相关申请
本申请要求2015年5月29日提交的美国专利申请序列号14/725,522的权益和优先权，其内容通过引用结合于此。
本主题涉及车辆悬架系统及其组件。更特别地，本主题涉及板簧悬架的弹簧座。
背景技术：
板簧通常用作车辆悬架的主动部件。使用板簧的悬架的例子在美国专利号5,938,221；7,744,105；以及8,177,246中都有显示和描述，这些专利的公开内容通过引用结合于此。
已知板簧悬架的一个可能缺点是相对于车辆的车桥固定板簧所需的系统部件的重量。通常，悬架包括弹簧座，弹簧座直接固定在车桥上，板簧夹在弹簧座和顶盖之间。顶盖通过多个螺栓(某些情况下是u形螺栓)被固定到弹簧座上，螺栓必须在车桥之前和之后定位，以防止螺栓和车桥之间的干涉。这种布置增加了弹簧座和顶盖的尺寸，这增加了弹簧座和顶盖的总体重量。
此外，这种布置增加了在弹簧座和顶盖之间被夹持就位的板簧的百分比。板簧的被夹持部分既不能弯曲，也不能像板簧的未被夹持部分那样自由弯曲，这就导致板簧不能有效执行其预期功能。这可能需要增加板簧的长度以将板簧的弹簧刚度减小至合适的水平，但是这样做也是不期望的(因为会增加重量和材料成本)，如果可能的话，还因为车辆的组装约束。
因此，期望克服上述缺点中的一个或多个或者没在这里说明、但与现有板簧悬架相关的其他缺点。
技术实现要素：
本主题的多个方面可以在下面所述和要求保护的装置或系统中单独地或共同地实施。这些方面可以单独地实施或与这里描述的本主题的其他方面组合实施，并且这些方面共同的描述不旨在排除单独地使用这些方面或者单独地或以如所附权利要求中阐述的不同组合要求保护这些方面。
在一个方面中，提供一种用于具有车桥和板簧的车辆悬架系统的弹簧座。所述弹簧座包括座部和弹簧安装部。所述座部被构造成连接到所述车桥并包括上端。所述座部的上端与弹簧安装部相联，弹簧安装部被构造成容纳板簧的一部分。所述弹簧安装部包括限定了多个孔的上表面。所述多个孔中的至少一个孔带有内螺纹，并被构造成接收带有外螺纹的机械紧固件的至少一部分。
在另一个方面中，一种车辆悬架系统，包括车桥、板簧、顶盖、弹簧座、以及多个机械紧固件。所述弹簧座包括连接到车桥的座部，所述座部的上端与所述弹簧座的弹簧安装部相联。所述弹簧安装部具有限定了多个孔的上表面，所述多个孔中的至少一个孔带有内螺纹。各个孔接收所述多个机械紧固件中的不同的机械紧固件的至少一部分，被至少一个内螺纹孔接收的任何机械紧固件带有外螺纹。所述机械紧固件将所述顶盖连接到所述弹簧座，板簧的一部分定位在顶盖与弹簧座之间。
在又一个方面中，一种车辆悬架系统，包括具有主体的车桥、板簧、顶盖、弹簧座、以及多个机械紧固件。所述弹簧座包括连接到车桥的座部，所述座部的上端与所述弹簧座的弹簧安装部相联。所述弹簧安装部具有限定了多个孔的上表面，各个孔接收所述多个机械紧固件中的不同的机械紧固件的至少一部分。所述机械紧固件将所述顶盖连接到所述弹簧座，板簧的一部分定位在顶盖与弹簧座之间。所述多个孔中的一个孔的至少一部分被定位在所述车桥的主体的正上方。
附图说明
图1是根据本公开的方面的车辆悬架系统的前透视图；
图2是图1的车辆悬架系统的一部分的横截面图；
图3是图1的车辆悬架系统的车桥和弹簧座的前透视图；
图4-7是根据本公开的弹簧座的替代构造的俯视图；
图8是根据本公开的弹簧座的实施例的横截面图。
具体实施方式
这里公开的实施方式是为了说明本主题，应当理解，本主题也可以实施为没有详细示出的各种其他形式和组合。因此，这里公开的特定实施方式及特征不应当解释为对所附权利要求中限定的主题的限制。
图1示出了在车辆一侧上的车辆悬架系统10的选定部件。应当理解，车辆相对的另一侧可以包括相同的悬架部件或者不同构造的悬架部件。
图1显示了车桥12，车辆悬架系统10的弹簧座14连接到车桥12的顶表面。尤其是，车桥12示出为具有装配结构，其主体16具有被安装到底板18上的倒u形或c形形状，如图2所示。底板18可以比主体16宽(即，在前后方向上具有更大的尺寸，该前后方向在图2的取向中是左右方向)，以允许沿着底板18的长度的至少一部分设置焊接部来将底板18固定到主体16上。在优选实施方式中，车桥12如美国专利号8,544,961所述那样制造和构造，其公开内容通过引用结合于此，但是，车桥12的不同构造(包括装配或者非装配)也落在本公开的范围之内。
弹簧座14包括座部20和弹簧安装部22，座部被构造成连接至车桥12(优选地，连接至车桥主体16)，弹簧安装部与座部20的上端24(图2)相联。图3显示了连接至车桥20的弹簧座14，其中省略了车辆悬架系统10的其他部件。座部20可以通过任何适合的方式(例如，焊接)固定到车桥12上，但在所示实施方式中显示的是通过一对纵向取向的机械紧固件26(例如螺栓)固定到车桥20上。弹簧安装部22可以通过任何合适的方式固定至座部20的上端24，所述方式可以包括焊接，或者弹簧安装部可以与座部20一体形成，从而提供具有单件式构造的弹簧座14。
所示的弹簧座14的设计相对简单，但是，应当理解，弹簧座14可以不同地构造而不脱离本公开的范围。例如，弹簧安装部22的轮廓(当从上方观察时)可以是大体正方形或矩形(如图4-7中那样)，或者使选定部分被省略(在图3中示出为沿着弹簧安装部20的内侧边缘和外侧边缘的大体半圆形切口)以在不会不适当地降低其强度的情况下减少弹簧座14的重量。在不脱离本公开的范围的情况下，弹簧座14还可以包括另外的部件或特征，例如连接至座部20和弹簧安装部22的内侧侧壁和外侧侧壁，以增加弹簧座14的强度和刚度。
车辆悬架系统10还包括板簧28，其坐置于弹簧座14的弹簧安装部22的上表面30上。上表面30构造成容纳板簧28的一部分，该上表面或者成波状以坐置板簧28的被夹持部分，或者(如所示实施方式中那样)基本平坦、但尺寸足够大以支撑板簧28的被夹持部分。如图2所示，板簧28的被夹持部分可以封装在弹性或可变形衬垫32内，以防止板簧28与夹持组件的部件之间的金属-金属连接。在另一个实施方式中，单独的弹性或可变形衬垫可以设置在板簧28与夹持组件的部件之间以防止金属-金属连接。优选地，可以提供衬垫32，其允许板簧28的被夹持部分弯曲至比金属-金属连接的情况下可能的更大的程度，但是，省略这样的衬垫32以及通过金属-金属连接将板簧28保持就位也落在本公开的范围之内。
弹簧安装部22的上表面30进一步包括多个洞或孔34(图3)。在所示实施方式中，弹簧安装部22设置有4个孔34，但是，在弹簧安装部22的上表面30上限定更多或更少的孔34也落在本公开的范围之内。根据孔34的数量，它们可以不同地布置，图4-7显示了对于具有四个孔34的弹簧安装部22来说可能的各种不同布置。应当理解，所示的布置只是示例性的，在不脱离本公开的范围的情况下，弹簧安装部22的孔34可以不同地布置。例如，在图4-6所示的布置中，孔34关于弹簧安装部22的上表面30相对于弹簧座14所连接的车桥12对称地定位，这对于提供板簧28相对于车桥12的稳定连接来说是优选的。尽管可能优选的是孔34对称地布置，但是如图7的实施方式中那样孔34不对称地布置也落在本公开的范围之内。
如图1所示，板簧28纵向(或者横向于车桥12的取向)延伸。这提供了对相邻孔34的侧向间距的限制，因为相邻孔34之间沿内外方向的最小间隔必须被保持以便允许板簧28在相邻孔34之间定位。然而，孔34在纵向或前后方向上的位置可以变化而不脱离本公开的范围。弹簧安装部22的上表面30上的每个孔34的前后位置影响孔34相对于车桥12的相对定位，这可能导致一个或多个孔34部分地定位在车桥12的主体16的正上方(如图4和图7中那样)、整个地定位在车桥12的主体16的正上方(如图5和图7中那样)、或者不定位在车桥12的主体16的正上方(如图6和图7中那样)。
换句话说，弹簧座14的座部20的两个竖直侧壁可以构造成基本上与车桥主体16的对应的两个垂直侧壁平齐，如图2所示。在这样的实施方式中，座部20的两个竖直侧壁之间沿前后方向的间隔对应于车桥主体16的宽度(即，车桥主体16沿前后方向的尺寸)。当弹簧座14如此构造时，孔34可以限定在弹簧安装部14的上表面30的一部位上方，该部位将其定位在前竖直侧壁的前面或定位在后竖直侧壁的后面(根据传统的设计)，这就使孔34不定位在车桥主体16的正上方。可替代地，孔34也可以定位在座部20的一个竖直侧壁的正上方，这或者将孔34的一部分定位在车桥主体16的正上方(如图4中的所有孔34所示)，或者使孔34不定位在车桥主体16的正上方(如图6中的所有孔34所示)，这取决于孔34的准确部位和尺寸。孔34还可以限定在弹簧安装部14的上表面30的一部位中，该部位将其定位在座部20的前竖直腿部的后面和后竖直侧壁的前面，这可以使整个孔34定位在车桥主体16的正上方，如图5中的所有孔34所示。
如上所述，优选地，孔34可以对称地布置，例如，每个孔34只有一部分定位在车桥主体16的正上方(图4)，或者各个孔34都整个地定位在车桥主体16的正上方(图5)，或者所有的孔34都没有定位在车桥主体16的正上方的部分(图6)。孔34定位在这些相对于车桥主体16的不同部位中的影响将在下面进行更详细的描述。
不管孔或多个孔34的准确位置如何，各个孔34构造成接收不同机械紧固件36(图1)的一部分，所述机械紧固件36的作用是将弹簧座14连接至车辆悬架系统10的夹持组件的顶盖38。在不脱离本公开的范围的情况下，顶盖38可以不同地构造，条件是其适合于定位在板簧28的夹持部分之上并固定至弹簧座14。
在优选实施方式中，用来将弹簧座14连接至顶盖38的机械紧固件36中的至少一个机械紧固件带有外螺纹(例如螺钉)，并且具有构造成要被弹簧安装部22的带有内螺纹的孔34接收的部分。更优选地，用来将弹簧座14连接至顶盖38的每个机械紧固件36都带有外螺纹，并且都具有构造成要被弹簧安装部22的带有内螺纹的孔34接收的部分。通过提供具有带螺纹的孔34的弹簧座14，重量大的机械紧固件(例如u形螺栓)可以用更轻的机械紧固件代替，从而减少车辆悬架系统10的重量。
除了减少在夹持组件中使用的机械紧固件的重量之外，带螺纹的机械紧固件和孔的使用还允许更灵活地设置弹簧座的孔，这可以允许减小弹簧座的尺寸(并因此减小顶盖和板簧的夹持部分的尺寸)。尤其是，带螺纹的孔34的整体或一部分可以定位在车桥12的主体16的正上方，因为不需要将相关联的机械紧固件36(或与机械紧固件36组合使用的部件，例如，带内螺纹的螺母)的一部分定位在弹簧座14的弹簧安装部22的下方。实际上，带螺纹的孔34可以仅部分地穿过弹簧安装部22(即，具有小于弹簧安装部22的上表面30与座部20的上端24之间的距离的高度)，如图8的左边的孔34所示，因为机械紧固件36和孔34的配合螺纹足以将顶盖38固定到弹簧座14上，而无需机械紧固件36的一部分延伸到弹簧安装部22的下表面来容纳带内螺纹的螺母或类似物。虽然对于孔34来说仅部分地延伸穿过弹簧安装部22是足够的，但是孔34延伸穿过整个弹簧安装部22也落在本公开的范围之内，如图8的右边的孔34所示，这可以减少弹簧座14的重量。如图8所示，孔34中的一个可以整个地延伸穿过弹簧安装部22，而另一个孔34仅部分地延伸穿过该弹簧安装部，但所有孔34都仅部分地延伸穿过弹簧安装部22或者所有孔34都整个地延伸穿过弹簧安装部22都落在本公开的范围之内。此外，尽管图8示出了孔34竖直地或至少基本上竖直地取向，但是，弹簧安装部22的孔34中的一个或多个孔相对于竖直方向以一定角度取向也落在本公开的范围之内。
如图4、5和7中所示，相对短的机械紧固件36的使用允许弹簧安装部22的一个或多个孔34的整体或一部分定位在车桥12的主体16的正上方。图4-7的所有弹簧安装部22显示为具有相同的尺寸，但是，具有定位在车桥主体16的正上方的至少一个孔34的至少一部分的弹簧座安装部22可以比不具有定位在车桥主体16的正上方的孔34的弹簧安装部22(如图6的实施方式中那样)小。尤其是，出于结构性目的，在每个孔34周围设置最少量的材料以防止机械紧固件36穿透弹簧安装部20的薄的部分是有利的。通过将相邻孔34在前后方向或纵向方向移动得更靠近(即，通过将相邻孔34中的一个或两个的至少一部分定位在车桥主体16的正上方)，弹簧安装部16的前边缘和后边缘可以一起更靠近而不用冒弹簧安装部22沿着在孔34与相关联的前/后边缘之间延伸的直线上失效的风险。相应地，孔34的间距以及弹簧安装部22沿前后方向的尺寸的减少允许顶盖38的尺寸在前后方向上也减少，从而降低板簧28被夹持部分所占据的百分比。通过降低板簧28的被夹持部分的尺寸也降低了板簧28的弹簧刚度，这相对于通过增加板簧28的长度来实现相同的弹簧刚度来说可能是优选的。
应当理解，不带螺纹的紧固件(例如铆钉)也可以使用或替代地使用来允许弹簧安装部22的一个或多个孔34的至少一部分定位在车桥主体16的正上方，在这种情况下，相关联的孔34不需要带有内螺纹。然而，可能优选的是，使用带螺纹的或类似可移除的机械紧固件36以便有利于车辆悬架系统的拆卸和维修。
应当理解，上面描述的实施方式是本主题的原理的一些应用的说明。本领域技术人员可以在不脱离本要求保护的主题的精神和范围的情况下进行各种改进，包括在此单独公开或者要求保护的特征的那些组合。出于这些原因，本主题的范围不局限于上述描述，而是在下面的权利要求中阐述，并且应当理解，权利要求可以指向其特征，包括在此单独公开或要求保护的特征的组合。