(57)【要約】  凹凸地形のあるオフロード路面上を走行するために設計された車両の構造的部品（１）が提供される。サスペンションシステムの下側コントロールアーム等の部品（１）は、アルミニウム、アルミニウム合金、またはその他の軽量金属で形成され、その下側に設けられる。このとき、車両の走行方向に延びる面取りした複数のリブ（５）が平行して配置される。下方にある岩や石が部品（１）の内側表面（３）に衝突して、摩耗させないように、隣接するリブ（５）の間隔は１０ｍｍ以下とする。リブ（５）は、犠牲部品として設けられ、使用時、内側表面（３）が十分に保護されなくなるまで、摩耗する。リブ（５）の摩耗の程度は、車両の下方表面を目視検査することにより確認することができ、必要ならば、部品（１）は交換することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の構造的な部品であって、
使用時、衝撃摩耗を受け得る車両の下方表面を少なくとも部分的に形成するように構成された下方表面を有し、
部品の下方表面は、使用時の衝撃摩耗を１つまたはそれ以上の表面特徴物に集中させるような構造を有し、その表面以外の表面を衝撃摩耗から少なくとも部分的に保護し、
１つまたはそれ以上の表面特徴物は、摩耗するように形成された犠牲的領域を構成することを特徴とする部品。
【請求項２】
車両の部品であって、
使用時、衝撃摩耗を受け得る車両の下方表面を少なくとも部分的に形成するように構成された一体的な下方表面を有し、
部品の下方表面は、使用時の衝撃摩耗を１つまたはそれ以上の表面特徴物に集中させるように構成され、
１つまたはそれ以上の表面特徴物は、摩耗するように形成され、その表面以外の表面を衝撃摩耗から少なくとも部分的に保護する犠牲的領域を構成し、
表面特徴物の一部または全部がすり減って磨滅しても、部品の品位または機能が影響されないように構成されたことを特徴とする部品。
【請求項３】
部品の下方表面は、使用時、車両走行中の路面に面した車両の下方表面の領域にわたって広がるように構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の部品。
【請求項４】
部品の下方表面を含む構造体は複数の突起部を有することを特徴とする請求項１、２、または３に記載の部品。
【請求項５】
各突起部は、表面に沿って延びるリブを有することを特徴とする請求項４に記載の部品。
【請求項６】
各リブは、その幅のほぼ全体にわたって延びる実質的に平坦な表面を有することを特徴とする請求項５に記載の部品。
【請求項７】
各リブは、車両の走行に実質的に沿って延びることを特徴とする請求項５または６に記載の部品。
【請求項８】
リブのピッチが２０ｍｍ未満であることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１に記載の部品。
【請求項９】
各リブは約１０ｍｍの幅を有することを特徴とする請求項５〜８のいずれか１に記載の部品。
【請求項１０】
隣接するリブの間隔は、１０ｍｍ未満であることを特徴とする請求項５〜９のいずれか１に記載の部品。
【請求項１１】
各リブは、その表面以外の表面に比して約３ｍｍの高さを有することを特徴とする請求項４〜１０のいずれか１に記載の部品。
【請求項１２】
アルミニウムまたはその他の軽量金属で形成されたことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１に記載の部品。
【請求項１３】
部品により形成される下方表面は、部品のそれ以外の表面と同一の材料を用いて形成されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１に記載の部品。
【請求項１４】
部品は、車両の燃料タンク、クレードルの１つまたはそれ以上の横材、使用時において衝撃で摩耗する車両の下方表面を少なくとも部分的に構成するサスペンションシステムの部品、排気システムの部品、けん引棒、トランスミッション、トランスミッションに付随する１つまたはそれ以上のブラケット、動力分配装置、および後輪差動装置のうちから選択された１つであることを特徴とする請求項１〜１３いずれか１に記載の部品。
【請求項１５】
部品は、車両のサスペンションシステムの下側コントロールアームであることを特徴とする請求項１４に記載の部品。
【請求項１６】
部品は、（ａ）アルミニウム、（ｂ）アルミニウム合金、（ｃ）マグネシウム、および（ｄ）マグネシウム合金のうちから選択された１つの材料で形成されることを特徴とする請求項１〜１５いずれか１に記載の部品。
【請求項１７】
部品は、鋳造部品であることを特徴とする請求項１〜１６いずれか１に記載の部品。
【請求項１８】
請求項１〜１７いずれか１に記載の部品を備えた車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の部品に関し、とりわけ凹凸のある地形上を走行しているときに、車両下方にある岩や石からの衝撃により摩耗し得るオフロード車両の部品に関する。ただし本発明は、道路上を通常運転している際にぶつかる岩やその他の岩屑からの衝撃摩耗を受けるオンロード車両に関しても同等に適用することができる。
【背景技術】
【０００２】
現在では、道路車両の下方表面部品（下向き表面部品、underlying surface）は、こうした衝撃に耐えるのに十分な強度を有する部材を用いて構成されているため、通常、車両寿命期間にわたる摩耗による衝撃摩耗により、車両操作が悪影響を受けることはない。
【０００３】
しかし、こうした部材は十分に頑健であることが要求されるため、鋳鋼等の比較的に重い金属を使用する必要がある。その結果、車両全体の重量が増大し、ひいては消費燃料が増大する。
【０００４】
車両の下方表面をより軽い部材を用いて構成可能とすることは、消費燃料を削減するので、きわめて有用であるが、通常、上述の衝撃摩耗の問題を助長することになる。したがって、上記問題を解消し、または少なくとも低減するような構成を提供することが好ましい。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の実施形態は、添付したクレームを参照することにより理解することができる。
【０００６】
本発明の態様は、構造的部品、部品、及び車両に関するものである。
【０００７】
本発明に係る１つの態様によれば、衝撃摩耗を受ける車両の下方表面を少なくとも部分的に形成する、車両の構造的な部品が提供され、下方表面は、衝撃摩耗を１つまたはそれ以上の表面特徴物に集中させるような構造を有し、表面特徴物は、摩耗する犠牲的領域を構成し、その表面以外の表面を衝撃摩耗から少なくとも部分的に保護する。
【０００８】
「構造的な部品」とは、車両の従来式の一体的な構造的または機能的な部品を意味することを意図するが、車両の他の部品を保護し、カバーすることを単一のまたは主たる目的とする部品を含むことを意図するものではない。
【０００９】
本発明に係る別の態様によれば、使用時、衝撃摩耗を受ける車両の下方表面を形成する車両の下方表面を形成する車両の部品が提供され、摩滅による衝撃摩耗を１つまたはそれ以上の表面特徴物に集中させるような構造を有し、表面特徴物は、使用時、摩耗する犠牲的領域を構成し、その表面以外の表面を衝撃摩耗から保護する。
【００１０】
本発明に係る別の態様によれば、車両の構造的な部品が提供され、この部品は、使用時、衝撃摩耗を受け得る車両の下方表面を少なくとも部分的に形成するように構成された下方表面を有し、部品の下方表面は、使用時の衝撃摩耗を１つまたはそれ以上の表面特徴物に集中させるような構造を有し、１つまたはそれ以上の表面特徴物は、摩耗するように形成された犠牲的領域を構成し、その表面以外の表面を衝撃摩耗から少なくとも部分的に保護する。
【００１１】
このような構成において、この部品は、表面特徴物の一部または全部がすり減って磨滅しても、部品の品位または機能が影響されないことが好ましい。このように、本発明に係る表面特徴物が存在しなければ衝撃摩耗により損傷する軽量材料を用いて形成することができる。
【００１２】
本発明に係る別の態様によれば、車両の部品が提供され、この部品は、使用時、衝撃摩耗を受け得る車両の下方表面を少なくとも部分的に構成するように構成された一体的な下向き表面を有し、部品の下向き表面は、使用時の衝撃摩耗を１つまたはそれ以上の表面特徴物に集中させるような構成を有し、１つまたはそれ以上の表面特徴物は、摩耗するように形成され、その表面以外の表面を衝撃摩耗から少なくとも部分的に保護する犠牲的領域からなり、表面特徴物の一部または全部がすり減って磨滅しても、部品の品位または機能が影響されないように構成される。
【００１３】
下方表面は、構造的な部品の一部であり、この部品を保護するための更なる手段を設ける必要がない。構成は単純で、用いられる材料はより少量で済み、重量およびコストを削減することができる。一体的に構成することにより、接合部に起因する弱点のない強い構造体が得られる。
【００１４】
下方表面が部品の残りの部分と一体であるため、部品を保護するために別途のカバーを取り付ける必要かない。これにより構造が単純化され、用いられる必要な材料をより少量にすることができ、重量およびコストを削減することができる。さらに、カバーとの固定部に付随する弱点も存在しない。
【００１５】
さらに、車両の下側部分を目視検査することにより、表面特徴物が下方表面の残りの表面をもはや保護できないほど摩滅した時期を判断して、部品を交換する必要が生じた時期を判断することができる。この部品は鋳造部品であってもよい。択一的には、表面特徴物は、部品にマシン加工を行って形成したものであってもよい。
【００１６】
「一体的に」とは、部品の下方表面が部品に固定または接合されるものではなく、部品と連続した部分であり、部品とともに、または部品から形成されるものであり、すなわち単一鋳造または部品のその他の部分からのマシン加工等により、下方表面が部品のその他の部分と同時に形成される。
【００１７】
下方表面は、使用時、車両走行中の路面（オンロードまたはオフロードの路面）に面した第１の領域を含むものであってもよい。
【００１８】
下方表面は、使用時、車両の前方に面した第２の領域を含むものであってもよい。このように構成することにより、垂直方向および前方方向からの衝撃から保護することができる。
【００１９】
下方表面は、使用時、車両の後方に面した第３の領域にわたって広がるものであってもよく、この構造的な部品は、後方からの衝撃からも保護することができる。部品の下方表面の構成が複数の突先部を有し、下方表面の周辺凹部よりも衝撃摩耗が選択的に生じるようにしてもよい。
【００２０】
１つの実施形態では、突起部は、使用時、車両の下方表面に沿って延びる複数のリブの形態を有する。凹凸のあるオフロード地形上にある下方の岩や石による摩耗は車両の走行方向に沿って生じるので、好適には、各リブは車両の運転方向に実質的に沿って延びるものであってもよい。同様に、オンロード走行中、リブの間の溝部に衝突したすべての石や岩屑は、浅い角度にある溝部に衝撃を与え、通常、溝部の長手方向と同一の方向に移動し続ける傾向がある。対照的に、リブが走行方向とは垂直な方向に配向された場合、石はリブの側面に衝突し、逆方向に跳ね返されるため、リブの表面の摩耗の度合いは、より大きくなる。
【００２１】
好適には、各リブは、欠け、または裂けることを防ぐようにするため、リブの幅のほぼ全体にわたって延びる実質的に平坦な表面を有する。平坦な表面は、通常、構造的部品の下方表面全体にわたって平行である。垂直な端面を有する部材は、通常、より摩耗しやすいため、リブの側面および端面は、好適には面取りされ、一般的には台形の断面形状を有する。択一的には、リブは、矩形または正方形の断面を有するように平行な側面を有していてもよい。
【００２２】
リブのピッチ、すなわち隣接する各ピットの中心線の間隔は、好都合には２０ｍｍ未満である。各リブの幅は約１０ｍｍで、隣接する各ピットの間隔は１０ｍｍ以下であってもよく、その結果、より大きな岩や石およびその他の岩屑により、リブの間の下方表面の領域が摩耗して損傷を受けることを防止することができる。オフロード走行とは対照的に、オンロード走行中には、より大きな石が、より大きな質量を有し、下方表面に衝突した際により大きな運動量を与えるため、車両の下方表面に対する摩耗を過剰に増大させる。
【００２３】
各リブの深さは、リブおよび部品を形成する材料の硬さおよび作製方法、車両の寿命期間、車両に搭載される部品の位置、ならびに予想される車両の使用度合いに依存する。たとえば、鍛造アルミニウム合金は、砂型鋳造アルミニウム合金より薄い断面を有するものであってもよく、４×４（四駆）車両に採用されるものは、オンロード車両より厚いものとする必要がある。
【００２４】
部品の下方表面以外の表面からのリブの高さは、部品の寿命にわたって磨滅してもよい材料の許容可能な量を表す。実務的には、高さは材料の硬さ、製造方法のタイプ、車両の予想される寿命、車両に搭載される部品の位置、および予想される車両の使用度合いに依存する。たとえば、鍛造アルミニウム合金は、砂型鋳造アルミニウム合金より薄い断面を有するものであってもよく、オフロード系の車両に採用されるものは、オンロード系の車両より厚いものとする必要がある。典型的には、リブは、下方表面以外の表面からのリブの高さは、５ｍｍ未満であり、好適には３ｍｍ未満であり、より好適には２．８ｍｍ未満である。
【００２５】
複数のリブの後方端面の間にある下方表面の領域は、リブの上方表面のレベルまで高く位置するものであって、部品の後部において実質的に平坦であってもよい。
【００２６】
このリブは、切削プロセス、たとえばミリングプロセスにより形成してもよい。択一的には、この部品は、たとえば鋳造プロセスを用いて、すでに形成されたリブを有するように加工してもよい。
【００２７】
構造的な部品は、車両のサスペンションシステムの下側コントロールアームを構成するものであってもよい。
【００２８】
こうしたコントロールアームは、従前通り鋳型または鍛鋼を用いて作製される。しかし本発明によれば、アルミニウム等の適当な軽量材料を用いて作製することができ、コントロールアームの重量を相当に削減し、このコントロールアームを採用した車両の消費燃料を削減することができる。
【００２９】
択一的には、この部品は、車両の非構造的または非負荷支持部品であってもよい。
【００３０】
択一的には、この部品は、車両の燃料タンク、クレードルの１つまたはそれ以上のクロスメンバー（横材）、使用時において衝撃で摩耗する車両の下方表面を少なくとも部分的に構成するサスペンションシステムの任意の部品、排気システムの部品、けん引棒、トランスミッション、トランスミッションに付随する１つまたはそれ以上のブラケット、動力分配装置、または後輪差動装置等、使用時において衝撃で摩耗する車両の下方表面を少なくとも部分的に構成する任意の部品に対して同等に適用することができる。
【００３１】
本発明に係るさらに別の態様によれば、衝撃摩耗を受ける車両の下方表面を少なくとも部分的に形成する車両の下方表面を形成する車両のため部品が提供され、この下方表面は、使用時の衝撃摩耗を１つまたはそれ以上の表面特徴物に集中させるような構造を有し、表面特徴物は、摩耗して、その表面以外の表面を衝撃摩耗から少なくとも部分的に保護するように構成され、この部品は、車両の燃料タンク、クレードルの１つまたはそれ以上のクロスメンバー（横材）、使用時、衝撃摩耗する車両の下方表面を少なくとも部分的に構成するサスペンションシステムの任意の部品、排気システムの部品、けん引棒、トランスミッション、トランスミッションに付随する１つまたはそれ以上のブラケット、動力分配装置、および後輪差動装置のうちから選択される。
【００３２】
部品は、（ａ）アルミニウム、（ｂ）アルミニウム合金、（ｃ）マグネシウム、および（ｄ）マグネシウム合金のうちから選択された１つの材料で形成してもよい。この部品は、アルミニウムまたはアルミニウム合金と同様の密度または弱さ特性を有する材料で形成してもよい。こうした材料は、車両の部品に一般的に用いられる鋼鉄タイプに比して相当により密度は低いので、車両の燃料消費が実質的に削減される。
【００３３】
本発明は、上述の部品を備えた車両にも及ぶものである。
【００３４】
本明細書の範囲内において、上記パラグラフ、クレーム、および／または以下の発明の詳細な説明で開示した、さまざまな態様、実施形態、具体例、特徴、および択一例を、独立して、または任意に組み合わせて用いることが理解される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
添付図面を参照しながら、本発明について例示目的でのみ以下説明する。
【図１】下方にある余剰厚材料を有するように形成された車両の部品の概略図である。
【図２】本発明に係る実施形態による車両の部品の概略図であって、図１に示す構造的な部品で作製された部品を示す。
【図３】本発明に係る実施形態による車両の下側サスペンションシステムの斜視図である。
【図４】本発明に係る実施形態による車両の下側サスペンションシステムの斜視図である。
【図５】（図３で示す）Ａ−Ａ線から見た図３および図４の下側サスペンションシステムの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
図１を参照すると、これは実寸大で図示したものではないが、車両のサスペンションシステムの下側コントロールアーム等の車両の構造的部品１がアルミニウム、アルミニウム合金、またはその他の適当な軽量部材で構成されている。コントロールアームは、車両に用いられているとき、下方表面を含む車両部品を構成し、路面に対向する下方表面１０を含む下側部分を有する。下側部分は、余剰厚の部材２を含む。余剰部材２の厚みは、通常３ｍｍである。「余剰厚」なる表現は、部材２の余剰厚が存在しなくても、構造的部品１が正常な機能を発揮できることを意味する。参照符号「３」は、この余剰部材２を設けることなく構成された従来式の車両の構造的部品の表面を示すものである。本発明に係る実施形態は、通常車両走行中、特にオフロード走行中に当たる下方にある岩石や他の岩屑からの衝撃に起因して、内側表面３がすり減って摩耗することを防止しようとするものである。
【００３７】
図２に示すように、本発明に係る実施形態において、同様に実寸大で図示したものではないが、下方表面１０は、数多くの表面特徴部材４，５を有する。表面特徴部材は、数多くの実質的に平行な溝部４を有し、溝部は、余剰部材を切削して、実質的に平行な複数の突起部またはリブ５のアレイを形成し、各リブは約１０ｎｍの幅を有する。切削ステップは、ミリングプロセスにより行ってもよい。択一的には、構造的部品は、たとえば、鋳造プロセスを用いて、すでに形成された表面構成を有するように加工してもよい。リブ５は、構造的部品１を車両に搭載したとき、構造的部品１の前端および後端の間であって、車両に対して（すなわち、車両の前後軸に沿って）、車両の進行方向（すなわち図面紙面に対して垂直な方向）に沿って延びるように形成される。リブ５は、面取りした面（図示せず）を含む実質的に平坦な上面６により形成される。隣接する一対のリブ５の間隔は、１０ｍｍ以下であり、図２に示す石７のような小石が構造的部品１の内側表面３に衝撃を与え、構造的部品１が損傷する可能性を防止することができる。
【００３８】
下方にある岩や石から受けたほとんどの衝撃、および／または岩や石の直接的な衝突は、構造的部品１の内側表面３ではなく、リブ５により防ぐことができるので、余剰部材２の層で構成されるリブ５は犠牲的な部品として機能する。
【００３９】
下方にある岩や石、および他の岩屑から頻繁に受ける衝撃により、リブ５は、使用中に徐々にすり減り、やがては内側表面３が衝撃を受ける程度まで摩耗してしまう。しかし、構造的部品１の摩耗の程度は、車両の下側部分を目視検査することにより容易に評価することができる。タイヤのスレッドが十分な深さを有することを確認するために、タイヤを定期的に検査するのと同様に、リブ５は、内側表面３がリブ５により十分に保護されない程度まで摩耗したとき、これは構造的部品１が交換する必要があることを示すものである。しかし、本発明に係る実施形態とタイヤのスレッドとの大きな違いは、リブ５が構造的部品１の機能を果たすために必要なものより余剰な部材で構成される一方、タイヤ上に形成されたスレッドの深さ全体が路面に対するタイヤのグリップ力を増大させる点にある。このように、構造的部品１の内側表面３が損傷を受けないようにすることができるため、余剰部材２の一部または全部が摩耗した場合であっても、構造的部品１が車両における意図した機能を発揮することができる。
【００４０】
図３および図４は、上記説明し、図２に概略的に図示したリブ５を採用するサスペンションシステムの下側コントロールアーム８を２つの異なる方向から見た斜視図であり、図５は、図３および図４に示す下側コントロールアームをＡ−Ａ線から見た断面図である。図３、図４、および図５に示すように、それぞれのリブ５は、両端部において側面に沿って面取りされている。本発明に係る有用な実施形態について上記説明したが、クレームのみにより定義される発明の範囲から逸脱することなく、数多くの変形例および変更例を案出できることが理解されよう。
【００４１】
上記実施形態は構造的部品に関するものであるが、当業者ならば理解されるように、本発明は、車両の燃料タンク、クレードルの１つまたはそれ以上のクロスメンバー（横材）、使用時において衝撃で摩耗する車両の下方表面を少なくとも部分的に構成するサスペンションシステムの任意の部品、排気システムの部品、けん引棒、トランスミッション、トランスミッションに付随する１つまたはそれ以上のブラケット、動力分配装置、または後輪差動装置等、使用時において衝撃で摩耗する車両の下方表面を少なくとも部分的に構成する任意の部品に対して同等に適用することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１…構造的部品
２…余剰部材
３…構造的部品の表面
４，５…表面特徴部材（リブ）
６…上面
７…石
８…サスペンションシステムの下側コントロールアーム
【図１】
2014525861.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2014525861.tif 000007
【国際調査報告】
2014525861.tif 000008
2014525861.tif 000009
2014525861.tif 000010