JP4939223B2 - 少なくとも１つのスプリング受け皿形成部品により増加される横剛性を備えるフレキシブルアクスル、スプリング受け皿、及び対応する車両 - Google Patents

Description

本発明の分野は自動車の分野である。より具体的には、本発明は自動車用のフレキシブルアクスルに関するものである。

フレキシブルアクスルという用語は、２つのホイール間で捩り撓み性のある要素を形成するように設計されたアクスルを一般的に指すことを述べておく。

従来、フレキシブルアクスルは、それぞれが１つのホイール取付け支えを支持する２本の縦アームを備えており、これら縦アームは、クロスピースもしくはプロフィールと呼ばれる横連結要素により接続されている。

前記縦アームは、異なる機能の構成要素と一般的に関連付けられている。前記構成要素は、特に、
−アクスルを自動車シャシーに接続して、縦アームがシャシーに枢着されるのを可能にするブッシュ、
−サスペンションスプリングの一端を支持する、スプリング受け皿と称される支持手段、
−ショックアブソーバと連携する手段、
のようなものである。

アクスルを設計する場合、スプリングの質を評価するために、とりわけ２つの能力が考慮される。曲げ及び捩りである。

フレキシブルアクスルの、現在広く知られている概念には、高い曲げ剛性と相対的な捩り撓み性のバランスがある。一般に、曲げ剛性と（相対的な）捩り撓み性の間の望ましい妥協をもたらすのは、クロスピースの曲げ及び捩り慣性による、その横断面形状である。

鋼（又はその他の等方性材料）製クロスブレースの製造の際に選択される横断面はしばしば“Ｖ”，“Ｕ”又は“Ｌ”の形状を有しているが、その理由は、これらの形状が曲げ慣性及び捩り慣性間の良好な比を有しているからである。

サスペンションスプリング受け皿の組立てに関して言えば、多数の組立て形式が先行技術により提案されてきた。

以下の記載において、用語“スプリング受け皿”とは、サスペンションスプリングの基部を支持するよう企図された表面を有する部品を指しており、前記表面は、所定位置にスプリングを位置決め及び／又は保持するための手段を備えている。かかる手段は、センタリング用突起部により構成されるのが普通である。

多くの場合、受け皿は、縦アームによってのみ支持されるよう、ホイール取付け用支えの領域においてアクスルに溶接されることによりそこに装着される。

従って、受け皿は、前記受け皿がアクスルアームからある程度まで懸架されると共に２種の横圧縮ビームによりそこに結合された状態で、アセンブリがサスペンションスプリングにより伝えられる荷重に耐えるよう設計されている。そのため、これらのスプリングは特に強固でなければならない。

また、特別の補強手段が設けられていない限り、これらアクスルの横剛性は比較的に限られており、これはひいては付加的な組立て及び製造工程を必要とする。

もちろん、これはアクスルのコストを上昇させる。

他の場合、受け皿は、クロスピース及び縦アームにより形成された各隅部に装着されていた（ホイール支えを支持するアームの側で）。

この技術によると、各受け皿は、サスペンションスプリングを専ら支持するために設けられた構造を有している。換言すれば、これらの受け皿は、アクスルに関して補強の機能を果そうとは決して設計されていない。

加えて、受け皿がアクスルにこうして位置決めされたときに、クロスピースと各縦アームとの間の隅部のレベルのところに補強手段を付設することが不可能になる、或いは事実上無理になる。

その結果、この技術により得られたアクスルは、特にその横剛性（曲げ強さ）に関して、比較的に限られた性能を有している。

もちろん、特に、本質的にもっと強い材料を使用することにより、或いはクロスピースの横断面の厚さを増すことにより、かかるアクスルの剛性を向上させることが可能であろう。

しかしながら、これは、明らかに望ましくないコスト高を引き起こすことになろう。

更に、この曲げ剛性の増加は、アクスルの捩り特性にはマイナス材料となって得られるであろう。

本発明の目的は、特に、先行技術の種々の欠点を超克することである。

より具体的には、本発明は、受け皿の設計がアクスルの組立ての簡略化を考慮に入れることを可能としているフレキシブルアクスルを提案することを目的としており、この簡略化なしでは特性（捩り、曲げ、機械的強度等）の制限を生じさせる。

この意味で、本発明は、特に、アクスルの捩り特性を維持しながら、或いはほとんど維持しながら、その横剛性を向上させることを目指している。

また、本発明は、受け皿の設計及び組立てがクロスピース及び縦アーム間の溶接部の良好な特性に寄与するようなアクスルを提供することも目指している。

本発明はまた、製造コストの低減を可能にするようなアクスルを提供することも目的としている。

本発明の別の目的は、簡単な設計であると共に、実行が容易であるようなアクスルを提供することを目的としている。

これらの目的はもちろんのこと、以下に記載されることになるその他の目的は、少なくとも１つのサスペンションスプリングを位置決め及び／又は保持する手段を備えた、受け皿と呼ばれる、それぞれ少なくとも１つの部品に固定された２つの縦アームを接続するクロスピースから構成される自動車用フレキシブルアクスルにおいて、前記クロスピースは、前記アクスルの横剛性を増すよう意図された補強手段を備えた少なくとも１つの受け皿により各縦アームに接続されていることを特徴とするフレキシブルアクスルに関する本発明によって達成される。

本発明による受け皿の設計及び組立てのため、これは二重の機能、即ち、
−車両の質量に相当すると共にサスペンションスプリングにより伝達される垂直荷重を支持することからなる従来の第１の機能と、
−アクスルを補強することからなる、この目的のために特別に設けられた手段を使用する第２の機能と、
を遂行する。

この第２の機能は図１及び図２を参照してもっと詳細に説明されている。

図１は、２つの縦アーム２を接続するクロスピース１を備えた先行技術によるフレキシブルアクスルを略図的に示している。こうして構成されたアクスルのクロスピースは、長さＬ１の間で曲がることができると共に、所定の横断面及び材料について、アクスルに横剛性Ｋ１を付与する。

図２において、このアクスルは、本発明に基づく補強手段を備えた受け皿３により各縦アーム２に特に接続されたクロスピース１を備えている。

従って、アクスルのクロスピースは、今や図１の長さＬ１よりも短い長さＬ２にわたり曲がることができる。

その結果、横断面及び材料が図１のものと同一であれば、図１の剛性Ｋ１よりも大きなアクスルの横剛性Ｋ２が得られると共に、曲げはクロスピースの長さＬ２の間に限定される。

加えて、本発明に基づいて設計され装着された受け皿は、クロスピースの捩り剛性が部分Ｓ１（フレキシブルアクスルの場合はほぼオープンである）と縦アームに植設されたクロスピースの部分Ｓ２との間でスムーズに変動することを可能にする。これは、クロスピースが縦アームに植設されるところに直接的に行なわれる溶接部（継目の形態）の強度に貢献する。

更に、本発明によるアクスルは、同じ程度の横方向厚さを有する先行技術と比較してより少数の部品で製造される。実際に、受け皿は、クロスピースと縦アームとの間の結合部を結束させ、従って、受け皿に加えて補強手段を設けることは不必要である。

従って、本発明によるアクスル製造計画は比較的に単純であり、対応の組立て時間が短縮される。

従って、本発明に基づいてアクスルを製造するコストに関して種々の利点が予測されうる。

前述の補強手段は、前記クロスピースと前記縦アームの１つとを接続する少なくとも１つの実質的に二次元のもしくは平らな部分を備えるのが好ましい。

補強機能を提供するための簡単且つ効果的な手段がこうして得られ、この手段は、受け皿に容易に接続されることができ、或いは受け皿にまさに備えることができる。

有利なのは、前記部分（単数又は複数）が、基本的に、前記クロスピース及び前記縦アームにより画定される面にあること、又はそれに平行な面にあることである。

このようにして、補強部分は、アクスルの横剛性を増すように最適に位置決めすることができる。実際に、補強部分の面はひいては、応力がホイール支えに（ホイールの軸線に沿って）作用する面に平行な面である。

好適な実施形態によると、前記受け皿の各々は、サスペンションスプリングを支持するよう意図された支持表面を有しており、この支持表面は、前記補強手段とは異なると共に、そこに接合縁部により接続されている。

この場合、前記支持表面及び前記縁部は、前記サスペンションスプリングの一端を受けるよう意図された凹部を形成するのが有利である。

これは、アクスルに対するサスペンションスプリングの適正な位置決め及び保持に貢献する。

好適な解決策によると、前記補強手段は、具体的に言うと、前記クロスピースの一部、縦アームのうちの一方の一部、及び前記接合縁により画定される二次元の表面からなっている。

こうして、補強手段を提供するため、クロスピース、対応する縦アーム、及びサスペンションスプリングの支持表面の間の、アクスルの各隅部において利用できるスペースの全て（或いは殆ど全て）が使用される。

アクスルに作用しうる曲げ応力は、上述のように画定された二次元の表面全体にわたりこうして分散される。

有利なのは、前記受け皿形成部は、少なくとも、前記クロスピースに面して配置された前記受け皿形成部の側に、前記補強部分の面にある溶接領域を有していて、前記受け皿形成部を前記クロスピースに固定する連続溶接継目を有している。

従って、受け皿は簡単な設計であると共に、製造コストが安価である。更に、受け皿及びクロスピース間の溶接部は単一工程で形成される。

有利な解決策によると、前記受け皿形成部は、その、１つの縦アームに面して配置された側に、自由端が前記受け皿形成部を前記縦アームに固定する溶接継目を備えて前記縦アームと実質的に平行に延在している少なくとも１つのタブを有しており、受け皿はまた、１つの縦アームとは反対の前記受け皿の側に、前記縦アームの外面形状の一部に接触する凹形縁部を有しており、この凹形縁部が前記受け皿形成部を前記クロスピースに固定する溶接継目を有している。

受け皿、縦アーム及びクロスピース間の接続は、アクスルが自動車の使用中に大きな応力にさらされても、こうして効果的且つ信頼性ある方法で得られる。

前記受け皿形成部は鋼板で製作されるのが好ましい。

このような材料は、安価であると共に、加工が比較的に容易であるという利点を有している。

この場合、受け皿は型抜きにより形成されるのが好ましい。

具体的に言うと、受け皿を他の材料で製作することにより及び／又は成形することにより、その他の実施形態ももちろん想到することができる。

別の特性によると、前記タブは、各縦アームの断面の最も高い部分に又はその領域内に溶接される。

このようにして、組み込まれた補強手段は、応力がホイールの軸線に沿って作用すると共にホイール支えにより伝達される面の受け皿と一緒にされる。

理想的な構造は、補強手段をホイール軸心のレベルに直接的に設けることからなるであろうことを述べておく。

前記溶接領域は、前記クロスピースの断面の最も高い部分に又はその領域内に溶接されることが好ましい。

受け皿及びクロスピースの間にこうして造られた溶接部は、各受け皿がクロスピース上の例えば中間高さのところに溶接される結合部よりも少なくとも良好かつ十分な疲労強度を備えている。

前記ニ次元の部分は、ホイール支え又はその領域まで前記縦アームに沿って延在していることが好ましい。

従って、ホイール軸心に関して位置決めされた、補強手段は、ホイール支えにより伝達された応力を吸収し分散させる。

別の有利な特性によると、前記受け皿の各々を位置決め及び／又は保持するための前記手段は、前記サスペンションスプリングを支持するように意図された支持表面に形成されたセンタリング用突起部を備えており、前記センタリング用突起部は型打ちにより製造される。

本発明また、自動車のフレキシブルアクスルに備え付けるよう意図された、少なくとも１つのサスペンションスプリングを位置決め及び／又は保持するための手段を有する受け皿であって、クロスピースをアクスルの縦アームに接続するために設けられていて、前記受け皿は前記アクスルの横剛性を増すよう意図された補強手段を備えていることを特徴とする、受け皿に関するものである。

本発明はまた、受け皿と呼ばれる少なくとも１つの部品にそれぞれ固定される２つの縦アームを接続するクロスピースを備え、少なくとも１つのサスペンションスプリングを位置決め及び／又は保持するための手段を有する、少なくとも１つのアクスルを備えた自動車において、前記クロスピースは、前記アクスルの横剛性を増すよう意図された補強手段を備えた少なくとも１つの受け皿により各縦アームに接続されることを特徴とする、自動車に関するものである。

本発明のその他の特徴及び利点は、例証であって非限定的な例として提供されている本発明の好適な実施形態についての以下の記載からより明瞭になるであろう。

既に述べたように、本発明の原理は、アクスルの横剛性を増すべく設けられた受け皿を使用してクロスピースを縦アームの各々と接続することからなる。

図３を参照すると、かかるフレキシブルアクスルは、２つの縦アーム２を接続するクロスピース１を備えており、各縦アームは、
−ホイール支えプレート２１と、
−アクスルを車両シャシーに接続するブッシュ２２と、
−ショックアブソーバと協働する手段２３と、
を支持している。

本発明のこの実施形態によると、受け皿３は、アクスル１及び縦アーム２により形成された隅部に設けられており、各受け皿は、アクスルの横剛性を増すよう意図された補強手段を形成する二次元の表面３１を有している。

この受け皿は、図４において、アクスルから分離され示されている。

図４に示すように、本発明による受け皿は、型抜きにより鋼板から製作されていると共に、サスペンションスプリングの基部を支持するよう意図された表面３２を有している。

目安として、板の材料はＨＥ３６０Ｄのような等級の鋼であり、この板は３ｍｍの厚さを有している。

型抜き工程中に、センタリング用突起部３３が形成され、これは、サスペンションスプリングが所定位置に位置決めされ且つ保持されるのを可能にする。

穴３４もまた受け皿３の支持表面３２に形成されるが、前記穴３４の機能は、それ自体既知の方法で、アセンブリラインにおける自動システムの把持手段を提供することである。

明確に示したように、支持表面３２は、前記支持表面３２を二次元の表面３１に接続して補強手段を形成する縁部３５により境界を定められている。

従って、支持表面３２及び縁部３５は、表面３１に関して、サスペンションスプリングの１巻き以上の端部を受け入れるよう意図された中空凹部を形成する。

より具体的には、縁部の寸法は、受け皿３の中空凹部が深絞りされた部分により、即ち、材料の絞りに関するその厚さが材料の引裂き限界に接近する絞り作業により得られるようになっている。

加えて、受け皿３は、その、クロスピース１に対向して配置されるよう意図された側に、受け皿及びクロスピース間の安定した結合を確実にする連続溶接継目を有するよう考えられた溶接領域３６（表面３１の境界にある）を有している。

受け皿３は、その他側（縦アームに対向して配置されるよう意図されている）に、
−対応の縦アームと平行に延在するよう配設されると共に、受け皿を前記対応の縦アームに確実に固定する溶接継目を有するよう意図されたタブ３７、
−対応の縦アームの外面形状の一部と接触するよう配列されると共に、受け皿を前記縦アームに確実に取り付ける溶接継目を有するよう意図された凹形の縁部３８、
を有している。

図３に示すように、補強手段を形成する表面３１は、クロスピース１、縦アーム２及び受け皿３の縁部３５により画定されるスペース中に延在するように配設されている。

図示のように、各受け皿の表面３１は、ホイール支え板２１まで対応の縦アーム２に沿って延在している。

受け皿の確実な接続は、具体的に言うと、
−溶接領域がクロスピースを覆い易いように、受け皿の溶接領域３６がクロスピース１上に溶接されること、
−タブがクロスピースを覆い易いように、受け皿のタブ３７が縦アーム２上に溶接されること、
を可能にすると述べておく。

先行技術によるフレキシブルアクスルの概略表示である。 本発明によるフレキシブルアクスルの概略表示である。 本発明によるアクスルの斜視図である。 本発明によるアクスルに装備するよう意図された受け皿の斜視図である。

Claims (14)

1. 少なくとも１つのサスペンションスプリングを位置決め及び／又は保持する手段（３３）を備えた、受け皿（３）と呼ばれる、少なくとも１つの部品をそれぞれ取付けた２つの縦アーム（２）を接続するクロスピース（１）を備えている自動車用フレキシブルアクスルにおいて、
   前記クロスピース（１）が、前記受け皿（３）によって各前記縦アーム（２）に接続され、
   前記受け皿（３）の各々が、フレキシブルアクスルの横剛性を増すように構成された補強プレート（３１）と、サスペンションスプリングを支持するように構成され、かつ前記補強プレートから下方に離れた位置にある支持表面（３２）と、前記補強プレート（３１）および前記支持表面（３２）を接続する接合縁部（３５）とを有し、
   前記接合縁部（３５）が上面視で略Ｓ字状に形成され、
   前記補強プレート（３１）が前記縦アーム（２）の上端に対応して配置され、
   前記支持表面（３２）が前記縦アーム（２）の下端に対応して配置され、
   前記Ｓ字状の接合縁部（３５）の前側の湾曲部分が、前記クロスピース（１）と前記縦アーム（２）との間で延びる前記受け皿（３）の車幅方向内側の縁部に沿って配置され、
   前記Ｓ字状の接合縁部（３５）の後側の湾曲部分が、前記支持表面（３２）の周囲のうち車幅方向外側に配置され、
   前記支持表面（３２）及び前記接合縁部（３５）が、前記サスペンションスプリングの一端を保持するように凹部を形成していることを特徴とするフレキシブルアクスル。
2. 前記補強プレート（３１）は、前記クロスピース（１）と前記縦アーム（２）の１つとを直接に接続する、略平面状の少なくとも１つの部分を備えていることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルアクスル。
3. 前記略平面状の部分は、前記クロスピース（１）及び前記縦アーム（２）により規定される面、または該規定される面と平行な面に設けられていることを特徴とする請求項２に記載のフレキシブルアクスル。
4. 前記補強プレート（３１）は、前記クロスピース（１）の一部、一方の前記縦アーム（２）の一部、及び前記接合縁部（３５）によって、境界を定められた平面状の表面から構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のフレキシブルアクスル。
5. 前記受け皿（３）を形成する前記部品は、少なくとも、前記クロスピース（１）に対向して配置された前記部品の側に、前記部品を前記クロスピース（１）に固定する連続溶接部を支持する前記補強プレート（３１）の面にある溶接領域（３６）を有していることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のフレキシブルアクスル。
6. 前記受け皿（３）を形成する前記部品は、少なくとも、１つの前記縦アーム（２）に対向して配置された前記部品の側に、少なくとも１つのタブ（３７）を有しており、前記タブ（３７）についての自由縁は、前記縦アーム（２）に実質的に平行に延在し、前記部品を前記縦アーム（２）に固定する溶接部を支持しており、前記受け皿（３）はまた、１つの前記縦アーム（２）に対向すると共に前記縦アーム（２）の外面形状の一部に適合する凹形の縁部（３８）を備えており、前記凹形の縁部（３８）は前記部品（３）を前記縦アーム（２）に固定する溶接部を支持していることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載のフレキシブルアクスル。
7. 前記受け皿（３）を形成する前記部品は鋼板から製作されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のフレキシブルアクスル。
8. 前記受け皿（３）を形成する前記部品は型抜きにより作製されていることを特徴とする請求項７に記載のフレキシブルアクスル。
9. 前記受け皿（３）を形成する前記部品は、少なくとも、１つの前記縦アーム（２）に対向して配置された前記部品の側に、少なくとも１つのタブ（３７）を有しており、
   前記タブ（３７）は、各縦アーム（２）の断面の最も高い部分又は前記各縦アーム（２）の断面の最も高い部分の近くに溶接されていることを特徴とする請求項５〜８のいずれか１項に記載のフレキシブルアクスル。
10. 前記受け皿（３）を形成する前記部品は、少なくとも、前記クロスピース（１）に対向して配置された前記部品の側に、前記部品を前記クロスピース（１）に固定する連続溶接部を支持する前記補強プレート（３１）の面にある溶接領域（３６）を有し、
    前記溶接領域（３６）は、前記クロスピース（１）の断面の最も高い部分又は前記クロスピース（１）の断面の最も高い部分の近くに溶接されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のフレキシブルアクスル。
11. 前記補強プレート（３１）が、前記クロスピース（１）と前記縦アーム（２）の１つとを直接に接続する、略平面状の少なくとも１つの部分から構成され、
    前記略平面状の部分は、ホイール支え（２１）又は前記ホイール支え（２１）の近くのところまで前記縦アーム（２）に沿って延在していることを特徴とする請求項２〜１０のいずれか１項に記載のフレキシブルアクスル。
12. 前記受け皿の各々の前記位置決め及び／又は保持手段（３３）は、前記サスペンションスプリングを支持することになる前記支持表面（３２）に形成されたセンタリング用突起部から構成されており、前記センタリング用突起部は型抜きにより作製されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のフレキシブルアクスル。
13. ２つの縦アーム（２）を接続するクロスピース（１）を備え、自動車用フレキシブルアクスルに取り付けられるよう構成された、少なくとも１つのサスペンションスプリングを位置決め及び／又は保持するための手段（３３）を備えた受け皿において、
    受け皿（３）が、フレキシブルアクスルの横剛性を増すように構成された補強プレート（３１）と、サスペンションスプリングを支持するように構成され、かつ前記補強プレートから下方に離れた位置にある支持表面（３２）と、前記補強プレート（３１）および前記支持表面（３２）を接続する接合縁部（３５）とを有し、
    前記接合縁部（３５）が上面視で略Ｓ字状に形成され、
    前記補強プレート（３１）が前記縦アーム（２）の上端に対応して配置され、
    前記支持表面（３２）が前記縦アーム（２）の下端に対応して配置され、
    前記Ｓ字状の接合縁部（３５）の前側の湾曲部分が、前記クロスピース（１）と前記縦アーム（２）との間で延びる受け皿（３）の車幅方向内側の縁部に沿って配置され、
    前記Ｓ字状の接合縁部（３５）の後側の湾曲部分が、前記支持表面（３２）の周囲のうち車幅方向外側に配置され、
    前記支持表面（３２）及び前記接合縁部（３５）が、前記サスペンションスプリングの一端を保持するように凹部を形成していることを特徴とする受け皿。
14. ２つの縦アーム（２）を接続するクロスピース（１）を備えた少なくとも１つのアクスルを装備しており、各前記縦アーム（２）が、少なくとも１つのサスペンションスプリングを位置決め及び／又は保持するための手段（３３）を備えた受け皿（３）と呼ばれる少なくとも１つの部品に固定されている自動車において、
    前記クロスピース（１）が、前記受け皿（３）によって各前記縦アーム（２）に接続され、
    前記受け皿（３）の各々が、フレキシブルアクスルの横剛性を増すように構成された補強プレート（３１）と、サスペンションスプリングを支持するように構成され、かつ前記補強プレートから下方に離れた位置にある支持表面（３２）と、前記補強プレート（３１）および前記支持表面（３２）を接続する接合縁部（３５）とを有し、
    前記接合縁部（３５）が上面視で略Ｓ字状に形成され、
    前記補強プレート（３１）が前記縦アーム（２）の上端に対応して配置され、
    前記支持表面（３２）が前記縦アーム（２）の下端に対応して配置され、
    前記Ｓ字状の接合縁部（３５）の前側の湾曲部分が、前記クロスピース（１）と前記縦アーム（２）との間で延びる前記受け皿（３）の車幅方向内側の縁部に沿って配置され、
    前記Ｓ字状の接合縁部（３５）の後側の湾曲部分が、前記支持表面（３２）の周囲のうち車幅方向外側に配置され、
    前記支持表面（３２）及び前記接合縁部（３５）が、前記サスペンションスプリングの一端を保持するように凹部を形成していることを特徴とする自動車。

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