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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugaufbaukonstruktion, und insbesondere eine Fahrzeugaufbaukonstruktion rund um eine Bodenplatte, die einen Boden eines Fahrzeugs bildet.
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Hintergrund der Erfindung
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Um die Steifigkeit eines Fahrzeugaufbaus eines Automobils zu verbessern, ist eine Fahrzeugaufbaukonstruktion bekannt, in der ein Bodenelement auf einer Bodenplatte, die einen Boden eines Innenraums eines Fahrzeugs bildet, derart eingebaut ist, dass es sich in der Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckt, und die Bodenplatte und das Bodenelement bilden einen geschlossenen Querschnitt aus. Bei der aus der PTL1 offenbarten Technik ist eine Vertiefung (eine Nut) in der Bodenplatte derart ausgebildet, dass sie sich in der Längsrichtung erstreckt, und ein Bodenelement ist innerhalb der Nut aufgenommen, um so zu vermeiden, dass ein Stufenbereich auf dem Boden des Innenraums eines Fahrzeugs gebildet wird. Ein hinteres Ende des Bodenelements ist an einem Querelement fixiert, das sich in der Breitenrichtung des Fahrzeugs zur Verstärkung desselben erstreckt.
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Liste von Zitierungen
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Patentliteratur
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Die
JP 2007-083 868 A schlägt einen Fahrzeugaufbau vor, bei dem an den Seiten des Fahrzeugraumes Bodenseitenelemente einen geschlossenen Querschnitt entlang der Fahrzeuglängsrichtung bilden. Die Bodenseitenelemente sind innerhalb von Nuten des Fahrzeugbodens aufgenommen, die vom Fahrzeugraum nach außen hervorstehen.
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Die
US 2006/0 232 105 A1 beschreibt einen Bodenaufbau einer Fahrzeugkarosserie mit Seitenschwellern sowie einer vorderen und hinteren Traverse, wobei in dazwischenliegenden Bereichen einer Bodenplatte Wülste vorgesehen sind, die sich in einer konzentrischen Bogenform ausbreiten.
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Die
DE 195 21 593 C1 offenbart ein Verkleidungsteil für Kraftwagen aus schlagzähem Material, das eine Bodenplatte aufweist und einen seitlichen Türschweller an der Unterseite überdeckt, wobei zwischen dem Türschweller und dem darunter befestigten Verkleidungsteil ein belüfteter Hohlraum angeordnet ist.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technische Problemstellung
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Wenn sich die Steifigkeit auf diese Weise verbessert, kann durch das Unterdrücken einer Deformation des Innenraums des Fahrzeugs zum Zeitpunkt eines versetzten Aufpralls ein Fahrgast geschützt werden. Da andererseits die Aufprallfläche zwischen den Fahrzeugaufbauten zu dem Zeitpunkt eines vollumfassenden Aufpralls breiter als diejenige zum Zeitpunkt eines versetzten Aufpralls wird, nimmt das Abbremsen des Fahrzeugs zu, wenn die Deformationsgröße in Bezug zu der Belastung dieselbe ist. Aus diesem Grund ist es notwendig, den Deformationsbereich zum Zeitpunkt eines vollumfassenden Aufpralls zu vergrößern, und in der Vergangenheit lag eine Lösung dieser Problemstellung in einem Wechseln des Fahrzeugpakets.
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Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung eine Fahrzeugaufbaukonstruktion vorzusehen, die zum Zeitpunkt eines versetzten Aufpralls einer kleinen Deformationsgröße, und zum Zeitpunkt eines vollumfassenden Aufpralls einer großen Deformationsgröße, unterliegt.
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Lösung der Problemstellung
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Um das oben beschriebene Problem zu lösen, umfasst eine Fahrzeugaufbaukonstruktion gemäß der Erfindung: eine Bodenplatte, die einen Boden eines Innenraums eines Fahrzeugs bildet; und ein Bodenelement, das sich in der Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckt, wobei die Bodenplatte und das Bodenelement in einem zu der Erstreckungsrichtung senkrechten Querschnitt einen geschlossenen Querschnitt ausbilden, und wobei das Bodenelement und die Bodenplatte nicht innerhalb eines Kontaktbereichs des geschlossenen Querschnitts miteinander verbunden sind, und sie Klammern umfassen, über die sie an der Außenseite des Bodenelements und an einem Bereich der Bodenplatte außerhalb des geschlossenen Querschnitts miteinander verbunden sind.
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Die Fahrzeugaufbaukonstruktion kann weiterhin umfassen: ein Bodenquerelement, das sich in der Breitenrichtung des Fahrzeugs erstreckt und über das Bodenelement hinweg an der Bodenplatte fixiert ist. Die Fahrzeugaufbaukonstruktion kann weiterhin umfassen: ein zweites Bodenelement, das sich auf der gegenüberliegenden Seite des Bodenelements in der Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckt, wobei die Bodenplatte zwischen diesen eingesetzt ist, und das gemeinsam mit einem Teil des geschlossenen Querschnitts, der durch die Bodenplatte und das Bodenelement ausgebildet wird, einen geschlossen Querschnitt ausbildet. Die Bodenplatte kann eine Vertiefung umfassen, die sich in Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckt, und das Bodenelement kann in der Vertiefung aufgenommen sein. Die Klammer kann die Verbindung zwischen dem Bodenelement und der Bodenplatte trennen, wenn an derselben eine vorbestimmte oder höhere Belastungsgröße in der Längsrichtung angelegt ist.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Da das Bodenelement und die Bodenplatte einen geschlossenen Querschnitt ausbilden und der geschlossene Querschnitt sich in der Längsrichtung erstreckt, kann die Steifigkeit des Bodens des Innenraums des Fahrzeugs verbessert werden, wodurch die Deformation des Innenraums des Fahrzeugs zum Zeitpunkt eines versetzten Aufpralls effektiv unterdrückt werden kann. Da die Klammer, die diese miteinander verbindet, zum Zeitpunkt eines vollumfassenden Aufpralls getrennt wird, ist die Steifigkeit des gesamten Bodens herabgesetzt, so dass die Deformation der Bodenplatte zugelassen wird. Aus diesem Grund ist es möglich, das Abbremsen des Fahrzeugs zu verringern und eine Einwirkung in Bezug auf den Fahrgast zu vermindern.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht, die eine Fahrzeugaufbaukonstruktion gemäß der Erfindung darstellt;
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2 zeigt eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie II-II aus 1 entnommen ist;
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3 zeigt eine perspektivische Ansicht, die einen Deformationszustand der Konstruktion aus 1 zum Zeitpunkt eines vollumfassenden Aufpralls darstellt;
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4 zeigt eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie IV-IV aus 3 entnommen ist;
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5 zeigt eine perspektivische Ansicht, welche die Konstruktion einer bekannten Fahrzeugaufbaukonstruktion darstellt;
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6 zeigt eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie VI-VI aus 5 entnommen ist;
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7 zeigt eine perspektivische Ansicht, die einen Deformationszustand der Konstruktion aus 5 zum Zeitpunkt eines vollumfassenden Aufpralls darstellt;
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8 zeigt eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie VIII-VIII aus 7 entnommen ist; und
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9 zeigt eine Graphik, die ein typisches Beispiel zwischen Belastung und Deformation zum Zeitpunkt eines Aufpralls darstellt.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Nachstehend wird eine beispielgebende Ausführungsform der Erfindung durch Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung ausführlich beschrieben. Zur Vereinfachung der Beschreibung werden dieselben Bezugszeichen in der Zeichnung für dieselben Komponenten vergeben, und die wiederholte Beschreibung derselben wird ausgelassen.
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1 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Konstruktion einer Fahrzeugaufbaukonstruktion gemäß der Erfindung darstellt, und 2 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie II-II aus dieser entnommen ist. Eine Fahrzeugaufbaukonstruktion 1 gemäß der Erfindung umfasst eine Bodenplatte 10, die einen Boden eines Innenraums eines Fahrzeugs ausbildet. Die Bodenplatte 10 ist beispielsweise ein blechartiges Element, das aus einem Metallblech hergestellt ist, und es umfasst links und rechts flache Bereiche 11 (in der Zeichnung ist lediglich der rechte Bereich gezeigt, der linke Bereich ist nicht gezeigt), die den Boden ausbilden, eine untere Stirnplatte bzw. Spritzwand 12, die an dem vorderen Bereich desselben nach oben gezogen ist, und einen Bodentunnelbereich 13, der zum Innenraum des Fahrzeugs in der Längsrichtung des Fahrzeugs hervorsteht und einen annähernd U-förmigen Querschnitt aufweist. Um den Mittelpunkt der Breitenrichtung des Fahrzeugs ist eine Nut (eine Vertiefung) 14 in der Längsrichtung des Fahrzeugs jeweils von einem flachen Bereich 11 zu der unteren Stirnplatte 12 hin ausgebildet.
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Ein oberes Bodenelement 20 ist innerhalb der Nut 14 derart aufgenommen, das es sich in der Erstreckungsrichtung der Nut 14 erstreckt. Das obere Bodenelement 20 weist einen annähernd U-förmigen Querschnitt auf und ist aufgenommen, indem die geöffnete Endoberfläche desselben der Unterseiten-Oberfläche der Nut 14 entgegensteht, sodass durch die Unterseiten-Oberfläche der Nut 14 und dem U-förmigen Bereich des oberen Bodenelements 20 ein geschlossener Querschnitt ausgebildet ist. Die obere Oberfläche des oberen Bodenelements 20 und der flache Bereich 11 der Bodenplatte 10 sind miteinander verbunden, indem sie jeweils mit blechartigen Klammern 41 und 42 verschweißt sind (in 2 ist die Schweißposition durch die Markierung X gekennzeichnet).
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Ein unteres Bodenelement 21 ist an einer Position angeordnet, die dem oberen Bodenelement 20 des unteren Bereichs der Nut 14 der Bodenplatte 10 symmetrisch gegenüberliegt, sodass es sich in der Erstreckungsrichtung der Nut 14 erstreckt und einen annähernd U-förmigen Querschnitt aufweist. Demzufolge bilden die Unterseitenoberfläche der Nut 14 und der U-förmige Bereich des unteren Bodenelements 21 einen geschlossenen Querschnitt aus.
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Ein Bodenquerelement 30 ist auf dem flachen Bereich 11 der Bodenplatte 10, die in Relation zu den Klammern 41 und 42 an der hinteren Seite des Fahrzeugs positioniert ist, derart angeordnet, dass es sich in der Breitenrichtung des Fahrzeugs erstreckt. Das Bodenquerelement 30 weist ebenso einen annähernd U-förmigen Querschnitt auf und die geöffnete Endoberfläche desselben ist fixiert, indem sie derart angeordnet ist, dass sie dem flachen Bereich 11 entgegensteht. Demzufolge ist das Bodenquerelement 30 in der Weise angeordnet, dass es die Nut 14 und das obere Bodenelement 20, das in dieser aufgenommen ist, kreuzt. Außerdem ist zwischen dem Bodenquerelement 30 und dem oberen Bodenelement 20 eine Lücke vorgesehen und beide sind nicht miteinander verbunden.
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Bei der Fahrzeugaufbaukonstruktion 1 dieser Ausführungsform kann die Deformation des Innenraums des Fahrzeugs zum Zeitpunkt eines versetzten Aufpralls effektiv unterdrückt werden, da sich die Steifigkeit der Fahrzeugaufbaukonstruktion aufgrund des geschlossenen Querschnitts, der durch das obere Bodenelement 20, das untere Bodenelement 21 und die Bodenplatte 10 ausgebildet ist, verbessert.
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Andererseits wird eine Aufprallenergie zum Zeitpunkt eines vollumfassenden Aufpralls durch eine aktive Deformierung der Bodenplatte 10 absorbiert. Der Deformationszustand zum Zeitpunkt eines vollumfassenden Aufpralls ist in den 3 und 4 gezeigt. Bei dieser Ausführungsform ist die Festigkeit der Schweißposition zwischen den Klammern 41 und 42 und dem oberen Bodenelement 20 oder dem flachen Bereich 11, in Bezug auf eine Belastung in der Längsrichtung des Fahrzeugs, größer anzusetzen als eine zu erwartende Belastung zum Zeitpunkt eines versetzten Aufpralls, und kleiner als eine zu erwartende Belastung zum Zeitpunkt eines vollumfassenden Aufpralls.
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Da die Schweißbereiche zwischen Klammern 41 und 42 und dem oberen Bodenelement 20 oder dem flachen Bereich 11 aufgrund eines Bruchs oder dergleichen zum Zeitpunkt eines vollumfassenden Aufpralls getrennt werden, wird demzufolge die Verbindung zwischen dem oberen Bodenelement 20 und dem flachen Bereich 11 freigegeben, sodass sich das obere Bodenelement 20 innerhalb der Nut 14 nach hinten bewegt. Zeitgleich wird die Rückwärtsbewegung des oberen Bodenelements 20 nicht durch das Bodenquerelement 30 beeinträchtigt, da das Bodenquerelement 30 und das obere Bodenelement 20 nicht miteinander verbunden sind. Daher ist die Steifigkeit der Bodenplatte 10 herabgesetzt und eine Aufprallenergie kann durch die Deformation der Fahrzeugaufbaukonstruktion 1 einschließlich des Bodenquerelements 30 absorbiert werden.
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Als Vergleich stellen die 5 bis 8 Deformationsbeispiele der bekannten Konstruktion zum Zeitpunkt eines vollumfassenden Aufpralls dar. Die 5 und 7 sind perspektivische Ansichten vor und nach einer Deformation und die 6 und 8 sind Querschnittsansichten, die jeweils entlang der Linien VI-VI und VIII-VIII entnommen sind und den 1 bis 4 der Ausführungsform entsprechen.
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Obwohl die Grundkonfiguration einer Bodenplatte 10a der bekannten Konstruktion fast derselbe wie derjenige der in 1 gezeigten Bodenplatte 10 ist, ist keine Nut 14a vorgesehen, ein oberes Bodenelement 20a ist von der unteren Stirnplatte 12 zu dem Bodenquerelement 30 des flachen Bereichs 11 auf der Bodenplatte 10 angefügt, und das hintere Ende desselben ist durch das Bodenquerelement 30 fixiert.
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Da die Steifigkeit der Fahrzeugaufbaukonstruktion 1a selbst bei dieser Konstruktion verbessert werden kann, kann die Deformation des Innenraums des Fahrzeugs zum Zeitpunkt eines versetzten Aufpralls unterdrückt werden. Da jedoch die Rückwärtsbewegung des oberen Bodenelements 20a durch das Bodenquerelement 30 zum Zeitpunkt eines vollumfassenden Aufpralls unterdrückt wird, wird die Steifigkeit der Bodenplatte 10 als Ganzes verbessert, und die Deformation wird unterdrückt. Demzufolge nimmt das Abbremsen des Fahrzeugs zu und im Vergleich zu dieser Ausführungsform kann der Aufprall leicht auf einen Fahrgast übertragen werden.
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9 ist eine Graphik, die Belastungs-Deformations-Kennlinien zum Zeitpunkt eines versetzten Aufpralls und eines vollumfassenden Aufpralls zwischen dieser Ausführungsform und dem Stand der Technik vergleicht. Da die Belastungs-Deformations-Kennlinie zum Zeitpunkt eines versetzten Aufpralls fast dieselbe ist, ist lediglich die Belastungs-Deformation-Kennlinie von dieser Ausführungsform gezeigt (die Linie C der Zeichnung). In Bezug auf die Belastungs-Deformation-Kennlinie zum Zeitpunkt eines vollumfassenden Aufpralls ist der Stand der Technik durch die Linie A gekennzeichnet und diese Ausführungsform ist durch die Linie B gekennzeichnet.
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Selbst bei dieser Ausführungsform ist das Verhältnis zwischen der Reaktionskraft und der Deformationsgröße zu Beginn des vollumfassenden Aufpralls dasselbe wie dasjenige des Stands der Technik bis die Schweißpunkte der Klammern 41 und 42 gebrochen sind. Wenn die Schweißpunkte der Klammern 41 und 42 aufgrund einer zunehmenden Reaktionskraft gebrochen sind, wird bei dieser Ausführungsform ab diesem Zeitpunkt eine Aufprallenergie zur Deformation verwendet, sodass die Bodenplatte 10 oder dergleichen deformiert werden, ohne dass die Aufprallenergie zunimmt. Aus diesem Grund wird die maximale Aufprallreaktionskraft niedriger als bei dem Stand der Technik beibehalten. Andererseits brechen die Schweißpunkte nicht aufgrund der Aufprallreaktionskraft zum Zeitpunkt eines versetzten Aufpralls.
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Bei der oben beschriebenen Ausführungsform sind die Klammern 41 und 42, die Bodenplatte 10 und das obere Bodenelement 20 durch Schweißen miteinander verbunden, allerdings können sie durch einen Bolzen, eine Schraube oder dergleichen aneinander befestigt sein. Selbst in diesem Fall ist sie derart ausgestaltet, dass die Verbindung durch die Belastung, die größer als zum Zeitpunkt des versetzten Aufpralls und kleiner als zum Zeitpunkt eines vollumfassenden Aufpralls ist, freigegeben wird.
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Hierfür ist ein Beispiel beschrieben worden, bei dem das obere Bodenelement 20 und das untere Bodenelement 21 vorgesehen sind und das obere Bodenelement 20 innerhalb der Nut 14 aufgenommen ist, allerdings kann eine Nut zur Aufnahme desselben an dem unteren Bodenelement 21 ausgebildet sein. Wenn das Element, das in der Nut aufgenommen ist, mit der Klammer verbunden ist, ist es erwünscht, dass sich das Element leicht in der Längsrichtung der Nut bewegen kann, wenn die Klammer gebrochen ist. Ferner kann lediglich ein Element vorgesehen sein. In diesem Fall kann das Element durch die Bodenplatte und die Klammer verbunden sein. Bei der obenstehenden Beschreibung ist die Konstruktion beschrieben worden, die das Querelement aufweist, allerdings muss das Querelement nicht vorgesehen sein.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Die Erfindung kann ebenso an Bodenkonstruktionen von jeglichen anderen Fahrzeugen als Automobilen angewendet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 1a
- FAHRZEUGAUFBAUKONSTRUKTION
- 10, 10a
- BODENPLATTE
- 11
- FLACHER BEREICH
- 12
- UNTERE STIRNPLATTE BZW. SPRITZWAND
- 13
- BODENTUNNELBEREICH
- 14, 14a
- NUT
- 20, 20a
- OBERES BODENELEMENT
- 21
- UNTERES BODENELEMENT
- 30
- BODENQUERELEMENT
- 41, 42
- KLAMMER
