鑄造懸架梁構造的製作方法
2023-06-13 07:42:51 1
專利名稱：鑄造懸架梁構造的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及由鑄造成型的，並且包含懸架前橫梁、懸架後橫梁以及一對懸架側梁而構成的鑄造懸架梁構造。
背景技術：
以前，作為用於支承懸架臂及轉向齒輪箱的部件，配設有懸架梁。例如，特開平6-298121號公報所公開的懸架梁就是公知的。一般而言，懸架梁是通過對鋼板進行衝壓成型而製成的，不過，近來從輕量化的觀點出發，對於使用鋁合金等由鑄造來製造懸架梁的需求正在興起。
不過，如果採用鑄造懸架梁構造，既要確保對來自懸架臂的輸入的剛性，又要確保前面衝撞時的能量吸收性能，就非常難。
雖然如此，如果是對鋼板進行衝壓成型而製成懸架梁，在能夠確保對來自懸架臂的輸入的剛性的形狀的基礎上，在前面衝撞時欲使之變形的部位設置規定形狀的凸起部等，就能夠在一定程度上實現預定的變形模式。相比之下，在使用鋁合金等鑄造而成的懸架梁的情況下，由於本來就具有比衝壓成型品的懸架梁疲勞強度低的特性，因而難以用作前面衝撞時主動變形的構造。
實用新型內容本實用新型考慮到上述事實，目的是獲得一種鑄造懸架梁構造，使得既可確保對來自懸架臂的輸入的剛性，又可確保前面衝撞時的能量吸收性能。
為此，提供一種鑄造懸架梁構造，其構成包括由鑄造成型的，並且大致以車輛寬度方向為縱長方向而配置的懸架前橫梁及懸架後橫梁；和大致以車輛前後方向為縱長方向而配置的一對懸架側梁，其特徵在於在上述懸架側梁上，沿其縱長方向，設有高剛性部，在上述懸架後橫梁與上述懸架側梁交叉的部位設有低剛性部。
根據上述鑄造懸架梁構造，懸架梁的構成包括由鑄造成型的，並且大致以車輛寬度方向為縱長方向而配置的懸架前橫梁及懸架後橫梁；和大致以車輛前後方向為縱長方向而配置的一對懸架側梁。
此處，在上述懸架側梁上，沿其縱長方向，設有高剛性部，因而能夠以該高剛性部對來自懸架臂的輸入進行支承。因此，能夠確保對來自懸架臂的輸入的剛性。
並且，在本實用新型中，由於在上述懸架後橫梁與上述懸架側梁交叉的部位設有低剛性部，因而前面衝撞時由該低剛性部確保了的變形行程。因此，能夠確保前面衝撞時的能量吸收性能。
還有，根據本實用新型當然的觀點，提供一種鑄造懸架梁構造，以分別設在前側及後側的多個安裝點安裝在車體一側，其構成包括由鑄造成型的，並且大致以車輛寬度方向為縱長方向而配置的懸架前橫梁及懸架後橫梁；和大致以車輛前後方向為縱長方向而配置的一對懸架側梁，其特徵在於在上述懸架側梁上，沿其縱長方向，設有高剛性部，在上述懸架後橫梁與上述懸架側梁交叉的部位，在後部一側安裝點的前方一側，設有低剛性部。
根據上述鑄造懸架梁構造，其構成包括由鑄造成型的，並且大致以車輛寬度方向為縱長方向而配置的懸架前橫梁及懸架後橫梁；和大致以車輛前後方向為縱長方向而配置的一對懸架側梁，再以分別設在前側及後側的多個安裝點安裝在車體一側，此處，由於在上述懸架側梁上，沿其縱長方向設有高剛性部，因而能夠由該高剛性部對來自懸架臂的輸入進行支承。因此，能夠確保對來自懸架臂的輸入的剛性。並且，由於在上述懸架後橫梁和上述懸架側梁交叉的部位，在後側安裝點的前方一側設有低剛性部，因而前面衝撞時通過該低剛性部而確保了變形進程。因此，能夠確保前面衝撞時的能量吸收性能。
還有，上述鑄造懸架梁構造，適宜的是，其特徵在於把上述高剛性部設定成使其把前側安裝點與後側安裝點連接起來，上述低剛性部與上述高剛性部中位於上述後側安裝點的前方一側的規定範圍的部分相連接。
根據上述鑄造懸架梁構造，由於把上述高剛性部設定成使其把前側安裝點與後側安裝點連接起來，上述低剛性部與上述高剛性部中位於上述後側安裝點的前方一側的規定範圍的部分相連接，因此，前面衝撞時的衝撞負荷被輸入到懸架梁的話，向低剛性部擠入(進入)的負荷就會對高剛性部中與低剛性部的連接部分進行作用。因此，不僅低剛性部自身會產生變形，隨著低剛性部的變形，高剛性部中與低剛性部的連接部分也會被拉到低剛性部一側而產生變形。即，能夠獲得高剛性部和低剛性部的協動作用。
還有，上述鑄造懸架梁構造，適宜的是，其特徵在於上述高剛性部由沿車輛前後方向延伸的的第1加強筋和一端連接於第1加強筋、向車輛寬度方向內側延伸的一條或二條以上的第2加強筋構成，並且，上述第2加強筋設在與上述低剛性部不重合的範圍。
根據上述鑄造懸架梁構造，由於上述高剛性部由沿車輛前後方向延伸的的第1加強筋和一端連接於第1加強筋、向車輛寬度方向內側延伸的一條或二條以上的第2加強筋構成，因而通過第2加強筋使第1加強筋得以加強。因此，能夠提高對來自通常行駛時的懸架臂的輸入的剛性。並且，由於上述第2加強筋設在與低剛性部不重疊的範圍，因而前面衝撞時不會阻礙低剛性部的變形。還有，在第1加強筋自身得不到第2加強筋的支承力的範圍，就易於變形。
還有，適宜的是，上述低剛性部的板厚比普通部的板厚薄。
由於上述低剛性部為比普通部薄的板厚，因而能夠使得上述低剛性部具有低剛性。因此，在諸如車輛前面衝撞時就能夠使懸架梁在該部分易於變形。
此時，適宜的是，上述低剛性部包含在車輛前後方向長、在車輛寬度方向短、細長形狀的、從上述普通部凸起的擠壓凸起部。
由於上述低剛性部上具有上述擠壓凸起部，因而在車輛前面衝撞時，就能夠使懸架梁向車輛寬度方向內側產生塑性變形，就能夠充分地確保變形進程。
還有，適宜的是，上述低剛性部包含在車輛寬度方向並排設置的一對上述擠壓凸起部。再有，適宜的是，上述低剛性部包含三角形狀的、從上述普通部凸起的擠壓凸起部。並且還有，適宜的是，上述低剛性部包含在車輛前後方向長、在車輛寬度方向短、細長形狀的、開口的擠壓凸起部。
為理解後面要詳細說明的本實用新型的實施方式，請參考以下附圖，為此，先簡單進行說明。即圖1(A)是按通常行駛時的狀態表示第1實施方式的鑄造懸架梁構造的局部的放大俯視圖，(B)是按前面衝撞時的狀態表示該鑄造懸架梁構造的局部的放大俯視圖，(C)是表示擠壓凸起部的剖面形狀的C-C線剖面圖。
圖2是表示第1實施方式的前懸架梁的整體構成的俯視圖。
圖3是表示第1實施方式的前懸架梁的整體構成的立體圖。
圖4是第2實施方式，(A)表示擠壓凸起部的局部的放大俯視圖，(B)表示該擠壓凸起部的剖面形狀的B-B線剖面圖。
圖5是第2實施方式的第1變形例，(A)是表示擠壓凸起部的局部的放大俯視圖，(B)是表示開口的剖面形狀的B-B線剖面圖。
圖6是第2實施方式的第2變形例，(A)是表示擠壓凸起部的局部的放大俯視圖，(B)是表示該擠壓凸起部的剖面形狀的B-B線剖面圖。
具體實施方式
〔第1實施方式〕以下，用圖1～圖3，對採用本實用新型的第1實施方式的前懸架梁(suspension member)10進行說明。
圖3表示本實施方式的前懸架梁10的整體構成的立體圖，還有，圖2表示該前懸架梁10的整體構成的俯視圖。再有，圖1是表示該前懸架梁10的局部的放大俯視圖等。
如圖3及圖2所示，前懸架梁10包含沿車輛寬度方向、前後平行配置的一對前懸架前橫梁(cross member)12及前懸架後橫梁14和沿車輛前後方向、左右平行配置的一對前懸架側梁(front suspension sidemember)16、18而構成，作為整體，從上方看去形成為井型形狀。還有，該前懸架梁10通過採用鋁合金的鑄造(鋁壓鑄die-cast)而構成。
在上述的前懸架梁10的前懸架前橫梁12的前面的兩邊部，一體形成了用於安裝未圖示的轉向齒輪箱的齒輪箱安裝部42，在該齒輪箱安裝部42上形成的螺釘插通孔43中插入未圖示的螺釘，並將其緊固於螺母，轉向齒輪箱就被固定。
還有，在前懸架梁10的一對前部邊部，前後平行地一體地形成了用於可以搖動地安裝未圖示的左右一對前懸架臂的內側端部的前側安裝底座24及後側安裝底座26。在該前側安裝底座24及後側安裝底座26上同軸地形成了螺釘插通孔28，在兩者間，被壓入到前懸架臂的內側的端部中的套筒為插入配置的狀態，把螺釘插入到螺釘插通孔28內，由螺母緊固，左右一對前懸架臂就可搖動地受到軸支承。
此處，如圖1等所示，在本實施方式中，在上述的前懸架梁10的前懸架側梁16、18的外緣部，一體地形成了沿車輛前後方向延伸的帶狀的第1加強筋50。各第1加強筋50直立而設，對設在前懸架梁10的四角的前側安裝部52和後側安裝部54進行前後連接。
並且，在上述第1加強筋50的內側，沿車輛寬度方向，多個直角三角形狀的第2加強筋56直立而設。該第2加強筋56沿車輛前後方向以規定的間隔而配置，外側端部以直交的狀態連接於第1加強筋50。
還有，在上述前懸架梁10的後側安裝部54的前方一側，在規定的範圍(圖1(A)中以斜線表示的三角形狀的範圍)形成了薄壁部58。薄壁部58的板厚t(參照圖1(C))設定得比前懸架梁10的普通部60的板厚薄。因此，特意把薄壁部58的面剛性設定得比普通部60的面剛性低。另外，把上述第2加強筋56設定為與該薄壁部58的形成範圍不重疊。
並且，在上述薄壁部58上的第1加強筋50的後端側的內側，形成了從上方看去為細長的橢圓形狀或以2個半圓和2條直線構成的形狀並且向上方一側凸起的剖面帽(hut)形狀的擠壓凸起部(crushbead)62。擠壓凸起部62對第1加強筋50的後端側大體平行而形成。由於形成了該擠壓凸起部62，因而該擠壓凸起部62的形成部位的剛性在車輛前後方向變高(變得難於變形)，在車輛寬度方向變低(變得易於變形)。
其次，對本第1實施方式的作用及效果進行說明。
在前懸架梁10上的一對前懸架側梁16、18的外緣部，左右一對第1加強筋50大體上沿車輛前後方向直立而設，因而在前懸架梁10的車輛前後方向的剛性比通常的高。並且，由於第1加強筋50上連接有在車輛寬度方向延伸的多條第2加強筋56，因而支承剛性得以提高。這樣，前懸架梁10的車輛前後方向的剛性就得以充分確保。因此，如果通常行駛時從未圖示的懸架臂對前懸架梁10輸入負荷F(參照圖1(A))，前懸架梁10就會變形，而不會產生斷裂等破損。
另一方面，前面衝撞時，對車輛後方一側的衝撞負荷就會輸入到前懸架梁10的一對前懸架側梁16、18上。此處，在本實施方式中，由於在後側安裝部54的前方一側形成了薄壁部58，因而在車輛寬度方向的剛性比普通部60低。並且，由於在薄壁部58的形成範圍內形成了與第1加強筋50的後端側大體平行的擠壓凸起部62，因而在車輛寬度方向易於變形。此外，前述的第2加強筋56設置在與薄壁部58不重疊的範圍，因而第1加強筋50的後端側與前端側相比，易於向車輛寬度方向變形。據此，如果輸入衝撞負荷，如圖1(B)所示，第1加強筋50的後端側(配置在最末尾的第2加強筋56和後側安裝部54之間的部分)就會向車輛寬度方向內側產生壓縮塑性變形。即，變形以如下方式展開第1加強筋50的後端側把擠壓凸起部62向凸起部寬度方向擠破，同時向薄壁部58的內部侵入。根據上述作用，採用本實施方式就能充分地確保前面衝撞時的前懸架梁10的變形進程。
如上所述，在本第1實施方式的鑄造懸架梁構造中，在前懸架側梁16、18上沿其縱長方向設有第1加強筋50，同時，在前懸架後橫梁14與前懸架側梁16、18交叉的部位(後側安裝部54的前方一側)上設有薄壁部58及擠壓凸起部62，因而既可確保對來自前懸架臂的輸入的剛性，又可確保前面衝撞時的能量吸收性能。
還有，在本第1實施方式的鑄造懸架梁構造中，由於設有第1加強筋50，它把前側安裝部52和後側安裝部54連接起來，薄壁部58連接於第1加強筋50中位於後側安裝部54的前方一側的規定範圍的部分，因此，如果前面衝撞時的衝撞負荷輸入到前懸架梁10上的話，不僅薄壁部58及擠壓凸起部62自體產生變形，隨著薄壁部58及擠壓凸起部62的變形，還會起到把第1加強筋50上的與薄壁部58的連接部分拉到薄壁部58一側的作用。即，在本實施方式中，第1加強筋50與薄壁部58的協動作用的結果，能夠使第1加強筋50有效且迅速向車輛寬度方向內側產生變形。結果，採用本第1實施方式，就能夠提高前面衝撞時的能量吸收性能。
並且，在本第1實施方式的鑄造懸架梁構造中，不僅設有大體沿車輛前後方向延伸的第1加強筋50，還以與其直接交方式把在車輛寬度方向延伸的多條第2加強筋56的端部連接於第1加強筋50，因而能夠通過多條第2加強筋56來加固第1加強筋50。因此，能夠提高對來自通常行駛時的前懸架臂的輸入的剛性。此外，第2加強筋56設在與薄壁部58不重疊的範圍，因而前面衝撞時第2加強筋56不會阻礙薄壁部58的變形。還有，第1加強筋50自身在不能得到來自第2加強筋56的支承力的範圍，就易於變形。結果，採用本第1實施方式，就能夠以更高的精度既確保對來自前懸架臂的輸入的剛性，又確保前面衝撞時的能量吸收性能。
還有，在本第1實施方式的鑄造懸架梁構造中，由於在前懸架梁10的後側安裝部54的前方一側(即，不屬於前懸架梁10的周緣部的地方)設有擠壓凸起部62，因而不會產生損壞前懸架梁10的疲勞強度的不利因素。即，對於作為現有技術而列舉的專利文獻1的情況，在懸架梁的周緣部設有多個切口，不過，如果這樣在周邊部設置切口的話，通常行駛時就會在切口處發生應力集中，存在疲勞破壞的可能性。可是，在本第1實施方式的情況下，不存在這樣的不利因素。
〔第2實施方式〕以下，用圖4～圖6，對本實用新型的鑄造懸架梁構造的第2實施方式(擠壓凸起部的幾種變形)進行說明。另外，對於與前述的第1實施方式相同構成部分，付與相同標號，並省略其說明。
在圖4(A)、(B)表示的第2實施方式中，在前懸架梁10的後側安裝部54的前方一側，形成了從上方看去大體形成為等邊三角形狀的寬幅的擠壓凸起部70。擠壓凸起部70的一邊與第1加強筋50大體平行。
另外，擠壓凸起部70以外的構成(第1加強筋50、第2加強筋56的設定及薄壁部58的設定等)，與前述的第1實施方式相同(這一點，後述的圖5及圖6表示的第2實施方式的變形例的情況也相同)。
在圖5(A)、(B)表示的第2實施方式的第1的變形例中，在前懸架梁10的後側安裝部54的前方一側，形成了與第1實施方式的擠壓凸起部62相比，俯視形狀大體相同的開口72。
在圖6(A)、(B)表示的第2實施方式的第2的變形例中，在車輛寬度方向並排設有比第1實施方式的擠壓凸起部62的寬度窄的、更細長的一對擠壓凸起部74。
採用上述圖4、圖5、圖6中的任意一種構成，都能夠獲得與前述的第1實施方式相同的作用、效果。
〔實施方式的補充說明〕在上述的第1及第2實施方式中，對前懸架梁10採用了本實用新型的鑄造懸架梁構造，不過，並不限於此，對後懸架梁也可以採用本實用新型。
還有，在上述的第1及第2實施方式中，作為高剛性部採用了設有第1加強筋50及第2加強筋56的構成，不過，並不限於此，也可以採用加強筋以外的構成(例如，加厚板厚等)。
再有，在上述的第1及第2實施方式中，作為低剛性部，同時採用了薄壁部58和擠壓凸起部62、70、74或開口72，不過，並不限於此，也可以只用其中的一種來構成低剛性部。
如上所述，本實用新型的鑄造懸架梁構造包括由鑄造成型的，並且大致以車輛寬度方向為縱長方向而配置的懸架前橫梁及懸架後橫梁；和大致以車輛前後方向為縱長方向而配置的一對懸架側梁，其中，在懸架側梁上，沿其縱長方向，設有高剛性部，並且在懸架後橫梁與懸架側梁交叉的部位設有低剛性部，因此，具有如下良好效果既可確保對來自前懸架臂的輸入的剛性，又可確保前面衝撞時的能量吸收性能。
還有，本實用新型的鑄造懸架梁構造，以分別設在前側及後側的多個安裝點安裝在車體一側，其構成包括由鑄造成型的，並且大致以車輛寬度方向為縱長方向而配置的懸架前橫梁及懸架後橫梁；和大致以車輛前後方向為縱長方向而配置的一對懸架側梁，其中，在懸架側梁上，沿其縱長方向，設有高剛性部，並且在懸架後橫梁與懸架側梁交叉的部位，在後側安裝點的前方一側，設有低剛性部，因此，具有如下良好效果既可確保對來自前懸架臂的輸入的剛性，又可確保前面衝撞時的能量吸收性能。
還有，再在本實用新型的鑄造懸架梁構造中，把高剛性部設定成使其把前側安裝點與後側安裝點連接起來，低剛性部與高剛性部中位於後側安裝點的前方一側的規定範圍的部分相連接，因此，具有如下良好效果前面衝撞時通過高剛性部和低剛性部的協動作用就能夠使兩者變形，結果，就能夠使得前面衝撞時的能量吸收性能得以提高。
還有，在本實用新型的鑄造懸架梁構造中，高剛性部由沿車輛前後方向延伸的的第1加強筋和一端連接於第1加強筋、向車輛寬度方向內側延伸的一條或二條以上的第2加強筋構成，並且，上述第2加強筋設在與低剛性部不重疊的範圍，因此，具有如下良好效果能夠以更高的精度既確保對來自前懸架臂的輸入的剛性，又確保前面衝撞時的能量吸收性能。
權利要求1.一種鑄造懸架梁構造，其構成包括由鑄造成型的，並且大致以車輛寬度方向為縱長方向而配置的懸架前橫梁(12)及懸架後橫梁(14)；和大致以車輛前後方向為縱長方向而配置的一對懸架側梁(16，18)，其特徵在於在上述懸架側梁(16，18)上，沿其縱長方向，設有高剛性部，在上述懸架後橫梁(14)與上述懸架側梁(16，18)交叉的部位設有低剛性部(58)。
2.根據權利要求1所述的鑄造懸架梁構造，其特徵在於上述高剛性部由沿車輛前後方向延伸的的第1加強筋(50)和一端連接於第1加強筋(50)、向車輛寬度方向內側延伸的一條或二條以上的第2加強筋(56)構成，並且，上述第2加強筋(56)設在與上述低剛性部(58)不重疊的範圍。
3.根據權利要求1或2所述的鑄造懸架梁構造，其特徵在於上述低剛性部(58)的板厚比普通部(60)的板厚薄。
4.根據權利要求3所述的鑄造懸架梁構造，其特徵在於上述低剛性部(58)包含在車輛前後方向長、在車輛寬度方向短、細長形狀的、從上述普通部(60)凸起的擠壓凸起部(62，74)。
5.根據權利要求4所述的鑄造懸架梁構造，其特徵在於上述低剛性部(58)包含在車輛寬度方向並排設置的一對上述擠壓凸起部(74)。
6.根據權利要求3所述的鑄造懸架梁構造，其特徵在於上述低剛性部(58)包含三角形狀的、從上述普通部凸起的擠壓凸起部(70)。
7.根據權利要求3所述的鑄造懸架梁構造，其特徵在於上述低剛性部(58)包含在車輛前後方向長、在車輛寬度方向短、細長形狀的、開口的擠壓凸起部(72)。
8.一種鑄造懸架梁構造，以分別設在前側及後側的多個安裝點(52，54)安裝在車體一側，其構成包括由鑄造成型的，並且大致以車輛寬度方向為縱長方向而配置的懸架前橫梁(12)及懸架後橫梁(14)；和大致以車輛前後方向為縱長方向而配置的一對懸架側梁(16，18)，其特徵在於在上述懸架側梁(16，18)上，沿其縱長方向，設有高剛性部，在上述懸架後橫梁(14)與上述懸架側梁(16，18)交叉的部位，在後部一側安裝點(54)的前方一側，設有低剛性部(58)。
9.根據權利要求8所述的鑄造懸架梁構造，其特徵在於把上述高剛性部設定成使其把前側安裝點(52)與後側安裝點(54)連接起來，上述低剛性部(58)與上述高剛性部中位於上述後側安裝點(54)的前方一側的規定範圍的部分相連接。
10.根據權利要求8或9所述的鑄造懸架梁構造，其特徵在於上述高剛性部由沿車輛前後方向延伸的的第1加強筋(50)和一端連接於第1加強筋(50)、向車輛寬度方向內側延伸的一條或二條以上的第2加強筋(56)構成，並且，上述第2加強筋(56)設在與上述低剛性部(58)不重疊的範圍。
11.根據權利要求8或9所述的鑄造懸架梁構造，其特徵在於上述低剛性部(58)的板厚比普通部(60)的板厚薄。
12.根據權利要求10所述的鑄造懸架梁構造，其特徵在於上述低剛性部(58)的板厚比普通部(60)的板厚薄。
13.根據權利要求11所述的鑄造懸架梁構造，其特徵在於上述低剛性部(58)包含在車輛前後方向長、在車輛寬度方向短、細長形狀的、從上述普通部(60)凸起的擠壓凸起部(62，74)。
14.根據權利要求12所述的鑄造懸架梁構造，其特徵在於上述低剛性部(58)包含在車輛前後方向長、在車輛寬度方向短、細長形狀的、從上述普通部(60)凸起的擠壓凸起部(62，74)。
15.根據權利要求13或14所述的鑄造懸架梁構造，其特徵在於上述低剛性部(58)包含在車輛寬度方向並排設置的一對上述擠壓凸起部(74)。
16.根據權利要求11所述的鑄造懸架梁構造，其特徵在於上述低剛性部(58)包含三角形狀的、從上述普通部凸起的擠壓凸起部(70)。
17.根據權利要求12所述的鑄造懸架梁構造，其特徵在於上述低剛性部(58)包含三角形狀的、從上述普通部凸起的擠壓凸起部(70)。
18.根據權利要求11所述的鑄造懸架梁構造，其特徵在於上述低剛性部(58)包含在車輛前後方向長、在車輛寬度方向短、細長形狀的、開口的擠壓凸起部(72)。
19.根據權利要求12所述的鑄造懸架梁構造，其特徵在於上述低剛性部(58)包含在車輛前後方向長、在車輛寬度方向短、細長形狀的、開口的擠壓凸起部(72)。
專利摘要本實用新型提供一種鑄造懸架梁構造。在鑄造而成的前懸架梁(10)兩側部，把前側安裝部(52)和後側安裝部(54)連接起來的第1加強筋(50)直立而設。並且，第1加強筋(50)通過多條第2加強筋(56)而被加固。因此，確保了對來自懸架臂的輸入的剛性。還有，在後側安裝部(54)的前方一側，在從上方看去呈三角形狀的範圍形成了薄壁部(58)，又在薄壁部(58)上形成了擠壓凸起部(62)。因此，確保了前面衝撞時的能量吸收行程，同時保證了能量吸收性能。
文檔編號B22D21/00GK2754970SQ200420059199
公開日2006年2月1日 申請日期2004年6月25日 優先權日2003年6月25日
發明者三國敦, 吉川雅之, 鈴木雅之, 河本吉弘 申請人:豐田自動車株式會社