扭力梁式悬架以及用于扭力梁式悬架的加强构件的制作方法

本发明涉及扭力梁式悬架以及用于扭力梁式悬架的加强构件(加强件)。

背景技术：

扭力梁式悬架主要用于前轮驱动车的后轮。将长条部件即扭力梁固定在左右一对的拖臂之间。在拖臂上支承有车轮。若车轮因路面的凹凸等而位移，则扭力梁扭转或挠曲而弹性变形，从而容许拖臂位移。若路面变得平坦，则扭力梁恢复至原本的形状，从而使拖臂以及车轮恢复至原本的位置。

在专利文献1中公开了具备扭力梁的扭力梁式悬架，该扭力梁具有截面形状为U字形的低刚性部和截面形状为コ字形的高弹性部。在扭力梁上以避开高刚性部的方式接合有加强件。

在专利文献2中公开了使扭力梁的中央部附近的截面形状为U字形并使扭力梁的端部侧的截面形状为V字形的扭力梁式悬架。记载了利用两根加强部件从底面侧支承扭力梁，并利用一根加强部件从正面侧以夹持的方式支承扭力梁的情况。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国特开2015－131598号公报

专利文献2：日本国特开2001-39135号公报

技术实现要素：

发明要解决的技术问题

在专利文献1的扭力梁式悬架中，将侧板(附图标记64)和基板(附图标记62)的边缘焊接，由此将加强件与扭力梁接合。侧板和基板难以追踪扭力梁的扭转或挠曲，从而在扭力梁处产生扭转或挠曲时，在焊接部分处扭力梁和加强件容易分离。在专利文献2的扭力梁式悬架中，若在扭力梁处产生扭转或挠曲，则有可能应力集中在加强部件的前端，从而在扭力梁处产生裂纹。

本发明目的在于提供一种扭力梁式悬架以及加强构件，在扭力梁处产生扭转或挠曲时，防止应力集中在加强构件的前端。

用于解决上述技术问题的方案

通过以下的扭力梁式悬架解决上述技术问题，所述扭力梁式悬架，包括：左右一对的拖臂；扭力梁，其一端侧和另一端侧被固定于拖臂；加强构件，其基端侧为相对于拖臂被固定的状态，其前端侧为被固定于扭力梁的状态，其中，加强构件为板状，在前端侧具备锥形部和分割部，加强构件的前端侧的形状是利用锥形部而使前端侧的宽度相对于基端侧的宽度逐渐减小的形状，是利用分割部而将前端分割为多个突起的形状，并且在突起上具有以使突起的倾斜角在其中途变缓的方式使角度变化的拐折部。

通过以下的加强构件解决上述技术问题，所述加强构件是扭力梁式悬架用的加强构件，具有：基端部,用于固定于拖臂；和前端部，用于固定于扭力梁，其中，加强构件的前端侧的形状是利用锥形部而使前端侧的宽度相对于基端侧的宽度逐渐减小的形状，是利用分割部而将前端部分割为多个突起的形状，并且在突起上具有以使突起的倾斜角在其中途变缓使角度变化的拐折部。

加强构件在突起上具备拐折部。由此，当在扭力梁处产生扭转或挠曲时，能够使作用于加强构件的前端侧与扭力梁的接点的应力分散，从而防止扭力梁发生裂纹等损伤。

优选是加强构件在突起的根部部分具备减重孔。通过在锥形部的根部部分配置减重孔，使得当在扭力梁处产生扭转或挠曲时，能够防止应力集中于突起的根部附近的部件。

优选是突起包括：沿着宽度相对于加强构件的基端侧的宽度变窄的方向倾斜的锥形部、拐折部和前端部。当在扭力梁处产生扭转或挠曲时，利用拐折部能够使作用于前端部的应力分散并减小。

优选是当使从加强构件的前端侧与扭力梁面接触的突起的基端侧的点至加强构件的前端的长度为L1，并使从所述面接触的点至拐折部的长度为L2时，拐折部配置为使L1/L2处于1.4以上的范围。通过使该比率为1.4以上，能够进一步减小作用于加强构件的前端的应力。

优选是扭力梁具有平坦面，加强构件的前端侧以与平坦面抵接的状态被固定。通过将加强构件的前端侧与扭力梁以面固定，能够防止从固定部分断裂。

优选是加强构件和扭力梁处于在前端部、拐折部和锥形部的外侧以及分割部的基端侧相互焊接的状态。由此，能够进一步减小作用于加强构件的前端的应力。

发明效果

提供一种扭力梁式悬架以及加强构件，当在扭力梁处产生扭转或挠曲时，防止了应力集中在加强构件的前端。

附图说明

图1是扭力梁式悬架的一实施方式的仰视图。

图2是将图1的扭力梁式悬架的一部分放大的仰视图。涂黑的部分是扭力梁与加强构件面接触的区域(在图8至图13中是相同的)。

图3是表示图1的扭力梁式悬架的正面侧的立体图。

图4是图2的AA部分的端面图。

图5是图2的BB部分的端面图。

图6是图2的CC部分的端面图。

图7是图2的DD部分的端面图。

图8是将实施例1涉及的扭力梁式悬架的底面放大的放大图。

图9是将实施例2涉及的扭力梁式悬架的底面放大的放大图。

图10是将实施例3涉及的扭力梁式悬架的底面放大的放大图。

图11是将比较例1涉及的扭力梁式悬架的底面放大的放大图。

图12是将比较例2涉及的扭力梁式悬架的底面放大的放大图。

图13是将实施例4涉及的扭力梁式悬架的底面放大的放大图。

具体实施方式

参照附图对本发明的具体实施方式进行说明。

在图1至图7中示出扭力梁式悬架的一例。该扭力梁式悬架1包括左右一对的拖臂11、一端和另一端被固定于拖臂11的扭力梁12、被固定于拖臂11和扭力梁12的底面侧的一对加强构件13、和被固定于拖臂11和扭力梁12的正面侧(俯视侧)的第二加强构件14。

如图1和图2所示，拖臂11具备：配置在车辆前方侧的端部外侧的衬套15；配置在车辆后方侧的端部外侧的车轮支承部16；和承接悬架线圈(省略图示)的下端的托架17。扭力梁式悬架1以经由衬套15相对于上下方向能够摆动的方式安装于车辆侧的部件。在本实施方式中，拖臂11通过焊接将2张弯曲加工后的钢板接合，在俯视状态下成为中央部凹陷的弯曲形状。因此，拖臂11成为中空的部件。

如图4和图7所示，扭力梁12是由平坦面18和从平坦面18向车辆的下方突出的一对凸缘38构成的大致U字形的截面，各凸缘38的端部朝向外侧折弯，该截面形状沿着纵长方向连续。如图1所示，扭力梁12的一端和另一端通过焊接分别被固定于右侧和左侧的拖臂11的中央部。

加强构件13的基端被固定于拖臂11的底面侧，其前端被固定于扭力梁12的底面侧。如图5所示，加强构件13是从基端侧朝向前端侧倾斜的板状部件，基端部通过焊接被固定于拖臂11的中央部的底面侧。前端部通过焊接被固定于扭力梁12的底面侧的平坦面18。如在图2中涂记所示，关于加强构件13的前端侧，后述的前端部19、拐折部20和锥形部22的前端侧的部分与扭力梁12的平坦面18的底面侧实现面接触。另外，如图2中X标记所示，将前端部19、拐折部20和锥形部22的前端侧的部分的外侧进行焊接。由于前端部19、拐折部20和锥形部22的前端侧的部分不位于深入的位置，所以能够容易地进行焊接作业。此外，作为其它实施方式，如图13所示，若除了前端部19、拐折部20和锥形部22的前端侧的部分之外，分割部23的基端侧的圆弧部分也通过焊接固定，则能够进一步减小作用于加强构件的前端的应力。

加强构件13在前端侧具备锥形部22和分割部23。利用锥形部22而成为前端侧的宽度相对于基端侧的宽度逐渐减小的形状。前端侧的形状成为被分割部23分割为一对的2根突起24的形状。在本实施方式中，突起24的数量是2根，但是例如也可以使分割部的数量为2并使突起的数量为两对即4根。分割部23的形状成为随着接近基端侧而直径扩大并且末端成为圆弧的滴形(泪滴形状)。因此，突起24的宽度在俯视状态下在突起的基端侧和前端侧几乎没有变化地连续。由此，当扭力梁12扭转或挠曲时，能够使突起24的基端侧和前端侧弹性变形，以追踪扭转或挠曲，从而使作用于扭力梁12和加强构件13的应力分散。

加强构件13由分割部23分割为2根突起24。因此，当扭力梁12扭转或挠曲时，各个突起24独立地弹性变形，以追踪扭力梁12的扭转或挠曲，从而能够使作用于扭力梁12和加强构件13的应力分散。

加强构件13在突起上具有使角度变化以使锥形部22中的突起24的倾斜角在其中途变缓的拐折部20。在本实施方式中，拐折部20位于分割部23的基端和突起24的前端之间。突起24从突起的基端侧起依次为锥形部22、拐折部20、前端部19。在本实施方式中，当将与扭力梁12的延伸方向平行的直线作为0°时，锥形部22的倾斜角是20°、-20°，在拐折部20中倾斜角变成0°并且保持原状地与平行于延伸方向的前端部19连续。通过设置拐折部20，使得当扭力梁12扭转或挠曲时，能够使作用于突起24的前端的应力分散从而减小应力值。拐折部优选例如使锥形部和前端部的角度以5°～70°或-5°～-70°变化，更优选的是以10°～40°或-10°～-40°变化。

如图8和图9所示,当使从加强构件13的前端侧与扭力梁12面接触的基端侧的点至加强构件13的前端的长度为L1，并使从所述面接触的点至拐折部20的长度为L2时，拐折部20优选地配置为使L1/L2处于1.4以上的范围。通过使该比率为1.4以上，使得当扭力梁12扭转或挠曲时，能够使作用于突起24的前端的应力分散从而进一步减小应力值。若该比率过大，则前端部19的长度变得过大，焊接变得麻烦复杂，因此上限优选为10，上限更加优选为5。L2没有特别限定，例如优选为20～100mm。

如图6所示，加强构件13在与拖臂连接的基端侧具备加强用的鼓出部25，例如通过冲压加工或弯曲加工形成鼓出部25。利用鼓出部25能够提高加强构件13的基端侧的刚性。同样通过冲压加工或弯曲加工如图6所示加工为从基端侧朝向前端侧逐渐下降的形状。在加强构件13的前端侧通过冲压加工或弯曲加工设置有肋26，在前端侧加强构件13发挥适当的刚性。肋26从锥形部22的起始端直至拐折部20沿着加强构件13的边缘配置。

第二加强构件14的基端侧通过焊接被固定于拖臂11的正面侧，其前端侧被固定于扭力梁12的正面侧。第二加强构件14与加强构件13相比，相对于延伸方向较短，从正面侧加强拖臂11与扭力梁12的接合部分。

上述的扭力梁式悬架1不过是一例。例如也可以列举图10所示的实施方式。图10是将扭力梁式悬架中的加强构件27的前端部和扭力梁12的底面放大表示的仰视图。该加强构件27与上述的扭力梁式悬架1的不同点在于，在突起28的根部部分具备减重孔29。根部部分位于锥形部22与扭力梁进行面接触的区域的基端侧，与扭力梁12并不面接触。通过设置减重孔29，使得当扭力梁12扭转或挠曲时，使根部部分容易变形，从而能够减小锥形部22与扭力梁12面接触的区域(图10的a和d)处的应力。

实施例

在图8、图9、图10、图11、图12以及图13所示的扭力梁式悬架中，模拟了强制性地以反相施加位移时的各图的a、b、c、d的各位置处的应力。以下将图8、图9、图10、图11、图12以及图13所示的扭力梁式悬架分别作为实施例1、实施例2、实施例3、比较例1、比较例2和实施例4。在实施例1中，L1/L2＝1.7，在实施例2中，L1/L2＝1.3。图8的加强构件13是与图1和图2所示的加强构件13相同的构成，将图2中带有X标记的部位进行了焊接这点也是相同的。图9的加强构件30与图8的加强构件13的不同点在于，具备L1的长度较短的突起31，其它点与图8的加强构件13是相同的。图11的加强构件32与图8的加强构件13的不同点在于，在突起34上不具备拐折部、锥形部33直至前端连续、突起34不具备分割部。焊接是沿着涂黑的区域的外侧的锥形部焊接的。图12的加强构件35与图8的加强构件13的不同点在于，锥形部37直至前端连续、在突起36上不具备拐折部。焊接与图8的情况相同。图13的加强构件39与图8的加强构件13的构成基本上是相同的，但是在分割部基端侧的圆弧部分的内侧也进行了焊接，这一点与图8的加强构件13不同。此外，图8至图13中省略了图示的扭力梁、拖臂和第二加强构件等的构成是图1和图2的构成，在各实施例和比较例中是共通的。

模拟的结果为，关于实施例1和3，在b位置和c位置与比较例1相比，应力减小了12～16％左右。若与比较例2相比，则在实施例1和3的b位置和c位置，与比较例2的b位置和c位置相比，应力减小了18～22％左右。在实施例2中，在b位置和c位置与比较例1相比，应力减小了10～11％左右。若与比较例2相比，则在实施例2的b位置和c位置，与比较例2的b位置和c位置相比，应力减小了15～17％左右。在实施例3中，在a位置和d位置与比较例1相比，应力减小了8～10％左右。关于实施例4，在b位置和c位置与比较例1相比，应力减小了14～18％左右。若与比较例2相比，则在实施例1和3的b位置和c位置，与比较例2的b位置和c位置相比，应力减小了20～24％左右。

制作具备实施例1、比较例1和比较例2的构成的扭力梁式悬架，实际上进行了强制性地以反相反复施加位移的试验。这样做的结果是，比较例1以最少的次数在扭力梁中产生裂纹，然后是在比较例2的扭力梁中产生裂纹。在实施例1中，在试验中尝试的次数下，在扭力梁中都没有产生裂纹。

附图标记说明

1 扭力梁式悬架

11 拖臂

12 扭力梁

13 加强构件

18 平坦面

19 前端部

20 拐折部

22 锥形部

23 分割部

24 突起

29 减重孔。