CN105026189B - 扭矩梁、扭矩梁组件以及扭矩梁式悬架装置 - Google Patents

扭矩梁、扭矩梁组件以及扭矩梁式悬架装置 Download PDF

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Abstract

公开了一种扭矩梁，用在具有一对臂部件的汽车悬架装置中，该一对臂部件在汽车的前后方向上延伸使得其摆动自如地连结于汽车车身且旋转自如地安装有车轮。在扭矩梁上形成有在长度方向上延伸的凹处，由此，该扭矩梁在与长度方向垂直的平面上具有第1和第2腿部而呈大致V字形的截面形状。扭矩梁具备：设置于该扭矩梁的两端且用于结合于臂部件的连接部；设置于该扭矩梁长度方向的中央部的一定形状部；和设置于该一定形状部与连接部之间的非对称形状部。在非对称形状部，从连接部朝向一定形状部凹处的深度逐渐变深，并且第1腿部具有比第2腿部的宽度尺寸大的宽度尺寸。

Description

扭矩梁、扭矩梁组件以及扭矩梁式悬架装置
技术领域
本发明涉及汽车用扭矩梁式悬架装置，特别涉及能够抑制金属疲劳的扭矩梁、具备该扭矩梁的扭矩梁组件以及扭矩梁式悬架装置。
背景技术
众所周知，在汽车的领域中扭矩梁式悬架装置广泛使用。扭矩梁式悬架装置具备左右一对臂部件和将该臂部件相互连结的扭矩梁。臂部件的基端部分别旋转自如地连结于车身，在其前端部旋转自如地安装有车轮。在各个臂部件与车身之间安装有减震器。在扭矩梁的各端部的附近设有弹簧座部，在该弹簧座部与车身之间配设有盘簧。扭矩梁，在车身从路面承受外力的情况下主要通过扭矩梁的扭转刚度向车身给予侧倾刚度。扭矩梁，考虑车身的侧倾刚度而具有发挥恰当的扭转刚度的截面形状，该截面形状一般形成为在车身的前后方向上对称(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-306177号公报
发明内容
发明要解决的课题
由于从路面承受的外力，在扭矩梁上产生复杂的应力分布，有时根据车辆的使用状况，扭矩梁的金属疲劳容易发展。
本发明以解决这样的以往技术中的问题为技术课题，其目的在于提供作为汽车的悬架系统而使用且能够有效地抑制金属疲劳的扭矩梁、具备该扭矩梁的扭矩梁组件以及扭矩梁式悬架装置。
用于解决课题的技术方案
发明者们对扭矩梁的扭转刚度与应力分布的关系进行了锐意研究，结果发现，关于扭矩梁的相对于长度方向垂直的截面形状，通过控制外壁部顶点与内壁部顶点的相对位置，从而能够保持扭矩梁的扭转刚度一定同时如期望地那样变更在扭矩梁产生的应力分布。
根据本发明，可提供一种扭矩梁，用在具备一对臂部件的汽车悬架装置中，所述一对臂部件在所述汽车的前后方向上延伸，在一端以枢轴为中心在上下方向上摆动自如地连结于汽车车身，在与连结于所述汽车车身的端部相反侧的端部旋转自如地安装有车轮，其中：所述扭矩梁具有在长度方向上延伸的凹处，由此，该扭矩梁在与所述长度方向垂直的平面上具有第1和第2腿部而呈大致V字形或大致U字形的截面形状；所述扭矩梁具备：设置于该扭矩梁的两端并用于结合于所述臂部件的连接部；设置于该扭矩梁长度方向的中央部的一定形状部；和设置于该一定形状部与所述连接部之间的非对称形状部；在所述一定形状部，所述凹处具有一定的深度，并且所述第1和第2腿部具有大致相同的粗细或宽度尺寸；在所述非对称形状部，从所述连接部朝向所述一定形状部所述凹处的深度逐渐变深，并且所述第1腿部具有比所述第2腿部的宽度尺寸大的宽度尺寸。
根据本发明涉及的扭矩梁，扭矩梁通过相对于扭矩梁的扭转刚度独立地控制在扭矩梁产生的最大主应力的值，由此能够有效地设定最大主应力的值与扭矩梁的刚度。其结果，能够确保期望的悬架性能同时减小扭矩梁的最大主应力的值以有效地降低在扭矩梁产生的金属疲劳。
发明效果
根据本发明的扭矩梁、扭矩梁组件以及扭矩梁式悬架装置，能够相对于扭矩梁的刚度独立地控制在扭矩梁产生的最大主应力的值，能够有效地设定最大主应力的值与扭矩梁的刚度。其结果，扭矩梁的相对于金属疲劳的强度能够提高以提高耐久性。
附图说明
图1是作为能够应用本发明的悬架装置的一例的扭矩梁式后悬架装置的示意立体图。
图2是表示具备本发明涉及的扭矩梁的扭矩梁组件的一例的示意立体图。
图3是图2的扭矩梁组件的示意俯视图。
图4是一并示出在扭矩梁上产生的主应力的图2的扭矩梁组件的示意仰视图。
图5A是沿着图2的箭头A-A的扭矩梁的示意剖视图。
图5B是沿着图2的箭头B-B的扭矩梁的示意剖视图。
图5C是沿着图2的箭头C-C的扭矩梁的示意剖视图。
图5D是沿着图2的箭头D-D的扭矩梁的示意剖视图。
图6是沿着图2的箭头B-B的截面(图5B)的放大图。
图7是表示第1实施方式涉及的扭矩梁的截面变化的示意图。
图8A是表示第2实施方式涉及的扭矩梁的示意截面的图，是沿着图2的箭头A-A的扭矩梁的示意剖视图。
图8B是表示第2实施方式涉及的扭矩梁的示意截面的图，是沿着图2的箭头B-B的扭矩梁的示意剖视图。
图8C是表示第2实施方式涉及的扭矩梁的示意截面的图，是沿着图2的箭头C-C的扭矩梁的示意剖视图。
图8D是表示第2实施方式涉及的扭矩梁的示意截面的图，是沿着图2的箭头D-D的扭矩梁的示意剖视图。
图9A是表示第3实施方式涉及的扭矩梁的示意截面的图，是沿着图2的箭头A-A的扭矩梁的示意剖视图。
图9B是表示第3实施方式涉及的扭矩梁的示意截面的图，是沿着图2的箭头B-B的扭矩梁的示意剖视图。
图9C是表示第3实施方式涉及的扭矩梁的示意截面的图，是沿着图2的箭头C-C的扭矩梁的示意剖视图。
图9D是表示第3实施方式涉及的扭矩梁的示意截面的图，是沿着图2的箭头D-D的扭矩梁的示意剖视图。
图10A是表示第4实施方式涉及的扭矩梁的示意截面的图，是沿着图2的箭头A-A的扭矩梁的示意剖视图。
图10B是表示第4实施方式涉及的扭矩梁的示意截面的图，是沿着图2的箭头B-B的扭矩梁的示意剖视图。
图10C是表示第4实施方式涉及的扭矩梁的示意截面的图，是沿着图2的箭头C-C的扭矩梁的示意剖视图。
图10D是表示第4实施方式涉及的扭矩梁的示意截面的图，是沿着图2的箭头D-D的扭矩梁的示意剖视图。
图11A是表示第5实施方式涉及的扭矩梁的示意截面的图，是沿着图2的箭头A-A的扭矩梁的示意剖视图。
图11B是表示第5实施方式涉及的扭矩梁的示意截面的图，是沿着图2的箭头B-B的扭矩梁的示意剖视图。
图11C是表示第5实施方式涉及的扭矩梁的示意截面的图，是沿着图2的箭头C-C的扭矩梁的示意剖视图。
图11D是表示第5实施方式涉及的扭矩梁的示意截面的图，是沿着图2的箭头D-D的扭矩梁的示意剖视图。
图12A是表示第6实施方式涉及的扭矩梁的示意截面的图，是沿着图2的箭头A-A的扭矩梁的示意剖视图。
图12B是表示第6实施方式涉及的扭矩梁的示意截面的图，是沿着图2的箭头B-B的扭矩梁的示意剖视图。
图12C是表示第6实施方式涉及的扭矩梁的示意截面的图，是沿着图2的箭头C-C的扭矩梁的示意剖视图。
图12D是表示第6实施方式涉及的扭矩梁的示意截面的图，是沿着图2的箭头D-D的扭矩梁的示意剖视图。
图13A是表示第7实施方式涉及的扭矩梁的示意截面的图，是沿着图2的箭头A-A的扭矩梁的示意剖视图。
图13B是表示第7实施方式涉及的扭矩梁的示意截面的图，是沿着图2的箭头B-B的扭矩梁的示意剖视图。
图13C是表示第7实施方式涉及的扭矩梁的示意截面的图，是沿着图2的箭头C-C的扭矩梁的示意剖视图。
图13D是表示第7实施方式涉及的扭矩梁的示意截面的图，是沿着图2的箭头D－D的扭矩梁的示意剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的多个实施方式进行说明。另外，图中所示的符号F、R表示扭矩梁安装于汽车车身时的车辆的前方以及后方。
首先，参照图1至图7对本发明的第1实施方式进行说明。
在图1中，扭矩梁式后悬架装置1具备扭矩梁组件10、配设于扭矩梁组件10与车身之间的弹簧20以及减震器30。如图1、2所示，扭矩梁组件10具备：拖臂11L、11R，作为在安装于车身时在汽车的前后方向上延伸设置的左右一对臂部件；和将该拖臂11L、11R相互连结的扭矩梁12。扭矩梁组件10进一步具备：支撑弹簧20的下端部的左右一对弹簧座部16L、16R；以及支撑减震器30的下端部的减震器座部(未图示)。拖臂11L、11R的基端部以枢轴JL、JR为中心在上下方向上或铅垂面内摆动自如地连结于车身。在与基端部相反侧的拖臂11L、11R的前端部，旋转自如地安装有车轮WL、WR。
扭矩梁12由在该拖臂11L、11R之间在汽车的左右方向即宽度方向上延伸设置的中空部件构成。弹簧座部16L、16R相对于扭矩梁12形成于枢轴JL、JR的相反侧、在本实施方式中为汽车的后方侧，并且形成在拖臂11L、11R与扭矩梁12之间，减震器座部(未图示)在拖臂11L、11R上设置于弹簧座部16L、16R附近。
第1实施方式涉及的扭矩梁12具备：设置于其长度方向的大致中央的一定形状部13；设置于两端部且与拖臂11L、11R结合的第1和第2连接部15a、15b；和设置于一定形状部13与第1和第2连接部15a、15b之间的第1和第2非对称形状部14a、14b。如图3、图4、图5A～图5D所示，扭矩梁12具有大致倒立V或U字形的截面，所述截面具有：配置于在安装于车身时接近枢轴JL、JR一侧的第1腿部18a；和配置于远离枢轴JL、JR一侧的第2腿部18b。在第1和第2腿部18a、18b之间形成有在扭矩梁12的长度方向上延伸的凹处17。从第1和第2连接部15a、15b朝向一定形状部13经过第1和第2非对称形状部14a、14b，凹处17的深度逐渐变深，在一定形状部13其深度变为大致一定。
一定形状部13是相对于扭矩梁12的长度方向垂直的截面形状在扭矩梁12的长度方向上大致不变化的区域。
第1和第2连接部15a、15b具有适于将扭矩梁12结合于拖臂11L、11R的形状。另外，在第1和第2连接部15a、15b，仅在与第1和第2非对称形状部14a、14b相邻的区域形成有较浅的凹处17(图5D)。在本实施方式中，凹处17未形成在结合于拖臂11L、11R的扭矩梁12的前端以及与该前端相邻的部分。或者，也可以不在第1和第2连接部15a、15b设置凹处17。第1和第2连接部15a、15b，能够设为从扭矩梁12的前端起与该第1和第2连接部15a、15b的等效直径大致相等的长度的区域。
如图5A、5B所示，第1和第2非对称形状部14a、14b，是以第1腿部18a比第2腿部18b粗的方式、将该第1和第2非对称形状部14a、14b的截面形成得在前后方向上非对称的区域。
在这里，如果参照作为沿着图2的箭头B-B的截面(图5B)的放大图的图6，则扭矩梁12由外壁部19a与内壁部19b构成，在两者之间形成有内部空间。外壁部19a为从第1腿部18a的前端点P1经顶点P4到第2腿部18b的前端点P2的壁部分。内壁部19b为从第1腿部18a的前端点P1经凹处17的顶点P3到第2腿部18b的前端点P2的壁部分。轴线OV是垂直于线段P1P2而经过第1和第2腿部18a、18b的前端点P1、P2之间的中央的轴线。在第1实施方式涉及的扭矩梁12中，外壁部19a的顶点P4配置于轴线OV上，但内壁部19b的顶点P3在非对称形状部14a、14b从轴线OV向后方即向背离枢轴JL、JR的方向偏置。
另外，在图6中，直线L1是与第1和第2腿部18a、18b这两方的前端点P1、P2相切的共用切线。直线L2是与直线L1平行且与凹处17的顶点P3相切的直线。直线L3是与直线L1、L2平行、且距直线L1、L2等距离的直线。在非对称形状部14a、14b中，在第1和第2腿部18a、18b与直线L3交叉的部分，第1腿部18a的粗细或宽度尺寸比第2腿部18b的粗细或宽度尺寸大。第1腿部18a的粗细或宽度尺寸，能够设为在第1腿部18a中经过外壁部19a与内壁部19b之间的中间面IPa和直线L3的交点C1的、外壁部19a与内壁部18b之间的距离LF。同样，第2腿部18b的粗细或宽度尺寸，以在第2腿部18b中外壁部19a与内壁部19b之间的中间面IPb和直线L3的交点C2处的、外壁部19a与内壁部18b之间的距离LR来定义。
在第1和第2非对称形状部14a、14b中，第1和第2腿部18a、18b的粗细或宽度尺寸的比α＝LF/LR在扭矩梁12的长度方向上变化，但在第1实施方式中，最大为αmax＝1.8。本发明的发明者们根据扭矩梁12的数值解析而发现以下事实。
(1)α的值越大，在第1腿部18a中在形成凹处17的内壁部19b产生的拉伸应力S1越降低。
(2)α的值越大，在第2腿部18b中在形成凹处17的内壁部19b产生的拉伸应力S2越增加。
从上述原因(1)(2)可知，对于在作为第1和第2非对称形状部14a、14b中的第1和第2腿部18a、18b的粗细或宽度尺寸的比的α的值，存在适当的范围，根据数值解析，优选设为1.1≤α≤2.5。另外，如果α的值大到必要以上，则利用金属管部件冲压成形扭矩梁12时的成性性下降。进一步，根据数值解析可知，为了得到充分的应力缓和效果，优选，第1和第2非对称形状部14a、14b的长度方向的尺寸相互相等、且设为扭矩梁12长度的5％以上。进一步，优选，第1和第2非对称形状部14a、14b的长度方向的尺寸设为扭矩梁12长度的40％以下。另外，在第1实施方式中，第1和第2非对称形状部14a、14b的长度为扭矩梁12长度的20％。
接下来，一边再次参照图4一边对第1实施方式涉及的扭矩梁12的作用进行说明。
若左右一对拖臂11R、11L的一个以枢轴JR、JL为中心摆动，则另一拖臂相对地向相反侧摆动。例如，若安装于扭矩梁式后悬架装置1的右车轮受到向上的力，则右侧的拖臂11R以枢轴JR为中心向上方摆动，左侧的拖臂11L相对于右侧的拖臂11R相对地向下方摆动。由此，如图4所示，在扭矩梁12的右一半在第1腿部18a的内壁部18b在方向F1上产生较大的拉伸应力S1，在左一半在第2腿部18b的内壁部19b在方向F2上产生比S1小的拉伸应力S2。相反，在扭矩梁12的右一半在第2腿部18b的内壁部19b产生压缩应力P1，在左一半在第1腿部18a的内壁部18b产生压缩应力P2。另外，在左车轮受到向上的力、左侧的拖臂11L向上方摆动的情况下，可以理解成应力与上述的作用相反地作用。
根据第1实施方式涉及的扭矩梁12，能够大幅度降低在扭矩梁12的第1和第2非对称形状部14a、14b中在第1腿部18a的内壁部18b产生的向方向F1的拉伸应力S1。这是因为：通过在扭矩梁12的非对称形状部14a、14b中加粗第1腿部18a、即增大外壁部19a与内壁部18b之间的距离LF，从而在非对称形状部14a、14b中第1腿部18a的截面刚度升高，使得拉伸应力降低。另一方面，在扭矩梁12的非对称形状部14a、14b中在第2腿部18b，外壁部19a与内壁部19b之间的距离LR比第1腿部18a的外壁部19a与内壁部18b之间的距离LF小，所以截面刚度下降。因此，在扭矩梁12的非对称形状部14a、14b中在第2腿部18b的内壁部19b产生的拉伸应力S2增大，但通过适当地取非对称形状部14a、14b的α的值，能够使拉伸应力S2比拉伸应力S1小。
根据第1实施方式涉及的扭矩梁12、扭矩梁组件10以及扭矩梁式后悬架装置1，扭矩梁12具备外壁部19a与内壁部19b的车辆前后方向的间隔LF、LR形成为非对称的第1和第2非对称形状部14a、14b，所以能够相对于扭矩梁12的刚度独立地控制在扭矩梁12产生的应力，能够容易且适当地设定扭矩梁12的扭转刚度与最大主应力的值。
另外，第1实施方式涉及的扭矩梁12，通过将外壁部19a与以往的扭矩梁同样地设为相对于轴线OV在前后方向上对称的截面形状，从而能够容易地置换为以往的扭矩梁式后悬架。根据本实施方式涉及的扭矩梁12，能够维持期望的悬架性能同时减小扭矩梁12的最大主应力的值以有效地降低在扭矩梁12产生的金属疲劳。
接下来，参照图8A～图8D对本发明的第2实施方式进行说明。在图8A～图8D中，对与图5A～图5D所示的实施方式同样的构成要素标注相同的附图标记。
第2实施方式涉及的扭矩梁42与第1实施方式涉及的扭矩梁12同样地，也具备一定形状部(图8A)、非对称形状部14a、14b(图8B、8C)以及连接部(图8D)，在非对称形状部14a、14b中第1腿部18a也形成得比第2腿部18b粗。然而，第2实施方式与第1实施方式不同点在于：外壁部19a的顶点P4从轴线OV向后方、即向背离枢轴JL、JR的方向偏置。内壁部19b的顶点P3也从轴线OV向后方偏置。
第2实施方式涉及的扭矩梁42，不将外壁部49a的顶点P4的位置约束于轴线OV上，所以与第1实施方式相比较能够更自由地选择一定形状部以及非对称形状部14a、14b的截面形状，与第1实施方式涉及的扭矩梁12相比，能够进一步抑制扭矩梁42的扭转刚度同时降低拉伸应力。
接下来，参照图9A～图9D对本发明的第3实施方式进行说明。在图9A～图9D中，也对与图5A～图5D所示的实施方式同样的构成要素标注相同的附图标记。
第3实施方式涉及的扭矩梁52与第1实施方式涉及的扭矩梁12同样地，也具备一定形状部(图9A)、非对称形状部14a、14b(图9B、9C)以及连接部(图9D)，在非对称形状部14a、14b中第1腿部18a也形成得比第2腿部18b粗。然而，第3实施方式与第1实施方式的不同点在于：外壁部19a的顶点P4在一定形状部中配置于轴线OV上，但在非对称形状部14a、14b以及连接部中从轴线OV向前方、即向接近枢轴JL、JR的方向偏置。另外，在第3实施方式中，内壁部19b的顶点P3在一定形状部中配置于轴线OV上，但在非对称形状部14a、14b以及连接部中从轴线OV向后方偏置，这一点也与第1实施方式不同。
根据第3实施方式涉及的扭矩梁52，即使与第1实施方式相比、内壁部19b的截面形状在较小的范围内变化，也能够得到与第1实施方式同等的应力降低，所以在成形性优异这一点上有利。
接下来，参照图10A～图10D对本发明的第4实施方式进行说明。在图10A～图10D中，也对与图5A～图5D所示的实施方式同样的构成要素标注相同的附图标记。
第4实施方式涉及的扭矩梁62与第1实施方式涉及的扭矩梁12同样地，也具备一定形状部(图10A)、非对称形状部14a、14b(图10B、10C)以及连接部(图10D)，在非对称形状部14a、14b中第1腿部18a也形成得比第2腿部18b粗。然而，第4实施方式与第1实施方式的不同点在于：外壁部19a的顶点P4在一定形状部中配置于轴线OV上，但在非对称形状部14a、14b以及连接部中从轴线OV向前方即向接近枢轴JL、JR的方向偏置。另外，在第4实施方式中，内壁部19b的顶点P3遍及凹处17的全长而配置于轴线OV上。
根据第4实施方式涉及的扭矩梁62，外壁部19a的形状的选择范围变宽，所以与第1实施方式相比，能够在非对称形状部14a、14b增大α的值，即使是较小的非对称形状部14a、14b也能够得到同等的效果。
接下来，参照图11A～图11D对本发明的第5实施方式进行说明。在图11A～图11D中，也对与图5A～图5D所示的实施方式同样的构成要素标注相同的附图标记。
第5实施方式涉及的扭矩梁72与根据第1实施方式的扭矩梁12同样地，也具备一定形状部(图11A)、非对称形状部14a、14b(图11B、11C)以及连接部(图11D)，在非对称形状部14a、14b中第1腿部18a也形成得比第2腿部18b粗。然而，第5实施方式与第1实施方式的不同点在于：外壁部19a以及内壁部19b这两方的顶点P4、P3配置于轴线OV上。
根据第5实施方式涉及的扭矩梁72，能够增大非对称形状部14a、14b的R值，与第1实施方式相比即使非对称形状部14a、14b较小也得到同等的效果，并且因为外壁部19a与内壁部19b的顶点P4、P3位于轴线OV上、也就是位于扭矩梁12的宽度方向中心，所以与第1实施方式相比成形性良好。
接下来，参照图12A～图12D对本发明的第6实施方式进行说明。在图12A～图12D中，也对与图5A～图5D所示的实施方式同样的构成要素标注相同的附图标记。
第6实施方式涉及的扭矩梁82与第1实施方式涉及的扭矩梁12同样地，也具备一定形状部(图12A)、非对称形状部14a、14b(图12B、12C)以及连接部(图12D)，在非对称形状部14a、14b中第1腿部18a也形成得比第2腿部18b粗。然而，第6实施方式与第1实施方式的不同点在于：外壁部19a以及内壁部19b这两方的顶点P4、P3配置于轴线OV上。进一步，凹处17成为相对于轴线OV在汽车的前后方向上对称的形状。
根据第6实施方式涉及的扭矩梁82，能够增大非对称形状部14a、14b的R的值，与第1实施方式相比即使非对称形状部14a、14b较小也能够得到同等的效果。进一步，在第6实施方式涉及的扭矩梁82中，外壁部19a与内壁部19b的顶点P4、P3位于扭矩梁82的轴线OV上，所以与第1实施方式相比成形性良好。
接下来，参照图13对本发明的第7实施方式进行说明。在图13A～图13D中，也对与图5A～图5D所示的实施方式同样的构成要素标注相同的附图标记。
第7实施方式涉及的扭矩梁92与第1实施方式涉及的扭矩梁12同样地，也具备一定形状部(图13A)、非对称形状部14a、14b(图13B、13C)以及连接部(图13D)，在非对称形状部14a、14b中第1腿部18a也形成得比第2腿部18b粗。然而，第7实施方式与第1实施方式的不同点在于：外壁部19a以及内壁部19b这两方的顶点P4、P3配置于轴线OV上、即扭矩梁的宽度方向的中央。进一步，凹处17成为相对于轴线OV在汽车的前后方向上对称的形状。
根据第7实施方式涉及的扭矩梁72，能够增大非对称形状部14a、14b的α的值，与第1实施方式相比即使非对称形状部14a、14b较窄也得到同等的效果，并且因为外壁部19a与内壁部19b的顶点位于扭矩梁宽度方向中心，所以与第1实施方式相比能够提高成形性。
＜实施例＞
接下来，对本发明的实施例进行说明。
将使用了在上方形成有顶点的大致V字或U字形的扭矩梁的模拟结果示于表1。另外，在表1中，各实施例的模拟结果通过与作为以往的扭矩梁的比较例相对的比来表示。关于在模拟中使用的扭矩梁的大致尺寸，长度方向长度为1000mm、长度方向中心的宽度为95mm、长度方向中心的高度为55mm。另外，模拟是向左右的车轮施加5000N的相反朝向的外力而付与移位使得左右的车轮的高度差变为140mm，从而进行的。
作为比较例的扭矩梁不具备非对称形状部，形成为遍及扭矩梁的全长在前后方向上对称。
实施例1是根据第1实施方式的扭矩梁，是非对称形状部14a、14b在扭矩梁长度方向上延伸遍及单侧200mm、非对称形状部14a、14b的α的最大值为1.8的扭矩梁。
实施例2是根据第2实施方式的扭矩梁，是非对称形状部14a、14b在扭矩梁长度方向上延伸遍及单侧400mm、非对称形状部14a、14b的α的最大值为1.8的扭矩梁。
实施例3是根据第3实施方式的扭矩梁，是非对称形状部14a、14b在扭矩梁长度方向上延伸遍及单侧200mm、非对称形状部14a、14b的α的最大值为1.8的扭矩梁。
实施例4是根据第4实施方式的扭矩梁，是非对称形状部14a、14b在扭矩梁长度方向上延伸单侧遍及150mm、非对称形状部14a、14b的α的最大值为1.8的扭矩梁。
实施例5是根据第5实施方式的扭矩梁，是非对称形状部14a、14b在扭矩梁长度方向上延伸单侧遍及150mm、非对称形状部14a、14b的α的最大值为1.8的扭矩梁。
实施例6是根据第6实施方式的扭矩梁，是非对称形状部14a、14b在扭矩梁长度方向上延伸单侧遍及150mm、非对称形状部14a、14b的α的最大值为1.8的扭矩梁。
实施例7是根据第7实施方式的扭矩梁，是非对称形状部14a、14b在扭矩梁长度方向上延伸单侧遍及150mm、非对称形状部14a、14b的α的最大值为1.8的扭矩梁。
表1
另外，在表1中，成形性通过利用FEM的成形解析结果所得的外壁部19a与内壁部19b的顶点的宽度方向以及高度方向的位置精度来判断，将外壁部19a与内壁部19b的顶点的宽度方向以及高度方向的位置精度相对于设定超过2mm的情况设为△，将超过1mm小于且等于2mm的情况设为○，将小于等于1mm的情况设为◎。
如从表1理解的那样，在实施例2中，最大主应力的值降低10％，扭转刚度大致相同。另外，在实施例7中，成形性与以往的扭矩梁相同，最大主应力的值降低6％，扭转刚度大致相同。如果最大主应力的值降低6％则扭矩梁的疲劳耐久性变为约1.5倍，如果最大主应力的值降低10％降低则扭矩梁的疲劳耐久性变为约2倍，所以根据本发明，可以理解到能够将扭转刚度保持一定同时提高扭矩梁的疲劳耐久性的效果。
另外，本发明并不限定于上述实施方式，能够不脱离本发明的精神和范围地进行各种变形与改良。
例如，在上述实施方式中，对向下方开口且顶点形成于上侧的大致V字形或大致U字形的扭矩梁12、42、52、62、72、82、92进行了说明，但也可以设为向上方开口且顶点形成于下侧的结构。
另外，在上述实施方式中，对非对称形状部14a、14b形成于一定形状部13与连接部15a、15b之间且从一定形状部13向连接部15a、15b逐渐变形的情况进行了说明，但是，是将非对称形状部14a、14b配置于扭矩梁长度方向的某个位置或是使其相对于一定形状部13以及连接部15a、15b怎样变形，可以任意设定。
另外，是将扭矩梁12、42、52、62、72、82、92的与长度方向正交的截面的顶点配置于上方与下方的某一方或是使顶点在车辆的前后方向以及上下方向的哪一个方向上怎样移位，可以任意选择。
另外，在上述实施方式中，对扭矩梁式悬架装置为扭矩梁式后悬架装置1的情况进行了说明，但也可以将本发明应用于例如导向臂式悬架装置。
工业上的利用可能性
抑制构成扭矩梁式悬架装置的扭矩梁的金属疲劳以提高扭矩梁式悬架装置的疲劳强度，所以能够在工业上利用。
附图标记说明
1：扭矩梁式后悬架装置
10：扭矩梁组件
11L：拖臂
11R：拖臂
12：扭矩梁
13：一定形状部
14a：第1非对称形状部
14b：第2非对称形状部
15a：第1连接部
15b：第2连接部
16L：弹簧座部
16R：弹簧座部
17：凹处
18a：第1腿部
18b：第2腿部
19a：外壁部
19b：内壁部
20：弹簧
30：减震器
42：扭矩梁
52：扭矩梁
62：扭矩梁
72：扭矩梁
82：扭矩梁
92：扭矩梁
JL：枢轴
JR：枢轴
WL：车轮
WR：车轮

Claims (18)

1.一种扭矩梁，为双臂式扭矩梁悬架装置用的扭矩梁，用在具备一对臂部件的汽车悬架装置中，所述一对臂部件在所述汽车的前后方向上延伸，在一端以枢轴为中心在上下方向上摆动自如地连结于汽车车身，在与连结于所述汽车车身的端部相反侧的端部旋转自如地安装有车轮，其中：
所述扭矩梁具有在长度方向上延伸的凹处，由此，该扭矩梁在与所述长度方向垂直的平面上具有第1和第2腿部而呈大致V字形或大致U字形的截面形状；
所述扭矩梁具备：
设置于该扭矩梁的两端并用于结合于所述臂部件的连接部；
设置于该扭矩梁长度方向的中央部的一定形状部；和
设置于该一定形状部与所述连接部之间的非对称形状部；
在所述一定形状部，所述凹处具有一定的深度，并且所述第1和第2腿部具有大致相同的粗细或宽度尺寸；
在所述非对称形状部，从所述连接部朝向所述一定形状部所述凹处的深度逐渐变深，并且所述第1腿部具有比所述第2腿部的宽度尺寸大的宽度尺寸，
所述第1腿部配置为，在将组装入有所述扭矩梁的悬架装置安装于汽车车身时，比所述第2腿部接近所述枢轴。
2.根据权利要求1所述的扭矩梁，其中：
所述连接部，从该扭矩梁的端部起以与该连接部的等效直径相等的长度在该扭矩梁长度方向上延伸设置。
3.根据权利要求1所述的扭矩梁，其中：
所述非对称形状部分别具有该扭矩梁长度的5％以上且40％以下的长度。
4.根据权利要求1所述的扭矩梁，其中：
所述第1腿部具有所述第2腿部的宽度尺寸的1.1倍以上且2.5倍以下的宽度尺寸。
5.根据权利要求1所述的扭矩梁，其中：
所述第1和第2腿部分别具有前端点，该扭矩梁由在所述第1和第2腿部的前端点之间形成所述凹处的内壁部和其以外的外壁部构成，在所述非对称形状部，所述外壁部的顶点在所述非对称形状部配置于轴线上，所述轴线是在所述第1和第2腿部的前端点的中间相对于经过该前端点的直线垂直的轴线。
6.根据权利要求5所述的扭矩梁，其中：
所述内壁部的顶点在所述非对称形状部配置于所述轴线上。
7.根据权利要求5所述的扭矩梁，其中：
所述内壁部的顶点在所述非对称形状部从所述轴线向所述第1腿部侧偏置。
8.根据权利要求5所述的扭矩梁，其中：
所述内壁部的顶点在所述非对称形状部从所述轴线向所述第2腿部侧偏置。
9.根据权利要求1所述的扭矩梁，其中：
所述第1和第2腿部分别具有前端点，该扭矩梁由在所述第1和第2腿部的前端点之间形成所述凹处的内壁部和其以外的外壁部构成，在所述非对称形状部，所述外壁部的顶点在所述非对称形状部从轴线向所述第1腿部侧偏置，所述轴线是在所述第1和第2腿部的前端点的中间相对于经过该前端点的直线垂直的轴线。
10.根据权利要求9所述的扭矩梁，其中：
所述内壁部的顶点在所述非对称形状部配置于所述轴线上。
11.根据权利要求9所述的扭矩梁，其中：
所述内壁部的顶点在所述非对称形状部从所述轴线向所述第1腿部侧偏置。
12.根据权利要求9所述的扭矩梁，其中：
所述内壁部的顶点在所述非对称形状部从所述轴线向所述第2腿部侧偏置。
13.根据权利要求1所述的扭矩梁，其中：
所述第1和第2腿部分别具有前端点，该扭矩梁由在所述第1和第2腿部的前端点之间形成所述凹处的内壁部和其以外的外壁部构成，在所述非对称形状部，所述外壁部的顶点在所述非对称形状部从轴线向所述第2腿部侧偏置，所述轴线是在所述第1和第2腿部的前端点的中间相对于经过该前端点的直线垂直的轴线。
14.根据权利要求13所述的扭矩梁，其中：
所述内壁部的顶点在所述非对称形状部配置于所述轴线上。
15.根据权利要求13所述的扭矩梁，其中：
所述内壁部的顶点在所述非对称形状部从所述轴线向所述第1腿部侧偏置。
16.根据权利要求13所述的扭矩梁，其中：
所述内壁部的顶点在所述非对称形状部从所述轴线向所述第2腿部侧偏置。
17.一种扭矩梁组件，为双臂式扭矩梁悬架装置用的扭矩梁组件，其中，具备：
一对臂部件，在汽车的前后方向上延伸，在一端以枢轴为中心在上下方向上摆动自如地连结于所述汽车的车身，在与连结于所述汽车的车身的端部相反侧的端部旋转自如地安装有车轮；和
权利要求1～16中任一项所述的扭矩梁。
18.一种双臂式扭矩梁悬架装置，其中，具备：
一对臂部件，在汽车的前后方向上延伸，在一端以枢轴为中心在上下方向上摆动自如地连结于所述汽车的车身，在与连结于所述汽车的车身的端部相反侧的端部旋转自如地安装有车轮；
配置于所述车身与所述臂部件之间的盘簧；
配置于所述车身与所述臂部件的减震器；和
权利要求1～16中任一项所述的扭矩梁。
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