部分的簡要結(jié)構(gòu)圖。懸架裝置12具有與各車輪24對應(yīng)的螺旋彈簧20及減震器22。

(A1-2.螺旋彈簧20)

螺旋彈簧20配置于車身26與彈簧座48之間，吸收從路面300輸入給車輪24的振動(路面振動)。

(A1-3.減震器22)

(A1-3-1.減震器22的整體結(jié)構(gòu))

減震器22使螺旋彈簧20(或車身26)的位移衰減。如圖1所示，減震器22具備減震器主體30、液壓機構(gòu)32及馬達(dá)電路34。

(A1-3-2.減震器主體30)

減震器主體30除了具備彈簧座48以外，還具備液壓缸40、活塞頭42、活塞桿44及活塞閥46。液壓缸40是圓筒狀的構(gòu)件，其內(nèi)部由活塞頭42劃分為第一液壓室50及第二液壓室52。在第一液壓室50及第二液壓室52中填充有油?；钊麠U44在其一端固定有與液壓缸40的內(nèi)周面大致相等的直徑的活塞頭42，且其另一端固定于車身26?；钊y46形成在活塞頭42內(nèi)，將第一液壓室50與第二液壓室52連通。彈簧座48形成于液壓缸40的外周，對螺旋彈簧20的一端進(jìn)行支承。需要說明的是，通過具有上述那樣的結(jié)構(gòu)，從而減震器主體30作為致動器而發(fā)揮功能。

(A1-3-3.液壓機構(gòu)32)

液壓機構(gòu)32是控制減震器22中的油的流通的機構(gòu)，具備液壓泵60、油流路62、蓄液器64及電磁馬達(dá)66(以下也稱作“馬達(dá)66”。)。馬達(dá)66對被輸入給減震器主體30的輸入振動的能量進(jìn)行再生，從而產(chǎn)生對螺旋彈簧20的衰減力Fd。本實施方式的馬達(dá)66為直流(DC)式，但也可以為交流(AC)式。

(A1-3-4.馬達(dá)電路34)

馬達(dá)電路34是與馬達(dá)66電連結(jié)的電路，具備電容器70(第一蓄電裝置)和電池72(第二蓄電裝置、電負(fù)載)。需要說明的是，在圖1的馬達(dá)電路34中，一并圖示出了馬達(dá)66的電感L和馬達(dá)66的電阻R。通過將馬達(dá)66與馬達(dá)電路34組合，能夠通過馬達(dá)66的反電動勢產(chǎn)生馬達(dá)反作用力Fmr(換言之，對螺旋彈簧20的衰減力Fd)。此外，還能夠通過基于馬達(dá)66的再生來進(jìn)行發(fā)電。

電容器70充入電磁馬達(dá)66的再生電力，并對電池72或未圖示的其他電氣設(shè)備(例如，音響設(shè)備、導(dǎo)航裝置及儀表板的顯示裝置)供給所充入的電力。本實施方式的電容器70是有極性電容器。電池72充入電磁馬達(dá)66的再生電力或電容器70的放電電力，并對所述其他電氣設(shè)備供給所充入的電力。

馬達(dá)電路34的結(jié)構(gòu)簡單，因此動作的可靠性高。

[A2.減震器22的動作]

圖2表示在本實施方式中簧下構(gòu)件80與簧上構(gòu)件82接近時的情形。圖3表示在本實施方式中簧下構(gòu)件80與簧上構(gòu)件82分離時的情形。

如圖2所示，若存在從路面300輸入的路面輸入Fin，則與此相伴而簧下構(gòu)件80(車輪24、液壓缸40等)朝向簧上構(gòu)件82(車身26、活塞頭42及活塞桿44等)接近(參照箭頭100)。此時，對活塞頭42的壓力主要作用于下表面90。由此，液壓機構(gòu)32(油流路62等)內(nèi)的油向箭頭102所示的方向流動。

與此相伴，在液壓泵60的旋轉(zhuǎn)軸上產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩Tp。液壓泵60的旋轉(zhuǎn)軸與電磁馬達(dá)66的旋轉(zhuǎn)軸連結(jié)(在圖1～圖3中簡要記載。)。因此，來自液壓泵60的旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)矩Tp(輸出轉(zhuǎn)矩)向馬達(dá)66的旋轉(zhuǎn)軸輸入。以下，將在馬達(dá)66上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩(輸入轉(zhuǎn)矩)稱作轉(zhuǎn)矩Tm或輸入轉(zhuǎn)矩Tm。

若伴隨向馬達(dá)66輸入的輸入轉(zhuǎn)矩Tm而馬達(dá)66旋轉(zhuǎn)，則馬達(dá)66進(jìn)行與輸入轉(zhuǎn)矩Tm對應(yīng)的發(fā)電(換言之，輸入振動的能量的再生)。由此，在馬達(dá)電路34內(nèi)產(chǎn)生電壓Vm并流過電流I。在馬達(dá)66進(jìn)行與輸入轉(zhuǎn)矩Tm對應(yīng)的發(fā)電時，產(chǎn)生反電動勢，在馬達(dá)66的旋轉(zhuǎn)軸上產(chǎn)生反作用力Tr。若該反作用力Tr產(chǎn)生在液壓泵60的旋轉(zhuǎn)軸上，則作為對于伴隨路面輸入Fin而作用于油的力(參照箭頭102)的反作用力來發(fā)揮作用。與此相伴，在簧下構(gòu)件80(車輪24、液壓缸40等)上產(chǎn)生對螺旋彈簧20的衰減力Fd。因此，能夠使螺旋彈簧20的振動收斂。

另一方面，如圖3所示，若存在從路面300輸入的路面輸入Fout，則與此相伴而簧下構(gòu)件80(車輪24、液壓缸40等)從簧上構(gòu)件82(車身26、活塞頭42、活塞桿44等)離開(參照箭頭110)。此時，對活塞頭42的壓力主要作用于上表面92。由此，液壓機構(gòu)32(油流路62等)內(nèi)的油向箭頭112所示的方向流動。與此相伴，泵60及馬達(dá)66與圖2的情況相反地工作。與此相伴，馬達(dá)66的電壓Vm及電流I的朝向與圖2相反。

[A3.減震器22的衰減特性]

接著，說明本實施方式中的減震器22的衰減特性。在本實施方式的特征中包括考慮負(fù)彈簧效果來設(shè)定電共振頻率ωm的特征、以及減震器22(液壓機構(gòu)32)具備用于使用有極性的電容器70的結(jié)構(gòu)的特征。電共振頻率ωm(以下也稱作“共振頻率ωm”。)是根據(jù)馬達(dá)66的電感L和電容器70的容量C確定的值。即，電共振頻率ωm為以下詳細(xì)敘述上述各特征。

(A3-1.定義)

圖4是表示用于說明本實施方式的懸架裝置12的動作的等效模型的圖。圖4中的各種值的內(nèi)容如下述那樣。

x₀：路面300的上下方向位移量[m]

x₁：簧下構(gòu)件80的上下方向位移量[m]

x₂：簧上構(gòu)件82的上下方向位移量[m]

M₁：簧下構(gòu)件80的質(zhì)量[kg]

M₂：簧上構(gòu)件82的質(zhì)量[kg]

k₁：簧下構(gòu)件80的彈簧常數(shù)[N/m]

k₂：螺旋彈簧20的彈簧常數(shù)[N/m]

C₂：減震器主體30的衰減系數(shù)[N/m/s]

u：電磁馬達(dá)66的控制量

作為簧下構(gòu)件80，例如包括車輪24及液壓缸40。作為簧上構(gòu)件82，例如包括車身26、活塞頭42及活塞桿44。需要說明的是，本實施方式中的馬達(dá)66的控制量u例如可以由再生能量表示。

(A3-2.在減震器主體30(致動器)上產(chǎn)生的力Fa(負(fù)彈簧效果))

(A3-2-1.理論說明)

接著，一邊提及在減震器主體30(致動器)上產(chǎn)生的力Fa，一邊說明負(fù)彈簧效果。

在本實施方式的減震器22中，以下的關(guān)系成立。

Fa＝λ·Tp (1)

λ＝θ/(x₂-x₁) (2)

Imp·θ”＝Tm-Tp (3)

L·I”+R·I’+I/C+Vm’＝0 (4)

Tm＝Ke·I (5)

Vm＝Ke·θ’ (6)

式(1)～式(6)中的各種數(shù)值的內(nèi)容如下所述。

C：電容器70的容量[F]

Fa：在減震器主體30(致動器)上產(chǎn)生的力[N]

I：在馬達(dá)電路34中流過的電流[A]

I’：在馬達(dá)電路34中流過的電流的速度[A/s]

I”：在馬達(dá)電路34中流過的電流的加速度[A/s/s]

Imp：液壓泵60及馬達(dá)66的慣性力矩[kg·m²]

Ke：馬達(dá)66的感應(yīng)電壓常數(shù)(＝馬達(dá)66的轉(zhuǎn)矩常數(shù))

L：馬達(dá)66的電抗[Ω]

R：馬達(dá)66的電阻[Ω]

Tm：馬達(dá)66的轉(zhuǎn)矩[N·m]

Tp：液壓泵60的轉(zhuǎn)矩[N·m]

Vm：馬達(dá)66的輸出電壓(馬達(dá)電壓)[V]

Vm’：馬達(dá)電壓Vm的時間微分值[V]

x₁：簧下構(gòu)件80的上下方向位移量[m]

X₂：簧上構(gòu)件82的上下方向位移量[m]

λ：等效齒數(shù)比[-]

θ：馬達(dá)66的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度[deg]

θ’：馬達(dá)66的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度[deg/s]

θ”：馬達(dá)66的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)加速度[deg/s/s]

若對式(1)～式(6)進(jìn)行拉普拉斯變換，則在減震器主體30(致動器)上產(chǎn)生的力Fa可以由下面的式(7)表示。

[數(shù)1]

式(7)的右邊第一項的“-λ²·Imp(x₂”-x₁”)”表示負(fù)彈簧效果。即，簧下構(gòu)件80相對于簧上構(gòu)件82反復(fù)進(jìn)行上下方向的進(jìn)退，因此簧下構(gòu)件80與簧上構(gòu)件82的位置關(guān)系可以由三角函數(shù)近似。因此，“λ²·Imp(x₂”-x₁”)”可以說與“K(x₂-x₁)”同等(K是彈簧常數(shù)。)。另外，式(7)的右邊第一項包含“-”。因此，式(7)的右邊第一項是指與螺旋彈簧20反向的力。其結(jié)果是，式(7)的右邊第一項發(fā)揮對簧上共振頻率ω2或其周邊的振動進(jìn)行抑制的效果。

式(7)的右邊第二項的“-λ²·Ke²·s/{L·s²+R·s+(1/C)}·(x₂’-x₁’)”表示通過減震器主體30(致動器)產(chǎn)生的衰減力。

若將式(7)以傳遞函數(shù)Fa/(x₂’-x₁’)的形式表示，則成為下面的式(8)。

[數(shù)2]

如上述那樣，在減震器主體30(致動器)上產(chǎn)生的力Fa對于簧上共振頻率ω2或其附近產(chǎn)生負(fù)彈簧效果。因此，若將簧下共振頻率ω1作為基準(zhǔn)來設(shè)定馬達(dá)66及馬達(dá)電路34的電共振頻率ωm，則對于簧上及簧下中的任一方均能夠有效發(fā)揮減振效果。

(A3-2-2.傳遞函數(shù)G的例子)

根據(jù)上述那樣的負(fù)彈簧效果，與比較例進(jìn)行對比，對將簧下共振頻率ω1作為基準(zhǔn)來設(shè)定馬達(dá)66及馬達(dá)電路34的電共振頻率ωm的例子進(jìn)行說明。

圖5A按照根據(jù)馬達(dá)66的電感L及電容器70的容量C確定的每個電共振頻率ωm來示出關(guān)于傳遞函數(shù)G的頻率fg與振幅Mg的關(guān)系的例子。圖5B按照每個電共振頻率ωm來示出關(guān)于傳遞函數(shù)G的頻率fg與相位Pg的關(guān)系的例子。合并圖5A及圖5B而構(gòu)成表示本實施方式的減震器22的頻率特性的波特圖。

在圖5A及圖5B中，線200、210表示使共振頻率ωm為比簧下共振頻率ω1(在本實施方式中為76.6[rad/s])約大6.5％的頻率(在本實施方式中為81.6[rad/s])的第一例。線202、212表示使共振頻率ωm為與簧下共振頻率ω1相等的值的第二例。線204、214表示使共振頻率ωm為比簧下共振頻率ω1約小17.5％的頻率(在本實施方式中為63.2[rad/s])的第三例。線206、216表示使共振頻率ωm為比簧下共振頻率ω1約小30.0％的頻率(在本實施方式中為53.6[rad/s])的比較例。

在圖5A及圖5B中，在對車輛10的乘員的乘坐舒適性產(chǎn)生影響的頻率區(qū)域Rrq(以下也稱作“乘坐舒適性控制區(qū)域Rrq”。)中，對于第一例、第二例、第三例及比較例中的任一方而言，振幅Mg均不怎么變化，但相位Pg發(fā)生變化。

(A3-2-3.簧上的特性的例子)

圖6針對簧上加速度x₂”而按照每個電共振頻率ωm來示出頻率f2與能量譜密度D2的關(guān)系的例子。希望注意的是，關(guān)于圖6的橫軸所示的頻率f2的數(shù)值，為了以單位Hz表示而容易理解，均將實際的數(shù)值設(shè)為了“1/3.14”倍(圖7也同樣。)。在圖6中，線220、222、224、226、228分別表示第一例～第三例及第一比較例、第二比較例。圖6的第一例～第三例與圖5A、圖5B的第一例～第三例對應(yīng)。圖6的第一比較例與圖5A及圖5B的比較例對應(yīng)。圖6的第二比較例是不伴隨有LC共振地進(jìn)行主動控制的例子。

通常，車輛10的乘員對比較低頻的區(qū)域(例如3～8Hz)的振動敏感。根據(jù)圖6可知，在比較低頻的區(qū)域Rlow中，處于共振頻率ωm越接近簧下共振頻率ω1，能量譜密度D2越降低的傾向。這意味著處于共振頻率ωm越接近簧下共振頻率ω1，簧上的減振效果越高的傾向。

(A3-2-4.簧下的特性的例子)

圖7針對簧下加速度x₁”而按照每個電共振頻率ωm來示出頻率f1與能量譜密度D1的關(guān)系的例子。在圖7中，線230、232、234、236與圖6同樣，分別表示第一例、第二例及第一比較例、第二比較例(省略了第三例。)。圖7的第一例、第二例及第一比較例、第二比較例與圖6的第一例、第二例及第一比較例、第二比較例對應(yīng)。

通常，簧下加速度x₁”對車輛10的操縱穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。根據(jù)圖7可知，在比較高頻的區(qū)域Rhi中，能量譜密度D1大致同等。因此，任一例均能夠?qū)崿F(xiàn)同等的操縱穩(wěn)定性。

(A3-3.能夠使用有極性的電容器70的結(jié)構(gòu))

(A3-3-1.前提)

作為產(chǎn)生上述那樣的負(fù)彈簧效果的前提，需要通過與路面輸入Fin、Fout(圖2及圖3)相伴的上下運動所引起的馬達(dá)66的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)而在馬達(dá)電路34中產(chǎn)生LC共振。在使馬達(dá)電路34產(chǎn)生LC共振的情況下，馬達(dá)66的輸出電壓Vm在正值與負(fù)值之間連續(xù)地切換。在此，若電容器70為有極性，則可能損害電容器70的耐久性。

作為用于解決該問題的對策，考慮使電容器70為無極性電容器。然而，現(xiàn)有的無極性電容器的尺寸比較大，因此例如大多不適合搭載于車輛10。

因此，在本實施方式中，使減震器22(液壓機構(gòu)32)具有即使在使電容器70為有極性電容器的情況下，也使對電容器70的耐久性造成損害的可能性降低的結(jié)構(gòu)。

(A3-3-2.具體內(nèi)容)

為了即使在使電容器70為有極性電容器的情況下，也使對電容器70的耐久性造成損害的可能性降低，在本實施方式中使用使馬達(dá)66的正轉(zhuǎn)的發(fā)電量與反轉(zhuǎn)的發(fā)電量不同的結(jié)構(gòu)。

如圖2所示，在簧下構(gòu)件80與簧上構(gòu)件82接近時，簧上構(gòu)件82所包含的活塞頭42接近簧下構(gòu)件80。此時，對活塞頭42的壓力主要作用于下表面90。

另一方面，如圖3所示，在簧下構(gòu)件80與簧上構(gòu)件82分離時，簧上構(gòu)件82所包含的活塞頭42從簧下構(gòu)件80分離。此時，對活塞頭42的壓力主要作用于上表面92。

根據(jù)圖2及圖3可知，在本實施方式中，活塞桿44固定于車身26側(cè)，包含于簧上構(gòu)件82。因此，上表面92的表面積Aup比下表面90的表面積Alow小。因而，馬達(dá)66的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度θ的變化量或等效齒數(shù)比λ{(lán)＝θ/(x2-x1)}在簧下構(gòu)件80與簧上構(gòu)件82接近時(圖2)以及簧下構(gòu)件80與簧上構(gòu)件82分離時(圖3)不同。具體而言，與分離時相比，接近時的旋轉(zhuǎn)角度θ的變化量及等效齒數(shù)比λ大。

若在接近時與分離時等效齒數(shù)比λ不同，則在接近時與分離時馬達(dá)66的再生電力也不同。因此，電容器70的電壓(以下稱作“電容器電壓Vc”。)偏向一方的極性。因此，即使使用有極性電容器作為電容器70，也能夠降低對耐久性造成損害的可能性。

(A3-3-3.電容器70的電壓變化的例子)

圖8是表示本實施方式中的電容器70的電壓(電容器電壓Vc)的變化的一例的時間圖。根據(jù)圖8可知，電容器電壓Vc偏置于正的一方。

[A4.本實施方式的效果]

根據(jù)以上那樣的本實施方式，將根據(jù)電磁馬達(dá)66的電感L及電容器70的容量C確定的電共振頻率ωm設(shè)定為簧下共振頻率ω1或其附近值(參照圖5～圖7的第一例～第三例)。由此，除了抑制與簧下共振頻率ω1對應(yīng)的輸入振動的成分以外，還被動地抑制與簧上共振頻率ω2對應(yīng)的輸入振動的成分(參照圖6及圖7)。因此，不主動控制電磁馬達(dá)66，就能夠抑制與簧下共振頻率ω1及簧上共振頻率ω2分別對應(yīng)的輸入振動的成分。

即，本發(fā)明的發(fā)明者發(fā)現(xiàn)了在將電共振頻率ωm設(shè)定為簧下共振頻率ω1或其附近值(例如簧下共振頻率ω1的±20％以內(nèi))的情況下，在減震器主體30(致動器)上產(chǎn)生的力Fa包含使與簧上共振頻率ω2對應(yīng)的輸入振動的成分降低的效果(負(fù)彈簧效果)。因此，與US2004/0150361A1不同，即使不對與簧上共振頻率ω2對應(yīng)的輸入振動進(jìn)行基于電磁馬達(dá)66的主動控制，也能夠抑制與簧下共振頻率ω1及簧上共振頻率ω2分別對應(yīng)的輸入振動的成分。因此，無需為了抑制與簧上共振頻率ω2對應(yīng)的輸入振動的成分而消耗電力，反倒是通過再生蓄積電力，由此能夠改善能量利用效率。

另外，在以使電共振頻率ωm成為簧下共振頻率ω1或其附近值的方式選擇電容器70的容量C的情況下，與電磁馬達(dá)66的規(guī)格相對應(yīng)來選擇電容器70，由此能夠簡單地起到上述效果。

B.變形例

需要說明的是，本發(fā)明不限定于上述實施方式，當(dāng)然能夠基于本說明書的記載內(nèi)容而采用各種結(jié)構(gòu)。例如，能夠采用以下的結(jié)構(gòu)。

[B1.適用對象]

在上述實施方式中，對將懸架裝置12或減震器22適用于車輛10的例子進(jìn)行了說明(圖1)。然而，例如若著眼于負(fù)彈簧效果或有極性的電容器70的利用，則不限定于此。例如，也可以將懸架裝置12或減震器22適用于其他裝置(例如船舶、飛行器、升降機、測定裝置或制造裝置)。

[B2.懸架裝置12]

(B2-1.螺旋彈簧20)

在上述實施方式中，使用螺旋彈簧20作為用于吸收路面振動(輸入振動)的彈簧(圖1)。然而，例如若從吸收路面振動(輸入振動)的觀點出發(fā)，則也可以使用其他種類的彈簧(例如板簧)。

(B2-2.減震器22)

在上述實施方式中，使用具備液壓機構(gòu)32的減震器22(圖1)。然而，例如若從負(fù)彈簧效果或有極性的電容器70的觀點出發(fā)，則不限定于此。例如也可以適用滾珠絲杠式、齒條&小齒輪式、直接式(線性馬達(dá))等結(jié)構(gòu)。需要說明的是，在不具備液壓機構(gòu)32的減震器22中使用有極性的電容器70的情況下，電可以使用在馬達(dá)66的正轉(zhuǎn)時和反轉(zhuǎn)時使等效齒數(shù)比λ變化的結(jié)構(gòu)(例如，將單向離合器配置于馬達(dá)66的旋轉(zhuǎn)軸或與之連結(jié)的其他旋轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu))。

在上述實施方式中，將活塞桿44配置于車身26側(cè)(圖1等)。然而，例如若從負(fù)彈簧效果或有極性的電容器70的觀點出發(fā)，則不限定于此，也可以將活塞桿44配置于車輪24側(cè)。

(B2-3.液壓機構(gòu)32)

在上述實施方式中，將由馬達(dá)66產(chǎn)生的衰減力Fd經(jīng)由油進(jìn)行傳遞(圖2及圖3)。然而，例如若從傳遞由馬達(dá)66產(chǎn)生的衰減力Fd的觀點出發(fā)，則也可以使用油以外的流體(例如空氣)。

(B2-4.電磁馬達(dá)66)

在上述實施方式中，電磁馬達(dá)66是直流式。然而，例如若從負(fù)彈簧效果或有極性的電容器70的控制的觀點出發(fā)，則不限定于此。例如馬達(dá)66也可以為交流式。

圖9是簡要表示變形例的電磁馬達(dá)66a(以下也稱作“馬達(dá)66a”。)的結(jié)構(gòu)的剖視圖。馬達(dá)66a是換向器式單相交流馬達(dá)。如圖9所示，馬達(dá)66a具備轉(zhuǎn)子240和定子242。在轉(zhuǎn)子240的旋轉(zhuǎn)軸244上形成的換向器246與定子242的電刷248相接。在本變形例中，換向器246和電刷248構(gòu)成為集電環(huán)。

在使用圖9所示那樣的換向器式單相交流馬達(dá)66a的情況下，起到如下效果。即，與轉(zhuǎn)子240具有鐵心的通常的直流馬達(dá)相比，換向器式單相交流馬達(dá)66a能夠大幅減少慣性力矩。因此，例如在將具備圖9的馬達(dá)66a的減震器22使用于車輛10的懸架裝置12的情況下，能夠防止高頻的路面振動產(chǎn)生時的乘坐舒適性的惡化。

(B2-5.電容器70)

在上述實施方式中，選擇容量C，使得根據(jù)馬達(dá)66的電感L及電容器70的容量C確定的電共振頻率ωm成為簧下共振頻率ω1的±20％以內(nèi)。然而，例如若從負(fù)彈簧效果或有極性的電容器70的觀點出發(fā)，則不限定于此。例如，也可以通過設(shè)置與馬達(dá)66的電感L不同的電感，來使電共振頻率ωm成為簧下共振頻率ω1的±20％以內(nèi)。

在上述實施方式中，使電容器70為有極性電容器。然而，例如若從減震器22的用途或負(fù)彈簧效果的觀點出發(fā)，則也可以使用無極性電容器作為電容器70。

(B2-6.電池72)

在上述實施方式中，相對于電容器70連接電池72，來將電容器70的電力向電池72充電(圖1)。然而，例如若從負(fù)彈簧效果或有極性的電容器70的觀點出發(fā)，則不限定于此。例如也可以代替電池72而將其他電設(shè)備(例如音響設(shè)備、導(dǎo)航裝置、儀表板的顯示裝置)與電容器70連接。或者，也可以省略電池72。

[B3.負(fù)彈簧效果]

在上述實施方式中，考慮負(fù)彈簧效果來設(shè)定電共振頻率ωm等。然而，例如若從使用有極性的電容器70的觀點出發(fā)，則不限定于此。例如也可以在將電共振頻率ωm設(shè)定為與簧上共振頻率ω2或其附近一致的結(jié)構(gòu)中適用有極性的電容器70。或者，也可以為了將US2004/0150361A1那樣的LC共振用于簧下共振頻率ω1或其周邊的范圍的減振而使用有極性的電容器70。

權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)

1.(修改后)一種減震器(22)，其具備：

減震器主體(30)，其與彈簧(20)并聯(lián)配置，該彈簧(20)配置于車身(26)與彈簧座(48)之間，對從路面(300)輸入給車輪(24)的振動進(jìn)行吸收；

電磁馬達(dá)(66、66a)，其對被輸入給所述減震器主體(30)的輸入振動的能量進(jìn)行再生，從而產(chǎn)生對所述彈簧(20)的衰減力；以及

電容器(70)，其與所述電磁馬達(dá)(66、66a)串聯(lián)地電連接，

所述減震器(22)的特征在于，

將根據(jù)所述電磁馬達(dá)(66、66a)的電感及所述電容器(70)的容量確定的電共振頻率設(shè)定為簧下共振頻率的±20％以內(nèi)，從而除了抑制與所述簧下共振頻率對應(yīng)的所述輸入振動的成分以外，還被動地抑制與簧上共振頻率對應(yīng)的所述輸入振動的成分。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減震器(22)，其特征在于，

所述電共振頻率被設(shè)定為與所述簧下共振頻率相等的值。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的減震器(22)，其特征在于，

所述電磁馬達(dá)(66、66a)是換向器式單相交流馬達(dá)。

4.(修改后)一種減震器(22)的制造方法，所述減震器(22)具備：

減震器主體(30)，其與彈簧(20)并聯(lián)配置，該彈簧(20)配置于車身(26)與彈簧座(48)之間，對從路面(300)輸入給車輪(24)的振動進(jìn)行吸收；

電磁馬達(dá)(66、66a)，其對被輸入給所述減震器主體(30)的輸入振動的能量進(jìn)行再生，從而產(chǎn)生對所述彈簧(20)的衰減力；以及

電容器(70)，其與所述電磁馬達(dá)(66、66a)串聯(lián)地電連接，

所述減震器(22)的制造方法的特征在于，

選擇所述電容器(70)的容量，使得根據(jù)所述電磁馬達(dá)(66、66a)的電感及所述電容器(70)的容量確定的電共振頻率成為簧下共振頻率的±20％以內(nèi)，從而除了抑制與所述簧下共振頻率對應(yīng)的所述輸入振動的成分以外，還被動地抑制與簧上共振頻率對應(yīng)的所述輸入振動的成分。