CN111448085A - 悬架装置的上臂结构 - Google Patents

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CN111448085A CN201880079189.4A CN201880079189A CN111448085A CN 111448085 A CN111448085 A CN 111448085A CN 201880079189 A CN201880079189 A CN 201880079189A CN 111448085 A CN111448085 A CN 111448085A
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Abstract

本公开的技术的一实施方式的悬架装置(10)包括上臂(14)，其被车轮的转向节摆动自如地支承并且被在车辆前后方向上延伸的侧梁摆动自如地支承，上臂(14)具有位于车宽方向外侧的端部的前端部(14c)、以及从前端部(14c)向车宽方向内侧分为两支的臂部(14d、14e)，一个臂部的截面积被形成为大于另一臂部的截面积。

Description

悬架装置的上臂结构
技术领域
本公开涉及悬架装置的上臂结构。
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，在车身框架的侧梁上绕支承轴摆动自如地被支承；以及下臂，在车身侧的悬架横梁上绕支承轴摆动自如地被支承。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而被连结于转向节的上述上臂和上述下臂。并且，该悬架装置包括：螺旋弹簧，被设置在下臂和被固定设置于车身框架的弹簧座之间；在该螺旋弹簧的中心延伸的吸震器；以及板簧，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
[要解决的技术问题]
在上述那样的悬架装置中，在作用于车轮的外力或冲击较大的情况下，需要增大上臂的尺寸，提高刚性。
然而，若增大尺寸，则有可能招致重量增加或制造成本升高，并且限制其他部件的布局，设计的自由度降低。
本公开的技术的目的在于，提供一种悬架装置，其可以使高刚性和轻量化并存，且设计的自由度高。
[用于解决技术问题的手段]
为了达成上述目的，本公开的技术提供一种悬架装置的上臂结构，包括上臂，其被车轮的转向节摆动自如地支承并且被在车辆前后方向上延伸的侧梁摆动自如地支承；所述上臂具有：位于车宽方向外侧的端部的前端部、以及从该前端部向车宽方向内侧分为两支的臂部，所述分为两支的一个臂部的截面积被形成为大于另一臂部的截面积。
也可以是，各所述臂部的基端部被与所述侧梁连接的托架摆动自如地支承，且在所述一个臂部的铅直方向下方，设置有在摆动时能够与所述一个臂部抵接的回弹限位器。
所述一个臂部可以是所述车辆前后方向的后侧的臂部。
并且，也可以是，具有下臂，其被所述转向节摆动自如地支承并且被在车宽方向上延伸的悬架横梁摆动自如地支承；包括：被设置在该下臂和所述侧梁之间的吸震器、以及在车宽方向上横置地配置且端部被配置在所述下臂上的板簧；包括：被设置为能够将来自所述板簧的力传递给所述悬架横梁的传递部、以及被构成为将所述悬架横梁连接至所述侧梁的连接部件；所述吸震器被设置为使力从所述车辆的外侧作用于所述侧梁；所述传递部位于比所述侧梁更靠所述车辆的内侧处。
[发明效果]
根据本公开的上述技术，由于具有上述结构，因此可以提供一种能够使高刚性和轻量化并存，且设计的自由度高的悬架装置。
附图说明
图1是本实施方式的悬架装置的一部分的概要结构图。
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的悬架装置的作用、效果的示意图。
图4是图1的悬架装置的上臂的俯视图。
图5A是说明回弹限位器的作用的放大图，是示出和上臂非接触的状态的图。
图5B是说明回弹限位器的作用的放大图，是示出和上臂接触的状态的图。
具体实施方式
下面，基于附图说明本实施方式。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。
[悬架装置的整体结构]
图1是从车身左侧观察本实施方式的悬架装置10的示意性侧视图。悬架装置10是所谓的独立悬架方式的悬架装置，在本实施方式中被应用于车辆1的左右前轮(没有图示)。具体而言，悬架装置10包括：上侧托架20，其被固定于在车身前后方向上延伸的侧梁2(右侧的侧梁省略图示)的；上臂14和下臂16，其相对于车身摆动自如；下部框体30，其被设置于侧梁2的下部；以及作为冲击吸收装置的吸震器46。需要说明的是，悬架装置10在被应用于左前轮和右前轮的情况下也实质上具有左右对称的结构，因此在下文中说明被应用于左前轮的结构，对于被应用于右前轮的结构实质上省略其说明。
上侧托架20包括：板状的主体部21，其被固定于侧梁2的车身宽度方向外侧的壁面；前侧上用托架部22，其被设置于主体部21的车身前后方向的前端侧；后侧上用托架部23，其被设置于主体部21的车身前后方向的后端侧；中间托架部24，其被配置在主体部21的各上用托架22、23之间；以及回弹限位器90，其被设置于后侧上用托架部23。
在本实施方式中，优选地，通过在主体部21的比前侧上用托架部22更前侧的第一位置P1、主体部21的前侧上用托架部22和中间托架部24之间的第二位置P2、主体部21的比中间托架部24更下方的第三位置P3、主体部21的中间托架部24和后侧上用托架部23之间的第四位置P4以及主体部21的比后侧上用托架部23更后侧的第五位置P5的合计5处，将螺栓B紧固于侧梁2的未图示的背面螺母，从而固定上侧托架20。关于上侧托架20的详细结构将在后文叙述。
上臂14被形成为大致V字状或大致A字状，包括：前后一对上基端部14a、14b，其在车身前后方向上分开；上前端部14c，其位于比前后的上基端部14a、14b更靠车身宽度方向外侧；以及前后一对臂部14d、14e，其连接这些前后的上基端部14a、14b和上前端部14c。前后的上基端部14a、14b被形成为大致圆筒状，被前后的上用托架部22、23经由凸轮螺栓75、85摆动自如地枢轴支承。关于这些支承结构的详细内容将在后文叙述。
下臂16被形成为大致V字状或大致A字状，包括：前后一对下基端部16a、16b，其在车身前后方向上分开；下前端部16c，其位于比前后的下基端部16a、16b更靠车身宽度方向外侧；以及前后一对臂部16d、16e，其连接这些前后的下基端部16a、16b和下前端部16c。前后的下基端部16a、16b被形成为大致圆筒状，被后述的前后的下用托架部37、38经由螺栓98、99旋转自如地枢轴支承。
如图2所示，未图示的车轮的轮毂或制动转子(下面，简称为轮毂)12的转向节17的上端部经由球窝接头18被枢轴支承在上臂14的上前端部14c，轮毂12的转向节17的下端部经由球窝接头19被枢轴支承在下臂16的下前端部16c。
返回图1，下部框体30包括：前后一对主横梁31及副横梁32，其在车身宽度方向上大致并行地延伸；左右一对纵梁34(右侧的纵梁省略图示)，其在车身前后方向上大致平行地延伸；以及下侧托架36。副横梁32在主横梁31的前侧从主横梁31分开地配置。
纵梁34被配置为使其上表面沿着侧梁2的下表面，通过未图示的螺栓螺母(或焊接等)接合于侧梁2。纵梁34被配置为跨过下侧托架36的上部。后述的前侧下用托架37的上端部通过焊接等接合于纵梁34的前端侧下表面。副横梁32经由前侧下用托架37连结支承于纵梁34。另外，下侧托架36通过焊接等接合于纵梁34的后端侧下表面，主横梁31的车身宽度方向外侧的上表面部通过焊接等接合于下侧托架36的下端。即，下侧托架36被构成为作为连接纵梁34和主横梁31的连接部件发挥功能。
并且，下部框体30具有在车身前后方向上被配置为前后一对的下用托架37、38。下臂16的前侧下基端部16a经由螺栓98被摆动自如地枢轴支承于前侧下用托架37。下臂16的后侧下基端部16b经由螺栓99被摆动自如地枢轴支承于后侧下用托架38。前侧下用托架37通过焊接等将其上端接合于纵梁34，并且在其下端部设置有向下方呈大致U字状开口的凹部。副横梁32被嵌入并通过焊接等固定在凹部中。后侧下用托架38通过焊接等将其前端侧固定于主横梁31的延伸部31a，并且通过焊接等将其上端侧固定于纵梁34上。
如图2所示，在本实施方式的悬架装置10中，板簧40被插入到主横梁31的内部空洞31s，在车身宽度方向上横置地配置。板簧40大致在车身宽度方向上延伸，具有向铅直方向上方稍微凸出弯曲的形状。板簧40的一端部40a被配置在左前轮即轮毂12侧的下臂16内的支承部44上，其另一端部同样地被配置在均未图示的右前轮侧的下臂内的支承部上。另外，板簧40的中间部分40b被容纳在主横梁31的内部空洞31s内，经由衬套构件47被主横梁31支承。
支承部44被容纳在空间S内，该空间S由下臂16的下前端部16c和被设置为覆盖该下前端部16c的上表面的下臂盖部16e界定。在支承部44的下侧，设置有弹性体44a。该弹性体44a具有提高较大的力作用于支承部44时的缓冲能力，或者，吸收下臂16的旋转轨迹和板簧40的旋转轨迹之差的功能。在下前端部16c上表面安装有盖部16e的下臂16具有向车宽方向内侧开口的开口部16f。板簧40的一端部40a穿过开口部16f在空间S中延伸，并被支承部44支承。
衬套构件47具有：上侧衬套48，其被定位在板簧40的铅直方向上侧，连接于主横梁31的上侧内周面；以及下侧衬套50，其被定位在板簧40的铅直方向下侧，连接于主横梁31的下侧内周面。通过在内部空洞31s内在车身宽度方向上被配置为左右一对的衬套构件47(右侧的衬套构件省略图示)，将板簧40的中间部分40b支承在主横梁31的内周面。板簧40被设置为由上侧衬套48推压于下臂16的支承部44。上侧衬套48被设置为能够将来自板簧40的力传递给下部框体30。下侧衬套50被设置为对于板簧40例如作为稳定器发挥功能。这样，通过设置上侧衬套48和下侧衬套50，例如，在对左右前轮沿上下方向作用不同的力时等，通过板簧40呈大致S字状弯曲从而对左右前轮的双方作用力。
吸震器46被设置为在下臂16和侧梁2之间倾斜延伸。吸震器46的下端部46a通过螺栓螺母等被支承托架16g支承，该支承托架16g通过焊接等固定在下臂盖部16e上表面。另外，吸震器46的上端部46b被上侧托架20的中间托架部24支承。
[悬架装置整体的作用效果]
在以上详细叙述的悬架装置10中，具有上侧托架20从下部框体30独立的结构，其中，该上侧托架20被固定于侧梁2的车宽方向外侧的壁面上，该下部框体30被固定于侧梁2的车身上下方向下侧的壁面上。由此，本实施方式的悬架装置10可以具有较高的设计自由度。
另外，由于具有上侧托架20和下部框体30独立的结构，因此能够将这些上侧托架20和下部框体30单独地安装于侧梁2，能够实现悬架装置10的各构成元件中尤其是下部框体30向侧梁2的安装性提高。
并且，悬架装置10在强度和刚性方面也优异。具体而言，如图3所示，吸震器46的一端部46a被连接于下臂16，其另一端部46b被连接于上侧托架20。另外，吸震器46的向下臂16的连接部位于比上侧托架20更靠车身宽度方向的外侧处。而且，上侧托架20被固定在侧梁2的车身宽度方向外侧的壁面。因此，吸震器46能够使力对于侧梁2从车身宽度方向外侧向内侧作用(下面，将这样的力的传递路径称为第一传递路径)。另外，对于侧梁2，从板簧40作用经由上侧衬套48、主横梁31、下侧托架36和纵梁34传递的力(下面，将这样的力的传递路径称为第二传递路径)。
在悬架装置10中，例如若对轮毂12作用向铅直方向上方抬起的力F，则对侧梁2作用第一传递路径的转矩M1。另一方面，若从下臂16向板簧40传递力，则板簧40的弹性力经由上侧衬套48传递给主横梁31。并且，下侧托架36被配置在侧梁2的车身上下方向下侧，因此对侧梁2作用第二传递路径的转矩M2。这些转矩M1、M2以互相抵消的方式进行作用。因此，根据本实施方式的悬架装置10，对于力F，不必将侧梁2设为厚壁，就能够可靠地确保刚性，能够有效地防止重量增加或伴随该重量增加的结构变化。
[上臂]
接着，参照图4，针对悬架装置10中的上臂14的结构的详细内容进行说明。
上臂14包括：上前端部14c，其与球窝接头18连接；从上前端部14c分为两支的臂部14d、14e；以及前后的臂基端部14a、14b，在各臂部14d、14e中被设置在与上前端部14c相反侧的端部并被连结于前后的上用托架部22、23。在此，若将车辆前后方向前侧的前侧臂部14d(F)的宽度(粗细)作为X，将后侧的后侧臂部14e(R)的宽度(粗细)作为Y，则后侧臂部14e(R)的宽度Y被形成为大于前侧臂部14d(F)的宽度X。由此，后侧臂部14e(R)的截面积被形成为大于前侧臂部14d(F)的截面积。另外，在后侧臂部14e(R)的铅直方向下方，配置有后述的回弹限位器的抵接部64。
[回弹限位器]
如图1所示，回弹限位器60被设置在上侧托架20的后侧上用托架部24。回弹限位器60包括：横侧托架62，其被固定于后侧上用托架部24；以及抵接部64，其被设置于横侧托架62的顶面62a，能够与后侧臂部14e(R)的背面14f抵接。抵接部64例如由圆盘状的橡胶等弹性体形成，但只要是与背面14f抵接时能够吸收冲击的结构，则不限制抵接部64的形状或材质。
图5A和图5B是说明回弹限位器60的作用的放大图。在车辆的通常的行驶中，如图5A所示，回弹限位器60的抵接部64处于与后侧臂部14e(R)的背面(下表面)14f非接触的状态。但是，在车轮因路况差等而下降时，经由转向节17并通过球窝接头18可摆动地设置的后侧臂部14e(R)的下表面14f下降。因此，如图5B所示，回弹限位器60的抵接部64与后侧臂部14e(R)的下表面14f面接触。由此，通过抵接部64的弹性部件吸收碰撞时的能量，并且能够防止吸震器46的过度伸长，使得车轮不会过度下降。
[上臂、回弹限位器的效果]
在本实施方式中，在上臂14中，通过较粗地形成后侧臂部14e(R)的宽度来确保上臂14整体的刚性，并且通过较细地形成前侧臂部14d(F)的宽度来实现上臂14整体的轻量化。另外，通过较细地形成前侧臂部14d(F)的宽度，从而在车辆前后方向前侧的空间中形成宽裕，能够提高其他部件的布局自由度，并且能够较大地确保转向角。
另一方面，通过较粗地形成后侧臂部14e(R)的宽度以提高刚性，从而即使在其铅直方向下方设置有回弹限位器60，也能够防止碰撞时的冲击导致的破损。
以上，针对本发明的代表性的实施方式进行了说明，但本发明可以进行各种变更。在不脱离由本申请的要求保护的技术方案定义的发明宗旨和范围的前提下，能够进行各种置换、变更。
例如，在上述实施方式中，上臂14和吸震器46被连接于单个的上侧托架20。但是，上侧托架20并不限定于单个的部件，也可以由两个以上的独立部件构成，进一步也可以由被单独分开配置的部件构成。例如，上侧托架20也可以由上臂的连接用的两个分开的上臂托架和在它们之间分开地设置的吸震器连接用托架构成。
另外，在上述实施方式中，后侧臂部14e(R)的宽度(粗细)被形成为大于前侧臂部14d(F)的宽度(粗细)。但是，也可以是相反的结构，即，前侧臂部14d(F)的宽度(粗细)被形成为大于后侧臂部14e(R)的宽度(粗细)。并且，在上述实施方式中，将臂部14d、14e设为2个，但可以为3个以上。在该情况下，可以分为前侧的组和后侧的组这两个即可，一组的臂部的宽度(粗细)的合计被形成为大于另一组的宽度(粗细)的合计的情况也包含在本发明中。
本申请基于2017年12月08日申请的日本国专利申请(特愿2017-236353)，其内容作为参照引用至此。
[工业上的可利用性]
本公开实现能够提供一种可以使高刚性和轻量化并存，且设计的自由度高的悬架装置的效果，在能够有助于实现安全性和行驶性优异的车辆的方面是有用的。
[附图标记说明]
10 悬架装置
14 上臂
14a、14b 基端部
14c 前端部
14d(F) 前侧臂部
14e(R) 后侧臂部
16 下臂
20 上侧托架
21 主体部
22 前侧上用托架部
23 后侧上用托架部
24 中间托架部
30 下部框体
31 主横梁
32 副横梁
34 纵梁
36 下侧托架(连接部件)
40 板簧
46 吸震器
48 上侧衬套(传递部)
60 回弹限位器
62 横侧托架
64 抵接部

Claims (4)

1.一种悬架装置的上臂结构，
包括上臂，其被车轮的转向节摆动自如地支承，并且被在车辆前后方向上延伸的侧梁摆动自如地支承；
所述上臂具有：
前端部，其位于车宽方向外侧的端部，以及
从该前端部向车宽方向内侧分为两支的臂部；
所述分为两支的一个臂部的截面积被形成为大于另一臂部的截面积。
2.根据权利要求1所述的悬架装置的上臂结构，
各所述臂部的基端部被与所述侧梁连接的托架摆动自如地支承，且在所述一个臂部的铅直方向下方，设置有在摆动时能够与所述一个臂部抵接的回弹限位器。
3.根据权利要求1或2所述的悬架装置的上臂结构，
所述一个臂部是所述车辆前后方向的后侧的臂部。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的悬架装置的上臂结构，
还包括下臂，其被所述转向节摆动自如地支承，并且被在车宽方向上延伸的悬架横梁摆动自如地支承；
包括：
吸震器，其被设置在该下臂和所述侧梁之间，以及
板簧，其在车宽方向上横置地配置，端部被配置于所述下臂；
包括：
传递部，其被设置为能够将来自所述板簧的力传递给所述悬架横梁，以及
连接部件，其被构成为将所述悬架横梁连接于所述侧梁；
所述吸震器被设置为使力从所述车辆的外侧作用于所述侧梁；
所述传递部位于比所述侧梁更靠所述车辆的内侧处。
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