JP2013532606A - 高くした後部床を有するシャーシ及び組立方法 - Google Patents

Abstract

自動車シャーシ（１）は、２つの側方床補強材（４）、後部中央クロスメンバ（３）、及び２つの側方床補強材（４）に溶接された横補強材（５）によって前面を覆われた２つの横レール部材（２）と、シートクッション支持部（２１）を有する床とを備える。シャーシは、さらに、後部中央クロスメンバに溶接された後部レイザ（１４）と、２つの側方補強材（４）の各々にそれぞれ溶接された２つの側方レイザ（１３）とを備える。床のシートクッション支持部（２１）は、床のシートクッション支持部（２１）の下にエネルギー貯蔵器用の空間を形成するように、２つの側方レイザ（１３）、後部レイザ（１４）及び横補強材（５）に溶接される。

Description

本発明は自動車シャーシの分野に関し、具体的には電気駆動又はハイブリッド自動車に関する。電気駆動又はハイブリッド自動車に十分な自律性を与えるために、蓄電池を装着する必要がある。前記電池の容積は、例えば燃料タンクのような従来のエネルギー貯蔵タンクによって占められる容積より実質的に大きい。

１つの解決法は、前記容積を車室から分離するように床の輪郭を変更することによって、座席の下に画定される容積を使用することである。したがって、座席は床の高くした領域の上に直接載る。座席の高さは、内燃機関によって駆動されるように設計された同じレンジの自動車と同じか、又はそれより高くすることができる。

したがって、特開平０７−１５６８２６号公報には電気駆動自動車用のシャーシ構造が開示されており、このシャーシ構造では、前記容積を車室から分離することによって、前部及び後部座席の下の容積が電池のために確保される。垂直レイザプレートが座席の前面及び背面に配置され、高くした床シートクッション領域が、前記垂直レイザプレートと、車体の側方部分に取り付けられる側方レイザ支持部との間に延在する。

このような構造は、側方レイザ支持部が組み付けられる固定された車体側方部分に後部座席が接する必要があるため、３ドア自動車に適用することができない。さらに、同じ自動車を電気駆動モデル及び内燃機関によって駆動されるモデルとして提供することが望まれる場合、床要素を自動車の縦部材に組み付ける溶接点のラインを、電気自動車と、内燃機関によって駆動される自動車とで同じジオメトリにすることができない。したがって、２つの自動車の生産のために、２つの別個の溶接ラインを配置する必要があり、開発コスト及び製造コストの両方が増加する。

本発明の目的は、従来の燃料タンクより大きなエネルギー貯蔵タンク容積を必要とする電気自動車又は他の自動車のためのシャーシジオメトリを提案することである。

本発明の目的は、また、多数の共有構成要素及び生産方法を使用して、電気駆動自動車及び内燃機関によって駆動される自動車を同時に生産することを可能にするシャーシジオメトリを提案することである。

この目的のため、本発明は、側方床補強材を形成する２つのプレートによって前面部分を覆われ且つ閉じられるＵ字型部分の２つの縦部材と、縦部材を接続する後部中央クロスメンバであって、側方床補強材の領域内で平らな後部中央クロスメンバとを備え、側方床補強材が溶接ストリップを含む内側縁部を有している自動車シャーシを提案する。このシャーシは、シート及びエネルギー貯蔵タンク用ハウジングの両方を形成する高くした床領域を備え、高くした床領域は、横補強材を形成すると共に溶接によって２つの側方床補強材に固定されたレイザプレートの上方と、溶接によって後部中央クロスメンバに固定された後部レイザ部分上と、側方レイザ部分を形成すると共に各々が溶接によって側方補強材の溶接ストリップの一方に沿って固定された２つのプレートの上方とに配置されたシートクッション支持部を形成するプレートを備えており、床のシートクッション支持部は、溶接によって、２つの側方レイザ部分と、後部レイザ部分と、横補強材とに固定されていることを特徴とする。

したがって、このようにシートクッション支持部の下に形成されたハウジングは、後部中央クロスメンバの前面に位置し、２つの側方レイザ部分によって側方の境界が定められている。

側方レイザ部分を使用することにより、溶接を用いた組み立てプロセスを実質的に変更せずに、床を上昇させるすべての要素を設計することができる。具体的には、内燃機関によって駆動される自動車のシャーシの場合に側方床補強材に沿って設けられる溶接ラインの配置を、側方レイザ部分の組み立てのために維持することができる。したがって、同じ自動組立ラインを、電気駆動自動車及び内燃機関によって駆動される自動車を製造するために使用することができる。

床は、溶接によって２つの縦部材及び後部レイザ部分に固定された後部部分を有してもよい。

他の実施形態によれば、床の後部部分は、溶接によって２つの縦部材及び後部中央クロスメンバに固定されてもよい。２つの実施形態では、床の後部部分は、床のシートクッション支持部とは別個の部分である。

有利には、床のシートクッション支持部は前面プレートを有し、前面プレートは、前面プレート及び側方補強材によって画定される中空体を形成するように、横補強材を覆うと共に、少なくとも２つの溶接ビードによって横補強材に組み付けられる。

したがって、この実施形態では、前面プレート及び横補強材は、シートクッション支持部の上部に沿って延在する第１の溶接ラインによって固定されてもよく、前面プレートの下縁に沿って延在する第２の溶接ラインによって固定されてもよい。このようにして、エネルギー貯蔵タンクのハウジングの前部に良好な剛性が得られる。前部床は、第２の溶接ラインによって、前面プレート及び横補強材に組み付けられてもよい。

好適には、横補強材は２つの側方床補強材間に単独で延在する。したがって、床の高くした領域は、自動車の車体の側方部分から独立しており、３ドア自動車及び５ドア自動車の両方に同じシャーシを使用することを可能にする。

好適な実施形態によれば、後部レイザ部分は垂直プレート及び水平プレートを備え、この垂直プレート及び水平プレートによって、溶接により後部中央クロスメンバに固定される。中空補強ボックス構造が、前記水平プレートと、溶接によって水平プレートに固定された閉鎖フレームを形成するプレートと、床のシートクッション支持部の延長部とによって、後部側に画定される。

有利には、中空補強ボックス構造は、内側に、後部レイザ部分の垂直プレート及び閉鎖フレームに固定された少なくとも１つのアンカ補強材を備える。

他の特徴によれば、自動車シャーシの構成要素の組立方法では、
−下部シャーシ部分を設け、前記下部シャーシ部分は、側方床補強材を形成する２つのプレートによって前面を覆われた２つの縦部材を備え、且つ、長手部材を結合すると共に側方床補強材の領域内で平らな後部中央クロスメンバを備え、側方補強材は溶接ストリップを備える内側縁部を有し、
−前記２つの側方補強材間に横補強材を形成するレイザプレートを、溶接によって２つの側方床補強材に固定すること、後部レイザ部分を溶接によって前記後部中央クロスメンバに固定すること、側方レイザ部分を形成する２つのプレートの各々を、側方補強材の溶接ストリップの一方に沿って溶接によって固定すること、並びに、床のシートクッション支持部を形成するプレートを、溶接によって、２つの側方レイザ部分と、後部レイザ部分と、横補強材とに、３つのレイザ部分及び横補強材上の上方で組み付けることによって、シート及びエネルギー貯蔵タンク用ハウジングの両方を形成する高くした床領域を前記下部部分に組み付ける。

このようにして、側方床補強材の内側縁部に沿って設けられる溶接点のラインは、高くされていないシートクッション支持部の組み付けのために、又は、シートクッション支持部と側方床補強材との間に側方レイザ部分を挿入する方法で実現されるシートクッション支持部の組み付けのために、機能することができる。

好適な実施形態によれば、後部床部分は、溶接によって２つの縦部材及び後部レイザ部分に固定される。

他の実施形態によれば、後部床部分を、溶接によって２つの縦部材及び後部中央クロスメンバに固定することが可能である。

好適には、後部レイザ部分の高さに実質的に相当する高さの横補強材が使用される。

本発明は、非限定的な例としてあげられ、添付図面によって示されるいくつかの実施例の詳細な説明を読むことによって、より明確に理解されるであろう。

本発明によるシャーシのいくつかの実施例の分解斜視図である。 図１に存在する要素と相補的な図１のシャーシのいくつかの要素の斜視図である。 図１の部分的に組み立てられたシャーシの斜視図である。 図１〜３のシャーシの組み立てられた部分の概略断面図である。

図１の矢印４４は、図１〜４の左に位置する自動車（図示せず）の前方を示す。

図１に示すように、シャーシ１は、Ｕ字型ビームからなる後部中央クロスメンバ３が側方に接続される、やはりＵ字型ビームの形態の２つの縦部材２によって側方を画定されている。縦部材２の上部は、２つの側方床補強材４によって後部クロスメンバ３の前面で閉じられる。側方床補強材４は、それぞれ、実質的に水平方向に折り曲げられ、自動車の中心に向かって、側方補強材４の内側縁部７に向かって高くなるシートから構成される。側方床補強材４の内側縁部７は溶接ストリップ７ａを備えており、この溶接ストリップ７ａは、同様のシートの溶接ストリップで覆うことによって溶接することができ、且つ縦部材２の内側縁部と同時に溶接することができる。溶接点７ｂのラインが、図１中でストリップ７ａに沿って示されており、自動溶接ツール（図示せず）のためのガイドラインを形成している。

後部床６は、後部クロスメンバ３の後方で縦部材２の上部に組み付けられるように設計される。横補強材５は、自動車の軸に対して横方向に実質的に垂直方向に折り曲げられたシートの形状であり、通路８が下部中央部に形成されている。横補強材５は、その側方及び上方周囲に、横補強材５をシャーシ１の他のシート要素に組み付けることを可能にする溶接延長部１０ａ、１０ｂ及び１１を有する。

具体的には、横補強材５には、溶接によって側方補強材４及び縦部材２の前端に組み付けることを可能にする延長部１０ａが設けられている。

電気駆動自動車用に設計されたシャーシを製造するために、２つの側方レイザ部分１３及び後部レイザ部分１４から構成される図２に示すレイザフレーム１２は、側方補強材４の内側縁部７及び後部クロスメンバ３に組み付けられている。各側方レイザ部分１３は、溶接ストリップ１６によってその下縁に沿った境界が定められたほぼ垂直な横部分１５を有する、折り曲げられた及び／又は折り畳まれたシート部分であり、そのジオメトリは、図１の側方補強材の内側縁部７の溶接ストリップ７ａのジオメトリと相補的である。横補強材５の高さは、図３に示すような側方補強材４への組み付けの後、横補強材５が側方補強材４の上にかなり突き出るようなものである。

各側方レイザ部分１３は、その上縁に沿って、シートの主平面に対して実質的に直角に折り返された溶接ストリップ１７も有する。各側方レイザ部分１３は、その前端に、垂直に折り返された溶接部１７ａも有する。レイザフレーム１２は、さらに、後部クロスメンバ３を覆うことができると共に後部床６の前縁及び垂直プレート１９を支持することができる水平プレート１８を形成するように折り畳まれたシートから作られた後部レイザ部分１４を備え、垂直プレート１９は、その垂直端部の各々に沿って、側方レイザ部分１３の一方に溶接される。後部レイザ部分１４の垂直プレート１９は、上部に水平溶接ストリップ２０を備える。したがって、レイザフレーム１２の溶接ストリップ１７及び２０は、図３に示す床シートクッション支持部２１を受けて溶接を可能にする。図１及び２と共通の要素が図３に示されているので、同じ要素は同じ参照番号によって示されている。

図１のシャーシの組み付けられた要素が図３に示されている。横補強材５は、延長部１０ａを側方床補強材４及び縦部材２の前方部分に溶接することによって組み付けられている。後部床６は、溶接によって縦部材２の後部に組み付けられている。レイザフレーム１２は、図２にも示されており、その溶接ストリップ１６に沿って側方床補強材４の内側縁部７の溶接ストリップ７ａに組み付けられている。レイザフレーム１２は、水平プレート１８を前記後部クロスメンバ３に溶接することによって、後部クロスメンバ３にも組み付けられる。レイザフレーム１２は、また、その折り畳まれた溶接部分１７ａに沿って、且つ横補強材５の溶接延長部１０ｂに沿って、横補強材５の側方縁部に溶接される。横補強材５、側方レイザ部分１３、及び後部レイザ部分１４の垂直プレート１９は、このようにしてシートクッション支持部２１を高くすることを可能にし、したがって後部座席の下に利用可能にすることができる容積３４（図４に見られる）の範囲を定めることを可能にする。前記容積は、図３の分解図に示す床のシートクッション支持部２１によって上部で閉じられる。シートクッション支持部２１は、例えば、折り曲げられたシートであってもよい。前記シートクッション支持部は、シート取り付け部品（図示せず）が取り付けられる閉鎖カバー部分２３を上部に備える。カバー２３は、その周囲に沿って、それぞれ横補強材５に属する溶接ストリップ及び溶接延長部１１、１７、２０と、側方レイザ部分１３と、後部レイザ部分１４とに組み付けられる。

シートクッション支持部２１は、カバー２３から下方に折り返された前面プレート２２も備える。この前面プレート２２は横補強材５を覆うことができ、前面プレート２２には、横補強材５の通路８とぴったり重なるように設計された通路領域９が形成される。

図３に示すように、シャーシ１は、さらに、中空補強ボックス構造３３を後部シート２５及び後部レイザ部分１４間に画定するように配置された、後部レイザ部分１４の垂直プレート１９と平行な垂直プレート２８と、２つの側方プレート２９とを含んで閉鎖フレームを形成するシート２５を備える。シートクッション支持部２１は、中空補強ボックス構造３３の上部を閉じる支持プレート３０によって後部まで延びる。支持プレート３０は、溶接ストリップ２０に沿って後部レイザプレート１４に組み付けられ、且つ、垂直溶接ストリップ２６に沿って後部閉鎖シート２５に組み付けられる。前記支持プレートは、閉鎖シート２５の側方プレート２９の上部に接する溶接ストリップ３１に沿って後部閉鎖シート２５に組み付けられてもよい。

２つのアンカ補強材２４が、図示した実施例の中空補強ボックス構造３３の内側に組み付けられる。各アンカ補強材２４は、Ｕ字型に折り畳まれた補強シートを備える。シートは、補強材のＵ字型のベースを形成する面が、閉鎖シート２５の後部の上縁と後部レイザ部分１４の垂直プレートの上縁とを接続するように配置される。Ｕ字型の端部に対応する補強シートの端部は、後部レイザ部分の水平プレート１８に組み付けられる。

アンカ補強材２４は、シートベルト及びシートの取り付け領域内で、自動車の横軸に対して配置される。アンカ補強材２４は、このようにして、床の高くした部分の剛性を向上させるために中空ボックス構造３３を堅くするように、且つシートベルト又は座席の取り付け部品からの力を後部クロスメンバ３に伝達するように機能する。図示の実施例では、２つのアンカ補強材２４が使用されている。異なった数のアンカ補強材、例えば、単一の中央補強材、或いは、３つの補強材又は４つの補強材等を想定することができることは言うまでもない。

図４は、図３の組み立てられたシャーシの概略断面図である。図１〜３と共通の要素が図４に示されており、したがって、同じ要素は同じ参照番号によって示される。図４に示すように、前部床部分３２及び後部床６は実質的に同じ高さに位置し、この高さは、前記床が内燃機関によって駆動される自動車で占めることができる高さでもある。前部床部分３２は、３つ分の厚さの溶接ライン３５に沿って、横補強材５及びシートクッション支持部２１の前面プレート２２に組み付けられる。

前面プレート２２及び横補強材５は、また、横補強材５の溶接延長部１１に沿って上部で組み付けられる。このようにして、前面プレート２２及び横補強材５は中空体４６を画定し、中空体４６は、中空ビームとして機能すると共に、高くした領域の前面にこのように画定されるエプロンの、自動車の横方向での剛性を向上させる。

図３に示すように、シートクッション支持部２１のカバー２３は、その長手方向縁部に沿って、側方レイザ部分１３の上部溶接ストリップ１７に溶接される。図４では、前記カバー２３が、さらに３つの横溶接ライン３６、３７及び３８に沿って溶接されているのを見ることができる。溶接ライン３６は、横補強材５の溶接延長部１１に沿って延在する溶接ラインである。ライン３７は、後部レイザ部分１４の上部水平ストリップ２０に沿って延在する溶接ラインであり、溶接ライン３８は、それぞれ支持プレート３０及び閉鎖フレーム２５の縁部の一部を形成する垂直溶接ストリップ２７及び２６を接続する。

溶接ライン３９は、後部レイザ部分１４の水平プレート１８の縁部を後部クロスメンバ３の前縁に接続する。溶接ライン４０は、水平プレート１８を、閉鎖シート２５の水平折り返し部分と、後部クロスメンバ３の後縁とに接続する。溶接ライン４１は、後部床６と、閉鎖シート２５及び後部クロスメンバ３の後部に向かって突き出る水平プレート１８の延長部とを接続する。

溶接ストリップ１７、７ａ、２０、２６及び溶接延長部１０ａ、１０ｂ、１１に沿って形成される溶接部は、連続する溶接ライン及びスポット溶接の両方であってもよいことに留意すべきである。

中空ボックス構造３３と、中空ボックス構造に強固に組み付けられる後部中央クロスメンバ３との連携は、使用される材料の量に対して良好な剛性を有する横ビーム構造を得ることを可能にする。後部床６は、後部中央クロスメンバ３の後縁に組み付けられてもよい。

図１〜４で説明した配置によって、後部座席の下に容積３４が利用可能となり、容積３４には、一組の蓄電池又は加圧燃料タンクのようなエネルギー貯蔵タンクを収容することができる。提案した構造は、シートを車体の側方縁部から独立して保持する構造を保つことを可能にし、したがって、３ドア自動車及び５ドア自動車の両方に適している。

さらに、電気駆動自動車の製造のために、前記構造は、内燃機関によって駆動される従来の自動車のシャーシを製造するのにも適した多数の部品を再使用することを可能にする。電気自動車用シャーシの製造のために、及び内燃機関によって駆動される自動車用シャーシの製造のために、本構造は、高くした床シートクッション支持領域、又は側方床補強材まで高くされていない床シートクッション支持領域を組み立てるために、同じ溶接ラインを使用することも可能にする。

Claims (8)

1. 側方床補強材（４）を形成する２つのプレートによって前面部分を覆われ且つ閉じられるＵ字型部分の２つの縦部材（２）と、前記縦部材を接続する後部中央クロスメンバ（３）であって、前記側方床補強材（４）の領域内で平らな後部中央クロスメンバ（３）とを備え、前記側方床補強材（４）が溶接ストリップ（７ａ）を含む内側縁部（７）を有している自動車シャーシ（１）であって、
   シート及びエネルギー貯蔵タンク用のハウジング（３４）の両方を形成する高くした床領域を備え、前記高くした床領域が、横補強材（５）を形成すると共に溶接によって前記２つの側方床補強材（４）に固定されたレイザプレートの上方と、溶接により前記後部中央クロスメンバに固定された後部レイザ部分（１４）の上方と、側方レイザ部分（１３）を形成すると共に各々が溶接によって側方補強材（４）の溶接ストリップ（７ａ）の一方に沿って固定された２つのプレートの上方とに配置されたシートクッション支持部（２１）を形成するプレートを備えており、前記床の前記シートクッション支持部（２１）が、溶接によって、前記２つの側方レイザ部分（１３）と、前記後部レイザ部分（１４）と、前記横補強材（５）とに固定されていることを特徴とする、自動車シャーシ。
2. 前記床が、溶接によって前記２つの縦部材（２）と前記後部レイザ部分（１４）とに固定されている後部部分（６）も有している、請求項１に記載の自動車シャーシ。
3. 前記床の前記シートクッション支持部（２１）が、前記横補強材（５）を覆う前面プレート（２２）であって、前記前面プレート及び前記横補強材によって画定される中空体（４６）を形成するように少なくとも２つの溶接ビード（３５，３６）によって前記横補強材に組み付けられた前記前面プレート（２２）を有している、請求項１又は２に記載の自動車シャーシ。
4. 前記横補強材（５）が、前記２つの側方床補強材（４）の内側（７）の間に単独で延びている、請求項１から３のいずれか一項に記載の自動車シャーシ。
5. 前記後部レイザ部分（１４）が、垂直プレート（１９）及び水平プレート（１８）を備えており、前記垂直プレート（１９）及び水平プレート（１８）によって、前記後部中央クロスメンバ（３）への溶接による固定が行われ、中空補強ボックス構造（３３）が、前記水平プレート（１８）と、溶接によって前記水平プレートに固定された閉鎖フレーム（２５）を形成するプレートと、前記床のシートクッション支持部（２１）の延長部（３０）とによって後側に画定されている、請求項１から４のいずれか一項に記載の自動車シャーシ。
6. 前記中空補強ボックス構造（３３）が、前記後部レイザ部分（１４）の前記垂直プレート（１９）と前記閉鎖フレーム（２５）とに固定された少なくとも１つのアンカ補強材（２４）を内側に備えている、請求項５に記載の自動車シャーシ。
7. 自動車シャーシの構成要素を組み付ける方法であって、
   −下部シャーシ部分を設けるステップであって、前記下部シャーシ部分が、側方床補強材（４）を形成する２つのプレートによって前面を覆われた２つの縦部材（２）を備え、且つ、前記長手部材を結合する後部中央クロスメンバ（３）であって、前記側方床補強材（４）の領域内で平らな後部中央クロスメンバ（３）を備え、前記側方補強材（４）が溶接ストリップ（７ａ）を含む内側縁部（７）を有しているステップと、
   −前記２つの側方補強材（４）間に横補強材（５）を形成するレイザプレートを、溶接によって前記２つの側方床補強材（４）に固定すること、後部レイザ部分（１４）を溶接によって前記後部中央クロスメンバに固定すること、側方レイザ部分（１３）を形成する２つのプレートの各々を、溶接によって側方補強材（４）の前記溶接ストリップ（７ａ）の一方に沿って固定すること、及び前記床のシートクッション支持部（２１）を形成するプレートを、前記２つの側方レイザ部分（１３）と、前記後部レイザ部分（１４）と、横補強材（５）とに、前記３つのレイザ部分及び前記横補強材の上方において、溶接により組み付けることにより、シート及びエネルギー貯蔵タンク用ハウジング（３４）の両方を形成する高くした床領域を前記下部部分に組み付けるステップと
   を含む方法。
8. 前記後部床部分（６）は、前記２つの縦部材（２）と前記後部レイザ部分（１４）とに、溶接によって固定する、請求項７に記載の方法。

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