JP2010539419A - 減衰装置、特に、振動減衰装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、流体が流れ軸線７に沿って内部を流れる流体チャンバー１１を形成するケーシング１と、ケーシング１内に配置された弾性材料の減衰要素とを備えた減衰装置、特に、振動減衰装置に関する。減衰装置は、減衰要素が、少なくとも部分的に重なるように配置され、且つ、流体軸線７を少なくとも部分的に包囲する少なくとも２つの環状体１５，１７を有することを特徴とする。

Description

本発明は、流体が流れ軸線に沿って内部を流れる流体チャンバーを形成するケーシングと、ケーシング内に配置された弾性材料の減衰要素とを備えた減衰装置、特に、振動減衰装置に関する。

流体系の圧力のサージを平滑化するため並びにその結果生じる振動及び騒音を減少させるための減衰装置は、主に、２つの公知の減衰装置のグループに分けることができ、特に、一方は、付加的なガス量を含む油圧のアキュムレータのような液気体併用の減衰器であり、他方は、反射又は吸収によって減衰効果が得られ、付加的なガス量を必要としない、いわゆる消音器のような、流体の音減衰器である。対応する従来技術として、マネスマン レックスロス（Mannesmann Rexroth）により発行された専門書籍である非特許文献３の１０６頁及び１０７頁を参照されたい。

独国特許出願公開第４３３８９１２号明細書

水力学トレーナー 第３巻

液気体併用の減衰器を用いると、非常に低い周波数から約４００Ｈｚに亘る周波数バンドにおいて良好な特性を達成することが可能となり、これら減衰器は、油圧ポンプの動作、すなわち、これらの係合及び解放の工程に起因して、及び、バルブの動作の工程に起因して、この周波数バンドにおいて圧力変動が生じる流体系での使用に適している。しかしながら、付加的なガス量を備えたこれらの減衰器は、大きく且つ重いので、これら減衰器は、例えば、油圧装置や自動車のように、非常に制限された設置スペースしかなく、軽量な構造が必要とされるような多くの用途で使用することができない。ガスを充填した状態の減衰装置の他の欠点は、これら減衰装置の動作が、温度に応じて変化すること、及び、減衰装置の動作が、浸透に起因するガスの減少によって劣化することである。

一方、いわゆる消音装置は、比較するとより小型で軽量な構造であり、その用途が限定的であるが、約２００Ｈｚ以上のより高い周波数でのみ十分な減衰動作をすることが特徴である。このことが、ステアリング、ブレーキ、安定制御装置に配置される油圧装置において、又は、アクティブサスペンション装置において、動作工程が、非常に低い周波数から５００Ｈｚ以上の高い周波数に亘る非常に広い周波数バンドで行われる自動車分野での使用を妨げている。

上述の問題を解決するために、特許文献１は、流体ライン内で油圧衝撃を減少させる圧力のサージ減衰器を開示している。この公知の解決方法では、液気体を併用して動作する減衰器内の弾性の減衰要素としての機能を果たす圧縮性のガス量に結合している圧力変動が、弾性の材料に結合している。このことは、逆に小さいサイズで且つ軽い重さで、液気体併用の減衰器と同様の周波数挙動を生じさせるが、この公知の解決方法では、適切な減衰動作を達成することができないということは明らかである。

この従来技術に関して、本発明の目的は、自動車分野での使用にとって必須であるように、小型で軽量な構造であるにもかかわらず、特別良好な減衰動作を特徴とする減衰装置を提供することである。

本発明によれば、この目的は、請求項１の特徴をそっくりそのまま有する減衰装置によって達成される。

従って、本発明の１つの必須の特徴は、減衰要素として従来技術で用いられるような、流体チャンバー内に配置される均一体の代わりに、本発明によれば、複数の環状体の組み合わせでできている減衰要素を有することにある。こうした弾性体の組み合わせによって、所定の周波数バンドに適合させた場合に最適な減衰動作を保証するようなバネの方向及びバネ特性が可能となる。

減衰要素の構成において、構造の環境又は特性の望ましい挙動に応じて、流れ軸線に対して、軸線方向に同じ長さを有する環状体及び／又は径方向に同じ厚さを有する環状体を有してもよい。

ここで、環状体は互いに隣接しつつ重なり合うように配置されるような配列が可能となっている。

これに関し、例えば異なる密度、すなわち様々な強度の弾性を有するような異なる材料の環状体の対が用いられた場合に、好ましくは、流れ軸線により近い各対の環状体の内側の環状体が、その上に位置する環状体よりも大きい弾性を有する材料から形成可能である。

好適な実施形態では、環状体は、連続し、閉じている環状の形状を備え、環状体は、流れ軸線に対して同心の環状の形状を有してもよい。

最適な減衰動作を達成するために、流れ軸線の軸線方向に連続して互いを包囲するいくつかの対の環状体を有し、そして、材料の密度及び弾性に対して、異なる特性のリングの対を有してもよい。

特に有利な実施形態では、ケーシングが、減衰要素のそれぞれの外側の環状体の筐体を形成する。

ここで、ケーシングが流体チャンバーに隣接する内壁及び外側の環状体である環状体を越えて同時に配置された外壁を備えた二重壁構造を有するように、流体チャンバーから減衰要素を流体密封するように分離する壁を有するような配列であってもよい。

これに関し、減衰要素のそれぞれ内側の環状体が、流体チャンバーに隣接するケーシングの内壁に隣接する場合には、複数の環状体用に、流体チャンバーに隣接する壁及び外側の環状体に隣接するケーシングの外壁間にチャンバーのある構成を有している。

ケーシングが減衰要素から流体密封の流体チャンバーを分離する例示的な実施形態では、環状体の材料が開放気孔又は細胞物質でもよい。

例えば、その材料は、ＰＵ発泡体又は合成ゴム、特に、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、好ましくは、発泡したＥＰＤＭであってもよい。

ケーシングの適切な材料は、耐油性及び耐燃料性のエラストマー、例えば、フッ素化されたゴム材料、特に、フッ化物ヘキサフルオロプロピレン共重合体をベースにしたフッ素化されたゴム材料でもよい。

本発明による減衰器の１つの例示的な実施形態の概略的に簡略化された縦断面図である。 図１に対応する縦断面図であるが、個々の部品が分解図で示されている。 図１と同様の減衰装置の第２の例示的な実施形態の縦断面図である。

本発明は、図に示される例示的な実施形態を用いて以下に詳述される。

図に示された２つの例示的な実施形態において、減衰装置は、耐油性及び耐燃料性のエラストマー材料、例えば、合成ゴムのケーシング１を有する。これらの実施例は、フッ化ビニリデンヘキサフルオロプロピレン共重合体をベースにしたフッ素化されたゴム材料である。この材料は、ヴィトン（Ｖｉｔｏｎ）（登録商標）の商標で市販されている。当然のことながら、エラストマーの代わりに、他のタイプの材料、例えば、ケーシングを形成可能な金属材料が使用可能である。

図２により明確に示されるように、ケーシング１は、軸線７に対して同心の環状で円筒状の内壁３及び環状で円筒状の外壁５を備えた中空の二重壁の円筒として形成される。後者は、減衰すべきであって、ケーシング１の端壁に設けられた開口９を介して内側の流体チャンバー１１に流れ込む流体の流れの流体軸線を構成する。

例示的な実施例において、内壁３及び外壁５間に、実際の減衰材料が保持されるチャンバーのある環帯の形のチャンバー１３を有する。ここで、図２により明確に示されるように、減衰材料は、発泡した挿入体の組み合わせであり、この組み合わせは、特に、１つの内側の環状体及び１つの外側の環状体であるように、同時に重なり合うように配置される３つの対の環状体から形成される。

図示された２つの例示的な実施形態では、環状体１５，１７は、一直線上に互いの上に重なり合うように配置され、互いに隣接しているリング周りに閉鎖しており、各対の内側の環状体１５及び外側の環状体１７は、径方向に同じ厚さ及び軸線方向に同じ長さを有している。

なお、環状体は、異なる径方向の厚さ及び／又は異なる軸線方向の長さであってもよい。閉じて連続している環状体の代わりに、それらが、個々の環状のセグメントからなる環状体であってもよい。

環状体の対が、図１に示されるように、互いに軸線方向に当接して配置されており、連続する環状体の対の間に間隙があってもよい。

図１及び図２に示されるように、ケーシング１は、ケーシング１の残りの部分と同じ材料から形成されるカバー１９によって開口９の反対の端部で閉鎖されている。カバー１９は、軸線方向内側に突出し、内壁３及び外壁５間でチャンバー１３のシール部分として適切に係合する環状の縁を有し、接着部位２３で固定される（図１参照）。接着剤は、二成分接着剤であってもよい。カバー１９は、流体が流れるための開口９に対応する開口２５を有する。

一方、図３に示されるような例示的な実施形態は、ケーシング１が、開口９の反対にある流体チャンバー１１の端部にカバーを有さない点でのみ相違する。その代わりに、環状体１５及び１７を保持するチャンバーの終端体としてケーシング１の外壁５が、径方向内側に延び、接着部位２３を介して内壁３に接着される端部側壁部２７を有する。第１の実施形態では、接着部位２３を用いて、環状体の対を含むチャンバー１３の流体密封シールが形成される。この流体密封の分離によって、減衰材料の用途に関して、自由に選択することが可能となる。従って、閉鎖気孔の材料及び開放気孔の材料又は細胞物質が使用可能である。有利には、ＰＵ発泡体、又は、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、好ましくは、発泡したＥＰＤＭのような合成ゴムが提供可能である。上述のように、図示された一様な環状体の対の代わりに、異なる数で、互いの重ね合わせで異なる位置合わせがされた構成の環状体であってもよい。特に、例えば、内側の環状体１５及び外側の環状体１７の材料密度によって決定される弾性は、一般的な周波数バンドに適合した所望の減衰特性を達成するために異なるように選択され、好ましくは、外側の環状体１７よりも大きい弾性を有して流体チャンバーにより近接した内側の環状体１５が、それらを外側に支持している。軸線方向に互いに連続する環状体の対は、異なる弾性を有してもよい。さらに、ケーシング１は、特に高められた圧力レベルで、外側の環状体１７の支持体としての外壁５が剛構造（例えば金属構造）を有するのに対して、内壁３が圧力サージを減衰材料に効果的に結合するために、弾性エラストマーから形成されるように構成されてもよい。

また、ケーシングの本体１７は、浸漬工程、塗装工程、又は、スプレー工程において、特別なエナメル（コーティング）によって塗布されてもよい。これらエナメルは、例えば、ＨＮＢＲ又はＶｉｔｏｎ（登録商標）をベースにしている。流体密封で耐性の層が塗布されるまで、より大きい又はより小さい厚さの層が、繰り返しされる浸漬又はスプレーによって塗布されてもよい。

Claims (18)

1. 流体が流れ軸線（７）に沿って内部を流れる流体チャンバー（１１）を形成するケーシングと、該ケーシング内に配置された弾性の材料の減衰要素とを備えた減衰装置、特に、振動減衰装置において、前記減衰要素が、少なくとも部分的に互いに重なり合うように配置され、且つ、前記流体軸線（７）を少なくとも部分的に包囲する少なくとも２つの環状体（１５，１７）を有することを特徴とする減衰装置。
2. 前記環状体（１５，１７）が軸線方向に同じ長さを有することを特徴とする請求項１に記載の減衰装置。
3. 前記環状体（１５，１７）が径方向に同じ厚さを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の減衰装置。
4. 前記環状体（１５，１７）が、互いに隣接しつつ重なり合うように配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の減衰装置。
5. 前記流れ軸線（７）により近い前記環状体の各対の内側の環状体（１５）が、それを覆っている前記環状体（１７）の材料よりも大きな弾性を有する材料から形成されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の減衰装置。
6. 前記環状体（１５，１７）が、連続し、閉じている環状の形状を備えていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の減衰装置。
7. 前記環状体（１５，１７）が、前記流れ軸線（７）に対して同心の環状の形状を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の減衰装置。
8. 前記流れ軸線（７）の軸線方向に連続して互いを包囲する少なくとも２つの対の環状体（１５，１７）を有することを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の減衰装置。
9. 前記ケーシング（１）が、前記減衰要素のそれぞれの外側の前記環状体（１７）の筐体を形成することを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載の減衰装置。
10. 前記ケーシング（１）が、前記減衰要素から前記流体チャンバー（１１）を流体密封するように分離する壁を有することを特徴とする請求項１から９のいずれか１つに記載の減衰装置。
11. 前記減衰要素のそれぞれ内側の前記環状体（１０）が、前記減衰要素の反対側の前記流体チャンバー（１１）に隣接する前記ケーシング（１）の前記壁（３）に隣接することを特徴とする請求項１０に記載の減衰装置。
12. 前記減衰要素の前記環状体（１５，１７）が、前記流体チャンバー（１１）に隣接する前記ケーシング（１）の前記壁（３）及び外側の前記環状体（１７）に隣接する前記ケーシング（１）の外側の前記壁（５）間にチャンバーが形成されている特徴とする請求項１１に記載の減衰装置。
13. 前記環状体（１５，１７）の前記減衰材料が、開放気孔又は細胞物質であることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１つに記載の減衰装置。
14. 前記環状体（１５，１７）の減衰材料が閉鎖気孔材料であることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１つに記載の減衰装置。
15. 前記減衰材料がプラスチック材料であることを特徴とする請求項１から１４のいずれか１つに記載の減衰装置。
16. 前記減衰材料がＰＵ発泡体であることを特徴とする請求項１５に記載の減衰装置。
17. 前記減衰材料が、合成ゴム、特に、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、好ましくは、発泡したＥＰＤＭであることを特徴とする請求項１５に記載の減衰装置。
18. 前記ケーシング（１）の材料が、フッ素化されたゴム材料、特に、フッ化物ヘキサフルオロプロピレン共重合体をベースにしたフッ素化されたゴム材料であることを特徴とする請求項１から１７のいずれか１つに記載の減衰装置。

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