(57)【要約】本発明は自動車用の支持構造に関する。前記構造は、前端に、クランプルゾーン（２）と、クランプルゾーン（２）内に横方向に配置され、タイヤ（４）及びホイールリム（５）から成るそれぞれの車輪（３）を収容する２つのホイールハウスとを有する前部区画を有する安全乗員室（１）を備えている。走行方向から見て斜め下方に伸びる車輪支持傾斜部（６）は、クランプルゾーン（２）の衝突による変形の結果として車輪支持傾斜部（６）に当接して移動されるそれぞれの車輪（３）を、安全乗員室（１）に向かって下方に案内させる。各車輪（３）は、追加的なエネルギーを吸収するために、クランプルゾーン（２）の衝突による変形の結果として移動されたそれぞれの車輪（３）によって変形できる追加的な車輪衝突要素（７）を備えている。
2006513900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
安全乗員室（１）の前端に、クランプルゾーン（２）と、該クランプルゾーン（２）の領域に横方向に配置され、タイヤ（４）及びホイールリム（５）を有するそれぞれの車輪（３）が内部に配置された２つのホイールハウスとを有する前部区画を備え、走行方向から見て斜め下方に伸びる車輪支持傾斜部（６）が形成され、該車輪支持傾斜部（６）が、前記クランプルゾーン（２）の衝突による変形の結果として前記車輪支持傾斜部（６）に向かって移動された前記それぞれの車輪（３）を前記安全乗員室（１）の方向に下方に案内する自動車用の支持構造であって、
追加的な車輪衝突要素（７）が、それぞれ各車輪（３）に提供され、エネルギーの対応する追加的な吸収のため、前記クランプルゾーン（２）の衝突による変形の結果として移動された前記それぞれの車輪（３）によって変形できることを特徴とする支持構造。
【請求項２】
前記クランプルゾーン（２）の衝突による変形の結果としての前記それぞれの車輪（３）の運動のために前記車輪支持傾斜部（６）に作用する力が、前記車輪支持傾斜部（６）及び／又は前記それぞれの車輪衝突要素（７）の適当な構成パラメータを介して、前記クランプルゾーン（２）の衝突による変形の結果としての前記それぞれの車輪（３）の運動のために前記それぞれの車輪衝突要素（７）に作用する力と調整できることを特徴とする請求項１に記載の支持構造。
【請求項３】
適当な構成パラメータは、前記車輪支持傾斜部（６）及び／又は前記それぞれの車輪衝突要素（７）の材料特性、特に強度及び剛性、及び／又は、前記車輪支持傾斜部（６）及び／又は前記それぞれの車輪衝突要素（７）の変形距離、及び／又は、前記車輪支持傾斜部（６）の形状、特に斜め下方に伸びる前記車輪支持傾斜部（６）の角度（α）、及び／又は、前記それぞれの車輪衝突要素（７）の形状、特に前記車輪衝突要素（７）からの前記車輪（３）の構造的所定距離であることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の支持構造。
【請求項４】
前記それぞれの車輪衝突要素（７）は、前記それぞれの車輪（３）の方向に、前記安全乗員室（１）のそれぞれの根太（８）の延長部として設計されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前段による自動車用の支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種類の支持構造は、例えば、特許文献１で開示されており、ここでは走行方向から見て斜め下方に伸びるそらし面がそれぞれ自動車の関連する車輪に提供され、ここに記載の自動車支持構造のクランプルゾーンの衝突による変形の結果、対応する車輪は、そらし面に向かって移動され、さらにクランプルゾーンの変形中のさらなる移動の結果、車輪が自動車支持構造の床下に降下するように、この構造の安全乗員室の方向にそらし面に沿って案内される。上述の公報に記載された自動車支持構造によって達成しようとする効果は、クランプルゾーンが完全に変形されても、車輪のそらし機能によって、衝突後でも安全乗員室のサイドドアを開口できるように、車輪が、できる限り、そらし面及び安全乗員室を変形させないようにすることにある。しかしながら、特に対応するそらし面にぶつかる比較的硬質のホイールリムにより安全乗員室内の人に与える衝突による減速力の際だった低減は、そこでは想定されていない。
【０００３】
特許文献２は、破壊的に変形でき、比較的硬質の乗員室を提供するためにタイヤと乗員室との間に提供され、同時に、改良された衝撃エネルギーの吸収を有する変形ゾーンを開示している。しかしながら、例えば、自動車の前部区画の衝突による「沈下」のため、乗員に加わる力の作用に関して、特に乗員室の対応する内部表面との接触のために負う予想される負傷に関しても起こる運動学的問題は、上述の実用新案では扱われていない。
【０００４】
一般に、自動車の正面衝突の過程での変形の連続中、前輪のリムを変形させるのに必要な力の点から見て、自動車支持構造のクランプルゾーンの極めて十分な変形がすでに起こってしまった後の比較的遅い衝突段階で、乗員に作用する減速値又は力の値の急上昇があるという問題がある。
【０００５】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１０４４８６３  Ａ１号明細書
【特許文献２】独国実用新案第９３１２０７３．７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、従来技術の自動車支持構造の欠点を克服すること、特に、衝突段階での乗員に作用する減速値及び力の値の急上昇が回避される、自動車用の支持構造体を提供することが本発明の目的である。さらに、本発明は、好ましくない乗員の運動、つまり、特に自動車の安全乗員室の内側への特に乗員の頭部の衝突を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、請求項１に記載の自動車用の支持構造によって、本発明に従い達成される。
【０００８】
本発明による支持構造の他の好ましい実施の形態は、従属請求項で定義される。
【０００９】
本発明によれば、安全乗員室の前端に、クランプルゾーンと、クランプルゾーンの領域に横方向に配置され、空気圧タイヤ及び比較的硬質のホイールリムを有するそれぞれの車輪が内部に配置された２つのホイールハウスとを有する前部区画を備えた自動車用の支持構造が提供される。本発明による自動車用の支持構造は、走行方向から見て斜め下方に伸び、クランプルゾーンの衝突による変形の結果として車輪支持傾斜部に向かって移動されたそれぞれの車輪を安全乗員室の方向に下方に案内する車輪支持傾斜部を有する。さらに、本発明によれば、追加的な車輪衝突要素が、それぞれ各車輪に提供され、エネルギー、特に比較的硬質のホイールリムを変形させるのに必要とされるエネルギーの対応する追加的な吸収のため、クランプルゾーンの衝突による変形の結果として移動されたそれぞれの車輪によって変形できる。
【００１０】
本発明により車輪支持傾斜部と追加的な車輪衝突要素との両方が準備されるので、一方で、車輪用に十分に安定且つ確実な案内を提供することが可能となり、その案内は前部区画の沈下を、ゆえに一定領域の安全乗員室の内部に、例えば乗員室のＡピラーに乗員がそれらの頭部を強打させる危険性を防ぐ。他方で、さらに、特にホイールリムの変形のために、クランプルゾーンが十分に変形してしまった後の特に遅い衝突段階において、車輪の安定的な案内のため実際に起こる、乗員に作用する力又は減速値の急上昇は、それぞれの追加的な車輪衝突要素によって回避される。本発明によるこの相互作用は、したがって、特有な方法で自動車乗員の安全性を追加的に高める。
【００１１】
本発明の１つの好ましい実施の形態によれば、クランプルゾーンの衝突による変形の結果としてのそれぞれの車輪の運動のために車輪支持傾斜部に作用する力又は減速は、車輪支持傾斜部及び／又はそれぞれの車輪衝突要素の適当な構成パラメータを介して、クランプルゾーンの衝突による変形の結果としてのそれぞれの車輪の運動のためにそれぞれの車輪衝突要素に作用する力又は減速と調整することができる。
【００１２】
それぞれの車輪衝突要素との車輪支持傾斜部のこの調整は、力又は減速の詳細と自動車の運動（自動車の傾き、自動車の前部区画の降下）間の相互作用を、車輪支持傾斜部及び／又はそれぞれの車輪衝突要素の対応する構成パラメータを介して、特に簡単に制御できるようにする。その結果、特に遅い衝突段階における、乗員に作用する力又は減速値の急上昇は、特に確実な方法で特に確実に回避できる。特に、減速、ゆえにエネルギーの吸収及び自動車の運動が、調整可能な車輪支持傾斜部及び／又はそれぞれの車輪衝突要素の適当な構成パラメータを介して、影響され得ることが可能となる。したがって、それぞれの構成パラメータの適当な選択により、衝突中に自動車を１つの特定方向に向けられるようにでき、その場合、特に、同時になお変形ゾーンが有効である間に、前部区画の沈下を車輪衝突要素によって防ぐことができる。
【００１３】
本発明の１つの好ましい実施の形態によれば、適当な構成パラメータは、車輪支持傾斜部及び／又はそれぞれの車輪衝突要素の材料特性であり、それは、材料特性として、特に、車輪支持傾斜部及びそれぞれの車輪衝突要素の強度及び剛性が特に重要である可能性がある。車輪支持傾斜部及び／又はそれぞれの車輪衝突要素の変形距離も、車輪支持傾斜部及び／又はそれぞれの車輪衝突要素を調整するのに適当なパラメータとして、それら自身で又は他の構成パラメータと組合せて使用できる。さらに、それ自体で又はすでに記述された構成パラメータと組み合わせて適当な構成パラメータはまた、車輪支持傾斜部及び／又はそれぞれの車輪衝突要素の形状であることが好ましく、それは、車輪支持傾斜部の形状に関しては適当な形状パラメータが特に斜め下方に伸びる車輪支持傾斜部の角度αであり、及び／又は車輪衝突要素からの車輪の構造的所定距離であり得る。衝突の際に、それぞれの車輪衝突要素の対応する変形によるエネルギーの確実な追加的な吸収を可能な限り保証するために、車輪衝突要素がそれぞれの車輪の車軸と基本的に同じ高さにあることが特に好ましい。
【００１４】
実現するのが特に簡単なのは、それぞれの車輪衝突要素が、それぞれの車輪の方向に、安全乗員室のそれぞれの根太の延長部として設計される自動車支持構造の本発明による好ましい構造である。対応して構成されたそれぞれの車輪衝突要素は、したがって、衝突の際にそれぞれの車輪によって特に簡単且つ確実に変形できる。
【００１５】
安全乗員室、クランプルゾーン、車輪支持傾斜部及びそれぞれの車輪衝突要素のような、本発明による支持構造の基本的構成要素が、適当な軽金属材料、又は対応する適当な鋼板から構成できることが好ましい点に注意すべきであり、それにより、材料の適当な選択によって、それぞれ剛性及び変形性の所望値を構造的に調整することが可能である。
【００１６】
本発明の他の利点、特徴及び細部は、添付図面を参照しての好ましい例示的な実施の形態の以下の詳細な説明から明らかとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、本発明の好ましい実施の形態による支持構造を有する自動車の前部区画の領域についての４つの概略的な側面図を示す。同じ構成的特徴部には同じ符号が付されている。
【００１８】
図１ａは、固定障害物９との衝突前の自動車の支持構造の前部分を示す。本発明による支持構造は、エネルギーを吸収するために衝突の際に変形されるクランプルゾーン２を有する前部区画を有する安全乗員室１によって形成され、本発明による支持構造は、クランプルゾーン２の領域に横方向に配置され、通常では市販のチューブ状空気圧タイヤによって形成されるタイヤ４と、通常はステンレス鋼又はアルミニウムから構成されるホイールリム５とを有するそれぞれの車輪３が内部に配置された２つのホイールハウスを備えている。走行方向の前方から分かるように、本発明による支持構造は、安全乗員室１の前部領域に、下方に伸び、クランプルゾーン２の衝突による変形の結果として車輪支持傾斜部６に向かって移動されたそれぞれの車輪３を、安全乗員室１の方向の下方に、安全乗員室１の床領域に案内する車輪支持傾斜部６を有する。さらに、本発明による支持構造は、エネルギーの対応する追加的な吸収のため、特にホイールリム５によるさらなる変形エネルギーを吸収させるための、クランプルゾーン２の衝突による変形の結果として移動されたそれぞれの車輪３によって変形できる追加的な車輪衝突要素７を有する。一般に、本発明による支持構造の構造要素は、自動車工学では良く知られている、ゆえにここではさらに説明しない適当な鋼又はアルミニウム材料によって形成できる。
【００１９】
図１ｂは、フロントクランプルゾーン２の衝突による変形がまさにここで始まる、対応する自動車の障害物９に衝突する瞬間における自動車の本発明による支持構造を示す。図１ａですでに示されたように、車輪衝突要素７は、車輪３の方向に、安全乗員室１の根太８の延長部として設計されている。
【００２０】
図１ｃは、衝突による衝撃のエネルギーを吸収するためにクランプルゾーン２が今や十分に変形されている、衝撃のさらなる段階を示す。車輪３の変形が今や起こっており、車輪３は、すでに車輪支持傾斜部６に向かって、同時にすでに追加的な対応する車輪衝突要素７の方向に押されている。空気圧タイヤ４は、すでに対応して変形されている。
【００２１】
図１ｃの描画から図１ｄの描画への変遷において、対応する車輪３が本発明の支持構造の床領域に車輪支持傾斜部６の斜面に沿って下方に案内されているのが示されている。これは、自動車の全支持構造のさらなる衝突による前進運動のために起こる。追加的に起こり、車輪３の、特に車輪の比較的硬質のホイールリム５の運動に帰因するこのさらなる衝突段階において上昇するエネルギーを吸収するために、エネルギーの対応する追加的な吸収用の追加的な車輪衝突要素７の変形が、対応する鋸歯状で図１ｄに示されている。本発明によれば、この後の衝撃時において、追加的な車輪衝突要素７は、車輪３の車軸とほぼ同じ高さにあることが好ましい。
【００２２】
図１の概略図から明らかなように、第１に、追加衝突要素７との車輪支持傾斜部６の対応する相互作用によって、衝突のために移動している車輪３が確実に案内され、第２に、追加的な車輪衝突要素７は、車輪支持傾斜部６及び車輪衝突要素７との車輪３の接触のために起こり、上昇するエネルギーが、車輪支持傾斜部６による確実な案内を妨げることなく、車輪衝突要素７により、車輪衝突要素７の対応する変形によって、大いに吸収されることを可能にする。特に、支持構造の本発明によるこの構造は、衝撃の遅い段階で車輪３の対応する運動及び／又は変形から起こるエネルギーが、特に車輪衝突要素７の対応する変形によって確実に吸収されることを可能にする。
【００２３】
図２は、図１による本発明の好ましい実施の形態で起こる運動及び力の方向を概略的に示す。右下から左上を指し示し、水平方向に対し角度αをなす図２の矢印は、車輪支持傾斜部６が（走行方向から見て）斜め下に伸びる角度で構造的に伸びる方向を再現している。図２で斜め上に向けられた矢印は、車輪支持傾斜部によって対応的に（走行方向から見て）下方に案内される車輪３に対する車輪支持傾斜部６の相対的運動を示す。図２の水平方向の矢印は、第１に、衝突のため移動している車輪３の運動の影響下での、本発明により提供された追加的な車輪衝突要素７の力のレベルＦ１と対応する力の方向、及び変形距離δｓ１を示す。左下から右上に向けられた図２の矢印は、衝突の結果として移動する車輪３の力のレベルＦ２と対応する力の方向、及び変形距離δｓ２を示す。図２からも分かるように、車輪３の運動のために、衝突のために起こる力の大部分は対応する追加的な車輪衝突要素７によって吸収される（図２の水平方向の長い矢印）が、対応する相互作用のために、その力のわずかな部分だけが車輪３の衝突による運動のために車輪支持傾斜部６に作用する（図２の斜め右上に伸びる矢印δｓ２、Ｆ２）。車輪３及び車輪支持傾斜部６の相対的運動は、角度αで上向きに伸びる矢印によって図２で示されている。
【００２４】
図２から分かるように、力の詳細Ｆ１、Ｆ２及び変形距離δｓ１、δｓ２の調整は、本発明による支持構造の対応する構成パラメータを介して、特に車輪衝突要素７の柔軟性（力のレベルＦ１、変形距離δｓ１）及び車輪に対する車輪衝突要素７の位置（図１ｄを参照）、並びに車輪３の衝突による運動との相互作用における車輪支持傾斜部６の柔軟性、位置及び傾斜角度α（力のレベルＦ２、変形距離δｓ２）を介しても行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の好ましい実施の形態による自動車の支持構造のフロントクランプルゾーン及びその後方に隣接する安全乗員室の前部領域の４つの概略的な側面図を示し、障害物との対応する自動車の正面衝突の時系列段階を示している。
【図２】図１の好ましい実施の形態による支持構造の個々の構造要素の力及び運動方向を概略的に示す。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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