CN101305205B - 防振装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种防振装置,其中用于使主流体室和副流体室相互连通的限制通道根据振动频率的变化在短时间内切换到第一限制通道或者第二限制通道,可以有效减小防振装置的尺寸。在该防振装置中,当借助于加压空间(130)中的流体压力使活塞构件(78)抵抗螺旋弹簧(90)施加的力向闭合位置移动时,活塞构件(78)闭合孔开口(74),当借助于螺旋弹簧(90)施加的力使活塞构件(78)返回到打开位置时,活塞构件(78)打开孔开口(74)。因为孔开口(74)形成为使得防振装置的沿轴向的纵向开口宽度(L)比沿圆周方向的横向开口宽度(W)大,充分确保了孔开口(74)所需的开口面积,使纵向开口宽度(L)足够小,并且缩短了活塞构件(78)的打开位置和闭合位置之间的距离。

Description

防振装置
技术领域
本发明涉及一种用于防止来自振动产生构件的振动的传递的流体填充式防振装置,更特别地,涉及一种适于用作汽车用发动机支座等的防振装置。
背景技术
例如,在如乘用车等车辆上,用作发动机支座的防振装置被布置在作为振动产生部的发动机和用作振动接收部的车体之间。防振装置被构造成吸收由发动机产生的振动,由此防止振动被传递到车体侧。
作为该类型的防振装置,已知一种防振装置,在该防振装置中,设置主流体室、副流体室以及使两个室彼此连通的多个孔以容纳宽范围的频率的振动,由电磁螺线管等驱动的阀机构根据输入振动的频率有选择地开闭多个孔,从而借助于这些孔中的一个使主流体室和副流体室彼此连通。
也就是说,对于该防振装置,不仅需要用于控制孔的开/闭状态、以由多个孔切换流体通路的电气的电磁螺线管等,而且从构造的角度考虑,还需要用于基于输入振动的频率等操作电磁螺线管等以切换孔的控制器。
传统的防振装置的问题在于:电磁螺线管和控制器比较贵,这些元件使防振装置的构造显著地复杂化,并且使在车辆上安装防振装置的作业麻烦。
考虑到上述问题,本申请的发明人在专利文献1中已经公开了以下防振装置,在该防振装置中,使主流体室和副流体室经由摆动孔和怠速孔彼此连通,布置在形成怠速孔的一部分并且与副流体室连通的筒状空间中的活塞构件在输入摆动振动时被移动到由主流体室中的流体压力闭合怠速孔的闭合位置,并且在输入怠速振动时被移动到由螺旋弹簧施加的力打开怠速孔的打开位置。
对于专利文献1所述的防振装置,设置用于将外筒中的空间分隔成主流体室和副流体室的分隔构件,活塞构件被布置在形成在该分隔构件的内周侧的缸室中,并且可沿轴向移动。当活塞构件移动到闭合位置时,活塞构件闭合面对缸室而开口的孔开口,以使怠速孔处于闭合状态,当活塞构件返回到打开位置时,活塞构件与孔开口分离,以使怠速孔处于打开状态。
此外,对于专利文献1所述的防振装置,在活塞构件的下表面上的中央部一体地形成沿防振装置的轴线向下突出的引导轴,让该引导轴可滑动地插入的轴容纳孔形成在从副流体室划分出孔空间的分隔壁部中。由此,活塞构件被引导以沿开/闭方向移动,并且还限制活塞构件相对于轴线的偏心和倾斜的产生。
对于专利文献1所述的防振装置,活塞构件不能沿开/闭方向平滑地移动,除非在轴容纳孔的内周面和引导轴的外周面之间设置具有预定宽度的间隙。
也就是说,在轴容纳孔和引导轴中的每一方不可避免地产生尺寸误差,流体压力不是必然均匀地作用在活塞构件上,从而产生倾向于使活塞构件相对于引导轴倾斜的力矩。为了防止由于这些因素的影响导致活塞构件的移动阻力过大,需要在轴容纳孔的内周面和引导轴的外周面之间设置具有预定宽度的间隙。
专利文献1:WO2004/081408
对于专利文献1所述的防振装置,形成在分隔构件的内周面中的面对缸室的孔开口的纵横比不受任何特别的限制,孔开口的沿与缸室中的构件的移动方向(开/闭方向)一致的纵向的开口宽度(纵向开口宽度)较大。因此,为了确保孔开口的打开或闭合,必须使活塞构件的从打开位置到闭合位置的可动范围比孔开口的纵向开口宽度大。
然而,专利文献1所述的防振装置具有以下问题:随着活塞构件的可动范围的增大,形成缸室的分隔构件的沿开/闭方向的尺寸必须增大,分隔构件的尺寸的增大不可避免地使整个防振装置的尺寸增大。
此外,如果孔开口的纵向开口宽度增大,则当活塞构件打开或闭合孔开口时需要的活塞构件的位移、即从打开位置到闭合位置的距离也增大。因此,还产生以下问题:当输入振动从怠速振动变化到摆动振动或者反之时,怠速孔的状态从打开状态和闭合状态中的一个状态向另一个状态改变所需的响应速度变慢。
另外,如果轴容纳孔的内周面和引导轴的外周面之间的间隙(内周侧间隙)与活塞构件的外周面和缸室的内周面之间的间隙(外周侧间隙)之间的关系不适当,则当活塞构件相对于引导轴倾斜时,引导轴的外周面不与轴容纳孔的内周面接触,而仅活塞构件的外周面与缸室的内周面接触。此外,在活塞构件的外周面和缸室的内周面之间产生过大的摩擦力。因此,由于该摩擦力的影响可能导致活塞构件将不能正常移动到与输入振动的频率对应的位置(打开位置或闭合位置)。
而且,对于专利文献1所述的防振装置,在用于将形成在外筒的内周侧的液室空间分隔成主流体室和副流体室的分隔构件的外周面中形成两个独立的孔(摆动孔和怠速孔),在主流体室中,弹性体是分隔壁的一部分,在副流体室中,隔膜是分隔壁的一部分。因此,分隔构件的构造是复杂的,并且难以减小分隔构件的沿轴向和径向的尺寸。
因此,对于专利文献1所述的防振装置,分隔构件的尺寸较大,使得整个防振装置的尺寸不期望地变大。
此外,对于专利文献1所述的防振装置,用于对活塞构件朝向打开位置施力的螺旋弹簧被以压缩状态布置在孔空间中。使螺旋弹簧的一端部圈(支座面)压靠活塞构件,另一端部圈(支座面)压靠从防振装置中的副流体室划分出孔空间的分隔壁部。
已知:由于螺旋弹簧被构造成一对端部圈通常分别具有相对于轴线的不对称形状,因此,在变形时产生沿与轴线垂直的方向的横向力。因此,对于专利文献1所述的防振装置,如果螺旋弹簧在振动输入时重复进行沿压缩方向和拉张方向的变形,则由于横向力的影响使得整个螺旋弹簧沿径向移动。结果,发生螺旋弹簧相对于预定组装位置的偏移(偏心),或者一端部圈相对于另一端部圈沿与轴线垂直的方向相对移动,从而螺旋弹簧可能相对于活塞构件的开/闭方向倾斜。
如果螺旋弹簧以该方式处于偏心或倾斜状态,则对于专利文献1所述的防振装置,螺旋弹簧的变形和回复力之间的关系(弹簧常数)变得与设计值不同,或者螺旋弹簧的非线性特性变强,从而活塞构件将不能正常移动到与输入振动的频率对应的位置(打开位置或闭合位置)。
考虑到上述事实,本发明的主要目的是提供一种防振装置,在该防振装置中,使主流体室和副流体室彼此连通的限制通道可以根据振动频率的变化在短时间内被切换到第一限制通道和第二限制通道中的一方,并且可以有效地减小该防振装置的尺寸。
本发明的另一个目的是提供一种防振装置,在该防振装置中,使主流体室和副流体室彼此连通的限制通道可以由移动到缸室中的与输入振动的频率对应的位置的活塞构件切换到第一限制通道和第二限制通道中的一方,并且可以通过活塞构件的外周面与缸室的内周面的接触而可靠地防止活塞构件的移动阻力增大。
本发明的又一个目的是提供一种防振装置,在该防振装置中,使主流体室和副流体室彼此连通的限制通道可以根据振动频率被切换到第一限制通道和第二限制通道中的一方,并且可以有效地减小该防振装置的尺寸。
本发明的又一个目的是提供一种防振装置,在该防振装置中,用于对活塞构件朝向孔开口的打开位置侧施力的螺旋弹簧的端部圈可以准确地定位在预定组装位置,并且可以可靠地防止螺旋弹簧从组装位置移位。
发明内容
为了实现上述目的,根据本发明的第一方面的防振装置包括:第一安装构件,其被连接到振动产生部和振动接收部中的一方;第二安装构件,其被连接到振动产生部和振动接收部中的另一方;弹性体,其布置在第一安装构件和第二安装构件之间;主流体室,其填充有流体,并且弹性体用作分隔壁的一部分,主流体室的内部容积与弹性体的弹性变形一起变化;副流体室,其填充有流体,副流体室的内部容积能够增大和减小;第一限制通道,其使主流体室和副流体室相互连通;第二限制通道,其使主流体室和副流体室相互连通,并且具有比第一限制通道的流体流动阻力小的流体流动阻力;缸室,其设置在主流体室和副流体室之间,并且填充有流体;活塞构件,其将缸室划分成孔空间和加压空间,孔空间形成第二限制通道的一部分,并且与副流体室连通,加压空间与第二限制通道隔开,活塞构件能够沿孔空间和加压空间的膨胀/收缩方向在预定的打开位置和闭合位置之间移动;孔开口,其被设置成面向孔空间,以使孔空间与第二限制通道中的其它部分连通;施力构件,其用于对活塞构件朝向打开位置侧施力,以减小加压空间;流体压力释放路径,其用于当借助于施力构件施加的力使活塞构件返回到打开位置时,允许加压空间中的流体流出到孔空间或副流体室中;以及止回阀,其布置在主流体室和加压空间之间,止回阀能够随着主流体室中的流体压力的变化,使流体在主流体室和加压空间之间仅沿一个方向流出,其特征在于,沿孔开口的与膨胀/收缩方向平行的开口纵向的第一开口宽度被设定成比沿与开口纵向交叉的开口横向的第二开口宽度窄,当借助于加压空间中的流体压力使活塞构件抵抗施力构件施加的力向闭合位置移动时,活塞构件闭合孔开口,当借助于施力构件施加的力使活塞构件返回到打开位置时,活塞构件打开孔开口,并且第一限制通道的主流体室侧的部分形成为形成第二限制通道的一部分的共用孔部,在共用孔部和作为第一限制通道的另一部分的专用孔部之间的分界部形成与孔空间连通的孔开口。
下面说明根据第一方面的防振装置的作用。
在该防振装置中,基本地,当振动被传递到第一和第二安装构件中的任一方时,布置在第一和第二安装构件之间的弹性体弹性变形,从而通过基于弹性体的内摩擦等的减振作用来减小振动,由此减小被传递到振动接收部侧的振动。
此外,在该防振装置中,借助于第一限制通道使主流体室和副流体室相互连通,当孔开口处于打开状态时,也可借助于第二限制通道使主流体室和副流体室相互连通,第二限制通道具有比第一限制通道的流体流动阻力小的流体流动阻力。
此外,在根据第一方面的防振装置中,当借助于通过止回阀从主流体室供给到加压空间中的流体的压力使位于打开位置的活塞构件向闭合位置移动时,随着弹性体的弹性变形,流体仅通过第一限制通道在主流体室和副流体室之间来回流动,当借助于施力构件施加的力使位于闭合位置的活塞构件返回到打开位置时,第一和第二限制通道二者都处于打开状态,流体优选通过具有较小的流体流动阻力的第二限制通道在主流体室和副流体室之间来回流动。
也就是说,在根据第一方面的防振装置中,在输入具有较小频率和较大振幅的振动(下文中被称为“低频率区域振动”)的情况下,通过低频率区域振动使弹性体弹性变形,从而在主流体室中发生流体压力的较大变化。此外,当主流体室中的流体压力周期性变化时,流体通过止回阀从主流体室流动到加压空间中,或者相反地,流体经由止回阀从加压空间流出到主流体室中,使得加压空间中的流体压力也达到与主流体室中的流体压力(最大值或最小值)基本上平衡的平衡压力。
此时,如果施力构件施加的力被设定成比与加压空间中的平衡压力对应的值小,则活塞构件抵抗施力构件施加的力从打开位置向闭合位置侧间歇地移动,并且借助于加压空间中的流体压力保持在闭合位置。
因此,如果第一限制通道中的流体流动阻力被设定成(调成)与低频率区域振动的频率和振幅对应,则在通过第一限制通道在主流体室和副流体室之间来回流动的流体上发生共振现象(液柱共振),从而可以通过液柱共振的作用尤其有效地减小低频率区域振动。
此外,在根据第一方面的防振装置中,在输入具有较高频率和较小振幅的振动(下文中被称为“高频率区域振动”)的情况下,通过高频率区域振动使弹性体弹性变形,并且在主流体室中发生流体压力的较小变化。因此,在该情况下,同样,当主流体室中的流体压力周期性上升时,流体通过止回阀从主流体室流动到加压空间中,或者流体从加压空间流出到主流体室中,使得加压空间中的流体压力达到与主流体室中的流体压力(最大值或最小值)基本上平衡的平衡压力。
此时,如果施力构件施加的力被设定成比与加压空间中的平衡压力对应的值大,则借助于施力构件施加的力使位于打开位置的活塞构件保持在打开位置,并且借助于施力构件施加的力使位于闭合位置的活塞构件从闭合位置移动(返回)到打开位置。
因此,在该防振装置中,在输入高频率区域振动时,随着弹性体的弹性变形,流体优选通过第二限制通道在主流体室和副流体室之间来回流动,第二限制通道具有比第一限制通道的流体流动阻力小的流体流动阻力。因此,可以通过第二限制通道中流动的流体的粘滞阻力和压力损失来减小输入振动,从而可以有效地减小高频率区域振动。
此时,如果第二限制通道的流体流动阻力被设定成(调成)与高频率区域振动的频率和振幅对应,则在通过第二限制通道在主流体室和副流体室之间来回流动的流体上发生共振现象(液柱共振),从而可以通过液柱共振的作用尤其有效地减小高频率区域振动。
结果,根据第一方面所述的防振装置,在不利用通过使用电磁螺线管、气动螺线管等接收来自外部的控制及动力供给来操作的阀机构的情况下,通过利用主流体室中的流体压力变化作为驱动力,可以使主流体室和副流体室彼此连通的限制通道根据输入振动的频率自动切换到第一和第二限制通道中的任一方。
此外,在该防振装置中,由于孔开口的沿与膨胀/收缩方向平行的开口纵向的第一开口宽度被设定成比沿与开口纵向交叉的开口横向的第二开口宽度窄,因此,可以在确保孔开口所需的开口面积的同时使第一开口宽度足够小。因此,可以根据第一开口宽度缩短活塞构件打开孔开口的打开位置和活塞构件闭合孔开口的闭合位置之间的距离。
结果,根据第一方面所述的防振装置,与孔开口的第一开口宽度几乎等于或大于第二开口宽度的情况相比,可以使活塞构件被布置成可沿膨胀/收缩方向移动的缸室的尺寸小,从而可以有效地减小整个防振装置的沿膨胀/收缩方向的尺寸,并且还可以减小当活塞构件打开和闭合孔开口时所需的活塞构件的位移。因此,当输入振动从低频率区域振动变化到高频率区域振动或者反之时,可以提高从打开状态和闭合状态中的一个状态向另一个状态改变第二限制通道所需的防振装置的响应速度。
根据本发明的第二方面的防振装置的特征在于,在第一方面所述的防振装置中,在活塞构件位于打开位置的状态下,活塞构件的外周面的沿膨胀/收缩方向靠近闭合位置的边缘部与孔开口横向大致平行地延伸。
根据本发明的第三方面的防振装置的特征在于,在第一方面所述的防振装置中,孔开口中的流体流动阻力比第二限制通道的孔开口的上游侧部分和下游侧部分的流体流动阻力小。
为了实现另一个目的,根据本发明的第四方面的防振装置的特征在于,在第一方面所述的防振装置中,防振装置还包括:轴容纳孔,其设置在活塞构件中,并且沿膨胀/收缩方向贯通;和保持构件,其用于止回阀的阀元件,保持构件设置有插入到轴容纳孔中的引导轴,该引导轴可相对轴容纳孔滑动,并且当根据轴容纳孔的内径和引导轴的外径之差计算的活塞构件的相对于膨胀/收缩方向的最大倾斜角度为θMAX时,缸室的内径和活塞构件的外径之差DMIN被设定成在活塞构件以上述最大倾斜角度θMAX倾斜的状态下,活塞构件的外周面上的任何部分被设定成与缸室的内周面之间保持0mm以上的间隙。
在根据第四方面的防振装置中,由于轴容纳孔设置在活塞构件中,并且沿膨胀/收缩方向贯通,以及用于止回阀的阀元件的保持构件的引导轴被插入到轴容纳孔中,并且可相对轴容纳孔滑动,因此,可以限制沿膨胀/收缩方向移动的活塞构件的偏心和相对于轴线的倾斜的发生。因此,当输入振动的频率变化时,活塞构件可以平滑地移动到打开/关闭位置侧或闭合位置侧。
此外,在根据第四方面的防振装置中,当根据轴容纳孔的内径和引导轴的外径之差算出的活塞构件相对于膨胀/收缩方向的最大倾斜角度为θMAX时,缸室的内径和活塞构件的外径之差DMIN被设定成在活塞构件以最大倾斜角度θMAX倾斜的状态下,活塞构件的外周面上的任何部分使活塞构件的外周面和缸室的内周面之间保持0mm以上的间隙。因此,当活塞构件相对于引导轴(膨胀/收缩方向)以最大倾斜角度θMAX倾斜时,形成活塞构件中的轴容纳孔的内周面与引导杆的外周面接触的状态。然而,在活塞构件的外周面上的任何部分和缸室的内周面之间可靠地保持0mm以上的间隙,从而防止活塞构件的外周面和缸室的内周面在加压状态下的接触。
如果活塞构件的外周面与缸室的内周面在加压状态下接触,则与轴容纳孔的内周面和引导杆的外周面之间的接触面积相比,该接触面积大,使得摩擦阻力也较大。然而,即使轴容纳孔的内周面与引导杆的外周面在加压状态下接触,轴容纳孔的内周面与引导杆的外周面之间的接触面积也较小,由于可以通过适当选择元件用的成型材料(轴容纳材料)使摩擦阻力小,因此,轴容纳孔的内周面和引导杆的外周面之间的摩擦阻力较小。
结果,根据第四方面所述的防振装置,即使当活塞构件相对于引导轴倾斜时,也可基本上防止活塞构件的外周面与缸室的内周面之间的摩擦阻力的发生,并且可以有效地限制活塞构件的沿膨胀/收缩方向的移动阻力的增大。因此,可以防止活塞构件不能向与输入振动的频率对应的位置(打开位置或闭合位置)正常地移动。
在根据第一方面的防振装置中,在输入具有较小频率和较大振幅的振动(下文中被称为“低频率区域振动”)的情况下,通过低频率区域振动使弹性体弹性变形,从而在主流体室中发生流体压力的较大变化。此外,当主流体室中的流体压力周期性变化时,流体通过止回阀从主流体室流动到加压空间中,或者,流体从加压空间流出到主流体室中,使得加压空间中的流体压力也达到与主流体室中的流体压力(最大值或最小值)基本上平衡的平衡压力。
此时,如果施力构件施加的力被设定成比与加压空间中的平衡压力对应的值小,则活塞构件抵抗施力构件施加的力从打开位置向闭合位置侧间歇地移动,并且借助于加压空间中的流体压力保持在闭合位置。
因此,如果第一限制通道中的流体流动阻力被设定成(调成)与低频率区域振动的频率和振幅对应,则在通过第一限制通道在主流体室和副流体室之间来回流动的流体上发生共振现象(液柱共振),从而可以通过液柱共振的作用尤其有效地减小低频率区域振动。
此外,在该防振装置中,在输入具有较高频率和较小振幅的振动(下文中被称为“高频率区域振动”)的情况下,通过高频率区域振动使弹性体弹性变形,并且在主流体室中还发生流体压力的较小变化。因此,在该情况下,当主流体室中的流体压力周期性变化时,流体通过止回阀从主流体室流动到加压空间中,或者流体从加压空间流出到主流体室中,使得加压空间中的流体压力也达到与主流体室中的流体压力(最大值或最小值)基本上平衡的平衡压力。
此时,如果施力构件施加的力被设定成比与加压空间中的平衡压力对应的值大,则借助于施力构件施加的力使位于打开位置的活塞构件保持在打开位置,并且借助于施力构件施加的力使位于闭合位置的活塞构件从闭合位置移动(返回)到打开位置。
因此,在该防振装置中,在输入高频率区域振动时,随着弹性体的弹性变形,流体优选通过第二限制通道在主流体室和副流体室之间来回流动,第二限制通道具有比第一限制通道的流体流动阻力小的流体流动阻力。因此,如果第二限制通道中的流体流动阻力被设定成(调成)与高频率区域振动的频率和振幅对应,则在通过第二限制通道在主流体室和副流体室之间来回流动的流体上发生共振现象(液柱共振),从而可以借助于液柱共振的作用特别有效地减小高频率区域振动。
结果,根据第一方面的防振装置,在不利用通过利用电磁螺线管、气动螺线管等接收来自外部的控制及动力供给来操作的阀机构的情况下,通过使用主流体室中的流体压力变化作为驱动力,使主流体室和副流体室相互连通的限制通道可以根据输入振动的频率切换到第一和第二限制通道中的任一方。此外,由于第一限制通道的主流体室侧的部分用作形成第二限制通道的一部分的共用孔部,因此,可以由第一限制通道中的共用孔部形成第二限制通道的一部分,从而可以在防振装置的有限空间中有效地布置第一限制通道和第二限制通道两个限制通道,由此,可以有效地减小防振装置的尺寸。
此外,根据本发明的第五方面的防振装置的特征在于,在第一方面的防振装置中,第一限制通道中的共用孔部的截面积等于或大于专用孔部的截面积。
根据本发明的第六方面的防振装置的特征在于,在第一或第五方面的防振装置中,孔开口中的流体流动阻力小于共用孔部中的流体流动阻力。
根据本发明的第七方面的防振装置的特征在于,在第一或第五方面的防振装置中,防振装置还包括分隔构件,分隔构件被配合插入在第一安装构件的内周侧,用于将第一安装构件中的流体室空间分隔成主流体室和副流体室,缸室设置在分隔构件中的第一限制通道的内周侧。
根据本发明的第八方面的防振装置的特征在于,在第六方面的防振装置中,防振装置还包括分隔构件,分隔构件被配合插入在第一安装构件的内周侧,用于将第一安装构件中的流体室空间分隔成主流体室和副流体室,缸室设置在分隔构件中的第一限制通道的内周侧。
根据本发明的第九方面的防振装置的特征在于,在根据第一方面的防振装置中,施力构件为螺旋弹簧,其用于对活塞构件朝向加压空间减小的打开位置侧施力,防振装置还包括:接收部,其与螺旋弹簧的至少一个端部圈接合,以限制端部圈的沿径向的移动,并且当借助于加压空间中的流体压力使活塞构件抵抗螺旋弹簧施加的力向闭合位置移动时,活塞构件闭合孔开口,当借助于螺旋弹簧施加的力使活塞构件返回到打开位置时,活塞构件打开孔开口。
在根据第九方面的防振装置中,特别地,如果通过设置与用于对活塞构件朝向打开位置施力的螺旋弹簧的至少一个端部圈接合以限制端部圈的沿径向的移动的接收部,使螺旋弹簧的端部圈与该接收部接合,则可以将端部圈精确地定位成沿与轴线垂直的方向与接收部一致,并且还可以借助于接收部抑制端部圈沿与轴线垂直的方向的移动。因此,如果预先将接收部设置在预定的组装位置,则可以将与接收部接合的螺旋弹簧的端部圈精确地定位在预定的组装位置。此外,即使在振动输入时重复螺旋弹簧的沿压缩和拉伸方向的变形,也可以防止螺旋弹簧从预定的组装位置移位,并且可以防止螺旋弹簧相对于活塞构件的膨胀/收缩方向倾斜。
如上所述,根据本发明的防振装置,使主流体室和副流体室相互连通的限制通道可以根据振动频率的变化在短时间内切换到第一限制通道和第二限制通道中的一方,并且可以有效地减小防振装置的尺寸。另外,使主流体室和副流体室相互连通的限制通道可以借助于活塞构件切换到第一限制通道和第二限制通道中的一方,该活塞构件移动到与缸室中的输入振动的频率对应的位置,可以通过防止活塞构件的外周面与缸室的内周面的接触来可靠地防止活塞构件的移动阻力增大。
附图说明
图1是示出根据本发明实施例的防振装置的构造的沿轴向的剖视图,示出活塞构件位于打开位置的状态;
图2是示出图1所示的防振装置的构造的沿轴向的剖视图,示出活塞构件位于闭合位置的状态;
图3是示出图1所示的防振装置中的分隔构件和活塞构件的构造的剖视图,示出活塞构件位于打开位置的状态;
图4是示出图1所示的防振装置中的分隔构件和活塞构件的构造的剖视图,示出活塞构件位于闭合位置的状态;
图5是示出图1所示的防振装置中的分隔构件和活塞构件的构造的分解立体图;
图6是示出图1所示的防振装置中的孔构件的构造的立体图;
图7是示出图1所示的防振装置中的分隔构件的构造的立体图;
图8的(A)和图8的(B)是示意性示出图1所示的防振装置中的活塞构件78和引导杆120的侧剖视图,图8的(C)是保持活塞构件的密封面与缸室的内周面之间的0mm以上的间隙的该密封面的几何学的计算式的补充说明图;
图9是示出座接收突起和接收座的变形例的剖视图,该图与图3和图4类似;
图10是示出根据另一个实施例的防振装置的构造的沿轴向的剖视图,示出活塞构件位于打开位置的状态。
附图标记的说明
10,150防振装置
12外筒构件(第一安装构件)
20安装构件(第二安装构件)
24橡胶弹性体(弹性体)
36分隔构件(支撑构件)
40隔膜
42主流体室
44副流体室
56接收座
56E边缘部
56S远侧端部
56T锥状部
70共用孔部
72专用孔部
74孔开口
76缸室
78,162活塞构件
79边缘部
84轴容纳孔
85密封面
86座接收突起
86S基端部
86T锥状部
90,160螺旋弹簧(施力构件)
100保持构件
102,158阀元件
120引导杆
121陶瓷层
122摆动孔(第一限制通道)
124怠速孔(第二限制通道)
126流体压力释放路径
128止回阀
130加压空间
132孔空间
134下侧支座面
136,140端部圈
138上侧支座面
152阀座开口
154流通开口
164活塞开口
166辅助开口
DI接收座内径
DO端部圈外径
DT座接收突起外径
具体实施方式
现在将参照附图说明根据本发明的实施例的防振装置。在图中,符号S表示防振装置的轴线,以沿该轴线S的方向作为防振装置的轴向给出以下说明。
图1和图2示出根据本发明的实施例的防振装置。如图1所示,防振装置10设置有外筒构件12,该外筒构件12形成为在防振装置的外周侧的薄壁圆筒,安装构件20以与外筒构件12大致同轴的方式被布置在外筒构件12的内周侧。
外筒构件12在上端部弯曲地形成有向外周侧延伸的环状凸缘部14,并且在下端部还形成有桩部(stake part)16,当组装该防振装置时,桩部16以锥状弯曲到内周侧。在凸缘部14和桩部16之间的中间部分,形成在整个外周上以V状截面朝向内周侧弯曲的收缩部18。
防振装置10通过将外筒构件12插入到杯状保持构件(未示出)中而经由该保持构件与车辆的车体侧连接。
安装构件20的上端侧形成为具有基本上固定的外径的圆柱状,安装构件20的下端侧形成为外径以锥状向下减小的大致截头圆锥状。在安装构件20中,从上端面朝向下端侧沿轴线S形成螺纹孔22。
防振装置10经由如被螺纹联接到安装构件20中的螺纹孔22中的螺栓等紧固构件以及支架固定件(bracket stay)被连接固定到车辆的发动机侧。
在防振装置10中,形成为大致厚壁环状的橡胶弹性体24被布置在外筒构件12和安装构件20之间。橡胶弹性体24的外周面被硫化粘结到外筒构件12的外周面上的收缩部18的上侧,橡胶弹性体24的内周面被硫化粘结到安装构件20的外周面的下端侧。由此,橡胶弹性体24使外筒构件12与安装构件20弹性连接。
橡胶弹性体24的截面形成为从安装构件20朝向外筒构件12向下倾斜的大致∧状。由此,在橡胶弹性体24的下表面的中央部中,形成具有内径从下侧朝向上侧减小的大致截头圆锥状的凹部26。
橡胶弹性体24一体地形成有矩形截面的止动部28,该止动部28从橡胶弹性体24的上端处的外周面向外周侧延伸。止动部28被硫化粘结到外筒构件12的凸缘部14的沿圆周方向的一部分。在防振装置10安装在车辆上的状态下,当在发动机侧发生沿轴向的大的相对位移时,止动部28与支架固定件等接触,以限制发动机侧的位移,并且还防止产生碰撞声音。
橡胶弹性体24在下端的内周部一体地形成有内缓冲部30,该内缓冲部30覆盖安装构件20的下端部,橡胶弹性体24在外筒构件12的收缩部18的内周侧还一体地形成有台阶部32。台阶部32的下表面侧形成为平面状,台阶部32由收缩部18支撑,从而限制了来自外周侧的轴向变形。
此外,橡胶弹性体24一体地形成有从台阶部32的下端处的外周部向下延伸的薄壁筒状覆盖部34。覆盖部34被硫化粘结到外筒构件12的内周面,从而覆盖外筒构件12的下端侧。
在防振装置10中,总体形成为大致厚壁圆板状的分隔构件36(参照图3)被配合插入在外筒构件12的内周侧。分隔构件36被构造成分隔构件36的上表面的外周部与台阶部32的下表面侧接触,并且分隔构件36的外周面经由覆盖部34与外筒构件12的内周面压力接触。
此外,环状支撑筒38被配合插入容纳在外筒构件12的内周侧的分隔构件36的下侧并且在外筒构件12的下端部。支撑筒38被构造成支撑筒38的上端侧与分隔构件36的下表面的外周部接触,并且支撑筒38的外周面经由覆盖部34与外筒构件12的内周面压力接触。
在防振装置10中,在分隔构件36和支撑筒38被配合插入在外筒构件12中的状态下,外筒构件12的桩部16被弯曲成桩部16的内外径从上端侧朝向下端侧减小。由此,在外筒构件12中,分隔构件36和支撑筒38被固定在台阶部32(收缩部18)和桩部16之间。
在支撑筒38的内周侧,布置通过使用橡胶材料成形为薄壁圆板状的隔膜40。隔膜40的外周缘部在整个外周上被硫化粘结到支撑筒38的内周面。
由此,在外筒构件12中,形成有大致圆柱状的空间(液室空间),该空间被构造成沿轴向的上端侧被橡胶弹性体24闭合,下端侧被隔膜40闭合。由分隔构件36将该流体室空间分隔成主流体室42和副流体室44,在主流体室中,橡胶弹性体24是分隔壁的一部分,在副流体室中,隔膜40是分隔壁。主流体室42和副流体室44填充有如水或乙二醇等流体。
主流体室42被构造成其内部容积随着橡胶弹性体24的弹性变形而变化(增大或减小),隔膜40被构造成能够在十分小的载荷(流体压力)的作用下沿副流体室44的内部容积增大和减小的方向变形。
如图5所示,分隔构件36在下侧设置有由合成树脂或如铝等金属材料形成的孔构件46,具有顶板的圆筒状盖构件48被布置在孔构件46的上侧。
孔构件46形成为下表面侧被底板部50闭合的厚壁的带底圆筒状。底板部50形成有多个(例如,4个)流通开口52。每一个流通开口52形成为沿圆周方向的尺寸从内周侧朝向外周侧增大的大致扇形。此外,如图3所示,厚壁的圆筒状凸起部(bossportion)54一体地形成在流通开口52的内周侧。
如图3所示,凸起部54的沿轴向的尺寸大于底板部50的厚度,凸起部54从底板部50的上表面部和下表面部突出。在凸起部54中,圆形凹状接收座56在凸起部的上表面的中央部中开口,稍后说明的螺旋弹簧90的下端部被插入接收座56中。
此外,凸起部54形成有贯通接收座56的底面和凸起部54的下表面之间的排出孔58。排出孔58的内径比接收座56的内径小,稍后说明的活塞构件78的引导筒部82被可拆卸地插入到排出孔58中。
如图5所示,孔构件46在外周面上的上端部形成有插入部60,该插入部60的外径比下端侧的外径小。此外,在孔构件46中,在外周面上的台阶部62和下端部之间形成相对于圆周方向以预定角度倾斜并且以螺旋状延伸的凹槽部64。槽部64被设置成绕孔构件46的外周面回转稍小于两周。
如图6的(B)所示,孔构件46形成有连通路径66。通过将插入部60的一部分沿轴向切成凹状,来形成将槽部64的沿长度方向的主流体室42侧的一端部与孔构件46的上表面部连接的连通路径66。
此外,如图6的(C)所示,孔构件46形成有连通路径68。通过将孔构件46的下端部的一部分沿轴向切成矩形,来形成将槽部64的沿长度方向的另一端部与孔构件46的下表面连接的连通路径68。
槽部64在从主流体室42侧的一端到沿长度方向(螺旋方向)的中间部的部分中设置有共用孔部70,相对于共用孔部70在副流体室44侧设置专用孔部72。
虽然共用孔部70和专用孔部72具有相同的径向深度,但是,共用孔部70的轴向宽度可以等于专用孔部72的轴向宽度,或者比专用孔部72的轴向宽度大预定尺寸。由此,共用孔部70被构造成其截面积等于或大于专用孔部72的截面积,从而共用孔部70的截面积与车辆怠速运转时产生的怠速振动的频率(例如,18~30Hz)和振幅对应。
这也适用于两个孔部70和72的截面积相同的情况。共用孔部70的全长比共用孔部70和专用孔部72的总长度小,流体流动阻力较小,从而可以容易地容纳怠速振动的频率和振幅。
如图6的(A)所示,孔构件46在槽部64中的共用孔部70与专用孔部72之间的分界部附近形成有孔开口74,该孔开口74从槽部64的底面部贯穿到孔构件46的内周面。孔开口74形成为沿圆周方向细长的狭缝状。孔开口74的开口面积比共用孔部70的截面积大。
在本实施例的防振装置10中,如图7所示,当作为孔开口74的沿圆周方向(长度方向)的尺寸的横向开口宽度被表示为W,作为孔开口74的沿轴向(与长度方向垂直的方向)的尺寸的纵向开口宽度被表示为L时,横向开口宽度W和纵向开口宽度L之间的开口比R(=W/L)被设定在2≤R≤25的范围内,更优选5≤R≤20。
孔开口74被构造成沿圆周方向的两端部的形状为大致半圆形,限制了两端部附近的流体流动阻力的增大。此外,孔开口74可被构造成在孔开口74的内周缘部(边缘部)中的沿流体的流动方向的截面形状为凸状半圆形或楔状,从而限制两端部附近的流体流动阻力的增大。
如图6的(C)所示,圆柱状空间形成在孔构件46的内周侧,该圆柱状空间用作容纳稍后说明的活塞构件78的缸室76。如图5所示,活塞构件78形成为厚壁圆板状,并且将缸室76沿轴向划分成作为主流体室42侧的小空间的加压空间130(参照图3)和作为副流体室44侧的小空间的孔空间132(参照图4)。
此外,活塞构件78被构造成其外周面的下端侧的边缘部79与孔开口74的长度方向平行地延伸。
缸室76的内周面由以轴线S为中心,以固定的曲率半径弯曲的曲面形成。
此外,活塞构件78具有密封面85,在活塞构件78的外周面和缸室76的内周面之间设置预定的微小间隔的状态下,密封面85沿缸室76的内周面移动。密封面85的沿与轴线垂直的方向的形状为圆形。
如图3所示,活塞构件78形成有在其下表面侧的周缘部和中央部之间沿圆周方向延伸的环状凹部80。此外,活塞构件78一体地形成有从其下表面的中央部向下突出的厚壁筒状引导筒部82,并且设置有沿轴向贯穿引导筒部82的中央部的轴容纳孔84。
活塞构件78在引导筒部82的基端部同轴地形成有圆柱状的座接收部86,该座接收部86具有比引导筒部82的直径大的直径。此外,活塞构件78在其上表面的中央部形成有圆形凹状的排出部88。
活塞构件78被插入孔构件46的缸室76中,使得其可沿缸室76的内周面在轴向上移动(滑动)。此时,活塞构件78的引导筒部82的顶端侧被同轴地插入在孔构件46中的排出孔58中。由于引导筒部82的外径比排出孔58的内径小,因此,活塞构件78可以沿轴向在预定范围(稍后说明的闭合位置和打开位置之间)移动,而不会与孔构件46的底板部50接触。
此外,在分隔构件36中,用作施力构件的螺旋弹簧90被布置在孔构件46的底板部50和活塞构件78之间。
螺旋弹簧90的上端部被装配在活塞构件78的座接收突起86的外周侧,螺旋弹簧90的下端被插入在孔构件46的接收座56中。
在该状态下,作为螺旋弹簧90的上端面的上侧支座面138与活塞构件78的座接收突起86的周缘部压力接触,作为螺旋弹簧90的下端面的下侧支座面134与接收座56的底面压力接触,这样,通过活塞构件78和底板部50使螺旋弹簧90总是保持在压缩状态。由此,螺旋弹簧90总是对活塞构件78向上(向主流体室42侧)施力。作为螺旋弹簧90,可使用整个长度上的内外径几乎不变的直状(straight-shaped)弹簧。
如图4所示,接收座56的内径DI比螺旋弹簧90的端部圈136和140的外径DO大预定长度。接收座56的内周面形成为以轴线S为中心,具有固定的曲率半径的凹状曲面。接收座56的底面部和内周面之间的边缘部56E被倒圆从而形成凹状曲面,在接收座56的底面部中,具有与下侧端部圈136的外径对应的直径的平面状区域形成在边缘部56E的内周侧。
由此,在已经压缩变形或拉伸变形的螺旋弹簧90上产生沿与轴线垂直的方向的横向力。即使该横向力作用在下侧端部圈136上,也可以通过边缘部56E抑制下侧端部圈136的沿与轴线垂直的方向的移动。此外,即使下侧端部圈136稍微移动,也可以通过来自边缘部56E的反作用力将下侧端部圈136自动对准到初始位置(组装位置)。
此外,接收座56的边缘部56E上侧的内径DI比螺旋弹簧90的外径DO大。因此,螺旋弹簧90的线外周侧不与接收座56的内周面接触,使得与接收座56的内周面的接触不会妨碍螺旋弹簧90的下侧端部圈136附近的变形(压缩变形和拉伸变形),并且防止产生由在螺旋弹簧90变形时与接收座56的内周面的接触引起的摩擦噪音。
另一方面,如图3所示,座接收突起86的外径DT比螺旋弹簧90的端部圈136和140的外径DO稍小。因此,在已经压缩变形或拉伸变形的螺旋弹簧90上产生沿与轴线垂直的方向的横向力。即使该横向力作用在上侧端部圈140上,也可以通过座接收突起86抑制下侧端部圈136的沿与轴线垂直的方向的移动。
如图3所示,在分隔构件36中,盖构件48被配合固定在孔构件46的插入部60的外周侧。由此,由盖构件48的顶板部92闭合孔构件46的缸室76的上端侧。
如图5所示,盖构件48在顶板部92的中央部形成有圆形插入孔94,并且在插入孔94的外周侧形成均具有扇形的多个(本实施例中是4个)阀座开口96。这些阀座开口96被布置成具有以轴线S为中心对称(点对称)的位置关系。
此外,如图5所示,盖构件48在其外周部形成有切口部98,使切口部98面对孔构件46的上端侧的连通路径66(参照图6的(B))。共用孔部70经由盖构件48的切口部98和连通路径66与主流体室42连通。
如图5所示,在分隔构件36中,大致圆板状保持构件100被布置在盖构件48和活塞构件78之间,大致圆板状阀元件102被置于保持构件100和盖构件48之间。
如图3所示,保持构件100在其中央侧形成有浅的有底圆筒状的阀元件保持体104,并且保持构件100还弯曲地形成有从阀元件保持体104的上端部向外周侧延伸的环状凸缘部106。此外,保持构件100在阀元件保持体104的底板部105的外周部设置有多个连通开口108,每一个连通开口均具有扇形。
如图3所示,保持构件100在底板部105的中央部一体地形成有厚壁圆板状的凸台部110,并且还一体地形成有从凸台部110的下表面的中央部沿轴线S向下突出的圆棒状的引导杆120。
此外,在凸台部110的上表面侧,形成圆形凹状的插入凹陷部112。在盖构件48的顶板部92和保持构件100的底板部105之间,作为具有沿轴向的固定厚度的圆板状空间的阀元件容纳室114形成在插入凹陷部112的外周侧,阀元件102被容纳在阀元件容纳室114中。
通过使用如NR和NBR等橡胶组合物成型阀元件102。阀元件102的上表面侧形成为平面形状,下表面侧形成为从内周侧朝向外周侧稍微向上倾斜的斜面形状,使得沿轴向的厚度从内周侧朝向外周侧逐渐减小。
此外,阀元件102在其上表面的中央部形成有圆形凸状的突起部116,在其下表面的中央部还形成有圆形凸状的突起部118。阀元件102的上表面侧的突起部116被插到盖构件48中的插入孔94中,下表面侧的突起部118被插到保持构件100的插入凹陷部112中。
由此,阀元件102被定位成与保持构件100和盖构件48同轴,限制了阀元件102的沿径向的移动。
在盖构件48的顶板部92和保持构件100的底板部105之间沿轴向压缩阀元件102的突起部116和118的周缘部附近的部分。
由此,阀元件102的上表面部以预定压力(预载)与盖构件48的顶板部92的下表面侧压力接触,限制了阀元件102在盖构件48和保持构件100之间的轴向移动。阀元件102的被压缩部的外周侧的薄壁部可以向下弯曲。
如图3所示,阀元件102的外周端被定位在盖构件48中的阀座开口96的外周端的外周侧,并且被定位在保持构件100中的连通开口108的外周端的内周侧。
由此,阀元件102在其上表面部与顶板部92压力接触的状态(闭合状态)下闭合阀座开口96。此外,如图4中的双点划线所示,当阀元件102的外周侧向下弯曲并且与顶板部92分开(打开状态)时,阀座开口96经由阀元件容纳室114与连通开口108连通,主流体室42通过阀元件容纳室114与分隔构件36中的缸室76连通。
也就是说,容纳在阀元件容纳室114中的阀元件102、盖构件48和保持构件100形成在主流体室42和缸室76之间的止回阀128。该止回阀128仅允许液体从主流体室42流动到缸室76(加压空间130)中,并且阻止流体从加压空间130流动到主流体室42中。
保持构件100的引导杆120被插到活塞构件78中的轴容纳孔84中,使其可沿轴向相对滑动。在形成有轴容纳孔84的引导筒部82和引导杆120中的一方由金属形成的状态下,这些元件中的另一方优选由如树脂等具有与金属的杨氏模量相异预定值以上的杨氏模量并且具有小摩擦阻力的材料形成。此外,可用具有润滑性和优异的耐磨损性的物质涂覆轴容纳孔84的内周面和引导杆120的外周面中的至少一方,以限制摩擦阻力。
引导杆120的顶端侧通过孔构件46的接收座56和排出孔58到达孔构件46的下端。通过硫化粘结将在隔膜40的中央部中形成为圆形凸状的中央连接部41固定到引导杆120的顶端部。
如图4中的放大图所示,用陶瓷材料涂布引导杆120的表面,从而在引导杆120的表面上形成陶瓷层121。使用主要成分为Si3N4的氮化硅基陶瓷作为用作陶瓷层121的原料的陶瓷材料。原因在于,氮化硅基陶瓷具有高的耐腐蚀性和耐磨损性。另外,与其它陶瓷材料相比,氮化硅基陶瓷在具有羟基的乙二醇中提供高的摩擦阻力减小作用。
目前,氮化硅基陶瓷在具有羟基的乙二醇中提供高的摩擦阻力减小作用的原因还不是非常清楚。例如,根据独立行政法人的工业技术综合研究所(National Institute of AdvancedIndustrial Science and Technology)1996年11月2日发行的所内公布资料(可以通过研究所的网页(技术知识网,Technoknowledge Network)浏览),指出在乙醇润滑下,可以通过氮化硅基陶瓷与乙醇的反应在氮化硅基陶瓷的表面上生成烷氧基硅烷,这样可在氮化硅基陶瓷的表面上形成用作摩擦限制物质的烷氧基硅烷层的可能性,以及假定即使在乙二醇中也可发生与该反应类似的反应的可能性。
作为用氮化硅基陶瓷涂布引导杆120的表面的方法,可以使用公知的各种方法。可以通过使用例如真空淀积法、离子镀法、喷镀法、CVD法(化学汽相淀积法)、激光淀积法或等离子喷涂法来形成陶瓷层121。
如图1所示,缸室76中的孔空间132总是通过孔构件46的多个流通开口52、接收座56和排出孔58与副流体室44连通。
此外,在防振装置10中,孔构件46中的槽部64的外周侧经由覆盖部34被外筒构件12的内周面闭合。由此,作为螺旋状的细长空间的摆动孔122形成在槽部64中。摆动孔122的一端部经由孔构件46的连通路径66和盖构件48的切口部98与主流体室42连接,另一端部经由孔构件46的连通路径68与副流体室44连接。
通过由共用孔部70和专用孔部72构成的槽部64整体、连通路径66和68形成摆动孔122,该共用孔部70和专用孔部72具有彼此不同的截面积。摆动孔122的路径长度和截面积,即摆动孔122中的流体的流动阻力被设定成(调成)隔离作为输入振动的相对低的频率范围中的振动的摆动振动(例如,9~15Hz)。
槽部64中的共用孔部70形成用于隔离怠速振动(例如,18~30Hz)的怠速孔124的一部分,与摆动振动相比,怠速振动是在相对高的频率范围中的振动。由共用孔部70、孔开口74和孔构件46中的孔空间132形成怠速孔124。怠速孔124的路径长度和截面积,即怠速孔124中的流体流动阻力被设定成(调成)隔离怠速振动。
怠速孔124中的流体的流动阻力比摆动孔122中的流体的流动阻力小。
在防振装置10中,如图2所示,当活塞构件78向闭合位置移动(下降)时,孔构件46中的孔开口74被活塞构件78的外周面闭合,形成共用孔部70不与孔空间132连通的状态。由此,使主流体室42仅通过摆动孔122与副流体室44连通。
此外,在防振装置10中,如图1所示,当活塞构件78向打开位置移动(上升)时,活塞构件78与孔开口74分开,以打开孔开口74,从而共用孔部70变为处于与孔空间132连通的状态。由此,主流体室42和副流体室44通过摆动孔122和怠速孔124二者彼此连通。当主流体室42中的流体压力变化时,已经从主流体室42流动到共用孔部70中的流体到达与专用孔部72的分界部附近的部分,并且通过具有比专用孔部72的流体流动阻力小的流体流动阻力的孔开口74优先流动到孔空间132中。此外,已经通过孔开口74流动到共用孔部70中的流体在优选通过具有比专用孔部72的流体流动阻力小的流体流动阻力的共用孔部70之后流动到主流体室42中。
由此,在防振装置10中,当活塞构件78位于打开位置时,流体基本上仅通过怠速孔124在主流体室42和副流体室44之间流动。
如图3所示,活塞构件78在其径向中间部形成有沿轴向贯通的多个(在本实施例中是两个)流体压力释放路径126。当通过螺旋弹簧90施加的力使位于闭合位置的活塞构件78向打开位置侧移动时,这些流体压力释放路径126允许与外部隔离的加压空间130中的流体流出到孔空间132中,从而防止加压空间130中的流体压力上升,并且活塞构件78可以向打开位置侧移动。
在根据本实施例的防振装置中,当根据轴容纳孔84的内径和引导杆120的外径之差算出的活塞构件78的相对于轴向的最大倾斜角度为θMAX时,缸室76的内径和活塞构件78的密封面85的外径之差DMIN被设定成在活塞构件78以最大倾斜角度θMAX倾斜的状态下,活塞构件78的密封面85上的任何部分使密封面85和缸室76的内周面之间的间隙保持为0mm以上。
接着,参照图8具体说明上述DMIN的计算方法。图8示意性示出在根据本实施例的防振装置10中的活塞构件78和引导杆120。
在图8的(A)中,L1表示轴容纳孔84的轴向尺寸,R1表示引导杆120的半径,R2表示活塞构件78的半径,CL表示DMIN/2,即引导杆120的外周面和轴容纳孔84的内周面之间的间隙的宽度,CP表示轴容纳孔84的轴向和径向的中心点。在下面的说明中,假定中心点CP是活塞构件78的转动中心。
附图标记HU和HL分别表示从CP到密封面85的上端和下端的沿轴向的距离。在下面的计算式中,HU或HL中的较大的一个(在本实施例中是HU)用作参数H。
首先,假定活塞构件78绕CP倾斜,直到轴容纳孔84的上端和下端接触轴线S的情况。通过式(1)计算CP和轴容纳孔84的上端接触轴线S的点之间的长度L3,通过式(2)计算此时活塞构件78的倾斜角度θ1
[式1]
L 3 = [ L 1 2 ] 2 + ( R 1 + C L ) 2 - - - ( 1 )
[式2]
θ 1 = tan - 1 [ L 1 2 R 1 + C L ] - - - ( 2 )
接着,考虑引导杆120的半径R1,通过式(3)和式(4)计算活塞构件78在间隙CL的范围中可以相对于轴线S倾斜的最大角度θMAX。此外,通过式(5)计算CP和密封面85的上端之间的长度L2
[式3]
θ max + θ 1 = cos - 1 [ R 1 L 3 ] - - - ( 3 )
[式4]
θ max = cos - 1 [ R 1 L 3 ] - tan - 1 [ L 1 2 R 1 + C L ] - - - ( 4 )
[式5]
L 2 = R 2 2 + H 2 - - - ( 5 )
将L3和θMAX代入式(6),以确定当活塞构件78以θMAX倾斜时,从倾斜前的密封面85向外周(缸室76的内周面)侧突出的部分的斜边的长度L4。此外,通过式(7)获得形成在连接CP和密封面85的上端所得的线段(L2)与密封面85之间的角度θ3
[式6]
L 4 = 2 L 2 sin [ θ MAX 2 ] - - - ( 6 )
[式7]
θ 3 = cos - 1 [ H L 2 ] - - - ( 7 )
最后,通过式(8)和式(9)获得形成在当活塞构件78以角度θMAX倾斜时,从倾斜前的密封面85向外周(缸室76的内周面)侧突出的部分的斜边(L4)与密封面85之间所成的角度θ4。将该角度θ4代入下式(10)中,计算当活塞构件78以角度θMAX倾斜时,从倾斜前的密封面85向外周(缸室76的内周面)侧突出的部分的底边的长度L5,即密封面85的最大突出量。
[式8]
Figure S2006800415215D00312
[式9]
Figure S2006800415215D00313
[式10]
L5=L4sinθ4                    (10)
在根据本实施例的防振装置10中,即使活塞构件78相对于轴线S以最大倾斜角度θMAX倾斜,如果间隙CL被设定在长度L5以上,即,如果缸室76的内径和密封面85的外径之差DMIN被设定在(2×L5)以上,则密封面85上的任何部分使密封面85和缸室76的内周面之间的间隙保持为0mm以上,使得密封面85在加压状态下不与缸室76的内周面接触。
接着,作为计算例,如下所述的数值被设定为用于计算DMIN的参数(装置常数),使用这些装置常数具体计算DMIN
当装置常数被设定成L1=15(mm),R1=1.5(mm),R2=20(mm),CL=0.05(mm),H=10(mm)时,通过式(1)~(10)计算出L3=7.658(mm),最大倾斜角度θMAX=0.007(rad),L2=22.361(mm),L4=0.149(mm),θ4=0.460(rad),L5=0.667(mm)。
因此,如果缸室76的内径和密封面85的外径之差DMIN被设定在(2×L5)=1.334(mm)以上,则密封面85上的任何部分使密封面85和缸室76的内周面之间的间隙保持为0mm以上,使得密封面85在加压状态下不与缸室76的内周面接触。
然而,由于引导杆120和轴容纳孔84均具有制造时不可避免地产生的相对于设计值的尺寸误差,因此,必须基于引导杆120的外径的尺寸误差、引导杆120的圆度、引导杆120的相对于轴线S的扭曲量、轴容纳孔84的内径的尺寸误差、轴容纳孔84的圆度以及轴容纳孔84的相对于轴线S的扭曲量来进一步校正如上所述计算的差DMIN。因此,采用通过如上所述计算的差DMIN乘以根据上述尺寸误差的105%~120%的校正系数获得的值作为实际的设计值。
接着,说明根据本发明的实施例的防振装置10的作用。
在防振装置10中,例如,当车辆的发动机运转时,发动机中产生的振动经由安装构件20被传递到橡胶弹性体24,通过该振动使橡胶弹性体24弹性变形。此时,橡胶弹性体24用作减振主体,通过基于橡胶弹性体24的内摩擦等的减振作用来减振,从而减小经由外筒构件12传递到车体侧的振动。
在如汽车等车辆上,当怠速运转时,发动机产生位于相对高的频率范围中的怠速振动,当以预定速度以上的速度运行时,发动机产生位于相对低的频率范围中的摆动振动。
此外,在防振装置10中,摆动孔122的主流体室42侧的一部分用作形成怠速孔124的一部分的共用孔部70,在共用孔部70与作为摆动孔122的副流体室44侧的部分的专用孔部72之间形成与缸室76的孔空间132连通的孔开口74。因此,通过共用孔部70和包括专用孔部72的摆动孔122使主流体室42和副流体室44彼此连通,并且通过共用孔部70和包括孔空间132的怠速孔124使主流体室42和副流体室44彼此连通。
此外,在防振装置10中,当利用缸室76的加压空间130中的流体压力使活塞构件78抵抗螺旋弹簧90施加的力从打开位置向闭合位置移动时,孔开口74被闭合,当通过螺旋弹簧90施加的力使活塞构件78从闭合位置返回打开位置时,孔开口74被打开。因此,当利用通过止回阀128从主流体室42供给到加压空间130中的流体压力使位于打开位置的活塞构件78向闭合位置移动时,随着橡胶弹性体24的弹性变形,流体仅通过摆动孔122在主流体室42和副流体室44之间来回流动。当利用螺旋弹簧90施加的力使位于闭合位置的活塞构件78返回打开位置时,摆动孔122和怠速孔124二者都处于打开状态,随着橡胶弹性体24的弹性变形,流体优选通过具有相对小的流体流动阻力的怠速孔124在主流体室42和副流体室44之间来回流动。
也就是说,在减振装置10中,当输入具有较小频率和较大振幅的摆动振动时,通过摆动振动使橡胶弹性体24弹性变形。因此,在主流体室42中产生相对大的流体压力变化,当主流体室42中的流体压力周期性上升时,流体通过止回阀128从主流体室42流动到加压空间130中,使得加压空间130中的流体压力也上升到与主流体室42中的上升时的流体压力大致平衡的平衡压力。
在防振装置10中,螺旋弹簧90施加的力被设定成比与输入摆动振动时的加压空间130中的流体压力(平衡压力)对应的值小。因此,当输入摆动振动时,活塞构件78抵抗螺旋弹簧施加的力从打开位置向闭合位置间歇地移动,并且由加压空间130中的流体压力将活塞构件78保持在闭合位置。
因此,在防振装置10中,当输入摆动振动时,随着橡胶弹性体24的弹性变形,流体仅通过摆动孔122在主流体室42和副流体室44之间来回流动。因此,可以借助于通过摆动孔122的流体的粘滞阻力和压力损失来减小输入振动(摆动振动),使得可以减小从车辆的发动机侧传递到车体侧的低频率范围中的振动。
此时,由于摆动孔122中的流体流动阻力被设定成(调成)与摆动振动的频率和振幅对应,因此,在通过摆动孔122在主流体室42和副流体室44之间来回流动的流体上产生共振现象(液柱共振),使得可以通过液柱共振的作用特别有效地减小摆动振动。
此外,在防振装置10中,当输入具有较高频率和较小振幅的怠速振动时,通过怠速振动使橡胶弹性体24弹性变形,并且在主流体室42中产生较小的流体压力变化。因此,当主流体室42中的流体压力周期性上升时,流体通过止回阀128从主流体室42流动到加压空间130中,使得加压空间130中的流体压力上升,并且达到与主流体室42中的上升时的流体压力(最大值)大致平衡的平衡压力。
然而,在防振装置10中,螺旋弹簧90施加的力被设定成比与怠速振动输入时的加压空间130中的平衡压力对应的值大。因此,当活塞构件78位于打开位置时,通过螺旋弹簧90施加的力使活塞构件78保持在打开位置。当活塞构件78位于闭合位置时,通过螺旋弹簧90施加的力使活塞构件从闭合位置移动(返回)到打开位置。
当通过螺旋弹簧90施加的力使位于闭合位置的活塞构件78向打开位置移动时,形成在活塞构件78中的流体压力释放路径126允许与外部隔离的加压空间130中的流体流出到孔空间132中,从而防止加压空间130中的流体压力的上升,并且可以借助于低移动阻力将活塞构件78平滑地移动到打开位置。
因此,在防振装置10中,当输入怠速振动时,随着橡胶弹性体24的弹性变形,流体优选通过怠速孔124在主流体室42和副流体室44之间来回流动,与摆动孔122相比,该怠速孔124具有小的流体流动阻力。因此,可以借助于流过怠速孔124的流体的粘滞阻力和压力损失等来减小输入振动(怠速振动),使得可以减小从发动机侧传递到车体侧的怠速振动。
此时,由于怠速孔124中的流体流动阻力被设定成(调成)与怠速振动的频率和振幅对应,因此,在通过怠速孔124在主流体室42和副流体室44之间来回流动的流体上产生共振现象(液柱共振),使得可以通过液柱共振的作用特别有效地减小怠速振动。
结果,根据防振装置10,在不利用通过使用电磁螺线管、气动螺线管等接收来自外部的控制及动力供给来操作的阀机构的情况下,通过利用主流体室42中的流体压力变化作为驱动力,使主流体室42和副流体室44彼此连通的孔可以根据输入振动的频率切换到摆动孔122和怠速孔124中的任一方。此外,由于摆动孔122的主流体室42侧的部分用作形成怠速孔124的一部分的共用孔部70,因此,可以由摆动孔122中的共用孔部70形成怠速孔124的一部分。因此,两个孔,即摆动孔122和怠速孔124可以有效地布置在外筒构件12的有限空间中,从而可以有效地使防振装置的尺寸变小。
此外,在防振装置10中,孔开口74的横向开口宽度W和纵向开口宽度L之间的开口比R(=W/L)被设定在2≤R≤25、更优选5≤R≤20的范围中,从而可以在确保孔开口74所需的开口面积的同时使纵向开口宽度L足够小。因此,可以根据纵向开口宽度L缩短活塞构件78的打开位置和闭合位置之间的距离。
结果,根据防振装置10,与孔开口74的纵向开口宽度L等于横向开口宽度W或者纵向开口宽度L大于横向开口宽度W的情况相比,布置有缸室76的分隔构件36的轴向尺寸可以减小,从而可以有效地减小整个防振装置的轴向尺寸,并且还可以减小活塞构件78开闭孔开口74时所需的活塞构件78的位移。因此,当输入振动从摆动振动改变到怠速振动或者反之时,可以提高怠速孔124从打开状态和闭合状态中的一个状态向另一个状态变化所需的响应速度。
孔开口74的开口比R(=W/L)被设定为2以上的原因是:如果开口比R被设定为小于2的值,则分隔构件36(孔构件46)的沿轴向的尺寸的减小量小,从而难以有效地减小防振装置的尺寸。特别地,如果开口比R被设定为5以上,则可以显著地减小分隔构件36(孔构件46)的沿轴向的尺寸,从而可以实现防振装置的尺寸减小的显著效果。
孔开口74的开口比R(=W/L)被设定为25以下的原因是:根据本发明人进行的实验,如果开口比R超过25,则很可能流体粘性的影响突然增大,并且达到孔开口74中的流体流动阻力突然增大的临界点。
如果孔开口74的开口比R达到临界点,则即使在增大孔开口74的开口面积的情况下,孔开口74中的流动阻力也几乎不减小,从而可能发生抑制通过怠速孔124在主流体室42和副流体室44之间的流体流动的现象。然而,在使用具有高粘度的物质(例如,乙二醇)作为流体的情况下,与使用具有低粘度的物质(例如,水)的情况相比,粘滞阻力的影响增大,从而开口比R(=W/L)优选被设定为20以下。
在防振装置10中,由于摆动孔122的主流体室42侧的部分用作形成怠速孔124的一部分的共用孔部70,因此,可以通过摆动孔122的共用孔部70形成怠速孔124的一部分。因此,两个孔,即摆动孔122和怠速孔124可以有效地布置在外筒构件12中的有限空间中,从而可以有效地使防振装置的尺寸变小。
在本实施例中,由于在形成为大致筒状的孔构件46的外周面上形成摆动孔122(共用孔部70和专用孔部72)和怠速孔124的一部分(共用孔部70),并且在孔构件46的内周侧设置缸室76(孔空间132),因此,在抑制孔构件46(分隔构件36)的轴向尺寸和径向尺寸的增大的同时,可以在分隔构件36中有效地布置需要较长的路径长度的摆动孔122和需要大截面积的怠速孔124。结果,也可以有效地减小整个防振装置的尺寸。
此外,在防振装置10中,由于轴容纳孔84设置在活塞构件78中,并且设置在保持构件100上的引导杆120被插入到轴容纳孔84中从而可相对滑动,因此,可以限制沿轴向移动的活塞构件78的偏心和相对于轴线S的倾斜的发生。因此,当输入振动的频率变化时,活塞构件78可以向开/闭位置侧或闭合位置侧平滑地移动。
此外,在防振装置10中,当根据轴容纳孔84的内径和引导杆120的外径之差计算的活塞构件78的相对于轴向的最大倾斜角度为θMAX时,缸室76的内径和活塞构件78的外径之差DMIN被设定成在活塞构件78以最大倾斜角度θMAX倾斜的状态下,活塞构件78的密封面85上的任何部分使密封面85和缸室76的内周面之间保持0mm以上的间隙。因此,当活塞构件78相对于轴线S以最大倾斜角度θMAX倾斜时,形成活塞构件78中的轴容纳孔84的内周面与引导杆120的外周面接触的状态。然而,在活塞构件78的密封面85上的任何部分和缸室76的内周面之间保持0mm以上的间隙,从而防止活塞构件78的外周面和缸室76的内周面在加压状态下的接触。
如果活塞构件78的外周面与缸室76的内周面在加压状态下接触,则与轴容纳孔84的内周面和引导杆120的外周面之间的接触面积相比,该接触面积大,从而摩擦阻力也较大。然而,即使轴容纳孔84的内周面与引导杆120的外周面在加压状态下接触,接触面积也较小,而且,能够减小与轴容纳孔84的内周面的摩擦的陶瓷层121形成在引导杆120的表面上。因此,轴容纳孔84的内周面和引导杆120的外周面之间的摩擦阻力较小。
结果,根据减振装置10,即使当活塞构件78相对于轴线S倾斜时,也基本上防止了活塞构件78的外周面与缸室76的内周面之间的摩擦阻力的发生,并且可以有效地限制活塞构件78的沿轴向的移动阻力的增大。因此,可以防止活塞构件78不能向与输入振动的频率对应的位置(打开位置或闭合位置)正常地移动。
在根据本实施例的防振装置10中,轴容纳孔84设置在活塞构件78中,引导杆120设置在分隔构件36的保持构件100上。然而,相反地,该构造可以是:轴容纳孔设置在分隔构件36中,而引导杆设置在活塞构件78上。在该情况下同样,当根据轴容纳孔的内径和引导杆的外径之差算出的活塞构件78相对于轴向的最大倾斜角度为θMAX时,缸室76的内径和活塞构件78的密封面85的外径之差DMIN被设定成在活塞构件78以最大倾斜角度θMAX倾斜的状态下,密封面85上的任何部分使密封面85和缸室76的内周面之间保持0mm以上的间隙。由此,基本上防止了活塞构件78的外周面与缸室76的内周面之间的摩擦阻力的形成,并且可以有效地限制活塞构件78的沿轴向的移动阻力的增大。
此外,在防振装置10中,陶瓷层121仅形成在引导杆120的表面上。然而,代替陶瓷层121形成在引导杆120的表面上,陶瓷层121也可形成在轴容纳孔84的内周面上,或者可形成在引导杆120的表面和轴容纳孔84的内周面二者上。
在该情况下,可以减小活塞构件78的移动阻力,并且还可以有效地抑制形成有陶瓷层121的引导杆120的表面或者轴容纳孔84的内周面上的磨损。
在本实施例中,具有特别优异的流体中润滑性(in-fluidlubricity)的氮化硅基陶瓷用作陶瓷层121的材料。然而,即使使用具有高的表面平滑度的高强度的氧化锆基陶瓷作为原料来形成陶瓷层121,或者由该陶瓷形成至少包括引导杆120的外周面的部分和至少包括轴容纳孔84的内周面的部分,与使用其它金属材料、树脂材料等的情况相比,也可以获得高的润滑性和耐磨损性。
此外,在防振装置10中,座接收突起86形成在活塞构件78的下表面侧,座接收突起86被配合插入到螺旋弹簧90的包括上侧端部圈140的上端部的内周面上,而且圆形凹状的接收座56还形成在孔构件46的底板部50的上表面侧,螺旋弹簧90的包括下侧端部圈136的下端部被配合插入到接收座56中。由此,可以分别借助于座接收突起86和接收座56将螺旋弹簧90的上侧端部圈140和下侧端部圈136精确地定位在与轴线S同轴的组装位置,此外,在振动输入时,即使通过重复螺旋弹簧90的沿压缩方向和拉伸方向的变形产生横向力,也可以防止整个螺旋弹簧90沿与轴线垂直的方向移动,并且可以防止整个螺旋弹簧90从组装位置移位。此外,可以通过防止螺旋弹簧90的端部圈136和140中的一个相对于端部圈136和140中的另一个沿与轴线垂直的方向的相对移位来防止螺旋弹簧90倾斜。
图9示出设置有能够适用于上述防振装置的座接收突起和接收座的变形例的分隔构件的构造。
在防振装置10中,在螺旋弹簧90用于对活塞构件78向打开位置侧施力的情况下,可能产生以下问题。
螺旋弹簧90在压缩变形时可能呈现出其中心轴线被弯曲(Z字形弯曲)的现象。螺旋弹簧90的Z字形弯曲在Z字形弯曲量的预定范围内不会对如螺旋弹簧90自身的弹簧常数等特性产生大的影响。通常,在Z字形弯曲量位于预定范围内的情况下使用螺旋弹簧90。然而,在螺旋弹簧90上发生Z字形弯曲、并且螺旋弹簧90的上端部或下端部与座接收突起的外周面或接收座的内周面局部地压力接触的情况下,抑制了螺旋弹簧90的上端部和下端部的平滑的变形,并且可能产生摩擦噪音。
因此,图9所示的座接收突起86在被布置在上侧端部圈140的内周侧的基端部86S的顶端侧上的部分形成有锥状部86T,该锥状部86T的外径从座接收突起86的基端部86S朝向顶端逐渐减小。
由此,在形成螺旋弹簧90的上端部的线部的内周端和座接收突起86的外周面之间形成间隙,该间隙的沿径向的宽度从座接收突起86的基端部86S朝向顶端逐渐增大。因此,即使在螺旋弹簧90的上端附近发生Z字形弯曲,也可以有效地防止螺旋弹簧90的上端部与座接收突起86的外周面压力接触。
此外,图9所示的接收座56在被布置在下侧端部圈136的外周侧的远侧端部56S的开口端侧的部分形成有锥状部56T,该锥状部56T的内径沿径向从远侧端部56S朝向开口端逐渐增大。
由此,在形成螺旋弹簧90的下端部的线部的外周端和座接收孔56的内周面之间形成间隙,该间隙的沿径向的宽度从座接收孔56的远侧端部54S朝向开口端逐渐增大。因此,即使在螺旋弹簧90的下端附近发生Z字形弯曲,也可以有效地防止螺旋弹簧90的下端部与座接收孔56的内周面压力接触。
在根据本实施例的防振装置10中,活塞构件78设置有圆柱状座接收突起86,孔构件46设置有圆形凹状的接收座56。然而,相反地,该构造可以是:活塞构件78设置有接收座,使得螺旋弹簧的上端部被配合插入到该接收座中,而孔构件46设置有座接收突起,使得该座接收突起被配合插入到螺旋弹簧90的下端中。
此外,座接收突起和座接收孔中的一方可设置在孔构件46和活塞构件78二者上。
在上述防振装置10中,两个孔(第一限制通道和第二限制通道)中的一个用作与摆动振动对应的摆动孔122,另一个用作与怠速振动对应的怠速孔124。然而,不必使第一限制通道和第二限制通道与摆动振动和怠速振动对应。该构造可以是:第一限制通道与较低频率范围中的振动对应,第二限制通道与较高频率范围中的振动对应。
此外,在上述防振装置10中,孔开口74的长度方向与以轴线S为中心的圆周方向一致。然而,该构造可以是:孔开口74的长度方向相对于以轴线S为中心的圆周方向倾斜,活塞构件78的边缘部79的延伸方向也相对于圆周方向倾斜,并且使该延伸方向与相对于圆周方向倾斜的孔开口74的长度方向一致。
此外,根据本发明的防振装置10被构造成安装构件20被连接到发动机侧,外筒构件12被连接到车体侧。然而,相反地,该构造可以是:安装构件20被连接到车体侧,外筒构件12被连接到发动机侧。
在上述防振装置10中,当主流体室42中的流体压力上升时,流体通过止回阀128从主流体室42供给到加压空间130中,加压空间130中的流体压力上升到与主流体室42中的流体压力的上限值对应的平衡压力,由此,在摆动振动输入时,通过加压空间130中的流体压力(正压)使活塞构件78从打开位置向闭合位置移动。然而,相反地,该构造可以是:止回阀被构造成可以使流体仅从加压空间130流出到主流体室42中,当主流体室42中的流体压力减小时,通过使流体通过止回阀从加压空间130流出到主流体室42中,加压空间130中的流体压力减小到与主流体室42中的流体压力的下限值对应的平衡压力,由此,在摆动振动输入时,通过加压空间130中的流体压力(负压)使活塞构件78从打开位置向闭合位置移动。
在该情况下,防振装置10被构造成当借助螺旋弹簧90对活塞构件78沿轴向向下施力时,在活塞构件78位于下限位置(打开位置)的状态下打开孔开口74,由此,借助液压空间130中的负压的作用,活塞构件78抵抗螺旋弹簧90施加的力从下限位置上升到上限位置(闭合位置)。
图10是示出根据本发明的防振装置的另一实施例的纵向剖视图,可以使该防振装置如上所述地起作用。
在根据本实施例的防振装置150中,相同的附图标记应用于与上述防振装置10的元件相同的元件,并且省略其说明。
根据本实施例的防振装置150与防振装置10的不同之处在于:阀座开口152形成在保持构件100的底板部105中,流通开口154形成在盖构件48的顶板部92中,与盖构件48和保持构件100一起构成止回阀156的阀元件158在上下翻转以与底板部105压力接触的状态下被容纳在阀元件容纳室114中。
此外,在防振装置150中,处于压缩状态的螺旋弹簧160置于底板部105和活塞构件162之间,螺旋弹簧160总是对活塞构件162向下(在本实施例中,向打开位置侧)施力。
活塞构件162形成有从该活塞构件162的外周面贯通至环状凹部80的内周面的活塞开口164。当活塞开口164位于活塞构件162与孔构件46的底板部50接触的打开位置时,活塞开口164被保持在与孔开口74相同的位置处,以与孔开口74一起使共用孔部70与孔空间132连通。
另一方面,当活塞构件162从图10所示的打开位置移动到作为螺旋弹簧160的压缩极限的闭合状态时,由活塞构件162的外周面闭合孔开口74。
在防振装置150中,活塞构件162设置有通过将活塞开口164的内周面的下端侧的一部分切割成U状而形成的辅助开口166。可通过切割孔开口74的内周面的上端侧的一部分而在孔构件46侧形成该辅助开口。
接着,说明防振装置150的作用。
在防振装置150中,当主流体室42中的液压变为相对于加压空间130(副流体室44)中的流体压力的负压时,阀元件158打开阀座开口152。当主流体室42中的液压变为几乎等于加压空间130中的流体压力或变为负压时,阀元件158闭合阀座开口152。由此,在振动输入时,加压空间130中的流体压力减小为与主流体室42中的流体压力的下限值平衡的压力。
因此,在防振装置150中,在输入具有较小频率和较大振幅的摆动振动的情况下,通过摆动振动使橡胶弹性体24弹性变形,从而在主流体室42中发生较大的流体压力的变化,当主流体室42中的流体压力周期性下降时,流体通过止回阀156从加压空间130流出到主流体室42中。因此,加压空间130中的流体压力也降低到与主流体室42中的流体压力上升时的流体压力大致平衡的平衡压力。
在防振装置150中,螺旋弹簧160施加的力被设定为比与摆动振动输入时加压空间130中的流体压力(平衡压力)对应的值小。由此,在摆动振动输入时,活塞构件162抵抗螺旋弹簧160施加的力从打开位置向闭合位置侧间歇地移动,并且借助于加压空间130中的流体压力(负压)被保持在闭合位置。
因此,在防振装置150中,在摆动振动输入时,流体随着橡胶弹性体24的弹性变形而仅通过摆动孔122在主流体室42和副流体室44之间来回流动。因此,可以减少输入振动(低频率区域振动),从而可以减少从发动机侧传递到车体侧的摆动振动。
此外,在防振装置150中,在输入具有较高频率和较小振幅的怠速振动的情况下,通过怠速振动使橡胶弹性体24弹性变形,并且在主流体室42中发生较小的流体压力的变化,因此,在该情况下,当主流体室42中的流体压力周期性上升时,流体通过由阀元件158等形成的止回阀从加压空间130流出到主流体室42,从而,加压空间130中的流体压力下降并且达到与主流体室42中的流体压力上升时的流体压力(下限值)大致平衡的平衡压力。
然而,在防振装置150中,螺旋弹簧160施加的力被设定为比与怠速振动输入时加压空间130中的平衡压力对应的值大。由此,当活塞构件162位于打开位置时,活塞构件162借助于螺旋弹簧160施加的力被保持在打开位置。此外,当活塞构件162位于闭合位置时,活塞构件162借助于螺旋弹簧160施加的力从闭合位置移动(返回)到打开位置。
因此,在防振装置150中,在怠速振动输入时,随着橡胶弹性体24的弹性变形,流体优选通过具有比摆动孔122的流体流动阻力小的流体流动阻力的怠速孔124在主流体室42和副流体室44之间来回流动,从而可以减小从发动机侧传递到车体侧的怠速振动。
结果,根据本实施例的防振装置150,在不利用通过使用电磁螺线管、气动螺线管等接收来自外部的控制及动力供给来操作的阀机构的情况下,通过利用主流体室42中的流体压力变化作为驱动力,可以使主流体室42和副流体室44彼此连通的孔根据输入振动的频率切换到摆动孔122和怠速孔124中的任一个。
在根据本实施例的防振装置150中,两个孔(第一限制通道和第二限制通道)中的一个用作与摆动振动对应的摆动孔122,另一个用作与怠速振动对应的怠速孔124。然而,在该防振装置中,不必使第一限制通道和第二限制通道与摆动振动和怠速振动对应。该构造可以是:第一限制通道与较低频率区域中的振动对应,第二限制通道与较高频率区域中的振动对应。
此外,防振装置150被构造成将安装构件20连接到发动机侧,将外筒构件12连接到车体侧。然而,相反地,该构造可以是:将安装构件20连接到车体侧,将外筒构件12连接到发动机侧。

Claims (9)

1.一种防振装置,其包括:
第一安装构件,其被连接到振动产生部和振动接收部中的一方;
第二安装构件,其被连接到所述振动产生部和所述振动接收部中的另一方;
弹性体,其布置在所述第一安装构件和所述第二安装构件之间;
主流体室,其填充有流体,并且所述弹性体用作分隔壁的一部分,所述主流体室的内部容积与所述弹性体的弹性变形一起变化;
副流体室,其填充有所述流体,所述副流体室的内部容积能够增大和减小;
第一限制通道,其使所述主流体室和所述副流体室相互连通;
第二限制通道,其使所述主流体室和所述副流体室相互连通,并且具有比所述第一限制通道的流体流动阻力小的流体流动阻力;
缸室,其设置在所述主流体室和所述副流体室之间,并且填充有所述流体;
活塞构件,其将所述缸室划分成孔空间和加压空间,所述孔空间形成所述第二限制通道的一部分,并且与所述副流体室连通,所述加压空间与所述第二限制通道隔开,所述活塞构件能够沿所述孔空间和所述加压空间的膨胀/收缩方向在预定的打开位置和闭合位置之间移动;
孔开口,其被设置成面向所述孔空间,以使所述孔空间与所述第二限制通道中的其它部分连通;
施力构件,其用于对所述活塞构件朝向所述打开位置侧施力,以减小所述加压空间;
流体压力释放路径,其用于当借助于所述施力构件施加的力使所述活塞构件返回到所述打开位置时,允许所述加压空间中的所述流体流出到所述孔空间或所述副流体室中;以及
止回阀,其布置在所述主流体室和所述加压空间之间,所述止回阀能够随着所述主流体室中的流体压力的变化,使所述流体在所述主流体室和所述加压空间之间仅沿一个方向流出,
沿所述孔开口的与所述膨胀/收缩方向平行的开口纵向的第一开口宽度被设定成比沿与所述开口纵向交叉的开口横向的第二开口宽度窄,
当借助于所述加压空间中的所述流体压力使所述活塞构件抵抗所述施力构件施加的力向所述闭合位置移动时,所述活塞构件闭合所述孔开口,当借助于所述施力构件施加的力使所述活塞构件返回到所述打开位置时,所述活塞构件打开所述孔开口,并且
所述第一限制通道的所述主流体室侧的部分形成为形成所述第二限制通道的一部分的共用孔部,在所述共用孔部和作为所述第一限制通道的另一部分的专用孔部之间的分界部形成与所述孔空间连通的所述孔开口。
2.根据权利要求1所述的防振装置,其特征在于,在所述活塞构件位于所述打开位置的状态下,所述活塞构件的外周面的沿所述膨胀/收缩方向靠近所述闭合位置的边缘部与所述孔开口横向大致平行地延伸。
3.根据权利要求1或2所述的防振装置,其特征在于,所述孔开口中的流体流动阻力比所述第二限制通道的所述孔开口的上游侧部分和下游侧部分的流体流动阻力小。
4.根据权利要求1所述的防振装置,其特征在于,
所述防振装置还包括:轴容纳孔,其设置在所述活塞构件中,并且沿所述膨胀/收缩方向贯通;和保持构件,其用于所述止回阀的阀元件,所述保持构件设置有插入到所述轴容纳孔中的引导轴,该引导轴可相对所述轴容纳孔滑动,并且
当根据所述轴容纳孔的内径和所述引导轴的外径之差算出的所述活塞构件相对于所述膨胀/收缩方向的最大倾斜角度为θMAX时,所述缸室的内径和所述活塞构件的外径之差DMIN被设定成在所述活塞构件以所述最大倾斜角度θMAX倾斜的状态下,所述活塞构件的外周面上的任何部分被设定成与所述缸室的内周面之间保持0mm以上的间隙。
5.根据权利要求1所述的防振装置,其特征在于,所述第一限制通道中的所述共用孔部的截面积等于或大于所述专用孔部的截面积。
6.根据权利要求1或5所述的防振装置,其特征在于,所述孔开口中的流体流动阻力小于所述共用孔部中的流体流动阻力。
7.根据权利要求1或5所述的防振装置,其特征在于,所述防振装置还包括分隔构件,所述分隔构件被配合插入在所述第一安装构件的内周侧,用于将所述第一安装构件中的流体室空间分隔成所述主流体室和所述副流体室,所述缸室设置在所述分隔构件中的所述第一限制通道的内周侧。
8.根据权利要求6所述的防振装置,其特征在于,所述防振装置还包括分隔构件,所述分隔构件被配合插入在所述第一安装构件的内周侧,用于将所述第一安装构件中的流体室空间分隔成所述主流体室和所述副流体室,所述缸室设置在所述分隔构件中的所述第一限制通道的内周侧。
9.根据权利要求1所述的防振装置,其特征在于,
所述施力构件为螺旋弹簧,其用于对所述活塞构件朝向所述加压空间减小的所述打开位置侧施力,所述防振装置还包括:接收部,其与所述螺旋弹簧的至少一个端部圈接合,以限制所述端部圈的沿径向的移动,并且
当借助于所述加压空间中的所述流体压力使所述活塞构件抵抗所述螺旋弹簧施加的力向所述闭合位置移动时,所述活塞构件闭合所述孔开口,当借助于所述螺旋弹簧施加的力使所述活塞构件返回到所述打开位置时,所述活塞构件打开所述孔开口。
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