车辆悬架 【技术领域】
本发明涉及一种车辆悬架，该车辆悬架包括沿车体纵向方向延伸的牵引臂以及沿车辆宽度方向延伸的柔性臂，其中，该柔性臂的外端与该牵引臂的后端相连，并当车轮制动时向后弯曲，从而使车轮前束(toe-in)。
【发明背景】
图7和图8表示了普通的车辆悬架。悬架01悬挂一车轮W(右后轮)，并包括牵引臂02、底臂03、上臂04和肘接头05。牵引臂02的前端通过接头06可枢转地支承在车体上。底臂03的内端通过接头07可枢转地支承在车体上。该底臂03的外端焊接在牵引臂02的后端上。上臂04的外端和内端通过接头08、09可枢转地分别支承在肘接头05和车体上。
底臂03基本上为板状部件，具有包括第一支承部分03a和第二支承部分03b的分叉外端。膨胀部分03c形成于第一和第二支承部分03a、03b的底部，并沿底臂03地厚度方向朝一侧凸出。底臂03的第一和第二支承部分03a、03b处于这样的状态，即它们环绕牵引臂02后部的外周安装，该牵引臂02的外周表面和底臂03的前表面通过焊缝w1焊接，该牵引臂02的外周表面和底臂03的后表面通过焊缝w2焊接。
在该悬架01中，当车轮W制动时，向后的负载作用在肘接头05上，底臂03的外端柔性向后弯曲，同时牵引臂02的前端向后和向内运动，从而使车轮W前束，以便在制动过程中稳定车辆性能。
在该类型的悬架01中，较大负载作用在牵引臂02的后端和底臂03的外端之间的焊缝w1和w2上，引起强度和耐久性降低的问题。也就是，焊缝w1和w2不仅受到在车轮W垂直运动时产生的负载，而且，在车轮W制动时向后负载作用在肘接头05上的情况下，将受到使后侧的焊缝w2剥离的拉伸负载。以及在车辆加速时向前负载作用在肘接头05上的情况下，将受到使前侧的焊缝w1剥离的拉伸负载。尤其是，制动时的负载大于加速时的负载。
因为底臂03由板状材料形成，底臂03和牵引臂02为彼此基本线性接触，因此它难以获得足够的焊接强度。在前述普通结构中，膨胀部分03c形成于分叉的第一和第二支承部分03a和03b的底部上，以便提高焊缝w1和w2的强度，但是仅通过该膨胀部分03c难以增强焊缝w1和w2的强度和耐久性。
而且，在前述普通装置中，因为焊缝w1和w2分别形成于底臂03的前侧和后侧，在焊接过程中需要改变牵引臂02和底臂03的方位角，从而降低了可操作性。而且，因为焊缝w1和w2的焊道有端头部分，应力可能集中在该端头部分，从而引起很容易在起点处破裂的问题。而且，因为分叉的第一和第二支承部分03a和03b形成于底臂03的外端，底臂03的垂直尺寸增加，从而引起悬架01设计的自由度减小的问题。
发明概述
本发明考虑到上述情况，本发明的一个目的是提高焊接的可操作性、提高焊缝的强度和耐久性、减小焊缝的尺寸以及在将悬架的牵引臂和柔性臂彼此焊接时增加焊接设计的自由度。
为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供了一种车辆悬架，包括：牵引臂，该牵引臂在它的前端通过弹性接头可枢转地支承在车体上，并从该前端朝着车体后部延伸；以及基本板状的柔性臂，该柔性臂沿车辆宽度方向延伸，且它的内端可枢转地支承在车体上，它的外端固定在牵引臂的后部上，当车轮制动时，由于向后的制动负载作用在牵引臂的后部上，因此该柔性臂的外端向后弯曲，从而允许弹性接头向后和向内运动，以便使车轮前束；其中，在该牵引臂后端处的第一扁平支座表面叠置在柔性臂外端处的第二扁平支座表面上，形成于第二支座表面上的闭合开口的内周或形成于第二支座表面上的、具有一端部开口的槽道的内周焊接在第一支座表面上。
通过该结构，在牵引臂后端处的第一扁平支座表面与在柔性臂外端处的第二扁平支座表面相互重叠，形成于第二支座表面上的闭合开口的内周或形成于第二支座表面上的、具有一端部开口的槽的内周焊接在第一支座表面上。因此，当纵向负载作用在车轮W上且柔性臂的外端纵向弯曲时，作用在焊缝上的应力能够减小，从而提高该焊缝的强度和耐久性。特别是，因为第一和第二支座表面彼此表面接触，且焊缝沿形成于柔性臂的第二支座表面上的开口或槽道的内周而形成，因此可以消除在强度方面有缺陷的焊道起点，从而进一步提高焊缝的可靠性，还能够使焊道的长度减至最小，从而有助于减少操作时间和成本。
而且，因为第一和第二支座表面为平面，因此，不仅能够在焊接过程中使两个支座表面很容易地相互定位，而且能够在将第一支座表面固定成朝上时进行焊接，因此不需要改变牵引臂和柔性臂的方位角，以便提高焊接的可操作性。而且，因为两个扁平支座表面能够彼此滑动，因此能够很容易地改变它们的相对位置。
而且，因为不需要使柔性臂的外端部分形成分叉形状以便从上面和下面夹住牵引臂的后端部分，因此，柔性臂的外端部分的高度可以制成为基本与牵引臂的后端部分的高度相同，从而减小了柔性臂的外端部分的垂直尺寸，以便增加设计的自由度。
而且，根据本发明的第二方面，除了第一方面的结构，还提供了一种车辆悬架，其中，第二支座表面沿柔性臂的厚度方向相对于柔性臂的主体部分凸出。
根据该结构，因为第二支座表面相对于柔性臂的主体部分凸出，该柔性臂在第二支座表面附近的刚性增强，从而提高了焊缝的强度和耐久性。
实施例中的底臂13对应于本发明的柔性臂，实施例中的接头16对应于本发明的弹性接头。
通过下面参考附图对优选实施例的详细说明，可以清楚本发明的上述目的以及其它目的、特征和优点。
附图的简要说明
图1至5表示了本发明的第一实施例。
图1是右后轮的悬架的平面图。
图2是沿图1中的箭头2看时的放大图。
图3是沿图2中的箭头3看时的视图。
图4是沿图2中的线4-4的放大横剖图。
图5是沿图2中的线5-5的放大横剖图。
图6是第二实施例的、与图2相对应的视图。
图7是右后轮的普通悬架的平面图。
图8是沿图7中的线8-8的横剖图。
优选实施例的说明
参考图1，悬架11悬挂一车轮W(右后轮)，并包括牵引臂12、底臂13、上臂14和肘接头15。车轮W可旋转地支承在沿车辆宽度方向从肘接头15上伸出的轴15a上。
牵引臂12通过使圆形截面的管状材料弯曲而形成，它的前端通过接头16可枢转地支承在车体上，它的后端焊接在底臂13的外端上，且底臂13的内端通过接头17可枢转地支承在车体上。在牵引臂12的中后部的位置处提供有前托架12a和后托架12b，该前托架12a和后托架12b通过接头18、19可枢转地支承肘接头15的底部。上臂14的外端通过接头20可枢转地支承在肘接头15的上部上，且该上臂14的内端通过接头21可枢转地支承在车体上。
这样联接的牵引臂12和底臂13能够绕轴线L上下摆动，该轴线L经过在牵引臂12前端处的接头16以及在底臂13内端处的接头17。该轴线L在从前向后延伸的同时沿车辆宽度方向从外侧向内侧倾斜。
未示出的线圈弹簧和减振器的底端支承在牵引臂12上的托架12c上。
因为当车轮W制动时向后负载F从负载表面作用在车轮W上，因此板状底臂13的外端向后弯曲(见虚线)，为橡皮衬套接头的接头16起到使得牵引臂12的前端只能沿轴线L向后运动距离D的作用。因此，牵引臂12的前端沿车辆宽度方向只向内运动距离D’。不过，因为与底臂13的外端相连的牵引臂12后端几乎不能沿车辆的宽度方向运动，牵引臂12沿图1中的逆时针方向摆动，从而使车轮W前束，以便在制动过程中稳定车辆性能。
下面参考图2至5介绍牵引臂12和底臂13的彼此连接部分的结构。
牵引臂1 2的后端相对于轴线斜向截顶。所形成的椭圆形截面和圆形拐角的矩形端板22彼此抵靠，并通过焊缝w1固定。沿车辆宽度方向延伸的扁平第一支座表面22a形成于端板22的底表面上。
扁平的第二支座表面13b形成于底臂13的板状主体部分13a的外端部分中的前表面上。该第二支座表面13b相对于主体部分13a向前凸出预定距离(例如大约3至5mm)。朝底臂13的外端开口的U形斜表面13c(见图2)形成于主体部分13a和第二支座表面13b之间。圆形拐角的矩形开口13d形成于底臂13的第二支座表面13b上，它的内周通过焊缝w2固定在端板22的第一支座表面22a上。开口13d的直线部分布置成平行于底臂13的纵向方向以及垂直于该纵向方向。
在底臂13的外端部分中的上下边缘处形成有半圆形凹口13e，用于在将底臂13的第二支座表面13b焊接到端板22的第一支座表面22a上时定位底臂13。
作为接头17的外部件17a的较短管材料通过焊缝w3固定在底臂13的内端上。
当向后的负载F作用在车轮W上时(见图1)，底臂13向后弯曲，从而产生使得在牵引臂12后端处的端板22的第一支座表面22a和在底臂13外端处的第二支座表面13b之间的焊缝剥离的负载。不过，因为第一支座表面22a和第二支座表面13b都为扁平且彼此紧密接触，且第二支座表面13b的周围由斜表面13c增强以增加抗弯刚性，因此，作用在焊缝w2上的应力能够减小，从而提高了强度和耐久性。
对该操作进一步参考图5进行说明。当车轮W制动时向后负载施加在牵引臂12的后端上，这时，取决于底臂13的抗弯刚性的拉伸负载利用点a作为支点而作用在焊缝w2的整个周边上。因为底臂13有较低的抗弯刚性，并能够很容易地沿纵向方向变形，且焊缝w2周围的刚性通过斜表面13c而增加，因此，作用在焊缝w2上的拉伸应力均匀分布在整个周边上。因此，可以防止在点a处的应力集中，从而降低焊缝w2的最大应力，大大提高耐久性，而应力集中是普通结构的一个缺点。另一方面，当车辆加速时向前负载施加在牵引臂12的后端上，取决于底臂13的抗弯刚性的拉伸负载利用点b作为支点而作用在焊缝w2的整个周边上。不过，因为在加速过程中的负载为在制动过程中的负载的大约一半，因此，在加速过程中的负载并不会影响焊缝w2的耐久性。
而且，因为第一支座表面22a和第二支座表面13b为扁平，因此，不仅在焊接过程中容易定位该第一支座表面22a和第二支座表面13b，而且能够在将第一支座表面22a固定成朝上时进行焊接，因此，不需要改变牵引臂12和底臂13的方位角，从而提高了焊接过程的可操作性。而且，因为第一支座表面22a和第二支座表面13b为扁平，并能够彼此滑动，因此能够很容易地改变它们的相对位置。
尤其是，因为沿底臂13的第二支座表面13b的闭合开口13d的内周有焊缝w2，能够消除在强度方面有缺陷的焊道起点，从而提高了焊缝w2的可靠性。而且，因为焊道的长度大约为参考图7和图8所述的普通结构的一半，因此能够缩短操作时间，从而能够减少成本。
而且，因为不需要使底臂13的外端部分进行分叉以便从上面和下面夹住该牵引臂12的后端部分，因此，底臂13的外端部分的高度可以制成为基本与牵引臂12的后端部分的高度相同，从而减小了底臂13的外端部分的垂直尺寸，以便增加设计的自由度。
尽管上面详细介绍了本发明，但是应当知道，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行各种变化。
例如，在实施例中，底臂13的第二支座表面13b的开口13d为圆形拐角的矩形形状，但是它也可以为圆形。也可以形成朝着底臂13的外端开口的U形槽道13f来代替该开口13d，如图6中所示的第二实施例。