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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klammeranordnung.
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2. Beschreibung des verwandten Standes der Technik
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Antriebswellen werden üblicherweise als Kraftübertragungselement verwendet, welches ein in einem Fahrzeugfrontbereich eingebautes Getriebe und ein in einem Fahrzeugheckbereich eingebautes Endunterstützungsgetriebe koppelt.
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Wenn die Länge solch einer Antriebswelle eine vorbestimmte Länge übersteigt, wird die kritische Geschwindigkeit gering und kann in einem Betriebsbereich liegen. Um dieses Risiko zu vermeiden, wird eine Antriebswelle, welche größer als eine vorbestimmte Länge ist, an einem Mittelabschnitt geteilt. Insbesondere umfasst die Antriebswelle: eine erste Antriebswelle, welche an dem Frontbereich angeordnet ist; eine zweite Antriebswelle, welche an einem Heckbereich angeordnet ist; und ein Universalgelenk, welches die erste Antriebswelle und die zweite Antriebswelle koppelt.
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In der Antriebswelle, welche an dem Mittelabschnitt geteilt ist, ist das Universalgelenk, welches an dem Mittelabschnitt angeordnet ist, rotierbar durch eine Zwischenlagerstruktur, welche an dem Fahrzeugkörper befestigt ist, gestützt.
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Die oben beschriebene Zwischenlagerstruktur umfasst: ein Zwischenlager, welches auf einen Wellenabschnitt des Universalgelenks gepasst ist; ein Vibrationsisolierungselement, welches auf das Zwischenlager gepasst ist; ein zylindrisches Element, welches auf das Vibrationsisolationselement gepasst ist; und eine Klammer, welche sich entlang einer äußeren Umfangsoberfläche des zylindrischen Elements erstreckt, und welche sich in horizontaler Richtung nach außen erstreckt, um an einem Fahrzeugkörper fixiert zu werden.
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Eine Kombination des zylindrischen Elements und der Klammer wird nachfolgend als Klammeranordnung beschrieben. Ein Abschnitt der Klammer, welcher sich in horizontaler Richtung nach außen erstreckt, um an dem Fahrzeugkörper fixiert zu werden, indem er durch ein Befestigungsmittel, wie zum Beispiel einen Bolzen, befestigt wird, wird als ein Bein bezeichnet.
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Automobile müssen an einem Karosserieteil in einem Frontbereich des Fahrzeugkörpers, welcher einen Motorraum mit einem Motor und einem nach hinten bewegten Getriebe umfasst, deformierbar sein, um eine Stoßkraft von der Vorderseite zu absorbieren.
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Somit ist die Antriebswelle in einigen Fällen derart konfiguriert, dass die Zwischenlagerstruktur in Antwort auf eine Frontalkollision von dem Fahrzeugkörper getrennt (gelöst) wird, so dass die Rückwärtsbewegung des Motors und dergleichen nicht behindert wird. In dieser Konfiguration ist das Universalgelenk um einen großen Winkel biegbar und ein Stahlrohr der ersten oder der zweiten Antriebswelle ist zerbrechlich, wobei sich der Motor und dergleichen nach hinten bewegen können.
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Die Konfiguration zum Trennen der Zwischenlagerstruktur von dem Fahrzeugkörper in Antwort auf die Frontalkollision umfasst die folgenden Konfigurationen.
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Die
japanische Gebrauchsmusteranmeldung mit der Veröffentlichungsnummer H04-046925 offenbart eine Konfiguration, in welcher ein Schlitz, welcher sich von einem Bolzenloch vorwärts erstreckt, in einem Bein einer Klammer gebildet ist. Eine Stopperplatte, welche in horizontaler Richtung nach außen hervorragt, ist auf der äußeren Umfangsoberfläche der ersten Antriebswelle gebildet. Wenn die erste Antriebswelle sich aufgrund der Kollision nach hinten bewegt, wird die Klammer durch die Stopperplatte hin zu der Heckseite gedrückt und der Schlitz geweitet, wobei das Bein von dem Bolzen gelöst wird und somit die Zwischenlagerstruktur als Ganzes von dem Fahrzeugkörper getrennt wird.
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Das
japanische Patent Nr. 4323877 offenbart eine Konfiguration, in welcher ein fragiler Abschnitt in Fahrzeugbreitenrichtung auf der inneren Seite des Bolzenlochs in dem Bein der Klammer gebildet ist. Dadurch bricht eine Kraft, welche aufgrund der Kollision auf die Klammer übertragen wird, den fragilen Abschnitt, wodurch die Zwischenlagerstruktur getrennt wird, wobei nur ein Teil des Beins an dem Fahrzeugkörper verbleibt.
[Patentdokument 1]
Japanische Gebrauchsmusteranmeldung Veröffentlichungsnummer H04-046925 [Patentdokument 2]
Japanisches Patent Nr. 4323877 -
In vielen Fällen ist ein Harzelement hinter der Zwischenlagerstruktur angeordnet. Somit kann sich mit den Techniken, welche in der
japanischen Gebrauchsmusteranmeldung Veröffentlichungsnummer H04-046925 und dem
japanischen Patent Nr. 4323877 offenbart sind, das Bein oder ein Teil des Beins der metallischen Klammer in das Harzelement bohren und das Harzelement beschädigen.
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Die vorliegende Erfindung wurde getätigt, um das oben beschriebene Problem zu lösen, und es ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine Klammeranordnung bereitzustellen, mit welcher ein peripheres Harzelement mit geringerer Wahrscheinlichkeit beschädigt wird, wenn eine Zwischenlagerstruktur von dem Fahrzeugkörper getrennt wird.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Um das Problem zu lösen, unterstützt eine Klammeranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ein Zwischenlager, welches auf eine Antriebswelle gepasst ist, und umfasst: ein zylindrisches Element, welches das Zwischenlager stützt; und eine Klammer, welche an dem zylindrischen Element und einem Fahrzeugkörper fixiert ist. Die Klammer umfasst ein Bogenelement, welches sich entlang einer äußeren Umfangsoberfläche des Zylinderelements erstreckt, und Beine, welche sich von Enden des Bogenelements erstrecken und an dem Fahrzeugkörper fixiert sind. Das Bogenelement umfasst: Einen fixierten Abschnitt, welcher an dem zylindrischen Element fixiert ist; einen ersten fragilen Abschnitt zwischen einem der Enden des Bogenelements und dem fixierten Abschnitt; und einen zweiten fragilen Abschnitt zwischen dem anderen der Enden des Bogenelements und dem fixierten Abschnitt, wobei der erste und zweite fragile Abschnitt gegenüber einer Kraft in einer axialen Richtung des zylindrischen Elements fragiler sind als andere Abschnitte des Bogenelements.
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Wenn in der oben beschriebenen Erfindung die Kraft aufgrund einer Kollision auf die Antriebswelle wirkt, wird die Kraft auf das Bogenelement der Klammer durch das Zwischenlager, das Vibrationsisolierungselement und das zylindrische Element übertragen. Daher brechen die zwei fragilen Abschnitte des Bogenelements, welche zwischen dem fixierten Abschnitt und den Enden gebildet sind.
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Infolgedessen bewegt sich der fixierte Abschnitt, welcher in Umfangsrichtung weiter innen angeordnet ist als die zwei fragilen Abschnitte, rückwärts, wodurch nur der Abschnitt, welcher sich in dem Bogenelement weiter außen befindet als die fragilen Abschnitte, und die fixierten Beine am Fahrzeugkörper verbleiben.
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Der fixierte Abschnitt, welcher sich gemeinsam mit dem Zwischenlager rückwärts bewegt, erstreckt sich entlang des äußeren Umfangs des zylindrischen Elements und ragt in horizontaler Richtung nicht nach außen hervor. Somit kann der fixierte Abschnitt zwar mit einem peripheren Harzelement in Kontakt kommen, bohrt sich aber nicht in dieses hinein, wodurch eine Beschädigung des Harzelements verhindert werden kann.
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Die fragilen Abschnitte können durch eine lokal reduzierte Breite in der axialen Richtung des zylindrischen Elements des Bogenelements gebildet sein.
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Die fragilen Abschnitte können durch lokales Reduzieren der Dicke des Bogenelements gebildet sein.
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Bevorzugt umfasst die Klammer zwei Rippen, welche sich jeweils von einem Bereich des Bogenelements auf einer in einer Umfangsrichtung des Bogenelements weiter außen gelegenen Seite als der entsprechende fragile Abschnitt zu dem entsprechenden Bein erstrecken.
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In der oben beschriebenen Konfiguration ist ein Bereich, in welchem die Rippe gebildet ist, fest. Entsprechend ist es weniger wahrscheinlich, dass die Kraft, welche aufgrund der Kollision auf die Klammer übertragen wird, die Abschnitte des Bogenelements zwischen jedem fragilen Abschnitt und jedem Ende, jedem Ende des Bogenelements (Grenze zwischen dem Bogenelement und dem Bein), und den Beinen bricht. Somit können die Abschnitte, welche in der Umfangsrichtung weiter außen liegen als die fragilen Abschnitte sicher an dem Fahrzeugkörper fixiert werden. Somit kann verhindert werden, dass das periphere Harzelement beschädigt wird.
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Die vorliegende Erfindung kann eine Klammeranordnung bereitstellen, mit welcher ein um die Zwischenlagerstruktur angeordnetes Harzelement mit geringerer Wahrscheinlichkeit zerstört wird, wenn die Zwischenlagerstruktur von dem Fahrzeugkörper getrennt wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine Draufsicht einer Antriebswelle und einer Zwischenlagerstruktur;
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2 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs, umgeben von einer Rahmenlinie A in 1;
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3 ist eine vergrößerte partielle Seitenansicht der Antriebswelle und der Zwischenlagerstruktur;
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4 ist eine perspektivische Ansicht einer Klammeranordnung;
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5 ist eine Querschnittansicht der Klammeranordnung entlang der Linie B-B aus 3;
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6 ist eine vergrößerte partielle Seitenansicht der Antriebswelle und der Zwischenlagerstruktur nach einer Kollision; und
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7 ist eine Querschnittansicht der Klammeranordnung entlang der Linie C-C aus 6.
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Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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Soweit zutreffend ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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In der Beschreibung der Ausführungsform ist erst eine Antriebswelle 1 und dann eine Zwischenlagerstruktur 10, umfassend einen Klammerhalter 40 als ein Merkmal der Ausführungsform beschrieben.
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Wie in 1 gezeigt, ist die Antriebswelle 1 in einem Allradantriebsfahrzeug mit Frontmotoraufbau installiert und dient als Kraftübertragungswelle, durch welche eine von einem Getriebe (nicht gezeigt), welches in einem Vorderabschnitt des Fahrzeugs installiert ist, ausgehende Kraft an ein Achsantriebsrad (nicht gezeigt), welches in einem Heckbereich des Fahrzeugs installiert ist, übertragen wird.
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Anschlussflansche 110 und 112 sind an eine Ausgangswelle des Getriebes und an eine Eingangswelle des Achsantriebsrads gekoppelt.
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Die Antriebswelle 1, welche eine zweiteilige Struktur aufweist, welche an einem Mittelabschnitt geteilt ist, umfasst: eine erste Antriebswelle 3, welche durch ein erstes Universalgelenk 5 an den Anschlussflansch 110 gekoppelt ist; eine zweite Antriebswelle 4, welche durch ein zweites Universalgelenk 7 an den Anschlussflansch 120 gekoppelt ist; und ein homokinetisches Universalgelenk 6, welches die erste und die zweite Antriebswelle 3 und 4 koppelt.
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Die erste und zweite Antriebswelle 3 und 4 sind jeweils durch ein zylindrisches Stahlrohr gebildet, welches sich in einer Front-Heckrichtung erstreckt.
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Das homokinetische Universalgelenk 6 ist ein Dreifachanschlussgelenk, umfassend: einen Wellenstumpf 8, welcher eine im Wesentlichen zylindrische Form aufweist, auf einen Frontabschnitt der zweiten Antriebswelle 4 geschweißt ist, und sich in Richtung der Vorderseite erstreckt; ein Außenringelement 6a, welches eine zylindrische Form aufweist und auf einen hinteren Abschnitt der ersten Antriebswelle 3 geschweißt ist; und ein Kraftübertragungselement 6b, welches an einem distalen Ende des Wellenstumpfes 8 bereitgestellt ist.
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Die Zwischenlagerstruktur 10 stützt rotierbar einen Zwischenabschnitt der Antriebswelle 1 in der Front-Heckrichtung. Wie in 2 gezeigt, umfasst die Zwischenlagerstruktur 10: ein Zwischenlager 20, welches auf den Wellenstumpf 8 gepasst ist; ein Vibrationsisolierungselement 30, welches auf das Zwischenlager 20 gepasst ist; und die Klammeranordnung 40.
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Das Zwischenlager 20 ist ein radiales Kugellager, in welchem eine Vielzahl von Kugeln 23 zwischen einem Innenring 21 und einem Außenring 22 bereitgestellt sind. Staubabdeckungen 25 und 26, welche auf den Wellenstumpf 8 gepasst sind, sind an der Vorder- und Rückseite des Zwischenlagers 20 angeordnet, um zu verhindern, dass Schmutzwasser, Staub und dergleichen in das Zwischenlager 20 eintreten. Die Schmutzabdeckung 25, welche an der Vorderseite des Zwischenlagers 20 angeordnet ist, steht mit dem Innenring 21 des Zwischenlagers 20 in Kontakt, um das Zwischenlager 20 zu halten.
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Das Vibrationsisolierungselement 30 absorbiert die Vibration, welche durch die Rotation der Antriebswelle 1 verursacht wird, um die Vibration zu reduzieren, welche an einen Fahrzeugkörper übertragen wird. Das Vibrationsisolierungselement 30 umfasst: einen inneren Ring 31, welcher auf den Außenring 22 des Zwischenlagers 20 gepasst ist; einen äußeren Ring 32, welcher den inneren Ring 31 von der äußeren Umfangsseite des inneren Rings 31 her umgibt; und eine Befestigung 33, welche zwischen dem inneren Ring 31 und dem äußeren Ring 32 angeordnet ist und die Vibration absorbiert. Die Befestigung 33 ist ein elastisches, zylindrisches Gummielement, das integral mit dem inneren und äußeren Ring 31 und 32 durch Spritzgießen gebildet ist.
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Die Klammeranordnung 40 stützt das Zwischenlager 20, welches auf den Wellenstumpf 8 gepasst ist. Wie in 3–5 gezeigt, umfasst die Klammeranordnung 40: ein zylindrisches Element 41, welches das Zwischenlager 20 über das Vibrationsisolierungselement 30 stützt; und eine Klammer 42, welche an dem zylindrischen Element 41 und dem Fahrzeugkörper fixiert ist.
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Das zylindrische Element 41 ist ein metallisches Ringelement. Das Vibrationsisolierungselement 30 ist in dem zylindrischen Element 41 fixiert, wobei der äußere Ring 32 des Vibrationsisolierungselements 30 in eine innere Umfangsoberfläche 41a des zylindrischen Elements 41 pressgepasst ist.
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Wie in 5 gezeigt, ist die Klammer 42 ein metallisches Element, umfassend: ein Bogenelement 43, welches sich entlang eines äußeren Umfangs 41b des zylindrischen Elements 41 erstreckt; und zwei Beine 44, welche sich jeweils von einem Ende 43a und einem anderen Ende 43b des Bogenelements 43 in Fahrzeugbreitenrichtung nach außen erstrecken.
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Die Klammer 42 wird durch Biegen einer Metallplatte gebildet. Somit sind die Komponenten der Klammer 42, das heißt, das Bogenelement 43 und die zwei Beine 44, integral gebildet, und weisen von der Front-Heckrichtung betrachtet die gleiche Dicke auf.
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Das eine und das andere Ende 43a und 43b des Bogenelements 43 gemäß der Ausführungsform entsprechen dem Begriff „Enden” des Bogenelements in den Ansprüchen.
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Wie in 3 gezeigt, ist das Bein 44 durch einen Bolzen 60 befestigt, um an dem Fahrzeugkörper fixiert zu werden, und weist eine Oberfläche parallel zu einer unteren Oberfläche R des Fahrzeugkörpers (horizontale Oberfläche) auf.
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Wie in 4 und 5 gezeigt, sind Bolzenlöcher 46, durch welche Schaftabschnitte der Bolzen 60 eingesetzt werden, auf einer linken und rechten äußeren Seite der Beine 44 gebildet.
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Wie in 5 gezeigt, weist das Bogenelement 43, von der Front-Heckrichtung betrachtet, eine im Wesentlichen halbkreisförmige Form auf.
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Das Bogenelement 43 weist Punktschweißabschnitte auf, welche durch einen vorbestimmten Abstand in Umfangsrichtung nach innen von dem einen und dem anderen Ende 43a und 43b getrennt sind. Somit ist das Bogenelement 43 mit dem zylindrischen Element 41 verbunden (fixiert).
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Die zwei Punktschweißabschnitte sowie ein zwischen den zwei Punktabschnitten liegender Bereich in dem Bogenelement 43 werden nachfolgend kollektiv als ein fixierter Abschnitt 45 bezeichnet. Ein Abschnitt des Bogenelements 43, welcher durch das Punktschweißen verbunden ist, wird als ein verbundener Abschnitt 47 bezeichnet.
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Wie in 4 und 5 gezeigt, sind das Bogenelement 43, die fragilen Abschnitte 48, welche gegen eine Kraft in der Front-Heckrichtung fragil sind, zwischen dem fixierten Abschnitt 45 und dem einen oder dem anderen Ende 43a und 43b gebildet. Der fixierte Abschnitt 45, welcher zwischen den fragilen Abschnitten 48 liegt, wird getrennt, wenn die zwei fragilen Abschnitte 48 brechen.
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Der fragile Abschnitt 48 wird durch Bilden einer Kerbe 49 auf einer Vorderseite des Bogenelements 43, welches eine einheitliche Breite in der Front-Heckrichtung aufweist, gebildet, so dass die Breite des Bogenelements 43 in der Front-Heckrichtung lokal reduziert ist.
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Wie in 4 gezeigt, sind Rippen 50 und 51 an Vorder- und Hinterkanten des Bogenelements 43 durch Biegen der Vorder- und Hinterenden der Metallplatte, mit welcher das Bogenelement 43 und die zwei Beine 44 gebildet werden, bereitgestellt.
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Die Rippen 50 und 51 erstrecken sich jeweils von einem Abschnitt, welcher in der Umfangsrichtung weiter außen liegt als der fragile Abschnitt 48 des Bogenelements 43, zu einem Ende 44a des Beins 44 durch das eine Ende 43a oder das andere Ende 43b des Bogenelements 43. Somit wird von dem Abschnitt, welcher in der Umfangsrichtung weiter außen liegt als der fragile Abschnitt 48, zu dem Ende 44a des Beins 44 ein fester Bereich bereitgestellt.
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Als Nächstes wird ein Fall, in welchem die Antriebswelle 1 eine Kraft aufgrund einer Frontalkollision erfährt, durch Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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In einem Normalzustand, wie in 3 gezeigt, sind die zwei Beine 44 der Klammer 42 zur Fixierung an dem Fahrzeugkörper durch die Bolzen 60 befestigt, und die Antriebswelle 1 wird rotierbar durch die Zwischenlagerstruktur 10 gestützt.
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Wenn die Antriebswelle 1 aufgrund der Frontalkollision des Fahrzeugkörpers eine Kraft von der Vorderseite erfährt, wirkt die durch die Kollision hervorgerufene Kraft durch das Zwischenlager 20 und das Vibrationsisolierungselement 30 auf das zylindrische Element 41.
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Im Ergebnis wirkt eine Kraft hin zu der Heckseite auf das Bogenelement 43 der Klammer 42, welche über die Verbindungsabschnitte 47 (siehe den Pfeil D in 3) mit dem zylindrischen Element 41 verbunden ist.
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Somit wirkt eine Kraft, welche die Klammer 42 in der Front-Heckrichtung bricht, auf einen Abschnitt auf jeder Seite der Klammer 42 zwischen dem verbundenen Abschnitt 47 und einem Abschnitt des Beins 44 auf der äußeren Seite in der Fahrzeugbreitenrichtung (ein Abschnitt, befestigt durch den Bolzen 60). Somit brechen die zwei fragilen Abschnitte 48 in der Front-Heckrichtung.
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Jede der Rippen 50 und 51 ist in dem Bereich bereitgestellt, welcher sich von dem Abschnitt, welcher in Umfangsrichtung weiter außen liegt als der fragile Abschnitt 48, zu dem Ende 44a des Beins 44 erstreckt, wodurch ein Brechen extrem unwahrscheinlich ist, auch wenn die Kraft aufgrund der Kollision groß ist.
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Das eine und das andere Ende 43a und 43b an der Grenze zwischen dem Bogenelement 43 und den zwei Beinen 44 können aufgrund des Biegeprozesses weniger fest sein. Dennoch sind das eine und das andere Ende 43a und 43b von den Rippen 50 und 51 bedeckt, wodurch ein Brechen extrem unwahrscheinlich ist.
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Im Ergebnis, wie in 6 gezeigt, kann sich der fixierte Abschnitt 45, welcher in Umfangsrichtung weiter innen liegt als die zwei fragilen Abschnitte 48, gemeinsam mit dem zylindrischen Element 41 und dem Vibrationsisolierungselement 30 hin zu der Heckseite bewegen. Somit sind das Zwischenlager 20 und die Antriebswelle 1 von dem Fahrzeugkörper getrennt.
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Alles in allem bleiben in Bezug auf das das Bogenelement 43, die Abschnitte, welche in Umfangsrichtung weiter außen liegen als die zwei fragilen Abschnitte 48, und die Beine 44 am Fahrzeugkörper fixiert.
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Wie in 7 gezeigt, erstreckt sich der fixierte Abschnitt 45, welcher sich gemeinsam mit dem Zwischenlager 20 und dem zylindrischen Element 41 hin zur Heckseite bewegt, auf dem äußeren Umfang des zylindrischen Elements 41 und weist keine Abschnitte auf, welche in horizontaler Richtung nach außen hervorstehen. Somit kann sich der fixierte Abschnitt 45 nicht in ein peripheres Harzelement bohren, wodurch eine Beschädigung des Harzelements verhindert wird.
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Die Klammeranordnung 40 wurde gemäß der Ausführungsform beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebenen Beispiele in der Ausführungsform beschränkt.
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Der fragile Abschnitt 48 der Ausführungsform wird durch Bilden der Kerbe 49 auf der Frontendseite gebildet, um die Breite in der Front-Heckrichtung lokal zu reduzieren. Alternativ kann die vorliegende Erfindung eine Konfiguration aufweisen, in welcher die Kerbe auf einer Heckendseite gebildet ist oder ein Durchgangsloch in einem Mittelabschnitt in der Front-Heckrichtung gebildet ist, um die Breite in der Front-Heckrichtung lokal zu reduzieren. Das Bogenelement 43 kann derart ausgebildet sein, dass es zur Bildung des fragilen Abschnitts 48 eine lokal reduzierte Dicke aufweist. Somit besteht keine spezielle Beschränkung des fragilen Abschnitts 48.
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Die Zwischenlagerstruktur 10 gemäß der Ausführungsform wird in der Antriebswelle 1 der zweiteiligen Struktur verwendet. Alternativ kann die vorliegende Erfindung auf die Zwischenlagerstruktur 10 angewendet werden, welche in der Antriebswelle 1 einer dreiteiligen Struktur verwendet wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 04-046925 [0010, 0011, 0012]
- JP 4323877 [0011, 0011, 0012]
