CN1898119A - 悬挂构件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于连接车身和悬挂装置的悬挂构件。所述悬挂构件包括：一对侧梁，其沿车身纵向延伸且相对于车身中心沿横向对称设置；以及横梁，其连接在所述一对侧梁之间且沿车身横向延伸。仅在平板状侧梁和横梁通过对接焊接之后，通过压制成形从而形成所述悬挂构件。

Description

悬挂构件

相关申请

下述日本专利申请所披露的内容，包括它们的说明书、权利要求书、附图，通过引用的方式并入本文：2004年10月14日提出的日本专利申请No.2004-300106；2003年3月29日号提出的日本专利申请No.2004-95367(对应于美国专利公开号20050115300，2005年6月2日)。

技术领域

本发明涉及一种用于将悬挂装置连接至汽车车身的悬挂构件。

背景技术

一般来说，本发明是一种主要用于汽车前端以防止焊接部分处的质量增加的悬挂构件。

具体地，本发明是一种用于将悬挂装置连接至车身的悬挂构件。所述悬挂构件包括：一对侧梁，其沿车身纵向延伸且相对于车身的中心沿横向对称设置；以及至少一个横梁，其沿车身横向延伸且以一定间隔隔开，其连接在所述一对纵向侧梁之间。在所述平板状侧梁和横梁对接焊接之后，在其上进行压制成形。然后构造成上翼片和下翼片，最后对所述上翼片和下翼片进行焊接。

此外，在所述悬挂构件中，构成上翼片的纵向侧梁的边缘可以分别沿横向向车身内侧突出，以便形成在车身的顶视图中沿车身横向向内侧开口的方的U形。所述突出部分可以对接焊接到构成上翼片的横梁上。

目前所知的悬挂构件存在这样的问题：即，预先经过压制成形的侧梁和横梁焊接在一起，因此，这些部件重叠在一起，增加了整个悬挂构件的质量。但是，在本发明的悬挂构件中，为了消除部件的重叠，在平板状侧梁和横梁进行对接焊接之后，对它们进行压制成形，以便于制备上翼片和下翼片。

此外，在常规的悬挂构件中，预先经过压制成形的横梁的接合部分与同样预先经过压制成形的侧梁焊接在一起，应力可能会集中在横梁相对于侧梁的焊接部分周围。与之相反，在本发明的悬挂构件中，平板状部件在进行压制成形之前进行对接焊接，由此就减少了上述应力集中。从而，能够增强焊接部分的疲劳强度以及提高悬挂构件的可靠性。

另外，上翼片具有向下的开口，这样，在横截面图中，上翼片具有近似方的U形的形状，并且下翼片具有平板状形状。在汽车受到正面碰撞的情况下，从车身的横向看，所述悬挂构件向下变形为弯折的V形。在这种情况下，因碰撞而产生的反作用力主要由上翼片的侧梁的侧梁部分承受。因此，可以减少由下翼片承受的反作用力。

这样看来，上翼片的刚性很重要。但在传统技术当中，由于上翼片的质量随着其刚性的增加而增加，所以就难以采用上述结构。相反，在本发明的悬挂构件中，可以在采用上述结构的同时，防止其质量的增加。

而且，当预先已经经过压制成形的侧梁与预先已经经过压制成形的横梁进行焊接时，侧梁的侧面部分的结合部分同横梁的边缘形成悬挂构件的拐角，因此应力很容易集中在侧梁与横梁的焊接部分的周围。在这种情况下，尽管可以通过增大在所述横梁的边缘处形成的接合部分，来增强焊接部分的疲劳强度，从而提高悬挂构件的可靠性，但是由于悬挂构件的重量会增加，所以我们不希望这样做。

相比之下，本发明的悬挂构件可以这样构造：即，构成上翼片的纵向侧梁的边缘沿车身横向向内侧突出，这样，在车身顶视图中，侧梁具有沿车身横向向内侧开口的方的U形形状，并且沿车身横向向内侧突出的纵向边缘部分与构成上翼片的横梁对接焊接。这样，就可以通过避免双井字形悬挂构件的拐角来对焊接部分进行配置。因此，可以将焊接部分定位在除了应力容易集中的拐角以外的部分处，从而可以提高悬挂构件的可靠性。

前述内容已经对本发明的某些特征和技术优点进行了颇为广泛的概括，其目的在于更好地理解以下详细说明。下面将对本发明另外的特征和优点进行描述。

附图说明

为了更完整地理解本发明的悬挂构件及其优点，现在结合附图对本发明进行下面的描述，其中：

图1A和1B为根据本发明实施例的悬挂构件的示意透视图；

图2A和2B为根据本发明实施例的悬挂构件的上翼片和下翼片的示意平面图；

图3A和3B为根据本发明实施例的悬挂构件的上翼片和下翼片在压制成形之前的示意透视图；

图4为根据本发明实施例的悬挂构件的示意平面图，示出了在车身后端的悬挂构件的下翼片上的焊接部分的位置；

图5为根据本发明另一实施例的悬挂构件的示意图；以及

图6为根据本发明另一实施例的悬挂构件的示意图，其中示出了固定件。

具体实施方式

现在将对本发明的悬挂构件的实施例进行说明。尽管权利要求并不局限于这些实施例，但通过对本发明的各种实例进行论述，能最好地理解本发明的悬挂构件的各个方面。

悬挂构件1适于将车身(未示出)和悬挂装置(也未示出)互相连接在一起。如图1A所示，所述悬挂构件1包括：一对侧梁2，其沿车身纵向延伸且相对于车身中心横向对称设置；以及横梁3、4，其将所述一对纵向侧梁2互相连接起来、并沿车身横向延伸且沿车身纵向以一定间隔设置。如图3A中所示，扁平的侧梁板5a和6a具有沿车身纵向的边缘，这样使得所述边缘沿车身横向向内侧突出。前侧和后侧的横梁板7a和8a在以双线表示的接合部分w1～w4与所述扁平侧梁对接焊接，这些板经过压制成形后，形成如图1B和2A所示的具有方的U形横截面的上翼片9。如图3B所示，平板状侧梁板5b和6b在以双线表示的接合部分w5～w8与前侧和后侧的横梁板7b和8b对接焊接，然后这些板经过压制成形，从而形成如图1B和2B所示的下翼片10。最后，如图1B所示，上翼片9和下翼片10沿内、外周边互相焊在一起，形成双井字形。然后，将用作车身(未图示)连接件的固定件11、12、13和14设置在四个角上。

形成上翼片9的横梁板7a和8a要比同样形成上翼片9的侧梁板5a和6a薄。换言之，横梁板7a和8a的板厚度小于侧梁板5a和6a的板厚度。

一般而言，为了控制车身在正面碰撞过程中的反作用力，侧梁最好具有较大的强度，这样，将侧梁板5a和6a制作得较厚，将横梁板7a和8a制作得较薄。将侧梁2和横梁3和4制成这样：即，使它们分别具有适当的和足够的厚度，以便能够对过多的重量增加进行限制。

另外，上翼片9具有向下开口的方的U形横截面，并且下翼片10具有平板形状。这里，所述横截面是与上翼片9的侧梁2延伸方向垂直的截面或者是与横梁3和4的延伸方向垂直的截面。

通过采用这种结构，当车身受到正面的碰撞时，从车身的侧向看，侧梁2倾向于向下变形成为弯折的V形。在这种情况下，碰撞的反作用力主要由具有向下开口的方的U形横截面的上翼片9的侧梁5a和6a的侧面部分5as和6as来承受。这样，可以减少由下翼片10承受的反作用力。因此，可以减小下翼片10的厚度，也可以减小下翼片10的重量。

此外，如上所述，当车身受到碰撞时，从车身的侧向看，侧梁2向下变形成为弯折的V形。在这种情况下，由于侧梁的变形，连接到侧梁2的包含发动机或变速器的动力系也会向下移动，这样就可以防止具有很大质量和刚性的动力系向车身内部移动。

此外，为了通过螺栓和螺母将悬挂构件1连接到车身大梁上，通过粘合材料或焊接将固定件11、12、13和14及轴环55固定到悬挂构件上。这些固定件或轴环的固定连接部分对于提高刚性是优选的，这是由于它们上面被施加支撑载荷的缘故。因此，如在图5中标号56、57、58和59所表示的，通过在上翼片9或下翼片10的固定件和轴环的固定部分处压制成形局部凹部或凸部，从而在不增加载荷并且不用进一步形成能够承受载荷的结构的情况下，就可以增加由上翼片9和下翼片10所形成的横截面的刚性。

此外，在本实施例中，尽管所述凹部或凸部是在上翼片或下翼片顶部形成的，但即使在上翼片和下翼片中的至少一个上形成所述凹部或凸部，也可以取得同样的效果。

再者，在图2B中，位于横梁板7b和8b及侧梁板5b和6b之间的焊接部分的延伸方向不同，即，下翼片板在车身前侧的焊接部分的延伸方向C1(以双线来表示)与下翼片板在车身后侧的焊接部分的延伸方向C2(以双线来表示)彼此不相同。

考虑到下翼片10在车身受到正面碰撞的过程中受到较小的反作用力，如图3B所示，使得下翼片板在车身后侧的焊接部分位于通过进行压制成形之后对下翼片10和上翼片9进行焊接而形成的侧梁处，这样，侧梁板5b和6b的面积可以制作小于如图3A所示的在进行压制成形之后形成上翼片9的侧梁5a和6a的面积。通过这样做，同形成上翼片9的侧梁5a和6a及横梁7a和8a之间的尺寸差异相比，形成下翼片的侧梁板5b和6b及横梁板7b和8b之间的尺寸差异变得较小。因此，当由平板材料冲压加工形成侧梁板5b和6b及横梁板7b和8b时，可以增加材料产率，即材料的有效使用率。

虽然没有对用于所述平板的材料进行明确的限定，但是一般来说，可以使用钢板。

另外，在进行焊接之前，将如图3B所示的侧梁板5b和6b及横梁板7b和8b在以双线表示的焊接部分w5～w8处对齐时，如图2B所示，在车身的顶视图中，焊接部分w5～w8的延伸方向C1和C2是不同的。这样，尽管其边缘是对接的，但横梁板7b和8b及侧梁板5b和6b还是可以在包含车身纵向和横向的平面内以两个维度彼此之间作相对移动。因此，与这样的情况相比：即，在车身的顶视图中，焊接部分的延伸方向都是相同的(即每个焊接部分都沿车身纵向或沿车身横向延伸)，可以增加下翼片10的精度，从而使其具有更大的容许误差。因此，可以降低在侧梁板5b和6b及横梁板7b和8b的冲压加工中所要求的加工精度等级。从而，可以降低制造成本。

另一方面，在如图3A所示的上翼片9中，侧梁板5a和6a及横梁板7a和8a的焊接部分w1～w4分别沿车身的顶视图中大致相同的纵向进行延伸。这是为了避免焊接部分位于上翼片9的侧梁上，当车身受到正面碰撞的过程中，上翼片9的侧梁会承受所产生的反作用力。因此，可以使得焊接部分对正面碰撞过程中的上翼片9的变形模式的影响最小化，从而可以很容易地得到所希望的变形模式。

此外，对于形成下翼片10的横梁板7b和8b及侧梁板5b和6b，在车身的顶视图中，车身前侧的焊接部分w5和w6的延伸方向C1设置为沿车身纵向；在车身的顶视图中，车身后侧的焊接部分w7和w8的延伸方向C2设置为沿车身横向。

这里，没有必要要求沿车身纵向或者沿车身横向的延伸方向与车身纵向或车身横向正好平行。

考虑到与基材相比，在对接部分的焊接部分w1～w8的厚度最大限度地会减小20％，以至于其强度也会降低，就不需要在通过对下翼片10和上翼片9进行焊接而形成的后侧横梁4上设置焊接部分w7和w8。因此，可以增加后侧横梁4沿车身横向的刚性。从而，也能够提高操作稳定性所需的车轮的接地点横向刚性。

更加优选的是，如图4所示，使得形成下翼片的横梁板7b和8b及侧梁板5b和6b在车身后侧焊接在一起的焊接部分w7和w8设置在前后组装点P和Q之间的中间部分上，在所述组装点处，形成悬挂装置(未示出)的悬臂能够安装在悬挂构件上。

当力从车身前方向后方施加到由悬挂装置(未示出)支撑的车轮上时，就会有沿车身横向从内侧到外侧的力FP施加到车身前方的组装点P上，并且沿车身横向从外侧到内侧的力FQ施加到组装点Q上。根据这些力，作用在下翼片10(成为焊接到上翼片9的侧梁)的前部到后部的弯矩图BMD如图4所示，并且在组装点P和Q之间，弯矩取小值。当力从车身的后侧向前侧施加到车轮上时，力和弯矩的方向都相反。

鉴于以上所述，通过在沿车身横向的弯矩尽可能小的部分处形成以双线表示的在车身后侧的焊接部分w7和w8，可以使施加到焊接部分w7和w8的应力最小化，从而能够提高悬挂构件的可靠性。

本发明的悬挂构件并不局限于上述实施例，可以进行多种修改和变化。

虽然用于对接焊接的焊接方法的典型类型是等离子焊接，但本发明并不局限于此。

另外，尽管在以上的实施例中，对所述悬挂构件的结构进行了描述，但在制造悬挂构件方面，仍然可以得到相同的效果和作用。

此外，在以上的实施例中，尽管上翼片的开口完全由下翼片所封闭，但也可以只封闭上翼片的一部分，这如图6所示。在本实施例中，悬挂构件在后侧具有开口。

本发明的悬挂构件可用于车身的前侧或后侧，可获得对于正面碰撞的更高的安全水平。另外，可以限制悬挂构件的质量增加，并可以增强疲劳强度，从而提高可靠性。

尽管以上只对一些示范性实施例进行了详细说明，但本技术领域的技术的人会容易地认识到，在实质上没有脱离新颖性教导和优点的情况下，可以对示范性实施例作出多种修改。因此，所有这些修改都包括在权利要求所限定的保护范围之内。

2004年10月14日提交的申请号为No.2004-300106的日本专利申请，以及2003年3月29日提交的申请号为No.2004-95367的日本专利申请(对应于2005年6月2日的美国专利公开号20050115300)的专利公开(包括说明书、附图和权利要求书)的全部内容在此以引用的方式并入本文。

Claims (22)

1.一种用于将悬挂装置连接至车身的悬挂构件，包括：

一对侧梁，其相对于车身纵向延伸，并且其相对于车身中心沿横向对称设置；以及

至少一个横梁，其连接所述一对侧梁，并且其相对于车身横向延伸，

其中，所述侧梁的上部和所述至少一个横梁的上部由平板形成，并且所述侧梁的上部和所述至少一个横梁的上部被焊接在一起，然后被压制，以提供上翼片和下翼片，所述上翼片具有在其下侧开口的大致U形的横截面，所述下翼片固定到所述上翼片且封闭所述上翼片的下侧。

2.按照权利要求1所述的悬挂构件，其中，用于形成所述侧梁的每一个平板均具有至少一个突起，所述突起沿相对于车身横向向悬挂构件内侧延伸，并且所述至少一个突起焊接到用于形成所述至少一个横梁的平板上。

3.按照权利要求1所述的悬挂构件，其中，用于形成所述至少一个横梁的平板的厚度小于用于形成所述侧梁的每一个平板的厚度。

4.按照权利要求1所述的悬挂构件，其中，所述上翼片和所述下翼片中至少之一形成有至少一个垂直凹部或凸部。

5.按照权利要求2所述的悬挂构件，其中，所述上翼片和所述下翼片中至少之一形成有至少一个垂直凹部或凸部。

6.按照权利要求3所述的悬挂构件，其中，所述上翼片和所述下翼片中至少之一形成有至少一个垂直凹部或凸部。

7.按照权利要求4所述的悬挂构件，包括至少两个横梁，所述至少两个横梁连接所述一对侧梁，所述至少两个横梁沿车身纵向以一定间隔彼此隔开，所述侧梁的下部和所述横梁的下部由平板形成，所述侧梁的下部和所述横梁的下部被焊接在一起以提供所述下翼片，将一个所述下横梁平板连接到所述下侧梁平板的焊缝沿相对于车身的第一方向延伸，将另一个所述下横梁平板连接到所述下侧梁平板的焊缝沿相对于车身的第二方向延伸。

8.按照权利要求7所述的悬挂构件，其中，所述第一方向是车身的纵向，所述第二方向是车身的横向。

9.按照权利要求8所述的悬挂构件，其中，沿车身横向延伸的焊缝设置在所述悬挂构件的前后组装点中间，在所述组装点处，悬臂能够安装于所述悬挂构件上。

10.一种用于制造构件的方法，所述构件具有一对侧梁以及连接所述一对侧梁的至少一个横梁，所述方法包括如下步骤：

由平板形成所述侧梁的上部和所述至少一个横梁的上部；

将所述上侧梁平板焊接到所述上横梁平板上；

以下述方式对所述焊接平板进行压制，所述方式为：提供具有在其下侧开口的大致U形横截面的上翼片；以及

将下翼片固定到所述上翼片以封闭所述上翼片的下侧。

11.按照权利要求10所述的方法，其中，每一个所述上侧梁平板均具有至少一个向所述构件内侧延伸的突起，所述焊接步骤是通过将所述至少一个突起焊接到所述上横梁平板来进行的。

12.按照权利要求10所述的方法，其中，所述上横梁平板的厚度小于每一个所述上侧梁平板的厚度。

13.按照权利要求11所述的方法，其中，所述上横梁平板的厚度小于每一个所述上侧梁平板的厚度。

14.按照权利要求10所述的方法，还包括下述步骤：在所述上翼片和所述下翼片中之一上形成垂直凹部或凸部。

15.按照权利要求11所述的方法，还包括下述步骤：在所述上翼片和所述下翼片中之一上形成垂直凹部或凸部。

16.按照权利要求12所述的方法，还包括下述步骤：在所述上翼片或所述下翼片中之一上形成垂直凹部或凸部。

17.按照权利要求10所述的方法，其中，形成的构件包括连接所述一对侧梁的至少两个横梁，所述至少两个横梁以一定间隔彼此隔开，还包括如下步骤：

由平板形成所述侧梁的下部和所述横梁的下部；以及

将所述下侧梁平板焊接到所述下横梁平板以提供所述下翼片，并且，将一个所述下横梁平板连接到所述下侧梁平板的焊缝沿第一方向延伸，将另一个所述下横梁平板连接到所述下侧梁平板的焊缝沿第二方向延伸。

18.按照权利要求11所述的方法，其中，形成的构件包括连接所述一对侧梁的至少两个横梁，所述至少两个横梁以一定间隔彼此隔开，还包括如下步骤：

由平板形成所述侧梁的下部和所述横梁的下部；以及

将所述下侧梁平板焊接到所述下横梁平板以提供所述下翼片，并且，将一个所述下横梁平板连接到所述下侧梁平板的焊缝沿第一方向延伸，将另一个所述下横梁平板连接到所述下侧梁平板的焊缝沿第二方向延伸。

19.按照权利要求12所述的方法，其中，形成的构件包括连接所述一对侧梁的至少两个横梁，所述至少两个横梁以一定间隔彼此隔开，还包括如下步骤：

由平板形成所述侧梁的下部和所述横梁的下部；以及

将所述下侧梁平板焊接到所述下横梁平板以提供所述下翼片，并且，将一个所述下横梁平板连接到所述下侧梁平板的焊缝沿第一方向延伸，将另一个所述下横梁平板连接到所述下侧梁平板的焊缝沿第二方向延伸。

20.按照权利要求14所述的方法，其中，形成的构件包括连接所述一对侧梁的至少两个横梁，所述至少两个横梁以一定间隔彼此隔开，还包括如下步骤：

由平板形成所述侧梁的下部和所述横梁的下部；以及

将所述下侧梁平板焊接到所述下横梁平板以提供所述下翼片，并且，将一个所述下横梁平板连接到所述下侧梁平板的焊缝沿第一方向延伸，将另一个所述下横梁平板连接到所述下侧梁平板的焊缝沿第二方向延伸。

21.按照权利要求17所述的方法，其中，所述第一方向是车身的纵向，所述第二方向是车身的横向。

22.按照权利要求21所述的方法，其中，所述沿车身横向延伸的焊缝设置在所述悬挂构件的前后组装点中间，在所述组装点处，悬臂能够安装于所述悬挂构件上。

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