[发明专利]用于车辆的悬架部件

说明书

提供一种用于车辆的悬架部件，其中整个转向节由第二碳纤维复合材料形成，并且第一碳纤维复合材料被嵌入在仅利用第二碳纤维复合材料时其刚度不足的特定部分中。一个特定部分被设置到颈部，并且第一碳纤维复合材料被嵌入在这个特定部分中，使得其连续纤维被在与扭转载荷的中心轴线正交的方向上定向以便增强扭转刚度。其他特定部分被设置到本体部，并且第一碳纤维复合材料被嵌入在这些特定部分中，使得其连续纤维被在竖直方向上定向以便增强弯曲刚度。

技术领域

本发明涉及一种在相对于车体悬挂车轮的悬架中使用的、用于车辆的悬架部件。

背景技术

在车轮和车体之间设置用于车辆的悬架部件，因此各种载荷，诸如经由车轮从路面输入的载荷、从车体输入的载荷，和从转向机构输入的载荷作用于这个悬架部件上。因此，要求悬架部件针对这种载荷具有适当的刚度。例如，作为这种悬架部件的一个实例，已知一种前转向节(在下文中，称作转向节)。图9A是转向节100的前视图，并且图9B是转向节100的侧视图。转向节100包括：本体部110，所述本体部110具有圆孔111，所述圆孔111通过对本体部110穿孔而形成，轮毂轴承被安设到该圆孔111中；和颈部120，所述颈部120形成为从本体部110一体地向上延伸。颈部120的上端经由上臂联接到车体。本体部110的下端中心150经由下臂联接到车体，并且本体部110的一个下端170经由拉杆联接到转向机构。转向节100由金属(诸如铁和铝)制成，并且是通过锻造或者铸造生产的。在图9中，未示意联接到转向节100的部件。

在扭转方向上的载荷如由图9B的箭头a所示作用于转向节100的颈部120上，并且在弯曲方向上的载荷如由图9A的箭头b所示作用于本体部110上。在相关技术的转向节100中，利用转向节100的截面形状确保了针对在扭转方向上的载荷的刚度和针对在弯曲方向上的载荷的刚度。例如，如果通过使用各向同性材料生产产品，则如在图10中所示在具有矩形截面(长边x、短边y)的部分中的扭转刚度k_T例如由以下公式表示：

k_T＝G×k×x×y³

其中G代表纵向弹性模量，并且k代表系数(x>y)。

因此，为了增强扭转刚度，最佳的是如在图10B中所示增加短边y的尺寸。如果关于短边y的尺寸增加存在任何限制，则还能够通过增加长边x的尺寸增强扭转刚度；但是在此情形中，质量的增加变得太大，这是不利的。

鉴于空间限制，悬架部件关于它的形状存在限制以便避免妨碍其它构件。例如，如在图9B中所示，冲击吸收器S被从转向节100向内(在车辆宽度方向上向内)布置，并且轮胎T被从转向节100向外(在车辆宽度方向上向外)布置。因此，增加转向节100在车辆宽度方向上的厚度受到限制。因此，难以有效率地利用转向节100的截面形状增强刚度，并且很可能引起质量增加。

同时，例如，在国际公开No.2012/137554中，提出一种通过使用碳纤维复合材料产生的汽车构件。在WO 2012/137554 A中提出的复合材料是通过联结单向复合材料和随机复合材料而形成的结构材料，其中在单向复合材料中，增强纤维被在一个方向上定向，在随机复合材料中，增强纤维彼此间随机地定向。

发明内容

在悬架部件中，每一个部分具有不同的、刚度作用于这个部分上的方向。具体地，即使在单一悬架部件中，施加载荷的方向仍然根据悬架部件中的每一个部分而改变。例如，在转向节100中，扭转载荷在箭头a方向上作用于颈部120上，并且弯曲载荷在箭头b方向上作用于本体部110上。因此，即便应用在WO 2012/137554 A中提出的技术，仍然难以充分均衡地通过整个悬架部件增强刚度。

本发明在最小化质量的增加的同时通过用于车辆的整个悬架部件确保刚度。