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Hintergrund
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Fahrzeugkörperrahmenstruktur und ein Verfahren eines Herstellens derselben.
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Stand der Technik
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Eine Säulenstruktur, die mit einer Vordersäule, die eine durch ein säuleninneres Blech bzw. eine säuleninnere Platte und ein säulenäußeres Blech bzw. eine säulenäußere Platte gebildete geschlossene Querschnittsstruktur hat, und mit einem zylindrischen Verstärkungsglied, das im Inneren der Vordersäule eingesetzt ist, bereitgestellt ist, ist in der offengelegten japanischen Patentanmeldung (
JP-A) Nr. 2003-72589 offenbart.
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In der vorgenannten herkömmlichen Säulenstruktur ist es zum Beispiel gedacht, dass die Festigkeit des Säulenäußeren verglichen mit der des Säuleninneren durch ein Verringern der Plattendicke des Säulenäußeren reduziert ist. In diesem Typ einer Struktur ist es die Aufgabe, eine Reduzierung des Gewichts zu erreichen, während die Gesamtfestigkeit der Säule beibehalten wird.
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Zusammenfassung
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Die vorliegende Offenbarung stellt eine Fahrzeugkörperrahmenstruktur bereit, die es in einem Fahrzeugkörperahmen, der eine geschlossene Querschnittsstruktur hat, die durch zwei Bleche bzw. Platten mit voneinander verschiedenen Festigkeiten gebildet ist, ermöglicht, die Festigkeit des Fahrzeugkörperrahmens effizient zu verbessern und ebenso eine Reduzierung des Gewichts von diesem zu erreichen, und stellt ebenso ein Verfahren eines Herstellens derselben bereit.
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Der erste Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Fahrzeugkörperrahmenstruktur, die einen Rahmenhauptkörper, der mit einer geschlossenen Querschnittsstruktur bereitgestellt ist, die durch ein Miteinanderverbinden eines ersten Blechs bzw. einer ersten Platte und eines zweiten Blechs bzw. einer zweiten Platte mit geringerer Festigkeit als das erste Blech bzw. die erste Platte gebildet ist, enthält und die ebenso ein zylindrisches Verstärkungsglied, das im Inneren des Rahmenhauptkörpers bereitgestellt ist und sich entlang dem Rahmenhauptkörper erstreckt, und von dem ein Abschnitt, der sich auf der Seite des zweiten Blechs bzw. der zweiten Platte befindet, insgesamt dicker als ein Abschnitt von diesem gebildet ist, der sich auf der Seite des ersten Blechs bzw. der ersten Platte befindet, enthält.
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In der Fahrzeugkörperrahmenstruktur gemäß dem oben beschriebenen ersten Aspekt ist ein Rahmenhauptkörper mit einer geschlossenen Querschnittsstruktur durch ein erstes Blech bzw. eine erste Platte und ein zweites Blech bzw. eine zweite Platte gebildet. Die Festigkeit des zweiten Blechs bzw. der zweiten Platte ist geringer als die des ersten Blechs bzw. der ersten Platte. Dementsprechend ist eine neutrale Achse des Rahmenhauptkörpers (d. h., eine Linie, wo sich, angenommen, dass eine Kurve existiert, eine neutrale Fläche, wo keine Zusammendrück- bzw. Druckbelastung oder Zugbelastung erzeugt wird, und ein horizontaler Querschnitt des Rahmenhauptkörpers kreuzen) näher an der Seite des ersten Blechs bzw. der ersten Platte als das Querschnittszentrum des Rahmenhauptkörpers.
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Zudem ist das zylindrische Verstärkungsglied im Inneren des Rahmenhauptkörpers bereitgestellt und erstreckt sich dieses entlang dem Rahmenhauptkörper. Dementsprechend wird der Rahmenhauptkörper durch das zylindrische Verstärkungsglied verstärkt, so dass die Festigkeit der Fahrzeugkörperrahmenstruktur verbessert wird.
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Außerdem ist der Abschnitt des zylindrischen Verstärkungsglieds auf der Seite des zweiten Blechs bzw. der zweiten Platte insgesamt dicker als der Abschnitt von diesem auf der Seite des ersten Blechs bzw. der ersten Platte. Dementsprechend befindet sich eine neutrale Fläche der gesamten Fahrzeugkörperrahmenstruktur, die durch ein Miteinanderverbinden des Rahmenhauptkörpers und des zylindrischen Verstärkungsglieds erhalten wird, näher an der Seite des zweiten Blechs bzw. der zweiten Platte als die vorgenannte neutrale Fläche des Rahmenhauptkörpers. Und zwar kann vergleichen mit einem Fall, in dem das zylindrische Verstärkungsglied eine gleich bleibende Dicke hat, die neutrale Achse der gesamten Fahrzeugkörperrahmenstruktur näher an das Querschnittszentrum des Rahmenhauptkörpers gebracht werden. Infolgedessen kann die Festigkeit des Fahrzeugkörperrahmens effizient verbessert werden und kann eine Reduzierung des Gewichts erreicht werden.
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Man nehme zur Kenntnis, dass sich das Querschnittszentrum des Rahmenhauptkörpers auf den Schwerpunkt eines Bereichs eines horizontalen Querschnitts des Rahmenhauptkörpers, der von dem ersten Blech bzw. der ersten Platte und dem zweiten Blech bzw. der zweiten Platte umgeben ist, in den Zeichnungen bezieht, wobei darüber angenommen wird, dass der Bereich eine gleich bleibende Dichte hat.
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Der zweite Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Fahrzeugkörperrahmenstruktur gemäß dem ersten Aspekt, wobei ein Abschnitt des zylindrischen Verstärkungsglieds, der sich von einem Querschnittszentrum des Rahmenhauptkörpers auf der Seite des zweiten Blechs bzw. der zweiten Platte befindet, als ein Erhöhte-Dicke-Abschnitt gebildet ist, während ein Abschnitt von diesem, der sich von dem Querschnittszentrum des Rahmenhauptkörpers auf der Seite des ersten Blechs bzw. der ersten Platte befindet, als ein Reduzierte-Dicke-Abschnitt gebildet ist.
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In der Fahrzeugkörperrahmenstruktur gemäß dem oben beschriebenen zweiten Aspekt kann, da eine Veränderung in der Dicke des zylindrischen Verstärkungsglieds bereitgestellt ist, bei dem das Querschnittszentrum des Rahmenhauptkörpers als ein Bezugspunkt verwendet wird, die neutrale Achse der gesamten Fahrzeugkörperrahmenstruktur effizient näher an das Querschnittszentrum des Rahmenhauptkörpers gebracht werden.
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Der dritte Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Verfahren eines Herstellens der Fahrzeugkörperrahmenstruktur gemäß den oben beschriebenen ersten und zweiten Aspekten, wobei das zylindrische Verstärkungsglied durch Vorbereiten mittels Aluminiumstrangpressen eines zylindrischen Abweichende-Dicke-stranggepresstes-Rohmaterials, dessen horizontale Querschnittskonfiguration in bestimmten Abschnitten dicker gebildet ist, und dann Formen dieses Abweichende-Dicke-stranggepresstes-Rohmaterials unter Verwendung eines Hydroformverfahrens bzw. Innenhochdruckumformverfahrens hergestellt wird.
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In dem Verfahren eines Herstellens einer Fahrzeugkörperrahmenstruktur gemäß dem oben beschriebenen dritten Aspekt wird ein zylindrisches Verstärkungsglied durch Vorbereiten mittels Aluminiumstrangpressen eines zylindrischen Abweichende-Dicke-stranggepresstes-Rohmaterials, dessen horizontale Querschnittskonfiguration in bestimmten Abschnitten dicker gebildet ist, hergestellt und wird dieses Abweichende-Dicke-stranggepresstes-Rohmaterial dann unter Verwendung eines Hydroformverfahrens bzw. Innenhochdruckumformverfahrens geformt. Und zwar kann die Fahrzeugkörperrahmenstruktur der oben beschriebenen ersten und zweiten Aspekte leicht hergestellt werden.
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Wie es oben beschrieben worden ist, ermöglicht es die Fahrzeugkörperrahmenstruktur gemäß dem oben beschriebenen ersten Aspekt, in einem Fahrzeugkörperrahmen mit einer geschlossenen Querschnittsstruktur, die durch zwei Bleche bzw. Platten mit voneinander verschiedenen Festigkeiten gebildet ist, die Festigkeit des Fahrzeugkörperrahmens effizient zu verbessern und ebenso eine Reduzierung des Gewichts von diesem zu erreichen.
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Die Fahrzeugkörperrahmenstruktur gemäß dem oben beschriebenen zweiten Aspekt ermöglicht es, die neutrale Achse der gesamten Fahrzeugkörperrahmenstruktur effizient näher an das Querschnittszentrum des Rahmenhauptkörpers zu bringen.
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Das Verfahren eines Herstellens einer Fahrzeugkörperrahmenstruktur gemäß dem oben beschriebenen dritten Aspekt ermöglicht es, eine Fahrzeugkörperrahmenstruktur leicht herzustellen.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden basierend auf den folgenden Figuren ausführlich beschrieben, wobei:
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1A einen horizontalen Querschnitt eines Vordersäulenoberen, auf das eine Fahrzeugkörperrahmenstruktur der vorliegenden Ausführungsform angewendet worden ist, zeigt und dieser ein entlang einer Linie A-A in 3 genommener Querschnitt ist,
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1B einen horizontalen Querschnitt eines Vordersäulenoberen, auf das eine Fahrzeugkörperrahmenstruktur der vorliegenden Ausführungsform angewendet worden ist, zeigt und dieser ein entlang einer Linie B-B in 3 genommener Querschnitt ist,
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2 eine horizontale Querschnittsansicht ist, die ein Abweichende-Dicke-stranggepresstes-Material, das das Rohmaterial für ein zylindrisches Verstärkungsglied der vorliegenden Ausführungsform bildet, zeigt,
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3 eine Seitenansicht ist, die einen Fahrzeugkörperseitenabschnitt, der als ein Beispiel eines Abschnitts dient, auf den die Fahrzeugkörperrahmenstruktur der vorliegenden Ausführungsform angewendet worden ist, zeigt,
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4 eine horizontale Querschnittsansicht ist, die einen Schweller, auf den eine Fahrzeugkörperrahmenstruktur gemäß einem modifizierten Beispiel der vorliegenden Ausführungsform angewendet worden ist, zeigt.
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Ausführliche Beschreibung
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Im Nachfolgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Verwendung von 1 bis 3 beschrieben. Man nehme zur Kenntnis, dass ein Pfeil FR, der in den Zeichnungen zu sehen ist, wo auch immer es zweckmäßig ist, die vorwärts gerichtete Seite des Fahrzeugs kennzeichnet, während ein Pfeil UP die obere Seite des Fahrzeugs kennzeichnet. Ein Pfeil OUT kennzeichnet die Außenseite des Fahrzeugs in der Fahrzeugquerrichtung.
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3 zeigt einen Fahrzeugkörperseitenabschnitt 10 (d. h., einen fahrzeuglinksseitigen Abschnitt) an einem Abschnitt, von dem bzw. auf den eine Fahrzeugkörperrahmenstruktur S der vorliegenden Ausführungsform angewendet worden ist. Wie es in 3 zu sehen ist, ist ein Schweller 12, der ein Fahrzeugkörperrahmenglied ist, dessen Längsrichtung sich in die Vorderseite-Hinterseite-Richtung des Fahrzeugs erstreckt, in einem Bodenabschnitt des Fahrzeugkörperseitenabschnitts 10 bereitgestellt. Zusätzlich ist eine Dachseitenschiene 14, die ein Fahrzeugkörperrahmenglied ist, dessen Längsrichtung sich in die Vorderseite-Hinterseite-Richtung des Fahrzeugs erstreckt, in einem obersten bzw. oberen Abschnitt des Fahrzeugkörperseitenabschnitts 10 bereitgestellt. Ein Vordersäulenoberes 16, das Seitenenden einer vorderen Windschutzscheibe (nicht dargestellt) stützt und das sich diagonal nach unten zu der Vorderseite des Fahrzeugs hin neigt, ist sich von einem vorderen Ende der Dachseitenschiene 14 kontinuierlich erstreckend bereitgestellt.
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Ein Vordersäulenunteres 18, das sich in die Fahrzeugvertikalrichtung erstreckt, ist bereitgestellt, um so ein vorderes Ende des Vordersäulenoberen 16 mit einem vorderen Ende des Schwellers 12 zu verbinden. Zusätzlich ist eine Mittelsäule 20, die sich in die Fahrzeugvertikalrichtung erstreckt, bereitgestellt, um so ein hinteres Ende des Vordersäulenoberen 16 mit einem zwischenliegenden Abschnitt des Schwellers 12 zu verbinden. Ein Vorderseitenöffnungsabschnitt 22 ist durch das Vordersäulenuntere 18, das Vordersäulenobere 16, den Schweller 12 und die Mittelsäule 20 gebildet. Eine Vorderseitentür (nicht dargestellt), die durch einen Fahrzeuginsassen verwendet wird, um in einen Fahrzeugvordersitz und aus diesem zu gelangen, ist in dem Vorderseitenöffnungsabschnitt 22 platziert. Zusätzlich ist ein Hinterseitenöffnungsabschnitt 26 durch die Mittelsäule 20, die Dachseitenschiene 14, den Schweller 12 und eine Hintersäule 24 gebildet. Eine Hinterseitentür (nicht dargestellt), die durch einen Fahrzeuginsassen verwendet wird, um in einen Fahrzeugrücksitz und aus diesem zu gelangen, ist in dem Hinterseitenöffnungsabschnitt 26 platziert.
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Säulenhauptkörper
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Die Fahrzeugkörperrahmenstruktur S der vorliegenden Ausführungsform ist auf einen Bereich, der sich von der Nähe des vorderen Endes des Vordersäulenoberen 16 zu der Nähe des hinteren Endes der Dachseitenschiene 14 erstreckt, angewendet. Ein horizontaler Querschnitt des Vordersäulenoberen 16, auf den die Fahrzeugkörperrahmenstruktur S der vorliegenden Ausführungsform angewendet worden ist, ist in 1A und 1B zu sehen. Wie es in diesen Zeichnungen zu sehen ist, enthält das Vordersäulenobere 16 einen Säulenhauptkörper 28, der als ein „Rahmenhauptkörper” dient und der eine geschlossene Querschnittsstruktur hat. Der Säulenhauptkörper 28 wird durch ein Miteinanderverbinden eines säuleninneren Blechs bzw. einer säuleninneren Platte 30, das bzw. die als ein „erstes Blech” bzw. eine „erste Platte” dient und die fahrzeuginnere Seite bildet, und eines säulenäußeren Blechs bzw. einer säulenäußeren Platte 32, das bzw. die als ein „zweites Blech” bzw. eine „zweite Platte”, die eine geringere Festigkeit als das säuleninnere Blech bzw. die säuleninnere Platte 30 hat, dient und die fahrzeugäußere Seite bildet, gebildet. Man nehme zur Kenntnis, dass das säulenäußere Blech bzw. die säulenäußere Platte 32 der vorliegenden Ausführungsform aus einem Stahlplattenmaterial, das eine kleinere Plattendicke als das säuleninnere Blech bzw. die säuleninnere Platte 30 hat und das eine niedrige innewohnende Festigkeit hat, gebildet ist.
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Insbesondere werden das säuleninnere Blech bzw. die säuleninnere Platte 30 und das säulenäußere Blech bzw. die säulenäußere Platte 32 mit jeweiligen oberen Flanschabschnitten 30A und 32A und jeweiligen unteren Flanschabschnitten 30B und 32B, die beidseitig bzw. gegenseitig aufeinander überlagert sind, durch Punktschweißen oder Laserschweißen oder dergleichen miteinander verbunden. Durch ein Verwenden dieses Verfahrens wird der Säulenhauptkörper 28, dessen Querschnittskonfiguration eine geschlossene Querschnittsstruktur ist, gebildet. Die vordere Windschutzscheibe und ein Dachblech bzw. eine Dachplatte (nicht dargestellt) werden auf der Seite der oberen Flanschabschnitte 30A und 32A des Säulenhauptkörpers 28 platziert, während die Vorderseitentür und Hinterseitentür (nicht dargestellt) auf der Seite der unteren Flanschabschnitte 30B und 32B von diesen platziert werden.
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Man nehme zur Kenntnis, dass die „äußere Seite” und die „innere Seite”, die jeweils durch Pfeile in 1A und 1B gekennzeichnet sind, jeweilig die Seite des säulenäußeren Blechs bzw. der säulenäußeren Platte 32 und die Seite des säuleninneren Blechs bzw. der säuleninneren Platte 30 von dem horizontalen Querschnitt des Säulenhauptkörpers 28 zeigen. Wird zudem angenommen, dass eine virtuelle gerade Linie (nicht dargestellt) zwischen der Nähe der oberen Flanschabschnitte 30A und 32A und der Nähe der unteren Flanschabschnitte 30B und 32B, wo die jeweiligen Bleche bzw. Platten in Kontakt miteinander sind, gezeichnet wäre, dann beziehen sich die „Seite eines säulenäußeren Blechs bzw. einer säulenäußeren Platte 32” und die „Seite eines säuleninneren Blechs bzw. einer säuleninneren Platte 30” jeweilig auf die Seite eines säulenäußeren Blechs bzw. einer säulenäußeren Platte 32 und die Seite eines säuleninneren Blechs bzw. einer säuleninneren Platte 30 einer bezüglich dieser virtuellen geraden Linie senkrechten Richtung.
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Zudem kennzeichnet ein Querschnittszentrum C, das in 1A und 1B zu sehen ist, das Zentrum eines Querschnitts des Säulenhauptkörpers 28. Das Querschnittszentrum des Säulenhauptkörpers 28 bezieht sich auf den Schwerpunkt des Bereichs in der Zeichnung, der von dem säuleninneren Blech bzw. der säuleninneren Platte 30 und dem säulenäußeren Blech bzw. der säulenäußeren Platte 32 in dem horizontalen Querschnitt, der in 1A und 1B zu sehen ist, umgeben ist, wobei darüber angenommen wird, dass der Bereich eine gleich bleibende Dichte hat.
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Zylindrisches Verstärkungsglied
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Ein zylindrisch geformtes zylindrisches Verstärkungsglied 40 ist im Inneren des Säulenhauptkörpers 28 bereitgestellt. Wie es in 3 zu sehen ist, ist das zylindrische Verstärkungsglied 40 positioniert, um sich so von der Nähe des vorderen Endes des Vordersäulenoberen 16 zu der Nähe des hinteren Endes der Dachseitenschiene 14 (d. h., zu der Nähe des hinteren Endabschnitts des Hinterseitenöffnungsabschnitts 26) entlang der Längsrichtung des Säulenhauptkörpers 28 zu erstrecken. Zusätzlich ist in der horizontalen Querschnittsansicht des Vordersäulenoberen 16, das in 1A und 1B zu sehen ist, das zylindrische Verstärkungsglied 40 geformt, um so das Querschnittszentrum C des Säulenhauptkörpers 28 zu umgeben.
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Das zylindrische Verstärkungsglied 40 ist mit dem säuleninneren Blech bzw. der säuleninneren Platte 30 verbunden. Insbesondere ist ein Verbindungsflächenabschnitt 42, der zu der inneren Seite des Säulenhauptkörpers 28 hin versetzt ist, in dem Abschnitt des säuleninneren Blechs bzw. der säuleninneren Platte 30, die mit dem zylindrischen Verstärkungsglied 40 verbunden ist, bereitgestellt. Der Verbindungsflächenabschnitt 42 ist derart geformt, dass er in Flächenkontakt mit dem zylindrischen Verstärkungsglied 40 gesetzt werden kann, und ist mit dem zylindrischen Verstärkungsglied 40 verbunden, während er in diesem Zustand eines Flächenkontakts damit ist.
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Noch spezifischer wird das Verbinden des Verbindungsflächenabschnitts 42 mit dem zylindrischen Verstärkungsglied 40 durch ein Verschmelzen des säuleninneren Blechs bzw. der säuleninneren Platte 30 und des zylindrischen Verstärkungsglieds 40, die die zu schweißenden unedlen Metalle sind, und ein Zusammenschweißen von diesen mittels der Reibungswärme, die erzeugt wird, wenn eine Schraube 44 gegen diese unedlen Metalle gedrückt wird, während diese mit hoher Geschwindigkeit rotiert wird (unter Verwendung einer, was bekannt ist als, Fließlochschraube bzw. Flow Drill Screw – FDS (Handelsmarke)), erreicht. In diesem Verbindungsverfahren kann, da die Verbindung über einen einseitigen Zugang von der Seite des säuleninneren Blechs bzw. der säuleninneren Platte 30 erreicht werden kann, das zylindrische Verstärkungsglied 40 mit dem säuleninneren Blech bzw. der säuleninneren Platte 30 leicht verbunden werden.
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Zudem ändert sich die Dicke des zylindrischen Verstärkungsglieds 40 in bestimmten Abschnitten, wenn dieses in einer horizontalen Querschnittsansicht betrachtet wird. Insbesondere ist ein Abschnitt des zylindrischen Verstärkungsglieds 40, der sich von dem Querschnittszentrum C des Säulenhauptkörpers 28 auf der Seite des äußeren Blechs bzw. der äußeren Platte befindet, dicker als ein Abschnitt des zylindrischen Verstärkungsglieds 40, der sich von dem Querschnittszentrum C auf der Seite des inneren Blechs bzw. der inneren Platte befindet. Mit anderen Worten ist der Abschnitt des zylindrischen Verstärkungsglieds 40, der sich von dem Querschnittszentrum C des Säulenhauptkörpers 28 auf der Seite des äußeren Blechs bzw. der äußeren Platte befindet, als ein Erhöhte-Dicke-Abschnitt 40A gebildet, während der Abschnitt des zylindrischen Verstärkungsglieds 40, der sich von dem Querschnittszentrum C des Säulenhauptkörpers 28 auf der Seite des inneren Blechs bzw. der inneren Platte befindet, als ein Reduzierte-Dicke-Abschnitt 40B gebildet ist.
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Als Nächstes wird ein Verfahren eines Herstellens des zylindrischen Verstärkungsglieds 40 der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
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Zunächst wird ein zylindrisches Abweichende-Dicke-stranggepresstes-Material 50 durch ein Durchführen eines Strangpressens eines Leichtmetallmaterials, wie beispielsweise Aluminium oder dergleichen, hergestellt. Da das Abweichende-Dicke-stranggepresstes-Material 50 ein stranggepresstes Material ist, hat es selbst in voneinander verschiedenen horizontalen Querschnitten einen gleich bleibenden Querschnitt. Jedoch ist das Abweichende-Dicke-stranggepresstes-Material 50 gebildet, um einen, was bekannt ist als, Abweichende-Dicke-Querschnitt in jedem horizontalen Querschnitt zu haben. Insbesondere ist, wie es in 2 zu sehen ist, das Abweichende-Dicke-stranggepresstes-Material 50 ein zylindrisches Glied, dessen horizontale Querschnittsform eine erhöhte Dicke in bestimmten Abschnitten hat. Ungefähr die Hälfte des horizontalen Querschnitts ist als ein Erhöhte-Dicke-Abschnitt 50A gebildet, während die verbleibende Hälfte als ein Reduzierte-Dicke-Abschnitt 50B gebildet ist. Man nehme zur Kenntnis, dass, obwohl das Abweichende-Dicke-stranggepresstes-Material 50 der vorliegenden Ausführungsform eine kreisrunde zylindrische Form hat, vorausgesetzt, dass es einen Abweichende-Dicke-Querschnitt hat, wenn es im horizontalen Querschnitt betrachtet wird, es nicht darauf beschränkt ist, eine kreisrunde zylindrische Form zu sein bzw. zu haben und ebenso in einer anderen zylindrischen Form gebildet sein kann.
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Als Nächstes wird unter Verwendung dieses Abweichende-Dicke-stranggepresstes-Materials 50 als dem Rohmaterial das zylindrische Verstärkungsglied 40, das voneinander verschiedene Querschnittsformen in voneinander verschiedenen horizontalen Querschnitten hat, wie beispielsweise ein entlang einer Linie A-A in 3 genommener Querschnitt und ein entlang einer Linie B-B ebenfalls in 3 genommener Querschnitt, mittels einem Hydroformverfahren bzw. Innenhochdruckumformverfahren hergestellt. Insbesondere wird das kreisrunde zylindrisch geformte Abweichende-Dicke-stranggepresstes-Material 50 in eine Metallform, die gebildet ist, um so ein Erhalten der erforderlichen Querschnittskonfigurationen zu ermöglichen, gesetzt. Als Nächstes wird ein Fluid unter Hochdruck in den Innenraum des Abweichende-Dicke-stranggepresstes-Materials 50 eingespritzt, um so einen Innendruck auf diesen auszuüben, und zeitgleich damit wird das Abweichende-Dicke-stranggepresstes-Rohmaterial 50 in der Längsrichtung von diesem zusammengedrückt. Infolgedessen expandiert das Abweichende-Dicke-stranggepresstes-Material 50 entlang der Länge der Metallform, was zu einem Bilden des zylindrischen Verstärkungsglieds 40 führt.
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Wie es oben beschrieben worden ist, ist es, da das Abweichende-Dicke-stranggepresstes-Material 50, das einen Abweichende-Dicke-Querschnitt hat, als das Rohmaterial vor dem Formen, das über ein Hydroformverfahren bzw. Innenhochdruckumformverfahren erreicht wird, verwendet wird, möglich, eine Querschnittskonfiguration mit einer abweichenden Dicke in dem zylindrischen Verstärkungsglied 40 nach dem Formen, das über ein Hydroformverfahren bzw. Innenhochdruckumformverfahren erreicht wird, zu bilden.
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Als Nächstes werden die Funktionsweisen der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist der Säulenhauptkörper 28, der eine geschlossene Querschnittsstruktur hat, durch ein Miteinanderverbinden des säuleninneren Blechs bzw. der säuleninneren Platte 30 und des säulenäußeren Blechs bzw. der säulenäußeren Platte 32 gebildet. Zusätzlich ist das säulenäußere Blech bzw. die säulenäußere Platte 32 mit einer kleineren Plattendicke und mit einer niedrigeren innewohnenden Festigkeit eines Materials als das säuleninnere Blech bzw. die säuleninnere Platte 30 gebildet. Dementsprechend ist eine neutrale Achse N1 des Säulenhauptkörpers 28 (d. h., eine Linie, wo sich, angenommen, dass eine Kurve existiert, eine neutrale Fläche, wo keine Zusammendrück- bzw. Druckbelastung oder Zugbelastung erzeugt wird, und ein horizontaler Querschnitt des Säulenhauptkörpers 28 kreuzen) näher an der Seite des inneren Blechs bzw. der inneren Platte als das Querschnittszentrum C des Säulenhauptkörpers 28.
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Zudem ist das zylindrische Verstärkungsglied 40 im Inneren des Säulenhauptkörpers 28 bereitgestellt und erstreckt sich dieses entlang dem Säulenhauptkörper 28. Dementsprechend ist der Säulenhauptkörper 28 durch das zylindrische Verstärkungsglied 40 verstärkt, so dass die Festigkeit des Vordersäulenoberen 16 verbessert ist und der Fahrgastzellenraum gesichert wird.
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Außerdem ist in der vorliegenden Ausführungsform der Abschnitt des zylindrischen Verstärkungsglieds 40, der sich von dem Querschnittszentrum C des Säulenhauptkörpers 28 auf der Seite des äußeren Blechs bzw. der äußeren Platte befindet, als der Erhöhte-Dicke-Abschnitt 40A gebildet, während der Abschnitt des zylindrischen Verstärkungsglieds 40, der sich von dem Querschnittszentrum C des Säulenhauptkörpers 28 auf der Seite des inneren Blechs bzw. der inneren Platte befindet, als der Reduzierte-Dicke-Abschnitt 40B gebildet ist. Dementsprechend befindet sich eine neutrale Achse N2 des Vordersäulenoberen 16, das mit dem Säulenhauptkörper 28 und dem zylindrischen Verstärkungsglied 40 bereitgestellt ist, weiter zu der Seite des äußeren Blechs bzw. der äußeren Platte als die oben beschriebene neutrale Achse N1 des Säulenhauptkörpers 28, die näher an der Seite des inneren Blechs bzw. der inneren Platte ist. Und zwar kann verglichen mit einem Fall, in dem das zylindrische Verstärkungsglied eine gleich bleibende Dicke hat, die neutrale Achse N2 des gesamten Vordersäulenoberen 16 näher an das Querschnittszentrum C des Säulenhauptkörpers 28 gebracht werden. Zudem kann, da die Veränderungen in der Dicke des zylindrischen Verstärkungsglieds 40 bereitgestellt sind, bei denen das Querschnittszentrum C des Säulenhauptkörpers 28 als ein Bezugspunkt verwendet wird, die neutrale Achse des gesamten Vordersäulenoberen 16 effizient näher an das Querschnittszentrum C des Säulenhauptkörpers 28 gebracht werden.
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Infolgedessen kann die Festigkeit des Vordersäulenoberen 16 bezüglich des Gewichts von jeder Komponente effizient verbessert werden und kann folglich die erforderliche Festigkeit in dem Vordersäulenoberen 16 zeitgleich mit einem Erreichen einer Reduzierung des Gewichts sichergestellt werden.
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Zudem wird das zylindrische Verstärkungsglied 40 der vorliegenden Ausführungsform durch Verwenden eines Hydroformverfahrens bzw. Innenhochdruckumformverfahrens hergestellt, um ein zylindrisches Rohmaterial (d. h., das Abweichende-Dicke-stranggepresstes-Material 50), das über Aluminiumstrangpressen mit einem Abweichende-Dicke-Querschnitt gebildet worden ist, zu formen. Mit anderen Worten wird das zylindrische Abweichende-Dicke-stranggepresstes-Material 50, dessen horizontale Querschnittskonfiguration in einigen Abschnitten dicker als in anderen ist, mittels Aluminiumstrangpressen vorbereitet und wird ein Hydroformverfahren bzw. Innenhochdruckumformverfahren verwendet, um dieses Abweichende-Dicke-stranggepresstes-Rohmaterial 50 zu dem zylindrischen Verstärkungsglied 40 zu formen. Dementsprechend sind die Dicken der Seite des inneren Blechs bzw. der inneren Platte und der Seite des äußeren Blechs bzw. der äußeren Platte voneinander verschieden und kann das zylindrische Verstärkungsglied 40, dessen Form mit der des Säulenhauptkörpers 28 übereinstimmt bzw. dessen Form sich der des Säulenhauptkörpers 28 anpasst, leicht hergestellt werden.
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Ergänzende Beschreibung der oben beschriebenen Ausführungsform
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Zudem sind in der oben beschriebenen Ausführungsform das säuleninnere Blech bzw. die säuleninnere Platte 30 und das säulenäußere Blech bzw. die säulenäußere Platte 32 durch Druck- bzw. Pressbearbeiten einer dünnen Stahlplatte gebildet, jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht auf diese beschränkt. Zum Beispiel können sie ebenso aus einer dünnen Aluminiumlegierungsplatte gebildet sein.
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Zudem ist in der oben beschriebenen Ausführungsform das säulenäußere Blech bzw. die säulenäußere Platte 32 aus einer Stahlplatte mit einer kleineren Plattendicke und mit einer niedrigeren innewohnenden Festigkeit eines Materials als das säuleninnere Blech bzw. die säuleninnere Platte 30 gebildet, so dass es bzw. sie nicht so stark wie das säuleninnere Blech bzw. die säuleninnere Platte 30 ist. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht auf dieses bzw. diese beschränkt. Zum Beispiel ist es für das säulenäußere Blech bzw. die säulenäußere Platte ebenso möglich, aus einem dünnen Plattenmaterial, das dünner ist, gebildet zu sein und trotzdem die gleiche innewohnende Festigkeit eines Materials wie das Material, das für das säuleninnere Blech bzw. die säuleninnere Platte verwendet wird, zu haben. Es ist für das säulenäußere Blech bzw. die säulenäußere Platte zum Beispiel ebenso möglich, aus einem dünnen Plattenmaterial, dass die gleiche Dicke hat, gebildet zu sein und trotzdem eine niedrigere innewohnende Festigkeit eines Materials wie das Material, das für das säuleninnere Blech bzw. die säuleninnere Platte verwendet wird, zu haben.
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Zudem ist in der oben beschriebenen Ausführungsform das zylindrische Verstärkungsglied 40 aus einem Leichtmetall, wie beispielsweise Aluminium oder dergleichen, gebildet. Jedoch ist das zylindrische Verstärkungsglied der vorliegenden Offenbarung nicht auf dieses beschränkt und kann zum Beispiel ebenso aus einem Stahlmaterial gebildet sein.
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Zudem wird in der oben beschriebenen Ausführungsform das zylindrische Verstärkungsglied 40 durch Formen unter Verwendung eines Hydroformverfahren bzw. Innenhochdruckumformverfahren hergestellt. Jedoch ist das zylindrische Verstärkungsglied der vorliegenden Offenbarung nicht auf dieses beschränkt und es kann zum Beispiel ebenso unter Verwendung eines 3-dimensionalen Warmbiege-und-Abschreckungs-Verfahrens (3DQ-Verfahrens) hergestellt werden. Ein 3-dimensionales Warmbiege-und-Abschreckungs-Verfahren ist ein Bearbeitungsverfahren (d. h., ein Wärmebearbeitungsverfahren), in dem eine 3-dimensionale Bearbeitung an einem Stahlmaterial durchgeführt wird, während das Stahlmaterial abgeschreckt wird. Noch spezifischer ist ein 3-dimensionales Warmbiege-und-Abschreckungs-Verfahren ein Bearbeitungsverfahren, in dem zum Beispiel ein Stahlrohr (d. h., ein Rohrmaterial) in örtlich genau definierten Abschnitten erwärmt wird und über eine Wasserkühlung abgeschreckt wird, während eine Biegebearbeitung an dem Rohrmaterial kontinuierlich durchgeführt wird.
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Zudem sind in der oben beschriebenen Ausführungsform das zylindrische Verstärkungsglied 40 und das säuleninnere Blech bzw. die säuleninnere Platte 30 über FDS miteinander verbunden. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht auf dieses beschränkt und es ist ebenso möglich, die zwei mittels zum Beispiel einem anderen mechanischen Verbindungsverfahren miteinander zu verbinden oder diese durch Schweißen miteinander zu verbinden.
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Zudem bildet in der oben beschriebenen Ausführungsform der Abschnitt des zylindrischen Verstärkungsglieds 40, der sich von dem Querschnittszentrum C auf der Seite des äußeren Blechs bzw. der äußeren Platte befindet, den Erhöhte-Dicke-Abschnitt 40A, während der Abschnitt des zylindrischen Verstärkungsglieds 40, der sich von dem Querschnittszentrum C auf der Seite des inneren Blechs bzw. der inneren Platte befindet, den Reduzierte-Dicke-Abschnitt 40B bildet. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht auf diese beschränkt und ist es zum Beispiel ebenso möglich, für einzig den Abschnitt des zylindrischen Verstärkungsglieds, der in Kontakt mit dem säuleninneren Blech bzw. der säuleninneren Platte ist, eine reduzierte Dicke zu haben und für die verbleibenden Abschnitte von diesem eine erhöhte Dicke zu haben. Und zwar ist es ausreichend für den Abschnitt des zylindrischen Verstärkungsglieds, der sich auf der Seite des äußeren Blechs bzw. der äußeren Platte befindet, insgesamt dicker als der Abschnitt des zylindrischen Verstärkungsglieds, der sich auf der Seite des inneren Blechs bzw. der inneren Platte befindet, zu sein. Mit anderen Worten ist es für die neutrale Achse des zylindrischen Verstärkungsglieds ausreichend, näher an der Seite des äußeren Blechs bzw. der äußeren Platte (d. h., der Seite des zweiten Blechs bzw. der zweiten Platte) als das Querschnittszentrum (nicht dargestellt) des zylindrischen Verstärkungsglieds zu sein.
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Zudem ist in jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen eine Form, in der die Fahrzeugkörperrahmenstruktur S der vorliegenden Offenbarung auf das Vordersäulenobere 16 und die Dachseitenschiene 14 angewendet wird, beschrieben. Jedoch ist der Fahrzeugkörperrahmen, an dem die Fahrzeugkörperrahmenstruktur der vorliegenden Offenbarung angewendet wird, nicht auf diese beschränkt. Zum Beispiel kann, wie es in 4 zu sehen ist, die Fahrzeugkorperrahmenstruktur der vorliegenden Offenbarung ebenso auf einen Schweller 12, der gebildet ist, um so ein schwellerinneres Blech bzw. eine schwellerinnere Platte 60 als das „erste Blech” bzw. die „erste Platte” und ein schwelleräußeres Blech bzw. eine schwelleräußere Platte 62 als das „zweite Blech” bzw. die „zweite Platte” zu enthalten, angewendet werden und kann diese ebenso auf die Mittelsäule 20, das Vordersäulenuntere 18 und dergleichen angewendet werden. Mit anderen Worten ist, vorausgesetzt, dass die Fahrzeugkörperrahmenstruktur auf ein Fahrzeugkörperrahmenglied angewendet wird, das eine geschlossene Querschnittsstruktur hat, die durch ein Miteinanderverbinden zweier Bleche bzw. Platten gebildet ist, dann solch eine Fahrzeugkörperrahmenstruktur in der vorliegenden Offenbarung enthalten.
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Es wird eine Fahrzeugkörperrahmenstruktur bereitgestellt, wobei die Fahrzeugkörperrahmenstruktur (1) einen Rahmenhauptkörper, der mit einer geschlossenen Querschnittsstruktur bereitgestellt ist, die durch ein Miteinanderverbinden eines ersten Blechs bzw. einer ersten Platte und eines zweiten Blechs bzw. einer zweiten Platte mit geringerer Festigkeit als das erste Blech bzw. die erste Platte gebildet ist, und (2) ein zylindrisches Verstärkungsglied, das im Inneren des Rahmenhauptkörpers bereitgestellt ist und sich entlang dem Rahmenhauptkörper erstreckt, wobei ein Abschnitt von dem zylindrischen Verstärkungsglied, der sich auf der Seite des zweiten Blechs bzw. der zweiten Platte befindet, insgesamt dicker als ein Abschnitt des zylindrischen Verstärkungsglieds, der sich auf der Seite des ersten Blechs bzw. der ersten Platte befindet, enthält.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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