JP5577001B1 - レートディップトラック通路を備える磁性流体型マウント装置 - Google Patents

Abstract

磁性流体を用いて振動源を基体で支持する液圧マウント装置（２０，２２０）を開示する。主流体通路（１０４，３０４）がポンピングチャンバ（６４，２６４）と収容チャンバ（６６，２６６）との間に延設され、流体がポンピングチャンバと収容チャンバとの間を通る。電磁石コイル（９８，２９８）が、主流体通路を通る磁束を可変的に生成して、マウントの減衰剛性を可変的に変更する。レートディップトラック通路（１２０，３２０）が、ポンピングチャンバ（６４，２６４）と収容チャンバ（６６，２６６）の間で延設され、レートディップトラック通路を通る磁性流体（６８，２６８）を振動させて、所定周波数においてはマウント装置（２０，２２０）の動剛性を減少させる。制御器（１０８）は、所定周波数と所定周波数に比較的に近い周波数以上とにおいては電磁石コイル（９８，２９８）に電流を印加し、磁性流体（６８，２６８）が主流体通路（１０４，３０４）を流れるのを実質的に防止し、強制的に磁性流体（６８，２６８）を実質的にレートディップトラック通路（１２０，３２０）のみを流れさせ、こうした周波数における液圧マウント装置（２０，２２０）の動剛性の急激な増加の発生を防止する。

Description

振動源を基体で支持する磁性流体型液圧マウント装置。

従来から、振動を防止しながら振動源を支持する液圧マウントがある。こうしたマウントの周知の応用には、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。

複数の周波数の振動を防止するあるいは減衰させる磁性流体型振動減衰マウントが開発されている。当該技術において知られているように、磁性流体は磁界に応じて剪断特性が変化する。具体的には、磁性流体は、易流動性液体、線形性液体、強粘性液体から、磁界を印加することにより半固形まで降伏強度を制御しながら可逆的に変化できる。こうした磁性流体型マウントは、流体のこの特性を用いて、必要に応じてバネ率と減衰率とを制御する。

このような磁性流体型マウントは、Baudendistelらの米国特許第６，６２２，９９５号に開示されている。マウントは、第一軸の周囲にかつ第一軸に沿って延設されてハウジングチャンバを形成するハウジングを有する。弾性材料で形成された可撓体が、ハウジングチャンバ内に部分的に配置されるとともに、ハウジングと互いに連結されており、これにより、外部励起によって生じる基体に対する振動源の運動に応じて弾性的に変形する。可撓体は、第一軸の周囲に径方向にかつ第一軸に沿って延設される。弾性材料で形成された隔壁が、可撓体から軸方向に間隔をあけて、ハウジングチャンバ内に配置される。

仕切りアセンブリが、ハウジングチャンバ内で可撓体と隔壁との間に配置されており、これにより、ハウジングチャンバを、可撓体と仕切りアセンブリとの間のポンピングチャンバと、仕切りアセンブリと隔壁との間の収容チャンバと、に仕切る。これらのチャンバのそれぞれの容量は、外部励起に応じた可撓体および隔壁の変形によって変更される。センサが、車両に配置されており、外部励起に応じて自動車の車両の振動条件を測定して、対応する振動周波数信号を生成する。磁性流体が、ポンピングチャンバおよび収容チャンバ内に収容されている。仕切りアセンブリは、ポンピングチャンバと収容チャンバとの間で軸方向に延設される主流体通路を形成して、これにより、ポンピングチャンバと収容チャンバとの間で流体接続を行い、したがって、可撓体および隔壁の変形に応じてポンピングチャンバと収容チャンバとの間を流体が通過できる。

仕切りアセンブリは、主流体通路に隣接して配置される複数の電磁石コイルを有し、これにより、主流体通路を通る磁束を可変的に生成して、主流体通路を通過する流体の剪断抵抗を変更し、その結果、マウント装置の動剛性を可変的に変更することができる。

磁性流体型減衰マウントにおける磁性流体の質量のために、自動車のアイドリング周波数などのある周波数においては、動的バネ率が好ましくない高さになることが知られている。こうした周波数において動的バネ率を低減して、オペレータが感じる振動を低減することが望まれている。

また当該技術においては、非磁性流体型液圧減衰マウント装置が、仕切りアセンブリによって形成されるとともにポンピングチャンバと収容チャンバとの間に延設されるレートディップトラック通路を有することが知られている。これにより、レートディップトラック通路を通る流体を振動（上下動）させて、所定の振動数において「レートディップ」効果を生成する、すなわちマウント装置の動剛性を低減する。このようなマウントの一つが、２００３年７月１５日に発行された高島らの米国特許第６，５９２，１１０号に開示されている。しかしながら、このようなマウントでは、流体はレートディップトラック通路と主要流体通路との両方を流れ、二つ通路が有効である周波数が重なるために、所定のレートディップ周波数以上の振動数において、「レートライズ」すなわちマウントの動剛性の急激な増加が生じるという問題が知られている。

本発明は、米国特許第６，６２２，９９５号に開示されているような磁性流体型液圧マウント装置であって、さらに、ポンピングチャンバと収容チャンバとの間で延設されるとともに主流体通路および少なくとも一つの電磁石コイルから径方向に間隔をあけて配置されるレートディップトラック通路を有しており、レートディップトラック通路は、ポンピングチャンバに上部トラック開口部と収容チャンバに下部トラック開口部とを形成し、可撓体および隔壁の変形に応じてレートディップトラック通路を通る磁性流体が振動して、所定周波数におけるマウント装置の動的剛性を減少させる液圧マウント装置を提供する。マウント装置はさらに、所定周波数と所定周波数に比較的に近い周波数以上であるセンサからの信号に応じて電磁石コイルに電流を印加して、主流体通路を通過する磁性流体の剪断抵抗を増加させて、主流体通路を磁性流体が流れるのを実質的に防止し、強制的に磁性流体を実質的にレートディップトラック通路のみを流れさせ、所定周波数においてはマウント装置の動剛性をさらに減少させ、所定周波数に比較的に近い周波数以上において液圧マウント装置の動剛性の急激な増加の発生を防止する制御器を有する。

これにより、本発明の一以上の側面には、磁性流体が流れる経路がシステムの磁性減衰構成要素によって制御されるので、レートディップ効果を所定周波数（例えば自動車のアイドリング周波数）においては生成すると同時に、従来技術において知られている好ましくないレートライズ効果を所定周波数に比較的に近い周波数以上において効果的に除去できる利点がある。具体的には、こうした周波数においては比較的大きい電流を少なくとも一つの電磁石コイルに印加し、主流体通路を実質的に封止し、強制的に流体をレートディップトラック通路のみを通るよう流れさせて、大きなレートディップ効果を提供すると同時にレートライズの発生を防止できる。さらに、従来技術のマウントにおける非磁性流体と比較して、本発明のマウントにおける磁性流体の密度はより大きいので、より大きなレートディップ効果を提供できる。

本発明の種々の他の利点は、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。

第一の実施可能な形態の液圧マウント装置の断面図と、制御システムおよび電源の概略図である。 第二の実施可能な形態の液圧マウント装置の断面図と、制御システムおよび電源の概略図である。 三つの異なるマウント装置構成の動剛性−周波数の模擬試験データのグラフである。

図面を参照して、振動源を基体で支持する液圧マウント装置２０，２２０を概略的に示す。図面では、対応する部品には同じ符号を付している。実施可能な形態においては、液圧マウント装置２０，２２０を、自動車のフレーム上の構成要素を支持するよう用いる。しかしながら、マウント装置２０，２２０を、基体における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。

液圧マウント装置２０，２２０は、内部にハウジングチャンバ４４，２４４を形成するハウジング２２，２２２を有する。ハウジング２２，２２２は、第一軸Ａの周囲に、かつ第一軸Ａに沿って、閉じている下部ハウジング部下端２６，２２６から、開いている下部ハウジング部上端２８，２２８へと、延設される略ボウル（椀）形状の下部ハウジング部２４，２２４を有する。下部ハウジング部２４，２２４は、下部ハウジング部上端２８，２２８から径方向外側に延設される下部ハウジング部リップ３０，２３０を有する。ハウジング２２，２２２はさらに、下部ハウジング部２４，２２４の概ね軸方向上方に配置される略カップ状の上部ハウジング部３２，２３２を有する。上部ハウジング部は、第一軸Ａと平行な第二軸Ｂの周囲にかつ第二軸Ｂに沿って、開いている上部ハウジング部下端３４，２３４から、閉じている上部ハウジング部上端３６，２３６へと、延設されている。上部ハウジング部下端３４，２３４は、上部ハウジング部下端３４，２３４から径方向内側に延設される上部ハウジング部下部リップ３８，２３８を有する。上部ハウジング部下部リップは、下部ハウジング部リップ３０，２３０の下方に配置される。また、上部ハウジング部下部リップは、下部ハウジング部リップ３０，２３０と協働して、上部ハウジング部３２，２３２および下部ハウジング部２４，２２４の互いから離間する方向の軸方向移動を制限する。下部ハウジング部２４，２２４および上部ハウジング部３２，２３２のそれぞれの形状を、他の形状（例えば断面正方形や長方形）とできることは理解されよう。上部ハウジング部上端３６，２３６は、上部ハウジング部上端３６，２３６から径方向外側に延設されて、振動源（つまり実施可能な形態における自動車のフレーム）に取り付けられるマウントフランジ４０，２４０を有する。上部ハウジング部上端３６，２３６はさらに、第二軸Ｂに沿って延設される上部ハウジング部開口部４２，２４２を形成する。上部ハウジング部３２，２３２および下部ハウジング部２４，２２４の内側にハウジングチャンバ４４，２４４が形成される。

液圧マウント装置２０，２２０はさらに、弾性材料で形成される可撓体４６，２４６を有する。可撓体は、第二軸Ｂの周囲に径方向にかつ第二軸Ｂに沿って軸方向に、ハウジングチャンバ４４，２４４に配置される略切頭円錐形状の可撓体下部４８，２４８から、上部ハウジング開口部４２，２４２を通って、ハウジングチャンバ４４，２４４の外側の可撓体上部５０，２５０へと、延設される。可撓体４６，２４６は、外部励起（例えばピストン振動、エンジン揺動、道路振動など）によるハウジング２２，２２２に対する構成要素の運動に応じて、ハウジング２２，２２２に対して弾性的に変形する。可撓体４６，２４６は、可撓体を通るよう第二軸Ｂに沿って延設される可撓体通路５４，２５４を有する。可撓体上部５０，２５０は、第二軸Ｂから径方向外側に延設される可撓体フランジ５６，２５６を有する。可撓体４６，２４６が所定長さを超えて変形すると、可撓体上部は閉じている上部ハウジング部上端３６，２３６と係合する。言いかえれば、可撓体フランジ５６，２５６は、可撓体下部部分４８，２４８が、可撓体フランジ５６，２５６が上部ハウジング上端３６，２３６と係合する点を越えて変形するのを防止している。

弾性材料で形成されるとともに隔壁縁部６０，２６０を有する略円形状の隔壁５８，２５８は、ハウジングチャンバ４４，２４４内の可撓体４６，２４６の下方に配置されるとともに封止されている。仕切りアセンブリ６２，２６２は、可撓体４６，２４６と隔壁５８，２５８との間でハウジングチャンバ４４，２４４内に配置されて、ハウジングチャンバ４４，２４４を、可撓体４６，２４６と仕切りアセンブリ６２，２６２との間のポンピングチャンバ６４，２６４と、仕切りアセンブリ６２，２６２と隔壁５８，２５８との間の収容チャンバ６６，２６６と、に仕切りしている。チャンバ６４，６６，２６４，２６６のそれぞれの容量は、外部励起に応じた可撓体４６，２４６および隔壁５８，２５８の変形によって変更される。仕切りアセンブリ６２，２６２は、第一軸Ａの周囲に径方向に、かつ第一軸Ａに沿って軸方向に延設される。磁性流体６８，２６８が、ポンピングチャンバ６４，２６４および収容チャンバ６６，２６６内に収容されている。当該技術において知られているように、磁性流体６８，２６８は、剪断特性が変化するよう反応する。具体的には、磁性流体は、易流動性液体、線形性液体、強粘性液体から、磁界を印加することにより半固形まで降伏強度を制御しながら可逆的に変化できる。

可撓体通路５４，２５４と一致する形状の金属上部サポート部材７０，２７０が、可撓体通路５４，２５４内に、可撓体４６，２４６と係合し接着されるとともに、可撓体上部５０，２５０に隣接して配置されて、可撓体４６，２４６の径方向内側への移動を制限する。上部支持部材７０，２７０は、第二軸Ｂの周囲に径方向にかつ、ハウジングチャンバ４４，２４４内の上部支持部材下部部分７２，２７２から第二軸Ｂに沿って上部ハウジング部開口部４２，２４２を通るようハウジングチャンバ４４，２４４外側の上部支持部材上部７６，２７６へと、延設される。上部支持部材７０，２７０は、上部支持部材を通るよう第二軸Ｂに沿って延設される上部支持部材通路７８，２７８を有する。上部支持部材７０，２７０を種々の他の高強度材料で形成できることは理解されよう。

ネジが形成された略円筒形状の第一マウント部材８０，２８０が、上部支持部材通路７８，２７８に固定配置されるとともに、第二軸Ｂに沿って上部支持部材上部７６，２７６から離間する方向に延設されて、振動源（つまり実施可能な形態における車両の構成要素）とネジ係合する。第一マウント部材８０，２８０を他の方法（例えばボルトや溶接）で振動源と互に連結できることは理解されよう。

断面略Ｌ字状の金属補強部材８２，２８２が、ハウジングチャンバ４４，２４４内に第二軸Ｂの周囲に径方向に配置される。補強部材８２，２８２は、上部ハウジング３２，２３２と可撓体下部部分４８，２４８との間で径方向に配置されて、可撓体下部部分４８，２４８の径方向外側への移動を制限する垂直補強部材部分８４，２８４を有する。補強部材８２，２８２はさらに、可撓体４６，２４６の軸方向下方に水平補強部材部分８６，２８６を有しており、これにより、軸方向に補強部材８２，２８２へと向かう可撓体下部部分４８，２４８の移動を制限する。補強部材８２，２８２を他の高強度材料で形成できることは理解されよう。

仕切りアセンブリ６２，２６２はさらに、第一軸Ａの周囲に径方向にかつ第一軸Ａに沿って下部支持部材下端８３，２８３から下部支持部材上端８５，２８５へと延設される略円筒形状の金属下部支持部材８８，２８８を有する。下部支持部材８８，２８８は、下部支持部材８８，２８８から径方向に離間する方向に、下部支持部材上端８５，２８５と隣接して、延設される下部支持部材フランジ９０，２９０を有する。下部支持部材８８，２８８を他の高強度材料で形成し、他の形状（例えば断面略正方形）とできることは理解されよう。

仕切りアセンブリ６２，２６２はさらに、下部支持部材８８，２８８と上部ハウジング部３２，２３２との間で径方向にかつ補強部材８２，２８２と下部ハウジング部リップ３０，２３０との間で軸方向に配置される略円筒形状の金属電磁石支持リング９２，２９２を有する。電磁石支持リング９２，２９２は、電磁石支持リングの周囲に径方向に延設される電磁石溝９４，２９４を有する。スプール形状のボビン９６，２９６が、電磁石溝９４，２９４に配置される。少なくとも一つの電磁石コイル９８，２９８がボビン９６，２９６に巻き付けられ、磁束が選択的に生成される。電磁石支持リング９２，２９２はさらに、電磁石溝９４，２９４から径方向外側に間隔をあけて配置されたセンサ用空洞部１００，３００を有する。さらに、仕切りアセンブリ６２，２６２は、少なくとも一つの電磁石コイル９８，２９８からの磁束を集中させるよう高透磁率を有する材料で構成された磁束リング１０２，３０２を有する。磁束リングは、下部支持部材下端８３，２８３に隣接する下部支持部材８８，２８８と電磁石支持リング９２，２９２との間で径方向に、かつ下部支持部材フランジ９０，２９０と下部ハウジング部リップ３０，２３０との間で軸方向に配置される。隔壁縁部６０，２６０は、電磁石支持リング９２，２９２と下部ハウジング部リップ３０，２３０との間に軸方向に挟持されて、封止される。任意の数の電磁石溝９４，２９４、ボビン９６，２９６および電磁石コイル９８，２９８を電磁石支持リング９２，２９２上の種々の位置に配置できることは理解されよう。さらに、二つ以上の磁束リング１０２，３０２を使用可能であることも理解されよう。

仕切りアセンブリ６２，２６２は、少なくとも一つの主流体通路１０４，３０４を有する。主流体通路は、ポンピングチャンバ６４，２６４と収容チャンバ６６，２６６との間で軸方向に、かつ磁束リング１０２，３０２と電磁石支持リング９２，２９２との間で径方向に延設される。これにより、外部励起による可撓体４６，２４６および隔壁５８，２５８の変形に応じて、ポンピングチャンバ６４，２６４と収容チャンバ６６，２６６との間で磁性流体６８，２６８が通過できる。比較的低周波数における、例えば道路振動によって生じる典型的には２０Ｈｚ以下における振動を可変的に減衰するために、少なくとも一つの電磁石コイル９８，２９８は、磁束リング１０２，３０２および主流体通路１０４，３０４を通る磁束を選択的に生成する。これにより、流体通路１０４，３０４における磁性流体６８，２６８の剪断抵抗が増加し、その結果、マウント装置２０，２２０の減衰剛性が増加される。言いかえれば、磁性減衰要素を用いて、自動車の走行性、快適性およびハンドリング特性を最適化するために、液圧マウント装置２０，２２０は比較的低い周波数における振動を防止するすなわち減衰するよう調整される。

液圧マウント装置２０，２２０はさらに、電力をマウント装置２０，２２０に供給する電源１０６と、少なくとも一つの電磁石コイル９８，２９８によって生成された磁束を制御する制御器１０８と、を有する。複数の電磁石ワイヤー１１０，３１０が、上部ハウジング部３２，２３２を通って制御器１０８と少なくとも一つの電磁石コイル９８，２９８と電源１０６との間で延設され、少なくとも一つの電磁石コイル９８，２９８と制御器１０８と電源１０６とが電気的に接続される。

センサ１１２，３１２は、センサ用空洞部１００，３００に配置されるとともに、ポンピングチャンバ６４，２６４内へと延設される。センサは、外部励起に応じた可撓体４６，２４６の変形に応じてチャンバの圧力変化を測定して、構成要素の振動周波数に対応する信号を生成する。二つ以上のセンサ１１２，３１２を用いることができ、センサ１１２，３１２を振動源、液圧マウント装置２０，２２０や基体の種々の位置に配置して、容量、速度または加速度など振動源の種々の振動条件を測定して、振動源の振動数に対応する信号を生成できることは理解されよう。複数のセンサワイヤ１１１，３１１が、制御器１０８とセンサ１１２と電源１０６との間で延設されて、制御器１０８とセンサ１１２と電源１０６とが電気的に接続される。

制御器１０８は、電磁石コイル９８，２９８に可変な正の電流を印加して主流体通路１０４，３０４を通る磁束を誘導する電磁石動作状態を有し、これにより、磁性流体６８，２６８の粘度を増加させて、主流体通路１０４，３０４を通る磁性流体６８，２６８の剪断抵抗を増加させて、マウント装置２０，２２０の減衰剛性を可変的に増加させる。さらに、制御器１０８は、主流体通路１０４，３９４を通る電流が印加されておらず、磁性流体６８，２６８は粘度が変更されることなく流体通路１０４，３０４を通過する電磁石非動作状態を有する。測定された振動数が前述の比較的低い周波数である場合、制御器１０８は、少なくとも一つのセンサ１１２，３１２からの信号に応じて電磁石を電磁石動作状態および非動作動作状態にする。

所定周波数においてマウント装置２０，２２０の動剛性を減少させるために、下部支持部材８８，２８８は、下部支持部材を通るよう第一軸Ａに沿って延設されるレートディップトラック通路１２０，３２０を有する。レートディップトラック通路は、ポンピングチャンバ６４，２６４に上部トラック開口部１２４，３２４と、収容チャンバ６６，２６６に下部トラック開口部１２６，３２６と、を有し、レートディップトラック通路を通る磁性流体６８，２６８が可撓体４６，２４６および隔壁５８，２５８の変形に応じて振動する。レートディップトラック通路１２０，３２０を通過する磁性流体６８，２６８の粘度が電磁石コイル９８，２９８によって大きな影響を受けないよう、レートディップトラック通路１２０，３２０は、主流体通路１０４，３０４および電磁石コイル９８，２９８から所定の距離だけ径方向内側に間隔をあけて配置される。振動する磁性流体６８，２６８は、既存のマウント構成要素と直列な大きなバネ要素として機能し、このため、所定周波数においては「レートディップ」効果、すなわちマウント装置２０，２２０の全体的な動的バネ率の低下が生じる。実施可能な形態においては、レートディップトラック通路１２０，３２０の長さおよび直径をサイズ調整することによって、レートディップ効果を自動車のアイドリング周波数に調整する。しかしながら、他の周波数においてレートディップを生じるよう、レートディップトラック通路１２０，３２０をサイズ調整できることは理解されよう。さらに、レートディップトラック通路１２０，３２０の位置および形状を、異なるシステムとともに用いるマウント装置２０，２２０に対して調整するよう変更できることも理解されよう。

レートディップトラック通路１２０，３２０を有する、従来技術の非磁性流体型マウントでは、主要流体通路およびレートディップトラック通路の両方を作動流体が同時に通過することによって、「レートライズ」（すなわちマウント装置２０，２２０の動剛性の急激な増加）が、レートディップ周波数に比較的近い周波数より大きい振動数において生じるという問題があることが知られている。本発明においては、この好ましくない効果を打ち消すために、電磁石コイル９８，２９８に比較的大きい電流（つまり実施可能な形態においては約０．３アンペア）を流れさせて、主流体通路１０４，３０４内の磁性流体６８，２６８の粘度を増加させることにより、主流体通路１０４，３０４を実質的に封止することができる。本発明の制御器１０８は、電磁石コイル９８，２９８に比較的大きい電流を印加するレートディップ動作状態を有する。レートディップ動作状態では、磁性流体６８，２６８が主流体通路１０４，３０４を流れるのを実質的に防止して、こうした周波数においては強制的に磁性流体６８，２６８をレートディップトラック通路１２０，３２０を通るよう流れさせる。

図３は、レートディップトラック通路１２０，３２０を有する本発明の磁性流体型マウント装置２０，２２０の利点を示す模擬試験データを示している。具体的には、図３は、三つの異なるマウント装置構成の動剛性−周波数データを示している。構成１は、レートディップトラック通路がなく、電流を電磁石コイルに印加しない、液圧マウント装置である。構成２は、直径が１５．９ｍｍのレートディップトラック通路を有し、電流を電磁石コイルに印加しない（従来技術のレートディップトラックマウントと同様な）液圧マウント装置である。構成３は、直径が１５．９ｍｍのレートディップトラック通路を有し、０．３アンペアの電流を電磁石コイルに印加する、液圧マウント装置である。レートディップトラックは種々の直径を有することができ、電磁石コイルに印加される電流の大きさを、マウント装置およびそのマウント装置が用いられるシステムの具体的な構成に基づいて変更できることは理解されよう。図に示すように、模擬試験データから、構成１および構成２では、流体がレートディップトラック通路を通って振動する結果、約４０Ｈｚの、ほぼ自動車の車両のアイドリング周波数においてレートディップ効果が生じることがわかる。さらにまた、図に示すように、構成３においては、レートディップ動作状態が作動されて、強制的に流体をすべて、主流体通路の代わりにレートディップトラック通路を効果的に通しているので、レートディップ効果がより大きくなっている。さらに、レートディップ周波数に比較的に近い周波数以上においては、レートディップ動作状態が作動させられるので、構成３のレートライズが構成２より相当低くなっていることがわかる。

マウント装置２０，２２０は影響する条件の有効範囲を改善するために、マウント装置２０，２２０はさらに、アクチュエータ１３０，３３０を用いてレートディップトラック通路１２０，３２０を選択的に開閉するレートディップ弁１２８，３２８を有する。レートディップトラック通路１２０，３２０を開いて、レートディップトラック通路を通る磁性流体６８，２６８を種々の流量で振動させることができ、またはレートディップトラック通路を閉じてレートディップトラック通路１２０，３２０を用いずに磁性減衰構成要素の機能を維持することができる。レートディップトラック通路１２０，３２０を通る磁性流体６８，２６８の流量を選択的に制御することにより、レートディップが生じる周波数を好適に制御できる。この機能は、自動車分野において特に有用である。自動車製造業者は、エンジン動作温度条件および空調や他の電気的負荷によって変化するエンジン負荷に基づいて自動車のアイドリング周波数の変更を一般的に実施している。したがって、レートディップ弁１２８，３２８およびアクチュエータ１３０，３３０により、レートディップを現在のエンジン運転条件に基づいて種々の周波数において生成できる。

実施可能な形態において、レートディップ弁１２８，３２８は、概ねキノコ形状を有し、レートディップトラック通路１２０，３２０に隣接して配置され、第一軸Ａの周囲に径方向にかつ下部シャフト部１３２，３３２から上部ディスク部１３４，３３４へと軸方向に延設されている。レートディップ弁１２８，３２８の上部ディスク部１３４，３３４は、下ディスク面１３６，３３６と、上部ディスク面１３８，３３８と、を有する。レートディップトラック通路１２０，３２０を開閉できる限り、レートディップ弁１２８，３２８の形状を他の形状とできることは理解されよう。

アクチュエータ１３０，３３０は、第一軸Ａの周囲に径方向にかつ第一軸Ａに沿って軸方向にアクチュエータケース下端１４２，３４２からアクチュエータケース上端１４４，３４４へと延設される略円筒形状のアクチュエータケース１４０，３４０を有する。種々の形状の種々のタイプのアクチュエータ（例えばモータ、ソレノイド、圧力差動デバイスなど）を使用できるは理解されよう。アクチュエータ移動部材１４６，３４６は、アクチュエータケース上端１４４，３４４に部分的に配置されるとともにアクチュエータケース上端から延設されて、これにより、レートディップ弁１２８，３２８が軸方向に移動できる。複数のアクチュエータワイヤ１１４，３１４が、アクチュエータ１３０，３３０と制御器１０８と電源１０６との間で延設されて、アクチュエータ１３０，３３０と制御器１０８と電源１０６とが電気的に接続される。

第一実施可能な形態においては、図１からよくわかるように、レートディップ弁１２８は隔壁５８とアクチュエータ移動部材１４６との軸方向間で挟持される。これにより、レートディップトラック通路１２０を封止するよう閉じるレートディップ弁１２８の軸方向移動の際に、隔壁５８は、レートディップトラック通路１２０の下部トラック開口部１２６に向かって選択的に移動される。また、移動部材１４６は、アクチュエータケース１４０に摺動可能に配置されるとともにアクチュエータケースから第一軸Ａに沿って延設される円筒形状のピストンである。さらに、下部ハウジング部下端２６は、第一軸Ａに沿った下部ハウジング開口部１５０を形成する。アクチュエータケース１４０は、下部ハウジング部２４の軸方向下方のアクチュエータケース下端１４２から下部ハウジング開口部１５０を通ってハウジングチャンバ４４内のアクチュエータケース上端１４４へと延設される。上部支持部材７０はさらに、第二軸Ｂと平行に上部支持部材を通るようポンピングチャンバ６４へと延設されて、磁性流体６８を収容するための充填通路１２２を有する。封止ボール１５２が、充填通路１２２に配置されて、磁性流体６８がチャンバ６４，６６に充填された後に通路を封止する。

さらに、第一実施可能な形態においては、下部支持部材８８および電磁石支持リング９２は留め具１１６を用いて互いに連結される。具体的には、下部支持部材８８は、下部支持部材フランジ９０を通るように軸方向に延設される少なくとも一つの下部支持部材固定通路１１７を有する。さらに、電磁石支持リング９２は、電磁石支持リング９２内へと軸方向に延設され、かつ少なくとも一つの下部支持部材固定通路１１７と位置合わせされる少なくとも一つの電磁石支持リング固定通路１１８を有する。留め具１１６は、下部支持部材８８および電磁石支持リング９２の固定通路１１７，１１８を通るようネジ係合しながら延設されて、下部支持部材８８と電磁石支持リング９２とを互いに連結する。複数の固定通路１１７，１１８および留め具１１６を有することができることは理解されよう。

第二実施可能な形態において、レートディップ弁３２８の下部シャフト部３３２は、収容チャンバ２６６からレートディップトラック通路３２０を通って、ポンピングチャンバ２６４における上部ディスク部３３４へと延設されており、レートディップトラック通路３２０を封止するよう閉じるレートディップ弁３２８の軸方向移動の際に、レートディップ弁３２８の上部ディスク部３３４をレートディップトラック通路３２０の上部トラック開口部３２４に向かって選択的に移動させる。本実施形態においては、ポンピングチャンバ２６４の圧力により、レートディップ弁３２８がレートディップトラック通路３２０の上部トラック開口部３２４に向かって付勢されるという利点がある。さらに、レートディップ弁３２８の下部シャフト部３３２は、下部シャフト部３３２へと第一軸Ａに沿って延設されるネジが形成された弁円筒空間部３５４を有する。アクチュエータ移動部材３４６もまたネジが形成されており、弁円筒空間部３５４内にネジ係合によって配置されており、弁円筒空間部内において第一軸Ａの回りに回転し、レートディップ弁３２８の軸方向移動を行う。言いかえれば、第二実施可能な形態のアクチュエータ３３０は、ネジが形成された移動部材３４６が回転することによりレートディップ弁３２８を軸方向に移動させる「ネジ式」アクチュエータである。下部支持部材２８８は、下部支持部材を通るよう軸方向に延設されるとともに第一軸Ａから径方向に間隔をあけて配置される少なくとも１組の段付きボルト開口部４５６を有する。１組の円筒形状のボルト受けリング４５８がそれぞれ、下ディスク面３３６から軸方向に離間する方向に延設されるとともに、段付きボルト開口部４５６の一つと位置合わせされる。ボルト受けリング４５８のそれぞれは、ネジ部分を有するボルト受けリング内面４６０を有する。段付きボルト４６２は、収容チャンバ２６６内にあるボルトヘッド４８７からネジが形成されたボルトシャフト４８９へと延設される。段付きボルトは、段付きボルト開口部４５６の一つを通って軸方向に延設されて、ボルト受けリング４５８の一つとネジ係合して、アクチュエータ移動部材３４６の回転運動の際にレートディップ弁３２８の回転移動を防止し、レートディップ弁３２８の軸方向移動を可能にする。また、レートディップ弁３２８が所定の距離を超えて軸方向に移動する場合、ボルトヘッド４８７が下部支持部材２８８と係合するので、段付きボルトは、レートディップ弁３２８が軸方向に所定の距離よりさらに移動するのを防止する。

液圧マウント装置２２０の動剛性をさらに低減するために、第二実施可能な形態の液圧マウント装置２２０はさらに、ポンピングチャンバ２６４内の流体の容積を維持するためのデカップラアセンブリ３６４を有する。デカップラアセンブリ３６４は、レートディップ弁３２８の上部ディスク部３３４の上面３３８からポンピングチャンバ２６４内へと軸方向に離間する方向に延設されるデカップラリング３６６を有する。デカップラフランジ３６８が、デカップラリング３６６から径方向内側に延設される。上部Ｏリング３７０は、デカップラフランジ３６８の軸方向下方に配置されるとともにデカップラフランジと係合する。下部Ｏリング３７２は、上部Ｏリング３７０の軸方向下方に配置されるとともに、レートディップ弁３２８の上部ディスク面３３８と係合する。可撓性材料で形成された円板形状のデカップラ膜３７４が、上部Ｏリング３７０と下部Ｏリング３７２との間に配置され、上部Ｏリングおよび下部Ｏリングと封止係合し、ポンピングチャンバ２６４における圧力変化に応じてＯ−リング３７０，３７２に向かって軸方向に移動して、ポンピングチャンバ２６４の容積を実質的に維持することによりマウント装置２２０の動剛性を減少させ、アイドリング周波数振動を効果的に打ち消す。さらに、レートディップ弁３２８の上部ディスク部３３４は、デカップラ膜３７４から軸方向に間隔をあけて配置されて、ガスポケット３７６を形成し、ガスポケット３７６における気体の体積を変えることによりマウント装置２２０の動剛性を調整する。

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。さらに、特許請求の範囲における参照符号は理解し易くするためにのみ付されており、限定するものでは決してない。

Claims (20)

1. 磁性流体を用いて振動源を基体で支持する液圧マウント装置であって、
   第一軸の周囲にかつ該第一軸に沿って延設されてハウジングチャンバを形成するハウジングと、
   弾性材料で形成され、前記ハウジングチャンバ内に少なくとも部分的に配置されるとともに前記ハウジングと互いに連結されており、前記第一軸の周囲に方向にかつ該第一軸に沿って径延設され、外部励起によるハウジングに対する振動源の運動に応じて弾性的に変形する可撓体と、
   弾性材料で形成され、前記可撓体から軸方向に間隔をあけて前記ハウジングチャンバ内に配置される隔壁と、
   前記ハウジングチャンバ内で前記可撓体と前記隔壁との間に配置される仕切りアセンブリであって、前記ハウジングチャンバを、前記可撓体と該仕切りアセンブリとの間のポンピングチャンバと、該仕切りアセンブリと前記隔壁との間の収容チャンバと、に仕切りし、前記チャンバのそれぞれの容量は、外部励起に応じた前記可撓体および前記隔壁の変形によって変更される仕切りアセンブリと、
   前記液圧マウント装置および前記振動源の少なくとも一方と基体との間に配置され、外部励起に応じた振動源の振動条件を測定して対応する振動周波数信号を生成する少なくとも一のセンサと、
   磁界に反応して剪断特性を変更する、前記ポンピングチャンバおよび前記収容チャンバ内に収容される磁性流体と、
   を備える液圧マウント装置において、
   前記仕切りアセンブリは、前記ポンピングチャンバと前記収容チャンバとの間で軸方向に延設される主流体通路を有し、前記ポンピングチャンバと前記収容チャンバとの間で流体接続を行い、前記可撓体および前記隔壁の変形に応じて前記主流体通路を通るよう流体を通過させ、
   前記仕切りアセンブリは、前記主流体通路に隣接して配置される少なくとも一つの電磁石コイルを有し、前記主流体通路を通る磁束を可変的に生成して、前記主流体通路を通過する前記磁性流体の剪断抵抗を変更し、前記マウント装置の動剛性を可変的に変更させ、
   前記仕切りアセンブリはさらに、前記ポンピングチャンバと前記収容チャンバとの間で延設されるとともに前記主流体通路および前記少なくとも一つの電磁石コイルから径方向に間隔をあけて配置されるレートディップトラック通路を有しており、前記レートディップトラック通路は、前記ポンピングチャンバに上部トラック開口部と前記収容チャンバに下部トラック開口部とを有し、前記可撓体および前記隔壁の前記変形に応じて前記レートディップトラック通路を通る前記磁性流体が振動して、所定周波数におけるマウント装置の動剛性を減少させており、
   液圧マウント装置はさらに、
   前記所定周波数と前記所定周波数に比較的に近い周波数以上である前記センサからの前記信号に応じて前記電磁石コイルに電流を印加して、前記主流体通路を通過する前記磁性流体の剪断抵抗を増加させて、前記主流体通路を前記磁性流体が流れるのを実質的に防止し、強制的に前記磁性流体を実質的に前記レートディップトラック通路のみを流れさせ、前記所定周波数においてはマウント装置の動剛性をさらに減少させ、前記所定周波数以上の周波数において前記液圧マウント装置の動剛性の急激な増加の発生を防止する制御器を備える、液圧マウント装置。
2. 請求項１に記載の磁性流体型液圧マウント装置であって、前記レートディップトラック通路は、前記第一軸に沿って延設されるとともに、前記主流体通路および前記少なくとも一つの電磁石コイルから径方向内側に間隔をあけて配置されている、磁性流体型液圧マウント装置。
3. 請求項１に記載の磁性流体型液圧マウント装置であって、前記レートディップトラック通路に隣接して配置されて、前記レートディップトラック通路へ向かう方向および離間する方向に軸方向移動し、前記レートディップトラック通路を選択的に開閉するレートディップ弁をさらに備える、液圧マウント装置。
4. 請求項３に記載の磁性流体型液圧マウント装置であって、前記レートディップ弁は、略キノコ形状を有しており、前記第一軸の周囲に径方向にかつ前記第一軸に沿って軸方向に、略円筒形状の下部シャフト部から略円板形状の上部ディスク部へと延設されている、液圧マウント装置。
5. 請求項４に記載の磁性流体型液圧マウント装置であって、アクチュエータケース下端からアクチュエータケース上端に延設されるアクチュエータケースと、前記アクチュエータケース上端内に部分的に配置されるとともに前記アクチュエータケース上端から延設されて前記レートディップ弁の前記軸方向移動を行うアクチュエータ移動部材と、を有するアクチュエータをさらに備える、液圧マウント装置。
6. 請求項５に記載の磁性流体型液圧マウント装置であって、前記レートディップ弁は、前記隔壁と前記アクチュエータ移動部材との間に配置されており、前記レートディップトラック通路を封止するよう閉じる前記レートディップ弁の前記軸方向移動の際に、前記隔壁を前記レートディップトラック通路の前記下部トラック開口部に向かって選択的に移動する、液圧マウント装置。
7. 請求項６に記載の磁性流体型液圧マウント装置であって、前記移動部材は、前記アクチュエータケース内に摺動可能に配置されるとともに前記アクチュエータケースから前記第一軸に沿って延設されるピストンである、液圧マウント装置。
8. 請求項５に記載の磁性流体型液圧マウント装置であって、前記レートディップ弁の前記下部シャフト部は、前記収容チャンバから前記レートディップトラック通路を通って前記ポンピングチャンバにおける前記上部ディスク部へと延設されており、前記レートディップトラック通路を封止するよう閉じる前記弁の前記軸方向移動の際に、前記レートディップ弁の前記上部ディスク部を前記レートディップトラック通路の前記上部トラック開口部に向かって選択的に移動する、液圧マウント装置。
9. 請求項８に記載の磁性流体型液圧マウント装置であって、前記レートディップ弁の前記下部シャフト部は、前記下部シャフト部内を前記第一軸に沿って延設されるネジ部分を有する弁円筒空間部を有する、液圧マウント装置。
10. 請求項９に記載の磁性流体型液圧マウント装置であって、前記アクチュエータ移動部材は、ネジ部分を有しており、前記弁円筒空間部内にネジ係合によって配置されており、前記弁円筒空間部内において前記第一軸の回りに回転し、前記レートディップ弁の前記軸方向移動を行う、液圧マウント装置。
11. 請求項１０に記載の磁性流体型液圧マウント装置であって、前記仕切りアセンブリは、前記仕切りアセンブリを通るよう軸方向に延設されるとともに前記第一軸から径方向に間隔をあけて配置される少なくとも１組の段付きボルト開口部を有する、液圧マウント装置。
12. 請求項１１に記載の磁性流体型液圧マウント装置であって、前記レートディップ弁の前記上部ディスク部は、下ディスク面と上部ディスク面と１組の円筒形状のボルト受けリングとを有しており、前記ボルト受けリングはそれぞれ、前記下ディスク面から軸方向に離間する方向に延設されるとともに前記段付きボルト開口部の一つと位置合わせされており、ネジ部分を有するボルト受けリング内面を有している、液圧マウント装置。
13. 請求項１２に記載の磁性流体型液圧マウント装置であって、前記収容チャンバ内にあるボルトヘッドから、ネジ部分を有するボルトシャフトシャフトへと延設される段付きボルトをさらに備えており、前記段付きボルトは、前記段付きボルト開口部の一つを通って軸方向に延設されて、前記ボルト受けリングの一つとネジ係合して、前記アクチュエータ移動部材の前記回転運動の際に前記レートディップ弁の回転移動を防止し、前記レートディップ弁の前記軸方向移動を可能にするとともに、前記レートディップ弁が所定の距離を超えて軸方向に移動する場合、前記ボルトヘッドが前記仕切りアセンブリと係合し、前記レートディップ弁が前記所定の距離よりさらに移動するのを防止する、液圧マウント装置。
14. 請求項１３に記載の磁性流体型液圧マウント装置であって、前記マウント装置の動剛性をさらに低減するデカップラアセンブリをさらに備える、液圧マウント装置。
15. 請求項１４に記載の磁性流体型液圧マウント装置であって、前記デカップラアセンブリは、前記弁の前記上部ディスク部から軸方向に離間する方向に前記ポンピングチャンバ内へと延設されるデカップラリングを有する、液圧マウント装置。
16. 請求項１５に記載の磁性流体型液圧マウント装置であって、前記デカップラリングから径方向内側に延設されるデカップラフランジをさらに備える、液圧マウント装置。
17. 請求項１６に記載の磁性流体型液圧マウント装置であって、前記デカップラフランジの軸方向下方に前記デカップラフランジと係合するよう配置された上部Ｏリングと、前記上部Ｏリングの軸方向下方に設けられ、且つ前記レートディップ弁の前記上部ディスク面内において前記レートディップ弁の前記上部ディスク面と係合するよう配置される下部Ｏリングと、をさらに備える、液圧マウント装置。
18. 請求項１７に記載の磁性流体型液圧マウント装置であって、前記上部Ｏリングと前記下部Ｏリングとの間に配置され前記上部Ｏリングおよび前記下部Ｏリングと封止係合し、前記ポンピングチャンバにおける圧力変化に応じて前記Ｏリングに向かって軸方向に移動して、前記ポンピングチャンバにおける容積を実質的に維持することにより前記マウント装置の動剛性を減少させ、前記外部励起によって生じる振動を効果的に打ち消すデカップラ膜をさらに備える、液圧マウント装置。
19. 請求項１８に記載の磁性流体型液圧マウント装置であって、前記レートディップ弁の前記上部ディスク部は、前記デカップラ膜から軸方向に間隔をあけて配置されて、ガスポケットを形成し、前記ガスポケットにおける気体の体積を変えることにより前記マウント装置の動剛性を調整する、液圧マウント装置。
20. 請求項１に記載の磁性流体型液圧マウント装置であって、前記振動源は自動車の構成要素であり、前記基体は自動車のフレームであり、前記所定周波数は自動車のアイドリング周波数であり、前記制御器はレートディップ動作状態を有しており、前記レートディップ動作状態において、前記制御器は比較的大きい電流を前記電磁石コイルに印加して、前記磁性流体が前記主流体通路を流れるのを実質的に防止して前記流体を強制的に前記レートディップトラック通路を通るよう流れさせて、自動車アイドリング周波数以上の周波数において前記液圧マウント装置の動剛性の急激な増加の発生を防止している、液圧マウント装置。

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