CN1243649C - 悬挂臂 - Google Patents

Abstract

一种压制金属板制成的悬挂臂包括：车轮安装部分；第一车身安装部分和第二车身安装部分，其中悬挂臂设有：垂直壁部分，从车轮安装部分分别延伸至第一和第二车身安装部分，以及从第二车身安装部分延伸至第一车身安装部分，通过向内弯曲垂直壁部分的自由端形成的反向凸缘；以及基本设置在垂直壁部分之间的第一水平面、第二水平面和第三水平面，其中第一水平面连续地邻接垂直壁部分，上述全部定向是以悬挂臂安装在车身上时的安装状态为基准的，第二水平面被围绕在第一水平面内、邻接第一水平面并从第一水平面向上凸出，第三水平面在悬挂臂的横剖图中形成在第一水平面的中央部分、邻接第一水平面并从第一水平面向下凹入。

Description

悬挂臂

技术领域

本发明涉及压制金属板制成的汽车用的悬挂臂。

背景技术

大家知道汽车用的悬挂臂是钢板制成的，钢板在其周边部分以曲柄方式被压制，从而形成总体的帽状横截面。为了制成悬架，悬挂臂在一个部分“a”被弯曲，并且在一个部分“b”按照与部分“a”相反的方向弯曲。因此，需要简易的压力加工。另外，悬挂臂的材料具有一个小的拉长，因而在部分“b”材料板厚难于制薄。

但是，由于悬挂臂的下表面张开以减小刚度，因而易于被负载变形。为了避免这个问题，当悬挂臂的横截面被加大或材料厚度增加时，会发生悬挂臂的总体尺寸加大或悬挂臂的重量增加的问题。

因此，在未审定的日本专利申请公开文本第188022/1996号及未审定的日本专利申请公开文本第318722/1996号中提出，通过弯曲钢板周边部分180°或180°以上而形成反向凸缘来解决这个问题。

顺便讲到，在未审定的日本专利申请公开文本第188022/1996号和未审定的日本专利申请公开文本第318722/1996号所述的悬挂臂中，由于反向凸缘形成得使钢板周边部分弯曲180°或180°以上，因而在反向凸缘部分的材料的拉长大于具有帽状横截面的悬挂臂的拉长。

因此，由于在反向凸缘部分的材料厚度减小，因而在反向凸缘处产生弯曲负载时，材料厚度减小的部分的强度下降。

发明内容

本发明的目的是改善悬挂臂中反向凸缘的耐用度，其中反向凸缘是通过压制金属板的周边部分形成的。

按照本发明的第一方面，提供一种压制金属板制成的悬挂臂，包括：一个车轮安装部分，车轮安装在该部分上；一个设置在车轮安装部分的横向以内的第一车身安装部分；以及一个第二车身安装部分，它设置在纵向离开第一车身安装部分的位置上，其中所述悬挂臂设有：垂直壁部分，从所述车轮安装部分分别延伸至所述第一车身安装部分和所述第二车身安装部分，以及从所述第二车身安装部分延伸至所述第一车身安装部分，一个通过向内弯曲垂直壁部分的自由端形成的反向凸缘；以及基本设置在所述垂直壁部分之间的第一水平面、第二水平面和第三水平面，其中所述第一水平面连续地邻接所述垂直壁部分，上述全部定向是以所述悬挂臂安装在车身上时的安装状态为基准的，其特征在于：所述第二水平面被围绕在所述第一水平面内、邻接所述第一水平面、并从第一水平面向上凸出，所述第三水平面在所述悬挂臂的横剖图中形成在所述第一水平面的中央部分、邻接所述第一水平面并从所述第一水平面向下凹入。

按照第一方面的结构，悬挂臂包括第一水平面、垂直壁部分和反向凸缘部分，在这种悬挂臂中，垂向弯曲负载的弯曲中心的高度通过设置从第一水平面向上伸出的第二水平面使得从弯曲中心至反向凸缘的距离增加而得以提高，因而作用在反向凸缘上的拉伸负载和压缩负载可以减小，从而即使材料厚度由于在为形成反向凸缘而压制材料时而减小，反向凸缘的耐用度也可增加。

按照本发明的第二方面，提供一种汽车用的、压制金属板制成的悬挂臂，这种悬挂臂具有一个车轮安装部分，其上安装车轮；一个第一车身安装部分，设置在车轮安装部分的横向内部；以及一个第二车身安装部分，设置在一个与第一车身安装部分纵向分开的位置上，该悬挂臂在第一车身安装部分附近还包括一个当安装在车身上时基本水平延伸的第一水平面；通过向下弯曲第一水平面的周缘形成的垂直部分；通过向内弯曲垂直部分的下缘形成的反向凸缘；以及一个从第一水平面向上伸出的第二水平面。

按照这种结构，悬挂臂包括第一水平面、垂直部分和反向凸缘，在这种悬挂臂中，在作用的弯曲负载最大的第一车身安装部分附近设有从第一水平面向上伸出的第二水平面，使从弯曲中心至反向凸缘的距离增加，因而垂向弯曲负载的弯曲中心的高度提高了，因此，作用在反向凸缘上的拉伸负载和压缩负载可以减小，因而即使在为形成反向凸缘而压制材料时由于材料的大的拉伸而使材料厚度减小，反向凸缘的耐用度也可提高。

按照本发明的第三方面，提供一种汽车用的、压制金属板制成的悬挂臂，该悬挂臂包括一个当安装在车身上时基本水平延伸的第一水平面；通过向下弯曲第一水平面的周缘而形成的垂直部分；通过向内弯曲垂直部分的下缘而形成的反向凸缘；一个从第一水平面向上伸出的第二水平面；以及从第一水平面的不存在第二水平面的一个部分向下伸出的第三水平面。

按照本发明的这种结构，悬挂臂包括第一水平面、垂直部分和反向凸缘，在这种悬挂臂中，通过设置从第一水平面向上伸出的第二水平面，使得从弯曲中心至反向凸缘的距离增加，因而使垂向弯曲负载的弯曲中心的高度提高，因而作用在反向凸缘上的拉伸负载和压缩负载可以减小，因此，即使在为形成反向凸缘而压制材料时由于材料的大的拉伸而使材料厚度减小，也可以使反向凸缘的耐用度增加。另外，由于设置第三水平面从第一水平面的不存在第二水平面的部分向下伸出，因而使悬挂臂的弯曲中心趋近于悬挂臂的厚度方向的中心，因此，悬挂臂的横截面形状不会被作用在悬挂臂平面内的负载变形，从而可以防止出现不利的次内应力。

附图说明

图1是汽车左前轮的下臂的立体图；

图2是沿图1中箭头2所示方向看去的视图(下臂的平面图)；

图3是沿图1中箭头3所示方向看去的视图(下臂的前视图)；

图4是沿图2中4-4线的放大横剖图；

图5是沿图2中5-5线的放大横剖图；

图6是沿图2中6-6线的放大横剖图；

图7是沿图2中7-7线的放大横剖图；

图8是沿图2中8-8线的放大横剖图；

图9是沿图2中9-9线的放大横剖图；

图10的横剖图表示具有帽状横截面的传统的悬挂臂。

具体实施方式

现在以附图所示本发明的实施例为基础描述本发明。

图1至3表示用于支承汽车左前轮的悬架的下臂11。下臂11主要包括一金属板如压制的金属板。这种平面结构是所谓的A型臂。

下臂11包括：

一个通过关节支承车轮的车轮安装部分12，

一个由车身支承的第一前部车身安装部分13，它在车辆宽度的方向上设置在车轮安装部分12以内，以及

一个第二车身安装部分14，它在车辆宽度的方向上设置在第一车身安装部分13之后。

下臂11包括当安装在车身上时基本水平延伸的一个第一水平面15。另外，第一水平面15将车轮安装部分12、第一车身安装部分13和第二车身安装部分14连接在一起。

现在一起参阅图4，5，7，8和9，下臂11包括通过向下弯曲第一水平面15的周缘形成的垂直部分16a和16b。

垂直部分16a从车轮安装部分12延伸至第一车身安装部分13，垂直部分16b从车轮安装部分12延伸至第二车身安装部分14。

也就是说，垂直部分16a，16b不设置在车轮安装部分12和第一车身安装部分13的附近。

现在一起参阅图7，8和9，一个反向凸缘17a在车轮安装部分12和第一车身安装部分13之间形成，使垂直部分16a向内弯曲，一个反向凸缘17b在第一车身安装部分13和第二车身安装部分14之间形成，使垂直部分16b向内弯曲，一个反向凸缘17e在第二车身安装部分14和车轮安装部分12之间形成，使垂直部分16b向内弯曲。

现在参阅图6，车轮安装部分12设有一个具有向下弯曲的凸缘12a的圆孔，一个关节通过一个球接头可摆动地支承在圆孔中。

现在参阅图4，第一车身安装部分13包括一个单独的构件，如具有圆形横截面的管。

通过焊接缝18，使管的轴线处于车身纵向上，使管固定在一起构成倒置U形的第一水平面15和垂直部分16a，16b的端部上。

第一车身安装部分13通过一个橡胶衬套接头可摆动地支承在车身上。

现在参阅图5，第二车身安装部分14包括一个具有向下弯曲的凸缘14a的圆孔。第二车身安装部分14借助垂直部分16b圆周地围绕大致180°。第二车身安装部分14通过一个橡胶衬套接头可摆动地支承在车身上。

现在参阅图7和8，在第一水平面15的中央部分以下降的方式形成一个第三水平面19，该部分从顶部看去弯曲呈弧形。

第三水平面19在第一水平面15和反向凸缘17a，17b，17c之间基本设置在中间。

然后，第三水平面19连续地连接于车轮安装部分12而不形成任何不同的高度。

在第三水平面19的大致中央部分形成一个加工孔19a(见图7)，以便插入一个冲击扳手。

一个稳定器安装孔19b(见图8)在加工孔19a靠近车轮安装部分12一侧附近的一个位置上形成在第三水平面19中。

在第三水平面19靠近其端部的位置上形成放水孔19c，19e。

现在参阅图9，在第一水平面15上，在第一车身安装部分13而不是第三水平面19附近形成一个第二水平面20，第二水平面20设置得高于第一水平面15。

现在参阅图7和8，下臂11的横截面形状类似于I字钢的横截面形状，第三水平面19形成得低于第一水平面15。也就是说，下臂11的第三水平面19相当于I字钢的连接板，第一水平面15、垂直部分16a，16b和反向凸缘17a，17b，17c相当于I字钢的凸缘。因此，相对于与第三水平面19成直角相交的一轴线L1的区域的二次矩变得极大。

从车轮通过车轮安装部分12作用在下臂11的平面内的水平负载在下臂11的水平面产生压缩负载、拉伸负载和弯曲负载。此时，按照强度最为重要的弯曲负载变成围绕轴线L1的弯曲负载。但是，如上所述，由于相对于轴线L1的区域的二次矩极大，下臂具有承受弯曲负载的足够刚度。

另外，由于下臂11的横截面相对于穿过第三水平面19的一轴线L2轴向对称，因而使水平负载引起的横截面变形难于发生，因此可以防止不利的二次内应力。

车轮安装部分12的来自车轮的垂向负载产生垂直作用在下臂11表面上的弯曲负载。

该弯曲负载在下臂11的第一车身安装部分13附近沿9-9线(见图9)的横截面上最大。

如图9所示，一轴线L2′变成具有从下臂11的第一水平面15向上伸出的第二水平面20的部分上的弯曲中心。因此，轴线L2′比轴线L2更上移一个距离α，轴线L2变成具有从第一水平面15向下伸出的第三水平面19的部分的弯曲中心。

顺便讲到，当将钢板压制成下臂11时，第一水平面首先向下弯成垂直部分16a，16b，垂直部分16a，16b又弯成反向凸缘17a，17b，17c。因此，当与垂直部分的下端向外弯成反向凸缘的传统实例(见图10)相比较，材料的伸长在反向凸缘上变得较大。另外，在那些部分上的厚度变得较薄，该处的强度较小。

但是，在本发明的下臂11中，由于作为弯曲中心的轴线L2′因第二水平面20的成形而更上移距离α，因而从轴线L2′至反向凸缘17a，17b，17c的距离增加。

因此，下臂11的弯曲负载在反向凸缘17a，17b，17c上产生的拉伸负载和压缩负载可被减小，从而增加下臂11的耐用度。

由于上述的下臂11的主体可通过压制钢板制成，因而下臂不仅尺寸小、重量轻，而且也可提供超级生产率，从而可以降低生产成本。

另外，下臂11可以提供等于通过锻造制成的下臂的刚度。另外，利用从第一水平面15向下凹陷的第三水平面19上方的上部空间可以设置一个稳定器。

因此，虽然本发明的实施例至少已被详述，但是，本发明在结构上也可进行各种改变而并不超出本发明的范围。

例如，虽然本发明应用于实施例中的下臂，但是，本发明也适用于上臂。另外，虽然反向凸缘17a，17b，17c在实施例中与第三水平面19的远端分开，但是，这些反向凸缘的远端可与第三水平面19接触以形成管状结构。

因此，按照本发明的第一方面，在具有第一水平面、垂直部分和反向凸缘的悬挂臂中，通过设置从第一水平面向上伸出的第二水平面，使从弯曲中心至反向凸缘的距离增加，因而垂向弯曲负载的弯曲中心的高度提升，因此，作用在反向凸缘上的拉伸负载和压缩负载可被减小，即使在将材料压制成反向凸缘时其拉伸大而使材料厚度减小，反向凸缘的耐用度也可以增加。

按照本发明的第二方面，在具有第一水平面、垂直部分和反向凸缘的悬挂臂中，通过在弯曲负载最大的第一车身安装部分附近设置从第一水平面向上伸出的第二水平面而使垂向弯曲负载的弯曲中心的高度提升，因而弯曲中心至反向凸缘的距离增加，因此，即使在将材料压制成反向凸缘时材料的伸长大而使材料的厚度减小，也可以增加反向凸缘的耐用度。

按照本发明的第三方面，在具有第一水平面、垂直部分和反向凸缘的悬挂臂中，通过设置从第一水平面向上伸出的第二水平面而使垂直弯曲负载的弯曲中心的高度提升，使得从弯曲中心至反向凸缘的距离增加，因而使作用在反向凸缘上的拉伸负载和压缩负载可被减小，因此，即使在将材料压制成反向凸缘时，材料的厚度因材料的拉伸大而减小，也可使凸缘的耐用度增加。另外，由于第三水平面设置得在第二水平面不存在的位置从第一水平面向下伸出，因而使悬挂臂的弯曲中心可趋近于悬挂臂厚度方向的中心，从而使悬挂臂横截面形状不被作用在悬挂臂平面内的负载变形，因此可防止内应力的二次产生。

Claims (3)

1.一种压制金属板制成的悬挂臂，包括：

一个车轮安装部分(12)，车轮安装在该部分上；

一个设置在车轮安装部分(12)的横向以内的第一车身安装部分(13)；以及

一个第二车身安装部分(14)，它设置在纵向离开第一车身安装部分(13)的位置上，

其中所述悬挂臂(11)设有：

垂直壁部分(16a，16b)，从所述车轮安装部分(12)分别延伸至所述第一车身安装部分(13)和所述第二车身安装部分(14)，以及从所述第二车身安装部分(14)延伸至所述第一车身安装部分，

一个通过向内弯曲垂直壁部分(16a，16b)的自由端形成的反向凸缘(17a，17b，17c)；以及

基本设置在所述垂直壁部分(16a，16b)之间的第一水平面(15)、第二水平面(20)和第三水平面(19)，

其中所述第一水平面(15)连续地邻接所述垂直壁部分(16a，16b)，上述全部定向是以所述悬挂臂(11)安装在车身上时的安装状态为基准的，

其特征在于：所述第二水平面(20)被围绕在所述第一水平面(15)内、邻接所述第一水平面(15)、并从第一水平面向上凸出，所述第三水平面(19)在所述悬挂臂(11)的横剖图中形成在所述第一水平面(15)的中央部分、邻接所述第一水平面(15)并从所述第一水平面向下凹入。

2.如权利要求1所述的悬挂臂，其特征在于：

所述第三水平面(19)在第一水平面(15)和反向凸缘(17a，17b，17c)之间基本在中间垂向设置。

3.如权利要求1或2所述的悬挂臂，其特征在于：

所述第三水平面(19)从上部看去时呈弧状方式弯曲。

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