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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Fahrzeugunterbau und insbesondere auf einen Unterbau eines Seitenabschnittes eines Kraftfahrzeugs.
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Eine in dem Patentdokument 1 offenbarte Seitenstruktur ist als eine Seitenstruktur einer Fahrzeugkarosserie bekannt, die in geeigneter Weise die Verformung der Fahrzeugkarosserie dann steuert, wenn eine Kollision von der Seitenfläche eines Fahrzeugs aus stattfindet. In der in dieser Druckschrift offenbarten Struktur ist grundsätzlich ein Außenende einer Raumteilerverkleidung mit einem Seitenelementinnenteil verbunden; ist ein Gegenstückhalter mit einem Seitenelementaußenteil verbunden und ist ein hinteres Element, das im Inneren in der Fahrzeugbreitenrichtung durch ein Querelement angeordnet ist, mit dem hinteren Abschnitt einer B-Säule verbunden. Gemäß diesem Aufbau wird eine Kollisionslast, die zum Zeitpunkt einer seitlichen Kollision erzeugt wird, von dem Gegenstückhalter zu dem Raumteiler, dem hinteren Element oder dem Querelement durch die vordere Wand des Seitenelementaußenteils oder jene des Seitenelementinnenteils übertragen. Demgemäß wird eine innere Verformung in der Fahrzeugbreitenrichtung unterdrückt.
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PATENTLITERATUR
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- Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer JP 2009 35118 A
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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TECHNISCHES PROBLEM
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Jedoch muss gemäß diesem Aufbau eine seitliche Kollisionslast, die auf den Gegenstückhalter aufgebracht wird, zu dem Seitenelementinnenteil von dem Seitenelementaußenteil übertragen werden. Demgemäß ist, wenn diese Abschnitte brechen, bevor die Last übertragen wird, es nicht möglich, in ausreichender Weise eine Last zu dem Raumteiler oder dem hinteren Element und dem Querelement zu übertragen. Die Festigkeit eines Bauteils muss erhöht werden, um ein Brechen vor der Übertragung einer Last zu verhindern, was eine Zunahme des Gewichts der Fahrzeugstruktur verursacht.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Fahrzeugunterbau zu schaffen, bei der die Übertragungseffizienz einer seitlichen Kollisionslast verbessert ist.
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LÖSUNG DER AUFGABE
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Um die vorstehend erwähnte Aufgabe zu lösen, weist der Fahrzeugunterbau gemäß der vorliegenden Erfindung ein Säulenelement, ein hinteres Seitenelement und ein Seitenelementaußenteil auf. Der Fahrzeugunterbau weist ein Lastübertragungselement auf, das zwischen dem Säulenelement und dem hinteren Seitenelement eingefügt ist und mit einer Wandfläche des Seitenelementaußenteils, die einem Fahrzeuginnenraum zugewandt ist, in Kontakt steht.
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Das Lastübertragungselement kann ein Teilungselement des Fahrzeugraums sein. Des Weiteren kann das Teilungselement eine laminierte Struktur aufweisen, die in einer Richtung laminiert ist, die im Wesentlichen senkrecht zu einer Fläche des Teilungselements ist, die mit dem Seitenelementaußenteil in Kontakt steht. Darüber hinaus ist ein eingefügter Abschnitt des Teilungselementes so ausgebildet, dass er dünner als ein Abschnitt des Teilungselementes ist, der näher zu dem Fahrzeugraum hin positioniert ist.
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Der Fahrzeugunterbau kann des Weiteren ein erstes Verstärkungselement aufweisen, das mit sowohl dem Teilungselement als auch mit dem Seitenelementaußenteil verbunden ist und einen Kontaktabschnitt, an dem das Teilungselement und das Seitenelementaußenteil miteinander in Kontakt stehen, verstärkt. Der Fahrzeugunterbau kann des Weiteren ein zweites Verstärkungselement aufweisen, das mit sowohl dem Teilungselement als auch dem hinteren Seitenelement verbunden ist und einen Kontaktabschnitt, an dem das Teilungselement und das hintere Seitenelement miteinander in Kontakt stehen, verstärkt.
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VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
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Da ein Lastübertragungselement zwischen dem Säulenelement und dem hinteren Seitenelement eingefügt ist und mit einer Wandfläche des Seitenelementaußenteils, die dem Fahrzeuginnenraum zugewandt ist, in Kontakt steht, kann ermöglicht werden, dass schnell und zuverlässig eine Kollisionslast, die auf das Seitenelementaußenteil aufgebracht wird, zu dem Lastübertragungselement übertragen wird. Insbesondere kann, da eine Last durch das Lastübertragungselement übertragen werden kann, bevor ein hohler Abschnitt zusammengedrückt wird, der durch das Säulenelement, das hintere Seitenelement und das Seitenelementaußenteil ausgebildet ist, die Festigkeit eines geschlossenen Querschnitts, der durch diese Teile ausgebildet wird, zuverlässig gesichert werden.
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Da das Lastübertragungselement ein Teilungselement des Fahrzeugraums ist, ist es möglich, eine Last zu dem hinteren Element oder einem hinteren Querelement durch das Teilungselement zu übertragen. Demgemäß ist vorzugsweise das Lastübertragungselement das Teilungselement des Fahrzeuginnenraums. Da das Teilungselement eine laminierte Struktur (laminierter Aufbau) aufweist, wird die Übertragungseffizienz einer Last verbessert. Da der eingefügte Abschnitt so ausgebildet ist, dass er dünn ist, kann ermöglicht werden, dass verhindert wird, dass der Teilungselementquerschnitt unzusammengedrückt bleibt, wenn der hohle Abschnitt zusammengedrückt wird, um einen Stoß aufzunehmen.
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Da das erste oder zweite Verstärkungselement vorgesehen ist, wird die Abtrennung des Teilungselementes von dem hinteren Seitenelement oder dem Seitenelementaußenteil zu dem Zeitpunkt einer Kollision unterdrückt, und eine Last wird zuverlässig übertragen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt eine Querschnittsansicht eines Fahrzeugunterbaus gemäß der vorliegenden Erfindung.
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2 zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer Linie A-A aus 1.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist nachstehend detailliert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Um das Verständnis der Beschreibung zu erleichtern, sind die in den jeweiligen Zeichnungen dargestellten Bauteile anhand gleicher Bezugszeichen soweit wie möglich bezeichnet, und eine wiederholte Beschreibung unterbleibt.
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1 zeigt einen Fahrzeugunterbau gemäß der vorliegenden Erfindung. 1 zeigt eine Querschnittsansicht eines Unterbaus entlang einer Fahrzeugbreitenrichtung. In 1 entspricht die untere Seite der Außenseite eines Kraftfahrzeugs, entspricht die obere Seite der Seite eines Fahrzeuginnenraums, entspricht die linke Seite der Vorderseite des Fahrzeugs und entspricht die rechte Seite der Hinterseite (Heck) des Fahrzeugs.
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Der Unterbau weist ein Seitenelementaußenteil 1, ein Seitenelementinnenteil 30 (das einem B-Säulenelement entspricht), ein hinteres Seitenelement 4 und ein Teilungselement 2 als Basisbauteile auf. Jedes dieser Bauteile ist beispielsweise aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFRP = carbon fiber reinforced plastics) hergestellt.
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Nachstehend ist der Unterbau genauer beschrieben. In der in 1 gezeigten Querschnittsdarstellung ist ein Endabschnitt des Seitenelementaußenteils 1, das der vorderen Seite (Bug) eines Fahrzeugs entspricht, nach innen gebogen, ist das Seitenelementinnenteil 30 so angeordnet, dass der gebogene Abschnitt des Seitenelementaußenteils von dem Fahrzeugraum aus geschlossen ist, und sind das Seitenelementaußenteil und das Seitenelementinnenteil miteinander durch eine Haftmittellage 72 verbunden. Des Weiteren ist das hintere Seitenelement 4 an der hinteren Seite des Seitenelementinnenteils 30 so angeordnet, dass es dem Fahrzeuginnenraum zugewandt ist. Ein Endabschnitt des hinteren Seitenelementes 4, das der vorderen Seite des Fahrzeugs entspricht, ist zu der Außenseite des Fahrzeugraums hin gebogen, und das Ende des Endabschnitts des hinteren Seitenelements steht mit der Wandfläche des Seitenelementaußenteils 1 in Kontakt, die dem Fahrzeuginnenraum zugewandt ist.
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Das Teilungselement 2 ist zwischen dem Seitenelementinnenteil 30 und dem hinteren Seitenelement 4 eingefügt und ist mit dem hinteren Seitenelement 4 und dem Seitenelementinnenteil 30 durch jeweilige Haftmittellagen 6 und 70 verbunden. Hierbei steht das Ende des Teilungselementes 2 mit der Wandfläche des Seitenelementaußenteils 1, die dem Fahrzeuginnenraum zugewandt ist, in Kontakt. In dem Teilungselement 2 ist, wie dies in 2 dargestellt ist, eine gewellte Platte 23, deren Querschnitt eine Form hat, die ähnlich der im Wesentlichen rechteckigen Wellenform ist, zwischen zwei plattenartigen Elementen 21 und 22 angeordnet, und die Kontaktflächen sind durch Haftmittellagen 24 und 25 befestigt. Des Weiteren sind Abschnitte der plattenartigen Elemente 21 und 22, die zwischen dem Seitenelementinnenteil 30 und dem hinteren Seitenelement 4 eingefügt sind, so ausgebildet, dass sie dünner als Abschnitte der plattenartigen Elemente sind, die näher zu dem Fahrzeuginnenraum positioniert sind als die Abschnitte, die zwischen dem Seitenelementinnenteil und dem hinteren Seitenelement eingefügt sind. Das heißt, ein Abschnitt 22a, der zwischen der Wandfläche des Seitenelementinnenteils 30, die dem Fahrzeuginnenraum zugewandt ist, und der Wandfläche des Seitenelementaußenteils 1, die dem Fahrzeuginnenraum zugewandt ist, ausgebildet iat, ist so ausgebildet, dass er dünner als ein Abschnitt des plattenartigen Elementes 21 ist, der näher zu dem Fahrzeuginnenraum als die Abschnitte angeordnet ist, die zwischen dem Seitenelementinnenteil und dem hinteren Seitenelement eingefügt sind. In ähnlicher Weise ist ein Abschnitt 21a, der zwischen der Wandfläche des hinteren Seitenelementes 4, die dem Fahrzeuginnenraum zugewandt ist, und der Wandfläche des Seitenelementaußenteils 1, die dem Fahrzeuginnenraum zugewandt ist, positioniert ist, so ausgebildet, dass er dünner als ein Abschnitt des plattenartigen Elementes 22 ist, der näher zu dem Fahrzeuginnenraum positioniert ist als die Abschnitte, die zwischen dem Seitenelementinnenteil und dem hinteren Seitenelement eingefügt sind.
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Zusätzlich dazu ist ein erstes Verstärkungselement 50, das einen Querschnitt aufweist, der im Wesentlichen die Form eines Buchstaben L hat, an einem Kontaktabschnitt angeordnet, an dem das Seitenelementaußenteil 1 mit dem Element 22 des Teilungselementes 2 in Kontakt steht. Das erste Verstärkungselement 50 ist mit sowohl dem Seitenelementaußenteil 1 als auch dem Element 22 durch eine Haftmittellage 71 verbunden. Des Weiteren ist ein prismatisches zweites Verstärkungselement 51, das einen dreieckigen Querschnitt aufweist, an einem Abschnitt, der näher zu dem Fahrzeuginnenraum ist, eines Kontaktabschnittes angeordnet, an dem das hintere Seitenelement 4 mit dem Element 21 des Teilungselementes 2 in Kontakt steht. Das zweite Verstärkungselement 51 ist sowohl mit dem hinteren Seitenelement 4 als auch mit dem Element 21 durch die vorstehend erwähnte Haftmittellage 6 verbunden.
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Gemäß diesem Aufbau wird ein geschlossener Querschnitt (ein vorderer geschlossener Querschnitt) in dem Innenraum des Fahrzeugs an der vorderen Seite des Teilungselementes 2 durch das Seitenelementaußenteil 1, das Seitenelementinnenteil 30, das Element 22 und das erste Verstärkungselement 50 ausgebildet. Außerdem wird ein geschlossener Querschnitt (ein hinterer geschlossener Querschnitt) in dem Innenraum des Fahrzeugs an der hinteren Seite des Teilungselementes 2 durch das Seitenelementaußenteil 1, das hintere Seitenelement 4 und das Element 21 ausgebildet, und das zweite Verstärkungselement 51, das in ihm einen geschlossenen Querschnitt aufweist, ist in dem Innenraum des Fahrzeugs an der hinteren Seite des Teilungselementes 2 angeordnet.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung hat erstens das Teilungselement 2 die vorstehend erwähnte laminierte Struktur. Demgemäß kann ermöglicht werden, dass das Teilungselement 2 leicht gestaltet wird, um die Festigkeit des Teilungselementes zu verbessern und um in wirkungsvoller Weise eine Kollisionslast zu einem Zeitpunkt einer seitlichen Kollision zu übertragen. Des Weiteren ist das Teilungselement 2 in die Struktur mit dem geschlossenen Querschnitt eingefügt, die durch das Seitenelementaußenteil 1, das Seitenelementinnenteil 30 und das hintere Seitenelement 4 ausgebildet ist, und es steht mit der Innenwand des Seitenelementaußenteils 1 in Kontakt (die Wandfläche des Seitenelementaußenteils, die dem Innenraum des Fahrzeugs zugewandt ist). Demgemäß kann das Teilungselement schnell einen Stoß übertragen, der auf das Seitenelementaußenteil 1 zum Zeitpunkt einer seitlichen Kollision zu dem Teilungselement 2 aufgebracht wird. Daher kann ermöglicht werden, dass der Verformungsbetrag des Fahrzeugs verringert wird.
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Darüber hinaus ist, da der eingefügte Abschnitt des Teilungselementes 2 so ausgebildet ist, dass er dünner als der andere Abschnitt des Teilungselements 2, der den eingefügten Abschnitt nicht aufweist, gestaltet ist, ein Unterschied in der Festigkeit zwischen dem eingefügten Abschnitt und dem restlichen Abschnitt des Teilungselementes festgelegt. Demgemäß kann, wenn ein Seitenelementquerschnitt (d. h. ein geschlossener Querschnittsabschnitt, der durch das Seitenelementaußenteil 1, das Seitenelementinnenteil 30 und das hintere Seitenelement 4 ausgebildet ist) inklusive des Teilungselementes 2 vor einem Teilungselementabschnitt (das Teilungselement 2 mit Ausnahme des Seitenelementabschnittes d. h. ein Abschnitt des Teilungselements 2, der dem Fahrzeuginnenraum zugewandt ist) durch eine Kollisionslast zum Zeitpunkt einer seitlichen Kollision eingedrückt wird, es ermöglicht werden, die Verformung des Fahrzeuginnenraums zu unterdrücken, während eine Kollisionslast in effizienter Weise aufgenommen (absorbiert) wird.
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Da außerdem das erste Verstärkungselement 50 vorgesehen ist, wird die durch eine Kollisionslast bewirkte Spannung zu dem vorderen geschlossenen Querschnitt verteilt, und die Festigkeit des geschlossenen Querschnitts ist sichergestellt. Demgemäß wird der geschlossene Querschnitt schnell bei einer frühzeitigen Kollision brechen, so dass eine Kollisionslast auf den Kontaktabschnitt konzentriert wird, an dem das Seitenelementaußenteil 1 mit dem Teilungselement 2 in Kontakt steht. Als ein Ergebnis wird ermöglicht, das Brechen des Seitenelementaußenteils 1 in wirkungsvoller Weise zu unterdrücken.
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Da das zweite Verstärkungselement 51 und das hintere Seitenelement 4 mit dem Element 22 des Teilungselementes 2 über einen weiten Bereich verbunden sind, kann ermöglicht werden, einen Zustand sicherzustellen, bei dem das hintere Seitenelement 4 und das Teilungselement 2 miteinander verbunden sind, um das Trennen zwischen dem hinteren Seitenelement und dem Teilungselement sogar zu einem Zeitpunkt zu unterdrücken, nachdem der Seitenelementabschnitt durch eine zum Zeitpunkt einer seitlichen Kollision auftretenden Kollisionslast eingedrückt worden ist. Des Weiteren kann ermöglicht werden, die Torsionssteifigkeit des Fahrzeugs sicherzustellen, und das Abtrennen des hinteren Seitenelementes 4 von dem Teilungselement 2 oder von dem Boden zu einem Zeitpunkt des Brechens zu unterdrücken.
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Wenn ein CFRP bei dem Fahrzeugkarosserieunterbau angewendet wird und jedes der Elemente durch ein Haftmittel (durch Adhäsion) verbunden ist, kollabiert eine Struktur mit geschlossenem Querschnitt aufgrund des Haftmittels und der Abtrennung zum Zeitpunkt einer seitlichen Kollision bei der Struktur des zugehörigen Standes der Technik. Aus diesem Grund konnte eine Last nicht in ausreichender und zufriedenstellender Weise zu dem Teilungselement oder verschiedenen hinteren Elementen übertragen werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ermöglicht werden, eine Kollisionslast zu dem Teilungselement sogar dann effizient zu übertragen, wenn die Kollisionslast aufgebracht wird. Demgemäß kann ermöglicht werden, die Verformung eines Fahrzeuginnenraums zu unterdrücken, so dass die Struktur der Fahrzeugkarosserie geeignet gestaltet wird, und es wird ermöglicht, eine Gewichtsverringerung der Fahrzeugkarosserie zu erleichtern.
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Die Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung ist insbesondere für eine Fahrzeugstruktur besonders geeignet, bei der CFRP für den Seitenelementabschnitt verwendet wird, wie dies vorstehend beschrieben ist. Jedoch ist die Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt. Hierbei ist ein Beispiel beschrieben worden, bei dem das Teilungselement als ein Lastübertragungselement verwendet worden ist. Jedoch können andere Strukturelemente außer dem Teilungselement als das Lastübertragungselement angewendet werden.
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Der Fahrzeugunterbau weist das Seitenelementinnenteil 30, das zu einem Säulenelement wird, das hintere Seitenelement 4 und das Seitenelementaußenteil 1 auf. Der Fahrzeugunterbau weist beispielsweise das Teilungselement 2 als ein Lastübertragungselement auf, das zwischen dem Seitenelementinnenteil 30 und dem hinteren Seitenelement 4 eingefügt wird und mit der Wandfläche des Seitenelementaußenteils 1 in Kontakt steht, die einem Fahrzeugraum zugewandt ist. Vorzugsweise hat das Teilungselement 2 eine laminierte Struktur, die Elemente 21 und 22 und dergleichen aufweist. Darüber hinaus weist der Fahrzeugunterbau vorzugsweise Verstärkungselemente 50 und 51 auf.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Seitenelementaußenteil;
- 2
- Teilungselement;
- 4
- hinteres Seitenelement;
- 6, 24, 25, 71 und 72
- Haftmittellage;
- 21, 22
- Element;
- 23
- gewellte Platte;
- 30
- Seitenelementinnenteil;
- 50
- erstes Verstärkungselement; und
- 51
- zweites Verstärkungselement
