JPH01153832A

JPH01153832A - 弾性軸受

Info

Publication number: JPH01153832A
Application number: JP63263808A
Authority: JP
Inventors: Peter Koczar; ペーター・コッツァール; Dieter Ihrig; ディーター・イーリヒ; Klaus Dr Kurr; クラウス・クール
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 1987-10-21
Filing date: 1988-10-19
Publication date: 1989-06-16
Anticipated expiration: 2011-10-02
Also published as: JP2539895B2; BR8805433A; DE3867204D1; DE3735553C2; EP0312719B1; EP0312719A1; ES2027737T3; DE3735553A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は弾性軸受に関し、特に台座、中空円錐状弾性部
材及び隔壁により作動室が取り囲まれ、作動室は外側へ
たわむように構成された調圧室と通路状に形成された連
絡孔を介して連通し、作動室、調圧室及び連絡孔には作
動液が充填され、記連絡孔に収容された前記作動液の体
積を共振振動させることが可能な弾性軸受に関する。

〔従来の技術〕

上記の弾性軸受は例えば西独特許第３０１９３３７号に
より公知である。自動車の内燃機関の支承に関して使用
され、作動室と調圧室の間に配設された連絡孔は、封入
された作動液体積が臨界振動の伝達の際に振動運動を行
うように設計されている。しかし対応できる周波数範囲
が極めて狭い範囲に限定されるため、一定条件下の内燃
機関の揺れ運動が制御可能であるに過ぎなかった。

〔発明が解決しようとする課題〕

従って本発明が解決しようとする課題は、広範囲の周波
数範囲に対して良好な減衰効果を得ることが可能なよう
に、上記の弾性軸受を改良する点にある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために本発明においては、作動液が
最大５００ｍＰａ　−ｓの固有粘度を有し、連絡孔が少
なくとも２個の直列接続された部分区域を有し、その部
分区域の間にそれぞれ中間帯が設けられ、かつその部分
区域が相互に略平行に配設され、−力方向を形成するよ
うに各中間帯に連通していることを特徴とする弾性軸受
が提供される。

このように、本発明に基づく弾性軸受においては、最大
５００ｍＰａ　−ｓの固有粘度を有する液体が使用され
る。かかる固有粘度を有する作動液を使用することによ
り、先行技術と根本的に異なる構造の連絡孔を採用した
場合にも、作動液に共振振動を行わせることが可能とな
る。なお本発明の範囲内で「固有粘度」の概念は、液体
が通常の使用温度で一切の外的影響を排除した場合に示
す粘度を表す。

また「通常の使用温度」とは、例えば自動車部門で使用
する場合には一１０℃ないし＋８０°Ｃの温度範囲を指
す。本発明に基づく弾性軸受を上述の自動車部門でエン
ジン受座として使用する場合に、気候条件が温和であれ
ばこの温度範囲で一般的に充分である。しかし極端な場
合には、上述の使用温度範囲外で使用することも考えら
れる。かかる場合には例えば作動室及び／又は調圧室に
加熱素子を取付けることにより弾性軸受に収容された作
動液の温度を調整する必要がある。かかる場合に内燃機
関の加熱及び／又は加熱系統に連結することも可能であ
る。このように本発明に基づく弾性軸受は、様々な温度
条件に適用可能である。

本発明に基づく弾性軸受の連絡孔は、少なくとも２個の
直列接続された部分区域を有する。

この部分区域の間にそれぞれ中間帯が配設される。各部
分区域は相互に略平行に配設され、−方方向を形成する
ように各中間帯に連通ずる。

従って台座が一方の方向にたわむ時に連絡孔を貫流する
作動液は、各中間帯において方向を反転し、これに−よ
り広帯域の減衰効果を得ることができる。特に大きな周
波数範囲の有害振動が効果的に抑制される。

連絡孔の少なくとも１つの部分区域が相互に平行に伸長
する壁体によって画成され、かつ連絡孔が壁体の間で隙
間通路を形成するように狭め５ないし２０＋１２の範囲
で良好な減衰効果を得るためには、上記の隙間通路の幅
がその深さの少なくとも１５倍の広がりを有することが
好ましい。

また相互に平行であって、一方方向を形成するように中
間帯を介して連通ずる２つの部分区域を仕切る壁体の厚
さはなるべ（小さくする必要があり、この点に関し、隣
接する各部分区域の深さ以上の厚さを有してはならない
。また各部分区域の深さが異なる場合には、最小の深さ
を有する部分区域の値を基準にして壁体厚みを決定する
ことにより良好な結果が得られる。

本発明に基づく弾性軸受に充填される作動液は、当該分
野で使用される任意の液体であり、例えばグリコールと
水の混合物から成る。

上述したような弾性軸受の作動特性は一定値を示す。か
かる弾性軸受は機能の確実性の面で非常に有利である。

しかし、本発明によれば、弾性軸受の動剛性と減衰特性
を絶えず変化させ、各使用状況に最適な特性を得ること
も可能である。例えば本発明による弾性軸受を自動車の
エンジン受座として使用する場合には、可変特性を有す
る弾性軸受を使用することにより、ステアリングに関し
走行の快適性と安全性の著しい改善を得ることができる
。

かかる課題を解決するためには、弾性軸受に導電性粘性
液を充填し、少なくとも１つの部分区域の壁体が相対す
る電極から成り、これに電圧を印加し得るように、作動
室と調圧室の間の連絡孔を構成する。

導電性粘性液の基本構造は西独特許出願公開第３５３５
９０６号により公知である。本発明の弾性軸受に適合す
るように調整された導電性粘性液は、最大５００ｍＰａ
−５の固有粘度を有する。作動液の粘度は固有粘度から
出発して、電極への電圧の印加により大幅に増加する。

その結果、根本的に異なる作動特性を有する弾性軸受を
得ることが可能となる。例えば本発明に基づく弾性軸受
においては、電圧の印加時には１ないし約２〇七の周波
数範囲に対して殆ど減衰効果を示さないが、電圧の無印
加状態においては上記周波数範囲で優れた減衰効果を示
す。一般に減衰効　　　　′果は振動絶縁にはマイナス
に作用する。従って本発明によれば、減衰効果の作用を
支持される装置群又は交通の安全性に支障が生じるおそ
ればある場合にのみ限定し、通常の運転状態の場合には
、減衰効果を作用させず、優れた振動絶縁のみを得るこ
とが可能である。この点は、例えば自動車走行の快適性
にとっては非常に有利である。

また上記構造の弾性軸受においては、電気系統の故障等
により危険な運転状態が生じることもない。かかる場合
には、むしろ低周波範囲で大きな減衰効果が発揮され、
振動する機械部材の振幅の行き過ぎの発生が排除される
。

少なくとも２つの部分区域の壁体が電極から成り、これ
らの電極に相異なる電位を供給することが可能なように
、作動室と調圧室の間の連路孔を構成することができる
。かかる構成により一層改善された絶縁効果を得ること
ができる。

本発明に基づく弾性軸受は作動特性が可変であるか、一
定であるかに拘わらず、その他の種々の変更例が可能で
ある。この点につき以下に説明する。

中間帯に計画的に流れ断面を狭めるための絞り開口を設
けることにより、特定の周波数に対する最大の減衰効果
を所望により得ることができる。中間帯に絞り開口を形
成するためには、流れ方向即ち並列する２つの部分区域
の壁体の延長部分で測定して、中間帯の通路断面が隣接
する部分区域の横断面の最大２分の１の大きさになるよ
うに調整してやればよい。かかる方法が最も簡便な方法
である。

また中間帯を拡張して緩衝室とすることも可能である。

中間帯に緩衝室を形成するためには、流れ方向即ち並列
する２つの部分区域の壁体の延長部分で測定して、中間
帯の通路断面が隣接する部分区域の横断面の少なくとも
２倍の太きさになるように調整してやればよい。このよ
うに緩衝室を設けることにより得られる最大減衰を太き
（することができる。けだし緩衝室で大きなエネルギー
発散が生じるためであると考えられる。

緩衝室の通路断面が、調整室方向側の部分区域における
連絡孔の通路断面の少なくとも２倍の大きさである場合
に、特に良好な効果を得ることができる。

連絡孔の各部分区域が、調圧室の方向に段階的に減少す
る通路断面を有するように構成することも可能である。

このように構成することにより、良好な減衰効果を得る
ことができる周波数スペクトルの幅を効果的に拡張する
ことができる。

さらに連絡孔又は部分区域の相対する壁体がその伸長方
向を横切る方向にたわむようなプレートから構成され、
前記隔室を垂直方向に貫通する補助開口内において、隔
室の方向と概ね平行に交互に張出すように構成すること
も可能である。このように構成することにより、上記と
同様の効果が比較的簡単な構造により達成することが可
能である。この場合、上記のプレートを膜状に形成し、
ゴム類にすることも可能である。さらにプレートの外周
を接着により又は機械的補助手段により補助開口に固着
することが好ましい。

連絡孔又は部分区域を画成するその壁体を略中空円筒状
隔室の中に配設し、各部分区域が相互に同心を取り囲む
ように構成することができる。かかる構造の場合には、
隔壁の中心区域は連絡孔として使用されるのではなく、
他の目的のために利用される。

例えば高周波振動に対する絶縁性を改善するための遮断
装置を当該区域内に格納することができる。適当な遮断
装置は西独特許第２７２７２４４号及び西独特許第３０
１９３３７号により公知である。

この遮断装置により本発明に基づく弾性軸受の特性がさ
らに改善される。

〔実施例〕

次に添付図面を参照しながら、本発明の実施例について
詳述する。

第１図により、本発明に基づく弾性軸受の基本的減衰特
性を、電圧により特性を制御可能な構造に基づき説明す
る。作動室及び調圧室の連絡孔の電極に電圧が印加され
ない場合には、約１２　Ｈｚの領域に最大値が存在する
が、１０ｋｖの電圧を印加した後は上記の最大値がほぼ
完全に消滅する。このようにして当初の減衰効果が良好
な絶縁効果と交換される。かかる切換はミリセカンドの
単位で行われるため非常に有利である。

支承される機械部材の危険な振動振幅がこのようにして
例えば周期的な作動により、効果的にほとんど目立たな
い程度に抑制される。かかる点により自動車の乗り心地
を著しく向上させることが可能である。

第１図で「電圧無し」と表示を付した曲線は、同時に本
発明に基づく弾性軸受の、特性が一定の値をとる場合の
実施例に相当する。良好な減衰効果が生じる範囲は、使
用される連絡孔の構造に応じて、幅や高さを調整するこ
とにより可変である。

第２図に示す線図は、本発明に基づ（弾性軸受の前述の
実施態様の起動状態及び非起動状態のばね特性を説明す
る。図示の実施態様によれば約１４Ｈｚの周波数領域に
禁止周波数が存在する。

かかる周波数領域においては、作動室と調圧室の間の連
絡孔に液体の運動が全く生じない。上記の禁止周波数を
境に連絡孔に収容された作動液は異なる運動特性を示す
。その結果、本発明に基づく弾性軸受は、無電圧状態で
小さな周波数の振動が伝達される場合に、禁止周波数よ
り高い周波数の振動が伝達される場合よりも逼かに低い
ぼね定数を示す。またこの２つの性質は電圧の印加によ
って可変である。上記点に関する効果顕著に発揮される
のは、禁止周波数より低い周波数の振動が伝達される場
合である。かかる周波数領域においては、本発明による
弾性軸受に電圧を印加することにより、動ばね定数を極
端な場合には約３倍にすることができる。

かかる効果は、例えば自動車に使用される内燃機関の制
動又は加速時の縦揺れ傾向を抑制しようとする場合に非
常に有効である。

第３図に示す弾性軸受は作動室４を共同で取り囲む台座
１、中空円錐形状弾性部材２及び隔壁３から成る。作動
室４は隔壁３を貫通する連絡孔５によって調圧室６と連
通し、さらにこの作動室４と調圧室６は作動液、例えば
グリコールと水の混合物により充填される。

隔壁３の中央区域を円筒孔が垂直に完全に貫通する。円
筒孔は同時に壁体８のための取付は台の役割を果たして
いる。壁体８は交互に左側と右側から孔の中に張り出し
て重なり合う。壁体８は２ｍｍという僅かな厚さと、こ
の場合４ｍｍの相互間隔を有する。これらの壁体が協働
して、連絡孔５の直列に相前後して配列された部分区域
５．１．５．２．５．３を画成する。順次続く部分区域
の間にそれぞれ中間帯７が設けられ、部分区域は互いに
概ね平行に、−力方向を形成するように中間帯に連通ず
る。台座ｌがたわむと、図中矢印で示す流れ方向が生じ
、該流れ方向は各中間帯で１８０°反転する。中間帯７
は比較的大きく設計されており、調圧室６の方向側の部
分区域における連絡孔の通路断面の少なくとも２倍の流
れ断面を有している。その結果、大きな幅の周波数範囲
で良好なエネルギー発散とそれに応じた減衰効果が生じ
る。

第４図は上述の弾性軸受の横断面を示している。その場
合、連絡孔の大きな構造を明示するために、連絡孔の壁
体が明らかになるように断面を設定した。

第５図に示す弾性軸受の基本的構造は前述のものと同様
であり、従って以下には異なる特徴のみを示す。

第５図の弾性軸受は作動室４内に電熱素子１３を収容す
る。電熱素子は、周囲の液体が少なくとも＋１０°Ｃ１
最大＋９０°Ｃの温度を有するように配線されている。

温度を約６０°Ｃのレベルに一定させるサーモスタット
を使用することが好ましい。予想される環境温度によっ
ては、冷却素子による冷却も望ましい。また第５図の弾
性軸受にはそれ自体公知の導電性粘性液が充填され、そ
の導電性粘性液の固有粘度は、この場合３５０ｍＰａ−
５である。

連続する部分区域により連絡孔を画成する壁体８は前述
と同様に形成され、厚さ２．０ｍｍのアルミニウム板で
作られている。壁体は相互に、かつ弾性軸受の底部９に
対して電気的に絶縁され、電気接続端を具備する。接続
端は電極の両極に交互に接続される。

なお内部回路は、連絡孔の各部分区域５．１ないし５．
３に生じる電圧差が同等であるように構成される。一般
にこの電圧差は、支承され・る機械部材の運転に起因す
る振動が臨界値に達しない間は一定に維持される。とこ
ろが所定のしきい値を超える振動が現れると、電圧が低
°減又は遮断され、その結果減衰効果が生じる。こうし
て振動振幅が迅速に非臨界値に戻され、その後再び電圧
が印加される。

上記の弾性軸受の減衰作用のためのスイッチングに必要
な制御とセンサは、本発明の主題ではなく、商業ベース
に乗っている通常のものを使用すればよい。

第５図の弾性軸受では小さな振動の高周波振動を遮断す
るために、作動室４の中に突出する液密な釣鐘状体を台
座１に設けた構成としている。釣鐘状体は外気と連通ず
る空洞１２を取り囲んでいる。空洞は両側に前置したス
トップの間で僅かに移動し得る隔板により、作動室４に
対して密閉される。例えば自動車のエンジン受座として
本発明に基づく弾性軸受を使用する場合には、上記構造
によりエンジンから自動車車体への固体伝送音の伝播が
効果的に抑制される。

また作動室の方向に開放した台座１の空欠部の開口に隔
板を取付けることも可能である。かかる構造により軽量
化を図ることができる上に、作動室の容積を減少し、取
付は場所を節約することが可能となる。

上記の弾性軸受の横断面を第６図に示す。なお切断平面
は第５図に示した切断線Ａ−Ａに相当する。図は特に第
５図の弾性軸受の壁体８の具体的構造を示すためのもの
である。

第７図に縦断面図で示した弾性軸受の基本的構造は上記
の実施態様と同様である。作動室、調圧室及び連絡孔に
は固有粘度３００ｍＰａ−５の導電性粘性液が充填され
ている。

作動室４と調圧室６の間の連絡孔５は、互いに同心に取
り囲む部分区域５．１．５．２に区分される。部分区域
の半径方向内側と半径方向外側は、隔壁３の中空円筒状
隔室の中に配設された壁体８により画定される。

かかる壁体構造により、比較的小さな寸法でも、部分区
域内を有効に貫流する長さを大きなものとすることがで
きる。

２つの部分区域５．１．５．２を互いに隔離する壁体８
の周囲の１箇所が取り除かれ、この区域に緩衝室が形成
される。この緩衝室において台座１が内側又は外側へた
わむと同時に流れ方向の１８０　’Ｃの変向が行われる
。かかる構造は、第７図に示す弾性軸受の横断面を示し
た第８図により細部が明らかとなろう。なお台座１が調
圧室６の方向にたわむ場合に作動室４から押し退けられ
た液体が取る経路は、第７図及び第８図において、矢印
で示した。

部分区域５．１．５．２を半径方向に画定する壁体を、
両部分区域で相異なる値を有する電圧に接続することが
できる。かかる構造により、−方だけ又は他方だけ若し
くは両方の部分区域を電源で駆動制御することが可能に
なる。従って各作動環境に最適な絶縁効果を得ることが
できる。かくして例えば自動車に応用した場合に走行の
快適性を格段に改善可能である。なお、本発明に基づく
制御可能な実施例にとっては、使用される導電性粘性液
が５００ｍＰａ−５以下の固有　。

粘度を有する必要がある。けだし、５００ｍＰａ−５以
上の固有粘度を有する液体を使用した場合には、連絡孔
に収容された液体の減衰のために必要な共振振動を得る
ことができない。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように構成されているため、　　１以下
のような優れた効果を有する。

本発明によれば、制御可能型であっても制御不能型であ
っても、広帯域の周波数に対して顕著な減衰効果を示す
弾性軸受が得られる。

特に制御可能型の弾性軸受においては、作動環境に応じ
て、最適な減衰効果及び絶縁効果を選択可能であり、特
に自動車に応用した場合に走行性等の顕著な改善を図る
ことができる。

また上記作動特性の切換もミリセカンド単位で行われる
ため、走行の快適性及び安全性に優れた効果を示す。ま
た電気系統の故障時には、減衰効果の増大として表れる
ため、フェールセーフ機能も万全である。

また本発明によれば、弾性軸受自体の構造を簡便化可能
であり、特に小さなスペースで大きな減衰効果及び絶縁
効果を得ることが可能である。

また温度調節素子を設けることにより、様々な温度環境
に適応可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明ゴム受座の制御可能な実施態様の起動状
態の減衰挙動と非起動状態の減衰挙動を対比する線図、第２図は第１図による制御可能な実施態様の起動状態の
ばね特性と非起動状態のばね特性を対比する線図、第３図は本発明ばね受座の制御不能な実施態様の縦断面
図、第４図は第３図のゴム受座のＡ−Ａ線に沿った横断面図
、第５図は本発明ゴム受座の制御可能な実施態様の縦断面
図、第６図は第５図のゴム受座のＡ−Ａ線に沿った横断面図
、第７図は本発明ゴム受座の別の制御可能な実施態様の縦
断面図、そして第８図は第７図のゴム受座のＡ−Ａ線に沿った横断面図
を示す。１・・・台座、２・・・中空円筒状弾性部材、３・・・
隔壁、４・・・作動室、５・・・連絡孔５．１，５．２，５．３・・・部分区域６・・・調圧室
、７・・・中間帯、８・・・壁体、

Claims

【特許請求の範囲】

（１）台座、中空円錐状弾性部材及び隔壁により作動室
が取り囲まれ、前記作動室は外側へたわむように構成さ
れた調圧室と通路状に形成された連絡孔を介して連通し
、前記作動室、前記調圧室及び前記連絡孔には作動液が
充填され、前記連絡孔に収容された前記作動液の体積を
共振振動させることが可能な弾性軸受において、前記作動液が最大５００ｍＰａ・ｓの固有粘度を有し、
前記連絡孔（５）が少なくとも２個の直列接続された部
分区域（５．１；５．２；５．３）を有し、前記部分区
域（５．１；５．２；５．３）の間にそれぞれ中間帯（
７）が設けられ、かつ前記部分区域（５．１；５．２；
５．３）が相互に略平行に配設され、一方方向を形成す
るように各中間帯（７）に連通していることを特徴とす
る弾性軸受。
（２）前記連絡孔（５）の少なくとも１つの部分区域（
５．１；５．２；５．３）が相互に平行に伸張する壁体
（８）によって画成され、かつ前記連絡孔（５）が前記
壁体（８）の間で隙間通路を形成するように狭められて
いることを特徴とする請求項１に記載の弾性軸受。
（３）前記隙間通路の幅がその深さの少なくとも１５倍
の広がりを有することを特徴とする請求項２に記載の弾
性軸受。
（４）少なくとも１つの前記部分区域（５．１；５．２
；５．３）の前記壁体（８）が、電位を供給可能な電極
から成り、前記作動液が導電性粘性液であることを特徴
とする、請求項２又は３に記載の弾性軸受。
（５）少なくとも２つの前記部分区域の前記壁体（８）
が電位を供給可能な電極から成り、これらの電極に相異
なる電位を供給することが可能なことを特徴とする、請
求項４に記載の弾性軸受。
（６）前記中間帯（７）が流れ断面を狭めるための絞り
開口を有することを特徴とする、請求項１ないし５のい
ずれかに記載された弾性軸受。
（７）前記中間帯（７）が緩衝室を形成するように拡張
されていることを特徴とする、請求項１ないし５のいず
れかに記載された弾性軸受。
（８）前記緩衝室の通路断面が、調圧室方向側の前記部
分区域における前記連絡孔の通路断面の少なくとも２倍
の大きさであることを特徴とする、請求項７に記載の弾
性軸受。
（９）前記各部分区域（５．１；５．２；５．３）が前
記調圧室（６）の方向に段階的に減少する通路断面を有
することを特徴とする、請求項１ないし８のいずれかに
記載された弾性軸受。
（１０）前記壁体（８）がその伸張方向を横切る方向に
たわむようなプレートから構成され、前記隔壁を垂直方
向に貫通する補助開口内において、隔壁の方向と概ね平
行に交互に張出すことを特徴とする、請求項２ないし９
に記載の弾性軸受。
（１１）前記プレートが膜状に形成され、ゴムから成る
ことを特徴とする、請求項１０に記載の弾性軸受。
（１２）前記壁体（８）が略中空円筒状の隔室に配設さ
れ、前記各部分区域（５．１；５．２；５．３）が相互
に同心を取り囲むことに特徴を有する、請求項２ないし
１１のいずれかに記載の弾性軸受。
（１３）前記作動室及び／又は前記調圧室が温度調整素
子を具備することを特徴とする、請求項１ないし１２の
いずれかに記載の弾性軸受。
（１４）前記温度調整素子が加熱及び／又は冷却素子を
具備することを特徴とする、請求項１３に記載の弾性軸
受。