JP4033499B2 - 乗用車 - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも２本の縦方向ビームを有する支持構造を備えた乗用車に関するものである。
搭乗者のための小さな開口だけを備えた縦方向ビームのような中空の輪郭が、剛性および搭乗者の安全を保証するモノコックの原理、およびシートが横方向のトンネルに寄りかかるチューンダップ・ヤーヌス（Zuendapp Janus）の原理が既に知られている。
従来の道路交通に対して許容された乗用車によれば、小区分された小部屋が、正面または後面衝突が生じた場合に、押しつぶされるゾーンにおいて生じた力をそのまま伝達せず、むしろ、この力を乗車口の周囲に、床アッセンブリーおよび屋根に分散させる。この力の分散は、材料の大量使用を必要とし、それによって重量を増加させてしまう。さらには、乗車口は、搭乗者の安全に対する危険なウィークポイントであり、自動車の剛性を著しく低下させるものであることが判明している。モノコックによれば、搭乗者の安全はより向上するが、この場合、上側が開口した構造は、依然として、縦方向ビームの捩じれ剛性、およびこれを害さないようにするためのできるだけ小さな開口を必要とする。搭乗者の平常時における自動車への出入り、およびひっくり返った自動車からの搭乗者の脱出は、極めて困難となる。このため、モノコックは、主として、自動車レース用に用いられている。
また、チューンダップ・ヤーヌス（Zuendapp Janus）において、自動車の中央に横方向のトンネルと、ドアによる妨害を受けない側面とを備えた構造が知られている。横方向ビームは、下向きに開口し、よって捩じり剛性を有していない。この構造は、自動車の屋根をその中に含めることによってその捩じり剛性を獲得するようになっている。自動車は、ドアによって前後に向かって閉じられるので、この原理においては、押しつぶされるゾーンを組み込むことが問題となる。
本発明は、最小限の材料使用によって、搭乗者のよりよい安全、および従来の乗用車に対する高い剛性とを達成しようとするものである。
この課題は、上述のような乗用車において、縦方向ビームが、中央において、大きな体積の管状の輪郭として形成され、トランスミッションユニットの少なくとも一部分を収容する捩じり剛性をもつ横方向ビームによって互いに結合され、縦方向ビームは、床パネルの縁として側部において上向きに形成され、縦方向ビームの横軸に関する曲げ剛性を増大させるため、縦方向ビームの垂直な延長部は、上端縁が、少なくとも運転席のシート面の高さ位置にあるような大きさに形成される。本発明による構成によれば、支持構造は、衝突の際に生じた力を直線的に伝達する。支持構造は、力が生じる位置において特に強固に形成され、その捩じり剛性は、ドアのサイズによる制限を受けない。
本発明によって得られる効果は、特に、トランスミッション、シャーシ、シートおよびシートベルトの構成要素の機能の統合が、自動車の通常の運転中だけでなく、種々の方向からの衝突の際にも、確実に達成されることにある。自動車に対する出入りは容易になされる。事故が発生した場合、特に、自動車がひっくり返った場合であっても、搭乗者の脱出が保証される。
本発明による乗用車は、最小限の材料の使用によって、通常の運転時の高い剛性および正面および側方衝突時の小部屋の高い剛性をもたらす。屋根は構造の支持要素ではないので、乗車口は、上向きに開き、自動車は、付加的な重量を伴わずに、コンバーチブル型自動車としても使用され得る。
本発明の好ましい実施例が、引用形式請求項に記載される。
本発明の実施例が、次に、図面を参照して説明される。
図１は、乗用車の支持構造の斜視図である。
図２は、支持要素の分解斜視図である。
図３は、フロントドアおよび後部開閉板が開かれた状態の乗用車の側面図である。
図４は、コンバーチブル型乗用車の側面図である。
図５および図６は、車体部の取り外し可能な連結部分を示した図である。
図１および図２は、乗用車の支持構造を示している。３本の縦方向ビーム１は、中央に第３の縦方向ビーム１を備えた床パネル５、および縦方向ビーム１の前端および後端の２つの押しつぶされるゾーン６は、逆さにされた帽子の形状の（薄板からなる）縦方向の輪郭１１として形成され、自動車のほぼ全長にわたってのびている。第３の縦方向ビーム１は、帽子形状の縦方向の輪郭の中央に、カルダントンネルと比較しうるギザギザによって形成されている。縦方向の輪郭１１の垂直な側壁は、縦方向ビーム１として機能し、上側の縁において外側下向きに曲げられ、それによって上端に帯状部分８を備えている。帯状部分８は、四角形断面の管の形状を有するように形成することもできる。２本の縦方向ビーム１は、捩じり剛性をもつ横方向ビーム２によって、ほぼ中央においてまたは中央すぐ後ろ側において互いに連結される。前端および後端には、押しつぶされるゾーンに対する予め屈曲した部分が横方向ビームによって一体的に形成される。前側および後ろ側の２本の横方向ビーム３、４は、剛性を付与するために、上向きに曲げられた垂直な板として形成され、それによって、さらに、自動車の乗客室の前後の境界を画する。捩じり剛性を有する横方向ビーム２は、単に、鋭角をなして下向きに広がるパネル（板）からなり、床パネル５および側壁１に強固に結合され、まず最初、床パネル５とともに、三角形の管状断面をもつ閉じた輪郭と形成する。他の２つの面は、前部シートの背もたれ、および進行方向に対して後ろ向きに配置された後部シートの背もたれを支持し、縦方向ビーム１および縦方向ビーム１の上側帯状部分８に結合ざれる。
縦方向ビーム１および場合によっては床パネルは、エネルギーを吸収すべく押しつぶされるゾーン６の形態で、前側の横方向ビーム３の前において前方にのび、前端においてバンパー２０を介して互いに連結され、中央の障害（物）の侵入および押しつぶされるゾーン６の不完全な折れ曲がりを防止する。後ろ側の横方向ビーム４の後ろに対応して設けられた、（図１では図示されない）押しつぶされるゾーン６もまた有効である。
横方向ビーム２の内側の空間には、エンジン、およびギヤ、差動ギヤおよび後部ホイールのトレーリングアームの旋回軸、並びにタンクが収容される。トレーリングアーム−ホイールサスペンションが、また同一の構成によって実現可能である。トランスミッションは、トレーリングアームの旋回軸における駆動軸によって、駆動軸の一端におけるピニオン、後部ホイールに固定されたピニオン上のチェーンまたは歯付ベルト２１を介してもたらされる。これは、後部ホイール間の空間を後部シートへの搭乗者に対して自由に使用可能なものにしている。
前部ホイールのマクファーソン−車軸サスペンションに対する板バネは、縦方向ビーム１の上側の帯状部分８に取り付けられ、それに関係する横方向のアームは、床パネル５および縦方向ビーム１の間の連結部に取り付けられる。
４つのシート７は、広く包み込むシート側壁を備えたバケットシートの形状を有し、また、側方衝突時の安全機能を満たす。シート７の側方の安全機能を確保するため、４点式シートベルトが有効である。ベルトは、捩じり剛性を有する横方向ビーム２に固定される。シート７の側壁は、外側を縦方向ビーム１に固定され、これに支持される。この場合、シート７と縦方向ビーム１との間の空間は、側方衝突時のエネルギーを吸収するサポートとして使用される。隣接する２つのシート７の隣接する側壁は、内側において直接接合されている。４つのシートはすべて、背もたれによって、中間の横方向ビーム２に対して支持される。エンジンの振動が横方向ビーム２によってシート７に伝達されないようにするため、背もたれおよび捩じれ剛性をもつ横方向ビーム２の間の固定要素は、振動を減衰させるようなものでなければならない。後部シートは、進行方向の反対側を向いており、それによって、前部および後部シートのヘッドレストは、横方向ビーム２の上側に接触する。これによって、４つのシートのすべてを、結合された（プラスチック製の）皿として形成することが可能となる。シート７を相互に、構造中において幾重にも支持することによって、シート７は、自動車の床を通じてのみ力を伝達し得る従来の支えなしで立っているシートよりも実質上軽くなるように構成され得る。しかも、連結位置には、より小さい負荷しか及ぼされない。シートおよび横方向ビーム２の間の空間は隔離材料によって満たされ、根本的に音響上不利な中央エンジンの有効な防音が実現される。隔離材料とともに、閉じた皿の形状をもつシートの全体構造は、防音機能を有している。運転席のシートは、その構造上への固定に起因して、動かされ得ないので、ペダルは、往復台上に縦方向に移動可能に取り付けられる。加えて、自動車のハンドルを、縦方向に調節可能とし、運転者の身体のサイズに適合せしめるようにすることが有益である。
前部および後部シートの間には、ロールオーバー・バーが縦方向ビーム１および横方向ビーム２に固定され、自動車の屋根１１には組み込まれない。ロールオーバー・バーの目的は、それが十分な安定性を有するように形成され、かつヘッドレストが自動車の屋根までのびているならば、皿状シート７がまた達成し得る。
高い乗車口下端縁（縦方向ビーム１の上側の帯状部分）によって、乗車口ドアを上向きに開く必要がある。それ故、前部および後部搭乗者に対して、自動車の全幅を越えて縦方向ビーム１までのびる２枚のドア１２、１３（図３参照）、およびそれぞれを包囲する前部ウィンドウガラスおよび後部ウィンドウガラスが備えられる。ドア１２、１３は、水平な蝶番のまわりに、進行方向に対して垂直に上向きに開く。ドア１２、１３が上向きに開くので、外側の縦方向ビーム１の上側の縁は、実質上、従来の乗用車のドア敷居よりも高い位置に配置され得る。縦方向ビーム１の上側の縁は、自動車の重心の上方に位置する。前部ドア１２は、蝶番によって車体１４に連結される。この場合、ＢＭＷ社のイゼッタの場合のように、ステアリングコラムを、ドア開口時に前方に回動させて自動車への乗り降りを容易にすることが可能となる。しかしながら、この場合、安全装置が備えられ、ステアリングホイールが所定位置に確実にロックされた時にのみ自動車の運転が可能になるようにされるべきである。
サイドウィンドウを備えた自動車の屋根１６は、蝶番によって取り付けられた後部ドア１３とともに、取り外し可能な連結部１５によって車体１４に連結されたユニットを形成する。あるときは、このユニットが取り外される場合には、自動車はコンバーチブル型自動車として使用されることができ（図４参照）、またあるときは、自動車がひっくり返ったのち屋根を下にして止まった場合には、連結部１５が外側から取り外されることによって非常出口がもたらされる。取り外し可能な連結部は、車体１４および屋根１６のフランジの共通する結合部の領域において、その間に配置された液体で満たされたチューブ１７と、その上を摺動するＣ字状の輪郭１５とからなっている。Ｃ字状の輪郭１５は、車体１４および屋根１６を、それらのフランジにおいて結合し、万一の場合には、簡単にはぎ取られ、あるいは平常時に屋根を取り外すために後ろ側または前側に押し退けられる。
可能な別の変形例は、圧力流体で満たされたフレキシブルチューブ１７を備え、連結部１５の取り外しのためにバルブが開かれ、それによってチューブ１７が空にされる。
屋根１６を取り外すためのさらに別の変形例が図６に示されている。上側に止めフックを備えた円形の管１８が、その下側を車体１４に回転可能に支持されて取り付けられ、その上側を止めフックによって屋根１６に保持される。管１８に固定された２本のハンドルレバーが、自動車室内において、（図示されない）前部シートへの搭乗者および後部シートへの搭乗者のそれぞれの手の届く所に配置され、さらに別のレバーが自動車の外側に配置され、これらのレバーが自動車の側壁から遠ざかる方向に動かされることによって、止めフックが屋根１６のロックを解除する。

Claims (12)

1. 支持構造と、駆動ユニットと、座席面を有するシート（７）とを備え、前記支持構造は、床パネル（５）、および少なくとも２本の縦方向ビーム（１）を有する帽子を逆さにした形状の縦長の輪郭をなし、前記縦方向ビーム（１）は、中央において、捩れ剛性をもつ横方向ビーム（１）によって互いに連結され、前記横方向ビーム（１）は、前記床パネル（５）によって閉じられる大きな容積の管状の輪郭を有するとともに、内部に少なくとも駆動ユニットの一部を収容し、前記縦方向ビーム（１）は、前記床パネル（５）の側部を上向きに屈曲させることによって形成され、前記縦方向ビーム（１）の横軸のまわりの曲げ剛性を増大させるために、前記縦方向ビーム（１）の垂直な延長部は、その上端縁が、少なくとも前記シート（７）の座席面の高さ位置に配置されるような大きさであることを特徴とする乗用車。
2. 前記縦方向ビーム（１）は、その上端縁において１回または２回外側に曲げられ、それによって、前記縦方向ビームの上端縁には、剛性をもつ帯状部分が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の乗用車。
3. 前部シート（７）は、側部を前記縦方向ビーム（１）に固定され、または背もたれを前記捩じり剛性をもつ横方向ビーム（２）に固定され、または座席面を前記床パネル（５）に固定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の乗用車。
4. 後部シート（７）は、前部シート（７）と背中合わせに配置され、側部を前記縦方向ビーム（１）に固定され、または背もたれを前記捩じり剛性をもつ横方向ビーム（２）に固定され、または座席面を前記床パネル（５）に固定されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の乗用車。
5. 前記縦方向ビーム（１）の垂直な延長部は、自動車の重心と正面衝突または後面衝突の衝突面とを結ぶ線が、実質上、前記縦方向ビームの上側に位置しないような大きさに形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の乗用車。
6. 前記縦方向ビーム（１）は、前端または後端において、付加的な横方向ビーム（３、４）によって互いに連結されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の乗用車。
7. 前記縦方向ビーム（１）は、ほぼ自動車の全長にわたってのび、前側の前記横方向ビーム（３）の前方または後ろ側の前記横方向ビーム（４）の後方において、エネルギーを吸収する押しつぶされるゾーン（６）として形成されていることを特徴とする請求項６に記載の乗用車。
8. 前記床パネル（５）に統合された第３の前記縦方向ビーム（１）は、自動車の中央において、前記床パネル（５）の高い、上向きの縦溝として形成され、前記床パネル（５）は、前記押しつぶされるゾーン（６）を形成すべく、前端または後端において波状に形成されていることを特徴とする請求項７に記載の乗用車。
9. 乗車口および下車口は、上向きに前方または後方に開閉されるドア（１２、１３）によって、自動車の全幅にわたって自由に形成され、前記ドア（１２、１３）は、ウィンドウスクリーンまたはリヤウィンドウを含んでいることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の乗用車。
10. 側部ウィンドウを備えた自動車の屋根（１６）は、前記縦方向ビーム（１）の上方の車体の一部として、そして、乗車口（１２、１３）の間において、自動車から取り外し可能なフレキシブルな部分として形成されていることによって、自動車は、一方においてコンバーチブル型自動車として使用可能であり、他方において、自動車がひっくり返った後屋根を下にして止まった場合の、非常口を提供し得るものであることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれかに記載の乗用車。
11. 少なくとも前部ホイールサスペンションが、前記縦方向ビーム（１）に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の乗用車。
12. 少なくとも後部ホイールサスペンションが、トレーリングアームまたは連結アームとして形成され、前記捩じり剛性をもつ横方向ビーム（２）に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の乗用車。

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