JP2005504684A - 自動車の車体構造の分離装置 - Google Patents

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Abstract

本発明は、自動車の自立支持型の車体構造(2)の分離装置(4)に関し、後部室(6)の前端部に配置され、前記自動車の横断方向に、および自動車のホイールハウジング(8)間でその丈の一部にわたって延在し、後部室を画定する壁に固定される分離装置を具備する。分離装置(4)は、座屈に対し車体構造(2)を補強する支持装置として具現化される。本発明は、分離装置(4)が垂直横断面(SFQ)および水平横断面(WFQ)に対して湾曲することを特徴とする。分離装置(4)は、力の流線に沿って厚みのある素材を備えた補強支柱(10)を有する。

Description

【技術分野】
【0001】
本発明は、請求項1の前文による分離装置に関する。
【背景技術】
【0002】
「車体構造(ボディーフレーム)の剛性」は最新の自動車の最も重要な基準の一つと益々見なされるようになってきている。それは、安全性、高級な外観、および快適さへの決定的な寄与となる。但し、車体構造(ボディーフレーム)の剛性を向上させようとすると、それに対する多数の対策がしばしば追加的なまたはより強い車体構造構成要素を伴うので、しばしば車両重量の増加を伴う。
【0003】
特許文献1は、標準として使用される構成要素である、燃料タンクの分割壁を使用して、その質量を低減すると同時に、車体構造(ボディーフレーム)の剛性を向上させる可能性を説明している。分割壁は、平面構造のものであり、自動車の垂直横断面とほぼ平行である。分離装置が車体構造に着脱自在に締結される角度付き要素(角度継ぎ手)およびレール(添え木)が、次に分割壁に締結される。さらに、分離装置は、この分離装置に取り付けられるかまたは構成要素においてU状輪郭として組み込まれる十字状クロス支柱を有する。
【0004】
特許文献2は、燃料タンクを包囲し車体構造に接続される、ほぼ箱形の装置を説明し、この箱形の装置も同様に車体構造の強化に寄与する。
【0005】
特許文献3は、特にコンバーチブルの、自動車の後端部を開示しており、そこでは、車台(シャーシ)およびクロスメンバを介して中央の力の流れの中心点に導かれる力が、さらにいっそう伝達されるように構成される。それらの力は、そこから格子形構造と同じように配置される複数の支持体に分配される。但し、その構造は、重量の低減に関しては最適化されない。
【0006】
【特許文献1】
独国特許発明第198 43 025 C1号明細書
【特許文献2】
米国特許発明第5 195 780号明細書
【特許文献3】
独国特許出願公開第196 42 820 A1号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明の目的は、質量を同時に低減すると共に、車体構造(ボディーフレーム)の剛性が先行技術と比べて向上する、自動車後部室の分離装置を設計することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的は、請求項1の特徴で達成される。
【0009】
請求項1に記載の新規な分離装置(分離構造)は、自動車の後部室の前方部分(前端部)に着脱自在に取り付けられる。それは、特に、後部室から燃料タンク室を区分する働きをする。分離装置は、自動車の垂直横断面(SFQ)および自動車の水平横断面(WFQ)に対して湾曲するように位置決めされる。分離装置は、これらの面に対して凹面をなして湾曲することが好ましいが、燃料タンク室と後部室との間の空間が適切に配分されれば、凸面をなして湾曲しても好都合となる。その曲面が先行技術と比べ車体構造の剛性を向上させる。
【0010】
さらなる新規な特徴は、分離装置が計算された力の流線に沿って厚みを増した素材を有することである。従って、その素材は、力の流線の外側では節約され(使わずに残され)、これは、剛性を向上させると同時に軽量化ももたらす。力の流線は、有限要素法を用いて標準負荷状態(例えば、車体構造のねじりや曲げ)を参照して対応する車体構造に対し計算される。
【0011】
本発明によれば、力の流線分布(形状、輪郭)が、分離装置に適用される。
【0012】
さらに有利な改良では、分離装置は、その縁部に、自動車の垂直または水平横断面とほぼ平行に形成される締結表面を有する。これは、ホワイトボディの組立の際に空間の2つの方向においてより高く許容差を補整(補償)するものとなる(請求項2)。
【0013】
締結面内の長孔を使用すると、空間の第3の方向において追加的に許容差を補整するものとなる(請求項3)。
【0014】
分離装置は、ネジで自動車の車体構造に、直接締結されることが好ましい。角度付き構成要素(角度継ぎ手)や添え木のような、追加の要素は、省略されても良い。ネジの数も低減される。この対策は、重量の低減に寄与する(請求項4)。
【0015】
重量のさらなる低減は、軽金属鋳造で、特にダイカストで製造される分離装置によって達成される。ダイカストは、ここでは、圧力下で、耐久的な鋳入型により高い圧力を加えつつ鋳入されるあらゆる種類の鋳造法であり、たとえばダイカスト、高圧鋳造法、チキソ鋳造法、チキソ成形、バリオ鋳造法(Varioguss)、または低圧チル鋳造法であることは理解される。砂型鋳造工程または重力チル鋳造法も可能であるが、コスト的に常に好ましいとは限らない。
【0016】
上述の鋳造工程は、本発明による分離装置を軽金属から造り出し、特に本発明により壁の厚みを変えることができるようになる。これは、軽量の構成要素および高い剛性の車体構造をもたらす。適切な鋳造金属は、アルミニウム合金およびマグネシウム合金、およびAZ91と称されるものである(請求項5)。
【0017】
重量の低減も、同様に補強支柱間の壁の厚みをできるだけ薄く、すなわち現在の鋳造技術で可能な限り薄くなるように設計することで促進される。前記状態における、壁の厚みは、ほぼ1.5mm以下である。現在のところ、1.2mmの壁の厚みは、鋳造技術で確実に造り出すことができる(請求項6)。
【0018】
補強支柱間の領域を材料を用いないように設計すると特に軽量化に関し好都合となる。但し、これには、追加の作業ステップ、恐らく追加の打ち抜き型が必要となる。この方策の利便性については、コスト効果を分析することによってそれぞれの場合で計算される(請求項7)。
【0019】
分離装置が着脱自在に締結されることにより、この分離装置によって覆われた燃料タンク室の保守作業を可能にする(請求項8)。
【0020】
本発明の好ましい実施形態は以下の図で例示される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0021】
自立支持型の車体構造2の図1に例示の細部は、分離装置4によって燃料タンク室(特に図示せず)から分離される後部室6を具備する。
【0022】
分離装置4は、後部室6の基部7からクロスメンバ(横材)9の範囲まで延び、右側だけが斜視図で見られる2つのホイールハウジング8の間で延在する。分離装置4は、自動車の水平横断面WFQおよび自動車の垂直横断面SFQに関する湾曲部を有する。
【0023】
分離装置4の詳細が図2で例示される。分割面の湾曲は、水平横断面WFQおよび垂直横断面SFQに対して凹面をなすように設計され、これは燃料タンク室の拡大をもたらす。分離装置4は、自動車の種類に依存する力の流れの方向に対応する補強支柱10を有する。
【0024】
補強支柱10は、他の壁の厚みと比較して素材の補強に影響する。局所的に大きな壁の厚みが成形型によってかたどられるので、素材の補強は、鋳造工程で非常に容易に造り出される。補強支柱10は、その高さに対する幅の比率が1よりも大きい断面を有し、この比率は4よりも大きいことが好ましい。これらの補強支柱10は、ゆえに平面と称されることとなり、これは、これら補強支柱の湾曲上の輪郭に有利な効果を有する。背の高い補強支柱の場合、負荷を受けると、湾曲部で座屈を起こす危険性があるからである。
【0025】
ダイカストによる製造工程後の分離装置4から機械的に加工されるカットアウト(切り欠き、開口)16は、補強支柱10間に位置する。この場合、図1および図2のカットアウト16は、単に例示的なものでしかない。補強支柱10だけが、この例示によってより明確に強調される。
【0026】
本発明によれば、補強支柱10間の間隙も、薄い壁の厚みの素材、好ましくは1.5mm以下の素材からなる。
【0027】
組み立てるために、分離装置4は、水平横断面WFQおよび垂直横断面SFQに対してほぼ平行に延びる締結表面12を有する。いわゆる格子状に(網目に)平行である(Netzparallelen)これらの表面(締結表面)12は、x方向およびz方向(図1の座標系を参照)への組立中における許容差の補整を可能にする。y方向における許容差の追加的な補整を可能にする長孔14が、締結表面12に組み込まれる(形成される、備えられる)。
【0028】
締結表面12および長孔14について記述される構造によって、分離装置4を締結するさらなる補助手段を省略することが可能となる。分離装置4は、車体構造2に直接ネジ止めされる。分離装置4と車体構造2との間で永久的に接続することも考えられるが、燃料タンク室にアクセス可能である必要があるので、大抵の場合それは不都合となる。
【0029】
図2の分離装置は、追加的に電子部品を組み込むための設置装置18を有する。これらの設置装置18は、スライダによる鋳造行程中に孔を予め備えた隆起部分の形態で構成される。この方策は、追加的な補助締結手段および孔の準備を省略することを可能にし、それは追加的な加工ステップ、素材コストおよび重量の節減となる。この設置装置は、電子部品の所望位置決めが確実に行われるように構成される。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】分離装置を備えた自立支持型の車体構造の後端部の斜視図を示す。
【図2】分離装置の斜視図を示す。

Claims (8)

  1. 後部室(6)の前端部に配置され、自動車の横断方向に、および前記自動車の後部ホイールハウジング(8)間でその丈の一部にわたって延在し、前記後部室(6)の境界壁に締結される、隔壁を有し、ねじれに対し車体構造(2)を強化する支持装置として設計される、自動車の自立支持型の車体構造(2)の分離装置であって、
    前記分離装置(4)は、前記自動車の垂直横断面(SFQ)および前記自動車の水平横断面(WFQ)に対し湾曲しており、
    前記分離装置(4)は、計算された力の流線に沿って素材の厚みがより大きい形態の補強支柱(10)を有することを特徴とする分離装置。
  2. 前記分離装置(4)は、前記自動車の垂直横断面(SFQ)および前記自動車の水平横断面(WFQ)に対し平行である締結表面(12)を有することを特徴とする請求項1に記載の分離装置。
  3. 前記締結表面(12)は、長孔(14)を備えていることを特徴とする請求項2に記載の分離装置。
  4. 前記分離装置(4)は前記自動車の車体構造(2)に直接締結されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の分離装置。
  5. 前記分離装置(4)は、軽金属ダイカスト、特にマグネシウムダイカストから造り出されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の分離装置。
  6. 前記補強支柱(10)間の壁の厚みは、1.5mm未満であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の分離装置。
  7. 前記補強支柱(10)間の領域は、開口した状態であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の分離装置。
  8. 前記分離装置(4)は、前記車体構造(2)に着脱自在に締結されることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の分離装置。
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