CN1724283A - 车轮悬架系统 - Google Patents

Abstract

车辆的车轮悬架系统，用于悬挂由车轴部件可旋转支撑的车轮，包括：一对纵臂(3)，分别在车辆纵向延伸以及与所述车轴部件连接；一对扭杆壳(4)，其在车辆横向延伸，以及其横向外部与所述纵臂连接；一对扭杆(8)与所述扭杆壳的横向内部连接，以及所述扭杆的横向外部与车身连接；以及连接横梁(5)，其在车身横向延伸并连接所述一对扭杆壳。

Description

车轮悬架系统

技术领域

[0001]本发明涉及悬挂车轮的悬架系统，以及更具体而言，涉及能减少由道路向车辆车轮输入所引起噪音的车轮悬架系统。

背景技术

[0002]日本公开实用新型申请号58-12008提出一种纵臂式车轮悬架系统，在该系统中，各车轮的车轴运动由纵臂限定于前束前张方向，该纵臂具有在车辆纵向延伸的形状，以及，具有在车辆纵向从后位向前位更宽的形状。通过位于轴两端的车身支架，该纵臂的前部可旋转连接到在车辆横向延伸的轴上。纵臂后部由设置于纵臂下的板簧弹性支撑。

[0003]已经提出过其他纵臂型车轮悬架系统，诸如在车辆横向延伸的一对扭杆壳，通过扭杆连接于车身横向外部，该扭杆通过齿状突起与扭杆壳横向内部连接并在扭杆壳横向外侧方向延伸。进一步，扭杆壳横向内部通过衬套与车身的横向内部的底部表面连接，以及各纵臂的前部与车身可旋转连接。

[0004]通过利用板簧的弯曲作用力或起到弹簧部件作用的扭杆的扭转作用力，这些悬架系统可阻止由于道路输入在车轮和轮轴部件产生的振动直接传递到车身。

发明内容

[0005]然而，由于布置悬架系统，以将轴或扭杆在车身的横向内部与底部表面连接，以牢靠地支撑在横向延伸的扭杆轴，经过车轮和车轴传递振动，通过轴将振动传递给地板。因此，还要求这些悬架系统进一步降低这种振动传递。

[0006]因此，本发明的一个目的在于，提供这样一种车轮悬架系统，该系统能解决上述问题并能降低乘员室噪音，这种噪音由车轮行进道路的输入所引起。

[0007]本发明的一个方面在于一种车辆的车轮悬架系统，用于悬挂由车轴部件可旋转支撑的车轮。车轮悬架系统包括：一对纵臂，分别在车辆纵向延伸以及与所述车轴部件连接；一对扭杆壳，其在车辆横向延伸，以及其横向外部与所述纵臂连接；一对扭杆，与所述扭杆壳的横向内部连接，以及所述扭杆的横向外部与车身连接；以及连接横梁，其在车辆横向延伸并连接所述一对扭杆壳。

[0008]本发明的另一个方面在于一种车辆的车轮悬架系统，用于悬挂由车轴部件可旋转支撑的车轮。车轮悬架系统包括：一对纵臂，在第一方向延伸并分别与所述车轴部件连接；一对扭杆壳，在垂直于第一方向的第二方向延伸，所述扭杆壳的外部与所述纵臂连接；一对扭杆，在所述第二方向延伸，以及所述扭杆与所述扭杆壳的内部连接，所述扭杆的外部与车身连接；以及连接横梁，在所述第二方向延伸，并连接所述的一对扭杆壳。

[0009]参照附图，通过下文描述可以理解本发明的其他目的和特点。

附图说明

[0010]图1图示根据本发明第一实施方式的车轮悬架系统示意透视图。

[0011]图2为图示图1中车轮悬架系统基本部件的分解透视图。

[0012]图3示出图1的车轮悬架系统倾斜转向(roll steer)功能的平面示意图。

[0013]图4示出图1的车轮悬架系统倾斜转向功能的示意性的后视图。

[0014]图5A到5D图示根据本发明实施方式的改进型车轮悬架系统的示意图。

[0015]图6A到6D图示根据本发明实施方式的改进型车轮悬架系统的示意图。

[0016]图7图示根据本发明实施方式的改进型车轮悬架系统的透视图。

[0017]图8A和8B所示为根据本发明实施方式的改进型车轮悬架系统的示意图。

[0018]图9A和9B所示为根据本发明实施方式的改进型车轮悬架系统的示意图。

[0019]图10A和10B所示为根据本发明实施方式的改进型车轮悬架系统的示意图。

[0020]图11A到11C所示为根据本发明实施方式的改进型车轮悬架系统的示意图。

具体实施方式

[0021]下文中，参照附图具体讨论本发明的实施方式。

[0022]图1图示根据本发明实施方式的车轮悬架系统示意图，为其斜前上方视图。

[0023]根据本发明实施方式的车轮悬架系统布置为：分别通过轴架1连接可旋转支撑车轮W的轮轴部件(未示出)与纵臂3；通过在垂直方向延伸的减振器2以及衬套(未示出)，将各纵臂3的后端与车身(未示出)连接；将各纵臂3的前端部与各圆筒状扭杆壳4的横向外侧部连接，该扭杆壳4在车辆的横向延伸；通过齿状突起等，将一对扭杆8分别与一对扭杆壳4连接；以及将车身与扭杆8的横向外部连接。此布置构成一对左右车轮悬架系统。

[0024]成对的左右扭杆壳4通过连接横梁5彼此连接，该连接横梁5在车辆横向延伸。在此，本发明实施例中的连接横梁5是在向下方向打开的盒形状，如图4所示。通过此盒形状布置，连接横梁5的每单位弯曲刚性量与实心型相比得到提高，以及连接横梁5的扭转刚性得到降低。因此，可将扭转中心移到更上面的位置，以及减小悬架系统的重量。另外，连接横梁5仅通过两端与扭杆壳4固定，以贯穿方式扭曲连接横梁5成为可能。因此，可降低连接横梁5每单位长度的扭转量，以及由此悬架系统的耐用性得到改善。

[0025]图2为图示图1中车轮悬架系统基本部件的分解示意图。该图为从车辆斜前上方位置观察。各扭杆壳4(未示出)的横向内部4a与连接横梁5的横向中心切口部分5a通过内衬套6及内支架7连接。通过这种布置，与各扭杆壳4的横向内部设定在自由端的情形相比，可进一步稳定支撑扭杆壳4和扭杆8。

[0026]各圆筒状扭杆壳4与连接横梁5以及各纵臂3相连接的连接部分4b形成为直径上大于扭杆壳4的横向内部。通过焊接，连接部分4b分别与半圆筒切口部分5a以及纵臂3的半圆筒切口部分3a连接，该半圆筒切口部分5a形成于连接横梁5的横向两端的下部。通过形成连接部分4b，使其在直径上大于扭杆壳4的其他部分，可提高扭杆壳4、连接横梁5以及纵臂3的焊接部分的力矩对抗力。

[0027]通过齿状突起，各扭杆8的横向内部8a与各扭杆壳4的横向内部4a的内周面连接。各扭杆8的横向外部通过外衬套9在各扭杆壳4的内周面被可旋转地支撑。通过齿状突起，各扭杆8的横向外部8b与连接部件10连接。连接部件10具有六角螺母10a，其压入外安装件11的六角螺孔11a。外安装件11在车辆纵向延伸，以及，其前端部通过衬套12和支架13与车身横向外梁连接，以及其后端部通过衬套14和支架15也与横向外梁连接。另外，在外衬套9和连接部件10之间设置垫圈16。在连接部件10上设置有螺杆部分10b，其与螺帽18通过垫圈17螺纹连接。通过这种布置，各扭杆8的横向外部与车身连接。

[0028]进一步，不规则四边形的增强板19与纵臂3和扭杆壳4焊接，由此与纵臂3和扭杆壳4连接。此布置提高了纵臂3和扭杆壳4之间的连接刚性。

[0029]为了将位于连接横梁5的横向中心部分处的扭转中心定位于扭杆壳4的中心轴线上方，通过围绕位置低于连接横梁5的垂直中心的中心轴线，形成与扭杆壳4外形相符的圆形切口5a，将该扭杆壳4的中心轴线定位于连接横梁5的垂直中心的下方，以及连接横梁5通过焊接与扭杆壳4连接。进一步，连接横梁5的横向中心部分的下侧被切开成为梯形。在这里，连接横梁5的扭转中心是这样的点，即当扭力在围绕连接横梁5横向方向延伸的轴产生时，在垂直于车辆横向方向的横截面内，该点处的应变为零。

[0030]图3是根据本发明实施方式的车轮悬架系统倾斜转向(roll steer)功能的示意图，从悬架系统下方位置观看。

[0031]通过将连接横梁5的横向扭转中心定位于扭杆壳4的上方，以及进一步，定位于各扭杆8的中心轴线的上方，各纵臂3的摆动中心C位于各扭杆8的中心轴线的横向外端C1以及连接横梁5的扭转中心C2连线上，如图4所示。当车辆弹起时，纵臂3的纵向向后部分朝横向外部突出，以及，当车辆回弹时，向横向内部归位。因此，车辆悬架系统具有倾斜转向的特性，如图3和图4所示，当经由纵臂3连接的车轴部件和车轮W弹起来时，其产生前束，以及当其回弹时，其产生后束(负前束)。此特性造成在转弯行车时过程中转向不足，以及因此提高了车辆的操纵稳定性。当然，根据本发明的此种布置也适用于后轮悬架系统。

[0032]由于布置车轮悬架系统使得连接横梁5形成为在其横向中心部分下侧具有切口5a的形状，可获得上文讨论的优点。另外，可以在该切口5a处设置消声器和燃料管。当所设计的车辆进一步降低地板，这种布置可以避免车轮悬架系统和消声器以及燃料管之间的干扰，以及增加了布局的自由度。

[0033]如图1所示，起到稳定装置作用的附加扭杆20嵌入小孔5b中，该小孔5b形成在连接横梁5的横向两端部。由于连接横梁5通过各扭杆壳4与成对的纵臂3连接，连接横梁5也起到稳定杆作用。当在该连接横梁5中难以提供作为稳定杆所需的全部扭转刚性时，通过在该连接横梁5中嵌入附加扭杆20作为稳定装置，连接横梁5的总体扭转刚性得到提高，使得提供了在连接横梁5中所必需的扭转刚性。

[0034]如图1所示，成对减振器2分别与纵臂3连接，使得各减振器2相对位移方向指向垂直方向。为在车辆制动状态减弱制动点头现象，获得抗制动点头(anti-dive)性能，各减振器2设置为向后倾斜状态，使得在车辆纵向，各减振器2的上端定位在比各减振器2的下端位置靠后的位置。在这里，制动点头现象是在车辆制动状态期间车辆的前侧下沉现象。

[0035]图5B和图5D图示了图1、图5A和图5C所示实施例的改进实施例。此改进布置为使得连接横梁5进一步包括一对延伸部分5c，该延伸部分5c连接到连接横梁5的两个横向外部，从而分别覆盖扭杆壳4。通过焊接，连接横梁5与各扭杆壳4在各延伸部分5c的横向外端固定连接，使得连接横梁5与扭杆壳4的连接点更接近各纵臂3。

[0036]对于图5B和图5D所示的布置，通过尽可能朝横向外侧移动连接横梁5与扭杆壳4的连接点，使连接横梁5的扭曲(扭转)部分的跨距得以增大。因此，通过这种布置，即使当连接横梁5由该成对纵臂3之一回弹以及该成对纵臂3的另外一个弹起而引起扭曲时，可减少连接横梁5中所产生的应力。

[0037]进一步，图6B和图6D图示了根据图1、图5A和图5C所示实施例的另一改进实施例。此改进布置使得连接横梁5形成为较缓和弯曲的杆状，从而在横向中心部分向上突出。此改进的连接横梁5不是盒状。连接横梁5由在车辆横向的垂直方向具有矩形横截面的中空部件构成。另外，连接横梁5在其两横向端具有一对夹持部分5d。各夹持部分5d具有圆筒形状，覆盖扭杆壳4的外周表面。

[0038]对于图6B和图6D所示的布置，形成连接横梁5使得横向中心部分别通过略微成坡度的部分连接到一对侧平板部。在由于成对纵臂3之一回弹及成对纵臂3的另一个弹起而引起连接横梁5扭曲的情况下，连接横梁5的缓和倾斜结构限制了在车辆横向变形较大部分处的应力集中。进一步，由于可将连接横梁5的扭转中心定位在扭杆壳4的中心轴线的上方，可具有倾斜转向特性。

[0039]尽管在上文讨论的根据本发明的悬架系统已描述及图示为使得各扭杆壳4和连接横梁5直接连接，这种连接可以布置为如图7所示。更具体而言，可旋转支撑各车轮W的车轴部件通过各轴架1连接到各纵臂3，以及各纵臂3连接到各扭杆壳4的横向外部(圆筒形并在横向延伸)。各扭杆8连接到扭杆壳4的横向内部(在横向外侧延伸)。各扭杆8的横向外部通过支架11连接到车身。

[0040]一对扭杆壳4连接到在车辆横向延伸的连接横梁5以及不规则四边形连接板21，该连接板21连接该连接横梁5的横向端部和扭杆壳4。

[0041]由此布置，可将扭转中心移动到更靠上侧的位置，以及可减小悬架系统重量。另外，贯穿连接横梁5扭曲横梁成为可能。因此，可减少连接横梁5每单位长度的扭转量，以及由此悬架系统的耐用性得到提高。另外，通过组合上文所讨论布置以及以下的结构，可减小对连接横梁5的应力集中，以及由此悬架系统的耐用性得到提高。

[0042]更具体而言，如图7所示，弯曲该连接横梁5使得连接横梁5的横向中心部分向上突出。如图8所示，连接板21和连接横梁5在连接横梁5的横向端部及纵向后端部之一处，通过焊接连接。如图7和图8所示，连接横梁5的横向长度被延长，使得连接横梁5的横向外端位于纵臂3的邻近处。图8中标记x代表焊接部分。

[0043]通过布置连接横梁5，使得如图7所示，弯曲该连接横梁5，使连接横梁5横向中心部分向上突出，连接横梁5的倾斜部分角度相对于横向水平方向较缓。因此，即使当由于成对左右纵臂3之一回弹以及该成对左右纵臂3的另外一个弹起而使连接横梁5扭曲时，由此，连接横梁5的横向形状改变部分的应力集中得到限制。

[0044]通过布置连接横梁5，使得如图8A和图8B所示，连接板21与连接横梁5在连接横梁5的横向端部和纵向后端部之一通过焊接连接，连接横梁5的各横向端部的车辆纵向两端之一可保持作为自由端，而不与连接板21连接。因此，当连接横梁5扭曲，该自由端能横向移动，以及因此连接横梁5在横向方向均等扭曲。因此，由于连接横梁5扭曲引起的应力集中得到限制。

[0045]通过布置连接横梁5，使得如图7、图8A和8B所示，连接横梁5的横向长度得以延伸，使得连接横梁5的横向外端位于纵臂3的接近处，可将连接横梁5的横向尺寸设置成最大可能值。因此，可减小由连接横梁5扭转而产生的应力幅度。

[0046]图9A和图9B图示根据本发明车轮悬架系统的另一改进。安排此改进使得在连接横梁5的倾斜部分5e形成通孔5f，以及在横向延伸的附加扭杆22穿过通孔5f。因此，附加扭杆22的横向两端部与连接横梁5的上表面通过支架23连接。附加扭杆22没有固定到连接横梁5。这里，倾斜部分5e是这样的部分，从朝横向中心部分向上变位开始的位置，到向上变位终止的位置。

[0047]由于这种安排，比起图1和图2所示的布置，可延长附加扭杆22的横向尺寸，在该图1和图2所示的布置中，附加扭杆20与盒形连接横梁5两端部连接。因此，在附加扭杆22起到稳定杆作用的情况下，可减少在附加扭杆22产生的应力。另外，由于可使附加扭杆22的弹性中心与连接横梁5的弹性中心接近，与图1所示的设计相比，附加扭杆22进一步在功能上和效果上起到稳定装置作用。

[0048]图10A和图10B图示根据本发明车轮悬架系统的另一改进。安排此改进使得在连接横梁5的倾斜部分5e形成通孔5f，以及在横向延伸的附加扭杆22穿过通孔5f。因此，附加扭杆22的横向两端部与扭杆壳4通过支架23连接。孔5g形成在连接横梁5的上表面，使得支架23可以连接附加扭杆22和扭杆壳4。因此，附加扭杆22没有与连接横梁5固定。

[0049]由于这种安排，可延长附加扭杆22的横向尺寸，以及因此，在附加扭杆22起到稳定杆作用的情况下，可减少由扭转在附加扭杆22产生的应力。另外，附加扭杆22进一步在功能上和效果上起到稳定装置作用。进一步，由于成对的扭杆壳4直接与附加扭杆22连接，附加扭杆22作为稳定杆作用进一步得到提高。

[0050]在上文讨论的实施方式及其改进方式中，在车轮悬架系统和车身之间布置有衬套，从而通过减少道路方面的输入而减轻车辆振动。优选这种衬套布置于根据本发明的车轮悬架系统中，如下文所述。

[0051]如图11A、图11B和图11C所示，圆筒形外衬套9布置在扭杆壳4的横向外部以及扭杆8的横向外部，以及，向外突出的环状法兰部分9a形成在外衬套9的横向外部。外衬套9的法兰部分9a夹在扭杆壳4的横向外端和垫圈16之间，垫圈16邻接扭杆壳4的横向外端的横向外侧设置。这种布置使得扭杆8和车身之间的连接与图2所示相同。

[0052]由于如图11A到图11C所示的布置，可解决发生在常规圆筒衬套的问题，即由于衬套容积缺陷，与轴向P相垂直方向Q的衬套的刚性相比，在轴向P的衬套的刚性过于小。

[0053]更具体而言，通过将外衬套9的法兰部分9a夹在扭杆壳4的横向端与垫圈16之间，外衬套9在轴向P的刚性增加到外衬套9的法兰部分9a的压缩刚性。由于这种增加，外衬套9在轴向P的刚性得到提高，以及因此上述问题得以解决。一般而言，出于减小车辆纵向的振动传递考虑，通常优选垂直于衬套轴向方向上的衬套刚性小，以及，出于增加转向稳定性考虑，轴向衬套刚性大。

[0054]进一步，如图11C所示，在垫圈16和外衬套9端部之间设置滑动件24，以减少其间的摩擦力。有了这种滑动件24的布置，外衬套9端部和垫圈16之间的摩擦力减小，以及因此通过避免由于输送到车轮的横向力而使摩擦增加，扭杆8在图11C中的方向T的旋转可平顺进行。相应地，由此提高了车辆的驾驶舒适性。优选滑动件24是片状部件，由“Teflon”商标(聚四氟乙烯)材料制成，以及具有帆布样表面。

[0055]根据本发明此种布置的实施方式及其改进，成对的扭杆壳4由连接横梁5连接，以及通过成对的扭杆8在车身两连接点处进行支撑，从而避免了扭杆壳4的横向内部与车身地板的连接布置。因此，可阻止噪音从道路表面通过车轮、车轴部件、纵臂和扭杆壳向车身地板传递，以及，由此阻止乘员室中由路面输入引起的噪音。进一步，由于连接横梁5与成对的纵臂3连接，连接横梁5在车辆摇摆期间起到平衡车身的稳定杆作用。

[0056]本申请基于2004年7月12日在日本提交的日本专利申请2004-212922号以及2004年11月18日在日本提交的日本专利申请2004-334860号。上述日本专利申请全部内容以引用的方式并入本文。

[0057]虽然本发明根据其特定的具体实施例加以描述，但是本发明并不仅限于上述实施例。对于本领域技术人员来说，可以根据上述说明，对上述实施方案进行多种修改和改进，或应用于其它领域，而不偏离本发明的目的、精神和范围。所有这些改动均在所附本发明权利要求范围内。

附图标记一览表

1     轴架                2     减振器

3     纵臂                3a    半圆筒切口部分

4     扭杆壳              4a    扭杆壳的横向内部

4b    连接部分            5     连接横梁

5a    切口部分(切口)      5b    小孔

5c    延伸部分            5d    夹持部分

5e    倾斜部分            5f    通孔

5g    孔                  6     内衬套

7     内支架              8     扭杆

8a    扭杆的横向内部      8b    扭杆的横向外部

9     外衬套              9a    法兰部分

10    连接部件            10a   六角螺母

10b   螺杆部分            11    外安装件(支架)

11a   六角螺孔            12    衬套

13    支架                14    衬套

15    支架                16    垫圈

17    垫圈                18    螺帽

19    增强板              20    附加扭杆

21    连接板              22    附加扭杆

23    支架                24    滑动件

Claims (19)

1.车辆的车轮悬架系统，用于悬挂由车轴部件可旋转支撑的车轮，包括：

在车辆纵向延伸的一对纵臂(3)，所述纵臂与所述车轴部件连接；

在车辆横向延伸的一对扭杆壳(4)，所述扭杆壳的横向外部与所述纵臂连接；

一对扭杆(8)，与所述扭杆壳的横向内部连接，所述扭杆的横向外部与车身连接；以及

在所述车辆横向延伸的连接横梁(5)，通过所述连接横梁，所述一对扭杆壳彼此连接。

2.根据权利要求1所述的车轮悬架系统，其中位于所述连接横梁的横向中心部分的扭转中心，位于所述扭杆壳的中心轴线的上方。

3.根据权利要求2所述的车轮悬架系统，其中所述扭杆壳的所述中心轴线位于所述连接横梁的垂直中心的下方。

4.根据权利要求2和3中任一项权利要求所述的车轮悬架系统，其中所述连接横梁的所述横向中心部分的下部被切去。

5.根据权利要求2至4中任一项权利要求所述的车轮悬架系统，进一步包括附加扭杆(20，22)，其在所述车辆横向延伸，并嵌入所述连接横梁的垂直上部。

6.根据权利要求1至5中任一项权利要求所述的车轮悬架系统，其中，所述扭杆壳与所述连接横梁和所述纵臂相连接的连接部分的直径大于所述扭杆壳的横向内部的直径。

7.根据权利要求1至6中任一项权利要求所述的车轮悬架系统，其中所述扭杆壳的横向内部与所述连接横梁可旋转地连接。

8.根据权利要求1所述的车轮悬架系统，其中所述连接横梁具有弯曲形状，使得所述连接横梁的横向中心部分向上突出。

9.根据权利要求1至8中任一项权利要求所述的车轮悬架系统，其中所述纵臂和所述扭杆壳通过增强板(19)连接。

10.根据权利要求1至9中任一项权利要求所述的车轮悬架系统，其中所述连接横梁与所述扭杆壳的连接点位于横向外侧，使之接近所述纵臂。

11.根据权利要求1所述的车轮悬架系统，进一步包括连接板(21)，其分别连接所述连接横梁的横向端部与扭杆壳。

12.根据权利要求11所述的车轮悬架系统，其中弯曲所述连接横梁，使得所述连接横梁的横向中心部分向上突出。

13.根据权利要求11和12中任一项权利要求所述的车轮悬架系统，其中，仅在所述连接横梁的横向端部的一个车辆纵向端处，所述连接板和所述连接横梁连接。

14.根据权利要求13所述的车轮悬架系统，其中所述连接横梁的横向外端位于所述纵臂的邻近处。

15.根据权利要求12至14中任一项权利要求所述的车轮悬架系统，其中附加扭杆穿过所述连接横梁的两倾斜部分，以及，所述附加扭杆的两横向端部分别通过支架与所述连接横梁连接。

16.根据权利要求12至14中任一项权利要求所述的车轮悬架系统，其中附加扭杆(22)穿过所述连接横梁的两倾斜部分，以及，所述附加扭杆的两横向端部分别通过支架与所述扭杆壳连接。

17.根据权利要求1至16中任一项权利要求所述的车轮悬架系统，其中外衬套(9)置于所述扭杆壳的横向外部和所述扭杆的横向外部之间，以及，法兰部分(9a)夹在所述扭杆壳的横向外端和邻接所述横向外端设置的垫圈之间，沿垂直于所述车轴方向的方向，该法兰部分在所述外衬套的横向外部向外突出。

18.根据权利要求17所述的车轮悬架系统，进一步包括降低摩擦装置(24)，用于降低所述外衬套和所述垫圈之间的摩擦。

19.车辆的车轮悬架系统，用于悬挂由车轴部件可旋转支撑的车轮，包括：

在第一方向延伸的一对纵臂(3)，所述纵臂与所述车轴部件连接；

在垂直于所述第一方向的第二方向延伸的一对扭杆壳(4)，所述扭杆壳的外部与所述纵臂连接；

在所述第二方向延伸的一对扭杆(8)，所述扭杆与各所述扭杆壳的内部连接，所述扭杆的外部与车身连接；以及

在所述第二方向延伸的连接横梁(5)，所述连接横梁连接所述一对扭杆壳。

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