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技術 ダンパーマウント

出願人 本田技研工業株式会社
発明者 伊藤優歩井上敏郎
出願日 2019年2月15日 (1年9ヶ月経過) 出願番号 2019-025088
公開日 2020年8月31日 (2ヶ月経過) 公開番号 2020-133699
状態 未査定
技術分野 流体減衰装置 車体懸架装置 防振装置
主要キーワード 高剛性状態 乗り味 中心線周り 低剛性状態 主荷重 基本次数 外側筒 アウター部材
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年8月31日)のものです。
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図面 (6)

課題

磁性エラストマ材料からなる可変弾性部材せん断方向の弾性特性を利用してダンパーマウント剛性を制御できるようにする。

解決手段

ダンパーロッド17に固定される環状のインナー部材21と、車体構成部材9に固定される環状のアウター部材22と、磁性エラストマからなる可変弾性部材24と、この可変弾性部材に磁界印加するコイル25とを備え、可変弾性部材は、インナー部材とアウター部材との間に径方向に挟み込まれた状態で設けられている。特に、インナー部材は、ダンパー側のボルト挿通される筒状部35と、この筒状部の軸方向の両端に設けられた1対のフランジ部36とを有し、可変弾性部材は、フランジ部とアウター部材との間に設けられ、コイルは、筒状部の外周側に設けられ、インナー部材およびアウター部材は、磁性体材料で形成されている。

概要

背景

車輪から車体に伝達される振動を低減するため、サスペンションを構成するダンパー車体取付部にダンパーマウントが設けられている。

このようなダンパーマウントでは、剛性を低く設定すると、車輪から車体に伝達される振動を効果的に抑制できるため、車室内騒音や振動を低減することができるが、その反面、ダンパーの車体への追従性が低下するため、操縦定性フラットライド性能が低下するという不都合が生じる。一方、ダンパーマウントの剛性を高く設定すると、ダンパーの車体への追従性が向上するため、操縦安定性やフラットライド性能が高くなるが、その反面、車輪から車体に伝達される振動を十分に抑制できないため、車室内の騒音や振動が大きくなるという不都合が生じる。

このようにダンパーマウントには二律背反する課題があるが、このような課題に関係する技術として、従来、磁性エラストマ材料からなる可変弾性部材でダンパーマウントを構成して、車両の状況に応じてダンパーマウントの剛性を変化させる技術が知られている(特許文献1参照)。

概要

磁性エラストマ材料からなる可変弾性部材のせん断方向の弾性特性を利用してダンパーマウントの剛性を制御できるようにする。ダンパーのロッド17に固定される環状のインナー部材21と、車体構成部材9に固定される環状のアウター部材22と、磁性エラストマからなる可変弾性部材24と、この可変弾性部材に磁界印加するコイル25とを備え、可変弾性部材は、インナー部材とアウター部材との間に径方向に挟み込まれた状態で設けられている。特に、インナー部材は、ダンパー側のボルト挿通される筒状部35と、この筒状部の軸方向の両端に設けられた1対のフランジ部36とを有し、可変弾性部材は、フランジ部とアウター部材との間に設けられ、コイルは、筒状部の外周側に設けられ、インナー部材およびアウター部材は、磁性体材料で形成されている。

目的

本発明は、このような背景に鑑み、磁性エラストマ材料からなる可変弾性部材のせん断方向の弾性特性を利用して剛性を制御することができるダンパーマウントを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

ダンパーと車体との間に設けられるダンパーマウントであって、前記ダンパーに固定される環状のインナー部材と、前記車体に固定される環状のアウター部材と、磁性エラストマからなる可変弾性部材と、この可変弾性部材に磁界印加するコイルとを備え、前記可変弾性部材は、前記インナー部材と前記アウター部材との間に径方向に挟み込まれた状態で設けられている第1可変弾性部材を含むことを特徴とするダンパーマウント。

請求項2

前記インナー部材は、前記ダンパー側のボルト挿通される筒状部と、この筒状部の軸方向の両端に設けられた1対のフランジ部とを有し、前記第1可変弾性部材は、前記フランジ部と前記アウター部材との間に径方向に挟み込まれた状態で設けられ、前記コイルは、前記筒状部の外周側に設けられ、前記インナー部材および前記アウター部材は、磁性体材料で形成されていることを特徴とする請求項1に記載のダンパーマウント。

請求項3

前記第1可変弾性部材は、径方向に磁性粒子を配列させた状態に形成され、前記コイルにより発生する磁束が径方向に通過することで、軸方向にせん断変形する際の弾性特性が変化することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のダンパーマウント。

請求項4

さらに、定弾性部材を備え、前記第1可変弾性部材は、1対の前記フランジ部の各々の外周側に1対設けられており、前記定弾性部材は、1対の前記第1可変弾性部材の間に設けられている第1定弾性部材を含むことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載のダンパーマウント。

請求項5

さらに、前記インナー部材および前記アウター部材を支持する支持部材を備え、前記定弾性部材は、前記インナー部材と前記支持部材との間に軸方向に挟み込まれた上体で設けられている第2定弾性部材をさらに含むことを特徴とする請求項4に記載のダンパーマウント。

請求項6

前記可変弾性部材は、前記インナー部材と前記支持部材との間に軸方向に挟み込まれた状態で設けられている第2可変弾性部材をさらに含むことを特徴とする請求項5に記載のダンパーマウント。

技術分野

0001

本発明は、サスペンションを構成するダンパーと車体との間に設けられるダンパーマウントに関するものである。

背景技術

0002

車輪から車体に伝達される振動を低減するため、サスペンションを構成するダンパーの車体取付部にダンパーマウントが設けられている。

0003

このようなダンパーマウントでは、剛性を低く設定すると、車輪から車体に伝達される振動を効果的に抑制できるため、車室内騒音や振動を低減することができるが、その反面、ダンパーの車体への追従性が低下するため、操縦定性フラットライド性能が低下するという不都合が生じる。一方、ダンパーマウントの剛性を高く設定すると、ダンパーの車体への追従性が向上するため、操縦安定性やフラットライド性能が高くなるが、その反面、車輪から車体に伝達される振動を十分に抑制できないため、車室内の騒音や振動が大きくなるという不都合が生じる。

0004

このようにダンパーマウントには二律背反する課題があるが、このような課題に関係する技術として、従来、磁性エラストマ材料からなる可変弾性部材でダンパーマウントを構成して、車両の状況に応じてダンパーマウントの剛性を変化させる技術が知られている(特許文献1参照)。

先行技術

0005

特開2015−24672号公報

発明が解決しようとする課題

0006

さて、磁性エラストマ材料から可変弾性部材では、磁性粒子を一方向に配列させた状態に形成することで、磁性粒子の配列方向の磁束が可変弾性部材を通過するように磁界を形成すると、外力に対して磁性粒子が整列した状態を維持する応力が可変弾性部材に発生し、この応力により可変弾性部材がせん断方向に弾性変形する際の弾性特性が変化する。このせん断方向の弾性特性を利用すると、優れた制御特性が得られ、ダンパーマウントの剛性を効率よく制御することができる。

0007

しかしながら、前記従来技術は、磁性エラストマ材料からなる可変弾性部材に対して、ダンパーの伸縮方向に磁束を通過させる構成であり、可変弾性部材の伸縮方向の弾性特性を利用しており、磁性エラストマ材料からなる可変弾性部材のせん断方向の弾性特性を利用してダンパーマウントの剛性を制御することに関してなんら考慮がない。

0008

本発明は、このような背景に鑑み、磁性エラストマ材料からなる可変弾性部材のせん断方向の弾性特性を利用して剛性を制御することができるダンパーマウントを提供することを課題とする。

課題を解決するための手段

0009

このような課題を解決するために、本発明のある実施形態は、ダンパー(11)と車体との間に設けられるダンパーマウント(1、101、201)であって、前記ダンパーに固定される環状のインナー部材(21)と、前記車体に固定される環状のアウター部材(22)と、磁性エラストマからなる可変弾性部材と、この可変弾性部材に磁界を印加するコイル(25)とを備え、前記可変弾性部材は、前記インナー部材と前記アウター部材との間に径方向に挟み込まれた状態で設けられている第1可変弾性部材(24)を含む。

0010

この構成によれば、磁性エラストマ材料からなる可変弾性部材のせん断方向の弾性特性を利用してダンパーマウントの剛性を効率よく制御することができる。そして、乗り味性能(操縦安定性やフラットライド性能)を重視する場面では、ダンパーマウントの剛性を高め、一方、振動騒音性能を重視する場面では、ダンパーマウントの剛性を低くする制御を行うことで、乗り味性能と振動騒音性能との両立を図ることができる。

0011

また、上記構成において、前記インナー部材(21)は、前記ダンパー(11)側のボルト(31)が挿通される筒状部(35)と、この筒状部の軸方向の両端に設けられた1対のフランジ部(36)とを有し、前記第1可変弾性部材(24)は、前記フランジ部と前記アウター部材(22)との間に径方向に挟み込まれた状態で設けられ、前記コイル(25)は、前記筒状部の外周側に設けられ、前記インナー部材および前記アウター部材は、磁性体材料で形成されているとよい。

0012

この構成によれば、コイルから発生した磁束を効率よく可変弾性部材に通過させることができる。

0013

また、上記構成において、前記第1可変弾性部材(24)は、径方向に磁性粒子を配列させた状態に形成され、前記コイル(25)により発生する磁束が径方向に通過することで、軸方向にせん断変形する際の弾性特性が変化するとよい。

0014

この構成によれば、可変弾性部材のせん断方向の優れた弾性特性により、ダンパーマウントの剛性を効率よく制御することができる。

0015

また、上記構成において、さらに、定弾性部材を備え、前記第1可変弾性部材(24)は、1対の前記フランジ部(36)の各々の外周側に1対設けられており、前記定弾性部材は、1対の前記第1可変弾性部材の間に設けられている第1定弾性部材(23)を含むとよい。

0016

この構成によれば、1対の可変弾性部材と定弾性部材とにより、ダンパーマウントの剛性を適切に高めることができる。

0017

また、上記構成において、さらに、前記インナー部材(21)および前記アウター部材(22)を支持する支持部材(102)を備え、前記定弾性部材は、前記インナー部材と前記支持部材との間に軸方向に挟み込まれた上体で設けられている第2定弾性部材(104)をさらに含むとよい。

0018

この構成によれば、第1定弾性部材と第2定弾性部材とにより、ダンパーマウントの軸方向と径方向との2方向の剛性を適切に高めることができる。

0019

また、上記構成において、前記可変弾性部材は、前記インナー部材(21)と前記支持部材(102)との間に軸方向に挟み込まれた状態で設けられている第2可変弾性部材(203)をさらに含むとよい。

0020

この構成によれば、第1可変弾性部材と第2可変弾性部材とにより、ダンパーマウントの軸方向と径方向との2方向の剛性を適切に制御することができる。

発明の効果

0021

このように本発明によれば、磁性エラストマ材料からなる可変弾性部材のせん断方向の弾性特性を利用してダンパーマウントの剛性を効率よく制御することができる。そして、乗り味性能(操縦安定性やフラットライド性能)を重視する場面では、ダンパーマウントの剛性を高め、一方、振動騒音性能を重視する場面では、ダンパーマウントの剛性を低くする制御を行うことで、乗り味性能と振動騒音性能との両立を図ることができる。

図面の簡単な説明

0022

第1実施形態に係るダンパーマウント1の取付状態を示す側面図である。
第1実施形態に係るダンパーマウント1の断面図である。
第1実施形態に係るダンパーマウント1に設けられた第1可変弾性部材24の制御状態に応じた騒音レベルおよび振動レベルを表すグラフである。
第2実施形態に係るダンパーマウント101の断面図である。
第3実施形態に係るダンパーマウント201の断面図である。

実施例

0023

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。

0024

(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係るダンパーマウント1の取付状態を示す側面図である。

0025

車輪2を懸架するサスペンション3は、ダンパー11とサスペンションアーム12とスプリング13とで構成される。ダンパー11は、シリンダー16に対してロッド17が出し入れされる伸縮式のシリンダーダンパであり、シリンダー16の下端が、車軸5を支持するハブ6に連結され、ロッド17の上端が車体(図示せず)に連結され、このロッド17の上端と車体との間にダンパーマウント1が設けられる。

0026

図2は、第1実施形態に係るダンパーマウント1の断面図である。

0027

ダンパーマウント1は、インナー部材21とアウター部材22と第1定弾性部材23と第1可変弾性部材24とコイル25とを備えている。

0028

インナー部材21は、環状に形成され、断面がコ字形状をなしており、ダンパー11のロッド17に固定される。具体的には、インナー部材21は、ロッド17の上端に設けられたボルト31とナット32とによりロッド17に締結される。インナー部材21は、ボルト31が挿通される筒状部35と、この筒状部35の軸方向の両端に設けられた1対のフランジ部36とを有している。インナー部材21は、磁性体材料(鉄系材料など)で形成されている。

0029

アウター部材22は、環状に形成され、断面がL字形状をなしている。アウター部材22は、インナー部材21を取り囲む周壁部41と、周壁部41の上端から径方向外向きに張り出した取付部42とを有している。周壁部41の内側にインナー部材21が収容された状態となる。取付部42は、車体構成部材9に固定される。アウター部材22は、磁性体材料(鉄系材料など)で形成されている。

0030

第1定弾性部材23は、環状をなし、インナー部材21とアウター部材22との間に径方向に挟み込まれた状態で設けられている。具体的には、第1定弾性部材23は、インナー部材21の1対のフランジ部36の間に設けられたコイル25の外周面とアウター部材22の周壁部41の内周面との間に設けられている。第1定弾性部材23は、天然ゴム系ウレタン系などのゴム材料で形成されている。

0031

第1可変弾性部材24は、環状をなし、インナー部材21とアウター部材22との間に径方向に挟み込まれた状態で設けられている。具体的には、第1可変弾性部材24は、インナー部材21のフランジ部36の外周面とアウター部材22の周壁部41の内周面との間に設けられている。また、この第1可変弾性部材24は、1対のフランジ部36に対応して第1定弾性部材23の上下両側に1対設けられている。

0032

第1可変弾性部材24は、磁性エラストマ(磁気粘弾性エラストマ)材料で形成されている。この磁性エラストマ材料は、シリコン系などのエラストマを基材として、その基材に磁性粒子(例えば鉄粉)を分散させたものである。また、第1可変弾性部材24は、径方向に磁性粒子を配列させた状態に形成されている。具体的には、基材となるエラストマの硬化時に、組立時に径方向となる方向の磁界を印加することで、磁力線に沿う方向に磁性粒子が整列する。

0033

コイル25は、インナー部材21の筒状部35の外周側における1対のフランジ部36の間に設けられている。コイル25は、中心線周り導線を巻き回した状態で設けられている。

0034

このように構成されたダンパーマウント1においては、コントローラ(図示せず)からコイル25に電流が供給されることで、コイル25から発生する磁束が第1可変弾性部材24を通過して、第1可変弾性部材24の剛性が高くなる。すなわち、コイル25に電流を流さない状態では、第1可変弾性部材24は低剛性状態であり、コイル25に電流を流すと、第1可変弾性部材24が高剛性状態となり、電流の大きさに応じて第1可変弾性部材24の剛性が変化する。これにより、コイル25の電流を調整することで、第1可変弾性部材24の剛性を制御することができる。

0035

また、本実施形態では、インナー部材21およびアウター部材22が磁性体材料(例えば鉄系材料)で形成されているため、コイル25から発生する磁束が効率よく第1可変弾性部材24に導かれ、磁束の漏れを抑制することができる。

0036

また、本実施形態では、第1可変弾性部材24が、インナー部材21とアウター部材22との間に径方向に挟み込まれた状態で設けられているため、ダンパーマウント1の軸方向に作用する外力に対してせん断方向の弾性変形を起こす。一方、第1可変弾性部材24は、径方向に磁性粒子を配列させた状態に形成されており、コイル25から発生する磁束が、第1可変弾性部材24を径方向に通過するように磁界を形成することで、磁性粒子が径方向に整列した状態を維持する応力が第1可変弾性部材24に発生し、この応力により第1可変弾性部材24がせん断方向に弾性変形する際の弾性特性が変化する。本実施形態では、このせん断方向の弾性特性を利用するため、優れた制御特性が得られ、ダンパーマウント1の剛性を効率よく制御することができる。

0037

また、乗り味性能(操縦安定性やフラットライド性能)を重視する場面では、ダンパーマウント1の剛性を高めることで、ダンパー11の車体への追従性が向上するため、操縦安定性やフラットライド性能が高くなる。一方、振動騒音性能を重視する場面では、ダンパーマウント1の剛性を低くすることで、車輪2から車体に伝達される振動を効果的に抑制できるため、車室内の騒音や振動を低減することができる。これにより、乗り味性能と振動騒音性能とを両立することができる。

0038

図3は、第1実施形態に係るダンパーマウント1に設けられた第1可変弾性部材24の制御状態に応じた騒音レベルおよび振動レベルを表すグラフである。図3(A)は、加速時において車室内に発生する騒音の騒音レベルを表し、図3(B)は、加速時においてシートに発生する振動の振動レベルを表す。また、グラフの横軸エンジン回転数を表し、縦軸は騒音レベルおよび振動レベルを表している。

0039

図3(A)に示すように、加速時に車室内に発生する騒音では、第1可変弾性部材24を低剛性状態とした場合には、第1可変弾性部材24を高剛性状態とした場合と比較して、エンジン回転数の常用域の全体に渡って騒音レベルが低減している。また、図3(B)に示すように、加速時にシートに発生する振動では、第1可変弾性部材24を低剛性状態とした場合には、第1可変弾性部材24を高剛性状態とした場合と比較して、エンジン回転数の常用域の全体に渡って振動レベル(基本次数成分)が低減している。

0040

(第2実施形態)
次に、第2実施形態について説明する。なお、ここで特に言及しない点は前記の実施形態と同様である。図4は、第2実施形態に係るダンパーマウント101の断面図である。

0041

本実施形態では、ダンパーマウント101が、支持部材102と第1定弾性部材23と第2定弾性部材104とを備えている。第1定弾性部材23および第2定弾性部材104は天然ゴム系などのゴム材料で形成されている。

0042

支持部材102は、環状に形成され、断面がコ字形状をなしており、1対の支持板部111と外側筒状部112とを有している。1対の支持板部111は、インナー部材21における1対のフランジ部36の外面に対向するように設けられている。外側筒状部112は、アウター部材22を取り囲むように設けられている。この支持部材102の内部に、インナー部材21の外周側の部分とアウター部材22とが収容される。

0043

第1定弾性部材23は、第1実施形態と同様である。

0044

第2定弾性部材104は、環状をなし、インナー部材21と支持部材102との間に軸方向に挟み込まれた状態で設けられている。具体的には、インナー部材21の1対のフランジ部36と支持部材102の1対の支持板部111との間に設けられている。また、この第2定弾性部材104は、1対のフランジ部36に対応して1対設けられている。

0045

このように構成されたダンパーマウント101では、インナー部材21と支持部材102との間に軸方向に挟み込まれた第2定弾性部材104が、ダンパー11の軸方向に作用する主荷重を受ける。

0046

(第3実施形態)
次に、第3実施形態について説明する。なお、ここで特に言及しない点は前記の実施形態と同様である。図5は、第3実施形態に係るダンパーマウント201の断面図である。

0047

本実施形態では、ダンパーマウント201が、第1可変弾性部材24と第2可変弾性部材203とを備えている。第1可変弾性部材24および第2可変弾性部材203は磁性エラストマ材料で形成されている。

0048

第1可変弾性部材24は、第1実施形態と同様である。

0049

この第1可変弾性部材24では、コイル25により発生した磁束が径方向に通過する。これにより、コイル25に流す電流を調整することで、第1可変弾性部材24のせん断方向の弾性係数、すなわち、ダンパーマウント201の軸方向の剛性を制御することができる。

0050

一方、第2可変弾性部材203は、環状をなし、インナー部材21と支持部材102との間に軸方向に挟み込まれた状態で設けられている。具体的には、インナー部材21の1対のフランジ部36と支持部材102の1対の支持板部111との間に設けられている。また、この第2可変弾性部材203は、1対のフランジ部36に対応して1対設けられている。

0051

この第2可変弾性部材203では、コイル25により発生した磁束が軸方向に通過する。これにより、コイル25に流す電流を調整することで、第2可変弾性部材203のせん断方向の弾性係数、すなわち、ダンパーマウント201の径方向の剛性を制御することができる。

0052

1ダンパーマウント
2車輪
3サスペンション
9車体構成部材
11ダンパー
12サスペンションアーム
13スプリング
16シリンダー
17ロッド
21インナー部材
22アウター部材
23 第1定弾性部材
24 第1可変弾性部材
25コイル
31ボルト
32ナット
35 筒状部
36フランジ部
41周壁部
42取付部
101 ダンパーマウント
102支持部材
104 第2定弾性部材
111 支持板部
112外側筒状部
201 ダンパーマウント
203 第2可変弾性部材

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