DE10042607A1 - Vibrationssteuervorrichtung der Flüssigkeitsabdichteart - Google Patents

Vibrationssteuervorrichtung der Flüssigkeitsabdichteart

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Abstract

Ein Isolator 8 zum Isolieren von Vibrationen von dem vibrierenden Körper ist zwischen einem ersten Verbindungselement 91, das an einer Seite des vibrierenden Körpers montiert ist, und einem zweiten Verbindungselement 95 vorgesehen, das an einem Element an einer Seite einer Fahrzeugkarosserie montiert ist. Eine Hauptkammer 6 und eine Nebenkammer 7, die mit einem inkompressiblen Fluid (Flüssigkeit) gefüllt sind, sind in Reihe mit dem Isolator 8 angeordnet. Eine Blende 5 ist zwischen der Hauptkammer 6 und der Nebenkammer 7 vorgesehen, um eine Fließen der Flüssigkeit zwischen den Kammern zu ermöglichen. Ein Teilungselement 3 ist zwischen der Hauptkammer 6 und der Nebenkammer 7 vorgesehen, um diese Kammern voneinander zu teilen. Eine Membran 4 definiert einen Teil einer Wand der Nebenkammer 7 und trennt die Nebenkammer 7 von der Atmosphäre außerhalb. Ein Schwinger 1, der aus einem oszillierenden Kolben 11 zusammengesetzt ist usw. und zum In-Schwingung-Versetzen der Flüssigkeit in der Hauptkammer 6 bei einer besonderen Frequenz dient, ist in der Mitte eines Verbindungskanals 35 vorgesehen, der eine Verbindung zwischen der Hauptkammer 6 und der Nebenkammer 7 schafft. Ein elektromagnetisches Drehstellglied 2 ist zum Antreiben des oszillierenden Kolbens 11 vorgesehen, der den Schwinger 1 definiert.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vibrationssteuervorrichtung der Flüssigkeitsabdichteart und insbesondere auf eine Vibrationssteuervorrichtung der Flüssigkeitsabdichteart, wobei ein Schwinger der Rotationsart in einem Kanal vorgesehen ist, der eine Verbindung zwischen einer Hauptkammer und einer Nebenkammer schafft und bei einer besonderen Frequenz in Schwingungen versetzt wird, um eine Flüssigkeit in der Hauptkammer in Schwingungen zu versetzen, um dadurch eine dynamische Federkonstante für Vibrationen der besonderen Frequenz zu reduzieren.
Vibrationssteuervorrichtungen und insbesondere eine Kraftfahrzeugmotoraufhängung müssen mit einem breiten Frequenzbereich umgehen, da ein Motor als eine Antriebsquelle bei verschiedenen Umständen betrieben wird zwischen einem Zustand eines Leerlaufbetriebs bis zu einem Zustand eines Betriebs mit maximaler Drehzahl. Um mit einer Vielzahl von derartigen Zuständen umzugehen, wurde eine Vibrationssteuervorrichtung einer sogenannten Schwingspulenflüssigkeitsabdichteart vorgeschlagen, die aus der Offenlegungsschrift der Japanischen Ungeprüften Patentanmeldung Nr. 5-149369 bekannt ist, wobei ein Oszillator, wie beispielsweise eine Schwingspule, in einer Flüssigkeitskammer vorgesehen ist, der in der Lage ist, mit einer besonderen Frequenz in Schwingungen versetzt zu werden.
Übrigens ist es bei einer derartigen gut bekannten Anordnung notwendig, in der Flüssigkeitskammer ein bewegliches Stück vorzusehen, das zusammengesetzt ist aus einem Kolben oder dergleichen, sowie eine Schwingspule, die zusammengesetzt ist aus einem Elektromagneten oder dergleichen zum Antreiben des beweglichen Stücks, so dass es ein Problem gibt, dass die Anzahl der Teile im allgemeinen erhöht ist, um die gesamte Vorrichtung schwer herzustellen. Es gibt auch verschiedene Probleme, wie beispielsweise die Baugröße der Vorrichtung oder eine Erhöhung der Herstellungskosten aufgrund der Notwendigkeit der großen Herstellung eines Elektromagneten oder des Begrenzens eines Elektromagnetenspalts auf eine kleine Größe angesichts einer großen Antriebskraft, da Magnetkräfte auf der Grundlage von elektromagnetischen Wellen als eine Antriebsquelle verwendet werden. Um diese Probleme zu lösen, hat der Anmelder der vorliegenden Anmeldung eine gut bekannte Vibrationssteuervorrichtung der Flüssigkeitsabdichteart mit einem durch Unterdruck angetriebenen Schwinger vorgeschlagen und hergestellt, die einen Unterdruckansaugdruck des Motors als eine Antriebsquelle für eine Oszillationsantriebseinrichtung verwendet (siehe Offenlegungsschrift der Japanischen Ungeprüften Patentanmeldung Nr. 10-184775). Bei der herkömmlichen, durch Unterdruck angetriebenen Art, die vorstehend beschrieben ist, muss jedoch ein zusätzlicher Mechanismus, wie beispielsweise eine Filterblende oder ein Seitenabzweigmechanismus vorgesehen sein, um eine Wellengestalt einer Kraft herzustellen, die durch den Schwinger mit einer normalen Sinuswellengestalt erzeugt wird. Infolgedessen wird die Vorrichtung auf problematische Weise als ein Ganzes komplex.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Lösung dieser Probleme und in der Schaffung einer Vibrationssteuervorrichtung der Flüssigkeitsabdichteart mit einem Schwinger der oszillierenden Kolbenart, der eine einfache Bauweise hat und durch ein elektromagnetisches Drehstellglied angetrieben wird.
Um die vorstehend erwähnten Probleme zu lösen, schafft die vorliegende Erfindung eine Vibrationssteuervorrichtung der Flüssigkeitsabdichteart mit einem ersten Verbindungselement, das an einer Seite eines vibrierenden Körpers montiert ist, einem zweiten Verbindungselement, das an einem Element an einer Seite einer Fahrzeugkarosserie montiert ist, einem Isolator, der zwischen dem ersten Verbindeelement und dem zweiten Verbindeelement vorgesehen ist zum Isolieren von Vibrationen von dem vibrierenden Körper, einer Hauptkammer, einer Wand, die teilweise durch einen Teil des Isolators definiert ist und die mit einem inkompressiblen Fluid (Flüssigkeit) gefüllt ist, einer Nebenkammer, die mit der Hauptkammer verbunden ist über eine Blende und deren eine Wand durch eine Membran definiert ist, einer Blende, die das Fließen der Flüssigkeit zwischen der Hauptkammer und der Nebenkammer ermöglicht, einem Teilungselement, das die Hauptkammer und die Nebenkammer voneinander teilt, und einem Schwinger zum In-Schwingung-Versetzen der Flüssigkeit in der Hauptkammer bei einer besonderen Frequenz, wobei der Schwinger einen oszillierenden Kolben aufweist, der in der Mitte eines Verbindungskanals und bei dem Teilungselement vorgesehen ist, wobei der Verbindungskanal eine Verbindung schafft zwischen der Hauptkammer und der Nebenkammer, und einem elektromagnetischen Drehstellglied zum Antreiben des oszillierenden Kolbens bei einer vorgegebenen Frequenz. Mit einer derartigen Anordnung der Erfindung wird der eingespeiste Strom oder dergleichen zu dem elektromagnetischen Drehstellglied gesteuert, um dadurch das einfache Erzeugen einer Kraftwelle zu ermöglichen (Vibrationswelle) mit einer vorgegebenen Frequenz und einem Sollbetrag. Infolgedessen wird es möglich, die Absorption und Isolation von verschiedenen Vibrationen einschließlich Motorvibrationen hoher Ordnungen zu betrachten.
Fig. 1 zeigt eine vertikale Schnittansicht einer gesamten Bauweise gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 2 zeigt eine Teilschnittansicht einer Bauweise eines oszillierenden Kolbens und zugehöriger Teile, die einen wesentlichen Teil des Ausführungsbeispiels bilden.
Fig. 3 zeigt eine vertikale Schnittansicht einer gesamten Bauweise gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 3 beschrieben. Die Vorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist im wesentlichen folgendes auf, wie in Fig. 1 gezeigt ist: ein erstes Verbindungselement 91, das an einer Seite eines vibrierenden Körpers montiert ist, ein zweites Verbindungselement 95, das an einem Element auf einer Seite einer Fahrzeugkarosserie montiert ist, einen Isolator 8, der aus Gummi hergestellt ist und zwischen dem ersten Verbindungselement 91 und dem zweiten Verbindungselement 95 vorgesehen ist, um Vibrationen von dem vibrierenden Körper zu isolieren, eine Hauptkammer 6 und eine Nebenkammer 7, die in Reihe mit dem Isolator 8 angeordnet sind und mit einem inkompressiblen Fluid (Flüssigkeit) gefüllt sind, eine Blende 5, die das Fließen der Flüssigkeit zwischen der Hauptkammer 6 und der Nebenkammer 7 ermöglicht, ein Teilungselement 3 zum Teilen der Hauptkammer 6 und der Nebenkammer 7, eine Membran 4, die teilweise eine Wand der Nebenkammer 7 definiert, um die Kammer von der Atmosphäre zu teilen, einen Schwinger 1, der in der Mitte eines Verbindungskanals 35 vorgesehen ist, der eine Verbindung schafft zwischen der Hauptkammer 6 und der Nebenkammer 7, um die Flüssigkeit in der Hauptkammer 6 bei einer besonderen Frequenz zum Schwingen zu veranlassen, und ein Drehstellglied 2 zum Antreiben des oszillierenden Kolbens 11, der den Schwinger 1 definiert.
Bei einer derartigen Anordnung ist der Schwinger 1 in der Umgebung des Verbindungskanals 35 vorgesehen, der die Hauptkammer 6 mit der Nebenkammer 7 verbindet, wie in Fig. 2 gezeigt ist, und weist im wesentlichen einen Rotor 15, der durch das Drehstellglied 2 angetrieben wird, das später beschrieben wird, einen blattförmigen oszillierenden Kolben 11, der in einer radialen Richtung des Rotors 15 angeordnet ist, und eine Antriebswelle 12 auf, die koaxial mit dem Rotor 15 vorgesehen ist und der Übertragung der Antriebskraft des Drehstellglieds 2 auf den Rotor 15 und auf den oszillierenden Kolben 11 dient. Zusätzlich zu einer derartigen Anordnung ist der oszillierende Kolben 11, wie in Fig. 2 gezeigt ist, normalerweise in dem Verbindungskanal 35 auf eine Weise angeordnet, um den Fluss der Flüssigkeit zwischen der Hauptkammer 6 und der Nebenkammer 7 abzusperren, kann aber auch angeordnet sein (eingebaut), wie durch eine gestrichelte Linie in Fig. 2 gezeigt ist, um ein freies Fließen der Flüssigkeit durch den Verbindungskanal 35 zwischen der Hauptkammer 6 und der Nebenkammer 7 zu ermöglichen.
Das Drehstellglied 2 zum Antreiben des Schwingers 1 der vorstehenden Bauweise bei einer besonderen Frequenz weist auch im wesentlichen folgendes auf, wie in Fig. 1 gezeigt ist: einen zylinderförmigen Permanentmagneten 21, der bei einem Ende der Antriebswelle 12 vorgesehen ist zum Antreiben des Schwingers 1, und einen Elektromagneten (Spule) 22, der in der Umgebung des Permanentmagneten 21 vorgesehen ist zum Antriebsdrehen (Oszillationsbewegung) des Permanentmagneten 21 bei einer besonderen Frequenz. Des weiteren wirkt eine zu dem drehenden Stellglied 2 gehörende Steuereinrichtung, um auf steuernde Weise einen vorgegebenen Strom zu dem Elektromagneten (Spule) 22 zuzuführen und auf steuernde Weise eine stationäre Position (Anhalteposition) des Permanentmagneten 21 bei einer besonderen Position einzurichten.
Die Steuereinrichtung 25 ist ein Mikrocomputer, der hauptsächlich aus einer Mikroprozessoreinheit (MPU) usw. zusammengesetzt ist, und führt eine Steueraktion durch zum Antreiben des Drehstellglieds 22, wodurch der oszillierende Kolben 11, der den Schwinger 1 bildet, in dem Verbindungskanal 35 bei einer besonderen Frequenz angetrieben wird. Bei dieser Anordnung wird die Flüssigkeit in der Hauptkammer 6, die mit dem Verbindungskanal 35 in Verbindung steht, bei einer besonderen Frequenz zum Schwingen gebracht.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben. Das Ausführungsbeispiel ist im wesentlichen dasselbe wie das, welches unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 beschrieben ist, außer dass der Montagezustand in der vertikalen Richtung umgekehrt ist. Insbesondere ist das mit dem Isolator 8 verbundene erste Verbindungselement 91 abwärts gerichtet und bei seinem unteren Ende mit einem Montageträger (Motorträger) 99 versehen, auf dem ein Motor montiert ist, der einen vibrierenden Körper bildet. Somit ist die Nebenkammer 7 oberhalb der Hauptkammer 6 angeordnet, deren Wand teilweise durch den Isolator 8 definiert ist, mit dem Verbindungskanal 35 dazwischen. Die grundsätzliche Bauweise außer der vorstehend erwähnten Punkte ist dieselbe wie die, welche unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 beschrieben ist. Insbesondere ist in dem Verbindungskanal 35, der die Hauptkammer 6 und die Nebenkammer 7 miteinander verbindet, ein Schwinger 1 einschließlich des oszillierenden Kolbens 11 vorgesehen. Der Schwinger 1 wird durch das Drehstellglied 2 angetrieben, wie beispielsweise einen Drehmomentmotor oder dergleichen, bei einer besonderen Frequenz.
Ein Betrieb dieser Ausführungsbeispiele wird nachfolgend erläutert. Bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen ist der Schwinger 1 zum In- Schwingung-Versetzen der Flüssigkeit in der Hauptkammer 6 in dem Verbindungskanal 35 vorgesehen, der eine Verbindung zwischen der Hauptkammer 6 und der Nebenkammer 7 herstellt, und der oszillierende Kolben 11, der den Schwinger 1 bildet, wird bei einer besonderen Frequenz durch das Drehstellglied 2 angetrieben. Wenn die eingeleitete Vibration eine Motorleerlaufvibration ist, wird deshalb das Drehstellglied 2 betätigt bei einer besonderen Frequenz durch die Steuereinrichtung 25, wodurch der oszillierende Kolben 11 des Schwingers 1 bei einer besonderen Frequenz betätigt wird und schließlich die Flüssigkeit in der Hauptkammer 6 in Schwingungen versetzt wird, wodurch eine Erhöhung des Flüssigkeitsdrucks in der Hauptkammer 6 absorbiert wird, die verursacht wird durch die Motorleerlaufvibrationen, die durch den Isolator 8 aufgebracht werden. Infolgedessen ist die dynamische Federkonstante eines Federsystems, das durch die Vibrationssteuervorrichtung gebildet ist, reduziert, wodurch eine Absorption und Isolation der Motorleerlaufvibrationen bewirkt wird.
Für ein Schütteln des Motors, das Vibrationen mit einer niedrigeren Frequenz als die der Motorleerlaufvibrationen sind, mit ungefähr 10 Hz, ist es schwierig, eine Vibrationsisolation mit der Reduktion der dynamischen Federkonstante zu erreichen. Somit werden gemäß den Ausführungsbeispielen Vibrationen mit dem Schütteln des Motors unterdrückt (gedämpft) durch Verbessern der Dämpfungseigenschaften der Vibrationssteuervorrichtung. Insbesondere wird eine Steueraktion der Steuereinrichtung 25 verwendet, um das Drehstellglied 2 bei einer besonderen Position zu fixieren. Dann werden der Rotor 15 und der oszillierende Kolben 11 des Schwingers 1, die durch die Antriebswelle 12 mit dem Drehstellglied 2 verbunden sind, in einer Position fixiert, die durch eine durchgezogene Linie in Fig. 2 angedeutet ist. Dies erschwert es, dass die Hauptkammer 6 ihr Volumen ändert. Wenn Vibrationen über den Isolator 8 aufgebracht werden, fließt infolgedessen die Flüssigkeit aus der Hauptkammer 6 durch die Blende 5 hindurch zu der Nebenkammer 7. Viskoser Widerstand während dem Fließen der Flüssigkeit erzeugt eine vorgegebene Dämpfungskraft, die wiederum das Schütteln des Motors unterdrückt.
Der oszillierende Kolben 11 ist in einer Position fixiert, die durch eine gestrichelte Linie in Fig. 2 gezeigt ist, um Dröhngeräusche mit einer Frequenz von 100 Hz bis 600 Hz in einem höheren Frequenzband als dem von Motorleerlaufvibrationen zu beseitigen. Der oszillierende Kolben 11 und der Schwinger 1 einschließlich dem oszillierenden Kolben 11 sind als ein Ganzes durch eine Anweisung (Signal) von der Steuereinrichtung 25 fixiert, wodurch die Flüssigkeit aus der Hauptkammer 6 frei in die Nebenkammer 7 fließen kann über den Verbindungskanal 35. Selbst wenn Dröhngeräusche mit einer besonderen Frequenz auf die Flüssigkeit in der Hauptkammer 6 übertragen werden, kann infolgedessen derartige Flüssigkeit sanft zu der Nebenkammer 7 über den Verbindungskanal 35 fließen, so dass der Flüssigkeitsdruck in der Hauptkammer 6 von einem Anstieg abgehalten wird. Wenn Vibrationen mit Dröhngeräuschen eingespeist werden, wird deshalb die dynamische Federkonstante der Vibrationssteuervorrichtung nicht erhöht, und so können derartige Vibrationen auf sanfte Weise absorbiert und isoliert werden.
Erfindungsgemäß weist eine Vibrationssteuervorrichtung der Flüssigkeitsabdichteart folgendes auf: ein erstes Verbindungselement, das an einer Seite eines vibrierenden Körpers montiert ist, ein zweites Verbindungselement, das an einem Element auf einer Seite einer Fahrzeugkarosserie montiert ist, einen Isolator, der zwischen dem ersten Verbindungselement und dem zweiten Verbindungselement vorgesehen ist zum Isolieren von Vibrationen von dem vibrierenden Körper, eine Hauptkammer, deren eine Wand teilweise durch einen Teil des Isolators definiert ist und die mit einem inkompressiblen Fluid (Flüssigkeit) gefüllt ist, eine Nebenkammer, die mit der Hauptkammer verbunden ist über eine Blende und deren eine Wand durch eine Membran definiert ist, eine Blende, die das Fließen der Flüssigkeit zwischen der Hauptkammer und der Nebenkammer ermöglicht, ein Teilungselement, das die Hauptkammer und die Nebenkammer voneinander teilt, und einen Schwinger zum In- Schwingung-Versetzen der Flüssigkeit in der Hauptkammer bei einer besonderen Frequenz, wobei der Schwinger einen oszillierenden Kolben aufweist, der in der Mitte eines Verbindungskanals und bei dem Teilungselement vorgesehen ist, wobei der Verbindungskanal eine Verbindung schafft zwischen der Hauptkammer und der Nebenkammer, und ein elektromagnetisches Drehstellglied zum Antreiben des oszillierenden Kolbens bei einer vorgegebenen Frequenz. Deshalb wird der eingespeiste Strom oder dergleichen zu dem elektromagnetischen Drehstellglied gesteuert, um dadurch ein Antreiben des oszillierenden Kolbens 11 bei einer besonderen Frequenz zu ermöglichen und somit eine Absorption und Isolation der Vibrationen einschließlich von Motorvibrationen mit höherer Ordnung zu erreichen. Bei der Anordnung mit einer derartigen Funktion wirkt das elektromagnetische Drehstellglied mit einer einfachen Bauweise auch zum einfachen Erhalten einer gewünschten erzeugten Kraft, die ermöglicht, dass die gesamte Vorrichtung einfach hergestellt wird, und somit die gesamte Vibrationssteuervorrichtung der Flüssigkeitsabdichteart leichtgewichtig hergestellt wird.
Außerdem ermöglicht eine geeignete Steuerung des elektromagnetischen Drehstellglieds die Absorption und Isolation verschiedener Vibrationen und Geräusche, wie beispielsweise Motorleerlaufvibrationen, Schütteln des Motors und Dröhngeräusche mit der Verwendung eines einfachen Steuermechanismus.
Der Isolator 8 zum Isolieren von Vibrationen von dem vibrierenden Körper ist zwischen dem ersten Verbindungselement 91, das an einer Seite des vibrierenden Körpers montiert ist, und dem zweiten Verbindungselement 95 vorgesehen, das an einem Element an einer Seite einer Fahrzeugkarosserie montiert ist. Die Hauptkammer 6 und die Nebenkammer 7, die mit einem inkompressiblen Fluid (Flüssigkeit) gefüllt sind, sind in Reihe mit dem Isolator 8 angeordnet. Die Blende 5 ist zwischen der Hauptkammer 6 und der Nebenkammer 7 vorgesehen, um ein Fließen der Flüssigkeit zwischen den Kammern zu ermöglichen. Das Teilungselement 3 ist zwischen der Hauptkammer 6 und der Nebenkammer 7 vorgesehen, um diese Kammern voneinander zu teilen. Die Membran 4 definiert einen Teil der Wand der Nebenkammer 7 und trennt die Nebenkammer 7 von der Atmosphäre außerhalb. Der Schwinger 1, der aus dem oszillierenden Kolben 11 zusammengesetzt ist usw. und zum In-Schwingung-Versetzen der Flüssigkeit in der Hauptkammer 6 bei einer besonderen Frequenz dient, ist in der Mitte des Verbindungskanals 35 vorgesehen, der eine Verbindung zwischen der Hauptkammer 6 und der Nebenkammer 7 schafft. Das elektromagnetisches Drehstellglied 2 ist zum Antreiben des oszillierenden Kolbens 11 vorgesehen, der den Schwinger 1 definiert.

Claims (3)

1. Vibrationssteuervorrichtung der Flüssigkeitsabdichteart mit einem ersten Verbindungselement (91), das an einer Seite eines vibrierenden Körpers montiert ist, einem zweiten Verbindungselement (95), das an einem Element auf einer Seite einer Fahrzeugkarosserie montiert ist, einem Isolator (8), der zwischen dem ersten Verbindungselement und dem zweiten Verbindungselement vorgesehen ist zum Isolieren von Vibrationen von dem vibrierenden Körper, einer Hauptkammer (6), deren eine Wand teilweise durch einen Teil des Isolators definiert ist und die mit einem inkompressiblen Fluid (Flüssigkeit) gefüllt ist, einer Nebenkammer (7), die mit der Hauptkammer verbunden ist über eine Blende (5) und deren eine Wand durch eine Membran (4) definiert ist, einer Blende (5), die das Fließen der Flüssigkeit zwischen der Hauptkammer und der Nebenkammer ermöglicht, einem Teilungselement (3), das die Hauptkammer und die Nebenkammer voneinander teilt, und einem Schwinger (1) zum In-Schwingung-Versetzen der Flüssigkeit in der Hauptkammer bei einer besonderen Frequenz, wobei der Schwinger einen oszillierenden Kolben (11) aufweist, der in der Mitte eines Verbindungskanals (35) und bei dem Teilungselement vorgesehen ist, wobei der Verbindungskanal eine Verbindung schafft zwischen der Hauptkammer und der Nebenkammer, und einem elektromagnetischen Drehstellglied (2) zum Antreiben des oszillierenden Kolbens bei einer vorgegebenen Frequenz.
2. Vibrationssteuervorrichtung der Flüssigkeitsabdichteart nach Anspruch 1, wobei der oszillierende Kolben (11) in einer Position fixiert ist, in der die Flüssigkeit vom Fließen in dem Verbindungskanal (35) abgehalten wird.
3. Vibrationssteuervorrichtung der Flüssigkeitsabdichteart nach Anspruch 1, wobei der oszillierende Kolben (11) in einer Position fixiert ist, in der das Fließen der Flüssigkeit in dem Verbindungskanal (35) möglich ist.
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