悬架臂的制作方法

本发明涉及设置于车辆的车身侧部件与车轮侧部件之间的悬架的悬架臂。

背景技术：

专利文献1记载了沿水平方向延伸的上臂。该上臂由H型钢形成，且形成为横腹板的位置接近力的输入点的形状。由此，能够减轻重量并且增大疲劳强度。专利文献2记载的悬架臂由I型钢形成，且上凸缘的宽度比下凸缘的宽度大。由此，能够减轻重量并且增大疲劳强度。专利文献3记载的悬架臂由I型钢形成，且在纵腹板设置有肋、凸起等。由此，能够提高刚性。

专利文献1：日本实开平6－071217号公报

专利文献2：日本实开平7－004112号公报

专利文献3：日本特开2000－335216号公报

技术实现要素：

本发明的课题在于悬架臂的改进，例如实现对扭转变形的抑制。

本发明所涉及的悬架臂形成为如下形状：规定其外形的线与力的传递线不一致，并且在多个截面的每一个中剪切中心点位于力的作用点的附近。结果，能够实现对扭转变形的抑制。

以下，对本申请中认为能够请求专利保护的发明或发明的特征点进行说明。以下，(1)项～(3)项与技术方案1～3对应。

(1)一种悬架臂，呈长条形状，其特征在于，

该悬架臂形成如下形状：规定其外形的线与力的传递线不一致，但通过多个截面的每一个的剪切中心点的线与上述力的传递线一致。

“力的传递线”是指连结施加于悬架臂的外力的输入点的直线，换言之，是包含车轮侧部件侧的输入点和车身侧部件侧的输入点的直线。例如，可以是包含悬架臂相对于车轮侧部件的安装部的中心点与相对于车身侧部件的安装部的中心点的直线。悬架臂的截面的每一个的力的作用点位于力的传递线上。

“规定悬架臂的外形的线”例如可以是沿着悬架臂的外缘的线、或通过宽度方向的中心点的线等。在“规定悬架臂的外形的线与力的传递线(直线)不一致”的情况下，多为规定悬架臂的外形的线弯曲的情况。

“一致”意味着“大致一致”，并不限定为“完全一致”的意思。“大致一致”是指“通过剪切中心点的线在由力的传递线确定的第一设定范围内”、“通过剪切中心点的线与力的传递线之间的距离的最大值或平均值为第一设定值以下”。第一设定范围、第一设定值可以形成为基于制造偏差、误差等确定的大小。

“不一致”意味着“不能说大致一致”，是指“规定外形的线处于由力的传递线确定的第二设定范围外”、“规定外形的线与力的传递线之间的距离的最大值或平均值比第二设定值大”。第二设定范围、第二设定值可以分别是与第一设定范围、第一设定值相同的值，也可以是比第一设定范围、第一设定值大的值等。

若剪切中心点与力的作用点一致，则难以产生由该力引起的扭曲。因而，若通过多个截面的每一个的剪切中心点的线与力的传递线大致一致，则能够很好地抑制该悬架臂扭转。

在本项所涉及的悬架臂中，截面形状没有限定。例如，截面形状可以是I型、H型、T型、L型、曲柄型、槽型、C型、Г型等。

“截面”是与悬架臂的长度方向交叉的方向上的截面(也可以称为横截面)，“多个截面”可以是预先确定的多个截面或任意的多个截面等。

(2)一种悬架臂，呈在长度方向弯曲的形状，其特征在于，

包含：沿长度方向延伸的一对凸缘部；以及连结上述一对凸缘部的连结部，

并且，上述连结部以相对于上述一对凸缘部的宽度方向的中心点而朝接近力的作用点的一侧偏移的方式设置。

“在长度方向弯曲的形状”是并非沿长度方向呈一条直线状地延伸的形状的形状，例如，是直线被折弯的形状、呈曲线状地弯曲的形状等，具体而言，曲柄形状、S字形状、弯曲状等相当于此。

“长度方向”是由悬架臂的安装于车轮侧部件的部分和安装于车身侧部件的部分确定的方向，长度方向的形状是指安装于轮侧部件的部分与安装于车身侧部件的部分之间的部分的形状。例如，专利文献1记载的呈U字型地弯曲的上臂形成呈一条直线状地延伸的形状。

在悬架臂呈在长度方向上弯曲的形状的情况下，力的传递线会从悬架臂离开而通过。与此相对，若使连结部朝接近力的作用点的一侧偏移，则能够将剪切中心点设定于从悬架臂离开的位置，能够接近力的作用点。另外，通过使连结部朝接近力的作用点的一侧偏移，能够使截面的图心接近力的作用点。结果，即便悬架臂呈在长度方向弯曲的形状，也能够抑制压曲强度的降低。

(3)根据(2)所述的悬架臂，其中，

上述连结部以通过该悬架臂的多个截面的每一个的剪切中心点的线与通过上述力的作用点的线一致的状态设置。

(4)一种悬架臂，呈在长度方向弯曲的形状，其特征在于，

该悬架臂形成为通过多个截面的每一个的剪切中心点的线呈一条直线状地延伸的形状。

即便悬架臂呈在长度方向弯曲的形状，也能够通过涉及截面形状而使任意截面的每一个的剪切中心点大致位于一条直线上。

(5)一种悬架臂，呈在长度方向弯曲的形状，其特征在于，

该悬架臂形成为如下形状：通过多个截面的每一个的图心的线与通过力的作用点的线之间的距离，比通过宽度方向的中心点的线与通过上述力的作用点的线之间的距离小。

例如，对连结部设置于一对凸缘部的中心点的情况、与相对于该中心点朝接近力的作用点的一侧偏移而设置的情况进行比较，与前者的情况相比，后者的情况能够使图心接近力的作用点。

(6)根据(1)项～(5)项中任一项所述的悬架臂，其中，该悬架臂包含：臂主体；设置于长度方向的一端部的相对于车身侧部件的安装部；以及设置于上述长度方向的另一端部的相对于车轮侧部件的安装部。

上述(1)项～(5)项中任一项所述的技术特征能够应用于臂主体。

此外，关于悬架臂，可以将(1)项～(6)项中任一项所述的技术特征的2个以上组合应用。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式所涉及的悬架臂的主视图。

图2中，(a)是上述悬架臂的俯视图，(b)是图2的(a)的I－I剖视图，(c)是图2的(a)的II－II剖视图，(d)是图2的(a)的III－III剖视图。

图3是用于说明上述悬架臂的多个截面的每一个的剪切中心点、图心的图。

图4中，(a)是示出上述悬架臂被安装于车辆后的状态的一个例子的图，(b)是图4的(a)的IV－IV剖视图，(c)是图4的(a)的V－V剖视图，(d)是图4的(a)的VI－VI剖视图。

图5中，(a)是示出作用于上述悬架臂的上下方向力、力矩、剪切力的图，(b)是示出作用于上述悬架臂的压缩力的图。

附图标记说明

10：悬架臂；12：臂主体；14、16、18：安装部；20、22：凸缘；24：连结部；52：车桥壳；54：框架。

具体实施方式

以下，基于附图详细说明作为本发明的一个实施方式的悬架臂。本发明并不限于下述的实施例，能够以基于本领域技术人员的知识施加了各种变更、改进后的实施方式实施。

实施例

如图1、2所示，本实施例所涉及的悬架臂10是沿长度方向延伸的部件，包含：臂主体12；设置于一端部的具备一个贯通孔14的安装部15；以及设置于另一端部的具备两个贯通孔16、17的安装部18。臂主体12的截面呈I型形状，如图2的(b)～(d)所示，包含：沿长度方向延伸的一对凸缘部20、22；以及连结上述一对凸缘部20、22的连结部(也可以称为纵腹板)24。

此外，在图1、2中，将悬架臂10的长度方向设为x方向，将高度方向(连结部24延伸的方向)设为z方向。而且，将与x方向、z方向正交的方向设为y方向。

悬架臂10并非沿长度方向呈一条直线状地延伸的部件，在本实施例中弯曲成曲柄状。可以看出：规定悬架臂10的外形的线、例如连结凸缘部20或者凸缘部22的宽度方向的中心点(图2的(b)的点R)的线(以下，有时也称为规定外形的线)La在xy面视图中并非呈一条直线状地延伸，而是弯曲为曲柄状。另外，还能看出：规定外形的线La与后述的力的传递线Lb不一致。

此外，规定外形的线也可以是沿着悬架臂10的外缘的线La'、La"。

臂主体12形成为连结部24相对于一对凸缘部20、22的相对位置(连结位置)在长度方向上变化的形状。若连结部24的连结位置变化，则如图2的(b)～(d)所示，剪切中心点S在y方向上变化。在本实施例中，在截面的每一个中，连结部24相对于凸缘部20、22的相对位置被设计为使得剪切中心点S与力的作用点P一致。此外，截面是指与规定外形的线La正交的面。

截面的每一个的剪切中心点S是基于该截面的形状确定的。如图3 所示，在由一对凸缘部K和连结部J构成的I型截面中，在将凸缘部K的宽度设为b，将连结部J的长度设为h，连结部J设置于距离凸缘部K的一端部(图3的Y0)长度b₁的位置的情况下，剪切中心点S与连结部J之间的距离e成为下式所示的长度。

e＝3b(b₁－b₂)/(6b+h)

在上式中，b₁、b₂的和是凸缘部K的长度b(b₁+b₂＝b)，因此，上式可以改写成

e＝3b(2b₁－b)/(6b+h)。

截面的每一个的力的作用点P位于悬架臂10中的力的传递线Lb上。力的传递线Lb在本实施例中是连结悬架臂10中的力的输入点的线。悬架臂10在一端部的安装部15被安装于车身侧部件，在另一端部的安装部18被安装于车轮侧部件，因此，如图2的(a)所示，贯通孔14的中心点A、两个贯通孔16、18的各自的中心点B1、B2彼此的中心点B分别与力的输入点对应，连结这些输入点(中心点A、B)的直线与力的传递线Lb对应。

这样，若力的传递线Lb确定，则各截面处的作用点P的位置(例如，距离一端部Y0的长度yp)确定，因此，在悬架臂10的各截面中，能够以使得剪切中心点S与力的作用点P一致(yp＝e+b₁)的方式求出长度b₁，能够确定连结部J相对于一对凸缘部K的位置。

此外，图3所示的截面形状与实际的悬架臂10的截面形状不同，因此实际的悬架臂10的剪切中心点S的位置并不限于基于上式确定。然而，实际的悬架臂10同样能够在多个截面的每一个中以使得剪切中心点S与力的作用点P一致的方式，求出连结部24相对于一对凸缘部20、22的位置。

本实施例所涉及的实际的悬架臂10的多个截面的每一个的剪切中心点S在图2的(a)～(d)中用▲表示。如图2的(a)所示，可看出通过多个截面的每一个的剪切中心点S的线Lc与力的传递线Lb大致一致。

另外，在图3所示的I型截面中，图心G距离一端部Y0的距离yG成为下式所示的长度。

yG＝(b/2)－(h(b－2b₁)/2(2b+h))

由上式可看出，在长度b₁比b/2大的情况下距离yG比b/2大，在长度b₁比b/2小的情况下距离yG比b/2小。换言之，在连结部24相对于凸缘部20、22的中心点R偏移的情况下，图心G也朝同一侧偏移。

而且，本实施例所涉及的实际的悬架臂10的多个截面的每一个的图心G在图2的(a)中用○表示。如图2的(a)所示，可看出图心G与力的作用点之间的距离dg比悬架臂10的宽度方向的中心点R(规定外形的线La上的点)与力的作用点(力的传递线Lb上的点)之间的距离da小(dg<da)。

如上所述，虽然对悬架臂的连结部24相对于凸缘部20、22的位置等进行设计，但本实施例所涉及的悬架臂10相对于长度方向弯曲为曲柄状，力的传递线Lb与规定外形的线(通过宽度方向的中心点R)La交叉，通过剪切中心点S的线Lc与规定外形的线La交叉。因此，连结部24相对于规定外形的线La而朝宽度方向的一侧偏移，或朝另一侧偏移，剪切中心点S相对于规定外形的线La也位于一侧或位于另一侧。

本实施例所涉及的悬架臂10例如如图4所示能够作为刚式的悬架的引导臂使用。悬架臂10以长度方向大致沿车辆的前后方向延伸、宽度方向大致沿车辆的宽度方向、高度方向大致沿车辆的上下方向延伸的状态设置在由车轮50支承为能够相对旋转且能够一体地移动的作为车轮侧部件的车桥壳52、与作为车身侧部件的框架54之间。

悬架臂10的一端部在安装部15，经由与贯通孔14嵌合的橡胶衬套56并通过螺栓58以及螺母59，以能够绕大致沿车辆的宽度方向延伸的轴线摆动的方式安装于框架54。安装部15的中心点A如图4的(d)所示位于螺栓58的中心轴线上。同样，悬架臂10的另一端部在安装部18，经由与贯通孔16、17分别嵌合的橡胶衬套62、63并分别通过螺栓64、65以及螺母66、67以能够绕大致沿宽度方向延伸的轴线摆动的方式安装于车桥壳52。安装部18的中心点B是位于螺栓64、65的中心 轴线上的中心点B1、B2(如图4的(b)、(c)所示)彼此的中心点。

例如，在由于路面输入等而对车轮50施加有上下方向的外力的情况下，如图5的(a)所示，在悬架臂10作用有上下方向的力Fa，由此产生弯矩M，并且作用有剪切力V。对此，在本实施例所涉及的悬架臂10中，通过多个截面的每一个的剪切中心点S的线Lc与力的传递线Lb大致一致。结果，能够使得难以因剪切力V而产生扭转，允许弯曲但却抑制扭转变形。

另外，有时在车轮50施加有前后方向的力，如图5的(b)所示，在悬架臂10沿长度方向作用有压缩力Fb。对此，在本实施例所涉及的悬架臂10中，图心G向接近力的传递线Lb的一侧偏移。结果，与连结部24设置于凸缘部10、12的中心点的情况比较，能够减小由压缩力产生的弯矩，能够增大压曲强度。

由于悬架臂的设置空间、安装位置(方向)等的制约，有时需要使悬架臂在长度方向弯曲，并且无法在宽度方向增大。另一方面，若假设将悬架臂形成为在长度方向弯曲的形状，则弯曲强度、压曲强度降低。因此，通常通过增大悬架臂的壁厚等，防止弯曲强度降低、压曲强度降低。然而，在该情况下，会产生悬架臂的重量变大之类的其它问题。对此，在本悬架臂10中，并不在宽度方向上增大，而是以使得在多个截面的每一个中剪切中心点S位于力的传递线Lb上的方式设计截面形状。结果，无需使重量增加、或在宽度方向上增大，就能够抑制扭转变形，能够抑制压曲强度的降低。另外，悬架臂10形成为在长度方向弯曲的形状，因此，有时力的作用点从悬架臂10的外缘脱离，但即便在该情况下，通过截面形状的设计，也能够使剪切中心点S接近悬架臂10的外缘的外侧的力的传递线Lb，无需在宽度方向上增大悬架臂10就能够抑制扭转变形。

此外，本悬架臂10的长度方向的形状、截面形状并不限定于上述实施例。例如，在长度方向，可以形成为呈一条直线状地延伸的形状、弯曲的形状、呈圆弧状地延伸的形状等。另外，关于截面形状，可以是L型、C型、T型等。

另外，本悬架臂10能够以任意姿势安装。例如，能够以能够绕大 致沿车辆的前后方向延伸的轴线摆动的方式安装；以能够绕大致沿上下方向延伸的轴线摆动的方式安装；以能够绕相对于宽度方向、前后方向、上下方向倾斜的轴线摆动的方式安装等。无论以哪种姿势安装，都能够抑制因在正交于力的传递线Lb的方向作用的力而引起的扭转变形，能够抑制针对长度方向的压缩力的压曲强度的降低。

并且，在不经由橡胶衬套而是经由轴承、球窝接头安装的情况下，同样也能够抑制扭转变形，能够抑制压曲强度的降低。另外，相对于车轮侧部件的安装部的贯通孔也可以是一个。