CN101287927A - 动力减振器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种动力减振器，其中形成在主体(24)的在径向上与质量部(26)重叠的一轴向端处的第一孔部(32)的内径(D2)设定成小于形成在主体(24)的在径向上不与质量部(26)重叠并用带部件(20)紧固的另一轴向端处的第二孔部(34)的内径D3(D3＞D2)。待压配到第一孔部和第二孔部中的驱动轴(12)的外径(D1)设定成大于第一孔部(32)的内径(D2)并大于第二孔部(34)的内径(D3)(D1＞D3＞D2)。

Description

动力减振器
技术领域
本发明涉及一种动力减振器，其安装在诸如汽车的驱动轴之类的转动轴上，用于衰减转动轴上产生的有害振动。
背景技术
迄今，公知安装在汽车的驱动轴或推进器轴之类的转动轴上的动力减振器，其用于衰减由于转动轴转动时引起的不平衡转动情况而产生的不应产生的有害振动，例如弯曲振动、扭转振动等。
动力减振器在其固有频率等于转动轴的受激有害振动的主频率的情况下，通过谐振将转动轴的振动能转化成动力减振器的振动能，从而具有吸收转动轴振动能的功能。
例如在专利文献1中公开了一种上述类型的动力减振器，其包括：具有中心孔的凸台，该中心孔中压配有驱动轴之类的转动轴；与该凸台同心布置的环状重物(质量部)；用于径向连接凸台和重物的弹性连接器；以及固定带，其紧固在凸台的外周面上以将凸台固定到转动轴上。
此外，专利文献2中公开的动力减振器包括在轴向两端具有锁定槽的凸台、绕该凸台布置的环状质量部、以及缠绕在锁定槽上以固定凸台的固定带。
然而，专利文献1和2中公开的动力减振器的不利之处在于，在固定带未紧固在凸台上的部位，水可渗透进转动轴和凸台的内壁面之间的间隙内。
安装在驱动轴或推进器轴之类的转动轴上的动力减振器通常用在靠近地面的恶劣空气环境中。当动力减振器长期用于这样的环境下时，橡胶之类的材料疲劳，从而其在转动轴上的紧固力下降。结果，在固定带未紧固在凸台上的部位，水可渗透进转动轴和凸台内壁之间的间隙内。
通过减小凸台的内径以改善凸台内壁面与转动轴的外周面之间的接触可解决上述问题。然而，在这种情况下，在将动力减振器安装在转动轴上时，需要增大的力来抵靠凸台的内壁面将转动轴压配到凸台中。因此，作业效率下降，并且除现有设备之外还需要额外的压配装置等，使得制造成本更高。
此外，当施加增大的力以抵靠凸台的内壁面将转动轴压配到凸台中时，凸台的内壁被过度加压并变形。具体地说，在凸台中，待由固定带紧固的部分比其他部分薄，从而沿挤压转动轴的方向变形并延伸。
专利文献1：日本实开公报No.59-003041
专利文献2：日本特开专利公报No.02-154827
发明内容
本发明的总体目的是提供一种动力减振器，其可防止外界的水等渗透到其内。
本发明的主要目的是提供一种动力减振器，其可更有效地安装在转动轴上。
在本发明的动力减振器中，在主体中形成的通孔在沿径向与质量部重叠的一轴向端处具有内径D2，并且该内径D2小于待压配在该通孔中的转动轴的外径D1。因此，内径为D2的通孔的内壁面可在所述一端处与转动轴的外周面充分接触，从而可有效地防止水在所述表面之间的渗透。
此外，在本发明中，在主体中形成的通孔在沿径向不与质量部重叠的另一轴向端处具有内径D3，该内径D3大于所述一端处的内径D2，主体在所述另一端附近是薄壁的，并且在该薄壁部上紧固有带。因此，内径为D3的通孔与在所述一端处一样可在所述另一端处与转动轴的外周面充分接触，从而可有效地防止水的渗透。
因而，在本发明中，主体在所述一轴向端处和所述另一轴向端处都可与转动轴理想接触，从而在所述两端处都可防止水通过主体中通孔的内壁与转动轴的外周面之间的间隙渗透。
在本发明中，在主体的位于所述一轴向端附近的厚壁部处和在主体的位于所述另一轴向端附近的薄壁部处，将转动轴压配在主体的通孔中所需的力不同，而且在所述一轴向端附近的部分处和在所述另一轴向端附近的部分处，主体的弹性变形不同。也就是说，在主体的与质量部重叠的一端处弹性变形和压配力大，而在主体的不与质量部重叠的另一薄壁端处弹性变形和压配力小。
因此，在本发明中，可以改善转动轴沿主体的安装，并且可防止薄壁部变形，从而可防止动力减振器的性能变差。
此外，在本发明中，优选从内径为D2的所述一端向内径为D3的所述另一端将转动轴压配在所述通孔中。在这种情况下，可实现转动轴与位于所述一端附近的具有较小内径的第一孔部之间以及转动轴与位于所述另一端附近的具有较大内径且其上紧固有带的第二孔部之间的紧密密封，从而可在两端处有效防止水渗透。
附图说明
图1是结合有根据本发明一个实施方式的动力减振器的驱动力传递机构的垂直剖视图，视图中省略了某些部分；
图2是驱动力传递机构的动力减振器的放大垂直剖视图；
图3是根据本发明实施方式的动力减振器的侧视图；
图4是沿图3的线IV-IV剖取的垂直剖视图；
图5是根据本发明另一实施方式的动力减振器的局部放大垂直剖视图，该动力减振器中未压配有驱动轴；
图6是图5的动力减振器的局部放大垂直剖视图，该动力减振器中压配有驱动轴；
图7是根据对比实施方式的动力减振器的局部放大垂直剖视图，该动力减振器中未压配有驱动轴；
图8是图7的动力减振器的局部放大垂直剖视图，该动力减振器中压配有驱动轴；
图9是根据本发明再一实施方式的动力减振器沿轴向的垂直剖视图；
图10是图9的动力减振器的垂直剖视图，该动力减振器中压配有驱动轴；
图11是根据图9的动力减振器的修改例的动力减振器沿轴向的垂直剖视图；以及
图12是图11的动力减振器的垂直剖视图，该动力减振器中压配有驱动轴。
具体实施方式
图1是驱动力传递机构的垂直剖视图，视图中省略了某些部分，其中根据本发明一个实施方式的动力减振器安装在作为转动轴的驱动轴上，图2是安装在驱动轴上的动力减振器的放大垂直剖视图。
驱动力传递机构10包含：驱动轴12，其具有外径D1，如图2所示；以及联接到驱动轴12的相应端的Barfield式等速万向节14和三球销式等速万向节16。由橡胶或树脂制成的接头罩18、19分别安装在Barfield式等速万向节14和三球销式等速万向节16上。动力减振器22通过不锈钢带之类的带20大致安装在驱动轴12的中央处。
如图3和图4所示，动力减振器22具有：大致筒状的主体24，其环绕驱动轴12的外周面；单体环状质量部26，其布置在主体24的径向外侧，位于主体24的一轴向端附近；环形连接支撑部28，其连接主体24和质量部26。
主体24、连接支撑部28和质量部26一体模制，形成由橡胶材料制成的单体式柔性件。
主体24具有沿轴向延伸的通孔30，驱动轴12压配在通孔30中。通孔30具有内径为D2的第一孔部32、内径为D3的第二孔部34以及锥形部36。第一孔部32形成在主体24的与质量部26重叠的所述一轴向端处，第二孔部34形成于在径向上不与质量部26重叠的另一轴向端处，锥形部36形成在第一孔部32和第二孔部34之间，并且在径向上不与质量部26重叠。
在该实施方式中，锥形部36形成为使得内径从第二孔部34向第一孔部32逐渐减小。如图4所示，锥形部36的大直径起始端36a在径向上基本上与形成在主体24的外周面上的环形凹部38的侧壁38a(稍后描述)相对应，锥形部36的小直径终止端36b在径向上基本上与质量部26的侧壁26a相对应。
优选的是，起始端36a位于在径向上与环形凹部38的侧壁38a基本上相对应的位置，或者处于在径向上离连接支撑部28更加近而不与环形凹部38重叠的位置。当主体24在环形凹部38处具有变化的径向厚度并且带20紧固在环形凹部38上时，主体24可不均匀地弹性变形和翘曲。在这种情况下，主体24不均匀地受到带20的紧固应力，从而不能防止水渗透。
优选的是，终止端36b位于在径向上更加靠近环形凹部38而不与连接支撑部28重叠的位置。当主体24在连接支撑部28处具有变化的径向厚度时，主体24可不均匀地弹性变形和翘曲。在这种情况下，不能获得预定的弹簧常数，从而不能获得驱动轴12的期望减振功能。
在该实施方式中，锥形部36形成在具有均匀内径D2的第一孔部32和具有均匀内径D3的第二孔部之间，不过这不是限制性的。可形成具有预定曲率半径的R部或台阶部来取代锥形部36。
其上供缠绕不锈钢带之类的带20的环形凹部38形成在主体24的外周面上，位于在径向上不与质量部26重叠的另一轴向端附近。当带20紧固在环形凹部38上时，动力减振器22被固定在驱动轴12上的预定位置处。
第二孔部34沿主体24轴向的长度优选大于带20的宽度(带20沿主体24轴向的长度)。
连接支撑部28形成在外周的质量部26和内周的主体24之间。五个连接支撑部28在周向上相同间隔处从主体24的外表面径向向外伸出。连接支撑部28由柔性橡胶材料构成，它们借助于柔性而弹性支撑质量部26。
在每两个相邻连接支撑部28之间形成有橡胶膜40，其与连接支撑部28成一体并位于质量部26的径向内部。与位于每两个相邻连接支撑部28之间的橡胶膜40一体地形成径向向内伸出的厚橡胶止动部42。橡胶止动部42可与主体24的外周面相接触，从而防止质量部26在径向上朝主体24过度移位。
在环形质量部26中形成具有大致三角形截面形状的环形空间44，具有被削角的三角形截面形状的环形重物46放置在该空间44中。在该实施方式中，当驱动轴12振动时，重物46与质量部26一体地沿径向压缩/拉伸方向移位。
重物46可包括由钨合金粉末与金属粘合剂一起烧结制成的烧结体。可使用由金属注射成型(MIM)或者粉末注射成型(PIM)制成的成型体来代替烧结体。如此获得的重物46通常具有大于14的比重，例如17以上的高比重，因此具有很大的重量。
钨合金的优选实施例包括W-1.8Ni-1.2Cu(比重为18.5，元素符号之前的各数字表示重量％比，对于以下示例也是如此)、W-3.0Ni-2.0Cu(比重为17.8)、W-5.0Ni-2.0Fe(比重为17.4)以及W-3.5Ni-1.5Fe(比重为17.6)。由钨合金制成的重物46的比重是由铁材料制成的重物的比重的两倍以上。若重物46的质量与铁材料制成的重物的质量相同，则重物46的体积是这些重物的大约1/3至1/2。
换句话说，若重物46由钨合金制成，则其尺寸远小于铁材料制成的传统重物。
以下将描述驱动轴12的外径D1与主体24中形成的通孔30的第一孔部32的内径D2及第二孔部34的内径D3之间的关系。
第一孔部32形成于主体24的在径向上与质量部26重叠的所述一个轴向端处。第一孔部32的内径D2小于待压配在第一孔部32中的驱动轴12的外径D1(D1＞D2)。
此外，第二孔部34形成于主体24的在径向上不与质量部26重叠的另一轴向端处，带20紧固在环形凹部38上。第二孔部34的内径D3大于形成在主体24的所述一个轴向端处的第一孔部32的内径D2，并小于驱动轴12的外径D1(D1＞D3＞D2)。
不仅图4所示的具有一个质量部26的动力减振器满足上述关系表达式，而且根据本发明的具有两个以上的质量部的动力减振器(未示出)也满足上述关系表达式。
在该实施方式中，在主体24中，具有第一孔部32的所述一个轴向端的壁厚比具有第二孔部34的所述另一轴向端的壁厚厚。
根据本发明实施方式的动力减振器22基本上如上述构成。以下将描述动力减振器22的操作和优点。
首先，将驱动轴12压配倒主体24中的通孔30的第一孔部32内，并使其插入穿过第二孔部34到预定位置。接着，将带20缠绕并紧固在主体24的环形凹部38上。动力减振器22被定位并固定在驱动轴12上的期望位置处。
在安装在车辆上的驱动力传递机构10中，动力减振器22如以上所述安装在驱动轴12上。当驱动轴12因某种原因振动时，包含重物46的质量部26通过连接支撑部28受到拉/压变形。
具体地说，当驱动轴12不期望地振动时，振动通过连接支撑部28从主体24传递到质量部26。包含重物46的质量部26的谐振频率与不期望振动的频率相适应。因而，此时，质量部26沿驱动轴12的径向从连接支撑部28伸展和收缩，即进行拉/压变形。
本发明的动力减振器可进行剪切变形，使其沿着驱动轴12的周向在与驱动轴12的转动方向相反的方向上被拉动(以下将描述这样的动力减振器)。当然，该动力减振器可以是同时受到拉/压变形及剪切变形的动力减振器。
在拉/压变形和/或剪切变形时，质量部26谐振。质量部26具有大致相同的谐振频率，在驱动轴12中产生的振动能被连接支撑部28吸收，从而有利地衰减振动。因此，通过被柔性连接支撑部28弹性支撑的质量部26(重物46)的谐振衰减了驱动轴12的振动。
在该实施方式中，在主体24的在径向上与质量部26重叠的所述一轴向端处形成第一孔部32，在主体24的在径向上不与质量部26重叠的另一轴向端处形成第二孔部34，带20紧固于其上，并且第一孔部32的内径D2小于第二孔部34的内径D3(D3＞D2)。此外，待压配的驱动轴12的外径D1大于第一孔部32的内径D2并大于第二孔部34的内径D3(D1＞D3＞D2)。
因而，在该实施方式中，形成在主体24的在径向上与质量部26重叠的所述一个轴向端处的第一孔部32的内径D2小于待压配的驱动轴12的外径D1，从而第一孔部32的内壁可与驱动轴12的外周面充分接触，使得可有效地防止水在所述表面之间渗透。
而且，在该实施方式中，第二孔部34的内径D3大于第一孔部32的内径D2。第二孔部34形成在主体24的在径向上不与质量部26重叠的所述另一轴向端处。在所述另一端附近主体24的壁厚较薄，并且沿着形成在主体24的外周面的该较薄部上的环形凹部38紧固带20，从而与在主体24的所述一端一样，在所述另一端处所述通孔可与驱动轴12的外周面充分接触，从而可有效地防止水渗透。
因此，在该实施方式中，主体24的所述一轴向端和所述另一轴向端二者都可与驱动轴12良好地接触，从而在两端处都可防止水通过通孔30的内壁与驱动轴12的外周面之间的间隙渗透。
此外，在该实施方式中，将驱动轴12压配在主体24的通孔30中所需的力在所述一个轴向端附近的厚壁部处和在所述另一轴向端附近的薄壁部处是不同的，而且主体24的弹性变形在主体24中的通孔30的第一孔部32处和第二孔部34处是不同的。也就是说，弹性变形和压配力在主体24的与质量部26重叠的所述一端处(在第一孔部32处)较大，而在主体24的不与质量部26重叠的所述另一薄壁端处(在第二孔部34处)较小。
因此，在该实施方式中，可改善驱动轴12至主体24的安装，并且可防止薄壁部变形，从而可防止动力减振器22的性能变差。
图5和图6中示出了根据本发明另一实施方式的动力减振器。上述实施方式和以下实施方式中相同的部件用相同的附图标记表示，并省略其重复说明。
根据另一实施方式的动力减振器22a可实现与根据以上实施方式的动力减振器22相同的效果，只不过锥形部36的起始端36a定位成更靠近主体24的所述一个轴向端。
图7和图8中所示的根据对比实施例的动力减振器100与根据所述另一实施方式的动力减振器22a的不同之处在于锥形部36更加靠近相对端。锥形部36定位成更靠近主体24的所述另一轴向端，从而因紧固带20而弹性变形的部分与因压配而弹性变形的部分重叠。因而，在将带20紧固在主体24上时，重叠部分不利地翘曲。
图9和图10示出了根据本发明再一实施方式的动力减振器50。
根据该再一实施方式的动力减振器50能够有效地衰减使动力减振器50沿着驱动轴12的周向在与驱动轴12的转动方向相反的方向上被拉动的剪切变形。
在筒形主体52中，通孔54沿轴向延伸。通孔54具有内径为D2的第一孔部58、内径为D3的第二孔部60、第一锥形部62以及第二锥形部64。质量部56布置在主体52的一个轴向端附近，在所述一个轴向端处形成第一孔部58。第二孔部60形成于在径向上不与质量部56重叠的另一轴向端处。在主体52的在第一孔部58和质量部56之间的内壁上形成第一锥形部62，其在径向上不与质量部56重叠。在主体52上、在第二孔部60和质量部56之间形成第二锥形部64，其在径向上不与质量部56重叠。具有矩形截面形状的环形重物68放置在质量部56的空间66中。
第一锥形部62形成为使得内径沿轴向从质量部56向第一孔部58逐渐减小。第二锥形部64形成为使得内径沿轴向从质量部56向第二孔部60逐渐减小。第一锥形部62的倾角大于第二锥形部64的倾角。
在主体52的与布置在主体52的中间部的质量部56相连的一端，与质量部56邻接的第一弹性部70a沿剪切方向弹性支撑重物68，与第一弹性部70a邻接的第一减振部72a具有大致均匀的外径，与第一减振部72a邻接的厚壁第一固定部74a具有内径为D2的第一孔部58。
在主体52的与布置在主体52的中间部的质量部56相连的另一端，与质量部56邻接的第二弹性部70b沿剪切方向弹性支撑重物68，与第二弹性部70b邻接的第二减振部72b在其外周面上形成有环形突起75，与第二减振部72b邻接的第二固定部74b在外周面上形成有环形凹部38并在内周面上形成有内径为D3的第二孔部60，带20紧固在环形凹部38上。第一弹性部70a和第二弹性部70b在径向上不分别与第一固定部74a和第二固定部74b重叠。
在该实施方式中，第一孔部58形成在主体52的在径向上与质量部56重叠的一轴向端处，并且第一孔部58的内径D2小于待压配在该第一孔部58中的驱动轴12的外径D1(D1＞D2)。
此外，第二孔部60形成在主体52的在径向上不与质量部56重叠的另一轴向端处，带20紧固在环形凹部38上，并且第二孔部60的内径D3大于位于所述一轴向端处的第一孔部58的内径D2并小于驱动轴12的外径D1(D1＞D3＞D2)。
第一固定部74a的内径D2优选为驱动轴12的外径D1的80％至85％。当内径D2小于外径D1的80％时，第一固定部74a可能会在驱动轴12从主体52中的第一孔部58向第二孔部60压配的过程中破裂，并且动力减振器50不能由操作者用手安装。另一方面，当内径D2大于外径D1的85％时，第一固定部74a和驱动轴12之间的接触薄弱，从而难以保持足够的密封来防止水渗透。
如图10所示，当驱动轴12被压配在根据该再一实施方式的动力减振器50中时，质量部56的内部在径向上与驱动轴12的外表面分离，并且在第一锥形部62和第二锥形部64之间沿轴向形成间隙76。
当动力减振器50受到剪切变形，从而沿与驱动轴12的转动方向相反的方向拉动动力减振器50时，可通过间隙76有效地衰减驱动轴12的振动。在根据该再一实施方式的动力减振器50中，与在所述一端一样，主体52在所述另一端与驱动轴12的外周面充分接触，从而能以与上述实施方式相同的方式有效防止水渗透。
在该再一实施方式中，驱动轴12从具有第一孔部58(其具有较小的内径D2)的第一固定部74a向具有第二孔部60(其具有较大的内径D3)的第二固定部74b压配在动力减振器50的主体52中，从而动力减振器50被安装(固定)到驱动轴12的预定部位。
在该实施方式中，当从具有较小内径D2的第一孔部58插入驱动轴12时，第一弹性部70a沿主体52的轴向压缩变形。当沿相反方向从主体52的具有较大内径D3的第二孔部60插入驱动轴12并将其推过第二孔部60而推至第一孔部58时，由于较小的内径D2对驱动轴12的阻碍，第一弹性部70a沿主体52的轴向(推压驱动轴12的方向)拉伸变形。
施加至第一弹性部70a的轴向载荷是设定动力减振器50的弹簧常数的重要因素。假定上述拉伸变形的载荷大于上述压缩变形的载荷，且动力减振器50会在拉伸变形中破裂。在该再一实施方式中，可优选在将动力减振器50安装至驱动轴12的过程中保护第一弹性部70a，从而可提高产品的成品率。
图11和图12的动力减振器50a是根据本发明再一实施方式的图9和图10的动力减振器50的修改例，在主体52的内壁上形成均具有预定曲率半径的第一R部78a和第二R部78b以取代第一锥形部62和第二锥形部64。动力减振器50a具有与上述相同的有利效果。

Claims (5)

1、一种用于衰减转动轴(12)的振动的动力减振器(22a)，该动力减振器包括：
大致筒状的主体(24)，该主体具有通孔(30)，所述转动轴(12)压配在该通孔中；
包含重物(46)的质量部(26)，该质量部布置在所述主体(24)的径向外侧、位于所述主体(24)的一轴向端附近；
柔性的环形连接支撑部(28)，该连接支撑部布置在所述主体(24)和所述质量部(26)之间；以及
带(20)，该带在所述主体(24)的另一轴向端附近紧固到所述主体(24)的一部分上，从而将所述主体(24)固定至所述转动轴(12)，所述部分在径向上不与所述质量部(26)重叠，
其中，如用D1表示所述转动轴(12)的外径，用D2表示所述通孔在所述主体(24)的、外侧布置有所述质量部(26)的所述一轴向端处的内径，用D3表示所述通孔(30)在所述主体(24)的、外侧未布置所述质量部(26)的所述另一轴向端处的内径，
则所述外径D1、所述内径D2和所述内径D3满足相应的关系表达式：D1＞D2和D1＞D3＞D2。
2、根据权利要求1所述的动力减振器，其中，在所述通孔(30)的一端处形成内径为D2的第一孔部(32)，在所述通孔(30)的另一端处形成内径为D3的第二孔部(34)，并在所述第一孔部(30)和所述第二孔部(34)之间形成锥形部(36)，所述锥形部(36)位于在径向上不与所述主体(24)的其上紧固所述带(20)的所述部分重叠的位置处。
3、一种用于衰减转动轴(12)的振动的动力减振器(50，50a)，该动力减振器包括：
大致筒状的主体(52)，该主体具有通孔(54)，所述转动轴(12)压配在该通孔中；
包含重物(68)的质量部(56)，该质量部布置在所述主体(52)的径向外侧；
柔性的环形弹性部(70a，70b)，该弹性部布置在所述主体(52)中、位于所述质量部(56)附近；以及
带(20)，该带紧固在所述主体(52)的外周面的一部分上，从而将所述主体(52)固定至所述转动轴(12)，所述部分在径向上不与所述质量部(56)重叠，
其中，如用D1表示所述转动轴(12)的外径，用D2表示所述通孔在所述主体(52)的未紧固所述带(20)的一轴向端处的内径，且用D3表示所述通孔(30)在所述主体(52)的紧固有所述带(20)的另一轴向端处的内径，
则所述外径D1、所述内径D2和所述内径D3满足相应的关系表达式：D1＞D2和D1＞D3＞D2，并且所述转动轴(12)从具有所述内径D2的所述一端向具有所述内径D3的所述另一端压配在所述通孔中。
4、根据权利要求3所述的动力减振器，其中，在所述通孔(54)的一端处形成内径为D2的第一孔部(58)，在所述通孔(54)的另一端处形成内径为D3的第二孔部(60)，并在所述第一孔部(58)和所述第二孔部(60)之间形成锥形部(62，64)，所述锥形部(62，64)位于在径向上不与所述质量部(56)重叠也不与其上紧固所述带(20)的所述部分重叠的位置处。
5、根据权利要求3所述的动力减振器，其中，在所述通孔的一端处形成具有所述内径D2的第一孔部(58)，在所述通孔的另一端处形成具有所述内径D3的第二孔部(60)，并在所述第一孔部(58)和所述第二孔部(60)之间形成具有预定曲率半径的R部(78a，78b)，所述R部(78a，78b)位于在径向上不与所述质量部(56)重叠也不与其上紧固所述带(20)的所述部分重叠的位置处。
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