轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的制作方法
【專利摘要】提供一種能夠在降低重量的情況下獲得提高了的支撐強(qiáng)度和支撐剛性的轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件。根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件（100）支撐轉(zhuǎn)向軸（138）、沿車輛寬度方向延伸、兩端部（104a，104b）固定至車輛側(cè)面，并且由輕合金或樹(shù)脂復(fù)合材料成型。轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件（100）包括：固定部（110），其具有從支撐轉(zhuǎn)向軸的位置附近向車輛前側(cè)延伸的圓錐臺(tái)形狀，固定部（110）的頂部（110a）固定至劃分車輛前部的發(fā)動(dòng)機(jī)室的前圍板（102）；和多個(gè)加強(qiáng)筋（118、120、122、124、126和128），其沿著由固定部的頂部構(gòu)成的圓（E）和底圓（F）的切線（La、Lb、Lc、Ld、Le和Lf）配置。
【專利說(shuō)明】轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及支撐轉(zhuǎn)向軸等并且沿車輛寬度方向延伸的轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件。
【背景技術(shù)】
[0002]在諸如汽車等車輛中，轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件例如配置在由前圍板和儀表板分隔的空間。前圍板是位于車輛前部的車體板并且將發(fā)動(dòng)機(jī)室與車室分開(kāi)。儀表板是配置在前圍板的車室側(cè)的內(nèi)部組件。
[0003]轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件是沿車輛寬度方向延伸并且兩端部被固定至諸如前圍側(cè)板等車輛側(cè)面的構(gòu)件，并且轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件支撐諸如轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)等各種組件。因此，要求轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件具有支撐各種組件的重量的強(qiáng)度和剛性?！稗D(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)”是指包括轉(zhuǎn)向軸、轉(zhuǎn)向輪等的組件。
[0004]如果轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的剛性低，則來(lái)自車體(例如懸架)的振動(dòng)或者空轉(zhuǎn)時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)傳遞到轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，可能出現(xiàn)使乘客感到不舒服的所謂轉(zhuǎn)向振動(dòng)。
[0005]近年來(lái)，存在著力求使車輛輕量化的趨勢(shì)。因此，使用具有優(yōu)異的比強(qiáng)度和比剛性的材料、也就是使用以鎂合金為代表的輕合金以及以碳纖維增強(qiáng)塑料(CFRP)為代表的樹(shù)脂復(fù)合材料來(lái)制造車輛組件受到矚目。
[0006]因?yàn)檫@些材料還具有優(yōu)異的成型性，所以這些材料被期望用作轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的材料?，F(xiàn)有的轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件例如由鐵制成，并且具有圓桿形狀。
[0007]另一方面，專利文獻(xiàn)I描述了支撐操縱管柱(對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)等)的由鎂制成的儀表板支撐結(jié)構(gòu)。專利文獻(xiàn)2描述了支撐轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的由鎂合金一體成型的駕駛員座椅側(cè)構(gòu)件。
[0008][現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]
[0009][專利文獻(xiàn)]
[0010][專利文獻(xiàn)I]日本特表2007-506610號(hào)公報(bào)
[0011][專利文獻(xiàn)2]日本特開(kāi)2006-160019號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0013]因?yàn)閷＠墨I(xiàn)I和專利文獻(xiàn)2描述的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件使用了具有優(yōu)異的成型性的材料，所以轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的沿著車輛前后方向的縱截面具有一側(cè)(例如車輛前側(cè))開(kāi)口以便例如提高轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的剛性或者不損害其他周邊組件的U字形狀。
[0014]如果轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的縱截面具有U字形狀，則在轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的開(kāi)口側(cè)可能不能獲得充分的強(qiáng)度和剛性。為了防止這種情況，可以想到增加壁厚或者添加其他增強(qiáng)組件。然而，這將使得轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件重并且使得難以降低重量。
[0015]鑒于前述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠在降低重量的情況下獲得提高了的支撐強(qiáng)度和支撐剛性的轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件。
[0016]用于解決問(wèn)題的方案[0017]為了實(shí)現(xiàn)該目的，具有根據(jù)本發(fā)明的代表性構(gòu)造的轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件是如下轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件，其支撐轉(zhuǎn)向軸、沿車輛寬度方向延伸并且兩端部固定至車輛側(cè)面，所述轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件由輕合金或樹(shù)脂復(fù)合材料成型，所述轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件包括:固定部，其具有從支撐所述轉(zhuǎn)向軸的位置附近向車輛前側(cè)延伸的圓錐臺(tái)形狀，所述固定部的頂部固定至劃分車輛前部的發(fā)動(dòng)機(jī)室的車體板；和多個(gè)加強(qiáng)筋，其沿著由所述固定部的所述頂部構(gòu)成的圓、底部構(gòu)成的圓或者任意截面構(gòu)成的圓的切線配置。
[0018]假設(shè)載荷從車體板輸入至轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件(或者從轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件輸入至車體板)。在該情況中，由于固定部具有圓錐臺(tái)形狀并且不存在角部，所以載荷不會(huì)沿特定方向偏斜和集中。因此，不管輸入載荷的方向如何，都能夠以良好的平衡方式傳遞載荷。
[0019]因?yàn)榕c固定部成型為一體的加強(qiáng)筋沿著由固定部的頂部、底部或任意截面構(gòu)成的圓的切線配置，所以輸入載荷能夠從固定部平滑地傳遞到加強(qiáng)筋。利用上述成型為一體的固定部和加強(qiáng)筋，能夠防止輸入載荷局部集中，因此能夠提高轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的支撐強(qiáng)度和支撐剛性。另外，因?yàn)樘岣吡宿D(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的支撐剛性，所以能夠抑制轉(zhuǎn)向振動(dòng)。
[0020]此外，因?yàn)檗D(zhuǎn)向支撐構(gòu)件由輕合金或樹(shù)脂復(fù)合材料一體成型，所以與現(xiàn)有的鐵制轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件相比能夠降低支撐構(gòu)件的重量和組件數(shù)量。另外，因?yàn)檩p合金或樹(shù)脂復(fù)合材料具有優(yōu)異的成型性，所以能夠增加轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的形狀的自由度。
[0021]所述多個(gè)加強(qiáng)筋可以以所述固定部的沿車輛上下方向延伸的中心線為基準(zhǔn)對(duì)稱地配置，所述多個(gè)加強(qiáng)筋包括:一對(duì)第一加強(qiáng)筋，其沿相對(duì)于彼此傾斜的方向延伸并且朝向車輛上下方的任一方擴(kuò)寬，和一對(duì)第二加強(qiáng)筋，其沿相對(duì)于彼此傾斜的方向延伸并且朝向與所述第一加強(qiáng)筋的擴(kuò)寬方向相同的方向進(jìn)一步擴(kuò)寬。
[0022]這樣，因?yàn)檠夭煌较騼A斜的一對(duì)第一加強(qiáng)筋和一對(duì)第二加強(qiáng)筋以固定部的中心線為基準(zhǔn)對(duì)稱地配置，所以能夠容易地分析輸入載荷的傳播行為。載荷的傳播行為的分析結(jié)果可以用于確定例如待增強(qiáng)的位置。通過(guò)如上所述地配置加強(qiáng)筋使輸入載荷高效地分散，并且能夠提高轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的強(qiáng)度和剛性。
[0023]所述轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件可以成型為沿著車輛前后方向的縱截面具有U字形狀，所述U字形狀包括:縱壁，所述固定部和所述多個(gè)加強(qiáng)筋形成在所述縱壁的車輛前側(cè)，以及上凸緣和下凸緣，其分別從所述縱壁的上端和下端向車輛前側(cè)伸出，所述固定部和所述多個(gè)加強(qiáng)筋配置在所述上凸緣和所述下凸緣之間，所述上凸緣包括伸出部，所述伸出部向車輛前側(cè)伸出并且位于所述固定部的上方，所述伸出部突出于所述上凸緣的其他任何部分，并且當(dāng)從車輛前側(cè)觀察時(shí)，所述伸出部與所述第二加強(qiáng)筋一起形成三角形區(qū)域。
[0024]因此，在轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件中形成有朝向車輛前側(cè)伸出的三角形區(qū)域。由第二加強(qiáng)筋和上凸緣的伸出部形成三角形區(qū)域意味著第二加強(qiáng)筋向上側(cè)擴(kuò)寬。因此，在轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件中，U形縱截面的開(kāi)口側(cè)由三角形區(qū)域支撐。雖然U形縱截面的開(kāi)口側(cè)的剛性低，但是，因?yàn)殚_(kāi)口側(cè)由三角形區(qū)域支撐，所以能夠防止開(kāi)口側(cè)的剛性降低。伸出部由構(gòu)成三角形區(qū)域的第二加強(qiáng)筋支撐。因此，具有U形縱截面的轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件由三角形區(qū)域增強(qiáng)，即使載荷輸入至固定部，轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件也不變形。
[0025]所述轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件還可以包括用于安裝所述轉(zhuǎn)向軸的安裝部，所述安裝部配置于所述三角形區(qū)域的內(nèi)側(cè)或附近。因此，轉(zhuǎn)向軸安裝于牢固的安裝部，其中，該安裝部配置在構(gòu)成增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的三角形區(qū)域的內(nèi)部或附近。結(jié)果，能夠提高轉(zhuǎn)向軸的支撐強(qiáng)度和支撐剛性，從而能夠抑制轉(zhuǎn)向振動(dòng)。
[0026]所述轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件還可以包括一對(duì)第三加強(qiáng)筋，所述一對(duì)第三加強(qiáng)筋分別從所述第二加強(qiáng)筋與所述上凸緣接觸的位置連續(xù)地延伸，所述一對(duì)第三加強(qiáng)筋在所述下凸緣和所述上凸緣之間沿車輛寬度方向遠(yuǎn)離所述固定部呈桁架狀延伸。因此，第三加強(qiáng)筋在與上凸緣和下凸緣接觸的狀態(tài)下沿車輛寬度方向連續(xù)地延伸，并且以桁架狀連接在一起。結(jié)果，在車輛寬度方向上增強(qiáng)了轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件。
[0027]所述轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件還可以包括突出部，所述突出部是由所述縱壁的一部分向車輛下方突出而形成；其中，所述突出部包括:彼此相對(duì)的一對(duì)凸緣，其通過(guò)所述下凸緣向車輛下方彎曲而形成，和第四加強(qiáng)筋，其在所述一對(duì)凸緣之間沿車輛上下方向呈桁架狀延伸。因此，第四加強(qiáng)筋在與突出部的一對(duì)凸緣接觸的狀態(tài)下向車輛下方連續(xù)地延伸，并且呈桁架狀連接在一起。結(jié)果，在車輛向下方向上也增強(qiáng)了轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件。
[0028]發(fā)明的效果
[0029]根據(jù)本發(fā)明，可以提供能夠在降低重量的情況下獲得提高了的支撐強(qiáng)度和支撐剛性的轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1是示出具有根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的車輛的一部分的圖。
[0031]圖2是示出圖1中所示的整個(gè)轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的圖。
[0032]圖3是圖2中所示的轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的沿箭頭A的方向得到的視圖。
[0033]圖4示出圖2中所示的轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的沿箭頭B和箭頭C的方向得到的視圖。
[0034]圖5是從車輛前側(cè)觀察到的示出圖2中所示的轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的圖。
[0035]圖6是圖5中所示的轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的截面圖。
[0036]圖7是示出安裝有轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的根據(jù)本實(shí)施方式的轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的圖。
[0037]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0038]100...轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件；102...前圍板;104a、104b...兩端部；106...轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)；108...轉(zhuǎn)向安裝部；110...固定部；110a...頂部；110b...底部；110c...側(cè)面；112...伸出部；114...突出部；116...延伸部；118、120、122、124、126、128...加強(qiáng)筋；130...縱壁；132...上凸緣；134...下凸緣；138...轉(zhuǎn)向軸；140...電動(dòng)馬達(dá)
【具體實(shí)施方式】
[0039]下面，將參照附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。該實(shí)施方式中描述的尺寸、材料以及其他具體數(shù)值僅是為了便于理解本發(fā)明用的示例，除非另外聲明，不解釋成限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)注意，在本說(shuō)明書(shū)和附圖中，構(gòu)成為大致相同的功能和結(jié)構(gòu)的元件用相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示，因此省略了重復(fù)描述。此外，省略了與發(fā)明不直接相關(guān)的元件的說(shuō)明。
[0040]圖1是示出具有根據(jù)本實(shí)施方式的轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的車輛的一部分的圖。圖2是示出圖1中所示的整個(gè)轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的圖。在以下各圖中，箭頭X、Y和Z分別表示朝向車輛前側(cè)、車輛左側(cè)和車輛下側(cè)的方向。
[0041]轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件100配置在由前圍板102和儀表板(未示出)分隔出的空間中，前圍板102如圖1所示位于車輛前部并且構(gòu)成的車輛的一部分。前圍板102是將車輛前部中的發(fā)動(dòng)機(jī)室與車室分開(kāi)的車體板。儀表板是配置在前圍板102的車室側(cè)的內(nèi)部組件，并且具有乘客看到的設(shè)計(jì)表面。
[0042]轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件100沿車輛寬度方向延伸，轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件100的兩端部104a和104b(見(jiàn)圖2)被固定至構(gòu)成車輛側(cè)面的前圍側(cè)板(未示出)。前圍側(cè)板是將前圍板102支撐在它們之間的一對(duì)構(gòu)件。
[0043]轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件100包括用于支撐諸如轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)106 (這里未示出，見(jiàn)圖7)等各種組件的轉(zhuǎn)向安裝部108。轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)106例如包括諸轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向輪等組件。如圖所示，轉(zhuǎn)向安裝部108是向車輛前側(cè)凹的凹部。
[0044]如圖1所示，轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件100具有從轉(zhuǎn)向安裝部108的附近向前圍板102 (BP,向車輛前側(cè))延伸的固定部110。
[0045]該固定部110的頂部IlOa通過(guò)緊固或焊接而被固定至前圍板102。固定部110的頂部IlOa可以被固定至諸如車頸上板等位于車輛前部的車體板，而不限于前圍板102。因此，來(lái)自車體板或轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)106的載荷被輸入至轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件100的固定部110。
[0046]轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件100具有:伸出部112，其位于固定部110上方并且朝向車輛前側(cè)伸出；和突出部114，其朝車輛下方突出并且被緊固至車體地板面板(未示出)。在轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件100中還形成有朝向前圍板102延伸的延伸部116。
[0047]這里，為了降低車輛的重量，轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件100由諸如鋁或鎂等輕合金或者諸如碳纖維增強(qiáng)塑料(CFRP)或玻璃纖維增強(qiáng)塑料(GFRP)等樹(shù)脂復(fù)合材料成型。如果使用輕合金，則可以通過(guò)壓鑄或注射成型來(lái)成型，如果使用樹(shù)脂復(fù)合材料，則可以通過(guò)擠壓成型或注射成型來(lái)成型，但是并非特別地限制于此。這些原料在比強(qiáng)度、比剛性和成型性方面優(yōu)異。
[0048]因?yàn)檗D(zhuǎn)向支撐構(gòu)件100由具有優(yōu)異成型性的輕合金或樹(shù)脂復(fù)合材料一體成型，所以轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件100可以具有復(fù)雜的形狀。例如，轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件100可以不僅具有能夠被固定至上述前圍板102、前圍側(cè)板和車體地板面板的如上所述的形狀或進(jìn)一步支撐上述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)106的形狀，而且還具有能夠被緊固至儀表板的形狀、能夠被安裝至容納于儀表板中的組件的形狀或能夠被緊固至其他適當(dāng)組件的形狀。
[0049]圖3是圖2中所示的轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件100的沿箭頭A的方向得到的視圖。圖4示出圖2中所示的轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件100的沿箭頭B和箭頭C的方向得到的視圖。
[0050]如圖3以及圖4的(a)中的沿箭頭B的方向得到的視圖所示，轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件100的固定部Iio具有圓錐臺(tái)形狀并且包括上述頂部110a、底部IlOb和側(cè)面110c。轉(zhuǎn)向安裝部108形成在固定部110的側(cè)面IlOc的下側(cè)附近。
[0051]如圖3所示，轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件100具有多個(gè)加強(qiáng)筋118、120、122、124、126和128。多個(gè)加強(qiáng)筋118、120、122、124、126和128以固定部110的中心線D為基準(zhǔn)對(duì)稱地配置，其中，中心線D沿著車輛上下方向延伸。一對(duì)加強(qiáng)筋118和120 (第一加強(qiáng)筋)沿著由固定部110的頂部IlOa構(gòu)成的圓E的切線La和Lb配置。因此，加強(qiáng)筋118和120的脊線沿著切線La和Lb延伸。兩個(gè)加強(qiáng)筋118和120沿相對(duì)于彼此傾斜的方向延伸并且朝向車輛上方擴(kuò)寬。
[0052]一對(duì)加強(qiáng)筋122和124 (第二加強(qiáng)筋)沿著由固定部110的底部IlOb構(gòu)成的底圓F的切線Lc和Ld配置。因此，加強(qiáng)筋122和124的脊線沿著切線Lc和Ld延伸。加強(qiáng)筋122和124沿相對(duì)于彼此傾斜的方向延伸并且朝向與上述一對(duì)加強(qiáng)筋118和120的擴(kuò)寬方向相同的方向進(jìn)一步擴(kuò)寬。[0053]此外，一對(duì)加強(qiáng)筋126和128沿著底圓F的切線Le和Lf配置。因此，加強(qiáng)筋126和128的脊線沿著切線Le和Lf延伸。加強(qiáng)筋126和128沿相對(duì)于彼此傾斜的方向延伸并且朝向車輛下方擴(kuò)寬。
[0054]如圖4的(a)所示，轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件100具有縱壁130、上凸緣132和下凸緣134，并且轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件100成型為車輛前側(cè)開(kāi)口的U字形狀?？v壁130例如從固定部110的底部IlOb沿車輛上下方向延伸，固定部110和多個(gè)加強(qiáng)筋118、120、124、126和128形成在縱壁130的車輛前側(cè)。
[0055]上凸緣132和下凸緣134分別從縱壁130的上端和下端折回并向車輛前側(cè)伸出，固定部Iio和多個(gè)加強(qiáng)筋118、120、122、124、126和128被配置在上凸緣132和下凸緣134之間。
[0056]如圖4的(a)和圖4的(b)所示，上凸緣132包括伸出部112，該伸出部112位于固定部Iio上方并且突出于上凸緣132的其他任何部分。如圖3和圖4的(a)所示，一對(duì)加強(qiáng)筋118和120配置在從固定部110的頂部IlOa延伸到底部IlOb的側(cè)面110c、縱壁130和包括伸出部112的上凸緣132之間并且將側(cè)面110c、縱壁130和上凸緣132連接在一起。
[0057]如圖3和圖4的(a)所示，一對(duì)加強(qiáng)筋122和124配置在側(cè)面IlOc的從固定部110的底部IlOb開(kāi)始的一部分、縱壁130以及包括伸出部112的上凸緣132之間并且將側(cè)面IlOc的該部分、縱壁130以及上凸緣132連接在一起。如圖3所示，一對(duì)增強(qiáng)部122和124以及伸出部112在從車輛前側(cè)觀察時(shí)形成圖中用點(diǎn)劃線示出的三角形區(qū)域G。
[0058]因?yàn)樯斐霾?12包含在區(qū)域G中，所以該區(qū)域G是朝向車輛前側(cè)伸出的區(qū)域。伸出部112由構(gòu)成區(qū)域G的一對(duì)加強(qiáng)筋122和124支撐。如圖所示，區(qū)域G可以包括固定部110的底圓F的一部分。因此，轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件100的U字形狀的車輛前側(cè)的開(kāi)口側(cè)由三角形區(qū)域G支撐，從而增強(qiáng)了轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件100。
[0059]如圖3和圖4的(a)所示，一對(duì)加強(qiáng)筋配置在側(cè)面IlOc的從固定部110的底部IlOb開(kāi)始的一部分、縱壁130以及下凸緣134之間并且將側(cè)面IlOc的該部分、縱壁130以及下凸緣134連接在一起。
[0060]如圖3所示，轉(zhuǎn)向安裝部108配置在構(gòu)成增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的上述區(qū)域G的下側(cè)附近，也就是配置在具有高強(qiáng)度和高剛性的位置。因此，能夠通過(guò)將轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)106安裝于轉(zhuǎn)向安裝部108來(lái)抑制所謂的轉(zhuǎn)向振動(dòng)。例如，如果轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件100的支撐強(qiáng)度和支撐剛性低則容易發(fā)生轉(zhuǎn)向振動(dòng)，乘客可能由于行駛期間轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)106的響動(dòng)或者由于振動(dòng)經(jīng)由車體傳播至轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)106而感到不舒服。
[0061]如圖4的(a)和圖4的(b)所示，轉(zhuǎn)向安裝部108是向車輛前側(cè)凹的凹部，并且例如具有彼此相對(duì)的安裝點(diǎn)136a和136b。插入轉(zhuǎn)向軸中的螺栓等被安裝于這些安裝點(diǎn)136a和136b。這樣，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)106被安裝于轉(zhuǎn)向安裝部108。
[0062]圖5是示出從車輛前側(cè)觀察時(shí)的圖2中所示的轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件100的圖。然而，在圖中省略了上述延伸部116的圖示并且僅示出突出部114的一部分。圖6是圖5中所示的轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件100的截面圖。在圖中，示出沿著箭頭H-H得到的截面并且還示出了延伸部116。
[0063]如圖5所示，轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件100包括一對(duì)加強(qiáng)筋138和140 (第三加強(qiáng)筋)，該一對(duì)加強(qiáng)筋138和140分別從上述一對(duì)加強(qiáng)筋122和124與上邊緣132接觸的位置連續(xù)地延伸。一對(duì)加強(qiáng)筋138和140在下凸緣134與上凸緣132之間沿車輛寬度方向遠(yuǎn)離固定部110呈桁架狀延伸至兩端部104a和104b。
[0064]此外，如圖5所示，轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件100具有加強(qiáng)筋142。加強(qiáng)筋142從加強(qiáng)筋126與下凸緣134接觸的位置連續(xù)地延伸，并且沿車輛寬度方向遠(yuǎn)離固定部110呈桁架狀延伸至端部104a。
[0065]因此，轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件100在固定部110的左側(cè)由例如在下凸緣134與上凸緣132之間呈柵格狀配置的加強(qiáng)筋138和142來(lái)增強(qiáng)。另外，轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件100在固定部110的右側(cè)由沿車輛寬度方向呈桁架狀延伸至端部104的加強(qiáng)筋140增強(qiáng)。
[0066]如圖5和圖6所示，轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件100的突出部114是由縱壁130的一部分向車輛下方突出而形成。如圖5所示，突出部114包括彼此相對(duì)的一對(duì)凸緣144和146，該一對(duì)凸緣144和146通過(guò)下凸緣134向車輛下方彎曲而形成。加強(qiáng)筋148 (第四加強(qiáng)筋)配置在一對(duì)凸緣144和146之間。加強(qiáng)筋148例如在沿車輛上下方向與一對(duì)凸緣144和146接觸的狀態(tài)下呈桁架狀延伸，從而增強(qiáng)突出部114。
[0067]結(jié)果，如圖5所示，轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件100由車輛寬度方向上的加強(qiáng)筋138、140和142增強(qiáng)，并且還由車輛向下方向上的加強(qiáng)筋148增強(qiáng)。因此，轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件100將例如輸入到固定部110的載荷有效地傳播到轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件100內(nèi)，并且能夠提高轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件100的強(qiáng)度和剛性。尤其是，因?yàn)橐粚?duì)加強(qiáng)筋138和140從一對(duì)加強(qiáng)筋122和124連續(xù)地配置，其中該一對(duì)加強(qiáng)筋122和124沿著具有圓錐臺(tái)形狀的固定部110的切線Lc和Ld配置，所以能夠更有效地傳播輸入載荷。
[0068]順便提一句，如圖6所示，轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件100的沿著箭頭H-H(沿著車輛前后方向)得到的截面(縱截面)具有U字形狀，該U字形狀包括上述縱壁130、上凸緣132和下凸緣134，通常存在著車輛前側(cè)的U字形狀的開(kāi)口側(cè)的剛性降低的擔(dān)心。然而，因?yàn)檗D(zhuǎn)向支撐構(gòu)件100由上述三角形區(qū)域G (見(jiàn)圖3)增強(qiáng)，所以能夠防止U字形狀的開(kāi)口側(cè)的剛性降低，并且能夠防止轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件100在載荷輸入至固定部110的情況下變形。
[0069]假設(shè)載荷從前圍板102輸入至轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件100 (或者從轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件100輸入至前圍板102)。在該情況中，因?yàn)楣潭ú?10具有圓錐臺(tái)形狀并且不存在角部，所以載荷不會(huì)沿任何特定方向偏斜和集中。因此，不管載荷輸入至固定部110的方向如何，都能夠以良好的平衡方式傳遞載荷。
[0070]因?yàn)槎鄠€(gè)加強(qiáng)筋118、120、122、124、126和128與固定部110成型為一體，并且分別沿著由固定部110的頂部IlOa構(gòu)成的圓E的切線La和Lb和由底部IlOb構(gòu)成的底圓F的切線Lc、Ld、Le和Lf配置，所以輸入載荷能夠從固定部110平滑地傳遞至加強(qiáng)筋118、120、122、124、126 和 128。
[0071]因此，利用成型為一體的固定部110和加強(qiáng)筋118、120、122、124、126和128，能夠
防止輸入載荷局部集中，從而能夠提高轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件100的支撐強(qiáng)度和支撐剛性。因?yàn)檩斎胼d荷在轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件100中不會(huì)局部集中，所以能夠使例如來(lái)自車輛前部的載荷有效地分散至車輛側(cè)部或車輛底部。
[0072]圖7是示出安裝有轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)106的根據(jù)本實(shí)施方式的轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件100的圖。如圖7所示，轉(zhuǎn)向軸138利用安裝點(diǎn)136a朝向車輛前側(cè)沿斜下方向安裝在轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件100的轉(zhuǎn)向安裝部108。如圖所示，轉(zhuǎn)向軸138可以設(shè)置有作為可選組件的電動(dòng)馬達(dá)140。[0073]這樣，即使轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件100支撐各種重組件，因?yàn)檗D(zhuǎn)向支撐構(gòu)件100的支撐強(qiáng)度和支撐剛性如上所述由固定部110和加強(qiáng)筋118、120、122、124、126和128提高，所以能夠抑制轉(zhuǎn)向振動(dòng)。
[0074]因?yàn)檗D(zhuǎn)向支撐構(gòu)件100由具有優(yōu)異成型性的輕合金或樹(shù)脂復(fù)合材料一體成型，所以能夠增加轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件100的形狀的自由度，并且與現(xiàn)有的鐵制轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件相比能夠降低支撐構(gòu)件100的重量和組件數(shù)量。
[0075]此外，因?yàn)槎鄬?duì)加強(qiáng)筋118、120、122、124、126和128以固定部110的中心線D為基準(zhǔn)對(duì)稱地配置，所以能夠容易地分析輸入載荷的傳播行為。載荷的傳播行為的分析結(jié)果可以用于確定例如待增強(qiáng)的位置。通過(guò)對(duì)稱地配置多個(gè)加強(qiáng)筋118、120、122、124、126和128，使輸入載荷均勻且高效地分散，并且能夠提高轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件100的強(qiáng)度和剛性。
[0076]在上述實(shí)施方式中，多個(gè)加強(qiáng)筋118、120、122、124、126和128分別沿著由固定部110的頂部IlOa構(gòu)成的圓E的切線La和Lb和由固定部110的底部IlOb構(gòu)成的底圓F的切線Lc、Ld、Le和Lf配置，但是并不限于此。例如，加強(qiáng)筋可以沿著作為具有圓錐臺(tái)形狀的固定部110的頂部IlOa和底部IlOb之間的截面的任意圓的切線配置。雖然多個(gè)加強(qiáng)筋118、120、122、124、126和128以固定部110的中心線D為基準(zhǔn)對(duì)稱地配置，但是，只要該多個(gè)加強(qiáng)筋沿著上述圓的切線配置，該多個(gè)加強(qiáng)筋也可以非對(duì)稱地配置，并且該多個(gè)加強(qiáng)筋的數(shù)量可以適當(dāng)?shù)馗淖?。此外，在沿著上述圓的切線配置多個(gè)加強(qiáng)筋的情況下，例如，一對(duì)加強(qiáng)筋118和120可以沿相對(duì)于彼此傾斜的方向延伸并且朝向車輛下方擴(kuò)寬。
[0077]與上述伸出部112 —起構(gòu)成三角形區(qū)域G的一對(duì)加強(qiáng)筋122和124也可以沿著切線Lc和Ld之外的其他切線配置。因此，轉(zhuǎn)向安裝部108可以不是配置在三角形區(qū)域G附近，而是配置在區(qū)域G內(nèi)側(cè)、即配置在具有更高的強(qiáng)度和更高的剛性的位置。在該情況下，能夠提高轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)106的支撐強(qiáng)度和支撐剛性，并且能夠進(jìn)一步抑制轉(zhuǎn)向振動(dòng)。
[0078]雖然以上參照附圖描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是應(yīng)該理解的是本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式。顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在所附權(quán)利要求書(shū)限定的發(fā)明的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變型和改變，這些變型和改變應(yīng)該理解為包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。
[0079]產(chǎn)業(yè)h的可利用件
[0080]本發(fā)明可以用于支撐轉(zhuǎn)向軸等并且沿車輛寬度方向延伸的轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件。
【權(quán)利要求】
1.一種轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件，其支撐轉(zhuǎn)向軸、沿車輛寬度方向延伸并且兩端部固定至車輛側(cè)面，所述轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件由輕合金或樹(shù)脂復(fù)合材料成型，所述轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件包括: 固定部，其具有從支撐所述轉(zhuǎn)向軸的位置附近向車輛前側(cè)延伸的圓錐臺(tái)形狀，所述固定部的頂部固定至劃分車輛前部的發(fā)動(dòng)機(jī)室的車體板；和 多個(gè)加強(qiáng)筋，其沿著由所述固定部的所述頂部構(gòu)成的圓、底部構(gòu)成的圓或者任意截面構(gòu)成的圓的切線配置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件，其特征在于， 所述多個(gè)加強(qiáng)筋以所述固定部的沿車輛上下方向延伸的中心線為基準(zhǔn)對(duì)稱地配置，所述多個(gè)加強(qiáng)筋包括: 一對(duì)第一加強(qiáng)筋，其沿相對(duì)于彼此傾斜的方向延伸并且朝向車輛上下方的任一方擴(kuò)寬，和 一對(duì)第二加強(qiáng)筋，其沿相對(duì)于彼此傾斜的方向延伸并且朝向與所述第一加強(qiáng)筋的擴(kuò)寬方向相同的方向進(jìn)一步擴(kuò)寬。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件，其特征在于， 所述轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件成型為沿著車輛前后方向的縱截面具有U字形狀， 所述U字形狀包括: 縱壁，所述固定部和所述多個(gè)加強(qiáng)筋形成在所述縱壁的車輛前側(cè)，以及上凸緣和下凸緣，其分別從所述縱壁的上端和下端向車輛前側(cè)伸出，所述固定部和所述多個(gè)加強(qiáng)筋配置在所述上凸緣和所述下凸緣之間， 所述上凸緣包括伸出部，所述伸出部向車輛前側(cè)伸出并且位于所述固定部的上方，所述伸出部突出于所述上凸緣的其他任何部分，并且 當(dāng)從車輛前側(cè)觀察時(shí)，所述伸出部與所述第二加強(qiáng)筋一起形成三角形區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件，其特征在于，所述轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件還包括用于安裝所述轉(zhuǎn)向軸的安裝部， 所述安裝部配置于所述三角形區(qū)域的內(nèi)側(cè)或附近。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件，其特征在于，所述轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件還包括一對(duì)第二加強(qiáng)筋， 所述一對(duì)第三加強(qiáng)筋分別從所述第二加強(qiáng)筋與所述上凸緣接觸的位置連續(xù)地延伸，所述一對(duì)第三加強(qiáng)筋在所述下凸緣和所述上凸緣之間沿車輛寬度方向遠(yuǎn)離所述固定部呈桁架狀延伸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件，其特征在于，所述轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件還包括突出部， 所述突出部是由所述縱壁的一部分向車輛下方突出而形成； 其中，所述突出部包括: 彼此相對(duì)的一對(duì)凸緣，其通過(guò)所述下凸緣向車輛下方彎曲而形成，和 第四加強(qiáng)筋，其在所述一對(duì)凸緣之間沿車輛上下方向呈桁架狀延伸。
【文檔編號(hào)】B62D25/14GK103661631SQ201310379187
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月21日
【發(fā)明者】渥美亮 申請(qǐng)人:鈴木株式會(huì)社