DE102018221772A1

DE102018221772A1 - Fahrzeugfront-Säulenstruktur

Info

Publication number: DE102018221772A1
Application number: DE102018221772.6A
Authority: DE
Inventors: Yoshiteru Inamoto; Toshihiro Yonekura
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-12-19
Filing date: 2018-12-14
Publication date: 2019-06-19
Also published as: US20190185069A1; CN109927788B; CN109927788A; US10814916B2; JP6947000B2; JP2019108026A

Abstract

Eine Fahrzeugfront-Säulenstruktur 10 umfasst ein Paar von Frontsäulen, die auf beiden Seiten eines Fahrzeugs einander gegenüberliegend angeordnet sind. Eine Instrumententafelverstärkung 12, an der ein Lenkabschnitt befestigt ist, erstreckt sich zwischen dem Paar von Frontsäulen (A-Säulen) 30. Jede der A-Säule 30 umfasst eine äußere Verstärkung 34, die in Querrichtung an einer Außenseite des Fahrzeugs angeordnet ist, eine A-Säulen-Innenabschnitt 36, der in Querrichtung an einer Innenseite des Fahrzeugs angeordnet ist, und eine Verstärkungshalterung 40, die an der äußeren Verstärkung und dem Frontsäulen-Innenabschnitt befestigt ist. Die Verstärkungshalterung 40 ist an einer Position angeordnet, die einer Position gegenüberliegt, an der ein Ende der Instrumententafelverstärkung befestigt ist.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Die gesamte Offenbarung der japanischen Patentanmeldung Nr. 2017-242605 , eingereicht am 19. Dezember 2017, einschließlich der Beschreibung, der Ansprüche, der Zeichnungen und der Zusammenfassung, ist hierin durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit enthalten.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugfront-Säulenstruktur.
HINTERGRUND
Ein viertüriges Fahrzeug zum Beispiel umfasst drei aufrechte Säulenabschnitte auf beiden Seiten der Fahrzeugkarosserie, das heißt, von der Fahrzeugfrontseite zur Fahrzeugheckseite, eine Frontsäule, eine Mittelsäule und eine Hecksäule. Fahrzeugtüren sind in Öffnungen zwischen diesen Säulen angeordnet. Zum Beispiel ist eine vordere Tür zwischen der Frontsäule und der Mittelsäule angeordnet. In einem Fahrzeug sind ein Fahrzeugsitz und ein Beifahrersitz in einem Raum zwischen den vorderen Türen auf beiden Seiten des Fahrzeugs angeordnet.
Eine Haube erstreckt sich zwischen den Frontsäulen auf beiden Seiten des Fahrzeugs. Ein Armaturenbrett, das eine Trennwand zwischen einer Fahrgastzelle und einem Motorraum ist, ist unterhalb der Haube angeordnet. Eine Frontscheibe ist oberhalb der Haube angeordnet. Ein rohrförmiges, längliches Element, das als „Instrumententafelverstärkung“ bezeichnet wird, erstreckt sich zwischen den Frontsäulen auf beiden Seiten des Fahrzeugs. Ein Lenkabschnitt, der ein Lenkrad umfasst, ist an der Instrumententafelverstärkung an einer mittleren Position gegenüber dem Fahrersitz befestigt. Ein seitlicher Halter ist an der Instrumententafelverstärkung an beiden Seiten befestigt. Die seitlichen Halter sind an jeweiligen Enden der Instrumententafelverstärkung und an den Frontsäulen auf beiden Seiten des Fahrzeugs über Befestigungshalter an jeweiligen Enden der Instrumententafelverstärkung befestigt.
Der Frontsäule umfasst einen seitlich Außenabschnitt und eine äußere Verstärkung, die auf einer Außenseite in Querrichtung des Fahrzeugs angeordnet sind, und einen Frontsäulen-Innenabschnitt, der auf einer Innenseite in Querrichtung des Fahrzeugs angeordnet ist und dem seitlichen Außenabschnitt und der äußeren Verstärkung gegenüberliegt. Der seitlich Außenabschnitt, die äußere Verstärkung und der Frontsäulen-Innenabschnitt sind durch Schweißen oder andere Prozesse fest miteinander verbunden, um so eine Rahmenform eines geschlossenen Querschnitts zu bilden.
Die JP 2016-128306A betrifft eine Verformung, die von einer Biegelinie zwischen einem Körperabschnitt und einem Flanschabschnitt der äußeren Verstärkung ausgeht, und offenbart eine Struktur, in der ein zweites Element an der äußeren Verstärkung durch Schweißen befestigt ist.
Die JP 2003-252238A offenbart, dass die Anzahl von Spitzen in Knickmoduswellenformen zwischen einem äußeren Element einer Fahrzeugmittelsäule mit einem hohlen Querschnitt und einer Verstärkung innerhalb des äußeren Elements verschieden sind, und eine Verformung wird aufgehoben, indem die Verformungen des äußeren Elements einerseits und der Verstärkung andererseits entlang der Längsachse überlagert werden.
KURZDARSTELLUNG
Die Lenkstabilität eines Fahrzeugs hängt von einer seitlichen Steifigkeit eines Lenkabschnitts ab. Um die Lenkstabilität zu erhöhen, ist es notwendig, die Steifigkeit zwischen einer Instrumententafelverstärkung und einer Frontsäule zu erhöhen. Eine geringe Steifigkeit der Frontsäule an einer Position, an der die Instrumententafelverstärkung befestigt ist, führt zu einer durch eine Lenkbetätigung des Lenkabschnitts verursachte Verformung des Frontsäulen-Innenabschnitts aus einer Ebene heraus, was zu einer Verringerung der Lenkstabilität des Fahrzeugs führt. Eine Frontsäulenstruktur eines Fahrzeugs, die die durch eine Lenkbetätigung des Lenkabschnitts verursachte Verformung des Frontsäulen-Innenabschnitts aus der Ebene heraus verursacht, ist wünschenswert.
Eines der Verfahren zur Verringerung der durch eine Lenkbetätigung des Lenkabschnitts verursachte Verformung des Frontsäulen-Innenabschnitts aus der Ebene heraus ist eine Erhöhung der Steifigkeit eines Befestigungshalters, der die Instrumententafelverstärkung an der Frontsäule sichert. Jedoch ist es zur Erhöhung der Steifigkeit des Befestigungshalters notwendig, einen größeren Befestigungshalter zu verwenden, der zu höheren Kosten führt. Ferner verdeckt der Befestigungshalter, wenn er sich bis zu einem Verbindungsabschnitt zwischen der Frontsäule und einer Haube erstreckt, einen Abschnitt, auf den das Dichtmittel auf der Innenseite der Frontsäule aufgebracht werden soll. Dies erfordert die Durchführung einer Dichtungsbeschichtung im Voraus, so dass eine Überprüfung der Dichtungsarbeiten unmöglich wird. Eine Frontsäulenstruktur eines Fahrzeugs, die eine Verformung des Frontsäulen-Innenabschnitts aus einer Ebene heraus verringern kann, ohne einen größeren Befestigungshalter zu verwenden, ist wünschenswert. Die nachfolgend beschriebenen Lösungen können wenigstens eines der oben beschriebenen Probleme lösen.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Eine Fahrzeugfront-Säulenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Paar von Frontsäulen, die auf beiden Seiten eines Fahrzeugs einander gegenüberliegend angeordnet sind. Eine Instrumententafelverstärkung, an der ein Lenkabschnitt befestigt ist, erstreckt zwischen dem Paar von Frontsäulen. Jede der Frontsäulen umfasst eine äußere Verstärkung, die in Querrichtung an einer Außenseite des Fahrzeugs angeordnet ist, und einen Frontsäulen-Innenabschnitt, der in Querrichtung an einer Innenseite des Fahrzeugs angeordnet ist. Jede Frontsäule umfasst ferner eine Verstärkungshalterung, die an der äußeren Verstärkung und dem Frontsäulen-Innenabschnitt befestigt ist. Die Verstärkungshalterung ist an einer Position angeordnet ist, die einer Position gegenüberliegt, an der ein Ende der Instrumententafelverstärkung befestigt ist.
Da Gemäß der oben beschriebenen Struktur die Verstärkungshalterung die Steifigkeit der Frontsäule an einer Position erhöhen kann, an der die Instrumententafelverstärkung befestigt ist, kann eine durch eine Betätigung des Lenkabschnitts verursachte Verformung des Frontsäulen-Innenabschnitts aus einer Ebene heraus verringert werden.
In einer Fahrzeugfront-Säulenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung ist es vorteilhaft, dass die äußere Verstärkung umfasst einen seitlichen Wandabschnitt, der seitlich ganz außen angeordnet ist und sich entlang einer Fahrzeuglängsachse erstreckt; einen hinteren Wandabschnitt, der sich von dem seitlichen Wandabschnitt erstreckt und unter Bildung einer Biegelinie zur Innenseite des Fahrzeugs krümmt; und einen flanschförmigen Wandabschnitt, der sich von dem hinteren Wandabschnitt erstreckt und unter Ausbildung einer Biegelinie zur Rückseite des Fahrzeugs krümmt. Es ist vorteilhaft, dass die Verstärkungshalterung einen vorderen Halterungswandabschnitt, der an dem hinteren Wandabschnitt der äußeren Verstärkung befestigt ist; und einen seitlichen Halterungswandabschnitt, der sich von dem vorderen Halterungswandabschnitt erstreckt, unter Bildung einer Biegelinie zur Rückseite des Fahrzeugs krümmt und an dem Frontsäulen-Innenabschnitt befestigt ist, umfasst.
Da gemäß der oben beschriebenen Struktur die Verstärkungshalterung an dem hinteren Wandabschnitt der äußeren Verstärkung und dem Frontsäulen-Innenabschnitt befestigt ist, ist die Steifigkeit der Frontsäule erhöht, wodurch eine durch eine Betätigung des Lenkabschnitts verursachte Verformung des Frontsäulen-Innenabschnitts aus einer Ebene heraus verringert ist.
In einer Fahrzeugfront-Säulenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung kann sich eine Haube zwischen dem Paar von Frontsäulen erstrecken. Die Fahrzeugfront-Säulenstruktur kann einen Befestigungshalter umfassen, der an dem Frontsäulen-Innenabschnitt einen seitlichen Halter an jedem Endabschnitt der Instrumententafelverstärkung, die sich entlang einer Querachse des Fahrzeugs erstreckt, befestigt. Der Befestigungshalter kann entlang einer Längsachse des Fahrzeugs kürzer sein als ein Spiel zwischen dem seitlichen Halter und der Haube.
Da gemäß der oben beschriebenen Struktur die Verstärkungshalterung die Steifigkeit der Frontsäule an einer Position erhöht, an der die Instrumententafelverstärkung befestigt ist, kann die Länge des Befestigungshalters entlang der Längsachse des Fahrzeugs kürzer sein als der Abstand zwischen dem seitlichen Halter und der Haube. Auf diese Weise kann eine Verformung des Frontsäulen-Innenabschnitts aus einer Ebene heraus verringert werden, ohne einen größeren Befestigungshalter zu verwenden.
In einer Fahrzeugfront-Säulenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung ist es vorteilhaft, dass die Frontsäulen-Innenabschnitt einen Bereich umfasst, der nicht durch den Befestigungshalter entlang der Längsachse des Fahrzeugs in dem Spielraum zwischen dem seitlichen Halter und der Haube überdeckt ist, umfasst und der Bereich einem Arbeiter für manuelle Arbeiten zugänglich ist.
Da gemäß der oben beschriebenen Struktur der Frontsäulen-Innenabschnitt einen Bereich umfassen kann, der nicht durch den Befestigungshalter überdeckt ist, kann ein Arbeiter einen manuellen Arbeitsschritt wie etwa das Anbringen einer Dichtung in dem Bereich durchführen.
VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG
Eine Frontsäulenstruktur mit dem oben beschriebenen Aufbau kann eine durch eine Lenkbetätigung eines Lenkabschnitts verursachte Verformung eines Frontsäulen-Innenabschnitts aus der Ebene heraus verringern. Auf diese Weise wird ein größerer Befestigungshalter unnötig.
Figurenliste

1 ist ein perspektivisches Diagramm, das eine Fahrzeugfront-Säulenstruktur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist ein Diagramm eines Abschnitts II in 1, betrachtet von der Innenseite des Fahrzeugs;
3 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie III - III in 2;
4 zeigt in einer Zeichnung, die 3 entspricht, eine bekannte Struktur mit einem großen Befestigungshalter als ein Vergleichsbeispiel, um einen vorteilhaften Effekt einer Fahrzeugfront-Säulenstruktur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu beschreiben;
5 zeigt in einer Zeichnung, die 3 entspricht, eine Verformung aus einer Ebene heraus einer Frontsäule, die ohne einen großen Befestigungshalter in einer bekannten Struktur als ein Vergleichsbeispiel verursacht würde, um einen vorteilhaften Effekt einer Fahrzeugfront-Säulenstruktur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu beschreiben;
6 ist ein Diagramm, das einen Effekt zeigt, durch den eine Frontsäulenverformung aus einer Ebene heraus verringert ist und der durch eine Verstärkungshalterung in einer Fahrzeugfront-Säulenstruktur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erreicht wird; und
7 ist ein Diagramm, das einen vorteilhaften Effekt einer Fahrzeugfront-Säulenstruktur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der eine Versiegelung wirksam ist, zeigt.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. Obwohl nachfolgend Rechtslenker als ein Beispiel beschrieben sind, ist die Fahrzeugfront-Säulenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung auch Linkslenker anwendbar.
Details wie etwa Formen und Materialien, die weiter unten beschrieben sind, sind nur beispielhaft. Diese Details können je nach Notwendigkeit in Abhängigkeit von den jeweiligen Spezifikationen oder weiteren Erfordernissen der Fahrzeugfrontsäulenstruktur geändert werden. In allen Zeichnungen sind die gleichen Bezugszeichen ähnlichen Elementen zugeordnet, und Redundanz in der Beschreibung ist vermieden.
1 ist ein perspektivisches Diagramm, das eine Fahrzeugfront-Säulenstruktur 10 zeigt. Eine Frontsäule wird auch als „A-Säule“ bezeichnet. Sofern nicht anders angegeben, ist die Fahrzeug-Frontsäulenstruktur 10 als A-Säulen-Struktur 10 bezeichnet. Die A-Säulen-Struktur 10 ist eine Struktur einer Fahrzeugfrontsäule 30. In der nachfolgenden Beschreibung ist, sofern nicht anders angegeben, die Fahrzeugfrontsäule 30 als „A-Säule 30“ bezeichnet.
Die Zeichnungen zeigen eine Fahrzeugquerachse, eine Fahrzeuglängsachse und gegebenenfalls eine Fahrzeugvertikalachse. Elemente in der A-Säulen-Struktur 10 auf beiden Seiten des Fahrzeugs sind in vielen Fällen symmetrisch bezüglich der Fahrzeugquerachse angeordnet. Hinsichtlich Positionen entlang der Querachse wird eine Mittellinie CL verwendet, um die Richtung entlang der Querachse zu beschreiben, und zwar derart, dass der Abstand von weiter außen im Fahrzeug in Richtung Mittellinie CL als „INNEN“ beschrieben ist und die Richtung von dem Mittellinie CL nach weiter außen im Fahrzeug als „AUSSEN“ beschrieben ist. Rechts und links entlang der Querachse sind als „rechts im Fahrzeug“ und „links im Fahrzeug“ beschrieben. Hinsichtlich Positionen entlang der Längsachse, bezeichnet „VORN“ die Richtung nach vorn bezüglich des Fahrzeugs und die entgegengesetzt Seite nach hinten bezüglich des Fahrzeugs. Hinsichtlich Positionen entlang der Vertikalachse, bezeichnet „OBEN“ die Richtung von einer Straßenoberfläche nach oben und die entgegengesetzte Richtung die Richtung zur Straßenoberfläche nach unten.
In 1 ist die A-Säulen-Struktur 10 der A-Säule 30 auf der bezüglich der Mittellinie CL rechten Seite des Fahrzeugs bei einem Rechtslenker gezeigt. 1 zeigt ferner eine Instrumententafelverstärkung 12, eine Haube 14 und einen Lenkabschnitt 16, die alle Teil der A-Säulen-Struktur 10 sind.
Die Instrumententafelverstärkung 12 ist ein längliches Element, das sich zwischen den A-Säulen 30 auf beiden Seiten des Fahrzeugs erstreckt. Der Lenkabschnitt 16 ist an einer mittleren Position entlang der Längsachse der Instrumententafelverstärkung 12 angeordnet. Die Instrumententafelverstärkung 12 umfasst eine Verstärkungswelle 18, die im Wesentlichen ein zylindrisches Rohr ist, und seitliche Halter 20 an beiden Enden der Verstärkungswelle 18. Jeder seitliche Halter 20 umfasst einen zylindrischen Stützabschnitt, der die im Wesentlichen zylindrische Verstärkungswelle 18 an einer Außenumfangsoberfläche stützt, und einen Halterungsabschnitt, der einteilig mit dem zylindrischen Stützabschnitt ausgebildet ist und eine ebene Wandoberfläche besitzt. Ein weiter unten beschriebener Befestigungshalter 42 ist an der ebene Wandoberfläche des Halterungsabschnitts befestigt.
Es ist hier zu beachten, dass in der obigen Beschreibung „befestigt“ bedeutet, dass zwei Elemente unter Verwendung eines Prozesses oder mehrerer Prozesse wie Laserschweißen, Punktschweißen oder Befestigen mit einer Schraube und einer Mutter miteinander verbunden sind. Dies gilt für die nachfolgende Beschreibung.
Die Haube 14 erstreckt sich zwischen den A-Säulen 30 auf beiden Seiten des Fahrzeugs so, dass beide Enden an den A-Säulen 30 befestigt sind. Ein Armaturenbrett (nicht gezeigt), das eine Trennwand zwischen einer Fahrgastzelle und einem Motorraum ist, ist unterhalb der Haube 14 befestigt, während eine Frontscheibe (nicht gezeigt) oberhalb der Haube 14 angeordnet ist.
Der Lenkabschnitt 16 umfasst einen Lenksäulenstützabschnitt 22, der an der Verstärkungswelle 18 gesichert ist, eine Lenksäule 24 und ein Lenkrad 26. Die Lenksäule 24 umfasst intern einen Lenkmechanismus, der eine mittlere Welle, ein Getriebe und einen beliebigen weiteren Mechanismus umfasst. Die mittlere Welle ist mit gelenkten Fahrzeugrädern (nicht gezeigt) verbunden, so dass die gelenkten Fahrzeugräder über den Lenkmechanismus eingeschlagen werden, wenn ein Fahrer das Lenkrad 26 dreht.
Wie es oben beschrieben ist, wird die Lenkbetätigung des Lenkrads 26 durchgeführt, während das Lenkrad 26 an dem Lenksäulenstützabschnitt 22 gestützt ist, der an der Instrumententafelverstärkung 12 gesichert ist, die die Verstärkungswelle 18 umfasst. Somit wird die Drehkraft des Lenkrads 26 über die Instrumententafelverstärkung 12 auf die A-Säule 30 übertragen. Wenn die A-Säule 30 nicht steif genug ist, verursacht die Drehkraft des Lenkrads 26 eine Verformung der A-Säule 30 aus einer Ebene heraus und beeinträchtigt damit die Lenkstabilität.
Obwohl die Instrumententafelverstärkung 12 und die Haube 14 in 1 lediglich beispielhaft so beschrieben sind, dass sie jeweils einen gleichmäßigen Querschnitt entlang der Querachse haben, ist dies nur beispielhaft, und die Formen können in Abhängigkeit von den Spezifikationen des Fahrzeugs geändert werden. Zum Beispiel kann die Instrumententafelverstärkung 12, obwohl sie so beschrieben ist, dass sie im Wesentlichen die Form eines zylindrischen Rohrs mit gleichförmigem Querschnitt hat, das sich gerade entlang der Querachse erstreckt, verschiedene Querschnitte entlang der Querachse haben, oder sie kann sich gekrümmt statt gerade erstrecken.
Von den drei aufrechten Säulenabschnitten, die an einer seitlichen Oberfläche einer Fahrzeugkarosserie angeordnet sind, ist die A-Säule 30 der vorderste Säulenabschnitt. Eine Frontscheibe ist an einer Vorderseite der A-Säule 30 angeordnet, während eine vordere Tür an einer Rückseite angeordnet ist. Auf ihrer Außenseite umfasst die A-Säule 30 einen Außenseitenabschnitt 32 und eine äußere Verstärkung 34. Auf ihrer Innenseite umfasst die A-Säule 30 einen Frontsäulen-Innenabschnitt 36, der dem Außenseitenabschnitt 32 und der äußeren Verstärkung 34 gegenüberliegt. Diese Elemente sind durch Schweißen oder andere Prozesse miteinander verbunden, um eine Rahmenform mit geschlossenem Querschnitt zu bilden. In der nachfolgenden Beschreibung, sofern nicht anders angegeben, ist der Frontsäulen-Innenabschnitt 36 als „A-Säulen-Innenabschnitt 36“ bezeichnet.
Eine Verstärkungshalterung 40 ist in einem Raum zwischen der äußeren Verstärkung 34 und dem A-Säulen-Innenabschnitt 36 angeordnet, um eine durch eine Drehkraft des Lenkrads 26 verursachte Verformung der A-Säule 30 aus einer Ebene heraus zu verringern. Die Verstärkungshalterung 40 ist durch Schweißen an der äußeren Verstärkung 34 und dem A-Säulen-Innenabschnitt 36 befestigt. Die Verstärkungshalterung 40 ist einem Endabschnitt der Instrumententafelverstärkung 12 gegenüberliegend in der A-Säule 30 angeordnet. Nachfolgend ist die Verstärkungshalterung 40 ausführlich beschrieben.
Der Befestigungshalter 42 befestigt den seitlichen Halter 20 der Instrumententafelverstärkung 12 an dem A-Säulen-Innenabschnitt 36. Der Befestigungshalter 42 hat zwei flache Wände 70, 72, die im Wesentlichen zueinander senkrecht sind. Der Befestigungshalter 42 besitzt einen geschlossenen Querschnitt, der von vier Wänden umschlossen ist. Von den zwei im Wesentlichen senkrechten Wänden ist eine flache Wand 70 an einer flachen Wand des Halterungsabschnitts des seitlichen Halters 20 befestigt, während die weitere flache Wand 72 an dem A-Säulen-Innenabschnitt 36 befestigt ist (siehe 3). Eine Länge L1 des Befestigungshalters 42 entlang einer Längsachse des Fahrzeugs ist kürzer als ein Abstand L0 zwischen einer vorderen Oberfläche des seitlichen Halters 20 und einer hinteren Oberfläche der Haube 14. Mit anderen Worten, der Befestigungshalter 42 ist nicht an der Haube 14 befestigt. Der Befestigungshalter 42 ist nachfolgend ausführlich beschrieben.
2 zeigt die A-Säule 30 in Abschnitt II in 1, betrachtet von der Innenseite des Fahrzeugs. Die durchgezogene Linie repräsentiert eine Kontur des A-Säulen-Innenabschnitts 36, und gestrichelte Linien repräsentieren Konturen des Außenseitenabschnitts 32 und der äußeren Verstärkung 34. Die Verstärkungshalterung 40 ist durch eine gestrichelte Linie repräsentiert, da die Verstärkungshalterung 40 an der Außenseite des A-Säulen-Innenabschnitts 36 angeordnet ist. Die vier X-Markierungen entlang des Randes repräsentieren Verbindungsabschnitte zwischen der Verstärkungshalterung 40 und dem A-Säulen-Innenabschnitt 36. Der Befestigungshalter 42, der an der Innenseite des A-Säulen-Innenabschnitts 36 angeordnet ist, wird durch eine Strich-zwei-Punkte-Linie repräsentiert. Die vier X-Markierungen repräsentieren Verbindungsabschnitte zwischen dem Befestigungshalter 42 und dem A-Säulen-Innenabschnitt 36. Wie es in 2 gezeigt ist, ist die Verstärkungshalterung 40 einer Position gegenüberliegend angeordnet, an der die A-Säulen-Innenabschnitt 36 befestigt ist. Mit anderen Worten, die Verstärkungshalterung 40 ist einer Position gegenüberliegend angeordnet, an der die Instrumententafelverstärkung 12 an dem A-Säulen-Innenabschnitt 36 befestigt ist.
3 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie III-III in 2. Die Linie III-III in 2 ist eine Schnittlinie entlang der Längsachse des Fahrzeugs, die die Verstärkungshalterung 40 und den Befestigungshalter 42 schneidet.
In einer Ebene entlang der Linie III-III bildet der Außenseitenabschnitt 32 eine äußerste Kontur der A-Säule 30, mit zwei aneinander befestigten Elementen. Die äußere Verstärkung 34 überlappt den Außenseitenabschnitt 32 auf der Innenseite des Außenseitenabschnitts 32 und ist daran befestigt. Zusammen mit dem Außenseitenabschnitt 32 bildet die äußere Verstärkung 34 eine äußere Kontur der A-Säule 30 mit einem hutförmigen Querschnitt. 3 zeigt einen seitlichen Wandabschnitt 50, der sich entlang der Fahrzeuglängsachse ganz außen von der Hutform erstreckt, einen hinteren Wandabschnitt 52, der sich von dem seitlichen Wandabschnitt 50 erstreckt und unter Ausbildung einer Biegelinie zur Innenseite krümmt, und einen flanschförmigen Wandabschnitt 54, der sich von dem hinteren Wandabschnitt 52 erstreckt und unter Ausbildung einer Biegelinie zur Rückseite krümmt.
In einer Ebene entlang der Linie III-III bildet der A-Säulen-Innenabschnitt 36 mit zwei aneinander befestigten Elementen eine innere Kontur der A-Säule 30. Ein vorderes Ende des A-Säulen-Innenabschnitts 36 ist an einem vorderen Ende des Außenseitenabschnitts 32 befestigt, wohingegen ein hinteres Ende des A-Säulen-Innenabschnitts 36 an einem hinteren Ende des Außenseitenabschnitts 32 und einem hinteren Ende des Flanschwandabschnitts 54 der äußeren Verstärkung 34 befestigt ist. Auf diese Weise ist die A-Säule 30 mit einem geschlossenen Querschnitt gebildet. In einer Ebene entlang der Linie III-III ist der A-Säulen-Innenabschnitt 36 an einem Element 38 auf der Rückseite der Haube 14 befestigt.
Die Verstärkungshalterung 40 ist in einem Raum zwischen der Flanschwandabschnitt 54 der hutförmigen äußeren Verstärkung 34 und dem A-Säulen-Innenabschnitt 36 angeordnet. Die Verstärkungshalterung 40 umfasst einen vorderen Halterungswandabschnitt 60, der an dem hinteren Wandabschnitt 52 der äußeren Verstärkung 34 in einer Ebene entlang der Linie III-III befestigt ist. Die Verstärkungshalterung 40 umfasst ferner einen seitlichen Halterungswandabschnitt 62, der sich von dem vordere Halterungswandabschnitt 60 erstreckt und unter Ausbildung einer Biegelinie zur Rückseite krümmt und der an dem A-Säulen-Innenabschnitt 36 befestigt ist. Ein Endwandabschnitt 64 erstreckt sich von dem seitlichen Halterungswandabschnitt 62 und ist unter Ausbildung einer Biegelinie nach außen gekrümmt. Die drei Wandabschnitte (der vordere Halterungswandabschnitt 60, der seitliche Halterungswandabschnitt 62 und der Endwandabschnitt 64) der Verstärkungshalterung 40 und der Flanschwandabschnitt 54 der äußeren Verstärkung 34 bilden einen geschlossenen Querschnitt. Auf diese Weise kann die Verstärkungshalterung 40, da sie einen geschlossenen Querschnitt bildet, indem sie an der äußeren Verstärkung 34 und der A-Säulen-Innenabschnitt 36 befestigt ist, die Steifigkeit der A-Säule 30 auf der Rückseite erhöhen. Dies kann eine mögliche, durch eine Drehkraft des Lenkrads 26 des Lenkabschnitts 16 über die Instrumententafelverstärkung 12 verursachte Verformung der A-Säule 30 aus einer Ebene heraus verringern.
Der Befestigungshalter 42 umfasst zwei flache Wände, die im Wesentlichen senkrecht zueinander sind. Der Befestigungshalter 42 hat einen geschlossenen Querschnitt, der von vier Wänden umschlossen ist. Von den zwei im Wesentlichen senkrechten flachen Wände ist eine flache Wand 70 an der flachen Wand des Halterungsabschnitts des seitlichen Halters 20 befestigt, wohingegen die weitere flache Wand 72 an dem A-Säulen-Innenabschnitt 36 befestigt ist. Da die Instrumententafelverstärkung 12 über der Befestigungshalter 42 an dem A-Säulen-Innenabschnitt 36 befestigt ist, wirkt die Drehkraft des Lenkrads 26 des Lenkabschnitts 16 über der Befestigungshalter 42 auf den A-Säulen-Innenabschnitt 36. Da die Steifigkeit der A-Säule 30 auf der Rückseite durch die Verstärkungshalterung 40 erhöht ist, ist davon auszugehen, dass der Einfluss der Drehkraft des Lenkrads 26 bei der Bestimmung der Steifigkeit der Montagehalterung 42 nicht nennenswert ist. Da somit die Länge L1 der zweiten flachen Wand 72 des Befestigungshalters 42 entlang des A-Säulen-Innenabschnitts 36 eine Länge sein kann, die zur Montage erforderlich ist, kann die Länge L1 kürzer als der Abstand L0 zwischen der vorderen Oberfläche des seitlichen Halters 20 der Instrumententafelverstärkung 12 und der hinteren Oberfläche der Haube 14 sein. Innerhalb des Abstands L0 ist ein Bereich A0, der nicht durch die flache Wand 72 des Befestigungshalters 42 bedeckt ist, einem Bediener zugänglich, was ein Abdichten und andere Arbeiten ermöglicht.
Vorteilhafte Effekte der Frontsäulenstruktur 10 mit der oben beschriebenen Struktur sind nachfolgend mit Bezug auf die 4 bis 7 ausführlicher beschrieben. Ebenso wie 3 zeigen diese Zeichnungen Querschnitte entlang der Linie III-III in 2.
4 zeigt ein Beispiel der A-Säulen-Struktur 10, die einen bekannten Befestigungshalter 80 umfasst. Der bekannte Befestigungshalter 80 hat einen geschlossenen Querschnitt. Der bekannte Befestigungshalter 80 ist über den gesamten Abstand L0 zwischen der vorderen Oberfläche des seitlichen Halters 20 der Instrumententafelverstärkung 12 und der hinteren Oberfläche der Haube 14 an dem A-Säulen-Innenabschnitt 36 befestigt. Dies erhöht die Steifigkeit des A-Säulen-Innenabschnitts 36, so dass man eine Lenkstabilität nahezu ohne eine durch eine Drehkraft des Lenkrads 26 verursachte Verformung des A-Säulen-Innenabschnitts 36 aus einer Ebene heraus erhält. Jedoch wird der Befestigungshalter 80 größer, teurer und schwerer, wodurch das Fahrzeug schwerer wird. Da die Oberfläche des A-Säulen-Innenabschnitts 36 entlang der Linie III-III durch den bekannten Befestigungshalter 80 über fast die gesamte Länge überdeckt ist, werden Verbindungsstellen 74, 76, an denen zwei oder mehrere Elemente des A-Säulen-Innenabschnitts 36 miteinander verbunden sind, unzugänglich, was zum Beispiel manuelle Dichtungsarbeiten behindert. In einem solchen Fall, während zum Beispiel Heißversiegelungsarbeiten unter Verwendung eines Dichtungsschaums durchgeführt werden können, sind Sichtprüfungen der Dichtungsfähigkeit (oder des Dichtungszustands) nicht möglich.
5 zeigt, wie die Drehkraft des Lenkrads 26 wirkt, wenn die bekannte Befestigungshalter 80 weggelassen ist. Dünne Linien repräsentieren einen Querschnitt der A-Säule 30, wenn das Lenkrad 26 wie in 3 nicht gedreht ist, wohingegen dicke Linien einen Querschnitt einer A-Säule 30-1 repräsentieren, wenn das Lenkrad 26 gedreht ist. Eine Verformung 82 aus der Ebene heraus geschieht so, dass sich der durch die dünnen Linien gezeigte A-Säulen-Innenabschnitt 36 zu dem durch die dicken Linien gezeigten A-Säulen-Innenabschnitt 36-1 verformt. Dies führt zu einer schlechteren Lenkstabilität.
6 zeigt, wie die Drehkraft des Lenkrads 26 wirkt, wenn die Verstärkungshalterung 40 ohne die bekannte große Befestigungshalter 80 vorgesehen ist. Dünne Linien repräsentieren einen Querschnitt der A-Säule 30, wenn das Lenkrad 26 wie in 3 nicht gedreht ist, wohingegen dicke Linien einen Querschnitt einer A-Säule 30-2 repräsentieren, wenn das Lenkrad 26 gedreht ist. Obwohl auch hier eine Verformung 84 eines A-Säulen-Innenabschnitts 36-2 aus der Ebene heraus verursacht wird, ist die Verformung aus der Ebene heraus kleiner als die in 5. Eine solch kleine Verformung 84 aus der Ebene heraus hat keinen signifikanten Einfluss auf die Lenkstabilität.
7 ist identisch mit 3. Da in diesem Fall die Steifigkeit der A-Säule 30 durch die Verstärkungshalterung 40 erhöht werden kann, um so die durch eine Drehkraft des Lenkrads 26 verursachte Verformung des A-Säulen-Innenabschnitts 36 aus der Ebene heraus zu verringern, kann der Befestigungshalter 42 kleiner sein. Demzufolge kann die Länge L1 des Befestigungshalters 42 entlang Linie III-III kürzer gemacht werden als der Abstand L0 zwischen der vorderen Oberfläche des seitlichen Halters 20 der Instrumententafelverstärkung 12 und der hinteren Oberfläche der Haube 14. Auf diese Weise kann der Bereich A0, in dem die A-Säulen-Innenabschnitt 36 nicht mit dem Befestigungshalter 42 überdeckt ist, in einer Ebene entlang der Linie III-III erreicht werden. Eine manuelle Abdichtung und eine Sichtprüfung der Dichtungsfähigkeit (oder des Dichtungszustands) an den Verbindungsstellen 74, 76 zwischen zwei oder mehreren Elementen des A-Säulen-Innenabschnitts 36 in dem Bereich A0 ist möglich. Die Zuverlässigkeit der Produkte ist erhöht.
Wie es oben beschrieben ist, kann, da die Steifigkeit der A-Säule 30 an einer Position, an der die Instrumententafelverstärkung 12 befestigt ist, durch die Verstärkungshalterung 40 gemäß der Frontsäulenstruktur 10 erhöht sein kann, eine durch eine Betätigung des Lenkabschnitts 16 verursachte Verformung des A-Säulen-Innenabschnitts 36 aus der Ebene heraus verringert sein. Ferner, da der Befestigungshalter 42 kleiner sein kann, kann der Bereich A0, in dem der A-Säulen-Innenabschnitt 36 mit dem Befestigungshalter 42 nicht überdeckt ist, gebildet sein. Da ein Arbeiter manuelle Arbeiten in diesem Bereich durchführen kann, können zum Beispiel Dichtungsarbeiten durchgeführt werden.
Bezugszeichenliste
10 A-Säulen-Struktur (Fahrzeugfront-Säulenstruktur), 12 Instrumententafelverstärkung, 14 Haube, 16 Lenkabschnitt, 18 Verstärkungswelle, 20 seitliche Halter, 22 Lenksäulenstützabschnitt, 24 Lenksäule, 26 Lenkrad, 30 A-Säule (Frontsäule), 32 Außenseitenabschnitt, 34 äußere Verstärkung, 36 A-Säulen-Innenabschnitt, 38 Ebene, 40 Verstärkungshalterung, 42 Befestigungshalter, 50 seitliche Wandabschnitt, 52 hintere Wandabschnitt, 54 flanschförmige Wandabschnitt, 60 vordere Halterungswandabschnitt, 62 seitliche Halterungswandabschnitt, 64 Endwandabschnitt, 70, 72 flache Wand, 74, 76 Verbindungsstelle, 80 bekannter Befestigungshalter und 82, 84 Verformung aus einer Ebene heraus.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2017242605 [0001]
JP 2016128306 A [0006]
JP 2003252238 A [0007]

Claims

Fahrzeugfront-Säulenstruktur, die ein Paar von Frontsäulen, die auf beiden Seiten eines Fahrzeugs einander gegenüberliegend angeordnet sind, umfasst, wobei sich eine Instrumententafelverstärkung, an der ein Lenkabschnitt befestigt ist, zwischen dem Paar von Frontsäulen erstreckt und die Frontsäulen jeweils umfassen: eine äußere Verstärkung, die in Querrichtung an einer Außenseite des Fahrzeugs angeordnet ist; einen Frontsäulen-Innenabschnitt, der in Querrichtung an einer Innenseite des Fahrzeugs angeordnet ist; und eine Verstärkungshalterung, die an der äußeren Verstärkung und dem Frontsäulen-Innenabschnitt befestigt ist, wobei die Verstärkungshalterung an einer Position angeordnet ist, die einer Position gegenüberliegt, an der ein Ende der Instrumententafelverstärkung befestigt ist.
Fahrzeugfront-Säulenstruktur nach Anspruch 1, wobei die äußere Verstärkung umfasst einen seitlichen Wandabschnitt, der seitlich ganz außen angeordnet ist und sich entlang einer Fahrzeuglängsachse erstreckt; einen hinteren Wandabschnitt, der sich von dem seitlichen Wandabschnitt erstreckt und unter Bildung einer Biegelinie zur Innenseite des Fahrzeugs krümmt; und einen flanschförmigen Wandabschnitt, der sich von dem hinteren Wandabschnitt erstreckt und unter Ausbildung einer Biegelinie zur Rückseite des Fahrzeugs krümmt, wobei die Verstärkungshalterung umfasst einen vorderen Halterungswandabschnitt, der an dem hinteren Wandabschnitt der äußeren Verstärkung befestigt ist; und einen seitlichen Halterungswandabschnitt, der sich von dem vorderen Halterungswandabschnitt erstreckt, unter Bildung einer Biegelinie zur Rückseite des Fahrzeugs krümmt und an dem Frontsäulen-Innenabschnitt befestigt ist.
Fahrzeugfront-Säulenstruktur nach Anspruch 1, wobei sich eine Haube zwischen dem Paar von Frontsäulen erstreckt, die Fahrzeug-Frontsäulenstruktur einen Befestigungshalter umfasst, der an dem Frontsäulen-Innenabschnitt einen seitlichen Halter an jedem Endabschnitt der Instrumententafelverstärkung, die sich entlang einer Querachse des Fahrzeugs erstreckt, befestigt, und der Befestigungshalter entlang einer Längsachse des Fahrzeugs kürzer ist als ein Spiel zwischen dem seitlichen Halter und der Haube.
Fahrzeugfront-Säulenstruktur nach Anspruch 3, wobei die Frontsäulen-Innenabschnitt einen Bereich, der nicht durch den Befestigungshalter entlang der Längsachse des Fahrzeugs in dem Spielraum zwischen dem seitlichen Halter und der Haube überdeckt ist, umfasst und der Bereich einem Arbeiter für manuelle Arbeiten zugänglich ist.