JP2012513004A - 電気的に切り換え可能な二重形態エンジンマウント - Google Patents

Abstract

電気的に切り換え可能なダンパーアッセンブリ又は切り換え可能な二重形態エンジンマウントは、第１流体チャンバと第２流体チャンバとの間でハウジングに収容された慣性トラックを有するハウジングを含む。第１流体減衰通路はチャンバ間を連通し、第２非減衰通路又はバイパス開口もまたチャンバ間を連通する。ダイヤフラムが第２流体チャンバの一部を囲み、ダイヤフラム上のシール部材がソレノイドプランジャと作動的に協働し、ソレノイドはハウジングに収容されて第２通路を作動的に開閉する。ダイヤフラムは好ましくは金属であるカバーによって囲まれていて、熱伝導性及びそのヒートシンク特性を高め、ソレノイドの寿命を改善する。
【選択図】図１

Description

本出願は、２００８年１２月１８日に提出された米国仮特許出願第６１／１３８７００から優先権を主張し、その開示が、これによって明示的に参照により本明細書に組み込まれる。

本開示は、ダンパーアッセンブリに関し、より具体的には、車両のパワートレインを懸架し、パワートレインの動きにダンピングを提供し、パワートレインの運動を制御し、車両シャーシからパワートレインを隔離する切り換え可能な油圧式エンジンマウントに関する。

ほとんどの切り換え油圧式エンジンマウントと同様に、スイッチ機構は、マウントが、二つの態様の間、典型的には一方が流体作用減衰態様であり、他方が流体作用減衰がない又は減少される態様の間で切り換えるのを許容する。切り換え油圧式エンジンマウントの基本的な技術は、数年前から産業界では知られている。ポートの開閉による流体減衰状態から非減衰状態への油圧式マウントの物理的な切り換えは、よく理解されている。しかしながら、それによってこれを達成することができる複数の方法がある。

電気的な切り換えハードウェアのほとんどは、製造の容易さのために外部にマウントされている。残念なことに、切り換えハードウェアの外部への取り付けは、マウント応答の効率が低下する傾向がある。一方、切り換えハードウェアの外部への取り付けは、作動液をより簡単に密閉することができる。多くの従来の設計の問題点は、外部ポートに取り付けられたダイヤフラムの下にエアスプリングを有するダイヤフラムの使用である。この外部ポートの開閉は、流体減衰状態から非減衰状態に、又はその逆に、マウント状態を切り換えるために使用される方法である。開ポート状態では、空気を大気中に押し出すことができる。閉ポート状態では、空気は硬いスプリングとして機能する。閉じたポートによって作られたエアスプリングは、流体圧力の一部がエアスプリングを圧縮するために使用されているために、特に慣性トラックを通してポンプされる流体の圧力を軽減する。
その他の設計は、ポートを開閉するロータリーバルブを使用する。これらのロータリーバルブは、マウントに関して軸方向または半径方向のどちらかに回転することができる。どちらの場合でも、バルブの密閉は、マウントの低圧側から高圧側に、またはマウントの高圧側から大気に密閉することが困難である問題になる。このような設計は、より多くの可動部品を必要とし、故障が発生しやすくなる。さらに、ロータリーバルブは、回転機構を補償するために、ポートの位置で追加の厚さが必要である。追加の複雑さや追加のポートの厚さはどちらも好ましくない。

電気的に切り換え可能なダンパーアッセンブリ又は切り換え可能な二重形態エンジンマウントは、ハウジングを第１流体チャンバと第２流体チャンバに分割する慣性トラックなどの隔壁を有するハウジングを含む。第１流体チャンバ及び第２流体チャンバは、第１の細長い流体減衰通路及び第２の非減衰通路又はバイパス開口を介して連通する。移動可能な壁又はダイヤフラムは、第２流体チャンバの一部分を囲む。ハウジングに収容されたソレノイドは、シール部材と作動的に関連し、バイパス開口を選択的に開閉する。

ソレノイドは、ソレノイドコイルの通電又は非通電に応じて拡張又は収縮されるプランジャを含む。プランジャは、バイパス開口を閉じる／開くためにダイヤフラムに取り付けられたシール部材を推進する／引っ込める。

カバーは、保護に関連して伸び、ダイヤフラムの一部分を囲む。
カバーは、好ましくは、堅い構造であり、ソレノイドと熱接触するヒートシンクを画定又は含む。

エンジンマウントを組み立てる方法は、ハウジングを供給することであって、ハウジングは、ハウジングを第１側の第１流体チャンバと第２側の第２流体チャンバに分割する慣性トラックを有する。第１の細長い流体減衰通路は、第１流体チャンバと第２流体チャンバとの間を連通し、第２の非減衰通路は、第１流体チャンバと第２流体チャンバとの間を連通する。

エンジンマウントを組み立てる方法は、ダイヤフラムで第２の非減衰通路の一部分を閉じること、ソレノイドをハウジングに配置すること、及び、第２通路を選択的に開閉するためにソレノイドによる動きのためのシール部材を配置することを更に含む。

エンジンマウントを組み立てる方法は、ソレノイドを保護カバーのヒートシンク部分と熱連通して配置することを更に含む。
本開示の主な利点は、熱、破片、および損傷からソレノイドを保護するためにマウントの内部にソレノイドを取り付けることに関連付けられる。
他の利点は、マウント全体の動的応答の改善に関連付けられる。
さらに他の利点は、直接流体バイパスポートを作動させることにある。
さらに、本発明の他の特徴と利点は以下の詳細な説明を読み、理解した上で当業者に明らかになるであろう。

図１は、組み立てられた電気的に切り換え可能なダンパーアッセンブリ又は電気的に切り換え可能な二重形態エンジンマウントの断面図である。 図２は、概ねその底部からとった図１のマウントアッセンブリの斜視図である。 図３は、概ね上方左部分からとった図１及び図２のエンジンマウントの斜視図である。

図１乃至３は、特に、パワートレインを懸架し、車両シャーシからパワートレインを隔離するタイプのエンジンマウント１００用ダンパーアッセンブリを示す。アッセンブリは、主ゴム要素又はエラストマー部材１０４としてときどき呼ばれる第１又はエラストマー構成要素を収容するように寸法づけられたレストリクター又は外側ハウジング１０２を含む。主ゴム要素は、切頭円錐の一般的な形状を有し、弾性ゴムなどのエラストマー材料で作られる。ファスナー１０６は、第１エラストマー部材１０４内に少なくとも部分的に包まれた金属ベアリングから外方に延びる。図１に良く示されるように、ゴム要素１０４の下部は、剛性を加えると共に所望の位置で支持するためにゴム要素内部に典型的に成形された金属補強材１１０などの補強材を含む。

ファスナーがレストリクターの中央開口１１２を通って伸びるようにレストリクターハウジング内にゴム要素が収容される。レストリクターの内部肩部１１４は、主ゴム要素の下部に接合的に係合する。さらに、主ゴム要素の下部は、第１又は上部の流体チャンバ１１６の表面を画定するためにくり抜かれている。隔壁又は慣性トラックアッセンブリ１３０は、主ゴム要素１０４の下面を外周領域に沿って密閉する。このように、第１流体チャンバは、主ゴム要素１０４と慣性トラック１３０との間に形成された空洞で画定される。慣性トラックは、第１チャンバと面する第１又は上部の表面１３２と、慣性トラックアッセンブリを外周領域に沿って密閉された、好ましくは可撓性ゴム材料から作られた可動壁またはダイヤフラム１３５と協働する第２又は下部の表面１３４とを有する。このように、慣性トラックアッセンブリ、すなわちそれの下部表面１３４とダイヤフラムは、第２チャンバ１３８を画定する。

さらに、ときどきダイヤフラムカバーとして呼ばれる保護カバー１５０が、ダイヤフラム上の保護の関係で延びており、すなわち、そのカバーは、ダイヤフラムの一部分を囲む。また、カバー１５０は、慣性トラックアッセンブリ１３０の周囲に対して密閉し、またダイヤフラム１３６の外周を密閉する外周部分１５２を有する。このように、レストリクター１０２の外周部分、主ゴム要素１０４、慣性トラックアッセンブリ１３０、ダイヤフラム１３６、及び、保護カバー１５０は、全て締結的密閉的に互いに係合し、外部環境から第１及び第２流体チャンバ１１６、１３８を密閉する。

第１及び第２流体チャンバを分割する慣性トラックアッセンブリは、チャンバ間を連通する二つの通路を含む。第１流体減衰通路は、慣性トラックアッセンブリの上面１３２を通る開口１６０と、下流体チャンバ１３８の中に入る又は開口する慣性トラックアッセンブリの下表面１３４の開口（図示せず）と通じて結局的に連通する細長い制限通路１６２とを含む。第１通路の細長い特質は、主ゴム要素１０４に押し付けられた力及び振動に応じて流体の振動を減衰させることを提供する。

さらに、減衰しない第２通路は、第１及び第２流体チャンバ１１６、１３８間を連通する慣性トラックアッセンブリの中心に配置された開口として図１の実施例に示された開口又はバイパス開口１６４によって画定される。バイパス開口１６４は、第１及び第２流体チャンバ間の直接的な連通を提供し、シール部材１７０によって選択的に開閉される。ここでは、シール部材がダイヤフラム上に形成されたポートシール、好ましくは、ダイヤフラムの１３６の一部分として一体形成され、好ましくは慣性トラックアッセンブリの下表面１３４にある開口１６４の周りを密閉するように寸法づけられたポートシールにすることができる。補強部材１７２は、好ましくは、シール部材に隣接するダイヤフラム内に包まれており、横断面が概ね逆Ｕ字状として図示されている。補強部材１７２及びシール部材は、カバー１５０と面するダイヤフラムの下面上のカップ形状又は凹部１７４を形成する。凹部１７４は、ソレノイド１８２から軸方向外方に伸びるソレノイドプランジャ１８０の末端を収容するように寸法づけられる。また、ソレノイドは、コイル部分１８４を含む。コイル１８４の選択的な通電は、ソレノイド本体に対してプランジャ１８０を伸ばし及び引っ込ませる。

本実施形態では、ソレノイド１８２は、保護カバー１５０の一端部１８５において支持されあるいは取り付けられている。ソレノイド１８２は、カバー１５０によって保護されており、好ましくは、プランジャの動きの方向軸線がバイパス開口１６４の中心軸線と実質的に整合されるように配向されている。このカバー内のソレノイドの保護された内部配置は、破片や損傷から重要なスイッチ機構／ハードウェアを保護する。また、その配置は、シール部材１７０と動作的に係合され、その凹部１７４内に位置させるソレノイドプランジャが、バイパス開口１６４に対して前進しかつ引っ込むのを許容する。マウントの全体的なダイナミックレスポンスが大幅に改善される。バイパス開口１６４が密閉されない場合、流体作用減衰はないか減少する。一方、シール部材１７０が第２通路すなわちバイパス開口１６４をソレノイドプランジャの伸長で閉じるとき、流体は、細長い慣性トラック１６２を通って第１及び第２チャンバ間を連通する。

エンジンマウントの内部に配置されたソレノイドにより、シール部材は、直接的に作動して、ダイヤフラムポートシートと係合し、バイパスポート１６４を開閉する。これは、マウントの従順側（第１の流体チャンバ１１６）から流体を押しやり、慣性トラック１６４を通じて移動させ、閉じた状態の流体作用減衰を生じさせ、あるいは代替的に流体作用減衰がほとんどないか全くない開状態にある場合にバイパスポートを通じて移動させる。

内部に取り付けられたソレノイドは、バイパスポートの直接的な作動密閉によって既存の設計を改善した。また、バイパスポートを開閉するためのこの構成は、マウントのスイッチ反応時間を増加することによって、既存の設計を改善した。ソレノイドプランジャが伸びて、バイパス開口１６４を密閉又は閉鎖するとき、ソレノイドプランジャは、プランジャがその最大の保持力を発生する伸長した閉状態にある。この高い保持力は、バイパスポートのマウントの従順側からの流体の圧力がバイパスポートの密閉に打ち勝つのを防止する。一般的には、これは、エンジンマウントがスイッチ部材として分断器及び空気スプリングを使用しないために、多くの既存の設計に比べて改善した構造を生じる。

また、内部に取り付けた設計は、ソレノイド１８２への損傷を防止することによって、既存の設計を改善する。マウント１００が操作中又は組み立て中に不注意に落とされた場合、外部的に取り付けられたソレノイドは、損傷され、簡単に破損するであろう。

さらに、現在の構造の外部的に取り付けられたソレノイドは、潜在的にソレノイドを道路残骸及び直接的な放射熱にさらす。これらの問題は、マウントアッセンブリ１００内部にソレノイド１８２を取り付けること及びカバー１５０の保護機能を提供することで克服される。

さらなる他の利点は、カバーの外面に設けられた伝熱または冷却フィン１９０の提供である。ダイヤフラムカバーは、通常、金属などの剛性材料から形成されているので、カバーが有利には熱伝導性の特性のために使用されることができる。このように、ソレノイドのコイルの通電によって発生する熱は、冷却フィン１９０に熱的に伝導される。別の言い方をすれば、冷却フィン１９０は、保護カバーの一部分がヒートシンクとして機能するのを許容する。これは、ソレノイドの寿命を増加させる。

上述のエンジンマウントアッセンブリは、略−４０度から略１２０度までの間の温度で作動するように設計されている。ソレノイドは、ソレノイドがカバーと物理的または熱伝導性に接するダイアフラムカバーの中に簡単に押し付けされ又はダイアフラムカバーによって保持される。再度、カバーの熱伝導性、典型的に金属は、ヒートシンクとして機能し、特に冷却フィンは、ヒートシンクの特性を向上させる。

エンジンマウントは、乗用車、トラック、オフロード車、およびその他の重機に使用するように意図される。パワートレインによって生じる振動は、二つの形態又は二重形態（bi-state）の油圧マウントの必要性を必要とする。これらのエンジンマウントアッセンブリは、柔らかくて高い分離マウントが高い外乱アイドル振動を分離するために必要とされるが、硬くて高い減衰マウントが車両のドライブ事態に必要とされる特定のアプリケーションをみつける。現代のディーゼル、直噴及び均質なチャージ圧縮着火（ＨＣＣＩ）ガスエンジンは、本開示のエンジンマウントアッセンブリから全ての利益を受けることができる。さらに、高いアイドル不安定性を示すが、一般的に良く制動乗りが要求されるハイエンド車両アプリケーションで使用されるエンジンもまた、上述のエンジンマウントアッセンブリを効果的に使用することができる。
マウント内のソレノイドの位置は、バイパスポートのソレノイドプランジャの直接作動のために提供される。ダイヤフラムは、ソレノイドが非通電されたときに、バイパスポートを開くにはバネの圧力として使用される。さらに、ダイヤフラムシールとバイパスポートの間のギャップは、必要に応じてポートを介して流体の流量を増減するように調整することができる。
この開示は、好適実施形態を参照して説明された。本明細書を読み且つ理解することにより、当業者には、改変例及び変更例が案出されよう。例えば、シールとソレノイドプランジャは、シールが、バイパス開口部の上部の第１表面と係合するのを許容する、あるいは、スプリング力がバイパスポートに対してシール部材を保持し、コイルの通電がバイパスポートを開くためにスプリング力を克服するアッセンブリにスプリングを追加するように変更されることができる。これらの改変例及び変更例が添付した請求の範囲又はそれらの等価物の範囲に属する限り、本発明は、これらの改変例及び変更例の全てを包含することを意図するものである。

Claims (20)

1. 電気的に切り換え可能なダンパーアッセンブリであって、
   バイパス開口及び細長い通路を介して互いに選択的に流体連通した第１チャンバと第２チャンバを分離する隔壁を有するハウジングと、
   隔壁の一方側に配置された移動可能な壁であって、隔壁と移動可能な壁との間に第２のチャンバを形成する、移動可能な壁と、
   ハウジングに収容されるソレノイドと、
   ソレノイドと作動的に関連し、それによってバイパス開口を選択的に開閉するシール部材とを備えるダンパーアッセンブリ。
2. 請求項１記載のダンパーアッセンブリにおいて、
   移動可能な壁は、第２チャンバに流入する又は流出する流体にそれぞれ応じて第２チャンバの容量を拡張又は収縮するために可撓性材料で形成されるダンパーアッセンブリ。
3. 請求項１記載のダンパーアッセンブリにおいて、
   ソレノイドは、コイルの通電又は非通電に応じて拡張又は収縮されるプランジャを含むダンパーアッセンブリ。
4. 請求項３記載のダンパーアッセンブリにおいて、
   ソレノイドのプランジャは、シール部材をバイパス開口と係合又は非係合するためにシール部材と作動的に係合するダンパーアッセンブリ。
5. 請求項４記載のダンパーアッセンブリにおいて、
   ダンパーアッセンブリは、移動可能な壁及びソレノイド上に保護する関係で伸びるカバーを更に備えるダンパーアッセンブリ。
6. 請求項５記載のダンパーアッセンブリにおいて、
   カバーは、バイパス開口に対してソレノイドを取り付ける実質的に堅い材質であるダンパーアッセンブリ。
7. 請求項６記載のダンパーアッセンブリにおいて、
   カバーは、ソレノイドのコイルによって発生した熱のためのヒートシンクとして役立つ冷却表面を含むダンパーアッセンブリ。
8. 請求項４記載のダンパーアッセンブリにおいて、
   シール部材は移動可能な壁に固定されるダンパーアッセンブリ。
9. 請求項８記載のダンパーアッセンブリにおいて、
   プランジャの運動軸線は、バイパス開口の軸線と実質的に整合されるダンパーアッセンブリ。
10. 電気的に切り換え可能な二重形態エンジンマウントであって、
    ハウジングと、
    ハウジングを第１側の第１流体チャンバと第２側の第２流体チャンバに分割するハウジングに収容された慣性トラックであって、第１流体チャンバと第２流体チャンバとの間を連通する第１の細長い流体減衰通路と、第１流体チャンバと第２流体チャンバとの間を連通する第２の非減衰通路とを含む慣性トラックと、
    第２流体チャンバの一部分を囲むダイヤフラムと、
    ハウジングに収容されたソレノイドと、
    第２通路を選択的に開閉するためにソレノイドによって作動的に係合されたシール部材とを備えるエンジンマウント。
11. 請求項８記載のエンジンマウントにおいて、
    シール部材は、ダイヤフラムに固定されるエンジンマウント。
12. 請求項１０記載のエンジンマウントにおいて、
    ソレノイドは、コイルの選択的な通電／非通電を介して選択的に伸長／収縮されるプランジャを含み、
    プランジャの動きは、第２通路を閉じる／開くためにシール部材を推進する／引っ込めるエンジンマウント。
13. 請求項１０記載のエンジンマウントにおいて、
    エンジンマウントは、ダイヤフラムの一部分を囲むダイヤフラムカバーを更に備えるエンジンマウント。
14. 請求項１３記載のエンジンマウントにおいて、
    ダイヤフラムカバーは、堅い構造であるエンジンマウント。
15. 請求項１３記載のエンジンマウントにおいて、
    エンジンマウントは、ソレノイドと熱接触するダイヤフラムカバー上のヒートシンクを
    更に備えるエンジンマウント。
16. 請求項１３記載のエンジンマウントにおいて、
    ソレノイドは、ダイヤフラムと隣接するダイヤフラムカバーによって支持されるエンジンマウント。
17. 請求項１６記載のエンジンマウントにおいて、
    ソレノイドは、コイルの選択的な通電／非通電を介して選択的に伸長／収縮されるプランジャを含み、
    プランジャの動きは、第２通路を形成する慣性トラックの開口を閉じる／開くためにダイヤフラム上に取り付けられたシール部材を推進する／引っ込めるエンジンマウント。
18. エンジンマウントを組み立てる方法であって、
    ハウジングを供給することであって、ハウジングは、ハウジングを第１側の第１流体チャンバと第２側の第２流体チャンバに分割し、第１流体チャンバと第２流体チャンバとの間を連通する第１の細長い流体減衰通路と、第１流体チャンバと第２流体チャンバとの間を連通する第２の非減衰通路とを含む慣性トラックを有する、ハウジングを供給することと、
    第２流体チャンバの一部分をダイヤフラムで囲むことと、
    ソレノイドをハウジングに配置することと、
    第２通路を選択的に開閉するためにソレノイドによる動きのためのシール部材を配置することとを備えるエンジンマウントを組み立てる方法。
19. 請求項１８記載のエンジンマウントを組み立てる方法において、
    エンジンマウントを組み立てる方法は、ダイヤフラムの一部分をカバーで囲むことを更に備えるエンジンマウントを組み立てる方法。
20. 請求項１９記載のエンジンマウントを組み立てる方法において、
    エンジンマウントを組み立てる方法は、ソレノイドをカバーのヒートシンク部分と熱連通して配置することを更に備えるエンジンマウントを組み立てる方法。

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