(57)【要約】  本発明は、特に電気自動車に対する車体（２、４２、７２、１１０）に関し、この車体（２、４２、７２、１１０）は左手および右手前部領域（４、６、４０、７０、１１２、１１４）と、前部領域（４、６、４０、７０、１１２、１１４）の一方において長手方向に伸長する少なくとも１つの第１の長手部材（１４、１６、４４、７４、７６、７８、１１６、１１８）とを有し、前部領域（４、６、４０、７０、１１２、１１４）には少なくとも１つの第２の長手部材（１８、２８、４６、４８、８０、８２、８４、８６、１２０、１２２、１２４、１２６）が設けられ、この第２の長手部材（１８、２８、４６、４８、８０、８２、８４、８６、１２０、１２２、１２４、１２６）は第１の長手部材（１４、１６、４４、７４、７６、７８、１１６、１１８）の水平面（５６）の外側に配置され、第２の長手部材（１８、２８、４６、４８、８０、８２、８４、８６、１２０、１２２、１２４、１２６）の伸長方向（２２、３０、５２、５４、９４、９６、９８、１００、１２８、１３０）は、少なくとも水平投影において第１の長手部材（１４、１６、４４、７４、７６、７８、１１６、１１８）の伸長方向（２０、３２、５０、８８、９０、９２、１３２）に対して角度を付けて伸長する。本発明は、燃焼機関を有さない自動車、特に電気自動車を製造するための、こうした車体（２、４２、７２、１１０）の使用にも関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に電気自動車に対する車体（２、４２、７２、１１０）であって、左手および右手前部領域（４、６、４０、７０、１１２、１１４）と、前記前部領域（４、６、４０、７０、１１２、１１４）の一方において長手方向に伸長する少なくとも１つの第１の長手部材（１４、１６、４４、７４、７６、７８、１１６、１１８）とを有し、前記左手前部領域（４、６、４０、７０、１１２、１１４）および前記右手前部領域（４、６、４０、７０、１１２、１１４）には各々の場合に少なくとも３つの連続的な長手部材（１４、１６、１８、２８、４４、４６、４８、７４、７６、７８、８０、８２、８４、８６、１１６、１１８、１２０、１２２、１２４、１２６）が設けられ、両方の前部領域（４、６、４０、７０、１１２、１１４）においては各々の場合に少なくとも１つの第１の長手部材（１４、１６、４４、７４、７６、７８、１１６、１１８）が長手方向に伸長し、少なくとも１つの第２の長手部材（１８、２８、４６、４８、８０、８２、８４、８６、１２０、１２２、１２４、１２６）が前記第１の長手部材（１４、１６、４４、７４、７６、７８、１１６、１１８）の水平面（５６）の外側に配置され、前記第２の長手部材（１８、２８、４６、４８、８０、８２、８４、８６、１２０、１２２、１２４、１２６）の伸長方向（２２、３０、５２、５４、９４、９６、９８、１００、１２８、１３０）は、少なくとも水平投影において前記第１の長手部材（１４、１６、４４、７４、７６、７８、１１６、１１８）の伸長方向（２０、３２、５０、８８、９０、９２、１３２）に対して角度を付けて伸長することを特徴とする、車体。
【請求項２】
前記第１の長手部材（１４、１６、４４、７４、７６、７８、１１６、１１８）および／または前記第２の長手部材（１８、２８、４６、４８、８０、８２、８４、８６、１２０、１２２、１２４、１２６）の長手部材は、高強度鋼またはより高強度の鋼で作られることを特徴とする、請求項１に記載の車体。
【請求項３】
前記長手部材（１４、１６、１８、２８、４４、４６、４８、７４、７６、７８、８０、８２、８４、８６、１１６、１１８、１２０、１２２、１２４、１２６）は、好ましくは円形の断面を有する中空のプロファイルとして部分的または全体的に設計されることを特徴とする、請求項１から２のいずれか１項に記載の車体。
【請求項４】
水平投影における前部領域（４、６、４０、７０、１１２、１１４）における第１の長手部材（１４、１６、４４、７４、７６、７８、１１６、１１８）の伸長方向（２０、３２、５０、８８、９０、９２、１３２）と、前記前部領域（４、６、４０、７０、１１２、１１４）における第２の長手部材（１８、２８、４６、４８、８０、８２、８４、８６、１２０、１２２、１２４、１２６）の伸長方向（２２、３０、５２、５４、９４、９６、９８、１００、１２８、１３０）とが５°から４５°の間、好ましくは１０°から３５°の間の角度（３９、５８）を含むことを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の車体。
【請求項５】
前部領域（４、６、４０、７０、１１２、１１４）は、第１の長手部材（１４、１６、４４、７４、７６、７８、１１６、１１８）の水平面（５６）の外側に配置された複数の第２の長手部材（１８、２８、４６、４８、８０、８２、８４、８６、１２０、１２２、１２４、１２６）を有し、前記第２の長手部材（１８、２８、４６、４８、８０、８２、８４、８６、１２０、１２２、１２４、１２６）の伸長方向（２２、３０、５２、５４、９４、９６、９８、１００、１２８、１３０）は、少なくとも水平投影において前記第１の長手部材（１４、１６、４４、７４、７６、７８、１１６、１１８）の伸長方向（２０、３２、５０、８８、９０、９２、１３２）に対して角度を付けて伸長することを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の車体。
【請求項６】
少なくとも１つの第２の長手部材（１８、２８、４６、４８、８０、８２、８４、８６、１２０、１２２、１２４、１２６）は第１の長手部材（１４、１６、４４、７４、７６、７８、１１６、１１８）よりも小さい断面を有することを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の車体。
【請求項７】
前部領域（４、６、４０、７０、１１２、１１４）における複数の第２の長手部材（１８、２８、４６、４８、８０、８２、８４、８６、１２０、１２２、１２４、１２６）の伸長方向（２２、３０、５２、５４、９４、９６、９８、１００、１２８、１３０）は、少なくとも水平投影において互いに角度を付けた対になって伸長することを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の車体。
【請求項８】
前部領域（４、６、４０、７０、１１２、１１４）において、少なくとも１つの第２の長手部材（１８、２８、４６、４８、８０、８２、８４、８６、１２０、１２２、１２４、１２６）は、その前方に面する端部が後方に面する端部よりも横方向に外側に置かれるようなやり方で配置されることを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載の車体。
【請求項９】
前記第２の長手部材（１８、２８、４６、４８、８０、８２、８４、８６、１２０、１２２、１２４、１２６）は、斜めの正面衝突の際にそれらに作用する力によってもたらされる応力に対処するように配置されることを特徴とする、請求項１から８のいずれか１項に記載の車体。
【請求項１０】
前部領域（４、６、４０、７０、１１２、１１４）は、少なくとも２つの長手方向に伸長しかつ実質的に相互に平行な第１の長手部材（１４、１６、４４、７４、７６、７８、１１６、１１８）を有することを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載の車体。
【請求項１１】
前記右手前部領域（４、６、４０、７０、１１２、１１４）内の前記長手部材（１４、１６、１８、２８、４４、４６、４８、７４、７６、７８、８０、８２、８４、８６、１１６、１１８、１２０、１２２、１２４、１２６）は、前記左手前部領域（４、６、４０、７０、１１２、１１４）内の前記長手部材（１４、１６、１８、２８、４４、４６、４８、７４、７６、７８、８０、８２、８４、８６、１１６、１１８、１２０、１２２、１２４、１２６）に対して実質的に鏡面対称に配置されることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか１項に記載の車体。
【請求項１２】
前部領域（４、６、４０、７０、１１２、１１４）には少なくとも４つ、好ましくは少なくとも５つ、より好ましくは少なくとも８つの長手部材（１４、１６、１８、２８、４４、４６、４８、７４、７６、７８、８０、８２、８４、８６、１１６、１１８、１２０、１２２、１２４、１２６）が設けられることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか１項に記載の車体。
【請求項１３】
前部領域（４、６、４０、７０、１１２、１１４）において、少なくとも２つの長手部材（１４、１６、１８、２８、４４、４６、４８、７４、７６、７８、８０、８２、８４、８６、１１６、１１８、１２０、１２２、１２４、１２６）、特に第１の長手部材（１４、１６、４４、７４、７６、７８、１１６、１１８）と第２の長手部材（１８、２８、４６、４８、８０、８２、８４、８６、１２０、１２２、１２４、１２６）とが、好ましくはプロファイルまたはシート金属のストリップ（１３４、１３６）によって相互接続されることを特徴とする、請求項１から１２のいずれか１項に記載の車体。
【請求項１４】
燃焼機関を有さない車両、特に電気自動車を製造するための、請求項１から１３のいずれか１項に記載の車体（２、４２、７２、１１０）の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、左手および右手前部領域と、前部領域内を長手方向に伸長する少なくとも１つの第１の長手部材とを有する、特に電気自動車のための車体に関する。さらに、本発明はその車体の有利な使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
こうした車体は、たとえば特許文献１などにより公知である。この特許出願は、燃焼機関を有する自動車の前部領域を開示しており、ここでは従来の左手および右手長手部材とは別に、少なくとも１つのさらなる長手方向に伸長する第１の長手部材が提供され、この第１の長手部材は他の長手部材の面に対してオフセットの面に配置される。この追加の長手部材によってさらなる荷重経路が提供されることにより、正面衝突した場合にその衝撃力が複数の荷重経路に分散され得るため、個々の構成要素の寸法をより小さくできる。このやり方で車体の重量を低減できる。
【０００３】
正面衝突に対する車体の抵抗性に対する仕様は、たとえば欧州新車アセスメントプログラムＥｕｒｏＮＣＡＰ（European New Car Assessment Program，europaeischen Neuwagen-Bewertungsprogramm（英訳、独訳））などから生じる。しかしながらこれに加えて、ＥｕｒｏＮＣＡＰの要求を満たすのみならず、他の衝撃シナリオにおいても良好な抵抗性を有する車体が求められている。同時に、車体の重量はできる限り低くするべきである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】独国特許出願公開第１００ ２３ １１２（Ａ１）号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この背景に対し、本発明の目的は、斜めの正面衝突に対する抵抗性が改善されているが総重量が低い車体を提供することである。
【０００６】
この目的は、本発明に従う上記の車体によって達成され、ここでは前部領域に少なくとも１つの第２の長手部材が設けられ、この第２の長手部材は第１の長手部材の水平面の外側に配置され、かつ第２の長手部材の伸長方向は少なくとも水平投影において第１の長手部材の伸長方向に対して角度を付けて伸長する。
【０００７】
斜めの正面衝突で発生する衝撃力に関しては、このやり方で車体の抵抗性を増加できることが認識されている。長手部材の抵抗性は、長手部材の伸長方向に対して力が作用する方向によって決まる。つまり、伸長方向に作用する力に対する抵抗性は特に高く、力の方向と伸長方向との間の角度が大きくなるにつれて減少する。よって長手部材は、その伸長方向に関する立体角の特定の範囲において、特に高い抵抗性を有する。異なる水平面における第２の長手部材の角度コースによって、個々の長手部材の特に高い強度を有する立体角範囲が異なる水平方向を指すことが可能となるため、全体としての車体が水平方向のより大きな立体角範囲において高い抵抗性を有することとなる。この態様で、特に、長手部材の伸長方向と斜めの正面衝突において作用する力との間の角度が最適化され、すなわち０°に向けて低減されるかまたは１８０°に向けて増加されることによって、個々の長手部材の軸圧縮が起こり、よってエネルギ吸収が改善される。
【０００８】
同時に、第２の長手部材を第１の長手部材の水平面の外側に配することによって、結果として得られる３次元的長手部材配置によって車体が安定化され、より高い剛性を達成する。特に、理論的中立素分（theoretical neutral fibres，theoretisch neutralen Faser（英訳、独訳））の３次元構造の結果として、車体の間隔を置かれた構成要素がもたらされることにより、慣性の領域モーメントおよびその剛性も増加され得る。したがって全体として、より剛性の高い構造を有すると同時に、異なる方向から作用する力に対するより高い抵抗性を有する車体が達成され得る。
【０００９】
長手部材とは、車体の実質的に長手方向に伸長する支持構成要素、特にモノコック構成におけるプロファイルまたは支持構成要素であることが理解される。長手部材の伸長方向とは、前方を指す、すなわち車体の前端部に向かう、長手部材の長手方向の伸長に沿った方向ベクトルを意味することが理解される。したがって２つの伸長方向の間の角度は、共通のベクトル原点に適用される２つの方向ベクトル間の角度として定義される。水平投影における角度とは、水平面における伸長方向の投影に含まれる角度であることが理解される。したがって水平投影における角度形成（angularity，Winkligkeit（英訳、独訳））とは、伸長方向の投影が水平面において互いに角度を付けて伸長していることを意味することが理解される。長手部材の水平面とは、長手部材の重心を通る水平面を意味する。
【００１０】
第１の長手部材および／または少なくとも１つの第２の長手部材は、好ましくは連続的である。連続的な長手部材とは、前部領域全体にわたって、すなわち好ましくは端部壁から前端部モジュールまでにわたって、その伸長方向に伸長している長手部材を意味することが理解される。このやり方で、それぞれの長手部材、ひいては車体全体の安定性および抵抗性が増加する。好ましくは、連続的な長手部材は摩擦材料を有するか、または前部壁および／もしくは前端部モジュールへの能動的な接続を有する。
【００１１】
車体の抵抗性とは、たとえば正面衝突などの際に外部から作用する力および伝達されるエネルギを、特に変形によって吸収することによって、力を制御された態様で客室に伝達できる能力を意味することが理解される。たとえば正面衝突などの場合に、力の所与のレベルにおいて、車体の変形経路がより小さければ、車体の抵抗性は増加する。剛性または曲げ強度とは、それぞれ力による変形に対する本体の抵抗性を意味することが理解される。
【００１２】
左手および右手前部領域という用語は、移動方向を向いて車体内に座っている運転者の視点に従って選択される。
【００１３】
この車体は、たとえば電気自動車など、代替的駆動装置を有する自動車すなわち燃焼機関を有さない自動車に対して特に好適である。燃焼機関を有する自動車に必要な駆動構成要素、たとえばモータ、交流発電機などは多くの場所を取るために、対応する車体の前部領域には小さな設置面積しか残っておらず、設計者が車体の設計において利用可能な自由度はわずかしかない。代替的駆動装置を有する自動車に対する車体においては、必要な駆動構成要素がもっと小さいか、および／またはより柔軟に配置され得るため、対応する車体の前部領域の設置面積が改善される。このやり方で、車体の構造設計、特に長手部材の配置および調整に対する自由度の数値が増加するために、本発明に従う車体は、代替的駆動装置、特に電気駆動装置に対する車体において特に簡単に作製できる。
【００１４】
車体の第１の好ましい実施形態において、左手前部領域および右手前部領域において、各々の場合に少なくとも３つの連続的な長手部材が設けられ、各々の場合の両方の前部領域において少なくとも１つの第１の長手部材が長手方向に伸長し、少なくとも１つの第２の長手部材が第１の長手部材の水平面の外側に配置され、第１の長手部材の伸長方向に対する第２の長手部材の伸長方向は、少なくとも水平投影において角度を付けて伸長する。車両の各半体に対してこのやり方で少なくとも３つの長手部材を配することによって、特に斜めの正面衝突力に対する高い抵抗性と、車体の高い剛性とを同時に達成できることが見出されている。
【００１５】
車体のさらなる好ましい実施形態においては抵抗性のさらなる増加を達成でき、ここでは第１および／または第２の長手部材が高強度鋼またはより高強度の鋼（higher-strength steel，hoeherfestem Stahl（英訳、独訳））から作られる。特に、第１および／または第２の長手部材はより薄い壁またはより小さい全体寸法を有し得る。このことも、長手部材に必要な設置空間の低減を可能にする。
【００１６】
さらに、このやり方で重量の減少および製造コストの低減が達成できる。
【００１７】
車体のさらなる好ましい実施形態において、長手部材は、好ましくは円形の断面を有する中空のプロファイルとして部分的または全体的に設計される。中空のプロファイルは特に高い安定性と同時に低い材料要求および重量を提供する。加えて、円形の断面を有する中空のプロファイルは特に製造が容易である。中空のプロファイルは、たとえば巻かれたプロファイルとして製造されるか、またはＵ−Ｏ成形によって製造されてもよい。好ましくは伸長方向に沿って閉じられた中空のプロファイルが用いられてもよい。なぜならこれらは特に高いエネルギ吸収能力を有するからである。
【００１８】
さらなる実施形態においては車体の全抵抗性を改善でき、ここでは水平投影における前部領域における第１の長手部材の伸長方向と、前部領域における第２の長手部材の伸長方向とが５°から４５°の間、好ましくは１０°から３５°の間、特に好ましくは１５°から２５°の間の角度を含む。これらの角度範囲は、真っ直ぐな正面衝突および斜めの正面衝突に対する車体の高抵抗性を得るために特に有利であることが証明されている。もしこの角度が小さすぎ、特に５°未満であれば、特に高い抵抗性を有する長手部材の立体角範囲が過剰に重なるため、斜めの正面衝突に対する抵抗性を顕著に改善できない。他方で、もしこの角度が大きすぎ、特に４５°よりも大きければ、真っ直ぐな正面衝突に関する車体の抵抗性が弱くなりすぎる。上記の好ましい角度範囲では、車体の全抵抗性を弱めることなく、斜めの正面衝突においてしばしば危機的な角度範囲における車体の抵抗性が増幅される。長手部材が連続的であることによって、車体の全抵抗性をさらに増加できる。
【００１９】
車体の別の実施形態において、前部領域は、第１の長手部材の水平面の外側に配置された複数の第２の長手部材を有し、第２の長手部材の伸長方向は、少なくとも水平投影において第１の長手部材の伸長方向に対して角度を付けて伸長する。複数の第２の長手部材によって、斜めの正面衝突において発生する力に関する車体の抵抗性および剛性がどちらも改善される。好ましくは、少なくとも２つまたは少なくとも３つの第２の長手部材が設けられる。１つの長手部材を複数の、適切であればより小さな、特に第２の長手部材で置換することによって、車体の重量を増加させる必要なく、特に斜めの正面衝突において発生する力に関する車体のより大きな剛性および抵抗性が達成されることが明らかになっている。
【００２０】
車体のさらなる好ましい実施形態においては、少なくとも１つの第２の長手部材が第１の長手部材よりも小さな断面を有することによって、車体の重量をさらに低減できる。少なくとも１つの第２の長手部材、好ましくは複数の第２の長手部材によって達成される車体の抵抗性の増加によって、個々の構成要素の断面を低減でき、よって本体構成要素の重量および空間要求をどちらも低減できる。特に、単一の長手部材ではなく複数の第２の長手部材によってより高い剛性および安定性を達成できることが認識されているため、対応する構成要素、特に第２の長手部材をより小さい断面によって設計できる。
【００２１】
複数の第２の長手部材の伸長方向が、少なくとも水平投影において、前部領域において対になって角度を付けて伸長することによって、斜めの正面衝突において作用する力に関する非常に大きな角度範囲で車体の抵抗性を改善できる。したがってこの実施形態に従うと、伸長方向が異なる方向に伸びている複数の長手部材が提供される。特に高い抵抗性を有する個々の長手部材の立体角範囲が重なり合うことによって、車体全体が広い角度範囲において高抵抗性を有する。斜めの正面衝突の場合には、特に１つまたは複数の第２の長手部材の軸圧縮が起こることによって、衝撃エネルギの大部分が吸収され得る。
【００２２】
車体のさらなる好ましい実施形態において、前部領域には少なくとも１つの第２の長手部材が、その前方に面する端部が後方に面する端部よりも横方向に外側に置かれるようなやり方で配置される。「横方向に外側に」という用語は、左手前部領域においては左、右手前部領域においては車体の右を意味することが理解される。このやり方で、前部領域におけるこうした長手部材の伸長方向が、斜めの正面衝突において最大の力が加わることが予期される方向を指すことが可能となる。その結果、この長手部材の軸変形によってエネルギを特に良好に吸収できる。
【００２３】
さらなる実施形態においては、正面衝突に関する車体の剛性および抵抗性をさらに改善でき、ここでは前部領域が、実質的に互いに平行に長手方向に伸長する少なくとも２つの第１の長手部材を有する。
【００２４】
車体のさらなる好ましい実施形態においては、右手前部領域内の長手部材が左手前部領域内の長手部材と実質的に鏡面対称に配置される。このやり方で、車体は高度に対称になって均一な重量分布を有するために、車体の応力および操作特徴に好影響がもたらされる。さらに、このやり方で、特に左および右ハンドル車に対するより簡単かつより効果的な車体の製造が可能になる。
【００２５】
さらなる好ましい実施形態に従って、前部領域に少なくとも３つ、好ましくは少なくとも４つ、より好ましくは少なくとも５つ、特に少なくとも８つの長手部材が設けられるときに、車体の抵抗性および剛性が特に大きく増加することが見出されている。これは特に第１の長手部材および第２の長手部材の両方に関する。この実施形態は特に、別様で従来的に用いられる単一のプロファイルを複数または多数のプロファイルによって非常に柔軟に置換できるという知識に基づくものであり、これらのプロファイルは必要であれば小さい断面によって設計できる。特に、一方の前部領域または両方の前部領域において、少なくとも２つ、好ましくは少なくとも３つ、より好ましくは少なくとも４つ、特に少なくとも７つの第２の長手部材が設けられる。このやり方で、斜めの正面衝突の場合に複数の好ましくはより小さい第２の長手部材が軸変形し、それによって単一の第１の長手部材よりも良好なエネルギ吸収を達成できる。その結果、異なる方向から作用する衝撃力に対する車体の抵抗性の増加が達成される。
【００２６】
さらなる例示的実施形態においては、車体の抵抗性または剛性をさらに増加させるために、前部領域において少なくとも２つの長手部材、特に第１の長手部材および第２の長手部材が、好ましくはプロファイルまたはシート金属ストリップによって互いに接続される。２つの長手部材を接続することによって、特に斜めの正面衝突の場合の力の流れを個々の長手部材により良好に分散できるために、長手部材がより小さい断面によって設計される可能性があっても車体の抵抗性が保持される。
【００２７】
上述のとおりの車体は、燃焼機関を有さない自動車、特に電気自動車の製造のための、本発明に従う本発明のさらなる教示において用いられ得る。こうした自動車における駆動ユニットの空間要求の低減によって、本体構成要素の設計および配置の柔軟性が高まることが見出されているため、本発明に従う車体はこれらの車両によって特に有利に用いられ得る。さらに、本発明に従う車体が燃焼機関を有さない自動車にとって有利であるのは特に、本発明に従う車体によって可能にされた重量低減の結果として、これまでのこうした車両の非常に限られた範囲を増加できるためである。
【００２８】
以下の複数の例示的実施形態の説明から本発明のさらなる特徴および利点を推測でき、ここでは添付の図面が参照される。図面は以下のものを示す。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に従う車体の第１の例示的実施形態を示す概略的斜視図である。
【図２】図１の例示的実施形態を示す概略的上面図である。
【図３】水平投影における２つの長手部材の伸長方向の間の角度の決定を示す図である。
【図４】本発明に従う車体の第２の例示的実施形態及び第３の例示的実施形態を示す概略的正面図である。
【図５】図４ａ及び図４ｂの例示的実施形態を示す概略的上面図である。
【図６】本発明に従う車体の第４の例示的実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明に従う車体の第１の例示的実施形態が、図１の斜視図および図２の上面図に示される。車体２は左手前部領域４および右手前部領域６を有する。「左」および「右」という用語は、ここでは運転者の視点から選択される。前部領域４、６は前端部モジュール８、特にバンパー１０によって前方で区切られている。後方に向かうと、前部領域４、６はエンジン室と客室とを分離する端部壁１２によって区切られている。各々の場合の左手前部領域４および右手前部領域６は、長手方向に伸長する第１の長手部材１４、１６を有し、これは図１において端部壁１２から前端部モジュール８まで連続的に伸長している。車体２の剛性および斜めの正面衝突に対する抵抗性を増加させるために、左手前部領域４には第２の長手部材１８がさらに設けられ、これは第１の長手部材１４の水平面の外側のオフセット、すなわち本例示的実施形態においては上方に配置される。第２の長手部材１８の伸長方向は、水平投影において第１の長手部材１４の伸長方向と角度を付けて伸長し、その角度は５°から４５°の間、好ましくは１０°から３５°の間である。右手前部領域６にも第２の長手部材２８が設けられ、これは第１の長手部材１６の水平面の外側に配置され、その伸長方向３０は水平投影において第１の長手部材１６の伸長方向３２と角度を付けて伸長する。
【００３１】
水平投影における角度の決定が、図３ａの斜視図および図３ｂの上面図に示される。長手部材１４、１８の伸長方向２０、２２は方向ベクトルとして示されており、ここでは伸長方向２２のベクトル原点３４が伸長方向２０のベクトル原点３５に移動されている。伸長方向２２は第１の長手部材１４の水平面３６に対して角度３７だけ斜めに伸長しているため、図３ａには水平面３６における伸長方向２２の投影３８も示される。投影３８と伸長方向２０との間に求められる角度３９が水平投影となる。
【００３２】
図１および図２に示される例示的実施形態において、長手部材１６、２８は右手前部領域６において、左手前部領域の長手部材１４、１８と実質的に鏡面対称に配置される。対称面の位置は一点鎖線によって示される。よってたとえば、それぞれの第１および第２の長手部材の間の角度は同じ大きさである。代替的には、たとえば駆動装置に必要な構成要素に対する非対称の空間を提供するために、長手プロファイルの非対称の配置を提供することももちろん可能である。全体的に、車体の設計は高レベルの柔軟性を提供する。長手部材１８、２８は下方に傾斜して伸長してもよく、それによって前端部モジュール領域における長手部材１６および２８ならびに１４および１８の間の距離が、前部壁領域よりも小さくなってもよい。このアプローチは抵抗性の増加に寄与し得る。
【００３３】
長手部材１４、１６、１８、２８は、好ましくは高強度鋼またはより高強度の鋼で作られる。さらに、好ましくはたとえば矩形の断面または円形の断面などの中空のプロファイルが含まれる。しかしながら、たとえば多角形またはプラス形などの他の断面も考えられる。
【００３４】
本発明に従う車体の第２の例示的実施形態を図４ａに、第３の例示的実施形態を図４ｂに、概略的前面図で示す。第２の例示的実施形態を図５ａに、第３の例示的実施形態を図５ｂにも上面図で示す。
【００３５】
図４ａには車体４２の右手前部領域４０が示され、ここでは第１の長手部材４４が長手方向に伸長し、２つの第２の長手部材４６および４８が配置されている。明瞭にするために図５ａでは長手部材４４、４６および４８を方向ベクトルとしてのみ示しており、それらはそれぞれの伸長方向５０、５２および５４を示す。第２の長手部材４６および４８の各々は第１の長手部材４４の水平面５６の外側にあり、すなわち第２の長手部材４６は水平面５６の上に配置され、第２の長手部材４８は下に配置される。もちろん、特に角度方向における長手部材の別の配置も考えられる。第２の長手部材４６、４８の伸長方向５２、５４は、水平投影において第１の長手部材４４の伸長方向５０に関して角度を付けて伸長する。図５ａは、長手部材４４の伸長方向５０と長手部材４８の伸長方向５４との間の角度５８の例を示す。この目的のために、伸長方向５４は伸長方向５０のベクトル原点から破線方向ベクトルとして付加的に描かれている。
【００３６】
車両の各半体に対して、すなわち左手および右手前部領域の各々の場合において少なくとも３つの長手部材４４、４６、４８を設けることによって、車体の非常に高い剛性および抵抗性を達成できることが見出されている。車体４２において、好ましくは第２の長手部材４６、４８も互いに角度を付けた伸長方向５２、５４を有する。この態様で、異なる方向から作用する衝撃力に関する車体４２の抵抗性が改善される。
【００３７】
図４ｂは、示される車体７２の左手前部領域７０を示す。左手前部領域７０は合計７つの長手部材を有し、ここで長手部材７４、７６、７８は長手方向に伸長する第１の長手部材として設計され、長手部材８０、８２、８４、８６は第２の長手部材として設計され、特に少なくとも１つの第２の長手部材の角度を付けた進行（angular progression，schraeger Verlauf（英訳、独訳））も考えられる。明瞭にするために図５ｂでは長手部材７４、７６、７８、８０、８２、８４、８６を方向ベクトルとしてのみ示しており、それらはそれぞれの伸長方向８８、９０、９２、９４、９６、９８、１００を示す。したがって伸長方向８８は長手部材７４に関連し、伸長方向９０は長手部材７６に関連し、以下同様である。表示をより明瞭にするために、図４ｂにおいて下側の面に配置される長手部材７４および８４と、図５ｂにおける関連する伸長方向８８および９８とは点線で示されており、図４ｂにおいて上側の面に配置される長手部材７８および８６と、図５ｂにおける関連する伸長方向９２および１００とは実線で示されており、それ以外の長手部材および関連する伸長方向は破線で示されている。
【００３８】
複数の長手部材７４、７６、７８、８０、８２、８４、８６、特に複数の第２の長手部材８０、８２、８４、８６を設けることによって、車体７２の剛性および抵抗性を大幅に増加できる。代替的または付加的に、少なくとも１つの長手部材、好ましくは第２の長手部材をより小さな断面によって設計することによって、車体の総重量も低減できる。
【００３９】
第２の長手部材８０、８２、８４、８６は図４に示されるとおり、各々の場合に第１の長手部材７４、７６、７８の少なくとも１つの水平面の外側にある。任意には、第２の長手部材がすべての第１の長手部材７４、７６、７８の面の外側に配置されてもよい。
【００４０】
第２の長手部材８０、８２、８４、８６の伸長方向９４、９６、９８、１００は、各々の場合に水平投影において第１の長手部材７４、７６、７８の伸長方向８８、９０、９２に対して角度を付けて進行する。好ましくは、第２の長手部材８０、８２、８４、８６の伸長方向９４、９６、９８、１００は、各々の場合に互いに角度を付けた対になっており、したがって異なる方向を指している。このやり方で異なる方向における抵抗性を増加できるために、たとえば斜めの正面衝突などにおいて加えられる力に関する広い角度範囲における抵抗性を増加できる。
【００４１】
図６は、本発明に従う車体の第４の例示的実施形態を示す。車体１１０は左手前部領域１１２および右手前部領域１１４を有し、前部領域１１２、１１４には各々の場合に長手方向に伸長する第１の長手部材１１６、１１８と、各々の場合に２つの第２の長手部材１２０、１２２および１２４、１２６が設けられる。第２の長手部材１２０および１２２は第１の長手部材１１６の水平面の外側にあり、それらの伸長方向１２８、１３０は水平投影において第１の長手部材１１６の伸長方向１３２に関して角度を付けて伸長する。さらに、水平投影における第２の長手部材１２０、１２２の伸長方向１２８、１３０は互いに対しても角度を付けている。右手前部領域１１４における長手部材１１８、１２４、１２６は、左前部領域１１２のものと対称に配置される。車体１１０の剛性を増加させるために、第１の長手部材１１６、１１８はさらに各々の場合に溶接シート金属ストリップ１３４、１３６を介して第２の長手部材１２０、１２４に接続される。
【００４２】
第２の長手部材１２０、１２２、１２４、１２６はさらに、特に前側に面する端部１２７が後方に面する端部１２９よりも横方向においてさらに外向きに伸長するように配置される。その結果、以下に説明するとおり、斜めの正面衝突に関する車体１１０の抵抗性がかなり増加する。
【００４３】
図６は斜めの正面衝突に対する状況を示しており、ここでは車両１３８が前方から斜めに車体１１０に衝突している。車体１１０に作用する車両１３８からの力１４０を矢印で示す。力１４０は第１の長手部材１１６に実質的に側方から作用しているが、第２の長手部材の伸長方向１２８、１３０は各々の場合に力１４０の方向に対するより平らな角度を有する軸内にある。よって、衝突が起こるときには特に第２の長手部材１２２の軸圧縮も起こるが、第２の長手部材１２０の軸圧縮も起こるために、高い割合の衝撃エネルギが吸収され得る。軸方向における第２の長手部材１２０、１２２のエネルギ吸収能力が高くなるために、車体１１０が斜めの正面衝突に対するその抵抗性を失うことなく、長手部材がより小さな断面および／またはより薄い壁を有するように設計できる。
【図１】
2014515331.tif 000003
【図２】
2014515331.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年4月29日(2013.4.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に電気自動車のための車体に関し、この車体は、左手および右手前部領域と、前部領域内を長手方向に伸長する少なくとも１つの第１の長手部材とを有し、前部領域には少なくとも１つの第２の長手部材が設けられ、この第２の長手部材は第１の長手部材の水平面の外側に配置され、かつ第２の長手部材の伸長方向は少なくとも水平投影において第１の長手部材の伸長方向に対して角度を付けて伸長する。さらに、本発明はその車体の有利な使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
こうした車体は、たとえば特許文献１などにより公知である。この特許出願は車体の前部構造を開示しており、この前部構造のフレームは一対の前側部材によって部分的に構成され、それらの前側部材は車両幅方向において両側に配置されて、車両の客室の前部分を形成する。前記前部分は左手側および右手側に少なくとも３つの長手部材を含み、それらの長手部材のうち１つの伸長方向は、水平投影において他の長手部材のうち１つの伸長方向に対して角度を付けて伸長する。
【０００３】
前部分の左手側および右手側に少なくとも３つの長手部材を含む、車体の類似の前部分が特許文献２からも公知である
【０００４】
さらに、特許文献３は、燃焼機関を有する自動車の前部領域を開示しており、ここでは従来の左手および右手長手部材とは別に、少なくとも１つのさらなる長手方向に伸長する第１の長手部材が提供され、この第１の長手部材は他の長手部材の面に対してオフセットの面に配置される。この追加の長手部材によってさらなる荷重経路が提供されることにより、正面衝突した場合にその衝撃力が複数の荷重経路に分散され得るため、個々の構成要素の寸法をより小さくできる。このやり方で車体の重量を低減できる。
【０００５】
正面衝突に対する車体の抵抗性に対する仕様は、たとえば欧州新車アセスメントプログラムＥｕｒｏＮＣＡＰ（European New Car Assessment Program，europaeischen Neuwagen-Bewertungsprogramm（英訳、独訳））などから生じる。しかしながらこれに加えて、ＥｕｒｏＮＣＡＰの要求を満たすのみならず、他の衝撃シナリオにおいても良好な抵抗性を有する車体が求められている。同時に、車体の重量はできる限り低くするべきである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１ ８４０ ００４（Ａ１）号
【特許文献２】米国特許出願公開第２００２／００８４０８（Ａ１）号
【特許文献３】独国特許出願公開第１００ ２３ １１２（Ａ１）号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この背景に対し、本発明の目的は、斜めの正面衝突に対する抵抗性が改善されているが総重量が低い車体を提供することである。
【０００８】
この目的は、本発明に従う上記の車体によって達成され、ここでは前部領域における複数の第２の長手部材の伸長方向が、少なくとも水平投影において互いに対になって角度を付けて伸長する。
【０００９】
斜めの正面衝突で発生する衝撃力に関しては、このやり方で車体の抵抗性を増加できることが認識されている。長手部材の抵抗性は、長手部材の伸長方向に対して力が作用する方向によって決まる。つまり、伸長方向に作用する力に対する抵抗性は特に高く、力の方向と伸長方向との間の角度が大きくなるにつれて減少する。よって長手部材は、その伸長方向に関する立体角の特定の範囲において、特に高い抵抗性を有する。異なる水平面における第２の長手部材の角度コースによって、個々の長手部材の特に高い強度を有する立体角範囲が異なる水平方向を指すことが可能となるため、全体としての車体が水平方向のより大きな立体角範囲において高い抵抗性を有することとなる。この態様で、特に、長手部材の伸長方向と斜めの正面衝突において作用する力との間の角度が最適化され、すなわち０°に向けて低減されるかまたは１８０°に向けて増加されることによって、個々の長手部材の軸圧縮が起こり、よってエネルギ吸収が改善される。
【００１０】
同時に、第２の長手部材を第１の長手部材の水平面の外側に配することによって、結果として得られる３次元的長手部材配置によって車体が安定化され、より高い剛性を達成する。特に、理論的中立素分（theoretical neutral fibres，theoretisch neutralen Faser（英訳、独訳））の３次元構造の結果として、車体の間隔を置かれた構成要素がもたらされることにより、慣性の領域モーメントおよびその剛性も増加され得る。したがって全体として、より剛性の高い構造を有すると同時に、異なる方向から作用する力に対するより高い抵抗性を有する車体が達成され得る。
【００１１】
長手部材とは、車体の実質的に長手方向に伸長する支持構成要素、特にモノコック構成におけるプロファイルまたは支持構成要素であることが理解される。長手部材の伸長方向とは、前方を指す、すなわち車体の前端部に向かう、長手部材の長手方向の伸長に沿った方向ベクトルを意味することが理解される。したがって２つの伸長方向の間の角度は、共通のベクトル原点に適用される２つの方向ベクトル間の角度として定義される。水平投影における角度とは、水平面における伸長方向の投影に含まれる角度であることが理解される。したがって水平投影における角度形成（angularity，Winkligkeit（英訳、独訳））とは、伸長方向の投影が水平面において互いに角度を付けて伸長していることを意味することが理解される。長手部材の水平面とは、長手部材の重心を通る水平面を意味する。
【００１２】
第１の長手部材および／または少なくとも１つの第２の長手部材は、好ましくは連続的である。連続的な長手部材とは、前部領域全体にわたって、すなわち好ましくは端部壁から前端部モジュールまでにわたって、その伸長方向に伸長している長手部材を意味することが理解される。このやり方で、それぞれの長手部材、ひいては車体全体の安定性および抵抗性が増加する。好ましくは、連続的な長手部材は摩擦材料を有するか、または前部壁および／もしくは前端部モジュールへの能動的な接続を有する。
【００１３】
車体の抵抗性とは、たとえば正面衝突などの際に外部から作用する力および伝達されるエネルギを、特に変形によって吸収することによって、力を制御された態様で客室に伝達できる能力を意味することが理解される。たとえば正面衝突などの場合に、力の所与のレベルにおいて、車体の変形経路がより小さければ、車体の抵抗性は増加する。剛性または曲げ強度とは、それぞれ力による変形に対する本体の抵抗性を意味することが理解される。
【００１４】
左手および右手前部領域という用語は、移動方向を向いて車体内に座っている運転者の視点に従って選択される。
【００１５】
この車体は、たとえば電気自動車など、代替的駆動装置を有する自動車すなわち燃焼機関を有さない自動車に対して特に好適である。燃焼機関を有する自動車に必要な駆動構成要素、たとえばモータ、交流発電機などは多くの場所を取るために、対応する車体の前部領域には小さな設置面積しか残っておらず、設計者が車体の設計において利用可能な自由度はわずかしかない。代替的駆動装置を有する自動車に対する車体においては、必要な駆動構成要素がもっと小さいか、および／またはより柔軟に配置され得るため、対応する車体の前部領域の設置面積が改善される。このやり方で、車体の構造設計、特に長手部材の配置および調整に対する自由度の数値が増加するために、本発明に従う車体は、代替的駆動装置、特に電気駆動装置に対する車体において特に簡単に作製できる。
【００１６】
車体の第１の好ましい実施形態において、左手前部領域および右手前部領域において、各々の場合に少なくとも３つの連続的な長手部材が設けられ、各々の場合の両方の前部領域において少なくとも１つの第１の長手部材が長手方向に伸長し、少なくとも１つの第２の長手部材が第１の長手部材の水平面の外側に配置され、第１の長手部材の伸長方向に対する第２の長手部材の伸長方向は、少なくとも水平投影において角度を付けて伸長する。車両の各半体に対してこのやり方で少なくとも３つの長手部材を配することによって、特に斜めの正面衝突力に対する高い抵抗性と、車体の高い剛性とを同時に達成できることが見出されている。
【００１７】
車体のさらなる好ましい実施形態においては抵抗性のさらなる増加を達成でき、ここでは第１および／または第２の長手部材が高強度鋼またはより高強度の鋼（higher-strength steel，hoeherfestem Stahl（英訳、独訳））から作られる。特に、第１および／または第２の長手部材はより薄い壁またはより小さい全体寸法を有し得る。このことも、長手部材に必要な設置空間の低減を可能にする。
【００１８】
さらに、このやり方で重量の減少および製造コストの低減が達成できる。
【００１９】
車体のさらなる好ましい実施形態において、長手部材は、好ましくは円形の断面を有する中空のプロファイルとして部分的または全体的に設計される。中空のプロファイルは特に高い安定性と同時に低い材料要求および重量を提供する。加えて、円形の断面を有する中空のプロファイルは特に製造が容易である。中空のプロファイルは、たとえば巻かれたプロファイルとして製造されるか、またはＵ−Ｏ成形によって製造されてもよい。好ましくは伸長方向に沿って閉じられた中空のプロファイルが用いられてもよい。なぜならこれらは特に高いエネルギ吸収能力を有するからである。
【００２０】
さらなる実施形態においては車体の全抵抗性を改善でき、ここでは水平投影における前部領域における第１の長手部材の伸長方向と、前部領域における第２の長手部材の伸長方向とが５°から４５°の間、好ましくは１０°から３５°の間、特に好ましくは１５°から２５°の間の角度を含む。これらの角度範囲は、真っ直ぐな正面衝突および斜めの正面衝突に対する車体の高抵抗性を得るために特に有利であることが証明されている。もしこの角度が小さすぎ、特に５°未満であれば、特に高い抵抗性を有する長手部材の立体角範囲が過剰に重なるため、斜めの正面衝突に対する抵抗性を顕著に改善できない。他方で、もしこの角度が大きすぎ、特に４５°よりも大きければ、真っ直ぐな正面衝突に関する車体の抵抗性が弱くなりすぎる。上記の好ましい角度範囲では、車体の全抵抗性を弱めることなく、斜めの正面衝突においてしばしば危機的な角度範囲における車体の抵抗性が増幅される。長手部材が連続的であることによって、車体の全抵抗性をさらに増加できる。
【００２１】
車体の別の実施形態において、前部領域は、第１の長手部材の水平面の外側に配置された複数の第２の長手部材を有し、第２の長手部材の伸長方向は、少なくとも水平投影において第１の長手部材の伸長方向に対して角度を付けて伸長する。複数の第２の長手部材によって、斜めの正面衝突において発生する力に関する車体の抵抗性および剛性がどちらも改善される。好ましくは、少なくとも２つまたは少なくとも３つの第２の長手部材が設けられる。１つの長手部材を複数の、適切であればより小さな、特に第２の長手部材で置換することによって、車体の重量を増加させる必要なく、特に斜めの正面衝突において発生する力に関する車体のより大きな剛性および抵抗性が達成されることが明らかになっている。
【００２２】
車体のさらなる好ましい実施形態においては、少なくとも１つの第２の長手部材が第１の長手部材よりも小さな断面を有することによって、車体の重量をさらに低減できる。少なくとも１つの第２の長手部材、好ましくは複数の第２の長手部材によって達成される車体の抵抗性の増加によって、個々の構成要素の断面を低減でき、よって本体構成要素の重量および空間要求をどちらも低減できる。特に、単一の長手部材ではなく複数の第２の長手部材によってより高い剛性および安定性を達成できることが認識されているため、対応する構成要素、特に第２の長手部材をより小さい断面によって設計できる。
【００２３】
本発明に従って、複数の第２の長手部材の伸長方向が、少なくとも水平投影において、前部領域において対になって角度を付けて伸長することによって、斜めの正面衝突において作用する力に関する非常に大きな角度範囲で車体の抵抗性が改善される。したがって本発明に従うと、伸長方向が異なる方向に伸びている複数の長手部材が提供される。特に高い抵抗性を有する個々の長手部材の立体角範囲が重なり合うことによって、車体全体が広い角度範囲において高抵抗性を有する。斜めの正面衝突の場合には、特に１つまたは複数の第２の長手部材の軸圧縮が起こることによって、衝撃エネルギの大部分が吸収され得る。
【００２４】
車体のさらなる好ましい実施形態において、前部領域には少なくとも１つの第２の長手部材が、その前方に面する端部が後方に面する端部よりも横方向に外側に置かれるようなやり方で配置される。「横方向に外側に」という用語は、左手前部領域においては左、右手前部領域においては車体の右を意味することが理解される。このやり方で、前部領域におけるこうした長手部材の伸長方向が、斜めの正面衝突において最大の力が加わることが予期される方向を指すことが可能となる。その結果、この長手部材の軸変形によってエネルギを特に良好に吸収できる。
【００２５】
さらなる実施形態においては、正面衝突に関する車体の剛性および抵抗性をさらに改善でき、ここでは前部領域が、実質的に互いに平行に長手方向に伸長する少なくとも２つの第１の長手部材を有する。
【００２６】
車体のさらなる好ましい実施形態においては、右手前部領域内の長手部材が左手前部領域内の長手部材と実質的に鏡面対称に配置される。このやり方で、車体は高度に対称になって均一な重量分布を有するために、車体の応力および操作特徴に好影響がもたらされる。さらに、このやり方で、特に左および右ハンドル車に対するより簡単かつより効果的な車体の製造が可能になる。
【００２７】
さらなる好ましい実施形態に従って、前部領域に少なくとも３つ、好ましくは少なくとも４つ、より好ましくは少なくとも５つ、特に少なくとも８つの長手部材が設けられるときに、車体の抵抗性および剛性が特に大きく増加することが見出されている。これは特に第１の長手部材および第２の長手部材の両方に関する。この実施形態は特に、別様で従来的に用いられる単一のプロファイルを複数または多数のプロファイルによって非常に柔軟に置換できるという知識に基づくものであり、これらのプロファイルは必要であれば小さい断面によって設計できる。特に、一方の前部領域または両方の前部領域において、少なくとも２つ、好ましくは少なくとも３つ、より好ましくは少なくとも４つ、特に少なくとも７つの第２の長手部材が設けられる。このやり方で、斜めの正面衝突の場合に複数の好ましくはより小さい第２の長手部材が軸変形し、それによって単一の第１の長手部材よりも良好なエネルギ吸収を達成できる。その結果、異なる方向から作用する衝撃力に対する車体の抵抗性の増加が達成される。
【００２８】
さらなる例示的実施形態においては、車体の抵抗性または剛性をさらに増加させるために、前部領域において少なくとも２つの長手部材、特に第１の長手部材および第２の長手部材が、好ましくはプロファイルまたはシート金属ストリップによって互いに接続される。２つの長手部材を接続することによって、特に斜めの正面衝突の場合の力の流れを個々の長手部材により良好に分散できるために、長手部材がより小さい断面によって設計される可能性があっても車体の抵抗性が保持される。
【００２９】
上述のとおりの車体は、燃焼機関を有さない自動車、特に電気自動車の製造のための、本発明に従う本発明のさらなる教示において用いられ得る。こうした自動車における駆動ユニットの空間要求の低減によって、本体構成要素の設計および配置の柔軟性が高まることが見出されているため、本発明に従う車体はこれらの車両によって特に有利に用いられ得る。さらに、本発明に従う車体が燃焼機関を有さない自動車にとって有利であるのは特に、本発明に従う車体によって可能にされた重量低減の結果として、これまでのこうした車両の非常に限られた範囲を増加できるためである。
【００３０】
以下の複数の例示的実施形態の説明から本発明のさらなる特徴および利点を推測でき、ここでは添付の図面が参照される。図面は以下のものを示す。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に従う車体の第１の例示的実施形態を示す概略的斜視図である。
【図２】図１の例示的実施形態を示す概略的上面図である。
【図３】水平投影における２つの長手部材の伸長方向の間の角度の決定を示す図である。
【図４】本発明に従う車体の第２の例示的実施形態及び第３の例示的実施形態を示す概略的正面図である。
【図５】図４ａ及び図４ｂの例示的実施形態を示す概略的上面図である。
【図６】本発明に従う車体の第４の例示的実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明に従う車体の第１の例示的実施形態が、図１の斜視図および図２の上面図に示される。車体２は左手前部領域４および右手前部領域６を有する。「左」および「右」という用語は、ここでは運転者の視点から選択される。前部領域４、６は前端部モジュール８、特にバンパー１０によって前方で区切られている。後方に向かうと、前部領域４、６はエンジン室と客室とを分離する端部壁１２によって区切られている。各々の場合の左手前部領域４および右手前部領域６は、長手方向に伸長する第１の長手部材１４、１６を有し、これは図１において端部壁１２から前端部モジュール８まで連続的に伸長している。車体２の剛性および斜めの正面衝突に対する抵抗性を増加させるために、左手前部領域４には第２の長手部材１８がさらに設けられ、これは第１の長手部材１４の水平面の外側のオフセット、すなわち本例示的実施形態においては上方に配置される。第２の長手部材１８の伸長方向は、水平投影において第１の長手部材１４の伸長方向と角度を付けて伸長し、その角度は５°から４５°の間、好ましくは１０°から３５°の間である。右手前部領域６にも第２の長手部材２８が設けられ、これは第１の長手部材１６の水平面の外側に配置され、その伸長方向３０は水平投影において第１の長手部材１６の伸長方向３２と角度を付けて伸長する。
【００３３】
水平投影における角度の決定が、図３ａの斜視図および図３ｂの上面図に示される。長手部材１４、１８の伸長方向２０、２２は方向ベクトルとして示されており、ここでは伸長方向２２のベクトル原点３４が伸長方向２０のベクトル原点３５に移動されている。伸長方向２２は第１の長手部材１４の水平面３６に対して角度３７だけ斜めに伸長しているため、図３ａには水平面３６における伸長方向２２の投影３８も示される。投影３８と伸長方向２０との間に求められる角度３９が水平投影となる。
【００３４】
図１および図２に示される例示的実施形態において、長手部材１６、２８は右手前部領域６において、左手前部領域の長手部材１４、１８と実質的に鏡面対称に配置される。対称面の位置は一点鎖線によって示される。よってたとえば、それぞれの第１および第２の長手部材の間の角度は同じ大きさである。代替的には、たとえば駆動装置に必要な構成要素に対する非対称の空間を提供するために、長手プロファイルの非対称の配置を提供することももちろん可能である。全体的に、車体の設計は高レベルの柔軟性を提供する。長手部材１８、２８は下方に傾斜して伸長してもよく、それによって前端部モジュール領域における長手部材１６および２８ならびに１４および１８の間の距離が、前部壁領域よりも小さくなってもよい。このアプローチは抵抗性の増加に寄与し得る。
【００３５】
長手部材１４、１６、１８、２８は、好ましくは高強度鋼またはより高強度の鋼で作られる。さらに、好ましくはたとえば矩形の断面または円形の断面などの中空のプロファイルが含まれる。しかしながら、たとえば多角形またはプラス形などの他の断面も考えられる。
【００３６】
本発明に従う車体の第２の例示的実施形態を図４ａに、第３の例示的実施形態を図４ｂに、概略的前面図で示す。第２の例示的実施形態を図５ａに、第３の例示的実施形態を図５ｂにも上面図で示す。
【００３７】
図４ａには車体４２の右手前部領域４０が示され、ここでは第１の長手部材４４が長手方向に伸長し、２つの第２の長手部材４６および４８が配置されている。明瞭にするために図５ａでは長手部材４４、４６および４８を方向ベクトルとしてのみ示しており、それらはそれぞれの伸長方向５０、５２および５４を示す。第２の長手部材４６および４８の各々は第１の長手部材４４の水平面５６の外側にあり、すなわち第２の長手部材４６は水平面５６の上に配置され、第２の長手部材４８は下に配置される。もちろん、特に角度方向における長手部材の別の配置も考えられる。第２の長手部材４６、４８の伸長方向５２、５４は、水平投影において第１の長手部材４４の伸長方向５０に関して角度を付けて伸長する。図５ａは、長手部材４４の伸長方向５０と長手部材４８の伸長方向５４との間の角度５８の例を示す。この目的のために、伸長方向５４は伸長方向５０のベクトル原点から破線方向ベクトルとして付加的に描かれている。
【００３８】
車両の各半体に対して、すなわち左手および右手前部領域の各々の場合において少なくとも３つの長手部材４４、４６、４８を設けることによって、車体の非常に高い剛性および抵抗性を達成できることが見出されている。車体４２において、好ましくは第２の長手部材４６、４８も互いに角度を付けた伸長方向５２、５４を有する。この態様で、異なる方向から作用する衝撃力に関する車体４２の抵抗性が改善される。
【００３９】
図４ｂは、示される車体７２の左手前部領域７０を示す。左手前部領域７０は合計７つの長手部材を有し、ここで長手部材７４、７６、７８は長手方向に伸長する第１の長手部材として設計され、長手部材８０、８２、８４、８６は第２の長手部材として設計され、特に少なくとも１つの第２の長手部材の角度を付けた進行（angular progression，schraeger Verlauf（英訳、独訳））も考えられる。明瞭にするために図５ｂでは長手部材７４、７６、７８、８０、８２、８４、８６を方向ベクトルとしてのみ示しており、それらはそれぞれの伸長方向８８、９０、９２、９４、９６、９８、１００を示す。したがって伸長方向８８は長手部材７４に関連し、伸長方向９０は長手部材７６に関連し、以下同様である。表示をより明瞭にするために、図４ｂにおいて下側の面に配置される長手部材７４および８４と、図５ｂにおける関連する伸長方向８８および９８とは点線で示されており、図４ｂにおいて上側の面に配置される長手部材７８および８６と、図５ｂにおける関連する伸長方向９２および１００とは実線で示されており、それ以外の長手部材および関連する伸長方向は破線で示されている。
【００４０】
複数の長手部材７４、７６、７８、８０、８２、８４、８６、特に複数の第２の長手部材８０、８２、８４、８６を設けることによって、車体７２の剛性および抵抗性を大幅に増加できる。代替的または付加的に、少なくとも１つの長手部材、好ましくは第２の長手部材をより小さな断面によって設計することによって、車体の総重量も低減できる。
【００４１】
第２の長手部材８０、８２、８４、８６は図４に示されるとおり、各々の場合に第１の長手部材７４、７６、７８の少なくとも１つの水平面の外側にある。任意には、第２の長手部材がすべての第１の長手部材７４、７６、７８の面の外側に配置されてもよい。
【００４２】
第２の長手部材８０、８２、８４、８６の伸長方向９４、９６、９８、１００は、各々の場合に水平投影において第１の長手部材７４、７６、７８の伸長方向８８、９０、９２に対して角度を付けて進行する。好ましくは、第２の長手部材８０、８２、８４、８６の伸長方向９４、９６、９８、１００は、各々の場合に互いに角度を付けた対になっており、したがって異なる方向を指している。このやり方で異なる方向における抵抗性を増加できるために、たとえば斜めの正面衝突などにおいて加えられる力に関する広い角度範囲における抵抗性を増加できる。
【００４３】
図６は、本発明に従う車体の第４の例示的実施形態を示す。車体１１０は左手前部領域１１２および右手前部領域１１４を有し、前部領域１１２、１１４には各々の場合に長手方向に伸長する第１の長手部材１１６、１１８と、各々の場合に２つの第２の長手部材１２０、１２２および１２４、１２６が設けられる。第２の長手部材１２０および１２２は第１の長手部材１１６の水平面の外側にあり、それらの伸長方向１２８、１３０は水平投影において第１の長手部材１１６の伸長方向１３２に関して角度を付けて伸長する。さらに、水平投影における第２の長手部材１２０、１２２の伸長方向１２８、１３０は互いに対しても角度を付けている。右手前部領域１１４における長手部材１１８、１２４、１２６は、左前部領域１１２のものと対称に配置される。車体１１０の剛性を増加させるために、第１の長手部材１１６、１１８はさらに各々の場合に溶接シート金属ストリップ１３４、１３６を介して第２の長手部材１２０、１２４に接続される。
【００４４】
第２の長手部材１２０、１２２、１２４、１２６はさらに、特に前側に面する端部１２７が後方に面する端部１２９よりも横方向においてさらに外向きに伸長するように配置される。その結果、以下に説明するとおり、斜めの正面衝突に関する車体１１０の抵抗性がかなり増加する。
【００４５】
図６は斜めの正面衝突に対する状況を示しており、ここでは車両１３８が前方から斜めに車体１１０に衝突している。車体１１０に作用する車両１３８からの力１４０を矢印で示す。力１４０は第１の長手部材１１６に実質的に側方から作用しているが、第２の長手部材の伸長方向１２８、１３０は各々の場合に力１４０の方向に対するより平らな角度を有する軸内にある。よって、衝突が起こるときには特に第２の長手部材１２２の軸圧縮も起こるが、第２の長手部材１２０の軸圧縮も起こるために、高い割合の衝撃エネルギが吸収され得る。軸方向における第２の長手部材１２０、１２２のエネルギ吸収能力が高くなるために、車体１１０が斜めの正面衝突に対するその抵抗性を失うことなく、長手部材がより小さな断面および／またはより薄い壁を有するように設計できる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に電気自動車に対する車体（２、４２、７２、１１０）であって、左手および右手前部領域（４、６、４０、７０、１１２、１１４）と、前記前部領域（４、６、４０、７０、１１２、１１４）の一方において長手方向に伸長する少なくとも１つの第１の長手部材（１４、１６、４４、７４、７６、７８、１１６、１１８）とを有し、前記左手前部領域（４、６、４０、７０、１１２、１１４）および前記右手前部領域（４、６、４０、７０、１１２、１１４）には各々の場合に少なくとも３つの連続的な長手部材（１４、１６、１８、２８、４４、４６、４８、７４、７６、７８、８０、８２、８４、８６、１１６、１１８、１２０、１２２、１２４、１２６）が設けられ、両方の前部領域（４、６、４０、７０、１１２、１１４）においては各々の場合に少なくとも１つの第１の長手部材（１４、１６、４４、７４、７６、７８、１１６、１１８）が長手方向に伸長し、少なくとも１つの第２の長手部材（１８、２８、４６、４８、８０、８２、８４、８６、１２０、１２２、１２４、１２６）が前記第１の長手部材（１４、１６、４４、７４、７６、７８、１１６、１１８）の水平面（５６）の外側に配置され、前記第２の長手部材（１８、２８、４６、４８、８０、８２、８４、８６、１２０、１２２、１２４、１２６）の伸長方向（２２、３０、５２、５４、９４、９６、９８、１００、１２８、１３０）は、少なくとも水平投影において前記第１の長手部材（１４、１６、４４、７４、７６、７８、１１６、１１８）の伸長方向（２０、３２、５０、８８、９０、９２、１３２）に対して角度を付けて伸長し、
前部領域（４、６、４０、７０、１１２、１１４）における複数の第２の長手部材（１８、２８、４６、４８、８０、８２、８４、８６、１２０、１２２、１２４、１２６）の伸長方向（２２、３０、５２、５４、９４、９６、９８、１００、１２８、１３０）が、少なくとも水平投影において互いに対になって角度を付けて伸長することを特徴とする、車体。
【請求項２】
前記第１の長手部材（１４、１６、４４、７４、７６、７８、１１６、１１８）および／または前記第２の長手部材（１８、２８、４６、４８、８０、８２、８４、８６、１２０、１２２、１２４、１２６）の長手部材は、高強度鋼またはより高強度の鋼で作られることを特徴とする、請求項１に記載の車体。
【請求項３】
前記長手部材（１４、１６、１８、２８、４４、４６、４８、７４、７６、７８、８０、８２、８４、８６、１１６、１１８、１２０、１２２、１２４、１２６）は、好ましくは円形の断面を有する中空のプロファイルとして部分的または全体的に設計されることを特徴とする、請求項１から２のいずれか１項に記載の車体。
【請求項４】
水平投影における前部領域（４、６、４０、７０、１１２、１１４）における第１の長手部材（１４、１６、４４、７４、７６、７８、１１６、１１８）の伸長方向（２０、３２、５０、８８、９０、９２、１３２）と、前記前部領域（４、６、４０、７０、１１２、１１４）における第２の長手部材（１８、２８、４６、４８、８０、８２、８４、８６、１２０、１２２、１２４、１２６）の伸長方向（２２、３０、５２、５４、９４、９６、９８、１００、１２８、１３０）とが５°から４５°の間、好ましくは１０°から３５°の間の角度（３９、５８）を含むことを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の車体。
【請求項５】
前部領域（４、６、４０、７０、１１２、１１４）は、第１の長手部材（１４、１６、４４、７４、７６、７８、１１６、１１８）の水平面（５６）の外側に配置された複数の第２の長手部材（１８、２８、４６、４８、８０、８２、８４、８６、１２０、１２２、１２４、１２６）を有し、前記第２の長手部材（１８、２８、４６、４８、８０、８２、８４、８６、１２０、１２２、１２４、１２６）の伸長方向（２２、３０、５２、５４、９４、９６、９８、１００、１２８、１３０）は、少なくとも水平投影において前記第１の長手部材（１４、１６、４４、７４、７６、７８、１１６、１１８）の伸長方向（２０、３２、５０、８８、９０、９２、１３２）に対して角度を付けて伸長することを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の車体。
【請求項６】
少なくとも１つの第２の長手部材（１８、２８、４６、４８、８０、８２、８４、８６、１２０、１２２、１２４、１２６）は第１の長手部材（１４、１６、４４、７４、７６、７８、１１６、１１８）よりも小さい断面を有することを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の車体。
【請求項７】
前部領域（４、６、４０、７０、１１２、１１４）において、少なくとも１つの第２の長手部材（１８、２８、４６、４８、８０、８２、８４、８６、１２０、１２２、１２４、１２６）は、その前方に面する端部が後方に面する端部よりも横方向に外側に置かれるようなやり方で配置されることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の車体。
【請求項８】
前記第２の長手部材（１８、２８、４６、４８、８０、８２、８４、８６、１２０、１２２、１２４、１２６）は、斜めの正面衝突の際にそれらに作用する力によってもたらされる応力に対処するように配置されることを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載の車体。
【請求項９】
前部領域（４、６、４０、７０、１１２、１１４）は、少なくとも２つの長手方向に伸長しかつ実質的に相互に平行な第１の長手部材（１４、１６、４４、７４、７６、７８、１１６、１１８）を有することを特徴とする、請求項１から８のいずれか１項に記載の車体。
【請求項１０】
前記右手前部領域（４、６、４０、７０、１１２、１１４）内の前記長手部材（１４、１６、１８、２８、４４、４６、４８、７４、７６、７８、８０、８２、８４、８６、１１６、１１８、１２０、１２２、１２４、１２６）は、前記左手前部領域（４、６、４０、７０、１１２、１１４）内の前記長手部材（１４、１６、１８、２８、４４、４６、４８、７４、７６、７８、８０、８２、８４、８６、１１６、１１８、１２０、１２２、１２４、１２６）に対して実質的に鏡面対称に配置されることを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載の車体。
【請求項１１】
前部領域（４、６、４０、７０、１１２、１１４）には少なくとも４つ、好ましくは少なくとも５つ、より好ましくは少なくとも８つの長手部材（１４、１６、１８、２８、４４、４６、４８、７４、７６、７８、８０、８２、８４、８６、１１６、１１８、１２０、１２２、１２４、１２６）が設けられることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか１項に記載の車体。
【請求項１２】
前部領域（４、６、４０、７０、１１２、１１４）において、少なくとも２つの長手部材（１４、１６、１８、２８、４４、４６、４８、７４、７６、７８、８０、８２、８４、８６、１１６、１１８、１２０、１２２、１２４、１２６）、特に第１の長手部材（１４、１６、４４、７４、７６、７８、１１６、１１８）と第２の長手部材（１８、２８、４６、４８、８０、８２、８４、８６、１２０、１２２、１２４、１２６）とが、好ましくはプロファイルまたはシート金属のストリップ（１３４、１３６）によって相互接続されることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか１項に記載の車体。
【請求項１３】
燃焼機関を有さない車両、特に電気自動車を製造するための、請求項１から１２のいずれか１項に記載の車体（２、４２、７２、１１０）の使用。
【国際調査報告】
2014515331.tif 000009
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2014515331.tif 000012