车辆用地板下框架系统的制作方法
车辆用地板下框架系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种车辆用地板下框架系统，其通过使用碳纤维复合材料来增大刚度 并减轻重量。
【背景技术】
[0002] 通常来说，单独制造的地板侧/横梁部件、中央/后面地板以及侧密封/侧部件， 被单独焊接以制造常规的钢BIW地板下框架，并且连接横梁部件形成有开放截面表面。特 别地，中央/后面地板的连接部被切开（例如，分开），因此用于配置连接结构的部件的数量 增加，并且开口部的部件由开放截面部分地形成（例如，封闭的截面被切开），因此地板部 件间断地连接，从而产生间断的刚度和减弱的耐久性。此外，需要多个部件来连接侧密封/ 侧部件/横梁部件，并且在车辆发生侧碰撞时，横梁的开口截面会产生更大幅度的变形。
[0003] 在【背景技术】部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能 包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
【发明内容】
[0004] 根据本发明的一个方面，一种车辆用地板下框架系统，包括：形成闭合四边形的、 由碳纤维复合材料制成的主框架，该主框架的前侧可以是前保险杠部件，主框架的两侧可 以是从主框架的前侧延伸到后侧的侧部件（例如，从主框架的前侧延伸到后侧），并且主框 架的后侧可以是后保险杠部件；由碳纤维复合材料制成的前横梁部件和可以连接侧部件的 后部的后横梁部件，其中前横梁部件可以沿着车辆的宽度方向延伸并连接主框架的两个 侧部件的前部；以及由碳纤维复合材料制成的附加侧部件，其可以沿着车辆的长度方向延 伸，并且可以被连接到主框架的侧部件。
[0005] 附加侧部件的后端可以沿着主框架的后保险杠部件延伸，并且形成由碳纤维复合 材料制成的附加后部件。附加侧部件可被设置成一对，并且每个附加侧部件的后端可以通 过由碳纤维复合材料制成的附加后部件连接，或整体地形成。附加侧部件可连接于侧部件 的外端。
[0006] 附加后部件可以沿着后保险杠部件的下端连接。后轮悬挂弹簧位于其上的弹簧 片，可以连接于附加后部件的下端。此外，后轮悬挂弹簧位于其上的弹簧片可以连接于附加 后部件的下端，其中附加后部件和后保险杠部件连接。由碳纤维材料制成的C填料部件的 下端连接于与弹簧片相对应的后保险杠部件的上端。
【附图说明】
[0007] 下面将详细参考示出附图的特定示例性实施例进行说明本发明的上述以及其他 特征，这些实施例在下文中仅以说明的方式给出，因此并不限制本发明，并且其中：
[0008] 图1是示出根据本发明的一个示例性实施例的车辆用地板下框架系统的主框架 的示例图；
[0009] 图2是示出根据本发明的一个示例性实施例的车辆用地板下框架系统的示例性 仰视图；
[0010] 图3是示出示出根据本发明的一个示例性实施例的车辆用地板下框架系统的部 件的示例性截面图；
[0011] 图4是示出示出根据本发明的一个示例性实施例的车辆用地板下框架系统的效 果的示例性图表；
[0012] 图5是示出根据本发明的一个示例性实施例的车辆用地板下框架系统的示例性 俯视图；
[0013] 图6是示出根据本发明的一个示例性实施例的适用在车辆中的地板下框架系统 的示例图；以及
[0014] 图7至图9分别是示出基于根据本发明的一个示例性实施例的车辆用地板下框架 系统中的弹簧片的负载传递程序的示例性视图。
[0015] 应当理解，附图不一定是按比例绘制的，其呈现说明本发明的基本原理的各种优 选特征的略微简化的表示。如本文所公开的包括例如具体尺寸、取向、位置和形状的本发明 的具体设计特征将由特定的预期应用和使用环境部分地确定。在附图中，贯穿整个附图的 附图标记指代本发明的相同或等效的部件。
【具体实施方式】
[0016] 应当理解，这里使用的术语"车辆"或"车辆的"或者其它类似术语包括通常的机 动车辆，比如包括运动型多用途车（SUV)的客车，公共汽车，卡车，各种商用车辆，包括各种 小舟和轮船的船只，飞机等，并且包括混合动力汽车，纯电动汽车，插电式混合动力汽车，氢 动力汽车和其它替代燃料汽车（例如，从除石油以外的资源得到的燃料）。
[0017] 这里使用的术语只是用于说明特定的实施例，并不意图限制本发明。这里使用的 单数形式意图还包括复数形式，除非上下文明确地另有说明。另外要明白当用在本说明书 中时，术语"包含"指定陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，不过并不排 除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合的存在或增加。这 里使用的用语"和/或"包括相关的列举项目中的一个或多个项目的随便什么组合。
[0018] 除非上下文特别规定或明显说明，否则如本文所用的，术语"约"应理解为在本领 域正常公差的范围之内，例如在平均值的两个标准偏差之内。"约"可理解为在设定值的 10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0· 5%、0· 1%、0· 05%，或0· 01%之内。除非 另有明确的上下文，本文提供的所有数值可通过术语"约"来修正。
[0019] 在下文中将参考根据本发明一个示例性实施例的附图来描述车辆用地板下框架 系统。图1是示出根据本发明一个示例性实施例的车辆用地板下框架系统的主框架的示例 图，图2是示出根据本发明一个示例性实施例的车辆用地板下框架系统的示例性仰视图， 图3是示出根据本发明一个示例性实施例的车辆用地板下框架系统的部件的示例性截面 图，图4是示出根据本发明一个示例性实施例的车辆用地板下框架系统的效果的示例性图 表。
[0020] 根据本发明一个示例性实施例的车辆用地板下框架系统，其可以由碳纤维复合材 料制成，且可包括：具有整体连接以形成闭合四边形的四个部件的主框架100,其中主框架 100的前侧可以是前保险杠部件120,其两侧可以是从主框架100的前侧延伸到后侧的侧部 件140,主框架100的后侧可以是后保险杠部件160 ;并且由主框架100整体形成的中央横 梁200可以沿着车辆的宽度方向延伸，并且连接两个侧部件140的中央。
[0021] 根据本发明，如图1所示，可设置单件式主框架100与中央横梁200，以确保车辆用 地板下框架系统的连续刚度。特别地，本发明的车辆用地板下框架系统可具有由作为主要 元件的碳纤维复合材料整体形成的部件。主框架100可用作车辆用地板下框架系统，其中 四个部件可以整体连接以形成闭合的四边形。
[0022] 基本上，本发明的车辆用地板下框架系统可以由碳纤维复合材料制成，并且可以 增大形状的自由度，形成车辆的地板的车辆框架的边缘可被形成为四边形，因此，与常规的 地板下框架系统相比，刚度得到进一步的增强。特别地，四边形主框架100的前侧可以是前 保险杠部件120,其两侧分别可以是从主框架的前侧延伸到后侧的侧部件140,并且其后侧 可以是后保险杠部件160。此外，中央横梁200可以由主框架100整体形成，并且可以沿着 车辆的宽度方向延伸且连接两个侧部件140的中部。
[0023] 图2是示出根据本发明一个示例性实施例的车辆用地板下框架系统的示例性仰 视图，其中中央横梁200可被设置成一对前中央横梁220和后中央横梁240,并且二者可以 以预定距离彼此间隔开。同时，前横梁部件400和后横梁部件500可由碳纤维复合材料制 成，以沿着车辆的宽度方向延伸，并且分别在主框架100的两侧连接前侧部件部分142和后 侧部件部分146。此外，中央管道部件（center tunnel member)300可以由碳纤维复合材料 制成，以便沿车辆的宽度方向延伸，并且可以连接前横梁部件400和后横梁部件500。
[0024] 简言之，中央管道部件300的端部可以在前横梁部件400或后横梁部件500的一 侧分成两股（strand)，并且各个分割端320、340可以与前横梁部件400或后横梁部件500 紧密接触（例如，邻近）以便沿同一方向延伸。此外，中央管道部件300的分割端可以连接 到主框架100的侧部件140上，其中侧部件140,中央管道部件300的分割端320、340,以及 相应前横梁部件400或后横梁部件500的端部可被连接，在它们之间留下三角形空间A。各 个部件可以是三角形的一侧，在它们之间留下三角形空间，以增大连接部分的刚度。
[0025] 此外，中央管道部件300的分割点可以连同相应的前横梁部件400或后横梁部件 500形成三角空间B，以增加刚度。特别地，中央管道部件300的端部可以在后横梁部件500 的一侧分成两股，并且各个分割端320、340可以与后横梁500紧密接触（例如，可以触碰或 相邻）以在同一方向上延伸，从而连接到主框架100的侧部件140,其中侧部件140,中央管 道部件300的分割端，以及后横梁部件500的端部可被彼此连接，在它们之间形成三角形空 间A。
[0026] 特 别地，如附图所示，中央管道部件300可包括平行延伸并紧密接触的两股，并且 每股可以在前横梁部件400的一侧或后横梁部件500的一侧被分开以紧密接触并在其相同 方向上延伸。根据这种配置，中央横梁部件200不被分割，可以是连续的，以增加刚度。
[0027] 同时，如图2所示，中央管道部件300可以穿过中央横梁200的上部空间延伸。此 外，如图3所示，各个部件可以由碳纤维复合材料制成，并且可以由形成四边形边缘的外皮 10、将由外皮10限定的内部空间分成矩阵型的内部隔板30,以及在分割空间填充的碳纤维 复合材料的填料50构成。
[0028] 图4是示出评价图2的部件C的刚度的结果的示例性图表，其中示出根据本发明 的刚度的变化是连续的，因为连续的闭合截面结构与常规的由钢制成的框架相比，在各部 件之间的连接部分更充分地完成。
[0029] 此外，如图5所示，附加的侧部件600和门密封部件700可以设置在车辆的外侧， 并且可以由碳复合材料形成。特别地，附加的侧部件600可以在车辆的长度方向上延伸以 连接到主框架100的侧部件140。另外，门密封部件700可以由碳复合材料形成，以连接到 附加的侧部件600的外端。中央管道部件300的前端的分割端301可被连接到前横梁400、 侧部件140、附加侧部件600和门密封部件700。此外，在中央管道部件300的后端的分割 端可被连接到后横梁部件500和附加的侧部件600。通过该配置，车辆的扭转刚度可大幅提 商。
[0030] 同时，附加的侧部件600的前端可延伸以经由侧部件140连接到前横梁部件400， 并且还可以包括向上分割以在中央管道部件300延伸的支撑部件360,并且可被连接到车 颈横梁部件（cowl cross member) CC。车辆的扭转刚性可通过支撑部件360而增大。换言 之，通过形成中央管道部件300跨越在中央横梁部件200上方的特定形状，中央管道部件 300和车颈横梁部件CC可以通过支撑部件360连接，从而进一步增大刚度。
[0031] 下表示出设置中央管道部件300和省略中央管道部件300的情况下的刚度比较。
[0032] 表 1
[0033]
[0034] 如上述比较的结果所示，在分割中央管道部件300的情况下，扭转静态刚度可以 提高大约3. 4%，然后，如在本发明中使用的结构粘合剂，将中央管道部件300粘合并连接 到其它部件。中央管道部件可以由碳纤维复合材料形成，并且可以具有优异的表面特性，以 用作车辆用内部材料，其结构刚度可以等于或大于钢的结构刚度。此外，由于其优异的成形 特性，可以对其进行结构设计，而这一点是难以应用到钢BIW上的。
[0035] 因此，中央控制台结构可被设计成，使用中央管道部件来增加车辆的结构刚度，同 时保持与内部材料相同的外观质量。成为中央管道部件，与同时成为中央控制台的部件， 可被粘合到置于车辆地板下的其他部件，以增大扭转刚性，此外，与常规的中央管道部件相 t匕，可以布置在地板下更靠上的位置，以提高因弯矩惯性增加的抗弯刚度。因此，可确保车 体的刚度，并且可以在不添加由钢制成的部件或增加其厚度的情况下减小车体的重量，以 增加其刚度。
[0036] 图7至图9分别示出基于根据本发明一个示例性实施例的车辆用地板下框架系统 中的弹簧片的负载传递程序的示例性图。在根据本发明的地板下框架系统中，如图所示，附 加的侧部件600的后端可沿主架100的后保险杠部件146延伸，以形成由碳纤维复合材料 形成的附加后部件620。换言之，附加的侧部件600可被设置成与各个侧部件140相对应 的一对，其中各个附加的侧部件600的后端可以通过由碳纤维复合材料形成的附加的后部 件620连接，或者如在图中所示的示例性实施例中，附加的后部件620可以由附加的侧部件 600整体地形成。
[0037] 此外，附加的侧部件600可被连接到侧部件140的外端。另外，附加的后部件620 可沿后保险杠部件146的下端紧密接触（例如，可以是相邻的）以连接到其上。换言之，侧 部件140和后保险杠部件146可以通过被弯曲成具有高度差而被连接，附加的侧部件600 可以由于高度差而被连接到具有相同高度的侧部件140的外端，以确保车辆侧碰撞的刚 度，并且附加的后部件620可被连接到后保险杠部件146的下端，以确保车辆后部碰撞的刚 度。
[0038] 此外，后轮悬挂弹簧安装在其上的弹簧片SS，可被连接到附加的后部件620的下 端。特别地，弹黃片SS可被连接到附加的后部件620的下端，其中附加的后部件620和后 保险杠部件146可被连接。同时，由碳纤维复合材料制成的C柱部件BB的下端可被连接到 与弹簧片SS相对应的后保险杠部件146的上端，同时保险杠主部件BU也可以连接到其上。
[0039] 后部碰撞路径可以通过该结构安全地形成，其中如图8所示，至少五个负载传递 路径可被形成，以便与常规的车辆结构相比，更显著地分散负荷。此外，负载可以通过由表 面接触而形成的路径，而不是通过由焊接切割的路径，而有效地传输到各个部件。
[0040] 根据本发明，地板部件可以基于碳纤维复合材料的自由形成，而整体地连接以对 后部碰撞有效，可以抑制车辆的滚动，并且当车辆碰撞时传递到弹簧片的冲击可被有效地 分散，以确保刚度。此外，当车辆后侧发生碰撞时，负载可被分散，并且由于闭合截面表面和 部件的集成，而有效地增大了刚度。车辆后侧的部件可被形成为双部件粘合结构，以增强弹 簧片，并且可以增大扭转刚性和地板刚性。此外，由于可以解决应用其上的附加增强材料的 腐蚀问题（在现有技术中是必然存在的），从而提高耐久性。
[0041] 根据如上配置的地板下框架系统，可以增大刚度，并且可以通过使用碳纤维复合 材料而减少其重量。特别地，地板下框架系统可以整体地形成，以确保在连接部件的连续刚 度，因此，可以防止其不连续性，并且可以获得在制造该系统中的其它优点。当车辆发生碰 撞时，该负载可以通过自由连接特性而得到有效地分散。
[0042] 本发明已参考其中的示例性实施例进行了详细描述。然而，本领域技术人员应该 意识到，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，这些实施例还可以变化，本发明的保护范 围由所附权利要求及其等同物限定。
【主权项】
1. 一种车辆用地板下框架系统，包括： 形成闭合四边形的、由碳纤维复合材料制成的主框架，所述主框架的前侧是前保险杠 部件，所述主框架的两侧是从所述主框架的前侧延伸到后侧的侧部件，并且所述主框架的 后侧是后保险杠部件； 由碳纤维复合材料制成的前横梁部件和连接所述侧部件的后部的后横梁部件，其中 所述前横梁部件沿着车辆的宽度方向延伸并连接所述主框架的两个侧部件的前部；以及 由碳纤维复合材料制成的附加侧部件，其沿着车辆的长度方向延伸，并且被连接到所 述主框架的侧部件。2. 如权利要求1所述的车辆用地板下框架系统，其中所述附加侧部件的后端沿着所述 主框架的所述后保险杠部件延伸，并且形成由碳纤维复合材料制成的附加后部件。3. 如权利要求2所述的车辆用地板下框架系统，其中所述附加侧部件被设置成一对， 并且每个附加侧部件的后端通过由碳纤维复合材料制成的附加后部件连接，或整体地形 成。4. 如权利要求2所述的车辆用地板下框架系统，其中所述附加侧部件连接于所述侧部 件的外端。5. 如权利要求2所述的车辆用地板下框架系统，其中所述附加后部件沿着所述后保险 杠部件的下端连接。6. 如权利要求2所述的车辆用地板下框架系统，其中后轮悬挂弹簧位于其上的弹簧 片，连接于所述附加后部件的下端。7. 如权利要求5所述的车辆用地板下框架系统，其中后轮悬挂弹簧位于其上的弹簧片 连接于所述附加后部件的下端，其中所述附加后部件和所述后保险杠部件连接。8. 如权利要求6所述的车辆用地板下框架系统，其中由碳纤维材料制成的C填料部件 的下端连接于与所述弹簧片相对应的所述后保险杠部件的上端。
【专利摘要】本发明涉及一种车辆用地板下框架系统，包括：形成闭合四边形的、由碳纤维复合材料制成的主框架，所述主框架的前侧是前保险杠部件，所述主框架的两侧是从所述主框架的前侧延伸到后侧的侧部件，并且所述主框架的后侧是后保险杠部件；由碳纤维复合材料制成的前横梁部件和连接所述侧部件的后部的后横梁部件,其中所述前横梁部件沿着车辆的宽度方向延伸并连接所述主框架的两个侧部件的前部；以及由碳纤维复合材料制成的附加侧部件，其沿着车辆的长度方向延伸，并且被连接到所述主框架的侧部件。
【IPC分类】B62D25/20
【公开号】CN104890737
【申请号】CN201410549451
【发明人】吴世熙, 崔夏林, 金岐焕, 崔致勋
【申请人】现代自动车株式会社
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2014年10月16日
【公告号】DE102014220287A1, US20150251699
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种车辆用地板下框架系统，其通过使用碳纤维复合材料来增大刚度 并减轻重量。
【背景技术】
[0002] 通常来说，单独制造的地板侧/横梁部件、中央/后面地板以及侧密封/侧部件， 被单独焊接以制造常规的钢BIW地板下框架，并且连接横梁部件形成有开放截面表面。特 别地，中央/后面地板的连接部被切开（例如，分开），因此用于配置连接结构的部件的数量 增加，并且开口部的部件由开放截面部分地形成（例如，封闭的截面被切开），因此地板部 件间断地连接，从而产生间断的刚度和减弱的耐久性。此外，需要多个部件来连接侧密封/ 侧部件/横梁部件，并且在车辆发生侧碰撞时，横梁的开口截面会产生更大幅度的变形。
[0003] 在【背景技术】部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能 包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
【发明内容】
[0004] 根据本发明的一个方面，一种车辆用地板下框架系统，包括：形成闭合四边形的、 由碳纤维复合材料制成的主框架，该主框架的前侧可以是前保险杠部件，主框架的两侧可 以是从主框架的前侧延伸到后侧的侧部件（例如，从主框架的前侧延伸到后侧），并且主框 架的后侧可以是后保险杠部件；由碳纤维复合材料制成的前横梁部件和可以连接侧部件的 后部的后横梁部件，其中前横梁部件可以沿着车辆的宽度方向延伸并连接主框架的两个 侧部件的前部；以及由碳纤维复合材料制成的附加侧部件，其可以沿着车辆的长度方向延 伸，并且可以被连接到主框架的侧部件。
[0005] 附加侧部件的后端可以沿着主框架的后保险杠部件延伸，并且形成由碳纤维复合 材料制成的附加后部件。附加侧部件可被设置成一对，并且每个附加侧部件的后端可以通 过由碳纤维复合材料制成的附加后部件连接，或整体地形成。附加侧部件可连接于侧部件 的外端。
[0006] 附加后部件可以沿着后保险杠部件的下端连接。后轮悬挂弹簧位于其上的弹簧 片，可以连接于附加后部件的下端。此外，后轮悬挂弹簧位于其上的弹簧片可以连接于附加 后部件的下端，其中附加后部件和后保险杠部件连接。由碳纤维材料制成的C填料部件的 下端连接于与弹簧片相对应的后保险杠部件的上端。
【附图说明】
[0007] 下面将详细参考示出附图的特定示例性实施例进行说明本发明的上述以及其他 特征，这些实施例在下文中仅以说明的方式给出，因此并不限制本发明，并且其中：
[0008] 图1是示出根据本发明的一个示例性实施例的车辆用地板下框架系统的主框架 的示例图；
[0009] 图2是示出根据本发明的一个示例性实施例的车辆用地板下框架系统的示例性 仰视图；
[0010] 图3是示出示出根据本发明的一个示例性实施例的车辆用地板下框架系统的部 件的示例性截面图；
[0011] 图4是示出示出根据本发明的一个示例性实施例的车辆用地板下框架系统的效 果的示例性图表；
[0012] 图5是示出根据本发明的一个示例性实施例的车辆用地板下框架系统的示例性 俯视图；
[0013] 图6是示出根据本发明的一个示例性实施例的适用在车辆中的地板下框架系统 的示例图；以及
[0014] 图7至图9分别是示出基于根据本发明的一个示例性实施例的车辆用地板下框架 系统中的弹簧片的负载传递程序的示例性视图。
[0015] 应当理解，附图不一定是按比例绘制的，其呈现说明本发明的基本原理的各种优 选特征的略微简化的表示。如本文所公开的包括例如具体尺寸、取向、位置和形状的本发明 的具体设计特征将由特定的预期应用和使用环境部分地确定。在附图中，贯穿整个附图的 附图标记指代本发明的相同或等效的部件。
【具体实施方式】
[0016] 应当理解，这里使用的术语"车辆"或"车辆的"或者其它类似术语包括通常的机 动车辆，比如包括运动型多用途车（SUV)的客车，公共汽车，卡车，各种商用车辆，包括各种 小舟和轮船的船只，飞机等，并且包括混合动力汽车，纯电动汽车，插电式混合动力汽车，氢 动力汽车和其它替代燃料汽车（例如，从除石油以外的资源得到的燃料）。
[0017] 这里使用的术语只是用于说明特定的实施例，并不意图限制本发明。这里使用的 单数形式意图还包括复数形式，除非上下文明确地另有说明。另外要明白当用在本说明书 中时，术语"包含"指定陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，不过并不排 除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合的存在或增加。这 里使用的用语"和/或"包括相关的列举项目中的一个或多个项目的随便什么组合。
[0018] 除非上下文特别规定或明显说明，否则如本文所用的，术语"约"应理解为在本领 域正常公差的范围之内，例如在平均值的两个标准偏差之内。"约"可理解为在设定值的 10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0· 5%、0· 1%、0· 05%，或0· 01%之内。除非 另有明确的上下文，本文提供的所有数值可通过术语"约"来修正。
[0019] 在下文中将参考根据本发明一个示例性实施例的附图来描述车辆用地板下框架 系统。图1是示出根据本发明一个示例性实施例的车辆用地板下框架系统的主框架的示例 图，图2是示出根据本发明一个示例性实施例的车辆用地板下框架系统的示例性仰视图， 图3是示出根据本发明一个示例性实施例的车辆用地板下框架系统的部件的示例性截面 图，图4是示出根据本发明一个示例性实施例的车辆用地板下框架系统的效果的示例性图 表。
[0020] 根据本发明一个示例性实施例的车辆用地板下框架系统，其可以由碳纤维复合材 料制成，且可包括：具有整体连接以形成闭合四边形的四个部件的主框架100,其中主框架 100的前侧可以是前保险杠部件120,其两侧可以是从主框架100的前侧延伸到后侧的侧部 件140,主框架100的后侧可以是后保险杠部件160 ;并且由主框架100整体形成的中央横 梁200可以沿着车辆的宽度方向延伸，并且连接两个侧部件140的中央。
[0021] 根据本发明，如图1所示，可设置单件式主框架100与中央横梁200，以确保车辆用 地板下框架系统的连续刚度。特别地，本发明的车辆用地板下框架系统可具有由作为主要 元件的碳纤维复合材料整体形成的部件。主框架100可用作车辆用地板下框架系统，其中 四个部件可以整体连接以形成闭合的四边形。
[0022] 基本上，本发明的车辆用地板下框架系统可以由碳纤维复合材料制成，并且可以 增大形状的自由度，形成车辆的地板的车辆框架的边缘可被形成为四边形，因此，与常规的 地板下框架系统相比，刚度得到进一步的增强。特别地，四边形主框架100的前侧可以是前 保险杠部件120,其两侧分别可以是从主框架的前侧延伸到后侧的侧部件140,并且其后侧 可以是后保险杠部件160。此外，中央横梁200可以由主框架100整体形成，并且可以沿着 车辆的宽度方向延伸且连接两个侧部件140的中部。
[0023] 图2是示出根据本发明一个示例性实施例的车辆用地板下框架系统的示例性仰 视图，其中中央横梁200可被设置成一对前中央横梁220和后中央横梁240,并且二者可以 以预定距离彼此间隔开。同时，前横梁部件400和后横梁部件500可由碳纤维复合材料制 成，以沿着车辆的宽度方向延伸，并且分别在主框架100的两侧连接前侧部件部分142和后 侧部件部分146。此外，中央管道部件（center tunnel member)300可以由碳纤维复合材料 制成，以便沿车辆的宽度方向延伸，并且可以连接前横梁部件400和后横梁部件500。
[0024] 简言之，中央管道部件300的端部可以在前横梁部件400或后横梁部件500的一 侧分成两股（strand)，并且各个分割端320、340可以与前横梁部件400或后横梁部件500 紧密接触（例如，邻近）以便沿同一方向延伸。此外，中央管道部件300的分割端可以连接 到主框架100的侧部件140上，其中侧部件140,中央管道部件300的分割端320、340,以及 相应前横梁部件400或后横梁部件500的端部可被连接，在它们之间留下三角形空间A。各 个部件可以是三角形的一侧，在它们之间留下三角形空间，以增大连接部分的刚度。
[0025] 此外，中央管道部件300的分割点可以连同相应的前横梁部件400或后横梁部件 500形成三角空间B，以增加刚度。特别地，中央管道部件300的端部可以在后横梁部件500 的一侧分成两股，并且各个分割端320、340可以与后横梁500紧密接触（例如，可以触碰或 相邻）以在同一方向上延伸，从而连接到主框架100的侧部件140,其中侧部件140,中央管 道部件300的分割端，以及后横梁部件500的端部可被彼此连接，在它们之间形成三角形空 间A。
[0026] 特 别地，如附图所示，中央管道部件300可包括平行延伸并紧密接触的两股，并且 每股可以在前横梁部件400的一侧或后横梁部件500的一侧被分开以紧密接触并在其相同 方向上延伸。根据这种配置，中央横梁部件200不被分割，可以是连续的，以增加刚度。
[0027] 同时，如图2所示，中央管道部件300可以穿过中央横梁200的上部空间延伸。此 外，如图3所示，各个部件可以由碳纤维复合材料制成，并且可以由形成四边形边缘的外皮 10、将由外皮10限定的内部空间分成矩阵型的内部隔板30,以及在分割空间填充的碳纤维 复合材料的填料50构成。
[0028] 图4是示出评价图2的部件C的刚度的结果的示例性图表，其中示出根据本发明 的刚度的变化是连续的，因为连续的闭合截面结构与常规的由钢制成的框架相比，在各部 件之间的连接部分更充分地完成。
[0029] 此外，如图5所示，附加的侧部件600和门密封部件700可以设置在车辆的外侧， 并且可以由碳复合材料形成。特别地，附加的侧部件600可以在车辆的长度方向上延伸以 连接到主框架100的侧部件140。另外，门密封部件700可以由碳复合材料形成，以连接到 附加的侧部件600的外端。中央管道部件300的前端的分割端301可被连接到前横梁400、 侧部件140、附加侧部件600和门密封部件700。此外，在中央管道部件300的后端的分割 端可被连接到后横梁部件500和附加的侧部件600。通过该配置，车辆的扭转刚度可大幅提 商。
[0030] 同时，附加的侧部件600的前端可延伸以经由侧部件140连接到前横梁部件400， 并且还可以包括向上分割以在中央管道部件300延伸的支撑部件360,并且可被连接到车 颈横梁部件（cowl cross member) CC。车辆的扭转刚性可通过支撑部件360而增大。换言 之，通过形成中央管道部件300跨越在中央横梁部件200上方的特定形状，中央管道部件 300和车颈横梁部件CC可以通过支撑部件360连接，从而进一步增大刚度。
[0031] 下表示出设置中央管道部件300和省略中央管道部件300的情况下的刚度比较。
[0032] 表 1
[0033]
[0034] 如上述比较的结果所示，在分割中央管道部件300的情况下，扭转静态刚度可以 提高大约3. 4%，然后，如在本发明中使用的结构粘合剂，将中央管道部件300粘合并连接 到其它部件。中央管道部件可以由碳纤维复合材料形成，并且可以具有优异的表面特性，以 用作车辆用内部材料，其结构刚度可以等于或大于钢的结构刚度。此外，由于其优异的成形 特性，可以对其进行结构设计，而这一点是难以应用到钢BIW上的。
[0035] 因此，中央控制台结构可被设计成，使用中央管道部件来增加车辆的结构刚度，同 时保持与内部材料相同的外观质量。成为中央管道部件，与同时成为中央控制台的部件， 可被粘合到置于车辆地板下的其他部件，以增大扭转刚性，此外，与常规的中央管道部件相 t匕，可以布置在地板下更靠上的位置，以提高因弯矩惯性增加的抗弯刚度。因此，可确保车 体的刚度，并且可以在不添加由钢制成的部件或增加其厚度的情况下减小车体的重量，以 增加其刚度。
[0036] 图7至图9分别示出基于根据本发明一个示例性实施例的车辆用地板下框架系统 中的弹簧片的负载传递程序的示例性图。在根据本发明的地板下框架系统中，如图所示，附 加的侧部件600的后端可沿主架100的后保险杠部件146延伸，以形成由碳纤维复合材料 形成的附加后部件620。换言之，附加的侧部件600可被设置成与各个侧部件140相对应 的一对，其中各个附加的侧部件600的后端可以通过由碳纤维复合材料形成的附加的后部 件620连接，或者如在图中所示的示例性实施例中，附加的后部件620可以由附加的侧部件 600整体地形成。
[0037] 此外，附加的侧部件600可被连接到侧部件140的外端。另外，附加的后部件620 可沿后保险杠部件146的下端紧密接触（例如，可以是相邻的）以连接到其上。换言之，侧 部件140和后保险杠部件146可以通过被弯曲成具有高度差而被连接，附加的侧部件600 可以由于高度差而被连接到具有相同高度的侧部件140的外端，以确保车辆侧碰撞的刚 度，并且附加的后部件620可被连接到后保险杠部件146的下端，以确保车辆后部碰撞的刚 度。
[0038] 此外，后轮悬挂弹簧安装在其上的弹簧片SS，可被连接到附加的后部件620的下 端。特别地，弹黃片SS可被连接到附加的后部件620的下端，其中附加的后部件620和后 保险杠部件146可被连接。同时，由碳纤维复合材料制成的C柱部件BB的下端可被连接到 与弹簧片SS相对应的后保险杠部件146的上端，同时保险杠主部件BU也可以连接到其上。
[0039] 后部碰撞路径可以通过该结构安全地形成，其中如图8所示，至少五个负载传递 路径可被形成，以便与常规的车辆结构相比，更显著地分散负荷。此外，负载可以通过由表 面接触而形成的路径，而不是通过由焊接切割的路径，而有效地传输到各个部件。
[0040] 根据本发明，地板部件可以基于碳纤维复合材料的自由形成，而整体地连接以对 后部碰撞有效，可以抑制车辆的滚动，并且当车辆碰撞时传递到弹簧片的冲击可被有效地 分散，以确保刚度。此外，当车辆后侧发生碰撞时，负载可被分散，并且由于闭合截面表面和 部件的集成，而有效地增大了刚度。车辆后侧的部件可被形成为双部件粘合结构，以增强弹 簧片，并且可以增大扭转刚性和地板刚性。此外，由于可以解决应用其上的附加增强材料的 腐蚀问题（在现有技术中是必然存在的），从而提高耐久性。
[0041] 根据如上配置的地板下框架系统，可以增大刚度，并且可以通过使用碳纤维复合 材料而减少其重量。特别地，地板下框架系统可以整体地形成，以确保在连接部件的连续刚 度，因此，可以防止其不连续性，并且可以获得在制造该系统中的其它优点。当车辆发生碰 撞时，该负载可以通过自由连接特性而得到有效地分散。
[0042] 本发明已参考其中的示例性实施例进行了详细描述。然而，本领域技术人员应该 意识到，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，这些实施例还可以变化，本发明的保护范 围由所附权利要求及其等同物限定。
【主权项】
1. 一种车辆用地板下框架系统，包括： 形成闭合四边形的、由碳纤维复合材料制成的主框架，所述主框架的前侧是前保险杠 部件，所述主框架的两侧是从所述主框架的前侧延伸到后侧的侧部件，并且所述主框架的 后侧是后保险杠部件； 由碳纤维复合材料制成的前横梁部件和连接所述侧部件的后部的后横梁部件，其中 所述前横梁部件沿着车辆的宽度方向延伸并连接所述主框架的两个侧部件的前部；以及 由碳纤维复合材料制成的附加侧部件，其沿着车辆的长度方向延伸，并且被连接到所 述主框架的侧部件。2. 如权利要求1所述的车辆用地板下框架系统，其中所述附加侧部件的后端沿着所述 主框架的所述后保险杠部件延伸，并且形成由碳纤维复合材料制成的附加后部件。3. 如权利要求2所述的车辆用地板下框架系统，其中所述附加侧部件被设置成一对， 并且每个附加侧部件的后端通过由碳纤维复合材料制成的附加后部件连接，或整体地形 成。4. 如权利要求2所述的车辆用地板下框架系统，其中所述附加侧部件连接于所述侧部 件的外端。5. 如权利要求2所述的车辆用地板下框架系统，其中所述附加后部件沿着所述后保险 杠部件的下端连接。6. 如权利要求2所述的车辆用地板下框架系统，其中后轮悬挂弹簧位于其上的弹簧 片，连接于所述附加后部件的下端。7. 如权利要求5所述的车辆用地板下框架系统，其中后轮悬挂弹簧位于其上的弹簧片 连接于所述附加后部件的下端，其中所述附加后部件和所述后保险杠部件连接。8. 如权利要求6所述的车辆用地板下框架系统，其中由碳纤维材料制成的C填料部件 的下端连接于与所述弹簧片相对应的所述后保险杠部件的上端。
【专利摘要】本发明涉及一种车辆用地板下框架系统，包括：形成闭合四边形的、由碳纤维复合材料制成的主框架，所述主框架的前侧是前保险杠部件，所述主框架的两侧是从所述主框架的前侧延伸到后侧的侧部件，并且所述主框架的后侧是后保险杠部件；由碳纤维复合材料制成的前横梁部件和连接所述侧部件的后部的后横梁部件,其中所述前横梁部件沿着车辆的宽度方向延伸并连接所述主框架的两个侧部件的前部；以及由碳纤维复合材料制成的附加侧部件，其沿着车辆的长度方向延伸，并且被连接到所述主框架的侧部件。
【IPC分类】B62D25/20
【公开号】CN104890737
【申请号】CN201410549451
【发明人】吴世熙, 崔夏林, 金岐焕, 崔致勋
【申请人】现代自动车株式会社
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2014年10月16日
【公告号】DE102014220287A1, US20150251699
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