CN110753801B - 复合防振体和使用该复合防振体的带金属弹簧的复合防振体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够实现更优异的防振性能的新型结构的复合防振体和使用该复合防振体的带金属弹簧的复合防振体。一种复合防振体10,其具有第一弹性体12和第二弹性体14相互重叠而成的结构,第一弹性体12由比第二弹性体14高衰减的材料形成并且设置有在第一弹性体12的表面开口的凹部18,通过凹部18而形成空处22,并且在第一弹性体12中的空处22的壁部设定有载荷输入时的应变变大的应变集中部28。

Description

复合防振体和使用该复合防振体的带金属弹簧的复合防振体
技术领域
本发明涉及例如在将振动传递系统的构成构件保持为防振连结状态、或限制振动传递系统的构成构件的相对位移量时使用的复合防振体和使用该复合防振体的带金属弹簧的复合防振体。
背景技术
以往,例如,作为适用于将车辆的开闭门相对于车身骨架进行定位的车门限位器、发动机支架等防振装置的限位机构等中的防振体,提出了具有将多个弹性体重叠而成的结构的复合防振体。即,复合防振体例如像日本特开2016-125528号公报(专利文献1)所示的限位器那样,具有由橡胶状弹性体形成的外装体和内装体相互重叠而成的结构,并使这些外装体与内装体的硬度互不相同,由此能够较大地获得弹簧特性的调节自由度。
此外,在输入载荷时通过弹性体的变形而发挥的衰减作用通过由弹性体产生较大的应变而被大幅发挥。
然而,在专利文献1的限位器中,在输入载荷时,由于外装体和内装体整体变形而使应变分散,因此,也存在所发挥的衰减作用比较小而防振性能不充分的情况。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2016-125528号公报
发明内容
发明所要解决的问题
本发明是鉴于上述情况而完成的,其要解决的问题在于提供一种能够实现更优异的防振性能的新型结构的复合防振体和使用了该复合防振体的带金属弹簧的复合防振体。
用于解决问题的方法
以下,对为了解决这样的问题而完成的本发明的方式进行记载。此外,在以下记载的各方式中采用的构成要素能够尽可能地以任意的组合来加以采用。
即,本发明的第一方式的特征在于,第一弹性体和第二弹性体相互重叠,该第一弹性体由比该第二弹性体高衰减的材料形成并且设置有在该第一弹性体的表面开口的凹部,通过该凹部而形成空处,并且在该第一弹性体中的该空处的壁部设定有载荷输入时的应变变大的应变集中部。
根据形成为依据这样的第一方式的结构的复合防振体,第一弹性体为高衰减材料,并且在由凹部设定的第一弹性体的应变集中部中集中地产生荷载的输入所引起的应变,由此能够大幅获得衰减作用,能够实现优异的防振性能。
而且,通过将应变集中部设定于由凹部构成的空处的壁部,从而不会被进入凹部中的第二弹性体等限制地大幅产生应变集中部中的第一弹性体的应变,能够在应变集中部中有效地获得衰减作用。
本发明的第二方式为,在第一方式所记载的复合防振体的基础上,所述第一弹性体的所述凹部为槽状。
根据第二方式,通过使凹部为槽状,能够分别在凹部的长度方向上较大地获得由凹部形成的空处和在空处的壁部设定的应变集中部。因而,能够在第一弹性体中更有利地获得应变集中部的应变所带来的衰减作用,能够实现优异的防振性能。
本发明的第三方式为,在第一方式或第二方式所记载的复合防振体的基础上,所述第一弹性体的所述凹部相对于载荷的输入方向而向侧方开口。
根据第三方式,在输入载荷时,第一弹性体以使凹部的开口变窄的方式变形,从而能够使应变集中于凹部的内表面,能够有效地获得衰减作用。
本发明的第四方式为,在第一方式~第三方式中任一方式所述的复合防振体的基础上,所述第一弹性体和所述第二弹性体在载荷的输入方向上重叠。
根据第四方式,例如第二弹性体由相对于第一弹性体而缓冲性、耐久性优异的材料等形成,由此在复合防振体中,在第一弹性体的衰减作用所带来的优异的防振性能的基础上,能够一并获得第二弹性体所带来的缓冲性、耐久性等。
本发明的第五方式为,在第四方式所记载的复合防振体的基础上,在所述第一弹性体中的与所述第二弹性体重叠的重叠面设置有朝向该第二弹性体突出的突出部,并且在该突出部的外周形成有所述凹部。
根据第五方式,突出部因载荷的输入而压缩,且突出部以根据泊松比向外周鼓出的方式进行弹性变形,从而能够在突出部的外周所形成的凹部的应变集中部中获得较大的应变。
本发明的第六方式为,在第五方式所记载的复合防振体的基础上,所述突出部的突出前端面与所述第二弹性体抵接,并且在从该突出部向外周离开的位置,所述第一弹性体和该第二弹性体在该突出部的突出方向上相互抵接。
根据第六方式,第一弹性体和第二弹性体不仅在突出部的突出前端面抵接,而且还在从突出部向外周离开的位置抵接,因此能够实现优异的耐载荷性等。
本发明的第七方式为,在第一方式~第六方式中的任一方式所记载的复合防振体的基础上,所述凹部在所述第一弹性体中的与所述第二弹性体重叠的重叠面开口,并且在该第二弹性体设置有插入该凹部的凸部,该凸部与该凹部的内表面局部抵接,并且在这些凸部与凹部的内表面之间形成有所述空处。
根据第七方式,凸部插入凹部并局部抵接,由此例如也能够通过凸部与凹部的卡定来连结第一弹性体和第二弹性体。进一步地,在第一弹性体因载荷的输入而弹性变形时,进入凹部的凸部被第一弹性体夹持而发生弹性变形,由此还能够获得进一步的衰减作用。此外,由于在凸部与凹部的内表面之间形成空处,因此第一弹性体的应变集中部的变形和第二弹性体的凸部的变形不会相互约束而能有效地产生。
本发明的第八方式为,在第一方式~第七方式中任一方式所述的复合防振体的基础上,所述第二弹性体由压缩永久变形比所述第一弹性体小的材料形成。
根据第八方式,复合防振体具备由高衰减材料形成的第一弹性体和难以永久变形的第二弹性体,由此能够实现优异的防振性能、缓冲性能、定位性能等。此外,压缩永久变形为通过同一条件下的静态压缩载荷履历而残留的应变量。
本发明的第九方式是一种带金属弹簧的复合防振体,其特征在于,相对于第一方式~第八方式中任一方式所述的复合防振体,在载荷输入方向上与该复合防振体排成一列地设置有金属弹簧。
根据形成为依据这样的第九方式的结构的带金属弹簧的复合防振体,例如在长期作用静态载荷的情况下金属弹簧发生弹性变形,由此防止了复合防振体的永久变形。而且,金属弹簧与橡胶、弹性体等弹性体相比难以产生随时间推移的永久变形,因此还能够避免因金属弹簧的塑性变形所引起的带金属弹簧的复合防振体的尺寸变化等。
本发明的第十方式为,在第九方式所记载的复合防振体的基础上,所述金属弹簧具备向防振对象构件安装的安装部。
根据第十方式,能够通过金属弹簧将复合防振体安装于防振对象构件,与同金属弹簧独立地设置安装用的构件的情况相比,能够减少部件个数,并且还能够实现结构的简化。
本发明的第十一方式为,在第九方式或第十方式所记载的复合防振体的基础上,所述金属弹簧为在弯曲部折回而成的板簧。
根据第十一方式,通过调节夹着金属弹簧的弯曲部的两侧部分所成的角度,能够简单地调节复合防振体的朝向。特别是,在采用带金属弹簧的复合防振体来作为能够通过铰链相对于车身骨架开闭的车辆用开闭门的限位器的情况下,由于作为车辆用开关门的位移中心的铰链的位置与金属弹簧的变形中心的位置互不相同,因此随着车辆用开关门的位移量增大,车辆用开关门相对于复合防振体的抵接形态发生变化,还能够使应变进一步集中于第一弹性体的应变集中部等。
发明效果
根据本发明,第一弹性体为比第二弹性体高衰减的材料,并且载荷的输入所引起的应变集中地产生在通过凹部设定的应变集中部,由此能够在第一弹性体的应变集中部中发挥优异的衰减作用,有利地获得基于能量衰减的防振效果。而且,通过将应变集中部设定于由凹部形成的空处的壁部,由此不会被第二弹性体限制地大幅产生应变集中部中的第一弹性体的变形,能够更有效地获得衰减作用。
附图说明
图1是表示作为本发明的第一实施方式的车门限位器的剖视图,是相当于图2的I-I截面的图。
图2是图1的II-II剖视图。
图3是表示将图1所示的车门限位器沿轴向压缩时的应变分布的模拟结果的图。
图4是表示作为本发明的第二实施方式的车门限位器的剖视图,是相当于图5的IV-IV截面的图。
图5是图4的V-V剖视图。
图6是表示将图4所示的车门限位器沿轴向压缩时的应变分布的模拟结果的图。
图7是表示作为本发明的第三实施方式的车门限位器的剖视图。
图8是表示作为本发明的第四实施方式的车门限位器的剖视图。
图9是表示作为本发明的第五实施方式的车门限位器的剖视图。
图10是表示作为本发明的第六实施方式的限位橡胶的主视图。
图11是图10所示的限位橡胶的俯视图。
图12是图11的XII-XII剖视图。
图13是表示将图10所示的限位橡胶应用于防振装置的例子的局部剖视图,是相当于图14的XIII-XIII截面的局部剖视图。
图14是图13的XIV-XIV剖视图。
图15是具备作为本发明的第七实施方式的限位橡胶的筒形防振装置的主视图。
图16是具备作为本发明的第八实施方式的限位橡胶的筒形防振装置的主视图。
图17是表示作为本发明的第九实施方式的车门限位器的主视图。
图18是图17所示的车门限位器的俯视图。
图19是图17的XIX-XIX剖视图。
图20是图19的XX-XX剖视图。
图21是表示将图17所示的车门限位器压缩时的第一弹性体中的应变分布的模拟结果的图。
图22是表示将图17所示的车门限位器压缩时的金属弹簧中的应变分布的模拟结果的图。
图23是安装有作为本发明的第十实施方式的限位构件的防振装置的主视图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。
在图1、图2中,作为形成为依据本发明的结构的复合防振体的第一实施方式,示出了车辆用的车门限位器10。车门限位器10具有第一弹性体12和第二弹性体14沿轴向排成一列地重叠而成的结构。此外,在本实施方式的说明中,上下方向原则上是指车门限位器10的轴向即图1中的上下方向。
更详细而言,第一弹性体12整体呈大致圆柱形状,并且在径向的中央部分一体地形成有向上突出的小直径圆柱状的突出部16。进一步地,在第一弹性体12上,在突出部16的基端部的外周设置有向表面开口的凹部18。该凹部18形成为以突出部16的外周面和比突出部16靠外周的第一弹性体12的上表面作为壁面,在本实施方式中,形成为向上方以及外周侧方开口并遍及周向整周地连续延伸的槽状。
另外,第一弹性体12由橡胶、热塑性的树脂弹性体等形成。进一步地,第一弹性体12由能量衰减性能比第二弹性体14优异的高衰减的材料形成,优选在室温条件下输入频率为25Hz且振幅为±0.5mm的振动的情况下的损耗角正切(tanδ)为0.3以上,基于将动能转换为热能的粘性的能量衰减性能优异。此外,例如可以基于JIS K6394的“硫化橡胶以及热塑性橡胶-动态性质的求法”来确定包含第一弹性体12的损耗角正切的动态性质。
进一步地,第一弹性体12的形成材料没有特别限定,例如采用苯乙烯系橡胶、丁基系橡胶,例如,优选采用苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)、异丁烯异戊二烯橡胶(IIR)、乙丙橡胶(EPDM)等。另外,第一弹性体12的形成材料也可以是热塑性弹性体,例如,可以优选采用聚合方法与合成橡胶不同的SBR等。
第二弹性体14整体呈大致圆柱形状,并且在径向的中央部分形成有向下开口的大致圆形的凹陷部20。该凹陷部20的直径比第一弹性体12的突出部16的直径大,并且优选凹陷部20的深度尺寸与突出部16的突出高度尺寸大致相同,或者比突出部16的突出高度尺寸稍小。
另外,第二弹性体14由橡胶或热塑性的树脂弹性体等形成,优选由压缩永久变形比第一弹性体12小的材料形成。进一步地,第二弹性体14在85℃的温度条件下持续70小时连续地在上下方向上进行了压缩的情况下的压缩永久变形优选为25%以下。此外,第二弹性体14的压缩永久变形的测定方法以ISO 815、基于ISO 815的JIS K6262中规定的“硫化橡胶以及热塑性橡胶-常温、高温以及低温下的压缩永久变形的求法”为基准。
进一步地,第二弹性体14的形成材料没有特别限定,例如可以优选使用天然橡胶(NR)、丁二烯系橡胶(BR等)。进一步地,作为第二弹性体14的形成材料,也可以适当地采用丙烯腈丁二烯橡胶(NBR)、乙丙橡胶(EPM、EPDM)等。
而且,第一弹性体12和第二弹性体14配置为在后述的载荷的输入方向即轴向上排成一列,例如通过在重叠面涂布粘接剂而相互粘接。另外,第一弹性体12的直径与第二弹性体14的直径大致相同,并且在本实施方式中,第一弹性体12在轴向上比第二弹性体14厚。
本实施方式的车门限位器10被设为,在后述的使用状态下输入设想的轴向载荷时,沿轴向排成一列地配置的第一弹性体12和第二弹性体14的各变形量彼此大致相同。进一步地,如图1所示,本实施方式的车门限位器10的第一弹性体12比第二弹性体14厚,尤其是第一弹性体12中的突出部16的形成部分与第二弹性体14中的凹陷部20的底壁部分的厚度之差较大。因而,第一弹性体12由弹簧常数比第二弹性体14大的硬材料形成。此外,第一弹性体12和第二弹性体14的硬度例如可以基于JIS K6253-2中规定的“硫化橡胶以及热塑性橡胶-硬度的求法”来确定。
进一步地,第一弹性体12的突出部16向与第二弹性体14的重叠面突出,并且第二弹性体14的凹陷部20在与第一弹性体12的重叠面开口,第一弹性体12的突出部16插入在第二弹性体14的凹陷部20中。在本实施方式中,突出部16的突出前端面与凹陷部20的上底壁面抵接,突出部16的突出前端面固定于凹陷部20的上底壁面。
再者,通过使突出部16的直径小于凹陷部20的直径,突出部16的外周面与凹陷部20的内周面在径向上分离。由此,凹部18不被第二弹性体14填充,而在第一弹性体12与第二弹性体14之间形成由凹部18所形成的空处22。该空处22的壁部的至少一部分由凹部18的壁部构成,该空处22包含凹部18,在本实施方式中,通过形成为以大致恒定的矩形截面而遍及整周连续的环状,从而成为与外部空间隔开的封闭空间。
此外,在本实施方式中,第一弹性体12中的比突出部16靠外周侧的上表面和第二弹性体14中的比凹陷部20的开口靠外周侧的下表面在从突出部16向外周远离间隙22的大小后的位置,以在上下方向上抵接的状态重叠并相互固定。由此可知,突出部16遍及突出方向即轴向的全长地插入在凹陷部20的内周中,突出部16的外周遍及轴向的全长地被第二弹性体14包围。
如图1所示,例如通过将第一弹性体12安装于车辆的车身骨架24而将形成为如上结构的车门限位器10装配于车辆。而且,如图3所示,车门限位器10形成为,通过关闭作为车辆用开关门的车门26,从而成为突出前端侧的第二弹性体14被车门26按压,并以在车身骨架24与车门26之间沿轴向压缩的状态配置于这些车身骨架24与车门26之间。此外,在车门限位器10装配于车辆的状态下,第一弹性体12构成安装于车身骨架24的车门限位器10的基端部,并且第二弹性体14构成成为车门26侧的车门限位器10的前端部。
另外,若对车门26进行关闭等而向车门限位器10输入轴向的载荷,则车门限位器10在车身骨架24与车门26之间沿轴向压缩,突出部16在轴向上被向基端侧压入。
在此,在由设置于突出部16的基端部的凹部18构成的空处22的壁部设定有应变集中部28,该应变集中部28是当轴向的载荷输入时应力集中地进行作用而第一弹性体12的应变局部地变大的部位。即,在凹部18的壁部设置有角部,该角部包含突出部16的外周面与比突出部16靠外周的第一弹性体12的上表面的交线,当车门限位器10在轴向上被压缩时,应力集中于该角部而应变变大,因此在本实施方式中,该角部被设为应变集中部28。而且,由于凹部18不被第二弹性体14填充而构成空处22,因此第一弹性体12的凹部18中的弹性变形被空处22容许而集中地被施加应变。由此,车门限位器10针对轴向的载荷输入而在由高衰减材料形成的第一弹性体12中的构成空处22的壁部的部分产生较大的应变,从而能够实现基于大的衰减作用的优异的防振性能。
本实施方式的设置于凹部18的应变集中部28呈具有一定程度的角度(在本实施方式中为大致90°)的弯曲形状,第一弹性体12相对于轴向载荷的输入变形为应变集中部28中的凹部18的内表面的开口角度变小。即,第一弹性体12以如下方式进行变形:使凹部18中的夹着应变集中部28的一方的内表面即突出部16的外周面对另一方的内表面即比突出部16靠外周的第一弹性体12的上表面进行接近。由此,当轴向载荷的输入引起第一弹性体12变形时,由凹部18形成的空处22以空间实质上变小的方式进行变形。此外,如上所述,凹部18的内表面的开口角度的变化尤其在应变集中部28处最大。
另外,在本实施方式中,由于凹部18形成为遍及整周连续的槽状,且凹部18的整体构成空处22,因此能够遍及整周地产生第一弹性体12中的应变的集中而实现更优异的防振性能。
进一步地,由于凹部18相对于作为载荷的输入方向的轴向而朝向成为侧方的外周开口,因此若通过载荷的输入而将突出部16沿轴向压缩,并使突出部16以在轴法线方向上膨胀的方式进行变形,则第一弹性体12以凹部18的开口变窄的方式进行变形。由此,在设定于凹部18的壁部的应变集中部28中产生折曲所引起的应力的集中,应变局部变大,因此能发挥优异的振动衰减性能。
此外,在本实施方式的凹部18的角部设定的应变集中部28具有山谷状的弯折形状,因此应变更容易集中于应变集中部28,通过应变的进一步集中而更有效地发挥防振效果。
然而,在凹部18的壁部的角部设定的应变集中部28中,在输入轴向载荷时应变变大的情况也通过图3所示的模拟的有限元法的分析结果获得了确认。此外,虽然输出的分析结果为彩色显示,但是在图3(图6、21、22)中被设为灰度图,难以识别应力等级的差异,因此以下加入简单的说明。即,在图3中,通过颜色区分示出了车门限位器10在车身骨架24与车门26之间沿轴向压缩的状态下的车门限位器10的应变分布。由此确认到,以凹部18的壁部的角部(突出部16的下端外周缘)为中心,在包含突出部16的基端部(下端)的外周部分中应变变大,在设定于空处22的壁部的应变集中部28中轴向载荷输入时的应变变大。此外,在图3中仅图示了车门限位器10的右半部分。另外,在图3中,利用应变越小则越接近蓝色且应变越大则越接近红色的色相,根据应变的大小进行颜色区分。
通过将这样的衰减性能优异的车门限位器10装配于车辆的开闭门部分来进行使用,从而在车门26被关闭的状态下,车门26的振动(抖动)被车门限位器10降低。进一步地,通过经由车门限位器10将车门26支承于车身骨架24,从而关闭状态的车门26也作为车身骨架24的加强件发挥功能,实质上提高了车身骨架24的刚性,从而能够实现车辆中的振动状态的改善、行驶性能的提高等。特别是,车门限位器10具有第一弹性体12和第二弹性体14在作为载荷的输入方向的轴向上排成一列地重叠配置的结构,车门限位器10的前端部由柔软的第二弹性体14构成,因此车门26被车门限位器10柔软地支承,有利地实现了车门26的防振、对车身骨架24的一体的支承等。
另外,在车门26从打开的状态关闭时,对车门限位器10输入轴向的冲击载荷,车门限位器10在轴向上被更大幅地压缩。在该情况下,车门26的位移量被更硬的第一弹性体12限制,防止了车门26向车身骨架24的碰撞。而且,第一弹性体12由损耗角正切(tanδ)大的高衰减材料形成,输入到车门限位器10中的车门26的动能通过第一弹性体12的衰减作用而被有效地降低。因此,车门26被支承在相对于车身骨架24的适当的位置,车门26被保持为关闭状态。
此外,车门限位器10的防振效果不仅对在车门26关闭而车门限位器10在车身骨架24与车门26之间沿轴向压缩的状态下所输入的振动载荷发挥作用,还对在将车门26从打开的状态关闭时输入到车门限位器10中的冲击性载荷发挥作用。
另外,由于第一弹性体12和第二弹性体14不仅在突出部16的前端面与凹陷部20的上底壁面沿轴向相互抵接,还在比突出部16以及凹陷部20靠外周侧处沿轴向相互抵接,因此本实施方式的车门限位器10能够获得更优异的轴向的耐载荷性。
另外,本实施方式的车门限位器10中的柔软且缓冲作用优异的第二弹性体14由压缩永久变形小的材料形成,因此即使在车门26的持续关闭状态下在轴向上产生比较大的压缩应变,也能减小第二弹性体14的压缩永久变形所引起的车门限位器10的轴向尺寸的变化。另一方面,压缩永久变形比第二弹性体14大的
第一弹性体12的轴向尺寸比第二弹性体14大,并且比第二弹性体14硬,在车门26的关闭状态下在轴向上产生的压缩应变比较小,因此也能减小第一弹性体12的压缩永久变形所引起的车门限位器10的轴向尺寸的变化。因此,即使假设长期维持车门限位器10在车身骨架24与车门26之间成为压缩状态的车门26的关闭状态,也能够抑制第一弹性体12和第二弹性体14的压缩永久变形,防止车门限位器10的轴向尺寸随时间变化。因而,能够长期维持车门限位器10的防振性能、对车门26的支承性能等,并且能够在车门26的关闭动作时相对于车身骨架24而将车门26定位在适当的位置。
在图4、图5中,作为形成为依据本发明的结构的复合防振体的第二实施方式示出了车辆用的车门限位器30。如图4所示,车门限位器30具有第一弹性体32和第二弹性体34在轴向上相互重叠的结构。在以下的说明中,对于与第一实施方式实质上相同的构件以及部位,在图中标注相同的附图标记,从而省略说明。
更详细而言,第一弹性体32在整体上具有砝码那样的形状,一体地具备呈大直径的大致圆柱形的轴状部36和从轴状部36向上方突出的突出部38。进一步地,在第一弹性体32中的突出部38的下部形成有在外周面开口的槽状的凹部40。通过形成这样的凹部40,从而本实施方式的突出部38形成为除去凹部40的上部的直径大于形成有凹部40的下部。此外,第一弹性体32的形成材料等与第一实施方式的第一弹性体12相同。
第二弹性体34在整体上具有大致圆锥台形状的外形,一体地具备:直列配置部42,其与第一弹性体32排成一列地配置于第一弹性体32的前端侧即上侧,并固定于第一弹性体32的突出部38的上表面;以及并列配置部44,其以包围第一弹性体32的上部的外周的方式并列配置,并固定于第一弹性体32的外周面。此外,第二弹性体34的形成材料等与第一实施方式的第二弹性体14相同,第一弹性体32与第二弹性体34的硬度的关系等也与第一实施方式相同。
另外,在第二弹性体34中,以向下侧开口的方式形成有将直列配置部42作为上底壁部并且将并列配置部44作为周壁部的凹陷部45。进一步地,在第二弹性体34中的凹陷部45的内周面突出设置有凸部46。凸部46被设为以与第一弹性体32的凹部40大致对应的截面形状遍及整周地连续,凸部46的突出高度尺寸比凹部40的深度尺寸小。
而且,第二弹性体34被以覆盖第一弹性体32的上部的表面的方式固定,第一弹性体32的突出部38插入第二弹性体34的凹陷部45。此外,突出部38遍及突出方向即轴向的全长地插入在凹陷部45的内周中,突出部38的外周遍及轴向的全长地被第二弹性体34包围。
这样,第一弹性体32的上部的表面被第二弹性体34覆盖,突出部38插入在凹陷部45中,由此第一弹性体32的凹部40在与第二弹性体34的重叠面开口,并且,第二弹性体34的凸部46在与第一弹性体32的重叠面突出,凸部46插入在凹部40中。
进一步地,插入凹部40的凸部46被配置为以与凹部40的上下侧壁面抵接的状态重叠固定于凹部40的上下侧壁面,并且相对于凹部40的内周底壁面向外周侧远离。由此,在凸部46的前端面与凹部40的内周底壁面之间形成有沿周向延伸的空处48。本实施方式的空处48与第一实施方式的空处22同样地形成为环状,由此成为与外部空间隔开的封闭空间。
此外,第二弹性体34在与第一弹性体32的突出部38中的除去凹部40的内周底壁面后的部分相抵接的状态下重叠并固定于该部分,并且也固定于第一弹性体32的轴状部36的上端部并突出到比轴状部36靠外周的位置。另外,在本实施方式的车门限位器30中,第一弹性体32和第二弹性体34的直列配置部42被配置为在轴向上排成一列,并且第一弹性体32和第二弹性体34的并列配置部44被同轴地并列配置。
如图4所示,通过将第一弹性体32的下端部安装于车身骨架24,从而将具有上述结构的车门限位器30安装于车辆。此外,第一弹性体32例如通过以粘接或熔接等方法将下端部固定于车身骨架24而安装于车身骨架24。
而且,若向装配于车辆的车门限位器30输入轴向载荷,则与第一实施方式的车门限位器10同样地,基于第一弹性体32的振动衰减作用而发挥作为目标的防振性能。
即,在输入轴向载荷时,第一弹性体32的突出部38在轴向上被压缩,因此在突出部38的基端部中向外周开口的凹部40以上下的内表面在上下方向上相互接近的方式变形,凹部40的壁部以折曲的方式变形。由此,在凹部40的壁部设定有在输入轴向载荷时应变所集中的应变集中部28,在应变集中部28应变变大,由此发挥优异的振动衰减作用。
此外,在本实施方式的凹部40的壁部未形成如第一实施方式那样的角部所形成的明确的应变集中部位。在这样的情况下,例如在图4所示的纵截面中,应变集中部28被设定为成为凹部40的壁面的拐点的部分。总之,在本实施方式中,应变集中部28被设定于凹部40的深度尺寸变为最大的位置处的凹部40的内周底壁部。
本实施方式的设置于凹部40的应变集中部28形成为具有一定程度的角度的弯曲形状,第一弹性体32相对于轴向载荷的输入而变形为应变集中部28中的凹部40的内表面的开口角度变小。即,在本实施方式中,在输入轴向载荷时,第一弹性体32以凹部40中的夹着应变集中部28的上下两侧的内表面相互接近的方式变形。由此,在轴向载荷的输入引起第一弹性体32变形时,由凹部40形成的空处48以空间实质上变小的方式变形。此外,如上所述的凹部40的内表面的开口角度的变化尤其在应变集中部28处最大。
另外,由于凹部40的底壁面与凸部46的突出前端面相互分离,在这些凹部40与凸部46之间设置有空处48,因此凹部40的壁面至少在底部不受凸部46约束而被允许变形。因此,在设定于凹部40的底部的应变集中部28中,相对于轴向载荷的输入的应变变大,能够更有利地获得作为目标的衰减作用。
另外,在本实施方式中,在第一弹性体32的凹部40中插入有第二弹性体34的凸部46,并且凸部46的基端部分的上下侧面以与凹部40的壁面抵接的状态重叠于该壁面,由此,通过凸部46的压缩弹簧防止了凹部40的壁部的过大的变形。因此,在输入轴向载荷时,能够有效地获得基于凹部40的变形的衰减作用,并且能够防止凹部40的壁部由于过度的变形而损伤。
此外,在输入轴向的载荷时,凹部40的上侧壁部在第二弹性体34的直列配置部42与凸部46之间被上下压缩,并且凸部46被凹部40的壁部上下压缩,由此还能够期待获得进一步的衰减作用。
此外,在设定于凹部40的内周底壁部的应变集中部28中,在输入轴向载荷时应变变大的情况也通过图6所示的模拟的有限元法的分析结果获得了确认。即,根据图6的应变分布确认到,在凹部40的最深部分的壁部中应变变大,在设定于空处48的壁部的应变集中部28中轴向载荷输入时的应变变大。此外,图6与上述实施方式的图3相同,仅图示了车门限位器30的右半部分,并且以应变越小则越接近蓝色且应变越大则越接近红色的色相来进行表示。另外,在图6中示出分析结果的模拟中,在车身骨架24中设置有台阶,车身骨架24不仅与第一弹性体32的轴状部36的下表面抵接,还与第二弹性体34的并列配置部44的下表面抵接。
另外,在车门26从打开的状态关闭时,车门限位器30被输入轴向的冲击性的压缩载荷,但是与第一实施方式同样地,车门26相对于车身骨架24的相对位移在适当的位置被第一弹性体32阻止,并且通过第一弹性体32的弹性变形所引起的衰减作用而降低了车门26的动能。
而且,在关闭车门26时等,若对车门限位器30输入压缩方向的较大的载荷,则在第二弹性体34的直列配置部42和第一弹性体32的基础上,第二弹性体34的并列配置部44也被夹在车身骨架24与车门26之间并被压缩。由此,能够在车门限位器30中获得更硬的弹簧,从而有效地限制车门26相对于车身骨架24的位移。总之,在本实施方式的车门限位器30中,弹簧特性根据输入的大小而阶段性地变化,在输入较大的情况下,能够更有利地获得限制车身骨架24与车门26的相对位移的限位作用。此外,由图4也可知,直列配置部42和并联配置部44被配置为,在车门26的关闭动作时,直列配置部42比并列配置部44先被压缩。
在图7中,作为形成为依据本发明的结构的复合防振体的第三实施方式,示出了车辆用的车门限位器50。本实施方式的车门限位器50由第一弹性体52和第二弹性体54构成。
更详细而言,第一弹性体52由橡胶或合成树脂等形成,呈大致圆柱形状,并且遍及整周地连续形成有在外周面开口的槽状的凹部56。另一方面,第二弹性体54由橡胶或合成树脂等形成,呈具有与第一弹性体52相同的直径的大致圆柱形状。
而且,第一弹性体52和第二弹性体54被配置为在轴向上排成一列,第二弹性体54以与第一弹性体52的上表面重叠的状态固定于第一弹性体52的上表面。在本实施方式中,在第一弹性体52的外周面开口的凹部56不被第二弹性体54覆盖地开放并构成空处58。
通过将第一弹性体52固定于车身骨架24而将本实施方式的车门限位器50装配于车辆。此外,虽然未在图中示出,但是与上述实施方式同样地,未图示的车门被关闭而从上侧对第二弹性体54进行抵接。
在这样的车门限位器50中,也与上述实施方式同样地,对于轴向的载荷输入能有效地发挥基于第一弹性体52的衰减作用的防振效果。特别是,若第一弹性体52在轴向上被压缩,则在设定于凹部56的壁面的应变集中部28中应变集中并变大,因此能有效地发挥第一弹性体52中的衰减作用。而且,由于凹部56向外部空间开放,因此第一弹性体52的弹性变形在凹部56中不受限制地产生,能够大幅地获得凹部56的应变集中部28中的应变。
如本实施方式所示,第一弹性体的凹部也可以不一定由第二弹性体覆盖。进一步地,由凹部构成的空处也可以为向外部开放的开放空间。
在图8中,作为形成为依据本发明的结构的复合防振体的第四实施方式,示出了车辆用的车门限位器60。本实施方式的车门限位器60由第一弹性体62和第二弹性体54构成。
第一弹性体62由刚性比第二弹性体54高的材料形成,整体上呈大致圆柱形状,并且具备在上表面的中央部分开口的圆形的凹部66。另一方面,第二弹性体54具有与第一弹性体62大致对应的圆柱形状。
而且,在第一弹性体62的上表面重叠第二弹性体54,第一弹性体62与第二弹性体54相互固定,由此构成车门限位器60。另外,第一弹性体62的凹部66的开口被第二弹性体54覆盖,在这些第一弹性体62与第二弹性体54的重叠面间形成有由凹部66构成的圆形的空处68。此外,在本实施方式中,凹部66的壁部中的下端外周缘的角部成为应变集中部28。
形成为这样的结构的车门限位器60例如通过将第一弹性体62安装于汽车的车身骨架24而配设于车身骨架24与未图示的车门之间,从而将车身骨架24和车门以适当的相对位置定位保持而进行防振连结,并且缓和车门从打开的状态关闭时的冲击。
另外,形成为依据本实施方式的结构的车门限位器60在由第一弹性体62的凹部66构成的空处68的壁部设定有对轴向的载荷输入产生较大的应变的应变集中部28。然后,通过集中于应变集中部28的较大的应变,能够有利地发挥第一弹性体的能量衰减作用,获得优异的防振性能。
如本实施方式所示,在构成应变集中部的凹部设置于第一弹性体与第二弹性体的重叠部分的情况下,凹部不一定限定于设置在突出部的基端的角部。
在图9中,作为形成为依据本发明的结构的复合防振体的第五实施方式,示出了车辆用的车门限位器70。本实施方式的车门限位器70由第一弹性体72和第二弹性体74构成。
更详细而言,第一弹性体72由橡胶或合成树脂等形成,呈大致圆柱形状,并且遍及整周地连续形成有在外周面开口的槽状的凹部76。
第二弹性体74由橡胶或合成树脂等形成,呈大致圆筒形状,内径尺寸与第一弹性体72的外径尺寸相同。进一步地,在第二弹性体74的内周面一体形成有向内周突出的凸部78。该凸部78的突出高度尺寸比第一弹性体72的凹部76的深度尺寸小。此外,本实施方式的凸部78被设为遍及整周地以大致恒定的截面形状连续。
而且,第一弹性体72和第二弹性体74在第一弹性体72插入第二弹性体74的内孔的状态下同轴地并列配置,第一弹性体72的外周面与第二弹性体74的内周面相互固定。总之,本实施方式的车门限位器70的内周部分由第一弹性体72构成,并且外周部分由第二弹性体74构成。
进一步地,第二弹性体74的凸部78插入第一弹性体72的凹部76,凸部78的基端部分以与凹部76的上下壁面抵接的状态重叠于凹部76的上下壁面,凸部78的前端面被配置为相对于凹部76的内周底壁面向外周离开,在这些凸部78的前端面与凹部76的内周底壁面之间形成有空处79。此外,凸部78的基端部分和凹部76的上下壁面可以相互固定,也可以相互非固定地抵接。
通过将第一弹性体72固定于车身骨架24而将本实施方式的车门限位器70装配于车辆。此外,虽然未在图中示出,但与上述实施方式同样地,未图示的车门被关闭而从上侧对第二弹性体74抵接。
在这样的车门限位器70中,也与上述实施方式同样地,对于轴向的载荷输入,能有效地发挥基于第一弹性体72的衰减作用的防振效果。特别是,若第一弹性体72在轴向上被压缩,则在设定于凹部76的内周底壁部的应变集中部28中应变集中并变大,因此能有效地发挥第一弹性体72中的衰减作用。而且,由于应变集中部28设定于第一弹性体72中的空处79的壁部,因此第一弹性体72的弹性变形在应变集中部28中不受第二弹性体74等限制地产生,能够在应变集中部28中大幅地获得应变。
如本实施方式中所示,第一弹性体和第二弹性体不一定限于在载荷的输入方向上排成一列地配置,例如,也能够以同轴排列的方式并列配置。
在图10~12中,作为形成为依据本发明的结构的复合防振体的第六实施方式,示出了防振装置用的限位橡胶80。如图10、图12所示,本实施方式的限位橡胶80由第一弹性体82和第二弹性体84构成。此外,在本实施方式中,原则上,上下方向是指图10中的上下方向,左右方向是指图10中的左右方向,前后方向是指图11中的上下方向。
更详细而言,第一弹性体82由橡胶、合成树脂等形成,如图11所示,呈在俯视视角下弯曲的大致板形状。进一步地,如图10、图12所示,在第一弹性体82上形成有向上表面突出并沿前后方向直线延伸的突出部86,在突出部86的基端部的左右两侧形成有向左右侧方开口的凹部88。在本实施方式中,多个突出部86在左右方向上隔开规定的距离地并列配置,在各突出部86的左右两侧分别形成有凹部88,并且在设置于左右两端的突出部86中,仅在基端的左右内侧形成有凹部88。
进一步地,在第一弹性体82一体形成有向下方突出的三个安装突起90、90、90。安装突起90整体上具有小直径的大致圆柱形状,并且在轴向的中间部分一体形成有向外周突出的卡定部92。此外,安装突起90的比卡定部92靠前端侧的直径小于比卡定部92靠基端侧的直径,容易插入后述的内托架106的卡定孔110。
第二弹性体84由橡胶、合成树脂等形成,呈具有与第一弹性体82大致相同的平面形状的板状。进一步地,在第二弹性体84形成有在下表面开口并沿前后方向延伸的槽状的凹陷部94。该凹陷部94以大致恒定的矩形截面直线延伸,与第一弹性体82的突出部86相比,左右尺寸较大,并且上下尺寸相同或稍小。进一步地,在本实施方式中,与突出部对应的多个凹陷部94在左右方向上隔开规定的距离地并列配置。
而且,第一弹性体82和第二弹性体84上下重叠而相互固定。另外,第一弹性体82的突出部86插入在第二弹性体84的凹陷部94中,突出部86的前端面与凹陷部94的上底壁面在抵接状态下重叠而相互固定。
在此,第一弹性体82的突出部86的左右侧面与第二弹性体84的凹陷部94的左右侧壁面在左右方向上相互分离,在这些突出部86与凹陷部94的左右侧壁面之间形成有沿前后方向直线延伸的空处96。该空处96设置在突出部86的左右两侧,空处96的一部分由第一弹性体82的凹部88构成。此外,本实施方式的空处96由前后方向的两端向外部空间开放的打开空间构成。
如图13、图14所示,如上结构的限位橡胶80被装配于发动机支架等防振装置98来进行使用。防振装置98具有第一安装构件100和筒状的第二安装构件102通过主体橡胶弹性体104弹性连结的结构,并且形成为在第一安装构件100上安装有内托架106并且在第二安装构件102上以外嵌状态安装有外托架108的结构。
进一步地,内托架106插通于第二安装构件102以及外托架108,并延伸至外托架108的下侧,这些内托架106与外托架108在上下方向上隔开规定的距离而对置。此外,通过将内托架106和外托架108安装于例如动力单元和车辆车身那样的构成振动传递系统的构件的各一方,从而使这些构成振动传递系统的构件经由防振装置98而防振连结。
而且,限位橡胶80和内托架106中的与外托架108的对置面重叠,限位橡胶80的安装突起90插通在形成于内托架106的卡定孔110中,使安装突起90的卡定部92卡定于卡定孔110的开口周缘部,由此将限位橡胶80安装于内托架106。
在防振装置98的车辆装配状态下,若在作为轴向的上下方向上输入冲击性的大载荷而使第一安装构件100和第二安装构件102在上下方向上大幅地分离位移,则内托架106与外托架108的对置面在上下方向上相互接近,并经由限位橡胶80而抵接。由此,在防振装置98中,构成了对安装于内托架106的第一安装构件100和安装于外托架108的第二安装构件102在上下方向上的分离位移量进行限制的回弹限位器。
另外,限位橡胶80在上下方向上被夹在内托架106与外托架108之间,从而第一弹性体82的突出部86在上下方向上被压缩。由此,在设定于由第一弹性体82的凹部88构成的空处96的壁部上的应变集中部28中,应变变大,能够有利地获得第一弹性体82的衰减作用。此外,本实施方式的应变集中部28设定于突出部86的基端的角部。
而且,应变集中部28面向空处96,应变集中部28的变形不会被第二弹性体84限制。因此,能够在应变集中部28产生较大的应变,对于上下方向的输入能够获得更大的衰减作用。
此外,在本实施方式中,通过设置多个应变集中部28,能够使第一弹性体82相对于输入的应变在一定程度上分散,获得有效的衰减作用,并且实现耐久性的提高。
图15中示出了具备作为本发明所涉及的复合防振体的第七实施方式的限位橡胶120的筒形防振装置122。该筒形防振装置122具有内轴构件124和外筒构件126通过主体橡胶弹性体128弹性连结的结构。此外,在本实施方式的说明中,原则上,轴向是指图15中的纸面正交方向,上下方向是指图15中的上下方向,左右方向是指图15中的左右方向。
更详细而言,内轴构件124是由金属、合成树脂等形成的高刚性的构件,以随着朝向下侧而在左右方向上宽度变窄的截面形状而沿轴向延伸,并且具有在轴向上贯通中央部分的螺栓孔130。进一步地,在内轴构件124的上端部形成有朝向上侧开口的凹处131。另一方面,外筒构件126是由金属、合成树脂等形成的高刚性的构件,呈薄壁大直径的大致圆筒形状。
而且,内轴构件124配设于外筒构件126的内周,这些内轴构件124与外筒构件126通过主体橡胶弹性体128而弹性连结。主体橡胶弹性体128从内部轴构件124的左右侧面朝向左右外侧向下倾斜地延伸,左右两端部固定在外筒构件126的内周面。
在此,在内轴构件124的上侧配设有限位橡胶120。限位橡胶120具有使第一弹性体132和第二弹性体134在上下方向上相互重叠而成的结构。
第一弹性体132与主体橡胶弹性体128一体或分体形成,并固定于在内部轴构件124的上表面开口的凹处131的内表面。另外,在第一弹性体132上形成有从左右方向的中央部分向上侧突出的突出部136,在突出部136的基端设置有向侧方及上方开口的凹部138。此外,本实施方式的突出部136以大致恒定的矩形截面沿轴向直线地延伸。
第二弹性体134被设为与第一弹性体132分体,由比第一弹性体132低衰减的橡胶、树脂弹性体等形成。另外,在第二弹性体134形成有在下表面开口且向轴向直线延伸的槽状的凹陷部140。此外,优选的是,第二弹性体134由比第一弹性体132柔软的材料形成。
而且,在固定于内轴构件124上的第一弹性体132的上表面重叠固定第二弹性体134,由此构成本实施方式的限位橡胶120。另外,第一弹性体132的突出部136插入第二弹性体134的凹陷部140,突出部136的前端面与凹陷部140的上底壁面以抵接状态重叠固定,并且突出部136的左右侧面和凹陷部140的左右侧壁面在左右方向上分离而对置,由此在这些突出部136的左右侧面与凹陷部140的左右侧壁面之间形成有沿轴向贯通的空处142。此外,空处142的一部分由第一弹性体132的凹部138构成,在空处142的壁部中的由凹部138的角部构成的部分设置有在输入后述的载荷时应变变大的应变集中部28。
该限位橡胶120被配置为相对于外筒构件126的内周面向下侧离开规定的距离。此外,外筒构件126的内周面被与主体橡胶弹性体128一体形成的覆盖橡胶层144覆盖,限位橡胶120相对于覆盖橡胶层144的内周面向下方离开。
在形成为如上结构的筒形防振装置122中,若在内轴构件124与外筒构件126之间输入上下方向的冲击性的大载荷,使内轴构件124相对于外筒构件126相对地向上侧位移,则内轴构件124与外筒构件126经由限位橡胶120抵接。由此,对内轴构件124与外筒构件126的相对位移量进行限制的上侧限位器构成为包含限位橡胶120。
在此,限位橡胶120通过使应变集中于应变集中部28,从而大幅发挥了第一弹性体132的衰减作用,且发挥了优异的缓冲作用。由此,在上侧限位器中,基于限位橡胶120的能量衰减作用而降低了因内轴构件124与外筒构件126的抵接所产生的冲击、撞击声等。
不过,在图16中示出了应用了本发明的另一方式的筒形防振装置150。即,筒形防振装置150具有内轴构件152和外筒构件126通过主体橡胶弹性体154弹性连结的结构。
内轴构件152呈大致圆柱形状,具备沿轴向贯通的螺栓孔130。而且,内轴构件152以内插状态配设于外筒构件126,这些内轴构件152与外筒构件126通过主体橡胶弹性体154弹性连结。
主体橡胶弹性体154整体上呈大致圆筒形状,内周面固定于内轴构件152的外周面,并且外周面固定于外筒构件126的内周面。进一步地,在主体橡胶弹性体154中的夹着内轴构件152的上下两侧,沿轴向贯通主体橡胶弹性体154而形成有上下的侧孔部156、158。上侧孔部156在相对于内轴构件152向外周离开的位置沿周向延伸,且延伸为不足半周的长度。另一方面,下侧孔部158在相对于内轴构件152向下侧离开的位置沿左右方向延伸,且左右方向的中央部分向下变宽。
进一步地,在上侧孔部156的外周侧配置有作为本发明所涉及的复合防振体的第八实施方式的限位橡胶160。限位橡胶160具有使第一弹性体162和第二弹性体164在上下方向上重叠而成的结构。
第一弹性体162与主体橡胶弹性体154一体形成,在周向上排列设置有朝向外周突出的多个突出部166,利用所述多个突出部166而使外周面形成为波状。进一步地,在周向上相邻的突出部166、166之间形成有朝向外周开口并沿轴向延伸的槽状的凹部168。
第二弹性体164被设为与第一弹性体162以及主体橡胶弹性体154分体,整体上呈沿周向延伸的弯曲板状,上表面形成为沿外筒构件126的内周面而成的圆弧状的弯曲面,并且在下表面沿周向排列形成有多个凹陷部170。该凹陷部170的周向的宽度尺寸比第一弹性体162的突出部166大,并且深度尺寸相对于突出部166的高度尺寸为大致相同或稍小。
而且,第二弹性体164插入在第一弹性体162与外筒构件126之间,第二弹性体164的外周面固定于外筒构件126的内周面,从而构成第一弹性体162和第二弹性体164沿径向重叠而成的限位橡胶160。
进一步地,第一弹性体162的突出部166插入第二弹性体164的凹陷部170,并且突出部166的侧面与凹陷部170的侧内表面相互分离地对置配置,在这些突出部166与凹陷部170的壁部之间沿轴向延伸的空处172形成为包含凹部168。进一步地,在由第一弹性体162构成的空处172的壁部设定有在后述的上下方向的载荷输入时应变变大的应变集中部28。本实施方式的应变集中部28被设定于突出部166的基端中的设置在凹部168的壁部上的角部。
在形成为如上结构的筒形防振装置150中,若在内轴构件152与外筒构件126之间输入上下方向的冲击性的大载荷,使内轴构件152相对于外筒构件126而相对地向上侧位移,则内轴构件152与外筒构件126经由限位橡胶160而抵接。由此,对内轴构件152与外筒构件126的相对位移量进行限制的上侧限位器构成为包含限位橡胶160。
在形成为依据这样的本实施方式的结构的限位橡胶160中,也通过使应变集中于应变集中部28,从而能够大幅地发挥第一弹性体162的衰减作用,在上侧限位器中,基于限位橡胶160的能量衰减作用而降低了内部轴构件152与外筒构件126的间接抵接所产生的冲击、撞击声等。
此外,在图15、图16所示的筒形防振装置122、150中,可以根据需要对内轴构件124、152和外筒构件126、126装配托架等。具体而言,例如,筒形防振装置122、150也可以嵌入设置于扭力杆的杆端部的筒状部来进行使用等。
在图17~20中,作为本发明的第九实施方式,示出了车辆用的车门限位器180。作为带金属弹簧的复合防振体的车门限位器180具有将复合防振体182固定于金属弹簧184而成的结构。
复合防振体182由第一弹性体186和第二弹性体188构成,整体上呈与上述第二实施方式所示的车门限位器30大致相同的结构,另一方面,在本实施方式中,第一弹性体186呈大致长圆柱形状,并且第二弹性体188呈大致长圆锥台形状。总之,复合防振体182具有将车门限位器30在径向一个方向上形成为长边的结构,在上下方向视角下呈大致长圆状。此外,在第一弹性体186的下端部一体形成有向外周延伸出的固定部190。
金属弹簧184是具有使金属材料板在弯曲部192折回而成的结构的金属制的板簧,如图19所示,相对于弯曲板形状的弯曲部192,在一侧设置有大致平板形状的第一板状部194,并且在另一侧设置有大致平板形状的第二板状部196。进一步地,在第二板状部196一体形成有在与弯曲部192相反侧的端部中向左右两外侧延伸出的安装部198、198,在这些安装部198、198中分别贯通形成有螺栓孔200。
金属弹簧184通过上下面对面配置的第一板状部194和第二板状部196在弯曲部192的弹性变形的作用下伴随相对的角度变化进行相对位移,从而作为弹簧发挥功能。在本实施方式中,第一板状部194和第二板状部196被配置为相对地倾斜满足0°<θ<90°的规定的倾斜角度θ,金属弹簧184因载荷的输入而以θ接近0°的方式变形。此外,在未被输入载荷的初始状态的金属弹簧184中,第一板状部194与第二板状部196的相对的倾斜角度θ优选为30°以下。
而且,对金属弹簧184的第一板状部194的上表面固定复合防振体182的第一弹性体186,金属弹簧184与复合防振体182排成一列地设置于复合防振体182的下方。在本实施方式中,由于在第一弹性体186的下端部一体形成有固定部190,因此能大幅确保第一弹性体186相对于金属弹簧184的固定面积,实现固定强度的提高。此外,第一弹性体186与金属弹簧184的固定方法没有特别限定,可以采用粘接、熔接等各种公知的方法。进一步地,在本实施方式中,在将第一弹性体186与第二弹性体188组合而形成复合防振体182之后,将第一弹性体186固定于金属弹簧184,但是例如也可以将第一弹性体186以单体状态固定在金属弹簧184上,之后将第二弹性体188组合于第一弹性体186而在金属弹簧184上形成复合防振体182。
形成为这样的结构的本实施方式所涉及的车门限位器180如图19所示,金属弹簧184的第二板状部196通过插通于金属弹簧184的螺栓孔200、200的未图示的螺栓而安装于作为防振对象构件的车辆的车身骨架24。由此,将车门限位器180配设在作为振动传递系统的结构构件的车身骨架24与作为车辆用开关门的车门26之间,在车门26关闭时使车门26与复合防振体182抵接,在车门26关闭的状态下,使车门限位器180在车身骨架24与车门26之间成为压缩状态。
而且,若在车门限位器180装配于车辆的状态下关闭车门26,则车门26与复合防振体182抵接,由此复合防振体182中被输入大致上下方向的载荷而发挥基于第一弹性体186的振动衰减作用的防振效果。特别是,通过由高衰减材料形成且在凹部40的壁部设定有应变集中部28的第一弹性体186而能有效地发挥衰减作用。
然而,在上下方向的载荷输入时,在设定于凹部40的壁部的角部上的应变集中部28中应变变大的情况也通过图21所示的模拟的结果获得了确认。即,根据图21的模拟结果,确认到在图中左侧的凹部40的最深部的壁部中应变变大。此外,在图21和后述的图22的表示模拟结果的图中,利用色相表示应变的大小,即以应变越小则越接近蓝色且应变越大则越接近红色的色相来进行表示。另外,图21、图22的应变分布表示被压缩到金属弹簧184中的第一板状部194与第二板状部196的相对的倾斜角度减小4°的情况下的模拟结果。
另外,由于相对于车门限位器180的主要的载荷的输入方向为大致上下方向,因此将复合防振体182和金属弹簧184配置为在载荷的输入方向上排成一列。由此,在输入载荷时,产生伴随着第一板状部194和第二板状部196的角度变化的金属弹簧184的弹性变形。因此,例如在保持车门26关闭的状态而静载荷持续作用于车门限位器180的情况下,通过金属弹簧184优先发生弹性变形来防止复合防振体182的永久变形,从而实现复合防振体182的耐久性的提高、防振特性的稳定化等。
此外,在输入载荷时金属弹簧184发生弹性变形的情况也通过图22所示的模拟的结果获得了确认。即,根据图22可知,在输入载荷时,金属弹簧184在弯曲部192中集中有应变,金属弹簧184在弯曲部192中发生弹性变形。这样,在本实施方式的车门限位器180中,不仅通过复合防振体182,还通过金属弹簧184来支承载荷。
进一步地,由于金属弹簧184的弹簧常数随着变形量增大而线性地变大,因此当输入车门26关闭时等所作用的大载荷时,从金属弹簧184变形至一定程度的状态起产生复合防振体182的弹性变形,从而能有效地发挥复合防振体182的防振效果。
再者,由于金属弹簧184中的第一板状部194与第二板状部196的角度变化以与连接车身骨架24和车门26的未图示的铰链不同的位置为中心而产生,因此随着车门26从与复合防振体182抵接的状态起以铰链为中心向关闭方向移动,车门26相对于复合防振体182的抵接位置、抵接所产生的载荷的作用方向发生变化。而且,例如通过使车门26与复合防振体182中的上端的角部抵接,从而由车门26带来的载荷所引起的复合防振体182的应变更容易集中于应变集中部28,能更有效地发挥第一弹性体186的衰减作用。
特别是在本实施方式中,若金属弹簧184发生弹性变形而使载荷输入方向变化,从而载荷被输入到复合防振体182的前端的外周角部,则突出部38的上部的外周端部被向下按压,更容易在向突出部38的外周面开口的凹部40的内表面中产生折曲这样的变形。其结果是,在设定于凹部40的内表面的应变集中部28中,在周向上局部产生更大的应变,能更大幅地发挥第一弹性体186的衰减作用。
此外,通过将金属弹簧184设置为相对于复合防振体182在载荷的输入方向上排成一列,还能够利用金属弹簧184来简单地调节车门限位器180在载荷输入方向上的尺寸。即,若想要通过第一弹性体186和第二弹性体188来调节车门限位器180的尺寸,则对弹簧特性、衰减性能、压缩永久变形等的影响都较大,且为了实现所要求的特性而要求高水平的调节,但是金属弹簧184不需要考虑衰减和永久变形,在尺寸的变更时容易调节特性。因此,通过调节金属弹簧184的尺寸、形状,容易在实现要求特性的同时进行尺寸的调节。因而,即使在车身骨架24与车门26的空隙(间隙)较大的情况下,只要利用金属弹簧184将第一弹性体186、第二弹性体188支承在靠近车门26的位置,就能够有效地获得在车门26关闭的状态下由车门限位器180带给车门26的抵接反作用力等。由此,对于不同间隙的车门结构,也能够采用共用的复合防振体182。
图23表示作为本发明的第十实施方式的限位构件210安装在防振装置212中的状态。在以下的说明中,上下方向原则上是指作为主要载荷的输入方向的图23中的上下方向。
限位构件210具备金属弹簧214。金属弹簧214是具有将金属材料板在弯曲部216折回而成的结构的板簧,相对于成为弯曲板形状的弯曲部216,在一侧设置有第一板状部218,并且在另一侧设置有第二板状部220。
第一板状部218呈大致平板形状,从弯曲部216的上端部朝向防振装置212的内周侧延伸,并且随着去往防振装置212的内周侧而向上倾斜。第二板状部220呈大致平板形状,从弯曲部216的下端部朝向防振装置212的内周侧延伸,并且相对于上下方向大致正交地延展。进一步地,通过在第二板状部220一体形成有作为向宽度方向(图23中的纸面正交方向)的两侧突出的安装部的铆接片222,并将该铆接片222铆接固定于第二安装构件244,从而将金属弹簧214固定于第二安装构件244。
另外,在金属弹簧214上固定有第一弹性体224。第一弹性体224固定于金属弹簧214的第一板状部218的上下两表面,并且固定于第一板状部218的下表面的第一弹性体224延伸并固定于弯曲部216以及第二板状部220的一个面。进一步地,在固定于第一板状部218的上表面的第一弹性体224上,并列地形成有作为凹部的两个凹槽226、226。该凹槽226、226在上表面开口,并且在第一板状部218的宽度方向(图23中的纸面正交方向)上直线延伸,与槽长度方向(图23中的纸面正交方向)正交的截面的形状均为大致矩形。另外,在第一弹性体224中的凹槽226、226之间设有隔开这些凹槽226、226的突出部228,作为凹槽226、226的角部的突出部228的基端部分形成为本实施方式中的应变集中部28。此外,与突出部228相反侧的凹槽226、226的侧壁部分别形成为以与突出部228大致相同的高度突出的嵌合突部230、230。
另外,在第一弹性体224上安装有第二弹性体232。第二弹性体232是矩形板状的橡胶弹性体,上表面大致平坦,另一方面,下表面具备与第一弹性体224的凹槽226、226对应的凸部234、234。凸部234、234沿第一板状部218的宽度方向(图23中的纸面正交方向)延伸,凸部234、234之间的距离大于第一弹性体224的突出部228的宽度尺寸。
而且,第二弹性体232从上侧与固定于金属弹簧214的第一板状部218的上表面上的第一弹性体224重叠,凸部234、234插入第一弹性体224的凹槽226、226的各一方中。在本实施方式中,凸部234、234之间的对置侧的面相对于第一弹性体224的突出部228的两侧面而分离,在第一弹性体224的突出部228的两侧面、与第二弹性体232的凸部234、234的同其对置的侧面之间形成空处236。由此,在第一弹性体224中的空处236的壁部中构成了应变集中部28。此外,在第一弹性体224中的与第二弹性体232重叠的重叠面上突出的突出部228插入第二弹性体232的凸部234、234之间,突出前端面与第二弹性体232重叠。
另一方面,凸部234、234的另一个侧面与第一弹性体224的嵌合凸部230、230的侧面抵接,凸部234、234嵌入嵌合突部230、230之间,从而固定了第一弹性体224和第二弹性体232。进一步地,在本实施方式中,在凸部234的外侧形成有嵌合凹部238,嵌合凸部230嵌入该嵌合凹部238,从而也固定了第一弹性体224和第二弹性体232。
本实施方式的复合防振体240由固定于第一板状部218的上表面的第一弹性体224和安装于该第一弹性体224的第二弹性体232构成。另外,第一弹性体224由比第二弹性体232高衰减的材料形成,并且由弹簧常数比第二弹性体232大的硬材料形成。此外,作为第一弹性体224和第二弹性体232的形成材料,例如优选采用与第一实施方式相同的材料。
形成为如上结构的限位构件210安装在防振装置212上。防振装置212是所谓的碗形的防振装置,具有第一安装构件242和第二安装构件244由主体橡胶弹性体246弹性连结而成的结构。进一步地,在第一安装构件242上安装有向图23中的左方突出的内托架248,并且在第二安装构件244上安装有门形的外托架250,外托架250被配置为跨过第一安装构件242的上侧。另外,在第二安装构件244中,在上端部分遍及整周地设置有向外周突出的凸缘状部252,并且在凸缘状部252的周向的一部分设置有向外周的突出尺寸局部增大的限位器承载部254。此外,防振装置212的具体的结构没有特别限定,能够采用各种公知的结构,例如可以是具备在内部封入有非压缩性流体的流体室的流体封入式防振装置。
而且,构成限位构件210的金属弹簧214的第二板状部220从上侧与防振装置212中的设置于第二安装构件244的限位器承载部254重叠,通过将第二板状部220的铆接片222以卷绕于限位器承载部254的方式铆接固定,从而限位构件210的金属弹簧214被固定在防振装置212的第二安装构件244上。但是,限位构件210向防振装置212的装配方式只不过是一个例子,并不特别限定。具体而言,例如在金属弹簧214的第二板状部220与第二安装构件244的限位器承载部254之间设置卡定结构,通过卡定而固定这些金属弹簧214和第二安装构件244,除此之外,也可以通过粘接、焊接等方法进行固定,也可以由第二安装构件244的一部分一体形成金属弹簧214。此外,限位构件210也可以设置在内托架248侧。
在上述限位构件210向防振装置212的装配状态下,由第二弹性体232构成的限位构件210的上端部分以隔开规定的距离(限位间隙)的方式配置在内托架248的下方。总之,限位构件210在向防振装置212装配的装配状态下,金属弹簧214中的第一板状部218以及第二板状部220、和安装于金属弹簧214的复合防振体240配置于内托架248与第二安装构件244的限位器承载部254的上下方向之间。
而且,若在防振装置212的第一安装构件242与第二安装构件244之间输入上下方向的振动,第一安装构件242和第二安装构件244在上下方向上向相互接近的方向大幅位移,则安装于第一安装构件242的内托架248与安装于第二安装构件244的限位构件210抵接。由此,第一安装构件242和第二安装构件244的上下方向的相对位移量被内托架248与限位构件210的抵接所限制,能够实现对主体橡胶弹性体246的过大的变形进行防止所带来的耐久性的提高等。
进一步地,由于限位构件210的第一弹性体224由高衰减的材料形成,因此通过第一弹性体224的衰减作用,能够有效地降低振动。而且,由于载荷输入所引起的应变集中于在凹槽226、226的角部设定的应变集中部28、28,因此能够更有效地获得通过第一弹性体224的变形而发挥的衰减作用。
另外,由于在限位构件210中与内托架248直接抵接的部分由比第一弹性体224柔软的第二弹性体232构成,因此在内托架248与限位构件210的抵接初期能够有利地获得缓冲性,防止了冲击、撞击声等。进一步地,若内托架248被更强烈地按压,则通过比第二弹性体232硬的第一弹性体224来限制第一安装构件242与第二安装构件244的相对位移量,因此能有效地发挥作为目标的限位功能。
而且,由于在内托架248与限位构件210的抵接初期,金属弹簧214的弹簧常数比较小,金属弹簧214会因较小的力而弹性变形,因此通过金属弹簧214的弹性也能够有利地获得缓冲性。进一步地,金属弹簧214的弹簧常数随着变形量增加而线性地变大,因此在输入较大的情况下,通过金属弹簧214的弹性也能有效地限制第一安装构件242与第二安装构件244的相对位移量。
进一步地,未被输入载荷的初始形状的金属弹簧214由于支承复合防振体240的第一板状部218朝向内周侧向上倾斜,复合防振体240的上表面也向与第一板状部218相同的方向倾斜,因此当与上下方向大致正交地延展的内托架248的下表面抵接于复合防振体240时,伴随金属弹簧214的变形而抵接面积逐渐变大。因此,在抵接初期能有效地发挥基于较小的抵接面积的缓冲作用,另一方面,若金属弹簧214的变形增大,则通过以较大的面积抵接,能够有效地限制第一安装构件242与第二安装构件244的相对位移。
以上,对本发明的实施方式进行了详述,但本发明并不限定于该具体记载。例如,凹部、空处的形状、配置、形成数量等能够根据所要求的防振特性等而适当地变更。
另外,在上述实施方式中,示出了在输入载荷时第一弹性体以使应变集中部中的凹部的内表面的开口角度变小的方式进行变形的例子,但是例如也能够在载荷的输入时第一弹性体以使应变集中部中的凹部的内表面的开口角度变大的方式进行变形,由此使第一弹性体的应变在应变集中部增大。
另外,在第一实施方式~第四实施方式中,示例了车门限位器的基端部由第一弹性体构成并且车门限位器的前端部由第二弹性体构成的结构,但是例如也能够采用车门限位器的前端部由第一弹性体构成并且车门限位器的基端部由第二弹性体构成的结构。进一步地,在第五实施方式那样的将第一弹性体和第二弹性体同轴配置的结构中,也可以是,第一弹性体呈构成外周部分的圆筒形状,第一弹性体具备朝向内周开口的凹部,并且第二弹性体呈构成内周部分的圆柱形状,第二弹性体具备向外周突出的凸部。
另外,第一实施方式~第五实施方式所涉及的车门限位器在轴向视角下呈大致圆形,但是例如在轴向视角下呈长圆形、多边形、异形等也能够实现同样的结构。同样地,第六实施方式~第八实施方式的限位橡胶的载荷输入方向视角下的形状也没有特别限定。
另外,第一实施方式~第五实施方式所涉及的车门限位器向车身骨架的安装结构没有特别限定,例如可以是,在第一弹性体设置向轴向突出的安装凸部,并且在车身骨架上形成凹部或孔,将第一弹性体的安装凸部嵌入到车身骨架的凹部或孔中,从而将第一弹性体以非粘接的方式安装于车身骨架。
另外,在第九实施方式中,金属弹簧184的具体的结构没有特别限定,例如可以是未折回的板簧等。进一步地,金属弹簧不需要具备向车身骨架24等的安装结构(上述实施方式中的具备螺栓孔200的安装部198),安装结构能够与金属弹簧分别设置。再者,也能够通过相对于上述第一实施方式~第五实施方式所涉及的复合防振体而与该复合防振体在载荷输入方向上排成一列地设置金属弹簧,从而构成带金属弹簧的复合防振体。
进一步地,第一实施方式~第五实施方式所涉及的复合防振体不一定仅作为应用于车辆的开闭门部分的车门限位器,例如也能够应用于发动机支架等防振装置的限位器、建筑物的门的限位器等。
附图标记说明
10、30、50、60、70:车门限位器(复合防振体);12、32、52、62、72、82、132、162、186、224:第一弹性体;14、34、54、74、84、134、164、188、232:第二弹性体;16、38、86、136、166、228:突出部;18、40、56、66、76、88、138、168:凹部;22、48、58、68、79、96、142、172、236:空处;24:主体骨架(装配对象构件);28:应变集中部;46、78、234:凸部;80、120、160:限位橡胶(复合防振体);180:车门限位器(带金属弹簧的复合防振体);182、240:复合防振体;184、214:金属弹簧;192、216:弯曲部;198:安装部;210:限位构件(带金属弹簧的复合防振体);222:铆接片(安装部);226:凹槽(凹部);244:第二安装构件(装配对象构件)。

Claims (9)

1.一种复合防振体(30、70、240),其特征在于,第一弹性体(32、72、224)和第二弹性体(34、74、232)相互重叠,该第一弹性体(32、72、224)由比该第二弹性体(34、74、232)高衰减的材料形成并且设置有在该第一弹性体(32、72、224)的表面开口的凹部(40、76、226),通过该凹部(40、76、226)而形成空处(48、79、236),并且在该第一弹性体(32、72、224)中的该空处(48、79、236)的壁部设定有载荷输入时的应变变大的应变集中部(28),
该凹部(40、76、226)在与该第二弹性体(34、74、232)重叠的重叠面相对于载荷的输入方向向侧方开口,并且在该第二弹性体(34、74、232)设置有从该凹部(40、76、226)的开口部向该凹部(40、76、226)插入的凸部(46、78、234),在这些凸部(46、78、234)与凹部(40、76、226)的内表面之间形成有所述空处(48、79、236)。
2.一种复合防振体(10、80、120、160、240),其特征在于,第一弹性体(12、82、132、162、224)和第二弹性体(14、84、134、164、232)相互重叠,该第一弹性体(12、82、132、162、224)由比该第二弹性体(14、84、134、164、232)高衰减的材料形成并且设置有在该第一弹性体(12、82、132、162、224)的表面开口的凹部(18、88、138、168、226),通过该凹部(18、88、138、168、226)而形成空处(22、96、142、172、236),并且在该第一弹性体(12、82、132、162、224)中的该空处(22、96、142、172、236)的壁部设定有载荷输入时的应变变大的应变集中部(28),
该第一弹性体(12、82、132、162、224)和该第二弹性体(14、84、134、164、232)在载荷的输入方向上重叠,在该第一弹性体(12、82、132、162、224)中的与该第二弹性体(14、84、134、164、232)重叠的重叠面设置有朝向该第二弹性体(14、84、134、164、232)突出的突出部(16、86、136、166、228),并且在该突出部(16、86、136、166、228)的外周形成有该凹部(18、88、138、168、226)。
3.根据权利要求2所述的复合防振体(10、30、50、70、182),其中,所述第一弹性体(12、32、52、72、186)的所述凹部(18、40、56、76)相对于载荷的输入方向而向侧方开口。
4.根据权利要求2或3所述的复合防振体(10、80、120、160、240),其中,所述突出部(16、86、136、166、228)的突出前端面与所述第二弹性体(14、84、134、164、232)抵接,并且在从该突出部(16、86、136、166、228)向外周离开的位置,所述第一弹性体(12、82、132、162、224)和该第二弹性体(14、84、134、164、232)在该突出部(16、86、136、166、228)的突出方向上相互抵接。
5.根据权利要求1~3中任一项所述的复合防振体(10、30、50、60、70、80、120、160、182、240),其中,所述第一弹性体(12、32、52、62、72、82、132、162、186、224)的所述凹部(18、40、56、66、76、88、138、168、226)为槽状。
6.根据权利要求1~3中任一项所述的复合防振体(10、30、50、60、70、80、120、160、182、240),其中,所述第二弹性体(14、34、54、74、84、134、164、188、232)由压缩永久变形比所述第一弹性体(12、32、52、62、72、82、132、162、186、224)小的材料形成。
7.一种带金属弹簧的复合防振体(180、210),其特征在于,具有复合防振体(10、30、50、60、70、80、120、160、182、240),第一弹性体(12、32、52、62、72、82、132、162、186、224)和第二弹性体(14、34、54、74、84、134、164、188、232)相互重叠,该第一弹性体(12、32、52、62、72、82、132、162、186、224)由比该第二弹性体(14、34、54、74、84、134、164、188、232)高衰减的材料形成并且设置有在该第一弹性体(12、32、52、62、72、82、132、162、186、224)的表面开口的凹部(18、40、56、66、76、88、138、168、226),通过该凹部(18、40、56、66、76、88、138、168、226)而形成空处(22、48、58、68、79、96、142、172、236),并且在该第一弹性体(12、32、52、62、72、82、132、162、186、224)中的该空处(22、48、58、68、79、96、142、172、236)的壁部设定有载荷输入时的应变变大的应变集中部(28),
相对于该复合防振体(10、30、50、60、70、80、120、160、182、240),在载荷输入方向上与该复合防振体(10、30、50、60、70、80、120、160、182、240)排成一列地设置有金属弹簧(184、214)。
8.根据权利要求7所述的带金属弹簧的复合防振体(180、210),其中,所述金属弹簧(184、214)具备向防振对象构件(24、244)安装的安装部(198、222)。
9.根据权利要求7或8所述的带金属弹簧的复合防振体(180、210),其中,所述金属弹簧(184、214)为在弯曲部(192、216)折回而成的板簧。
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