专利名称：轴套结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种采用轴套(bush)的轴套结构，该轴套具有设置在内筒和外筒之间并将该内筒和外筒结合的弹性元件。
背景技术：
在现有技术中，橡胶轴套广为人知。该橡胶轴套具有由内筒和直径比内筒大的外筒构成的双筒结构，内筒和外筒之间有通过加硫成形将内筒和外筒结合的弹性元件。如日本特许公开公告“特开2002-81479”所示，在这种橡胶轴套里，内筒的轴向两端有直径大于外筒的部分，这样，即使橡胶弹性元件破损断裂，也可以防止内筒从外筒脱落。
在采用橡胶轴套的紧固结构中，一般将橡胶轴套压入被支撑物(如悬架臂)上的穿孔内，该被支撑物和支撑物(比如，悬架臂托架)由插入橡胶轴套内筒内部的销钉(pin)或螺栓接合。在这种紧固结构中，如上所述，当内筒的两端有大直径部时，需要将该大直径部露出被支撑物上的穿孔的两端，即，橡胶轴套轴向的长度必须大于被支撑物上的穿孔的轴向长度。为此，相应于被支撑物上的穿孔的轴向长度，橡胶轴套的轴向长度不得不做的不必要得长，这既增加橡胶轴套的尺寸，又增加橡胶轴套的重量。
发明内容
本发明的目的是提供一种有利于小型化，轻量化的轴套结构，紧固结构，橡胶轴套，以及悬架臂。
本发明提供一种轴套结构，它有一个轴套，该轴套包含一筒状部件作为其内筒；外筒，它具有比所述内筒的半径大的基本半径；以及弹性元件，它被设置于所述内筒和外筒之间，将该内筒和外筒结合。其特征是，一螺帽被固定于插入所述内筒内部的销钉状部件的一端，所述外筒的所述螺帽侧端部的至少一部分的半径小于所述外筒的所述基本半径，还小于所述螺帽的半径。
比如说，所述外筒的螺帽侧端部的半径较小的部分可以通过沿外筒的径向向外筒的内侧使外筒发生形变(比如形成凹部)而制成，或在外筒的螺帽侧设置一个单独的部件而制成。
作为一例，所述内筒的螺帽侧端部有一小半径部，该小半径部的半径小于内筒的基本半径。
本发明还提供一种紧固第1部件和第2部件的紧固结构，它包含一个橡胶轴套，它被压入所述第1部件上的穿孔内，该橡胶轴套具有一个筒状部件作为该橡胶轴套的内筒，基本半径比所述内筒的半径大的外筒，以及被设置于所述内筒和外筒之间，将该内筒和外筒结合的橡胶弹性元件；一个销钉状部件，它自第2部件延伸而来，并插入所述内筒内部；以及一个螺帽，它被固定于从所述内筒露出的销钉状部件的端部。其特征是，所述外筒的所述螺帽侧端部的至少一部分的半径小于所述外筒的所述基本半径，还小于所述螺帽的半径，所述螺帽的至少一部分位于所述第1部件上的穿孔内。
本发明还提供一种橡胶轴套，它具有一个筒状部件作为其内筒；一个外筒，它的基本半径比所述内筒大；以及一个橡胶弹性元件，它被设置于所述内筒和外筒之间，将该内筒和外筒结合。其特征是，所述外筒的端部的至少一部分为沿该外筒的径向向该外筒的内侧发生了望性形变的塑性形变部。
作为一例，所述外筒包含两个所述塑性形变部，该两个塑性形变部关于所述外筒的中心轴对称。
本发明还提供一种悬架臂，其上有一穿孔，该穿孔的内径对应于一个橡胶轴套的外筒的基本半径，该橡胶轴套被压入所述穿孔内。其特征是，所述橡胶轴套具有一个筒状部件作为其内筒；一个外筒，它的基本半径比所述内筒的半径大；以及一个橡胶弹性元件，它被设置于所述内筒和外筒之间，将该内筒和外筒结合，所述外筒的端部的至少一部分，为沿其径向向内侧发生塑性形变的塑性形变部。
本发明还提供一种轴套结构，它有一个轴套，该轴套包含一筒状部件作为其内筒；外筒，它具有比所述内筒的半径大的基本半径；以及弹性元件，它被设置于所述内筒和外筒之间，将该内筒和外筒结合。其特征是，一螺栓的轴部插入所述内筒内部，所述外筒的所述螺栓头部一侧的端部的至少一部分的半径小于所述外筒的所述基本半径，还小于所述螺栓的头部的半径。
根据本发明，可以防止当橡胶轴套的弹性体发生破损断裂等故障时，橡胶轴套的内筒和销钉等一起从橡胶轴套的外筒脱落。另外，根据本发明还可以实现橡胶轴套的小型化和轻量化。
通过以下结合附图的详细说明可以对本发明的目的，特征和优点有更清楚的了解。
图1是本发明的第1实施例的车辆悬架结构的主要部分的正面图。
图2是本发明的第1实施例的悬架结构的沿图1中A-A切面的剖面图。
图3是本发明的第1实施例的悬架结构沿图2中箭头X方向观察到的图。
图4显示防止悬架臂托架20从悬架臂10脱落的措施的一个例子。
图5是显示本发明的第2实施例的悬架结构的剖面图。
图6显示本发明的变化例的剖面图。
具体实施例方式
以下参照附图对本发明的具体实施例做详细说明。
第1实施例图1显示本发明的第1实施例的车辆悬架结构的主要部分的正面图。
图1所示的悬架结构有一个悬架臂(下臂)10，它可以把车轮可摇动地支撑于车体。该悬架臂10通过球窝接头(ball joint)，转向节臂(knuckle arm)，轴承，轮毂(hub)等与车轮连接。
通过橡胶轴套30，悬架臂托架20被紧固在悬架臂10上。悬架臂托架20通过螺栓等与减震器(shock absorber)70的一端接合。减震器70的另一端固定在车体上。
在以上的悬架结构中，由从路面对车轮施加的力引起的车轮的上下震动，主要通过悬架臂10以及悬架臂托架20，被减震器70吸收。
作为本发明的一个实施例，以下说明悬架臂10和悬架臂托架20的紧固结构。本发明并不局限于悬架臂10或悬架臂托架20的特殊形状，本发明可适用于任意形状和结构的悬架臂10或悬架臂托架20。
图2是本发明的第1实施例的悬架结构的沿图1中A-A切面的剖面图。
悬架臂10上有一穿孔12，橡胶轴套30被压入穿孔12内。
橡胶轴套30有一外筒310和一内筒320。外筒310的半径R1(基本半径R1)与穿孔12的半径大致相等，内筒320位于外筒310内部，其半径比外筒310的基本半径R1小。就是说，橡胶轴套30具有由内筒320和外筒310构成的双筒结构。在内筒320和外筒310之间，有通过加硫成形的橡胶32，该橡胶32将内筒320和外筒310结合。
悬架臂托架20的销钉22插入橡胶轴套30的内筒320内。销钉22的一端与悬架臂托架20上的孔21细齿结合。销钉22的另一端露出橡胶轴套30的内筒320一定长度。该露出的销钉22的另一端上形成有螺纹(未图示)，可与螺帽40拧合。因此，通过橡胶轴套30，悬架臂托架20被紧固到悬架臂10上。
橡胶轴套30的内筒320的一个端面与螺帽40的座面42(橡胶轴套30一侧的表面)接触，内筒320的另一个端面与悬架臂托架20(悬架臂托架20的销钉22周围的表面)接触。另外，外筒310的螺帽40一侧的端部312与座面42有一定距离。因此，悬架臂托架20与悬架臂10的相对移动由于橡胶32的弹性形变而被吸收。
图3是本发明的第1实施例的悬架结构沿图2中箭头X方向观察到的图。
如图2及图3所示，外筒310的螺帽40一侧的端部312有半径小于螺帽40(具体讲，座面42的半径)的区域。这样的外筒310是按以下方法制成的。在用铝或铁制成有一定筒径的筒形部件后，使该筒形部件的开口端沿筒形部件的径向向筒形部件的内侧发生塑性形变，即，将筒形部件沿径向向内侧凹陷，这样就可制成具有端部312的外筒310。以下，把外筒310的端部312的筒径逐渐变小的区域称为半径缩减部314。半径缩减部314可以与外筒310为一体(如图2所示)，也可以先制作一个单独的半径缩减部件，然后将其焊接至外筒310。
作为一例，如图2及图3所示，在外筒310的端部312上有两个半径缩减部314，这两个半径缩减部314关于外筒310的中心轴对称。当然，外筒310的端部312上也可以有一个，或两个以上半径缩减部314(凹部)，这些半径缩减部314可以以任意的间隔沿圆周方向分布。
在本实施例中，如图2所示，内筒320的螺帽40一侧的部分有一小筒径部324，该小筒径部324与外筒310的半径缩减部314对应，其直径小于内筒320的基本直径。内筒320的一小筒径部324可以设在与外筒310的半径缩减部314相应的轴向位置范围内。
因此，即使在外筒310上形成了半径缩减部314，也可以确保外筒310和内筒320之间在轴向沿整个圆周有适当间隙，保证橡胶32有适当的形变范围。
在图2和图3中，内筒320的半径从基本半径向小筒径部324的半径变化的区域位于比橡胶32更接近于螺帽40的位置。
由以上说明可知，本实施例采用了单一的悬架臂托架20支撑着悬架臂10的一侧的结构(即，单侧支撑结构)，而没有采用一对悬架臂托架20夹住悬架臂10的两侧的结构(即，两侧支撑结构)。在采用单侧支撑结构时，需要考虑措施防止当橡胶32发生破损断裂等故障，使得外筒310和内筒320之间不再存在结合力时，悬架臂托架20与内筒320一起从悬架臂10脱落。
图4显示防止悬架臂托架20从悬架臂10脱落的措施的一个例子。
如图4所示，可以使螺帽40a露出悬架臂10上的穿孔12，同时，使螺帽40a的直径大于穿孔12的孔径。在这种情况下，即使当橡胶32发生破损断裂等故障，由于螺帽40a的轴向的移动被悬架臂10的表面阻止(即，螺帽40a无法穿过穿孔12)，悬架臂托架20不会从悬架臂10脱落。
但是，当采用图4的结构时，橡胶轴套30a(特别是内筒320)轴向的长度必须要设计得大于悬架臂10上的穿孔12的轴向长度，而且，由于螺帽40a的直径大于穿孔12的孔径，这些要求会不必要地增加了螺帽40a，橡胶轴套30a的尺寸和重量，产品成本以及簧下重量。
与图4的方法不同，在本实施例中，如图2所示，即使当橡胶32发生破损断裂等故障，使得外筒310和内筒320之间不再有结合力时，由于外筒310的半径缩减部314与螺帽40的座面42相接触，即，螺帽40的轴向的移动被外筒310的半径缩减部314阻止(可参照图2中由点线表示的螺帽40及图3中的Y的部分)，悬架臂托架20不会从悬架臂10脱落。另外，由于外筒310的半径缩减部314的半径比悬架臂10上的穿孔12的半径小，所以没有必要将螺帽40的直径设计得大于穿孔12的孔径。因此，如图2所示，螺帽40可以位于穿孔12的内部，所以，没有必要增加橡胶轴套30轴向的长度。因此，与图4的结构相比，本实施例可以减小螺帽40、橡胶轴套30等的尺寸和重量，实现紧固结构的小型化和轻量化。
另外，如图3所示，外筒310的半径缩减部314沿外筒310的圆周方向离散地分布，所以，可能存在于橡胶轴套30内部的积水可以通过外筒310的端部312、半径缩减部314以外的部位排出，保证好的排水性能。但是，比如由于装载位置，装载角度不需要高的排水性能时，或者，已由其他手段确保了排水性能时(如排水孔)，外筒310的端部312的半径可以在整个圆周方向设计得小于螺帽40的半径。这时，半径缩减部314与内筒320的小筒径部324结构相同。
虽然图2及图3显示螺帽40有一个底座，它也可以是其他种类的螺帽，比如，可以是没有底座的圆螺帽，或六角螺帽。当使用六角螺帽时，可以设定半径缩减部314的半径小于六角螺帽的六角形的内接圆的半径。当螺帽40与内筒320的端面之间放有垫片时，可以设定半径缩减部314的半径小于垫片的半径。无论在哪种情况下，半径缩减部314与螺帽40(或垫片)的关系可以在考虑了销钉22和内筒320的间隙，半径缩减部314与螺帽40的强度等的基础上，在能够起到防止悬架臂托架20从悬架臂10脱落的作用的条件下而确定。
第2实施例图5是显示本发明的第2实施例的悬架结构的剖面图。
本实施例与第1实施例的不同点是，在本实施例中，悬架臂10和悬架臂托架20通过螺栓50连接在一起。除这一点以外，其他结构可以与第1实施例相同。
在图5中、取代销钉22，螺栓50的轴部插入橡胶轴套30的内筒320内。内筒320也可以有一小筒径部324，更主要的是，内筒320的内径在轴向沿整个圆周方向基本一致。如图5所示，螺栓50可以与螺帽52或其他同类部件拧合，或者，也可以与悬架臂托架20上的孔21内的螺纹拧合。
在本实施例中，如图5所示，外筒310的螺栓50一侧的端部312有半径小于螺栓50头部半径的半径缩减部314。半径缩减部314的构成可以和第1实施例相同，所以，半径缩减部314的半径和螺栓50头部的半径的关系可以与半径缩减部314的半径和螺帽40的半径的关系一致。
根据本实施例，即使当橡胶32发生破损断裂等故障，使得外筒310和内筒320之间不再有结合力时，由于外筒310的半径缩减部314与螺栓50的头部相接触，即，螺栓50的头部的轴向的移动被外筒310的半径缩减部314阻止，所以悬架臂托架20不会从悬架臂10脱落。另外，螺栓50的头部可以位于穿孔12的内部，所以，没有必要增加橡胶轴套30轴向的长度，这可以减小螺栓50的头部等的尺寸和重量，实现小型化和轻量化。
以上只说明了是本发明的优选实施例，本发明并不限于以上的实施例，属于相关技术领域的技术人员可以在不脱离本发明的范围的前提下做种种修改。
比如说，作为一例，以上将本发明适用于悬架臂10和悬架臂托架20的紧固结构，但是本发明可适用于任何部件之间的紧固结构。比如，悬架臂和悬架物之间的紧固结构，悬架物和转向闸箱之间的紧固结构等等。
图2和图5显示螺母40和螺栓50头部的全部位于穿孔12的内部，但是根据悬架臂10的形状和大小，如图6所示，螺母40的一部分或全部也可以露出穿孔12。
在以上实施例中，考虑到橡胶轴套30的轴向长度及加工性，半径缩减部314被设于橡胶轴套30的外筒310的端部312，但是，半径缩减部(凹部)314也可以设置于从外筒310的端部312到其中央的适当的区域。
权利要求
1.一种轴套结构，它有一个轴套，该轴套包含一筒状部件作为该轴套的内筒；外筒，它具有比所述内筒的半径大的基本半径；以及弹性元件，它被设置于所述内筒和外筒之间，将该内筒和外筒结合，其特征是，一螺帽被固定于插入所述内筒内部的销钉状部件的一端，所述外筒的所述螺帽侧端部的至少一部分的半径小于所述外筒的所述基本半径，还小于所述螺帽的半径。
2.根据权利要求1所述的轴套结构，其中，所述内筒的所述螺帽侧端部有一小半径部，该小半径部的半径小于所述内筒的基本半径。
3.一种紧固第1部件和第2部件的紧固结构，它包含一个橡胶轴套，它被压入所述第1部件上的穿孔内，该橡胶轴套具有一个筒状部件作为该橡胶轴套的内筒，基本半径比所述内筒的半径大的外筒，以及被设置于所述内筒和外筒之间，将该内筒和外筒结合的橡胶弹性元件；一个销钉状部件，它自第2部件延伸而来，并插入所述内筒内部；以及一个螺帽，它被固定于从所述内筒露出的销钉状部件的端部，其特征是，所述外筒的所述螺帽侧端部的至少一部分的半径小于所述外筒的所述基本半径，还小于所述螺帽的半径，所述螺帽的至少一部分位于所述第1部件上的穿孔内。
4.一种橡胶轴套，它具有一个筒状部件作为该橡胶轴套的内筒；一个外筒，它的基本半径比所述内筒的半径大；以及一个橡胶弹性元件，它被设置于所述内筒和外筒之间，将该内筒和外筒结合，其特征是，所述外筒的端部的至少一部分为沿该外筒的径向向该外筒的内侧发生了塑性形变的塑性形变部。
5.根据权利要求4所述的橡胶轴套，其中所述外筒包含两个所述塑性形变部，该两个塑性形变部关于所述外筒的中心轴对称。
6.一种悬架臂，其上有一穿孔，该穿孔的半径对应于一个橡胶轴套的外筒的基本半径，该橡胶轴套被压入所述穿孔内，其特征是，所述橡胶轴套具有一个筒状部件作为该橡胶轴套的内筒；一个外筒，它的基本半径比所述内筒的半径大；以及一个橡胶弹性元件，它被设置于所述内筒和外筒之间，将该内筒和外筒结合，所述外筒的端部的至少一部分，为沿该外筒的径向向该外筒的内侧发生了塑性形变的塑性形变部。
7.根据权利要求6所述的悬架臂，其中所述外筒包含两个所述塑性形变部，该两个塑性形变部关于所述外筒的中心轴对称。
8.一种轴套结构，它有一个轴套，该轴套包含一筒状部件作为该轴套的内筒；外筒，它具有比所述内筒的半径大的基本半径；以及弹性元件，它被设置于所述内筒和外筒之间，将该内筒和外筒结合，其特征是，一螺栓的轴部插入所述内筒内部，所述外筒的所述螺栓的头部一侧的端部的至少一部分的半径小于所述外筒的所述基本半径，还小于所述螺栓的头部的半径。
全文摘要
一种可以防止脱落还可以实现小型化和轻量化的轴套结构。本发明的轴套结构有一个轴套(30)，该轴套(30)包含一筒状部件作为其内筒(320)；外筒(310)，它具有比内筒(320)的半径大的基本半径；以及弹性元件(32)，它被设置于内筒(320)和外筒(310)之间，将两筒结合。一销钉状部件(22)被插入内筒(320)内部，一螺帽(40)被固定于销钉状部件(22)的一端。外筒(310)的螺帽侧端部(312)的至少一部分的半径小于外筒(310)的基本半径，还小于螺帽(40)的半径。
文档编号F16F1/38GK1603653SQ20041008052
公开日2005年4月6日 申请日期2004年9月28日 优先权日2003年9月29日
发明者那须弘, 速水博史, 宗田浩幸 申请人:丰田自动车株式会社