CN101287616B - 轮内悬架 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种轮内悬架，其设置有轮胎/车轮组件侧构件，车体侧构件(90)，以及弹簧元件和衰减元件两者中的至少一个，所述轮胎/车轮组件侧构件包括固定到轮胎/车轮组件(10)上的轮胎/车轮组件支撑构件(70)，所述车体侧构件支撑所述轮胎/车轮组件支撑构件(70)，使得所述轮胎/车轮组件支撑构件(70)可以沿在基本垂直方向上延伸的滑动轴线X滑动以及绕所述滑动轴线旋转，所述弹簧元件和衰减元件两者中的至少一个根据所述轮胎/车轮组件支撑构件(70)的滑动而动作。所述轮内悬架包括：联接构件(60)，其将所述轮胎/车轮组件侧构件与所述车体侧构件联接，以及根据所述轮胎/车轮组件支撑构件(70)的所述滑动而旋转所述轮胎/车轮组件支撑构件(70)。

Description

轮内悬架
技术领域
本发明一般地涉及轮内悬架，其中，悬架部件中的主要部分被布置在车轮内。
背景技术
例如，在日本专利申请公布No.JP-A-10-338009中描述了这样的轮内悬架。在此公布中描述的轮内悬架包括支撑车轮的轮毂。车轮主要包括轮辐和轮辋。轮辋具有参考宽度和参考直径。轮内悬架包括定义出轮毂旋转轴线的轮架以及引导构件，该引导构件引导轮架相对于支撑构件沿轴向的运动。支撑构件包括用于将支撑构件装配到车辆的底盘的装配装置。轮架通过细长的单杆装配到引导构件，并且按照引导构件的引导滑动。轮架被防止在滑动轴线上旋转。轮架被装配到杆的两端。轮内悬架包括用于支撑通过支撑构件传递到轮架的车辆负载的装置。轮架、杆和引导构件沿由参考直径定义的直径被容纳在车轮中。轮架、杆和引导构件被容纳在具有圆筒形状的有限空间中，其中，该圆筒的沿轮架、杆和引导构件的轴向延伸的表面中的一个由车轮的轮辐定义，并且另一表面由与轮辋接触的虚拟表面定义。
为了保证车轮的稳定性，当轮胎/车轮组件颠簸/反弹时改变轮胎/车轮组件的前束角是有效的。在上述结构中，转向机构被设置，并且轮胎/车轮组件可以被转向。但是，当轮胎/车轮组件颠簸/弹跳时，轮胎/车轮组件可能实际上仅沿滑动轴移动。除非利用转向机构执行转向操作(即，除非驾驶者操作方向盘，或者除非在使用主动后轮转向(ARS)的情况下致动器被致动)，当轮胎/车轮组件颠簸/弹跳时轮胎/车轮组件的前束角不会改变。
即使在这样的结构中，支撑构件可以通过连杆装配到车体，使得当轮胎/车轮组件颠簸/回弹时轮胎/车轮组件的前束角改变。但是，在这样的情况下，需要设置较长的连杆，以便获得所需特性的前束角改变。这妨碍了悬架的尺寸减小和车厢空间的增大，导致轮内悬架的优点的减小。
发明内容
本发明的目的是提供一种轮内悬架，其可以在轮胎/车轮组件颠簸/弹跳时改变轮胎/车轮组件的前束角而不减小轮内悬架的优点。
本发明的第一方面涉及一种轮内悬架，其设置有轮胎/车轮组件侧构件，车体侧构件，以及弹簧元件和衰减元件两者中的至少一个，所述轮胎/车轮组件侧构件包括固定到轮胎/车轮组件上的轮胎/车轮组件支撑构件，所述车体侧构件支撑所述轮胎/车轮组件支撑构件，使得所述轮胎/车轮组件支撑构件可以沿在基本垂直方向上延伸的旋转轴线滑动以及绕所述旋转轴线旋转，所述弹簧元件和衰减元件两者中的至少一个根据所述轮胎/车轮组件支撑构件的滑动而动作。所述轮内悬架还包括联接构件，联接构件将所述轮胎/车轮组件侧构件与所述车体侧构件联接，以及根据所述轮胎/车轮组件支撑构件的所述滑动而旋转所述轮胎/车轮组件支撑构件。
本发明的第二方面涉及一种轮内悬架，其设置有轮胎/车轮组件侧构件，旋转支撑构件，车体侧构件，以及弹簧元件和衰减元件两者中的至少一个，所述轮胎/车轮组件侧构件包括固定到轮胎/车轮组件上的轮胎/车轮组件支撑构件，所述旋转支撑构件支撑所述轮胎/车轮组件支撑构件，使得所述轮胎/车轮组件支撑构件可以绕在基本垂直方向上延伸的旋转轴线旋转，所述车体侧支撑构件支撑所述旋转支撑构件，使得所述旋转支撑构件可以沿在基本垂直方向上延伸的滑动轴线滑动但不能绕所述滑动轴线旋转，所述弹簧元件和衰减元件两者中的至少一个根据所述旋转支撑构件的滑动而动作。所述轮内悬架还包括联接构件，所述联接构件将所述轮胎/车轮组件支撑构件与所述车体侧构件联接，以及根据所述旋转支撑构件的所述滑动而绕所述旋转轴线旋转所述轮胎/车轮组件支撑构件。
所述联接构件可以包括：第一臂，其由所述车体侧构件可旋转地支撑；第二臂，其由所述轮胎/车轮组件侧构件可旋转地支撑；以及联接部分，其将所述第一臂与所述第二臂联接，使得所述第一臂和所述第二臂可以彼此相对旋转。而且，所述第一臂的枢轴线和所述第二臂的枢轴线彼此不平行。
所述第一臂的所述枢轴线可以被设为与所述旋转轴线垂直，所述第二臂的所述枢轴线可以被设为相对于所述第一臂的所述枢轴线倾斜，使得所述第一臂的所述枢轴线和所述第二臂的所述枢轴线之间的距离向上并且朝向所述车辆的前方不断增大。
所述第一臂的所述枢轴线可以被设为与所述旋转轴线垂直，所述第二臂的所述枢轴线可以被设为相对于所述第一臂的所述枢轴线倾斜，使得所述第一臂的所述枢轴线和所述第二臂的所述枢轴线之间的距离向上并且朝向所述车辆的内侧不断增大。
前束角调节机构可以被设置到所述联接构件。在此情况下，所述前束角调节机构可以由致动器驱动。
所述前束角调节机构可以包括球接头和偏心凸轮，并且所述球接头和所述偏心凸轮可以被如此布置，使得所述球接头的中心轴线与所述偏心凸轮的旋转轴线重合。
所述弹簧元件和所述衰减元件可以被同轴地布置，并且所述弹簧元件和所述衰减元件的轴线与所述轮胎/车轮组件支撑构件的所述旋转轴线可以是不平行并且非共面的。
所述弹簧元件和所述衰减元件的所述轴线可以被设为相对于所述轮胎/车轮组件支撑构件的所述旋转轴线倾斜，使得所述弹簧元件和所述衰减元件的所述轴线和所述轮胎/车轮组件支撑构件的所述旋转轴线之间的距离向上和朝向所述车辆的后面不断增大，并且所述弹簧元件和所述衰减元件的所述轴线被设为处于所述轮胎/车轮组件支撑构件的所述旋转轴线的外侧。
本发明的第三方面涉及一种轮内悬架，其设置有旋转支撑机构，滑动支撑机构，以及弹簧元件和衰减元件两者中的至少一个，所述旋转支撑机构经由旋转构件支撑轮胎/车轮组件，使得所述轮胎/车轮组件可以绕方向盘操作方向旋转，所述滑动支撑机构经由滑动构件支撑所述轮胎/车轮组件，使得所述轮胎/车轮组件可以相对于车体在基本垂直的方向上滑动，所述弹簧元件和衰减元件两者中的至少一个根据所述滑动构件的滑动而动作，所述轮内悬架包括联接构件，所述联接构件将所述旋转支撑机构与所述滑动支撑机构联接，限制所述旋转构件的旋转，以及根据所述滑动构件的所述滑动而旋转所述旋转构件。
本发明提供了当轮胎/车轮组件颠簸/弹跳时可以改变轮胎/车轮组件的前束角的轮内悬架。
附图说明
通过参考以下附图，根据下面对示例性实施例的描述，本发明的以上和其他目的、特征以及优点将变得清楚，在附图中，相同的标号代表相同或者相应的部分，并且其中：
图1图示了示出根据本发明的第一实施例的轮内悬架的主要部分的结构的侧视图；
图2图示了沿图1的线I-I所取的剖视图；
图3图示了示出联接构件60的透视图；
图4图示了用于描述当轮胎/车轮组件颠簸/弹跳时前束角改变的原理的视图；
图5图示了示出根据本发明的第二实施例的轮内悬架的主要部分的结构的侧视图；
图6图示了沿图5的线V-V所取的剖视图；
图7图示了当从车辆的侧面观察时的示出根据本发明的第二实施例的改进实例的轮内悬架的主要部分的结构的剖视图；
图7B图示了当从车辆的后面观察时的示出根据本发明的第二实施例的改进实例的轮内悬架的主要部分的结构的侧视图；
图8图示了根据本发明的第三实施例的前束角调节机构30的放大的剖视图；
图9图示了示出根据本发明的第四实施例的轮内悬架的主要部分的侧视图；
图10图示了根据本发明的第四实施例的前束角调节机构30的放大的剖视图；以及
图11A和11B分别图示了弹簧50/减震器52的轴线X2和架70的旋转轴线X之间的位置关系。
具体实施方式
下面将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。
图1图示了根据本发明的第一实施例的轮内悬架的主要部分的结构。图1是从车辆的内侧观察到的轮胎/车轮组件的侧视图。图1的左侧是车辆的前方。在下面的描述中，根据第一实施例的轮内悬架被应用于后轮。但是，根据第一实施例的轮内悬架可以被应用于前轮。
轮胎/车轮组件10包括轮胎12和车轮14。如下面详细描述的，悬架部件的主要部分被布置在由车轮14的轮辋的内周表面所定义的空间中。术语“轮内”对应于术语“在由车轮14的轮辋的内周表面所定义的基本圆筒形的空间中”。但是，对于部件被布置在轮内这样的描述不总是意味着该部件的整体被布置在轮内。该描述包括其中该部件部分地从车轮伸出的结构。
架70被布置在轮内。架70具有处于轮中心附近的车轴轴承(没有示出)，并且可旋转地支撑轮胎/车轮组件10。制动盘被设置在架70的内部，并且制动钳(没有示出)被固定到架70上。
架70具有两个臂部分72，74。臂部分72从轮中心向上延伸，臂部分74从轮中心向下延伸。臂部分72的端部72a和臂部分74的端部74a被布置在架70的中心部分的内部。沿基本垂直方向(在第一实施例中，沿垂直方向)的轴构件80被设置在端部72a，74a之间。在第一实施例中，轴构件80被固定到端部72a，74a上。轴构件80和架70构成“轮胎/车轮组件侧构件”。
车体侧构件90从车体延伸到车轮中，并且支撑轮胎/车轮组件10，使得轮胎/车轮组件10可以沿垂直/基本垂直方向移动。车体侧构件90设置有联接部分92a，92b，92c，所述联接部分92a，92b，92c经由各自的衬套固定到车体(例如，悬架构件)。联接部分92a，92b，92c被布置在车体侧。在各个联接部分处的衬套可以被形成为使得各种来自路面的震动可以被适当地衰减。此外，车体侧构件90包括轮内的支撑部分94。支撑部分94可滑动和可旋转地支撑轮胎/车轮组件侧构件的轴构件80。
图2图示了沿图1的线I-I所取的剖视图。在图2所示的实例中，轴构件80具有沿轴向保持不变的圆形横截面。具有圆形横截面的滑动槽94a被形成在支撑部分94中。轴构件80由支撑部分94支撑，使得轴构件80可以在形成在支撑部分94中的滑动槽94a中沿中心轴线X滑动并且绕中心轴线X旋转。例如，轴承96可以被布置在支撑部分94的滑动槽94a中，以减小在轴构件80的滑动和旋转过程中产生的摩擦。
利用上述的轴构件80和车体侧构件90之间的结构关系，轮胎/车轮组件侧构件可以沿轴构件80的中心轴线X在垂直/基本垂直的方向上滑动，以及绕中心轴线X旋转。即，保证了轮胎/车轮组件10相对于车体的垂直/基本垂直运动和旋转运动的一定的自由度。
架70和车体侧构件90通过联接构件60彼此联接。轮胎/车轮组件侧构件(轴构件80和架70)的沿中心轴线X的垂直/基本垂直运动被允许，同时其绕中心轴线X的旋转被限制。更具体地，联接构件60包括两个臂62，64，如图3所示。臂62，64中的每一个可以是A形臂，如图3所示。臂62与架70联接，从而可围绕沿车辆宽度方向延伸的枢轴线Y1旋转。臂64与与车体侧构件90联接，从而可围绕沿车辆宽度方向延伸的枢轴线Y2旋转。臂62，64可以利用例如球接头、橡胶衬套、或者轴承被分别可旋转地支撑在枢轴线Y1，Y2处。臂62的端部62a和臂64的端部64a在联接部分66被彼此联接，从而可彼此相对旋转。在图3中，端部62a，64a可以通过球接头彼此联接。然而，端部62a，64a可以例如通过橡胶衬套或者轴承彼此联接。
于是，轮胎/车轮组件侧构件(轴构件80和架70)沿中心轴线X的垂直/基本垂直运动被允许，而其绕中心轴线X的旋转被限制。即，保证了轮胎/车轮组件10相对于车体的垂直/基本垂直运动的一定的自由度。
弹簧(圈簧)50和减震器52被布置在车体侧构件90和架70(或者轴构件80)之间。更具体地，在轮中，弹簧50/减震器52的上端(杆的上端)被装配到车体侧构件90上，弹簧50/减震器52的下端(壳的下端)被装配到架70上。因此，弹簧50/减震器52的负载点被设置在轮内。在图1所示的实施例中，弹簧50被布置在下弹簧座和上弹簧座之间，从而环绕减震器52。弹簧50和减震器52在垂直/基本垂直方向上同轴地延伸和压缩。然而，弹簧50和减震器52不必彼此同轴地延伸和压缩。并且，圈簧、板簧和空气弹簧中的任何一种可以被用作弹簧50。减震器52可以是衰减垂直/基本垂直方向上的震动输入的液压减震器，或者可以是衰减旋转方向上的震动输入的旋转电磁减震器。
如果轮胎/车轮组件10沿垂直/基本垂直方向运动(当轮胎/车轮组件10颠簸/弹跳时)，当从车体侧相对观察时，轴构件80在支撑部分94的滑动槽94a中沿轴线X在垂直/基本垂直方向上滑动。弹簧50/减震器52根据轴构件80的滑动延伸和压缩。结果，来自路面的震动被衰减。
为了保证车辆的稳定性，当轮胎/车轮组件10颠簸/弹跳时改变轮胎/车轮组件10的前束角是有效的。
因此，在第一实施例中，枢轴线Y1和Y2被如此布置，使得当从车辆的后面观察时，枢轴线Y1和Y2的延长线形成大于0度的预定角度θ(见图4)，而不是彼此平行布置。如后面所述，预定角度θ是定义当轮胎/车轮组件10颠簸/弹跳时轮胎/车轮组件10的前束角度的变化特性的参数。预定角度θ被设定成使得前束角改变期望的量。例如，预定角度θ可以被设定为大于0度小于5度(0°＜θ＜5°)的值。
图4图示了用于描述前束角变化的原理的视图，其中，前束角变化是在轮胎/车轮组件10颠簸/弹跳时响应于联接构件60(臂62，64)的操作而引起的。为了便于理解前束角变化的原理，图4示出了与图1中所示的不同的结构。即，在图4中，联接构件60(臂62，64)的枢轴线Y1和Y2在车辆的纵向上延伸，而不是在图1中所示的车辆宽度方向上延伸(即，图4示出了通过将图1所示的联接构件60绕轴线X转动90度实现的结构)。在图4中，弹簧50和减震器52没有被示出。不管枢轴线Y1和Y2相对于轴线X的角位置如何，都可以实现第一实施例。
如图4所示，当轮胎/车轮组件10颠簸/弹跳时，臂62的端部62a企图在箭头M的方向上围绕枢轴线Y1旋转。类似地，臂64的端部64a企图在箭头N所示的方向上围绕枢轴线Y2旋转。如上所述，因为枢轴线Y1和Y2彼此不平行，所以臂62的端部62a企图沿其旋转的方向M和臂64的端部42a企图沿其旋转的方向N彼此偏离。而且，端部62a，64a被彼此联接。因此，围绕轴线X产生与上述偏离相对应的转矩。于是，轴构件80(轮胎/车轮组件10)绕中心轴线X旋转(即，轴构件80在支撑部分94的滑动槽94a中绕轴线X旋转)。于是，当轮胎/车轮组件10颠簸/弹跳时，轮胎/车轮组件10的前束角可以被改变。根据上述的第一实施例，通过适当地基于弹簧50/减震器52的延伸/压缩程度改变前束角，可以提高车辆的稳定性。特别地，在图4所示的实例中，当从车辆的侧面观察时，枢轴线Y2垂直于中心轴线X延伸，并且枢轴线Y1相对于枢轴线Y2倾斜，使得枢轴线Y1和枢轴线Y2之间的距离向上和朝向车辆的前方不断增大。因此当轮胎/车轮组件10颠簸时，轮胎/车轮组件10的定向改变，使得前束角增大，并且可能进行不足转向操作。类似地，在图1所示的实施例中，当从车辆的后面观察时，枢轴线Y2被设为垂直于中心轴线X，并且枢轴线Y1被设为相对于枢轴线Y2倾斜，使得枢轴线Y1和枢轴线Y2之间的距离向上和朝向车辆的内侧不断增大。因此当轮胎/车轮组件10颠簸时，可能进行不足转向操作。
在第一实施例中，架70和车体侧构件90通过联接构件60彼此联接。但是，轴构件80和车体侧构件90可以通过联接构件60彼此联接。
在第一实施例中，轴构件80可以被视为本发明中的“滑动构件”和“旋转构件”。
图5图示了根据本发明的第二实施例的轮内悬架的主要部分的结构。图5图示了从车辆的内侧观察到的轮胎/车轮组件10的透视图。图5的左侧是车轮的前方。在下面的描述中，根据第二实施例的轮内悬架被应用于后轮。但是，根据第二实施例的轮内悬架可以被应用于前轮。与第一实施例中的相同的部分将由相同的标号表示，并且下面将仅仅描述第二实施例特有的结构。
在第二实施例中，轴构件80可旋转地支撑架70。架70的旋转轴线可以是轴构件80的中心轴线X，其在基本垂直的方向上(在第二实施例中，在垂直方向上)延伸。更具体地，架70的臂部分72的端部72a和架70的臂部分74的端部74a分别由轴构件80的上端82和下端82(在图5中仅示出了上端82)支撑，使得端部72a，74a可以绕中心轴线X旋转。端部72a，74a可以利用例如球接头、橡胶衬套、或者轴承分别由上端82和下端82支撑。因此，在第二实施例中，轴构件80构成了“旋转支撑构件”，而架70构成了“轮胎/车轮组件”。
如图6所示，车体侧构件90从车体延伸到车轮中，并且支撑轮胎/车轮组件10，使得轮胎/车轮组件10可以在垂直/基本垂直方向上运动。车体侧构件90设置有联接部分92a，92b，92c，所述联接部分92a，92b，92c经由各自的衬套固定到车体(例如，悬架构件)。联接部分92a，92b，92c被设置在车体侧。在各个联接部分处的衬套可以被形成为响应于各种来自路面的震动可以适当地变形。此外，车体侧构件90包括轮内的支撑部分94。支撑部分94支撑轴构件80，使得轴构件80可以沿中心轴线X滑动，但不能绕中心轴线X旋转。
图6图示了沿图5的线V-V所取的剖视图。在图6所示的实例中，轴构件80具有沿轴向保持不变的矩形横截面(该横截面可以是不同于圆形的任何形状)。轴构件80被支撑在形成在支撑部分94中的具有矩形横截面的滑动槽94a中，使得轴构件80可以沿中心轴线X滑动，但不能并且绕中心轴线X旋转。或者，轴构件80可以用键联接到支撑部分94上，使得轴构件80可以沿中心轴线X滑动，但不能绕中心轴线X旋转。例如，轴承96可以被布置在支撑部分94的滑动槽94a中，以减小在轴构件80的滑动过程中产生的摩擦。
利用轮胎/车轮组件的架70和轴构件80之间的结构关系和轴构件80和车体侧构件90之间的结构关系，架70可以绕轴构件80的中心轴线X旋转，以及沿中心轴线X在垂直/基本垂直方向上滑动。即，保证了轮胎/车轮组件10相对于车体的垂直/基本垂直运动和旋转运动的一定的自由度。
类似地，架70和车体侧构件90通过联接构件60彼此联接。架70沿轴构件80的中心轴线X的垂直/基本垂直运动被允许，同时其绕轴构件80的中心轴线X的旋转被限制。在第二实施例中，如图5所示，联接构件60(臂62，64)的枢轴线Y1和Y2在车辆的纵向上延伸，如图4所示的结构。但是，当从车辆的顶面观察时，枢轴线Y1和Y2可以在任何方向上延伸。于是，保证了轮胎/车轮组件10相对于车体的垂直/基本垂直运动和旋转运动的一定的自由度。
在第二实施例中，臂62的枢轴线Y1和臂64的枢轴线Y2被如此布置，使得当从车辆的侧面观察时，枢轴线Y1和Y2的延长线形成大于0度的预定角度θ，而不是彼此平行布置。如后面所述，预定角度θ是限定当轮胎/车轮组件10颠簸/弹跳时轮胎/车轮组件10的前束角度的变化量的参数。预定角度θ被设定成使得前束角改变期望的量。例如，预定角度θ可以被设定为大于0度小于5度(0°＜θ＜5°)的值。
类似地，弹簧50(没有示出)和减震器52(没有示出)被布置在车体侧构件90和架70(或者轴构件80)之间。因此，如果轮胎/车轮组件10颠簸/弹跳，当从车体侧相对观察时，轴构件80在支撑部分94的滑动槽94a中沿轴线X在垂直/基本垂直方向上滑动。弹簧50/减震器52根据轴构件80的滑动延伸和压缩。结果，来自路面的震动被衰减。
同样在第二实施例中，当从车辆的侧面观察时，臂62的枢轴线Y1和臂64的枢轴线Y2彼此不平行。因此，当轮胎/车轮组件10颠簸/弹跳时，可以改变轮胎/车轮组件10的前束角。如上所述，根据第二实施例，通过适当地基于弹簧50/减震器52的延伸/压缩程度改变前束角，可以提高车辆的稳定性。
在第二实施例中，轴构件80的中心轴线X(其沿垂直/基本垂直方向延伸)被用作架70的旋转轴线。但是，架70的旋转轴线(即，对应于主销轴线的轴线)不必与轴构件80的中心轴线X(即，轴构件80沿其滑动的轴线)重合。如图7A和7B所示，架70的旋转轴线X3和轴构件80的中心轴线X可以彼此平行地各自形成。图7B图示了当从车辆的后面观察时主要部分的结构的剖视图。在图7B所示的实例中，架70的旋转轴线X3与轴构件80的中心轴线X重合。但是，架70的旋转轴线X3和轴构件80的中心轴线X不必彼此重合。而且，架70的旋转轴线X3和轴构件80的中心轴线X不必彼此平行。
在第二实施例中，轴构件80可以被视为本发明中的“滑动构件”，架70可以被视为本发明的“旋转构件”。
根据本发明的第一实施例和第二实施例实现了本发明的第三实施例。根据第三实施例，前束角调节机构被设置到根据第一实施例或者第二实施例的轮内悬架。
在第三实施例中，前束角调节机构30被设置到联接构件60。图8图示了图1的部分T的放大的剖视图，并且示出了前束角调节机构30。在图8所示的实施例中，球接头40被用作联接部分66，所述联接部分66将臂62的端部62a与臂64的端部64a联接，使得端部62a，64a可以批次相对旋转。球接头40包括球头螺栓42。螺纹轴部分42c被设置在球接头40的锥形轴部分42b的端部。锥形轴部分42b被装配在形成在臂64侧的锥形孔中。然后，螺母被紧固到螺纹轴部分42c。
在第三实施例中，臂64的锥形孔形成在偏心凸轮32中，所述偏心凸轮32被装配成可绕轴线X5旋转。偏心凸轮32的旋转轴线X5偏离球接头40的中心轴线X4(锥形孔的中心轴线)。因此，当偏心凸轮32旋转时，臂62的端部62a和臂64的端部64a之间的位置关系改变(端部62a，64a在此被彼此联接的位置偏离原始位置)。随着位置关系改变，轴构件80(轮胎/车轮组件10)绕中心轴线X旋转。旋转偏心凸轮32使得可以将前束角调节为期望的前束角。
在第三实施例中，前束角调节机构30的偏心凸轮32被设置在臂64侧。但是，偏心凸轮32可以被设置在臂62侧。在第三实施例中，前束角调节机构30被设置在臂62，64的端部62a，64a处。但是，这样的前束角调节机构30可以被设置在臂62的枢轴线Y1处或者臂64的枢轴线Y2处(在可旋转联接部分处)。
本发明的第四实施例涉及根据第三实施例的前束角调节机构30的另一种结构。
图9图示了根据本发明的第四实施例的轮内悬架的主要部分的结构。图9图示了从车辆内侧观察到的轮胎/车轮组件10的侧视图。图9的左侧是车辆的前侧。在下面的描述中，根据第四实施例的轮内悬架被应用于后轮。但是，根据第四实施例的轮内悬架可以被应用于前轮。下面将描述根据第一实施例实现的第四实施例。与第一或第三实施例中的相同的部分将由相同的标号表示，并且将仅描述第四实施例特有的结构。
在第四实施例中，可以由致动器驱动的前束角调节机构30被设置到联接构件60。图10图示了图9中的部分T的放大的剖视图，并且示出了前束角调节机构30。
如图10所示，如第三实施例，前束角调节机构30包括被设置到臂64的偏心凸轮32。但是，前束角调节机构30可以被设置到臂62。或者，前束角调节机构30可以被设置在臂62的枢轴线Y1处或者臂64的枢轴线Y2处(在可旋转的联接部分处)。
在第四实施例中，偏心凸轮32经由轴承34可旋转地装配到臂64上。偏心凸轮32具有齿轮32a，并且由电动机36旋转，所述电动机36具有与齿轮32a啮合的输出轴36a。因此，同样在第四实施例中，当通过驱动电动机36旋转偏心凸轮32时，臂62的端部62a和臂64的端部64a之间的位置关系改变。随着位置关系改变，轴构件80(轮胎/车轮组件10)绕中心轴线X旋转。旋转偏心凸轮32使得可以将前束角调节为期望的前束角。
在第四实施例中，通过在ECU(没有示出)的控制下利用电动机36主动控制偏心凸轮32的旋转，即轮胎/车轮组件10的前束角，可以实现后轮转向系统“ARS”(主动后轮转向)。如上所述，根据第四实施例，当实现后轮转向系统时，不必使臂从车体侧延伸出以使架70转向。后轮转向系统可以在悬架单元内完成。在没有后轮转向系统的车辆中，不必保留用于这样的臂的空间。一般来说，后轮转向系统可选地被布置在车辆中。但是，根据第四实施例，只要通过针对硬件结构对存在还是不存在电动机36进行选择，就可以选择性地生产没有后轮转向系统的车轮以及具有后轮转向系统的车辆。
根据第一、第二、第三和第四实施例中的任何一个实现第五实施例。弹簧50/减震器52的轴线X2和架70的旋转轴线(在第一和第二实施例中，对应于轴构件80的中心轴线X)被设为不共面并且不平行(即，轴线X2和架70的旋转轴线彼此不平行并且不在同一平面内)。于是，当轮胎/车轮组件10颠簸/弹跳时，轮胎/车轮组件10的前束角可以被改变。
图11A和11B分别图示了弹簧50/减震器52的轴线X2和架70的旋转轴线X之间的关系。图11A图示了示出在图1中的轮内悬架中的旋转轴线X和轴线X2之间的关系的视图。图11B图示了示出当从车辆的后面观察时旋转轴线X和轴线X2之间的关系的视图。
在第五实施例中，如图11A所示，架70的旋转轴线X(对应于主销轴线)在垂直方向上延伸，弹簧50/减震器52的轴线X2相对于架70的旋转轴线X倾斜，使得当从车辆的侧面观察时，旋转轴线X和轴线X2之间的距离向上并且朝向车辆的后面不断增大。而且，如图11B所示，当从车辆的后面观察时，弹簧50/减震器52的轴线X2的下端(在轮胎/车轮组件侧的联接部分)被布置在旋转轴线X的下端的外侧(p21)。根据第五实施例，通过设定旋转轴线X和轴线X2之间的位置关系，使得当轮胎/车轮组件10颠簸时围绕架70的旋转轴线X产生用于增大前束角的力矩，可以改善车辆对于转向操作的响应和车辆的稳定性和方向稳定性。旋转轴线X和轴线X2之间的位置关系不限于图11所示的。可以使用任何结构，只要当轮胎/车轮组件10颠簸时绕架70的旋转轴线X产生用于增大前束角的力矩。
在第五实施例中，如在第二实施例中所述，在垂直/基本垂直方向上延伸的轴构件80的中心轴线X被用作架70的旋转轴线。但是，架70的旋转轴线(即，对应于主销轴线的轴线)和轴构件80的中心轴线X不必彼此重合。架70的旋转轴线和中心轴线X可以彼此平行地各自形成。
在说明书中描述的本发明的示例性实施例就各方面而言应被认为是示例性的而不是限制性的。因此，本发明意在包括落入权利要求的等同物的含义和范围中的变化。
例如，在上述实施例中，弹簧50/减震器52被设置在轴构件80的后侧。但是，在本发明中弹簧50/减震器52和轴构件80之间的位置关系不限于此。弹簧50/减震器52可以被设置在轴构件80的前侧。
在上述实施例中，联接构件60(臂62，64)被设置在轴线上方。但是，在本发明中联接构件60和轴线之间的位置关系不限于此。联接构件60可以被设置在轴线下方。
在上述实施例中，轴构件80的中心轴线X被设置为垂直延伸，臂62的枢轴线Y1相对于水平延伸的臂64的枢轴线Y2倾斜。但是，在本发明中枢轴线Y1和Y2之间的位置关系不限于此。例如，轴构件80的中心轴线X可以被设为垂直延伸，并且臂64的枢轴线Y2可以相对于水平延伸的臂62的枢轴线Y1倾斜。或者，臂62的枢轴线Y1和臂64的枢轴线Y2可以相对于水平面轻微倾斜。在此情况下，臂62，臂64相对于水平面的倾斜角度的总和可以被设为大于0度小于5度的值(0＜θ＜5)。
在上述实施例中，架70的旋转轴线(即，主销轴)被设为垂直延伸。但是，在本发明中架70的旋转轴线的方向不限于此。例如，架70的旋转轴线可以相对于车辆的垂直中心线倾斜，使得当从车辆的后面观察时架70的旋转轴线和垂直中心线之间的距离向上或朝向车辆的内侧不断减小。
在上述实施例中，轮胎/车轮组件侧构件沿其滑动的轴线，即轴构件80的中心轴线X被设为垂直延伸。但是，在本发明中轮胎/车轮组件侧构件沿其滑动的方向不限于此。例如，轮胎/车轮组件侧构件沿其滑动的轴可以相对于车辆的垂直中心线倾斜，使得当从车辆的后面观察时轴和垂直中心线之间的距离向上和朝向车辆内侧不断减小。
在此情况下，臂62的枢轴线Y1和臂64的枢轴线Y2根据轮胎/车轮组件侧构件沿其滑动的轴的倾斜而倾斜，同时枢轴线Y1和枢轴线Y2彼此不平行。

Claims (9)

1.一种轮内悬架，其设置有轮胎/车轮组件侧构件，车体侧构件(90)，以及弹簧元件(50)和衰减元件(52)两者中的至少一者，所述轮胎/车轮组件侧构件包括固定至轮胎/车轮组件(10)的轮胎/车轮组件支撑构件(70)，所述车体侧构件(90)支撑所述轮胎/车轮组件支撑构件(70)，使得所述轮胎/车轮组件支撑构件(70)可以沿在大致垂直方向上延伸的旋转轴线滑动并绕所述旋转轴线旋转，所述弹簧元件(50)和所述衰减元件(52)两者中的至少一者根据所述轮胎/车轮组件支撑构件(70)的滑动而动作，所述轮内悬架包括：
联接构件(60)，包括：
第一臂(64)，其由所述车体侧构件可枢转地支撑；
第二臂(62)，其由所述轮胎/车轮组件侧构件可枢转地支撑；以及
联接部分(66)，其将所述第一臂(64)与所述第二臂(62)联接，使得所述第一臂(64)和所述第二臂(62)可以彼此相对旋转，其中，
所述第一臂(64)的枢轴线和所述第二臂(62)的枢轴线彼此不平行，
所述联接构件(60)根据所述轮胎/车轮组件支撑构件(70)的所述滑动使所述轮胎/车轮组件支撑构件(70)旋转。
2.一种轮内悬架，其设置有轮胎/车轮组件侧构件，旋转支撑构件(80)，车体侧构件(90)，以及弹簧元件(50)和衰减元件(52)两者中的至少一者，所述轮胎/车轮组件侧构件包括固定至轮胎/车轮组件(10)的轮胎/车轮组件支撑构件(70)，所述旋转支撑构件(80)支撑所述轮胎/车轮组件支撑构件(70)，使得所述轮胎/车轮组件支撑构件(70)可以绕在大致垂直方向上延伸的旋转轴线旋转，所述车体侧构件(90)支撑所述旋转支撑构件(80)，使得所述旋转支撑构件(80)可以沿在大致垂直方向上延伸的滑动轴线滑动但不能绕所述滑动轴线旋转，所述弹簧元件(50)和所述衰减元件(52)两者中的至少一者根据所述旋转支撑构件(80)的滑动而动作，所述轮内悬架包括：
联接构件(60)，包括：
第一臂(64)，其由所述车体侧构件可枢转地支撑；
第二臂(62)，其由所述轮胎/车轮组件侧构件可枢转地支撑；以及
联接部分(66)，其将所述第一臂(64)与所述第二臂(62)联接，使得所述第一臂(64)和所述第二臂(62)可以彼此相对旋转，其中，
所述第一臂(64)的枢轴线和所述第二臂(62)的枢轴线彼此不平行，
所述联接构件(60)根据所述旋转支撑构件(80)的所述滑动使所述轮胎/车轮组件支撑构件(70)绕所述旋转轴线旋转。
3.如权利要求1或2所述的轮内悬架，其中
所述第一臂(64)的所述枢轴线被设为与所述旋转轴线垂直，并且
所述第二臂(62)的所述枢轴线被设为相对于所述第一臂(64)的所述枢轴线倾斜，使得所述第一臂(64)的所述枢轴线与所述第二臂(62)的所述枢轴线之间的距离向上并朝向所述车辆的前侧增大。
4.如权利要求1或2所述的轮内悬架，其中
所述第一臂(64)的所述枢轴线被设为与所述旋转轴线垂直，并且
所述第二臂(62)的所述枢轴线被设为相对于所述第一臂(64)的所述枢轴线倾斜，使得所述第一臂(64)的所述枢轴线与所述第二臂(62)的所述枢轴线之间的距离向上并朝向所述车辆的内侧增大。
5.如权利要求1或2所述的轮内悬架，其中
向所述联接构件(60)设置前束角调节机构(30)，
所述前束角调节机构(30)包括球接头(40)和偏心凸轮(32)，并且
所述球接头(40)和所述偏心凸轮(32)被如此布置，使得所述球接头(40)的中心轴线与所述偏心凸轮(32)的旋转轴线不同轴。
6.如权利要求5所述的轮内悬架，其中
所述前束角调节机构(30)由致动器(36)驱动。
7.如权利要求1或2所述的轮内悬架，其中
所述弹簧元件(50)和所述衰减元件(52)被同轴地布置，并且
所述弹簧元件(50)和所述衰减元件(52)的轴线与所述轮胎/车轮组件支撑构件(70)的所述旋转轴线不平行且不共面。
8.如权利要求7所述的轮内悬架，其中
所述弹簧元件(50)和所述衰减元件(52)的所述轴线被设为相对于所述轮胎/车轮组件支撑构件(70)的所述旋转轴线倾斜，使得所述弹簧元件(50)和所述衰减元件(52)的所述轴线与所述轮胎/车轮组件支撑构件(70)的所述旋转轴线之间的距离向上并朝向所述车辆的后侧增大，并且
当从所述车辆的后方观察时，所述弹簧元件(50)和所述衰减元件(52)的所述轴线被设为处于所述轮胎/车轮组件支撑构件(70)的所述旋转轴线的外侧。
9.一种轮内悬架，其设置有旋转支撑机构，滑动支撑机构(90)，以及弹簧元件(50)和衰减元件(52)两者中的至少一者，所述旋转支撑机构经由旋转构件(70)支撑轮胎/车轮组件(10)，使得所述轮胎/车轮组件(10)可以绕主销轴线旋转并绕方向盘操作方向旋转，所述滑动支撑机构(90)经由滑动构件(80)支撑所述轮胎/车轮组件(10)，使得所述轮胎/车轮组件(10)可以在相对于车体大致垂直的方向上滑动，所述弹簧元件(50)和所述衰减元件(52)两者中的至少一者根据所述滑动构件(80)的滑动而动作，所述轮内悬架包括：
联接构件(60)，包括：
第一臂(64)，其由所述滑动支撑机构(90)可枢转地支撑；
第二臂(62)，其由所述旋转构件(70)可枢转地支撑；以及
联接部分(66)，其将所述第一臂(64)与所述第二臂(62)联接，使得所述第一臂(64)和所述第二臂(62)可以彼此相对旋转，其中，
所述第一臂(64)的枢轴线和所述第二臂(62)的枢轴线彼此不平行，
所述联接构件(60)限制所述旋转构件(70)的旋转，并根据所述滑动构件(80)的所述滑动使所述旋转构件(70)旋转。
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