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HINTERGRUND
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Gebiet der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Struktur eines unteren Abschnitts einer Fahrzeugkarosserie.
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Einschlägig verwandte Technik
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Eine Struktur, bei der ein Verstärkungselement, das in Kammerform ausgebildet ist, innerhalb einer Kammer eines Rahmenelements in einem unteren Abschnitt, beispielsweise eines Schwellers oder dergleichen, angeordnet ist, ist bekannt (siehe beispielsweise die
US 8 702 161 B2 ). Dieses Verstärkungselement weist eine Mehrzahl von einander kreuzenden Rippen auf, die sich diagonal in einem in einer vertikalen Richtung mittleren Abschnitt des Kammerinnenraums kreuzen. Ein in einem unteren Abschnitt eines Fahrzeugs angeordnetes, mehrere Kammern aufweisendes Aufprallschutzelement ist zudem in der
US 8 608 230 B2 offenbart.
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Jedoch kann es sein, dass das Verstärkungselement, betrachtet von der Seite in einer Fahrzeugbreitenrichtung, eine Batterie, die in der Fahrzeugbreitenrichtung einwärts vom Schweller angeordnet ist, nicht überlappt. Somit kann es schwierig sein, im Falle einer Seitenkollision des Fahrzeugs eine Verformung einer Insassenkabine zu unterdrücken. Anders ausgedrückt besteht bei dieser Struktur Bedarf für Verbesserungen in Bezug auf die Verbesserung der Kollisionsschutzwirkung in einem Fall, wo eine Seitenkollision des Fahrzeugs stattfindet.
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KURZFASSUNG
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Ausgehend vom vorstehend zitierten Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Struktur eines unteren Abschnitts einer Fahrzeugkarosserie zu schaffen, die eine Verformung einer Insassenkabine unterdrücken kann und die bei einer Seitenkollision des Fahrzeugs eine Kollisionsschutzwirkung verbessern kann. Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1, vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Struktur eines unteren Abschnitts einer Fahrzeugkarosserie, die aufweist: ein Rahmenelement in dem unteren Abschnitt, das in einer Kammerform ausgebildet ist, die sich in einer Vorne-Hinten-Richtung der Fahrzeugkarosserie erstreckt, wobei das Rahmenelement in dem unteren Abschnitt einen Führungsabschnitt an einer inneren Fläche eines Wandabschnitts, der die Kammerform aufbaut, aufweist, wobei das Rahmenelement im unteren Abschnitt unten an der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist; eine Batterie, die auf einem Batterierahmen installiert ist, wobei die Batterie in der Fahrzeugbreitenrichtung einwärts von dem Rahmenelement im unteren Abschnitt angeordnet ist; und ein Verstärkungselement, das in einer Kammerform ausgebildet ist, die sich in der Vorne-Hinten-Richtung der Fahrzeugkarosserie erstreckt, wobei das Verstärkungselement innerhalb einer Kammer des Rahmenelements in einem Zustand bereitgestellt wird, in dem es vom Führungsabschnitt gestützt wird, und zumindest ein Abschnitt des Verstärkungselements die Batterie und/oder den Batterierahmen überlappt, wenn man ihn von der Seite in einer Fahrzeugbreitenrichtung betrachtet. Das Verstärkungselement ist gesehen von vorne in der Vorne-Hinten-Richtung der Fahrzeugkarosserie in einer Rechteckform ausgebildet, deren längere Richtung die Fahrzeugbreitenrichtung ist, und das Verstärkungselement weist eine Mehrzahl von Teilungswänden auf, die einen Innenraum einer Kammer des Verstärkungselements mehrfach unterteilen.
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Gemäß dem ersten Aspekt überlappt zumindest ein Abschnitt des Verstärkungselements die Batterie oder den Batterierahmen, wenn man ihn von der Seite in der Fahrzeugbreitenrichtung betrachtet. Daher wird mehr von einer Kollisionslast, die während einer Seitenkollision des Fahrzeugs wirkt, über das Verstärkungselement auf die Batterie oder den Batterierahmen übertragen als bei einer Struktur, bei der ein Verstärkungselement eine Batterie oder einen Batterierahmen nicht überlappt, wenn man es von der Seite in der Fahrzeugbreitenrichtung betrachtet. Infolgedessen kann eine Verformung der Insassenkabine unterdrückt werden und ein Kollisionsschutz bei einer Seitenkollision des Fahrzeugs kann verbessert werden. Der Innenraum der Kammer des Verstärkungselements, das in der rechtwinkligen Form ausgebildet ist, deren längere Richtung die Fahrzeugbreitenrichtung ist, wird gesehen von vorne in der Vorne-Hinten-Richtung, von der Mehrzahl von Teilungswänden mehrfach unterteilt. Daher wird eine Verformung, bei der das Verstärkungselement aufbricht, im Vergleich zu einem Verstärkungselement, in dessen Kammer keine Teilungswände vorgesehen sind, unterdrückt. Infolgedessen kann eine Knickspannung des Verstärkungselements in Bezug auf eine Kollisionslast, die während einer Seitenkollision des Fahrzeugs wirkt, erhöht werden. Durch die Teilungswände wird eine Mehrzahl von Hohlraumabschnitten abgeteilt, und gesehen von vorne in der Vorne-Hinten-Richtung der Fahrzeugkarosserie ist zumindest ein Hohlraumabschnitt, der in der Fahrzeugbreitenrichtung am weitesten innen liegt, kleiner als einer von den anderen Hohlraumabschnitten. Von der Mehrzahl von Hohlraumabschnitten, die von den Teilungswänden abgeteilt werden, ist gesehen von vorne in der Vorne-Hinten-Richtung der Fahrzeugkarosserie, zumindest der Hohlraumabschnitt, der in der Fahrzeugbreitenrichtung am weitesten innen liegt, kleiner als der eine von den anderen Hohlraumabschnitten. Daher weist das Verstärkungselement auf der in der Fahrzeugbreitenrichtung äußeren Seite eine Region auf, die eine geringere Steifigkeit hat als eine Region auf der in der Fahrzeugbreitenrichtung inneren Seite. Somit kann eine Art und Weise, wie sich das Verstärkungselement aufgrund einer während einer Seitenkollision des Fahrzeugs wirkenden Kollisionslast in der Fahrzeugbreitenrichtung einwärts verformt, stabil gemacht werden.
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Gemäß einem zweiten Aspekt kann der Batterierahmen ein Querelement aufweisen, das so angeordnet ist, dass es die Batterie in einen vorderen Teil und einen hinteren Teil teilt, wobei sich das Querelement in der Fahrzeugbreitenrichtung erstreckt und zumindest ein Abschnitt des Verstärkungselements das Querelement überlappen kann, wenn man es von der Seite in der Fahrzeugbreitenrichtung betrachtet.
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Gemäß dem zweiten Aspekt überlappt zumindest ein Abschnitt des Verstärkungselements das Querelement des Batterierahmens, wenn man es von der Seite in der Fahrzeugbreitenrichtung betrachtet. Daher wird mehr von einer Kollisionslast, die während einer Seitenkollision des Fahrzeugs wirkt, über das Verstärkungselement auf das Querelement des Batterierahmens übertragen als bei einer Struktur, bei der ein Verstärkungselement ein Querelement eines Batterierahmens nicht überlappt, wenn man es von der Seite in der Fahrzeugbreitenrichtung betrachtet. Infolgedessen kann eine Verformung der Insassenkabine weiter unterdrückt werden und ein Kollisionsschutz bei einer Seitenkollision des Fahrzeugs kann verbessert werden.
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Gemäß einem dritten Aspekt kann das Verstärkungselement eine Mehrzahl von Vorsprungsabschnitten an einer äußeren Fläche eines Wandabschnitts aufweisen, aus dem die Kammerform des Verstärkungselements aufgebaut ist, und die Mehrzahl von Vorsprungsabschnitten können den Führungsabschnitt berühren.
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Gemäß dem dritten Aspekt berühren die Mehrzahl von Vorsprungsabschnitten, die an der äußeren Fläche des Wandabschnitts ausgebildet sind, aus dem die Kammerform des Verstärkungselements aufgebaut ist, den Führungsabschnitt, der an der inneren Fläche des Wandabschnitts ausgebildet ist, aus dem die Kammerform des Rahmenelements des unteren Abschnitts aufgebaut ist. Somit kann das Verstärkungselement dadurch eingesetzt werden, dass man es in die Kammer des Rahmenelements des unteren Abschnitts einführt, während die Vorsprungsabschnitte den Führungsabschnitt berühren. Daher sind Reibungskräfte während des Einführens im Vergleich zu einer Struktur, bei der ein Verstärkungselement dadurch eingesetzt wird, dass es in eine Kammer eines Rahmenelements im unteren Abschnitt eingeführt wird, während eine äußere Fläche eines Wandabschnitts einen Führungsabschnitt berührt, verringert. Infolgedessen kann die Produktivität des Rahmenelements im unteren Abschnitt verbessert werden.
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Gemäß einem vierten Aspekt können die Mehrzahl von Vorsprungsabschnitten, gesehen von vorne in der Vorne-Hinten-Richtung der Fahrzeugkarosserie, an in der Fahrzeugbreitenrichtung gleichen Stellen ausgebildet sein wie Wände, die in der Fahrzeugbreitenrichtung gesehen auf beiden Seiten des Verstärkungselements liegen, und wie Abschnitte, die, in der vertikalen Richtung der Fahrzeugkarosserie gesehen, Enden der Teilungswände bilden.
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Gemäß dem vierten Aspekt sind die Mehrzahl von Vorsprungsabschnitten, gesehen von vorne in der Vorne-Hinten-Richtung der Fahrzeugkarosserie, an in der Fahrzeugbreitenrichtung gleichen Stellen ausgebildet wie die Wände, die, in der Fahrzeugbreitenrichtung gesehen, auf beiden Seiten des Verstärkungselements liegen, und wie die Abschnitte, die, in der vertikalen Richtung der Fahrzeugkarosserie gesehen, Enden der Teilungswände bilden. Wenn das Verstärkungselement so verformt wird, dass es aufbricht, wird daher eine Reaktionskraft vom Führungsabschnitt über die Vorsprungsabschnitte effizienter bereitgestellt als bei einer Struktur, bei der eine Mehrzahl von Vorsprungsabschnitten, gesehen in der Fahrzeugbreitenrichtung, an anderen Stellen ausgebildet sind als an Wänden, die, in der Fahrzeugbreitenrichtung gesehen, auf beiden Seiten eines Verstärkungselements liegen, und als Abschnitte, die, in der vertikalen Richtung der Fahrzeugkarosserie gesehen, Enden von Teilungswänden bilden. Infolgedessen kann eine Knickspannung des Verstärkungselements in Bezug auf eine Kollisionslast, die während einer Seitenkollision des Fahrzeugs wirkt, erhöht werden.
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Gemäß einem fünften Aspekt können das Rahmenelement im unteren Abschnitt und der Führungsabschnitt als Einheit ausgebildet sein.
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Gemäß dem fünften Aspekt sind das Rahmenelement im unteren Abschnitt und der Führungsabschnitt als Einheit ausgebildet, und daher kann die Produktivität des Rahmenelements im Abschnitt im Vergleich zu einem Fall, in dem das Rahmenelement im unteren Abschnitt und der Führungsabschnitt als separate Körper aufgebaut sind, weiter verbessert werden.
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Gemäß einem sechsten Aspekt kann das Rahmenelement im unteren Abschnitt einen oberen Kammerabschnitt und einen unteren Kammerabschnitt aufweisen, und zumindest ein Abschnitt des Führungsabschnitts kann durch eine Teilungswand, die den oberen Kammerabschnitt vom unteren Kammerabschnitt trennt, aufgebaut sein.
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Gemäß dem sechsten Aspekt besteht zumindest ein Abschnitt des Führungsabschnitts aus der Teilungswand, die den oberen Kammerabschnitt vom unteren Kammerabschnitt des Rahmenelements im unteren Abschnitt trennt. Daher kann die Produktivität des Rahmenelements im unteren Abschnitt im Vergleich zu einem Fall, wo der Führungsabschnitt nicht aus dieser Teilungswand besteht, verbessert werden. Außerdem kann die Steifigkeit des Rahmenelements im unteren Abschnitt durch diese Teilungswand verbessert werden.
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Gemäß einem siebten Aspekt kann das Rahmenelement im unteren Abschnitt einen mittleren Kammerabschnitt zwischen dem oberen Kammerabschnitt und dem unteren Kammerabschnitt aufweisen, wobei der mittlere Kammerabschnitt die Teilungswand aufweist, und das Verstärkungselement kann innerhalb einer Kammer des mittleren Kammerabschnitts angeordnet sein.
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Gemäß dem siebten Aspekt ist der mittlere Kammerabschnitt, der die Teilungswand aufweist, zwischen dem oberen Kammerabschnitt und dem unteren Kammerabschnitt des Rahmenelements ausgebildet, und das Verstärkungselement ist innerhalb der Kammer des mittleren Kammerabschnitts vorgesehen. Infolgedessen kann eine Knickspannung des Rahmenelements des unteren Abschnitts im Hinblick auf eine Kollisionslast, die während einer Seitenkollision des Fahrzeugs wirkt, erhöht werden, und eine Verformung der Insassenkabine kann unterdrückt werden.
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Gemäß einem achten Aspekt kann eine maximale Breite des oberen Kammerabschnitts in der Fahrzeugbreitenrichtung kürzer sein als eine Länge des Verstärkungselements in der Fahrzeugbreitenrichtung.
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Gemäß dem achten Aspekt ist die maximale Breite des oberen Kammerabschnitts in der Fahrzeugbreitenrichtung kürzer als die Länge des Verstärkungselements in der Fahrzeugbreitenrichtung. Daher kann ein Raum in einer Insassenkabine in der Fahrzeugbreitenrichtung weiter werden, und daher kann eine Planungsfreiheit bei der Gestaltung einer Insassenkabine zunehmen.
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Gemäß einem neunten Aspekt kann das Rahmenelement im unteren Abschnitt aufweisen: einen Schweller, der sich in der Vorne-Hinten-Richtung der Fahrzeugkarosserie erstreckt, und ein energieabsorbierendes Element, das in einer Kammerform ausgebildet ist, die sich in der Vorne-Hinten-Richtung der Fahrzeugkarosserie erstreckt, wobei das energieabsorbierende Element in Bezug auf den Schweller unten an der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist.
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Gemäß dem neunten Aspekt besteht das Rahmenelement im unteren Abschnitt aus dem Schweller und dem energieabsorbierenden Element, das in Bezug auf den Schweller unten an der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist. Das heißt, das Verstärkungselement ist am Schweller, am energieabsorbierenden Element oder dergleichen vorgesehen. Daher kann eine Knickspannung des Rahmenelements im unteren Abschnitt im Hinblick auf eine Kollisionslast, die während einer Seitenkollision des Fahrzeugs wirkt, weiter erhöht werden, und eine Verformung der Insassenkabine kann unterdrückt werden.
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Gemäß dem ersten Aspekt kann eine Verformung der Insassenkabine unterdrückt werden und ein Kollisionsschutz bei einer Seitenkollision des Fahrzeugs kann verbessert werden. Zudem kann eine Knickspannung des Verstärkungselements in Bezug auf eine Kollisionslast, die während einer Seitenkollision des Fahrzeugs wirkt, erhöht werden und eine Art und Weise, wie sich das Verstärkungselement durch eine Kollisionslast, die während einer Seitenkollision des Fahrzeugs wirkt, in der Fahrzeugbreitenrichtung einwärts verformt, stabil gemacht werden
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Gemäß dem zweiten Aspekt kann eine Verformung der Insassenkabine weiter unterdrückt werden und ein Kollisionsschutz bei einer Seitenkollision des Fahrzeugs kann verbessert
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Gemäß dem dritten Aspekt kann die Produktivität des Rahmenelements im unteren Abschnitt verbessert werden.
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Gemäß dem vierten Aspekt kann eine Knickspannung des Verstärkungselements in Bezug auf eine Kollisionslast, die während einer Seitenkollision des Fahrzeugs wirkt, weiter erhöht werden.
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Gemäß dem fünften Aspekt kann die Produktivität des Rahmenelements im unteren Abschnitt weiter verbessert werden.
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Gemäß dem sechsten Aspekt kann die Produktivität des Rahmenelements im unteren Abschnitt verbessert werden, und außerdem kann die Steifigkeit des Rahmenelements im unteren Abschnitt verbessert werden.
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Gemäß dem siebten Aspekt kann die Knickspannung des Rahmenelements iim unteren Abschnitt im Hinblick auf eine Kollisionslast, die während einer Seitenkollision des Fahrzeugs wirkt, erhöht werden, und eine Verformung der Insassenkabine kann unterdrückt werden.
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Gemäß dem achten Aspekt kann der Raum der Insassenkabine in der Fahrzeugbreitenrichtung erweitert werden, und die Gestaltungsfreiheit bei der Planung der Insassenkabine kann vergrößert werden.
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Gemäß dem neunten Aspekt kann die Knickspannung des Rahmenelements im unteren Abschnitt im Hinblick auf eine Kollisionslast, die während einer Seitenkollision des Fahrzeugs wirkt, weiter erhöht werden, und eine Verformung der Insassenkabine kann unterdrückt werden.
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Figurenliste
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Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nun ausführlich auf Basis der folgenden Figuren beschrieben, von denen:
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- 1 eine Planansicht eines Fahrzeugs ist, das mit einer Struktur des unteren Abschnitts einer Fahrzeugkarosserie gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel versehen ist;
- 2 eine Schnittansicht entlang einer Linie X—X in 1 ist, welche die Struktur des unteren Abschnitts einer Fahrzeugkarosserie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
- 3 eine vergrößerte Schnittansicht eines Abschnitts von 2 ist, welche die Struktur des unteren Abschnitts einer Fahrzeugkarosserie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
- 4A eine beschreibende Darstellung ist, die einen Zustand unmittelbar vor einer Seitenkollision des Fahrzeugs zeigt, das mit der Struktur des unteren Abschnitts einer Fahrzeugkarosserie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ausgestattet ist;
- 4B eine beschreibende Darstellung ist, die einen Zustand unmittelbar nach der Seitenkollision des Fahrzeugs zeigt, das mit der Struktur des unteren Abschnitts einer Fahrzeugkarosserie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ausgestattet ist;
- 5A eine beschreibende Darstellung ist, die einen Zustand im Anschluss an 4 zeigt, wenn die Seitenkollision des Fahrzeugs, das mit der Struktur des unteren Abschnitts einer Fahrzeugkarosserie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ausgestattet ist, stattgefunden hat;
- 5B eine beschreibende Darstellung ist, die einen Zustand im Anschluss an 5A zeigt, wenn die Seitenkollision des Fahrzeugs, das mit der Struktur des unteren Abschnitts einer Fahrzeugkarosserie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ausgestattet ist, stattgefunden hat;
- 6B eine beschreibende Darstellung ist, die einen Zustand im Anschluss an 5B zeigt, wenn Seitenkollision des Fahrzeugs, das mit der Struktur des unteren Abschnitts einer Fahrzeugkarosserie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ausgestattet ist, stattgefunden hat;
- 6B eine beschreibende Darstellung ist, die einen Zustand im Anschluss an 6A zeigt, wenn die Seitenkollision des Fahrzeugs, das mit der Struktur des unteren Abschnitts einer Fahrzeugkarosserie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ausgestattet ist, stattgefunden hat;
- 7 eine Schnittansicht ist, die 3 entspricht und die eine Struktur des unteren Abschnitts einer Fahrzeugkarosserie gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt;
- 8 eine Schnittansicht ist, die 3 entspricht und die eine Struktur des unteren Abschnitts einer Fahrzeugkarosserie gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel zeigt;
- 9 eine Schnittansicht ist, die 3 entspricht, und die eine Struktur des unteren Abschnitts einer Fahrzeugkarosserie gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel zeigt;
- 10 eine Schnittansicht ist, die 2 entspricht und die eine Struktur des unteren Abschnitts einer Fahrzeugkarosserie gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel zeigt; und
- 11 eine Schnittansicht ist, die 2 entspricht und die eine Struktur des unteren Abschnitts einer Fahrzeugkarosserie gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel zeigt;
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel, das die vorliegende Erfindung betrifft, ausführlich gemäß den Zeichnungen beschrieben. Um die Beschreibung zu vereinfachen, gibt der Pfeil UP, der gegebenenfalls in den Zeichnungen gezeigt ist, eine Aufwärtsrichtung der Fahrzeugkarosserie an, der Pfeil FR gibt eine Vorwärtsrichtung der Fahrzeugkarosserie an und der Pfeil LH gibt eine Linksrichtung der Fahrzeugkarosserie an. In den folgenden Beschreibungen stehen die Richtungen oben und unten, vorne und hinten, wenn sie ohne weitere Spezifizierungen genannt sind, für oben und unten in der vertikalen Richtung der Fahrzeugkarosserie, vorne und hinten in der Vorne-Hinten-Richtung der Fahrzeugkarosserie und links und rechts in der Links-Rechts-Richtung der Fahrzeugkarosserie (in der Fahrzeugbreitenrichtung).
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Erstes Ausführungsbeispiel
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Zunächst wird eine Struktur 10 eines unteren Abschnitts einer Fahrzeugkarosserie gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. Wie in 1 dargestellt ist, ist in einem Fahrzeug 12, das mit der Struktur 10 des unteren Abschnitts einer Fahrzeugkarosserie gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ausgestattet ist, zur Vergrößerung einer Reichweite eine Batterie 14 an der gesamten unteren Fläche eines Bodens einer Insassenkabine (in Bezug darauf unten an der Fahrzeugkarossiere) installiert. Die Batterie 14 besteht aus einer Mehrzahl von Speicherbatterien (beispielsweise einem Feld aus acht in der Vorne-Hinten-Richtung der Fahrzeugkarosserie mal zwei in der Fahrzeugbreitenrichtung). Das Äußere der Batterie 14 ist als rechteckiges kastenförmiges Gehäuse ausgebildet, das relativ steif (beständig gegen eine plastische Verformung im Falle der Einwirkung einer Kollisionslast) ist.
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Wie in 1 und 2 gezeigt ist, ist die Batterie 14 an einer oberen Fläche eines Batterierahmens 16, der in Form einer Lade ausgebildet ist, installiert. Umfangswände 17 sind so vorgesehen, dass sie an Außenumfangsabschnitten des Batterierahmens 16 nach oben stehen. Eine Mehrzahl von Querwänden 15 sind so vorgesehen, dass sie an der oberen Fläche des Batterierahmens 16 nach oben stehen. Die Querwände 15 erstrecken sich in der Fahrzeugbreitenrichtung und dienen als Querelemente. Die Querwände 15 sind in der Vorne-Hinten-Richtung der Fahrzeugkarosserie voneinander beabstandet und reichen etwas weniger weit nach oben als die Umfangswände 17. Die Speicherbatterien, aus denen die Batterie 14 besteht, sind in Vierergruppen in Abteilungen angeordnet, die von den Querwänden 15 gebildet werden (siehe 1).
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Ein Paar aus einem linken und einem rechten Schweller 20, die als Rahmenelemente des unteren Abschnitts dienen, sind in der Fahrzeugbreitenrichtung jeweils auswärts von der Batterie 14 angeordnet, die am Batterierahmen 16 installiert ist. Anders ausgedrückt ist die Batterie 14, die am Batterierahmen 16 installiert ist, in der Fahrzeugbreitenrichtung einwärts von dem Paar aus einem linken und einem rechten Schweller 20, die als Rahmenelemente im unteren Abschnitt dienen, angeordnet. Wie in 2 gezeigt ist, stehen Flanschabschnitte 16A vom Batterierahmen 16 von unteren Flächen der Umfangswände 17 in der Fahrzeugbreitenrichtung auswärts vor. Eine obere Fläche jedes Flanschabschnitts 16A ist an eine untere Fläche einer unteren Wand 24D eines unteren Kammerabschnitts 24 des entsprechenden Schwellers 20 angefügt. Der untere Kammerabschnitt 24 wird nachstehend beschrieben.
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Jeder Schweller 20 wird im Wesentlichen in Form einer rechteckigen Kammer, die sich in der Vorne-Hinten-Richtung der Fahrzeugkarosserie erstreckt, durch Strangpressen eines Leichtmetallwerkstoffs (beispielsweise einer Aluminiumlegierung) ausgebildet. Der Schweller 20 wird durch eine Teilungswand 26 in Form einer flachen Platte, die beim Einführen eines Verstärkungselements 30 als Führungsabschnitt 25 dient, in einen oberen Kammerabschnitt 22 und den unteren Kammerabschnitt 24 unterteilt. Das Verstärkungselement 30 wird nachstehend beschrieben.
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In einer Ansicht von vorne von der Vorderseite der Fahrzeugkarosserie aus (in der Vorne-Hinten-Richtung der Fahrzeugkarosserie), die in 2 dargestellt ist, ist ein in der Fahrzeugbreitenrichtung äußerer Endabschnitt des unteren Kammerabschnitts 24 komplanar mit einem in der Fahrzeugbreitenrichtung äußeren Endabschnitt des oberen Kammerabschnitts 22. Dagegen steht ein in der Fahrzeugbreitenrichtung innerer Endabschnitt des unteren Kammerabschnitts 24 in der Fahrzeugbreitenrichtung weiter einwärts vor als ein in der Fahrzeugbreitenrichtung innerer Endabschnitt des oberen Kammerabschnitts 22.
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Anders ausgedrückt ist in dem Zustand, in dem der in der Fahrzeugbreitenrichtung äußere Endabschnitt des oberen Kammerabschnitts 22 komplanar ist mit dem in der Fahrzeugbreitenrichtung äußeren Endabschnitt des unteren Kammerabschnitts 24, eine maximale Breite des oberen Kammerabschnitts 22 in der Fahrzeugbreitenrichtung kürzer als eine maximale Breite des unteren Kammerabschnitts 24 in der Fahrzeugbreitenrichtung (und eine Länge des Verstärkungselements 30 in der Fahrzeugbreitenrichtung, wie nachstehend beschrieben wird).
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Ein Flanschabschnitt 24A, der in der Fahrzeugbreitenrichtung einwärts vorsteht, ist als Einheit mit einer oberen Wand 24U an dem in der Fahrzeugbreitenrichtung inneren Endabschnitt des unteren Kammerabschnitts 24 ausgebildet Die obere Wand 24U steht in der Fahrzeugbreitenrichtung weiter einwärts vor als der in der Fahrzeugbreitenrichtung innere Endabschnitt des oberen Kammerabschnitts 22. Eine Bodenplatte 18 bildet den Boden der Insassenkabine. Ein in der Fahrzeugbreitenrichtung äußerer Endabschnitt 18A der Bodenplatte 18 ist an eine obere Fläche des Flanschabschnitts 24A oder eine obere Fläche der oberen Wand 24U, die den Flanschabschnitt 24A einschließt, angefügt.
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Die obere Wand 24U an dem in der Fahrzeugbreitenrichtung inneren Endabschnitt des unteren Kammerabschnitts 24 ist auf der gleichen Höhe angeordnet wie die Teilungswand 26. Das heißt, die obere Wand 24U und der Flanschabschnitt 24A sind auf einer Linie angeordnet, die von der Teilungswand 26 aus in der Fahrzeugbreitenrichtung einwärts verläuft. Die Batterie 14 ist im Verhältnis zur Bodenplatte 18 auf der unteren Seite der Fahrzeugkarosserie angeordnet, mit einer Lücke D dazwischen (siehe 2).
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In der Ansicht von vorne in der Vorne-Hinten-Richtung der Fahrzeugkarosserie ist ein Flanschabschnitt 22A in Form einer flachen Platte an und als Einheit mit einem in der Fahrzeugbreitenrichtung im Wesentlichen mittleren Abschnitt einer oberen Fläche (äußeren Fläche) einer oberen Wand 22U des oberen Kammerabschnitts 22 ausgebildet. Der Flanschabschnitt 22A erstreckt sich in der Vorne-Hinten-Richtung der Fahrzeugkarosserie, und seine dazu senkrechte Richtung ist die Fahrzeugbreitenrichtung. Ein abgewinkelter Abschnitt 24B ist an einem unteren Endabschnitt auf der in der Fahrzeugbreitenrichtung äußeren Seite des unteren Kammerabschnitts 24 ausgebildet. Der abgewinkelte Abschnitt 24B ist in der Fahrzeugbreitenrichtung auswärts nach oben (in der Fahrzeugbreitenrichtung einwärts nach unten) abgewinkelt. Der abgewinkelte Abschnitt 24B verbindet eine äußere Seitenwand 24T und die untere Wand 24D, die nachstehend beschrieben werden, und bildet eine Einheit mit ihnen.
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Die äußere Seitenwand 24T und eine innere Seitenwand 24N dienen als Abschnitte von Wandabschnitten, aus denen eine Kammerform des unteren Kammerabschnitts 24 aufgebaut ist. Rippenförmige Führungswände 28, die als Führungsabschnitt 25 dienen, sind an und als Einheit mit einer inneren Fläche der äußeren Seitenwand 24T bzw. einer inneren Fläche der inneren Seitenwand 24N ausgebildet. Jede Führungswand 28 steht entlang der Fahrzeugbreitenrichtung in die Kammer vor. Das heißt, der Führungsabschnitt 25 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird durch die Teilungswand 26 und die Führungswände 28 gebildet.
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Wie nachstehend beschrieben wird, sind Vorsprungsabschnitte 34 an beiden Abschnitten ausgebildet, die, in der Fahrzeugbreitenrichtung gesehen, Enden einer unteren Fläche (äußeren Fläche) einer unteren Wand 30D des Verstärkungselements 30 bilden. Vorsprungslängen der Führungswände 28 in der Fahrzeugbreitenrichtung sind nicht besonders beschränkt, können aber beispielsweise mindestens so lang sein, dass sie in der Lage sind, die Vorsprungsabschnitte 34 von der unteren Seite der Fahrzeugkarosserie aus zu stützen.
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Um die Steifigkeit des Schwellers 20 zu verbessern, wird das Verstärkungselement 30 in eine Region im Inneren der Kammer des unteren Kammerabschnitts 24, die von der Teilungswand 26, der äußeren Seitenwand 24T, einem Abschnitt der inneren Seitenwand 24N und den Führungswänden 28 umgeben ist (nachstehend als „Einführungsregion E“ bezeichnet), eingesetzt. Das Verstärkungselement 30 wird dadurch eingesetzt, dass es von der vorderen Seite der Fahrzeugkarosserie oder von der hinteren Seite der Fahrzeugkarosserie aus (in der Vorne-Hinten-Richtung der Fahrzeugkarosserie) in die Einführungsregion E eingeführt wird.
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Wie in 3 dargestellt ist, ist das Verstärkungselement 30 in einer rechteckigen Kammerform, die sich in der Vorne-Hinten-Richtung der Fahrzeugkarosserie erstreckt, durch Strangpressen eines Leichtmetallwerkstoffs (beispielsweise einer Aluminiumlegierung) ausgebildet. In einer Ansicht von vorne in der Vorne-Hinten-Richtung der Fahrzeugkarosserie verläuft die längere Richtung der rechteckigen Kammerform in der Fahrzeugbreitenrichtung. Eine Mehrzahl von Teilungswänden 32 (beispielsweise vier) sind innerhalb der Kammer des Verstärkungselements 30 und als Einheit mit diesem ausgebildet. Die Teilungswände 32 teilen das Innere der Kammer in mehrere Abteile.
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Jede Teilungswand 32 ist in Form einer flachen Platte ausgebildet, die sich in der Vorne-Hinten-Richtung der Fahrzeugkarosserie erstreckt, wobei ihre dazu senkrechte Richtung die Fahrzeugbreitenrichtung ist. Die Teilungswände 32 sind so angeordnet, dass sie das Innere der Kammer des Verstärkungselements 30 in der Fahrzeugbreitenrichtung unterteilen. Um dies näher zu beschreiben, so sind bei einer Betrachtung von vorne in der Vorne-Hinten-Richtung der Fahrzeugkarosserie eine Mehrzahl (beispielsweise fünf) von Hohlraumabschnitten S1 bis S5 des Verstärkungselements 30, die von den Trennwänden 32 abgeteilt werden, so ausgebildet, dass Lichtmaße L1 bis L5 in der Fahrzeugbreitenrichtung von der in der Fahrzeugbreitenrichtung inneren Seite zu der in der Fahrzeugbreitenrichtung äußeren Seite hin zunehmend länger werden (so, dass die Lichtmaße von der in der Fahrzeugbreitenrichtung äußeren Seite zu der in der Fahrzeugbreitenrichtung inneren Seite hin zunehmend kleiner werden).
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Das heißt, Positionen der Teilungswände 32 werden geeignet so vorgegeben, dass die Lichtmaße L1 bis L5 der Mehrzahl (fünf in diesem Beispiel) von Hohlraumabschnitten S1 bis S5 im Verstärkungselement 30, die von den Teilungswänden 32 abgeteilt werden, von der in der Fahrzeugbreitenrichtung inneren Seite zu der in der Fahrzeugbreitenrichtung äußeren Seite zunehmend größer werden (von der in der Fahrzeugbreitenrichtung äußeren Seite zu der in der Fahrzeugbreitenrichtung inneren Seite zunehmend kleiner werden).
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Die Lichtmaße L1 bis L5 können als Längen in der Fahrzeugbreitenrichtung entlang einer oberen Wand 30U und der unteren Wand 30D, die von den Teilungswänden 32 abgeteilt (segmentiert) werden, aufgefasst werden. Die obere Wand 30U und die untere Wand 30D sind Wandabschnitte in Form von flachen Platten, aus denen die Kammerform des Verstärkungselements 30 aufgebaut ist. Die Mehrzahl von Vorsprungsabschnitten 34 sind jeweils an und als Einheit mit einer oberen Fläche (äußeren Fläche) der oberen Wand 30U bzw. einer unteren Fläche (äußeren Fläche) der unteren Wand 30D ausgebildet. Jeder von der Mehrzahl von Vorsprungsabschnitten 34 erstreckt sich in der Vorne-Hinten-Richtung der Fahrzeugkarosserie.
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Um dies näher zu beschreiben, so sind die Vorsprungsabschnitte 34, gesehen von vorne in der Vorne-Hinten-Richtung der Fahrzeugkarosserie, so ausgebildet, dass sie im Wesentlichen gleichschenklige Dreiecksformen oder im Wesentlichen gleichseitige Dreiecksformen an der oberen Fläche der unteren Wand 30U und der unteren Fläche der unteren Wand 30D bilden. Die Vorsprungsabschnitte 34 sind so ausgebildet, dass nur ihre am weitesten vorstehenden Abschnitte eine untere Fläche der Teilungswand 26 und obere Flächen der Führungswände 28 berühren. Somit wird das Verstärkungselement 30 dadurch eingesetzt, dass es in die Einführungsregion E, die in der Kammer des unteren Kammerabschnitts 24 des Schwellers 20 ausgebildet ist, eingeführt wird, wobei nur die am weitesten vorstehenden Abschnitte von der Mehrzahl von Vorsprungsabschnitten 34 die untere Fläche der Teilungswand 26 und die oberen Flächen der Führungswände 28 berühren.
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Genauer sind die Vorsprungsabschnitte 34, die an beiden Abschnitten ausgebildet sind, die, in der Fahrzeugbreitenrichtung gesehen, Enden der unteren Fläche der unteren Wand 30D des Verstärkungselements 30 bilden, so angeordnet, dass sie durch die unteren Flächen der Führungswände 28 von der unteren Seite der Fahrzeugkarossiere her gestützt werden. Eine äußere Seitenwand 30T und eine innere Seitenwand 30N dienen als Wandabschnitte, die als flache Platten geformt sind, aus denen die Kammerform des Verstärkungselements 30 aufgebaut ist. Die Vorsprungsabschnitte 34 sind in der Fahrzeugbreitenrichtung jeweils an gleichen Positionen angeordnet wie Abschnitte, die, in der Fahrzeugbreitenrichtung gesehen, Enden der oberen Fläche der oberen Wand 30U bzw. der unteren Fläche der unteren Wand 30D des Verstärkungselements 30 bilden, das heißt wie Abschnitte, die, in der vertikalen Richtung der Fahrzeugkarosserie gesehen, Enden der äußeren Seitenwand 30T bzw. der inneren Seitenwand 30N bilden. Die Vorsprungsabschnitte 34 sind auch in der Fahrzeugbreitenrichtung jeweils an den gleichen Positionen angeordnet wie Abschnitte, die, in der vertikalen Richtung der Fahrzeugkarosserie gesehen, Enden der Teilungswände 32 bilden.
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Nun werden Funktionen der Struktur 10 des unteren Abschnitts einer Fahrzeugkarosserie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, das aufgebaut ist wie oben beschrieben.
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Wie oben beschrieben, überlappt in einer Seitenansicht in der Fahrzeugbreitenrichtung zumindest ein Abschnitt des Verstärkungselements 30 die Batterie 14 oder den Batterierahmen 16 (die Umfangswände 17 und die Querwände 15). Daher wird eine Kollisionslast, die während einer Seitenkollision des Fahrzeugs 12 wirkt, über das Verstärkungselement 30 effizienter auf die Batterie 14 oder den Batterierahmen 16 übertragen als bei einer Struktur, bei der das Verstärkungselement 30 die Batterie 14 oder den Batterierahmen 16 nicht überlappt, wenn man es von der Seite in der Fahrzeugbreitenrichtung betrachtet. Infolgedessen kann eine Verformung der Insassenkabine unterdrückt werden und ein Kollisionsschutz während einer Seitenkollision des Fahrzeugs 12 kann verbessert werden.
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Wie oben beschrieben, wird das Äußere der Batterie 14 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel von einem relativ steifen Gehäuse aufgebaut und ist eine Struktur, die gegen eine plastische Verformung beständig ist, wenn eine Kollisionslast darauf einwirkt. Wenn eine Kollisionslast auf die Batterie 14 übertragen wird, kann daher das Innere der Batterie 14 geschützt werden.
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Das heißt, gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine Kollisionslast, die während einer Seitenkollision des Fahrzeugs 12 wirkt, auf die Batterie 14 übertragen, und daher kann ein Lastübertragungselement zum Übertragen der Kollisionslast weniger schwer sein oder kann weggelassen werden. Daher kann eine höhere Belastbarkeit bereitgestellt werden, ohne das Gewicht des Fahrzeugs 12 zu erhöhen.
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Vom vorne in der Vorne-Hinten-Richtung der Fahrzeugkarosserie gesehen wird das Innere der Kammer des Verstärkungselements 30 durch die Mehrzahl von Teilungswänden 32 mehrfach unterteilt. Daher kann eine Steifigkeit, das heißt eine Knickspannung des Verstärkungselements 30 in Bezug auf eine Kollisionslast, die während einer Seitenkollision des Fahrzeugs 12 wirkt, erhöht werden gegenüber einem Verstärkungselement, bei dem die Teilungswände 32 im Inneren der Kammer des Verstärkungselements 30 nicht bereitgestellt sind (einer Struktur, bei der die Längen der oberen Wand 30U und der unteren Wand 30D in der Fahrzeugbreitenrichtung nicht durch die Abschnitte, die, in der vertikalen Richtung der Fahrzeugkarosserie gesehen, Enden der Teilungswände 32 bilden, in kurze Segmente geteilt werden, wobei diese Struktur in der Zeichnung nicht dargestellt ist).
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Genauer sind bei einer Betrachtung von vorne in der Vorne-Hinten-Richtung der Fahrzeugkarosserie die Mehrzahl (in diesem Beispiel fünf) von Hohlraumabschnitten S1 bis S5, die von den Teilungswänden 32 des Verstärkungselements 30 abgeteilt werden, so ausgebildet, dass Lichtmaße L1 bis L5 in der Fahrzeugbreitenrichtung von der in der Fahrzeugbreitenrichtung inneren Seite zu der in der Fahrzeugbreitenrichtung äußeren Seite zunehmend länger werden (von der in der Fahrzeugbreitenrichtung äußeren Seite zu der in der Fahrzeugbreitenrichtung inneren Seite kleiner werden).
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Daher wird die Steifigkeit des Verstärkungselements 30 von der in der Fahrzeugbreitenrichtung äußeren Region zu der in der Fahrzeugbreitenrichtung inneren Region (zunehmend) höher. Wie in 4A bis 4B dargestellt ist, kann infolgedessen eine Art und Weise, wie sich das Verstärkungselement 30 aufgrund einer Kollisionslast, die während einer Seitenkollision des Fahrzeugs 12 wirkt, in der Fahrzeugbreitenrichtung einwärts verformt, stabil gemacht werden, und eine Verformung der Insassenkabine kann unterdrückt werden.
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Um dies genauer zu beschreiben, so wirkt dann, wenn das Fahrzeug 12 eine Seitenkollision gegen eine Barriere W erfährt, wie in 4A dargestellt ist, eine Kollisionslast von der Barriere W auf eine äußere Seitenwand 22T des oberen Kammerabschnitts 22 und die äußere Seitenwand 24T des unteren Kammerabschnitts 24 des Schwellers 20 ein. Wie in 4B dargestellt ist, wird daher der Schweller 20 in der Fahrzeugbreitenrichtung einwärts plastisch verformt. Außerdem werden Abschnitte des Verstärkungselements 30, aus denen der Hohlraumabschnitt S5 aufgebaut ist, das heißt die in der Fahrzeugbreitenrichtung äußeren Endabschnitte der oberen Wand 30U und der unteren Wand 30D, plastisch so verformt, dass sie nach oben und nach unten aufbrechen (d.h. die obere Wand 30U wird an der Fahrzeugkarosserie nach oben verformt und die untere Wand 30D wird an der Fahrzeugkarosserie nach unten verformt).
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Wie in 5A dargestellt ist, werden einhergehend mit einer weiteren plastischen Einwärtsverformung des Schwellers 20 in der Fahrzeugbreitenrichtung ein Abschnitt der oberen Wand 30U und ein Abschnitt der unteren Wand 30D an Abschnitten des Verstärkungselements 30, aus denen der Hohlraumabschnitt S4 aufgebaut ist, plastisch so verformt, dass sie sich aufeinanderzubewegen. Wie in 5B dargestellt ist, werden dann ein Abschnitt der oberen Wand 3U und ein Abschnitt der unteren Wand 30D an Abschnitten des Verstärkungselements 30, aus denen der Hohlraumabschnitt S3 aufgebaut ist, plastisch so verformt, dass sie nach oben und nach unten (in zueinander entgegengesetzten Richtungen) aufbrechen.
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Wie in 6 dargestellt ist, werden dann ein Abschnitt der oberen Wand 30U und ein Abschnitt der unteren Wand 30D an Abschnitten des Verstärkungselements 30, aus denen der Hohlraumabschnitt S2 aufgebaut ist, plastisch so verformt, dass sie sich aufeinanderzu bewegen. Somit wird eine Energie der Kollisionslast, die auf die äußeren Seitenwände 22T und 24T des Schwellers 20 wirkt, effektiv absorbiert, und, wie in 6B dargestellt ist, werden eine plastische Verformung der oberen Wand 30U und eine plastische Verformung der unteren Wand 30D an Abschnitten des Verstärkungselements 30, aus denen der Hohlraumabschnitt S 1 (die Region mit der höchsten Steifigkeit) aufgebaut ist, unterdrückt.
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Das heißt, da das Verstärkungselement 30 so aufgebaut ist, dass es nacheinander von der Seite mit der geringeren Steifigkeit zu der Seite mit der höheren Steifigkeit plastisch verformt wird, wird die Kollisionslast (Kollisionsenergie), die auf die äußeren Seitenwände 22T und 24T des Schwellers 20 wirkt, auf eine stabil ablaufende Einwärtsverformung in der Fahrzeugbreitenrichtung des Verstärkungselements 30 (eine plastische Verformung von einer geringeren Steifigkeit zu einer höheren Steifigkeit) energetisch effizient absorbiert. Während einer Seitenkollision des Fahrzeugs 12 wird somit eine Verformung, bei welcher der Raum der Insassenkabine in der Breite verringert wird, unterdrückt.
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In dem in den Zeichnungen gezeigten Verstärkungselement 30 sind die Positionen der Teilungswände 32 geeignet so vorgegeben, dass die Lichtmaße L1 bis L5 der Hohlraumabschnitte S1 bis S5 in der Fahrzeugbreitenrichtung von der in der Fahrzeugbreitenrichtung inneren Seite zu der in der Fahrzeugbreitenrichtung äußeren Seite zunehmend länger werden (von der in der Fahrzeugbreitenrichtung äußeren Seite zu der in der Fahrzeugbreitenrichtung inneren Seite hin zunehmend kleiner werden). Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Struktur ausreichend, bei der in der Fahrzeugbreitenrichtung zumindest das Lichtmaß L1 des Hohlraumabschnitts S1 auf der in der Fahrzeugbreitenrichtung inneren Seite kürzer ist als die Lichtmaße L2 bis L5 der anderen Hohlraumabschnitte S2 bis S5 in der Fahrzeugbreitenrichtung. Auch wenn dies in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, ist somit eine Struktur möglich, in der in der Fahrzeugbreitenrichtung beispielsweise nur das Lichtmaß L1 des Hohlraumabschnitts S1 auf der in der Fahrzeugbreitenrichtung inneren Seite kürzer ist als die Lichtmaße L2 bis L5 der übrigen Hohlraumabschnitte S2 bis S5 in der Fahrzeugbreitenrichtung, und die Lichtmaße L2 bis L5 der übrigen Hohlraumabschnitte S2 bis S5 in der Fahrzeugbreitenrichtung gleich sind.
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Das Verstärkungselement 30 wird dadurch eingesetzt, dass es in die Einführungsregion E eingeführt wird, wobei die am weitesten vorstehenden Abschnitte der Mehrzahl von Vorsprungsabschnitten 34, die jeweils an und als Einheit mit der oberen Fläche der oberen Wand 30U bzw. der unteren Fläche der unteren Wand 30D ausgebildet sind, die untere Fläche der Teilungswand 26 und die oberen Flächen der Führungswände 28 berühren. Daher kann ein Reibungswiderstand des Verstärkungselements 30 gegen die untere Fläche der Teilungswand 26 und die oberen Flächen der Führungswände 28 im Vergleich zu einem Fall, wo eine Einführung in die Einführungsregion E erfolgt, bei der die oberen Flächen der oberen Wand 30U und die untere Fläche der unteren Wand 30D des Verstärkungselements 30 die untere Fläche der Teilungswand 26 und die oberen Flächen der Führungswände 28 berühren, verringert sein.
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Das heißt, gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel können Reibungskräfte beim Einführen des Verstärkungselements 30 in den Schweller 20 verringert sein. Somit kann die Produktivität des Schwellers 20 verbessert werden. Da die Teilungswand 26 und die Führungswände 28 außerdem als Einheit mit dem Schweller 20 ausgebildet sind, kann die Produktivität des Schwellers 20 im Vergleich zu einem Fall, in dem der Schweller 20 als von der Teilungswand 26 und den Führungswänden 28 getrennter Körper aufgebaut ist, verbessert sein.
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Da zumindest ein Abschnitt des Führungsabschnitts 25 aus der Teilungswand 26 besteht, die den oberen Kammerabschnitt 22 vom unteren Kammerabschnitt 24 des Schwellers trennt, kann die Produktivität des Schwellers 20 im Vergleich zu einem Fall, wo der Führungsabschnitt 25 nicht von der Teilungswand 26 gebildet wird, weiter verbessert werden. Es besteht außerdem ein Vorteil dahingehend, dass die Steifigkeit des Schwellers 20 in Bezug auf eine Last, die von der in der Fahrzeugbreitenrichtung äußeren Seite aus wirkt, durch die Teilungswand 26 verbessert werden.
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Gesehen von vorne in der Vorne-Hinten-Richtung der Fahrzeugkarosserie sind die Mehrzahl von Vorsprungsabschnitten 34 an in der Fahrzeugbreitenrichtung gleichen Stellen ausgebildet wie die Abschnitte, die, in der Fahrzeugbreitenrichtung gesehen, Enden der äußeren Seitenwand 30T und der inneren Seitenwand 30N des Verstärkungselements 30 bilden, und wie die Abschnitte, die, in der vertikalen Richtung der Fahrzeugkarosserie gesehen, Enden der Teilungswände 32 bilden. Wenn das Verstärkungselement 30 so verformt wird, dass es aufbricht, werden daher Reaktionskräfte von der Teilungswand 26 und den Führungswänden 28 über die Vorsprungsabschnitte 34 effektiver bereitgestellt als bei einer Struktur, bei der die Mehrzahl von Vorsprungsabschnitten 34 in der Fahrzeugbreitenrichtung an anderen Stellen ausgebildet sind als Abschnitte, die, in der Fahrzeugbreitenrichtung gesehen, Enden der äußeren Seitenwand 30T und der inneren Seitenwand 30N des Verstärkungselements 30 bilden, und als Positionen der Teilungswände 32 in der vertikalen Richtung der Fahrzeugkarosserie. Somit kann die Knickspannung des Verstärkungselements 30 in Bezug auf eine Kollisionslast, die während einer Seitenkollision des Fahrzeugs 12 wirkt, erhöht werden.
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In dem Zustand, in dem der in der Fahrzeugbreitenrichtung äußere Endabschnitt des oberen Kammerabschnitts 22 komplanar ist mit dem in der Fahrzeugbreitenrichtung äußeren Endabschnitt des unteren Kammerabschnitts 24, ist eine maximale Breite des oberen Kammerabschnitts 22 in der Fahrzeugbreitenrichtung kürzer als eine maximale Breite des unteren Kammerabschnitts 24 in der Fahrzeugbreitenrichtung (und eine Länge des Verstärkungselements 30 in der Fahrzeugbreitenrichtung, wie nachstehend beschrieben wird).
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Im Vergleich zu einer Struktur, in der die maximale Breite des oberen Kammerabschnitts 22 in der Fahrzeugbreitenrichtung der maximalen Breite des unteren Kammerabschnitts 24 in der Fahrzeugbreitenrichtung (oder der Länge des Verstärkungselements 30 in der Fahrzeugbreitenrichtung) gleich ist, kann die Länge der Bodenplatte 18 in der Fahrzeugbreitenerichtung verlängert werden, und der Raum in der Insassenkabine kann um einen entsprechenden Betrag verbreitert werden. Infolgedessen kann eine größere Planungsfreiheit bei der Gestaltung einer Insassenkabinenanordnung gegeben sein.
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Zweites Ausführungsbeispiel
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Nun wird die Struktur 10 des unteren Abschnitts einer Fahrzeugkarosserie gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben. Abschnitte, die denen im ersten Ausführungsbeispiel gleich sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und auf ihre ausführliche Beschreibung (einschließlich von Funktionen, die gleich sind) wird gegebenenfalls verzichtet.
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Wie in 7 gezeigt ist, sind in der Struktur 10 des unteren Abschnitts einer Fahrzeugkarosserie gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel an beiden Abschnitten, die, in der vertikalen Richtung der Fahrzeugkarosserie gesehen, Enden jeder Teilungswand 32 des Verstärkungselements 30 bilden, an Schnittpunkten der unteren Fläche der oberen Wand 30U bzw. der oberen Fläche der unteren Wand 30D mit Flächen der Teilungswände 32, die der in der Fahrzeugbreitenrichtung inneren Seite zugewandt sind, bzw. Flächen der Teilungswände 32, die der in der Fahrzeugbreitenrichtung äußeren Seite zugewandt sind, Eckabschnitte 31 ausgebildet. Die Eckabschnitte 31 sind in einer Ansicht von vorne in der Vorne-Hinten-Richtung der Fahrzeugkarosserie in Kreisformen ausgebildet. Somit sind Plattendicken der oberen Wand 30U und der unteren Wand 30D, welche die Eckabschnitte 31 einschließen, vergrößert. Das heißt, Steifigkeiten der oberen Wand 30U und der unteren Wand 30D, welche die Eckabschnitte 31 einschließen, sind verbessert.
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Zusätzlich zu den Funktionen der Struktur 10 des unteren Abschnitts einer Fahrzeugkarosserie gemäß dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel werden während einer Seitenkollision des Fahrzeugs 12, wenn das Verstärkungselement 30 so verformt wird, dass es aufbricht, Reaktionskräfte von der Teilungswand 26 und den Führungswänden 28 über die Vorsprungsabschnitte 34 noch wirksamer bereitgestellt. Infolgedessen kann die Knickspannung des Verstärkungselements 30 in Bezug auf die Kollisionslast, die während der Seitenkollision des Fahrzeugs 12 wirkt, noch weiter erhöht werden. Die Eckabschnitte 31 sind auf ähnliche Weise an den Abschnitten, die, in der vertikalen Richtung der Fahrzeugkarosserie gesehen, Enden der äußeren Seitenwand 30T und der inneren Seitenwand 30N bilden, an Schnittpunkten der unteren Fläche der oberen Wand 30U und der oberen Fläche der unteren Wand 30D mit einer Fläche, die der in der Fahrzeugbreitenrichtung inneren Seite zugewandt ist, bzw. einer Fläche, die der in der Fahrzeugbreitenrichtung äußeren Seite zugewandt ist, der äußeren Seitenwand 30T und der inneren Seitenwand 30N ausgebildet.
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Drittes Ausführungsbeispiel
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Nun wird die Struktur 10 des unteren Abschnitts einer Fahrzeugkarosserie gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel beschrieben. Abschnitte, die denen im oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel und zweiten Ausführungsbeispiel gleich sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und auf ihre ausführliche Beschreibung (einschließlich von Funktionen, die gleich sind) wird gegebenenfalls verzichtet.
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Wie in 8 gezeigt ist, ist in der Struktur 10 des unteren Abschnitts einer Fahrzeugkarosserie gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel in einer Ansicht von vorne in der Vorne-Hinten-Richtung der Fahrzeugkarosserie jede Teilungswand 32 des Verstärkungselements 30 in einer spitzen Form ausgebildet, wobei ein in einer vertikalen Richtung der Fahrzeugkarosserie mittlerer Abschnitt in Form eines stumpfwinkligen Dreiecks zu der in der Fahrzeugbreitenrichtung äußeren Seite vorsteht. Somit kann die Steifigkeit jeder Teilungswand 32 in Bezug auf eine Last, die von der in der Fahrzeugbreitenrichtung äu-ßeren Seite her wirkt, verbessert werden.
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Zusätzlich zu den Funktionen der Struktur 10 des unteren Abschnitts einer Fahrzeugkarosserie gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform werden daher während einer Seitenkollision des Fahrzeugs 12, wenn das Verstärkungselement 30 so verformt wird, dass es aufbricht, Reaktionskräfte von der Teilungswand 26 und den Führungswänden 28 über die Vorsprungsabschnitte 34 noch wirksamer bereitgestellt. Infolgedessen kann die Knickspannung des Verstärkungselements 30 in Bezug auf die Kollisionslast, die während der Seitenkollision des Fahrzeugs 12 wirkt, noch weiter erhöht werden.
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Viertes Ausführungsbeispiel
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Nun wird die Struktur 10 des unteren Abschnitts einer Fahrzeugkarosserie gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel beschrieben. Abschnitte, die denen in den oben beschriebenen ersten bis dritten Ausführungsbeispielen gleich sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und auf ihre ausführliche Beschreibung (einschließlich von Funktionen, die gleich sind) wird gegebenenfalls verzichtet.
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Wie in 9 gezeigt ist, sind in der Struktur 10 des unteren Abschnitts einer Fahrzeugkarosserie gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel weitere Teilungswände 33 an in der vertikalen Richtung der Fahrzeugkarossiere im Wesentlichen mittleren Abschnitten der Teilungswände 32 des Verstärkungselements 30 hinzugefügt. Die Teilungswände 33 erstrecken sich in der Vorne-Hinten-Richtung der Fahrzeugkarosserie, wobei ihre dazu senkrechten Richtungen in der vertikalen Richtung der Fahrzeugkarosserie verlaufen. Das heißt, das Verstärkungselement 30 weist die Teilungswände 32 und 33 in einem Gittermuster auf. Obere und untere Hohlraumabschnitte, die durch die Teilungswände 33 abgeteilt werden, dienen als die Hohlraumabschnitte S1 bis S5. Längen der oberen und der unteren Hohlraumabschnitte in der Fahrzeugbreitenrichtung sind den jeweiligen Lichtmaßen L1 bis L5 gleich.
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Daher kann zusätzlich zu den Funktionen der Struktur 10 des unteren Abschnitts einer Fahrzeugkarosserie gemäß dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel während einer Seitenkollision des Fahrzeugs 12 eine Energie einer Kollisionslast, die von der in der Fahrzeugbreitenrichtung äußeren Seite wirkt, effektiver absorbiert werden, insbesondere durch eine plastische Verformung der Teilungswände 33. Somit kann gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel die Knickspannung des Verstärkungselements 30 in Bezug auf eine Kollisionslast, die während einer Seitenkollision des Fahrzeugs 12 wirkt, noch weiter erhöht werden.
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Die Teilungswände 32 und 33 des Verstärkungselements 30 in dem Gittermuster sind nicht auf das dargestellte Muster beschränkt. Auch wenn dies nicht dargestellt ist, können zum Beispiel weitere Teilungswände hinzugefügt werden, die sich in der Vorne-Hinten-Richtung der Fahrzeugkarosserie erstrecken, wobei ihre dazu senkrechten Richtungen in der vertikalen Richtung der Fahrzeugkarosserie verlaufen, und die durch vorgegebene Lichtmaße in der vertikalen Richtung der Fahrzeugkarosserie von den Teilungswänden 33 beabstandet sind, und es können weitere Teilungswände hinzugefügt werden, die sich in der Vorne-Hinten-Richtung der Fahrzeugkarosserie erstrecken und die durch vorgegebene Lichtmaße von den Teilungswänden 32 beabstandet sind.
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Fünftes Ausführungsbeispiel
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Nun wird die Struktur 10 des unteren Abschnitts einer Fahrzeugkarosserie gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel beschrieben. Abschnitte, die denen in den oben beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsbeispielen gleich sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und auf ihre ausführliche Beschreibung (einschließlich von Funktionen, die gleich sind) wird gegebenenfalls verzichtet.
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Wie in 10 gezeigt ist, ist in der Struktur 10 des unteren Abschnitts einer Fahrzeugkarosserie gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel separat von der Teilungswand 26, die zwischen und als Einheit mit dem oberen Kammerabschnitt 22 und dem unteren Kammerabschnitt 24 des Schwellers 20 vorgesehen ist, eine untere Teilungswand 27 als Einheit mit dem Schweller 20 bereitgestellt. Die untere Teilungswand 27 teilt den unteren Kammerabschnitt 24 in einen oberen und einen unteren Abschnitt und dient als Führungsabschnitt 25. Das heißt, ein mittlerer Kammerabschnitt 23 mit Innenabmessungen, die den Außenabmessungen des Verstärkungselements 30 im Wesentlichen gleich sind, wird im unteren Kammerabschnitt 24 des Schwellers 20 von der Teilungswand 26, der äußeren Seitenwand 24T, einem Abschnitt der inneren Seitenwand 24N und der unteren Teilungswand 27 ausgebildet.
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Das Verstärkungselement 30 wird dadurch eingesetzt, dass es von der vorderen Seite der Fahrzeugkarosserie oder von der hinteren Seite der Fahrzeugkarosserie aus in die Kammer des mittleren Kammerabschnitts 23 eingeführt wird. Das Verstärkungselement 30 wird dadurch eingesetzt, dass es in den mittleren Kammerabschnitt 23 eingeführt wird, wobei nur die am weitesten vorstehenden Abschnitte der Mehrzahl von Vorsprungsabschnitten 34, die jeweils an und als Einheit mit der oberen Fläche der oberen Wand 30U bzw. der unteren Fläche der unteren Wand 30D ausgebildet sind, die untere Fläche der Teilungswand 26 und die obere Fläche der unteren Teilungswand 27 berühren.
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Daher kann ein Reibungswiderstand des Verstärkungselements 30 gegen die untere Fläche der Teilungswand 26 und die obere Fläche der unteren Teilungswand 27 im Vergleich zu einem Fall, wo eine Einführung des Verstärkungselements 30 in den mittleren Kammerabschnitt 23 erfolgt, bei der die obere Fläche der oberen Wand 30U und die untere Fläche der unteren Wand 30D des Verstärkungselements 30 die untere Fläche der Teilungswand 26 und die obere Fläche der unteren Teilungswand 27 berühren, verringert sein.
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Das heißt, gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel können auch bei der Gestaltung, bei der das Verstärkungselement 30 dadurch eingesetzt wird, dass es in den mittleren Kammerabschnitt 23 eingeführt wird, Reibungskräfte während des Einführens des Verstärkungselements 30 in den mittleren Kammerabschnitt 23 verringert sein. Infolgedessen kann die Produktivität des Schwellers 20 verbessert werden. Ferner kann gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel die Knickspannung des Schwellers 20 in Bezug auf eine Kollisionslast, die während einer Seitenkollision des Fahrzeugs 12 wirkt, durch die untere Teilungswand 27 erhöht werden. Daher kann eine Verformung der Insassenkabine noch weiter unterdrückt werden.
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Sechstes Ausführungsbeispiel
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Nun wird die Struktur 10 des unteren Abschnitts einer Fahrzeugkarosserie gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel beschrieben. Abschnitte, die denen in den oben beschriebenen ersten bis fünften Ausführungsbeispielen gleich sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und auf ihre ausführliche Beschreibung (einschließlich von Funktionen, die gleich sind) wird gegebenenfalls verzichtet.
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Wie in 11 gezeigt ist, wird in der Struktur 10 des unteren Abschnitts einer Fahrzeugkarosserie gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel das Rahmenelement im unteren Abschnitt von dem Schweller 20 in der Kammerform, der sich in der Vorne-Hinten-Richtung der Fahrzeugkarosserie erstreckt, und einem energieabsorbierenden Element 40 aufgebaut. Das energieabsorbierende Element 40 ist in einer Kammerform ausgebildet, die sich in der Vorne-Hinten-Richtung der Fahrzeugkarosserie erstreckt, und ist in Bezug auf den Schweller 20 und die Bodenplatte 18 (d.h. die Bodenplatte 18, die zwischen dem Schweller 20 und der Batterie 14 vorgesehen ist) auf einer unteren Seite der Fahrzeugkarosserie angeordnet.
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Das energieabsorbierende Element 40 wird durch Stranggieße eines Leichtmetallwerkstoffs (beispielsweise einer Aluminiumlegierung) ausgebildet. Von vorne in der Vorne-Hinten-Richtung der Fahrzeugkarosserie betrachtet wird das energieabsorbierende Element 40 durch eine Mehrzahl von Teilungswänden 42 (beispielsweise zwei in der vertikalen Richtung der Fahrzeugkarosserie mal fünf in der Fahrzeugbreitenrichtung) in eine Mehrzahl von Teilungswänden 44 unterteilt. Ein Teilungsabschnitt 44U, der ein oberer Abschnitt auf der in der Fahrzeugbreitenrichtung äußeren Seite ist, ist durch einen Bolzen 46 und eine Schweißmutter 48 an einer unteren Wand 20D des Schwellers 20 befestigt. Ein unten liegendes Element 36 ist an die untere Fläche der Bodenplatte 18 angefügt. Ein Teilungsabschnitt 44D, der ein unterer Abschnitt auf der in der Fahrzeugbreitenrichtung inneren Seite ist, ist durch einen anderen Bolzen 46 und eine andere Schweißmutter 48 an einer unteren Wand 36A des unten liegenden Elements 36 befestigt.
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Arbeitsöffnungen 44H zum Einfügen und Einschrauben der Bolzen 46 sind in jeder der Teilungswände 42 in Bezug auf den Teilungsabschnitt 44U unten an der Fahrzeugkarosserie und in den unteren Wänden 43 des Teilungsabschnitts 44D und in einem Teilungsabschnitt 44T, der in Bezug auf den Teilungsabschnitts 44U unten an der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist, ausgebildet. Das unten liegende Element 36 ist im Querschnitt in Hutform ausgebildet und erstreckt sich in der Vorne-Hinten-Richtung der Fahrzeugkarosserie. Ein oben liegendes Element 38 ist an die obere Fläche der Bodenplatte 18 angefügt. Das oben liegende Element 38 ist im Querschnitt in Hutform ausgebildet und erstreckt sich in der Vorne-Hinten-Richtung der Fahrzeugkarosserie.
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Somit sind das unten liegende Element 36 und das oben liegende Element 38 einander gegenüber so angeordnet, dass sie von oben und von unten an der Bodenplatte 18 anliegen. Eine obere Wand 38A des oberen Elements 38 ist durch ein Verbindungselement 50 mit einer inneren Seitenwand 20N verbunden, die auf der in der Fahrzeugbreitenrichtung inneren Seite des Schwellers 20 angordnet ist. Der Endabschnitt 18A der Bodenplatte 18, der in der Fahrzeugbreitenrichtung auf der äußeren Seite liegt, ist zur oberen Seite der Fahrzeugkarosserie gebogen und ist an die innere Seitenwand 20N des Schwellers 20 angefügt.
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Das Verstärkungselement 30 wird dadurch eingesetzt, dass es von der vorderen Seite der Fahrzeugkarosserie oder von der hinteren Seite der Fahrzeugkarosserie aus in mindestens einen von der Mehrzahl von Teilungsabschnitten 44 des energieabsorbierenden Elements 40 eingeführt wird (beispielsweise in einen Teilungsabschnitt 44A, der ein unterer Abschnitte an einem in der Fahrzeugbreitenrichtung mittleren Abschnitt ist). Eine Teilungswand 42A und eine untere Wand 43A bauen den Teilungsabschnitt 44A auf. Das Verstärkungselement 30 wird dadurch eingesetzt, dass es in den Teilungsabschnitt 44A eingeführt wird, wobei nur die am weitesten vorstehenden Abschnitte der Mehrzahl von Vorsprungsabschnitten 34, die jeweils an und als Einheit mit der oberen Fläche der oberen Wand 30U bzw. der unteren Fläche der unteren Wand 30D ausgebildet sind, die untere Fläche der Teilungswand 42A und die obere Fläche der unteren Wand 43A berühren.
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Daher kann ein Reibungswiderstand des Verstärkungselements 30 gegen die Teilungswand 4 und die untere Wand 43A verringert sein im Vergleich zu einem Fall, wo eine Einführung des Verstärkungselements 30 in den Teilungsabschnitt 44A erfolgt, bei der die obere Fläche der oberen Wand 30U und die untere Fläche der unteren Wand 30D des Verstärkungselements 30 die untere Fläche der Teilungswand 42A und die obere Fläche der unteren Wand 43A, aus denen der Teilungsabschnitt 44A aufgebaut ist, berühren. Das heißt, gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel können auch bei der Gestaltung, bei der das Verstärkungselement 30 dadurch eingesetzt wird, dass es in den Teilungsabschnitt 44A eingeführt wird, Reibungskräfte während des Einführens des Verstärkungselements 30 in den Teilungsabschnitt 44A verringert sein. Infolgedessen kann die Produktivität des energieabsorbierenden Elements 40 verbessert werden.
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Ferner kann gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel eine Knickspannung des Rahmenelements des unteren Abschnitts, das heißt des Schwellers 20 und des energieabsorbierenden Elements 40, in Bezug auf eine Kollisionslast, die während einer Seitenkollision des Fahrzeugs 12 wirkt, von sowohl dem Verbindungselement 50 als auch dem Verstärkungselement 30 erhöht werden. Daher kann eine Verformung der Insassenkabine während einer Seitenkollision des Fahrzeugs 12 weiter unterdrückt werden.
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Der Teilungsabschnitt 44, in dem das Verstärkungselement 30 vorgesehen ist, ist nicht auf den Teilungsabschnitt 44A beschränkt, der in 11 gezeigt ist. Darüber hinaus reicht es aus, wenn das energieabsorbierende Element 40 selbst mindestens einen von den Teilungsabschnitten 44 aufweist, in dem das Verstärkungselement 30 vorgesehen ist; das energieabsorbierende Element 40 ist nicht auf die in 11 gezeigte Form beschränkt. Ferner kann das Verstärkungselement 30, wie in den oben beschriebenen ersten bis fünften Ausführungsformen, innerhalb einer Kammer des Schwellers 20 vorgesehen sein. Das heißt, im sechsten Ausführungsbeispiel reicht es aus, dass das Verstärkungselement 30 zumindest in den Teilungsabschnitten 44 des energieabsorbierenden Elements 40 vorgesehen ist.
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Vorstehend wurde die Struktur 10 des unteren Abschnitts einer Fahrzeugkarosserie gemäß den vorliegenden Ausführungsbeispielen auf der Basis der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Jedoch ist die Struktur 10 des unteren Abschnitts einer Fahrzeugkarosserie gemäß den vorliegenden Ausführungsbeispielen nicht auf die dargestellten Strukturen beschränkt; geeignete Modifikationen der Konstruktion können innerhalb eines Bereichs, der nicht vom Gedanken der Erfindung abweicht, angewendet werden. Zum Beispiel reicht es aus, wenn die Zahl der Teilungswände 32 mindestens zwei beträgt; die Zahl ist nicht auf vier beschränkt, wie in den Zeichnungen gezeigt. Ferner können die Teilungswände 32 diagonal in Bezug auf die vertikale Richtung der Fahrzeugkarosserie und die Fahrzeugbreitenrichtung angeordnet sein.
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Die Vorsprungsabschnitte 34 sind so ausgebildet, dass sie in der Vorne-Hinten-Richtung der Fahrzeugkarosserie kontinuierlich sind, aber dies stellt keine Beschränkung dar; die Vorsprungsabschnitte 34 können so ausgebildet sein, dass sie in der Vorne-Hinten-Richtung der Fahrzeugkarosserie Unterbrechungen aufweisen. Die Führungswände 28 sind nicht auf eine Struktur beschränkt, die als Einheit mit dem Schweller 20 ausgebildet ist. Zum Beispiel sind Strukturen möglich, bei denen die Führungswände 28 an die innere Fläche der äußeren Seitenwand 24T und die innere Fläche der inneren Seitenwand 24N des unteren Kammerabschnitts 24 des Schwellers 20 durch Haftmittel, Nieten oder dergleichen angefügt ist.
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Leichtmetallwerkstoffe sind nicht auf Aluminiumlegierungen beschränkt, und das Verstärkungselement 30 ist nicht auf eine Struktur beschränkt, die aus einem Leichtmetallwerkstoff gebildet ist. Zum Beispiel kann das Verstärkungselement 30 aus einem relativ steifen Harzmaterial (einem „technischen Kunststoff“), beispielsweise Polycarbonat (PC) oder dergleichen gebildet sein. Die ersten bis sechsten Ausführungsbeispiele können geeignet kombiniert werden. Zum Beispiel kann das Verstärkungselement 30 des dritten Ausführungsbeispiels, des vierten Ausführungsbeispiels oder dergleichen im fünften Ausführungsbeispiel, im sechsten Ausführungsbeispiel oder dergleichen verwendet werden.
