JP6383840B2 - 多段減衰アッセンブリ - Google Patents

Description

本発明は、振動力の伝達を防止するのに有用な多段減衰アッセンブリに関する。

本発明に関するタイプの減衰アッセンブリは、振動力の伝達を防止（ｉｓｏｌａｔｅ）するために用いられ、多くの振動負荷を頻繁に受ける自動車に特に有用である。そのようなアッセンブリは、Ｂａｕｄｅｎｄｉｓｔｅｌらの米国特許第６４３９５５６号明細書（ＵＳ６４３９５５６Ｂ１）に示されており、そのアッセンブリは、基部と上端部との間で軸周りに延設される内面および外面を有する略円筒形状の壁を有する減衰ユニットを含む。パーティション（隔壁部）が、基部と上端部との間に軸に沿って間隔を空けて配置されており、パーティションと上端部との間に第一チャンバを、パーティションと基部との間に第二チャンバを、形成するよう壁の内面から延設されている。パーティションは、保持チャンバを形成する内部保持壁を有する。円板状のデカップラが、保持チャンバ内に配置されており、中心点と外側リングとの間を延びる半径を有する。外側リングは、保持壁と係合する。デカップラは、第一面と、反対側の第二面とを有し、チャンバ間の流体の移動を防止する。デカップラは、中心点周りに延設され、チャンバ間で撓曲する円形領域を有する。

本発明の目的は、調整を向上させた減衰アッセンブリを提供することにある。

本発明は、円形領域を囲む環状領域を有するデカップラを備える減衰アッセンブリを提供する。第一モードにおいて変位可能な体積を最大化するため、円形領域とともに撓曲するためのリング形状を形成するよう、環状領域は、外側リングから内側に延設される。さらに、アッセンブリでは、第二モードにおいて、第一チャンバと第二チャンバとの間のデカップラの変位可能な体積を低減するため、環状領域は円形領域と独立して撓曲する。本発明は、減衰アッセンブリの調整（チューニング）を向上させることができる。種々の振動負荷に応じて異なる減衰特性を促進するのに役立つよう、円形領域と環状領域とを独立して利用することができる。デカップラは、前記外側リングと前記円形領域との間で間隔を空けて配置される内側リングを有しており、前記内側リングは、前記中心点周りに環状に延設されるとともに、前記第一面から軸方向に延設され、前記第二面から軸方向に延設される。前記外側リングは、前記第一面から軸方向に延設されるとともに、前記パーティションを前記内側リングから離間させるために、前記内側リングが軸方向に延設されるよりもより大きな軸方向距離で前記第二面から軸方向に延設され、前記内側リングの軸方向の移動制限を行う。

本発明の他の利点は、添付図面と組み合わせて考慮し以下の詳細な説明を参照することで、より理解され、明らかとなろう。

本発明に係る減衰ユニットの断面図である。 本発明に係るデカップラの斜視図である。 図２のデカップラの断面図である。 本発明に係る、第一モードにおけるデカップラを有するパーティションの断面図である。 本発明に係る、第二モードにおけるデカップラを有するパーティションの断面図である。

図面を参照して、本発明に基づいて構成される多段減衰アッセンブリを図１に概略的に示す。図面では、対応する部品には同じ符号を付している。

アッセンブリは、図１に概略的に示す通り、内面と外面とを形成するとともに基部２４と上端部２６との間で軸Ａ周りに延設される略円筒形状の壁２２を有する減衰ユニット２０を備える。パーティション２８は、基部２４と上端部２６との間で軸Ａに沿って間隔を空けて配置されており、壁２２の内面から延設されて、パーティション２８と上端部２６との間に第一チャンバ３０を、パーティション２８と基部２４との間に第二チャンバ３２を形成する。一の特定の実施形態において、第一チャンバ３０は大気開放していてもよい。保持チャンバをパーティション２８内に形成するために、パーティション２８は、軸Ａ周りに周方向に延設される内部保持壁３４を有する。他の実施形態においては、パーティション２８を軸Ａからずらし（オフセットさせ）、チャンバ３０，３２を減衰ユニット２０内の任意の場所に形成することもできる。

図２および図３に概略的に示すデカップラ３６は、円板（ディスク）形状を有し、保持チャンバ内に配置される。デカップラ３６は、中心点Ｃと外側リング３８との間を延びる半径を有する。外側リング３８は内部保持壁３４と係合する。デカップラ３６は、第二チャンバ３２と流体接触する第二面４２の反対側に、第一チャンバ３０と流体接触する第一面４０を有し、チャンバ３０，３２間の流体移動を防止する。動作時に、アッセンブリは、チャンバ３０，３２のそれぞれの体積の変化により、軸Ａに沿って加えられる減衰力に応じて、デカップラ３６の弾性的変位を可能にする。他の実施形態においては、減衰力は軸Ａに沿った力である必要はなく、最終的にデカップラ３６がチャンバ３０，３２のいずれかにおいて変化する圧力に応答すればよい。

デカップラ３６の外側リング３８は、環状形状を有し、デカップラ３６の第一面４０から軸方向に延設されるとともに第二面４２から軸方向に延設される。外側リング３８は、環状形状を有し、デカップラ３６に対する軸方向および径方向の支持を行うために外側リング３８に沿って外側リング３８の内部で延設される第一内部バンド４４、を収容している。

中間リング４６は、外側リング３８と中心点Ｃとの間で環状に延設されるとともに、第一面４０から軸方向に延設され、第二面４２から軸方向に延設されている。中間リング４６は、環状形状を有し、デカップラ３６に対する軸方向および径方向の支持を行うために、中間リング４６に沿って中間リング４６の内部で延設される第二内部バンド４８、を収容している。

中間リング４６と外側リング３８とは、第一面４０の、それらの間に、第一溝５０を形成する。さらに、中間リング４６と外側リング３８とは、第二面４２の、それらの間に、第二溝５２を形成する。第一溝５０と第二溝５２とはそれぞれ、半円形状の断面を有し、デカップラ３６の可撓性を高める。

内側リング５４は、中間リング４６と中心点Ｃとの間で環状に延設されるとともに、第一面４０から軸方向に延設され、第二面４２から軸方向に延設される。内側リング５４と中間リング４６とは、それらの間であって、第一面４０に第三溝５６を、第二面４２に第四溝５８を形成する。第三溝５６と第四溝５８とは、両方とも、半円形状の断面を有し、デカップラ３６の可撓性を高める。リップ６０は、第二面４２から中心点Ｃに向かって内側リング５４に沿って延設される。中央エラストマー膜６２は、内側リング５４およびリップ６０から中心点Ｃへと延設される。減衰ユニット２０は、環状形状を有し、保持チャンバにデカップラ３６を固定する保持器６４を更に有する。保持器６４は、保持器６４から軸Ａに向かって延設される複数のアーム６６を有する。

デカップラ３６は、チャンバ３０，３２間で撓曲するために、中心点Ｃ周りに内側リング５４へと延設される円形領域６８を有する。デカップラ３６は、円形領域６８を囲み、外側リング３８から内側に延設されてリング形状を形成している環状領域７０を更に有する。図４に示すように、第一モード７２において、環状領域７０は、円形領域６８とともに撓曲し、環状領域７０および円形領域６８の両方を同時に変位可能にすることによって、変位可能な体積を最大化する。一方、図５に示すように、第二モード７４において、環状領域７０は、円形領域６８とは独立して撓曲することができ、第一チャンバ３０と第二チャンバ３２との間のデカップラ３６の変位可能な体積を環状領域７０のみに低減する。なお、円形領域６８と環状領域７０とを全て一の材料で構成できるが、ユーザの好ましい調整レベルに基づいて異なるレベルの剛性を有する異なる材料で構成することもできることを記載しておく。

デカップラ３６の外側リング３８は、第一チャンバ３０と第二チャンバ３２との間の流体移動を防止するために、第一面４０と第二面４２との間で外側リング３８に沿って延設される封止ビード７６を有する。外側リング３８は、外側リング３８に可撓性を与えるために、封止ビード７６の両側に第一面４０および第二面４２に沿って等距離で間隔を空けて配置されている複数のベベル（傾斜）７８を更に有する。

好ましい実施形態において、保持器６４のアーム６６はそれぞれ、内側リング５４で終端するとともに内側リング５４に沿って延設され、軸Ａに向かって幅が狭くなる台形形状を有する。

デカップラ３６の外側リング３８は、中間リング４６が軸方向に延設されるよりも、かつ、内側リング５４が軸方向に延設されるよりもより大きな軸方向距離で、第一面４０から軸方向に延設されるとともに第二面４２から軸方向に延設される。このより大きな軸方向の延設により、パーティション２８を、中間リング４６および内側リング５４から間隔を空けて配置し、環状領域７０の軸方向移動を制限する。さらに、内側リング５４は、中間リング４６が軸方向に延設されるよりもより大きな軸方向距離で、第一面４０から軸方向に延設されるとともに第二面４２から軸方向に延設される。

一の実施形態においては、真空源８０が第一チャンバ３０と流体連通とされ、第二モード７４において、第一チャンバ３０を減圧し、円形領域６８を引っ張って円形領域６８を第一チャンバ３０内へと維持し、内側リング５４をパーティション２８に向かって押圧する。内側リング５４がパーティション２８に向かって押圧されている間、中間リング４６が軸方向の移動ストップとして機能して、変位可能な体積は、外側リング３８と内側リング５４との間の環状領域７０のみに低減される。

電気的、磁気的又は機械的力を用いて円形領域６８を制御することにより、デカップラ３６を第一モード７２と第二モード７４との間で切り替えることができる。例えば、円形領域６８を電場応答性高分子（エレクトロアクティブ・ポリマー）で構成することができ、電流を円形領域６８に供給するための制御器と電気的に接続し、円形領域６８を硬化させることもできる。同様に、選択的に円形領域６８を引っ張ってチャンバ３０，３２の一方へ円形領域６８を保持するために、円形領域６８は、磁気源と磁気的に接続される磁気的挿入物（インサート）を収容することもできる。さらに他の実施形態においては、円形領域６８を押圧して最大変位で円形領域６８を保持するよう、又はすべての変位を防止するよう、制御用片（ピース）を円形領域６８と選択的に機械的に接続させることもできる。

動作時に、アッセンブリは、エンドユーザに、特に自動車のユーザに、高いレベルの調整を提供する。調整は、リング３８，４６，５４のそれぞれの軸方向の延設距離を変更することによって、円形領域６８又は環状領域７０のサイズを変更することによって、又は、円形領域６８と環状領域７０の一方もしくは両方において異なる剛性特性を有する材料を選択することによって、達成することができる。モード７２，７４間のこのような高いレベルの調整を多段減衰に提供することによって、アイドリング状態の振動から自動車が高速で走行している場合に生じうる高振幅振動まで、振動減衰に対する適用範囲を広げることができる。

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。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、その請求項又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、その請求項又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。

２０ 減衰ユニット
２２ 壁
２４ 基部
２６ 上端部
２８ パーティション
３０ 第一チャンバ
３２ 第二チャンバ
３４ 内部保持壁
３６ デカップラ
３８ 外側リング
４０ 第一面
４２ 第二面
４４ 第一内部バンド
４６ 中間リング
４８ 第一内部バンド
５０ 第一溝
５２ 第二溝
５４ 内側リング
５６ 第三溝
５８ 第四溝
６０ リップ
６２ 中央エラストマー膜
６４ 保持器
６６ アーム
６８ 円形領域
７０ 環状領域
７２ 第一モード
７４ 第二モード
７６ 封止ビード
７８ ベベル
８０ 真空源
Ａ 軸
Ｃ 中心点

米国特許第６４３９５５６号明細書

Claims (12)

1. 内面と外面とを有し、基部（２４）と上端部（２６）との間に軸（Ａ）周りに延設される壁（２２）、を含む減衰ユニット（２０）と、
   保持チャンバを形成する内部保持壁（３４）を有し、前記基部（２４）と前記上端部（２６）の間に間隔を空けて配置され、前記壁（２２）の前記内面から延設されるパーティション（２８）であって、前記パーティション（２８）と前記上端部（２６）との間に第一チャンバ（３０）を、前記パーティション（２８）と前記基部（２４）との間に第二チャンバ（３２）を形成するパーティション（２８）と、
   前記保持チャンバ内に配置されるとともに、中心点（Ｃ）と外側リング（３８）との間を延びる半径を有するデカップラ（３６）であって、前記外側リング（３８）は前記内部保持壁（３４）と係合し、前記デカップラ（３６）は、第一面（４０）と前記第一面（４０）とは反対側の第二面（４２）とを有して前記チャンバ（３０，３２）間の流体移動を防止するデカップラ（３６）と、
   を備える多段減衰アッセンブリであって、
   前記デカップラ（３６）は、前記中心点（Ｃ）周りに延設される、前記チャンバ（３０，３２）間で撓曲するための円形領域（６８）を有し、
   前記デカップラ（３６）は、前記円形領域（６８）を囲い、前記外側リング（３８）から内側に延設されてリング形状を形成する環状領域（７０）を有し、
   第一モード（７２）において、変位可能な体積を最大化するよう、前記環状領域（７０）は前記円形領域（６８）とともに撓曲し、
   第二モード（７４）において、前記第一チャンバ（３０）と前記第二チャンバ（３２）との間の前記デカップラ（３６）の変位可能な体積を低減するよう前記環状領域（７０）は前記円形領域（６８）とは独立して撓曲し、
   前記デカップラ（３６）は、前記外側リング（３８）と前記円形領域（６８）との間で間隔を空けて配置される内側リング（５４）を有しており、
   前記内側リング（５４）は、前記中心点（Ｃ）周りに環状に延設されるとともに、前記第一面（４０）から軸方向に延設され、前記第二面（４２）から軸方向に延設され、
   前記外側リング（３８）は、前記第一面（４０）から軸方向に延設されるとともに、前記パーティション（２８）を前記内側リング（５４）から離間させるために、前記内側リング（５４）が軸方向に延設されるよりもより大きな軸方向距離で前記第二面（４２）から軸方向に延設され、前記内側リング（５４）の軸方向の移動制限を行う、
   アッセンブリ。
2. 前記デカップラ（３６）は、前記外側リング（３８）と前記内側リング（５４）との間に間隔を空けて配置される中間リング（４６）を有し、
   前記中間リング（４６）は、前記中心点（Ｃ）周りに環状に延設されるとともに、前記第一面（４０）から軸方向に延設され、前記第二面（４２）から軸方向に延設され、
   前記内側リング（５４）は、前記第一面（４０）から軸方向に延設されるとともに、前記中間リング（４６）が軸方向に延設されるよりもより大きな軸方向距離で前記第二面（４２）から軸方向に延設される、
   請求項１に記載のアッセンブリ。
3. 前記中間リング（４６）と前記外側リング（３８）とは、前記第一面（４０）の前記中間リング（４６）と前記外側リング（３８）との間に第一溝（５０）を、前記第二面（４２）の前記中間リング（４６）と前記外側リング（３８）との間に第二溝（５２）を形成し、前記第一溝（５０）および前記第二溝（５２）のそれぞれは、前記環状領域（７０）の可撓性を高めるよう半円形状の断面を有し、
   前記内側リング（５４）と前記中間リング（４６）とは、前記第一面（４０）の前記内側リング（５４）と前記中間リング（４６）との間に第三溝（５６）を、前記第二面（４２）の前記内側リング（５４）と前記中間リング（４６）との間に第四溝（５８）を形成し、前記第三溝（５６）および前記第四溝（５８）のそれぞれは、前記環状領域（７０）の可撓性を高めるよう半円形状の断面を有する、
   請求項２に記載のアッセンブリ。
4. 前記第一チャンバ（３０）と流体連通するとともに、前記第二モード（７４）において、前記第一チャンバ（３０）を減圧し、前記円形領域（６８）を引っ張って前記円形領域（６８）を最大の変位で前記第一チャンバ（３０）内へと維持し、前記内側リング（５４）を前記パーティション（２８）に向かって押圧して、変位可能な体積を前記外側リング（３８）と前記内側リング（５４）との間の前記環状領域（７０）に低減する真空源（８０）、を備える、
   請求項３に記載のアッセンブリ。
5. 前記保持チャンバにおいて前記デカップラ（３６）を固定するための環状形状を有する保持器（６４）、を備える、
   請求項１から４のいずれか１項に記載のアッセンブリ。
6. 前記保持器（６４）は、前記環状領域（７０）の前記内側リング（５４）の前記第二チャンバ（３２）に向かう前記軸（Ａ）に沿った軸方向の移動制限を行うよう、前記軸（Ａ）に向かって延設され、前記内側リング（５４）で終端するとともに前記内側リング（５４）に沿って延設される複数のアーム（６６）を有する、
   請求項５に記載のアッセンブリ。
7. 中心点（Ｃ）と外側リング（３８）との間を延びる半径を有し、第一面（４０）と前記第一面（４０）とは反対側の第二面（４２）とを有するデカップラ（３６）と、
   前記中心点（Ｃ）周りに延設される中央エラストマー膜（６２）と、
   を備える多段減衰アッセンブリであって、
   前記デカップラ（３６）は、複数のリング（３８，４６，５４）を有する環状領域（７０）を有し、
   前記複数のリング（３８，４６，５４）は、
   前記第一面（４０）から軸方向に延設されるとともに前記第二面（４２）から軸方向に延設され、かつ、
   前記中央エラストマー膜（６２）周りに環状に延設され、前記外側リング（３８）と前記中央エラストマー膜（６２）との間の前記第一面（４０）と前記第二面（４２）において、溝（５０，５２，５６，５８）によって分離されており、
   前記複数のリング（３８，４６，５４）は、前記外側リング（３８）と前記中央エラストマー膜（６２）との間に間隔を空けて配置されている内側リング（５４）を含み、
   前記内側リング（５４）は、前記中心点（Ｃ）周りに環状に延設されるとともに、前記第一面（４０）から軸方向に延設され、前記第二面（４２）から軸方向に延設され、
   前記外側リング（３８）は、前記第一面（４０）から軸方向に延設されるとともに、前記内側リング（５４）よりも大きな軸方向距離で前記第二面（４２）から軸方向に延設される、
   アッセンブリ。
8. 前記複数のリング（３８，４６，５４）は、前記外側リング（３８）と前記内側リング（５４）との間に間隔を空けて配置される中間リング（４６）を含み、
   前記中間リング（４６）は、前記中心点（Ｃ）周りに環状に延設されるとともに、前記第一面（４０）から軸方向に延設され、前記第二面（４２）から軸方向に延設され、
   前記内側リング（５４）は、前記第一面（４０）から軸方向に延設されるとともに、前記中間リング（４６）よりも大きな軸方向距離で前記第二面（４２）から軸方向に延設されている、
   請求項７に記載のアッセンブリ。
9. 前記内側リング（５４）は、前記中央エラストマー膜（６２）への取り付けのために前記内側リング（５４）に沿って前記第二面（４２）から前記中心点（Ｃ）に向かって延設されるリップ（６０）を有する、
   請求項８に記載のアッセンブリ。
10. 前記外側リング（３８）は、環状形状を有し、前記デカップラ（３６）に対する軸方向および径方向の支持を行うために前記外側リング（３８）に沿って前記外側リング（３８）の内部で延設される第一内部バンド（４４）を収容し、
    前記中間リング（４６）は、環状形状を有し、前記デカップラ（３６）に対する軸方向および径方向の支持を行うために、前記中間リング（４６）に沿って前記中間リング（４６）の内部で延設される第二内部バンド（４８）を収容する、
    請求項９に記載のアッセンブリ。
11. 前記チャンバ（３０，３２）間の流体移動を防止するための封止ビード（７６）が、前記第一面（４０）と前記第二面（４２）との間で前記外側リング（３８）に沿って延設される、
    請求項７から１０のいずれか１項に記載のアッセンブリ。
12. 前記外側リング（３８）は、前記外側リング（３８）に可撓性を与えるために、前記封止ビード（７６）の一方の側の前記第一面（４０）および前記第二面（４２）に沿って等距離で間隔を空けて配置されている複数のベベル（７８）、を有する、
    請求項１１に記載のアッセンブリ。
    

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