专利名称：铸造悬架梁构造的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及由铸造成型的，并且包含悬架前横梁、悬架后横梁以及一对悬架侧梁而构成的铸造悬架梁构造。
背景技术：
以前，作为用于支承悬架臂及转向齿轮箱的部件，配设有悬架梁。例如，特开平6-298121号公报所公开的悬架梁就是公知的。一般而言，悬架梁是通过对钢板进行冲压成型而制成的，不过，近来从轻量化的观点出发，对于使用铝合金等由铸造来制造悬架梁的需求正在兴起。
不过，如果采用铸造悬架梁构造，既要确保对来自悬架臂的输入的刚性，又要确保前面冲撞时的能量吸收性能，就非常难。
虽然如此，如果是对钢板进行冲压成型而制成悬架梁，在能够确保对来自悬架臂的输入的刚性的形状的基础上，在前面冲撞时欲使之变形的部位设置规定形状的凸起部等，就能够在一定程度上实现预定的变形模式。相比之下，在使用铝合金等铸造而成的悬架梁的情况下，由于本来就具有比冲压成型品的悬架梁疲劳强度低的特性，因而难以用作前面冲撞时主动变形的构造。
实用新型内容本实用新型考虑到上述事实，目的是获得一种铸造悬架梁构造，使得既可确保对来自悬架臂的输入的刚性，又可确保前面冲撞时的能量吸收性能。
为此，提供一种铸造悬架梁构造，其构成包括由铸造成型的，并且大致以车辆宽度方向为纵长方向而配置的悬架前横梁及悬架后横梁；和大致以车辆前后方向为纵长方向而配置的一对悬架侧梁，其特征在于在上述悬架侧梁上，沿其纵长方向，设有高刚性部，在上述悬架后横梁与上述悬架侧梁交叉的部位设有低刚性部。
根据上述铸造悬架梁构造，悬架梁的构成包括由铸造成型的，并且大致以车辆宽度方向为纵长方向而配置的悬架前横梁及悬架后横梁；和大致以车辆前后方向为纵长方向而配置的一对悬架侧梁。
此处，在上述悬架侧梁上，沿其纵长方向，设有高刚性部，因而能够以该高刚性部对来自悬架臂的输入进行支承。因此，能够确保对来自悬架臂的输入的刚性。
并且，在本实用新型中，由于在上述悬架后横梁与上述悬架侧梁交叉的部位设有低刚性部，因而前面冲撞时由该低刚性部确保了的变形行程。因此，能够确保前面冲撞时的能量吸收性能。
还有，根据本实用新型当然的观点，提供一种铸造悬架梁构造，以分别设在前侧及后侧的多个安装点安装在车体一侧，其构成包括由铸造成型的，并且大致以车辆宽度方向为纵长方向而配置的悬架前横梁及悬架后横梁；和大致以车辆前后方向为纵长方向而配置的一对悬架侧梁，其特征在于在上述悬架侧梁上，沿其纵长方向，设有高刚性部，在上述悬架后横梁与上述悬架侧梁交叉的部位，在后部一侧安装点的前方一侧，设有低刚性部。
根据上述铸造悬架梁构造，其构成包括由铸造成型的，并且大致以车辆宽度方向为纵长方向而配置的悬架前横梁及悬架后横梁；和大致以车辆前后方向为纵长方向而配置的一对悬架侧梁，再以分别设在前侧及后侧的多个安装点安装在车体一侧，此处，由于在上述悬架侧梁上，沿其纵长方向设有高刚性部，因而能够由该高刚性部对来自悬架臂的输入进行支承。因此，能够确保对来自悬架臂的输入的刚性。并且，由于在上述悬架后横梁和上述悬架侧梁交叉的部位，在后侧安装点的前方一侧设有低刚性部，因而前面冲撞时通过该低刚性部而确保了变形进程。因此，能够确保前面冲撞时的能量吸收性能。
还有，上述铸造悬架梁构造，适宜的是，其特征在于把上述高刚性部设定成使其把前侧安装点与后侧安装点连接起来，上述低刚性部与上述高刚性部中位于上述后侧安装点的前方一侧的规定范围的部分相连接。
根据上述铸造悬架梁构造，由于把上述高刚性部设定成使其把前侧安装点与后侧安装点连接起来，上述低刚性部与上述高刚性部中位于上述后侧安装点的前方一侧的规定范围的部分相连接，因此，前面冲撞时的冲撞负荷被输入到悬架梁的话，向低刚性部挤入(进入)的负荷就会对高刚性部中与低刚性部的连接部分进行作用。因此，不仅低刚性部自身会产生变形，随着低刚性部的变形，高刚性部中与低刚性部的连接部分也会被拉到低刚性部一侧而产生变形。即，能够获得高刚性部和低刚性部的协动作用。
还有，上述铸造悬架梁构造，适宜的是，其特征在于上述高刚性部由沿车辆前后方向延伸的的第1加强筋和一端连接于第1加强筋、向车辆宽度方向内侧延伸的一条或二条以上的第2加强筋构成，并且，上述第2加强筋设在与上述低刚性部不重合的范围。
根据上述铸造悬架梁构造，由于上述高刚性部由沿车辆前后方向延伸的的第1加强筋和一端连接于第1加强筋、向车辆宽度方向内侧延伸的一条或二条以上的第2加强筋构成，因而通过第2加强筋使第1加强筋得以加强。因此，能够提高对来自通常行驶时的悬架臂的输入的刚性。并且，由于上述第2加强筋设在与低刚性部不重叠的范围，因而前面冲撞时不会阻碍低刚性部的变形。还有，在第1加强筋自身得不到第2加强筋的支承力的范围，就易于变形。
还有，适宜的是，上述低刚性部的板厚比普通部的板厚薄。
由于上述低刚性部为比普通部薄的板厚，因而能够使得上述低刚性部具有低刚性。因此，在诸如车辆前面冲撞时就能够使悬架梁在该部分易于变形。
此时，适宜的是，上述低刚性部包含在车辆前后方向长、在车辆宽度方向短、细长形状的、从上述普通部凸起的挤压凸起部。
由于上述低刚性部上具有上述挤压凸起部，因而在车辆前面冲撞时，就能够使悬架梁向车辆宽度方向内侧产生塑性变形，就能够充分地确保变形进程。
还有，适宜的是，上述低刚性部包含在车辆宽度方向并排设置的一对上述挤压凸起部。再有，适宜的是，上述低刚性部包含三角形状的、从上述普通部凸起的挤压凸起部。并且还有，适宜的是，上述低刚性部包含在车辆前后方向长、在车辆宽度方向短、细长形状的、开口的挤压凸起部。
为理解后面要详细说明的本实用新型的实施方式，请参考以下附图，为此，先简单进行说明。即图1(A)是按通常行驶时的状态表示第1实施方式的铸造悬架梁构造的局部的放大俯视图，(B)是按前面冲撞时的状态表示该铸造悬架梁构造的局部的放大俯视图，(C)是表示挤压凸起部的剖面形状的C-C线剖面图。
图2是表示第1实施方式的前悬架梁的整体构成的俯视图。
图3是表示第1实施方式的前悬架梁的整体构成的立体图。
图4是第2实施方式，(A)表示挤压凸起部的局部的放大俯视图，(B)表示该挤压凸起部的剖面形状的B-B线剖面图。
图5是第2实施方式的第1变形例，(A)是表示挤压凸起部的局部的放大俯视图，(B)是表示开口的剖面形状的B-B线剖面图。
图6是第2实施方式的第2变形例，(A)是表示挤压凸起部的局部的放大俯视图，(B)是表示该挤压凸起部的剖面形状的B-B线剖面图。
具体实施方式
〔第1实施方式〕以下，用图1～图3，对采用本实用新型的第1实施方式的前悬架梁(suspension member)10进行说明。
图3表示本实施方式的前悬架梁10的整体构成的立体图，还有，图2表示该前悬架梁10的整体构成的俯视图。再有，图1是表示该前悬架梁10的局部的放大俯视图等。
如图3及图2所示，前悬架梁10包含沿车辆宽度方向、前后平行配置的一对前悬架前横梁(cross member)12及前悬架后横梁14和沿车辆前后方向、左右平行配置的一对前悬架侧梁(front suspension sidemember)16、18而构成，作为整体，从上方看去形成为井型形状。还有，该前悬架梁10通过采用铝合金的铸造(铝压铸die-cast)而构成。
在上述的前悬架梁10的前悬架前横梁12的前面的两边部，一体形成了用于安装未图示的转向齿轮箱的齿轮箱安装部42，在该齿轮箱安装部42上形成的螺钉插通孔43中插入未图示的螺钉，并将其紧固于螺母，转向齿轮箱就被固定。
还有，在前悬架梁10的一对前部边部，前后平行地一体地形成了用于可以摇动地安装未图示的左右一对前悬架臂的内侧端部的前侧安装底座24及后侧安装底座26。在该前侧安装底座24及后侧安装底座26上同轴地形成了螺钉插通孔28，在两者间，被压入到前悬架臂的内侧的端部中的套筒为插入配置的状态，把螺钉插入到螺钉插通孔28内，由螺母紧固，左右一对前悬架臂就可摇动地受到轴支承。
此处，如图1等所示，在本实施方式中，在上述的前悬架梁10的前悬架侧梁16、18的外缘部，一体地形成了沿车辆前后方向延伸的带状的第1加强筋50。各第1加强筋50直立而设，对设在前悬架梁10的四角的前侧安装部52和后侧安装部54进行前后连接。
并且，在上述第1加强筋50的内侧，沿车辆宽度方向，多个直角三角形状的第2加强筋56直立而设。该第2加强筋56沿车辆前后方向以规定的间隔而配置，外侧端部以直交的状态连接于第1加强筋50。
还有，在上述前悬架梁10的后侧安装部54的前方一侧，在规定的范围(图1(A)中以斜线表示的三角形状的范围)形成了薄壁部58。薄壁部58的板厚t(参照图1(C))设定得比前悬架梁10的普通部60的板厚薄。因此，特意把薄壁部58的面刚性设定得比普通部60的面刚性低。另外，把上述第2加强筋56设定为与该薄壁部58的形成范围不重叠。
并且，在上述薄壁部58上的第1加强筋50的后端侧的内侧，形成了从上方看去为细长的椭圆形状或以2个半圆和2条直线构成的形状并且向上方一侧凸起的剖面帽(hut)形状的挤压凸起部(crushbead)62。挤压凸起部62对第1加强筋50的后端侧大体平行而形成。由于形成了该挤压凸起部62，因而该挤压凸起部62的形成部位的刚性在车辆前后方向变高(变得难于变形)，在车辆宽度方向变低(变得易于变形)。
其次，对本第1实施方式的作用及效果进行说明。
在前悬架梁10上的一对前悬架侧梁16、18的外缘部，左右一对第1加强筋50大体上沿车辆前后方向直立而设，因而在前悬架梁10的车辆前后方向的刚性比通常的高。并且，由于第1加强筋50上连接有在车辆宽度方向延伸的多条第2加强筋56，因而支承刚性得以提高。这样，前悬架梁10的车辆前后方向的刚性就得以充分确保。因此，如果通常行驶时从未图示的悬架臂对前悬架梁10输入负荷F(参照图1(A))，前悬架梁10就会变形，而不会产生断裂等破损。
另一方面，前面冲撞时，对车辆后方一侧的冲撞负荷就会输入到前悬架梁10的一对前悬架侧梁16、18上。此处，在本实施方式中，由于在后侧安装部54的前方一侧形成了薄壁部58，因而在车辆宽度方向的刚性比普通部60低。并且，由于在薄壁部58的形成范围内形成了与第1加强筋50的后端侧大体平行的挤压凸起部62，因而在车辆宽度方向易于变形。此外，前述的第2加强筋56设置在与薄壁部58不重叠的范围，因而第1加强筋50的后端侧与前端侧相比，易于向车辆宽度方向变形。据此，如果输入冲撞负荷，如图1(B)所示，第1加强筋50的后端侧(配置在最末尾的第2加强筋56和后侧安装部54之间的部分)就会向车辆宽度方向内侧产生压缩塑性变形。即，变形以如下方式展开第1加强筋50的后端侧把挤压凸起部62向凸起部宽度方向挤破，同时向薄壁部58的内部侵入。根据上述作用，采用本实施方式就能充分地确保前面冲撞时的前悬架梁10的变形进程。
如上所述，在本第1实施方式的铸造悬架梁构造中，在前悬架侧梁16、18上沿其纵长方向设有第1加强筋50，同时，在前悬架后横梁14与前悬架侧梁16、18交叉的部位(后侧安装部54的前方一侧)上设有薄壁部58及挤压凸起部62，因而既可确保对来自前悬架臂的输入的刚性，又可确保前面冲撞时的能量吸收性能。
还有，在本第1实施方式的铸造悬架梁构造中，由于设有第1加强筋50，它把前侧安装部52和后侧安装部54连接起来，薄壁部58连接于第1加强筋50中位于后侧安装部54的前方一侧的规定范围的部分，因此，如果前面冲撞时的冲撞负荷输入到前悬架梁10上的话，不仅薄壁部58及挤压凸起部62自体产生变形，随着薄壁部58及挤压凸起部62的变形，还会起到把第1加强筋50上的与薄壁部58的连接部分拉到薄壁部58一侧的作用。即，在本实施方式中，第1加强筋50与薄壁部58的协动作用的结果，能够使第1加强筋50有效且迅速向车辆宽度方向内侧产生变形。结果，采用本第1实施方式，就能够提高前面冲撞时的能量吸收性能。
并且，在本第1实施方式的铸造悬架梁构造中，不仅设有大体沿车辆前后方向延伸的第1加强筋50，还以与其直接交方式把在车辆宽度方向延伸的多条第2加强筋56的端部连接于第1加强筋50，因而能够通过多条第2加强筋56来加固第1加强筋50。因此，能够提高对来自通常行驶时的前悬架臂的输入的刚性。此外，第2加强筋56设在与薄壁部58不重叠的范围，因而前面冲撞时第2加强筋56不会阻碍薄壁部58的变形。还有，第1加强筋50自身在不能得到来自第2加强筋56的支承力的范围，就易于变形。结果，采用本第1实施方式，就能够以更高的精度既确保对来自前悬架臂的输入的刚性，又确保前面冲撞时的能量吸收性能。
还有，在本第1实施方式的铸造悬架梁构造中，由于在前悬架梁10的后侧安装部54的前方一侧(即，不属于前悬架梁10的周缘部的地方)设有挤压凸起部62，因而不会产生损坏前悬架梁10的疲劳强度的不利因素。即，对于作为现有技术而列举的专利文献1的情况，在悬架梁的周缘部设有多个切口，不过，如果这样在周边部设置切口的话，通常行驶时就会在切口处发生应力集中，存在疲劳破坏的可能性。可是，在本第1实施方式的情况下，不存在这样的不利因素。
〔第2实施方式〕以下，用图4～图6，对本实用新型的铸造悬架梁构造的第2实施方式(挤压凸起部的几种变形)进行说明。另外，对于与前述的第1实施方式相同构成部分，付与相同标号，并省略其说明。
在图4(A)、(B)表示的第2实施方式中，在前悬架梁10的后侧安装部54的前方一侧，形成了从上方看去大体形成为等边三角形状的宽幅的挤压凸起部70。挤压凸起部70的一边与第1加强筋50大体平行。
另外，挤压凸起部70以外的构成(第1加强筋50、第2加强筋56的设定及薄壁部58的设定等)，与前述的第1实施方式相同(这一点，后述的图5及图6表示的第2实施方式的变形例的情况也相同)。
在图5(A)、(B)表示的第2实施方式的第1的变形例中，在前悬架梁10的后侧安装部54的前方一侧，形成了与第1实施方式的挤压凸起部62相比，俯视形状大体相同的开口72。
在图6(A)、(B)表示的第2实施方式的第2的变形例中，在车辆宽度方向并排设有比第1实施方式的挤压凸起部62的宽度窄的、更细长的一对挤压凸起部74。
采用上述图4、图5、图6中的任意一种构成，都能够获得与前述的第1实施方式相同的作用、效果。
〔实施方式的补充说明〕在上述的第1及第2实施方式中，对前悬架梁10采用了本实用新型的铸造悬架梁构造，不过，并不限于此，对后悬架梁也可以采用本实用新型。
还有，在上述的第1及第2实施方式中，作为高刚性部采用了设有第1加强筋50及第2加强筋56的构成，不过，并不限于此，也可以采用加强筋以外的构成(例如，加厚板厚等)。
再有，在上述的第1及第2实施方式中，作为低刚性部，同时采用了薄壁部58和挤压凸起部62、70、74或开口72，不过，并不限于此，也可以只用其中的一种来构成低刚性部。
如上所述，本实用新型的铸造悬架梁构造包括由铸造成型的，并且大致以车辆宽度方向为纵长方向而配置的悬架前横梁及悬架后横梁；和大致以车辆前后方向为纵长方向而配置的一对悬架侧梁，其中，在悬架侧梁上，沿其纵长方向，设有高刚性部，并且在悬架后横梁与悬架侧梁交叉的部位设有低刚性部，因此，具有如下良好效果既可确保对来自前悬架臂的输入的刚性，又可确保前面冲撞时的能量吸收性能。
还有，本实用新型的铸造悬架梁构造，以分别设在前侧及后侧的多个安装点安装在车体一侧，其构成包括由铸造成型的，并且大致以车辆宽度方向为纵长方向而配置的悬架前横梁及悬架后横梁；和大致以车辆前后方向为纵长方向而配置的一对悬架侧梁，其中，在悬架侧梁上，沿其纵长方向，设有高刚性部，并且在悬架后横梁与悬架侧梁交叉的部位，在后侧安装点的前方一侧，设有低刚性部，因此，具有如下良好效果既可确保对来自前悬架臂的输入的刚性，又可确保前面冲撞时的能量吸收性能。
还有，再在本实用新型的铸造悬架梁构造中，把高刚性部设定成使其把前侧安装点与后侧安装点连接起来，低刚性部与高刚性部中位于后侧安装点的前方一侧的规定范围的部分相连接，因此，具有如下良好效果前面冲撞时通过高刚性部和低刚性部的协动作用就能够使两者变形，结果，就能够使得前面冲撞时的能量吸收性能得以提高。
还有，在本实用新型的铸造悬架梁构造中，高刚性部由沿车辆前后方向延伸的的第1加强筋和一端连接于第1加强筋、向车辆宽度方向内侧延伸的一条或二条以上的第2加强筋构成，并且，上述第2加强筋设在与低刚性部不重叠的范围，因此，具有如下良好效果能够以更高的精度既确保对来自前悬架臂的输入的刚性，又确保前面冲撞时的能量吸收性能。
权利要求1.一种铸造悬架梁构造，其构成包括由铸造成型的，并且大致以车辆宽度方向为纵长方向而配置的悬架前横梁(12)及悬架后横梁(14)；和大致以车辆前后方向为纵长方向而配置的一对悬架侧梁(16，18)，其特征在于在上述悬架侧梁(16，18)上，沿其纵长方向，设有高刚性部，在上述悬架后横梁(14)与上述悬架侧梁(16，18)交叉的部位设有低刚性部(58)。
2.根据权利要求1所述的铸造悬架梁构造，其特征在于上述高刚性部由沿车辆前后方向延伸的的第1加强筋(50)和一端连接于第1加强筋(50)、向车辆宽度方向内侧延伸的一条或二条以上的第2加强筋(56)构成，并且，上述第2加强筋(56)设在与上述低刚性部(58)不重叠的范围。
3.根据权利要求1或2所述的铸造悬架梁构造，其特征在于上述低刚性部(58)的板厚比普通部(60)的板厚薄。
4.根据权利要求3所述的铸造悬架梁构造，其特征在于上述低刚性部(58)包含在车辆前后方向长、在车辆宽度方向短、细长形状的、从上述普通部(60)凸起的挤压凸起部(62，74)。
5.根据权利要求4所述的铸造悬架梁构造，其特征在于上述低刚性部(58)包含在车辆宽度方向并排设置的一对上述挤压凸起部(74)。
6.根据权利要求3所述的铸造悬架梁构造，其特征在于上述低刚性部(58)包含三角形状的、从上述普通部凸起的挤压凸起部(70)。
7.根据权利要求3所述的铸造悬架梁构造，其特征在于上述低刚性部(58)包含在车辆前后方向长、在车辆宽度方向短、细长形状的、开口的挤压凸起部(72)。
8.一种铸造悬架梁构造，以分别设在前侧及后侧的多个安装点(52，54)安装在车体一侧，其构成包括由铸造成型的，并且大致以车辆宽度方向为纵长方向而配置的悬架前横梁(12)及悬架后横梁(14)；和大致以车辆前后方向为纵长方向而配置的一对悬架侧梁(16，18)，其特征在于在上述悬架侧梁(16，18)上，沿其纵长方向，设有高刚性部，在上述悬架后横梁(14)与上述悬架侧梁(16，18)交叉的部位，在后部一侧安装点(54)的前方一侧，设有低刚性部(58)。
9.根据权利要求8所述的铸造悬架梁构造，其特征在于把上述高刚性部设定成使其把前侧安装点(52)与后侧安装点(54)连接起来，上述低刚性部(58)与上述高刚性部中位于上述后侧安装点(54)的前方一侧的规定范围的部分相连接。
10.根据权利要求8或9所述的铸造悬架梁构造，其特征在于上述高刚性部由沿车辆前后方向延伸的的第1加强筋(50)和一端连接于第1加强筋(50)、向车辆宽度方向内侧延伸的一条或二条以上的第2加强筋(56)构成，并且，上述第2加强筋(56)设在与上述低刚性部(58)不重叠的范围。
11.根据权利要求8或9所述的铸造悬架梁构造，其特征在于上述低刚性部(58)的板厚比普通部(60)的板厚薄。
12.根据权利要求10所述的铸造悬架梁构造，其特征在于上述低刚性部(58)的板厚比普通部(60)的板厚薄。
13.根据权利要求11所述的铸造悬架梁构造，其特征在于上述低刚性部(58)包含在车辆前后方向长、在车辆宽度方向短、细长形状的、从上述普通部(60)凸起的挤压凸起部(62，74)。
14.根据权利要求12所述的铸造悬架梁构造，其特征在于上述低刚性部(58)包含在车辆前后方向长、在车辆宽度方向短、细长形状的、从上述普通部(60)凸起的挤压凸起部(62，74)。
15.根据权利要求13或14所述的铸造悬架梁构造，其特征在于上述低刚性部(58)包含在车辆宽度方向并排设置的一对上述挤压凸起部(74)。
16.根据权利要求11所述的铸造悬架梁构造，其特征在于上述低刚性部(58)包含三角形状的、从上述普通部凸起的挤压凸起部(70)。
17.根据权利要求12所述的铸造悬架梁构造，其特征在于上述低刚性部(58)包含三角形状的、从上述普通部凸起的挤压凸起部(70)。
18.根据权利要求11所述的铸造悬架梁构造，其特征在于上述低刚性部(58)包含在车辆前后方向长、在车辆宽度方向短、细长形状的、开口的挤压凸起部(72)。
19.根据权利要求12所述的铸造悬架梁构造，其特征在于上述低刚性部(58)包含在车辆前后方向长、在车辆宽度方向短、细长形状的、开口的挤压凸起部(72)。
专利摘要本实用新型提供一种铸造悬架梁构造。在铸造而成的前悬架梁(10)两侧部，把前侧安装部(52)和后侧安装部(54)连接起来的第1加强筋(50)直立而设。并且，第1加强筋(50)通过多条第2加强筋(56)而被加固。因此，确保了对来自悬架臂的输入的刚性。还有，在后侧安装部(54)的前方一侧，在从上方看去呈三角形状的范围形成了薄壁部(58)，又在薄壁部(58)上形成了挤压凸起部(62)。因此，确保了前面冲撞时的能量吸收行程，同时保证了能量吸收性能。
文档编号B22D21/00GK2754970SQ200420059199
公开日2006年2月1日 申请日期2004年6月25日 优先权日2003年6月25日
发明者三国敦, 吉川雅之, 铃木雅之, 河本吉弘 申请人:丰田自动车株式会社