JP4435963B2 - ダイカスト製サブフレーム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両のサブフレームの改良技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は従来のリヤサブフレームの平面図であり、車体（図示せず）にサブフレーム１０１を取付け、このサブフレーム１０１にサスペンションなどの車両部品を取付ける如くに、サブフレーム１０１は車両部品を車体に取付けるときの中間部材である。このサブフレーム１０１はクロスメンバでもあるから、適当な箇所に部品取付け座１０２，１０２を付随的に設けておき、この部品取付け座１０２に例えば排気管１０３をバンド１０４及びボルト１０５で取付ける如くに多目的に使用することができる。サブフレーム１０１は、従来ブランク材をプレス曲げしたものを溶接で一体化する方法で製造されてきたが、鋳造フレームが注目されている。
プレス、溶接法は生産効率が悪くコスト高になるが、鋳造であれば量産が可能であるからである。
【０００３】
図７は従来の鋳造法の原理図であり、消失模型法を例に説明すると、湯口１１１、湯道１１２，１１２、キャビティ１１３，１１３、ガス抜き１１４，１１４を発泡樹脂で造った模型を鋳砂１１５に埋め、溶湯１１６を湯口１１１からを注入すれば、溶湯１１６の熱で模型は溶解、消失し、そこに溶湯１１６が置き換り、目的の鋳造品を得ることができるというものである。金型鋳造であれば、より手軽にサブフレームを量産することができる。鋳造であるから、プレス曲げも溶接も不要であり、生産能率は良好である。
【０００４】
図８は従来のキャビティのイメージ図であり、湯口１１１から４本の湯道１１２・・・（・・・は複数を示す。以下同じ）を延ばし、これらの湯道１１２・・・を通じて井桁型キャビティ１１３に注湯するが、キャビティ１１３に予め部品取付け座の為の張出し部１１７，１１７を含めておけば、従来の金型鋳造であれば溶湯がゆっくりと張出し部１１７，１１７に回るため、これら張出し部１１７，１１７は容易に造ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、サブフレームの強度を確保する若しくは高めることを考えると、金型鋳造よりは、ダイカストが望ましいと言える。すなわち、高速高圧で溶湯をキャビティへ圧入することで、緻密な組織の鋳物を得ることができるダイカスト法が望ましい。ダイカスト品であれば、サブフレームの薄肉化、軽量化も可能となる。
【０００６】
しかし、ダイカスト法では、キャビティ内の溶湯の流速が極めて大きくなるため、井桁型のサブフレームの場合、湯回り不良が発生しやすくなり、金型鋳造での鋳型を使用することはできなる。加えて、高速で溶湯を流すため前記張出し部１１７，１１７は渦を発生する要因となる。そのためサブフレームの製造法としてダイカスト法の導入が遅れているのが現状である。
そこで、本発明の目的は、ダイカスト法に適合したキャビティ構造を見出すこと、及びボスの為の張出しを設ける必要のない技術を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、車体にサスペンションなどの車両部品を取付けるときに中間部材として使用するサブフレームであって且つ車両前後方向に延びる縦メンバー部２３と車両幅方向に延びる横メンバー部２４を含むサブフレーム２０において、このサブフレーム２０は、前記縦メンバー部２３と横メンバー部２４とが交差する部位に湯流れ性を良くするための略三角形の膨出部５１を設けることでメンバーの幅を部分的に広げたダイカスト品であり、前記略三角形の膨出部５１を、排気管などの車両小部品を取付ける部品取付け座５３としたことを特徴とする。
【０００８】
縦メンバー部と横メンバー部とが交差する部位を広げて、溶湯の流路幅を増加したため、湯流れ性を高めることができる。加えて、従来張出し成形していた掘出し部を本発明では廃止した。その結果、湯流れ性は格段に向上し、ダイカストであっても湯回り不良を引起こす心配は無くなった。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る車両のリヤサブフレームの要部斜視図であり、アッパアーム１１及びロアアーム１２を主要素とするサスペンション１０を、アーム取付け部２１，２１，２２を介してリヤサブフレーム２０に取付け、このリヤサブフレーム２０を図示せぬ車体に取付ける。すなわち、サスペンション１０を直接車体に取付けるのではなく、リヤサブフレーム２０を介して車体に取付ける。従って、リヤサブフレーム２０はサスペンション１０を車体に取付けるための中間部材であると言える。
【００１０】
そして、リヤサブフレーム２０は、車両前後方向に延びる縦メンバー部２３と車両幅方向に延びる横メンバー２４，２４とを含む井桁形状のフレームである。
など、リヤサブフレーム２０は、Ｈ型、井桁型、Ｉ型など各種の形状のものがあるが、いずれも車体に左から右へ掛け渡すクロスメンバーでもある。
【００１１】
図２は本発明に係るダイカストマシーンの原理図であり、ダイカストマシーン３０は、ベース３１と、固定金型３２を支える固定盤３３と、この固定盤３３に対向配置した圧受盤３４と、これら圧受盤３４と固定盤３３に掛け渡した複数のタイバー３５・・・（・・・は複数を示す。以下同じ）と、これらのタイバー３５・・・に案内され且つ可動金型３６を支える可動盤３７と、この可動盤３７を固定盤３３へ押圧させるべく圧受盤３４に取付けた型締めシリンダ３８と、前記固定金型３２並びに固定盤３３を貫通するスリーブ３９と、このスリーブ３９に開けた注湯穴４１と、前記スリーブ３９に挿入したフランジャ４２と、このフランジャ４２を押出す圧入シリンダ４３とからなる。
【００１２】
前記スリーブ３９は湯口４５に相当する。そして、固定金型３２には湯口４５に繋がる湯道４６，４６の半分と、これらの湯道４６，４６に繋がるキャビティ４７，４７の半分を設けておく。可動金型３６にも同様に湯道４６，４６の半分と、これらの湯道４６，４６に繋がるキャビティ４７，４７の半分を設けておく。
【００１３】
以上の構成からなるダイカストマシーン３０の作用を説明する。
先ず、図２にて型締めシリンダ３８を作動させて可動金型３６を固定金型３２に合せ、続いて十分な力で型締めする。
【００１４】
図３（ａ），（ｂ）は本発明に係るダイカストの作用説明図である。
（ａ）において、鍋４８を傾けることにより注湯穴４１を通じて、アルミニウム合金の溶湯４９をスリーブ３９に所定量注入する。
（ｂ）にて、プランジャ４２を高速で前進させる。すると、溶湯４９は湯道４６，４６を介してキャビティ４７，４７に充満する。フランジャ４２の圧入作用で溶湯が加圧され、この状態で凝固するため、得られるダイカスト品は、砂型鋳造品や金型鋳造品に比較して組織が緻密化し、高い強度が得れる。
【００１５】
図４はダイカスト品の概念図である。この図は機械加工を施してあるので、純粋な型ばらし品とは言えないので、概念図と呼ぶ。
リヤサブフレーム２０は横メンバー部２４，２４と縦メンバー部２３，２３を井桁型に組んだフレームである。そこで、湯口４５から４本の湯道４６・・・を分岐し、これらの湯道４６・・・を通じて注湯することによりダイカストを実施したことを示す。
【００１６】
なお、湯口４５及び湯道４６・・・は脱型後鋳物から切除する。
湯口４５及び湯道４６・・・を除いたダイカスト品に、機械加工を施せば目的のリヤサブフレーム２０を得ることができ、このリヤサブフレーム２０はアルミニウム合金製であるから軽量である。
【００１７】
図５（ａ），（ｂ）はリヤサブフレームに設ける部品取付け座の説明図であり、（ａ）で比較例、（ｂ）で実施例を説明する。
（ａ）は図６（従来品）の部分拡大図であり、リヤサブフレーム１１０の横メンバー部１２１に部品取付け座１０２を膨出形成すると共に、横メンバー部１２１と縦メンバー部１２２とが交差する部位に適当なアール部１２３を設けたことを示す。このアール部１２３は砂型鋳造や金型鋳造若しくは消失模型法鋳造で要求される程度の比較的小さな半径ｒで構成する。図で、幅Ｗ１は、横メンバー部１２１と縦メンバー部１２２とが交差する部位での溶湯の流路幅である。
【００１８】
（ｂ）は本発明に係るリヤサブフレーム２０の部分拡大図であり、リヤサブフレーム２０の横メンバー部２４と縦メンバー部２３とが交差する部位に略三角形の膨出部５１を張出し形成し、同部位で溶湯が流れ得る幅をＷ２に拡大したことを特徴とする。膨出部５１には穴５２を開ける等して、車両小部品を取付ける部品取付け座５３として活用する。
【００１９】
上述した通り、ダイカスト法では金型鋳造法等に比較して、溶湯の流速は格段に大きくなる。（ｂ）において、横メンバー部２４と縦メンバー部２３が交差する部位の幅をＷ１からＷ２に大幅に広げることにより、矢印で示すごとく図下から上に更に左右に流れる溶湯は、大きな幅Ｗ２の部位を円滑に流れる。
従って、本発明では横メンバー部２４と縦メンバー部２３とが交差する部位の幅をＷ１からＷ２に大幅に広げることで、ダイカスト法で発生が予想される湯回り不良現象を巧みに解消できること、及び膨出部５１を部品取付け座５３として活用することで部品取付け座５３のための張出し部を格別に設ける必要が無くなったという２つの効果を引出すことに成功したものである。
【００２０】
尚、サスペンションなどの車両部品は、サスペンション、デフマウントの他、エンジンマウント、スプリングなどの懸架装置関連部品を広く指す用語であり、格別に種類を限定するものではない。
また、排気管などの車両小部品は、リヤサブフレームに取付けることが適当である小部品を広く指す用語であり、格別に種類を限定するものではない。
【００２１】
そして、本発明はリヤサブフレームに好適であるが、形状によってはフロントサブフレームにも適用できる。すなわち、縦メンバー部とこれに交差（又は直交若しくは略直交）する横メンバー部を含むものでれば、フロント、リヤを問わない。
【００２２】
さらに、ダイカストの溶湯の成分はアルミニウム合金、マグネシウム合金、銅アルミニウム合金、鉄鋼などダイカスト可能な金属であれば種類は任意である。ただし、サブフレームを軽量化する観点から、アルミニウム合金やマグネシウム合金が望ましい。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１によれば、縦メンバー部２３と横メンバー部２４とが交差する部位を広げて略三角形の膨出部５１を形成し、溶湯の流路断面積を増加したため、略三角形の膨出部５１により湯流れ性を高めることができる。加えて、従来張出し成形していた掘出し部を本発明では廃止した。その結果、湯流れ性は格段に向上し、ダイカストであっても湯回り不良を引起こす心配は無くなった。
ダイカストであるから生産性が高く、溶湯を軽合金とすれば軽量化が図れ、丈夫で軽いリヤサブフレームを量産することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車両のリヤサブフレームの要部斜視図
【図２】本発明に係るダイカストマシーンの原理図
【図３】本発明に係るダイカストの作用説明図
【図４】ダイカスト品の概念図
【図５】リヤサブフレームに設ける部品取付け座の説明図
【図６】従来のリヤサブフレームの平面図
【図７】従来の鋳造法の原理図
【図８】従来のキャビティのイメージ図
【符号の説明】
１０…車両部品としてのサスペンション、２０…サブフレーム（リヤサブフレーム）、２３…縦メンバー部、２４…横メンバー部、３０…ダイカストマシーン、３９…スリーブ、４１…プランジャ、４３…圧入シリンダ、４６…湯道、４７…キャビティ、４８…鍋、４９…溶湯、５１…膨出部、５２…穴、５３…部品取付け座。

Claims (1)

1. 車体にサスペンションなどの車両部品を取付けるときに中間部材として使用するサブフレームであって且つ車両前後方向に延びる縦メンバー部（２３）と車両幅方向に延びる横メンバー部（２４）を含むサブフレーム（２０）において、
   このサブフレーム（２０）は、前記縦メンバー部（２３）と横メンバー部（２４）とが交差する部位に湯流れ性を良くするための略三角形の膨出部（５１）を設けることでメンバーの幅を部分的に広げたダイカスト品であり、
   前記略三角形の膨出部（５１）を、排気管などの車両小部品を取付ける部品取付け座５３とした、
   ことを特徴とするダイカスト製サブフレーム。

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