CN105644296B - 车辆用扭力梁式悬架构造 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于缓和加强件连接于扭力梁的部分的应力集中的车辆用扭力梁式悬架构造。在扭力梁(10)的两端接合有后摆臂(20)。在扭力梁(10)的外壁面(11a)设有与弹簧座(40)相接合的座接合部(13)，在扭力梁(10)的位于开口部的开口缘(15a)附近的内壁面(11b)上接合有堵塞开口部(15)的一部分的加强件(30)。加强件(30)自扭力梁(10)的外侧部延伸到座接合部(13)的内侧端的内侧的位置，加强件(30)的内侧部的开口侧弯曲部(32)在与内壁面(11b)连接的状态下自开口缘(15a)的附近向开口部(15)的里侧弯曲。

Description

车辆用扭力梁式悬架构造
技术领域
本发明涉及一种利用扭力梁将一对后摆臂连接起来的扭力梁式的悬架构造。
背景技术
为了使汽车车身轻量化，推进车身的各零件的轻量化。例如，为了使扭力梁式的悬架轻量化，研究使构成该悬架的各构件的板厚薄壁化等。在使各构件薄壁化时，为了弥补该薄壁化所导致的强度降低，需要构成为使应力分散。或者，有时在薄壁化的构件上追加加强板。
扭力梁式的悬架具有在车身的车辆宽度方向上配置的一对后摆臂和将该一对后摆臂连结起来的扭力梁。作为缓和向后摆臂和扭力梁之间的接合部的应力集中的技术，例如，公知有专利文献1所公开的那样的技术。在该例子中，在扭力梁上设有缺口。另外，在扭力梁的下表面焊接有用于加强后摆臂部和扭力梁部这两者的刚性的下部构件。
专利文献1：国际公开第2012/011482号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在所述例子所公开的、形成有缺口的扭力梁中，存在扭曲应力集中于缺口部的可能性。另外，由于托架形状变得复杂化，因此，存在不易进行加工且使焊接部位增加等问题。另外，还存在容易引起应力集中于焊接端部，使焊接点脱落的可能性。
本发明是为了解决所述课题而做出的，其目的在于，缓和加强件连接于扭力梁的部分的应力集中，提高悬架构造的耐久性。
用于解决问题的方案
为了实现所述目的，本发明提供一种车辆用扭力梁式悬架构造，所述悬架构造，其位于沿车辆宽度方向延伸的扭力梁的两端且分别与后摆臂连接，并且弹簧座分别接合于所述扭力梁和所述后摆臂，用于支持沿车辆上下方向延伸的弹簧的下端，所述悬架构造的特征在于，所述扭力梁为中空构造体，在所述扭力梁设有沿车辆宽度方向延伸的开口部，在所述扭力梁的外壁面设有与所述弹簧座相接合的座接合部，在所述扭力梁的位于所述开口部的开口缘附近的内壁面上接合有沿车辆宽度方向延伸且堵塞所述开口部的一部分的加强件，该加强件自所述扭力梁的车辆宽度方向外侧部延伸到所述座接合部的车辆宽度方向内侧端的车辆宽度方向内侧的位置，在所述加强件的车辆宽度方向内侧设有开口侧弯曲部，该开口侧弯曲部在与所述内壁面连接的状态下自所述开口缘附近朝向所述开口部的里侧弯曲。
另外，在本发明的车辆用扭力梁式悬架构造的一技术方案中，在所述加强件的所述开口侧弯曲部的车辆宽度方向内侧设有里侧弯曲部，该里侧弯曲部在与所述内壁面连接的状态下自所述开口部的里侧朝向所述开口缘附近弯曲。
另外，在本发明的车辆用扭力梁式悬架构造的一技术方案中，所述里侧弯曲部的车辆宽度方向内侧端是朝向车辆宽度方向外侧开槽形成的两岔形状。
另外，在本发明的车辆用扭力梁式悬架构造的一技术方案中，所述座接合部配置于所述外壁面上的与所述开口侧弯曲部相对应的位置，所述弹簧座的接合于所述座接合部的部分形成为与所述开口侧弯曲部的接合于所述内壁面的部分附近的形状相对应。
发明的效果
采用本发明，通过在后摆臂与扭力梁之间的接合部附近的、扭力梁的开口部的内侧设置加强件，能够抑制扭曲所导致的耐久性能的降低。而且，能够使周边构件的板厚较薄而实现轻量化。另外，通过在加强件的车辆宽度方向内侧端设置开口侧弯曲部，并相对于扭力梁的长度方向对加强件设置角度，能够使因扭曲而产生的应力在车辆宽度方向上均匀化，进而能够在提高耐久性的同时还能够实现轻量化。
另外，采用本发明的一技术方案，通过在加强件的开口侧弯曲部车辆宽度方向内侧设置里侧弯曲部，能够对扭力梁的扭曲刚性进行微调，因此能够兼顾轻量化和对乘坐感、运动性能等车辆性能的提高。
另外，采用本发明的一技术方案，通过使里侧弯曲部为两岔形状，能够降低应力变大的开口部侧的刚性，从而能够抑制应力集中。其结果，能够防止焊接点脱落。
另外，采用本发明的一技术方案，由于弹簧座的接合于座接合部的部分形成为与开口侧弯曲部的形状相对应，因此能够在由加强件围成的范围内焊接弹簧座，从而能够抑制在扭力梁与弹簧座之间的接合部产生的应力集中，充分发挥将扭力梁和后摆臂连接起来的弹簧座的功能。
附图说明
图1是示意性地表示设有本发明的悬架构造的车身的概略立体图。
图2是图1的悬架构造的仰视图。
图3是将图1中的右侧的部分放大表示的放大仰视图。
图4是从车辆上部观察图3中的后摆臂、扭力梁以及弹簧座之间的接合部而得到的立体图。
图5是图3的A－A向视的剖视图。
附图标记说明
1、车身；3、车轮(后轮)；5、悬架；10、扭力梁；11a、外壁面；11b、内壁面；13、梁侧座接合部；15、开口部；15a、开口缘；15b、底部；20、后摆臂；21、中央部；22、梁接合部；23、臂侧座接合部；30、加强件；31、主体部；32、开口侧弯曲部；32a、车辆前方端部；32b、车辆后方端部；33、里侧弯曲部；33a、车辆前方端部；33b、车辆后方端部；33c、缺口；40、弹簧座；41、梁接合部；42、臂接合部；45、螺旋弹簧；46、减振器。
具体实施方式
以下，参照附图(图1～图5)说明本发明的悬架构造的一实施方式。本实施方式的悬架构造是利用扭力梁10将一对后摆臂20连接起来的扭力梁式的悬架构造。此外，该悬架构造是不具有配置于扭力梁10内侧的稳定杆的类型。
如图1所示，本实施方式的扭力梁式的悬架5是支承车辆的左右车轮3(在该例子中为后轮)而使车轮3能够相对于车身1在车辆上下方向上摆动的部件，其具有扭力梁10、弹簧座40以及一对后摆臂20。如图1所示，后摆臂20的位于车辆后部的部位连接于车轮3，后摆臂20的位于车辆前部的部位连接于车架，对此省略详细说明。此外，图1是概略地表示本实施方式的悬架构造的在车身1内的位置关系的立体图，省略了悬架的详细构造。
首先，说明后摆臂20的构造。如图1所示，后摆臂20是成一对地配置在车身1的车辆宽度方向上的两侧部的构件。如图2所示，各后摆臂20沿车辆前后方向(图2中的上下方向)延伸且各后摆臂20的在车辆前后方向上的中央部21向车辆宽度方向内侧弯曲。另外，后摆臂20是金属制的大致中空构造体且是截面为环状的构件(图4)。
在后摆臂20的中央部21的外表面设有梁接合部22。
在该例子中，梁接合部22设于中央部21的向车辆宽度方向内侧弯曲的部分中的、车辆宽度方向内侧的部位。在该梁接合部22上焊接有扭力梁10的车辆宽度方向端部。
并且，如图2所示，在后摆臂20的比梁接合部22靠车辆后方的部位设有与弹簧座40相接合的臂侧座接合部23。
如图2和图3所示，臂侧座接合部23设于后摆臂20上的比中央部21靠车辆后方的两处。在该例子中，臂侧座接合部23设置成包含后摆臂20的比中央部21靠车辆后方且是处于车辆下部的部位，弹簧座40设置成绕后摆臂20的周围，对此省略详细说明。另外，靠车辆前侧的臂侧座接合部23配置成在比梁接合部22靠车辆后方的位置与梁接合部22隔开间隔。梁接合部22和两处臂侧座接合部23在后摆臂20上的比中央部21靠车辆后方的部位，沿着自中央部21向车辆后方且是向车辆宽度方向外侧延伸的长度方向隔开间隔地配置。
接着，说明扭力梁10的结构。扭力梁10是大致中空构造体且是沿车辆宽度方向延伸的金属制的构件。如图2～图5所示，该扭力梁10的横截面形状是扭力梁10的处于车辆上部的部位凸出的大致半圆状。在扭力梁10的处于车辆下部的部位设有沿车辆宽度方向延伸的开口部15。如图2所示，自车辆下方观察，该开口部15为沿车辆宽度方向延伸的大致长方形形状。即，扭力梁10是将圆环状的构件沿长度方向分割后的状态。另外，如图4所示，在扭力梁10的外壁面11a设有与弹簧座40相接合的梁侧座接合部13。
接下来，说明弹簧座40。弹簧座40是分别接合于扭力梁10和后摆臂20的金属制的板状构件，其具有接合于所述梁侧座接合部13的梁接合部41(图4)和接合于两处臂侧座接合部23的臂接合部42(图2、图3)。对于各接合部41、42，将在后面进行说明。在弹簧座40上形成有沿车辆上下方向贯穿弹簧座40的通孔。如图1所示，在该通孔的边缘部安装有沿车辆上下方向延伸的螺旋弹簧45，对此，在图2～图5中进行了省略。弹簧座40支承该螺旋弹簧45的下端。另外，在比螺旋弹簧45靠车辆后部的部位配置有减振器46。
在本实施方式的扭力梁10上接合有加强件30。以下，说明加强件30。加强件30是沿车辆宽度方向延伸的金属制的板状构件，其配置成堵塞扭力梁10的开口部15的处于车辆宽度方向两端部的部分。该加强件30焊接于内壁面11b的、位于开口部15的车辆宽度方向两端部的开口缘15a附近的部位。
此处，说明加强件30的形状。如图3～图5所示，加强件30具有主体部31、开口侧弯曲部32以及里侧弯曲部33，所述主体部31、开口侧弯曲部32以及里侧弯曲部33形成为一体。
主体部31是沿车辆宽度方向延伸的部分，主体部31的靠车辆宽度方向外侧的部分延伸到扭力梁10的车辆宽度方向外侧部。主体部31配置于开口部15的开口缘15a的附近，主体部31的车辆前方端部31a沿车辆宽度方向延伸，焊接于内壁面11b的、位于开口缘15a附近的靠车辆前侧的部位。同样地，主体部31的车辆后方端部31b沿车辆宽度方向延伸，焊接于内壁面11b的、位于开口缘15a附近的靠车辆后侧的部位。在该例子中，主体部31的车辆宽度方向外侧部没有焊接于后摆臂20的中央部21，但主体部31的车辆宽度方向外侧部也可以焊接于后摆臂20的中央部21。
开口侧弯曲部32设于主体部31的车辆宽度方向内侧，自主体部31的车辆宽度方向内侧端向车辆宽度方向内侧延伸且朝向开口里侧(底部15b)弯曲。
即，开口侧弯曲部32向车辆宽度方向内侧延伸且自车辆下部朝向车辆上部弯曲。并且，如图4和图5所示，开口侧弯曲部32延伸到比在扭力梁10的外壁面11a设置的梁侧座接合部13和弹簧座40的梁接合部41靠车辆宽度方向内侧的位置。
开口侧弯曲部32的车辆前方端部32a和车辆后方端部32b以接合于内壁面11的状态如所述那样弯曲。开口侧弯曲部32的车辆宽度方向内侧端延伸到扭力梁10的内壁面11b的位于车辆上部的部位。即，开口侧弯曲部32随着朝向车辆宽度方向内侧而向车辆上部弯曲，开口侧弯曲部32的车辆前后方向宽度形成为随着朝向车辆宽度方向内侧而逐渐变小。
里侧弯曲部33配置于比开口侧弯曲部32靠车辆宽度方向内侧的位置，自开口侧弯曲部32的车辆宽度方向内侧端向车辆宽度方向内侧延伸且朝向开口侧(车辆下方)弯曲。
如图4所示，里侧弯曲部33的车辆前方端部33a和车辆后方端部33b以接合于内壁面11b的状态如所述那样弯曲。如图5所示，里侧弯曲部33的车辆宽度方向内侧端延伸到扭力梁10的内壁面11b上的、位于开口缘15a与底部15b之间的中间部。在该例子中，里侧弯曲部33的车辆宽度方向内侧端延伸到扭力梁10的在上下方向上的大致中央部。里侧弯曲部33的车辆前后方向宽度形成为随着朝向车辆宽度方向内侧去而逐渐变大。
里侧弯曲部33的车辆宽度方向长度为主体部31的车辆宽度方向长度的四分之一左右。
此外，也可以使里侧弯曲部33的车辆宽度方向长度为主体部31的车辆宽度方向长度和开口侧弯曲部32的车辆宽度方向长度的合计长度的四分之一左右。
通过如所述那样构成悬架构造，由此使弹簧座40承受来自车轮3的自车辆前后方向的输入和来自车轮3的自车辆宽度方向两侧的输入，从而能够抑制后摆臂20的变形，因此能提高悬架构造的刚性。
另外，不仅在后摆臂20与扭力梁10之间的接合部22，在后摆臂20与弹簧座40之间的接合部42、23，以及扭力梁10与弹簧座40之间的接合部41、13也接受所述输入，因此能使应力分散，提高接合部的耐久性。
即，通过设置所述那样的加强件30，能够抑制由扭力梁10的扭曲所导致的耐久性能的降低。而且，能够使周边构件的板厚较薄而实现轻量化。另外，通过在加强件30的车辆宽度方向内侧端部设置开口侧弯曲部32，并相对于扭力梁10的长度方向(水平方向)对加强件30设置角度，能够使因扭曲而产生的应力在车辆宽度方向上均匀化。其结果，能够在提高悬架构造的耐久性的同时还能够实现轻量化。
另外，通过在加强件30上设置所述那样的里侧弯曲部33，能够对扭力梁10的扭曲刚性进行微调，从而能够同时实现乘坐感、运动性能等车辆性能的提高和轻量化。
如图2～图4所示，在里侧弯曲部33的车辆宽度方向内侧端设有缺口33c。缺口33c是通过朝向车辆宽度方向外侧对里侧弯曲部33的车辆宽度方向内侧端的车辆前后方向中央开槽而形成的。通过设置该缺口33c，从而使里侧弯曲部33形成为在沿车辆上下方向观察时向车辆宽度方向内侧敞开的两岔形状(字母Y形形状)。
通过如所述那样在里侧弯曲部33设置缺口33c，能够降低应力变大的开口部侧的刚性，从而能够抑制应力集中。其结果，能够抑制焊接点脱落。
此处，说明弹簧座40的臂接合部42。在弹簧座40的车辆宽度方向外侧端设有两处臂接合部42。如上所述，各臂接合部42焊接于后摆臂20的两处臂侧座接合部23。如图2和图3所示，上述臂接合部42被设置成在车辆前后方向上隔开间隔，并自弹簧座40的主体向车辆宽度方向外侧突出。
接下来，说明弹簧座40的梁接合部41与加强件30的开口侧弯曲部32之间的位置关系等。梁侧座接合部13配置于扭力梁10的外壁面11a上的、与开口侧弯曲部32接合于扭力梁10的内壁面11b的位置相对应的部位。如图4和图5所示，梁接合部41与配置在所述位置的梁侧座接合部13相接合。即，梁接合部41接合于外壁面11a的、与内壁面11b的接合有开口侧弯曲部32的车辆后方端部32b的部分呈正反关系(位于相反的那一侧)的部位。
梁接合部41和加强件30的开口侧弯曲部32的靠车辆后方的端部车辆后方端部32b配置成夹持扭力梁10的梁侧座接合部13，并分别焊接于梁侧座接合部13的正面和反面(外壁面11a、内壁面11b)。梁接合部41形成为与开口侧弯曲部32的、位于同梁侧座接合部13相对应的位置处的车辆后方端部32b的形状相对应。
通过如所述那样将弹簧座40的梁接合部41接合于扭力梁10的外壁面11a(梁侧座接合部13)，将加强件30的开口侧弯曲部32的车辆后方端部32b接合于扭力梁10的内壁面11b，能够抑制扭力梁10的变形，能够在由加强件30围成的范围内焊接弹簧座40，从而能够抑制在扭力梁10与弹簧座40之间的接合部产生的应力集中，充分发挥将扭力梁10和后摆臂20连接起来的弹簧座40的功能。
由以上的说明可知，采用本实施方式，能够缓和加强件30与扭力梁10相连接的部分的应力集中，提高悬架构造的耐久性。
所述实施方式的说明是用于说明本发明的例示，并不限定权利要求书所记载的技术方案。另外，本发明的各部分结构并不限于所述实施方式，能够在权利要求书所记载的技术范围内进行各种变形。
例如，在本实施方式中，以扭力梁10的横截面形状为大致半圆状为例进行了说明，但并不限于此。扭力梁10的横截面形状也可以是例如字母V形、字母U形形状。在该情况下，在加强件30上也设有开口侧弯曲部32和里侧弯曲部33，上述弯曲部的车辆前方端部和车辆后方端部连接于截面为字母V(字母U)形的扭力梁10的内壁面11b。
另外，在所述实施方式中，梁接合部41和加强件30的开口侧弯曲部32的车辆后方端部32b配置成夹持扭力梁10的梁侧座接合部13，并焊接于梁侧座接合部13的正面和反面(外壁面11a、内壁面11b)。此时，优选的是，开口侧弯曲部32的车辆后方端部32b和梁接合部41具有隔着梁侧座接合部13相重叠的部分，但并不限于此。开口侧弯曲部32的车辆后方端部32b和梁接合部41也可以配置成隔着梁侧座接合部13地彼此靠近。

Claims (3)

1.一种车辆用扭力梁式悬架构造，
所述悬架构造，其位于沿车辆宽度方向延伸的扭力梁的两端且分别与后摆臂连接，并且弹簧座分别接合于所述扭力梁和所述后摆臂，用于支持沿车辆上下方向延伸的弹簧的下端，
所述悬架构造的特征在于，
所述扭力梁为中空构造体，在所述扭力梁设有沿车辆宽度方向延伸的开口部，在所述扭力梁的外壁面设有与所述弹簧座相接合的座接合部，
在所述扭力梁的位于所述开口部的开口缘附近的内壁面上接合有沿车辆宽度方向延伸且堵塞所述开口部的一部分的加强件，该加强件自所述扭力梁的车辆宽度方向外侧部延伸到所述座接合部的车辆宽度方向内侧端的车辆宽度方向内侧的位置，
在所述加强件的车辆宽度方向内侧设有开口侧弯曲部，该开口侧弯曲部在与所述内壁面连接的状态下自所述开口缘附近朝向所述开口部的里侧弯曲，并且，
在所述加强件的所述开口侧弯曲部的车辆宽度方向内侧设有里侧弯曲部，该里侧弯曲部在与所述内壁面连接的状态下自所述开口部的里侧朝向所述开口缘附近弯曲。
2.根据权利要求1所述的车辆用扭力梁式悬架构造，其特征在于，
所述里侧弯曲部的车辆宽度方向内侧端是朝向车辆宽度方向外侧开槽形成的两岔形状。
3.根据权利要求1或2所述的车辆用扭力梁式悬架构造，其特征在于，
所述座接合部配置于所述外壁面上的与所述开口侧弯曲部相对应的位置，
所述弹簧座的接合于所述座接合部的部分形成为与所述开口侧弯曲部的接合于所述内壁面的部分附近的形状相对应。
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