DE102019218726A1

DE102019218726A1 - Buchse zur verbesserung des abstimmungsfreiheitsgrads und aufhängungssystem

Info

Publication number: DE102019218726A1
Application number: DE102019218726.9A
Authority: DE
Inventors: Jae Hun Kim
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2019-07-19
Filing date: 2019-12-03
Publication date: 2021-01-21
Also published as: US11299003B2; KR20210010205A; JP7436189B2; JP2021017978A; US20210016623A1; CN112238720A

Abstract

Eine Buchse kann Folgendes umfassen: ein zweites Innenrohr, das einen zentralen Vorsprung in einem zentralen Abschnitt des zweiten Innenrohrs bildet; und ein Außenrohr, das einen dritten Vorsprung an einer ersten Innenseite und einen vierten Vorsprung an einer zweiten Innenseite bildet. Insbesondere sind der dritte und der vierte Vorsprung außerhalb des zentralen Vorsprungs angeordnet.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Buchse und insbesondere ein Aufhängungssystem, das eine Buchse verwendet, die in Kombination von Elastizität und Steifigkeit abstimmen kann.
HINTERGRUND
Die Angaben in diesem Abschnitt beinhalten lediglich Hintergrundinformationen in Bezug auf die vorliegende Offenbarung und stellen möglicherweise nicht den Stand der Technik dar.
Im Allgemeinen umfasst eine Buchse ein Elastomer, bei dem Gummi für die Relativbewegung der Verbindungskomponente eingesetzt wurde.
Insbesondere erfordert ein Fahrzeug Lenkung und Haltbarkeit usw. zusammen mit Fahrverhalten und Handhabung (engl.: Riding und Handling, R&H) und Lärm, Vibration, Härte (engl.: Noise, Vibration, Harshness, NVH), so dass der Bedarf an einer Buchse, die mithilfe von Gummieigenschaften abstimmen kann, sehr groß ist.
Beispielsweise wird die Buchse bei einem Aufhängungssystem eines Fahrzeugs verwendet, bei dem die Relativbewegung möglich ist, wie beispielsweise bei einem Querträger (oder Hilfsrahmen), einer Trittstange (oder Stabilisatorstange) oder einem Aufhängungsarm (oder unteren Arm, oberen Arm), und ferner wird der Abstimmungsfreiheitsgrad der Buchse selbst genutzt, wodurch die gesamte Leistung des Fahrzeugs, die durch die R&H/NVH und die Lenkung und Haltbarkeit gekennzeichnet ist, verbessert wird.
Die in der Beschreibung des Standes der Technik beschriebenen Inhalte sollen das Verständnis des Hintergrunds der vorliegenden Offenbarung erleichtern und können das umfassen, was Fachleuten, die die vorliegende Offenbarung betrifft, nicht bekannt ist.
ZUSAMMENFASSUNG
Eine Buchse ist ein elastisches Abstimmungsmittel, das bestimmte Gummieigenschaften nutzt, und das elastische Abstimmungsmittel sollte die angestrebte Leistung bezüglich der R&H/NVH/Lenkung/Haltbarkeit eines Fahrzeugs in Abhängigkeit von der Gummieigenschaft, bei der der Grad der Abstimmungsfreiheit reduziert ist, im Hinblick darauf erzielen, dass es insofern eine reale Begrenzung gibt, als es schwierig ist, bis zum Abschluss der Entwicklung 100% der angestrebten Leistung zu erreichen.
Insbesondere wenn die Buchse bei einer gekoppelten Verbundlenkerachse (Coupled Torsion Beam Axle, CTBA) (z. B. einem Hinterrad CTBA) angewandt wird, die durch ein nicht unabhängiges Aufhängungssystem für das linke und das rechte Rad gekennzeichnet ist, ist die Buchse mit einer Neigung (z. B. einer Neigung von ungefähr 24° zu einem Befestigungsabschnitt) für eine seitliche Kraft versehen, die beim Wenden des Fahrzeugs erzeugt wird, um durch das Einstellen einer Vorspur (d. h. das Minimieren einer Nachspur) Stabilität zu erzielen.
Ferner wird das Neigen der Buchse als Ursache dafür angegeben, dass eine Reaktionsverzögerung auf die anfängliche (-)-Querbeschleunigung in der CTBA auftritt, und der Grund dafür besteht darin, dass die Übersteuerungstendenz einer Hinterradaufhängung aufgrund des Gierverhaltens einer Fahrzeugkarosserie eine relative starre Bewegung erzeugt. Hier ist „(-)“ der „(-)-Querbeschleunigung“ ein Beispiel für den Erkennungscode des Beschleunigungssensors entsprechend der Linksdrehung des Fahrzeugs, und „(+)“ ist ein Beispiel für den Erkennungscode des Beschleunigungssensors entsprechend der Rechtsdrehung des Fahrzeugs.
Wie oben beschrieben, erfordert die Buchse einen Abstimmungsfreiheitsgrad, der die Eigenschaften jedes Aufhängungssystems berücksichtigt, weist jedoch aufgrund der Gummieigenschaften eine Beschränkung auf, die den Abstimmungsfreiheitsgrad verringert.
Die vorliegende Offenbarung sieht eine Buchse, die einen Abstimmungsfreiheitsgrad verbessert, und ein Aufhängungssystem vor, wobei die Steifigkeit und Form der Buchse mit den Gummieigenschaften kombiniert wird, wodurch der Freiheitsgrad der auf die elastische Abstimmung beschränkten Abstimmung in Bezug auf die Steifigkeitsabstimmung erhöht wird, und insbesondere die Steifigkeit in axialer Richtung und die Steifigkeit in Drehrichtung erhöht wird und die Steifigkeit in vorderer und hinterer Richtung sowie in vertikaler Richtung durch Erhöhen des Abstimmungsfreiheitsgrads unter Verwendung der Elastizitäts-/ Steifigkeitsabstimmung auf einfache Weise reduziert wird, wodurch die Optimierung zusammen mit einer Verringerung des Entwicklungsaufwands für die angestrebte Leistung hinsichtlich der von dem Fahrzeug gewünschten R&H/NVH/Lenkung/Haltbarkeit in dem Aufhängungssystem erzielt wird.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Buchse: ein zweites Innenrohr, das einen zentralen Vorsprung in einem zentralen Abschnitt des zweiten Innenrohrs bildet; und ein Außenrohr, das einen dritten Vorsprung an einer ersten Innenseite bildet, und einen vierten Vorsprung an einer zweiten Innenseite. Insbesondere sind der dritte und der vierte Vorsprung außerhalb des zentralen Vorsprungs angeordnet. Die Buchse stellt den Kunststoff-Elastizitätsmodul des zweiten Innenrohrs als die Steifigkeitsabstimmung ein, stellt den Gummi-Elastizitätsmodul eines zwischen dem zweiten Innenrohr und dem Außenrohr vorgesehenen Gummiteils so ein, dass er einen von dem Kunststoff-Elastizitätsmodul unterschiedlichen Wert als elastische Abstimmung aufweist, und weist einen Abstimmungsfreiheitsgrad durch eine Kombination der Steifigkeitsabstimmung und der elastischen Abstimmung auf.
In einer Ausführungsform bildet das zweite Innenrohr einen ersten Vorsprung an einer Position, die dem dritten Vorsprung entspricht, und einen zweiten Vorsprung an einer Position, die dem vierten Vorsprung entspricht. In einer Ausführungsform sind der erste Vorsprung, der zweite Vorsprung und der zentrale Vorsprung entlang einer vorderen und einer hinteren Richtung eines Fahrzeugs angeordnet.
In einer anderen Ausführungsform besteht das zweite Innenrohr aus einem Verbundwerkstoff aus Elastomer unter Verwendung von Kunststoff und Gummi oder Urethan, oder das zweite Innenrohr besteht aus technischem Kunststoff, der den Elastizitätsmodul des Kunststoffs mit dem Gehalt an Gummi einstellt oder den Elastizitätsmodul des Kunststoffs mit Gummi oder Urethan einstellt.
In einer anderen Ausführungsform sind eine Neigung des zentralen Vorsprungs des zweiten Innenrohrs und Neigungen des dritten Vorsprungs und des vierten Vorsprungs, die dem zentralen Vorsprung zugewandt sind, so angeordnet, dass sie in die gleiche Richtung weisen. In einer anderen Ausführungsform weist der zentrale Vorsprung einen Rohrkontaktabschnitt auf, und die Breite des Rohrkontaktabschnitts ist größer als die Breite eines Vorsprungs, der an einem Endteil des zweiten Innenrohrs ausgebildet ist.
In einer anderen Ausführungsform ist das zweite Innenrohr mit einem ersten Innenrohr integriert, das Gummiteil ist mit dem Außenrohr integriert, das zweite Innenrohr umgibt das Gummiteil, mit dem es zu integrieren ist, das Gummiteil, das zwischen dem zweiten Innenrohr und dem Außenrohr vorgesehen ist, weist einen ersten Hohlraum zwischen dem ersten Vorsprung und dem dritten Vorsprung und einen zweiten Hohlraum zwischen dem zweiten Vorsprung und dem vierten Vorsprung auf.
In einer anderen Ausführungsform sind der erste Hohlraum und der zweite Hohlraum entlang der vorderen und der hinteren Richtung eines Fahrzeugs angeordnet, und ein Ausschnitt ist an dem Gummiteil an dem oberen Abschnitt/unteren Abschnitt in der vertikalen Richtung des Fahrzeugs ausgebildet.
In einer anderen Ausführungsform sind der dritte Vorsprung und der vierte Vorsprung des Außenrohrs in der vorderen und der hinteren Richtung eines Fahrzeugs angeordnet.
In noch einer anderen Ausführungsform weist das Außenrohr eine zentrale Ausnehmung auf, die an dem zentralen Vorsprung des zweiten Innenrohrs angeordnet ist, eine Neigung der zentralen Ausnehmung ist Neigungen eines ersten Vorsprungs und eines zweiten Vorsprungs des zweiten Innenrohrs zugewandt, der erste Vorsprung ist an einer Position angeordnet, die dem dritten Vorsprung entspricht, und der zweite Vorsprung ist an einer Position angeordnet, die dem vierten Vorsprung entspricht, die Neigungen der zentralen Aussparung, des ersten Vorsprungs und des zweiten Vorsprungs sind in der gleichen Richtung zueinander angeordnet, die zentrale Aussparung bildet die Breite eines Rohrkontaktabschnitts des Außenrohrs und die Breite des Rohrkontaktabschnitts ist größer als eine Breite eines Vorsprungs, der an einem Endteil des zweiten Innenrohrs ausgebildet ist.
In einer Ausführungsform bildet das zweite Innenrohr die Kopplungsstruktur und die Nahkontaktstruktur mit einem ersten Innenrohr, wobei die Kopplungsstruktur eine Aufnahmenut des ersten Innenrohrs und einen Aufnahmevorsprung des zweiten Innenrohrs umfasst und die Nahkontaktstruktur aus einem Kontaktvorsprung gebildet ist, der durch Kerbverzahnung am Außendurchmesser des ersten Innenrohrs bearbeitet wird. Das zweite Innenrohr bildet die Nahkontaktstruktur mit dem ersten Innenrohr über einen an einer Außenfläche des ersten Innenrohrs ausgebildeten Kontaktvorsprung.
In einer Ausführungsform ist das zweite Innenrohr durch Umgeben eines ersten Innenrohrs integriert, und das erste Innenrohr besteht aus einem Aluminiummaterial.
Ferner haben das erste Innenrohr, das zweite Innenrohr, das Außenrohr und das Gummiteil, das die Buchse der vorliegenden Offenbarung zum Lösen der Aufgabe bildet, die folgenden Eigenschaften.
In einer Ausführungsform weist das zweite Innenrohr den Wellenbildungsabschnitt auf, das Gummiteil weist den Massenüberlappungsabschnitt auf und der Massenüberlappungsabschnitt umgibt den Wellenbildungsabschnitt. Der Wellenbildungsabschnitt ist aus einem Wellenkörper gebildet, der den Zwischenabschnitt des zweiten Innenrohrs bildet, und der Wellenkörper ist zwischen dem ersten Vorsprung und dem zweiten Vorsprung angeordnet, so dass er aus einem zentralen Vorsprung gebildet ist, der so ausgebildet ist, dass er größer als die Größen des ersten Vorsprungs und des zweiten Vorsprungs ist, so dass ein Unterschied in der Größe zueinander eine Wellenform bildet.
In einer anderen Ausführungsform ist jeder des zentralen Vorsprungs, des ersten Vorsprungs und des zweiten Vorsprungs mit einer flachen und nahen Kontaktfläche ausgebildet.
In einer Ausführungsform ist das zweite Innenrohr mit einem vorderen Endkörper, der den Endabschnitt einer Seite davon bildet, und einem hinteren Endkörper, der den Endabschnitt der anderen Seite davon bildet, versehen, und sowohl der vordere Endkörpers als auch der hintere Endkörper ist aus einem kreisförmigen Abschnitt gebildet, der das erste Innenrohr umgibt.
In einer anderen Ausführungsform sind das zweite Innenrohr und das erste Innenrohr mit einer Buchsen-Drehsicherungsstruktur, die durch Koppeln des Sitzvorsprungs des zweiten Innenrohrs in der Aufnahmenut des ersten Innenrohrs gebildet ist, und einer Buchsen-Haftverstärkungsstruktur, die aus dem Kontaktvorsprung gebildet ist, der an der Außenumfangsfläche des ersten Innenrohrs ausgebildet ist, versehen.
In einer Ausführungsform ist der Massenüberlappungsabschnitt aus einem verformbaren Körper gebildet, der den Zwischenabschnitt des Gummiteils bildet, der verformbare Körper ist zwischen einer vorderen Verbindungsmasse und einer hinteren Verbindungsmasse angeordnet, die aus einer Hauptmasse gebildet sind, um die Verformung in Bezug auf die Druckkraft und die Drehkraft zu bewirken, die von dem zweiten Innenrohr mit der schmalen Breitendicke des Gummis im Vergleich zu der Höhe des Gummis senkrecht zu dem zweiten Innenrohr aufgebracht werden.
In einer Ausführungsform ist das Gummiteil mit einer vorderen Endmasse, die den Endabschnitt einer Seite davon bildet, und eine hintere Endmasse, die den Endabschnitt der anderen Seite bildet, versehen, und das Außenrohr weist einen Endvorsprungsflansch auf, der den Endabschnitt einer Seite davon bildet, der eine Verriegelungsbefestigungskraft für die vordere Endmasse bildet, und weist einen Endbiegeflansch auf, der den Endabschnitt der anderen Seite davon bildet, der die Haftbefestigungskraft für die hintere Endmasse bildet.
In einer Ausführungsform bildet sowohl das Gummiteil als auch das Außenrohr eine Innendurchmesserstruktur aus Gummimasse, um die Nahkontaktkraft zwischen ihnen zu verstärken. Die Innendurchmesserstruktur aus Gummimasse bildet den Innendurchmesser des Außenrohres in der gleichen Form in Bezug auf den Massenüberlappungsabschnitt, der die Form des Zwischenprofils des Gummiteils bildet.
Ferner umfasst ein Aufhängungssystem der vorliegenden Offenbarung zur Lösung der Aufgabe eine Buchse mit dem Buchsen-Elastizitätsmodul, der eine Kombination aus dem Kunststoff-Elastizitätsmodul eines technischen Kunststoffs, aus dem ein zweites Innenrohr besteht, und dem Gummi-Elastizitätsmodul von Gummi, aus dem ein Gummiteil besteht, ist, und mit einem Abstimmungsfreiheitsgrad bezüglich der Steifigkeitsabstimmung durch den Kunststoff-Elastizitätsmodul und der elastischen Abstimmung durch den Gummi-Elastizitätsmodul; und einen Längslenker, der mit einem Rad an der gegenüberliegenden Seite eines durch die Buchse gebildeten Befestigungsteils der Fahrzeugkarosserie befestigt ist.
In einer Ausführungsform ist der Längslenker an die Endabschnitte sowohl der linken als auch der rechten Seite eines Torsionsstabes gekoppelt, der als eine gekoppelter Verbundlenkerachse (CTBA) eingerichtet ist.
Die bei dem Aufhängungssystem der vorliegenden Offenbarung verwendete Buchse realisiert die folgenden Vorgänge und Effekte durch Erhöhen des Abstimmungsfreiheitsgrades.
Erstens ist es möglich, den Abstimmungsfreiheitsgrad für die Buchse auf die Steifigkeitsabstimmung des Metalls zusätzlich zu der Elastizitätsabstimmung des Gummis erheblich zu erweitern, wodurch die angestrebte Leistung der im Fahrzeug gewünschten R&H/NVH/Lenkung/Haltbarkeit durch das Aufhängungssystem erzielt wird, und insbesondere ist es möglich, eine Buchse mit mehrfacher Steifigkeits- und Formoptimierung zu entwickeln, die für die CTBA geeignet ist, was die Reaktionsverzögerung auf die anfängliche (-)-Querbeschleunigung ausgleichen sollte. Zweitens ist es möglich, den Entwicklungsaufwand für die Buchse zu verringern, die zur Erzielung der angestrebten Leistung der R&H/NVH/Lenkung/Haltbarkeit erforderlich ist. Drittens ist es einfach, die Steifigkeitsabstimmung der Buchse durch Verwendung des technischen Kunststoffs, der verschiedene Steifigkeitswerte aufweisen kann, einzustellen. Viertens ist die Herstellung einfach, indem das Verfahren zum integralen Einspritzen des technischen Kunststoffs in Eisen oder Aluminium, aus dem das Innen-/Außenrohr der vorliegenden Buchse besteht, angewandt wird. Fünftens ist es einfach, die Kopplungskraft und die Ablösekraft des technischen Kunststoffs unter Verwendung von Kerbverzahnung oder Rändelung oder einer gravierten/geprägten Nut einzustellen. Sechstens ist es einfach, die Prägung der konvexen/konkaven Form in dem technischen Kunststoff zu bilden, der integral mit dem inneren oder äußeren Eisen gespritzt ist, wodurch die für die Kompression der Buchse gewünschte Scherkraft und die für die Drehung der Buchse gewünschte Druckkraft leicht erzeugt werden. Auf diese Weise ist es möglich, die angestrebte Leistung bezüglich der R&H/NVH/Lenkung/Haltbarkeit zu erfüllen, wodurch Kosten und Gewicht der Buchse durch den Vorteil des technischen Kunststoffs verringert werden können und sogar der Einsatz bei verschiedenen Arten von Fahrzeugen möglich ist.
Weitere Anwendungsbereiche werden aus der hier bereitgestellten Beschreibung ersichtlich. Es versteht sich, dass die Beschreibung und die spezifischen Beispiele lediglich Veranschaulichungszwecken dienen sollen und den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken sollen.
Figurenliste
Zum besseren Verständnis der Offenbarung werden nun verschiedene Formen davon beschrieben, wobei beispielhaft auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen:

1A und 1B ein Diagramm sind, das eine Ausgestaltung einer Buchse zum Verbessern eines Abstimmungsfreiheitsgrades gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
2 ein Diagramm ist, das eine dynamische Beziehung zeigt, die von einem Aufhängungssystem erlangt wird, bei dem die Buchse zur Verbesserung des Abstimmungsfreiheitsgrads gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verwendet wurde;
3 ein perspektivisches Diagramm ist, das eine Inneneinheit zeigt, die die Buchse zur Verbesserung des Abstimmungsfreiheitsgrads gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung bildet;
4A und 4B ein Querschnittsdiagramm sind, das eine Innen-/Außeneinheit zeigt, die beispielhaft eine Buchsen-Mehrfachsteifigkeitsstruktur zur Verbesserung des Abstimmungsfreiheitsgrads gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
5A und 5B ein Diagramm sind, das ein Beispiel zeigt, in dem eine Gummischerkraft beim Zusammendrücken der Buchse und eine Gummidruckkraft bei Drehung der Buchse jeweils durch die Buchsen-Mehrfachsteifigkeitsstruktur der Innen-/Außeneinheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung erzeugt werden;
6A und 6B ein Diagramm sind, das ein Beispiel einer Buchsen-Drehsicherungsstruktur der Inneneinheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
7A und 7B ein Diagramm sind, das einen Betriebszustand der Buchsen-Drehsicherungsstruktur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
8A und 8B ein Diagramm sind, das ein Beispiel der Buchsen-Drehsicherungsstruktur der Inneneinheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt; und
9A und 9B ein Diagramm sind, das ein Beispiel zeigt, bei dem ein Aufhängungssystem angewandt wurde, das die Buchse zur Verbesserung des Abstimmungsfreiheitsgrads gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung anwendet.

Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich dem Zweck der Veranschaulichung und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und soll die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Verwendung nicht beschränken. Es ist zu verstehen, dass in sämtlichen Zeichnungen die entsprechenden Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale angeben.
Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben, und da diese beispielhaften Ausführungsformen lediglich beispielhaft sind und in verschiedenen anderen Formen von Fachleuten, auf die sich die vorliegende Offenbarung bezieht, ausgeführt werden können, sind sie nicht auf die hierin beschriebenen Ausführungsformen beschränkt.
Unter Bezugnahme auf 1A und 1B besteht eine Buchse 1 aus einer Inneneinheit 10 und einer Außeneinheit 40.
Beispielsweise besteht die Inneneinheit 10 aus einem ersten Innenrohr 20 vom Hohlrohrtyp mit einer vorbestimmten Länge aus Aluminium, um mit einer Gegenkomponente befestigt zu werden, und einem zweiten Innenrohr 30, das dem Spritzgießen oder Strangpressen + Spritzgießen unterzogen wird, um durch Umschließen des ersten Innenrohrs 20 integriert zu werden.
Insbesondere besteht das zweite Innenrohr 30 aus technischem Kunststoff, und der technische Kunststoff besteht aus einem Kunststoffrohmaterial aus Pa66+GF aus Polyamid (PA)+Glasfaser (GF) und einem Gummi von ungefähr 1 bis 50 Gew.-% oder besteht aus Kunststoff und Gummi oder Urethan-Elastomer, wodurch die Haftfestigkeit des zweiten Innenrohres 30 an das erste Innenrohr 20 zusammen mit der Abstimmung der Eigensteifigkeit des technischen Kunststoffs eingestellt wird.
Beispielsweise besteht die Außeneinheit 40 aus einem Außenrohr 50 vom Hohlrohrtyp mit einer vorbestimmten Länge aus Kunststoff, um das Erscheinungsbild der Buchse 1 zu gestalten, und einem Gummiteil 60, das dem Spritzgießen unterzogen wird, um durch Ausfüllen eines Raumes, in dem das Außenrohr 50 und das zweite Innenrohr 30 gebildet sind, miteinander integriert zu werden. Insbesondere besteht das Außenrohr 50 aus Kunststoff, und das Gummiteil 60 besteht aus vulkanisiertem Kautschuk.
Dementsprechend bildet die Buchse 1 in Kombination mit einer technischen Kunststoffeigenschaft und einer Gummieigenschaft einen Buchsen-Elastizitätsmodul.
Der Buchsen-Elastizitätsmodul: Kt = (K1 × K2)/(K2 + K1)
Dabei bezieht sich „Kt“ auf den Buchsen-Elastizitätsmodul der Buchse 1, „K1“ bezieht sich auf den Gummi-Elastizitätsmodul einer Gummimasse 60 und „K2“ bezieht sich auf einen Kunststoff-Elastizitätsmodul einer Kunststoffmasse 30.
Entsprechend ist die Buchse 1 durch eine Buchse zur Verbesserung des Abstimmungsfreiheitsgrads gekennzeichnet, die den Kunststoff-Elastizitätsmodul (K2) der Steifigkeitsabstimmung unterzieht, während der Gummi-Elastizitätsmodul (K1) der elastischen Abstimmung unterzogen wird.
Ferner bildet die Buchse 1 jeweils einen Ausschnitt 1-1 an dem oberen und dem unteren Abschnitt des Buchsenkörpers zwischen dem zweiten Innenrohr 30 und dem Gummiteil 60 in der vertikalen Richtung des Fahrzeugs (d. h. der vertikalen Richtung in Bezug auf die Straßenoberfläche), weist einen ersten und einen zweiten Vorsprung 33-1, 33-2 sowohl in dem linken als auch dem rechten Abschnitt eines zentralen Vorsprungs 32 an den äußeren Umfangsflächen sowohl des linken als auch des rechten Abschnitts des zweiten Innenrohrs 30 auf, weist einen dritten und einen vierten Vorsprung 53-1, 53-2 sowohl in dem linken als auch dem rechten Abschnitt einer zentralen Aussparung 55 an den inneren Umfangsflächen sowohl des linken als auch des rechten Abschnitts des Außenrohrs 50 auf und bohrt einen ersten und einen zweiten Hohlraum 66-1, 66-2 auf den Seitenflächen sowohl des linken als auch des rechten Abschnitts des Gummiteils 60.
Beispielsweise bewirkt der Ausschnitt 1-1, dass das Auftreten der Drehung des Außenrohrs 50 so ausgeführt wird, dass die Nachspur des Fahrzeugs durch die Buchse 1 effektiv verringert wird.
Beispielsweise sind der erste Vorsprung 33-1 des zweiten Innenrohrs 30 und der dritte Vorsprung 53-1 des Außenrohrs 50 sowohl an dem linken als auch an dem rechten Abschnitt des zentralen Vorsprungs 32 an dem linken Endabschnitt der Buchse 1 in der vorderen und der hinteren Richtung des Fahrzeugs positioniert, und der zweite Vorsprung 33-2 des zweiten Innenrohrs 30 und der vierte Vorsprung 53-2 des Außenrohrs 50 sind an dem rechten Endabschnitt der Buchse 1 in der vorderen und der hinteren Richtung des Fahrzeugs positioniert. In diesem Fall sind die horizontale Richtung und die vordere und hintere Richtung des Fahrzeugs als eine X-Achsenrichtung definiert, die die Längsrichtung des zweiten Innenrohrs 30 in dem XYW-Koordinatensystem von 3 angibt.
Dementsprechend können der erste und der zweite Vorsprung 33-1, 31-2 und der dritte und der vierte Vorsprung 53-1, 53-2 dazu dienen, einen strukturellen Bruch des ersten und des zweiten Rohrs 20, 30 zu verhindern, da die Stoppwirkung, die starke vordere und hintere Kräfte blockiert, in der Buchse 1 in dem Fahrzeug beim Durchfahren eines Schlaglochs oder einer Bodenwelle usw. erzeugt werden können.
Beispielsweise ist der erste Hohlraum 66-1 des Gummiteils 60 an dem linken Endabschnitt der Buchse 1 in der vorderen und der hinteren Richtung des Fahrzeugs angeordnet, und der zweite Hohlraum 66-2 des Gummiteils 60 ist an dem rechten Endabschnitt der Buchse 1 angeordnet und bewirkt, dass das Gummiteil 60 die Haltbarkeit des Gummis der Hauptmasse 62 durch das Induzieren des Auftretens von Scherkräften verbessert, so dass der Vorteil der Haltbarkeit des Gummis beim Zusammendrücken der Buchse 1 bewirkt wird, und die Handhabung des Fahrzeugs durch eine Nachspur-Steuerung des Fahrzeugs durch das Induzieren des Auftretens der Gummikompression bei Drehung der Buchse 1 weiter verbessert.
Dementsprechend kann ausgeschlossen werden, dass der erste und der zweite Hohlraum 66-1, 66-2 in der Gesamtheit der Buchse 1 ausgebildet werden, um zu bewirken, dass der Kraftübertragungsweg der Buchse 1 vollständig zwischen dem ersten und dem zweiten Innenrohr 20, 30 und dem Außenrohr 50 gebildet wird, so dass die Hauptmasse 62 des Gummiteils 60 in der Nähe der vertikalen Richtung zu der geneigten Fläche in Bezug auf das zweite Innenrohr 30 und das Außenrohr 50 zusammengedrückt wird, wodurch eine optimale Leistung erzielt wird.
Dabei zeigt 2 ein Aufhängungssystem 100, bei dem die Buchse 1 verwendet wird. In diesem Fall füllt die Buchse 1 einen Raum aus, in dem das erste Innenrohr 20 und das Außenrohr 50 mit dem zweiten Innenrohr 30 und dem Gummiteil 60 so ausgebildet sind, dass sie den Buchsen-Elastizitätsmodul (Kt) mit dem Gummi-Elastizitätsmodul (K1) des Gummiteils 60 und dem Kunststoff-Elastizitätsmodul (K2) des zweiten Innenrohrs 30 bilden, so dass sie die gleiche wie die Buchse zur Verbesserung des Abstimmungsfreiheitsgrads 1 ist.
Beispielsweise ist das Aufhängungssystem 100 eine gekoppelte Verbundlenkerachse (CTBA), die aus einem Längslenker 120, der sowohl mit dem linken als auch mit dem rechten Endabschnitt eines Torsionsstabes 110 einer V-Profil-Struktur oder einer U-Profil-Struktur oder einer Struktur mit geschlossenem Querschnitt gekoppelt ist, und einem linken und einem rechten Rad 130 besteht, was durch das nicht unabhängige Hinterradaufhängungssystem für das linke und das rechte Rad gekennzeichnet ist.
Wie gezeigt, erzeugt das Rad 130 aufgrund der durch das Drehen erzeugten Seitenkraft ein Vorspur-Induzierungsmoment in der Richtung des Buchsenverhaltens, das mit der Bewegung des Längslenkers 120 verbunden ist, und zwar aufgrund des Drehmoments eines Drehmomentzentrums (MR), das an der linken und der rechten Buchse 1 gebildet ist, zusammen mit der die Nachspur erzeugenden Drehkraft, die die Nachspur-Tendenz aufgrund der Armlänge (ML) des Längslenkers 120 zum Verbinden der Buchse 1 mit dem Befestigungselement des Rades 130 angibt.
In einer solchen Momentendynamikbeziehung weist die Buchse 1 den Buchsen-Elastizitätsmodul (Kt) auf, der eine Kombination aus der elastischen Abstimmung und der Steifigkeitsabstimmung ist, wodurch als Buchseneigenschaften eine Erhöhung der axialen Richtungssteifigkeit und der Drehrichtungssteifigkeit und eine Verringerung der vertikalen Richtungssteifigkeit ausgedrückt wird. Die Buchseneigenschaften verstärken dann die Tendenz zum Vorspur-Induzierungsmoment des Aufhängungssystems 100, wodurch auch die Leistung für die R&H/NVH/Lenkung/Haltbarkeit verbessert wird, während das Rad 130 durch die Vorspur stabilisiert wird.
Insbesondere kann die Leistungserfüllung des Aufhängungssystems 100 für die Verstärkung der Vorspur-Stabilität der Buchse 1 und der R&H/NVH/Lenkung/Haltbarkeit als eine Struktur zur Optimierung der Buchsenform und eine Struktur zur Optimierung der Buchsenabstimmung umgesetzt werden, indem die Form des zweiten Innenrohrs 30 als Grundstruktur verwendet wird.
Dabei zeigen 3 bis 8A und 8B ein Beispiel für die gezielte Umsetzung der Eigenschaften der Buchse 1.
Unter Bezugnahme auf 3 bis 5A und 5B besteht die Buchse 1 beispielsweise aus dem zweiten Innenrohr 30, das mit dem ersten Innenrohr 20 integriert ist, indem es den zentralen Vorsprung 32 umfasst, und dem Außenrohr 50, das den dritten Vorsprung 53-1 an seiner einen Innenseite und den vierten Vorsprung 53-2 an seiner anderen Innenseite umfasst, und insbesondere ist die Buchsen-Mehrfachsteifigkeitsstruktur, die aus der Form des zweiten Innenrohrs 30 und des Außenrohrs 50 und des damit verbundenen Gummiteils 60 umgesetzt ist, veranschaulicht.
Unter Bezugnahme auf 3 bis 5A und 5B besteht das erste Innenrohr 20 aus einem Aluminiummaterial und umfasst eine Vorsprung-Kopplungsstruktur einer Aufnahmenut 27 und eine Verzahnungsstruktur eines Kontaktvorsprungs 29. Das zweite Innenrohr 30 bildet den zentralen Vorsprung 32 in der vorderen und der hinteren Richtung des Fahrzeugs und bildet den ersten Vorsprung 33-1 an einer Seite der beiden Seitenflächen des zentralen Vorsprungs 32 und des zweiten Vorsprungs 33-2 an der anderen Seite davon in der vorderen und der hinteren Richtung des Fahrzeugs und umfasst eine Rillenkupplungsstruktur eines Aufnahmevorsprungs 37. Das Außenrohr 50 bildet eine zentrale Aussparung 55 in der vorderen und der hinteren Richtung des Fahrzeugs und bildet den dritten Vorsprung 53-1 an der inneren einen Seite der zentralen Aussparung 55 und den vierten Vorsprung 53-2 an der inneren anderen Seite davon in der vorderen und der hinteren Richtung des Fahrzeugs. Der Gummiteil 60 bildet den ersten Hohlraum 66-1 zwischen dem ersten Vorsprung 33-1 und dem dritten Vorsprung 53-1 und den zweiten Hohlraum 66-2 zwischen dem zweiten Vorsprung 33-2 und dem vierten Vorsprung 53-2 in der vorderen und der hinteren Richtung des Fahrzeugs.
Insbesondere ist das zweite Innenrohr 30 ein Verbund aus Kunststoff und Elastomer (Gummi/Urethan), und die geneigte Fläche der geneigten Struktur des zentralen Vorsprungs 32 hat die gleiche Richtung wie die geneigte Fläche der geneigten Struktur des dritten Vorsprungs 53-1 und des vierten Vorsprungs 53-2 des Außenrohrs 50, und die Breite (L_a) des Rohrkontaktabschnitts des zentralen Vorsprungs 32 ist so ausgebildet, dass sie größer als die Breite (L_b) des Endes des Vorsprungs ist.
Ferner weist in dem Außenrohr 50 die geneigte Fläche der geneigten Struktur der zentralen Aussparung 55 die gleiche Richtung wie die geneigte Fläche der geneigten Struktur des ersten Vorsprungs 33-1 und des zweiten Vorsprungs 33-2 des zweiten Innenrohrs 30 auf, und die Breiten (L_a) der Rohrkontaktabschnitte des dritten Vorsprungs 53-1 und des vierten Vorsprungs 53-2 sind so ausgebildet, dass sie größer als die Breite (L_b) des Endes des Vorsprungs sind.
Ferner bildet das Gummiteil 60 den Ausschnitt 1-1 an dem oberen Abschnitt und dem unteren Abschnitt des Gummiteils 60 in der vertikalen Richtung des Fahrzeugs.
Unter Bezugnahme auf 3 besteht das zweite Innenrohr 30 aus einem Wellenkörper 31 des zweiten Innenrohrs 30 zum Umgeben eines Hohlkörpers 21, der mit einem Wellenloch 22 des ersten Innenrohrs 20 zur Integration mit dem ersten Innenrohr 20 ausgebildet ist, und einem vorderen und einem hinteren Endkörper 35-1, 35-2. Dementsprechend sind die Form und die Gestaltung des zweiten Innenrohrs 30 durch den Wellenkörper 31 und den vorderen und den hinteren Endkörper 35-1, 35-2 spezifiziert.
Insbesondere ist unter Berücksichtigung der Form des zweiten Innenrohrs 30 der Wellenkörper 31 in den zentralen Vorsprung 32, den ersten und den zweiten Vorsprung 33-1, 33-2 und einen schmalen Verbindungskörper 34 unterteilt, um die Wellenform in der vorderen und der hinteren axialen Richtung (x (d. h. der vorderen und hinteren Richtung des Fahrzeugs) des xyz-Koordinatensystems zu bilden, während der vordere und der hintere Endkörper 35-1, 35-2 eine ebene Form auf dem ersten und dem zweiten Vorsprung 33-1, 33-2 bilden.
Insbesondere werden der zentrale Vorsprung 32, der erste und der zweite Vorsprung 33-1, 33-2, der schmale Verbindungskörper 34 und der vordere und der hintere Endkörper 35-1, 35-2 einem Spritzgießen oder einem Extrudieren + Spritzgießen in Bezug auf das erste Innenrohr 20 unterzogen, um so geformt zu werden, dass sie den Außendurchmesser des Hohlkörpers 21 umgeben.
Beispielsweise bildet der zentrale Vorsprung 32 einen Zwischenabschnitt des zweiten Innenrohrs 30, der erste Vorsprung 33-1 und der vordere Endkörper 35-1 sind miteinander vor dem zentralen Vorsprung 32 verbunden, um den vorderen Abschnitt des zweiten Innenrohrs 30 zu bilden, und der zweite Vorsprung 33-2 und der hintere Endkörper 35-2 sind in dem hinteren Abschnitt des zentralen Vorsprungs 32 miteinander verbunden, um den hinteren Abschnitt des zweiten Innenrohrs 30 zu bilden.
Insbesondere ist die Größe der Breite des zentralen Vorsprungs 32 so ausgebildet, dass sie größer als die Größen der Breiten des ersten Vorsprungs 33-1 und des zweiten Vorsprungs 33-2 ist, die Größen der Breiten des ersten Vorsprungs 33-1 und des zweiten Vorsprungs 33-2 sind gleich ausgebildet und der zentrale Vorsprung 32 und der erste Vorsprung 33-1 und der zentrale Vorsprung 32 und der zweite Vorsprung 33-2 sind jeweils durch den schmalen Verbindungskörper 34 verbunden.
Dementsprechend bilden der erste Vorsprung 33-1, der mit dem zentralen Vorsprung 32 durch den schmalen Verbindungskörper 34 verbunden ist, und der zweite Vorsprung 33-2, der mit dem zentralen Vorsprung 32 durch den schmalen Verbindungskörper 34 verbunden ist, den Wellenformabschnitt in der axialen Richtung (x in dem xyz-Koordinatensystem) des zweiten Innenrohrs 30 (siehe 4). In diesem Fall setzt die Wellenform den Scheitelpunkt des zentralen Vorsprungs 32 als maximale Höhe fest, um die Scheitelpunkte des ersten Vorsprungs 33-1 und des zweiten Vorsprungs 33-2, die durch den schmalen Verbindungskörper 34 mit der minimalen Höhe verbunden sind, festzusetzen.
Beispielsweise umgibt der vordere Endkörper 35-1 den vorderen Endabschnitt des Hohlkörpers 21, so dass er in dem ersten Vorsprung 33-1 verbunden ist, um mit dem ersten Innenrohr 20 integriert zu werden, und der hintere Endkörper 35-2 umgibt den hinteren Endabschnitt des Hohlkörpers 21, so dass er in dem zweiten Vorsprung 33-2 verbunden ist, um mit dem ersten Innenrohr 20integriert zu werden. In diesem Fall besteht sowohl der vordere Endkörper 35-1 als auch der hintere Endkörper 35-2 aus einem kreisförmigen Abschnitt, der den Hohlkörper 21 des ersten Innenrohrs 20 umgibt.
Insbesondere sind der zentrale Vorsprung 32, der erste Vorsprung 33-1 und der zweite Vorsprung 33-2 in der vorderen und der hinteren Richtung des Fahrzeugs ausgebildet, und die geneigte Fläche der geneigten Struktur des zentralen Vorsprungs 32 weist die gleiche Richtung wie die geneigte Fläche der geneigten Struktur des dritten Vorsprungs 53-1 und des vierten Vorsprungs 53-2 des Außenrohrs 50 auf, und die Breite (L_a) des Rohrkontaktabschnitts des zentralen Vorsprungs 32 ist so ausgebildet, dass sie größer als die Breite (L_b) des Endes des Vorsprungs ist.
Ferner ist der vordere Endkörper 35-1 mit einer Rippe 35a zur Verstärkung seiner eigenen Steifigkeit und Haftung an dem Gummiteil 60 ausgebildet, und die Rippe 35a bildet zwei Rippen, die als Paar in einander gegenüberliegenden Positionen auf dem vorderen Endkörper 35-1 angeordnet sind.
Insbesondere ist unter Berücksichtigung der Ausgestaltung des zweiten Innenrohrs 30 die Wellenlänge (L_Körper) des Wellenkörpers 31 auf etwa 0,7 bis 0,8 eingestellt, wenn die Kunststoffmassenlänge (L_gesamt), die die Gesamtlänge des zweiten Innenrohrs 30 ist, auf 1 eingestellt ist, wodurch der Massenüberlappungsabschnitt gebildet wird, in dem das zweite Innenrohr 30 von dem Gummiteil 60 so weit wie möglich umgeben ist.
Insbesondere ist die Wellenlänge (L_Körper) des Wellenkörpers 31 in die Breite (L_a) des Rohrkontaktabschnitts des zentralen Vorsprungs 32, die Breite (L_b) des Endes des Vorsprungs des ersten Vorsprungs 33-1 und die Breite (L_b) des Endes des Vorsprungs des zweiten Vorsprungs 33-2 unterteilt, und die Breite (L_a) des Rohrkontaktabschnitts ist von ungefähr 60 bis 70% relativ zu der Breite (L_b) des Endes des Vorsprungs ausgebildet, wenn die Wellenlänge (L_Körper) auf 100% eingestellt ist. Der Grund dafür liegt darin, dass der zentrale Vorsprung 32 eine größere Größe als der erste und der zweite Vorsprung 33-1, 33-2 aufweist, so dass die elastische Verformung der Buchse 1 entsteht.
Dementsprechend verbindet der Massenüberlappungsabschnitt die Wellenlänge (L_Körper) mit dem Gummiteil 60, um so zu wirken, dass der zentrale Vorsprung 32, der eine Breite (L_a) des Rohrkontaktabschnitts aufweist, die größer als die Breite (L_b) des Endes des Vorsprungs ist, die Steifigkeit der axialen Richtung (x in dem xyz-Koordinatensystem) und die Drehrichtung (y (d. h. eine linke und eine rechte Breitenrichtung des Fahrzeugs) in dem xyz-Koordinatensystem) gegen eine äußere Kraft (d. h. eine laterale Kraft durch das Drehen) erhöht.
Ferner sind sowohl der zentrale Vorsprung 32 als auch der erste und der zweite Vorsprung 33-1, 33-2 des Wellenkörpers 31 mit Nahkontaktflächen 32a, 33a ausgebildet, und die Nahkontaktflächen 32a, 33a bilden den flachen oberen und den unteren Abschnitt an dem Wellenkörper 31, wodurch die Breitenlänge (h) des Wellenkörpers 31 in der Breitenrichtung (z (d. h. der vertikalen Richtung des Fahrzeugs) in dem xyz-Koordinatensystem) des zweiten Innenrohrs 30 reduziert wird. In diesem Fall sind die Breitenhöhe (h) der Nahkontaktfläche 32a des zentralen Vorsprungs 32 und die Breitenhöhe (h) der Nahkontaktfläche 33a des ersten und des zweiten Vorsprungs 33-1, 33-2 gleich ausgebildet. Ferner sehen die Nahkontaktflächen 32a, 33a auch eine zusätzliche Funktion der Verstärkung der Haftkraft zwischen dem Wellenkörper 31 und dem Gummiteil 60 vor.
Wie oben beschrieben, ist der Wellenkörper 31 so ausgestaltet, dass die Radiuslänge (y in dem xyz-Koordinatensystem) so ausgebildet ist, dass sie durch die Nahkontaktflächen 32a, 33a größer als die Breitenlänge (h) ist, so dass das zweite Innenrohr 30 die Steifigkeit in der axialen Richtung (x in dem xyz-Koordinatensystem) und der Drehrichtung (y in dem xyz-Koordinatensystem) verbessern kann. Andererseits ist der Wellenkörper 31 so ausgestaltet, dass die Breitenlänge (h) durch die Nahkontaktflächen 32a, 33a kleiner als die Radiuslänge ausgebildet ist, so dass das zweite Innenrohr 30 die Steifigkeit in der vorderen und der hinteren Richtung (x in dem xyz-Koordinatensystem) und der vertikalen Richtung (z im xyz-Koordinatensystem) schwächen kann.
Unter Bezugnahme auf die Buchsen-Mehrfachsteifigkeitsstruktur von 4A und 4B wird die Buchsen-Mehrfachsteifigkeitsstruktur durch Verbinden des zweiten Innenrohrs 30, des Außenrohrs 50 und des Gummiteils 60 gebildet.
In der Buchsenabschnittsstruktur ist der Raum zwischen dem ersten Innenrohr 20 und dem Außenrohr 50 mit dem zweiten Innenrohr 30 und dem Gummiteil 60, das den Gummi-Elastizitätsmodul (K1) bildet, ausgefüllt (siehe 1). In diesem Fall ist das zweite Innenrohr 30 mit dem ersten Innenrohr 20 integriert, das Gummiteil 60 ist mit dem Außenrohr 50 integriert und das zweite Innenrohr 30 und das Gummiteil 60 sind miteinander integriert.
Insbesondere besteht das Außenrohr 50 aus einem Körpergehäuse 51, das in Form eines Hohlrohrs gebildet ist, einem Endvorsprungsflansch 52-1, der in der vorderen Richtung (x in dem xyz-Koordinatensystem) des Körpergehäuses 51 ausgebildet ist, einem Endbiegeflansch 52-2, der in der hinteren Richtung (x in dem xyz-Koordinatensystem) des Körpergehäuses 51 ausgebildet ist, dem dritten Vorsprung 53-1, der mit dem Endvorsprungsflansch 52-1 verbunden ist, dem vierten Vorsprung 53-2, der mit dem Endbiegeflansch 52-2 verbunden ist, und der zentralen Ausnehmung 55, die seitlich den Endvorsprungsflansch 52-1 und den Endbiegeflansch 52-2 in dem Zwischenabschnitt des Körpergehäuses 51 bildet.
Beispielsweise bildet der Innendurchmesser des Körpergehäuses 51 die Innendurchmesserstruktur der Gummimasse in der gleichen Form wie die eines verformbaren Körpers 61 des Gummiteils 60, wodurch die Nahkontakt-Kopplungskraft für das Gummiteil 60 verstärkt wird. Das heißt, die Innendurchmesserstruktur der Gummimasse ist so ausgebildet, dass der Durchmesser des Zwischenabschnitts, der mit der Hauptmasse 62 des Gummiteils 60 in nahem Kontakt steht, größer als der Durchmesser des vorderen und des hinteren Abschnitts ist, der in nahem Kontakt mit der vorderen und der hinteren Endmasse 65-1, 65-2 des Gummiteils 60 steht.
Beispielweise ist der Endvorsprungsflansch 52-1 zurückgezogen, um den Durchmesser des Körpergehäuses 51 zu verengen, um eine Verriegelungsbefestigungskraft für die vordere Endmasse 65-1 des Gummiteils 60 zu bilden. Der Endbiegeflansch 52-2 ist konzentrisch so ausgebildet, dass er den Durchmesser des Körpergehäuses 51 an dem anderen Endabschnitt des Körpergehäuses 51 verbreitert, um die Haftfixierkraft für die hintere Endmasse 65-2 des Gummiteils 60 auszubilden.
Dementsprechend verstärkt das Außenrohr 50 die Nahkontakt-Kopplungskraft mit dem Gummiteil 60 durch die Innendurchmesserstruktur der Gummimasse des Körpergehäuses 51, verstärkt die Verriegelungsfixierkraft mit dem Gummiteil 60 mit der Biegestruktur des Endvorsprungsflansches 52-1 und verstärkt die Haftfixierkraft mit dem Gummiteil 60 mit der Vorsprungsstruktur des Endbiegeflansches 52-2.
Beispielsweise sind der dritte und der vierte Vorsprung 53-1, 53-2 und die zentrale Aussparung 55 in der vorderen und der hinteren Richtung des Fahrzeugs ausgebildet. Insbesondere weist die zentrale Ausnehmung 55 eine Breite (L_a) des Rohrkontaktabschnitts auf, die größer als die Breite (L_b) des Endes des Vorsprungs ist, und die geneigte Fläche der geneigten Struktur der zentralen Ausnehmung 55 ist in der gleichen Richtung wie die geneigten Flächen der geneigten Strukturen des ersten Vorsprungs 33-1 und des zweiten Vorsprungs 33-2 ausgebildet.
Dementsprechend sind die zentrale Aussparung 55 und der dritte und der vierte Vorsprung 53-1, 53-2 des Außenrohrs 50 durch Umgeben des zentralen Vorsprungs 32 des zweiten Innenrohrs 30 und des ersten und des zweiten Vorsprungs 33-1, 33-2 integriert, um den strukturellen Bruch des ersten und des zweiten Innenrohrs 20, 30 durch den Stoppeffekt zu verhindern, der die starke vordere und hintere Kraft blockiert, die in der Buchse 1 in dem Fahrzeug beim Durchfahren eines Schlaglochs oder einer Bodenwelle usw. erzeugt werden kann.
Ferner bildet das Außenrohr 50 nicht die herkömmliche Struktur der Ausschnittnut oder des Schlitzes, die bei dem Körpergehäuse 51 verwendet wird, um die Kopplungskraft mit dem Gummiteil 60 zu erhöhen, wodurch die Optimierung der Form des Außenrohrs erleichtert wird.
Insbesondere besteht das Gummiteil 60 aus dem verformbaren Körper 61, den vorderen und der hinteren Endmasse 65-1, 65-2 und dem ersten und dem zweiten Hohlraum 66-1, 66-2.
Beispielsweise kann der verformbare Körper 61 eine vordere Verbindungsmasse 63-1 an einer Seite der Hauptmasse 62 bilden und eine hintere Verbindungsmasse 63-2 an der anderen Seite davon bilden, wodurch der Massenüberlappungsabschnitt in Bezug auf den Wellenkörper 31 des zweiten Innenrohrs 30 zusammen mit der Innendurchmesserstruktur der Gummimasse in Bezug auf das Körpergehäuse 51 des Außenrohrs 50 gebildet wird. In diesem Fall ist sowohl die vordere als auch die hintere Verbindungsmasse 63-1, 63-2 an der Hauptmasse 62 verbunden, so dass sie einen schmaleren Abschnitt als die Hauptmasse 62 bildet.
Insbesondere erhöht die Hauptmasse 62 die Spannungsreaktion des Gummiteils 60 durch Einstellen der Form in der Gummihöhe (H) und der Gummidicke (W). In diesem Fall dient die Gummihöhe (H) dem Vorsprungsabschnitt, der dem schmalen Verbindungskörper 34 des zweiten Innenrohrs 30 zugewandt ist, als vertikale Höhenbezugsfläche, und die Gummidicke (W) dient dem Seitenflächenabschnitt, der dem zentralen Vorsprung 32 des zweiten Innenrohrs 30 zugewandt ist, als Seitenflächendickenbezugsfläche. Ferner bedeutet die Spannungsreaktion, dass die Scherkraft und die Druckkraft betragsmäßig unterschiedlich voneinander gegen die äußere Kraft erzeugt werden.
1
Zu diesem Zweck wird, wenn die Gummihöhe (H) auf 1 eingestellt ist, die Gummidicke (W) der Hauptmasse 62 auf 0,6 bis 0,8 eingestellt.
Beispielsweise sind die vordere und die hinteren Endmasse 65-1, 65-2 mit dem vorderen und dem hinteren Endkörper 35-1, 35-2 des zweiten Innenrohrs 30 integriert. Insbesondere bildet die vordere Endmasse 65-1 eine Verriegelungsfixierkraft mit dem Endbiegeflansch 52-1 des Außenrohrs 50, und die hintere Endmasse 65-2 bildet eine Haftfixierkraft mit dem Endvorsprungsflansch 52-2 des Außenrohrs 50.
Beispielsweise sind der erste und der zweite Hohlraum 66-1, 66-2 in einem leeren Raum mit einer vorbestimmten Länge ausgebildet, der mit dem verformbaren Körper 61 an sowohl der vorderen als auch der hinteren Endmasse 65-1, 65-2 verbunden ist, wodurch die Spannungsreaktion der Gummimasse 60 weiter erhöht wird, während ausgeschlossen wird, dass der Kraftübertragungsweg der Buchse 1 in der Gesamtheit der Buchse gebildet wird. Insbesondere ist die Ausschnittslänge (A) des ersten und des zweiten Hohlraums 66-1, 66-2 aus der Länge nahe der Hauptmasse 62 an sowohl der vorderen als auch der hinteren Verbindungsmasse 63-1, 63-2 des verformbaren Körpers 61 ausgebildet.
Daher bilden der erste und der zweite Hohlraum 66-1, 66-2 den Kraftübertragungsweg zwischen dem ersten und dem zweiten Innenrohr 20, 30 und dem Außenrohr 50 vollständig aus, um zu bewirken, dass die Hauptmasse 62 des Gummiteils 60 nahe der Richtung senkrecht zu der geneigten Oberfläche in Bezug auf das zweite Innenrohr 30 und das Außenrohr 50 zusammengedrückt wird, wodurch eine optimale Leistung der Buchse 1 realisiert wird. Ferner bewirken der erste und der zweite Hohlraum 66-1, 66-2 eine Verbesserung der Handhabung des Fahrzeugs durch eine Nachspursteuerung des Fahrzeugs durch das Induzieren einer Gummikompression bei einer Drehung der Buchse 1, sogar wenn das Gummiteil 60 gleichzeitig bewirkt, dass sich die Gummihaltbarkeit der Hauptmasse 62 durch das Auftreten einer Scherung verbessert, die dazu dient, den Vorteil der Haltbarkeit des Gummis beim Zusammendrücken der Buchse 1 zu erzielen.
Unter Bezugnahme auf 5A und 5B wird das Spannungsverhalten der Buchse 1 beispielhaft durch die Erzeugung der Scherkraft und die Erzeugung der Druckkraft veranschaulicht. In diesem Fall basiert die Erzeugung der Scherkraft und die Erzeugung der Druckkraft auf dem Verhalten der Buchse 1 durch das dynamische Verhältnis der Seitenkraft entsprechend der Drehung (siehe 2).
Unter Bezugnahme auf den Buchsenkompressionszustand (z in dem xyz-Koordinatensystem) auf der linken Seite von 5 schreitet die Kompression mit der Tendenz fort, das Gummiteil 60 von dem zweiten Innenrohr 30 wegzuschieben. Dann überträgt das zweite Innenrohr 30 die in dem zentralen Vorsprung 32 des Wellenkörpers 31 erzeugte Druckkraft auf das Gummiteil 60, und das Gummiteil 60 erzeugt die Scherkraft aufgrund der Druckkraft in der Hauptmasse 62.
Insbesondere konzentriert die Hauptmasse 62 die Druckkraft des zentralen Vorsprungs 32 auf die Gummidicke (W), die ein relativ dünner Abschnitt aufgrund der Differenz zwischen der Gummihöhe (H) und der Gummidicke (W) ist, wodurch die Erzeugung der Scherkraft gegen die Druckrichtung (z. B. die Radiusrichtung) des zentralen Vorsprungs 32 (oder geschoben) bewirkt wird. Dementsprechend kann die Buchse 1 durch die Scherkraft des Gummiteils 60 eine Verringerung der Druckkraft aufweisen, wodurch die Haltbarkeit des Gummis verbessert wird.
Andererseits ist unter Bezugnahme auf den Buchsendrehzustand (y in dem xyz-Koordinatensystem) auf der rechten Seite von 5 das Außenrohr 50 an dem Aufhängungssystem 100 befestigt (siehe 2), und das erste Innenrohr 20 ist an der Fahrzeugkarosserie befestigt, so dass die Drehung in dem Außenrohr 50 auftritt, das an dem Aufhängungssystem 100 befestigt ist.
Dementsprechend schreitet der Zustand der Buchsendrehung mit einer Tendenz zum Zusammendrücken des Gummiteils 60 in dem zweiten Innenrohr 30 fort. Dann überträgt das zweite Innenrohr 30 die in dem zentralen Vorsprung 32 des Wellenkörpers 31 erzeugte Drehkraft auf das Gummiteil 60, und das Gummiteil 60 erzeugt die Druckkraft durch die Drehkraft in der Hauptmasse 62 des verformbaren Körpers 61.
Insbesondere konzentriert die Hauptmasse 62 die Drehkraft der Hauptwelle 32 auf die Gummidicke (W), die ein relativ dünner Abschnitt aufgrund der Differenz zwischen der Gummihöhe (H) und der Gummidicke (W) ist, wodurch die Erzeugung der Druckkraft gegen die Drehrichtung (z. B. im Uhrzeigersinn) der Hauptwelle 32 (oder geschoben) bewirkt wird. Dementsprechend weist die Buchse 1 durch die Druckkraft des Gummiteils 60 eine Verringerung der Drehkraft auf, so dass das Aufhängungssystem 100 (siehe 2) durch die Verringerung der Nachspur eine Tendenz zur Vergrößerung der Vorspur aufweisen kann.
Dabei zeigen 6A und 6B bis 8A und 8B, dass eine Buchsen-Drehsicherungsstruktur 10-1 für eine Struktur zur Optimierung einer Buchsenkopplung durch die Verbindung des ersten Innenrohrs 20 und des zweiten Innenrohrs 30 in der Buchse 1 aus einer Kopplungsstruktur gebildet ist und die Struktur 10-2 zur Haftverstärkung der Buchse als Nahkontaktstruktur aufgebracht ist.
Unter Bezugnahme auf 6A und 6B wird die Buchsen-Drehsicherungsstruktur 10-1 auf den Hohlkörper 21 des ersten Innenrohrs 20 und den vorderen Endkörper 35-1 des zweiten Innenrohrs 30 aufgebracht. Beispielsweise wird sie als Buchsen-Drehsicherungsstruktur 10-1 angewandt, indem die Aufnahmenut 27 in dem Hohlkörper 21 gebildet wird, der Aufnahmevorsprung 37 an dem vorderen Endkörper 35-1 gebildet wird und die Aufnahmenut 27 und der Aufnahmevorsprung 37 miteinander gekoppelt werden.
Insbesondere ist die Aufnahmenut 27 durch Prägen einer „V“-Nutform an dem Außendurchmesser des Hohlkörpers 21 ausgebildet, und der Aufnahmevorsprung 37 ist durch Formen einer „V“-Nutform an dem Innendurchmesser des vorderen Endkörpers 35-1 ausgebildet. Ferner weisen die Aufnahmenut 27 und der Aufnahmevorsprung 37 einen vorbestimmten Abstandswinkel (K) zur Verstärkung der Kopplungskraft auf und sind mehrfach ausgebildet, können jedoch in vierfacher Ausführung ausgebildet sein.
Unter Bezugnahme auf 7A und 7B unterdrückt die Buchsen-Drehsicherungsstruktur 10-1 die Rohrdrehkraft (R) des ersten Innenrohrs 20 aufgrund des Bauteils in einem befestigten Zustand (z. B. des Längslenkers 120) (siehe 2). Dementsprechend kann die durch die Rohrdrehkraft (R) erzeugte Drehneigung des ersten Innenrohrs 20 relativ zu dem zweiten Innenrohr 30 zwangsläufig durch das zweite Innenrohr 30 durch den Aufnahmevorsprung 37, der mit der Aufnahmenut 27 gekoppelt ist, unterdrückt werden.
Unter Bezugnahme auf 8A und 8B ist die Buchsen-Haftverstärkungsstruktur 10-2 auf den Hohlkörper 21 des ersten Innenrohrs 20 aufgebracht. Beispielsweise bildet der Hohlkörper 21 einen Kontaktvorsprung 29, der an seiner Außenumfangsfläche ausgebildet ist, und der Kontaktvorsprung 29 erhöht die Kopplungskraft zwischen dem zweiten Innenrohr 30 und dem ersten Innenrohr 20, die durch Spritzgießen an dem Hohlkörper 21 ausgebildet sind.
Insbesondere ist die Form des Kontaktvorsprungs 29 durch Kerbverzahnung oder Rändelung gebildet, kann jedoch aus einer gravierten Nut/Prägenut gebildet sein. Ferner wird der Ausbildungsabschnitt des Kontaktvorsprungs 29 auf die Kontaktvorsprungslänge (B) von ungefähr 0,7 bis 0,8 in einem Zustand eingestellt, in dem die Endlängen b-1, b-2 sowohl der linken als auch der rechten Seite ausgenommen sind, wenn die Kunststoffmassenlänge (L_gesamt), die die gesamte Länge des Innenrohrs 20 ist, auf 1 gesetzt ist, wodurch der Kopplungs-Inkrementabschnitt gebildet wird, in dem das erste Innenrohr 20 durch das zweite Innenrohr 30 so weit wie möglich umgeben ist.
Dementsprechend können das erste Innenrohr 20 und das zweite Innenrohr 30 der Kopplungs-Inkrementabschnitt sein, wodurch die lösbare Kraft leicht eingestellt werden kann, während gleichzeitig die Kopplungskraft des zweiten Innenrohrs 30 auf das erste Innenrohr 20 in hohem Maße beibehalten wird.
Dabei zeigen 9A und 9B das Aufhängungssystem 100 des Fahrzeugs 100-1. Wie gezeigt, ist das Aufhängungssystem 100 ein Hinterradaufhängungssystem des Fahrzeugs 100-1, das die Buchse 1 anwendet.
Insbesondere weist die Buchse 1 das erste Innenrohr 20 und das zweite Innenrohr 30 als Inneneinheit 10 auf, weist das Außenrohr 50 und das Gummiteil 60 als Außeneinheit 40 auf und verwendet den Kunststoff-Elastizitätsmodul (K2) des zweiten Innenrohres 30 und den Gummi-Elastizitätsmodul (K1) des Gummiteils 60 als Buchsen-Elastizitätsmodul (Kt), so dass sie die gleiche wie die unter Bezugnahme auf 1 bis 8 beschriebene Buchse zur Verbesserung des Abstimmungsfreiheitsgrads 1 ist.
Insbesondere besteht das Aufhängungssystem 100 aus dem Längslenker 120, der mit sowohl dem linken als auch dem rechten Endabschnitt des Torsionsstabes 110 einer V-förmigen oder U-förmigen Querschnittsstruktur oder einer Struktur mit geschlossenem Profil und dem linken bzw. dem rechten Rad 130 gekoppelt ist, und der Buchse 1, die an dem Längslenker 120 angebracht ist, der durch das nicht unabhängige Hinterradaufhängungssystem für das linke und das rechte Rad als der gekoppelte Verbundlenkerachse (CTBA) gekennzeichnet ist.
Da das Aufhängungssystem 100 das gleiche wie das Aufhängungssystem 100 von 2 ist, ist es dementsprechend möglich, das Fahrzeug 100-1 zu stabilisieren, indem die Leistung für die R&H/NVH/Lenkung/Haltbarkeit erbracht wird, während die Stabilität des Rads 130 durch die Tendenz zur Vorspur durch Betätigung der Buchse 1 bei der lateralen Kraft entsprechend der Drehung verstärkt wird.
Wie oben beschrieben, weist die Buchse 1 zur Verbesserung des Abstimmungsfreiheitsgrads, die bei dem Aufhängungssystem 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform verwendet ist, den Buchsen-Elastizitätsmodul auf, der eine Kombination des Kunststoff-Elastizitätsmoduls des zweiten Innenrohrs 30 und des Gummi-Elastizitätmoduls des Gummiteils 60 ist, und erhöht den Abstimmungsfreiheitsgrad durch Kombinieren der Steifigkeitsabstimmung durch den Kunststoff-Elastizitätsmodul mit der elastischen Abstimmung durch den Gummi-Elastizitätsmodul, wodurch der Entwicklungsaufwand zur Optimierung der angestrebten Leistung hinsichtlich der R&H/NVH/Lenkung/Haltbarkeit verringert wird, während gleichzeitig die axiale Richtungssteifigkeit und die Drehrichtungssteifigkeit leicht erhöht werden und die vordere und die hintere Richtungssteifigkeit und die vertikale Richtungssteifigkeit leicht reduziert werden.

Claims

Buchse, umfassend: ein zweites Innenrohr, das einen zentralen Vorsprung in einem zentralen Abschnitt des zweiten Innenrohrs bildet; und ein Außenrohr, das einen dritten Vorsprung an einer ersten Innenseite und einen vierten Vorsprung an einer zweiten Innenseite bildet, wobei der dritte und der vierte Vorsprung außerhalb des zentralen Vorsprungs angeordnet sind.
Buchse nach Anspruch 1, wobei das zweite Innenrohr umfasst: einen ersten Vorsprung an einer Position, die dem dritten Vorsprung entspricht, und einen zweiten Vorsprung an einer Position, die dem vierten Vorsprung entspricht.
Buchse nach Anspruch 2, wobei der erste Vorsprung, der zweite Vorsprung und der zentrale Vorsprung entlang einer vorderen und einer hinteren Richtung eines Fahrzeugs angeordnet sind.
Buchse nach Anspruch 2, wobei ein Gummiteil zwischen dem zweiten Innenrohr und dem Außenrohr vorgesehen ist, und das Gummiteil umfasst: einen ersten Hohlraum zwischen dem ersten Vorsprung und dem dritten Vorsprung und einen zweiten Hohlraum zwischen dem zweiten Vorsprung und dem vierten Vorsprung.
Buchse nach Anspruch 4, wobei der erste Hohlraum und der zweite Hohlraum entlang einer vorderen und einer hinteren Richtung eines Fahrzeugs angeordnet sind.
Buchse nach Anspruch 5, wobei ein Ausschnitt an dem Gummiteil an einem oberen Abschnitt und einem unteren Abschnitt des Gummiteils entlang einer vertikalen Richtung des Fahrzeugs ausgebildet ist.
Buchse nach Anspruch 1, wobei das zweite Innenrohr ein Verbundmaterial aus Elastomer unter Verwendung von Kunststoff und Gummi oder Urethan ist.
Buchse nach Anspruch 1, wobei eine Neigung des zentralen Vorsprungs des zweiten Innenrohrs und Neigungen des dritten und des vierten Vorsprungs, die so ausgestaltet sind, dass sie dem zentralen Vorsprung zugewandt sind, so angeordnet sind, dass sie in die gleiche Richtung zueinander verlaufen.
Buchse nach Anspruch 1, wobei der zentrale Vorsprung einen Rohrkontaktabschnitt aufweist und eine Breite des Rohrkontaktabschnitts größer als eine Breite eines Vorsprungs ist, der an einem Endteil des zweiten Innenrohrs ausgebildet ist.
Buchse nach Anspruch 1, wobei der dritte Vorsprung und der vierte Vorsprung in einer vorderen und einer hinteren Richtung eines Fahrzeugs angeordnet sind.
Buchse nach Anspruch 1, wobei: das Außenrohr eine zentrale Ausnehmung aufweist, die an dem zentralen Vorsprung des zweiten Innenrohrs angeordnet ist, eine Neigung der zentralen Ausnehmung Neigungen eines ersten Vorsprungs und eines zweiten Vorsprungs des zweiten Innenrohrs zugewandt ist, der erste Vorsprung an einer Position angeordnet ist, die dem dritten Vorsprung entspricht, und der zweite Vorsprung an einer Position angeordnet ist, die dem vierten Vorsprung entspricht, die Neigungen der zentralen Ausnehmung, der erste Vorsprung und der zweite Vorsprung in der gleichen Richtung zueinander angeordnet sind, und die zentrale Ausnehmung eine Breite eines Rohrkontaktabschnitts des Außenrohrs bildet und die Breite des Rohrkontaktabschnitts größer als eine Breite eines Vorsprungs ist, der an einem Endteil des zweiten Innenrohrs ausgebildet ist.
Buchse nach Anspruch 1, wobei das zweite Innenrohr eine Kopplungsstruktur eines ersten Innenrohrs bildet, wobei die Kopplungsstruktur eine Aufnahmenut des ersten Innenrohrs und einen Aufnahmevorsprung des zweiten Innenrohrs umfasst.
Buchse nach Anspruch 1, wobei das zweite Innenrohr eine Nahkontaktstruktur mit einem ersten Innenrohr über einen an einer Außenfläche des ersten Innenrohrs ausgebildeten Kontaktvorsprung bildet.
Buchse nach Anspruch 1, wobei das zweite Innenrohr ein erstes Innenrohr umgibt, um zusammen integriert zu werden, und das erste Innenrohr aus einem Aluminiummaterial besteht.
Aufhängungssystem, umfassend: eine Buchse, die ausgestaltet ist, um: ein Buchsen-Elastizitätsmodul bereitzustellen, das eine Kombination aus einem Kunststoff-Elastizitätsmodul von technischem Kunststoff, der ein zweites Innenrohr bildet, und einem Gummi-Elastizitätsmodul von Gummi, der ein Gummiteil bildet, ist, und einen Abstimmungsfreiheitsgrad mit einer Steifigkeitsabstimmung durch den Kunststoff-Elastizitätsmodul und einer elastischen Abstimmung durch den Gummi-Elastizitätsmodul bereitzustellen; und einen Längslenker, der mit einem Rad an einer gegenüberliegenden Seite eines durch die Buchse gebildeten Befestigungsteils der Fahrzeugkarosserie befestigt ist.
Aufhängungssystem nach Anspruch 15, wobei der Längslenker mit Endabschnitten der linken und der rechten Seite eines Torsionsstabes so gekoppelt ist, dass er als gekoppelte Verbundlenkerachse (CTBA) ausgestaltet ist.