(57)【要約】  本発明は、開放断面を有する横繋ぎ材（１０）によって接続された２つの長手アーム（２０）から構成される自動車のフレキシブルアクスルに関し、この横繋ぎ材の各側面（１１）、（２１）は、前記横繋ぎ材（１０）の端部との両接合領域（４）の間に伸びる縁部（１）、（２）を有する。本発明は、前記縁部（１）、（２）が非直線形状を有することにより、前記横繋ぎ材に捩れが加わるとき、縁部（１）、（２）における張力が増大し、前記張力の増大により、前記接合領域（４）が前記捩れに起因する応力から解放されることを特徴とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車のフレキシブルアクスルであって、開放断面を有する横繋ぎ材（１０）によって接続された２つの長手アーム（２０）を備え、前記横繋ぎ材の側面（１１）、（２１）の各々の縁部（１）、（２）が、前記横繋ぎ材（１０）の両端に位置する接合領域（４）の間に伸びており、前記縁部（１）、（２）が非直線形状を有することにより、前記横繋ぎ材に捩れが加わるときに縁部（１）、（２）に張力が加わり、この張力によって前記接合領域（４）が前記捩れに起因する応力から解放されることを特徴とする、フレキシブルアクスル。
【請求項２】
前記横繋ぎ材（１０）のほぼ中央の領域から始まる前記縁部（１）、（２）の間の距離が、前記接合領域（４）に向かって徐々に増大す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。
【請求項３】
前記徐々に増大する距離が、前記中央の領域から前記接合領域（４）に向かって増大す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。
【請求項４】
前記縁部（１）、（２）の各々が湾曲形状を有し、その湾曲半径が前記中央の領域から前記接合領域（４）に向かって増大することを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか一項に記載のフレキシブルアクスル。
【請求項５】
前記縁部（１）、（２）の各々が円弧の形態であることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか一項に記載のフレキシブルアクスル。
【請求項６】
前記横繋ぎ材（１０）が前記アームに、前記開放断面が下方を向くように固定されることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか一項に記載のフレキシブルアクスル。
【請求項７】
前記横繋ぎ材（１０）が、その長さの少なくとも一部分に亘って、前記側面（１１）、（２１）に接続するほぼ水平な平坦部（３）を有することを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか一項に記載のフレキシブルアクスル。
【請求項８】
前記横繋ぎ材（１０）の断面の形状が、前記中央の領域におけるＶ字形形状から各端部におけるほぼ台形の形状まで変化す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。
【請求項９】
前記平坦部（３）が前記横繋ぎ材の前記端部の各々で延長されて、前記長手アーム（２０）への固定部分（３１）となっていることを特徴とする、請求項８に記載のフレキシブルアクスル。
【請求項１０】
前記横繋ぎ材（１０）の各端部で、前記平坦部（３）が前記対応する長手アーム（２０）に溶接されることを特徴とする、請求項９に記載のフレキシブルアクスル。
【請求項１１】
前記横繋ぎ材（１０）の各端部近傍の前記側面（１１）、（２１）の間に取り付けられた少なくとも１つの剛性調整片（５）を含むことを特徴とする、請求項１０に記載のフレキシブルアクスル。
【請求項１２】
前記縁部（１）、（２）が、前記横繋ぎ材（１０）の前記端部の各々の近くに、ほぼ真直ぐな部分（１１０）、（２１０）を有し、前記剛性調整片（５）が、前記縁部の前記ほぼ真直ぐな部分（１１０）において、前記側面（１１）、（２１）の間に取り付けられることを特徴とする、請求項４又は１１によるフレキシブルアクスル。
【請求項１３】
２つの長手アーム（２０）を接続するための、自動車のフレキシブルアクスルの横繋ぎ材であって、前記横繋ぎ材は開断面を有し、前記横繋ぎ材の側面（１１）、（２１）の各々が、前記横繋ぎ材の両端に位置する接合領域（４）の間に伸びる縁部（１）、（２）を有し、前記縁部（１）、（２）が非直線形状を有することにより、前記横繋ぎ材に捩れが加わるとき縁部（１）、（２）に張力が加わり、この張力によって前記接合領域（４）が前記捩れに起因する応力から解放されることを特徴とする、フレキシブルアクスルの横繋ぎ材。
【請求項１４】
開放断面を有する横繋ぎ材（１０）によって接続される２つの長手アーム（２０）を備えたフレキシブルアクスルを搭載する自動車であって、前記横繋ぎ材の側面（１１）、（２１）の各々が、前記横繋ぎ材（１０）の両端に位置する接合領域（４）の間に伸びる縁部を有し、前記縁部（１）、（２）が非直線形状を有することにより、前記横繋ぎ材に捩れが加わるとき縁部（１）、（２）に張力が加わり、この張力によって前記接合領域（４）が前記捩れに起因する応力から解放されることを特徴とする、自動車。
【発明の詳細な説明】
【発明の開示】
【０００１】
本発明の分野は自動車の分野である。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。
フレキシブルアクスルとは、一般に、２つのホイールの間の捩れ要素を形成するように設計された車軸に付与される用語である。
【０００２】
通常、フレキシブルアクスルは、それぞれがホイールを取り付けるための支持部を保持する２つの長手アームであって、横繋ぎ材又はプロファイルセクションとして知られる横方向接続要素によって接続される２つの長手アームから構成される。
車軸の設計過程において、車軸の品質を評価する際に特に考慮される２つのパラメータがある。これらは、曲げと捩れである。
【０００３】
フレキシブルアクスルの原理によれば、良好な曲げ剛性は相対的な捩れ柔軟性と組み合わせることができる。概して、曲げ剛性と（相対的）捩れ柔軟性の間に望まれる妥協点は、横繋ぎ材の断面の形状による曲げ及び捩れ慣性モーメントによって得られる。
鋼（又は他の等方性材料）からなる横繋ぎ材の生産に選択される断面は、Ｖ字形、Ｕ字形、又はＬ字形の形状が曲げ慣性と捩れ慣の間に有利な関係を示すため、これらの種類の形状であることが多い。
【０００４】
最近数年間に、機能とアーキテクチャの間のバランスが良好であること、及び主に全溶接構造の使用により経済的に生産可能であることを含め、利点を多く持つことを理由に、フレキシブルアクスル方式が自動車構造の中間及び下端にますます広がっている。
これらの利点により、地面接触システムの設計者は、最新版において絶えず技術の開発を続けてきた。これは、フレキシブルアクスルが、長手方向と横方向の剛性に微妙なバランスを要すること、及び大きな弾性変形を受ける構成部品の各々の耐久性によって耐久性が左右されることを含め、実際に特定数の制限を受けることに起因する。
【０００５】
接続要素、又は横繋ぎ材は、特に耐久性の観点から、開発するのが最も困難な構成部品の１つである。横繋ぎ材本体の完全性とは別に、アームとの接合領域（一般に溶接される）には特に高い応力がかかり、開発技術者は、接続部の早期の破損を避けるためにこのエリアに多大の注意を払う必要がある。
様々な種類の横繋ぎ材、及び車軸の長手アームの間にこれらの横繋ぎ材を取り付ける種々の方法が知られている。
【０００６】
図１ａ、１ｂ、及び１ｃに示す第１の既知の技術では、横繋ぎ材１０は、横繋ぎ材の全長に亘ってＶ字形の断面を有する。更に、横繋ぎ材の側面の高さが端部で増大することにより、アーム２０上の横繋ぎ材の設置面積が増大している。
図２ａ、２ｂ、及び２ｃに示す第２の技術では、横繋ぎ材１０はＹＺ平面内で曲げられている（したがって、一般に「バナナ」状ビーム横繋ぎ材と称される）。開放断面を有するこのような横繋ぎ材は、取付けると後方に向く開口を有し、横繋ぎ材の端部はくり抜かれており、こにアーム２０が接合される。この従来技術では、これらのアームは概して矩形であり、よって特定の曲げ、押しつぶし等の作業が必要となるため少なくない追加コストを要する。
【０００７】
図３ａ、３ｂ、及び３ｃに示す第３の技術では、横繋ぎ材１０は、ＹＺ平面内で曲げられており、加えてその断面は、横繋ぎ材の中央領域においてＶ字形で始まり、端部で台型形状に終るように変化する。
この場合、自動車の使用法により、遅かれ早かれ、横繋ぎ材と長手アームの間の溶接接続が劣化し始める。
【０００８】
ここで、これらの現象を分析したところ、横繋ぎ材とアームとのインタフェースにおける溶接ビードが「はがれ」モードで働くことが分かった。この種の負荷は、溶接継目の冷却時の、特にその金属組織学的構造の向きに起因する溶接継目の弱さに対応する。
従来技術において別の車軸技術が提案されており、これを図４ａ、４ｂ、４ｃ及び４ｄに示す。
【０００９】
この技術によれば、横繋ぎ材１０の開放断面は、取り付けられると下方に向く開口を有し、これにより車軸の捩れの中心が上昇し、横繋ぎ材の弾性運動学的挙動が改善される。
図４ａ、４ｂ、４ｃ及び４ｄに示すように、横繋ぎ材１０は、長手アーム２０にほぼ直角に配置され、横繋ぎ材１０の端部はアーム２０の形状に合うように設計される。
【００１０】
これを達成するために、横繋ぎ材は側方に２つの接合部分１１を有し、これら接合部分の形状はアームの形状（概して円筒状）に対応する。これらの接合部分１１は、従来、横繋ぎ材がアーム２０の頂部を覆うように伸びる。
図４ｄは、接続部分１４が横繋ぎ材の２つの接合部分を接続し、各接合部分とコーナー１１１を形成していることを明瞭に示す。
【００１１】
この種類の解決法では、溶接部の継目の端部、具体的には横繋ぎ材１０のコーナー１１１に大きな負荷がかかることが一様に見出される。これにより溶接部に亀裂が生じ、これらの亀裂により溶接継目が最終的に２つに破断する。場合によっては、これらの亀裂がアクスルアームにまで広がることがある。
これが車軸に大きな損傷を与え得ることは明らかであり、問題の車軸を備えた自動車によって提供される安全レベルに影響を与えることがあり得る。
【００１２】
いかなる場合にも、上述の劣化を除去又は少なくとも制限することが望ましい。
加えて、特に横繋ぎ材を連続して曲げた結果接合領域に大きな負荷がかかる場合、コーナー１１１によって長手アームの壁に穴が開くことがある。言い換えれば、これらのコーナー１１１は、自動車によって伝えられる振動及び衝撃の影響下において、アーム内部に向かって微動し、最終的にアームの壁を（センターパンチ式に）打つ。
【００１３】
このように繰り返し打たれることにより、最終的にアームの壁の亀裂及び／又は溶接継目のはがれが生じる。
この状況を救済する１つの解決法は、長手アームの強さを増大させるためにアームの壁を厚くすることである。
【００１４】
しかしながら、これは長手アームの重量を増加させる結果になる。
このような打撃現象を制限するために、横繋ぎ材の端部に相対的柔軟性を導入する技術が本出願人によって提案されている。これは、例えば横繋ぎ材の各端部にきり欠き部を設けることによって達成される。しかしこの技術は、プレス加工を行う前に横繋ぎ材を機械加工するステップ又は切欠き加工するステップを伴い、車軸の製造工程に更なるステップを加え、且つ製造コストを増大させる。
【００１５】
本発明は、特に、従来技術の欠点を軽減することを目的とする。
本発明の具体的な目的は、従来技術の解決法と比べて、フレキシブルアクスルの長手アームと横繋ぎ材の間の接続の信頼性と耐久性を高める技術を提供することである。
【００１６】
この点に関し、本発明は特に、横繋ぎ材によって生じるアーム亀裂のリスク、及び横繋ぎ材がアームと接合する領域において溶接継目がはがれる現象を、除去又は少なくとも制限する、上記のフレキシブルアクスルを提供することを目的とする。
本発明の別の目的は、設計が単純であって、従来技術による解決法と比べて容易に及び／又は迅速に組み立て可能な上記のフレキシブルアクスルを提供することである。
【００１７】
本発明の更に別の目的は、廉価であり且つ使用が容易な上記のフレキシブルアクスルを提供することである。
これらの目的、並びに後述で明らかになる他の目的は、本発明による、開放断面を有する横繋ぎ材によって接続された２つの長手アームを備える自動車用フレキシブルアクスルによって達成される。この横繋ぎ材の各側面は、前記横繋ぎ材の両端に位置する接合領域の間に伸びる縁部を有し、本発明は、前記縁部の形状が非直線形状であることにより、前記横繋ぎ材に捩れが加わるときこれらの縁部に張力が加わり、その張力によって前記捩れに起因する応力から前記接合領域を解放することを特徴とする。
【００１８】
このように、これらの縁部は、２つの長手アームを隔てる距離よりも長い。
この「過剰な」長さにより、縁部に相対的な柔軟性が導入される。言い換えれば、縁部が必要以上に長いことにより、応力がかかっていないとき縁部は弛緩状態にあり、このような過剰な長さにより、フレキシブルアクスルに捩れが加わるとき、小さな力を用いるだけで縁部に張力をかけることが可能になる。
【００１９】
縁部における捩れ強度が小さいため、横繋ぎ材の縁部で応力が消散し、よって側面でも応力が消散し、これにより、横繋ぎ材が長手アームに接合する接合領域にかかる応力が大きく制限される。
従来技術を参照して上述したような接続部の損傷のリスクはこのようにして制限され、よってアクスルの耐久性が増大する（それにより、接合部における接続の耐久性が理論的に有意に増大する）。
【００２０】
更に、このような結果が得られると同時に、アクスルの弾性運動学的機能が維持される。これについては後述で更に明らかにする。
好ましい解決法によれば、前記横繋ぎ材のほぼ中央の領域から始まる縁部の間の距離は、前記接合領域に近づくほど増大する。
【００２１】
有利な解決法によれば、縁部の間の距離の漸進的増大は、前記中央の領域から前記接合領域に向かって実施される。
しかしながら、別の考慮可能な実施形態によれば、側面を隔てる分離部分を横繋ぎ材の中央領域から縮小させ、下から見たときにこの横繋ぎ材が膨らんでいるような外観を与えることが完全に考慮可能である。しかし、このような実施形態は、アーム上の接合領域に横繋ぎ材の十分な設置面積を維持するために、横繋ぎ材によって占有される空間を増加させる。
【００２２】
第１の好ましい実施形態によれば、前記縁部の各々が湾曲しており、当該湾曲の半径が前記中央領域から前記接合領域に向かって増大する。
第２の実施形態によれば、前記縁部の各々は円弧の形態である。
【００２３】
好ましくは、前記横繋ぎ材は前記アームに、前記開放断面が下方を向くように固定される。
上述のように、このようなアーキテクチャは、アクスルの捩れ中心を上昇させることができる。これは特定の製造仕様において要求される。
【００２４】
好ましい一実施形態によれば、前記横繋ぎ材は、その長さの少なくとも一部分に亘って、前記側面に接続するほぼ水平な平坦部を有する。
この場合、前記横繋ぎ材の断面は好適にはＶ字形であり、この形状は両端部においてほぼ台形となるように変化する。
【００２５】
このようにして、相対的な捩れ柔軟性が維持されると同時に、アクスルの横繋ぎ材とアームの間の接続を増大する目的で、横繋ぎ材の接合領域における幅を広げることが可能になる。
Ｖ字形断面の分岐部は、端部の台形断面の平坦部より有意に短い平坦部に連続してもよい。
【００２６】
有利な解決法によれば、前記平坦部は、前記横繋ぎ材の前記端部の各々に、前記長手アームに固定するための固定部分となる。
この場合、前記平坦部は、好ましくは、前記横繋ぎ材の端部の各々において、前記長手アームとの固定部分となるように溶接される。
【００２７】
これにより、従来技術によりも溶接部分の長さを伸ばして横繋ぎ材をアームに固定し、よってアクスルの耐久性を増大させることができる。
考慮可能な別の形態によれば、フレキシブルアクスルは、前記横繋ぎ材の端部の各々の近くの側面の間に取り付けられた少なくとも１つの剛性調整片を備える。
【００２８】
この場合、前記縁部が、好ましくは前記横繋ぎ材の端部の各々の近くに、ほぼ真直ぐな部分を有し、前記剛性調整片が、前記縁部のほぼ真直ぐな部分で側面の間に取り付けられる。
これにより、これら調整要素を横繋ぎ材に固定するための安定した固定領域が提供される（この領域の側面は平面又はほぼ平面である）。
【００２９】
本発明はまた、２つの長手アームを接続するための自動車用フレキシブルアクスルの横繋ぎ材に関する。この横繋ぎ材は開放断面を有し、横繋ぎ材の各側面は、前記横繋ぎ材の端部の両接合領域の間に伸びる縁部を有し、本横繋ぎ材は、この縁部が非直線形状であることにより、前記横繋ぎ材に捩れが加わると、この縁部に張力が加わり、前記張力により、前記接合領域が、前記捩れに起因する応力から解放されることを特徴とする。
本発明はまた、開放断面を有する横繋ぎ材によって接続された２つの長手アームを含むフレキシブルアクスルを備えた自動車に関する。この横繋ぎ材の各側面は、前記横繋ぎ材の端部の両接合領域の間に伸びる縁部を有し、本自動車は、この縁部が非直線形状であることにより、前記横繋ぎ材に捩れが加わると、この縁部に張力が加わり、前記張力により、前記接合領域が、前記捩れに起因する応力から解放されることを特徴とする。
【００３０】
本発明の他の特徴及び利点は、添付図面を参照し、純粋に例示を目的に、非制限的実施例として提示される好ましい一実施形態の、以下の詳細な説明により明らかにする。
【実施例】
【００３１】
上述のように、本発明の原理は、横繋ぎ材の側面が、横繋ぎ材に捩れが加わると、横繋ぎ材の縁部に張力が加わることにより縁部における捩れ応力の一部を消散させることができるような縁部形状を有しており、このような応力の消散により、横繋ぎ材とアームとの接合部加わる応力を制限することを目的とすることである。
本発明の好ましい一実施形態を、本発明によるアクスルの横繋ぎ材を示す図５及び図８に例示する。
【００３２】
図示のように、横繋ぎ材１０の側面１１、２１の縁部１、２は非直線形状を有し、これはこれらの縁部の長さが、横繋ぎ材が接続する２つの長手アームを隔てる距離よりも大きいことを意味する。
本実施形態によれば、側面１１、２１は、図６及び図８に明らかなように湾曲しており（明瞭に示すために図６では意図的に誇張した）、この湾曲は縁部１、２における湾曲形状に明示されている。
【００３３】
このような湾曲は、横繋ぎ材に張力が加わったときに使用できる過剰な長さが存在することを意味し、これにより、自動車が横断勾配（横繋ぎ材とアームを接合する２つの接合領域の間の距離を増大させるように働く）に遭遇すると縁部に張力が加わり、縁部が直線形状を取ろうとする（又はその湾曲が小さくなる）。
こうして、自動車が横断勾配に遭遇したときの横繋ぎ材端部での「引っ張り現象」（縁部の長さが、これら２つの長手アームを隔てる距離にほぼ等しいときに観察される現象）が回避され、したがって横繋ぎ材の接合領域４にかかる応力が削減される。
【００３４】
図５に示すように、縁部１、２の相対的湾曲では、中央領域における縁部間の距離ａの方が接合領域４近傍の縁部間の距離ｂより小さい。
具体的には、縁部間の距離は、横繋ぎ材の中央部分から接合領域に近づくにつれて徐々に増大する。
【００３５】
図５に示す実施形態によれば、縁部１、２の湾曲の湾曲半径は、横繋ぎ材の中央部から接合領域に近づくにつれて徐々に増大する。
このように、横繋ぎ材の各端部の近傍の側面１１、２１はほぼ平面的な部分１１０、２１０（この部分の縁部はほぼ真直ぐである）を有し、この部分は横繋ぎ材の側面の間に横繋ぎ材の剛性調整片を固定するのに有利である。
【００３６】
このような剛性調整片は、図１０に示す実施形態によれば、長手アーム２０と横繋ぎ材１０の間に伸びる当て板５から構成される。
このような当て板は、一方でアーム２０に、他方で横繋ぎ材１０に、２つの分岐部５１を介して溶接され、これらの分岐部５１は、横繋ぎ材の内部に配置されるアンチロールバー６を通すための空間を空けて互いに離間している。
【００３７】
こうして、これら２つの分岐部５１は、横繋ぎ材のたわみ効果を徐々に減少させることによって横繋ぎ材とアームの間に変移を生む。この効果は、分岐部（互いに対して自由度を有する）で許され、アームに接合する一体片の当て板部分において防止される。
更に、本実施例による当て板は、２つの平面、即ち、端部で長手アームに溶接される接合表面５２を含む実質的に水平な第１の平面（加えて、この接合表面の側方は横繋ぎ材の側面に溶接される）、及び分岐部５１を含む第２の平面内に配置される。これらの分岐部は、接合表面５２から横繋ぎ材１０の内部に向かって「下降」する（分岐部５１も横繋ぎ材の側面に溶接される。）
【００３８】
別の考慮可能な実施形態によれば、特に上述のような剛性調整部材がない場合、横繋ぎ材の縁部は円弧状とすることができる。
【００３９】
図７ａ及び図７ｂに示すように、横繋ぎ材はまた、中央部でＶ字形（図７ａ）であり、端部で台形（図７ｂ）となるように変化する断面を有する。
これは、横繋ぎ材の上面に平坦部３が存在し、この平坦部が横繋ぎ材の端部に向かうにつれて広がることを意味する。
【００４０】
図９に示すように、平坦部３は横繋ぎ材の端部で延長して突出部３１を形成する。この突出部は、横繋ぎ材を長手アームに固定するための部分となる。
図９に示す実施形態によれば、横繋ぎ材の各端部は接合領域４を有し、この接合領域４は、本発明によれば、アームの形状に合うように側面に設けられた切欠き部によって形成される。
【００４１】
横繋ぎ材の断面が下方に開くように横繋ぎ材をアーム上に取り付けると、アームが切欠き部４に嵌合し、次いで側面の切欠き部４と対応するアーム２０の間のインタフェース部に溶接継目が生成される。
更に、突出部３１がアーム２０の上部と接触し、突出部３１とアーム２０の間のインタフェース部にも溶接継目が設けられる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】ａ〜ｃは、従来技術によるフレキシブルアクスルの第１の実施形態を示す。
【図２】ａ〜ｃは、従来技術によるフレキシブルアクスルの第２の実施形態を示す。
【図３】ａ〜ｃは、従来技術によるフレキシブルアクスルの第３の実施形態を示す。
【図４】ａ〜ｄは、従来技術によるフレキシブルアクスルの第４の実施形態を示す。
【図５】本発明によるアクスルの横繋ぎ材の下面図である。
【図６】本発明によるアクスルの横繋ぎ材の概略斜視図である。
【図７】ａ及びｂの各々は、本発明によるアクスルの横繋ぎ材の、それぞれ中央領域及び端部領域における断面図である。
【図８】本発明によるアクスル横繋ぎ材の別の斜視図である。
【図９】横繋ぎ材と長手アームの間の接合部を示す本発明によるアクスルの部分図である。
【図１０】横繋ぎ材と長手アームの間に取り付けられた当て板を示す本発明によるアクスルの部分図である。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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【図５】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
2009501113.tif 000023
2009501113.tif 000024
2009501113.tif 000025
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