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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hilfsrahmen für ein Fahrzeug, der teilweise oder insgesamt aus einem Gusselement aufgebaut ist.
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Technischer Hintergrund
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Allgemein enthalten Fahrzeuge einen Hilfsrahmen unterhalb von linken und rechten vorderen Rahmenelementen, und eine Antriebswelle und linke und rechte vordere Radaufhängungen sind an dem Hilfsrahmen gelagert. Als solcher Hilfsrahmen ist ein Hilfsrahmen offenbart, der (durch Gießen) von Aluminiumlegierung gebildet ist, um für eine Gewichtsreduktion des Fahrzeugs zu sorgen. Zum Beispiel hat in der Patentliteratur 1 der aus Aluminiumlegierung gebildete Hilfsrahmen eine Mehrzahl von Verstärkungsrippen, die an seiner Innenoberfläche insgesamt sägezahnförmig ausgebildet sind, um hierdurch die Festigkeit und Steifigkeit sicherzustellen.
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Zum Gießen des Hilfsrahmens mittels einer Form sind innerhalb der Form Zwischenräume oder Hohlräume zur Bildung der Verstärkungsrippen ausgebildet. Die Hohlräume für die Verstärkungsrippen dienen als Führungskanäle für Metallschmelze. Mittels der Hohlräume für die Verstärkungsrippen als Führungskanäle kann Metallschmelze aus Aluminiumlegierung durch alle Bereiche des Hilfsrahmens geleitet werden.
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Da jedoch in der Patentliteratur 1 die Verstärkungsrippen sägezahnförmig ausgebildet sind, sind auch die Hohlräume für die Verstärkungsrippen, die innerhalb der Form ausgebildet werden, sägezahnförmig. Wenn daher der Hilfsrahmen gegossen wird, ist es schwierig, die Metallschmelze aus Aluminiumlegierung entlang den Hohlräumen für die Verstärkungsrippen glattgängig zu leiten, so dass es schwierig ist, einen guten Fluss einzuhalten.
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Herkömmliche Literatur
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Patentliteratur
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- Patentliteratur 1: Japanische Patentanmeldung-Offenlegungsschrift Nr. 2005-59813
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technische Probleme
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Fahrzeughilfsrahmen anzugeben, der in der Lage ist, Metallschmelze glattgängig zu leiten und einen guten Fluss einzuhalten.
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Lösung für die Probleme
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Gemäß der Erfindung, wie in Anspruch 1 definiert, wird ein Fahrzeughilfsrahmen angegeben, der konfiguriert ist, um linke und rechte Aufhängungen zu tragen, wobei der Fahrzeughilfsrahmen ein linkes Seitenelement, das an einer linken Seite eines Fahrzeugs angeordnet ist und sich in Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckt, ein rechtes Seitenelement, das an einer rechten Seite des Fahrzeugs angeordnet ist und sich in der Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckt, sowie ein Querelement, das die linken und rechten Seitenelemente verbindet, enthält, wobei das Querelement, ein hinterer Abschnitt des linken Seitenelements und ein hinterer Abschnitt des rechten Seitenelements einstückig aus Aluminiumlegierung ausgebildet sind, so dass sie in Draufsicht angenähert U-förmig sind, wobei das Querelement aufweist: eine Mehrzahl von radialen Rippen, die sich radial von einem hinteren Ende eines in der Fahrzeugbreitenrichtung mittleren Teils des Querelements zu dessen vorderem Ende erstrecken, so dass sie in der Fahrzeugbreitenrichtung auswärts geneigt sind; und eine Mehrzahl von parallelen Rippen, die sich mit den radialen Rippen schneiden und sich parallel zu dem Querelement erstrecken, und wobei die radialen Rippen derart angeordnet sind, dass radiale Rippen, die in der Fahrzeugbreitenrichtung von dem mittleren Teil des Querelements weg weiter auswärts angeordnet sind, größere Neigungswinkel bilden.
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Bevorzugt enthalten, wie in Anspruch 2 definiert, die radialen Rippen linke und rechte radiale Rippen, die in der Fahrzeugbreitenrichtung auswärts angeordnet sind und sich jeweils zu den linken und rechten Aufhängungen hin erstrecken.
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Bevorzugt haben, wie in Anspruch 3 definiert, die radialen Rippen eine Rippenhöhe, die kleiner ist als jene der parallelen Rippen.
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Bevorzugt enthält, wie in Anspruch 4 definiert, in einem Zustand, wo der Fahrzeughilfsrahmen an dem Fahrzeug angebracht ist, das Querelement einen oberen Querelementabschnitt enthält, der sich zwischen dem hinteren Abschnitt des linken Seitenelements und dem hinteren Abschnitt des rechten Seitenelements erstreckt, um eine aufwärts gekrümmte Form zu bilden, wobei sein in der Fahrzeugbreitenrichtung mittleres Teil aufwärts erhöht ist, und die radialen Rippen und die parallelen Rippen an seiner Unterseite ausgebildet sind, und wobei der obere Querelementabschnitt eine Querelementvertiefung aufweist, die sich in der Fahrzeugbreitenrichtung erstreckt und zur Unterseite hin vertieft ist, so dass ein unterstes Teil davon ein Teil des mittleren Teils bildet.
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung
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In der Erfindung, wie in Anspruch 1 definiert, sind das Querelement, der hintere Abschnitt des linken Seitenelements und der hintere Abschnitt des rechten Seitenelements einstückig aus Aluminiumlegierung gebildet, so dass sie in Draufsicht angenähert U-förmig sind. Ferner hat das Querelement die radialen Rippen, die derart angeordnet sind, dass die radialen Rippen, die in der Fahrzeugbreitenrichtung vom mittleren Teil des Querelements weg weiter auswärts angeordnet sind, größere Neigungswinkel bilden. Die radialen Rippen können somit so ausgebildet werden, dass sie sich von dem hinteren Abschnitt des linken Seitenelements radial nach vorne erstrecken. Darüber hinaus hat das Querelement die parallelen Rippen, deren jede sich mit den radialen Rippen schneidet.
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Wenn eine Gussform verdichtet wird, werden innerhalb der Form Zwischenräume zur Bildung der radialen Rippen (radiale Hohlräume) und Zwischenräume zur Bildung der parallelen Rippen (parallele Hohlräume) ausgebildet. Die radialen Hohlräume werden so ausgebildet, dass sie sich vom hinteren Abschnitt des linken Seitenelements radial nach vorne erstrecken. Die parallelen Hohlräume werden so ausgebildet, dass sie sich mit den radialen Hohlräumen schneiden. Die radialen Hohlräume und die parallelen Hohlräume, die auf diese Weise ausgebildet sind, können als Führungskanäle für Metallschmelze genutzt werden.
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Mit dieser Konfiguration kann Metallschmelze, die vom hinteren Ende der radialen Hohlräume her hineingegossen wird (d. h. ein Teil entsprechend dem hinteren Ende des mittleren Teils des Querelements in der Fahrzeugbreitenrichtung) glattgängig durch die radialen Hohlräume und die parallelen Hohlräume geleitet werden, um hierdurch einen guten Fluss einzuhalten. Indem somit der gute Fluss der Metallschmelze eingehalten wird, kann die Metallschmelze geeignet durch alle Bereiche entsprechend dem Querelement, dem hinteren Abschnitt des linken Seitenelements und dem hinteren Abschnitt des rechten Seitenelements (d. h. ein Gusselement) geleitet werden.
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In der Erfindung, wie in Anspruch 2 definiert, erstrecken sich, unter den radialen Rippen, die linken und rechten radialen Rippen, die in der Fahrzeugbreitenrichtung auswärts angeordnet sind, jeweils zu den linken und rechten Aufhängungen hin. Somit können Lasten, die von den linken und rechten Aufhängungen auf das Querelement einwirken, von den linken und rechten radialen Rippen abgestützt werden, die in der Fahrzeugbreitenrichtung auswärts angeordnet sind. Auf diese Weise kann die Steifigkeit gegen die Lasten, die von den linken und rechten Aufhängungen her einwirken, erhöht werden.
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In der Erfindung, wie in Anspruch 3 definiert, ist die Rippenhöhe der radialen Rippe kleiner gemacht als jene der parallelen Rippen. Daher können die parallelen Hohlräume größer ausgebildet werden als die radialen Hohlräume, was erlaubt, dass die Metallschmelze durch die radialen Hohlräume geleitet wird, um glattgängig in die parallelen Hohlräume zu fließen. Die zu den parallelen Hohlräumen geführte Metallschmelze fließt weiter glattgängig auswärts in der Fahrzeugbreitenrichtung, um hierdurch einen guten Fluss einzuhalten. Im Ergebnis kann die Metallschmelze geeignet durch alle Bereiche entsprechend dem Querelement, dem hinteren Abschnitt des linken Seitenelements und dem hinteren Abschnitts des rechten Seitenelements (des Gusselements) geleitet werden.
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In der Erfindung wie in Anspruch 4 definiert, ist in dem Zustand, wo der Fahrzeughilfsrahmen am Fahrzeug angebracht ist, der obere Querelementabschnitt des Querelements in einer nach oben gekrümmten Form ausgebildet. Der obere Querelementabschnitt hat die Querelementvertiefung, die zur Unterseite des oberen Abschnitts des Querelements vertieft ist, so dass sein unterstes Teil das Teil des mittleren Teils in der Fahrzeugbreitenrichtung des oberen Querelementabschnitts bildet. Ferner hat der obere Querelementabschnitt die radialen Rippen und die parallelen Rippen, die an der Unterseite davon ausgebildet sind. Mit dieser Konfiguration können die Rippenhöhen der radialen Rippen der parallelen Rippen am mittleren Teil des Querelements kleiner gemacht werden.
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Wenn die Form verdichtet wird, wird ein Zwischenraum zur Bildung der Querelementvertiefung (Vertiefungshohlraum) in Verbindung mit den radialen Hohlräumen und den parallelen Hohlräumen ausgebildet. Die Hohlraumhöhen der radialen Hohlräume und der parallelen Hohlräume, die mit der Vertiefungsvertiefung in Verbindung stehen, können kleiner gemacht werden. Die Metallschmelze, die durch die radialen Hohlräume und die parallelen Hohlräume geleitet wird, fließt glattgängig in den Vertiefungshohlraum, um hierdurch den guten Fluss einzuhalten. Im Ergebnis kann die Metallschmelze geeignet durch alle Bereiche entsprechend dem Querelement, dem hinteren Abschnitt des linken Seitenelements und dem hinteren Abschnitts des rechten Seitenelements (des Gusselements) geleitet werden.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine Perspektivansicht, die ein Fahrzeug zeigt, das mit einem Fahrzeughilfsrahmen gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist;
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2 ist eine Explosionsperspektivansicht des Fahrzeughilfsrahmens von 1 mit abgenommenen Lenkgetriebe;
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3 ist eine Explosionsperspektivansicht des Fahrzeughilfsrahmens von 2 mit abgenommenem hinteren Hilfsrahmen;
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4 ist eine Querschnittsansicht entlang Linie 4-4 von 2;
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5 ist eine Draufsicht des hinteren Hilfsrahmens von 3;
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6 ist eine Unteransicht des hinteren Hilfsrahmens von 3;
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7 ist eine Perspektivansicht des hinteren Hilfsrahmens von 3 bei Betrachtung von unten;
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8 ist eine Unteransicht, die eine Beziehung zwischen linken und rechten äußeren radialen Rippen und linken und rechten vorderen Aufhängungen zeigt;
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9(a) ist eine Querschnittsansicht des hinteren Hilfsrahmens von 7 mit geschnittenem hinteren Querelement;
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9(b) ist eine Ansicht in Richtung von Pfeil 9b von 9(a);
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10 ist eine Querschnittsansicht entlang Linie 10-10 von 6;
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11(a) ist eine Draufsicht, die zeigt, wie der hintere Hilfsrahmen gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet wird; und
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11(b) ist eine Perspektivansicht, die zeigt, wie der hintere Hilfsrahmen gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet wird.
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Beschreibung der Ausführungen
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Nachfolgend wird eine bestimmte bevorzugte Ausführung der vorliegenden Erfindung im Detail im Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen und der folgenden Beschreibung beziehen sich die Begriffe „vorne (Fr)”, „hinten (Rr)”, „links (L)”, „rechts (R)”, „oben (Up)”, und „unten (Lo)” auf Richtungen, wie von einer Bedienungsperson oder einem Fahrer in einem Fahrzeug gesehen.
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Ausführung
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Wie in 1 gezeigt, enthält ein Fahrzeug 10 linke und rechte vordere Seitenrahmen (Rahmenelemente) 11, 12, die jeweils an linken und rechten Seiten des Fahrzeugs 10 angeordnet sind und sich in Längsrichtung des Fahrzeugs erstrecken, einen Hilfsrahmen (Fahrzeughilfsrahmen) 14, der unter den linken und rechten vorderen Seitenrahmen 11, 12 angeordnet ist, eine Antriebsquelle (nicht gezeigt) und linke und rechte vordere Radaufhängungen (Aufhängungen) 15, 16 (in 8 ist die rechte vordere Aufhängung 16 gezeigt), die an dem Hilfsrahmen 14 gelagert sind, sowie ein Lenkgetriebe 19, das an und über dem Hilfsrahmen 14 angebracht ist.
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Die linke vordere Radaufhängung 15 ist an einem linken Seitenelement 23 des Hilfsrahmens 14 über einen linken unteren Lenker gelagert. Die rechte vordere Radaufhängung 16 ist an einem rechten Seitenelement 26 des Hilfsrahmens 14 über einen rechten unteren Lenker 18 gelagert.
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Der Hilfsrahmen 14 ist zusammengesetzt aus einem vorderen Hilfsrahmen 21 und einem hinteren Hilfsrahmen 22, die zur Bildung einer rechteckigen Gestalt miteinander verbunden sind. Der vordere Hilfsrahmen 21 enthält einen Hauptkörper 23A eines linken Seitenelements 23, das an der linken Seite des Fahrzeugs 10 angeordnet ist und sich in der Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckt, einen Hauptkörper 26A eines rechten Seitenelements 26, das an der rechten Seite des Fahrzeugs 10 angeordnet ist und sich in der Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckt sowie eine vorderes Querelement 31, das die vorderen Enden 23a, 26a der linken und rechten Seitenelemente 23, 26 verbindet.
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Der vordere Hilfsrahmen 21 ist ein Stahlelement, das in Draufsicht angenähert U-förmig ist, zusammengesetzt aus dem Hauptkörper 23A des linken Seitenelements 23, dem Hauptkörper 26A des rechten Seitenelements 26, und dem vorderen Querelement 31. Der hintere Hilfsrahmen 22 enthält ein hinteres Querelement 32, einen hinteren oberen Abschnitt (hinteren Abschnitt) 24 des linken Seitenelements 23 sowie einen hinteren oberen Abschnitt (hinteren Abschnitt) 27 des rechten Seitenelements 26.
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Wie in den 2 und 3 gezeigt, ist der hintere Hilfsrahmen 22 ein Gusselement, das in Draufsicht angenähert U-förmig ist, zusammengesetzt aus dem hinteren Querelement 32, dem hinteren oberen Abschnitt 24 des linken Seitenelements 23 und dem hinteren oberen Abschnitt 27 des rechten Seitenelements 26, die durch Niederdruckguss aus Aluminiumlegierung einstückig ausgebildet sind. Der hintere obere Abschnitt des linken Seitenelements 23 wird nachfolgend als „linker hinterer oberer Abschnitt 24” bezeichnet. Auch wird der hintere obere Abschnitt 27 des rechten Seitenelements 26 nachfolgend als „rechter hinterer oberer Abschnitt 27” bezeichnet. Da der linke hintere obere Abschnitt 24 und der rechte hintere obere Abschnitt 27 zueinander bilateral symmetrisch sind, werden solche Bezugszeichen für die gemeinsamen Elemente der linken und rechten oberen Abschnitte 24, 27 verwendet, und eine detaillierte Beschreibung wird weggelassen.
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Wie in 4 gezeigt, hat der hintere Hilfsrahmen 22 einen angenähert hutförmigen Querschnitt, gebildet durch des hintere Querelement 32, den linken hinteren oberen Abschnitt 24 und den rechten hinteren oberen Abschnitt 27. Insbesondere hat der linke hintere obere Abschnitt 24 ein oberes Teil 24b, ein äußeres Wandteil 24c und einen Außenflansch 24d, die gemeinsam ein linkes äußeres Umfangsteil 24a bilden. Auch hat der rechte hintere obere Abschnitt 27 ein oberes Teil 27b, ein äußeres Wandteil 27c und einen Außenflansch 27d, die gemeinsam ein rechtes äußeres Umfangsteil 27a bilden. Somit ist der hintere Hilfsrahmen 22 aus dem angenähert hutförmigen Querschnitt gebildet durch einen oberen Querelementabschnitt 36 (Querelement 37) des hinteren Querelements 32, das linke äußere Umfangsteil 24a und das rechte äußere Umfangsteil 27a. Das Lenkgetriebe 29 ist in der Querelementvertiefung 27 des oberen Querelementabschnitts 36 aufgenommen.
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Wie in den 2 und 3 gezeigt, hat der linke hintere obere Abschnitt 24 ein vorderes Ende 24e, das mit einem mittleren Teil 23c des linken Seitenelements 23 verbunden ist, und ein unteres Ende 24f, das mit einem hinteren unteren Abschnitt 25 des linken Seitenelements 23 verbunden ist. Ferner hat der linke hintere obere Abschnitt 24 eine linke Verstärkungsrippengruppe 57 (6), die an seiner Unterseite 24i ausgebildet ist. Der rechte hintere obere Abschnitt 27 hat ein vorderes Ende 27e, das mit einem mittleren Teil 26c des rechten Seitenelements 26 verbunden ist, und ein unteres Ende 27f, das mit einem hinteren unteren Abschnitt 28 des rechten Seitenelements 26 verbunden ist. Ferner hat der rechte hintere obere Abschnitt 27 eine rechte Verstärkungsrippengruppe 67 (6), die an seiner Unterseite 27i ausgebildet ist.
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Das hintere Querelement 32 erstreckt sich zwischen einem mittleren Teil 24h des linken hinteren oberen Abschnitts 24 und einem mittleren Teil 27h des rechten hinteren oberen Abschnitts 27. Das Lenkgetriebe 19 ist in der Querelementvertiefung 37 des hinteren Querelements 32 so aufgenommen, dass es sich in der Fahrzeugbreitenrichtung erstreckt, und ist mit einer Abdeckung 34 abgedeckt. In diesem Zustand sind das Lenkgetriebe 19 und die Abdeckung 34 an dem hinteren Querelement 32 befestigt.
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Das Lenkgetriebe 19 ist ein zylindrisches Gehäuse zur Aufnahme einer Lenkverzahnung (nicht gezeigt). Ein Lenkrad ist an einer Lenkwelle 19a angebracht, die sich von dem Lenkgetriebe 19 weg erstreckt. Das Fahrzeug 10 kann durch Betätigung des Lenkrads gelenkt werden. Die Fahrtrichtung des Fahrzeugs 10 kann durch die Betätigung des Lenkrads verändert werden.
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Wie in den 5 und 6 gezeigt, enthält das hintere Querelement 32 den oberen Querelementabschnitt 36, der sich zwischen dem mittleren Teil 24h des linken hinteren oberen Abschnitts 24 und dem mittleren Teil 27h des rechten hinteren oberen Abschnitts 27 erstreckt, eine hintere Wand 38 (s. auch 9), die am hinteren Ende 36a des oberen Querelementabschnitts 36 ausgebildet ist, sowie eine vordere Wand 39 (s. auch 9). die am vorderen Ende 36b des oberen Querelementabschnitts 36 ausgebildet ist.
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Ferner hat das hintere Querelement 32 eine radiale Rippengruppe 41 und linke und rechte geneigte Rippen 47, 48, die an einer Unterseite 36c des oberen Querelementabschnitts 36 ausgebildet sind, sowie eine parallele Rippengruppe 51, die an der Unterseite 36c des oberen Querelementabschnitts 36 ausgebildet ist. Darüber hinaus ist die linke Verstärkungsrippengruppe 57 an der Unterseite 24i des linken hinteren oberen Abschnitts 24 ausgebildet, und ist die rechte Verstärkungsrippengruppe 67 an der Unterseite 27i des rechten hinteren oberen Abschnitts 27 ausgebildet.
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Der obere Querelementabschnitt 36 ist in Draufsicht angenähert rechteckig ausgebildet, und hat die Querelementvertiefung 37 (s. auch 9), die sich in der Fahrzeugbreitenrichtung durch eine Mitte des oberen Querelementabschnitt 36 in Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckt. Wie in 2 gezeigt, ist in einem Zustand, wo der Hilfsrahmen 14 am Fahrzeug 10 angebracht ist, der obere Querelementabschnitt 36 in einer nach oben gekrümmten Form ausgebildet, wobei sein mittleres Teil 36d in der Fahrzeugbreitenrichtung nach oben hochsteht. Die Querelementvertiefung 37 ist zur Unterseite 36c des oberen Querelementabschnitts 36 hin vertieft, so dass sein unterstes Teil ein Teil 36e (s. auch 4) des mittleren Teils 36d des oberen Querelementabschnitts 36 bildet.
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Wie in den 6 und 7 gezeigt, enthält die radiale Rippengruppe 41 eine Mehrzahl von radialen Rippen, die sich radial von einem hinteren Ende (nachfolgend als „mittleres hinteres Ende” bezeichnet) 36f des mittleren Teils 36d des oberen Querelementabschnitts 36 zu dessen vorderem Ende 36b erstrecken, so dass sie in der Fahrzeugbreitenrichtung auswärts geneigt sind. Insbesondere enthält die radiale Rippengruppe 41, als die radialen Rippen, eine linke innere radiale Rippe 42, eine rechte innere radial Rippe 43, eine linke äußere radiale Rippe 44 und eine rechte äußere radiale Rippe 45.
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Die linke innere radiale Rippe 42 erstreckt sich radial von der hinteren Wand 38 (hinteres Ende des hinteren Querelements 32) zur vorderen Wand 39 (vorderes Ende des hinteren Querelements 32), so dass sie um einen Niegungswinkel θ1 nach links geneigt ist (in der Fahrzeugbreitenrichtung auswärts). Die rechte innere radiale Rippe 43 erstreckt sich radial von der hinteren Wand 38 zur vorderen Wand 39, so dass sie um den Neigungswinkel θ1 nach rechts geneigt ist (in der Fahrzeugbreitenrichtung auswärts).
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Die linke äußere radiale Rippe 44 ist relativ zur linken inneren radialen Rippe 42 nach links hin angeordnet (in der Fahrzeugbreitenrichtung auswärts). Die linke äußere radiale Rippe 44 erstreckt sich radial von der hinteren Wand 38 zur vorderen Wand 39, so dass sie um einen Neigungswinkel θ2 nach links geneigt ist. Die rechte radiale äußere Rippe 45 ist relativ zur rechten inneren radialen Rippe 43 nach rechts angeordnet (in der Fahrzeugbreitenrichtung auswärts). Die rechte äußere radiale Rippe 45 erstreckt sich radial von der hinteren Wand 38 zur vorderen Wand 39, so dass sie um den Neigungswinkel θ2 nach rechts geneigt ist.
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Der Neigungswinkel θ2 der linken und rechten äußeren radialen Rippen 44, 45 ist größer gemacht als der Neigungswinkel θ1 der linken und rechten inneren radialen Rippen 42, 43. Die radiale Rippengruppe 41 ist nämlich so konfiguriert, dass die radialen Rippen, die in der Fahrzeugbreitenrichtung weiter auswärts von dem mittleren Teil 36d des hinteren Querelements 32 angeordnet sind (insbesondere dem oberen Querelementabschnitt 36), größere Neigungswinkel bilden.
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Die radialen Rippen 42 bis 45 der radialen Rippengruppe 41 haben hintere Enden 42a bis 45a, die am mittleren hinteren Ende 36f des oberen Querelementabschnitts 36 angeordnet sind. Das mittlere hintere Ende 36f des oberen Querelementabschnitts 36 entspricht einem Teil, das zu einem Zulauf einer Gussform erweist, wenn der hintere Hilfsrahmen 22 Niederdruckguss gebildet wird. Wenn mit dieser Konfiguration der hintere Hilfsrahmen 22 durch Niederdruckguss gebildet wird, wird die Metallschmelze aus Aluminiumlegierung, die von dem Zulauf der Form hineingegossen wird, zu dem Teil entsprechend der hinteren Enden 42a bis 45a der radialen Rippengruppe 41 (radiale Rippen 42 bis 45) geleitet.
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Wie in 8 gezeigt, erstreckt sich die linke äußere radiale Rippe 44 zu dem hinteren Lenker 17a des linken unteren Lenkers 17. Der linke untere Lenker 17 ist ein Element, das die linke vordere Radaufhängung 15 trägt. Somit kann eine Last, die von der linken vorderen Radaufhängung 15 auf das hintere Querelement 32 über den hinteren Lenker 17 einwirkt, von der linken äußeren radialen Rippe 44 geeignet gestützt werden.
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Auch erstreckt sich die rechte äußere radiale Rippe 45 zu dem hinteren Lenker 18a des rechten unteren Lenkers 18. Der rechte untere Lenker 18 ist ein Element, das die rechte vordere Radaufhängung 16 trägt. Somit kann eine Last, die von der rechten vorderen Radaufhängung 16 auf das hintere Querelement 32 über den hinteren Lenker 18a einwirkt, von der rechten äußeren radialen Rippe 45 geeignet abgestützt werden.
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Auf diese Weise können die Lasten, die von den linken und rechten vorderen Radaufhängungen 15, 16 auf das hintere Querelement 32 einwirken, von den linken und rechten äußeren radialen Rippen 44, 45 aufgenommen werden. Im Ergebnis kann das hintere Querelement 32 (der hintere Hilfsrahmen 22) eine erhöhte Festigkeit und Steifigkeit gegenüber den Lasten haben, die von den linken und rechten vorderen Radaufhängungen 15 und 16 einwirken.
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Wie in den 6 und 7 gezeigt, sind die linken und rechten geneigten Rippen 47, 48 an der Unterseite 36c des oberen Querelementabschnitts 36 ausgebildet. Die linke geneigte Rippe 47 ist so geneigt, dass sie sich mit der linken äußeren radialen Rippe 44 schneidet. Die rechte geneigte Rippe 48 ist so geneigt, dass sie sich mit der rechten äußeren radialen Rippe 45 schneidet. Mit dieser Konfiguration kann das hintere Querelement 32 (der hintere Hilfsrahmen 22) eine noch weiter erhöhte Steifigkeit haben.
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Die parallele Rippengruppe 51 eine Mehrzahl von parallelen Rippen, die sich mit den radialen Rippen 42 bis 45 schneiden und sich parallel zu dem hinteren Querelement 32 erstrecken. Insbesondere enthält die parallele Rippengruppe 51, als die parallelen Rippen, eine vordere linke parallele Rippe 52, eine vordere rechte parallele Rippe 53, eine mittlere parallele Rippe 54 und eine hintere parallele Rippe 55. Die vordere linke parallele Rippe 52 und die vordere rechte parallele Rippe 53 sind auf der gleichen geraden Linie angeordnet, die sich in der Fahrzeugbreitenrichtung erstreckt. Die Schnittwinkel θ3 zwischen den radialen Rippen 42 bis 45 und den parallelen Rippen 52 bis 55 sind auf stumpfe Winkel gesetzt.
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Die vordere linke parallele Rippe 52 erstreckt sich von einem linken gekrümmten Teil 39a der vorderen Wand 39 (insbesondere dem vorderen Ende 44a der linken äußeren radialen Rippe 44) zu der linken Verstärkungsrippengruppe 57 nach links. Die vordere rechte parallele Rippe 53 erstreckt sich von einem mittleren Teil 39b der vorderen Wand 39 (insbesondere einem vorderen Ende 48a der rechten geneigten Rippe 48) zu der rechten Verstärkungsrippengruppe 67 nach rechts, und schneidet sich mit einem vorderen Ende 45b der rechten äußeren radialen Rippe 45.
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Die mittlere parallele Rippe 54 ist rechts der vorderen linken parallelen Rippe 52 und der vorderen rechten parallelen Rippe 53 mit einem vorbestimmten Abstand angeordnet. Die mittlere parallele Rippe 54 erstreckt sich in der Fahrzeugbreitenrichtung entlang der vorderen Wand 39 und der hinteren Wand 38, zwischen der linken Verstärkungsrippengruppe 57 und der rechten Verstärkungsrippengruppe 67. Die mittlere parallele Rippe 54 schneidet sich mit der radialen Rippengruppe 41 (d. h. den linken und rechten inneren radialen Rippen 42, 43 und den linken und rechten äußeren radialen Rippen 44, 45) und den linken und rechten geneigten Rippen 47, 48.
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Die rechte parallele Rippe 55 ist zwischen der mittleren parallelen Rippe 54 und der hinteren Wand 38 angeordnet. Die hintere parallele Rippe 55 erstreckt sich in der Fahrzeugbreitenrichtung entlang der vorderen Wand 39 und der hinteren Wand 38, zwischen der linken Verstärkungsrippengruppe 57 und der rechten Verstärkungsrippengruppe 67. Die hintere parallele Rippe 55 schneidet sich mit der radialen Rippengruppe 41 (d. h. den linken und rechten radialen inneren Rippen 42, 43 und den linken und rechten äußeren radialen Rippen 44, 45) und den linken und rechten geneigten Rippen 47, 48.
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Die linke Verstärkungsrippengruppe 57, die an der Unterseite 24i des linken hinteren oberen Abschnitts 54 ausgebildet ist, enthält eine innere Seitenrippe 58, eine vordere Seitenrippe 59, eine mittlere Seitenrippe 61, eine hintere Seitenrippe 62, eine vordere geneigte Seitenrippe 63, eine mittlere geneigte Seitenrippe 64 und eine hintere geneigte Seitenrippe 65.
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Die innere Seitenrippe 58 ist bei einem linken Ende 32a des hinteren Querelements 32 angeordnet und erstreckt sich entlang dem äußerem Wandteil 24c des linken hinteren oberen Abschnitts 24 (4). Die vordere Seitenrippe 59, die mittlere Seitenrippe 61 und die hintere Seitenrippe 62 sind jeweils auf Verlängerungslinien der vorderen linken parallelen Rippe 52, der mittleren parallelen Rippe 54 und der hinteren parallelen Rippe 55 angeordnet.
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Die vordere geneigte Seitenrippe 63 ist im Wesentlichen auf einer Verlängerungslinie der linken äußeren radialen Rippe 44 angeordnet. Die hintere geneigte Seitenrippe 65 erstreckt sich von einem linken Ende 55a der hinteren parallelen Rippe 55 und einem inneren Ende 62a der hinteren Seitenrippe 62 zu einem äußeren Ende 59a der vorderen Seitenrippe 59 in einer Richtung entlang der linken äußeren radialen Rippe 44. Die mittlere geneigte Seitenrippe 64 erstreckt sich von einem inneren Ende 63a der vorderen geneigten Seitenrippe 63 bis in die Nähe des äußeren Endes 59a der vorderen Seitenrippe 59.
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Wie in den 9 und 10 gezeigt, hat die radiale Rippengruppe 41 eine Rippenhöhe H1 wie die Höhe der radialen Rippen 42 bis 45. Die parallele Rippengruppe 51 hat eine Rippenhöhe H2 wie die Höhe der parallelen Rippen 52 bis 55. Die Rippenhöhe H1 der radialen Rippengruppe 51 ist kleiner gemacht als die Rippenhöhe H2 der parallelen Rippengruppe 51.
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Wie in den 4 und 10 gezeigt, ist in dem Zustand, wo der Hilfsrahmen 14 (1) am Fahrzeug 10 angebracht ist, der obere Querelementabschnitt 36 des hinteren Querelements 32 in der nach oben gekrümmten Form ausgebildet. Die Querelementvertiefung 37 des oberen Querelementabschnitts 36 ist zur Unterseite 36c des oberen Querelementabschnitts 36 hin vertieft. Das unterste Teil der Vertiefung 37 bildet das Teil 36e des mittleren Teils 36d des oberen Querelementabschnitts 36. Ferner sind die radiale Rippengruppe 41 und die parallele Rippengruppe 51 an der Unterseite 36c des oberen Querelementabschnitts 36 ausgebildet.
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Mit dieser Konfiguration kann die Rippenhöhe H3 (s. auch 9(b)) der radialen Rippengruppe 41 am mittleren Teil 36d des hinteren Querelements 32 (insbesondere des oberen Querelementabschnitts 36) kleiner gemacht werden. Ferner kann die Rippenhöhe H4 (s. auch 9(b)) der parallelen Rippengruppe 51 an dem mittleren Teil 36d kleiner gemacht werden.
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Da die rechte Verstärkungsrippengruppe 67 zur linken Verstärkungsrippengruppe 57 bilateral symmetrisch ist, werden für die gemeinsamen Elemente der linken und rechten Verstärkungsrippengruppe 56, 57 die gleichen Bezugszeichen verwendet, und eine detaillierte Beschreibung der rechten Verstärkungsrippengruppe 67 wird weggelassen.
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Nun wird in Bezug auf die 11(a) und 11(b) beschrieben, wie der hintere Hilfsrahmen 22 des Hilfsrahmens 14 durch Niederdruckguss aus Aluminiumlegierung gebildet wird. Wenn, wie in 11(a) gezeigt, eine Gussform 75 verdichtet wird, wird innerhalb der Form 75 ein Zwischenraum oder Hohlraum 76 zur Bildung des hinteren Hilfsrahmens 22 ausgebildet. Der Hohlraum 76 enthält radiale Hohlräume 76a, parallele Hohlräume 76b, linke und rechte geneigte Hohlräume 76c und linke und rechte Verstärkungshohlräume 76d.
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Um das Verständnis der Konfiguration zu erleichtern, werden die Bezugszeichen der radialen Hohlräume 76a, der parallelen Hohlräume 76b, der linken und rechten geneigten Hohlräume 76c und der linken und rechten Verstärkungshohlräume 76d zusammen mit jenen der radialen Rippengruppe 41, der parallelen Rippengruppe 51, der linken und rechten geneigten Rippen 47, 48 und der linken und rechten Verstärkungsrippengruppen 57, 67 angegeben.
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Die radialen Hohlräume 76a sind Zwischenräume zur Bildung der radialen Rippengruppe 41. Die parallelen Hohlräume 76b sind Zwischenräume zur Bildung der parallelen Rippengruppe 51. Die linken und rechten geneigten Hohlräume 76c sind Zwischenräume zur Bildung der linken und rechten geneigten Rippen 47, 48. Die linken und rechten Verstärkungshohlräume 76d sind Zwischenräume zur Bildung der linken und rechten Verstärkungsrippengruppen 57, 67. Die radialen Hohlräume 76a, die parallelen Hohlräume 76b, die linken und rechten geneigten Hohlräume 76c und die linken und rechten Verstärkungshohlräume 76d können als Führungskanäle für Metallschmelze genutzt werden.
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Die radialen Hohlräume 76a haben hintere Enden, die zu einem Zulauf 77 weisen und damit in Verbindung stehen, und erstrecken sich vom hinteren Ende des hinteren Hilfsrahmens 22 nach vorne. Der Zulauf 77 steht mit einem Gießloch 78 in Verbindung. Die radialen Hohlräume 76a sind so ausgebildet, dass sie sich mit den parallelen Hohlräumen 76b schneiden. Die Schnittwinkel θ3 zwischen den radialen Hohlräumen 76a und den parallelen Hohlräumen 76b sind auf stumpfe Winkel gesetzt. Die radialen Hohlräume 76a schneiden auch die linken und rechten geneigten Hohlräume 76c. Ferner sind die parallelen Hohlräume 76b so ausgebildet, dass sie sich mit den linken und rechten Verstärkungshohlräumen 76d schneiden.
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In dem Zustand, wo die Form 75 verdichtet ist, wird Metallschmelze aus Aluminiumlegierung von dem Gießloch 78 hin eingegossen, und die Metallschmelze wird zu dem Zulauf 77 geleitet. Die zum Zulauf 77 geleitete Metallschmelze wird dann zu den hinteren Enden der radialen Hohlräume 76a (d. h. Zwischenräume entsprechend den hinteren Enden 42a bis 45a (6) der radialen Rippengruppe 41, einschließlich der radialen Rippen 42 bis 45) geleitet, wie mit Pfeil A angegeben. Die zu den hinteren Enden der radialen Hohlräume 76a geleitete Metallschmelze kann dann durch die radialen Hohlräume 76a geeignet so geführt werden, dass sie zu allen Bereichen des Hohlraums 76 fließt, wie mit den Pfeilen B angegeben.
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Ferner wird die zu den radialen Hohlräumen 76a geleitete Metallschmelze dann von den radialen Hohlräumen 76a zu den parallelen Hohlräumen 76b und den linken und rechten geneigten Hohlräumen 76c geleitet, wie mit den Pfeilen C angegeben. Da die Schnittwinkel θ3 zwischen den radialen Hohlräumen 76a und den parallelen Hohlräumen 76b auf stumpfe Winkel gesetzt sind, kann die Metallschmelze glattgängig von den radialen Hohlräumen 76a zu den parallelen Hohlräumen 76b geleitet werden. Darüber hinaus werden die Flüsse der Metallschmelze, die zu den parallelen Hohlräumen 76b und den linken und rechten geneigten Hohlräumen 76c geleitet werden, dann zu den linken und rechten Verstärkungshohlräumen 76d geleitet.
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Auf diese Weise ist es möglich, die Metallschmelze durch die radialen Hohlräume 76a, die parallelen Hohlräume 76b, die geneigten Hohlräume 76c und die linken und rechten Verstärkungshohlräume 76d glattgängig zu leiten, um hierdurch einen guten Fluss einzuhalten. Im Ergebnis kann die Metallschmelze geeignet durch alle Bereiche des Hohlraums 76 geleitet werden.
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Der hintere Hilfsrahmen 22 ist ein Gusselement mit einer relativ komplizierten Form, die in Draufsicht im Wesentlichen U-förmig ist und den im Wesentlichen hutförmigen Querschnitt hat (4). Es ist daher erforderlich, den guten Fluss einzuhalten, um den hinteren Hilfsrahmen 22 durch Niederdruckguss effizient zu formen. Gemäß dem hinteren Hilfsrahmen 22, der wie oben beschrieben konfiguriert ist, kann die Metallschmelze auch dann durch alle Bereiche des Hohlraums 76 geeignet geleitet werden, wenn der hintere Hilfsrahmen 22 mit dieser relativ komplizierten Form durch Niederdruckguss geformt wird, was zur Verkürzung der Gießprozesszeit führt.
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Wie in 11(b) gezeigt, ist die Rippenhöhe H1 der radialen Rippengruppe 41 kleiner gemacht als die Rippenhöhe H2 der parallelen Rippengruppe 51. Daher können die parallelen Hohlräume 76b größer ausgebildet werden als die radialen Hohlräume 76a, was erlaubt, dass die von den radialen Hohlräumen 76a geführte Metallschmelze glattgängig in die parallelen Hohlräume 76b fließt, wie mit den Pfeilen C angegeben.
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Die zu den parallelen Hohlräumen 76b geleitet Metallschmelze fließt ferner glattgängig in der Fahrzeugbreitenrichtung auswärts, wodurch der gute Fluss eingehalten wird. Im Ergebnis kann die Metallschmelze geeignet durch alle Bereiche des Hohlraums 76 geleitet werden, was zu einer weiteren Verkürzung der Gießprozesszeit führt, um den hinteren Hilfsrahmen 22 durch Niederdruckguss zu formen.
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Ferner sind, wie in 9 gezeigt, die Rippenhöhe H3 der radialen Rippengruppe 41 und die Rippenhöhe H4 der parallelen Rippengruppe 51 am mittleren Teil 36d des hinteren Querelements 32 kleiner gemacht. Wenn, wie in 11(b) gezeigt, die Form 75 verdichtet wird, wird ein Zwischenraum (Vertiefungshohlraum 76e) zur Formung der Querelementvertiefung 37 innerhalb der Form 75 gebildet, zur Verbindung mit den radialen Hohlräumen 76a und den parallelen Hohlräumen 76b. Um das Verständnis der Konfiguration zu erleichtern, wird das Bezugszeichen des Vertiefungshohlraums 76e zusammen mit jener der Querelementvertiefung 37 angegeben.
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Die Hohlraumhöhen H3 und H4 der radialen Hohlräume 76a und der parallelen Hohlräume 76 können kleiner gemacht werden. Mit dieser Konfiguration ist es möglich zu erlauben, dass die von den radialen Hohlräumen 76a und den parallelen Hohlräumen 76b geleitete Metallschmelze glattgängig in den Vertiefungshohlraum 76e fließt, um hierdurch den guten Fluss einzuhalten. Im Ergebnis kann die Metallschmelze geeignet durch alle Bereiche des Hohlraums 76 geleitet werden, was zu einer weiteren Verkürzung der Gießprozesszeit führt, um den hinteren Hilfsrahmen 22 durch Niederdruckguss zu formen.
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Übrigens ist der Fahrzeughilfsrahmen gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführung beschränkt, und es sind zahlreiche kleinere Veränderungen und Modifikationen der vorliegenden Erfindung im Lichte der obigen Lehre möglich. Zum Beispiel ist die Ausführung für den Fall erläutert worden, wo der hintere Hilfsrahmen 22 durch Niederdruckguss geformt wird, jedoch ist sie darauf nicht beschränkt, und die vorliegende Erfindung kann auch auf einen Hilfsrahmen 22 angewendet werden, der durch (Hochdruck)-Formguss gebildet wird.
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Obwohl in der Ausführung der Fahrzeughilfsrahmen 14 eine rechteckige Form hat, ist sie darauf nicht beschränkt, und die vorliegende Erfindung kann auch auf einen Fahrzeughilfsrahmen angewendet werden, der angenähert U-förmig, I-förmig ist oder irgend eine andere Form hat.
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Während in der Ausführung der Hilfsrahmen 14 aus dem aus Stahl hergestellten vorderen Hilfsrahmen 21 und dem aus Aluminium hergestellten hinteren Hilfsrahmen 22 (Gusselement) aufgebaut ist, ist sie darauf nicht beschränkt, und die vorliegende Erfindung kann auch auf einen Hilfsrahmen angewendet werden, der nur aus einem aus Aluminium hergestellten Hilfsrahmen (Gusselement) aufgebaut ist.
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Ferner sind die Formen und Konfigurationen des Fahrzeugs 10, des Hilfsrahmens 14, der linken und rechten vorderen Radaufhängungen 15, 16, des hinteren Hilfsrahmens 22, der linken und rechten Seitenelemente 23, 26, der linken und rechten hinteren oberen Abschnitte 24, 27, des hinteren Querelements 32, des oberen Querelementabschnitts 36, der Querelementvertiefung 37, der radialen Rippengruppe 41, der linken und rechten äußeren radialen Rippen 44, 45, der parallelen Rippengruppe 51 etc. nicht auf jene beshränkt, die hierin zur Veranschaulichung gezeigt und beschrieben sind, und sie können nach Bedarf modifiziert werden.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Die vorliegende Erfindung ist zur Verwendung in Personenfahrzeugen gut geeignet, welche mit einem Fahrzeughilfsrahmen ausgestattet sind, der teilweise oder insgesamt aus einem Gusselement aufgebaut ist.
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Bezugszeichen
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- 10 ... Fahrzeug, 14 ... Hilfsrahmen (Fahrzeughilfsrahmen), 15, 16 ... linke und rechte vordere Radaufhängungen (Aufhängungen), 22 ... hinterer Hilfsrahmen, 23 ... linkes Seitenelement, 23a ... vorderes Ende des linken Seitenelements, 23b ... hinteres Ende des linken Seitenelements, 24 ... linker hinterer oberer Abschnitt (hinterer Abschnitt des linken Seitenelements), 26 ... rechtes Seitenelement, 26a ... vorderes Ende des rechten Seitenelements, 26b ... hinteres Ende des rechten Seitenelements, 27 ... rechter hinterer oberer Abschnitt (hinterer Abschnitt des rechten Seitenelements), 32 ... hinteres Querelement (Querelement), 36 ... oberer Querelementabschnitt, 36b ... vorderes Ende des oberen Querelementabschnitts, 36c ... Unterseite des oberen Querelementabschnitts, 36d ... in Fahrzeugbreitenrichtung mittleres Teil, 36f ... mittleres hinteres Ende (hinteres Ende) des mittleren Teils, 37 ... Querelementvertiefung, 41 ... radiale Rippengruppe (Mehrzahl von radialen Rippen), 44, 45 ... linke und rechte äußere radiale Rippen (linke und rechte radiale Rippen, die in Fahrzeugbreitenrichtung auswärts angeordnet sind), 51 ... parallele Rippengruppe (Mehrzahl von parallelen Rippen), H1 bis H2 Rippenhöhe θ1, θ2 ... Neigungswinkel
