DE102005022134A1

DE102005022134A1 - Vibrationsdämpfungsvorrichtung für Fahrzeuge und Verfahren zum Herstellen derselbigen

Info

Publication number: DE102005022134A1
Application number: DE102005022134A
Authority: DE
Inventors: Yoshinori Komaki Yasumoto; Kouichi Komaki Maeda
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2004-05-14
Filing date: 2005-05-12
Publication date: 2006-01-05
Also published as: US7267740B2; JP2005325941A; US20080018032A1; US20050253317A1

Abstract

Eine Fahrzeugvibrationsdämpfungsvorrichtung (10) mit einem starren Gehäuse (12) und einem unabhängigen Massenelement (16), das im Gehäuse ausgenommen ist und eine Metallmasse (32) runder Querschnittsform und eine Gummielastikkörperschicht (34) hat, die an die Metallmasse anhaftet. Ein Abstand einer Spalte (40) zwischen gegenüberliegenden Flächen des Gehäuses und der Metallmasse in der Radialrichtung, wobei das Gehäuse und die Metallmasse koaxial angeordnet sind, ist zwischen 0,5 und 2 mm festgesetzt. Die Gummielastikkörperschicht ist um die gesamte Außenperipheriefläche der Metallmasse durch Vulkanisierungsgießen eines Gummimaterials, welches die Spalte füllt, ausgebildet, und eine thermische Kontraktion wird verwendet, um sowohl die Gummielastikkörperschicht zu veranlassen, sich vom Gehäuse abzuschälen, als auch um zu veranlassen, dass sie an die Außenperipheriefläche der Metallmasse anhaftet, um dadurch eine kleine Spalte (42) von nicht mehr als 0,1 mm auszubilden. Ein Verfahren zum Herstellen desselbigen ist ebenso offenbart.

Description

AUFNAHME DURCH BEZUGNAHME
Die Offenbarung der Japanischen Patentanmeldung Nr. 2004-145348, die am 14. Mai 2004 eingereicht wurde, einschließlich der Beschreibung, der Zeichnungen und der Zusammenfassung ist hiermit in ihrer Gesamtheit aufgenommen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vibrationsdämpfungsvorrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug, welche Vibrationen verringert, die in vibrierenden Elementen des Fahrzeugs angeregt werden, und insbesondere auf eine Fahrzeugvibrationsdämpfung mit einem neuartigen Aufbau, die in der Lage ist, ein effektives Vibrationsdämpfungsvermögen darzubieten, wenn sie bei vibrierenden Elementen, wie beispielsweise einem Getriebegehäuse, Aufhängungsarmen, Hilfsrahmen, Karosserieverkleidungen, Motoreinheiten, Anbauhalterungen, Abgassystemkomponenten, usw., verwendet wird.
Beschreibung des Standes der Technik
Herkömmliche bekannte Einrichtungen zum Verringern von Vibrationen, die in Fahrzeugen, wie beispielsweise Automobilen, problematisch sind, haben: (1) Massendämpfer, bei denen Massen an den vibrierenden Elementen befestigt sind, (2) Dynamikdämpfer, bei denen Massen mit den vibrierenden Elementen verbunden sind und durch eine Feder unterstützt sind, und (3) Vibrationsdämpfungsmaterialien, bei denen blattartige Elastikmaterialien an die Flächen der vibrierenden Elemente angehaftet sind. Jedoch haben die (1) Massendämpfer und (2) Dynamikdämpfer nicht nur das Problem, das sie eine große Masse erfordern, sondern auch dass der Bereich der Frequenzen, über die eine effektive Vibrationsdämpfung besteht, schmal ist. Darüber hinaus haben die (3) Vibrationsdämpfungsmaterialien nicht nur das Problem, das große Anhaftoberflächen erforderlich sind, sondern dass ebenso die Masse groß sein muss. Des Weiteren sind die (2) Dynamikdämpfer und (3) Vibrationsdämpfungsmaterialien in ihrem Vibrationsdämpfungseffekt temperaturabhängig, und folglich besteht das Problem, dass es schwierig ist, die gewünschte Stabilität im Vibrationsdämpfungseffekt zu erlangen.
Um Probleme anzugehen, wie jene, die vorstehend beschrieben wurden, offenbaren beispielsweise JP-A-2001-241493 und JP-A-2002-213423 Vibrationsdämpfungsvorrichtungen für Fahrzeuge der Abschwächungsaufprallbauart, wobei ein unabhängiges Massenelement innerhalb eines am vibrierenden Element befestigten Gehäuses mit einer dazwischen befindlichen Spalte bestimmter Größe angeordnet ist ohne an das Gehäuse angehaftet zu sein, sodass sich die unabhängige Masse relativ zu dem Gehäuse bewegen kann. Nach der Eingabe von Vibrationen, wird das unabhängige Massenelement gezwungen, sich in der Vibrationseingaberichtung relativ zum Gehäuse zu bewegen, um über ein elastisches Element gegen das Gehäuse zu stoßen, wobei durch die Anwendung von Energieverlust aufgrund von Gleitreibung und Aufprall, wenn das unabhängige Massenelement gegen das Gehäuse stößt, ein Vibrationsdämpfungseffekt erlangt wird. Diese Art von Fahrzeugvibrationsdämpfungsvorrichtungen hat den Vorteil einer kleineren Masse verglichen mit verschiedenen Bauarten herkömmlicher Vibrationsdämpfungsvorrichtungen, wie vorstehend beschrieben (wie beispielsweise Dynamikdämpfer), aber es ist auch möglich, durch Einstellen der Resonanzfrequenz der Vibrationsdämpfungsvorrichtung, einen exzellenten Vibrationsdämpfungseffekt hinsichtlich einiger verschiedener und breiter Bereiche von Vibrationen zu bewirken, indem geeigneter Weise die Einstellungen für beispielsweise Härte oder Elastizitätsmodul des elastischen Elements oder der Spalte zwischen dem elastischen Element und entweder dem Massenelement oder dem Gehäuse verändert werden, abhängig von der Resonanzfrequenz des objektiven vibrierenden Elements, für welches die Vibrationen zu steuern sind.
Jedoch entstand in der vergangenen Jahren bei Vibrationsdämpfungsvorrichtungen der Abschwächungsaufprallbauart für Autos die Nachfrage nach weiterentwickelten Anti-Vibrationseigenschaften. Insbesondere gibt es Fälle, in denen Nachfrage für Verbesserung im Vibrationsdämpfungseffekt für Vibrationen mit höherem Frequenzband besteht.
Im Hinblick darauf wurde durch intensive Studien, die durch die Erfinder durchgeführt wurden, entdeckt, dass die vorstehend beschriebe Vibrationsdämpfungsvorrichtung der Abschwächungsaufprallbauart am Problem leidet, dass der Vibrationsdämpfungseffekt für Vibrationen im hohen Frequenzband höher als die Resonanzfrequenz, bei der das unabhängige Massenelement sich einem Sprungversatz relativ zum Gehäuse unterzieht, stark vermindert ist.
Um diese Probleme zu lösen, kann man in Betracht ziehen, beispielsweise die Federkonstante des elastischen Elements am gegen das Gehäuse anstoßenden Abschnitt des Massenelements zu erhöhen, um die Resonanzfrequenz des unabhängigen Massenelements zu erhöhen. Jedoch wird bei der Erhöhung der Resonanzfrequenz auf einige hundert Hertz oder darüber das elastische Element aufgrund der Erhöhung der Federkonstante des elastischen Elements extrem hart. Dies verursacht die Tendenz zu Aufprallgeräuschen und Stößen, die problematisch sind, wenn das elastische Element gegen das Gehäuse stößt und ist somit nicht immer eine effektive Lösung.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine Vibrationsdämpfungsvorrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug mit einem neuartigen Aufbau bereitzustellen, der effektiv den gewünschten Vibrationsdämpfungseffekt bereitstellt, indem die Eigenfrequenz des unabhängigen Massenelements auf ein höheres Frequenzband als die Eigenfrequenz des vibrierenden Elements, für welches die Vibrationen zu steuern sind, eingestellt wird während die Federkomponente der Gummielastikkörperschicht im unabhängigen Massenelement beibehalten wird.
Die vorstehenden und/oder optionale Aufgaben dieser Erfindung können gemäß zumindest einer der folgenden Ausführungen der Erfindung erlangt werden. Jede dieser Ausführungen der Erfindung ist nummeriert wie die beigefügten Ansprüche und wo geeignet abhängig von einer anderen Ausführung oder Ausführungen, um passende Kombinationen oder Elemente oder technische Merkmale der Erfindung zu kennzeichnen. Es ist ersichtlich, dass das Prinzip der Erfindung nicht auf diese Ausführungen der Erfindung und die Kombinationen der technischen Merkmale begrenzt ist, sondern anders gesehen werden kann, basierend auf der Lehre der vorliegenden Erfindung, wie sie in der gesamten Beschreibung und in Zeichnungen offenbart ist oder durch jene, die mit dem Stand der Technik vertraut sind, angesichts der vorliegenden Offenbarung in ihrer Gesamtheit verstanden wird.
Ein erster Aspekt der Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeugvibrationsdämpfungsvorrichtung. Gemäß einer ersten Ausführung des ersten Aspekts ist eine Fahrzeugvibrationsdämpfungsvorrichtung angepasst zur Installation an einem vibrierenden Element, um Vibrationen, die darin angeregt werden, zu dämpfen, bereitgestellt, mit: einem starren Gehäuse mit einer zylindrischen Innenperipheriefläche, welches angepasst ist, an das vibrierende Element angebracht zu werden; und ein unabhängiges Massenelement mit einer Metallmasse kreisförmigen Querschnittes und einer Gummielastikkörperschicht, die an die Außenperipheriefläche der Metallmasse anhaftet, wobei das unabhängige Massenelement innerhalb des Gehäuses mit einer in einer Radialrichtung, die einer primären Vibrationseingaberichtung entspricht, dazwischen befindlichen Spalte aufgenommen ist, sodass das unabhängige Massenelement relativ zum Gehäuse in der primären Vibrationseingaberichtung bewegbar ist, wobei die Vibrationsdämpfungsvorrichtung in der Lage ist, einen Vibrationsdämpfungseffekt basierend auf dem sich relativ zum Gehäuse bewegenden und gegen das Gehäuse stoßenden unabhängigen Massenelement darzubieten, wenn Vibrationen angelegt werden, wobei ein Abstand zwischen gegenüberliegenden Flächen der Innenperipheriefläche des Gehäuses und der Außenperipheriefläche der Metallmasse in der Radialrichtung, wenn das Gehäuse und die Metallmasse koaxial angeordnet sind, zwischen 0,5 und 2 mm beträgt, und wobei die Gummielastikkörperschicht um eine gesamte Außenperipheriefläche der Metallmasse ausgebildet wird, indem Vulkanisierungsgießen eines Gummimaterials, welches die Spalte zwischen der Innenperipheriefläche des Gehäuses und der Außenperipheriefläche der Metallmasse füllt und eine thermische Kontraktion angewendet werden, um sowohl die Gummielastikkörperschicht zu veranlassen, sich vom Gehäuse abzuschälen als auch zu veranlassen, dass sie an die Außenperipheriefläche der Metallmasse anhaftet, um dadurch eine kleine Spalte von nicht mehr als 0,1 mm zwischen den gegenüberliegenden Flächen herzustellen, wenn das Gummielastikschichtelement und das Gehäuse koaxial angeordnet sind, sodass eine Eigenfrequenz des unabhängigen Massenelements auf ein Frequenzband eingestellt wird, welches höher als eine Eigenfrequenz des vibrierenden Elements ist, sodass die Metallmasse über die Gummielastikkörperschicht wiederholt auf beiden Seiten in der primären Vibrationseingaberichtung an die Innenfläche des Gehäuses stößt, wenn Vibrationen angelegt werden.
In einer Fahrzeugvibrationsdämpfungsvorrichtung mit dem Aufbau gemäß dieser Ausführung, ermöglichen die Verwendung der zylinderförmigen Innenperipheriefläche des Gehäuses und der Metallmasse kreisförmigen Querschnitts, das unabhängige Massenelement zu stabilisieren und dazu zu veranlassen, gegen das Gehäuse zu stoßen, wenn Vibrationen in der Radialrichtung angelegt werden. Zusätzlich ist die kleine Spalte zwischen den zugewandten Flächen der Gummielastikkörperschicht und der Innenperipheriefläche des Gehäuses in der Radialrichtung von nicht mehr als 0,1 mm ausgebildet. Infolgedessen ist das Ausmaß der Bewegung verringert, die für das unabhängige Massenelement erforderlich ist, um gegen die Innenflächen auf beiden Seiten des Gehäuses in der Vibrationseingaberichtung zu stoßen, was wünschenswerte Stöße des unabhängigen Massenelements gegen die Innenfläche des Gehäuses auf beiden Seiten des Gehäuses in der Vibrationseingaberichtung verursacht. Dies ermöglicht es, das unabhängige Massenelement auf ein hohes Frequenzband einzustellen, welches letztendlich nicht mit der Technologie vom Stand der Technik erreicht werden konnte.
Die Vibrationsdämpfungsvorrichtung dieser Ausführung ist in der Lage, die Resonanzfrequenz des unabhängigen Massenelements durch den vorstehend beschriebenen Aufbau auf ein angemessen hohes Frequenzband einzustellen, ohne die dynamische Federkonstante der Gummielastikkörperschicht extrem groß zu machen. Mit dieser Anordnung ist es möglich, Probleme mit Aufprallgeräuschen, Stößen und dergleichen zu vermeiden, welche mit dem Anstoßen des unabhängigen Massenelements einhergehen, die das Ergebnis einer zu harten Elastikkörperschicht aufgrund der hohen Federkonstante wären, was es ermöglicht, ein extrem effektives Vibrationsdämpfungsvermögen über ein extrem breites Frequenzband zu bieten, welches von einem extrem niedrigen Frequenzband bis zu einem hohen Frequenzband reicht.
Während die technologische Theorie, die das Erreichen der vorstehend beschriebenen Ergebnisse ermöglicht, nicht vollständig klar ist, kann Folgendes in Betracht gezogen werden: In einem Zustand, in dem unabhängige Massenelemente versetzt werden, sodass sie vom Gehäuse entfernt sind, und in einem im Wesentlichen schwebenden Zustand sind, kann es vorkommen, da die Gummielastikkörperschichtfederung in diesem Zustand nicht aktiv ist, dass die Härte der Federung der Gummielastikkörperschicht einen sehr kleinen Beitrag zur Erhöhung der Resonanzfrequenz haben wird. In der Vibrationsdämpfungsvorrichtung mit dem Aufbau gemäß der vorliegenden Ausführung der Erfindung ist es andererseits möglich, effektiv den Federeffekt der Gummielastikkörperschicht zu nutzen, da das unabhängige Massenelement in Anstoß gegen das Gehäuse an beiden Enden der Bewegung gebracht werden kann. Zusätzlich kann durch Bereitstellen einer extrem kleinen Spalte, d.h. eine Spalte von nicht mehr als 0,1 mm in der Radialrichtung zwischen den zugewandten Flächen der Außenperipheriefläche des unabhängigen Massenelements und der Innenperipheriefläche des Gehäuses, das Ausmaß der Schwebezeit, bei der das unabhängige Massenelement vom Gehäuse entfernt ist, wesentlich verringert werden, was es ermöglicht, den Federeffekt der Gummielastikkörperschicht über eine lange Zeitdauer effektiv aufrecht zu erhalten. Dementsprechend kann es möglich sein, die Resonanzfrequenz des unabhängigen Massenelements durch effektives Nutzen des Federeffekts der Gummielastikkörperschicht zu erhöhen, ohne die Federkonstante der Gummielastikkörperschicht stark zu erhöhen.
Außerdem ist in diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung die Größe der kleinen Spalte und der Abstand zwischen den Flächen, die aneinander in der Radialrichtung zugewandt sind, welche die Innenperipheriefläche des Gehäuses und die Außenperipheriefläche der Metallmasse sind, im Zustand, in dem das Gehäuse und die Metallmasse axial angeordnet sind, nicht auf irgendeine Art begrenzt, sondern es ist eher möglich, beide unabhängig in geeigneter Weise festzusetzen, abhängig von den erforderlichen Vibrationsdämpfungsergebnissen, der erforderlichen Herstellbarkeit usw. Des Weiteren ist mit der Größe der kleinen Spalte und dem Abstand in der Radialrichtung zwischen gegenüberliegenden Flächen, welche die Innenperipheriefläche des Gehäuses und die Außenperipheriefläche der Metallmasse ist, die Größe der kleinen Spalte und der Abstand zwischen gegenüberliegenden Flächen auf jeder der einzelnen kleinen Spalten und Abständen zwischen gegenüberliegenden Flächen gemeint, die auf beiden Seiten mit der Mittelachse dazwischenliegend auf Radiallinien, die durch die Mittelachse des Gehäuses und des unabhängigen Massenelements hindurchführen, hergestellt werden, und zwar im Zustand, in dem das unabhängigen Massenelement und das Gehäuse koaxial sind. Des Weiteren sollte die kleine Spalte zumindest an einem Abschnitt der Flächen die einander in der Radialrichtung gegenüberliegen, welche die Innenperipheriefläche des Gehäuses und die Außenperipheriefläche des Gummielastikkörperschicht ist, im Zustand ausgebildet sein, in dem das Gehäuse und das Gummielastikkörperschichtelement koaxial angeordnet sind. Bevorzugterweise, in Anbetracht der Stabilisierung der Stöße des unabhängigen Massenelements an das Gehäuse, wird die kleine Spalte entlang des gesamten Raums zwischen den zugewandten Flächen ausgebildet.
Eine zweite Ausführung des ersten Aspekts der Erfindung stellt eine Fahrzeugvibrationsdämpfungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführung bereit, wobei in dem Fall, in dem die Vibrationsdämpfungsvorrichtung in einem Zustand angeordnet ist, in dem die primäre Vibrationseingaberichtung ungefähr vertikal ausgerichtet ist und zumindest Eingabevibrationen von 2g ausgesetzt wird, das unabhängige Massenelement sich wiederholten Stößen auf beiden Seiten in der primären Vibrationseingaberichtung gegen die Innenperipheriefläche des Gehäuses unterzieht.
Eine dritte Ausführung des ersten Aspekts der Erfindung stellt eine Fahrzeugvibrationsdämpfungsvorrichtung gemäß der ersten oder zweiten Ausführung, wobei zumindest ein Durchgangsloch im Gehäuse an einer Position ausgebildet ist, welche den Abschnitt auslässt, an dem das unabhängige Massenelement gegen das Gehäuse stößt, wenn Vibrationen in der primären Vibrationseingaberichtung angelegt werden.
Eine vierte Ausführung des ersten Aspekts der Erfindung stellt eine Fahrzeugvibrationsdämpfungsvorrichtung gemäß irgendeiner der ersten bis dritten Ausführung bereit, wobei eine Außenperipheriefläche der Gummielastikkörperschicht und die Innenperipheriefläche des Gehäuses so hergestellt sind, dass sie sich in der Axialrichtung mit ungefähr gleichmäßigem Querschnitt erstrecken, sodass die kleine Spalte, die zwischen der Außenperipheriefläche der Gummielastikkörperschicht und der Innenperipheriefläche des Gehäuses ausgebildet ist, entlang der gesamten Länge in der Axialrichtung ungefähr gleichmäßig ist.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Fahrzeugvibrationsdämpfungsvorrichtung. Gemäß einer ersten Ausführung des zweiten Aspekts der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer Fahrzeugvibrationsdämpfungsvorrichtung bereitgestellt mit den Schritten: (a) einem Spaltenausbildungsprozess, der eine Spalte von 0,5 – 2 mm zwischen einer Innenperipheriefläche eines starren Gehäuses und einer Außenperipheriefläche einer Metallmasse ausbildet, indem das Gehäuse mit einer Innenperipheriefläche zylindrischer Form und die Metallmasse mit zylindrischem Querschnitt relativ zu einer Vulkanisierungsherstellungsgussform zum Ausbilden einer Gummielastikkörperschicht starr positioniert werden, während die Metallmasse koaxial innerhalb des Gehäuses angeordnet ist; (b) einem Gummielastikkörperschichtherstellungsprozess wobei ein Gummimaterial in die Spalte gefüllt wird und dann vulkanisiert wird, um das Gummimaterial in einen Gusshohlraum zu gießen, der zwischen dem Gehäuse und der Metallmasse ausgebildet ist, um die Gummielastikkörperschicht auszubilden; und (c) einem Kleinspaltenausbildungsprozess, der eine kleine Spalte von nicht mehr als 0,1 mm zwischen der Außenperipheriefläche der Gummielastikkörperschicht und der Innenperipheriefläche des Gehäuses, die in einer Radialrichtung aneinander gegenüberliegen, in einem Zustand ausbildet, in dem die Metallmasse koaxial innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, indem eine thermische Kontraktion der Gummielastikkörperschicht angewendet wird, um sowohl die Gummielastikkörperschicht vom Gehäuse abzuschälen als auch um die Gummielastikkörperschicht mittels Verringerung dessen Durchmessers hin zur Metallmasse an die Metallmasse anzuhaften, wobei eine Eigenfrequenz des unabhängigen Massenelements, das durch ein festes Anhaften der Gummielastikkörperschicht an die Außenperipheriefläche der Metallmasse ausgebildet wird, auf ein Frequenzband festgesetzt wird, das höher als eine Frequenz von Zielvibrationen ist, die für ein vibrierendes Element zu dämpfen sind, sodass nach dem Anlegen der Zielvibrationen das unabhängige Massenelement wiederholt auf beiden Seiten in einer primären Vibrationseingaberichtung an die Innenflächen des Gehäuses stößt.
Eine zweite Ausführung des zweiten Aspekts der Erfindung stellt ein Verfahren zum Herstellen einer Fahrzeugvibrationsdämpfungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführung bereit, des Weiteren mit einem vor dem Gummielastikkörperschichtherstellungsprozess auszuführenden Vorbereitungsprozess, in dem zumindest eine Anhaftungsbehandlung zum Sicherstellen eines Anhaftens der Gummielastikkörperschicht an die Metallmasse, oder eine Nicht-Anhaft-Behandlung zum Sicherstellen einer Nicht-Anhaftung der Gummielastikkörperschicht an das Gehäuse durchgeführt wird.
Eine dritte Ausführung des zweiten Aspekts der Erfindung stellt ein Verfahren zum Herstellen einer Fahrzeugvibrationsdämpfungsvorrichtung gemäß der ersten oder zweiten Ausführung bereit, des Weiteren mit einem Lösprozess, der kraftsam eine Relativbewegung zwischen der Gummielastikkörperschicht und dem Gehäuse verursacht, in zumindest einer Umfangsrichtung oder einer Axialrichtung und der nach dem Gummielastikkörperschichtherstellungsprozess ausgeführt wird.
Wie aus der vorstehenden Erklärung ersichtlich ist, ist es unter Verwendung eines zylindrischen Gehäuses und einer Metallmasse runden Querschnitts in der Vibrationsdämpfungsvorrichtung für ein Fahrzeug, die erfindungsgemäß aufgebaut ist, möglich, den Stoß des unabhängigen Massenelements an das Gehäuse zu stabilisieren. Außerdem ist die Spalte, die zwischen den zugewandten Flächen der Gummielastikkörperschicht und dem Gehäuse in der Radialrichtung ausgebildet ist, als kleine Spalte von nicht mehr als 0,1 mm ausgebildet, wodurch zugelassen wird, dass das unabhängige Massenelement an die Innenfläche des Gehäuses in einer gewünschten Art und Weise an beiden Seiten des Gehäuses in der primären Vibrationseingaberichtung anstößt, und zwar aufgrund des reduzierten Ausmaßes der Bewegung, die erforderlich ist, das unabhängige Massenelement zum Stoß gegen die Innenperipheriefläche des Gehäuses auf dessen beiden Seiten in der primären Vibrationseingaberichtung zu bringen. Zusätzlich ermöglicht die kleine Spalte, die Eigenfrequenz des unabhängigen Massenelements so einzustellen, dass sie effektiv in einem höheren Frequenzband als die Eigenfrequenz des Zielvibrationselements ist, dessen Vibrationen zu dämpfen sind. Deshalb ist die Vibrationsdämpfungsvorrichtung des Aufbaus gemäß der vorliegenden Erfindung in der Lage, einen stark verbesserten Vibrationsdämpfungseffekt im Vergleich zu Vibrationsdämpfungsvorrichtungen herkömmlicher Aufbauten darzubieten.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorhergehenden und/oder andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlicher, in denen gleiche Bezugsnummern gleiche Bauteile kennzeichnen und in denen folgendes dargestellt ist:
1 ist eine Vorderansicht im Axial- oder Vertikalschnitt einer Fahrzeugvibrationsdämpfungsvorrichtung gemäß dem Aufbau eines ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels;
2 ist ein ausschnittsweiser vergrößerter Vertikalschnitt eines wesentlichen Teils der Vibrationsdämpfungsvorrichtung aus 1;
3 ist eine Vertikalschnittdarstellung, die einen Prozess eines Herstellungsverfahrens der Vibrationsdämpfungsvorrichtung aus 1 darstellt;
4 ist eine Vertikalschnittdarstellung, die einen anderen Prozess des Herstellungsverfahrens der Vibrationsdämpfungsvorrichtung aus 1 darstellt;
5 ist eine Vertikalschnittdarstellung, die noch einen anderen Prozess des Herstellungsverfahrens der Vibrationsdämpfungsvorrichtung aus 1 darstellt;
6 ist eine ausschnittsweise vergrößerte Schnittdarstellung, die einen wesentlichen Teil im Prozess, der in 5 dargestellt ist, darstellt;
7 ist eine Vertikalschnittdarstellung, die einen weiteren Prozess des Herstellungsverfahrens der Vibrationsdämpfungsvorrichtung aus 1 darstellt;
8 ist eine Vertikalschnittdarstellung, die noch einen weiteren Prozess des Herstellungsverfahrens der Vibrationsdämpfungsvorrichtung aus 1 darstellt;
9 ist eine räumliche Ansicht die eine Fahrzeugmotorhalterung des Aufbaus gemäß einem zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel darstellt;
10 ist eine Vorderansicht der Motorhalterung aus 9;
11 ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie 11-11 aus 10;
12 ist eine vergrößerte Schnittdarstellung, welche einen Prozess eines Herstellungsverfahrens der Motorhalterung aus 9 darstellt; und
13 ist eine ausschnittsweise vergrößerte Ansicht der Motorhalterung aus 9 im Vertikalschnitt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Zunächst Bezug nehmend auf 1 ist eine Vibrationsdämpfungsvorrichtung 10 zur Verwendung in einem Fahrzeug gemäß einem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel dargestellt. Diese Vibrationsdämpfungsvorrichtung 10 hat einen Aufbau, in dem ein unabhängiges Massenelement 16 in einem Gehäuseraum 14, der durch ein Gehäuse 12 ausgebildet wird, aufgenommen ist, und ist beispielsweise am freien Ende eines Automobilgetriebegehäuses 18, wie beispielsweise durch die doppelgepunktete Linie in 1 dargestellt, installiert ist. In der nachfolgenden Erklärung bezieht sich die „Oben/Unten-Richtung" oder „Vertikalrichtung", „achsensenkrechte Richtung", „Radialrichtung" usw. auf die Vertikalrichtung in 1, wenn nicht anderweitig spezifiziert und die „Links/Rechts-Richtung" oder „Horizontalrichtung", „Axialrichtung" usw. beziehen sich auf die Horizontalrichtung in 1.
Insbesondere hat das Gehäuse 12 ungefähr die Form eines Zylinders, der am Boden geschlossen ist, wobei sich der Zylinderwandabschnitt 20 in der Axialrichtung mit einer ungefähr gleichmäßigen kreisförmigen Querschnittsform von der in der Axialrichtung auf einer Seite befindlichen Bodenabschnittsseite (links in 1) zur in der Axialrichtung auf der anderen Seite befindlichen Öffnungsabschnittsseite (rechts in 1) erstreckt. Des Weiteren ist das Gehäuse 12 aus einem harten Material mit einem Elastizitätsmodul von zumindest 5 × 10³ Mpa hergestellt und wenn das harte Material ein Metallmaterial ist, wie beispielsweise eine Aluminiumlegierung, kann das Gehäuse 12 unter Anwendung eines Ziehprozesses oder eines Pressprozesses unter Verwendung eines Metallrohrs oder einer Metallplatte hergestellt werden. Alternativ, wenn das harte Material ein Kunstharzmaterial ist, wie beispielsweise faserverstärkte Kunststoffe, kann das Gehäuse 12 unter Verwendung von Einspritzgießen oder dergleichen hergestellt werden.
Das Gehäuse 12 ist des Weiteren mit einem Durchgangsloch 22 versehen, das in der Axialrichtung im Zentrum des Bodenabschnitts des Gehäuses 12 eingebracht ist. Ein Außengewindeabschnitt 24 ist an der Außenumfangsfläche des Bodenabschnitts des Gehäuses 12 ausgebildet.
Ein Deckelelement 26 ist am Öffnungsabschnitt des Gehäuses 12 befestigt. Das Deckelelement 26 hat eine Form, die ungefähr einem mit Boden versehenen hohlen Zylinder entspricht und dessen Innendurchmesserabmessung ungefähr die gleiche oder leicht größer als die Außendurchmesserabmessung des Gehäuses 12 ist. An der Innenumfangsfläche des Zylinderwandabschnitts ist in der Umgebung des Bodenabschnitts des Deckelelements 26 eine Gehäusenut 28 ausgebildet, die zur Innenradialrichtung öffnet und sich über den gesamten Umfang des Deckelelements 26 erstreckt.
Das Deckelelement 26 ist auf das Gehäuse 12 pressgepasst, wobei der Öffnungsabschnitt des Gehäuses 12 mit einer fluiddichten Dichtung versehen ist, sodass der Gehäuseraum 14 des Gehäuses 12 ein im Wesentlichen abgedichteter Aufbau ist. Wenn das Deckelelement 26 durch Pressen auf dem Gehäuse 12 befestigt wird, wird ein Anschlagring 30 in die Gehäusenut 28 des Deckelteils 26 gepasst. Dieser Anschlagring 30 ist durch ein ringförmiges Federmetall oder dergleichen ausgebildet, welches sich unstetig in der Umfangsrichtung erstreckt und dessen Innendurchmesserabmessung kleiner als die Außendurchmesserabmessung des Gehäuses 12 ist. Mit dieser Anordnung wird zum Zeitpunkt des Presspassens der Anschlagring 30, der in die Gehäusenut 28 gepasst ist, in der Außenradialrichtung des Gehäuses 12 abgeflacht und basierend auf dem elastischen Effekt zieht sich der Anschlagring 30 in seinem Durchmesser in der Innenradialrichtung zusammen und wird mit einer dichten Abdichtung relativ zu einer Außenperipheriefläche des Gehäuses 12 unterstützt. Infolgedessen verhindert das Zusammenpassen des Anschlagrings 30 und der Gehäusenut 28 in der Axialrichtung effektiv, dass das Deckelelement 26 vom Gehäuse 12 abfällt. Das unabhängige Massenelement 16 ist innerhalb des Gehäuseraums 14 des Gehäuses 12 angeordnet.
Das unabhängige Massenelement 16 hat eine Metallmasse 32 und eine Stoßgummischicht 34 als Gummielastikkörperschicht. Die Metallmasse 32 kann aus Keramik, Kunstharz, oder dergleichen oder aus einem geeigneten Verbundmaterial hergestellt sein. Jedoch ist sie im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einem Metall mit hohem spezifischen Gewicht, wie beispielsweise Eisen hergestellt. Darüber hinaus hat die Metallmasse 32 insgesamt ungefähr eine echte zylindrische Form, die sich in der Axialrichtung in einer ungefähr gleichmäßigen kreisförmigen Querschnittsform erstreckt. Darüber hinaus ist die Außendurchmesserabmessung der Metallmasse 32 um einen bestimmten Betrag kleiner als die Innendurchmesserabmessung des Gehäuses 12. Die Metallmasse 32 ist mit einer Großdurchmesser-Vertiefung 36 die in einem Mittelabschnitt einer axialen Endfläche auf der Seite des Deckelelements 26 (d.h. rechts in 1) ausgebildet und eine Kleindurchmesser-Vertiefung 38, die in einem Mittelabschnitt der anderen axialen Endfläche (d.h. links in 1) auf der Seite des Bodenabschnitts des Gehäuses 12 ausgebildet ist.
In diesem Ausführungsbeispiel ist die Metallmasse 32 innerhalb des Gehäuseraums 14 des Gehäuses 12 angeordnet und ist außerdem so platziert, dass die Innenperipheriefläche des Zylinderwandabschnitts 20 des Gehäuses 12 und die Außenperipheriefläche des Peripheriewandabschnitts der Metallmasse 32 einander mit einem bestimmten Spaltabstand (der Abstand zwischen den zugewandten Flächen) von d₁ (mm) in der Radialrichtung entlang der gesamten Länge (siehe 2) einander zugewandt sind, und zwar in einem Zustand, in dem die Metallmasse 32 und das Gehäuse 12 koaxial angeordnet sind. Mit anderen Worten, zwischen den Flächen, die einander in der Radialrichtung zugewandt sind, welche der zylindrische Wandabschnitt 20 des Gehäuses 12 und der Metallmasse 32 sind, ist eine Spalte 40 mit bestimmter Abmessung ausgebildet. Die Abmessung dieser Spalte 40, oder mit anderen Worten, der Abstand in der Radialrichtung zwischen der Innenperipheriefläche des zylindrischen Wandabschnitts 20 des Gehäuses 12 und der Außenperipheriefläche des Peripheriewandabschnitts der Metallmasse 32 beträgt d₁, wobei d₁ = (Abmessung des Innenradius des zylindrischen Wandabschnitts 20 des Gehäuses 12 – die Außenradiusabmessung der Metallmasse 32)/2. Es sollte ersichtlich sein, dass der Abstand zwischen den zugewandten Flächen d₁ nicht auf irgendeine Art und Weise begrenzt ist und dass im vorliegenden Ausführungsbeispiel gilt 0,5 ≤ d₁ ≤ 2, und bevorzugterweise sollte d₁ auf 0,8 ≤ d₁ ≤ 1,5 festgesetzt werden. Des Weiteren ist die Kleindurchmesser-Vertiefung 38 koaxial mit einem Durchgangsloch 22, welches durch den Bodenabschnitt des Gehäuses 12 ausgebildet ist, und in einer Position die in der Axialrichtung diesem zugewandt ist, angeordnet.
Darüber hinaus ist auf der Oberfläche der Metallmasse 32, außer an der Großdurchmesser-Vertiefung 36 und der Kleindurchmesser-Vertiefung 38, eine dünne Stoßgummischicht 34 mit einer im Wesentlichen gleichmäßigen Dicke angehaftet. Mit anderen Worten wird die Stoßgummischicht mit einer im Wesentlichen gleichmäßigen Dicke angehaftet an die Außenperipheriefläche des Peripheriewandabschnitts der Metallmasse 32, die in die Radialrichtung zum Zylinderwandabschnitt 20 des Gehäuses 12 gewandt ist, die Außenperipheriefläche des einen axialen Endes der Metallmasse 32, welche in die Axialrichtung zum Bodenabschnitt des Deckelelements 26 gewandt ist (d.h. rechts in 1) und die Außenperipheriefläche des anderen axialen Endes der Metallmasse 32, die in die Axialrichtung zum Bodenabschnitt des Gehäuses 12 gewandt ist (d.h. links in 1). Die Stoßgummischicht 34, welche die Außenperipheriefläche des axialen Endes der Metallmasse 32 bedeckt, welches in der Axialrichtung zum Bodenabschnitt des Deckels 26 gerichtet ist, hat eine kleinere Dickenabmessung als die Stoßgummischicht 34 an anderen Positionen.
Die Stoßgummischicht 34 wird nachfolgend in Anbetracht der Lebensdauer und der Verringerung von Stoßgeräuschen, wenn die Metallmasse 32 gegen das Gehäuse 12 stößt, und in Anbetracht der thermischen Kontraktionseigenschaften usw. beschrieben. Bevorzugterweise wird die Stoßgummischicht 34 aus einem Gummimaterial, wie natürlichem Gummi, Butylgummi oder dergleichen mit einer Shore D Härte von nicht mehr als 85 gemäß dem ASTM Standard D2240 und bevorzugter Weise mit einer Shore D Härte gemäß der gleichen Spezifikation zwischen 55 und 80 hergestellt.
Die Dickenabmessung t (mm) der Stoßgummischicht 34 wird mit t = (Außendurchmesserabmessung der Stoßgummischicht 34 – Innendurchmesserabmessung der Metallmasse 32)/2 ausgedrückt und es besteht keine bestimmte Beschränkung dieser Dicke. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Dickenabmessung t (mm) bevorzugterweise so bestimmt, dass sie 0,4 ≤ t ≤ 1,99 erfüllt und noch eher bevorzugt 0,7 ≤ t ≤ 1,49, wobei diese Dicke kleiner ist als die Abmessung d₁ in der Radialabmessung zwischen den gegenüberliegenden Flächen der Metallmasse 32 und des Gehäuses 12, wie vorstehend beschrieben. Infolgedessen wird, unter dem Zustand, dass die Stoßgummischicht 34 und das Gehäuse 12 koaxial angeordnet sind, eine kleine Spalte 42 ausgebildet, die sich in der Axialrichtung mit einem ungefähr gleichförmig ringförmigen Querschnitt erstreckt, wie in der vergrößerten Darstellung in 2 dargestellt, und zwar in dem Raum, in dem die Außenperipheriefläche der Stoßgummischicht 34 der Innenperipheriefläche des zylindrischen Wandabschnitts 20 des Gehäuses 12 in der Radialrichtung zugewandt ist.
Die Abmessung d₂ (mm) dieser schmalen Spalte 42, oder mit anderen Worten, der Abstand d₂ zwischen den zugewandten Flächen der Außenperipheriefläche der Stoßgummischicht 34 und der Innenperipheriefläche des zylindrischen Wandabschnitts 20 des Gehäuses 12 wird als d₂ = (Innendurchmesserabmessung des zylindrischen Wandabschnitts 20 des Gehäuses 12 – Außendurchmesserabmessung der Stoßgummischicht 34)/2 ausgedrückt oder anders als d₂ = d₁ (was der Abstand zwischen den zugewandten Flächen in der Radialrichtung der Außenperipheriefläche der Metallmasse 32 und der Innenperipheriefläche des zylindrischen Wandabschnitts 20 des Gehäuses 12 ist) – t (was die Dickenabmessung der Stoßgummischicht 34 ist). Darüber hinaus ist die Abmessung d₂ der kleinen Spalte 42 so, dass 0,01 ≤ d₂ ≤ 0,1 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gilt, oder bevorzugterweise so, dass 0,02 ≤ d₂ ≤ 0,08 gilt oder noch mehr bevorzugt so, dass 0,02 ≤ d₂ ≤ 0,05 gilt, während sie keine bestimmte Beschränkung hat. Infolgedessen sollte im vorliegenden Ausführungsbeispiel 0,02 ≤ 2d₂ ≤ 0,2, oder bevorzugterweise 0,04 ≤ 2d₂ ≤ 0,16, oder noch mehr bevorzugt 0,04 ≤ 2d₂ ≤ 0,1 als gesamte Abmessung (2d₂) der kleinen Spalte in der Radialrichtung festgesetzt werden, und in der Vibrationsdämpfungsvorrichtung 10 angewendet werden. Obwohl es nicht in der Figur dargestellt ist, sollte ersichtlich sein, dass diese kleine Spalte 42 auch in der Spalte zwischen den zugewandten Flächen in der Axialrichtung, zwischen der Außenperipheriefläche der Stoßgummischicht 34, welche die Außenperipheriefläche des einen axialen Endes der Metallmasse 32 (d.h. zur Linken in 1) bedeckt und der Innenperipheriefläche des Bodenabschnitts des Gehäuses 12, ausgebildet ist.
Infolgedessen ist in der vorliegenden Erfindung die Abmessung in Axialrichtung vom unabhängigen Massenelement 16 mit der Metallmasse 32 und der Stoßgummischicht 34 kleiner als die Abmessung in Axialrichtung vom Gehäuseraum 14 des Gehäuses 12 und die kleine Spalte 42 mit ihrer Abmessung d₂ ist über die gesamte Peripherie zwischen den zugewandten Flächen der Außenperipheriefläche der Stoßgummischicht 34 und der Innenperipheriefläche des zylindrischen Wandabschnitts 20 des Gehäuses 12 ausgebildet. Mit dieser Anordnung ist das unabhängige Massenelement 16 innerhalb dem Gehäuseraum 14 des Gehäuses 12 angeordnet, sodass es in der Lage ist, sich relativ zu dem Gehäuse 12 in der Axialrichtung, in der achssenkrechten Richtung (die Radialrichtung) und in der Umfangsrichtung zu bewegen.
Die kleine Spalte 42 ist im Raum zwischen den zugewandten Flächen in der Radialrichtung der Außenperipheriefläche des unabhängigen Massenelements 16 (d.h. der Stoßgummischicht 34) und der Innenperipheriefläche des Gehäuses 12 ausgebildet, wodurch eine angemessen große Federkonstante im unabhängigen Massenelement 16 sichergestellt wird, basierend auf dem gewünschten Ausmaß der relativen Bewegung des unabhängigen Massenelements 16 relativ zum Gehäuse 12 in der Radialrichtung, die eine primäre Vibrationseingaberichtung ist. Diese Anordnung erlaubt, dass die Eigenfrequenz des unabhängigen Massenelements 16 auf ein Frequenzband eingestellt wird, das höher als die Eigenfrequenz des Getriebegehäuses 18 ist, welches ein vibrierendes Element ist, dessen Vibration zu dämpfen ist, beispielsweise auf ein Frequenzband von 400 bis 1000 Hz. Wenn des Weiteren eine Vibration von 2g oder größer angelegt wird, unterzieht sich die Metallmasse 32 einem sprungartigen Versatz relativ zum Gehäuse 12 über die Stoßgummischicht 34, um dabei wiederholt die Innenperipherieflächen auf beiden Seiten (d.h. oben und unten in 1) in der primären Vibrationseingaberichtung zu stoßen. Bevorzugterweise wird die Vibrationsdämpfungsvorrichtung 10 unter Verwendung eines Vibrationsverstärkers (basierend auf dem Resonanzeffekt usw.) in einem Masse-Feder-System mit einer Masse des unabhängigen Massenelements 16 und der Feder der Stoßgummischicht 34 angeordnet, sodass wenn eine 1g-Vibration mit der Zielfrequenz der zu dämpfenden Vibration angelegt wird, sich das unabhängige Massenelement 16 einem sprungartigen Versatz mit der Spaltenerzeugung unterzieht und wiederholt an beide Seiten des unabhängigen Massenelements 16 in der Vibrationseingaberichtung stößt.
Als nächstes wird ein bestimmtes Beispiel eines Verfahrens zum Herstellen der Fahrzeugvibrationsdämpfungsvorrichtung 10 erklärt, einschließlich einem Beispiel zum Ausbilden vorstehend beschriebenen kleinen Spalte 42. Es sollte ersichtlich sein, dass die Erfindung nicht auf dieses bestimmte Beispiel beschränkt ist.
Zunächst werden das Gehäuse 12, die Metallmasse 32 und das Deckelelement 26 als einzelne Einheiten ausgebildet. Wie in 3 dargestellt, wird die Metallmasse 32 in das Gehäuse 12 von einem axialen Endabschnitt eingefügt, an dem die Kleindurchmesser-Vertiefung 38 bereitgestellt ist. Dann wird, wie in 4 dargestellt, die Metallmasse 32 und das Gehäuse 12 in einer Herstellungsgussform 44 angeordnet. Die Herstellungsgussform 44 hat eine Buchsengussform 46 und eine Steckgussform 48. Die Buchsengussform 46 und die Steckgussform 48 passen in der Axialrichtung zusammen (links und rechts in 4). Auf der Innenseite jeder Form sind Vorsprünge, Einbuchtungen usw., die angemessen entsprechend der Außengeometrie des Gehäuses 12 und der Metallmasse 32 ausgebildet sind.
Die Metallmasse 32 und das Gehäuse 12 passen in Einbuchtungen der Buchsengussform 46 und der Steckgussform 48. Ein Unterstützungsstift 47 der an der Buchsengussform 46 ausgebildet ist, wird in das Durchgangsloch 22 des Gehäuses 12 und die Kleindurchmesser-Vertiefung 38 der Metallmasse 32 eingefügt. Des Weiteren wird ein Unterstützungsvorsprung 49, der auf der Steckgussform 48 ausgebildet ist, in die Großdurchmesser-Vertiefung 36 der Metallmasse 32 gepasst. In diesem Zustand wird die Buchsen- und Steckgussform 46 und 48 zusammengepasst, um dadurch die Spalte 40, zwischen der Innenperipheriefläche des zylindrischen Wandabschnitts 20 des Gehäuses 12 und der Außenperipheriefläche des Peripheriewandabschnitts der Metallmasse 32, auszubilden. In diesem Zustand wird die Positionierung der Metallmasse 32 und des Gehäuses 12 innerhalb der Herstellungsgussform 44 koaxial beibehalten, um den Abstand d₁ zwischen den zugewandten Flächen in der Radialrichtung auf 0,5 ≤ d₁ ≤ 2 einzustellen, und die Spalte 40 wird durch die Herstellungsgussform 44 abgetrennt, um den Gießhohlraum 50 auszubilden.
In dem Zustand des Aneinanderpassens und Klemmens der Gussformen auf diese Art und Weise, wie in 5 dargestellt, wird ein Gummimaterial 34', wie beispielsweise Naturgummi, Butylgummi oder dergleichen, in den Gießhohlraum 50 über einen Einspritzzugang (nicht dargestellt), der in der Herstellungsgussform 44 ausgebildet ist, eingespritzt. Das Gummimaterial 34' wird einem bestimmten Vulkanisierungsgießprozess unterzogen, um dadurch die Stoßgummischicht 34 auszubilden.
Wie in 6 dargestellt, ist das Ergebnis, dass das Gummimaterial 34', welches eine Dickenabmessung von t' hat, die im Wesentlichen gleich ist zum Abstand d₁ zwischen den radial zugewandten Flächen, d.h. der Außenperipheriefläche der Metallmasse 32 und der Innenperipheriefläche des Gehäuses 12, sich einer thermischen Kontraktion im Zuge des Vulkanisierungsgießprozesses unterzieht, was nicht nur ein Abschälen von der Innenperipheriefläche des Gehäuses 12, sondern auch eine Kontraktion im Bezug auf den Radius auf der Innenseite in der Radialrichtung hin zur Metallmasse 32 bedeutet, bis die Dickenabmessung von t, wie in 2 dargestellt ist, erreicht wird. Mit dieser Anordnung wird die Stoßgummischicht 34 mit der Dickenabmessung von t, wie in 1 dargestellt, anhaftend an die Oberfläche der Metallmasse 32 hergestellt, wodurch das unabhängige Massenelement 16 hergestellt wird und die kleine Spalte 42 mit der Abmessung d₂ zwischen der Außenperipheriefläche des unabhängigen Masseelements 16 und der Innenperipheriefläche des Gehäuses 12 ausgebildet wird.
Die Rate der thermischen Kontraktion der Stoßgummischicht 34 im Vulkanisierungsgießprozess kann geeigneter Weise eingestellt werden, beispielsweise durch Verändern der Einstellungen der vorgenannten Shore D Härte entsprechend der Größe, die für die kleine Spalte 42 erforderlich ist und folglich besteht keine besondere Beschränkung. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Verhältnis der thermischen Kontraktion zwischen 1 und 5 % oder bevorzugterweise zwischen 2 und 3 % festgesetzt.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Außenperipheriefläche der Metallmasse 32 auf der die Stoßgummischicht 34 gehaftet und hergestellt wird, vor dem Füllen des Gießhohlraums 50 mit Gummimaterial 34' beschichtet, um eine Klebebehandlung der Metallmasse 32 für die Stoßgummischicht 34 durchzuführen. Diese Behandlung erlaubt, dass die Stoßgummischicht 34 sicher an die Metallmasse 32 gehaftet wird.
Die Herstellungsgussform 44 wird geöffnet und das Gehäuse 12, welches das unabhängige Massenelement 16 innerhalb des Gehäuseraums 14 aufnimmt, wird entfernt. Wie in 7 dargestellt, wird beispielsweise eine Drückstange 52 in das Durchgangsloch 22 des Gehäuses 12 eingefügt, um die Spitze dieser Stange 52 in Kontakt mit der Kleindurchmesser-Vertiefung 38 der Metallmasse 32 zu platzieren. Mit dem unbeweglich gehaltenen Gehäuse, wird eine Drückkraft gegen das unabhängige Massenelement 16 von einer Axialrichtung (links in 7) hin zur anderen Axialrichtung (rechts in 7) basierend auf der Bewegung der Drückstange 52 angelegt, um das unabhängige Massenelement 16 und das Gehäuse 12 relativ zueinander in der Axialrichtung zu zwängen. Infolgedessen kann die Außenperipheriefläche der Stoßgummischicht 34 mit größerer Bestimmtheit von der Innenperipheriefläche des Gehäuses 12 abgeschält werden.
Des Weiteren, wie beispielsweise in 8 dargestellt, wird die Drückstange 52 zu der Zeit vom Durchgangsloch 22 entfernt, zu der das unabhängige Massenelement 16 hin zum Bodenabschnitt des Gehäuses 12 bewegt wird und innerhalb des Gehäuseraums 14 angeordnet wird. Andererseits wird der Anschlagring 30 in die Gehäusenut 48 des Deckelelements 26 gepasst, was die relative Positionierung des Deckelelements 26 und des Gehäuses 12 in der Axialrichtung herstellt. In einem Zustand, in dem das Deckelelement 26 usw. unbeweglich gehalten wird, wird das Gehäuse 12 in das Deckelelement 26 pressgepasst. Das Ergebnis ist, das der Anschlagring 30 durch das Gehäuse 12 in der Radialrichtung nach außen gestreckt wird und durch die elastische Wirkung des Anschlagrings 30 fest auf die Außenperipheriefläche des zylindrischen Wandabschnitts 20 des Gehäuses 12 gepasst bleibt. Demnach ist die Fahrzeugvibrationsdämpfungsvorrichtung 10, wie in 1 dargestellt, hergestellt.
In der Vibrationsdämpfungsvorrichtung 10 des vorstehend beschriebenen Aufbaus, wird der Außengewindeabschnitt 24 des Gehäuses 12 fest auf den im Getriebegehäuse 18 ausgebildeten Innengewindeabschnitt (nicht dargestellt) geschraubt. Folglich ist die Vibrationsdämpfungsvorrichtung 10 an dem freien Ende des Getriebegehäuses 18 befestigt, sodass die Axialrichtung der Vibrationsdämpfungsvorrichtung 10 sich ungefähr in der Horizontalrichtung erstreckt. Mit anderen Worten, die Vibrationsdämpfungsvorrichtung 10 wird an dem Getriebegehäuse 18 in einem Zustand installiert, in dem die Primärvibrationseingaberichtung, d.h. die Primärrichtung, in der Vibrationen an das Gehäuse 12 angelegt werden, ungefähr die Vertikalrichtung (d.h. die Radialrichtung des Gehäuses 12) ist.
Wenn im Zustand, in dem die Vibrationsdämpfungsvorrichtung 10 am freien Ende des Getriebegehäuses 18 vorgesehen ist, die Übertragung von Vibrationen vom Automotor das Getriebegehäuse 18 dazu veranlasst, Vibrationen in einer Richtung anzulegen, welche senkrecht zur Axialrichtung (d.h. die Radialrichtung des Gehäuses 12) ist, welche die primäre Vibrationseingaberichtung ist, dann vibriert das Gehäuse 12 zusammen mit dem Getriebegehäuse 18. Infolgedessen bewegen sich das Gehäuse 12 und das unabhängige Massenelement 16 relativ zueinander in der Richtung, in der Vibrationen angelegt werden. Dementsprechend stößt die Metallmasse 32 des unabhängigen Massenelements 16 über die Stoßgummischicht 34 wiederholt gegen die Innenperipheriefläche des Gehäuses 12 an dessen beide Seiten in der Richtung der Vibrationen. Zum Zeitpunkt dieses Stoßens, ist bei der Kraft des Stoßes, der an das Getriebegehäuse 18 vom Gehäuse 12 angelegt wird, ein aufhebender Vibrationsdämpfungseffekt basierend auf der Phasendifferenz der Vibrationen, die vom Getriebegehäuse 18 abgeleitet werden, erkennbar.
In der Vibrationsdämpfungsvorrichtung 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden das zylindrische Gehäuse 12 und die Metallmasse 32 mit einem runden Querschnitt verwendet, so dass das unabhängige Massenelement 16 veranlasst wird, beständig gegen das Gehäuse 12 zu stoßen, während eine kleine Spalte 42 ausgebildet wird, wobei die Spalte in der Radialrichtung zwischen den zugewandten Flächen der Stoßgummischicht 34 und dem Gehäuse 12 nicht größer als 0,1 mm ist. Diese Anordnung erzeugt auf beiden Seiten in der Vibrationseingaberichtung ein gewünschtes Stoßen des unabhängigen Massenelements 16 gegen die Innenperipheriefläche des Gehäuses 12 mit Hilfe des verringerten Ausmaßes der für das unabhängige Massenelement 16 erforderlichen Bewegung, um auf beiden Seiten in der Vibrationseingaberichtung gegen die Innenperipheriefläche des Gehäuses 12 zu stoßen. Außerdem ermöglicht diese Anordnung effektiv die Eigenfrequenz des unabhängigen Massenelements 16 so einzustellen, dass sie in einem Frequenzband ist, das höher als die Eigenfrequenz des Getriebegehäuses 18 ist. Somit ist es möglich, ein effektives Vibrationsdämpfungsvermögen, selbst für Vibrationen in einem hohen Frequenzband, die schwierig unter Verwendung von Vibrationsdämpfungsvorrichtungen mit herkömmlichen Aufbauten in Griff zu bekommen waren, bereitzustellen.
Des Weiteren wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel das Gummimaterial 34' in die Spalte 40 mit 0,5 bis 2 mm, die zwischen der Außenperipheriefläche der Metallmasse 32 und der Innenperipheriefläche des Gehäuses 12 ausgebildet ist, in einem Zustand gefüllt, in dem die Metallmasse 32 koaxial zum Gehäuse 12 angeordnet ist. Bei dieser Anordnung ist die Außenperipherieseite des Gummimaterials 34' durch das zylindrische Gehäuse 12 unterstützt und der thermische Kontraktionseffekt der durch den Vulkanisierungsgießprozess verursacht wird, kann auf die Stoßgummischicht 34 (das Gummimaterial 34') in einem Zustand ausgeübt werden, in dem die Metallmasse 32 zylindrischen Querschnitts im Zentrum des Gummimaterials 34' eingebettet ist. Diese Anordnung ermöglicht es der Stoßgummischicht 34 ungefähr gleichmäßig um die gesamte Peripherie, d.h. auf der Außenseite in der Radialrichtung, vom Gehäuse 12 hin zur Metallmasse 32, was die Innenseite in der Radialrichtung ist, zu kontrahieren. Somit kann eine überlegene Abmessungsgenauigkeit der kleinen Spalte 42 bereitgestellt werden, die zwischen der Außenperipheriefläche der Stoßgummischicht 34 und der Innenperipheriefläche des Gehäuses 12 ausgebildet wird.
Dementsprechend ist es möglich, die mit der kleinen Spalte 42 von 0,1 mm oder weniger ausgestattete Vibrationsdämpfungsvorrichtung 10 mit überlegener Herstellungs- und Kosteneffizienz usw. auf einem Niveau das von Vibrationsdämpfungsvorrichtungen herkömmlicher Aufbauten nicht erreicht wird vorteilhaft herzustellen und es ist möglich Vorteile in der Massenproduktion zu erlangen. Es wurde nämlich in der Vibrationsdämpfungsvorrichtung des herkömmlichen Aufbaus (1) beispielsweise eine Spalte zwischen der Außenperipheriefläche der Stoßgummischicht und der Innenperipheriefläche des Gehäuses ausgebildet, indem eine Metallmasse, auf der eine Stoßgummischicht aufgeklebt werden musste, innerhalb des Gehäuses positioniert wurde, nachdem die Stoßgummischicht und die Metallmasse zusammen durch Vulkanisierungsgießen hergestellt wurden. Alternativ (2) würde nur das Gummimaterial, welches das Gummielastikelement ausbildet, in das Gehäuse gefüllt werden und dann die thermische Kontraktion, welche das Vulkanisierungsgießen eines einzigen Gummielastikelements begleitet, angewendet werden, um innerhalb des Gehäuses ein unabhängiges Massenelement anzuordnen, welches das Gummielastikelement aufweist aber nicht mit einer Metallmasse ausgestattet ist, sodass eine Spalte zwischen der Außenperipheriefläche des unabhängigen Massenelements und der Innenperipherie des Gehäuses ausgebildet wird. Jedoch leiden die herkömmlichen Vorrichtungen dieser Aufbauten an innewohnenden Problemen. Beispielsweise ist es bei der Vibrationsdämpfungsvorrichtung aus (1) schwierig, eine kleine Spalte von nicht mehr als 0,1 mm herzustellen, wenn winzige Verschiebungen der Abmessungstoleranzen des Gehäuses, der Metallmasse oder der Stoßgummischicht bestehen. Da des Weiteren die Herstellung dieser kleinen Spalten unter Verwendung von hochentwickelten Herstellungsgussformen zu erhöhten Kosten führen, besteht das Problem, das eine Massenproduktion nicht auf einem vollständig praktischen Niveau erreicht werden konnte. Zusätzlich wird bei der Vibrationsdämpfungsvorrichtung aus (2) die Innenseite des Gummimaterials nicht durch eine Metallmasse unterstützt, wenn das Vulkanisierungsgießen des Gummielastikelements innerhalb des Gehäuses durchgeführt wird. Wenn daher externe Kräfte bestehen würden, wie beispielsweise Vibrationen, die an das Gehäuse angelegt werden, oder wenn das Gehäuse in einem Winkel relativ zur Horizontalrichtung wäre, wäre es schwierig, das Gummimaterial innerhalb des Gehäuses zu stabilisieren und zu unterstützen, was es schwierig macht, eine Kontraktion zu erreichen, die in der Radialrichtung über das gesamte Gummimaterial gleichmäßig ist, was zu dem Problem führt, dass es schwierig ist, die kleine Spalte auf die Zielabmessungen festzulegen.
Da in der vorliegenden Erfindung die Vibrationsdämpfungsvorrichtung 10 in einem Zustand angeordnet ist, in dem die primäre Vibrationseingaberichtung ungefähr die Vertikalrichtung ist, wird, wenn Vibrationen mit einem Ausmaß von 2g angelegt werden, das unabhängige Massenelement 16 wiederholt auf beiden Seiten in der Vibrationseingaberichtung gegen die Innenperipheriefläche des Gehäuses 12 stoßen. Dies bewirkt die Vorteile, dass das unabhängigen Massenelements 16 selbst beim Anlegen relativ kleiner Vibrationen an beide Seiten des Gehäuses 12 stößt, wodurch ermöglicht wird, dass der Zielvibrationsdämpfungseffekt noch größere Vorteile bietet.
Des Weiteren wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Drückstange 52 durch Einfügen durch das Durchgangsloch 22 des Gehäuses 12 gegen das unabhängige Massenelement 16 gedrückt, wenn das Vulkanisierungsgießen der Stoßgummischicht 34 zwischen der Innenperipheriefläche des Gehäuses 12 und der Außenperipheriefläche der Metallmasse 32 durchgeführt wird. Dies verursacht deshalb zwangsweise eine Relativbewegung zwischen dem Gehäuse 12 und dem unabhängigen Massenelement 16 in der Axialrichtung, was dazu führt, dass die Außenperipheriefläche der Stoßgummischicht 34 zuverlässiger an der Innenperipheriefläche des Gehäuses 12 abschält, um zuverlässiger die erforderliche kleine Spalte 42 herzustellen. Somit ist es möglich, die Zuverlässigkeit der Zielvibrationsdämpfungseffekte vorteilhafter zu verbessern.
Des Weiteren ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel das Durchgangsloch 22 mittig entlang der Axialrichtung am Bodenabschnitt des Gehäuses 12 vorgesehen, so dass vermieden wird, dass es an einer Position ausgebildet ist, wo das unabhängige Massenelement 16 anstößt, wenn Vibrationen in der Hauptrichtung der Vibrationen an das Gehäuse 12 angelegt werden. Deshalb wird die Stoßkraft basierend auf dem unabhängigen Massenelement 16, das gegen die Innenfläche des Gehäuses 12 anstößt, effektiv zum vibrierenden Element übertragen, für das die Vibrationen zu steuern sind (das Getriebegehäuse 18 im vorliegenden Ausführungsbeispiel), wodurch ermöglicht wird, dass der Vibrationsdämpfungseffekt größere Vorteile bietet.
Des Weiteren werden im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Außenperipheriefläche der Stoßgummischicht und die Innenperipheriefläche des Gehäuses 12 so ausgebildet, dass sie sich in der Axialrichtung mit im Wesentlichen gleichmäßigen Querschnitt erstrecken, und somit erstreckt sich die kleine Spalte 42, die zwischen der Innen- und Außenperipheriefläche ausgebildet ist, in der Axialrichtung über die gesamte Länge mit einer ungefähr gleichmäßigen Querschnittsform. Wenn deshalb Vibrationen in der primären Vibrationseingaberichtung angelegt werden, stößt das unabhängige Massenelement 16 ungefähr über die gesamte Länge in der Axialrichtung gegen das Gehäuse 12. Somit ist es möglich, die Konzentration von Spannungen im unabhängigen Massenelement 16 und/oder Gehäuse 12, die von einem Abschnitt des unabhängigen Massenelements 16 stammen, der gegen eine konzentrierte Stelle auf der Innenfläche des Gehäuses 12 stößt, zu verringern und zu vermeiden, und es ist möglich, über längere Zeiträume einen stabileren Vibrationsdämpfungseffekt zu haben.
Des Weiteren ermöglicht das Ausbilden der Stoßgummischicht 34 über die Außenperipheriefläche beider Enden in Axialrichtung der Metallmasse 32 auch, überlegene Vibrationsdämpfungseffekte selbst hinsichtlich Vibrationen in der Axialrichtung basierend auf Anstoßen der Innenfläche des Bodenabschnitts des Deckelelements 26 und der Innenfläche des Bodenabschnitts des Gehäuses 12 durch die Metallmasse 32 über die Stoßgummischicht 34 im unabhängigen Massenelement 16 bereitzustellen, wenn eine Vibration in der Axialrichtung angelegt wird.
Gemäß dem Herstellungsverfahren dieses erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels wird nicht nur der Abstand d₁ zwischen den gegenüberliegenden Flächen der Außenperipheriefläche der Metallmasse 32 und der Innenperipheriefläche des Gehäuses 12 zwischen 0,5 und 2 mm in einem Zustand festgesetzt, in dem die Metallmasse 32 und das Gehäuse 12 axial angeordnet sind, sondern es wird auch die thermische Kontraktion, welche das Vulkanisierungsgießen der Stoßgummischicht 34 begleitet, angewendet, um die kleine Spalte 42 zwischen den radial gegenüberliegenden Flächen, d.h. der Außenperipheriefläche des unabhängigen Massenelements 16 (der Stoßgummischicht 34) und der Innenperipheriefläche des Gehäuses 12, leicht und zuverlässig mit 0,1 mm oder kleiner herzustellen. Infolgedessen ist es nicht erforderlich, insbesondere Herstellungsgussformen oder dergleichen mit komplizierten Aufbauten oder Geometrien zu verwenden, welche effektiv die Herstellungskosten und den Aufwand beim Herstellungsprozess verringern, was ermöglicht, überlegene Massenproduktionseigenschaften bereitzustellen.
Als Nächstes ist eine Motorhalterung 60 für Autos in den 9 bis 11 als zweites erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel dargestellt. Diese Motorhalterung 60 hat einen Aufbau, in dem ein Metallinnenzylinder 62 als erstes Befestigungselement und ein Metallaußenzylinder 64 als zweites Befestigungselement elastisch durch ein Gummielastikelement 66 verbunden sind. Entweder der Innenzylinder 62 oder der Außenzylinder 64 ist an die Leistungseinheitsseite (nicht dargestellt) angebracht, und der andere Zylinder ist an die Karosserieseite angebracht, sodass die Leistungseinheit an der Karosserie in einer vibrationsdämpfenden Art und Weise unterstützt wird. Der Gesamtaufbau dieser Motorhalterung 60 ist im Wesentlichen der gleiche, wie der für die Motorhalterung, die beispielsweise in JP-A-2002-227921 offenbart ist, und folglich werden deren detaillierte Erklärungen weggelassen. In der nachfolgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Nummern in den Figuren jene Elemente und Bauteile, die im Wesentlichen wie im ersten Ausführungsbeispiel aufgebaut sind und diese werden nicht detailliert beschrieben.
Bei der Motorhalterung 60 hat der Innenzylinder 62 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Innenzylinderform kleinen Durchmessers und ist derart ausgebildet, dass er mittels Schrauben, die durch ein Innenloch 68 hindurchführen, sicher an einer Karosserie oder Leistungseinheit (nicht dargestellt), befestigt werden kann. In der Radialrichtung außerhalb des Innenzylinders 62 ist ein Außenzylinder 64 im Wesentlichen koaxial zum Innenzylinder 62 angeordnet.
Der Außenzylinder 64 hat eine ungefähr zylindrische Form großen Durchmessers. Der Außenzylinder 64 ist so ausgebildet, dass er durch Presspassen oder dergleichen an einem Befestigungselement befestigt werden kann, welches sicher an der Autokarosserie oder Leistungseinheit befestigt ist und somit sicher an einer Autokarosserie oder Leistungseinheit (nicht dargestellt) befestigt werden kann.
Zwischen den Flächen des Innen- und Außenzylinders 62 und 64, die einander in der Radialrichtung gegenüberliegen, ist der Gummielastikkörper 66 angeordnet. Dieser Gummielastikkörper 66 hat eine Wand mit im Wesentlichen zylindrischer Form und wird als einstückiges Vulkanisierungsgussprodukt, ausgestattet mit einem Innenzylinder und einem Außenzylinder 62 und 64, hergestellt, wobei dessen Innenperipheriefläche durch Vulkanisierung an die Außenperipheriefläche des Innenzylinders 62 und dessen Außenperipheriefläche durch Vulkanisierung an die Innenperipheriefläche des Außenzylinders 64 gehaftet ist.
Der Gummielastikkörper 66 ist in der Axialrichtung auf beiden Seiten des Innenzylinders 62 in einer primären Vibrationseingaberichtung, in der die Last angelegt wird, mit einem Paar Schlitzen 70 und 72 versehen (oben und unten in 10). Während der Schlitz 70 einen halbmondförmigen Querschnitt hat, der sich im Wesentlichen um die halbe Peripherie erstreckt, hat der Schlitz 72 eine fächerförmige Querschnittsform.
Mit anderen Worten ausgedrückt, existiert der Gummielastikkörper 66 nur zwischen dem Paar Schlitzen 70 und 72 und dem Innen- und Außenzylinder 62 und 64. Folglich ist der Innen- und Außenzylinder 62 und 64 im Wesentlichen über das Paar elastischer Verbindungsteile 74 und 74 verbunden, die so ausgebildet sind, dass sie sich in der Axialrichtung zwischen dem Innen- und Außenzylinder 62 und 64 erstrecken. Des Weiteren wird in einem Zustand, in dem dieser Gummielastikkörper 66 zwischen dem Innen- und Außenzylinder 62 und 64 vorgesehen ist, eine statische Last in der Radialrichtung angelegt und wenn die statische Last angelegt wird, wird durch Spreizen der elastischen Verbindungsteile 74 und 74 im Wesentlichen eine V-Form ausgebildet, die in der Richtung breiter ist, in der sich der Innenzylinder 62 relativ zum Außenzylinder 64 bewegt. Infolgedessen wird die Zugspannung auf die elastischen Verbindungsteile 74 und 74 verringert, wenn eine Last von außerhalb angelegt wird.
Des Weiteren sind jeweils Stoppteile 76 und 78 an den Umfangsmittelabschnitten der Innenperipherieflächen der Schlitze 70, 72 vorgesehen, sodass sie sich vom Außenzylinder 64 hin zum Innenzylinder 62 erstrecken. Die Stoppteile 76 und 78 sind einstückig mit dem Gummielastikkörper 66 ausgebildet. Mit dieser Anordnung, ist das Ausmaß der Relativbewegung in einer Axialrichtung, welche die primäre Vibrationseingaberichtung (die Vertikalrichtung in 10) ist, in einer kissenartigen Art und Weise begrenzt, da der Innenzylinder 62 und der Außenzylinder 64 über diese Stoppteile 76 und 78 aneinander stoßen.
Ein Gehäuse 12 ist im Mittelbereich in der Verbindungsrichtung jedes elastischen Verbindungsteils 74, oder mit anderen Worten, im Mittelbereich zwischen den radial gegenüberliegenden Flächen des Innen- und Außenzylinders 62 und 64, vorgesehen. Das Gehäuse 12 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat ungefähr eine zylindrische Form, die in der axialen Abmessung groß und so angeordnet ist, dass es sich im Wesentlichen parallel zur Axialrichtung der Halterung (in der Vertikalrichtung in 11) erstreckt, während die dessen Außenperipheriefläche an den Gummielastikkörper 66 vulkanisiert und angehaftet wird.
Ein unabhängiges Massenelement 16 mit einer Metallmasse 32 und einer Stoßgummischicht 34 ist innerhalb des Gehäuses 12 angeordnet. Die Metallmasse 32 im vorliegenden Ausführungsbeispiel hat eine ungefähr zylindrische Form die lang ist und einen kleinen Durchmesser hat, und ist innerhalb des Gehäuses 12 angeordnet, wobei im Zustand, in dem die Metallmasse 32 koaxial zum Gehäuse 12 angeordnet ist, ein Abstand d₁ zwischen den radial gegenüberliegenden Flächen besteht, d.h. zwischen der Außenperipheriefläche der Metallmasse 32 und der Innenperipheriefläche des Gehäuses 12. Beide axiale Endabschnitte der Metallmasse 32 stehen in der Axialrichtung von jedem Öffnungsabschnitt im Gehäuse 12 zur Außenseite hervor. Ebenso sind an beiden Endabschnitten ringförmige Halteelemente 80 angebracht, die Außendurchmesserabmessungen haben, welche größer als die Durchmesserabmessungen der Öffnungsabschnitte des Gehäuses 12 sind. Infolgedessen wird die Metallmasse 32 am Herausfallen vom Gehäuse 12 gehindert. Bekannte Einsteckmuttern, Andrückmuttern, Schnappklemmringe, Klippklemmringe oder dergleichen können als geeignete Klemmringelemente 80 verwendet werden.
Des Weiteren bedeckt eine dünne Stoßgummischicht 34 im Wesentlichen die gesamte Außenperipheriefläche der Metallmasse 32. Die Stoßgummischicht 34 hat eine Dickenabmessung (t), die wie im vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel, erlangt wird. In einem Zustand, in dem die Metallmasse 32 koaxial zum Gehäuse 12 angeordnet ist, ist die Stoßgummischicht 34 dem Gehäuse 12 zugewandt, sodass über die gesamte Peripherie ein Abstand d₂ in Radialrichtung zwischen den zugewandten Flächen der Außenperipheriefläche der Stoßgummischicht 34 und der Innenperipheriefläche des Gehäuses 12 besteht. Mit diesem Aufbau wird ein kleiner Spalt 42 mit kleiner Abmessung (d₂) zwischen den radial gegenüberliegenden Flächen ausgebildet, d.h. die Außenperipheriefläche der Stoßgummischicht 34 und der Innenperipheriefläche des Gehäuses (siehe 13).
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Einguss 82 zum Einspritzen von Gummimaterial 34' zumindest an einem Axialende der Metallmasse 32 ausgebildet, wie in den 12 und 13 dargestellt. Dieser Einguss 82 zum Einspritzen erstreckt sich in der Axialrichtung von der axialen Endfläche der Metallmasse 32 mit einer spezifischen Tiefenabmessung und erstreckt sich in der Radialrichtung um in der Außenperipheriefläche der Metallmasse 32 zu münden.
Der Innenzylinder 62 und der Außenzylinder 64 werden in der Herstellungsgussform 48 zum Gießen des Gummielastikkörpers 66 angeordnet, wie in 12 dargestellt. Beim Gießen des Gummielastikkörpers 66 mittels der Vulkanisierung eines geeigneten Gummimaterials, wird das Gehäuse 12 mit der koaxial darin aufgenommenen Metallmasse 32 an einer vorherbestimmten Position angeordnet, die im Mittelabschnitt in der Verbindungsrichtung von jedem elastischen Verbindungsteil 74 zwischen dem Innenzylinder 62 und dem Außenzylinder 64 angeordnet ist. Das Gummimaterial für den Gummielastikkörper 66 wird durch einen Einspritzzugang (nicht dargestellt), der in der Einspritzgussform 84 ausgebildet ist, in den radialen Raum zwischen dem Innenzylinder und dem Außenzylinder gefüllt. Nach dem Füllen eines Teils des Gummimaterials durch den Einguss 82 der Metallmasse 32 von der Einspritzgussform 84 in einen Gusshohlraum 50, der zwischen den in Radialrichtung gegenüberliegenden Flächen der Metallmasse 32 und des Gehäuses 12 ausgebildet ist, kann ein spezifischer Vulkanisierungsgießprozess durchgeführt werden.
Wie in 13 dargestellt, wird beispielsweise die thermische Kontraktion, welche die Vulkanisierungsherstellung der Stoßgummischicht 34 begleitet, verwendet, um die Stoßgummischicht 34 vom Gehäuse 12 abzuschälen und um die Stoßgummischicht hin zur Metallmasse 32 zu kontrahieren und fest an die Außenperipheriefläche der Metallmasse 32 anzuhaften. Folglich wird die kleine Spalte 42 zwischen den radial gegenüberliegenden Flächen, d.h. der Außenperipheriefläche der Stoßgummischicht 34 und der Innenperipheriefläche des Gehäuses 12, zusammen mit dem Gummielastikkörper 66 hergestellt. Es wird nämlich im vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht nur ein Klebstoff auf die Außenperipheriefläche des Gehäuses 12 beschichtet, sondern auch in der gleichen Art und Weise wie im vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird ein Klebstoff ebenso auf die Außenperipheriefläche der Metallmasse 32 im Voraus beschichtet, wenn das Vulkanisierungsgießen der Stoßgummischicht 34 durchgeführt wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel kann das Lösen der Stoßgummischicht 34 vom Gehäuse 12 noch zuverlässiger durchgeführt werden, indem das unabhängige Massenelement 16 und das Gehäuse 12 kraftsam relativ zueinander in der Axialrichtung und/oder Peripherierichtung, wenn erforderlich, nach dem Vulkanisierungsgießen der Stoßgummischicht 34 bewegt werden.
Die Motorhalterung 60 des Aufbaus gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist zwischen der Leistungseinheit und der Fahrzeugkarosserie in einem Zustand installiert, in dem die primäre Vibrationseingaberichtung ungefähr die Vertikalrichtung ist (die Richtung, die ungefähr senkrecht zur Axialrichtung der Halterung 60 ist). In der Motorhalterung 60, wird eine Vibration zwischen dem Innenzylinder 62 und dem Außenzylinder 64 angelegt, und wenn kein Pumpphänomen in den elastischen Verbindungsteilen 74 besteht, wird der elastische Verbindungsteil 74 mit einer großamplitudigen Vibration in der Scherungsrichtung vibriert. Folglich sind die externen Kräfte in der Richtung senkrecht zur Axialrichtung des unabhängigen Massenelements 16 vom elastischen Verbindungsteil 74 relativ zum unabhängigen Massenteil 16 groß, und das unabhängige Massenelement 16 wird von der Innenperipheriefläche des Gehäuses 12 unabhängig und springt innerhalb des Gehäuses 12, sodass es wiederholt gegen das Gehäuse 12 in der Richtung der Scherungsverformung des elastischen Verbindungsteils 74, welche eine primäre Vibrationseingaberichtung ist, stößt. In anderen Worten ausgedrückt bietet das unabhängige Massenelement 16 einen Vibrationsamplitudensteuereffekt und/oder Vibrationsdämpfungseffekt relativ zum elastischen Versatz des Gummielastikkörpers 66, der das Anlegen von Vibrationen begleitet, basierend auf der Metallmasse 32, die auf beiden Seiten in der Vibrationseingaberichtung über die Stoßgummischicht 34 wiederholt gegen die Innenperipheriefläche des Gehäuses 12 stößt, um dadurch das Pumpen im Gummielastikkörper 66 zu unterdrücken.
Infolgedessen besteht in der Motorhalterung 60, die wie vorstehend beschrieben aufgebaut ist, eine minimierte oder vermiedene Reduzierung der vom Pumpphänomen des Gummielastikkörpers 66 bei bestimmten Frequenzbereichen herrührenden Anti-Vibrationsfunktion. Infolgedessen können die Anti-Vibrationseffekte basierend auf den elastischen Eigenschaften des Gummielastikkörpers 66 Stabilität gegenüber Vibrationen in einem breiten Frequenzband bieten.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird insbesondere die kleine Spalte 42 in der gleichen Art und Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel zwischen den radial gegenüberliegenden Flächen der Innenperipheriefläche des Gehäuses 12 und der Außenperipheriefläche der Metallmasse 32 ausgebildet. Deshalb ist es möglich, mit Leichtigkeit die Eigenfrequenz des unabhängigen Massenelements 16 auf ein Frequenzband einzustellen, das höher als die Eigenfrequenz der Fahrzeugkarosserie oder dergleichen ist, für welche die Vibrationen zu steuern sind. Außerdem ist es möglich, die Halterung 60 mit überlegenen Massenproduktionseigenschaften, wobei die Pumpunterdrückungseffekte ihre Vorteile zeigen, herzustellen, weil die Spalte 42 leicht und mit hoher Präzision erzeugt werden kann.
Während gegenwärtig bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung vorangehend detailliert zum Zwecke der Veranschaulichung beschrieben wurden, ist ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf Details der veranschaulichten Ausführungsbeispiele begrenzt ist, sondern mit zahlreichen Veränderungen, Modifikationen und Verbesserungen ausgeführt werden kann, die jenen, die mit dem Stand der Technik vertraut sind, einfallen, ohne vom Geist und Rahmen der Erfindung abzuweichen.
Beispielsweise kann in den veranschaulichten Ausführungsbeispielen ein Prozess verwendet werden, bei dem das unabhängige Massenelement 16 und das Gehäuse 12 in der Axialrichtung relativ zueinander unter Verwendung der Drückstange 52 nach dem Vulkanisierungsgießen der Stoßgummischicht 34 bewegt werden, um die Stoßgummischicht 34 zu veranlassen, sich zuverlässiger vom Gehäuse 12 abzuschälen. Jedoch besteht kein Erfordernis, diesen Prozess durchzuführen, wenn sich beispielsweise die Stoßgummischicht 34 beim Anlegen von Anfangsvibrationen zuverlässig vom Gehäuse 12 abschält.
Im ersten Ausführungsbeispiel wurde die getrennt vorbereitete Drückstange 52 verwendet, um das unabhängige Massenelement 16 und das Gehäuse 12 relativ zueinander zu bewegen. Anstatt dessen kann ein Stoppabschnitt im Großdurchmesser-Vertiefungsabschnitt 36 der Metallmasse 32 ausgebildet werden und ein Stoppelement, welches getrennt hergestellt wird, kann durch den Stoppabschnitt angehalten werden, um das Stoppelement in der Drehrichtung oder Axialrichtung zu bewegen. Alternativ wird ein Stoppelement unter Verwendung der Unterstützungsvorsprünge 49 der Buchsengussform 48 der Herstellungsgussform 44 ausgebildet und während dem Öffnen der Herstellungsgussform 44 nach dem Vulkanisierungsgießprozess wird das unabhängige Massenelement 16 zusammen mit der Gussform 48 bewegt, sodass das unabhängige Massenelement 16 und das Gehäuse 12 sich einer Relativbewegung in der Axialrichtung unterziehen. Alternativ kann ein Aufbau verwendet werden, in dem ein Strecken und/oder Komprimieren des Unterstützungsstiftes 47 der Herstellungsgussform 44 existiert, der in das Einfügeloch 22 des Gehäuses 12 eingefügt wird und dann der Unterstützungsstift 47 in der Axialrichtung bewegt wird, um eine Relativbewegung zu erzwingen, und zwar in der Drehrichtung und/oder Axialrichtung des unabhängigen Massenelements 16 und des Gehäuses 12.
In den veranschaulichten Ausführungsbeispielen wurde, während der Prozess des Anhaftens der Stoßgummischicht 34 an die Metallmasse 32 durchgeführt wird, der Nicht-Anhaftungsprozess für die Stoßgummischicht 34 am Gehäuse 12 nicht ausgeführt. Jedoch kann zusätzlich zu oder anstatt des Anhaftungsprozesses der Metallmasse 32 ein Nicht-Anhaftungsprozess am Gehäuse 12 durchgeführt werden, indem die Innenperipheriefläche des Gehäuses 10 mit einem Ablösmittel beschichtet wird, wenn das Vulkanisierungsgießen beispielsweise der Stoßgummischicht 34 durchgeführt wird.
Im zweiten Ausführungsbeispiel wird das Gummimaterial 34' für die Stoßgummischicht 34 über den Einguss 82 zum Einspritzen, der in der Metallmasse 32 ausgebildet ist, in den Gusshohlraum 50 gefüllt. Jedoch kann anstatt dessen das Gummimaterial 34' durch einen separaten Einguss oder dergleichen in den Gusshohlraum 50 gefüllt werden, der in der Herstellungsgussform 84 ausgebildet ist, welcher direkt in den Raum zwischen den radial gegenüberliegenden Flächen der Metallmasse 32 und des Gehäuses 12 mündet.
Des Weiteren sind im zweiten Ausführungsbeispiel der Gummielastikkörper 66 und die Stoßgummischicht 34 einstückig. Jedoch kann die Herstellung der Stoßgummischicht 34 in einem von der Herstellung des Gummielastikkörpers 66 getrennten Prozess ausgeführt werden. Insbesondere kann nach dem Vulkanisierungsgießen des Gummielastikkörpers 66 der Innenzylinder 62 und der Außenzylinder 64 sowie das Gehäuse 12 in einer Herstellungsgussform angeordnet werden, die separat vom einstückigen Vulkanisierungsprodukt des Gummielastikkörpers 66 vorbereitet wurde, die Metallmasse 32 kann innerhalb des Gehäuses 12 angeordnet werden, sodass das Gehäuse 12 und die Metallmasse 32 koaxial angeordnet sind und dann kann die Stoßgummischicht 34 durch Vulkanisierung gegossen werden. Im Gegensatz dazu kann vor dem Vulkanisierungsgießen des Gummielastikkörpers 66 die Metallmasse 32 innerhalb des Gehäuses 12 angeordnet werden, für welches das Gehäuse 12 und die Metallmasse 32 koaxial angeordnet sind und die Stoßgummischicht 34 kann durch Vulkanisieren gegossen werden. Nach dem Vulkanisieren wird das unabhängige Massenelement 16 mit der Stoßgummischicht 34, welche die Metallmasse 32 bedeckt, vom Gehäuse 12 in der Axialrichtung entfernt. Nach dem Vulkanisierungsgießen des Innen- und Außenzylinders 62 und 64 und des Gehäuses 12 so dass sie einstückig mit dem Gummielastikkörper 66 sind, kann das unabhängige Massenelement 16, welches entfernt wurde, dann innerhalb des Gehäuses 12 angeordnet werden.
Darüber hinaus kann die Form, Größe usw. der Metallmasse 32, des Gehäuses 12 und der kleinen Spalte 42 geeigneterweise verändert werden, abhängig von den erforderlichen Anti-Vibrationseigenschaften und Produkteigenschaften und dergleichen und sie sind nicht auf veranschaulichte Fälle die hierin erläutert sind, begrenzt.
Zusätzlich zur Motorhalterung 60 für ein Auto oder der Vibrationsdämpfungsvorrichtung 10, die an das Getriebegehäuse 18 eines Autos angebracht sind, wie im veranschaulichten Ausführungsbeispiel, kann die vorliegende Erfindung einfach bei Karosseriehalterungen und Elementhalterungen, Führerhaushalterungen, Stützstangenpolster, usw. oder fluidgefüllten zylindrischen Halterungen verwendet werden.
Eine Fahrzeugvibrationsdämpfungsvorrichtung (10) mit einem starren Gehäuse (12) und einem unabhängigen Massenelement (16), das im Gehäuse aufgenommen ist und eine Metallmasse (32) runder Querschnittsform und eine Gummielastikkörperschicht (34) hat, die an die Metallmasse anhaftet. Ein Abstand einer Spalte (40) zwischen gegenüberliegenden Flächen des Gehäuses und der Metallmasse in der Radialrichtung, wobei das Gehäuse und die Metallmasse koaxial angeordnet sind, ist zwischen 0,5 und 2 mm festgesetzt. Die Gummielastikkörperschicht ist um die gesamte Außenperipheriefläche der Metallmasse durch Vulkanisierungsgießen eines Gummimaterials, welches die Spalte füllt, ausgebildet, und eine thermische Kontraktion wird verwendet, um sowohl die Gummielastikkörperschicht zu veranlassen, sich vom Gehäuse abzuschälen als auch um zu veranlassen, dass sie an die Außenperipheriefläche der Metallmasse anhaftet, um dadurch eine kleine Spalte (42) von nicht mehr als 0,1 mm auszubilden. Ein Verfahren zum Herstellen desselbigen ist ebenso offenbart.

Claims

Fahrzeugvibrationsdämpfungsvorrichtung (10) angepasst zur Installation an einem vibrierenden Element (18), um Vibrationen, die darin angeregt werden, zu dämpfen, mit: einem starren Gehäuse (12) mit einer zylindrischen Innenperipheriefläche, welches angepasst ist, an das vibrierende Element angebracht zu werden; und ein unabhängiges Massenelement (16) mit einer Metallmasse (32) kreisförmigen Querschnittes und einer Gummielastikkörperschicht (34), die an die Außenperipheriefläche der Metallmasse anhaftet, wobei das unabhängige Massenelement innerhalb des Gehäuses mit einer in einer Radialrichtung, die einer primären Vibrationseingaberichtung entspricht, dazwischen befindlichen Spalte (40) aufgenommen ist, sodass das unabhängige Massenelement relativ zum Gehäuse in der primären Vibrationseingaberichtung bewegbar ist, wobei die Vibrationsdämpfungsvorrichtung in der Lage ist, einen Vibrationsdämpfungseffekt basierend auf dem sich relativ zum Gehäuse bewegenden und gegen das Gehäuse stoßenden unabhängigen Massenelement darzubieten, wenn Vibrationen angelegt werden, wobei ein Abstand zwischen gegenüberliegenden Flächen der Innenperipheriefläche des Gehäuses und der Außenperipheriefläche der Metallmasse in der Radialrichtung, wenn das Gehäuse und die Metallmasse koaxial angeordnet sind, zwischen 0,5 und 2 mm beträgt, und wobei die Gummielastikkörperschicht um eine gesamte Außenperipheriefläche der Metallmasse ausgebildet wird, indem Vulkanisierungsgießen eines Gummimaterials (34'), welches die Spalte (40) zwischen der Innenperipheriefläche des Gehäuses und der Außenperipheriefläche der Metallmasse füllt und eine thermische Kontraktion angewendet werden, um sowohl die Gummielastikkörperschicht zu veranlassen, sich vom Gehäuse abzuschälen als auch zu veranlassen, dass sie an die Außenperipheriefläche der Metallmasse anhaftet, um dadurch eine kleine Spalte (42) von nicht mehr als 0,1 mm zwischen den gegenüberliegenden Flächen herzustellen, wenn das Gummielastikschichtelement und das Gehäuse koaxial angeordnet sind, sodass eine Eigenfrequenz des unabhängigen Massenelements auf ein Frequenzband eingestellt wird, welches höher als eine Eigenfrequenz des vibrierenden Elements ist, sodass die Metallmasse über die Gummielastikkörperschicht wiederholt auf beiden Seiten in der primären Vibrationseingaberichtung an die Innenfläche des Gehäuses stößt, wenn Vibrationen angelegt werden.
Fahrzeugvibrationsdämpfungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 1, wobei die Vibrationsdämpfungsvorrichtung in einem Zustand angeordnet ist, in dem die primäre Vibrationseingaberichtung ungefähr vertikal ausgerichtet ist und wenn die Vibrationsdämpfungsvorrichtung zumindest Eingabevibrationen von 2g ausgesetzt wird, das unabhängige Massenelement (16) sich wiederholten Stößen auf beiden Seiten in der primären Vibrationseingaberichtung gegen die Innenperipheriefläche des Gehäuses (12) unterzieht.
Fahrzeugvibrationsdämpfungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei zumindest ein Durchgangsloch (22) im Gehäuse (12) an einer Position ausgebildet ist, welche den Abschnitt auslässt, an dem das unabhängige Massenelement (16) gegen das Gehäuse stößt, wenn Vibrationen in der primären Vibrationseingaberichtung angelegt werden.
Fahrzeugvibrationsdämpfungsvorrichtung (10) gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Außenperipheriefläche der Gummielastikkörperschicht (34) und die Innenperipheriefläche des Gehäuses (12) so hergestellt sind, dass sie sich in der Axialrichtung mit ungefähr gleichmäßigem Querschnitt erstrecken, sodass die kleine Spalte (42), die zwischen der Außenperipheriefläche der Gummielastikkörperschicht und der Innenperipheriefläche des Gehäuses ausgebildet ist, entlang der gesamten Länge in der Axialrichtung ungefähr gleichmäßig ist.
Verfahren zum Herstellen einer Fahrzeugvibrationsdämpfungsvorrichtung (10), mit: (a) einem Spaltenausbildungsprozess, der eine Spalte (40) von 0,5 – 2 mm zwischen einer Innenperipheriefläche eines starren Gehäuses (12) und einer Außenperipheriefläche einer Metallmasse (32) ausbildet, indem das Gehäuse mit einer Innenperipheriefläche zylindrischer Form und die Metallmasse mit zylindrischem Querschnitt relativ zu einer Vulkanisierungsherstellungsgussform (44) zum Ausbilden einer Gummielastikkörperschicht (34) starr positioniert werden, während die Metallmasse koaxial innerhalb des Gehäuses angeordnet ist; (b) einem Gummielastikkörperschichtherstellungsprozess wobei ein Gummimaterial (34') in die Spalte (40) gefüllt wird und dann vulkanisiert wird, um das Gummimaterial in einen Gusshohlraum (50) zu gießen, der zwischen dem Gehäuse und der Metallmasse ausgebildet ist, um die Gummielastikkörperschicht (34) auszubilden; und (c) einem Kleinspaltenausbildungsprozess, der eine kleine Spalte (42) von nicht mehr als 0,1 mm zwischen der Außenperipheriefläche der Gummielastikkörperschicht und der Innenperipheriefläche des Gehäuses, die in einer Radialrichtung aneinander gegenüberliegen, in einem Zustand ausbildet, in dem die Metallmasse koaxial innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, indem eine thermische Kontraktion der Gummielastikkörperschicht angewendet wird, um sowohl die Gummielastikkörperschicht vom Gehäuse abzuschälen als auch um die Gummielastikkörperschicht mittels Verringerung dessen Durchmessers hin zur Metallmasse an die Metallmasse anzuhaften, wobei eine Eigenfrequenz des unabhängigen Massenelements, das durch ein festes Anhaften der Gummielastikkörperschicht an die Außenperipheriefläche der Metallmasse ausgebildet wird, auf ein Frequenzband festgesetzt wird, das höher als eine Frequenz von Zielvibrationen ist, die für ein vibrierendes Element (18) zu dämpfen sind, sodass nach dem Anlegen der Zielvibrationen das unabhängige Massenelement wiederholt auf beiden Seiten in einer primären Vibrationseingaberichtung an die Innenflächen des Gehäuses stößt.
Verfahren zum Herstellen einer Fahrzeugvibrationsdämpfungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 5, des Weiteren mit einem vor dem Gummielastikkörperschichtherstellungsprozess auszuführenden Vorbereitungsprozess, in dem zumindest eine Anhaftungsbehandlung zum Sicherstellen eines Anhaftens der Gummielastikkörperschicht (34) an die Metallmasse (32), oder eine Nicht-Anhaft-Behandlung zum Sicherstellen einer Nicht-Anhaftung der Gummielastikkörperschicht an das Gehäuse (12) durchgeführt wird.
Verfahren zum Herstellen einer Fahrzeugvibrationsdämpfungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 5 oder 6, des Weiteren mit einem Lösprozess, der kraftsam eine Relativbewegung zwischen der Gummielastikkörperschicht (34) und dem Gehäuse (12) verursacht, in zumindest einer Umfangsrichtung oder einer Axialrichtung und der nach dem Gummielastikkörperschichtherstellungsprozess ausgeführt wird.