DE112020001558T5 - Vibrationsisolierende Vorrichtung - Google Patents

Abstract

Eine vibrationsisolierende Vorrichtung, die die Übertragung von Vibrationen von einer Vibrationsquelle zu einem Übertragungs-Empfangselement begrenzt, die beinhaltet: die Vibrationsquelle (10), die die Vibrationen erzeugt; und zumindest einen vibrationsisolierenden Gummi (30a, 30b, 30c, 30d), der an der Vibrationsquelle befestigt ist. Die Vibrationsquelle wird von zumindest einem Trägerelement (40) getragen, das über den zumindest einen vibrationsisolierenden Gummi an dem Übertragungs-Empfangselement (20) befestigt ist. Die Vibrationsquelle und der zumindest eine vibrationsisolierende Gummi sind so konfiguriert, dass eine Differenz zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert von Resonanzfrequenzen einer Struktur, die die Vibrationsquelle, den zumindest einen vibrationsisolierenden Gummi und das zumindest eine Trägerelement beinhaltet, gleich oder kleiner als 10 Hz ist, wenn die Vibrationsquelle in sechs Freiheitsgraden vibriert. Der zumindest eine vibrationsisolierende Gummi umfasst: 100 Massenteile Silikongummi; und mehr als 0 Massenteile und gleich oder weniger als 3 Massenteile Kohlenstoffnanoröhren.

Description

• Querverweis auf zugehörige Anmeldung
• Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2019-63334 , die am 28. März 2019 eingereicht wurde, und nimmt diese durch Bezugnahme auf.
• Technisches Gebiet
• Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine vibrationsisolierende Vorrichtung.
• Stand der Technik
• Die Patentliteratur 1 offenbart ein Dichtungselement, das hydrierten Acrylnitril-Butadien-Gummi und Kohlenstoffnanoröhren enthält.
• Zitatliste
• Patentliteratur
• Patentliteratur 1: WO2011/077596A1
• Zusammenfassung der Erfindung
• Um die vibrationsisolierende Wirkung der vibrationsisolierenden Vorrichtung zu verbessern, haben die Erfinder der vorliegenden Anmeldung die vibrationsisolierende Vorrichtung mit der folgenden Struktur untersucht. Im Folgenden wird diese vibrationsisolierende Vorrichtung als die vibrationsisolierende Vorrichtung des Studienbeispiels bezeichnet.
• Die vibrationsisolierende Vorrichtung des Studienbeispiels ist eine Vorrichtung, bei der die Übertragung von Vibrationen von einer Vibrationsquelle auf ein Element (im Folgenden als Übertragungs-Empfangselement bezeichnet), das die Übertragung empfängt, begrenzt wird. Diese vibrationsisolierende Vorrichtung beinhaltet die Vibrationsquelle und zumindest einen vibrationsisolierenden Gummi, wobei der zumindest eine vibrationsisolierende Gummi an der Vibrationsquelle befestigt ist. Die Vibrationsquelle wird von zumindest einem Trägerelement getragen, das über den zumindest einen vibrationsisolierenden Gummi an dem übertragungsaufnehmenden Element befestigt ist. Die Vibrationsquelle und der zumindest eine vibrationsisolierende Gummi sind so konfiguriert, dass Resonanzfrequenzen einer Struktur, die die Vibrationsquelle, den zumindest einen vibrationsisolierenden Gummi und das zumindest eine Trägerelement beinhaltet, zu einer bestimmten Einzelfrequenz aggregiert werden, wenn die Vibrationsquelle in sechs Freiheitsgraden vibriert.
• Die vibrationsisolierende Vorrichtung des Studienbeispiels kann die Vibrationsisolationswirkung in einem Frequenzbereich, der höher ist als die aggregierte Resonanzfrequenz, im Vergleich zu einer zuvor vorgeschlagenen vibrationsisolierenden Vorrichtung verbessern, bei der die Resonanzfrequenzen der Struktur nicht aggregiert werden. Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben jedoch festgestellt, dass die vibrationsisolierende Vorrichtung des Studienbeispiels die Vibrationsisolationswirkung in einem Frequenzbereich der aggregierten Resonanzfrequenz verringert.
• Dieses Problem ist nicht auf den Fall beschränkt, in dem die Resonanzfrequenzen der Struktur zu der bestimmten Einzelfrequenz aggregiert werden, wenn die Vibrationsquelle in den sechs Freiheitsgraden vibriert. Es wird erwartet, dass dieses Problem auftritt, wenn eine Differenz zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert der Resonanzfrequenzen der Struktur innerhalb eines bestimmten Bereichs aggregiert wird, der schmaler ist als der der zuvor vorgeschlagenen vibrationsisolierenden Vorrichtung.
• Es ist ein Ziel der vorliegenden Offenbarung, eine vibrationsisolierende Vorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, eine Vibrationsisolationswirkung in einem Frequenzbereich einer aggregierten Resonanzfrequenz(en) zu verbessern.
• Um das obige Ziel zu erreichen, wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung eine vibrationsisolierende Vorrichtung bereitgestellt, die so konfiguriert ist, dass sie die Übertragung von Vibrationen von einer Vibrationsquelle zu einem Übertragungs-Empfangselement begrenzt. Die vibrationsisolierende Vorrichtung umfasst:
• die Vibrationsquelle, die so konfiguriert ist, dass sie die Vibrationen erzeugt; und
• zumindest einen vibrationsisolierenden Gummi, der an der Vibrationsquelle befestigt ist, wobei:
  • die Vibrationsquelle von zumindest einem Trägerelement getragen wird, das durch den zumindest einen vibrationsisolierenden Gummi an dem Übertragungs-Empfangselement befestigt ist;
  • die Vibrationsquelle und der zumindest eine vibrationsisolierende Gummi so konfiguriert sind, dass eine Differenz zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert von Resonanzfrequenzen einer Struktur, die die Vibrationsquelle, den zumindest einen vibrationsisolierenden Gummi und das zumindest eine Trägerelement beinhaltet, gleich oder kleiner als 10 Hz ist, wenn die Vibrationsquelle in sechs Freiheitsgraden vibriert; und
  • der zumindest eine vibrationsisolierende Gummi beinhaltet:
    1. 100 Massenteilen Silikongummi; und
    2. mehr als 0 Massenteile und gleich oder weniger als 3 Massenteile Kohlenstoffnanoröhren.
• Gemäß diesem Aspekt werden die Resonanzfrequenzen der Struktur zum Zeitpunkt der Vibration der Vibrationsquelle in den sechs Freiheitsgraden aggregiert. Daher kann die Vibrationsisolationswirkung in dem Frequenzbereich, der höher ist als die aggregierte(n) Resonanzfrequenz(en), verbessert werden.
• Ferner beinhaltet gemäß diesem Aspekt der zumindest eine vibrationsisolierende Gummi: 100 Massenteile des Silikongummis; und mehr als 0 Massenteile und gleich oder weniger als 3 Massenteile der Kohlenstoffnanoröhren. In einem Temperaturbereich von -100°C bis 80°C ist ein Dämpfungskoeffizient tanδ dieses vibrationsisolierenden Gummis größer als ein Dämpfungskoeffizient tanδ eines aus Naturgummi gemachten vibrationsisolierenden Gummis. Daher kann die Vibrationsübertragbarkeit im Frequenzbereich der aggregierten Resonanzfrequenz(en) weiter reduziert werden, und dadurch kann der Vibrationsisolationswirkung weiter verbessert werden im Vergleich zu dem Fall, in dem die Resonanzfrequenzen der Struktur zum Zeitpunkt der Vibration der Vibrationsquelle in den sechs Freiheitsgraden aggregiert werden, während der vibrationsisolierende Gummi aus dem Naturgummi gemacht ist.
• Des Weiteren wird gemäß einem anderen Aspekt eine vibrationsisolierende Vorrichtung bereitgestellt, die so konfiguriert ist, dass sie die Übertragung von Vibrationen von einer Vibrationsquelle auf ein Übertragungs-Empfangselement begrenzt. Die vibrationsisolierende Vorrichtung beinhaltet:
• die Vibrationsquelle, die so konfiguriert ist, dass sie die Vibrationen erzeugt;
• zumindest ein primäres Trägerelement, das an der Vibrationsquelle befestigt ist und die Vibrationsquelle trägt; und
• zumindest einen vibrationsisolierenden Gummi, der an einem Abschnitt des zumindest einen primären Trägerelements befestigt ist, der sich auf einer Seite befindet, die der Vibrationsquelle gegenüberliegt, wobei:
  • die Vibrationsquelle durch zumindest ein sekundäres Trägerelement getragen wird, das durch den zumindest einen vibrationsisolierenden Gummi an dem Übertragungs-Empfangselement befestigt ist;
  • die Vibrationsquelle, das zumindest eine primäre Trägerelement und der zumindest eine vibrationsisolierende Gummi so konfiguriert sind, dass eine Differenz zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert von Resonanzfrequenzen einer Struktur, die die Vibrationsquelle, das zumindest eine primäre Trägerelement, den zumindest einen vibrationsisolierenden Gummi und das zumindest eine sekundäre Trägerelement umfasst, gleich oder kleiner als 10 Hz ist, wenn die Vibrationsquelle in sechs Freiheitsgraden vibriert; und
  • der zumindest eine vibrationsisolierende Gummi beinhaltet:
    1. 100 Massenteilen Silikongummi; und
    2. mehr als 0 Massenteile und gleich oder weniger als 3 Massenteile Kohlenstoffnanoröhren.
• Gemäß diesem Aspekt werden die Resonanzfrequenzen der Struktur zum Zeitpunkt der Vibration der Vibrationsquelle in den sechs Freiheitsgraden aggregiert. Daher kann die Vibrationsisolationswirkung in dem Frequenzbereich, der höher ist als die aggregierte(n) Resonanzfrequenz(en), verbessert werden.
• Ferner umfasst gemäß diesem Aspekt der zumindest eine vibrationsisolierende Gummi: 100 Massenteile des Silikongummis; und mehr als 0 Massenteile und gleich oder weniger als 3 Massenteile der Kohlenstoffnanoröhren. In einem Temperaturbereich von -10°C bis 80°C ist der Dämpfungskoeffizient tanδ dieses vibrationsisolierenden Gummis kleiner als der Dämpfungskoeffizient tanδ des aus Naturgummi gemachten vibrationsisolierenden Gummis. Daher kann die Vibrationsübertragbarkeit im Frequenzbereich der aggregierten Resonanzfrequenz(en) weiter reduziert werden, und dadurch kann der Vibrationsisolationswirkung weiter verbessert werden im Vergleich zu dem Fall, in dem die Resonanzfrequenzen der Struktur zum Zeitpunkt der Vibration der Vibrationsquelle in den sechs Freiheitsgraden aggregiert werden, während der vibrationsisolierende Gummi aus dem Naturgummi gemacht ist.
• Das in Klammern gesetzte Bezugszeichen, das jeder entsprechenden Komponente beigefügt ist, zeigt ein Beispiel für die Entsprechung zwischen dieser Komponente und der spezifischen Komponente, die in den später besprochenen Ausführungsformen beschrieben wird.
• Figurenliste
• 1 ist eine Seitenansicht einer vibrationsisolierenden Vorrichtung einer ersten Ausführungsform.
• 2 ist eine Seitenansicht der vibrationsisolierenden Vorrichtung der ersten Ausführungsform, gesehen von einer linken Seite in 1.
• 3A ist eine Seitenansicht des in 1 gezeigten vibrationsisolierenden Gummis und der mit dem vibrationsisolierenden Gummi verbundenen Gewindebefestigungselementen.
• 3B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie IIIB-IIIB in 3A.
• 3C ist eine perspektivische Ansicht des in 1 dargestellten vibrationsisolierenden Gummis.
• 4 ist ein Diagramm, das die Anordnung der vier in 1 gezeigten vibrationsisolierenden Gummis und eine Positionsbeziehung zwischen einem Schwerpunkt G, einem elastischen Zentrum Sa, einem Punkt P, einem Punkt Q, einem Punkt A, einem Punkt B, einem Punkt C und einem Punkt D zeigt.
• 5 ist eine Seitenansicht der vibrationsisolierenden Vorrichtung der ersten Ausführungsform zur Angabe eines Abstands zwischen dem Punkt A und dem Punkt D und eines Abstands zwischen dem Punkt B und dem Punkt C in 4.
• 6 ist eine Seitenansicht der vibrationsisolierenden Vorrichtung der ersten Ausführungsform zur Angabe eines Abstands zwischen dem Punkt A und dem Punkt B und eines Abstands zwischen dem Punkt C und dem Punkt D in 4.
• 7 ist ein Diagramm, das einen Einstellwinkel zwischen einer Ebene ZYa und einer Achse Xa eines entsprechenden der vibrationsisolierenden Gummis und einen Einstellwinkel zwischen einer Ebene XYa und der Achse Xa in der ersten Ausführungsform anzeigt.
• 8 ist ein Diagramm, das einen Einstellwinkel zwischen der Ebene ZYa und der Achse Xa des entsprechenden vibrationsisolierenden Gummis und einen Einstellwinkel zwischen einer Ebene ZXa und der Achse Xa in der ersten Ausführungsform anzeigt.
• 9 ist ein Diagramm, das einen Einstellwinkel zwischen einer Ebene ZYb und einer Achse Xb eines entsprechenden der vibrationsisolierenden Gummis und einen Einstellwinkel zwischen einer Ebene XYb und der Achse Xb in der ersten Ausführungsform anzeigt.
• 10 ist ein Diagramm, das einen Einstellwinkel zwischen der Ebene ZYb und der Achse Xb des entsprechenden vibrationsisolierenden Gummis und einen Einstellwinkel zwischen einer Ebene ZXb und der Achse Xb bei der ersten Ausführungsform anzeigt.
• 11 ist ein Diagramm, das einen Einstellwinkel zwischen einer Ebene XYd und einer Achse Xd eines entsprechenden der vibrationsisolierenden Gummis und einen Einstellwinkel zwischen einer Ebene ZYd und der Achse Xd in der ersten Ausführungsform anzeigt.
• 12 ist ein Diagramm, das einen Einstellwinkel zwischen einer Ebene ZXd und der Achse Xd des entsprechenden vibrationsisolierenden Gummis und einen Einstellwinkel zwischen der Ebene ZYd und der Achse Xd in der ersten Ausführungsform anzeigt.
• 13 ist ein Diagramm, das einen Einstellwinkel zwischen einer Ebene XYc und einer Achse Xc eines entsprechenden der vibrationsisolierenden Gummis und einen Einstellwinkel zwischen einer Ebene ZYc und der Achse Xc in der ersten Ausführungsform anzeigt.
• 14 ist ein Diagramm, das einen Einstellwinkel zwischen einer Ebene ZXc und der Achse Xc des entsprechenden vibrationsisolierenden Gummis und einen Einstellwinkel zwischen der Ebene ZYc und der Achse Xc in der ersten Ausführungsform anzeigt.
• 15 ist ein schematisches Diagramm zur Beschreibung des elastischen Zentrums des in 1 gezeigten Kompressors.
• 16 ist ein schematisches Diagramm zur Beschreibung des elastischen Zentrums des in 1 dargestellten Kompressors.
• 17 ist ein schematisches Diagramm zur Beschreibung des elastischen Zentrums des in 1 dargestellten Kompressors.
• 18 ist ein schematisches Diagramm zur Beschreibung der Lage des elastischen Zentrums und der Lage des Schwerpunkts des in 1 dargestellten Kompressors.
• 19 ist ein schematisches Diagramm zur Beschreibung der Vibrationsrichtungen Y, Z, φ, ψ des in 1 dargestellten Kompressors.
• 20 ist ein schematisches Diagramm zur Beschreibung der Vibrationsrichtungen X, θ des in 1 dargestellten Kompressors.
• 21 ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Vibrationsübertragbarkeit und einer Frequenz für jede der Vorrichtungen eines ersten Vergleichsbeispiels und einer Vorrichtung eines zweiten Vergleichsbeispiels zeigt.
• 22 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse eines zyklischen Ermüdungsbewertungstests für einen Silikongummi mit einem CNT-Mischungsverhältnis von 0 phr, einen Silikongummi mit einem CNT-Mischungsverhältnis von 1 phr und einen Silikongummi mit einem CNT-Mischungsverhältnis von 2 phr zeigt.
• 23 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse eines Viskoelastizitätsbewertungstests für den Silikongummi mit dem CNT-Mischungsverhältnis von 0 phr, den Silikongummi mit dem CNT-Mischungsverhältnis von 1 phr, den Silikongummi mit dem CNT-Mischungsverhältnis von 2 phr und Naturgummi zeigt.
• 24 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem CNT-Mischungsverhältnis und einem geometrischen Verhältnis a₁/h des vibrationsisolierenden Gummis zeigt.
• 25A ist eine Seitenansicht des vibrationsisolierenden Gummis in einem Fall, in dem das geometrische Verhältnis a_1/h groß ist.
• 25B ist eine Seitenansicht eines vibrationsisolierenden Gummis für einen Fall, bei dem das geometrische Verhältnis a₁/h kleiner ist als bei dem in 25A gezeigten vibrationsisolierenden Gummi.
• 26 ist ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen dem geometrischen Verhältnis a_1/h und einer maximalen Belastung in einem Bereich mit konstanter Steifigkeit zeigt.
• 27 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einer Belastung und einer Verschiebung in einem Fall, in dem das geometrische Verhältnis a₁/h größer als 0,65 ist, und einem Fall, in dem das geometrische Verhältnis a₁/h kleiner als 0,65 ist, zeigt.
• 28 ist eine Seitenansicht einer vibrationsisolierenden Vorrichtung einer zweiten Ausführungsform.
• 29 ist eine Seitenansicht der vibrationsisolierenden Vorrichtung der zweiten Ausführungsform, gesehen von einer linken Seite in 28.
• 30 ist eine Draufsicht auf ein in 28 gezeigtes oberes Trägerelement.
• 31 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Frequenz und einer Vibrationsübertragbarkeit zur Beschreibung eines Einstellbereichs von Resonanzfrequenzen von sechs Vibrationsmoden bei einer vibrationsisolierenden Vorrichtung einer dritten Ausführungsform zeigt.
• Beschreibung der Ausführungsformen
• Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In jeder der folgenden Ausführungsformen werden Teile, die identisch oder äquivalent zueinander sind, mit dem gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
• (Erste Ausführungsform)
• Eine vibrationsisolierende Vorrichtung der vorliegenden Ausführungsform, die in den 1 und 2 dargestellt ist, ist eine Vorrichtung, die die Übertragung von Vibrationen von einem Kompressor 10 auf eine Fahrzeugkarosserie 20 begrenzt. Der Kompressor 10 ist eine Vibrationsquelle, die die Vibrationen erzeugt. Der Kompressor 10 ist ein Kompressor für eine Fahrzeug-Klimaanlage. In der vorliegenden Ausführungsform wird als Kompressor 10 ein elektrischer Kompressor verwendet, der einen Elektromotor zum Antrieb eines Kompressionsmechanismus aufweist. Die Fahrzeugkarosserie 20 ist ein Übertragungs-Empfangselement, auf das die Vibrationen von der Vibrationsquelle übertragen werden.
• Wie in den 1, 2, 3A, 3B, 3C und 4 gezeigt, beinhaltet die vibrationsisolierende Vorrichtung der vorliegenden Ausführungsform den einen Kompressor 10 und vier vibrationsisolierende Gummis 30a, 30b, 30c, 30d. Der vibrationsisolierende Gummi 30c ist in den 1 und 2 nicht gezeigt, ist aber in den 3A, 3B, 3C und 4 gezeigt. Nachfolgend werden die vier vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d einfach als vibrationsisolierende Gummis 30a, 30b, 30c, 30d bezeichnet.
• Der Kompressor 10 wird von einem Trägerelement 40 durch die vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d getragen. Das Trägerelement 40 legs den Kompressor 10 durch die vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d. Das Trägerelement 40 umfasst vier Schenkel 40a, 40b, 40c, 40d und einen Befestigungsabschnitt 40e, wobei der Befestigungsabschnitt 40e plattenförmig ausgebildet ist. Die vier Schenkel 40a, 40b, 40c, 40d und der Befestigungsabschnitt 40e sind einteilig ausgebildet. Alternativ können die vier Schenkel 40a, 40b, 40c, 40d auch als vier separate Körper ausgebildet sein. In einem solchen Fall entsprechen die vier Schenkel 40a, 40b, 40c, 40d einer Mehrzahl von Trägerelementen.
• Die vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d begrenzen durch elastische Verformung der vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d die Übertragung der Vibrationen vom Kompressor 10 auf die Fahrzeugkarosserie 20 über das Trägerelement 40. Die vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d sind aus einem gemeinsamen Material gefertigt. Jeder vibrationsisolierende Gummi 30a, 30b, 30c, 30d beinhaltet Silikongummi und Kohlenstoffnanoröhren. Insbesondere ist jeder vibrationsisolierende Gummi 30a, 30b, 30c, 30d hauptsächlich aus Silikongummi und Kohlenstoffnanoröhren hergestellt. Im Folgenden werden die Kohlenstoffnanoröhren als CNTs bezeichnet. CNT ist eine Abkürzung für Kohlenstoffnanoröhren.
• Der Silikongummi ist ein Silikonharz in Form von Gummi. Der Silikongummi kann auch als Silikonkautschuk bezeichnet werden. Der Silikongummi wird aus seinem flüssigen Zustand durch Härten durch eine Polymerisationsreaktion von Silikon erhalten. Abhängig von der Art der Reaktion kann Silikongummi grob in einen Additionsreaktionstyp und einen Kondensationsreaktionstyp unterteilt werden, aber entweder der Additionsreaktionstyp oder der Kondensationsreaktionstyp können verwendet werden.
• Das CNT ist ein Material, das aus einem Graphenblatt mit einheitlicher planarer Form gebildet wird, das zu einem ein- oder mehrschichtigen koaxialen Rohr gerollt ist. Das Graphenblatt ist ein sechsgliedriges Ringnetzwerk aus Kohlenstoff. Die CNTs werden manchmal auch als Kohlenstofffasern, fibrilläre Graphit-Nanoröhren usw. bezeichnet. Ein durchschnittlicher Durchmesser der CNTs ist gleich oder größer als 10 nm und ist gleich oder kleiner als 20 nm. Der durchschnittliche Durchmesser der CNTs wird durch Elektronenmikroskopie gemessen.
• Die vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d können Füllstoff(e) enthalten, die sich von den CNTs unterscheiden. Der/die Füllstoff(e) kann/können Kieselsäure, Ton, Talk und/oder Ähnliches enthalten.
• Die CNTs sind in dem unvernetzten Silikonkautschuk dispergiert. Dadurch entsteht eine Mischung aus dem Silikonkautschuk und den CNTs. Diesem Gemisch wird ein Vernetzungsmittel zugegeben und der Silikonkautschuk vernetzt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Silikongummi in eine gewünschte Form gebracht. Dadurch werden die vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d hergestellt.
• Jeder der vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d ist zu einer kreisförmigen Säule (Zylinder) geformt. Die kreisförmige Säule ist eine Säule mit einer Achse. Eine axiale Richtung, die parallel zu der Achse ist, ist eine Höhenrichtung der kreisförmigen Säule. Eine Querschnittsform der kreisförmigen Säule, die senkrecht zur Achse steht, ist ein Kreis. Hier kann jeder der vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d in einer Säule geformt sein, die einen Querschnitt in Form eines Quadrats aufweist.
• An einem Ende des vibrationsisolierenden Gummis 30a ist eine Endfläche 31a ausgebildet, die sich auf einer Seite in axialer Richtung befindet. An der Endfläche 31a des vibrationsisolierenden Gummis 30a ist ein Gewindebefestigungselement 112a befestigt. Das Gewindebefestigungselement 112a ist mit einer Innengewindebohrung verschraubt, die im Schenkel 11a des Kompressors 10 ausgebildet ist. Wie oben beschrieben, ist der vibrationsisolierende Gummi 30a am Kompressor 10 befestigt. Der vibrationsisolierende Gummi 30a trägt den Schenkel 11a des Kompressors 10 über die Endfläche 31a des vibrationsisolierenden Gummis 30a.
• Am anderen Ende des vibrationsisolierenden Gummis 30a, das sich auf der anderen Seite in axialer Richtung befindet, ist eine Endfläche 32a ausgebildet. Ein Gewindebefestigungselement 12a ist mit der Endfläche 32a des vibrationsisolierenden Gummis 30a verbunden. Eine Mutter 42a ist mit dem Gewindebefestigungselement 12a in einem Zustand verschraubt, in dem das Gewindebefestigungselement 12a durch ein Durchgangsloch des Schenkels 40a des Trägerelements 40 eingeführt ist. Wie oben beschrieben, wird der vibrationsisolierende Gummi 30a zwischen dem Schenkel 11a des Kompressors 10 und dem Schenkel 40a des Trägerelements 40 installiert.
• An einem Ende des vibrationsisolierenden Gummis 30b ist eine Endfläche 31b ausgebildet, die sich auf einer Seite in axialer Richtung befindet. An der Endfläche 31b des vibrationsisolierenden Gummis 30b ist ein Gewindebefestigungselement 112b befestigt. Das Gewindebefestigungselement 112b ist mit einer Innengewindebohrung verschraubt, die im Schenkel 11b des Kompressors 10 ausgebildet ist. Wie oben beschrieben, ist der vibrationsisolierende Gummi 30b am Kompressor 10 befestigt. Der vibrationsisolierende Gummi 30b trägt den Schenkel 11b des Kompressors 10 über die Endfläche 31b des vibrationsisolierenden Gummis 30b.
• Am anderen Ende des vibrationsisolierenden Gummis 30b, das sich auf der anderen Seite in axialer Richtung befindet, ist eine Endfläche 32b ausgebildet. Ein Gewindebefestigungselement 12b ist mit der Endfläche 32b des vibrationsisolierenden Gummis 30b verbunden. Eine Mutter 42b ist mit dem Gewindebefestigungselement 12b in einem Zustand verschraubt, in dem das Gewindebefestigungselement 12b durch eine Durchgangsbohrung des Schenkels 40b des Trägerelements 40 eingeführt ist. Wie oben beschrieben, wird der vibrationsisolierende Gummi 30b zwischen dem Schenkel 11b des Kompressors 10 und dem Schenkel 40b des Trägerelements 40 installiert.
• An einem Ende des vibrationsisolierenden Gummis 30c ist eine Endfläche 31c ausgebildet, die sich auf einer Seite in axialer Richtung befindet. An der Endfläche 31c des vibrationsisolierenden Gummis 30c ist ein Gewindebefestigungselement 112c befestigt. Das Gewindebefestigungselement 112c ist mit einer Innengewindebohrung verschraubt, die im Schenkel 11c des Kompressors 10 ausgebildet ist. Wie oben beschrieben, ist der vibrationsisolierende Gummi 30c am Kompressor 10 befestigt. Der vibrationsisolierende Gummi 30c trägt den Schenkel 11c des Kompressors 10 über die Endfläche 31c des vibrationsisolierenden Gummis 30c.
• Am anderen Ende des vibrationsisolierenden Gummis 30c, das sich auf der anderen Seite in axialer Richtung befindet, ist eine Endfläche 32c ausgebildet. Ein Gewindebefestigungselement 12c ist mit der Endfläche 32c des vibrationsisolierenden Gummis 30c verbunden. Eine Mutter (nicht dargestellt) ist mit dem Gewindebefestigungselement 12c in einem Zustand verschraubt, in dem das Gewindebefestigungselement 12c durch ein Durchgangsloch des Schenkels 40c des Trägerelements 40 eingeführt ist. Wie oben beschrieben, ist der vibrationsisolierende Gummi 30c zwischen dem Schenkel 11c des Kompressors 10 und dem Schenkel 40c des Trägerelements 40 installiert.
• An einem Ende des vibrationsisolierenden Gummis 30d ist eine Endfläche 31d ausgebildet, die sich auf einer Seite in axialer Richtung befindet. An der Endfläche 31d des vibrationsisolierenden Gummis 30d ist ein Gewindebefestigungselement 112d befestigt. Das Gewindebefestigungselement 112d ist mit einer Innengewindebohrung verschraubt, die im Schenkel 11d des Kompressors 10 ausgebildet ist. Wie oben beschrieben, ist der vibrationsisolierende Gummi 30d am Kompressor 10 befestigt. Der vibrationsisolierende Gummi 30d trägt den Schenkel 11d des Kompressors 10 über die Endfläche 31d des vibrationsisolierenden Gummis 30d.
• Am anderen Ende des vibrationsisolierenden Gummis 30d ist eine Endfläche 32d ausgebildet, die sich auf der anderen Seite in axialer Richtung befindet. Ein Gewindebefestigungselement 12d ist mit der Endfläche 32d des vibrationsisolierenden Gummis 30d verbunden. Eine Mutter 42d ist mit dem Gewindebefestigungselement 12d in einem Zustand verschraubt, in dem das Gewindebefestigungselement 12d durch eine Durchgangsbohrung des Schenkels 40d des Trägerelements 40 eingeführt ist. Wie oben beschrieben, ist der vibrationsisolierende Gummi 30d zwischen dem Schenkel 11d des Kompressors 10 und dem Schenkel 40d des Trägerelements 40 installiert.
• Der Befestigungsabschnitt 40e des Trägerelements 40 der vorliegenden Ausführungsform wird mit Befestigungselementen 43, wie z. B. Schrauben, an der Fahrzeugkarosserie 20 befestigt. Dadurch wird das Trägerelement 40 an der Fahrzeugkarosserie 20 befestigt.
• Als nächstes wird eine Positionsbeziehung in XYZ-Koordinaten zwischen einem Schwerpunkt G, der ein Schwerpunkt des Kompressors 10 ist, und den vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d beschrieben. Wie in 1 und 2 gezeigt, fällt eine Z-Achse der XYZ-Koordinaten mit einer Richtung von oben nach unten in einem Zustand zusammen, in dem der Kompressor 10 an der Fahrzeugkarosserie 20 installiert ist. Die Z-Achse muss nicht mit einer Richtung von oben nach unten in einem Zustand zusammenfallen, in dem der Kompressor 10 an der Fahrzeugkarosserie 20 installiert ist.
• Wie in 4 dargestellt, ist eine Achse des vibrationsisolierenden Gummis 30a als Achse Xa definiert. Ein Punkt der Endfläche 31a des vibrationsisolierenden Gummis 30a, der die Achse Xa überlappt, ist als Referenzpunkt A definiert. Der Referenzpunkt A ist ein Schnittpunkt, an dem die Achse Xa die Endfläche 31a schneidet. Eine Achse des vibrationsisolierenden Gummis 30b ist als eine Achse Xb definiert. Ein Punkt der Endfläche 31b des vibrationsisolierenden Gummis 30b, der die Achse Xb überlappt, ist als Bezugspunkt B definiert. Der Bezugspunkt B ist ein Schnittpunkt, an dem die Achse Xb die Endfläche 31b schneidet. Eine Achse des vibrationsisolierenden Gummis 30c ist als eine Achse Xc definiert. Ein Punkt der Endfläche 31c des vibrationsisolierenden Gummis 30c, der die Achse Xc überlappt, ist als Referenzpunkt C definiert. Der Referenzpunkt C ist ein Schnittpunkt, an dem die Achse Xc die Endfläche 31c schneidet. Eine Achse des vibrationsisolierenden Gummis 30d ist als eine Achse Xd definiert. Ein Punkt der Endfläche 31d des vibrationsisolierenden Gummis 30d, der die Achse Xd überlappt, ist als Bezugspunkt D definiert. Der Bezugspunkt D ist ein Schnittpunkt, an dem die Achse Xd die Endfläche 31d schneidet.
• Wenn die vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30d in der axialen Richtung der Y-Achse betrachtet werden, wie in 5 gezeigt, sind die vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30d symmetrisch in Bezug auf eine virtuelle Linie Ma, die den Schwerpunkt G überlappt und parallel zur Z-Achse an einer Stelle zwischen den vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30d verläuft. Daher stimmen eine Dimension b, die zwischen dem vibrationsisolierenden Gummi 30a und der virtuellen Linie Ma gemessen wird, und eine Dimension b, die zwischen dem vibrationsisolierenden Gummi 30d und der virtuellen Linie Ma gemessen wird, miteinander überein.
• Wenn die vibrationsisolierenden Gummis 30b, 30c in der axialen Richtung der Y-Achse betrachtet werden, wie in 5 gezeigt, sind die vibrationsisolierenden Gummis 30b, 30c symmetrisch in Bezug auf eine virtuelle Linie Mb, die den Schwerpunkt G überlappt und parallel zur Z-Achse an einer Stelle zwischen den vibrationsisolierenden Gummis 30b, 30c verläuft. Daher stimmen eine Dimension b, die zwischen dem vibrationsisolierenden Gummi 30b und der virtuellen Linie Mb gemessen wird, und eine Dimension b, die zwischen dem vibrationsisolierenden Gummi 30c und der virtuellen Linie Mb gemessen wird, miteinander überein.
• Wenn die vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b in der axialen Richtung der X-Achse betrachtet werden, wie in 6 gezeigt, sind die vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b symmetrisch in Bezug auf eine virtuelle Linie Mc, die den Schwerpunkt G überlappt und parallel zur Z-Achse an einer Stelle zwischen den vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b verläuft. Daher stimmen eine Dimension a, die zwischen dem vibrationsisolierenden Gummi 30a und der virtuellen Linie Mc gemessen wird, und eine Dimension a, die zwischen dem vibrationsisolierenden Gummi 30b und der virtuellen Linie Mc gemessen wird, miteinander überein.
• Wenn die vibrationsisolierenden Gummis 30c, 30d in axialer Richtung der X-Achse betrachtet werden, wie in 6 gezeigt, sind die vibrationsisolierenden Gummis 30c, 30d symmetrisch in Bezug auf eine virtuelle Linie Md, die den Schwerpunkt G überlappt und parallel zur Z-Achse an einer Stelle zwischen den vibrationsisolierenden Gummis 30c, 30d verläuft. Daher stimmen eine Dimension a, die zwischen dem vibrationsisolierenden Gummi 30c und der virtuellen Linie Md gemessen wird, und eine Dimension a, die zwischen dem vibrationsisolierenden Gummi 30d und der virtuellen Linie Md gemessen wird, miteinander überein.
• In der vorliegenden Ausführungsform liegen die Referenzpunkte A, B, C, D der vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d alle in einer gemeinsamen Ebene, die parallel zur X- und Y-Achse verläuft. Mit Bezug auf 6 wird der kürzeste Abstand zwischen der gemeinsamen Ebene, in der sich alle Bezugspunkte A, B, C, D befinden, und dem Schwerpunkt G als Dimension c definiert. Die Dimensionen a, b, c, die in der oben beschriebenen Weise festgelegt sind, werden als Einbauposition (a, b, c) der vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d bezeichnet.
• Eine Ebene, die den Bezugspunkt A beinhaltet und parallel zur X-Achse und zur Y-Achse liegt, wird im Folgenden als Ebene XYa bezeichnet. Eine Ebene, die den Bezugspunkt A beinhaltet und parallel zur Z-Achse und zur Y-Achse ist, wird im Folgenden als Ebene ZYa bezeichnet. Wie in 7 dargestellt, beträgt ein Winkel, der zwischen der Achse Xa und der Ebene XYa definiert ist und im Uhrzeigersinn von der Achse Xa zur Ebene XYa gemessen wird, 45 Grad. Ein Winkel, der zwischen der Ebene ZYa und der Achse Xa definiert ist und im Uhrzeigersinn von der Ebene ZYa zur Achse Xa gemessen wird, beträgt 45 Grad.
• Eine Ebene, die den Bezugspunkt A beinhaltet und parallel zur Y-Achse und zur Z-Achse liegt, wird im Folgenden als Ebene ZYa bezeichnet. Eine Ebene, die den Bezugspunkt A beinhaltet und parallel zur X-Achse und zur Z-Achse ist, wird im Folgenden als Ebene ZXa bezeichnet. Wie in 8 dargestellt, beträgt ein Winkel, der zwischen der Achse Xa und der Ebene ZYa definiert ist und im Uhrzeigersinn von der Ebene ZYa zur Achse Xa gemessen wird, 45 Grad. Ein Winkel, der zwischen der Achse Xa und der Ebene ZXa definiert ist und im Uhrzeigersinn von der Achse Xa zur Ebene ZXa gemessen wird, beträgt 45 Grad.
• Eine Ebene, die den Bezugspunkt B beinhaltet und parallel zur X-Achse und zur Y-Achse liegt, wird im Folgenden als Ebene XYb bezeichnet. Eine Ebene, die den Bezugspunkt B beinhaltet und parallel zur Z-Achse und zur Y-Achse ist, wird im Folgenden als Ebene ZYb bezeichnet. Wie in 9 gezeigt, beträgt ein Winkel, der zwischen der Achse Xb und der Ebene XYb definiert ist und im Gegenuhrzeigersinn von der Achse Xb zur Ebene XYb gemessen wird, 45 Grad. Ein Winkel, der zwischen der Ebene ZYb und der Achse Xb definiert ist und im Gegenuhrzeigersinn von der Ebene ZYb zur Achse Xb gemessen wird, beträgt 45 Grad.
• Eine Ebene, die den Bezugspunkt B beinhaltet und parallel zur Y-Achse und zur Z-Achse liegt, wird im Folgenden als Ebene ZYb bezeichnet. Eine Ebene, die den Bezugspunkt B beinhaltet und parallel zur X-Achse und zur Z-Achse ist, wird im Folgenden als Ebene ZXb bezeichnet. Wie in 10 dargestellt, beträgt ein Winkel, der zwischen der Achse Xb und der Ebene ZYb definiert ist und im Gegenuhrzeigersinn von der Ebene ZYb zur Achse Xb gemessen wird, 45 Grad. Ein Winkel, der zwischen der Achse Xb und der Ebene ZXb definiert ist und im Gegenuhrzeigersinn von der Achse Xb zur Ebene ZXb gemessen wird, beträgt 45 Grad.
• Eine Ebene, die den Bezugspunkt D beinhaltet und parallel zur X- und Y-Achse liegt, wird im Folgenden als Ebene XYd bezeichnet. Eine Ebene, die den Bezugspunkt D beinhaltet und parallel zur Z-Achse und zur Y-Achse ist, wird im Folgenden als Ebene ZYd bezeichnet. Wie in 11 dargestellt, beträgt ein Winkel, der zwischen der Achse Xd und der Ebene XYd definiert ist und im Gegenuhrzeigersinn von der Achse Xd zur Ebene XYd gemessen wird, 45 Grad. Ein Winkel, der zwischen der Ebene ZYd und der Achse Xd definiert ist und im Gegenuhrzeigersinn von der Ebene ZYd zur Achse Xd gemessen wird, beträgt 45 Grad.
• Eine Ebene, die den Bezugspunkt D beinhaltet und parallel zur Y-Achse und zur Z-Achse liegt, wird im Folgenden als Ebene ZYd bezeichnet. Eine Ebene, die den Bezugspunkt D beinhaltet und parallel zur X-Achse und zur Z-Achse ist, wird im Folgenden als Ebene ZXd bezeichnet. Wie in 12 dargestellt, beträgt ein Winkel, der zwischen der Achse Xd und der Ebene ZYd definiert ist und im Gegenuhrzeigersinn von der Ebene ZYd zur Achse Xd gemessen wird, 45 Grad. Ein Winkel, der zwischen der Achse Xd und der Ebene ZXd definiert ist und im Gegenuhrzeigersinn von der Achse Xd zur Ebene ZXd gemessen wird, beträgt 45 Grad.
• Eine Ebene, die den Bezugspunkt C beinhaltet und parallel zur X-Achse und zur Y-Achse liegt, wird im Folgenden als Ebene XYc bezeichnet. Eine Ebene, die den Bezugspunkt C beinhaltet und parallel zur Z-Achse und zur Y-Achse verläuft, wird im Folgenden als Ebene ZYc bezeichnet. Wie in 13 dargestellt, beträgt ein Winkel, der zwischen der Achse Xc und der Ebene XYc definiert ist und im Uhrzeigersinn von der Achse Xc zur Ebene XYc gemessen wird, 45 Grad. Ein Winkel, der zwischen der Ebene ZYc und der Achse Xc definiert ist und im Uhrzeigersinn von der Ebene ZYc zur Achse Xc gemessen wird, beträgt 45 Grad.
• Eine Ebene, die den Bezugspunkt C beinhaltet und parallel zur Y-Achse und zur Z-Achse liegt, wird im Folgenden als Ebene ZYc bezeichnet. Eine Ebene, die den Bezugspunkt C beinhaltet und parallel zur X-Achse und zur Z-Achse ist, wird im Folgenden als Ebene ZXc bezeichnet. Wie in 14 dargestellt, beträgt ein Winkel, der zwischen der Achse Xc und der Ebene ZYc definiert ist und im Uhrzeigersinn von der Ebene ZYc zur Achse Xc gemessen wird, 45 Grad. Ein Winkel, der zwischen der Achse Xc und der Ebene ZXc definiert ist und im Uhrzeigersinn von der Achse Xc zur Ebene ZXc gemessen wird, beträgt 45 Grad.
• Die Einstellwinkel der Achsen Xa, Xb, Xc, Xd werden auf die oben beschriebene Weise eingestellt.
• Als nächstes wird, wie in 4 gezeigt, eine Linie, die senkrecht zur Achse Xa am Bezugspunkt A im vibrationsisolierenden Gummi 30a verläuft, als Linie Ya bezeichnet. Die Linie Ya ist eine Linie, die sich in einer radialen Richtung um die Achse Xa erstreckt. Eine Linie, die im Bezugspunkt B im vibrationsisolierenden Gummi 30b senkrecht zur Achse Xb steht, wird als Linie Yb bezeichnet. Die Linie Yb ist eine Linie, die sich in einer radialen Richtung um die Achse Xb erstreckt. Eine Linie, die im Bezugspunkt C im vibrationsisolierenden Gummi 30c senkrecht zur Achse Xc steht, wird als Linie Yc bezeichnet. Die Linie Yc ist eine Linie, die sich in einer radialen Richtung um die Achse Xc erstreckt. Eine Linie, die im Bezugspunkt D im vibrationsisolierenden Gummi 30d senkrecht zur Achse Xd steht, wird als Linie Yd bezeichnet. Die Linie Yd ist eine Linie, die sich in radialer Richtung um die Achse Xd erstreckt.
• Ein Punkt Q ist ein Schnittpunkt von vier Ebenen, nämlich einer virtuellen Ebene, die den Referenzpunkt A beinhaltet und senkrecht zur Achse Xa ist, einer virtuellen Ebene, die den Referenzpunkt B beinhaltet und senkrecht zur Achse Xb ist, einer virtuellen Ebene, die den Referenzpunkt C beinhaltet und senkrecht zur Achse Xc ist, und einer virtuellen Ebene, die den Referenzpunkt D beinhaltet und senkrecht zur Achse Xd ist. Die Linie Ya ist eine virtuelle Gerade, die im Bezugspunkt A senkrecht auf der Achse Xa steht und durch den Punkt Q verläuft. Die Linie Yb ist eine virtuelle Gerade, die im Bezugspunkt B senkrecht auf der Achse Xb steht und durch den Punkt Q verläuft. Die Linie Yc ist eine virtuelle Gerade, die im Bezugspunkt C senkrecht auf der Achse Xc steht und durch den Punkt Q verläuft. Die Linie Yd ist eine virtuelle Gerade, die im Bezugspunkt D senkrecht auf der Achse Xd steht und durch den Punkt Q verläuft.
• Hier sind die Schersteifigkeit des vibrationsisolierenden Gummis 30a in dessen axialer Richtung, die Schersteifigkeit des vibrationsisolierenden Gummis 30b in dessen axialer Richtung, die Schersteifigkeit des vibrationsisolierenden Gummis 30c in dessen axialer Richtung und die Schersteifigkeit des vibrationsisolierenden Gummis 30d in dessen axialer Richtung einander gleich. Nachfolgend wird, wie in 3C gezeigt, die Schersteifigkeit jedes der vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d in seiner axialen Richtung als eine Steifigkeit k₁ definiert.
• Im vibrationsisolierenden Gummi 30a ist die Schersteifigkeit in radialer Richtung senkrecht zur axialen Richtung rund um die Achse Xa konstant. Im vibrationsisolierenden Gummi 30b ist die Schersteifigkeit in radialer Richtung senkrecht zur axialen Richtung rund um die Achse Xb konstant. Im vibrationsisolierenden Gummi 30c ist die Schersteifigkeit in radialer Richtung senkrecht zur axialen Richtung rund um die Achse Xc konstant. Im vibrationsisolierenden Gummi 30d ist die Schersteifigkeit in radialer Richtung senkrecht zur axialen Richtung rund um die Achse Xd konstant.
• Wie in 3C gezeigt, sind die Schersteifigkeit des vibrationsisolierenden Gummis 30a in seiner radialen Richtung, die Schersteifigkeit des vibrationsisolierenden Gummis 30b in seiner radialen Richtung, die Schersteifigkeit des vibrationsisolierenden Gummis 30c in seiner radialen Richtung und die Schersteifigkeit des vibrationsisolierenden Gummis 30d in seiner radialen Richtung identisch und werden jeweils als eine Steifigkeit k₂ definiert. Mit anderen Worten, in jedem der vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d sind die Schersteifigkeit in einer ersten Richtung, die senkrecht zur axialen Richtung ist, und die Schersteifigkeit in einer zweiten Richtung, die sowohl zur axialen Richtung als auch zur ersten Richtung senkrecht ist, einander gleich und werden jeweils als die Steifigkeit k₂ festgelegt. Dies gilt nicht nur, wenn die Form des vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d die kreisförmige Säule mit dem kreisförmigen Querschnitt ist, sondern auch, wenn die Form des vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d die quadratische Säule mit dem quadratischen Querschnitt ist.
• In der vorliegenden Ausführungsform, wie in 4 gezeigt, sind die Position und die Orientierung jedes der vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d so eingestellt, dass die Achsen Xa, Xb, Xc, Xd sich im Punkt P schneiden und die Linien Ya, Yb, Yc, Yd sich im Punkt Q miteinander schneiden. Zu diesem Zeitpunkt wird eine tetraedrische Pyramide (im Folgenden als obere tetraedrische Pyramide bezeichnet) gebildet, die ein erstes Pentaeder ist, das fünf Scheitelpunkte an den Punkten P, A, B, C bzw. D hat. Die Punkte Q, A, B, C, D bilden eine tetraedrische Pyramide (im Folgenden als untere tetraedrische Pyramide bezeichnet), die ein zweites Pentaeder ist.
• Der Schwerpunkt G des Kompressors 10 der vorliegenden Ausführungsform befindet sich innerhalb eines Bereichs, der durch die Kombination der oberen tetraedrischen Pyramide und der unteren tetraedrischen Pyramide gebildet wird. Insbesondere beinhaltet ein Liniensegment Sb, das zwischen dem Punkt P und dem Punkt Q verbindet, den Schwerpunkt G. Ein zwischen dem Punkt P und dem Schwerpunkt G entlang des Liniensegments Sb gemessener Abstand ist als Abstand Z2 definiert, und ein zwischen dem Schwerpunkt G und dem Punkt Q entlang des Liniensegments Sb gemessener Abstand ist als Abstand Z1 definiert. In einem solchen Fall fällt Z1/Z2 mit k₁/k₂ zusammen. Dadurch fällt der Schwerpunkt G des Kompressors 10 mit dem elastischen Zentrum Sa des Kompressors 10 zusammen.
• Als nächstes wird das elastische Zentrum Sa des Kompressors 10 beschrieben.
• Zunächst wird, wie in 15 dargestellt, eine Translationsvibration auf einen bestimmten Teil des Kompressors 10 angewendet. Zu diesem Zeitpunkt ist das elastische Zentrum Sa der spezifische Teil des Kompressors 10, an dem zwar Translationsvibrationen, aber keine Schwingungsvibration erzeugt werden.
• Außerdem wird, wie in 16 und 17 gezeigt, die Translationsvibration auch an einem anderen Teil des Kompressors 10 angewendet, der nicht das elastische Zentrum ist. Zu diesem Zeitpunkt werden die Translationsvibration und die Schwingungsvibration am Kompressor 10 erzeugt.
• Wie in 16 dargestellt, wird die Translationsvibration beispielsweise auf eine Oberseite des Kompressors 10 angewendet, die sich auf der Oberseite des elastischen Zentrums Sa befindet. Zu diesem Zeitpunkt werden die Translationsvibration und die Schwingungsvibration am Kompressor 10 erzeugt. Dabei ist die Schwingungsvibration eine Rotationsvibration um das elastische Zentrum Sa, wie durch einen Pfeil Ya angedeutet.
• Außerdem wird, wie in 17 gezeigt, die Translationsvibration auf einen unteren Teil des Kompressors 10 angewendet, der sich an der Unterseite des elastischen Zentrums Sa befindet. Zu diesem Zeitpunkt werden die Translationsvibration und die Schwingungsvibration am Kompressor 10 erzeugt. Dabei ist die Schwingung eine Rotationsvibration um das elastische Zentrum Sa, wie durch einen Pfeil Yb angedeutet.
• Wie oben beschrieben, ist das elastische Zentrum Sa der spezifische Teil des Kompressors 10, in dem die Schwingungsvibration nicht erzeugt wird, obwohl die Translationsvibration zum Zeitpunkt der Anwendung der Translationsvibration auf den spezifischen Teil erzeugt wird.
• Dabei wird die Position des elastischen Zentrums Sa des Kompressors 10 anhand der Einbauposition (a, b, c) der vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d und der Steifigkeiten k₁, k₂ bestimmt. Wie in 18 dargestellt, werden das elastische Zentrum Sa, das auf die oben beschriebene Weise bestimmt wird, und der Schwerpunkt G so eingestellt, dass sie miteinander übereinstimmen.
• Daher ist die Kopplung der Translationsvibration und der Schwingungsvibration in den sechs Richtungen begrenzt, und die Translationsvibration und die Schwingungsvibration werden in den sechs Richtungen unabhängig voneinander erzeugt. Die Resonanzfrequenzen fx, fy, fz, fcp, fψ, fθ der sechs Vibrationsmoden sind also wie folgt.
• Wie in 19 gezeigt, ist die Resonanzfrequenz fy eine Resonanzfrequenz der Translationsvibration, die sich translatorisch entlang der Y-Achse bewegt, die sich vom elastischen Zentrum Sa (d. h. dem Schwerpunkt G) in Y-Richtung erstreckt. Die Resonanzfrequenz fφ ist eine Resonanzfrequenz der Vibration, die in der φ-Richtung um die Y-Achse rotiert (d. h. vibriert).
• Wie in 19 dargestellt, ist die Resonanzfrequenz fz eine Resonanzfrequenz der Translationsvibration, die sich translatorisch entlang der Z-Achse bewegt, die sich vom elastischen Zentrum Sa (d. h. dem Schwerpunkt G) in Z-Richtung erstreckt. Die Resonanzfrequenz fψ ist eine Resonanzfrequenz der Schwingung, die in der Ψ-Richtung um die Z-Achse rotiert (d. h. vibriert).
• Wie in 20 dargestellt, ist die Resonanzfrequenz fx eine Resonanzfrequenz der Translationsvibration, die sich translatorisch entlang der X-Achse bewegt, die sich vom elastischen Zentrum Sa (d. h. dem Schwerpunkt G) in X-Richtung erstreckt. Die Resonanzfrequenz fθ ist eine Resonanzfrequenz der Schwingung, die in der θ-Richtung um die X-Achse rotiert (d. h. vibriert).
• Wenn hier die Achse Xa als eine der Achsen Xa, Xb, Xc, Xd verwendet wird, wird ein Richtungsvektor der Achse Xa als (i, j, h) festgelegt. Im Folgenden werden die Resonanzfrequenzen fx, fy, fz, fcp, fψ, fθ jeweils unter Verwendung des Richtungsvektors (i, j, h), der Einbauposition (a, b, c) der vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d und der Steifigkeiten k₁, k₂ ausgedrückt.
• Zunächst werden p und q durch eine Gleichung 1 und eine Gleichung 2 definiert, die den Richtungsvektor (i, j, h) verwenden. Weiterhin wird eine Masse des Kompressors 10 mit m bezeichnet, ein Trägheitsmoment des Kompressors 10 in X-Richtung wird mit Ix bezeichnet. Ein Trägheitsmoment des Kompressors 10 in Y-Richtung wird mit ly bezeichnet, und ein Trägheitsmoment des Kompressors 10 in Z-Richtung wird mit Iz bezeichnet.
• $$\frac{\text{h}}{\text{j}}=\text{p}$$

  
• $$\frac{\text{i}}{\text{j}}=\text{q}$$

  

  Anschließend wird eine Beziehung zwischen, p, q, der Einbauposition (a, b, c) und den Steifigkeiten k₁, k₂ durch eine Gleichung 3 und eine Gleichung 4 ausgedrückt.
• $$\frac{{\text{k}}_{\text{2}}}{{\text{k}}_1}{\text{p}}^2+\frac{\text{a}}{\text{c}}\left(\frac{{\text{k}}_{\text{2}}}{{\text{k}}_1}-1\right)\text{pq}+{\text{p}}^2+\frac{{\text{k}}_{\text{2}}}{{\text{k}}_1}=0$$

  
• $$\frac{{\text{k}}_{\text{2}}}{{\text{k}}_1}{\text{p}}^2+\frac{\text{b}}{\text{c}}\left(\frac{{\text{k}}_{\text{2}}}{{\text{k}}_1}-1\right)\text{p}+\frac{{\text{k}}_{\text{2}}}{{\text{k}}_1}{\text{q}}^2+1=0$$

  

  Außerdem wird eine Beziehung zwischen p und q durch eine Gleichung 5 ausgedrückt.
• $$\text{R}={\text{p}}^2+{\text{q}}^2+1$$

  
• Hier werden die Resonanzfrequenzen fx, fy, fz, fcp, fψ, fθ entsprechend durch die Gleichungen 6-11 ausgedrückt, indem p, q, R der Gleichung 5, die Einbauposition (a, b, c) und die Steifigkeiten k₁, k₂ verwendet werden.
• $${\text{f}}_{\text{x}}=\frac{1}{2\mathrm{\pi }}\sqrt{\frac{{\text{4k}}_{\text{1}}}{\text{mR}}\left({\text{q}}^2+\frac{{\text{k}}_{\text{2}}}{{\text{k}}_1}\left({\text{p}}^2+1\right)\right)}$$

  
• $${\text{f}}_{\text{y}}=\frac{1}{2\mathrm{\pi }}\sqrt{\frac{{\text{4k}}_{\text{1}}}{\text{mR}}\left(1+\frac{{\text{k}}_{\text{2}}}{{\text{k}}_1}\left({\text{p}}^2+{\text{p}}^2\right)\right)}$$

  
• $${\text{f}}_{\text{z}}=\frac{1}{2\mathrm{\pi }}\sqrt{\frac{{\text{4k}}_{\text{1}}}{\text{mR}}\left({\text{p}}^2+\frac{{\text{k}}_{\text{2}}}{{\text{k}}_1}\left({\text{q}}^2+1\right)\right)}$$

  
• $${\text{f}}_{\theta }=\frac{1}{2\mathrm{\pi }}\sqrt{\frac{{\text{4k}}_{\text{1}}}{{\text{I}}_{\text{x}}\text{R}}\left[c^2\left\{1+\frac{{\text{k}}_{\text{2}}}{{\text{k}}_1}\left({\text{p}}^2+{\text{q}}^2\right)\right\}+{\text{b}}^2\left\{{\text{p}}^2+\frac{{\text{k}}_{\text{2}}}{{\text{k}}_1}\left(1+{\text{q}}^2\right)\right\}-2\text{pbc}\left(1-\frac{{\text{k}}_{\text{2}}}{{\text{k}}_1}\right)\right]}$$

  
• $${\text{f}}_{\varphi }=\frac{1}{2\mathrm{\pi }}\sqrt{\frac{{\text{4k}}_{\text{1}}}{{\text{I}}_{\text{y}}\text{R}}\left[{\text{a}}^2\left\{{\text{p}}^2+\frac{{\text{k}}_{\text{2}}}{{\text{k}}_1}\left(1+{\text{q}}^2\right)\right\}+{\text{c}}^2\left\{{\text{q}}^2+\frac{{\text{k}}_{\text{2}}}{{\text{k}}_1}\left(1+{\text{p}}^2\right)\right\}-2\text{pqca}\left(1-\frac{{\text{k}}_{\text{2}}}{{\text{k}}_1}\right)\right]}$$

  
• $${\text{f}}_{\psi }=\frac{1}{2\mathrm{\pi }}\sqrt{\frac{{\text{4k}}_{\text{1}}}{{\text{I}}_{\text{z}}\text{R}}\left[{\text{b}}^2\left\{{\text{q}}^2+\frac{{\text{k}}_{\text{2}}}{{\text{k}}_1}\left({\text{p}}^2+1\right)\right\}+{\text{a}}^2\left\{1+\frac{{\text{k}}_{\text{2}}}{{\text{k}}_1}\left({\text{p}}^2+{\text{q}}^2\right)\right\}-2\text{qa}\left(1-\frac{{\text{k}}_{\text{2}}}{{\text{k}}_1}\right)\right]}$$

  
• In der vorliegenden Ausführungsform werden der Richtungsvektor (i, h, j), die Position (a, b, c), p, q, die Masse m des Kompressors 10, die Trägheitsmomente Ix, ly, Iz und die Steifigkeiten k₁, k₂ jeweils auf ihren optimalen Wert eingestellt. Auf diese Weise stimmen die Resonanzfrequenzen fx, fy, fz, fcp, fψ, fθ miteinander überein, wie in Gleichung 12 angegeben.
• $${\text{f}}_{\text{x}}={\text{f}}_{\text{y}}={\text{f}}_{\text{z}}={\text{f}}_{\theta }={\text{f}}_{\varphi }={\text{f}}_{\psi }$$

  
• Die Resonanzfrequenzen fx, fy, fz, fcp, fψ, fθ sind in dieser Ausführungsform so eingestellt, dass sowohl die Haltbarkeit als auch die Schwingungsisolationsleistung der vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d erreicht wird. Die Schwingungsisolationsleistung ist die Leistung, die die Übertragung der vom Kompressor 10 erzeugten Vibrationen auf die Fahrzeugkarosserie 20 begrenzt.
• In der vorliegenden Ausführungsform ist, wie in den 7 bis 14 gezeigt, der Einstellwinkel jeder der Achsen Xa, Xb, Xc, Xd auf 45 Grad eingestellt, so dass eine Gleichung 13, eine Gleichung 14 und eine Gleichung 15 gültig sind. In der vorliegenden Ausführungsform werden in den vier Gleichungen, d.h. der Gleichung 9, der Gleichung 10, der Gleichung 11 und der Gleichung 15, der Richtungsvektor (i, h, j), die Position (a, b, c), p, q, die Masse m des Kompressors 10, die Trägheitsmomente Ix, ly, Iz und die Steifigkeiten k₁, k₂ jeweils auf ihren optimalen Wert gesetzt.
• $$\text{p}=\text{q}=1$$

  

  $$\text{R}=3$$

  
• $${\text{f}}_{\text{x}}={\text{f}}_{\text{y}}={\text{f}}_{\text{z}}=\frac{1}{2\mathrm{\pi }}\sqrt{\frac{4{\text{k}}_1}{3m}\left(1+2\frac{{\text{k}}_2}{{\text{k}}_1}\right)}$$

  
• Die Einstellung des Einstellwinkels jeder der Achsen Xa, Xb, Xc, Xd auf 45 Grad kann wie folgt erklärt werden. Wie in 4 dargestellt, werden die Position und die Orientierung jedes der vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d so eingestellt, dass sich die Achsen Xa, Xb, Xc, Xd im Punkt P miteinander schneiden. Zu diesem Zeitpunkt werden die Achsen Xa, Xb, Xc, Xd der vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d auf eine X-Y-Ebene projiziert, die die Bezugspunkte A, B, C, D beinhaltet und parallel zur X-Achse und zur Y-Achse in einer Richtung parallel zur Z-Achse verläuft. Zu diesem Zeitpunkt beträgt ein Winkel jeder der Achsen Xa, Xb, Xc, Xd relativ zur X-Achse 45 Grad. In ähnlicher Weise werden die Achsen Xa, Xb, Xc, Xd auf eine Y-Z-Ebene projiziert, die die Referenzpunkte A, B, C, D beinhaltet und parallel zur Y-Achse und zur Z-Achse in einer Richtung parallel zur X-Achse verläuft. Zu diesem Zeitpunkt beträgt ein Winkel jeder der Achsen Xa, Xb, Xc, Xd relativ zur Y-Achse 45 Grad. In ähnlicher Weise werden die Achsen Xa, Xb, Xc, Xd auf eine Z-X-Ebene projiziert, die die Referenzpunkte A, B, C, D beinhaltet und parallel zur Z-Achse und zur X-Achse in einer Richtung parallel zur Y-Achse verläuft. Zu diesem Zeitpunkt beträgt ein Winkel jeder der Achsen Xa, Xb, Xc, Xd relativ zur Z-Achse 45 Grad.
• Wenn der Kompressor 10 in Betrieb ist, werden im Kompressor 10 Vibrationen in sechs Freiheitsgraden erzeugt. Im Einzelnen werden im Kompressor 10 die Vibration, die translatorisch entlang der X-Achse verläuft, die Vibration, die um die X-Achse schwingt, die Vibration, die translatorisch entlang der Y-Achse verläuft, die Vibration, die um die Y-Achse schwingt, die Vibration, die translatorisch entlang der Z-Achse verläuft, und die Vibration, die um die Z-Achse schwingt, erzeugt. Auch bei laufendem Fahrzeug werden Vibrationen in sechs Freiheitsgraden von der Fahrzeugkarosserie 20 auf den Kompressor 10 übertragen.
• In der vorliegenden Ausführungsform fällt der Schwerpunkt G des Kompressors 10 mit dem elastischen Zentrum Sa des Kompressors 10 zusammen. Daher werden die Translationsvibrationen und die Schwingungsvibrationen unabhängig voneinander in den sechs Richtungen erzeugt. Daher können die Resonanzfrequenzen fx, fy, fz, fφ, fψ, fθ der sechs Vibrationsmoden durch die obigen Gleichungen ausgedrückt werden.
• Der Kompressor 10 und die vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d werden eingestellt, d.h. so konfiguriert, dass die Resonanzfrequenzen fx, fy, fz, fφ, fψ, fθ der sechs Vibrationsmoden zu einer bestimmten Einzelfrequenz fa aggregiert werden, d.h. jeweils auf die bestimmte Einzelfrequenz fa eingestellt werden. Mit anderen Worten, die Masse des Kompressors 10 sowie die Steifigkeit und die Position der jeweiligen vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d werden eingestellt. Genauer gesagt werden der Richtungsvektor (i, h, j), die Position (a, b, c), p, q, die Masse m, die Trägheitsmomente Ix, ly, Iz und die Steifigkeiten k₁, k₂ jeweils auf ihren optimalen Wert eingestellt, so dass die Resonanzfrequenzen fx, fy, fz, fφ, fψ, fθ der bestimmten Einzelfrequenz fa entsprechen. Im Hinblick auf die Einstellung der Masse m des Kompressors 10 kann dem Kompressor 10 ein Gewicht hinzugefügt werden, um die Masse m des Kompressors 10 auf seinen optimalen Wert einzustellen.
• Die Resonanzfrequenzen fx, fy, fz, fcp, fψ, fθ der sechs Vibrationsmoden sind die Resonanzfrequenzen der Struktur zum Zeitpunkt der Schwingung des Kompressors 10 in den sechs Freiheitsgraden. Diese Struktur beinhaltet den Kompressor 10, die vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d und das Trägerelement 40. Die Vibration des Kompressors 10 in den sechs Freiheitsgraden bedeutet eine Vibration des Kompressors 10 in sechs Richtungen, d.h. drei Richtungen, von denen jede parallel zu der entsprechenden der drei zueinander orthogonalen Achsen ist, und drei Drehrichtungen, von denen jede um eine entsprechende der drei zueinander orthogonalen Achsen ist. Das Vibrieren des Kompressors 10 beinhaltet sowohl das Vibrieren des Kompressors 10 aufgrund seiner eigenen Anregungskraft als auch das Vibrieren des Kompressors 10 aufgrund einer externen Anregungskraft.
• Nun wird ein Fall beschrieben, in dem die vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d im Gegensatz zur vorliegenden Ausführungsform aus Naturgummi hergestellt sind. 21 zeigt eine Beziehung zwischen der Frequenz und der Vibrationsübertragbarkeit für jede der Vorrichtungen eines ersten Vergleichsbeispiels und einer Vorrichtung eines zweiten Vergleichsbeispiels.
• Die Vorrichtung des ersten Vergleichsbeispiels unterscheidet sich von der vibrationsisolierenden Vorrichtung der ersten Ausführungsform dadurch, dass die vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d des ersten Vergleichsbeispiels aus dem Naturgummi hergestellt sind. Die übrige Struktur der Vorrichtung des ersten Vergleichsbeispiels ist dieselbe wie die der vibrationsisolierenden Vorrichtung der ersten Ausführungsform.
• Die Vorrichtung des zweiten Vergleichsbeispiels unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass die vibrationsisolierenden Gummis aus Naturgummi hergestellt sind und die Positionen der vibrationsisolierenden Gummis sich von denen der ersten Ausführungsform unterscheiden. In der Vorrichtung des zweiten Vergleichsbeispiels sind die Resonanzfrequenzen der sechs Vibrationsmoden nicht zu einer einzigen Frequenz aggregiert. Bei der Vorrichtung des zweiten Vergleichsbeispiels betragen die Resonanzfrequenzen der sechs Vibrationsmoden 25 Hz, 33 Hz, 47 Hz usw.
• Bei der Vorrichtung des ersten Vergleichsbeispiels werden die Resonanzfrequenzen der sechs Vibrationsmoden zu der bestimmten Einzelfrequenz fa aggregiert. Konkret beträgt diese bestimmte Frequenz fa 17 Hz. Bei Frequenzen, die höher als die Resonanzfrequenzen sind, kann die Vibrationsübertragbarkeit herabgesetzt werden. Daher ist, wie in 21 gezeigt, beim Vergleich der Vibrationsübertragbarkeiten in einem Frequenzbereich höher als 17 Hz die Vibrationsübertragbarkeit der Vorrichtung des ersten Vergleichsbeispiels niedriger als die Vibrationsübertragbarkeit der Vorrichtung des zweiten Vergleichsbeispiels. Daher kann die Vorrichtung des ersten Vergleichsbeispiels die Vibrationsisolationswirkung in dem Frequenzbereich, der höher ist als die aggregierte Resonanzfrequenz, im Vergleich zur Vorrichtung des zweiten Vergleichsbeispiels verbessern.
• Übrigens können die Resonanzfrequenzen der Vorrichtung des zweiten Vergleichsbeispiels verringert werden, um die Vibrationsisolationswirkung im angestrebten Frequenzbereich zu erhöhen. Um die Resonanzfrequenzen zu senken, ist es jedoch notwendig, die Steifigkeit des elastischen Elements zu reduzieren. Wird die Steifigkeit des elastischen Elements reduziert, erhöht sich die Auslenkung des elastischen Gliedes. Dadurch verringert sich die Lebensdauer des elastischen Glieds.
• Im Gegensatz dazu beträgt die bestimmte Frequenz fa der Vorrichtung des ersten Vergleichsbeispiels 17 Hz, was nahe bei 20 Hz liegt, der Resonanzfrequenz mit der höchsten Vibrationsübertragbarkeit unter den Resonanzfrequenzen der Vorrichtung des zweiten Vergleichsbeispiels. Die Vorrichtung des ersten Vergleichsbeispiels kann die Vibrationsisolationswirkung im angestrebten Frequenzbereich verbessern, ohne die Resonanzfrequenzen wesentlich zu verringern. Daher kann eine Verringerung der Steifigkeit des elastischen Elements begrenzt werden, und eine Verminderung der Haltbarkeit des elastischen Elements kann begrenzt werden.
• Wie in 21 gezeigt, ist jedoch die Vibrationsübertragbarkeit T1 der Vorrichtung des ersten Vergleichsbeispiels bei der Frequenz von 17 Hz höher als die Vibrationsübertragbarkeit T2 der Vorrichtung des zweiten Vergleichsbeispiels bei oder um die Frequenz von 20 Hz. Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben festgestellt, dass die Vorrichtung des ersten Vergleichsbeispiels die Vibrationsisolationswirkung im Frequenzbereich der aggregierten Resonanzfrequenz im Vergleich zur Vorrichtung des zweiten Vergleichsbeispiels verringert.
• In Anbetracht des obigen Punktes wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform zur Verbesserung der Vibrationsisolationswirkung im Frequenzbereich der aggregierten Resonanzfrequenz ein vibrationsisolierender Gummi, der den Silikongummi und die CNTs enthält, als jeder der vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d verwendet. Das CNT-Mischungsverhältnis ist größer als 0 Massenteile und ist gleich oder kleiner als 3 Massenteile pro 100 Massenteile des Silikongummis. Es ist zu beachten, dass „Massenteile“ einen prozentualen Anteil des Additivs bezogen auf die Masse des Gummis angibt und auch mit „phr“ bezeichnet wird. Dabei ist „phr“ eine Abkürzung für „parts per hundred of rubber“.
• Der Grund für die Verwendung von Silikongummi als Gummimaterial ist, dass Silikongummi eine hohe Dämpfungsleistung und eine geringe Temperaturabhängigkeit des Elastizitätsmoduls im gesamten Betriebstemperaturbereich aufweist. Der Betriebstemperaturbereich ist der Temperaturbereich der Umgebung, in der der Kompressor 10 eingesetzt wird. Konkret liegt der Betriebstemperaturbereich zwischen -20°C und 80°C. Ein Grund für die Zugabe der CNTs in den Silikongummi ist die Erhöhung der Ermüdungsfestigkeit des Silikongummis. Ein weiterer Grund, warum die CNTs dem Silikongummi zugesetzt werden, ist, dass die CNTs die Dämpfungsleistung des Silikongummis weiter verbessern können.
• (Grund für das Einstellen des CNT-Mischungsverhältnisses auf einen Wert größer als 0 Massenteile pro 100 Massenteile des Silikongummis)
• 22 zeigt die Ergebnisse eines zyklischen Ermüdungsbewertungstests für einen Silikongummi mit einem CNT-Mischungsverhältnis von 0 phr, einen Silikongummi mit einem CNT-Mischungsverhältnis von 1 phr und einen Silikongummi mit einem CNT-Mischungsverhältnis von 2 phr. Der Silikongummi, die CNTs, das Gerät und die für den Test verwendete Testbedingung sind wie folgt.
• Silikongummi: „KE-5540-U“ von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
  CNT: „NC7000“ von Nanocyl S.A.
  Gerät: Dynamisches Ermüdungsprüfgerät
  Musterstückform: Hantel Typ 3, wie in JIS K6251 spezifiziert
  Maximale Amplitudenverzerrung: 50 bis 250 %
• Wie in 22 gezeigt, kann gefolgert werden, dass, wenn die Anzahl der Zyklen bis zum Bruch 100000 beträgt, der Silikongummi mit dem CNT-Mischungsverhältnis von 0 phr (d.h. CNT0phr in 22) die Bruchspannung σ ≥ 0,5 MPa nicht erfüllt, was eine zyklische Ermüdungsbedingung ist, die bei der tatsächlichen Verwendung erforderlich ist. Wenn jedoch die Anzahl der Zyklen bis zum Bruch 100000 beträgt, erfüllen der Silikongummi mit dem CNT-Mischungsverhältnis von 1 phr und der Silikongummi mit dem CNT-Mischungsverhältnis von 2 phr (d.h. CNT1phr und CNT2phr in 22) die Bruchspannung σ ≥ 0,5 MPa. Die zyklische Ermüdungsbedingung, die im tatsächlichen Einsatz erforderlich ist, ist eine Bedingung, die für jedes der vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d in dem Zustand erforderlich ist, in dem der Kompressor 10 am Fahrzeug montiert ist. Die Bruchspannung σ ≥ 0,5MPa wird auf der Grundlage der folgenden Gleichung und der Bedingung der tatsächlichen Verwendung berechnet. Bei dieser Berechnung ist die Form des Querschnitts des vibrationsisolierenden Gummis quadratisch.
• $$\mathrm{\sigma }=\text{MG}/\left({\text{a}}_1{}^2\cdot \text{n}\right)\times \text{S}=\mathrm{0,5}\text{ MPa}$$

  

  σ: Bruchspannung (d. h. eine maximale Spannung, die auf den vibrationsisolierenden Gummi wirkt)
  M: Masse des Kompressors
  G: Maximale Vibration
  a1: Länge einer Seite des Quadrats, die der Form des Querschnitts des vibrationsisolierenden Gummis entspricht
  n: Anzahl der Gummis
  S: Sicherheitsrate $$\text{M}=6\text{ kg}\text{, G}=40\text{m}/{\text{sec}}^4{\text{,a}}_1=15\text{ mm}\text{,n}=\mathrm{4,}\text{ S}=2$$

  
• Wie in 22 gezeigt, sind die Bruchspannung σ des Silikongummis mit dem CNT-Mischungsverhältnis von 1 phr und die Bruchspannung σ des Silikongummis mit dem CNT-Mischungsverhältnis von 2 phr im Vergleich zu dem Silikongummi mit dem CNT-Mischungsverhältnis von 0 phr erhöht. Aus diesem Ergebnis lässt sich ableiten, dass die Bruchspannung σ auch bei dem Silikongummi mit dem CNT-Mischungsverhältnis größer als 0 phr und kleiner als 1 phr im Vergleich zu dem Silikongummi mit dem CNT-Mischungsverhältnis von 0 phr zunimmt. Somit kann die Zugabe der CNTs zum Silikongummi die Ermüdungsfestigkeit des Silikongummis erhöhen. Die Zugabe der CNTs zum Silikongummi kann die zyklische Ermüdungsbedingung erfüllen, die in der tatsächlichen Verwendung erforderlich ist.
• 23 zeigt die Ergebnisse eines Viskoelastizitätsbewertungstests für den Silikongummi mit einem CNT-Mischungsverhältnis von 0 phr, den Silikongummi mit einem CNT-Mischungsverhältnis von 1 phr und den Silikongummi mit einem CNT-Mischungsverhältnis von 2 phr. Der Silikongummi, die CNTs, die Vorrichtung und die Testbedingungen, die für diesen Test verwendet wurden, sind wie folgt.
• Silikongummi: „KE-5540-U“ von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
  CNT: „NC7000“ von Nanocyl S.A.
  Gerät: Dynamisches Viskoelastizitätsprüfgerät
  Form des Musterstücks: Streifen mit einer Breite von 2 mm, einer Dicke von 1 mm und einer Länge von 10 mm
  Verzerrung: 1 %
  Frequenz: 10 Hz
• Wie in 23 gezeigt, sinkt ein Dämpfungskoeffizient tanδ des Naturgummis von etwa 0,6 auf etwa 0,1, wenn die Temperatur in einem Temperaturbereich von -20°C bis 20°C abnimmt. Der Dämpfungskoeffizient tanδ des Naturgummis beträgt in einem Temperaturbereich von 20°C bis 80°C etwa 0,1. Somit hat der Naturgummi den niedrigen Dämpfungskoeffizienten tanδ im Teil des Gebrauchstemperaturbereichs und die hohe Temperaturabhängigkeit der Dämpfungsleistung im gesamten Gebrauchstemperaturbereich.
• Im Gegensatz dazu sind der Dämpfungskoeffizient tanδ des Silikongummis mit dem CNT-Mischungsverhältnis von 1 phr und der Dämpfungskoeffizient tanδ des Silikongummis mit dem CNT-Mischungsverhältnis von 2 phr gleich oder mehr als 0,3 im Temperaturbereich von -20°C bis 80°C.
• Der Dämpfungskoeffizient tanδ des Silikongummis mit dem CNT-Mischungsverhältnis von 0 phr ist im Temperaturbereich von -20°C bis 80°C größer als 0,25. Daraus wird gefolgert, dass der Dämpfungskoeffizient tanδ im Temperaturbereich von -20°C bis 80°C auch dann größer als 0,25 ist, wenn das CNT-Mischungsverhältnis größer als 0 phr und kleiner als 1 phr ist.
• Somit hat der Silikongummi, dem die CNTs zugesetzt sind, die hohe Dämpfungsleistung und die geringe Temperaturabhängigkeit der Dämpfungsleistung im gesamten Gebrauchstemperaturbereich.
• Aufgrund der obigen Ausführungen sollte das CNT-Mischungsverhältnis größer als 0 Massenteile pro 100 Massenteile des Silikongummis sein.
• (Grund für das Einstellen des CNT-Mischungsverhältnisses auf einen Wert kleiner als 3 Massenteile pro 100 Massenteile des Silikongummis)
• 24 zeigt eine Beziehung zwischen dem CNT-Mischungsverhältnis und einem geometrischen Verhältnis a_1/h des vibrationsisolierenden Gummis. Wie in 25A und 25B gezeigt, ist das geometrische Verhältnis a_1/h ein Verhältnis der Länge a₁ der einen Seite des Querschnitts des vibrationsisolierenden Gummis relativ zur Höhe h des vibrationsisolierenden Gummis. Der vibrationsisolierende Gummi hat die Form einer quadratischen Säule, die einen quadratischen Querschnitt hat. Wenn die Höhe h gleich gehalten wird, verringert sich die Länge a₁ der einen Seite des Querschnitts, wenn das geometrische Verhältnis a₁/h verringert wird. Mit anderen Worten, wenn das geometrische Verhältnis a₁/h verringert wird, wird der Querschnitt des vibrationsisolierenden Gummis verkleinert.
• Das geometrische Verhältnis a_1/h des vibrationsisolierenden Gummis mit dem CNT-Mischungsverhältnis von 0 phr wird auf der Grundlage der erforderlichen Steifigkeit des vibrationsisolierenden Gummis bestimmt, die erforderlich ist, damit die Resonanzfrequenzen miteinander übereinstimmen. Die Steifigkeit der anderen vibrationsisolierenden Gummis mit jeweils einem CNT-Mischungsverhältnis größer als 0 phr wird so eingestellt, dass sie der Steifigkeit des vibrationsisolierenden Gummis mit einem CNT-Mischungsverhältnis von 0 phr entspricht. Daher muss, wie in 24 gezeigt, das geometrische Verhältnis a₁/h reduziert werden, wenn das CNT-Mischungsverhältnis erhöht wird. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Härte des vibrationsisolierenden Gummis erhöht wird, wenn das CNT-Mischungsverhältnis relativ zum Silikongummi erhöht wird.
• 26 zeigt eine Beziehung zwischen dem geometrischen Verhältnis und einer maximalen Belastung in einem Bereich mit konstanter Steifigkeit. Der Bereich mit konstanter Steifigkeit ist ein Belastungsbereich, in dem die Steifigkeit des vibrationsisolierenden Gummis zum Zeitpunkt der Verformung des vibrationsisolierenden Gummis durch die Anwendung der Belastung auf den vibrationsisolierenden Gummi konstant wird. Mit anderen Worten, der Bereich mit konstanter Steifigkeit ist der Bereich der Belastung, in dem die Steigung eines Graphen, der die Beziehung zwischen der Belastung und der Verschiebung anzeigt, konstant wird, wie in 27 dargestellt.
• In dem Zustand, in dem der Kompressor 10 am Fahrzeug montiert ist, beträgt ein Maximalwert der Belastung, die vom Kompressor 10 oder der Fahrzeugkarosserie 20 auf die vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d aufgebracht wird, 70 N. Ein Bereich, in dem die Belastung größer als 0 und gleich oder weniger als 70 N ist, ist ein praktischer Betriebsbereich. Wie in 26 gezeigt, beträgt ein Wert des geometrischen Verhältnisses a₁/h, bei dem die Steifigkeit bei der maximalen Belastung von 70 N konstant wird, 0,65. Daher muss das geometrische Verhältnis a₁/h gleich oder größer als 0,65 sein. Wie in 27 gezeigt, ist die Steifigkeit in einem Fall, in dem das geometrische Verhältnis a₁/h größer als 0,65 ist, auch dann konstant, wenn die Belastung über 70 N hinaus erhöht wird. Wenn jedoch das geometrische Verhältnis a₁/h kleiner als 0,65 ist, ändert sich die Steifigkeit, wenn die Belastung gleich oder kleiner als 70 N ist. In dem Fall, in dem die Steifigkeit konstant ist, können zwei Ziele, d.h. die Haltbarkeit und die vibrationsisolierende Leistung des vibrationsisolierenden Gummis, beide durch das Aggregieren der Resonanzfrequenzen erreicht werden. Wenn sich jedoch die Steifigkeit ändert, können diese beiden Ziele nicht erreicht werden.
• Wie in 24 gezeigt, wird das geometrische Verhältnis a₁/h gleich oder kleiner als 0,65, wenn das CNT-Mischungsverhältnis über 3 phr erhöht wird. Daher ist im praktischen Einsatzbereich das CNT-Mischungsverhältnis, das die gleiche Steifigkeit wie die Steifigkeit des vibrationsisolierenden Gummis mit dem CNT-Mischungsverhältnis von 0 phr erreichen kann, gleich oder kleiner als 3 phr.
• Daher muss das CNT-Mischungsverhältnis kleiner als 3 Massenteile pro 100 Massenteile des Silikongummis sein.
• Wie bei der Vorrichtung des ersten Vergleichsbeispiels werden auch bei der vibrationsisolierenden Vorrichtung der vorliegenden Ausführungsform die Resonanzfrequenzen der sechs Vibrationsmoden zu der bestimmten Einzelfrequenz fa aggregiert, d. h. jeweils auf die bestimmte Einzelfrequenz fa eingestellt. Diese bestimmte Frequenz fa beträgt 17 Hz. Daher kann, wie in 21 angedeutet, auch bei der vibrationsisolierenden Vorrichtung der vorliegenden Ausführungsform, wie bei der Vorrichtung des ersten Vergleichsbeispiels, die Vibrationsübertragbarkeit im Frequenzbereich höher als 17 Hz im Vergleich zur Vorrichtung des zweiten Vergleichsbeispiels reduziert werden. Mit anderen Worten, die Vibrationsisolationswirkung im Frequenzbereich oberhalb der aggregierten Resonanzfrequenz kann im Vergleich zur Vorrichtung des zweiten Vergleichsbeispiels verbessert werden. Darüber hinaus kann die vibrationsisolierende Vorrichtung der vorliegenden Ausführungsform, wie die Vorrichtung des ersten Vergleichsbeispiels, die Vibrationsisolationswirkung im angestrebten Frequenzbereich verbessern, ohne die Resonanzfrequenzen im Vergleich zur Vorrichtung des zweiten Vergleichsbeispiels wesentlich zu senken. Daher kann eine Verringerung der Steifigkeit des elastischen Elements begrenzt werden, und eine Agnahme der Haltbarkeit des elastischen Elements kann begrenzt werden.
• Außerdem enthält in der Vorrichtung der vorliegenden Ausführungsform jeder der vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d: 100 Massenteile des Silikongummis; und mehr als 0 Massenteile und gleich oder weniger als 3 Massenteile der CNTs.
• Hier wird der vibrationsisolierende Gummi der Vorrichtung des ersten Vergleichsbeispiels aus dem Naturgummi hergestellt. Wie in 23 gezeigt, sind im Temperaturbereich von -10°C bis 80°C der Dämpfungskoeffizient tanδ des Silikongummis mit dem CNT-Mischungsverhältnis von 0 Massenteilen (d.h. 0 phr), der Dämpfungskoeffizient tanδ des Silikongummis mit dem CNT-Mischungsverhältnis von 1 Massenteil (d.h., 1 phr) und der Dämpfungskoeffizient tanδ des Silikongummis mit dem CNT-Mischungsverhältnis von 2 Massenteilen (d.h. 2 phr) größer als der Dämpfungskoeffizient tanδ des Naturgummis.
• Daher kann die Vorrichtung der vorliegenden Ausführungsform im Temperaturbereich von -10°C bis 80°C die Vibrationsübertragbarkeit bei der Frequenz von 17 Hz im Vergleich zur Vibrationsübertragbarkeit der Vorrichtung des ersten Vergleichsbeispiels bei der Frequenz von 17 Hz reduzieren.
• Darüber hinaus ist, wie in 23 gezeigt, der Dämpfungskoeffizient tanδ des Silikongummis mit dem CNT-Mischungsverhältnis, das gleich oder mehr als 1 Massenteile und gleich oder weniger als 2 Massenteile ist, gleich oder mehr als 0,3 im gesamten Betriebstemperaturbereich. In der Vorrichtung der vorliegenden Ausführungsform ist es bevorzugt, dass das CNT-Mischungsverhältnis gleich oder mehr als 1 Massenteil und gleich oder weniger als 2 Massenteile ist. Daher kann, wie in 21 gezeigt, die Vibrationsübertragbarkeit bei der Frequenz von 17 Hz von der Vibrationsübertragbarkeit T1 des ersten Vergleichsbeispiels auf eine Vibrationsübertragbarkeit T3 reduziert werden, die geringfügig niedriger ist als die Vibrationsübertragbarkeit T2 des zweiten Vergleichsbeispiels. Dabei ist T1 in 21 die Vibrationsübertragbarkeit, wenn der Dämpfungskoeffizient tanδ 0,1 ist. Außerdem ist T3 in 21 die Vibrationsübertragbarkeit, wenn der Dämpfungskoeffizient tanδ 0,3 ist. Wie oben diskutiert, kann der Vibrationsisolationswirkung bei den Resonanzfrequenzen auf ein Niveau erhöht werden, das dem der Vorrichtung des zweiten Vergleichsbeispiels entspricht.
• (Zweite Ausführungsform)
• In der ersten Ausführungsform ist jeder der vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d zwischen dem entsprechenden Schenkel 11a, 11b, 11c, 11d des Kompressors 10 und dem entsprechenden Schenkel 40a, 40b, 40c, 40d des Trägerelements 40 angeordnet. Im Gegensatz dazu ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wie in 28 und 29 gezeigt, ein oberes Trägerelement 50 an einer unteren Seite des Kompressors 10 angeordnet. Die vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d sind zwischen dem oberen Trägerelement 50 und dem unteren Trägerelement 40 angeordnet. Das untere Trägerelement 40 der vorliegenden Ausführungsform entspricht dem Trägerelement 40 der ersten Ausführungsform. Weiterhin entspricht das obere Trägerelement 50 einem primären Trägerelement. Das untere Trägerelement 40 entspricht einem sekundären Trägerelement.
• Die Struktur der vibrationsisolierenden Vorrichtung der vorliegenden Ausführungsform ist die gleiche wie die der vibrationsisolierenden Vorrichtung der ersten Ausführungsform, außer dass sie das obere Trägerelement 50 aufweist. Im Folgenden konzentriert sich die Diskussion hauptsächlich auf das obere Trägerelement 50 und die zugehörigen Teile der vibrationsisolierenden Vorrichtung der vorliegenden Ausführungsform.
• Das obere Trägerelement 50 ist in vertikaler Richtung auf der Unterseite des Kompressors 10 angebracht. Das obere Trägerelement 50 ist mit Befestigungselementen, wie z. B. Schrauben, am Kompressor 10 befestigt. Wie in 30 dargestellt, ist das obere Trägerelement 50 ein einteiliges Bauteil, das vier Schenkel 51a, 51b, 51c, 51d umfasst. Alternativ können die vier Schenkel 51a, 51b, 51c, 51d auch als vier separate Körper ausgebildet sein. In einem solchen Fall entsprechen die vier Schenkel 51a, 51b, 51c, 51d einer Vielzahl von primären Trägerelementen.
• Wie in den 28 und 29 gezeigt, ist der vibrationsisolierende Gummi 30a an einem Abschnitt des oberen Trägerelements 50 befestigt, der sich auf einer dem Kompressor 10 gegenüberliegenden Seite befindet. Insbesondere ist das Gewindebefestigungselement 112a, das sich auf einer axialen Seite des vibrationsisolierenden Gummis 30a befindet, mit einem Gewinde an einer Innengewindebohrung des Schenkels 51a des oberen Trägerelements 50 verschraubt. Des Weiteren ist die Mutter 42a mit dem Gewindebefestigungselement 12a, das sich auf der anderen axialen Seite des vibrationsisolierenden Gummis 30a befindet, in dem Zustand verschraubt, in dem das Gewindebefestigungselement 12a durch die Durchgangsbohrung des Schenkels 40a des unteren Trägerelements 40 eingeführt ist.
• Der vibrationsisolierende Gummi 30b ist an einem Abschnitt des oberen Trägerelements 50 befestigt, der sich auf der dem Kompressor 10 gegenüberliegenden Seite befindet. Insbesondere ist das Gewindebefestigungselement 112b, das sich auf einer axialen Seite des vibrationsisolierenden Gummis 30b befindet, mit einer Innengewindebohrung des Schenkels 51b des oberen Trägerelements 50 verschraubt. Des Weiteren ist die Mutter 42b mit dem Gewindebefestigungselement 12b, das sich auf der anderen axialen Seite des vibrationsisolierenden Gummis 30b befindet, in dem Zustand verschraubt, in dem das Gewindebefestigungselement 12b durch die Durchgangsbohrung des Schenkels 40b des unteren Trägerelements 40 eingeführt ist.
• Der vibrationsisolierende Gummi 30d ist an einem Abschnitt des oberen Trägerelements 50 befestigt, der sich auf der dem Kompressor 10 gegenüberliegenden Seite befindet. Insbesondere ist das Gewindebefestigungselement 112d, das sich auf einer axialen Seite des vibrationsisolierenden Gummis 30d befindet, mit einer Innengewindebohrung des Schenkels 51d des oberen Trägerelements 50 verschraubt. Des Weiteren ist die Mutter 42d mit dem Gewindebefestigungselement 12d, das sich auf der anderen axialen Seite des vibrationsisolierenden Gummis 30d befindet, in dem Zustand verschraubt, in dem das Gewindebefestigungselement 12d durch das Durchgangsloch des Schenkels 40d des unteren Trägerelements 40 eingeführt ist.
• Obwohl in den 28 und 29 nicht dargestellt, ist der in 3A gezeigte vibrationsisolierende Gummi 30c an einem Abschnitt des oberen Trägerelements 50 befestigt, der sich auf der dem Kompressor 10 gegenüberliegenden Seite befindet. Insbesondere ist das Gewindebefestigungselement 112c, das sich auf einer axialen Seite des in 3A gezeigten vibrationsisolierenden Gummis 30c befindet, mit einer Innengewindebohrung des Schenkels 51c des oberen Trägerelements 50 verschraubt. Darüber hinaus ist die Mutter an dem Gewindebefestigungselement 12c, das sich auf der anderen axialen Seite des in 3A gezeigten vibrationsisolierenden Gummis 30c befindet, in dem Zustand verschraubt, in dem das Gewindebefestigungselement 12c durch das Durchgangsloch des Schenkels 40c des unteren Trägerelements 40 eingeführt ist.
• Wie oben beschrieben, wird der Kompressor 10 über die vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d durch das untere Trägerelement 40 getragen.
• In der vorliegenden Ausführungsform fällt der Schwerpunkt G des Objekts, das den Kompressor 10 und das obere Trägerelement 50 beinhaltet, mit dem elastischen Zentrum Sa dieses Objekts zusammen. Daher werden die Translationsvibrationen und die Schwingungsvibrationen unabhängig voneinander in den sechs Richtungen erzeugt.
• Daher werden, wie bei der ersten Ausführungsform, die Resonanzfrequenzen fx, fy, fz, fcp, fψ, fθ der sechs Vibrationsmoden entsprechend durch die Gleichungen 6-11 ausgedrückt, indem p, q, R der Gleichung 5, die Einbauposition (a, b, c) und die Steifigkeiten k₁, k₂ verwendet werden. Die Resonanzfrequenzen fx, fy, fz, fcp, fψ, fθ der sechs Vibrationsmoden sind die Resonanzfrequenzen der Struktur zum Zeitpunkt der Vibration des Kompressors 10 in den sechs Freiheitsgraden. Diese Struktur beinhaltet den Kompressor 10, das obere Trägerelement 50, die vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d und das untere Trägerelement 40.
• Dabei ist m der Gleichung 6, der Gleichung 7 und der Gleichung 8 jeweils eine Masse des Objekts, das den Kompressor 10 und das obere Trägerelement 50 umfasst. Ferner ist Ix der Gleichung 9 ein Trägheitsmoment in X-Richtung am Objekt, das den Kompressor 10 und das obere Trägerelement 50 umfasst. Außerdem ist ly der Gleichung 10 ein Trägheitsmoment in Y-Richtung an dem Objekt, das den Kompressor 10 und das obere Trägerelement 50 umfasst. Zusätzlich ist Iz in der Gleichung 11 ein Trägheitsmoment in Z-Richtung am Objekt, das den Kompressor 10 und das obere Trägerelement 50 umfasst.
• Wie in der ersten Ausführungsform sind der Kompressor 10, das obere Trägerelement 50 und die vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d so eingestellt, d.h. konfiguriert, dass die Resonanzfrequenzen fx, fy, fz, fφ, fψ, fθ der sechs Vibrationsmoden zu der bestimmten Einzelfrequenz fa aggregiert sind, d.h. jeweils auf die bestimmte Einzelfrequenz fa eingestellt sind. Mit anderen Worten, die Masse des Kompressors 10, die Masse des oberen Trägerelements 50 und die Steifigkeit und die Position der jeweiligen vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d sind so eingestellt, dass die Resonanzfrequenzen fx, fy, fz, fcp, fψ, fθ der sechs Vibrationsmoden zu der bestimmten Einzelfrequenz fa aggregiert werden.
• Außerdem enthält, wie in der ersten Ausführungsform, jeder der vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d: 100 Massenteile des Silikongummis; und mehr als 0 Massenteile und gleich oder weniger als 3 Massenteile der CNTs.
• Somit kann die vibrationsisolierende Vorrichtung der vorliegenden Ausführungsform auch Vorteile erzielen, die denen der vibrationsisolierenden Vorrichtung der ersten Ausführungsform ähnlich sind.
• (Dritte Ausführungsform)
• In der ersten und zweiten Ausführungsform sind die Resonanzfrequenzen so eingestellt, dass sie 17 Hz entsprechen, um sowohl die Haltbarkeit als auch die Vibrationsisolationswirkung der vibrationsisolierenden Gummis zu erreichen. In der ersten und zweiten Ausführungsform können die Resonanzfrequenzen jedoch, wie unten erläutert, so eingestellt werden, dass sie einer anderen bestimmten Frequenz entsprechen, die nicht 17 Hz beträgt.
• Eine Dehnung ε des vibrationsisolierenden Gummis zum Zeitpunkt der Vibration des Kompressors 10 durch eine Belastung F wird durch eine Gleichung 16 angegeben. Dabei wird F aus Gleichung 16 durch Gleichung 17 angegeben. Außerdem wird die Resonanzfrequenz durch eine Gleichung 18 angegeben.
• $$\mathrm{\epsilon }=\frac{\text{F}}{\text{kL}}\leqq {\mathrm{\epsilon }}_{\text{t r g}}$$

  
• $$\text{F}=\frac{\text{mG}}{\text{n}}$$

  
• $${\text{f}}_{\text{r}}=\frac{1}{2\mathrm{\pi }}\sqrt{\frac{\text{k}}{\text{m}}}$$

  

ε:

Dehnung des vibrationsisolierenden Gummis

F:

Kraft, die auf den Kompressor wirkt

k:

Steifigkeit des vibrationsisolierenden Gummis

L:

Länge des vibrationsisolierenden Gummis

εtrg:

Dehnungsdauergrenze

G:

Beschleunigung

n:

Anzahl der vibrationsisolierenden Gummis

Dabei ist m in den Gleichungen bei der ersten Ausführungsform die Masse des Kompressors 10 und bei der zweiten Ausführungsform die Masse des Objekts, das den Kompressor 10 und das obere Trägerelement 50 beinhaltet.
• Wie in Gleichung 16 wird, um die Haltbarkeit der vibrationsisolierenden Gummis zu gewährleisten, die Dehnung ε gleich oder kleiner als ε_trg gesetzt. Ein Mindestwert der Steifigkeit k, der in diesem Fall erforderlich ist, kann durch die Gleichung 16 und die Gleichung 17 erhalten werden. Des Weiteren lässt sich mit dem erhaltenen Mindestwert der Steifigkeit k und der Gleichung 18 eine Mindestfrequenz fmin der in diesem Fall erforderlichen Resonanzfrequenz f_r ermitteln.
• Konkret ergibt sich fmin = 15 Hz im Fall von m = 6,0 kg, n = 4, G = 40 m/sec², ε_trg = 30% und L = 30 mm. Um die Haltbarkeit der vibrationsisolierenden Gummis zu gewährleisten, muss die Resonanzfrequenz daher gleich oder höher als 15 Hz sein.
• Weiterhin ergibt sich eine Vibrationsübertragbarkeit H(f) bei der Frequenz f durch eine Gleichung 19. Die Gleichung 19 ist eine Gleichung, wenn die Resonanzfrequenzen der sechs Vibrationsmoden zu der bestimmten Einzelfrequenz aggregiert werden, d. h. jeweils auf die bestimmte Einzelfrequenz eingestellt werden. $$\text{H}\left(\text{f}\right)=\frac{\sqrt{1+{\text{tan}}^2\mathrm{\delta }}}{\sqrt{{\left(1-{\left(\frac{\text{f}}{{\text{f}}_{\text{r}}}\right)}^2\right)}^2+{\text{tan}}^2\mathrm{\delta }}}$$

  

  _fr: Resonanzfrequenz tanδ: Dämpfungsgrad des vibrationsisolierenden Gummis
• Wie in 31 dargestellt, ist es notwendig, die Resonanzfrequenz f_r unter oder gleich fmax zu halten, um die Vibrationsübertragung bei der Frequenz f₁ (die Frequenz f₁ ist höher als die Resonanzfrequenz _fr) unter oder gleich einem Zielwert H_trg zu halten. Im realen Einsatz muss die Vibrationsübertragbarkeit bei f₁ = 83 Hz kleiner oder gleich H_trg = -20 dB gehalten werden. Nach Gleichung 19 ist die erforderliche Resonanzfrequenz _fr in diesem Fall kleiner oder gleich 25 Hz.
• Um sowohl die Haltbarkeit als auch die Vibrationsisolationswirkung der vibrationsisolierenden Gummis zu erreichen, sollten daher die Resonanzfrequenzen fx, fy, fz, fcp, fψ, fθ der sechs Vibrationsmoden jeweils so eingestellt werden, dass sie mit einer bestimmten Frequenz übereinstimmen, die sich von 17 Hz unterscheidet und im Bereich von 15 Hz bis 25 Hz liegt. Durch das Einstellen in der oben beschriebenen Weise können Vorteile erzielt werden, die denen der ersten Ausführungsform ähnlich sind.
• (Andere Ausführungsformen)
• (1) In jeder der obigen Ausführungsformen werden die Resonanzfrequenzen fx, fy, fz, fcp, fψ, fθ der sechs Vibrationsmoden zu der bestimmten Einzelfrequenz fa aggregiert, d. h. jeweils auf die bestimmte Einzelfrequenz fa eingestellt. Die Resonanzfrequenzen fx, fy, fz, fφ, fψ, fθ der sechs Vibrationsmoden müssen jedoch nicht zu der bestimmten Einzelfrequenz fa aggregiert werden. Die Resonanzfrequenzen fx, fy, fz, fcp, fψ, fθ in den sechs Schwingungsmoden können innerhalb des in der dritten Ausführungsform beschriebenen 10 Hz-Bereichs von 15 Hz bis 25 Hz aggregiert werden. Mit anderen Worten, eine Differenz zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert der Resonanzfrequenzen fx, fy, fz, fcp, fψ, fθ der sechs Vibrationsmoden sollte gleich oder kleiner als 10 Hz sein. Auch in diesem Fall wird davon ausgegangen, dass Vorteile, die denen der ersten Ausführungsform ähnlich sind, erreicht werden.
• (2) In jeder der obigen Ausführungsformen werden die vier vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d verwendet. Die Anzahl der vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d kann jedoch auch anders als vier sein. Selbst in einem solchen Fall sollten die Resonanzfrequenzen fx, fy, fz, fcp, fΨ, fθ der sechs Vibrationsmoden mit der bestimmten Einzelfrequenz übereinstimmen, oder die Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert der Resonanzfrequenzen fx, fy, fz, fcp, fψ, fθ der sechs Vibrationsmoden sollte gleich oder kleiner als 10 Hz sein. Kurz gesagt, die vorliegende Offenbarung erfordert, dass zumindest ein vibrationsisolierendes Gummi verwendet wird.
• Die Anzahl der Schenkel des Trägerelements 40 der ersten Ausführungsform sollte geändert werden, wenn die Anzahl der vibrationsisolierenden Gummis geändert wird. In ähnlicher Weise sollte die Anzahl der Schenkel des unteren Trägerelements 40 und die Anzahl der Schenkel des oberen Trägerelements 50 der zweiten Ausführungsform geändert werden, wenn die Anzahl der vibrationsisolierenden Gummis geändert wird.
• (3) In jeder der obigen Ausführungsformen fallen der Schwerpunkt G und das elastische Zentrum Sa miteinander zusammen. Der Schwerpunkt G und das elastische Zentrum Sa müssen jedoch nicht miteinander zusammenfallen. Auch in einem solchen Fall sollten die Resonanzfrequenzen fx, fy, fz, fφ, fψ, fθ der sechs Vibrationsmoden mit der bestimmten Einzelfrequenz übereinstimmen, oder die Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert der Resonanzfrequenzen fx, fy, fz, fcp, fψ, fθ der sechs Vibrationsmoden sollte gleich oder kleiner als 10 Hz sein.
• Auch in dem Fall, in dem der Schwerpunkt G und das elastische Zentrum Sa nicht miteinander übereinstimmen, ist es bevorzugt, dass die vier vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d so eingestellt sind, d.h. so konfiguriert sind, dass sich der Schwerpunkt des Kompressors 10 innerhalb des virtuellen Bereichs befindet, der durch die Kombination des ersten Pentaeders und des zweiten Pentaeders, die in 4 gezeigt sind, gebildet wird. Das erste Pentaeder und das zweite Pentaeder, die in 4 dargestellt sind, werden wie folgt bestimmt. Die Achsen Xa, Xb, Xc, Xd der vier vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d werden nun als Primärlinien Xa, Xb, Xc, Xd definiert. Ein Schnittpunkt, an dem sich eine entsprechende der Primärlinien Xa, Xb, Xc, Xd und eine entsprechende der Endflächen 31a, 31b, 31c, 31d miteinander schneiden, wird als Referenzpunkt A, B, C, D definiert. Die virtuellen Linien Ya, Yb, Yc, Yd, die jeweils die Achsen Xa, Xb, Xc, Xd in den Referenzpunkten A, B, C, D schneiden, werden als Sekundärlinien Ya, Yb, Yc, Yd definiert. Die vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d werden so eingestellt, dass sich die Primärlinien Xa, Xb, Xc, Xd im Punkt P schneiden und sich die sekundären Linien Ya, Yb, Yc, Yd im Punkt Q schneiden. Zu diesem Zeitpunkt wird der imaginäre erste Pentaeder durch die Bezugspunkte A, B, C, D und den Punkt P gebildet, die als Eckpunkte des imaginären ersten Pentaeders dienen. Das imaginäre zweite Pentaeder wird durch die Bezugspunkte A, B, C, D und den Punkt Q gebildet, die als Eckpunkte des imaginären zweiten Pentaeders dienen.
• Hier ist es wünschenswert, dass der Schwerpunkt G und das elastische Zentrum Sa zusammenfallen. In diesem Fall werden die Resonanzfrequenzen fx, fy, fz, fcp, fψ, fθ der sechs Vibrationsmoden durch die Gleichungen 6-11 angegeben, die stärker vereinfacht sind als der Fall, in dem der Schwerpunkt G und das elastische Zentrum Sa nicht zusammenfallen. Daher können die Resonanzfrequenzen fx, fy, fz, fcp, fψ, fθ im Vergleich zu dem Fall, in dem der Schwerpunkt G und das elastische Zentrum Sa nicht zusammenfallen, leichter zusammenfallen.
• Um den Schwerpunkt G und den elastischen Mittelpunkt Sa zusammenfallen zu lassen, sind der Kompressor 10 und die vier vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d speziell wie folgt eingestellt. Die Schersteifigkeit von jedem der vier vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d in axialer Richtung ist identisch eingestellt. In jedem der vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d ist die Schersteifigkeit in einer ersten Richtung senkrecht zur axialen Richtung des vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d die gleiche wie die Schersteifigkeit in einer zweiten Richtung senkrecht sowohl zur axialen Richtung des vibrationsisolierenden Gummis 30a, 30b, 30c, 30d als auch zur ersten Richtung. In jedem der vier elastischen Elemente ist die Schersteifigkeit in der axialen Richtung als k₁ definiert, und die Schersteifigkeit in der ersten Richtung und der zweiten Richtung ist jeweils als k₂ definiert. Wenn der Schwerpunkt des Kompressors 10 als der Schwerpunkt G definiert ist, schließt das Liniensegment Sb, das zwischen dem Punkt P und dem Punkt Q verbindet, den Schwerpunkt G ein. Der zwischen dem Schwerpunkt G und dem Punkt Q entlang des Liniensegments Sb gemessene Abstand ist als Z1 definiert, und der zwischen dem Schwerpunkt G und dem Punkt P gemessene Abstand ist als Z2 definiert. In einem solchen Fall fällt Z1/Z2 mit k₁/k₂ zusammen. Daher fallen der Schwerpunkt G und das elastische Zentrum Sa zusammen.
• (4) In der ersten und zweiten Ausführungsform fallen der Schwerpunkt G und das elastische Zentrum Sa zusammen. Außerdem ist, wie in den 7 bis 14 gezeigt, der Einstellwinkel jeder der Achsen Xa, Xb, Xc, Xd auf 45 Grad eingestellt. Auf diese Weise können die Resonanzfrequenzen fx, fy, fz durch die gleiche Gleichung ausgedrückt werden. Solange jedoch die Resonanzfrequenzen fx, fy, fz, fcp, fψ, fθ der sechs Vibrationsmoden zu der bestimmten Einzelfrequenz fa aggregiert sind, muss der Einstellwinkel jeder der Achsen Xa, Xb, Xc, Xd nicht 45 Grad betragen.
• (5) In jeder der obigen Ausführungsformen sind die vibrationsisolierenden Gummis jeweils in der kreisförmigen Säule mit dem kreisförmigen Querschnitt oder der quadratischen Säule mit dem quadratischen Querschnitt gebildet. Die vibrationsisolierenden Gummis können jedoch auch in einer anderen Form gebildet sein. Die andere Form der vibrationsisolierenden Gummis kann eine Säule mit einem polygonalen Querschnitt sein.
• (6) In jeder der obigen Ausführungsformen ist der Kompressor 10 auf der Oberseite der Fahrzeugkarosserie 20 angeordnet. Der Kompressor 10 kann jedoch auch an der Unterseite der Fahrzeugkarosserie 20 angebracht sein.
• (7) In jeder der obigen Ausführungsformen wird der Kompressor 10 als Vibrationsquelle verwendet. Es kann jedoch auch eine andere Vorrichtung als der Kompressor 10 als Vibrationsquelle verwendet werden. Das Übertragungs-Empfangselement, auf das die Vibrationen von der Vibrationsquelle übertragen werden, kann ein anderes Objekt sein, das nicht die Fahrzeugkarosserie 20 ist. Das Übertragungs-Empfangselement kann ein Element eines sich bewegenden Objekts, wie z. B. eines Zugs, eines Flugzeugs usw., oder ein nicht bewegliches Objekt sein.
• (8) Die vorliegende Offenbarung sollte nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt sein, sondern kann in geeigneter Weise modifiziert werden und umfasst verschiedene Variationen und Abwandlungen innerhalb des äquivalenten Bereichs. Die obigen Ausführungsformen sind nicht unabhängig voneinander und können in geeigneter Weise miteinander kombiniert werden, sofern die Kombination nicht eindeutig unmöglich ist. In jeder der obigen Ausführungsformen ist es unnötig zu sagen, dass die Elemente, die die Ausführungsform ausmachen, nicht notwendigerweise wesentlich sind, es sei denn, sie sind eindeutig als wesentlich angegeben oder werden grundsätzlich als eindeutig wesentlich angesehen. Wenn in jeder der obigen Ausführungsformen ein Zahlenwert wie die Anzahl, der Zahlenwert, die Menge, der Bereich oder dergleichen der konstituierenden Elemente der beispielhaften Ausführungsform erwähnt wird, sollte die vorliegende Offenbarung nicht auf einen solchen Zahlenwert beschränkt werden, es sei denn, es wird eindeutig angegeben, dass er wesentlich ist und/oder grundsätzlich als wesentlich angesehen wird. Wenn in jeder der obigen Ausführungsformen auf das Material, die Form, die Lagebeziehung oder dergleichen der Bestandteile Bezug genommen wird, sollte die vorliegende Offenbarung nicht auf ein solches Material, eine solche Form, eine solche Lagebeziehung oder dergleichen beschränkt werden, es sei denn, es wird eindeutig angegeben, dass es wesentlich ist und/oder grundsätzlich erforderlich ist.
• (Fazit)
• Gemäß einem ersten Aspekt, der in einem Teil oder in der Gesamtheit jeder der obigen Ausführungsformen angegeben ist, wird eine vibrationsisolierende Vorrichtung bereitgestellt, die so konfiguriert ist, dass sie die Übertragung von Vibrationen von einer Vibrationsquelle zu einem Übertragungs-Empfangselement begrenzt. Die vibrationsisolierende Vorrichtung beinhaltet: die Vibrationsquelle, die so konfiguriert ist, dass sie die Vibrationen erzeugt; und zumindest einen vibrationsisolierenden Gummi, der an der Vibrationsquelle befestigt ist. Die Vibrationsquelle wird von zumindest einem Trägerelement getragen, das durch den zumindest einen vibrationsisolierenden Gummi an dem Übertragungs-Empfangselement befestigt ist. Die Vibrationsquelle und der zumindest eine vibrationsisolierende Gummi sind so konfiguriert, dass eine Differenz zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert von Resonanzfrequenzen einer Struktur, die die Vibrationsquelle, den zumindest einen vibrationsisolierenden Gummi und das zumindest eine Trägerelement beinhaltet, gleich oder kleiner als 10 Hz ist, wenn die Vibrationsquelle in sechs Freiheitsgraden vibriert. Der zumindest eine vibrationsisolierende Gummi beinhaltet: 100 Massenteile Silikongummi; und mehr als 0 Massenteile und gleich oder weniger als 3 Massenteile Kohlenstoffnanoröhren.
• Des Weiteren wird gemäß einem zweiten Aspekt eine vibrationsisolierende Vorrichtung bereitgestellt, die so konfiguriert ist, dass sie die Übertragung von Vibrationen von einer Vibrationsquelle zu einem Übertragungs-Empfangselement begrenzt. Die vibrationsisolierende Vorrichtung beinhaltet: die Vibrationsquelle, die so konfiguriert ist, dass sie die Vibrationen erzeugt; zumindest ein primäres Trägerelement, das an der Vibrationsquelle befestigt ist und die Vibrationsquelle trägt; und zumindest einen vibrationsisolierenden Gummi, der an einem Abschnitt des zumindest einen primären Trägerelements befestigt ist, der sich auf einer Seite befindet, die der Vibrationsquelle gegenüberliegt. Die Vibrationsquelle wird durch zumindest ein sekundäres Trägerelement getragen, das durch den zumindest einen vibrationsisolierenden Gummi an dem Übertragungs-Empfangselement befestigt ist. Die Vibrationsquelle, das zumindest eine primäre Trägerelement und der zumindest eine vibrationsisolierende Gummi sind so konfiguriert, dass eine Differenz zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert der Resonanzfrequenzen einer Struktur, die die Vibrationsquelle, das zumindest eine primäre Trägerelement, den zumindest einen vibrationsisolierenden Gummi und das zumindest eine sekundäre Trägerelement umfasst, gleich oder kleiner als 10 Hz ist, wenn die Vibrationsquelle in sechs Freiheitsgraden vibriert. Der zumindest eine vibrationsisolierende Gummi beinhaltet: 100 Massenteile Silikongummi; und mehr als 0 Massenteile und gleich oder weniger als 3 Massenteile Kohlenstoffnanoröhren.
• Ein Mischungsverhältnis der Kohlenstoffnanoröhren in dem zumindest einen vibrationsisolierenden Gummi ist gleich oder mehr als 1 Massenteil und ist gleich oder kleiner als 2 Massenteile pro 100 Massenteile des Silikongummis. Dadurch kann der Dämpfungskoeffizient tanδ des Silikongummis im Temperaturbereich von -20°C bis 80°C gleich oder mehr als 0,3 sein. Daher kann die Vibrationsübertragbarkeit im Frequenzbereich der aggregierten Resonanzfrequenz(en) weiter reduziert und dadurch der Vibrationsisolationseffekt weiter verbessert werden.
• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• JP 201963334 [0001]
• WO 2011/077596 A1 [0004]

Claims (3)

1. Vibrationsisolierende Vorrichtung, die konfiguriert ist, um die Übertragung von Vibrationen von einer Vibrationsquelle zu einem Übertragungs-Empfangselement zu begrenzen, wobei die vibrationsisolierende Vorrichtung umfasst: die Vibrationsquelle (10), die so konfiguriert ist, dass sie die Vibrationen erzeugt; und zumindest einen vibrationsisolierenden Gummi (30a, 30b, 30c, 30d), der an der Vibrationsquelle befestigt ist, wobei: die Vibrationsquelle von zumindest einem Trägerelement (40) getragen wird, das durch den zumindest einen vibrationsisolierenden Gummi an dem Übertragungs-Empfangselement (20) befestigt ist; die Vibrationsquelle und der zumindest eine vibrationsisolierende Gummi so konfiguriert sind, dass eine Differenz zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert von Resonanzfrequenzen einer Struktur, die die Vibrationsquelle, den zumindest einen vibrationsisolierenden Gummi und das zumindest eine Trägerelement beinhaltet, gleich oder kleiner als 10 Hz ist, wenn die Vibrationsquelle in sechs Freiheitsgraden vibriert; und der zumindest eine vibrationsisolierende Gummi beinhaltet: 100 Massenteilen Silikongummi; und mehr als 0 Massenteile und gleich oder weniger als 3 Massenteile Kohlenstoffnanoröhren.
2. Vibrationsisolierende Vorrichtung, die konfiguriert ist, um die Übertragung von Vibrationen von einer Vibrationsquelle zu einem Übertragungs-Empfangselement zu begrenzen, wobei die vibrationsisolierende Vorrichtung umfasst: die Vibrationsquelle (10), die so konfiguriert ist, dass sie die Vibrationen erzeugt; zumindest ein primäres Trägerelement (50), das an der Vibrationsquelle befestigt ist und die Vibrationsquelle trägt; und zumindest einen vibrationsisolierenden Gummi (30a, 30b, 30c, 30d), der an einem Abschnitt des zumindest einen primären Trägerelements befestigt ist, der sich auf einer Seite befindet, die der Vibrationsquelle gegenüberliegt, wobei: die Vibrationsquelle durch zumindest ein sekundäres Trägerelement (40) getragen wird, das durch den zumindest einen vibrationsisolierenden Gummi an dem Übertragungs-Empfangselement (20) befestigt ist; die Vibrationsquelle, das zumindest eine primäre Trägerelement und der zumindest eine vibrationsisolierende Gummi so konfiguriert sind, dass eine Differenz zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert von Resonanzfrequenzen einer Struktur, die die Vibrationsquelle, das zumindest eine primäre Trägerelement, den zumindest einen vibrationsisolierenden Gummi und das zumindest eine sekundäre Trägerelement beinhaltet, gleich oder kleiner als 10 Hz ist, wenn die Vibrationsquelle in sechs Freiheitsgraden vibriert; und der zumindest eine vibrationsisolierende Gummi beinhaltet: 100 Massenteilen Silikongummi; und mehr als 0 Massenteile und gleich oder weniger als 3 Massenteile Kohlenstoffnanoröhren.
3. Vibrationsisolierende Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Mischungsverhältnis der Kohlenstoffnanoröhren in dem zumindest einen vibrationsisolierenden Gummi gleich oder mehr als 1 Massenteil ist und gleich oder weniger als 2 Massenteile pro 100 Massenteile des Silikongummis ist.

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