CN104165206A - 吸振结构及具有该吸振结构的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吸振结构及具有该吸振结构的车辆。所述吸振结构包括：内圈骨架、外圈骨架和橡胶体，橡胶体连接在内圈骨架与外圈骨架之间，橡胶体内构造有多组容纳槽，每组容纳槽均包括由隔离壁彼此隔离开的第一子槽和第二子槽；多个吸振体分别对应地设在多个第一子槽内，每个吸振体可在对应的第一子槽内自由滚动；多个刚度可变的弹性结构分别对应地设置在多个第二子槽内，每个弹性结构的两端分别弹性地抵压内圈骨架以及对应的隔离壁，每个弹性结构的中心线与对应的径向直线错开并呈预定夹角，径向直线为通过内圈骨架中心与第一子槽中心的直线。根据本发明实施例的吸振结构，可同时吸收弯曲振动和扭转振动的吸振结构，消除不同转速下的共振问题。

Description

吸振结构及具有该吸振结构的车辆

技术领域

本发明涉及吸振结构领域，具体而言涉及一种吸振结构及具有该吸振结构的车辆。

背景技术

相关技术中，用于车辆的驱动轴的吸振结构为固定频率，质量和刚度不能变化，因而仅能消除车辆发动机某一转速引起的弯曲振动，但无法消除发动机不同转速引起的共振问题，且无法吸收车辆在行驶过程中产生的扭转振动，造成车辆扭振，存在改进空间。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种可同时吸收弯曲振动和扭转振动的吸振结构。

本发明的另一个目的在于提出一种具有上述吸振结构的车辆。

根据本发明第一方面所述的实施例提出一种吸振结构。所述吸振结构包括：内圈骨架；外圈骨架，所述外圈骨架套在所述内圈骨架外；橡胶体，所述橡胶体连接在所述内圈骨架与所述外圈骨架之间，所述橡胶体内构造有多组容纳槽，每组所述容纳槽均包括第一子槽和第二子槽，所述第一子槽与所述第二子槽由隔离壁彼此隔离开；多个吸振体，所述多个吸振体分别对应地设在所述多个第一子槽内，每个所述吸振体可在对应的所述第一子槽内自由滚动；多个刚度可变的弹性结构，所述多个刚度可变的弹性结构分别对应地设置在所述多个第二子槽内，每个所述弹性结构的两端分别弹性地抵压所述内圈骨架以及对应的所述隔离壁，每个所述弹性结构的中心线与对应的径向直线错开并呈预定夹角，所述径向直线为通过所述内圈骨架中心与所述第一子槽中心的直线。

由于弹性结构的中心线与对应的径向直线错开并呈预定夹角，且弹性结构的刚度可变，从而弹性结构可以承受径向和旋转方向产生的不平衡力，能够消除弯曲振动波峰和扭转振动波峰，同时，与弹性结构配合的还有设在橡胶体内的吸振体，吸振结构随轴旋转时吸振体可在第一子槽内自由滚动，且吸振体在自由滚动的过程中吸收不同方向引起的振动能量，最终解决了轴在不同转速下引起的弯曲振动和扭转振动。刚度可变的弹性结构与吸振体配合吸振，消除了不同频率段共振问题，从而使吸振结构可以更好地适应车辆在不同转速下引起的共振问题，NVH性能好。

简言之，根据本发明实施例的吸振结构，通过刚度可变的弹性结构以及吸振体的配合，不仅可以消除弯曲振动波峰，还可以消除扭转振动波峰，吸收车辆行驶过程中不同转速引起的弯曲振动能量和扭转振动能量，解决了综合性共振问题。

另外，根据本发明上述实施例的吸振结构还可以具有如下附加的技术特征，

可选地，所述弹性结构的中心线与对应的所述径向直线之间的所述预定夹角在3°-7°之间。由此吸振结构可以更好地吸收弯曲振动。

根据本发明的一个实施例，所述第一子槽沿所述橡胶体的厚度方向贯通所述橡胶体的两个侧面；以及所述吸振结构还包括：多组挡板，每组所述挡板分别设置在对应的所述第一子槽的两侧且封闭所述第一子槽。由此可以方便地更换和安装吸振体，通过调整吸振体的规格(例如，更换不同质量的吸振体)，改变减振频率及吸振效果，最终实现频率可调。

根据本发明的一个实施例，所述第一子槽的内表面构造为球面的一部分；以及所述吸振体构造为球体，并且所述球体的直径小于所述球面对应的直径。

根据本发明的一个实施例，所述第一子槽的内表面上设置有凸起结构。由此可以增加吸振体与内表面的摩擦力，进而有利于吸振体吸收各个方向的振动能量。

根据本发明的一个实施例，所述凸起结构均布在所述第一子槽的内表面上，所述凸起结构构造为齿状且相邻的凸起结构彼此间隔开。

根据本发明的一个实施例，所述弹性结构包括螺旋弹簧，所述螺旋弹簧的外端与对应的所述隔离壁硫化成一体且所述螺旋弹簧的内端弹性地抵压在所述内圈骨架的外周面上。

根据本发明的一个实施例，所述多组容纳槽沿周向均布在所述橡胶体内；以及所述内圈骨架与所述外圈骨架均为金属件，并且所述内圈骨架、所述外圈骨架与所述橡胶体硫化成一体。

根据本发明的一个实施例，所述内圈骨架适于安装在轴上，所述内圈骨架的内周面上构造有环形的第一卡簧槽，所述轴的外周面上设有开口与所述第一卡簧槽的开口相对的环形的第二卡簧槽，所述第一卡簧槽的宽度小于所述第二卡簧槽的宽度。由此卡簧的安装和拆卸更便利。

根据本发明第二方面的实施例提出一种车辆。所述车辆包括第一方面所述的吸振结构。

附图说明

图1是根据本发明实施例的吸振结构的结构示意图。

图2是图1沿A-A线的剖视图。

图3是根据本发明实施例的吸振结构安装在轴上时的结构示意图。

图4是图3中的B区域的局部放大图。

图5是根据本发明实施例的吸振结构用于车辆的驱动轴上时的结构示意图。

附图标记：

吸振结构100、内圈骨架1、卡簧槽11、一个侧壁111、另一个侧壁112、外圈骨架2、橡胶体3、容纳槽31、第一子槽311、凸起结构3111、第二子槽312、隔离壁32、外壁33、连接壁34、吸振体4、弹性结构5、挡板6、轴200、第二卡簧槽201、卡簧300、中心线L1、径向直线L2、预定夹角α、球体的直径D1、球面对应的直径D2、第一卡簧槽11的宽度W1、第二卡簧槽201的宽度W2、

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

吸振结构套设在轴上用于吸收轴的振动能量。下面参照图1-图5描述根据本发明实施例的吸振结构100。如图1-图5所示，根据本发明实施例的吸振结构100包括内圈骨架1、外圈骨架2、橡胶体3、多个吸振体4以及多个刚度可变的弹性结构5。

如图1-图3所示，外圈骨架2套在内圈骨架1外，内圈骨架1套设在轴200上。在一些可选的实施例中，吸振结构100可以用于车辆的驱动轴上，也就是说，内圈骨架1可以套设在驱动轴上，当然本发明实施例的吸振结构100还可以用于其它轴上。下面以吸振结构100应用于车辆的驱动轴200上为例进行描述。

如图1-图3所示，橡胶体3连接在内圈骨架1与外圈骨架2之间。在一些可选的实施例中，内圈骨架1与外圈骨架2均为金属件，并且内圈骨架1、外圈骨架2与橡胶体3硫化成一体。由此橡胶体3通过金属的内圈骨架1与金属的外圈骨架2进行固定，这样的结构不仅结构强度高且更便于吸振结构100的安装。

如图1所示，橡胶体3内构造有多组容纳槽31。在本发明的一些可选的实施例中，多组容纳槽31可以沿周向均布在橡胶体3内，由此吸振结构100的平衡性更好，吸振效果更好。如图1所示，在一些具体示例中，容纳槽31为6组，6组容纳槽31沿轴向均布在橡胶体3内。

每组容纳槽31均包括第一子槽311和第二子槽312，第一子槽311与第二子槽312由隔离壁32彼此隔离开。多个吸振体4分别对应地设在多个第一子槽311内，每个吸振体4可在对应的第一子槽311内自由滚动。多个刚度可变的弹性结构5分别对应地设置在多个第二子槽312内。

换言之，第一子槽311的数量与吸振体4的数量相等，第二子槽312的数量与刚度可变的弹性结构5的数量相等。一个吸振体4设在一个第一子槽311内，一个刚度可变的弹性结构5设在一个第二子槽312内。

每个弹性结构5的两端分别弹性地抵压内圈骨架1以及对应的隔离壁32，每个弹性结构5的中心线L1与对应的径向直线L2错开并呈预定夹角α，其中径向直线L2为通过内圈骨架1中心O1与第一子槽311中心O2的直线。

以刚度可变的弹性结构5包括螺旋弹簧为例，弹性结构5的中心线L1也就是螺旋弹簧的中心线(如图1中的线L1)。如图1-图3所示，螺旋弹簧的外端与对应的隔离壁32硫化成一体，从而使螺旋弹簧的外端更稳定地固定在橡胶体内。螺旋弹簧的内端弹性地抵压在内圈骨架1的外周面上，其中内外方向如图2所示。弹性结构5采用螺旋弹簧，不仅制造成本低且安装方便。如图1所示，第二子槽312的中心线与螺旋弹簧的中心线重合L1，从而更利于螺旋弹簧的定位与安装。

由于弹性结构5的中心线L1与对应的径向直线L2错开并呈预定夹角α，且弹性结构5的刚度可变，从而弹性结构5可以承受径向和旋转方向产生的不平衡力，能够消除弯曲振动波峰和扭转振动波峰，同时，与弹性结构5配合的还有设在橡胶体3内的吸振体4，吸振结构100随轴200旋转时吸振体4可在第一子槽311内自由滚动，且吸振体4在自由滚动的过程中吸收不同方向引起的振动能量，最终解决了轴200在不同转速下引起的弯曲振动和扭转振动。刚度可变的弹性结构5与吸振体4配合吸振，消除了不同频率(例如，宽频段，即发动机的转速区间在3000rps-3600rps)段共振问题，从而使吸振结构100可以更好地适应车辆在不同转速下引起的共振问题，NVH性能好。

简言之，根据本发明实施例的吸振结构100，通过刚度可变的弹性结构5以及吸振体4的配合，不仅可以消除弯曲振动波峰，还可以消除扭转振动波峰，吸收车辆行驶过程中不同转速引起的弯曲振动能量和扭转振动能量，解决了综合性共振问题。

可以理解的是，车辆在行驶过程中，驱动轴200主要产生弯曲振动，因而当吸振结构100用于驱动轴200上时，弹性结构5可以承受的径向方向产生的不平衡力较大，这就要求弹性结构5的中心线L1与对应的径向直线L2之间的预定夹角α较小。

可选地，如图1所示，弹性结构5的中心线L1与对应的径向直线L2之间的预定夹角α在3°-7°之间，由此吸振结构100可以更好地吸收弯曲振动。

优选地，弹性结构5的中心线L1与对应的径向直线L2之间的预定夹角α在5°，由此吸振结构100不仅可以更好地吸收弯曲振动，且可以更好地吸收扭转振动。

下面参照图1-图5详细描述根据本发明实施例的吸振结构100。如图1-图5所示，吸振结构100包括内圈骨架1、外圈骨架2、橡胶体3、多个吸振体4、多个刚度可变的弹性结构5以及多组挡板6。

外圈骨架2套在内圈骨架1外，橡胶体3连接在内圈骨架1与外圈骨架2之间，橡胶体3内设有多组容纳槽31，每组容纳槽31包括由隔离壁32彼此隔离开的第一子槽311和第二子槽312。吸振体4可在第一子槽311内自由滚动，弹性结构5设在第二子槽312内。

如图3和图4所示，内圈骨架1适于安装在轴200(例如，车辆的驱动轴200)上。例如，内圈骨架1适于与轴200通过花键结构连接，具体地，轴200上设有外花键，内圈骨架1上设有内花键，轴200和内圈骨架1通过内花键和外花键过盈配合连接，从而使吸振结构100与轴200的连接更牢固，不易脱落，从而有效避免了由于吸振结构100从轴200上脱落引起的吸振作用失效。

进一步地，内圈骨架1的内周面上构造有环形的第一卡簧槽11，轴200的外周面上设有开口与第一卡簧槽11的开口相对的环形的第二卡簧槽201。也就是说，第二卡簧槽201的开口与第一卡簧槽11的开口相对，且第一卡簧槽11和第二卡簧槽201共同限定出容纳卡簧300的空间，卡簧300设在所述空间内，通过设置卡簧300限制吸振结构100在轴200上的轴向位置，从而进一步避免了吸振结构100从轴200上脱落，进一步保证了吸振结构100的吸振效果。

简言之，内圈骨架1与轴200之间通过卡簧300以及花键结构连接，不仅吸振结构100不易脱落，降低了吸振作用失效的风险，且成本低，连接可靠性高。

如图4所示，第一卡簧槽11的宽度W1小于第二卡簧槽201的宽度W2，即W1小于W2。由此卡簧300的安装和拆卸更便利。有利地，第一卡簧槽11的一个侧壁111相对另一个侧壁112倾斜设置，且一个侧壁111与另一个侧壁112之间的距离从卡簧槽11的底部向卡簧槽11的开口处逐渐增大。由此进一步提升卡簧300的安装和拆卸的便利性。

如图2所示，第一子槽311由隔离壁32、与隔离壁32相对的外壁33以及连接在隔离壁32与外壁33之间的连接壁34所限定出，第一子槽311沿橡胶体3的厚度方向(如图2中的左右方向)贯通橡胶体3的两个侧面(如图2中的左侧面和右侧面)。每组挡板6可以分别设置在对应的第一子槽311的两侧且封闭第一子槽311。

也就是说，挡板6的组数与第一子槽311的数量相等，且每组挡板6均包括两块挡板6，一块挡板6封闭第一子槽311的一侧(例如，图2中的左侧)，另一块挡板6封闭第一子槽311的另一侧(例如，图2中的右侧)。

在本发明的一些具体实施例中，挡板6与外圈骨架2可以通过螺纹可拆卸地连接，由此可以方便地更换和安装吸振体4。具体地，通过调整吸振体4的规格(例如，更换不同质量的吸振体4)，改变减振频率及吸振效果，最终实现频率可调，同时吸振体4与刚度可变的弹性结构5的配合共同解决了不同转速及工况(宽频段)引起的振动问题。这里需要理解的是，在车辆的NVH性能调试过程中，可以通过更换不同质量的吸振体4进行测试，以获得最佳的NVH性能，挡板6的设置使得吸振体4的更换和调整更方便。

进一步地，挡板6的朝向吸振体4的侧面上设有硫化橡胶，硫化橡胶可以防止吸振体4运动过程与挡板6发生直接接触，同时可以吸收振动。

如图1所示，第一子槽311的内表面构造为球面的一部分，第一子槽311的中心也就是球面的球心。吸振体4构造为球体，并且球体的直径D1小于球面对应的直径D2，即D1小于D2。由此，通过球体在球面内的自由滚动，充分吸收驱动轴转动时在不同方向引起的振动能量，也就是球体可以充分吸收车辆行驶过程中由于发动机的不同转速引起的弯曲振动和扭转振动，提升吸振效果且制造简单。

有利地，如图1-图3所示，第一子槽311的内表面上设置有凸起结构3111。凸起结构3111从第一子槽311的内表面向内凸出，从而增加了吸振体4与内表面的摩擦力，进而有利于吸振体4吸收各个方向的振动能量。可选地，凸起结构3111均布在第一子槽311的内表面上，如图2所示，凸起结构3111构造为齿状且相邻的凸起结构3111彼此间隔开。可选地，凸起结构3111还可以构造为锯齿状。进一步可选地，凸起结构3111的横截面可以为三角形、半圆形或梯形。

本发明还提供了一种车辆。根据本发明实施例的车辆包括吸振结构100。吸振结构100可以用于车辆中的驱动轴200上，当然吸振结构100也可以用于车辆中的其它旋转轴200上，以消除由于车辆的发动机的不同转速引起的轴200的弯曲振动和扭转振动。根据本发明实施的车辆，共振小，NVH性能好，用户满意度高。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种吸振结构，其特征在于，包括：

内圈骨架；

外圈骨架，所述外圈骨架套在所述内圈骨架外；

橡胶体，所述橡胶体连接在所述内圈骨架与所述外圈骨架之间，所述橡胶体内构造有多组容纳槽，每组所述容纳槽均包括第一子槽和第二子槽，所述第一子槽与所述第二子槽由隔离壁彼此隔离开；

多个吸振体，所述多个吸振体分别对应地设在所述多个第一子槽内，每个所述吸振体可在对应的所述第一子槽内自由滚动；

多个刚度可变的弹性结构，所述多个刚度可变的弹性结构分别对应地设置在所述多个第二子槽内，每个所述弹性结构的两端分别弹性地抵压所述内圈骨架以及对应的所述隔离壁，每个所述弹性结构的中心线与对应的径向直线错开并呈预定夹角，所述径向直线为通过所述内圈骨架中心与所述第一子槽中心的直线。

2.根据权利要求1所述的吸振结构，其特征在于，所述弹性结构的中心线与对应的所述径向直线之间的所述预定夹角在3°-7°之间。

3.根据权利要求1所述的吸振结构，其特征在于，所述第一子槽沿所述橡胶体的厚度方向贯通所述橡胶体的两个侧面；以及

所述吸振结构还包括：多组挡板，每组所述挡板分别设置在对应的所述第一子槽的两侧且封闭所述第一子槽。

4.根据权利要求1所述的吸振结构，其特征在于，所述第一子槽的内表面构造为球面的一部分；以及

所述吸振体构造为球体，并且所述球体的直径小于所述球面对应的直径。

5.根据权利要求1所述的吸振结构，其特征在于，所述第一子槽的内表面上设置有凸起结构。

6.根据权利要求5所述的吸振结构，其特征在于，所述凸起结构均布在所述第一子槽的内表面上，所述凸起结构构造为齿状且相邻的凸起结构彼此间隔开。

7.根据权利要求1所述的吸振结构，其特征在于，所述弹性结构包括螺旋弹簧，所述螺旋弹簧的外端与对应的所述隔离壁硫化成一体且所述螺旋弹簧的内端弹性地抵压在所述内圈骨架的外周面上。

8.根据权利要求1所述的吸振结构，其特征在于，所述多组容纳槽沿周向均布在所述橡胶体内；以及

所述内圈骨架与所述外圈骨架均为金属件，并且所述内圈骨架、所述外圈骨架与所述橡胶体硫化成一体。

9.根据权利要求1所述的吸振结构，其特征在于，所述内圈骨架适于安装在轴上，所述内圈骨架的内周面上构造有环形的第一卡簧槽，所述轴的外周面上设有开口与所述第一卡簧槽的开口相对的环形的第二卡簧槽，所述第一卡簧槽的宽度小于所述第二卡簧槽的宽度。

10.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的吸振结构。