CN112141216B - 悬架梁 - Google Patents

Abstract

本发明的悬架梁具备横梁和前主体安装件。在横梁，下面板与上面板结合而成的主体面板与加强面板结合而形成为具有前壁、上壁、后壁以及下壁的闭合截面的形状。加强面板具备：下凸缘部，构成下壁的前部；以及中壁，从下凸缘部的后端向上方延伸并结合于上壁。在横梁的车宽方向两侧，前主体安装件的底壁结合于凸缘部，前主体安装件的侧壁结合于主体面板。

Description

悬架梁

技术领域

本发明涉及一种具备在车宽方向延伸的横梁的悬架梁。

背景技术

悬架梁一般具备在车宽方向延伸的横梁。为了确保耐载荷性能，横梁形成为提高了强度的结构。

在下述日本特开2008－001307中，记载了由在车宽方向延伸的两个构件(称为上板和下板)形成闭合截面构造的横梁。在闭合截面的内部设有在车宽方向延伸的大致垂直的加强构件。此外，在上板的后部两侧装配被称为侧板的其他构件来进行加强。在上板的前部两侧的上表面装配有塔托架(相当于前主体安装件)。

在下述日本特开2018－176866中，记载了如下的横梁：该横梁由在车宽方向延伸的两个构件(称为横上构件和横下构件)形成闭合截面，在该闭合截面的后部装配在车宽方向延伸的两个构件(称为后上构件和后下构件)而形成新的闭合截面。在横梁的前部两侧，在横上构件装配有装配构件(相当于前主体安装件)。

如上述日本特开2008－001307、日本特开2018－176866所记载的那样，以往，为了确保横梁的强度而采用复杂的结构。

在使横梁的结构复杂化的情况下，制造成本上升。此外，在横梁支承发动机的发动机车辆中，可能会产生横梁与发动机的共振，需要注意。

发明内容

本发明提出一种悬架梁，具备简单结构的横梁，并且还确保横梁与主体安装件的足够的结合强度。

本发明的一个方案的悬架梁是设于车辆并且具备横梁和主体安装件的悬架梁，其特征在于，在所述横梁，主体面板与加强面板结合而形成为具有前壁、上壁、后壁以及下壁的闭合截面的形状，所述加强面板具备：凸缘部，构成所述下壁的一部分；以及中壁，从所述凸缘部的后端向上方延伸并结合于所述上壁，在所述横梁的车宽方向两侧，所述主体安装件的底壁结合于所述加强面板的所述凸缘部，所述主体安装件的侧壁结合于所述主体面板。

在本发明的上述方案的悬架梁中，所述主体安装件可以是设于所述横梁的前部的前主体安装件，可以是，所述加强面板的所述凸缘部构成所述下壁的前部，可以是，所述加强面板的所述中壁在两侧的所述前主体安装件之间的所有位置均被配置于比所述前主体安装件的后侧壁靠后方处。

在本发明的上述方案的悬架梁中，可以是，所述加强面板的所述凸缘部的前端在两侧的所述前主体安装件之间的所有位置均被配置于比所述前主体安装件的后侧面靠前方处。

在本发明的上述方案的悬架梁中，可以是，所述加强面板的所述凸缘部构成所述下壁的前部，主体面板可以具备所述前壁、所述上壁、所述后壁以及所述下壁的后部，可以是，所述加强面板的所述凸缘部的后端附近与所述主体面板的所述下壁的后部的前端附近结合，可以是，所述加强面板的所述凸缘部的前端附近与所述主体面板的所述前壁的下端附近结合。

在本发明的上述方案的悬架梁中，也可以具备与所述主体安装件的前侧面结合的主体安装件托架，可以是，所述主体安装件托架与所述主体面板和所述加强面板结合。

根据本发明的上述方案，能实现具有比以往简单的结构的横梁的悬架梁。此外，能使主体安装件和横梁以足够的强度结合。

附图说明

以下，参照附图，对本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义进行说明，其中，相同的附图标记表示相同的元件，其中：

图1是实施方式的悬架梁的简略俯视图。

图2是构成横梁的下面板的俯视图。

图3是下面板和加强面板的组装体的俯视图。

图4是下面板、加强面板、上面板的组装体的俯视图。

图5是图4的V-V线的横梁的端视图。

图6是图4的VI-VI线的横梁的端视图。

图7是从图1的A方向观察的下面板和加强面板的局部分解图。

图8是在图7的构成中附加了上面板的局部分解图。

图9是在图8的构成中附加了前主体安装件的局部分解图。

图10是在图9的构成中附加了主体安装件托架的局部分解图。

图11是表示将图10的构成组装后的状态的图。

具体实施方式

以下，一边参照附图，一边对实施方式进行说明。在说明中，为了便于理解而对具体方案进行说明，但这些是对实施方式的示例，还可以采用其他各种实施方式。

图1是实施方式的设于车辆的前部的悬架梁10的概略俯视图。图中的坐标系中的F轴表示车辆前方向，U轴表示上方向，R轴表示搭乘者的右手方向(在以下的图中也相同)。

悬架梁10具备作为在车宽方向延伸的结构构件的横梁20。悬架梁10还具备：前主体安装件70，设于横梁20的前部两侧；主体安装件托架80，设于前主体安装件70的前表面；以及边梁90，装配于主体安装件托架80的前表面。

横梁20、前主体安装件70、主体安装件托架80以及边梁90都是对钢板等金属板进行加工而制成的构件。特别是，横梁20、前主体安装件70以及边梁90是主要承担与车辆的重量、加减速、碰撞等相伴的载荷的传递的构件，也称为结构构件、骨架构件、框架等。

关于横梁20，通过焊接将加强面板40、上面板50等结合而形成为闭合截面的形状。闭合截面是指在以垂直于长尺寸方向(横梁20的情况为车宽方向)的剖面剖切的情况下，整个周围由构件包围，内部形成为中空的形状。

在构成横梁20的上表面的上面板50设有在车宽方向延伸的细长的贯通孔62。如下所述，贯通孔62是为了对上面板50和加强面板40进行焊接而设置的。

在上面板50的后部两侧形成有具备贯通孔的后主体安装件64。后主体安装件64和前主体安装件70在各自的上表面支承纵梁(side member)，所述纵梁是主体的主要的骨架构件。

在上面板50的两侧，在后主体安装件64的前方设有下臂第二装配部66。下臂第二装配部66是供下臂进行装配的部位。下臂装配在设于前主体安装件70的下表面附近的下臂第一装配部(未图示)和下臂第二装配部66。下臂是配置在横梁20的两侧的构件，供前轮、悬架等(未图示)进行装配。

此外，横梁20支承车辆的发动机(未图示)。发动机配置在横梁20的中央前方侧，横梁20利用扭力杆(torque rod)(未图示)来支承发动机的后下表面侧。不过，实施方式的车辆不需要是发动机驱动的车辆，例如，也可以是马达驱动的电动车辆。

前主体安装件70是支承配置在前主体安装件70的上部的主体的构件。在实施方式中，假设前主体安装件70是对折弯的钢板进行组装而形成为方筒形状的构件，前主体安装件70装配于横梁20的前部两侧，向上且向外延伸。在前主体安装件70的上侧，作为主体的结构构件的前纵梁与前主体安装件隔开距离地在前后方向上延伸。前主体安装件70被制成能支承该前纵梁的形状。需要说明的是，前主体安装件70位于比后主体安装件64靠前方的位置，因此赋予了这样的名称。前主体安装件70和后主体安装件64都是支承上侧的主体的主体安装件。主体安装件的数量并不特别限定，例如，也可以采用在横梁20的附近仅设置左右一对主体安装件的方案。

主体安装件托架80是支承前主体安装件70的前表面侧的构件。此外，在实施方式中，主体安装件托架80还用作边梁90的装配部。

边梁90是俯视观察时形成为大致直线状的长形状的构件。边梁90的后端通过焊接等与主体安装件托架80结合，随着向前方延伸，稍微向车宽方向外侧倾斜。在边梁90的前端通过焊接等结合有设于车辆前部的板构件200。在板构件200的前方设有碰撞盒(未图示)，在碰撞盒的前方设有前保险杠加强件(未图示)等。在车辆的前面碰撞时，边梁90经由前保险杠加强件、碰撞盒以及板构件200从前端输入大的载荷，并将该载荷传递至横梁20。

对横梁20除了输入来自边梁90的载荷以外，还输入经由前主体安装件70和后主体安装件64的载荷。此外，还经由下臂第一装配部和下臂第二装配部66对横梁20输入来自下臂的载荷。而且，在发动机车辆的情况下，横梁20支承发动机。因此，横梁20形成为具有足够的强度。

需要说明的是，应注意：在图1以及以下的图中，以示出包括横梁20的悬架梁10的主要形状和结构的目的而简略地进行了图示。例如，在横梁20的上面板50形成有省略了图示的凹凸形状，以谋求结构的强化等。此外，也可以导入其他构件，例如在后主体安装件64装配托架等。

接着，参照图2～图6，对横梁20的基本结构进行详述。图2～图4以分解图示出了横梁20，图2是构成横梁20的下面板30的俯视图，图3是将加强面板40组装于下面板30的俯视图，图4是将上面板50组装于下面板30和加强面板40的俯视图。此外，图5和图6分别是图4所示的V-V面和VI-VI面的端视图(仅示出端面形状、未示出内侧的形状的图)。

图2所示的下面板30是形成横梁20后部的下壁等的构件，通过对钢板等金属板进行压力加工而形成。俯视观察下面板30的形状与图1所示的上面板50的后部的形状大致相同。下面板30具备：大致平坦的下壁32、从下壁32的后端向上延伸的后壁34以及从下壁32的前部的侧端向上延伸的侧壁36(也参照图5、图6、图7)。

图3示出了将下面板30和加强面板40组装并结合而成的结合体130。加强面板40是通过对钢板等金属板进行压力加工而形成的构件。俯视观察加强面板40的形状与图1所示的上面板50的前部的形状大致相同。加强面板40具备：作为大致平坦的下壁的下凸缘部42、从下凸缘部42的后端向上延伸的中壁44以及从中壁44的上端向后延伸的作为大致平坦的上壁的上凸缘部46(也参照图5、图6、图7)。

加强面板40的上凸缘部46在车宽方向的中央稍微靠左的附近为形成为比周围低的低壁部46a。在低壁部46a设置扭力杆。

下凸缘部42的前部两侧成为比上面板50的形状向外侧延伸的扩张部42a。在扩张部42a设有贯通孔48。贯通孔48是作为下臂第一装配部的部位，此外，也是进行前主体安装件70的焊接的部位。

加强面板40以使下凸缘部42的后端附近的下表面与下面板30的下壁32的前端附近的上表面重叠的方式被组装于下面板30。图3中的粗虚线表示将下面板30的下壁32的前端与加强面板40的下凸缘部42的下表面之间结合的焊接部100。关于焊接，焊接部100的焊接例如通过电弧焊来进行。

需要说明的是，在图3中未示出图1所示的前主体安装件70，但加强面板40形成为能确保两侧的前主体安装件70之间的强度的形状。具体而言，加强面板40的中壁44在两侧的前主体安装件70之间的所有位置均被配置于比前主体安装件70的后侧壁靠后方处。此外，加强面板40的下凸缘部42的前端在两侧的前主体安装件70之间的所有位置均被配置于比前主体安装件70的后侧面靠前方处。

图4示出了将上面板50结合于图3所示的下面板30和加强面板40的结合体130而成的新的结合体132。上面板50是通过对钢板等金属板进行压力加工而形成的构件。上面板50具备：设于前部的平坦的下壁52、从下壁52的后端向上延伸的前壁54以及从前壁54的上端向后延伸的大致平坦的上壁56。此外，后壁58从上壁56的后端向下延伸，侧壁60从上壁56的前部的侧端在上下方向延伸。

上面板50的下壁52的下表面重叠于比加强面板40的下凸缘部42的上表面的前端稍微靠后的位置。如粗线所示，上面板50的下壁52的前端通过焊接部102与加强面板40的上表面结合。

上面板50的上壁56的下表面重叠于加强面板40的上凸缘部46的上表面。并且，设于上面板50的贯通孔62的前缘通过焊接部104与加强面板40的上凸缘部46的上表面结合。

上面板50的后壁58的下端附近的前表面与下面板30的后壁34的上端附近的后表面重叠。并且，上面板50的后壁58的下端通过焊接部106与下面板30的后壁34的后表面结合。

上面板50的侧壁60的下端附近的内表面与下面板30的侧壁36的上端附近的外表面重叠。并且，上面板50的侧壁60的下端通过焊接部108与下面板30的侧壁36的外表面结合。

图5是图4的V-V线的横梁20的简略端视图。在该端面，横梁20通过焊接部100、102、104、106将下面板30、加强面板40以及上面板50结合。

由此，在横梁20形成包围中空部22的大的闭合截面构造。大的闭合截面构造的下壁的前部由加强面板40的下凸缘部42形成，大的闭合截面构造的下壁的后部由下面板30的下壁32形成。大的闭合截面构造的前壁由上面板50的前壁54形成，后壁的下部由下面板30的后壁34形成，后壁的上部由上面板50的后壁58形成。此外，大的闭合截面构造的上壁由上面板50的上壁56形成。

加强面板40的中壁44在大的闭合截面构造的内部，将上壁与下壁相连来进行加强。中空部22被该中壁44分隔成前部中空部22a和后部中空部22b。

由图5可知，下面板30、加强面板40、上面板50被设定为除了在焊接部100、102、104、106附近之外不重叠。由此，横梁20的结构变得简单，并且实现横梁20的轻量化。不过，为了强化横梁20的前部，可以使下面板30的下壁32进一步向前方延伸，例如，也可以使下壁32的前端延伸至比上面板50的前壁54靠前方的位置。此外，由图5可知，焊接部100、102、104、106的焊接都能从横梁20的外侧进行，焊接工序被简化。

需要说明的是，加强面板40的名称是从加强面板40是用于对将下面板30和上面板50组装而成的结合体(将该结合体称为主体面板150)进行加强的板状构件这个观点来赋予的。不过，在横梁20中，下面板30、加强面板40以及上面板50全部是必须的构件。即，加强面板40具有与下面板30和上面板50相同的重要度。

可以对主体面板150的构成进行各种设定。例如，可以通过使一张面板变形来形成主体面板150，也可以如上述例子所示通过组合两张面板来形成。或者，也可以组合三张以上的面板。

其中，将两张面板组合而形成主体面板150的方案具有确保强度、加工容易、构成简单这样的特征。在该情况下，能适当地变更构成主体面板150的下面板30和上面板50在高度方向的分配。例如，可以仅由下面板30和上面板50中的一方来构成主体面板150的后壁。考虑压力加工和结合的容易度等来决定下面板30和上面板50的形状即可。

可以对下面板30、加强面板40以及上面板50的厚度进行各种设定，根据所需的强度来选择。例如，可以将下面板30、加强面板40以及上面板50全部设为相同的厚度，或者也可以将下面板30和上面板50设为相同的厚度，并且将加强面板40设为比下面板30和上面板50厚或薄。

图6是图4的VI-VI线的横梁20的简略端视图。当然，在该端面中，横梁20也是通过将构成主体面板150的下面板30和上面板50与加强面板40进行组合而形成的。

图6所示的横梁20的端面基本上与图5所示的横梁20的端面类似。不过，在图6的端面中，在上面板50的前壁54设有供扭力杆穿过的贯通孔68。此外，加强面板40的中壁44被设定得低，上凸缘部46成为低壁部46a。扭力杆在中空部22跨过低壁部46a的上表面。扭力杆固定于横梁20，穿过贯通孔68朝向前方，装配于省略了图示的发动机。

在VI-VI面中，在横梁20的内部，加强面板40的中壁44未到达上壁。然而，VI-VI面的形状是例外的，对横梁20的整体强度的影响小。

接着，参照图7～图11，对横梁20的前部的右侧附近的结构进行说明。图7～图11是简略地示出从图1的A方向观察的横梁20等的局部形状的图，以分解图的形式示出横梁20的结构。

图7中以分解状态示出了下面板30的一部分和加强面板40的一部分。在下面板30中，局部示出了下壁32、后壁34以及侧壁36。在加强面板40中，局部示出了下凸缘部42、中壁44以及上凸缘部46。关于加强面板40的下凸缘部42，还示出了设于前端的右侧的扩张部42a和贯通孔48。

图8示出了将图7的下面板30与加强面板40结合而成的结合体130和上面板50。在结合体130中，加强面板40的下凸缘部42的后端附近的下表面重叠于下面板30的下壁32的前端附近的上表面，并且通过焊接部100被固定。

上面板50示出了下壁52、前壁54、上壁56、后壁58以及侧壁60。在上壁56设有被加工成在车宽方向上长的形状的两个贯通孔62。

图9是接着图8的分解图，示出了在图8所示的结合体130上进一步组装上面板50而成的结合体132和前主体安装件70。在结合体132中，上面板50由焊接部102、104、106、108固定。焊接部102将上面板50的下壁52与加强面板40的下凸缘部42结合。焊接部104将上面板50的上壁56的贯通孔62的前缘与加强面板40的上凸缘部46结合。焊接部106将上面板50的后壁58与下面板30的后壁34结合。焊接部108将上面板50的侧壁60与下面板30的侧壁36结合。

如图9所示，前主体安装件70的下部形成为由大致正方形状的底壁72和从底壁72的四边向上延伸的四个侧壁74、76、78、79围成的中空的闭合截面构造。前主体安装件70的闭合截面构造例如可以通过焊接将两张经压力加工的钢板等金属板组合而形成。

图10是接着图9的分解图。在图10的下部，示出了将前主体安装件70结合至图9所示的结合体132而成的结合体134。前主体安装件70的底壁72的下表面重叠于加强面板40的扩张部42a的上表面。并且，扩张部42a的贯通孔48的周缘部与前主体安装件70的底壁72的下表面通过焊接部110结合。此外，在前主体安装件70的四个侧壁74、76、78、79中，位于车宽方向左侧(车辆内侧)的侧壁74和位于车辆后侧的侧壁76通过焊接部112与上面板50的前部右侧的端部结合。上面板50是主体面板150的一部分，因此，可以说前主体安装件70的侧壁74、76结合于主体面板150。

需要说明的是，在实施方式中，假设加强面板40的中壁44与前主体安装件70的侧壁76处于隔开少许距离地面对的状态，并且未进行焊接。通过将下凸缘部42与前主体安装件70的底壁72焊接，加强面板40与前主体安装件70牢固地结合。

在图10的上部示出了主体安装件托架80。主体安装件托架80通过对钢板等金属进行压力加工而形成，该主体安装件托架80具备：前壁82、从前壁82的上端和下端分别向后方延伸的上壁84和下壁86。

图11是接着图10的分解图。图11中示出了将主体安装件托架80组装至图10所示的结合体134而成的结合体136。主体安装件托架80的上壁84的下表面与上面板50的上壁56的前部的右侧的上表面重叠，上壁84的后端通过焊接部114与上面板50的上壁56结合。上面板50是主体面板150的一部分，因此，可以说主体安装件托架80结合于主体面板150。此外，主体安装件托架80的上壁84的端部通过焊接部116与前主体安装件70的向内的侧壁74和向前的侧壁78结合。

而且，主体安装件托架80的下壁86的上表面与加强面板40的下凸缘部42的前部的右侧附近的下表面重叠，下壁86的后端通过焊接部118与加强面板40的下凸缘部42的下表面结合。主体安装件托架80的下壁86的端部通过焊接部120与前主体安装件70的侧壁74、78结合。

其结果是，对于前主体安装件70而言，不仅底壁72结合于加强面板40的下壁，侧壁74、76、78也与上面板50和主体安装件托架80结合。即，前主体安装件70与横梁20牢固地结合，处于确保了高刚性的状态。

在此，对横梁20与发动机的共振进行说明。如上所述，在横梁20固定有扭力杆，发动机的振动被输入。因此，要求使横梁20所具有的固有振动频率比发动机的一般的振动频率高来防止横梁20与发动机的共振。

如图5等所示，实施方式的横梁20通过加强面板40的中壁44被加强，刚性被提高，因此能将固有振动频率设定得比较高。假设，若考虑不设置中壁44的方案，则横梁20成为具有单一中空部22的大的大致长方体形状。在该情况下，横梁20具有上壁和下壁整体摆动的空间尺度大的固有振动模式，固有振动频率变得比较小(振动周期变长)。然而，实际上，在横梁20设有中壁44，从而上壁和下壁的运动被限制，并且横梁20的刚性通过中壁44被提高，因此固有振动模式的空间尺度变小，并且固有振动频率变得比较大。这种现象参考大鼓发出低音而小鼓发出高音的情况也能理解。

此外，横梁20的前部在两侧与前主体安装件70结合，通过前主体安装件70以悬挂的状态被设置于车辆。因此，横梁20具有在两侧的前主体安装件70之间摆动的固有振动模式。然而，横梁20和前主体安装件70在多个位置被牢固地固定，刚性被提高。因此，在前主体安装件70之间振动的横梁20的固有振动频率变得比较大。这种现象参考被拉伸到一定长度的吉他的弦因张力提高而高音化的情况也能理解。

这样，在横梁20形成从两个观点考虑而提高了固有振动频率的结构。因此，在横梁20能抑制或防止与发动机的共振。

在以上的说明中，在图2～图4或者图7～图11中，将横梁20的结构说明为在下面板30依次组装构件。然而，这些说明中的横梁20的组装顺序是一个例子，除此之外还可以按照各种顺序进行组装。此外，还应注意，图示的结合体130、132、134、136也只是对在横梁20中所实现的结合结构进行部分截取来说明的。

此外，对加强面板40的下凸缘部42构成横梁20的下壁的前部的情况进行了说明。然而，也可以采用下凸缘部42构成横梁20的下壁的后部的结构。

此外，在以上的说明中，以车辆前部的悬架梁10为例进行了说明。然而，横梁20的结构也可以应用于设于车辆后部的悬架梁。作为这样的例子之一，可以举出具有使前部的悬架在水平平面内旋转了180度的形态的后悬架。

Claims (5)

1.一种悬架梁，设于车辆，并且具备横梁和主体安装件，所述悬架梁的特征在于，

所述横梁由主体面板与加强面板结合而成，并且所述横梁形成为具有前壁、上壁、后壁以及下壁的闭合截面的形状，所述加强面板具备：凸缘部，构成所述下壁的一部分；以及中壁，从所述凸缘部的后端向上方延伸并结合于所述上壁，在所述横梁的车宽方向两侧，所述主体安装件的底壁结合于所述加强面板的所述凸缘部，所述主体安装件的侧壁结合于所述主体面板。

2.根据权利要求1所述的悬架梁，其特征在于，

所述主体安装件是设于所述横梁的前部的前主体安装件，所述加强面板的所述凸缘部构成所述下壁的前部，所述加强面板的所述中壁在两侧的所述前主体安装件之间的所有位置均被配置于比所述前主体安装件的后侧壁靠后方处。

3.根据权利要求2所述的悬架梁，其特征在于，

所述加强面板的所述凸缘部的前端在两侧的所述前主体安装件之间的所有位置均被配置于比所述前主体安装件的后侧面靠前方处。

4.根据权利要求1所述的悬架梁，其特征在于，

所述加强面板的所述凸缘部构成所述下壁的前部，所述主体面板具备所述前壁、所述上壁、所述后壁以及所述下壁的后部，所述加强面板的所述凸缘部的后端附近与所述主体面板的所述下壁的后部的前端附近结合，所述加强面板的所述凸缘部的前端附近与所述主体面板的所述前壁的下端附近结合。

5.根据权利要求1所述的悬架梁，其特征在于，

具备与所述主体安装件的前侧面结合的主体安装件托架，所述主体安装件托架与所述主体面板和所述加强面板结合。

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