CN108473013B - 混合悬架臂 - Google Patents

Abstract

混合下臂及上臂，包括：臂体，其由金属材质构成；插入件，其以插入臂体内部的形态与臂体一体注塑成型。臂体相对整体重量具有50%以上90%以下的重量比，能够同时实现增加悬架装置下臂与上臂的刚性及减轻其重量的效果。

Description

混合悬架臂

技术领域

本发明涉及一种车辆用悬架装置的悬架臂，更具体地，涉及一种将下控制臂或上控制臂等车辆用悬架臂采用塑料与钢材的复合材料制造的车辆用混合悬架臂。

背景技术

一般来说，车辆的悬架装置是一种连接车体与车轮的装置。车辆的悬架装置包括：弹簧，其吸收从路面向车体传递的振动或者冲击；减震器，其调节所述弹簧的运转；悬架臂或者悬吊连杆，其控制车轮的运转。

另外，控制车轮运转的方式有：摆臂式、横臂式、以及麦花臣式等。其中，采用横臂式控制方式的悬架装置配备有悬架臂(下控制臂)，该悬架臂将与车轮紧固的转向节连接至车体。即，悬架臂其一端与构成车体的横梁或者副车架连接；其另一端以球形接头为媒介与转向节连接。悬架臂通过这种构成使车轮支撑在车体上，并根据车辆的行驶情况适当控制车轮的前束，从而起到提高车辆的直行行驶性与转向稳定性等的作用。

上述依据现有技术的悬架臂采用铸造型与冲压型两种方式制造。具体地，按照铸造型方式，将钢或者铝熔液注入模具内使其凝固成型，从而制造出悬架臂。另外，按照冲压型方式，将钢材质的钢板通过冲压制作成上板与下板，再将两板焊接，从而制造出悬架臂。

但是，在上述依据现有技术的悬架臂制造方式中，一般采用以下方式：即将钢制造成铸件或者利用钢材通过冲压工艺分别制作成上板和下板，然后再通过焊接结合。在这种情况下存在以下问题，即钢材的特性决定了其重量较重，所需制造工序较多，且钢板通过焊接结合容易导致其发生变形及刚性脆弱。

发明内容

所要解决的技术问题

为了解决这种钢或铝材质的悬架臂具有的问题，并实现轻量化，本发明的多个实施例提供了复合材质的混合悬架臂。

另外，本发明的多个实施例提供了能够同时实现刚性的增加及重量的减轻的车辆用混合悬架臂。

解决技术问题的方法

依据本发明实施例的混合下臂包括：下臂体，其由金属材质构成；插入件，其以插入下臂体内部的形态，通过注塑成型，与下臂体构成一体。下臂体相对整体重量具有50％以上且90％以下的重量比。

下臂体可由钢材质或铝材质形成。

在下臂体的一端结合有球形接头，在下臂体的另一端结合有第1衬套，在球形接头与第1衬套之间的下臂体棱角部位结合有第2衬套。

下臂体包括：下臂体板，其呈平板状；第1壁凸缘及第2壁凸缘，其沿下臂体板的边缘连续形成，相对下臂体板垂直弯曲。

第1壁凸缘的一端与第2壁凸缘的一端彼此分离，形成第1结合槽。球形接头的球形接头管插入第1结合槽内与第1结合槽结合彼此构成一体。第1壁凸缘的另一端与第2壁凸缘的另一端彼此分离，形成第2结合槽。第2衬套的第2套管插入第2结合槽内与第2结合槽结合彼此构成一体。

在下臂体板上一体形成有用于安装第1衬套的第1套管凸缘。

在第1壁凸缘及第2壁凸缘的各上端一体形成有向下臂体内侧弯曲的弯曲凸缘。

在下臂体板上形成有至少一个贯通孔，在贯通孔内突出有插入件的结合凸起，结合凸起对贯通孔进行填充。

插入件包括：插入件体，其形状与下臂体板的形状对应；第1外缘凸缘及第2外缘凸缘，其沿插入件体的外缘垂直延长形成，并具有分别与第1壁凸缘及第2壁凸缘对应的形状；以及多个加强肋，其将第1外缘凸缘及第2外缘凸缘与插入件体彼此连接，实施加固。

第1外缘凸缘及第2外缘凸缘的一端将球形接头的球形接头管的一部分包裹起来。

第1外缘凸缘及第2外缘凸缘的另一端彼此连成一体，与第2衬套的第2套管一部分结合。

第1外缘凸缘以裹住第1套管凸缘的形态形成。

多个加强肋将第1外缘凸缘及第2外缘凸缘与插入件体连接起来。

多个加强肋可形成为格纹形态。

依据本发明另一实施例的混合上臂包括：上臂体，其由金属材质构成；插入件，其插入上臂体的内部与上臂体结合。上臂体具有相对整体重量50％以上90％以下的重量比。

在上臂体上形成有沿其宽度方向内侧弯曲的结合凸缘。

结合凸缘插入至插入件内与插入件结合。

上臂体包括：两个支柱部；以及接头部，其将两个支柱部连成一体。

在两个支柱部的各前端部通过焊接结合有套管，在接头部的前端部也通过焊接结合有球形接头管。

球形接头管位于套管之间的中央部位，套管沿水平方向开口配置，球形接头管沿垂直方向开口配置。

在套管内分别压入结合有衬套，在球形接头管内压入结合有球形接头。

在上臂体上贯通形成有至少一个孔。在插入件上形成有至少一个结合凸起，结合凸起插入一个以上的孔内进行填充，同时扩展至至少一个孔的周边外缘。

上臂体包括两个支柱部及将两个支柱部连成一体的接头部。插入件也包括两个支柱部及将两个支柱部连成一体的接头部。至少一个孔包含至少一个小径孔，其分别沿两个支柱部的长度方向按一定间隔配置。至少一个结合凸起插入至少一个小径孔内进行填充，同时形成为沿半径方向扩展至至少一个小径孔的周边外缘的尺寸。

至少一个小径孔包括彼此邻接配置的两个以上小径孔，在两个以上小径孔之间形成有至少一个直径相对较大的中径孔，插入件的一部分插入中径孔内，在插入件上形成有中径结合外缘，其沿半径方向扩展至中径孔的周边外缘。

至少一个孔包含大径孔，大径孔形成于上臂体的接头部上。插入件的一部分插入大径孔内，在插入件上形成有大径结合外缘，其沿半径方向扩展至大径孔的周边外缘。

在插入件上一体突出形成有至少一个格纹模样的加强肋。

发明效果

依据本发明实施例的混合悬架臂，由轻质的塑料材质制造的插入件与金属材质的悬架臂体结合成一体，与依据现有技术采用钢或铝材质制造的悬架臂相比，其重量相对更轻，同时还能够有效增加整体的刚性。

如果将这种悬架臂用于车辆，通过刚性的增加而提高车辆行驶的稳定性。同时，还能够增强耐久性，通过减轻重量来改善车辆的油耗。

附图说明

图1是示出依据本发明一个实施例的混合下臂的立体图；

图2是示出依据本发明一个实施例的混合下臂的下部的立体图；

图3是依据本发明一个实施例的混合下臂的金属材质的下臂体的立体图；

图4是依据本发明一个实施例的混合下臂的采用塑料材质注塑的插入件的立体图；

图5是依据本发明另一实施例的车辆用混合上臂的立体图；

图6是依据本发明另一实施例的车辆用混合上臂的分解立体图；

图7是示出依据本发明另一实施例的车辆用混合上臂的下部的立体图；

图8是图5的A-A线截面图；

图9是示出依据本发明多个实施例的相比于混合悬架臂的重量的最大荷重的曲线图。

具体实施方式

列举本申请实施例的目的在于对本发明的技术思想进行说明。以下列举的实施例或者对这些实施例的具体说明并不限定本发明的权利范围。

只要没有另行定义，用于本发明的所有技术用语及科学术语具有以下涵义，该涵义为具有本发明所属技术领域一般知识的技术人员通常理解的涵义。用于本发明的所有术语均是出于对本发明进行更加明确地说明而选择的，并不是为了限制本发明的权利范围而选择。

关于本发明中使用的“包含”、“具备”、“具有”等表述，只要含有相关表述的语句或文章中没有另作说明，就应当将其理解为蕴含“可能包含其它实施例”的“开放式术语(open-ended terms)”。

除非另有说明，本发明记述的“单数形式”的表述可包含“复数形式”的涵义，这也同样适用于权利要求书中记载的“单数形式”的表述。

在本发明，如果提到某种构成要素与其它构成要素“连接”或者“耦合”，就应当理解为，所述某种构成要素既能够直接与所述其它构成要素连接或者耦合，或者能够以新的其它构成要素为媒介进行连接或者耦合。

下面，将参照附图对本发明的实施例进行说明。在附图中，相同或者对应的构成要素赋予相同的编号。另外，以下在对实施例进行说明的过程中，将省略对相同或者对应的构成要素的重复描述。但是，即使省略了对构成要素的相关描述，也并不意味着这种构成要素不包含在某实施例中。

为了方便进行说明，附图中的左侧用“一侧”、“一端”、“一端部”及与此类似的名称指代，附图中的右侧用“另一侧”、“另一端”、“另一端部”及与此类似的名称指代。

下面说明的混合悬架臂包括：混合下臂10及混合上臂100。

图1是示出依据一个实施例的混合下臂10的立体图，图2是示出依据一个实施例的混合下臂10的下部的立体图。

混合下臂10包括：下臂体20，其采用钢或者铝等金属材质制成；插入件30，其采用塑料材质通过注塑成型，并经注塑成型与下臂体20结合成一体。

混合下臂10整体的形状大致呈“L”形，在混合下臂10的一端安装有球形接头40，在另一端结合有第1衬套50，在球形接头40与第1衬套50之间的棱角部位结合有第2衬套60。

球形接头40包括：球形接头管42，其呈圆筒状；球头螺栓44，其容纳于所述球形接头管42内，以可旋转的方式被支撑。球形接头40使混合下臂10与未图示的转向节以能够相对旋转的方式连接。第1衬套50及第2衬套60使混合下臂10弹性连接至车体。

图3是依据一个实施例的混合下臂10的金属材质下臂体20的立体图。

例如，当下臂体20采用钢材质制造时，可以利用车辆用高张力钢板通过冲压工艺来成型。

下臂体20包括：下臂体板22，其大致呈平板状；壁凸缘24、26，其沿所述下臂体板22的边缘大致垂直弯折。

参照图1可知，在下臂体板22上贯通形成有至少一个贯通孔222，后述插入件30的结合凸起33对各贯通孔222进行填充，并进一步向下臂体板22的边缘外侧及半径方向突出。贯通孔222与结合凸起33可以提高下臂体20与插入件30的结合刚性。

壁凸缘24、26包括：第1壁凸缘24，其从下臂体板22的一端开始经由另一端到棱角部位为止连成一体；第2壁凸缘26，其从棱角部位开始到另一端为止连成一体。第1壁凸缘24与第2壁凸缘26可具有互不相连的结构。

参照图2可知，例如，可通过焊接使球形接头管42一体结合至下臂体20的一端。在下臂体板22的一端形成有用于插入球形接头管42的圆弧状结合槽224。在球形接头管42插入所述结合槽224内的状态下，可通过焊接结合至下臂体板22与第1壁凸缘24及第2壁凸缘26的一端242、262。

在下臂体板22的另一端形成有第1套管凸缘226。例如，可将第1衬套50压入结合至第1套管凸缘226内。

第1壁凸缘24的另一端244和第2壁凸缘26的另一端264分别大致呈圆弧状形成于棱角部位，从而构成第2结合槽228。在将第2衬套60的第2套管62插入第2结合槽228内的状态下，可通过焊接结合至第1壁凸缘24的另一端244与第2壁凸缘26的另一端264及下臂体板22。

在第1壁凸缘24与第2壁凸缘26的各上端一体形成有沿下臂体20内侧弯曲的弯曲凸缘246、266。各弯曲凸缘246、266可以提高下臂体20与插入件30的结合力。

图4是依据一个实施例的混合下臂10采用塑料材质注塑的插入件30的立体图。

插入件30插入下臂体20内部，在进行插入件30的注塑成型时，可与下臂体20结合成一体。

下臂体20的重量可按相对整体混合下臂10的重量最小为50％以上，最大为90％以内的重量比设置。

插入件30整体上大致呈“L”形，包括：插入件体32，其形状与下臂体20的形状对应；第1外缘凸缘34及第2外缘凸缘36，其沿所述插入件体32的外缘大致垂直延长形成，具有分别与第1壁凸缘24及第2壁凸缘26相对应的形状；以及多个加强肋38，其将第1外缘凸缘34及第2外缘凸缘36与插入件体32彼此连接起来，进行加强。

第1外缘凸缘34的一端与第2外缘凸缘36的一端形成为包裹球形接头管42的一部分的形态。第1外缘凸缘34形成为包裹第1套管凸缘226的形态。第1外缘凸缘34的另一端与第2外缘凸缘36的另一端彼此连成一体的状态下，形成为与第2套管62的一部分结合的形态。

为了将第1外缘凸缘34及第2外缘凸缘36与插入件体32彼此连接起来实施加固，多个加强肋38可以按照相互交叉的方式，例如：以格纹形态形成。这样，通过使插入件30具备多个加强肋38，由此能够增加结构的刚性，且由于加强肋38之间存在多个空的空间，从而能够减轻插入件30的重量。

图5是依据另一实施例的车辆用混合上臂100的立体图，图6是依据另一实施例的车辆用混合上臂100的分解立体图。

依据另一实施例的车辆用混合上臂100包括：上臂体110，其可以采用钢或者铝等金属材质通过普通的冲压工艺制造。上臂体110包括：两个支柱部102；接头部104，其将所述两个支柱部102连成一体。

两个支柱部102的各前端部通过焊接结合有套管116，接头部104的前端部通过焊接也结合有球形接头管118。在两个各支柱部102的前端部和接头部104的前端部形成有大致呈半圆筒型的结合孔，各管116、118分型在结合孔内，可通过焊接结合。

球形接头管118位于套管116之间的中央部位。另外，套管116可沿水平方向开口配置。相反，球形接头管118可沿垂直方向开口配置。在两个套管116内分别压入结合有衬套130。例如，各衬套130可通过螺栓等与车体紧固。

在球形接头管118内压入结合有球头140。球形接头140包括：球头螺栓142；轴承141，其包裹所述球头螺栓，并以可旋转的方式进行支撑；防尘罩143，其包裹球头螺栓142，防止外部异物侵入；环夹144，其用于将防尘罩143组装到球头螺栓142上；防护件145，其罩在球头螺栓142的上部。

在接头部104上贯通形成有直径相对较大的大径孔107，在各支柱部102上沿其长度方向按一定间隔配置有多个相对较小尺寸的中径孔106与小径孔105。中径孔106可以配置在小径孔105之间，中径孔106与小径孔105的个数可以根据需要进行适当调整。

在上臂体110的内部配备有插入件120，插入件由塑料材质注塑成型，并经注塑成型与上臂体110结合成一体。上臂体110的重量可按相对整体混合上臂100的重量最小为50％以上最大为90％以内的重量比形成。

插入件120的形状大致与上臂体110类似。即，包含两个支柱部122及其接头部124，在接头部124贯通形成有大径孔125。

在接头部124的大径孔125边缘形成有沿厚度方向及半径方向扩展的大径结合外缘126，所述大径结合外缘126在进行塑料插入件120的注塑时沿上臂体110的大径孔107周边外缘配置形成，增强了上臂体110与插入件120之间的结合力，以防止与上臂体110内部结合的插入件120从上臂体110脱落。

在插入件120的各支柱部122上沿长度方向按一定间隔形成有多个结合凸起127。各结合凸起127在进行插入件120的注塑时被插入形成于上臂体110的各支柱部102上的小径孔105内，对小径孔105进行填充，并形成为沿半径方向扩展至小径孔105的周边边缘的尺寸。各结合凸起127也可以增强上臂体110与插入件120之间的结合力。

形成于两个结合凸起127之间的中径结合外缘123在进行插入件120的注塑时沿半径方向扩展至位于上臂体110的各支柱部102上的中径孔106周边边缘，可以增强上臂体110与插入件120之间的结合力。

图7是示出依据另一实施例车辆用混合上臂100的下部的立体图。参照图7可知，在插入件120上可以以一体突出设置大致呈格纹模样的至少一个加强肋128。

图8是图5的A-A线截面图。参照图8可知，上臂体110沿其边缘配备有向其宽度方向内侧弯曲的两个结合凸缘103。

两个结合凸缘103彼此对向设置，在进行插入件120的注塑时插入至插入件120内部，可以增强上臂体110与插入件120之间的结合力。

图9是示出依据多个实施例的混合悬架臂相对其重量的最大荷重的曲线图。X轴表示混合悬架臂的重量(单位：kg)，Y轴表示在相关材料不变形的情况下能够支撑的最大荷重(单位：N)。

标记为“钢材”的线示出了悬架臂整体采用钢材质制造的情况，标记为“混合”的线示出了根据实施例的由钢材和塑料插入件的两种构成的混合悬架臂的情况。

如果使用由金属与塑料的复合材质构成的混合悬架臂，与能够支撑相同最大荷重的钢材构成的悬架臂相比，可以减轻其重量。如果塑料插入件的比率超过一定的水准，即在钢材比率下降的情况下，即使混合悬架臂整体的重量升高，能够支撑的最大荷重也会比由普通钢材构成的悬架臂更低。

参照图9所示曲线图可知，混合悬架臂的钢材比率与整体荷重相比在50％以上且90％(框内范围)之间，当其重量为依据X轴的相同重量时，混合悬架臂能够承载的最大荷重比钢材悬架臂高。

因此，在前面介绍的实施例中，优选地，下臂体20或上臂体110相对混合悬架臂的整体重量具有50％以上90％以下的重量比，更加优选地，相对混合悬架臂的整体重量具有55％以上78％以下的重量比。

以上，通过一部分实施例和附图所示实例对本发明的技术思想进行了说明。但是，应当明白，在不偏离具有本发明所属技术领域一般知识的人员能够理解的本发明技术思想及范围的范围内，可进行多种置换、变形及变更。同时，应当认为，所述置换、变形及变更包含在后附权利要求书内。

Claims (9)

1.一种混合上臂，其特征在于，包括：

金属材质的上臂体，其包括上部壁和从上部壁向下延长的两个侧壁，从而向下开放；

塑料材质的插入注塑件，其插入注塑成型在所述上臂体，从而支撑所述上臂体，

所述插入注塑件包括上部壁和从所述上部壁向下延长的两个侧壁，由此构成为所述插入注塑件的上部壁和侧壁分别与上臂体的上部壁和侧壁结合，

所述插入注塑件还包括加强肋，所述加强肋配置在由所述插入注塑件的上部壁与侧壁所围绕的空间内，并对所述插入注塑件的上部壁与侧壁进行支撑，

所述加强肋的上下方向的长度小于插入注塑件的侧壁的上下方向的长度，

所述加强肋包括：第一部分，其沿着加强肋的横向具有一定的上下方向长度；第二部分，其配置在所述第一部分与所述插入注塑件的侧壁之间，

所述第二部分上下方向的长度从所述第一部分向所述插入注塑件的侧壁越来越大，

所述上臂体相对整体重量具有50%以上90%以下的重量比。

2.根据权利要求1所述的混合上臂，其特征在于，

所述上臂体包括：

两个支柱部；以及

接头部，其将所述两个支柱部连成一体。

3.根据权利要求2所述的混合上臂，其特征在于，

在所述两个支柱部的各前端部通过焊接结合有套管；

在所述接头部的前端部通过焊接结合有球形接头管。

4.根据权利要求3所述的混合上臂，其特征在于，

所述球形接头管位于所述套管之间的中央部位；

所述套管沿水平方向开口配置；

所述球形接头管沿垂直方向开口配置。

5.根据权利要求4所述的混合上臂，其特征在于，

在所述套管内分别压入结合有衬套；

在所述球形接头管内压入结合有球形接头。

6.根据权利要求1所述的混合上臂，其特征在于，

在所述上臂体上贯通形成有至少一个孔；

在所述插入注塑件上形成有至少一个结合凸起，结合凸起插入所述孔内对所述孔进行填充，并且结合凸起扩展至所述孔的周边外缘。

7.根据权利要求6所述的混合上臂，其特征在于，

所述上臂体包括：两个支柱部；及将所述两个支柱部连成一体的接头部；

所述插入注塑件包括：两个支柱部；及将所述两个支柱部连成一体的接头部；

所述至少一个孔，包含至少一个小径孔，其沿长度方向按一定间隔分别配置在所述上臂体的两个支柱部上；

所述至少一个结合凸起插入所述至少一个小径孔内，对小径孔进行填充的同时，形成为沿半径方向扩展至所述至少一个小径孔的周边外缘的尺寸。

8.根据权利要求7所述的混合上臂，其特征在于，

所述至少一个小径孔包括彼此邻接配置的两个以上小径孔；

在所述两个以上小径孔之间形成有直径比所述小径孔更大的至少一个中径孔；

所述插入注塑件的一部分插入所述中径孔内，在所述插入注塑件上形成有中径结合外缘，中径结合外缘沿半径方向扩展至所述中径孔的周边外缘。

9.根据权利要求8所述的混合上臂，其特征在于，

所述至少一个孔包括形成于所述上臂体的所述接头部上的大径孔；

所述插入注塑件的一部分插入所述大径孔内，在所述插入注塑件上形成有大径结合外缘，大径结合外缘沿半径方向扩展至所述大径孔的周边外缘。

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