CN107882852A - 垫圈及车辆结构体 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种即便抑制垫圈的厚度也能够确保垫圈的内径侧及外径侧的接触面压力的结构。用于车辆的紧固部的垫圈(1)的构成为：接触面(5)被环状的沟槽(2)区划为内侧抵接面(3)和外侧抵接面(4)这两个部分。

Description

垫圈及车辆结构体

技术领域

本发明涉及垫圈和使用了该垫圈的车辆结构体。

背景技术

如专利文献1中所记载，人们开发出了一种用于提高车辆的操纵稳定性的技术。除了专利文献1以外，还可以考虑其他提高车辆的操纵稳定性的技术，通过在紧固部放入较厚的垫圈而使车辆的操纵稳定性提高就是该技术之一。着眼于该技术的本发明的发明人进行了通过在紧固部安装垫圈来确认操纵稳定性如何变化的实验。

具体而言，对于没有使用垫圈的情形、使用了厚度为4mm的垫圈的情形、以及使用了厚度为8mm的垫圈的情形，进行了操纵稳定性的确认。根据该实验，在没有使用垫圈的情况下，操纵稳定性不理想，在使用了厚度为4mm的垫圈的情况下，操纵稳定性稍微不理想。另一方面，在使用了厚度为8mm的垫圈的情况下，得到了良好的操纵稳定性。

专利文献

专利文献1：日本特开2012-219841号公报

发明内容

但是，如果垫圈的厚度增加，则会产生重量增加的问题。于是，本发明的发明人考虑是否能够得到在抑制垫圈的厚度的同时、操纵稳定性良好的车辆结构体。为了研究这一点，首先，取得接触面压力的解析值。具体而言，取得使用了厚度为2mm的垫圈时的解析值、使用了厚度为4mm的垫圈时的解析值、以及使用了厚度为8mm的垫圈时的解析值。应予说明，各垫圈的直径为约22mm。该结果如图7所示。图7的纵轴为轴环端部处的接触面压力的大小，横轴为径向上的长度。图7中仅给出了与图8所示的平垫圈101的右半侧抵接的部位上的解析值。

通过得到图7所示的结果可知：使用了厚度为8mm的垫圈的情况下，无论在内径侧还是外径侧均以接触面压力升高的方式分布。这会使紧固部的刚性得到提高。另一方面，确认到：垫圈的厚度越薄，外径侧的接触面压力越低。于是，本发明的发明人认为如果采用即便抑制垫圈的厚度也能够确保垫圈的内径侧及外径侧的接触面压力的结构，则可能会在抑制垫圈的厚度增加的同时、提高车辆的操纵稳定性。

本发明是就是因此而想到的，本发明的课题是提供一种即便抑制垫圈的厚度也能够确保垫圈的内径侧及外径侧的接触面压力的结构。

为了解决上述课题，采用如下方案。第一方案是用于车辆的紧固部的垫圈，其构成为：接触面被环状的沟槽区划为内侧抵接部和外侧抵接面这两个部分。

第二方案在第一方案的基础上，其构成为：沟槽的深度比所述沟槽的径向上的长度短。

第三方案是第一或第二方案的垫圈介于车辆部件与螺栓的头部之间的车辆结构体，其构成为：具备由环状的沟槽和车辆部件区划而得到的环状的空间。

第一方案中，即便抑制垫圈的厚度，也能够确保垫圈的内径侧及外径侧的接触面压力。

第二方案中，能够确保垫圈的刚性，并且，区划为内侧抵接面和外侧抵接面。

第三方案中，能够制成在抑制垫圈的重量的同时、确保了操纵稳定性的车辆结构体。

附图说明

图1是将实施方式的垫圈的、设置有沟槽的表面朝向上方而得到的立体图。

图2是将与图1相反一侧的表面朝向上方而得到的立体图。

图3是表示实施方式的垫圈、螺栓以及车辆部件(轴环)的关系的示意图。

图4是图1的IV-IV截面图。

图5是图4的V区域的局部放大图。

图6是表示本实施方式的垫圈和厚度为8mm的平垫圈的、轴环端部上的接触面压力的解析值与垫圈的径向上的位置的关系的图。其中，在径向上不同的6点取得解析值。

图7是表示厚度为2mm、4mm、8mm的平垫圈的、轴环端部处的接触面压力的解析值与垫圈的径向上的位置的关系的图。其中，在径向上不同的6点取得解析值。

图8是表示试验中的螺栓、垫圈以及车辆部件(轴环)的位置关系的示意图。

符号说明：

1-垫圈、2-沟槽、3-内侧抵接面、4-外侧抵接面、5-接触面、6-螺栓、7-车辆部件、8-车辆结构体、61-头部、93-空间。

具体实施方式

以下，给出具体实施方式。图1是将实施方式的垫圈1的设置有沟槽2的表面朝向上方而得到的立体图。图2是将与图1相反一侧的表面朝向上方而得到的立体图。图3是表示实施方式的垫圈、螺栓以及车辆部件7的关系的示意图。图4是图1的IV-IV截面图。图5是图4的V区域的局部放大图。

如图1及图2所示，本实施方式的垫圈1构成为：以在圆盘的中央具备贯通孔92的圆环状为基本形态，且在其单面具备环状的沟槽2。该垫圈1用于车辆的紧固部98，在与车辆部件7抵接的接触面5具备环状的沟槽2。该接触面5被该环状的沟槽2区划为内径侧的部位和外径侧的部位这两个部分。比环状的沟槽2靠内径侧的部位为与车辆部件7抵接的内侧抵接面3，被构成为平面状。另外，比环状的沟槽2靠外径侧的部位为与车辆部件7抵接的外侧抵接面4，被构成为平面状。

如图3所示，使该垫圈1介于车辆部件7与螺栓6的头部61之间而紧固的车辆结构体8中，从螺栓6的头部61朝向车辆部件7施加载荷。由于该载荷不会传递到没有与车辆部件7抵接的部位，所以，由环状的沟槽2和车辆部件7区划而得到的环状的空间93不会构成载荷的传递路径，仅内侧抵接面3和外侧抵接面4构成载荷的传递路径。因此，载荷以分散于垫圈1的内侧抵接面3和外侧抵接面4的方式被传递。

本实施方式的垫圈1的、与形成有沟槽2的表面相反一侧的表面没有形成环状的沟槽，从外径侧至内径侧为平面状。在该垫圈1的外径侧端部，形成有沟槽2的表面侧和其相反一侧的表面侧均实施了倒角。

由图4及图5所示可知：本实施方式的垫圈1构成为：沟槽2的深度ld比沟槽2的径向上的长度lw短。因此，能够确保垫圈1的刚性，并且，能够区划为内侧抵接面3和外侧抵接面4。应予说明，本实施例中，沟槽2的深度ld与沟槽2的径向上的长度lw的比值设定为2:5～1:4的范围。另外，本实施方式的垫圈1构成为：内侧抵接面3的面积比外侧抵接面4的面积大。并且，内侧抵接部3的径向上的长度li构成为比外侧抵接面4的径向上的长度lo长。此外，沟槽2的径向上的长度lw构成为比将内侧抵接面3的径向上的长度li和外侧抵接面4的径向上的长度lo相加而得到的长度(li+lo)短，lw与(li+lo)的比值设定为1:2～1:3的范围。应予说明，本实施方式的沟槽2的径向上的长度lw构成为比内侧抵接面3的径向上的长度li短，且构成为比外侧抵接面4的径向上的长度lo长。

实施例

对仪表板加固件与车辆车身的紧固部位的垫圈1的使用与操纵稳定性的关系进行评价。应予说明，各垫圈1由金属制成，直径为约22mm。与垫圈1抵接的车辆部件7使用轴环，螺栓6使用法兰螺栓。发明产品的贯通孔92的直径为7.3mm，内侧抵接面3的径向上的长度li为3.2mm，沟槽2的径向上的长度lw为1.7mm，外侧接面4的径向上的长度lo为1.5mm，沟槽2的深度ld为0.5mm。将评价结果示于表1。

表1

在不使用垫圈的情况下，操纵稳定性不理想，在使用了厚度为4mm的平垫圈的情况下，操纵稳定性稍微不理想。在使用了厚度为8mm的平垫圈的情况下，以及在使用了在厚度4mm的垫圈的接触面5设置有环状的沟槽2的发明产品的情况下，得到良好的操纵稳定性。亦即，通过使用本发明产品，能够抑制垫圈的厚度增加，并且，能够得到良好的操纵稳定性。另外，由于能够抑制垫圈的厚度，所以能够抑制垫圈1、螺栓6的重量，此外，能够抑制作为紧固部位所需要的空间。

对于厚度为4mm的本发明产品和厚度为8mm的平垫圈，将对轴环端部(车辆部件7的端部)的接触面压力进行解析而得到的结果示于图6。应予说明，图3是表示实施方式的垫圈1、螺栓6以及轴环(车辆部件7)的关系的示意图。由图6所示的事项可知：厚度为4mm的本发明产品的接触面压力呈现与厚度为8mm的平垫圈101相似的分布。另外，通过对图6和图7所示的事项进行比较可知：与厚度相同的平垫圈101相比，本发明产品中，接触面压力的偏差得到抑制。另外，能够确保垫圈1的外径侧和内径侧这两者的接触面压力。

还可知：如果使用本实施方式的垫圈1，则与使用通常的平垫圈101的情形相比，与接触面5抵接的对方侧的部件的变形得到抑制。

以上，对实施方式进行了说明，但是，本发明并不限定于上述实施方式，可以采用各种方案。例如，垫圈的使用部位不限于仪表板加固件与车身的紧固部位，可以在各处进行使用。

垫圈不需要对两面进行倒角。可以为两面均没有实施倒角的形态，也可以为仅在单面实施倒角的形态。

沟槽的位置、宽度、长度、以及垫圈的厚度等不限于实施方式的构成。例如，沟槽的位置还可以配置于与对方侧的部件相接触的表面的大致正中央。这种情况下，内侧抵接面的径向上的长度和外侧抵接面的径向上的长度大致相同。

Claims (3)

1.一种垫圈，其用于车辆的紧固部，

所述垫圈的特征在于，

接触面被环状的沟槽区划为内侧抵接面和外侧抵接面这两个部分。

2.根据权利要求1所述的垫圈，其特征在于，

构成为：所述沟槽的深度比所述沟槽的径向上的长度短。

3.一种车辆结构体，其中，权利要求1或2所述的垫圈介于车辆部件与螺栓的头部之间，

所述车辆结构体的特征在于，

具备由环状的沟槽和车辆部件区划而成的环状的空间。