DE112011103467T5

DE112011103467T5 - Fahrzeugbefestigungsstruktur

Info

Publication number: DE112011103467T5
Application number: DE112011103467T
Authority: DE
Inventors: Kohtaro Sasage; Kei Mizuno
Original assignee: Mazda Motor Corp; Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Mazda Motor Corp; Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2010-10-14
Filing date: 2011-10-12
Publication date: 2013-08-08
Also published as: CN103209885B; CN103209885A; US8801072B2; JP5472025B2; WO2012049844A1; US20130168989A1; JP2012081916A

Abstract

Eine Fahrzeugbefestigungsstruktur zum Befestigen einer Fahrgastzelle 4 und eines Fahrwerks 6 eines Fahrzeugs umfasst: einen Halterungswinkel 18; ein befestigtes Element 27; ein Befestigungselement 26, das fest an dem befestigten Element 27 angebracht ist; und ein stoßdämpfendes Element 39, das zwischen dem Halterungswinkel 18 und dem befestigten Element 27 angeordnet ist, wobei das befestigte Element 27 mit einem festen Anbringungsabschnitt, an dem das Befestigungselement fest angebracht ist, und einem führenden Abschnitt zum Führen des Befestigungselements 26 zu dem festen Anbringungsabschnitt versehen ist, und ein Lagerungsabschnitt 32L zum Lagern des Befestigungselements 26 durch Inkontaktkommen mit dem Befestigungselement 26, wenn das Fahrzeug einen Aufprall erfährt, so dass sich das Befestigungselement 26 gemäß einer in das Fahrwerk 6 eingeleiteten Aufpralllast verformt, an einem Basisendabschnitt des führenden Abschnitts vorgesehen ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugbefestigungsstruktur zur Befestigung einer Fahrgastzelle und eines Fahrwerks eines Fahrzeugs.
Technischer Hintergrund
Wie in der Patentliteratur (PTL1) veranschaulicht wird, wird herkömmlicherweise zum Verstärken der Festigkeit einer Karosserie relativ zu einer von einem Fahrwerk eingeleiteten Außenkraft und zum Unterbinden von Schwingung eines Bodenblechs und gedämpften Geräusches in einer Fahrgastzelle durch Verteilen von Schwingungsenergie, die von dem Fahrwerk in einer Fahrzeugkarosserie-Halterungsstruktur eingeleitet wird, in der ein Bodenquerträger nahe einer Säule der Karosserie mittels eines Karosseriehalters auf dem Fahrwerk gelagert ist, ein Endabschnitt eines Halterungsbolzens, der in dem Karosseriehalter vorgesehen ist, an einer Stelle des Bodenquerträgers direkt unter der Säule fixiert.
Liste der Anführungen
Patentliteratur

PTL1: JP 2001-239955A

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Bei der in PTL1 offenbarten Fahrzeugkarosserie-Halterungsstruktur kann ein Arbeitsgang zum Befestigen der Fahrgastzelle an dem Fahrwerk mühelos ohne Ausbilden eines Öffnungsabschnitts für den Arbeitsgang in dem Bodenblech der Fahrgastzelle durch Befestigen und Verbinden des Montagebolzens mit einer Karosseriehalterungsmutter, die an die Stelle des Bodenquerträgers direkt unter der Säule von unterhalb der Fahrgastzelle (der Karosserie) geschweißt wird, durchgeführt werden. Wenn es aber bei dem Fahrzeug zu einem Frontalaufprall oder dergleichen kommt, so dass in einer Richtung, die ein Nachgeben des Fahrwerks hervorruft, eine Aufpralllast eingeleitet wird, wird um einen Lagerungsabschnitt, der durch die Mutter gebildet wird, eine große Scherkraft auf den Halterungsbolzen ausgeübt, und dadurch konzentriert sich mechanische Spannung in einem Schraubennutabschnitt des Halterungsbolzens, so dass der Halterungsbolzen leicht bricht.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf das vorstehend beschriebene Problem entwickelt, und eine Aufgabe derselben besteht darin, eine Fahrzeugbefestigungsstruktur vorzusehen, mit der eine Befestigungsfestigkeit zwischen einer Fahrgastzelle und einem Fahrwerk eines Fahrzeugs effektiv unter Verwenden eines einfachen Aufbaus verbessert werden kann.
Lösung des Problems
Um das vorstehend beschriebene Problem zu lösen, ist die vorliegende Erfindung eine Fahrzeugbefestigungsstruktur zum Befestigen einer Fahrgastzelle und eines Fahrwerks eines Fahrzeugs, welche umfasst:
einen Halterungswinkel, der an einem von Fahrgastzelle und Fahrwerk vorgesehen ist;
ein befestigtes Element, das an dem anderen derselben vorgesehen ist;
ein Befestigungselement, das an der Halterungswinkelseite vorgesehen und an dem befestigten Element befestigt ist; und
ein stoßdämpfendes Element, das zwischen dem Halterungswinkel und dem befestigten Element vorgesehen ist,
wobei das befestigte Element mit einem festen Anbringungsabschnitt, an dem das Befestigungselement fest angebracht ist, und einem führenden Abschnitt zum Führen des Befestigungselements zu dem festen Anbringungsabschnitt versehen ist, und
ein Lagerungsabschnitt zum Lagern des Befestigungselements durch Inkontaktkommen mit dem Befestigungselement, wenn das Fahrzeug einen Zusammenstoß erfährt, so dass sich das Befestigungselement gemäß einer in das Fahrwerk eingeleiteten Aufpralllast verformt, an einem Basisendabschnitt des führenden Abschnitts vorgesehen ist.
Gemäß diesem Aufbau kann die in das Fahrwerk eingeleitete Aufpralllast verteilt und in einer Längsrichtung des Befestigungselements gestützt werden, wodurch effektiv das Auftreten einer Lage verhindert wird, in der eine der Aufpralllast entsprechende Scherlast in konzentrierter Weise auf einen bestimmten Teil des Befestigungselements wirkt, was ein Brechen des Befestigungselements hervorruft, und dadurch kann die Befestigungsfestigkeit zwischen der Fahrgastzelle und dem Fahrwerk des Fahrzeugs, die durch das Befestigungselement befestigt sind, mit Stabilität beibehalten werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Gesamtaufbau eines Fahrzeugs, das eine Befestigungsstruktur nach der vorliegenden Erfindung umfasst, zeigt;
2 ist eine Seitenansicht, die eine Struktur eines Fahrwerks des Fahrzeugs zeigt;
3 ist eine perspektivische Ansicht, die die Struktur des Fahrwerks des Fahrzeugs zeigt;
4 ist eine Draufsicht, die die Struktur des Fahrwerks des Fahrzeugs zeigt;
5 ist eine Vorderansicht im Schnitt, die eine Ausführungsform der Befestigungsstruktur nach der vorliegenden Erfindung zeigt;
6 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie VI-VI von 5;
7 ist eine Ansicht, die 6 entspricht und einen Zustand vor einem Befestigen eines Befestigungselements an einem befestigten Element zeigt;
8 ist eine Ansicht, die 6 entspricht und einen Zustand zeigt, in dem sich das Befestigungselement verformt hat;
9 ist eine Ansicht, die 6 entspricht und eine Befestigungsstruktur nach einem herkömmlichen Beispiel zeigt; und
10 ist ein Graph, der einen Verlagerungszustand eines Befestigungsabschnitts zeigt, der einer auf den Befestigungsabschnitt wirkenden Last entspricht.
Beschreibung von Ausführungsformen
1 bis 4 zeigen den Gesamtaufbau eines Fahrzeugs 1, das durch einen Kleinlaster gebildet ist, der eine Fahrzeugaufhängungs-Lagerungsstruktur nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst. Das Fahrzeug 1 umfasst eine Fahrgastzelle 4 mit einem Motorraum 2 und einer Fahrzeugfahrgastzelle 3 sowie eine Ladefläche 5, die an der Hinterseite der Fahrgastzelle 4 angeordnet ist, wobei die Fahrgastzelle 4 und die Ladefläche 5 auf einem Fahrwerk 6 gelagert sind. Das Fahrwerk 6 ist von oben gesehen durch ein Paar von rechts und links befindlichen Seitenrahmen 7, 7, die sich in einer Front-Heck-Richtung des Fahrzeugs 1 erstrecken, und mehrere Querträger 8 bis 14, die sich in einer Fahrzeugbreitenrichtung erstrecken, um die linken und rechten Seitenrahmen 7, 7 zu verbinden, in einer Leiterform ausgebildet.
Der Seitenrahmen 7 des Fahrwerks 6 umfasst einen schmalen Abschnitt 15 zum Lagern von links- und rechtsseitigen Endabschnitten des Motorraums 2, einen in der Breite zunehmenden Abschnitt 16, der mit einem hinteren Endabschnitt des schmalen Abschnitts 15 verbunden ist und hin zu einer hinteren Seite in der Breite zunimmt, und einen breiten Abschnitt 17, der mit einem hinteren Endabschnitt des in der Breite zunehmenden Abschnitts 16 verbunden ist. Die links- und rechtsseitigen Endabschnitte der Fahrgastzelle 4 und die Ladefläche 5 sind von dem breiten Abschnitt 17 gelagert. Ferner ist ein Halterungswinkel 18 zum Lagern der Fahrgastzelle 4 in einem in der Front-Heck-Richtung mittleren Abschnitt des Abschnitts zunehmender Breite 16 relativ zu einem Begrenzungsabschnitt zwischen dem in der Breite zunehmenden Abschnitt 16 und dem breiten Abschnitt 17 des Seitenrahmens 7 vorgesehen.
Wie in 5 bis 7 gezeigt ist, ist eine obere Platte 22 mit einem hutförmigen Querschnitt, die einen Flanschabschnitt 20, der an eine untere Fläche eines Bodenblechs 19 geschweißt ist, das einer Bodenflächenabschnitt der Fahrgastzelle 4 bildet, und einen unteren Flächenabschnitt 21, der unter dem Bodenblech 19 bei einem vorbestimmten Abstand davon angeordnet ist, umfasst, an der Fahrgastzelle 4 angebracht. Eine untere Platte 25 mit einem hutförmigen Querschnitt, die einen Flanschabschnitt 23, der integral an die untere Fläche des Bodenblechs 19 zusammen mit dem Flanschabschnitt 20 geschweißt ist, und einen unteren Flächenabschnitt 24, der unter dem Bodenflächenabschnitt 21 der oberen Platte 22 bei einem vorbestimmten Abstand davon angeordnet ist, umfasst, ist an der unteren Seite der oberen Platte 22 angebracht.
Ein befestigtes Element 27, an dem ein Befestigungselement 26 zum Befestigen der Fahrgastzelle 4 an dem Fahrwerk 6 fest angebracht ist, ist zwischen dem unteren Flächenabschnitt 21 der oberen Platte 22 und der unteren Platte 25 angeordnet. Ein oberer Endabschnitt des befestigten Elements 27 ist an dem unteren Flächenabschnitt 21 der oberen Platte 22 durch einen Anbringungsbolzen 28 fixiert. Das befestigte Element 27 ist durch einen stangenförmigen Körper mit einem kreisförmigen Querschnitt gebildet. Ein Schraubloch 29, in das der vorstehend genannte Anbringungsbolzen 28 geschraubt ist, und ein fester Anbringungsabschnitt 30, an dem das vorstehend genannte Befestigungselement 26 fest angebracht ist, sind jeweils in einem oberen Abschnitt und einem unteren Abschnitt des befestigten Elements 27 ausgebildet.
Der feste Anbringungsabschnitt 30 ist durch einen Öffnungsabschnitt mit einem Innendurchmesser, der etwas kleiner als ein Durchmesser eines selbstschneidenden Schraubenabschnitts 31 ist, der an einem Spitzenendabschnitt des Befestigungselements 26 ausgebildet ist, ausgebildet. Wenn die Fahrgastzelle 4 und das Fahrwerk 6 durch das Befestigungselement 26 befestigt werden, wird der selbstschneidende Schraubenabschnitt 31 in den festen Anbringungsabschnitt 30 des befestigten Elements 27 geschraubt, so dass der Spitzenendabschnitt des Befestigungselements 26 in den festen Anbringungsabschnitt 30 geschraubt wird, während eine Schraubennut, die dem selbstschneiden Schraubenabschnitt 31 entspricht, in einer Umfangsfläche des festen Anbringungsabschnitts 30 gebildet wird.
Ferner wird ein führender Abschnitt 32 zum Führen des selbstschneidenden Schraubenabschnitts 31 des Befestigungselements 26 in den festen Anbringungsabschnitt 30 in einem unteren Endabschnitt des befestigten Elements 27 ausgebildet. Der führende Abschnitt 32 umfasst ein Durchgangsloch 33 mit einem Durchmesser, der größer als ein Schaftdurchmesser des Befestigungselements 26 ist, oder genauer gesagt ein Durchmesser des selbstschneidenden Schraubenabschnitts 31, sowie einen Führungsabschnitt 34, der an einem Spitzenendabschnitt (oder einem Tiefenendabschnitt: einem oberen Endabschnitt, wie er in 6 & 7 gezeigt ist) des Durchgangslochs 33 vorgesehen ist und durch eine zulaufende Fläche, die hin zu einem Spitzenende zuläuft, ausgebildet ist. Eine Gesamtlänge L des Durchgangslochs 33 ist so festgelegt, dass sie einen größeren Wert als ein Durchmesser D desselben hat, so dass bei einem Zusammenstoß des Fahrzeugs 1, der ein Verformen des Befestigungselements 26 gemäß einer in das Fahrwerk 6 eingeleiteten Aufpralllast hervorruft, ein Basisendabschnitt (ein Öffnungsendabschnitt: ein in 8 gezeigter unterer Endabschnitt) des Durchgangslochs 33 einen Lagerungsabschnitt 32L zum Lagern des verformten Befestigungselements 26 bildet, wie nachstehend beschrieben wird.
Ein Öffnungsabschnitt zum Einführen des selbstschneidenden Schraubenabschnitts 31 des Befestigungselements 26 ist in dem unteren Flächenabschnitt 24 der unteren Platte 25 an einer dem Durchgangsloch 33 entsprechenden Stelle ausgebildet. Ferner ist eine Gesamtlänge N des selbstschneidenden Schraubenabschnitts 31, der an dem Spitzenendabschnitt des Befestigungselements 26 ausgebildet ist, um einen vorbestimmten Abstand länger als eine Gesamtlänge des festen Anbringungsabschnitts 30 des befestigten Elements 27 festgelegt, so dass bei Schrauben des selbstschneidenden Schraubenabschnitts 31 zu dem festen Anbringungsabschnitt 30 ein unterer Endabschnitt des selbstschneidenden Schraubenabschnitts 31 etwas unterhalb des festen Anbringungsabschnitts 30 positioniert wird.
Der Halterungswinkel 18 umfasst eine obere Flächenplatte 37, wobei ein Basisendabschnitt derselben an eine Außenfläche des Fahrwerks 6 geschweißt ist und ein Spitzenendabschnitt derselben in der Fahrzeugbreitenrichtung nach außen ragt, sowie eine Seitenflächenplatte 38, die so vorgesehen ist, dass sie einen Umfangsrandabschnitt der oberen Flächenplatte 37 umgibt. Ein Anordnungsloch 40 für ein stoßdämpfendes Element 39, das durch eine Gummitülle oder dergleichen gebildet ist, ist in der oberen Flächenplatte 37 des Halterungswinkels 18 ausgebildet, und ein Halteelement 41 zum Halten des stoßdämpfenden Elements 39 ist durch einen Anbringungsbolzen 42 fixiert. In 5 bezeichnet ein Bezugszeichen 36 einen Seitenschweller, der an einem Seitenendabschnitt der Fahrgastzelle 4 vorgesehen ist.
Der Halterungswinkel 18 umfasst ein Paar von oberen und unteren Unterlegscheiben 43, 44, einen Abstandshalter 45, der durch ein zwischen den beiden Unterlegscheiben 43, 44 angeordnetes Rohrmaterial gebildet ist, eine Anbringungsplatte 46, die unter der oberen Flächenplatte 37 angeordnet ist, und eine Mutter 47, die an einer unteren Fläche der Anbringungsplatte 46 angeordnet ist. Ferner sind eine feste Platte 50, die an der oberen Flächenplatte 37 des Halterungswinkels 18 mittels des Anbringungsbolzens 42 fixiert ist, und ein Umfassungsabschnitt 51, der einen unteren Abschnitt des stoßdämpfenden Elements 39 umfasst, an dem Halteelement 41 vorgesehen.
In einem Zustand, in dem das stoßdämpfende Element 39 außen an dem Abstandshalter 45 angelegt und fixiert ist, ist das stoßdämpfende Element 39 von dem Umfassungsabschnitt 51 des Halteelements 41 umfasst, und die Unterlegscheiben 43, 44 sind jeweils über und unter dem Abstandshalter 45 angeordnet, das Haltelement 41 ist in das in der oberen Flächenplatte 37 des Halterungswinkels 18 ausgebildete Anordnungsloch 40 von oberhalb des Anordnungslochs 40 eingeführt und an der oberen Flächenplatte 37 des Halterungswinkels 18 fixiert, und dadurch wird das stoßdämpfende Element 39 durch den Halterungswinkel 18 gelagert.
Um die Fahrgastzelle 4 des Fahrzeugs 1 an dem Fahrwerk 6 unter Verwenden des Befestigungselements 26, des stoßdämpfenden Elements 39 usw. zu befestigen, wird der Anbringungsbolzen 42 zu der Mutter 47 in einem Zustand eingeschraubt, in dem die obere Flächenplatte 37 des Halterungswinkels 18 von oben und unten von der festen Platte 50 und der Anbringungsplatte 46 des Halteelements 41 sandwichartig eingefasst wird. Dadurch wird das stoßdämpfende Element 39 mittels des Halteelements 41 an dem Halterungswinkel 18 fixiert. Ferner wird der selbstschneidende Schraubenabschnitt 31 des Befestigungselements 26, der angeordnet ist, um die Unterlegscheibe 44 des unteren Abschnitts, den Abstandshalter 45 und die Unterlegscheibe 43 des oberen Abschnitts von unterhalb des Halterungswinkels 18 zu durchsetzen, von unterhalb des befestigten Elements 27, das an dem Fahrwerk 6 fixiert ist, in den führenden Abschnitt 32 eingeführt.
Als Nächstes wird der selbstschneidende Schraubenabschnitt 31, der an dem Spitzenendabschnitt des Befestigungselements 26 vorgesehen ist, in das Durchgangsloch 33 in dem führenden Abschnitt 32 eingeführt, woraufhin der Spitzenendabschnitt des selbstschneidenden Schraubenabschnitts 31 mittels des Führungsabschnitts 34 so geführt wird, dass der selbstschneidende Schraubenabschnitt 31 in den festen Anbringungsabschnitt 30 des befestigten Elements 37 geleitet wird. Der Spitzenendabschnitt des Befestigungselements 26 wird dann durch Schrauben des selbstschneidenden Schraubenabschnitts 31 in den festen Anbringungsabschnitt 30 des befestigten Elements 27 zu dem befestigten Element 27 geschraubt, während das Befestigungselement 26 unter Verwenden eines in den Zeichnungen nicht gezeigten Drehwerkzeugs in Drehung getrieben wird, und dadurch wird die Unterlegscheibe 43 des oberen Abschnitts des Halterungswinkels 18 in Kontakt mit dem unteren Flächenabschnitt 24 der unteren Platte 25 gepresst. Somit wird der Halterungswinkel 18 an der Fahrgastzelle 4 fixiert.
Der Halterungswinkel 18, der an dem Seitenrahmen 7 des Fahrwerks 6 in dieser Weise vorgesehen ist, ist an der unteren Platte 25 fixiert, die an einer unteren Seitenflächenabschnitt-Fläche der Fahrgastzelle 4 angebracht ist. Somit können die Fahrgastzelle 4 und das Fahrwerk 6 des Fahrzeugs 1 mittels des Halterungswinkels 18, des Befestigungselements 26 usw. in einem Zustand befestigt werden, in dem das stoßdämpfende Element 39 zwischen der Fahrgastzelle 4 und dem Fahrwerk 6 angeordnet ist.
Wenn ein Vorderendabschnitt des Fahrzeugs 1 mit dem vorstehenden Aufbau mit einem Hindernis oder dergleichen kollidiert, so dass in einer Richtung, die ein Nachgeben des Fahrwerks 6 hervorruft, eine Aufpralllast eingeleitet wird, werden das stoßdämpfende Element 39 und der Abstandshalter 45 mittels des Halterungswinkels 18 nach hinten gedrückt. Wie in 8 gezeigt ist, wird demgemäß ein unterer Abschnitt des Befestigungselements 26 nach hinten geschoben, während ein oberer Abschnitt des Befestigungselements 26 von dem befestigten Element 27 gehalten wird. Dadurch wird das Befestigungselement 26 elastisch verformt, so dass es kippt, wodurch es mit dem unteren Endabschnitt (einem Lagerungsabschnitt) 32L des führenden Abschnitts 32, der in dem befestigten Element 27 vorgesehen ist, in Kontakt kommt und von diesem gelagert wird.
Bei der so ausgebildeten Fahrzeugbefestigungsstruktur, dass die Fahrgastzelle 4 und das Fahrwerk 6 des Fahrzeugs 1 durch das Befestigungselement 26 in einem Zustand befestigt werden, in dem das stoßdämpfende Element 39 zwischen dem an dem Fahrwerk 6 vorgesehenen Halterungswinkel 18 und dem an der Fahrgastzelle 4 vorgesehenen befestigten Element 27 angeordnet ist, wie vorstehend beschrieben ist, sind der feste Anbringungsabschnitt 30, an dem das Befestigungselement 26 fest angebracht ist, und der führende Abschnitt 32 zum Führen des Befestigungselements 26 zu dem festen Anbringungsabschnitt 30 in dem befestigten Element 27 vorgesehen, und der Lagerungsabschnitt 32L, der das Befestigungselement 26 durch Inkontaktkommen mit dem Befestigungselement 26 lagert, wenn das Fahrzeug 1 einen Zusammenstoß erfährt, so dass sich das Befestigungselement 26 gemäß der in das Fahrwerk 6 eingeleiteten Aufpralllast verformt, ist an dem Endabschnitt des führenden Abschnitts 32 vorgesehen. Dadurch kann eine Befestigungsfestigkeit zwischen der Fahrgastzelle 4 und dem Fahrwerk 6 des Fahrzeugs 1 unter Verwenden eines einfachen Aufbaus effektiv verbessert werden.
Wenn im Einzelnen das Fahrzeug 1 mit einer Struktur wie zum Beispiel der in 9 gezeigten herkömmlichen Struktur kollidiert, in der der führende Abschnitt 32 nicht vorgesehen ist und eine Schraubenmutter 63, in die eine Schraube 62 eines Befestigungselements 64 eingeschraubt ist, über im Wesentlichen einem gesamten Bereich eines unteren Abschnitts eines befestigten Elements 61, das unter dem Bodenblech 19 vorgesehen ist, vorgesehen wird, wirken eine große Scherkraft und eine große Biegelast in konzentrierter Weise auf die Nähe 62a des unteren Endabschnitts des Schraubenabschnitts 62, der in den Schraubenmutterabschnitt 63 des befestigten Elements 61 geschraubt ist, gemäß einer Aufpralllast K, die in einer ein Nachgeben des Fahrwerks 6 hervorrufenden Richtung wirkt, und dadurch bricht das Befestigungselement 64 wahrscheinlicher um einen Schraubennutabschnitt, der in der Nähe des unteren Endabschnitts des Schraubenabschnitts 62 ausgebildet ist.
Wenn das Fahrzeug 1 während eines Frontalaufpralls in einer in 6 und 7 gezeigten erfindungsgemäßen Ausführungsform, in der der führende Abschnitt 32, der das Durchgangsloch 33 mit einem Durchmesser, der größer als der Schaftdurchmesser des Befestigungselements 26 ist, und den Führungsabschnitt 34, der an dem Spitzenendabschnitt des Durchgangslochs 33 so vorgesehen ist, dass er hin zu einem Spitzenende zuläuft, umfasst, in dem befestigten Element 27 vorgesehen ist und die Gesamtlänge L des Durchgangslochs 33 bei einem größeren Wert als dem Durchmesser D desselben festgelegt ist, wird dagegen der untere Abschnitt des Befestigungselements 26 gemäß der Aufpralllast K, die auf das stoßdämpfende Element 39 und den Abstandshalter 45 mittels des Halterungswinkels 18 in einer Richtung wirkt, die ein Nachgeben des Fahrwerks 6 bewirkt, nach hinten geschoben, und dadurch verformt sich das Befestigungselement 26 elastisch in einen gekippten Zustand, wie in 8 gezeigt ist. In diesem Fall kommt der untere Abschnitt des Befestigungselements 26 mit dem unteren Endabschnitt 32L des führenden Abschnitts 32, der in dem befestigten Element 27 vorgesehen ist, in Kontakt, so dass das Befestigungselement 26 dadurch gelagert wird.
Somit kann die Aufpralllast verteilt und in einer Längsrichtung des Befestigungselements 26 gestützt werden, wodurch effektiv das Auftreten einer Situation verhindert wird, in der eine der Aufpralllast entsprechende Scherlast in konzentrierter Weise auf einen bestimmten Teil des Befestigungselements 26 wirkt, was ein Brechen des Befestigungselements 26 bewirkt, und dadurch kann die Befestigungsfestigkeit zwischen der Fahrgastzelle 4 und dem Fahrwerk 6 des Fahrzeugs 1, die durch das Befestigungselement 26 befestigt sind, mit Stabilität beibehalten werden. Ferner kann der selbstschneidende Schraubenabschnitt 31, der an dem Spitzenende des Befestigungselements 26 ausgebildet ist, fest an dem festen Anbringungsabschnitt 30 des befestigten Elements 27 in einem Zustand angebracht werden, in dem der Lagerungsabschnitt 32L, der durch den unteren Endabschnitt des führenden Abschnitts 32 gebildet ist, von einem unteren Endabschnitt 31L des selbstschneidenden Schraubenabschnitts 31 des Befestigungselements 26 entfernt ist, und daher kann eine Situation, in der das Befestigungselement 26 um einen Schraubennutabschnitt des selbstschneidenden Schraubenabschnitts 31 bricht, effektiv verhindert werden.
Als zum Beispiel ein Test durchgeführt wurde, um einen Verlagerungsbetrag in einem Befestigungsabschnitt zu messen, der in dem in 9 gezeigten herkömmlichen Beispiel das Befestigungselement 64, das durch einen Befestigungsbolzen mit einem Durchmesser von 13 mm gebildet ist, nutzte, während eine auf den Befestigungsabschnitt wirkende Last allmählich erhöht wurde, und um in dem in 6 und 7 gezeigten erfindungsgemäßen Beispiel einen Verlagerungsbetrag in einem Befestigungsabschnitt zu messen, der das Befestigungselement 26 nutzte, das durch einen selbstschneidenden Bolzen mit einem Durchmesser von 13 mm gebildet war, während allmählich die auf den Befestigungsabschnitt wirkende Last erhöht wurde, wurden die in 10 gezeigten Daten erhalten. Zu beachten ist, dass in dem in 6 und 7 gezeigten erfindungsgemäßen Beispiel der Durchmesser D des Durchgangslochs 33, das in dem befestigten Element 27 ausgebildet war, bei 18,0 mm festgelegt war und die Gesamtlänge L desselben bei 23,2 mm festgelegt war.
Aus den in 10 gezeigten Daten ist ersichtlich, dass bei dem herkömmlichen Beispiel das Befestigungselement 64 eine Streckgrenze erreichte, wenn eine Last von 33,3 kN auf den durch das Befestigungselement 64 gebildeten Befestigungsabschnitt ausgeübt wurde, so dass der Betrag der Verlagerung in dem Befestigungsabschnitt in etwa 35 mm erreichte, und als der Betrag der Verlagerung in etwa 55 mm erreichte, zerbrach das Befestigungselement 64. In dem erfindungsgemäßen Beispiel dagegen erreichte das Befestigungselement 26 die Streckgrenze, als eine Last von 66,3 kN auf den durch das Befestigungselement 26 gebildeten Befestigungsabschnitt ausgeübt wurde, so dass der Betrag der Verlagerung in dem Befestigungsabschnitt in etwa 70 mm erreichte, und das Befestigungselement 26 zerbrach nicht, selbst als der Verlagerungsbetrag in etwa 115 mm überstieg. Dadurch wurde bestätigt, dass verglichen mit dem herkömmlichen Beispiel eine drastische Verbesserung der Befestigungsfestigkeit zwischen der Fahrgastzelle 4 und dem Fahrwerk 6 des Fahrzeugs 1 erreicht werden kann.
Wenn ferner das Durchgangsloch 33 mit einem Durchmesser, der größer als der Schaftdurchmesser des Befestigungselements 26 ist, und der Führungsabschnitt 34, der an dem Spitzenendabschnitt (oberen Endabschnitt) des Durchgangslochs 33 so vorgesehen ist, dass er hin zu einem Spitzenende zuläuft, vorgesehen sind und der Lagerungsabschnitt (identisch zu dem Lagerungsabschnitt 32L des führenden Abschnitts 32) für das Befestigungselement 26 durch den Basisendabschnitt (unteren Endabschnitt) des Durchgangslochs 33 gebildet ist, wie in der vorstehenden Ausführungsform beschrieben ist, kann ein Einführarbeitsgang zum Einführen des Spitzenendabschnitts des Befestigungselements 26 in den festen Anbringungsabschnitt 30 von unterhalb des führenden Abschnitts 32 mühelos ohne Sehen einer Einführposition durchgeführt werden.
Wenn zudem eine Aufpralllast, die ein Nachgeben des Fahrwerks 6 bewirkt, eingeleitet wird, wird die Aufpralllast von dem Lagerungsabschnitt (identisch zu dem Lagerungsabschnitt 32L des führenden Abschnitts 32), der durch den unteren Endabschnitt des Durchgangslochs 33 gebildet ist, gestützt, und daher kann eine Situation, in der das Befestigungselement 26 unter der Aufpralllast zerbricht, effektiv verhindert werden. Ferner kann die Befestigungsfestigkeit zwischen der Fahrgastzelle 4 und dem Fahrwerk 6 des Fahrzeugs 1, die durch das Befestigungselement 26 befestigt sind, mit Stabilität beibehalten werden. Weiterhin wird der untere Endabschnitt des selbstschneidenden Schraubenabschnitts 31, der an dem Befestigungselement 26 ausgebildet ist, entfernt von dem Lagerungsabschnitt, der durch den unteren Endabschnitt des Durchgangslochs 33 gebildet ist, positioniert, und daher kann ein Brechen um den Schraubennutabschnitt des selbstschneidenden Schraubenabschnitts 31 effektiv verhindert werden.
Zu beachten ist, dass geeignete Werte der Gesamtlänge L und des Durchmessers D des Durchgangslochs 33, die erforderlich sind um sicherzustellen, dass die Aufpralllast, die ein Nachgeben des Fahrwerks 6 hervorruft, effektiv von dem Lagerungsabschnitt 32L gestützt wird, der durch den unteren Endabschnitt des Durchgangslochs 33 gebildet wird, bei Einleiten der Aufpralllast entsprechend dem Durchmesser, dem Material usw. des Befestigungselements 26 variieren und daher nicht einheitlich vorgegeben werden können. Wenn aber die Gesamtlänge L des Durchgangslochs 33 kleiner als der Durchmesser D desselben ist, ist es schwierig, den unteren Abschnitt des Befestigungselements 26 den unteren Endabschnitt des führenden Abschnitts 32 kontaktieren zu lassen, um während eines Frontalaufpralls des Fahrzeugs 1 dadurch gelagert zu werden, und daher wird die Gesamtlänge L des Durchgangslochs 33 vorzugsweise mindestens bei einem größeren Wert als dem Durchmesser D desselben festgelegt.
Als ein Experiment durchgeführt wurde, um den Verlagerungszustand des durch das Befestigungselement 26 gebildeten Befestigungsabschnitts während Verändern der Gesamtlänge L und des Durchmessers D des Durchgangslochs 33 gemäß dem Schaftdurchmesser des Befestigungselements 26 zu messen, wurde bestätigt, dass es durch Festlegen der Gesamtlänge L des Durchgangslochs 33 bei dem 1,5- bis 2,0-fachen des Durchmessers des Befestigungselements und durch Festlegen des Durchmessers D des Durchgangslochs 33 bei dem 1,2- bis 1,5-fachen des Schaftdurchmessers des Befestigungselements möglich war, mit einem einfachen und kompakten Aufbau den unteren Abschnitt des Befestigungselements 26 den unteren Endabschnitt des führenden Abschnitts 32 kontaktieren zu lassen, um dadurch in geeigneter Weise während eines Frontalaufpralls oder dergleichen in dem Fahrzeug 1 gelagert zu werden.
Wenn weiterhin das Befestigungselement 26 durch Schreiben des selbstschneidenden Schraubenabschnitts 31, der an dem Spitzenendabschnitt des Befestigungselements 26 ausgebildet ist, in den festen Anbringungsabschnitt 30 des befestigten Elements 27 in das befestigte Element 27 geschraubt wird, wie in der vorstehenden Ausführungsform beschrieben ist, kann eine Schraubennut in der Umfangsfläche des festen Anbringungsabschnitts 30 des befestigten Elements 27 gleichzeitig mit dem Befestigungsschritt des Befestigungselements 26 ausgebildet werden. Daher kann der Vorgang des festen Anbringens des Befestigungselements 26 mühelos durchgeführt werden, und die Fahrgastzelle 4 und das Fahrwerk 6 des Fahrzeugs 1 können durch das Befestigungselement 26 geeignet befestigt werden.
In dem in der vorstehenden Ausführungsform beschriebenen Beispiel ist das befestigte Element 27 ferner an der Fahrgastzelle 4 des Fahrzeugs 1 vorgesehen, der Halterungswinkel 18 ist an dem Fahrwerk 6 vorgesehen und das Befestigungselement 26 ist von unterhalb des Halterungswinkels 18 fest an dem befestigten Element 27 angebracht. Die vertikalen Positionen des befestigten Elementes 27 und des Halterungswinkels 18 können aber umgekehrt werden. Der Halterungswinkel 18 kann mit anderen Worten an der Fahrgastzelle 4 des Fahrzeugs 1 vorgesehen werden und das befestigte Element 27 kann an dem Fahrwerk 6 vorgesehen werden, so dass das Befestigungselement 26 von oberhalb des Halterungswinkels 18 fest an dem befestigten Element 27 angebracht wird.
Zusammenfassende Darstellung der vorliegenden Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist eine Fahrzeugbefestigungsstruktur zur Befestigung einer Fahrgastzelle (4) und eines Fahrwerks (6) eines Fahrzeugs, welche umfasst:
einen Halterungswinkel (18), der an einem von Fahrgastzelle (4) und Fahrwerk vorgesehen ist (6);
ein befestigtes Element (27), das an dem anderen derselben vorgesehen ist;
ein Befestigungselement (26), das an der Seite des Halterungswinkels (18) vorgesehen und an dem befestigten Element (27) befestigt ist; und
ein stoßdämpfendes Element (39), das zwischen dem Halterungswinkel (18) und dem befestigten Element (27) vorgesehen ist,
wobei das befestigte Element (27) mit einem festen Anbringungsabschnitt (30), an dem das Befestigungselement (26) fest angebracht ist, und einem führenden Abschnitt (32) zum Führen des Befestigungselements (26) zu dem festen Anbringungsabschnitt (30) versehen ist und ein Lagerungsabschnitt (32L) zum Lagern des Befestigungselements (26) durch Inkontaktkommen mit dem Befestigungselement (26), wenn das Fahrzeug einen Aufprall erfährt, so dass sich das Befestigungselement (26) gemäß einer in das Fahrwerk (6) eingeleiteten Aufpralllast verformt, an einem Basisendabschnitt des führenden Abschnitts (32) vorgesehen ist.
Gemäß dem vorstehenden Aufbau kann die in das Fahrwerk (6) eingeleitete Aufpralllast verteilt und in einer Längsrichtung des Befestigungselements gestützt werden, wodurch effektiv das Auftreten einer Lage verhindert wird, in der eine der Aufpralllast entsprechende Scherlast in konzentrierter Weise auf einen bestimmten Teil des Befestigungselements wirkt, was ein Brechen des Befestigungselements hervorruft, und dadurch kann die Befestigungsfestigkeit zwischen der Fahrgastzelle und dem Fahrwerk des Fahrzeugs, die durch das Befestigungselement befestigt sind, mit Stabilität beibehalten werden.
Bei der vorstehend beschriebenen Fahrzeugbefestigungsstruktur umfasst der führende Abschnitt (32) ein Durchgangsloch (32) mit einem Durchmesser (D), der größer als ein Schaftdurchmesser des Befestigungselements (26) ist, und einen Führungsabschnitt (34), der an einem Spitzenendabschnitt des Durchgangslochs (33) so vorgesehen ist, dass er zu einem Spitzenende hin zuläuft, und der Lagerungsabschnitt (32L) ist durch einen Basisendabschnitt des Durchgangslochs (33) gebildet.
Bei diesem Aufbau kann ein Einführschritt zum Einführen des Spitzenendabschnitts des Befestigungselements von einem Endabschnitt des führenden Abschnitts in den festen Anbringungsabschnitt mühelos ohne Sehen der Einführposition durchgeführt werden. Zudem kann durch Positionieren eines Endabschnitts einer Schraubennut, die an dem Befestigungselements ausgebildet ist, fern von dem Lagerungsabschnitt, der durch den Endabschnitt des Durchgangslochs gebildet ist, ein Brechen des Befestigungselements um den Schraubennutabschnitt effektiv verhindert werden.
Bei der vorstehend beschriebenen Fahrzeugbefestigungsstruktur wird eine Gesamtlänge (L) des Durchgangslochs (33) bei einem Wert, der größer als ein Durchmesser (D) desselben ist, festgelegt.
Bei diesem Aufbau kann ein unterer Abschnitt des Befestigungselements veranlasst werden, den unteren Endabschnitt des führenden Abschnitts zuverlässig zu kontaktieren, wenn sich das Befestigungselement während eines Frontalaufpralls oder dergleichen des Fahrzeugs elastisch verformt.
Bei der vorstehend beschriebenen Fahrzeugbefestigungsstruktur wird die Gesamtlänge (L) des Durchgangslochs (33) bei dem 1,5- bis 2,0-fachen eines Durchmessers des Befestigungselements (26) festgelegt, und der Durchmesser (D) des Durchgangslochs (33) wird bei dem 1,2- bis 1,5-fachen des Schaftdurchmessers des Befestigungselements (26) festgelegt.
Mit diesem Aufbau ist es möglich, mit einem einfachen und kompakten Aufbau den unteren Abschnitt des Befestigungselements zu veranlassen, den unteren Endabschnitt des führenden Abschnitts zu kontaktieren, um dadurch während eines Frontalaufpralls oder dergleichen des Fahrzeugs in geeigneter Weise gelagert zu werden.
Bei der vorstehend beschriebenen Fahrzeugbefestigungsstruktur wird das Befestigungselement (26) durch Schrauben eines selbstschneidenden Schraubenabschnitts (31), der an einem Spitzenendabschnitt des Befestigungselements (26) ausgebildet ist, in den festen Anbringungsabschnitt (30) des befestigten Elements (27) in das befestigte Element (27) geschraubt.
Mit diesem Aufbau kann eine Schraubennut in der Umfangsfläche des festen Anbringungsabschnitts gleichzeitig mit dem Befestigungsschritt des Befestigungselements ausgebildet werden und der Schritt des festen Anbringens des Befestigungselements kann mühelos durchgeführt werden. Dadurch können die Fahrgastzelle und das Fahrwerk des Fahrzeugs in geeigneter Weise durch das Befestigungselement befestigt werden.
Diese Anmeldung beruht auf der japanischen Patentanmeldung Ser.-Nr. 2010-231389 , die am 14. Oktober 2010 im japanischen Patentamt eingereicht wurde und deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme mitaufgenommen ist.
Auch wenn die vorliegende Erfindung beispielhaft unter Bezug auf die Begleitzeichnungen umfassend beschrieben wurde, versteht sich, dass für den Fachmann verschiedene Änderungen und Abwandlungen nahe liegen können. Sofern solche Änderungen und Abwandlungen nicht anderweitig vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung, die nachstehend dargelegt ist, abweichen, sollen sie daher als darin enthalten ausgelegt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2010-231389 [0054]

Claims

Fahrzeugbefestigungsstruktur zum Befestigen einer Fahrgastzelle und eines Fahrwerks eines Fahrzeugs, welche umfasst: einen Halterungswinkel, der an einem von Fahrgastzelle und Fahrwerk vorgesehen ist; ein befestigtes Element, das an dem anderen derselben vorgesehen ist; ein Befestigungselement, das an der Halterungswinkelseite vorgesehen und an dem befestigten Element befestigt ist; und ein stoßdämpfendes Element, das zwischen dem Halterungswinkel und dem befestigten Element vorgesehen ist, wobei das befestigte Element mit einem festen Anbringungsabschnitt, an dem das Befestigungselement fest angebracht ist, und einem führenden Abschnitt zum Führen des Befestigungselements zu dem festen Anbringungsabschnitt versehen ist, und ein Lagerungsabschnitt zum Lagern des Befestigungselements durch Inkontaktkommen mit dem Befestigungselement, wenn das Fahrzeug einen Zusammenstoß erfährt, so dass sich das Befestigungselement gemäß einer in das Fahrwerk eingeleiteten Aufpralllast verformt, an einem Basisendabschnitt des führenden Abschnitts vorgesehen ist.
Fahrzeugbefestigungsstruktur nach Anspruch 1, wobei der führende Abschnitt ein Durchgangsloch mit einem Durchmesser, der größer als ein Schaftdurchmesser des Befestigungselements ist, und einen Führungsabschnitt, der an einem Spitzenendabschnitt des Durchgangslochs so vorgesehen ist, dass er hin zu einem Spitzenende zuläuft, umfasst und der Lagerungsabschnitt durch einen Basisendabschnitt des Durchgangslochs gebildet ist.
Fahrzeugbefestigungsstruktur nach Anspruch 2, wobei eine Gesamtlänge des Durchgangslochs bei einem Wert, der größer als ein Durchmesser desselben ist, festgelegt ist.
Fahrzeugbefestigungsstruktur nach Anspruch 3, wobei die Gesamtlänge des Durchgangslochs bei dem 1,5- bis 2,0-fachen eines Durchmessers des Befestigungselements festgelegt ist und der Durchmesser des Durchgangslochs bei dem 1,2- bis 1,5-fachen des Schaftdurchmessers des Befestigungselements festgelegt ist.
Fahrzeugbefestigungsstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Befestigungselement durch Schrauben eines selbstschneidenden Schraubenabschnitts, der an einem Spitzenendabschnitt des Befestigungselements ausgebildet ist, in den festen Anbringungsabschnitts des befestigten Elements in das befestigte Element geschraubt ist.