CN110962911A - 车辆方向盘所具备的减振器结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种设置在车辆方向盘中并能够改善低频区域中的阻尼效果且在结构上能够抑制噪音的产生的减振器结构。其具备：板构件(4)，其面向方向盘且安装有气囊模块；绝缘体(11)，其安装与板构件上；连结体(12)，其一端固定设置于方向盘，插穿绝缘体的内侧，通过方向盘的振动而振动；弹性体(13)，其在绝缘体内侧包围连结体；环(14)，其设置在弹性体，向弹性体传递连结体的振动；止动件(15)，其在连结体的另一端，面向弹性体而设置；螺旋弹簧(16)，其将绝缘体的弹性体压接在止动件上。

Description

车辆方向盘所具备的减振器结构
技术领域
本发明涉及一种能够改善低频区域中的阻尼效果并且在结构上能够抑制产生噪音的,设置在车辆方向盘中的减振器结构。
背景技术
例如，专利文献1中已公开了一种利用成为质量减振器的气囊模块对方向盘的振动进行减振的车辆方向盘所具备的减振器结构。
专利文献1中的“方向盘的减振结构及方向盘用减振器橡胶”，以用简单的结构抑制方向盘的多个方向上的多个频率的振动为课题，并且在方向盘的减振结构中，将充气机经由减振器橡胶支撑于设置在车辆前侧的支撑构件上，从而使之作为动态减振器的质量减振器发挥功能。减振器橡胶具有：圆筒状的减振器主体，其设置在充气机的凸缘部和支撑构件之间，使得其自身的中心轴线在前后方向上延伸；加强筋，其具有中心轴线的方向上的一侧端面作为基端面，在将该基端面接触或靠近支撑构件的状态下，从减振器主体的外周面的周向的一部分向外突出。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2011-195048号公报。
发明内容
发明要解决的问题
迄今为止已知的减振器，在结构上存在诸如低频区域的振动衰减效果不充分，而且产生噪音或产生噪音的可能性较高等不足之处仍需要解决。
本发明是有鉴于上述现有课题而提出的方案，其目的在于提供一种能够改善低频区域中的阻尼效果且在结构上能够抑制产生噪音的车辆方向盘上所具备的减振器结构。
解决问题的技术手段
本发明所涉及的设置在车辆方向盘中的减振器结构，是一种利用成为质量减振器的气囊模块对方向盘的振动进行减振的减振器结构，其特征在于，具备：板构件，其面向所述方向盘带着间隔而设置，且安装有所述安全气囊模块；插穿孔，其形成于该板构件；中空筒状绝缘体，其插穿该插穿孔并安装在所述板构件上；连结体，其向所述绝缘体的内侧以其周围带有间隙方式插穿，并且由于该方向盘的振动而在至少沿着该方向盘的轮面的方向上产生振动；弹性体，其形成为中空圆筒体状，在所述绝缘体内侧包围所述连结体而设置；环，其一体地设置在该弹性体的内周上，与所述连结体的外周滑动接触，并将该连结体的振动运动传递给该弹性体；圆盘状止动件，其在所述连结体的另一端面向所述弹性体而设置；弹簧，其设置在所述绝缘体和所述方向盘之间，并弹性地施力使得该绝缘体的所述弹性体压接于所述止动件上。
优选具备：
间隙，其在所述弹性体的外周面和所述绝缘体的内周面之间对应于上述环而设定，因应所述连结体的振动允许该弹性体沿着轮面方向仅弹性变形规定量；
保持部，其避开该间隙而设置在所述绝缘体上并将所述弹性体保持在该绝缘体上；
多个切口部，其在所述板构件的所述插穿孔周围，从该插穿孔朝向外侧形成；
限制部，其以插入到该切口部内的方式设置在所述绝缘体外周，因应该绝缘体在所述插穿孔内在周向上被操作而旋转，该限制部能够在该切口部内移动直至被所述板构件限制移动；
卡合部，其与该限制部邻接而设置在所述绝缘体的外周，因应该限制部被限制移动，可卡脱自如地卡合于所述切口部上，并将该绝缘体固定在该板构件上。
优选为，所述板构件为喇叭板。最好所述弹簧是喇叭弹簧。
优选为，所述保持部是设于所述绝缘体上，与所述弹性体的内周侧形成的凹部相嵌合的凸部。
发明的效果
本发明所涉及的车辆方向盘所具备的减振器结构，能够提高低频域的振动衰减效果，且在结构上也能抑制噪音的产生。
附图说明
图1是本发明所涉及的车辆方向盘所具备的减振器结构所适用的方向盘的一例的整体立体示意图。
图2是本发明所涉及的车辆方向盘所具备的减振器结构优选实施方式的一例的侧视图。
图3是图2所示的实施方式的主要部分放大侧剖面图。
图4是图2所示的实施方式的弹性体和环结构的一部分断裂立体图。
图5是表示图2中所示的实施方式的绝缘体的立体图。
图6是用来说明将图2中所示的实施方式的绝缘体安装在板构件上的立体图。
图7是继图6，用来说明将绝缘体安装到的板构件上的立体图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明所涉及的车辆方向盘所具备的减振器结构的优选实施方式进行详细说明。图1和图2是示出本发明所涉及的车辆方向盘所具备的减振器结构所适用的方向盘1的示意图。
在图1中，示出了方向盘1整体的立体图，图2中示出了侧剖面图。另外，在包括图1的以下附图中，假设安装在车辆上的方向盘1的操舵位置为中立位置的情况，例示了各方向。例如，在Z轴中，未图示的转向柱即转向轴的车辆的前轮方向为下，方向盘1的方向为上。
另外，在与该Z轴正交的平面上，将模拟12小时钟表的12点的位置作为车辆前方侧，将9点方向即左方向到3点方向即右方向作为x轴，将6点方向即后方向到12点方向即前方向作为Y轴。除此之外，从驾驶员角度观察的一方作为表面侧，与之相反侧作为背面侧。
方向盘1被设置在车辆的驾驶席上，与通过未图示的转向柱内部的转向轴相连接，向转向齿轮等传递驾驶员的操作力。
在方向盘1的中央，安装有紧急时作为前置安全气囊发挥作用的气囊模块2。对该气囊模块2虽然省略了说明，但在通常情况下，也可以作为响起喇叭时驾驶员按压的喇叭开关起作用，图中由箭头B表示。
气囊模块2的驾驶员侧被作为设计面发挥作用的树脂制的喇叭盖3所覆盖。喇叭盖3的内部具备有盘状成形的板构件4。在喇叭盖3的内部折叠收纳有在紧急时展开膨胀的气囊缓冲垫5。在板构件4上安装有收纳在气囊缓冲垫5中而设置的充气器6。
当紧急时从车辆传感器发送信号时，从充气器6向气囊缓冲垫5供给充气器气体，气囊缓冲垫5将喇叭盖3开裂，向车室空间展开膨胀并约束驾驶员。
方向盘1的基础部分由金属制的带芯棒构件7构成。带芯棒构件7大致包括中央凸台区域8、驾驶员把持的圆形轮辋9、以及连接凸台区域8和轮辋9的轮辐10而构成。转向轴连接在凸台区域8。
在气囊模块2中，除了作为前气囊的功能以外还具备作为如上所述的喇叭开关的功能以及衰减方向盘的振动的质量减振器的功能。
参照图3～图7，对本实施方式所涉及的车辆方向盘所具备的减振器结构进行详细说明。对方向盘1的X轴、Y轴和Z轴方向的三维方向的振动进行减振的减振器结构，组装在气囊模块2和方向盘1之间，由成为质量减振器的气囊模块2对方向盘1的振动进行减振。
包括气囊缓冲垫5和充气器6的气囊模块2中的，安装有该充气器6的金属制的板构件4，面向方向盘1的凸台区域8带有间隔而设置。由此，气囊模块2被轮辋9包围而配置。
如图3所示，在板构件4上，贯穿Z轴方向形成有插穿孔21。沿着轮辋9的周向上彼此之间带着间隔而形成多个插穿孔21，例如两个或三个。
在各插穿孔21中，合成树脂制的中空筒状的绝缘体11沿着Z轴方向被插穿，由此，绝缘体11被安装在板构件4上。绝缘体11具有带有台阶的外形形状，以便当插穿至插穿孔21时卡止于板构件4的表面一侧，从板构件4，一端向方向盘1侧突出而另一端向气囊模块2侧突出。
在方向盘1的凸台区域8设置有金属制或合成树脂制的中空轴体状的连结体12。
连结体12将轴向朝向Z轴方向竖立设置，以便方向盘1侧一端固定设置在凸台区域8中，并且相反侧的另一端12a朝向板构件4即气囊模块2侧突出。
连结体12从气囊模块2侧朝向Z轴方向插入到凸台区域8，其一端固定于方向盘1。从后述的结构中可以理解，通过将连结体12固定在凸台区域8上，经由包括绝缘体11的板构件4，将气囊模块2和方向盘1连接起来。
设置在方向盘1上的连结体12通过该方向盘1的振动，朝着沿着作为X-Y轴方向的平面的方向盘的轮面的方向产生振动，图中由二点虚线V表示，并且在Z轴方向产生位移。
连结体12以在其周围带有空隙A的方式被插穿到绝缘体11内侧，从而连结体12被绝缘体11所包围。具体而言，连结体12在沿着轮面的方向上，从中空筒状的绝缘体11的内周面隔开距离A，贯穿板构件4并插穿。
在绝缘体11内侧收纳并设置有中空圆筒体状的弹性体13，该中空圆筒体状的弹性体13以包围连结体12的方式配置在绝缘体11的内周面与连结体12的外周面之间的环状空间。弹性体13由橡胶形成。弹性体13也是，其内周面相对于连结体12的外周面，在沿着轮面的方向隔开距离D而设置。
在面对连结体12的弹性体13的内周面上，设置有在连结体12的外周面进行滑动自如地接触的合成树脂制或金属制的环14。环14从弹性体13朝向连结体12突出设置。
环14向弹性体13传递沿着轮面的方向的连结体12的振动。环14滑动接触至连结体12，允许Z轴方向上的位移。环14通过内模成形等一体成型手法，与弹性体13一体形成。也可以通过嵌合等机械结构一体地设置。设置有环14的弹性体13在沿着轮面的方向上，根据连结体12的振动进行弹性变形，并且吸收振动，衰减振动。
在气囊模块2侧的连结体12的另一端12a上，与收纳在绝缘体11的弹性体13的端面13a相对，一体的设置有圆盘状的止动件15。由此，止动件15相对于弹性体13，从Z轴方向相对向地设置。
为了将弹性体13压接到止动件15上，在绝缘体11的方向盘1侧的弹簧座1la与凸台区域8之间设置有螺旋弹簧16。由于螺旋弹簧16从凸台区域8向气囊模块2侧对绝缘体11即板构件4弹性施力，所以绝缘体11的弹性体13朝向止动件15向Z轴方向按压。
由此，弹性体13和止动件15进行压接。通过该压接，当沿着轮面的方向的连结体12振动时，止动件15的移动被弹性体13缓冲吸收，从而振动得以衰减。此外，连结体12在Z轴向的微小的位移即振动被压接状态的弹性体13吸收，从而振动得以衰减。
当压缩螺旋弹簧16的力起作用时，经由绝缘体11，板构件4朝向方向盘1侧移位，因此将螺旋弹簧16设置为喇叭弹簧，将板构件4设置为喇叭板，在方向盘1侧设置喇叭接头，则可以通过按压气囊模块2来构成响动的喇叭机构。
在绝缘体11中，沿着Z轴方向，在方向盘1侧具备内径小的小径部11b，而在气囊模块2侧具备内径大的大径部11c。小径部11b的内径被设定为与弹性体13的外径大致相等。大径部11c的内径被设定为比弹性体13的外径大。弹性体13的环14配置在大径部11c内。弹性体13设置于自小径部11b至大径部11c的范围上。
在与连结体12滑接的环14的位置对应的，绝缘体11的大径部11c的内周面和弹性体13的外周面之间设定有根据连结体12的振动，弹性体13向沿着轮面方向弹性变形时，允许仅以规定量弹性变形的间隙C。间隙C由大径部11c的内周面与弹性体13的外周面之间的环状间隙形成。
弹性体13在沿着轮面方向上，在间隙C内弹性变形，与大径部11c的内周面抵接，从而通过绝缘体11限制超过弹性体13的弹性变形。
在避开绝缘体11的大径部11c的间隙C的位置处的小径部11b上，设置有用于将弹性体13保持在绝缘体11上的保持部17。保持部17，在小径部11b上被设为，与在弹性体13的内周侧沿着周方向适当设置的多个凹部17a相面对，由能够嵌合于凹部17a的可弹性变形的多个凸部17b构成。
弹性体13从大径部11c向小径部11b插入至绝缘体11中，弹性体13的凹部17a越过凸部17b被嵌合，并且被小径部11b包围，从而被绝缘体11所保持。
在弹性体13中，在通过螺旋弹簧16压接到止动件15的端面13a的外周侧上，面向止动件15形成有环状锥面13b。环状锥面13b沿着弹性体13的周方向，随着该弹性体13的从径向内侧朝向外侧逐渐形成与止动件15分离的楔状的间隙E。由此，当止动件15向Z轴方向以外的方向移动时，允许其移动。
如图6和图7所示，在板构件4中，在插穿孔21的周围以适当的间隔隔开，并从该插穿孔21向径方向外侧扩展，形成多个切口部18。在绝缘体11的外周设置有多个限制部19，该多个限制部19向外突出，嵌入至各切口部18内。
限制部19至少在绝缘体11的周方向即插穿孔21的周方向上形成为小于切口部18的大小，由此，限制部19，在切口部18内能够沿该周方向移动。
限制部19的构成为，因应绝缘体11在插穿孔21内沿板构件4的板面在周方向上被操作而旋转，而该限制部19在切口部18内移动并与板构件4相抵接，从而移动受到限制。
在绝缘体11的外周，形成有在周方向上从限制部19隔开间隔而相邻并且向外突出的卡合部20。
卡合部20构成为，当限制部19通过绝缘体11的旋转操作在切口部18中移动时，因应板构件4的背面滑动移动以及限制部19被移动限制，而嵌入至切口部18内卡合，并且其中一部分与板构件4的背面抵接，由此，将绝缘体11固定在板构件4上。
卡合部20构成为，通过Z轴方向上被按压等，从而从切口部18脱离，能够将绝缘体11从板构件4上拆卸。
接下来，对本实施方式所涉及的车辆方向盘所具备的减振器结构的作用进行说明。当将减振器结构组装至方向盘1中时，通过保持部17，将一体形成有环14的弹性体13收纳到绝缘体11中。
接着，绝缘体11插穿至安装有气囊模块2的板构件4的插穿孔21中，通过限制部19和卡合部20，固定到板构件4上。
其次，将连结体12从气囊模块2侧插入到绝缘体11，从方向盘1侧包围连结体12将螺旋弹簧16的一端抵接至绝缘体11的弹簧座11a。
然后，螺旋弹簧16的另一端抵接于凸台区域8，将连结体12插入方向盘1的凸台区域8连结固定，使得板构件4受到螺旋弹簧14的弹性支撑。
通过螺旋弹簧16的弹性施力，弹性体13被压接在止动件15上。由此，将减振器结构组装到方向盘1与气囊模块2之间的操作就此结束。
在方向盘1上，在X-Y-Z轴方向上产生三维振动。方向盘1的振动传递到连结体12，连结体12也进行三维振动。
当朝向沿着作为X-Y轴方向的平面的轮面的方向，对连结体12产生振动位移时，如图3所示，通过连结体12，经由环14弹性体13沿着轮面的方向被弹性变形。弹性体13的弹性变形量通过间隙C被限制，且可防止弹性体13的过度的弹性变形。
当弹性体13的弹性变形量大即连结体12的振动位移大，并且弹性体13封堵间隙C并且抵接于绝缘体11的内周面时，连结体12的振动经由板构件4传递到气囊模块2上，通过将气囊模块2用作质量减振器的阻尼作用，可以衰减即减弱方向盘1的振动。
另一方面，当弹性体13的弹性变形量发生在间隙C内时，通过弹性体13的弹性变形，连结体12的振动位移被缓冲吸收，能够衰减方向盘1的振动。
此时，由于连结体12相对于绝缘体11，间隔出大于间隙C的间隙A，并被插穿到绝缘体11的内侧，因此振动位移的连结体12不会与绝缘体11接触，能防止因这些冲突而产生的噪音。
将连结体12沿Z轴方向振动的方向盘1的振动，通过弹性体13对连结体12的止动件15的压接以及螺旋弹簧16的弹性衰减，可得到缓冲吸收以及衰减。另外，通过使弹性体13直接抵接于止动件15，能够直接调整弹性体13的硬度、形状、想要除去的振动频率。由此，能够消除硬质声音的噪音。
并且，在上述实施方式的减振器结构中，弹性体13为中空圆筒体状，具备与止动件15形成楔状间隙E的环状锥面13b，所以不会压住连结体12的动作，可以将方向盘1的低频区域的振动传递至板构件4。
因此，能够将气囊模块2作为质量减振器而适当地渐衰该低频区域的振动。方向盘1的相对高频区域的振动可通过因连结体12的振动而弹性变形的弹性体13得到缓冲吸收。
具备向弹性体13传递连结体12的振动位移的环14，并且将该环14与弹性体13一体设置，因此可以减少因设置了环14可设想到的噪音产生的可能性。
由于弹性体13被保持部17保持在绝缘体11中，所以能够降低在作为另一个独立部件的这些部件之间可设想到的产生噪音的可能性。
将绝缘体11安装在板构件4的结构为，因应限制部19在切口部18内的移动被限制，卡合部20卡合在切口部18即板构件4中，因此能够以简单的结构切实地将绝缘体11固定到板构件4上。
在以上的说明中，虽然对连结体12的一端固定设置在方向盘1的凸台区域8上，而连结体12的另一端插穿安装有绝缘体11的板构件4侧的结构进行了说明，但毫无疑问，也可以形成为将绝缘体11安装在凸台区域8上，连结体12的另一端固定设置在气囊模块2侧的板构件4上，连结体12的一端插穿安装有绝缘体11的凸台区域8的结构。
上述车辆方向盘所具备的减振器结构是本发明的优选例子，除此之外的实施方式也可以以各种方法实施或执行。特别是，只要在本说明书中没有记载限定的主旨，本发明不受附图中所示的详细部件的形状、大小及构成配置等限制。另外，本申请说明书中所使用的表达和术语以说明为目的，除非特别限定内容的记载，否则不限于此。
附图标记说明
1…方向盘 2…气囊模块
4…板构件 11…绝缘体
12…连结体 13…弹性体
13b…环状锥面 14…环
15…止动件 16…螺旋弹簧
17…保持部 17a…弹性体凹部
17b…绝缘体凸部 18…切口部
19…限制部 20…卡合部
21…插穿孔 C…间隙

Claims (5)

1.一种减振器结构，其设置在车辆方向盘中，并设为利用成为质量减振器的气囊模块对方向盘的振动进行减振，其特征在于，具备：
板构件，其面向所述方向盘带着间隔而设置，且安装有所述安全气囊模块；
插穿孔，其形成于该板构件；
中空筒状绝缘体，其插穿该插穿孔并连接在所述板构件上；
连结体，其向所述绝缘体的内侧以其周围带有间隙方式插穿，并且由于该方向盘的振动而在至少沿着该方向盘的轮面的方向上产生振动；
弹性体，其形成为中空圆筒体状，在所述绝缘体内侧包围所述连结体而设置；
环，其一体地设置在该弹性体的内周上，与所述连结体的外周滑动接触，并将该连结体的振动传递至该弹性体；
圆盘状止动件，其在所述连结体的另一端面向所述弹性体而设置；
弹簧，其设置在所述绝缘体和所述方向盘之间，并弹性地施力使得该绝缘体的所述弹性体压接于所述止动件上。
2.根据权利要求1所述的车辆方向盘所具备的减振器结构，其特征在于，具备：
间隙，其在所述弹性体的外周面和所述绝缘体的内周面之间对应于上述环而设定，因应所述连结体的振动允许该弹性体沿着轮面方向仅弹性变形规定量；
保持部，其避开该间隙而设置在所述绝缘体上并将所述弹性体保持在该绝缘体上；
多个切口部，其在所述板构件的所述插穿孔周围，从该插穿孔朝向外侧形成；
限制部，其以插入到该切口部内的方式设置在所述绝缘体外周，因应该绝缘体在所述插穿孔内在周向上被操作而旋转，该限制部能够在该切口部内移动直至被所述板构件限制移动；
卡合部，其与该限制部邻接而设置在所述绝缘体的外周，因应该限制部被限制移动，可卡脱自如地卡合于所述切口部上，将该绝缘体固定在该板构件上。
3.根据权利要求1或2所述的车辆方向盘所具备的减振器结构，其特征在于，
所述板构件为喇叭板。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆方向盘所具备的减振器结构，其特征在于，所述弹簧是喇叭弹簧。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的车辆方向盘所具备的减振器结构，其特征在于，所述保持部是设于所述绝缘体上，且与所述弹性体的内周侧形成的凹部相嵌合的凸部。
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