JP2023117384A - サスペンション取付け構造体を備えた自動車用前部フレームアセンブリ - Google Patents

Abstract

【課題】制動装置によって発生する熱を打ち消すためのダクトの寸法、設計制約、重量、及びコストを低減する。【解決手段】自動車用の前部フレームアセンブリは、サスペンション取付け構造体（１２）と、自動車のサスペンション（３）と、自動車の前部衝突を吸収するための吸収部品とを含み、吸収部品は、サスペンション取付け構造体（１２）に対して固定され、サスペンション取付け構造体（１２）の反対側にある一方の端部で終了するまで、第１のまっすぐな軸線に沿ってサスペンション取付け構造体（１２）に対して突出するように延在し、アセンブリが、第１の軸に沿って端部で得られた入口開口部（２１）と、第１の軸線を横切る第２の軸線に沿って、サスペンション取付け構造体（１２）で得られた出口開口部（２２）との間で、吸収部品及びサスペンション取付け構造体（１２）を通って連続して延在する流路（２０）を備える。【選択図】図２

Description

［関連出願の相互参照］
本特許出願は、２０２２年２月１０日に出願されたイタリア特許出願第１０２０２２０００００２４３５号の優先権を主張し、その全開示は参照により本明細書に組み込まれる。

本発明は、自動車、特にスポーツカー用のサスペンション取付け構造体を備える、前部フレームアセンブリに関する。

知られているように、自動車の前部フレームは、本体構成部品、すなわちバンパーやボンネットなどの外装プレート、又は様々な連結ブラケットを支持すること、並びに、前部衝突、すなわち自動車の前進方向における衝突を吸収することの、両方の役割を果たす。

特に、前部衝突を吸収するために、フレームは、具体的には、英語で「クラッシュボックス」としても知られる吸収ボックスを含み、この吸収ボックスは、前進方向に平行に延在する一対の桁材、及び、バンパーのすぐ後ろで各桁材の前端部に固定されたクロスバーを含む。

場合によっては、この桁材は、特に、自動車の前部サスペンション用の取付け具を含む、英語で「ショックタワー」としても知られるサスペンション取付け構造体から、直接延びるものである。

前部サスペンションは、自動車の前部ホイールハブをサスペンション取付け構造体に結合する。

ホイールハブは、通常、しばしばディスクブレーキ、又はより一般的には、互いに接触することにより摩擦でホイールハブに制動トルクを発生させる構成部品を備える、制動装置によって制動される。

制動装置は、車輪を制動するとき、構成部品が互いに接触する場合に、熱を発生させることが知られている。実際、この熱は、制動トルクの根底をなす摩擦力の、直接的な結果である。

発生した熱は、前部ホイールハブの領域、並びに、前部サスペンション及びそのサスペンション取付け構造体にも及ぶ。

したがって、熱が及ぶ領域、特に互いに接触する制動装置の構成部品は、通常、自動車の外部からの新鮮な空気を、その領域、及び互いに接触するその構成部品に振り向けることによって冷却される。

この目的のために、前部フレームはまた、桁材の傍らにそれぞれ延在し、それらの桁材の寸法と同様の寸法を有する、２つのダクトを含む。

各ダクトは、２つの対向する端部を有し、一方の端部は、クロスバー上の通気口で終端し、他方の端部は、冷却されるべき領域に向かって空気を拡散させるように構成された、ディフューザで終端する。

クロスバー上の通気口は、ディフューザと位置合わせされたバンパー上の別の通気口に対応するため、自動車の移動に伴って、自動車の外部の空気が整列した通気口を通過し、したがってダクトに沿って進み、ディフューザを介して冷却されるべき領域に広がる。

制動装置によって発生する熱を打ち消すために不可欠であるとはいえ、これらのダクトはかなりかさばり、重量、コスト、及び前部フレームの設計自由度の点で不利なものである。

上記のことに照らし、特に寸法、設計制約、重量、及びコストを低減することによって、公知の自動車を改善する必要がある。

本発明の目的は、制動装置によって発生する熱を引き続き効果的に抑制しつつ、好ましくは単純かつ信頼性の高い方法で、上記の必要を満たすことである。

この目的は、請求項１に記載の自動車用前部フレームアセンブリによって達成される。

各従属請求項は、本発明の特定の実施形態を定義する。

本発明をよりよく理解するために、その一実施形態を、非限定的な例として、添付の図面を参照して以下に説明する。

本発明によるフレームアセンブリを備える、自動車の前部の概略斜視図である。 フレームアセンブリの一部の破断図である。

図１において、参照番号１は、全体として自動車を示すために使用される。

あらゆる自動車と同様に、自動車１は、通常の前進方向を有し、少なくとも１人の運転者、及び場合によって１人又はそれ以上の同乗者を収容する車室を含む。

自動車１は、車室を画定する、又は取り囲む、ボディセル２を備える。例えば、このボディセル２は、一体構造であってもよい。更に、ボディセルは、炭素繊維を含む、又は炭素繊維で作製することができる。

自動車１は、サスペンション３、ナックル４、ホイールハブ５、アクスルシャフト６、及びステアリングギア又はステアリングボックス７といった典型的な構成要素の、少なくとも１つ、いくつか、又はすべてを更に備える。

ホイールハブ５は、ナックル４に固定される部分、並びに、前進方向に対して横方向の軸線Ａの周りで回転する部分を有する。

固定される部分はナックル４によって支持され、一方、回転部分は、アクスルシャフト６によって回転駆動することができるように、アクスルシャフト６に結合される。

アクスルシャフト６は、軸線Ａに平行であるが、必ずしも一致しない、まっすぐな軸線Ｂに沿って延在する。

ステアリングボックス７は、軸線Ａ、Ｂに平行な、更なるまっすぐな軸線Ｃに沿って、又は横方向に、より正確には、前進方向に直交して延在する。

ステアリングボックス７は、ホイールハブ５に結合された周知の装置であり、ホイールハブ５の固定部分を操舵する機能、特に、自動車１のハンドル（図示せず）の回転運動を、ホイールハブ５の固定部分を操舵するのに有用な、軸線Ｃに沿った直線運動に変換する機能を有する。

実際、ステアリングボックス７は、より一般的には、例えばハンドルも含み、ホイールハブ５の固定部分を操舵するように構成された、自動車１のステアリングユニットの一部である。

更に、自動車１は、ホイールハブ５、又はより正確には、その回転部分を制動するように構成された、制動装置１３を備える。

制動装置１３は、ホイールハブ５の回転部分に対して固定された第１の制動部品１４、例えばディスク、並びに、ホイールハブ５の固定部分又はナックル４によって支持された、第２の制動部品１５、例えばブレーキキャリパを備える。

第２の制動部品１５は、例えば、第１の制動部品１４と接触するように、図示しない公知のアクチュエータを介して作動させることができ、したがって、制動部品１４、１５間の接触によって生じる摩擦力に起因して、ホイールハブ５の回転部分に制動トルクを発生させる。

更に、自動車１は、特にボディセル２に対して固定され、例えば自動車１の本体構成部品、すなわちバンパー８、フェンダ９、ボンネット１０などの外装パネル又は外装プレートを支持するのに役立つ、前部フレームアセンブリ１１を備える。

このアセンブリ１１は、英語で「ショックタワー」とも呼ばれる、サスペンション取付け構造体１２を含む。

この構造体１２は、例えば、特にボルトなどのねじ部材を備える、離脱可能な締結装置２８によって、ボディセル２に対して固定される。すなわち、構造体１２はボディセル２に固定される。

構造体１２は、サスペンション３を支持する役割を果たす。実際、アセンブリ１１はまた、サスペンション３を配置するための領域内で、サスペンション３を構造体１２に結合できるように構成された、複数の取付け部品、又は取付け部１９を備える。この領域は、ナックル４、ホイールハブ５、及び制動装置１３のそれぞれを配置するのに適している、と考えることもできる。

取付け部１９は、構造体１２の領域内に配置され、概してその構造の一部とすることができる。

構造体１２は、好ましくは、例えば鋳造技術、又はより正確にはダイカスト技術を使用して作製された、単一部品とすることができる。

したがって、図１及び図２に示す実施形態では、アセンブリ１１は、実際には、好ましくは互いに同一のものであり、前進方向及び水平方向に直交する方向の、ボディセル２の横方向端部に配置された、２つの構造体１２を含む。簡潔にするために、以下の説明では構造体１２の一方のみに言及するが、記載されたすべての教示は、構造体１２の他方のものにも適用されると理解される。

サスペンション３は、ナックル４、したがってホイールハブ５を支持する。更に、サスペンション３は、特に構造体１２に対して可動自在に、取付け部１９を介して構造体１２に結合される。更に、ナックル４は、サスペンション３に対して可動自在である。

アセンブリ１１は、自動車１の前方衝突を吸収するための少なくとも１つの吸収部品１６を備える。この吸収部品１６は、自動車１の前進方向に平行に延在する桁材、すなわち、特に箱形の梁を備えるか、又はより正確には桁材である。

この部品１６は、構造体１２とは異なるものである。

更に、部品１６は、構造体１２に対して、すなわち構造に固定されている。

部品１６は、自動車１の前進方向に平行な、まっすぐな軸線Ｄに沿って延在する。

部品１６は、構造体１２から伸長する。すなわち、構造体１２に対して、特にバンパー８に向かって突出する、又は突出するように伸長し、構造体１２の反対側にある１つの端部１６ａで終了する。具体的には、部品１６は、構造体１２から直接伸長する。すなわち、構造体１２から直接突出するか、又は突出するように伸長する。

実際には、アセンブリ１１は、好ましくは前述したものと同一であり、他方の構造体１２から軸線Ｄに平行に突出する、別の吸収部品１７も含むが、これについては詳細な説明は行わない。

簡潔にするために、以下の説明では、吸収部品１６、１７のうち、吸収部品１６のみについて言及するが、記載されたすべての教示は、吸収部品１７にも適用されると理解される。

実際には、それぞれが構造体１２を伴う、吸収部品１６及び吸収部品１７によって画定される、アセンブリ１１の２つの部分は、互いに同一のものであってもよく、すなわち同じ特性を有することができる。より正確には、一方の部分の各特性は、他方の部分に適用することができる。

更に、アセンブリ１１は、自動車１の前方衝突を吸収するための、第３の吸収部品１８を備える。吸収部品１８は、自動車１の前進方向に対して横方向に延在し、より正確には、特に水平に直交するクロスバー、すなわち梁、特に箱形梁を含むか、又はむしろそのものある。

部品１８は、部品１６及び１７にそれぞれ固定された、２つの端部１８ａ、１８ｂを有する。

端部１８ａは、端部１６ａに固定されている。

要素１６、１７、１８は、それぞれアセンブリ１１の吸収ボックスの一部である。吸収ボックスは、英語で「クラッシュボックス」とも呼ばれる。

アセンブリ１１は、軸線Ｄに沿って端部１６ａで得られた入口開口部２１と、サスペンション３を配置するための領域に向かって、又は制動装置１３に向かって、軸線Ｈに沿って構造体１２内で得られた出口開口部２２との間で、吸収部品１６及び構造体１２を通って連続して延在する、流路２０を備える。

具体的には、軸線Ｈは、軸線Ｄに対して横方向であり、又はより正確には直交する。

吸収部品１８、より正確には端部１８ａは、特に軸線Ｄに沿って、入口開口部２１を通って流路２０に空気を搬送するのに適した、通孔２３を有する。

より具体的には、通孔２３は、軸線Ｄに沿って開口部２１と位置合わせされる。

実際には、通孔２３は、開口部２１に隣接する、又は一致する。

同様に、バンパー８は、特に軸線Ｄに沿って、通孔２３に空気を搬送するのに適した、通孔２４を有する。

より具体的には、通孔２４は、軸線Ｄに沿って通孔２３と位置合わせされる。

実際には、通孔２４は、通孔２３に隣接する、又は一致する。

流路２０は、特に少なくとも２つのセグメント２５、２６を含む、方向２７に沿って延在し、そのうちのセグメント２５は、軸線Ｄと平行であるか、又はより正確に一致する。セグメント２６は、例えば、軸線Ｄと軸線Ｈとの間の接続部であり、すなわち、軸線Ｄ、Ｈを接続するものである。

より具体的には、流路２０は、セグメント２５、２６によって画定される。

セグメント２５は、流路２０の直線部である。この直線部は、軸線Ｄに沿って延在し、特に軸線Ｄに沿って、吸収部品１６の長さに等しい長さにわたって延在する。

言い換えれば、この直線部は、開口部２１から構造体１２まで延在する。

したがって、吸収部品１６は管状であり、軸線Ｄに沿って、セグメント２５と左右に横断する。

セグメント２６は、完全に構造体１２内に延在し、開口部２２で終了する、湾曲した端部である。

より一般的には、流路２０は、セグメント２６全体より縮小された、湾曲した端部を含むことができる。いずれの場合も、この湾曲した端部は構造体１２の内部にあり、開口部２２で終端する。

流路２０は、軸線Ｈに沿って開口部２２で終了する直線の端部、並びに、開口部２１又はセグメント２５と直線端の部との間の、湾曲した中間部分を含み得るため、これは厳密に限定的なものではない。

好ましくは、湾曲した端部は、開口部２２で終了する端部セグメント、又は端部セグメントとセグメント２５との間の中間セグメントなどの、分岐セグメントを含む。

このことは、厳密に限定的なものではない。実際には、概して、流路２０は、場合によっては直線状又は湾曲状の、１つ又はそれ以上の分岐セグメントを含むことができる。それぞれの分岐セグメントは、吸収部品１６又は構造体１２を通って、延在することができる。

この場合、セグメント２６全体が分岐するのだが、その一方の端部のみが開口部２２まで分岐する可能性もある。

したがって、分岐セグメントは、特に開口部２２で終了する。

図２に示すように、好ましくは、湾曲した端部は、開口部２２に向かう湾曲した端部に沿って、増加する半径を有する接続部２９に接続された、壁部３１、３２によって画定される。

好都合には、アセンブリ１１は、構造体１２に対して固定され、開口部２２の周囲に配置された、接合インターフェース３０を更に備える。

特に、接合インターフェース３０は、構造体１２に固定された、ブラケットを備える。より具体的には、ブラケットは、開口部２２を完全に包囲する、又は密閉する、フレームを画定する。

接合インターフェース３０は、それ自体知られており図示されていない、ディフューザ装置を構造体１２に固定できるように構成される。ディフューザ装置の機能は、開口部２２から流出する空気を、制動装置１３に向けて導くことである。

説明の冒頭で上述したように、従来技術では、ディフューザ装置は、通常、吸収部品１６及び構造体１２を通じて得られた開口部ではなく、むしろ構造体１２及び吸収部品１６のそれぞれから完全に分離された、専用ダクトの出口開口部から流出する空気を導くために使用される。このダクトは、流路２０とは明らかに異なり、アセンブリ１１には存在せず、より全体的には自動車１には存在しない。

特に、ディフューザ装置は、ディフューザ装置がその機能を果たすことができるように、ディフューザ装置が開口部２２と連通する位置で、接合インターフェース３０によって、構造体１２に固定することができる。

例えば、ディフューザ装置は、ねじ部材などの既知の締結装置によって、インターフェースに結合することができる。

同様に、接合インターフェース３０は、ねじ部材などの既知の締結装置によって、構造体１２に固定することができる。

本発明によるアセンブリ１１の利点は、上記のことから明らかである。

実際に、アセンブリ１１は、吸収部品１６及び構造体１２と一体化された、流路２０をもたらす。したがって、公知の自動車制動装置の、冷却専用の典型的な流路はもはや必要なく、その結果、スペース、コスト、及び重量が節約される。

特に、吸収部品１６が、通常は元々箱型梁を含むことができるため、流路２０を構築することは単純であり、したがって、梁の内側にセグメント２５を得るために、開口部２１を得るだけで十分である。

更に、セグメント２６は、鋳造、又はより正確には、ダイカストによる構造体１２の製造中に、簡単に作製することもできる。

最後に、流路２０の形状は、自動車１の外部から、制動装置１３に空気を効果的に搬送するように、最適化される。

最後に、特許請求の範囲によって定義される保護の範囲から逸脱することなく、本発明によるアセンブリ１１に修正及び変形を加えることができることは明らかである。

特に、本明細書に記載及び図示された構成要素の数及び形状は異なっていてもよく、具体的には、大きな自由度もって変更することができる。

Claims (11)

1. 自動車（１）用の前部フレームアセンブリ（１１）であって、
   前記自動車（１）の車室を画定するボディセル（２）に固定可能な、サスペンション取付け構造体（１２）と、
   前記サスペンション取付け構造体（１２）に対して固定され、サスペンション（３）を配置するための領域において、前記自動車（１）の前記サスペンション（３）が前記サスペンション取付け構造体（１２）に結合できるように構成された、１つ又はそれ以上の取付け部品（１９）と、
   前記自動車（１）の前方衝突を吸収するための吸収部品（１６）であって、前記サスペンション取付け構造体（１２）に対して固定され、第１のまっすぐな軸線（Ｄ）に沿って前記サスペンション取付け構造体（１２）に対して突出するように延在し、前記サスペンション取付け構造体（１２）の反対側にある端部（１６ａ）で終了する、吸収部品（１６）と、を備え、
   前記第１の軸線（Ｄ）に沿って、前記端部（１６ａ）で得られた入口開口部（２１）と、前記サスペンション（３）を配置するための前記領域に向かって前記第１の軸（Ｄ）を横断する第２の軸線（Ｈ）に沿って、前記サスペンション取付け構造体（１２）で得られた出口開口部（２２）との間で、前記吸収部品（１６）及び前記サスペンション取付け構造体（１２）を通って連続して延在する、流路（２０）を備えることを特徴とする、前部フレームアセンブリ（１１）。
2. 前記流路（２０）が、前記サスペンション取付け構造体（１２）の内部にあり、前記出口開口部（２２）で終了する、湾曲した端部（２６）を含む、請求項１に記載のアセンブリ。
3. 前記湾曲した端部（２６）が分岐セグメントを含む、請求項２に記載のアセンブリ。
4. 前記分岐セグメントが、前記出口開口部（２２）で終了する、請求項３に記載のアセンブリ。
5. 前記流路が、前記第１の軸線（Ｄ）に沿った、前記吸収部品（１６）の長さに等しい長さにわたって、前記第１の軸線（Ｄ）に沿って延在する直線セグメント（２５）を備える、請求項１に記載のアセンブリ。
6. 前記端部（１６ａ）で前記吸収部品（１６）に固定され、前記入口開口部（２１）を通って、前記流路（２０）に空気を運ぶための通孔（２３）を有する、クロスバー（１８）を備える、請求項１に記載のアセンブリ。
7. 前記サスペンション取付け構造体（１２）に対して固定され、前記出口開口部（２２）の周りに配置され、ディフューザ装置が前記出口開口部（２２）と連通する位置で、前記ディフューザ装置を前記サスペンション取付け構造体（１２）に固定できるように構成された、接合インターフェース（３０）を更に備え、それにより、前記ディフューザ装置が、前記出口開口部（２２）から流出する空気を、制動装置（１３）に向けて導くことができる、請求項１に記載のアセンブリ。
8. 前記吸収部品（１６）が、桁材を含むか、又はそれよって画定される、請求項１に記載のアセンブリ。
9. 前記サスペンション取付け構造体（１２）が、例えばダイカストによって製造された単一部品である、請求項１に記載のアセンブリ。
10. 自動車（１）であって、
    車室と、
    前記車室を画定するボディセル（２）と、
    サスペンション（３）と、
    前記サスペンション（３）によって支持されたホイールハブ（５）と、
    前記ホイールハブ（５）を制動するように構成された制動装置（１３）と、
    請求項１から９のいずれか一項に記載の前部フレームアセンブリ（１１）と、を備え、
    前記前部フレームアセンブリ（１１）のサスペンション取付け構造体（１２）が、前記ボディセル（２）に固定され、前記サスペンション（３）が前記取付け部品（１９）に結合され、前記第１の軸線（Ｄ）が前記自動車（１）の前進方向に平行であり、前記出口開口部（２２）が前記制動装置（１３）に面する、自動車（１）。
11. 前記サスペンション取付け構造体（１２）に対して固定され、前記出口開口部（２２）の周りに配置された、接合インターフェース（３０）と、
    ディフューザ装置であって、前記出口開口部（２２）と連通する位置で、前記接合インターフェース（３０）を介して前記サスペンション取付け構造体（１２）に固定される、ディフューザ装置とを更に備え、
    前記ディフューザ装置が、前記出口開口部（２２）から流出する空気を、前記制動装置（１３）に向けて導くように構成される、請求項１０に記載の自動車。

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