CN1766362A - 横向稳定杆衬套 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种横向稳定杆衬套(12)，包括橡胶弹性体(16)；支架(14)以及沿轴线垂直方向嵌入该橡胶弹性体的中间部内以在该橡胶弹性体的基本整个轴向长度上延伸的中间板(18)，由此橡胶弹性体被中间板分为内橡胶层(16－1)和弹簧常数小于该内橡胶层的外橡胶层(16－2)。横向稳定杆衬套由两个周向分割部(12A，12A)组成，其中，支架和中间板与分割部一体硫化结合，该分割部被组装到一起，沿轴线垂直方向夹紧横向稳定杆(10)且承受沿该轴线垂直方向的压缩，使通孔(20)的内表面经由粘结剂(S)粘结到横向稳定杆的外周面上。

Description

横向稳定杆衬套
参考引用
在此全文引入包括说明书、附图和摘要在内的2004年10月29日提交的日本专利申请No.2004-316866的内容以供参考。
技术领域
本发明涉及一种用于将横向稳定杆弹性支承在机动车辆的车体(车身)上的横向稳定杆衬套。
背景技术
横向稳定杆是安装在车体上以减小倾斜的扭转刚性弹簧(扭杆)。横向稳定杆经由其端部安装在左右悬架上，且用于抑制左右轮的不同垂直运动。例如，在车辆转弯时，由于离心力使外悬架压缩而内悬架伸长，结果车体由于离心力而趋向于朝向外侧倾斜。当左右轮反相垂直运动时(即，在侧倾过程中)，横向稳定杆将经受扭转，由此利用扭转刚度提供的阻力抑制左右轮的反相运动，同时已经历反相运动的左右轮通过经由扭转积聚的弹性恢复力迅速恢复至原始状态。
如上所述，横向稳定杆具有减小侧倾角的功能，从而增大车体的运行稳定性。当将横向稳定杆安装到车体上时，横向稳定杆衬套介于车体与横向稳定杆之间以起到隔振(振动绝缘)部件的作用，这样横向稳定杆就弹性支承在车体上。
图6示出利用横向稳定杆衬套弹性支承在车体上的横向稳定杆的一个例子(公开在JP-A-2001-271860中)。横向稳定杆200由金属杆组成，且在俯视图中具有基本为门形的总体(构造)。横向稳定杆200包括在车辆宽度方向(车体横向)上基本为直线且经由一对横向稳定杆衬套202固定到车体204上的中央部200A以及从该中央部200A的两端延伸的臂部200B。臂部200B在其端部固定在用于支承两轮206的悬架臂208上。
横向稳定杆衬套202具有带有通孔216的橡胶弹性体210。在横向稳定杆200穿过通孔216的情况下，橡胶弹性体210通过具有外筒部212的支架214固定在车体204上，同时其装配在外筒部212内侧的凹部220中。
图7示出常规横向稳定杆衬套的一个例子。如图所示，在通常情况下，橡胶弹性体210作为独立于支架214的组件硫化模制(成形)而成。然后，在橡胶弹性体210内制造延伸直至通孔216的隔断218，并经由该隔断218将橡胶弹性体210装配到横向稳定杆200上。即，在横向稳定杆200穿过通孔216的情况下，橡胶弹性体210经由支架214固定到车体204上。
支架214在外筒部212的内侧具有橡胶弹性体210装配在其内的凹部220，且其两端处具有板形紧固部222，允许其经由该紧固部222固定到车体204上。
这种横向稳定杆衬套202的一问题是由于输入给横向稳定杆200的扭转等，通孔216的内侧面会相对于横向稳定杆200滑动，这种滑动产生异常噪音例如卡滞(颤振)噪音。
为解决此问题，JP-A-2002-248923公开了这样一个措施，即，在橡胶弹性体210的硫化模制过程中，将该部分一体硫化结合到横向稳定杆200上。然而，这要求在庞大且笨重的横向稳定杆200直接设置在供橡胶弹性体210使用的模具内的情况下执行橡胶弹性体210的硫化模制，导致由大型设备带来的设备成本相当高的问题。
另一方面，还已经提出单独硫化模制橡胶弹性体210，然后通过后粘结处理将通孔216的内侧面粘结到横向稳定杆200上。这一点在例如JP-A-11-108096和JP-A-2001-270315中有教导。
然而，在橡胶弹性体210通过硫化模制单独形成然后通过后粘结处理粘结到横向稳定杆200上的情况中，橡胶弹性体210的粘结面即通孔216的内侧面需要在设置成与横向稳定杆200的外侧面充分密切接触的同时，粘结到该外侧面上。因此，理想的是在使装配到横向稳定杆200上的橡胶弹性体210受到来自外部的作用力以致该橡胶弹性体210沿直径收缩方向压缩变形的同时，执行后粘结过程。
图8A-8C表示用于进行后粘结的一种方式。粘结剂S在横向稳定杆200的预定轴向长度上涂覆到横向稳定杆200的外周面上。橡胶弹性体210配合到其上。然后，橡胶弹性体210经由加压夹具224受到沿轴线垂直方向的压力，以使该橡胶弹性体210压缩变形。在此状态下，组件保持在一加热炉内预定时间段，以实现利用粘结剂S对橡胶弹性体210和横向稳定杆200的后粘结处理。可采用上述支架214来代替加压夹具224。
如图8C所示，当装配到横向稳定杆200上的橡胶弹性体210受到来自其外部、沿轴线垂直方向的施加压力从而使其沿相同方向经历压缩变形时，橡胶弹性体210且尤其是其内周侧上的部分即围绕通孔216的部分经历与通孔216的内侧面相对于横向稳定杆200的轴向滑动有关的轴向明显变形。
结果，在橡胶弹性体210的两轴向端部处以及内周部处产生明显颈缩K，并使已涂覆到横向稳定杆200上的粘结剂S出现与橡胶变形有关的轴向流动，产生了粘结力不足或者粘结不均匀的风险。在出现此粘结力不足或者粘结不均匀的情况下，在橡胶弹性体210与横向稳定杆200的粘结界面处的应力很大，易于产生应力集中。尤其，当粘结面的两个轴向端部构成颈缩K的终端时，在这些区域产生相当大的应力集中，于是这些区域将作为在工作过程中橡胶弹性体210与横向稳定杆200之间粘结分离的出现及轴向扩散的起始点，产生了缩短疲劳寿命的风险。另一问题是在工作过程中泥浆水会渗入颈缩K。
在橡胶弹性体210和横向稳定杆200按这种方式粘结的情况中，可防止在该位置的滑动。然而，由于施加给横向稳定杆200的扭转输入等，趋向于在弹性体210的橡胶外周面与支架214的接触界面处产生滑动，此滑动会产生异常噪音例如卡滞噪音。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种不在橡胶弹性体与支架的接触界面处引起会产生令人讨厌的卡滞噪音或其它这种异常噪音的滑动的横向稳定杆衬套；其提供良好的粘结强度和粘结可靠性，从而具有极好的疲劳寿命；并且其制造廉价。
本发明的以上和/或可选的目的可依据本发明的以下模式中的至少一个实现。本发明的以下模式和/或在每种模式中采用的部件可按任何可能的选择组合使用。应理解的是，本发明原理不限于本发明的这些模式以及技术特征的组合，而是可基于在整个说明书和附图中公开的本发明教义认识到或者由本领域技术人员在整个本公开内容的启示下认识到。
本发明的第一模式提供一种用于将横向稳定杆弹性支承在车体上的横向稳定杆衬套，包括：具有通孔的筒状橡胶弹性体；刚性支架，该支架设有橡胶弹性体装配在其内的凹部，横向稳定杆穿过通孔，且橡胶弹性体经由该支架固定在车体上，以便横向稳定杆衬套弹性支承在车体上；以及刚性周向中间板，该中间板沿轴线垂直方向嵌入橡胶弹性体的中间部内以在橡胶弹性体的基本整个轴向长度上延伸，且具有围绕通孔弯曲的横截面形状，由此橡胶弹性体被该中间板分为位于内周侧的内橡胶层以及位于外周侧且弹簧常数小于内橡胶层的外橡胶层，其中，橡胶弹性体、支架以及中间板在穿过通孔的分割面处被分割为至少两个周向分割部，且在硫化模制橡胶弹性体的过程中支架和中间板与分割部一体硫化结合，以及一体硫化的分割部被组装到一起，沿轴线垂直方向夹紧横向稳定杆且承受沿该轴线垂直方向的压缩，使通孔的内表面经由粘结剂后粘结到横向稳定杆的外周面上。
本发明的第二模式提供依据前述第一模式的横向稳定杆衬套，其中，内橡胶层比外橡胶层薄。
本发明的第三模式提供依据前述第一或第二模式的横向稳定杆衬套，其中，外橡胶层的轴向长度比内橡胶层短。
本发明的第四模式提供依据前述第一至第三模式中任何一个的横向稳定杆衬套，其中，支架具有在橡胶弹性体的沿轴线垂直方向的两侧位置设于每个分割部内用于紧固到车体上的孔。
本发明的第五模式提供依据前述第一至第四模式中任何一个的横向稳定杆衬套，其中，在分割部组装到一起时，构成所述通孔的内表面的所述橡胶弹性体的内橡胶层的径向最内部经由粘结剂在横向稳定杆的外周面的整个周向上连续延伸，而该内橡胶层的径向中间部及外部具有位于分割部的周向相对面之间的周向间隙，该周向间隙具有随着其径向朝外延伸而逐渐增大的周向长度。
依据如上所述的本发明，刚性中间板相对于横向稳定杆嵌入筒状橡胶弹性体的轴线垂直截面的中间部内。因此，包括橡胶弹性体、中间板和刚性支架的横向稳定杆衬套被沿着穿过通孔的分割面分割，每个分割部的橡胶弹性体、中间板和刚性支架一体硫化结合，且在分割部压缩且夹紧横向稳定杆的同时，通孔的内表面后粘结到横向稳定杆的外周面上。在本发明中，由于橡胶弹性体内外周侧的外橡胶层的弹簧常数小于中间板内侧的内橡胶层的弹簧常数，当利用分割部沿轴线垂直方向压缩且夹紧横向稳定杆时，内橡胶层的轴向变形保持极小，从而令人满意地减小与内橡胶层的过度变形有关的粘结剂的轴向流动，并防止在内橡胶层与横向稳定杆之间界面的轴向端部处明显颈缩。结果，能有效减小在粘结界面处、尤其在构成颈缩终端的粘结界面的两轴向端部处的应力集中，并能有效防止由于这些部分内出现裂纹且裂纹随后沿着粘结界面扩散而导致的粘结分离。
同时，利用嵌入其截面的中间部内的中间板，沿直径收缩方向施加给橡胶弹性体的压力均匀分布在橡胶弹性体的粘结界面上、具体地内橡胶层的通孔沿其整个轴向长度的内表面上，结果在橡胶弹性体与横向稳定杆之间获得强粘结力。另外，在横向稳定杆衬套的工作过程中当扭转输入施加给横向稳定杆时，外橡胶层主要经历大变形，而内橡胶层的变形极小，从而减小内橡胶层上的负载并抑制该内橡胶层内、具体地通孔的内表面(粘结界面)处的应力集中，从而实现横向稳定杆衬套的耐用性提高以及粘结可靠性增强的效果。
另外，如上所述，由于横向稳定杆与横向稳定杆衬套、具体地内橡胶层之间未出现任何明显颈缩，解决了泥浆水渗入该区域内的问题。
由于可在确保将横向稳定杆维持在内橡胶层侧的足够粘结力的同时改变外橡胶层的弹簧常数，由此提供了总弹簧常数具有较宽调整范围的额外优点。此外，在本发明中，由于用于将橡胶弹性体紧固到车体上的支架与橡胶弹性体硫化结合，附带防止橡胶弹性体与支架之间滑动以及由此产生的异常噪音的问题。另外，由于本发明教导在硫化模制之后将横向稳定杆衬套后粘结到横向稳定杆上，与在硫化模制过程中部件一体硫化结合的情况相比，制造成本降低。
内橡胶层可制造得比外橡胶层薄(第二模式)。采用此布置，有效地给外橡胶层提供比内橡胶层小的弹簧常数。
外橡胶层也可具有比内橡胶层短的轴向长度(第三模式)。采用此布置，有效地给外橡胶层提供比内橡胶层小的弹簧常数。
第四模式教导在橡胶弹性体沿轴线垂直方向两侧位置处给每个分割部内的支架设置用于紧固到车体上的孔。采用此布置，通过利用设置在紧固孔中的螺栓或其它紧固件来紧固分割部的支架，在保持沿直径收缩方向压缩橡胶弹性体的同时于一高温炉中对该橡胶弹性体进行后粘结处理非常简单。
第五模式教导在内橡胶层的径向中间部和外部处的分割部的周向相对面之间设置间隙，而内橡胶层的径向最内部经由粘结剂在横向稳定杆的外周面的整个周向上连续延伸。采用此布置，当内橡胶层受到沿轴线垂直方向的压缩时，该内橡胶层的弹性变形有效地被此间隙吸收，因而压缩力有效地施加给内橡胶层的密封面，即，经由粘结剂在横向稳定杆的整个周向上连续延伸的内橡胶层的最内部，确保内橡胶层与横向稳定杆之间的增强粘结稳定性。
附图说明
从以下参照附图对优选实施例的说明中，本发明的前述和/或其它目的、特征和优点将变得更明显，在附图中，相同参考数字标识相同部件，且其中：
图1A和1B示出根据本发明一个优选形式、在各位置安装在机动车的横向稳定杆上的横向稳定杆衬套的构造；
图2是沿图1A的线2-2的剖视图；
图3是图1A和1B所示横向稳定杆衬套之一的轴向剖视图；
图4是示出图2所示横向稳定杆衬套的分割部分在分离状态下的分解示意图；
图5A和5B示出图1A和1B所示横向稳定杆衬套的组装步骤；
图6示出安装在车辆横向稳定杆上的常规(现有技术)横向稳定杆衬套；
图7是示出图6所示常规横向稳定杆衬套的组件的分解示意图；以及
图8A-8C示出用于将常规横向稳定杆衬套后粘结到横向稳定杆上的常规组装步骤。
具体实施方式
首先参照图1A和1B，示出由具有基本为门形平面构造总体的金属杆组成的横向稳定杆10以及其中央部10a。即，横向稳定杆10在车辆宽度方向(车体横向)上基本为直线且经由横向稳定杆衬套12固定到车体上，其两端处的臂部10b在它们的端部固定在用于支承车轮的悬架臂上。
在图2和3中，详细示出安装到横向稳定杆10上的横向稳定杆衬套12的具体配置以及横向稳定杆10自身。如自附图显而易见的，本实施例的横向稳定杆衬套12具有由金属制成的刚性支架14、橡胶弹性体16以及由金属制成且嵌入橡胶弹性体16内的刚性中间板18。
橡胶弹性体16在横截面上为筒形，且中央具有横向稳定杆10经由其穿过的环形通孔20。通孔20的内表面和横向稳定杆10的外周面利用粘结剂S粘结到一起。这里，氯化橡胶粘结剂优选用作粘结剂S。
在硫化模制橡胶弹性体16的过程中中间板18和橡胶弹性体16相互一体硫化结合。如图2所示，支架14具有用于包围橡胶弹性体16的外筒部24以及一对在图中自外筒部24左右延伸的紧固部26，即，紧固部26沿着轴线垂直方向位于橡胶弹性体16的两侧。
每个紧固部26被打出一紧固孔30，这样紧固部26可在紧固孔30处紧固到车体上。
外筒部24具有形状与橡胶弹性体16的外周面对应且橡胶弹性体16装配在其内的环形凹部28。在图2和图3所示的已组装状态下，橡胶弹性体16受到来自其外周面且沿直径收缩方向的作用力，并沿着该直径收缩方向经历整体压缩变形。
在硫化模制橡胶弹性体16的过程中支架14和橡胶弹性体16相互一体硫化结合。前述中间板18具有绕通孔20弯曲的截面形状，这里，具体地，环绕通孔20的截面形状，且相对于横向稳定杆10嵌入橡胶弹性体16的轴线垂直截面的中间部内。通过这样，如图3所示，橡胶弹性体16被中间板18分为位于内周侧的内橡胶层16-1以及位于外周侧的外橡胶层16-2。
内橡胶层16-1和外橡胶层16-2由相同橡胶材料一体形成，且内橡胶层16-1比外橡胶层16-2薄。这样，一靠近通孔20的位置被选择作为用于嵌入中间板18的位置。中间板18具有基本与橡胶弹性体16的整个轴向长度共同扩张的长度。即，中间板18在橡胶弹性体16的基本整个长度上嵌入橡胶弹性体16内。
如图3清楚表示的，外橡胶层16-2的轴向长度l比内橡胶层16-1的轴向长度短。结果，在橡胶弹性体16内，内橡胶层16-1的弹簧常数大，而外橡胶层16-2的弹簧常数小。这里，内橡胶层16-1的弹簧常数相对于外橡胶层16-2的弹簧常数的比率是2∶1或以上。
如图2所示，中间板18被打孔以具有设在沿圆周方向的多个位置的连通孔32，内橡胶层16-1和外橡胶层16-2经由这些连通孔32相互连通。
如图2和图4所示，本实施例的横向稳定杆衬套12在穿过通孔20的分割面P处被分割为两个周向部。所得到的分割部12A，12A在沿轴线垂直方向夹紧横向稳定杆10于其间且橡胶弹性体16受到压缩变形的同时被组装到一起。
分割部12A，12A被构造成将横向稳定杆衬套12确切地分割为两个半部，每个半部具有半个支架14，即半个外筒部24和半个紧固部26。同样，每个半部配备半个橡胶弹性体16和半个中间板18。
图5A和5B表示用于组装分割部12A的过程。首先，如图5A所示，通过预先一体硫化模制支架14、橡胶弹性体16以及中间板18的各个半部获得分割部12A，然后在横向稳定杆10的预定轴向长度上将粘结剂S预涂覆到横向稳定杆10的外周面上(粘结剂S可涂覆到橡胶弹性体16侧上或者橡胶弹性体16侧和横向稳定杆10两者上)。
然后，如图5B所示，沿着轴线垂直方向将横向稳定杆10夹在一对分割部12A之间，且各分割部12A的分割支架14在分割面P处并置。然后，用夹具等紧固支架14，14以保持橡胶弹性体16处于压缩状态，并将整个组件放置在一热炉内且保持预定时间段以将橡胶弹性体16，具体地通孔20的内表面后粘结到横向稳定杆10上。
现在，横向稳定杆衬套12在橡胶弹性体16内的通孔20的内表面处后粘结到横向稳定杆10上。随后，移除穿过紧固孔30的螺栓，利用同一紧固孔30将支架紧固到车体上。现在，横向稳定杆10经由横向稳定杆衬套12弹性支承在车体上。
在本实施例中，当通过用分割部12A，12A沿着轴线垂直方向夹紧横向稳定杆10来压缩橡胶弹性体16时，由于内橡胶层16-1的弹簧常数大而外橡胶层16-2的弹簧常数小，内橡胶层16-1的轴向变形保持极小，从而令人满意地减小与内橡胶层16-1的过度变形有关的粘结剂S的轴向流动，并防止在内橡胶层16-1与横向稳定杆10之间界面的轴向端部处明显颈缩。
结果，能有效减小在粘结界面处、尤其在构成颈缩终端的粘结界面的两轴向端部处的应力集中，并能有效防止由于这些部分内出现裂纹且裂纹随后沿着粘结界面扩散而导致的粘结分离。同时，利用嵌入其截面的中间部内的中间板18，沿直径收缩方向施加给橡胶弹性体16的压力均匀分布在橡胶弹性体16的粘结界面上、具体地内橡胶层16-1的通孔20的整个内表面上，由此在橡胶弹性体16与横向稳定杆10之间获得强粘结力。
另外，在横向稳定杆衬套12的工作过程中当扭转输入施加给横向稳定杆10时，外橡胶层16-2主要经历大变形，而内橡胶层的变形极小。这使得在内橡胶层16-1内、具体地通孔20的内表面(粘结界面)处的应力集中减小，从而实现横向稳定杆衬套12的耐用性提高以及粘结可靠性增强的效果。
另外，由于横向稳定杆10与横向稳定杆衬套12、具体地内橡胶层16-1之间未出现任何明显颈缩，附带解决了泥浆水渗入该区域内的问题。同时，在此实施例中，可在确保将横向稳定杆10维持在内橡胶层16-1侧上的足够粘结力的同时改变外橡胶层16-2的弹簧常数，由此提供了总弹簧常数具有较宽调整范围的额外优点。
同时，在此实施例中，由于用于将橡胶弹性体16紧固到车体上的支架14与橡胶弹性体16硫化结合，附带防止橡胶弹性体16与支架14之间滑动以及由此产生的异常噪音的问题。
另外，在此实施例中，在分割部12A对中，由于半个紧固孔30形成在支架14(具体地，每半个支架14)内，可紧固分割部12A对且橡胶弹性体16压缩在其间，借此在保持压缩状态的同时对橡胶弹性体16进行后粘结处理非常简单。
还应理解的是，如图2所示，在内橡胶层16-1处的分割部12A与12A的周向相对面34a，34b之间形成间隙，同时内橡胶层16-1的径向最内部经由粘结剂在横向稳定杆10的外周面的整个周向上连续延伸。采用这种布置，内橡胶层16-1的弹性变形有效地被这些间隙吸收，由此压缩力有效地施加给内橡胶层16-1的密封面，即，经由粘结剂S在横向稳定杆10的整个周向上连续延伸的内橡胶层16-1的最内部，确保内橡胶层16-1与横向稳定杆10之间的增强粘结。同时，可适当调整形成在外橡胶层16-2处的分割部12A与12A的周向相对面之间的间隙，以提供横向稳定杆衬套12的所需弹簧特性。
尽管以上已依据一优选实施例对本发明进行了详细说明，但这仅仅是示范性的。还应理解的是，本发明包含本领域技术人员能想到的且不脱离限定在以下权利要求书中的本发明精神和范围的各种其它变化、变更和改进。

Claims (6)

1、一种用于将横向稳定杆(10)弹性支承在车体上的横向稳定杆衬套(12)，包括：
具有通孔(20)的筒状橡胶弹性体(16)；
刚性支架(14)，该支架设置有其内装配所述橡胶弹性体的凹部(28)，所述横向稳定杆穿过所述通孔，且所述橡胶弹性体经由所述支架固定在所述车体上，以便所述横向稳定杆弹性支承在所述车体上；以及
刚性周向中间板(18)，该中间板沿轴线垂直方向嵌入所述橡胶弹性体的中间部内以在所述橡胶弹性体的基本整个轴向长度上延伸，且具有围绕所述通孔弯曲的横截面形状，由此所述橡胶弹性体被所述中间板分为位于内周侧的内橡胶层(16-1)以及位于外周侧且弹簧常数小于所述内橡胶层的外橡胶层(16-2)，
其中，所述橡胶弹性体、所述支架以及所述中间板在穿过所述通孔的分割面(P)处被分割为至少两个周向分割部(12A，12A)，且在硫化模制所述橡胶弹性体的过程中所述支架和所述中间板与所述分割部一体硫化结合，以及
所述一体硫化的分割部被组装到一起，沿轴线垂直方向夹紧所述横向稳定杆且受到沿所述轴线垂直方向的压缩，使所述通孔(20)的内表面经由粘结剂(S)后粘结到所述横向稳定杆的外周面上。
2、根据权利要求1所述的横向稳定杆衬套(12)，其特征在于，所述内橡胶层(16-1)比所述外橡胶层(16-2)薄。
3、根据权利要求1或2所述的横向稳定杆衬套(12)，其特征在于，所述外橡胶层(16-2)的轴向长度比所述内橡胶层(16-1)短。
4、根据权利要求1或2所述的横向稳定杆衬套(12)，其特征在于，所述支架(14)具有在所述橡胶弹性体(16)的沿所述轴线垂直方向的两侧位置设于每个所述分割部(12A，12A)内用于紧固到所述车体上的孔(30)。
5、根据权利要求1或2所述的横向稳定杆衬套(12)，其特征在于，在所述分割部(12A，12A)组装到一起时，构成所述通孔(20)的内侧面的所述橡胶弹性体(16)的内橡胶层(16-1)的径向最内部经由所述粘结剂(S)在所述横向稳定杆(10)的外周面的整个周向上连续延伸，而所述内橡胶层的径向中间部及外部具有位于所述分割部的周向相对面(34a，34b)之间的周向间隙，所述周向间隙具有随着其径向朝外延伸而逐渐增大的周向长度。
6、根据权利要求5所述的横向稳定杆衬套(12)，其特征在于，所述橡胶弹性体(16)的外橡胶层(16-2)具有位于所述分割部(12A，12A)的周向相对面之间的周向间隙。
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