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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radaufhängung der Verbundlenker-Bauart mit einem länglichen Torsionsquerträger und einem Längslenker, der mit einem Endabschnitt des Torsionsquerträgers verbunden ist.
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Um das Gewicht eines Automobils zu reduzieren, Platz einzusparen und die Kosten zu reduzieren, wurde in den letzten Jahren eine Radaufhängung der Verbundlenker-Bauart eingesetzt, bei der ein Paar aus einem rechten und einem linken Längslenker mit dem rechten und dem linken Endabschnitt eines länglichen Torsionsquerträgers, der sich in einer Fahrzeugquerrichtung erstreckt, verbunden ist.
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Um zur Verbesserung der Kraftstoffeffizienz eines Automobils eine weitere Gewichtsreduzierung zu realisieren, wurden darüber hinaus beim Ersetzen von Eisenmaterial für Automobilkomponenten durch Leichtmetalllegierungen Fortschritte erzielt, und der Einsatz von Leichtmetalllegierungen für die Radaufhängung der Verbundlenker-Bauart, die eine Fahrwerkskomponente ist, wurde gefördert.
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Patentliteratur 1 offenbart eine Radaufhängung der Verbundlenker-Bauart, bei der ein Längslenker durch Druckgießen aus einer Aluminiumlegierung hergestellt wird und einen Aufbau aufweist, bei dem ein Schwenkstützabschnitt, der durch eine Fahrzeugkarosserie schwenkbar gelagert ist, ein Radaufhängungsabschnitt zur Aufhängung eines Rades, ein Federstützabschnitt zum Abstützen einer Schraubenfeder, und ein Stoßdämpferbefestigungsabschnitt, an dem ein Stoßdämpfer montiert ist, einstückig geformt sind und der Längslenker und der Torsionsquerträger aus Aluminium durch Schweißen verbunden sind.
Patentliteratur 1: Offengelegte
japanische Patentanmeldung Nr. 2010-69963 -
Da in den Torsionsquerträger eine durch Walzen verursachte Torsionsspannung aufgrund von Hüben des rechten und linken Rades in vertikal entgegengesetzten Phasen eingebracht wird, ist eine geeignete Steifigkeit erforderlich. Da eine seitliche Last, eine Längslast und eine Vertikallast eingebracht werden, ist andererseits für einen Längslenker eine Steifigkeit, welche diese Lasten tragen kann, erforderlich. In die Radaufhängung der Verbundlenker-Bauart, die ein aus dem Torsionsquerträger und dem Längslenker zusammengefügtes Bauteil ist, wird somit von dem mit dem Rad oder dergleichen verbundenen Längslenker ständig die Seitenlast, die Längslast, die Vertikallast und die Torsionslast (nachfolgend einfach als Last bezeichnet) eingebracht.
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Die Radaufhängung der Verbundlenker-Bauart der Patentliteratur 1 weist jedoch die folgenden Probleme auf.
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Der Längslenker in Patentliteratur 1 hat den Schwenkstützabschnitt, den Radaufhängungsabschnitt, den Federstützabschnitt und den Stoßdämpferbefestigungsabschnitt in einer einstückigen Form und der Radaufhängungsabschnitt, der Federstützabschnitt und der Stoßdämpferbefestigungsabschnitt sind näher an der Fahrzeugheckseite angeordnet als der Torsionsquerträger, und somit hat er einen Aufbau, bei dem die Biegesteifigkeit in Fahrzeugquerrichtung auf der Fahrzeugfrontseite des Längslenkers gering und die Biegesteifigkeit auf der Fahrzeugheckseite des Längslenkers hoch ist. Wenn eine Vertikallast auf den Torsionsquerträger aufgebracht wird, bestehen daher Befürchtungen, dass Spannung sich auf der Fahrzeugfrontseite des Verbindungsabschnitts zwischen dem Längslenker und dem Torsionsquerträger konzentriert.
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Außerdem hat ein Aluminiumdruckgussmaterial, welches eine Leichtmetalllegierung zur Herstellung des Längslenkers in Patentliteratur 1 ist, eine im Vergleich zu einer Stahlplatte schlechtere Kollisionsleistung und somit besteht die Befürchtung, dass es bei einem Zusammenstoß bricht und eine Bruchfläche periphere Komponenten zerbricht. Da ein Kraftstofftank fahrzeugfrontseitig des Torsionsquerträgers angeordnet ist, könnte, wenn ein Torsionsquerträger durch einen Zusammenstoß von der Fahrzeugheckseite her zerbrochen wird, die Bruchfläche möglicherweise den Kraftstofftank beschädigen.
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Darüber hinaus ist der Torsionsquerträger in Patentliteratur 1 mit einer geschlossenen Querschnittsform ausgebildet und erstreckt sich in der Fahrzeugquerrichtung und somit ist in dem Verbindungsabschnitt zwischen dem Torsionsquerträger und dem Längslenker ein geschweißter Endabschnitt vorhanden. Wenn eine Last auf den Torsionsquerträger einwirkt und diesen, oder den Längslenker verformt, besteht daher die Befürchtung, dass sich an dem geschweißten Endabschnitt eine Spannung konzentriert. Besonders der Rand des Schweißabschnitts zwischen dem Torsionsquerträger und dem Längslenker ist durch einen Wärmeeinfluss des Schweißens aufgeweicht und somit in einem Zustand in dem er leicht zerbrechbar ist.
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Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf derartige Umstände gemacht und hat die Aufgabe, eine Radaufhängung der Verbundlenker-Bauart bereitzustellen, welche eine in dem Verbindungsabschnitt zwischen dem Torsionsquerträger und dem Längslenker erzeugte Spannungskonzentration mindern kann, wobei eine Massenzunahme vermieden wird.
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Um das Problem des Standes der Technik zu lösen, ist in der vorliegenden Erfindung bei einer Radaufhängung der Verbundlenker-Bauart, bei welcher ein aus einer Leichtmetall-Legierung hergestellter länglicher Torsionsträger und ein Längslenker miteinander verbunden sind und zwischen dem Torsionsträger und dem Längslenker ein Verbindungsabschnitt vorgesehen ist, ein fahrzeugfrontseitiger Teil des Längslenkers in dem Verbindungsabschnitt bezogen auf einen fahrzeugheckseitigen Teil des Längslenkers zumindest teilweise im Fahrzeug weiter unten angeordnet.
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Gemäß einem Aspekt der Radaufhängung der Verbundlenker-Bauart hat der Längslenker ferner eine Unterfläche und die Unterfläche des Längslenkers weist in einem Abschnitt mindestens einen Horizontalabschnitt und einen Neigungsabschnitt auf.
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Gemäß einem Aspekt der Radaufhängung der Verbundlenker-Bauart weist die Unterfläche des Längslenkers in einem Abschnitt die Horizontalabschnitte und die Neigungsabschnitte an mindestens zwei Stellen auf und der Neigungsabschnitt ist an den beiden Stellen zwischen den Horizontalabschnitten angeordnet.
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Gemäß einem Aspekt der Radaufhängung der Verbundlenker-Bauart ist der Torsionsquerträger ferner mit einer entlang der Längsrichtung nach unten geöffneten Vertiefungsform ausgebildet, ist der Längslenker so angeordnet, dass er mit einer Innenflächenseite, die eine Vertiefungsform aufweist, an einem Endabschnitt des Torsionsquerträgers überlappt, sind zumindest der Endabschnitt des Torsionsquerträgers und der Überlappungsabschnitt des Längslenkers verbunden, sind der Endabschnitt des Längslenkers und der Überlappungsabschnitt des Torsionsquerträgers verbunden, und der Längslenker ist so geneigt, dass eine Querschnittsfläche zu dem Torsionsquerträger hin allmählich kleiner wird.
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Gemäß einem Aspekt der Radaufhängung der Verbundlenker-Bauart ist außerdem eine Höhe des Längslenkers in einer Richtung senkrecht zu einer Bezugslinie im Wesentlichen gleich einer Höhe des Torsionsquerträgers in einer Richtung senkrecht zu der Bezugslinie eingerichtet.
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Gemäß einem Aspekt der Radaufhängung der Verbundlenker-Bauart passen des Weiteren der Neigungsabschnitt und ein Kurvenzentrum eines Lochabschnitts, der Torsionsquerträgerseitig an dem Längslenker vorgesehen ist, zueinander.
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Gemäß einem Aspekt der Radaufhängung der Verbundlenker-Bauart ist der Längslenker ferner durch Gießen gebildet.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Wie vorstehend beschrieben sind bei der erfindungsgemäßen Radaufhängung der Verbundlenker-Bauart der längliche Torsionsquerträger und der Längslenker aus Leichtmetalllegierung verbunden, ist der Verbindungsabschnitt zwischen dem Torsionsquerträger und dem Längslenker bereitgestellt und in dem Verbindungsabschnitt ist zumindest ein Teil eines fahrzeugfrontseitigen Abschnitts des Längslenkers bezogen auf einen fahrzeugheckseitigen Abschnitt des Längslenkers weiter unten am Fahrzeug angeordnet und daher trägt ein Abschnitt im unteren Teil des Längslenkers auf der Fahrzeugfrontseite, der sich weiter unterhalb des unteren Teils auf der Fahrzeugheckseite befindet, zu einer Verbesserung der Steifigkeit auf der Fahrzeugfrontseite bei, und wenn die Vertikallast auf den Torsionsquerträger einwirkt kann die Spannungskonzentration auf der Fahrzeugfrontseite verringert werden. Außerdem betrifft in dem unteren Teil des Längslenkers auf der Fahrzeugfrontseite eine Gewichtserhöhung lediglich den Abschnitt, der weiter unten angeordnet ist, als der untere Teil auf der Fahrzeugheckseite, es ist nicht erforderlich, die Dicke oder dergleichen zu erhöhen, und die Spannungskonzentration kann abgeschwächt werden, während die Gewichtszunahme vermieden wird.
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Gemäß einem Aspekt der Radaufhängung der Verbundlenker-Bauart hat der Längslenker die Unterfläche und die Unterfläche des Längslenkers weist in einem Abschnitt zumindest den Horizontalabschnitt und den Neigungsabschnitt auf und somit ist, wenn die Unterfläche des Längslenkers im Wesentlichen horizontal verläuft, ein Winkel zwischen dem Torsionsquerträger und der Unterfläche des Längslenkers größer, als wenn die Unterfläche des Längslenkers geneigt ist, wodurch eine längslenkerseitige Spannungskonzentration abgeschwächt werden kann und der Längslenker schwer zerbrechbar gemacht wird.
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Da der Längslenker eine im Wesentlichen geschlossene Querschnittsstruktur hat, wird, um den Längslenker durch Gießen zu bilden, außerdem ein Kern (ein Sandkern oder ein Salzkern) benötigt, und indem an der Unterfläche des Längslenkers in dem Verbindungsabschnitt zwischen dem Längslenker und dem Torsionsquerträger ein Horizontalabschnitt bereitgestellt wird, wird der Winkel des Endabschnittes des Kerns im Vergleich zu dem Fall, in dem der Horizontalabschnitt nicht bereitgestellt wird, größer und sanfter. Gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Produktivität des Kerns verbessert werden, da die Herstellung der Form eines Eckteils des Kern-Endabschnitts erleichtert wird. Während der Lagerung oder des Transports des Kerns kann darüber hinaus vermieden werden, dass der Abschnitt mit dem Form des Eckteils des Kern-Endabschnitts abplatzt, und die Produktkosten des Längslenkers können verringert werden.
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Da die Unterfläche des Längslenkers in einem Abschnitt die Horizontalabschnitte und die Neigungsabschnitte an mindestens zwei Stellen aufweist, und der Neigungsabschnitt an den beiden Stellen zwischen den Horizontalabschnitten angeordnet ist kann durch die Zusammensetzung der Unterfläche des Längslenkers aus Horizontalabschnitt, Neigungsabschnitt und Horizontalabschnitt gemäß dem Aspekt der Radaufhängung der Verbundlenker-Bauart der Neigungsabschnitt des Längslenkers zu einem Abschnitt gemacht werden, der für die in Fahrzeuglängsrichtung aufgebrachte Last anfällig ist. Infolgedessen kann im Falle einer Kollision vom Fahrzeugheck her anstelle des Verbindungsabschnitts zwischen dem Torsionsquerträger und dem Längslenker der Neigungsabschnitt des Längslenkers zum Brechen gebracht werden. Indem ermöglicht wird, dass bei einem Zusammenstoß von der Fahrzeugheckseite her die Unterfläche des Längslenkers zum Brechen gebracht wird, richtet sich die Bruchfläche des Torsionsquerträgers nicht mehr zu dem fahrzeugfrontseitig des Torsionsquerträgers angeordneten Kraftstofftank und somit können Schäden an dem durch die Bruchfläche des Torsionsquerträgers getroffenen Kraftstofftank verhindert werden. Darüber hinaus kann durch den Aufbau der Unterfläche des Längslenkers aus Horizontalabschnitt, Neigungsabschnitt und Horizontalabschnitt eine Oberfläche der unteren Fläche des Längslenkers vergrößert werden. Somit können die Strahlungsleistungen eines in der Umgebung des Längslenkers angeordneten Schalldämpfers verbessert werden.
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Gemäß dem Aspekt der Radaufhängung der Verbundlenker-Bauart ist der Torsionsquerträger ferner mit der entlang der Längsrichtung nach unten geöffneten Vertiefungsform ausgebildet, ist der Längslenker so angeordnet, dass seine die Vertiefungsform aufweisende Innenflächenseite an dem Endabschnitt des Torsionsquerträgers überlappt ist, sind zumindest der Endabschnitt des Torsionsquerträgers und der Überlappungsabschnitt des Längslenkers verbunden, sind der Endabschnitt des Längslenkers und der Überlappungsabschnitt des Torsionsquerträgers verbunden, und der Längslenker ist so geneigt, dass eine Querschnittsfläche zu dem Torsionsquerträger hin allmählich kleiner wird, und auf diese Weise ändert sich die Steifigkeit des Verbindungsabschnitts zwischen dem Längslenker und dem Torsionsquerträger sanft, und wenn eine Spannung einwirkt kann ein Zustand, in dem die Spannung sich an einen bestimmten Teil konzentriert, vermieden werden.
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Gemäß dem Aspekt der Radaufhängung der Verbundlenker-Bauart ist, da die Höhe des Längslenkers in Richtung senkrecht zu einer Bezugslinie im Wesentlichen gleich der Höhe des Torsionsquerträgers in Richtung senkrecht zu der Bezugslinie eingerichtet ist, an dem Verbindungsabschnitt zwischen dem Längslenker und dem Torsionsquerträger an einer Außenseite des Torsionsquerträgers in einer radialen Richtung keine Stufe vorhanden und der Torsionsquerträger und der Längslenker können leicht verbunden werden, und daher kann eine Spannungskonzentration an dem Stufenabschnitt verhindert werden, wodurch die Haltbarkeitsleistung des Verbindungsabschnitts verbessert werden kann.
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Gemäß dem Aspekt der Radaufhängung der Verbundlenker-Bauart ist des Weiteren, da der Neigungsabschnitt und das Kurvenzentrum des Lochabschnitts, der an dem Längslenker Torsionsquerträgerseitig vorgesehen ist, zueinander passen, in dem Verbindungsabschnitt zwischen dem Längslenker und dem Torsionsquerträger ein Abschnitt mit geringer Festigkeit hinsichtlich seiner Form gebildet, und bei einem Zusammenstoß von der Fahrzeugheckseite her kann anstelle des verschweißten Verbindungsabschnitts zwischen dem Längslenker und dem Torsionsquerträger der Neigungsabschnitt (Kurvenzentrum des Lochabschnitts) des Längslenkers in zuverlässiger Weise zum Brechen gebracht werden. Dadurch, dass ähnlich wie bei dem Aspekt der Radaufhängung der Verbundlenker-Bauart ermöglicht wird, dass bei dem Zusammenstoß von der Fahrzeugheckseite her die Unterfläche des Längslenkers zum Brechen gebracht wird, werden die Bruchflächen des Torsionsquerträgers und des Längslenkers nicht in Richtung des Kraftstofftanks bewegt, die Bruchflächen des Torsionsquerträgers und des Längslenkers stoßen nicht gegen den Kraftstofftank, und eine Situation, in welcher der Kraftstofftank beschädigt wird, kann zuverlässig verhindert werden.
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Gemäß dem Aspekt der Radaufhängung der Verbundlenker-Bauart kann außerdem, da der Längslenker durch Gießen gebildet ist, analog zu dem Aspekt der Radaufhängung der Verbundlenker-Bauart die Form des Eckteils des Kern-Endabschnitts auf einfache Weise hergestellt werden, und die Produktivität des Kerns kann verbessert werden und darüber hinaus kann ein Abplatzen des Abschnitts mit der Form des Eckteils des Kern-Endabschnitts, das während der Lagerung oder des Transports des Kerns hervorgerufen wird, vermieden werden. Da die Oberfläche der unteren Fläche des Längslenkers vergrößert werden kann, können darüber hinaus die Strahlungsleistungen eines in der Umgebung des Längslenkers angeordneten Schalldämpfers verbessert werden.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine diagonal von vorne betrachtete perspektivische Ansicht eines Fahrzeugs, bei dem eine Radaufhängung der Verbundlenker-Bauart gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommt.
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2 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, die eine Radaufhängung der Verbundlenker-Bauart gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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3 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils Z in 2 und ist eine perspektivische Ansicht zur Erläuterung eines Lasteintrags in einen Torsionsquerträger.
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4 ist eine perspektivische Draufsicht eines Zustands bevor der Torsionsquerträger und ein Längslenker der Radaufhängung der Verbundlenker-Bauart gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verbunden werden.
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5 ist eine perspektivische Draufsicht auf den Längslenker der Radaufhängung der Verbundlenker-Bauart gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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6 ist eine Draufsicht auf die gesamte Radaufhängung der Verbundlenker-Bauart gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und veranschaulicht eine Positionsbeziehung zwischen dem Torsionsquerträger und einem Kraftstofftank sowie einem Schalldämpfer.
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7 ist eine Seitenansicht, die einen Bereich des Torsionsquerträgers aus der Richtung eines Pfeils V1 in 6 zeigt.
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8 ist eine Schnittansicht der Linie X-X in 6.
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9(a) zeigt einen Querschnitt, der durch Schnitt des Längslenkers der Radaufhängung der Verbundlenker-Bauart gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung senkrecht zur Fahrzeugquerrichtung erhalten wird, und 9(b) zeigt einen Querschnitt, der durch Schnitt des Längslenkers einer Radaufhängung der Verbundlenker-Bauart nach dem Stand der Technik senkrecht zur Fahrzeugquerrichtung erhalten wird.
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10 ist eine Schnittansicht, die einen Verbindungsabschnitt zwischen dem Torsionsquerträger und dem Längslenker aus der Richtung eines Pfeils V2 in 6 zeigt.
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11 ist eine von der Fahrzeugunterseite gesehene perspektivische Ansicht eines Lochabschnitts des Torsionsquerträgers in dem Verbindungsabschnitt zwischen dem Torsionsquerträger und dem Längslenker der Radaufhängung der Verbundlenker-Bauart gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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12 zeigt einen Querschnitt, der durch Schnitt des Längslenkers der Radaufhängung der Verbundlenker-Bauart gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung senkrecht zur Fahrzeugquerrichtung erhalten wird.
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[Ausführungsform der Erfindung]
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Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand einer dargestellten Ausführungsform ausführlich beschrieben.
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Die 1 bis 11 zeigen eine Radaufhängung der Verbundlenker-Bauart gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 2 zeigt ein Pfeil Fr in Richtung zur Fahrzeugfront, ein Pfeil W zeigt eine Fahrzeugquerrichtung an, und ein Pfeil U zeigt zur Fahrzeugoberseite. Darüber hinaus zeigen in 3 ein Pfeil F1 die Richtung einer Vertikallast an einem Reifenauflagepunkt G, ein Pfeil F2 die Richtung einer Längslast am Reifenauflagepunkt G und ein Pfeil F3 die Richtung einer seitlichen Belastung an dem Reifenauflagepunkt G.
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Wie in 1 dargestellt, ist ein Fahrzeug 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Automobil der Vierrad-Bauweise mit einer Radaufhängung 2 der Verbundlenker-Bauart als Hinterradaufhängung, und an einer Fahrzeugkarosserie 4 sind ein rechtes und ein linkes Rad 3 durch die Radaufhängung 2 der Verbundlenker-Bauart aufgehängt.
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Wie in den 2 bis 4 dargestellt, umfasst die Radaufhängung 2 der Verbundlenker-Bauart dieser Ausführungsform einen länglichen Torsionsquerträger 5 der in Fahrzeugquerrichtung verlaufend angeordnet ist und ein Paar aus einem rechten und einem linken Längslenker 6, die am rechten bzw. linken Endabschnitt des Torsionsquerträgers 5 angeordnet und verbunden sind. An dem Längslenker 6 sind eine Feder 7 und ein Stoßdämpfer 8 angebracht und an der Fahrzeugkarosserie 4 aufgehängt.
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Wie in den 2 bis 5 dargestellt, ist der Längslenker 6 dieser Ausführungsform ein durch Gießen einstückig ausgeformtes Bauteil, das durch Aluminiumguss unter Verwendung einer Nichteisenlegierung, wie einer Leichtmetalllegierung, hergestellt wird und ist mit der geschlossenen Querschnittsform einer Hohlstruktur gebildet. Dieser Längslenker 6 weist einen Trägerverbindungsabschnitt 6a auf, der sich an einem Ende in Fahrzeugquerrichtung erstreckt, und an der anderen Stirnseite des Trägerverbindungsabschnitts 6a sind ein frontseitige Armabschnitt 6b und ein heckseitiger Armabschnitt 6c, die sich in einer Fahrzeuglängsrichtung erstrecken, vorgesehen.
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Wie in den 2 bis 11 dargestellt, ist der Trägerverbindungsabschnitt 6a des Längslenkers 6 ein zu überlappender Verbindungsabschnitt mit dem Torsionsquerträger 5, und es ist eine Stufe mit einer der Plattendicke des Torsionsquerträgers 5 entsprechenden Dicke vorgesehen. Infolgedessen ist er so beschaffen, dass in einem Zustand, in dem der Endabschnitt des Torsionsquerträgers 5 sich mit dem Trägerverbindungsabschnitt 6a des Längslenkers 6 überlappt, ein Außenumfangsabschnitt des Torsionsquerträgers 5 und ein Außenumfangsabschnitt des Längslenkers 6 im Wesentlichen plan (bündig) werden.
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Außerdem ist der Trägerverbindungsabschnitt 6a so gebildet, dass die Form der Vorderseite und der Rückseite von einer Fahrzeuginnenseite in Richtung einer Fahrzeugaußenseite geneigt ist, so dass ein zur Fahrzeugoberseite gelegener Teil in Fahrzeugquerrichtung auf der Fahrzeuginnenseite (Fahrzeugmittenseite) und ein zur Fahrzeugunterseite gelegener Teil auf der Fahrzeugaußenseite angeordnet ist, und eine Querschnittsfläche des Trägerverbindungsabschnitts 6a so eingerichtet ist, dass sie zur Fahrzeuginnenseite hin allmählich kleiner wird. Darüber hinaus ist in dem Trägerverbindungsabschnitt 6a in der Unterfläche des Längslenkers 6 seitens des Torsionsquerträgers 5 ein Lochabschnitt 60 mit einer ovalen Form, der sich in Fahrzeugquerrichtung erstreckt, bereitgestellt. Der Trägerverbindungsabschnitt 6a hat einen Aufbau, bei dem zwei Punkte, also ein längslenkerseitiger Endabschnitt auf der Fahrzeugaußenseite und ein Torsionsquerträgerseitiger Endabschnitt auf der Fahrzeuginnenseite verschweißt werden können, und der Längslenker 6 und der Torsionsquerträger 5 sind linear durch Schweißen, Löten oder Rührreibschweißen (FSW) verbunden und an einem Außenumfang des Überlappungsabschnitts sind Wülste W1 und W2 des Verbindungsabschnitts ausgebildet. Der Wulst W2 des Verbindungsabschnitts ist so geneigt, dass er in einer Rückansicht des Fahrzeugs zur Fahrzeugoberseite hin auf der Fahrzeuginnenseite und zur Fahrzeugunterseite hin auf der Fahrzeugaußenseite angeordnet ist (Richtung eines Pfeils V2 in 6).
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Außerdem ist eine Höhe des Längslenkers 6 in einer Richtung senkrecht zu einer Bezugslinie C, die sich in einer Längsrichtung des Torsionsquerträgers 5 erstreckt, im Wesentlichen gleich einer Höhe des Torsionsquerträgers 5 in einer Richtung senkrecht zu der Bezugslinie C eingerichtet. Das heißt, in dem Längslenker 6 und dem Torsionsquerträger 5 ist, wie in 10 dargestellt, eine Abmessung L des Wulstes W1 des Verbindungsabschnitts in Fahrzeughochrichtung im Wesentlichen gleich, und eine fahrzeugoberseitige Außenumfangsform des Längslenkers 6 und eine fahrzeugoberseitige Außenumfangsform des Torsionsquerträgers 5 sind gleich ausgebildet. In dem Verbindungsabschnitt zwischen dem Längslenker 6 und dem Torsionsquerträger 5 ist daher an der Außenseite des Torsionsquerträgers 5 in radialer Richtung kein Stufenabschnitt vorhanden, und auf diese Weise können der Torsionsquerträger 5 und der Längslenker 6 leicht und zuverlässig miteinander verbunden werden und eine Spannungskonzentration an dem Stufenabschnitt kann verhindert werden.
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Wie in 8 dargestellt, ist bei der Radaufhängung 2 der Verbundlenker-Bauart dieser Ausführungsform in dem Trägerverbindungsabschnitt 6a ein fahrzeugfrontseitiger Abschnitt 61 des Längslenkers 6 (der zumindest ein Teil desselben sein kann) bezogen auf einen fahrzeugheckseitigen Abschnitt 62 des Längslenkers 6 weiter unten am Fahrzeug angeordnet und zwischen den Seitenendabschnitten des Torsionsquerträgers ist in Fahrzeughochrichtung eine Stufe S vorgesehen. Diese Stufe S wird durch Verlängerung des fahrzeugfrontseitigen Abschnitts 61 des Längslenkers 6 zur Fahrzeugunterseite ausgebildet.
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Wie in 9(a) dargestellt, weist außerdem der Längslenker 6 in dem Trägerverbindungsabschnitt 6a eine Unterfläche 63 auf, und die Unterfläche 63 weist zumindest in einem Abschnitt einen Horizontalabschnitt 63a und einen Neigungsabschnitt 63b auf. Da die Unterfläche 63 des Längslenkers 6 den Horizontalabschnitt 63a aufweist, der im Wesentlichen horizontal ist, wird, wie in 9(b) dargestellt, in dem Verbindungsabschnitt zwischen dem Längslenker 6 und dem Torsionsquerträger 5 bezüglich eines Winkels zwischen dem Torsionsquerträger 5 und der Unterfläche 63 des Längslenkers 6, ein Winkel θ1 bezogen auf den Horizontalabschnitt 63a größer als ein Winkel θ2 bezogen auf den Neigungsabschnitt 63b (θ1 > θ2) im Vergleich zu dem Fall, in dem die Unterfläche 63 nur mit dem Neigungsabschnitt 63b geneigt ist. Infolgedessen wird die Spannungskonzentration seitens des Längslenkers 6 vermindert und der Verbindungsabschnitt wird schwer zerbrechbar.
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Wie in 11 veranschaulicht ist außerdem der seitens des Torsionsquerträgers 5 vorgesehene Lochabschnitt 60 des Längslenkers 6 an einem Endabschnitt in Fahrzeugquerrichtung (der Richtung eines Pfeiles W) mit einem so kleinen Durchmesser ausgebildet und so beschaffen, dass der Neigungsabschnitt 63b der Unterfläche 63 des Längslenkers 6 und ein Kurvenzentrum des seitens des Torsionsquerträgers 5 vorgesehenen Lochabschnitts 60 des Längslenkers 6 in einer Fahrzeugunteransicht zueinander passen. Infolgedessen ist in dem Verbindungsabschnitt zwischen dem Längslenker 6 und dem Torsionsquerträger 5 ein Abschnitt mit geringer Festigkeit hinsichtlich seiner Form gebildet und so beschaffen, dass, wenn bei einem Zusammenstoß von der Fahrzeugheckseite her eine Stoßbelastung einwirkt, anstelle des Verbindungsabschnitt zwischen dem Längslenker 6 und dem Torsionsquerträger 5 (die Stellen der Wülste W1 und W2) der Neigungsabschnitt (Kurvenzentrum des Lochabschnitts 60) der Unterfläche 63 des Längslenkers 6 bricht.
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An einem frontseitigen Armabschnitt 6b des Längslenkers 6, ist ein Buchsenpresspassungsabschnitt 64 vorgesehen, in den eine rohrförmige Buchse, die ein elastisches Bauteil ist, pressgepasst wird und dieser Buchsenpresspassungsabschnitt 64 ist schwenkbar montiert an einer Halterung 9, die mittels einer Befestigungsschraube 10 seitens der Fahrzeugkarosserie 4 befestigt ist. Darüber hinaus ist an einem rückseitigen Armabschnitt 6c des Längslenkers 6 in Richtung der Fahrzeugaußenseite ein Träger 65 vorhanden und an einem in Fahrzeugquerrichtung innenseitigen Eckteil zwischen dem Trägerverbindungsabschnitt 6a und dem rückseitigen Armabschnitt 6c sind ein Federsitz 66 und ein Stoßdämpferbefestigungsabschnitt 67 vorgesehen. An dem Träger 65 sind eine Radnabe 11 und eine Bremstrommel 12 befestig, die das Rad 3 drehbar abstützen.
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Der Federsitz 66 stützt ein unteres Ende der Feder 7 ab deren oberes Ende an der Fahrzeugkarosserie 4 angebracht ist, und in einer Sitzplattenfläche ist ein Montageloch 66a vorgesehen. Als eine Maßnahme gegen Spannungskonzentration ist der Längslenker 6 außerdem mit einer Form gebildet, die von dem Träger 65 und dem Buchsenpresspassungsabschnitt 64 zu dem Trägerverbindungsabschnitt 6a einen erhöhten R aufweist.
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Wie in den 2 bis 6 dargestellt, ist der Torsionsquerträger 5 dieser Ausführungsform mit einer entlang der Längsrichtung nach unten geöffneten Vertiefungsform ausgebildet. Der Torsionsquerträger 5 ist also ein längliches Formbauteil, in dem die Öffnungsseite mit einem im Wesentlichen U-förmigen senkrechten Querschnitt an der Fahrzeugunterseite gebildet ist und ist ein einstückig geformtes Produkt aus Aluminium-Strangmaterial mit einer offenen Querschnittsstruktur. Darüber hinaus sind der rechte und der linke Endabschnitt in Fahrzeugquerrichtung als Lenkerverbindungsabschnitte 5a ausgebildet, die Verbindungsabschnitte sind, gegen die der Längslenker 6 jeweils anliegt. Die Form des Torsionsquerträgers 5 ist nicht auf den im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt beschränkt und kann ein im Wesentlichen C-förmiger senkrechter Querschnitt oder ein im Wesentlichen V-förmiger senkrechter Querschnitt sein.
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Darüber hinaus ist der Trägerverbindungsabschnitt 6a, der ein Endabschnitt des Torsionsquerträgers 6 ist, so angeordnet, dass er mit einer eine Vertiefungsform aufweisenden Innenflächenseite an dem Verbindungsabschnitt 5a, der ein Endabschnitt des Torsionsquerträgers 5 ist, überlappt, zumindest der Lenkerverbindungsabschnitt 5a des Torsionsquerträgers 5 und der Trägerverbindungsabschnitt 6a des Überlappungsabschnitts des Längslenkers 6 sind verbunden, der Trägerverbindungsabschnitt 6a des Längslenkers 6 und der Lenkerverbindungsabschnitt 5a des Überlappungsabschnitts des Torsionsquerträgers 5 sind verbunden, und am Außenumfang des Überlappungsabschnitts sind die Wülste W1 und W2 des Verbindungsabschnitts ausgebildet.
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Wie in 10 dargestellt, weist der Längslenker 6 an einem in Fahrzeugquerrichtung fahrzeugaußenseitig angeordneten Spitzenendabschnitt des Lenkerverbindungsabschnitts 5a ferner eine Schrägfläche 68 auf, die so geneigt ist, dass eine Querschnittsfläche zu dem Torsionsquerträger 5 hin allmählich kleiner wird. Diese Schrägfläche 68 ist so gebildet, dass sie eine in Fahrzeugquerrichtung nach außen geneigte Form aufweist, so dass sich in einer Draufsicht die Fahrzeugfrontseite auf der Fahrzeugaußenseite befindet und die Fahrzeugheckseite auf der Fahrzeuginnenseite.
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Als Ergebnis wird die Querschnittsfläche des Längslenkers 6 im Verlauf von dem Längslenker 6 zu dem Torsionsquerträger 5 allmählich kleiner, eine Veränderung der Steifigkeit des Verbindungsabschnitts zwischen dem Längslenker 6 und dem Torsionsquerträger 5 wird sanfter, und er ist so beschaffen, dass, wenn eine Spannung eingebracht wird, sich die Spannung nicht an einem bestimmten Teil konzentriert.
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Wie in den 6 und 7 durch gestrichelte Linien gezeigt, ist andererseits nahe der Fahrzeugfrontseite des Torsionsquerträgers 5 dieser Ausführungsform ein Kraftstofftank N zum Speichern eines Kraftstoffs, wie Benzin, im Wesentlichen über die gesamte Breite des Torsionsquerträgers 5 in Fahrzeugquerrichtung angeordnet.
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Darüber hinaus ist nahe der rechten Seite an der Fahrzeugoberseite des Torsionsquerträgers 5 eine Abgasvorrichtung M – wie beispielsweise ein Abgasrohr, ein Schalldämpfer oder dergleichen – durch die ein Verbrennungsgas geleitet wird, entlang der Fahrzeuglängsrichtung angeordnet.
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Anschließend werden Funktionsweise und Wirkung der Radaufhängung 2 der Verbundlenker-Bauart gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Wie in 8 dargestellt, umfasst die Radaufhängung 2 der Verbundlenker-Bauart dieser Ausführungsform den länglichen Torsionsquerträger 5, der in Fahrzeugquerrichtung verlaufend angeordnet ist und den Längslenker 6, der aus einer Leichtmetallegierung besteht und den Trägerverbindungsabschnitt 6a aufweist, der am rechten bzw. linken Ende des Torsionsquerträgers 5 mit dem Lenkerverbindungsabschnitt 5a verbunden ist, und in dem Trägerverbindungsabschnitt 6a ist zumindest der fahrzeugfrontseitige Abschnitt 61 des Längslenkers 6 bezogen auf den fahrzeugheckseitigen Abschnitt 62 des Längslenkers 6 weiter unten am Fahrzeug angeordnet, und zwischen den Torsionsquerträgerseitigen Endabschnitten ist in Fahrzeughochrichtung die Stufe S vorgesehen und auf diese Weise kann in dem unteren fahrzeugfrontseitigen Teil des Längslenkers 6 der Abschnitt 61, der sich bezogen auf den fahrzeugheckseitigen Abschnitt 62 weiter unten befindet, die Steifigkeit auf der Fahrzeugfrontseite verbessern, und wenn die Vertikallast auf den Torsionsquerträger 5 einwirkt, kann die Spannungskonzentration auf der Fahrzeugfrontseite abgeschwächt werden. Außerdem kann in dem unteren fahrzeugfrontseitigen Teil des Längslenkers 6 nur das Gewicht des Abschnitts 61, der sich bezogen auf den unteren fahrzeugheckseitigen Teil weiter unten befindet, erhöht werden, und es ist nicht erforderlich, die Dicke des Längslenkers 6 oder des gesamten Trägerverbindungsabschnitts 6a zu erhöhen, und auf diese Weise kann die Spannungskonzentration abgeschwächt werden, während die Gewichtszunahme vermieden wird.
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Wie in 9(a) dargestellt, weist bei der Radaufhängung 2 der Verbundlenker-Bauart dieser Ausführungsform die mit einer geschlossenen Querschnittsform einer Hohlstruktur gebildete Unterfläche 63 des Längslenkers 6 den Horizontalabschnitt 63a und den Neigungsabschnitt 63b auf und dadurch kann bei dem Winkel, den der Torsionsquerträger 5 mit der Unterfläche 63 des Längslenkers 6 bildet, der Winkel θ1 bezogen auf den Horizontalabschnitt 63a größer gebildet werden als der Winkel θ2 bezogen auf den Neigungsabschnitt 63b im Vergleich zu dem Fall, in dem die Unterfläche 63 des Längslenkers 6 nur mit dem Neigungsabschnitt 63b geneigt ist. Somit kann die Spannungskonzentration seitens des Längslenkers 6 abgeschwächt und der Bruch in dem Verbindungsabschnitt zwischen dem Torsionsquerträger 5 und dem Längslenker 6 unterdrückt werden. Durch das Bereitstellen des Horizontalabschnitts 63a an der Unterfläche 63 des Längslenkers 6 hat darüber hinaus der Kern, der benötigt wird, wenn der Längslenker 6 mit der geschlossenen Querschnittsform der Hohlstruktur durch Gießen gebildet wird, in dem Verbindungsabschnitt zwischen dem Längslenker 6 und dem Torsionsquerträger 5 einen Winkel an seinem Endabschnitt, der im Vergleich zu dem Fall ohne den Horizontalabschnitt 63a größer und sanfter ist und somit kann die Form des Eckteils des Kern-Endabschnitts auf einfache Weise hergestellt werden und ein Abplatzen des Eckteils des Kern-Endabschnitts, das während der Lagerung oder des Transports des Kerns hervorgerufen wird, kann vermieden werden.
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Bei der Radaufhängung 2 der Verbundlenker-Bauart dieser Ausführungsform ist ferner der Torsionsquerträger mit der entlang der Längsrichtung nach unten geöffneten Vertiefungsform ausgebildet, der Trägerverbindungsabschnitt 6a des Längslenkers 6 ist so angeordnet, dass seine Innenflächenseite, welche die Vertiefungsform aufweist, mit dem Lenkerverbindungsabschnitt 5a des Torsionsquerträgers 5 überlappt, der Trägerverbindungsabschnitt 5a des Längslenkers 5 ist mit dem Trägerverbindungsabschnitt 6a des Überlappungsabschnitts des Torsionsquerträgers 6 verbunden, der Trägerverbindungsabschnitt 6a des Längslenkers 6 ist mit dem Lenkerverbindungsabschnitt 5a des Überlappungsabschnitts des Torsionsquerträgers 5 verbunden und am Außenumfang des Überlappungsabschnitts sind die Wülste W1 und W2 des Verbindungsabschnitts ausgebildet. Außerdem weist der Trägerverbindungsabschnitt 6a des Längslenkers 6 die Schrägfläche 68 auf, die so geneigt ist, dass die Querschnittsfläche zu dem Torsionsquerträger 5 hin allmählich kleiner wird. Gemäß der Radaufhängung 2 der Verbundlenker-Bauart dieser Ausführungsform wird daher die Querschnittsfläche des Längslenkers 6 im Verlauf von dem Längslenker 6 zu dem Torsionsquerträger 5 allmählich kleiner, und die Steifigkeit des Verbindungsabschnitts zwischen dem Längslenker 6 und dem Torsionsquerträger 5 verändert sich sanft, und auf diese Weise kann, wenn eine Spannung in den Verbindungsabschnitt zwischen dem Längslenker 6 und dem Torsionsquerträger 5 eingebracht wird, die Spannungskonzentration an einem bestimmten Teil abgeschwächt werden.
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Da wie in 10 dargestellt, die Höhe (Abmessung L) des Längslenkers 6 in der Richtung senkrecht zu der Bezugslinie C, die sich in Längsrichtung des Torsionsquerträgers 5 erstreckt, im Wesentlichen gleich der Höhe des Torsionsquerträgers 5 in Richtung senkrecht zu der Bezugslinie C eingerichtet ist, ist bei der Radaufhängung 2 der Verbundlenker-Bauart dieser Ausführungsform in dem Verbindungsabschnitt zwischen dem Längslenker 6 und dem Torsionsquerträger 5 an der Außenseite des Torsionsquerträgers 5 in radialer Richtung keine Stufe vorhanden, und das Verbinden des Torsionsquerträgers 5 mit dem Längslenker 6 kann auf einfache Weise durchgeführt werden, und wenn die Spannung in den Verbindungsabschnitt zwischen dem Längslenker 6 und dem Torsionsquerträger 5 eingebracht wird, kann vermieden werden, dass an einem bestimmten Teil eine Spannungskonzentration auftritt.
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Wie in 11 dargestellt, passen bei der Radaufhängung 2 der Verbundlenker-Bauart dieser Ausführungsform ferner der Neigungsabschnitt 63b der Unterfläche 63 des Längslenkers 6 und das Kurvenzentrum des Lochabschnitts 60, der seitens des Torsionsquerträgers 5 an dem Längslenker 6 vorgesehen ist, zueinander, in dem Verbindungsabschnitt zwischen dem Längslenker 6 und dem Torsionsquerträger 5 ist ein Abschnitt mit geringer Festigkeit hinsichtlich seiner Form gebildet, und auf diese Weise kann im Falle eines Zusammenstoßes von der Fahrzeugheckseite her anstelle des Verbindungsabschnitts zwischen dem Längslenker 6 und dem Torsionsquerträger 5 eine Stelle an dem Neigungsabschnitt 63b sicher zum Brechen gebracht werden. Gemäß der Radaufhängung 2 der Verbundlenker-Bauart dieser Ausführungsform tritt ein Zustand, in dem die Unterfläche 63 des Längslenkers 6 bei einem Zusammenstoß von der Fahrzeugheckseite her bricht und die Bruchflächen des Torsionsquerträgers 5 und des Längslenkers 6 in Richtung des Kraftstofftanks N bewegt werden, nicht ein, und auf diese Weise stoßen die Bruchflächen des Torsionsquerträgers 5 und des Längslenkers 6 nicht mehr gegen den Kraftstofftank und eine Beschädigung des Kraftstofftanks N kann zuverlässig verhindert werden.
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Die 12 zeigt eine Radaufhängung der Verbundlenker-Bauart gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Wie in 12 dargestellt, weist bei der Radaufhängung 2 der Verbundlenker-Bauart dieser Ausführungsform die Unterfläche 63 des Längslenkers 6 in einem Abschnitt an mindestens zwei Stellen entlang der Fahrzeuglängsrichtung die Horizontalabschnitte 63a und die Neigungsabschnitte 63b auf, und der Neigungsabschnitt 63b ist an den beiden Stellen zwischen den Horizontalabschnitten 63a angeordnet. Bei der Radaufhängung 2 der Verbundlenker-Bauart dieser Ausführungsform ist also durch den Aufbau der Unterfläche 63 des Längslenkers 6 aus Horizontalabschnitt 63a, Neigungsabschnitt 63b und Horizontalabschnitt 63a die Unterfläche 63 des Längslenkers 6 so gebildet, dass sie ein für eine in Fahrzeuglängsrichtung aufgebrachte Last anfälliger Abschnitt ist und somit bricht bei einem Zusammenstoß von der Fahrzeugheckseite her anstelle des verschweißten Verbindungsabschnitts zwischen dem Torsionsquerträger 5 und dem Längslenker 6 der Neigungsabschnitt 63b des Längslenkers 6, wodurch die Bruchflächen des Torsionsquerträgers 5 und des Längslenkers 6 nicht mehr in Richtung des fahrzeugfrontseitig angeordneten Kraftstofftanks N bewegt werden und die Beschädigung des Kraftstofftanks N durch ein Aufschlagen der Bruchflächen des Torsionsquerträgers 5 und des Längslenkers 6 verhindert werden kann. Da die Horizontalabschnitte 63a und die Neigungsabschnitte 63b an den beiden Stellen bereitgestellt sind kann darüber hinaus die Oberfläche der unteren Fläche 63 des Längslenkers 6 vergrößert werden und die Strahlungsleistungen der in der Umgebung des Längslenkers 6 angeordneten Abgasvorrichtung M, wie etwa eines Schalldämpfers, können verbessert werden.
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Ansonsten sind der Aufbau und die Arbeitseffekte denen der Radaufhängung 2 der Verbundlenker-Bauart der Ausführungsform ähnlich.
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Vorstehend wurde die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt und auf der Grundlage der technischen Idee der vorliegenden Erfindung sind zahlreiche Varianten und Änderungen möglich.
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Beispielsweise ist bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Längslenker 6 durch Gießen gebildet, aber Gießen ist nicht einschränkend, und eine Aluminiumplatte kann gepresst werden und das gepresste Produkt kann verbunden und gefertigt werden. Außerdem können verschiedene Arten des Gießens, Druckgießen, Pressformen einer Aluminiumplatte, Aluminium-Strangmaterial und Aluminiumgießen verwendet und kombiniert werden. Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist der Torsionsquerträger 5 aus einem Aluminium-Strangmaterial hergestellt, ein durch Pressformen, Gießen oder Druckgießen einer Aluminiumplatte erhaltenes Material kann jedoch ebenfalls verwendet werden.
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Des Weiteren kann bei den Materialien des Längslenkers 6 und des Torsionsquerträgers 5 nicht nur bei Aluminium, sondern auch bei Leichtmetallen wie Magnesium und dergleichen eine ähnliche Verbindungsstruktur zum Einsatz kommen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Verbundlenker-Radaufhängung
- 3
- Rad
- 4
- Fahrzeugkarosserie
- 5
- Torsionsquerträger
- 5a
- Lenkerverbindungsabschnitt
- 6
- Längslenker
- 6a
- Trägerverbindungsabschnitt
- 60
- Lochabschnitt
- 61
- Fahrzeugfrontseitiger Unterflächenabschnitt des Längslenkers
- 62
- Fahrzeugheckseitiger Unterflächenabschnitt des Längslenkers
- 63
- Unterfläche des Längslenkers
- 63a
- Horizontalabschnitt
- 63b
- Neigungsabschnitt
- 68
- Geneigte Fläche des Längslenkers
- C
- Referenzlinie in Längsrichtung des Torsionsquerträgers
- L
- Vertikale Abmessung des Längslenkers in dem Verbindungsabschnitt
- S
- Stufe
- W1, W2
- Wulst des Verbindungsabschnitts
- θ1
- Neigungswinkel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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