JP2023506704A - 側面部材および縦部材が設けられた自動車両車体の後方部分構造 - Google Patents

Abstract

本発明は、縦方向と、該縦方向に垂直な横方向とを有する、自動車両車体の後方部分構造（１）であって、縦方向に延在する２つの横側面部材（１０、１１）を備え、各横側面部材が、前方横方向構造要素（１２）に連結される一方の端部と、後方横方向構造要素（１３）に連結される他方の端部とを有し、各横方向構造要素（１２、１３）が、横方向に延在する、後方部分構造（１）において、２つの側面部材（１０、１１）間に、縦方向に延在し、側面部材（１０、１１）から横方向に離れてそれぞれ配置された２つの縦部材（１４、１５）を備え、各縦部材（１４、１５）が、前方横方向構造要素（１２）に連結された一方の端部と、後方横方向構造要素（１３）に連結された他方の端部とを有することを特徴とする、後方部分構造（１）に関する。【選択図】図２

Description

本発明は、桁および補助桁が設けられた、自動車両車体の後方部分構造に関する。

ハイブリッド車両（ＨＥＶ「ハイブリッド電気車両」またはＰＨＥＶ「プラグインハイブリッド電気車両」として知られている車両）は、燃料タンクに接続された熱機関、および牽引バッテリの両方を備える。バッテリおよびタンクは、一般に、車両車体の後方構造の高さに、詳細には、後輪を支承する車両の後方車軸システムの近くに配置される。そのような後方車体構造は通常、車両の縦方向に延在し、車両の横方向に延在する２つの横断部材に連結された２つの側面桁を有する。それによって、それら桁および横断部材は、後方車軸システムが取り付けられるフレームを形成する。タンクおよびバッテリは両方とも、後方車軸システムの直ぐ近くの、車両の前方側に配置することができる。

縦後方衝撃の場合に、漏洩の危険性を減少させるためにタンクの健全性を、また、修理費用を低減し、バッテリ内の電気モジュールの劣化による火災の危険性を減少させるためにバッテリの健全性を確保する必要がある。

後方衝撃を吸収する機構は存在する。具体的には、文書ＦＲ３０５０７０４Ａ１が、桁に沿ってその桁にそれぞれが取り付けられた、その桁より短い２つの縦吸収部品を備え、その部品の、車両の後方側に位置する端部には、「クラッシュボックス」としても知られるエネルギー吸収箱が設けられた、エネルギー吸収システムを具備する後方構造を記述する。そのようなエネルギー吸収システムは、高速度（８０ｋｍ／ｈ）での衝撃に対して効果を示し、桁が変形した後はエネルギーを吸収するのに役立つ。したがって、このタイプのエネルギー吸収システムは、桁が変形し始める時点からエネルギーを吸収することはできない。さらに、クラッシュボックスを使用することにより、質量が増し、吸収システムの構造がより複雑になる。

したがって、高速度後方衝撃の吸収性を向上させ、簡単で、製造費が安く、重量の著しい増加を伴わない、自動車両車体の後方部分構造が必要とされる。

そのために、本発明は、縦方向と、縦方向に垂直な横方向とを有する、自動車両車体の後方部分構造に関する。本発明による構造は、縦方向に延在する２つの側面桁を備え、各側面桁は、前方横方向構造要素に連結された一方の端部と、後方横方向構造要素に連結された他方の端部とを有し、各横方向構造要素は、横方向に延在する。本発明によれば、本構造は、２つの桁間に、縦方向に延在し、桁から横方向に離れてそれぞれ配置された２つの補助桁をさらに備え、各補助桁は、前方横方向構造要素に連結された一方の端部と、後方横方向構造要素に連結された他方の端部とを有する。

したがって、この配置では、補助桁は、側面桁と同じ長さである。それら補助桁は、また、側面桁から横方向に、詳細には所定の距離だけ、離隔している。言い換えれば、補助桁は、側面桁に当接していない。補助桁は、また、側面桁に取り付けられてもいない。詳細には、各補助桁は、横方向に、他方の補助桁から離隔するよりも短い距離で、隣接する側面桁から離隔し得る。

本発明による後方車体部分構造の縦方向および横方向は、該構造が車両に装着されたときの車両の縦方向および横方向に対応することに留意されたい。前方方向および後方方向は、この縦方向における車両の前方および後方に対応する。

本発明による機構によって、車両が受ける縦後方衝撃のエネルギーが、同じ横方向構造要素にそれぞれの端部が連結されている桁および補助桁によって同時に吸収され、それによって、衝撃、特に高速度衝撃に耐える（たとえば、５１ｋｍ／ｈにおいて、衝撃ＢＭＲ１１００とも呼ばれる、重量１１００ｋｇの剛性移動バリアの後方衝撃の場合に、２０１１年１０月のＮＦ ＥＮ１２７６７基準の要求に適合する）ように後方構造の能力が向上する。

有利には、各補助桁は形材でもよい。したがって、補助桁は、簡単かつ安価に製作することができる。各補助桁は、詳細には、より強度の高いＵまたはΩ形状の開断面を有し得る。この断面の開口は、詳細には、本発明による後方部分構造が車両に装着されたとき、車両の上方に向けることができる。

そのような形材は、金属材料、たとえば鋼、特にステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、または他のあらゆる適切な金属もしくは金属合金から製作することができる。

一般に、桁は、やはり形材でもよく、詳細には金属から製作され、同様な開断面を有する。

また一般に、補助桁、およびできる限り桁も、断面の開口側で、床を形成する構造要素に取り付けることができる。

有利には、各桁および補助桁は、後方車軸システム用の少なくとも１つの取付部材を備え得る。それら取付部材は、後方車軸システムをねじ止めやリベット止めなどによって取り付けるための単純な孔でもよい。詳細には、各補助桁は、後方車軸システムを補助桁に取り付けるために、側面桁から縦方向に十分な距離に配置することができる。これによって、特定の取付ハウジングを設ける必要なしに、後方車軸システムを本発明による後方部分構造に取り付けることが可能になり、それによって、組立が容易になり、部品数が低減される。

有利には、本構造は、横方向の両側に、ショックアブソーバスプリングを受け止める装置を備え得、この受止装置は、一方の端部が桁に取り付けられ、他方の端部が隣接する補助桁に取り付けられる。それによって、受止装置が、補助桁と隣接桁との間に入れられ、そのことが、ショックアブソーバスプリングによって加えられる力を桁と隣接補助桁とに分散することを可能にすることにより、受止装置の安定性を向上させる。好ましくは、安定性をより向上させ、取付をより簡単にするために、各受止装置を横方向に延在させることができる。詳細には、各受止装置は、桁と隣接補助桁との間に配置された、ショックアブソーバスプリング用の受止領域を有し得る。

有利には、横方向構造要素、桁、および補助桁は、金属材料、たとえば鋼、特にステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、または他のあらゆる適切な金属もしくは金属合金から製作される。その後、補助桁は、溶接によって横方向構造要素に固定される。

本発明は、また、本発明による後方車体部分構造を有する自動車両に関する。

有利には、その車両は、燃料タンクに接続された熱機関と、牽引バッテリとを備え、牽引バッテリは、両補助桁間、かつ前方横方向構造要素と後方横方向構造要素との間に配置され、燃料タンクは、前方横方向構造要素に沿って、車両の前方側に配置される。

自動車両は、通常、横方向に延在し、車輪をそれぞれが支持する２つのアームを連結する横断部材を備える後方車軸システムを有する。有利には、後方車軸システムは、桁および補助桁の両方に取り付けることができる。この配置は、後方部分構造に特定の固定機構を追加して設ける必要をなくすことを可能にする。

通常、後方車軸システムは、また、後方車体部分構造の横方向両側で該構造に連結されるショックアブソーバスプリングを有する。有利には、各ショックアブソーバスプリングは、上記のように、後方部分構造の受止装置で支持することができる。

次いで、本発明が、非限定的な添付図面を参照して説明される。

後方車軸システム、牽引バッテリ、および燃料タンクが取り付けられた、本発明の一実施形態による後方車体部分構造の底面図である。 図１に示された後方部分構造の底面図である。 補助桁の透視図である。 図１および２に示された後方部分構造の細部の底面透視図である。

本説明では、諸用語、前方、後方、上方、下方は、車両車体の後方部分構造が車両に装着されたときの、車両の前方および後方方向を意味する。軸Ｘ、Ｙ、Ｚは、それぞれ、車両が地上に置かれたときの、車両の縦軸（前方から後方への）、横方向軸、および垂直軸に対応する。したがって、垂直方向は、重力の方向に対応する。

図１は、自動車両の後方部分構造１の底面図を示し、その構造１には、後方車軸システム２、牽引バッテリ３、および燃料タンク４が取り付けられ、燃料タンクは、熱機関（図示せず）に供給するようになされている。牽引バッテリ３および燃料タンク４は、車両の縦方向Ｘにおいて、後方車軸システム２の前方に配置される。

自動車両の後方部分構造１は、左側面桁１０および右側面桁１１を備え、各桁は、車両の縦方向Ｘに延在する。これら側面桁１０、１１は、前方横方向構造要素１２および後方横方向構造要素１３によって互いに連結され、それによって剛性フレームを形成する。言い換えれば、各側面桁は、前方横方向構造要素に連結された前方端部と、後方横方向構造要素１３に連結された後方端部とを有する。

一般に、後方横方向構造要素１３は、中空閉断面を有し得る。そのような要素は、後方構造部分の捩れ強度に寄与し、ローリング振動を抑制することができる。このタイプの後方横方向構造要素は、たとえば、車両のトランクの後方開放部に沿って配置される。

一般に、どの実施形態でも、後方部分構造１は、また、本例に示されるように、後方横方向構造要素１３の後に配置され、低速度（ヨーロッパＮＣＡＰ（Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｎｅｗ Ｃａｒ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ Ｐｒｏｇｒａｍ：ヨーロッパ新車アセスメントプログラム）およびＲＣＡＲ（Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｕｎｃｉｌ ｆｏｒ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ Ｒｅｐａｉｒｓ：自動車修理研究国際会議）によって定められた衝撃規約に適合する、１０ｋｍ／ｈ未満）での衝撃を受けて吸収するようになされた後方端部横断部材２０を有し得る。この後方端部横断部材２０は、通常の方式で、この場合は側面桁の延長上にそれぞれ延在する連結要素２０ａ、２０ｂによって、側面桁１０、１１に連結される。

本発明によれば、自動車両の後方部分構造１は、桁１０、１１の近傍で、車両の縦方向にそれぞれ延在する２つの補助桁１４、１５を備える。すなわち、後方部分構造１は、左側面補助桁１４および右側面補助桁１５を有する。これら補助桁は、各側面桁から横方向に離れて配置される。この距離は、両桁の間隔に応じて、下記に説明するように後方車軸システム取付部の位置に応じて、かつ／または両補助桁間および／もしくは桁と隣接する補助桁との間に収容されることのある技術的要素に応じて、当業者によって決定され得る。有利には、衝撃吸収をより良く分散させるために、それぞれの補助桁は、横方向に隣接する側面桁から同じ距離に配置することができる。

各補助桁１４、１５は、前方横方向構造要素１２と後方横方向構造要素１３との間にさらに延在し、それら横方向構造要素に連結される。すなわち、各補助桁１４、１５は、前方横方向構造要素１２に連結された前方端部と、後方横方向構造要素１３に連結された後方端部とを有する。したがって、補助桁１４、１５は、桁１０、１１と同じ長さである。

本例では、各補助桁は、横方向Ｙにおいて、後方部分構造１の中心と側面桁との間に配置されている。好ましくは、それぞれの補助桁は、横方向Ｙにおいて、他方の補助桁よりも側面桁に近く、詳細には後方部分構造１の中心よりも側面桁に近い。これにより、両補助桁１４、１５間に、示された本例における燃料タンク４など、１つまたは複数の技術的要素を収納するのに十分な大きさの空間を残すことが可能になる。

示された実施形態では、各補助桁１４、１５は、ＵまたはΩ形状の開断面を有する金属形材であり、この場合は、図３でより明らかに分かるように、Ω形状である。この断面の開口は、車両の上方に向いていることに留意されたい。本例では、この開口は、桁および補助桁の上に延在し、図４に示されている床５を形成する構造要素によって閉じられている。

有利には、桁１０、１１もまた、たとえば、補助桁１４、１５の開断面と同様な開断面を有し、やはり床５を形成する構造要素によって閉じられた金属形材である。

本例では、各桁１０、１１および各補助桁１４、１５は、また、後方車軸システム用の少なくとも１つの取付部材を有する。ここでは、各桁１０、１１は、２つの取付部材１０１、１０２、１１１、１１２を有し、各補助桁１４、１５は、１つの取付部材、それぞれ１４１および１５１を有する。これら取付部材１０１、１０２、１１１、１１２、１４１、１４５は、この場合は、スクリュー、リベットなどが通ることができる簡単な孔である。当然、本発明は、後方車軸システムを取り付けるために桁および補助桁に設けられる取付機構の数の制限を受けない。

図示の例では、後方部分構造１は、両側に、ショックアブソーバスプリングを受け止める受止装置１６、１７をさらに有し、それぞれの受止装置１６、１７は、桁に取り付けられる一方の端部と、隣接する補助桁に取り付けられる他方の端部とを有する。受止装置１６、１７のそのような配置は、それら受止装置が補助桁の形状を維持することに寄与することを可能にする。さらに、それぞれの受止装置１６、１７によって担持される力が、これら装置が取り付けられた桁と補助桁とに分散される。これら受止装置１６、１７は、この場合、Ω形状の開断面を有する形材の形態であり、そのΩ形状開断面の開口は、やはり車両の上方へ向いている（かつ床５を形成する構造要素によってやはり閉じることができる）。各形材１６、１７の底面は、ショックアブソーバスプリングを支持する領域１６１、１７１を有する（図４）。これら領域１６１、１７１は、この場合、桁および補助桁の表面と同じ水平面内に広がる。

有利には、後方部分構造１の横方向構造要素、桁、および補助桁は、受止装置１６、１７のように、金属材料から製作される。したがって、これら様々な要素は、互いに溶接によって結合することができ、そのことが、本発明による後方部分構造１の製造を簡略化することを可能にする。

必要に応じて、補助桁１４、１５が、両端の一方で、または両端のそれぞれで、同じ形状の形材片によって延長することができることに留意されたい。これにより、様々な長さの後方部分構造１を、量産された固定長の補助桁を使用して製造することが可能になり、各補助桁の長さは、適切な長さの１つまたは複数の形材片を付け加えることによって、構造１の長さに適合される。本例では、各補助桁１４、１５が、後方端部側で形材片によって延長されている。補助桁１４に対する形材片１４２が図３に示されている。形材片１４２は、また、補助桁を後方横方向構造要素１３に取り付けるために使用することもできることに留意されたい。

図１で分かるように、後方部分構造１は、後方車軸システム２を取り付けるために受け入れる。後方車軸システムは、横方向に延在し、２つのアーム２２、２３を連結する横断部材２１を有し、それらアームそれぞれは、車輪２４、２５を支持する。ショックアブソーバスプリング２６、２７が、後方車軸システム２の横方向両側で、後方車軸システムと後方部分構造との間に延在する（ダンパスプリングの下側受止領域のみが図１に認められる）。

後方車軸システム２のアーム２２、２３は、補助桁１４、１５および桁１０、１１へ、それら桁の取付部材によって取り付けられる。このように、後方車軸システム２は、桁および補助桁のみを介して構造１に取り付けられ、その結果、後方車軸システムを構造１に取り付けるために別途特定の取付装置を設ける必要はない。

各ショックアブソーバスプリングもまた、後方部分構造の受止装置１６、１７で支持される。

後方衝撃の場合、後方端部横断部材２０が先ず変形する。後方衝撃が低速度（たとえば、＜１０ｋｍ／ｈ）における場合、後方端部横断部材のみが変形し、修理のために交換されることになる。後方衝撃が高速度（たとえば、＝５１ｋｍ／ｈ）における場合、後方端部横断部材は、後方横方向構造要素１３に当接するようになるまで変形し続ける。その結果、桁１０、１１および補助桁１４、１５が、同時に変形し、衝撃のエネルギーを吸収する。その場合、修理では、衝撃によって変形した要素のそれぞれを交換することが必要になる。

当然、本発明は、示された実施形態に限定されない。特に、修理費用を抑えるにはやや不利になるが、後方横方向構造要素が後方端部横断部材を形成することもできる。その場合、桁および補助桁の変形が、低速度衝撃の発生時から生じる。

Claims (10)

1. 縦方向と該縦方向に垂直な横方向とを有する、自動車両の車体の後方部分構造（１）であって、前記縦方向に延在する２つの側面桁（１０、１１）を備え、各側面桁が、前方横方向構造要素（１２）に連結された一方の端部と、後方横方向構造要素（１３）に連結された他方の端部とを有し、各横方向構造要素（１２、１３）が前記横方向に延在する、後方部分構造（１）において、前記２つの側面桁（１０、１１）間に、前記縦方向に延在しかつ桁（１０、１１）から前記横方向に離れてそれぞれ配置された、２つの補助桁（１４、１５）を備え、各補助桁（１４、１５）が、前記前方横方向構造要素（１２）に連結された一方の端部と、前記後方横方向構造要素（１３）に連結された他方の端部とを有することを特徴とする、後方部分構造（１）。
2. 各補助桁（１４、１５）が、形材であることを特徴とする、請求項１に記載の後方部分構造（１）。
3. 各補助桁（１４、１５）が、ＵまたはΩ形状の開断面を有する形材であることを特徴とする、請求項２に記載の後方部分構造（１）。
4. 各桁（１０、１１）および各補助桁（１４、１５）が、後方車軸システム用の少なくとも１つの取付部材（１０１、１０２、１１１、１１２、１４１、１５１）を有することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の後方部分構造（１）。
5. 前記横方向の両側に、一方の端部が桁（１０、１１）に取り付けられ、他方の端部が隣接する前記補助桁（１４、１５）に取り付けられた、ショックアブソーバスプリングを受け止める受止装置（１６、１７）を有することを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の後方部分構造（１）。
6. 各受止装置（１６、１７）が、前記横方向に延在することを特徴とする、請求項５に記載の後方部分構造（１）。
7. 前記横方向構造要素（１２、１３）、前記桁（１０、１１）、および前記補助桁（１４、１５）が、金属材料から製作され、前記桁が、溶接によって前記横方向構造要素に固定されることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の後方部分構造（１）。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の後方車体部分構造（１）を有する自動車両。
9. 燃料タンク（４）に接続された熱機関と、牽引バッテリ（３）とを備える、請求項８に記載の前記自動車両において、前記牽引バッテリが、前記２つの補助桁（１４、１５）間、かつ前記前方横方向構造要素と前記後方横方向構造要素との間に配置され、前記燃料タンク（４）が、前記前方横方向構造要素に沿って、前記車両の前方側に配置されることを特徴とする、自動車両。
10. 前記横方向に延在して車輪（２４、２５）をそれぞれが支持する２つのアーム（２２、２３）を連結する横断部材（２１）を有する車両後方車軸システム（２）と、前記後方部分構造に連結されたショックアブソーバスプリング（２６、２７）と、を備える、請求項８または９に記載の自動車両において、前記後方車軸システムが、前記補助桁（１４、１５）および前記桁（１０、１１）に取り付けられ、任意選択で、各ショックアブソーバスプリング（２６、２７）が、前記後方部分構造（１）の受止装置（１６、１７）で支持されることを特徴とする、自動車両。

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