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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Motorraumstruktur für ein Fahrzeug, insbesondere eine Struktur im Bereich der Motoraufhängung.
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Hintergrundtechnik
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Gewöhnliche Motoren in Fahrzeugen sind mittels einer Motoraufhängung aufgehängt. Die Motoraufhängung hat die Funktion, das während der Fahrt entstehende Trägheitsgewicht des Motors zu stützen, und Schwingungen, die den Motorbetrieb begleiten, zu absorbieren. Die Motoraufhängung ist mittels einer Motoraufhängungskonsole (im Folgenden „Konsole“ genannt) an einer Seite des Motorraums befestigt. Da die Last, die auf die Motoraufhängung und die Konsole wirkt, sehr groß ist, werden diese Komponenten hochsteif ausgelegt.
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Die Konsole wird so ausgelegt, dass sie eine zum Montieren der Motoraufhängung und des Motors erforderliche Höhe (vertikale Abmessung) aufweist, und eine hinreichende Steifigkeit besitzt, um die Motoraufhängung und den Motor zu stützen. Im Allgemeinen wird versucht, die Stützsteifigkeit für die Motoraufhängung u.a. dadurch zu erhöhen, dass die Konsole mit einem hochsteifen Seitenglied verbunden wird. In den letzten Jahren herrscht die Tendenz, dass die Einbaulage des Seitenglieds immer niedriger wird, da Fahrzeuge kleiner werden, und deren Schwerpunkt niedriger wird. Um die bisherige Einbauhöhe des Motors beibehalten zu können, muss die Einbaulage der Konsole erhöht werden. Aber, wenn man die Einbaulage der Konsole bei Beibehaltung der Steifigkeit erhöht, so würde deren Gewicht erheblich zunehmen, was den Bemühungen in den letzten Jahren, zum Zweck der Verbesserung des Brennstoffverbrauchs das Fahrzeuggewicht zu reduzieren, entgegenstehen würde.
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Andere Bauteile als die Konsole, z.B. die Federbeinaufnahme, sichern die Stützsteifigkeit für die Aufhängung dadurch, dass sie mit mehreren Bauteilen verbunden werden, um die Last auch an diese Bauteile zu übertragen. Daher sind auch für die Konsole Techniken vorgeschlagen worden, dieses mit mehreren Bauteilen zu verbinden. Zum Beispiel ist das Motorblockbefestigungsteil (die Konsole) gemäß
JP 2007-245864 A mit dem Seitenrahmen (dem Seitenglied), dem Schürzenteil (der Kotflügelschürze) und dem Aufhängungsdom (der Federbeinaufnahme) verbunden. Gemäß Patentdokument 1 soll es möglich sein, die Stützsteifigkeit für die Motoraufhängung dadurch zu erhöhen, dass die Last, die auf die Konsole einwirkt, auf mehrere Flächen und Bauteile verteilt wird.
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Gemäß
EP 1 834 862 A1 weist eine Fahrzeugfrontkarosseriestruktur ein brückenförmiges Rahmenelement auf, das an einem Frontseitenrahmen vor einem Aufhängungsmast angeordnet ist, so dass es sich vertikal zu einer Befestigung erstreckt. Entsprechend kann eine Fahrzeugfrontkarosseriestruktur vorgesehen werden, die eine geeignete Energieaufnahme des Frontseitenrahmens ermöglicht, dadurch dass sie sich bei einem Fahrzeugunfall axial zusammendrückt.
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Gemäß
JP 2001-278116 A weist die Fahrzeugfrontkarosseriestruktur eine Motoraufhängungsklammer auf, die sich in der vertikalen Richtung eines Fahrzeugs erstreckt und die zwischen einem Seitenteil, das sich in der Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckt, und einem oberen Element, das sich oberhalb des Seitenteils in der Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckt, angeordnet ist, um das Seitenteil und das obere Element miteinander zu verbinden. Ein Kotflügelpaneel ist hinter der Motorbefestigungsklammer in dem Fahrzeug angeordnet. Ein langgestrecktes Teil ist mit dem Kotflügelpaneel verbunden und eine langgestreckte Klammer ist mit dem Boden der Motorbefestigungsklammer verschweißt. Dadurch ist die Motorbefestigungsklammer integral mit dem Kotflügelpaneel verbunden.
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Die
JP 2005-225360 A und
JP 2010-167949 A zeigen weitere Fahrzeugfrontkarosseriestrukturen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Aufgaben, die durch die Erfindung zu lösen sind
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Aber die Konsole gemäß
JP 2007-245864 A berücksichtigt die Gewichtsreduzierung nicht, und weist einen relativ großen Aufbau auf, der den Seitenrahmen, die Kotflügelschürze und die Federbeinaufnahme umfasst. Es ist wünschenswert, die Konsole vom Gesichtspunkt der Verbesserung des Brennstoffverbrauchverhaltens des Fahrzeugs und der Sicherung des erforderlichen Raums im Motorraum klein und leicht auszuführen.
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Außerdem, wenn man die Konsole, wie in
JP 2007-245864 A , dreidimensional an mehreren Flächen und Bauteilen anliegend einbauen will, wird die Einbaulage der Konsole fest vorgegeben. Aber die Einbaulage der Konsole sollte eigentlich abhängig von der Lage der Motoraufhängung und des Motors bestimmt werden, und die Einbaulage der Konsole wird eventuell bei der Montagearbeit justiert. In einem solchen Fall würde es beim Aufbau gemäß
JP 2007-245864 A erforderlich sein, Korrekturmaßnahmen zu treffen, bei denen die Berührungsstellen der Konsole mit den vorgenannten Bauteilen teilweise verformt werden. Aber solche Verformungen erzeugen Eigenspannungen in den Bauteilen, die die Qualität der Karosserie beeinflussen können. Ferner gibt es auch Fälle, in denen eine Justage der motoraufhängungseitigen Einbaulage des Motors erforderlich wird. In solchen Fällen wird zum Beispiel der Beweglichkeitsbereich des als Schwingungsschutz für die Motoraufhängung eingesetzten Gummistücks vergrößert. Aber es ist zu befürchten, dass solche eigentlich unnötigen Maßnahmen zur Verlangsamung des Herstellungsprozesses oder zu einer Kostenerhöhung führen würden.
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Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, im Hinblick auf diese Aufgaben eine Motorraumstruktur bereitzustellen, die eine hohe Stützsteifigkeit für die Motoraufhängung besitzt, bei der die Einbaulage der Motoraufhängung einfach zu justieren ist, und die zur Reduzierung des Fahrzeuggewichts beitragen kann.
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Mittel zur Lösung der Aufgaben
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Die oben beschriebenen Aufgaben werden durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Ein repräsentativer Aufbau der erfindungsgemäßen Motorraumstruktur umfasst ein Seitenteil eines Motorraums eines Fahrzeugs, ein flächiges Bodenteil, das sich vom Seitenteil zur Motorraumseite erstreckt, eine rohrförmige Federbeinaufnahme, welche sich an die Motorraumseite des Seitenteils anschließt, und sich vom Bodenteil nach oben erstreckt, und eine Konsole, die derart angeordnet ist, dass sie einen Winkelabschnitt, welcher aus drei Flächen des Seitenteils, des Bodenteils und eines Vorderteils der Federbeinaufnahme gebildet ist, mit einem Raum mit von oben gesehen im Wesentlichen rechteckiger Form einschließt, wobei an der Oberseite der Konsole eine Motoraufhängung anschließbar ist, und dadurch gekennzeichnet, dass die Konsole entlang ihrem Rand vier Flansche aufweist, und zwar zwei Flansche, von denen der eine das Seitenteil und der andere das Vorderteil der Federbeinaufnahme berühren, und zwei weitere Flansche, die das Bodenteil berühren, und jeder dieser vier Flansche mit einem benachbarten anderen Flansch L-förmig verbunden ist, wodurch eine von oben im Wesentlichen rechteckige Form ausgebildet wird.
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Die obengenannte Konsole berührt über vier Flansche drei Flächen, nämlich das Seitenteil, das Bodenteil und das Vorderteil der Federbeinaufnahme und bildet einen geschlossenen Querschnitt. Dadurch kann die Konsole sowohl ihre Last in Fahrzeuglängsrichtung als auch in Fahrzeugbreitenrichtung effizient verteilen, so dass sie eine hohe Stützsteifigkeit erhalten kann. Während die herkömmliche Konsole auf einem hochsteifen Seitenglied angeordnet ist, kann die oben beschriebene Konsole ohne Hilfe eines Seitenglieds eine hohe Stützsteifigkeit realisieren, so dass die oben beschriebene Konsole kleiner als die herkömmliche Konsole ausgelegt werden kann. Dadurch wird es möglich, das Gewicht des Fahrzeugs zu reduzieren, und mehr Raum im Motorraum zu gewinnen.
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In der vorliegenden Motorraumstruktur können die zwei Flansche, von denen der eine das Seitenteil und der andere das Vorderteil der Federbeinaufnahme berühren, sowie die zwei weiteren Flansche, die das Bodenteil berühren, jeweils L-förmig verbunden sein, und der L-förmige Flansch, der das Vorderteil der Federbeinaufnahme berührt, kann vorteilhafterweise höher als der andere L-förmige Flansch angeordnet sein.
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Durch diese Konsole kann die Last, die auf den hinteren Teil des Fahrzeugs wirkt, auf die Federbeinaufnahme, und die Last, die in Fahrzeugbreitenrichtung nach außen wirkt, auf das Seitenteil effizient verteilt werden.
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Um die oben beschriebenen Aufgaben zu lösen, umfasst ein anderer repräsentativer Aufbau der erfindungsgemäßen Motorraumstruktur ein Seitenteil eines Motorraums eines Fahrzeugs, ein flächiges Bodenteil, das sich vom Seitenteil zur Motorraumseite erstreckt, eine rohrförmige Federbeinaufnahme, welche sich an die Motorraumseite des Seitenteils anschließt, und sich vom Bodenteil nach oben erstreckt, und eine Konsole, die derart angeordnet ist, dass sie einen Eckabschnitt, welcher aus drei Flächen des Seitenteils, des Bodenteils und eines Vorderteils der Federbeinaufnahme gebildet ist, mit einem Raum mit von oben gesehen im Wesentlichen rechteckiger Form einschließt, wobei an der Oberseite der Konsole eine Motoraufhängung anschließbar ist, und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Federbeinaufnahme an ihrer Vorderseite eine Stufenfläche aufweist, die um einen bestimmten Betrag höher gelegen ist als das Bodenteil, und die Konsole entlang ihrem Rand einen ersten Flansch, der diese Stufenfläche berührt, und einen zweiten Flansch, der an der Vorderseite der Konsole das Bodenteil berührt, aufweist, und die Stufenfläche so ausgebildet ist, dass sie in einem Zustand, in dem der erste Flansch die Stufenfläche berührt, und der zweite Flansch das Bodenteil berührt, Bewegungen während der Justage der Konsole in Fahrzeuglängsrichtung zulässt.
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Die Einbaulage der oben beschriebenen Konsole ist nicht fest vorgegeben, sondern in Fahrzeuglängsrichtung fein justierbar. Also ist die Notwendigkeit, bei der Justage der Einbaulage die Form der Konsole zu modifizieren, gering. Aus diesem Grund wird die Montage der Motorraumstruktur einfacher und billiger.
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Die oben genannte Konsole umfasst vorteilhafterweise entlang ihrem Rand einen dritten Flansch, der auf der Fahrzeuginnenseite der Konsole das Bodenteil berührt, und einen vierten Flansch, der das Seitenteil berührt, und der erste bis vierte Flansch mit einem benachbarten anderen Flansch L-förmig verbunden ist, wodurch eine von oben gesehen im Wesentlichen rechteckige Form ausgebildet wird.
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Mit der oben genannten Konsole lässt sich die Last sowohl in Fahrzeuglängsrichtung als auch in Fahrzeugbreitenrichtung effizient verteilen, und somit kann man eine hohe Stützsteifigkeit erzielen.
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Die oben genannten Flansche, vom ersten bis zum vierten Flansch, sind vorteilhafterweise so verbunden, dass sie die von oben gesehen im Wesentlichen rechteckige Form beschreiben. Dadurch kann die Konsole die Last, die auf sich selbst einwirkt, noch effizienter verteilen, so dass eine hohe Stützsteifigkeit erzielt werden kann.
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Effekte der Erfindung
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Mit dem oben beschriebenen Aufbau ist es möglich, eine Motorraumstruktur zu bieten, die eine hohe Stützsteifigkeit für die Motoraufhängung besitzt, bei der die Einbaulage der Motoraufhängung einfach zu justieren ist, und die zur Reduzierung des Fahrzeuggewichts beitragen kann.
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Figurenliste
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- [1] 1 zeigt ein Fahrzeug, für welches die Motorraumstruktur gemäß der vorliegenden Ausführungsform angewendet wird.
- [2] 2 zeigt die Motorraumstruktur gemäß 1.
- [3] 3 zeigt die Ansicht der Konsole gemäß 2 von oben.
- [4] 4 zeigt den Schnitt durch A-A der Motorraumstruktur gemäß 2(a).
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Ausführungsformen der Erfindung
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Im Folgenden werden anhand der beigefügten Zeichnungen vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eingehend beschrieben. Abmessungen, Materialien oder konkrete Zahlenwerte im Zusammenhang mit den Ausführungsformen werden lediglich beispielhaft genannt, um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern; sie sollen, soweit nichts anderes angegeben, die Erfindung in keiner Weise einschränken. In der vorliegenden Beschreibung und in den beigefügten Zeichnungen werden für Elemente, die im Wesentlichen dieselben Funktionen oder denselben Aufbau besitzen, dieselben Bezugszeichen verwendet, um unnötige Wiederholungen zu vermeiden. Elemente, die mit der vorliegenden Erfindung keine direkte Beziehung haben, werden hier nicht gezeigt.
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1 zeigt ein Fahrzeug 102, für welches die Motorraumstruktur 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform angewendet wird. Wie in 1 gezeigt, ist die Motorraumstruktur 100 in der Nähe der Vorderräder (nicht gezeigt), die zur Seite des Innern des Motorraums 103 vorgesehen sind, angeordnet. In der Motorraumstruktur 100 wird der Motor (nicht gezeigt) mittels der Motoraufhängung 104 (siehe 2 (a)) aufgehängt. Die Motorraumstruktur 100, die für die Erklärung der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, wird auf der rechten Seite des Fahrzeugs 102 eingesetzt. Aber die Motorraumstruktur 106 für die linke Seite hat dieselbe Funktion.
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2 zeigt die Motorraumstruktur 100 gemäß 1. 2 (a) ist eine vergrößerte Darstellung der Motorraumstruktur 100 gemäß 1, und 2(b) zeigt den Zustand, in dem die Konsole 114 nach oben bewegt ist. Wie in 2(a) gezeigt, umfasst die Motorraumstruktur 100, die Kotflügelschürze 110 und die Federbeinaufnahme 112 sowie die Konsole 114. Die Kotflügelschürze 110 und die Federbeinaufnahme 112 bilden gemeinsam den Kotflügel für das Vorderrad, und an die Konsole 114 wird die Motoraufhängung 104 angeschlossen.
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Die Kotflügelschürze 110 funktioniert als Schlammschutz, der auf der Fahrzeuginnenseite des Vorderrades den Motorraum 103 (siehe 1) nach außen hin trennt. Die Oberkante der Kotflügelschürze 110 schließt sich an das Armaturenbrett-Seitenpaneel 116 an und bildet ein Seitenteil 118 des Motorraums 103. Unterhalb des Seitenteils 118 erstreckt sich ein Bodenteil 120 zur Motorraumseite (Fahrzeuginnenseite) hin. Übrigens ist das Bodenteil 120 nicht der Boden des Motorraums 103, sondern die Fläche, die den Boden der Konsole 114 bildet.
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Die Federbeinaufnahme 112 ist rohrförmig ausgebildet und unterstützt in ihrem Inneren die Vorderradaufhängung (nicht gezeigt). Die Federbeinaufnahme 112 ist an die Fahrzeuginnenseite des Seitenteils 118 angeschlossen, und erstreckt sich vom Bodenteil 120 nach oben. Wie in 2(b) gezeigt, weist die Federbeinaufnahme 112 im unteren Bereich ihres auf der Fahrzeugvorderseite befindlichen Vorderteils 121 eine um einen bestimmten Betrag höher gelegene Stufenfläche 122 auf. An die Stufenfläche 122 schließt sich der weiter unten beschriebene erste Flansch 130 der Konsole 114 an.
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Die Konsole 114 weist an ihrer Oberseite 124 eine Kopplung 126 zum Koppeln der Motoraufhängung 104 auf. Die Konsole 114 benötigt eine hohe Stützsteifigkeit, da sie über die Motoraufhängung 104 mit dem Motorträgheitsgewicht und Schwingungen des Motors beaufschlagt wird.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist die Konsole 114 derart angeordnet, dass sie einen Winkelabschnitt, welcher auf drei Seiten aus dem Seitenteil 118, dem Bodenteil 120 und dem Vorderteil 121 der Federbeinaufnahme 112 gebildet ist, mit einem Raum E1 einschließt. Somit ist die Konsole 114 so angeordnet, dass sie auf der Kotflügelschürze 110 und auf der Federbeinaufnahme 112 aufliegt, so dass sie die Last, die auf sich einwirkt, auf diese verteilen kann.
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Die Konsole 114 besitzt entlang ihrem Rand insgesamt vier Flansche. Der erste Flansch 130 erstreckt sich auf der Fahrzeughinterseite der Konsole 114 in Fahrzeugbreitenrichtung, und berührt die Stufenfläche 122 der Federbeinaufnahme 112. Der zweite Flansch 132 erstreckt sich auf der Fahrzeugvorderseite der Konsole 114 in Fahrzeugbreitenrichtung, und berührt das Bodenteil 120. Der dritte Flansch 134 erstreckt sich auf der Fahrzeuginnenseite der Konsole 114 in Fahrzeuglängsrichtung, und berührt das Bodenteil 120. Der vierte Flansch 136 erstreckt sich auf der Fahrzeugaußenseite der Konsole 114 in Fahrzeuglängsrichtung, und berührt das Seitenteil 118.
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3 zeigt die Ansicht der Konsole 114 gemäß 2 von oben. Wie aus 3 ersichtlich, weist die Konsole 114 von oben gesehen eine im Wesentlichen rechteckige Form auf. Daher weist auch der in 2(b) gezeigte Raum E1 von oben gesehen eine im Wesentlichen rechteckige Form auf. Der erste Flansch 130 und der vierte Flansch 136, sowie der zweite Flansch 132 und der dritte Flansch 134, die jeweils benachbart liegen, sind in den Positionen, die mindestens einem Paar entgegengesetzter Ecken der von oben gesehen im Wesentlichen rechteckigen Form entsprechen, miteinander L-förmig verbunden (erster L-förmiger Flansch 140, zweiter L-förmige Flansch 142).
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Wie in 2(a) gezeigt, ist der erste L-förmige Flansch 140, der das Seitenteil 118 und das Frontteil 121 (Stufenfläche 122) der Federbeinaufnahme 112 berührt, auf einer höheren Lage als der zweite L-förmige Flansch 142 angeordnet. Auf diese Weise lässt sich die Last, die in Heck- und Fahrzeugaußenrichtung wirkt, über den ersten L-förmigen Flansch 140 effizient auf die Federbeinaufnahme 112 oder auf das Seitenteil 118 verteilen. Da die 2 L-förmigen Flansche, wie oben beschrieben, in unterschiedlichen Höhen angeordnet sind, und da insbesondere der hinten liegende erste L-förmige Flansch 140 höher angeordnet ist, wird die Lastverteilungseffizienz verbessert, so dass die Stützsteifigkeit der Konsole 114 erhöht wird.
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Es sei nochmals auf 3 verwiesen. Wie aus 3 ersichtlich, sind in der vorliegenden Ausführungsform die Flansche, vom ersten Flansch 130 bis zum vierten Flansch 136, entlang des Randes der Konsole 114 miteinander so verbunden, dass diese Flansche, von oben gesehen, im Wesentlichen ein Rechteck beschreiben. Auf diese Weise kann die Konsole 114 sowohl die Last in Fahrzeuglängsrichtung, als auch die Last in Fahrzeugbreitenrichtung effizient verteilen.
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Die Konsole 114 in 2(b) berührt über die Flansche, vom ersten Flansch 130 bis zum vierten Flansch 136, das Seitenteil 118, das Bodenteil 120 und die Stufenfläche 122, und bildet einen geschlossenen Querschnitt. Dadurch kann die Konsole 114 sowohl ihre Last in Fahrzeuglängsrichtung als auch in Fahrzeugbreitenrichtung effizient verteilen, so dass sie eine hohe Stützsteifigkeit erhalten kann. Während die herkömmliche Konsole auf einem hochsteifen Seitenglied 144 (siehe 1) angeordnet ist, kann die Konsole 114 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ohne Hilfe des Seitenglieds 144 eine hohe Stützsteifigkeit realisieren, so dass die Konsole 114 kleiner als die herkömmliche Konsole ausgelegt werden kann. Dadurch wird es möglich, das Gewicht des Fahrzeugs zu reduzieren, und mehr Raum im Motorraum zu erhalten.
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4 zeigt den Schnitt durch A-A der Motorraumstruktur 100 gemäß 2(a). Dieser Schnitt A-A zeigt einen Längsschnitt des Fahrzeugs 102 entlang dessen Längsrichtung. Die Stufenfläche 122 gemäß 4 ist so ausgebildet, dass sie im Zustand, in dem der erste Flansch 130 die Stufenfläche 122 berührt, und der zweite Flansch 132 das Bodenteil 120 berührt, Bewegungen der Konsole 114 in Fahrzeuglängsrichtung zulässt. Genauer: Im Schnitt A-A gemäß 4 verlaufen die Strecke L1 der Stufenfläche 122 einerseits, und die Strecke L2 des Bodenteils 120, welche von der Stufenfläche 122 um den Abstand zwischen dem ersten Flansch 130 und dem zweiten Flansch 132 entfernt ist, andererseits, im Wesentlichen parallel zueinander, oder aber die beiden Linienabschnitte haben im Wesentlichen denselben Krümmungsfaktor.
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Auf Grund des oben beschriebenen Aufbaus ist die Einbaulage der Konsole 114 nicht fest vorgegeben, sondern sie ist in Fahrzeuglängsrichtung fein regulierbar. Daher ist die Notwendigkeit, bei der Regulierung der Position der Konsole 114 zur Anpassung der Kopplung 126 an die Einbaulage der Motoraufhängung 104 (siehe 2(a)), die Form der Konsole 114 zu modifizieren, gering geworden. Aus diesem Grund wird die Montage der vorliegenden Motorraumstruktur 100 einfacher und billiger.
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Oben wurden vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand von beigefügten Zeichnungen erklärt, aber es erübrigt sich zu sagen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die genannten Beispiele beschränkt ist. Es ist für den Fachmann naheliegend, im Rahmen der Patentansprüche verschiedene Änderungen oder Modifizierungen vorzunehmen, und es versteht sich von selbst, dass auch diese Änderungen bzw. Modifizierungen zum technischen Bereich der vorliegenden Erfindung gehören.
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[Industrielle Nutzungsmöglichkeiten]
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Die vorliegende Erfindung ist eine Motorraumstruktur in Fahrzeugen, und kann insbesondere als eine Struktur im Bereich der Motoraufhängung genutzt werden.
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Bezugszeichenliste
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E1 ... Raum, L1 ... Strecke, L2 ... Strecke, 100 ... Motorraumstruktur, 102 ... Fahrzeug, 103 ... Motorraum, 104 ... Motoraufhängung, 106 ... Motorraumstruktur, 110 ... Kotflügelschürze, 112 ... Federbeinaufnahme, 114 ... Konsole, 116 ... Armaturenbrett-Seitenpaneel, 118 ... Seitenteil, 120 ... Bodenteil, 121 ... Vorderteil, 122 ... Stufenfläche, 124 ... Oberseite, 126 ... Kopplung, 130 ... erster Flansch, 132 ... zweiter Flansch, 134 ... dritter Flansch, 136 ... vierter Flansch, 140 ... L-förmiger Flansch, 142 ... L-förmiger Flansch, 144 ... Seitenglied
