乘用车车室用结构体及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种乘用车车室用结构体、及其制造方法。所述结构体用于构成乘用车的车室，其构成为硬壳式结构，所述硬壳式结构是从车室的前部侧至后部侧的结构体整体由纤维增强树脂一体构成的，在结构体的前部侧及后部侧中的至少前部侧具有朝向后部侧开口的碗状结构部，在结构体的两侧部具有侧壁部，所述侧壁部由与碗状结构部相连、且在结构体的前后方向延伸的垂直壁构成。本发明专利技术能够提供一种车室用结构体，所述车室用结构体的设计的自由度高，能够实现用于乘客安全性的优异的刚性结构，并且能够实现成型的容易化、优异的批量生产率，能够降低制造成本。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及乘用车(不包括赛车)的车室用结构体和其制造方法，特别涉及适于电动车或混合动力汽车的、实质上能够将整体形成为一体的乘用车车室用结构体、及其制造方法。
技术介绍
对于电动车、燃料电池车、混合动力汽车等，车辆行驶用的动力源可使用电动马达，由于电动马达的车辆搭载位置上的自由度高，所以车身设计的自由度显著提高。因此，用于构成车室的车室骨架结构体的形状或结构的自由度也大大增加。另外，对于上述车辆行驶用的动力源可使用电动马达的汽车，综合观察，二氧化碳的排出量少，作为地球环境适应型的车辆受到关注。特别是近年来，也采用LCA (Life Cycle Assessment,生命周期评估)的观点，对从也包含材料在内的车辆制造阶段直至车辆使用时、车辆报废为止的整个生命周期的二氧化碳排出量的减少进行评价。另一方面，汽车中，作为基本的要求规范，要求以下方面用于确保碰撞时等乘客的安全性的构成、用于降低燃料消耗率等的车身的轻质化、和优异的批量生产率和制造成本降低等。作为用于提高乘客安全性的结构，以下设计思想受到关注例如优选是对于乘客的所处空间即车室，制成能够尽量抑制变形的刚性结构；对于与车室结构部相连的车辆前部部分、后部部分，为了有效地吸收碰撞时(正面碰撞及后面碰撞时等)等的来自外部的冲击、使对车室内的影响为最小限度，制成柔性结构(也称作可挤压结构)。另外，为了确保乘客的安全性，也要求用于将翻车时等的来自外部的冲击负荷对车室内的影响控制在最小限度的设计。作为包括车身的轻质化在内的、用于确保碰撞时等乘客的安全性的构成，例如提出了用纤维增强树脂构成车身骨架部的结构(例如专利文献I)。该专利文献I中公开的结构如下所述独立地形成构成车身的下部的车身骨架部和车室部，由纤维增强复合材料形成车身骨架部，使该部分具有冲击能量吸收性能。但是，该专利文献I中公开的结构为独立形成车身骨架部和车室部的构成，因此生产率、特别是批量生产率的改善有限。因此，不能形成对于减少制造成本特别有利的构成。另外，对于位于车室部的下部的车身骨架部，在用于吸收冲击能量等的结构上加以改进，但对于车室部，没有特殊考虑在用于提高乘客的安全性的、尽可能抑制变形的刚性结构构成等的改进。即，对于车室内的乘客，虽然考虑到通过利用车身骨架部的冲击能量吸收来确保安全性，但是从通过抑制车室的变形、或抑制从外部向车室内的负荷传递来确保乘客的安全性的方面考虑，不能说是经过充分考虑的结构。另外，在通常的金属制的车身中，如果要想增强车室构成部，则增强部件的装配或利用焊接等的接合需要花费很大的工夫，并且不能期待由纤维增强树脂那样的成型带来的连续性，故轻质化困难。专利文献1:日本特开2010-23706号公报
技术实现思路
如上所述，已知在位于车室部的下部的车身骨架部(下部底部)使用纤维增强树脂以发挥其特征的结构，但特别是从提高车室内的乘客的安全性的方面考虑，来综合考虑包括车室构成部分和下部底部的部位的整体而成的结构，这种考虑下的结构并不公知。因此，本专利技术的课题在于综合考虑包括汽车的车室构成部分和其下部车辆底部的部位，并且也考虑在动力源能够使用电动马达的汽车中的车身设计的自由度的增大，基于以上述考虑为前提的新概念，达成用于确保乘客安全性、车室形成用的优异的刚性结构，并且提供实现一体成型性的容易化、具有优异的批量生产率、能够降低制造成本的。为了解决上述课题，本专利技术的乘用车车室用结构体是用于构成乘用车的车室的结构体，其特征在于，所述结构体构成为硬壳式结构(monocoque structure),所述硬壳式结构是从车室的前部侧至后部侧的结构体整体由纤维增强树脂一体构成的，在结构体的前部侧及后部侧中的至少前部侧具有朝向后部侧开口的碗状结构部，在结构体的两侧部具有侧壁部，所述侧壁部由与上述碗状结构部相连、且在结构体的前后方向延伸的垂直壁构成。需要说明的是，本专利技术中，以所谓的乘用车作为对象，乘客乘降用的开口部非常小的赛车的硬壳式结构的应用困难，因此，不在本专利技术的对象之内。另外，上述碗状结构部是包括半开圆顶形状或方形碗状形状等的、朝向结构体的前后方向(汽车的前后方向)开口的所有形状的碗状结构部的概念。在上述本专利技术的乘用车车室用结构体中，通过在车室用结构体上设置碗状结构部和侧壁部，能够使用于构成车室的主要结构部的整体为硬壳式结构，由纤维增强树脂一体构成。即，与如上所述的现有结构相比时，形成包括汽车的车室构成部分和位于其下部的车辆底部在内的部位一体形成的乘用车车室用结构体的形态，在这些部分全部被一体形成的方面，为与现有技术基本上不同的新概念的结构体形态。对于通常的轿车型汽车，作为上述碗状结构部，可以设置朝向后部侧开口的前部碗状结构部和朝向前部侧开口的后部碗状结构部两者，但对于掀背式轿车型等一部分车型，也能够为仅制成前部碗状结构部的结构。对于上述碗状结构部，只要确保成型时的模的起模结构，就能将车室用结构体整体一体成型。通过使由纤维增强树脂形成的乘用车车室用结构体的整体为硬壳式结构，能够实现轻质化,并且能够容易确保车室构成部整体所需的刚性,达成车室所需的刚性结构,提高对乘客的安全性。另外，该硬壳式结构的至少一部分为以纤维增强树脂为外层的夹心结构时，能够获得更加轻质化和刚性结构。而且，该乘用车车室用结构体构成为包括位于车室的下部的车辆底部在内的硬壳式结构，因此，能够将整体一体成型，部件件数变得非常少，制造变得容易，能够得到优异的生产率、特别优异的批量生产率，并且能够降低制造成本。进而，如上所述，在动力源能够使用电动马达的汽车中，车身设计的自由度大大增加，这一优点也能反映在硬壳式结构的自由度中，由此硬壳式结构的简化、单纯形状化、成型时的脱模容易化等也变得可能，也能够谋求生产率等的进一步提高。在上述本专利技术的乘用车车室用结构体中，如上所述，也可以为在上述结构体的后部侧也设置有朝向前部侧开口的碗状结构部的构成。另外，在上述本专利技术的乘用车车室用结构体中，特别优选下述结构在上述结构体的至少包括上述碗状结构部(前部碗状结构部、或前部碗状结构部及后部碗状结构部)的部位设置有在该结构体的前后方向至少部分延伸的、由垂直壁构成的龙骨(keel)。龙骨可以为I根，根据需要也可以同时设置2根以上。如果设置上述龙骨，则结构体的至少包括碗状结构部在内的部位被增强，该部位的强度 刚性显著提高。因此，能够确保作为乘用车车室用结构体整体的、特别是用于达成车室所需的刚性结构的刚性。特别优选上述龙骨构成为在碗状结构部内、从该碗状结构部的底面至顶面延伸的垂直壁。如果为这样的龙骨结构，则更可靠地增强碗状结构部，更可靠地提高碗状结构部的强度.刚性、进而结构体整体的强度.刚性。另外，在上述本专利技术的乘用车车室用结构体中，优选在该结构体上设置有在其宽度方向(即车宽度方向)延伸的肋筋。肋筋可以在结构体宽度方向上部分延伸，但优选实质上在整个宽度(即在两侧壁部间、或者在碗状结构部的结构体宽度方向两壁间)延伸。另外，所述肋筋也可以为I根，根据需要也可以同时设置2根以上。进而，肋筋的延伸设置方向只要实质上为结构体的宽度方向即可，与前后方向垂直的方向当然可以，也可以为相对于其垂直方向倾斜延伸的方向。如果设置上述肋筋，则在与上述龙骨交叉的方向上，结构体的强度 刚性提高，特本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.06 JP 2010-199091;2010.09.06 JP 2010-199091.一种乘用车车室用结构体，是用于构成乘用车的车室的结构体，其特征在于，所述结构体构成为硬壳式结构，所述硬壳式结构是从车室的前部侧至后部侧的结构体整体由纤维增强树脂一体构成的，在结构体的前部侧及后部侧中的至少前部侧具有朝向后部侧开口的碗状结构部，在结构体的两侧部具有侧壁部，所述侧壁部由与上述碗状结构部相连、且在结构体的前后方向延伸的垂直壁构成。2.如权利要求1所述的乘用车车室用结构体，其中，在所述结构体的后部侧也设置有朝向前部侧开口的碗状结构部。3.如权利要求1或2所述的乘用车车室用结构体，其中，在所述结构体的至少包括所述碗状结构部在内的部位设置有在所述结构体的前后方向至少部分延伸的、由垂直壁构成的龙骨。4.如权利要求3所述的乘用车车室用结构体，其中，所述龙骨构成为在所述碗状结构部内、由所述碗状结构部的底面至顶面延伸的垂直壁。5.如权利要求1 4中任一项所述的乘用车车室用结构体，其中，在所述结构体上设置有在其宽度方向延伸的肋筋。6.如权利要求1 5中任一项所述的乘用车车室用结构体，其中，在由所述碗状结构部的开口边缘部及与其相连的所述侧壁部的上边缘部形成的、朝向上方开口的结构体开口部的开口边缘部中的至少所述侧壁部的上边缘部，设置有沿着开口边缘部延伸的舷缘。7.如权利要求6所述的乘用车车室用结构体，其中，所述结构体开口部的开口边缘部形成为结构体的成型中使用的锥模能够出入的形状。8.如权利要求1 7中任一项所述的乘用车车室用结构体，其中，所述碗状结构部构成为负荷的支承部，所述负荷是从在结构体的前后方向上被邻接配置在所述碗状结构部的外侧的车辆结构部传递过来。9.如权利要求1 8中任一项所述的乘用车车室用结构体，其中，所述乘用车车室用结构体还具有与所述车室用结构体接合、补充和增强车室的结构的辅助结构体，所述辅助结构体至少具有在朝向车辆前后方向的方向开口、且在车室的整个横截面展开的主开口部，在所述主开口部周围具有呈环状连续地延伸的环状壁，并且所述辅助结构体具有与所述环状壁连接、从所述环状壁开始在车辆前后方向延伸的与所述车室用结构体接合的接合壁，这些结构体构成部分的整体由纤维增强树脂一体构成。10.如权利要求9所述的乘用车车室用结构体，其中，所述辅助结构体包括与所述车室用结构体的后部侧接合的后部侧辅助结构体。11.如权利要求10所述的乘用车车室用结构体，其中，所述后部侧辅助结构体具有从所述环状壁朝向后部侧、沿着所述车室用结构体的形状弯曲延伸的弯曲壁。12.如权利要求11所述的乘用车车室用结构体，其中，在所述弯曲壁的车辆宽度方向两侧形成有开口部。13.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：木本幸胤，关户俊英，清水信彦，山中亨，桥本幸作，黑田义人，佐野高男，若林宏树，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：
国别省市：