JP3038016U - 支承装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 振動する構造部分のための支承装置であっ
て、機械部分（３）上に支持された支承体（２）と、ば
ね部体によって支承体（２）上に支持された支持支承部
と、駆動装置の駆動に伴って導入される振動の方向に対
し平行に往復動することのできる慣性質量体（７）とを
有し、該慣性質量体（７）は、弾発状に支承されていて
励起された振動に対し反対方向に運動可能であり、かつ
ばね（５）によって支承体（２）に結合されている形式
のものにおいて、慣性質量体（７）とばね（５）とが液
体に接触していない。 【効果】 複雑な構造の液圧支承体を省くことができか
つ支承装置を、振動する各構造部分に対して使用するこ
とができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、振動する構造部分のための支承装置であって、機械部分上に支持さ れた支承体と、ばね体によって支承体上に支持された支持支承部と、駆動装置の 駆動に伴って導入される振動の方向に対し平行に往復動することのできる慣性質 量体とを有し、該慣性質量体は、弾発状に支承されていて励起された振動に対し 反対方向に運動可能であり、かつばねによって支承体に結合されている形式のも のに関する。

【０００２】

【従来の技術】

上述の形式の支承装置はドイツ連邦共和国特許出願公開第３４２３６９８号明 細書によって公知である。この明細書には支承コアと対応支承体とを備えた振動 体のための振動減衰支承体が開示されており、支承コアと対応支承体との間には 、ばね部材と液圧減衰装置の液体の充填された作業室とが配置されている。更に 支承体は調節部材を備えた補償壁を有し、該補償壁は作業室の制限面の少くとも １０％を覆っている。この支承体はプロセス制御計算機を有する制御ユニットに 接続されており、該計算機は、寄生振動を典型的な形式で対応させることのでき る、信号発信器によって検出された振動体の案内信号と、振動体の状態を表す少 くとも１つの別の信号とを受容し、かつ制御信号を調節部材に発信できるように 接続されている。つまりこのような働きによって、寄生振動によって惹き起され た液体の圧力変動の補償を行うことができる。その際に使用される制御ユニット は、補償壁の運動とクランク軸の運動とを剛性的に作用結合する。このような手 段は実用上の観点から満足のいくものではない。ドイツ連邦共和国特許第３４３ ３２５５号明細書には別の装置が開示されている。この装置は振動運動を行って いる機械装置を支持体上で支持するための液圧的な減衰ゴム支承体に関しており 、この場合は液体の充填された作業室に電磁的な駆動装置を備えたアクチュエー タが配設されており、更にこの駆動装置には特性曲線群制御装置が設けられてお り、該制御装置は機械装置の信号発信器に接続されていて、最終段として出力増 幅器を有している。その際予め規定された両運転状態が、機械装置によって惹き 起される寄生振動によってその全体で最適に補償されるように、アクチュエータ が制御されて作動させられる。この目的を達成するため、アクチュエータは特性 曲線群によって制御される。この特性曲線群においては、経験的に算出された反 作用が、機械装置のそれぞれの運転状態を表す前述の状態量に関連して記憶され ている。このような状態量は例えば回転数である。自動車の領域ではこれにより 、所定の回転数及び所定の負荷状態の場合に惹き起こされる振動を最適に除去す ることができる。しかし実際の走行運転中に生ぜしめられる、発生可能性のある 寄生振動および実際に発生した寄生振動のスペクトルは、上記手段によっては不 満足にしかカバーすることができない。また制御データの算出には極めて大きな 手間がかかる。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

本考案の課題は、冒頭で述べた形式の支承装置を改良して、発生する寄生振動 をその全体で最適に補償できるようにすることにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案では慣性質量体とばねとが液体に接触していないことによって、上記課 題を解決することができた。その他の有利な構成が請求項２以下に述べられてい る。

【０００５】

【考案の効果】

本考案の支承装置は、慣性質量体とばねとが液体に接触していないという特徴 を有している。本考案の支承装置、つまり寄生振動補償のための制御可能な振動 減衰器に連結された支承体を使用すると、複雑な構造の液圧支承体を省くことが でき、振動する各構造部分に対して支承装置を使用することができる。振動する 構造部分はエンジンだけではなくて、変速機、空調用コンプレッサ、発電機又は 自動車の車輪のような構造グループも皆振動する構造部分である。振動減衰器は 所定の位置に取り付けられるだけでなくて、例えばエンジンの長手方向支持体の 補助フレームに、又はボデーの各任意の位置にも固定可能である。振動減衰器に おいては、慣性質量体とばね部材とから形成された振動系の固有周波数が往復運 動の周波数にほぼ等しい大きさになるように構成されている。慣性質量体は、支 持プレートに相対運動不能に固定された可動コイルによって運動することができ る。ばね部材が可動コイルによって変形可能であり、かつ慣性質量体はコップ形 磁石によって形成されていてよい。このコップ形磁石は可動コイルを、半径方向 の内方及び外方で少くとも部分的に同心的に取り囲んでおり、かつガイドによっ て可動コイルの軸線に対して平行に案内されている。この場合の利点は、相対運 動可能な部分の平行なガイドと、運動方向に対してほぼ平行に延びる磁界によっ て貫通されたエアギャップとを通って振動が導入されると、常に同一のギャップ 幅が得られ続け、これにより振動減衰器が直線的な運転特性を有することである 。磁界はエアギャップ内で半径方向に延びており、そのため静的な予荷重を所定 の運動方向でばね部材に形成することはない。ばね部材が静的な磁力によって静 的には負荷されないことによって、使用期間が増大してもばね材料の永久ひずみ を生ぜしめることはない。振動減衰器は導入された振動を能動的に減少させるこ とができる。また振動減衰器は意図的に励振されるようになっていてもよい。こ れにより、隣接する機械部分の振動を、その周波数及び振動強さの面で所望の状 態に変えることができる。慣性質量体とばねとを備えた振動減衰器は、支承体と は別のケーシングに収納されていてもよい。その場合このケーシングは、機械部 分の前記支承体から離反した側に固定されていてよい。可動コイル内に交流が導 入されると、コップ形磁石と、機械部分に固定された支持プレートとの間に力が 生ぜしめられる。この支持プレートは、一方では慣性質量体に支持され、他方で は機械部分に支持されている。このような構成の場合には、可動コイルが別個に 取り付けられた保持装置によって機械部分に固定される必要がないという重要な 意味を有している。長期の使用期間にわたる良好な使用特性を達成し、かつ制御 可能な能動的な振動減衰器を種々の組み込み位置に挿入できるようにするため、 可動コイル支持体を形成する支持プレートとコップ形磁石との間にばね部材の形 状の弾性的な掛止装置が設けられており、該ばね部材はコップ形磁石を規定され た空間的な零位置に保持している。可動コイルに対するコップ形磁石のための案 内は、コップ形磁石に横方向力が作用した場合でも磁石とコイルとの間に許容不 能な摩擦又は力作用が発生しないように行われる。振動する構造部分の大きさに 対する振動減衰器の慣性質量体の大きさの比は、１／１００から１／１０００ま でであってよい。

【０００６】 つまり本考案による支承装置の構造は、低周波振動の他に一般的に高周波寄生 振動の大きなスペクトルを付加的に受け止めかつ補償することができるような構 造に基づいている。低周波振動は、自動車ではとりわけ、地上の起伏を乗り越え る際又はエンジンの始動の際に導入され、自動車ボデーの振動や自動車内室の騒 音等を惹き起して乗り心地の著しい悪化を惹き起すので、これを阻止する必要が ある。

【０００７】 自動車の５００乃至１０００Ｈｚの範囲内にある高周波振動は、運動するエン ジン部分の事実上不完全にしか達成できない質量補償に基づき発生し、かつエン ジンに固定された付加装置、駆動ユニット自体、ならびに例えば車輪のような構 造グループの固有振動数によって発生する。このような振動の振幅は比較的小さ いものであるが、しかしこの振動は、運転中、鳴動振動として極めて不都合であ るのが判る。従って上述の振動は補償によって絶縁しようとされる。この振動の このような補償は、単に１つの入力量に関連しているだけでなく、１つ又は複数 の入力量及び又は運転状態に関連して経験的に規定される。その際各自動車型式 に応じて異なった調節を行うことができる。実際に発生する寄生振動は、本考案 による支承装置によって、未だ達成されていない形式で排除することができる。 これにより、種々の自動車型式及び回転数に対して補償特性を適合させることは 容易に可能であるので、考えられる全ての運転条件下で最適な効果が達成される ことが保証される。振動減衰器はプロセス制御計算機を介して制御可能であり、 その際プロセス制御計算機は用途に応じて自由にプログラム可能である。プログ ラムする際、制御量と、基準信号と、エンジン及び又は構造部分に関連した別の 入力量との間に相互関係が形成される。基準信号に関連したこの付加的な入力量 は、例えば入れられた変速段、スロットルバルブ位置、インテークマニホルド内 の負圧、エンジンから取り出されたトルク、並びにエンジン支承体のばね作用で あってよい。プロセス処理計算機には振動減衰器を制御するため連続的に基準信 号がインプットされ、該基準信号には、所定の寄生振動を特に代表的な形式で対 応させることができる。基準信号及びその他の入力量は、プロセス制御計算機内 で位相ずれ及び又は周波数逓倍及び又は振幅逓倍によって調節されて、寄生振動 の最適な補償が得られる。これにより寄生振動を極めて良好に排除することがで きる。

【０００８】

【考案の実施の形態】

次に本考案の支承装置を、添付の図面を参照しながら実施例に基いて詳しく説 明する。

【０００９】 図１には、制御回路と協働している本考案の支承装置が図示されている。図２ 及び図３には、この構成で使用されているのと同じ、能動的な振動減衰器の構造 と制御回路とが図示されている。

【００１０】 振動する構造部分４の支承装置は、例えば自動車のボデーのような機械部分３ に支持された支承体２を有している。支承体２はばねによって振動減衰器１の慣 性質量体７に連結されている。その際慣性質量体７とばね部材５とは液体には接 触していない。支承体２は簡単な構造のゴム支承体及び又は金属支承体から成っ ている。支承体２と振動減衰器１との連結が、振動する各構造部分４に発生する 全ての寄生振動を補償するのに役立っている。振動する構造部分は、例えばエン ジン、変速機、空調用コンプレッサ、発電機又は自動車の車輪のような構造グル ープである。

【００１１】 図３には、振動する構造部分４と、この構造部分４に固定された、例えばエン ジン回転数を測定する信号発信器２１とが、概略図示されている。自由にプログ ラム可能なプロセス制御計算機２０には、信号発信器２１からの基準信号の他に 、とりわけ例えば使用変速段、スロットルバルブ位置、インテークマニホルド内 の負圧、エンジントルク又はエンジン支承体のばね作用のような別の入力量が一 緒に供給される。入力量は制御ユニット内にあるプロセス制御計算機で所定のプ ログラムに対応して処理されて、基準信号に対し対応する位相位置にもたらされ る。付加的に基準信号の振幅特性及び周波数が変えられる。このように準備され た信号が出力増幅器１９を介して振動減衰器１に到達する。図２には使用されて いる能動的な振動減衰器が図示されている。この振動減衰器は往復動可能な機械 部分３に固定されている。この振動減衰器１は、機械部分３に結合された支持プ レート１０を有している。ここに図示された実施例では機械部分３と支持プレー ト１０とが相互に螺着されている。振動減衰器１の慣性質量体はコップ形磁石に よって形成されており、コップ形磁石は磁石１１と磁石ケーシング１２とを有し ている。慣性質量体７は磁石ケーシング１２の質量の変更によって変更可能であ る。このことによってまた同じ様に可変なばね部材５の形状によって、振動減衰 器１の固有振動数を所定の値に固定することができる。コップ形磁石は可動コイ ル６を半径方向で内側及び外側で取り囲んでいる。可動コイル６は、相対的に運 動不能に支持プレート１０に固定されていて、それぞれここには図示されていな い接続部を有しており、かつ供給ユニットにより交流電流を負荷せしめることが できる。可動コイル６は機械部分３の運動に対して平行に配置されており、更に コップ形磁石１１がばね部材５によって支持プレート１０に振動可能に固定され ている。可動コイル６を制御することによって機械部分３に導入された振動を減 少させることができ、又は対応振動を導入することによって前記振動を減衰させ ることができる。機械部分３の振動に関連して交流電流が可動コイル６内に導入 されるので、軸方向で互いに隣接して振動可能に相互に掛止された部分を支持す る支持プレート１０と、コップ形磁石との間に力が発生する。磁石ケーシング１ ２はその外周領域においてプレス部１４によって支持プレート１０の縁部領域１ ６に結合されており、更に支持プレート１０と縁部領域１６とはエラストマ材料 から成るばね５によって相互に結合されている。コップ形磁石は、その周面の領 域において軸方向の突起１８により案内されている。この突起は管状に形成され ており、かつ相対運動不能に支持プレート１０に固定されている。突起１８はそ の外周面の領域に摩擦の小さな表面被膜層１７を有し、該被膜層１７によって、 交流電流導入時における減衰器１の応答特性が改善される。寄生振動を発生する 、振動する構造部分４は振動減衰器１に結合されている。振動する構造部分４に 結合された信号発信器２１は電気的な信号を発信し、該信号は質量力によって惹 き起される寄生振動に対して所定の位相関係にある。つまり下方に向う構造部分 ４の移動が、例えば信号発信器２１の正の電気信号を生ぜしめる。この信号は、 プロセス制御計算機２０内で回転数やその他の入力量に対応して処理されかつ振 動減衰器１に伝達される。その結果振動減衰器１が構造部分の運動に正確に対抗 するようになる。つまりこの場合は上方に向って運動するようになる。これによ り寄生振動の完全な補償が実現される。全てのその他の寄生振動も対応して励起 され、従ってこれらも正確に規定された、回転数に関連した位相関係にある。こ のような関係がプロセス制御計算機２０内でプログラムされ、かつ適した基準信 号及び入力量に対応して呼び出される。

【図面の簡単な説明】

【図１】協働状態にある本考案の支承装置の図である。

【図２】能動的な振動減衰器の断面図である。

【図３】能動的な振動減衰器の制御装置の図である。

【符号の説明】

１ 振動減衰器、 ２ 支承体、 ３ 機械部分、 ４
構造部分、 ５ ばね、 ６ 可動コイル、 ７ 慣
性質量体、 １０ 支持プレート、 １１ コップ形磁
石、 １２ 磁石ケーシング、 １４ プレス部、 １
６ 縁部領域、１７ 表面被膜層、 １８ 突起、 １
９ 出力増幅器、 ２０ プロセス制御計算機、 ２１
信号発信器

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動する構造部分のための支承装置であ
   って、機械部分（３）上に支持された支承体（２）と、
   ばね体によって支承体（２）上に支持された支持支承部
   と、駆動装置の駆動に伴って導入される振動の方向に対
   し平行に往復動することのできる慣性質量体（７）とを
   有し、該慣性質量体（７）は、弾発的に支承されていて
   励起された振動に対し反対方向に運動可能であり、かつ
   ばね（５）によって支承体（２）に結合されている形式
   のものにおいて、 慣性質量体（７）とばね（５）とが液体に接触していな
   いことを特徴とする、支承装置。
2. 【請求項２】 慣性質量体（７）及び振動する構造部分
   （４）のそれぞれの大きさの比が１／１００乃至１／１
   ０００である、請求項１記載の支承装置。
3. 【請求項３】 慣性質量体（７）とばね（５）とが別個
   のケーシング（１２）に受容されている、請求項１又は
   ２記載の支承装置。
4. 【請求項４】 ケーシング（１２）が支承体（２）とは
   反対側で機械部分（３）に固定されている、請求項３記
   載の支承装置。