CN111448084B - 悬架装置及下臂 - Google Patents

Abstract

本公开的技术的一实施方式的悬架装置(10)包括上臂(14)、下臂(16)，以及被配置为在车宽方向上延伸且端部被配置于下臂的板簧(40)，下臂具有向车宽方向内侧开口的开口部(16f)，所述板簧穿过所述开口部在所述下臂内延伸，所述板簧的所述端部由所述下臂的支承部(44)支承，所述下臂的盖部(16e)与所述板簧的所述端部分开地将其覆盖，并具有规定的加强形状。

Description

悬架装置及下臂

技术领域

本公开涉及车辆的独立悬架式的悬架装置、以及该悬架装置用的下臂。

背景技术

在车辆中，以往就使用车轮的独立悬架的方式之一的、双横臂式的悬架装置。这种悬架装置包括：上臂，其被绕支承轴摆动自如地支承在车身框架的纵梁上；以及下臂，其被绕支承轴摆动自如地支承在车身侧的悬架横梁上。这些上臂和下臂被连结于车轮的转向节。

专利文献1中公开了这样的悬架装置的一个示例。专利文献1的悬架装置包括经由球窝接头被连结于转向节上的上述上臂和上述下臂。并且，该悬架装置包括：螺旋弹簧，其被设置在下臂和被固定于车身框架的弹簧座之间；吸震器，其在该螺旋弹簧的中心延伸；以及板簧，其在车宽方向上横置地配置，两端连结于分别对应的下臂。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国特开平7-112607号公报。

发明内容

[发明要解决的技术问题]

可以想到在专利文献1的悬架装置中进行各种改良。例如可以想到，通过尝试改善各构成元件间的关系性，提高设计的自由度。但是，即使实现了这样的改良，还需要避免悬架装置的重量大幅地增加，或其强度(刚性)大幅地降低的状况。这一点在被配置在车轮附近的下臂中也是同样的。

本公开的技术的目的在于，在悬架装置中，将下臂的强度保持在一定程度以上，同时实现其轻量化。

[用于解决技术问题的方法]

为了达成上述目的，本公开的技术提供一种悬架装置，其包括：上臂，被设置成摆动自如地支承车轮的转向节并且被构成为由在车辆前后方向上延伸的纵梁摆动自如地支承；下臂，被设置成摆动自如地支承所述转向节并且被构成为由在车宽方向上延伸的悬架横梁摆动自如地支承；冲击吸收装置，被配置在该下臂和所述纵梁之间；以及板簧，被配置为在车宽方向上延伸，端部被配置于所述下臂，所述下臂具有向车宽方向内侧开口的开口部，所述板簧穿过所述开口部在所述下臂内延伸，所述板簧的所述端部由所述下臂的支承部支承，所述下臂的盖部与所述板簧的所述端部分开地覆盖所述板簧的所述端部，并具有规定的加强形状。

也可以是，在所述悬架横梁的主横梁经由处于与所述上臂及所述冲击吸收装置为非连接状态的托架连接于所述纵梁的铅直方向下侧的情况下，所述板簧的中间部分被容纳在所述悬架横梁的所述主横梁内。

优选地，所述下臂包括：下臂主体部，具备基部和从该基部分两支延伸的臂部；以及所述盖部，被安装于该下臂主体部，通过将所述盖部安装于所述下臂主体部，在所述下臂上界定形成所述开口部，所述板簧从所述盖部的内表面分开。

优选地，在所述下臂中，所述盖部在所述开口部处具有大致拱形状。

也可以是，在所述盖部的外表面，连接有所述冲击吸收装置的一端。

也可以是，所述托架具有托架缓冲部，所述盖部的外表面具有所述托架缓冲部能够接触的部位。

本公开还适用于上述悬架装置用的上述下臂。

[发明效果]

根据基于本公开的上述技术的悬架装置，具有上述结构，因此将下臂的强度保持在一定程度以上，同时能够实现其轻量化。

附图说明

图1是本公开的技术的一实施方式的悬架装置的结构图，是从车辆侧面侧观察的图。

图2是图1的悬架装置的单侧的车轮侧的结构图，是局部剖视图。

图3是用于说明图1的悬架装置的下臂和板簧的图。

图4是现有的悬架装置的装配的说明图。

图5是图1的悬架装置的装配的说明图。

图6是图2的悬架装置的示意性的说明图。

具体实施方式

下面，基于附图说明本公开的技术的实施方式。针对相同的部件(或结构)标注相同的附图标记，它们的名称和功能也相同。因此，不重复针对它们的详细说明。

图1中示出本公开的技术的一实施方式的悬架装置10的一部分的概要构成。图2中示出悬架装置10的单侧的车轮侧的结构，以剖面示出它的一部分。悬架装置10在此被应用于车辆的前轮，图2的附图标记“12”是支承左前轮(未图示)的轮毂。图1是(将左前轮的轮毂及转向节除外进行显示的)图2中的悬架装置10的、从左前轮的侧面侧观察的图。此外，未图示的右前轮侧实质上具有与图1和图2的结构左右对称的结构，因此在下文中实质上省略其说明。另外，车宽方向在图1中是与纸面大致正交的方向，并且在图2中是与纸面大致平行的方向，车辆前后方向在图1中是与纸面大致平行的方向，并且，在图2中是与纸面大致正交的方向。

悬架装置10作为独立悬架方式的悬架装置而构成。悬架装置10包括：俯视形状为大致V形或大致A形的上臂14；以及俯视形状为大致V形或大致A形的下臂16。车轮的转向节18经由其的上侧部分并经由球窝接头20而被支承于上臂14，尤其是其车宽方向外侧的端部(基部)14a，即被摆动自如地支承。另外，车轮的转向节18经由其的下侧部分并经由球窝接头22而被摆动自如地支承于下臂16，尤其是其车宽方向外侧的端部(基部)16a。

从上臂14的上述基部14a向车宽方向内侧分为两支的两个臂部14b各自的臂端部14c被连结于托架24的上臂托架25a。由此，上臂14被以围绕托架25a的支承轴摆动自如的方式支承。托架24被固定于在车辆前后方向上延伸配置的纵梁26。纵梁26是未图示出其整体的车身框架BF的构成元件，被配置在车辆的两侧。此外，在悬架装置10中，如图1所示，托架24通过呈W形状配置的五个螺栓B，被固定于纵梁26。但是，用于固定托架24的螺栓的数量、配置等并不限定于此。

在车身框架BF的左右的纵梁26(在图1和图2中，仅图示出车辆左侧的纵梁26)的铅直方向下侧即下方，沿车宽方向配置有悬架横梁(车辆悬架横梁)28。悬架横梁28包括在车辆前后方向上具有一定程度的宽度并在车宽方向上延伸的多个部件、以及被设置为连接它们的在车辆前后方向上延伸的多个部件。具体而言，悬架横梁28包括：在车宽方向上延伸的主横梁30；在车宽方向上延伸的副横梁32；以及在车辆前后方向上延伸的纵构件34。在此，副横梁32在主横梁30的车辆前方侧与主横梁30分开地大致平行地配置。并且，纵构件34跨过这些主横梁30和副横梁32地设置。在此，悬架横梁的构成元件通常由钢铁材料制作，它们通过焊接被一体化，但材料、接合方法并不限定于此。另外，这样的悬架横梁28的结构在本公开中并不排除悬架横梁仅由主横梁构成的情况。此外，如图1和图2所示，在悬架装置10中，悬架横梁28被安装固定于纵梁26时，纵构件34抵接于纵梁26。另外，通过主横梁30和副横梁32，转向齿轮箱SU被支承在它们之间。

更详细地，主横梁30经由托架36被安装至纵构件34。在悬架横梁28中的主横梁30的上部，安装有托架36。如图1所示，托架36被设置为从上侧覆盖主横梁30，并且如图2所示，托架36相对于主横梁30的(车宽方向的)端部被设置在其上部。而且，如图1和图2所示，上述的纵构件34被配置为跨过托架36的上部。这样，在悬架装置10中，托架36被组装在悬架横梁28的内部。但是，托架36也可以被安装在悬架横梁28的外部(即，可以是经由托架36将悬架横梁28安装于纵梁26)。此外，在这些方案的任一者中，悬架横梁28均被连接至车身框架BF(纵梁26)的铅直方向下侧，此时悬架横梁28在其内部或其上侧伴随有托架36。在下文中，为了将该托架36与上述托架24进行区别，将上述托架24称为上侧托架，将托架36称为下侧托架。此外，下侧托架36相当于本公开的技术中的(处于与上臂冲击吸收装置为非连接状态的)托架。

副横梁32也经由支承托架33被安装于纵构件34。在副横梁32的车宽方向两端部上各自以从上侧覆盖的方式接合有在大致铅直方向上(大致上下方向)延伸的支承托架33的下端部。并且，通过这样将被接合于副横梁32上的支承托架33的上端部接合于纵构件34，从而将副横梁32安装于纵构件34。

悬架横梁28还具有下臂托架38。在下臂托架38上连结有从下臂16的上述基部16a向车宽方向内侧分为两支的两个臂部16b的各自的臂端部16c。由此，下臂16被围绕托架38的支承轴摆动自如地支承。在此，如图1所示，下臂托架38被设置成在车辆前后方向上夹着主横梁30。在此，车辆前方侧的下臂托架38还被构成为与副横梁32的车宽方向外侧端部接合的上述支承托架33。因此，车辆前方侧的下臂托架38承担作为支承托架33的作用。车辆后方侧的下臂托架38被连结于主横梁30的延伸部30E，并且其上端部被安装固定于纵构件34。这样，下臂16未被直接地连接于下侧托架36，下侧托架36从下臂16分开。

在悬架装置10中，以在车宽方向上延伸的方式横置地配置板簧40。板簧40穿过悬架横梁28中的主横梁30的内部空洞30s地配置。而且，板簧40的一端部40a如后所述地被配置在左前轮侧(图2的轮毂12侧)的下臂16的支承部44，另一端部同样地被配置在未图示的右前轮侧的下臂16的支承部44。

在下臂16的基部16a和从其分为两支地延伸的臂部16b之间形成的大致三角形区域的铅直方向上侧即上方，支承部44被形成为在车辆中大致呈水平。板簧40具有大体上在车宽方向上延伸并向铅直方向上侧稍微凸出弯曲的形状。板簧40的中间部分40b被容纳在悬架横梁28内。更具体而言，中间部分40b被容纳在悬架横梁28中的主横梁30内，通过衬套构件47被支承于主横梁30。更详细地，板簧40的中间部分40b通过左前轮侧的衬套构件47(上衬套48和下衬套50)以及右前轮侧的未图示的衬套构件(上衬套和下衬套)而被支承于主横梁30。衬套构件47包括：上衬套48，其被定位在板簧40的铅直方向上侧，连接于主横梁30的内表面；以及下衬套50，其被定位在板簧40的铅直方向下侧，连接于主横梁30的内表面。板簧40被设置为由上衬套48向下臂16的支承部44按压。该上衬套48相当于被设置成能够将来自板簧40的力传递给悬架横梁28的传递部。另外，下衬套50被设置为支承板簧40，以使得使板簧40能够承担各种职责或功能，例如也能够承担作为稳定器的职责。通过还设置下衬套50，从而在左右前轮中产生不同的力时，例如左前轮被向上侧抬起而右前轮向下侧降低时，板簧40能够大致呈S字状弯曲，能够对左右前轮双方作用力。

如图3所示，下臂16具有上述支承部44，并且还具有被设置成覆盖支承部44的铅直方向上侧的下臂盖部16e。此外，为了明确与该盖部16e的区别，可以将包括上文叙述的基部16a以及从其分两支延伸的臂部16b的主体部16d称作下臂主体部。

在下臂16中，在下臂主体部16d上设置有用于支承板簧40的端部的上述支承部44。支承部44被设置为载置于下臂16，并被设置为能够相对于下臂16卸下或更换。支承部44由与下臂16相同的金属材料中的、钢铁材料制作。在支承部44的下侧，设置有弹性体44a。该弹性体44a被设置为提高较大的力作用于支承部44时的缓冲能力，并且吸收下臂16的旋转轨迹和板簧40的旋转轨迹之差。而且，在下臂主体部16d安装有盖部16e的下臂16具有向车宽方向内侧开口的开口部16f。开口部16f是通过在下臂主体部16d安装盖部16e从而界定形成的。板簧40穿过开口部16f在下臂16内的空间中延伸，板簧40的端部40a被下臂16的支承部44支承。

以在上述结构的下臂16和纵梁26之间延伸的方式，设置有作为冲击吸收装置的吸震器46。吸震器46的一端部46a被连接于下臂16。吸震器46的向下臂16的连接部16g被设置在下臂16的盖部16e的铅直方向上侧的外表面，大致位于下臂16的基部16a附近上侧。吸震器46的另一端部46b被连结至上侧托架24中的、两个上臂托架25a间的连接部25b。

那么，在上述结构的悬架装置10中，由上述说明和附图可知，被连接于纵梁26的车宽方向外侧的上侧托架24是从被连接于纵梁26的铅直方向下侧的悬架横梁28独立分开的。与此不同，在现有的悬架装置中，连接悬架横梁和纵梁的托架延伸至纵梁26的车宽方向外侧。例如，在专利文献1的悬架装置中，连接悬架横梁和纵梁的托架被设置成还覆盖使吸震器在中心延伸的螺旋弹簧周围，与该弹簧座成为一体。因此，在专利文献1的悬架装置中，构成元件间的设计上的关系性非常强。相比于这样的现有的悬架装置，悬架装置10包括上述结构，因而具有高的设计的自由度。而且，上侧托架24还与下侧托架36独立，其中，该下侧托架36被设置为从上侧覆盖主横梁30的端部并位于纵梁26的铅直方向下侧即下方。由此，连接于上侧托架24的上臂14和吸震器46未直接地连接于下侧托架36，即处于非连接状态。因此，悬架装置10具有更高的设计的自由度。这样，悬架装置10具有上侧托架24和下侧托架36为独立的结构。

由于具有上侧托架24和下侧托架36独立的结构，因而悬架装置10在车身框架BF的装配性方面优异。在此，首先针对现有的悬架装置进行说明。在图4中示意性示出：具备左右的纵梁26的车身框架BF；以及具备托架B的悬架横梁28′，该托架B如专利文献1记载的托架那样具有大致L字形状剖面。由图4可以理解到，在现有的悬架装置中，在将具备托架B的悬架横梁28′向车身框架BF装配时，需要在它们之间在前后左右、水平方向等进行精密的定位。

与此不同，在本实施方式的悬架装置10中，如以上说明，上侧托架24和下侧托架36(即悬架横梁28)分开独立。即，上侧托架24未被固定于悬架横梁28，而是从悬架横梁28独立地分开。而且，通过该结构，上侧托架24可以与悬架横梁独立地安装于纵梁26，包括下侧托架36的悬架横梁28可以与上侧托架24独立地安装于纵梁26。在上侧托架24上安装有上臂14、吸震器46。而且，装配有包含(上臂14、吸震器46处于非接触状态的)下侧托架36的悬架横梁28。上侧托架24和悬架横梁28经由吸震器46及下臂16而被连结，但上侧托架24与悬架横梁28之间的位置并没有固定性地确定。根据下臂16被摆动自如地安装于悬架横梁28、以及吸震器46的端部46a能够绕支承轴旋转(能够摆动)这一点，这是容易理解的。因此，如图5示意性所示，当将悬架横梁28向车身框架BF安装时，不需要现有的悬架装置那样精密的定位，能够通过进行在它们之间的前后左右、水平方向的粗略的定位，从而使其成为彼此抵接的抵接状态，其后对位置关系进行微调整。而且，在伴随下侧托架36将悬架横梁28固定于车身框架BF(特别是纵梁26)的状态下，能够将上侧托架24牢固地固定于纵梁26。通过这样的方式，通过采用使上侧托架24和下侧托架36(即，悬架横梁28)分开独立的上述结构，在悬架装置10中，能够实现各构成元件的、特别是悬架横梁28的向车身框架BF(主要为纵梁26)的装配性的提高。

进一步，如在下文中基于图2和图6进行的说明，悬架装置10还在强度或刚性方面优异。此外，图6是图2的悬架装置的示意图。

首先，如在上文中说明，吸震器46的一端部46a被连接于下臂16，另一端部46b被连接至上侧托架24。在车宽方向上，吸震器46的向下臂16的连接部位于比上侧托架24的更靠外侧。而且，上侧托架24在车宽方向上从外侧连接于纵梁26。因此，在车宽方向上，吸震器46能够使从车辆的外侧向内侧的力波及到纵梁26。这样形成从车宽方向外侧向纵梁26的力的第一传递路径。

而且，与从车宽方向外侧向纵梁26的力的第一传递路径不同的力的第二传递路径被形成在纵梁26的铅直方向下侧。在第二传递路径中，存在上衬套48、以及从上侧托架24独立的下侧托架36。在第二传递路径中，可以将来自板簧40的力依次经由上衬套48、主横梁30、下侧托架36、纵构件34，施加于纵梁26。

在这样的悬架装置10中，例如当将轮毂12向铅直方向上侧举起的力F作用于车轮时，经由第一传递路径中的下臂16和吸震器46，图6中示意性示出的从车辆外侧向车辆内侧的转矩M1可以作用于纵梁26。另一方面，这样的力F作用于车轮(轮毂12)时，力从下臂16传递给板簧40，并且，来自板簧的力即弹性力经由上衬套48传递给主横梁30。其结果，由于(从上侧托架独立的)下侧托架36被配置在纵梁26的铅直方向下侧，因此对纵梁26能够作用图6中示意性示出的从车辆内侧向车辆外侧的转矩M2。由图6可以理解到，这些转矩M1、M2是互相抵消的方向的力。即，当力F作用于车轮(轮毂12)时，在专利文献1的悬架装置中，在纵梁26上仅作用有相当于转矩M1的转矩时，在本实施方式的悬架装置10中，能够使互相抵消的方向的转矩M1、M2作用于纵梁26。因此，本实施方式的悬架装置10无需将纵梁设为厚壁等伴随重量增加的结构变化，对于力F，在刚性方面优异。

另外，在悬架装置10中，下侧托架36在车宽方向上在比纵梁26更靠车辆的内侧，实质上具有与主横梁30连接的区域(参照图2、图6)。该连接区域延伸到(在车宽方向上处于比纵梁26更靠内侧的)上衬套48的铅直方向上侧。因此，如图2和图6所示，下侧托架30被形成为铅直方向上侧部分相比于铅直方向下侧部分在车宽方向上位于外侧。因此，在上述力F作用于车轮时，下侧托架36能够更适当地将从板簧40经由主横梁30传递的向上的力施加至纵梁26，并产生上述转矩M2。这样，下侧托架36能够作为力传递部件发挥功能，该力传递部件承担经由主横梁30、上衬套48等进行板簧40和纵梁26之间的力的传递。

进一步地，在设计的自由度方面优异的上述悬架装置10如上文所述在下臂16上具有开口部16f。即，下臂16具有在开口部16f上开设的开放空间(内部空间)。特别地，如图2所示，下臂16的盖部16e与板簧40的端部40a分开地将其覆盖。

通过这样地设置空间，实现下臂16的轻量化，另一方面，为了将下臂的强度(刚性)维持在一定水平以上，下臂16的盖部16e具有规定的加强形状。具体而言，在下臂16中，盖部16e在开口部16f处具有大致拱形状(大致U字形状)。

在这样的下臂16中，通过盖部16e扩大内部空间而实现轻量化，另一方面，为了确保强度而将盖部16e的形状设为规定的加强形状。该内部空间的大小(例如板簧与盖部里面的间隔)以及盖部的加强形状可以根据假设使用的车辆的状况等，进行设计选择。

另外，在上述悬架装置10中，为了提高其耐冲击性等而包括各种结构。例如，在下侧托架36上设置有碰撞缓冲橡胶52。碰撞缓冲橡胶52为托架缓冲部，在下侧托架36上以向下的方式设置。在处于与碰撞缓冲橡胶52相对的位置的下臂16的盖部16e的外表面，形成有碰撞缓冲橡胶52可接触的部位(以下，称为承接部)16u。在此，下臂16的承接部16u作为厚壁部被形成在盖部16e的上表面。此外，当产生使吸震器46在其轴向上被压缩的力时，碰撞缓冲橡胶52可以与下臂16的承接部16u碰撞等从而接触。该承接部16u被形成在上述的规定加强形状的盖部16e，因此下臂16可以充分地耐受该碰撞等。

此外，本公开并不限定于上述的实施方式，在不脱离本公开的宗旨的范围内，可以适当变形实施。

在上述实施方式的下臂中，通过在下臂主体部安装盖部，形成内部空间和开口部。但是，下臂主体部和盖部可以从起初就作为一体的部件而构成。或者，下臂并不限定于由一个或两个部件构成，也可以通过组合三个以上的部件来构成。

另外，在上述实施方式中，上臂和吸震器被连接于单一的上侧托架24，但上侧托架24并不限定于是单一的部件，也可以由两个以上的部件构成。例如，可以是，上侧托架24由上臂的连接用的两个分开的上臂托架和被设置在它们之间的吸震器连接用托架构成。这三个托架可以完全地分开独立，优选地，作为一体而形成，或者被整合为一体。

需要说明的是，本公开的技术的各构成元件(并不限定于以上述那样的材料制作)可以由各种材料制作。例如，支承部44并不限定于由钢铁材料制作，也可以由其他材料，例如非铁金属材料或树脂材料制作。另外，支承部44也可以由与下臂不同的材料制作。

本公开的技术并不限定于应用在车辆的前轮，也可以应用于后轮。

本申请基于2017年12月08日申请的日本国专利申请(特愿2017-236360)，其内容作为参照引用至此。

[工业上的可利用性]

本公开实现的效果在于，能够提供在确保下臂的强度的基础上进行轻量化的悬架装置，其用处在于安全性和行驶性优异，并且能够对于通过轻量化改善燃耗的车辆的实现有贡献。

[附图标记说明]

10悬架装置

14上臂

16下臂

18转向节

24上侧托架

26纵梁

28悬架横梁

30主横梁

32副横梁

34纵构件

36下侧托架

40板簧

46吸震器(冲击吸收装置)

47衬套构件

48上衬套

50下衬套

Claims (7)

1.一种悬架装置，其包括：上臂，被设置成摆动自如地支承车轮的转向节并且被构成为由在车辆前后方向上延伸的纵梁摆动自如地支承；下臂，被设置成摆动自如地支承所述转向节并且被构成为由在车宽方向上延伸的悬架横梁摆动自如地支承；冲击吸收装置，被配置在该下臂和所述纵梁之间；以及板簧，被配置为在车宽方向上延伸，端部被配置在所述下臂上，

所述下臂具有向车宽方向内侧开口的开口部，

所述板簧穿过所述开口部在所述下臂内延伸，所述板簧的所述端部由所述下臂的支承部支承，

在所述板簧的所述端部被所述支承部支承时，所述下臂的盖部与所述板簧的所述端部分开地将所述板簧的所述端部覆盖，从而在所述盖部与所述板簧的所述端部之间形成内部空间，所述盖部具有规定的加强形状。

2.根据权利要求1所述的悬架装置，

所述悬架横梁的主横梁经由处于与所述上臂及所述冲击吸收装置为非连接状态的托架连接于所述纵梁的铅直方向下侧，

所述板簧的中间部分被容纳在所述悬架横梁的所述主横梁内。

3.根据权利要求1或2所述的悬架装置，

所述下臂包括：下臂主体部，具备基部和从该基部分两支延伸的臂部；以及所述盖部，被安装于该下臂主体部，

通过将所述盖部安装于所述下臂主体部，在所述下臂上界定形成所述开口部，

所述板簧从所述盖部的内表面分开。

4.根据权利要求1或2所述的悬架装置，

在所述下臂中，所述盖部在所述开口部处具有大致拱形状。

5.根据权利要求1或2所述的悬架装置，

在所述盖部的外表面，连接有所述冲击吸收装置的一端。

6.根据权利要求2所述的悬架装置，

所述托架具有托架缓冲部，所述盖部的外表面具有所述托架缓冲部能够接触的部位。

7.根据权利要求1所述的悬架装置，

所述支承部被设置为能够相对于所述下臂卸下。