JP2013193732A - トンネル補強部材および支持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】トンネル補強部材および支持構造を提供する。
【解決手段】自動車の中央トンネル４用のトンネル補強部材に関する。自動車の中央トンネル４用のトンネル補強部材を最適化するために、トンネル補強部材２０は、横方向に互いに離隔された、繊維強化プラスチック材料からなる２つの長手方向支持体２１、２２を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車の中央トンネル用のトンネル補強部材に関する。さらに、本発明は、中央トンネルとトンネル補強部材とを備える自動車の支持構造に関する。

（特許文献１）から、フロアパネル構造を備える車両であって、フロアパネル構造が、長手方向に延在する中央トンネルを有し、中央トンネルに被せられたトンネル補強部材が設けられている車両が知られている。

独国特許出願公開第１００ ５９ ９１２ Ａ１号明細書

本発明の課題は、特に製造コスト、安定性、および／または重量の観点から、自動車の中央トンネル用のトンネル補強部材を最適化することである。

上記の課題は、自動車の中央トンネル用のトンネル補強部材に、横方向に互いに離隔された、繊維強化プラスチック材料からなる２つの長手方向支持体を備えることによって解決される。繊維強化プラスチック材料は、好ましくは、炭素繊維強化プラスチック材料（ＣＦＲＰ材料とも呼ばれる）である。繊維強化プラスチック材料の使用には、あまり重量を増加せずに中央トンネルを顕著に補強することができるという利点がある。繊維強化プラスチック材料からなる長手方向支持体は、簡単な方法で様々な長さで提供することができる。これには、本発明によるトンネル補強部材を、共通のプラットフォームを備える様々な自動車で使用することができるという利点がある。

トンネル補強部材の好ましい例示的実施形態は、長手方向部材が、閉じた中空支持体として形成されていることを特徴とする。長手方向支持体は、好ましくはそれぞれ実質的に矩形、特に正方形の断面を有する。矩形、特に正方形の断面は、好ましくは角が丸められている。閉じた断面により、簡単な方法で特に高い強度を達成することができる。

トンネル補強部材のさらなる好ましい例示的実施形態は、長手方向支持体が介在部片によって互いに接続され、介在部片が繊維強化プラスチック材料から成形されていることを特徴とする。介在部片は、好ましくは長手方向支持体と同じ繊維強化プラスチック材料から成形されている。介在部片は、好ましくは実質的に矩形の形態を有し、その矩形の短辺で、例えば接着によって長手方向支持体と接続されている。ここで、介在部片は、長手方向支持体に対して横方向に延在する。本発明の範囲内で、３つの介在部片の使用が特に有利であることが分かっている。それら３つの介在部片は、長手方向支持体の長さにわたって好ましくは実質的に均等に分散されている。

さらに、本発明は、中間トンネルと上述したトンネル補強部材とを備える自動車の支持構造に関する。支持構造は、好ましくは、自動車、特に乗用車の自立型のホワイトボディのアンダーボディである。中央トンネルは、一部片または複数の部片から構成することができ、好ましくは実質的にＵ字形の断面を有し、上壁と、そこから角度を付けて延在している２つの側壁とを備える。

支持構造の好ましい例示的実施形態は、トンネル補強部材が、横方向ブリッジによって中央トンネルに固定されていることを特徴とする。横方向ブリッジは、好ましくは金属板、特にアルミニウム板から成形されている。ここで、有利には、横方向ブリッジは、板金プレス成形部品として形成されている。横方向ブリッジによって、トンネル補強部材を簡単な方法で中央トンネルに固定することができる。

支持構造のさらなる好ましい例示的実施形態は、横方向ブリッジが、トンネル補強部材の長手方向支持体を外または上から把持し、中央トンネルの側壁に固定されていることを特徴とする。固定は、例えば、ねじやリベットなどの固定手段によって行うことができる。特に有利には、長手方向支持体はさらに、横方向ブリッジによって互いに固定される。

支持構造のさらなる好ましい例示的実施形態は、横方向ブリッジが、それぞれ１つの中心固定領域を備え、中心固定領域で、横方向ブリッジが中央トンネルの上壁に固定されていることを特徴とする。固定は、例えば、ねじやリベットなどの固定手段によって行われる。中央トンネルの側壁と上壁の両方への横方向ブリッジの接合により、中央トンネルを特に効果的に補強することができる。

支持構造のさらなる好ましい例示的実施形態は、中央トンネルが、好ましくは板金部品、特にアルミニウム板部品として形成されているトンネル前部と、好ましくは鋳造部品として、特に軽金属から形成されているトンネル後部とを備えることを特徴とする。中央トンネルの２部構成が、支持構造の組立ての観点で有利であることが分かっている。さらに、中央トンネルの２部構成は、トンネル前部とトンネル後部に関して異なる材料および製造法を使用することができるという利点を提供する。有利には、トンネル前部は、アルミニウムからなるＵ字形の板金プレス成形部品である。

支持構造のさらなる好ましい例示的実施形態は、トンネル前部とトンネル後部が、ブリッジ部品によって互いに接続されていることを特徴とする。ブリッジ部品は、好ましくは２つの押出形材部品を備え、これらの押出形材部品はそれぞれ、トンネル前部とトンネル後部の両方に接続されている。有利には、２つの押出形材部品は、繊維強化プラスチック材料からなるプレート状の基体の上に配置することができる。有利には、ブリッジ部品により、トンネル前部分とトンネル後部分が下から互いに固着される。

支持構造のさらなる好ましい例示的実施形態は、中央トンネルが、下側を側方から２つの側部補強部品によって補強されていることを特徴とする。側部補強部品は、好ましくは板金部品、特にアルミニウム板部品として形成される。側部補強部品は、好ましくは板金プレス成形部品である。

支持構造のさらなる好ましい例示的実施形態は、側部補強部品に、それぞれ少なくとも１つの座席受取り支持体が固定されていることを特徴とする。座席受取り支持体は、好ましくは鋳造部品、特に軽金属鋳造部品として形成されている。好ましくは、それぞれ２つの座席受取り支持体が、側部補強部品に固定されている。好ましくは、２つの座席受取り支持体は、前部座席受取り支持体と後部座席受取り支持体である。

さらに、本発明は、上述した支持構造を備える自動車に関する。自動車は、好ましくは乗用車である。繊維強化プラスチック材料からなる長手方向支持体を備える本発明による支持構造によって、共通のプラットフォームを備える様々な車両タイプを特に効果的に提供することができる。

場合によっては、本発明はまた、長手方向支持体、介在部片、および横方向ブリッジなど、支持構造を個別に取り扱うことができる個々の部品にも関する。

本発明のさらなる利点、特徴、および詳細は、図面を参照しながら様々な例示的実施形態を詳細に説明する以下の記載から明らかになろう。

本発明による支持構造の斜視図である。 図１の支持構造の分解図である。 図１および図２の支持構造のトンネル補強部材の斜視図である。 追加の横方向ブリッジを備える図３のトンネル補強部材の斜視図である。 図４のトンネル補強部材および図１の支持構造の断面図である。

図１、図２及び図５に、本発明による支持構造１を、様々な図解で様々な視点から示す。支持構造１は、長手方向に延在する中央トンネル４を備える。「長手方向」という概念は、支持構造１を備える自動車の車両長手方向に関するものである。以下で使用する「左」および「右」という概念も、車両長手方向に関するものである。

支持構造１は、左前部底板５と、左後部底板６と、右前部底板７と、右後部底板８とを備える。前部底板５および７は、好ましくはアルミニウム板材料から成形され、特に板金プレス成形部品として形成されている。後部底板６および８は、好ましくは長繊維強化熱可塑材から成形されている。

中央トンネル４は、下に開いた実質的にＵ字形の断面を有する。Ｕ字形の断面は、左側壁１６と、右側壁１７と、上壁１８とを備える。上壁１８がＵ字形の断面の底辺となり、そこから２つの側壁１６と１７が角度を付けて延在している。

中央トンネル４の上壁１８にトンネル補強部材２０が取り付けられている。図３に、トンネル補強部材２０の斜視図のみを示す。トンネル補強部材２０は、左側長手方向支持体２１と右側長手方向支持体２２を備える。２つの長手方向支持体２１、２２は、横方向に互いに離隔されており、炭素繊維強化プラスチック材料から閉じた中空支持体として成形されている。

閉じた中空支持体として成形された長手方向支持体２１、２２は、横方向に延在する介在部片２４、２５、２６によって互いに接続されている。介在部片２４、２５、２６は、長手方向支持体２１、２２と同じ炭素繊維強化プラスチック材料から成形されている。

後方で、２つの長手方向支持体２１、２２の端部に後端部品２８が設けられている。前方で、２つの長手方向支持体２１と２２の端部に前端部品２９が設けられている。

２つの終端部品２８と２９は、好ましくはアルミニウム板から成形され、特に板金プレス成形部品として形成されている。終端部品２８、２９によって、長手方向支持体２１、２２が互いにさらに固定され、かつ中央トンネル４に固定される。

図４で見られるように、トンネル補強部材２０の２つの長手方向支持体２１、２２を中央トンネル４に固定するために、主に３つの横方向ブリッジ３１、３２、３３が使用される。横方向ブリッジ３１〜３３は、アルミニウム板材料から成形され、特に板金プレス成形部品として形成されている。横方向ブリッジ３１〜３３は、中心固定領域となる中央領域で、中央トンネル４の上壁１８に当接する。

ねじやリベットなどの固定手段により、横方向ブリッジ３１〜３３は、それらの中心固定領域で中央トンネル４の上壁１８に固定されている。より外側で、横方向ブリッジ３１〜３３は、２つの長手方向支持体２１と２２を把持する。横方向ブリッジ３１〜３３は、それらの自由端で、ねじやリベットなど適切な固定手段によって中央トンネル４の側壁１６、１７に固定されている。

横方向ブリッジ３２と３３は、中央トンネル４のトンネル前部４１に固定されている。横方向ブリッジ３１は、中央トンネル４のトンネル後部４２に固定されている。トンネル前部４１は、いわゆるアルミニウムテーラードブランク材と呼ばれる半加工品から成形されている。すなわち、トンネル前部４１は、特殊なアルミニウム板から成形され、好ましくはプレス成形されている。トンネル後部４２は、マグネシウム／アルミニウム材料からなる鋳造部品として成形されている。

トンネル前部４１とトンネル後部４２は、ブリッジ部品４５によって下から互いに固着されている。ブリッジ部品４５は、炭素繊維強化プラスチック材料からなるプレートを備え、そのプレートの側方に２つの押出形材が配置されている。２つの押出形材は、底部プレートによって互いに固着される。

押出形材は、トンネル部品４１、４２を互いに固着するために使用される。トンネル部品４１、４２をブリッジ部品４５に固定するために、ねじやリベットなどの固定手段が使用される。

図５でも見られるように、中央トンネル４の下側は、側方で外から側部補強部品５１、５２によってさらに補強されている。側部補強部品５１、５２は、トンネル前部４１にもトンネル後部４２にも固定されている。側部補強部品５１、５２に、座席受取り支持体１１〜１４の中央トンネル４側の端部が固定されている。

側部補強部品５１、５２は、好ましくはアルミニウム板から成形され、特に板金プレス成形部品として形成されている。

中央トンネル４をさらに補強するために内側補強部品５５が使用され、内側補強部品５５は、中央トンネル４の上壁１８に下から固定されている。内側補強部品５５も同様に、アルミニウム板から成形され、特に板金プレス成形部品として形成されている。

１ 支持構造
４ 中央トンネル
１１、１２、１３、１４ 座席受取り支持体
１６、１７ 側壁
１８ 上壁
２０ トンネル補強部材
２１、２２ 長手方向支持体
２４、２５、２６ 介在部片
３１、３２、３３ 横方向ブリッジ
４１ トンネル前部
４２ トンネル後部
４５ ブリッジ部品
５１、５２ 側部補強部品

Claims (12)

1. 自動車の中央トンネル（４）用のトンネル補強部材（２０）であって、繊維強化プラスチック材料からなる横方向に互いに離隔された２つの長手方向支持体（２１、２２）を備えることを特徴とするトンネル補強部材（２０）。
2. 前記長手方向部材（２１、２２）が、閉じた中空支持体として形成されていることを特徴とする請求項１に記載のトンネル補強部材。
3. 前記長手方向支持体（２１、２２）が、介在部片（２４、２５、２６）によって互いに接続され、前記介在部片（２４、２５、２６）が、繊維強化プラスチック材料から成形されていることを特徴とする請求項１または２に記載のトンネル補強部材。
4. 中央トンネル（４）と、請求項１〜３のいずれか一項に記載のトンネル補強部材（２０）とを備える自動車の支持構造。
5. 前記トンネル補強部材（２０）が、横方向ブリッジ（３１〜３３）によって前記中央トンネル（４）に固定されていることを特徴とする請求項４に記載の支持構造。
6. 前記横方向ブリッジ（３１〜３３）が、前記トンネル補強部材（２０）の前記長手方向支持体（２１、２２）を外または上から把持し、前記中央トンネル（４）の側壁（１６、１７）に固定されていることを特徴とする請求項５に記載の支持構造。
7. 前記横方向ブリッジ（３１〜３３）が、それぞれ１つの中心固定領域を備え、前記中心固定領域で、前記横方向ブリッジ（３１〜３３）が前記中央トンネル（４）の上壁（１８）に固定されていることを特徴とする請求項５または６に記載の支持構造。
8. 前記中央トンネル（４）が、好ましくは板金部品、特にアルミニウム板部品として形成されているトンネル前部（４１）と、好ましくは鋳造部品として、特に軽金属から形成されているトンネル後部（４２）とを備えることを特徴とする請求項４〜７のいずれか一項に記載の支持構造。
9. 前記トンネル前部（４１）と前記トンネル後部（４２）が、ブリッジ部品（４５）によって互いに接続されていることを特徴とする請求項８に記載の支持構造。
10. 前記中央トンネル（４）が、下側を側方から２つの側部補強部品（５１、５２）によって補強されていることを特徴とする請求項４〜９のいずれか一項に記載の支持構造。
11. 前記側部補強部品（５１、５２）に、それぞれ少なくとも１つの座席受取り支持体（１１〜１４）が固定されていることを特徴とする請求項１０に記載の支持構造。
12. 請求項４〜１１のいずれか一項に記載の支持構造（１）を備える自動車。

Images