JP2013513502A - 自動車のボディシェルの製造方法及び自動車用ボディシェル - Google Patents

Abstract

本発明は、自動車のボディシェルに割り当てられている、少なくとも１つのサポート部（１０、２４、３８）を含むサポート構造を製造する、自動車、とくに乗用車のボディシェルの製造方法に関し、この方法の場合、サポート構造のサポート部（１０、２４、３８）には、自動車の構造バリエーションに応じて、少なくとも部分的に、少なくとも１つの強化部品（２２）が取り付けられる。さらに本発明は、自動車、とくに乗用車のボディシェルにも関し、このボディシェルは、自動車の前記ボディシェルに割り当てられている、少なくとも１つのサポート部（１０、２４、３８）を含むサポート構造を備えており、サポート部（１０、２４、３８）には、自動車の構造バリエーションに応じて、少なくとも部分的に、少なくとも１つの強化部品（２２）が取り付け可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１の前提部分に基づく自動車のボディシェルの製造方法ならびに請求項９の前提部分に基づく自動車用ボディシェルに関する。

特許文献１から、多様な車種の商用車に対して、少なくともほぼ同じ構造の運転席構造を使用することが知られており、様々な外部ボード部品をボディシェル構造に取り付けるか、又は外部ボード部品の代わりにウインドウをボディシェル構造に取り付けることによって、多様な車種を実現することができる。さらに、非耐力の、すなわちボディシェル構造に属さない外部ボード部品に、必要に応じて安全ベルトを固定するための補強材を設けることができ、外部ボード部品が中空形状として形成されている場合、これらの補強材が中空形状の中に配置可能であることが提案されている。さらに、スライディングドアのガイドを外部ボード部品に組み込むことも提案され、このことは、外部ボード部品の切断を必要とする。

特許文献２は、少なくとも２つの部分シェルから構成されるボックス側面を備え、このボックス側面の運転席部分が構造部品によって強化されており、この構造部品がボックス側面と固定接続されている、自動車ボディのサイドシルを開示している。この場合、この構造部品は、ボックス側面の部分シェルの少なくとも１つに支持されている繊維強化プラスチック部品を含んでいる。

さらに、ボディシェルのバリエーションを提供することによって、様々な負荷レベルに乗用車のボディシェルを適合させることが量産車から知られている。このボディシェルのバリエーションが提供されないと、もっとも重い車両に従って乗用車のボディシェルを設計しなければならなくなる。すなわち、もっとも重い車両のボディシェルに必要なボディシェル強化が行われるため、それに応じて重量も重くなる。このことは、それよりも軽量の車両全部が、必要以上に強化された、過剰な重さのボディシェルを有していることも意味する。これは、より軽い車種の車両に対するコストの上昇につながり、軽い車両には大きすぎるボディシェルの不要な重量によって、二酸化炭素排出量も上昇する。

独国特許出願公開第４３１８０８０号明細書 独国特許出願公開第１０２００５０４３６９８号明細書

本発明の課題は、コストを軽減することのできる、自動車のボディシェルの製造方法及び自動車用ボディシェルを提供することである。

この課題は、請求項１の特徴を備える自動車のボディシェルの製造方法ならびに請求項９の特徴を備える自動車用ボディシェルにより解決される。本発明の適切かつ重要な発展形態を備える有利な実施形態は、従属請求項に示されている。

本発明に基づく、自動車、とくに乗用車のボディシェルの製造方法は、自動車のボディシェルに割り当てられている、少なくとも１つのサポート部を含むサポート構造を製造する方法であり、このサポート構造のサポート部には、自動車の構造バリエーションに応じて、少なくとも部分的に、少なくとも１つの強化部品が取り付けられることを特徴としている。時間的にはサポート構造の製造後、このサポート部に強化部品が取り付けられる場合、自動車の多様な構造バリエーションにわたって、ボディシェルのバリエーションを提供する労力を少なくとも明らかに減少するという利点が生じるため、ボディシェル及び従って自動車全体のコストを下げることができる。

発明に基づく方法により、多様な構造バリエーションがある自動車で、そのボディシェルが様々な要件を満たさなければならない場合でも、自動車の低コスト化を実現するプラットフォームを使用することが可能となり、同時に、自動車の耐衝撃性が幅広い重量範囲でカバーされる。同時に、ボディシェルの多様なバリエーションを少なくするか、又は回避することも可能である。また、本発明に基づく方法により、自動車の最軽量の構造バリエーションの使用を前提に、その構造バリエーションでボディシェル又はサポート構造を設計することができるという利点が生じる。自動車の構造バリエーションに対して、より重い重量を有する、それによって補強及び強化されたボディシェル又はサポート構造が要求される場合、この要求は、最軽量で設計されたボディシェル又はサポート構造を用いて、サポート構造の少なくとも１つのサポート部に強化部品が取り付けられることによって実現され、この強化部品は、負荷レベル指向的に、すなわち事故における負荷の度合いに応じてサポート部に配置される。有利には、このことが、時間的にはボディシェル又はサポート構造の製造後に行われる。

この場合、前述の事故における負荷は、例えば、時間的にはサポート部に強化部品を取り付ける前か、サポート構造又はボディシェルの製造前もしくは少なくとも製造終了前に調査され、この調査は、例えばシミュレーション及び／又は計算及び／又は試験によって実施される。その結果に応じて、最終的に、サポート部の該当する箇所、とくに大きな負荷のかかる箇所に強化部品が配置される。

これにより、標準モデルにおけるバリエーション調整及びそれに伴うコスト削減、並びに重量削減が可能となる。さらに、本発明に基づく方法により、ボディシェルを自動車の最も重い構造バリエーションで設計する（この場合、最軽量の構造バリエーションが、最も重い構造バリエーションで設計されたボディシェルを有する可能性があり、このことは重量に関して不利であると思われる）ことが回避される。

この場合、本発明に基づく方法は、例えばクーペ、カブリオーレ、バン、ロードスターの形態における構造バリエーション、ルーフなし又は開閉式ルーフなどその他の構造バリエーションなどの派生物でも使用することができる。とりわけ、部品数が多い場合や多くの構造バリエーションがある場合は、本発明による方法のコスト削減効果は特に大きい。

本発明に係る方法の範囲内において、例えば、サポート構造又はボディシェルの接続エレメントを、少なくとも１つの強化部品によって強化することが可能である。例えば、負荷レベル指向的に、サポート部又はこの種のサポート部を多数含むサポート構造に位置決めされ、配置されるこの種の強化部品が多数設けられている。例えば、そのような強化部品はサポート部で支持することができる。

この点においては、サポート部が、例えば２つの部分シェルから形成されており、これらの部分シェルは、それぞれの接合フランジによって、例えばスポット溶接及び／又は接着などによって互いに接続されており、強化部品は、例えば金属板などから形成されている一方の部分シェルに支持されていることに留意されたい。同様に、サポート部又はそのような部分シェルを、この強化部品が少なくとも部分的に、及び例えば大部分を取り囲むように設けることができる。

本発明の有利な実施形態では、時間的にはコーティング、塗装、特に陰極電着塗装などの後に、サポート部に強化部品が取り付けられる。この強化部品が、例えば繊維強化プラスチックから形成されている場合、強化部品のプラスチックマトリックスを、塗装、特に陰極電着塗装の場合に生じる熱によって硬化することができるという利点が生じる。これにより、プロセスの並列化が可能になり、従って、時間の短縮とそれに伴うプロセス、ボディシェル、及び自動車全体のさらなるコスト削減につながる。前述の繊維強化プラスチックは、例えばガラス繊維強化プラスチック、炭素繊維強化プラスチックなどであり得る。

本発明のもう１つの有利な実施形態では、強化部品として少なくともほぼアルミニウムから形成されている強化部品が設けられており、この強化部品は、非常に小さな比重しか有していないため、サポート構造の全重量が軽くなり、従って自動車の全重量にも有利に働く。このことにより、自動車を駆動するためのエネルギー消費も同様に少なくなり、駆動ユニットが内燃機関として形成されている場合、このことは燃料消費ならびに二酸化炭素排出の軽減に有利に作用する。

同様に、強化部品として、ほぼスチールから形成されている強化部品を設けることもできる。この場合、特に剛性の高い安定した強化部品が用いられ、これによって、サポート構造又はサポート部を特に効率的に強化することができる。強化部品がスチール又は金属板から形成されている場合、さらに、サポート部又はサポート構造の耐衝撃性を、強化部品の少なくとも１つのビードによって最適化することが可能となる。この関連において、強化部品が少なくともほぼ繊維強化プラスチックからなる強化部品として形成されている場合、繊維強化プラスチックの繊維を負荷に応じて調整し、それによってサポート部の耐衝撃性及びサポート構造全体を適切に適合させられることに留意されたい。

前述の、少なくともほぼアルミニウムから形成された強化部品は、硬質のアルミニウム材などである。前述の、少なくともほぼスチールから形成された強化部品は、熱変形スチールなどであり、少なくともほぼプラスチックから形成された強化部品の場合は、例えば炭素繊維強化プラスチック・パッチ（ＣＦＫパッチ）が設けられている。

少なくとも１つの強化部品は、この場合、従来の接続技術などによって、少なくとも１つのサポート部に接続される。例えば、強化部品は、サポート部と接着及び／又はリベット留めされる。このサポート部に、時間的には前述のコーティング、特に陰極電着塗装の後に強化部品が取り付けられる場合、強化部品とサポート部との接続は、特に接着技術によって（とりわけ少なくともほぼ繊維強化プラスチックから形成されている強化部品の場合）、ならびにリベット技術によって行われる。前述の接着技術の場合、強化部品を接続するためにサポート部内に設けられている接着剤は、コーティングの際に発生する熱によって極めて良く硬化し得るため、さらに時間を節約することができ、それによってコストもさらに軽減することができる。この場合、接続技術は、取付け箇所及び／又はその部分で発生する負荷の種類と大きさに適合させることができる。

本発明には、自動車用、特に乗用車用ボディシェルも含まれ、このボディシェルは、自動車のボディシェルに割り当てられている、少なくとも１つのサポート部を含むサポート構造を備えている。本発明に基づいて、このサポート部には、自動車の構造バリエーションに応じて、少なくとも部分的に、少なくとも１つの強化部品を取り付けることができ、好ましくは、時間的にサポート構造の製造後に、このサポート部に強化部品を取り付けることができるようになっている。本発明に基づく方法の有利な実施形態は、本発明に基づくボディシェルの有利な実施形態として見なされ、その逆も可能である。

本発明に基づくボディシェルにより、自動車の多様な構造バリエーションにわたって、後からのボディシェルのバリエーション調整が可能となり、ボディシェルのバリエーションを提供する労力を少なくとも軽減することが可能となる。従って、強化部品の取付けは、本発明に基づき、ボディシェル又はサポート構造の製造後に設けられているため、ボディシェルの製造中に取付けを行う必要はない。このことにより、自動車の多様な構造バリエーションにおけるボディシェルの取付けがかなり統一化されるため、明らかな時間削減につながり、さらにボディシェル及び自動車全体のコスト削減にもつながる。

本発明のさらなる利点、特徴及び詳細は、好ましい実施例及び図に基づく以下の説明に示されている。ここまでの説明で述べた特徴及び特徴の組合せ、並びに以下の図の説明で述べられている、及び／又は図の中にのみ示されている特徴及び特徴の組合せは、それぞれに示された組合せだけではなく、本発明の範囲から出ることなく、その他の組合せ又は単独でも適用可能である。

乗用車のボディシェルに割り当てられているサポート構造のサポート部の部分的な斜視図であり、このサポート部には、自動車の構造バリエーションに応じて、部分的に１つの強化部品が取り付けられる。 図１によるサポート部の代替の実施形態の部分的な側面図である。 図１、２によるサポート部のもう１つの実施形態の部分的な斜視図である。

図１は、サイドメンバ１０の形態におけるサポート部を示し、このサポート部は一方のハーフシェル１４と２つ目のハーフシェル１６とから形成されており、これらのハーフシェルは、それぞれの接合フランジ１８及び２０によって中空の断面形状１２を形成しながら相互に接続されている。ハーフシェル１４及び１６は、この場合、接合フランジ１８と２０とスポット溶接によって相互に接合されている。

図１に示されているサイドメンバ１０は、例えば、乗用車のボディシェルの第１のサポート構造のサポート部であり、このサポート構造は、例えば、この種のサイドメンバ１０及びその他のサポート部を複数含んでいる。

サイドメンバ１０には、前述した乗用車の構造バリエーションに応じて、部分的に１つの強化部品２２が取り付けられており、この強化部品２２は、例えば繊維強化プラスチックから形成されている。強化部品２２を備えるサイドメンバ１０の補強は、この場合、乗用車の構造バリエーションに応じて、また、時間的には乗用車の前述したサポート構造又はボディシェルの製造後に行われ、このことにより、乗用車の構造バリエーションに応じて、従って多様な構造バリエーションの様々な重さに応じて、ボディシェルを負荷レベル指向的に適合させることが可能となる。従って、多様な構造バリエーションは同じボディシェルを有しており、このボディシェルは、同様に様々な要件に応じて、特に多様な構造バリエーションの優れた耐衝撃性のデザインに応じて、強化部品２２などの該当する強化部品によって調整されている。
このことにより、後からのバリエーション調整及びボディシェルのバリエーション準備の回避が可能となり、このことは、ボディシェル及び乗用車全体のコストを軽減することにつながる。

この関連において、強化部品２２による図１に示されているサイドメンバ１０の強化は、一例にすぎないことは明らかである。その他の構造バリエーションでは、強化部品２２による全く別の強化又は補強を設けることができるか、又は省略することができる。強化部品２２の形態、すなわち材料、寸法、壁厚及び／又は形状、並びにサイドメンバ１０への配置などは、構造バリエーションに応じて、及び事故によって衝撃が生じた場合のサポート構造又はボディシェルの様々な負荷レベルに応じて変更される。事故によって衝撃が生じた場合のこれらの様々な負荷は、例えば、乗用車の多様な構造バリエーションの様々な重さに起因する。これらの負荷は、例えばシミュレーションによって調査される。この調査の結果、例えば、ボディシェルのサイドメンバ１０又はサポート構造の負荷の高い箇所には、それに応じて形成された強化部品２２などの強化部品が配置される。

図２は、シル２４の形態におけるサポート部を示しており、これは同様に、２つのハーフシェル１４と１６とから形成されているが、図２においてはハーフシェル１６のみが示されている。ハーフシェル１４及び１６とも、それぞれの接合フランジ１８及び２０とスポット溶接によって相互に接合されている。

図２から分かるように、シル２４の長手方向は、方向矢印２６に従って様々な中空断面を有している。つまり、シルの前方部分２８は後方部分３０よりも大きな中空断面を有している。この様々な中空断面を調整するために、強化部品２２は、すでに図１で説明したように、乗用車の構造バリエーションに応じて、及び事故によって衝撃が生じた場合のボディシェル又はサポート構造の負荷に応じて形成され、シル２４に配置されるように設けられている。従って、例えば、カブリオーレとして形成されている乗用車の構造バリエーションでは、図２による強化部品２２がシル２４の強化に用いられる。

前述したような、部分２８及び３０における様々な中空断面の調整は、この場合、例えば部分２８の中空断面により、シル２４の十分な剛性と強度とが可能となり、その他の対策が講じられていなければ、乗用車がカブリオーレとして形成されている場合の部分３０の中空断面は、さらに改良された剛性を有することを意味している。部分３０におけるシル２４の剛性は、強化部品２２によって明らかに改善されているため、この構造バリエーションにおける重量の軽いシル２４は、強化部品２２による強化によって、どのような場合にも十分な剛性を有しており、このことにより、乗用車の耐衝撃性が非常に良くなる。この点に関して、シル２４は、乗用車のボディシェルのサポート構造の一部であり、特に図１との関連で示された乗用車のボディシェルのサポート構造の一部でもあり得ることに留意されたい。この場合、多様な構造バリエーションに関して図１との関連で説明したことは、図２のシル２４にも同様に当てはまる。

このことは、同様に、図３に示されているベンディングサポート部３８の形態のサポート部にも当てはまり、これは、乗用車の構造バリエーションに応じて、部分的に１つの強化部品２２によって強化されている。

このベンディングサポート部３８は、Ｃ字型に開いた断面形状を有しており、上部の横板４０、下部の横板４２、及び横板４０と４２とを接続するフレーム４４から形成されている。ベンディングサポート部３８を強化部品２２で強化するため、この強化部品２２は、横板４０と４２を部分的に取り囲んでおり、Ｃ字型断面形状の開いている側に配置され、部分的に閉じた中空断面形状を形成している。強化部品２２の部分では、ベンディングサポート部３８が高い剛性と強度とを有しており、言及したような、事故による衝撃が生じた場合の自動車の耐衝撃性にとりわけ有利に作用する。強化部品２２が配置されているこの部分は、例えば、中等度又は最大の負荷を受ける部分であり、この部分は、そのような事故によって生じる衝撃のシミュレーションによって、及び／又は試験によって調査される。

図１〜３を合わせることにより、乗用車の多様な構造バリエーションが同一のボディシェル又はボディシェルに割り当てられている同一のサポート構造を有し得ることが明らかとなり、このボディシェルは、乗用車の構造バリエーションに応じて、特に、多様な構造バリエーションにおける様々な重さに応じて、事故による衝撃で生じる負荷に適合させることが可能である。従って、後からのバリエーション提供が可能であり、ボディシェルのバリエーション準備自体が回避されるため、ボディシェル及び乗用車全体のコストが低い範囲にとどまる。

１０ サイドメンバ
１２ 中空の断面形状
１４ ハーフシェル
１６ ハーフシェル
１８ 接合フランジ
２０ 接合フランジ
２２ 強化部品
２４ シル
２６ 方向矢印
２８ シルの前方部分
３０ シルの後方部分
３８ ベンディングサポート部
４０ 上部の横板
４２ 下部の横板
４４ フレーム

Claims (10)

1. 自動車、とくに乗用車のボディシェルの製造方法であり、前記自動車の前記ボディシェルに割り当てられている、少なくとも１つのサポート部（１０、２４、３８）を含むサポート構造を製造する方法であって、
   前記サポート構造の前記サポート部（１０、２４、３８）には、前記自動車の構造バリエーションに応じて、少なくとも部分的に、少なくとも１つの強化部品（２２）が取り付けられることを特徴とする方法。
2. 前記サポート部（１０、２４、３８）に、時間的には前記サポート構造の製造後に前記強化部品（２２）が取り付けられることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記サポート部（１０、２４、３８）に、時間的にはコーティング、塗装、特に陰極電着塗装などの後に前記強化部品（２２）が取り付けられることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記強化部品（２２）として、少なくともほぼ繊維強化プラスチックからなる強化部品（２２）が設けら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方法。
5. 前記強化部品（２２）が、少なくとも部分的に、コーティング、塗装などのプロセスによって硬化されることを特徴とする、請求項３に従属する請求項４に記載の方法。
6. 前記強化部品（２２）として、少なくともほぼアルミニウムからなる強化部品（２２）が設けられ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方法。
7. 前記強化部品（２２）として、少なくともほぼスチールからなる強化部品（２２）が設けられることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記強化部品（２２）が、前記サポート部（１０、２４、３８）と接着及び／又はリベット留め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方法。
9. 自動車、とくに乗用車のボディシェルであり、前記自動車の前記ボディシェルに割り当てられている、少なくとも１つのサポート部（１０、２４、３８）を含むサポート構造を備えるボディシェルであって、
   前記サポート部（１０、２４、３８）には、前記自動車の構造バリエーションに応じて、少なくとも部分的に、少なくとも１つの強化部品（２２）が取り付け可能であることを特徴とするボディシェル。
10. 前記サポート部（１０、２４、３８）に、時間的には前記サポート構造の製造後に前記強化部品（２２）が取り付け可能であることを特徴とする、請求項９に記載のボディシェル。

Images