用於內燃機的減振裝置的製作方法
2023-09-21 10:08:15
專利名稱：用於內燃機的減振裝置的製作方法
技術領域：
本發明一般涉及均具有容納在外殼內的獨立團塊件的減振裝置，並且基於與獨立團塊件的彈性位移相關聯的獨立團塊件相對於外殼的撞擊而獲得減振作用。更特別地，本發明涉及一種適於用在汽車發動機支座、消聲器支架以及內燃機中其它可能的組件內的減振裝置。
背景技術：
作為一種減振裝置的形式，眾所周知的一種彈性類型的減振裝置包括固定在待減振目標件上的外殼；容納在外殼內以便能以彈性方式相對於外殼位移的獨立團塊件。這種類型的減振裝置利用在輸入振動負載時與在外殼中的獨立團塊件的彈性位移相關聯的獨立團塊件相對於外殼的重複撞擊或碰撞生成的碰撞能或衰減作用實現減振效果。US專利No.6,439,359公開了這種裝置的一個示例。
上述彈性類型的減振裝置在減振能力方面還需進一步改進。具體地，這種裝置需要改善它的衰減能力，從而更有效地獲得減振能力，同時需要在寬的振動頻率帶中的顯示有效的減振作用。為符合這些要求，發明人進行了廣泛的研究並且已經發現如橫截面視圖中所示的在獨立團塊件的外表面和外殼的內表面中的至少一個上形成一厚度基本不變化的橡膠彈性層，以及如橫截面視圖中所示的在獨立團塊件的外表面和外殼的內表面之間在整個圓周面上形成一尺寸基本不變化的間隔是有效的。發明人還發現，該間隔應當優選為小尺寸的微小空間。
上述結構對改善減振作用是有效的原因可假定為，例如下面所述(1)當獨立團塊件撞擊外殼時，橡膠彈性層更能承受壓縮變形和剪切變形；(2)在獨立團塊件和外殼接觸期間可有效地產生摩擦力；以及(3)獨立團塊件沿彈性位移方向在外殼的兩側撞擊該外殼。
然而，發明人已經發現其中獨立團塊件的外表面和外殼的內表面藉助於橡膠彈性層以微小的間距相互對立的傳統結構的減振裝置當用作用在內燃機組件例如汽車發動機支座或消聲器支架中的減振裝置時，可能不足以表現出所期望的穩定的減振作用。
發明內容
因此，本發明的一個目的是提供一種用於內燃機的彈性位移型減振裝置，其中該減振裝置在結構上是新穎的從而始終能獲得期望的減振作用。
本發明的上述和/或任意的目的可根據下列發明模式中的至少一種實現。每個發明模式中使用的下述模式和/或組件可在任何可能的任意組合中採用。應當理解，本發明的基本原理不限於這些發明模式和技術特徵的組合，而是由整個說明書和附圖中所公開的本發明的教導確定，或者由本領域技術人員根據本發明的整個公開內容所能想到的方案確定。
本發明的基本原理是提供一種用於在內燃機中使用的減振裝置，包括具有中空空間的剛性外殼，該外殼適於安裝到待減振的目標件上並承受內燃機的熱量；容納在剛性外殼的中空空間內的獨立團塊(質量)件，其中在該外殼的內表面和獨立團塊件的外表面之間在整個圓周上形成一在該剛性外殼和獨立團塊件的橫截面中可見的空的空間，當輸入振動時，所述獨立團塊件彈性地移動以衝擊該外殼；以及獨立於外殼和獨立團塊件的橡膠套，該橡膠套設置在該空的空間中以在該空的空間的整個圓周上以恆定的厚度尺寸延伸，其中，在室溫25℃時，在橡膠套的內圓周面和獨立團塊件的外表面之間在整個圓周上形成一內部微小間隙，在橡膠套的外圓周面和外殼的內表面之間在整個圓周上形成一外部微小間隙。
在根據本發明構造的用於在內燃機中使用的減振裝置中，獨立團塊件藉助於其在內部微小間隙和外部微小間隙中所允許的彈性位移而通過橡膠套撞擊外殼。減振裝置的特徵例如在於(1)當獨立團塊件撞擊外殼時，橡膠套能進行剪切變形以及壓縮變形；(2)在獨立團塊件和外殼接觸期間有效地產生摩擦；(3)獨立團塊件沿彈性位移方向在兩側撞擊外殼。由於這些特徵，本減振裝置基於通過滑動摩擦或衝擊的能量損失而有利地呈現減振作用。
同時，由發明人進行的對本減振裝置的工作環境的研究已經揭示了一些現象。例如，由於待減振的目標件是內燃機的組件或環繞內燃機安裝的組件，因此減振裝置容易暴露在內燃機的熱量下或外部空氣的環境溫度中。在某些工作環境中，由於橡膠套的膨脹與外殼或獨立團塊件的膨脹之間的差異，橡膠套可膨脹較大的範圍，由此接觸獨立團塊件和外殼。結果，獨立團塊件和外殼之間的微小間隙可被消除。這可能使獨立團塊件的彈性位移變差，從而不能穩定地基於獨立團塊件對外殼的撞擊作用而實現期望的減振作用。
在這方面，應當指出，本發明的減振裝置具有前述結構，其中在室溫25℃時，橡膠套設置在獨立團塊件和外殼之間，並在橡膠套的內圓周面和獨立團塊件的外表面之間在整個圓周上具有內部微小間隙，而在橡膠套的外圓周面和外殼的內表面之間在整個圓周上具有外部微小間隙。
以這種方式，即使橡膠套在低溫環境下收縮，並且橡膠套的內圓周面緊密接觸獨立團塊件的外表面從而消除了內部微小間隙，該外部微小間隙仍然能夠存在。同樣地，即使橡膠套在高溫環境下膨脹，並且橡膠套的外圓周面緊密接觸與外殼的內表面從而消除了外部微小間隙，該內部微小間隙仍然能夠存在。
根據本發明，可在寬的溫度範圍內維持內部微小間隙和外部微小間隙中的至少一個。因此，諸如高溫環境或低溫環境的各種環境下都始終能允許獨立團塊件進行彈性位移，由此可有效地實現獨立團塊件對外殼的撞擊作用。因此，本發明的減振裝置可免於或較少地遭受環境對減振作用的不利影響，從而始終表現出所期望的減振作用。
應當理解，橡膠套設置在獨立團塊件和外殼之間且並且不它們中的任何一個粘接，至少在室溫25℃時，內部微小間隙和外部微小間隙都形成在整個圓周上。這種設置確保橡膠套的大的變形自由度，由此橡膠套將提供各種模式的共振作用。這種現象可如下解釋由於橡膠套不會因粘接到獨立團塊件或外殼上而被約束，因此橡膠套自身的共振現象可被更有利地表現出來，由此可更有效地獲得與橡膠套的彈性變形相關聯的衰減作用。
另外，橡膠套的共振現象在各種頻率帶中呈現多種模式，因此可在寬的頻率帶呈現有效的減振作用。因此，與其中在外殼的內表面或獨立團塊件的外表面上粘接有橡膠層的傳統結構的減振裝置相比，本發明的減振裝置能更有利地實現寬(頻帶)的減振作用。
在根據本發明的用於在內燃機中使用的減振裝置的一種優選形式中，外殼的內表面、橡膠套的內部和外部圓周面以及獨立團塊件的外表面在橫截面上都呈圓形形狀，內部微小間隙和外部微小間隙在獨立團塊件、橡膠套和外殼同心設置的情況下呈環形形狀。在這種優選形式中，橡膠套將在較小的區域內進行沿獨立團塊件撞擊外殼的方向的純壓縮變形，並將在具有逐漸改變的斜度的區域中進行剪切變形。這種設置可以容易地獲得基於橡膠套的剪切變形的衰減作用，同時保證了基於橡膠套各個部分所展現的各種彈性性能。因此，可在寬的頻率帶中更有效地呈現減振作用。另外，由於外殼的內表面、橡膠套的內部和外部圓周面、獨立團塊件的外表面在橫截面上都呈圓形，因此與橫截面呈矩形或其它可能形狀的組件相比，這種優選形式的減振裝置更容易加工。
在根據本發明的用於在內燃機中使用的減振裝置的另一優選形式中，內部微小間隙和外部微小間隙具有各自的間隙尺寸，在獨立團塊件和橡膠套保持在它們相對外殼的位移的第一撞擊端的情況下，這些間隙尺寸的總和保持在0.01-0.2mm的範圍內。由發明人進行的實驗已經揭示，這種優選形式的減振裝置將在室溫下通過內部和外部微小間隙基於獨立團塊件對外殼的撞擊作用而表現出極好的減振作用。
通過下面參照附圖對優選實施例的說明，將更清楚本發明的前述和/或其它的目的、特徵和優點，在附圖中相同的參照標號指示相同的元件，其中圖1是根據本發明第一實施例的用於機動車輛構造的減振裝置的橫截面視圖；圖2是沿圖1中的線2-2的橫截面視圖；圖3是處在與圖1所示狀態不同的狀態下的本發明的減振裝置的橫截面視圖；圖4是示出與本發明的減振裝置在規定條件下的減振作用相關的測量結果的曲線圖；圖5是示出與本發明的減振裝置在另一條件下的減振作用相關的測量結果的曲線圖；圖6是示出與本發明的減振裝置在又一條件下的減振作用相關的測量結果的曲線圖；圖7是示出與本發明的減振裝置在再一條件下的減振作用相關的測量結果的曲線圖；圖8是根據本發明的另一優選實施例的減振裝置結構的橫截面視圖；圖9是根據本發明的又一優選實施例的減振裝置結構的橫截面視圖；圖10是根據本發明的再一優選實施例的減振裝置結構的橫截面視圖；圖11是根據本發明的再一優選實施例的減振裝置結構的橫截面視圖；圖12是根據本發明的還一優選實施例的減振裝置結構的橫截面視圖。
具體實施例方式
圖1和2示出根據本發明第一實施例的用於機動車輛的減振裝置10。減振裝置10具有由容納空間14和團塊件16構成的結構，該容納空間14為由外殼12形成的中空空間，該團塊件16為容納在容納空間14內的獨立團塊件。當向殼體12施加振動時，團塊件16彈性地衝擊外殼12，從而實現減振作用。
具體來說，外殼12包括外殼體部18和一對覆蓋件20、20。外殼體部18縱向一般呈矩形塊形狀並在它的中心部分具有沿縱向方向(圖2所示的側向)延伸的中心孔，該中心孔具有恆定的圓形截面並在外殼體部18的縱向兩端開口。這個圓形中心孔的內圓周壁面形成外殼體部18的內表面22。
每個覆蓋件20一般具有圓盤的形狀，它的外周邊緣部分疊靠並通過焊接、粘接等方式固定在外殼體部18的對應開口邊緣上。以這種方式，外殼體部18的兩相對端分別被覆蓋件20覆蓋，由此構成了外殼12。外殼12內包括有容納空間14，該容納空間在平行於所述縱向方向(圖2的側向)的軸向上以恆定的圓形橫截面延伸。
外殼體部18的外周壁疊置在振動件24-即其振動將被消減的目標件一上，並通過栓接、焊接或其它固定方式固定在該振動件24上。以這種方式，外殼12固定到振動件24上。該振動件24將在下面詳細說明。
團塊件16呈柱形，它的軸向長度比容納空間14的軸向尺寸小，它的直徑尺寸也小於容納空間14的軸向垂直尺寸。
換句話說，團塊件16容納在外殼12的容納空間14中並且未粘接在該外殼12上。如圖3所示，在外殼12和團塊件16同心地放置的情況下，在團塊件16的外表面26和外殼體部18的內表面22之間在整個圓周上形成一尺寸基本不變化的空的空間。
同時，在團塊件16的軸向中間部分位於容納空間14(見圖2)的軸向中間部分的情況下，在團塊件16的軸向端表面17和覆蓋件20的內表面21之間形成一規定尺寸δ1的間隔。即，如圖2所示，當從垂直橫截面看減振裝置10時，尺寸δ1代表團塊件16的軸端表面17和覆蓋件20的內表面21之間的軸向間距。
外殼12和團塊件16由具有足夠高的剛度的材料製成，所述材料包括鋼、鋁合金等。為獲得有效的減振作用，將高重量的材料例如鋼用做團塊件16的材料。外殼12可由剛性合成樹脂材料等製成，優選為具有5×104MPa或更大的彈性模量的合成樹脂材料。
在外殼12(外殼體部18)的內表面22和團塊件16的外表面之間設有用作橡膠套的管狀橡膠件28。管狀橡膠件28具有一沿軸向方向延伸的薄的圓管形狀。用於管狀橡膠件28的材料可優選從例如天然橡膠、丁苯橡膠、異戊二烯橡膠、丁腈橡膠、氯丁二烯橡膠、丁基橡膠或它們的合成材料中選擇。管狀橡膠件28可優選具有當根據ASTM法D-2240測量時為80或更低-更優選在20-40之間的肖氏硬度，以便有效地獲得基於團塊件16對外殼12的撞擊作用的減振作用或者在撞擊時的減噪效果。
特別地，管狀橡膠件28形成為代表該管狀橡膠件28的內徑尺寸的內圓周面30的直徑尺寸大於團塊件16的外表面26的直徑尺寸，而代表該管狀橡膠件28的外徑尺寸的外圓周面32的直徑尺寸小於外殼12的內表面22的直徑尺寸。
具有上述結構的管狀橡膠件28容納於外殼12的內表面22和團塊件16的外表面26之間並與它們中的每一個都不粘接，並且位於外殼12的內而從外部環繞團塊件16。如圖3所示，在這種狀態下-即在團塊件16、管狀橡膠件28和外殼12同心地放置的情況下，在管狀橡膠件28的內圓周面30和團塊件16的外表面26之間沿整個圓周形成一尺寸基本不變的內部微小間隙34。同樣，在管狀橡膠件28的外圓周面32和外殼體部18的內表面22之間沿整個圓周形成一尺寸基本不變的外部微小間隙36。在圖3所示的狀態下，內部微小間隙34和外部微小間隙36呈環狀。
特別地在本實施例中，在沒有振動應用於減振裝置10的初始狀態下，由於重力作用，團塊件16和管狀橡膠件28在容納空間14的下側相互疊置並與外殼體部18保持接觸(見圖1)。即，在圖1所示的初始狀態中，獨立團塊件和橡膠套在它們相對於外殼的位移方向上保持並位於它們的第一撞擊端或底部撞擊端。在這種狀態下，在室溫25℃下，在貫穿容納空間14的中心軸線並沿垂直方向延伸的軸向垂直線上測得的尺寸總和δ2保持在0.01-0.2mm的範圍內，優選為0.05mm，該尺寸總和δ2是內部微小間隙34的尺寸α和外部微小間隙36的尺寸β的和(α+β＝δ2)。因此，在團塊件16和管狀橡膠件28同心定位的情況下(見圖3)，在徑向相對側之一處從同一軸向垂直線上測得的內部微小間隙34和外部微小間隙36的尺寸之和保持在δ2/2。即，內部微小間隙34的尺寸指的是在團塊件16的外表面26和管狀橡膠件28的內圓周面30之間形成的在同一軸向垂直線的徑向兩側處的直徑間隔的總和，該軸向垂直線貫穿減振裝置10的中心軸線同時在從例如圖1和3所示的橫截面看去時垂直延伸。同樣地，外部微小間隙36的尺寸指的是在管狀橡膠件28的外圓周面32和外殼體部18的內表面22之間形成的，在同一貫穿減振裝置10的中心軸線並垂直延伸的軸向垂直線上在徑向兩側處的直徑間隔的總和。另外，例如通過利用雷射束測量管狀橡膠件28的壁厚以及該管狀橡膠28的外圓周面32的直徑尺寸，可測量管狀橡膠件28的內圓周面30等的直徑尺寸。可通過高精度地測量管狀橡膠件28的內部和外部圓周面30、32的直徑尺寸、外殼12的內表面22的直徑尺寸以及團塊件16的外表面的直徑尺寸而以高的精度建立內部微小間隙34的尺寸和外部微小間隙36的尺寸。
在上述的設置中，團塊件16可在容納空間14內沿軸向垂直方向移動等效於δ2的距離。另外，團塊件16還可從其中該團塊件16藉助管狀橡膠件28靠接外殼體部18的狀態進一步移動到其中管狀橡膠28件在團塊件16和外殼體部18之間進行壓力變形的狀態。從上面的說明中可明白，團塊件16可獨立地相對形成容納空間14的外殼12的內表面移動，同時經由管狀橡膠件28靠接外殼12。
在這種結構的減振裝置10中，外殼12的周壁疊置並通過栓接、焊接或其它固定方式固定在車體側的振動件24上，從而減振裝置10的軸向方向(圖2中的側向)平行於減振裝置10固定在其上的振動件24的平面延伸。
在減振裝置10如上安裝的情況下，當振動件24的振動輸入到外殼12時，團塊件16獨立地相對於外殼12沿振動輸入方向彈性變形並且通過管狀橡膠件28撞擊外殼體部18或覆蓋件20。因此，通過團塊件16對外殼12的衝擊獲得基於能量損失或滑動摩擦的減振作用。
特別地在這個實施例中，外殼體部18的內表面22、管狀橡膠件28的外部和內部圓周面32、30以及團塊件16的外表面26在橫截面上呈圓形。這種設置可使在振動輸入方向上的管狀橡膠件28的壓縮變形部分的面積最小。在遠離團塊件16和外殼體部18的主要的振動輸入方向的位置處，管狀橡膠件28將進行剪切變形並且被夾在團塊件16和外殼體部18之間。在本實施例中，管狀橡膠件28的密封變形部分由於橫截面的圓形形狀而具有逐漸變化的斜度。
另外，管狀橡膠件28設置成與外殼12和團塊件16都不粘接，因而確保了管狀橡膠件28的變形的大的自由度以及該管狀橡膠件28的相對於與外殼12或團塊件16間的滑動摩擦的足夠有效的表面積。
因此，管狀橡膠件28將呈現各種不同模式的共振作用，並相應地基於它的剪切變形更有效地提供衰減作用，同時呈現在多頻率下或在寬的頻率帶中的橡膠共振性。這樣，與根據傳統方式構成的減振裝置相比，本發明的減振裝置10能夠更有利地實現寬(頻帶)的減振作用，在傳統減振裝置中團塊件的外表面或外殼的內表面覆蓋有橡膠層。
同時，振動件24是車體的框架或類似的環繞內燃機安裝的包括動力裝置、傳輸裝置等的框架。因此，由於內燃機的熱量，安裝在振動件24上的減振裝置10的溫度時常會從較低的溫度例如0℃或室溫25℃明顯地上升達到較高的溫度例如80℃或更高。結果，管狀橡膠件28膨脹，並因其膨脹與外殼12或團塊件16的膨脹之間差異而在直徑方向上向外膨脹變形。
具體地，構成管狀橡膠件28的橡膠材料的膨脹率γ(％)由一簡單的方程Eq.(1)表示，即γ＝240×10-4×t...Eq.(1)(其中的參數t(℃)表示恆定壓力下的溫度差)例如，在恆定壓力下溫度從20℃升高到110℃時，溫度差是90℃。因此，管狀橡膠件28的膨脹率γ由Eq.(1)計算得2.16％。
在本實施例中，管狀橡膠件28具有1.5mm的厚度尺寸，同時在團塊件16、管狀橡膠件28和外殼體部18同心地放置的情況下，外部微小間隙36具有不超過0.03mm的尺寸β。
因此，在上述的溫度差為90℃的情況下，管狀橡膠件28的厚度增加一尺寸i(mm)，i計算如下i＝1.5×0.0216＝0.0324。這意味著管狀橡膠件28的厚度與其熱膨脹相關聯地增加一超過外部微小間隙36的尺寸的尺寸，因而管狀橡膠件28的外圓周面32接觸到外殼體部18的內表面22，從而消除了外部微小間隙36。
即使在這種情況下，由於管狀橡膠件28容納在外殼體部18和團塊件16之間而不與它們粘接，並且在管狀橡膠件28的內圓周面30和團塊件16的外表面26之間具有內部微小間隙34，內部微小間隙34的尺寸增加的量對應於外部微小間隙36的尺寸減少的量。因而，在管狀橡膠件28的外圓周面32接觸外殼體部18的內表面22從而消除了外部微小間隙36的情況下，可保證內部微小間隙34的足夠的尺寸。即，在管狀橡膠件28膨脹變形的高溫環境下，作為允許團塊件16進行彈性位移的間隙的內部微小間隙34能可靠地維持在沿徑向相對的外殼體部18和團塊件16之間。
同樣地，根據本實施例的減振裝置10可在低溫下起作用。在這種情況下，管狀橡膠件28可能在直徑方向上向內進行收縮變形。與管狀橡膠件28的收縮變形相關聯地，內部微小間隙34的尺寸減小，由此管狀橡膠件28的內圓周面30與團塊件16的外表面26形成接觸以便有時消除內部微小間隙34。
即使在這種情況下，由於內部微小間隙34和外部微小間隙36分別形成在管狀橡膠件28的內側和外側，並且在外殼體部18和團塊件16之間具有一空間，該外部微小間隙36的尺寸增加的量對應於內部微小間隙34的尺寸減少的量。因而，在管狀橡膠件28的內圓周面30接觸團塊件16的外表面26從而消除了內部微小間隙34的情況下，可確保外部微小間隙36的足夠的尺寸。即，在低溫環境下管狀橡膠件28進行收縮變形，作為允許團塊件16進行彈性位移的間隙的外部微小間隙36能可靠地維持在沿徑向相對的外殼體部18和團塊件16之間。
即，在寬的溫度範圍內，可維持團塊件16和外殼體部18之間的內部和外部微小間隙34、36中的至少一個，從而在諸如高溫環境或低溫環境的各種環境下團塊件16都能進行彈性位移，因而可有效地獲得團塊件16對外殼12的撞擊作用。這樣，減振裝置10可免於或較少地受到環境對減振作用的不利影響，從而始終能呈現所期望的減振作用。
簡而言之，根據本實施例構造的減振裝置10能取得極好的技術改進通過內部和外部微小間隙34、36，管狀橡膠件28容納在團塊件16和外殼12之間的容納空間14中並且不與它們中的任何一個粘接，因此在各種環境下都始終能獲得撞擊作用，並且能在寬的頻率帶內實現有效的減振作用，同時允許管狀橡膠件28呈現各種共振模式。
雖然已經在僅作為示例的本優選實施例中詳細說明了本發明，但應當理解，本發明決不限於所述的實施例的細節，而是可具有其它實施方式。還應當理解，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，本領域技術人員可對本發明進行各種改變、改動或改進。
例如，外殼12、團塊件16、管狀橡膠件28或內部和外部微小間隙34、36的形狀、尺寸、結構、數量、位置以及其它方面都不局限於在這裡的通過舉例的方式所教導的內容。
具體地，儘管在上述實施例中外殼體部18的內表面22、團塊件16的外表面26、管狀橡膠件28的內部和外部圓周面30、32在橫截面上都是圓形形狀，但它們在橫截面中也可呈矩形等形狀，例如JP-A-2004-301219的附圖16中所公開的。在這種狀態下，內部微小間隙34和外部微小間隙36在橫截面上都是矩形形狀。圖8示出上述狀態下的減振裝置40的結構。
例如，也可將圓管形狀的管形橡膠件28容納在橫截面都是矩形的外殼體部18的內表面22和團塊件16的外表面26之間，或者將方管形狀的管狀橡膠件28容納在橫截面都是圓形的外殼體部18的內表面22和團塊件16的外表面26之間。圖9和10示出上述結構的減振裝置50、60。
換句話說，內部和外部微小間隙34、36的尺寸不限於在整個圓周上恆定。即，在上述實施例中，在團塊件16、管狀橡膠件28和外殼12同心地放置的情況下，內部微小間隙34和外部微小間隙36都以基本不變的尺寸在整個圓周上延伸。然而，例如，在外殼體部18的內表面22、團塊件16的外表面26或管狀橡膠件28的內部和外部圓周面30、32在橫截面上都不是圓形或是扭曲的形狀的情況下，這些微小間隙34、36都不需要形成恆定的尺寸。
在上述實施例中，在團塊件16和外殼12之間設有一個管狀橡膠件28。或者，可例如同心地安放多個管狀橡膠件18，或此外通過形成在所述多個管狀橡膠件28之中的微小間隙而在團塊件16和外殼12之間形成多個微小間隙。圖11和圖12示出上述結構的減振裝置70、80。當然，這些減振裝置40、50、60、70和80可具有已經參照第一實施例說明的本發明的優點。
本發明的原理不僅可有利地用於根據所示實施例的應用到機動車輛內燃機上的用於機動車輛的減振裝置10，而且可用於除機動車輛以外的各種安裝有內燃機的待減振目標件。
下面是對本發明的示例的說明，該示例用於論證根據本發明的減振裝置10的減振作用。然而，本發明不應當被當作是限制在這些示例中。
首先，安裝作為振動件(未示出)的基座。該基座由諸如鋼的剛性材料製造，並且固定在振動激發器(未示出)上。該基座通過振動激發器進行掃描振動和正弦波振動，或者通過衝擊錘在基座的規定部位上進行衝擊振動。通過模式分析例如FEM(有限元方法)檢測基座的主要振動模式，並且測量基座的初始自然頻率(primary natural frequency)F。
在基座的適當部位固定根據上述第一實施例的減振裝置10。將減振裝置10的初始自然頻率f設置成基本等於基座的初始自然頻率F。
在減振裝置10固定在基座上的情況下，利用振動激發器或衝擊錘將預定的激振力施加到基座上，利用已知類型的雷射振動測量儀測量合成振動級(vibration level)(dB)。其上固定有減振裝置10的基座的合成振動級測量結果作為示例在圖4的曲線圖中示出。在圖4的曲線圖中，還示出未安裝減振裝置10的基座的合成振動級測量結果，以作為比較示例。
示例和比較示例中的基座的振動級在室溫25℃下測量。基座的質量是1100g，減振裝置10的質量是100g。特別地，在圖1所示的團塊件16和管狀橡膠件28在容納空間14的下側彼此重疊並由於重力作用與外殼體部18保持接觸的狀態中，內部微小間隙34的尺寸α和外部微小間隙36的尺寸β的尺寸總和δ2，也就是α+β＝δ2在室溫為25℃時保持在0.1mm。
通過施加三種為圖4所示試驗的幾倍到十幾倍的不同激振力來對附裝在基座上的減振裝置10進行更多的測量，並且測量合成振動級(dB)。各激振力的合成測量結果分別在圖5、6和7中作為示例示出。圖5、6和7還分別示出當施加三種不同激振力時未安裝減振裝置10的基座的合成測量結果，以作為比較示例。
從圖4、5、6和7的曲線圖所示的結果可以知道，根據本發明的作為示例的減振裝置10對于振幅範圍從小振幅到大振幅的振動都能呈現極好的減振作用。這種效果的原因可認為管狀橡膠件28以內部和外部微小間隙34、36容納在團塊件16和外殼12之間的容納空間14中，並且不與它們中的任何一個粘接，因而可基於穩定的撞擊作用實現減振作用，也可通過使管狀橡膠件28呈現各種不同的共振模式，而在寬的頻率帶內實現有效的減振作用。
權利要求
1.一種用於在內燃機中使用的減振裝置(10，40，50，60，70，80)，包括具有中空空間(14，14a，14b，14c，14d，14e)的剛性外殼(12，12a，12b，12c，12d，12e)，該外殼用於固定到待減振動的目標件(24)上，並承受內燃機的熱量；容納在剛性外殼(12，12a，12b，12c，12d，12e)的中空空間(14，14a，14b，14c，14d，14e)內的獨立團塊件(16，16a，16b，16c，16d，16e)，其中在外殼(12，12a，12b，12c，12d，12e)的內表面(22，22a，22b，22c，22d，22e)和獨立團塊件(16，16a，16b，16c，16d，16e)的外表面(26，26a，26b，26c，26d，26e)之間在整個圓周上形成有在剛性外殼(12，12a，12b，12c，12d，12e)和獨立團塊件(16，16a，16b，16c，16d，16e)的橫截面中可見的空的空間，在輸入振動時，所述獨立團塊件(16，16a，16b，16c，16d，16e)彈性地移動以衝擊該外殼(12，12a，12b，12c，12d，12e)；和至少一個獨立於外殼(12，12a，12b，12c，12d，12e)和獨立團塊件(16，16a，16b，16c，16d，16e)的橡膠套(28，28a，28b，28c，28d，28e)，該橡膠套設置在該空的空間內以便以恆定的厚度尺寸在該空的空間的整個圓周上延伸，其中，在室溫25℃時，在橡膠套(28，28a，28b，28c，28d，28e)的內圓周面(30，30a，30b，30c，30d，30e)和獨立團塊件(16，16a，16b，16c，16d，16e)的外表面(26，26a，26b，26c，26d，26e)之間在整個圓周上形成有內部微小間隙(34，34a，34b，34c，34d，34e)，在橡膠套(28，28a，28b，28c，28d，28e)的外圓周面(32，32a，32b，32c，32d，32e)和外殼(12，12a，12b，12c，12d，12e)的內表面(22，22a，22b，22c，22d，22e)之間在整個圓周上形成有外部微小間隙(36，36a，36b，36c，36d，36e)。
2.根據權利要求1所述的減振裝置(10)，其特徵在於，外殼(12)的內表面(22)、橡膠套(28)的內部和外部圓周面(30，32)以及獨立團塊件(16)的外表面(26)在橫截面上都呈圓形形狀，在獨立團塊件(16)、橡膠套(28)和外殼(12)同心安放的情況下，內部微小間隙(34)和外部微小間隙(36)呈環形形狀。
3.根據權利要求1或2所述的減振裝置(10)，其特徵在於，內部微小間隙(34)和外部微小間隙(36)具有各自的間隙尺寸，在獨立團塊件(16)和橡膠套(28)保持在它們相對於外殼(12)的位移的第一撞擊端的情況下，當從貫穿中空空間的中心軸線並沿垂直方向延伸的軸向垂直線上測量時，這些間隙尺寸的總和保持在0.01-0.2mm的範圍內。
4.根據權利要求1所述的減振裝置(40)，其特徵在於，外殼(12a)的內表面(22a)、橡膠套的內部和外部圓周面(30a，32a)以及獨立團塊件(16a)的外表面(26a)在橫截面上都呈矩形形狀，在獨立團塊件(16a)、橡膠套(28a)和外殼(12a)同心安放的情況下，內部微小間隙(34a)和外部微小間隙(36a)在橫截面上呈矩形形狀。
5.根據權利要求1所述的減振裝置(50)，其特徵在於，外殼(12b)的內表面(22b)和獨立團塊件(16b)的外表面(26b)都呈矩形形狀，橡膠套(28b)的內部和外部圓周面(30b，32b)在橫截面上都呈圓形形狀。
6.根據權利要求1所述的減振裝置(60)，其特徵在於，外殼(12c)的內表面(22c)和獨立團塊件(16c)的外表面(26c)都呈圓形形狀，橡膠套(28c)的內部和外部圓周面(30c，32c)在橫截面上都呈矩形形狀。
7.根據權利要求1、2和4-6中任一項所述的減振裝置(70)，其特徵在於，所述至少一個橡膠套包括多個設置在所述空的空間內並且同心地設置的橡膠套(28d)。
8.根據權利要求7所述的減振裝置(80)，其特徵在於，所述多個橡膠套(28e)彼此互相間隔開。
全文摘要
一種用於在內燃機中使用的減振裝置，包括具有中空空間的剛性外殼；容納在中空空間內的獨立團塊件；和至少一個獨立於外殼和團塊件的橡膠套，該橡膠套設置在外殼和團塊件之間的空的空間中以在整個圓周上以恆定的厚度尺寸延伸。在室溫25℃時，在橡膠套的內圓周面和團塊件的外表面之間在整個圓周上形成內部微小間隙，同時在橡膠套的外圓周面和外殼的內表面之間在整個圓周上形成外部微小間隙。
文檔編號F16F15/02GK101042169SQ20071008943
公開日2007年9月26日 申請日期2007年3月22日 優先權日2006年3月23日
發明者郭士傑, 村松篤, 安本吉範, 山田武弘 申請人:東海橡膠工業株式會社