扭力裝置的制造方法
【專利說明】扭力裝置
[0001]本發(fā)明涉及扭力裝置，且尤其是(但非排他地)車輛懸掛中使用的扭力裝置。
[0002]扭力彈簧通常設(shè)計成當(dāng)旋轉(zhuǎn)特定角度時提供特定的扭力。通常的設(shè)計是基于螺旋板簧或者是大截面螺旋彈簧，前者力有限而角度可很大，后者角度有限但力很大。
[0003]當(dāng)需要大力和相當(dāng)大的角度移動時就產(chǎn)生困難。現(xiàn)有方法通常需要很重很大形式的彈簧，以使得構(gòu)成彈簧的材料保持在其應(yīng)力限度內(nèi)而同時達(dá)到必要的位移。例如，為達(dá)到所需的力，彈簧的元件會需要一定的直徑，且在給定的直徑下該元件被盤繞直至具有足夠的圈數(shù)以使得可得到所需的移動角度而不超過材料的應(yīng)力或應(yīng)變限度。這就導(dǎo)致了笨重的解決方案。
[0004]當(dāng)考慮到車輛懸掛系統(tǒng)時，該系統(tǒng)通常(盡管不僅僅限于)是線性彈簧布置，彈簧的質(zhì)量和體積變得很重要，因為很多時候懸掛質(zhì)量增加到車輪簧下質(zhì)量且因此直接對懸掛的動態(tài)特性的效力和反應(yīng)產(chǎn)生負(fù)面影響。
[0005]扭力桿系統(tǒng)被用于緩解這種問題，但是該方案帶來的負(fù)面作用是需要長度很長的(通常很重但不是簧下質(zhì)量的一部分)材料以便于提供任何選定材料所必要的應(yīng)力和應(yīng)變約束。
[0006]在上述所有示范例中，懸掛系統(tǒng)的成本都相對很高，且增加了車輛的成本、復(fù)雜程度和質(zhì)量。
[0007]適當(dāng)?shù)膹椈刹牧系囊粋€主要問題是，它們要么在需要大力時存在位移限制，例如各種鋼材，要么在需要大的位移時存在有限的力的限制，例如塑料或復(fù)合材料。另外，現(xiàn)有車輛懸掛系統(tǒng)要求額外的裝置來減緩震動。這些“減震器”(或震動吸收器)通常被直接置于移動的車輪軸和車輛底盤之間。它們占用了更多的有效空間并增加了懸掛系統(tǒng)的額外成本和復(fù)雜程度。
[0008]本發(fā)明申請人認(rèn)識到存在改進(jìn)扭力裝置使之克服或至少緩解現(xiàn)有技術(shù)中已有的問題的需求。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，提供了一種扭力裝置，其包括第一部件和第二部件，第一部件包括第一彈性受扭構(gòu)件，其包括第一支撐端、與第一支撐端相間隔的第一自由端以及第一接合區(qū)(如第一接觸區(qū))；第二部件包括第二彈性受扭構(gòu)件，其包括第二支撐端、與第二支撐端相間隔的第二自由端以及第二接合區(qū)(如第二接觸區(qū))；其中，第二部件可相對于第一部件繞旋轉(zhuǎn)軸線在第一角位置和第二角位置之間旋轉(zhuǎn)，且第一和第二受扭構(gòu)件配置成當(dāng)?shù)诙考鄬τ诘谝徊考牡谝唤俏恢孟虻诙俏恢棉D(zhuǎn)動時使第一和第二接合區(qū)擠向一起，以使得第一和第二彈性受扭構(gòu)件中的至少一個產(chǎn)生彎曲。
[0010]以此方式，提供了一種扭力裝置，其中一對分離的(如可分開的)彈性受扭構(gòu)件中的一個或兩個產(chǎn)生的彎曲對角運(yùn)動產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)阻力。本發(fā)明的扭力裝置提供低成本、輕質(zhì)量、簡潔且可同時形成很大的力并提供大的角運(yùn)動的扭力裝置。根據(jù)所需的力和角度運(yùn)動，彈性受扭構(gòu)件可由多種材料形成(如包括金屬的或塑料材料)，且可輔以前述一對或多對彈性受扭構(gòu)件(如，每對或多對彈性受扭構(gòu)件圍繞旋轉(zhuǎn)軸線周向分布開來以圍繞扭力裝置在多個周向分布開來的位置提供扭轉(zhuǎn)阻力)。根據(jù)材料和構(gòu)造，第一和/或第二彈性受扭構(gòu)件的變形對于相對堅硬的材料(如鋼)而言可在1-5_級，而對于更柔韌的材料而言可更大。
[0011]在一實施例中(以下稱“第一布置”)，第一和第二受扭構(gòu)件配置成當(dāng)?shù)诙考鄬τ诘谝徊考牡谝唤俏恢孟虻诙俏恢棉D(zhuǎn)動而第一和第二支撐端之間的角度空間增大時使第一和第二接合區(qū)擠向一起。
[0012]在另一實施例中(以下稱“第二布置”)，第一和第二受扭構(gòu)件配置成當(dāng)?shù)诙考鄬τ诘谝徊考牡谝唤俏恢棉D(zhuǎn)動到第二角位置而第一和第二支撐端之間的角度空間減少時使第一和第二接合區(qū)擠向一起。
[0013]在一實施例中，第一和第二部件以可轉(zhuǎn)動地方式連接。例如，第一部件可包括第一框架且第二部件包括第二框架，而第二框架可轉(zhuǎn)動地連接至第一框架。
[0014]在一實施例中，第一和第二部件分別包括沿旋轉(zhuǎn)軸線延伸的第一和第二細(xì)長的部分，且第一和第二接合區(qū)大體上分別沿第一和第二部分的長度延伸。第一和第二接合區(qū)可連續(xù)或者非連續(xù)。在一實施例中，第一和第二部分包括第一和第二凸起翅片。
[0015]在一實施例中，第二部件至少部分地安裝在第一部件內(nèi)(如第一部件界定出用于容納第二部件至少一部分的套筒部)。
[0016]在一實施例中，扭力裝置還包括軸承總成。
[0017]在一實施例中，當(dāng)處于第一角位置時，第一和第二受扭構(gòu)件位于第一中心軸線的相對側(cè)，該第一中心軸線沿與旋轉(zhuǎn)軸線垂直方向延伸且穿過旋轉(zhuǎn)軸線。
[0018]在一實施例中，第一和第二受扭構(gòu)件大體相同(如沿第一中心軸線對稱)。
[0019]在第一布置下，當(dāng)處于第一角位置時，第一和第二受扭構(gòu)件可沿與第一中心軸線垂直的第二中心軸線延伸。在一實施例中，當(dāng)處于第一角位置時，第一和第二接合區(qū)在第二中心軸線上與第一和第二支撐端相對的一側(cè)。當(dāng)?shù)谝缓偷诙雍蠀^(qū)與第二中心軸線之間的距離增加時(即增加第一和第二接合區(qū)與其各自的第一和第二支撐端之間的距離)將增加第一和第二受扭構(gòu)件之間的干擾率。
[0020]在第二布置下，當(dāng)處于第一角位置時，第一和第二支撐端及第一和第二接合區(qū)可均位于與第一中心軸線垂直的第二中心軸線的同一側(cè)。當(dāng)?shù)谝缓偷诙雍蠀^(qū)與第二中心軸線之間的距離增加時(即縮短第一和第二接合區(qū)與其各自的第一和第二支撐端之間的距離)將增加第一和第二受扭構(gòu)件之間的干擾率。
[0021]在一實施例中，第一和第二接合區(qū)中至少一個包括曲面。在此情況下，第一和第二接合區(qū)可配置成當(dāng)?shù)诙考鄬τ诘谝徊考D(zhuǎn)動時相互滾動。如果第一和第二接合區(qū)各包括曲面，曲面的曲率可大體相同。
[0022]第一和/或第二接合區(qū)的曲率可配置成提供對于第二受扭構(gòu)件相對第一受扭構(gòu)件的角位置以線性或非線性方式變化的扭轉(zhuǎn)阻力。如第一和/或第二接合區(qū)的曲率可沿第一和/或第二接合區(qū)的長度方向發(fā)生變化(如曲率可在陡峭曲率和平緩曲率或甚至是基本為零曲率之間變化)。
[0023]在一實施例中，第一接合區(qū)位于第一自由端。
[0024]在一實施例中，第二接合區(qū)位于第二自由端。
[0025]在一實施例中，第一和第二部件分別包括第三和第四接合區(qū)，其配置成當(dāng)?shù)诙考鄬τ诘谝徊考牡诙俏恢棉D(zhuǎn)動到第一角位置而第二受扭構(gòu)件接近第一角位置時第三和第四接合區(qū)相互抵接。以此方式，向第一角位置返回時提供漸進(jìn)力，且從而導(dǎo)致軟著陸。
[0026]在一實施例中，第三接合區(qū)位于第一受扭構(gòu)件上。
[0027]在一實施例中，第四接合區(qū)位于第二受扭構(gòu)件上。
[0028]在一實施例中，第三和第四接合區(qū)中的至少一個包括曲面。
[0029]在一實施例中，第一和第二受扭構(gòu)件配置成當(dāng)?shù)诙繌牡谝唤俏恢靡苿又恋诙俏恢枚鴮?dǎo)致位移角度增大時提供逐漸增大的扭轉(zhuǎn)阻力。
[0030]在一實施例中，第一和第二受扭構(gòu)件安裝在封閉的殼體中。
[0031]在一實施例中，封閉殼體中填充流體(如液體)用于減緩第二部件相對于第一部件的移動。以此方式，可無需使用額外空間即可實現(xiàn)阻尼。在一實施例中，流體是潤滑液如油。
[0032]在一實施例中，封閉殼體界定一通道結(jié)構(gòu)，其配置成當(dāng)?shù)诙芘?gòu)件在第一和第二角位置之間移動時允許流體繞第一和第二受扭構(gòu)件中的至少一個流動。
[0033]在一實施例中，通道結(jié)構(gòu)對圍繞第一和第二受扭構(gòu)件中的至少一個流動的流體提供阻力，該阻力在第二部件相對于第一部件移動時發(fā)生變化(如，通過在不同的角位置呈現(xiàn)供流體流過的不同的橫截面積)O在一實施例中，通道結(jié)構(gòu)對流體流產(chǎn)生的阻力在第二部件從第一角位置移動至第二角位置時增大。在另一實施例中，通道結(jié)構(gòu)對流體流產(chǎn)生的阻力在第二部件從第一角位置移動至第二角位置時減小。
[0034]在一實施例中，流體為智能流體(如磁流變流體或電流變流體)。扭力裝置還可包括可操作用于改變智能流體粘稠度的變場發(fā)生器。
[0035]在一實施例中，扭力裝置還包括用于監(jiān)測第二部件相對于第一部件的角位置的傳感器。以此方式，可向車輛控制系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的角位置反饋(如用于在改變扭力裝置的不同的粘稠度以及從而改變阻尼特性中使用)。例如，在扭力裝置包括智能流體的情況下，角位置反饋可用于改變施加在智能流體上的場。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，提供了包括本發(fā)明第一個方面所述的扭力裝置的車輛拖曳臂式(trailing arm suspens1n assembly)懸掛總成，其中扭力裝置配置成抵抗拖曳臂的移動。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的第三個方面，提供了具有軸承裝置的車輪，該軸承裝置包括本發(fā)明第一個方面所述的扭力裝置，其中車輪可繞與車輛主旋轉(zhuǎn)軸偏移的旋轉(zhuǎn)懸掛軸轉(zhuǎn)動，且扭力裝置配置成抵抗繞旋轉(zhuǎn)懸掛軸的轉(zhuǎn)動。
[0038]以此方式，提供了一種新型車輪，其中懸掛系統(tǒng)包含在車輪結(jié)構(gòu)中，不增加簧下質(zhì)量且車內(nèi)無需用于懸掛組件的空間。
[0039]本發(fā)明第二和第三方面的扭力裝置可包括本發(fā)明第一個方面