説明

MR流体が封入されたエンジンマウント用オリフィスプレートの構造

【課題】
MR流体が移動する流路の全部分において、MR流体の流動方向と直角をなすように磁場の形成を誘導して、より効率的にMR流体の流動特性を制御できるMR流体が封入されたエンジンマウント用オリフィスプレートの構造を提供する。
【解決手段】
中央にセンター部が形成され、前記センター部の外周面から放射形で複数個のブレードが突出してブレード部を形成するコア、および前記センター部の外周面に結合し、各ブレードと結線されたコイル組立体、を含み、前記MR流体がブレードの間を通して流動するように前記ブレードの間には間隙が形成され、電流が印加されたコイル組立体は隣接するブレードを互いに異なる極性に磁化させることを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、エンジンマウント内に取り付けられるオリフィスプレートの構造に係り、より詳しくは、エンジンマウントに封入されたMR流体(Magnetorheological fluid)の流動をより効率的に制御するように、MR流体が流動する流路の全体に磁場が直角方向に形成されるオリフィスプレートの構造に関する。
【背景技術】
【0002】
エンジンから発生した振動を減らすようにするため、エンジンはエンジンマウントを介して車体のエンジンルームに設けられる。前記エンジンマウントは、主に、材質の弾性力を用いたラバーマウント(rubber mount)と、内部に液体が封入され、液体の慣性効果(inertia effect)によって振動を減らすハイドロマウントが広く用いられている。
【0003】
この中、ハイドロエンジンマウントは、高い周波数領域および低い周波数領域の振動を同時に減らすように構成され、色々な車種に広く用いられている。
前記ハイドロエンジンマウントは、図1に示すように、インシュレータとダイヤフラムが形成する内部空間にハイドロ液が収容されており、内部空間はオリフィスプレートが取り付けられ、上側液室と下側液室に区切られる。
【0004】
前記オリフィスプレートは、縁に沿って内側にハイドロ液が流動するように環形の流路が形成され、中央にはデカップラーがさらに取り付けられたりもする。また、インシュレータと結合されたスタッドはエンジンのブラケットと結合される。したがって、スタッドに加えられる荷重により、弾性材質のインシュレータが弾性圧縮および復元を繰り返せば、ハイドロ液は流路を通して上側液室と下側液室を流動するようになる。このようなハイドロ液の流動はデカップラーを振動させ、高い周波数領域の振動はデカップラーの振動によって減らされ、低い周波数領域の振動は流路を通したハイドロ液の流動によって減らされる構造を有する。
(例えば特許文献1参照)
【0005】
一方、前記ハイドロマウントには、一般的なハイドロ液の代わりにMR流体が封入されたりもする。MR流体(Magnetorheological fluid)は、合成炭化水素液体に磁性を有する柔らかい粒子が混合された懸濁液であって、周辺に形成される磁場の強さに応じてせん断応力(Shear stress)が変わる特性がある。
【0006】
したがって、MR流体が封入されたハイドロマウントは、MR流体が通過する流路の周辺に磁場を形成するようにオリフィスプレートにコイルをさらに付設し、前記コイルの電流印加を制御して、車両の運行条件に応じてマウントの動剛性(Dynamic stiffness)および減衰特性を制御するように構成されている。
【0007】
従来のMR流体の制御方式は図2に示す通りである。オリフィスプレートは、ハイドロマウント内において、MR流体が上側液室と下側液室に流動するように上下に開通した流路が付設されており、前記流路の一側に位置するようにコイルが取り付けられ、前記コイルに電流を印加することによってMR流体の流動を制御する構造を有する。
【0008】
前記MR流体は、磁場が形成されない場合には、一般的なハイドロ液と類似する流動特性を有するが、周辺に磁場が形成されれば、粒子が列をなして流動特性が変わる。すなわち、磁場が形成されない場合には、前記MR流体のせん断応力は粘性とせん断率(shear rate)の乗算値で計算されるが、磁場が形成される場合には、前記MR流体のせん断応力は粘性とせん断率(shear rate)の乗算値に降伏せん断応力が追加される。前記降伏せん断応力は加えられる磁場の強さに比例して増加する。
しかし、図2に示すようにMR流体内の粒子を流動方向と直角をなすように配列させるためには、MR流体の流動方向と磁場の形成方向が直角をなさなければならない。
【0009】
しかし、従来の方式は流路の一側にコイルが一定間隔をおいて配置された構造であって、「A」区間と「C」区間においては磁場がMR流体の流動方向と直角をなすが、「B」区間においては(MR流体の流動方向と)平行に形成され、制御効率を低下させた。すなわち、「A」区間と「C」区間においては、磁場がMR流体の流動方向と直角をなすのでMR流体を通過するが、「B」区間においては、磁場がMR流体の流動方向と平行に形成され、MR流体を通過しないために制御効率が低下した。
【0010】
したがって、コイルに印加する電流値を増大させるか流路をより長く形成して、低下した制御効率を挽回したが、この方法は体積が増大し、発熱量が増加する問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0011】
【特許文献1】特開2001−295880号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
本発明は前記のような点に鑑みてなされたものであって、より効率的にMR流体の流動特性を制御できるオリフィスプレートの構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0013】
このような目的を達成するための本発明は、MR流体が封入されたエンジンマウント用オリフィスプレートの構造であって、中央にリング形状のセンター部が形成され、前記センター部の外周面から放射形で複数個のブレードが突出してブレード部を形成するコア、および前記センター部の外周面に結合され、各ブレードと結線されたコイル組立体、を含み、前記MR流体がブレードの間を通して流動するように前記ブレードの間には間隙(space)が形成され、電流が印加されたコイル組立体は隣接するブレードを互いに異なる極性(magnetic polarity)に磁化(magnetization)させることを特徴とする。
【0014】
また、前記コアは、中央にリング形状の上側センター部が形成され、外周面に放射形で複数個の上側ブレードが形成され、前記上側ブレードが下側に広い幅で延びた上側コアと、中央にリング形状の下側センター部が形成され、外周面に放射形で複数個の下側ブレードが形成され、前記下側ブレードが上側に広い幅で延びた下側コアと、が上下に結合され、前記上側センター部と下側センター部がセンター部を構成し、隣接する2つの上側ブレードの間には1つの下側ブレードが配置されブレード部を構成することを特徴とする。
【0015】
前記上側ブレードには下側に開口された下側溝がリング形状をなすように形成され、前記下側ブレードには上側に開口された上側溝がリング形状をなすように形成され、前記コイル組立体はリング形状であって、下側溝と上側溝との間に取り付けられることを特徴とする。
【0016】
それと共に、前記コイル組立体には非磁性体のカバーが結合される。また、リング形状として非磁性体であり、前記ブレード部が内周面に固定されるアウターリングをさらに含んで構成されることを特徴とする。
【0017】
また、センター部の内周面を非磁性材質の別途部品で遮蔽することにより、MR流体の流動経路をブレードの間に形成した流路に限定することができる。それと共に、センター部の内周面を遮蔽せずに従来のデカップラーをそのまま設けることができ、従来のデカップラーと類似する機能(高周波数振動の減衰機能)をより効果的に提供できるように同一の構成を有するが直径が縮小した本発明のオリフィスプレートをさらに設けることができる。すなわち、本発明のオリフィスプレートは、前記センター部の内周面にはアウターリングより直径が縮小した第2アウターリングが結合され、前記コアおよびコイル組立体と同一の構成を有し、直径が縮小した第2コアおよび第2コイル組立体が前記第2アウターリングの内周面に取り付けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【0018】
前記のような構成の本発明は、MR流体が移動する流路の全部分において、MR流体の流動方向と直角をなすように磁場の形成を誘導して、より効率的にMR流体の流動特性を制御することができる。
【0019】
したがって、相対的に低い電流で作動したり流路長さを短縮したりすることができるため、従来における発熱量の増加および体積増加のような問題点を解決することができる。また、上部コアと下部コアは対称形状であって生産が容易であり、全体的な形状はリング形状で形成され、内側または/および外側に複数のオリフィスプレートを付設してMR流体をより精巧に制御できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】一般的なハイドロ液が封入されたハイドロマウントの断面図である。
【図2】MR流体が封入されたハイドロマウントに用いられるオリフィスプレートの断面図および磁場形成に応じてMR流体の粒子が配列される様子を示す部分拡大図である。
【図3】本発明の好ましい実施形態によるオリフィスプレートの斜視図である。
【図4】本発明の好ましい実施形態によるオリフィスプレートが切開された様子を示す斜視図である。
【図5】本発明の好ましい実施形態によるオリフィスプレートの分解斜視図である。
【図6】コイル組立体の電流印加時に磁場が形成された様子を示す平面図および底面図である。
【図7】MR流体の流動方向と磁場の形成方向を示す側面図である。
【図8】本発明の他の実施形態によるオリフィスプレートの平面である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
本発明のオリフィスプレートは、MR流体が封入されたエンジンマウント内に取り付けられ、インシュレータとダイヤフラムとの間において上側液室と下側液室を区切り、電流印加によって磁場を形成するように車両のバッテリーおよび電流供給を制御するコントローラと電気的に連結される。MR流体は磁場の強さに比例して可変し、磁場の強さはコイルに印加される電流に比例するため、前記コントローラはコイルに印加される電流供給を制御し、エンジン回転数、車速などのような車両の運行状態が考慮された制御アルゴリズムに従って作動する。
【0022】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態によるMR流体が封入されたエンジンマウント用オリフィスプレートをより詳細に説明する。
図3を参照すれば、本発明のオリフィスプレートは、コアとコイル組立体が結合して形成される。前記コアは、中央にリング形状の(または円板形状の)センター部1が形成され、前記センター部1の外周面から放射形で複数個のブレード(12,42)が突出してブレード部2が形成される。また、カバー30が結合したコイル組立体20は前記センター部1の外周面に結合され、各ブレード(12,42)が磁化するように結線される。前記ブレード(12,42)は、MR流体が上下に流動できるように一定の間隙をおくように互いに離隔して配置される。それと共に、コイル組立体20は車両のバッテリーから(コントローラを介して)電流の供給を受け、隣接するブレード(12,42)を互いに異なる極性に、すなわちN極、S極が継続的に繰り返されるように磁化させる。
【0023】
図4と図5に示すように、前記コアは同一の(または対称)形状で形成された上側コア10と下側コア40が結合して形成される。すなわち、前記上側コア10は、中央にリング形状の上側センター部11が形成され、外周面に放射形で複数個の上側ブレード12が形成され、前記上側ブレード12は末端部が下側に広い幅で延びた形状を有する。また、前記下側コア40は、中央にリング形状の下側センター部41が形成され、外周面に放射形で複数個の下側ブレード42が形成され、前記下側ブレード42は上側に広い幅で延びた形状を有する。
【0024】
したがって、前記上側コア10と下側コア40は、隣接する2つの上側ブレード12の間には1つの下側ブレード42が配置されるように上下に結合してブレード部2を構成し、上側センター部11と下側センター部41が結合してセンター部1を構成する。
【0025】
また、前記上側コア10と下側コア40との間にリング形状のコイル組立体20が取り付けられるように、前記上側ブレード12には下側に開口した下側溝13がリング形状をなすように形成され、前記下側ブレード40には上側に開口した上側溝43がリング形状をなすように形成される。
【0026】
前記コイル組立体20は、MR流体と直接接触しないように(すなわち、コイル自身で形成された磁場がMR流体に影響を及ぼさないように)非磁性体であるカバー30が結合され、下側溝13と上側溝43との間に取り付けられる。すなわち、前記カバー30はリング形状で内周面が開口し、前記コイル組立体20が上側コア10と下側コア40のブレード(12,42)を磁化させ、コイル組立体20から発生する磁場がMR流体に直接影響を与えないようにコイル組立体20の表面から発生する磁場を遮蔽する。前記コイル組立体20は、上側コア10と下側コア40に個別的に結線(wiring)される。
【0027】
それと共に、前記オリフィスプレートがエンジンマウント内に取り付けられる時、ブレード(12,42)を保護するため、図6に示すようなリング形状の非磁性体であって、前記ブレード部2を内周面に固定するアウターリング50をさらに含んで構成される。
(この結果、隣接するブレード間に形成されたそれぞれの磁場は内部に閉鎖される。)
【0028】
上記のように構成されたオリフィスプレートは、前述した通り、アウターリング50が結合した状態でMR流体が封入されたエンジンマウント内に取り付けられ、内部を上側液室と下側液室に区切る。また、本発明のオリフィスプレートは、インシュレータの弾性圧縮および復元により、前記ブレード(12,42)の間にMR流体を上下に流動させ、コイル組立体20に電流が供給されれば、図6において矢印で示された方向に磁場が形成される。このような磁場は、図7に示すようにMR流体の流動方向に直角に形成され、MR流体のせん断応力を変化させる。このようなMR流体のせん断応力の変化によってエンジンマウントの動剛性および減衰特性が決定されるため、車両の運行状態に応じてコイル組立体20への電流供給量を制御して最上のダンピング性能を提供することができる。
【0029】
一方、前記コアのセンター部1は、MR流体が通過できないように非磁性材質からなる円板形状の別途品を追加して製造することもできるが、本発明の好ましい実施形態のようにリング形状で形成し、従来のデカップラーをさらに取り付けてもよい。
【0030】
また、図8に示すように、センター部1の内周面にアウターリング50より直径が縮小した第2アウターリング50aを結合し、前記コアおよびコイル組立体と同一の構成を有するが直径が縮小した第2コアおよび第2コイル組立体を前記第2アウターリングの内周面に取り付け、デカップラーのように他の特性を有する振動(高周波数領域帯の振動)をより効率的に減らすことができる。
【0031】
本明細書と図面に開示された以上の実施形態は、本発明の理解を助けるために特定例を提示したものに過ぎず、本発明の範囲を制限しようとするものではない。
本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、ここに開示された実施形態の以外にも本発明の技術的思想に基づいた他の変形例が実施可能であることは明白である。
【産業上の利用可能性】
【0032】
本発明は、エンジンマウントに封入されたMR流体(Magnetorheological fluid)の流動をより効率的に制御するオリフィスプレートの構造分野に適用できる。
【符号の説明】
【0033】
1・・・センター部
2・・・ブレード部
10・・・上側コア
20・・・コイル組立体
30・・・カバー
40・・・下側コア
50・・・アウターリング

【特許請求の範囲】
【請求項1】
MR流体が封入されたエンジンマウント用オリフィスプレートの構造であって、
中央にセンター部が形成され、前記センター部の外周面から放射形で複数個のブレードが突出してブレード部を形成するコア、および
前記センター部の外周面に結合され、各ブレードと結線されたコイル組立体、を含み、
前記MR流体がブレードの間を通して流動するように前記ブレードの間には間隙が形成され、電流が印加されたコイル組立体は隣接するブレードを互いに異なる極性に磁化させることを特徴とする、MR流体が封入されたエンジンマウント用オリフィスプレートの構造。
【請求項2】
前記コアは、
中央にリング形状の上側センター部が形成され、外周面に放射形で複数個の上側ブレードが形成され、前記上側ブレードが下側に広い幅で延びた上側コアと、中央にリング形状の下側センター部が形成され、外周面に放射形で複数個の下側ブレードが形成され、前記下側ブレードが上側に広い幅で延びた下側コアと、が上下に結合され、
前記上側センター部と下側センター部がセンター部を構成し、隣接する2つの上側ブレードの間には1つの下側ブレードが配置されてブレード部を構成することを特徴とする、請求項1に記載のMR流体が封入されたエンジンマウント用オリフィスプレートの構造。
【請求項3】
前記上側ブレードには下側に開口された下側溝がリング形状をなすように形成され、前記下側ブレードには上側に開口された上側溝がリング形状をなすように形成され、
前記コイル組立体はリング形状であって、下側溝と上側溝との間に取り付けられることを特徴とする、請求項2に記載のMR流体が封入されたエンジンマウント用オリフィスプレートの構造。
【請求項4】
前記コイル組立体は、非磁性体のカバーが結合されることを特徴とする、請求項3に記載のMR流体が封入されたエンジンマウント用オリフィスプレートの構造。
【請求項5】
リング形状として非磁性体であり、前記ブレード部が内周面に固定されるアウターリングをさらに含んで構成されることを特徴とする、請求項1ないし4のいずれか一項に記載のMR流体が封入されたエンジンマウント用オリフィスプレートの構造。
【請求項6】
前記センター部はリング形状であって、内周面にはアウターリングより直径が縮小された第2アウターリングが結合され、
前記コアおよびコイル組立体と同一の構成を有し、直径が縮小された第2コアおよび第2コイル組立体が前記第2アウターリングの内周面に取り付けられることを特徴とする、請求項5に記載のMR流体が封入されたエンジンマウント用オリフィスプレートの構造。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2012−117668(P2012−117668A)
【公開日】平成24年6月21日(2012.6.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−245146(P2011−245146)
【出願日】平成23年11月9日(2011.11.9)
【出願人】(591251636)現代自動車株式会社 (1,064)
【Fターム(参考)】