车辆下部结构的制作方法

本发明涉及车辆下部结构。

背景技术：

日本专利申请公开第2010-089549号公开了稳定件安装结构，其包括：一对侧构件，其沿车辆前后方向延伸；后横向构件，其沿车辆宽度方向延伸并连接所述一对侧构件；一对下臂，其分别通过一对侧构件可摆动地支撑并且分别支撑一对车轮W；以及稳定件，其连接所述一对车轮的悬架。在这个现有技术中，侧构件各自具有向上或向下突出的稳定件安装部，并且每个稳定件安装部介于侧构件和下臂的固定部与侧构件和后横向构件的连接部之间。

另一个相关技术公开在日本专利申请公开第2012-091693号中。

技术实现要素：

如JP2010-089549A中所描述的，在将稳定件固定在悬架构件的后横向构件的端部的上表面时，需要稳定件不与后横向构件上方的多个构件干涉。因此，例如包括电控致动器的主动稳定件的大稳定件可能难以安装。

此外，当具有高侧倾刚度的稳定件固定到悬架构件时，从稳定件输入到悬架构件的负荷增加，使得悬架构件的板厚需要增加。然而，较厚的悬架构件在碰撞期间可能不太能变形，并且冲击吸收性能降低。因此，具有高侧倾刚度的稳定件可能难以安装。

本发明提供了在确保悬架构件的所期望的冲击吸收性能的同时改善了稳定件的安装性的车辆下部结构。

根据本发明的方案的车辆下部结构包括：悬架构件，其包括沿车辆前后方向延伸的侧梁，所述侧梁包括前接合部和后接合部，所述前接合部布置在所述后接合部的在所述车辆前后方向上的前侧；固定构件，其在所述前接合部和所述后接合部处接合至所述侧梁；以及稳定件，其通过所述固定构件固定至所述侧梁。所述侧梁包括设置在所述前接合部和所述后接合部之间的低强度部，并且所述低强度部具有比所述前接合部和所述后接合部的强度低的强度。

在上面的方案中，所述固定构件可以在所述固定构件的在所述车辆前后方向上的前端部处接合至所述前接合部，并且在所述固定构件的在所述车辆前后方向上的后端部处接合至所述后接合部。

根据所述方案，所述稳定件是通过固定构件固定到如下侧梁：相比于悬架构件中的横向构件，所述侧梁具有布置在其周边区域的小数量的部件。这改善了稳定件的安装性(安装稳定件的灵活性)。

低强度部设置在侧梁的接合固定构件的前端部的前接合部与接合固定构件的后端部的后接合部之间。因此，当冲击负荷沿车辆前后方向输入，侧梁围绕低强度部变形。即使当能够防止侧梁的变形的固定构件接合时，这也能确保侧梁的所期望的冲击吸收性能。

以这种方式，本发明在确保悬架构件的所期望的冲击吸收性能的同时改善了稳定件的安装性。

在所述方案中，所述侧梁可以包括连接所述前接合部和所述后接合部的加强部。

根据所述方案，车辆下部结构增加了抵抗通过稳定件经由固定构件沿车辆上下方向输入到侧梁的负荷(道路输入)的强度。

在所述方案中，所述悬架构件可以是主要含铝的金属的铸件。

根据所述方案，低强度部容易地形成。

在所述方案中，所述稳定件可以通过固定构件固定至所述侧梁的在车辆上下方向上的下表面。

根据所述方案，所述稳定件通过固定构件固定至侧梁的与上表面侧相比布置小数量的部件的下表面，从而进一步改善稳定件的安装性。

另一方面，所述稳定件可以通过固定构件固定至所述侧梁的在车辆上下方向上的上表面。

在所述方案中，所述侧梁可以包括设置在所述后接合部的在所述车辆前后方向上的后侧或在所述前接合部的在所述车辆前后方向上的前侧的高强度部。所述高强度部可以具有比所述低强度部高的强度。

根据所述方案，比低强度部强的高强度部在所述侧梁中设置在所述后接合部的车辆前后方向后侧或在所述前接合部的车辆前后方向前侧。因此，侧梁更容易围绕低强度部变形。

在所述方案中，所述侧梁的在车辆上下方向上的宽度可以在所述后接合部和所述前接合部处比在所述高强度部处大，并且所述侧梁的在车辆宽度方向上的宽度可以在所述高强度部处比在所述后接合部和所述前接合部处大。

在所述方案中，所述稳定件可以是包括主体和电控致动器的主动稳定件。

在所述方案中，所述悬架构件可以包括在车辆宽度方向上延伸的横向构件。

在所述方案中，所述悬架构件可以包括第二侧梁，所述侧梁和所述第二侧梁将所述车辆的在所述车辆宽度方向上的中央夹在中间。稳定件可以固定至所述第二侧梁。

附图说明

下面将参照附图描述本发明的示范性实施例的特征、优势以及技术和工业意义，其中相同的附图标记指代相同的元件，并且其中：

图1是当从车辆上下方向下侧观看时定位在应用了本发明的实施例的车辆下部结构的车辆的下前部处的悬架构件的平面图；

图2是由图1中的点划线包围的部分(包围部2)的放大平面图；

图3A是沿图2中的线3A-3A剖切的侧梁的剖视图，其中，没有接合稳定件托架；

图3B是沿图2中的线3B-3B剖切的侧梁的剖视图，其中，没有接合稳定件托架；

图3C是沿图2中的线3C-3C剖切的侧梁的剖视图，其中，没有接合稳定件托架；

图3D是沿图2中的线3D-3D剖切的侧梁的剖视图，其中，没有接合稳定件托架；

图4是对应于图3D的剖视图且通过假想线(双点划线)示出转向横拉杆接头罩(tie rod end boot)在转向横拉杆接头罩的可移动范围内的最高位置处的剖视图；

图5A是沿图2中的线3C-3C的部分的放大平面图；

图5B是沿图5A中的线5B-5B剖切的剖视图；

图6是对应于图2的侧梁的平面图，其中安装了稳定件、转向横拉杆接头罩以及电动转向；

图7是沿图6中的线7-7剖切的剖视图；

图8A是侧梁的接合了稳定件托架的部分的侧视图；

图8B是图8A的放大视图；

图9是当从下方斜向上观看时的侧梁的接合了稳定件托架的部分的立体图；

图10示出在实施例的悬架构件中的侧梁的相关部处的应力分布；

图11示出在比较例的悬架构件中的侧梁的相关部处的应力分布；

图12A是比较例的悬架构件的平面图；

图12B是沿图12A中的线12B-12B剖切的剖视图；

图12C是对应于图12B且示意性地示出由于来自稳定件的输入负荷而弯曲变形的悬架构件的剖视图；

图13A是比较例的悬架构件的平面图；

图13B是沿图13A中的线13B-13B剖切的剖视图；

图13C是对应于图13B且示意性地示出由于来自稳定件的输入负荷而弯曲变形的悬架构件的剖视图；

图14A是对应于图5A的放大平面图，其示出了比较例的悬架构件中的侧梁的部分；

图14B是沿图14A中的线14B-14B剖切的剖视图；以及

图15是悬架构件的平面图，其示出侧梁中的由于碰撞试验导致的实例破裂点。

具体实施方式

将使用图1至图15描述根据本发明的实施例的车辆下部结构。附图中适当地示出的箭头“前”(FR)、“上”(UP)和“外”(OUT)分别表示沿车辆前后方向向前、沿车辆上下方向向上、以及沿车辆宽度方向向外。在下面的描述中，除非特别指出，单词前后、上下、内、外、左、右分别指的是沿车辆前后方向的前后侧、沿车辆上下方向的上下侧、沿车辆宽度方向的内、外、左、右侧。

<结构>

应用了图1中所示的根据实施例的车辆下部结构10的车辆12具有在车辆的下前部的悬架构件20。实施例的悬架构件20是由主要含铝的合金制成的铸件。

悬架构件20在车辆宽度方向两外侧具有沿车辆前后方向延伸的一对侧梁26。悬架构件20通过将沿车辆宽度方向延伸的前横向构件22和后横向构件24横架侧梁26铺设而形成，并且具有在平面图中呈大致矩形的框状的形状。悬架构件20的四个角部接合至沿车辆前后方向布置在车辆12的车辆宽度方向两侧端部处的前侧构件(未示出)。在图1中，本发明的除相关部分外的部分仅示出轮廓，并且省略肋和其它构造。

如图1和图2所示，悬架构件20的每个侧梁26在侧梁26的沿车辆前后方向的中间部处的下表面26A上具有稳定件安装部30。稳定件托架70螺栓固定至稳定件安装部30。除图1外的附图示出了图1中所示的左侧梁26(在车辆12中在右侧)的相关部分。图1示出的右侧梁26(在车辆12中在左侧)的相关部分具有与左侧梁26中的相关部分相同的结构，除了它们彼此对称之外。

侧梁26的稳定件安装部30具有沿车辆前后方向彼此间隔开的前接合孔32(参见图3A)和后接合孔34(参见图3C和图5)。

如图1、图2和图6至图8所示，固定稳定件100(参见图6)的稳定件托架70的前端部72和后端部74分别螺栓固定到稳定件安装部30的前接合孔32(参见图3A)和后接合孔34(参见图3C和图5)。

如图6所示，实施例中的稳定件100是包括稳定件主体102和电控致动器104的主动稳定件。稳定件100连接未示出的左右一对车轮的悬架，并抑制车辆12的侧倾。图6示出与图2相同的部分，但还示出了包括布置在侧梁上的稳定件100的各种部件。

如图8和图9所示，作为固定构件的实例的稳定件托架70包括托架下部80和托架上部90。如图8B和图9所示，托架下部80通过U形主体部86和沿车辆前后方向延伸的凸缘部82、84形成。托架上部90通过主体部96和沿车辆前后方向延伸的凸缘部92、94形成，并且在侧视图中具有帽状。

稳定件衬套76设置在托架下部80的主体部86和托架上部90的主体部96之间。凸缘部82、84分别对准到凸缘部92、94以使托架下部80和托架上部90成为一体。成为一体的凸缘部82和凸缘部92形成前端部72，并且成为一体的凸缘部84和凸缘部94形成后端部74。

如图2、图9和图10所示，在悬架构件20的侧梁26上的稳定件安装部30的形成有前接合孔32(图3A)且螺栓紧固稳定件托架70的前端部72的部分称为前接合部42。同样地，稳定件安装部30的形成有后接合孔34(参见图3C和图5)且螺栓紧固稳定件托架70的后端部74的部分称为后接合部44。稳定件安装部30的在前接合部42和后接合部44之间的部分称为中间部46。

这里，图3A、图3B、图3C和图3D和图4分别是沿图2中的线3A-3A、3B-3B、3C-3C和3D-3D剖切的剖视图，每个示出了移除了稳定件托架70的侧梁26。图5A中的线5B-5B和图6中的线7-7绘制在与图2中的线3C-3C的位置相同的位置处。图5A是移除了稳定件托架70的侧梁26的平面图，图5B示出了与图3C中的部分相同的部分，并且还示出了将在后面描述的齿轮箱安装部60，而图7示出了与图5B中的部分相同的部分，还示出了稳定件托架70、将在后面描述的齿轮箱122以及其它部件。

图3A所示的前接合部42的厚度t1和图3C所示的后接合部44的厚度t2比图3B所示的中间部46的厚度t3大。换句话说，前接合部42和后接合部44比中间部46强。即，中间部46具有较低的强度。在实施例中，前接合部42的厚度t1与后接合部44的厚度t2相同。因此，厚度t1、t2、t3的关系为t1＝t2>t3。

如图2、图3B、图9和图10所示，在稳定件安装部30中的中间部46的车辆宽度方向外侧区域处形成作为加强部的实例的厚的肋部48(图3B)。如图2所示，肋部48沿着车辆前后方向形成，从而使得肋部48连接前接合部42(图3A)和后接合部44(图3C)。这里，如图9和图10所示，肋部48具有沿车辆上下方向向上突出的凹状的弯曲轮廓。

如在图3D和图4中的厚部50形成在如图2中示出的稳定件安装部30的后接合部44的后侧。凹部52形成在厚部50的车辆宽度方向内侧，并且台阶部54形成在凹部52的内侧。如图2所示，台阶部54定位在将要在后面描述的齿轮箱安装部60的车辆前后方向后侧，且在齿轮箱安装部60的附近。

厚部50的厚度t4小于前接合部42(图3A)的厚度t1和后接合部44(图3C)的厚度t2，但比中间部46(图3B)的厚度t3大。即，厚度t1到t4的关系为t1＝t2>t4>t3。厚部50比后接合部44(图3C)宽，因此具有比后接合部44大的截面面积。

如图6所示，转向横拉杆接头罩110在稳定件托架70和稳定件100的车辆前后方向后侧放置在悬架构件20的侧梁26的下侧。齿条平行式电动转向120在侧梁26的车辆宽度方向内侧放置在转向横拉杆接头罩110的内侧。

如图4所示，厚部50具有不与转向横拉杆接头罩110干涉的厚度(高度)。图4示出在可移动的范围内的最高位置(最接近侧梁26的位置)处的转向横拉杆接头罩110。

如图2和图5A所示，齿轮箱安装部60在悬架构件20的侧梁26中设置在后接合部44的车辆宽度方向内侧。齿轮箱安装部60在平面图中具有圆形。如图5B所示，齿轮箱安装部60形成为沿车辆上下方向向下延展，并且如图2、图5A和图5B所示，具有在齿轮箱安装部60的中央部处的安装孔62。如图5A和图5B所示，后接合部44和齿轮箱安装部60之间的弧状边界区域称为边界部64。

图14示出在根据实施例的比较例的车辆下部结构310的悬架构件320的侧梁326中的后接合部344和齿轮箱安装部360。后接合部344和齿轮箱安装部360之间的弧状边界区域称为边界部364。

图5B中示出的实施例中的后接合部44和齿轮箱安装部60之间的水平差L1小于图14B中示出的比较例中的后接合部344和齿轮箱安装部360之间的水平差L2(L1<L2)。因此，图5B中示出的实施例中的后接合部44和齿轮箱安装部60之间的边界部64具有比图14B中示出的比较例中的后接合部344和齿轮箱安装部360之间的边界部364的曲率半径R2大的曲率半径R1(R1>R2)。在图5B中所示的实施例中的边界部64具有比图14B中所示的比较例的边界部364的厚度L4大的厚度L3(L3>L4)。

如图7所示，形成齿条平行式电动转向120(参见图6)的齿轮箱122螺栓固定至悬架构件20的侧梁26中的齿轮箱安装部60的上表面(同样参见图5)。交流发电机124放置在齿轮箱122的上侧。

<作用和效果>

接着，将说明实施例的作用和效果。

与悬架构件20的前横向构件22和后横向构件24相比，侧梁26具有布置在其周围区域的小数量的部件。此外，如图7所示，交流发电机124放置在侧梁26的上侧。因此，稳定件100通过稳定件托架70固定到稳定件100不易于与其他部件干涉的悬架构件20的侧梁26的下表面26A，从而改善稳定件100的安装性(安装稳定件100时的灵活性)。

稳定件100的改善的安装性使得能够采用如在实施例中的稳定件100的包括电控致动器104的主动稳定件(这意味着主动稳定件能够容易地安装)。也能够安装齿条平行式电动转向120。

同时，如图2和图3和其他图所示，侧梁26的稳定件安装部30中的在接合稳定件托架70的前端部72的前接合部42与接合后端部74的后接合部44之间的中间部46比前接合部42和后接合部44薄且因此脆弱。

因此，当冲击负荷沿车辆前后方向输入到侧梁26时，侧梁26围绕中间部46变形。即使当可以防止侧梁26的变形的稳定件托架70接合时，这也确保了侧梁26的所期望的冲击吸收性能。

因此，实施例在确保了悬架构件20的所期望的冲击吸收性能的同时改善了稳定件100的安装性(安装稳定件100的灵活性)。

在侧梁26中的后接合部44的车辆前后方向后侧形成比中间部46厚和强的厚部50(参见图4)。厚部50的形成引起中间部46和厚部50之间的刚度差，并且因此，这允许侧梁26进一步容易地围绕中间部46变形从而提高侧梁26的冲击吸收性能。

应用了实施例的车辆下部结构10的车辆12经受各种碰撞试验(正面碰撞和小重叠碰撞)，并且测试结果的示例示于图15中。图中的虚线SS表示破裂区域。这样，已观察到，在实施例的悬架构件20中，侧梁26变形并且围绕中间部46破裂以确保所期望的冲击吸收性能。虽然破裂区域和破裂形状以及其他随着碰撞试验的条件而变化，但在任何试验中均观察到侧梁26变形并且围绕中间部46破裂以确保所期望的冲击吸收性能。

如图4所示，在厚部50的厚度t4小于前接合部42(图3A)的厚度t1和后接合部44(图3C)的厚度t2的同时，使厚部50变宽，从而确保所期望的强度所需的截面面积。因此，即使当转向横拉杆接头罩110沿车辆上下方向移动时，厚部50也不会与转向横拉杆接头罩110干涉。即，所述构造在改善了侧梁26的冲击吸收性能的同时确保了转向横拉杆接头罩110的安装性。

如图2、图3B、图9和图10所示，在稳定件安装部30中的中间部46的车辆宽度方向外侧区域形成沿车辆前后方向延伸并连接前接合部42(图3A)和后接合部44(图3C)的肋部48。肋部48增加了抵抗通过稳定件100经由稳定件托架70沿车辆上下方向输入侧梁26的负荷的强度。

因此，本实施例确保了在行驶在差路上期间稳定件安装部30的抵抗通过稳定件100经由稳定件托架70沿车辆上下方向输入侧梁26的负荷(道路输入)的所期望的强度，同时抑制防止由沿车辆前后方向的冲击负荷引起的侧梁26的变形(这意味着同时确保了悬架构件20的所期望的冲击吸收性能)。换言之，侧梁26具有改进了的承受在差路上行驶期间引起的竖直弯曲变形的能力。

接下来，将给出未应用实施例的比较例的车辆下部结构310的描述。

图11、图12和图13中示出的比较例中的车辆下部结构310在悬架构件320的侧梁326上具有稳定件安装部330。

在比较例的稳定件安装部330中，螺栓固定了稳定件托架70的前端部72(参见图2)的前接合部342、螺栓固定了后端部74(参见图2)的后接合部344、以及前接合部342和后接合部344之间的中间部346具有相同或几乎相同的厚度，并且比实施例中的相对应的部分薄。此外，稳定件安装部330的在后接合部344的后侧的部分350(对应于厚部50(图3D和图4)的部分)具有与前接合部342、后接合部344和中间部346相同或几乎相同的厚度。

沿图13A中的线13B-13B剖切的截面(图13B)对应于沿图2中的线3C-3C剖切的截面(图3C)和沿图5A中的线5B-5B剖切的截面(图5B)。

图11、图12C和图13C示出了由于例如在差路上行驶期间通过稳定件100(参见图6)经由稳定件托架70沿车辆上下方向输入悬架构件320的侧梁326的负荷(道路输入)而导致的侧梁326的弯曲变形，并且还示出了在弯曲变形处的示例应力分布。点的更高密度意味着更高的应力。经受大变形和高应力的部分称为高应力部HA、高应力部HB和高应力部HC。在图12C和图13C中，侧梁326的竖直弯曲变形量以夸张的方式示出，以便于理解。

在实施例的悬架构件20中的侧梁26的对应于高应力部HA、高应力部HB和高应力部HC的部分示出在图2、图5和图10中。图10对应于比较例的图11并且示出了在竖直弯曲变形处的应力分布。

实施例的高应力部HA具有沿车辆前后方向形成的肋部48(参见图2、图3B、图9和图10)以具有比比较例中的强度增加的强度。相似地，高应力部HB具有厚部50以具有比比较例中的强度增加的强度(参见图3D和图4)。增加的强度抑制了在差路上行驶期间实施例的悬架构件20中的侧梁26中的高应力部HA和高应力部HB的竖直弯曲变形，并且如图10所示减小了应力(参见并比较图10和图11)。

此外，图5B所示的实施例中的高应力部HC的边界部64的曲率半径R1大于图14中所示的比较例中的边界部364的曲率半径R2，并且图5B所示的实施例中的边界部64的厚度L3大于图14B中所示的比较例中的边界部364的厚度L4(L3>L4)。因此，本实施例的高应力部HC的边界部64具有比比较例的高应力部HC的边界部364增加了的强度。这抑制了在差路上行驶期间实施例的悬架构件20中的侧梁26中的高应力部HC的竖直弯曲变形，以如图10所示减小应力(参见并比较图10和图11)。

此外，实施例允许包括电控致动器104的稳定件100(主动稳定件)和齿条平行式电动转向120如图6所示地安装，同时如图5所示地确保边界部64的所期望的强度。此外，如图7所示，实施例确保了用于安装交流发电机124的交流发电机安装工具所插入的间隙。

已经观察到施加到本实施例(参见图10)的悬架构件20中的侧梁26中的高应力部HA、HB、HC的应力分别从施加到比较例(参见图11)的悬架构件320中的侧梁326中的高应力部HA、HB、HC的应力减小48％、25％和48％。

由于如此抑制了悬架构件20的侧梁26的变形并且肋部48确保了如上所述的稳定件安装部30所期望的强度，所以能够使用具有高侧倾刚度的稳定件100。即，本实施例能够使用具有高侧倾刚度、同时确保了悬架构件20的所期望的冲击吸收性能的稳定件100。

具有高侧倾刚度的稳定件100的使用改善了车辆12的侧倾刚度。模拟中已经观察到，具有固定了高侧倾刚度稳定件100的悬架构件20的车辆12与具有比较例的固定了低刚性稳定件的悬架构件320的车辆相比，侧倾刚度增加约1.4倍。

实施例的悬架构件20由主要含有铝的合金的铸件形成。这使得容易形成已经描述的薄的中间部46、肋部48、厚部50以及厚边界部64。即使肋部48、厚部50以及厚边界部64形成在分别对应高应力部HA、高应力部HB以及高应力部HC的区域以确保所期望的截面面积(强度)，实施例仍然符合悬架构件20的生产工艺要求(铸造要求)。

本发明不限制于所述实施例。

虽然在本实施例中，肋部48在悬架构件20的侧梁26的稳定件安装部30中的中间部46的车辆宽度方向外侧沿车辆前后方向形成以连接前接合部42和后接合部44，但是所述车辆下部结构并不限制于所述构造。例如，可以接合分离的加强构件以连接前接合部42和后接合部44。

虽然在本实施例中，使得在悬架构件20的侧梁26的稳定件安装部30的前接合部42和后接合部44之间的整个中间部46变薄以削弱。然而，车辆下部结构并不限制于此。例如，可以使中间部46部分地变薄以提供前接合部42和后接合部44之间的低强度部。可替代地，中间部46可以通过减小厚度之外的其他方法削弱。例如，中间部46可具有一个或多个孔以削弱。

虽然在本实施例中，厚部50形成在稳定件安装部30的后接合部44的后侧的高应力部HB处，但是所述车辆下部结构并不限制于此。例如，分离的板构件可以接合到高应力部HB。

虽然在本实施例中，稳定件100经由稳定件托架70固定至悬架构件20的侧梁26的下表面26A，但是稳定件100可以经由稳定件托架70固定至侧梁26的上表面。

虽然在本实施例中，本发明中公开的技术应用至车辆12的下前部处的悬架构件20，本发明中公开的技术也可以应用到设置在车辆12的后部处的后悬架构件。在这种情况下，厚部50设置在前接合部42的车辆前后方向前侧，从而使得侧梁26容易通过后部碰撞围绕中间部46变形并破裂。

虽然本实施例是在平面图中具有大致矩形框状的形状的悬架构件20，但本发明中所公开的技术并不限制于此。例如，本发明中公开的技术可应用于包括横向构件和在横向构件的左右的侧梁以具有在平面图中的大致H形状的悬架构件。

由于在例如在差路上行驶期间产生的高应力部HA、HB、HC的位置随着悬架构件的形状而改变，所以肋部48、厚部50和厚边界部64可适当地分别形成在高应力部HA、高应力部HB和高应力部HC的位置。