DE112013002378B4

DE112013002378B4 - Fahrzeugrahmenstruktur

Info

Publication number: DE112013002378B4
Application number: DE112013002378.4T
Authority: DE
Inventors: c/o Mazda Motor Corporation Honda Masanori
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2012-05-08
Filing date: 2013-03-11
Publication date: 2018-09-27
Anticipated expiration: 2033-03-12
Also published as: JP5935494B2; CN104349968B; JP2013233838A; WO2013168331A1; CN104349968A; DE112013002378T5; US20150115654A1; US9260137B2

Abstract

Fahrzeugrahmenstruktur, umfassend:
einen Rahmenkörper (1), der eine Fahrzeugkarosserie bildet, wobei
der Rahmenkörper eine erste Fläche (11), die von der Fahrzeugkarosserie nach außen weist, eine zweite Fläche (12), die innerhalb der ersten Fläche so positioniert ist, dass sie der ersten Fläche gegenüberliegt, und breiter als die erste Fläche ist, und zwei Seitenflächen (13) umfasst, welche die erste Fläche (11) und die zweite Fläche (12)verbinden, um zusammen mit der ersten Fläche und der zweiten Fläche einen geschlossenen Querschnitt zu bilden,
jede der Seitenflächen (13) einen einzelnen gebogenen Teil (14) oder zwei oder mehr gebogene Teile aufweist,
die erste Fläche (11) und ein äußerer Teil der Seitenfläche (13), der näher an der ersten Fläche als der einzelne gebogene Teil (14) positioniert ist oder näher an der ersten Fläche als einer der gebogenen Teile am nächsten zu der ersten Fläche positioniert ist, in dem Querschnitt des Rahmenkörpers einen Winkel von etwa 90 Grad oder über 90 Grad in dem geschlossenen Querschnitt bilden,
ein spezifischer gebogener Teil (14), der der einzelne gebogene Teil ist, oder einer der gebogenen Teile am nächsten zu der zweiten Fläche (12) so gebogen ist, dass er von dem geschlossenen Querschnitt nach innen ragt, mindestens eine der Seitenflächen (13) einen Teil geringer Festigkeit (17) näher an der zweiten Fläche (12) und einen Teil hoher Festigkeit (18) näher an der ersten Fläche (11) umfasst,
sich ein Festigkeitsübergangsteil (19) als Grenze zwischen dem Teil geringer Festigkeit (17) und dem Teil hoher Festigkeit (18) der mindestens einen der Seitenflächen näher an der zweiten Fläche (12) als der spezifische gebogene Teil (14) befindet,
der Rahmenkörper (1) eine B-Säule der Fahrzeugkarosserie bildet,
ein Türbefestigungswinkel (31) an der ersten Fläche (11) des Rahmenkörpers von der Fahrzeugkarosserie nach außen weisend befestigt ist,
der Türbefestigungswinkel (31) einen Basisteil (31a), der an der ersten Fläche (11) des Rahmenkörpers von der Fahrzeugkarosserie nach außen weisend befestigt und fixiert ist, und einen Vorsprung (31b), der von dem Basisteil in einer Breitenrichtung des Fahrzeugs nach außen ragt, umfasst und ein Ende aufweist, an dem eine Tür befestigt ist,
sich der Vorsprung (31b) in der Nähe jener Seitenfläche (13)t, die sich in einer Längsrichtung des Fahrzeugs hinten befindet, in der Breitenrichtung des Fahrzeugs erstreckt, und
nur jene Seitenfläche (13) der Fahrzeugkarosserie, die sich in der Längsrichtung des Fahrzeugs hinten befindet, den Teil geringer Festigkeit (17) und den Teil hoher Festigkeit (18) umfasst.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Fahrzeugrahmenstruktur mit einem Rahmenkörper, der eine Fahrzeugkarosserie bildet.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Für einen Rahmenkörper, der insbesondere für eine B-Säule einer Fahrzeugkarosserie eines Fahrzeugs verwendet wird, ist im Hinblick auf das Seitenaufprallverhalten des Fahrzeugs eine verbesserte Biegefestigkeit erforderlich. Um die Biegefestigkeit zu verbessern, lehrt Patentschrift 1 (Ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. JP 2003-081132 ) zum Beispiel eine B-Säule, die ein außerhalb der Fahrzeugkarosserie positioniertes Außenblech, ein innerhalb der Fahrzeugkarosserie positioniertes Innenblech, um mit dem Außenblech einen geschlossenen Querschnitt zu bilden, und eine zwischen dem Außenblech und dem Innenblech angeordnete Verstärkung umfasst. Eine solche B-Säule ist auch aus der DE 11 2011 101 325 T5 bekannt.
Patentschrift 2 (Ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. JP 2003-205859 ) lehrt, dass eine außerhalb der Fahrzeugkarosserie positionierte Außenwand dicker als eine Vorderwand und eine Hinterwand ausgelegt wird und ein Dickensteigerungsteil, der von einer wesentlichen Mitte des Fahrzeugs in einer Breitenrichtung des Fahrzeugs hin zur Außenseite der Fahrzeugkarosserie in der Dicke allmählich zunimmt, in der Vorderwand und der Hinterwand ausgebildet wird.
JP 2009 262 614 A und JP 2007 326 376 A zeigen jeweils B-Säulen, bei welchen ein Teilbereich der Seitenwände des geschlossenen Querschnitts durch ein zusätzliches Blech gedoppelt ausgeführt ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
Die Struktur von Patentschrift 2 wird im Grunde durch Gießen erhalten und kann nicht ohne weiteres auf ein Verfahren zum Herstellen des Blechs durch Pressformen einer Stahlplatte, etc. übertragen werden. Ferner muss die Struktur dick sein, was das Gewicht der Fahrzeugkarosserie erhöht.
Die Struktur von Patentschrift 1 ermöglicht das kostengünstige Herstellen des Blechs durch Pressformen, ist aber im Hinblick auf Gewichtsreduktion und Verbesserung der Biegefestigkeit des Rahmenkörpers verbesserungswürdig.
Im Hinblick auf das Vorstehende wurde die vorliegende Offenbarung verwirklicht. Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht darin, eine einfache Fahrzeugrahmenstruktur geringen Gewichts vorzusehen, die durch Pressformen leicht hergestellt werden kann und die eine hohe Festigkeit gegenüber einem durch eine von außen angelegte Last verursachten Biegen eines Rahmenkörpers aufweist.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Diese Aufgabe wird durch eine Fahrzeugrahmenstruktur gemäß Anspruch 1 gelöst.
Um die Aufgabe zu verwirklichen, ist die vorliegende Offenbarung auf eine Fahrzeugrahmenstruktur mit einem Rahmenkörper gerichtet, der eine Fahrzeugkarosserie bildet. Der Rahmenkörper umfasst eine erste Fläche, die aus der Fahrzeugkarosserie heraus weist, eine zweite Fläche, die inwendig der ersten Fläche so positioniert ist, dass sie der ersten Fläche gegenüberliegt, und breiter als die erste Fläche ist, und zwei Seitenflächen, wovon eine eines von Enden der ersten Fläche in einer Breitenrichtung der ersten Fläche und eines von Enden der zweiten Fläche in einer Breitenrichtung der zweiten Fläche verbindet, wobei die andere das andere Ende der ersten Fläche und das andere Ende der zweiten Fläche verbindet, um zusammen mit der ersten Fläche und der zweiten Fläche einen geschlossenen Querschnitt zu bilden, jede der Seitenflächen weist einen einzelnen gebogenen Teil oder zwei oder mehr gebogene Teile auf, die in einem Querschnitt des Rahmenkörpers an einem Mittelpunkt der ersten Fläche und der zweiten Fläche gebogen sind, die erste Fläche und ein äußerer Teil der Seitenfläche, der näher an der ersten Fläche als der einzelne gebogenen Teil positioniert ist oder näher an der ersten Fläche als einer der gebogenen Teile am nächsten zu der ersten Fläche positioniert ist, bilden in dem geschlossenen Querschnitt in dem Querschnitt des Rahmenkörper einen Winkel von etwa 90 Grad oder über 90 Grad, ein spezifischer gebogener Teil, der der einzelne gebogene Teil ist, oder einer der gebogenen Teile, der am nächsten zu der zweiten Fläche ist, ist so gebogen, dass er von dem geschlossenen Querschnitt nach innen ragt, mindestens eine der Seitenflächen umfasst einen Teil geringer Festigkeit näher an der zweiten Fläche und einen Teil hoher Festigkeit näher an der ersten Fläche, und ein Festigkeitsübergangsteil als Grenze zwischen dem Teil geringer Festigkeit und dem Teil hoher Festigkeit der mindestens einen der Seitenflächen befindet sich näher an der zweiten Fläche als der spezifische gebogene Teil.
Wenn eine außen angelegte Last in einer Längsrichtung des Rahmenkörpers auf einen mittleren Teil der ersten Fläche ausgeübt wird (eine Aufpralllast wird ausgeübt, so dass der Rahmenkörper gebogen wird, so dass ein mittlerer Teil des Rahmenkörpers in der Längsrichtung einwärts der Fahrzeugkarosserie relativ zu den Enden des Rahmenkörpers in der Längsrichtung ragt), wird an einem Ende der Seitenfläche näher an der ersten Fläche um den Teil, an dem die außen angelegte Last ausgeübt wird, oder einem Abschnitt nahe dem Ende eine Kraft in einer Richtung von dem geschlossenen Querschnitt nach außen ausgeübt, und das Ende oder der Abschnitt kann durch die Kraft lokal verbogen werden. Bei dem spezifischen gebogenen Teil, der von dem geschlossenen Querschnitt nach innen ragt, wird aber in einer Richtung von dem geschlossenen Querschnitt nach innen eine Kraft auf den spezifischen gebogenen Teil ausgeübt, um die Kraft in der Richtung von dem geschlossenen Querschnitt nach außen aufzuheben. Selbst wenn eine große, außen angelegte Last auf die erste Fläche ausgeübt wird, tritt das lokale Verbiegen somit nicht ohne weiteres an dem Ende der Seitenfläche näher an der ersten Fläche um den Teil, an dem die außen angelegte Last ausgeübt wird, auf. Wenn ferner der durch die erste Fläche und den äußeren Teil der Seitenfläche in dem geschlossenen Querschnitt ausgebildete Winkel in etwa 90 Grad oder mehr als 90 Grad beträgt, können die erste Fläche und die Seitenflächen leicht durch Pressformen einstückig gebildet werden und die Biegefestigkeit des Rahmenkörpers wird verglichen mit dem Fall, da die gebogenen Teile nicht ausgebildet sind, verbessert. Der Bereich von in etwa 90 Grad umfasst 90 Grad und umfasst aufgrund des Pressformens eine normale Fehlerspanne zu den 90 Grad.
Da ferner nur der Teil der Seitenfläche, der näher an der ersten Fläche ist und den spezifischen gebogenen Teil umfasst, als Teil hoher Festigkeit ausgebildet wird, kann das Auftreten des lokalen Verbiegens effektiv reduziert werden und ein Teil der Seitenfläche näher an der zweiten Fläche kann gewichtsmäßig reduziert werden. Somit kann das Gewicht des Rahmenkörpers reduziert werden und die Biegefestigkeit des Rahmenkörpers kann verbessert werden.
Bei der vorstehend beschriebenen Fahrzeugrahmenstruktur befindet sich der spezifische gebogene Teil in einer Richtung senkrecht zu der ersten Fläche vorzugsweise näher an der ersten Fläche als ein Schwerpunkt des Querschnitts des Rahmenkörpers, und der Festigkeitsübergangsteil befindet sich in der Richtung senkrecht zu der ersten Fläche vorzugsweise näher an der zweiten Fläche als der Schwerpunkt.
Wenn sich der spezifische gebogene Teil in der Richtung senkrecht zu der ersten Fläche näher an der ersten Fläche als der Schwerpunkt des Querschnitts des Rahmenkörpers befindet, kann die Kraft in der Richtung von dem geschlossenen Querschnitt nach außen vorteilhaft aufgehoben werden, wenn die außen angelegte Kraft auf die erste Fläche ausgeübt wird. D.h. wenn die außen angelegte Kraft auf die erste Fläche ausgeübt wird, wird auf einen Teil des Rahmenkörpers näher an der ersten Fläche als der Schwerpunkt eine Druckkraft ausgeübt und an einem Teil des Rahmenkörpers näher an der zweiten Fläche als der Schwerpunkt wird eine Zugkraft ausgeübt. Da die Kraft in der Richtung von dem geschlossenen Querschnitt nach außen auf den Teil ausgeübt wird, an dem die Druckkraft angelegt wird, befindet sich der spezifische gebogene Teil zum Aufheben der Kraft vorzugsweise in dem Teil, an dem die Druckkraft angelegt wird. Somit kann die Kraft in der Auswärtsrichtung des geschlossenen Querschnitts durch Positionieren des spezifischen gebogenen Teils an einer Position, an der die Druckkraft angelegt wird, d.h. näher an der ersten Fläche als der Schwerpunkt befindlich, aufgehoben werden. Bei dem Festigkeitsübergangsteil, der sich in der Richtung senkrecht zu der ersten Fläche näher an der zweiten Fläche als der Schwerpunkt befindet, kann die Festigkeit des Teils, an dem die Druckkraft angelegt wird, insgesamt erhöht werden, so dass das lokale Verbiegen effektiv reduziert werden kann. Die erste Fläche nähert sich ferner der zweiten Fläche unmittelbar vor Auftreten des lokalen Verbiegens, und die Position des Schwerpunkts bewegt sich unmittelbar vor dem Auftreten des lokalen Verbiegens von der Anfangsposition vor Anlegen der Last etwas hin zu der zweiten Fläche. Selbst wenn der Schwerpunkt auf diese Weise bewegt wird, kann die Festigkeit des Teils, an dem die Druckkraft angelegt wird durch den Festigkeitsübergangsteil, der sich näher an der zweiten Fläche als der Schwerpunkt befindet, insgesamt erhöht werden.
Wenn der spezifische gebogene Teil und der Festigkeitsübergangsteil wie vorstehend beschrieben positioniert sind, weist jede der Seitenflächen den einzelnen gebogenen Teil auf, die erste Fläche und der äußere Teil bilden in dem Querschnitt des Rahmenkörpers einen Winkel von etwa 90 Grad in dem geschlossenen Querschnitt, und, vorausgesetzt, dass ein entlang der Richtung senkrecht zu der ersten Fläche gemessener Abstand zwischen der ersten Fläche und einem Teil der zweiten Fläche am weitesten weg von der ersten Fläche Ha ist, ein entlang der Richtung senkrecht zu der ersten Fläche gemessener Abstand zwischen dem spezifischen gebogenen Teil und dem Teil der zweiten Fläche am weitesten weg von der ersten Fläche ha ist und ein entlang der Richtung senkrecht zu der ersten Fläche gemessener Abstand zwischen dem Festigkeitsübergangsteil und dem Teil der zweiten Fläche am weitesten weg von der ersten Fläche in dem Querschnitt des Rahmenkörpers Aa ist, sind vorzugsweise
0,55≤ha/Ha≤0,90 und
0,40≤Aa/ha≤0,53
erfüllt.
Im Einzelnen schwankt die Biegefestigkeit des Rahmenkörpers abhängig von der Position des gebogenen Teils entlang der Richtung senkrecht zur ersten Fläche. Wenn aber 0,55≤ha/Ha≤0,90 erfüllt ist, kann die Biegefestigkeit des Rahmenkörpers vorteilhaft verbessert werden. Wenn ferner die Position des Festigkeitsübergangsteils so festgelegt wird, dass 0,40≤Aa/ha≤0,53 erfüllt ist, kann sich der Festigkeitsübergangsteil in der Richtung senkrecht zu der ersten Fläche ohne Weiteres näher an der zweiten Fläche als der Schwerpunkt befinden und die Biegefestigkeit des Rahmenkörpers kann vorteilhaft verbessert werden.
Bei der vorstehend beschriebenen Fahrzeugrahmenstruktur weist jede der Seitenflächen den einzelnen gebogenen Teil auf, die erste Fläche und der äußere Teil bilden in dem Querschnitt des Rahmenkörpers einen Winkel von in etwa 90 Grad in dem geschlossenen Querschnitt, und, vorausgesetzt, dass ein entlang einer Richtung senkrecht zu der ersten Fläche gemessener Abstand zwischen der ersten Fläche und ein Teil der zweiten Fläche am weitesten weg von der ersten Fläche Ha ist, ein entlang der Richtung senkrecht zu der ersten Fläche gemessener Abstand zwischen dem spezifischen gebogenen Teil und dem Teil der zweiten Fläche am weitesten weg von der ersten Fläche ha ist und ein entlang der Richtung senkrecht zu der ersten Fläche gemessener Abstand zwischen dem Festigkeitsübergangsteil und dem Teil der zweiten Fläche am weitesten weg von der ersten Fläche in dem Querschnitt des Rahmenkörpers Aa ist, können
0,55≤ha/Ha≤0,90 und
0,40≤Aa/ha≤0,66
erfüllt sein.
Selbst bei dieser Konfiguration kann die Biegefestigkeit des Rahmenkörpers vorteilhaft verbessert werden.
Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, dass der Rahmenkörper eine B-Säule der Fahrzeugkarosserie bildet, ein Türbefestigungswinkel an der ersten Fläche des Rahmenkörpers von der Fahrzeugkarosserie nach außen weisend befestigt ist, der Türbefestigungswinkel ein Basisteil, das an der ersten Fläche befestigt und fixiert ist, und einen Vorsprung, der von dem Basisteil in einer Breitenrichtung des Fahrzeugs nach außen ragt und ein Ende aufweist, an dem eine Tür befestigt ist, umfasst, der Vorsprung sich in der Breitenrichtung des Fahrzeugs nahe einer der Seitenflächen, die sich in einer Längsrichtung des Fahrzeugs hinten befinden, erstreckt, und nur eine der zwei Seitenflächen des Rahmenkörpers, die sich in der Längsrichtung des Fahrzeugs hinten befindet, den Teil geringer Festigkeit und den Teil hoher Festigkeit umfasst, und der Festigkeitsübergangsteil sich näher an der zweiten Fläche als der spezifische gebogene Teil in der Seitenfläche, die sich in der Längsrichtung des Fahrzeugs hinten befindet, befindet.
Wenn die Fahrzeugrahmenstruktur der vorliegenden Erfindung an der B-Säule angebracht wird, kann das Seitenaufpralllverhalten des Fahrzeugs durch eine leichte und einfache Konfiguration verbessert werden. In der Seitenfläche, die sich in der Längsrichtung des Fahrzeugs hinten befindet, wird die Festigkeit eines Teils der Seitenfläche, der näher an der ersten Fläche ist und den spezifischen gebogenen Teil umfasst, erhöht, so dass das Auftreten des lokalen Verbiegens, das in der einen der zwei Seitenflächen, die sich in der Längsrichtung des Fahrzeugs hinten befindet, leicht auftritt, vorteilhaft reduziert werden kann. D.h. wenn die außen angelegte Last durch die Tür und den Türbefestigungswinkel zu der B-Säule eingeleitet wird, wird der Vorsprung des Türbefestigungswinkels in der Längsrichtung des Fahrzeugs um das Ende desselben näher an dem Basisteil nach hinten gebogen. Zu diesem Zeitpunkt wird die außen angelegte Kraft zu einem Teil der ersten Fläche eingeleitet, der sich in der Längsrichtung des Fahrzeugs hinten befindet. Somit kann an der einen der zwei Seitenflächen, die sich in der Längsrichtung des Fahrzeugs hinten befindet, das lokale Verbiegen leicht auftreten. Daher kann die Festigkeit eines Teils der Seitenfläche, der sich in der Längsrichtung des Fahrzeugs hinten befindet und der näher an der ersten Fläche ist und den spezifischen gebogenen Teil umfasst, erhöht werden. Da der spezifische gebogene Teil an der Seitenfläche vorgesehen ist, die sich in der Längsrichtung des Fahrzeugs vorne befindet, kann die Kraft in der Auswärtsrichtung des geschlossenen Querschnitts allein durch den spezifischen gebogenen Teil aufgehoben werden und das Auftreten des lokalen Verbiegens kann ausreichend reduziert werden. Dadurch kann das Gewicht der B-Säule weiter verringert werden.
VORTEILE DER ERFINDUNG
Wie vorstehend beschrieben ist die Fahrzeugrahmenstruktur der vorliegenden Offenbarung von geringem Gewicht und einfach, kann ohne Weiteres durch Pressformen hergestellt werden und kann die Festigkeit des Rahmenkörpers gegenüber Biegen, das durch die außen angelegte Last hervorgerufen wird, verbessern. Somit kann das Aufprallverhalten der Fahrzeugkarosserie bei geringen Kosten verbessert werden.
Figurenliste

[1] 1 ist eine Querschnittansicht eines Rahmenkörpers, an dem eine beispielhafte Rahmenfahrzeugstruktur angebracht ist.
[2] 2 ist eine 1 entsprechende Ansicht, die ein anderes Beispiel eines Teils geringer Festigkeit und eines Teils hoher Festigkeit zeigt.
[3] 3 ist eine 1 entsprechende Ansicht, die ein anderes alternatives Beispiel des Teils geringer Festigkeit und des Teils hoher Festigkeit zeigt.
[4] 4 ist eine schematische Ansicht eines Querschnitts eines Hauptteils des Rahmenkörpers.
[5] 5 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen Presshub und Presslast an Testrahmenkörpern A-C zeigt.
[6] 6 ist eine Tabelle, die die Form eines geschlossenen Querschnitts und eine Verbesserungsrate der Fmax-Masseneffizienz entsprechend dem Wert M zeigt.
[7] 7 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen dem Wert M und der Verbesserungsrate der Fmax-Masseneffizienz zeigt.
[8] 8 ist eine Tabelle, die die Formen des geschlossenen Querschnitts und eine Verbesserungsrate der Fmax-Masseneffizienz entsprechend dem Wert h/H zeigt.
[9] 9 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen dem Wert h/H und der Verbesserungsrate der Fmax-Masseneffizienz zeigt.
[10] 10 ist eine Tabelle, die die Form des geschlossenen Querschnitts und die Verbesserungsrate der Fmax-Masseneffizienz der Testrahmenkörper A-C zeigt.
[11] 11 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen Wert A1/h und der Rate der Verbesserung der Fmax-Masseneffizienz bei einem Testrahmenkörper zeigt, bei dem ein Festigkeitsübergangsteil in der Seitenfläche ausgebildet ist und der Wert h/H 0,55 beträgt.
[12] 12 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen dem Wert A1/h und der Rate der Verbesserung der Fmax-Masseneffizienz bei einem Testrahmenkörper zeigt, bei dem ein Festigkeitsübergangsteils in der Seitenfläche ausgebildet ist und der Wert h/H 0,75 ist.
[13] 13 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen dem Wert A1/h und der Rate der Verbesserung der Fmax-Masseneffizienz bei einem Testrahmenkörper zeigt, bei dem ein Festigkeitsübergangsteil in der Seitenfläche ausgebildet ist und der Wert h/H 0,90 beträgt.
[14] 14 ist eine Tabelle, die die Form des geschlossenen Querschnitts und die Verbesserungsrate der Fmax-Masseneffizienz der Testrahmenkörper D-E zeigt.
[15] 15 ist eine Ansicht, die einen Hauptteil einer B-Säule gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Breitenrichtung eines Fahrzeugs von außen gesehen zeigt.
[16] 16 ist eine Querschnittansicht entlang der in 15 gezeigten Linie XVI-XVI.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung näher beschrieben.
1 zeigt einen Querschnitt eines Rahmenkörpers 1, an dem die Fahrzeugrahmenstruktur einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung angebracht ist. In dieser Ausführungsform bildet der Rahmenkörper 1 eine B-Säule einer Fahrzeugkarosserie und erstreckt sich in einer Richtung senkrecht zu einer Blattebene von 1 (entsprechend einer vertikalen Richtung des Fahrzeugs bei Befestigung an der Fahrzeugkarosserie). Die Fahrzeugrahmenstruktur der vorliegenden Offenbarung kann in der vertikalen Richtung an im Wesentlichen allen Teilen der B-Säule angebracht werden oder kann in der vertikalen Richtung an einem Teil der B-Säule angebracht werden (z.B. einem oberen Teil der B-Säule, um insbesondere einen Oberkörper eines Insassen zu schützen, oder einem unteren Teil der B-Säule, an dem eine Aufpralllast bei Seitenaufprall des Fahrzeugs ausgeübt zu werden pflegt (insbesondere einem Teil zwischen einem oberen und einem unteren Türbefestigungswinkel (Bezugszeichen 31 in 15) zum Befestigen einer Hintertür an der B-Säule).
Der Rahmenkörper 1 umfasst ein Außenblech 2, das außerhalb der Fahrzeugkarosserie positioniert ist, ein Innenblech 3, das innerhalb der Fahrzeugkarosserie positioniert ist, und eine Verstärkung 4 (kann als äußere Verstärkung bezeichnet werden), die zwischen dem Außenblech 2 und dem Innenblech 3 angeordnet ist. Das Außenblech 2 und das Innenblech 3 bilden einen geschlossenen Querschnitt, und das Innenblech 3 und die Verstärkung 4 bilden einen anderen geschlossenen Querschnitt. Das Außenblech 2 und die Verstärkung 4 bilden einen noch anderen geschlossenen Querschnitt.
Das Außenblech 2 umfasst einen Körper 2a und Flanschteile 2b, die in einer Breitenrichtung des Körpers 2a (einer Seitenrichtung von 1) jeweils mit Enden des Körpers 2a verbunden sind. Das Innenblech 3 umfasst einen Körper 3a und Flanschteile 3b, die in einer Breitenrichtung des Körpers 3a (einer Seitenrichtung von 1) jeweils mit Enden des Körpers 3a verbunden sind. Die Verstärkung 4 umfasst einen Körper 4a und Flanschteile 4b, die in einer Breitenrichtung des Körpers 4a (einer Seitenrichtung von 1) jeweils mit Enden des Körpers 4a verbunden sind. Das Außenblech 2, das Innenblech 3 und die Verstärkung 4 sind einzeln pressgeformt, und der Rahmenkörper 1 wird nach dem Pressformen durch Stapeln und Verbinden der Flanschteile 2b, 3b und 4b gebildet.
In dieser Ausführungsform ist die Fahrzeugrahmenstruktur der vorliegenden Offenbarung an dem Innenblech 3 und der Verstärkung 4 angebracht. Das Außenblech 2 wird im Prinzip unter dem Aspekt des Designs vorgesehen, und der Körper 2a bedeckt eine Außenseite der Verstärkung 4. Die Verstärkung 4 besteht vorzugsweise aus einer Stahlplatte hoher Festigkeit mit einer Zugfestigkeit von 980 MPa oder höher und einer Dicke von 1,0 mm bis 2,5 mm, beide Werte eingeschlossen, und wird vorzugsweise durch Warmpressformen gebildet. Ein später beschriebener Teil 17 geringer Festigkeit weist vorzugsweise eine Dicke von 1,0 mm bis 1,5 mm, beide Werte eingeschlossen, auf, und ein später beschriebener Teil 18 hoher Festigkeit weist vorzugsweise eine Dicke auf, die größer als 1,5 mm und nicht größer als 2,5 mm ist.
Der Rahmenkörper 1 umfasst eine erste Fläche 11, die von der Fahrzeugkarosserie nach außen weist, eine zweite Fläche 12, die inwendig der ersten Fläche 11 der ersten Fläche 11 gegenüberliegend positioniert ist und breiter als die erste Fläche 11 ist, und zwei Seitenfläche 13, wovon eine eines der Enden der ersten Fläche 11 in einer Breitenrichtung der ersten Fläche 11 und eines der Enden der zweiten Fläche 12 in einer Breitenrichtung der zweiten Fläche 12 verbindet und die andere das andere Ende der ersten Fläche 11 und das andere Ende der zweiten Fläche 12 verbindet, um zusammen mit der ersten Fläche 11 und der zweiten Fläche 12 einen geschlossenen Querschnitt zu bilden. Die erste Fläche 11 und die zwei Seitenflächen 13 bestehen aus dem Körper 4a der Verstärkung 4, und die zweite Fläche 12 besteht aus dem Körper 3a des Innenblechs 3. Die zweite Fläche 12 und die Seitenflächen 13 sind durch Verbinden der Flanschteile 3b des Innenblechs 3 und der Flanschteile 4b der Verstärkung 4 verbunden. In dieser Ausführungsform sind die zweite Fläche 12 (der Körper 3a) und die zwei Flanschteile 3b an der gleichen geraden Linie positioniert, und die erste Fläche 11 (mit Ausnahme der später beschriebenen Sicke 15) ist in dem Querschnitt des Rahmenkörpers 1 an einer anderen geraden Linie parallel zu der geraden Linie positioniert.
An einem mittleren Teil der ersten Fläche 11 ist in der Breitenrichtung der ersten Fläche 11 eine Sicke 15 ausgebildet, um von einem geschlossenen Querschnitt, der durch die erste Fläche 11, die zweite Fläche 12 und die Seitenflächen 13 gebildet ist (kann nachstehend einfach als geschlossener Querschnitt bezeichnet werden), nach innen zu ragen und sich in einer Längsrichtung des Rahmenkörpers 1 zu erstrecken. Die Sicke 15 ist in der Längsrichtung des Rahmenkörpers 1 an mindestens einem Teil der ersten Fläche 11 vorgesehen (zum Beispiel an dem oberen Teil der B-Säule oder dem unteren Teil der B-Säule), an dem bei einem Seitenaufprall des Fahrzeugs eine Aufpralllast ausgeübt zu werden pflegt (insbesondere an dem Teil zwischen dem oberen und dem unteren Türbefestigungswinkel 31 (siehe 15)). Die Sicke 15 ist nicht wesentlich und kann weggelassen werden. Die Sicke 15 kann von dem geschlossenen Querschnitt nach außen ragen.
Jede der Seitenflächen 13 weist einen einzelnen gebogenen Teil 14 (entsprechend einem spezifischen gebogenen Teil) auf, der in dem Querschnitt des Rahmenkörpers 1 an einem mittleren Punkt der ersten Fläche 11 und der zweiten Fläche 12 gebogen ist. Der gebogene Teil 14 ist so gebogen, dass er in dem Querschnitt des Rahmenkörpers 1 von dem geschlossenen Querschnitt nach innen ragt. Die erste Fläche 11 und ein äußerer Teil 13a der Seitenfläche 13, der näher an der ersten Fläche 11 als der gebogene Teil 14 positioniert ist, bilden in dem Querschnitt des Rahmenkörpers 1 in dem geschlossenen Querschnitt einen Winkel α von in etwa 90 Grad oder größer als 90 Grad. Der Bereich von in etwa 90 Grad umfasst 90 Grad und umfasst aufgrund des Pressformens eine normale Fehlerspanne zu den 90 Grad. Solange der Winkel α im Grunde nicht kleiner als 90 Grad ist, können die erste Fläche 11 und die zwei Seitenflächen 13 leicht einstückig pressgeformt werden.
Im Hinblick auf das Pressformen der Verstärkung 4 können Ecken, die durch die erste Fläche 11 und die äußeren Teile 13a der Seitenflächen 13 gebildet sind, in dem Querschnitt des Rahmenkörpers 1 abgerundet sein, und Ecken, die durch die Flanschteile 4b und die inneren Teile 13b der Seitenflächen 13 gebildet sind, die näher an der zweiten Fläche 12 als die gebogenen Teilen 14 positioniert sind, können abgerundet sein. Die äußeren Teile 13a und die inneren Teile 13b erstrecken sich im Querschnitt des Rahmenkörpers 1 linear.
Jede der Seitenflächen 13 umfasst einen Teil 17 geringer Festigkeit näher an der zweiten Fläche 12 und einen Teil 18 hoher Festigkeit näher an der ersten Fläche 11. Ein Grenzabschnitt zwischen dem Teil 17 geringer Festigkeit und dem Teil 18 hoher Festigkeit jeder der Seitenflächen 13 ist ein Festigkeitsübergangsteil 19. Der Festigkeitsübergangsteil 19 befindet sich näher an der zweiten Fläche 12 als der gebogene Abschnitt 14.
Bei der vorliegenden Ausführungsform weisen der Teil 17 geringer Festigkeit und der Teil 18 hoher Festigkeit eine unterschiedliche Dicke auf. Der Teil 18 hoher Festigkeit ist dicker als der Teil 17 geringer Festigkeit, so dass der Teil 18 hoher Festigkeit eine höhere Festigkeit als der Teil 17 geringer Festigkeit aufweist. Die Verstärkung 4 wird durch Pressen einer Platte, die auf zwei verschiedene Dicken gewalzt ist, erhalten. Ein Teil der Verstärkung 4 einschließlich der ersten Fläche 11 kann in dem gesamten Teil desselben durchgehend die gleiche Dicke wie der Teil 18 hoher Festigkeit aufweisen, doch kann ein mittlerer Abschnitt des Teils der Verstärkung 4 einschließlich der ersten Fläche 11 in der Breitenrichtung (dort wo die Sicke 15 ausgebildet ist) die gleiche Dicke wie der Teil 17 geringer Festigkeit aufweisen. Ein Teil der Verstärkung 4 einschließlich Ecken, die durch die erste Fläche 11, die Außenteile 13a der Seitenflächen 13 und Teile der ersten Fläche 11 nahe den Ecken gebildet sind, weisen vorzugsweise die gleiche Dicke wie der Teil 18 hoher Festigkeit auf (in 1 sind die durch die erste Fläche 11 und die Außenteile 13a der Seitenfläche 13 gebildeten Ecken und die Teile der ersten Fläche 11 nahe den Ecken mit der gleichen Dicke wie der Teil 18 hoher Festigkeit dargestellt). Die Flanschteile 4b weisen die gleiche Dicke wie der Teil 17 geringer Festigkeit auf.
In der vorliegenden Ausführungsform sind der Teil 17 geringer Festigkeit und der Teil 18 hoher Festigkeit durch Ändern ihrer Dicken vorgesehen, doch sind der Teil 17 geringer Festigkeit und der Teil 18 hoher Festigkeit nicht darauf beschränkt. Wie zum Beispiel in 2 gezeigt ist, kann ein Verstärkungselement 20 mit einem Teil einer Platte gleichmäßiger Dicke verbunden werden, um den Teil 18 hoher Festigkeit zu bilden, und der andere Teil, mit dem das Verstärkungselement 20 nicht verbunden ist, kann als Teil 17 geringer Festigkeit ausgebildet sein. In 2 ist das Verstärkungselement 20 an einen Teil jeder Seitenfläche 13, der der Teil 18 hoher Festigkeit werden soll, die Ecken, die durch die erste Fläche 11 und die äußeren Teile 13a der Seitenflächen 13 gebildet sind, und die Teile der ersten Fläche 11 nahe den Ecken von dem Inneren des geschlossenen Querschnitts (oder der Außenseite des geschlossenen Querschnitts) angeschweißt. Das Verstärkungselement 20 wird vor dem Pressen der Platte an die Platte geschweißt.
Alternativ kann, wie in 3 gezeigt, ein Füllstoff 21 vorgesehen werden, um einen Spalt zwischen dem Außenblech 2 und einem Teil jeder Seitenfläche 13, der der Teil 18 hoher Festigkeit werden soll, den Ecken, die durch die erste Fläche 11 und die Außenteile 13a der Seitenflächen 13 gebildet sind, und den Teilen der ersten Fläche 11 nahe den Ecken zu füllen, um den Teil 18 hoher Festigkeit bilden. Ein Teil jeder Seitenfläche 13, der einem Spalt entspricht, der nicht mit dem Füllstoff 21 gefüllt ist, kann als Teil 17 geringer Festigkeit ausgebildet sein. Der Füllstoff 21 kann ein Schäummittel sein, das bei Erwärmen aufschäumt. Das Schäummittel ist vor dem Aufschäumen plattenförmig und wird an einem Teil der Oberfläche der Verstärkung, die von dem geschlossenen Querschnitt nach außen weist, zum Haften gebracht, um mit dem Füllstoff 21 bedeckt zu werden. Das plattenförmige Schäummittel schäumt in einem Trocknungsschritt auf, um den Spalt zu füllen, nachdem die gesamte Fahrzeugkarosserie in eine galvanotechnische Lösung eingetaucht wurde.
Weiterhin kann alternativ ein Teil einer Platte einer gleichmäßige Dicke, die zu dem Teil 18 hoher Festigkeit ausgebildet werden soll, gehärtet werden, um den Teil 18 hoher Festigkeit zu bilden, und der andere Teil, der nicht gehärtet wird, kann als Teil 17 geringer Festigkeit ausgebildet werden.
Ferner können alternativ mehrere Durchgangslöcher in einem Teil einer Platte einer gleichmäßigen Dicke, die in etwa der Dicke des zu bildenden Teils 18 hoher Festigkeit der vorliegenden Ausführungsform entspricht, geöffnet sein, so dass der mit den Durchgangslöchern versehene Teil als Teil 17 geringer Festigkeit fungiert und ein Teil der Platte ohne die Durchgangslöcher als Teil 18 hoher Festigkeit fungiert. Die Durchgangslöcher können beim Zusammenbauen des Rahmenkörpers 1 oder beim Befestigen anderer Teile an dem Rahmenkörper 1 verwendet werden.
Wenn es bei dem Fahrzeug zu einem Seitenaufprall kommt, wird an einem mittleren Teil der ersten Fläche 11 in der Längsrichtung des Rahmenkörpers 1 eine außen angelegte Last ausgeübt (es wird eine Aufpralllast ausgeübt, die den Rahmenkörper 1 so biegt, dass ein mittlerer Teil des Rahmenkörpers 1 in der Längsrichtung relativ zu den Enden des Rahmenkörpers in der Längsrichtung von der Fahrzeugkarosserie nach innen ragt), um den Rahmenkörper 1 zu biegen, Krümmungsradien der ersten Fläche 11 und der zweiten Fläche 12 differieren und es kommt zu einer Differenz zwischen Umfängen der ersten Fläche 11 (zusammengepresste Fläche) und der zweiten Fläche 12 (gestreckte Fläche). Zu diesem Zeitpunkt wird eine Kraft ausgeübt, um die Umfangsdifferenz zu reduzieren, und die erste Fläche 11 und die zweite Fläche 12 nähern sich einander. Wenn ein Teil der ersten Fläche 11, an dem die außen angelegte Last ausgeübt wird, durch die außen angelegte Last eingedellt wird, nähern sich die erste Fläche 11 und die zweite Fläche 12 einander. Dadurch wird eine Kraft an einem Ende der Seitenfläche 13 näher an der ersten Fläche 11 um den Teil, auf den die außen angelegte Last ausgeübt wird, oder einem Abschnitt nahe dem Ende so ausgeübt, dass die Seitenfläche 13 von dem geschlossenen Querschnitt mit Hilfe des Flanschteils 4b als Drehpunkt (eine Kraft wird in einer Richtung von dem geschlossenen Querschnitt nach außen ausgeübt) nach außen gebogen wird, und das Ende oder der Abschnitt können lokal verbogen werden (das Ende oder der Abschnitt wölbt sich lokal von dem geschlossenen Querschnitt nach außen). Wenn dieses lokale Verbiegen auftritt, nimmt die Biegefestigkeit des Rahmenkörpers 1 ab.
In dieser Ausführungsform ist der gebogene Teil 14, der von dem geschlossenen Querschnitt nach innen ragt, aber an jeder der Seitenflächen 13 vorgesehen, und es wird eine Kraft in einer Richtung von dem geschlossenen Querschnitt nach innen auf den gebogenen Teil 14 ausgeübt, um die Kraft in der Richtung von dem geschlossenen Querschnitt nach außen aufzuheben. Selbst wenn eine große, außen angelegte Last auf die erste Fläche 11 ausgeübt wird, tritt das lokale Verbiegen somit nicht ohne weiteres an dem Ende der Seitenfläche 13 näher an der ersten Fläche 11 um den Teil, an dem die außen angelegte Last ausgeübt wird, auf. Dies kann die Festigkeit des Rahmenkörpers 1 gegen Biegung, die durch die außen angelegte Last hervorgerufen wird, sicherstellen, wodurch das Seitenaufprallverhalten des Fahrzeugs verbessert wird.
Da ferner nur der Teil jeder Seitenfläche 13, der näher an der ersten Fläche 11 ist und den gebogenen Teil 14 umfasst, als Teil 18 hoher Festigkeit ausgebildet wird, kann das Auftreten des lokalen Verbiegens effektiv reduziert werden und ein Teil jeder Seitenfläche 13 näher an der zweiten Fläche 12 kann gewichtsmäßig reduziert werden. Somit kann das Gewicht des Rahmenkörpers 1 reduziert werden und eine Biegefestigkeit des Rahmenkörpers 1 kann verbessert werden.
Zudem ist die Sicke 15 an der ersten Fläche 11 ausgebildet. Wenn die außen angelegte Last auf einen Teil der ersten Fläche 11 ausgeübt wird, der mit der Sicke 15 versehen ist, wird somit der Teil der ersten Fläche 11, auf den die angelegte Außenlast ausgeübt wird, nicht ohne Weiteres verformt. Daher tritt das lokale Verbiegen viel unwahrscheinlicher an dem Ende der Seitenfläche 13 näher an ersten Fläche 11 um den Teil auf, auf den die außen angelegte Last ausgeübt wird.
Der gebogene Teil 14 (der spezifische gebogene Teil) befindet sich in einer Richtung senkrecht zu der ersten Fläche 11 vorzugsweise näher an der ersten Fläche 11 als ein Schwerpunkt G (siehe 1) des Querschnitts des Rahmenkörpers 1. Der Festigkeitsübergangsteil 19 befindet sich in der Richtung senkrecht zur ersten Fläche 11 vorzugsweise näher an der zweiten Fläche 12 als der Schwerpunkt G.
Wenn sich in der Richtung senkrecht zu der ersten Fläche 11 der gebogene Teil 14 näher an der ersten Fläche 11 als der Schwerpunkt G befindet, wird die Kraft, die in einer Richtung von dem geschlossenen Querschnitt nach außen ausgeübt wird, wenn die außen angelegte Last auf die erste Fläche 11 ausgeübt wird, vorteilhafterweise aufgehoben. D.h. wenn die außen angelegte Kraft auf die erste Fläche 11 ausgeübt wird, wird auf den Teil des Rahmenkörpers 1 näher an der ersten Fläche 11 als der Schwerpunkt G eine Druckkraft ausgeübt und an dem Teil des Rahmenkörpers 1 näher an der zweiten Fläche 12 als der Schwerpunkt G wird eine Zugkraft ausgeübt. Da die Kraft in der Richtung von dem geschlossenen Querschnitt nach außen auf den Teil ausgeübt wird, an dem die Druckkraft angelegt wird, befindet sich der gebogene Teil 14 zum Aufheben der Kraft vorzugsweise in dem Teil, an dem die Druckkraft angelegt wird. Somit kann die Kraft in der Auswärtsrichtung des geschlossenen Querschnitts durch Positionieren des gebogenen Teils 14 an einer Position, an der die Druckkraft angelegt wird, d.h. näher an der ersten Fläche 11 als der Schwerpunkt G befindlich, aufgehoben werden. Bei dem Festigkeitsübergangsteil 19, der sich in der Richtung senkrecht zu der ersten Fläche 11 näher an der zweiten Fläche 12 als der Schwerpunkt G befindet, kann die Festigkeit des Teils, an dem die Druckkraft angelegt wird, insgesamt erhöht werden, so dass das lokale Verbiegen effektiv reduziert werden kann. Die erste Fläche 11 nähert sich ferner der zweiten Fläche 12 unmittelbar vor Auftreten des lokalen Verbiegens, und die Position des Schwerpunkts G bewegt sich unmittelbar vor dem Auftreten des lokalen Verbiegens von der Anfangsposition vor Anlegen der Last etwas hin zu der zweiten Fläche 12. Selbst wenn der Schwerpunkt G auf diese Weise bewegt wird, kann die Festigkeit des Teils, an dem die Druckkraft angelegt wird, durch den Festigkeitsübergangsteil 19, der sich bei der Anfangsposition näher an der zweiten Fläche 12 als der Schwerpunkt G befindet, insgesamt erhöht werden.
Wie in 4 gezeigt ist, ist in dem Querschnitt des Rahmenkörpers 1 eine erste virtuelle Linie L1, die ein Ende P1 der Seitenfläche 13 näher an der ersten Fläche 11 und ein Ende P2 der Seitenfläche 13 näher an der zweiten Fläche 12 verbindet, außerhalb des geschlossenen Querschnitts positioniert. Im Einzelnen ist der gebogene Teil 14 relativ zu dem geschlossenen Querschnitt einwärts der ersten virtuellen Linie L1 positioniert. Die erste virtuelle Linie L1 entspricht der Seitenfläche 13, auf welcher der gebogene Teil 14 nicht ausgebildet ist. Wie in 4 gezeigt ist, sind, selbst wenn die durch die erste Fläche 11 und die äußeren Teile 13a der Seitenflächen 13 gebildeten Ecken und die durch die inneren Teile 13b und die Flanschteile 4b gebildeten Ecken abgerundet sind, die Positionen der Enden P1 und P2 die gleichen wie die Positionen der Enden P1 und P2, wenn die Ecken nicht abgerundet sind.
In dem Querschnitt des Rahmenkörpers 1 ist, vorausgesetzt, dass ein Abstand zwischen dem Ende P1 der Seitenfläche 13 näher an ersten Fläche 11 und dem Ende P2 der Seitenfläche 13 näher an der zweiten Fläche 12, gemessen entlang einer Richtung senkrecht zur ersten Fläche 11, H ist, ein Abstand zwischen dem gebogenen Teil 14 und dem Ende P2 der Seitenfläche 13 näher an der zweiten Fläche 12, gemessen entlang der Richtung senkrecht zu der ersten Fläche 11, h ist, ein Abstand zwischen dem gebogenen Teil 14 und einem Schnittpunkt P3 der ersten virtuellen Linie L1 und einer zweiten virtuellen Linie L2, die den gebogenen Teil 14 passiert und parallel zu der ersten Fläche 11 ist, δ ist und ein spitzer Winkel, der durch die erste virtuelle Linie L1 und eine Linie senkrecht zu der ersten Fläche 11 gebildet ist (ein spitzer Winkel, der durch die erste virtuelle Linie L1 und eine dritte virtuelle Linie L3, die das Ende P1 passiert und senkrecht zur ersten Fläche 11 ist, gebildet ist), θ ist, die Ungleichung $0,5 \leq δ/ (H-h) tan θ \leq 1,0$
vorzugsweise erfüllt.
Bevorzugter ist die Ungleichung $0,8 \leq δ/ (H-h) tan θ \leq 1,0$
erfüllt.
Bei dem Querschnitt des Rahmenkörpers 1 beträgt ein Abstand zwischen dem Schnittpunkt P3 und einem Schnittpunkt P4 der zweiten und dritten virtuellen Linie L2 und L3 (H-h)tanθ. Somit zeigt der Wert δ/(H-h)tanθ (=M) an, wie der gebogene Teil 14 von dem geschlossenen Querschnitt von P3 in der Strecke zwischen P3 und P4 nach innen gedellt wird. Wenn M=0 (δ=0), sind die gebogenen Teile 14 nicht auf den Seitenflächen 13 ausgebildet. Wenn M>0, ist der gebogene Teil 14, der von dem geschlossenen Querschnitt nach innen ragt, an jeder der Seitenflächen 13 vorgesehen. Wenn M=1,0, ist der gebogene Teil 14 an dem Schnittpunkt P4 positioniert, d.h. der Winkel α beträgt 90 Grad. Wenn M≤1,0, beträgt der Winkel α somit 90 Grad oder mehr. Daher ist der Wert M vorzugsweise größer als 0 und nicht größer als 1,0. Die Ungleichung (1) (insbesondere die Ungleichung (2)) wird vorzugsweise erfüllt, um die Biegefestigkeit des Rahmenkörpers 1 verglichen mit dem Fall, da die gebogenen Teile 14 nicht ausgebildet sind, vorteilhaft zu verbessern (siehe 6 und 7). Wenn M=1,0, d.h. der Winkel α in etwa 90 Grad ist, wird insbesondere die Biegefestigkeit des Rahmenkörpers 1 auf ein maximales Maß verbessert (siehe 6 und 7).
Bei dem Querschnitt des Rahmenkörpers 1 ist, vorausgesetzt, dass ein Abstand zwischen der ersten Fläche 11 (einem linearen Teil ausschließlich der Sicke 15) und einem Teil der zweiten Fläche 12 am weitesten weg von der ersten Fläche 11, gemessen entlang der Richtung senkrecht zur ersten Fläche 11, Ha ist (im Wesentlichen gleich dem Abstand H in dieser Ausführungsform) und ein Abstand zwischen dem gebogenen Teil 14 (dem spezifischen gebogenen Teil) und dem Teil der zweiten Fläche 12 am weitesten weg von der ersten Fläche 11, gemessen entlang der Richtung senkrecht zu der ersten Fläche 11, ha ist (im Wesentlichen gleich dem Abstand h in dieser Ausführungsform), die Ungleichung $0,55 \leq ha/Ha \leq 0,90$
vorzugsweise erfüllt.
Bevorzugter ist die Ungleichung $0,60 \leq ha/Ha \leq 0,85$
erfüllt.
Im Einzelnen variiert die Biegefestigkeit des Rahmenkörpers 1 abhängig von der Position des gebogenen Teils 14 entlang der Richtung senkrecht zu der ersten Fläche 11, und die Biegefestigkeit des Rahmenkörpers 1 kann vorteilhaft verbessert werden, wenn die Ungleichung (3) (insbesondere die Ungleichung (4)) erfüllt ist (siehe 8 und 9). Der Grund, warum die Abstände ha und Ha von dem Teil der zweiten Fläche 12 am weitesten weg von der ersten Fläche 11 gemessen werden, ist, dass es als geeignet gesehen wird, den Teil als Bezug zu verwenden, da an dem Teil eine maximale Zugspannung angelegt wird, wenn der Rahmenkörper 1 durch die außen angelegte Last gebogen wird.
Vorausgesetzt, dass ein durch die erste Fläche 11 und den äußeren Teil 13a in dem geschlossenen Querschnitt gebildeter Winkel α in etwa 90 Grad beträgt, ein Abstand zwischen dem Festigkeitsübergangsteil 19 und dem Teil der zweiten Fläche 12 am weitesten weg von der ersten Fläche 11, gemessen entlang der Richtung senkrecht zu der ersten Fläche 11, Aa ist (im Wesentlichen gleich einem Abstand A1 zwischen dem Festigkeitsübergangsteil 19 und dem Ende P2 der Seitenfläche 13 näher an der zweiten Fläche 12, in der vorliegenden Ausführungsform gemessen entlang der Richtung senkrecht zu der ersten Fläche 11 (siehe 4)), ist bei dem Querschnitt des Rahmenkörpers 1 die Ungleichung $0,40 \leq Aa/ha \leq 0,66$
zusätzlich zu der Ungleichung (3) (vorzugsweise der Ungleichung (4)) vorzugsweise erfüllt.
Wenn die Ungleichung (3) (vorzugsweise die Ungleichung (4)) erfüllt ist, kann die Biegefestigkeit des Rahmenkörpers 1 vorteilhaft verbessert werden. Wenn die Position des Festigkeitsübergangsteils 19 ferner bestimmt wird, um 0,40≤Aa/ha≤0,66 zu erfüllen, kann die Biegefestigkeit des Rahmenkörpers 1 weiter verbessert werden.
Wenn der Winkel α in etwa 90 Grad beträgt, kann die Ungleichung $0,40 \leq Aa/ha \leq 0,53$
zusätzlich zu der Ungleichung (3) (vorzugsweise der Ungleichung (4)) erfüllt werden.
In diesem Fall kann der Festigkeitsübergangsteil 19 in der Richtung senkrecht zu der ersten Fläche 11 ohne Weiteres näher an der zweiten Fläche 12 als der Schwerpunkt G positioniert werden und die Biegefestigkeit des Rahmenkörpers 1 kann vorteilhaft verbessert werden.
Um Vorteile des Versehens jeder der Seitenflächen 13 mit dem gebogenen Teil 14 zu prüfen, wurde ein Dreipunkt-Biegetest an Testrahmenkörpern A und B, bei denen jede der Seitenflächen 13 mit dem gebogenen Teil 14 versehen ist, und an einem Testrahmenkörper C, bei dem der gebogene Teil 14 nicht vorgesehen ist, durchgeführt. Bei den Testrahmenkörpern A-C ist jede der Seitenflächen 13 nicht mit dem Festigkeitsübergangsteil 19 versehen.
Der Testrahmenkörper A ist der gleiche wie der in 6 gezeigte Testrahmenkörper, bei dem M=1,00, und weist die an den Seitenflächen 13 gebildeten gebogenen Teile 14 auf, weist aber nicht die an der ersten Fläche 11 gebildete Sicke 15 auf. Der Testrahmenkörper B wird durch Bilden der Sicke 15 an der wesentlichen Mitte der ersten Fläche 11 des Testrahmenkörpers A in der Breitenrichtung der ersten Fläche 11, um sich über die Länge der ersten Fläche 11 in der Längsrichtung des Testrahmenkörpers zu erstrecken, vorgesehen. Die Sicke 15 ragt von dem geschlossenen Querschnitt nach innen. Der Testrahmenkörper C ist der gleiche wie der in 6 gezeigte Testrahmenkörper, bei dem M=0, und weist die gebogenen Teile 14, die an den Seitenflächen 13 ausgebildet sind, nicht auf (siehe die geschlossenen Querschnitte der in 10 gezeigten Testrahmenkörper A-C). Jeder der Testrahmenkörper A-C bildet die B-Säule wie der Rahmenkörper 1 aus, ist aber nicht mit dem Außenblech 2 versehen (dies wird an den anderen später beschriebenen Testrahmenkörpern angebracht).
An jedem der Testrahmenkörper A-C wird ein Eindringkörper in der Form einer zylindrischen Säule, die sich in der Breitenrichtung der ersten Fläche 11 erstreckt, in der Längsrichtung auf einen mittleren Teil der ersten Fläche 11 gepresst, wobei beide Enden der zweiten Fläche 12 fixiert sind, um eine Beziehung zwischen einem Presshub des Eindringkörpers und einer Presslast (einer Biegelast) als außen angelegte Last zu prüfen. 5 zeigt die Ergebnisse.
Man meint, dass das lokale Verbiegen auftritt, wenn die Presslast maximal ist, und die Presslast steigt nicht über den maximalen Wert hinaus. Je größer der maximale Wert der Presslast (Fmax) ist, desto höher ist im Einzelnen die Biegefestigkeit des Testrahmenkörpers. Die Testrahmenkörper A und B, bei denen die gebogenen Teile 14 an den Seitenflächen 13 ausgebildet sind, sind verglichen mit dem Testrahmenkörper C, bei dem die gebogenen Teile 14 nicht ausgebildet sind, von verbesserter Biegefestigkeit. Der Testrahmenkörper B, bei dem die Sicke 15 an der ersten Fläche 11 ausgebildet ist, ist von weiter verbesserter Biegefestigkeit.
Dann wird der Dreipunkt-Biegetest an verschiedenen Testrahmenkörpern mit unterschiedlichen Werten δ (d.h. Wert M) durchgeführt, und eine Verbesserungsrate eines Werts wird durch Dividieren des maximalen Werts der Presslast Fmax durch eine Masse des Rahmenkörpers erhalten (nachstehend als Fmax-Masseneffizienz bezeichnet). Die Verbesserungsrate der Fmax-Masseneffizienz wird bezüglich der Fmax-Masseneffizienz beurteilt, die erhalten wird, wenn die gebogenen Teile 14 nicht auf den Seitenflächen 13 ausgebildet sind (δ=0, d.h. M=0). In diesem Fall ist h/H (im Wesentlichen gleich ha/Ha in dieser Ausführungsform) bei 0,75 festgelegt. Die Positionen von P1 und P2 und der Wert des Winkels θ der ersten virtuellen Linie L1 sind ebenfalls festgelegt. Der Wert δ (der Wert M), der erhalten wird, wenn der gebogene Teil 14 innerhalb der ersten virtuellen Linie L1 relativ zu dem geschlossenen Querschnitt positioniert ist, wird als positiv betrachtet, und der Wert δ, der erhalten wird, wenn die gebogenen Teile 14 außerhalb der ersten virtuellen Linie L1 relativ zu dem geschlossenen Querschnitt positioniert sind, wird als negativ betrachtet. Wenn im Einzelnen der Wert δ (M) negativ ist, werden die gebogenen Teile 14 so gebogen, dass sie von dem geschlossenen Querschnitt nach außen ragen. Wenn der Wert M 1 übersteigt, werden die gebogenen Teile 14 innerhalb der dritten virtuellen Linie L3 relativ zu dem geschlossenen Querschnitt positioniert (der Winkel α ist kleiner als 90 Grad). Die Masse des Testrahmenkörpers variiert nicht signifikant, wenn der Wert δ geändert wird. Die Verbesserungsrate der Fmax-Masseneffizienz ist somit im Wesentlichen die gleiche wie die Verbesserungsrate von Fmax bezüglich des Fmax, das erhalten wird, wenn die gebogenen Teile 14 nicht an den Seitenflächen 13 ausgebildet sind. Die Verbesserungsrate der Fmax-Masseneffizienz wird aber im Hinblick auf Gewichtsreduktion strikt erhalten.
6 und 7 zeigen die Beziehung zwischen dem Wert M und der Verbesserungsrate der Fmax-Masseneffizienz. 6 zeigt auch die Form des geschlossenen Querschnitts, die dem Wert M entspricht.
Wie in 7 gezeigt ist, wird die Fmax-Masseneffizienz verbessert, wenn der Wert M 0 übersteigt (wenn die gebogenen Teile 14 so gebogen werden, dass sie von dem geschlossenen Querschnitt nach innen ragen), und die Fmax-Masseneffizienz wird vorteilhaft verbessert, wenn der Wert M 0,5 bis 1,0 ist, beide Werte eingeschlossen, insbesondere 0,8 bis 1,0, beide Werte eingeschlossen. Wenn insbesondere M=1,0, d.h. der Winkel α in etwa 90 Grad ist, wird die Verbesserungsrate der Fmax-Masseneffizienz maximiert.
Dann wird der Dreipunkt-Biegetest an verschiedenen Testrahmenkörpern mit unterschiedlichen Werten h/H durchgeführt (kann gleich den Werten ha/Ha gesehen werden), um die Verbesserungsrate der Fmax-Masseneffizienz zu erhalten. Die Verbesserungsrate der Fmax-Masseneffizienz wird bezüglich der Fmax-Masseneffizienz beurteilt, die erhalten wird, wenn die gebogenen Teile 14 nicht auf den Seitenflächen 13 ausgebildet sind (h/H=1,0). Der Wert M ist auf 1,00 festgelegt (a=90 Grad). Die Positionen von P1 und P2 und der Wert des Winkels θ der ersten virtuellen Linie L1 sind ebenfalls festgelegt. Der in 8 gezeigte Testrahmenkörper, bei dem h/H=1,00, ist der gleiche wie der in 6 gezeigte Testrahmenkörper, bei dem M=0 (der Testrahmenkörper, bei dem die gebogenen Teile 14 nicht auf den Seitenflächen 13 ausgebildet sind). Man kann sagen, dass der Wert h/H dieses Testrahmenkörpers 0 beträgt. Der in 8 gezeigte Testrahmenkörper, bei dem h/H=0,75, ist der gleiche wie der in 6 gezeigte Testrahmenkörper, bei dem M=1,00.
8 und 9 zeigen die Beziehung zwischen dem Wert h/H und der Verbesserungsrate der Fmax-Masseneffizienz. 8 zeigt auch die Form des geschlossenen Querschnitts, die dem Wert h/H entspricht.
Wie in 9 gezeigt ist, wird die Fmax-Masseneffizienz verbessert, wenn der Wert h/H größer als 0 und kleiner als 1,00 ist, und die Fmax-Masseneffizienz wird vorteilhaft verbessert, wenn der Wert h/H 0,55 bis 0,90, beide Werte eingeschlossen, insbesondere 0,60 bis 0,85, beide Werte eingeschlossen, ist. Im Einzelnen kann die Kraft, die in der Richtung von dem geschlossenen Querschnitt nach außen auf das Ende der Seitenfläche 13 näher an der ersten Fläche 11 oder einen Teil der Seitenfläche 13 nahe dem Ende ausgeübt wird, durch geeignetes Ermitteln der Positionen der gebogenen Teile 14 entlang der Richtung senkrecht zu der ersten Fläche 11 aufgehoben werden.
Anschließend werden die Verbesserungsraten der Fmax-Masseneffizienz der Testrahmenkörper A-C, die bei dem ersten Dreipunkt-Biegetest verwendet werden (die Verbesserungsrate bezüglich der Verbesserungsrate des Testrahmenkörpers C, bei dem die gebogenen Teile 14 nicht auf den Seitenflächen 13 ausgebildet sind), erhalten. 10 zeigt die Ergebnisse. Die Ergebnisse und 5 zeigen die Wirkung des Vorsehens der Sicke 15 an der ersten Fläche 11.
Bei jedem der in den Tests verwendeten Testrahmenkörper ist jede der Seitenflächen 13 nicht mit dem Festigkeitsübergangsteil 19 versehen.
Dann wird an dem Testrahmenkörpern, die jeweils den Festigkeitsübergangsteil 19 umfassen, der in jeder der Seitenflächen 13 ausgebildet ist, der Dreipunkt-Biegetest durchgeführt. Bei diesem Test werden die Testrahmenkörper mit dem geschlossenen Querschnitt der gleichen Form wie die des geschlossenen Querschnitts des Testrahmenkörpers, der zum Prüfen der Beziehung zwischen dem Wert h/H und der Verbesserungsrate der Fmax-Masseneffizienz verwendet wurde, verwendet, und jede der Seitenflächen 13 ist mit dem Festigkeitsübergangsteil 19 versehen. D.h. es werden der Teil 17 geringer Festigkeit und der Teil 18 hoher Festigkeit, die unterschiedliche Dicken aufweisen, vorgesehen. Der Teil 17 geringer Festigkeit hat eine Dicke von 1 mm und der Teil 18 hoher Festigkeit hat eine Dicke von 2 mm. Ein Teil der Verstärkung 4 einschließlich der ersten Fläche 11 hat die gleiche Dicke wie der Teil 18 hoher Festigkeit, und die Flanschteile 4b haben die gleiche Dicke wie der Teil 17 geringer Festigkeit. Die erste Fläche 11 ist mit der Sicke 15 versehen. Mit Ausnahme der vorstehend beschriebenen Merkmale sind die Testrahmenkörper die gleichen wie die Testrahmenkörper, die zum Prüfen der Beziehung zwischen dem Wert h/H und der Verbesserungsrate der Fmax-Masseneffizienz verwendet werden.
Dann wird der Dreipunkt-Biegetest an den Testrahmenkörpern, bei denen die Werte h/H (im Wesentlichen gleich dem Wert ha/Ha) 0,55, 0,75 bzw. 0,90 betragen und die Festigkeitsübergangsteile 19 (der Wert A1/h) an unterschiedlichen Stellen vorgesehen sind, um die Verbesserungsrate der Fmax-Masseneffizienz zu erhalten, durchgeführt. Der Wert A1 ist ein entlang der Richtung senkrecht zu der ersten Fläche 11 gemessener Abstand zwischen dem Festigkeitsübergangsteil 19 und dem Ende P2 der Seitenfläche 13 näher an der zweiten Fläche 12 (siehe 4). Die Verbesserungsrate von Fmax-Masseneffizienz ist eine Verbesserungsrate bezüglich der Fmax-Masseneffizienz, die erhalten wird, wenn die Festigkeitsübergangsteile 19 nicht auf den Seitenflächen 13 ausgebildet sind (A1=0). Jeder Testrahmenkörper hat den gleichen Wert H (Ha), d.h. 76,5 mm.
11 zeigt eine Beziehung zwischen dem Wert A1/h (im Wesentlichen gleich dem Wert Aa/ha) und der Verbesserungsrate der Fmax-Masseneffizienz, wenn h/H 0,55 beträgt. 12 zeigt eine Beziehung zwischen dem Wert A1/h (Aa/ha) und der Verbesserungsrate der Fmax-Masseneffizienz, wenn der Wert h/H 0,75 beträgt. 13 zeigt eine Beziehung zwischen dem Wert A1/h (Aa/ha) und die Verbesserungsrate der Fmax-Masseneffizienz, wenn der Wert h/H 0,90 beträgt. In den Graphen von 11-13 ist der Wert A1/h an einer Strichpunktlinie ein Wert, der der Position des Schwerpunkts des Querschnitts jedes Testrahmenkörpers entspricht. Wenn der Wert A1/h kleiner als der der Position des Schwerpunkts entsprechende Wert ist, befindet sich der Festigkeitsübergangsteil 19 in der Richtung senkrecht zur ersten Fläche 11 näher an der zweiten Fläche 12 als der Schwerpunkt.
Wie in 11 - 13 ersichtlich ist, ist, wenn der Wert A1/h 0,40 oder mehr und 0,53 oder weniger beträgt, der Wert A1/h kleiner als der der Position des Schwerpunkts entsprechende Wert und die Verbesserungsrate der Fmax-Masseneffizienz kann vorteilhaft erhöht werden.
Wenn der Wert A1/h 0,40 oder mehr und 0,66 oder weniger beträgt, kann sich der Festigkeitsübergangsteil 19 in der Richtung senkrecht zur ersten Fläche 11 näher an der ersten Fläche 11 als der Schwerpunkt befinden, die Verbesserungsrate der Fmax-Masseneffizienz kann aber auf einem hohen Niveau gehalten werden.
Wenn der Wert A1/h (Aa/ha) zu klein ist (wenn sich der Festigkeitsübergangsteil 19 der zweiten Fläche 12 zu sehr nähert), verbessert sich die Biegefestigkeit des Testrahmenkörpers, das Gewicht des Testrahmenkörpers nimmt aber zu. Wenn der Wert A1/h (Aa/ha) zu sehr zunimmt (der Festigkeitsübergangsteil 19 näher sich zu sehr dem gebogenen Teil 14), wird das Gewicht des Testrahmenkörpers reduziert, die Biegefestigkeit des Testrahmenkörpers nimmt aber ab. Um das Gewicht des Rahmenkörpers 1 zu reduzieren und die Biegefestigkeit des Rahmenkörpers 1 zu steigern, kann somit die Position des Festigkeitsübergangsteils 19 in einem bevorzugten Bereich liegen und die Ungleichung (5) oder die Ungleichung (6) können erfüllt werden.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist nur ein einzelner gebogener Teil 14 an jeder der Seiten 13 vorgesehen. Es können aber zwei oder mehr gebogene Teile 14 an jeder der Seitenflächen 13 vorgesehen werden. In einem solchen Fall wird ein Teil jeder der Seitenflächen 13 näher an der ersten Fläche 11 als einer der gebogenen Teile 14 am nächsten zu der ersten Fläche 11 als äußerer Teil 13a gesehen. Dann bilden die erste Fläche 11 und der äußere Teil 13a einen Winkel von in etwa 90 Grad oder mehr als 90 Grad in dem geschlossenen Querschnitt, und einer der gebogenen Teile 14 an jeder der Seitenflächen 13 am nächsten zur zweiten Fläche 12 (entsprechend dem spezifischen gebogenen Teil) wird so gebogen, dass er in dem Querschnitt des Rahmenkörpers 1 von dem geschlossenen Querschnitt nach innen ragt. Die anderen gebogenen Teile 14 können von dem geschlossenen Querschnitt nach außen oder innen ragen. Im Einzelnen ist der gebogene Teil 14, der von dem geschlossenen Querschnitt nach außen ragt, zwischen dem Ende der Seitenfläche 13 näher an der ersten Fläche 11 und einem der gebogenen Teile 14 am nächsten zur zweiten Fläche 12 (der spezifische gebogene Teil) vorhanden. Selbst wenn die Kraft in der Richtung von dem geschlossenen Querschnitt nach außen auf das Ende der Seitenfläche 13 näher zur ersten Fläche 11 oder den Abschnitt nahe dem Ende ausgeübt wird und die Kraft in der Richtung von dem geschlossenen Querschnitt nach außen auf den gebogenen Teil 14, der von dem geschlossenen Querschnitt nach außen ragt, ausgeübt wird, können diese Kräfte durch die Kraft aufgehoben werden, die in der Richtung von dem geschlossenen Querschnitt nach innen auf den gebogenen Teil 14 am nächsten zu der zweiten Fläche (den spezifischen gebogenen Teil) ausgeübt wird.
Wenn zwei oder mehr gebogene Teile 14 an jeder der Seitenflächen 13 vorgesehen sind, wie in dem Fall, da der einzelne gebogene Teil 14 vorgesehen ist, umfasst jede der Seitenflächen 13 den Teil 17 geringer Festigkeit näher an der zweiten Fläche 12 und den Teil 18 hoher Festigkeit näher an der ersten Fläche 11, und der Festigkeitsübergangsteil 19, der eine Grenze zwischen dem Teil geringer Festigkeit 17 und dem Teil 18 hoher Festigkeit jeder der Seitenflächen 13 ist, kann sich näher an der zweiten Fläche als der spezifische gebogene Teil befinden.
Der spezifische gebogene Teil befindet sich in der Richtung senkrecht zu der ersten Fläche 11 vorzugsweise näher an der ersten Fläche 11 als der Schwerpunkt G des Querschnitts des Rahmenkörpers 1, und der Festigkeitsübergangsteil 19 befindet sich in der Richtung senkrecht zu der ersten Fläche 11 näher an der zweiten Fläche 12 als der Schwerpunkt G.
Ferner ist die Ungleichung (3) (insbesondere die Ungleichung (4)) bevorzugt erfüllt. In diesem Fall ist ha ein Abstand zwischen dem spezifischen gebogenen Teil und einem Teil der zweiten Fläche 12 am weitesten weg von der ersten Fläche 11, gemessen entlang der Richtung senkrecht zur ersten Fläche 11.
Der Dreipunkt-Biegetest wird an Testrahmenkörpern D-F durchgeführt, bei denen zwei gebogene Teile 14 an jeder der Seitenflächen 13 ausgebildet sind, um die Verbesserungsraten der Fmax-Masseneffizienz der Testrahmenkörper D und E bezüglich der Fmax-Masseneffizienz des Testrahmenkörpers F zu erhalten. Bei den Testrahmenkörpern D-F umfasst jede der Seitenflächen 13 nicht den Festigkeitsübergangsteil 19.
Bei dem Testrahmenkörper D ist der obere gebogene Teil 14 (näher zur ersten Fläche 11) so gebogen, dass er von dem geschlossenen Querschnitt nach innen ragt, und der untere gebogene Teil 14 (näher zur zweiten Fläche) ist ebenfalls so gebogen, dass er von dem geschlossenen Querschnitt nach innen ragt. Bei dem Testrahmenkörper E ist der obere gebogene Teil 14 so gebogen, dass er von dem geschlossenen Querschnitt nach außen ragt, und der untere gebogene Teil 14 ist so gebogen, dass er von dem geschlossenen Querschnitt nach innen ragt. Bei dem Testrahmenkörper F ist der obere gebogene Teil 14 so gebogen, dass er von dem geschlossenen Querschnitt nach innen ragt, und der untere gebogene Teil 14 ist so gebogen, dass er von dem geschlossenen Querschnitt nach außen ragt. Die Formen der Querschnitte der Testrahmenkörper D-F sind mit Ausnahme der Form der Seitenflächen 13 die gleichen wie die Form des Querschnitts des vorstehend beschriebenen Testrahmenkörpers, bei dem der einzelne gebogene Teil 14 ausgebildet ist.
An jedem der oberen und unteren gebogenen Teile 14 der Testrahmenkörper D-F werden die Werte M und h/H in gleicher Weise wie bei dem Fall, da der einzelne gebogene Teil 14 ausgebildet ist, erhalten. In diesem Fall ist die erste virtuelle Linie L1 die gleiche wie die erste virtuelle Linie L1, die in dem Fall erhalten wird, da der einzige gebogene Teil 14 ausgebildet ist. 14 zeigt die Ergebnisse und die Form des geschlossenen Querschnitts (die gebogenen Teile 14 sind durch schwarze Punkte in dem geschlossenen Querschnitt angedeutet). 14 zeigt auch die Verbesserungsrate der Fmax-Masseneffizienz der Testrahmenkörper D und E (bezogen auf die Fmax-Masseneffizienz des Testrahmenkörpers F).
Die Ergebnisse zeigen, dass die Testrahmenkörper D und E, bei denen mindestens der untere gebogene Teil 14 von dem geschlossenen Querschnitt nach innen ragt, die größere Verbesserung der Fmax-Masseneffizienz als der Testrahmenkörper F zeigen, bei dem der untere gebogene Teil 14 von dem geschlossenen Querschnitt nach außen ragt.
Wenn die zwei oder mehr gebogenen Teile 14 an jeder der Seitenflächen 13 vorgesehen werden, wie in dem Fall, da der einzelne gebogene Teil 14 vorgesehen ist, ist ein Teil jeder Seitenfläche 13, der den spezifischen gebogenen Teil umfasst und näher an der ersten Fläche 11 ist, durch Positionieren des Festigkeitsübergangsteils 19 näher an der zweiten Fläche 12 als einer der gebogenen Teile 14 am nächsten zu der zweiten Fläche (der spezifische gebogene Teil) als Teil hoher Festigkeit ausgebildet. Dies kann effektiv das Auftreten des lokalen Verbiegens reduzieren, und das Gewicht des Teils jeder Seitenfläche 13 näher an der zweiten Fläche 12 kann reduziert werden.
Bei der vorstehend beschriebenen beispielhaften Rahmenstrukturen umfasst jede der zwei Seitenflächen 13 den Teil 17 geringer Festigkeit und den Teil 18 hoher Festigkeit (umfasst den Festigkeitsübergangsteil 19). Erfindungsgemäß ist jedoch vorgesehen, dass nur eine der Seitenflächen (eine der Seitenflächen 13, die besonders der Festigkeit bedarf) den Festigkeitsübergangsteil 19 umfasst und die andere Seitenfläche 13 den Festigkeitsübergangsteil 19 nicht umfasst. In diesem Fall ist zur Gewichtsreduktion der gesamte Teil der anderen Seitenfläche 13 vorzugsweise in gleicher Weise wie der Teil 17 geringer Festigkeit der einen der Seitenflächen 13 als Teil 17 geringer Festigkeit ausgebildet (die Dicke der anderen Seitenfläche 13 ist zum Beispiel gleich der Dicke des Teils 17 geringer Festigkeit der einen der Seitenflächen 13).
Wie in 15 und 16 gezeigt ist, sind die Türbefestigungswinkel 31 zum Befestigen einer Hintertür, die nicht gezeigt ist, an der ersten Fläche 11 einer B-Säule 30 (dem Rahmenkörper), die von dem Fahrzeug nach außen weist, durch das Außenblech 2 angebracht. Einer der Türbefestigungswinkel 31 befindet sich in der vertikalen Richtung etwas unter einer Mitte der B-Säule 30 und der andere Türbefestigungswinkel 31 befindet sich in der vertikalen Richtung an einem unteren Teil der B-Säule 30. Jeder der Türbefestigungswinkel 31 umfasst einen Basisteil 31a und Vorsprünge 31b, die in einer Breitenrichtung des Fahrzeugs von oberen und unteren Enden des Basisteils 31 nach außen ragen. Der Basisteil 31a ist durch das Außenblech 2 mit Schrauben und Muttern, die nicht gezeigt sind, an der ersten Fläche 11 befestigt. Ein Teil der ersten Fläche 11 in der vertikalen Richtung steht dort, wo die Türbefestigungswinkel 31 angebracht sind, mit dem Außenblech 2 in Kontakt (siehe 16).
Ein hinteres Ende des Basisteils 31a befindet sich in einer Längsrichtung des Fahrzeugs nahe der Seitenfläche 13, die sich in der Längsrichtung des Fahrzeugs hinten befindet (in 15 und 16 die rechte Seitenfläche). Jeder der Vorsprünge 31b erstreckt sich in der Breitenrichtung des Fahrzeugs nahe der hinteren Seitenfläche 13. In dem in 15 und 16 gezeigten Beispiel erstreckt sich ein Ende jedes Vorsprungs 31b näher an dem Basisteil 31a in der Längsrichtung des Fahrzeugs nach vorne, um mit einem hinteren Teil und einem vorderen Teil des oberen oder unteren Endes des Basisteils 31a verbunden zu werden. Das Ende jedes Vorsprungs 31b kann mindestens mit dem hinteren Teil des oberen oder unteren Endes des Basisteils 31a verbunden werden.
Ein zwischen den zwei Vorsprüngen 31b angeordnetes sich drehendes Element 32 ist an vorderen Enden der zwei Vorsprünge 31b um eine Welle 33, die sich in der vertikalen Richtung erstreckt, drehbar befestigt. Das sich drehende Element 32 ist an der hinteren Tür befestigt, wodurch die hintere Tür durch die Türbefestigungswinkel 31 an der B-Säule 30 drehbar um die Welle 33 befestigt wird.
Eine der Seitenflächen 13, die sich in der Längsrichtung des Fahrzeugs hinten befindet, umfasst den Festigkeitsübergangsteil 19, und die andere Seitenfläche 13, die sich in der Längsrichtung des Fahrzeugs vorne befindet, umfasst den Festigkeitsübergangsteil 19 nicht. D.h. die hintere Seitenfläche 13 umfasst den Teil 17 geringer Festigkeit näher an der zweiten Fläche 12 und den Teil 18 hoher Festigkeit näher an der ersten Fläche 11 und der Teil 18 hoher Festigkeit ist dicker als der Teil 17 geringer Festigkeit. Ein Teil der Verstärkung 4 einschließlich der ersten Fläche 11 und der vorderen Seitenfläche 13 weist die gleiche Dicke wie der Teil 17 geringer Festigkeit der hinteren Seitenfläche 13 auf.
Wenn bei dieser Konfiguration die außen angelegte Last durch die Hintertür und die Türbefestigungswinkel zu der B-Säule 30 eingeleitet wird, werden die Vorsprünge 31b der Türbefestigungswinkel 31 in der Längsrichtung des Fahrzeugs um deren Enden näher an dem Basisteil 31a nach hinten gebogen. Zu diesem Zeitpunkt wird die außen angelegte Kraft zu dem Teil der ersten Fläche 11 eingeleitet, der sich in der Längsrichtung des Fahrzeugs hinten befindet. Somit kann an der einen der zwei Seitenflächen 13, die sich in der Längsrichtung des Fahrzeugs hinten befindet, das lokale Verbiegen leicht auftreten. Daher kann die Festigkeit eines Teils der Seitenfläche 13, der sich in der Längsrichtung des Fahrzeugs hinten befindet und der näher zu der ersten Fläche 11 ist und den spezifischen gebogenen Teil umfasst, erhöht werden. Da der spezifische gebogene Teil an der Seitenfläche 13 vorgesehen ist, die sich in der Längsrichtung des Fahrzeugs vorne befindet, kann die Kraft in der Auswärtsrichtung des geschlossenen Querschnitts allein durch den spezifischen gebogenen Teil aufgehoben werden und das Auftreten des lokalen Verbiegens kann ausreichend reduziert werden. Dadurch kann das Gewicht der B-Säule 30 weiter verringert werden.
Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt und kann innerhalb des Schutzumfangs der Ansprüche abgewandelt werden.
Zum Beispiel kann die Fahrzeugrahmenstruktur der vorliegenden Offenbarung, die bei dem Innenblech 3 und der Verstärkung 4 der vorstehend beschriebenen Ausführungsform angebracht ist, an dem Außenblech 2 und dem Innenblech 3 angebracht werden. In diesem Fall können die erste Fläche 11 und die Seitenflächen 13 aus dem Körper 2a des Außenblechs 2 gebildet sein und auf die Verstärkung 4 kann verzichtet werden.
Die Fahrzeugrahmenstruktur der vorliegenden Offenbarung kann an anderen Teilen als der B-Säule angebracht werden, z.B. einer Stoßstangenverstärkung, einem vorderseitigen Rahmen (insbesondere einem Auftrittteil), einem Seitenschweller, der sich in der Längsrichtung des Fahrzeugs an jeder Seite eines Bodenblechs in der Breitenrichtung des Fahrzeugs erstreckt, einem Dachholm, der sich in der Längsrichtung des Fahrzeugs an jeder Seite eines Dachblechs in der Breitenrichtung des Fahrzeugs erstreckt, einem Dachquerträger, der an dem Dachholm so vorgesehen ist, dass er sich in der Breitenrichtung des Fahrzeugs erstreckt, einer A-Säule, einem hinterseitigen Rahmen, einem Bodenquerträger, der an dem Bodenblech so vorgesehen ist, dass er sich in der Breitenrichtung des Fahrzeugs erstreckt, etc.
Die vorstehend beschriebene Ausführungsform ist lediglich veranschaulichend und sollte nicht als Beschränkung des Schutzumfangs der vorliegenden Offenbarung ausgelegt werden. Der Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung ist durch die beigefügten Ansprüche festgelegt, und alle Änderungen, die in den Sinngehalt und Äquivalenzbereich der Ansprüche fallen, sollen in dem Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung aufgenommen sein.
GEWERGBLICHE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Offenbarung ist für eine Fahrzeugrahmenstruktur mit einem Rahmenkörper, der eine Fahrzeugkarosserie bildet, brauchbar, insbesondere für eine Fahrzeugrahmenstruktur mit einem Rahmenkörper, der eine B-Säule der Fahrzeugkarosserie bildet.
Bezugszeichenliste

1: Rahmenkörper
2: Außenblech
3: Innenblech
4: Verstärkung
11: Erste Fläche
12: Zweite Fläche
13: Seitenfläche
14: Gebogener Teil (spezifischer gebogener Teil)
17: Teil geringer Festigkeit
18: Teil hoher Festigkeit
19: Festigkeitsübergangsteil
30: B-Säule
31: Türbefestigungswinkel
31a: Basisteil
31b: Vorsprung

Claims

Fahrzeugrahmenstruktur, umfassend: einen Rahmenkörper (1), der eine Fahrzeugkarosserie bildet, wobei der Rahmenkörper eine erste Fläche (11), die von der Fahrzeugkarosserie nach außen weist, eine zweite Fläche (12), die innerhalb der ersten Fläche so positioniert ist, dass sie der ersten Fläche gegenüberliegt, und breiter als die erste Fläche ist, und zwei Seitenflächen (13) umfasst, welche die erste Fläche (11) und die zweite Fläche (12)verbinden, um zusammen mit der ersten Fläche und der zweiten Fläche einen geschlossenen Querschnitt zu bilden, jede der Seitenflächen (13) einen einzelnen gebogenen Teil (14) oder zwei oder mehr gebogene Teile aufweist, die erste Fläche (11) und ein äußerer Teil der Seitenfläche (13), der näher an der ersten Fläche als der einzelne gebogene Teil (14) positioniert ist oder näher an der ersten Fläche als einer der gebogenen Teile am nächsten zu der ersten Fläche positioniert ist, in dem Querschnitt des Rahmenkörpers einen Winkel von etwa 90 Grad oder über 90 Grad in dem geschlossenen Querschnitt bilden, ein spezifischer gebogener Teil (14), der der einzelne gebogene Teil ist, oder einer der gebogenen Teile am nächsten zu der zweiten Fläche (12) so gebogen ist, dass er von dem geschlossenen Querschnitt nach innen ragt, mindestens eine der Seitenflächen (13) einen Teil geringer Festigkeit (17) näher an der zweiten Fläche (12) und einen Teil hoher Festigkeit (18) näher an der ersten Fläche (11) umfasst, sich ein Festigkeitsübergangsteil (19) als Grenze zwischen dem Teil geringer Festigkeit (17) und dem Teil hoher Festigkeit (18) der mindestens einen der Seitenflächen näher an der zweiten Fläche (12) als der spezifische gebogene Teil (14) befindet, der Rahmenkörper (1) eine B-Säule der Fahrzeugkarosserie bildet, ein Türbefestigungswinkel (31) an der ersten Fläche (11) des Rahmenkörpers von der Fahrzeugkarosserie nach außen weisend befestigt ist, der Türbefestigungswinkel (31) einen Basisteil (31a), der an der ersten Fläche (11) des Rahmenkörpers von der Fahrzeugkarosserie nach außen weisend befestigt und fixiert ist, und einen Vorsprung (31b), der von dem Basisteil in einer Breitenrichtung des Fahrzeugs nach außen ragt, umfasst und ein Ende aufweist, an dem eine Tür befestigt ist, sich der Vorsprung (31b) in der Nähe jener Seitenfläche (13)t, die sich in einer Längsrichtung des Fahrzeugs hinten befindet, in der Breitenrichtung des Fahrzeugs erstreckt, und nur jene Seitenfläche (13) der Fahrzeugkarosserie, die sich in der Längsrichtung des Fahrzeugs hinten befindet, den Teil geringer Festigkeit (17) und den Teil hoher Festigkeit (18) umfasst.
Fahrzeugrahmenstruktur nach Anspruch 1, wobei sich der spezifische gebogene Teil (14) in einer Richtung senkrecht zu der ersten Fläche (11) näher an der ersten Fläche als ein Schwerpunkt des Querschnitts des Rahmenkörpers befindet und sich der Festigkeitsübergangsteil (19) in der Richtung senkrecht zu der ersten Fläche näher an der zweiten Fläche als der Schwerpunkt befindet.
Fahrzeugrahmenstruktur nach Anspruch 2, wobei jede der Seitenflächen (13) den einzelnen gebogenen Teil (14) aufweist, die erste Fläche (11) und der äußere Teil in dem Querschnitt des Rahmenkörpers einen Winkel von etwa 90 Grad innerhalb des geschlossenen Querschnitts bilden und, vorausgesetzt, dass ein entlang der Richtung senkrecht zu der ersten Fläche (11) gemessener Abstand zwischen der ersten Fläche (11) und einem Teil der zweiten Fläche (12) am weitesten weg von der ersten Fläche (11) Ha ist, ein entlang der Richtung senkrecht zu der ersten Fläche (11) gemessener Abstand zwischen dem spezifischen gebogenen Teil (14) und dem Teil der zweiten Fläche (12) am weitesten weg von der ersten Fläche ha ist und ein entlang der Richtung senkrecht zu der ersten Fläche (11) gemessener Abstand zwischen dem Festigkeitsübergangsteil (19) und dem Teil der zweiten Fläche (12) am weitesten weg von der ersten Fläche in dem Querschnitt des Rahmenkörpers Aa ist, 0,55≤ha/Ha≤0,90 und 0,40≤Aa/ha≤0,53 erfüllt sind.
Fahrzeugrahmenstruktur nach Anspruch 1, wobei jede der Seitenflächen (13) den einzelnen gebogenen Teil (14) aufweist, die erste Fläche (11) und der äußere Teil in dem Querschnitt des Rahmenkörpers einen Winkel von etwa 90 Grad innerhalb des geschlossenen Querschnitts bilden und, vorausgesetzt, dass ein entlang einer Richtung senkrecht zu der ersten Fläche (11) gemessener Abstand zwischen der ersten Fläche (11) und einem Teil der zweiten Fläche (12) am weitesten weg von der ersten Fläche Ha ist, ein entlang der Richtung senkrecht zu der ersten Fläche (11) gemessener Abstand zwischen dem spezifischen gebogenen Teil (14) und dem Teil der zweiten Fläche (12) am weitesten weg von der ersten Fläche ha ist und ein entlang der Richtung senkrecht zu der ersten Fläche (11) gemessener Abstand zwischen dem Festigkeitsübergangsteil (19) und dem Teil der zweiten Fläche (12) am weitesten weg von der ersten Fläche in dem Querschnitt des Rahmenkörpers Aa ist, 0,55≤ha/Ha≤0,90 und 0,40≤Aa/ha≤0,66 erfüllt sind.