CN113352836B - 扭力梁式悬架 - Google Patents

Abstract

提供一种扭力梁式悬架。在扭力梁式悬架的扭力梁(1)中，具有如下结构：在沿与由前后方向和上下方向规定的平面平行的平面剖切扭力梁(1)而得到的截面中，设定成中央部(2)的截面面积比第1延伸部(4)的截面面积和第2延伸部(6)的截面面积小，第1延伸部(4)和第2延伸部(6)处的各自的前壁(12)具有朝向后侧凹陷设置的前凹部(32、34)，并且，第1延伸部(4)和第2延伸部(6)处的各自的后壁(16)具有朝向前侧凹陷设置的后凹部(36、38)，在中央部(2)处的前壁(12)未配置前凹部，在中央部(2)处的后壁(16)未配置后凹部。

Description

扭力梁式悬架

技术领域

本发明涉及扭力梁式悬架，特别涉及装配于四轮汽车等车辆的扭力梁式悬架。

背景技术

近年来，针对四轮汽车等的车辆用悬架装置，以小排量车等为中心，大多采用部件数量少、构造比较简单且空间效率优异的扭力梁式悬架。

因此，针对这种扭力梁式悬架，要求在提高其生产性等的同时进一步增大其强度和刚性。

在这种状况下，欧州专利申请公开第2098391号说明书公开了如下结构：涉及汽车用的扭梁轴，为了能够在抑制重量增加的同时调节挠率，在扭转部的宽度方向的中央部分，其截面为Ω形状。

但是，根据本发明人的研究，在欧州专利申请公开第2098391号说明书的扭梁轴的结构中，将扭转部的宽度方向的中央部分的截面形状设定为与其他部分的形状不同的Ω形状，因此，在应力集中于使扭转部扭转的力矩的倾向较高的宽度方向的中央部分，在确保其必要的强度的同时得到期望的扭转特性成为前提，扭转特性的调节自由度绝对不能说高，从提高扭转特性的调整自由度以应用于多种多样的车辆的规格这样的观点出发，存在改善的余地。

这里，通过本发明人的进一步研究，针对扭梁轴这样的扭力梁式悬架的扭力梁，进行了因对支承于该扭力梁的两轮输入相反相位的上下载荷而导致施加有扭转力矩时的应力分析，发现了在与欧州专利申请公开第2098391号说明书公开的结构不同的结构中，能够在有效地缓和该应力集中的同时放大扭转特性的调整幅度。

发明内容

本发明是经过以上研究而完成的，其目的在于，提供能够在确保良好的生产性和高强度的同时以较高的自由度调整扭转特性的扭力梁式悬架。

为了实现以上目的，根据本发明的第1方面，扭力梁式悬架具有扭力梁，该扭力梁对车体的一对拖曳臂进行连结，并在所述车体的宽度方向上延伸，所述拖曳臂的一端侧支承于所述车体，在该拖曳臂的另一端部支承有车轮，并在所述车体的宽度方向上延伸，所述扭力梁具有：中央部，其配置于所述宽度方向的中央，在所述宽度方向上延伸；第1延伸部，其与所述中央部连接，在所述宽度方向上配置于所述中央部的一侧，在所述宽度方向上延伸；第1连接部，其使所述第1延伸部与所述一对拖曳臂中的一方连接；第2延伸部，其与所述中央部连接，在所述宽度方向上配置于所述中央部的另一侧，在所述宽度方向上延伸；以及第2连接部，其使所述第2延伸部与所述一对拖曳臂中的另一方连接，其中，所述扭力梁以横跨所述第1连接部与所述第2连接部的方式进一步具有遮住所述扭力梁的所述车体的上下方向上的上侧的上壁、在所述车体的前后方向上的前侧从所述上壁垂下的前壁、以及在所述前后方向上的后侧从所述上壁垂下的后壁，在沿与由所述前后方向和所述上下方向规定的平面平行的平面剖切所述扭力梁而得到的截面中，设定成所述中央部的截面面积比所述第1延伸部的截面面积和所述第2延伸部的截面面积小，所述第1延伸部和所述第2延伸部处的各自的所述前壁具有朝向所述后侧凹陷设置的前凹部，并且，所述第1延伸部和所述第2延伸部处的各自的所述后壁具有朝向所述前侧凹陷设置的后凹部，在所述中央部处的所述前壁未配置所述前凹部，在所述中央部处的所述后壁未配置所述后凹部。

此外，本发明的第2方面在该第1方面的基础上，在所述第1延伸部和所述第2延伸部的所述截面中，分别设定成所述前后方向上的长度和所述上下方向上的长度不同。

此外，本发明的第3方面在该第1方面的基础上，在所述中央部的所述截面中，设定成所述上下方向上的长度比所述前后方向上的长度长。

根据本发明的第1方面的结构，具有如下结构：在沿与由前后方向和上下方向规定的平面平行的平面剖切扭力梁而得到的截面中，设定成中央部的截面面积比第1延伸部的截面面积和第2延伸部的截面面积小，第1延伸部和第2延伸部处的各自的前壁具有朝向后侧凹陷设置的前凹部，并且，第1延伸部和第2延伸部处的各自的后壁具有朝向前侧凹陷设置的后凹部，在中央部的前壁未配置前凹部，在中央部的后壁未配置后凹部，由此，能够在确保良好的生产性和高强度的同时以较高的自由度调整扭转特性。

此外，根据本发明的第2方面的结构，在沿与由前后方向和上下方向规定的平面平行的平面剖切扭力梁而得到的截面中，第1延伸部和第2延伸部分别具有被设定为彼此不同的长度的前后方向上的长度和上下方向上的长度，由此，能够在缓和应力集中的同时以更高的自由度调整扭转特性。

此外，根据本发明的第3方面的结构，在沿与由前后方向和上下方向规定的平面平行的平面剖切扭力梁而成的截面中，中央部具有被设定为比前后方向的长度长的上下方向上的长度，由此，能够在缓和应力集中的同时以更高的自由度调整扭转特性。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式中的扭力梁式悬架的扭力梁的俯视图。

图2是示出本实施方式中的扭力梁式悬架的扭力梁的仰视图。

图3是示出本实施方式中的扭力梁式悬架的扭力梁的前视图。

图4是示出本实施方式中的扭力梁式悬架的扭力梁的后视图。

图5是图1的A-A剖视图。

图6是图1的B-B剖视图。

标号说明

1；扭力梁；

2；中央部；

4；左延伸部；

6；右延伸部；

12；前壁；

13；前凸缘；

14；前左鼓出壁；

15；前右鼓出壁；

16；后壁；

17；后凸缘；

18；后左鼓出壁；

19；后右鼓出壁；

22；上壁；

24；左连接部；

25；左切口部；

26；右连接部；

27；右切口部；

32；前左凹部；

34；前右凹部；

36；后左凹部；

38；后右凹部；

TA；拖曳臂。

具体实施方式

下面，适当参照图1～图6对本发明的实施方式中的扭力梁式悬架的扭力梁进行详细说明。另外，在图中，x轴、y轴和z轴构成3轴直角坐标系。此外，x轴的正方向是车体的右方，y轴的正方向是车体的前方，并且，z轴的正方向是车体的上方。此外，有时将x轴的方向称为宽度方向，将y轴的方向称为长度方向，并且将z轴的方向称为上下方向。

图1～图4是示出本实施方式中的扭力梁式悬架的扭力梁的俯视图、仰视图、前视图和后视图。此外，图5是图1的A-A剖视图，图6是图1的B-B剖视图。另外，在图6中，为了简便，除了扭力梁的左侧的结构要素的标号以外，在括弧内示出扭力梁的右侧的结构要素的标号。

首先，参照图1对本实施方式中的扭力梁式悬架的扭力梁的整体结构进行详细说明。

如图1所示，扭力梁式悬架的扭力梁1应用于省略图示的四轮汽车等车辆的后悬架，在扭力梁1的宽度方向的两端装配左右一对拖曳臂TA。

一对拖曳臂TA分别在它们的后方的部分支承车轮，并且在它们的前方的部分经由衬套部件等以转动自如的方式装配于后侧车架等车体，在该一对拖曳臂TA的长度方向的中间部分连接有扭力梁1，典型地讲，一对拖曳臂TA是由钢材等金属制的板部件或管部件构成的筒状部件，通过电弧焊接而与扭力梁1焊接在一起。

此外，扭力梁1是由呈向上侧凸出的形状且下侧开放的钢板等金属板构成的冲压成型板部件，在宽度方向上延伸，并且在其宽度方向的两端分别连结着一对拖曳臂TA的长度方向的中间部分。

接着，进一步参照图2～图6更加详细地说明扭力梁1的结构。

扭力梁1具有：中央部2，其配置于该扭力梁1的宽度方向的中央，并且在宽度方向上延伸；左延伸部4，其与中央部2连接，在宽度方向上配置于中央部2的左侧，并且在宽度方向上延伸；左连接部24，其使左延伸部4与左侧的拖曳臂TA连接；右延伸部6，其与中央部2连接，在宽度方向上配置于中央部2的右侧，并且在宽度方向上延伸；以及右连接部26，其使右延伸部6与右侧的拖曳臂TA连接。

这里，扭力梁式悬架在扭力梁1的宽度方向的中央、即中央部2的宽度方向的中央相对于与y-z平面平行的平面左右对称，图5所示的图1的A-A剖视图示出沿与y-z平面平行的平面对中央部2的宽度方向上的中央进行剖切而得的纵截面，图6所示的图1的B-B剖视图示出沿与y-z平面平行的平面对左延伸部4进行剖切而得的其宽度方向上的代表性纵截面，并且，该图6所示的图1的B-B剖视图与右延伸部6的宽度方向上的代表性纵截面相同。

左延伸部4具有左切口部25，该左切口部25被切成在与左侧的拖曳臂TA焊接在一起时与该拖曳臂TA的对应部分的形状相匹配，在左切口部25与左侧的拖曳臂TA抵接的状态下将左延伸部4的该抵接部焊接于该拖曳臂TA，由此，左延伸部4在左连接部24处与左侧的拖曳臂TA连接。同样，右延伸部6具有右切口部27，该右切口部27被切成在与右侧的拖曳臂TA焊接在一起时与该拖曳臂TA的对应部分的形状相匹配，在右切口部27与右侧的拖曳臂TA抵接的状态下将右延伸部6的该抵接部焊接于该拖曳臂TA，由此，右延伸部6在右连接部26处与右侧的拖曳臂TA连接。

详细地讲，在遍及左连接部24和右连接部26的范围内、即扭力梁1的宽度方向的全部范围内，中央部2、左延伸部4和右延伸部6具有堵住它们的上侧的上壁22、从上壁22的前端部朝向下侧垂下的前壁12、以及从上壁22的后端部朝向下侧垂下的后壁16。典型地讲，上壁22由于x-y平面平行的平坦面部构成，前壁12和后壁16由于x-z平面平行的平坦面部构成，前壁12和后壁16在前后方向上对置地配设。另外，根据设定扭力梁1中的强度和扭转特性时的需要，可以设置从前壁12的下端向前方延伸的前凸缘13和从后壁16的下端向后方延伸的后凸缘17。此外，扭力梁1不仅采取上壁22与上下方向垂直的姿态，也可以根据需要采取上壁22与上下方向倾斜地交叉的姿态。

根据由中央部2规定扭力梁1的扭转特性的基本特性的观点，优选将沿与y-z平面平行的平面剖切中央部2而成的纵截面的截面面积设定为比沿与y-z平面平行的平面剖切左延伸部4而成的纵截面的截面面积和沿与y-z平面平行的平面剖切右延伸部6而成的纵截面的截面面积小。

如图5和图6中代表性示出的那样，虽然由于对一对拖曳臂TA各自的车轮支承部输入了典型的相反相位的上下载荷的情况下而产生的力矩M，在扭力梁1的各部位产生应力，但是，从缓和该情况下的扭力梁1的应力集中的观点出发，左延伸部4和右延伸部6各自的前壁12具有朝向后侧凹陷设置的所谓倒转形状的前左凹部32和前右凹部34，并且，左延伸部4和右延伸部6各自的后壁16具有朝向前侧凹陷设置的所谓倒转形状的后左凹部36和后右凹部38。此外，在中央部2的前壁12完全未配置前左凹部32和前右凹部34这样的前凹部，在中央部2的后壁16完全未配置后左凹部36和后右凹部38这样的后凹部。即，如图3中代表性示出的那样，前左凹部32和前右凹部34之间的宽度方向的距离L0设定为中央部2的宽度方向的长度(比零长的规定长度)以上，以使得前左凹部32的右端部和前右凹部34的左端部之间在中央部2中断而不会彼此连接。此外，在能够确保一对拖曳臂TA和扭力梁1之间的焊接性的情况下，关于前左凹部32与左连接部24的左切口部25之间的宽度方向上的距离L1，还能够将前左凹部32的左端部延伸到左切口部25，因此，该情况下，距离L1也可以设定为零。该结构对于后左凹部36和后右凹部38也相同。

此外，从避免设定扭力梁1的强度和扭转特性时的烦杂性而简化该设定、进而提高其冲压成型性的观点出发，将前左凹部32和前右凹部34、以及后左凹部36和后右凹部38在中央部2的宽度方向的中央处相对于与y-z平面平行的平面左右对称地配置，而且，在沿与y-z平面平行的平面剖切该前左凹部32和前右凹部34以及后左凹部36和后右凹部38而成的纵截面中，典型地讲为相同大小的圆弧状。另外，从缓和扭力梁1的应力集中并同时提高将其调整为期望的扭转特性时的可靠性和使其成型时的所谓形状冻结性的观点出发，也可以使前左凹部32和前右凹部34、以及后左凹部36和后右凹部38由直线状壁构成，而不是由圆弧状壁构成。

从以较高的自由度调整扭力梁1的扭转特性的观点出发，在沿与y-z平面平行的平面剖切中央部2而成的纵截面的形状中，优选设定为上下方向上的长度比前后方向上的长度长。即，如图5中代表性示出的那样，在中央部2处，前壁12的上下方向上的长度(如图5那样在设置有前凸缘13的情况下为包含前凸缘13在内的长度)H0设定为比上壁22的前后方向上的长度W0长。此外，从能够在缓和扭力梁1的应力集中的同时以较高的自由度调整扭力梁1的扭转特性的观点出发，在沿与y-z平面平行的平面剖切左延伸部4而成的纵截面的形状和沿与y-z平面平行的平面剖切右延伸部6而成的纵截面的形状中，优选将上下方向上的长度和前后方向上的长度设定为彼此不同的长度，而不是设定为彼此相等的长度。即，如图6中作为一例示出的那样，在左延伸部4和与其左右对称的右延伸部6中，前壁12的上下方向的长度(如图6那样在设置有前凸缘13的情况下为包含前凸缘13在内的长度)H1被设定为比上壁22的前后方向上的长度W1长，但是，也可以设定为长度W1比长度H1长以满足周边部件等的布局等约束条件。

此外，除了中央部2以外，在左延伸部4和右延伸部6中的至少设置有前左凹部32、前右凹部34、后左凹部36和后右凹部38的部分，从避免设定强度和扭转特性时的烦杂性的观点出发，优选前壁12和后壁16在上壁22的前后方向的中央处相对于与x-z平面平行的平面前后对称，因此，该情况下，中央部2处的后壁16的上下方向上的长度(在设置有后凸缘17的情况下为包含后凸缘17在内的长度)为H0，左延伸部4和与其左右对称的右延伸部6处的后壁16的上下方向上的长度(在设置有后凸缘17的情况下为包含后凸缘17的长度)为H1。

从较大地确保左延伸部4和右延伸部6各自的纵截面的观点出发，优选左延伸部4和右延伸部6处的各自的前壁12成为与中央部2处的前壁12相比更向前侧突出而鼓出的前左鼓出壁14和前右鼓出壁15，左延伸部4和右延伸部6处的各自的后壁16成为与中央部2处的后壁16相比更向后侧突出而鼓出的后左鼓出壁18和后右鼓出壁19。此外，从提高冲压成型性的观点出发，优选前左凹部32和前右凹部34、以及后左凹部36和后右凹部38在沿与y-z平面平行的平面被剖切而成的纵截面中具有相同大小的圆弧状，而且，前左鼓出壁14、前右鼓出壁15、后左鼓出壁18和后右鼓出壁19为直线状壁。

此外，从提高扭力梁1相对于弯曲和扭转的刚性的观点出发，使前左凹部32和前右凹部34朝向左延伸部4和右延伸部6处的各自的前壁12的下端侧偏移配置(在设置有前凸缘13的情况下，与前凸缘13相连)，从同时实现后左鼓出壁18和后右鼓出壁19这双方的观点出发，优选后左凹部36和后右凹部38朝向左延伸部4和右延伸部6处的各自的后壁16的下端侧偏移配置(在设置有后凸缘17的情况下，与后凸缘17相连)。如图6中作为一例示出的那样，在左延伸部4和与其左右对称的右延伸部6中，前左凹部32和前右凹部34的上下方向上的长度H11设定为比前左鼓出壁14和前右鼓出壁15的上下方向上的长度H12短，但是，根据需要，也可以设定为长度H11比长度H12长。此外，该情况在左延伸部4和与其左右对称的右延伸部6上的后左凹部36和后右凹部38中相同。

此外，从在确保省略图示的弹簧载置部件的支承强度的同时分别增强扭力梁1和一对拖曳臂TA之间的接合强度的观点出发，优选左延伸部4的左连接部24侧的左切口部25的后部和右延伸部6的右连接部26的右切口部27的后部分别具有朝向后侧偏移的形状。

在以上的本实施方式的扭力梁式悬架中，具有如下结构：在沿与由前后方向和上下方向规定的平面平行的平面剖切扭力梁1而成的截面中，设定为中央部2的截面面积比第1延伸部4的截面面积和第2延伸部6的截面面积小，第1延伸部4和第2延伸部6处的各自的前壁12具有朝向后侧凹陷设置的前凹部32、34，并且，第1延伸部4和第2延伸部6处的各自的后壁16具有朝向前侧凹陷设置的后凹部36、38，在中央部2处的前壁12未配置前凹部，在中央部2处的后壁16未配置后凹部，由此，能够在确保良好的生产性和高强度的同时以较高的自由度调整扭转特性。

此外，在本实施方式的扭力梁式悬架中，在沿与由前后方向和上下方向规定的平面平行的平面剖切扭力梁1而成的截面中，第1延伸部4和第2延伸部6分别具有被设定为彼此不同的长度的前后方向上的长度W1和上下方向上的长度H1，由此，能够在缓和应力集中的同时以更高的自由度调整扭转特性。

此外，在本实施方式的扭力梁式悬架中，在沿与由前后方向和上下方向规定的平面平行的平面剖切扭力梁1而成的截面中，中央部2具有设定为比前后方向的长度W0长的上下方向上的长度H0，由此，能够在缓和应力集中的同时以更高的自由度调整扭转特性。

另外，在本发明中，部件的种类、形状、配置、个数等不限于所述实施方式，当然能够将其结构要素适当地置换为发挥同等作用效果的结构要素等，能够在不脱离发明主旨的范围内适当变更。

如上所述，在本发明中，能够提供可以在确保良好的生产性和高强度的同时以较高的自由度调整扭转特性的扭力梁式悬架，因此，能够期待由于其通用普遍的性质而能够广泛地应用于车辆等移动体的扭力梁式悬架的领域。

Claims (3)

1.一种扭力梁式悬架，其具有扭力梁，该扭力梁对车体的一对拖曳臂进行连结，并在所述车体的宽度方向上延伸，所述拖曳臂的一端侧支承于所述车体，在该拖曳臂的另一端部支承有车轮，并且，

所述扭力梁具有：

中央部，其配置于所述宽度方向的中央，在所述宽度方向上延伸；

第1延伸部，其与所述中央部连接，在所述宽度方向上配置于所述中央部的一侧，且在所述宽度方向上延伸；

第1连接部，其使所述第1延伸部与所述一对拖曳臂中的一方连接；

第2延伸部，其与所述中央部连接，在所述宽度方向上配置于所述中央部的另一侧，且在所述宽度方向上延伸；以及

第2连接部，其使所述第2延伸部与所述一对拖曳臂中的另一方连接，

其中，

所述扭力梁以横跨所述第1连接部与所述第2连接部的方式进一步具有将所述扭力梁的在所述车体的上下方向上的上侧遮住的上壁、在所述车体的前后方向上的前侧从所述上壁垂下的前壁、以及在所述前后方向上的后侧从所述上壁垂下的后壁，

在沿与由所述前后方向和所述上下方向规定的平面平行的平面剖切所述扭力梁而得到的截面中，设定成所述中央部的截面面积比所述第1延伸部的截面面积和所述第2延伸部的截面面积小，

所述第1延伸部和所述第2延伸部处的各自的所述前壁具有朝向所述后侧凹陷设置的前凹部，并且，所述第1延伸部和所述第2延伸部处的各自的所述后壁具有朝向所述前侧凹陷设置的后凹部，

在所述中央部处的所述前壁未配置所述前凹部，在所述中央部处的所述后壁未配置所述后凹部，

所述第1延伸部和所述第2延伸部处的各自的所述前壁具有与所述中央部处的所述前壁相比更向所述前侧突出而鼓出的前鼓出壁，所述前凹部位于所述前鼓出壁的所述上下方向的下侧，并朝向所述第1延伸部和所述第2延伸部处的各自的所述前壁的下端侧偏移配置，

所述第1延伸部和所述第2延伸部处的各自的所述后壁具有与所述中央部处的所述后壁相比更向所述后侧突出而鼓出的后鼓出壁，所述后凹部位于所述后鼓出壁的所述下侧，并朝向所述第1延伸部和所述第2延伸部处的各自的所述后壁的下端侧偏移配置。

2.根据权利要求1所述的扭力梁式悬架，其中，

在所述第1延伸部和所述第2延伸部的所述截面中，分别设定成所述前后方向上的长度和所述上下方向上的长度不同。

3.根据权利要求1或2所述的扭力梁式悬架，其中，

在所述中央部的所述截面中，设定成所述上下方向上的长度比所述前后方向上的长度长。