(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車のシャシ構成部材であって、クロスメンバ（２）を備えており、該クロスメンバ（２）は、中空体として形成されており且つ取付け部材のための結合個所（３）を有しており、該結合個所（３）は収容窪み（４）を有しており、該収容窪み（４）は底部（６）と、後壁（７）と、２つの側壁（８）とにより画成されており、結合個所（３）は支持ピン（５）を有しており、該支持ピン（５）は側壁（８）に支持されている、自動車のシャシ構成部材において、
クロスメンバ（２）は鋳造品として形成されており、結合個所（３）はクロスメンバ（２）の内部に設けられており、収容窪み（４）は鋳造時にクロスメンバ（２）に一体に成形されていて、クロスメンバ（２）は２つの中空の支持体区分（１２，１３）を有しており、該両支持体区分（１２，１３）は、結合個所（３）の両側に隣接しており、中実に構成された底部（６）と、中実に構成された後壁（７）とを介して互いに結合されていることを特徴とする、自動車のシャシ構成部材。
【請求項２】
収容窪み（４）は、該収容窪み（４）内に挿入可能な取付け部材（２０）の支承体（２１）に適合させられており、支承体（２１）は収容窪み（４）内での組込み状態において支持ピン（５）によって結合個所（３）に緊締されており、支承体（２１）は結合個所（３）の領域においてクロスメンバ（２）に組み付けられて、該クロスメンバ（２）と結合個所（３）において複合体（２３）を形成し、該複合体（２３）はクロスメンバ（２）を補強する、請求項１記載のシャシ構成部材。
【請求項３】
クロスメンバ（２）は結合個所（３）の両側でそれぞれ中子出口（１４）を有しており、該中子出口（１４）は、一方の側で１つの側壁（８）により画成されており、且つ結合個所（３）に隣接しているクロスメンバ（２）の中空の支持体区分（１２，１３）の中空室（１５，１６）に連通して結合されている、請求項１又は２記載のシャシ構成部材。
【請求項４】
各中子出口（１４）は各側壁（８）に対向してウェブ壁（１７）を有している、請求項３記載のシャシ構成部材。
【請求項５】
クロスメンバ（２）は各中子出口（１４）から離れたウェブ壁（１７）の側に凹部（１８）を有している、請求項４記載のシャシ構成部材。
【請求項６】
各ウェブ壁（１７）は各凹部（１８）に対して開口している貫通開口（１９）を有しており、各側壁（８）を貫通している支持ピン（５）に、凹部（１８）と、貫通開口（１９）と、中子出口（１４）とを通じて工具がアクセス可能である、請求項５記載のシャシ構成部材。
【請求項７】
取付け部材が、伝動装置である、請求項１から６までのいずれか一項記載のシャシ構成部材。
【請求項８】
伝動装置がリアアクスル伝動装置である、請求項７記載のシャシ構成部材。
【請求項９】
前記シャシ構成部材（１）が、サブフレームである、請求項１から８までのいずれか一項記載のシャシ構成部材。
【請求項１０】
サブフレームがリアアクスルサブフレームである、請求項９記載のシャシ構成部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車、特に乗用車のシャシ構成部材であって、横方向支持体であるクロスメンバを備えており、クロスメンバが中空体として形成されており、且つ取付け部材のための結合個所を有しており、結合個所が収容窪みを有しており、収容窪みが底部と、後壁と、２つの側壁とにより画成されており、結合個所が支持ピンを有しており、支持ピンが側壁に支持されている、自動車のシャシ構成部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＥ１９９０９９４５Ｃ１において、自動車のためのシャシ構成部材、つまりサブフレーム、特にリアアクスルサブフレームが公知になっている。シャシ構成部材は車両各側において、上側及び下側のサイドメンバと、２つのサイドメンバを結合するクロスメンバとを有している。サブフレームはとりわけ、伝動装置、例えばリアアクスルディファレンシャルの保持のために働く。そのためにサブフレームには三点支承部が形成されている。三点支承部の形成のために、１つのクロスメンバが伝動装置のケーシング頸部のために上方に向かって開口している収容窪みを有している。収容窪みは、底部と、後壁と、２つの側壁とにより画成されている。クロスメンバに伝動装置を固定するために、支承ピンは側壁を通って貫通案内され得る。公知のサブフレームにおいて、収容窪みと支持ピンとによって形成された結合個所は、コンソールを介して形成されている。コンソールはクロスメンバとは別体に形成されていて、適切にクロスメンバに取り付けられている。収容窪みの後壁はクロスメンバの一区分により形成される。クロスメンバ自体は中空体として形成されていて、公知のサブフレームにおいては薄板成形部材として設計されている。
【０００３】
ＤＥ１０２００４０１２６６２Ａ１において、閉鎖された中空異形材として砂中子によって成形されているフレーム状のリアアクスル支持体が公知になっている。
【０００４】
ＤＥ１０２００５０３２９１９Ａ１において、ボックス状の構造を有する、内燃機関のためのエンジン支持体が公知になっている。エンジン支持体の中空室は、プラスチック容器の製造のために中空型を形成する。
【０００５】
ＤＥ１９９２２８００Ａ１には自動車のための補助フレームが記載されている。補助フレームは鋳造材料から成る少なくとも１つの接合エレメントを備えている。接合エレメントは、補助フレームを少なくとも１つの支持体に結合するための少なくとも１つのフランジを有している。
【０００６】
ＤＥ１０２００６０４２３７７Ａ１には、傾動式チル鋳造（Ｋｉｐｐｋｏｋｉｌｌｅｎｇｕｓｓ）において製造されているフロントアクスル支持体が記載されている。
【０００７】
ＷＯ２００７／０１９９３５Ａ１には、鋳造構成部材として形成されているばねストラット収容部が記載されている。取付け部材のための結合個所は鋳造構成部材に直接一体成形されている。この結合個所は、例えば既に準備されているネジ開口である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】ＤＥ１９９０９９４５Ｃ１
【特許文献２】ＤＥ１０２００４０１２６６２Ａ１
【特許文献３】ＤＥ１０２００５０３２９１９Ａ１
【特許文献４】ＤＥ１９９２２８００Ａ１
【特許文献５】ＤＥ１０２００６０４２３７７Ａ１
【特許文献６】ＷＯ２００７／０１９９３５Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、本発明の課題は、冒頭で述べたシャシ構成部材を改良して、特に、高められた一体成形比率が達成可能であるシャシ構成部材を提供し、これにより、重量及びコストに関する利点を得ることができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために本発明に係るシャシ構成部材は、クロスメンバは鋳造品として形成されており、収容窪みは鋳造時にクロスメンバに一体に成形されているようになっている。
【００１１】
好ましくは、収容窪みは、収容窪み内に挿入可能な取付け部材の支承体に適合させられており、支承体は収容窪み内での組込み状態において支持ピンによって結合個所に緊締されており、支承体は結合個所の領域においてクロスメンバを補強する複合体を形成する。
【００１２】
好ましくは、収容窪みがクロスメンバに一体成形されており、収容窪みの領域においてクロスメンバの中空の構造は中断されている。
【００１３】
好ましくは、クロスメンバは２つの中空の支持体区分を有しており、両支持体区分は、結合個所の両側に隣接しており、中実に構成された底部と、中実に構成された後壁とを介して互いに結合されている。
【００１４】
好ましくは、クロスメンバは結合個所の両側でそれぞれ中子出口を有しており、中子出口は、一方の側で１つの側壁により画成されており、且つ結合個所に隣接しているクロスメンバの中空の支持体区分の中空室に連通して結合されている。
【００１５】
好ましくは、各中子出口は各側壁に対向してウェブ壁を有している。
【００１６】
好ましくは、クロスメンバは各中子出口から離れたウェブ壁の側に凹部を有している。
【００１７】
好ましくは、各ウェブ壁は各凹部に対して開口している貫通開口を有しており、各側壁を貫通している支持ピンに、凹部と、貫通開口と、中子出口とを通じて工具がアクセス可能である。
【００１８】
好ましくは、取付け部材が、伝動装置、特にリアアクスル伝動装置である。
【００１９】
好ましくは、シャシ構成部材が、サブフレーム、特にリアアクスルサブフレームである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、収容窪みをクロスメンバの鋳造時にクロスメンバに一体に成形する、という思想に基づいている。鋳造構成部材としてクロスメンバを製造することは、クロスメンバの製造の際に既に収容窪みの一体成形を可能にする。これにより結合個所の形成のために別体で製造されたコンソールを省くことができる。同様にこの種のコンソールをクロスメンバに取り付けるための付加的な組付けステップが省略される。クロスメンバに収容窪みを一体に形成することにより、更に製造公差、特に結合個所に対する位置決め公差を減じることができる。このことは組付けに関する利点を伴う。またパッケージに関する利点をもたらすこともできる。
【００２１】
有利な構成によれば、収容窪みを、収容窪み内に挿入可能な取付け部材の支承体に適合させることができるので、収容窪み内での組付け状態において支持ピンで緊締されている支承体が結合個所と一緒に複合体を形成する。複合体は結合個所の領域においてクロスメンバを補強する。組み付けられた状態において結合体もしくは複合体を適切に形成することにより、クロスメンバはまさに結合個所の領域において、特に高い剛性を備えることができる。複合体により、外部の構成部材、つまり取付け部材の支承体は、結合個所の領域におけるクロスメンバの補強もしくは補剛に対して重要な貢献を果たす。
【００２２】
別の有利な構成によれば、収容窪みをクロスメンバ内に一体成形することができるので、収容窪みの領域においてクロスメンバの中空の構造は中断される。従って結果的に、収容窪みの領域におけるクロスメンバは中実である。これにより収容窪みの一体成形による中空支持体の剛性損失を、特に支承体に関して補償することができる。
【００２３】
クロスメンバが結合個所の両側でそれぞれ中子出口を有している構成が特に有利である。中子出口は一方の側において収容窪みの１つの側壁により画成されていて、結合個所に隣接している中空の支持体区分の中空室に連通して接続されている。収容個所の領域におけるこの種の中子出口の配置は、一体成形された収容窪みを備えたクロスメンバの鋳造を簡単にする。なぜならば閉鎖された中子をそれぞれ使用することができるからである。
【００２４】
本発明の別の重要な特徴及び利点が、従属請求項、図面、及び図面に基づく説明から明らかになる。
【００２５】
前記及び以下に更に説明されている特徴は、それぞれ記載の組合せだけでなく、別の組合せ又は単独で本発明の枠を越えることなく使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】結合個所の領域におけるシャシ構成部材を上方から見た斜視図である。
【図２】結合個所の領域におけるシャシ構成部材を下方から見た斜視図である。
【図３】結合個所の領域におけるシャシ構成部材のクロスメンバの縦断面図である。
【図４】結合個所の領域におけるクロスメンバの拡大された縦断面図である。
【図５】シャシ構成部材に取り付けられた取付け部材を備えたシャシ構成部材の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。同じ符号を、同じ又は類似の構成部材、又は機能に関して同じ構成部材に用いる。
【００２８】
図１〜５によれば、自動車、特に乗用車のシャシ構成部材１は、中空支持体として形成されていて、且つ取付け部材（図示せず）のための結合個所３を有する少なくとも１つのクロスメンバ２を有している。シャシ構成部材１は、例えばサブフレーム（Ｆａｈｒｓｃｈｅｍｅｌ）であってよく、とりわけ特にリアアクスルサブフレームであってよい。クロスメンバ２は、特に前方及び後方のクロスメンバを有しているサブフレーム１において、サブフレーム１の前方のクロスメンバ２を形成することができる。取付け部材は、例えば伝動装置、特にリアアクスル伝動装置であってよい。図５には、この種の取付け部材が記載されており、符号２０が付されている。取付け部材２０をクロスメンバ２もしくはシャシ構成部材１に結合することができるように、取付け部材２０は結合個所３と協働する支承体２１を有している。
【００２９】
結合個所３は収容窪み４と支持ピン５とを有している。図１によれば収容窪み４は上方に開口している。従って、収容窪み４は底部６と、後壁７と、２つの側壁８とにより画成されている。収容窪み４をほぼ立方体に形成することができ、その結果、底部６は後壁７に対してほぼ垂直に延びている。両側壁８は互いにほぼ平行に延在していて、底部６及び後壁７に対してほぼ垂直に延びている。支持ピン５は収容窪み４を貫通し、側壁８において支持されている。支持ピン５は側壁８に対してほぼ垂直に延びていて、従って底部６及び後壁７に対してほぼ平行に延びている。収容窪み４は、取付け部材２０の収容に適した区分を収容するために機能する。図５によれば収容窪み４は、例えば支承体２１の収容のために働く。支承体２１は、例えば取付け部材２０の支持アーム２２を貫通していてもよい。特に支承体２１は、クロスメンバ２に対する取付け部材２０の相対的な旋回を可能にすることができる。有利には、支承体２１を収容窪み４内に挿入することができ、収容窪み４において支持ピン５で緊締することができるように、収容窪み４は収容窪み４の寸法に関して支承体２１に適合させられている。組み付けられた状態において、このような複合体又は結合体２３を形成することができる。複合体又は結合体２３は支承体２１と結合個所３とにより実質的に形成される。結合体２３は、結合個所３の領域におけるクロスメンバ２の集中的な補強をもたらす。複合体２３の形成により、支承体２１はクロスメンバ２の補強に集中的に貢献する。特に、側壁８は支承体２１を介して互いに支持することができる。支承体２１は支持ピン５に対して平行に延びていて、ひいては側壁８に対してほぼ垂直である。
【００３０】
支持ピン５は、例えばネジ９である。図３によればネジ９は一方の側でネジ頭１０を有しており、他方の側でナット１１を支持する。窪み４に対して支持ピン５は外側から側壁８を通って差し込まれていて、側壁８に外側から緊締されている。組み付けられた状態において、支持ピン５もしくは支持ピン５のネジ９は、支承体２１を同軸的に貫通している。
【００３１】
クロスメンバ２は鋳造品、例えばねずみ鋳鉄（Ｇｒａｕｇｕｓｓ）又は軽金属鋳造品、有利にはアルミニウム鋳造品として形成されている。収容窪み４はクロスメンバ２に一体成形されている。収容窪み４はクロスメンバ２の鋳造成形時にクロスメンバ２に一体成形されている。クロスメンバ２における収容窪み４の位置決めは、有利には、収容窪み４によりクロスメンバ２の中空の構造が中断されているように行われる。
【００３２】
例えばクロスメンバ２は２つの中空の支持体区分１２，１３を有している。両中空の支持体区分１２，１３は結合個所３の両側に配置されているか、もしくは結合個所３を介して互いに結合されている。例えば両支持体区分１２，１３は、中実に形成された底部６を介して互いに結合されている一方で、中実に形成された後壁７を介して互いに結合されている。中実に形成された側壁８により、窪み４は比較的剛性の有る構造もしくは比較的剛性の有るシェルを有する。これにより、収容窪み４が一体成形されているにもかかわらずクロスメンバ２が比較的高い剛性を有するまでに、クロスメンバ２を結合個所３の領域において補強することができる。結合個所３の領域におけるクロスメンバ２の補強のために、特に高い貢献を支承体２１が果たす。支承体２１は取付け部材２０の取付け時に収容窪み４内に挿入され、支持性の複合体２３を形成するために収容窪み４内において支持ピン５で緊締される。
【００３３】
図２〜４によれば、クロスメンバ２は結合個所３の両側でそれぞれ中子出口１４を有している。中子出口１４は、窪み４の開口している側とは反対の側でクロスメンバ２において開口するように位置決めされている。従って、例えば各中子出口１４は下方に開口している。中子出口１４は収容窪み４に対して直接隣接して配置されている。収容窪み４に向かって各中子出口１４は各々、１つの側壁８により画成されている。従って各側壁８は、窪み４寄りの内面と、各中子出口１４寄りの外面とを有している。図３及び４によれば、各中子出口１４はそれぞれ１つの支持体区分１２，１３の中空室１５もしくは１６に連通している。これにより支持体区分１２，１３もしくはクロスメンバ２は、中子出口１４によって、例えば水排出部を有している。更に各中子出口１４を介して、支持ピン５を螺合するためのアクセス可能性を成すことができるか、もしくは向上させることができる。
【００３４】
各中子出口１４は各側壁８に対向してウェブ壁１７によって画成されている。ウェブ壁１７は結合個所３の領域におけるクロスメンバ２の構造の補強に繋がる。例えばクロスメンバ２は各支持体区分１２，１３の領域において、結合個所３に隣接してそれぞれ凹部１８を備えている。凹部１８は、各中子出口１４に設けられている各ウェブ壁１７の、各中子出口１４とは反対の側に隣接している。凹部１８は、支持体区分１２，１３の領域、つまり結合個所への各移行部における、クロスメンバ２の付加的な補強に繋がる。更に凹部１８は支持ピン５を螺合するためのアクセス可能性を向上させるために使用することもできる。ウェブ壁１７が、各凹部１８の領域における支持体区分１２，１３の補強のために働くことは明らかである。
【００３５】
特に各ウェブ壁１７は、図示の実施の形態のようにそれぞれ１つの貫通開口１９を有していてもよい。各貫通開口１９は各凹部１８に対して開口していて、凹部１８を各中子出口１４の内部に接続している。貫通開口１９は支持ピン５に対して整合して配置されている。更に貫通開口１９は、ネジ頭１０が一方の貫通開口１９を通って貫通案内可能であり、且つナット１１が他方の貫通開口１９を通って貫通案内可能であるように寸法設定されている。更に有利には、貫通開口１９は、ネジ頭１０もしくはナット１１の操作のために、工具も貫通開口部１９を通って貫通案内可能であるように寸法設定されている。従って、凹部１８と、貫通開口１９と、中子出口１４とを通って適切な工具が支持ピン５にアクセス可能である。
【００３６】
中子出口１４の本発明において提案される位置決めにより、特にウェブ壁１７及び／又は凹部１８に関連した位置決めにより、結合個所３の領域において、クロスメンバ２内に収容窪み４が一体成形されているにもかかわらず、両支持体区分１２，１３の結合を形成することができる。この結合は、特に複合体２３に関連して、比較的高い剛性を有することを特徴としている。従ってクロスメンバ２は高い一体成形比率（Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｓｇｒａｄ）にもかかわらず、比較的高い剛性及び安定性を有している。クロスメンバ２への結合個所３の一体成形により、結合個所３を形成するために別体に製造されたコンソール等の取付けが不要になる。更に一体成形された結合個所３は、改良された位置決め公差を特徴とする。このことは、本発明において提示されたシャシ構成部材１を備えた車両の大量生産を簡単にする。
【００３７】
更に、中子出口１４は、中空のクロスメンバ２のための水排出部として利用することができる。更にまた、中子出口１４は、既述のように、支持ピン５に対する比較的好適なアクセス可能性を達成するために使用することができる。クロスメンバ２内に一体成形された収容窪み４を備えた、本発明において提示された結合個所３により、取付け部材２０の組付けのための別体のコンソール、及びこの種のコンソールをクロスメンバ２に取り付けるために対応する螺合部を省くことができるので、本発明において提示された構造には、更に重量に関する利点がもたらされる。最終的には、クロスメンバ２内に一体成形された収容窪みは、パッケージに関する利点を提供する特にコンパクトな構造に繋がる。
【符号の説明】
【００３８】
１  シャシ構成部材、  ２  クロスメンバ、  ３  結合個所、  ４  収容窪み、  ５  支持ピン、  ６  底部、  ７  後壁、  ８  側壁、  ９  ネジ、  １０  ネジ頭部、  １１  ナット、  １２，１３  支持体区分、  １４  中子出口、  １５，１６  中空室、  １７  ウェブ壁、  １８  凹部、  １９  貫通開口、  ２０  取付け部材、  ２１  支承体、  ２２  支持アーム、  ２３  結合体、複合体
【図４】
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【図５】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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