JPH11336828A - 切り替え式液圧減衰軸受 - Google Patents

切り替え式液圧減衰軸受

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JPH11336828A
JPH11336828A JP11109098A JP10909899A JPH11336828A JP H11336828 A JPH11336828 A JP H11336828A JP 11109098 A JP11109098 A JP 11109098A JP 10909899 A JP10909899 A JP 10909899A JP H11336828 A JPH11336828 A JP H11336828A
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JP
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bearing
chamber
hole
wall
working chamber
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JP11109098A
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English (en)
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Hans-Werner Schwerdt
ハンス・ヴェルナー・シュベルト
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Carl Freudenberg KG
Original Assignee
Carl Freudenberg KG
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F13/00—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs
    • F16F13/04—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper
    • F16F13/26—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper characterised by adjusting or regulating devices responsive to exterior conditions

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Combined Devices Of Dampers And Springs (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作業室内の圧力上昇による調節部材の振動励
起を回避することができる切り替え式液圧減衰軸受を提
供すること。 【解決手段】 本発明の切り替え式液圧減衰軸受は、分
離壁（６）内の少なくとも一つの貫通穴（５）を通して
減衰液を導くように結合される作業室（２）と補償室
（３）とを含む、減衰液（４）で満たされた切り替え式
液圧減衰軸受（１）であって、貫通穴（５）が調節装置
（８）の調節部材（７）によって開閉可能である。調節
部材（７）は作業室（２）に対面する側にガス状媒体で
満たされる容積可変室（９）を有し、この室が少なくと
も一つの連通孔（38）を介して大気（20）と連通するこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は切り替え式液圧減衰
軸受に関し、より詳細には調節部材の振動励起が回避さ
れる切り替え式液圧減衰軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】このような切り替え式液圧減衰軸受は D
E 4141332 A1から公知である。この公知の軸受は流体軸
受として形成されて、調節部材が圧力媒体によって操作
可能である。調節部材を形成するピストンは、ハウジン
グ内に位置を固定されて配置される、圧力媒体によって
負荷自在な制御圧力容器に気密かつ相対可動に組み込ま
れ、その際制御圧力容器は、ピストンと制御圧力容器と
をハウジングに対して密封する、少なくとも部分弾性的
に可撓性の、第一のリング薄膜によって画定される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、作業
室内の圧力上昇による調節部材の振動励起が回避される
ように、公知の技術の軸受を改良することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題は、分離壁内の
少なくとも一つの貫通穴を通して減衰液を導くように結
合される作業室と補償室とを含む、減衰液で満たされた
切り替え式液圧減衰軸受であって、該貫通穴が調節部材
によって開閉可能であるものにおいて、調節部材が作業
室に対面する側にガス状媒体で満たされる容積可変室を
有し、この室が少なくとも一つの連通孔を介して大気と
連通されていることを特徴とする軸受によって解決され
る。請求項２〜15に係る発明は有利な実施の態様に関係
する。
【０００５】上記課題を解決すべく、調節部材は、作業
室へ向く側面上にガス状媒体で満たされた容積可変のチ
ャンバすなわち容積可変室を有し、この容積可変室は少
なくとも一つの連結孔を通して大気と連通される。この
ような構成であることにより有利に、一方で高周波の振
動が有効に絶縁され、他方で作業室内の圧力上昇による
調節部材の振動励起が回避される。さらに、ガス状媒体
で満たされる容積可変室によって、騒音絶縁を減少させ
る動的ばね剛性の増大が避けられる。容積可変室内の容
積減少に際して圧力上昇が起きないことから、軸受内に
導入されかつ高周波振動に際して当然小さい力と対立す
る力が、チャンバ壁の変形剛性によって発生するにすぎ
ないということが、大気への連通孔を持つ利点として挙
げられる。したがって、チャンバ壁の形状が相応的に可
撓性である場合、予め軸受内に導入される最小の力を容
積可変室の容積変化によって除去することができる。
【０００６】調節部材は過圧力を負荷することによって
操作自在である。すなわち調整部材は不可を変化させる
ことにより移動可能である。
【０００７】容積可変室は、弾性的に可撓性の、薄膜状
に形成されるチャンバ壁によって境界設定すなわち画定
される。軸受内に導入される高周波振動ならびにそれか
ら生じる作業室内の圧力変動は、導入される振動を軸受
の調節部材又はハウジングへ伝達することなく、大気へ
のそれの連通孔を有する容積可変の容積可変室によって
顕著に除去されるから、調節部材は共振状態になること
がない。
【０００８】好ましくはチャンバ壁は、作業室に対向す
る側に配置されかつ転動ベローズ(Rollbalg)の形を有す
る。高周波振動はガス状媒体で満たされる容積可変室に
よって絶縁される。したがって二次的な補助手段、例え
ば分離壁の内部に配置されるリング薄膜が振動絶縁に対
して不要であり、それによってガス充填される容積可変
室を形成するために追加の構造部分が不要であるから、
軸受を特に有利なコストで製造することができる。
【０００９】好ましくは転動ベローズは、周縁で円形リ
ング状薄膜ヒンジによって画定され、該ヒンジは作業室
の方向に凸の半球形状すなわちドーム状に形成される膨
出部と結合される。転動ベローズは屈曲ばね(Knickfede
r)として形成されて、薄膜ヒンジは関節の機能を有す
る。それによって膨出部の優れた往復運動性が、導入さ
れる振動方向に対して保証される。
【００１０】容積可変室は、少なくとも部分的に軸方向
に、貫通穴(Durchbrechung) の内部に配置される。この
場合有利に、導入される振動から生じる作業室の内部の
圧力変動は、弾性的に可撓性の薄膜状に形成されるチャ
ンバ壁へ直接作用し、かつ絶縁される。容積可変室と同
様にばね・質量系、すなわち弾性を呈する調節装置の構
成部分を形成する操作ピストンへの振動伝達は、このよ
うな形状によって確実に回避される。
【００１１】調節部材はエラストマ材の閉鎖栓と操作ピ
ストンとを含み、その際容積可変室は閉鎖栓と操作ピス
トンとによって取り囲まれ、かつ画定される。操作ピス
トンと作業室との間に、ガス状媒体で満たされる、連通
孔を介して大気と連通される容積可変室を配置すること
によって、作業室から操作ピストンへの高周波振動の伝
達が回避される。それによって、軸受の正確な切り替え
可能性が確保され、かつ場合によって貫通穴の部分的開
放をもたらして減衰系に悪影響を及ぼす、調節装置内の
共振が発生する恐れはない。
【００１２】閉鎖栓は作業室に対面する側に鉢状、ある
いはシリンダ状、底のある円筒管状の凹部(Ausnehmung)
を有することができ、この凹部の境界をチャンバ壁が形
成する。作業室の方向に開放する閉鎖栓上面の周縁の境
界は、貫通穴の閉鎖の際、弾性的な予圧下に分離壁に密
封接触する。この実施例のさらなる利点は、作業室の方
向に操作ピストンの軸方向運動が、凹部の比較的高い流
れ抵抗によって減衰されることである。例えば軸受によ
って支えられる内燃機関の無負荷運転で貫通穴が開放さ
れる際、軸受は鉢状の凹部によって優れたチルガ作用(T
ilgerwirkung)を有する。
【００１３】高周波振動の絶縁性をさらに改良するため
に、分離壁は、導入される振動方向に変位自在な、変位
させることができる、又は固定されるが偏向可能な、作
業室及び補償室からの減衰液で負荷自在な、負荷を変化
させることができるリング薄膜を有し、この場合チャン
バ壁とリング薄膜は並列に接続されて配置される。好ま
しくは分離壁は、互いに軸方向に隣接して組み込まれる
二つの円形リングによって形成され、この場合円形リン
グの間にリング薄膜を配置する。円形リングとリング薄
膜の半径方向の重なり合う範囲内で、円形リングは、高
周波振動でリング薄膜を負荷するために格子状の貫通穴
を有する。高周波振動を絶縁するための液圧作動面積
は、リング薄膜とチャンバ壁との並列回路によって、明
確に拡大される。
【００１４】閉鎖栓と操作ピストンは、機械的及び／又
は形状密接的に結合される。ここで形状密接的にとは、
閉鎖栓と操作ピストンが幾何学的に密接するような形状
であるということを意味する。操作ピストンは半径方向
に延びるリング突出部を有することができ、この突出部
は相応してリング状の、閉鎖栓の凹部内に配置される。
リング突出部は、例えばリング状凹部内に貼り付けるこ
とができる。
【００１５】好ましくは閉鎖栓と操作ピストンは接着に
よって互いに結合される。この場合結合は絶対的に密封
的であることが有利である。
【００１６】好ましくは操作ピストンはポリマ材料から
成る。この場合、操作ピストンはポリマ材料によって容
易に製造可能であり、かつ軽量であることが有利であ
る。したがって操作ピストンの操作に際して、質量慣性
が小さいことから、軸受を正確に切り替えることができ
る。
【００１７】有利な態様により、分離壁の中心に貫通穴
が配置され、この場合貫通穴の断面積は、軸方向に見て
補償室の方向に円錐状に拡大される。中心に配置される
容積可変室の利点として、作業室内に入り込む振動が最
短道程で除去されることが挙げられる。特にこれに該当
するのは、特別な実施例により、チャンバ壁の薄膜が分
離壁を通して作業室内まで延びる時である。円錐状に拡
大する貫通穴の断面によって、調節装置を操作すること
により形成される、円錐状に延びるすきまの断面形状
が、分離壁に設けられる貫通穴の大きさとなるまで、連
続的に大きくなる。この断面積／長さ比は、調節部材の
開放に際して、閉鎖栓の上部の縁が分離壁の下部の縁と
同じ高さに達するまで、連続的に変化する。この連続的
な通路変化すなわち断面積／長さ比の変化によって、そ
の連続的な変化の経過は非常にゆっくりであるから妨害
的な圧力降下に至ることなく又は過度な圧力上昇が生じ
ることなく、穏やかではあるが迅速かつ効果的な切り替
え過程が得られる。
【００１８】本発明の軸受の実施例を、以下に図１〜３
を参照してより詳細に説明する。
【００１９】
【発明の実施の形態】図１〜３に各一つの実施例を示す
切り替え式液圧減衰軸受１は、エラストマ材から成る中
空円錐状のばね体23によって互いに支えられる水平軸受
21と垂直軸受22とを含む。作業室２と補償室３が軸受の
内部に配置されて、それぞれ減衰液４で満たされ、その
際、作業室２と補償室３は分離壁６によって互いに分離
される。分離壁６は各実施例において二つの部分に形成
され、その際外周側にリング状の減衰通路24が備えら
れ、この通路は一方で作業室２内に、他方で補償室３内
に合流する。さらに、分離壁６は減衰通路24の内部で半
径方向に、格子状に配置される穴２５を有し、この穴を
通して分離壁６の内部に配置されるリング薄膜17が圧力
負荷自在となる。補償室３は、分離壁６の反対側に、実
質的に圧力がかからない状態で容積を受けて薄膜状に形
成される、エラストマ材から成る閉鎖壁26を備える。
【００２０】貫通穴５は分離壁６の中心に配置され、か
つ調節装置８の調節部材７によって閉鎖自在すなわち開
閉可能である。調節部材７は、作業室２に対面する側に
ガス状媒体で満たされる、容積可変の容積可変室９を有
し、この容積可変室は、ここに示す実施例では空気で満
たされ、かつ連通孔38を介して大気20と連通される。目
的に合うように、連通孔は円形であって中心に配置さ
れ、かつチャンバ壁の変形可能面積の約10％を有する。
この場合連通孔の長さは操作ピストンの壁厚より大きく
できるから、通路が生じる。その際チルガ作用が高周波
振動に際しノズル効果によって生じる。
【００２１】作業室２に対面する側の各実施例の容積可
変室９は、弾性的に可撓性の、薄膜状に形成されるチャ
ンバ壁10によって画定され、この壁は少なくとも部分的
に貫通穴５の内部で軸方向すなわち振動方向に配置され
る。
【００２２】調節装置８は、閉鎖栓13として形成される
エラストマ材の調節部材７と、ポリマ材の操作ピストン
14とを含む。容積可変室９は閉鎖栓13と操作ピストン14
とによって画定される。
【００２３】ここに図示する各実施例において、チャン
バ壁10とリング薄膜17は音響的に耳障りな高周波振動を
絶縁すべく、並列に接続されて配置される。
【００２４】軸受の機能を以下に詳述する。
【００２５】低周波の、振幅の大きい振動を減衰するた
めに、減衰液の液体成分は作業室２から減衰通路24を通
って補償室３内に、及び再び逆に移動し、その際減衰の
程度は減衰通路24内で往復振動する液体の質量、すなわ
ち減衰通路24の長さとそれの断面積に依存する。
【００２６】これに対して、高周波の振幅の小さい振動
が軸受内に導入される場合、作業室２から減衰通路24を
通って補償室３内へ液体は移動しない。この運転状態で
は、減衰通路24は通路の内部にある液体成分の質量慣性
によって閉鎖されている。
【００２７】高周波振動は、導入される振動の方向に、
チャンバ壁10並びにそれと実質上平行に接続されるリン
グ薄膜17の往復運動性によって絶縁される。中心の貫通
穴５を閉鎖栓13が閉鎖する時、本発明の軸受は、非切り
替え式の流体軸受と同じ有利な使用特性を有する。
【００２８】例えば無負荷運転でモータの回転数が低い
場合、調節装置の操作によって閉鎖栓13を少なくとも部
分的に貫通穴５から遠ざけて、貫通穴５を分離壁６の内
部で開放する。したがって振幅の大きい低周波振動を遮
断する剛性を高められた減衰が生じ、その結果ばね体の
弾性だけが有効となる。
【００２９】図１に、本発明の軸受の第一実施例を示
す。調節装置８の調節部材７は、エラストマ材の閉鎖栓
13から成り、かつ互いを形成する材料が混じり合うよう
に、又は同じ材料で、補償室３の閉鎖壁26と一体に形成
される。さらに調節部材７はポリマ材から成る操作ピス
トン14を含み、その際容積可変室９は閉鎖栓13と操作ピ
ストン14とによって包囲されて画定される。チャンバ壁
10は作業室２の方向に鉢状にふくらむ膨出部27によって
形成される。チャンバ壁10は、力が密接に伝達されるよ
うに、中心に連通孔38を有する操作ピストン14と結合す
る。操作ピストン14は外側に凹部28を備えて、通常状態
で、例えば支持される内燃機関の、無負荷運転回転数以
上の回転数で貫通穴５を閉鎖する圧縮ばね29を受容す
る。圧縮ばね29は、接続部31によって調節装置８に設定
可能な過大圧力に対して作動する。
【００３０】中空室30は穴37を介して大気20と連通され
る。
【００３１】無負荷回転数の場合、調節装置は過大圧力
によって操作される。
【００３２】操作ピストン14は作業室２の反対側に、調
節装置８の回転に対して、例えば閉鎖壁26の過膨張を回
避するために、実質上ろうと状に形成されるストッパ32
を備える。このストッパは、同時に当接する操作薄膜を
補強するために役立つ。
【００３３】図２と３の実施例が図１の実施例と本質的
に異なるのは、閉鎖栓13が作業室２に対面する側に鉢状
の凹部15を有し、この穴の底部の境界をチャンバ壁10に
よって形成する点である。さらに貫通穴５の断面積は、
軸方向に見て補償室３の方向に向かって円錐状に拡大さ
れる。
【００３４】さらに、図２と３の実施例の操作ピストン
14は半径方向に延びるリング突出部18を備え、この突出
部は相応してリング状の閉鎖栓13の凹部19内に配置さ
れ、かつこの実施例では接着される。
【００３５】閉鎖栓13の内部の鉢状の非貫通穴15は円錐
状の外周壁33によって画定され、この壁は軸受の長手方
向の軸34に対して、貫通穴５の境界面35より小さい角度
をなす。調節装置８を操作する場合、発生する円錐状す
きま36の断面積は貫通穴５の開放にしたがって、連続的
に大きくなる。
【００３６】閉鎖栓13が下方へ移動し、分離壁６から離
れることによって、補償室３の方向に対して円錐状部分
の隙間の拡張により円形リング状の開口断面積が拡大
し、同時に軸方向通路の長さは導入される振動方向に対
して縮小する。この場合断面積／長さ比は、閉鎖栓13の
上部の縁が分離壁６の下部の縁の高さに達するまで、連
続的に変化する。断面積／長さ比の、この連続変化によ
って、公知の軸受に比較して、穏やかで、迅速かつ効果
的な切り替え過程が、妨害的な圧力降下に至ることな
く、又は過度な圧力上昇が生じることなく得られる。通
路はなおこれに充分な長さを有するから、動的剛性の経
過でのチルガ作用も依然として有効である。
【００３７】図２と３の実施例はチャンバ壁10の形状の
点で異なる。
【００３８】図２において、チャンバ壁10は、中心から
外周壁33の方へ移行する範囲内で、ほぼ同じ材料厚みを
有する。種々のチャンバ壁厚みの実施によって、それの
剛性が決定される。
【００３９】それに対して、図３のチャンバ壁10は、導
入される振動の方向内で特に柔軟に形成される。特に軟
らかいチャンバ壁は、この実施例では中心から外周壁33
の方へ移行する範囲内で円状に延びる周囲の薄膜ヒンジ
12によって得られ、この場合薄膜ヒンジ12の材料厚みは
鉢状に形成される膨出部27の中心に向かって連続的に増
大する。このような形状は、特に非常に高い周波数の非
常に小さい振幅の振動を絶縁するために準備される。チ
ャンバ壁10の形状は使用事例の各所与条件に依存する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の軸受の第一の実施例である。
【図２】本発明の軸受の第二の実施例である。
【図３】本発明の軸受の第三の実施例である。
【符号の説明】
１ 切り替え式液圧減衰軸受 ２ 作業室 ３ 補償室 ４ 減衰液 ５ 貫通穴 ６ 分離壁 ７ 調節部材 ８ 調節装置 ９ 容積可変室 20 大気 38 連通孔

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 分離壁内の少なくとも一つの貫通穴を通
    して減衰液を導くように結合される作業室と補償室とを
    含む、減衰液で満たされた切り替え式液圧減衰軸受であ
    って、 該貫通穴が調節部材によって開閉可能であるものにおい
    て、 調節部材（７）が作業室（２）に対面する側にガス状媒
    体で満たされる容積可変室（９）を有し、この室が少な
    くとも一つの連通孔（38）を介して大気（20）と連通さ
    れていることを特徴とする軸受。
  2. 【請求項２】 調節部材（７）が過圧力を負荷すること
    によって移動可能であることを特徴とする請求項１の軸
    受。
  3. 【請求項３】 容積可変室（９）が弾性的に可撓性の、
    薄膜状に形成されるチャンバ壁（10）によって画定され
    ることを特徴とする請求項１又は２の軸受。
  4. 【請求項４】 チャンバ壁（10）が、作業室（２）に対
    向する側に配置され、かつ転動ベローズ（11）の形を有
    することを特徴とする請求項３の軸受。
  5. 【請求項５】 転動ベローズ（11）の周縁が円形リング
    状薄膜ヒンジ（12）として画定され、該ヒンジが作業室
    （２）の方向にドーム状に形成される膨出部（27）と結
    合されていることを特徴とする請求項４の軸受。
  6. 【請求項６】 容積可変室（９）が、少なくとも部分的
    に軸方向に、貫通穴（５）の内部に配置されていること
    を特徴とする請求項１から５までの一つの軸受。
  7. 【請求項７】 調節部材（７）がエラストマ材の閉鎖栓
    （13）と操作ピストン（14）とを含み、かつ容積可変室
    （９）が閉鎖栓（13）と操作ピストン（14）とによって
    取り囲まれて画定されていることを特徴とする請求項１
    から６までの一つの軸受。
  8. 【請求項８】 閉鎖栓（13）が、少なくとも部分的に軸
    方向に、貫通穴（５）の内部に配置されていることを特
    徴とする請求項７の軸受。
  9. 【請求項９】 分離壁（６）が、導入される振動方向
    （16）に変位可能な、又は固定されるが偏向可能な、作
    業室（２）及び補償室（３）からの減衰液（４）で負荷
    自在なリング薄膜（17）を有し、かつチャンバ壁（10）
    とリング薄膜（17）が並列に接続されて配置されている
    ことを特徴とする請求項１から８までの一つの軸受。
  10. 【請求項１０】 閉鎖栓（13）と操作ピストン（14）
    が、機械的及び／又は形状密接的に結合されていること
    を特徴とする請求項１から９までの一つの軸受。
  11. 【請求項１１】 閉鎖栓（13）と操作ピストン（14）が
    接着によって結合されていることを特徴とする請求項１
    ０の軸受。
  12. 【請求項１２】 操作ピストン（14）が半径方向に延び
    るリング突出部（18）を有し、この突出部が、相応して
    リング状の、閉鎖栓（13）の凹部（19）内に配置されて
    いることを特徴とする請求項１０から１１までの一つの
    軸受。
  13. 【請求項１３】 操作ピストン（14）がポリマ材料から
    成ることを特徴とする請求項７から１２までの一つの軸
    受。
  14. 【請求項１４】 分離壁（６）の中心内に貫通穴（５）
    が配置されていることを特徴とする請求項１から１３ま
    での一つの軸受。
  15. 【請求項１５】 貫通穴（５）の断面積が、軸方向に見
    て補償室（３）の方向に円錐状に拡大することを特徴と
    する請求項１から１４までの一つの軸受。
JP11109098A 1998-04-16 1999-04-16 切り替え式液圧減衰軸受 Pending JPH11336828A (ja)

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