CN107031325B

CN107031325B - 用于车辆的悬架部件

Info

Publication number: CN107031325B
Application number: CN201710048107.7A
Authority: CN
Inventors: 佐久间均
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-01-21
Filing date: 2017-01-20
Publication date: 2020-03-06
Anticipated expiration: 2037-01-20
Also published as: JP6402861B2; CN107031325A; US10377418B2; US20170210418A1; DE102017100982A1; JP2017128244A

Abstract

提供一种用于车辆的悬架部件，其中整个转向节由第二碳纤维复合材料形成，并且第一碳纤维复合材料被嵌入在仅利用第二碳纤维复合材料时其刚度不足的特定部分中。一个特定部分被设置到颈部，并且第一碳纤维复合材料被嵌入在这个特定部分中，使得其连续纤维被在与扭转载荷的中心轴线正交的方向上定向以便增强扭转刚度。其他特定部分被设置到本体部，并且第一碳纤维复合材料被嵌入在这些特定部分中，使得其连续纤维被在竖直方向上定向以便增强弯曲刚度。

Description

用于车辆的悬架部件

技术领域

本发明涉及一种在相对于车体悬挂车轮的悬架中使用的、用于车辆的悬架部件。

背景技术

在车轮和车体之间设置用于车辆的悬架部件，因此各种载荷，诸如经由车轮从路面输入的载荷、从车体输入的载荷，和从转向机构输入的载荷作用于这个悬架部件上。因此，要求悬架部件针对这种载荷具有适当的刚度。例如，作为这种悬架部件的一个实例，已知一种前转向节(在下文中，称作转向节)。图9A是转向节100的前视图，并且图9B是转向节100的侧视图。转向节100包括：本体部110，所述本体部110具有圆孔111，所述圆孔111通过对本体部110穿孔而形成，轮毂轴承被安设到该圆孔111中；和颈部120，所述颈部120形成为从本体部110一体地向上延伸。颈部120的上端经由上臂联接到车体。本体部110的下端中心150经由下臂联接到车体，并且本体部110的一个下端170经由拉杆联接到转向机构。转向节100由金属(诸如铁和铝)制成，并且是通过锻造或者铸造生产的。在图9中，未示意联接到转向节100的部件。

在扭转方向上的载荷如由图9B的箭头a所示作用于转向节100的颈部120上，并且在弯曲方向上的载荷如由图9A的箭头b所示作用于本体部110上。在相关技术的转向节100中，利用转向节100的截面形状确保了针对在扭转方向上的载荷的刚度和针对在弯曲方向上的载荷的刚度。例如，如果通过使用各向同性材料生产产品，则如在图10中所示在具有矩形截面(长边x、短边y)的部分中的扭转刚度k_T例如由以下公式表示：

k_T＝G×k×x×y³

其中G代表纵向弹性模量，并且k代表系数(x>y)。

因此，为了增强扭转刚度，最佳的是如在图10B中所示增加短边y的尺寸。如果关于短边y的尺寸增加存在任何限制，则还能够通过增加长边x的尺寸增强扭转刚度；但是在此情形中，质量的增加变得太大，这是不利的。

鉴于空间限制，悬架部件关于它的形状存在限制以便避免妨碍其它构件。例如，如在图9B中所示，冲击吸收器S被从转向节100向内(在车辆宽度方向上向内)布置，并且轮胎T被从转向节100向外(在车辆宽度方向上向外)布置。因此，增加转向节100在车辆宽度方向上的厚度受到限制。因此，难以有效率地利用转向节100的截面形状增强刚度，并且很可能引起质量增加。

同时，例如，在国际公开No.2012/137554中，提出一种通过使用碳纤维复合材料产生的汽车构件。在WO 2012/137554 A中提出的复合材料是通过联结单向复合材料和随机复合材料而形成的结构材料，其中在单向复合材料中，增强纤维被在一个方向上定向，在随机复合材料中，增强纤维彼此间随机地定向。

发明内容

在悬架部件中，每一个部分具有不同的、刚度作用于这个部分上的方向。具体地，即使在单一悬架部件中，施加载荷的方向仍然根据悬架部件中的每一个部分而改变。例如，在转向节100中，扭转载荷在箭头a方向上作用于颈部120上，并且弯曲载荷在箭头b方向上作用于本体部110上。因此，即便应用在WO 2012/137554 A中提出的技术，仍然难以充分均衡地通过整个悬架部件增强刚度。

本发明在最小化质量的增加的同时通过用于车辆的整个悬架部件确保刚度。

作为用于车辆的悬架部件的本发明的实例方面，该悬架部件包括：第一碳纤维复合材料，所述第一碳纤维复合材料包括连续纤维，所述连续纤维的定向被在一个方向上定向；和第二碳纤维复合材料，所述第二碳纤维复合材料包括非连续纤维，所述非连续纤维的定向被在随机方向上定向，悬架部件由第一碳纤维复合材料和第二碳纤维复合材料一体地构造，第一碳纤维复合材料被嵌入在第二碳纤维复合材料的至少两个不同的部分中，使得该至少两个不同的部分中的连续纤维的定向彼此不同。

用于本发明的车辆的悬架部件由单向碳纤维复合材料和随机碳纤维复合材料一体地形成。悬架部件的总体形状由随机碳纤维复合材料形成，并且单向碳纤维复合材料被嵌入在随机碳纤维复合材料中的多个部分中。每一种复合材料通过利用树脂浸渍作为增强纤维的碳纤维而形成。如此形成随机碳纤维复合材料，使得通过使用由非连续纤维制成的碳纤维而在随机方向上布置碳纤维，并且因此其机械性能变成各向同性的。因此，在该悬架部件中，能够通过使用这种随机碳纤维复合材料而在整体上确保预定刚度。

然而，大的局部载荷作用于悬架部件上。另外，这个载荷起作用的方向根据悬架部件的每一个部分而改变。如果通过仅仅使用随机碳纤维复合材料生产悬架部件，则为了针对这种局部地发生作用的大的载荷而确保刚度，要求增加悬架部件的截面面积，这不是优选的。

为了应对这一点，在本发明中，单向碳纤维复合材料被嵌入在随机碳纤维复合材料的多个部分中，并且如此布置在这多个部分中的至少两个部分中的单向碳纤维复合材料，使得该两个部分之间由连续纤维形成的碳纤维的定向是不同的。通过在一个方向上有序地布置由连续纤维制成的碳纤维而形成单向碳纤维复合材料；因此其机械性能变成各向异性的。因此，如果悬架部件具有要求增强其刚度的多个部分，并且期望在其增强刚度的方向在这多个部分中的至少两个部分之间不同，则在每一个部分中嵌入单向碳纤维复合材料，使得由连续纤维制成的碳纤维被在由期望沿其增强刚度的方向限定的方向上定向，由此适当地增强在每一个部分中的刚度。因此，根据本发明，例如，能够根据每一个部分灵活地调节刚度，诸如弯曲刚度和扭转刚度；因此，能够在最小化质量的增加的同时确保用于车辆的悬架部件的总体刚度。

该悬架部件可以是转向节，转向节可以被组装到车辆使得转向节能够旋转地支撑车辆的转向轮，转向节可以包括：本体部，所述本体部设置有圆孔，轮毂轴承安设到的该圆孔中，圆孔被布置在本体部的中央部分处；和颈部，所述颈部从本体部一体地向上延伸，颈部的上端被联接到另一悬架部件，第一碳纤维复合材料可以被设置到颈部和本体部使得：i)在转向节被组装到车辆的状态中，被设置到本体部的第一碳纤维复合材料的连续纤维的定向是竖直方向，并且ii)被设置到颈部的第一碳纤维复合材料的连续纤维的定向是与竖直方向正交的方向。

用于使转向轮转向的拉杆被联接到转向节以便根据拉杆的移动而使转向轮转向。此时，扭转载荷作用于颈部上。另外，扭转载荷还由于作为来自路面的输入的作用力作用于颈部上并且起作用以改变转向轮的方向。因此，有必要增强颈部的扭转刚度。为了应对这一点，在本发明的一个方面中，以如此方式在颈部中嵌入单向碳纤维复合材料，使得其碳纤维被定向为与竖直方向正交的方向。因此，能够增强颈部中的扭转刚度。应该指出，在本说明书中使用的方向表示在悬架部件被组装到车辆的状态中的方向。

由于来自路面的输入，在车辆宽度方向上的横向载荷作用于转向轮上。因此，低于本体部的圆孔的中心的部分被在车辆宽度方向上向内或者向外推动。因此，在车辆宽度方向上的弯曲载荷作用于本体部上。圆孔在本体部的中央处形成，因此弯曲载荷在本体部的、从圆孔的车辆向前部分或者车辆向后部分处作用于本体部上。为了应对这一点，在本发明的该一个方面中，单向碳纤维复合材料被嵌入在本体部中使得其碳纤维被在竖直方向上定向。因此，能够增强本体部的弯曲刚度。

悬架部件可以是托架，托架可以被组装到车辆使得托架能够旋转地支撑车辆的非转向轮，托架可以包括：本体部，所述本体部设置有圆孔，轮毂轴承安设在所述圆孔中，圆孔被布置在本体部的中央部分处；和多个联接部，所述多个联接部从本体部一体地延伸，所述多个联接部联接到其它悬架部件，所述多个联接部包括基部，所述基部从本体部一体地延伸，并且第一碳纤维复合材料被设置到本体部和基部中的至少一个基部使得：i)在托架被组装到车辆的状态中，被设置到本体部的第一碳纤维复合材料中的碳纤维的定向是竖直方向，并且ii)被设置到联接部中的基部中的至少一个基部的第一碳纤维复合材料中的碳纤维的定向是与竖直方向不同的方向。

由于来自路面的输入，在车辆宽度方向上的横向载荷作用于非转向轮上。因此，弯曲载荷在车辆宽度方向上作用于本体部上。为了应对这一点，在本发明的一个方面中，单向碳纤维复合材料被嵌入在本体部中使得其碳纤维被定向到竖直方向。因此，能够增强本体部的弯曲刚度。

在该托架中，由于来自另一悬架部件的输入，扭转载荷作用于作为从本体部一体地延伸的每一个联接部的基部的基部上。因此，要求增强每一个联接部的基部的扭转刚度。扭转载荷作用于每一个联接部的基部上的方向在分别的联接部之间改变，使得扭转载荷的方向并不总是与作用于本体部上的弯曲载荷的方向一致。为了应对这一点，在本发明的一个方面中，被设置到联接部的基部中的至少一个的单向碳纤维复合材料的碳纤维的方向被定向与竖直方向不同的方向。因此，能够根据作用于每一个联接部的基部上的扭转载荷的方向而增强每一个联接部的扭转刚度。

附图说明

将在下面参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业重要性，其中相同的数字表示相同的元件，并且其中：

图1A是根据第一实施例的转向节的前视图；

图1B是根据第一实施例的转向节的侧视图；

图2A是解释单向碳纤维复合材料中的各向异性的附图；

图2B是解释单向碳纤维复合材料中的各向异性的附图；

图3是解释随机碳纤维复合材料中的各向同性的附图；

图4A是解释在单向碳纤维复合材料和随机碳纤维复合材料的组合中的刚度的附图；

图4B是解释在单向碳纤维复合材料和随机碳纤维复合材料的组合中的刚度的附图；

图5A是解释作用于转向节上的载荷的前视图；

图5B是解释作用于转向节上的载荷的侧视图；

图6A是根据第二实施例的托架的前视图；

图6B是根据第二实施例的托架的侧视图；

图7是示出该托架与其它悬架部件的联接关系的、托架的前视图；

图8A是解释作用于托架上的载荷的、托架的前视图；

图8B是解释作用于托架上的载荷的、托架的侧视图；

图9A是相关技术的转向节的前视图；

图9B是相关技术的转向节的侧视图；

图10A是示出用于增强扭转刚度的通常方法的解释性附图；

图10B是示出用于增强扭转刚度的通常方法的解释性附图；并且

图10C是示出用于增强扭转刚度的通常方法的解释性附图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述根据本发明的一个实施例的一种用于车辆的悬架部件。图1示出作为用于车辆的悬架部件之一的前转向节1(在下文中称作转向节)。图1A是前转向节1的前视图，并且图1B是前转向节1的侧视图。这里，在前转向节1被组装到车辆的状态中，在车辆宽度方向上的内侧表面被定义为前视图。因此，前轮被布置在图1B的右侧上。

转向节1是以能够旋转地支撑车辆的转向轮的方式组装到车体的部件，并且包括能够旋转地支撑作为转向轮的前轮的本体部10，和以从本体部10一体地向上延伸的杆形状形成的颈部20。在下文中，还将描述联接到转向节1的部件，但是在附图中未示意这些部件。

本体部10形成为具有延伸通过本体部10的中央部分的、大直径的圆孔11。围绕圆孔11，从圆孔11分别地在较高位置处形成两个轴承紧固孔12并且在较低位置处形成两个轴承紧固孔12。未示意的轮毂轴承被安设在圆孔11中，并且未示意的轴承固定螺栓通过轴承紧固孔12插入以被紧固，由此在圆孔11中安设未示意的轮毂轴承。通过这种构造，本体部10经由轮毂轴承能够旋转地支撑通过圆孔11插入的轴毂。

在本体部10的侧部中，形成用于固定未示意的制动卡钳的卡钳固定部13A、13B。卡钳固定孔14形成为延伸通过卡钳固定部13A、13B的每一个，并且分别的未示意的卡钳固定螺栓通过卡钳固定孔14插入使得将制动卡钳固定到转向节1。

在车辆宽度方向上向内延伸的下臂联接部15和在车辆向前方向上延伸的拉杆联接部17分别地与本体部10的下部一体地形成。两个下臂联接孔16被形成为延伸通过下臂联接部15，并且未示意的下臂经由通过分别的下臂联接孔16插入的未示意的联接部件(诸如球形接头)联接到下臂联接部分15。拉杆联接孔18形成为延伸通过拉杆联接部分17，并且未示意的拉杆经由通过拉杆联接孔18插入的未示意的联接部件(诸如球形接头)联接到拉杆联接部分17。

颈部20形成为从本体部10在车辆宽度向内方向上向上延伸的杆形状。在车辆宽度向外方向上延伸的上臂联接部21与颈部20的前端一体地形成。两个上臂联接孔22形成为延伸通过上臂联接部21，并且未示意的上臂经由通过上臂联接孔22插入的未示意的联接部件(诸如球形接头)联接到上臂联接部21。

因此，在能够旋转地支撑轴毂时，转向节1通过上臂和下臂可摆动地联接到车体，并且还通过拉杆联接到未示意的转向机构。以此方式，转向节1以能够旋转方式、以相对于车体可摆动方式并且以可转向方式支撑转向轮。

相关技术的转向节由金属形成(诸如铁和铝)，但是本实施例的转向节1通过使用利用树脂硬化碳纤维制成的碳纤维复合材料而一体地形成。通过使用具有不同的碳纤维形式的两种类型的碳纤维复合材料形成转向节1。该两种类型之一是通过在一个方向上有序地布置由连续纤维制成的碳纤维而形成的单向碳纤维复合材料A(第一碳纤维复合材料)；并且其另一种是通过在随机方向上布置由非连续纤维制成的碳纤维而形成的随机碳纤维复合材料B(第二碳纤维复合材料)。通过使用具有普通的热性能的材料形成单向碳纤维复合材料A和随机碳纤维复合材料B的分别的基质(母体材料)，并且这些材料例如可以是热塑性树脂(例如，诸如聚酰胺树脂)或者可以是热固性树脂(例如，诸如环氧树脂)。

用于单向碳纤维复合材料A的连续纤维是从复合材料的一端到与该一端相对的另一端连续的碳纤维。用于随机碳纤维复合材料B的非连续纤维是被切割成例如10到100mm的平均长度的长纤维。

单向碳纤维复合材料A是具有各向异性机械性能的各向异性材料。例如，如在图2A中所示，如果连续纤维的碳纤维被在横向方向上定向，则单向碳纤维复合材料A针对在箭头a方向上作用的扭转载荷呈现较大的刚度，但是如在图2B中所示针对在箭头b方向上作用的弯曲载荷呈现较小的刚度。如在图2B中所示，如果连续纤维的碳纤维被在竖直方向上定向，则单向碳纤维复合材料A针对在箭头a方向上作用的扭转载荷呈现较小的刚度，但是针对在箭头b方向上作用的弯曲载荷呈现较大的刚度。

在另一方面，随机碳纤维复合材料B是具有各向同性机械性能的各向同性材料。因此，例如，如在图3中所示，随机碳纤维复合材料B针对在箭头a方向上作用的扭转载荷和在箭头b方向上作用的弯曲载荷这两者均呈现适当的刚度。

基于以上机械性能，转向节1大体通过使用随机碳纤维复合材料B形成，并且考虑到载荷作用的方向，在其每一个中刚度变得不足的部分，即，在其每一个中期望增强刚度的部分中局部地嵌入单向碳纤维复合材料A。具有不足刚度的部分在下文中称作特定部分。

例如，如在图4A中所示，在更大的扭转载荷在箭头a方向上作用在其上的每一个部分中，单向碳纤维复合材料A被嵌入随机碳纤维复合材料B中，使得单向碳纤维复合材料A的连续纤维的方向被在使得针对扭转载荷的刚度变得更大的方向上，即，在与扭转载荷的中心轴线正交的方向上定向，由此增强扭转刚度。如在图4B中所示，在更大的弯曲载荷在箭头b方向上作用在其上的每一个部分中，单向碳纤维复合材料A被嵌入在随机碳纤维复合材料B中，使得单向碳纤维复合材料A的连续纤维的方向被在使得针对弯曲载荷的刚度变得更大的方向，即，在作为与弯曲的中性线平行的方向的竖直方向上定向，由此增强弯曲刚度。

转向节1根据驾驶员的转向操作引起的拉杆的移动将转向轮转向。此时，扭转载荷在图5B中的箭头a1方向上作用于颈部20上。类似地，扭转载荷还由于作为来自路面的输入的作用力而作用于颈部20上并且发生作用以改变转向轮的方向。因此，有必要增强颈部20的扭转刚度。

此外，横向载荷在车辆宽度方向上(图5B中的左右方向)从路面作用于车轮上，并且这个载荷经由轴毂被输入转向节1中。在此情形中，本体部10的、比圆孔11的中心更加向下定位的部分被在车辆宽度方向上向内或者向外推动。因此，弯曲载荷在图5B中的箭头b1方向上作用于本体部10上。因此，在本体部10中，要求在其比圆孔11更加在车辆向前方向和更加在车辆向后方向上定位的部分中增强弯曲刚度。

为了应对这一点，如在图5中所示，在转向节1的颈部20和本体部10中，设定特定部分P1、P2、P3，在每一个特定部分中，期望增强刚度，并且在特定部分P1、P2、P3中嵌入单向碳纤维复合材料A。在设定于颈部20中的特定部分P1中，嵌入单向碳纤维复合材料A，使得其连续纤维被在与扭转载荷的中心轴线基本正交的方向上定向。在本说明书中提到的扭转载荷的中心轴线表示如果扭转载荷作用于这个螺钉上，螺钉前进的方向。在本实施例中，连续纤维被朝向在图5A中的左右方向，即，在车辆纵向方向上定向。因此，在特定部分P1中的截面(沿着图5A中的线z1-z1的截面)由图4A的图像表示。

特定部分P2和特定部分P3被设定在本体部10的、与圆孔11相比的更加车辆向前的位置处和更加车辆向后的位置处。其中连续纤维被在竖直方向上定向的单向碳纤维复合材料A被嵌入在特定部分P2中以及在特定部分P3中。因此，特定部分P2、P3的分别的截面(在图5A中沿着线z2-z2的截面和沿着线z3-z3的截面)分别地由图4B的图像表示。

通过使用作为用于生产随机碳纤维复合材料B的基础材料的垫子(通常被称作所谓的“随机垫”；因此，在下文中称作随机垫)和作为用于生产单向碳纤维复合材料A的基础材料的片材(通常被称作所谓的“单向片材(UD片材)”；因此，在下文中称作UD片材)形成转向节1。在此情形中，制备通过层叠多个随机垫，并且在将成为每一个特定部分的位置处在随机垫之间置入UD片材而形成层叠体。可以通过层叠多个UD片材、通过将UD片材缠绕成辊形，或者其组合而执行在随机垫之间置入UD片材的操作以便确保预定的厚度。每一个UD片材的定向被如此设定，使其连续纤维被在前述方向上定向。

这个层叠体被布置在被加热的上模和下模之间，并且在层叠方向上被上和下模加压(热挤压)，由此形成转向节1的基质(总体形状)。在此情形中，加压方向可以被设定为图5B中的箭头p方向。基质被以如此方式形成为一体，使得通过使用随机碳纤维复合材料B形成总体基质，并且单向碳纤维复合材料A被嵌入在该基质的特定部分P1、P2、P3中。在适当地执行镗孔过程、切割过程和其它过程之后完成转向节1。

即便作为前述第一实施例的悬架部件的转向节1具有要求增强其刚度的多个特定部分，并且期望沿其增强刚度的方向彼此不同，但是单向碳纤维复合材料A仍然被嵌入在这些特定部分中，使得其连续纤维考虑到期望沿其增强这些特定部分的刚度的分别的方向而定向。因此，能够通过整个转向节1充分均衡地增强刚度。利用由金属材料制成的转向节1的截面形状确保刚度是不必要的，这在相关技术中是必要的；因此，能够实现空间的减小和重量的降低。因此，提高了设计自由度。

在下文中，将描述第二实施例。第二实施例的、用于车辆的悬架部件是以能够旋转地支撑后轮(非转向轮)的方式组装到车辆的后托架(在下文中，称作托架)。图6A是托架50的前视图，并且图6B是托架50的侧视图。这里，在托架50被组装到车辆的状态中，在车辆宽度方向上的内侧表面被定义为前视图。因此，后轮被布置在图6B中的右侧上。

托架50包括能够旋转地支撑后轮的本体部60。本体部60形成为具有延伸通过本体部60的中央部分的、大直径的圆孔61。围绕圆孔61，从圆孔61在较高位置处形成两个轴承紧固孔62并且在较低位置处形成两个轴承紧固孔62。未示意的轮毂轴承被安设在圆孔61中，并且未示意的轴承-固定螺栓通过轴承紧固孔62插入以被紧固，由此将未示意的轮毂轴承安设在圆孔61中。通过这种构造，本体部60经由轮毂轴承能够旋转地支撑通过圆孔61插入的轴毂。

在本体部60的一个侧部中，形成用于固定未示意的制动卡钳的卡钳固定部分63A、63B。卡钳固定孔64在卡钳固定部分63A、63B每一个中形成，并且分别的未示意的卡钳固定螺栓通过卡钳固定孔64插入以便将制动卡钳固定到托架50。

本体部60的上部设置有从本体部60在车辆宽度向内方向上一体地延伸的第一上臂联接部81，和从本体部60向上一体地延伸的第二上臂联接部82。图7是示出托架50和各种悬架臂之间的联接关系的附图。第一上臂联接孔81a形成为在基本车辆纵向方向上延伸通过第一上臂联接部81，并且第一上臂UA1经由通过第一上臂联接孔81a插入的联接部件J1(诸如球形接头)联接到第一上臂联接部81。第二上臂联接孔82a形成为在车辆纵向方向上延伸通过第二上臂联接部82，并且第二上臂UA2经由通过第二上臂联接孔82a插入的联接部件J2(诸如球形接头)联接到第二上臂联接部82。

本体部60的下部设置有从本体部60一体地向下延伸的下臂联接部70。下臂联接部70由从本体部60一体地向下延伸的第一支腿部分71和第二支腿部分72以及一体地连接第一支腿部分71和第二支腿部分72的前端部分73构造。第一下臂联接孔73a形成为在基本车辆纵向方向上延伸通过前端部分73，并且第一下臂LA1经由通过第一下臂联接孔73a插入的联接部件J3(诸如球形接头)联接到前端部分73。第二下臂联接孔71a、72a形成为分别地在车辆纵向方向上延伸通过第一支腿部分71和第二支腿部分72，并且第二下臂LA2经由通过第二下臂联接孔71a、72a插入的联接部件J4(诸如衬套)联接到前端部分73。

本体部60的侧部以在车辆宽度向内方向上从本体部60一体地延伸的方式设置有束角控制臂联接部83。束角控制臂联接孔83a形成为在基本车辆纵向方向上延伸通过束角控制臂联接部83，并且束角控制臂TCA经由通过束角控制臂联接孔83a插入的联接部件J5(诸如球形接头)联接到束角控制臂联接部83。

因此，在能够旋转地支撑轴毂时，托架50经由该两个上臂UA1、UA2、该两个下臂LA1、LA2和束角控制臂TCA可摆动地联接到车体。以此方式，托架50以能够旋转方式、以及相对于车体可摆动方式支撑后轮(非转向轮)。

如转向节1那样，整个托架50由随机碳纤维复合材料B形成，并且考虑到载荷的作用方向，单向碳纤维复合材料A被嵌入在期望增强其刚度的部分中。如在图8A中所示，扭转载荷在作为从本体部60延伸的第一上臂联接部81的基部的基部81x上在箭头a2方向上从联接部件J1发生作用。扭转载荷在作为从本体部60延伸的第二上臂联接部82的基部的基部82x上在箭头b2方向上从联接部件J2发生作用。扭转载荷在作为从本体部60延伸的下臂联接部70的基部的基部71x、72x上在箭头c2方向上从联接部件J3发生作用。在此情形中，在下臂联接部70中，第一支腿部分71和第二支腿部分72是将扭转载荷被输入其中的前端部分73一体地连接到本体部60的部分，并且这些第一和第二支腿部分71、72分别地对应于基部71x、72x。在箭头d2方向上的扭转载荷从联接部件J5作用在作为从本体部60延伸的束角控制臂联接部83的基部的基部83x上(见图8B)。

因此，第一上臂联接部81的基部81x被设定为期望增强其针对扭转载荷的刚度的特定部分P4；第二上臂联接部82的基部82x被设定为期望增强其针对扭转载荷的刚度的特定部分P5；下臂联接部70的该两个基部71x、72x被设定为期望增强其针对扭转载荷的刚度的特定部分P6、P7；并且束角控制臂联接部83的基部83x被设定为期望增强其针对扭转载荷的刚度的特定部分P8(见图8B)。

托架50整体上由随机碳纤维复合材料B形成，并且在特定部分P4、P5、P6、P7、P8中嵌入单向碳纤维复合材料A，使得其连续纤维被在与每一个扭转载荷的中心轴线基本正交的方向上定向。在该实例中，在特定部分P4、P5、P6、P7每一个中嵌入的单向碳纤维复合材料A中的连续纤维如在图8A中所示被在车辆纵向方向上定向。另外，在束角控制臂联接部83的特定部分P8中嵌入的单向碳纤维复合材料A中的连续纤维如在图8B中所示被在车辆宽度方向上定向。

如转向节1那样，因为横向载荷被输入车轮中，所以如在图8B中所示，在箭头e2方向上的弯曲载荷作用于托架50的本体部60上。因此，本体部60的、与圆孔61相比更加在车辆向前和更加在车辆向后定位的部分被设定为期望增强其弯曲刚度的特定部分P9、P10(见图8A)。在这些特定部分P9、P10中，单向碳纤维复合材料A被嵌入，使得其连续纤维被在增强针对弯曲载荷的刚度的方向上，即，在与弯曲中性线平行的竖直方向上定向。

例如，如转向节1那样，可以通过使用随机垫和UD片材形成这个托架。

即便作为前述第二实施例的悬架部件的托架50具有要求增强其刚度的多个特定部分，并且期望沿其增强刚度的方向彼此不同，但是单向碳纤维复合材料A仍然被嵌入在这些特定部分中，使得其连续纤维考虑到期望沿其增强这些特定部分的刚度的分别的方向而定向。因此，能够通过整个托架50充分均衡地增强刚度。利用金属材料的截面形状确保刚度是不必要的，这在相关技术中是必要的；因此，能够实现空间的减小和重量的降低。因此，提高了设计自由度。

如前述那样，已经描述了该两个实施例的、用于车辆的分别的悬架部件，但是本发明不限于前述实施例，并且可以在不偏离本发明的范围的情况下被不同地修改。

例如，在本实施例中，已经描述了关于转向节1和托架50的应用，但是本发明可以应用于悬架臂诸如上臂和下臂。

另外，第一实施例的转向节1是具有联接到颈部20的上端的上臂的类型，但是类似于支柱型悬架，其可以是具有联接到颈部20的上端的冲击吸收器的类型。

Claims

1.一种用于车辆的悬架部件，所述悬架部件包括：

第一碳纤维复合材料，所述第一碳纤维复合材料包括连续纤维，所述连续纤维的定向被在一个方向上定向；和

第二碳纤维复合材料，所述第二碳纤维复合材料包括非连续纤维，所述非连续纤维的定向被在随机方向上定向，

所述悬架部件由所述第一碳纤维复合材料和所述第二碳纤维复合材料一体地构造，

所述第一碳纤维复合材料被嵌入在所述第二碳纤维复合材料的至少两个不同的部分中，使得所述至少两个不同的部分中的所述连续纤维的定向彼此不同，

其特征在于

所述悬架部件是转向节，

所述转向节被组装到所述车辆使得所述转向节能够旋转地支撑所述车辆的转向轮，

所述转向节包括：

本体部，所述本体部设置有圆孔，轮毂轴承安设在所述圆孔中，所述圆孔被布置在所述本体部的中央部分处；和

颈部，所述颈部从所述本体部一体地向上延伸，所述颈部的上端被联接到另一悬架部件，

并且

所述第一碳纤维复合材料被设置到所述颈部和所述本体部，使得

i)在所述转向节被组装到所述车辆的状态中，被设置到所述本体部的所述第一碳纤维复合材料的连续纤维的定向是竖直方向，并且

ii)被设置到所述颈部的所述第一碳纤维复合材料的连续纤维的定向是与所述竖直方向正交的方向。

2.一种用于车辆的悬架部件，所述悬架部件包括：

其特征在于

所述悬架部件是托架，所述托架被组装到所述车辆使得所述托架能够旋转地支撑所述车辆的非转向轮，

所述托架包括：

多个联接部，所述多个联接部从所述本体部一体地延伸，所述多个联接部联接到其它悬架部件，

所述多个联接部包括基部，所述基部从所述本体部一体地延伸，并且

所述第一碳纤维复合材料被设置到所述本体部和所述基部中的至少一个基部，使得

i)在所述托架被组装到所述车辆的状态中，被设置到所述本体部的所述第一碳纤维复合材料中的所述碳纤维的定向是竖直方向，并且

ii)被设置到所述联接部中的所述基部中的所述至少一个基部的所述第一碳纤维复合材料中的所述碳纤维的定向是与所述竖直方向不同的方向。