Подвеска со скручивающейся балкой
SUSPENSION WITH TORSION BEAM

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящее изобретение относится к подвеске со скручивающейся балкой, к которой подвешены колеса транспортного средства с подвеской, имеющей скручивающуюся балку.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Подвеска со скручивающейся балкой обычно имеет скручивающуюся балку, расположенную между парой продольных рычагов, правым и левым, расположенных в поперечном направлении транспортного средства.
[0003] Продольный рычаг содержит правую и левую части, когда верхний элемент с U-образным поперечным сечением установлен на транспортном средстве, а нижний элемент расположен так, что он закрывает просвет в U-образном сечении. Полая структура образована правой и левой частями верхнего элемента и нижним элементом, а центральная часть верхнего элемента выполнена в виде скручивающейся балки (см. Патентный документ 1).
СПИСОК ЦИТИРОВАННОЙ ПАТЕНТНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
[0004] Патентная литература 1: JP-2010-208549
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Техническая проблема
[0005] Продольный рычаг имеет часть для крепления к кузову транспортного средства и часть для крепления к колесу, а правая и левая части верхнего элемента и нижний элемент образуют замкнутое поперечное сечение, тогда как скручивающаяся балка имеет форму балки, что отражает ее название. Таким образом, от продольного рычага до скручивающейся балки, часть для крепления к кузову транспортного средства и часть для крепления к колесу имеют такую форму, что они соединяются вместе в направлении скручивающейся балки. При наличии описанной выше формы форма поперечного сечения может быстро изменяться, а жесткость от продольного рычага до скручивающейся балки имеет тенденцию быстро изменяться. Кроме того, на части, где поперечное сечение может быстро изменяться, может концентрироваться напряжение и, вероятнее всего, в основном корпусе скручивающейся балки и в сварном участке вокруг него появится трещина. Поэтому необходимо принять меры для этой части, чтобы справиться с концентрацией напряжения.
[0006] Таким образом, настоящее изобретение предназначено для решения указанной выше проблемы, и его задачей является создание подвески со скручивающейся балкой, в которой возможно предотвратить быстрое изменение жесткости на участке соединения между продольным рычагом и скручивающейся балкой.
Решение проблемы
[0007] Настоящее изобретение, достигающее вышеуказанной цели, представляет собой подвеску со скручивающейся балкой, содержащую первый элемент с просветом, имеющий поперечное сечение U-образной формы, и пару вторых элементов, входящих в контакт с первым элементом на краевой части U-образного поперечного сечения первого элемента и расположенных в поперечном направлении при установке на транспортном средстве. Подвеска со скручивающейся балкой содержит правый и левый продольные рычаги, выполненные с парой конфигурационных элементов, расположенных справа и слева, когда первый элемент и пара вторых элементов установлены на транспортном средстве, и выполненных с возможностью прохождения в продольном направлении корпуса транспортного средства и выполнения движения качания в вертикальном направлении, и U-образную скручивающуюся балку, которая расположена между указанной парой конфигурационных элементов первого элемента и поперечное сечение которой имеет просвет. Второй элемент содержит закрывающую часть для закрывания просвета в конфигурационном элементе, и соединительную часть, наклоненную от закрывающей части к нижней части U-образного поперечного сечения скручивающейся балки и присоединенную к скручивающейся балке.
Преимущества изобретения
[0008] В подвеске со скручивающейся балкой, выполненной в соответствии с настоящим изобретением, второй элемент содержит закрывающую часть и соединительную часть. Таким образом, уменьшено быстрое изменение в поперечном сечении, соединяющем часть продольного рычага, который образован замкнутым поперечным сечением, и скручивающуюся балку, образованную открытым поперечным сечением, благодаря соединительной части второго элемента, при этом быстрое изменение жесткости от продольного рычага до скручивающейся балки может быть предотвращено.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0009] Фиг. 1(A) и Фиг. 1(B) представляют собой схематические виды в аксонометрии, иллюстрирующие подвеску со скручивающейся балкой, выполненную в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения.
Фиг. 2(А) и Фиг. 2(В) представляют собой, соответственно, вид сверху и вид снизу, иллюстрирующие ту же самую подвеску.
Фиг. 3 представляет собой частичный вид в разрезе, выполненном по линии 3-3, показанной на Фиг. 2(А).
Фиг. 4 представляет собой вид в разрезе, выполненном по линии 4-4, показанной на Фиг. 2(В).
Фиг. 5 представляет собой увеличенный вид, иллюстрирующий соединение между продольным рычагом и скручивающейся балкой.
Фиг. 6(А) - Фиг. 6(С) представляют собой, соответственно, вид в аксонометрии, вид сверху и вид сбоку, показывающие верхний элемент, составляющий ту же самую подвеску.
Фиг. 7(А) - Фиг. 7(D) представляют собой, соответственно, вид сбоку, вид спереди, вид в аксонометрии и вид снизу, показывающие нижний элемент, составляющий ту же самую подвеску.
Фиг. 8 представляет собой вид в аксонометрии, иллюстрирующий модификацию подвески со скручивающейся балкой, выполненной в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 9 представляет собой вид в разрезе, иллюстрирующий подвеску со скручивающейся балкой, показанной на Фиг. 8, проиллюстрированной в том же положении, что и на Фиг. 4.
Фиг. 10(A) и 10(B) представляют, соответственно, собой частичный вид в аксонометрии и частичный вид снизу, в соответствии с модификацией нижнего элемента.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ
[0010] Вариант выполнения, в соответствии с изобретением, далее описан со ссылкой на прилагаемые чертежи. Последующее описание не предназначено для ограничения технического объема и смысла слов, описанных в формуле изобретения. Размеры и соотношения на чертежах преувеличены для удобства объяснения и могут отличаться от действительных соотношений.
[0011] Фиг. 1(А) и Фиг. 1(В) представляют собой схематические виды в аксонометрии, иллюстрирующие подвеску со скручивающейся балкой, выполненную в соответствии с вариантом выполнения изобретения. Фиг. 2(А) и Фиг. 2(В) представляют собой, соответственно, вид сверху и вид снизу, иллюстрирующие одну и ту же подвеску. Фиг. 3 представляет собой разрез, выполненный по линии 3-3, показанной на Фиг. 2(А). Фиг. 4 представляет собой вид в разрезе, выполненном по линии 4-4, показанной на Фиг. 2(В). Фиг. 5 представляет собой увеличенный вид, иллюстрирующий соединение между продольным рычагом и скручивающейся балкой. Фиг. 6(А) - Фиг. 6(С) представляют собой, соответственно, вид в аксонометрии, вид сверху и вид сбоку, показывающие верхний элемент, составляющий ту же самую подвеску. Фиг. 7(А) - Фиг. 7(D) представляют собой, соответственно, вид сбоку, вид спереди, вид в аксонометрии и вид снизу, показывающие нижний элемент, составляющий ту же самую подвеску.
[0012] Подвеска 100 со скручивающейся балкой, выполненная в соответствии с настоящим вариантом выполнения, представляет собой заднюю подвеску для подвешивания задних колес транспортного средства с FF (с передним приводом и с передним расположением двигателя) и ему подобного. Как показано на Фиг. 1(A), подвеска 100 содержит верхний элемент 10 (который соответствует первому элементу), пару нижних элементов 20 (которые соответствуют второму элементу), втулку 30 и шпиндель 40.
[0013] Верхний элемент 10 содержит пару конфигурационных элементов 11 продольного рычага, скручивающуюся балку 16 и пару опор 17 для пружин. Продольные рычаги 50 образованы парой конфигурационных элементов 11, парой нижних элементов 20, парой втулок 30 и парой шпинделей 40. Как показано на Фиг. 2(А) и других, продольные рычаги 50 расположены симметрично на обоих концах скручивающейся балки 16 в поперечном направлении транспортного средства.
[0014] Как показано на Фиг. 6(В) и других, конфигурационный элемент 11 продольного рычага содержит соединительный элемент 12 для соединения с кузовом транспортного средства, соединительный элемент 13 для соединения с колесом, соединительный элемент 14 для соединения с пружиной и соединительный элемент 15 для соединения с балкой. При установке на транспортном средстве соединительный элемент 12 формируется на передней стороне. Соединительный элемент 12 соединен со втулкой 30, а ко втулке 30 прикреплен подшипник.
[0015] Соединительный элемент 13 для соединения с колесом выполнен на задней стороне при установке на транспортном средстве, к нему прикреплен шпиндель 40, и составляющий элемент колеса соединен со шпинделем 40. Соединительный элемент 14 для соединения с пружиной выполнен на внутренней стороне в боковом направлении при установке на транспортном средстве, а опора 17 пружины соединена с соответствующей частью. Соединительный элемент 15 для соединения с балкой представляет собой часть соединения со скручивающейся балкой 16. Конфигурационный элемент 11 продольного рычага, скручивающаяся балка 16 и опора 17 для пружины выполнены из специальных заготовок путем присоединения пластинчатых элементов, имеющих различную толщину пластин. Пластинчатые элементы в частях конфигурационного элемента 11 продольного рычага и скручивающейся балки 16 выполнены с различной толщиной пластины, и эта часть соответствует соединительному элементу 15. Поскольку соединительный элемент 15 выполнен так, как описано выше, жесткость от продольного рычага 50 до скручивающейся балки 16 регулируется.
[0016] Как показано на Фиг. 6(А), верхний элемент 10 имеет U-образную форму, выполненную путем штамповки и поперечное сечение которой имеет просвет. В поперечном сечении верхнего элемента 10, формы объединены в сторону внутренней части от соединительного элемента 12 для соединения с корпусом транспортного средства и соединительного элемента 13 для соединения с колесом, при этом поперечное сечение непрерывно уменьшается по направлению к соединению со скручивающейся балкой 16. В данном описании часть, где U-образная форма поперечного сечения начинает изменяться от скручивающейся балки 16 к конфигурационному элементу 11 продольного рычага, будет упоминаться как часть 18 с изменяющейся формой поперечного сечения (см. Фиг. 5). Форма поперечного сечения соединения между скручивающейся балкой 16 и конфигурационным элементом 11 продольного рычага выполнена с возможностью постепенного изменения, как описано выше, так что изменение жесткости от продольного рычага 50 до скручивающейся балки 16 регулируется. Продольный рычаг 50 соединен с опорой 17 пружины с внутренней стороны транспортного средства.
[0017] Нижний элемент 20 имеет такую же внешнюю форму, что и конфигурационный элемент 11 продольного рычага на виде сверху или виде снизу. Как показано на Фиг. 7(А) - Фиг. 7(D), нижний элемент 20 содержит верхний соединительный элемент 21 (соответствующий закрывающей части) и часть 22 соединения с балкой (соответствующую соединительной части). Верхний соединительный элемент 21 представляет собой часть, соединенную с конфигурационным элементом 11 продольного рычага и закрывающую просвет в U-образном поперечном сечении, причем в настоящем варианте выполнения верхний соединительный элемент 21 выполнен по существу в плоскости, но форма верхнего соединительного элемента 21, в отличие от указанного выше, может также быть волнистой.
[0018] Часть 22 соединения с балкой представляет собой форму, соединенную со скручивающейся балкой 16 на внутренней стенке (нижней части) скручивающейся балки 16, имеющей U-образную форму. Как показано на Фиг. 7(А), часть 22 соединения с балкой содержит наклонную часть 23, удлинительные части 24 и 25 и поднимающуюся часть 26. Скручивающаяся балка 16 имеет U-образную форму, в которой поперечное сечение имеет просвет, как описано ниже. Для того чтобы регулировать жесткость соединения между скручивающейся балкой 16 и конфигурационным элементом 11 продольного рычага, наклонная часть 23 части 22 соединения с балкой соединяет верхний соединительный элемент 21, имеющий плоскую поверхность, с криволинейной поверхностью (нижней частью) скручивающейся балки 16 U-образной формы, а удлинительные части 24 и 25 проходят оттуда в поперечном направлении транспортного средства вдоль криволинейной поверхности.
[0019] Удлинительные части 24 и 25 проходят от наклонной части 23 к внутренней стороне в поперечном направлении транспортного средства. Форма, проходящая от наклонной части 23, проходит до разветвления на две части, т.е. на удлинительные части 24 и 25, а количество ветвей не ограничено двумя. Как показано на Фиг. 4, удлинительные части 24 и 25 находятся в контакте и соединяются с нижней частью, которая соответствует криволинейной поверхности U-образного поперечного сечения скручивающейся балки 16. Следует отметить, что удлинительные части 24 и 25 расположены около границы между открытым поперечным сечением скручивающейся балки и замкнутым поперечным сечением, образованным верхним элементом 10 и нижним элементом 20, причем пограничная часть скорее подвержена напряжению, чем другая часть. По этой причине часть 22 соединения с балкой предпочтительно упирается в нижнюю часть скручивающейся балки 30 и соединена с ней так, чтобы располагаться вдоль внутренней стенки скручивающейся балки 30 с помощью наклонной части 23. Это выполнено для постепенного сокращения замкнутого поперечного сечения на стороне продольного рычага и предотвращения быстрого изменения в поперечном сечении. Кроме того, когда к скручивающейся балке приложена внешняя сила, такая как скручивание, часть 22 упирается в нижнюю часть скручивающейся балки 16, где величина смещения относительно меньше по сравнению с верхней краевой частью U-образного поперечного сечения скручивающейся балки 16, где величина смещения больше, так что концентрация напряжений может быть уменьшена. Кроме того, сварное соединение со скручивающейся балкой 16 у удлинительных частей 24 и 25 предпочтительно не является прерывистым, а предпочтительно непрерывное, проходя вокруг втулки 30 и вокруг шпинделя 40 (см. цепную двойную пунктирную линию Р1 на Фиг. 2(В)). Это должно предотвратить концентрацию напряжения на прерывистой части, когда сварка становится прерывистой.
[0020] Поднимающаяся часть 26 проходит вдоль внутреннего края в наклонной части 23 и в удлинительных частях 24 и 25. Например, когда заготовка выполнена в виде плоской пластины, если смотреть в направлении, показанном на Фиг. 5, то поднимающаяся часть 26 формируется путем выполнения штамповки с образованием удлинительных частей 24 и 25, а затем приподнимая образованные краевые части. Удлинительные части 24 и 25 регулирует жесткость соединения от продольного рычага 50 до скручивающейся балки 16, но жесткость может быть дополнительно усилена за счет формирования поднимающейся части 26.
[0021] Скручивающаяся балка 16 представляет собой балку, в которой при установке на транспортном средстве нижняя сторона открыта, причем скручивающаяся балка 16 представляет собой балку, поперечное сечение которой имеет U-образную форму. Скручивающаяся балка 16 расположена между продольными рычагами 50, а концевые части справа и слева соединены с конфигурационным элементом 11 продольного рычага.
[0022] Опора 17 представляет собой крепежный концевой участок, в котором крепится пружина для упругой поддержки кузова транспортного средства. В зависимости от места установки, опора 17 может уменьшить пространство в объеме кузова транспортного средства, и поэтому, например, как это показано на Фиг. 2(А) - Фиг. 2В), опора 17 предпочтительно установлена вблизи участка пересечения между балкой 16 и продольным рычагом 50.
[0023] Верхний элемент 10 и нижний элемент 20 выполнены, например, из горячекатаной листовой стали, а толщина пластины каждого пластинчатого элемента имеет значение приблизительно 1-2 мм, но верхний элемент 10 и нижний элемент 20 не ограничены этими значениями.
[0024] Далее объяснены работа и полезные эффекты настоящего варианта выполнения. В подвеске со скручивающейся балкой соединение между кузовом транспортного средства и колесом формируется на продольном рычаге, но скручивающаяся балка имеет форму балки, что подтверждается ее названием, и, следовательно, из-за изменения формы поперечного сечения на участке соединения от продольного рычага до скручивающейся балки жесткость быстро меняется и вероятность концентрации напряжений повышается.
[0025] В отличие от этого, в подвеске 100 со скручивающейся балкой, выполненной в соответствии с настоящим вариантом выполнения, нижний элемент 20 содержит не только верхний соединительный элемент 21, но и часть 22 соединения с балкой, соединенную с балкой 16, проходящей от верхнего соединительного элемента 21 к нижней части балки 16 U-образного поперечного сечения. Таким образом, часть 22 может снизить или устранить деформацию балки 16 внутрь U-образного поперечного сечения и, следовательно, это может предотвратить быстрое изменение жесткости в месте соединения балки 16 с продольным рычагом 50, и может предотвратить или устранить такое явление, как концентрация напряжений.
[0026] Часть 22 соединения с балкой приварена и соединена на внутренней стенке балки 16. Таким образом, соединение с балкой 16 может быть выполнено легко и жестко.
[0027] Часть 22 соединения с балкой выполнена с поднимающейся частью 26, выполненной путем поднятия краевой части на внутренней части удлинительных частей 24 и 25, проходящих в направлении нижней части балки 16 из верхнего соединительного элемента 21. Таким образом, это может еще больше повысить жесткость от рычага 50 до скручивающейся балки 16, где удлинительные части 24 и 25 образуют часть 22 соединения с балкой.
[0028] Настоящее изобретение не ограничено вышеописанным вариантом выполнения, и различные изменения могут быть сделаны в пределах формулы изобретения.
[0029] Фиг. 8 представляет собой вид в аксонометрии, иллюстрирующий модификацию подвески со скручивающейся балкой, выполненной в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения. Фиг. 9 представляет собой вид в разрезе, иллюстрирующий подвеску со скручивающейся балкой, показанной на Фиг. 8, выполненном в том же месте, что и на Фиг. 4. Фиг. 10(A), (В) представляют собой, соответственно, частичный вид в аксонометрии и частичный вид снизу, выполненные в соответствии с модификацией нижнего элемента.
[0030] Внутри балки 16, элемент 60 в форме жезла (также называемый балкой качения и т.п., и соответствующий усиливающему жесткость элементу), регулирующий жесткость на скручивание балки 16, может быть выполнен с возможностью установки между удлинительной частью 24 и удлинительной частью 25. При такой конфигурации жесткость соединения от продольного рычага 50 до балки 16 может быть дополнительно увеличена. Усиливающий жесткость элемент 60 расположен так, чтобы его можно было вставить между удлинительной частью 24 и удлинительной частью 25, так что жесткость от рычага 50 до балки 16 может быть отрегулирована с помощью нижнего элемента 20 и усиливающего жесткость элемента 60.
[0031] В объяснении, касающемся этого варианта выполнения, в части 22 соединения с балкой удлинительные части 24, 25 соединены в нижней части балки 16, но изобретение этим не ограничивается. Более конкретно, на Фиг. 10(A), Фиг. 10(B) нижний элемент 20а содержит верхний соединительный элемент 21, наклонные части 23а, 23b, а также удлинительные части 24а, 24b, проходящие от наклонных частей 23а, 23b ко внутренней стороне. Может быть возможным обеспечить конфигурацию, обеспечивающую непрерывное соединение как от краевой части верхнего соединительного элемента 21 к части, контактирующей с наклонными частями 23а, 23b, так и удлинительных частей 24а, 24b нижнего элемента 20а на боковой стороне поверхности балки 16. С помощью этой конфигурации напряжение не концентрируется на конкретной части от продольного рычага 50 до балки 16, а напряжение может быть распределено, при этом надежность подвески со скручивающейся балкой может быть дополнительно улучшена.
СПИСОК НОМЕРОВ ПОЗИЦИЙ
[0032] 10: верхний элемент (первый элемент),
100: подвеска со скручивающейся балкой,
11: конфигурационный элемент продольного рычага,
12: соединительный элемент для соединения с кузовом транспортного средства,
13: соединительный элемент для соединения с колесом,
14: соединительный элемент для соединения с пружиной,
15: соединительный элемент для соединения с балкой,
16: скручивающаяся балка,
17: опора для пружины,
18: часть с поперечным сечением изменяющейся формы,
20, 20а: нижний элемент (второй элемент),
21: верхний соединительный элемент (закрывающая часть),
22: часть соединения с балкой (соединительная часть),
23, 23а, 23b: наклонная часть,
24, 25, 24а, 25а: удлинительная часть (форма ветви),
26: поднимающаяся часть,
30: втулка,
40: шпиндель,
50: продольный рычаг,
60: балка качения (усиливающий жесткость элемент).