TWI576258B - 支柱式懸吊裝置 - Google Patents

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TWI576258B TW104106814A TW104106814A TWI576258B TW I576258 B TWI576258 B TW I576258B TW 104106814 A TW104106814 A TW 104106814A TW 104106814 A TW104106814 A TW 104106814A TW I576258 B TWI576258 B TW I576258B
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浅岡直哉
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Description

支柱式懸吊裝置
本發明關於一種用於車輛的支柱式懸吊裝置。
震動吸收器亦作用為懸吊支撐的支柱式懸吊裝置已知為一種懸吊裝置。支柱式懸吊裝置具有結構，在該結構中，震動吸收器(支柱)的上端側經由支撐構件(例如，上支撐件)被安裝到車輛本體側，且震動吸收器(支柱)的下端側經由連接構件被安裝到輪側。
在支柱式懸吊裝置中，螺旋彈簧係佈置成圍繞震動吸收器。螺旋彈簧的下端由固定到震動吸收器的本體之下彈簧座所支撐，且螺旋彈簧的上端由上彈簧座所支撐。上彈簧座係可旋轉地經由軸承被上支撐件所支撐。
軸承通常被佈置成正交於震動吸收器軸(支柱軸)，且軸承旋轉軸與支柱軸對齊。因此，上彈簧座繞著軸承旋轉軸旋轉，而下彈簧座繞著中心銷軸(king pin axis)旋轉。當上彈簧座和下彈簧座同時旋轉時，旋轉力 矩繞著中心銷軸產生，且因此，在直線上前進的能力受到影響。
日本專利公開第2002-283820號申請案(JP 2002-283820 A)說明一種支柱式懸吊裝置，其藉由透過角度調整構件將軸承及上彈簧座安裝為相對於上支撐件的下部的一角度來將中心銷軸與軸承旋轉軸對齊。類似地，美國第5454585號專利案說明一種支柱式懸吊裝置，其中，圓形的凸緣構件被插置於上支撐件及軸承之間，以對齊中心銷軸與軸承旋轉軸。
透過JP 2002-283820 A及美國第5454585號專利案兩者，被傾斜的傾斜構件係插置於上支撐件與軸承之間，以對齊中心銷軸與軸承旋轉軸。使用此傾斜構件導致零件數量的增加，且成本和重量由於使用傾斜構件而增加，此為不理想的。此外，在懸吊裝置的組裝過程中，傾斜構件必須被適當地組裝到預定的位置，以對齊中心銷軸與軸承旋轉軸，因此，組裝工作並不容易。
本發明因此提供了一種支柱式懸吊裝置，其具有相對於震動吸收器軸輕易地傾斜軸承旋轉軸的結構。
本發明的一個態樣關於支柱式懸吊裝置。此支柱式懸吊裝置包括上支撐件；震動吸收器，其係由上支撐件支撐；螺旋彈簧，其在上彈簧座和下彈簧座之間佈置來圍繞震動吸收器；以及軸承，其係佈置在上彈簧座和上 支撐件之間。上支撐件包括安裝部，其具有用於支撐軸承的支撐表面，且支撐表面係相對於垂直於震動吸收器軸的平面傾斜。
根據此態樣，用於支撐軸承的支撐表面係相對於垂直於震動吸收器軸的平面傾斜，故當軸承被安裝到支撐表面時，軸承的旋轉軸能夠被相對於震動吸收器軸傾斜。因此，相較於當軸承的旋轉軸被與震動吸收器軸對齊時，繞著中心銷軸的旋轉力矩能夠被抑制。
在上述的態樣中，支撐表面和中心銷軸之間的角度實質上可能為直角，且中心銷軸和軸承旋轉軸可能被實質地對齊。因此，繞著中心銷軸的旋轉力矩實質上能夠被減少到接近於零。
在上述的態樣中，安裝部可包括支撐表面以及突出面，突出面繞著支撐表面的內周圍邊緣設置，且支撐表面和突出面之間的角度可能大於90度。同樣在上述的態樣中，支撐表面和突出面之間的角度可能為等於或大於中心銷軸和震動吸收器軸之間的角度加上90度之總和。因此，當將震動吸收器組裝到上支撐件時，軸承能夠被輕易地插入到安裝部的支撐表面上。
根據本發明的此態樣，能夠提供一種支柱式懸吊裝置，其具有相對於震動吸收器軸輕易地傾斜軸承旋轉軸的結構。
10‧‧‧驅動軸
12‧‧‧關節
14‧‧‧下臂
18‧‧‧拉桿
20‧‧‧震動吸收器
21‧‧‧上支撐件
21a‧‧‧上板
21b‧‧‧下板
21c‧‧‧軸承安裝部
21d‧‧‧支撐表面
21e‧‧‧突出面
21f‧‧‧突出面
21g‧‧‧軸承安裝部
22‧‧‧上彈簧座
23‧‧‧螺旋彈簧
24‧‧‧下彈簧座
25‧‧‧上絕緣件
26‧‧‧下絕緣件
30‧‧‧卡鉗
32‧‧‧盤式轉子
33‧‧‧穩定器連桿
34‧‧‧穩定器
35‧‧‧螺栓
42‧‧‧防塵蓋
43‧‧‧活塞桿
44‧‧‧約束止動器
45‧‧‧外殼
46‧‧‧止動板
50‧‧‧軸承
60‧‧‧震動吸收器軸
62‧‧‧中心銷軸
64‧‧‧旋轉平面
66‧‧‧插入方向
68‧‧‧插入方向
70‧‧‧支撐平面
α‧‧‧角度
β‧‧‧角度
本發明的例示性實施例之特徵、優點、以及技術與產業上的重要性將參照所附圖式被說明如下，其中，相同的標號表示相同的元件，且其中：圖1為根據本發明的一個範例實施例的支柱式懸吊裝置以及周圍結構的立體圖；圖2為根據本發明的範例實施例之懸吊裝置的主要部分的局部剖視截面圖；圖3為根據本發明的範例實施例之上支撐件的剖面結構圖；圖4為繪示根據作為本發明的範例實施例之支柱組合件的懸吊裝置的組裝過程的圖；以及圖5為與本發明的範例實施例之軸承安裝部相比較的對比技術圖。
在下文中，將參照所附圖式說明本發明的範例實施例。圖1為根據本發明的一個範例實施例的支柱式懸吊裝置以及周圍結構的立體圖。輪支撐裝置的支柱式懸吊裝置以及周圍結構之間的關係參照圖1來說明，且將參照圖2至4說明範例實施例的懸吊裝置之細節。
輪支撐裝置包括將旋轉驅動力傳遞到輪的驅動軸10、可旋轉地支撐輪的關節(knuckle)12、將關節12連接到車輛本體的下臂14、以及懸吊裝置16。
支撐輪的軸轂(未示)經由關節12的中央部 被插入。同樣地，形成煞車裝置的卡鉗30被固定到關節12。卡鉗30包括操作液壓被導入其中的煞車分泵、以及由從此煞車分泵所供應的液壓所驅動的煞車墊片等等。卡鉗30藉由以此煞車墊片來擠壓盤式轉子32而產生煞車力。下臂14的基端部樞接到車輛本體，且從此基端部沿著車輛寬度方向朝向外側延伸的末端部係藉由關節12透過球形接頭(ball joint)被可樞轉地支撐。從安裝在車輛本體之轉向裝置(steering device)(未示)延伸的拉桿18被連接到關節12，且配置為能夠旋轉地操作(亦即，轉彎)輪。
懸吊裝置16包括震動吸收器20，在震動吸收器20中，活塞(未示)被容納在填充有操作流體(operating fluid)的外殼45內部。當操作流體通過形成在活塞中的孔口時，震動吸收器20藉由黏性阻力(viscous resistance)來產生阻尼力。外殼45的下端部經由被安裝於外殼45的托架而被連接到關節12。從震動吸收器20的外殼45突出的活塞桿經由上支撐件21而被安裝於車輛本體。將上支撐件21之震動吸收器20的安裝中心點連接到球形接頭的線段被設定為中心銷軸。
上彈簧座22經由軸承相對於上支撐件21被支撐，且下彈簧座24被安裝於外殼45。壓縮的螺旋彈簧23係插置於上彈簧座22及下彈簧座24之間。在此範例實施例的懸吊裝置16中，軸承被佈置在上支撐件21及上彈簧座22之間，使得軸承的旋轉軸實質上被與中心銷軸 對齊。
從轉向輪(未示)輸入的轉向扭力經由轉向柱(steering column)(亦未示)被傳遞到齒輪箱(gear box)。在齒輪箱中，轉向輪的旋轉動作被轉換為在車輛寬度方向上的線性動作，且被傳遞到拉桿18。拉桿18經由連接構件被接合到關節12，使得當駕駛轉向(亦即，轉彎)轉向輪時，關節12藉由拉桿18的動作而樞轉，且輪轉彎。穩定器34經由穩定器連桿33而被連接到車輛本體。車輛本體的滾轉剛度(roll rigidity)藉由相對於穩定器34之扭轉的回復力而增加，從而抑制當車輛轉彎時的滾轉。
在此範例實施例的懸吊裝置16中，藉由將軸承旋轉軸實質地與中心銷軸對齊，繞著中心銷軸所產生的旋轉力矩能夠被減少或消除。在下文中，將說明懸吊裝置16的具體結構。
圖2為懸吊裝置的主要部分的局部剖視截面圖。懸吊裝置16包括震動吸收器20以及螺旋線圈23，且係配置為支柱式懸吊裝置。震動吸收器20具有設置來密封震動吸收器20之外殼45的上端部之止動板46，且以能夠從止動板46的上表面之中心前進和後退的方式經由油封(未示)突出活塞桿43。活塞桿43經由上支撐件21被連接到車輛本體，且在震動吸收器20退後時作為止動器的約束止動器44被設置在活塞桿43上。
上支撐件21具有中空結構，在中空結構中， 藉由壓機成形(press forming)所得到的複數金屬板藉由突點熔接(projection welding)而被接合在一起。更具體地，上支撐件21藉由上板21a和下板21b形成中空結構，且包括軸承安裝部21c，其在下板21b的下表面上具有用於支撐軸承50的支撐表面。上支撐件21的中空結構透過螺栓35被緊固到車輛本體。插入孔被設置在下板21b的底部之中央，且形成在活塞桿43的上端部上之外螺紋部被穿過此插入孔。藉由將螺帽經由軸環(未示)螺合到此外螺紋部上，震動吸收器20由上支撐件21所支撐，且硫化橡膠(vulcanized rubber)被夾在上板21a和下板21b之間。
螺旋彈簧23由上彈簧座22透過上絕緣件25所支撐，且由下彈簧座24透過下絕緣件26所支撐，且螺旋彈簧23在上彈簧座22和下彈簧座24之間被佈置成圍繞震動吸收器20。上彈簧座22佈置為透過軸承50面對上支撐件21，且能夠相對於上支撐件21旋轉。下彈簧座24藉由焊接到震動吸收器20的外殼45而被固定。
約束止動器44具有由發泡聚氨酯所製成之筒狀主體，且在螺旋彈簧23內被佈置在上支撐件21和止動板46之間。約束止動器44被形成為朝向下端變得更薄的形狀，使得其下端部能夠輕易地變形。活塞桿43沿著其軸被插入穿過約束止動器44，且約束止動器44使得當車輛跳動時之震動吸收器20的變形減少。適當的壓裝裕度(press fitting allowance)被提供在約束止動器44之上端 部的內周圍表面上，且約束止動器44之上端部被壓裝於活塞桿43上，並因此與活塞桿43接合。
防塵蓋42具有由射出成型橡膠或樹脂等所得到的伸縮式筒形主體，且在螺旋彈簧23內部被佈置成從外側覆蓋約束止動器44及震動吸收器20。防塵蓋42的上端由上彈簧座22的內周圍邊緣所保持，使得來自防塵蓋42上方之像是灰塵的外來物無法進入內部。防塵蓋42的上端部亦可為與上絕緣件25一體地形成的。防塵蓋42的下端接觸止動板46的外周圍表面，從而禁止外來物進入，但下端亦可為開放的。防塵蓋42的下端延伸到接近下彈簧座24，使得即使若下端為開放的，禁止外來物經由開口進入。
在懸吊裝置16中，軸承50被佈置在上彈簧座22和上支撐件21之間，且相對於上支撐件21可旋轉地支撐上彈簧座22。軸承50被安裝到軸承安裝部21c的支撐表面，且此支撐表面係相對於垂直於震動吸收器軸60的平面傾斜。例如，軸承50藉由使用硫化橡膠等而被製成，且形成為配合軸承安裝部21c的形狀。軸承50被安裝到軸承安裝部21c的支撐表面，使得軸承50的旋轉平面64平行於支撐表面。亦即，軸承50被安裝到軸承安裝部21c的支撐表面，使得軸承50的旋轉軸垂直於軸承安裝部21c的支撐表面。藉由使軸承安裝部21c的支撐表面與中心銷軸62之間的角度實質上為直角(90°)、以及將中心銷軸62實質對齊軸承50的旋轉軸，能夠抑制繞著 中心銷軸62所產生的旋轉力矩。
藉由以此方式使軸承安裝部21c的支撐表面相對於垂直於震動吸收器軸60的平面傾斜，當軸承50被安裝到支撐表面時，相對於震動吸收器軸60傾斜軸承50的旋轉軸。在此範例實施例的上支撐件21中，能夠相對於震動吸收器軸60傾斜軸承50的旋轉軸，而無須將傾斜構件(另一個組件)插入到上支撐件21及軸承50之間，因此，可提供較便宜且較輕的懸吊裝置16。
藉由傾斜軸承安裝部21c的支撐表面使得支撐表面與中心銷軸62之間的角度為直角，軸承50的旋轉軸能夠與中心銷軸62對齊，因此，能夠實質地消除繞著中心銷軸62所產生的旋轉力矩。
圖3為上支撐件的剖面結構圖。如上所述，上支撐件21具有由上板21a及下板21b所形成的中空結構，且包括用於安裝抵靠於其上的軸承50之軸承安裝部21c。軸承安裝部21c包括用於支撐軸承50之環狀的支撐表面21d、以及繞著支撐表面21d的內周圍端設置的突出面21e。軸承安裝部21c在支撐表面21d的背表面被固定於下板21b。
此範例實施例的上支撐件21相對於垂直於震動吸收器軸60的平面傾斜用於安裝軸承50的支撐表面21d，使得軸承50的旋轉軸實質上與中心銷軸62對齊。當震動吸收器軸60與中心銷軸62之間的角度為θ時，支撐表面21d較佳係實質上以θ的角度相對於垂直於震動吸 收器軸60的平面被傾斜。因此，當中心銷軸62正交於包括支撐表面21d的支撐平面70，且軸承50被安裝於支撐表面21d時，軸承50的旋轉軸將被與中心銷軸62實質地對齊。
支撐表面21d與突出面21e之間的角度α較佳為大於90°，且更佳地，角度α為等於或大於中心銷軸62和震動吸收器軸60之間的角度θ加上90度之總和。其原因將說明如下。
圖4為繪示為支柱式組合件的的懸吊裝置16之組裝過程的圖。以下，約束止動器44與防塵蓋42的安裝過程將被省略以簡化說明。
在組裝過程中，首先，下絕緣件26被放置在固定到震動吸收器20的下彈簧座24上，且螺旋彈簧23的下端被佈置在下絕緣件26上。接著，上絕緣件25、上彈簧座22及軸承50以此順序被放置於螺旋彈簧23的上端上。此時，螺旋彈簧23被完全地擴展，且螺旋彈簧23的上端突出超過活塞桿43的上端。在此狀態下，以夾具向下推上彈簧座22，從而壓縮螺旋彈簧23。隨著螺旋彈簧23的上端被充分地向下推，活塞桿43的上端被固定到上支撐件21，且接著來自夾具的壓縮逐漸地被釋放，使得螺旋彈簧23擴展，沿著插入方向66移動軸承50，使其變為被安裝在軸承安裝部21c的支撐表面21d上。此插入方向66為螺旋彈簧23的擴展方向，且實質上與震動吸收器軸60的方向相同。為支柱式組合件的懸吊裝置16之 組裝藉由上述的過程被完成。
圖4中所顯示的組裝過程繪示出在活塞桿43的上端已被連接到上支撐件21之後，軸承50藉由釋放螺旋彈簧23的壓縮而沿著插入方向66移動且被安裝到軸承安裝部21c的過程。此時，突出面21e為相對於支撐表面21d開放超過90°(亦即，以鈍角)，因此，當軸承50被插入到支撐表面21d上時，突出面21e不會干涉軸承50的插入。亦即，軸承50能夠被輕易地安裝到支撐表面21d，而不會有突出面21e與軸承50的干涉。
圖5為與範例實施例之軸承安裝部21c相比較的對比技術圖。當由此對比技術所顯示的軸承安裝部21g與範例實施例的軸承安裝部21c相比較時，支撐表面21d與突出面21f之間的角度β實質上為直角。
圖5中所顯示的組裝過程亦繪示出在活塞桿43的上端已被連接到上支撐件21之後，軸承50藉由釋放螺旋彈簧23的壓縮而沿著插入方向66移動，使得其靠近軸承安裝部21g的過程，類似於圖4中所顯示的過程。如圖中所示，由於突出面21f與支撐表面21d之間的角度為直角，顯示於圖式右側的突出面21f將在軸承50被插入到支撐面21d上之前與軸承50產生干涉。因此，為了將軸承50安裝到支撐表面21d，軸承50必須先相對於垂直於震動吸收器軸60的平面被傾斜角度θ，且接著從插入方向68被插入到支撐表面21d上。這使得組裝過程複雜化，為較不理想的。
因此，回到圖4，以範例實施例的軸承安裝部21c，突出面21e以角度α(90°+θ)相對於支撐表面21d被傾斜，使得軸承50能夠被輕易地插入到支撐表面21d上，從而實現簡單的組裝過程。角度α僅需要等於或大於(90°+θ)。藉由以這樣的方式來設定角度α，在組裝過程中的插入方向66上，突出面21e將不會干涉軸承50的移動。
本發明不侷限於上述的範例實施例。亦可應用像是基於熟知本領域技術人士的知識之設計改變之各種修改。圖式中的結構繪示出一種範例。結構可被適當地改變，只要其能夠達成類似的功能。在範例實施例中，軸承50的旋轉軸係實質地與中心銷軸62對齊，但繞著中心銷軸62所產生的旋轉力矩亦可藉由至少使軸承50的旋轉軸與中心銷軸62之間的角度小於震動吸收器軸60與中心銷軸62之間的角度θ來減少。
16‧‧‧懸吊裝置
20‧‧‧震動吸收器
21‧‧‧上支撐件
21a‧‧‧上板
21b‧‧‧下板
21c‧‧‧軸承安裝部
22‧‧‧上彈簧座
23‧‧‧螺旋彈簧
24‧‧‧下彈簧座
25‧‧‧上絕緣件
26‧‧‧下絕緣件
35‧‧‧螺栓
42‧‧‧防塵蓋
43‧‧‧活塞桿
44‧‧‧約束止動器
45‧‧‧外殼
46‧‧‧止動板
50‧‧‧軸承
60‧‧‧震動吸收器軸
62‧‧‧中心銷軸
64‧‧‧旋轉平面

Claims (2)

  1. 一種支柱式懸吊裝置，包括：上支撐件；震動吸收器，其係由該上支撐件所支撐；螺旋彈簧，在上彈簧座和下彈簧座之間佈置來圍繞該震動吸收器；軸承，其係佈置在該上彈簧座和該上支撐件之間；關節，其可旋轉地支撐輪；以及下臂，其將該關節連接到車輛本體，其中，該上支撐件包括安裝部，該安裝部具有用於支撐該軸承的支撐表面、以及繞著該支撐表面的內周圍邊緣設置的突出面；並且該支撐表面係相對於垂直於震動吸收器軸的平面傾斜，中心銷軸為將該上支撐件的該震動吸收器的安裝中心點連接到球形接頭的線段，該下臂的基端部樞接到該車輛本體，且從此基端部沿著車輛寬度方向朝向外側延伸的末端部藉由該關節透過該球形接頭被可樞轉地支撐，該支撐表面和該突出面之間的角度等於或大於該中心銷軸和該震動吸收器軸之間的角度加上90度之總和。
  2. 如申請專利範圍第1項之支柱式懸吊裝置，其中，該支撐表面和該中心銷軸之間的角度實質上為直角；並且 該中心銷軸和軸承旋轉軸實質上對齊。
TW104106814A 2014-03-10 2015-03-04 支柱式懸吊裝置 TWI576258B (zh)

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