[发明专利]一种封闭式空心芯轴及应用该芯轴的减振球铰

说明书

本发明属于球铰产品技术领域，具体提供一种封闭式空心芯轴及应用该芯轴的减振球铰。芯轴包括芯轴主体，芯轴主体内部为空心结构，芯轴主体两端设有密闭所述空心结构的连接结构；以封闭式空心芯轴为基架，在芯轴与外套之间硫化一层橡胶得到减振球铰。本发明的封闭式空心芯轴，在保证结构强度性能要求的同时，实现了芯轴/球铰的轻量化，同时，球铰使用材料减少，降低了材料成本，综合降低了产品制造成本。在将芯轴制备球铰过程中，本发明空心芯轴相比于实心结构导热速度更快，可节省硫化工艺中的预热工序。本发明的减振球铰能提高汽车底盘件或悬置系统的轻量化、安全性，具有巨大的经济效应的社会效应。

技术领域

本发明属于球铰产品技术领域，更具体的，涉及一种封闭式空心芯轴及应用该芯轴的减振球铰。

背景技术

随着节能环保越来越成为社会广泛关注的话题，节能、减排和轻量化也在汽车领域备受重视，汽车的轻量化在提高汽车操纵性、可靠性、安全性和节能性等方面有着非凡的意义。在当今日益激烈的汽车市场环境中，各大主机厂对汽车轻量化的研究越来越多，要求也越来越高，尤其在汽车底盘件、悬置系统上的要求更加明显。

减振球铰作为汽车底盘和悬置系统中一个常用零部件，为一种橡胶金属结构的产品，多用于系统总成的连接位置，起到柔性连接以缓冲载荷冲击的作用，如图1所示，市面上常用的减振球铰结构形式是在金属芯轴上硫化橡胶及外套得到成品，再将成品压装到系统件中。传递到减振球铰上的载荷可能是沿着径向的、轴向的、偏转的或扭转的，尤其是径向载荷是主要的。

近些年，对减振球铰的轻量化和低成本的研究越来越多，但效果都不佳。由于减振球铰主体一般采用金属芯轴，减振球铰的轻量化可以从制备芯轴的金属材料的选择进行入手，一些研究将金属材料替换成铝/镁合金或其它轻量金属，但是轻量化与强度性能均达标的轻量金属芯轴并不满足人们对低成本的要求；一些研究将金属材料替换成塑料材料，但制备得到的芯轴静刚度不足，在同样的载荷下，得到的芯轴疲劳性能低，无法满足实际需求。

如图2所示，为与减振球铰作用相似的衬套类产品，一些专家想通过该衬套类产品结构来改进球铰及安装方式，该衬套产品的芯轴为空心结构，具体为两端开口的管材结构，但与此同时，需要有一根销轴穿过空心芯轴才能与系统部件连接，并且需要螺栓将销轴与系统部件固定，这种结构从本质上并没有实现芯轴和球铰轻量化的需求。

综上，需设计一种轻量化减振球铰，使其能在满足球铰使用及成本要求的前提下，尽可能的降低减振球铰的重量，达到减振球铰轻量化的要求是急需解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种设有封闭式空心结构的芯轴，在满足强度性能和低成本的前提下减轻重量，进而实现芯轴轻量化。

本发明的另一目的在于提供一种应用封闭式空心芯轴的减振球铰。

为实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种封闭式空心芯轴，所述芯轴包括芯轴主体，所述芯轴主体为两端开口的空心结构，所述芯轴主体两端设有密闭所述空心结构的连接结构。

本发明将芯轴主体设置成空心结构，芯轴主体两端是连接结构，得到封闭的空心球铰，同时保证结构强度性能要求，实现球铰的轻量化。为保证连接结构的强度，连接结构优选为实心结构。

优选地，所述芯轴主体芯轴主体长度占芯轴整体长度的30％～50％，优选为40％。

优选地，所述芯轴主体外表面向内偏移一定厚度形成内部空心结构轮廓，所述厚度占芯轴主体横切面最大长度的5～20％，进一步优选为6～12％。

优选地，所述芯轴主体的外表面向内偏移一定厚度形成内部空心结构轮廓，外表面每处所述偏移厚度相同。