CN104924871B - 车辆的悬架 - Google Patents

Abstract

提供一种能够实现低底板化并确保刚性和生产率的车辆的悬架。具备左右一对拖拽臂(3)、以及两端部分别连结至左右一对拖拽臂(3)的扭力梁(4)，扭力梁(4)形成为向前方和上方以倾斜状突出的弓形形状，并且由具有弓形下半部(41)和弓形上半部(42)的开放截面部件构成，该弓形下半部(41)的后端部和弓形上半部(42)的后端部一体地形成，在车辆(V)为标准状态时，与弓形下半部(41)的长度方向正交的弓形下半部(41)的截面形状形成为大致水平，在车辆(V)为完全下沉状态时，车宽中央部中的弓形下半部(41)的前端缘(41a)的前后方向位置与弓形上半部(42)的前端缘(42a)的前后方向位置大体一致。

Description

车辆的悬架

技术领域

本发明涉及车辆的悬架，尤其涉及具备连结至左右一对拖拽臂的扭力梁的扭力梁式悬架。

背景技术

一直以来，已知具备左右一对拖拽臂和扭力梁的扭力梁式悬架，该左右一对拖拽臂的前端部由车体枢轴支撑，且在后端部可旋转地支撑车轮，该扭力梁的车宽方向两端部分别连结至左右一对拖拽臂，并且沿车宽方向延伸。在该扭力梁式悬架中，由具备沿长度方向延伸的一侧半部和另一侧半部的截面大致U形等的开放截面部件构成的扭力梁起到扭力杆或弹簧的功能，构造简单且零件个数少，在成本和空间方面是有利的，因而作为FF(前置前驱)车的后悬架而广泛地利用。

在如FR(前置后驱)车或四轮驱动车那样将后轮作为驱动轮的车辆的情况下，将搭载于车体前部的发动机的驱动力经由在车宽中央部分沿前后方向延伸的传动轴而传递至搭载于车体后部的差动齿轮装置，所以不得不使扭力梁在车宽中央部分向上方迂回，以避开传动轴。

另一方面，如图10所示，在扭力梁式悬架中，车轮将直线A作为理论上的摆动轴而摆动，该直线A连结扭力梁B的中央部分后方的剪切中心C和拖拽臂的前端部F。因此，在扭力梁B的车宽中央部分向上方弯曲的情况下，剪切中心C也伴随扭力梁B的弯曲而向上方位移，因而产生悬架的对准变化特性变化的问题。

专利文献1的悬架，为了抑制扭力梁的剪切中心的上方位移，在扭力梁的车宽中央部分设置向上方弯曲的弯曲部，并且使扭力梁的开放截面向上开口，从而将扭力梁的剪切中心定位在扭力梁的下方。

一般而言，在扭力梁那样的长形部件中，即使长度方向的截面形状相同，如果在长度方向上存在弯曲部分，那么在该弯曲部分处，存在发生截面变形而刚性变低的性质，因而在扭力梁的车宽中央部分具有向上方弯曲的弯曲部的情况下，存在以下问题：在该弯曲部刚性降低，从操纵稳定性的观点来说变得不利。

专利文献2的悬架中，扭力梁具备：曲线形状部，在车宽中央部分向上方突出；以及直线形状部，经由在车宽中央部分曲率半径连续地变化的曲线部，平滑且连续地接连至该曲线形状部的两端部。

通过在弯矩大的两端部分形成直线形状部，在弯矩小的车宽中央部分形成曲线形状部，从而提高扭力梁的刚性。

在大的外力作用于车轮时，这些外力经由拖拽臂传递，上下方向负荷传递至减震器等，扭转负荷和横力传递至扭力梁。扭转负荷和横力通过扭力梁的整体形状的挠曲、以及由一侧半部和另一侧半部形成的开放截面的闭口变形来吸收。

于是，为了确保扭力梁的扭转刚性和横力刚性，还已知如下的压塌管(crashedpipe)式扭力梁：由圆筒状的管部件构成扭力梁，遍及长度方向从轴心正交方向压挤该管部件，形成为具有顶部的截面大致V形或U形。该扭力梁通过更改长度方向正交截面的两端部的中空部的大小，能够变更扭转刚性。

专利文献3的扭力梁，从轴心正交方向压挤管，形成为具有顶部的截面大致V形或U形，并且在轴心正交截面的两端部分别形成有中空部，随着从一侧半部和另一侧半部相连的顶部朝向两端部而连续地扩大的间隙分别形成于一侧半部和另一侧半部。

专利文献1：日本特开平4-283114号公报

专利文献2：日本特开平8-324218号公报

专利文献3：日本特开2005-306177号公报

专利文献1的悬架能够减小扭力梁的剪切中心向上方移动的上方位移，因而在车轮下沉(bound)或回弹(rebound)的情况下，能够避免悬架的对准变化特性的改变。

可是，在专利文献1的悬架中，扭力梁的生产性有可能降低。即，在该扭力梁式悬架中，由沿扭力梁的长度方向延伸的一侧半部和另一侧半部形成的开放截面的开口指向上方，因而车轮甩起的水等有可能滞留在扭力梁的开口内部，需要在扭力梁的顶部形成防腐蚀用的排水孔。在采用如专利文献3那样的压塌管式扭力梁的情况下，还需要中空部的防锈处理等，排水孔的制作并不容易。

专利文献2的悬架通过将扭力梁的车宽方向两端部设为直线形状而能够焊接加强部件，能够提高刚性和耐久性。

可是，在专利文献2的悬架中，扭力梁的刚性提高难说是充分的。即，由于车宽中央部分的曲线形状部和其两端侧的直线形状部分别经由曲线部而相连，因而曲线形状部的轴心与直线形状部的轴心以规定的角度交叉，其结果，在曲线形状部的两侧的曲线部形成了应力集中的应力集中部分。因此，曲线部的刚性比曲线部以外的部分更低。在专利文献1的悬架中，也存在同样的问题。

另外，从扩大底板上方的车室的上下高度空间、以及提高乘客的乘坐性和行李的装卸性的观点来说，期望使底板处于低位置的低底板车辆。

可是，专利文献1、2的悬架，扭力梁在车宽中央部分中具有向上方弯曲的弯曲部，在车辆为完全下沉状态时，存在向上方位移后的扭力梁与底板碰撞的可能性，可能无法充分地使车辆的底板变低。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种能够实现低底板化且确保刚性和生产率的车辆的悬架等。

技术方案1的车辆的悬架具备：左右各一个拖拽臂，在底板的下方，车体前后方向前端部由车体枢轴支撑，并且在后端部可旋转地支撑车轮；以及扭力梁，车宽方向两端部分别连结至左右各一个所述拖拽臂，沿车宽方向延伸，其特征在于，所述扭力梁以车宽方向中央部比轮心更位于上方的方式，形成为向前方和上方以倾斜状突出的弓形形状，所述扭力梁由具有弓形下半部和弓形上半部的开放截面部件构成，所述弓形下半部的后端部和所述弓形上半部的后端部一体地形成，该车辆的悬架构成为：在车辆为标准状态时，与所述弓形下半部的长度方向正交的弓形下半部的截面形状形成为大致水平，在车辆为完全下沉状态时，所述车宽方向中央部中的所述弓形下半部的前端缘的前后方向位置与弓形上半部的前端缘的前后方向位置大体一致。

在该车辆的悬架中，扭力梁以车宽方向中央部比轮心更位于上方的方式，形成为向前方和上方以倾斜状突出的弓形形状，因而确保了扭力梁的下方空间，并且不会遍及扭力梁的长度方向而形成起因于轴心的交叉的应力集中部分，因而能够提高刚性。

扭力梁由具有弓形下半部、以及在该弓形下半部的后端部一体地形成有后端部的弓形上半部的开放截面部件构成，构成为：在车辆为标准状态时，与弓形下半部的长度方向正交的弓形下半部的截面形状形成为大致水平，在车辆为完全下沉状态时，车宽方向中央部中的弓形下半部的前端缘的前后方向位置与弓形上半部的前端缘的前后方向位置大体一致，因而能够利用与由弓形上半部和弓形下半部形成的开放截面的扭转负荷吸收相伴的闭口变形，使底板以完全下沉时的开放截面的闭口变形量向下方移动。

另外，弓形下半部在标准状态时，截面形状形成为大致水平状，在完全下沉状态时，截面形状形成为前方向下的倾斜状，因而能够防止水等滞留于扭力梁的开口内部，能够省略排水孔的形成而提高扭力梁的生产率。

技术方案2的发明，其特征在于，在技术方案1的发明中，所述车辆具备：后轮驱动装置，配设于车体后部；以及传动轴，经由连结部连结至该后轮驱动装置，沿车体前后方向延伸，所述传动轴配置成穿过所述扭力梁的下方空间。

由此，能够避免传动轴与扭力梁的碰撞，能够适用于将后轮作为驱动轮的车辆。

技术方案3的发明，其特征在于，在技术方案2的发明中，在车辆为完全回弹状态时，所述扭力梁的后端部位于所述连结部的上方附近。

由此，能够避免完全回弹状态下的扭力梁与包括连结部的后轮驱动装置的碰撞。

技术方案4的发明其特征在于，在技术方案1至3中任一项的发明中，构成为：在车辆为完全下沉状态时，所述弓形上半部的车宽方向中央部位于在底板形成的椅垫载置部的下方附近。

由此，在扭力梁附近，能够避免底板之中成为最低部的椅垫载置部与扭力梁的碰撞。

发明的效果：

依照本发明的车辆的悬架，能够在实现低底板化的同时，确保刚性和生产率。

附图说明

图1是具备本实施方式的悬架的车辆的后部底面图。

图2是标准状态下的图1的II-II线截面图。

图3是省略了排气装置、后轮驱动装置和悬架的图1相当图。

图4是从下方观察后轮驱动装置的图。

图5是悬架的正视图。

图6是悬架的俯视图。

图7是悬架的侧面图。

图8是悬架的后方立体图。

图9是表示扭力梁的截面形状的图，实线表示在完全下沉状态下开放截面变形时，假想线表示在完全下沉状态下开放截面不变形时，虚线表示完全回弹状态时。

图10是表示具备在前方开口的开放截面的扭力梁的剪切中心、拖拽臂的枢轴支撑点、以及车轮的摆动轴的关系的纵截面图。

符号说明：

V车辆；1悬架；2a后底板；2b后椅垫载置部；3拖拽臂；4扭力梁；4a顶部；13传动轴；14连结部；18车轮；18a轮心；20后轮驱动装置；41弓形下半部；42弓形上半部

具体实施方式

以下，基于附图详细地说明本发明的实施方式。

以下的说明只是实质地例示了本发明，并不限制本发明、其适用物或者其用途。

如图1所示，在本实施方式的车辆V的悬架1中，具备：左右一对拖拽臂3，在底板(floor panel)2的下方，前端部由车体枢轴支撑，并且在后端部可旋转地支撑车轮18；以及扭力梁4，车宽方向两端部分别连结至左右一对拖拽臂3，沿车宽方向延伸，等等。此外，在图中箭头Fr表示前方，箭头L表示左方。

首先，简单地说明支撑该车辆V的悬架1的车体后部。

如图1至图3所示，车辆V的车体具备：底板2，构成车室的地面；左右一对后侧梁5；四号横梁6，在后椅垫载置部2b的后侧，跨过一对后侧梁5之间而架设；五号横梁7，在该四号横梁6的后侧，跨过一对后侧梁5之间而架设；左右一对纵梁8，跨过四号横梁6和五号横梁7之间而架设；辅助梁9，跨过左右一对纵梁8之间而架设；以及支撑部件10，在该辅助梁9的前侧，跨过左右一对纵梁8之间而架设，等等。

底板2具备：前底板(图示略)，形成车室之中行李箱以外的地面；以及后底板2a，在比四号横梁6靠后方，具有备胎盘2c。备胎盘2c的最低部位设定为与后椅垫载置部2b的最低部位大致相同高度位置(深度)。

在备胎盘2c的下方，固定着连接至排气管17的后端的消音器16。

左右一对后侧梁5沿前后方向延伸，以朝向后方伸出的方式连续形成。在左右一对后侧梁5之间，通过从前底板的后端翘起而形成为倾斜状的后底板2a形成抬高部11，在该抬高部11的顶部形成四号横梁6。

此外，在抬高部11的下方配设有燃料箱15。

如图2、图3所示，四号横梁6具备截面大致帽状的上侧横梁部件6a、以及截面大致倒帽状的下侧横梁部件6b。上侧横梁部件6a与后底板2a的上表面共同构成上侧闭合截面部，下侧横梁部件6b与后底板2a的下表面共同构成下侧闭合截面部。五号横梁7形成为截面大致帽状，与包括备胎盘2c的后底板2a的下表面共同构成在俯视时沿车宽方向大致直线状地延伸的闭合截面部。

左右一对纵梁8形成为截面大致帽状，在左右一对后侧梁5的车宽方向内侧，与包括备胎盘2c的后底板2a的下表面共同地分别构成在俯视时沿前后方向大致直线状地延伸的闭合截面部。

辅助梁9形成为截面大致帽状，在五号横梁7的前侧位置，与备胎盘2c的下表面共同构成沿车宽方向与五号横梁7大致平行状地延伸的闭合截面部。

支撑部件10由闭合截面部件构成，在四号横梁6的后侧附近位置，左右两端经由两根螺栓12而分别固定至左右一对纵梁8的前端侧部分。

接下来，说明车辆V的驱动***的构成。

如图1、图2、图4所示，在该车辆V中，具备：传动轴13，沿前后方向延伸，能够将搭载于车辆前部的发动机(图示略)的驱动力传递至车体后部；以及后轮驱动装置20，经由连结部14与该传动轴13的后端部连结，并且将发动机的驱动力传递至左右后侧的车轮18。

后轮驱动装置20具备：主体21，具备左右一对驱动轴24，并且由差动机构构成；左右一对前侧支撑部22，相对于支撑部件10支撑该主体21的前部；以及后侧支撑部23，相对于辅助梁9支撑主体21的后部，该后轮驱动装置20在前后三处支撑于车体后部。

前侧支撑部22具备：前支架部22a，从主体21向车宽方向外侧延伸；以及前差速器支架22b，设置于该前支架部22a的前端部，具有振动吸收功能，该前差速器支架22b经由安装托架22c固定至支撑部件10。安装托架22c经由两根螺栓部件(图示略)紧固至支撑部件10。

后侧支撑部23具备：后支架部23a，从主体21向后方延伸；后差速器支架23b，设于该后支架部23a，具有振动吸收功能，该后差速器支架23b经由安装托架23c固定至辅助梁9。安装托架23c，左右两端侧部分经由左右一对螺栓15分别紧固至辅助梁9。

后支架部23a设置于比辅助梁9的车宽方向中心部向左方偏离的位置，高度位置被设定为比连结部14(传动轴13的轴心)更靠上方。

由此，在冲击负荷从车体前方作用时，由于经由传动轴13输入至主体21的负荷而前支架部22a断裂，主体21以后差速器支架23b为中心而向前侧下方转动，能够获得期望的冲击吸收效果。

接下来，说明该车辆V的悬架1的详细构造。

如图1、图5至图8所示，该悬架1是具备如下部件的扭力梁式悬架：左右一对拖拽臂3，在后端部可旋转地支撑车轮18；以及扭力梁4，车宽方向两端部分别连接至左右一对拖拽臂3，沿车宽方向延伸。

左右一对拖拽臂3以越往后侧则车宽方向的间隔越远离的方式形成为俯视时大致“八”字形，前端部经由沿车宽方向延伸的枢轴和由橡胶套管构成的接合处31而分别枢轴支撑于左右一对后侧梁5的下部。

在拖拽臂3的后端部设置有载架32，该载架32旋转自如地支撑由驱动轴24旋转驱动的车轮18。

在载架32的附近位置，设置将车体侧和拖拽臂3的后端部可吸收冲击地连结的减震器34。

从拖拽臂3的中途部到后端部，在车宽方向内侧部分，分别设置有焊接至扭力梁4的左右端侧部分和拖拽臂3的中途部的角撑板33。在这些角撑板33与车体之间，弹性安装与减震器34共同构成车辆V的振动吸收机构的压缩盘簧35，由角撑板33支撑压缩盘簧35的下端部。

如图2、图5至图8所示，扭力梁4沿车宽方向延伸，并且左右两端部通过焊接而分别接合至左右一对拖拽臂3的中途部，左右两端侧后部通过焊接而分别接合至左右一对角撑板33的前壁部。

该扭力梁4形成为向前方和上方以倾斜状突出的弓形(圆弧)形状，使得车宽方向中央部比轮心18a更位于上方。

由此，传动轴13配置成在扭力梁4的车宽中央部的下方空间横切，因而能够避免传动轴13与扭力梁4的碰撞。

通过遍及长度方向从轴心正交方向压挤圆筒状的管部件，从而由截面大致V形的开放截面部件构成扭力梁4，该截面大致V形的开放截面部件具有弓形下半部41和弓形上半部42，该弓形下半部41的后端部和弓形上半部42的后端部一体地形成。在该扭力梁4中，弓形下半部41的轴心正交方向的宽度和弓形上半部42的轴心正交方向的宽度被设定为大致相同尺寸的宽度。

由此，车轮18以直线A作为摆动轴而摆动，该直线A连结扭力梁4的顶部4a的车宽中央部后方的剪切中心C和拖拽臂3的接合处31(扭力梁支点)。而且，在外力作用于一方的车轮18而另一方的车轮18向相反相位位移时，通过扭力梁4的整体形状的挠曲、以及由弓形下半部41和弓形上半部42形成的开放截面的闭口变形来吸收这些外力。

如图2所示，扭力梁4形成为：在车辆V为标准状态时，在弓形下半部41的车宽方向中央部，与长度方向正交的弓形下半部41的截面形状成为大致水平姿势。在此，车辆V的标准状态指的是，相对于完全下沉(full bound)状态和完全回弹(full rebound)状态而在行驶或停车中的基准状态，可以设定为空车状态，另外，也可设定为在设计阶段假定的设计状态(例如，在燃料满箱的状态下两个成年人乘车)。

如图9的实线所示，扭力梁4在车辆V为完全下沉状态时，车宽中央部中的弓形下半部41的前端缘41a的前后方向位置与弓形上半部42的前端缘42a的前后方向位置大体一致，并且将扭力梁4的顶部4a的高度位置设置在前端缘41a的高度位置和前端缘42a的高度位置的中间位置。弓形上半部41的车宽中央部配设成位于在后底板2a形成的后椅垫载置部2b的下方附近。

扭力梁4在吸收完全下沉时的扭转负荷时，以将由弓形下半部41和弓形上半部42形成的开放截面闭合的方式进行闭口变形，因而使后椅垫载置部2b向下方移动与该闭口变形量相当的量。

即，在不考虑闭口变形的情况下，理论上如图9的假想线所示，弓形上半部42的前端缘42a与后椅垫载置部2b在完全下沉时碰撞，但是利用实际的扭转负荷吸收所伴随的闭口变形，能够将后底板2a配设在下方位置。

如图9的虚线所示，扭力梁4构成为：在车辆V为完全回弹状态时，扭力梁4的开放截面朝向前侧上方，扭力梁4的顶部4a位于连结部14的上方附近的临时空间，该连结部14连结传动轴13的后端部和后轮驱动装置20的前端部。

接下来，说明上述车辆V的悬架1的作用和效果。

在该车辆的悬架中，扭力梁4以车宽中央部比轮心18a更靠上方的方式，形成为向前方和上方以倾斜状突出的弓形形状，因而确保了扭力梁4的下方空间，并且不会遍及扭力梁4的长度方向形成起因于轴心的交叉的应力集中部分，因而能够提高刚性。而且，能够抑制剪切中心C与拖拽臂3的接合处31的高度位置的差异，能够避免对准变化特性的改变。

扭力梁4由具有弓形下半部41和弓形上半部42的开放截面部件构成，该弓形下半部41的后端部和弓形上半部42的后段部一体地形成，在车辆V为标准状态时，与弓形下半部41的长度方向正交的弓形下半部41的截面形状大致水平地形成，在车辆V为完全下沉状态时，车宽中央部中的弓形下半部41的前端缘41a的前后方向位置与弓形上半部42的前端缘42a的前后方向位置大体一致，因而能够利用由弓形上半部42和弓形下半部41形成的开放截面的扭转负荷吸收所伴随的闭口变形，使底板2向下方移动完全下沉时的开放截面的闭口变形量。

另外，弓形下半部41在标准状态时，截面形状形成为大致水平状，在完全下沉状态时，截面形状形成为前方向下的倾斜状，因而能够防止水等滞留于扭力梁4的开口内部，能够省略排水孔而提高扭力梁4的生产率。

车辆V具备配设于车体后部的后轮驱动装置20、以及经由连结部14连结至该后轮驱动装置20的沿车体前后方向延伸的传动轴13，传动轴13配置成穿过扭力梁4的下方空间，因而能够避免传动轴13与扭力梁4碰撞，能够应用于将后侧的车轮18作为驱动轮的车辆V。

在车辆V为完全回弹状态时，扭力梁4的后端部位于连结部14的上方附近，因而能够避免完全回弹状态下的扭力梁4与包括连结部14的后轮驱动装置20的碰撞。

在车辆V为完全下沉状态时，弓形上半部42的车宽中央部位于在后底板2a形成的后椅垫载置部2b的下方附近，因而在扭力梁4附近，能够避免后底板2a之中成为最低部的后椅垫载置部2b与扭力梁4的碰撞。

接下来，说明将所述实施方式部分地改变后的变形例。

1)在所述实施方式中，说明了具备传动轴的后轮驱动车辆的示例，但只要是至少扭力梁的车宽方向中央部分向上方突出的车辆即可，即使应用于不具备传动轴的车辆，也能够起到与本发明同样的效果。

2)在所述实施方式中，说明了在车辆为完全下沉状态时扭力梁的一部分位于后椅垫载置部的下方附近的示例，但只要能够与规格相应而避免扭力梁的移动范围内与车体侧部件的最低部的碰撞即可，在扭力梁的移动范围内的车体侧部件的最低部为横梁的情况下，优选以避免与横梁的碰撞的方式设定扭力梁。

3)在所述实施方式中，说明了扭力梁的长度方向正交截面为大致V形的示例，但是至少具备上半部和下半部即可，可适用于U形、C形、コ形等任意的截面形状的扭力梁。另外，虽然说明了使用压塌管的示例，但是即使为将板材成形的扭力梁，也能够起到同样的效果。

4)在所述实施方式中，说明了弓形下半部的轴心正交方向的宽度和弓形上半部的轴心正交方向的宽度设定为大致相同尺寸的宽度的示例，但只要是至少在车辆为完全下沉状态时弓形上半部的车宽方向中央部为最高的高度位置且扭力梁的开放截面朝向前方的扭力梁即可，即使弓形下半部的轴心正交方向的宽度与弓形上半部的轴心正交方向的宽度不同，也能够起到同样的效果。

5)此外，作为本领域技术人员，在不脱离本发明的主旨的情况下，可以对所述实施方式附加各种变更而实施，本发明也包含这样的变更方式。

Claims (4)

1.一种车辆的悬架，具备：左右各一个拖拽臂，在底板的下方，车体前后方向前端部由车体枢轴支撑，并且在后端部可旋转地支撑车轮；以及扭力梁，车宽方向两端部分别连结至左右各一个所述拖拽臂，沿车宽方向延伸，该车辆的悬架的特征在于，

所述扭力梁以车宽方向中央部比轮心更位于上方的方式，形成为向前方和上方以倾斜状突出的弓形形状，

所述扭力梁由具有弓形下半部和弓形上半部的开放截面部件构成，所述弓形下半部的后端部和所述弓形上半部的后端部一体地形成，

该车辆的悬架构成为：在车辆为标准状态时，与所述弓形下半部的长度方向正交的弓形下半部的截面形状形成为大致水平，在车辆为完全下沉状态时，所述车宽方向中央部中的所述弓形下半部的前端缘的前后方向位置和弓形上半部的前端缘的前后方向位置大体一致。

2.根据权利要求1所述的车辆的悬架，其特征在于，

所述车辆具备：后轮驱动装置，配设于车体后部；以及传动轴，经由连结部连结至该后轮驱动装置，沿车体前后方向延伸，

所述传动轴配置成穿过所述扭力梁的下方空间。

3.根据权利要求2所述的车辆的悬架，其特征在于，

该车辆的悬架构成为：在车辆为完全回弹状态时，所述扭力梁的后端部位于所述连结部的上方附近。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆的悬架，其特征在于，

该车辆的悬架构成为：在车辆为完全下沉状态时，所述弓形上半部的车宽方向中央部位于在底板形成的椅垫载置部的下方附近。