CN1608873A - 轮式车辆的独立悬架系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于轮式车辆的独立悬架系统，包括经改进的减震器、板簧和轮架。该减震器包括缸和穿过该缸的杆；该减震器被垂直设置成使该杆的两端联接到车体上的状态；该减震器的缸被联接到轮架上；该板簧支承轮架，使其不在车辆的垂直轴线上旋转；该板簧被弹性地扭曲以抵消在减震器内部引起摩擦的力矩。

Description

轮式车辆的独立悬架系统
发明领域
本发明总体上涉及用于轮式车辆的独立悬架系统，该独立悬架系统允许每个车轮在对其他车轮不产生不当影响的情况下上下运动，并且特别涉及一种紧凑的或节省空间的独立悬架系统，该系统尽可能少的占用底盘以下的空间，来为轮式车辆提供更大的内部空间。
技术背景
在近几年中，已经公开了各种用于轮式车辆的独立悬架系统，这些独立悬架系统允许每个车轮在不对其他车轮产生不当影响的情况下上下运动。已被公开的日本专利申请H10(1998)-076826(在下文中指“JP10-076826”)描述了一种用于轮式车辆的后独立悬架系统，该悬架系统包括一从动元件(在JP10-076826中用“摆动臂”所示)，该从动元件在车辆的纵向延伸，以旋转支承一个车轮和将该车轮保持在合适的纵向位置上，不绕车辆的垂直轴旋转，还包括一上部横向联杆和一下部横向联杆(在JP10-076826中用“上联杆”和“下联杆”所示)，每个联杆都在车辆的底盘下面沿车辆的横向延伸，来保持该轮处于合适的位置，不绕车辆的纵轴旋转，以及允许该轮在压缩和回弹的作用下在车辆的垂直方向上运动。
发明内容
如在JP10-076826中公开的这种普通独立悬架系统，包括一横向联杆，该联杆在车辆底盘下面沿横向延伸，将车轮或轮架以合适的车轮外倾角保持在合适的横向位置上，导致下述缺陷。当轮架在压缩或回弹的作用下在车辆的垂直方向上运动时，该横向联杆在该横向联杆连接到车体上的附着点处摆动。这种运动需要在车辆的底盘下面有一定的空间。这个为横向联杆分配的空间导致在车辆的底盘上存在一突出物，以减小内部空间。
本发明的一个目的是提供一种用于轮式车辆的独立悬架系统，该悬架系统尽可能小地占用底盘下面的空间，来为车辆提供较大的内部空间。
根据本发明的一方面，一种用于轮式车辆的独立悬架系统，包括：一滑动导轨，该滑动导轨设置在车辆的车体上并被保持不在车辆的横向上运动；一滑块，该滑块设置在滑动导轨上，用于在车辆的垂直方向上抵抗施加在车辆上的载荷进行运动；以及一轮架，该轮架设置在滑块上，用于可旋转地在其上安装车辆的轮子。
根据本发明的另一方面，一种用于轮式车辆的独立悬架系统，包括：车轮支承装置，该车轮支承装置用于可旋转地在其上支承车辆的车轮；用于支承轮架的滑动装置；以及导向装置，该导向装置用于支承该滑动装置，以在车辆的垂直方向上抵抗施加在滑动装置上的载荷进行运动。
从下面对参照附图执行本发明的最佳模式的详细描述中，本发明的上述目的和其他的目的、特征和优点将非常明显。
附图的简要描述
附图1是一个示意图，显示了本发明的一个实施例所述的一种用于轮式车辆的独立悬架系统的一部分。
附图2是一个示意图，显示了在附图1的独立悬架系统中存在的减震器的侧面剖视图。
附图3是一个示意图，显示了在附图1的独立悬架系统中存在的另一减震器的侧面剖视图。
附图4是一个示意图，显示了在附图1的独立悬架系统中存在的另一减震器的侧面剖视图。
附图5是一个示意图，显示了一个结构的第一实施例，该结构在附图1的独立悬架系统中用于保持轮架不绕车辆的垂直轴旋转。
附图6是一个示意图，显示了一个结构的第二实施例，该结构在附图1的独立悬架系统中用于保持轮架不绕车辆的垂直轴旋转。
附图7是一个示意图，显示了一个结构的第三实施例，该结构在附图1的独立悬架系统中用于保持轮架不绕车辆的垂直轴旋转。
附图8是一个示意图，显示了一个结构的第四实施例，该结构在附图1的独立悬架系统中用于保持轮架不绕车辆的垂直轴旋转。
附图9是一个示意图，显示了一个结构的第五实施例，该结构在附图1的独立悬架系统中用于保持轮架不绕车辆的垂直轴旋转。
附图10是一个示意图，显示了一个结构的第六实施例，该结构在附图1的独立悬架系统中用于保持轮架不绕车辆的垂直轴旋转。
附图11A是一个示意图，显示了附图6中的结构在中立状态下的一种动作。
附图11B是一个示意图，显示了附图6中的结构在压缩状态下的一种动作。
附图11C是一个示意图，显示了附图6中的结构在回弹状态下的一种动作。
附图12是从车辆左侧观察本发明第一实施例所述的用于轮式车辆的左后独立悬架系统的一个透视图。
附图13是从车辆的底部观察附图12中的该左后独立悬架系统的另一透视图。
附图14是从车辆的内部观察附图12中的该左后独立悬架系统的另一透视图。
附图15是从车辆左侧观察本发明第二实施例所述的用于轮式车辆的该左后独立悬架系统的一个透视图。
附图16是从车辆底部观察附图15中的该左后独立悬架系统的另一透视图。
附图17是从车辆的内部观察附图15中的该左后独立悬架系统的另一透视图。
附图18是从车辆左侧观察本发明第三实施例所述的用于轮式车辆的该左后独立悬架系统的一个透视图。
附图19是从车辆底部观察附图18中的该左后独立悬架系统的另一透视图。
附图20是从车辆内部观察附图18中的该左后独立悬架系统的另一透视图。
附图21是从车辆左侧观察本发明第四实施例所述的用于轮式车辆的该左后独立悬架系统的一个示意图。
附图22是从车辆左侧观察本发明第五实施例所述的用于轮式车辆的该左后独立悬架系统的一个示意图。
附图23是从车辆后部观察附图22中的该左后独立悬架系统的一个示意图。
附图24是从车辆后部观察附图22中的该左后独立悬架系统的另一示意图。
附图25是从车辆左侧观察本发明第六实施例所述的用于轮式车辆的该左后独立悬架系统的一个示意图。
附图26是沿着附图25中由线XXVI-XXVI所示平面的剖视图。
附图27是从车辆左侧观察本发明第七实施例所述的用于轮式车辆的该左后独立悬架系统的一个示意图。
附图28是从车辆后部观察附图27中的该左后独立悬架系统的一个示意图。
附图29是沿着附图27中由线XXIX-XXIX所示平面的剖视图。
附图30是从车辆左侧观察本发明第八实施例所述的用于轮式车辆的该左后独立悬架系统的一个示意图。
附图31是从车辆左侧观察本发明第九实施例所述的用于轮式车辆的该左后独立悬架系统的一个示意图。
具体实施方式
参照附图1，示出了一个示意图，该示意图显示了(从车辆左侧观察时)根据本发明的一个实施例的用于轮式车辆的独立悬架系统的主体概念。该实施例的悬架系统适合于后独立悬架系统。该悬架系统使用了经改进的减震器1。如附图2所示，减震器1包括一个缸2、一个滑动设置在缸2中的活塞3和一个连接到活塞3上的杆4。杆4被滑动支承在缸2上，用于沿缸2纵轴的相对运动，并被保持不在垂直于纵轴的平面内中各径向方向上运动。活塞3限定了两个流体腔室5、6。杆4穿过流体腔室5和6延伸，并且穿过缸2的两个端部分。活塞3包括连通流体腔室5、6的连通孔7、8。弹性阀元件9、10被分别设置在流体腔室5、6中，覆盖连通孔7、8，起到振动阻尼阀的作用来实现下述功能。当活塞3在附图2中相对于缸2向上移动时，流体腔室5中的液压油经过连通孔8流到流体腔室6中，压迫阀元件10打开。该流动的流体阻力产生一阻尼力向下强加在活塞3上。另一方面，当活塞3在附图2中相对于缸2向下移动时，腔室6中的液压油经过连通管7流到流体腔室5中，压迫阀元件9打开。该流动的流体阻力产生一阻尼力向上强加在活塞3上。通过用这种方法来构造，减震器1控制了在杆4和缸2之间的摆动运动。
如附图1所示，如上所述的减震器1被设置在该悬架系统中，用于在车辆的垂直方向上在缸2和杆4之间的相对运动。更特别的是，减震器1通过将底部端设置在顶部端的后面而向后倾斜，从而车辆具有防俯冲特性，以将刹车中的制动点头运动减到最小。杆4的两端都被联接到车辆的车体11上。缸2经支架12被联接到轮架13上作为车轴的一个元件。轮架13可旋转地支承着一左后轮(未示出)，该左后轮包括一旋转中心O。这样，该悬架系统包括杆4、缸2和轮架13，其中，杆4作为导轨被设置在车辆的车体上，并且被保持不在车辆横向上的运动，缸2作为滑块设置在杆4上，用于在车辆的垂直方向上抵抗施加在车辆上的载荷进行运动，轮架13被设置在缸2上，用于在其上可旋转地安装车辆的车轮。
减震器1可以用附图3中所示的减震器1a替换，或者用附图4中所示的减震器1b替换。如附图3所示，减震器1a包括一对彼此同轴连接的普通减震器。也就是，减震器1a包括两个缸2a、2b，被滑动设置在缸2a、2b中的两个活塞3a、3b，和分别联接到活塞3a、3b上的两个杆4a、4b。作为第一杆的杆4a向外延伸穿过作为第一缸的缸2a的一个端。作为第二杆的杆4a向外延伸穿过作为第二缸的缸2b的一个端。缸2a、2b通过另一端部分被同轴联接在一起。和在减震器1中的情况一样，活塞3a、3b包括连通孔和弹性阀元件以产生施加在其上的阻尼力。和附图1中所示的减震器1的情况一样，用杆4a、4b的端部连接到车体11上，减震器1a可以被设置在垂直位置上。在这种方式中，减震器1a通过使用典型的减震器来构造。
如附图4中所示，减震器1b包括一对彼此并联联接的普通减震器。也就是，减震器1b包括两个缸2a、2b，被滑动设置在缸2a、2b中的两个活塞3a、3b，和分别联接到活塞3a、3b上的两个杆4a、4b。杆4b向外延伸穿过缸2b的一个端。缸2a、2b与相对方向设置的杆4a、4b并联联接。和减震器1的情况一样，活塞3a、3b包括连通孔和弹性阀元件以产生施加在其上的阻尼力。和附图1中所示的减震器1的情况一样，用杆4a、4b的端部连接到车体11上，减震器1a可以被设置在垂直位置上。在这种方式中，通过使用典型的减震器来构造的减震器1a包括具有偏置轴的一上部杆和一下部杆。
用于保持轮架13不在车辆的垂直轴上旋转的结构可以设置成如附图5至10中的那样。
在附图5中，支承结构使用一板簧14作为从动部件(trailingmember)，该从动部件在车辆的纵向上向后延伸，并被连接在车体11的设置部分和轮架13之间。该板簧14的前端经一支架15刚性被连接到车体11上。该板簧14的后端经一铰链型的钩环16被连接到轮架13上。通过用这种方法设置，板簧14保持轮架13不绕车辆的垂直轴旋转。从而，板簧14具有根据轮架13的位移施加一恢复力的悬簧的作用和保持轮架13不绕车辆的垂直方向旋转的悬架纵臂的作用。
在附图6中，和附图5中的情况一样，该支承结构使用板簧14作为一从动元件来保持轮架13不绕车辆的垂直轴旋转，该从动元件在车辆的纵向向后于车体11的设置部分和轮架13之间延伸。板簧14的前端部分经一对铰链型钩环17、18被连接到车体11上。板簧14的后端经销或枢转钩环19被连接到轮架13上。
在附图7中，该支承结构类似地使用板簧14作为一从动元件来保持轮架13不绕车辆的垂直轴旋转，该从动元件在车辆的纵向向后于车体11的设置部分和轮架13之间延伸。板簧14的前端部分经一对铰链型钩环20被连接到车体11上。板簧14的后端通过支架21被刚性连接到轮架13上。
在附图8中，该支承结构类似地使用板簧14作为一从动元件来保持轮架13不绕车辆的垂直轴旋转，该从动元件在车辆的纵向向后于车体11的设置部分和轮架13之间延伸。板簧14的前端部分经一销22被销连接(pinconnectted)到车体11上。板簧14的后端通过一对铰链型钩环23、24被连接到轮架13上。
在附图9中，该支承结构使用悬架纵臂25作为一从动元件来保持轮架13不绕车辆的垂直轴旋转，该从动元件在车辆的纵向向后于车体11的设置部分和轮架13之间延伸。悬架纵臂25的前端部分经一铰链型钩环26被连接到车体11上。悬架纵臂25的后端经一销27被连接到轮架13上。通过用这种方法设置，悬架纵臂25保持轮架13不绕车辆的垂直轴旋转。悬架纵臂25不具有象板簧14一样的悬簧的作用。为了提供这种作用，在车体11和悬架纵臂25的中点之间桥接一个螺旋弹簧28。
在附图10中，该支承结构使用悬架纵臂25作为一从动元件来保持轮架13不绕车辆的垂直轴旋转，该从动元件在车辆的纵向上向后在车体11的设置部分和轮架13之间延伸。悬架纵臂25的前端部分被连接到一扭杆29上，该扭杆沿车辆的横向延伸并具有连接到车体11上的内部端。悬架纵臂25的后端经一铰链型钩环30被连接到轮架13上。通过用这种方法设置，悬架纵臂25保持轮架13不绕车辆的垂直轴旋转。在该实施例中，轮架13的上下运动被转换成扭杆29的外部端部分的旋转运动。通过在外部端部分和固定到车体上的内部端部分之间扭转，扭杆29起到一悬簧的作用。简言之，如附图9中所示的螺旋弹簧28被扭杆29所替代。
下面对附图5至10所示前述实施例中的支承结构的操作和性能进行描述，将重点放在铰链型钩环的功能上。附图11A至11B显示了附图6中的支承结构的操作。附图11A显示了一种中立状态，其中车辆处于正常加载高度，轮架13在一中立位置处静止不动。当轮架13在压缩作用下沿着由α所指示的方向向上运动时，连接板簧14的后端和轮架13的销19如附图11B所示的那样向上运动。销19向上的位移引起了板簧14向后的位移。板簧14的位移被钩环17、18在由γ所指示的方向上的摆动所吸收。这样，钩环17、18连接车体11和板簧14以相对纵向运动，从而允许轮架13在压缩作用下向上运动。另一方面，附图11C显示了轮架13在回弹作用下向下运动的状况。销19向下的位移导致了板簧14向前的位移。板簧14的位移被钩环17、18在由所δ指示的方向上的摆动所吸收。这样，钩环17、18连接车体11和板簧14以相对纵向运动，从而允许轮架13在压缩作用下向下运动。因此，该悬架系统包括将板簧联接到轮架或车体上的联接器，用于在车辆的纵向上进行相对位移以吸收轮架在车辆的纵向上的位移。
参照附图12至14，根据本发明的第一实施例，显示了一种用于前驱车辆的板簧独立悬架系统。该实施例通过组合附图1至5所示的特征被示出。附图12至14显示了从三个不同视点观察的该悬架系统的透视图。附图12是从车辆左侧观察该悬架系统的一个透视图。附图13是从车辆底部观察该悬架系统的另一透视图。附图14是从车辆内部观察该悬架系统的另一透视图。
如附图2所示的减震器1被设置成垂直延伸，从而缸2和杆4在垂直方向上相对移动，并且减震器1通过将底部端设置在顶部端的后面而向后倾斜，从而车辆具有防俯冲特征以将刹车中的制动点头运动减到最小。杆4的上部端经一支架31被联接到车体11上。杆4的下部端经一支架32被联接到车体11上，如附图13和14所示。从而，缸2被支承在杆4上，以沿杆4的纵轴(沿车辆的垂直方向)作线性运动。缸2经支架12被刚性联接到轮架13上。轮架13可旋转地支承一左后轮(未示出)。这样，该轮被支承以垂直运动，并且被保持不横向运动。
轮架13被板簧14保持不绕杆4的纵轴旋转，该板簧作为在轮架13和车体11的设置部分之间延伸的一从动部件。板簧14的前端经一支架15被刚性联接到车体11上。板簧14的后端经铰链型钩环16被联接到轮架13上。通过用这种方法设置，板簧14保持轮架13不绕车辆的垂直轴旋转或绕缸2的运动轴线旋转。从而，板簧14具有根据轮架13的位移施加一恢复力的悬簧的作用和保持轮架13不绕车辆的垂直方向旋转的悬架纵臂的作用。此外，板簧14绕纵轴被弹性扭曲以减小减震器1中的摩擦。该结构将在下面的其他实施例中详细描述。
下面将对前述独立悬架系统的操作和性能及其产生的效果进行描述。如附图1所述，在减震器1的导引下，轮架13和所连接的后轮沿减震器1的纵轴在方向α和β上移动。轮架13在压缩的作用下移动到如假想线所示的位置处，并且在回弹作用下移动到虚线所示的位置处，而减震器1吸收了轮架13的上下摆动。板簧14保持轮架13不绕车辆的垂直轴或减震器1的纵轴旋转，来防止在后轮的前束角中的意外变化。此外，板簧14用作根据轮架13的位移向轮架13施加一恢复力的悬簧。
当轮架13在压缩或回弹的作用下向上和向下运动时，如附图11所示，由于轮架13沿车辆的纵向运动，所以轮架13往往会引起与板簧14的冲突。然而，钩环16起到如附图11中所示的钩环17、18同样的作用，来吸收轮架13在车辆的纵向上的位移。这样，根据轮架13的运动在板簧14和轮架13之间造成的冲突就被避免。
由于在垂直方向延伸，所以减震器1支承轮架13不在车辆的横向上的运动，从而没有在车辆的横向上向内延伸的并且将轮架13与车体11连接起来的横向联杆。从而，该悬架系统不需要在车辆的底盘下面具有额外的空间供横联杆元件摆动。因此，不会有在车辆的底盘上存在一突出物以减小内部空间的缺陷。
此外，可动横向联杆元件的缺少导致悬架系统的部件数量减少，并且导致悬架系统的成本和重量降低。
减震器1包括如附图2所示的一个缸2和一个杆4。相对于如附图3和4中所示的减震器包括独立杆的结构，该结构在强度上具有优势。
在所示实施例中，杆4在两端都被联接到车体11上，以提高减震器1对车体11的连接刚度和强度。可选的是，万一该结构不需要高强度的联接的话，杆4可以只在一端被连接到车体11上。在这种情况下，可以使用一个普通减震器，该减震器包括一个向外延伸只穿过缸的一个端部分的杆。
参照附图15至17，显示了根据本发明的第二实施例所述的用于前驱车辆的左后独立悬架系统。该实施例通过组合如附图1和6中的特征来示出。附图15至17显示了从三个不同视点观察的悬架系统的透视图。附图15是从车辆左侧观察该悬架系统的一个透视图。附图16是从车辆底部观察该悬架系统的另一透视图。附图17是从车辆内部观察该悬架系统的另一透视图。
如附图2所示的减震器1被设置成垂直延伸，从而缸2和杆4在垂直方向相对运动，减震器1通过将底部端设置在顶部端的后面而向后倾斜，从而车辆具有防俯冲特征以将刹车中的制动点头运动减到最小。杆4的上部端经一支架31被联接到车体11上。杆4的下部端经一支架32被联接到车体11上，如附图16、17所示。从而，缸2被支承在杆4上以沿杆4的纵轴(沿车辆的垂直方向)线性运动。缸2经支架12被刚性联接到轮架13上。轮架13可旋转地支承一左后轮(未示出)。这样，该轮被支承以垂直运动，并且被限制不横向运动。
轮架13通过板簧14被保持不绕杆4的纵轴转动，该板簧作为一从动元件在轮架13和车体11的设置部分之间延伸。板簧14的前端经一对铰链型钩环17、18被联接到车体11上。板簧14的后端经销19被联接到轮架13上。通过用这种方法设置，板簧14保持轮架13不绕车辆的垂直轴旋转。从而，板簧14具有根据轮架13的位移施加一恢复力的悬簧的作用和保持轮架13不绕车辆的垂直方向旋转的悬架纵臂的作用。此外，板簧14绕纵轴被弹性扭曲以减小减震器1中的摩擦。该结构将在下面的其他实施例中详细描述。
在第二实施例中，该独立悬架系统具有与在第一实施例中类似的操作和效果。下面是第一和第二实施例之间区别的主要部分。在压缩或回弹的作用下，轮架13在车辆纵向上的位移被钩环17、18在方向γ或β上的摆动吸收，如在附图11中所示。
参照附图18至20，显示了本发明的第三实施例所述的用于前驱车辆的一左后独立悬架系统。附图18至20显示了从三个不同视点观察该悬架系统的透视图。附图18是从车辆左侧观察该悬架系统的一个透视图。附图19是从车辆底部观察该悬架系统的另一透视图。附图20是从车辆内部观察该悬架系统的另一透视图。
如附图2中所示的减震器1被设置成垂直延伸，从而缸2和杆4在垂直方向相对运动，减震器1通过将底部端设置在顶部端的后面而向后倾斜，从而车辆具有防俯冲特征以将刹车中的制动点头运动减到最小。在该实施例中，杆4的两端经一支架33被刚性联接到轮架13上。缸2经一支架34被刚性联接到车体11上。从而，杆4被支承在缸2上以沿杆4的纵轴(沿车辆的垂直方向)线性运动。轮架13可旋转地支承一左后轮(未示出)。这样，该轮被支承以垂直运动，并且被限制不横向运动。
轮架13通过板簧14限制绕杆4的纵轴转动，该板簧作为在轮架13和车体11的设置部分之间延伸的从动元件。板簧14的前端经一对铰链型钩环20被刚性联接到车体11上。板簧14的后端经支架21被刚性联接到轮架13的下部部分上。通过用这种方法设置，板簧14保持轮架13不绕车辆的垂直轴旋转。从而，板簧14具有根据轮架13的位移施加一恢复力的悬簧的作用和保持轮架13不绕车辆的垂直方向旋转的悬架纵臂的作用。此外，板簧14绕纵轴被弹性扭曲以减小减震器1中的摩擦。该结构将在下面的其他实施例中详细描述。
下面将对前述独立悬架系统的操作和性能及其产生的效果进行描述。如附图1所述，在减震器1的导引下，轮架13和所连接的后轮沿减震器1的纵轴在方向α和β上移动。轮架13在压缩的作用下移动到如假想线所示的位置处，并且在回弹作用下移动到虚线所示的位置处，而减震器1吸收了轮架13的上下摆动。板簧14保持轮架13不绕车辆的垂直轴或减震器1的纵轴旋转，以防止在后轮的前束角中的意外变化。此外，板簧14用作根据轮架13的位移向轮架13施加一恢复力的悬簧。
当轮架13在压缩或回弹的作用下向上和向下运动时，如附图11所示，由于轮架13沿车辆的纵向运动，所以轮架13往往会引起与板簧14的冲突。然而，钩环16起到如附图11中所示的钩环17、18同样的作用，来吸收轮架13在车辆的纵向上的位移。这样，根据轮架13的运动在板簧14和轮架13之间造成的冲突就被避免。
由于在垂直方向延伸，所以减震器1支承轮架13不在车辆的横向上运动，从而没有在车辆的横向上向内延伸的和连接轮架13与车体11的横向联杆。从而，该悬架系统不需要在车辆的底盘下面具有额外的空间供横联杆元件摆动。因此，不会有在车辆的底盘上存在一突出物以减小内部空间的缺陷。
此外，可动横向联杆元件的缺少导致悬架系统的部件数量减少，并且导致悬架系统的成本和重量降低。
减震器1包括如附图2所示的一个缸2和一个杆4。相对于如附图3和4中所示的减震器包括独立杆的结构，该结构在强度上具有优势。
在所示实施例中，杆4在两端都被联接到车体11上，以提高减震器1对车体11的连接刚度和强度。可选的是，万一该结构不需要高强度的联接的话，杆4可以只在一端被连接到车体11上。在这种情况下，可以使用一个普通减震器，该减震器包括一个向外延伸只穿过缸的一个端部分的杆。
在上述第三实施例中，板簧14被用作一从动元件，来支承轮架13不绕车辆的垂直轴旋转。板簧14还被用作一悬簧，从而该悬架系统不需要额外的悬簧。这导致了在降低成本和重量方面的优势。
在上述第三实施例中，减震器1被用作一支承元件，来支承或导引轮架13在车辆的垂直方向上运动。该悬架系统除了用于减震器1的空间之外，不需要用于轮架13的支承元件的额外空间。这导致减少了用于整个悬架系统的空间。这也导致了在减少成本和重量上的优势。
然而，导引轮架13的功能和减震的功能可以用单独的元件来实现，如下所述。参照附图21，显示了根据本发明的第四实施例所述的用于前驱车辆的左后独立悬架系统。作为导引元件的减震器1被一导杆41和一滑块元件42的组合所替代。导杆41被垂直延伸设置，从而导杆41和滑块元件42在垂直方向相对运动，并且减震器1通过将底部端设置在顶部端的后面而向后倾斜，从而车辆具有防俯冲特性，以减小刹车中的制动点头制动点头运动。导杆41的两端被联接到车辆的车体11上。可选的是，万一悬架系统不需要杆41高强度的联接的话，可以只有杆41的一个端被联接到车体11上。因此，滑块元件42被支承在导杆41上以沿着导杆41的纵轴(沿着垂直方向)作线性运动。滑块元件42被刚性联接到轮架13上。轮架13可旋转地支承一左后轮(未示出)。这样，该轮被支承以垂直运动，并且被限制不作横向运动。
通过悬架纵臂25来保持轮架13不绕车辆的垂直轴旋转，该悬架纵臂25作为从动元件在轮架13和车体11的设置部分之间延伸。悬架纵臂25的前端经一在车体横向上延伸的扭杆29被刚性联接到车体11上。悬架纵臂25的后端经铰链型钩环30被联接到轮架13上。扭杆29的内部端经一臂状物43被连接到减震器44的杆44a上。扭杆29的中点被可旋转地支承在车体11上。减震器44是普通型的，其中一个杆只从一个缸的一个端延伸出来。该缸44b被联接到车体11上。
下面将描述前述独立悬架系统的操作和性能及其产生的效果。如附图21所示，轮架13和所连的后轮通过导杆41经滑块元件42的导引沿导杆41的纵轴运动。轮架13在压缩作用下沿方向α运动，并且在回弹作用下沿方向β运动。悬架纵臂25保持轮架13不绕车辆的垂直轴旋转或绕导杆41的纵轴旋转，来防止在后轮的前束角中发生意料之外的变化。此外，在压缩或回弹的作用下，悬架纵臂25绕扭杆29的纵轴旋转以扭转扭杆，从而撞击减震器44。减震器44吸收轮架13的上下摆动。扭杆29用作一悬簧，用于根据扭杆29的扭转幅度来施加恢复力。
当轮架13在压缩或回弹的作用下上下移动时，如附图11所示，由于轮架13沿着车辆纵向运动，所以轮架13往往引起与悬架纵臂25的冲突。然而，钩环30起到如附图11中所示的钩环17、18同样的作用，来吸收轮架13在车辆的纵向上的位移。这样，根据轮架13的运动在板簧14和轮架13之间造成的冲突就被避免。
由于在垂直方向延伸，所以导杆41和滑块元件42的组合支承轮架13不在车辆的横向上的运动，从而没有在车辆的横向上向内延伸的和连接轮架13与车体11的横向联杆。从而，该悬架系统不需要在车辆的底盘下面具有额外的空间供横联杆元件摆动。因此，不会有在车辆的底盘上存在一突出物以减小内部空间的缺陷。
此外，可动横向联杆元件的缺少导致悬架系统的部件数量减少，并且因此导致悬架系统的成本和重量降低。
在该实施例中，滑块元件42的外部直径比其他前述实施例中的减震器1的外部直径要小，在前述实施例中，该减震器1起到导引轮架13的作用和减震的作用。因此，导杆41和滑块元件42被很容易地设置在靠近轮架13的有限空间内。此外，通过调节它的直径很容易提高导杆41的强度。
扭杆29起到将轮架13的垂直运动传递给减震器44的作用，也起到一悬簧的作用。这使得该悬架系统的部件数量减少，并且因此降低了该悬架系统的成本和重量。作为悬簧的悬架纵臂25可以用板簧14来替代。在这种情况下，扭杆29也可以被不具有弹簧作用的车身横向推力杆来代替。
在第四实施例中，减震器44属于使用液压机液体的类型，如附图21所示。可选的是，减震器44可以是其它类型，如使用电力负荷来阻尼摆动的电气类型。
下面描述在该悬架系统中作为横向元件(lateral member)来使用的板簧的结构，重点集中在该板簧的扭曲特性上。
参照附图22至24，显示了根据本发明的第五实施例所述的用于前驱车辆的一左后独立悬架系统。附图22是从车辆左侧观察该悬架系统的一个示意图。附图23是从车辆后侧观察该悬架系统的一个示意图。附图24是从车辆后侧观察该悬架系统一部分的一个示意图。
如附图2所示的减震器101被垂直延伸地设置，从而缸102和杆104在垂直方向相对运动，并且减震器101通过将底部端设置在顶部端的后面而向后倾斜，从而车辆具有防俯冲特征以将刹车中的制动点头运动减到最小。杆104的上部端经一支架110被联接到车体的纵梁107上，如附图23所示。杆104的下部端经一支架108被联接到纵梁107上。从而，缸102被支承在杆104上，以沿杆104的纵轴(沿车辆的垂直方向)作线性运动。缸102经支架111被刚性联接到轮架112上。轮架112可旋转地支承一左后轮(未示出)。这样，该轮被支承以垂直运动，并且被约束不横向运动。
轮架112被板簧114保持不绕杆104的纵轴旋转，该板簧作为在轮架112和纵梁107的设置部分之间延伸的一连接元件。板簧14的前端经一铰链型钩环115和一支架116被刚性联接到纵梁107上。板簧114的后端经一支架117被刚性联接到轮架112上。通过用这种方法设置，板簧114保持轮架112不绕车辆的垂直轴旋转。从而，板簧114具有根据轮架112的位移施加一恢复力的悬簧的作用和保持轮架112不绕车辆的垂直方向旋转的悬架纵臂的作用。
如附图23所示，输入量F作为一法向力施加在轮113的接触表面上，以产生施加在减震器101上的力矩M。力矩M引起减震器101内部的摩擦。板簧114被弹性扭曲以抵消力矩M。更为特别的是，从一后部视点来观察，如附图23所示，板簧114被从前向后沿顺时针方向弹性扭曲来产生力矩N，以抵消力矩M。例如，在车辆处于正常载荷高度，该悬架系统处于静止状态的情况下，力矩N可以根据力矩M来决定。如附图24所示，板簧114的前端114a被设置在一水平位置，而板簧114的后端114b被顺时针倾斜。换句话说，板簧114被弹性扭曲以在正向增大轮架112的车轮外倾角的方向上偏置轮架112。
板簧114如上所示设置，从而板簧114施加力矩N来抵消力矩M，并且因此减小了缸102和活塞103之间的摩擦以及缸102与杆104之间的摩擦。板簧114起到了支承轮架112的作用，也起到了减小减震器101内部摩擦，以提高车辆的舒适度和驾驶稳定性的作用。因此，该悬架系统不需要额外的电子元件来减小摩擦。这使得该悬架系统结构紧凑，从而能够提供较大的内部空间。
参照附图25至26，显示了根据本发明的第六实施例所述的用于前驱车辆的一左后独立悬架系统。附图25是从车辆左侧观察该悬架系统的一个示意图。附图26是沿着附图25中由线XXVI-XXVI所示平面的剖视图。
如附图2所示的减震器121被垂直延伸地设置，从而缸122和杆124在垂直方向相对运动，并且减震器121通过将底部端设置在顶部端的后面而向后倾斜，从而车辆具有防俯冲特征以将刹车中的制动点头运动减到最小。杆124的上部端经一衬套(未示出)被联接到车体的纵梁上。缸122的下部端经一支架127被联接到轮架126上。从而，缸102被支承在杆124上，以沿杆124的纵轴(沿车辆的垂直方向)作线性运动。轮架126可旋转地支承一左后轮(未示出)。这样，该轮被支承以垂直运动，并且被保持不横向运动。
轮架126被板簧132保持不绕杆124的纵轴旋转，该板簧作为在轮架126和纵梁的设置部分之间延伸的一连接元件。板簧132的前端经一铰链型钩环134和一支架135被刚性联接到纵梁上。板簧132的后端经一支架127被刚性联接到轮架126上。通过用这种方法设置，板簧132保持轮架126不绕车辆的垂直轴旋转。轮架126的下部端经支架128和一下部臂状物129被连接到车体的悬架元件130上。从而，板簧132具有根据轮架126的位移施加一恢复力的悬簧的作用和保持轮架126不绕车辆的垂直方向旋转的悬架纵臂的作用。
如附图26所示，输入量F2作为一法向力施加在轮131的接触表面上，以产生施加在减震器121上的力矩M2。力矩M2引起减震器121内部的摩擦。板簧132被弹性扭曲以抵消力矩M2。更为特别的是，从一前部视点来观察，如附图26所示，板簧132被从前向后沿逆时针方向弹性扭曲来产生力矩N2，以抵消力矩M2。板簧132的前端被设置在一水平位置，而板簧114的后端114b被逆时针倾斜。
板簧132如上所示设置，从而板簧132施加力矩N2来抵消力矩M2，并且因此减小了缸122和活塞123之间的摩擦以及缸122与杆124之间的摩擦。板簧132起到了支承轮架126的作用，也起到了减小减震器121内部摩擦，以提高车辆的舒适度和驾驶稳定性的作用。因此，该悬架系统不需要额外的电子元件来减小摩擦。这使得该悬架系统结构紧凑，从而提供较大的内部空间。
参照附图27至29，显示了根据本发明的第七实施例所述的用于前驱车辆的一左后独立悬架系统。附图27是从车辆左侧观察该悬架系统的一个示意图。附图28是从车辆后侧观察该悬架系统的一个示意图。附图29是沿着附图27中由线XXIX-XXIX所示平面的剖视图。
导引元件141包括一缸142和滑动支承在缸142上的一杆143。导引元件141被垂直延伸设置，从而缸142和杆143在垂直方向相对运动，并且导引元件141通过将底部端设置在顶部端的后面而向后倾斜，从而车辆具有防俯冲特征以减小在刹车中的制动点头运动。杆143的上部端经一支架147和一内挡泥板146被联接到车体的纵梁144上，如附图28所示。杆143的下部端经一支架145被联接到纵梁144上。从而，缸142被支承在杆143上，以沿杆143的纵轴(沿车辆的垂直方向)作线性运动。缸142经一支架148被联接到轮架149上。轮架149可旋转地支承一左后轮(未示出)。这样，该轮被支承以垂直运动，并且被限制不横向运动。
轮架149被板簧153保持不绕杆143的纵轴旋转，该板簧作为在轮架143和纵梁144的设置部分之间延伸的一连接元件。板簧153的前端经一铰链型钩环154和一支架155被刚性联接到纵梁144上。板簧153的后端经一支架156被刚性联接到轮架149上。通过用这种方法设置，板簧153限制了轮架149绕车辆的垂直轴旋转。从而，板簧153具有根据轮架149的位移施加一恢复力的悬簧的作用和保持轮架149不绕车辆的垂直方向旋转的悬架纵臂的作用。
如附图29所示，由于导引元件141不具备减震器的功能，所以减震器151被垂直设置。该减震器151的缸经一支架152被连接到轮架149上。该减震器151的杆被连接到车体上(未示出)。
如附图28所示，输入量F3作为一法向力施加在轮150的接触表面上，以产生施加在导引元件141上的力矩M3。力矩M3引起导引元件141内部的摩擦。板簧153被弹性扭曲以抵消力矩M3。更为特别的是，从一后部视点来观察，如附图28所示，板簧153被从前向后沿顺时针方向弹性扭曲来产生力矩N3，以抵消力矩M3。板簧153的前端被设置在一水平位置，而板簧153的后端被顺时针倾斜。
板簧153如上所示设置，从而板簧153施加力矩N3来抵消力矩M3，并且因此减小了缸142和杆143之间的摩擦。板簧153起到了支承轮架149的作用，也起到了减小导引元件141内部摩擦，以提高车辆的舒适度和驾驶稳定性的作用。因此，该悬架系统不需要额外的电子元件来减小摩擦。这使得该悬架系统结构紧凑，从而提供较大的内部空间。
参照附图30，显示了根据本发明的第八实施例所述的用于前驱车辆的一左后独立悬架系统。板簧114的附着方式根据如附图23所示第五实施例所述的悬架系统进行了修改。也就是，板簧114的前端经不带钩环115的支架116被直接联接到纵梁107上。
参照附图31，显示了根据本发明的第九实施例所述的用于前驱车辆的一左后独立悬架系统。板簧153的附着方式根据如附图27所示第七实施例所述的悬架系统进行了修改。也就是，板簧153的前端经不带钩环154的支架155被直接联接到纵梁144上。
在如图30和31所示的这些实施例中，该板簧像在其他实施例中一样起到减小减震器或导引元件的摩擦的作用。
在车体和轮架之间弹性扭曲和连接的一板簧起到抵消施加在导轨如减震缸和导引元件上的力矩的作用，从而导致导轨的可动元件进行平滑的运动，因而提高车辆的舒适性和驾驶稳定性。
在前述实施例中，所提供的是适合于前驱车辆的后轮的独立悬架系统。然而，这些悬架系统可以被修改用于前独立悬架系统。
本申请是以2003年10月24日提交的日本专利申请2003-364765和2003年12月17日提交的日本专利申请2003-419582为优先权的。因此，日本专利申请2003-364765和2003-419582的整个内容通过引用被结合在本申请中。
尽管在上面参照本发明的数个实施例对本发明进行了描述，但是本发明不仅仅局限于上述的实施例。根据上述启发，本领域普通技术人员可以对上述实施例进行修改和变化。本发明的范围参照下述权利要求进行限定。

Claims (21)

1.一种用于轮式车辆的独立悬架系统，包括：
滑动导轨，该滑动导轨安装在车辆的车体上，并且被保持不在车辆的横向上运动；
滑块，该滑块安装在滑动导轨上，用于在车辆的垂直方向上抵抗施加在其上的载荷进行运动；
轮架，该轮架安装在滑块上，用于可旋转地在其上安装车辆的轮子。
2.如权利要求1所述的独立悬架系统，还包括：
板簧，该板簧在车辆的纵向上延伸，并被连接到轮架和车体之间；
该板簧保持轮架不在滑块的运动轴线上旋转。
3.根据权利要求2所述的独立悬架系统，其特征在于：所述板簧被弹性地扭曲以在滑块上施加一载荷，从而抵消施加在滑块上的引起滑动导轨和滑块之间发生摩擦的载荷。
4.根据权利要求3所述的独立悬架系统，其特征在于：所述板簧被弹性地扭曲，以在正向增大轮架的车轮外倾角的方向上偏置该轮架。
5.根据权利要求2至4中任意一项所述的独立悬架系统，还包括：
联接器，该联接器将板簧联接到轮架上，用于在车辆的纵向上进行相对移动以吸收轮架在车辆的纵向上的移动。
6.根据权利要求2至4中任意一项所述的独立悬架系统，还包括：
联接器，该联接器将板簧联接到车体上，用于在车辆的纵向上进行相对移动以吸收轮架在车辆的纵向上的移动。
7.根据权利要求1至4中任意一项所述的独立悬架系统，其特征在于：
所述滑块包括联接到轮架上的缸；
所述滑动导轨包括在一端处安装在车体上的杆；
所述杆被保持不在车辆的横向上运动；以及
所述缸安装在所述杆上，用于在车辆的垂直方向上抵抗施加在其上的载荷进行运动。
8.根据权利要求7所述的独立悬架系统，其特征在于：所述杆在两端处安装在车体上。
9.根据权利要求1所述的独立悬架系统，其特征在于：所述滑动导轨包括：
在一端处安装在车体上的第一杆；
在一端处安装在车体上的第二杆；以及
该第一杆和第二杆支承滑块，用于在车辆的垂直方向上运动。
10.根据权利要求1至4中任意一项所述的独立悬架系统，其特征在于：
所述滑块包括在一端处联接到轮架上的杆；
所述滑动导轨包括安装在车体上的缸；
所述缸被保持不在车辆的横向上运动；以及
所述杆安装在缸上，用于在车辆的垂直方向上抵抗施加在其上的载荷运动。
11.根据权利要求10所述的独立悬架系统，其特征在于：所述杆在两端处联接到轮架上。
12.根据权利要求1所述的独立悬架系统，其特征在于：
在一端处安装在轮架上的第一杆；
在一端处安装在轮架上的第二杆；以及
该第一杆和第二杆被支承在滑动导轨上，用于在车辆的垂直方向上运动。
13.根据权利要求9或12所述的独立悬架系统，其中该滑动导轨包括：
滑动联接到所述第一杆上的第一缸；
滑动联接到所述第二杆上的第二缸；以及
该第一缸同轴联接到该第二缸上。
14.根据权利要求9或12所述的独立悬架系统，其特征在于：所述滑动导轨包括：
滑动联接到所述第一杆上的第一缸；
滑动联接到所述第二杆上的第二缸；以及
该第一缸与该第二缸并排联接，从而所述第一杆和所述第二杆被定位在相对的方向上。
15.根据权利要求1至4中任意一项所述的独立悬架系统，其特征在于：所述滑动导轨和滑块的组合被构造为一减震器，以控制该滑动导轨和该滑块之间的摆动运动。
16.根据权利要求1至4中任意一项所述的独立悬架系统，还包括设置用于控制所述该滑动导轨和滑块之间的摆动运动的减震器。
17.根据权利要求1所述的独立悬架系统，还包括：
悬架纵臂，该悬架纵臂在车辆的纵向上延伸，并且连接在轮架和车体之间；
该悬架纵臂保持轮架不在滑块的运动轴线上转动；以及
弹簧，该弹簧连接在该悬架纵臂和车体之间。
18.根据权利要求1所述的独立悬架系统，还包括：
连接元件，该连接元件连接在轮架和车体之间，用于在该滑块上施加一载荷，以抵消施加在滑块上的在滑动导轨和滑块之间引起摩擦的载荷。
19.根据权利要求4或18所述的独立悬架系统，其特征在于：
所述滑块包括联接到轮架上的缸；
所述滑动导轨包括在一端安装在车体上的杆；
所述杆被保持不在车辆的横向上运动；以及
所述缸安装在所述杆上，用于在车辆的垂直方向上抵抗施加在其上的载荷进行运动。
20.根据权利要求19所述的独立悬架系统，其特征在于：所述杆在两端处安装在车体上。
21.根据权利要求18所述的独立悬架系统，其特征在于：所述滑动导轨和滑块的组合被构造为一减震器，以控制滑动导轨和滑块之间的摆动运动。
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