JP3994202B2 - 自動車用モジュラー車台 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前文の特徴を有する、自動車用、特にトラック用モジュラー構造の車台に関する。

冒頭に記述したタイプの車台は、特許文献１で開示されており、前部車両サブフレームと、前部車両サブフレームに接続された後部車両サブフレームとを具備する。バネ及び／又はショックアブソーバ支柱を有すると共に上部横方向リンクおよび下部横方向リンクを有する独立懸架は、自動車の両側の前部車両サブフレームに形成される。前部車両サブフレームは、それぞれの場合で自動車の片側に割り当てられた２つのサイドコンソールと、２つのサイドコンソールをその上部で互いに連結させる上部クロスメンバと、２つのサイドコンソールをその底部で互いに連結させる下部クロスメンバとから構成される。この場合、各サイドコンソールは後部車両サブフレームに連結され、上部横方向リンクの一方は各サイドコンソールに取り付けられる。２本の下部横方向リンクは下部クロスメンバに取り付けられる。サイドコンソールは、自動車長手方向に前後に並んだ２つの下方端部を有し、下部クロスメンバは２つのサイドコンソールの４つの下方端部を互いに連結する。公知の車台の場合、バネ及び／又はショックアブソーバ支柱は、それぞれの場合で上部クロスメンバで支持される。前部車両サブフレームは、それぞれの場合で後部車両サブフレームの単一部品長手方向部材に連結されるサイドコンソールを介して後部車両サブフレームに取り付けられる。

特許文献２は、車輪支持体に車輪を連接構造で取り付ける車輪ガイド傾斜リンクを有すると共にそれらのリンクの横方向および縦方向リンクアームは車輪の中心を通過する水平面より下に位置する、操舵可能な車軸用独立懸架を開示する。この場合、横方向リンクアームは、それぞれの場合でトラック幅の半分よりも長くなるように構成される。このために、車輪支持体のそれぞれの上方端部は、横方向リンクを介して車体側で支持され、横方向リンクアームの車体側ジョイントと横方向リンクのジョイントとは補助アセンブリフレームに連接構造で取り付けられる。公知の独立懸架の場合、バネ及び／又はショックアブソーバ支柱は、サイドコンソールから移動方向に突出する突出部で支持され、上部横方向リンクもこのサイドコンソールに取り付けられる。上部横方向リンクの支持体は内側にオフセットされる。

モジュラー構造の他の車台は、特許文献３で開示され、自動車長手方向と平行に延びると共に自動車長手方向に前後に並べて配置された複数のクロスメンバを介して互いに連結される２本の長手方向部材を具備する前部車両サブフレームを有する。前部自動車サブフレームに接続された後部車両サブフレームは、車種に応じて構成できる車体を支持する。

特許文献４は、中央支持フレーム構造、弓状前部フレーム、および上部構造を支持するフレーム長手方向部材アセンブリからの車台の組立を開示する。この場合、中央支持フレーム構造は、駆動アセンブリの周りを包囲し、実質的に前輪の本影内に配置される。この中央支持フレーム構造は、実質的に、Ｕ形状に湾曲している管状体を具備し、下からおよび横方向に駆動アセンブリの周りを包囲する。上方に開いたＵ形状管は、自動車長手方向に対して横方向に延びる直線状管によって駆動アセンブリの上で閉じられている。
国際公開第０１／２３２４５Ａ１号パンフレット 独国特許出願公開１００ １１ ４１７ Ａ１号明細書 独国特許出願公開第４０ ３２ ８２３ Ａ１号明細書 独国特許出願公開第４２ ２８ ３１４ Ａ１号明細書

本発明は、冒頭に記載したタイプのモジュラー構造の車台の改良された実施形態を規定する課題に関する。

この課題は、請求項１に記載の特徴を有する車台によって解決される。有利な実施形態は従属請求項の主題である。

本発明は、それぞれの場合で自動車の片側に割り当てられた２つのサイドコンソール、２つのサイドコンソールを互いにそれらの上部で連結する上部クロスメンバ、および２つのサイドコンソールを互いに底部で連結する下部クロスメンバから前部車両サブフレームを組み立てるという一般概念に基づき、独立懸架の少なくとも実質的な構成要素がサイドコンソールに取り付けられるか、またはそれらのサイドコンソールで支持される。この提案は、前部車両サブフレームを特に曲げ剛性のある構造、特に捩り抵抗性のある構造のものとなるようにすることができる。これに関し捩り剛性または曲げ剛性のある前部車両サブフレームは、車輪の捩りモーメントおよびバネ力を吸収でき、前部車両サブフレーム、特に後部車両サブフレームに連結される構造体がこれらの捩りモーメントを受けないようにすることができる。

前部車両サブフレームの生産性は、板金状部品として設計されるサイドコンソール及び／又は上部クロスメンバ及び／又は下部クロスメンバによって単純化される。

前部車両サブフレームのコンパクト構造は、各サイドコンソールが、他方のサイドコンソールに面する内部側面を有し、上部横方向リンクが、それぞれのサイドコンソールのこの内部側面に取り付けられ、サイドコンソール内に開口部を設けて外側に延びる場合に達成される。

前部車両サブフレームのコンパクト構造は、その下方端部の間に、それぞれの下部横方向リンク及び／又は操舵可能な車輪の操舵装置及び／又は駆動可能な車輪を駆動させる駆動軸が貫通して延びる凹所を有する各サイドコンソールによっても促進される。

本発明の他の重要な特徴や利点は、従属請求項から、図面から、および図面を参照しての図についての関連した説明から明白となる。

上述の特徴や以下でも説明しなければならない特徴は、それぞれの場合で規定された組合せにおけるだけではなく、本発明の範囲を逸脱することなく他の組合せまたはそれらだけでも使用されることは明白である。

本発明の好ましい例示的実施形態を図面で例示し、下記の説明でさらに詳述するが、同一の参照番号は同一または機能的に同一または同様の構成要素を示す。

図面では、それぞれ概略的に示す。

図１によれば、自動車の車台１（その一部のみ例示）は、前部車両サブフレーム２および後部車両サブフレーム３を具備する。さらに、前端部サブフレーム４がここに追加的に提供される。前端部サブフレーム４は、それぞれのサブフレーム３にその一部が取り付けられる前部車両サブフレーム２に取り付けられる。それぞれのサブフレーム２、３、および４は、モジュールとして設計されるので、それらを特に互いに独立して組み立てることができる。さらに、モジュラー構造により、特に標準化交点を介しての個別車両サブフレーム２、３、および４の異なる実施形態の組合せが可能となる。例えば、前部車両サブフレーム２は、例えば、互いに長さの違う異なる後部車両サブフレーム３と組み合わせることもできる。さらに、後部車両サブフレーム３は、ある車種、例えばダンプトラック、セミトレーラ牽引車またはプラットフォームトラックに関して設計されるが、前部車両サブフレーム２は、これらの車種に対し常に同一構造にすることができる。

前部車両サブフレーム２は、両側に独立懸架５を有し、これらの懸架は、バネ及び／又はショックアブソーバ支柱６、上部横方向リンク７および下部横方向リンク８を両側に具備する。

前部車両サブフレーム２は、それぞれの場合で自動車の片側に割り当てられる２つのサイドコンソール９を具備する。これらの２つのサイドコンソール９は、上部クロスメンバ１０を介してそれらの上側で、および下部クロスメンバ１１を介してそれらの下側で互いに連結される。前部車両サブフレーム２は、ゆえに少なくともこれらの４つの個別部品９、１０、１１から構成される。

サイドコンソール９は、板金状部品として設計され、それらの上方端部は、角度を付けられると共に外側に伸びる上部セクション１２を有する。それぞれのバネ及び／又はショックアブソーバ支柱６は、関連サイドコンソール９のこの上部セクション１２で支持される。さらに、上部セクション１２はそれぞれ運転室マウント（後ろ側）１３をその上に支える。各サイドコンソール９は、それを補強するために、例えば、溶接される側部頬状張り出し部１４を有し、上部セクション１２を支持する。サイドコンソール９上には、上部接続フランジ１６と下部接続フランジ１７とが、矢印１５で示される自動車長手方向に対し、前側と後側にそれぞれ形成され、これらの接続フランジはそれぞれサイドコンソール９を後部車両サブフレーム３と前端部サブフレーム４に連結するために使用される。接続フランジ１６および１７は、前部車両サブフレーム２が後部車両サブフレーム３及び／又は前端部サブフレーム４に、ネジ接続を介して連結されるのが好ましい。

サイドコンソール９の下部側では、自動車長手方向１５に前後に並べて配置される２つの端部１８を有する。下部接続フランジ１７は、本明細書ではこれらの下方端部１８に形成される。下部クロスメンバ１１が２つの下方端部１８において車両の両側でそれぞれのサイドコンソール９に連結されることは、重要である。これにより非常に強固な前部車両サブフレーム２となるので、それは高い捩り抵抗を有する。捩り強さが高いと、著しい歪みを前部車両サブフレーム２内で起こすことなく車輪力やバネ力を介して運転モードにおいて前部車両サブフレーム２に導入される捩りモーメントを吸収させることが可能となる。これにより確実に、これらの捩りモーメントによる圧力が後部車両サブフレーム３に加わらないようにする。

図２による側面図に従い、サイドコンソールは、Ａ形状または、ゲートまたはアーチ道のような形状にされ、上方が先細になっている。従って、サイドコンソール９は、少なくとも下部セクションにおいてＵ形状で下方に開くように設計されるので、サイドコンソール９が、それらの下方端部１８間に凹所１９を有する。加えて、それぞれのサイドコンソール９内に、ウエブ２０によって凹所１９から分離された上部セクションにおいて開口部２１が形成される。

図２からも特に明白であるように、下部クロスメンバ１１は、サイドコンソール９の下方端部１８とほぼ同じ高さで延びる。下部横方向リンク８は、三角形状横方向リンクとして設計され、ゆえに前部リム２２および後部リム２３を有する。前部リム２２は前端部サブフレーム４に取り付けられるが、後部リム２３は下部クロスメンバ１１に取り付けられる。この場合、後部リム２３は、凹所１９を通って延びる。この例示的実施形態では、独立懸架５の支援で前部車両サブフレーム２に取り付けられる車輪（図示せず）は、操舵可能である。これらの操舵可能な車輪の操舵操作用の操舵駆動装置２４も同様に凹所１９を通って延びる。操舵駆動装置２４も同様に下部クロスメンバ１１で支持され、及び／又は下部クロスメンバ１１に取り付けられる。

加えて、前部車両サブフレーム２に装着された車輪が駆動可能な車輪である場合、これらの駆動可能な車輪を駆動させる対応駆動軸を、それも同様に凹所１９を通って延びるように配置できる。

１つの好ましい実施形態によれば、図２の矢印２５で上部から底部に向かって示される方向に見て、下部クロスメンバ１１は、実質的にＸ形またはＨ形構造のものである。従って、下部クロスメンバ１１は中央部分２６を有し、そこから事実上４本のアーム２７が星状に拡がる。各アーム２７はサイドコンソール９の下方端部１８の一方に連結されるが、下部横方向リンク８の後部リム２３は中央部分２６に取り付けられる。下部クロスメンバ１１も板金状部品として設計されると好都合である。

サイドコンソール９は、互いに向き合う内部側面２８を有する（図１参照）。上部横方向リンク７は、これらの内部側面２８に取り付けられ、それぞれの上部横方向リンク７の一方のリム２９が開口部２１を通って車輪方向の外側に延びる。内部側面２８へのこの取付によって、特にコンパクトな構成を達成することが可能となる。

上部クロスメンバ１０は、例えば、図３を参照するに、自動車長手方向１５に対して横方向に湾曲または弓状に延びる。上部クロスメンバ１０は、フランジ３０によって、特に溶接接合によってサイドコンソール９に固く連結される。上部クロスメンバ１０は、板金状部品として設計されても良い。

図１および２によれば、後部車両サブフレーム３は基本的に、自動車長手方向１５と平行に延びる２つの長手方向部材３１を具備する。各長手方向部材３１は、上部メンバ３２、下部メンバ３３および複数の接続ウエブ３４から構成され、これらの接続ウエブ３４はそれぞれの場合で上部メンバ３２と下部メンバ３３とを互いに接続する。さらに、クロスメンバ（ここでは図示せず）が、後部車両サブフレーム３を追加的に補強するために提供されても良い。メンバ３２および３３は、後部車両サブフレーム３の組立を簡単にするパターン状になった穴３５を有する。このパターン状の穴３５は、対応するパターン状の穴を有するサイドコンソール９の接続フランジ１６および１７による前部車両サブフレーム２の接合のためにも使用される。前部車両サブフレーム２は、接続フランジ１７が下部メンバ３３と、それぞれの場合でその外側と当接するが、下部クロスメンバ１１のアーム２７は、下部メンバ３３と、それぞれの場合でその内側と当接するように、下部接続フランジ１７の領域において後部車両サブフレーム３に接合されると好都合である。下部メンバ３３は、それで下部接続フランジ１７とアーム２７の角度付きセクションとの間にいわば挟まれた状態になる。

前端部サブフレーム４は、それぞれの場合で上部メンバ３７、下部メンバ３８および複数の接続ウエブ３９から構成される側面部分３６を有することができる。下部横方向リンク８の前部リム２２は、下部メンバ３８の領域内のこれらの側面部分３６に取り付けられる。この目的のために、軸受４０がその外側にフランジ取付される。補強管４１あるいは同様の目的の部材は、下部メンバの軸受４０の取り付け領域の内側に配置でき、この補強管は自動車長手方向１５に対して横方向に延び、横方向の力を支える。

前部車両サブフレーム２と反対方向に向いたセクションでは、前端部サブフレーム４は、アンダーライドプロテクタ（特に説明せず）を形成及び／又は有することができる。代わりにまたは追加できるものとしては、前端部サブフレーム４は、その前部に、例えば、内燃機関の冷却回路用ラジエータ（同様に図示せず）を有するラジエータ支持部を形成及び／又は有することができる。

前部車両サブフレーム２および前端部サブフレーム４は、後部車両サブフレーム３に関係なく好都合に組み立てられ、互いに連結され、その結果、後部車両サブフレーム３とは別に一体化されるユニットが製造される。このユニットは、比較的高い完成度まで一体化でき、特に前輪操舵、適切であれば駆動アセンブリ、変速機および全冷却回路がこのユニットに一体化されても良い。特に、前部車両サブフレーム２を後部車両サブフレーム３に取り付ける前でも操舵構成要素を設定できることは、本明細書では特に有利なものとなる。これは、操舵構成要素を基本設定に調節できることを意味する。これに必要なスペースを考えると、このプロセスは、前部車両サブフレーム２が後部車両サブフレーム３に未だ取り付けられていない限り特に容易に実行できる。これにより最終組立すなわち、後部車両サブフレーム３への前端部サブフレーム４を含む前部車両サブフレーム２の取付作業から複雑な設定プロセスが無くなるので、作業順序を最適化できる。

駆動アセンブリ、変速機および冷却回路の予備組立との関連付けも、補助物質、例えば、クーラント、エンジンオイルおよび変速機オイルの必要な初期充填作業が、最終組立を簡単にする予備組立の範囲内ですでに実現されるという利点がある。

自動車長手方向１５に対し、上部クロスメンバ１０と下部クロスメンバ１１とは、実質的に比較的短い横断面で上下に並べて配置され、その結果完全に閉じた環状フレームがこの横断面で形成され、ゆえに前部車両サブフレーム２に特に高い剛性値を与えることができる。

前部車両サブフレームの領域内の本発明による車台のカットアウトの斜視図を示す。 前部車両サブフレームの領域内の側面図を示す。 前部車両サブフレームの自動車長手方向から見た図（正面図）を示す。

Claims (14)

1. バネ及び／又はショックアブソーバ支柱（６）と上部横方向リンク（７）と下部横方向リンク（８）を有する独立懸架（５）が、自動車の両側の前部車両サブフレ−ム（２）に形成され、
   前記前部車両サブフレーム（２）は、前記自動車の片側に割り当てられた２つのサイドコンソール（９）と、２つの前記サイドコンソール（９）をそれらの上部で互いに連結させる上部クロスメンバ（１０）と、２つの前記サイドコンソール（９）をそれらの底部で互いに連結させる下部クロスメンバ（１１）とから構成され、
   各サイドコンソール（９）は後部車両サブフレーム（３）に連結され、
   前記上部横方向リンク（７）の一方は各サイドコンソール（９）に取り付けられ、
   ２つの前記下部横方向リンク（８）は前記下部クロスメンバ（１１）に取り付けられる構成の自動車用モジュラー構造の車台（１）において、
   各サイドコンソール（９）は、前記自動車の側面から見て、それらが下向きに開くように設計され、前記自動車の長手方向（１５）に前後に並んだ２つの下方端部（１８）を有し、
   前記下部クロスメンバ（１１）は、２つの前記サイドコンソール（９）の４つの前記下方端部（１８）を互いに連結し、
   前記バネ及び／又はショックアブソーバ支柱（６）の一方は各サイドコンソール（９）で支持され、
   前記後部車両サブフレーム（３）は、前記自動車長手方向（１５）と平行に延びると共にそれぞれ上部メンバ（３２）と、下部メンバ（３３）と、それらを連結する接続ウエブ（３４）とから構成される２本の長手方向部材（３１）を有し、
   各サイドコンソール（９）は、前記上部メンバ（３２）に接続される上部接続フランジ（１６）と、前記下部メンバ（３３）に接続される下部接続フランジ（１７）とを有することを特徴とする自動車用モジュラー構造の車台（１）。
2. 前記サイドコンソール（９）及び／又は前記上部クロスメンバ（１０）及び／又は前記下部クロスメンバ（１１）は板金状部品として製造されることを特徴とする請求項１に記載の車台。
3. 各サイドコンソール（９）の前記上方端部は、それぞれの前記バネ及び／又はショックアブソーバ支柱（６）を支持する外側に角度が付いた突出上部セクション（１２）を有することを特徴とする請求項１または２に記載の車台。
4. 各サイドコンソール（９）は、他方のサイドコンソール（９）に面する内部側面（２８）を有し、
   前記上部横方向リンク（７）は、前記サイドコンソール（９）の前記内部側面（２８）に取り付けられ、前記サイドコンソール（９）に開いている開口部（２１）を通って外側に延びることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の車台。
5. 前記サイドコンソール（９）は、前記自動車の側面から見てＵ形状またはＡ形状であ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車台。
6. 前記下部クロスメンバ（１１）は、上部から底部の方向に見て、Ｘ形状またはＨ形状の構造のものであり、前記下部クロスメンバ（１１）の４本のアーム（２７）は、前記サイドコンソール（９）の前記下方端部（１８）に連結され、前記下部横方向リンク（８）は前記クロスメンバ（１１）の中央部分（２６）に取り付けられることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の車台。
7. 各サイドコンソール（９）は、その下方端部（１８）間に、それぞれの前記下部横方向リンク（８）が通って延びる凹所（１９）を有す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車台。
8. 操舵可能な車輪の操舵装置（２４）は前記凹所（１９）を通って延びることを特徴とする請求項７に記載の車台。
9. 駆動可能な車輪を駆動する駆動軸は前記凹所（１９）を通って延びることを特徴とする請求項７又は８に記載の車台。
10. 前記サイドコンソール（９）は、前記後部車両サブフレーム（３）と反対方向に向いた側で、アンダーライドプロテクタ及び／又はラジエータ支持部を形成及び／又は有する前端部サブフレーム（４）に連結されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の車台。
11. 前記下部横方向リンク（８）は、前部リム（２２）と後部リム（２３）とを有する三角形横方向リンクとして設計され、前記前部リム（２２）は前記前端部サブフレーム（４）に取り付けられ、前記後部リム（２３）は前記下部クロスメンバ（１１）に取り付けられることを特徴とする請求項１０に記載の車台。
12. 各サイドコンソール（９）の前記上方端部は運転室マウント（１３）を保持することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の車台。
13. 前記前部車両サブフレーム（２）は、前記後部車両サブフレーム（３）と独立して組み立てられ、調整され、前記車台（１）を組み立てるために前記後部車両サブフレーム（３）に連結されるユニットを形成することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の車台。
14. 前記前端部サブフレーム（４）と共に前記前部車両サブフレーム（２）は、前記後部車両サブフレーム（３）と独立して組み立てられ、調整され、前記車台（１）を組み立てるために前記後部車両サブフレーム（３）に接続されるユニットを形成することを特徴とする請求項１０に記載の車台。

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