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

【課題】効率的にMR流体の流動特性を制御することができる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を提供する。
【解決手段】本発明の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は、リング形状をなすようにコイルが巻き取られたコイル組立体、および前記コイル組立体を内蔵し、円板形状に形成され、一側の出入口は上面に位置し、他側の出入口は下面に位置するように流路が形成されたコア組立体、を含み、前記流路はコイル組立体の周囲に沿って環状に形成され、前記流路を通過するMR流体の一方向回転のみを許容するように、上側出入口と下側出入口の間に流路分離器が敷設され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、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に係り、より詳しくは、MR流体(Magnetorheological fluid)が移動する流路のすべての領域に亘って磁場がMR流体の流動方向と直角をなすように形成され、前記流路は、コイル組立体の内/外側それぞれにおいて、コイル組立体の周囲に沿って一方向流動のみを許容するように構成されるオリフィスプレートに関する。
【背景技術】
【0002】
エンジンの振動を低減させるように、車のエンジンはエンジンマウントを通じて車体のエンジンルームに設置される。前記エンジンマウントは、材質の弾性力を利用したラバーマウント(rubber mount)と、内部に液体が封入され、液体流動による粘性抵抗を利用して振動を低減させるハイドロマウントが広く用いられている。
このうち、ハイドリック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低減させるように構成され、多くの車種に広く用いられている。
【0003】
図1には、通常の構造を有するハイドリックエンジンマウントの断面を示す。ハイドリックエンジンマウントは、インシュレータ2とダイヤフラム7が形成する内部空間でハイドロ液が収容され、内部空間はオリフィスプレート4が装着されて上側チャンバ3と下側チャンバ6とに区画される。
オリフィスプレート4は、枠に沿って内側にハイドロ液が流動するように流路(flow−path)5が形成され、中央にはデカプラが選択的に装着されることもある。また、インシュレータ2と結合したスタッドボルト1は、エンジンのブラケットと結合する。したがって、スタッドボルト1に加えられる荷重変化および振動によって弾性材質であるインシュレータ2が弾性圧縮および復元を繰り返し、ハイドロ液は流路5を通じて上側チャンバ3と下側チャンバ6を流動する。このようなハイドロ液の流動はデカプラを振動させ、高い周波数領域の振動はデカプラの振動に減殺され、低い周波数領域の振動は流路5を通じたハイドロ液の流動に減殺される構造を有する。
【0004】
一方、ハイドロマウントは、一般的なハイドロ液の代わりにMR流体が封入される。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した懸濁液であって、周辺の磁場の形成有無および磁場の強度によってせん断応力(Shear stress)が異なる特性がある。
したがって、MR流体が封入されたハイドロマウントのオリフィスプレート4’は、図2に示すように垂直方向に流路5’が形成され、MR流体が通過する流路5’周辺に磁場を形成するようにコイル8が追加で敷設される。また、コイル8に印加される電流量を制御することにより、車の運行条件に応じてマウントの動剛性(Dynamic stiffness)および減殺特性を調節するように構成される。
【0005】
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した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、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、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。降伏せん断応力は、加えられる磁場の強度に比例して増加する。
【0006】
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でなければならない。
しかし、従来の方式は、流路の一側にコイルが一定間隔を置いて配置された構造であって、「A」区間と「C」区間では磁場がMR流体の流動方向と直角をなすが、「B」区間では(MR流体の流動方向と)平行する方向に形成されてMR流体を通過しないため、制御効率が低下する。
したがって、コイルに印加する電流値を増大させたり流路をさらに長く形成したりして低下した制御効率を克服していたが、これは体積を増大させ、発熱量を増加させるという問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開平11−051109号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、上記問題点を解消し、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オリフィスプレート構造を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記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であって、リング形状をなすようにコイルが巻き取られたコイル組立体、および前記コイル組立体を内蔵し、円板形状に形成されて、一側の出入口は上面に位置し、他側の出入口は下面に位置するように流路が形成されたコア組立体、を含み、前記流路はコイル組立体の周囲に沿って環状に形成され、前記流路を通過するMR流体の一方向回転のみを許容するように、上側出入口と下側出入口の間に流路分離器が敷設されることを特徴とする。
【0010】
また、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であって、リング形状をなすようにコイルが巻き取られたコイル組立体、および前記コイル組立体を内蔵し、円板形状に形成され、一側の出入口は上面に位置し、他側の出入口は下面に位置するように流路が形成されたコア組立体、を含み、
前記流路はコイル組立体の周囲に沿って環状に形成され、前記流路の上端または下端のうちのいずれか1ヶ所は、垂直方向にコイル組立体から突出する形状を有するように形成されることを特徴とする。
【0011】
前記流路はコア組立体内で2ヶ所に分離して形成され、コイル組立体の内側に敷設される内側流路、およびコイル組立体の外側に敷設される外側流路、で構成され、前記内側流路および外側流路には流路分離器がそれぞれ敷設され、前記コア組立体は、円板形状で中央に突出部が形成され、内側流路および外側流路の下側出入口が形成された下部板、円板形状で前記下部板上に装着され、外側流路の下側出入口と開通する出入ホールが形成され、前記内側流路の下側出入口が内側に置かれるように中央にホールが形成され、前記ホールの周囲に沿って内側枠が上側に突出形成され、外側の周囲に沿って外側枠が上側に突出形成される下部コア、円板形状で前記下部コア上に装着され、内側流路の上側出入口と開通する出入ホールが形成され、前記突出部が結合するように中央にホールが形成され、前記ホールの周囲に沿って内側枠が下側に突出形成され、外側の周囲に沿って外側枠が下側に突出形成される上部コア、および円板形状で前記上部コア上に装着され、内側流路および外側流路の上側出入口が形成された上部板、を含み、下部コアの内側枠と上部コアの内側枠の間に内側流路が形成され、上部コアの外側枠と下部コアの外側枠の間に外側流路が形成されることを特徴とする。
【0012】
前記コイル組立体は、下部コアの内側枠と上部コアの外側枠の間に装着されることを特徴とする。
【0013】
前記下部コアと上部コアは、下部板と上部板よりも非透磁率(Relative permeabilit)がさらに高い材質で製造されることを特徴とする。
【0014】
前記内側流路または外側流路には2つ以上の流路分離器が装着され、前記流路分離器の数に応じて上側出入口および下側出入口が追加で形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、流路がコイル組立体の周囲に沿って回転し、一方向にのみ回転して流動するため、磁場が作用する有効区間(MR流体の流動方向と磁場が垂直をなす区間)が増加し、さらに効率的にMR流体の流動特性を制御することができる効果がある。また、本発明のオリフィスプレートは、2ヶ所で流路が形成されるため、MR流体がより迅速に流動することができ、より多量のMR流体を同時に制御することができる。
また、本発明の流路は、外側流路の上端と内側流路の下端が垂直方向にコイル組立体から突出する構造であって、このような突出部分で流動するMR流体は、全体周囲に沿って磁場と直角をなすため、制御性能をさらに向上させることができる(図3において、矢印で表示された突出部分)。
【0016】
また、コイル組立体により低い電流を印加して発熱量の増加を抑制することができ、コイル組立体をより小型に構成できるようにする効果がある。
従来の流路は上下方向に直線形態で形成され、コイル組立体の故障時にダンピング機能が大きく低下するが、本発明に係るオリフィスプレートは流路が環状で形成されるため、磁場が形成されなくても(一般的なハイドロ液を用いるハイドリックエンジンマウントのように)、MR流体の流動時に適正な粘性抵抗を誘発させることにより、最小限のダンピング機能を提供することができる。
さらに、前記下部コアと上部コアは非透磁率が高い材質で製造され、下部板と上部板は非透磁率が低い材質で製造されることにより、磁力線が流路に集中し、制御効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】一般的なハイドロ液が注入されるエンジン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リックエンジンマウントに装着される従来のオリフィスプレートの構造および磁場の形成有無に応じてMR流体の粒子の配列状態を示す図である。
【図3】本発明の好ましい実施形態に係るオリフィスプレートが、内部形状が現れるように半分に切断された様子を示す図面および部分拡大図である。
【図4】図3のオリフィスプレートが分解された様子を示す図である。
【図5】図3のオリフィスプレートを裏返した様子を、裏返した状態で分解された様子を示す図である。
【図6】各部分の切断形状が現われるように、図3のオリフィスプレートを部分的に切断した様子を示す図である。
【図7】本発明のオリフィスプレートが組み立てられる順序を示す図である。
【図8】本発明の他の実施形態に係るオリフィスプレートを、内部を透視して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、図面を参照して、本発明について詳細に説明する。
本発明のオリフィスプレートは、リング形状をなすようにコイルが巻き取られたコイル組立体、前記コイル組立体を内蔵し、円板形状に形成され、一側の出入口は上面に位置し、他側の出入口は下面に位置するように流路が形成されたコア組立体が結合して構成される。図3に示すように、コア組立体は、下部板10、下部コア20、上部コア30、および上部板50が結合して構成され、コイル組立体40は下部コア20と上部コア30の間に装着される。
【0019】
また、前記流路は、コイル組立体40の内側および外側で周囲に沿って環状で内側流路および外側流路がそれぞれ形成されるため、上述した磁場の有効区間は流路全体に拡張形成される。また、前記流路を通過するMR流体の一方向回転のみを許容するように、上側出入口と下側出入口の間には流路分離器60、70が敷設される。
図4および図5に示す通り、下部板10は円板形状で中央に突出部11が形成され、内側流路および外側流路の下側出入口12a、12bが所定の位置にそれぞれ形成される。突出部11には、突出部11および上部板50のホール51が貫通してボルト締結されるように、ボルトホール11aが形成される。
【0020】
下部板10上に装着される下部コア20は円板形状で外側流路の下側出入口12bと開通する位置に出入ホール25が形成される。また、突出部11と所定の間隔を置き、内側流路の下側出入口12aが露出するように、所定の内径を有する中央にホール24が形成される。また、内側流路と外側流路を形成してコイル組立体40が載置される所定の空間23が形成されるように、ホール24の周囲に沿って(コイル組立体の内周面に密着するように)所定の高さで内側枠22が突出し、外側でも周囲に沿って外側枠21が上側に突出形成される。
【0021】
下部コア20上に装着される上部コア30は円板形状に形成され、内側流路の上側出入口52aと開通する出入ホール35が形成され、突出部11が挟まれるように中央にホール34が形成され、ホール34の周囲に沿って内側枠32が下側に突出形成される。内側枠32は、内側流路の下側出入口12の内側に配置される外形を有する。また、外側の周囲に沿って外側枠31が下側に突出する。したがって、内側枠32と外側枠31の間に内側流路と外側流路を形成し、コイル組立体が載置される所定の空間32が形成される。
【0022】
上部コア30上に装着される上部板50は円板形状で内側流路および外側流路の上側出入口52a、52bが形成される。
一方、内側流路を部分的に遮蔽する第1流路分離器60は、下部コア20の中央ホール24の内側に突出部11に当接するように装着され(図5および図7参照)、外側流路を部分的に遮蔽する第2流路分離器70は、下部コア20の外側枠21の内側に上部コア30と当接するように装着される。
【0023】
また、MR流体が可能な限り遠い距離を流動できるように(すなわち、磁場の影響を多く受けることができるように)、図6に示すように、内側流路および外側流路それぞれの上側出入口52a、52bと下側出入口12a、12bは所定の距離を置いて隣接して配置され、その間に第1流路分離器60と第2流路分離器70それぞれが配置される。したがって、内側流路または外側流路に流入したMR流体は、第1流路分離器60または第2流路分離器70に遮られ、組立体の周囲に沿って一方向に回転するように流動する。
【0024】
コイル組立体40は、MR流体がコイルに直接に接触しないように、リング形状に巻き取られたコイルにコイルカバーが結合するように構成され、外部から電気の印加を受けることができるように配線される。また、コイル組立体40が揺れずにコア組立体内で固定されるように、コイル組立体40は、下部コア20の内側枠22と上部コア30の外側枠31の間で両側に密着して固定される。
また、磁場の磁力線が集中するように、下部コア20と上部コア30は非透磁率(Relative permeabilit)が高い材質で製造され、下部板10と上部板50または第1流路分離器60と第2流路分離器70は、非透磁率が低い材質で製造されることが好ましい。
【0025】
図7に示す通り、下部板10上に内側流路の下側出入口12aが露出するように下部コア20が装着された後、下側出入口12a、12bの一側に第1流路分離器60が装着される。第1流路分離器60は、内側流路の上側出入口52aと下側出入口12aの間に装着される。また、コイル組立体40が載置され、第2流路分離器70が外側流路の下側出入口12bの一側に装着される。第2流路分離器70は、外側流路の上側出入口52bと下側出入口12bの間に装着される。また、上部コア30および上部板50が順に装着されることにより、コイル組立体40の内側では内側流路が形成され、コイル組立体40の外側では外側流路が形成される。
【0026】
、選択的な実施形態として、図8に示すように、前記内側流路または外側流路には2つ以上の流路分離器を装着することができる。この場合には、前記流路分離器の数に応じて上側出入口および下側出入口が追加で形成される。すなわち、MR流体がコイル組立体の周囲に沿って半周だけ回転して移動するように、反対側に第1流路分離器60aおよび第2流路分離器70aがそれぞれ追加で敷設され、追加された流路分離器60a、70aによって流動が遮断されたMR流体が外部に排出されるように、下部板10および上部板50には下側出入口12c、12dおよび上側出入口52c、52dが追加で敷設される。
【0027】
このような流路の分割は、(粘性、粒子の密度などのような)MR流体の特性に応じて行うことが出来る。すなわち、MR流体の粘性が従来のハイドロ液と比べて過度に高く、コイル組立体40に電流が印加されないでも、流動速度が(定められた基準よりも)低ければ流路を分割することにより、同特性の低下を防ぐことができる。この場合、磁場に影響を受ける有効区間は縮小されるが、上側出入口または下側出入口の直径調節などのようなチューニングによって制御効率を償うことができる。
【0028】
以上、本発明に関する好ましい実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の属する技術分野を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。
【符号の説明】
【0029】
10 ・・・下部板
20 ・・・下部コア
30 ・・・上部コア
40 ・・・コイル組立体
50 ・・・上部板

【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であって、
リング形状をなすようにコイルが巻き取られたコイル組立体、および前記コイル組立体を内蔵し、円板形状に形成されて、一側の出入口は上面に位置し、他側の出入口は下面に位置するように流路が形成されたコア組立体、を含み、
前記流路はコイル組立体の周囲に沿って環状に形成され、前記流路を通過するMR流体の一方向回転のみを許容するように、上側出入口と下側出入口の間に流路分離器が敷設され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。
【請求項2】
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であって、
リング形状をなすようにコイルが巻き取られたコイル組立体、および前記コイル組立体を内蔵し、円板形状に形成され、一側の出入口は上面に位置し、他側の出入口は下面に位置するように流路が形成されたコア組立体、を含み、
前記流路はコイル組立体の周囲に沿って環状に形成され、前記流路の上端または下端のうちのいずれか1ヶ所は、垂直方向にコイル組立体から突出する形状を有するように形成され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。
【請求項3】
前記流路はコア組立体内で2ヶ所に分離して形成され、コイル組立体の内側に敷設される内側流路、およびコイル組立体の外側に敷設される外側流路、で構成され、前記内側流路および外側流路には流路分離器がそれぞれ敷設され、
前記コア組立体は、
円板形状で中央に突出部が形成され、内側流路および外側流路の下側出入口が形成された下部板、
円板形状で前記下部板上に装着され、外側流路の下側出入口と開通する出入ホールが形成され、前記内側流路の下側出入口が内側に置かれるように中央にホールが形成され、前記ホールの周囲に沿って内側枠が上側に突出形成され、外側の周囲に沿って外側枠が上側に突出形成される下部コア、
円板形状で前記下部コア上に装着され、内側流路の上側出入口と開通する出入ホールが形成され、前記突出部が結合するように中央にホールが形成され、前記ホールの周囲に沿って内側枠が下側に突出形成され、外側の周囲に沿って外側枠が下側に突出形成される上部コア、および
円板形状で前記上部コア上に装着され、内側流路および外側流路の上側出入口が形成された上部板、を含み、
下部コアの内側枠と上部コアの内側枠の間に内側流路が形成され、上部コアの外側枠と下部コアの外側枠の間に外側流路が形成されることを特徴とする請求項1または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。
【請求項4】
前記コイル組立体は、下部コアの内側枠と上部コアの外側枠の間に装着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。
【請求項5】
前記下部コアと上部コアは、下部板と上部板よりも非透磁率(Relative permeabilit)がさらに高い材質で製造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。
【請求項6】
前記内側流路または外側流路には2つ以上の流路分離器が装着され、前記流路分離器の数に応じて上側出入口および下側出入口が追加で形成さ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。

【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2013−32834(P2013−32834A)
【公開日】平成25年2月14日(2013.2.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−91868(P2012−91868)
【出願日】平成24年4月13日(2012.4.13)
【出願人】(591251636)現代自動車株式会社 (1,064)
【Fターム(参考)】