CN104325852B - 拖臂 - Google Patents

Abstract

提供一种拖臂，其减小了由于扭矩导致的应力集中并能够防止变形，并且不会增大重量。在典型构造中，根据本发明的拖臂(100)包括：车身连接部(116)，其连接至车身；第一区域(130)，其从车身连接部(116)朝向车轴(104)延伸；前侧连接部(118)，其位于第一区域(130)的车轴侧端部，并且连接至车轴(104)的前侧；第二区域(140)，其与第一区域(130)邻接并布置在第一区域(130)的上方，第二区域从车身连接部(116)朝向车轴(104)的上侧延伸后绕向车轴(104)的后侧；和后侧连接部(120)，其位于第二区域(140)的车轴侧端部，并且连接至车轴(104)的后侧，其中，当沿上下方向观察拖臂(100)时，第一区域(130)和第二区域(140)从车身连接部(116)越向后延伸越向车辆宽度方向外侧倾斜，并且第一区域(130)的倾斜度大于第二区域(140)的倾斜度。

Description

拖臂

技术领域

本发明涉及一种拖臂(trailing arm)，其构造成为从联接车辆的左右后轮的车轴向前方延伸并且用于连接至车身。

背景技术

拖臂是设置于车辆后部的后悬架的一部分。拖臂从联接车辆的左右后轮的车轴向前方延伸并安装至车身，并且减少后轮胎受到的前后方向的冲击。例如，拖臂对由于路面的凹凸而通过后轮胎接收到的振动进行衰减，并且起到减少振动对乘客和车身的影响的作用。

当拖臂减少来自后轮胎的冲击时，扭矩(转矩)通常作用于拖臂。由此，应力集中在车轴侧连接部附近，并且通过使拖臂的车轴侧的上部朝向车辆内侧扭曲而使拖臂变形。结果，存在拖臂的车轴侧连接部接近后悬架并且与后悬架接触的风险。传统地，作为应对这种问题的对策，已经通过增大拖臂的体积、例如增大拖臂的厚度或者为拖臂添加新构件来增强刚性。

例如，专利文献1公开了如下技术：通过在拖臂的车轴侧连接部的侧面沿车辆宽度方向设置台阶来增强刚性并且防止拖臂的变形。此外，专利文献2描述了如下技术：通过使凸缘从拖臂的整个外周沿车辆宽度方向突出来增强刚性。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本特开2006-248256号公报

[专利文献2]日本特开2012-081892号公报

发明内容

发明要解决的问题

例如，如专利文献1所描述的技术那样，当在拖臂的产生应力集中的车轴侧连接部的上部和下部设置沿车辆宽度方向突出的台阶时，确实增强了拖臂的刚性。然而，即使能够获得足够的刚性，随着拖臂的体积的增大，重量也增大。此外，由于这些台阶大幅度地突出，所以即使拖臂不变形，也存在台阶自身与布置在后悬架处的螺旋弹簧接触的风险。

此外，当如专利文献2所描述的技术那样使凸缘从拖臂的外周沿车辆宽度方向突出时，重量的增大是不可避免的。由于凸缘大幅度地突出，所以存在拖臂与螺旋弹簧接触的风险。

鉴于这些问题完成了本发明，本发明的目的是提供一种在不增大重量的情况下减少由于扭矩而在预定部分产生的应力集中并且防止预定部分变形的拖臂。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题，根据本发明的具有典型构造的拖臂是如下的拖臂：一种拖臂，其构造成为从联接车辆的左右后轮的车轴向前方延伸，并连接至车身，所述拖臂包括：车身连接部，其用于连接至车身；第一区域，其从所述车身连接部朝向所述车轴延伸；前侧连接部，其位于所述第一区域的车轴侧端部，并且连接至所述车轴的前侧；第二区域，其与所述第一区域邻接并布置在所述第一区域的上方，所述第二区域从所述车身连接部朝向所述车轴的上侧延伸后绕向所述车轴的后侧；和后侧连接部，其位于所述第二区域的车轴侧端部，并且连接至所述车轴的后侧，其中，当沿上下方向观察所述拖臂时，所述第一区域和所述第二区域从所述车身连接部越向后延伸越向车辆宽度方向外侧倾斜，并且所述第一区域的倾斜度大于所述第二区域的倾斜度。

利用上述构造，通过使第一区域的倾斜度大于第二区域的倾斜度，能够使由于扭矩导致的车轴附近的应力集中分散，并且能够减小发生特别大变形的后侧连接部的变形。此外，由于通过设定第一区域的倾斜度和第二区域的倾斜度之差来避免应力集中，所以无需增大拖臂的厚度或者为拖臂添加构件，能够减少成本并防止重量增大。

优选地，所述第一区域和所述第二区域二者均为平板状。利用该构造，在形成于第一区域和第二区域之间的台阶中产生明确的角度差。因此，由于扭矩导致的后侧连接部的变形不太可能影响前侧连接部。也就是说，减小了与后侧连接部的变形连动的前侧连接部的变形程度。由此，能够进一步减小由于扭矩导致的变形。

优选地，所述后侧连接部设置于所述前侧连接部的车辆宽度方向内侧。利用该构造，能够使设置于第二区域的倾斜形成得小。这导致挠曲刚性的增强。此外，由于后侧连接部和车身连接部在车辆宽度方向上彼此接近，所以抑制了以车身连接部为基点作用的扭矩，并且抑制了后侧连接部的变形。

拖臂还可以包括：第一凸缘，其从所述第一区域的下端边向车辆内侧突出；和第二凸缘，其从所述第二区域的上端边向车辆外侧突出。

利用上述构造，由于沿与扭矩的方向相反的方向形成凸缘，所以能够有效地增强刚性。也就是说，与传统技术的具有凸缘的拖臂相比，即使凸缘的突出量设定得小，也能够充分地增强刚性。由于凸缘的突出量能够设定得小，所以还减小了当车辆右转或左转时使拖臂与螺旋弹簧接触的风险。

拖臂还可以包括：第一加强筋，其在所述前侧连接部和所述后侧连接部之间沿着所述车轴的上侧的周围形成，并且连结所述第一区域和所述第二区域；和第二加强筋，其沿着所述第一区域和所述第二区域之间的交界形成。

利用上述构造，通过在应力可能集中的车轴的上部周围设置第一加强筋，防止了由于扭矩导致的后侧连接部附近的变形。此外，通过沿着第一区域和第二区域之间的交界设置第二加强筋，能够进一步增强拖臂的侧面的面刚性。

发明的效果

利用本发明，能够提供一种减少由于扭矩而在预定部分产生的应力集中以防止预定部分变形并且不增大重量的拖臂。

附图说明

图1是使用根据本发明的拖臂的实施方式的车辆的下表面的立体图。

图2是从另一个角度观察的图1中的后悬架的一部分的立体图。

图3是从另一个角度观察的图2中的拖臂的立体图。

图4A和图4B示出了图3中的拖臂与比较例的拖臂的比较图。

图5A和图5B示出了从下方观察的图4A和图4B中的拖臂的示意图。

图6是从下方观察的图3中的拖臂的仰视图。

图7A和图7B示出了图6中的根据本发明的实施方式与图4B中的比较例的比较图。

图8是图5A所示的根据本发明的拖臂的实施方式的变形例的示意图。

图9A示出了沿着图3中的根据本发明的实施方式的拖臂的A-A线截取的截面图，图9B示出了沿着图4B中的根据比较例的拖臂的B-B线截取的截面图。

图10A和图10B示出了图2中的拖臂的车轴侧连接部附近的放大图。

图11是从另一个角度观察的图3中的拖臂的立体图。

图12A至图12D示出了示意性地比较将力施加至如图4A所示的根据本发明的实施方式的拖臂的方式和将力施加至如图4B所示的根据比较例的拖臂的方式的示意图。

附图标记说明

100、100a、100b…拖臂；102…后悬架；104…车轴；106…侧杆；108、108a…减振器；110、110a…螺旋弹簧；112、112a…后纵梁；114、114a…悬架支架；116、116b…车身连接部；118、118b…前侧连接部；120、120b…后侧连接部；130…第一区域；130b…区域；140…第二区域；142…交界；170、170a…扭矩；182、214、214a、216、216a…点划线；184…凸缘；190…第一凸缘；192…第二凸缘；194、194b…截面；196…中央线；200…第一加强筋；210…第二加强筋；212、212b…阴影部

具体实施方式

以下将参照附图详细说明本发明的优选实施方式。本实施方式中说明的尺寸、材料、其他具体数值等仅是便于理解本发明的示例，除非另有声明，否则不意于限制本发明。应当注意，在本说明书以及附图中，功能和构造实质上相同的元件由相同的附图标记表示，因此省略了重复说明。此外，省略了与本发明不直接相关的元件的图示。

图1是使用根据本发明的拖臂的实施方式的车辆的下表面的立体图。在图1中，从右后方的下方观察车辆后部的下表面。如图1所示，车辆后部设置有后悬架102。后悬架102包括联接车辆的左右后轮(未示出)的车轴104和从车轴104的右侧向车轴104的左上侧车身延伸的侧杆(lateral rod)106。此外，后悬架102包括设置在车辆后部的左右一对减振器108和108a、左右一对螺旋弹簧110和110a以及左右一对拖臂100和100a。各左右一对的元件具有同样的对称构造。拖臂100和100a从车轴104向前方延伸，并且分别连接到安装于后纵梁112和112a的悬架支架114和114a。

图2是示出从另一个角度观察的图1中的后悬架102的一部分的立体图。图2示出了后悬架102的侧杆106、车轴104以及拖臂100和100a。如上所述，由于拖臂100和100a具有同样的对称构造，所以下文中将仅说明车辆右侧的拖臂100。拖臂100在车辆前方侧利用车身连接部116安装至车身。此外，拖臂100在车辆后方侧连接至车轴104。拖臂100利用车轴104前侧的前侧连接部118和车轴104后侧的后侧连接部120这两个连接部连接至车轴104。

图3是从另一个角度观察的图2中的拖臂100的图。在图3中，用“前”表示的方向是车辆前侧，用“后”表示的方向是车辆后侧。

拖臂100包括第一区域130。第一区域130从车身连接部116朝向车轴104(由图3中的点划线虚拟地示出)延伸并且利用位于第一区域130的车轴侧端部的前侧连接部118连接至车轴104的前侧。此外，拖臂100包括与第一区域130邻接并且布置在第一区域130上方的第二区域140。第二区域140从车身连接部116朝向车轴104的上侧延伸并围绕车轴104朝向车轴104的后侧进一步延伸，并且利用位于第二区域140的车轴侧端部的后侧连接部120连接至车轴104的后侧。

第一区域130、第二区域140、车身连接部116、前侧连接部118和后侧连接部120均为平板状。图3中的交界142示出了第一区域130和第二区域140之间的交界线。

图4A和图4B示出了图3中的拖臂和比较例的拖臂的比较图。图4A示出了根据本发明的实施方式，图4B示出了比较例的拖臂100b。

如图4B所示，根据比较例的拖臂100b如本实施方式那样包括连接至车身的车身连接部116b以及连接至车轴的前侧连接部118b和后侧连接部120b。此外，根据比较例的拖臂100b包括用作本实施方式的第一区域130和第二区域140两者的区域130b。

图5A和图5B示出了从下方观察的图4A和图4B中的拖臂100和100b的示意图。图5A和图5B分别对应于图4A和图4B。在图5A和图5B中，用“前”和“后”表示车辆的前后方向，用“内”和“外”表示车辆的宽度方向内侧和外侧。

如图5A所示，根据本实施方式的拖臂100的第一区域130和第二区域140从车身连接部116越向后延伸越向车辆宽度方向外侧倾斜。此外，第一区域130的倾斜度大于第二区域140的倾斜度。

这样，利用本发明的实施方式，通过使第一区域130的倾斜度大于第二区域140的倾斜度，能够使由于如图4A和图4B所示以车身连接部116为基点产生的扭矩170而集中在车轴104(参见图1和图2)侧连接部附近的应力分散。

此外，在本实施方式中，后侧连接部120在车辆前后方向上的长度L1比比较例的后侧连接部120b在车辆前后方向上的长度L2短。

通过如上所述设定第一区域130的倾斜度与第二区域140的倾斜度之差并且使后侧连接部120在车辆前后方向上的长度短，能够如箭头166所示减小本实施方式中的后侧连接部120的变形，而在比较例中产生箭头166a所示的特别大的变形。

此外，在本实施方式中，由于无需为了增强刚性而增大拖臂100的厚度或者为拖臂100添加构件，所以还能够减少成本并防止重量增大。

图6是从下方观察的图3中的拖臂100的仰视图。在图6中，为了理解拖臂100的形状，以与图5A和图5B所示的方式相同的方式用线段示意性地示出了平板状的第一区域130、第二区域140、车身连接部116、前侧连接部118和后侧连接部120。在图6中，用附图标记130、140、116、118和120表示这些线段。如前所述，第一区域130和第二区域140二者均为平板状。

由于第一区域130和第二区域140二者均为平板状，所以在形成于第一区域130和第二区域140之间的台阶中产生明确的角度差。因此，由于扭矩170导致的后侧连接部120的变形、即图5A中的箭头166所示的变形不太可能影响前侧连接部118。也就是说，减小了与后侧连接部120的变形连动的前侧连接部118的变形程度。由此，能够进一步减小由于扭矩170导致的变形。

图7A和图7B示出了图6所示的根据本发明的实施方式和图4B的比较例的比较图。图7A是图6的局部放大图并且示出了根据本发明的实施方式。图7B是从与图7A中的方向相同的方向观察的、根据图4B的比较例的拖臂100b的图。此外，在图7A和图7B中，为了方便，以与图6中的方式相同的方式用点划线示意性地示出了平板状的前侧连接部118和后侧连接部120的位置，并且用附图标记118和120表示这些点划线。

如图7A所示，后侧连接部120设置在前侧连接部118的车辆宽度方向内侧的距离176处。另一方面，在比较例中，前侧连接部118b和后侧连接部120b形成于车辆宽度方向上的同一位置。

再次参照图6。如图7A所示，在本实施方式中，后侧连接部120设置在前侧连接部118的车辆宽度方向内侧。因此，当对从车身连接部116延长的点划线182与前侧连接部118之间的距离D1和点划线182与后侧连接部120之间的距离D2进行比较时，给出关系D2<D1。

利用图6和图7A所示的本实施方式的上述构造，与图7B的比较例的构造相比，能够减小第二区域140的倾斜。这导致拖臂100的挠曲刚性增强。此外，如图6所示，由于后侧连接部120和车身连接部116在车辆宽度方向上彼此接近，所以抑制了以车身连接部116为基点作用的扭矩170，并且抑制了后侧连接部120附近的变形。

图8是图5A所示的根据本发明的拖臂的实施方式的变形例的示意图。如图6和图7A所示，在图5A的拖臂100中，后侧连接部120设置于前侧连接部118的车辆宽度方向内侧。另一方面，在根据该变形例的拖臂中，如图8所示，前侧连接部118和后侧连接部120形成于车辆宽度方向的相同位置。然而，以与图5A的拖臂100中的方式相同的方式使第一区域130的倾斜度比第二区域140的倾斜度大。仅通过以这种方式设定倾斜度差就能够充分地获得本发明的效果。

图9A和图9B示出了沿着图3中的根据本发明的实施方式的拖臂100的A-A线截取的截面图和沿着图4B中的根据比较例的拖臂100b的B-B线截取的截面图。图9A是上述沿着A-A线截取的截面图，图9B是上述沿着B-B线截取的截面图，并且各图示出了通过在相同位置切割拖臂100和100b获得的截面图。如图9B所示，在比较例中，凸缘184从拖臂100b的边缘朝向车辆内侧突出。另一方面，如图9A所示，在根据本发明的实施方式中，第一凸缘190从拖臂100的第一区域130的下端边朝向车辆内侧突出。另外，第二凸缘192从第二区域140的上端边朝向车辆外侧突出。

在设置图9B所示的比较例的凸缘184的情况下，为了应对扭矩170a，需要使凸缘184在车辆宽度方向上大于根据本发明的实施方式的拖臂100的第一凸缘190和第二凸缘192。然而，在图9A所示的本实施方式的情况下，由于第一凸缘190和第二凸缘192沿与扭矩170的方向、即图9A所示的顺时针方向相反的方向突出，也就是沿逆时针方向突出，因此有效地增强了刚性。

也就是说，即使将图9A的本实施方式的第一凸缘190和第二凸缘192的突出量设定成小于图9B的比较例的凸缘184的突出量，也能够充分地增强拖臂100的刚性。这样，在本实施方式的情况下，由于能够将第一凸缘190和第二凸缘192的突出量设定得小，所以还减小了当车辆右转或左转时使拖臂100与螺旋弹簧110(参见图1)接触的风险。

此外，由于第一凸缘190和第二凸缘192之间的截面194具有大致直线形状，所以在拖臂100的表面上不存在大的变形点，因此，能够增强拖臂100的刚性。于是，这防止了拖臂的扭曲。如果拖臂的截面194b具有如图9B所示的比较例所示的弯折形状，则存在在弯折部分处可能发生变形的缺点。

图10A和图10B示出了图2的拖臂100的车轴104侧连接部附近的放大图。图10A是从车辆外侧观察的图2的拖臂100的侧视图，图10B是沿着图10A中的拖臂100的C-C线截取的截面图。在图中，“上”和“下”分别表示上侧和下侧。在图10A和图10B中未示出车轴104。

如图10A中的中央线196所示，当从车辆外侧观察时，后侧连接部120布置成在上下方向上接近前侧连接部118。然而，如果后侧连接部120的位置和前侧连接部118的位置在上下方向上重叠，则存在拖臂100、特别是后侧连接部120由于从车轴104沿车辆前后方向施加的载荷而变形的可能性。因此，为了防止由于沿车辆前后方向施加的载荷而导致的变形，维持如上所述的位置关系。

图11是从另一个角度观察的图3中的拖臂100的立体图。如图11所示，拖臂100包括第一加强筋200。第一加强筋200在前侧连接部118和后侧连接部120之间沿着车轴104(参见图1和图2)的上侧的周围形成，并且连结第一区域130和第二区域140。拖臂100还包括沿着第一区域130和第二区域140之间的交界142形成的第二加强筋210。第一加强筋200和第二加强筋210具有从其周围膨出的形状。

利用上述构造，通过在应力可能集中的车轴104(参见图1和图2)的上侧的周围设置第一加强筋200，防止了由于扭矩170导致的后侧连接部120附近的变形。此外，通过沿着第一区域130和第二区域140之间的交界142设置第二加强筋210，能够进一步增强拖臂100的侧面的面刚性。

图12A至图12D示出了示意性地比较将力施加至如图4A所示的根据本发明的实施方式的拖臂100的方式和将力施加至如图4B所示的根据比较例的拖臂100b的方式的示意图。图12A示出了图4A中的根据本发明的实施方式，图12B示出了图4B中的比较例。

图12A至图12D示出了当将同样的力施加至拖臂100和100b时被施加特别大的应力的区域212和212b。图12C是从车辆后侧观察的图12A中的拖臂100的图。此外，图12D是从车辆后侧观察的图12B中的拖臂100b的图。

图12C和图12D中的点划线214和214a是从平板状的前侧连接部118和118b延长的辅助线。此外，点划线216和216a是从平板状的后侧连接部120和120b延长的辅助线。

如图12A和图12B所示，根据本发明的实施方式的拖臂100的应力集中区域212小于比较例的同样的应力集中区域212b。由于向拖臂100和100b施加了同样的力，所以认为在图12A所示的本实施方式中应力更加分散。此外，当比较图12C和图12D时，发现根据本发明的实施方式的拖臂100的后侧连接部120的变形程度小于根据比较例的拖臂100b的后侧连接部120b的变形程度。

尽管以上已经参照附图说明了本发明的优选实施方式，但是，应该理解，本发明不限于上述实施方式。本领域技术人员应当明白，在权利要求书所限定的范围内可以作出各种变型和改变，并且所有这些变型和改变应该理解为包括在本发明的技术范围内。

产业上的可利用性

本发明能够用于如下的拖臂：该拖臂构造成为从连接车辆的左右后轮的车轴向前方延伸并且用于连接至车身。

Claims (9)

1.一种拖臂，其构造成为从联接车辆的左右后轮的车轴向前方延伸，并连接至车身，所述拖臂包括：

车身连接部，其用于连接至车身；

第一区域，其从所述车身连接部朝向所述车轴延伸；

前侧连接部，其位于所述第一区域的车轴侧端部，并且连接至所述车轴的前侧；

第二区域，其与所述第一区域邻接并布置在所述第一区域的上方，所述第二区域从所述车身连接部朝向所述车轴的上侧延伸后绕向所述车轴的后侧；和

后侧连接部，其位于所述第二区域的车轴侧端部，并且连接至所述车轴的后侧，

其中，当沿上下方向观察所述拖臂时，所述第一区域和所述第二区域从所述车身连接部越向后延伸越向车辆宽度方向外侧倾斜，并且

所述第一区域的倾斜度大于所述第二区域的倾斜度。

2.根据权利要求1所述的拖臂，其特征在于，所述第一区域和所述第二区域二者均为平板状。

3.根据权利要求1或2所述的拖臂，其特征在于，所述后侧连接部设置于所述前侧连接部的车辆宽度方向内侧。

4.根据权利要求1或2所述的拖臂，其特征在于，所述拖臂还包括：

第一凸缘，其从所述第一区域的下端边向车辆内侧突出；和

第二凸缘，其从所述第二区域的上端边向车辆外侧突出。

5.根据权利要求3所述的拖臂，其特征在于，所述拖臂还包括：

第一凸缘，其从所述第一区域的下端边向车辆内侧突出；和

第二凸缘，其从所述第二区域的上端边向车辆外侧突出。

6.根据权利要求1或2所述的拖臂，其特征在于，所述拖臂还包括：

第一加强筋，其在所述前侧连接部和所述后侧连接部之间沿着所述车轴的上侧的周围形成，并且连结所述第一区域和所述第二区域；和

第二加强筋，其沿着所述第一区域和所述第二区域之间的交界形成。

7.根据权利要求3所述的拖臂，其特征在于，所述拖臂还包括：

第一加强筋，其在所述前侧连接部和所述后侧连接部之间沿着所述车轴的上侧的周围形成，并且连结所述第一区域和所述第二区域；和

第二加强筋，其沿着所述第一区域和所述第二区域之间的交界形成。

8.根据权利要求4所述的拖臂，其特征在于，所述拖臂还包括：

第一加强筋，其在所述前侧连接部和所述后侧连接部之间沿着所述车轴的上侧的周围形成，并且连结所述第一区域和所述第二区域；和

第二加强筋，其沿着所述第一区域和所述第二区域之间的交界形成。

9.根据权利要求5所述的拖臂，其特征在于，所述拖臂还包括：

第一加强筋，其在所述前侧连接部和所述后侧连接部之间沿着所述车轴的上侧的周围形成，并且连结所述第一区域和所述第二区域；和

第二加强筋，其沿着所述第一区域和所述第二区域之间的交界形成。