JP2019535589A - 本体上の鋳物を含む車両クレードル組立体 - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも１つのアルミニウムサイドレール（１０、２０）を備える本体構造であって、サイドレール（１０、２０）の下に取り付けられる上面（５１、６１）と、クレードル（３０）に取り付けられる１つまたは複数の下側部分（５２、５３、６２、６３）と、ドライブシャフトを通すことができる開口部（５４、６４）とを備えるアルミニウム鋳物（５０、６０）によって、車両のアルミニウムクレードル（３０）組立体を実現する本体構造に関する。鋳物は、サスペンション境界接触面も組み込むことができる。【選択図】図１

Description

本発明は、車両本体、特にモータ車両のクレードル組立体であって、鋳物を含む組立体に関する。

軽量化のために、車両のホワイトボディはアルミニウム製である。この場合、本体の底面は、特に高度な機械的応力および／または熱応力を受ける部分について、接着、リベット締め、および／または溶接によって組み立てられたアルミニウムプロファイルの構成を主に備える。

その目的は、エンジン組立体が後方に配設される車両について、底面を有するクレードル、特に後方サイドレールを有する後方クレードルの組立体のための解決策を得ることである。この領域には、サスペンション機能も組み込むことが可能でなくてはならない。

一般的には、車両は、プレス加工された鋼部品を組み合わせることによって設計される。実際、鋼は容易にプレス加工することができ、それにより強い部品を得ることが可能になる。したがって、後方クレードルおよびサイドレールは、プレス加工された部品から作られる構造部を、知られているやり方で構成する。同様に、サスペンション機能を実行する部品が、曲げ加工またはプレス加工された鋼から作られる部品に組み付けられ、構造部に加えられる。

構造の軽量化という文脈では、押出し成形されたプロファイル（外形）を使用すると、サスペンション要素と境界接触する可能性が制限される。この場合、アルミニウム鋳造が、有利な工程になる。

文献ＦＲ２８９０６４１Ａ１は、アルミニウムを圧力下で成形することによって作られる下枠の側方部分であって、押出し成形されたアルミニウムプロファイルの形で生産された下枠の中央部分に溶接される下枠の側方部分を開示している。圧力下での成形は、厚みのある部分よりも薄い部分の生産により適している。薄さには、強度を損なうという欠点があり、この欠点を、先行技術の文献は、補強リブを提供することによってなくすことを提案している。開示された下枠にエンジン組立体を取り付けることは、たとえば、それだけではないが、ホイールに向かってドライブシャフトを支持し通すことなど、多くの問題を呈する。

先行技術の問題を解決するために、本発明の主題は、アルミニウム製の少なくとも１つの側方サイドレールを備える車両本体構造上のアルミニウムクレードル組立体であって、側方サイドレールの下に固定される上面と、クレードルに固定される１つまたは複数の下側部分と、ドライブシャフトを通すことができる開口部とを備えるアルミニウム鋳物を備えることを特徴とする組立体である。

有利には、鋳物は重力ダイカストによって得られる。

特に、鋳物は、引張強度２８５〜２９５ＭＰａをもたらす、６．５〜７．５％のケイ素、および０．２５〜０．４５％のマンガンを含むアルミニウム合金により構成される。

また、特に、開口部は、鋳物の上面に設けられた半円筒形の凹状くぼみの形である。

また、特に、アルミニウム鋳物の上面は、側方サイドレールの下にねじによって固定され、かつ／またはアルミニウム鋳物の下側部分は、クレードルにねじによって固定される。

好ましくは、アルミニウム鋳物は、三角サスペンションのアームまたは第１の枝部の端部を取り付けるために、側壁上に第１のフィンの対を備える。

さらに具体的には、アルミニウム鋳物は、クランプロッカーバーの端部を取り付けるために、同じ側壁上に第２のフィンの対を備える。

また、より具体的には、アルミニウム鋳物は、三角サスペンションの第２の枝部の端部を取り付けるためにＵリンク（ｃｌｅｖｉｓ）を固定するための境界接触面を、前記側壁上に備える。

特に、前記Ｕリンクは鋼製である。

また、有利には、アルミニウム鋳物は、安定化バーのベアリングが固定される平坦部分を備える。

特に、ベアリングはポリマー材料製である。

また、有利には、組立体は、クレードルの横ビームと一体であるスターラップであって、トルク吸収ロッカーバー用の補強タイロッドが固定されるスターラップを備える。

好ましくは、本体構造は、中央クロス部材のそれぞれの端部に溶接された右側方サイドレールおよび左側方サイドレールを備える。

特に、右側方サイドレール、左側方サイドレール、および中央クロス部材は、熱間押出し成形されたアルミニウムプロファイルである。

本発明の他の特徴および利点は、決して限定するものではない、添付図面に示される実施形態の説明を読むと、よりよく理解されよう。

本発明による本体上のクレードル組立体の拡大概略斜視図である。 図１の組立体の機能と組み合わされたメインサスペンションの機能を示す、鋳物の細部の概略斜視図である。 サスペンション要素を取り付けるように設計された鋳物の外側面の概略斜視図である。 クレードルに固定された鋳物に関連するサスペンション要素の拡大概略斜視図である。 クレードルに固定されるように設計された鋳物の内側面の概略斜視図である。

本発明による組立体によって、サスペンション要素を容易に装着することができる小型で軽量な強い部品が得られるようになる。

本発明による設計は、車両本体構造のサイドレールとクレードルの連結を可能にしながら、サスペンション要素に必要な締付け部を提供するアルミニウム鋳物を生産するという選択に基づく。したがって、反り防止バー、下側三角サスペンション、クランプロッカーバーを、鋳物にしっかりと、かつ十分に境界接触した状態で固定することができる。機械加工に関連した鋳造工程は、許容される形状およびそれらの精度においてかなりの自由度を提供する。それに加えて、鋳物を使用することによって、すべての機能を最小限の空間内に一体化し、したがって、車両アーキテクチャの制約に適合することが可能になる。

例として、後輪駆動車について以下で説明する実施形態では、特に、ドライブシャフトを通すことができるように広い範囲で設けられる後方サイドレールにおいて、鋳物がどのように車両構造に剛性を提供するかも理解することができる。

ここで、鋳物が３つの基本的な機能、すなわちサイドレールに後方クレードルを組み付ける機能、サスペンション要素の境界接触面を提供する機能、および構造を強化する機能をどのように果たすかについて説明する。

図１は、両方ともアルミニウム製の右側方サイドレール１０および側方サイドレール２０を備える本体構造に対する、車両用のアルミニウムクレードル組立体３０を示す。ここでは特に後輪駆動車向けとして説明される本体４０の構造部は、本体構造の後方部分を構成する。当業者であれば、残りの説明を読みながら、本発明の教示を必要に応じて前輪駆動車に容易に置き換えることができる。

開示する実施形態では、後方サイドレール１０、２０のそれぞれは、車両の乗員空間を構成する中央本体部分に固定される正面１１、２１をそれぞれ備えており、この乗員空間それ自体は、好ましくは押出し成形、プレス加工、または曲げ加工されたアルミニウムから作られ、接着リベット締めによって組み立てられる。これらの部品について、サイドレール１０、２０は、好ましくは熱間押出し形成されたアルミニウムから作られる。

それぞれのサイドレール１０、２０の外側側面、言い換えれば車両の外側に向かって配向されるそれぞれのサイドレール面は、下向きに配向された先端を有する円錐形の凹状くぼみ１２、２２を備え、ショックアブソーバ（図示せず）が通れるようにするために、このくぼみは、上面の最も深い側（円錐のベース部）と、サイドレールの外側側面の円錐軸の側との両方が開口している。

エンジン組立体を支持するような寸法を有するサイドレール１０、２０は、その上側部分では中央クロス部材４２によって、その後方端部では後方端部クロス部材４１によって連結され、これらのクロス部材は両方とも、押出し成形されたアルミニウム製であり、溶接および／またはねじ留めされている。右側方サイドレール１０、左側方サイドレール２０、および中央クロス部材４２は、たとえば熱間押出し成形された真っ直ぐなアルミニウムプロファイルである。後方端部クロス部材４１は、たとえば押出し成形され、次いで熱間曲げ加工されたアルミニウムプロファイルである。

好ましくは、右側方サイドレール１０、および左側方サイドレール２０は、中央クロス部材４２のそれぞれの端部において溶接され、後方端部クロス部材４１は、サイドレール１０、２０の後方端部にねじ留めされることによって固定される。

アルミニウム鋳物５０は、サイドレール１０の下に固定される上面５１を備える。好ましくは、上面５１は、凹状くぼみ１２の半円錐の先端に対して後方位置に固定される後方部分５１ａと、凹状くぼみ１２の半円錐の先端に対して前方位置に固定される前方部分５１ｂとを備える。したがって、アルミニウム鋳物５０は、凹状くぼみ１２によって形成された半円錐の先端位置の下で、サイドレール１０を補強することを可能にする。対称的に、凹状くぼみ２２によって形成される半円錐の先端位置の下でサイドレール２０を補強するために、アルミニウム鋳物６０は、アルミニウム鋳物５０と対称的に比較されるようにサイドレール２０の下に固定される上面６１を備える。

より具体的には、この場合、クレードル３０は、右側方ビーム３１および左側方ビーム３２を備える後方クレードルであり、これらのビームは、後方横ビーム３４および前方横ビーム３３によって連結される。ビーム３１〜３４は、プレス加工および曲げ加工されたアルミニウムから作ることができる。たとえば熱間押出し成形によって得られるアルミニウムプロファイルの形のビーム３１〜３４の実施形態は、より良好な機械的および熱的な強度（耐性）を提供する。前方横ビーム３３は、より良好に車両の中央ユニットに固定されるように、クレードルの各側部から突き出ている。後方横ビーム３４は、スターラップ（ｓｔｉｒｒｕｐ）３７を支持し、そのスターラップを用いて後方横ビーム３４が、たとえばねじ留め連結によって一体にされており、そのスターラップ上に、エンジントルク吸収ロッカーバー（図示せず）用の補強タイロッド３８が固定される。

ビーム３１から乗員空間の内部に向かってビーム３３を貫通して配向された傾斜ビーム３５、およびビーム３２から乗員空間の内部に向かってビーム３３を貫通して配向された傾斜ビーム３６は、乗員空間の前方から、車両の後方にあるエンジン区画にケーブルおよびダクトを通すためのトンネル（図示せず）にかかる力を、吸収によって拡散するのを可能にする。

鋳物５０および鋳物６０の少なくとも下側部分は、クレードル３０に固定される。「下側部分」とは、上面５１の下にある、鋳物の考えられる任意の部分を意味する。図５に示す実施形態では、アルミニウム鋳物５０はその下側部分に、内側側面の後方にある突出部５２、および内側側面の前方にある突出部５３を備える。「内側側面」とは、エンジン区画の内部に向かって配向された、言い換えればそれに面した、鋳物の任意の面を意味する。突出部５２、５３は、異なる高さの下側部分にあってもよい。各突出部５２、５３は、アルミニウム鋳物５０の上面５１に、必ずしも厳密にではないが、実質的に平行な表面を備え、その表面は、横ビーム３１の上面に固定するためのねじが通れるようにするために、その実質的に中央が穿孔されている。互いに実質的に平行な表面とは、それらの平面に垂直な線同士の互いからの逸脱が、たとえば１０°未満の角度である表面を意味する。同様に、アルミニウム鋳物６０はその下側部分に、内側側面の後方にある突出部６２、および内側側面の前方にある突出部６３を備え、これも図１に見ることができる。

右側ホイール（図示せず）に向かってエンジン組立体のドライブシャフトを通すことができるようにするために、鋳物５０は、内側側面から外側側面に貫通開口部５４を備える。したがって鋳物５０は、サイドレール１０を貫通してドライブシャフトが通った結果、サイドレール１０が壊れやすくなるのを防止する。開口部５４は、管形状に作られてもよいが、この実施形態では、ドライブシャフトを通すために必要な管形状の直径を収容するのに十分なほど高さのある鋳物が必要とされる。

鋳物５０のサイズを小さくするために、開口部５４は、鋳物５０の上面５１に設けられた半円筒形の凹状くぼみの形である。その場合、サイドレール１０の下側面は半円筒形の凹状くぼみ１３を備えており、この凹状くぼみ１３は、半円筒形の凹状くぼみの形の開口部５４上にこれに面して凹状くぼみ１３が配設されたときに、ドライブシャフトが通るのに十分な直径を有する円筒形の中空を形成するように設計される。次いで、上面５１の後方部分５１ａが、開口部５４を構成する半円筒形の凹状くぼみに対して後方位置に固定され、次いで前方部分５１ｂが、開口部５４を構成する半円筒形の凹状くぼみに対して前方位置に固定される。したがって、鋳物５０は、鋳物の凹状くぼみと組み合わされてドライブシャフトを通れるようにするサイドレール１０の凹状くぼみによって十分な開口部が設けられ得る位置を、最小限のサイズで補強し、また、その近傍に、同じく凹状くぼみによって開口部１２を設けることができ、この開口部は、サイドレール１０のできるかぎり近くにショックアブソーバ（図示せず）を通すのに十分である。

同様に、左側ホイール（図示せず）に向かってエンジン組立体のドライブシャフトを通すことができるようにするため、鋳物６０は、内側側面から外側側面に貫通開口部６４を備える。

それぞれのアルミニウム鋳物は、冷却時の縮みやマイクロバブルの現象を回避するために必要なよく知られた手法を取ることにより、たとえばシンクヘッドを使用することにより、圧力下での成形によって得ることができる。必要な機械的特性をより容易に得るために、各鋳物５０、６０は、アルミニウムの重力鋳造によって得られる。砂型成形と比較して有利には、重力ダイカストでは、永久型の使用および再使用が可能である。

重力ダイカスト工程は、適切なアルミニウム合金、特に引張強度２８５〜２９５ＭＰａをもたらす、６．５〜７．５％のケイ素、および０．２５〜０．４５％のマンガンを含むアルミニウム合金を使用することによって、それぞれの鋳物５０、６０の特に顕著な機械的特性を得ることを可能にする。

それぞれアルミニウム鋳物５０および６０のそれぞれ上面５１および６１は、それぞれサイドレール１０および２０の下にねじ１５によって固定される。比較可能なように、アルミニウム鋳物５０および６０のそれぞれ下側部分５２、５３および６２、６３は、クレードル３０のそれぞれビーム３１および３２の上面にねじによって固定される。好ましくは鋼ねじが使用されるが、それはこの金属の機械的特性が固定用として特に適しているからであり、ねじは予め亜鉛−ニッケル処理を受けるが、それはこの処理には、アルミニウムに接触する鋼に適合性をもたせるという特性があるからである。

図３に示すように、アルミニウム鋳物５０、および同じく対称的にアルミニウム鋳物６０は、三角サスペンションのアームまたは第１の枝部９１の端部を取り付けるために、側壁上に第１のフィン５６の対を備える。特に、フィン５６の対は、上面５１の後方部分５１ａの下で、アルミニウム鋳物５０の外側側面に垂直に延在する。それぞれのフィンは、実質的にその中心に開口部が穿孔されており、その開口部によって、三角サスペンション９０のアームまたは第１の枝部９１を保持するためのシャフトまたはねじ９７が通れるようになる。

アルミニウム鋳物５０、および同じく対称的にアルミニウム鋳物６０は、クランプロッカーバー９２の端部を取り付けるために、前記側壁上に第２のフィン５７の対を備える。

アルミニウム鋳物５０、および同じく対称的にアルミニウム鋳物６０は、Ｕリンク９３を固定するための境界接触面５８、５９も側壁に備える。図４に示すように、Ｕリンク９３は、三角サスペンションの第２の枝部９４の端部を取り付けるための２つの垂直壁を備える。Ｕリンク９３を鋼から作ることによって、機械的品質を損なうことなく、それぞれの垂直壁のうち上側部分を外向きに配向されるように、下側部分を内向きに配向されるように曲げて、境界接触面のそれぞれ２つの突出部５９および２つの垂直な平坦部分５８に当てて、ねじによりそれらを固定することが可能になる。

それに加えて、アルミニウム鋳物５０、および同じく対称的にアルミニウム鋳物６０は、傾斜した平坦部分５５を備え、その上に安定化バー９６のベアリング９５が固定される。ポリマー材料からベアリング９５を作ることによって、組立体の軽量化が促進される。

したがって、この鋳物によって、クレードルと本体構造を連結するというその機能に加えて、車両サスペンションのための境界接触面を組み込むことが可能になる。

Claims (15)

1. アルミニウム製の少なくとも１つの側方サイドレール（１０、２０）を備える本体構造上の車両アルミニウムクレードル（３０）組立体であって、前記サイドレール（１０、２０）の下に固定される上面（５１、６１）と、前記クレードル（３０）に固定される１つまたは複数の下側部分（５２、５３、６２、６３）と、ドライブシャフトを通すことができる開口部（５４、６４）とを備えるアルミニウム鋳物（５０、６０）を備えることを特徴とする組立体。
2. 前記鋳物（５０、６０）が重力ダイカストによって得られることを特徴とする、請求項１に記載の組立体。
3. 前記鋳物（５０、６０）が、引張強度２８５〜２９５ＭＰａをもたらす、６．５〜７．５％のケイ素、および０．２５〜０．４５％のマンガンを含むアルミニウム合金により構成されることを特徴とする、請求項１または２に記載の組立体。
4. 前記開口部（５４、６４）が、前記上面（５１、６１）に設けられた半円筒形の凹状くぼみの形であることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の組立体。
5. 前記アルミニウム鋳物（５０、６０）の前記上面（５１、６１）が、前記サイドレール（１０、２０）の下にねじ（１５）によって固定されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の組立体。
6. 前記アルミニウム鋳物（５０、６０）の前記下側部分（５２、５３、６２、６３）が、前記クレードル（３０）にねじによって固定されることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の組立体。
7. 前記アルミニウム鋳物（５０、６０）が、三角サスペンションのアームまたは第１の枝部（９１）の端部を取り付けるために、側壁上に第１のフィン（５６）の対を備えることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の組立体。
8. 前記アルミニウム鋳物（５０、６０）が、クランプロッカーバー（９２）の端部を取り付けるために、前記側壁上に第２のフィン（５７）の対を備えることを特徴とする、請求項７に記載の組立体。
9. 前記アルミニウム鋳物（５０、６０）が、三角サスペンションの第２の枝部（９４）の端部を取り付けるためにＵリンク（９３）を固定するための境界接触面（５８、５９）を、前記側壁上に備えることを特徴とする、請求項７または８に記載の組立体。
10. 前記Ｕリンク（９３）が鋼製であることを特徴とする、請求項９に記載の組立体。
11. 前記アルミニウム鋳物（５０、６０）は、安定化バー（９６）のベアリング（９５）が固定される平坦部分（５９）を備えることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の組立体。
12. 前記ベアリング（９５）がポリマー材料製であることを特徴とする、請求項１１に記載の組立体。
13. 前記クレードル（３０）の横ビームと一体であるスターラップ（３７）であって、トルク吸収ロッカーバー用の補強タイロッドが固定されるスターラップ（３７）を備えることを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載の組立体。
14. 前記本体構造が、中央クロス部材（４２）のそれぞれの端部に溶接された右側方サイドレール（１０）および左側方サイドレール（２０）を備えることを特徴とする、請求項１から１３のいずれか一項に記載の組立体。
15. 前記右側方サイドレール（１０）、前記左側方サイドレール（２０）、および前記中央クロス部材（４２）が、熱間押出し成形されたアルミニウムプロファイルであることを特徴とする、請求項１４に記載の組立体。

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