JP2005517137A - 振動遮断器のための一体化したチャンネル板及び結合解除器組立体 - Google Patents

Abstract

エンジン装着組立体（２０）を形成するための一体化した板組立体（４０、４２）及び方法は、板（４２）の第１（４４）及び第２（４６）の側部間を連通する細長い流体チャンネル（５０ａ、５０ｂ）を備えた単一のモールド成形された板（４２）を有する。その中に形成された空洞（７０）は板の第１（４４）及び第２（４６）の側部に連通する。空洞（７０）は、板の第１及び第２の側部に向かって外方に面する第１及び第２の表面領域を有する結合解除部材（４０）を受け入れる。

Description

〔０００１〕
この出願は２００２年２月４日に出願された米国仮出願番号６０／３５４，１６０号の優先権利益を主張し、これを参照としてここに特別に組み込む。

〔０００２〕
この出願は振動遮断器に関し、特に、振動遮断器に使用する一体化したチャンネル板及び結合解除器組立体に関する。

〔０００３〕
エンジン及び（又は）路面状態に関連する振動を制御又は減衰するための振動遮断器又はエンジン装着体は当業界で周知である。典型的には、振動遮断器は、例えばエンジンと車両のフレームとの間に装着された流体充填組立体である。遮断器の第１及び第２の室は室間に流体連通を提供する細長いチャンネルを有するチャンネル板により分離される。チャンネルは室間で流体が振動するのを許容し、選択された範囲の周波数に応答して所望の動バネ定数を提供する。例えば、大振幅で低周波数の振動が有効に減衰され、細長いチャンネルを通る流体の結果として所望のバネ定数が提供される。また、米国特許第４，７２０，０８６号及び同第４，８８９，３２５号各明細書に示され記載されているように、当業界では、選択された振幅及び周波数で細長いチャンネルを選択的に不活動化又は結合解除するために結合解除手段を使用することが知られている。典型的には、結合解除手段は高周波数で小振幅の振動に応答して振動することにより関連する通路を通る流体の流れを制御するダイアフラム又はディスク（結合解除器）を有する。ある振幅／周波数において、結合解除器はシートに係合し、従って、関連する通路を通る流れを遮断し、それにより、流体が細長いチャンネルを通って室間を流れることを要求する。従って、当業界で既知のように、小振幅で高周波数の振動はこれらの振動を濾波するために低バネ定数を必要とする。結合解除器即ち結合解除手段はこの作動を達成させる。他方、大振幅で低周波数の振動は増大したバネ定数を必要とする。従って、結合解除器は細長いチャンネルを通して流体を強制流通させ、この減衰機能を達成させる。
米国特許第４，７２０，０８６号明細書 米国特許第４，８８９，３２５号明細書

〔０００４〕
認識できるように、チャンネル板、結合解除器／高周波数ワッシャは典型的には別個の部品である。これは製造及び組立てコストを増大させる。従って、組立てを簡単化し、振動遮断器又はエンジン装着体の製造及び組立てに関連するコストを減少させるために、これらの部品を一体化することにより部品の数を減少させる要求が存在する。

〔０００５〕
液圧エンジン装着体又は振動遮断器の如き降伏可能な支持組立体に使用する一体化した板組立体は、第１及び第２の側部間を連通する細長い流体チャンネルを備えたモールド成形板と、板内に形成され、やはり板の第１及び第２の側部に連通する空洞とを有する。結合解除部材は該空洞内に受け入れられ、そこで一体的にモールド成形される。

〔０００６〕
好ましい実施の形態における結合解除部材はその上に加えられた力に応答して撓むエラストマ部材である。

〔０００７〕
細長い流体チャンネルは板のまわりで少なくとも１回転延びる。
〔０００８〕
好ましい実施の形態においては、流体チャンネルは板の周辺のまわりでほぼ７２０度（７２０°）延びる。

〔０００９〕
振動遮断組立体を形成する方法は、モールド内へ結合解除器を挿入する工程と、板に関して３つの直交軸方向において結合解除器を固定する板を形成するために結合解除器のまわりでモールド内にポリマーを導入する工程とを有する。

〔００１０〕
方法は硬化したエラストマの結合解除器をモールド内に導入する工程を有する。
〔００１１〕
方法は板内に周辺チャンネルを形成する付加的な工程を有する。

〔００１２〕
本発明の主要な利点は組立体内の部品の数を減少させることである。
〔００１３〕
更に別の利点は組立に関連するコストを減少させる能力である。

〔００１４〕
本発明の更に他の特徴及び利点は次の詳細な説明を読み、理解したときに、当業者にとって明白になろう。

〔００２７〕
図１は自動車に使用するような液圧エンジン装着組立体としても言及される振動遮断器即ち減衰組立体を全体的に示す。当業界で既知のように、エンジン装着組立体２０はチャンネル板２８により分離された第1の即ち上方の室２４と第2の即ち下方の室２６を備えた第1のハウジング部分２２を有する。例えばプロピレングリコール又はエチレングリコールと水との混合物で構成される作動液の如き流体が室を満たす。室はチャンネル板に設けたチャンネル即ち通路３０を介して相互接続される。当業界で普通のように、チャンネルは装着組立体内の流体の共振周波数に影響を与える慣性トラック通路としても言及される湾曲通路である。典型的には、チャンネルは通常その全長にわたって実質上均一の断面を有し、チャンネルの長さを最大にするように多数の巻回を以って板の外周辺部に沿うか又はそれに隣接して位置する。ハウジングの上方部分上に与えられる振動運動は上方の室からチャンネルを通っての下方の室内への流体の運動によって減衰され、下方の室は可撓性の壁３２により囲まれる。第1及び第2の室間のチャンネル内の流体の振動は装着組立体の所望の動バネ定数を提供する。図1の組立体の詳細はほぼ普通のものであり、当業者により理解されるものであり、ここでの更なる説明は不必要と思われる。

〔００２８〕
上述のように、ある周波数／振幅の振動中チャンネルを選択的に結合解除又は不活動化するのが望ましい。これは図2−１１に示すような本発明に組み込んだ結合解除手段、結合解除部材即ち結合解除器４０（図1には示さない）の使用により達成される。特に、従来技術は、結合解除手段が好ましくはエラストマ部材又はディスクであり、時折、結合解除手段が慣性チャンネルへの流体の流れを選択的に遮断し、及び許容する微粒子物質を含むケージを有することを示唆している。図2に示すように、結合解除器４０はポリマーチャンネル板４２に一体的にモールド成形されたエラストマディスクである。この構成は従来の構成よりも優れた多数の利点を与える。

〔００２９〕
より詳細には、チャンネル板は第1の即ち上方の表面４４（図3）と、対向する第2の即ち下方の表面４６（図5）とを有するポリマー又はプラスチック構造である。板の外側周辺部分４８は板（図4）内での慣性通路５０として作用する連続的なチャンネル、溝又は通路を有する。図3で明らかなように、チャンネルの第1の端部は上方の室２４に流体連通する（板の上方の表面の）開口５２に連通するか又はこれを形成する。同様に、第2の端部は組立体の下方の室２６との流体連通を提供するように板の下方の表面４６の開口５４に連通するか又はこれを形成する。チャンネルは板のまわりでその周辺経路においてほぼ７２０度（７２０°）だけ延びるが、本発明の範囲及び意図から逸脱することなく他のチャンネル長さを使用できることを認識されたい。チャンネルは板の実質的な周辺のまわりで上方及び下方の表面間のほぼ中間の高さを延び、かつ周辺を第1／上方のフライト５０ａと、第２の即ち下方のフライト５０ｂとに分割するチャンネル形成壁５６により形成される。２つのみのフライトを示すが、チャンネルは特定の応用のために必要とされるチャンネルの長さにそれぞれ増大又は減少させるために一層多数又は一層少数のフライトを含むことができることを認識されたい。図４を参照すると、分割壁５６は開口５２に隣接して位置する円周方向位置で板の上方の表面４４に併合する第１の角度をなした部分５８を有する。更に、第２の角度をなした部分６０は分割壁からその開口５２に隣接して板の下方の表面４６に併合する。このようにして、上方の室からの流体は開口を通って進み、次いでチャンネルの上方のフライト５０ａ内でほぼ３６０度（３６０°）進行し、次いで、角度をなした部分５８、６０間を進み、下方のフライト５０ｂを横切って別の３６０度（３６０°）を通り、板の底表面の開口５４を通る。このようにして、選択された振幅及び周波数の振動の下で、上方及び下方の室は慣性通路即ちチャンネルを通して連通する。

〔００３０〕
板内へ一体的にモールド成形されているのは結合解除手段即ち結合解除器４０である。図２−１１を通して示すように、本発明の結合解除手段は好ましくはエラストマディスクである。これは、板の上方の表面４４に隣接して空洞７０内に硬化した結合解除器を一体的にモールド成形することにより、ポリマーのチャンネル板内に包まれる。空洞７０はエラストマ部材と寸法及び容積が実質上同一である。これは次の方法で達成される。小さな直径の開口７２が好ましくは結合解除器内に形成される。この開口は、同様の寸法のピン（図示せず）上でモールド空洞（図示せず）内の適所に結合解除器を保持するのを可能にし、モールド壁に関して所望の空間関係でモールド空洞内に保持するのを可能にする。硬化したときにチャンネル板を形成するポリマー材料はモールド空洞内で結合解除器のまわりに導入される。ポリマーが硬化した後、結合解除器は３つの直交する軸方向においてチャンネル板に関して固定関係で保持又は維持される。番い関係で位置する開口７４は板の下方の表面４６のくぼみ部分７６に形成される。認識できるように、開口７２、７４は軸方向で整合し、そのまわりでのチャンネル板のモールド成形中に結合解除器を適所に保持するピンの位置を表す。ポリマーが十分に硬化した後、ピンが軸方向に取り外され、従って、空間即ち開口７２、７４が残る。他方、結合解除器の上方の表面はチャンネル板（図３）に形成された十字形のパターン７８により軸方向の運動を抑制される。４つの拡大した四分円８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄは十字形のパターン間に形成され、結合解除器の上方の表面の実質的な表面領域を上方の室２４内の流体に曝させる。同様に、図５に示すように、十字形のパターン８２は４つの拡大した開口即ちローブ８４ａ、８４ｂ、８４ｃ、８４ｄを画定し、そのため、結合解除器の下方の表面は下方の室２６内の流体圧力に曝される。固定関係で結合解除器を保持する板のパターンは図示のような十字形関係から変更することができることを認識できよう。

〔００３１〕
従って、結合解除器を慣性チャンネルと一体化すると、装着組立体が、典型的には低周波数での大きな振幅と共に、小さい振幅の振動及び典型的には高周波数の双方に応答して動バネ定数を提供するのを許容する。小振幅／高周波数の振動は結合解除器の弾性特性により処理され、一方、大振幅／低周波数の振動は慣性チャンネルを通して減衰される。

〔００３２〕
図１２に示すように、低周波数で、慣性チャンネルは結合解除され、流体は上方及び下方の室間でチャンネルを通って振動する。しかし、振動周波数が増大すると、結合解除器は結合解除器の弾性特性の結果として振動を減衰する。

〔００３３〕
組立ての好ましい方法によれば、結合解除器がモールド内に挿入され、固定関係で保持される。次いで、チャンネル板のポリマーが結合解除器のまわりでモールド内に導入され、板に関して３つの直交軸方向において結合解除器を固定する。ポリマーが硬化した後に、ピンが結合解除器から取り外される。認識できるように、結合解除器は好ましくは硬化したエラストマ材料としてモールド内に挿入され、チャンネル板を形成するために使用されるポリマーはモールドの内側壁形状の結果として板内に周辺チャンネル即ち通路を形成する。

〔００３４〕
従って、一体化したチャンネル板組立体はチャンネル板及び結合解除器／高周波数ワッシャの組み合わせた部品を１つの部品として形成する。一体化は好ましくは挿入したゴムディスクのまわりでポリマーをモールド成形することにより達成される。ポリマーはチャンネル板の形状にモールド成形され、ゴムの結合解除器ディスクは取り巻くポリマーにより及びモールドコアにより位置保持される。ゴムディスクがその外径のまわりで、及び頂部及び底部上で交差パターンとなってポリマー内に包まれるように部品を設計することにより、ディスクが適所に保持される。ゴムディスクの残りの表面領域はポリマーで覆われず、それにより、大きな表面積が流体に曝されるのを許容する。作動中、結合解除器のディスクは小さな動バネ定数に由来する流体の圧力即ち結合解除の機能の結果として撓む。従来技術で使用されるような別個の部品の機能性はこの一体化した部品により達成される。

〔００３５〕
好ましい実施の形態を参照して本発明を説明した。明らかに、先の詳細な説明を読み、理解したときに、修正及び変更が他人に思い浮かぼう。本発明はこのようなすべての修正及び変更を含むものとして解釈されるものとする。

〔００１５〕
振動を減衰するために使用する一般形式のエンジン装着組立体即ち振動遮断器の縦断面図である。 〔００１６〕 エンジン装着体に使用するためのプロトタイプの一体化した板組立体のデジタル写真図である。 〔００１７〕 板組立体の第１の即ち上方の表面の平面図である。 〔００１８〕 一体化した板組立体の立面図である。 〔００１９〕 一体化した板組立体の底平面図である。 〔００２０〕 図３のほぼ６−６線に沿った断面図である。 〔００２１〕 図４のほぼ７−７線に沿った断面図である。 〔００２２〕 図３のほぼ８−８線に沿った断面図である。 〔００２３〕 図４のほぼ９−９線に沿った断面図である。 〔００２４〕 図３のほぼ１０−１０線に沿った断面図である。 〔００２５〕 図３のほぼ１１−１１線に沿った断面図である。 〔００２６〕 周波数（ヘルツ）に関する動バネ定数（Ｎ／ｍｍ）をプロットした振動遮断器の減衰特性を表すグラフである。

Claims (20)

1. 降伏可能な支持体に使用する一体化した板組立体において、
   単一のモールド成形された板であって、第１及び第２の側部と、上記第１及び第２の側部間を連通する細長い流体経路と、上記板内に形成され、当該板の当該第１及び第２の側部に連通する空洞とを有する板と；
   上記空洞内に受け入れられ、上記板の上記第１及び第２の側部に向かってそれぞれ外方に面する第１及び第２の表面を有する結合解除部材と；
   を有することを特徴とする組立体。
2. 上記結合解除部材が上記空洞を通しての上記板の上記第１の側部と上記第２の側部の流体連通を排除するために当該空洞内に密封的に受け入れられることを特徴とする請求項１に記載の組立体。
3. 上記結合解除部材が上記板により上記第１及び第２の表面に沿って部分的に支持され、もって、当該結合解除部材がその上に加えられた力に応答して撓むことを特徴とする請求項２に記載の組立体。
4. 上記結合解除部材がその上に加えられた力に応答して弾性的に撓むエラストマ部材であることを特徴とする請求項３に記載の組立体。
5. 上記板が可撓性部材を板内で取り囲み、上記表面の支持されない領域に沿った限られた撓みを許容するように、上記可撓性部材の上記第１及び第２の表面の部分を横切って延びる支持部材を有することを特徴とする請求項２に記載の組立体。
6. 上記細長い流体経路がほぼ円周方向に延びるチャンネルを含むことを特徴とする請求項１に記載の組立体。
7. 上記円周方向のチャンネルが上記板のまわりで少なくとも１回転延びることを特徴とする請求項６に記載の組立体。
8. 上記可撓性部材が弾性材料から形成されることを特徴とする請求項１に記載の組立体。
9. 上記可撓性部材がゴムから形成されることを特徴とする請求項８に記載の組立体。
10. 上記板が剛直プラスチックから形成されることを特徴とする請求項１に記載の組立体。
11. 上記細長い流体経路が上記可撓性部材の周辺部のまわりを延びることを特徴とする請求項１に記載の組立体。
12. 互いに選択的に連通する第１及び第２の流体室を備えたハウジングを有するエンジン装着体に使用するようにした振動遮断組立体において、
    結合解除器を取り囲む空洞を有し、第１の端部で上記第１の流体室に及び第２の端部で上記第２の流体室に連通する通路を有する一体的にモールド成形された板を有し、それによって、流体が上記流体室の一方から他方へ変位され、上記板内に包囲された上記結合解除器がその実質的な第１及び第２の表面部分で上記第１及び第２の流体室にそれぞれ曝されることを特徴とする振動遮断組立体。
13. 上記結合解除器が弾性材料であることを特徴とする請求項１２に記載の振動遮断組立体。
14. 上記通路が蛇行通路を有することを特徴とする請求項１２に記載の振動遮断組立体。
15. 上記通路が上記モールド成形された板内に形成された周辺チャンネルを有することを特徴とする請求項１２に記載の振動遮断組立体。
16. 上記通路が上記モールド成形された板の周辺のまわりで３６０度（３６０°）よりも大きく延びることを特徴とする請求項１５に記載の振動遮断組立体。
17. 上記通路が上記モールド成形された板の周辺のまわりでほぼ７２０度（７２０°）延びることを特徴とする請求項１５に記載の振動遮断組立体。
18. 振動遮断組立体を形成する方法において、
    モールド内に結合解除器を挿入する工程と；
    板に関して３つの直交軸方向において結合解除器を固定する上記板を形成するために当該結合解除器のまわりで上記モールド内にポリマーを導入する工程と；
    を有することを特徴とする方法。
19. 上記結合解除器が上記モールド内へ挿入される前に硬化したエラストマ材料であることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
20. 上記のポリマーを導入する工程がその第１及び第２の側部を連通する周辺通路を上記板内に形成する工程を含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。

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