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[Technisches Gebiet]
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Konstruktion eines Aufhängungsrahmens gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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[Hintergrund der Technik]
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Herkömmlich ist in einem Fahrzeug, wie beispielsweise in einem Allradfahrzeug, als Bauteile, die einen Fahrzeugkarosserierahmen bilden, ein Paar von linken und rechten Seitenelementen mit vorderen Seitenelementen, Schürzenseitenelementen und Bodenseitenelementen, die sich entlang der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs erstrecken, so angeordnet, dass sie in der Breitenrichtung des Fahrzeugs voneinander beabstandet sind. In einem Teil um dieses Paar von linken und rechten Seitenelementen sind untere Arme vorgesehen, die einen Aufhängungsmechanismus konfigurieren. Während der Fahrzeugbewegung werden durch die unteren Arme eine Last und eine Vibration von den Vorderreifen und dergleichen auf eine Fahrzeugkarosserie übertragen.
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Beispiele für eine solche Last und Vibration sind eine Last und Vibration in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs beim Bremsen und Beschleunigen des Fahrzeugs, eine Last und Vibration in der Fahrzeug-Breitenrichtung beim Wenden des Fahrzeugs, eine Last und Vibration in der vertikalen Fahrzeugrichtung aufgrund von Unebenheiten in einer Straßenoberfläche, und eine Last und Vibration aufgrund von kombinierten Komponenten dieser Lasten, Vibrationen und dergleichen. Manchmal wird eine externe Last von der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs oder von der Fahrzeug-Breitenrichtung direkt auf die Fahrzeugkarosserie aufgebracht. Solch eine Last und Vibration kann zur Reduzierung der Fahrstabilität des Fahrzeugs beitragen und Vibration und Geräusche in einem Fahrzeuginnenraum verursachen.
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Zur Behebung dieser Probleme ist deshalb ein Aufhängungsrahmen zwischen dem Paar von linken und rechten Seitenelementen und den unteren Armen aufgehängt. Die Last und die Vibration werden von dem Aufhängungsrahmen aufgenommen und die Steifigkeit der Fahrzeugkarosserie wird erhöht.
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Als Beispiel einer solchen Konstruktion des Aufhängungsrahmens wird
JP 2001 -
191945 A bereitgestellt. In
JP 2001-191945 A sind Stützelemente, die sich in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs erstrecken, unter dem Paar von linken und rechten Seitenelementen angeordnet. Untere Arme der Aufhängung sind an unteren Armbefestigungsabschnitten befestigt, die jeweils an vorderen Enden und hinteren Enden der Stützelemente vorgesehen sind. Der sich linear entlang der Fahrzeug-Breitenrichtung erstreckende Aufhängungsrahmen ist zwischen einem Paar der Stützelemente aufgehängt. Beide Enden des Aufhängungsrahmens in Fahrzeug-Breitenrichtung sind an Zwischenabschnitten in der Fahrzeug-Vorwärts- und Rückwärtsrichtung der Stützelemente befestigt. Zwischen den Befestigungsabschnitten der unteren Arme auf der Fahrzeugvorderseite der Stützelemente und den Aufhängungsrahmen-Befestigungsabschnitten der Stützelemente sind vordere Fahrzeugkarosserie-Befestigungsabschnitte entlang der vertikalen Fahrzeugrichtung vorgesehen und hintere Fahrzeugkarosserie-Befestigungsabschnitte, die zu den Außenseiten in Fahrzeug-Breitenrichtung von den Befestigungsabschnitten der unteren Arme auf der Fahrzeugrückseite der Stützelemente weisen, sind vorgesehen. Die Stützelemente sind über die vorderen Fahrzeugkarosserie-Befestigungsabschnitte und die hinteren Fahrzeugkarosserie-Befestigungsabschnitte an den vorderen Seitenelementen befestigt.
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[Zusammenfassung der Erfindung]
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[Durch die Erfindung zu lösende Probleme]
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Bei der oben erläuterten herkömmlichen Konstruktion des Aufhängungsrahmens erstreckt sich der Aufhängungsrahmen aber linear entlang der Fahrzeug-Breitenrichtung. Deshalb liegt ein Problem vor, weil es mit dem Aufhängungsrahmen schwierig ist, eine Last und eine Vibration in der Fahrzeug-Vorwärts- und Rückwärtsrichtung aufzunehmen und weil es unmöglich ist, mit dem Aufhängungsrahmen die Steifigkeit der Fahrzeugkarosserie gegen die Last und die Vibration in Fahrzeug-Vorwärts- und Rückwärtsrichtung effizient zu erhöhen.
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Wenn bei einer solchen herkömmlichen Konstruktion des Aufhängungsrahmens eine große Last auf eine Fahrzeugkarosserie-Vorderseite von der Fahrzeug-Vorwärtsrichtung aufgebracht wird, nehmen ein Stoßfängerelement, die vorderen Seitenelemente und dergleichen die Last unter Verformung auf. An diesem Punkt bewegen sich Elemente in einem Motorraum, wie beispielsweise ein Getriebe, in Fahrzeug-Rückwärtsrichtung und kommen mit einer Armaturentafel und dergleichen in Berührung. Ein Drehstab zur Unterdrückung von Vibrationen beim Antreiben des Motors und des Getriebes ist am Aufhängungsrahmen befestigt. Deshalb wird auch eine Last in der Nähe der Mitte des Aufhängungsrahmens aufgebracht. Wenn die Fahrzeugkarosserie-Vorderseite andererseits durch die Last verformt wird, bewegen sich auch die Vorderreifen in Fahrzeug-Rückwärtsrichtung und eine Last wird auch auf beide Enden in Fahrzeug-Breitenrichtung des Aufhängungsrahmens von den Reifen und den unteren Armen aufgebracht. Es besteht ein Problem, weil diese auf den Aufhängungsrahmen aufgebrachten Lasten dazu führen, dass der Aufhängungsrahmen die Fahrzeugkarosserie (die Bodenseitenelemente und die Bodenunterseite) um den Boden beeinträchtigt und eine Verformung der Fahrzeugkarosserie hervorruft. Obwohl eine Verformung der Fahrzeugkarosserie-Vorderseite zur Absorption der Lasten erwünscht ist, muss darüber hinaus ein Raum für einen Fahrzeuginsassen ohne Verformung des Bodens gewährleistet werden.
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Die vorliegende Erfindung wurde angesichts solch einer tatsächlichen Situation erdacht und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Konstruktion eines Aufhängungsrahmens bereitzustellen, die unter Verformung einer Endseite der Bodenvorderseite Lasten von der Fahrzeug-Vorwärtsrichtung und dergleichen, die auf die Fahrzeugkarosserie-Vorderseite aufgebracht werden, aufnehmen kann und die Lasten effizient übertragen und in Fahrzeug-Rückwärtsrichtung und dergleichen verteilen kann, sowie die Verformung des Bodens reduzieren kann.
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[Mittel zum Lösen der Probleme]
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Zum Lösen der Probleme des herkömmlichen Standes der Technik stellt die vorliegende Erfindung eine Konstruktion eines Aufhängungsrahmens gemäß Patentanspruch 1 bereit.
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In der vorliegenden Erfindung sind Seitenschwellen, die sich entlang der Fahrzeug-Vorwärts- und Rückwärtsrichtung erstrecken, auf den in Fahrzeug-Breitenrichtung äußeren Seiten der Seitenelemente angeordnet, wobei die Seitenelemente und die Seitenschwellen über äußere Eckversteifungen miteinander verbunden sind, deren Außenenden in der Fahrzeug-Breitenrichtung in einer Richtung schräg nach hinten zu den Fahrzeug-Außenseiten angeordnet sind, wobei die Innenenden der in Fahrzeug-Breitenrichtung äußeren Eckversteifungen mit den Seitenelementen um die hinteren Befestigungsabschnitte zu den Seitenelementen an den linken und rechten Enden des Aufhängungsrahmen verbunden sind, und wobei die inneren Eckversteifungen und die äußeren Eckversteifungen so angeordnet sind, dass sie sich gebirgsförmig zu einander gegenüberliegenden Seiten neigen.
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Ferner sind in der vorliegenden Erfindung die Schürzenseitenelemente mit einer solchen Neigung angeordnet, dass ihre vorderen Enden auf den Fahrzeug-Außenseiten oder den Fahrzeug-Innenseiten bezüglich einer Achse in Fahrzeug-Vorwärts- und Rückwärtsrichtung angeordnet sind.
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Die vorliegende Erfindung stellt ferner eine Konstruktion eines Aufhängungsrahmens gemäß Patentanspruch 4 bereit.
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In der vorliegenden Erfindung sind die Rahmeneckversteifungen mit einer solchen Neigung angeordnet, dass die Vorderenden auf den Fahrzeug-Außenseiten bezüglich der Achse in Fahrzeug-Vorwärts- und Rückwärtsrichtung angeordnet sind und die Schürzenseitenelemente sind mit derselben Neigung wie die Rahmeneckversteifungen angeordnet.
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Ferner sind in der vorliegenden Erfindung die Rahmeneckversteifungen mit derselben Neigung wie die normale Richtung des hinteren Arms in Verbindungsabschnitten zu dem hinteren Arm angeordnet, oder sie sind mit einer solchen Neigung angeordnet, dass die vorderen Enden auf den Fahrzeug-Außenseiten bezüglich der normalen Richtung des hinteren Arms in den Verbindungsabschnitten zu dem hinteren Arm angeordnet sind.
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In der vorliegenden Erfindung sind die Schürzenseitenelemente von der Fahrzeugkarosserie getrennte Bauteile und in Befestigungsabschnitten zu den Seitenelementen an den linken und rechten Enden des Aufhängungsrahmens so angeordnet, dass sie die vorderen Seitenelemente und die Bodenseitenelemente vorne und hinten überlappen.
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In der vorliegenden Erfindung sind die Bodenseitenelemente so geformt, dass sie sich zu den Fahrzeug-Außenseiten zur Fahrzeug-Rückwärtsrichtung hin aufweiten.
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[Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung]
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Wie oben erläutert weist eine erfindungsgemäße Konstruktion eines Aufhängungsrahmens Folgendes auf: Ein Paar von linken und rechten Seitenelementen mit vorderen Seitenelementen, Schürzenseitenelementen und Bodenseitenelementen, die sich entlang der Fahrzeug-Vorwärts- und Rückwärtsrichtung erstrecken, wobei das Paar von linken und rechten Seitenelementen im Abstand voneinander in Fahrzeugkarosserie-Breitenrichtung angeordnet ist; einen Aufhängungsrahmen zur Verbindung des Paars von linken und rechten Seitenelementen, der im Abstand von einem Antriebsmechanismus eines Fahrzeugs in Fahrzeug-Vorwärts- und Rückwärtsrichtung angeordnet ist; und einen Drehstab, der entlang der Fahrzeug-Vorwärts- und Rückwärtsrichtung angeordnet ist und zur Verbindung des Antriebsmechanismus und des Aufhängungsrahmens ausgelegt ist, wobei ein Ende davon an einer Mitte des Aufhängungsrahmens, hintere Befestigungsabschnitte an den Bodenseitenelementen der Seitenelemente und vordere Befestigungsabschnitte an den Schürzenseitenelementen der Seitenelemente befestigt sind, die als Befestigungsabschnitte zu einer Fahrzeugkarosserieseite vorgesehen sind. Der Aufhängungsrahmen ist durch einen Arm gebildet, der mit einer gebogenen Gestalt geformt ist und dessen eine Mitte in Fahrzeug-Breitenrichtung zu einer Fahrzeug-Vorwärtsrichtung vorragt. Die hinteren Befestigungsabschnitte sind zu einer Fahrzeugkarosserie auf einem linken und rechten Ende des Arms angeordnet und ein mittlerer Verbindungskörper ist an der Mitte des Arms befestigt. Ein Paar von linken und rechten inneren Eckversteifungen, die sich in einer Richtung schräg nach vorne von den linken und rechten Seiten eines mittleren Tunnelabschnitts in der Mitte in Fahrzeug-Breitenrichtung eines Fahrzeugkarosseriebodens erstrecken, ist auf der Fahrzeugrückseite des Aufhängungsrahmens angeordnet. Äußere Enden in Fahrzeug-Breitenrichtung der inneren Eckversteifungen und der Seitenelemente sind um die hinteren Befestigungsabschnitte mit den Bodenseitenelementen an den linken und rechten Enden des Aufhängungsrahmens verbunden.
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Deshalb werden bei der Konstruktion der vorliegenden Erfindung eine auf die Mitte des Aufhängungsrahmens von einem Antriebsmechanismus (Motor, Getriebe usw.) in Fahrzeug-Vorwärtsrichtung aufgebrachte Last, eine auf die Fahrzeug-Rückwärtsrichtung von den vorderen Seitenelementen aufgebrachte Last, eine auf die linken und rechten Enden des Aufhängungsrahmens von den Vorderreifen über den unteren Arm aufgebrachte Last und dergleichen über den Aufhängungsrahmen zu den hinteren Befestigungsabschnitten zu den Seitenelementen gesammelt. Deshalb können die gesammelten Lasten effizient auf die Fahrzeug-Rückwärtsrichtung übertragen und verteilt werden. Da nicht nur die Bodenseitenelemente, sondern auch das Bodenvorderende in einem Bereich zwischen den inneren Eckversteifungen und dem mittleren Tunnelabschnitt verformt werden, ist es durch die Anwesenheit der inneren Eckversteifungen möglich, die Lasten aufzunehmen und nach hinten zum mittleren Tunnelabschnitt zu verteilen. Somit kann eine Verformung des gesamten Bodens zuverlässig verringert werden. Wenn darüber hinaus eine Last auf die Mitte des Aufhängungsrahmens aufgebracht wird, wird ein Teil der gebogenen Gestalt verformt, sowohl die linken als auch die rechten Enden bewegen sich zu den Fahrzeug-Außenseiten und die Lasten können in Lasten auf die Fahrzeug-Außenseiten umgewandelt werden, statt sie einfach in die Fahrzeug-Rückwärtsrichtung zu übertragen. Deshalb verformt und erweitert sich der Bereich zwischen den inneren Eckversteifungen und dem mittleren Tunnelabschnitt. Eine Zielverformung kann so verursacht werden.
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In der vorliegenden Erfindung sind Seitenschwellen, die sich entlang der Fahrzeug-Vorwärts- und Rückwärtsrichtung erstrecken, auf den in der Fahrzeug-Breitenrichtung äußeren Seiten der Seitenelemente angeordnet. Die Seitenelemente und die Seitenschwellen sind über äußere Eckversteifungen miteinander verbunden, deren in Fahrzeug-Breitenrichtung äußere Enden in einer Richtung schräg nach hinten zu den Fahrzeug-Außenseiten angeordnet sind. Die in Fahrzeug-Breitenrichtung inneren Enden der äußeren Eckversteifungen sind mit den Seitenelementen um die hinteren Befestigungsabschnitte zu den Seitenelementen an den linken und rechten Enden des Aufhängungsrahmens verbunden. Die inneren Eckversteifungen und die äußeren Eckversteifungen sind so geformt, dass sie sich gebirgsförmig zu einander gegenüberliegenden Seiten neigen. Deshalb können die Lasten unter Nutzung der gesamten Bodenbreite aufgenommen und verteilt werden. Darüber hinaus können die Lasten auch über die äußeren Eckversteifungen zu den Seitenschwellen verteilt werden und die Verformung des Bodens kann noch weiter reduziert werden.
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Ferner sind in der vorliegenden Erfindung die Schürzenseitenelemente mit einer solchen Neigung angeordnet, dass ihre vorderen Enden auf den Fahrzeug-Außenseiten oder den Fahrzeug-Innenseiten bezüglich einer Achse in Fahrzeug-Vorwärts- und Rückwärtsrichtung angeordnet sind. Deshalb fungieren die hinteren Befestigungsabschnitte zu den Seitenelementen an den linken und rechten Enden des Aufhängungsrahmens als Verbindungs- und Sammelpunkte von starren Elementen, um Steifigkeitspunkte darzustellen. Die Lasten können durch Umklappen von Abschnitten der Schürzenseitenelemente mit der Last von der Fahrzeug-Vorwärtsrichtung absorbiert werden. An diesem Punkt sind Umklappen und Verformung der inneren Eckversteifungen und der äußeren Eckversteifungen in der Bodenvorderseite miteinander assoziiert. Wenn eine Last von der Fahrzeugs-Vorwärtsrichtung aufgebracht wird, kann die Zielverformung deshalb zuverlässig verursacht werden.
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Eine erfindungsgemäße Konstruktion eines Aufhängungsrahmens weist Folgendes auf: ein Paar von linken und rechten Seitenelementen mit vorderen Seitenelementen, Schürzenseitenelementen und Bodenseitenelementen, die sich entlang der Fahrzeug-Vorwärts- und Rückwärtsrichtung erstrecken, wobei das Paar von linken und rechten Seitenelementen im Abstand voneinander in Fahrzeug-Breitenrichtung angeordnet ist; einen Aufhängungsrahmen zur Verbindung des Paars von linken und rechten Seitenelementen, der im Abstand von einem Antriebsmechanismus eines Fahrzeugs in Fahrzeug-Vorwärts- und Rückwärtsrichtung angeordnet ist; und einen Drehstab, der entlang der Fahrzeug-Vorwärts- und Rückwärtsrichtung angeordnet ist und zur Verbindung des Antriebsmechanismus und des Aufhängungsrahmens ausgelegt ist, wobei ein Ende an der Mitte in Fahrzeug-Breitenrichtung des Aufhängungsrahmens befestigt ist. Hintere Befestigungsabschnitte mit den Bodenseitenelementen der Seitenelemente und vordere Befestigungsabschnitte mit den Schürzenseitenelementen der Seitenelemente sind mit dem Aufhängungsrahmen als Befestigungsabschnitte zu einer Fahrzeugkarosserieseite vorgesehen. Der Aufhängungsrahmen wird gebildet durch: einen hinteren Arm mit gebogener Gestalt, der zur Fahrzeug-Vorwärtsrichtung ragt und auf der Mitte in Fahrzeug-Breitenrichtung zentriert ist, an dem ein Ende des Drehstabs befestigt ist; und einen vorderen Arm mit gebogener Gestalt, der zur Fahrzeug-Rückwärtsrichtung ragt und auf der Mitte in Fahrzeug-Breitenrichtung zentriert ist, an dem ein Ende des Drehstabs vor dem hinteren Arm befestigt ist; die Befestigungsabschnitte zu einer Fahrzeugkarosserie, die an den linken und rechten Enden der Arme angeordnet sind und einen mittleren Verbindungskörper, der mit der Mitte des jeweiligen Arms verbunden ist. Der hintere Arm und der vordere Arm sind über Rahmeneckversteifungen auf den linken und rechten Seiten in Fahrzeug-Breitenrichtung des Aufhängungsrahmens verbunden. Die Rahmeneckversteifungen sind mit einer solchen Neigung angeordnet, dass ihre vorderen Enden auf den Fahrzeug-Außenseiten oder den Fahrzeug-Innenseiten bezüglich einer Achse in Fahrzeug-Vorwärts- und Rückwärtsrichtung angeordnet sind.
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Somit ist es mit der erfindungsgemäßen Konstruktion möglich, wenn eine Last auf die linken und rechten Enden des Aufhängungsrahmens von den Vorderreifen über den unteren Arm aufgebracht wird, eine Umklappen und Verformen des hinteren Arms und des vorderen Arms auszulösen. Eine Lastaufnahme mit Verformung des Aufhängungsrahmens und eine Reduzierung der Belastung auf die hinteren Befestigungsabschnitte zu den Seitenelementen ist möglich. Wenn der vordere Arm durch die Last umgeklappt wird, bewegen sich die vorderen Befestigungsabschnitte zu den Seitenelementen zur Fahrzeug-Außenseite in einer Richtung schräg nach hinten. Somit werden die vorderen Seitenelemente zu den Fahrzeug-Außenseiten hin verformt. Eine Verformung der Seitenelemente kann ausgelöst werden und die Lastaufnahmeleistung kann verbessert werden.
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In der vorliegenden Erfindung sind die Rahmeneckversteifungen mit einer solchen Neigung angeordnet, dass die Vorderenden auf den Fahrzeug-Außenseiten bezüglich der Achse in Fahrzeug-Vorwärts- und Rückwärtsrichtung angeordnet sind und die Schürzenseitenelemente mit derselben Neigung wie die Rahmeneckversteifungen angeordnet sind. Wenn eine Last von der Fahrzeug-Vorwärtsrichtung auf die linken und rechten Enden des Aufhängungsrahmens aufgebracht wird, werden die Rahmeneckversteifungen daher umgeklappt und die vorderen Befestigungsabschnitte zu den Seitenelementen bewegen sich zu den Fahrzeug-Außenseiten in einer Richtung schräg nach hinten und sind mit der Verformung zu den Fahrzeug-Außenseiten der vorderen Seitenelemente assoziiert. Eine Verformung der Seitenelemente kann erleichtert werden und die Lastaufnahmeleistung kann verbessert werden.
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Ferner sind in der vorliegenden Erfindung die Rahmeneckversteifungen mit derselben Neigung wie die normale Richtung des hinteren Arms in Verbindungsabschnitten zu dem hinteren Arm angeordnet, oder sie sind mit einer solchen Neigung angeordnet, dass die vorderen Enden auf den Fahrzeug-Außenseiten bezüglich der normalen Richtung des hinteren Arms in den Verbindungsabschnitten zu dem hinteren Arm angeordnet sind. Deshalb stehen die Rahmeneckversteifungen in einer Positionsbeziehung, in der sich die Rahmeneckversteifungen in der normalen Richtung relativ zum vorderen Arm dehnen. Während der Fahrzeugbewegung kann Steifigkeit gegen Vibration und Last von den Vorderreifen gewährleistet werden. Während der Verformung der Fahrzeugkarosserie aufgrund von Umklappen des hinteren Arms nimmt ein Neigungswinkel der Rahmenversteifungen bezüglich der normalen Richtung ab. Deshalb ist ein glatter Übergang zu einer umklappenden Verformung möglich.
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In der vorliegenden Erfindung sind die Schürzenseitenelemente von der Fahrzeugkarosserie getrennte Bauteile und in Befestigungsabschnitten zu den Seitenelementen an den linken und rechten Enden des Aufhängungsrahmens so angeordnet, dass sie die vorderen Seitenelemente und die Bodenseitenelemente vorne und hinten überlappen. Deshalb kann die Steifigkeit der vorderen Befestigungsabschnitte und der hinteren Befestigungsabschnitte zu den Seitenelementen höher sein als die Steifigkeit der vorderen Seitenelemente und der Bodenseitenelemente vorne und hinten. Wenn eine Last von der Fahrzeug-Vorwärtsrichtung auf die linken und rechten Enden des Aufhängungsrahmens aufgebracht wird, kippen die Schürzenseitenelemente, halten aber ihre Form. Umklappen des hinteren Arms und des vorderen Arms des Aufhängungsrahmens, der Eckversteifungen und dergleichen kann erleichtert werden. Ferner ist es möglich, die Steifigkeit zwischen Aufhängungspunkten des Aufhängungsrahmens vorne und hinten gegen eine Vibration und eine Last während der Fahrzeugbewegung zu erhöhen. Die Fahrstabilität des Fahrzeugs kann verbessert werden.
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In der vorliegenden Erfindung sind die Bodenseitenelemente so geformt, dass sie sich zu den Fahrzeug-Außenseiten zur Fahrzeug-Rückwärtsrichtung hin aufweiten. Wenn eine Last von der Fahrzeug-Vorwärtsrichtung beispielsweise sowohl auf die linken als auch auf die rechten Enden des Aufhängungsrahmens aufgebracht wird, ist es daher möglich, Kippen aufgrund der Neigung der inneren Eckversteifungen, der äußeren Eckversteifungen und der Rahmeneckversteifungen zu erleichtern. Die Lastaufnahmeleistung kann so weiter verbessert werden.
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Figurenliste
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- [1] 1 ist eine untere Ansicht, in der eine Fahrzeugkarosserie-Vorderseite mit einer Konstruktion eines Aufhängungsrahmens nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von unten zu sehen ist.
- [2] 2 ist eine untere Ansicht, in der die Umgebung eines Fahrzeugkarosserie-Seitenbefestigungsabschnitts des Aufhängungsrahmens nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von unten in einem Zustand zu sehen ist, in dem ein unterer Arm entfernt ist.
- [3] 3 ist eine untere Ansicht, in der der Aufhängungsrahmen nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von unten zu sehen ist.
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[Modus zur Durchführung der Erfindung]
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Die vorliegende Erfindung wird unten auf Basis einer in den Figuren gezeigten Ausführungsform ausführlich erläutert.
1 bis 3 zeigen eine Konstruktion eines Aufhängungsrahmens nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Wie in 1 und 2 gezeigt ist ein Fahrzeug nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Fahrzeug vom Allradtyp. In eine Fahrzeugkarosserie-Vorderseite 1 dieser Art sind als Bauteile, die einen Fahrzeugkarosserierahmen bilden, ein Paar von linken und rechten Seitenelementen 5 mit vorderen Seitenelementen 2, Schürzenseitenelementen 3 und Bodenseitenelementen 4, die sich entlang der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs erstrecken, in der Breitenrichtung des Fahrzeugs im Abstand voneinander angeordnet. Die vorderen Seitenelemente 2, die Schürzenseitenelemente 3 und die Bodenseitenelemente 4 sind in dieser Reihenfolge von der Fahrzeugvorderseite zur Fahrzeugrückseite angeordnet. Die Schürzenseitenelemente 3 sind zwischen den vorderen Seitenelementen 2 und den Bodenseitenelementen 4 vorne und hinten angeordnet. Auf den in Fahrzeug-Breitenrichtung äußeren Seiten der Bodenseitenelemente 4 sind in dem Paar von linken und rechten Seitenelementen 5 Seitenschwellen 6 angeordnet, die sich entlang der Fahrzeug-Vorwärts- und Rückwärtsrichtung erstrecken.
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In der Fahrzeugkarosserie-Vorderseite 1 ist ein Paar von linken und rechten unteren Armen 7 angeordnet, die einen Aufhängungsmechanismus darstellen. Die unteren Arme 7 sind so angeordnet, dass sie sich über die Schürzenseitenelemente 3 in Fahrzeug-Vorwärts- und Rückwärtsrichtung unter den Seitenelementen 5 erstrecken. Während der Fahrzeugbewegung werden eine Last und eine Vibration von den Vorderreifen oder dergleichen über die unteren Arme 7 in eine Fahrzeugkarosserie eingeführt. Ferner ist in einem Fahrzeugkarosserieboden 8 der Fahrzeugkarosserie-Vorderseite 1 ein konvex geformter mittlerer Tunnelabschnitt 9 vorgesehen, der sich entlang der Fahrzeug-Vorwärts- und Rückwärtsrichtung erstreckt und zu einer Seite des Fahrzeuginnenraums ragt. Der mittlere Tunnelabschnitt 9 ist in der Mitte in Fahrzeug-Breitenrichtung des Fahrzeugkarosseriebodens 8 angeordnet. Zu beachten ist, dass in 1 und 2 die Richtung eines Pfeils Fr die Fahrzeug-Vorwärtsrichtung anzeigt.
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Andererseits ist in der Fahrzeugkarosserie-Vorderseite 1 zwischen dem Paar von linken und rechten Seitenelementen 5 auf der Fahrzeugvorderseite wie in 1 und 3 gezeigt ein Aufhängungsrahmen 10 zur Verbindung der Seitenelemente 5 entlang der Fahrzeug-Breitenrichtung angeordnet. Auf der Fahrzeugvorderseite des Aufhängungsrahmens 10 ist ein Fahrzeugantriebsmechanismus (in den Figuren nicht gezeigt) mit einem Motor, einem Getriebe und dergleichen angeordnet. Die vorderen Seitenelemente 2 der Seitenelemente 5 sind sowohl auf der linken als auch auf der rechten Seite in Fahrzeug-Breitenrichtung des Antriebsmechanismus angeordnet. Deshalb ist der Aufhängungsrahmen 10 im Abstand von dem Antriebsmechanismus in Fahrzeug-Vorwärts- und Rückwärtsrichtung angeordnet.
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Ferner ist ein Drehstab 11 in der Fahrzeugkarosserie-Vorderseite 1 vorgesehen. Der Drehstab 11 ist entlang der Fahrzeug-Vorwärts- und Rückwärtsrichtung angeordnet. Ein Ende (das hintere Ende) des Drehstabs 11 ist an der Mitte in Fahrzeug-Breitenrichtung des Aufhängungsrahmens 10 befestigt. Der Antriebsmechanismus (in den Figuren nicht gezeigt) und der Aufhängungsrahmen 10 sind über den Drehstab 11 miteinander verbunden.
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In dem Aufhängungsrahmen 10 ist in dieser Ausführungsform wie in 1 und 3 zu sehen ist, ein mittlerer Verbindungskörper 12 in der Mitte in Fahrzeug-Breitenrichtung vorgesehen. Das eine Ende des Drehstabs 11 ist an dem mittleren Verbindungskörper 12 befestigt. Darüber hinaus weist der Aufhängungsrahmen 10 einen hinteren Arm 13, der sich von der Fahrzeug-Breitenrichtung an beiden Enden des mittleren Verbindungsabschnitts 12 zu den Fahrzeug-Außenseiten erstreckt, und einen vorderen Arm 14 auf, der sich von der Fahrzeug-Breitenrichtung von beiden Enden des mittleren Verbindungsabschnitts 12 zu den Fahrzeug-Außenseiten erstreckt. Der hintere Arm 13 und der vordere Arm 14 sind über Rahmeneckversteifungen 15, die sowohl auf der linken als auch auf der rechten Seite in Fahrzeug-Breitenrichtung des Aufhängungsrahmens 10 vorgesehen sind, miteinander verbunden. Deshalb sind die Rahmeneckversteifungen 15 entlang der Fahrzeug-Vorwärts- und Rückwärtsrichtung vorgesehen.
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Im hinteren Arm 13 sind wie in 1 bis 3 gezeigt hintere Aufhängungskörper 16 vorgesehen, die sich in der Fahrzeug-Breitenrichtung von beiden Enden zu den Fahrzeug-Außenseiten erstrecken. In der Mitte der unteren Wände der hinteren Aufhängungskörper 16 sind hintere Befestigungsabschnitte 16a zu den Bodenseitenelementen 4 (die Seitenelemente 5) als Befestigungsabschnitte zu der Fahrzeugkarosserieseite vorgesehen. In den hinteren Befestigungsabschnitten 16a sind die hinteren Aufhängungskörper 16 des hinteren Arms 13 an den Unterseiten der Bodenseitenelemente 4 befestigt und aufgehängt. Darüber hinaus sind verstärkende Befestigungskörper 17, die sich zu der Fahrzeug-Rückwärtsrichtung erstrecken, an den hinteren Enden der hinteren Aufhängungskörper 16 vorgesehen. Die hinteren Enden 17a der verstärkenden Befestigungskörper 17 sind an den Unterseiten der Bodenseitenelemente 4 befestigt.
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An den äußeren Enden in Fahrzeug-Breitenrichtung des vorderen Arms 14 sind vordere Aufhängungskörper 18 vorgesehen, die sich zu den Fahrzeug-Außenseiten hin erstrecken. In den vorderen Aufhängungskörpern 18 sind Aufhängungsarme 19, die sich zu den Fahrzeug-Außenseiten hin erstrecken, vorgesehen. In der Mitte der Fahrzeug-Außenenden der Aufhängungsarme 19 sind vordere Befestigungsabschnitte 19a zu den Schürzenseitenelementen 3 (die Seitenelemente 5) als Befestigungsabschnitte auf der Fahrzeugkarosserieseite vorgesehen. In den vorderen Befestigungsabschnitten 19a sind die vorderen Aufhängungskörper 18 und die Aufhängungsarme 19 des vorderen Arms 14 an den Unterseiten der Schürzenseitenelemente 3 befestigt und aufgehängt.
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Der hintere Arm 13 ist in dieser Ausführungsform auf der gegenüberliegenden Seite des Drehstabs 11 in Fahrzeug-Vorwärts- und Rückwärtsrichtung angeordnet und mit einer gebogenen Gestalt geformt, die zur Fahrzeug-Vorwärtsrichtung ragt und auf dem mittleren Verbindungskörper 12 in der Mitte in Fahrzeug-Breitenrichtung zentriert ist, wobei ein Ende des Drehstabs 11 daran befestigt ist. Andererseits ist der vordere Arm 14 mit einer gekrümmten Gestalt geformt, die zur Fahrzeug-Rückwärtsrichtung ragt und auf dem mittleren Verbindungskörper 12 in der Mitte in Fahrzeug-Breitenrichtung zentriert ist, wobei ein Ende des Drehstabs 11 vor dem hinteren Arm 13 befestigt ist. Das heißt, der hintere Arm 13 und der vordere Arm 14 weisen bogenförmige Gestalten auf, die in Draufsicht jeweils zu gegenüberliegenden Seiten weisen und so angeordnet sind, dass sie sich in Fahrzeug-Vorwärts- und Rückwärtsrichtung in der Fahrzeug-Breitenrichtung beider Enden des mittleren Verbindungsabschnitts 12 überlappen.
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Wie in 2 gezeigt ist die Rahmeneckversteifung 15 in dieser Ausführungsform geneigt angeordnet, so dass ein vorderes Ende 15a auf der Fahrzeug-Außenseite (oder der Fahrzeug-Innenseite) bezüglich einer Achse C1 in Fahrzeug-Vorwärts- und Rückwärtsrichtung angeordnet ist. Das Schürzenseitenelement 3 neben der Rahmeneckversteifung 15 auf der Fahrzeug-Außenseite der Rahmeneckversteifung 15 ist in derselben Richtung wie die Rahmeneckversteifung 15 geneigt. Durch diese Anordnung wird bei Aufbringen einer Kraft F von der Fahrzeug-Vorwärtsrichtung auf die linken und rechten Enden des Aufhängungsrahmens 10 die Eckversteifung 15 umgeklappt und der vordere Befestigungsabschnitt 19a zu dem Schürzenseitenelement 3 bewegt sich zu der Fahrzeug-Außenseite (in Richtung des Pfeils X) in einer Richtung schräg nach hinten. Die Verformung des Seitenelements 5 mit dem Schürzenseitenelement 3 wird in Verbindung mit der Verformung des vorderen Seitenelements 2 zu der Fahrzeug-Außenseite erleichtert.
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Darüber hinaus ist die Rahmeneckversteifung 15 mit derselben Neigung wie die normale Richtung C2 des hinteren Arms 13 in einem Verbindungsabschnitt zu dem hinteren Arm 13 angeordnet oder sie ist so geneigt, dass sich das vordere Ende 15a auf der Fahrzeug-Außenseite bezüglich der normalen Richtung C2 des hinteren Arms 13 im Verbindungsabschnitt zu dem hinteren Arm 13 befindet. Deshalb steht die Rahmeneckversteifung 15 in einer Positionsbeziehung, in der sich die Rahmeneckversteifung 15 in der normalen Richtung C2 bezüglich des vorderen Arms 14 dehnt. Während der Fahrzeugbewegung wird Steifigkeit gegen Vibration und Belastung von den Vorderreifen sichergestellt. Während der Verformung der Fahrzeugkarosserie nimmt aufgrund des Umklappens des hinteren Arms 13 ein Neigungswinkel der Rahmeneckversteifung 15 bezüglich der normalen Richtung C2 ab. Deshalb ist ein reibungsloser Übergang zu Umklappen und Verformung möglich.
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Ferner ist wie in 2 gezeigt das Schürzenseitenelement 3 in dieser Ausführungsform ein von der Fahrzeugkarosserie getrenntes Bauteil und in dem vorderen Befestigungsabschnitt 19a und dem hinteren Befestigungsabschnitt 16a zu dem Seitenelement 5 sind die vorderen und hinteren Enden am linken und rechten Ende des Aufhängungsrahmens 10 so angeordnet, dass sie das vordere Seitenelement 2 und das Bodenseitenelement 4 vorne und hinten überlappen. Deshalb ist die Steifigkeit des vorderen Befestigungsabschnitts 19a und des hinteren Befestigungsabschnitts 16a zu dem Seitenelement 5, die die vorderen und hinteren Enden des Schürzenseitenelements 3 überlappen, höher als die Steifigkeit des vorderen Seitenelements 2 und Bodenseitenelements 4 selbst vorne und hinten. Wenn eine Last von der Fahrzeug-Vorwärtsrichtung auf die linken und rechten Enden des Aufhängungsrahmens 10 aufgebracht wird, kippt das Schürzenseitenelement 3, während es seine Gestalt beibehält, so dass Umklappen beispielsweise des hinteren Arms 13 und des vorderen Arms 14 des Aufhängungsrahmens 10 erleichtert wird und Steifigkeit gegen Vibration und Belastung während der Fahrzeugbewegung zwischen Aufhängungspunkten des Aufhängungsrahmens 10 vorne und hinten erhöht wird.
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Zu beachten ist, dass das Bodenseitenelement 4 eine Form aufweist, die sich zur Fahrzeug-Außenseite in der Fahrzeug-Rückwärtsrichtung erweitert, d.h. dass es in der Draufsicht die Form eines umgekehrten V aufweist. Wenn das Bodenseitenelement 4 die Form eines umgekehrten V aufweist, wird, wenn eine Last von der Fahrzeug-Vorwärtsrichtung beispielsweise auf die linken und rechten Enden des Aufhängungsrahmens 10 aufgebracht wird, Kippen aufgrund der Neigung der inneren Eckversteifungen 20 und der äußeren Eckversteifungen 21 wie unten erläutert und der Rahmeneckversteifung 15 erleichtert.
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In der Konstruktion in dieser Ausführungsform ist jeweils auf der Fahrzeug-Rückseite des Aufhängungsrahmens 10 wie in 1 und 2 gezeigt ein Paar von linken und rechten inneren Eckversteifungen 20, die sich von der linken und rechten Seite des mittleren Tunnelabschnitts 9 des Fahrzeugkarosseriebodens 8 schräg nach vorne erstrecken, angeordnet. Das heißt, die inneren Eckversteifungen 20 sind so angeordnet, dass sie in Draufsicht eine V-Form mit offener Vorderseite in Verbindung mit Seitenflächenabschnitten des mittleren Tunnelabschnitts 9 bilden. Darüber hinaus sind die äußeren Enden in Fahrzeug-Breitenrichtung der inneren Eckversteifungen 20 und der Bodenseitenelemente 4 der Seitenelemente 5 um die hinteren Befestigungsabschnitte 16a zu den Seitenelementen 5 an den linken und rechten Enden des hinteren Arms 13 des Aufhängungsrahmens 10 verbunden.
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Folglich werden bei Aufbringen einer Last auf die Mitte oder die linke und rechte Seite des Aufhängungsrahmens 10 von der Fahrzeug-Vorwärtsrichtung oder dergleichen nicht nur die Bodenseitenelemente 4 sondern auch ein vorderes Bodenende, das sich in einem Bereich zwischen den inneren Eckversteifungen 20 und dem mittleren Tunnelabschnitt 9 befindet, verformt und die Last wird absorbiert. Die Last wird in die Rückwärtsrichtung des mittleren Tunnelabschnitts 9 verteilt. Wenn darüber hinaus eine Last auf die Mitte des Aufhängungsrahmens 10 aufgebracht wird, wird ein Teil der gebogenen Gestalt des hinteren Arms 13 verformt und die linken und rechten Enden bewegen sich zu den Fahrzeug-Außenseiten, die Last wird in eine Last zu den Fahrzeug-Außenseiten umgewandelt und der Bereich zwischen den inneren Eckversteifungen 20 und dem mittleren Tunnelabschnitt 9 wird verformt und erweitert sich.
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In der Konstruktion in dieser Ausführungsform sind wie in 1 und 2 gezeigt ferner die Bodenseitenelemente 4 der Seitenelemente 5 und die Seitenschwellen 6 über äußere Eckversteifungen 21, deren äußere Enden in Fahrzeug-Breitenrichtung schräg nach hinten zu den Fahrzeug-Außenseiten angeordnet sind, miteinander verbunden. Die inneren Enden in Fahrzeug-Breitenrichtung der äußeren Eckversteifungen 21 sind mit den Bodenseitenelementen 4 um die hinteren Befestigungsabschnitte 16a zu den Seitenelementen 5 an den linken und rechten Enden des hinteren Arms 13 des Aufhängungsrahmens 10 verbunden. Das heißt, die inneren Eckversteifungen 20 und die äußeren Eckversteifungen 21 sind so geformt, dass sie sich gebirgsförmig zu einander gegenüberliegenden Seiten neigen und dass in Draufsicht eine W-Form von den inneren Eckversteifungen 20 und den äußeren Eckversteifungen 21 links und rechts gebildet wird.
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Folglich erfolgen die Lastaufnahme und die Lastverteilung unter Verwendung der gesamten Breite des Fahrzeugkarosseriebodens 8 und die Lastverteilung erfolgt auch zu den Seitenschwellen 6 über die äußeren Eckversteifungen 21. Die Verformung des Fahrzeugkarosseriebodens 8 wird verringert.
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Nun werden Wirkung und Auswirkungen der Konstruktion des Aufhängungsrahmens 10 nach der erfindungsgemäßen Ausführungsform erläutert.
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Der Aufhängungsrahmen 10 weist in dieser Ausführungsform den hinteren Arm 13 in einer gebogenen Gestalt auf, die zur Fahrzeug-Vorwärtsrichtung ragt und auf der Mitte in Fahrzeug-Breitenrichtung zentriert ist, an dem ein Ende des Drehstabs 11 befestigt ist, und den vorderen Arm 14 in einer gebogenen Gestalt, die zu der Fahrzeug-Rückwärtsrichtung ragt und auf der Mitte vor dem hinteren Arm 13 zentriert ist. Der hintere Arm 13 und der vordere Arm 14 sind über die Rahmeneckversteifungen 15 auf der linken und rechten Seite in Fahrzeug-Breitenrichtung verbunden. Die Rahmeneckversteifungen 15 sind geneigt angeordnet, so dass ihre vorderen Enden 15a auf den Fahrzeug-Außenseiten bezüglich der Achse C1 in Fahrzeug-Vorwärts- und Rückwärtsrichtung angeordnet sind. Darüber hinaus ist jeweils auf der Fahrzeug-Rückseite des Aufhängungsrahmens 10 das Paar von linken und rechten inneren Eckversteifungen 20, die sich von der linken und rechten Seite des mittleren Tunnelabschnitts 9 des Fahrzeugkarosseriebodens 8 schräg nach vorne erstrecken, angeordnet. Die äußeren Enden in Fahrzeug-Breitenrichtung der inneren Eckversteifungen 20 und die Bodenseitenelemente 4 der Seitenelemente 5 sind um die hinteren Befestigungsabschnitte 16a zu den Seitenelementen 5 verbunden. Die Seitenschwellen sind auf den in Fahrzeug-Breitenrichtung äußeren Seiten der Bodenseitenelemente 4 angeordnet. Die Bodenseitenelemente 4 und die Seitenschwellen 6 sind über die äußeren Eckversteifungen 21 verbunden, die so angeordnet sind, dass sie schräg nach hinten zu den Fahrzeug-Außenseiten weisen. Die inneren Enden in Fahrzeug-Breitenrichtung der äußeren Eckversteifungen 21 sind um die hinteren Befestigungsabschnitte 16a zu den Seitenelementen 5 verbunden. Die inneren Eckversteifungen 20 und die äußeren Eckversteifungen 21 sind jeweils zu ihren gegenüberliegenden Seiten geneigt angeordnet.
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Wenn sich der Antriebsmechanismus in Fahrzeug-Rückwärtsrichtung mit einer externen Last von der Fahrzeug-Vorwärtsrichtung bewegt und auf die Mitte des Aufhängungsrahmens 10 auftrifft, wird der zur Fahrzeug-Vorwärtsrichtung konvex geformte hintere Arm 13 somit durch die Last linear verformt. Somit wird die Eingabelast von der Fahrzeug-Vorwärtsrichtung in Fahrzeug-Breitenrichtung über den hinteren Arm 13 erweitert und die Belastungsrichtung wird verändert. An diesem Punkt ist es durch Anwesenheit der äußeren Eckversteifungen 21 auf der verlängerten Linie der gebogenen Gestalt des hinteren Arms 13 möglich, eine Eingabelast auf die Seitenelemente 5 von den hinteren Befestigungsabschnitten 16a zu absorbieren, die Last auf die Seitenschwellen 6 zu übertragen und eine effiziente Lastverteilung durchzuführen. Darüber hinaus stützen die mit dem Konstruktionselement des mittleren Tunnelabschnitts 9 verbundenen inneren Eckversteifungen 20 die hinteren Befestigungsabschnitte 16a zu den Seitenelementen 5 von einer schrägen Rückwärtsrichtung. Somit kann die Eingabelast auf die Seitenelemente 5 von den hinteren Befestigungsabschnitten 16a absorbiert und in Rückwärtsrichtung des mittleren Tunnelabschnitts 9 übertragen werden.
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Deshalb ist es mit der Konstruktion des Aufhängungsrahmens 10 in dieser Ausführungsform im Vergleich zu der herkömmlichen Konstruktion, in der die Seitenelemente 5, wie etwa die Bodenseitenelemente 4, alle Lasten von der Fahrzeug-Vorwärtsrichtung aufnehmen, möglich, eine Eingabelast auf die Bodenseitenelemente 4 und dergleichen zu reduzieren und eine Gewichtsreduzierung der Seitenelemente 5, wie etwa der Bodenseitenelemente 4 zu erzielen. Der Aufhängungsrahmen 10, auf den eine Drehbelastung, Brems- und Beschleunigungskräfte, Vibration und dergleichen von den Vorderreifen über den unteren Arm 7 aufgebracht werden, umfasst den hinteren Arm 13 und den vorderen Arm 14 mit einer gebogenen Gestalt, die über die Rahmeneckversteifungen 15 verbunden sind, und ist zur Verbindung mit den Elementen, wie etwa den Schürzenseitenelementen 3, den inneren Eckversteifungen 20 und den äußeren Eckversteifungen 21 angeordnet. Deshalb ist es möglich, die Steifigkeit des Fahrzeugkarosseriebodens 8 gegen eine Last und eine Vibration in Fahrzeug-Vorwärts- und Rückwärtsrichtung und dergleichen zu erhöhen. Es ist möglich, die Verformung des Fahrzeugkarosseriebodens 8 zu unterdrücken, die Fahrstabilität des Fahrzeugs zu verbessern und Vibration und Geräusche zu verringern. Es ist möglich, die Fahrbarkeit und den Komfort im Innenraum zu verbessern.
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Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist oben erläutert. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht auf die erläuterte Ausführungsform beschränkt. Verschiedene Abwandlungen und Änderungen können auf Grundlage der technischen Idee der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden.
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In der erläuterten Ausführungsform weist der Aufhängungsrahmen 10 beispielsweise den hinteren 13 und den vorderen Arm 14 auf. Je nach Automodell oder dergleichen kann aber auch ein Aufhängungsrahmen verwendet werden, der einen gebogenen hinteren Arm 13 aufweist, dessen Mitte in Fahrzeug-Breitenrichtung zur Fahrzeug-Vorwärtsrichtung vorsteht. In diesem Fall sind sowohl das linke als auch das rechte Ende des Aufhängungsrahmens in Fahrzeug-Vorwärts- und Rückwärtsrichtung gabelförmig geteilt. Zwei Befestigungsabschnitte zu den Seitenelementen 5 sind vorne und hinten als Befestigungsabschnitte zu der Fahrzeugkarosserieseite vorgesehen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorderseite der Fahrzeugkarosserie
- 2
- Vordere Seitenelemente
- 3
- Schürzenseitenelemente
- 4
- Bodenseitenelemente
- 5
- Seitenelemente
- 6
- Seitenschwellen
- 7
- Unterer Arm
- 8
- Fahrzeugkarosserieboden
- 9
- Mittlerer Tunnelabschnitt
- 10
- Aufhängungsrahmen
- 11
- Drehstab
- 12
- Mittlerer Verbindungskörper
- 13
- Hinterer Arm
- 14
- Vorderer Arm
- 15
- Rahmeneckversteifungen
- 16
- Hintere Aufhängungskörper
- 16a
- Hintere Befestigungsabschnitte zu den Seitenelementen
- 18
- Vordere Aufhängungskörper
- 19
- Aufhängungsarme
- 19a
- Vordere Befestigungsabschnitte zu den Seitenelementen
- 20
- Innere Eckversteifungen
- 21
- Äußere Eckversteifungen
- C1
- Achse in Fahrzeug-Vorwärts- und Rückwärtsrichtung
- C2
- Normale Richtung des hinteren Arms
