CN111907450B - 一种用于车辆零部件的多重缓冲机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于车辆零部件的多重缓冲机构，包括第一基板、第二基板、径向支撑体、限位体以及弹性体，所述第一基板与所述第二基板相平行设置，且分别与外部的两个零件相固定；所述径向支撑体通过一轴向支撑体固定在所述第二基板上，且所述径向支撑体具有轴向位移的自由度，所述径向支撑体为旋转体；所述限位体固定在所述径向支撑体上，且所述限位体与所述第一基板之间具有间隙；这些所述弹性体均匀分布在所述径向支撑体的周向上。本发明将传统弹簧的连续性的弹性变化进行分割，能够形成多段的缓冲效果，进而补偿传统弹簧无法兼顾前期的低冲击的缓冲和后期高冲击力的缓冲的问题。

Description

一种用于车辆零部件的多重缓冲机构

技术领域

本发明涉及减震装置技术领域，具体涉及一种用于车辆零部件的多重缓冲机构。

背景技术

在车辆中，缓冲机构是必不可少上其中一部分，其能够实现被安装部件的缓冲，以保证其正常的工作；根据弹簧的特点，不同的弹簧具有不同的特性曲线，但对与传统的弹簧来说，其特性曲线基本都可看成大致的正比例关系，其在一段位移内的弹性变化是一个连续，因此传统弹簧的形变形式比较单一，并且还在一定的局限性；即：

若外部承载力较大时，弹簧需要具有一个较强的支撑能力，只能去截取弹簧特性曲线的后段，但此时该段的起始点则比较大，相当于需要受到一定力后才能进行缓冲，若开始时外部的受力低于该段的起始点，则无法形成弹簧的形变缓冲；

相反，若外部承载力较小时，弹簧则需要一开始受到较小力就能够产生形变，考虑到短位移内，只能去截取弹簧特性曲线的前段，但此时该段的终点则比较小，若开始时外部的受力高于该段的终点，则造成弹簧缓冲不足的情况；

因此综上可以看出，当需要较好的缓冲时，弹簧的支撑强度会相应的将低，当需要较强的支撑时，弹簧在小冲击下则起不到缓冲的效果，无法兼顾前期的低冲击的缓冲和后期高冲击力的缓冲。

发明内容

针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种用于车辆零部件的多重缓冲机构，其将传统弹簧的连续性的弹性变化进行分割，能够形成多段的缓冲效果，进而补偿传统弹簧无法兼顾前期的低冲击的缓冲和后期高冲击力的缓冲的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种用于车辆零部件的多重缓冲机构，包括：

一第一基板和一第二基板，所述第一基板与所述第二基板相平行设置，且分别与外部的两个零件相固定；

一径向支撑体，所述径向支撑体通过一轴向支撑体固定在所述第二基板上，且所述径向支撑体具有轴向位移的自由度，所述径向支撑体为旋转体，所述径向支撑体的外周壁上开设有一圈内凹的弧形槽；

一限位体，所述限位体固定在所述径向支撑体上，且所述限位体与所述第一基板之间具有间隙；

若干个沿周向均匀分布的弹性体，这些所述弹性体分布在所述径向支撑体的周向上，所述弹性体为弧形的板状结构，所述弹性体具有两个端部和一个凸部，所述凸部凸出的方向朝向所述径向支撑体，且两个所述端部分别固定在所述第一基板与所述第二基板上并形成两个固定端，所述凸部与所述径向支撑体之间具有间隙，形成浮动端；

其中，当所述第一基板与所述第二基板受力产生相对运动时，所述弹性体产生弯折形变，且至少具有第一位置、第二位置以及第三位置；

当所述弹性体处于第一位置时，所述弹性体的凸部朝向径向支撑体靠近，且所述凸部与所述径向支撑体之间具有间隙，且所述限位体与所述第一基板之间具有间隙；

当所述弹性体处于第二位置时，所述弹性体的凸部抵紧在所述径向支撑体上，形成支撑端，且所述限位体与所述第一基板之间具有间隙；

当所述弹性体处于第三位置时，所述弹性体的凸部抵紧在所述径向支撑体上，形成支撑端，且所述限位体与所述第一基板相接触，所述径向支撑体具有朝向所述第二基板位移的趋势，且所述支撑端具有远离所述径向支撑体位移的趋势。

优选地，当所述弹性体的凸部抵紧在所述弧形槽内时，所述支撑端的两侧具有间隙。

优选地，当所述弹性体处于第二位置和第三位置时，所述弹性体的凸部抵紧在所述弧形槽的中部。

优选地，所述轴向支撑体插接在所述径向支撑体内，并与径向支撑体之间设置有蝶形弹簧。

优选地，所述轴向支撑体上设置一限位环，所述径向支撑体设置有供所述限位环滑动的套筒，所述套筒的端部固定一个限位套，所述限位环通过所述蝶形弹簧抵紧在限位套上。

优选地，所述限位体与所述径向支撑体螺纹连接，且所述限位体上还螺纹装配有一锁紧螺母，所述锁紧螺母抵紧在所述径向支撑体上。

本发明的有益效果在于：

1、本发明利用弹性体具有的第一位置，使得两个基板产生相对位移时，能够利用弹性体的两个固定端形成对弹性体的弯折，进而产生弹性势能，形成缓冲，此为第一种缓冲；

2、本发明利用弹性体具有的第二位置，使得弹性体在中部的凸部形成支撑端，进而使得弹性在两个固定端和一个支撑端的作用下进行弯折，此时支撑端的设置使得弹性体的弯折的长度进行分割，使得此时是对更短的弹性体进行弯折，使得抗弯强度得到提高，能够适应较大冲击力的缓冲，此为第二种缓冲；

3、本发明通过径向支撑体具有的轴向上的自由度，并利用弹性体上的弧形槽，使得支撑端获得远离径向支撑体的位移，进而增强分割后的弹性体的形变量，使其支撑更强，能够适应更大冲击力的缓冲，此为第三种缓冲；同时支撑端的形成能够在单位距离内获得更大缓冲力，进而更能适应高频次的大冲击缓冲；此外，还可利用轴向支撑体具有的弹性，进一步提高第三种缓冲的效果，并可利用轴向支撑体形变的极限而使得该缓冲机构获得最终的极限；

4、本发明相当于在一次缓冲的位移过程中，将其分成三个周期的缓冲阶段，使得缓冲效果更佳，且每个缓冲阶段特性曲线都是在前一个阶段的基础上进行的，呈阶梯式的增强的形式，能够充分的适用低冲击力时、中冲击力时以及高冲击力时的缓冲。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种用于车辆零部件的多重缓冲机构的结构示意图(部分爆炸显示)；

图2为图1的主视图；

图3为图2的剖视图；

图4为弹性体接触径向支撑体的局部图；

图5为本发明形成的第一种缓冲；

图6为本发明形成的第二种缓冲；

图7为本发明形成的第三种缓冲；

图8为现有弹簧特性曲线与本发明的对比。

附图标记说明：

1-第一基板、2-第二基板、3-弹性体、4-径向支撑体、41-套筒、5-轴向支撑体、6-限位体。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

如图1和图2所示，本发明提供了一种用于车辆零部件的多重缓冲机构，该缓冲机构用于连接两个缓冲的零件，即通过该缓冲机构的两个基板实现连接，具体的为了方便描述，在此将两个基板分别命名为第一基板1和第二基板2；

结合图2和图3，该缓冲机构还包括一个径向支撑体4和一个限位体6，其中，径向支撑体4为旋转体，径向支撑体4通过一轴向支撑体5固定在第二基板2上，并且具有轴向位移的自由度，即径向支撑体4能够在自身轴向上位移；

限位体6固定在径向支撑体4上，且限位体6与第一基板1之间具有间隙，该间隙的设置使得第一基板1具有移动的空间；另外为了方便该间隙的调整，限位体6与径向支撑体4螺纹连接，且限位体6上还螺纹装配有一锁紧螺母，锁紧螺母抵紧在径向支撑体4上。

结合图2和图3，在径向支撑体4周向上分布有若干个弹性体3，这些弹性体3为弧形的板状结构，其对应的弧形为劣弧，弹性体3具有两个端部和一个凸部，凸部凸出的方向朝向径向支撑体4，且两个端部分别固定在第一基板1与第二基板2上并形成两个固定端(如图3在a、b所示)，凸部与径向支撑体4之间具有间隙，形成浮动端；

进一步的，如图5、图6和图7所示，当第一基板1与第二基板2受力产生相对运动时，弹性体3产生弯折形变，且至少具有第一位置、第二位置以及第三位置；

如图5所示，当弹性体3处于第一位置时，弹性体3的凸部朝向径向支撑体4靠近(图5在箭头W2所示)，且凸部与径向支撑体4之间具有间隙，凸部依旧为浮动端，且限位体6与第一基板1之间具有间隙；此时则利用弹性体3的两个固定端形成对弹性体3的弯折，进而产生弹性势能，形成缓冲，此为第一种缓冲；

如图6所示，当弹性体3处于第二位置时，弹性体3的凸部抵紧在径向支撑体4上，形成支撑端(图6在中c所示)，且限位体6与第一基板1之间具有间隙，该间隙依旧使得第一基板1还能够下移；此时则使得弹性体3在两个固定端和一个支撑端的作用下进行弯折，此时支撑端的设置使得弹性体3的弯折的长度进行分割，此时是对更短的弹性体3进行弯折，使得抗弯强度得到提高，能够适应较大冲击力的缓冲，此为第二种缓冲；

如图7所示，当弹性体3处于第三位置时，限位体6与第一基板1接触，由于径向支撑体4具有轴向的位移，径向支撑体4会被推动，产生箭头W4方向的位移，同时由于凸部与径向支撑体4是抵紧关系，形成的支撑端c在轴向上的自由度并未被限制，因此径向支撑体4的轴向位移也不会被限制；

因此，支撑端能够受到径向支撑体4位移的影响，为此，为了实现支撑端具有远离所述径向支撑体4位移的趋势，在径向支撑体4的外周壁上开设有一圈内凹的弧形槽，当弹性体3的凸部抵紧在弧形槽内时，支撑端的两侧具有间隙k(如图4所示)，该间隙的设置使得变形后的凸部能更好的抵紧在弧形槽内，变形后的凸部将会变的更尖锐，因此在实际的设计中，可事先根据凸部抵紧在径向支撑体上时对凸部进行测量，进而再确定弧形槽的半径；

具体的，由于弧形槽的存在，当径向支撑体4朝第二基板2移动时，弧形槽会挤压弹性体3往远离径向支撑体4的方向移动，即图7中，箭头W3所示，进而增强分割后的弹性体3的形变量，使其支撑更强，能够适应更大冲击力的缓冲，形成第三种缓冲；需要注意的是，径向支撑体4不能产生过大的位移，以免凸部脱离弧形槽；同时在第三种缓冲时，径向支撑体4与轴向支撑体5之间的弹性也能够作用在第一基板1上，进而与弹性体3的形变一起相互作用，进一步提高第三种缓冲的强度；

在第三种缓冲中，为了更好的使得弹性体3产生W3方向的运动趋势，在第二位置时，弹性体3的凸部抵紧在弧形槽的中部；同时在第三种缓冲中还需进行极限位置的限定，即设置一个缓冲的极限，限制第一基板1继续下移，具体的：

如图3所示，为实现径向支撑体4的位移和极限位置，轴向支撑体5插接在径向支撑体4内，在径向支撑体4内开一个供轴向支撑体5滑动的盲孔，在轴向支撑体5与径向支撑体4之间设置碟形弹簧，正好可利用径向支撑体4弹簧低位移的特点避免径向支撑体4产生过大位移；另外为了防止径向支撑体4脱离轴向支撑体5，轴向支撑体5上设置一限位环，径向支撑体4设置有供限位环滑动的套筒41，在套筒41的端部固定一个限位套，在碟形弹簧的作用下限位环抵紧在限位套上，并且限位环在套筒41内的移动距离大于碟形弹簧的压缩距离。

为了更清楚的进行描述，下面针对图5至图7，具体的：

如图5所示，此时的弹性体3处于第一位置，即第一基板1受到外部冲击力时，其将产生箭头W1方向的位移，进而对弹性体3产生下压，弯曲变形，弹性体3的凸部产生箭头W2方向的位移，且第一基板1还未接触到限位体6；在此状态下，弹性体3产生的弹性形变由其两个固定端a和b实现，相当于在a、b处对弹性体3进行弯曲，形成两个缓冲力F1，此时弹性体3相当于在较长长度下进行弯曲，因此其抗弯能力相对较弱，因此此时弹性体3形成的第一种缓冲，能够适应较低的冲击力的缓冲；

如图6所示(为了简化说明，只对其中一个弹性体3进行了分析)，此时的弹性体3处于第二位置，即第一基板1受到较大的冲击力时，其位移距离进一步增加，此时弹性体3继续形变，直至刚接触到径向支撑体4，即弹性体3的凸部接触到径向支撑体4的弧形槽，当第一基板1继续下移时，凸部抵紧在弧形槽内，与其形成支撑端c，在此处形成支撑力F2，此时的弹性体3则形成由两个固定端a、b和一个支撑端c作用的弹性形变，形成两个缓冲力F3；支撑端c使得弹性体3的弯折的长度进行分割，相当于后续的形变是对半个长度的弹性体3进行弯折，因此其抗弯能力相对于第一种缓冲得到提高，因此此时弹性体3形成的第二种缓冲，能够适应较强冲击力的缓冲；另外为保证第二种缓冲的持续，在凸部与径向支撑体4刚接触时，第一基板1与限位体6之间依旧具有间隙，以保证在此状态下第一基板1还能下移；

如图7所示(为了简化说明，只对其中一个弹性体3进行了分析)，当第一基板1受到更大的冲击力，其位移距离在图6的基础上进一步增加时，在第一基板1与限位体6刚刚接触后，第一基板1继续下移时，限位体6会推动径向支撑体4产生箭头W4方向的移动，此时弹性体3在弧形槽的作用下，在支撑端c处会产生箭头W3方向的位移，此方向的位移能够进一步促进弹性体3形变，进而获得更强的缓冲力F4，进而增强分割后的弹性体3的形变量，使其支撑更强，能够适应更大冲击力的缓冲，形成第三种缓冲，同时径向支撑体4与轴向支撑体5之间的蝶形弹簧也进一步增强第三种缓冲；另外同时支撑端c的形成能够在单位距离内获得更大缓冲力，相当于降低了缓冲一个冲击力的行程，进而更能适应高频次的大冲击缓冲；

综上可以看出，该缓冲机构在一次缓冲的位移过程中，将其分成三个周期的缓冲阶段，使得缓冲效果更佳，且每个缓冲阶段特性曲线都是在前一个阶段的基础上进行的，呈阶梯式的增强的形式，并且形成每个阶段的变化程度大于前一个阶段，使得前阶段更能使用地冲击力，后阶段更能使用高冲击力；

为此如图8所示，我们给出一个大致的对比图，其中竖直的虚线将一段位移分成三段，倾斜的虚线为现有弹簧的一个特性曲线，折线为本实施例的特性曲线，其中第一段折线与倾斜的虚线重合。

最后，由于在车辆上用到缓冲的地方较多，在上述实施例中并未指定该缓冲机构用于何处，但是为了具体说明，例如针对新能源汽车，可将其作为电池组的缓冲结构，两个其中一个基板与电池组安装架固定，另一个与电池组固定，也可设置在电池组之间进行缓冲；在例如也可将该缓冲结构用在摩托车的坐垫，起到缓冲作用，只有针对性的改变弹性体的弹力即可。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种用于车辆零部件的多重缓冲机构，其特征在于，包括：

一第一基板和一第二基板，所述第一基板与所述第二基板相平行设置，且分别与外部的两个零件相固定；

一径向支撑体，所述径向支撑体通过一轴向支撑体固定在所述第二基板上，且所述径向支撑体具有轴向位移的自由度，所述径向支撑体为旋转体，所述径向支撑体的外周壁上开设有一圈内凹的弧形槽；

一限位体，所述限位体固定在所述径向支撑体上，且所述限位体与所述第一基板之间具有间隙；

若干个沿周向均匀分布的弹性体，这些所述弹性体分布在所述径向支撑体的周向上，所述弹性体为弧形的板状结构，所述弹性体具有两个端部和一个凸部，所述凸部凸出的方向朝向所述径向支撑体，且两个所述端部分别固定在所述第一基板与所述第二基板上并形成两个固定端，所述凸部与所述径向支撑体之间具有间隙，形成浮动端；

其中，当所述第一基板与所述第二基板受力产生相对运动时，所述弹性体产生弯折形变，且至少具有第一位置、第二位置以及第三位置；

当所述弹性体处于第一位置时，所述弹性体的凸部朝向径向支撑体靠近，且所述凸部与所述径向支撑体之间具有间隙，且所述限位体与所述第一基板之间具有间隙；

当所述弹性体处于第二位置时，所述弹性体的凸部抵紧在所述径向支撑体上，形成支撑端，且所述限位体与所述第一基板之间具有间隙；

当所述弹性体处于第三位置时，所述弹性体的凸部抵紧在所述径向支撑体上，形成支撑端，且所述限位体与所述第一基板相接触，所述径向支撑体具有朝向所述第二基板位移的趋势，且所述支撑端具有远离所述径向支撑体位移的趋势。

2.如权利要求1所述的一种用于车辆零部件的多重缓冲机构，其特征在于，当所述弹性体的凸部抵紧在所述弧形槽内时，所述支撑端的两侧具有间隙。

3.如权利要求2所述的一种用于车辆零部件的多重缓冲机构，其特征在于，当所述弹性体处于第二位置和第三位置时，所述弹性体的凸部抵紧在所述弧形槽的中部。

4.如权利要求2或3所述的一种用于车辆零部件的多重缓冲机构，其特征在于，所述轴向支撑体插接在所述径向支撑体内，并与径向支撑体之间设置有蝶形弹簧。

5.如权利要求4所述的一种用于车辆零部件的多重缓冲机构，其特征在于，所述轴向支撑体上设置一限位环，所述径向支撑体设置有供所述限位环滑动的套筒，所述套筒的端部固定一个限位套，所述限位环通过所述蝶形弹簧抵紧在限位套上。

6.如权利要求4所述的一种用于车辆零部件的多重缓冲机构，其特征在于，所述限位体与所述径向支撑体螺纹连接，且所述限位体上还螺纹装配有一锁紧螺母，所述锁紧螺母抵紧在所述径向支撑体上。

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