专利名称：悬架系统的副车架的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在汽车的悬架系统中使用的副车架。
背景技术：
一般而言，车辆的悬架系统具有位于左右车轮间的副车架。该副车架与车身侧连结，另一方面，该副车架还通过下摇臂以及转向节而与车轮相连结。因此，优选的是，副车架必须相对于从车轮侧传递来的、来自前后左右或者上下方向的力具有充分的刚性，另外，可有效传递这样的输入，并可靠地对其进行支撑。以往的副车架使用了对相对较大的I张板材冲压成型而成的构件，为了使副车架具有高刚性，例如在JP专利第2963749号公报中公开的结构中，是在板材上局部形成凹凸，而在JP特开2005-138652号公报的结构中，是在上翼片与下翼片之间设置加强体。但是，若使用这样的大面积的板材，则在制造时从母材取材的时候，材料容易产生浪费，有可能在成本上造成不利。另外，为使副车架具有高刚性，有在局部形成凹凸的情况，也有在上翼片与下翼片的内部设置加强体的情况，但这样的话，副车架整体的重量会增加，并不优选。特别是若想通过在板材上形成凹凸来确保刚性，则对板材的冲压工序数量会增大，制造复杂，在成本上也是不利的。
发明内容
本发明是为解决上述现有技术带来的问题而提出的，本发明的目的在于提供一种悬架系统的副车架，针对从任何方向作用的力都具有极高的刚性，重量轻且价廉，也具有通用性，安全性高。为实现上述目的的本发明的悬架系统的副车架，其特征是，具有配置在车轮之间的主体构件；独立于该主体构件而成型且具有高刚性的侧端构件；该侧端构件以沿着车辆的前后方向延伸的方式安装于所述主体构件在车宽方向上的两侧端部。在这样构成的本发明中，主体构件由高刚性的侧端构件进行加强，使得副车架整体具有高的刚性。另外，具有大的面积的主体构件也因设置两侧端构件而小型化，取材也可毫无浪费的进行，由于两侧端构件也只要是小面积的板材即可，因此在副车架整体的取材中不会造成浪费，在成本上是有利的。特别是，由于在高刚性的侧端构件之间设置主体构件，因此使用副车架的车辆，虽然有2WD或者4WD，所装载的发动机的种类等也不同，也有轮距的差异，或者根据不同的机种、不同送货目的地的不同要求等，而存在各种的规格差，但即使是这样，仅通过最小限度的改变副车架的各部位就可应对，或者根据不同的部位来控制板厚和形状可实现部件的共用化，可容易地应对规格差。即，基本上使两侧的侧端构件共用而仅改变主体构件的部分即可，成为能够容易地吸收各车辆的规格差的悬架系统，其结果是，有助于降低悬架系统的成本。而且，若将所述侧端构件在主体构件的两侧端部以沿着车辆的前后方向延伸的方式设置，则在前面碰撞时，可对抗该输入，提高了车室内的安全性。在技术方案2的发明中，所述侧端构件由架状构件构成，该架状构件具有容纳臂构件的基端部的空间，因此，可在具有高刚性的部分上安装臂构件，成为如下的悬架系统即使来自前后左右或者上下方向的力从车轮侧作用于臂构件，也可对这些力具有极高的刚性。而且，可利用侧端构件的空间来安装臂构件，不仅提高了作业性，也扩展了臂构件设计的自由度。在技术方案3的发明中，作 为所述侧端构件，若使用轴直角截面呈“ =I ”字形或者“L”字形的架状构件，则能够在外侧形成设置下摇臂的空间，可在该处容易地设置下摇臂，悬架系统的组装也变得容易，不仅如此，也扩展了臂构件设计的自由度。另外，若使用构成为“ 口 ”字形的架状构件，则仅将下摇臂的基端容纳在架状构件内即可，架状构件的轴直角截面为封闭构造，成为刚性更高的侧端构件。在技术方案4的发明中，连结副车架与车身的连结构件被直接安装在侧端构件上，因此可使从车轮侧经由臂构件传递来的从任何方向作用的力都经由侧端构件直接传递至连结构件、主体构件以及车身，极大提高了输入的传递效率，应对输入变得容易。另外，高刚性的侧端构件一时对抗该输入之后,该输入传递至主体构件，因此,对于主体构件而言，可通过减薄板厚、减小截面来实现轻量化。在技术方案5的发明中，将主体构件在前后方向上的端部折弯而形成纵壁，因此通过该纵壁使主体构件也高刚性化,而且，由于主体构件由高刚性的侧端构件和所述纵壁包围住，因此成为刚性更高的悬架系统。在技术方案6的发明中，所述纵壁位于将支撑着所述臂构件的基端部的支承点连接起来的连线上或其附近，因此纵壁对抗来自所述臂构件的输入，使得主体构件更加高刚性化。在技术方案7的发明中，主体构件由俯视呈矩形的成型板构成，因此，即使是具有大的面积的主体构件，也可毫无浪费的取材，在成本上是有利的。在技术方案8的发明中，主体构件由成为井字形状的骨架结构的成型板构成，因此即使是具有大的面积的主体构件，也可实现轻量化。本发明的进一步其它的目的、特征以及特质，通过参考在以后的说明以及附图中例示的优选实施方式可明确。
图I是示出本发明的实施方式的悬架系统的概要立体图。图2是图I的概要俯视图。图3是沿着图2的3-3线的概要剖视图。图4中的⑷是沿着图2的4-4线的概要剖视图，图4中的⑶以及图4中的(C)是示出另外的例子的概要剖视图。图5是沿着图2的5-5线的概要剖视图。图6是示出实施方式的第一变形例的概要立体图。图7是图6的分解立体图。图8是示出实施方式的第二变形例的概要俯视图。
具体实施例方式下面详细说明本发明的实施方式。在图I中，本实施方式的悬架系统的副车架I是前悬架用的，大致由配置在两车轮(图中仅示出一侧的车轮)W之间且具有较大面积的主体构件2和分别安装于该主体构件2在车宽方向上的两侧端部的侧端构件10构成。主体构件2和侧端构件10通过连结构件15安装在车身上，但也可以不使用这样的在上下方向上具有规定高度的连结构件15，而直接或者通过高度调节构件等安装于车身侧。 下面进一步详细叙述。首先，如图I、图2所示，主体构件2在整体上俯视呈大致“I”字形，由上侧构件3和下侧构件4构成。上侧构件3在中央形成有向上方拱出的膨出部，下侧构件4也因为与周边装置的关系而形成有一些凹凸部分，但是这些上侧构件3和下侧构件4基本上构成为两者大致相同的外形形状，是对板材进行冲压成型而成的。即，如图2所示，上侧构件3以及下侧构件4具有大致矩形的主板部3a、4a(由单点划线包围住的区域)、以及与该主板部3a相比在车宽方向上的两侧设置的大致梯形的侧板部3b、4b，两个侧板部3b、4b向着车宽方向上的外侧分别末端变宽而形成。这样，后述的高刚性的侧端构件10与主体构件2的接合区域变大，主体构件2的刚性变高，是优选的。上侧构件3和下侧构件4在车宽方向上的两侧端部3b、4b在安放于侧端构件10的上下表面上的状态下，通过焊接或者螺栓等固定手段而相连结(参照图4)。但是，也可以不是这样的接合状态，而是将两侧端部3b、4b折弯，将该折弯端部通过焊接或者螺栓等固定手段连结于侧端构件10的直立部11。另一方面，如图3中的(A)所示，上侧构件3和下侧构件4在前后方向上的端部3c,4c折弯成直角，使前端部对上，由此形成纵壁5。若形成纵壁5，则主体构件2更加高刚性化，而且主体构件2由高刚性的侧端构件10和纵壁5包围住，成为刚性更高的悬架系统。另外，该纵壁5并不一定是折弯成直角而将前端部对上来形成，也可以是将倾斜的前端部对上来形成(未图示)，也可以形成为图3中的(B)所示的L字形，或者如图3中的(C)所示，构成为前端部重叠在一起的结构。特别是，纵壁5优选的是将端部3c、4c设置在将左右两支承点S(参照图I)连接起来的连线上或者该连线附近，所述左右两支承点S用于支撑臂构件13的基端部。这样，纵壁5会对抗来自臂构件13的输入，从而主体构件2更加高刚性化。另外，由于主体构件2整体成为中空结构，因此有助于副车架I整体的轻量化。另夕卜，纵壁5虽然是原样处于将端部3c、4c折弯的状态即可，但若使该端面相吻合或者焊接接合，则刚性更高，是优选的。接着，如图I、图2所示，侧端构件10具有高刚性，独立于主体构件2而形成。若使高刚性的侧端构件10独立于主体构件2而成型，则有下面这样的种种优点。(I)能够容易地形成具有期望刚性的侧端构件10。(2)在副车架中，侧端构件10作为所谓的“关键构件”或者“芯材”发挥功能，也可使副车架整体的刚性大幅提高。(3)由于在高刚性的侧端构件10之间设置主体构件2，因此在形成副车架I时，可以该侧端构件10为基础来形成。所以，虽然装载副车架的车辆有2WD或者4WD，所装载的发动机的种类等也不同，也有轮距的差异，或者根据不同的机种、不同送货目的地的不同要求等，而存在各种的规格差，但是即使是这样，仅通过最小限度地改变副车架的各部位就可应对，或者根据不同的部位来控制板厚和形状，可实现部件的共用化，从而可容易地应对规格差。S卩，基本上使两侧的侧端构件共用，而仅改变主体构件的部分即可，成为能够容易地吸收各车辆的规格差的悬架系统，其结果是，有助于降低悬架系统的成本。(4)若将侧端构件10设置为沿着车辆的前后方向延伸，则在车辆正面碰撞或者偏正面碰撞等时，高刚性的侧端构件10防止车辆的前面部分大幅变形，也可提高乘客的安全性。侧端构件10只要具有高刚性的截面形状即可，可以是任意的结构，例如可使用图4中的㈧ (C)所示的结构。即，优选使用轴直角截面为“ Zl ”字形、“L”字形、或者“ 口 ”字形的架状构件。若如图4中的(A)所示，轴直角截面为=1字形，即，在直立部11的上下端设置水平 部12，就可使刚性极高。而且，若将轴直角截面形成为=J字形的结构配置成向外开口，即，使开放侧部分位于车宽方向上的外侧，则可利用由该=I字形产生的空间，在该处设置下摇臂13，不仅提高了作业性，也扩展了臂构件设计的自由度。即使是如图4中的(B)所示，轴直角截面呈L字形，S卩，在直立部11的上端或者下端设置水平部12，同样可以使得刚性很高。这种情况下，也可以确保设置下摇臂13的空间，但优选主体构件2的下侧的侧端部4b向外侧突出。若如图4中的(C)所示，轴直角截面呈口字形，即，架状构件的轴直角截面为封闭构造，则只要仅将下摇臂13的基端容纳到架状构件内即可，成为刚性更高的侧端构件。另外，下摇臂13是将副车架I与车轮W连结的构件，是以在上下方向上可摇动的方式安装在侧端构件10上，由于该下摇臂13的周边或者与车轮W的连结部分等属于公知的，因此省略说明。主体构件2和侧端构件10是对带状的板材进行冲裁而取材、并对其进行冲压成型的，在进行这种冲裁时，由于在副车架I中具有大的面积的主体构件2是由成为矩形和梯形的部分构成的相对比较容易取材的形状，因此因取材造成的浪费较少，在成本上是有利的。另外，由于侧端构件10在折弯成型之前，也是只要取材成大致矩形即可，因此针对该侧端构件10取材时也不会产生浪费。另外，主体构件2和侧端构件10可使用相同的材料同时冲裁成型，但为了成为刚性更高的侧端构件10，优选分别单独成型。但是，主体构件2和侧端构件10并不一定限于冲裁成型和折弯成型,根据情况,也可使用管状、封闭截面结构的材料来成型。如图I以及图5所示，将副车架I与车身侧连结的连结构件15被设置成从侧端构件10的上表面一直到内侧面。如图5所示，连结构件15在顶部形成通孔16，在该处插通与车身侧连结用的螺栓或衬套14等。连结构件15的下部的外侧部分是在安放在侧端构件10上的状态下被焊接，内侧部分是插通主体构件2的上侧构件3而到达下侧构件4，并焊接于这些上侧构件3和下侧构件4。因此，由于连结构件15直接安装于高刚性的侧端构件10，所以不仅具有高刚性，而且在不产生衰减等的情况下，通过侧端构件10而能够将从车轮侧经由下摇臂13传递的、从任何方向作用的力直接传递到连结构件15、主体构件2以及车身侧。其结果是，极大提高了输入的传递效率，应对上述力变得容易。另外，由于该力在高刚性的侧端构件10对抗后，传递到连结构件15、主体构件2以及车身侧，因此，对于主体构件2而言，可通过降低板厚、减小截面来实现轻量化。在本实施方式中，由于连结构件15设置在侧端构件10上，并沿着侧端构件10的直立部11延伸，因此具有高刚性，但根据情况，也可在安放成横跨侧端构件10和主体构件2这两者的状态下进行焊接，另外，插通主体构件2的上侧构件3的连结构件15的下部也可以在延伸至侧端构件10的水平部12的下表面的状态下进行焊接。连结构件15是将悬架系统直接连结于车身的构件，而为了轻量化，由通过对冲压成型部件进行组合并相互焊接而形成的中空状构件构成。但是不仅限于此，也可使用管状物来形成。 接着，针对本实施方式的制造以及作用进行说明。在制造本实施方式的副车架时，首先，通过冲压装置从构成为带状的长条形的板材冲裁出主体构件2的上侧构件3以及下侧构件4用的板材，来进行取材。这种情况下，由于主体构件2为容易取材的形状,因此难以产生浪费,在成本上极其有利。另外，毫无疑问，也可以不使用冲压装置，而是通过薄板液压成型(sheet hydro)等成型为将上侧构件3以及下侧构件4 一体化的中空截面形状。接着，上侧构件3以及下侧构件4用的板材被冲压成型。两者合成一体，将结合面焊接而成为主体构件2。但是根据车辆，在仅上侧构件3或者下侧构件4的任意一个就可具有充分的刚性的情况下，也可仅使用一个。侧端构件10使用与主体构件2不同的板材，从该板材冲裁出大致矩形。在这种情况下，由于侧端构件10用的板材是大致矩形，因此与主体构件2相同，取材也不会产生浪费。该板材被冲压成型成轴直角截面为=I字形、L字形或者口字形，而成为长条形的架状构件。另外，在这种情况下，毫无疑问，也可以不使用冲压装置，而是通过薄板液压成型等进行成型。接着，使侧端构件10与主体构件2的两侧端部面接触，通过焊接或者螺栓等固定手段将侧端构件10牢固地连结于主体构件2。最后，以使连结构件15横跨侧端构件10的方式,或根据情况，以使连结构件15横跨侧端构件10与主体构件2的结合部分的方式来加以设置并进行焊接。其结果是，在本实施方式的副车架I中，由于成为所有的构件都安装在高刚性的侧端构件10上的状态，因此副车架I整体的刚性也变得很高。这样成型的副车架I被安装在发动机室内，当将连结构件15连结于车身侧且将下摇臂13安装于侧端构件10上后，安装结束。另外，存在将下摇臂13直接安装于侧端构件10上的情况，也存在经由另外的托架安装于侧端构件10上的情况。然后，从车轮W经由下摇臂13等，从前后左右或者上下这样的任何方向对副车架I产生的各种力或者转矩施加给副车架I。例如，对副车架I施加行使中的车轮W的上下动作带来的来自上下方向的力、或者实施制动带来的来自前后方向的力、操作方向盘时产生的车身的扭转带来的转矩等。这样的力一时作用在侧端构件10上，但经由连结构件15直接传递至车身侧和主体构件2。因此，该输入不会在中途衰减或者作用于其它的构件上，而是效率极高的传递，所以可减少主体构件2的板厚或截面，有助于主体构件2的轻量化。〈第一变形例〉图6是示出实施方式的第一变形例的概要立体图、图7是图6的分解立体图。另夕卜，对于与图I 图5所示的构件共通的构件使用相同的附图标记，并省略说明。上述的主体构件2成为俯视下大致“I”字形的结构，但如图6所示，也可以由俯视下大致矩形的上侧构件3和下侧构件4构成。上侧构件3由中央的主板部3d、两侧端的倾斜板部3e、前后的端板3c —体成型，若从前方侧正视则呈中高状。另外，主板部3d的上表面形成为平坦状，在该处安装转向齿轮箱等。 如图7所示，下侧构件4具有中央的平坦的主板部4d、从该主板部4d的周边边缘向下倾斜的倾斜部4e、竖立设置在倾斜部4e的周边边缘的端板4c，该下侧构件4也形成为中高状。上侧构件3与下侧构件4在正中间结合后，将上侧构件3的前后的端板3c与下侧构件4的端板4b整周焊接。若这样使主体构件2俯视下呈大致矩形，则相比于之前的实施方式取材更加没有
产生浪费。在该第一变形例中，也是在前后方向上形成高刚性的纵壁5，与高刚性的侧端构件10相结合，成为刚性极高的副车架。而且若上侧构件3和下侧构件4在正中间结合在一起而构成，则可进一步提高纵壁5的刚性，而由于是中空的，因此也有助于副车架I的轻量化。与上述的实施方式的情况相同，在获得高刚性的情况下，也可以并不一定使用上侧构件3和下侧构件4这两者，仅其中任意一个也可以，另外，即使在使用两者的情况下，也可不将上侧构件3与下侧构件4的周围焊接在一起。而且，毫无疑问也可不是中高状的结构。侧端构件10与上述的实施方式相同，但也可以如图6所示，在侧端构件10的前端安装所谓的防护杆20。安装可直接进行，根据情况也可以经由托架进行。为了具有吸收前面碰撞时的外力的功能，防护杆20由中空的棒材构成，但也可以是实心的。这样可进一步提高车辆的安全性，特别是在小型车辆中是有效的。如图6所示，防护杆20可通过连结板21将2根防护杆20的前端部分相互连结起来。这样进一步提高了防护杆20的强度，是优选的。若在侧端构件10的前端安装防护杆20，则防护杆20由刚性极高的结构支撑着，而且例如在前面碰撞时，由于侧端构件10在力作用的方向上具有长轴，因此即使在非常大的冲击力下防护杆20发生变形，侧端构件10也会与此对抗，不会对车室等带来不良影响。另夕卜，根据情况，也可通过防护杆20的变形来控制碰撞能量吸收量。另外，毫无疑问，这样的防护杆20也可适用于前述的实施方式或者后述的第二变形例。<第二变形例>图8是第二变形例的俯视图。另外，针对与图I 图5等示出的构件共通的构件使用相同的附图标记，并省略说明。上述的主体构件2构成为俯视下呈大致“I”字形或者矩形，而本发明并不仅限于此，也可以如图8所示，由成为井字形状的骨架结构的成型板构成。这样，即使是具有大的面积的主体构件2也能够轻量化。主体构件2可以是将两张如上所述构成为井字形状的骨架结构的成型板在正中间结合在一起，但也可以使用管状构件P1、P2并将其设置在侧端构件10之间。在本第二变形例中，没有与前述的实施方式中的纵壁5相当的结构，但优选将管状构件P2设置为位于将支承点S连接起来的连线上或者该连线的附近，所述支承点S用于支撑臂构件13的基端部。这样，由管状构件P2对抗来自臂构件13的输入，使得主体构件2更加高刚性化。本发明并不仅限于 上述的实施方式，本领域的普通技术人员在本发明的技术思想内可做各种变更。例如，上述的实施方式中，侧端构件10相对于车身是独立设置的，但根据情况，也可将侧端构件10在轴向上的后端部侧安装在车身加强用结构构件(所谓的结构要素)上或者配置在其附近。一般而言，在车辆上，在车室的前方设置有沿着车宽方向延伸的刚性极高的车身加强用结构构件。可在这样的高刚性的车身加强用结构构件上直接或间接安装侧端构件10，或者配置成当由于前面碰撞而使侧端构件10向后方移动时，与上述车身加强用结构构件抵接或者碰撞。另外，使主体构件2与侧端构件10相互面接触而固定，但并不仅限于此，也可以在侧端构件10上设置承受座，由该承受座支承主体构件2。产业上的可利用性本发明适用于在悬架系统中使用的副车架。最后，本申请以2009年12月28日申请的日本专利申请号2009-298411号以及2010年8月25日申请的日本专利申请号2010-188776号为基础，其公开的内容被参照，并且整体被编入。
权利要求
1.一种悬架系统的副车架，是对与车轮相连结的臂构件的基端部进行支撑的悬架系统的副车架，其特征在于，具有 配置在所述车轮之间的主体构件； 独立于该主体构件而成型且具有高刚性的侧端构件， 该侧端构件以沿着车辆的前后方向延伸的方式安装于所述主体构件在车宽方向上的两侧端部。
2.如权利要求I所述的悬架系统的副车架，其特征在于，所述侧端构件由架状构件构成，所述架状构件具有容纳所述臂构件的基端部的空间。
3.如权利要求2所述的悬架系统的副车架，其特征在于，所述架状构件由以下任一种结构构成在直立部的上下端具有水平部且轴直角截面呈“ =1 ”字形的结构、在直立部的上端或下端具有水平部且轴直角截面呈“L”字形的结构、轴直角截面呈封闭构造的“ 口 ”字形的结构。
4.如权利要求I所述的悬架系统的副车架，其特征在于，在所述侧端构件上直接安装与车身侧连结的连结构件。
5.如权利要求I 4中任一项所述的悬架系统的副车架，其特征在于，所述主体构件通过将前后方向上的端部之中的至少一方折弯而形成纵壁。
6.如权利要求5所述的悬架系统的副车架，其特征在于，所述纵壁位于将设置在所述各侧端构件上的支承点连接起来的连线上，所述支承点用于支撑所述臂构件的基端部。
7.如权利要求I 6中任一项所述的悬架系统的副车架，其特征在于，所述主体构件由俯视呈矩形的成型板构成。
8.如权利要求I 6中任一项所述的悬架系统的副车架，其特征在于，所述主体构件由成为井字形状的骨架结构的成型板构成。
全文摘要
本发明是一种悬架系统的副车架(1)，是将高刚性的侧端构件(10)以沿着车辆的前后方向延伸的方式分别安装在构成为平板状的主体构件(2)的两侧端部上，通过侧端构件(10)而相对于来自前后左右等的力具有极高的刚性，而且可使得取材也没有浪费，成为重量轻且价廉的结构。
文档编号B62D21/00GK102905956SQ20108005987
公开日2013年1月30日 申请日期2010年12月15日 优先权日2009年12月28日
发明者高桥宽, 小礒洋平 申请人:株式会社万