[发明专利]微型剪切毂双环隔离器

说明书

本披露涉及一种用于从车辆的结构部分支撑排气部件的隔离器组件。该隔离器组件具有安装支架，该安装支架具有限定安装孔的一对间隔开的环。弹性体剪切毂部件被布置在该安装支架内并且具有在该对间隔开的环之间延伸的外径(OD)剪切毂、以及布置在该OD剪切毂内的内径(ID)剪切毂。该ID剪切毂限定中央安装孔，该中央安装孔被适配成用于接纳外部吊件部件。

相关申请的交叉引用

本申请要求保护于2016年4月5日提交的美国非临时申请号15/091,210的优先权，该美国非临时申请要求保护于2015年8月11日提交的美国临时专利申请号62/203,659的权益，以上各个申请的全部披露内容通过引用结合于此。

技术领域

本披露总体上涉及一种汽车排气系统隔离器。更具体地，本披露涉及一种隔离器，该隔离器被配置成用于提供非常软性的居中比率，但仍具有承受峰值耐久性荷载的能力。

背景技术

此部分的陈述只提供与本披露相关的背景信息、并且可能不构成现有技术。

典型地，包括汽车和卡车的机动车辆具有内燃发动机，该内燃发动机至少被联接至变速器和差速器以用于向车辆的驱动轮提供动力。发动机排气系统(通常包括排气管、催化转换器和消声器)被附接至发动机以使燃烧过程安静、清洁排气、并且引导燃烧产物远离发动机通向通常在车辆后部处的期望位置。排气系统由定位在排气系统与车身的框架或一些其他的支撑结构之间的排气安装件支撑。为了防止发动机振动传递到车身，排气安装件结合有柔性构件或弹性悬挂构件以使车辆的排气系统与车身隔离。为了使车辆的排气系统与车辆的车身有效地隔离，优选的是，隔离器包括软性挠曲居中比率。

常见的现有技术的排气安装件或隔离器包括双孔摆式橡胶隔离器，这些双孔摆式橡胶隔离器包括实心橡胶部件或圆盘，该实心橡胶部件或该圆盘的厚度为至少四分之三英寸并且设置有穿过其延伸的至少一对孔口。这些孔口各自接纳一个长形的金属螺柱吊件。金属螺柱吊件通常具有扩大的锥形头部，扩大的锥形头部可以被迫使穿过隔离器中的孔口，但是不能容易地从隔离器上移除。吊件的相反端被焊接至或者以其他方式固定至车辆中的支撑点上或者排气系统的部件之一上。

用于隔离器的其他设计包括具有单孔轮辐设计的弹性体模制件，其中轮辐被加载以使其承受拉力和压缩，弹性体模制件具有单孔剪切支腿设计，该单孔剪切支腿设计包括在主要加载方向上经受剪切的一对模制支腿，并且弹性体模制件具有钟形设计。

用于排气隔离器组件中的大多数高温弹性体由于低撕裂强度特性而表现出较差的拉伸疲劳特性。因此，优选的是使弹性体材料加载以使其承受压缩或剪切。例如，如上所述，圆盘设计提供在弹性体元件的相反端处插入两个销，这允许在连接两端的弹性体绳索上加载以使其承受拉力。虽然这通常是最低成本的设计，但也是对材料的最大滥用。为了抵消故障风险，柔性带和/或刚性带通常被设计在弹性体圆盘的内部或其外部周围。

轮辐设计的隔离器将弹性体材料加载以使其承受压缩和拉力。拉伸荷载使得设计在超载条件下容易断裂。应力大小直接与最小的轮辐截面积与荷载之比成比例。轮辐设计的另外的要求是，在通过排气的重量静态预加载时，使得配对部件或吊件销在挠曲区域内居中。如果不是这样，则被设计到隔离器中的空隙将达到底部或者被定位处于触底状态。这导致不能利用软性居中比率，从而不能达到隔离器的目的。

剪切支腿设计的隔离器具有通常为竖直的主要加载方向和通常为侧向的次要加载方向。当剪切支腿设计在其主要加载方向上加载时，加载方法是优选的剪切式加载。剪切式加载能够被设计成具有令人期望的柔软。但是，次要加载方向会产生不利于耐久性的拉伸压缩应力。另外，次要加载方向具有的软性居中比率比主要加载方向的软性居中比率硬两倍至三倍，这也是不利的条件。

弹性体安装件的持续发展已经涉及这样的弹性体安装件：其包括软性居中比率，同时避免了弹性体衬套的不期望的拉力荷载，并且避免了脆弱的应力集中。虽然在现有技术的剪切毂设计中已经实现了这一点，但是在空隙端部处的应力集中仍然是一个问题。