JP2006513082A - 多用途自動車用前方フレーム部品 - Google Patents

Abstract

自動車支持フレームの２本の縦部材（３）に接続でき、下方部品がアンダーライドガードとして使用される上方及び下方部品（５、６）を含む前部クロスメンバ（４）と、前記クロスメンバ（４）を２本の縦部材（３）に接続する固定要素とを具備する、多用途自動車用前方フレーム部品が開示される。前記前方フレーム部品は、前部領域の寸法が多様である多用途自動車用の多様な実施の形態で使用できるようにするために、複数の単純に構成された同一部分からモジュール形式で組み立てられる。本発明の前方フレーム部品は、特に前部及び後部主モジュール（１、２）を有する。前部主モジュール（１）を調整するだけで、後部主モジュール（２）は、改造されることなく多様な前部領域に使用できる。

Description

本発明は、請求項１の前段による多用途自動車用前方フレーム部品に関する。

この種類の前方フレーム部品は特許文献１に開示されている。この知られている前方フレーム部品は、共に組み合わされる個々の構造要素を具備し、基本的に全く異なる前方フレーム部品がそれぞれ異なる車種に対し必要となる。

独国特許出願公開第４４ ２８ １０１ Ａ１号明細書

本発明は、できるだけ多くの簡単に構成された同一部品を使用して、異なる車種に対応する異なる前方フレーム部品を装備できる、多用途自動車用の包括型の前方フレーム部品を提供する課題に関する。

この課題は、主として、請求項１の特徴部分による包括型の前方フレーム部品の構成によって解決される。

本発明の好都合で有利な改良は、従属請求項の主題である。

本発明は、特に前部及び後部主モジュールから前方フレーム部品を構成するという包括的な概念に基づいており、後部主モジュールは、前部領域の異なる車種の構成要素に関して変更せずに使用できるが、前部主モジュールは、簡単に製造できるできるだけ少ない個々の要素を相互に交換して、異なる車種に容易に適合できる。さらに、モジュールの個々の構成要素の全ては、簡単に製造できなくてはならず、この目的のため、それらは、成形された金属板、単純な形材又は鋳造部品からなる。さらに、主モジュール及び２つのモジュールの個々の要素は、それらが、簡単に着脱できるボルト止め接続によって互いに接続できるように設計されている。修理の際に、ボルト止めされた個々のモジュール要素は容易に交換できる。かじ取り装置の部品を含む、個々の車輪懸架装置の全部品は、シャシアンダーフレームと共に後部主モジュールに取り付けられ、その結果、個々の車輪懸架装置は、後部主モジュールに予め組み立てられ調節されるか、又は予め組み立てられ調節された状態で取り付けることができる。

本発明によるモジュール構造により、路上走行車両、低フレーム車両、低ライナー車両、建設車両、低床車両及び機械運搬車両などの異なる車種を、また非総輪駆動及び総輪駆動の車両の異なる個々の車輪懸架装置を、容易に製造することが可能となる。

主モジュールの個々の部品は、部分的に同一であり、世界中で製造できる数個の単純な部品（エッジ部品、管状形材、鋳造部品、すなわち非プレス部品）から構成できる。

前部クロスメンバは上方及び下方クロスメンバ部品を具備し、２つのクロスメンバ部品は単純な形状をした部材である。クロスメンバ部品は、側部前方フレーム縦部材に接合されることによって側部領域で互いに接続される。

前方フレーム縦部材は、構築構造を有し、それぞれ頂部及び底部コードを具備し、ウエブ板によって接続されたこれらの２つのコードは支持構造部品を形成する。頂部コード、底部コード及びウエブ板は、それぞれ異なる前部主モジュールにより、高さ及び長さが異なるが、基本的には同一構造のものである。頂部コードと底部コードとの間の大きな表面−層間距離によって、非常に曲げ剛性のある軽量部材がそれぞれ達成される。

頂部コードは、Ｌ状に曲がった形材を含み、けん引力及び運転室の取付力を吸収及び伝播する機能を有する。

頂部コードの底部コードへの接続は、それぞれモジュールにより高さ及び長さが異なり、特にボルト止めで、その頂部がスペーサ要素によって頂部コードに、及びその底部が底部コードに直接に接続される側部ウエブ板によって達成される。けん引力及び運転室の取付力は、特に、頂部コードの前端部に配置され、頂部コードの曲げられた形材のウエブとウエブ板との間にボルト止めされた鋳造コーナ片に伝達される。頂部コードのウエブ及び垂直ウエブ板はそれによって、垂直軸を中心に非常に大きな曲げ剛性を有するサンドイッチ要素を形成するので、運転室の取付力及びけん引力を非常に容易に吸収及び伝播できる。

運転室の取付力、けん引力を吸収するコーナ片、及び前部クロスメンバの上方クロスメンバ部品は、事前に明記できる自動車群の全車種に対し同一である。コーナ片の形状は、それが、車道と平行に並ぶ中心面と対称をなすように選択される。これにより同じコーナ片を前部主モジュールの左側と右側とに使用できる。

頂部コードは、それぞれモジュールの種類により異なる位置で自動車フレーム縦部材に接合される。路上車両、低フレーム車両、低ライナー車両、建設車両及び機械運搬車両に対し、その接合が、自動車縦部材の上方領域で行われる。例えば、低い位置に運転室を備えた自動車に対し、前部主モジュールの頂部コードは、運転室とフレームとの間に必要な隙間を確保するために、その底部において自動車フレームの縦部材にボルト止めされる。

底部コードは、自動車フレームのそれぞれ割り当てられた縦部材に横方向に伝達され、下方クロスメンバ部品に作用するアンダーライドガードの力によって生成される力やトルクを吸収及び伝播する機能を有し、さらに前記底部コードはクラッシュ要素として設計されても良い。

底部コードは、特に鋳造トルク支持体を介して、それぞれ後部主モジュールに接合され、その支持体には前車軸の個々の車輪懸架装置の下方縦リンクも接合される。それぞれ非総輪駆動構造又は総輪駆動構造の個々の車輪懸架装置の構造により、底部コードは、鋳造部品として設計されても良いこの縦リンク部品に異なる高さでボルト止めされる。その結果、同一前部及び後部主モジュール部品を用いて、個々の車輪懸架装置のシャシフレームからの異なる距離を、非総輪駆動車又は総輪駆動車に対し生成できる。

左右トルク支持体は、横方向管及びトルク又は横方向力を支える横方向スラスト板によって接続される。接続されたときにアンダーライドガードの力のトルクを吸収する一種のブラケットを形成するトルク支持体、横方向管及び横方向スラスト板もまた、同様に全自動車に対し同一である。上述の横方向スラスト板は、本発明による特別な構造の板状接続部品である。

自動車フレームの縦部材からも含む、前部主モジュール部品から後部主モジュール部品への縦方向の力の導入は、基本的に次の構造要素を介して行われる：
ａ） 縦部材頂部コードのそれぞれのＬ形材、
ｂ） 自動車フレームのそれぞれ割り当てられた縦部材に横方向にボルト止めされた、主モジュールの上方サイドメンバとしての第１の垂直に配置されたスラスト板。このスラスト板は、変更される自動車の全車種、及び非総輪駆動又は総輪駆動を有する選択された自動車群の全車軸配置に対して同一である。異なる車軸配置に対し、垂直スラスト板は、トルク支持体によって異なる高さ位置でシャシアンダーフレームに接続され、トルク支持体は個々の車輪懸架装置の縦リンク部品として使用される、
ｃ） 同時にスタビライザバー取付台の機能を有する後部主モジュールの下方サイドメンバとしての第２の垂直に配置されたスラスト板。このスラスト板は、縦リンク部品を含むトルク支持体（縦リンク部品）をシャシアンダーフレームに接続し、再び全車種に対し同一である。主モジュールの接合を解除する必要もなく、スタビライザバー又は個々の車輪懸架装置を交換のために取り外すことができる。

前方フレーム部品の前部主モジュールから後部主モジュールへのトルクの導入は、サイドメンバとしてのスラスト板の下方接合点から前部主モジュールの頂部コードの大きな距離のベースを介して、自動車の横方向軸を中心に行われる。これらの部品が互いにボルト止めされると、ボルトの応力は全体として比較的低くなる。

サンドイッチ要素として設計された前方フレーム縦部材、及び車道と平行に底部に配置され、請求項による用語では板状接続部品の形であるスラスト板は、前部主モジュールの横方向支持を担う。

本発明による前方フレーム部品の様々な特に有利な実施の形態が、図面で示されている。

図１〜３による実施の形態
多用途自動車の前方フレーム部品は前部及び後部主モジュール１、２を含み、その後部主モジュール２は、自動車フレームの縦部材３に、正確にはボルト止め接続によって接続されている。

前部主モジュールは、上方クロスメンバ部品５及びアンダーライドガードの機能を果たす下方クロスメンバ部品６を有する前部クロスメンバ４と、前部クロスメンバ４にボルト止めして固定された側部前方フレーム縦部材７とから構成されている。

前方フレーム縦部材７は、成形された金属板のＬ形材の形の頂部コード８、単純な部材からなる底部コード９、及び接続側面スラスト板１０から構成されている。頂部コード８及び底部コード９は、側面スラスト板１０に接続されて剛体支持構造を形成している。前部クロスメンバ部品５、６は、側面スラスト板１０の前部側にボルト止めされ、その前部側は自動車の前部側に向いて位置し、その結果、荷重に耐えることができる複合部品が前部クロスメンバ４に関して達成されている。前方フレーム縦部材７の場合、それぞれ頂部及び底部コード８、９の一方だけがそれらの間に位置する側面保護板１０と共に一体的に形成されるか、又は両方のコード８、９が一体的に形成される。

上方クロスメンバ部品５の端部と頂部コード８の隣接端部と間の接続は、それぞれ、上方クロスメンバ部品５及び頂部コード８の方向にウエブを有する安定的な、特に鋳造の、コーナ片１１を介して行われ、その接続がそれぞれ行われると、それらのウエブによる重複領域が、一方で、上方クロスメンバ部品５と、他方で、頂部コード８との間に提供される。コーナ片１１は、同一コーナ片を左右で使用できるように設計されている。この目的のため、コーナ片１１は、車道と平行に伸びる面の上下で同一構造を有し、その結果として、それぞれ右又は左の設置により、同一コーナ片構造を上向きに、運転室取付台及びけん引装置の一部として常に使用できる。

頂部及び底部コード８、９の自由下方突出端部は、頂部コード８を自動車フレームの縦部材３に、及び底部コード９を後部主モジュール２に固定する固定具、例えば固定穴を備えている。

後部主モジュール２は、次の個々のモジュール部品から構成されている。

底部に配置された閉Ｕ状湾曲部及びほぼ垂直上方に突出するＵ状分出部を有するほぼＵ状のシャシアンダーフレーム１２が、Ｕ状分出部の下方領域にボルト止めされた−スラスト板の形で設計された−下方サイドメンバ１３の上に、鋳造されたトルク支持体１４を支えている。トルク支持体１４は、クロスメンバとして設計されたトルク支持接続部１５を介して自動車の横方向に互いに接続され、特にボルト止めされている。トルク支持接続部１５は、次にスラスト板として設計された板状接続部品１６を介して、シャシアンダーフレーム１２の閉Ｕ状湾曲部に接続されている。さらに、スラスト板として設計された上方サイドメンバ１７が、トルク支持体１４に固定接続され、特にボルト止めされている。

前車軸の個々の車輪懸架装置の全部品は、個々の車輪懸架装置のリンクを収容するためのトルク支持体１４を含む上述の後部主モジュール２に、正確には、特にシャシアンダーフレーム１２に固定できる。

予め組み立てられた個々の車輪懸架装置と共に、後部主モジュール２を、一方で、縦部材３に、正確にはシャシアンダーフレーム１２のＵ状分出部を介して、他方で、上方サイドメンバ１７にボルト止めできる。トルク支持体１４には、後部主モジュール２を上方サイドメンバ１７に様々な高さでボルト止めできる受け入れ穴のパターンが形成されている。

前部及び後部主モジュール１、２の図２で示された組み立てられた状態において、頂部コード８は縦部材３にボルト止めされ、底部コード９はトルク支持体１４にボルト止めされている。

下方クロスメンバ部品６及びトルク支持体１４上にボルト止めされている底部コード９によって、安定なクロスメンバユニットが、前方フレーム部品のスラストゾーン状の補強で生まれる。これは、前方フレームのスラスト及びねじり強度の増加となる。フレーム状構造がトルク支持体１４に接合されるということは、アンダーライドガードの力がトルクに関してトルク支持体１４で確実に支えられることを意味する。さらに、サイドメンバ１７を介して縦部材３へのアンダーライドガードの力の無トルク伝播が、自動車の垂直軸を中心に保証される。横向きの力は、接続スラスト板１６を介して、シャシアンダーフレーム１２にスラストを介して直接伝播される。

前方フレーム部品の上記構成は、図２で示したものに関し、図３における様々な方向から見た図で明確に示されている。

図４による実施の形態
図４による前方フレーム部品は、前部主モジュール１を単に改造しただけで、原則的に図１〜３のものと同構成を有する。この前部主モジュール１は、多用途自動車の低床変形用の長尺前方フレーム縦部材７を有し、さらに、図１〜３の実施の形態の場合よりも自動車の垂直軸に対して低い高さで、縦部材３に後部主モジュール２と共にボルト止めされている。機能的に同一の部品には、図１〜３による実施の形態における場合と同一の符号が図４では付されている。

図５による実施の形態
この実施の形態は、多用途自動車前方フレーム部品の「機械運搬構造」に関する。ここでも、機能的に同一の構成要素には、他の実施の形態における場合と同一の符号が再び付されている。この実施の形態の特定の特徴は、縦部材３が、縦方向に互いに少し間隔を空け、かつ平行に配置された補強部材１８によって追加的に、それらがシャシアンダーフレーム１２に接合される領域で追加的に安定化されていることである。

図６は、図１〜３、図４及び図５の実施の形態の比較図を示す。これにより、同一後部主モジュール２を異なる車種の全てにそれぞれ使用でき、またそれらの車種の全てを製造する数少ない種類の前部主モジュール１は、それらの異なる寸法にも関わらず、第１に基本的に同一構成のものであり、第２に多数の同一部品を含むことが再び明確となる。

最後に、本発明により得られる特定の利点に関し、この利点が、特に、簡単に製造でき、さらに世界中で製造でき（エッジ部品、非プレス部品）、多数の同一部品を使用することで、共に組み合わせてより大きなモジュールを形成することができる個々の部品の使用にあることは指摘されるべきである。個々の構成要素の全ては、ボルト止め接続により接続されると、修理の際の取り外し及び交換を容易に行うことができる。

前部及び後部主モジュールを含む前方フレーム部品の斜視分解図を示す。 図１の分解図の組立図を示す。 図１及び２による前方フレーム部品を様々な方向から見た図を示す。 図１〜３のものと比較して改造された前部主モジュールを有する前方フレーム部品を示す。 再度改造された前部主モジュール部品を有する上記図による前方フレーム部品を示す。 それぞれ同一後部主モジュールと異なる前部主モジュールとを有する３つの前方フレーム部品の比較図を示す。

Claims (9)

1. 自動車支持フレームの２本の縦部材に接続でき、上方クロスメンバ部品及びアンダーライドガードの働きをする下方クロスメンバ部品を有する前部クロスメンバ、並びに前記２本の縦部材への接続用の固定要素を具備する多用途自動車用前方フレーム部品であって、
   − 前記前方フレーム部品は、モジュール形式で互いに接続できる個々の構造要素から構成され、
   − モジュール形式で接続できる前記構造要素は、２つの主モジュールと１つの接合モジュール、すなわち
   − 底部に位置する閉Ｕ状湾曲部と、自動車の垂直軸に伸びる個々の車輪懸架装置取付用のＵ状分出部とを有するＵ状シャシアンダーフレーム（１２）を備え、前記シャシアンダーフレーム（１２）に接続でき、前記シャシアンダーフレーム（１２）への接合部と反対に配置された端部に接合され、トルク支持体接続部（１５）及び該トルク支持体接続部（１５）と前記底部に位置する前記シャシアンダーフレーム（１２）の領域との間に板状接続部品（１６）を有するトルク支持体（１４）を有する下方サイドメンバ（１３）を備えた後部主モジュール（２）と、
   − 前記前部クロスメンバ（４）と、それぞれ前記後部主モジュール（２）及び自動車フレームの前記縦部材（３）への接合可能性をもった側部前方フレーム縦部材（７）とを有する前部主モジュール（１）と、
   − 一端で前記自動車フレームの前記縦部材（３）へ、及び他端で前記トルク支持体（１４）への接合可能性をもった２つの個々の上方サイドメンバ（１７）を具備する接合モジュールとを具備し、
   − 前記後部主モジュール（２）は前記シャシアンダーフレーム（１２）及び前記上方サイドメンバ（１７）を介して前記自動車フレームの前記縦部材（３）に接続できることを特徴とする前方フレーム部品。
2. − 前記前部主モジュール（１）の前記上方クロスメンバ部品（５）は、その両側端部においてそれぞれのコーナ片（１１）を介してそれぞれ隣接している前記前方フレーム縦部材（７）に接続され、
   − 前記コーナ片（１１）は、運転室用の支持台として、さらに適切であれば、追加的にけん引支持体として使用され、
   − 前記２つのコーナ片（１１）は、両側に使用できる同一片として設計され、その目的のため、前記自動車の縦軸に対して１８０度まで回転でき使用できるように設計されていることを特徴とする請求項１に記載の前方フレーム部品。
3. 前記前方フレーム縦部材（７）は、簡単に製造できる個々の部品から共に接合され、頂部及び底部コード（８、９）が、それぞれ側面保護板（１０）によって互いに接続されることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の前方フレーム部品。
4. 前記前方フレーム縦部材（７）の前記頂部コード（８）は、それぞれＬ形材として設計されていることを特徴とする請求項３に記載の前方フレーム部品。
5. 前記トルク支持体（１４）は鋳造部品として設計されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の前方フレーム部品。
6. 前記トルク支持体（１４）は、前記シャシアンダーフレーム（１２）に取り付けられた個々の車輪懸架装置の支持リンク用に使用されていることを特徴とする請求項５に記載の前方フレーム部品。
7. 前記後部主モジュール（２）の前記サイドメンバ（１３、１７）は成形板からなることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の前方フレーム部品。
8. 前記シャシアンダーフレーム（１２）は、前記自動車フレームの前記縦部材（３）に対して異なる高さ位置を得るために、異なる高さ位置で前記縦部材（３）に固定できることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の前方フレーム部品。
9. 前記上方サイドメンバ（１７）は、前記自動車フレームの前記縦部材（３）に対して前記後部主モジュール（２）の異なる高さ位置を得るために、異なる高さ位置で前記トルク支持体（１４）に固定できることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の前方フレーム部品。

Images