JP7008719B2 - 自動車両本体構造 - Google Patents

Description

本発明は、前ユニットを含む自動車両本体構造に関係し、前ユニットは、車両の客室部の前に搭載され、前ユニット内に車両の燃料タンクが配置される。

自動車両の重量を減らすために、異なるタイプの材料、特にアルミニウムを組合せることによって車体を生産することが知られている。そのため、本出願人は、構造を形成する要素の全てが、アルミニウムから作られ、ボンディングおよびリベット締めによって組立てられる本体を組込み、安価で容易な搭載を可能にする自動車両を開発する。こうした車両は、したがって、特に軽量であり、重要なポイントはそれらの動的挙動に関係する。この点に関して、車両の前と後の車軸組立体の間での重量分配を改善するために、車両の前に燃料タンクを組込むことが望ましいと思えた。したがって、燃料タンクを受取るための、本体構造の前ユニット内に配置されるゾーンについて備えをする可能性がある。そして、前面衝突の場合に燃料タンクの完全性を保証することが必須である。通常、車両が障害物に接触すると、バンパーは、押しつぶされる傾向があり、一方、前ユニット上の側面部材は、衝突エネルギーを吸収するため、不可逆的に変形され圧縮される。タンクが車両本体構造の前ユニットに位置するため、本体構造の軽量さを損なうことなく、タンクがどんな損傷も受けないことを保証することが可能でなければならない。

本発明は、これらの要件を満たすことを目標とする。

そのため、本発明は、前ユニットを備える自動車両本体構造を提案し、前ユニットは、上記自動車両の客室部の前方に延在し、前ユニット内に燃料タンクが配置され、上記前ユニットは第１および第２の側面部材を備え、それぞれの第１および第２の側面部材は、上記車両の長手方向軸（Ｘ）に沿って配向された中空プロファイルであり、少なくとも２つの対向する長手方向壁、それぞれ外部長手方向壁および内部長手方向壁を有し、少なくとも２つの対向する長手方向壁は、上記前ユニットの第１の前端クロス部材によって互いに接続された上記第１および第２の側面部材のそれぞれの前端に向かって延在して、上記前ユニットの前に、長手方向軸に沿って不可逆的に圧縮されることができる変形可能ゾーンを画定し、それにより、衝突エネルギーを吸収し、上記本体構造は、上記客室部と上記第１の前端クロス部材との間に配置された、上記第１および第２の側面部材を接続する第２の前端クロス部材を備えて、上記第１および第２の側面部材の後部分において、上記燃料タンクを収容するための、上記客室部と上記第２の前端クロス部材との間に延在する区画の範囲を定め、上記第１および第２の側面部材のそれぞれの側面部材の後部分は、上記側面部材の後部分の上記対向する長手方向壁の少なくとも一方に側方に取付けられた少なくとも１つの外部補強要素および上記側面部材の後部分の内部に挿入された少なくとも１つの内部補強要素を備えることを特徴とする。

この配置構成によって、第２のクロス部材の前に、したがって、燃料タンクが位置する区画の前に位置するゾーンは、衝突エネルギーを吸収するために変形することが可能であり、一方、側面部材の後部分の内部および外部補強要素は、このゾーンの側面部材を補強して、燃料タンク区画をほぼ変形不能にすることを可能にする。結果として、タンクの完全性は、その役割が衝突エネルギーを吸収することである、区画の前の変形可能ゾーンによって、また、タンクが設置される区画によって範囲が定められるほぼ変形不能ゾーンによって保存される。

有利には、上記内部補強要素は、上記客室部と上記第２の前端クロス部材との間に延在する上記側面部材の上記後部分の全長にわたって、上記側面部材の後部分の内部に挿入される。

有利には、上記内部補強要素は、Ｈ形状断面を有する長手方向プロファイル要素からなり、長手方向プロファイル要素の２つの対向する長手方向面は、上記側面部材の２つの対向する長手方向壁の内側上にそれぞれ取付けられて、上記長手方向プロファイル要素が上記側面部材の後部分の内部に挿入されると、上記側面部材と上記長手方向プロファイル要素との間に剛性接続を提供するためのものである。

好ましくは、上記長手方向プロファイル要素は、ボンディングおよびリベット締めによって取付けられる押出しアルミニウムプロファイルである。

有利には、上記少なくとも１つの外部補強要素は、上記側面部材の外部長手方向壁の外側に取付けられた第１のカバープレートおよび上記側面部材の内部長手方向壁の外側に取付けられた第２のカバープレートを備え、上記第１および第２のカバープレートは、Ｌ形状断面を有し、上記側面部材の水平長手方向壁上でオーバラップする。

好ましくは、上記第１および第２のカバープレートは、アルミニウムから作られ、ボンディングおよびリベット締めによって取付けられる。

有利には、上記少なくとも１つの外部補強要素は、上記側面部材の内部長手方向壁の外側に取付けられた第２のカバープレートの外面に取付けられた長手方向補強ライナーを備えるため、上記補強ライナーは、上記第２のカバープレートの上記外面によって、中空本体の範囲を定める。

有利には、上記中空本体は、上記長手方向軸に沿って後方に延在するにつれて増加する内部体積を有する。

同様に有利には、長手方向補強ライナーは、上記側面部材の上記内部長手方向壁まで横に延在する上記側面部材の後部分の閉鎖要素上に取付けられた後端を含む。

好ましくは、上記長手方向補強ライナーは、アルミニウムスタンピングであり、ボンディングおよびリベット締めによって取付けられる。

本発明は、上述した本体構造を備える自動車両に同様に関係する。

本発明の更なる特徴および利点は、添付図面を参照して、非制限的な指示によって与えられる、本発明の特定の実施形態の以下の説明を読むと明らかになる。

本発明による自動車両本体構造の客室部および前ユニットの上面図である。 本発明による本体構造の前ユニットの斜視図である。 側面部材の内部補強要素の配置構成を示す、燃料タンク区画と同じ高さにある前ユニットの後部分の詳細側面斜視図である。

「後（ｒｅａｒ）」および「前（ｆｒｏｎｔ）」、「左（ｌｅｆｔ）」および「右（ｒｉｇｈｔ）」、「上（ｕｐｐｅｒ）」および「下（ｌｏｗｅｒ）」等の表現、ならびに、配向「長手方向（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ）」、「横方向（ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ）」、および「垂直（ｖｅｒｔｉｃａｌ）」は、図に示すＸ、Ｙ、Ｚ座標系を参照して規定されることになり、その座標系では、Ｘ、Ｙ、Ｚは、車両の長手方向（前から後ろに配向する）軸、横方向（右に向かって配向する）軸、および垂直（上方に配向する）軸にそれぞれ対応する。

図１は、自動車両の客室部２の前に配置された前ユニット１を備える自動車両本体構造の上面図を示す。本発明による本体構造は、好ましくは、アルミニウムから作られ、ボンディングおよびリベット締めによって組立てられる。車両は、上記で述べたように、車両の前車軸と後車軸との間の重量分配の改善を目的として本体構造の前ユニット１が車両の燃料タンク１０を受取ることが可能であるタイプである。

前ユニット１は、２つの平行な側面部材、それぞれ右前側面部材３および左前側面部材４を備え、２つの平行な側面部材は、車両の長手方向軸Ｘに沿って客室部２から、側面部材３１および４１のそれぞれの前端であって、側面部材３および４の上平面上に配置された第１の前端クロス部材５によって互いに接続された、それぞれの前端に向かって延在する。

右前側面部材３および左前側面部材４は、同様に、客室部２と第１の前端クロス部材５との間に配置された第２の前端クロス部材６によって互いに接続されて、客室部２と第２の前端クロス部材６との間に延在する側面部材の部分から延在する側面部材の後部分３２、４２上で、燃料タンク１０がそこで前ユニット１に収容される区画７の範囲を定める。換言すれば、第２の前端クロス部材６ならびに右前および左前の側面部材３、４のそれぞれの後部分３２、４２は、タンク１０用の取囲むものとして作用するフレームを形成する。タンク１０が載置されるフェアリングは、側面部材３、４の後部分３２、４２において側面部材３、４の下平面の下に配置される。

２つの右前側面部材３および左前側面部材４を接続する中間クロス部材９は、同様に、第１の前端クロス部材のすぐ後で、２つの前端クロス部材５と６との間に配置されることができ、車両のフードの下でストレージトレイクロス部材を形成する。

右前側面部材３および左前側面部材４は、第１および第２の前端クロス部材と共に、全体的に長方形の断面を有する管状梁の形態の、好ましくはアルミニウムで作られた押出し中空プロファイルからなる。

第２の前端クロス部材６の前に、すなわち、燃料タンク区画７の前方に延在する右前側面部材３および左前側面部材４の部分は、第１の前端クロス部材５によって、区画７の前に変形可能ゾーン１１を画定し、変形可能ゾーン１１は、車両の長手方向軸Ｘに沿って不可逆的に圧縮されて、特に、車両の前面衝突の場合に、衝突エネルギーを吸収することを可能にするように設計される。そのため、車両の前面衝突によって(on)、側面部材３および４ならびに第１の前端クロス部材５は、軸方向応力を受け、それらの圧縮をもたらし、それは、エネルギーを消散し、衝撃を少なくとも部分的に吸収することを可能にする。

燃料タンク１０の完全性を保存するために、燃料タンク１０を収容するための区画７の範囲を定める側面部材３、４の後部分３２、４２に向かう、側面部材３、４の圧縮の伝播を可能な限り最大限に防止するための対策がとられなければならない。これは、車両のＸ軸に沿う側面部材の後部分３２、４２の圧縮が、タンク１０の破壊をもたらすことになるかなりの軸方向応力にタンク１０をさらすことになるからである。

タンク１０の区画７の前で前ユニット１の前に設けられる変形可能ゾーン１１の存在に加えて、タンク１０の完全性の保存は、したがって、タンク１０について区画７の範囲を定める前ユニット１のこのゾーンにおいてほぼ変形不能ゾーン１２を作成するために、右前側面部材３および左前側面部材４の、それぞれ後部分３２および４２の補強に同様に基づく。ほぼ変形不能ゾーン１２は、全面衝突の場合に側面部材３、４が受ける変形が小さいゾーンを意味するために与えられ、燃料タンクに対する損傷を引起さないために最低限含まれる。このほぼ変形不能ゾーン１２は、第２の前端クロス部材６によって前ユニット１の前の変形可能ゾーン１１から分離される。

ほぼ変形不能ゾーン１２は、特定の補強材を側面部材３、４の後部分３２、４２に付加することによって得られるため、後部分の横断面の慣性は、本体構造に過剰な重量をしかしながら付加することなく、後部分が耐えなければならない力に適合する。

最初に、これらの特定の補強材は、それぞれの前側面部材の後部分３２および４２の内部に、好ましくは上記後部分の全長にわたって、それぞれ挿入されることが可能な内部補強要素を備える。換言すれば、この内部補強要素は、客室部２と第２の前端クロス部材６との間でそれぞれの側面部材の後部分の内部に延在するようなサイズに作られる。

図３に示す実施形態を参照すると、内部補強要素１３は、左前側面部材４の後部分４２の内部に、すなわち、左前側面部材４を形成する中空プロファイルの内部体積内に延在し、Ｈ形状断面を有する長手方向プロファイル要素１３０からなり、長手方向プロファイル要素１３０の２つの対向する長手方向面１３１および１３２は、左前側面部材４、内部長手方向壁、および外部長手方向壁の２つの対向する長手方向壁４３および４４の内側にそれぞれ取付けられる。

シャシの重量を減らすために、鋼ではなくアルミニウムが、長手方向プロファイル要素１３０を生産するために好ましくは使用され、長手方向プロファイル要素１３０は、それ自身好ましくはアルミニウムから作られる左前側面部材４を形成する中空プロファイルの内部および外部長手方向壁４３および４４の内側に、ボンディングおよびリベット締めによって取付けられる。しかしながら、変形として、良好な機械的特性を有する鋼は、同様に、側面部材の内部に配置される長手方向プロファイル要素１３０を生産するために使用される可能性がある。

内部補強要素１３０のこの配置構成は、内部補強要素１３０が内部に設置される左前側面部材４の後部分４２の剛性を大幅に増すことを可能にする。左前側面部材４に関して上述したこうした配置構成は、右前側面部材３の側で同じように見出すことができる。

側面部材３、４の後部分３２、４２上の特定の補強材は、同様に、外部補強要素、特に、側面部材３、４の外部カバープロファイルを備えて、側面部材のそれぞれの後部分３２、４２の厚さを局所的に増す。これらの外部カバープロファイルは、それぞれの前側面部材３、４について、第１のカバープレートおよび第２のカバープレート１４および１５を備え、カバープレートのそれぞれは、好ましくは前側面部材３、４の後部分３２、４２の全長にわたって前側面部材３、４の後部分３２、４２を囲むＬ状断面を有する。より具体的には、前側面部材３および４のそれぞれについて、Ｌ形状断面を有する第１のカバープレート１４は、側面部材３４および４４の外部長手方向壁の外側にそれぞれ取付けられた第１のフランジ１４１を有し、Ｌ形状断面を有する第２のカバープレート１５は、それぞれの側面部材３、４、３３、および４３の内部長手方向壁の外側にそれぞれ取付けられた第１のフランジ１５１を有する。第１および第２のカバープレート１４および１５のそれぞれの第１のフランジ１４１および１５１は、好ましくは、側面部材の外部および内部手方向壁の全体高さにわたって延在する。さらに、第１および第２のカバープレート１４および１５は、カバープレートのＬのそれぞれの第２のフランジによって側面部材３、４の水平長手方向壁３５、４５に沿ってオーバラップし、第１のカバープレート１４の第２のフランジ１４２のみが図２に見ることができ、下に配置された第２のカバープレート１５の第２のフランジを覆う。

上記で説明したように、重量を減らすために、アルミニムが、前側面部材３、４の後部分３２、４２内に配置された第１および第２のカバープレート１４、１５を生産するために同様に好ましくは使用され、第１および第２のカバープレート１４、１５は、好ましくは、ボンディングおよびリベット締めによって組立てられる。

側面部材の後部分の外部補強要素は、それぞれの側面部材について、長手方向補強ライナー１６を更に備え、長手方向補強ライナー１６は、側面部材の内部長手方向壁の外側に取付けられる第２のカバープレート１５の外面に取付けられて、第２のカバープレート１５のこの外面によって、側面部材の内側で、それぞれの側面部材の後部分内で長手方向に延在する中空本体の範囲を定める。右前側面部材３の側に配置された長手方向補強ライナー１６のみが図２に見ることができる。この長手方向補強ライナー１６は、好ましくは、ボンディングおよびリベット締めによって組立てられるアルミニウムスタンピングである。

図２に示す実施形態によれば、長手方向補強ライナー１６によって範囲が定められる中空本体は、後部分においてより大きい慣性を得るために、長手方向軸Ｘに沿って側面部材３の後部分３２の後方に延在するにつれて増加する内部体積を有する。長手方向補強ライナー１６の後端１６１は、同様に、側面部材の内部長手方向壁３３まで横に延在する、側面部材３の後部分３２の閉鎖要素１７に支えられる。

Claims (10)

1. 自動車両本体構造において、前ユニット（１）を備え、前記前ユニット（１）は、前記自動車両の客室部（２）の前方に延在し、前記前ユニット（１）内に燃料タンク（１０）が配置され、前記前ユニットは第１および第２の側面部材（３，４）を備え、それぞれの第１および第２の側面部材（３，４）は、前記自動車両の長手方向軸（Ｘ）に沿って配向された中空プロファイルであり、且つ少なくとも２つの対向する長手方向壁（３３，３４；４３，４４）、外部長手方向壁（３４，４４）および内部長手方向壁（３３，４３）をそれぞれ有し、前記少なくとも２つの対向する長手方向壁（３３，３４；４３，４４）は、前記前ユニット（１）の第１の前端クロス部材（５）によって互いに接続された前記第１および第２の側面部材（３，４）のそれぞれの前端（３１，４１）に向かって延在して、前記前ユニット（１）の前に、前記長手方向軸（Ｘ）に沿って不可逆的に圧縮されることができる変形可能ゾーン（１１）を画定し、それにより、衝突エネルギーを吸収する、本体構造であって、前記客室部（２）と前記第１の前端クロス部材（５）との間に配置された、前記第１および第２の側面部材（３，４）を接続する第２の前端クロス部材（６）を備えて、前記第１および第２の側面部材（３，４）の後部分（３２，４２）において、前記燃料タンク（１０）を収容するための、前記客室部（２）と前記第２の前端クロス部材（６）との間に延在する区画（７）の範囲を定め、前記第１および第２の側面部材（３，４）のそれぞれの側面部材の前記後部分（３２，４２）は、前記側面部材の前記後部分の前記対向する長手方向壁の少なくとも一方に側方に取付けられた少なくとも１つの外部補強要素（１４，１５，１６）および前記側面部材の前記後部分の内部に挿入された少なくとも１つの内部補強要素（１３）を備えることを特徴とする、本体構造。
2. 前記内部補強要素（１３）は、前記客室部（２）と前記第２の前端クロス部材（６）との間に延在する前記第１および第２の側面部材（３，４）の前記後部分（３２，４２）の全長にわたって、前記側面部材（３，４）の前記後部分（３２，４２）の内部に挿入されることを特徴とする、請求項１に記載の本体構造。
3. 前記内部補強要素（１３）は、Ｈ形状断面を有する長手方向プロファイル要素（１３０）からなり、前記長手方向プロファイル要素（１３０）の２つの対向する長手方向面（１３１，１３２）は、前記側面部材の前記２つの対向する長手方向壁（４３，４４）の内側上にそれぞれ取付けられて、前記長手方向プロファイル要素（１３０）が前記側面部材の前記後部分の内部に挿入されると、前記側面部材と前記長手方向プロファイル要素（１３０）との間に剛性接続を提供するためのものであることを特徴とする、請求項１または２に記載の本体構造。
4. 前記長手方向プロファイル要素（１３０）は、ボンディングおよびリベット締めによって取付けられる押出しアルミニウムプロファイルであることを特徴とする、請求項３に記載の本体構造。
5. 前記少なくとも１つの外部補強要素は、前記第１および第２の側面部材（３，４）の前記外部長手方向壁（３４，４４）の外側に取付けられた第１のカバープレート（１４）および前記第１および第２の側面部材（３，４）の前記内部長手方向壁（３３，４３）の外側に取付けられた第２のカバープレート（１５）を備え、前記第１および第２のカバープレートは、Ｌ形状断面を有し、前記第１および第２の側面部材（３，４）の水平長手方向壁（３５，４５）上でオーバラップすることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の本体構造。
6. 前記第１および第２のカバープレート（１４，１５）は、アルミニウムから作られ、ボンディングおよびリベット締めによって取付けられることを特徴とする、請求項５に記載の本体構造。
7. 前記少なくとも１つの外部補強要素は、前記第１および第２の側面部材（３，４）の前記内部長手方向壁（３３）の外側に取付けられた前記第２のカバープレート（１５）の外面に取付けられた長手方向補強ライナー（１６）を備え、それにより前記補強ライナー（１６）は、前記第２のカバープレート（１５）の前記外面によって、中空本体の範囲を定めることを特徴とする、請求項５または６に記載の本体構造。
8. 前記中空本体は、前記長手方向軸（Ｘ）に沿って後方に延在するにつれて増加する内部体積を有することを特徴とする、請求項７に記載の本体構造。
9. 前記長手方向補強ライナー（１６）は、前記側面部材の前記内部長手方向壁（３３）まで横に延在する前記側面部材の前記後部分（３２）の閉鎖要素（１７）上に取付けられた後端（１６１）を含むことを特徴とする、請求項７または８に記載の本体構造。
10. 前記長手方向補強ライナー（１６）は、アルミニウムスタンピングであり、ボンディングおよびリベット締めによって取付けられることを特徴とする、請求項７から９のいずれか１項に記載の本体構造。

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