CN1919628A - 悬架装置 - Google Patents

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Abstract

通过多个连接点，将可自由旋转地支撑车轮的轮轴，弹性支撑在向车辆前后方向延伸且前端部弹性支撑在车体上的纵臂上。前述连接点具有上侧连接点、和位于该上侧连接点的下方，在车辆前后方向上彼此隔着一定距离配置的第1及第2下侧连接点。上述第1及第2下侧连接点具有弹性部件，各弹性部件的弹性主轴(principal elasticaxis)的配置方式为，在车轮的接地点的车宽方向外侧互相交叉。因此，不论弹性部件的刚性等如何，都可以提高行驶稳定性，提高弹性部件的设计自由度。

Description

悬架装置
技术领域
本发明涉及扭力梁式的悬架装置。
背景技术
作为现有的悬架装置，例如有专利文献1中所述的悬架装置。该装置中，通过用扭力梁连接左右的纵臂之间而配置成H型，同时在各纵臂上弹性支撑车轴。
上述弹性支撑至少具有隔着车轮的旋转轴而前后配置的2个弹性部件，并且将前侧弹性部件的弹力设定得低于后侧弹性部件的弹力由此，在车辆转弯时产生前束(toe-in)方向的轮端变化。
专利文献1：特开2005-119601号公报
然而，上述现有的装置中，弹性部件的配置位置受到必须配置在车轴的前后等限制，同时必须预先固定配置在车轴前后的2个弹性部件的弹力大小关系。因此，存在以下问题，即，如果考虑对弹性部件所要求的其它性能，例如噪声及振动的降低等，则弹性部件的配置位置及刚性的选定受到制约。
发明内容
本发明正是着眼于上述问题点而提出的，其课题在于，提供一种提高各弹性部件的配置位置及刚性的自由度，且可以提高行驶稳定性的悬架装置。
为了解决上述课题，本发明的悬架装置包括：纵臂，其在车辆前后方向延伸，前端部弹性支撑在车体上；以及车轴，其以可以自由旋转的方式支撑车轮，前述纵臂通过多个连接点弹性支撑车轴，前述连接点具有上侧连接点，以及位于该上侧连接点下方，在车辆前后方向彼此隔着一定距离配置的第1及第2下侧连接点，配置在上述第1及第2下侧连接点处的各弹性部件的弹性主轴，在比车轮的接地点更靠车宽方向的外侧处互相交叉。
根据本发明，无论弹性部件的刚性等怎样，都可以提高行驶稳定性，并提高弹性部件的设计自由度。
附图说明
图1是表示基于本发明的实施方式涉及的悬架装置结构的斜视图。
图2是表示基于本发明的实施方式涉及的悬架装置结构的平视图。
图3是表示基于本发明的实施方式涉及的衬套的图。
图4是表示基于本发明的实施方式涉及的3个衬套的配置关系的平视图。
图5是表示基于本发明的实施方式涉及的3个衬套的配置关系的侧视图。
图6是表示基于本发明的实施方式涉及的3个衬套的配置关系和所输入的力的关系的平视图。
图7是说明横向力输入时的平视图。
图8是从车辆前后方向观察表示车轮和假想转向销轴的关系的图。
图9是表示制动时的转向销轴和前后力的关系的平视图。
图10是表示越过突起时的作用力的侧视图。
图11是说明越过突起时的动作的侧视图。
图12是说明越过突起时的动作的平视图。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施方式。
首先说明其结构，如图1及图2所示，左右的纵臂1分别向车辆前后方向延伸，其端部经由衬套2与车体连接，由此，纵臂1可以在上下方向上摆动。左右的纵臂1之间由扭力梁3连接。图1中，标号4为加强板，支撑悬架弹簧5的下端部。此外，标号6表示减震器。
此外，在各纵臂1的后部，弹性支撑着车轴9，该车轴9以可以自由旋转的方式支撑车轮W。
下面说明该车轴9的支撑结构。
在纵臂1的后部固定着车轴托架10。从侧面看，该托架10呈大致三角形状，具有沿着纵臂1在车辆前后方向隔着一定间隔配置的左右的安装部10b、10c，以及向上方延伸而在其顶部形成的上侧的安装部10a。各安装部10a、10b、10c分别由呈コ字状(channel-shaped，orU-shaped)的部件构成，具有在车辆前后方向上相向的一对安装板，以可以安装衬套。上述上侧安装部的位置成为上侧连接点，位于该上侧连接点的下侧的、左右安装部的位置成为第1及第2下侧连接点。
此外，车轴9由以下部分构成：车轴主体7，其以可以自由旋转的方式支撑车轴；以及车轴罩8，其与车轴主体7成为一体，同时具有分别向上述3个连接点延伸的3个腕部8a～8c。
在各腕部的端部8a～8c上分别设有衬套12～14。各衬套12～14分别如图3所示，通过在同轴配置的外筒16和内筒15之间安装弹性体17而构成，各外筒16一体地固定在腕部端部上。并且，将各衬套12～14配置于在各连接点处配置的安装板之间，同时利用贯穿内筒15的螺栓，将该内筒15紧固在一对安装板上，进行安装。
在这里，将上侧连接点的衬套称之为第1衬套12，将位于下侧连接点的2个衬套称之为第2衬套13以及第3衬套14。
在本实施方式中，上述三个衬套12～14以平视为图4的方式配置。即，第1衬套12位于第2及第3衬套13、14的车宽方向内侧，同时使轴朝向车辆前后方向。此外，也可以使第1衬套12的轴以与后述的假想转向销轴K正交的方式配置，以使转向时的扭转均匀化。
此外，第2及第3衬套13、14的轴的配置方式为，在平视状态下，以相对于车辆前后方向的轴线向车宽方向倾斜的状态，向车辆前后方向延伸，其两衬套13、14的轴线，以在比两衬套13、14的位置更靠车宽方向内侧互相交叉的方式配置。由此，两衬套13、14的垂直于轴方向的轴线L1、L2形成朝向车宽方向的弹性主轴(principalelastic axis)，该轴线L1、L2在比两衬套13、14的位置更靠车宽方向外侧互相交叉。P1是其交叉点。
此外，至少在上述第2及第3衬套13、14中，如图3所示，在位于内筒5和外筒16之间的弹性体17内，以同心状配置筒形状的中间板18，以提高垂直于轴方向(车宽方向)的刚性。此外，中间板18使用刚性比弹性体17高的材料。此外，中间板18不必在圆周方向全周上配置，只要至少在车宽方向上相向的位置上有，就可以提高横向刚性。在本实施方式中，通过设置上述中间板18，将垂直于轴方向相对于轴方向的弹簧力之比设定为100倍或100倍以上，以提高车宽方向等的垂直于轴方向的刚性，同时通过减少轴方向的刚性，使内筒15和外筒16容易向轴方向相对摆动。
于是，通过如上所述设定第2及第3衬套13、14的朝向车宽方向的弹性主轴L1、L2之间的交叉点P1，相对于作用在车轮W上的横向力F1，通过连接第1衬套12的弹性中心P2和上述交叉点P1的直线，可以形成假想转向销轴K。
并且，在本实施方式中，如图4、图5所示，调整上述第1衬套12的位置以及上述交叉点P1的位置，设定假想转向销轴K与地面的交点A，以使其比车轮接地点T更靠车辆前后方向的后侧且靠车宽方向的外侧。
在这里，关于规定上述假想转向销轴K的交叉点P1，例如图4所示，在作为目标的位置是P1时，优选将第2及第3衬套13、14的各轴配置为，使得第2及第3衬套13、14的弹性主轴L1及与L2的交叉点穿过P1，并使P1与第2及第3衬套13、14的距离相等，以使第2及第3衬套13、14位于以P1为中心的假想圆R上。通过这样配置，可以使车轮W围绕假想转向销轴K，顺利地转向。由此，第2及第3衬套13、14的配置自由度大。例如，也可以将第2及第3衬套13、14同时配置在车轴的后方。此外，上述假想圆R不必在水平面上，也可以在相对于水平面，在侧视时向上下倾斜的平面上。优选在与假想转向销轴K正交的平面上。此外，在第2及第3衬套13、14的构造是图3所示的构造，在同轴配置的外筒16及内筒15的轴向上弹性体为均质的情况下，第2及第3衬套13、14的弹性主轴L1及L2，成为两衬套13、14的外筒及内筒的垂直于轴方向。在这里，在第2及第3衬套13、14的构造为，在同轴配置的外筒16及内筒15的轴方向上弹性体17为非均质的情况下，例如，中间板18仅在轴方向的局部配置的构造的情况下，以及在轴方向上的局部具有空隙的构造的情况下，弹性主轴L1及L2成为偏离两衬套13、14的外筒及内筒的垂直于轴方向的位置，但由于弹性主轴L1及L2只要以位于前述P1的位置的方式配置即可，因而第2及第3衬套13、14的配置自由度大这一点并未改变。
说明具有上述结构的悬架装置的动作及作用、效果。
如图6所示，如果因车辆转弯而横向力F1作用于轮胎，则如图7所示，假想转向销轴K的接地点A位于车轮接地点T的后侧，因此利用围绕转向销轴K的扭矩而车轮W转向，通过该转向，在转弯外轮侧，向前束方向微小转动，在转弯内轮侧，向后束(toe-out)方向微小转动。
另一方面，利用设置在纵臂1的端部的衬套2的柔性转向，转弯外轮向后束方向轮端变化，在转弯内轮向前束方向轮端变化，但由于该轮端变化方向与由上述车轴9的弹性支撑构造得到的轮端变化方向相反，因而利用上述车轴9的弹性支撑构造，可以减少或抵消上述柔性转向的影响，提高转弯行驶时的行驶稳定性。
此时，第2及第3衬套13、14位于车轮W的车宽方向内侧，但如上所述，通过使第2及第3衬套13、14的弹性主轴的交点P1位于车宽方向外侧，规定假想转向销轴K，可以在比车轮W内侧的车轴支撑位置靠车宽方向外侧(例如车轮W内)，设定作为转动中心的转向销轴K(参照图8)。在这里，对于限制假想中心轴K的上侧的第1衬套12，也可以使用2个衬套，在该衬套的向车宽方向延伸的弹性主轴之间的交叉点上，设定假想转向销轴K的上侧位置P2。不过，由于假想转向销轴K的上侧位置可以位于车轮W的内侧，因而并不像假想转向销轴K的下侧位置那么严格。因此，即使用第1衬套12自身限制假想转向销轴K的上侧位置，通常也没有问题。此外，越是将第1衬套12配置到车辆前后方向前侧，转向销轴K就越前倾，即使第2及第3衬套13、14的交叉点P1的位置相同，也可以使假想转向销轴K的与地面的接地点A向车辆前后方向后侧移动。
此外，通过将车轴9弹性支撑在纵臂1上，可以减少从车轮W传递到纵臂1上的振动。
此时，由于在本实施方式中，对于各衬套12～14，尤其是对于靠近车轴配置主要负担横向力F1的第2及第3衬套13、14，可以大幅度提高相对于轴向的垂直于轴方向的刚性，因而即使采用弹性支撑车轴9的结构，也可以将外倾刚性设定得较高。
此外，如果前进行驶时制动起作用，则如图9所示，在轮胎接地点前后方向力F2起作用，但由于与轮胎接地点T相比，假想转向销轴K的接地点A位于车宽方向外侧，所以利用围绕转向销轴K的转向，车轮W产生前束方向的变化，行驶稳定性提高。
此外，在本实施方式中，由于第2及第3衬套13、14将轴向(车辆前后方向)的刚性(前后刚性)设定得相对于垂直于轴方向较低，因此内筒15在轴向上的位移相对于外筒16变得相对简单。因此，如图10所示，如果越过突起时，车辆前后方向后方的前后方向力作用于车轮中心，则由该前后方向力，如图11所示，第2及第3衬套13、14沿着轴向车辆前方向后方移动，上述交叉点P1移至后方，由此，悬架行程的车轮中心轨跡移至后方，其结果，与之相对应地降低越过突起时的颠簸性。此外，这时图12中所示的扭矩起作用，车轮W向前束方向转动变位，其结果，越过突起时的行驶稳定性良好。
如上所述，由于可以利用弹性支撑的多个衬套12～14，将假想的转向销轴K(在车轮接地点上有从地面的输入时，车轮转动时的转动轴)设定在任意位置，其结果，在平视下，可以将转向销轴K与地面的交点A配置在相对于车轮接地点，车辆前方方向的任意位置上。因此在车辆转弯时，在车宽横方向的力F1等从地面输入车轮的接地点T时，可以灵活地控制车辆俯视中的车轮姿态(轮端方向位移)，可以提高行驶稳定性。
并且，由于不需要固定弹性支撑部件即衬套12～14与车轴的位置关系，以及衬套12～14间的刚性的相对关系，因而设计自由度增大，容易采用。例如，在作为对于噪声振动性能最优的衬套12～14的配置或特性，要求衬套相对于所有车轴位于车辆前后方向上中的某一方的情况下，以及要求相对于车轴保持配置在车辆前后方向双方的衬套的弹力大小关系的情况下，如现有技术所述，必然受到弹性体即衬套必须配置在车轴前后的限制，以及必须限制配置在车轴前后的2个衬套的弹力大小关系的限制，其技术思想中无法实现噪声振动性能等与其它性能的并存。

Claims (7)

1.一种悬架装置，包括：
纵臂，其在车辆前后方向延伸，前端部弹性支撑在车体上；以及
车轴，其以可以自由旋转的方式支撑车轮，
前述纵臂通过多个连接点弹性支撑车轴，
其特征在于，
前述连接点具有上侧连接点，以及位于该上侧连接点下方，在车辆前后方向彼此隔着一定距离配置的第1及第2下侧连接点，
配置在上述第1及第2下侧连接点处的各弹性部件的弹性主轴，在比车轮的接地点更靠车宽方向的外侧处互相交叉。
2.一种悬架装置，包括：
纵臂，其在车辆前后方向延伸，前端部弹性支撑在车体上；以及
车轴，其以可以自由旋转的方式支撑车轮，
前述纵臂通过多个连接点弹性支撑车轴，
其特征在于，
前述连接点具有上侧连接点，以及位于该上侧连接点下方，在车辆前后方向彼此隔着一定距离配置的第1及第2下侧连接点，
配置在上述第1及第2下侧连接点处的各弹性部件的弹性主轴，在比车轮的接地点更靠车体前后方向的后方处互相交叉。
3.一种悬架装置，包括：
纵臂，其在车辆前后方向延伸，前端部弹性支撑在车体上；以及
车轴，其以可以自由旋转的方式支撑车轮，
前述纵臂通过多个连接点弹性支撑车轴，
其特征在于，
前述连接点具有上侧连接点，以及位于该上侧连接点下方，在车辆前后方向彼此隔着一定距离配置的第1及第2下侧连接点，
连接配置在上述第1及第2下侧连接点处的各弹性部件的弹性主轴的交点与上侧连接点的直线、与地面相交的交点，相对于车轮的接地点，位于车体前后方向的后方。
4.一种悬架装置，包括：
纵臂，其在车辆前后方向延伸，前端部弹性支撑在车体上；以及
车轴，其以可以自由旋转的方式支撑车轮，
前述纵臂通过多个连接点弹性支撑车轴，
其特征在于，
前述连接点具有上侧连接点，以及位于该上侧连接点下方，在车辆前后方向彼此隔着一定距离配置的第1及第2下侧连接点，
连接配置在上述第1及第2下侧连接点处的各弹性部件的弹性主轴的交点与上侧连接点的直线、与地面相交的交点，相对于车轮的接地点，位于车辆车宽方向的外侧。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的悬架装置，其特征在于，
前述第1及第2下侧连接点的弹性部件，由在以嵌套状配置的内筒及外筒之间安装了弹性体的衬套构成。
6.根据权利要求1至4任意一项所述的悬架装置，其特征在于，
配置在上述第1及第2下侧连接点处的各弹性部件，其车宽方向的刚性高于车辆前后方向的刚性。
7.根据权利要求5所述的悬架装置，其特征在于，
在位于上述内筒和外筒之间的弹性体之中，在隔着轴在车宽方向上相对的位置的至少一方上，插入刚性比弹性体高的中间板。
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