液体封入式底座.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201380046799.1

申请日:

2013.09.10

公开号:

CN104603497A

公开日:

2015.05.06

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):F16F 13/10申请日:20130910|||公开

IPC分类号:

F16F13/10

主分类号:

F16F13/10

申请人:

株式会社富国

发明人:

葛川光雄

地址:

日本埼玉县

优先权:

2012-198854 2012.09.10 JP

专利代理机构:

北京派特恩知识产权代理有限公司11270

代理人:

王艳波; 张颖玲

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内容摘要

提供一种液体封入式底座,该液体封入式底座允许柱销与容器之间的较大相对位移,即大行程,具有良好的缓冲性能,即使输入高频振动,也会抑制空化产生,从而不会降低衰减性,进而也能够吸收小振幅高频振动,持久性优良。液体封入式底座(1)是安装在第一部件与第二部件之间,用于防振输入至第一部件或者第二部件的振动的液体封入式底座,包括:杯形容器(10)、柱销(20)、盖部件(30)、隔膜(40)、高粘性液体(50)、空气、可动衰减板(70)、支承部件(80)。支承部件(80)配置在上述柱销(20)的下端部或者上述可动衰减板(70)与上述隔膜(40)之间,将施加在上述柱销(20)上的压缩方向负荷传递到上述隔膜(40)。

权利要求书

权利要求书
1.  一种液体封入式底座,为安装在第一部件与第二部件之间,用于防止输 入至第一部件或者第二部件的振动的液体封入式底座,其特征在于,包括:
杯形的容器,在顶部具有开口部,安装在所述第一部件上;
柱销,配置为位于所述容器的径向中央部,安装在所述第二部件上;
盖部件,以在与所述容器之间形成封闭室的方式固定在所述开口部,以至 少在所述容器的轴向上可移动的方式保持所述柱销;
隔膜,将所述封闭室分离为液室和在所述容器的底部形成的空气室;
高粘性的液体,封入所述液室内;
空气,封入所述空气室内;
可动衰减板,以具有间隙的方式配置在所述液室中,安装在所述柱销上, 所述间隙构成在与所述容器的内壁之间使所述液体可流通的流路;
支承部件,配置在所述柱销的下端部或者所述可动衰减板与所述隔膜之间, 用于将施加在所述柱销上的压缩方向负荷传递到所述隔膜。

2.  如权利要求1所述的液体封入式底座,其特征在于,
在至少所述第二部件的负荷静态地施加在柱销上的中立状态下,所述空气 室经由所述支承部件支承施加在柱销上的负荷。

3.  如权利要求1或2所述的液体封入式底座,其特征在于,
所述空气室的内压高于所述液室的内压。

4.  如权利要求1~3中任意一项所述的液体封入式底座,其特征在于,
所述支承部件与所述柱销一体形成。

5.  如权利要求1~3中任意一项所述的液体封入式底座,其特征在于,
所述支承部件由弹性部件构成。

6.  如权利要求1~5中任意一项所述的液体封入式底座,其特征在于,
所述支承部件在所述支承部件与所述隔膜的接触面设置有防止固定于所述 隔膜的固定防止单元。

7.  如权利要求1~6中任意一项所述的液体封入式底座,其特征在于,
所述盖部件由弹性部件构成,在中央部被所述柱销贯通并液密地固定所述 柱销,形成为圆盘状,能够跟随所述柱销的动作。

8.  如权利要求1~7中任意一项所述的液体封入式底座,其特征在于,
包括第一固定衰减板,所述第一固定衰减板固定在所述盖部件与所述可动 衰减板之间,并且将所述液室划分为第一液室和第二液室,在径向中央设置有 被所述柱销插通的贯通孔,在该贯通孔的内周面与插通的柱销的外周面之间具 有规定的间隙。

9.  如权利要求8所述的液体封入式底座,其特征在于,
所述第一固定衰减板具有旁路流通通路,所述旁路流通通路用于在所述第 一室与所述第二室之间使所述液体从旁路流通。

10.  如权利要求1~9中任意一项所述的液体封入式底座,其特征在于,
包括第二固定衰减板,所述第二固定衰减板固定在所述可动衰减板与所述 隔膜之间,在径向中央设置有所述支承部件插通的贯通孔,在该贯通孔的内周 面与插通的支承部件的外周面之间具有规定的间隙。

说明书

说明书液体封入式底座
技术领域
本发明涉及支承重物、吸收振动从而使振动衰减的液体封入式底座。
背景技术
例如,在液压挖掘机等工程机械中,为提高在驾驶室(操作台)搭乘的驾 驶员的搭乘感受,采用液体封入式底座。液体封入式底座配置在驾驶室与车身 框架之间,支承驾驶室,并且通过吸收振动使振动衰减,从而振动不会从车身 框架侧传递至驾驶室侧。
例如,在专利文献1~2中,公开了一种液体封入式底座,该液体封入式底 座在封入高粘性液体的容器内配置有可动衰减板,可动衰减板与上方的柱销连 接,可动衰减板的下方由弹簧部件支承。例如,柱销与驾驶室连接,容器与车 身框架连接。
在这些液体封入式底座中,驾驶室相对于车身框架的上下方向的振动主要 由弹簧的弹性变形吸收,弹簧吸收的振动利用与柱销连接的可动衰减板在高粘 性液体中移动时的液体流动阻力进行衰减。
此外,在专利文献3中公开了一种液体封入式底座,该液体封入式底座设 置有:安装部件,具有向上方突出的连结螺栓;支承筒部件;弹性支承体,连 结该支承筒部件的一端和安装部件;伞状部件,通过弹性隔膜部件封闭支承筒 体的另一端,通过分隔体将填充液体的液室划分为受压室和平衡室,并通过节 流孔连通两室,且从安装部件向受压室侧突出,进而,在弹性隔膜部件的背面 侧通过压紧部与具有向下突出并固定的连结螺栓的杯形部件连结,以封闭支承 筒部件的下端开口侧。例如,安装部件与发动机侧连结,杯形部件与车身侧连 结。
在该液体封入式底座中,发动机相对于车身框架的上下方向振动主要由弹 性支承体的弹性变形吸收,由弹性支承体吸收的振动由通过节流孔在受压室与 平衡室之间移动时的液体的流动阻力进行衰减。
此外,在专利文献4中公开了一种防振装置,上述防振装置设置有:内筒 金属零件,包括向上方突出的植入螺栓;外筒金属零件;弹性体,连结该外筒 金属零件的一端和内筒金属零件;盖材料,通过隔膜封闭外筒金属零件的另一 端,通过安装在内筒金属零件的下端的衰减板将填充高粘度液体的液室划分为 两室,并由在衰减板的外周端与弹性体凹部的内周之间形成的间隙连通,且在 隔膜的背面侧,向下突出并固定在外筒金属零件的下端,通过隔膜和盖部件构 成气体室,在气体室中封入气体。例如,内筒金属零件安装在座舱上,外筒金 属零件安装在车身上。
在该液体封入式底座中,主要由弹性体的弹性变形吸收座舱相对于车身上 下方向的振动,由与内筒金属零件连接的衰减板在高粘度的液体中移动时的液 体的流动阻力衰减由弹性体吸收的振动。
现有技术文献
专利文献1:日本特开平8-254241号公报
专利文献2:日本特开2003-322198号公报
专利文献3:日本特开平7-54912号公报
专利文献4:日本特开平9-280299号公报
在专利文献1~2记载的技术中,因为能够一边支承驾驶室,一边允许大行 程,使弹簧部件柔软,从而吸收、衰减振动,但若在输入的振动为振幅较大, 振动频率过高的振动,即大振幅高频振动(例如,数十Hz)的情况下,因为高 粘性的液体不能充分地跟随与柱销连接的可动衰减板的动作,所以存在产生空 化,衰减性降低的问题。此外,虽然在输入的振动为振幅较小但振动频率较高 的振动,即小振幅高频振动(例如,数十~数百Hz)的情况下,存在与柱销连 接的可动衰减板与底壁部所夹的高粘性液体几乎不能跟随可动衰减板的动作, 如非流体那样运动,不能吸收输入的振动,而是向壳体的底壁部或者柱销传递 振动的问题。换言之,在专利文献1~2记载的技术中,在可动衰减板的移动速 度较快,高粘性的液体不能充分地跟随可动衰减板的动作的情况下,产生空化, 从而衰减性降低,在高粘性的液体几乎不能跟随可动衰减板的动作的情况下, 因为高粘性的液体不能流动,所以容易产生振动吸收性降低的问题。
此外,在专利文献3记载的技术中,由弹性支承体支承发动机施加在安装 部件上的负荷,因为由弹性隔膜部件与杯形部件构成的空间通过设置在底部的 孔向大气开放,所以不支承施加在安装部件上的负荷。由此,弹性支承体需要 支承发动机的负荷,因而具有相当高的刚性(高弹性常量)。因此,存在不能允 许柱销的大行程,不能得到足够的振动吸收性的问题。
此外,在专利文献4记载的技术中,由在内筒金属零件的轴向上较长弹性 体的剪切方向弹簧支承座舱施加在内筒金属零件上的负荷,由此,因为弹性体 需要支承座舱的负荷,所以具有相当高的刚性(高弹性常量)。因此,存在不能 允许柱销的大行程,不能得到足够的振动吸收性的问题。此外,设置在衰减板 下方的空气室在向液室过度施加内压的情况下,该空气室吸收液室的内压,缓 和液室内压的上升,从而防止弹性体、外筒金属零件以及盖部件的破损。
发明内容
鉴于以上情况,本发明的目的在于提供一种液体封入式底座,所述液体封 入式底座允许柱销与容器之间的较大相对位移,即大行程,具有良好的振动吸 收性,即使输入高频振动,也会抑制空化产生,从而不会降低衰减性,进而, 也能够吸收小振幅高频振动,持久性优良。
为实现上述目的,本发明的一个方式的液体封入式底座是安装在第一部件 与第二部件之间,用于防止输入至第一部件或者第二部件的振动的液体封入式 底座,包括:杯形的容器、柱销、盖部件、隔膜、高粘性的液体、空气、可动 衰减板、支承部件。在此,第一部件例如为车身框架,第二部件例如为驾驶室 (操作台)。
杯形的容器,在顶部具有开口部,安装在所述第一部件上。
柱销,配置为位于所述容器的径向中央部,安装在所述第二部件上。
盖部件,以在与所述容器之间形成封闭室的方式固定在所述容器的开口部, 至少在所述容器的轴向上可移动地保持柱销。
隔膜,将所述封闭室分离为液室和在所述容器的底部形成的空气室。
高粘性的液体封入所述液室内,空气封入所述空气室内。
可动衰减板以具有间隙的方式配置在所述液室中,安装在所述柱销上,所 述间隙构成所述液体在与所述容器的内壁之间可流通的流路(第一流路)。
支承部件配置在所述柱销的下端部或者所述可动衰减板与所述隔膜之间, 是用于将施加在所述柱销上的压缩方向负荷传递到所述隔膜的部件。在本发明 中,压缩方向负荷是指例如缩短配置在杯形容器顶部的开口部的柱销与杯形容 器底部的距离的方向的负荷,在施加至柱销的情况下,是指从柱销朝向杯形容 器底部的负荷。
发明效果
根据本发明的液体封入式底座,通过具有上述结构的支承部件,将施加在 柱销上的负荷传递至配置在可动衰减板下方的空气室,能够通过所述空气室的 空气弹簧支承施加在柱销上的负荷。由此,允许柱销与容器之间的较大相对位 移,即大行程,并且抑制空化产生,防止衰减性降低,进而,也能够吸收小振 幅高频振动。进而,抑制需求以上的空气室膨胀,以能够对液室施加适度压力 的方式进行控制,因而不会破坏盖部件,持久性优良。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的液体封入式底座结构的剖视图。
图2是表示图1所示的液体封入式底座结构的俯视图。
图3是从下方观察图1所示的固定衰减板的立体图。
图4是从上方观察图1所示的支承部件的立体图。
图5是从下方观察图1所示的支承部件的立体图。
图6是表示为确认本发明效果而进行的实验的结果图。
图7是相对于图6表示结果的实验,作为比较例而进行的实验的结果图。
图8是表示本发明的其它实施方式的液体封入式底座结构的剖视图。
符号说明
1、2:液体封入式底座
10:杯形容器
12:开口部
20:柱销
30:作为盖部件的挠性密封盖
31:薄膜部
40:隔膜
50:高粘性液体
60:固定衰减板(第一固定衰减板)
66:旁路流通通路
70:可动衰减板
80:支承部件
91:封闭室
92:液室
93:空气室
94:第一室
95:第二室
100:导向部件(第二固定衰减板)
111:第一流路
112:第二流路
113:第三流路
114:第四流路
121:盖部件
具体实施方式
本发明的一个方式中的液体封入式底座是安装在第一部件与第二部件之 间,用于防止输入至第一部件或者第二部件的振动的液体封入式底座,具有: 杯形的容器、柱销、盖部件、隔膜、高粘性的液体、空气、可动衰减板、支承 部件。
杯形的容器,在顶部具有开口部,安装在上述第一部件上。
柱销,配置为位于上述容器的径向中央部,安装在上述第二部件上。柱销 例如由金属构成。
盖部件,以与上述容器之间形成封闭室的方式固定在上述容器的开口部, 至少在上述容器的轴向上可移动地保持柱销。优选为盖部件是例如由橡胶材料 构成的薄膜,与柱销通过硫化粘合而液密地固定,以在上下、左右方向上自由 摆动的方式保持柱销。作为其它方式,优选为盖部件是例如由橡胶材料构成的 较厚的膜,以经由配置在其外周侧的套筒一边液密化一边在上下方向上变成可 移动的方式保持柱销。即,优选为盖部件在固定范围内不约束柱销至少在上下 方向上的移动。
隔膜将上述封闭室分离成液室和在上述容器的底部形成的空气室。上述隔 膜是例如由橡胶材料构成的薄膜。
高粘性的液体封入上述液室,空气封入上述空气室。虽然优选为在加压状 态下封入空气室的空气,但也可以是构成为由外部以加压手段注入加压空气。
可动衰减板以具有成为上述液体能够在与上述容器的内壁之间流通的流路 (第一流路)的间隙的方式配置在上述液室中,安装在上述柱销上。
支承部件配置在上述柱销的下端部或上述可动衰减板与上述隔膜之间,是 用于将施加在上述柱销上的压缩方向负荷传递到上述隔膜的部件。
在本发明的一个方式的液体封入式底座中,在从第二部件向柱销施加压缩 方向负荷时,经由支承部件从柱销向隔膜,即空气室传递压缩方向负荷产生的 力。假设在不存在支承部件的情况下,下压与柱销连接的盖部件,向液室以及 空气室施加负荷,变成通过其反作用力支承施加在柱销上的压缩方向负荷。换 言之,因为液室的液体几乎未压缩变形,所以变成经由液体压缩空气室,通过 空气室的空气弹簧支承施加在柱销上的压缩方向负荷。在这种情况下,因为液 室与空气室变成相等的高压,盖部件变得需要耐受该压力程度的刚性,具有此 刚性的盖部件所粘合的柱销在上下方向上不能允许大行程,因而难以得到足够 的振动吸收性。
与此相对,在存在支承部件的情况下,从柱销向隔膜传递压缩方向负荷产 生的力,隔膜向空气室侧凹陷,支承施加在柱销上的压缩方向负荷。换言之, 液室的液体没有必要支承施加在柱销上的负荷,用于支承负荷的液压没有上升, 粘合有柔软的盖部件的柱销能够允许在上下方向上的较大行程,因而能够得到 足够的振动吸收性。
此时,通过控制容纳在液室中的液体量,能够对液体施加适度的压力。因 此,在本方式的液体封入式底座中,通过向液体施加适度的压力,即使在大行 程下,在液体中也难以产生空化,从而能够维持高衰减性能。
此外,如上述说明那样,在不存在支承部件的情况下,若向液体施加过度 的压力,由该压力产生使盖部件向外部膨胀的应力,盖部件容易破损。与此相 对,在存在支承部件的情况下,能够任意地调整液体的压力,因而能够不施加 超过盖部件所允许的向外部膨胀的应力。特别是,在采用没有必要支承被缓冲 体的负荷,且不约束柱销的运动程度的柔软盖部件的情况下,能够允许大行程, 因而能够成为振动吸收性优良,并且持久性高的液体封入式底座。
此外,如上述所说明的那样,在不存在支承部件以及空气室的空气弹簧的 情况下,在将高粘性的液体不能跟随程度的高频小振幅振动施加在柱销上时, 高粘性的液体变得如非流体那样运动,所以对可动衰减板的上下运动产生反作 用力,导致将振动传递至容器侧。与此相对,在存在支承部件以及空气室的空 气弹簧的情况下,因为支承部件以及隔膜随着可动衰减板的上下运动而上下运 动,所以夹在可动衰减板的下表面与隔膜的上表面之间的液体能够直接随着可 动衰减板上下运动。因此,高粘性的液体不会阻碍可动衰减板的上下运动,从 而能够通过空气弹簧吸收振动。因此,通过本方式,能够提供一种盖部件难以 破损,持久性高的液体封入式底座。进而,因为能够以薄膜构成盖部件,所以 能够吸收上下方向以及水平方向的振动,振动衰减也优良。
在此,在上述的专利文献4的底座中,主要由弹性体支承施加在内筒金属 零件上的负荷,但因为封入液室的液体和封入空气室的气体也支承上述负荷的 一部分,所以原则上,液室与空气室的压力变成相等。因此,若对内筒金属零 件施加大负荷,则与此相应地,空气室以及液室的压力变高,盖部件的刚性也 不得不变高。与此相对,在本方式的液体封入式底座中,不是以液室的压力支 承柱销,能够根据需要自由地设定液室的内压,相对于液室的容积,由封入何 种程度高粘性的液体,以何种程度使空气室膨胀来决定液室的压力。此外,在 液室内一并封入液体和空气,通过调整该空气的压力也能够控制液压。因此, 与被缓冲体的负荷无关,能够控制液室的内压。例如,作为一个方式,通过以 加压状态封入高粘性的液体,能够抑制空化的产生,进一步提高使振动衰减的 基本性能。
在本发明的一个方式的液体封入式底座中,在将至少上述第二部件的负荷 静态地施加在柱销上的中立状态下,优选为上述空气室经由上述支承部件支承 施加在柱销上的负荷。由此,在第一部件与第二部件之间仅由例如薄橡胶构成 振动传递部件,因而变得难以传递水平方向的微小振动。
在此,优选为上述空气室的内压比上述液室的内压更高。进而,优选为支 承部件与上述柱销一体形成。
在本发明的一个方式的液体封入式底座中,优选为由橡胶材料等弹性部件 构成上述支承部件。通过由弹性部件构成支承部件,通过支承部件的弹性变形 能够进一步提高衰减性。此外,作为一个方式,作为使支承部件具有圆柱体等 的体积的方式,在容器的内壁等与支承部件之间形成的液体流路的流动阻力的 控制变得容易。
在此,由主液流路(上述第一流路、后述第二流路以及连接第一流路与第 二流路的流路)所引起的衰减成为可动衰减板所排出的液体的容积和主衰减流 路中流动的液体量即主液流路的间隙控制流动阻力的参数之一。容器的大小由 该底座的负载重量或左右的行程决定,因而不能自由地设定衰减板的大小。在 本方式中,能够通过主液流路的间隙调整衰减,进而也能够通过支承部件的大 小调整衰减。例如,在面积大的可动衰减板中,即使是微小位移下,流动的液 体的量也变得较多,因而流动阻力较大,但通过将配置在可动衰减板的下表面 的支承部件定为较大,能够减少在微小位移下的液体流动量,从而能够减小流 动阻力。换言之,能够通过支承部件的大小调整衰减性。
在本发明的一个方式的液体封入式底座中,优选为上述支承部件在上述支 承部件与上述隔膜的接触面设置有防止固定于上述隔膜的固定防止单元。例如, 优选为上述支承部件通过例如嵌合等与上述柱销安装成一体,上述支承部件与 上述隔膜的接触面上设置有用于防止与上述隔膜紧贴的槽。由此,因为支承部 件未与隔膜紧贴,所以柱销在水平方向的移动更为圆滑。因此,成为在微小位 移中振动吸收性更为优良的部件。此外,因为支承部件未与隔膜紧贴,防止隔 膜的上下以外的移动,从而防止产生破坏,提高持久性。
在本发明的一个方式的液体封入式底座中,优选为上述盖部件由弹性部件 构成,在中央部被上述柱销贯通并液密地固定上述柱销,形成为圆盘状,能够 跟随上述柱销的动作。
在本发明的一个方式的液体封入式底座中,优选为具有第一固定衰减板, 上述第一固定衰减板固定在上述盖部件与上述可动衰减板之间,并且,将上述 液室划分为第一液室和第二液室,在径向中央设置有上述柱销插通的贯通孔, 在该贯通孔的内周面与插通的柱销的外周面之间具有成为第二流路的规定间 隙。在这种情况下,优选为上述第一固定衰减板具有用于在上述第一室与上述 第二室之间将上述液体从旁路流通的旁路流通通路。通过设置旁路流通通路, 易于控制在第一室与第二室之间的液体流动。在此,通过将旁路流通通路设置 在可动衰减板的正上方,能够进一步提高在第一室与第二室之间的液体流动性。 在该情况下,通过为使旁路流通通路的第二室侧的流动口在与可动衰减板抵接 时不会被堵塞而设置槽,能够进一步提高流动性。另一方面,在规定的条件下, 通过将旁路流通通路设在不是可动衰减板的正上方的位置,即与可动衰减板相 比与外周侧对应的位置,能够进一步提高在第一室与第二室之间的液体流动性。 简而言之,通过设置旁路流通通路,能够更加自主地控制液体的流通。此外, 优选为上述第一固定衰减板具有:例如,圆筒部,沿柱销的轴向;芯材,在内 周端固定该圆筒部,由安装在上述容器上的金属制的安装板构成;橡胶部,朝 向柱销的外周面地设置在上述圆筒部的内周面上。
在本发明的一个方式的液体封入式底座中,优选为具有第二固定衰减板, 上述第二固定衰减板固定在上述可动衰减板与上述隔膜之间,在径向中央设置 有上述支承部件插通的贯通孔,在该贯通孔的内周面与插通的支承部件的外周 面之间具有规定的间隙。在这种情况下,优选为第二固定衰减板包括:圆筒部, 具有在与上述支承部件的外周之间成为上述液体的第三流路的上述规定的间 隙;导向部件,设置在上述圆筒部的外周上,与安装在上述容器上的凸缘部一 体化。由此,通过在导向部件与支承部件之间形成的第三流路,提高衰减振动 的功能,并且,通过第一固定衰减板和导向部件在柱销以及支承部件的两点限 制水平方向位移,具有在柱销的水平方向位移之外,即使在转动发生位移时也 限制柱销以及支承部件翻倒的功能。
在下文中,参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是表示本发明的一个实施方式的液体封入式底座结构的剖视图。图2 是表示该液体封入式底座结构的俯视图。在图2中对A-A剖面向箭头方向观察 的状态是图1的剖视图。
如这些图所示,液体封入式底座1具有:杯形的容器10、柱销20、作为盖 部件的挠性密封盖30、隔膜40、高粘性的液体50、作为第一固定衰减板的固 定衰减板60、可动衰减板70、支承部件80。
杯形的容器10例如由金属构成,在底部具有有底部11,在顶部具有开口 部12。该容器10以在后述成为空气室的部位的直径变窄的阶梯结构的方式设 置有凸缘面13。容器10具有在开口部12的外周上设置安装用透孔14a的凸缘 部14。底部11设有气体注入孔15,气体注入孔15由例如盖16封闭。
柱销20配置为位于容器10的径向(图中X方向)中央部(容器10的轴 线)上。柱销20例如由金属构成,与容器10的开口部12侧相比向外部突出, 在其上端设置有安装用螺纹孔22,在安装用螺纹孔中与作为第二部件的例如驾 驶室(省略图示)连接。柱销20在其下端通过压紧固定于可动衰减板70并嵌 入安装有支承部件80来进行安装。
作为盖部件的挠性密封盖30以在与容器10的内壁之间形成封闭室91的方 式固定在开口部12。挠性密封盖30由薄膜部31以及安装部32构成。作为一 个例子,薄膜部31是将橡胶材料成形为面包圈形状,其中心孔与柱销20的上 部以液密方式进行硫化粘合。安装部32包括:中央圆筒部33;凸缘部34,从 该圆筒部33下端向周向延伸配置,固定在容器10的端部;圆盘面35,从圆筒 部33上端向周向延伸配置。圆筒部33与薄膜部31的外周侧以液密的方式进行 硫化粘合。
例如,圆筒部33与圆盘部35埋入薄膜部31内,凸缘部34从薄膜部31 的下面向外周面与薄膜部31相比露出。在凸缘部34上设置有安装用透孔32a。 薄膜部31在柱销20或者容器10承受来自未图示的被缓冲体(例如车辆主体或 驾驶室)在上下方向的负载的情况下,通过固定在柱销20上的中心部或者安装 部32,固定在容器10上的周缘部向上下方向弯曲。即,薄膜部31具有将容器 10与柱销20以液密的方式进行密封的功能。
隔膜40是用于将封闭室91分离为液室92和在容器的底部形成的空气室 93的部件。隔膜40例如是由橡胶材料构成的薄膜。隔膜40与圆筒形状的支承 部件80的外周几乎相等,具有:成为承受支承部件80的面的平坦部41;在平 坦部41的外周侧向空气室93侧稍稍凹陷的凹部42;在凹部42的外周侧固定 在容器10的凸缘面13上的凸缘部43。在平坦部41中,金属或树脂等的圆盘 状的抵接板41a从该橡胶的上面露出。凸缘部43配置在凸缘面13上,通过在 其上将导向部件100嵌入容器10内,隔膜40固定在容器10中,以气密且液密 的方式分离成液室92和空气室93。
在此,抵接板41a例如以不锈钢制作,在以露出状态粘合在隔膜40上的情 况下,因为橡胶制的支承部件80与不锈钢制的抵接板41a接触,所以与橡胶和 橡胶接触相比变得更滑。在本方式的液体封入式底座1中,因为作为盖部件的 挠性密封盖30柔软,所以左右方向的约束进一步变小。因此,左右方向微小振 动的吸收更加优良。但是,在高粘性液是使用硅油的情况下,由于润滑性极高, 也可以是不露出圆盘状的抵接板41a,而是内置在平坦部41内,或者抵接板41a 本身也可以不存在。换言之,此时,即使橡胶制的支承部件80与橡胶制隔膜接 触,若是通常使用的橡胶部件则变成相当地滑,也有不会成为问题的情况。反 过来说,根据橡胶材料的不同,也存在固定的可能性,在功能上优选为将抵接 板41a定为露出状态。另一方面,如后述的图8所示的其它实施方式那样,在 内置抵接板41a的情况下,因为变成整面硫化粘合,作为抵接板41a也能够使 用易于生锈的钢板,具有万一剥离的可能性较小的优点。
在液室92中,例如与高粘性的液体50一并封入有空气51。通过在液室92 内没有以液体50填满,而是残留有空气,或者积极地注入空气,易于吸收液体 50的注入量误差或由各部件的尺寸误差导致的容积偏差。此外,通过将空气51 加压至规定压力并与高粘性的液体50一并封入液室92,能够使高粘性的液体 50处于加压状态,抑制空化的产生,从而能够进一步提高使振动衰减的基本衰 减性能。再有,虽然期望以规定压力封入上述空气51,但也可以是构成为设置 连通外部与液室92的注入口,由外部通过加压手段能够注入加压空气。
再有,作为在本实施方式中的高粘性的液体50,虽然使用了在25℃时的运 动粘度为50000mm2/sec(cSt)的硅油,但也能够根据使用条件适当地使用在 25℃时的运动粘度为10000~100000mm2/sec(cSt)左右的硅油。
作为第一固定衰减板的固定衰减板60将液室92在容器10的轴向(图中Y 方向)上分离成第一室94和第二室95。固定衰减板60是设置有透孔61的面 包圈状,上述透孔61在与柱销20之间具有在容器10的径向中央部由柱销20 贯通并且成为能够在第一室94与第二室95之间流动高粘性的液体50的第二流 路112的间隙。固定衰减板60包括:橡胶等的弹性体部62、透孔61的周围向 下方延伸突出的圆筒部63以及凸缘部64构成的例如金属制的安装部65。以连 续地覆盖圆筒部63的内周面以及外周面和下端的方式将弹性体部62硫化粘合 并与固定衰减板60一体成形。在凸缘部64的前端设置有安装用透孔64a。
固定衰减板60的透孔61不仅具有作为振动衰减用的流路的功能,还具有 作为对于柱销20的水平方向(图中X方向)的移动的制动器的功能。再有, 在对盖部件赋予在水平方向上的刚性的情况下,透孔61也可以不具有制动器的 功能。
在组装该液体封入式底座1时,在容器10的凸缘部14上放置固定衰减板 60的凸缘部64与挠性密封盖30的凸缘部34。在此时,以使设置在各凸缘部上 的安装用透孔14a、64a、32a一致的方式进行定位。从该状态开始,以包入固 定衰减板60的凸缘部64和挠性密封盖30的凸缘部34的方式用设置在容器10 的凸缘部14上的压紧片14b压紧固定容器10的凸缘部14。由此,容器10、固 定衰减板60和挠性密封盖30一体化。在装配在作为第二部件的车辆上时,使 用这些安装用透孔14a、64a、32a以螺栓等(省略图示)固定。
如图3所示,在固定衰减板60上设置有旁路流通通路66,上述旁路流通 通路66用于在第一室94与第二室95之间使高粘性的液体50从旁路流通。例 如,优选为以同心圆状以等间隔设置有多个旁路流通通路66。这样,通过在第 二流路112之外还设置旁路流通通路66,易于控制在第一室94与第二室95之 间的高粘性的液体50的流动。即,在第二流路112中的高粘性的液体50的流 动取决于柱销20的直径、固定衰减板60的内周部的厚度以及固定衰减板60 的透孔61的直径。这些柱销20的直径、固定衰减板60的内周部的厚度以及固 定衰减板60的透孔61的直径大多因被缓冲体侧受到设计上的制约,限制了高 粘性的液体50的流动控制。因为旁路流通通路66不会因被缓冲体侧受到设计 上的制约,所以易于控制在第一室94与第二室95之间的高粘性的液体50的流 动。
通过将旁路流通通路66设置在可动衰减板70的正上方,能够进一步提高 在第一室94与第二室95之间的高粘性的液体50的流动性。这是因为通过将旁 路流通通路66设置在可动衰减板70的正上方,液体50通过可动衰减板70的 上下运动直接流通至旁路流通通路66。
为使旁路流通通路66的第二室95侧的流动口67在抵接可动衰减板70时 不被堵塞,通过在固定衰减板60的下面设置阶梯部68,能够防止可动衰减板 70吸附在旁路通路66的下端处。
另一方面,也能够配置为旁路通路66的第二室95侧的流动口67接近第一 流路111。在这种情况下,即使可动衰减板70上升并与固定衰减板60的下面 抵接也不会遮挡旁路通路66,所以从第二流路112推上的高粘性液体50能够 通过旁路通路66顺畅地流动至第一流路111。
可动衰减板70以具有在与容器10的内壁之间能够流通高粘性液体50的成 为第一流路111的间隙的方式配置在第二室95内。可动衰减板70例如为金属 制,构成为圆盘部71和与圆盘部71的外周相比朝向下方的圆筒部72一体化。 可动衰减板70压紧固定在柱销20的下端。
支承部件80配置在柱销20与隔膜40之间,是在向柱销20施加负荷时, 用于将上述负荷从柱销20传递到隔膜40的部件。支承部件80是弹性部件,例 如由橡胶材料构成。通过由橡胶部件等弹性部件构成支承部件80,支承部件80 本身变得能够变形,通过该变形产生内部摩擦,能够进一步提高衰减性。当然, 作为支承部件80,也可以不用这样的弹性部件,而是使用树脂等硬质材料。再 有,因为施加在柱销20上的被缓冲体的负荷经由支承部件80由被隔膜40分离 的空气室93的空气弹簧支承,所以支承部件80的下表面与隔膜40之间不会分 开。
如图4所示,支承部件80构成为圆柱形状的主体部81以及从主体部81 的上部中心部突出并与柱销20连接的突起部82一体化。在主体部81以包围突 起部82的基部的方式设置有凹部83。
通过将突起部82插入设置在柱销20的下端的孔21中,支承部件80与柱 销20安装为一体。
如图5所示,支承部件80在与隔膜40的接触面即主体部81的下表面上设 置有槽84,上述槽84用于防止与隔膜40紧贴。槽84例如从中心部以放射状 设置有多根。
然后,被缓冲体在上下方向上振动时,柱销20在轴向上上下运动,通过支 承部件80弹性地支承,同时由与柱销20一体的可动衰减板70在液体50中移 动时的阻力而作用衰减力。
另一方面,被缓冲体在水平方向上振动时,经由薄橡胶部件构成的薄膜部 31连结螺栓20与容器10之间,在这些部件之间不传递振动。
这样构成的支承部件80不与隔膜40紧贴地在水平方向上易于滑动,因而 柱销20在水平方向上的移动变得更加平滑。因此,在柱销20的微小位移中, 振动吸收性变得更加优良。此外,支承部件80未固定在隔膜40上,因而不会 由支承部件80的位移导致在水平方向上拉伸隔膜40,所以提高了持久性。
作为第二固定衰减板的导向部件100是例如由金属构成的圆环状的部件。 导向部件100构成为与圆筒部101和凸缘部102一体化,上述圆筒部101与支 承部件80的外周具有规定的间隙并相对,上述凸缘部102嵌入容器1内并与容 器10的内壁以及容器10的凸缘面13抵接,剖面为L字形。在圆筒部101的 内周与支承部件80的外周之间的间隙作为高粘性的液体50的第三流路113发 挥功能。在凸缘部102的上表面与可动衰减板70的下表面之间的间隙作为高粘 性的流体50的第四流路114发挥功能。此外,如已说明那样,导向部件100还 兼有将隔膜40固定在容器10上的功能。
因为本方式的液体封入式底座1即使柱销20发生位移也不会对高粘性的液 体50施加过度的压力,所以几乎未对挠性的密封盖30的薄膜部31施加向外部 膨胀的应力。即,在本方式的液体封入式底座1中,不需要考虑容器10内的过 度的内压上升,因而变成能够在挠性的密封盖30上设置厚度较薄的薄膜部31。 因此,本方式的液体封入式底座1成为不降低容器10内的封闭性,即使在上下 以及左右方向上也柔软地不阻碍柱销20的大行程的动作,持久性也优良的部 件。
本方式的液体封入式底座1因为向封入液室92的高粘性的液体50加压, 所以施加有适度的压力,即使由柱销20的大行程的位移产生可动衰减板70的 较快动作,也难以在液体中产生空化,从而能够维持较高的衰减性能。
本方式的液体封入式底座1,例如在与作为第二部件的驾驶室连接的柱销 20与作为第一部件的车身框架连接的容器10之间,在柱销20相对于水平方向 (图中X方向)处于中立状态时,至少仅夹有挠性密封盖30的薄膜部31、隔 膜40。换言之,在柱销20与容器10之间,在柱销20对于水平方向(图中X 方向)处于中立状态时,由于仅由薄橡胶构成振动传递部件,水平方向的微小 振动变得难以传递。
在本方式的液体封入式底座1中,在将支承部件80定为具有圆柱体等的体 积的方式之外,还通过设置有导向部件100,能够使用在导向部件100与支承 部件之间形成的液体的第三流路113以及在导向部件100与可动衰减板70之间 形成的第四流路114来控制流动阻力。换言之,通过适当地设定支承部件80的 外径或导向部件100的内径或位置能够得到所希望的流动阻力,增加设计的自 由度。
在本方式的液体封入式底座1中,在向柱销20施加压缩方向负荷时,典型 地,构成为直接经由支承部件80从柱销20向隔膜40,即空气室93传递压缩 方向负荷产生的力。由此,与空气室93的空气压力无关,对封入液室92的高 粘性的液体50能够附加任意的压力。因此,通过对高粘性的液体50附加不会 成为作为盖部件的挠性密封盖30的负担程度的压力,即使可动衰减板70的大 行程也不会导致产生空化,从而成为能够维持衰减性的液体封入式底座1。用 于确认该效果而进行的实验结果如下文所示。
图6是在本方式的液体封入式底座1中,将1G的静止状态定为零位置, 将振动行程±0.1mm,0.3mm,0.5mm,1mm,3mm,5mm的反复位移以速度 4Hz施加在柱销上,并示出了其位移-负荷特性。图7是相对于本发明的比较例, 不同于本方式的液体封入式底座1,示出了没有支承部件80以及空气室93,作 为承受负荷的机构,取代支承部件80以及空气室93,在可动衰减板与杯形容 器的底面之间配置有螺旋弹簧的液体封入式底座在相同条件下的位移-负荷特 性。这些负荷特性是柱销所承受的负荷,即可动衰减板承受的流动阻力,所以 该负荷特性表示了液体封入式底座的衰减特性,由负荷曲线围起的面积表示了 该液体封入式底座的振动能量的吸收量。
再有,作为由螺旋弹簧构成的液体封入式底座,例如将在专利文献2(日 本特开2003-322198号公报)中图1所示的液体封入式底座装置中的弹簧部件 (附图标记13)取代在本方式的液体封入式底座1中的支承部件80以及空气 室93来使用。
如图6所示,在本方式的液体封入式底座1中,若特别观察振动行程为3mm 以及5mm时的衰减特性,则可知在柱销向拔出方向产生位移时,即以逆时针旋 转,向位移(5mm)→位移(-5mm)产生位移时,在以逆时针旋转,向位移(3mm) →位移(-3mm)产生位移时,直至最大位移(-5mm或者-3mm)附近,维持着 足够的衰减。由此,推测在本发明中,液室50的内压适度变高,不会产生空化。 因此,在本发明的液体封入式底座中,由负荷曲线围起的区域具有较大面积, 可以说具有足够的衰减性。
与此相对,如图7所示,在由螺旋弹簧取代支承部件80以及空气室93而 构成的液体封入式底座中,与本方式同样地,若观察在振动行程3mm以及5mm 时的衰减特性,则可知在柱销向拔出方向产生位移时,即以逆时针旋转,向位 移(5mm)→位移(-5mm)产生位移时,在以逆时针旋转,向位移(3mm)→ 位移(-3mm)产生位移时,在超过位移零(-1mm)附近,负荷极度降低。即 可以视作衰减性降低。由此,在比较例中,推测为高粘性液体的流动不能跟随 柱销的位移而停滞,产生空化。换言之,推测为高粘性液体的流动没有追随可 动衰减板的位移速度,在可动衰减板的背面产生负压,从而产生空化。在本发 明中,因为高粘性的液体处于适当的加压状态,所以推测为若由可动衰减板的 振动而产生的压力增减在该加压范围内,则不产生空化。
因此,在本方式的液体封入式底座1中,已明确即使是大行程的振动也难 以在液体50中产生空化,并维持高衰减性能。
此外,在本方式的液体封入式底座1中,在支承部件80具有圆柱体等的体 积的方式之外,还通过设置导向部件100,能够使用在导向部件100与支承部 件之间形成的液体的第三流路113以及在导向部件100与可动衰减板70之间形 成的第四流路114控制流动阻力。换言之,通过适当地设定支承部件80的外径 或导向部件100的内径或位置,能够得到所希望的流动阻力,增加设计的自由 度。
接下来,对本发明的其它实施方式进行说明。
图8是本发明的其它实施方式的液体封入式底座的纵向剖视图。
如图8所示,该实施方式的液体封入式底座2的盖部件结构与上述实施方 式有所不同。在下文中,仅对与上述实施方式不同的元件附加不同附图标记并 进行说明。
盖部件121在保持滑动自由地嵌合在柱销20上的轴承122的套筒123的外 侧,经由多个圆筒形盘(プレート)124a、圆筒形盘124b,以同心状的方式环 状地层叠有多个层叠橡胶125a、层叠橡胶125b、层叠橡胶125c,从而变为层 叠结构。
盖部件121由位于最外侧的圆筒形盘124b与固定衰减板60的凸缘部64 一起,通过设置在容器10的凸缘部14上的压紧片14b以压紧等手段固定。
在柱销20与套筒123之间,在柱销20的轴向上隔着轴承122配置有密封 垫圈以及防尘圈等密封部件126,从而使柱销20在上下方向可滑动,并且液密 地密封柱销20与套筒123之间。
在此,在这样的构成的液体封入式底座2中,假使在不具有支承部件80 的情况下,因为盖部件121与柱销20在上下方向上绝缘,所以不能由盖部件 121承受施加在柱销20上的压缩方向负荷,变成由液室内的液体以及空气室内 的空气弹簧支承。因此,空气弹簧经由液体50被加压至与压缩方向负荷相应的 体积,空气压及液压变得过高。此时,由于是盖部件121是不约束于柱销20 的结构,不能保持在原来的位置,套筒侧沿柱销20上升。因此,需要有例如用 于盖部件121保持与柱销的相对位置的特别结构。与此相对,在具有支承部件 80的液体封入式底座2中,内压不会过度地上升,变得不需要那样的特别结构。 因此,在本方式的液体封入式底座2中,至少不会阻碍柱销在上下方向的动作, 此外,能够根据需要追加如上述方式的提高左右方向的刚性的结构。由此,没 有必要担心高粘性且高压的液体50的泄漏,能够降低滑动密封的结合力,从而 能够降低柱销20的摩擦阻力。
本发明并不限定于上述实施方式,而是能在各种范围内变形实施,该变形 的范围也属于本发明的技术范围。
在上述实施方式中,虽然作为第一固定衰减板一例的固定衰减板的弹性体 以橡胶材料制造,当然并不限定于此。此外,在不需要水平方向支承以及由第 二、第三流路附加的衰减性的情况下,也可以不设置第一、第二固定衰减板。
虽然在上述实施方式中,可动衰减板定为倒置杯形,当然也可以定为平板 状等其它的形状。也可以以相对于柱销具有某种程度的余量的方式安装可动衰 减板。此外,也可以在可动衰减板上设置透孔。
在上述实施方式中,虽然对液体加压,当然也可以是常压。
在上述的实施方式中,虽然支承部件定为圆柱形状,但也能够采用圆锥形 状等各种形状。
在上述实施方式中,虽然示出了通过折弯在杯形容器的上端部设置的凸缘 部(紧固用爪),将容器的凸缘部、固定衰减板的安装部的凸缘部以及挠性密封 盖的安装部的凸缘部液密地一体化的情况,但并不限定于使用该紧固用爪,当 然也可以通过焊接等手段液密地一体化。

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提供一种液体封入式底座,该液体封入式底座允许柱销与容器之间的较大相对位移,即大行程,具有良好的缓冲性能,即使输入高频振动,也会抑制空化产生,从而不会降低衰减性,进而也能够吸收小振幅高频振动,持久性优良。液体封入式底座(1)是安装在第一部件与第二部件之间,用于防振输入至第一部件或者第二部件的振动的液体封入式底座,包括:杯形容器(10)、柱销(20)、盖部件(30)、隔膜(40)、高粘性液体(50)、。

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