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CN107531118B - 用于车辆的悬架构造 - Google Patents

用于车辆的悬架构造 Download PDF

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CN107531118B CN201680022688.0A CN201680022688A CN107531118B CN 107531118 B CN107531118 B CN 107531118B CN 201680022688 A CN201680022688 A CN 201680022688A CN 107531118 B CN107531118 B CN 107531118B
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Abstract

用于车辆的悬架构造包括：悬架臂(20)，从成为摆动中心的枢轴(21)往车体的左右方向延伸；车轮组装单元(30)，组装有车轮并驱动所述车轮；以及球形接头(22)，配置在与通过所述车轮组装单元(30)驱动的车轮的转动中心线交叉的位置，并连结所述悬架臂(20)。

Description

用于车辆的悬架构造
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的悬架构造。
背景技术
各式各样的用于车辆的悬架构造已为人所知。
JP2007-126005A记载了一种双横臂式的前悬架。在双横臂式中，上悬架臂(以下适当地称为“上臂”)与下悬架臂(以下适当地称为“下臂”)通过球形接头连结转向关节(车轮组装元件)。接起2个球形接头的主锁轴交接于地面的点与轮胎接地中心的距离叫作摩擦半径(也叫作主锁倾角)，若此摩擦半径过大，会产生转向操舵负载的增加、来自路面的反作用力增加的问题。
在此一般为了不让摩擦半径过大，会以球形接头尽可能地靠近轮胎中心线的方式设计悬架几何结构。在JP2007-126005A中，通过将下球形接头配置在承载轮内，球形接头尽可能地靠近轮胎中心线。
不过，发明人正在开发超小型电动汽车。然后也正在检讨尽可能地确保宽广的车室内空间并使用轮毂电机的技术。
即使在使用轮毂电机的情况，如JP2003-300420A或JP2005-337355A所示，通过将下球形接头配置在承载轮内使球形接头尽可能地靠近轮胎中心线的技术是广为实施。
发明内容
然而，发明人开发中的超小型电动汽车由于轮胎的尺寸小，因此一方面为了确保马达输出，马达尺寸的小型化会有极限，在一般的设计下，球形接头从轮胎中心线离开并降低摩擦半径是困难的，此外也有悬架臂与路面接触的疑虑。
本发明着眼在这样的过去的问题点。本发明的目的在于提供一种适合于超小型汽车的用于车辆的悬架构造。
本发明通过以下的解决技术手段解决所述技术课题。附带一提的是，为了易于理解虽然赋予了说明书中使用的符号，但本发明并非限定为此。另外赋予了符号所说明的构成也能适当的代替与改良。
本发明的第1形态是一种用于车辆的悬架构造，包括：悬架组装元件(120)，固设于延伸设置在车辆前后方向的车体框架(110)上；悬架臂(20)，通过成为摆动中心的枢轴(21)可摆动地装在所述悬架组装元件(120)上，并从所述枢轴(21)往车体的左右方向延伸；车轮组装单元(30)，组装有车轮并驱动所述车轮；以及球形接头(22)，配置在与通过所述车轮组装单元(30)驱动的车轮的转动中心线交叉的位置，并连结所述悬架臂(20)。
本发明的第2形态是一种用于车辆的悬架构造，是在第1形态中，所述车轮组装单元(30)由配置在所述车轮的承载轮(210)并驱动所述车轮的轮毂电机构成。
本发明的第3形态是一种用于车辆的悬架构造，是在第2形态中，所述车轮组装单元(30)在所述车轮的转动中心线经过的车体侧的预定范围(31c)为凹陷，连接所述轮毂电机的马达缆线(50)的连接部(36)设置在所述车轮组装单元(30)的凹陷处(31c)。
本发明的第4形态是一种用于车辆的悬架构造，是在第1或2形态中，所述车轮组装单元(30)在所述车轮的转动中心线经过的车体侧的预定范围(31c)为凹陷，所述球形接头(22)至少一部分配置在所述车轮组装单元(30)的凹陷处(31c)。
本发明的第5形态是一种用于车辆的悬架构造，是在第1至第3任一形态中，车轮组装单元(30)设置有将所述球形接头(22)配置在与所述车轮的转动中心线交叉的位置的球形接头组装部(31b)。
本发明的第6形态是一种用于车辆的悬架构造，是在第1形态中，所述车轮组装单元(30)包括驱动车轮的转子轴(322)，所述转子轴(322)被双列轴承(352)与单列轴承(351)支撑。
本发明的第7形态是一种用于车辆的悬架构造，是在第6形态中，所述双列轴承(352)配置在外侧，所述单列轴承(351)配置在车体侧。
本发明的第8形态是一种用于车辆的悬架构造，是在第6或第7形态中，所述双列轴承(352)配置在制动器单元(34)的内侧。
本发明的第9形态是一种用于车辆的悬架构造，是在第6或第7形态中，所述双列轴承(352)以与轮胎中心线交叉的方式配置。
本发明的第10形态是一种用于车辆的悬架构造，是在第1、2、3、6、7任一形态中，所述悬架臂(20)是包括上臂(10)与下臂(20)的悬架的下臂(20)。
附图说明
图1为表示本发明的用于车辆的悬架构造的一实施形态的正等轴侧投影图；
图2为实施形态中用于车辆的悬架构造的纵剖面图；
图3为表示用于车辆的悬架构造的比较形态的正等轴侧投影图；以及
图4为比较形态中用于车辆的悬架构造的纵剖面图。
具体实施方式
以下，一边参见附图一边针对本发明的实施形态做说明。
图1为表示本发明的用于车辆的悬架构造的一实施形态的正等轴侧投影。
图1举例的用于车辆的悬架构造1是双横臂式，包括上臂(上悬架臂)10、下臂(下悬架臂)20以及车轮组装单元30。
上臂10如图1所举例大致呈U形，并通过枢轴11可摆动地装在悬架组装元件120。此悬架组装元件120固设于延伸设置在车辆前后方向(车辆纵贯方向)的车体框架(梯侧框架)110上。上臂10从成为摆动中心的枢轴11往车体的左右方向延伸。
下臂20如图1所举例大致呈A形，并通过枢轴21可摆动地装在悬架组装元件120。下臂20从成为摆动中心的枢轴21往车体的左右方向延伸。
车轮组装单元30在本实施形态是轮毂电机单元，并在马达壳体31的预定处通过上球形接头12连结上臂10，同时通过下球形接头22连结下臂20。在图1表示马达壳体31从承载轮210突起的样子，此突起部分的外观大致呈短轴厚壁圆筒状。
另外在车体100与下臂20之间配置有减缓来自路面的冲击的避震器40。
接着，参见图2表示的用于车辆的悬架构造的纵剖面图，针对用于车辆的悬架构造1做更进一步说明。
如上述，在车辆前后方向(车辆纵贯方向)延伸设置有车体框架(梯侧框架)110。此车体框架110上固设有悬架组装元件120。
然后在此悬架组装元件120的下方部分，下臂20以枢轴21为中心可摆动地组装。下臂20的前端通过下球形接头22连结车轮组装单元30(马达壳体31)。又，下臂20连结避震器40。通过此避震器40，减缓来自路面的冲击。
在此悬架组装元件120的上方部分，上臂10以枢轴11为中心可摆动地组装。然后上臂10的前端通过上球形接头12连结车轮组装单元30(马达壳体31)。
车轮组装单元30包括马达壳体31、转子32、定子(定子芯)33以及制动器单元34。
马达壳体31是收装转子32与定子33的盒体。马达壳体31组装有上球形接头组装部31a、下球形接头组装部31b。附带一提的是，上球形接头组装部31a、下球形接头组装部31b也能一体成型在马达壳体31。
转子32包括转子芯321、转子轴322以及结合元件323。转子芯321是短轴厚壁圆筒状(甜甜圈状)并配置在马达壳体31的最近内侧。转子轴322通过单列轴承351与双列轴承352支撑在马达壳体31。转子轴322的前端从马达壳体31突出。轮毂324齿槽嵌合此部分并以螺帽325被锁紧固定。因为是这样的构造，轮毂324与转子轴322一体转动。轮毂螺栓326从轮毂324突出。承载轮210以车轮螺帽327锁紧在此轮毂螺栓326。结合元件323螺帽锁紧在转子芯321的同时，齿槽嵌合在转子轴322。因为是如上述的构造，当转子芯321转动，转子轴322会一体地转动而驱动车轮。
定子(定子芯)33是短轴厚壁圆筒状(甜甜圈状)并配置在转子芯321的最近内侧，且固定在马达壳体31。
制动器单元34在本实施形态是鼓式制动器。制动器单元34是在后板341与制动器鼓342中收装有制动器气缸、制动器片等。后板341固定在马达壳体31。制动器鼓342与轮毂324(转子轴322)一体转动。通过制动器气缸的力并将制动器片(衬套)往制动器鼓342的内周面推压，借此制动制动器鼓342(轮毂324)的转动。
在此为了易于本实施形态的理解，参见比较形态针对本实施形态所要解决的技术课题做说明。在此图3为表示用于车辆的悬架构造的比较形态的正等轴侧投影图，图4为比较形态的纵剖面图。附带一提的是，发挥与前述同样功能的部分是赋予相同的符号，并适当省略重复说明。
发明人正在开发超小型电动汽车。然后也正在检讨尽可能地确保宽广的车室内空间并使用轮毂电机的技术。因为制动时负载往前方移动，为了有效率地再生能量，优选是将轮毂电机内藏在前轮而非后轮。
为了确保马达的输出，转子与定子必须有某种程度以上的大小。然而，这样做轮毂电机的尺寸会变大。
当轮毂电机的尺寸变大、特别是厚度变厚，则从图4可知，球形接头12、22的位置、即悬架臂10、20的连结地方会从轮胎中心远离。如此，摩擦半径(主锁倾角)、即接起上球形接头12与下球形接头22的主锁轴和轮胎接地中心的距离会变大。其结果，会发生转向操舵负载的增加、来自路面的反作用力增加的课题。
此外，当轮毂电机的尺寸变大、特别是直径变大，则从图3与图4可知，下球形接头22的位置、即下臂20的连结地方会变低。其结果，离地距离会变短，产生下臂20接触路面的疑虑。
在此为了解决上述的课题，发明人提出了如下的用于车辆的悬架构造。对此再次参见图2做说明。
首先缩短成为车轮的转动中心线的转子轴322的长度，从轴方向透视转子轴(转动中心线)322时，将下球形接头22配置在与此转子轴(转动中心线)322重叠的位置。换言之，是缩短转子轴322的长度，而下球形接头22是位在转子轴322的延长线上。通过这样的作法，下臂20变成配置在高的位置，能加大离地距离，让下臂20变得难以接触路面。
此外配合缩短转子轴322的长度，使马达壳体31的内侧的预定范围(位在转子轴322的深处并能配置下球形接头22的范围)31c凹陷。然后，下球形接头22的至少一部分是位在此凹陷处31c、亦即下球形接头22的位置是变得尽可能在车体外部。通过这样的作法，如图2所示，能缩小摩擦半径，并能减轻来自路面的反作用力或转向操舵负载。另外还将连接轮毂电机的马达缆线50的连接部36配置在此凹陷处31c。驱动轮虽然会刮起石头、沙粒、泥水等，但是在本实施形态，因为马达缆线50的连接部36是位在马达壳体31的凹陷处31c的深处地方，所以驱动轮刮起的石头、沙粒、泥水等不容易碰触连接部36，而保护连接部36。
再者通过缩短转子轴322的长度，支撑转子轴322的间距也变小，而变得能以单列轴承351与双列轴承352支撑转子轴322。特别在实施形态，双列轴承352是以尽可能位在外侧的方式配置在制动器单元34的内侧。通过这样的作法，双列轴承352变得与轮胎中心线交叉。通过这样的作法，强化对来自路面的施力，能提高轮毂电机的耐久性能。
更进一步成为下臂20的摆动中心的枢轴21因为是位在车体框架(梯侧框架)110的上方，即使下臂20配置在高的位置，下臂20也能足够的冲程。又枢轴21位在车体框架(梯侧框架)110的上方这特征，换言之，车体框架(梯侧框架)110位在比枢轴21下方。通过这样的作法，能降低车底板，并能扩大车室内空间。
以上针对本发明的实施形态做了说明，但上述实施形态不过是表示本发明的适合例子的一部分，用意并非是将本发明保护的技术范围限定为上述实施形态的具体构成。
例如，从轴方向透视车轮的转动中心线时，将下球形接头22的至少一部分配置在与此转动中心线重叠的位置，这样的想法也能适用在上述形式以外的轮毂电机。亦即，在上述说明中，是举例如后形式的轮毂电机：通过结合元件323连结配置在外部的转子芯321与配置在中心部的转子轴(车轮的转动中心线)322，通过轮毂324将承载轮210组装在转子轴322。然而，本发明并非限定为此轮毂电机，也能适用在将承载轮210直接连接在外转子的形式的轮毂电机。这样形式的轮毂电机虽然没有转子轴，但是通过将下球形接头22配置在与车轮的转动中心线交叉的位置，下臂20会变成配置在高的位置，能加大离地距离，让下臂20变得不容易接触路面。此外若使马达壳体31的内侧的预定范围(是车轮的转动中心线的深处、能配置下球形接头22的范围)31c凹陷，并作成将下球形接头22的至少一部分配置在此凹陷处31c，则能缩小摩擦半径，并能减轻来自路面的反作用力或转向操舵负载。
再者在上述说明中，是举例双横臂式的用于车辆的悬架构造。然而，用意并非将本发明保护的技术范围限定在双横臂式。例如也能适用在支撑式、多链路式等。
更进一步在上述说明中，虽然举例鼓式制动器作为制动器单元，也可以是碟式制动器。
另外上述实施形态能适当地做组合。

Claims (10)

1.一种用于车辆的悬架构造，其特征在于，包括：
车体框架，延伸设置在车辆前后方向；
悬架组装元件，固设于所述延伸设置在车辆前后方向的车体框架上；
悬架臂，通过成为位于所述延伸设置在车辆前后方向的车体框架的上方的摆动中心的枢轴可摆动地装在所述悬架组装元件上，并从所述枢轴往车体的左右方向延伸；
车轮组装单元，组装有车轮并驱动所述车轮；以及
球形接头，配置在与通过所述车轮组装单元驱动的车轮的转动中心线交叉的位置，并连接所述悬架臂。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的悬架构造，其特征在于，所述车轮组装单元由配置在所述车轮的承载轮并驱动所述车轮的轮毂电机构成。
3.根据权利要求2所述的用于车辆的悬架构造，其特征在于，所述车轮组装单元在所述车轮的转动中心线经过的车体侧的预定范围为凹陷，连接所述轮毂电机的马达缆线的连接部设置在所述车轮组装单元的凹陷处。
4.根据权利要求1或2所述的用于车辆的悬架构造，其特征在于，所述车轮组装单元在所述车轮的转动中心线经过的车体侧的预定范围为凹陷，所述球形接头至少一部分配置在所述车轮组装单元的凹陷处。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的用于车辆的悬架构造，其特征在于，所述车轮组装单元设置有将所述球形接头配置在与所述车轮的转动中心线交叉的位置的球形接头组装部。
6.根据权利要求1所述的用于车辆的悬架构造，其特征在于，所述车轮组装单元包括驱动车轮的转子轴，所述转子轴被双列轴承与单列轴承支撑。
7.根据权利要求6所述的用于车辆的悬架构造，其特征在于，所述单列轴承配置在车体侧，所述双列轴承配置在所述单列轴承面向所述车体侧的相反侧。
8.根据权利要求6或7所述的用于车辆的悬架构造，其特征在于，所述双列轴承配置在制动器单元的内侧。
9.根据权利要求6或7所述的用于车辆的悬架构造，其特征在于，所述双列轴承以与轮胎中心线交叉的方式配置。
10.根据权利要求1、2、3、6、7中任一项所述的用于车辆的悬架构造，其特征在于，所述悬架臂是包括上臂与下臂的悬架的下臂。
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