车辆的副框架结构和其加工方法

专利名称：车辆的副框架结构和其加工方法
技术领域：
本发明涉及一种车辆的副框架结构，该副框架结构在其前面和后面具有一对宽度方向构件。
背景技术：
迄今为止,具有三个以上悬架臂(suspension arm)的多连杆型悬架被一直应用于诸如汽车的车辆中，并且已经提出各种结构作为用于支撑悬架臂的副框架结构。例如，在日本平开专利申请No. 2006-347338(专利文献I)中公开的副框架结构中，用于支撑总共五个悬架臂的分离支架被分别设置在悬架交叉构件的左右端部上，该悬架交叉构件由在车辆宽度方向上延伸的一对交叉构件和在车辆前后方向上延伸的一对侧构件构成。但是，由于许多构件被应用在这种结构中，所以存在难以减轻该结构的重量和改善生产性的问题。 为了解决上述问题，日本平开专利公报No. 2009-255902 (专利文献2)中公开了一种结构，上臂支撑部分和下臂支撑部分整体地形成有前宽度方向构件，并且通过将各个悬架臂直接安装在这些支撑部分中，可以减少部件的数量并且减轻重量。为了增大副框架在前后方向上的硬度，专利文献2中所述的机构包括倾斜加强构件，该倾斜加强构件用于将前宽度方向构件的上臂支撑部分和下臂支撑部分连接到后宽度方向构件的中间部分。这种倾斜加强构件基本支撑整个前宽度方向构件。具体地，倾斜加强构件通过在车辆宽度方向的左右端部上覆盖从前宽度方向构件的上臂支撑部分的顶端至下臂支撑部分的底端的范围而加强副框架在前后方向上的硬度。但是，采用专利文献2所述的加强结构，由于倾斜加强构件覆盖从前宽度方向构件的上臂支撑部分的顶端至下臂支撑部分的底端的范围，从而加强副框架在前后方向上的硬度，所以会不可避免地增大倾斜加强构件的尺寸和重量。因而，难以减轻副框架的重量。同时，如果减小倾斜加强构件的尺寸，则难以维持副框架在前后方向上的硬度。

发明内容
鉴于上述情况，提出本发明。因而，本发明的目的在于提供一种车辆的副框架结构，该副框架结构能够减轻重量并且维持副框架在前后方向上的硬度。为了实现上述目的，根据本发明的车辆的副框架结构是用于支撑多连杆型悬架的悬架臂的车辆的副框架结构，该副框架结构包括第一宽度方向构件，该第一宽度方向构件在车辆宽度方向上延伸，并且具有在左右端上彼此竖直分离的上臂支撑部分和下臂支撑部分；第二宽度方向构件，该第二宽度方向构件在车辆前后方向上与第一宽度方向构件分离，并且在车辆宽度方向上延伸；一对前后方向构件，该一对前后方向构件在车辆前后方向上延伸，并且被安装在上臂支撑部分和下臂支撑部分之间，同时分别连接第一宽度方向构件和第二宽度方向构件的左侧端部和右侧端部；至少一个连接构件，该至少一个连接构件用于将第一宽度方向构件的下臂支撑部分和其附近部分中的至少一个与第二宽度方向构件连接；和一对连结部分，该一对连结部分用于分别将第一宽度方向的上臂支撑部分和其附近部分的至少其中一个与一对前后方向构件连结；在车辆前后方向上的前方，该连结部分与第二宽度方向构件分离。


图I是根据本发明的第一实施例的车辆的副框架结构的用于2WD的副框架结构的前视图；
图2是图I所示的副框架结构的后视图；图3是图I所示的副框架结构的仰视图；图4是图I所示的副框架结构的右侧视图；图5是由图I所示的由前宽度方向构件和后宽度方向构件构成的中间体和位于两者之间的连接构件的分解立体图；图6是图5所示的中间体和一对前后方向构件以及一对连结支架的分解立体图；图7是通过连接图5所述的中间体所获得的图I所示的副框架结构，以及一对前后方向构件和一对连结支架的俯视图；图8是图I所示的连结支架附近的放大立体图；图9是图8的IV-IV截面图；图10是展示对图I所示的前宽度方向构件进行临时点焊(provisional spotwelding)的操作的截面说明性示意图；图11是显示在根据本发明的第二实施例的用于4WD的车辆的副框架结构中，将后差动支撑架(differential support bracket)安装在副框架结构中的状态的立体图；图12是图11所示的副框架结构的仰视图；图13是图11所示的副框架结构的前视图；图14是图13所示的后宽度方向构件和前后方向构件的连接部分附近的放大截面图；图15是说明从向下的倾斜角度看时图13所示的连接构件的连接部分的视图；图16是根据本发明的第三实施例的用于4WD的车辆的副框架结构的前视图，该副框架结构使用单独的上臂支撑部分；图17是图16所示的副框架结构的右侧视图；图18显示根据本发明的修改例的车辆的副框架结构中，与臂支承孔分离的定位孔被设置在前宽度方向构件上的结构的放大视图。
具体实施例方式参考附图，说明根据本发明的车辆的副框架结构的实施例。(第一实施例)
图I至4所示的根据本发明的实施例的车辆的副框架结构的副框架I构成用于支撑两轮(2WD)驱动汽车中的前置发动机前轮驱动(FF)汽车的车身的后部分的副框架。应该注意，图3所示的箭头FR表示车辆的向前方向(以下亦然)。畐Ij框架I包括前宽度方向构件2(第一宽度方向构件)，后宽度方向构件3 (第二宽度方向构件)，连接到副框架I的左右端部的一对前后方向构件4、5，一对连接构件6、7，和一对连结支架8、9。而且,多连杆悬架机构50由副框架I支撑。多连杆悬架机构50是具有多个悬架臂的多连杆型悬架，并且分别包括一对上悬架臂51、下悬架臂52、后下臂53、弹簧54和在副框架I的左右端部的减震器55。前宽度方向构件2是在车辆宽度方向Dl上延伸的构件(参见图1)，该前宽度方向构件2包括在左右端部彼此竖直分离的上臂支撑部分10和下臂支撑部分11，并且具有大致X形状。 上悬架臂51的内端部(副框架I侧的端部)利用螺栓等被可摆动地竖直支撑在上臂支撑部分10的臂支承孔IOa中。同时，下悬架臂52的内端部利用螺栓等被可摆动地竖直支撑在下臂支撑部分11的臂支承孔Ila中。在竖直方向上，上悬架臂51和下悬架臂52的各个外端部(与副框架I相反侧的端部)可摆动地支撑支撑构件S，该支撑构件S用于可旋转地支撑车轮W。后宽度方向构件3是在车辆宽度方向Dl上延伸的构件(参见图2)，并且被设置成在车辆前后方向上与前宽度方向构件2分开。在车辆宽度方向Dl上延伸的一对后下臂53利用螺栓等被后宽度方向构件3可摆动地竖直支撑。而且，加强支架12 (参见图3)被焊接在后宽度方向构件3的下表面侧的中心附近。后下臂53的外端部被安装在支撑构件S上，其内端部被安装在后宽度方向构件3上。弹簧54被安装在后下臂53上。弹簧54的下端部被后下臂53的弹簧轴承53a接收，其上端部被安装在车身(未显示)上。同时，减震器55的下端部被直接安装在支撑构件S上，其上端部被安装在车身(未显示)上。一对前后方向构件4、5是在车辆前后方向D2上延伸(参见图3)且被安装在上臂支撑部分10和下臂支撑部分11之间的构件，该一对前后方向构件4、5分别连接前宽度方向构件2和后宽度方向构件3的左侧端部和右侧端部。前后方向构件4、5在被插入形成在前宽度方向构件2中的上臂支撑部分10和下臂支撑部分11之间的凹部31内的状态下，被连结到前宽度方向构件2，前后方向构件4、5也在被插入形成在后宽度方向构件3的任一端部的凹部32的状态下，被连接到后宽度方向构件3。安装部分4a、4b、5a、5b被分别设置在前后方向构件4、5的前端和后端。畐幅架I经由安装部分4a、4b、5a、5b被安装在车身(未显示)上。而且，如图4所示，前后方向构件4、5的连接区域向下倾斜，S卩，朝着后宽度方向构件3倾斜(图4中的右上方)，在该连接区域中前后方向构件4、5与上臂支撑部分10连接。根据这种结构，与上臂支撑部分10的前侧上的纵向壁相比，上臂支撑部分10的后侧上的纵向壁在竖直方向上更短，克服在上臂支撑部分10向着后宽度方向构件3的一侧倾斜的方向上的负载的、在副框架I的前后方向上的硬度会得到提高。而且，如图3至7所示，一对连接构件6、7连接在前宽度方向构件2的左右侧的下臂支撑部分11或者其附近部分和后宽度方向构件3的中间部分之间。应该注意，连接构件6、7可以将下臂支撑部分11和其附近部分与后宽度方向构件3的中间部分连接。虽然前宽度方向构件2和后宽度方向构件3的底部分很容易地受到负载，但是由于其底部分部分地与一对连接构件6、7牢固地连接，所以可以提高其前后方向上的硬度。而且，连接构件6、7被设置成当沿着图3的车辆宽度方向Dl上看时在车辆宽度方向上向内倾斜。具体地，连接构件6、7被设置成与前宽度方向构件2连结的连结部分的间隔很宽，而在与后宽度方向构件3连结的连结部分的间隔很窄。因而，车辆转向时的负载能够被有效地接收在副框架I的负载集中的下部分中。这里，优选地，前宽度方向构件2与连接构件6、7连接的连接部分位于更靠近下臂 支撑部分11的臂支承孔Ila的位置，从而车辆转向时的负载能够被更有效地从下臂支撑部分11传递到后宽度方向构件3。应该注意，发明人进行的模拟和实验等证实以下效果在下臂支撑部分11的附近区域中，车辆转向时的负载经由连接构件6、7被充分地从下臂支撑部分11传送到后宽度方向构件3，在该区域中，臂支承孔Ila和与连接构件6或7的连接部分之间的距离短于连接部分与左右连接构件6和7之间的距离。另外，如图I至4和图6至8所示，一对连结支架8、9分别连结在前宽度方向构件2的上臂支撑部分10或者其附近部分和前后方向构件4、5之间。应该注意，连结支架8、9还可以连结上臂支撑部分10和其附近部分与前后方向构件4、5。连结支架8、9是短于并且轻于连接构件6、7的构件。连结支架8、9倾斜地连结在上臂支撑部分10和前后方向构件4、5之间，该前后方向构件4、5被设置在距离上臂支撑部分10的附近一定距离，该距离短于连接构件6、7的长度。因而，由于连结支架8、9短于连接构件6、7，所以能够通过具有低硬度的材料获得期望的弯曲硬度。因而，能够使得部件变得更薄并且可以减轻重量，通过利用廉价的材料能够降低成本。另一方面，由于连结支架8、9短于连接构件6、7，所以通过使得连接构件6、7厚于连结支架8、9，能够减轻重量并且防止重量增加，以及增强硬度。优选地，当联接部分被设置成与连接支架分离时，可以提高联接强度，稍后描述。而且，如图6至8所示，三角形爪状突起38被单独形成在连结支架8、9的前侧。另外，如图6所示，设置在车辆宽度方向外的突起38形成沿着前宽度方向构件2的顶面和后面的形状。而且，如图7所示，连结支架8、9的后侧部分形成连结到前后方向构件4、5的顶面和车辆宽度方向的侧面的形状。根据这种构造，由于在焊接前宽度方向构件2的后侧和前后方向构件4、5时，会增大连结区域，所以会进一步提高车辆前后方向上的硬度。而且，由于设置在连结支架8、9的前侧上在车辆宽度方向外的突起38与前侧宽度方向构件2之间的连结区域增大，以及连结支架8、9的后侧部分与在车辆宽度方向内的前后方向构件4、5的侧面的连结区域增大，所以连结支架8、9能够更容易地在朝向车辆的后方的方向上和在车辆宽度方向内传递负载。优选地，在车辆宽度方向上的连结支架8、9的内侧部分8a、9a在车辆宽度方向上从前宽度方向构件2到后宽度方向构件3倾斜向内延伸。从而，连结支架8、9能够更容易向车辆的后方和在车辆宽度方向内传递负载。另外，后车辆宽度方向构件3的前壁的端部分3a (如图3和6所示)在车辆宽度方向上朝前宽度方向构件2倾斜地向外延伸。端部分3a与前后方向构件4、5连接。从而，负载能够经由前后方向构件4、5而容易地在车辆的后方并且在车辆宽度方向内从连结支架8、9扩散到后宽度方向构件3。另外，连结支架8、9的顶面具有用于附接稳定器35的稳定器附接部分。具体地，采用该实施例的副框架1，柱螺栓39被设置成稳定器附接部分。用于可旋转地安装稳定器35的杆37的支架36 (参见图2和图4)经由柱螺栓39而被固定。应该注意，稳定器附接部分不限于柱螺栓，还可以提供例如螺栓、铆钉、紧固件等附接构件，或者还可以在稳定器的一侧只提供用于附接部分的通孔，或者还可以提供焊接螺母。根据上述构造，构成前宽度方向构件2的应力集中的下侧的下臂支撑部分11的附近通过连接构件6、7被牢固地连接到后宽度方向构件，以便提高前后方向上的硬度。另外，·构成前宽度方向构件2的上侧的上臂支撑部分10的附近和设置在上臂支撑部分10的附近的前后方向构件4、5之间的短距离(短于连接构件6、7的长度的距离)与连结支架8、9连接，与前宽度方向构件2的下侧相比，该前后方向构件4、5相对地免于受到负载的作用。因而，能够相对于负载的大小使得该结构最优化，从而提高该结构在前后方向上的硬度并且减轻重量。而且，采用由连结支架8、9支撑前宽度方向构件2的上侧的结构，能够简化该结构，并且能够减轻重量以及提高生产性。而且，如图5和6所示，前宽度方向构件2是中空体，其通过连接和结合沿着车辆宽度方向延伸的一对U形截面板21、22的彼此的边缘附近而得到。具体地，如图6所示，连续开口 26被形成在上臂支撑部分10和下臂支撑部分11的车辆宽度方向的外侧上。另外，前宽度方向构件2的中间部分的前面2a和后面2b具有闭合平面，在一对U形截面板21、22的上面23和下面24通过点焊被互相进行临时焊接之后，一对U形截面板21、22受到连续焊接。类似地，后宽度方向构件3被形成为中空体形状，其通过连接两个板28、29而形成。连续焊接指的是连续地焊接线性延伸的焊接位置的焊接方法，例如，可以采用使用诸如焊条或者焊线的电极的弧焊、等离子焊接、激光焊接或者缝焊(seam welding)。相同的方法被应用于以下所述的连续焊接中。根据上述构造，由于前宽度方向构件2和后宽度方向构件3是中空体，并且前宽度方向构件2的中间部分的前面2a和后面2b具有闭合平面，所以能够使中心部分变硬并且
减轻重量。另外，前宽度方向构件2的两端部能够在车辆宽度方向的外侧上广阔地形成从上臂支撑部分10至下臂支撑部分11连续的开口 26。因而，如图10所示，用于进行临时点焊的焊枪G的电极E能够被插入开口 26内，直到车辆宽度方向上的中心部分附近。而且，图10显示多个点焊部分33处于板21、22重叠的部分。这里，如图8和9所示，用于临时连接的点焊部分33被形成在靠近板21的顶端与板22的切割突起部分(cut-and-raised portion)22a接触的位置,该切割突起部分22a在构成前宽度方向构件2的板21、22的边缘重叠的部分中。这里，切割突起部分22a对应于本发明的定位突起，并且被设置到一块板22上，并且限制另一块板21沿着接近方向移动。而且，切割突起部分22a位于连结支架8、9附近。优选地，切割突起部分22a位于连结支架8、9和切割突起部分22a在车辆宽度方向上互相堆叠的区域中，或者切割突起部分22a靠近连结支架8、9。同时，用于利用连续焊接牢固地连结板21、22的连续焊接部分34被形成在靠近板22的与点焊接部分33相距较远的顶端附近。据此，由于在提高生产性的同时焊接位置增加，所以能够提高连结强度，减小连续焊接部分中的间隔，并且提高连续焊接的质量。另外，由于连续焊接部分34与点焊部分33分离，所以即使在临时点焊和之后的连续焊接进行时，也会使板21、22的热效果(变形或者硬度下降)最小化。应该注意，作为临时连结方法，除了点焊之外，还可以采用摩擦搅拌焊接和各种其他的连结方法。而且，由于采用重叠和连结前板21、后板22的减少凸缘(flange-less)结构，所以不需要提供用于焊接的凸缘，并且能够提高截面模量，并且能够提高材料的产量并且减轻 重量。另外，采用这种实施例，如图8所示，由于切割突起部分22a和用于定位前板21、后板22的点焊部分33位于连结支架8、9的任一端部附近，从而有利于将前板21的负载传递到连结支架8、9。应该注意，后宽度方向构件3根据与前宽度方向构件2相同的焊接方法制造。而且，如图3、4所示，前宽度方向构件2包括凸缘部分25，这些凸缘部分25在车辆前后方向D2上弯曲并且在下臂支撑部分11延伸到后宽度方向构件3相反的相反侧，并且与前后方向构件4、5连结。根据上述构造，前宽度方向构件4、5能够被凸缘部分25支撑，因而，能够进一步提高前宽度方向构件2在前后方向上的硬度，而不会使开口 26变窄。特别地，如果凸缘部分25被设置在从凸缘部分25的上面看时与连接构件6、7相同方向的斜面上，则车辆转向时的负载能够被平稳地从前后方向构件4、5传递到后宽度方向构件3，并且优选地能够提高硬度。另外，如图I所示，前宽度方向构件2的结构为可以接收在左侧上臂支撑部分10和右侧下臂支撑部分11之间基本倾斜的负载；和可以接收在右侧上臂支撑部分10和左侧下臂支撑部分11之间的对角线LI、L2 (所谓的交叉联接结构)上的负载。应该注意，图I中的参考标号27是提升点，而不会影响上述的交叉联接结构。由于形成如上所述的交叉联接形状的前宽度方向构件2，所以能够提高车辆宽度方向Dl上的硬度。具体地，在通常接地点的右转向期间，当压缩前宽度方向构件2的负载作用于左侧下臂支撑部分11时，压缩前宽度方向构件2的负载同样作用于对角线L2上的右侧上臂支撑部分10。而且，当拉动前宽度方向构件2的负载作用于对角线LI上的右侧下臂支撑部分11时，拉动前宽度方向构件2的负载作用于对角线LI上的右侧下臂支撑部分11。由于前宽度方向构件2克服车辆宽度方向上作用的上述负载而接收对角线L1、L2上的负载，所以前宽度方向构件2能够有效地接受作用到左右悬架臂51、52的负载，从而左右负载能够被有效地抵消。而且，如图I所示，优选地，连接X形状的交叉联接器的对角线LI、L2的交点P位于前宽度方向构件2的中心。具体地，作为前宽度方向构件2的中心部分中的切面中心，图I显示中心线L3，该中心线L3在前宽度方向构件2的左右端部经过上臂支撑部分10的臂支承孔IOa和下臂支撑部分11的臂支承孔Ila之间的中间位置，该中心线L3优选地经过交点P的正上方或者附近。据此，能够提高在车辆宽度方向和前后方向上的硬度。采用上述实施例的副框架1，由于前宽度方向构件2的凸缘部分25在车辆宽度方向上向外倾斜，所以能够使得克服宽度方向构件2的倾斜所引起的车辆宽度方向上的负载的硬度得到有效提高，并且其重量减轻以及部件的数量更少。另外，采用上述实施例的副框架1，由于连结支架8、9包括作为稳定器附接部分的柱螺栓39，所以能够减少部件的数量并且减轻重量和减小尺寸。另外，采用上述实施例的副框架1，前后方向构件4、5与前宽度方向构件2的上臂支撑部分10连接的前后方向构件4、5的连接区域发生倾斜,从而当从连接区域一侧看时，后宽度方向构件3 —侧位于上侧。因而，由于在前宽度方向构件2上的后宽度方向构件3 —侧上的纵向壁的高度小于在相反侧上的纵向壁的高度，所以能够提高前宽度方向构件2的相对于朝向宽度方向构件3的倾斜方向的硬度。由于连接构件6、7相对于相反倾斜(B卩，朝 着与前宽度方向构件2的后宽度方向构件3侧相反的一侧的倾斜方向)被加强，所以前宽度方向构件2克服前后方向的倾斜的而更坚固。另外，采用上述实施例的副框架1，前宽度方向构件2形成闭合截面结构，而该前宽度方向构件2中的一对大致U形截面板21、22的边缘互相连接，并且该前宽度方向构件2在车辆宽度方向上从车辆宽度方向的端部向着中心侧延续预定距离。根据上述结构，由于采用了不需要用于连接在一对大致U形截面板21、22的凸缘的减少凸缘结构，所以截面模量得以提高。另外，由于前宽度方向构件2的形状具有在左右端部上互相竖直分离的上臂支撑部分10和下臂支撑部分11，即所谓的对角线形状或者X形状，所以在前宽度方向构件2的左右端部上的开口 26扩大。因而，用于点焊或者摩擦搅拌焊接的双面连接夹具能够被容易地从开口 26深深地插入车辆宽度方向上的中心侧。另外，采用上述实施例的副框架1，构成前宽度方向构件2的一块板21具有作为定位突起的切割突起部分22a，用于限制另一块板22在接近方向上移动，切割突起部分22a在连结支架8、9附近。因而，导致切割突起部分22a将前后负载有效地传递到连结支架8、9，从而同时提高生产性和硬度。(副框架I的制造方法的说明)现在将说明本实施例的副框架I的制造方法。首先，如图5所示，前宽度方向构件2的U形截面前板21和后板22的各个边缘通过互相接触而被支撑，后宽度方向构件3的前板28和后板29通过互相接触而被支撑。这里，加强支架12通过与后宽度方向构件3的下面侧接触而被支撑。因而，前宽度方向构件2、后宽度方向构件3和连接构件7、8通过互相接触而被支撑。这里，由于前宽度方向构件2的各个臂支撑部分10、11的臂支承孔10a、lla的至少一个被用作在制造期间的前宽度方向构件2的定位孔，从而能够减少在制造前宽度方向构件2上的整个臂支承孔10a、lla期间的误差。应该注意，定位孔可以被设置成与臂支承孔10a、lla分离，以便鉴于制造机器的商业化而使得定位孔的位置商业化，同时允许根据各种类型的车辆改变臂支承孔。在这种情况下，优选地，定位孔被设置在至少一个臂支承部分中，以便减少制造期间的误差。例如，如图18所示，可以设置与臂支承孔Ila分离的定位孔lib。定位孔Ilb可以被形成在臂支承孔Ila附近并且在车辆宽度方向上，该定位孔Ilb在前宽度方向构件2的臂支撑部分11臂支承孔Ila内。因而，如图6所示，各个构件2、3、6、7和这些构件之间的空间可以通过点焊而临时地共同连结在一起，以便固定中间体40 (参见图6)(临时联结过程)。因而，如图6所示，各个构件2、3、6、7之间的连续连结部分受到连续焊接，以便形成中间体40 (参见图6)(中间体形成过程)。之后，前后方向构件4、5和连结支架8、9的连结部分以及中间体40组合受到连续焊接(组合焊接过程)。从而完成副框架I。应该注意，前后方向构件4、5在与用于中间体40的制造线并行且分离的制造线上被制造。 在本实施例中的前后方向构件4、5由多个板构件构成，这些板构件被划分成四个部分，该四个部分通过划分成上部分和下部分，并且进一步在车辆前后方向上将上部分和下部分中的每一个划分成两个部分而形成。前后方向构件4、5被形成为闭合截面结构，在该闭合截面结构中这些划分的板的边缘相互重叠并且连接在一起。通过将上述连结支架8、9与前面板构件和后面板构件相互重叠的部分联接在一起，能够提高联接部分的硬度。这里，可以合理地设置用于划分多个板构件的形式。前后方向构件4、5由上和下板构件形成。另外，前后方向构件4、5可以由管构件或者铸造构件形成，或者通过合理地组装管构件和铸造构件而构成。基于上述制造方法，能够在临时点焊的基础上组合地装配中间体40，并且大幅度地减少过程的数量，从而使得生产线更合理化。具体地，采用常规的制造方法，各个构件2、3、6、7中的每个都受到临时点焊和连续焊接，以焊接单个构件，因而，构件2、3、6、7之间的空间相互受到点焊和连续焊接，从而制造中间体40，之后，中间体40、前后方向构件5、6和连结支架8、9相互受到点焊接和连续焊接。因而，过程的数量庞大。然而，采用上述实施例的加工方法，由于构件2、3、6、7在中间体40的状态下通过点焊接被组合临时地固定在一起，然后进一步组合受到连续焊接，以便形成中间体40，从而能够大幅度地减少过程的数量并且简化生产线。另外，能够减少各个构件2、3、6、7在焊接期间引起误差的可能性，而这些误差积累起来可以作为整个副框架I的误差。采用副框架I的上述制造方法，由于构成前宽度方向构件2的一对大致U形截面板21、22、构成后宽度方向构件3的板28、29、加强支架12和连接构件6、7分别位于预定位置上，并且相互被临时连结在一起，然后被相互地焊接以形成中间体40，前后方向构件4、5和连结支架8、9位于中间体40中的预定位置上，前后方向构件4、5、连结支架8、9和中间体40被组合地焊接在其的连结部分上，这样能够减小制造线并且节省人力。另外，采用副框架I的上述制造方法，在临时联结过程中，由于用于将悬架臂51、52支撑在前宽度方向构件2的各个臂支撑部分10、11的臂支承孔10a、I Ia用于定位前宽度方向构件2，所以能够同时减小用于定位前宽度方向构件2的孔，和提高测量精度。另外，采用副框架I的上述制造方法，由于前宽度方向构件2的形状具有在左右端部上互相竖直分离的上臂支撑部分10和下臂支撑部分11，即是所谓的对角线形状或者X形状，所以在前宽度方向构件2的左右端部的开口 26被扩大。因而，板能够被夹住并且被临时深深地连结到车辆宽度方向上的中心侧，同时可以防止热量等相互影响，并且能够减小在中间体形成过程中焊接部分中的间隔。(第二实施例)上述实施例说明了用于作为实例的FF的副框架的情况。但是，本发明不限于此，这种发明能够被应用到四轮驱动(4WD)副框架。具体地，如图11至15所示，作为根据本发明的车辆的副框架结构的另外的实施例的副框架101构成用于四轮驱动(4WD)汽车的车身的后部分的副框架。副框架101包括一对前宽度方向构件102和后宽度方向构件103，连接其左右端部的一对前后方向构件104、105，一对连接构件106、107和一对连结支架108、109。
而且，上述多连结悬架机构50 (参见图I)由副框架101支撑。前宽度方向构件102是沿着车辆宽度方向Dl延伸的构件，包括在其左右端部上相互竖直分离的上臂支撑部分110和下臂支撑部分111，并且具有大致X形状。上悬架臂51的内端部(参见图I)通过螺栓等被可摆动地竖直支撑在上臂支撑部分110的臂支承孔110a。同时，下悬架臂52的内端部通过螺栓等被可摆动地竖直支撑在下臂支撑部分111的臂支承孔Illa中。应该注意，在用于4WD的副框架101的情况下，因为后差动单元和用于驱动后轮的驱动轴被设置在车身的后部分，所以中空部分102a被形成在前宽度方向构件102的下中心部分。应该注意，图11和12的参考标号130显示用于支撑后侧差动单元的后差动支撑架。而且，图11和12的参考标号125显示与第一实施例的凸缘部分25相同的凸缘部分。后宽度方向构件103是沿着车辆宽度方向Dl延伸的构件，并且被设置成在车辆前后方向上与前宽度方向构件102分离。在车辆宽度方向Dl上延伸的一对后下臂53 (参见图I)通过螺栓等被后宽度方向构件103可摆动地竖直支撑。而且，加强支架112被焊接在后宽度方向构件103的下表面侧的中心附近。一对前后方向构件104、105是在车辆前后方向D2 (参见图3)延伸的构件并且被安装在上臂支撑部分110和下臂支撑部分111之间，同时分别连接前宽度方向构件102和后宽度方向构件103的左侧端部和右侧端部。前后方向构件104、105在被插入凹部131内的状态下被连接到前宽度方向构件102，该凹部131被形成在前宽度方向构件102中的上臂支撑部分110和下臂支撑部分111之间，并前后方向构件104、105在被插入到凹部132内的状态下被连接到后宽度方向构件103，该凹部132被形成在后宽度方向构件103的任一端部上。由于用于4WD的前后方向构件104、105位于上述FF的前后方向构件4、5上方的位置(参见图I )，所以上臂支撑部分110被形成为比图I的上臂支撑部分10更窄，以便从构件104、105 —侧组装前后方向构件104、105。因而，用于加强的加强支架141 (参见图13)被设置在上臂支撑部分110和前后方向构件104、105的上部分之间。应该注意，加强支架141、141与前后方向构件104、105的顶面以及车辆宽度方向Dl的外侧面连接。另外，如图14所示，加强支架142被设置在前后方向构件104、105和后宽度方向构件103的下部分之间。而且，如图11、12、15所示，一对连接构件106、107连结前宽度方向构件102的左右侧上的下臂支撑部分111与后宽度方向构件103的左右端部附近。而且，如图15所示，由于连接构件107的凸缘部分107a与前宽度方向构件102的下面连接，所以前后方向的硬
度得到进一步提闻。虽然前宽度方向构件102和后宽度方向构件103可以容易地经受在其底部的负载，但是由于其底部与一对连接构件106、107局部牢固地连接，所以前后方向上的硬度得到提闻。
而且，由于连接构件106、107被设置成在从图12的车辆宽度方向Dl上看时在车辆宽度方向上向内倾斜，所以车辆转向时的负载能够被有效地接收在负载集中的副框架101的下部分。另外，一对连结支架108、109分别将前后方向构件104、105与前宽度方向构件102的上臂支撑部分110或者其附近部分连结，或者同时与上臂支撑部分110和其附近部分连结。连结支架108、109短于并且轻于连接构件106、107。连结支架108、109倾斜地连结上臂支撑部分110和前后方向构件104、105之间的短距离。而且，突起138分别被设置在连结支架108、109的前侧。因而，由于焊接连结支架108、109与前宽度方向构件102的后侧时会增大连接面积，所以可以进一步提高车辆前后方向上的硬度。另外，连结支架108、109的顶面具有柱螺栓139，该柱螺栓139用于安装支架36(参见图2)，以固定稳定器。即使采用图11至15所示的用于4WD的副框架101，构成负载集中的前宽度方向构件102的下侧的下臂支撑部分111的附近通过连接构件106、107被牢固地连接到后宽度方向构件103，以便提高前后方向上的硬度。另外，构成前宽度方向构件102的上侧的上臂支撑部分110的附近和设置在上臂支撑部分110附近的前后方向构件104、105之间的短距离(比连接构件106、107更短的距离)与连结支架108、109连接，与下侧相比，该前后方向构件104、105相对地免于受到负载的作用。因而，能够相对于负载的大小使得该结构最优化，从而提高该结构在前后方向的硬度并且减轻重量。而且，采用利用连结支架108、109支撑前宽度方向构件102的上侧的结构，能够简化该结构，并且能够减轻重量以及提高生产性。另外，即使采用用于4WD的副框架101，前宽度方向构件102的车辆宽度方向的中心部分中的截面中心Q被设置在经过上侧左右臂支承孔IlOaUlOa的线L5和经过下侧左右臂支承孔IllaUlla的线L6之间，由于截面中心Q和直线连接的各个臂支承孔110a、Illa (换句话说，不会交叉或者围绕中空部102a等的线连接)，所以该副框架101可以被构造成大致倾斜，前宽度方向构件102的上臂支撑部分110和下臂支撑部分111能够被设置成交叉联接(设置成X形)。因而，能够提高车辆宽度方向Dl的硬度。
而且，由于用于4WD的副框架101能够采用与上述用于FF的副框架I (参见图I)相同的过程制造，所以能够容易地共用生产线。(第三实施例)采用图11至图15所示的用于4WD的副框架101，前宽度方向构件102的上臂支撑部分110整体地形成有其他构件。但是，本发明不限于此，还可以由分离构件形成。具体地，如图16和17所示，前宽度方向构件102的上臂支撑部分110的至少一部分(图16和17的实例中是全部)由与前宽度方向构件102的其他部分分离的构件143构成，并且从前后方向构件104、105的上表面朝着车辆宽度方向Dl的外侧(前后方向构件104、105彼此相隔较远的方向的一侧)连接在一起。在将前后宽度方向构件104、105定位到前宽度方向构件102的左右侧上的预定位置之后，构成上臂支撑部分Iio的构件143基本被焊接到前宽度方向构件102和前后方向·构件104、105的其他构件。根据上述构造，由于上臂支撑部分110能够被设置成与前后方向构件104、105在竖直方向上重叠，并且前后方向构件104、105的连结区域能够被改善，所以能够提高扭曲硬度。而且设计的自由度也能够被提高。最后，说明上述实施例的构造和效果。上述实施例的车辆的副框架结构是用于支撑多连结型悬架的悬架臂的车辆的副框架结构，该副框架结构包括，该第一宽度方向构件在车辆宽度方向上延伸，并且具有在左右端部上竖直分离的上臂支撑部分和下臂支撑部分；第二宽度方向构件，该第二宽度方向构件被设置成在车辆前后方向上与第一宽度方向分离并且在车辆宽度方向上延伸；一对前后方向构件，该一对前后方向构件在车辆前后方向上延伸并且被安装在上臂支撑部分和下臂支撑部分之间，同时分别连接第一和第二宽度方向构件的左侧端部和右侧端部；至少一个连接构件，该至少一个连接构件用于连接在第一宽度方向构件的下臂支撑部分或者其附近部分的至少一个和第二宽度方向构件之间；和一对连结部分，该一对连结部分用于分别连结在第一宽度方向构件的上臂支撑部分或者其附件部分的至少一个和一对前后方向构件之间，在车辆前后方向的前方，该连结部分与第二宽度方向构件分离。根据上述结构，构成负载集中的第一宽度方向构件的下侧的下臂支撑部分的附近被至少一个连接构件牢固地连接到第二宽度方向构件，以便提高前后方向上的硬度，另一方面，构成前宽度方向构件的上侧的上臂支撑部分的附近和设置在该附近的前后方向构件(比连接构件106、107更短的距离)与连结部分连接，该链接部分的距离短于连接结构，与下侧相比，该前后方向构件相对地免于受到负载的作用。因而，能够相对于负载大小使得该结构最优化，从而提高该结构在前后方向上的硬度并且减轻重量。而且，采用根据上述实施例的车辆的副框架结构，第一宽度方向构件的至少一个部分上包括凸缘，该凸缘弯曲并且在下臂支撑部分延伸到相对于第二宽度方向构件的相反侦牝并且与前后方向构件连结。根据上述构造，由于凸缘部分能够用于支撑前后方向构件，所以能够进一步提高第一宽度方向构件在前后方向上的硬度。而且，采用根据上述实施例的车辆的副框架结构，第一宽度方向构件的上臂支撑部分的至少一部分由与第一宽度方向构件的其他部分分离的构件构成，并且被从前后方向构件的顶表面朝着车辆宽度方向的外侧连结。根据上述构造，由于上臂支撑部分能够被设置成与前后方向构件在竖直方向上堆叠，并且能够提高与前后方向构件的连结面积，所以能够提高扭曲硬度。设计自由度也得到提闻。而且，根据上述实施例的车辆的副框架结构，第一宽度方向构件可以接收在其左侧上臂支撑部分和右侧下臂支撑部分之间大致倾斜的负载，并且接收在其右侧上臂支撑部分和左侧下臂支撑部分之间大致倾斜的负载。根据上述构造，由于左右上臂支撑部分和下臂支撑部分被设置成大致倾斜，并且第一宽度方向构件形成交叉联接形状，所以能够提高车辆宽度方向上的硬度。而且，采用根据上述实施例的车辆的副框架结构，连接构件被设置成在车辆宽度方向上向内且朝向第二宽度方向构件倾斜。
根据上述构造，由于连接构件被设置成在车辆宽度方向上向内且朝向第二宽度方向构件倾斜，所以汽车转向时的负载能够被有效地接收在负载集中的副框架的下部分中。而且，采用上述实施例，第一宽度方向构件包括至少一个凸缘部分，该至少一个凸缘部分弯曲并且在下臂支撑部分延伸到第二宽度方向构件的相反侧，并且与前后方向构件连结，凸缘部分在车辆宽度方向上向外倾斜。根据上述构造，由于凸缘部分在车辆宽度方向上向外倾斜，所以能够有效地提高第一宽度方向构件的克服车辆宽度方向上的倾斜所引起的负载的硬度，并且减轻该结构的重量并且使部件的数量最少化。而且，采用上述实施例，每个连结部分包括用于附接稳定器的稳定器附接部分。根据上述构造，由于每个连结部分包括稳定器附件部分，所以能够减少部件的数量，并且能够减轻重量以及减小尺寸。而且，采用上述实施例，前后方向构件与第一宽度方向构件的上臂支撑部分连接的前后方向构件的连接区域倾斜，从而从连接区域一侧看时第二宽度方向构件侧位于上侧。根据上述构造，由于在第一宽度方向构件中的第二宽度方向构件侧上的纵向壁的高度短于在相反侧上的纵向壁的高度，所以能够提高第一宽度方向构件相对于朝着第二宽度方向构件倾斜的倾斜方向的硬度。由于连接构件相对于相反侧的倾斜(即，朝着与第一宽度方向构件的第二宽度方向构件侧相反的一侧的倾斜方向)而被加强，因而，第一宽度方向构件克服前后的倾斜而被增强。而且，采用上述实施例，第一宽度方向构件被形成为闭合截面结构，在该闭合截面结构中，一对相对的大致U形截面板的边缘相互连结，并且该第一宽度方向构件在车辆宽度方向上从车辆宽度方向的端部向着中心侧延续预定距离。根据上述构造，由于采用了不需要用于连结在一对大致U形截面板的凸缘的减少凸缘结构，所以截面模量得以提高。另外，由于第一宽度方向构件的形状具有在左右端部上相互竖直分离的上臂支撑部分和下臂支撑部分，即所谓的对角线形状或者X形状，所以第一宽度方向构件的左右端部上的开口扩大。因而，用于点焊或者摩擦搅拌焊接的双面连结夹具被从开口深深地插入车辆宽度方向上的中心侧。
而且，采用上述实施例，构成第一宽度方向构件的一块板具有用于限制另一块板在接近方向上移动的定位突起，该定位突起被设置在连结部分附近。根据上述结构，设置到构成第一宽度方向构件的一块板的定位突起有效地引起前后负载被传递到连结部分，并且同时能够提高生产性和硬度。根据上述实施例的车辆的副框架的制造方法是用于加工车辆的副框架的方法，该车辆的副框架包括第一宽度方向构件，该第一宽度方向构件在车辆宽度方向上延伸，并且具有在左右端部上竖直分离的上臂支撑部分和下臂支撑部分；第二宽度方向构件，该第二宽度方向构件被设置成在车辆前后方向上与第一宽度方向分离并且在车辆宽度方向上延伸；一对前后方向构件，该一对前后方向构件在车辆前后方向上延伸并且被安装在上臂支撑部分和下臂支撑部分之间，同时分别连接第一和第二宽度方向构件的左侧端部和右侧端部；至少一个连接构件，该至少一个连接构件用于通过一对连结部分将第一宽度方向构件的下臂支撑部分和其附近部分的至少一个与第二宽度方向构件连接，这对连结部分分别连 结第一宽度方向构件的上臂支撑部分和其附件部分的至少一个与一对前后方向构件，第一宽度方向构件被形成为闭合截面结构，在该闭合截面结构中，一对相对的大致U形截面板的边缘相互连结，并且该第一宽度方向构件在车辆宽度方向上从车辆宽度方向的端部向着中心侧延续预定距离，该制造方法包括临时联结过程，该临时联结过程分别将构成第一宽度方向构件的一对大致U形截面板、构成第二宽度方向构件的构件、和构成连接构件的构件定位在预定位置，并且临时互相连结板和构件；中间体形成过程，该中间体形成过程通过相互焊接构成第一宽度方向构件的一对大致U形截面板、构成第二宽度方向构件的构件、和构成连接构件的构件以形成中间体；和组合焊接过程，该组合焊接过程将前后方向构件和连结部分定位在中间体中的预定位置上，并且在它们的联结部分组合焊接前后方向构件、连结部分和中间体。根据上述制造方法，由于分别位于预定位置上的构成第一宽度方向构件的一对大致U形截面板、构成第二宽度方向构件的构件、和构成连接构件的构件临时地相互连结并且被相互焊接以形成中间体，并且前后方向构件和连接部分位于中间体的预定位置上，前后方向构件和连接部分以及中间体被组合地焊接在连结部分上，这样能够减少制造线和过程。而且，采用根据上述实施例的制造方法，在临时联结过程中，第一宽度方向构件利用形成在第一宽度方向构件的上臂支撑部分和下臂支撑部分的至少一个上的至少一个孔而被定位。根据上述制造方法，在临时联结过程中，由于用于将悬架臂支撑在第一宽度方向构件的各个臂支撑部分中的臂支承孔用于定位第一宽度方向构件，所以能够同时减少用于定位第一宽度方向构件的孔，并且能够提高测量精度。而且，采用根据上述实施例的制造方法，在临时联结过程中，构成第一宽度方向构件的一对大致U形截面板的边缘重叠并且被临时连结在与在中间体形成过程中焊接的部分相距较远的位置上。根据上述制造方法，由于第一宽度方向构件的形状具有在左右端部上相互竖直分离的上臂支撑部分和下臂支撑部分，即所谓的对角线形状或者X形状，所以在第一宽度方向构件的左右端部上的开口扩大。因而，板能够被夹住并且被临时深深地连结在车辆览度方向的中心侧，同时可以防止热量等相互影响，并且能够缩小中间体形成过程中的焊接部分中的间隔。工业应用上述第一至第三实施例阐述了将汽车作为实例的情况，但是本发明不限于此，根据本发明的车辆的副框架结构能够被广泛地应用到除了汽车之外的其他车辆上，只要该车辆具有多个上下悬架臂即可。 ·
权利要求
1.一种用于支撑多连结型悬架的悬架臂的车辆的副框架结构，其特征在于，包括 第一宽度方向构件，所述第一宽度方向构件在车辆宽度方向上延伸，并且具有在左右端上彼此竖直分离的上臂支撑部分和下臂支撑部分； 第二宽度方向构件，所述第二宽度方向构件在车辆前后方向上与所述第一宽度方向构件分离，并且在所述车辆宽度方向上延伸； 一对前后方向构件，所述一对前后方向构件在所述车辆前后方向上延伸，并且被安装在所述上臂支撑部分和下臂支撑部分之间，同时分别连接所述第一宽度方向构件和所述第二宽度方向构件的左侧端部和右侧端部； 至少一个连接构件，所述至少一个连接构件用于将所述第一宽度方向构件的所述下臂 支撑部分和其附近部分中的至少一个与所述第二宽度方向构件连接；和 一对连结部分，所述一对连结部分用于分别地连结所述第一宽度方向的所述上臂支撑部分和其附近部分中的至少一个与所述一对前后方向构件； 在所述车辆前后方向上的前方，所述连结部分与所述第二宽度方向构件分离。
2.如权利要求I所述的车辆的副框架结构，其特征在于，其中，所述第一宽度方向构件包括凸缘部分，所述凸缘部分弯曲并且在所述下臂支撑部分延伸到相对于所述第二宽度方向构件的相反侧，并且所述凸缘部分与所述前后方向构件连结。
3.如权利要求I或2所述的车辆的副框架结构，其特征在于，其中，所述第一宽度方向构件的所述上臂支撑部分的至少一部分由与所述第一宽度方向构件的其他部分分离的构件构成，并且被从所述前后方向构件的顶表面朝着所述车辆宽度方向的外侧连结。
4.如权利要求I至3中任一项所述的车辆的副框架结构，其特征在于，其中，所述第一宽度方向构件的结构能够接收在其左侧上臂支撑部分和右侧下臂支撑部分之间大致倾斜的负载，并且接收在其右侧上臂支撑部分和左侧下臂支撑部分之间大致倾斜的负载。
5.如权利要求I至4中任一项所述的车辆的副框架结构，其特征在于，其中，所述连接构件被设置为车辆宽度方向上朝向所述第二宽度方向构件向内倾斜。
6.如权利要求5所述的车辆的副框架结构，其特征在于，其中，所述第一宽度方向构件包括凸缘部分，所述凸缘部分弯曲并且在所述下臂支撑部分延伸到相对于第二宽度方向构件的相反侧，并且所述凸缘部分与所述前后方向构件连结，所述凸缘部分在所述车辆宽度方向上向外倾斜。
7.如权利要求I至6中任一项所述的车辆的副框架结构，其特征在于，其中，所述连结部分在所述车辆宽度方向上的内侧部分在所述车辆宽度方向上从所述第一宽度方向构件到所述第二宽度方向构件倾斜向内延伸。
8.如权利要求I至7中任一项所述的车辆的副框架结构，其特征在于，其中，每个所述连结部分包括用于附接稳定器的稳定器附接部分。
9.如权利要求I至8中任一项所述的车辆的副框架结构，其特征在于，其中，所述前后方 向构件与所述第一宽度方向构件的所述上臂支撑部分连接的所述前后方向构件的连接区域倾斜，从而从所述连接区域侧看时，所述第二宽度方向构件侧位于上侧。
10.如权利要求I至9中任一项所述的车辆的副框架结构，其特征在于，其中，所述第一宽度方向构件形成闭合截面结构，在所述闭合截面结构中，一对相对的大致U形截面板的边缘互相连结，所述第一宽度方向构件在所述车辆宽度方向上从所述车辆宽度方向的端部向着中心侧延续预定距离。
11.如权利要求10所述的车辆的副框架结构，其特征在于，其中，构成所述第一宽度方向构件的一块板具有至少一个定位突起，所述至少一个定位突起用于限制另一块板在接近方向上移动，并且所述定位突起被设置在所述连结部分附近。
12.一种制造车辆的副框架的方法，其特征在于，所述副框架包括 第一宽度方向构件，所述第一宽度方向构件在车辆宽度方向上延伸，并且具有在左右端上彼此竖直分离的上臂支撑部分和下臂支撑部分； 第二宽度方向构件，所述第二宽度方向构件在车辆前后方向上与所述第一宽度方向构件分离，并且在所述车辆宽度方向上延伸； 一对前后方向构件，所述一对前后方向构件在所述车辆前后方向上延伸，并且被安装 在所述上臂支撑部分和下臂支撑部分之间，同时分别连接所述第一宽度方向构件和所述第二宽度方向构件的左侧端部和右侧端部； 至少一个连接构件，所述至少一个连接构件用于将所述第一宽度方向构件的所述下臂支撑部分和其附近部分的至少一个与所述第二宽度方向构件连接；和 一对连结部分，所述一对连结部分用于分别地连结所述第一宽度方向的所述上臂支撑部分和其附近部分中的至少一个与所述一对前后方向构件； 所述第一宽度方向构件形成闭合截面结构，在所述闭合截面结构中，一对相对的大致U形截面板的边缘互相连结，所述第一宽度方向构件在所述车辆宽度方向上从所述车辆宽度方向的端部向着中心侧延续预定距离； 其中，所述制造方法包括 临时联结过程，所述临时联结过程分别将构成所述第一宽度方向构件的一对大致U形截面板、构成所述第二宽度方向构件的构件、和构成所述连接构件的构件定位在预定位置，并且临时地互相联结所述板和所述构件； 中间体形成过程，所述中间体形成过程通过相互焊接构成所述第一宽度方向构件的一对大致U形截面板、构成所述第二宽度方向构件的构件、和构成所述连接构件的构件以形成中间体；和 组合焊接过程，所述组合焊接过程将所述前后方向构件和所述连结部分定位在所述中间体的预定位置上，并且在它们的联结部分组合焊接所述前后方向构件、所述连结部分和所述中间体。
13.如权利要求12所述的制造方法，其特征在于，其中，在所述临时联结过程中，所述第一宽度方向构件利用至少一个孔而被定位，所述至少一个孔形成在所述第一宽度方向构件的所述上臂支撑部分和所述下臂支撑部分中的至少一个上。
14.如权利要求12或13所述的制造方法，其特征在于，其中，在所述临时联结过程中，构成所述第一宽度方向构件的所述一对大致U形截面板的边缘重叠，并且被临时地联结在与所述中间体形成过程中被焊接的部分相距较远的位置。
全文摘要
一种车辆的副框架结构，该副框架(1)包括在车辆宽度方向上延伸的一对前宽度方向构件(2)和后宽度方向构件(3)，在车辆前后方向上延伸的一对前后方向构件(4，5)，用于连接在前宽度方向构件(2)的下臂支撑部分(11)和后宽度方向构件(3)之间的连接构件(6，7)，和用于分别地连结在前宽度方向构件(2)的上臂支撑部分(10)与一对前后方向构件(4，5)之间的一对连结支架(8，9)。据此，能够减轻该副框架的重量，并且维持其在前后方向上的硬度。
文档编号B62D21/00GK102803048SQ201180014559
公开日2012年11月28日 申请日期2011年3月30日 优先权日2010年3月30日
发明者田中正显, 仓富理 申请人:马自达汽车株式会社