(57)【要約】本発明は、流体軸受を運転するための方法及びこの方法を実施するための軸受に関する。本発明の課題は、流体軸受の複合作用を有する伝達動作に直接影響を与えることができるようにする方法、及びこの方法に適した軸受を提供することである。この課題は、振動システム（２，２′，３，７，７′）内に直接的に、つまり単数又は複数のオーバーフロー通路（３）の領域内に、所定の力を無接触に導入し、この所定の力の方向ベクトルを、単数又は複数のオーバーフロー通路（３）を通って移動する緩衝媒体の方向ベクトルに、平行に、並びに同位相又は逆位相で伝達するようにしたことによって解決された。本発明の軸受においては、少なくとも１つのオーバーフロー通路によって質量エレメント（４）が受容され、この質量エレメント（４）が、磁界によって生ぜしめられた力によってオーバーフロー通路内で移動可能であって、それによって、振動システムのバックリングばね（７，７′）の復元力に対して付加的に有効となる力に関して影響を及ぼすことができる。
2005521840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の緩衝媒体を収容するために支持体内に形成された複数の室と、これらの室の、バックリングばねとして作用する壁部と、これらの室を互いに接続する単数又は複数のオーバーフロー通路とから少なくとも形成されている振動システムと、エラストマー支持体とを有する流体軸受を駆動するための方法において、前記振動システム内に直接的に、つまり単数又は複数のオーバーフロー通路の領域内に、所定の力を無接触に導入し、この所定の力の方向ベクトルを、軸受が単数又は複数のオーバーフロー通路によって負荷を受けた時に移動する緩衝媒体の方向ベクトルに、平行に並びに同位相又は逆位相で重畳することによって、複合的に作用する移行動作及び／又は軸受の緩衝特性に所定の形式で影響を与えることを特徴とする、流体軸受を駆動するための方法。
【請求項２】
振動システム内に導入された力として、所定の使用目的に応じて軸受の緩衝特性を規定するための静的な力、又は使用時に大きさ及び／又は方向ベクトルが、使用された軸受のそれぞれの負荷に応じて変化する、ダイナミックに可変な力を用いる、請求項１記載の方法。
【請求項３】
振動システム内に導入される力を磁界によって生ぜしめ、振動システムに、磁界の力によって移動可能な少なくとも１つの慣性エレメントを設ける、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
磁界を電磁石によって形成する、請求項３記載の方法。
【請求項５】
電磁石によって生ぜしめられた磁界の方向、及びひいてはそれによって影響を受ける、軸受の運転時の交流電圧によって電磁石が負荷されることによる力の方向を変えられるようにした、請求項４記載の方法。
【請求項６】
流体軸受であって、エンジンマウント若しくはシャシーマウント又はブシュマウントとして構成されていて、エラストマー支持体（１）と振動システム（２，２′，３，７，７′）とを有しており、該振動システムが、エラストマー支持体（１）内に配置され、流体の緩衝媒体で満たされた室（２，２′）と、バックリングばね（７，７′）として働く、前記室（２，２′）の壁部と、これらの室（２，２′）を互いに接続する単数又は複数のオーバーフロー通路（３）とによって形成されており、この場合、少なくとも１つのオーバーフロー通路（３）によって慣性エレメント（４）が受容されていて、該慣性エレメント（４）が磁石（５）の磁界によってオーバーフロー通路（３）内で摺動可能であって、それによって振動システムのバックリングばね（７，７′）の復元力に加えて有効となる力に関して影響を及ぼすことができるようになっていることを特徴とする、流体軸受。
【請求項７】
慣性エレメント（４）がピストン状の固体である、請求項６記載の流体軸受。
【請求項８】
慣性エレメント（４）が弱磁性の個体であり、該弱磁性の個体に、オーバーフロー通路（３）の外側でしかもオーバーフロー通路（３）の近傍に配置された永久磁石又は電磁石（５）によって生ぜしめられた磁界が作用する、請求項６又は７記載の流体軸受。
【請求項９】
質量エレメント（４）が永久磁石であって、この永久磁石の磁界が、オーバーフロー通路（３）の外側でしかもオーバーフロー通路（３）の近傍に配置された永久磁石又はコイル（５）と相互作用している、請求項６又は７記載の流体軸受。
【請求項１０】
慣性エレメント（４）が短絡されたコイルとして構成されているか又はこのコイルを受容しており、このコイル内に可変な外側の磁界によって電圧が誘起され、この誘起された電圧からコイル内に生ぜしめられた渦電流によって、それぞれの原因に抗する磁界が生ぜしめられる、請求項６又は７記載の流体軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体軸受（Ｈｙｄｒｏｌａｇｅｒ）を駆動するための方法及びこの方法を実施するために構成された軸受（Ｌａｇｅｒ）に関する。
【０００２】
軸受特にラバーマウントは、自動車工業において広範囲に使用されている。自動車製造業者は、自動車の快適性を高めることに常に努力している。この関連性において、操作機能の増大及び改善と共に、特に緩衝手段が重要である。緩衝手段の目的は、自動車の振動源から発する若しくは路面の非平坦性によって生ぜしめられる雑音及び振動を車室から遠ざけるようにすることである。この場合、一般的にラバーマウント及びラバーブッシングが使用される。そのばね特性及び緩衝特性は、例えばエンジン又は補助フレームを支承するために使用される。種々異なる要求に対する適合は、一般的に軸受の幾何学形状及び／又はゴム若しくはラバーの硬度並びに弾性のバリエーションによって得られる。例えばエンジンのアイドリング時又は周期的に力がシャシーにかかる際に発生する所定の周波数の高い振動振幅は、従来構造のラバーマウントでは不十分にしか緩衝することができないか、又は不都合に大きい軸受質量を必要とすることになる。従って、小さい固有質量においても高い振動振幅の効果的な減衰を可能とするような流体軸受がしばしば使用されている。流体軸受は、従来構造のラバーマウントによって公知であるエラストマー支持体と振動システムとから成っている。振動システムは、支持体内に形成された、流体の緩衝媒体を収容するための複数の室と、これらの室の壁部と、これらの室を互いに接続する単数又は複数のオーバーフロー通路とによって形成されている。緩衝媒体としては一般的に、有利な形式でグリコールと水との混合物が使用される。このような形式の軸受に振動が導入されると、軸受のばね弾性に基づいて複数の室の容積が変化する。この容積変化は、フレキシブルな室壁によって補償される。しかしながら室壁は形状変化に対抗し、それによって室内の圧力が変化する。このような容積押し退けによる圧力変化の大きさは、バックリングばね定数と称呼される。室を互いに接続する通路を通って、緩衝媒体が一方の室から他方の室へオーバーフロー（溢流）することによって、圧力補償が行われる。低い周波数振動においては、室間で間接的に圧力補償が行われるので、エラストマー支持体だけが、軸受の緩衝及び弾性のために役立つ。勿論、振動周波数が大きくなるにつれて、緩衝は振動システムによって、つまり通路内で往復運動する液体の量によって次第に強く作用するようになる。しかしながら所定の周波数（共振周波数）を上回ると、往復運動する液体は、その慣性に基づいて、導入された振動にもはや追従できなくなる。従って軸受の緩衝特性は失われて、液体によって室壁に作用する圧力を介して、支持体の剛性に加えられる剛性が生じることになる。この場合、各軸受の共振周波数は、軸受の幾何学形状特に通路の幾何学形状及び液体量に基づいている。接続しようとする構成部材及びモジュールの構造及び性質に基づいて、軸受を共振周波数に関連してそれぞれ適合させる必要がある。自動車開発においてしばしば必要とされているように、構造の小さい変化自体も、軸受のために行われる適合に直接作用する。従って、変化した条件に軸受の緩衝特性を簡単に適合させることができるように、軸受を構成することが望まれている。このために知られている可能性は、本来の流体軸受に対して平行に又は並列に付加的なばね若しくはゴム装置が位置決めされることによって、支持体の特性を変化させる点にある。さらにまた、このために、可変な通路長さ又は可変な通路横断面を有する軸受も公知である。このために、従来の解決策に応じて、電気式、液圧式又は空圧式の駆動装置が使用される。この駆動装置によって、軸受内のアクチュエータが操作され、それによって軸受の幾何学形状若しくは支持体の特性が変化せしめられる。しかしながらそれによって、軸受内で移動する部分が必要とされ、またこれらの部分の移動を実施する必要がある。その結果、緩衝媒体が貫流する軸受の領域をシールすることが必要となる。
【０００３】
ドイツ連邦共和国特許公開第１９９５９３９１号明細書によれば、剛性特性を目的に合わせて変えることができる液圧（ハイドロリック）式に緩衝される軸受が公知である。この公知の軸受は、オーバーフロー通路の他に２つの短い解離通路を有している。これらの解離通路によって、軸受の振動システムは、短い振幅において解離される。この場合、軸受内に発生する圧力差は、オーバーフロー通路を介して補償されるのではなく、解離通路を介して補償される。つまり振動システムは、低い振幅の振動が発生した時には短絡される。この公知の明細書に開示された解決策によれば、解離通路内にそれぞれ１つの振動体が挿入されている。この振動体は、解離通路によって流体の流れを制動する。制動作用の強さに応じて振幅、つまりオーバーフロー通路が圧力補償のために使用開始される振幅が影響を受ける。即ち解離の程度を調節することができる。この公知の明細書によれば、制動作用の変化はピンによって行われ、このピンは、可変な力によって振動体を側方から押しつけるようになっている。可変な力は、この公知の明細書に開示された軸受の実施例においては、無接触でピンに伝達され、この際に解離通路の長手方向に対して垂直に若しくは横方向に伝達される。可変な力は例えば磁石によって発生される。この公知の軸受は、電子工学に転用されて、閾値スイッチのように作用する。この場合、振動体に垂直に作用する力に基づいて、振動システムがシステム全体から解離されるまでの閾値が規定される（振動振幅）。しかしながらこの公知の装置においては、閾値を超えてから振動体によって生ぜしめられる緩衝に所望の影響を与えることはできない。
【０００４】
本発明の課題は、流体軸受の複合的に作用する伝達動作に直接的に影響を与えることができるような方法を提供することである。また本発明の課題は、この方法を実施するために適した軸受を提供することである。
【０００５】
この課題は、請求項１の特徴に記載した方法によって解決される。この方法を実施するために適した軸受は、第１の装置に関連した請求項の特徴によって特徴付けられている。本発明の有利な実施例若しくは実施態様は従属請求項に記載されている。
【０００６】
本発明による方法は、エラストマー支持体と振動システムとから成る流体軸受の運転に関するものである。この場合、振動システムは、流体の緩衝媒体を収容するための、少なくとも支持体内に挿入された複数の室と、これらの室の、バックリングばね（座屈ばね）として作用する壁部と、複数の室を互いに接続する単数又は複数のオーバーフロー通路とを有している。この方法によって、軸受の複合的に作用する(Komplexwertig)伝達動作若しくは緩衝動作は、所定の形式で、振動システムに直接的に、つまり単数又は複数のオーバーフロー通路の領域内で、所定の力を無接触に軸受内に伝達されることによって、影響を受ける。本発明によれば、この力の方向ベクトルは、軸受の負荷時に単数又は複数のオーバーフロー通路を通って移動せしめられる緩衝媒体の方向ベクトルに、平行に同位相又は逆位相で重畳される。この場合、「複合的に作用する」とは、剛性の程度も、また励起と伝達される力作用との間の位相も、本発明によって影響を受ける、という意味である。この場合、位相のずれた分が軸受の緩衝動作に相当する。
【０００７】
本発明においては、振動システム内に導入された力は、軸受の複合的に作用する伝達動作若しくは緩衝特性をその所定の使用目的に応じて規定するための静的な力であるか、又は使用時に大きさ及び／又は方向ベクトルが軸受のそれぞれの負荷に応じて変化するダイナミック（動的）な力である。
【０００８】
本発明の方法の有利な変化実施例によれば、振動システム内に導入される力は磁界によって生ぜしめられ、この場合、振動システムが、磁界の力によって移動可能な少なくとも１つの慣性エレメントを有しており、この慣性エレメントに力が作用する。実際の使用に適した実施例においては、この作用する力は、電磁石によって生ぜしめられる。この場合それぞれの使用例に応じて、電磁石によって生ぜしめられた磁界の方向、及びひいてはそれによって影響を受ける、軸受の運転時の交流電圧によって電磁石が負荷されることによる力の方向が変えられるようになっているので、軸受の複合作用を有する伝達動作は、そのそれぞれの負荷に反応して影響を受けるようになっている。
【０００９】
本発明は、静的及び／又は動的（ダイナミック）な力を無接触で、通路内に存在する液柱の質量に連結する方法を含んでいる。これは、室の壁部によって形成されたバックリングばねのばね定数及び通路質量（液柱）によって押しつけられる振動システムの間接的に、しかしながら無接触の影響に相当する。これによって軸受の複合作用を有する伝達動作は、軸受を組み込む前に予め適合させること又は発生した負荷に対する可変の作用を考慮して、非常に正確かつフレキシブルに調節することができる。これは、システム全体から振動システムを場合によっては単に解離させるだけである作用を越えている。振動システムに直接作用すること、及び振動する液体の運動が描く方向ベクトルを、作用する力のベクトルに重ねることによって、液柱の運動に抗する（逆位相の重畳）か、又は液柱の運動を補助する（同位相の重畳）ことが可能である。それによって、作用する力の大きさが同時に変化することによって、軸受の緩衝作用を所定の限界内で完全に自由に調節することができる。この方法を実施するために適した流体軸受は、選択的にエンジンマウント若しくはシャシーマウントとして、又はブシュマウントとして構成されている。この流体軸受は、公知の形式で、エラストマー支持体と振動システムとを有しており、該振動システムが、エラストマー支持体内に配置され、流体の緩衝媒体で満たされた室と、バックリングばねとして働く、前記室の壁部と、これらの室を互いに接続する単数又は複数のオーバーフロー通路とによって形成されている。この場合、本発明によれば、少なくとも１つの磁界によって慣性エレメントが受容されていて、該慣性エレメントが磁石の磁界によってオーバーフロー通路内で摺動可能であって、それによって振動システムのバックリングばねの復元力に加えて有効となる力に関して影響を及ぼすことができるようになっている。「加える」とは、この場合、互いに重畳された力のベクトル方向の観察に関連しており、勿論その限りにおいて量的な引き算も意味している。
【００１０】
本発明による軸受の実際に適して実施例によれば、慣性エレメントはピストン状の固体である。磁界によって生ぜしめられた力を発生させるために、種々異なる可能性が挙げられる。その１つは、慣性エレメントが弱磁性の固体であり、該弱磁性の固体に、オーバーフロー通路の外側でしかもオーバーフロー通路の近傍に配置された永久磁石又は電磁石によって生ぜしめられた若しくは励起された磁界が作用するようになっている点にある。別の実施例によれば、質量エレメントが永久磁石であって、この永久磁石に別の永久磁石又は電流が流れるコイルの磁界が作用するようになっている。また、慣性エレメントはそれ自体が短絡されたコイルを受容しているか、又は短絡されたコイルとして構成されており、この場合、可変な外側の磁界によって仲介されてコイル内に電圧が誘起されるようになっている。この誘起された電圧によってコイル内に渦電流が生ぜしめられ、この渦電流が、コイル及びひいては質量エレメントの周囲に、それぞれの原因に抗する磁界が生ぜしめられる。この場合、可変な外側の磁界が、支持体内に挿入された、軸受が負荷を受けた時にコイルに対する軸受の位置を変える永久磁石によって生ぜしめられる。
【００１１】
本発明を以下に実施例を用いて具体的に説明する。図１は、軸受の概略的な回路図を示しており、この場合、この概略図で示された軸受が、例えば軸方向で互いに上下に配置された緩衝媒体室を備えたエンジンマウントであるか、又は少なくとも半径方向で互いに反対側に配置された複数の室を備えたブシュマウントであるかは、本発明の作用原理を説明するために、重要なことではない。この場合、この軸受は、エラストマー支持体１（概略的な支持ばねによって示されている）と振動システム２，２′，３，７，７′との間の一種の並列接続を形成している。この振動システムは、流体の緩衝媒体を受容するための少なくとも複数の室２，２′と、バックリングばね（座屈ばね）７，７′として作用する、室２，２′の壁と、これらの室２，２′を接続する、１つ又は複数（この実施例では１つ）のオーバーフロー通路３とを有している。使用状態に応じて軸受に作用する力は、作用面６，６′を介して軸受内に伝達される。この場合、この軸受が低周波数の振動を受けるようになっている限りは、この低周波数の振動は室２，２′内に導入されて容積が変化する。この容積変化によって、室内に収容されている液体状の緩衝媒体に作用する力が変化する。勿論このような低い振動周波数においては、室２，２′間の圧力補償を注意深く行う必要がある。何故ならば、緩衝媒体はオーバーフロー通路を介して直接その容積を減少させる一方の室２又は２′からそれぞれ他方の室２′又は２内に流入するからである。つまりそれによって、バックリングばね７，７′を備えた室２，２′と、（図示されていない）流体の緩衝媒体と、通路とから形成された振動システム２，２′，３，７，７′は、低周波数の振動が発生した時に緩衝することができないからである。このような運転条件においては、軸受の弾性若しくは減衰はもはやそのエラストマー支持体１によって影響を受けることはない。
【００１２】
しかしながら運転状態で軸受に作用する振動の周波数が高くなるにつれて、振動システムは次第に緩衝のために貢献することになる。この貢献は、室壁の変形性によって規定されるバックリングばね７，７′のばね定数と、緩衝媒体が通路を通って運動する際の緩衝媒体の内部摩擦と、液体の往復振動運動時に発生するせき止め圧力損失とから得られる。この場合、複合的に作用する伝達動作、緩衝特性、及び共振周波数は、ほぼいわゆる通路質量（Ｋａｎａｌｍａｓｓｅ）によって規定される。ここで本発明について説明する。本発明による軸受においては、図１に示されているように、慣性エレメント４がオーバーフロー通路３内に挿入されている。この慣性エレメント４は図示の実施例ではピストン状の永久磁石である。この慣性エレメント４の近傍でオーバーフロー通路の外側に配置された磁石５（永久磁石又は電流が供給されるコイル若しくは電磁石）によって、ピストン状の永久磁石は磁気的な引っ張り力又は引き離し力に基づいて通路３内で無接触に移動可能である。これは、通路３内に振動システムに作用する力が直接導入されることと同じである。この力の方向ベクトルは、通路３内で移動する液体の方向ベクトルに平行に、若しくはこの運動に相当する力に平行に重畳される。この力の重畳は、それぞれ所定の時点と同じ位相で又は逆の位相で行われるかに応じて、バックリングばね７若しくは７′の作用は低下せしめられる（同じ位相の重畳）か、又は上昇せしめられる（逆の位相の重畳）。力の導入が、時間的に変化する、例えば交流電圧で負荷された電磁石によって生ぜしめられた磁界によって方向及び強さが切り替わると、軸受の複合的に作用する移行動作は、規定通りに変化するだけではなく、ダイナミックにも変化可能である。それによって、軸受の作業点は、通路の幾何学形状が変化することなしに、静的又はダイナミックに、つまり所定の限界内でそれぞれの負荷に反応して調節され得る。この場合、本発明の特別な利点は、流体軸受若しくは流体ブシュの共振周波数を大きく上回るダイナミックな剛性が、振動システムに導入された力の影響をまったく受けることなしに、維持されるという点にある。さらにまた、例えば磁界がピストンに作用する、電磁石の励磁が中断された場合でも、所定の作業状態が調節されるという利点がある。この作業状態は、影響を及ぼさない慣性エレメントの質量を含む軸受の一般的な構造に応じて通路質量から得られる。さらに、コイルを使用した場合、その時間的な経過に関連してほぼ任意に形成可能なコイル電流によって振動システムの影響の多様な可能性が得られる。場合によっては必要なガイド又はヒンジは、複雑に移動する部分が省かれているために必要ない。それによって軸受構造は比較的簡単であって、原価を下げることができる。同様に付加的なシールが必要である。何故ならば特別なシール手段は必要とされないからである。これは同様に製造コストにとって好都合であり、軸受の信頼性を高める。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】軸受の概略的な回路図である。
【符号の説明】
【００１４】
１  エラストマー支持体、  ２、２′室、  ３  通路、  ４  慣性エレメント、  ５  磁石、  ６，６′  作用面、  ７  バックリングばね
【図１】
2005521840.tif 000003
【国際調査報告】
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2005521840.tif 000005
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