CN101018702A - 车辆悬架臂支撑结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车辆悬架臂支撑结构。接收部分9以横向向外延伸的方式整体地形成在由轻金属形成的副支架5上，金属板件15通过螺栓或螺母以使其以预定间隔位于副支架5的接收部分9下方的方式连接到副支架5上。悬架臂13的基部13b布置于副支架5的接收部分9与金属板件15之间，悬架臂13的基部13b由垂直穿过副支架5的接收部分9和金属板件15的连接螺栓16通过橡胶衬套节14支撑在副支架5上，副支架5的接收部分9通过连接螺栓16连接到侧梁4上。

Description

车辆悬架臂支撑结构
技术领域
本发明涉及客车和商用车中的悬架臂支撑结构。
背景技术
例如，如专利文献No.1所公开的，在车辆中具有如下结构，即在车身前下部分沿纵向方向布置有右侧梁和左侧梁(专利文献No.1的图1和2中的FR、FL)，副支架(专利文献No.1的图1和2中的FS)以在副支架与右侧梁和左侧梁之间延伸的方式连接到右侧梁和左侧梁上，使得用于支撑前轮的悬架臂(专利文献No.1的图1和2中的11)支撑在副支架上。
在专利文献No.1中，在支撑悬架臂的副支架的多个支撑部分的一个支撑部分处，在副支架上以横向向外延伸的方式设有上部接收部分(专利文献No.1的图2和5中的21、22、22a)，在副支架上向下距副支架上的上部接收部分预定间隔处以横向向外延伸的方式设有下部接收部分(专利文献No.1的图2和5中的33)。通过该结构，使悬架臂由垂直穿过副支架的上部接收部分和下部接收部分的连接螺栓(专利文献No.1的图2和5中的34)通过橡胶衬套节(专利文献No.1的图2和5中的13)支撑在副支架上。
专利文献No.1：JP-A-2002-370670
近年来，为了降低副支架的重量，考虑副支架由轻金属制成。当副支架与如下一样由轻金属形成时，如果采用专利文献No.1所述的结构，即在副支架上以横向向外延伸的方式设有上部接收部分(专利文献No.1的图2和5中的21、22、22a)，在副支架上向下距副支架的上部接收部分预定间隔处以横向向外延伸的方式设有下部接收部分(专利文献No.1的图2和5中的33)，那么副支架的上部接收部分和下部接收部分之间限定的空间需要高精度地符合橡胶衬套节(悬架臂的基部)的垂直长度。
为通过其它方式描述这点，在副支架由诸如轻金属形成之后，如果副支架的上部接收部分和下部接收部分之间限定的空间大于橡胶衬套节(悬架臂的基部)的垂直长度，那么通过紧固连接螺栓产生试图将副支架的下部接收部分向上弯曲的力，导致在副支架的下部接收部分的附近中产生裂缝的风险。因此，在副支架由轻金属形成之后，需要对副支架的上部接收部分和下部接收部分进行加工，以使副支架的上部接收部分和下部接收部分之间限定的空间高精度地符合橡胶衬套节(悬架臂的基部)的垂直长度。
另外，在通过压模铸造形成副支架的情形下，当试图具有专利文献No.1所述的结构时，即在副支架上以横向向外延伸的方式设有上部接收部分，在副支架上向下距副支架的上部接收部分预定间隔处以横向向外延伸的方式设有下部接收部分的结构，除非使用滑模(slidemold)，否则上部接收部分和下部接收部分无法通过压铸整体地形成在副支架上。
发明内容
本发明的目的是提供一种车辆悬架臂支撑结构，其中，悬架臂没有任何难度地支撑在副支架上并具有良好的精度，同时通过由轻金属形成副支架以降低重量。
(结构)
本发明的第一特征在于车辆悬架臂支撑结构中的下列结构。
设有纵向地布置在车身的下部的右侧梁和左侧梁，以及由轻金属制成并以在右侧梁和左侧梁之间延伸的方式连接到右侧梁和左侧梁的副支架，并且将支撑车轮的悬架臂支撑在副支架上。在支撑悬架臂的副支架的多个支撑部分的一个支撑部分处，接收部分在副支架上以横向向外延伸的方式整体地形成，金属板件通过螺栓或螺母以使该金属板件以预定间隔位于副支架的接收部分之下的方式连接到副支架上。悬架臂的基部布置于副支架的接收部分与金属板件之间，悬架臂的基部由垂直穿过副支架的接收部分和金属板件的连接螺栓通过橡胶衬套节支撑在副支架上，副支架的接收部分通过连接螺栓连接到右侧梁和左侧梁。
(功能)
[I]
根据本发明的第一特征，如果副支架由轻金属形成，接收部分在副支架上以横向向外延伸的方式整体形成，那么使用金属板件作为对应于副支架的下部接收部分的元件，其中该金属板件为与副支架相独立的元件。
通过该构造，根据本发明的第一特征，即使副支架的接收部分与金属板件之间的空间没有非常精确地符合橡胶衬套节的垂直长度(例如，即使副支架的接收部分与金属板件之间的空间略大于橡胶衬套节(悬架臂的基部)的垂直长度)，由于紧固连接螺栓(或螺母)所引起的金属板件的弹性挠曲，故金属板件也吸收副支架的接收部分与金属板件之间的空间与橡胶衬套节(悬架臂的基部)的垂直长度之间的差别。
如同本发明的第一特征一样，当金属板件吸收副支架的接收部分与金属板件之间的空间与橡胶衬套关节(悬架臂的基部)垂直长度之间的差别时，不必对副支架的接收部分进行加工，并且不产生试图弯曲副支架的接收部分的力，从而不会产生在副支架的附近出现裂缝的风险。
根据本发明的第一特征，即使当安装金属板件时橡胶衬套节(悬架臂的基部)的位置产生装配误差，橡胶衬套节(悬架臂的基部)的位置中的装配误差也可通过在将金属板件安装在副支架上时细微地调整安装位置而由金属板件吸收。
根据本发明的第一特征，如果副支架由轻金属形成，并且接收部分以横向向外延伸的方式整体地形成在副支架上，那么由于使用了金属板件并且未设置专利文献No.1所设置的上部接收部分和下部接收部分，其中该金属板件为与副支架相独立的元件，所以当通过压铸形成副支架时，副支架与副支架的接收部分可通过压铸整体地形成，而不使用滑模。
[II]
如专利文献No.1中所述，其中使得上部接收部分和下部接收部分(专利文献No.1的图2和5中的21、22、22a、33)从副支架横向向外延伸，当为了维护或类似操作而从副支架移开悬架臂时，在向下拔出连接螺栓(专利文献No.1的图2和5中的34)之后，将悬架臂从副支架的上部接收部分和下部接收部分横向地向外拉动，从而移开悬架臂。
但是，在现实中，由于在悬架臂的周围布置有轮舱及其它元件，所以难以将悬架臂从副支架的上部接收部分和下部接收部分横向地向外拉动。因此，在将副支架从右侧梁和左侧梁移开之后，使得副支架向下移动，将连接螺栓向下拔出以使其脱离，使得悬架从副支架的上部接收部分和下部接收部分横向地向外脱离以被移开。
与此相反，根据本发明的第一特征，当为了维修或类似操作而移开悬架臂时，在将连杆向下脱离或将螺母从副支架移开之后，将金属板件从副支架移开，当释放位于副支架接收部分处的悬架臂的基部下方的区域以使其打开时，由此将悬架臂的基部向下拔出，使得可移开悬架臂，从而使得能够将悬架臂从副支架向下脱离，以不受轮舱及其它元件的妨碍而移开悬架臂。
因此，在这样可不受轮舱及其它元件的妨碍而将悬架臂从副支架脱离的情形下，当将悬架臂从副支架移开时，避免必须从右侧梁和左侧梁移开副支架。
[III]
与在前部[II]所述的为了维修或其它操作而将悬架臂从副支架移开的情形相反，当制造车辆时，在很多情形下，副支架与悬架臂通常作为单元以悬架臂和其它元件安装在副支架之上的状态安装在右侧梁和左侧梁上。在这样的制造过程中，在本发明的第一特征中，必须预先将悬架臂和金属板件安装在副支架上。
与上述制造过程相反，存在如下制造过程，即不预先将悬架臂安装在副支架上，而是首先将副支架安装在右侧梁和左侧梁上，其后，再将悬架臂安装在副支架上。
在这样的制造过程中，根据本发明的第一特征，首先，将副支架安装在右侧梁和左侧梁上。在这种情形下，由于使位于副支架的接收部分附近的区域敞开，所以悬架臂向上移动，使得悬架臂的基部可位于副支架的接收部分处，其后，将金属板件安装在副支架上，连接螺栓垂直地穿过副支架的接收部分与金属板件之间，使得悬架臂的基部通过橡胶衬套节支撑在副支架上，并且副支架的接收部分连接到右侧梁和左侧梁上。
如上所述，根据本发明的第一特征，能够处理两个制造过程，如将副支架和悬架臂作为单个单元安装在右侧梁和左侧梁上的制造过程，和首先将副支架安装在右侧梁和左侧梁上，再将悬架臂安装在副支架上的制造过程。
[IV]
根据本发明的第一特征，悬架臂的基部(橡胶衬套节)位于副支架的接收部分的下侧，金属板件位于悬架臂的基部(橡胶衬套节)的下侧。
通过该结构，由于具有金属板件与地面的障碍(例如，公路的路边)或石头相接触而引起从地面弹起的很大的可能性，使得悬架臂的基部(橡胶衬套节)与地面障碍或类似物相接触的可能性降低，因此能够减少副支架的接收部分(轻金属部分)和悬架臂的基部(橡胶衬套节)的损坏。在这种情形下，由于如上面部分[II]所述的可容易地将金属板件从副支架移开，因此即使金属板件与地面的障碍或类似物相接触，也只需替换金属板件。
(本发明的优点)
根据本发明的第一特征，在车辆悬架臂支撑结构中，通过以下两点能够提高悬架臂的安装精度：其一，由于紧固连接螺栓(或螺母)所引起的金属板件的弹性挠曲，金属板件吸收副支架的接收部分与金属板件之间的空间与橡胶衬套节(悬架臂的基部)的垂直长度之间的差别；其二，在将金属板件安装到副支架上时，通过细微地调整安装位置，金属板件可吸收橡胶衬套节(悬架臂的基部)的位置中的装配误差。
根据本发明的第一特征，通过以下两点能够提高副支架的接收部分与悬架臂的基部(橡胶衬套节)的耐用性和可维护性：其一，无需对副支架的接收部分进行加工；其二，不产生试图将副支架的接收部分弯曲的力，因而在任何情形下也不会在副支架的接收部分附近产生裂缝。
另外，当通过例如压铸形成副支架时，副支架和副支架的接收部分可通过压铸整体地形成，而不使用滑模，从而能够实现副支架的制造成本的降低。
根据本发明的第一特征，通过以下两点能够提高可使用性：其一，无需将副支架从右侧梁和左侧梁移开，就可将悬架臂从副支架移开；其二，即使金属板件与地面的障碍或类似物相接触而损坏，也可容易地更换金属板件。
根据本发明的第一特征，关于副支架和悬架臂，能够处理两个制造过程，使得能够提高对应于制造工艺的适应性。
(结构)
本发明的第二特征在于在本发明第一特征的车辆悬架臂支撑结构中的下列结构。
金属板件设置在最靠近支撑悬架臂的副支架的多个支撑部分的底面(ground)的部分上。
(功能)
根据本发明的第二特征，金属板件设置在最靠近支撑悬架臂的副支架的多个支撑部分的底面的部分上。另外，如前部[IV]中所述，悬架臂的基部(橡胶衬套节)位于副支架的接收部分的下侧，金属板件位于悬架臂的基部(橡胶衬套节)的下侧。
通过该结构，能够更有效地减少副支架的接收部分(轻金属部分)和悬架臂的基部(橡胶衬套节)的损坏。另外，如前部[II]中所述，由于可将金属板件容易地从副支架移开，所以即使如上所述的金属板件与地面的障碍或类似物相接触而损坏，也只需更换金属板件。
(本发明的优点)
根据本发明的第二特征，提供有与本发明的第一特征提供的那些优点相似的“本发明的优点”，并且特别地，能够更有效地减少副支架的接收部分(轻金属部分)和悬架臂的基部(橡胶衬套节)的损坏。
(结构)
本发明的第三特征在于在本发明第一特征的车辆悬架臂支撑结构中的下列结构。
使金属板件从副支架延伸，金属板件的延伸部分连接到车辆的固定部分。
(功能)
根据本发明的第三特征，提供有与本发明的第一特征提供的功能相似的“功能”，并且除此之外，还提供下列“功能”。
根据本发明的第三特征，由于副支架也通过副支架的金属板件连接到车辆的固定部分，所以允许牢固地和刚性地支撑副支架。
(本发明的优点)
根据本发明的第三特征，提供有与本发明第一特征提供的那些优点相似的“本发明的优点”，并且除此之外，还提供下列“本发明的优点”。
根据本发明的第三特征，允许牢固地和刚性地支撑副支架，从而使得能够提高副支架的支撑强度。
(结构)
本发明的第四特征在于在本发明第三特征的车辆悬架臂支撑结构中的下列结构。
右侧梁和左侧梁以及副支架布置于车身的前下部分，并且支撑悬架臂的副支架的多个支撑部分中的一个支撑部分位于副支架的后部。使金属板件从副支架向后延伸，并且金属板件的延伸部分连接到右侧梁和左侧梁上。
(功能)
根据本发明的第四特征，提供有与本发明第三特征提供的那些功能相似的“功能”，并且除此之外，还提供下列“功能”。
通常，在车辆中，右侧梁和左侧梁构造成在发生前端碰撞时损坏，从而吸收冲击能量。
如果这样，根据本发明的第四特征，右侧梁和左侧梁构造成在前端碰撞时损坏，从而吸收冲击能量，并且与此共同工作，当右侧梁和左侧梁与副支架之间的连接损坏时，冲击能量将副支架向下推，由此，与此共同作用，金属板件损坏(具体地，弯曲使得从副支架向后延伸的金属板件的延伸部分)，从而吸收冲击能力。
(本发明的优点)
根据本发明的第四特征，提供有与本发明第一至第三特征的那些优点相似的“本发明的优点”，并且除此之外，还提供下列“本发明的优点”。
根据本发明的第四特征，除了右侧梁和左侧梁之外，金属板件还允许吸收车身的前端碰撞时的冲击能量，由此能够提高车辆的冲击能量吸收能力。
附图说明
图1为车身前下部分附近的侧视图；
图2为副支架和悬架臂、以及金属板件附近的平面图；
图3为副支架和悬架臂、以及金属板件附近的侧视图；
图4为副支架的接收部分、悬架臂的后部基部、橡胶衬套节以及金属板件附近的垂直截面侧视图；
图5为副支架的接收部分、悬架臂的后部基部、橡胶衬套节以及金属板件附近的垂直截面正视图；
图6为副支架的接收部分、悬架臂的后部基部、橡胶衬套节以及金属板件附近的分解透视图。
具体实施方式
如图1中所示，在如客车的车辆中，右侧梁和左侧梁1沿车身的纵向方向布置在车身前下部分的右手侧和左手侧上。侧梁1构造成包括后部2、位置比后部2高的前部3以及在前部3与后部2之间延伸的中间部分4。
如图1、2、3中所示，副支架5由压铸铝(轻金属的实例)整体地形成，在副支架5的右左侧壁部分6的前部整体地形成有凸起部分7和杆状连接部分8。如图1、2、3、6中所示，在副支架5的右左侧壁部分的后部的上部，以从其横向向外延伸的方式整体地形成有接收部分9，在右左侧壁部分6和副支架5的接收部分9的后部上，以横向向外延伸的方式整体地形成有后壁部分10，在后壁部分10的后部上整体地形成有连接部分。
在这种情形下，副支架5由压铸铝整体地形成，而不使用滑模，并且不对侧壁部分6、凸起部分7、连接部分8、接收部分9、后壁部分10、连接部分11以及副支架的类似部分进行加工。
如图1和2中所示，设置有支撑前轮12的分叉悬架臂13，悬架臂13的前基部13a通过水平定向的橡胶衬套节(未示出)以垂直摆动的方式支撑在副支架5的凸起部分7上。在右侧梁和左侧梁1的前部3处设置有连接部分3a，右侧梁和左侧梁1的连接部分8通过螺栓连接到右侧梁和左侧梁1的前部3的连接部分3a上。
如图3、4、5中所示，悬架臂13的后基部13b形成环状，在悬架臂13的后基部13b的内部垂直安装有橡胶衬套节14。橡胶衬套节14由内部金属圆柱元件14a、外部金属环状元件14b和在圆柱元件14a和环状元件14b之间延伸连接的橡胶衬套14c构成，橡胶衬套节14的环状元件14b安装在悬架臂13的后基部13b上。
如图3、4、5中所示，悬架臂13的后基部13b(橡胶衬套节14的圆柱元件14a)从副支架5的接收部分9的下方与其相接近，金属板件15的连接部分15a从悬架臂13的后基部13b(橡胶衬套节14的圆柱元件14a)的下方与其相接近，其中金属板件15的连接部分15a将在后面描述。连接螺栓16从下面插入(垂直地穿过)金属板件15的连接部分15a中的连接开口、悬架臂13的后基部13b(橡胶衬套节14的圆柱元件14a)以及副支架5的接收部分9中的连接开口。右侧梁和左侧梁1的中间部分4的连接部分4a上安装有螺母17，连接螺栓16连接到右侧梁和左侧梁1的中间部分4的连接部分4a(螺母17)上。通过该结构，悬架臂(前基部13a、后基部13b)通过橡胶衬套节14以垂直摆动的方式支撑在副支架5(凸起部分7和接收部分)上。
此时，如图4和5所示，即使副支架5的接收部分9与金属板件15的连接部分15a之间的空间不非常精确地符合橡胶衬套节14的圆柱元件14a的垂直长度(例如，副支架5的接收部分9与金属板件15的连接部分15a之间的空间略大于橡胶衬套节14的圆柱元件14a的垂直长度)，由于紧固的连接螺栓16所引起的金属板件15的连接部分15a的向上弹性挠曲，金属板件15也吸收副支架5的接收部分9与金属板件15的连接部分15a之间的空间与橡胶衬套节14的圆柱元件14a的垂直长度之间的差别(金属板件15的连接部分15a与橡胶衬套节14的圆柱元件14a的下端对齐)。
由于紧固连接螺栓16时产生的金属板件15的连接部分15a的向上弹性挠曲，不会产生试图将副支架5的接收部分9向下弯曲的力，并且在任何情形下也不会在副支架5的接收部分9的附近产生裂缝。
如图4、5、6中所示，金属板件通过挤压金属板而整体地形成，三个连接部分15a、15b、15c布置成三角形以位于同一平面内，使弯曲部分15e从连接部分15c延伸，使得连接部分15d连接到弯曲部分15e上。用于获得加强肋作用的凹陷部分15f以分别在连接部分15a、15b、15c之间延伸的方式形成，并且在弯曲部分15e中也形成有凹陷部分15f。
如图2、4、5、6所示，金属板件15的连接部分15a通过连接螺栓16连接到副支架5的接收部分9以及右侧梁和左侧梁1的中间部分4的连接部分4a上，金属板件15的连接部分15b通过螺栓18连接到副支架5上，金属板件15的连接部分15c通过螺栓19连接到副支架5的连接部分11上。此时，如从顶部观察(参考图2和6)，连接部分15a、15b、15c(连接螺栓16和螺栓18、19)布置成三角形。如图2、3、4、6中所示，使金属板件15的弯曲部分15e从副支架5的连接部分11向后延伸，金属板件15的连接部分15d通过螺栓20连接到右侧梁和左侧梁1的后部2。
通过上述结构，副支架5的连接部分8通过螺栓连接到右侧梁和左侧梁1的前部3的前连接部分3a上，副支架5的接收部分9连接到右侧梁和左侧梁1的中间部分4的连接部分4a(螺母17)。金属板件15的连接部分15a、15b、15c分别通过连接螺栓16和螺栓18、19连接到副支架5和副支架5的接收部分9和连接部分11，金属板件15的连接部分15d连接到右侧梁和左侧梁1的后部2上。
通过该结构，如图3、4、5、6所示，通过移开连接螺栓16和螺栓18、19、20可将金属板件15向下脱离以移开，以及通过移开悬架臂13的前基部13a可将悬架臂13向下脱离以移开，而不受轮舱和其它元件的干扰。在这种情形下，不必将副支架5从右侧梁和左侧梁1移开。
在图1和3所示的状态下，当车身发生前端碰撞时，首先，右侧梁和左侧梁损坏，由此吸收了冲击能量。当右侧梁和左侧梁充分地吸收冲击能量时，然后副支架5的连接部分8和接收部分9损坏，从而允许冲击能量作用在金属板件15上，由此由于金属板件15的失效(由于金属板件15的弯曲部分15e的弯曲)进一步吸收了冲击能量。
[实现本发明的另一个实施例]
在前述“具体实施方式”中，螺母17不是固定在右侧梁和左侧梁1的中间部分4的连接部分4a上，连接螺栓16可向下固定在右侧梁和左侧梁1的中间部分4的连接部分4a上，使得将连接螺栓16用作柱螺栓。
通过该结构，通过将螺母固定到连接螺栓16的下端，将悬架臂(前基部13a和后基部13b)通过橡胶衬套14以垂直摆动的方式支撑在副支架5(凸起部分7和接收部分9)上。通过将螺母从连接螺栓16的下端移开，可将金属板件15向下脱离以移开，通过将悬架臂13的前基部从副支架5的凸起部分7移开，可将悬架臂13向下脱离以移开，而不受轮舱和其它元件的干扰。
类似地，螺栓18、19、20向下固定到副支架5、副支架5的连接部分11和右侧梁和左侧梁1的后部2上，可将螺栓18、29、20用作柱螺栓。通过该结构，金属板件15通过螺母连接到副支架5的连接部分11和右侧梁和左侧梁1的后部2上。
本发明还可应用于在车身后下部分的右侧梁和左侧梁和副支架上。另外，副支架还可通过焊接铝的挤压材料替代压铸铝而形成，除了压铸铝和挤压的铝材料，副支架还可由重量轻且较脆的轻金属形成，包括铝合金、镁和镁合金、硬铝等等。
工业实用性
根据本发明的车辆悬架臂支撑结构，悬架臂可没有任何难度地并且高精度地支撑在副支架上，同时通过由轻金属形成副支架而降低重量。

Claims (4)

1.一种车辆悬架臂支撑结构，其中：
设置有纵向地布置在车身的下部部分的右侧梁和左侧梁，以及由轻金属制成并以在右侧梁和左侧梁之间延伸的方式连接到所述右侧梁和所述左侧梁的副支架，并且将支撑车轮的悬架臂支撑在所述副支架上；其中
在支撑所述悬架臂的所述副支架的多个支撑部分的一个支撑部分处，在所述副支架上以横向向外延伸的方式整体地形成有接收部分，金属板件通过螺栓或螺母以使该金属板件以预定间隔位于所述副支架的所述接收部分之下的方式连接到所述副支架上；以及
所述悬架臂的基部布置于所述副支架的所述接收部分与所述金属板件之间，使所述悬架臂的所述基部由垂直穿过所述副支架的所述接收部分和所述金属板件的连接螺栓通过橡胶衬套节支撑在所述副支架上，所述副支架的所述接收部分通过所述连接螺栓连接到所述右侧梁和所述左侧梁上。
2.如权利要求1所述的车辆悬架臂支撑结构，其中所述金属板件设置在最靠近支撑所述悬架臂的所述副支架的所述多个支撑部分的底面的位置上。
3.如权利要求1所述的车辆悬架臂支撑结构，其中使所述金属板件从所述副支架延伸，所述金属板件的延伸部分连接到车辆的固定部分上。
4.如权利要求3中所述的车辆悬架臂支撑结构，其中所述右侧梁和所述左侧梁以及所述副支架布置于所述车身的前下部分，其中支撑所述悬架臂的所述副支架的所述多个支撑部分中的所述一个支撑部分位于所述副支架的后部，并且使所述金属板件从所述副支架向后延伸，并且所述金属板件的延伸部分连接到所述右侧梁和所述左侧梁上。
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