專利名稱：橫截面連續(xù)變化的錐形平衡桿及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具有連續(xù)變化的橫截面的錐形平衡桿及其制造方法，更 具體地，涉及一種具有連續(xù)變化的橫截面的錐形平衡桿，其中支撐桿從其上 端向下端逐漸變細以使所述支撐桿的截面模數(shù)從上端向下端連續(xù)地減小，從 而使施加在所述支撐桿下端的載荷產(chǎn)生的應力不會集中在所述平衡桿的彎 曲部分上，而是分布在整個支撐桿上以防止所述平衡桿在該彎曲部分損壞， 這樣也節(jié)省了所述平衡桿的材料并減輕了所述平衡桿的重量，從而有利于減 小汽車的重量和制造成本，本發(fā)明還涉及這種平衡桿的制造方法。
背景技術：
圖1是顯示傳統(tǒng)平衡桿制造方法的步驟圖，圖2是顯示將傳統(tǒng)平衡桿安
裝至適當位置的狀態(tài)圖。參照圖l，傳統(tǒng)平衡桿通過以下步驟制造切斷具
有圓形橫截面的、圓桿形結構的平衡桿材料12，鍛造平衡桿材料12的兩端 形成孔眼100，彎曲平衡桿材料12使其形成平衡桿1的形狀?，F(xiàn)在，參照圖 2，傳統(tǒng)平衡桿1的支撐桿10形成為在其整個長度上具有同樣的圓形橫截面。 安裝通過上述方法制造的平衡桿1，使得平衡桿1的平行桿11通過緊固件2 相對于框架3固定，其中每個緊固件內(nèi)都安裝有襯套，平衡桿1的支撐桿10 從平行桿11的兩端延伸并且所述支撐桿10的末端連接于懸掛臂上(未顯 示)。所述平衡桿1用于控制由車身的傾斜引發(fā)的晃動現(xiàn)象。從圖2中容易 看出，當所述平衡桿1按上述方式安裝時，由于車身的晃動，在每個支撐桿 IO的末端施加有載荷P，從而產(chǎn)生了力矩。由于產(chǎn)生了力矩，在所述支撐桿 IO內(nèi)便產(chǎn)生彎曲應力。因為所述支撐桿10具有均勻的圓形橫截面，在其整 個長度上具有相同的橫截面積和相同的截面模數(shù)，所以所述支撐桿10在其 整個長度上具有恒定的剛度。由于所述支撐桿10在其整個長度上具有恒定
的剛度，應力便集中于所述支撐桿IO連接所述平行桿11的平衡桿1上的彎 曲部分13處，其中，施加在所述支撐桿10末端的載荷P產(chǎn)生扭應力。因此， 引起了這樣的問題，即當長期在所述支撐桿10上反復地施加載荷時，所述 平衡桿1可能在彎曲部分13處損壞。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明謹記上述現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明的一個目的是提 供一種具有連續(xù)變化橫截面的錐形平衡桿及其制造方法，其中，由車身晃動 引起的、施加在支撐桿上的載荷產(chǎn)生的應力不會集中在所述平衡桿的彎曲部 分上，而是分布在整個支撐桿上以防止所述平衡桿在所述彎曲部分處損壞。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種具有連續(xù)變化橫截面的錐形平衡桿及 其制造方法，所述平衡桿能夠節(jié)省用于制造所述平衡桿的材料以減小所述平 衡桿的重量，從而有利于減小車輛的重量和制造成本。
為了達到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種平衡桿，所述平 衡桿包括平行桿和支撐桿，所述平行桿通過緊固件相對于框架固定，每個緊 固件內(nèi)安裝有襯套，所述支撐桿從平行桿的兩端延伸并且支撐桿的末端連接 于懸掛臂，其中，每個支撐桿從上端向下端逐漸變細以從上端向下端連續(xù)地 減小所述支撐桿的截面模數(shù)，從而使施加在所述支撐桿下端的載荷產(chǎn)生的應 力不會集中在所述平衡桿的彎曲部分上，而是分布在整個支撐桿上以防止所 述平衡桿在所述彎曲部分處損壞。
為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種用于車輛的平 衡桿的制造方法，該方法包括以下步驟切斷具有圓桿形結構的平衡桿材料; 加熱所述切斷的平衡桿材料上的用于形成所述平衡桿的支撐桿的兩個末端 部分；軋制所述平衡桿材料上已加熱的兩個末端部分中的每個末端部分的兩 個側表面，以使兩個側表面逐漸變細；使所述平衡桿材料在軋輥之間繞軸線 旋轉以使所述平衡桿材料上的用于形成所述平衡桿的支撐桿的兩個末端部
分中的每個末端部分上尚未經(jīng)軋制的兩個側表面逐漸變細，從而使所述平衡
桿材料上的兩個末端部分都具有橢圓形橫截面；通過鍛造所述平衡桿材料的 末端，在所述平衡桿材料的末端形成孔眼；以及將所述平衡桿材料彎曲成所 述平衡桿的形狀。
從上述描述中顯然可以看出，根據(jù)本發(fā)明的具有連續(xù)變化的橫截面的錐 形平衡桿及其制造方法具有以下優(yōu)點，即由于支撐桿的截面模數(shù)從上端向下 端逐漸減小，施加在支撐桿下端的載荷產(chǎn)生的應力便不會集中在平衡桿的彎 曲部分上，而是分布在整個支撐桿上以防止平衡桿在彎曲部分處損壞。另外， 因為可以節(jié)省用于制造平衡桿的材料，平衡桿的重量減小，由此可以有利于 減小車輛的重量和制造成本。


圖1是顯示傳統(tǒng)平衡桿制造方法的步驟圖； 圖2是顯示將傳統(tǒng)平衡桿安裝至適當位置的狀態(tài)圖； 圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的平衡桿的正視圖和側視目 圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明所述實施方式的平衡桿的支撐桿的俯視圖 圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明所述實施方式的平衡桿的支撐桿的正視圖 圖6是顯示將根據(jù)本發(fā)明的平衡桿安裝至適當位置的狀態(tài)圖； 圖7 (A)至7 (E)是顯示根據(jù)本發(fā)明另一種實施方式的平衡桿制造方 法的步驟圖8 (A)至8 (B)是顯示根據(jù)本發(fā)明的平衡桿的軋制工藝圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將更詳細地涉及本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，附圖中顯示了一個實施 例。所有附圖和描述中，各處出現(xiàn)的同一附圖標記用來表示與傳統(tǒng)的平衡桿 相同或相似的部分。
圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的平衡桿的正視圖和側視圖，圖4 是顯示根據(jù)本發(fā)明所述實施方式的平衡桿的支撐桿的俯視圖，圖5是顯示根 據(jù)本發(fā)明所述實施方式的平衡桿的支撐桿的正視圖。如圖3所示，根據(jù)本發(fā) 明實施方式的平衡桿包括具有圓形橫截面的平行桿11、從該平行桿11的兩 端延伸的支撐桿10以及形成于所述支撐桿10末端的孔眼100。每個支撐桿 10以一種使從上端向下端逐漸減小的方式形成，也就是從所述平衡桿10與 所述平行桿11連接的彎曲部分13處至所述支撐桿10的末端逐漸減小。參 照圖3中顯示的A-A至F-F橫截面，也就是說，盡管A-A橫截面具有與平 行桿11相同面積的圓形，但是所述支撐桿10的橫截面會在B-B橫截面和 F-F橫截面之間逐漸演變成橢圓形，并逐漸變細以具有連續(xù)減小的橫截面積。
下面將參照圖4和圖5更詳細地描述根據(jù)本發(fā)明實施方式的支撐桿10。 參照圖4，從頂部觀察時，所述支撐桿10的A-A橫截面具有與平行桿11相 同橫截面積的圓形，而在B-B橫截面和F-F橫截面之間，支撐桿10的橫截 面逐漸接近橢圓形，其中，在橢圓的長軸上測量得到的直徑D沿著y軸延伸， 支撐桿10的橫截面逐漸變細以具有連續(xù)減小的橫截面積。參照圖5，從正面 觀察時，支撐桿10的A-A橫截面具有與平行桿11相同橫截面積的圓形，而 在B-B橫截面和F-F橫截面之間，支撐桿10的橫截面逐漸接近橢圓形，其 中，在橢圓的長軸測量得到的直徑D沿著x軸延伸，支撐桿10的橫截面逐 漸變細以具有連續(xù)減小的橫截面積。
圖6是顯示將根據(jù)本發(fā)明的平衡桿安裝至適當位置的狀態(tài)圖。參照圖6， 在根據(jù)本發(fā)明所述實施方式的平衡桿1中，平行桿11通過緊固件2相對于 框架3固定，每個緊固件2內(nèi)安裝有襯套，平衡桿1的支撐桿10從平行桿 11的兩端延伸并且支撐桿10的末端連接于懸掛臂上(未顯示)。由于車身的 晃動而產(chǎn)生的載荷P施加在每個支撐桿10的下部末端。被施加了載荷P的 支撐桿10以一種方式彎曲，使得支撐桿10的橢圓形橫截面長軸沿著施加在
支撐桿10下部末端的載荷P的作用方向延伸。
圖7 (A)至7 (E)是顯示根據(jù)本發(fā)明另一種實施方式的平衡桿制造方 法的步驟圖，圖8 (A)至8 (B)是顯示根據(jù)本發(fā)明的平衡桿的軋制工藝圖。 參照圖7 (A)，在制造根據(jù)本發(fā)明該種實施方式的平衡桿1時，首先切斷具 有圓桿形結構的平衡桿材料12。然后，加熱所述切斷的平衡桿材料12上的 用于形成平衡桿1的支撐桿10的兩個末端部分。接下來，對平衡桿材料12 上已被加熱的用于形成平衡桿1的支撐桿10的兩個末端部分進行軋制，使 平衡桿材料12上已加熱的兩個末端部分按照圖7 (B)和圖7 (C)所示的 那樣朝下部末端逐漸變細。也就是說，將平衡桿材料12上已加熱的用于形 成平衡桿1的支撐桿10的兩個末端部分中的每個末端部分都插入上軋輥4 和下軋輥4a之間，然后按照圖8 (A)所示的那樣軋制其兩個側表面以使兩 個側表面逐漸變細。隨后，使平衡桿材料12繞圖8 (B)中所示的軸線S旋 轉。也就是說，平衡桿材料12上的用于形成平衡桿1的支撐桿10的兩個末 端部分中的每個末端部分都被插入到上軋輥4和下軋輥4a之間，以使平衡 桿材料12的兩個末端部分中的每個末端部分上尚未進行軋制的兩個側表面 逐漸變細，從而使平衡桿材料12的兩個末端部分中的每個末端部分都具有 橢圓形橫截面。平衡桿材料12上的用于形成支撐桿10的兩個末端部分經(jīng)過 軋制以后，通過鍛造，在平衡桿材料12的下部末端形成如圖7 (D)和7 (E) 所示的孔眼100。然后，如圖7 (F)所示，將平衡桿材料12彎曲形成平衡 桿1的形狀。這樣，便完成了所述平衡桿1的制造過程。
因為軋制了平衡桿材料12的兩個末端部分，因而具有圓桿形結構的平 衡桿材料12的長度會增加?？紤]到這個情況，如圖7 (A)所示，將具有圓 桿形結構的平衡桿材料12切成長度較最終制成的平衡桿1的長度短長度L， 所短的長度L會因為對平衡桿材料12的兩個末端部分進行軋制而得到增補。
優(yōu)選地，將平衡桿材料12上的已軋制成具有橢圓形橫截面的支撐桿10的兩個末端部分中的每個末端部分以一種方式彎曲，使得在長軸上測得的直
徑D沿著由車身的晃動引起的、并施加在每個支撐桿10下部末端的載荷P 的作用方向延伸。
下面將參照圖6描述根據(jù)本發(fā)明實施方式的平衡桿的工作過程。如圖6 所示，所述平衡桿1主要包括平行桿11和支撐桿10。平行桿11通過緊固件 2相對于框架3固定，每個緊固件2內(nèi)都安裝有襯套，支撐桿10從所述平行 桿11的兩端延伸，并且支撐桿10的末端連接于懸掛臂上(未顯示)。當車 身晃動引起的載荷P施加在連接于懸掛臂的支撐桿10的每個下部末端上時， 支撐桿10內(nèi)產(chǎn)生了彎曲應力，在支撐桿10與平行桿11連接的彎曲部分13 處便產(chǎn)生扭應力。此時，如果支撐桿10在整個長度上的橫截面積不變，由 于支撐桿IO在整個長度上具有同樣的截面模數(shù)，支撐桿IO在其整個長度上 便具有恒定的剛度。如果支撐桿10在其整個長度上具有恒定的剛度，由于 應力集中在支撐桿10與平行桿11連接的彎曲部分13上，并且由施加在支 撐桿IO末端的載荷P引起的扭轉載荷也施加在彎曲部分13上，當長期對支 撐桿10反復施加載荷P時，平衡桿1便可能在彎曲部分13處損壞。但是， 在根據(jù)本發(fā)明實施方式的平衡桿1中，由于支撐桿IO形成為從上端向下端 逐漸變細，所以支撐桿10的截面模數(shù)便從上端向下端連續(xù)地減小。由于支 撐桿10內(nèi)產(chǎn)生的應力與其截面模數(shù)成反比，當支撐桿10的截面模數(shù)從支撐 桿10的上端向下端連續(xù)地減小時，應力便從支撐桿10的上端向下端連續(xù)地 增大。由于應力從支撐桿10的上端向下端連續(xù)地增大，施加在支撐桿10末 端的載荷產(chǎn)生的應力便不會集中在彎曲部分13上，而是分布在整個支撐桿 10上，由此可以防止平衡桿1在彎曲部分13處損壞。
此外，在根據(jù)本發(fā)明實施方式的平衡桿1中，因為支撐桿IO通過軋制 形成，可以節(jié)省下相當于支撐桿10上長度為L的平衡桿材料12，這部分長 度通過軋制來增加。因此，因為平衡桿l的重量減小，可以有利于減小車輛
的重量和制造成本。
從上述描述中顯然可以看出，根據(jù)本發(fā)明的、具有連續(xù)變化橫截面的錐 形平衡桿及其制造方法具有以下優(yōu)點，即由于支撐桿的截面模數(shù)^^上端向下 端逐漸減小，施加在支撐桿下端的載荷產(chǎn)生的應力便不會集中在平衡桿的彎 曲部分上，而是分布在整個支撐桿上以防止平衡桿在彎曲部分處損壞。另外， 因為可以節(jié)省用于制造平衡桿的材料，平衡桿的重量減小，由此可以有利于 減小車輛的重量和制造成本。
雖然為了說明的目的描述了本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，但本領域技術人員 應當理解的是，在不脫離附加的權利要求中所披露的本發(fā)明的范圍和精神的 前提下，各種改進、增加和替換都是可能的。
權利要求
1. 一種平衡桿，該平衡桿包括平行桿和支撐桿，所述平行桿通過緊固件相對于框架固定，每個所述緊固件內(nèi)安裝有襯套，所述支撐桿從所述平行桿的兩端延伸并且所述支撐桿的末端連接于懸掛臂，其中，每個所述支撐桿從上端向下端逐漸變細以從上端向下端連續(xù)地減小所述支撐桿的截面模數(shù)，從而使施加在所述支撐桿下端的載荷產(chǎn)生的應力不會集中在所述平衡桿的彎曲部分上，而是分布在整個支撐桿上以防止所述平衡桿在所述彎曲部分處損壞。
2. 根據(jù)權利要求1所述的平衡桿，其中，所述支撐桿形成為具有橢圓形橫截面。
3. 根據(jù)權利要求2所述的平衡桿，其中，所述支撐桿的橢圓形橫截面具 有長軸，所述長軸沿著施加在所述支撐桿下端的載荷的作用方向延伸。
4. 一種用于車輛的平衡桿的制造方法，該方法包括以下步驟 切斷具有圓桿形結構的平衡桿材料；加熱所述切斷的平衡桿材料上的用于形成所述平衡桿的支撐桿的兩個 末端部分；軋制所述平衡桿材料上已加熱的兩個末端部分中的每個末端部分的兩 個側表面，以使兩個側表面逐漸變細；使所述平衡桿材料在軋輥之間繞軸線旋轉，以使所述平衡桿材料上的用 于形成所述平衡桿的支撐桿的兩個末端部分中的每個末端部分上尚未經(jīng)軋 制的兩個側表面逐漸變細，從而使所述平衡桿材料上的兩個末端部分中的每 個末端部分都具有橢圓形橫截面；通過鍛造所述平衡桿材料的末端，在所述平衡桿材料的末端形成孔眼；以及將所述平衡桿材料彎曲成所述平衡桿的形狀。
5. 根據(jù)權利要求4所述的方法，其中，將具有圓桿形結構的所述平衡桿 材料切成長度較最終得到的平衡桿的長度短一個尺寸，所短的尺寸會因為對 所述平衡桿材料的兩個末端部分進行軋制而得到增補。
6. 根據(jù)權利要求4所述的方法，其中，將所述平衡桿材料上已軋制成具 有橢圓形橫截面的所述平衡桿的支撐桿的兩個末端部分中的每個末端部分 彎曲，以使每個末端部分都具有沿著由車身晃動引起的、并施加在每個支撐 桿末端的載荷的作用方向延伸的長軸。
全文摘要
一種平衡桿，該平衡桿包括平行桿和支撐桿，所述平行桿通過緊固件相對于框架固定，每個緊固件內(nèi)安裝有襯套，所述支撐桿從平行桿的兩端延伸并且支撐桿的末端連接于懸掛臂。每個支撐桿從上端向下端逐漸變細以從上端向下端連續(xù)地減小所述支撐桿的截面模數(shù)，從而使施加在所述支撐桿下端的載荷產(chǎn)生的應力不會集中在所述平衡桿的彎曲部分上，而是分布在整個支撐桿上以防止所述平衡桿在所述彎曲部分處損壞。
文檔編號B60G21/055GK101378921SQ200680053093
公開日2009年3月4日 申請日期2006年6月16日 優(yōu)先權日2006年2月21日
發(fā)明者鄭燦淇 申請人:大圓鋼業(yè)株式會社