CN1954938A

CN1954938A - 车辆用支承结构体的制造方法

Info

Publication number: CN1954938A
Application number: CNA2006101646219A
Authority: CN
Inventors: 小林直树
Original assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Priority date: 2005-10-17
Filing date: 2006-10-17
Publication date: 2007-05-02
Anticipated expiration: 2026-10-17
Also published as: CN100503084C; JP2007105789A; JP4637715B2; US20070107970A1; US7478701B2

Abstract

一种车辆用支承结构体的制造方法，能够便宜地制造具有容许变形而吸收、缓和作用在被支承物上冲击能量的作用的支承结构体。在该制造方法中，具有第一模型(42)、第二模型(44)及第三模型(46)，第一模型和第二模型形成有对固定被支承物的第一固定部、固定在车体上的第二固定部以及连接第一固定部和第二固定部的连接部的至少侧面进行成形的成形面(421、441)，第三模型形成有对第二固定部的固定面进行成形的成形面(46a)、和对从所述固定面通至连接部内部的凹孔进行成形的突起体(47)，第三模与第一模型和第二模型一同合模，在铸造模具内形成将第一固定部、第二固定部及连接部一体成形的模腔(48)，将熔液倒入该模腔内，通过铸造制造支承结构体。

Description

车辆用支承结构体的制造方法

技术领域

本发明涉及一种车辆用支承结构体的制造方法，更详细地说，当在支承结构体上作用设定以上的负荷时，支承结构体自身塑性变形，缓和冲击力。

背景技术

在将车辆发动机、变速器、差动器等支承和/或固定在车体上的支承结构体上设有如下的机构，在因碰撞等对安装于支承结构体的发动机等被支承物作用一定以上的负荷时，所述机构使支承结构体自身塑性变形，吸收、缓和冲击能量。

例如，专利文献1中记载有如下的自动变速器支承用的托架，其具有侧面形成断面V形切槽的凸缘部，在作用一定以上的负荷时，通过以切槽为起点使凸缘部断裂，从而吸收冲击。

专利文献2中公开有如下的发动机支架，其形成有凹槽部，在因碰撞等而对发动机支承结构作用一定以上的负荷时，所述凹槽部塑性变形或成为断裂的起点。

专利文献1 特开2002-2310号公报

专利文献2 特开2002-127762号公报

发明内容

在对发动机、变速器、差动器等被支承物作用设定以上的负荷时，支承结构体发生塑性变形而吸收、缓和冲击能量，该支承结构体由于被支承物的种类或安装位置的不同而形成各种形状，支承结构体所要求的直至塑性变形的屈服应力也各不相同。作为形成这种多种形状的支承结构体和在支承结构体上形成容许塑性变形的部位的方法，切削加工等机械加工存在操作复杂、制造成本高的问题。

本发明的目的在于提供一种车辆用支承结构体的制造方法，能够便宜地制造具有容许变形而吸收、缓和作用在被支承物上冲击能量的作用的支承结构体，在作用有设定的设定负荷时，能够可靠地塑性变形，可靠地吸收、缓和作用在被支承物上的冲击能量。

为了实现所述目的，本发明具有下述结构。

本发明的车辆用支承结构体的制造方法中，所述车辆用支承结构体具有固定被支承物的第一固定部、固定在车体上的第二固定部、连接所述第一固定部和第二固定部的连接部，在对所述被支承物作用设定以上的负荷时，所述连接部因所述负荷而塑性变形，其特征在于：使用具有第一模、第二模和第三模的铸造模具，所述第一模和第二模在铸造时相互合模而使用，并且形成有对所述第一固定部、所述第二固定部以及所述连接部的至少侧面进行成形的成形面，所述第三模形成有对第二固定部的固定面进行成形的成形面和对从所述固定面通至所述连接部内部的凹穴进行成形的突起体，使第三模与所述第一模、第二模一同合模，在所述铸造模具内形成将第一固定部、第二固定部和连接部一体成形的模腔，将熔液倒入该模腔内，通过铸造制得所述支承结构体。

另外，所述支承结构体的所述第一固定部使对所述被支承物作用负荷的方向为其长度方向，并且通过使用如下的铸造模具进行制造，能够以铸造模具的制作简单的结构制造支承结构体，所述制造模具将所述第一模和第二模的合模面的面方向设定在与所述第一固定部的长度方向平行的方向上。

另外，作为所述第一模和第二模，通过使用如下的铸造模具进行制造，能够容易地制造具有相对于负荷作用方向易塑性变形的结构的支承结构体，所述铸造模具以如下的相对窄的间隔宽度形成，即，设置在所述第一模和第二模中至少一个上的、成形所述连接部的成形面与面方向与作用所述负荷的方向正交的侧面部的成形面间的间距宽度，比其与面方向平行于作用所述负荷方向的侧面部的成形面间的间距窄。

所述第一模和第二模，通过使用如下的铸造模具进行制造，能够适当调节连接部达到塑性变形之前的屈服应力而制造支承结构体，所述铸造模具在至少设于所述第一模和第二模中的一个上的形成所述连接部的成形面中、面方向与作用所述负荷的方向正交的侧面部的成形面上，形成有在所述侧面部的外面成形槽的突条。

另外，作为所述第一模和第二模，通过使用如下的铸造模具进行制造，能够适当调节连接部的剖面形状或连接部的壁厚且能够适合地调节连接部到达塑性变形之前的屈服应力，制造支承结构体，所述铸造模具在至少设置在所述第一模和第二模中的一个上的形成所述连接部的成形面中、面方向与作用所述负荷的方向平行的侧面部的成形面上形成有在所述侧面部的外面上成形凹部的突部。

本发明的车辆用支承结构体的制造方法，由于通过使用铸造模具的铸造方法来制造具有第一固定部、第二固定部和连接部的支承结构体，故能够根据作用负荷时连接部塑性变形的形态来适当设计并容易地制造。另外，通过在第三模上设置使连接部内部中空的突起体来成形，能够适当地设定连接部到达塑性变形之前的屈服应力并进行制造。

附图说明

图1(a)、(b)是表示车辆用支承结构体的结构和作用的说明图。

图2(a)、(b)是车辆用支承结构体的剖面图，图2(c)是车辆用支承结构体的平面图。

图3(a)、(b)、(c)是表示第一实施方式的车辆用支承结构体制造所使用的铸造模具的结构的剖面图等。

图4(a)、(b)是表示第二实施方式的车辆用支承结构体制造所使用的铸造模具的结构的剖面图及车辆用支承结构体的平面图。

图5(a)、(b)是表示第三实施例方式的车辆用支承结构体制造所使用的铸造模具的结构的剖面图及车辆用支承结构体的平面图。

符号说明

5：被支承物；10：支承结构体；12：第一固定部；14：第二固定部；16：连接部；16a：一侧面部；16b：另一侧面部；16c：槽；16d：凹部；18：凹孔；40：铸造模具；42：第一模；44：第二模；46：第三模；42a、44a：成形面；42b、44b：成形面；42c、44c：突条；42d、44d：突部；47：突起体；48：模腔；48a、48b、48c：成形部；421、441：成形面；461：成形面

具体实施方式

以下参照附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。

(第一实施方式)

图1表示由本发明方法制造的车辆用支承结构体的结构例及其作用。图示例的支承结构体10包括：固定被支承物5的第一固定部12、固定设置在车辆侧支承部6上的第二固定部14、将第一固定部12和第二固定部14一体连接的连接部16。从第二固定部14的固定面至连接部16设置了在固定面上开口的凹孔18，在连接部16上形成薄壁部，由此，当对被支承物5作用设定以上的负荷时，连接部16能够塑性变形并吸收冲击。

在图1(a)中，由箭头标记表示负荷作用在被支承物5上的方向。以长度方向与作用在被支承物5上的负荷方向平行的方式将支承结构体10的第一固定部12固定在被支承物5上。根据车辆碰撞等不同状态而可由各种方向对被支承物5作用负荷。图1所示负荷方向设想为例如在车辆从前面发生正面碰撞时承受负荷的方向。

图1(a)表示在由支承结构体10支承被支承物5的通常状态，图1(b)表示对被支承物5作用设定以上的负荷，支承结构体10向负荷作用的方向倒伏而发生塑性变形的状态。通过支承结构体10的塑性变形来吸收作用在被支承物5上的冲击能量。

图2表示图1所示支承结构体10的剖面图和平面图，图2(a)是图2(c)(平面图)的A-A线剖面图，图2(b)是图2(c)的B-B线剖面图。

支承结构体10的正面形状为H形(图2(a))，侧面形状为从第一固定部12至第二固定部14逐渐变宽的阶梯状(图2(b))。

如图2(c)(由剖面表示连接部16)所示，支承结构体10的平面形状形成为：第一固定部12形成细长的长方形，第二固定部14形成与第一固定部12的长度方向等长的正方形。连接第一固定部12和第二固定部14的连接部16形成在第一固定部12的长度方向上窄幅地缩颈的形状，在第一固定部12的宽度方向上比第一固定部12的宽度尺寸稍微伸出而形成。

在第二固定部14和连接部16上形成的凹孔18在第二固定部14的固定面侧开口，深度延伸到连接部16和第一固定部12的连接部附近。在本实施方式中，设定凹孔18的内面形状，使连接部16的与第一固定部12的长度方向正交的侧面部16a(图2(a))的壁厚比与第一固定部12的长度方向平行的侧面部16b(图2(b))的壁厚薄。另外，连接部16的与第一固定部12长度方向正交的侧面部16a是连接部16外侧面中面方向与第一固定部12长度方向正交的一对侧面部，连接部16的与第一固定部12长度方向平行的侧面部16b是连接部16外侧面中面方向与第一固定部12长度方向平行的一对侧面部。

在第一固定部12的长度方向两端形成将第一固定部12连接到被支承物5上的安装螺栓的插通孔12a，在第二固定部14上形成由固定螺钉将第二固定部固定在车辆侧的支承部6上的螺纹孔14a。

另外，也可以代替在第一固定部12上设置螺栓穿过孔12a，而在第一固定部12上设置由固定螺钉将第一固定部固定在被支承物上的螺纹孔，也可以代替在第二固定部14上设置螺纹孔14a，而在第二固定部14上设置螺栓插通孔。

(支承结构体的制造方法)

图3表示通过铸造来制造支承结构体10时使用的铸造模具40。铸造模具40由对第一固定部12、第二固定部14以及连接部16进行成形的第一模42和第二模44、对第二固定部14的固定面和凹孔18进行成形的第三模46这三个模构成。图3表示将第一模42和第二模44以及第三模46合模之前的状态。

第一模型42和第二模型44形成为使通过第一固定部12宽度方向的中心线位置和第二固定部14中心线位置(图2(b)的C-C线)的面作为合模面的一对拼合模。在第一模42和第二模44上形成有对第一固定部12、第二固定部14以及连接部16的外面进行成形的成形面421、441。在第三模46上形成有对第二固定部14的固定面进行成形的成形面461和对凹孔18进行成形的突起体47。

图3(b)和(c)表示使第一模42、第二模44及第三模46合模而形成模腔48的状态。图3(b)是在与第一模42和第二模44的合模面垂直方向上的剖面图，图3(c)是与合模面平行方向上的剖面图。图3(c)虽然表示第一模42，但也与第二模44同样也形成。

在模腔48中形成对支承结构体10的第一固定部12、第二固定部14以及连接部16进行成形的成形部48a、48b、48c。通过设置在第一模42、第二模44上的成形面421、441和设置在第三模46上的成形面461以及作为突起体47外面的成形面471，成形部48a、48b、48c形成为在铸造模具内连通的内部空间。突起体47的突出侧端面延伸到成形部48a和成形部48c的交界处附近。

如图3(c)所示，对连接部16的侧面部16a进行成形的成形部由形成于第一模42和第二模44上的连接部16外侧面的成形面42a(44a)及与这些成形面42a(44a)相对的突起体47的成形面47a构成，所述侧面部16a的面方向与第一固定部12的长度方向正交。

另外，如图3(b)所示，对连接部16的侧面部16b进行成形的成形部由形成于第一模42和第二模44上的连接部16外侧面的成形面42b、44b及与这些成形面42b、44b相对的突起体47的成形面47b构成，所述侧面部16b的面方向与第一固定部12长度方向平行。

在本实施方式中，将所述第一模42、第二模44和第三模46合模，由重力铸造法(GDC)从浇口50将熔液注入到模腔48中，通过铸造来制造支承结构体10。使用上述铸造模具40而得到的铸件成为将第一固定部12、第二固定部14和连接部16一体成型，并且从第二固定部14到连接部16成形有凹孔18的制品。通过在所获得的铸件上加工第一固定部12上设置的插通孔12a、第二固定部14上设置的螺纹孔14a，得到图1及2所示的支承结构体10。

所得到的支承结构体10在沿图1所示的负荷方向对支承结构体10支承的被支承物5作用设定以上的负荷时，容许连接部16在负荷方向上塑性变形，通过使连接部16如此地塑性变形，吸收、缓和冲击能量。

通过使连接部16在第一固定部12的长度方向上、即负荷作用的方向(前后方向)上成为窄宽度(缩颈形状)，并且从第二固定部14到连接部16形成凹孔18，使连接部16的与第一固定部12长度方向正交的侧面部16a的壁厚比连接部16的与第一固定部12长度方向平行的侧面部16b的壁厚薄，从而，成为在第一固定部12的长度方向上作用负荷时，连接部16容易塑性变形的结构。

如本实施方式的支承结构体的制造方法，根据利用铸造方法制造支承结构体10的方法，作为对支承结构体10作用负荷时容许变形的部位而形成的连接部16的形态，例如其侧面部16a、16b的相对的侧面之间的距离可通过改变第一模42和第二模44的成形面421、441的形状而适当地设定，并且连接部16的侧面部16a、16b的壁厚也可以通过改变第一模42和第二模44的成形面421、441以及设置在第三模46上的突起体47的突出量、形状而适当地设定。

另外，通过从第二固定部至连接部16形成凹孔18，能够实现支承结构体10的轻量化，得到对到达塑性变形之前的屈服应力进行了调节的支承结构体10。

在采用铸造方法时，容易适当地形成连接部16的外形，并且容易形成在切削加工中难以加工的凹孔，通过改变第三模46上形成的突起体47的突出量或形状，也能够将凹孔18形成为适当的形状。即，通过将突起体47的宽度加宽或缩窄，能够将连接部16的侧面部16a、16b的壁厚减薄或增厚。另外，也可以通过将突起体47的突出尺寸增长或缩短而改变连接部16的壁厚或内部形状，能够适当地调节对连接部16作用负荷时连接部16到达塑性变形之前的屈服应力。

另外，在本实施方式中，设定第一模42和第二模44的合模面与第一固定部12的长度方向平行，但由于本实施方式的支承结构体10在与第一固定部12的长度方向正交的方向上也为对称形状，故也可以通过以与第一固定部12的长度方向正交的方向为合模面的拼合模来制作铸造模具。但是在时，拼合模的模深度增大，铸造模具的制造变得稍微复杂。这样，能够根据支承结构体10的形态适当选择合模面而形成铸造模具。

(第二实施方式)

图4(a)表示在支承结构体10的制造方法的第二实施方式中所使用的铸造模具的结构。在本实施方式中，在由对第一固定部12、第二固定部14以及连接部16进行成形的第一模42和第二模44、及对第二固定部14的固定面和凹孔18进行成形的第三模46这三个模型构成铸造模具40方面与第一实施方式相同。

成为本实施方式特征的结构是在使用铸造模具制造支承结构体10时，在连接部16的与第一固定部12的长度方向正交的侧面部16a的外侧面上形成槽16c。

图4(a)表示在形成于第一模42上的、形成连接部16的侧面部16a外侧面的成形面42a上设有沿侧面部16a宽度方向伸长的突条42c。在第二模44设有与第一模42的突条42c同样地沿侧面部16a宽度方向伸长的突条44c。

图4(b)表示使用设有突条42c、44c的第一模42、第二模44以及具有突起体47的第三模46进行铸造而得到的支承结构体10的平面图(连接部16的剖面)。通过在第一模42和第二模44上设置突条42c、44c而进行铸造，得到在连接部16的与第一固定部12长度方向正交的侧面部16a、16a的外侧面上形成有槽16c的支承结构体10。

在连接部16的外侧面形成有槽16c的支承结构体10，由于连接部16的侧面部16a的壁厚在形成有槽16c的部位局部地变薄，故对被支承物作用负荷时，负荷集中作用在连接部16形成有槽16c的部位上，与未形成槽16c的情况相比，能够将连接部16到达塑性变形之前的屈服应力减弱。

也可以通过对铸件进行机械加工而在连接部16上形成槽16c，但是如果是在使用铸造模具40铸造支承结构体10的同时形成槽16c的方法，则能够简单地制造在连接部16上形成有槽16c的支承结构体10。

另外，在本实施方式中表示了在连接部16上形成一个槽16c的例子，但也可以在连接部16上形成多个槽16c，可以适当地调节槽16c的宽度或深度。通过改变在铸造模具上制作的突条42c、44c的形态，能够适当地设定这些槽16c的形态，若未通过铸造方法来制造支承结构体的方法，则能够轻易地制造具有适当形态的连接部16的支承结构体10，能够适当地调节连接部16到达塑性变形前的屈服应力而制造支承结构体10。

(第三实施方式)

图5(a)表示支承结构体10的制造方法的第三实施方式所使用的铸造模具结构。在本实施方式中，与第一、第二实施方式相同，使用所述第一模42、第二模44、第三模46通过铸造来制造支承结构体10。

本实施方式的特征结构为：在使用铸造模具来铸造支承结构体10时，在连接部16的与第一固定部12长度方向平行的侧面部16b的外侧面上形成凹部16d。

图5(a)表示在形成于第一模42和第二模44上的、形成连接部16的侧面部16b外侧面的成形面42b、44b上形成有用于形成凹部16d的突部42d、44d。

图5(b)表示使用设有突部42d、44d的第一模42、第二模44铸造的支承结构体10的平面图(连接部16的剖面)。通过在第一模42和第二模44上设置突部42d、44d来进行铸造，得到在连接部16的侧面部16b上形成有凹部16d的支承结构体10。

这样，在与第一固定部12长度方向平行的侧面部16b上形成有凹部16d的支承结构体10中，连接部16的形成有凹部16d的部位壁厚减薄，连接部16的剖面面积缩小。由此，对连接部16作用负荷时，与未形成凹部16d的情况相比，能够将连接部16到达塑性变形之前的屈服应力减弱。

对于形成在连接部16上的凹部16d，能够适当地设定深度、宽度等，也能够形成多个凹部16d。这样，通过适当地设定连接部16上形成的凹部16d的形态和配置，能够调节连接部16到达塑性变形之前的屈服应力。

另外，在连接部16的侧面部16b上形成凹部16d时，与通过设于第三模46上的突起体47在连接部16内部形成凹孔18的关系中，也可以通过调节连接部16的壁厚或调节连接部16的剖面形状，调节连接部16到达塑性变形之前的屈服应力。

如上所述，形成在第三模46上的突起体47使连接部16薄壁化，由此在连接部16上设置对支承结构体10作用负荷时塑性变形最弱部，但可以通过将设于第三模46上的突起体47的形态与形成于连接部16外面的槽16c或凹部16d的形态组合，相对于作用在支承结构体10上的负荷，能够将连接部16到达塑性变形之前的屈服应力设定成各种各样。

在由铸造方法制造支承结构体10时，通过组合铸造模具，能够制造连接部16的形态或第一固定部12、第二固定部14的形态不同的各种支承结构体10。即，本发明的车辆用支承结构体的制造方法通过利用铸造方法制造支承结构体，能够根据支承结构体10所支承的被支承物的形态或被支承物的安装位置的不同，便宜地制造具有支承结构体10所要求的吸收、缓和冲击能量作用的各种制品。

另外，在所述说明中，虽然以图1(a)所示的对支承结构体10作用负荷的情况为例进行了说明，但即使负荷的作用方向与图1(a)所示的方向不同时，也能够适当地设计连接部16的外形形状、剖面形状，能够制造具备吸收规定冲击能量的作用的支承结构体。

另外，在上述实施方式中，作为铸造方法使用一般的重力铸造法，但是并不局限于重力铸造法，也可以使用压铸法(DC)、低压铸造法(LPD)、还原铸造法等公知的铸造方法。

Claims

1、一种车辆用支承结构体的制造方法，该车辆用支承结构体具有固定被支承物的第一固定部、固定在车体上的第二固定部、连接第一固定部和第二固定部的连接部，在对所述被支承物作用设定以上的负荷时，所述连接部因所述负荷而塑性变形，其特征在于，

使用具有第一模、第二模和第三模的铸造模具，所述第一模和第二模在铸造时相互合模使用，并且形成有对所述第一固定部、所述第二固定部以及所述连接部的侧面进行成形的至少成形面，所述第三模形成有对所述第二固定部的固定面进行成形的成形面和对从所述固定面通至所述连接部内部的凹穴进行成形的突起体，

使第三模与所述第一模、第二模一同合模，在所述铸造模具内形成将第一固定部、第二固定部和连接部一体成形的模腔，将熔液倒入该模腔内，通过铸造制得所述支承结构体。

2、如权利要求1所述的车辆用支承结构体的制造方法，其特征在于，所述支承结构体的所述第一固定部使对所述被支承物作用负荷的方向为其长度方向，并且使用如下的铸造模具进行制造，该制造模具将所述第一模和第二模的合模面的面方向设定在与所述第一固定部的长度方向平行的方向上。

3、如权利要求1或2所述的车辆用支承结构体的制造方法，其特征在于，作为所述第一模和第二模，使用以如下的相对窄的间隔宽度形成的铸造模具进行制造，即，设置在所述第一模和第二模中至少一个上的、成形所述连接部的成形面与面方向与作用所述负荷的方向正交的侧面部的成形面间的间距宽度，比其与面方向平行于作用所述负荷方向的侧面部的成形面间的间距窄。

4、如权利要求1或2所述的车辆用支承结构体的制造方法，其特征在于，作为所述第一模和第二模，使用如下的铸造模具进行制造，该铸造模具在至少设于所述第一模和第二模中的一个上的形成所述连接部的成形面中、面方向与作用所述负荷的方向正交的侧面部的成形面上，形成有用于在所述侧面部的外面成形槽的突条。

5、如权利要求1或2所述的车辆用支承结构体的制造方法，其特征在于，作为所述第一模和第二模，使用如下的铸造模具进行制造，该铸造模具在至少设置在所述第一模和第二模中的一个上的形成所述连接部的成形面中、面方向与作用所述负荷的方向平行的侧面部的成形面上形成有在所述侧面部的外面上成形凹部的突部。