CN107532677A - 减振装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种减振装置，即使存在环境变化，也能够在大的转速范围内发挥稳定的减振性能。安装于旋转轴(2)而抑制旋转轴(2)共振时的振幅的减振装置(10)的特征在于，具有：减振器壳体(20)，其与旋转轴(2)同心地形成为圆环状；多个质量体(30)，它们在减振器壳体(20)的内部呈环状地配置在旋转轴(2)的周围，构成为能够借助离心力而沿径向移动；圆环状弹性体(40)，其由与多个质量体(30)的外侧抵接的环形弹簧状的弹性体形成，对质量体(30)向内侧施力；以及施力部件(50)，其为与圆环状弹性体(40)的外侧抵接的板簧状的弹性体，对圆环状弹性体(40)向内侧施力。

Description

减振装置
技术领域
本发明涉及安装于汽车的驱动轴等旋转轴上且使该旋转轴产生的振动衰减的减振装置。
背景技术
在汽车的旋转轴中的驱动轴或传动轴等驱动力传递轴上，伴随着该驱动力传递轴旋转，会产生不受欢迎的振动。该振动除了由驱动力传递轴自身的旋转产生的弯曲振动、扭转振动之外，还存在由外在因素产生的振动。为了统一抑制这些因各种因素导致的振动，将作为具备重锤(质量体)的动态吸振器(也称作动态减振器)的减振装置安装于所述驱动力传递轴。
在以往的减振装置中，存在在旋转轴以特定的转速旋转时抑制振动但以其他转速旋转时反而减振性能变差的减振装置。为了抑制这一点，存在将重锤形成为能够沿径向移动的减振装置。例如，在专利文献1中，将由多个部件构成的重锤即惯性体呈环状地配置在驱动力传递轴的周围，在多个惯性体的周围设置呈环状地构成的橡胶制的弹性体，以能够沿径向移动的方式构成惯性体。此外，在专利文献2中，将由多个部件构成的重锤即配重部件呈环状地配置在驱动力传递轴的周围，与多个配重部件的径向外侧相邻地封入压缩性流体，由此以能够沿径向移动的方式构成惯性体。
但是，橡胶制部件或流体根据温度等环境变化，特性显著变化。于是，橡胶制部件或流体使重锤沿径向动作的性能也根据环境而变化。因此，存在根据环境而不能稳定地使重锤沿径向移动的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平6-94075号公报
专利文献2：日本特开2008-115914号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明是鉴于上述的点而完成的，其目的在于提供一种减振装置，即使存在环境变化，也能够在大的转速范围内发挥稳定的减振性能。
用于解决课题的手段
用于解决上述课题的本发明的减振装置(10)安装于旋转轴(2)，抑制旋转轴(2)共振时的振幅，减振装置(10)的特征在于，其具有：减振器壳体(20)，其与旋转轴(2)同心地形成为圆环状；多个质量体(30)，它们在减振器壳体(20)的内部呈环状地配置在旋转轴(2)的周围，构成为能够借助离心力而沿径向移动；圆环状弹性体(40)，其由与多个质量体(30)的外侧抵接的环形弹簧状的弹性体形成，对质量体(30)向内侧施力；以及施力部件(50)，其为与圆环状弹性体(40)的外侧抵接的板簧状的弹性体，对圆环状弹性体(40)向内侧施力。
这样，通过将多个质量体(30)构成为能够沿径向移动的结构，当旋转轴(2)的转速增大时，施加于质量体(30)的离心力也增大，质量体(30)向外径方向移动。另一方面，当旋转轴(2)的转速减小时，施加于质量体(30)的离心力减小，此时，圆环状弹性体(40)和施力部件(50)借助弹性体的复原力，使得质量体(30)向内径方向移动。这样，多个质量体(30)与旋转轴(2)的旋转相应地沿径向移动时，与圆环状弹性体(40)抵接并一齐移动至同径的位置，由此能够使减振装置(10)的固有频率适当地变化，因此减振装置(10)能在大的转速范围内发挥减振性能。此外，当施加于质量体(30)的离心力减小时，由于作为使质量体(30)向内径侧移动的单元的圆环状弹性体(40)及施力部件(50)均由弹簧状的部件构成，因此能够与环境变化无关地发挥稳定的减振性能。
此外，在上述结构的减振装置(10)中，特征可以在于具有：圆环板状的旋转部件(60)，其被固定为与旋转轴(2)同心；以及辊部件(70)，其安插在圆环状弹性体(40)与旋转部件(60)的外周的圆弧状部(61)之间。通过配置被固定为与旋转轴(2)同心的圆环板状的旋转部件(60)，并在其外周的圆弧状部(61)与圆环状弹性体(40)之间安插辊部件(70)，辊部件(70)接受被向内径侧施力的圆环状弹性体(40)及施力部件(50)的施力，限制被圆环状弹性体(40)及施力部件(50)向内侧施力的质量体(30)使其不移动至比规定的内径靠内侧的位置。由此，能够将质量体(30)的移动范围限定在合适的范围，因此能够发挥稳定的减振性能。
此外，在上述结构的减振装置(10)中，特征可以在于，在旋转部件(60)上形成有从圆弧状部(61)向外径方向突出的板状的突出部(62)，多个所述质量体(30)被配置成在周向上相互夹持所述突出部(62)，在质量体(30)的内部固定配置有对突出部(62)向旋转部件(60)的旋转方向施力的螺旋弹簧状的质量体内弹性体(31)。这样，多个质量体(30)被配置成夹持旋转部件(60)的突出部(62)，且各个质量体(30)内部的质量体内弹性体(31)夹持突出部(62)并且向旋转部件(60)的旋转方向施力，由此质量体内弹性体(31)抑制旋转部件(60)的振动。此外，质量体内弹性体(31)存在于旋转部件(60)的旋转方向的正反两个旋转方向，因此，即使在来自突出部(62)的扭矩施加于一方的质量体内弹性体(31)而使得该一方的质量体(30)被限制移动的状态下，由于未对另一方的质量体内弹性体(31)施加扭矩，因此该另一方的质量体(30)能够与旋转轴(2)的转速相应地移动至适当的径向位置。因此，通过使质量体(30)与旋转轴(2)的旋转相应地移动至适当的径向位置，能够使减振装置(10)的固有频率适当地变化，因此减振装置(10)能可靠地发挥减振性能。此外，由于质量体(30)也由弹簧状的部件构成，因此能够与环境变化无关地发挥稳定的减振性能。
此外，在上述结构的减振装置(10)中，特征可以在于，突出部(62)构成为内径侧的宽度比外径侧窄。如果以使内径侧的宽度比外径侧窄的方式构成突出部(62)，则在通过多个质量体(30)夹持突出部(62)的情况下，当质量体(30)借助离心力而向外径侧移动时，由于在外径侧，突出部(62)构成为宽度向质量体(30)侧变宽，因此突出部(62)使质量体内弹性体(31)大幅度变形。于是，对质量体内弹性体(31)作用有强复原力，同时强烈地作用有使质量体(30)向内径方向返回的力。因而，当旋转轴(2)的转速减小、离心力变弱时，质量体(30)立即返回内径侧。由此，能够与旋转轴(2)的旋转相应地使质量体(30)沿径向适当且迅速地移动，因此能迅速地发挥减振装置(10)的适当的减振性能。
此外，在上述结构的减振装置(10)中，特征可以在于，在减振器壳体(20)的侧板(21)上，沿径向形成有用于引导质量体(30)的引导槽(23)，并形成有用于定位辊部件(70)的定位孔(24)。这样，通过在减振器壳体(20)的侧板(21)上沿径向形成用于引导质量体(30)的引导槽(23)，能够可靠地使质量体(30)沿径向移动。此外，通过在减振器壳体(20)的侧板(21)上形成用于定位辊部件(70)的定位孔(24)，能够可靠地定位辊部件(70)。由此，能够可靠地发挥上述的质量体(30)及辊部件(70)的作用，从而可靠地发挥减振装置(10)的减振性能。
另外，上述括号内的标号是将后述实施方式中的对应的结构构件的标号作为本发明的一个例子而示出的。
发明效果
根据本发明的减振装置，能提供一种即使存在环境变化也能在大的转速范围内发挥稳定的减振性能的减振装置。
附图说明
图1是包括本实施方式的减振装置的驱动力传递机构的整体示意图。
图2是示出减振装置的内部结构的整体侧视图。
图3是示出减振装置的内部结构的整体立体图。
图4是示出旋转部件的结构的立体图。
图5是滑块的放大立体图。
图6是圆环状弹性体的立体图。
图7是示出减振器壳体的侧板的结构的立体图。
具体实施方式
以下参照附图，详细地说明本发明的实施方式。图1是包括本实施方式的减振装置10的驱动力传递机构1的整体示意图。如图1所示，驱动力传递机构1在作为驱动力传递轴的驱动轴2(旋转轴)的一端部连结有称作伯菲尔德型的固定式等速接头3，并且在另一端部连结有称作三球销型的滑动式等速接头4。固定式等速接头3及滑动式等速接头4的内部均被油脂润滑，必须防止水分、尘埃的侵入，因此固定式等速接头3由橡胶制或树脂制的防尘罩3a覆盖。同样地，滑动式等速接头4由橡胶制或树脂制的防尘罩4a覆盖。此外，为了抑制驱动力传递机构1的驱动轴2在共振时的振幅，在驱动轴2的长度方向中腹部安装有减振装置10。
减振装置10具有：为圆筒状壳体的减振器壳体20，其向外径方向突出；以及套筒状的减振器固定部27，其与减振器壳体20一体地构成，沿着轴向延伸。在减振器固定部27，遍及整个外周地形成有环状凹部28，在环状凹部28紧固箍部件29，由此减振装置10被固定在驱动轴2的规定的位置。
使用图来说明减振装置10的内部结构。图2是示出减振装置10的内部结构的整体侧视图。图3是示出减振装置10的内部结构的整体立体图。另外，为了说明减振装置10的内部结构，在图2及图3中，省略了驱动轴2及减振器壳体20的单侧的侧板21。此外，在图2中，省略了比旋转部件60靠近前侧的部件。
如图2及图3所示，减振装置10的各部件以驱动轴2的旋转轴心为中心均等地配置在减振器壳体20的内部，该减振器壳体20由两个侧板21和将侧板21彼此结合的外周板22构成，与驱动轴2同心地形成为圆环状。具体而言，具有：旋转部件60，其内径侧固定配置在驱动轴2上；辊部件70，其与旋转部件60的外周侧的圆弧状部61抵接；多个滑块30(质量体)，它们具有与旋转部件60的比圆弧状部61向外径侧突出的突出部62抵接的螺旋弹簧状的质量体内弹性体31；圆环状弹性体40，其由与多个滑块30的外侧抵接的环形弹簧状的弹性体形成，对滑块30向内侧施力；以及施力部件50，其是与圆环状弹性体40的外侧抵接的板簧状的弹性体，对圆环状弹性体40向内侧施力。接着，具体地说明各部分结构。
图4是示出旋转部件60的结构的立体图。旋转部件60是被固定为与驱动轴2同心的圆环板状的部件，外径侧形成有呈圆周状地形成的圆弧状部61和从圆弧状部61进一步向外径方向突出的板状的突出部62。此外，内周侧形成有用于固定驱动轴2的内周孔65。在本实施方式中，例示出突出部62的数量形成为4个，但突出部62的数量不限于此。但是，优选以旋转轴为中心均等地沿圆周方向配置。此外，突出部62构成为内径侧的宽度W2比外径侧的宽度W1窄。在本实施方式中，从最外径侧的宽度至最内径侧的宽度连续地变窄。
图5是滑块30的放大立体图。在图5中，省略了固定配置在滑块30的内部的质量体内弹性体31。滑块30为能够收纳质量体内弹性体31的结构，其由以下部分形成为长条的箱状(截面U字状或凵字状)的形状：抵触端部32，其与质量体内弹性体31的一个端部抵触；以及两个侧面保持部33，它们以保持质量体内弹性体31的侧面的方式被挖切成周状。因此，质量体内弹性体31被保持在滑块30内，在与抵触端部32对置的开放端突出，对旋转部件60的突出部62向旋转部件60的旋转方向施力。
此外，以横跨两个侧面保持部33的中央部的方式构成桥部34，也在桥部34的内周侧保持质量体内弹性体31。在桥部34的外周侧形成有与圆环状弹性体40抵接的抵接部34A。
在侧面保持部33的外侧侧面，各配置有两处引导突起33A，该引导突起33A进入形成于减振器壳体20的侧板21上的后述的引导槽23而被引导。两个引导突起33A为长条状，以长度方向彼此平行的方式构成。此外，虽然并不限定滑块30的材质，但由于在减振装置10中作为重锤发挥功能，因此优选为金属等具有相当重量的材质。
此外，如图2及图3所示，滑块30被配置成在周向上相互夹持旋转部件60的突出部62。因此，在一个突出部62的旋转部件60的旋转方向的两侧面，两个滑块30以使质量体内弹性体31相面对的方式配置。
图6是圆环状弹性体40的立体图。圆环状弹性体40是内径比较宽的涡卷弹簧的结构。涡卷弹簧当作用有外力而内径变化时，在涡卷弹簧的内部产生摩擦力。因此，能够使与内径侧的侧面抵接的物体、本实施方式中为滑块30的运动适当地衰减。
如图3所示，在本实施方式中，圆环状弹性体40以夹持旋转部件60的突出部62的方式沿轴向排列配置有两个。此外，施力部件50与圆环状弹性体40的外周侧抵接，滑块30的桥部34的抵接部34A及辊部件70与圆环状弹性体40的内周侧抵接。
施力部件50是与圆环状弹性体40的外径侧抵接的板簧状的弹性体，对圆环状弹性体40向内侧施力。施力部件50配置在与圆弧状部61的外径侧对置的位置，使得周向的位置不与旋转部件60的突出部62发生干涉。施力部件50的外径侧端部形成为圆弧状，与减振器壳体20的外周板22的内径侧抵接。因此，施力部件50被安插在减振器壳体20与圆环状弹性体40之间，对圆环状弹性体40向内径侧施力。
此外，本实施方式的施力部件50的两端部的位置是隔着圆环状弹性体40与滑块30对置的位置。通过将利用施力部件50直接施力的位置设为滑块30的位置，能够使滑块30迅速且适当地移动。另外，由圆环状弹性体40的弹性系数和施力部件50的弹性系数合成的合成弹性系数被调整成，当对滑块30施加有离心力时，滑块30与该离心力的大小成正比地向外径方向移位。通过这样调整，满足车辆的目标衰减率。
辊部件70是安插在圆环状弹性体40与旋转部件60的外周的圆弧状部61之间的辊形状的部件。辊部件70的内径侧的侧面与旋转部件60的圆弧状部61抵接并能够在圆弧状部61上旋转移动。此外，由于在辊部件70的外周侧面上遍及整周地形成有卡合槽71，卡合槽71在轴向上夹住圆弧状部61而卡合。因此，辊部件70能够在圆弧状部61上旋转移动。此外，辊部件70的外径侧的侧面与圆环状弹性体40的内径侧抵接。在辊部件70的旋转中心形成有用于相对于侧板21进行固定的固定突起72。在本实施方式中，辊部件70配置有4个即旋转部件60的圆弧状部61的数量，且配置在圆弧状部61的大致中央部。
图7是示出减振器壳体20的侧板21的结构的立体图。侧板21是圆环板状的结构，沿驱动轴2的轴向并列设置有两个，并且夹着前述的外周板22而固定。在侧板21上，与配置的辊部件70的数量对应地形成有4个轴支承孔24(定位孔)。辊部件70的固定突起72枢转支承于轴支承孔24，由此限定了多个辊部件70的相对位置。
此外，在侧板21上沿径向形成有用于使滑块30的引导突起33A进入的引导槽23。如上所述，形成于一个滑块30上的引导突起33A以长度方向平行的方式形成。与此相对应地，为了使一个滑块30移动而形成的两个引导槽23也形成为彼此在径向上平行。由此，通过施加离心力，能够使滑块30分别向径向移动。在本实施方式中，夹持4个突出部62的两端的滑块30共计有8个，为了以能够移动的方式保持它们，在侧板21上形成有8对(16个)引导槽23，但不限于此。
另外，在上述的实施方式中，重锤或惯性体不仅限于滑块30。即，也可以是：能够沿径向移动的可动惯性体为滑块30，被定位的固定惯性体为圆环状弹性体40及施力部件50。该情况下，减振装置10的惯性体成为滑块30、圆环状弹性体40及施力部件50的部件集合体。该情况下，该集合体经由辊部件70固定配置在旋转部件60的外径方向。此外，构成减振装置10的惯性体的滑块30等各部件以与旋转部件60相同的轴心为中心均等地配置。因此，减振装置10的惯性体的重心构成为与旋转部件60的轴心重合。根据该结构，当驱动轴2旋转时，固定为与驱动轴2同轴的旋转部件60旋转，旋转部件60的突出部62推压减振装置10的惯性体。由此，减振装置10的惯性体与驱动轴2同时旋转。
根据以上结构，根据本实施方式的减振装置10，通过将作为质量体的多个滑块30形成为能够沿径向移动的结构，当驱动轴2的转速增大时，施加于滑块30的离心力也增大，滑块30向外径方向移动。另一方面，当驱动轴2的转速减小时，施加于滑块30的离心力减小，但此时圆环状弹性体40和施力部件50借助弹性体的复原力，使得滑块30向内径方向移动。这样，多个滑块30与驱动轴2的旋转相应地沿径向移动时，与圆环状弹性体40抵接并一齐移动至同径的位置，由此能够使减振装置10的固有频率适当地变化，因此减振装置10能在大的转速范围内发挥减振性能。此外，当施加于滑块30的离心力减小时，由于作为使滑块30向内径侧移动的单元的圆环状弹性体40及施力部件50均由弹簧状的部件构成，因此能够与环境变化无关地发挥稳定的减振性能。
此外，通过配置被固定为与驱动轴2同心的圆环板状的旋转部件60，并在其外周的圆弧状部61与圆环状弹性体40之间安插辊部件70，辊部件70接受被向内径侧施力的圆环状弹性体40及施力部件50的施力，限制被圆环状弹性体40及施力部件50向内侧施力的滑块30使其不移动至比规定的内径靠内侧的位置。由此，能够将滑块30的移动范围限定为适当的范围，因此能够发挥稳定的减振性能。
此外，多个滑块30被配置成夹持旋转部件60的突出部62，且各个滑块30内部的质量体内弹性体31夹持突出部62并且向旋转部件60的旋转方向施力，由此质量体内弹性体31抑制旋转部件60的振动。此外，质量体内弹性体31也存在于旋转部件60的旋转方向的正反两个旋转方向，因此即使在来自突出部62的扭矩施加于一方的质量体内弹性体31而使得该一方的滑块30被限制移动的状态下，由于未对另一方的质量体内弹性体31施加扭矩，因此该另一方的滑块30能够与驱动轴2的转速相应地移动至适当的径向位置。因此，通过使滑块30与驱动轴2的旋转相应地移动至适当的径向位置，能够使减振装置10的固有频率适当地变化，因此减振装置10能可靠地发挥减振性能。此外，由于滑块30也由弹簧状的部件构成，因此能够与环境变化无关地发挥稳定的减振性能。
此外，如果以使内径侧的宽度比外径侧窄的方式构成突出部62，则在通过多个滑块30夹持突出部62的情况下，当滑块30借助离心力而向外径侧移动时，由于在外径侧，突出部62构成为宽度向滑块30侧变宽，因此突出部62使质量体内弹性体31大幅度变形。于是，对质量体内弹性体31作用有强复原力，同时强烈地作用有使滑块30向内径方向返回的力。因而，当驱动轴2的转速减小、离心力变弱时，滑块30立即向内径侧返回。由此，能够使滑块30与驱动轴2的旋转相应地沿径向适当且迅速地移动，因此能够迅速地发挥减振装置10的适当的减振性能。
此外，在减振器壳体20的侧板21上沿径向形成用于引导滑块30的引导槽23，由此能可靠地使滑块30沿径向移动。此外，在减振器壳体20的侧板21上形成有用于对辊部件70进行定位的轴支承孔24，由此能可靠地定位辊部件70。由此，能够可靠地发挥上述的滑块30及辊部件70的作用，从而能可靠地发挥减振装置10的减振性能。
以上，说明了本发明的实施方式，但本发明不限于上述实施方式，能够在权利要求书、说明书和附图所记载的技术思想的范围内进行各种变形。

Claims (5)

1.一种减振装置，该减振装置安装于旋转轴，抑制所述旋转轴共振时的振幅，
所述减振装置的特征在于，其具有：
减振器壳体，其与所述旋转轴同心地形成为圆环状；
多个质量体，它们在所述减振器壳体的内部呈环状地配置在所述旋转轴的周围，构成为能够借助离心力而沿径向移动；
圆环状弹性体，其由与多个所述质量体的外侧抵接的环形弹簧状的弹性体形成，对所述质量体向内侧施力；以及
施力部件，其为与所述圆环状弹性体的外侧抵接的板簧状的弹性体，对所述圆环状弹性体向内侧施力。
2.根据权利要求1所述的减振装置，其特征在于，
所述减振装置具有：
圆环板状的旋转部件，其被固定为与所述旋转轴同心；以及
辊部件，其安插在所述圆环状弹性体与所述旋转部件的外周的圆弧状部之间。
3.根据权利要求2所述的减振装置，其特征在于，
在所述旋转部件上形成有从所述圆弧状部向外径方向突出的板状的突出部，
多个所述质量体被配置成在周向上相互夹持所述突出部，
在所述质量体的内部固定配置有对所述突出部向所述旋转部件的旋转方向施力的螺旋弹簧状的质量体内弹性体。
4.根据权利要求3所述的减振装置，其特征在于，
所述突出部构成为内径侧的宽度比外径侧窄。
5.根据权利要求2至4中的任意一项所述的减振装置，其特征在于，
在所述减振器壳体的侧板上，
沿径向形成有用于引导所述质量体的引导槽，
并形成有用于定位所述辊部件的定位孔。
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