DE102020201795A1

DE102020201795A1 - Drehstab

Info

Publication number: DE102020201795A1
Application number: DE102020201795.6A
Authority: DE
Inventors: Yuho ITO; Toshio Inoue
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2019-02-15
Filing date: 2020-02-13
Publication date: 2020-08-20
Also published as: CN111577821B; US11180015B2; JP2020133698A; US20200262286A1; CN111577821A

Abstract

Bereitgestellt ist ein Drehstab (1, 101, 202, 301), welcher dazu eingerichtet ist, zwischen einem Fahrzeugkörper (2) und einem Motor (3) verbunden zu sein, um eine Bewegung des Motors relativ zu dem Fahrzeugkörper zu begrenzen. Der Drehstab umfasst einen Stab-Hauptkörper (11, 211, 307) und eine Hülsenanordnung, welche an einem Ende (14) des Stab-Hauptkörpers bereitgestellt ist. Die Hülsenanordnung umfasst eine Montageklammer (21, 203, 303), welche dazu eingerichtet ist, an dem Fahrzeugkörper oder dem Motor über einen Bolzen (22) angebracht zu sein, welcher dort in einer axialen Richtung hindurchtritt, ein magneto-elastisches Element (31, 204, 322), welches aus einem magneto-elastischen Material hergestellt ist, welches zwischen dem einen Ende des Stab-Hauptkörpers und der Montageklammer axial eingefügt ist, und eine Spule (32, 205, 323), welche dazu eingerichtet ist, einen magnetischen Fluss auf das magneto-elastische Element anzuwenden.

Description

Technisches Feld
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehstab, welcher dazu eingerichtet ist, zwischen einem Fahrzeugkörper und einem Motor verbunden zu sein, um eine Bewegung des Motors relativ zu dem Fahrzeugkörper zu begrenzen.
Stand der Technik
In modernen Fahrzeugen, welche üblicherweise mit einem transversal montierten Motor ausgerüstet sind, ist es übliche Praxis, den Motor mit einem Paar von Motoranbindungen und einem Drehstab zu haltern. Insbesondere sind die beiden Motoranbringungen, welche einen großen Teil der Abwärtsbelastung des Motors haltern, an der Haupt-Trägheitssachse positioniert und die Rollbewegung des Motors um die Rollachse (die Haupt-Trägheitsachse), welche primär durch das Antriebsmoment des Motors hervorgerufen wird, wird durch den Drehstab begrenzt. Diese Motor-Halterung-Struktur ist in einer Struktur einfach und im Gewicht leicht, so dass die Brennstoff-Ökonomie des Fahrzeugs verbessert werden kann.
Der Drehstab überträgt Vibrationen des Motors an den Fahrzeugkörper und dies kann einen Anstieg an Geräuschen und Vibrationen in dem Fahrzeug-Abteil hervorrufen. Daher ist es gewünscht, Geräusche und Vibrationen zu hindern, durch den Drehstab übertragen zu werden. Als eine Technologie, welche darauf abzielt, die Vibrationen und Geräusche zu reduzieren, welche durch den Drehstab übertragen werden, wurde es vorgeschlagen, einen dynamischen Dämpfer an dem Drehstab bereitzustellen, so dass die Vibrationen, welche von dem Motor an den Fahrzeugkörper über den Drehstab übertragen werden, reduziert werden können. Siehe zum Beispiel JP 2016-044717A , JP 2016-016764A und JP 2015-121254A .
Der Drehstab wird daher benötigt, um bevorzugte Geräusch- und Vibrationseigenschaften bereitzustellen, aber es ist auch möglich, die Einflüsse auf die Steifigkeit des Drehstabs auf die Handhabung und die Fahrtstabilität des Fahrzeugs zu beachten. Wenn die Steifigkeit des Drehstabs hoch ist, wird die Bewegung des Motors effektiv begrenzt, so dass die Fahrzeug-Handhabung (die Fahrtstabilität) verbessert werden kann. Jedoch kann die Geräusch- und Vibrationsleistung beeinträchtigt werden. Wenn die Steifigkeit des Drehstabs gering ist, kann die Übertragung von Vibrationen von dem Motor an den Fahrzeugkörper über den Drehstab reduziert werden, so dass die Geräusch- und Vibrationsleistung des Drehstabs verbessert werden kann. Jedoch kann die Handhabung des Fahrzeugs beeinträchtigt werden.
Daher weist der Drehstab zueinander widersprüchliche Anforderungen auf und es hat einen Wunsch gegeben, die Leistung des Drehstabs in sowohl der Geräusch- und Vibrationsleistung als auch der Fahrzeug-Handhabung zu optimieren.
Die vorangehenden Vorschläge, welche oben erwähnt worden sind, sind im Wesentlichen darauf gerichtet, die Vibrationen zu reduzieren, welche durch den Drehstab unter Verwendung von dynamischen Dämpfern und anderen Mitteln übertragen werden, und sind nicht dazu eingerichtet, die Handhabung des Fahrzeugs zu verbessern.
Zusammenfassung der Erfindung
Im Hinblick auf ein derartiges Problem des Stands der Technik, ist es eine primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Drehstab bereitzustellen, welcher eine Steifigkeit aufweist, welche abhängig von der Betriebsbedingung des Fahrzeugs variabel ist, so dass die Fahrzeug-Handhabung und die Vibration- und Geräuscheigenschaft zur gleichen Zeit optimiert werden können.
Um eine derartige Aufgabe zu erreichen, stellt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Drehstab (1, 101, 202, 301) bereit, welcher dazu eingerichtet ist, zwischen einem Fahrzeugkörper (2) und einem Motor (3) verbunden zu sein, um eine Bewegung des Motors relativ zu dem Fahrzeugkörper zu begrenzen, umfassend: einen Stab-Hauptkörper (11, 211, 307); und eine Hülsenanordnung (17, 217, 317), welche an einem Ende (14) des Stab-Hauptkörpers bereitgestellt ist; wobei die Hülsenanordnung eine Montageklammer (21, 203, 303), welche dazu eingerichtet ist, an dem Fahrzeugkörper oder dem Motor über einen Bolzen (22) angebracht zu sein, welcher dort in einer axialen Richtung hindurchtritt, ein magneto-elastisches Element (31, 204, 322), welches aus einem magneto-elastischen Material hergestellt ist, welches zwischen dem einen Ende des Stab-Hauptkörpers und der Montageklammer axial eingefügt ist, und eine Spule (32, 205, 323) umfasst, welche dazu eingerichtet ist, einen magnetischen Fluss auf das magneto-elastische Element anzuwenden.
Dadurch kann die Steifigkeit des Drehstabs gemäß der Betriebsbedingung des Fahrzeugs durch Einstellen des elektrischen Stroms, welcher an die Spule geliefert wird, gesteuert werden. Daher, wenn die Fahrzeug-Handhabung (Fahrtstabilität etc.) gewünscht ist, verbessert zu werden, wird die Steifigkeit des Drehstabs gesteigert. Auf der anderen Seite, wenn die Vibrationen, welche von dem Motor an den Fahrzeugkörper über den Drehstab übertragen werden, gewünscht sind, reduziert zu werden, wird die Steifigkeit des Drehstabs vermindert. Dadurch kann sowohl die Fahrzeug-Handhabung als auch die Vibration-Geräusch-Leistung zur gleichen Zeit verbessert werden.
Vorzugsweise umfasst die Montageklammer ein inneres röhrenförmiges Element (25, 206, 331), welches den Bolzen aufweist, welcher axial dort hindurchtritt, und ein Paar von Flanschen (26, 207, 332), welche an jedem axialen Ende des inneren röhrenförmigen Elements bereitgestellt sind, und das eine Ende des Stab-Hauptkörpers mit einem äußeren ringförmigen Abschnitt (16, 212, 308) bereitgestellt ist, welcher den Bolzen aufweist, welcher axial dort hindurchtritt, wobei das magneto-elastische Element axial zwischen dem äußeren ringförmigen Abschnitt und den Flanschen eingefügt ist. Vorzugsweise sind das innere röhrenförmige Element, die Flansche und der äußere ringförmige Abschnitt aus einem magnetisch hoch-permeablen Material hergestellt, und die Spule um das innere röhrenförmige Element gewickelt ist.
Der magnetische Fluss, welcher von der Spule erzeugt wird, wird durch das innere röhrenförmige Element und die Flansche der Anbringungsklammer geleitet, so dass der magnetische Fluss, welcher von der Spule erzeugt wird, effizient durch das magneto-elastische Element hindurchtreten kann.
Vorzugsweise weist das magneto-elastische Element eine hohle zylindrische Form auf und ist dazu eingerichtet, eine elastische Eigenschaft in Bezug auf eine Scherdeformation davon in einer transversalen Richtung in Abhängigkeit eines magnetischen Flusses zu ändern, welcher durch das magneto-elastische Element axial hindurchtritt.
Dadurch kann die Steifigkeit des Drehstabs effektiv durch die bevorzugten elastischen Scher-Deformation-Charakteristiken des magneto-elastischen Materials gesteuert werden.
Vorzugsweise umfasst das magneto-elastische Element eine Mehrzahl von Schichten des magneto-elastischen Materials und ringförmige Scheiben (33), welche aus einem magnetisch hoch-permeablen Material hergestellt sind, welche zwischen den Schichten des magneto-elastischen Materials eingefügt sind. Insbesondere kann das magneto-elastische Material im Wesentlichen aus einem magneto-elastischen Elastomer hergestellt sein.
Durch dieses Bilden des magneto-elastischen Elements durch Verschachteln des magneto-elastischen Materials mit den ringförmigen Scheiben, welche aus einem Material mit einer hohen magnetischen Permeabilität hergestellt sind, wird dem magneto-elastischen Element erlaubt, der Scher-Deformation in einer stabilen Weise unterzogen zu werden und die Dämpfung des magnetischen Flusses, welcher durch das magneto-elastische Element hindurchtritt, kann minimiert werden.
Vorzugsweise umfasst der Drehstab ferner ein Element mit einem konstanten E-Modul (102), welches radial zwischen dem äußeren ringförmigen Abschnitt und dem inneren röhrenförmigen Element oder zwischen dem äußeren ringförmigen Abschnitt und der Spule eingefügt ist.
Durch dieses Kombinieren des magneto-elastischen Elements und des Elements mit konstantem E-Modul, kann die Steifigkeit des Drehstabs in einer optimalen Weise gesteuert werden.
Vorzugsweise umfasst der Drehstab ferner ein Paar von Elementen mit konstanten E-Modulen (231), welche axial zwischen dem äußeren ringförmigen Abschnitt (206) und den entsprechenden Flanschen (207) der Montageklammer (202) eingefügt sind und an jeder Seite einer axialen Mittellinie in Längenrichtung des Stab-Hauptkörpers (211) angeordnet sind, und wobei das magneto-elastische Element ein Paar von magneto-elastischen Elementen (204) umfasst, welche entlang der axialen Mittellinie in Längenrichtung des Stab-Hauptkörpers positioniert sind, um sich mit den Elementen mit konstanten E-Modulen umfänglich abzuwechseln..
Durch dieses Kombinieren des magneto-elastischen Elements und des Elements mit konstantem E-Modul kann die Steifigkeit des Drehstabs in einer besonders optimalen Weise gesteuert werden.
Vorzugsweise umfasst der Drehstab ferner ein Element mit konstantem E-Modul (304), welches radial zwischen dem äußeren ringförmigen Abschnitt und dem inneren röhrenförmigen Element eingefügt ist, und wobei das magneto-elastische Element ein Paar von magneto-elastischen Elementen (322) umfasst, welche jeweils zwischen einer entsprechenden einer axialen Endfläche des äußeren ringförmigen Abschnitts und einer entgegengesetzten axialen Endfläche des entsprechenden Flanschs der Montageklammer eingefügt sind.
Durch dieses Kombinieren des magneto-elastischen Elements und des Elements mit konstantem E-Modul kann die Steifigkeit des Drehstabs in einer besonders optimalen Weise gesteuert werden.
Die vorliegende Erfindung stellt daher einen Drehstab bereit, welcher eine Steifigkeit aufweist, welche abhängig von dem Betriebszustand des Fahrzeugs variabel ist, so dass die Fahrzeug-Handhabung und die Vibrationen- und Geräuscheigenschaft zu der gleichen Zeit optimiert werden können.
Figurenliste

1 ist eine Draufsicht, welche einen Montagezustand eines Drehstabs gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine Seitenansicht, welche den Montagezustand des Drehstabs zeigt;
3 ist ein Graph, welcher die gewünschten Beziehungen zwischen der Verlagerung und der Last einer Hülse des Drehstabs zeigt;
4 ist eine Schnittansicht des Drehstabs;
5A ist ein Graph, welcher die Beziehung zwischen dem Kabinen-Geräusch und der Motor-Rotationsgeschwindigkeit zeigt, wenn das magneto-elastische Element in einem Zustand einer hohen Steifigkeit und einem Zustand einer geringen Steifigkeit ist;
5B ist ein Graph, welcher eine Beziehung zwischen der Lenk-Vibration und der Motor-Rotationsgeschwindigkeit zeigt, wenn das magneto-elastische Element in einem Zustand mit einer hohen Steifigkeit und einem Zustand mit einer geringen Steifigkeit ist;
6 ist eine Schnittansicht eines Drehstabs gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7A ist eine Schnittansicht eines Drehstabs gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche entlang einer Ebene genommen worden ist, welche die Längsachse des Drehstabs und die Achse einer Anbringungsklammer enthält;
7B ist eine Schnittansicht, welche entlang der Linie B-B in 7A genommen worden ist;
7C ist eine Schnittansicht, welche entlang der Linie C-C in 7B genommen worden ist;
8A ist eine Schnittansicht eines Drehstabs gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche gemäß einer Ebene genommen worden ist, welche die Längsachse des Drehstabs und die Achse einer Anbringungsklammer enthält; und
8B ist eine Schnittansicht, welche entlang einer Ebene orthogonal zu der Achse der Anbringungsklammer genommen worden ist.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform(en)
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden in dem Folgenden mit Bezug auf die angefügten Zeichnungen beschrieben werden.
Figurenliste

1 ist eine Aufsicht, welche einen Montagezustand eines Drehstabs 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt und
2 ist eine Seitenansicht, welche den Montagezustand des Drehstabs 1 zeigt.

Wie gezeigt in 1, ist ein Motor 3 transversal in einem vorderen Teil eines Fahrzeugkörpers 2 eines Fahrzeugs montiert und ein Getriebe 4 ist integral mit dem Motor 3 bereitgestellt. Der Motor 3 und das Getriebe 4 bilden gemeinsam eine Leistungseinheit 5 des Fahrzeugs. Die Leistungseinheit 5 ist durch den Fahrzeugkörper 2 über zwei Motoranbringungen 6 und 7 (Seiten-Anbringung und Getriebe-Anbringung) und einen Drehstab 1 gehaltert.
Die beiden Motoranbringungen 6 und 7 haltern die Hauptlast (das Gewicht) der Leistungseinheit 5 und sind an der Haupt-Trägheitsachse A der Leistungseinheit 5 angebracht. Zusätzlich ist, wie in 2 gezeigt, ein Drehstab 1 an dem Motor 3 an einem Ende davon und mit einem Unterrahmen 8 (dem Fahrzeugkörper 2) an dem anderen Ende davon verbunden. Der Drehstab 1 begrenzt die Rollbewegung B der Leistungseinheit 5 um die Rollachse oder die Haupt-Trägheitsachse A der Leistungseinheit 5, welche durch das Ausgabe-Moment des Motors 3 hervorgerufen wird.
Die Eigenschaften, welche von dem Drehstab 1 erforderlich sind, werden in den Folgenden beschrieben. 3 zeigt die gewünschten Beziehungen zwischen der Verlagerung und der Last einer Hülse des Drehstabs 1. Die Abszisse des Graphen stellt die Verlagerung (Rollbewegung) des Motors 3 dar, welcher durch den Drehstab 1 elastisch gehaltert ist, und die Ordinate stellt die Last dar, welche auf den Drehstab 1 in der axialen Richtung wirkt.
In der Motor-Halterung-Struktur, welche in 1 gezeigt ist, wenn ein Antriebsmoment (statisches Moment) durch den Motor 3 während einer Beschleunigung oder Verzögerung erzeugt wird, schwingt der Motor 3 oder durchläuft eine Rollbewegung um die Rollachse (Haupt-Trägheitsachse A), geschuldet diesem Antriebsmoment. Wenn das Antriebsmoment ansteigt, steigt die Verlagerung des Motors 3 an, wodurch möglicherweise eine Interferenz mit dem Fahrzeugkörper 2 oder einer Hilfs-Ausrüstung hervorgerufen wird, so dass die Haltbarkeit des Motors reduziert werden kann. Zusätzlich werden, beim Lenken des Fahrzeugs, Vibrationen um die Rollachse (Haupt-Trägheitsachse A) in dem Motor 3 auf Grund der Vibrationen, welche von der Straßenfläche eingegeben werden, oder der Vibrationen erzeugt, welche durch die Trägheitskraft des Motors 3 hervorgerufen werden, so dass die Handhabung-Charakteristiken des Fahrzeugs beeinträchtigt werden können.
Derweil, wenn der Motor 3 im Leerlauf ist oder bei einer geringen Geschwindigkeit rotiert, werden Momenten-Fluktuationen (dynamisches Moment) auf Grund von Verbrennung-Fluktuationen des Motors 3 erzeugt, und dies ruft wiederum die Vibration des Motors 3 um die Rollachse (Haupt-Trägheitsachse A) hervor, erzeugt zu werden. Diese Vibration wird von dem Motor 3 an den Fahrzeugkörper 2 über den Drehstab 1 übertragen, wodurch Vibration und Geräusch in der Kabine des Fahrzeugs erzeugt werden.
Hier, wenn die Steifigkeit des Drehstabs 1 hoch ist, kann die Rollbewegung des Motors 3 unterdrückt werden, so dass die Momenten-Reaktion des Motors 3 verbessert werden kann und die Fahrzeug-Handhabung (die Fahrtstabilität etc.) des Fahrzeugs kann verbessert werden. Auf der anderen Seite, da die Vibration, welche von dem Motor 3 an den Fahrzeugkörper 2 über den Drehstab 1 übertragen wird, nicht ausreichend unterdrückt werden kann, kann die Vibration- und Geräuschleistung des Fahrzeugs beeinträchtigt werden.
Wenn die Steifigkeit des Drehstabs 1 gering ist, kann die Vibration, welche von dem Motor 3 an den Fahrzeugkörper 2 über den Drehstab 1 übertragen wird, effektiv unterdrückt werden, so dass die Vibration- und Geräuschleistung des Fahrzeugs verbessert werden kann. Jedoch kann die Momenten-Reaktion des Motors 3 beeinträchtigt werden und die Rollbewegung des Motors 3 kann nicht ausreichend unterdrückt werden, so dass die Handhabung des Fahrzeugs beeinträchtigt werden kann. Daher bestehen widersprüchliche Anforderungen beim Verbessern der Vibration- und Geräuschleistung und der Handhabung des Fahrzeugs zu der gleichen Zeit.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, um dieses Problem zu beheben, ist der Drehstab 1 derart eingerichtet, dass die Steifigkeit des Drehstabs 1, insbesondere die Steifigkeit der Hülsenanordnung davon, in Abhängigkeit von dem Fahrtzustand des Fahrzeugs gesteuert werden kann. Dadurch können die Vibration- und Geräuschleistung und die Handhabung des Fahrzeugs verbessert werden.
Der Drehstab 1 kann mit einem Anschlagselement bereitgestellt sein, welches die Verlagerung des Motors 3 relativ zu dem Fahrzeugkörper 2 elastisch begrenzt, wenn die Verlagerung des Motors 3 größer ist als ein vorgeschriebener Wert. In diesem Fall kann es eingerichtet sein, dass ein elastisches Element mit geringer Steifigkeit zu der Steifigkeit des Drehstabs 1 beiträgt, wenn die Verlagerung klein ist (linearer Federbereich), und ein elastisches Element mit hoher Steifigkeit (üblicherweise mit dem elastischen Element mit geringer Steifigkeit verbunden) trägt zu der Steifigkeit des Drehstabs 1 bei, wenn eine Verlagerung groß ist (Verlagerung-Begrenzung-Bereich).
4 ist eine Querschnittsansicht des Drehstabs 1 gemäß der ersten Ausführungsform.
Der Drehstab 1 umfasst einen Stab-Hauptkörper 11, welcher in dieser Ausführungsform aus einem Fahrzeugkörper-seitigen Stab-Körper 12 und einem Motor-seitigen Stab-Körper 13 besteht. Der Fahrzeugkörper-seitige Stab-Körper 12 ist mit einem Endabschnitt mit großem Durchmesser 14 bereitgestellt, welcher an einem Unterrahmen 8 des Fahrzeugkörpers angebracht ist. Der Motor-seitige Stab-Körper 13 ist mit einem Endabschnitt mit einem kleinen Durchmesser 15 bereitgestellt, welcher an dem Motor 3 angebracht ist. Der Stab-Hauptkörper 11 besteht aus zwei Stücken, aber kann auch aus einem einstückigen Element bestehen.
Der Fahrzeugkörper-seitige Stab-Körper 12 ist aus einem magnetischen Material oder einem Material mit einer hohen magnetischen Permeabilität hergestellt, wie beispielsweise ein Eisen-basiertes Material. Der Endabschnitt mit großem Durchmesser 14 des Fahrzeugkörper-seitigen Stab-Körpers 12 ist mit einem äußeren ringförmigen Abschnitt 16 bereitgestellt, welcher eine kreisförmige Öffnung definiert.
Der Endabschnitt mit großem Durchmesser 14 ist mit einem Unterrahmen 18 über eine Hülsenanordnung 17 verbunden. Die Hülsenanordnung 17 umfasst eine Anbringungsklammer 21, welche aus einem inneren zylindrischen Abschnitt 25 und einem Paar von Flanschen 26 besteht, welche sich von jedem axialen Ende davon radial nach außen erstrecken. Der Endabschnitt mit großem Durchmesser 14, insbesondere der äußere ringförmige Abschnitt 16 davon, ist koaxial zu dem inneren zylindrischen Abschnitt 25 angeordnet und ist zwischen den beiden Flanschen 26 der Hülsenanordnung 17 eingefügt. Ein zylindrisches magneto-elastisches Element 31 ist zwischen dem äußeren ringförmigen Abschnitt 16 und den Flanschen 26 eingefügt. Insbesondere besteht das magneto-elastische Element 31 aus zwei Teilen, welche jeweils axial zwischen der entsprechenden axialen Endfläche des äußeren ringförmigen Abschnitts 16 und der entgegengesetzten Endfläche des entsprechenden Flanschs 26 eingefügt sind.
Die Hülsenanordnung 17 ist zwischen einem Paar von Plattenelementen des Unterrahmens 8 platziert und ein Bolzen 22 ist durch Öffnungen in dem Unterrahmen 8 und die innere Bohrung des inneren zylindrischen Abschnitts 25 hindurch geführt. Eine Mutter 23 ist auf den Bolzen 22 geschraubt, um die Hülsenanordnung sitzen zwischen den Plattenelementen des Unterrahmens 8 fest zu sichern.
Der innere zylindrische Abschnitt 25 und die Flansche 26 sind aus einem Material mit einer hohen magnetischen Permeabilität hergestellt, wie beispielsweise einem Eisen-basierten Material. Ein Kragenelement 28, welches aus einem Material mit einer geringen magnetischen Permeabilität hergestellt ist, wie beispielsweise Aluminium, ist zwischen jedem axialen Ende des inneren zylindrischen Abschnitts 25 und dem entgegengesetzten Plattenelement des Unterrahmens 8 eingefügt. Der Bolzen 22 ist durch die zentralen Öffnung der Kragenelemente 28 hindurch geführt. Eine Spule 32 ist um den inneren zylindrischen Abschnitt 25 gewickelt.
Das magneto-elastische Element 31 ist koaxial zu dem inneren zylindrischen Abschnitt 25 angeordnet und ist axial zwischen dem äußeren ringförmigen Abschnitt 16 des Fahrzeugkörper-seitigen Stab-Körpers 12 und den Flanschen 26 eingefügt. In der dargestellten Ausführungsform besteht das magneto-elastische Element 31 aus einer Mehrzahl (sechs in der dargestellten Ausführungsform) von Schichten von magneto-elastischem Material, welche in der axialen Richtung gestapelt sind, und welche mit ringförmigen Scheiben 33 verschachtelt sind, welche aus einem Material mit einer hohen magnetischen Permeabilität hergestellt sind. Insbesondere sind in der dargestellten Ausführungsform die drei der sechs Schichten des magneto-elastischen Materials zwischen einer der axialen Endflächen des äußeren ringförmigen Abschnitts 16 und dem entgegengesetzten Flansch 26 eingefügt und die verbleibenden drei Schichten des magneto-elastischen Materials sind zwischen der anderen axialen Endfläche des äußeren ringförmigen Abschnitts 16 und dem entgegengesetzten Flansch 26 eingefügt.
Jede Schicht des magneto-elastischen Materials des magneto-elastischen Elements 31 ist aus einem magneto-elastischen Elastomer (ein magnetisches viskoelastisches Elastomer) hergestellt, welches einen E-Modul aufzeigt, welcher abhängig von der Intensität des magnetischen Flusses variiert, welcher darauf ausgeübt wird. Das magneto-elastische Elastomer kann durch Verteilen von magnetischen Partikeln (zum Beispiel Eisenpulver) in einem Basismaterial erhalten werden, welches aus einem Silizium-basierten Elastomer hergestellt ist. Wenn einem magnetischen Fluss unterzogen, werden die Partikel in der Richtung des magnetischen Flusses ausgerichtet, so dass die Steifigkeit des magneto-elastischen Elastomers steigt.
Die Spule 32 ist an dem äußeren Umfang des inneren zylindrischen Abschnitts 25 der Hülsenanordnung 17 bereitgestellt. Die Spule 32 ist durch Wickeln eines leitfähigen Drahts um den inneren zylindrischen Abschnitt 25 gebildet. Zur Einfachheit einer Anordnung kann wenigstens einer der Flansche 26 aus einem getrennten Element bestehen, welches an dem inneren zylindrischen Abschnitt 25 über ein Schraubengewinde, Schweißen oder andere Mittel einer Anbringung angebracht ist, nachdem die Spule 32, der äußere ringförmige Abschnitt 16 und das magneto-elastische Element 31 an der Hülsenanordnung 17 angeordnet worden sind.
Die ringförmigen Scheiben 33, welche zwischen den Schichten des magneto-elastischen Materials eingefügt sind, sind aus einem Eisen-basierten Material hergestellt. Eine relativ große axiale Abmessung ist für das magneto-elastische Element 31 erforderlich, um eine erforderliche elastische Eigenschaft bereitzustellen, wie beispielsweise einen großen Verlagerungshub, aber dies veranlasst die Intensität des magnetischen Flusses, welcher durch das magneto-elastische Element 31 hindurchtritt, reduziert zu werden. Daher wird die Intensität des magnetischen Flusses, welcher durch das magneto-elastische Element 31 hindurchtritt, durch Bilden des magneto-elastischen Elements 31 durch Verschachtelten der Schichten des magneto-elastischen Materials mit den ringförmigen Scheiben 33 davon abgehalten, reduziert zu werden.
Wenn elektrischer Strom von einer Steuereinheit (in den Zeichnungen nicht gezeigt) an die Spule 32 geliefert wird, tritt der magnetische Fluss, welcher von der Spule 32 erzeugt wird, durch das magneto-elastische Element 31 hindurch und die Steifigkeit des magneto-elastischen Elements 31 steigt. Insbesondere ist die Steifigkeit des magneto-elastischen Elements 31 vergleichsweise gering, wenn kein Strom durch die Spule 32 hindurchtritt und die Steifigkeit des magneto-elastischen Elements 31 ist vergleichsweise hoch, wenn elektrischer Strom durch die Spule 32 hindurchtritt. Insbesondere steigt die Steifigkeit des magneto-elastischen Elements 31 progressiv an, wenn die Größe des Stroms, welcher durch die Spule 32 geleitet wird, ansteigt. Daher kann die Steifigkeit des magneto-elastischen Elements 31 durch Einstellen des elektrischen Stroms gesteuert werden, welcher an die Spule 32 geliefert wird.
In der vorliegenden Ausführungsform, da der Fahrzeugkörper-seitige Stab-Körper 12 und die Anbringungsklammer 21 aus einem Material mit einer hohen magnetischen Permeabilität hergestellt sind (wie beispielsweise einem Eisen-basierten Material), wird der magnetische Fluss, welcher von der Spule 32 erzeugt wird, effizient zu dem magneto-elastischen Element 31 geführt und die Leckage des magnetischen Flusses kann minimiert werden. Zusätzlich, da die Kragenelemente 28, welche zwischen dem Unterrahmen 8 und der Anbringungsklammer 21 bereitgestellt sind, aus einem Material mit einer geringen magnetischen Permeabilität gebildet sind (zum Beispiel einem Aluminiummaterial), wenn der Unterrahmen 8 an der Fahrzeugkörper-Seite aus Eisen hergestellt ist, kann der magnetische Fluss, welcher von der Spule 32 erzeugt wird, davon abgehalten werden, an den Unterrahmen 8 aus zu strömen.
In der vorliegenden Ausführungsform, da das magneto-elastische Element 31 zwischen dem Endabschnitt mit großem Durchmesser 14 des Stab-Hauptkörpers 11 und den Flanschen 26 in der axialen Richtung der Anbringungsklammer 21 bereitgestellt ist, wird das magneto-elastische Element 31 einer Scher-Deformation unter einer externen Kraft unterzogen, welche in der Längenrichtung des Drehstabs 1 wirkt. Die magnetischen Partikel werden in der axialen Richtung der Hülsenanordnung 17 ausgerichtet, wenn der magnetische Fluss, welcher von der Spule 32 erzeugt wird, durch das magneto-elastische Element 31 in der axialen Richtung hindurchtritt, so dass das magneto-elastische Element 31 eine innere Belastung erzeugt, welche der Scher-Deformation davon entgegengesetzt ist. Daher kann der E-Modul des magneto-elastischen Elements 31, wie gewünscht, durch Steuern des elektrischen Stroms, welcher an die Spule 32 geliefert wird, gesteigert und abgesenkt werden.
Daher kann gemäß dieser Ausführungsform die Steifigkeit des Drehstabs 1 in Abhängigkeit von dem Betriebszustand des Fahrzeugs durch Einstellen des Stroms der Spule 32 gesteuert werden. Insbesondere, wenn die Fahrzeug-Handhabung (die Fahrtstabilität oder dergleichen) gewünscht ist, verbessert zu werden, kann dies durch Steigern der Steifigkeit des Drehstabs 1 erreicht werden. Auf der anderen Seite, wenn die Vibration, welche von dem Motor 3 an den Fahrzeugkörper 2 über den Drehstab 1 übertragen wird, gewünscht ist, abgesenkt zu werden, bevorzugt zu der Handhabung des Fahrzeugs, kann dies durch Absenken der Steifigkeit des Drehstabs 1 erreicht werden. Dadurch können sowohl die Fahrzeug-Handhabung als auch die Vibration- und Geräuschleistung erreicht werden.
Darüber hinaus, da die statischen Feder-Charakteristiken, die dynamischen Feder-Charakteristiken und die Dämpfung-Charakteristiken des Endabschnitts mit großem Durchmesser 14 des Drehstabs 1 geändert werden können, können verschiedene Vorteile, abgesehen von einer Verbesserung in der Fahrzeug-Handhabung und der Vibration- und Geräuschleistung, erhalten werden. Zum Beispiel kann durch Ändern der Feder-Charakteristiken des Drehstabs 1, wenn das Antriebsmoment von dem Motor 3 erzeugt wird, die Verzögerung in der Übertragung des Drehmoments von dem Motor 3 zu dem Fahrzeugkörper 2 oder zu den Rädern geändert werden. Als Ergebnis kann der Fahrer ein bevorzugtes Beschleunigung-Empfinden zu der Zeit einer Beschleunigung erhalten, wenn der Drehstab 1 steifer gemacht wird. Ferner kann die Steifigkeit (Feder-Charakteristiken) des Drehstabs 1 während eines Bremsens, Abbiegens und Fahrens auf einer unregelmäßigen Straßenfläche gesteuert werden. Durch dieses Steuern der Einflüsse der Bewegung und Vibration des Motors 3 an den Fahrzeugkörper 2 wird dem Fahrer ermöglicht, das Fahrzeug in einer komfortablen Weise zu bedienen. Zum Beispiel kann die Steifigkeit (Feder-Charakteristiken) des Drehstabs 1 in Abhängigkeit der Motor-Drehgeschwindigkeit eingestellt werden. Durch dieses Steuern der Drehgeschwindigkeit-Charakteristiken oder der Frequenz-Charakteristiken des Drehstabs 1 kann das Kabinen-Geräusch in einer optimalen Weise gesteuert werden.
5A ist ein Graph, welcher die Beziehung zwischen dem Kabinen-Geräusch und der Motor-Rotationsgeschwindigkeit in einer durchgezogenen Linie und einer gepunkteten Linie zeigt, wenn das magneto-elastische Element in einem Zustand einer hohen Steifigkeit bzw. einem Zustand einer geringen Steifigkeit ist. 5B ist ein Graph, welcher die Beziehung zwischen der Lenk-Vibration und der Motor-Rotationsgeschwindigkeit in einer durchgezogenen Linie und einer gepunkteten Linie zeigt, wenn das magneto-elastische Element in einem Zustand einer hohen Steifigkeit bzw. einem Zustand einer geringen Steifigkeit ist.
Wie gezeigt in 5A, ist das Kabinen-Geräusch-Niveau geringer, wenn das magneto-elastische Element 31 an Steifigkeit gering ist, als wenn das magneto-elastische Element 31 an Steifigkeit hoch ist, im Wesentlichen über den gesamten Motor-Rotationsgeschwindigkeit-Bereich. Wie gezeigt in 5B, ist das Lenkrad-Vibration-Niveau (Vibrationsmodus erster Ordnung) auch geringer, wenn das magneto-elastische Element 31 in Steifigkeit gering ist, als wenn das magneto-elastische Element 31 in Steifigkeit hoch ist, im Wesentlichen über den gesamten Motor-Rotationgeschwindigkeit-Bereich.
(Zweite Ausführungsform)
Ein Drehstab 101 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in dem Folgenden mit Bezug auf 6 beschrieben, welche eine Querschnittsansicht des Drehstabs 101 ist. In der folgenden Beschreibung sind Teile, welche denjenigen der vorausgehenden Ausführungsform entsprechen, mit ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet, ohne notwendigerweise die Beschreibung derartiger Teile zu wiederholen, um eine Redundanz zu vermeiden.
In der vorliegenden Ausführungsform umfasst der Drehstab 101 ferner ein Element mit konstantem E-Modul 102, welches eine ringförmige Form oder eine röhrenförmige Form aufweist, und radial zwischen dem äußeren ringförmigen Abschnitt 16 des Fahrzeugkörper-seitigen Stab-Körpers 12 und dem inneren zylindrischen Abschnitt 25 der Hülsenanordnung 17 eingefügt ist. Insbesondere ist das Element mit konstantem E-Modul 102 zwischen der inneren Umfangsfläche des äußeren ringförmigen Abschnitts 16 des Fahrzeugkörper-seitigen Stab-Körpers 12 und der äußeren Umfangsfläche der Spule 32 eingefügt, welche an dem äußeren Umfang des inneren zylindrischen Abschnitts 25 der Hülsenanordnung 17 bereitgestellt ist. Die axialen Enden des Elements mit konstantem E-Modul 102 sind von den entgegengesetzten Flächen der Flansche 26 axial beabstandet. Das Element mit konstantem E-Modul 102 ist aus einem Polymer-Material hergestellt, wie beispielsweise einem natürlichen Kautschuk oder Urethan. Das Element mit konstantem E-Modul 102 nimmt primär eine Last auf, welche in der Längenrichtung des Stab-Hauptkörpers 11 (oder in der radialen Richtung der Anbringungsklammer 21) wirkt, durch Durchlaufen einer elastischen kompressiven Deformation.
In dieser Ausführungsform ist das Element mit konstantem E-Modul 102 zwischen der äußeren Umfangsfläche der Spule 32 und der inneren Umfangsfläche des äußeren ringförmigen Abschnitts 16 bereitgestellt, aber das Element mit konstantem E-Modul 102 kann auch zwischen der äußeren Umfangsfläche des inneren zylindrischen Abschnitts 25 und der inneren Umfangsfläche des äußeren ringförmigen Abschnitts 16 bereitgestellt sein, während die Spule 32 in zwei Teile getrennt ist, welche an Teilen der äußeren Umfangsfläche des inneren zylindrischen Abschnitts 25 bereitgestellt sind, welche an jeder axialen Seite des Elements mit konstantem E-Modul 102 angeordnet sind.
(Dritte Ausführungsform)
Ein Drehstab 201 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird in dem Folgenden mit Bezug auf 7A bis 7C beschrieben. 7A ist eine Schnittansicht des Drehstabs 201, welche entlang einer Ebene genommen worden ist, welche die Längsachse des Drehstabs 201 und die Achse einer Anbringungsklammer enthält, 7B ist eine Schnittansicht, welche entlang der Linie B-B in 7A genommen worden ist, und 7C ist eine Schnittansicht, welche entlang der Linie C-C in 7B genommen worden ist. In der folgenden Beschreibung werden die Teile, welche denjenigen der vorangehenden Ausführungsformen entsprechen, mit ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet, ohne notwendigerweise die Beschreibung derartiger Teile zu wiederholen, um eine Redundanz zu vermeiden.
In dieser Ausführungsform, wie gezeigt in 7A, ist der Drehstab 201 mit einem Endabschnitt mit großem Durchmesser 202 bereitgestellt, welcher mit dem Fahrzeugkörper über eine Hülsenanordnung 217 verbunden ist. Die Hülsenanordnung 217 umfasst eine Anbringungsklammer 203, ein magneto-elastisches Element 204 und eine Spule 205.
Die Anbringungsklammer 203 umfasst einen inneren zylindrischen Abschnitt 206, durch welchen ein Bolzen (in den Zeichnungen nicht gezeigt) durchgeführt ist, und ein Paar von Flanschen 207, welche an den entsprechenden axialen Enden des inneren zylindrischen Abschnitts 206 angebracht sind.
Das magneto-elastische Element 204 ist axial zwischen den Flanschen 207 der Anbringungsklammer 203 und einem äußeren ringförmigen Abschnitt 212 oder dem Endabschnitt mit großem Durchmesser 202 des Stab-Hauptkörpers 211 eingefügt.
Die Spule 205 ist an dem äußeren Umfang des inneren zylindrischen Abschnitts 206 der Anbringungsklammer 203 bereitgestellt.
Ferner, wie gezeigt in 7B, ist ein Element mit konstantem E-Modul 231 an dem Endabschnitt mit großem Durchmesser 202 des Drehstabs 201 bereitgestellt. Das Element mit konstantem E-Modul 231 besteht aus vier getrennten Stücken (einem Paar an einer Seite des äußeren ringförmigen Abschnitts 212 des Stab-Hauptkörpers 211 und ein anderes Paar an der anderen Seite des äußeren ringförmigen Abschnitts 212 des Stab-Hauptkörpers 211), wobei jedes eine Lüfter-Form in einer Aufsicht aufweist und axial zwischen der entsprechenden axialen Endfläche des äußeren ringförmigen Abschnitts 212 des Stab-Hauptkörpers 211 und der entgegengesetzten Fläche des entsprechenden Flanschs 207 eingefügt ist. Die beiden Stücke des Elements mit konstantem E-Modul 231 an jeder Seite des äußeren ringförmigen Abschnitts 212 des Stab-Hauptkörpers 211 sind symmetrisch zueinander in Bezug auf die Längsachse des Stab-Hauptkörpers 211 und konzentrisch zu der Achse der Anbringungsklammer 203 angeordnet.
Wie gezeigt in 7B, besteht das magneto-elastische Element 204 aus vier getrennten Stücken (einem Paar an einer Seite des äußeren ringförmigen Abschnitts 212 des Stab-Hauptkörpers 211 und ein anderes Paar an der anderen Seite des äußeren ringförmigen Abschnitts 212 des Stab-Hauptkörpers 211), wobei jedes eine Lüfter-Form in einer Aufsicht aufweist und axial zwischen der entsprechenden axialen Endfläche des äußeren ringförmigen Abschnitts 212 des Stab-Hauptkörpers 211 und der entgegengesetzten Fläche des entsprechenden Flanschs 207 eingefügt ist. Die beiden Stücke des magneto-elastischen Elements 204 an jeder Seite des äußeren ringförmigen Abschnitts 212 des Stab-Hauptkörpers 211 sind symmetrisch zueinander in Bezug auf eine Achse orthogonal zu sowohl der Längsachse des Stab-Hauptkörpers 211 als auch der Achse der Anbringungsklammer 203 und konzentrisch zu der Achse der Anbringungsklammer 203 angeordnet. In der dargestellten Ausführungsform erstreckt sich jedes Stück des Elements mit konstantem E-Modul 231 über einen kleineren Teilwinkel als jedes Stück des magneto-elastischen Elements 204 in einer Aufsicht und ein Spalt ist zwischen jedem Stück des magneto-elastischen Elements 204 und dem angefügten Stück des Elements mit konstantem E-Modul 231 entlang der Umfangsrichtung definiert.
Wie gezeigt in 7A und 7B, ist ein Anschlagselement 241 zentral an der inneren Umfangsfläche jedes Stücks des magneto-elastischen Elements 204 bereitgestellt. Das Anschlagselement 241 ist aus einem ElastomerMaterial hergestellt, wie beispielsweise einem natürlichen Kautschuk. Ein bestimmter Spalt ist zwischen jedem Anschlagselement 241 und der entgegengesetzten Fläche der Spule 205 definiert, welche um den inneren zylindrischen Abschnitt 206 der Anbringungsklammer 203 gewickelt ist.
Gemäß dieser Anordnung werden das magneto-elastische Element 204 und das Element mit konstantem E-Modul 231 einer Scher-Deformation unterzogen, wenn einer externen Kraft in der Längsrichtung des Stab-Hauptkörpers 211 ausgesetzt. Wenn die relative Verlagerung zwischen dem Stab-Hauptkörper 211 und der Anbringungsklammer 203 klein ist, ist die elastische Kraft, welche zwischen dem Stab-Hauptkörper 211 und der Anbringungsklammer 203 wirkt, in Bezug auf die Größe der externen Kraft linear, und der Drehstab 201 weist eine geringe Steifigkeit auf. Auf der anderen Seite, wenn die relative Verlagerung zwischen dem Stab-Hauptkörpers 211 und der Anbringungsklammer 203 auf ein derartiges Ausmaß ansteigt, dass die Spule 205 die Anschlagselemente 241 trifft, durchlaufen die Anschlagselemente 241 eine kompressive Deformation in Reaktion, so dass der Drehstab 201 eine höhere Steifigkeit aufweist. Im Ergebnis ist die elastische Kraft, welche zwischen dem Stab-Hauptkörper 211 und der Anbringungsklammer 203 erzeugt wird, nicht-linear in Bezug auf die relative Verlagerung zwischen dem Stab-Hauptkörper 211 und der Anbringungsklammer 203 in einer derartigen Weise, dass der Drehstab 201 als Effekt eine hohe Steifigkeit aufweist.
(Vierte Ausführungsform)
Ein Drehstab 301 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird in dem Folgenden mit Bezug auf 8A und 8B beschrieben. 8A ist eine Schnittansicht des Drehstabs 301, welche entlang einer Ebene genommen worden ist, welche die Längsachse des Drehstabs und die Achse eine Anbringungsklammer enthält, und 8B ist eine Schnittansicht, welche entlang einer Ebene orthogonal zu der Achse der Anbringungsklammer genommen worden ist. In der folgenden Beschreibung werden die Teile, welche denjenigen der vorangehenden Ausführungsformen entsprechen, mit ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet, ohne notwendigerweise die Beschreibung derartiger Teile zu wiederholen, um eine Redundanz zu vermeiden.
In dieser Ausführungsform, wie gezeigt in 8A, umfasst der Drehstab 301 einen Stab-Hauptkörper 307 und ein Ende mit großem Durchmesser 302. Das Ende mit großem Durchmesser 302 des Drehstabs 301 ist mit dem Fahrzeugkörper über eine Hülsenanordnung 317 verbunden, welche eine Anbringungsklammer 303, ein Element mit konstantem E-Modul 304 und ein Einsatzelement 305 umfasst, welches in eine Öffnung in dem Ende mit großem Durchmesser 302 des Drehstabs 301 fest eingepasst ist.
Die Anbringungsklammer 303 weist einen inneren zylindrischen Abschnitt 331, durch welchen ein Bolzen (nicht gezeigt) für eine Verbindung mit dem Fahrzeugkörper hindurchgeführt ist, und ein Paar von Flanschen 332 auf, welche an jedem axialen Ende des inneren zylindrischen Abschnitts 331 bereitgestellt sind. Die Anbringungsklammer 303 ist aus einem Material mit hoher magnetischer Permeabilität gebildet, wie beispielsweise einem Eisen-basierten Material.
Das Einsatzelement 305 umfasst einen äußeren zylindrischen Abschnitt 333, welcher innerhalb des Endes mit großem Durchmesser 302 oder einem äußeren ringförmigen Abschnitt 308 des Drehstabs 301 eingepasst ist, und ein paar von Flanschen 334, welche von den entsprechenden axialen Enden des äußeren zylindrischen Abschnitts 333 radial nach innen vorstehen. Das Einsatzelement 305 ist aus einem Material mit einer hohen magnetischen Permeabilität hergestellt, wie beispielsweise einem Eisen-basierten Material.
Wie gezeigt in 8B, ist das Element mit konstantem E-Modul 304 radial zwischen dem äußeren zylindrischen Abschnitt 333 des Einsatzelements 305 und dem inneren zylindrischen Abschnitt 331 der Anbringungsklammer 303 eingefügt.
Das Element mit konstantem E-Modul 304 ist an der äußeren Umfangsfläche des inneren zylindrischen Abschnitts 331 und der inneren Umfangsfläche des Einsatzelements 305 angebracht. Das Element mit konstantem E-Modul 304 kann als Scheibenelement betrachtet werden, welches aus einem Polymer-Material hergestellt ist und mit einem Paar von Öffnungen ausgebildet ist, welche durch die gesamte axiale Länge davon hindurch treten und in einer Richtung orthogonal zu der Längenrichtung des Drehstabs 301 verlängert sind, so dass der innere Umfangsteil und der äußere Umfangsteil des Elements mit konstantem E-Modul 304 mit dem äußeren zylindrischen Abschnitt 333 des Einsatzelements 305 bzw. dem inneren zylindrischen Abschnitt 331 der Anbringungsklammer 303 nur durch ein Paar von Schenkelabschnitten 311 und 312 verbunden sind, welche sich zwischen dem inneren Umfangsteil und dem äußeren Umfangsteil des Elements mit konstantem E-Modul 304 schräg erstrecken. Die Schenkelabschnitte 311 und 312 sind zueinander um die Längsachse des Stab-Hauptkörpers 307 symmetrisch bereitgestellt und erstrecken sich von dem Stab-Hauptkörper 307 unter einem Winkel zu dieser Längsachse weg.
Die Öffnungen in dem Element mit konstantem E-Modul 304 erzeugen ein Paar von Spalten zwischen dem inneren Umfangsteil und dem äußeren Umfangsteil des Elements mit konstantem E-Modul 304 in Bezug auf die Längsrichtung des Stab-Hauptkörpers 307, so dass ein Paar von Anschlagselementen 313 und 314 an dem äußeren Umfangsteil des Elements mit konstantem E-Modul 304 den entsprechenden entgegengesetzten Teilen 315 und 316 an dem inneren Umfangsteil des Elements mit konstantem E-Modul 304 entlang der Längsachse des Stab-Hauptkörpers 307 entgegengesetzt sind.
Daher, wenn die relative Verlagerung zwischen dem Stab-Hauptkörper 307 und der Anbringungsklammer 303 über ein bestimmtes Limit ansteigt, liegen die entgegengesetzten Teile 315 und 316 gegen die entsprechenden Anschlagselemente 313 und 314 an. Daher, wenn die relative Verlagerung zwischen dem Stab-Hauptkörper 307 und der Anbringungsklammer 303 gering ist, ist die Steifigkeit des Drehstabs 301 gering, da die Steifigkeit durch die elastische Deformation der Schenkelabschnitte 311 und 312 bestimmt wird. Wenn die relative Verlagerung zwischen dem Stab-Hauptkörper 307 und der Anbringungsklammer 303 groß ist, ist die Steifigkeit des Drehstabs 303 hoch, da die Steifigkeit durch die elastische Deformation der Anschlagselemente 313 und 314 und der entgegengesetzten Teile 315 und 316, welche entsprechend gegeneinander anliegen, bestimmt ist.
In dieser Ausführungsform, wie gezeigt in 8A, umfasst der Drehstab 301 ein magneto-elastisches Element 322 und eine Spule 323.
Das magneto-elastische Element 322 besteht aus zwei Stücken, welche jeweils eine ringförmige Form aufweisen und axial zwischen dem entsprechenden Flansch 332 der Anbringungsklammer 303 und dem entgegengesetzten Flansch 334 des Einsatzelements 305 eingefügt sind. Ein äußerer Umfangsteil des Elements mit konstantem E-Modul 304 ist zwischen den Flanschen 334 des Einsatzelements 305 platziert. Daher ist das Element mit konstantem E-Modul 304 axial zwischen den beiden Stücken des magneto-elastischen Elements 322 positioniert.
Die Spule 323 ist um den inneren zylindrischen Abschnitt 331 der Anbringungsklammer 303 gewickelt und besteht aus zwei Teilen, welche voneinander axial getrennt sind. Der magnetische Fluss, welcher von der Spule 323 erzeugt wird, wird an die Flansche 332 der Anbringungsklammer 303 und die Flansche 334 des Einsatzelements 305 geleitet, um durch das magneto-elastische Element 322 hindurchgeführt zu werden.
Die vorliegende Erfindung wurde in Bezug auf spezifische Ausführungsformen beschrieben, aber ist nicht auf solche Ausführungsformen begrenzt und kann in verschiedenen Wegen modifiziert werden, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel kann die Hülsenanordnung alternativ oder zusätzlich zwischen dem Motor und dem entsprechenden Ende des Drehstabs bereitgestellt werden.
Bereitgestellt ist ein Drehstab (1, 101, 202, 301), welcher dazu eingerichtet ist, zwischen einem Fahrzeugkörper (2) und einem Motor (3) verbunden zu sein, um eine Bewegung des Motors relativ zu dem Fahrzeugkörper zu begrenzen. Der Drehstab umfasst einen Stab-Hauptkörper (11, 211, 307) und eine Hülsenanordnung, welche an einem Ende (14) des Stab-Hauptkörpers bereitgestellt ist. Die Hülsenanordnung umfasst eine Montageklammer (21, 203, 303), welche dazu eingerichtet ist, an dem Fahrzeugkörper oder dem Motor über einen Bolzen (22) angebracht zu sein, welcher dort in einer axialen Richtung hindurchtritt, ein magneto-elastisches Element (31, 204, 322), welches aus einem magneto-elastischen Material hergestellt ist, welches zwischen dem einen Ende des Stab-Hauptkörpers und der Montageklammer axial eingefügt ist, und eine Spule (32, 205, 323), welche dazu eingerichtet ist, einen magnetischen Fluss auf das magneto-elastische Element anzuwenden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2016044717 A [0003]
JP 2016016764 A [0003]
JP 2015121254 A [0003]

Claims

Drehstab (1, 101, 202, 301), welcher dazu eingerichtet ist, zwischen einem Fahrzeugkörper (2) und einem Motor (3) verbunden zu sein, um eine Bewegung des Motors relativ zu dem Fahrzeugkörper zu begrenzen, umfassend: einen Stab-Hauptkörper (11, 211, 307); und eine Hülsenanordnung (17, 217, 317), welche an einem Ende (14) des Stab-Hauptkörpers bereitgestellt ist; wobei die Hülsenanordnung eine Montageklammer (21, 203, 303), welche dazu eingerichtet ist, an dem Fahrzeugkörper oder dem Motor über einen Bolzen (22) angebracht zu sein, welcher dort in einer axialen Richtung hindurchtritt, ein magneto-elastisches Element (31, 204, 322), welches aus einem magneto-elastischen Material hergestellt ist, welches zwischen dem einen Ende des Stab-Hauptkörpers und der Montageklammer axial eingefügt ist, und eine Spule (32, 205, 323) umfasst, welche dazu eingerichtet ist, einen magnetischen Fluss auf das magneto-elastische Element anzuwenden.
Drehstab nach Anspruch 1, wobei die Montageklammer ein inneres röhrenförmiges Element (25, 206, 331), welches den Bolzen aufweist, welcher axial dort hindurchtritt, und ein Paar von Flanschen (26, 207, 332) umfasst, welche an jedem axialen Ende des inneren röhrenförmigen Elements bereitgestellt sind, und das eine Ende des Stab-Hauptkörpers mit einem äußeren ringförmigen Abschnitt (16, 212, 308) bereitgestellt ist, welcher den Bolzen aufweist, welcher axial dort hindurchtritt, wobei das magneto-elastische Element axial zwischen dem äußeren ringförmigen Abschnitt und den Flanschen eingefügt ist.
Drehstab nach Anspruch 2, wobei das innere röhrenförmige Element, die Flansche und der äußere ringförmige Abschnitt aus einem magnetisch hoch-permeablen Material hergestellt sind, und die Spule um das innere röhrenförmige Element gewickelt ist.
Drehstab nach Anspruch 2, wobei das magneto-elastische Element eine hohle zylindrische Form aufweist und dazu eingerichtet ist, eine elastische Eigenschaft in Bezug auf eine Scherdeformation davon in einer transversalen Richtung in Abhängigkeit eines magnetischen Flusses zu ändern, welcher durch das magneto-elastische Element axial hindurchtritt.
Drehstab nach Anspruch 2, wobei das magneto-elastische Element eine Mehrzahl von Schichten des magneto-elastischen Materials und ringförmige Scheiben (33) umfasst, welche aus einem magnetisch hoch-permeablen Material hergestellt sind, welche zwischen den Schichten des magneto-elastischen Materials eingefügt sind.
Drehstab nach Anspruch 2, wobei das magneto-elastische Material im Wesentlichen aus einem magneto-elastischen Elastomer hergestellt ist.
Drehstab nach Anspruch 2, ferner umfassend ein Element mit einem konstanten E-Modul (102), welches radial zwischen dem äußeren ringförmigen Abschnitt und dem inneren röhrenförmigen Element eingefügt ist.
Drehstab nach Anspruch 2, ferner umfassend ein Element mit einem konstanten E-Modul (102), welches radial zwischen dem äußeren ringförmigen Abschnitt und der Spule eingefügt ist.
Drehstab nach Anspruch 2, ferner umfassend ein Paar von Elementen mit konstanten E-Modulen (231), welche axial zwischen dem äußeren ringförmigen Abschnitt (206) und den entsprechenden Flanschen (207) der Montageklammer (202) eingefügt sind und an jeder Seite einer axialen Mittellinie in Längenrichtung des Stab-Hauptkörpers (211) angeordnet sind, und wobei das magneto-elastische Element ein Paar von magneto-elastischen Elementen (204) umfasst, welche entlang der axialen Mittellinie in Längenrichtung des Stab-Hauptkörpers positioniert sind, um sich mit den Elementen mit konstanten E-Modulen umfänglich abzuwechsel n.
Drehstab nach Anspruch 2, ferner umfassend ein Element mit konstantem E-Modul (304), welches radial zwischen dem äußeren ringförmigen Abschnitt und dem inneren röhrenförmigen Element eingefügt ist, und wobei das magneto-elastische Element ein Paar von magneto-elastischen Elementen (322) umfasst, welche jeweils zwischen einer entsprechenden einer axialen Endfläche des äußeren ringförmigen Abschnitts und einer entgegengesetzten axialen Endfläche des entsprechenden Flanschs der Montageklammer eingefügt sind.