輪式車輛的獨立懸架系統的製作方法
2023-05-08 19:09:06 2
專利名稱：輪式車輛的獨立懸架系統的製作方法
技術領域：
本實用新型總體上涉及用於輪式車輛的獨立懸架系統，該獨立懸架系統允許每個車輪在對其他車輪不產生不當影響的情況下上下運動，並且特別涉及一種緊湊的或節省空間的獨立懸架系統，該系統儘可能少的佔用底盤以下的空間，來為輪式車輛提供更大的內部空間。
背景技術：
在近幾年中，已經公開了各種用於輪式車輛的獨立懸架系統，這些獨立懸架系統允許每個車輪在不對其他車輪產生不當影響的情況下上下運動。已被公開的日本專利申請H10(1998)-076826(在下文中指「JP10-076826」)描述了一種用於輪式車輛的後獨立懸架系統，該懸架系統包括一從動元件(在JP10-076826中用「擺動臂」所示)，該從動元件在車輛的縱向延伸，以旋轉支承一個車輪和將該車輪保持在合適的縱向位置上，不繞車輛的垂直軸旋轉，還包括一上部橫向聯杆和一下部橫向聯杆(在JP10-076826中用「上聯杆」和「下聯杆」所示)，每個聯杆都在車輛的底盤下面沿車輛的橫向延伸，來保持該輪處於合適的位置，不繞車輛的縱軸旋轉，以及允許該輪在壓縮和回彈的作用下在車輛的垂直方向上運動。
實用新型內容如在JP10-076826中公開的這種普通獨立懸架系統，包括一橫向聯杆，該聯杆在車輛底盤下面沿橫向延伸，將車輪或輪架以合適的車輪外傾角保持在合適的橫向位置上，導致下述缺陷。當輪架在壓縮或回彈的作用下在車輛的垂直方向上運動時，該橫向聯杆在該橫向聯杆連接到車體上的附著點處擺動。這種運動需要在車輛的底盤下面有一定的空間。這個為橫向聯杆分配的空間導致在車輛的底盤上存在一突出物，以減小內部空間。
本實用新型的一個目的是提供一種用於輪式車輛的獨立懸架系統，該懸架系統儘可能小地佔用底盤下面的空間，來為車輛提供較大的內部空間。
根據本實用新型的一方面，一種用於輪式車輛的獨立懸架系統，包括一滑動導軌，該滑動導軌設置在車輛的車體上並被保持不在車輛的橫向上運動；一滑塊，該滑塊設置在滑動導軌上，用於在車輛的垂直方向上抵抗施加在車輛上的載荷進行運動；以及一輪架，該輪架設置在滑塊上，用於可旋轉地在其上安裝車輛的輪子。
根據本實用新型的另一方面，一種用於輪式車輛的獨立懸架系統，包括車輪支承裝置，該車輪支承裝置用於可旋轉地在其上支承車輛的車輪；用於支承輪架的滑動裝置；以及導向裝置，該導向裝置用於支承該滑動裝置，以在車輛的垂直方向上抵抗施加在滑動裝置上的載荷進行運動。
在本發明中，在減震器的導引下，輪架和所連接的後輪沿減震器的縱軸移動。輪架在壓縮的作用下移動，並且在回彈作用下移動，而減震器吸收了輪架的上下擺動。板簧保持輪架不繞車輛的垂直軸或減震器的縱軸旋轉，來防止在後輪的前束角中的意外變化。此外，板簧用作根據輪架的位移向輪架施加一恢復力的懸簧。
當輪架在壓縮或回彈的作用下向上和向下運動時，由於輪架沿車輛的縱向運動，所以輪架往往會引起與板簧的衝突。然而，鉤環吸收輪架在車輛的縱向上的位移。這樣，根據輪架的運動在板簧和輪架之間造成的衝突就被避免。
由於在垂直方向延伸，所以減震器支承輪架不在車輛的橫向上的運動，從而沒有在車輛的橫向上向內延伸的並且將輪架與車體連接起來的橫向聯杆。從而，該懸架系統不需要在車輛的底盤下面具有額外的空間供橫聯杆元件擺動。因此，不會有在車輛的底盤上存在一突出物以減小內部空間的缺陷。
此外，可動橫向聯杆元件的缺少導致懸架系統的部件數量減少，並且導致懸架系統的成本和重量降低。
從下面對參照附圖執行本實用新型的最佳模式的詳細描述中，本實用新型的上述目的和其他的目的、特徵和優點將非常明顯。
附圖1是一個示意圖，顯示了本實用新型的一個實施例所述的一種用於輪式車輛的獨立懸架系統的一部分。
附圖2是一個示意圖，顯示了在附圖1的獨立懸架系統中存在的減震器的側面剖視圖。
附圖3是一個示意圖，顯示了在附圖1的獨立懸架系統中存在的另一減震器的側面剖視圖。
附圖4是一個示意圖，顯示了在附圖1的獨立懸架系統中存在的另一減震器的側面剖視圖。
附圖5是一個示意圖，顯示了一個結構的第一實施例，該結構在附圖1的獨立懸架系統中用於保持輪架不繞車輛的垂直軸旋轉。
附圖6是一個示意圖，顯示了一個結構的第二實施例，該結構在附圖1的獨立懸架系統中用於保持輪架不繞車輛的垂直軸旋轉。
附圖7是一個示意圖，顯示了一個結構的第三實施例，該結構在附圖1的獨立懸架系統中用於保持輪架不繞車輛的垂直軸旋轉。
附圖8是一個示意圖，顯示了一個結構的第四實施例，該結構在附圖1的獨立懸架系統中用於保持輪架不繞車輛的垂直軸旋轉。
附圖9是一個示意圖，顯示了一個結構的第五實施例，該結構在附圖1的獨立懸架系統中用於保持輪架不繞車輛的垂直軸旋轉。
附圖10是一個示意圖，顯示了一個結構的第六實施例，該結構在附圖1的獨立懸架系統中用於保持輪架不繞車輛的垂直軸旋轉。
附圖11A是一個示意圖，顯示了附圖6中的結構在中立狀態下的一種動作。
附圖11B是一個示意圖，顯示了附圖6中的結構在壓縮狀態下的一種動作。
附圖11C是一個示意圖，顯示了附圖6中的結構在回彈狀態下的一種動作。
附圖12是從車輛左側觀察本實用新型第一實施例所述的用於輪式車輛的左後獨立懸架系統的一個透視圖。
附圖13是從車輛的底部觀察附圖12中的該左後獨立懸架系統的另一透視圖。
附圖14是從車輛的內部觀察附圖12中的該左後獨立懸架系統的另一透視圖。
附圖15是從車輛左側觀察本實用新型第二實施例所述的用於輪式車輛的該左後獨立懸架系統的一個透視圖。
附圖16是從車輛底部觀察附圖15中的該左後獨立懸架系統的另一透視圖。
附圖17是從車輛的內部觀察附圖15中的該左後獨立懸架系統的另一透視圖。
附圖18是從車輛左側觀察本實用新型第三實施例所述的用於輪式車輛的該左後獨立懸架系統的一個透視圖。
附圖19是從車輛底部觀察附圖18中的該左後獨立懸架系統的另一透視圖。
附圖20是從車輛內部觀察附圖18中的該左後獨立懸架系統的另一透視圖。
附圖21是從車輛左側觀察本實用新型第四實施例所述的用於輪式車輛的該左後獨立懸架系統的一個示意圖。
附圖22是從車輛左側觀察本實用新型第五實施例所述的用於輪式車輛的該左後獨立懸架系統的一個示意圖。
附圖23是從車輛後部觀察附圖22中的該左後獨立懸架系統的一個示意圖。
附圖24是從車輛後部觀察附圖22中的該左後獨立懸架系統的另一示意圖。
附圖25是從車輛左側觀察本實用新型第六實施例所述的用於輪式車輛的該左後獨立懸架系統的一個示意圖。
附圖26是沿著附圖25中由線XXVI-XXVI所示平面的剖視圖。
附圖27是從車輛左側觀察本實用新型第七實施例所述的用於輪式車輛的該左後獨立懸架系統的一個示意圖。
附圖28是從車輛後部觀察附圖27中的該左後獨立懸架系統的一個示意圖。
附圖29是沿著附圖27中由線XXIX-XXIX所示平面的剖視圖。
附圖30是從車輛左側觀察本實用新型第八實施例所述的用於輪式車輛的該左後獨立懸架系統的一個示意圖。
附圖31是從車輛左側觀察本實用新型第九實施例所述的用於輪式車輛的該左後獨立懸架系統的一個示意圖。
具體實施方式
參照附圖1，示出了一個示意圖，該示意圖顯示了(從車輛左側觀察時)根據本實用新型的一個實施例的用於輪式車輛的獨立懸架系統的主體概念。該實施例的懸架系統適合於後獨立懸架系統。該懸架系統使用了經改進的減震器1。如附圖2所示，減震器1包括一個缸2、一個滑動設置在缸2中的活塞3和一個連接到活塞3上的杆4。杆4被滑動支承在缸2上，用於沿缸2縱軸的相對運動，並被保持不在垂直於縱軸的平面內中各徑向方向上運動。活塞3限定了兩個流體腔室5、6。杆4穿過流體腔室5和6延伸，並且穿過缸2的兩個端部分。活塞3包括連通流體腔室5、6的連通孔7、8。彈性閥元件9、10被分別設置在流體腔室5、6中，覆蓋連通孔7、8，起到振動阻尼閥的作用來實現下述功能。當活塞3在附圖2中相對於缸2向上移動時，流體腔室5中的液壓油經過連通孔8流到流體腔室6中，壓迫閥元件10打開。該流動的流體阻力產生一阻尼力向下強加在活塞3上。另一方面，當活塞3在附圖2中相對於缸2向下移動時，腔室6中的液壓油經過連通管7流到流體腔室5中，壓迫閥元件9打開。該流動的流體阻力產生一阻尼力向上強加在活塞3上。通過用這種方法來構造，減震器1控制了在杆4和缸2之間的擺動運動。
如附圖1所示，如上所述的減震器1被設置在該懸架系統中，用於在車輛的垂直方向上在缸2和杆4之間的相對運動。更特別的是，減震器1通過將底部端設置在頂部端的後面而向後傾斜，從而車輛具有防俯衝特性，以將剎車中的制動點頭運動減到最小。杆4的兩端都被聯接到車輛的車體11上。缸2經支架12被聯接到輪架13上作為車軸的一個元件。輪架13可旋轉地支承著一左後輪(未示出)，該左後輪包括一旋轉中心O。這樣，該懸架系統包括杆4、缸2和輪架13，其中，杆4作為導軌被設置在車輛的車體上，並且被保持不在車輛橫向上的運動，缸2作為滑塊設置在杆4上，用於在車輛的垂直方向上抵抗施加在車輛上的載荷進行運動，輪架13被設置在缸2上，用於在其上可旋轉地安裝車輛的車輪。
減震器1可以用附圖3中所示的減震器1a替換，或者用附圖4中所示的減震器1b替換。如附圖3所示，減震器1a包括一對彼此同軸連接的普通減震器。也就是，減震器1a包括兩個缸2a、2b，被滑動設置在缸2a、2b中的兩個活塞3a、3b，和分別聯接到活塞3a、3b上的兩個杆4a、4b。作為第一桿的杆4a向外延伸穿過作為第一缸的缸2a的一個端。作為第二桿的杆4a向外延伸穿過作為第二缸的缸2b的一個端。缸2a、2b通過另一端部分被同軸聯接在一起。和在減震器1中的情況一樣，活塞3a、3b包括連通孔和彈性閥元件以產生施加在其上的阻尼力。和附圖1中所示的減震器1的情況一樣，用杆4a、4b的端部連接到車體11上，減震器1a可以被設置在垂直位置上。在這種方式中，減震器1a通過使用典型的減震器來構造。
如附圖4中所示，減震器1b包括一對彼此並聯聯接的普通減震器。也就是，減震器1b包括兩個缸2a、2b，被滑動設置在缸2a、2b中的兩個活塞3a、3b，和分別聯接到活塞3a、3b上的兩個杆4a、4b。杆4b向外延伸穿過缸2b的一個端。缸2a、2b與相對方向設置的杆4a、4b並聯聯接。和減震器1的情況一樣，活塞3a、3b包括連通孔和彈性閥元件以產生施加在其上的阻尼力。和附圖1中所示的減震器1的情況一樣，用杆4a、4b的端部連接到車體11上，減震器1a可以被設置在垂直位置上。在這種方式中，通過使用典型的減震器來構造的減震器1a包括具有偏置軸的一上部杆和一下部杆。
用於保持輪架13不在車輛的垂直軸上旋轉的結構可以設置成如附圖5至10中的那樣。
在附圖5中，支承結構使用一板簧14作為從動部件(trailingmember)，該從動部件在車輛的縱向上向後延伸，並被連接在車體11的設置部分和輪架13之間。該板簧14的前端經一支架15剛性被連接到車體11上。該板簧14的後端經一鉸鏈型的鉤環16被連接到輪架13上。通過用這種方法設置，板簧14保持輪架13不繞車輛的垂直軸旋轉。從而，板簧14具有根據輪架13的位移施加一恢復力的懸簧的作用和保持輪架13不繞車輛的垂直方向旋轉的懸架縱臂的作用。
在附圖6中，和附圖5中的情況一樣，該支承結構使用板簧14作為一從動元件來保持輪架13不繞車輛的垂直軸旋轉，該從動元件在車輛的縱向向後於車體11的設置部分和輪架13之間延伸。板簧14的前端部分經一對鉸鏈型鉤環17、18被連接到車體11上。板簧14的後端經銷或樞轉鉤19被連接到輪架13上。
在附圖7中，該支承結構類似地使用板簧14作為一從動元件來保持輪架13不繞車輛的垂直軸旋轉，該從動元件在車輛的縱向向後於車體11的設置部分和輪架13之間延伸。板簧14的前端部分經一對鉸鏈型鉤環20被連接到車體11上。板簧14的後端通過支架21被剛性連接到輪架13上。
在附圖8中，該支承結構類似地使用板簧14作為一從動元件來保持輪架13不繞車輛的垂直軸旋轉，該從動元件在車輛的縱向向後於車體11的設置部分和輪架13之間延伸。板簧14的前端部分經一銷22被銷連接(pinconnectted)到車體11上。板簧14的後端通過一對鉸鏈型鉤23、24被連接到輪架13上。
在附圖9中，該支承結構使用懸架縱臂25作為一從動元件來保持輪架13不繞車輛的垂直軸旋轉，該從動元件在車輛的縱向向後於車體11的設置部分和輪架13之間延伸。懸架縱臂25的前端部分經一鉸鏈型鉤環26被連接到車體11上。懸架縱臂25的後端經一銷27被連接到輪架13上。通過用這種方法設置，懸架縱臂25保持輪架13不繞車輛的垂直軸旋轉。懸架縱臂25不具有象板簧14一樣的懸簧的作用。為了提供這種作用，在車體11和懸架縱臂25的中點之間橋接一個螺旋彈簧28。
在附圖10中，該支承結構使用懸架縱臂25作為一從動元件來保持輪架13不繞車輛的垂直軸旋轉，該從動元件在車輛的縱向上向後在車體11的設置部分和輪架13之間延伸。懸架縱臂25的前端部分被連接到一扭杆29上，該扭杆沿車輛的橫向延伸並具有連接到車體11上的內部端。懸架縱臂25的後端經一鉸鏈型鉤環30被連接到輪架13上。通過用這種方法設置，懸架縱臂25保持輪架13不繞車輛的垂直軸旋轉。在該實施例中，輪架13的上下運動被轉換成扭杆29的外部端部分的旋轉運動。通過在外部端部分和固定到車體上的內部端部分之間扭轉，扭杆29起到一懸簧的作用。簡言之，如附圖9中所示的螺旋彈簧28被扭杆29所替代。
下面對附圖5至10所示前述實施例中的支承結構的操作和性能進行描述，將重點放在鉸鏈型鉤環的功能上。附圖11A至11B顯示了附圖6中的支承結構的操作。附圖11A顯示了一種中立狀態，其中車輛處於正常加載高度，輪架13在一中立位置處靜止不動。當輪架13在壓縮作用下沿著由α所指示的方向向上運動時，連接板簧14的後端和輪架13的銷19如附圖11B所示的那樣向上運動。銷19向上的位移引起了板簧14向後的位移。板簧14的位移被鉤環17、18在由γ所指示的方向上的擺動所吸收。這樣，鉤環17、18連接車體11和板簧14以相對縱向運動，從而允許輪架13在壓縮作用下向上運動。另一方面，附圖11C顯示了輪架13在回彈作用下向下運動的狀況。銷19向下的位移導致了板簧14向前的位移。板簧14的位移被鉤環17、18在由所δ指示的方向上的擺動所吸收。這樣，鉤環17、18連接車體11和板簧14以相對縱向運動，從而允許輪架13在壓縮作用下向下運動。因此，該懸架系統包括將板簧聯接到輪架或車體上的聯接器，用於在車輛的縱向上進行相對位移以吸收輪架在車輛的縱向上的位移。
參照附圖12至14，根據本實用新型的第一實施例，顯示了一種用於前驅車輛的板簧獨立懸架系統。該實施例通過組合附圖1至5所示的特徵被示出。附圖12至14顯示了從三個不同視點觀察的該懸架系統的透視圖。附圖12是從車輛左側觀察該懸架系統的一個透視圖。附圖13是從車輛底部觀察該懸架系統的另一透視圖。附圖14是從車輛內部觀察該懸架系統的另一透視圖。
如附圖2所示的減震器1被設置成垂直延伸，從而缸2和杆4在垂直方向上相對移動，並且減震器1通過將底部端設置在頂部端的後面而向後傾斜，從而車輛具有防俯衝特徵以將剎車中的制動點頭運動減到最小。杆4的上部端經一支架31被聯接到車體11上。杆4的下部端經一支架32被聯接到車體11上，如附圖13和14所示。從而，缸2被支承在杆4上，以沿杆4的縱軸(沿車輛的垂直方向)作線性運動。缸2經支架12被剛性聯接到輪架13上。輪架13可旋轉地支承一左後輪(未示出)。這樣，該輪被支承以垂直運動，並且被保持不橫向運動。
輪架13被板簧14保持不繞杆4的縱軸旋轉，該板簧作為在輪架13和車體11的設置部分之間延伸的一從動部件。板簧14的前端經一支架15被剛性聯接到車體11上。板簧14的後端經鉸鏈型鉤環16被聯接到輪架13上。通過用這種方法設置，板簧14保持輪架13不繞車輛的垂直軸旋轉或繞缸2的運動軸線旋轉。從而，板簧14具有根據輪架13的位移施加一恢復力的懸簧的作用和保持輪架13不繞車輛的垂直方向旋轉的懸架縱臂的作用。此外，板簧14繞縱軸被彈性扭曲以減小減震器1中的摩擦。該結構將在下面的其他實施例中詳細描述。
下面將對前述獨立懸架系統的操作和性能及其產生的效果進行描述。如附圖1所述，在減震器1的導引下，輪架13和所連接的後輪沿減震器1的縱軸在方向α和β上移動。輪架13在壓縮的作用下移動到如假想線所示的位置處，並且在回彈作用下移動到虛線所示的位置處，而減震器1吸收了輪架13的上下擺動。板簧14保持輪架13不繞車輛的垂直軸或減震器1的縱軸旋轉，來防止在後輪的前束角中的意外變化。此外，板簧14用作根據輪架13的位移向輪架13施加一恢復力的懸簧。
當輪架13在壓縮或回彈的作用下向上和向下運動時，如附圖11所示，由於輪架13沿車輛的縱向運動，所以輪架13往往會引起與板簧14的衝突。然而，鉤環16起到如附圖11中所示的鉤環17、18同樣的作用，來吸收輪架13在車輛的縱向上的位移。這樣，根據輪架13的運動在板簧14和輪架13之間造成的衝突就被避免。
由於在垂直方向延伸，所以減震器1支承輪架13不在車輛的橫向上的運動，從而沒有在車輛的橫向上向內延伸的並且將輪架13與車體11連接起來的橫向聯杆。從而，該懸架系統不需要在車輛的底盤下面具有額外的空間供橫聯杆元件擺動。因此，不會有在車輛的底盤上存在一突出物以減小內部空間的缺陷。
此外，可動橫向聯杆元件的缺少導致懸架系統的部件數量減少，並且導致懸架系統的成本和重量降低。
減震器1包括如附圖2所示的一個缸2和一個杆4。相對於如附圖3和4中所示的減震器包括獨立杆的結構，該結構在強度上具有優勢。
在所示實施例中，杆4在兩端都被聯接到車體11上，以提高減震器1對車體11的連接剛度和強度。可選的是，萬一該結構不需要高強度的聯接的話，杆4可以只在一端被連接到車體11上。在這種情況下，可以使用一個普通減震器，該減震器包括一個向外延伸只穿過缸的一個端部分的杆。
參照附圖15至17，顯示了根據本實用新型的第二實施例所述的用於前驅車輛的左後獨立懸架系統。該實施例通過組合如附圖1和6中的特徵來示出。附圖15至17顯示了從三個不同視點觀察的懸架系統的透視圖。附圖15是從車輛左側觀察該懸架系統的一個透視圖。附圖16是從車輛底部觀察該懸架系統的另一透視圖。附圖17是從車輛內部觀察該懸架系統的另一透視圖。
如附圖2所示的減震器1被設置成垂直延伸，從而缸2和杆4在垂直方向相對運動，減震器1通過將底部端設置在頂部端的後面而向後傾斜，從而車輛具有防俯衝特徵以將剎車中的制動點頭運動減到最小。杆4的上部端經一支架31被聯接到車體11上。杆4的下部端經一支架32被聯接到車體11上，如附圖16、17所示。從而，缸2被支承在杆4上以沿杆4的縱軸(沿車輛的垂直方向)線性運動。缸2經支架12被剛性聯接到輪架13上。輪架13可旋轉地支承一左後輪(未示出)。這樣，該輪被支承以垂直運動，並且被限制不橫向運動。
輪架13通過板簧14被保持不繞杆4的縱軸轉動，該板簧作為一從動元件在輪架13和車體11的設置部分之間延伸。板簧14的前端經一對鉸鏈型鉤環17、18被聯接到車體11上。板簧14的後端經銷19被聯接到輪架13上。通過用這種方法設置，板簧14保持輪架13不繞車輛的垂直軸旋轉。從而，板簧14具有根據輪架13的位移施加一恢復力的懸簧的作用和保持輪架13不繞車輛的垂直方向旋轉的懸架縱臂的作用。此外，板簧14繞縱軸被彈性扭曲以減小減震器1中的摩擦。該結構將在下面的其他實施例中詳細描述。
在第二實施例中，該獨立懸架系統具有與在第一實施例中類似的操作和效果。下面是第一和第二實施例之間區別的主要部分。在壓縮或回彈的作用下，輪架13在車輛縱向上的位移被鉤環17、18在方向γ或β上的擺動吸收，如在附圖11中所示。
參照附圖18至20，顯示了本實用新型的第三實施例所述的用於前驅車輛的一左後獨立懸架系統。附圖18至20顯示了從三個不同視點觀察該懸架系統的透視圖。附圖18是從車輛左側觀察該懸架系統的一個透視圖。附圖19是從車輛底部觀察該懸架系統的另一透視圖。附圖20是從車輛內部觀察該懸架系統的另一透視圖。
如附圖2中所示的減震器1被設置成垂直延伸，從而缸2和杆4在垂直方向相對運動，減震器1通過將底部端設置在頂部端的後面而向後傾斜，從而車輛具有防俯衝特徵以將剎車中的制動點頭運動減到最小。在該實施例中，杆4的兩端經一支架33被剛性聯接到輪架13上。缸2經一支架34被剛性聯接到車體11上。從而，杆4被支承在缸2上以沿杆4的縱軸(沿車輛的垂直方向)線性運動。輪架13可旋轉地支承一左後輪(未示出)。這樣，該輪被支承以垂直運動，並且被限制不橫向運動。
輪架13通過板簧14限制繞杆4的縱軸轉動，該板簧作為在輪架13和車體11的設置部分之間延伸的從動元件。板簧14的前端經一對鉸鏈型鉤環20被剛性聯接到車體11上。板簧14的後端經支架21被剛性聯接到輪架13的下部部分上。通過用這種方法設置，板簧14保持輪架13不繞車輛的垂直軸旋轉。從而，板簧14具有根據輪架13的位移施加一恢復力的懸簧的作用和保持輪架13不繞車輛的垂直方向旋轉的懸架縱臂的作用。此外，板簧14繞縱軸被彈性扭曲以減小減震器1中的摩擦。該結構將在下面的其他實施例中詳細描述。
下面將對前述獨立懸架系統的操作和性能及其產生的效果進行描述。如附圖1所述，在減震器1的導引下，輪架13和所連接的後輪沿減震器1的縱軸在方向α和β上移動。輪架13在壓縮的作用下移動到如假想線所示的位置處，並且在回彈作用下移動到虛線所示的位置處，而減震器1吸收了輪架13的上下擺動。板簧14保持輪架13不繞車輛的垂直軸或減震器1的縱軸旋轉，以防止在後輪的前束角中的意外變化。此外，板簧14用作根據輪架13的位移向輪架13施加一恢復力的懸簧。
當輪架13在壓縮或回彈的作用下向上和向下運動時，如附圖11所示，由於輪架13沿車輛的縱向運動，所以輪架13往往會引起與板簧14的衝突。然而，鉤環16起到如附圖11中所示的鉤環17、18同樣的作用，來吸收輪架13在車輛的縱向上的位移。這樣，根據輪架13的運動在板簧14和輪架13之間造成的衝突就被避免。
由於在垂直方向延伸，所以減震器1支承輪架13不在車輛的橫向上運動，從而沒有在車輛的橫向上向內延伸的和連接輪架13與車體11的橫向聯杆。從而，該懸架系統不需要在車輛的底盤下面具有額外的空間供橫聯杆元件擺動。因此，不會有在車輛的底盤上存在一突出物以減小內部空間的缺陷。
此外，可動橫向聯杆元件的缺少導致懸架系統的部件數量減少，並且導致懸架系統的成本和重量降低。
減震器1包括如附圖2所示的一個缸2和一個杆4。相對於如附圖3和4中所示的減震器包括獨立杆的結構，該結構在強度上具有優勢。
在所示實施例中，杆4在兩端都被聯接到車體11上，以提高減震器1對車體11的連接剛度和強度。可選的是，萬一該結構不需要高強度的聯接的話，杆4可以只在一端被連接到車體11上。在這種情況下，可以使用一個普通減震器，該減震器包括一個向外延伸只穿過缸的一個端部分的杆。
在上述第三實施例中，板簧14被用作一從動元件，來支承輪架13不繞車輛的垂直軸旋轉。板簧14還被用作一懸簧，從而該懸架系統不需要額外的懸簧。這導致了在降低成本和重量方面的優勢。
在上述第三實施例中，減震器1被用作一支承元件，來支承或導引輪架13在車輛的垂直方向上運動。該懸架系統除了用於減震器1的空間之外，不需要用於輪架13的支承元件的額外空間。這導致減少了用於整個懸架系統的空間。這也導致了在減少成本和重量上的優勢。
然而，導引輪架13的功能和減震的功能可以用單獨的元件來實現，如下所述。參照附圖21，顯示了根據本實用新型的第四實施例所述的用於前驅車輛的左後獨立懸架系統。作為導引元件的減震器1被一導杆41和一滑塊元件42的組合所替代。導杆41被垂直延伸設置，從而導杆41和滑塊元件42在垂直方向相對運動，並且減震器1通過將底部端設置在頂部端的後面而向後傾斜，從而車輛具有防俯衝特性，以減小剎車中的制動點頭制動點頭運動。導杆41的兩端被聯接到車輛的車體11上。可選的是，萬一懸架系統不需要杆41高強度的聯接的話，可以只有杆41的一個端被聯接到車體11上。因此，滑塊元件42被支承在導杆41上以沿著導杆41的縱軸(沿著垂直方向)作線性運動。滑塊元件42被剛性聯接到輪架13上。輪架13可旋轉地支承一左後輪(未示出)。這樣，該輪被支承以垂直運動，並且被限制不作橫向運動。
通過懸架縱臂25來保持輪架13不繞車輛的垂直軸旋轉，該懸架縱臂25作為從動元件在輪架13和車體11的設置部分之間延伸。懸架縱臂25的前端經一在車體橫向上延伸的扭杆29被剛性聯接到車體11上。懸架縱臂25的後端經鉸鏈型鉤環30被聯接到輪架13上。扭杆29的內部端經一臂狀物43被連接到減震器44的杆44a上。扭杆29的中點被可旋轉地支承在車體11上。減震器44是普通型的，其中一個杆只從一個缸的一個端延伸出來。該缸44b被聯接到車體11上。
下面將描述前述獨立懸架系統的操作和性能及其產生的效果。如附圖21所示，輪架13和所連的後輪通過導杆41經滑塊元件42的導引沿導杆41的縱軸運動。輪架13在壓縮作用下沿方向α運動，並且在回彈作用下沿方向β運動。懸架縱臂25保持輪架13不繞車輛的垂直軸旋轉或繞導杆41的縱軸旋轉，來防止在後輪的前束角中發生意料之外的變化。此外，在壓縮或回彈的作用下，懸架縱臂25繞扭杆29的縱軸旋轉以扭轉扭杆，從而撞擊減震器44。減震器44吸收輪架13的上下擺動。扭杆29用作一懸簧，用於根據扭杆29的扭轉幅度來施加恢復力。
當輪架13在壓縮或回彈的作用下上下移動時，如附圖11所示，由於輪架13沿著車輛縱向運動，所以輪架13往往引起與懸架縱臂25的衝突。然而，鉤環30起到如附圖11中所示的鉤環17、18同樣的作用，來吸收輪架13在車輛的縱向上的位移。這樣，根據輪架13的運動在板簧14和輪架13之間造成的衝突就被避免。
由於在垂直方向延伸，所以導杆41和滑塊元件42的組合支承輪架13不在車輛的橫向上的運動，從而沒有在車輛的橫向上向內延伸的和連接輪架13與車體11的橫向聯杆。從而，該懸架系統不需要在車輛的底盤下面具有額外的空間供橫聯杆元件擺動。因此，不會有在車輛的底盤上存在一突出物以減小內部空間的缺陷。
此外，可動橫向聯杆元件的缺少導致懸架系統的部件數量減少，並且因此導致懸架系統的成本和重量降低。
在該實施例中，滑塊元件42的外部直徑比其他前述實施例中的減震器1的外部直徑要小，在前述實施例中，該減震器1起到導引輪架13的作用和減震的作用。因此，導杆41和滑塊元件42被很容易地設置在靠近輪架13的有限空間內。此外，通過調節它的直徑很容易提高導杆41的強度。
扭杆29起到將輪架13的垂直運動傳遞給減震器44的作用，也起到一懸簧的作用。這使得該懸架系統的部件數量減少，並且因此降低了該懸架系統的成本和重量。作為懸簧的懸架縱臂25可以用板簧14來替代。在這種情況下，扭杆29也可以被不具有彈簧作用的車身橫向推力杆來代替。
在第四實施例中，減震器44屬於使用液壓機液體的類型，如附圖21所示。可選的是，減震器44可以是其它類型，如使用電力負荷來阻尼擺動的電氣類型。
下面描述在該懸架系統中作為橫向元件(lateral member)來使用的板簧的結構，重點集中在該板簧的扭曲特性上。
參照附圖22至24，顯示了根據本實用新型的第五實施例所述的用於前驅車輛的一左後獨立懸架系統。附圖22是從車輛左側觀察該懸架系統的一個示意圖。附圖23是從車輛後側觀察該懸架系統的一個示意圖。附圖24是從車輛後側觀察該懸架系統一部分的一個示意圖。
如附圖2所示的減震器101被垂直延伸地設置，從而缸102和杆104在垂直方向相對運動，並且減震器101通過將底部端設置在頂部端的後面而向後傾斜，從而車輛具有防俯衝特徵以將剎車中的制動點頭運動減到最小。杆104的上部端經一支架110被聯接到車體的縱梁107上，如附圖23所示。杆104的下部端經一支架108被聯接到縱梁107上。從而，缸102被支承在杆104上，以沿杆104的縱軸(沿車輛的垂直方向)作線性運動。缸102經支架111被剛性聯接到輪架112上。輪架112可旋轉地支承一左後輪(未示出)。這樣，該輪被支承以垂直運動，並且被約束不橫向運動。
輪架112被板簧114保持不繞杆104的縱軸旋轉，該板簧作為在輪架112和縱梁107的設置部分之間延伸的一連接元件。板簧14的前端經一鉸鏈型鉤環115和一支架116被剛性聯接到縱梁107上。板簧114的後端經一支架117被剛性聯接到輪架112上。通過用這種方法設置，板簧114保持輪架112不繞車輛的垂直軸旋轉。從而，板簧114具有根據輪架112的位移施加一恢復力的懸簧的作用和保持輪架112不繞車輛的垂直方向旋轉的懸架縱臂的作用。
如附圖23所示，輸入量F作為一法向力施加在輪113的接觸表面上，以產生施加在減震器101上的力矩M。力矩M引起減震器101內部的摩擦。板簧114被彈性扭曲以抵消力矩M。更為特別的是，從一後部視點來觀察，如附圖23所示，板簧114被從前向後沿順時針方向彈性扭曲來產生力矩N，以抵消力矩M。例如，在車輛處於正常載荷高度，該懸架系統處於靜止狀態的情況下，力矩N可以根據力矩M來決定。如附圖24所示，板簧114的前端114a被設置在一水平位置，而板簧114的後端114b被順時針傾斜。換句話說，板簧114被彈性扭曲以在正向增大輪架112的車輪外傾角的方向上偏置輪架112。
板簧114如上所示設置，從而板簧114施加力矩N來抵消力矩M，並且因此減小了缸102和活塞103之間的摩擦以及缸102與杆104之間的摩擦。板簧114起到了支承輪架112的作用，也起到了減小減震器101內部摩擦，以提高車輛的舒適度和駕駛穩定性的作用。因此，該懸架系統不需要額外的電子元件來減小摩擦。這使得該懸架系統結構緊湊，從而能夠提供較大的內部空間。
參照附圖25至26，顯示了根據本實用新型的第六實施例所述的用於前驅車輛的一左後獨立懸架系統。附圖25是從車輛左側觀察該懸架系統的一個示意圖。附圖26是沿著附圖25中由線XXVI-XXVI所示平面的剖視圖。
如附圖2所示的減震器121被垂直延伸地設置，從而缸122和杆124在垂直方向相對運動，並且減震器121通過將底部端設置在頂部端的後面而向後傾斜，從而車輛具有防俯衝特徵以將剎車中的制動點頭運動減到最小。杆124的上部端經一襯套(未示出)被聯接到車體的縱梁上。缸122的下部端經一支架127被聯接到輪架126上。從而，缸102被支承在杆124上，以沿杆124的縱軸(沿車輛的垂直方向)作線性運動。輪架126可旋轉地支承一左後輪(未示出)。這樣，該輪被支承以垂直運動，並且被保持不橫向運動。
輪架126被板簧132保持不繞杆124的縱軸旋轉，該板簧作為在輪架126和縱梁的設置部分之間延伸的一連接元件。板簧132的前端經一鉸鏈型鉤環134和一支架135被剛性聯接到縱梁上。板簧132的後端經一支架127被剛性聯接到輪架126上。通過用這種方法設置，板簧132保持輪架126不繞車輛的垂直軸旋轉。輪架126的下部端經支架128和一下部臂狀物129被連接到車體的懸架元件130上。從而，板簧132具有根據輪架126的位移施加一恢復力的懸簧的作用和保持輪架126不繞車輛的垂直方向旋轉的懸架縱臂的作用。
如附圖26所示，輸入量F2作為一法向力施加在輪131的接觸表面上，以產生施加在減震器121上的力矩M2。力矩M2引起減震器121內部的摩擦。板簧132被彈性扭曲以抵消力矩M2。更為特別的是，從一前部視點來觀察，如附圖26所示，板簧132被從前向後沿逆時針方向彈性扭曲來產生力矩N2，以抵消力矩M2。板簧132的前端被設置在一水平位置，而板簧114的後端114b被逆時針傾斜。
板簧132如上所示設置，從而板簧132施加力矩N2來抵消力矩M2，並且因此減小了缸122和活塞123之間的摩擦以及缸122與杆124之間的摩擦。板簧132起到了支承輪架126的作用，也起到了減小減震器121內部摩擦，以提高車輛的舒適度和駕駛穩定性的作用。因此，該懸架系統不需要額外的電子元件來減小摩擦。這使得該懸架系統結構緊湊，從而提供較大的內部空間。
參照附圖27至29，顯示了根據本實用新型的第七實施例所述的用於前驅車輛的一左後獨立懸架系統。附圖27是從車輛左側觀察該懸架系統的一個示意圖。附圖28是從車輛後側觀察該懸架系統的一個示意圖。附圖29是沿著附圖27中由線XXIX-XXIX所示平面的剖視圖。
導引元件141包括一缸142和滑動支承在缸142上的一桿143。導引元件141被垂直延伸設置，從而缸142和杆143在垂直方向相對運動，並且導引元件141通過將底部端設置在頂部端的後面而向後傾斜，從而車輛具有防俯衝特徵以減小在剎車中的制動點頭運動。杆143的上部端經一支架147和一內擋泥板146被聯接到車體的縱梁144上，如附圖28所示。杆143的下部端經一支架145被聯接到縱梁144上。從而，缸142被支承在杆143上，以沿杆143的縱軸(沿車輛的垂直方向)作線性運動。缸142經一支架148被聯接到輪架149上。輪架149可旋轉地支承一左後輪(未示出)。這樣，該輪被支承以垂直運動，並且被限制不橫向運動。
輪架149被板簧153保持不繞杆143的縱軸旋轉，該板簧作為在輪架143和縱梁144的設置部分之間延伸的一連接元件。板簧153的前端經一鉸鏈型鉤環154和一支架155被剛性聯接到縱梁144上。板簧153的後端經一支架156被剛性聯接到輪架149上。通過用這種方法設置，板簧153限制了輪架149繞車輛的垂直軸旋轉。從而，板簧153具有根據輪架149的位移施加一恢復力的懸簧的作用和保持輪架149不繞車輛的垂直方向旋轉的懸架縱臂的作用。
如附圖29所示，由於導引元件141不具備減震器的功能，所以減震器151被垂直設置。該減震器151的缸經一支架152被連接到輪架149上。該減震器151的杆被連接到車體上(未示出)。
如附圖28所示，輸入量F3作為一法向力施加在輪150的接觸表面上，以產生施加在導引元件141上的力矩M3。力矩M3引起導引元件141內部的摩擦。板簧153被彈性扭曲以抵消力矩M3。更為特別的是，從一後部視點來觀察，如附圖28所示，板簧153被從前向後沿順時針方向彈性扭曲來產生力矩N3，以抵消力矩M3。板簧153的前端被設置在一水平位置，而板簧153的後端被順時針傾斜。
板簧153如上所示設置，從而板簧153施加力矩N3來抵消力矩M3，並且因此減小了缸142和杆143之間的摩擦。板簧153起到了支承輪架149的作用，也起到了減小導引元件141內部摩擦，以提高車輛的舒適度和駕駛穩定性的作用。因此，該懸架系統不需要額外的電子元件來減小摩擦。這使得該懸架系統結構緊湊，從而提供較大的內部空間。
參照附圖30，顯示了根據本實用新型的第八實施例所述的用於前驅車輛的一左後獨立懸架系統。板簧114的附著方式根據如附圖23所示第五實施例所述的懸架系統進行了修改。也就是，板簧114的前端經不帶鉤環115的支架116被直接聯接到縱梁107上。
參照附圖31，顯示了根據本實用新型的第九實施例所述的用於前驅車輛的一左後獨立懸架系統。板簧153的附著方式根據如附圖27所示第七實施例所述的懸架系統進行了修改。也就是，板簧153的前端經不帶鉤環154的支架155被直接聯接到縱梁144上。
在如圖30和31所示的這些實施例中，該板簧像在其他實施例中一樣起到減小減震器或導引元件的摩擦的作用。
在車體和輪架之間彈性扭曲和連接的一板簧起到抵消施加在導軌如減震缸和導引元件上的力矩的作用，從而導致導軌的可動元件進行平滑的運動，因而提高車輛的舒適性和駕駛穩定性。
在前述實施例中，所提供的是適合於前驅車輛的後輪的獨立懸架系統。然而，這些懸架系統可以被修改用於前獨立懸架系統。
本申請是以2003年10月24日提交的日本專利申請2003-364765和2003年12月17日提交的日本專利申請2003-419582為優先權的。因此，日本專利申請2003-364765和2003-419582的整個內容通過引用被結合在本申請中。
儘管在上面參照本實用新型的數個實施例對本實用新型進行了描述，但是本實用新型不僅僅局限於上述的實施例。根據上述啟發，本領域普通技術人員可以對上述實施例進行修改和變化。本實用新型的範圍參照下述權利要求進行限定。
權利要求1.一種用於輪式車輛的獨立懸架系統，包括滑動導軌，該滑動導軌安裝在車輛的車體上，並且被保持不在車輛的橫向上運動；滑塊，該滑塊安裝在滑動導軌上，用於在車輛的垂直方向上抵抗施加在其上的載荷進行運動；輪架，該輪架安裝在滑塊上，用於可旋轉地在其上安裝車輛的輪子。
2.如權利要求1所述的獨立懸架系統，還包括板簧，該板簧在車輛的縱向上延伸，並被連接到輪架和車體之間；該板簧保持輪架不在滑塊的運動軸線上旋轉。
3.根據權利要求2所述的獨立懸架系統，其特徵在於所述板簧在其縱軸上被彈性地扭曲。
4.根據權利要求3所述的獨立懸架系統，其特徵在於所述獨立懸架系統是左獨立懸架系統；並且從後部視點來觀察，所述板簧從前向後沿順時針方向被彈性地扭曲。
5.根據權利要求2至4中任意一項所述的獨立懸架系統，還包括聯接器，該聯接器將板簧聯接到輪架上，用於在車輛的縱向上進行相對移動。
6.根據權利要求2至4中任意一項所述的獨立懸架系統，還包括聯接器，該聯接器將板簧聯接到車體上，用於在車輛的縱向上進行相對移動。
7.根據權利要求1至4中任意一項所述的獨立懸架系統，其特徵在於所述滑塊包括聯接到輪架上的缸；所述滑動導軌包括在一端處安裝在車體上的杆；所述杆被保持不在車輛的橫向上運動；以及所述缸安裝在所述杆上，用於在車輛的垂直方向上抵抗施加在其上的載荷進行運動。
8.根據權利要求7所述的獨立懸架系統，其特徵在於所述杆在兩端處安裝在車體上。
9.根據權利要求1所述的獨立懸架系統，其特徵在於所述滑動導軌包括在一端處安裝在車體上的第一桿；在一端處安裝在車體上的第二桿；以及該第一桿和第二桿支承滑塊，用於在車輛的垂直方向上運動。
10.根據權利要求1至4中任意一項所述的獨立懸架系統，其特徵在於所述滑塊包括在一端處聯接到輪架上的杆；所述滑動導軌包括安裝在車體上的缸；所述缸被保持不在車輛的橫向上運動；以及所述杆安裝在缸上，用於在車輛的垂直方向上抵抗施加在其上的載荷運動。
11.根據權利要求10所述的獨立懸架系統，其特徵在於所述杆在兩端處聯接到輪架上。
12.根據權利要求1所述的獨立懸架系統，其特徵在於在一端處安裝在輪架上的第一桿；在一端處安裝在輪架上的第二桿；以及該第一桿和第二桿被支承在滑動導軌上，用於在車輛的垂直方向上運動。
13.根據權利要求9或12所述的獨立懸架系統，其中該滑動導軌包括滑動聯接到所述第一桿上的第一缸；滑動聯接到所述第二桿上的第二缸；以及該第一缸同軸聯接到該第二缸上。
14.根據權利要求9或12所述的獨立懸架系統，其特徵在於所述滑動導軌包括滑動聯接到所述第一桿上的第一缸；滑動聯接到所述第二桿上的第二缸；以及該第一缸與該第二缸並排聯接，從而所述第一桿和所述第二桿被定位在相對的方向上。
15.根據權利要求1至4中任意一項所述的獨立懸架系統，其特徵在於所述滑動導軌和滑塊的組合被構造為減震器，以控制該滑動導軌和該滑塊之間的擺動運動。
16.根據權利要求1至4中任意一項所述的獨立懸架系統，還包括設置用於控制所述該滑動導軌和滑塊之間的擺動運動的減震器。
17.根據權利要求1所述的獨立懸架系統，還包括懸架縱臂，該懸架縱臂在車輛的縱向上延伸，並且連接在輪架和車體之間；該懸架縱臂保持輪架不在滑塊的運動軸線上轉動；以及彈簧，該彈簧連接在該懸架縱臂和車體之間。
18.根據權利要求1所述的獨立懸架系統，還包括連接元件，該連接元件連接在輪架和車體之間，用於在該滑塊上施加載荷，以抵消施加在滑塊上的在滑動導軌和滑塊之間引起摩擦的載荷。
19.根據權利要求4或18所述的獨立懸架系統，其特徵在於所述滑塊包括聯接到輪架上的缸；所述滑動導軌包括在一端安裝在車體上的杆；所述杆被保持不在車輛的橫向上運動；以及所述缸安裝在所述杆上，用於在車輛的垂直方向上抵抗施加在其上的載荷進行運動。
20.根據權利要求19所述的獨立懸架系統，其特徵在於所述杆在兩端處安裝在車體上。
21.根據權利要求18所述的獨立懸架系統，其特徵在於所述滑動導軌和滑塊的組合被構造為減震器，以控制滑動導軌和滑塊之間的擺動運動。
專利摘要一種用於輪式車輛的獨立懸架系統，包括經改進的減震器、板簧和輪架。該減震器包括缸和穿過該缸的杆；該減震器被垂直設置成使該杆的兩端聯接到車體上的狀態；該減震器的缸被聯接到輪架上；該板簧支承輪架，使其不在車輛的垂直軸線上旋轉；該板簧被彈性地扭曲以抵消在減震器內部引起摩擦的力矩。
文檔編號F16F9/18GK2885629SQ20042000963
公開日2007年4月4日 申請日期2004年10月22日 優先權日2003年10月24日
發明者大木敏之, 平原道人 申請人:日產自動車株式會社