JP2020041696A - 二重硬質ゴムデカップラを備えるmrマウント - Google Patents

二重硬質ゴムデカップラを備えるmrマウント Download PDF

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Abstract

【課題】液圧着装置の可動部材への金属インサートの必要性をなくす。【解決手段】液圧マウント装置は、中心軸上に配置される上側部分および下側部分を有し、ハウジングチャンバを形成するハウジングを有する。パーティション部材が、ハウジングチャンバをポンピングチャンバと収容チャンバとに分割するよう、ハウジングチャンバ内に配置されている。ポンピングチャンバは、上側部分とパーティション部材との間に延設される。収容チャンバは、下側部分とパーティション部材との間に延設される。デカップラが、ポンピングチャンバと収容チャンバとを分離するパーティション部材に取り付けられる。エラストマー材料製の可動部材が、ポンピングチャンバ内に配置されるとともにデカップラに取り付けられる。可動部材は、第一硬度レベルを有する第一エラストマー材料と第二硬度レベルを有する第二エラストマー材料とで形成される。第一硬度レベルと第二硬度レベルとが互いに異なる。第二硬度レベルは第一硬度レベルより小さい。【選択図】図1

Description

本発明は、概して、液圧マウント装置に関する。
従来から、振動を防止しながら振動源を支持するマウント(装着器)がある。こうした装着器の周知の応用には、自動車の構成要素の支持がある。こうしたマウントは典型的には、エンジン振動を防止するとともに、車両フレームすなわち車体構造に対するエンジンおよびそれに接続されたパワートレイン要素の運動を制御するよう動作する。エンジンやパワートレインのマウントの多くの応用においては、ある周波数の振動を選択的に防止するよう、マウントの減衰特性が変化することが望ましい。
このような液圧マウント装置の一つとして、米国特許第6082718号に、中心軸上に配置される上側部分および下側部分を有し、ハウジングチャンバを形成する、ハウジングを有する液圧マウント装置が開示されている。パーティション部材が、ハウジングチャンバをポンピングチャンバと収容チャンバとに分割するよう、ハウジングチャンバ内に配置されている。ポンピングチャンバは、上側部分とパーティション部材との間に延設される。収容チャンバは、下側部分とパーティション部材との間に延設される。デカップラが、ポンピングチャンバと収容チャンバとを分離するパーティション部材に取り付けられる。エラストマー材料の可動部材が、ポンピングチャンバ内に配置されるとともにデカップラに取り付けられている。
米国特許第6082718号明細書
典型的には、ユーザが可動部材の剛性を変更するために金属インサートが可動部材内に埋設される。しかしながら、金属インサートを可動部材内に配置することによって、液圧マウント装置の製造コストが増加してしまう。
本発明は、液圧着装置の可動部材への金属インサートの必要性をなくすことを目的とする。また本発明は、可動部材が正圧状態において圧縮プレートへとまた真空状態においてキャップへと押し出されてしまうことを防止することを目的とする。さらにまた本発明は、金属インサートを用いずに異なる硬度レベルを有することができる可動部材を有する低コストの液圧マウント装置を提供することを目的とする。
本発明の一の面では、中心軸上に配置される上側部分および下側部分を有し、ハウジングチャンバを形成する、ハウジングを有する液圧マウント装置を提供する。パーティション部材が、ハウジングチャンバをポンピングチャンバと収容チャンバとに分割するよう、ハウジングチャンバ内に配置されている。ポンピングチャンバは、上側部分とパーティション部材との間に延設される。収容チャンバは、下側部分とパーティション部材との間に延設される。デカップラが、ポンピングチャンバと収容チャンバとを分離するパーティション部材に取り付けられる。エラストマー材料の可動部材が、ポンピングチャンバ内に配置され、デカップラに取り付けられる。可動部材は第一エラストマー材料および第二エラストマー材料から成形される。第一エラストマー材料は第一硬度レベルを有し、第二エラストマー材料が第二硬度レベルを有する。第一硬度レベルと第二硬度レベルとは互いに異なる。
本発明の他の面では、液圧マウント装置のためのデカップラを提供する。デカップラは、中心軸上に配置され、支持部材上端部と支持部材下端部との間に延設される支持部材を有する。エラストマー材料の可動部材は、中心軸上に配置され、中心軸から支持部材上端部へと径方向外側に延設され、支持部材上端部に取り付けられる。可動部材は第一エラストマー材料および第二エラストマー材料から成形される。第一エラストマー材料は第一硬度レベルを有し、第二エラストマー材料は第二硬度レベルを有する。第一硬度レベルと第二硬度レベルとは互いに異なる。
本発明の他の利点は、添付図面を参照して以下の詳細な説明からより理解され、明らかとなろう。
本発明の一の実施形態にかかる液圧マウント装置の断面図である。 図1の液圧マウント装置のデカップラの分解拡大断面図である。 図2の液圧マウント装置のデカップラの分解拡大断面図である。
図面を参照して、本発明の一の実施形態に基づいて構成された液圧マウント装置20を、概略的に図1に示す。図面では、対応する部品には同じ符号を付している。典型的には、液圧マウント装置20は、車両の構成要素例えば車両のフレーム上に配置されるエンジンを支持するよう用いられる。なお、液圧マウント装置20を、種々の他の振動源を支持するよう用いることができることは理解されよう。
図1に概略的に示す通り、液圧マウント装置20は下側部分24および上側部分26を有するハウジング22を有する。下側部分24および上側部分26は、中心軸A上に配置され、互いから軸方向に間隔を空けて配置される。略管状の壁28が、中心軸A上に配置され、下側部分24を上側部分26に接続するよう、下側部分24と上側部分26との間に延設されており、これにより、下側部分24と上側部分26と壁28との間に延設されるハウジングチャンバ30,32,34を形成している。
下側部分24は、略椀形状を有し、下側部分閉口端部36と下側部分開口端部38との間で中心軸Aの回りに環状に延設される。下側部分リップ40が、壁28と係合するよう、下側部分開口端部38から径方向外側に(中心軸Aに対して垂直に)延設される。下側部分24は、中心軸A上に配置される、円筒状のカラー42を有する。カラー42は、下側部分閉口端部36から外側にかつ中心軸A回りに遠位側端部44へと環状に延設される。カラー42は、ハウジング22を車両に取り付けるための、下側部分24と遠位側端部44との間で中心軸Aに沿って延設される略円筒状の下側部分ボア46を形成する。
上側部分26は、略管形状を有し、中心軸A上に配置され、下側部分24から軸方向に間隔を空けて配置される。上側部分26は、第一開口端部48と第二開口端部50との間で中心軸Aの回りに環状に延設される。上側部分26は、第一開口端部48と第二開口端部50との間で中心軸Aに沿って延設される略円筒状の上側部分ボア52を形成する。上側部分26は、第二開口端部50に配置される上側部分リップ54を有する。上側部分リップ54は、壁28と係合するよう、中心軸Aに対して垂直に、第一開口端部48から径方向外側に延設される。なお、上側部分26および下側部分24の形状を、他の形状(例えば断面正方形または六角形)とできることは理解されよう。
エラストマー材料製の可撓体56が、上側部分ボア52に配置される。可撓体56は、中心軸Aの回りに環状に、かつ、可撓体下端部58から可撓体上端部60へと中心軸Aに沿って軸方向に延設される。可撓体下端部58は、上側部分26の第二開口端部50に隣接している。可撓体上端部60は、上側部分26の第一開口端部48に隣接しており、車両の励起運動(exicitation movement)に応じて下側部分24に対して弾性的に変形する。言い換えると、可撓体56は、上側部分26に取り付けられ、車両の励起運動(例えば振動運動)に応じて変形する。可撓体56は、可撓体上端部60に隣接して配置され、可撓体上端部60から可撓体56内へと軸方向に延設される可撓性チャンバ62を形成する。可撓体56は、可撓性チャンバ62に隣接して配置され、可撓性チャンバ62から間隔を空けて配置される一対の挿入溝64を更に有する。挿入溝64は、可撓体下端部58と可撓体上端部60との間で延設される。
ブッシング66は、略円筒形状を有し、可撓体56を車両に固定するための留め具を収容する可撓性チャンバ62内に配置される。金属材料で形成される一対の外側インサート68が、可撓体56に剛性を与えるよう、挿入溝64に配置される。可撓体56は、可撓体56を上側部分54に固定するよう上側部分リップ54と係合するための、可撓体下端部58から径方向外側に上側部分リップ54と平行に延設される可撓体フランジ70を有する。
パーティション部材72が、ハウジングチャンバ30,32,34内において上側部分26と下側部分24との間に配置され、中心軸Aの回りに環状に延設される。パーティション部材72は、ハウジングチャンバ30,32,34をポンピングチャンバ30と収容チャンバ32,34とに分割する。ポンピングチャンバ30は、可撓体56とパーティション部材72との間に延設される。収容チャンバ32,34は、下側部分24とパーティション部材72との間に延設される。本発明の一の実施形態では、磁気粘性(MR)流体をポンピングチャンバ30内と収容チャンバ32,34内とに封入することができる。当該技術分野において知られているように、磁気粘性流体は、剪断特性が変化するよう反応する。より具体的には、磁気粘性流体は、磁気粘性流体に印加される磁界に応じて、その剪断特性を自由流動または粘性流体から制御可能な降伏強さを有する半固体まで変化できる機能がある。
図1および図2からよく分かる通り、デカップラ74がハウジングチャンバ30,32,34内に配置され、パーティション部材72に取り付けられており、これにより、ポンピングチャンバ30と収容チャンバ32,34とを分離し、ポンピングチャンバ30内において追加的な減衰力を提供できる。デカップラ74は、パーティション部材72に取り付けられる、金属製の略管状の支持部材76を有する。支持部材76は、中心軸Aの回りに環状に、かつ、中心軸Aに沿って支持部材上端部78と支持部材下端部80との間で延設される。支持部材上端部78は、ポンピングチャンバ30内に配置される。支持部材下端部80は、収容チャンバ32,34内に配置される。支持部材上側フランジ82が、支持部材上端部78から径方向外側に、かつ中心軸Aの回りに環状に延設され、パーティション部材72と係合する。略円形状の基部84が、略円筒状の凹部88を形成する支持部材下端部80に取り付けられる。凹部88は、基部84と支持部材上端部78と支持部材下端部80との間で中心軸Aに沿って延設される。支持部材下側フランジ86が、基部84から外側に、中心軸Aに沿って、かつ、中心軸Aの回りに環状に下側部分に向かって延設され、これにより、カラー42の遠位側端部44と係合する。
デカップラ74は、エラストマー材料製の略円形状の可動部材(moving member)90を有する。可動部材90は、ポンピングチャンバ30内において中心軸A上に配置される。可動部材90は、中心軸Aから支持部材上端部78へと径方向外側に延設される。デカップラ74は、支持部材上端部78に取り付けられ、ポンピングチャンバ30を収容チャンバ32,34から分離している。エラストマー材料製のダイアフラム(隔壁)92は、収容チャンバ32,34内に配置される。ダイアフラム92は、下側部分開口端部38とカラー42の遠位側端部44との間で中心軸Aの回りに環状に延設される。ダイアフラム92は、下側部分24とパーティション部材72と支持部材下側フランジ86とカラー42の遠位側端部44との間で挟持されて、収容チャンバを流体チャンバ32と補償チャンバ34とに分割している。流体チャンバ32は、ダイアフラム92とパーティション部材72との間に延設される。補償チャンバ34は、下側部分24とダイアフラム92との間に延設される。
パーティション部材72は、金属製の略円形状の上側スペーサ94を有する。上側スペーサ94は、ポンピングチャンバ30内において、上側部分26に軸方向に隣接して上側部分26の下方に配置され、可撓体フランジ70と係合状態にあり、これにより、可撓体フランジ70を上側部分26と上側スペーサ94との間に挟持している。上側スペーサ94は、上側スペーサ94から外側に延設される少なくとも1つの突出部96を有する。突出部96は、可撓体フランジ70と係合し、可撓体フランジ70を上側部分26と上側スペーサ94との間に固定する。上側スペーサ94は、少なくとも1つの突出部96とは反対側に配置される、少なくとも1つの上側スペーサ溝98を有する。上側スペーサ溝98は、少なくとも1つの突出部96から軸方向に間隔を空けて配置され、上側スペーサ94に沿って中心軸Aの回りに環状に延設される。エラストマー材料製のシール(封止部)100が、上側スペーサ溝98内に配置されて、中心軸Aの回りに環状に延設される。
パーティション部材72は、前記流体チャンバ32内において上側スペーサ94と下側部分24との間で配置される略円形状の電磁支持リング102を有する。電磁支持リング102は、ダイアフラム92を電磁支持リング102と下側部分24との間に挟持するよう、中心軸Aの回りに環状に延設される。また、電磁支持リング102は、シール100を電磁支持リング102と上側スペーサ94との間に挟持する。電磁支持リング102は、凹状部分104と、少なくとも1つのチャンネル(流路)106と、電磁溝108とを形成する。略円筒状の凹状部分104は、デカップラ74を収容するよう中心軸Aに沿って延設される。凹状部分104およびデカップラ74から径方向に間隔を空けて配置される少なくとも1つのチャンネル106は、電磁支持リング102を貫通して中心軸Aに対して平行に延設されており、ポンピングチャンバ30と流体チャンバ32との間の流体連通状態を実現する。壁28に隣接して配置されるとともに少なくとも1つのチャンネル106から径方向に間隔を空けて配置される電磁溝108は、中心軸Aの回りに環状に延設される。電磁界生成器110が電磁溝108内に配置される。電磁界生成器110は、略スプール(糸巻き)形状のボビン112を有する。ボビン112は、電磁溝108内に配置されるとともに中心軸Aの回りに環状に延設される。少なくとも1本のコイル114が、ボビン112の周囲に環状に巻かれ、選択的に磁束を生成するよう電源116に電気的に接続されている。
略円形状のキャップ(蓋部材)118が、ポンピングチャンバ30内において支持部材上側フランジ82に隣接して、デカップラ74から間隔を空けて配置され、これにより、可動部材90をキャップ118と支持部材76との間に固定することができる。キャップ118は、磁気粘性流体がキャップ118を通って流れることができるよう、キャップ118を貫通して延びる少なくとも1つのオリフィス120を有する。なお、少なくとも1つのオリフィス120は、磁気粘性流体がキャップ118を通って流れるのを可能にする、径方向および周方向に互いから間隔を空けて配置される複数のオリフィス120を有することもできることは理解されよう。
図3からよく分かる通り、可動部材90は第一エラストマー材料および第二エラストマー材料で形成される。第一エラストマー材料は第一硬度レベルを有し、第二エラストマー材料は第二硬度レベルを有する。第一硬度レベルと第二硬度レベルとは互いに異なる。なお、本発明の一の実施形態においては、第二硬度レベルは第一硬度レベルより小さくできることを記載しておく。略円形状の可動部材90は、内側部分122と外側部分124とを含む。内側部分122は、中心軸A上に配置され、第一硬度レベルを有する第一エラストマー材料で形成される。外側部分124は、第二硬度レベルを有する第二エラストマー材料で形成され、内側部分122の回りに延設される。例えば、外側部分124は柔らかいエラストマー材料(例えば軟質ゴム)で形成でき、内側部分122は硬いエラストマー材料(例えば硬質ゴム)で形成できることを記載しておく。可動部材90を第一エラストマー材料と第二エラストマー材料とで形成することによって、金属インサートを用いて異なる硬度レベルを有する可動部材90を形成するよりも低コストとすることができる。例えば、金属インサートを金型に入れて可動部材90を形成するのではなく、単に第一エラストマー材料と第二エラストマー材料とを成形(molding)することによって可動部材90を形成することができる。これにより材料費だけでなく人件費を低減することができる。
キャップ118は、キャップ118からデカップラ74の支持部材上側フランジ82に向かって外側に延設される突起部126を有する。突起部126は、可動部材90の外側部分124と係合して、可動部材90の外側部分124をキャップ118とデカップラ74の支持部材上側フランジ82との間に固定することができる。可動部材90の外側部分124をキャップ118とデカップラ74との間に挟持するよう、突起部126を中心軸Aの回りに環状に延設することができることを記載しておく。可動部材90の移動を制限するために、プラスチック材で形成される略円形状の圧縮プレート128が、可動部材90に隣接する凹部88内に配置され、可動部材90から間隔を空けて配置される。図3からよく分かる通り、可動部材90の外側部分124のみが、突起部126とデカップラ74との間で固定される。より柔らかいエラストマー材料で外側部分124が形成されているので、可動部材90がポンピングチャンバ30の体積変化を受けたときに、より硬いエラストマー材料で形成される内側部分122が外側部分124に対して移動/回動することができる。言い換えれば、デカップラ74と突起部126とによって固定される外側部分124によって、車両の外部励起/振動運動に応じて内側部分122が外側部分124に対して移動できるヒンジ動作が提供される。さらに、外側部分124がより柔らかいエラストマー材料で形成されているので、この特徴により、可動部材90をキャップ118とデカップラ74との間で適切にしっかりと固定することができ、その結果、可動部材90が正圧状態において圧縮プレート128へとまた真空状態においてキャップ118へと押し出されてしまうことを防止することができる。
動作時において、液圧マウント装置20が励起運動(例えば振動運動)を受けると、可撓体56が変形し、これにより、ポンピングチャンバ30と流体チャンバ32と補償チャンバ34との体積変化が生じる。その結果、可動部材90が体積変化に応じてポンピングチャンバ30内で撓む。可動部材90がポンピングチャンバ30内で撓むと、励起運動に応じた追加的な減衰力を可動部材90がポンプチャンバ30に提供する。可動部材90がポンピングチャンバ30内で撓むと、外側部分124がキャップ118とデカップラ74との間で固定されながら、内側部分122は外側部分124に対して移動して追加的な減衰力を提供できる。液圧マウント装置20の減衰率をさらに変化させるために、電源116は、電磁場を生成するよう、電磁支持リング102に配置されるコイル114に電力を供給することができる。コイル114によって生成される電磁場に応じて、ポンピングチャンバ30と流体チャンバ32とに配置されている磁気粘性流体の粘度が変化する、例えば増加する。その結果、液圧マウント装置20の減衰率が変化する。
もちろん、本発明に多くの変形および変更を上記の教示に基づいて行うことができ、詳細な説明以外にも添付の特許請求の範囲内で実現できる。上記の記載が本発明の新規性が有用となるあらゆる組み合わせにわたることは理解されよう。装置の請求項における語「前記」の使用は、それが前出されていて、その請求項またはその請求項が従属する請求項の範囲に含まれていることを意味する明確な引用である。「前記」を使用していないものでも、その請求項またはその請求項が従属する請求項の範囲に含まれている場合もある。
20 液圧マウント装置
22 ハウジング
24 下側部分
26 上側部分
28 壁
30,32,34 ハウジングチャンバ
30 ポンピングチャンバ
32,34 収容チャンバ
32 流体チャンバ
34 補償チャンバ
36 下側部分閉口端部
38 下側部分開口端部
40 下側部分リップ
42 カラー
44 遠位側端部
46 下側部分ボア
48 第一開口端部
50 第二開口端部
52 上側部分ボア
54 上側部分リップ
56 可撓体
58 可撓体下端部
60 可撓体上端部
62 可撓性チャンバ
64 挿入溝
66 ブッシング
68 外側インサート
70 可撓体フランジ
72 パーティション部材
74 デカップラ
76 支持部材
78 支持部材上端部
80 支持部材下端部
82 支持部材上側フランジ
84 基部
86 支持部材下側フランジ
88 凹部
90 可動部材
92 ダイアフラム
94 上側スペーサ
96 突出部
98 上側スペーサ溝
100 シール
102 電磁支持リング
104 凹状部分
106 チャンネル
108 電磁溝
110 電磁界生成器
112 ボビン
114 コイル
116 電源
118 キャップ
120 オリフィス
122 内側部分
124 外側部分
126 突起部
A 中心軸

Claims (11)

  1. 中心軸上に配置される上側部分および下側部分を有し、ハウジングチャンバを形成する、ハウジングと、
    前記ハウジングチャンバをポンピングチャンバと収容チャンバとに分割するよう前記ハウジングチャンバ内に配置されるパーティション部材であって、前記ポンピングチャンバは前記上側部分と前記パーティション部材との間にあり、前記収容チャンバは前記下側部分と前記パーティション部材との間にあるパーティション部材と、
    前記ポンピングチャンバと前記収容チャンバとを分離する前記パーティション部材に取り付けられるデカップラと、
    前記ポンピングチャンバ内に配置され、前記デカップラに取り付けられるエラストマー材料製の可動部材と、
    を備える、液圧マウント装置であって、
    前記可動部材は第一エラストマー材料および第二エラストマー材料で形成されており、前記第一エラストマー材料は第一硬度レベルを有し、前記第二エラストマー材料は第二硬度レベルを有し、前記第一硬度レベルと前記第二硬度レベルとは互いに異なる、
    液圧マウント装置。
  2. 前記第二硬度レベルは、前記第一硬度レベルより小さい、
    請求項1に記載の液圧マウント装置。
  3. 前記可動部材は、前記中心軸上に配置される円形形状を有し、内側部分と外側部分とを含み、前記内側部分は前記中心軸上に配置されており、前記外側部分は前記内側部分の回りに延設されている、
    請求項2に記載の液圧マウント装置。
  4. 前記外側部分は前記第二硬度レベルを有する前記第二エラストマー材料で形成されており、前記内側部分は前記第一硬度レベルを有する前記第一エラストマー材料で形成されている、
    請求項3に記載の液圧マウント装置。
  5. 前記ポンピングチャンバ内に、前記デカップラに隣接して、かつ、前記デカップラから間隔を空けて配置されるキャップを更に備え、
    前記可動部材は、前記キャップと前記デカップラとの間に固定される、
    請求項3又は4に記載の液圧マウント装置。
  6. 前記キャップは、前記可動部材の前記外側部分を前記キャップと前記デカップラとの間に固定するよう、前記キャップから外側に前記デカップラに向かって延設され、前記可動部材の前記外側部分に係合する突起部を有し、
    前記外側部分の前記第二硬度レベルは、前記可動部材が受ける体積変化に応じてヒンジ動作を可能とするレベルである、
    請求項5に記載の液圧マウント装置。
  7. 前記デカップラは、前記可動部材の移動を制限するよう、前記可動部材に隣接して、かつ、前記可動部材から間隔を空けて配置されるプラスチック材料で形成される圧縮プレートを有する、
    請求項1から6のいずれか1項に記載の液圧マウント装置。
  8. 請求項1から7のいずれか1項に記載の液圧マウント装置のためのデカップラであって、
    中心軸上に配置され、支持部材上端部と支持部材下端部との間で延設される支持部材と、
    前記中心軸上に配置され、前記中心軸から前記支持部材上端部へと外側に径方向に延設され、前記支持部材上端部に取り付けられるエラストマー材料製の前記可動部材と、
    を備えるデカップラ。
  9. 請求項5又は6記載の液圧マウント装置のためのデカップラであって、
    中心軸上に配置され、支持部材上端部と支持部材下端部との間で延設される支持部材と、
    前記中心軸上に配置され、前記中心軸から前記支持部材上端部へと外側に径方向に延設され、前記支持部材上端部に取り付けられるエラストマー材料の前記可動部材と、
    を備え、
    前記デカップラは、前記キャップを含み、前記キャップは、前記可動部材を前記キャップと前記支持部材との間に固定するよう、支持部材上側フランジに隣接して配置される、
    デカップラ。
  10. 前記中心軸上に配置され、かつ、前記支持部材下端部に接続される基部を更に備え、前記支持部材と前記基部との間を延びる凹部が形成される、
    請求項8又は9に記載のデカップラ。
  11. 前記可動部材の移動を制限するよう、前記可動部材に隣接して、かつ、前記可動部材から間隔を空けて配置されるプラスチック材料で形成される圧縮プレートを更に備え、
    前記圧縮プレートは前記凹部内に配置される、
    請求項10に記載のデカップラ。
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