懸架的製作方法
2023-12-01 02:30:31
專利名稱：懸架的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種包括橫向穩定杆和兩個下控制臂的懸架。
背景技術：
日本專利申請No.2001-171326公開了一種包括橫向穩定杆和下控制臂的懸架，其中在下控制壁與車體(車身)側部件的一部分之間設置有一空間，並且下控制臂和橫向穩定杆被連接成利用該空間容納橫向穩定杆的一部分。另外，日本專利申請No.8-318722和No.9-123722公開了一種具有向上開口的凹部的下控制臂。
發明內容
本發明的目的是提供一種改進懸架，例如，可設置在縮小空間內而不會降低其橫向穩定杆的側傾抑制效果的懸架。
依照本發明，提供了一種用於具有第一對前左車輪和前右車輪以及第二對後左車輪和後右車輪的車輛的懸架。該懸架包括分別與第一對和第二對中的至少一對的左車輪和右車輪對應的左下控制臂和右下控制臂；以及設置在左車輪和右車輪之間的橫向穩定杆。左下控制臂、右下控制臂以及橫向穩定杆被設置成至少當懸架完全回跳(回彈)時，橫向穩定杆的位於左車輪和右車輪各自側上的相對車輪側部中的每個車輪側部的第一斷面的至少一部分位於連接左下控制臂和右下控制臂中的相應一個下控制臂的第二斷面的兩部分的各自上端的直線的下方，第一斷面和第二斷面沿與橫向穩定杆的每個車輪側部的軸線相垂直的平面截取，第二斷面的兩部分位於第一斷面的至少一部分的兩側上。
橫向穩定杆在其俯視圖中具有基本U形構造，且設置在車輛的右車輪與左車輪之間。橫向穩定杆包括沿基本平行於車輛橫向的方向延伸的中間部，以及位於該中間部的兩側上且每個都沿具有平行於車輛縱向的分量的方向延伸的左臂(或車輪側)部和右臂(或車輪側)部。因此，橫向穩定杆的軸線在該杆的中間部中沿基本平行於車輛橫向的方向延伸，並且在該杆的左臂部和右臂部中的每一個臂部中沿具有平行於車輛縱向的分量的方向延伸。橫向穩定杆的左臂部和右臂部的各個自由端由分別與車輛的左車輪和右車輪相關的兩個車輪側部件例如兩個下控制臂或兩個減振器(吸振器)支承，使得左臂部和右臂部可分別相對於兩個車輪側部件樞轉或擺動，但不可上下移動。橫向穩定杆的中間部由車體側部件支承，使得該中間部不可相對於該車體側部件向上或向下移動。橫向穩定杆的左臂部和右臂部分別在兩個下控制臂的上方延伸。
橫向穩定杆可設置成當兩個車輪側部件中的任意一個車輪側部件相對於車體側部件完全回跳時，橫向穩定杆的第一斷面的一部分位於經過位於該杆兩側上的兩個下控制臂中的相應一個下控制臂的第二斷面的兩側部的各自上端的直線的下方，或者當任意一個車輪側部件相對於車體側部件完全回跳時，橫向穩定杆的整個第一斷面都位於該直線的下方。
橫向穩定杆可設置成不僅當兩個車輪側部件中的任意一個車輪側部件完全回跳時，而且當任意一個車輪側部件處於正常或標準狀態(中間狀態)時，橫向穩定杆的第一斷面的一部分位於該直線的下方。正常或標準狀態指例如任意一個車輪側部件位於相對於車體側部件的基準高度位置的狀態，或者車輛在水平路面上承載標準負荷且停止不動或直線行駛的狀態。在每種情況中，橫向穩定杆被設置成即便是在任意一個車輪側部件完全回跳時，橫向穩定杆也不會與相應的下控制臂相互幹涉。因此，由車輛側傾導致的橫向穩定杆的扭轉(扭曲)不會受到下控制臂的限制。
下控制臂可以是所謂「A」型的或者所謂「L」型的。每個下控制臂具有基本平板形狀，且是通過對金屬板進行壓力加工(壓制加工)製成的。
懸架可以是滑柱式的(例如，Mcfarson(麥弗遜)滑柱式)或者雙叉(A)形臂式的。
依照本發明的懸架可設置在縮小空間內，而不會降低其橫向穩定杆的側傾抑制效果。
依照本發明的一優選特徵，左下控制臂和右下控制臂中的每一個下控制臂具有向上開口的凹部，並且至少當懸架完全回跳時，橫向穩定杆的每個車輪側部的第一斷面的至少一部分位於相應一個下控制臂的凹部中。依照本發明的另一優選特徵，左下控制臂和右下控制臂中的每一個下控制臂具有穿過其厚度形成且上下貫通的通孔，並且至少當懸架完全回跳時，橫向穩定杆的每個車輪側部的第一斷面的至少一部分位於相應一個下控制臂的通孔中。
兩個下控制臂中的每一個下控制臂具有形成為使其具有所需強度或減小重量的凹部或通孔。在這種情況中，該凹部或通孔可用於容納橫向穩定杆的一部分。或者，每個下控制臂具有專門用於容納橫向穩定杆的一部分的凹部或通孔。在兩種情況中，每個下控制臂在其由每個下控制臂與橫向穩定杆之間的位置關系所規定的至少一部分內具有凹部或通孔。
就本說明書而言，術語「凹部」指向上開口但沒有向下開口的未用空間，即沒有貫穿每個下控制臂的厚度而具有由每個下控制臂材料所構成的底壁的未用空間。當每個下控制臂通過對金屬板進行壓力加工製成時，該金屬板可如圖5所示向內彎曲，這樣下控制臂的凹部就由該下控制臂的外側面限定，或者可如圖7所示向外彎曲，這樣下控制臂的凹部就由該下控制臂的內側面限定。
通過結合附圖閱讀以下本發明優選實施例的詳細說明，將更好地理解本發明的以上及可選目的、特徵和優點，其中
圖1是作為本發明第一實施例的懸架的正視圖；圖2是懸架的俯視圖；圖3是懸架的相關部分的斜視圖；圖4是懸架的相關部分的另一斜視圖；圖5是沿圖2中線A-A截取的斷面圖，用於說明懸架的工作方式；圖6是用於說明懸架的橫向穩定杆與下控制臂的相對位置的示意圖；圖7是對應於圖5的示圖，示出作為本發明第二實施例的另一懸架的下控制臂；圖8A是作為本發明第三實施例的另一懸架的下控制臂的斜視圖；以及圖8B是對應於圖5的示圖，表示圖8A的下控制臂。
具體實施例方式
以下，將參照附圖詳細說明採用本發明的車輛的懸架。本懸架是Mcfarson滑柱式懸架。如圖1所示，作為車輛的四個車輪中的兩個前車輪的兩個轉向輪10(圖中僅示出一個轉向輪10)分別經由螺栓固定到兩個軸轂12(圖中僅示出一個軸轂12)上，且兩個轉向節14(圖中僅示出一個轉向節14)分別與兩個軸轂12連接，使得轉向節14可相對於相應軸轂12轉動。本懸架包括兩個下控制臂16(圖中僅示出一個下控制臂16)、橫向穩定杆18及兩個減振器20(圖中僅示出一個減振器20)。
每個下控制臂16是所謂「L」型的，且通過對金屬板進行壓力加工製成。此下控制臂16比通過鍛造製成的下控制臂輕。每個下控制臂16在其相對端部中的一個端部處經由球形接頭24與相應轉向節14的下端部連接，使得下控制臂16可相對於轉向節14擺動。下控制臂16的另一端部包括兩個連接部26，28，每個連接部26，28包括橡膠襯套(bushing)且與圖2所示的車體側部件30連接，使得下控制臂16可相對於車體側部件30樞轉。如圖2和3所示，下控制臂16具有在其上表面內開口且位於其中央部內的凹部32。凹部32在下控制臂16上表面的基本整個區域上延伸。如圖5所示，凹部32向上開口，下控制臂16的剪力中心位於經過凹部32上端的平面附近。下控制臂16的凹部32是通過使金屬板變形以使該金屬板的中央部向內彎曲形成的。由此，該金屬板的外側面Sout限定凹部32。
橫向穩定杆18在其俯視圖中具有基本U形構造，且設置在車輛的左轉向輪和右轉向輪10之間。橫向穩定杆18包括基本平行於車輛橫向延伸的中間部34、以及設置在中間部34的兩側上且基本平行於車輛縱向延伸的左臂(或車輪側)部和右臂(或車輪側)部36(圖中僅示出一個臂部36)。如圖2所示，橫向穩定杆18的軸線Ls延伸成在杆18的中間部34中，軸線Ls基本平行於車輛的橫向延伸，並且在杆18的兩臂部36中的每一個臂部中，軸線Ls沿具有平行於車輛縱向的分量的方向延伸。橫向穩定杆18的兩臂部36中的每一個臂部的自由端部經由兩個連接部38(僅示出一個連接部38)中的相應一個連接部與兩個下控制臂16中的相應一個下控制臂連接，使得每個臂部36或杆18可相對於一個下控制臂16樞轉，而不可相對於同一控制臂16上下移動。橫向穩定杆18的中間部34經由均包括橡膠襯套的兩個支承部40(僅示出一個支承部40)通過車體側部件30支承，使得中間部34或杆18不能相對於車體側部件30向上或向下移動。兩個臂部36中的每個臂部在兩個下控制臂16中的相應一個下控制臂的上方延伸。當左下控制臂和右下控制臂16相對於車體側部件30分別沿反相(phase)基本垂直移動時，即當車輛側傾時，橫向穩定杆18扭轉，同時產生與其扭轉程度或扭轉量相應的回覆力。此回復力抑制該車輛的側傾。
兩個減振器20與兩個轉向節14的相對上端部連接。每個減振器20設置在相應轉向節14與車輛的未表示的另一車體側部件之間，且用作連接件。兩個轉向節臂15(僅示出一個轉向節臂15)分別由兩個轉向節14支承，兩個橫拉杆46(圖中僅示出一個橫拉杆46)分別與兩個轉向節臂15連接。當橫拉杆46沿車輛的橫向移動時，左轉向輪和右轉向輪10被轉向。
在本實施例中，如圖2至4所示，橫向穩定杆18在橫拉杆46的下方延伸。考慮到每個轉向輪10的前束角的調節，橫拉杆46優選位於相應的下控制臂16附近。同時，橫向穩定杆18經由其與兩個下控制臂16連接的兩個連接部38位於比兩個橫拉杆46與相應轉向節臂15連接的相應位置更靠近車輛前端的相應位置處，並且杆18的兩個臂部36分別從兩個連接部38朝向車輛的後端延伸。因此，在與每個下控制臂16的部分R相對應的三維空間內，橫向穩定杆18橫過相應的橫拉杆46和/或變速器(變速箱)48延伸。更具體地說，橫向穩定杆18在相應橫拉杆46和變速器48中的至少一個的下方延伸。
在本實施例中，如圖5所示，圖5是沿與橫向穩定杆18的兩個臂部36中的每一個臂部的軸線Ls相垂直的平面截取的斷面圖，橫向穩定杆18和兩個下控制臂16被設置成在兩個轉向輪10中的每一個轉向輪的正常或標準狀態下，杆18的兩個臂(或車輪側)部36中的相應一個臂部位於兩個下控制臂16中的相應一個下控制臂的凹部32內。更具體地說，在每個轉向輪10的標準狀態下，橫向穩定杆18的相應臂部36的斷面的一部分位於連接位於杆18的相應臂部36的兩側上的相應下控制臂16的斷面的兩臺肩部33的各自上端的直線Lh的下方。正常或標準狀態指兩個轉向輪10(或兩個下控制臂16)中的每一個位於相對於車體側部件30的上下方向基準位置的狀態。例如，標準狀態是車輛在水平路面上承載標準負荷且停止不動或直線行駛的狀態。橫向穩定杆18的下方沒有任何未用空間，而下控制臂(或金屬板)16位於橫向穩定杆18的下方。
如圖6所示，當兩個轉向輪10中的相應一個轉向輪相對於車體側部件30上下移動時，橫向穩定杆18與兩個下控制臂16中的每一個下控制臂之間的相對位置關係發生變化。更具體地說，橫向穩定杆18可繞支承部40樞轉，而每個下控制臂16可繞連接部26，28樞轉。因此，當每個轉向輪10相對於車體側部件30完全回跳時，即，當每個轉向輪10位於上下方向上相對於車體側部件30的最低位置時，橫向穩定杆18位於最靠近相應下控制臂16的位置。但即使是在每個轉向輪10完全回跳時，橫向穩定杆18也與相應下控制臂16即限定凹部32的外側面Sout保持分離，並阻止其與外側面Sout抵靠。橫向穩定杆18被設置成杆18能夠與車輛的側傾對應地彈性扭轉，並能夠產生足夠大的回覆力。
因此，在本懸架中，橫向穩定杆18具有足夠大的側傾抑制效果，而不需要擴大設置該懸架的空間。另外，橫拉杆46能夠位於靠近相應下控制臂16的各個高度位置。此外，由於橫向穩定杆18的兩個臂部36設置在兩個下控制臂16的各自凹部32中，當例如車輛與另一車輛或別的東西發生碰撞時，橫向穩定杆18能夠抑制至少一個下控制臂16發生變形，且因此杆18能夠抑制其它與懸架相關的部件和/或轉向輪10發生變形。
在由前述日本專利申請No.2001-171326公開的懸架中，橫向穩定杆的一部分所處的空間設置在車輛的車體側部件的大彎曲部中，或者通過使兩個下控制臂與車體側部件的沿車輛橫向的各個外側位置連接設置該空間。但是，在車體側部件具有一個或多個大彎曲部的情況中，該車體側部件的強度降低。在兩個下控制臂位於沿車輛橫向的各個外側位置處的情況中，該車輛的總寬度必須增大，除非改變下控制臂的各自長度。另一方面，如果縮短下控制臂以避免增大車輛的寬度，每個下控制臂相對於車體側部件的最大轉動角必須增大。另外，兩個轉向輪的對準發生變化，這對車輛不利。相反，在本實施例中，橫向穩定杆18的兩個臂部36部分地由兩個下控制臂16的各自凹部32容納。因此，橫向穩定杆18具有上述優點，同時車體側部件30的強度不會降低且轉向輪10的對準不會發生很大變化。兩個下控制臂16的各自凹部32可以是主要用於一個或多個不同目的的凹部或者是專門用於容納橫向穩定杆18的兩個臂部36的凹部。
所示懸架被設置成在轉向輪10中的每一個轉向輪的標準狀態下，橫向穩定杆18的兩個臂部36中的相應一個臂部由兩個凹部32中的相應一個凹部容納。但是，可改裝該懸架使得在每個轉向輪10的標準狀態下且在沿與軸線Ls相垂直平面截取的斷面圖中，橫向穩定杆18的相應臂部36位於經過兩個下控制臂16中的相應一個下控制臂的兩個臺肩部33的相應上端的直線Lh的上方，且當每個轉向輪10完全回跳時，杆18的相應臂部36由相應凹部32容納。
所示懸架被設置成在每個轉向輪10的標準狀態下或者當每個轉向輪10回跳時，在上述斷面中橫向穩定杆18的相應臂部36由相應凹部32容納。但是，可改裝該懸架使得當每個轉向輪10完全回跳時，橫向穩定杆18的對應臂部36的斷面全部由相應凹部32容納。
每個凹部32不需要形成在下控制臂16中的相應一個下控制臂的整個上表面內，只要每個凹部32形成在至少橫向穩定杆18橫過相應橫拉杆46和變速器48中的至少一個延伸的部分R內。
在所示實施例中，本發明應用於滑柱式懸架。但是，本發明也可應用於雙叉形臂式懸架。在後一情況中，橫向穩定杆部分地由均為所謂「A」型的兩個下控制臂的各自凹部或各自通孔容納。
通過壓力加工製成的下控制臂16可代替通過鍛造製成的下控制臂。
在所示實施例中，每個下控制臂16的凹部32是通過向內彎曲金屬板的中央部形成的，這樣凹部32由金屬板的外側面Sout限定。但是，在圖7所示第二實施例中，兩個下控制臂80(此圖中僅示出一個下控制臂80)中的每一個下控制臂的凹部82是通過向外彎曲金屬板的中央部形成的，這樣凹部82由金屬板的內側面Sin限定。
另外，在圖8所示的第三實施例中，橫向穩定杆18的兩個臂部36由兩個下控制臂100(此圖中僅示出一個下控制臂100)的各自通孔102容納。在第三實施例中，下控制臂100的任何部分(即，金屬板的任何部分)都不位於橫向穩定杆18的兩個臂部36的下方。在此實施例中，兩個下控制臂100的各自通孔102也可以是主要用於一個或多個不同目的例如用於減輕下控制臂100的質量的通孔，或者是專門用於容納橫向穩定杆18的兩個臂部36的通孔。
在所示實施例中，懸架用於車輛的前左車輪和前右車輪10。但是，此懸架也可用於車輛的後左車輪和後右車輪。或者，採用另一懸架用於車輛輛的後左車輪和後右車輪。
權利要求
1.一種用於具有第一對前左車輪和前右車輪(10)以及第二對後左車輪和後右車輪的車輛的懸架，所述懸架包括分別與所述第一對和所述第二對中的至少一對的所述左車輪和所述右車輪對應的左下控制臂和右下控制臂(16；80；100)；以及設置在所述左車輪和所述右車輪之間的橫向穩定杆(18)，所述懸架的特徵在於所述左下控制臂、所述右下控制臂(16；80；100)以及所述橫向穩定杆(18)被設置成至少當所述懸架完全回跳時，所述橫向穩定杆的位於所述左車輪和所述右車輪(10)各自側上的相對車輪側部(36)中的每一個車輪側部的第一斷面的至少一部分位於連接所述左下控制臂和所述右下控制臂中的相應一個下控制臂的第二斷面的兩部分(33)的各自上端的直線(Lh)的下方，所述第一斷面和所述第二斷面沿與所述橫向穩定杆的所述每個車輪側部的軸線(Ls)相垂直的平面截取，所述第二斷面的所述兩部分位於所述第一斷面的所述至少一部分的兩側上。
2.根據權利要求1所述的懸架，其特徵在於，所述左下控制臂和所述右下控制臂(16；80)中的每一個下控制臂具有向上開口的凹部(32；82)，並且至少當所述懸架完全回跳時，所述橫向穩定杆(18)的所述每個車輪側部(36)的所述第一斷面的所述至少一部分位於所述相應一個下控制臂的所述凹部中。
3.根據權利要求1所述的懸架，其特徵在於，所述左下控制臂和所述右下控制臂(100)中的每一個下控制臂具有穿過其厚度形成且上下貫通的通孔(102)，並且至少當所述懸架完全回跳時，所述橫向穩定杆(18)的所述每個車輪側部(36)的所述第一斷面的所述至少一部分位於所述相應一個下控制臂的所述通孔中。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的懸架，其特徵在於，所述左下控制臂和所述右下控制臂(16；80；100)中的每一個下控制臂具有基本平板形狀並且是通過壓力加工製成的。
5.根據權利要求1至3中任一項所述的懸架，其特徵在於，所述左下控制臂和所述右下控制臂(16；80；100)中的每一個下控制臂是L型的。
6.根據權利要求1至3中任一項所述的懸架，其特徵在於，所述左下控制臂、所述右下控制臂(16；80；100)以及所述橫向穩定杆(18)被設置成當所述懸架完全回跳時，所述橫向穩定杆不與所述左下控制臂和所述右下控制臂接觸，並且可由所述車輛的側傾而扭轉以產生回復力。
7.根據權利要求1至3中任一項所述的懸架，其特徵在於，它還包括設置在所述左車輪與所述車輛的設置在所述車輛的車體側上的車體側部件之間的左減振器，以及設置在所述右車輪(10)與所述車輛的所述車體側部件之間的右減振器(20)，所述懸架是所述左減振器與所述右減振器中的每一個減振器用作連接件的滑柱式的。
8.根據權利要求1至3中任一項所述的懸架，其特徵在於，所述左車輪和所述右車輪分別包括左轉向輪和右轉向輪(10)，並且所述左下控制臂和所述右下控制臂(16；80；100)分別與所述左轉向輪和所述右轉向輪對應，所述車輛具有分別與所述左轉向輪和所述右轉向輪對應的左轉向節臂和右轉向節臂(15)；分別與所述左轉向節臂和所述右轉向節臂連接的左橫拉杆和右橫拉杆(46)；以及設置在所述左橫拉杆和所述右橫拉杆之間的變速器(48)，所述橫向穩定杆(18)的所述相對車輪側部(36)中的所述每一個車輪側部在所述變速器與所述左橫拉杆和所述右橫拉杆中的相應一個橫拉杆中的至少一個的下方延伸。
全文摘要
本發明涉及一種懸架。懸架用於具有第一對前左車輪和前右車輪以及第二對後左車輪和後右車輪的車輛，它包括分別與第一對和第二對中至少一對的左車輪和右車輪對應的左下控制臂和右下控制臂；及設在左車輪和右車輪之間的橫向穩定杆。左下控制臂、右下控制臂及橫向穩定杆被設成至少當懸架完全回跳時，橫向穩定杆的位於左車輪和右車輪各自側上的相對車輪側部中的每個的第一斷面的至少一部分位於連接左下控制臂和右下控制臂中相應一個的第二斷面的兩部分各自上端的直線的下方，第一斷面和第二斷面沿與橫向穩定杆的每個車輪側部的軸線相垂直的平面截取，第二斷面的兩部分位於第一斷面的至少一部分的兩側上。
文檔編號B60G3/00GK1605487SQ20041008083
公開日2005年4月13日 申請日期2004年10月9日 優先權日2003年10月9日
發明者小倉登 申請人:豐田自動車株式會社