CN105383250A - 扭力梁式悬架 - Google Patents

Abstract

本发明提供能容易进行扭力梁和后摆臂之间的定位、特别是在旋转方向上的定位的扭力梁式悬架。该扭力梁式悬架包括：扭力梁，该扭力梁具有至少在长度方向上的两端部，该两端部具有在与长度方向交叉方向上弯曲的弯曲部，在该弯曲部的两端缘部形成有在与长度方向交叉方向上突出的突出缘部；后摆臂，该后摆臂为一对，具有将该扭力梁的两端部的弯曲部重叠连结的梁接合部，在梁接合部的终端部形成有与扭力梁的突出缘部相同的突出缘部，该后摆臂包括：第一接合部，其用于在后摆臂与扭力梁的弯曲部相叠合时接合扭力梁的弯曲部顶端；第二接合部，其用于将该后摆臂的突出缘部的轴线方向上的端面与相对于该端面的扭力梁的突出缘部的轴线方向上的端面对缝接合。

Description

扭力梁式悬架

技术领域

本发明涉及一种包括扭力梁和利用焊接接合于扭力梁的各个端部的一对后摆臂的扭力梁式悬架。

背景技术

近年来，出于提升汽车在燃油消耗方面的性能的目的，为了使车身轻量化而推进对行走系统部件进行铝化。

作为行走系统部件的扭力梁式悬架包括扭力梁和利用焊接接合于扭力梁的各个端部的一对后摆臂。后摆臂被要求针对横向力、前后方向力、上下方向力具有较高的刚性。另一方面，扭力梁为了承受左右车轮以上下相反的相位跳动的侧倾载荷(日文：ロール荷重)而被要求具有适度的刚性。

在专利文献1中公开了一种扭力梁式悬架，为了能够避免重量增加并且缓和在扭力梁的边缘部产生的应力，该扭力梁式悬架构成为将扭力梁插入到后摆臂中。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012－140031

发明内容

发明要解决的问题

但是，在专利文献1的扭力梁式悬架中存在下述课题。

(i)扭力梁和后摆臂仅一侧的端部固定，特别是在旋转方向上的定位较为困难。

(ii)扭力梁对接于后摆臂的端部，但是例如在从车身上侧接合扭力梁和后摆臂时，无法一边用眼睛确认对接位置是否对准一边接合对接部。

本发明的目的在于提供一种能够容易进行扭力梁和后摆臂之间的定位、特别是能够容易进行扭力梁和后摆臂之间在旋转方向上的定位的扭力梁式悬架。

用于解决问题的方案

本发明为了解决上述课题，提供一种扭力梁式悬架，该扭力梁式悬架包括：扭力梁，该扭力梁具有至少在长度方向上的两端部，该两端部具有在与长度方向交叉方向上弯曲的弯曲部，以及在该弯曲部的两端缘部形成有在与长度方向交叉方向上突出的突出缘部；以及后摆臂，该后摆臂为一对，具有将该扭力梁的两端部的弯曲部重叠连结的梁接合部，在该梁接合部的终端部形成有与所述扭力梁的突出缘部的突出方向相同的突出缘部，该后摆臂包括：第一接合部，该第一接合部用于在所述后摆臂与所述扭力梁的弯曲部相叠合时接合所述扭力梁的弯曲部顶端；以及第二接合部，该第二接合部用于将该后摆臂的所述突出缘部的轴线方向上的端面与相对于该端面的所述扭力梁的所述突出缘部的轴线方向上的端面对缝接合。

发明的效果

采用本发明，能够起到以下的效果。

本发明中包括第一接合部和第二接合部，该第一接合部用于在后摆臂与所述扭力梁的弯曲部相叠合时接合所述扭力梁的弯曲部顶端，该第二接合部用于将该后摆臂的所述突出缘部的轴线方向上的端面与相对于该端面的所述扭力梁的所述突出缘部的轴线方向上的端面对缝接合，因此，能够抑制扭力梁和后摆臂之间的旋转。由于将扭力梁的突出缘部和后摆臂的突出缘部的轴线方向上的端面对接接合起来，因此，能够实现轴线方向上的定位。

附图说明

图1是表示应用本发明的第1实施方式的扭力梁式悬架的车辆的立体图。

图2是表示本发明的第1实施方式的安装在车轮上的扭力梁式悬架的立体图。

图3是分解地表示本发明的第1实施方式的安装在车轮上的扭力梁式悬架的分解立体图。

图4是表示本发明的第1实施方式的扭力梁式悬架的后摆臂的立体图。

图5是表示从上方观察本发明的第1实施方式的扭力梁式悬架的扭力梁和后摆臂之间的接头部所得到的俯视图。

图6是图5的A－A线剖视图。

图7是图5的B－B线剖视图。

图8是表示本发明的第1实施方式的扭力梁式悬架的扭力梁和后摆臂之间的接头部的接合部的立体图。

图9表示扭力梁的截面形状，图9的(a)是表示大致字母C形截面形状的示意图，图9的(b)是表示大致V形截面形状的示意图，图9的(c)是表示大致U形截面形状的示意图。

图10是表示本发明的第1实施方式的扭力梁式悬架的扭力梁和后摆臂之间的接头部的示意立体图。

图11的(a)是图10的C－C线剖视图，图11的(b)是图10的D－D线剖视图。

图12是表示本发明的第2实施方式的扭力梁式悬架的扭力梁和后摆臂之间的接头部的纵剖视图。

图13是表示与图12相反侧的后摆臂的孔的示意图。

图14是表示扭力梁和消声器之间的位置关系的示意图。

附图标记说明

1、车辆；2、扭力梁式悬架；3、车轮；4、车身；5、扭力梁；6、后摆臂；7、弹簧；8、减振器；13、接头部分；6a、梁接合部；51、凹条部；52、弯曲部；53、69、突出缘部；53a、69a、端面；65、顶端；66、斜面部；67、凹部；67a、壁部；68A、68B、开口孔。

具体实施方式

以下，参照图1～图8的附图详细地说明本发明的实施方式。

图1表示应用本发明的实施方式的扭力梁式悬架的车辆，图2和图3是表示扭力梁式悬架的第1实施方式的立体图。

在图1中，附图标记1是具备扭力梁式悬架2作为后悬架的车辆。车辆1借助扭力梁式悬架2将左右的车轮3悬挂在车身4上。

如图2和图3所示，扭力梁式悬架2包括沿着车辆宽度方向设置的纵长的扭力梁5和连结于扭力梁5两端的一对后摆臂6。弹簧7和减振器8安装在后摆臂6上从而悬挂于车身4。

如图4～图8所示，所述后摆臂6是采用铝合金等非铁合金的铸造制的部件，其形成为空心结构的闭合截面形状。该后摆臂6在一端具有沿车辆宽度方向延伸的梁接合部6a作为接头部，在该梁接合部6a的另一端侧设有沿车身的前后方向延伸的前臂6b和后臂6c。

在所述前臂6b上设有压入有作为弹性构件的管状衬套的衬套压入部61，该衬套压入部61能够摆动地借助固定螺栓10安装在悬臂架9上，该悬臂架9安装在车身4上。在所述后臂6c上朝向车身的外侧设有支架62，在梁接合部6a和后臂6c之间的车辆宽度方向内侧的角部处设有弹簧座63和减振器安装部64。在所述支架62上安装轮毂(日文：ハブ)11和制动鼓12，以车轮3能够旋转的方式支承车轮3。弹簧座63对上端安装在车身4上的弹簧7的下端进行支承，其在座板面上设有安装孔63a。此外，作为应对应力集中的对策，从支架62和衬套压入部61到梁接合部6a地设为将R取得较大的形状。

所述后摆臂6形成为沿车辆宽度方向延伸的截面大致方筒形，其将从顶端65朝向车辆宽度方向外侧地将下表面侧形成为斜面的斜面部66设为梁接合部6a，该梁接合部6a作为后摆臂6与所述扭力梁5之间的接头部分13。

如图7所示，若将扭力梁5的下端的沿长度方向延伸的线设为基准线BL，则该斜面部66相对于该基准线BL倾斜，即向朝上方离开所述扭力梁5下端的方向倾斜。即，该斜面部66是如图7所示那样相对于基准线BL沿着扭力梁5的长度方向呈弧形弯曲形成的。

该斜面部66成为作为所述接头部分13的梁接合部6a，其以梁接合部6a的壁面部分稍稍变细的方式形成在凹部67，在斜面部66与扭力梁5内壁面之间形成有后述的间隙。如图6所示，在所述斜面部66形成有开口孔68A。对于所述后摆臂6的接头部分13的设有所述斜面部66的倾斜部分而言，与靠开口侧的部分相比，靠非开口侧的部分设置在所述扭力梁5的长度方向上的车身中央侧。

如图5所示，对所述扭力梁5的顶端进行卡定的卡定部、即壁部67a被设置成在所述梁接合部6a的基端，在俯视时在朝向车身前方扩展的方向上倾斜。所述后摆臂6形成为在梁接合部6a上组装有扭力梁5的状态下与扭力梁5处于大致同一个面上。

在俯视时，后摆臂6沿着在后摆臂6的梁接合部6a设置的作为卡定部的壁部67a倾斜地形成在扭力梁5的长度方向两端部。

所述扭力梁5是将板状构件向与长度方向交叉的方向弯曲，并形成沿着长度方向开口于下表面的凹条部51而成的大致字母U形的纵长的成形品。该扭力梁5由铝挤出材或者铝板的冲压成形品形成，如图9的(a)、图9的(b)、图9的(c)所示，梁的与轴线方向成直角的截面形成为大致字母C形、字母V形、字母U形的开放截面。所述扭力梁5也能够通过在管状的管的下表面沿长度方向形成缺口部而形成。

所述扭力梁5在弯曲部52的两端边缘部形成有向与长度方向交叉的方向突出的突出缘部53。在所述后摆臂6的梁接合部6a的设有壁部67a的终端部设有向与所述扭力梁5的突出缘部53同一方向突出的突出缘部69。

如图10和图11所示，在所述扭力梁5的两端部弯曲部内表面侧重叠地配置组装有所述后摆臂6的梁接合部6a，所述扭力梁5的除了下表面侧的开口部之外的整周被焊接于后摆臂6的梁接合部6a。对于所述扭力梁5和梁接合部6a之间的焊接部位而言，将所述扭力梁5的顶端缘部5a和所述后摆臂6的梁接合部6a的凹部67附近的作为卡定部的壁部67a沿着壁部67a焊接起来(w1)，而且，将梁接合部6a的顶端缘部65a和扭力梁5的凹条部51的壁面5b焊接起来(w3)。所述扭力梁5的突出缘部53的端面53a和所述后摆臂6的突出缘部69的端面69a在轴线方向上彼此相对，通过将端面53a和端面69a互相抵接来实现定位。所述扭力梁5的突出缘部53和所述后摆臂6的突出缘部69使彼此的相对面互相对接从而进行焊接(w2)。作为所述后摆臂6和所述扭力梁5的顶端部之间的焊接部位，所述扭力梁5的顶端缘部5a和所述后摆臂6的梁接合部6a的壁部67a之间的焊接部位w1成为第一接合部，扭力梁5的突出缘部53和所述后摆臂6的突出缘部69之间的焊接部位w2成为第二接合部。所述后摆臂6的突出缘部69的突出方向上的长度L1和扭力梁5的突出缘部53的突出方向上的长度L2形成为大致相同、即L1＝L2。此外，所述后摆臂6的突出缘部69的厚度m1和扭力梁5的突出缘部53的厚度m2形成为大致相同、即m1＝m2。并且，将该后摆臂6的从接头部分13的非开口侧朝向开口侧的高度方向上的长度H1和所述扭力梁5的高度方向上的长度H2设为大致相同、即H1＝H2。

接着，说明向扭力梁5输入的载荷和约束方法。

如图2所示，向扭力梁5输入的载荷相对于轮胎接地点而言有横向力F1、前后方向力F2、上下方向力F3以及在上下方向上使左右轮胎以相反相位位移的侧倾载荷。此外，利用在扭力梁5前方被压入的作为弹性构件的衬套，旋转自如地进行约束，利用弹簧7和减振器8决定车身4的上下位置。

说明上述第1实施方式的作用。

进行组装以使扭力梁5的凹条部51覆盖后摆臂6的梁接合部6a而将凹条部51和梁接合部6a叠合，并且使扭力梁5的突出缘部53的轴线方向上的端面53a抵接于后摆臂6的突出缘部69的端面69a。

配置成将扭力梁5的弯曲部52顶端对接于后摆臂6的梁接合部6a端部的壁部67a。如图11的(a)所示，在后摆臂6的梁接合部6a端部的壁部67a和扭力梁5的弯曲部52顶端之间设有间隙g1。此外，在后摆臂6的梁接合部6a和扭力梁5的壁面之间还形成有间隙g2。

然后，将扭力梁5的顶端缘部5a和后摆臂6的梁接合部6a的凹部67附近的作为卡定部的壁部67a焊接起来(w1)。此外，同时，将梁接合部6a的顶端缘部65a和扭力梁5的弯曲部52的内壁面5b焊接起来(w3)。这样一来，后摆臂6的梁接合部6a和扭力梁5的弯曲部52在两处部分焊接起来，因此，能够获得足够的刚性。另一方面，在后摆臂6的梁接合部6a的终端部，且是在顶端缘部65a中断的下端部设有突出缘部69，因此，通过扭力梁5的突出缘部53的轴线方向上的端面53a抵接于突出缘部69的端面69a从而卡定，能够实现定位。因而，在扭力梁5的弯曲部52顶端抵接于后摆臂6的梁接合部6a端部的壁部67a之前，扭力梁5的突出缘部53的轴线方向上的端面53a抵接于突出缘部69的端面69a，在扭力梁5的弯曲部52顶端和壁部67a之间形成间隙g1。

然后，将后摆臂6的突出缘部69的端面69a和扭力梁5的突出缘部53的端面53a对接并进行焊接接合(w2)。

通过设为该接合结构，随着从后摆臂6朝向扭力梁5去后摆臂6的截面积逐渐变小，因此，后摆臂6侧接合部的刚性降低。其结果，能够抑制后摆臂6和梁接合部6a的急剧的刚性变化，能够实现缓和应力集中。由于使后摆臂6和梁接合部6a的上下方向长度大致相同，因此，能够抑制接合部的刚性变化，缓和应力集中。在向扭力梁5输入了上下方向载荷时，能够使在车辆前侧的焊接部和梁接合部6a产生的应力集中分开，成为应对破损的对策。

根据上述第1实施方式，在后摆臂6的梁接合部6a的终端部中，且是在顶端缘部65a中断的下端部设有突出缘部69，因此，通过扭力梁5的突出缘部53的轴线方向上的端面53a抵接于突出缘部69的端面69a并卡定，从而能够实现定位。而且，由于将后摆臂6的突出缘部69和扭力梁5的突出缘部53对接并进行焊接接合，因此，能够实现轴线方向上的定位。

由于所述后摆臂6的突出缘部69和所述扭力梁5的突出缘部53的突出方向上的长度被设定为大致相同、即L1＝L2，因此后摆臂6和扭力梁5之间的台阶部消失，因此，能够缓和焊接部的应力集中。容易进行后摆臂6和扭力梁5在车身上下方向上的对位。

由于将所述后摆臂6的突出缘部69和所述扭力梁5的突出缘部53的厚度设定为大致相同、即m1＝m2，因此后摆臂6和扭力梁5之间的台阶部消失，因此，能够缓和焊接部的应力集中。

由于所述后摆臂6的与所述扭力梁5之间的接头部分13相对于沿所述扭力梁5的长度方向延伸的基准线BL倾斜，因此，能够延长接合部，并且缓和应力集中。

对于所述后摆臂6的接头部分13的倾斜部分而言，与该倾斜部分的靠开口侧的部分相比，该倾斜部分的靠非开口侧的部分设置在所述扭力梁5的长度方向上的车身中央侧，因此，能够抑制急剧的刚性变化，能够缓和应力集中。

由于将所述后摆臂6的从接头部分13的非开口侧朝向开口侧的高度方向上的长度和所述扭力梁5的高度方向上的长度设定为大致相同、即H1＝H2，因此，能够抑制急剧的刚性变化，能够缓和应力集中。由于能够将接合部在整周上焊接，因此不会产生焊接部和未焊接部之间的交界，因此，能够缓和应力集中。

由于在所述第一接合部附近的、所述后摆臂6和所述扭力梁5之间设有间隙g2，因此，在焊接时产生的气体易于逃出，能够抑制产生焊接不良。在施加载荷而变形时也能够防止产生异常噪声。

由于在所述第一接合部的、所述后摆臂6的作为卡定部的壁部67a和所述扭力梁5的端面5a之间设有间隙g1，因此，在焊接时产生的气体易于逃出，能够抑制产生焊接不良。

由于所述第一接合部的、所述后摆臂6的作为卡定部的壁部67a和所述扭力梁5的端面5a之间被整周焊接，焊接部和未焊接部之间的交界消失，因此，能够缓和应力集中。

由于所述后摆臂6的接头部的顶端缘部周围和所述扭力梁5内部壁面之间被焊接起来，因此，不仅能够接合扭力梁5的端面5a，也能够接合后摆臂6的顶端部，因此，能够具有两个方向的接合接头。

通过减小扭力梁5和后摆臂6的梁接合部6a之间的靠后摆臂6端部侧的接合部w3的刚性变化，能够缓和接合部的应力集中。

此外，通过将扭力梁5和后摆臂6的梁接合部6a之间的靠扭力梁5端部侧的接合部w1在刚性较高的位置进行接合，能够缓和接合部的应力集中。

并且，由于能够将扭力梁5和后摆臂6的梁接合部6a之间的焊接方向设为倾斜方向和上下方向这两个方向，因此，能够抑制接头强度较弱的剥离方向的载荷，能够提高接头强度。

由于扭力梁5和后摆臂6的梁接合部6a之间的接合部w1、w2、w3能够进行整周焊接，因此，不会产生焊接部和未焊接部之间的交界，能够抑制应力集中。

由于扭力梁5和后摆臂6的梁接合部6a之间的接合部w1、w2在扭力梁5径向的外表面没有高度差，因此，能够缓和应力集中。

由于将后摆臂6设为空心截面，因此，在铸造时需要模芯，但通过在扭力梁5和后摆臂6的梁接合部6a之间的后摆臂6侧设置孔，该孔能够与支架部的孔以两点稳定地支承模芯。

通过将扭力梁5的截面设为开放截面，能够应对不需要那么高的扭转刚性的车型。

图12和图13表示本发明的第2实施方式的扭力梁式悬架的扭力梁和后摆臂之间的接头部，对与图7相同的部分标注相同的附图标记。

在本实施方式中，在后摆臂6的梁接合部6a的上表面侧的凹部67上形成有开口孔68B。

在整周焊接的焊接结束时，能够使气体经由该开口孔68B逃出，提高焊接部的品质。由于扭力梁5所嵌合的后摆臂6的梁接合部6a的面积变小，因此，能够使扭力梁5轻量化，并且，在扭力梁5变形时后摆臂6和扭力梁5接触的可能性变得相当低，能够抑制由接触引起的异常噪声。能够利用开口孔68B的大小和形状来调节嵌合部的刚性，从而能够抑制急剧的刚性变化。通过利用开口孔68B接合后摆臂6和扭力梁5，能够加强接合部。扭力梁5的两个面与外部空气接触，从而散热性得到提高，能够抑制如图14所示那样配置在附近的消声器14的热影响。

产业上的可利用性

另外，本发明并不仅限定于上述实施方式，后摆臂6和扭力梁5之间的接合采用FSW(摩擦搅拌接合)而不采用焊接，从而能够得到焊接部的材料强度降低程度较小的良好的接头。另外，能够在不变更本发明的技术范围的范围内适当地变更进行实施是不言而喻的。

Claims (11)

1.一种扭力梁式悬架，其特征在于，

该扭力梁式悬架包括：

扭力梁，该扭力梁具有至少在长度方向上的两端部，该两端部具有在与长度方向交叉方向上弯曲的弯曲部，以及在该弯曲部的两端缘部形成有在与长度方向交叉方向上突出的突出缘部；以及

后摆臂，该后摆臂为一对，具有将该扭力梁的两端部的弯曲部重叠连结的梁接合部，在该梁接合部的终端部形成有与所述扭力梁的突出缘部的突出方向相同的突出缘部，

该后摆臂包括：

第一接合部，该第一接合部用于在所述后摆臂与所述扭力梁的弯曲部相叠合时接合所述扭力梁的弯曲部顶端；以及

第二接合部，该第二接合部用于将该后摆臂的所述突出缘部的轴线方向上的端面与相对于该端面的所述扭力梁的所述突出缘部的轴线方向上的端面对缝接合。

2.根据权利要求1所述的扭力梁式悬架，其特征在于，

所述后摆臂的突出缘部和所述扭力梁的突出缘部在突出方向上的长度大致相同。

3.根据权利要求1所述的扭力梁式悬架，其特征在于，

所述后摆臂的突出缘部和所述扭力梁的突出缘部的厚度大致相同。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的扭力梁式悬架，其特征在于，

所述后摆臂和所述扭力梁之间的接头部分相对于沿所述扭力梁的长度方向延伸的基准线呈倾斜状。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的扭力梁式悬架，其特征在于，

所述后摆臂的接头部分的倾斜部分设置为该倾斜部分的非开口侧部分与该倾斜部分的开口侧的部分相比位于所述扭力梁的长度方向上的车身中央侧。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的扭力梁式悬架，其特征在于，

所述后摆臂的从接头部分的非开口侧朝向开口侧的高度方向上的长度和所述扭力梁的高度方向上的长度设定为大致相同。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的扭力梁式悬架，其特征在于，

在所述第一接合部附近的、所述后摆臂和所述扭力梁之间设有间隙。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的扭力梁式悬架，其特征在于，

在所述第一接合部处，所述后摆臂的作为卡定部的壁部和所述扭力梁的端面之间设有间隙。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的扭力梁式悬架，其特征在于，

所述第一接合部处，所述后摆臂的作为卡定部的壁部和所述扭力梁的端面之间采用全周焊接。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的扭力梁式悬架，其特征在于，

将所述后摆臂的接头部的顶端缘部周围和所述扭力梁内部壁面之间焊接在一起。

11.根据权利要求1～10中任一项所述的扭力梁式悬架，其特征在于，

在所述后摆臂的接头部设有开口孔。