CN103459883B - 防振装置 - Google Patents

Abstract

一种防振装置（1），其以如下方式构造：支撑板（3）被安装到筒状橡胶主体（2）的一端侧的端面；内筒（4）以固定于一端（2e）侧的方式布置在橡胶主体（2）的内侧；围绕整周延伸的腔（6）设置在内筒（4）的外周面和橡胶主体（2）的除橡胶主体（2）的一端（2e）侧的区域以外的内周面之间。突起部（7a、7b）设置在橡胶主体（2）的另一端（2f）侧的内周面上。突起部（7a、7b）设置在橡胶主体（2）的沿橡胶主体（2）的周向的部分并且以与内筒（4）接触或靠近内筒（4）的方式从内周面突出。突起部（7a、7b）以位于布置外筒（5）的区域的方式沿橡胶主体（2）的轴向延伸，外筒（5）被布置成围绕橡胶主体（2）的在另一端（2f）侧的橡胶部分（2a）。

Description

防振装置

技术领域

本发明涉及一种防振装置，其具有筒状橡胶主体、被安装到筒状橡胶主体的一端的端面的支撑板和固定地配置于橡胶主体的所述一端的内筒。防振装置适于用作与成对的筒状弹性主体关联地布置在车辆中的车厢支架（cabinmount）。特别地，本发明提出如下技术：响应于在与防振装置的轴向垂直的方向上的输入力呈现不同的弹簧特性，而不会牺牲防振装置的耐久性。

背景技术

专利文献1公开了这种类型的防振装置，其例如配置在车厢的底壁和车身的框架之间；该防振装置与配置在车身的框架的下面的成对的筒状弹性主体关联地竖直地保持车身的框架；该防振装置利用插通以一体化方式安装于车辆的筒状弹性主体的内部的螺栓来一体化地夹持车身的框架。该装置被车厢弹性支撑到车身的框架。

图8示出了该防振装置的示例的竖直截面图和水平截面图，该防振装置具有：筒状橡胶主体101；支撑板102，其被安装到橡胶主体101的一端（在图中为下端）的端面；外筒103，其被埋设于橡胶主体101的另一端（在图中为上端）并且具有绕着上述一端的周缘向外延伸的环状凸缘103a；以及内筒104，其配置在橡胶主体101中。在该装置100中，腔105沿整周形成在橡胶主体101的除上述一端处的区域以外的内周面和内筒104的外周面之间。当使用该装置100并且橡胶主体101如图9所示沿轴向压缩变形时，大部分橡胶主体101如较小箭头所示变形到橡胶主体101和内筒104之间的腔105中，以抑制橡胶主体101的外表面沿侧向鼓出变形。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本实开昭58-161769号公报

发明内容

发明要解决的问题

此外，取决于安装上述防振装置的车辆，可能需要该装置相对于与防振装置的轴向垂直的方向（例如车辆的前后方向和左右方向）呈现不同的弹簧特性。为了满足这种需要，图8中示出的传统防振装置100具有如下的橡胶主体101的内周面：该橡胶主体101的内周面沿周向的特定区域沿着其在轴向上的整个长度朝向内筒104突出，以使橡胶主体的内周面的该区域抵接内筒，由此即时响应载荷的施加而在与该装置的轴向垂直的特定方向上呈现充分高的弹簧特性。然而，接收橡胶主体101的向内变形的腔105小于橡胶主体101在沿轴向的载荷作用下等的压缩变形。结果，橡胶主体101沿侧向大程度地鼓出变形，从而增大了橡胶主体101在具有大表面积的外表面处的拉伸应力。因此，橡胶主体101以及防振装置100的耐久性容易劣化。

本发明是为了解决传统技术所面临的以上问题。本发明的目的是提供一种防振装置，其相对于与该防振装置的轴向垂直的不同方向呈现不同的弹簧特性，而不会由橡胶主体沿侧向的大程度地鼓出变形而导致牺牲防振装置的耐久性。

用于解决问题的方案

根据本发明的防振装置包括：筒状橡胶主体；支撑板，其被安装到所述筒状橡胶主体的一端的端面；内筒，其固定地配置在所述橡胶主体的所述一端，以便在所述橡胶主体的除在所述一端的区域以外的内周面和所述内筒的外周面之间沿整周形成腔，其中突起部沿周向部分地设置在所述橡胶主体的另一端的内周面，所述突起部从所述内周面突出以抵接所述内筒或靠近所述内筒；外筒被配置成围绕所述橡胶主体的所述另一端的部分；以及所述突起部延伸跨越所述橡胶主体的配置所述外筒的轴向区域。注意，在本发明中，突起部能够设置在橡胶主体的比配置外筒的轴向区域大的轴向区域处，但是突起部沿橡胶主体的轴向延伸的长度等于或小于外筒的轴向长度的四倍。

优选地，所述外筒包括：环状板；以及竖直支撑部，其与所述环状板的内周缘相连地向所述橡胶主体的所述另一端延伸；所述外筒埋设在所述橡胶主体的所述另一端中；所述竖直支撑部仅配置在沿周向部分地设置在所述橡胶主体的内周面的所述突起部的外周侧；以及在包括所述外筒并且与所述橡胶主体的轴向垂直的水平截面图中，所述腔的轮廓具有长圆形形状，并且所述突起部和所述竖直支撑部沿着长圆形的所述腔的长径部分配置。优选地，形成在所述橡胶主体的所述另一端的内周面的所述突起部的靠近所述一端的部分的突出高度朝向所述一端逐渐变小。

优选地，一对所述突起部以彼此面对的方式形成在所述橡胶主体的内周面上；以及在与所述橡胶主体的轴向垂直的水平截面图中，所述橡胶主体的与所述一对突起部对应的周向区域的各轮廓具有直线形状，并且所述橡胶主体的轮廓具有长圆形形状。

发明的效果

根据本发明的防振装置，突起部沿周向部分地设置在橡胶主体的另一端的内周面上。例如当该防振装置处于压缩状态时，该突起部抵接内筒。外筒被配置成围绕橡胶主体的另一端的部分，该突起部延伸跨越橡胶主体的配置外筒的轴向区域。结果，当使用该装置时，由刚性材料制成的外筒所围绕的突起部起作用以在外筒的支撑下限制内筒朝向突起部的移位，从而根据期望充分地增大相对于与突起部的配置相对应的并且与装置的轴向垂直的方向的弹簧常数。

防振装置具有腔，该腔形成在橡胶主体的内周面和内筒的除配置突起部的部分以外的外周面之间，特别地该腔形成在一端和另一端之间，使得当橡胶主体由于沿装置的轴向的载荷而压缩变形时，大部分橡胶主体可以变形到腔中以抑制橡胶主体的沿侧向的可能使橡胶主体的耐久性劣化的鼓出变形。另外，由刚性材料制成的外筒周向地围绕突起部，使得当橡胶主体被压缩变形时高度地抑制由从内筒朝向突起部的压力引起的橡胶主体的鼓出变形的变大。因此，本发明的防振装置能够相对于与轴向垂直的方向呈现不同的弹簧特性，而不会牺牲防振装置的耐久性。

本发明应用于防振装置，其中所述外筒具有：环状板；以及竖直支撑部，其与所述环状板的内周缘相连地向所述橡胶主体的所述另一端延伸；所述外筒埋设在所述橡胶主体的所述另一端中，使得所述竖直支撑部仅配置在沿周向部分地设置在所述橡胶主体的内周面的所述突起部的外周侧；以及，在包括所述外筒并且与所述橡胶主体的轴向垂直的水平截面图中，所述腔的轮廓具有长圆形形状，并且所述突起部和所述竖直支撑部沿着长圆形的所述腔的长径部分配置。当该突起部抵接内筒并且被压缩时，在突起部的外周侧存在的竖直支撑部有效地抑制了橡胶的鼓出变形，以增大相对于该突起部延伸的方向的弹簧常数。由于在橡胶主体的内周面的不存在突起部的区域的外周侧不存在竖直支撑部，所以相对于突起部未延伸的方向的弹簧常数充分地降低。因此，相对于与该装置的轴向垂直的方向的弹簧特性能够更大程度上地不同。

此外，当制造在橡胶主体的另一端的内周面具有突起部的上述防振装置时，该装置在通过闭合模具而限定的腔中被硫化成型，然后从模具取出该装置。在这方面，由于橡胶主体的另一端的内周面的将作为所谓底切部分的突起部向内突出超过内周面的中间部分，所以可能难以从模具取出装置。特别地，当突起部的最大突出高度等于或大于1mm时，从模具强制取出成型的装置可能导致突起部的龟裂和断裂。

当形成在橡胶主体的另一端的内周面的突起部的靠近橡胶主体的一端的部分的突出高度朝向该一端逐渐变小时，即使在如上所述突起部具有等于或大于1mm的最大突出高度的情况下，也能够防止在从模具取出该装置期间该突起部与腔的内周面上的朝向该装置的配置于腔的橡胶主体向内延伸的凸出部分接合，以便于从该模具取出装置。这能够在从模具取出装置的同时有效地消除突起部的任何龟裂或断裂的可能性。

当一对突起部以彼此面对的方式形成在橡胶主体的内周面上时，在使橡胶主体沿轴向压缩变形时，由于突起部的形成引起腔的容积降低，橡胶主体的设置突起部的周向区域的侧向鼓出变形比其它周向区域的侧向鼓出变形大。因此，橡胶主体的耐久性由于橡胶主体的沿周向的外侧拉伸应力的局部增大而容易劣化。在与橡胶主体的轴向垂直的水平截面图中，当橡胶主体的与一对突起部相对应的周向区域的各轮廓成型为直线状，并且该橡胶主体的轮廓成型为长圆形形状时，在压缩变形下的橡胶主体的轮廓在水平截面图中可以大体上为真正的圆形。因此，可以使得在压缩变形下的橡胶主体的外周面上的拉伸应力沿着周向均匀，以进一步提高装置的耐久性。

附图说明

[图1]示出了根据本发明的防振装置的一个实施方式，其中（a）是包括防振装置的中心轴线的竖直截面图，（b）是沿着（a）中的线B-B截取的水平截面图，（c）是沿着（a）中的线A-A截取的水平截面图。

[图2]是与图1的（a）相似的竖直截面图，示出在压缩变形状态下的防振装置。

[图3]是与图1的（b）相似的水平截面图，示出在橡胶主体的内周面上形成突起部的另一配置。

[图4]是从图1中的防振装置移除的外筒的立体图。

[图5]是沿着图1的（a）中的线C-C截取的水平截面图。

[图6]是突起部的变形例的包括防振装置的中心轴线的部分放大竖直截面图。

[图7]是与图1的（a）相似的竖直截面图，示出根据本发明的防振装置的另一实施方式。

[图8]示出了传统的防振装置，其中（a）是竖直截面图，（b）是沿着（a）中的线b-b截取的水平截面图。

[图9]是示出图8中的防振装置在压缩变形状态下与图8的（a）相似的竖直截面图。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的实施方式。图1中示出的防振装置1具有：筒状橡胶主体2；支撑板3，其安装到橡胶主体2的一端2e（在图1的（a）中为下端）的一端面并且由诸如金属材料、塑料材料等刚性材料制成；内筒4，其配置在橡胶主体2中并且被固定到橡胶主体2的内径小于其余部分的内径的一端2e；以及外筒5，其埋设于橡胶主体2的另一端2f（在图1的（a）中为上端）并且由刚性材料制成。注意，在图1中，外筒5具有环状板5b和与环状板5b的内周缘相连地向橡胶主体2的另一端2f延伸的竖直支撑部5a。

如图1所示，在橡胶主体2的除在上述一端2e的区域以外的内周面和内筒4的外周面之间沿橡胶主体2的整周形成腔6。因此，如图2所示，在轴向载荷被施加到装置1并且橡胶主体2沿轴向压缩变形的情况下，大部分橡胶主体2变形到腔6中以抑制橡胶主体2沿侧向鼓出变形，由此抑制了橡胶主体2的外表面附近的拉伸应力的增大。

此外，取决于安装防振装置1的车辆，可以要求该装置相对于与防振装置的中心轴线的方向垂直的方向（例如车辆的前后方向和左右方向）呈现不同的弹簧特性。为了满足该要求，如图1的（a）、图1的（b）和图1的（c）所示，本发明设置有一对突起部7a、7b，该对突起部7a、7b形成在橡胶主体2的在另一端2f的内周面上。突起部7a、7b从橡胶主体2的内周面突出并且彼此面对。如图所示，在例如没有任何力被施加到防振装置1的情况下，突起部7a、7b与内筒4抵接。突起部7a、7b两者跨越围绕橡胶主体2在另一端2f的部分2a的外筒5的配置区域沿橡胶主体2的轴向延伸。

这允许经由部分2a由外筒5所围绕的突起部7a、7b弹性地支撑内筒4。因此，防振装置1相对于突起部7a、7b延伸的方向呈现较高的弹簧特性，例如是与车辆的前后方向对应的方向（在图1的（b）中为水平方向）。另一方面，防振装置1相对于突起部7a、7b未延伸的方向呈现较低的弹簧特性，例如是与车辆的侧向相对应的方向（在图1的（b）中为上下方向）。因此，能够使防振装置1相对于与防振装置1的轴向垂直的两个方向的弹簧常数彼此不同。

此外，当图1中示出的防振装置1的橡胶主体2如图2所示沿轴向压缩变形时，大部分橡胶主体2变形到橡胶主体2和内筒4之间的腔6中以抑制橡胶主体2在侧向上的大鼓出变形，由此抑制了由橡胶主体2的鼓出变形引起的橡胶主体2的外表面附近的拉伸应力的增大。因此，确保了橡胶主体2的耐久性。

只要如图1的（a）所示突起部至少跨越外筒5的配置区域沿橡胶主体2的轴向延伸，突起部7a、7b就能够在外筒5的支撑下有效地弹性支撑内筒4，以增大弹簧常数。另外，各突起部7a、7b的在橡胶主体2的轴向上的延伸长度L等于或小于外筒5的在橡胶主体2的轴向上的长度Lt的四倍（即满足关系L≤4Lt），以便在橡胶主体2和内筒4之间确保大的腔6，从而在橡胶主体2被压缩变形的状态下充分地抑制橡胶主体2的鼓出变形。

通过增大突起部7a、7b的从橡胶主体2的内周面测量出的突出高度H能够进一步增大相对于与防振装置1的轴向垂直的方向的弹簧常数，以更强有力地抵接内筒4。

如果期望，可以在橡胶主体的内周面上形成单个突起部或多于两个的突起部。例如，参照图3，在橡胶主体2的内周面形成两对突起部17a-17d，其中各对突起部彼此面对。如图3所示，当成对突起部17a-17d沿着彼此垂直的方向（在图中为上下方向和左右方向）配置时，各对突起部17a-17d之间的诸如突出高度、周向长度等尺寸和/或形状可以不同，以便相对于成对突起部的配置方向呈现不同的弹簧特性。

图4是从图1中的防振装置移除的外筒5的立体图。外筒5从突起部7a、7b的外周侧支撑突起部7a、7b以有助于相对于突起部7a、7b的延伸方向的弹簧常数的增大。例如，外筒5具有：环状板5b，其沿与橡胶主体2的轴向垂直的方向延伸；以及两个竖直支撑部5a，该两个竖直支撑部5a与环状板5b的内周缘相连地朝向橡胶主体2的另一端2f（在图中为上端）延伸，并且在本实施方式中，这两个竖直支撑部5a沿橡胶主体2的周向弯曲。竖直支撑部5a仅配置在突起部7a、7b的外周侧并且沿橡胶主体2的周向部分地配置。在图1的实施方式中，在包括外筒5且与橡胶主体2的轴向垂直的水平截面图中，沿着具有长圆形轮廓的腔6的长径配置竖直支撑部5a和突起部7a、7b。注意，可以与突起部的配置和数量相匹配地形成一个或多个竖直支撑部。

利用外筒5，竖直支撑部5a有效地支撑各突起部7a、7b，以相对于突起部7a、7b延伸的方向充分地呈现较高的弹簧特性。相反，由于在突起部7a、7b未延伸的方向上不存在竖直支撑部5a，所以在该方向上呈现较低的弹簧特性。因此，可以使相对于与装置1的轴向垂直的不同方向（诸如车辆的前后方向和左右方向）的弹簧常数更加显著地不同。尽管未示出，代替在橡胶主体2的周向上部分地配置的上述竖直支撑部5a，可以使用具有沿橡胶主体2的周向上的整周延伸的筒状部的外筒。

在如图1所示的装置1中，一对彼此面对的突起部7a、7b形成在橡胶主体2的内周面上。当橡胶主体2被压缩变形时，在形成突起部7a、7b的周向区域中突起部7a、7b附近的区域沿径向的鼓出变形比在未形成突起部7a、7b的区域中的稍大。结果，在轴向的中央区域处沿整周具有收缩部2b的筒状橡胶主体2在压缩变形状态下的轮廓在与橡胶主体2的轴向垂直的截面图中不是真正的圆形。因此，橡胶主体2的外侧拉伸应力在橡胶主体2的周向上局部地增大，使得橡胶主体2的耐久性可能劣化。

为了抑制拉伸应力的这种局部增大，优选地，在如图5所示的水平截面图中，橡胶主体2的与形成一对突起部7a、7b的周向区域相对应的部分2c、2d的轮廓形成为直线状，在该对突起部7a、7b延伸的方向上测量的橡胶主体的外径与其它方向上的外径不同，使得橡胶主体2的轮廓具有长圆形的形状（在图中为纵长的长圆形）。

注意，可以通过改变突起部7a、7b的尺寸和/或形状以及任意地改变橡胶主体2和内筒4之间的腔6的形状来微调在与装置1的轴向垂直的方向上的弹簧常数。例如，在图1中示出的装置中，在如图5所示的与橡胶主体2的轴向垂直的水平截面图中，腔6的轮廓具有如下长圆形形状：其中，腔6在该对突起部7a、7b延伸的方向上的外径大于腔6在该对突起部未延伸的方向上的外径。

此外，在制造上述装置时，在模腔中硫化成型该装置，然后从打开的模具的上模或下模取出该装置。在这方面，由于将作为所谓底切部分的另一端的突起部7a、7b向内突出超过橡胶主体2的轴向中间部分的内周面，所以可能难以从模具取出该装置。

当突起部的最大突出高度等于或大于1mm时，优选地，如图1的（a）所示，突起部7a、7b的靠近橡胶主体2的一端2e的部分的突出高度H朝向一端2e逐渐减小并且突起部7a、7b的靠近一端2e的部分的内径朝向一端2e逐渐增大，以使突起部7a、7b在一端2e侧的端部形成为扩径形状，以便抑制通过强制取出装置而引起的突起部的断裂和龟裂，从而允许制造的装置的突起部充分地呈现增大弹簧常数的上述效果。尽管未示出，注意，突起部的扩径端部可以具有弯曲扩径面，其中该部分的内径朝向一端2e弯曲地增大。

另一方面，当突起部的最大突出高度小于1mm时，如图6的放大竖直截面图所示，即使突起部27a、27b以恒定突出高度H沿橡胶主体2的轴向延伸，也能够强制从模具取出装置1而不损伤突起部27a、27b。

在图1中，外筒5埋设配置在橡胶主体2的另一端2f中。然而，本发明还包括不具有外筒但是具有与如图1所示围绕橡胶主体2的形成突起部7a、7b的部分2a的外筒5相对应的构件的防振装置。当使用该装置时，该构件被牢固地安装到橡胶主体的在另一端的外表面。

图7示出了根据本发明的另一实施方式的不具有外筒的防振装置的示例。该装置具有与图1示出的防振装置相同的特征，除了该防振装置自身在橡胶主体32的另一端（在图中为上端）不具有任何外筒。当使用该防振装置31时，作为独立于装置31的构件并在图7中以虚线示出的外筒50以围绕橡胶主体32的具有较小外径的部分32a的方式配置在橡胶主体32的另一端。由于由外筒50支撑的突起部37a、37b被与突起部37a、37b抵接的内筒34压缩，所以该防振装置31也能够产生增大弹簧常数的效果。因此，防振装置31能够相对于与装置31的轴向垂直的方向呈现不同的弹簧特性。另外，当橡胶主体32压缩变形时，橡胶主体32能够通过变形到腔36中而抑制在橡胶主体32的外表面产生的拉伸应力的增大。

图7中示出的防振装置31不具有外筒，使得能够以低成本制造该防振装置31并且该防振装置31比图1示出的防振装置1轻。另外，关于制造防振装置31，在突起部37a、37b的外周侧不存在约束橡胶变形的外筒，便于从模具取出硫化成型的装置31。

（实施例）

制备并试验图1中示出的上述防振装置1和图8中示出的传统装置。在试验中，向防振装置多次施加轴向载荷以试验它们的耐久性。在施加10000至20000次载荷之后，传统装置的橡胶主体在外表面处龟裂。另一方面，在以超过将载荷施加到传统装置的次数10倍的次数施加载荷之后，图1所示的装置的橡胶主体没有龟裂。因此，上述试验示出了根据本发明的防振装置能够相对于与轴向垂直的不同方向呈现不同的弹簧特性而不用牺牲防振装置的耐久性。

附图标记

1、31防振装置

2、32橡胶主体

2a、32a橡胶部分

2b收缩部

2c、2d直线状的轮廓

2e橡胶主体的一端

2f橡胶主体的另一端

3、33支撑板

4、34内筒

5、50外筒

5a竖直支撑部

5b环状板

6、36腔

7、17、27、37突起部

L突起部的轴向长度

Lt外筒的轴向长度

H突起部的突出高度

Claims (5)

1.一种防振装置，其包括：

筒状橡胶主体；

支撑板，其被安装到所述筒状橡胶主体的一端的端面；

内筒，其在所述橡胶主体的内侧固定地配置在所述橡胶主体的所述一端，以便在所述橡胶主体的除在所述一端的区域以外的内周面和所述内筒的外周面之间沿整周形成腔，其特征在于，

突起部沿周向部分地设置在所述橡胶主体的另一端的内周面，以使与防振装置的轴向垂直的不同方向呈现不同的弹簧特性，所述突起部从所述内周面突出以抵接所述内筒或靠近所述内筒；

外筒被配置成围绕所述橡胶主体的所述另一端的橡胶部分；以及

在所述橡胶主体的轴向上，所述突起部的延伸区域至少遍及所述橡胶主体的配置所述外筒的轴向区域，所述突起部沿所述橡胶主体的轴向延伸的长度等于或小于所述外筒的轴向长度的四倍。

2.根据权利要求1所述的防振装置，其特征在于，所述外筒包括：环状板；以及竖直支撑部，其与所述环状板的内周缘相连地向所述橡胶主体的所述另一端延伸；

所述外筒埋设在所述橡胶主体的所述另一端中；

所述竖直支撑部仅配置在沿周向部分地设置在所述橡胶主体的内周面的所述突起部的外周侧；以及

在包括所述外筒并且与所述橡胶主体的轴向垂直的水平截面图中，所述腔的轮廓具有长圆形形状，并且所述突起部和所述竖直支撑部沿着长圆形的所述腔的长径部分配置。

3.根据权利要求1或2所述的防振装置，其特征在于，形成在所述橡胶主体的所述另一端的内周面的所述突起部的靠近所述一端的部分的突出高度朝向所述一端逐渐变小。

4.根据权利要求1或2所述的防振装置，其特征在于，一对所述突起部以彼此面对的方式形成在所述橡胶主体的内周面上；以及

在与所述橡胶主体的轴向垂直的水平截面图中，所述橡胶主体的与一对所述突起部对应的周向区域的各轮廓具有直线形状，并且所述橡胶主体的轮廓具有长圆形形状。

5.根据权利要求3所述的防振装置，其特征在于，一对所述突起部以彼此面对的方式形成在所述橡胶主体的内周面上；以及

在与所述橡胶主体的轴向垂直的水平截面图中，所述橡胶主体的与一对所述突起部对应的周向区域的各轮廓具有直线形状，并且所述橡胶主体的轮廓具有长圆形形状。