CN106917843B - 具有可调阻尼特性的顶部安装组件 - Google Patents

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Abstract

具有可调阻尼特性的顶部安装组件。一种包括用于连接到车辆的车架的壳体的顶部安装组件。杆连接组件设置在壳体中，用于附接到阻尼器组件的活塞杆。腔室限定在所述杆连接组件和所述壳体之间，用于接纳流体。弹性构件设置在杆连接组件和壳体之间。分隔组件位于弹性构件和壳体之间并且将腔室轴向地划分成上部腔室区域和下部腔室区域。分隔组件限定在上部腔室区域和下部腔室区域之间延伸的至少一个通道。至少一个电磁线圈与通道相邻地设置，用于选择性改变通过通道的流体的特性，以改变顶部安装组件的阻尼特性。

Description

具有可调阻尼特性的顶部安装组件
技术领域
用于将阻尼器组件和车辆的车架互连的顶部安装组件。更具体地，具有可调阻尼特性的顶部安装组件。
背景技术
顶部安装组件是车辆悬架系统的阻尼器组件的一部分。顶部安装组件通常连接到车辆的车架和活塞杆并且设置在车辆的车架和活塞杆之间，并且利用顶部安装组件隔离并且减少道路输入到车架的传输并且辅助车辆操纵。在Hein等人的美国专利No.5,158,269中公开了传统顶部安装组件的示例，该传统顶部安装组件包括围绕轴线设置的用于连接到车辆的车架的壳体。杆连接组件设置在壳体中，以附接到阻尼器组件的活塞杆。多个弹性构件位于杆连接组件和壳体之间，以允许杆连接组件和壳体之间的相对运动，以提供减震效果。
已知传统顶部安装组件的部件被配置成提供改进的振动隔离，然而，这种布置通常导致车辆操纵性变差，反之亦然。在期望进行平衡的情况下，在隔离和操纵性之间的这些权衡持续存在。因此，仍然有改进顶部安装组件的空间以提供改进的隔离和车辆操纵特性二者。
发明内容
一种用于将阻尼器组件和车辆的车架互连的顶部安装组件。所述顶部安装组件包括壳体，所述壳体围绕轴线设置，用于连接到所述车辆的所述车架。杆连接组件设置在所述壳体中，用于附接到所述阻尼器组件的活塞杆。腔室限定在所述杆连接组件和所述壳体之间，用于接纳流体。弹性构件设置在所述杆连接组件和所述壳体之间并且允许所述杆连接组件和所述壳体之间的相对运动。分隔组件位于所述弹性构件和所述壳体之间并且将所述腔室轴向地划分成上部腔室区域和下部腔室区域。所述分隔组件限定至少一个通道，所述至少一个通道在所述上部腔室区域和所述下部腔室区域之间延伸，以允许所述流体在所述壳体相对于所述杆连接组件运动期间通过所述上部腔室区域和所述下部腔室区域之间，以阻尼所述杆连接组件相对于所述壳体的运动。至少一个电磁线圈与所述通道相邻地设置，以选择性改变穿过所述通道的所述流体的特性，以改变所述顶部安装组件的阻尼特性。
因此，本发明在其最广泛的方面提供了具有容易可调的阻尼特性的阻尼器组件。更具体地，提供到电磁线圈的电流可瞬时被改变，以增大通道中的诸如磁流变流体的流体的剪切阻力(shear resistance)，由此改变顶部安装组件的阻尼刚度。因此，可根据需要立即提供顶部安装组件的改进的隔离和车辆操纵特性。
根据本发明的另一个方面，题述顶部安装组件的设计紧凑且简单，并且容易制造且制造成本低廉。
附图说明
将容易理解本发明的其他优点，这是因为通过参考以下结合附图考虑的详细说明，本发明的其他优点变得更好理解，在附图中：
图1是连接到阻尼器组件的活塞杆和车辆的车架的顶部安装组件的示例性实施方式的侧剖视图；以及
图2是独立于车辆的其余部分的图1的顶部安装组件的侧剖视图。
具体实施方式
参照附图，其中，贯穿全部这些视图，相同的标号表示相应的部件，总体上示出了用于将阻尼器组件和车辆的车架互连的顶部安装组件20。应该理解，题述顶部安装组件20可用在各种车辆上，这些车辆包括但不限于汽车、摩托车和休闲车。图1例示出了连接至阻尼器组件22的活塞杆26和车辆的(示意性示出的)车架24的题述顶部安装组件20的示例性实施方式。图2例示出了与车辆的其余部分分开的题述顶部安装组件20的示例性实施方式。
顶部安装组件20包括壳体28，壳体28具有围绕轴线A且沿着轴线A延伸的侧壁29。壳体28的侧壁29包括具有大致管状的上主体段30。上主体段30具有内表面32和外表面34。壳体28还包括上凸缘36，上凸缘36从上主体段30的外表面34径向向外延伸。侧壁29还具有下主体段38，下主体段38相对于上主体段30轴向地向下延伸。下凸缘40从下主体段38径向向外延伸并且位于上凸缘36之下并且固定到上凸缘36。上凸缘36和下凸缘40一起限定安装板36、40，安装板36、40用于附接到车辆的车架24以将壳体28连接到车辆(如图2中所例示的)。应该理解，上凸缘36和下凸缘40可彼此一体地连接以限定一体式壳体。
杆连接组件42沿着轴线A设置在壳体28中，用于附接到阻尼器组件22的活塞杆26。弹性构件44将杆连接组件42和壳体28互连，以提供杆连接组件42和壳体28之间的相对运动。在示例性实施方式中，弹性构件44是大致管形的套管44，套管44由诸如橡胶的弹性体(elastomeric)材料制成。然而，应该理解，套管44可由各种柔性材料制成并且可具有其他形状。
在杆连接组件42和壳体28之间限定用于接纳流体46的腔室66、68。在示例性实施方式中，流体46是磁流变流体46，如本领域中已知的，磁流变流体46对磁场作出响应以改变其剪切性能。更具体地，它具有当暴露于磁场时从自由流动的线性粘性液体可逆地变成具有可控屈服强度的半固体的能力。应该理解，可利用具有相似性能的其他流体。上主体段30限定用于将流体46接收到腔室66、68中的装液口48。
实质上柔性的(flexible materially)隔膜50位于壳体28中，并且在外段52和内固定段54之间径向地延伸。外段52接合上主体段30的内表面32，并且内固定段54连接到杆连接组件42。隔膜50被设置成使得它限定腔室66、68的上部边界并且可在流体46在腔室66、68内位移期间发生变形。应该理解，内固定段54和/或外段52可由与隔膜50的剩余部分不同的材料(例如，诸如金属的刚性材料)制成，以在隔膜50和壳体28/杆连接组件42之间提供所期望的连接。
车轮上跳率(jounce rate)垫圈56从下主体段38至少部分地径向向内设置。(在图2中示出的)弹簧减震器58可轴向设置在车轮上跳率垫圈56下方并且与之接合。如本领域中已知的，弹簧减震器(jounce bumper)58可被定位成使得它限制阻尼器组件22的活塞杆26的行程。在车轮上跳率垫圈56和下主体段38之间设置弹性体构件60。弹性体构件60被定位成使得它在杆连接组件42和壳体28之间的相对运动期间可发生弯曲(flex)。弹性体构件60可由诸如橡胶的各种弹性体材料制成。回弹率(rebound rate)垫圈62覆盖在腔室66、68中的弹性体构件60上。车轮上跳率垫圈56被定位成使得它限制在活塞杆26的压缩冲程期间弹性体构件60的向下运动，并且回弹率垫圈62被定位成使得它限制在活塞杆26的回弹冲程期间弹性体构件60的向上运动，从而保护腔室66、68以防止容纳在其中的流体46泄漏。
分隔组件64设置在腔室66、68中，径向地在上主体段30的内表面32和杆连接组件42之间，并且轴向地在隔膜50和弹性体构件60之间。分隔组件64将腔室划分成分隔组件64和隔膜50之间的上部腔室区域66和分隔组件64和弹性体构件60之间的下部腔室区域68。弹性构件44设置在分隔组件64和杆连接组件42之间并且连接到分隔组件64和杆连接组件42。
顶盖70径向地抵靠上主体段28的内表面30轴向地位于隔膜50上方并且轴向延伸经过(past))上主体段30，以保护隔膜50。上主体段30的内表面32限定与顶盖70相邻的凹口72。卡环74被凹口72接纳并且轴向地接合顶盖70，以将顶盖70抵靠着隔膜50轴向地固定。
杆连接组件42包括杆支撑件76，杆支撑件76大体具有管状并且沿着外壁81在上端78和下端80之间轴向地延伸。弹性构件44连接到杆支撑件76的外壁81。更具体地，内环85被固定到弹性构件44和杆连接组件42，以将弹性构件44和杆连接组件42互连。此外，外环83被固定到弹性构件和分隔组件64，以将弹性构件44和分隔组件64互连。在示例性实施方式中，外环83和内环85由刚性材料制成并且均结合到弹性构件44。此外，外环83被压入分隔组件64中并且内环85被压入杆支撑件76中。另选地，可去除内环85并且弹性构件44可直接结合到杆支撑件76。杆支撑件76限定沿着轴线A在上端78和下端80之间延伸的通路(channel)82。在通路82中限定与上端78相邻的上螺纹部分84，并且在通路82中限定与下端80相邻的下螺纹部分86。
设置具有轴向延伸的主体部分90和凸缘部分92的上插入件90、92。凸缘部分92从主体部分90径向地向外延伸。同样地，设置具有轴向延伸的轴部分96和唇部98的下插入件96、98。唇部98从轴部分96径向地向外延伸。上插入件90、92的主体部分90被杆支撑件76的上螺纹部分84螺纹接纳，并且下插入件96、98的轴部分96被杆支撑件76的下螺纹部分86螺纹接纳。上插入件90、92和下插入件96、98一起限定用于接纳阻尼器组件22的活塞杆26的轴向延伸的杆通路100。如图1中所例示，在活塞杆26已经被杆通路100接纳之后，可用螺母102或其他连接装置将它固定到上插入件90、92。
隔膜50的内固定段54被轴向地固定在上插入件90、92的凸缘部分92和杆支撑件76之间。因此，当上插入件90、92被螺纹联接到杆支撑件62时，上部腔室区域66被密封在杆支撑件76处。类似地，车轮上跳率垫圈56和回弹率垫圈62被轴向地固定在下插入件96、98的唇部98和杆支撑件76之间。因此，当下插入件96、98被螺纹联接到杆支撑件76时，下部腔体部分68被密封在杆支撑件76处。鉴于上述情况，杆支撑件76、上插入件90、92和下插入件96、98一起包括用于将隔膜50、车轮上跳率垫圈56和回弹率垫圈62固定就位同时还可靠地密封上部腔室部分66和下部腔室部分68以防止容纳在其中的流体46泄漏的简单机构。部件的这种布置还有利地允许常规的活塞杆附接到顶部安装组件20。
分隔组件64包括线圈支撑件104、106，线圈支撑件104、106抵靠上主体段30的内表面32径向地定位。线圈支撑件104、106包括上部构件104和下部构件106，上部构件104轴向地设置在下部构件106上方。隔膜50的外段52轴向地固定在顶盖70和线圈支撑件104、106的上部构件104之间，以密封在顶盖70和上部构件104之间的腔室66、68。
线圈支撑件的上部构件104和下部构件106限定线圈隔室108。线圈架110被线圈隔室108接收。在线圈支撑件104、106和弹性构件44之间径向地设置磁通环112。磁通环112由具有相对高的磁导率的用于集中磁通量的材料制成。在磁通环112和线圈支撑件104、106之间径向地限定至少一个通道109并且该至少一个通道109在上部腔室区域66和下部腔室区域68之间延伸，以允许在壳体28相对于杆连接组件42的运动期间流体46在上部腔室区域66和下部腔室区域68之间通过，以提供阻尼效果。
至少一个电磁线圈114设置在线圈隔室108中围绕线圈架110，用于将磁通量穿过通道109传递到磁通环112，以改变通过通道109的磁流变流体46的粘度，从而改变顶部安装组件20的阻尼特性。更具体地，至少一个电磁线圈114所生成的磁通量增大磁流变流体46的粘度，以增加通道109中的磁流变流体46的抗剪切力，从而增加顶部安装组件20的阻尼刚度。应该理解，可利用任何数量的电磁线圈114。(示意性地示出的)控制器116电连接到至少一个电磁线圈114，用于选择性控制电磁线圈114所生成的电流。此外，(示意性地示出的)电源118电连接到电磁线圈114，以为电磁线圈114供电。电连接件120电连接到电磁线圈114，以为控制器116和电源118提供连接集线器(hub)。鉴于上述情况，因为以上提到的磁流变阻尼部件，题述顶部安装组件20能够隔离或阻尼多个频率下的振动，以优化车辆的行驶、舒适度和操纵特性。
显然，根据上述教导，对本发明的许多修改和变型是可能的，并且这些修改和变型可以以与具体描述不同的方式来实施，同时在所附权利要求的范围内。这些在先陈述应该被理解为涵盖本发明新颖性实践其实用性的任何组合。
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年4月11日提交的序列号为62/321,083且名称为“MAGNETORHEOLOGICAL TOP MOUNT”的美国临时专利申请以及2017年2月13日提交的序列号为15/430,868且名称为“TOP MOUNT ASSEMBLY HAVING ADJUSTABLE DAMPINGCHARACTERISTICS”的美国正式专利申请的权益，这两个专利申请的全部公开通过引用合并于此。

Claims (19)

1.一种用于将阻尼器组件和车辆的车架互连的顶部安装组件，所述顶部安装组件包括：
壳体，所述壳体围绕轴线设置，用于连接到所述车辆的所述车架；
杆连接组件，所述杆连接组件设置在所述壳体中，用于附接到所述阻尼器组件的活塞杆；
腔室，所述腔室限定在所述杆连接组件和所述壳体之间，用于接纳流体；
弹性构件，所述弹性构件设置在所述杆连接组件和所述壳体之间，并且允许所述杆连接组件和所述壳体之间的相对运动；
分隔组件，所述分隔组件位于所述弹性构件和所述壳体之间，并且将所述腔室轴向地划分成上部腔室区域和下部腔室区域；
所述分隔组件限定至少一个通道，所述至少一个通道在所述上部腔室区域和所述下部腔室区域之间延伸，以允许所述流体在所述壳体相对于所述杆连接组件运动期间在所述上部腔室区域和所述下部腔室区域之间通过，以阻尼所述杆连接组件相对于所述壳体的运动；以及
至少一个电磁线圈，所述至少一个电磁线圈与所述通道相邻地设置，用于选择性改变通过所述通道的所述流体的特性，以改变所述顶部安装组件的阻尼特性，
其中，所述顶部安装组件还包括由柔性材料制成的隔膜，所述隔膜在所述壳体和所述杆连接组件之间径向地延伸，以限定在所述分隔组件和所述隔膜之间的所述上部腔室区域。
2.根据权利要求1所述的顶部安装组件，其中，所述弹性构件是橡胶材料制成的套管并且具有大致管状。
3.根据权利要求1所述的顶部安装组件，其中，所述流体是磁流变流体。
4.根据权利要求1所述的顶部安装组件，其中，所述壳体具有侧壁和安装板，所述安装板从所述侧壁径向地向外延伸，用于连接到所述车辆的所述车架。
5.根据权利要求1所述的顶部安装组件，其中，所述杆连接组件包括杆支撑件，所述杆支撑件沿着外壁在上端和下端之间轴向地延伸，其中，所述杆连接组件限定在所述上端和所述下端之间轴向地延伸的通路，并且其中，所述弹性构件与所述外壁联接。
6.根据权利要求5所述的顶部安装组件，其中，所述顶部安装组件还包括外环和内环，所述外环被固定到所述弹性构件和所述分隔组件以将所述弹性构件和所述分隔组件互连，并且所述内环被固定到所述弹性构件和所述杆连接组件以将所述弹性构件和所述杆连接组件互连。
7.根据权利要求5所述的顶部安装组件，其中，所述顶部安装组件还包括：
上插入件，所述上插入件具有在所述杆支撑件的所述上端处由所述通路接纳并且联接到所述杆支撑件的主体部分；
下插入件，所述下插入件具有在所述杆支撑件的所述下端处由所述通路接纳并且联接到所述杆支撑件的轴部分；
并且其中，所述上插入件和所述下插入件限定轴向延伸穿过所述上插入件和所述下插入件用于接纳所述阻尼器组件的所述活塞杆的杆通路。
8.根据权利要求7所述的顶部安装组件，其中，所述上插入件和所述下插入件螺纹连接到所述通路中的所述杆支撑件。
9.根据权利要求7所述的顶部安装组件，其中，所述隔膜从邻近所述壳体的外段径向向内延伸到连接到所述杆连接组件的内固定段，以限定在所述分隔组件和所述隔膜之间的所述上部腔室区域。
10.根据权利要求9所述的顶部安装组件，其中，所述上插入件还包括凸缘，所述凸缘从所述通路外部的所述主体部分径向向外延伸，并且其中，所述隔膜的所述内固定段轴向地且密封地固定在所述凸缘和所述杆支撑件之间。
11.根据权利要求9所述的顶部安装组件，其中，所述顶部安装组件还包括：
弹性体构件，所述弹性体构件径向地设置在所述壳体和所述杆连接组件之间，以限定所述分隔组件和所述弹性体构件之间的下部腔室区域；
车轮上跳率垫圈，所述车轮上跳率垫圈至少部分地从所述壳体径向向内设置并且至少部分地轴向地位于所述壳体下方，并且其中，所述弹性体构件在所述车轮上跳率垫圈和所述壳体之间延伸；
回弹率垫圈，所述回弹率垫圈连接到所述杆连接组件并且覆盖所述下部腔室区域中的所述弹性体构件，以限制所述弹性体构件的轴向向上运动；
所述下插入件包括唇部，所述唇部从所述通路外部的所述下插入件的所述轴部分径向向外延伸；以及
其中，所述车轮上跳率垫圈和所述回弹率垫圈被轴向地密封在所述唇部和所述杆支撑件之间。
12.根据权利要求1所述的顶部安装组件，其中，所述分隔组件包括径向地抵靠所述壳体被定位的线圈支撑件，所述分隔组件还包括磁通环，所述磁通环径向地设置在所述弹性构件和所述线圈支撑件之间，并且其中，所述至少一个通道限定在所述线圈支撑件和所述磁通环之间。
13.根据权利要求12所述的顶部安装组件，其中，所述流体是磁流变流体，其中，所述线圈支撑件限定与所述通道相邻的线圈隔室，并且其中，所述至少一个电磁线圈设置在所述线圈隔室中，用于生成穿过所述通道的磁通量，用于改变所述通道中的所述磁流变流体的粘度，以改变所述顶部安装组件的阻尼特性。
14.根据权利要求13所述的顶部安装组件，其中，所述顶部安装组件还包括电源，所述电源电连接到所述至少一个电磁线圈，以向所述电磁线圈提供电力。
15.根据权利要求13所述的顶部安装组件，其中，所述顶部安装组件还包括控制器，所述控制器连接到所述至少一个电磁线圈，用于选择性控制由所述电磁线圈产生的磁通量。
16.根据权利要求1所述的顶部安装组件，其中，所述顶部安装组件还包括顶盖，所述顶盖连接到所述壳体并且至少部分覆盖所述隔膜，用于在所述顶部安装组件的操作期间保护所述隔膜。
17.根据权利要求1所述的顶部安装组件，其中，所述顶部安装组件还包括弹性体构件，所述弹性体构件径向地设置在所述壳体和所述杆连接组件之间，位于所述分隔组件的与所述隔膜相反的一侧，以限定所述分隔组件和所述弹性体构件之间的所述下部腔室区域。
18.根据权利要求17所述的顶部安装组件，其中，所述顶部安装组件还包括车轮上跳率垫圈，所述车轮上跳率垫圈至少部分地从所述壳体径向向内设置并且至少部分地轴向地位于所述壳体下方，并且其中，所述弹性体构件在所述车轮上跳率垫圈和所述壳体之间延伸。
19.根据权利要求17所述的顶部安装组件，其中，所述顶部安装组件还包括回弹率垫圈，所述回弹率垫圈连接到所述杆连接组件并且覆盖所述下部腔室区域中的所述弹性体构件，以限制所述弹性体构件的轴向向上运动。
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Denomination of invention: Top mounted components with adjustable damping characteristics

Effective date of registration: 20230517

Granted publication date: 20180918

Pledgee: Jingxi Zhixing Zhangjiakou Automotive Electronics Co.,Ltd.

Pledgor: BEIJINGWEST INDUSTRIES Co.,Ltd.

Registration number: Y2023990000256

PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right
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