-
Gebiet der
Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung unter
Nutzung eines Magnetfelds, insbesondere eine Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung unter
Nutzung eines Magnetfelds, die als Teil in einer Baugruppe zur Aufhängung eines
Fahrzeugsitzes, eines Elektrozugsitzes, eines Bootsitzes, einer
Motoranbringung oder ähnlichem
einsetzbar ist.
-
Eine
Vielzahl an Dämpfungsmaterialien, Dämpfern und
Steuertechniken werden gemeinhin zur Reduzierung von Schwingungen
und Geräuschen
eingesetzt, welche durch eine Maschine oder eine Vorrichtung erzeugt
werden, welche selbst typischerweise aus einem Material mit geringer
Dämpfung
hergestellt ist, um ihre Steifigkeit zu gewährleisten.
-
Schäden am menschlichen
Körper
und dem Nervensystem aufgrund einer Schwingungsaussetzung sind durch
die stetig wachsenden Fahrzeuggeschwindigkeiten ein ernstes Problem
geworden. Solche Schäden
zeigen sich in vielen Symptomen, wie Müdigkeit, Kopfschmerzen, steifer
Schulter, Hexenschuss und Sehschwächen. Im allgemeinen wird eine
Schwingungsisolierung durch eine Dämpfungsvorrichtung mit entsprechend
ausgelegten Federn, wie Metallfedern oder Luftfedern, und Dämpfungsmaterialien,
wie Gummi, viskoelastische Materialien oder Dämpfer, erzielt. Die dynamische
Resonanzüberhöhung der
Dämpfungsvorrichtung
pflegt jedoch mit dem Verlustfaktor zu korrelieren. Genauer gesagt,
eine Reduzierung der dynamischen Resonanzüberhöhung für eine Verbesserung des Niederfrequenz-Verhaltens der Dämpfungsvorrichtung
pflegt den Verlustfaktor zu reduzieren, was dazu führt, dass die
Dämpfungsvorrichtung
zu steif ist, und eine geringe Dämpfungseffizienz
bei hohen Frequenzen aufweist. Eine Erhöhung des Verlustfaktors der
Dämpfungsvorrichtung
für eine
Verbesserung des Hochfrequenz- Verhaltens
führt zu
einer Erhöhung
der dynamischen Resonanzüberhöhung, was
wiederum dazu führt,
dass die Dämpfungsvorrichtung
zu weich ist und eine geringe Dämpfungseffizienz
bei niedrigen Frequenzen aufweist. Es wurden gemäß Stand der Technik viele Versuche
unternommen, um Schwingungen durch eine halb-aktive Regelung oder
eine aktive Regelung oder durch Verwendung eines passiven Dämpfers umfassend
einen dynamischen Schwingungsdämpfer
zu unterdrücken.
-
Kürzlich wurde
eine Dämpfungsvorrichtung umfassend
eine magnetische Federeinheit bekannt gegeben. Auch eine Vorrichtung
zu Schwingungsdämpfung,
die eine Federkonstante aufweist, die, durch Verwendung eines Dämpfungselements
wie einer Metallfeder und eines Pufferelements wie einem Gummimaterial,
im Wesentlichen nahe Null beträgt,
wurde bekannt gemacht. Die bekannte Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung pflegt
jedoch hohe Herstellungskosten zu erzeugen und einen komplizierten
Herstellungsvorgang zu verlangen. Es ist daher stark wünschenswert,
eine neue Vorrichtung zur Dämpfung
zu schaffen, welche einfacher herstellbar ist und eine Federkonstante
hat, die in einem bestimmten Verlagerungsbereich im Wesentlichen nahe
Null ist. Eine derartige Vorrichtung würde den Aufbau und die Wartung
einer Aufhängungsbaugruppe,
einer Motoraufhängung
oder ähnlichem
vereinfachen, sowie deren Größe reduzieren.
-
Zusammenfassung
der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die vorher genannten Nachteile
des Stands der Technik zu überwinden,
und es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung
zur Schwingungsdämpfung
unter Nutzung eines Magnetfelds zu schaffen, die einfacher und billiger
herstellbar ist.
-
Der
Erfinder hat die vorliegende Erfindung gemacht, um die vorher genannten
Probleme zu lösen
und festgestellt, dass, wenn eine negative Federkonstante (Elastizitätskonstante)
durch Anziehung eines Magnetfelds erzeugt wird, eine Gesamtfederkonstante
(Gesamtelastizitätskonstante)
innerhalb eines bestimmten Verlagerungsbereichs im Wesentlichen
auf beinah Null gesetzt werden kann, indem ein elastisches Element,
das eine positive Federkonstante (Elastizitätskonstante) mit dem gleichen
Wert wie die negative Federkonstante aufweist, hinzugefügt wird,
was zur Erzielung der vorliegenden Erfindung führte.
-
Um
die vorher genannte Aufgabe gemäß einem
Aspekt der Erfindung zu erfüllen,
wird eine Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung unter Nutzung eines
Magnetfelds geschaffen. Die Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung unter
Nutzung eines Magnetfelds umfasst: ein Bewegungselement, das so
angeordnet ist, um eine Relativbewegung weg von einem und zu auf
einen Magneten durchzuführen,
und das aus einem magnetischen Material ist, das eine Anziehungskraft
zwischen dem Bewegungselement und dem Magneten erzeugt; ein elastisches
Element, welches das Bewegungselement in eine Richtung drängt, in
welcher das Bewegungselement in Kontakt mit dem Magneten kommt;
und ein dämpfendes
Element, das an einer bestimmten Stelle angebracht ist, um zu verhindern,
dass das Bewegungselement in Kontakt mit dem Magneten kommt; wobei
eine Gesamtfederkonstante, die aus einer Kombination der Anziehungskraft
zwischen dem Magneten und dem Bewegungselement mit einer Federkraft
des elastischen Elements erhalten wird, in einem bestimmten Verlagerungsbereich
im Wesentlichen zu Null gesetzt ist.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst das elastische Element eine Metallfeder.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst das dämpfende Element ein Gummistück.
-
Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung
zur Schwingungsdämpfung
unter Nutzung eines Magnetfelds geschaffen. Die Vorrichtung zur
Schwingungsdämpfung
unter Nutzung eines Magnetfelds umfasst:
ein Bewegungselement,
das so angeordnet ist, um eine Relativbewegung weg von einem und
zu auf einen Magneten durchzuführen,
und das aus einem magnetischen Material ist, das eine Anziehungskraft zwischen
dem Bewegungselement und dem Magneten erzeugt; ein elastisches Element,
welches das Bewegungselement in eine Richtung drängt, in welcher das Bewegungselement
in Kontakt mit dem Magneten kommt; ein dämpfendes Element, das an einer
bestimmten Stelle angebracht ist, um zu verhindern, dass das Bewegungselement
in Kontakt mit dem Magneten kommt; und ein Bedienungselement, das
mit dem Bewegungselement verbunden ist und derart angeordnet ist,
dass der Magnet um das Bedienungselement positioniert ist, wobei
das Bedienungselement sich in eine Richtung bewegt, in welcher es
einen magnetischen Fluss durchgequert, der in einer Aussparung des
Magneten mit sich nähernder
und sich entfernender Bewegung des Bewegungselements erzeugt wird,
und aus einem leitenden Material ist, das eine Dämpfungskraft durch elektromagnetisch
induktive Aktivität
erzeugt, wobei eine Gesamtfederkonstante, die aus einer Kombination der
Anziehungskraft zwischen dem Magneten und dem Bewegungselement mit
einer Federkraft des elastischen Elements erhalten wird, in einem
bestimmten Verlagerungsbereich im Wesentlichen zu Null gesetzt ist.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst das elastische Element eine Metallfeder.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst das dämpfende Element ein Gummistück.
-
Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
-
1 ist
eine schematische Querschnittsdarstellung, die eine Vorrichtung
zur Schwingungsdämpfung
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
-
2 ist
eine perspektivische Explosionsdarstellung der Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung;
-
3 ist
eine perspektivische Außenansicht der
Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung
gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung;
-
4 ist
ein Diagramm, welches die Kraft-Verlagerungs-Kennlinie der Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
-
5 ist
eine perspektivische Außenansicht einer
Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung;
-
6 ist
eine Querschnittsdarstellung der Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung;
-
7 ist
eine schematische Querschnittsdarstellung, die eine Vorrichtung
zur Schwingungsdämpfung
gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
-
8 ist
eine perspektivische Explosionsdarstellung der Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung gemäß der dritten
Ausführungsform
der Erfindung;
-
9 ist
eine perspektivische Darstellung zur Erläuterung des Aufbaus des Magneten,
der in der Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung gemäß der dritten Ausführungsform
der Erfindung eingesetzt wird; und
-
10A und 10B Sind
Diagramme zur Erläuterung
der Eigenschaften des in 9 dargestellten Magneten.
-
Ausführliche
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
-
Im
Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen ausführlicher beschrieben. Die 1 bis 3 zeigen
jeweils eine Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung, dabei ist 1 eine schematische Querschnittsansicht, 2 eine
perspektivische Explosionsdarstellung und 3 eine Außenansicht.
-
Diese
Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung 10 umfasst
eine Grundplatte 11 und eine obere Platte 12.
In der Praxis können
die Platten 11 und 12 in Abhängigkeit der Formen der Rahmen,
an welche die Platten angebracht sind, eine Vielzahl an Formen aufweisen.
Beispielsweise kann die Grundplatte 11 mit einem Rahmen
eines Fahrzeugkörpers
oder ähnlichem
verbunden sein und die obere Platte 12 kann mit einem Rahmen
verbunden sein, der eine Traglastmasse oder ähnliches trägt.
-
Ein
beinahe kistenförmiges
Gehäuse 15, umfassend
vier Seitenplatten 13a bis 13d und eine Deckelplatte 14,
ist ortsfest auf der Grundplatte 11 befestigt. In dem Gehäuse 15 sind
Metallfedern (Spiralfedern) 40 und 41, welche
elastische Elemente sind, an der Oberfläche der Grundplatte 11 mit
einem bestimmten Abstand zwischen sich befestigt, so dass sie eine
Federkraft in vertikaler Richtung aufbringen können.
-
Magneten 20 und 21 sind
an dem Gehäuse befestigt.
In dieser Ausführungsform
sind die Magneten 20 und 21 an den Innenflächen eines
sich in den 1 und 2 gegenüberliegenden
Seitenplattenpaares 13a und 13b durch ein ortsfestes
Anbringen von Bügeln 16 und 17 an
den Oberflächen
der Magneten 20 und 21 und durch Verbinden dieser
Bügel 16 und 17 mit
den Seitenplatten 13a und 13b und der Deckelplatte 14 durch
Schrauben 16a und 17a befestigt, wobei ihre magnetisierten
Oberflächen
jeweils in vertikaler Richtung liegen.
-
Beide
Magneten 20 und 21 sind als Permanentmagneten
ausgebildet. Die Magneten 20 und 21 sind so angeordnet,
dass sie ein Bewegungselement 30 anziehen können, welches
zwischen den Metallfedern 40 und 41 und den Magneten 20 und 21 angeordnet
ist. Im einzelnen kann, wenn das Bewegungselement 30 aus
einem ferromagnetischen Material hergestellt ist, jeder Magnetpol
der Magneten 20 und 21, welcher dem Bewegungselement 30 zugewandt ist,
entweder als Nordpol oder als Südpol
ausgebildet sein, und, wenn das Bewegungselement 30 einen Permanentmagneten
umfasst, werden die Magneten 20 und 21 und das
Bewegungselement 30 so angeordnet, dass einander zugewandte
Magnetpole entgegengesetzt sind. Der Raum zwischen den Magneten 20 und 21 hat
eine ausreichende Größe, so dass es
einem Bedienungselement 50, das mit dem Bewegungselement 30 verbunden
ist, möglich
ist, sich vertikal gemäß 1 zu
bewegen, ohne die Magneten 20 und 21 zu berühren.
-
Das
Bewegungselement 30 ist wie oben beschrieben zwischen den
Magneten 20 und 21 und den Metallfedern 40 und 41 angeordnet,
und seine Unterfläche
berührt
ständig
die Metallfedern 40 und 41. Das Bewegungselement 30 muss
aus einem magnetischen Material ausgebildet sein, so dass es durch
die Magneten 20 und 21 angezogen wird. Als magnetisches
Material kann jedes ferromagnetische Material wie Eisen (Fe) oder
Eisenoxid (Ferrit) oder ein Permanentmagnet verwendet werden. Wenn
das ferromagnetische Material oder der Permanentmagnet als Bewegungselement
verwendet werden, so werden die Magnetpole der Magneten 20 und 21 wie oben
beschrieben angeordnet.
-
Eine
untere Endfläche
des plattenförmigen Bedienungselements 50 ist
durch Schrauben in der Nähe
des Zentrums der Oberfläche
des Bewegungselements 30 befestigt. Das Bedienungselement 50 erstreckt
sich nach oben durch ein Durchgangsloch 14a, das an der
das Gehäuse 15 bildenden
Deckelplatte 14 ausgebildet ist, und ist ortsfest an der oberen
Platte 12 befestigt. Wie oben beschrieben ist die obere
Platte l2 beispielsweise an dem Rahmen zur Abstützung einer
Traglastmasse befestigt, und die Grundplatte 11 ist beispielsweise
am Rahmen eines Fahrzeugkörpers
befestigt. Das Bewegungselement 30 wird folglich durch
die obere Platte 12 über
das Bedienungselement 50 abgestützt und wird durch die Federn 40 und 41 in
eine Richtung bewegt, in welcher sich das Bewegungselement 30 den
Magneten 20 und 21 nähert. Die Magneten 20 und 21 werden durch
die Grundplatte 11 über
das Gehäuse 15 abgestützt. Daher
bewegt sich das Bewegungselement relativ in Richtung auf die Magneten 20 und 21 und weg
von diesen aufgrund von Schwingungen und ähnlichem.
-
In
den 1 bis 3 bezeichnen die Bezugszeichen 60 und 61 Gummistücke, die
als Dämpfungselemente
eingesetzt sind. Wenn das Bewegungselement 30 eine Relativbewegung
nach oben durchführt
und sich den Magneten 20 und 21 nähert, dann
verhindern die Gummistücke 60 und 61 einen Kontakt
und verhindern auch einen Aufprall, so dass die Magneten 20 und 21 geschützt werden.
Die als Dämpfungselemente
eingesetzten Gummistücke 60 und 61 können wie
oben beschrieben arbeiten. Im einzelnen müssen die Gummistücke 60 und 61 nur eine
weiter Annäherung
des Bewegungselements 30 und der Magneten 20 und 21 verhindern,
beispielsweise durch Kontaktschluss mit dem Bewegungselement 30 oder
den Magneten 20 und 21 bevor diese direkt aneinander
haften, und ihre Positionen sind somit nicht auf bestimmte Positionen
beschränkt.
In dieser Ausführungsform
sind die Gummistücke 60 und 61 ortsfest
an der Oberfläche
des Bewegungselements 30 angeklebt.
-
Gemäß dieser
Ausführungsform
kann eine negative Federkonstante durch die Anziehungskraft zwischen
den Magneten 20 und 21 und dem Bewegungselement 30 erzeugt
werden, während
das Bewegungselement 30 in Richtung der Magneten 20 und 21 durch
die Metallfedern 40 und 41 bewegt wird. Entsprechend
wird eine positive Federkonstante, welche die Metallfedern 40 und 41 besitzen,
mit der negativen Federkonstante, die durch die Anziehungskraft
erzeugt wird, kombiniert, und als Ergebnis kann die Gesamtfederkonstante
der Kombination innerhalb eines bestimmten Bereichs der Verlagerung im
Wesentlichen zu Null werden. Und zwar kann so eine Kennlinie erhalten
werden, bei welcher die Kraft teilweise bezüglich einer Veränderung
in der Verlagerung beständig
ist. 4 ist ein Diagramm, welches eine Kraft-Verlagerungs-Kennlinie
(Kraft-Weg-Kennlinie) der Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung 10 gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung zur Erläuterung
dieses Punktes darstellt.
-
In
dem Versuch wird in Bezug auf eine Verlagerung eine Kraft gemessen,
die erzeugt wird, wenn das Bewegungselement 30 relativ
nach unten gedrückt
wird, das heißt,
wenn die Gummistücke 60 und 61 in
eine Richtung weg von einer Position, in welcher die Gummistücke die
Magneten 20 und 21 berühren, bewegt und zusammengedrückt werden, während eine
bestimmte Traglastmasse an der oberen Platte 12 angelegt
wird, in anderen Worten, eine Kraft, welche eine Kombination aus
der Anziehungskraft der Magneten 20 und 21 und
der Federkraft der Metallfedern 40 und 41 ist,
wird bezüglich
einer Verlagerung gemessen. Eisen (Fe) wird als Bewegungselement 30 verwendet
und eine Kupferplatte wird als Bedienungselement 50 verwendet.
In 4 zeigt eine Verlagerung von „0" mm eine Position an, in welcher die
Gummistücke 60 und 61 gerade
von dem Bewegungselement 30 getrennt sind.
-
In 4 zeigt „Magnet
+ Feder + Gummi", dargestellt
durch eine dicke, durchgezogenen Linie, die Kennlinie der Vorrichtung
zur Schwingungsdämpfung 10 gemäß der ersten
Ausführungsform, „Gummi", dargestellt durch
eine Strich-Punkt-Linie,
zeigt die Kennlinie allein der Gummistücke 60 und 61, „Magnet
+ Feder", dargestellt
durch eine mitteldicke, durchgezogene Linie, zeigt die Kennlinie
einer Kombination der Anziehungskraft der Magneten 20 und 21 und
der Federkraft der Metallfedern 40 und 41, in welcher
die Federkraft der Gummistücke 60 und 61 als
Dämpfungselemente
ausgenommen ist, „Feder", dargestellt durch
eine gestrichelte Linie, zeigt die Kennlinie alleine der Metallfedern 40 und 41 und „Magnet", dargestellt durch
eine dünne,
durchgezogene Linie zeigt die Kennlinie allein der Anziehungskraft zwischen
den Magneten 20 und 21 und dem Bewegungselement 30.
-
Betreffend
die gesamte Kennlinie der Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung 10 gemäß der ersten
Ausführungsform,
dargestellt durch die durchgezogene Linie, ist es offensichtlich
aus 4, dass sie in dem Bereich einer Verlagerung bis
auf 0 mm eine positive Federkonstante aufweist, welche diagonal
nach rechts anwächst,
da die Federkraft der Gummistücke 60 und 61 mit
der Anziehungskraft zwischen den Magneten 20 und 21 und
dem Bewegungselement 30 und der Federkraft der Metallfedern 40 und 41 kombiniert
wird. In dem Bereich einer Verlagerung zwischen in etwa 0 mm und
in etwa 3 mm weist die Federkonstante in etwa Null mit einer leichten
Steigung auf. Die Federkonstante ändert sich somit nichtlinear.
Das liegt daran, dass die Anziehungskraft zwischen den Magneten 20 und 21 und dem
Bewegungselement 30, dargestellt durch die dünne, durchgezogene
Linie, eine negative Federkonstante aufweist, die diagonal nach
rechts abnimmt, während
die Federkraft der Metallfedern 40 und 41 eine
positive Federkonstante aufweist, die diagonal nach rechts ansteigt,
wie durch die gestrichelte Linie dargestellt, und als Folge die
Gesamtfederkonstante der Kombination der Federkonstanten in einem
Bereich, in dem die Federkonstanten sich nur in dem Plus- und Minuszeichen
unterscheiden, aber im Wesentlichen die gleiche Steigung haben,
im Wesentlichen Null ist.
-
Die
in den 1 bis 3 dargestellte Vorrichtung zur
Schwingungsdämpfung
ist selbstverständlich
nur ein Beispiel. Obwohl zwei Magneten 20 und 21 in
dem beschriebenen Ausführungsbeispiel verwendet
werden, können
die Magneten auf jede Art und Weise angeordnet werden, solange der
Raum sichergestellt wird, durch den das Bedienungselement 50 verläuft, das
heißt,
die Magneten werden um das Bedienungselement 50 angeordnet.
Beispielsweise kann ein zylinderförmiger oder ein rechteckiger
prismenförmiger
Magnet verwendet werden. In diesem Fall weist das Bedienungselement
ebenfalls eine Zylinderform oder eine rechteckige Prismenform auf,
so dass es durch den hohlen Bereich des zylinderförmigen oder
rechteckigen prismenförmigen
Magneten passt.
-
Wenn
das Bedienungselement 50 aus einem leitfähigen Material
wie Kupfer, Aluminium oder ähnlichem
hergestellt wird, so wird als Ergebnis davon, dass die Magneten 20 und 21 um
das Bedienungselement 50 angeordnet sind, das Bedienungselement 50 durch
den Raum zwischen den Magneten 20 und 21 bewegt
wird und ein Magnetfeld durchquert, das in dem Raum erzeugt wird,
eine elektromotorische Kraft aufgrund elektromagnetischer Induktion
erzeugt.
-
Entsprechend
wirkt im Fall des vorher beschriebenen Aufbaus die induzierte elektromotorische
Kraft, die durch die elektromagnetische Induktion erzeugt wird,
als Dämpfungskraft,
was zu einem Anstieg der Dämpfungseigenschaften
führt.
-
5 und 6 zeigen
jeweils eine Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung gemäß einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Es sei angemerkt, dass Bauteile, welche
durch die gleichen Bezugszeichen und Symbole gekennzeichnet sind,
wie bei der in den 1 bis 3 dargestellten Vorrichtung
zur Schwingungsdämpfung 10 gemäß. der ersten
Ausführungsform
der Erfindung, auch die gleiche Funktion haben.
-
Im
einzelnen ist die zweite Ausführungsform gleich
der ersten Ausführungsform
indem die Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung 10 ein elastisches Element,
das aus einer durch die Grundplatte 11 abgestützten Metallfeder 40 gebildet wird,
Magneten 20 und 21, die an dem Gehäuse 15 befestigt
und mit einem bestimmten Abstand zwischen sich angeordnet sind,
ein Bedienungselement 50, das vertikal relativ zu den Magneten 20 und 21 in
dem Raum zwischen den Magneten 20 und 21 bewegbar
ist, und ein Bewegungselement 30, das an dem unteren Ende
des Bedienungselements 50 zwischen den Magneten 20 und 21 und
der Metallfeder 40 angebracht ist und das durch die Metallfeder 40 in
eine Richtung bewegt wird, in welcher sich das Bewegungselement
den Magneten 20 und 21 nähert, umfasst.
-
Die
zweite Ausführungsform
unterscheidet sich jedoch von der ersten Ausführungsform in dem folgenden
Punkt. Die als Dämpfungselemente
an dem Bewegungselement 30 angebrachten Gummistücke 60 und 61 sind
in der ersten Ausführungsform so
angebracht, dass sie die Unterflächen
der Magneten 20 und 21 berühren, wohingegen bei der zweiten Ausführungsform
das Bewegungselement 30 so dimensioniert ist, dass der äußere Umfangsrandbereich
außerhalb
der Magneten 20 und 21 liegt, und die Gummistücke 60 und 61 sind
an dem äußeren Umfangsrandbereich
des Bewegungselements 30 angebracht. Dadurch können die
Oberflächen
der Gummistücke 60 und 61 die
Innenfläche
der Deckelplatte 14 des Gehäuses 15 in einem Bereich
um die Magneten 20 und 21 berühren.
-
Wie
oben beschrieben haben die als Dämpfungselemente
vorgesehenen Gummistücke 60 und 61 lediglich
die Aufgabe, den Kontakt zwischen dem Bewegungselement 30 und
den Magneten 20 und 21 zu verhindern, und weiter
eine Kollision zu verhindern, um dadurch die Magneten 20 und 21 zu
schützen,
ihre Anordnung ist daher nicht auf spezielle Positionen begrenzt.
Die zweite Ausführungsform
zeigt ein Beispiel der Varianten betreffen die Position. Im Übrigen hat
die Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung 10 gemäß der zweiten
Ausführungsform
die gleichen Kennlinien gemäß 4 wie
die erste Ausführungsform.
Insbesondere hat die Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung 10 ebenfalls
eine Federkonstante, die in einem bestimmten Verlagerungsbereich im
Wesentlichen Null beträgt.
-
7 bis 9 zeigen
eine Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Das dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet
sich von den vorangegangenen Beispielen darin, dass das Gehäuse 15 eine
zylindrische Form aufweist, die Grundplatte 11, die obere
Platte 12 und das Bewegungselement 30 jeweils
eine Scheibenform aufweisen und die gesamte Vorrichtung eine zylindrische Form
hat, was zeigt, dass die Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung in
der Praxis mit verschiedenen Formen gemäß den Beschränkungen
des Einbauraums hergestellt werden kann. Wie in 9 dargestellt,
wird ein ringförmiger
Magnet als Magnet 25 verwendet, und ein zylindrisches Gummistück 62 ist als
Dämpfungselement
an dem inneren Umfang des Magneten 25 angebracht. Die Ausführungsform
unterscheidet sich von den vorangegangenen Ausführungsformen auch darin, dass
das Gummistück 62 nicht
an dem Bewegungselement 30, sondern an dem Bügel 16 angebracht
ist, der so angeordnet ist, dass er das obere Ende der Öffnung des
Gehäuses 15 schließt. Es muss
nicht gesagt werden, dass das Gummistück 62 eine Länge aufweist,
durch welche es sich in 7 nach unten durch den inneren
Umfang des Magneten so erstrecken kann, dass es verhindert, dass
das Bewegungselement 30 in Kontakt mit den Magneten 20 und 21 kommt,
selbst wenn das Bewegungselement 30 durch die als elastisches
Element wirkende Metallfeder 40 nach oben bewegt wird.
In diesem Punkt ist die Ausführungsform
gleich den vorher beschriebenen Ausführungsformen.
-
Der
in dieser Ausführungsform
verwendete Magnet 25 ist aus einem mehrpoligen Magneten
hergestellt, bei dem eine Mehrzahl an magnetischen Polen so angeordnet
sind, dass sie einen Ring wie in 9 dargestellt
bilden. Vier große
Magnetstücke 25a bis 25d,
wovon jedes eine Bogenform hat, sind so angeordnet, dass aneinander
angrenzende Magnetpole sich unterscheiden, und schmale Magnetstücke 25e bis 25h sind
so angeordnet, dass ihre Magnetpole, die an entsprechende große Magnetstücke 25a bis 25d angrenzen,
gleich denen der großen
Magnetstücke
sind. Wie schematisch in 10B dargestellt,
steigt der Magnetfluss von einem Pol zu dem angrenzenden, davon
unterschiedlichen Pol, wenn der Magnet 25 einfach in vier
Teile unterteilt wird, so dass der Magnetfluss, der als Anziehungskraft
für das
Bewegungselement 30 wirkt, das heißt der weitreichende Magnetfluss
zu dem Bewegungselement 30, abnimmt. Dank des vorher beschriebenen
Aufbaus dieser Ausführungsform,
fließt
dagegen, wie in 10A schematisch dargestellt,
der Magnetfluss; beispielsweise von einem Nordpol des großen Magnetstücks 25a oder 25c zu
dem Südpol
des angrenzenden großen
Magnetstücks 25b oder 25d,
entlang der Außenseite
des Magnetflusses, der zwischen dem Nordpol und dem Südpol des
kleineren Magnetstücks 25e oder 25g zwischen
zwei großen
Magnetstücken
erzeugt wird, so dass Magnetfelder der großen Magnetstücke 25a bis 25d effizient
in Richtung des Bewegungselements 30 wirken können. Demgemäss ist es
bei Verwendung eines mehrpoligen Magneten wünschenswert, dass ein kleines
Magnetstück zwischen
großen
Magnetstücken
angeordnet wird, wie bei dem Magneten 25 dieser Ausführungsform.
-
Eine
Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung unter
Nutzung eines Magnetfelds gemäß der vorliegenden
Erfindung ist gekennzeichnet, dadurch dass es ein Bewegungselement,
das angeordnet ist, um eine Relativbewegung weg von einem und zu
auf einen Magneten durchzuführen,
und das aus einem magnetischen Material ausgebildet ist, das eine
Anziehungskraft zwischen dem Bewegungselement und dem Magneten erzeugt,
ein elastisches Element, welches das Bewegungselement in eine Richtung drängt, in
welcher das Bewegungselement in Kontakt mit dem Magneten kommt,
und ein dämpfendes
Element, das an einer bestimmten Stelle angebracht ist, um zu verhindern,
dass das Bewegungselement in Kontakt mit dem Magneten kommt, umfasst,
wobei eine Gesamtfederkonstante, die aus einer Kombination der Anziehungskraft
zwischen dem Magneten und dem Bewegungselement mit einer Federkraft des
elastischen Elements erhalten wird, in einem bestimmten Verlagerungsbereich
im Wesentlichen zu Null gesetzt ist. Insbesondere kann durch Erzeugen einer
negativen Federkonstante durch Verwendung eines anziehenden Magnetfelds
und durch Hinzufügen
eines elastischen Elements, das eine positive Federkonstante mit
dem gleichen Betrag wie die negative Federkonstante aufweist, durch
eine sehr einfache Konfiguration eine Gesamtfederkonstante innerhalb
eines bestimmten Verlagerungsbereichs festgesetzt werden, die im
Wesentlichen Null beträgt.
-
Entsprechend
wird durch die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung geschaffen,
die einfacher und billiger herstellbar ist als gewöhnliche
Vorrichtungen zur Schwingungsdämpfung
unter Nutzung eines Magnetfelds, und die Verwendung dieser Vorrichtung
in einer Aufhängungsbaugruppe,
einer Motoranbringung oder ähnlichem
kann den gesamten Rufbau vereinfachen, die Größe reduzieren und die Wartung
der Aufhängungsbaugruppe,
der Motoranbringung oder ähnlichem vereinfachen.
-
Obwohl
bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung mit einer bestimmten Ausführlichkeit und Genauigkeit
mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben wurden, sind offensichtliche Änderungen und
Varianten in Hinblick auf die obigen Lehren möglich. Die Reichweite der Erfindung
wird durch die hieran anschließenden
Ansprüche
bestimmt.