DE102013203337A1

DE102013203337A1 - Fahrzeug

Info

Publication number: DE102013203337A1
Application number: DE102013203337A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Matsuda; Jun Watanabe; Tsukasa HOSHINO
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2013-02-28
Publication date: 2013-10-02
Also published as: US20130257098A1; US8857899B2; CN103359176B; CN103359176A

Abstract

Durch die vorliegende Erfindung wird ein Fahrzeug bereitgestellt. Das Fahrzeug weist gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Chassis auf, das durch eine Struktur gebildet wird, in der ein Außenbauteil und ein Innenbauteil miteinander verbunden sind. Ein aus verstärktem Kunststoff hergestelltes Verstärkungsbauteil (Mittelsäulen-Außenbauteilverstärkungen 23, 24) ist zwischen dem Außenbauteil und dem Innenbauteil angeordnet. Das Fahrzeug weist gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung mehrere Bauteile auf. Eines (z. B. ein Mittelsäulen-Innenbauteil 21) der mindestens zwei Bauteile (z. B. Mittelsäulen-Innenbauteil 21 und Mittelsäulen-Außenbauteil 22), die miteinander verbunden sind, ist aus verstärktem Kunststoff hergestellt.

Description

Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 30. März 2012 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2012-083017 und der am 30. März 2012 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2012-083018 , deren Inhalt hierin in seiner Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem Chassis, das durch eine Struktur gebildet wird, in der ein Außenbauteil und ein Innenbauteil miteinander verbunden sind, und in der in einem Teil einer das Chassis des Fahrzeugs bildenden Platte verstärkter Kunststoff verwendet wird.
Herkömmlich sind in einem Fahrzeug mit einem Chassis, das durch eine Struktur gebildet wird, in der ein Außenbauteil und ein Innenbauteil miteinander verbunden sind, das Außen- und das Innenbauteil, die das Chassis bilden, aus Stahlblech (hochfestem Stahlblech oder ultra-hochfestem Stahlblech), Eisenblech, Aluminiumblech oder dergleichen hergestellt. Für ein derartiges Fahrzeug mit einem Chassis, das durch eine Struktur gebildet wird, in der ein Außen- und ein Innenbauteil miteinander verbunden sind, ist eine ausreichende Festigkeit erforderlich gewesen, um die Sicherheit einer Fahrgastzelle im Fall einer plötzlichen Frontal- oder Seitenkollision oder einer versetzten Kollision zu gewährleisten.
Wenn die Festigkeit zunimmt, wird jedoch die Kontinuität der Kraftübertragungscharakteristiken eines Fahrzeugs bei einer Kurvenfahrt beeinträchtigt. Dies wird die Fahrzeugstabilität beeinflussen. Daher muss eine Abwägung zwischen der Kollisionssicherheit und der Fahrzeugstabilität vorgenommen werden.
Beispielsweise ist in der JP 2000-108930 A eine untere Struktur einer Fahrzeugseite beschrieben, die eine Kollisionslast von der Vorderseite oder von der Seite eines Fahrzeugs auf andere Bauteile verteilt und überträgt und eine durch eine Kollision verursachte Verformung unterdrückt.
Im Patentdokument JP 2001-71948 A ist eine Struktur beschrieben, die in einem an einer Fahrzeugseite vorgesehenen Dachholm mit einem Holmverstärkungsbauteil bzw. in einem Seitenschweller mit einem Schwellerfestigkeitsregulierungsbauteil bereitgestellt wird und das Fahrzeugverformungsverhalten beim Auftreten einer Seitenkollision ändert.
Im Patentdokument JP 2004-123036 A ist dagegen eine Technik zum Formen einer Innenplatte und/oder einer Außenplatte aus faserverstärktem Kunststoff in einer Struktur zum Fixieren eines Kabelbaums an einer Fahrzeugkarosserie beschrieben.
In den vorstehend erwähnten drei JP-Patentanmeldungen hat das Fahrzeugchassis hinsichtlich der Fahrzeugstabilität und der Kollisionssicherheit jedoch eine unzureichende Festigkeit und Steifigkeit.
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeug bereitzustellen, bei dem eine geeignete Ausgewogenheit zwischen der Festigkeit und Steifigkeit eines Fahrzeugrahmens hinsichtlich der Fahrzeugstabilität und Kollisionssicherheit gewährleistet ist, und bei dem die Festigkeit bezüglich einer Kollision erhöht ist. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeug mit einem Chassis bereitgestellt, das durch eine Struktur gebildet wird, in der ein Außenbauteil und ein Innenbauteil miteinander verbunden sind. Ein aus verstärktem Kunststoff hergestelltes Verstärkungsbauteil ist zwischen dem Außenbauteil und dem Innenbauteil angeordnet.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeug bereitgestellt, das mehrere Bauteile aufweist. Eines von mindestens zwei miteinander verbundenen Bauteilen ist aus verstärktem Kunststoff hergestellt.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezug auf die Zeichnungen näher beschrieben; es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht von Basisausführungsformen eines Fahrzeugs gemäß dem ersten und dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung;
2 eine Querschnittansicht entlang der Linie II-II in 1 zum Darstellen der Basisausführungsform des Fahrzeugs gemäß dem ersten Aspekt;
3 eine vergrößerte Teil-Querschnittansicht einer ersten Ausführungsform des Fahrzeugs gemäß dem ersten Aspekt;
4 eine vergrößerte Teil-Querschnittansicht einer zweiten Ausführungsform des Fahrzeugs gemäß dem ersten Aspekt;
5 eine vergrößerte Teil-Querschnittansicht einer dritten Ausführungsform des Fahrzeugs gemäß dem ersten Aspekt;
6 eine vergrößerte Teil-Querschnittansicht einer vierten Ausführungsform des Fahrzeugs gemäß dem ersten Aspekt;
7 eine vergrößerte Teil-Querschnittansicht einer fünften Ausführungsform des Fahrzeugs gemäß dem ersten Aspekt;
8 eine vergrößerte Teil-Querschnittansicht einer sechsten Ausführungsform des Fahrzeugs gemäß dem ersten Aspekt;
9 eine vergrößerte Teil-Querschnittansicht einer siebenten Ausführungsform des Fahrzeugs gemäß dem ersten Aspekt;
10 eine vergrößerte Teil-Querschnittansicht einer achten Ausführungsform des Fahrzeugs gemäß dem ersten Aspekt;
11 eine vergrößerte Teil-Querschnittansicht einer neunten Ausführungsform des Fahrzeugs gemäß dem ersten Aspekt;
12 eine vergrößerte Teil-Querschnittansicht einer zehnten Ausführungsform des Fahrzeugs gemäß dem ersten Aspekt;
13 eine Querschnittansicht entlang der Linie XIII-XIII in 1 zum Darstellen einer Basisausführungsform des Fahrzeugs gemäß dem zweiten Aspekt;
14 eine perspektivische Explosionsansicht eines Teils der Basisausführungsform des Fahrzeugs gemäß dem zweiten Aspekt;
15 eine vergrößerte Teil-Querschnittansicht einer ersten Ausführungsform des Fahrzeugs gemäß dem zweiten Aspekt;
16 eine vergrößerte Teil-Querschnittansicht einer zweiten Ausführungsform des Fahrzeugs gemäß dem zweiten Aspekt;
17 eine vergrößerte Teil-Querschnittansicht einer dritten Ausführungsform des Fahrzeugs gemäß dem zweiten Aspekt;
18 eine vergrößerte Teil-Querschnittansicht einer vierten Ausführungsform des Fahrzeugs gemäß dem zweiten Aspekt;
19 eine vergrößerte Teil-Querschnittansicht einer fünften Ausführungsform des Fahrzeugs gemäß dem zweiten Aspekt;
20 eine vergrößerte Teil-Querschnittansicht einer sechsten Ausführungsform des Fahrzeugs gemäß dem zweiten Aspekt;
21 eine vergrößerte Teil-Querschnittansicht einer siebenten Ausführungsform des Fahrzeugs gemäß dem zweiten Aspekt; und
22 eine vergrößerte Teil-Querschnittansicht einer achten Ausführungsform des Fahrzeugs gemäß dem zweiten Aspekt.
Nachstehend wird eine erste Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
1 zeigt Basisausführungsformen gemäß einem ersten Aspekt und einem zweiten Aspekt. 2 zeigt eine Basisausführungsform gemäß dem ersten Aspekt. Die Basisausführungsform gemäß dem ersten Aspekt wird nachstehend unter Bezug auf die 1 und 2 beschrieben.
1 zeigt eine perspektivische Ansicht der ersten Ausführungsform eines Fahrzeugs 1 gemäß dem ersten Aspekt. Das Fahrzeug 1 weist mehrere Bauteile und Rahmenteile auf, wie beispielsweise eine Frontsäule 10, einen Dachholm 11, eine Mittelsäule 12 und einen Seitenschweller 13.
Die Frontsäule 10 bildet einen Frontabschnitt, der eine Fahrgastzelle des Fahrzeugs 1 definiert. Die Frontsäule 10 ist derart angeordnet, dass sie eine Seite einer Frontscheibe hält. Die Frontsäule 10 erstreckt sich von einem oberen Abschnitt zu einem unteren Abschnitt des Fahrzeugs 1 und ist mit dem Dachholm 11 und dem Seitenschweller 13 verbunden.
Der Dachholm 11 erstreckt sich in Längsrichtung entlang eines oberen Abschnitts, der die Fahrgastzelle des Fahrzeugs 1 definiert, und bildet einen Seitenabschnitt des Dachs des Fahrzeugs 1.
Die Mittelsäule 12 ist eine pfostenähnliche Säule, die zwischen einer vorderen Tür und einer hinteren des Fahrzeugs 1 angeordnet ist und derart angeordnet ist, dass sie sich an der Seite des Fahrzeugs 1 zwischen dem Dachholm 11 und dem Seitenschweller 13 senkrecht erstreckt.
Der Seitenschweller 13 ist derart angeordnet, dass er sich an einem unteren Abschnitt an der Seite des Fahrzeugs 1 in Längsrichtung erstreckt.
Die jeweiligen Bauteile können aus mehreren Bauteilen bestehen, wie beispielsweise aus einer Kombination aus einem Innenbauteil und einem Außenbauteil und einer Kombination aus einem Innen- und einem Außenbauteil und einer zwischen dem Innenbauteil und dem Außenbauteil angeordneten Verstärkung (Verstärkungsbauteil). In der vorliegenden Ausführungsform ist die Verstärkung aus CFRP hergestellt.
2 zeigt eine Querschnittansicht entlang der Linie II-II in 1 zum Darstellen der Basisausführungsform des Fahrzeugs 1 gemäß dem ersten Aspekt. In dieser Ausführungsform sind ein Mittelsäulen-Innenbauteil 21 und ein Mittelsäulen-Außenbauteil 22 miteinander verbunden. Eine Mittelsäulen-Außenbauteilverstärkung 23 und eine Mittelsäulen-Außenbauteilverstärkung 24 sind als Verstärkungsbauteile zwischen dem Mittelsäulen-Innenbauteil 21 und dem Mittelsäulen-Außenbauteil 22 angeordnet.
Die Mittelsäulen-Außenbauteilverstärkung 23 und die Mittelsäulen-Außenbauteilverstärkung 24 sind aus CFRP hergestellt.
Die Enden des Mittelsäulen-Innenbauteils 21 und die Enden des Mittelsäulen-Außenbauteils 22 sind durch einen Klebstoff, Schrauben, Nieten oder durch ein Harz aneinander befestigt.
In der vorstehenden Struktur können die zwischen dem Innenbauteil und dem Außenbauteil angeordneten Verstärkungen (Verstärkungsbauteile), die aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFRP) hergestellt sind, bei. einer Kollision vorzugsweise ihre Festigkeit beibehalten. Weil CFRP eine hohe Steifigkeit besitzt, kann eine hohe Last übertragen werden.
Daher wird eine geeignete Ausgewogenheit zwischen der Kollisionssicherheit und der Fahrzeugstabilität erzielt. Weil die Verstärkung in der vorliegenden Ausführungsform im Vergleich zu herkömmlichen Verstärkungen, für die Stahlblech, Eisenblech oder Aluminiumblech verwendet wird, aus leichtem CFRP hergestellt ist, kann das Gewicht des Fahrzeugs 1 insgesamt vermindert werden.
Beispielsweise wird, wenn eine plötzliche Kraft von einer Vorderseite des Fahrzeugs auf die Frontsäule 10 ausgeübt wird, falls die Festigkeit und die Übertragungssteifigkeit bezüglich einer Biegebeanspruchung der Frontsäule 10 nicht ausgewogen sind, die plötzliche Kraft nicht geeignet auf die Frontsäule übertragen, so dass sich die Frontsäule 10 biegt. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann jedoch eine geeignete Kraft auf die Frontsäule 10 übertragen werden, so dass sich die Frontsäule 10 nicht biegt, indem eine Struktur mit verstärktem Kunststoff derart bereitgestellt wird, dass eine Ausgewogenheit zwischen der Festigkeit und der Steifigkeit erzielt wird.
Außerdem wird eine auf die Vorderseite des Fahrzeugs 1 ausgeübte Kraft über einen Stoßfänger und vorderseitige Bauteile, die auf einer Innenseite des rechten und des linken Vorderrades angeordnet sind, und über ein Versteifungselement, das die Frontsäule 10 und das vorderseitige Bauteil verbindet, übertragen und dann in der Frontsäule 10, im Seitenschweller 13, in einem Mittelschacht und dergleichen verteilt. Daher wird nicht die gesamte auf die Vorderseite des Fahrzeugs 1 ausgeübte Kraft durch den Fahrzeugfrontabschnitt aufgenommen, sondern ein Teil der Kraft wird zu einer Rückseite des Fahrzeugs 1 umgeleitet.
Der erste Aspekt der vorliegenden Erfindung kann auf ein vorderseitiges Bauteil, ein Versteifungselement und einen Mittelschacht sowie auf die vorstehend beschriebenen Bauteile angewendet werden, die eine äußere Kraft übertragen und eine geeignete Festigkeit bezüglich der äußeren Kraft haben müssen, wie beispielsweise die Frontsäule 10, der Dachholm 11, die Mittelsäule 12 und der Seitenschweller 13, die in 1 dargestellt sind.
Wenn in einem Verbindungsabschnitt zwischen den Bauteilen ein Zwischenraum vorhanden ist, können die erforderliche Festigkeit und Steifigkeit durch Einfügen einer CFRP-Verstärkung eingestellt werden.
Normalerweise besteht das Chassis eines Fahrzeugs aus Stahlblechen mit verschiedenen Festigkeiten und Steifigkeiten. Gemäß der Zugfestigkeit werden mehrere Arten von hochfestem Stahl oder ultra-hochfestem Stahl verwendet, um die Anforderungen eines passiven Sicherheitsstandards zu erfüllen.
Andererseits ist es, wenn mehrere Arten von hochfestem Stahl oder ultra-hochfestem Stahl aufgrund von Gegebenheiten in einer Fabrik nicht gleichzeitig erhalten werden können, möglich, den ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung zu verwenden. D. h., es ist möglich, die jeweiligen Abschnitte des Chassis des Fahrzeugs unter Verwendung der Verstärkung gemäß der Ausführungsform an Stelle mehrerer Arten von hochfestem Stahl oder ultra-hochfestem Stahl derart zu konstruieren, dass die für die Abschnitte erforderliche Festigkeit und Steifigkeit erzielt werden.
Die Festigkeit und Steifigkeit können durch Ändern der Dicke der in der Ausführungsform aus CFRP hergestellten Verstärkung, der Orientierung der Fasern bei der Herstellung oder Bearbeitung des Kunststoffs und des zu synthetisierenden Materials eingestellt werden.
Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung können eine ausreichende Festigkeit und Steifigkeit unter Verwendung der aus CFRP hergestellten Verstärkung erzielt werden, auch wenn nur wenige Stahlblecharten verfügbar sind, d. h. auch wenn nicht mehrere Stahlarten mit der erforderlichen Festigkeit und Steifigkeit verfügbar sind.
Obwohl in der Basisausführungsform gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (CFRP) verwendet wird, können auch faserverstärkter Kunststoff (FRP), kohlenstofffaserverstärkte Duroplaste (CFRTS) oder kohlenstofffaserverstärkte Thermoplaste (CFRTP) verwendet werden. Diese Materialien können gemäß den Eigenschaften oder anderen Bedingungen verwendet werden, die für die jeweiligen Abschnitte des Fahrzeugs gefordert werden.
Nachstehend werden eine erste bis zehnte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemäß dem ersten Aspekt unter Bezug auf die 3 bis 12 beschrieben. 3 zeigt eine vergrößerte Teil-Querschnittansicht der ersten Ausführungsform des Fahrzeugs gemäß dem ersten Aspekt.
3 zeigt eine Querschnittansicht von Bauteilen des Fahrzeugs 1, wie beispielsweise der Frontsäule 10, des Dachholms 11, der Mittelsäule 12 und des Seitenschwellers 13. Jedes der Elemente weist auf: eine Außenplatte 100A und eine Innenplatte 100I, die aus Stahlblech (einem hochfesten Stahlblech oder einem ultra-hochfesten Stahlblech), Eisenblech, Aluminiumblech oder dergleichen hergestellt und in einer konkaven Form bzw. konvexen Form ausgebildet sind, und eine Verstärkung 100L, die aus CFRP hergestellt ist und entlang der Außenplatte 100A in einer konkaven Form ausgebildet ist.
Die Außenplatte 100A, die Innenplatte 100I und die Verstärkung 100L sind durch einen Klebstoff, Schrauben, Nieten oder ein Harz wechselseitig verbunden und befestigt.
Eine derartige Struktur kann eine Kraft über die aus CFRP hergestellte Verstärkung 100L linear auf die Bauteile übertragen. Die einzelnen Bauteile haben außerdem eine hohe Festigkeit und ein geringes Gewicht.
Nachstehend wird eine zweite Ausführungsform gemäß dem ersten Aspekt unter Bezug auf 4 beschrieben. 4 zeigt eine vergrößerte Teil-Querschnittansicht der zweiten Ausführungsform des Fahrzeugs gemäß dem ersten Aspekt.
4 zeigt eine Querschnittansicht von Bauteilen des Fahrzeugs 1, wie beispielsweise der Frontsäule 10, des Dachholms 11, der Mittelsäule 12 und des Seitenschwellers 13. Jedes der Bauteile weist auf: eine Außenplatte 100A und eine Innenplatte 100I, die aus Stahlblech (einem hochfesten Stahlblech oder einem ultra-hochfesten Stahlblech), Eisenblech, Aluminiumblech oder dergleichen hergestellt und in einer konkaven Form bzw. konvexen Form ausgebildet sind, und eine Verstärkung 101L, die aus CFRP hergestellt ist und entlang der Innenplatte 100I in einer konkaven Form ausgebildet ist.
Die Außenplatte 100A, die Innenplatte 100I und die Verstärkung 101L sind durch einen Klebstoff, Schrauben, Nieten oder ein Harz wechselseitig verbunden und befestigt.
Eine derartige Struktur kann eine Kraft über die aus CFRP hergestellte Verstärkung 101L linear auf die Bauteile übertragen. Die einzelnen Bauteile haben außerdem eine hohe Festigkeit und ein geringes Gewicht.
Nachstehend wird eine dritte Ausführungsform gemäß dem ersten Aspekt unter Bezug auf 5 beschrieben. 5 zeigt eine vergrößerte Teil-Querschnittansicht der dritten Ausführungsform des Fahrzeugs gemäß dem ersten Aspekt.
5 zeigt eine Querschnittansicht von Bauteilen des Fahrzeugs 1, wie beispielsweise der Frontsäule 10, des Dachholms 11, der Mittelsäule 12 und des Seitenschwellers 13. Jedes der Bauteile weist auf: eine Außenplatte 100A und eine Innenplatte 100I, die aus Stahlblech (einem hochfesten Stahlblech oder einem ultra-hochfesten Stahlblech), Eisenblech, Aluminiumblech oder dergleichen hergestellt und in einer konkaven Form bzw. konvexen Form ausgebildet sind, eine Verstärkung 102L, die aus CFRP hergestellt und entlang der Außenplatte 100A in einer konkaven Form ausgebildet ist, und eine Verstärkung 102L', die aus CFRP hergestellt und entlang der Innenplatte 100I in einer konvexen Form ausgebildet ist.
Die Außenplatte 100A, die Innenplatte 100I, die Verstärkung 102L und die Verstärkung 102L' sind durch einen Klebstoff, Schrauben, Nieten oder ein Harz wechselseitig verbunden und befestigt.
Eine derartige Struktur kann eine Kraft über die Verstärkung 102L und die Verstärkung 102L', die aus CFRP hergestellt sind, linear auf die Bauteile übertragen.
Nachstehend wird eine vierte Ausführungsform gemäß dem ersten Aspekt unter Bezug auf 6 beschrieben. 6 zeigt eine vergrößerte Teil-Querschnittansicht der vierten Ausführungsform des Fahrzeugs gemäß dem ersten Aspekt.
6 zeigt eine Querschnittansicht von Bauteilen des Fahrzeugs 1, wie beispielsweise der Mittelsäule 12. Jedes der Bauteile weist auf: eine Außenplatte 100A, die aus Stahlblech (einem hochfesten Stahlblech oder einem ultra-hochfesten Stahlblech), Eisenblech, Aluminiumblech oder dergleichen hergestellt und in einer konkaven Form ausgebildet ist, Innenplatten 101I, die derart ausgebildet sind, dass sie eine Gurtaufrolleinrichtung 200 dazwischen halten, und eine Verstärkung 103L, die in einer konkaven Form ausgebildet ist und sich von den Enden der Innenplatten 101I zur Außenplatte 100A erstreckt.
Die Außenplatte 100A und die Innenplatten 101I, 101I bzw. die Innenplatten 101I, 101I und die Verstärkung 103L sind durch einen Klebstoff, Schrauben, Nieten oder ein Harz miteinander verbunden und aneinander befestigt.
Eine derartige Struktur kann eine Kraft über die aus CFRP hergestellte Verstärkung 103L linear auf die Bauteile übertragen.
Nachstehend wird eine fünfte Ausführungsform gemäß dem ersten Aspekt unter Bezug auf 7 beschrieben. 7 zeigt eine vergrößerte Teil-Querschnittansicht der fünften Ausführungsform des Fahrzeugs gemäß dem ersten Aspekt.
7 zeigt eine Querschnittansicht von Bauteilen des Fahrzeugs 1, wie beispielsweise der Mittelsäule 12. Jedes der Bauteile weist auf: eine Außenplatte 100A, die aus Stahlblech (einem hochfesten Stahlblech oder einem ultra-hochfesten Stahlblech), Eisenblech, Aluminiumblech oder dergleichen hergestellt und in einer konkaven Form ausgebildet ist, Innenplatten 102I und 103I und eine Verstärkung 104L, die eine im Wesentlichen rechteckige Querschnittsform hat und sich von einem Ende der Innenplatte 102I erstreckt.
Die Außenplatte 100A und die Innenplatten 102I, 103I bzw. die Innenplatte 102I und die Verstärkung 104L sind durch einen Klebstoff, Schrauben, Nieten oder ein Harz miteinander verbunden und aneinander befestigt.
Eine derartige Struktur kann eine Kraft über die aus CFRP hergestellte Verstärkung 104L linear auf die Bauteile übertragen. Die einzelnen Elemente haben außerdem eine hohe Festigkeit und ein geringes Gewicht.
Nachstehend wird eine sechste Ausführungsform gemäß dem ersten Aspekt unter Bezug auf 8 beschrieben. 8 zeigt eine vergrößerte Teil-Querschnittansicht der sechsten Ausführungsform des Fahrzeugs gemäß dem ersten Aspekt.
8 zeigt eine Querschnittansicht von Bauteilen des Fahrzeugs 1, wie beispielsweise der Mittelsäule 12. Jedes der Bauteile weist auf: eine Außenplatte 100A, die aus Stahlblech (einem hochfesten Stahlblech oder einem ultra-hochfesten Stahlblech), Eisenblech, Aluminiumblech oder dergleichen hergestellt und in einer konkaven Form ausgebildet ist, Innenplatten 104I und 105I und eine Verstärkung 105L, die mit einem Ende der Innenplatte 104I verbunden ist.
Die Außenplatte 100A und die Innenplatten 104I, 105I bzw. die Innenplatte 104I und die Verstärkung 105L sind durch einen Klebstoff, Schrauben, Nieten oder ein Harz miteinander verbunden und aneinander befestigt.
Eine derartige Struktur kann eine Kraft über die aus CFRP hergestellte Verstärkung 105L linear auf die Bauteile übertragen. Die einzelnen Bauteile haben außerdem eine hohe Festigkeit und ein geringes Gewicht.
Nachstehend wird eine siebente Ausführungsform gemäß dem ersten Aspekt unter Bezug auf 9 beschrieben. 9 zeigt eine vergrößerte Teil-Querschnittansicht der siebenten Ausführungsform des Fahrzeugs gemäß dem ersten Aspekt.
9 zeigt eine Querschnittansicht von Bauteilen des Fahrzeugs 1, wie beispielsweise der Frontsäule 10, des Dachholms 11, der Mittelsäule 12 und des Seitenschwellers 13. Jedes der Bauteile weist auf: eine Außenplatte 100A, die aus Stahlblech (einem hochfesten Stahlblech oder einem ultra-hochfesten Stahlblech), Eisenblech, Aluminiumblech oder dergleichen hergestellt und in einer konkaven Form ausgebildet ist, und eine Verstärkung 110L, die in einer konkaven Form ausgebildet ist und Rippen 110R aufweist, die jeweils plattenförmig ausgebildet sind und sich jeweils mit der gleichen Dicke und über die gleiche Länge von einer Innenseite zu einer Außenseite erstrecken.
Die Außenplatte 100A, die Innenplatte 100I und die Verstärkung 110L sind durch einen Klebstoff, Schrauben, Nieten oder ein Harz wechselseitig verbunden und befestigt.
Eine derartige Struktur kann eine Kraft über die aus CFRP hergestellte Verstärkung 110L linear auf die Bauteile übertragen. Die Struktur hat eine sehr hohe Festigkeit, weil die Rippen 110R als stoßdämpfende Elemente wirken.
Die Rippen 110R können verschiedene Längen haben, und ihre Dicken können von der Innenseite zur Außenseite graduell abnehmen. Durch eine derartige Struktur kann die Kollisionsfestigkeit bezüglich einer Kraft eingestellt werden, die in eine Richtung wirkt, in die sich die Rippen 110R von der Verstärkung 110L erstrecken.
Nachstehend wird eine achte Ausführungsform gemäß dem ersten Aspekt unter Bezug auf 10 beschrieben. 10 zeigt eine vergrößerte Teil-Querschnittansicht der achten Ausführungsform des Fahrzeugs gemäß dem ersten Aspekt.
10 zeigt eine Querschnittansicht von Bauteilen des Fahrzeugs 1, wie beispielsweise der Frontsäule 10, des Dachholms 11, der Mittelsäule 12 und des Seitenschwellers 13. Jedes der Bauteile weist auf: eine Außenplatte 100A, die aus Stahlblech (einem hochfesten Stahlblech oder einem ultra-hochfesten Stahlblech), Eisenblech, Aluminiumblech oder dergleichen hergestellt und in einer konkaven Form ausgebildet ist, eine Innenplatte 100I, die in einer konvexen Form ausgebildet ist, und eine Verstärkung 111L, die in einer konvexen Form ausgebildet ist und eine gitterförmige Anordnung mit vertikalen Rippen 111R und sich senkrecht zu den vertikalen Rippen 111R erstreckenden horizontalen Rippen 111C aufweist. Jede der vertikalen Rippen ist plattenförmig ausgebildet sind und erstreckt sich mit der gleichen Dicke und über die gleiche Länge von einer Innenseite zu einer Außenseite.
Die Außenplatte 100A, die Innenplatte 100I und die Verstärkung 111L sind durch einen Klebstoff, Schrauben, Nieten oder ein Harz wechselseitig verbunden und befestigt.
Eine derartige Struktur kann eine Kraft über die aus CFRP hergestellte Verstärkung 111L linear auf die Bauteile übertragen. Die Struktur hat eine sehr hohe Festigkeit, weil die Rippen 111R und 1110 als stoßdämpfende Elemente wirken.
Die jeweiligen Rippen 111R und 1110 können verschiedene Längen haben. Die Dicken der vertikalen Rippen 111R können von der Innenseite zur Außenseite graduell abnehmen. Durch eine derartige Struktur kann die Kollisionsfestigkeit bezüglich einer Kraft eingestellt werden, die in eine Richtung wirkt, in die sich die Rippen 111R erstrecken.
Nachstehend wird eine neunte Ausführungsform gemäß dem ersten Aspekt unter Bezug auf 11 beschrieben. 11 zeigt eine vergrößerte Teil-Querschnittansicht der neunten Ausführungsform des Fahrzeugs gemäß dem ersten Aspekt.
11 zeigt eine Querschnittansicht von Bauteilen des Fahrzeugs 1, wie beispielsweise der Frontsäule 10, des Dachholms 11, der Mittelsäule 12 und des Seitenschwellers 13. Jedes der Bauteile weist auf: eine Außenplatte 100A, die aus Stahlblech (einem hochfesten Stahlblech oder einem ultra-hochfesten Stahlblech), Eisenblech, Aluminiumblech oder dergleichen hergestellt und in einer konkaven Form ausgebildet ist, eine Innenplatte 100I, die in einer konvexen Form ausgebildet ist, und eine Verstärkung 112L, die in einer konkaven Form ausgebildet ist und Rippen 112R aufweist, die jeweils plattenförmig ausgebildet sind und sich mit der gleichen Dicke und über die gleiche Länge von einer Innenseite zu einer Außenseite erstrecken.
Die Außenplatte 100A, die Innenplatte 100I und die Verstärkung 112L sind durch einen Klebstoff, Schrauben, Nieten oder ein Harz wechselseitig verbunden und befestigt.
Eine derartige Struktur kann eine Kraft über die aus CFRP hergestellte Verstärkung 112L linear auf die Bauteile übertragen. Die Struktur hat eine sehr hohe Festigkeit, weil die Rippen 112R als stoßdämpfende Elemente wirken.
Die Rippen 112R können jeweils verschiedene Längen haben und ihre Dicken können von der Innenseite zur Außenseite graduell abnehmen. Durch eine derartige Struktur kann die Kollisionsfestigkeit bezüglich einer Kraft eingestellt werden, die in eine Richtung wirkt, in die sich die Rippen 112R erstrecken.
Nachstehend wird eine zehnte Ausführungsform gemäß dem ersten Aspekt unter Bezug auf 12 beschrieben. 12 zeigt eine vergrößerte Teil-Querschnittansicht der zehnten Ausführungsform des Fahrzeugs gemäß dem ersten Aspekt.
12 zeigt eine Querschnittansicht von Bauteilen des Fahrzeugs 1, wie beispielsweise der Frontsäule 10, des Dachholms 11, der Mittelsäule 12 und des Seitenschwellers 13. Jedes der Bauteile weist auf: eine Außenplatte 100A, die aus Stahlblech (einem hochfesten Stahlblech oder einem ultra-hochfesten Stahlblech), Eisenblech, Aluminiumblech oder dergleichen hergestellt und in einer konkaven Form ausgebildet ist, eine Innenplatte 100I, die in einer konvexen Form ausgebildet ist, und eine Verstärkung 113L, die in einer konkaven Form ausgebildet ist und eine gitterförmige Anordnung mit vertikalen Rippen 113R und sich senkrecht zu den vertikalen Rippen 113R erstreckenden horizontalen Rippen 113C aufweist. Jede der vertikalen Rippen 113R ist plattenförmig ausgebildet sind und erstreckt sich mit der gleichen Dicke und über die gleiche Länge von einer Innenseite zu einer Außenseite.
Die Außenplatte 100A, die Innenplatte 100I und die Verstärkung 113L sind durch einen Klebstoff, Schrauben, Nieten oder ein Harz wechselseitig verbunden und befestigt.
Eine derartige Struktur kann eine Kraft über die aus CFRP hergestellte Verstärkung 113L linear auf die Bauteile übertragen. Die Struktur hat eine sehr hohe Festigkeit, weil die Rippen 113R als stoßdämpfende Elemente wirken.
Die Rippen 113R und 113C können verschiedene Längen haben. Außerdem können die Dicken der Rippen 113R von der Innenseite zur Außenseite graduell abnehmen. Durch eine derartige Struktur kann die Kollisionsfestigkeit bezüglich einer Kraft eingestellt werden, die in eine Richtung wirkt, in die sich die Rippen 113R erstrecken.
Es wird darauf hingewiesen, dass der erste Aspekt nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist, sondern auf verschiedene modifizierte Strukturen und Konstruktionen anwendbar ist. Beispielsweise kann eine Verstärkung verwendet werden, die keinen Flansch aufweist und aus CFRP hergestellt ist. Der erste Aspekt ist nicht nur auf ein Fahrzeug, sondern auch auf die Tragflächen eines Flugzeugs, ein Schiff und dergleichen anwendbar.
<Strukturen und Wirkungen der Ausführungsformen>
Das Fahrzeug gemäß den Ausführungsformen weist ein Chassis mit einer Struktur auf, in der das Außenbauteil und das Innenbauteil miteinander verbunden sind. Zwischen dem Außenbauteil und dem Innenbauteil sind aus verstärktem Kunststoff hergestellte Verstärkungen (Mittelsäulen-Außenbauteilverstärkungen 23 und 24) angeordnet.
Gemäß der vorstehenden Struktur können die Festigkeit und Steifigkeit geeignet konzipiert werden, so dass eine Ausgewogenheit zwischen der Kollisionssicherheit und der Fahrzeugstabilität und eine höhere Festigkeit erzielt werden.
Im Fahrzeug gemäß den Ausführungsformen werden durch die Verstärkungselemente (Rippen 110R, 111C, 111R, 112R, 113C, 113R) aus verstärktem Kunststoff hergestellte stoßdämpfende Elemente bereitgestellt.
Gemäß der vorstehenden Struktur kann die Kollisionsfestigkeit erhöht werden.
Das Fahrzeug gemäß den Ausführungsformen weist stoßdämpfende Elemente auf, die sich von den Verstärkungen (100L, 101L, 102L, 103L, 104L, 105L, 110L, 111L, 112L, 113L) zur Außenbauteilseite erstrecken.
Gemäß der vorstehenden Struktur können die Festigkeit und Steifigkeit geeignet konzipiert werden, so dass eine Ausgewogenheit zwischen der Kollisionssicherheit und der Fahrzeugstabilität und eine höhere Festigkeit erzielt werden.
Im Fahrzeug gemäß den Ausführungsformen sind die stoßdämpfenden Elemente (Rippen 110R, 111R, 112R, 113R) plattenförmig ausgebildet und haben die gleiche Dicke und die gleiche Länge.
Gemäß der vorstehenden Struktur können die Festigkeit und Steifigkeit geeignet konzipiert werden, so dass eine Ausgewogenheit zwischen der Kollisionssicherheit und der Fahrzeugstabilität und eine höhere Festigkeit erzielt werden.
Im Fahrzeug gemäß den Ausführungsformen sind die stoßdämpfenden Elemente plattenförmig ausgebildet und haben die gleiche Dicke und verschiedene Längen.
Gemäß der vorstehenden Struktur können die Festigkeit und Steifigkeit geeignet konzipiert werden, so dass eine Ausgewogenheit zwischen der Kollisionssicherheit und der Fahrzeugstabilität und eine höhere Festigkeit erzielt werden.
Im Fahrzeug gemäß den Ausführungsformen sind die stoßdämpfenden Elemente plattenförmig ausgebildet und haben Dicken, die von der Innenbauteilseite zur Außenbauteilseite graduell abnehmen.
Gemäß der vorstehenden Struktur können die Festigkeit und Steifigkeit geeignet konzipiert werden, so dass eine Ausgewogenheit zwischen der Kollisionssicherheit und der Fahrzeugstabilität und eine höhere Festigkeit erzielt werden.
Im Fahrzeug gemäß den Ausführungsformen sind die stoßdämpfenden Elemente plattenförmig ausgebildet und haben gitterähnliche Konfigurationen (Rippen 111C, 111R, 113C, 113R).
Gemäß der vorstehenden Struktur können die Festigkeit und Steifigkeit geeignet konzipiert werden, so dass eine Ausgewogenheit zwischen der Kollisionssicherheit und der Fahrzeugstabilität und eine höhere Festigkeit erzielt werden.
Außerdem ist im Fahrzeug gemäß den Ausführungsformen der verstärkte Kunststoff faserverstärkter Kunststoff oder kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff.
Gemäß der vorstehenden Struktur können die Festigkeit und Steifigkeit geeignet konzipiert werden, so dass eine Ausgewogenheit zwischen der Kollisionssicherheit und der Fahrzeugstabilität und eine höhere Festigkeit erzielt werden.
Nachstehend wird der zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung beschrieben.
1, 13 und 14 zeigen eine Basisausführungsform gemäß dem zweiten Aspekt. Eine Basisausführungsform gemäß dem zweiten Aspekt wird nachstehend unter Bezug auf 1, 13 und 14 beschrieben. Die Erläuterungen bezüglich 1 entsprechen denjenigen des ersten Aspekts, und das Fahrzeug 1 weist mehrere Bauteile und Rahmenteile auf.
Die jeweiligen Bauteile bestehen aus mehreren Bauteilen, wie beispielsweise aus einer Kombination aus einem Innenbauteil und einem Außenbauteil und einer Kombination aus dem Innenbauteil und dem Außenbauteil und einer zwischen dem Innenbauteil und dem Außenbauteil angeordneten Verstärkung. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Innenbauteil aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff hergestellt.
13 zeigt eine Querschnittansicht entlang der Linie XIII-XIII in 1 zum Darstellen der Basisausführungsform des Fahrzeugs 1 gemäß dem zweiten Aspekt. In der vorliegenden Ausführungsform sind ein Mittelsäulen-Innenbauteil 31 und ein Mittelsäulen-Außenbauteil 32 miteinander verbunden. Das Mittelsäulen-Innenbauteil 31 ist aus CFRP hergestellt.
Enden des Mittelsäulen-Innenbauteils 31 und Enden des Mittelsäulen-Außenbauteils 32 sind durch einen Klebstoff, Schrauben, Nieten oder ein Harz aneinander befestigt.
14 zeigt eine perspektivische Teil-Explosionsansicht der Basisausführungsform des Fahrzeugs gemäß dem zweiten Aspekt. Die Frontsäule 10 weist ein Frontsäulen-Außenbauteil 10A, ein Frontsäulen-Innenbauteil 10I und ein vorderes Frontsäulen-Innenbauteil 10IF auf. Das Frontsäulen-Innenbauteil 10I und das vordere Frontsäulen-Innenbauteil 10IF sind aus CFRP hergestellt.
Der Dachholm 11 weist einen Teil eines Dachholm-Außenplattenbauteils 11A, einen Teil eines Mittelsäulen-Außenbauteils 12A und ein Dachholm-Innenbauteil 11I auf. Das Dachholm-Innenbauteil 11I ist aus CFRP hergestellt.
Die Mittelsäule 12 weist ein Mittelsäulen-Außenbauteil 12A und ein Mittelsäulen-Innenbauteil 12I auf. Das Mittelsäulen-Innenbauteil 12I ist aus CFRP hergestellt.
Der Seitenschweller 13 weist ein Seitenschweller-Außenbauteil 13A und ein Seitenschweller-Innenbauteil 13I auf. Das Seitenschweller-Innenbauteil 13I ist aus CFRP hergestellt.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen zweiten Aspekt können die gleichen Wirkungen erzielt werden wie gemäß dem ersten Aspekt.
Nachstehend werden eine erste bis achte Ausführungsform gemäß dem zweiten Aspekt unter Bezug auf die 15 bis 22 beschrieben.
15 zeigt eine vergrößerte Teil-Querschnittansicht der ersten Ausführungsform des Fahrzeugs gemäß dem zweiten Aspekt.
15 zeigt eine Querschnittansicht von Bauteilen des Fahrzeugs 1, wie beispielsweise der Frontsäule 10, des Dachholms 11, der Mittelsäule 12 und des Seitenschwellers 13. Jedes der Bauteile weist auf: eine Außenplatte 300A, die aus Stahlblech (einem hochfesten Stahlblech oder einem ultra-hochfesten Stahlblech), Eisenblech, Aluminiumblech oder dergleichen hergestellt und in einer konkaven Form ausgebildet ist, und eine Innenplatte 300I, die aus CFRP hergestellt und in einer konvexen Form ausgebildet ist.
Die Außenplatte 300A und die Innenplatte 300I sind durch einen Klebstoff, Schrauben, Nieten oder ein Harz miteinander verbunden und aneinander befestigt.
Eine derartige Struktur kann eine Kraft über die aus CFRP hergestellte Innenplatte oder Verstärkung 300I linear auf die Bauteile übertragen. Die einzelnen Bauteile haben außerdem eine hohe Festigkeit und ein geringes Gewicht.
Nachstehend wird eine zweite Ausführungsform gemäß dem zweiten Aspekt unter Bezug auf 16 beschrieben. 16 zeigt eine vergrößerte Teil-Querschnittansicht der zweiten Ausführungsform des Fahrzeugs gemäß dem zweiten Aspekt.
16 zeigt eine Querschnittansicht von Bauteilen des Fahrzeugs 1, wie beispielsweise der Frontsäule 10, des Dachholms 11, der Mittelsäule 12 und des Seitenschwellers 13. Jedes der Bauteile weist auf: eine Außenplatte 300A, die aus Stahlblech (einem hochfesten Stahlblech oder einem ultra-hochfesten Stahlblech), Eisenblech, Aluminiumblech oder dergleichen hergestellt und in einer konkaven Form ausgebildet ist, eine Innenplatte 301I, die aus CFRP hergestellt und in einer konvexen Form ausgebildet ist, und eine Innenplatte 301I', die entlang der Außenplatte 300A in einer konkaven Form ausgebildet ist.
Die Außenplatte 300A und die Innenplatten 301I, 301I' sind durch einen Klebstoff, Schrauben, Nieten oder ein Harz miteinander verbunden und aneinander befestigt.
Eine derartige Struktur kann eine Kraft über die aus CFRP hergestellten Innenplatten 301I und 301I' linear auf die Bauteile übertragen. Die einzelnen Bauteile haben außerdem eine hohe Festigkeit und ein geringes Gewicht.
Nachstehend wird eine dritte Ausführungsform gemäß dem zweiten Aspekt unter Bezug auf 17 beschrieben. 17 zeigt eine vergrößerte Teil-Querschnittansicht der dritten Ausführungsform des Fahrzeugs gemäß dem zweiten Aspekt.
17 zeigt eine Querschnittansicht von Bauteilen des Fahrzeugs 1, wie beispielsweise der Frontsäule 10, des Dachholms 11, der Mittelsäule 12 und des Seitenschwellers 13. Jedes der Bauteile weist auf: eine Außenplatte 300A, die aus Stahlblech (einem hochfesten Stahlblech oder einem ultra-hochfesten Stahlblech), Eisenblech, Aluminiumblech oder dergleichen hergestellt und in einer konkaven Form ausgebildet ist, und eine Innenplatte 302I, die entlang der Außenplatte 300A in einer konkaven Form ausgebildet ist.
Die Außenplatte 300A und die Innenplatte 302I sind durch einen Klebstoff, Schrauben, Nieten oder ein Harz miteinander verbunden und aneinander befestigt.
Eine derartige Struktur kann eine Kraft über die aus CFRP hergestellte Innenplatte 302I linear auf die Bauteile übertragen. Durch die Struktur kann das Gewicht vermindert werden, weil keine Verstärkung oder dergleichen erforderlich ist.
Nachstehend wird eine vierte Ausführungsform gemäß dem zweiten Aspekt unter Bezug auf 18 beschrieben. 18 zeigt eine vergrößerte Teil-Querschnittansicht der vierten Ausführungsform des Fahrzeugs gemäß dem zweiten Aspekt.
18 zeigt eine Querschnittansicht von Bauteilen des Fahrzeugs 1, wie beispielsweise der Frontsäule 10, des Dachholms 11, der Mittelsäule 12 und des Seitenschwellers 13. Jedes der Bauteile weist auf: eine Außenplatte 300A, die aus Stahlblech (einem hochfesten Stahlblech oder einem ultra-hochfesten Stahlblech), Eisenblech, Aluminiumblech oder dergleichen hergestellt und in einer konkaven Form ausgebildet ist, und eine Innenplatte 303I, die in einer konkaven Form derart ausgebildet ist, dass die Enden der Innenplatte 303I etwas außerhalb des Endes der Außenplatte 300A angeordnet sind.
Die Außenplatte 300A und die Innenplatte 303I sind durch einen Klebstoff, Schrauben, Nieten oder ein Harz miteinander verbunden und aneinander befestigt.
Eine derartige Struktur kann eine Kraft über die aus CFRP hergestellte Innenplatte 303I linear auf die Bauteile übertragen. Die einzelnen Bauteile haben außerdem eine hohe Festigkeit und ein geringes Gewicht.
Nachstehend wird eine fünfte Ausführungsform gemäß dem zweiten Aspekt unter Bezug auf 19 beschrieben. 19 zeigt eine vergrößerte Teil-Querschnittansicht der fünften Ausführungsform des Fahrzeugs gemäß dem zweiten Aspekt.
19 zeigt eine Querschnittansicht von Bauteilen des Fahrzeugs 1, wie beispielsweise der Frontsäule 10, des Dachholms 11, der Mittelsäule 12 und des Seitenschwellers 13. Jedes der Bauteile weist auf: eine Außenplatte 300A, die aus Stahlblech (einem hochfesten Stahlblech oder einem ultra-hochfesten Stahlblech), Eisenblech, Aluminiumblech oder dergleichen hergestellt und in einer konkaven Form ausgebildet ist, und eine Innenplatte 304I, die in einer konvexen Form ausgebildet ist. Die Innenplatte 304I weist Rippen 304IL auf, die jeweils plattenförmig ausgebildet sind und sich mit der gleichen Dicke und über die gleiche Länge von einer Innenseite zu einer Außenseite erstrecken.
Die Außenplatte 300A und die Innenplatte 304I sind durch einen Klebstoff, Schrauben, Nieten oder ein Harz miteinander verbunden und aneinander befestigt.
Eine derartige Struktur kann eine Kraft über die aus CFRP hergestellte Innenplatte 304I linear auf die Bauteile übertragen. Die Struktur hat eine sehr hohe Festigkeit, weil die Rippen 304IL als stoßdämpfende Elemente wirken.
Die jeweiligen Rippen 304IL können verschiedene Längen haben, und ihre Dicken können von der Innenseite zur Außenseite graduell abnehmen. Durch eine derartige Struktur kann die Kollisionsfestigkeit bezüglich einer Kraft eingestellt werden, die in eine Richtung wirkt, in die sich die Rippen 304IL von der Innenplatte 304I erstrecken.
Nachstehend wird eine sechste Ausführungsform gemäß dem zweiten Aspekt unter Bezug auf 20 beschrieben. 20 zeigt eine vergrößerte Teil-Querschnittansicht der sechsten Ausführungsform des Fahrzeugs gemäß dem zweiten Aspekt.
20 zeigt eine Querschnittansicht von Bauteilen des Fahrzeugs 1, wie beispielsweise der Frontsäule 10, des Dachholms 11, der Mittelsäule 12 und des Seitenschwellers 13. Jedes der Bauteile weist auf: eine Außenplatte 300A, die aus Stahlblech (einem hochfesten Stahlblech oder einem ultra-hochfesten Stahlblech), Eisenblech, Aluminiumblech oder dergleichen hergestellt und in einer konkaven Form ausgebildet ist, und eine Innenplatte 305I, die in einer konvexen Form ausgebildet ist. Die Innenplatte 305I weist eine gitterförmige Anordnung mit vertikalen Rippen 305IL und sich senkrecht zu den vertikalen Rippen 305IL erstreckenden horizontalen Rippen 305IC auf. Jede der vertikalen Rippen 305IL ist plattenförmig ausgebildet und erstreckt sich mit der gleichen Dicke und über die gleiche Länge von einer Innenseite zu einer Außenseite.
Die Außenplatte 300A und die Innenplatte 305I sind durch einen Klebstoff, Schrauben, Nieten oder ein Harz miteinander verbunden und aneinander befestigt.
Eine derartige Struktur kann eine Kraft über die aus CFRP hergestellte Innenplatte 305I linear auf die Bauteile übertragen. Die Struktur hat eine sehr hohe Festigkeit, weil die Rippen 305IL und 305IC als stoßdämpfende Elemente wirken.
Die Rippen 305IL und 305IC können jeweils verschiedene Längen haben. Die Dicken der jeweiligen Rippen 305IL können von der Innenseite zur Außenseite graduell abnehmen. Durch eine derartige Struktur kann die Kollisionsfestigkeit bezüglich einer Kraft eingestellt werden, die in eine Richtung wirkt, in die sich die Rippen 305IL erstrecken.
Nachstehend wird eine siebente Ausführungsform gemäß dem zweiten Aspekt unter Bezug auf 21 beschrieben. 21 zeigt eine vergrößerte Teil-Querschnittansicht der siebenten Ausführungsform des Fahrzeugs gemäß dem zweiten Aspekt.
21 zeigt eine Querschnittansicht von Bauteilen des Fahrzeugs 1, wie beispielsweise der Frontsäule 10, des Dachholms 11, der Mittelsäule 12 und des Seitenschwellers 13. Jedes der Bauteile weist auf: eine Außenplatte 300A, die aus Stahlblech (einem hochfesten Stahlblech oder einem ultra-hochfesten Stahlblech), Eisenblech, Aluminiumblech oder dergleichen hergestellt und in einer konkaven Form ausgebildet ist, und eine Innenplatte 306I, die in einer konkaven Form ausgebildet ist. Die Innenplatte 306I weist Rippen 306IL, die jeweils plattenförmig ausgebildet sind und sich mit der gleichen Dicke und über die gleiche Länge von einer Innenseite zu einer Außenseite erstrecken.
Die Außenplatte 300A und die Innenplatte 306I sind durch einen Klebstoff, Schrauben, Nieten oder ein Harz miteinander verbunden und aneinander befestigt.
Eine derartige Struktur kann eine Kraft über die aus CFRP hergestellte Innenplatte 306I linear auf die Bauteile übertragen. Die Struktur hat eine sehr hohe Festigkeit, weil die Rippen 306IL als stoßdämpfende Elemente wirken.
Die Rippen 306IL können verschiedene Längen haben, und ihre Dicken können von der Innenseite zur Außenseite graduell abnehmen. Durch eine derartige Struktur kann die Kollisionsfestigkeit bezüglich einer Kraft eingestellt werden, die in eine Richtung wirkt, in die sich die Rippen 306IL erstrecken.
Nachstehend wird eine achte Ausführungsform gemäß dem zweiten Aspekt unter Bezug auf 22 beschrieben. 22 zeigt eine vergrößerte Teil-Querschnittansicht der achten Ausführungsform des Fahrzeugs gemäß dem zweiten Aspekt.
22 zeigt eine Querschnittansicht von Bauteilen des Fahrzeugs 1, wie beispielsweise der Frontsäule 10, des Dachholms 11, der Mittelsäule 12 und des Seitenschwellers 13. Jedes der Bauteile weist auf: eine Außenplatte 300A, die aus Stahlblech (einem hochfesten Stahlblech oder einem ultra-hochfesten Stahlblech), Eisenblech, Aluminiumblech oder dergleichen hergestellt und in einer konkaven Form ausgebildet ist, und eine Innenplatte 307I, die in einer konkaven. Form ausgebildet ist. Die Innenplatte 307I weist eine gitterförmige Anordnung mit vertikalen Rippen 307IL und sich senkrecht zu den vertikalen Rippen 307IL erstreckenden horizontalen Rippen 307IC auf. Jede der vertikalen Rippen 307IL ist plattenförmig ausgebildet und erstreckt sich mit der gleichen Dicke und über die gleiche Länge von einer Innenseite zu einer Außenseite.
Die Außenplatte 300A und die Innenplatte 307I sind durch einen Klebstoff, Schrauben, Nieten oder ein Harz miteinander verbunden und aneinander befestigt.
Eine derartige Struktur kann eine Kraft über die aus CFRP hergestellte Innenplatte 307I linear auf die Bauteile übertragen. Die Struktur hat eine sehr hohe Festigkeit, weil die Rippen 307IL und 307IC als ein stoßdämpfendes Bauteil wirken.
Die jeweiligen Rippen 307IL und 307IC können verschiedene Längen haben. Die Dicken der jeweiligen Rippen 307IL können von der Innenseite zur Außenseite graduell abnehmen. Durch eine derartige Struktur kann die Kollisionsfestigkeit bezüglich einer Kraft eingestellt werden, die in eine Richtung wirkt, in die sich die Rippen 307IL erstrecken.
Es wird darauf hingewiesen, dass der zweite Aspekt nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist, sondern auf verschiedene modifizierte Strukturen und Konstruktionen anwendbar ist. Der zweite Aspekt ist nicht nur auf ein Fahrzeug, sondern auch auf die Tragfläche eines Flugzeugs, ein Schiff und dergleichen anwendbar.
<Strukturen und Wirkungen der Ausführungsformen>
Das Fahrzeug gemäß den Ausführungsformen weist mehrere Bauteile auf. Eines (z. B. das Mittelsäulen-Innenbauteil 21) von mindestens zwei miteinander verbundenen Bauteilen (z. B. das Mittelsäulen-Innenbauteil 31 und das Mittelsäulen-Außenbauteil 32) ist aus verstärktem Kunststoff hergestellt.
Gemäß der vorstehenden Struktur können die Festigkeit und Steifigkeit geeignet konzipiert werden, so dass eine Ausgewogenheit zwischen der Kollisionssicherheit und der Fahrzeugstabilität erzielt wird.
Im Fahrzeug gemäß den Ausführungsformen sind die Verbindungsbauteile (das Mittelsäulen-Innenbauteil 12I, das Seitenschweller-Innenbauteil 13I), die mindestens zwei Bauteile miteinander verbinden, aus verstärktem Kunststoff hergestellt.
Gemäß der vorstehenden Struktur können die Festigkeit und Steifigkeit geeignet konzipiert werden, so dass eine Ausgewogenheit zwischen der Kollisionssicherheit und der Fahrzeugstabilität erzielt wird.
Das Fahrzeug gemäß den Ausführungsformen hat eine Fahrzeugstruktur mit einem Innenbauteil (Mittelsäulen-Innenbauteil 31) und einem Außenbauteil (Mittelsäulen-Außenbauteil 32). Das Innenbauteil (das Mittelsäulen-Innenbauteil 31) ist aus verstärktem Kunststoff hergestellt.
Im Fahrzeug gemäß den Ausführungsformen wird eine verstärkte Kunststoffplatte auf einem Außenbauteil (der Außenplatte 300A) an der Innenseite des Fahrzeugs bereitgestellt.
Gemäß der vorstehenden Struktur kann das Fahrzeuggewicht vermindert werden, weil keine Verstärkung zum Erhöhen der Festigkeit erforderlich ist.
Außerdem weist das Fahrzeug gemäß den Ausführungsformen stoßdämpfende Elemente (Rippen 304IL, 305IC, 305IL, 306IL, 307IC, 307IL) auf, die auf dem Bauteil und/oder dem Verbindungsbauteil bereitgestellt werden, das aus verstärktem Kunststoff hergestellt ist.
Gemäß der vorstehenden Struktur können die Festigkeit und Steifigkeit geeignet konzipiert werden, so dass eine Ausgewogenheit zwischen der Kollisionssicherheit und der Fahrzeugstabilität erzielt wird.
Das Fahrzeug gemäß den Ausführungsformen weist stoßdämpfende Elemente (Rippen 304IL, 305IL, 306IL, 307IL) auf, die sich von einer Innenbauteilseite zu einer Außenbauteilseite erstrecken.
Gemäß der vorstehenden Struktur können die Festigkeit und Steifigkeit geeignet konzipiert werden, so dass eine Ausgewogenheit zwischen der Kollisionssicherheit und der Fahrzeugstabilität erzielt wird.
Außerdem sind im Fahrzeug gemäß den Ausführungsformen die stoßdämpfenden Elemente (die Rippen 304IL, 305IL, 306IL, 307IL) plattenförmig ausgebildet und haben die gleiche Dicke und Länge.
Gemäß der vorstehenden Struktur können die Festigkeit und Steifigkeit geeignet eingestellt werden, so dass eine Ausgewogenheit zwischen der Kollisionssicherheit und der Fahrzeugstabilität erzielt wird.
Im Fahrzeug gemäß den Ausführungsformen sind die stoßdämpfenden Elemente plattenförmig ausgebildet und haben die gleiche Dicke und verschiedene Längen.
Gemäß der vorstehenden Struktur können die Festigkeit und Steifigkeit geeignet konzipiert werden, so dass eine Ausgewogenheit zwischen der Kollisionssicherheit und der Fahrzeugstabilität erzielt wird.
Im Fahrzeug gemäß den Ausführungsformen sind die stoßdämpfenden Elemente plattenförmig ausgebildet und haben Dicken, die von der Innenbauteilseite zur Außenbauteilseite graduell abnehmen.
Gemäß der vorstehenden Struktur können die Festigkeit und Steifigkeit geeignet konzipiert werden, so dass eine Ausgewogenheit zwischen der Kollisionssicherheit und der Fahrzeugstabilität erzielt wird.
Außerdem sind im Fahrzeug gemäß den Ausführungsformen die stoßdämpfenden Elemente plattenförmig ausgebildet und haben gitterähnliche Konfigurationen (Rippen 305IC, 305IL, 307IC, 307IL).
Gemäß der vorstehenden Struktur können die Festigkeit und Steifigkeit geeignet konzipiert werden, so dass eine Ausgewogenheit zwischen der Kollisionssicherheit und der Fahrzeugstabilität erzielt wird.
Außerdem ist im Fahrzeug gemäß den Ausführungsformen der verstärkte Kunststoff faserverstärkter Kunststoff oder kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff.
Gemäß der vorstehenden Struktur können die Festigkeit und Steifigkeit geeignet eingestellt werden, so dass eine Ausgewogenheit zwischen der Kollisionssicherheit und der Fahrzeugstabilität erzielt wird.
Für den gemäß dem zweiten Aspekt verwendeten verstärkten Kunststoff können faserverstärkter Kunststoff (FRP), kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (CFRP), kohlenstofffaserverstärkte Duroplaste (CFRTS) oder kohlenstofffaserverstärkte Thermoplaste (CFRTP) und dergleichen verwendet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2012-083017 [0001]
JP 2012-083018 [0001]
JP 2000-108930 A [0005]
JP 2001-71948 A [0006]
JP 2004-123036 A [0007]

Claims

Fahrzeug mit einem Chassis, das durch eine Struktur gebildet wird, in der ein Außenbauteil und ein Innenbauteil miteinander verbunden sind, wobei ein aus verstärktem Kunststoff hergestelltes Verstärkungselement zwischen dem Außenbauteil und dem Innenbauteil angeordnet ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei das Verstärkungselement aus verstärktem Kunststoff hergestellte stoßdämpfende Elemente aufweist.
Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei die stoßdämpfenden Elemente sich von einer Verstärkungselementseite zu einer Außenbauteilseite erstrecken.
Fahrzeug mit mehreren Bauteilen, wobei eines von mindestens zwei miteinander verbundenen Bauteilen aus verstärktem Kunststoff hergestellt ist.
Fahrzeug nach Anspruch 4, wobei ein die mindestens zwei Bauteile verbindendes Verbindungsbauteil aus verstärktem Kunststoff hergestellt ist.
Fahrzeug nach Anspruch 4, wobei die Bauteile ein Innenbauteil und ein Außenbauteil aufweisen, wobei das Innenbauteil und das Außenbauteil eine Fahrzeugstruktur bilden, und wobei das Innenbauteil aus verstärktem Kunststoff hergestellt ist.
Fahrzeug nach Anspruch 6, wobei das Außenbauteil eine verstärkte Kunststoffplatte auf der Innenseite des Fahrzeugs aufweist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die Bauteile und/oder das Verbindungselement, die aus verstärktem Kunststoff hergestellt sind, stoßdämpfende Elemente aufweisen.
Fahrzeug nach Anspruch 8, wobei die stoßdämpfenden Elemente sich von der Innenbauteilseite zur Außenbauteilseite erstrecken.
Fahrzeug nach Anspruch 3, 8 oder 9, wobei die stoßdämpfenden Elemente plattenförmig ausgebildet sind und die gleiche Dicke und Länge haben.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 3, 8 oder 9, wobei die stoßdämpfenden Elemente plattenförmig ausgebildet sind und die gleiche Dicke und verschiedene Längen haben.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 3 oder 8 bis 11, wobei die stoßdämpfenden Elemente plattenförmig ausgebildet sind und ihre Dicken von der Innenbauteilseite zur Außenbauteilseite graduell abnehmen.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 3 oder 8 bis 12, wobei die stoßdämpfenden Elemente plattenförmig ausgebildet sind und gitterförmige Konfigurationen haben.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der verstärkte Kunststoff ein faserverstärkter Kunststoff oder ein kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff ist.