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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugkarosseriestruktur für ein Fahrzeug, die ein oder mehrere Fahrzeugkarosseriekomponenten umfasst, die einen Abschnitt geschlossenen Querschnitts bilden.
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Stand der Technik
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Bei Fahrzeugen wie Kraftfahrzeugen bedarf es einem Steigern der Steifigkeit einer Fahrzeugkarosserie, um Fahrkomfort und Sicherheit zu verbessern. Patentschrift 1 schlägt zum Beispiel das Anordnen eines Verstärkungskörpers in einem Abschnitt geschlossenen Querschnitts, der durch Fahrzeugkarosseriekomponenten gebildet wird, vor. Das ausreichende Unterbinden einer Übermittlung von Schwingungen, die in jedem Teil eines Fahrzeugs erzeugt werden, während der Fahrt auf einen Fahrzeuginnenraum und das ausreichende Verbessern des Fahrkomforts abhängig von z. B. einer Position, an der ein Verstärkungskörper angeordnet ist, kann jedoch schwierig sein wenn ein Verstärkungskörper einfach zum Steigern der Steifigkeit einer Fahrzeugkarosserie vorgesehen ist.
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Bezüglich des vorstehend erwähnten Problems haben die Erfinder eine Struktur, wie in Patentschrift 2 offenbart, erfunden, bei der ein Verstärkungskörper in einem Abschnitt geschlossenen Querschnitts, der durch Fahrzeugkarosseriekomponenten gebildet ist, angeordnet ist und ein Fügeabschnitt des mit den Fahrzeugkarosseriekomponenten zusammenzufügenden Verstärkungskörpers durch einen Hartverbindungsabschnitt, der in einem anliegenden Zustand mit den Fahrzeugkarosseriekomponenten zu verbinden ist, und einen Weichverbindungsabschnitt, der mittels eines Schwingungsdämpfungselements mit den Fahrzeugkarosseriekomponenten zu verbinden ist, gebildet ist. Gemäß der vorstehend erwähnten Konfiguration ist ein Steigern der Steifigkeit einer Fahrzeugkarosserie und Absorbieren der Schwingungen der Fahrzeugkarosserie durch das Schwingungsdämpfungselement zum Unterbinden einer Übermittlung von Schwingungen zu einem Fahrzeuginnenraum und zum Verbessern von Fahrkomfort möglich.
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Liste der Anführungen
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Patentschrift
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- Patentschrift 1: Geprüfte japanische Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 2000-085634
- Patentschrift 2: Ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 2013-49376
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Die Erfinder haben ferner die in Patentschrift 2 offenbarte Struktur untersucht, insbesondere eine Struktur, bei der ein Fügeabschnitt zwischen dem Verstärkungskörper und Fahrzeugkarosseriekomponenten durch einen Hartverbindungsabschnitt, der in einem anliegenden Zustand mit dem Verstärkungskörper und mit den Fahrzeugkarosseriekomponenten verbunden ist, und einen Weichverbindungsabschnitt, der mit dem Verstärkungskörper und mit den Fahrzeugkarosseriekomponenten mittels eines Schwingungsdämpfungselements verbunden ist, gebildet ist. Infolge einer weiteren Untersuchung haben die Erfinder festgestellt, dass es zwar möglich ist, Schwingungen einer Fahrzeugkarosserie durch die vorstehend erwähnte Struktur zu dämpfen, die Schwingungsdämpfungswirkung aber abhängig von der Form des Schwingungsdämpfungselements oder eines ähnlichen Faktors variieren kann und es schwierig sein kann, Schwingungen abhängig von der Form des Schwingungsdämpfungselements oder eines ähnlichen Faktors effektiv zu dämpfen.
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Im Hinblick auf das Vorstehende besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Fahrzeugkarosseriestruktur für ein Fahrzeug vorzusehen, welche das zuverlässige und effektive Dämpfen von Schwingungen einer Fahrzeugkarosserie ermöglicht.
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Lösung des Problems
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Zum Lösen des vorstehend erwähnten Problems sieht die vorliegende Erfindung eine Fahrzeugkarosseriestruktur für ein Fahrzeug vor, welche ein oder mehrere Fahrzeugkarosseriekomponenten umfasst, die einen Abschnitt geschlossenen Querschnitts bilden. Die Fahrzeugkarosseriestruktur ist mit einem Verstärkungskörper versehen, der in dem Abschnitt geschlossenen Querschnitts angeordnet ist. Der Verstärkungskörper umfasst einen Fügeabschnitt, der mit der Fahrzeugkarosseriekomponente zusammenzufügen ist. Der Fügeabschnitt umfasst einen Hartverbindungsabschnitt, der in einem anliegenden Zustand mit der Fahrzeugkarosseriekomponente verbunden ist, und einen Weichverbindungsabschnitt, der mittels eines Schwingungsdämpfungselements mit der Fahrzeugkarosseriekomponente verbunden ist. Das Schwingungsdämpfungselement ist so ausgebildet, dass eine Speicher-Schersteifigkeit KB' desselben die Anforderung: 800 N/mm < KB' < 57500 N/mm erfüllt.
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Erfindungsgemäß ist es möglich, Schwingungen einer Fahrzeugkarosserie zuverlässig und effektiv zu dämpfen.
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Kurzbeschreibung von Zeichnungen
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1 ist eine Darstellung, die ein Beispiel einer Rahmenstruktur eines vorderen Abschnitts eines Fahrzeuginnenraums eines Fahrzeugs verdeutlicht, woran eine Fahrzeugkarosseriestruktur für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung angebracht ist;
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2 ist eine Darstellung, die eine Struktur eines Seitenschwellerelements veranschaulicht, in dem eine Trennwand angeordnet ist;
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3 ist eine schematische Darstellung der in 2 gezeigten Trennwand;
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4 ist eine Darstellung, die ein Modell eines Rahmens veranschaulicht;
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5 ist eine schematische Darstellung eines Schwingungsdämpferelements;
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6 ist eine Darstellung, die eine Beziehung zwischen einer Speicher-Schersteifigkeit eines Schwingungsdämpfungselements und einer Schwingungsdämpfungswirkung verdeutlicht; und
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7 ist eine Darstellung, die eine Beziehung zwischen einer Speicher-Schersteifigkeit eines Schwingungsdämpfungselements und einem Schwingungsdämpfungsbetrag verdeutlicht.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Beruhend auf den Zeichnungen wird im Folgenden eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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1 ist eine Darstellung, die ein Beispiel einer Rahmenstruktur eines vorderen Abschnitts eines Fahrzeuginnenraums eines Fahrzeugs verdeutlicht, woran eine Fahrzeugkarosseriestruktur für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung angebracht ist. Wie in 1 gezeigt sind in einem Fahrzeug 1 mehrere Rahmen, etwa Seitenschwellerelemente 2, Querrahmen Nr. 2 (Querelemente) 4 und Bodenrahmen 6 angeordnet. Viele dieser Rahmen weisen eine solche Struktur auf, dass ein Abschnitt geschlossenen Querschnitts, der durch eine oder mehrere Fahrzeugkarosseriekomponenten dargestellt ist, darin ausgebildet ist. Wie in 2 gezeigt ist das Seitenschwellerelement 2 zum Beispiel durch ein Seitenschweller-Innenelement (eine Fahrzeugkarosseriekomponente) 2a, die einen inneren Abschnitt einer Fahrzeugkarosserie darstellt, ein Seitenschweller-Außenelement (eine Fahrzeugkarosseriekomponente) 2b, die einen äußeren Abschnitt der Fahrzeugkarosserie darstellt, und ein Seitenschweller-Verstärkungselement (eine Fahrzeugkarosseriekomponente) 2c, die zwischen dem Seitenschweller-Innenelement 2a und dem Seitenschweller-Außenelement 2b angeordnet ist, gebildet. Abschnitte geschlossenen Querschnitts 2d und 2e sind durch das Seitenschweller-Innenelement 2a, das Seitenschweller-Außenelement 2b und das Seitenschweller-Verstärkungselement 2c in dem Seitenschwellerelement 2 ausgebildet.
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Wie in der nicht geprüften
japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2013-49376 offenbart haben die Erfinder als Struktur, die eine Übermittlung von Schwingungen einer Fahrzeugkarosserie auf einen Fahrzeuginnenraum durch Absorbieren von Schwingungen der Fahrzeugkarosserie unterbinden kann, während sie die Steifigkeit der Fahrzeugkarosserie steigert, die folgende Struktur erfunden. Bei der Struktur ist eine Trennwand (ein Verstärkungskörper) in einem Abschnitt geschlossenen Querschnitts, der durch Fahrzeugkarosseriekomponenten gebildet ist, angeordnet und ein Fügeabschnitt der Trennwand, der mit den Fahrzeugkarosseriekomponenten zusammenzufügen ist, ist durch einen Hartverbindungsabschnitt, der in einem anliegenden Zustand mit den Fahrzeugkarosseriekomponenten zu verbinden ist, und einen Weichverbindungsabschnitt, der mittels eines Schwingungsdämpfungselements mit den Fahrzeugkarosseriekomponenten zu verbinden ist, gebildet.
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In dem in 2 gezeigten Beispiel ist zum Beispiel eine Trennwand (ein Verstärkungskörper) 10 in dem im Wesentlichen rechteckigen Abschnitt geschlossenen Querschnitts 2d angeordnet, der durch das Seitenschweller-Innenelement 2a und das Seitenschweller-Verstärkungselement 2c ausgebildet ist. Ein Teil eines Abschnitts (ein Fügeabschnitt) der Trennwand 10, der mit der Innenfläche des Seitenschweller-Innenelements 2a und der Innenfläche des Seitenschweller-Verstärkungselements 2c zusammenzufügen ist, ist durch Schweißen mit den Innenflächen verbunden. Ferner ist der andere Teil des Fügeabschnitts mittels eines Schwingungsdämpfungselements mit den Innenflächen verbunden. 3 ist eine schematische Konfigurationsdarstellung der Trennwand 10. Wie in 3 und 2 gezeigt ist die Trennwand 10 durch einen im Wesentlichen fünfeckigen Trennabschnitt 11, der sich in der Querschnittsrichtung des Abschnitts geschlossenen Querschnitts 2d so erstreckt, dass er mindestens einen Teil des Abschnitts geschlossenen Querschnitts 2d bedeckt, und vier Flanschabschnitte 12 (12a bis 12d), die von vier Seiten des Trennabschnitts 11 jeweils in einer Richtung im Wesentlichen orthogonal zum Trennabschnitt 11 vorstehen und die jeweils eine zu den Innenflächen des Seitenschweller-Innenelements 2a und des Seitenschweller-Verstärkungselements 2c weisende Fläche umfassen, ausgebildet. Ferner sind der Flanschabschnitt 12a als einer der Flanschabschnitte 12 und die Innenfläche (in dem in 2 gezeigten Beispiel die Innenfläche des Seitenschweller-Innenelements 2a) mittels des Schwingungsdämpfungselements 20 durch das Schwingungsdämpfungselement 20 miteinander verbunden. Die Flanschabschnitte 12b bis 12d als verbleibende Flanschabschnitte und die Innenfläche sind dagegen durch Punktschweißen in einem anliegenden Zustand miteinander verbunden. In 2 sind durch das Symbol X gekennzeichnete Abschnitte punktgeschweißte Abschnitte.
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Gemäß der vorstehend erwähnten Konfiguration sind eine Trennwand und Fahrzeugkarosseriekomponenten (etwa ein Seitenschweller-Innenelement und ein Seitenschweller-Verstärkungselement) durch Hartverbindungsabschnitte (punktgeschweißte Abschnitte) fest miteinander verbunden. Dies macht das Steigern der Steifigkeit einer Fahrzeugkarosserie als Ganzes und das Dämpfen von Schwingungen der Fahrzeugkarosseriekomponenten durch ein Schwingungsdämpfungselement an einem Weichverbindungsabschnitt möglich. Dies ist beim Unterbinden der Übermittlung von Schwingungen auf einen oder mehrere Insassen in einem Fahrzeuginnenraum vorteilhaft.
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Infolge einer weiteren Untersuchung der vorstehend erwähnten Struktur haben die Erfinder indessen festgestellt, dass es schwierig sein kann, bei der vorstehend erwähnten Struktur abhängig von der Form eines Schwingungsdämpfungselements oder eines ähnlichen Faktors eine Schwingungsdämpfungwirkung zu erzielen. Im Einzelnen haben die Erfinder das Folgende festgestellt. Ein Verlustfaktor eines Schwingungsdämpfungselements variiert abhängig von dessen Speicher-Elastizitätsmodul. Daher ist es in gewissem Maße bekannt, dass eine Schwingungsdämpfungswirkung entsprechend einem Speicher-Elastizitätsmodul des Schwingungsdämpfungselements variiert. Die Schwingungsdämpfungswirkung variiert aber unabhängig davon, dass die physikalischen Eigenschaften des Schwingungsdämpfungselements unverändert bleiben, wenn sich die Form eines Schwingungsdämpfungselements ändert.
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Zu beachten ist, dass ein Verlustfaktor ein Index ist, der dynamische Eigenschaften eines viskoelastischen Materials (eines Materials mit einer Viskosität, die eine solche Eigenschaft ist, dass bezüglich einer Verformungsrate eine Kraft erzeugt wird, und mit einer Elastizität, die eine solche Eigenschaft ist, dass bezüglich einer Größenordnung der Verformung eine Kraft erzeugt wird) angibt und ein durch (Verlustelastizitätsmodul)/(Speicher-Elastizitätsmodul) ausgedrückter Wert ist. Ferner wird ein Speicher-Elastizitätsmodul aus einer elastischen Eigenschaft eines viskoelastischen Materials erhalten und ist ein Wert ausgedrückt durch (Spannung bei maximaler Dehnung)/(maximale Dehnung) in einem Spannungs-Dehnungs-Diagramm bei Ausüben einer sinusförmigen Verformung an dem viskoelastischen Material. Dagegen wird ein Verlustelastizitätsmodul aus einer viskösen Eigenschafte eines viskoelastischen Materials erhalten und ist ein Wert ausgedrückt durch (Spannung bei null Dehnung)/(maximale Dehnung) in einem Spannungs-Dehnungs-Diagramm bei Ausüben einer sinusförmigen Verformung an dem viskoelastischen Material.
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Bezüglich dieses Punkts haben die Erfinder eine Beziehung zwischen einer physikalischen Eigenschaft, d. h. eines Speicher-Elastizitätsmoduls eines Schwingungsdämpfungselements, einer Form des Schwingungsdämpfungselements und einer Schwingungsdämpfungwirkung durch Ändern des Speicher-Elastizitätsmoduls und der Form des Schwingungsdämpfungselements geprüft.
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Im Einzelnen wurde die vorstehend erwähnte Struktur modelliert. Dann wurden Schwingungsdämpfungsbeträge von Rahmen mit unterschiedlichen Formen beim Ändern der physikalischen Eigenschaft und der Form eines Schwingungsdämpfungselements durch Simulation untersucht.
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In diesem Beispiel wurde ein in 4 gezeigtes Modell gebildet. Im Einzelnen ist ein Rahmen 50 durch eine erste Fahrzeugkarosseriekomponente 51 und eine zweite Fahrzeugkarosseriekomponente 52 gebildet, die sich jeweils in einer vorbestimmten Richtung erstrecken. Die erste Fahrzeugkarosseriekomponente 51 weist eine flache plattenartige Form auf. Die zweite Fahrzeugkarosseriekomponente 52 weist im Schnitt eine Hutform auf und ist hin zur ersten Fahrzeugkarosseriekomponente 51 geöffnet. Ein im Wesentlichen rechteckiger Abschnitt von geschlossenem Querschnitt 50a ist durch die Fahrzeugkarosseriekomponenten 51 und 52 in dem Rahmen 50 ausgebildet. In diesem Beispiel sind ferner zwei Trennwände 60 und 60 an Positionen weg voneinander in der Längsrichtung der Fahrzeugkarosseriekomponente 51 (52) in dem Rahmen 50 angeordnet. Jede der Trennwände 60 ist durch einen im Wesentlichen rechteckigen Trennabschnitt 61 und vier Flanschabschnitte 62 (62a bis 62d), die jeweils vertikal von einer jeweiligen entsprechenden Seite des Trennabschnitts 61 vorspringen, ausgebildet und erstreckt sich entlang der Innenfläche des Rahmens 50. Ferner ist ein Schwingungsdämpfungselement 70 durch Beschichten einer Oberfläche eines (des ersten Flanschabschnitts 62a) der Flanschabschnitte, die der Innenfläche der ersten Fahrzeugkarosseriekomponente 51 zugewandt ist, ausgebildet. Somit sind der erste Flanschabschnitt 62a und die erste Fahrzeugkarosseriekomponente 51 welch miteinander verbunden. Die Flanschabschnitte 62b bis 62d als verbleibende Flanschabschnitte und die Innenfläche der zweiten Fahrzeugkarosseriekomponente 52 sind durch Punktschweißen an einem mittleren Abschnitt SW jedes der Flanschabschnitte 62b bis 62d miteinander verbunden.
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Bei dem wie vorstehend beschrieben ausgebildeten Modell wurde unter der Annahme, dass ein vorbestimmter Eckabschnitt eines Abschnitts geschlossenen Querschnitts des Rahmens 50 ein Anregungspunkt P1 ist und ein vorbestimmter Eckabschnitt eines Abschnitts geschlossenen Querschnitts des Rahmens 50 an der Seite gegenüber dem Anregungspunkt P1 bezüglich der Trennwand 60 in der Längsrichtung des Rahmens 50 ein Reaktionspunkt P2 ist, eine Inertanz (Größenordnung der Beschleunigungsamplitude pro Kraftanregungseinheit) an dem Reaktionspunkt P2, die bei Anlegen von Schwingung einer vorbestimmten Frequenz an dem Anregungspunkt P1 zu erhalten ist, durch Ändern der physikalischen Eigenschaft des Schwingungsdämpfungselements, der Form des Schwingungsdämpfungselements und der Form des Rahmens simulativ erhalten. In diesem Beispiel wurde eine Simulation durch Anlegen von Schwingung, deren Frequenz 30 Hz betrug, was der an einem Grundgerüst der Fahrzeugkarosserie angelegten Schwingung ähnelte, durchgeführt. Als Temperaturbedingung wurden ferner 20°C vorgegeben. Bezüglich der Form des Schwingungsdämpfungselements 70 wurden ferner die Dicke Tb des Schwingungsdämpfungselements 70 (eine Entfernung zwischen dem ersten Flanschabschnitt 62a und der ersten Fahrzeugkarosseriekomponente 51, siehe 5) und die longitudinale Länge L1 und die querlaufende Länge L2 (siehe 5) einer beschichteten Fläche 71 des Schwingungsdämpfungselements 70 (einer Fläche in Kontakt mit der ersten Fahrzeugkarosseriekomponente 51) einzeln geändert.
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Infolge einer eingehenden Analyse des vorstehend erwähnten Simulation haben die Erfinder festgestellt, dass es bei Betrachten der physikalischen Eigenschaft des Schwingungsdämpfungselements und der Form des Schwingungsdämpfungselements hinsichtlich eines Parameters, d. h einer Speicher-Schersteifigkeit des Schwingungsdämpfungselements, möglich ist, eine Änderung der Schwingungsdämpfungswirkung hinsichtlich der Speicher-Schersteifigkeit auszudrücken, mit anderen Worten eine hohe Korrelation zwischen einer Speicher-Schersteifigkeit eines Schwingungsdämpfungselements und einer Schwingungsdämpfungswirkung besteht. Ferner haben die Erfinder festgestellt, dass diese Beziehung unabhängig von der Form eines Rahmens in etwa gleichbleibend ist.
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6 ist ein Graph, bei dem eine horizontale Achse eine Speicher-Schersteifigkeit KB' eines Schwingungsdämpfungselements angibt und die vertikale Achse eine Schwingungsdämpfungswirkung angibt. In diesem Beispiel ist die Speicher-Schersteifigkeit KB' von einer elastischen Eigenschaft eines viskoelastischen Materials abgeleitet und drückt eine gesamte elastische Eigenschaft des viskoelastischen Materials, die die physikalische Eigenschaft und dessen Form umfasst, aus. Die Speicher-Schersteifigkeit KB' ist in einem Last-Verlagerungs-Diagramm bei Ausüben einer sinusförmigen Verformung an einem viskoelastischen Material ein Wert ausgedrückt durch (Last bei maximaler Verlagerung)/(maximale Verlagerung). Die Speicher-Schersteifigkeit KB' ändert sich abhängig von unterschiedlichen Parametern wie etwa eines Speicher-Schersteifigkeitsmoduls G' eines Schwingungsdämpfungselements, der Dicke Tb und der longitudinalen Länge L1 und der querlaufenden Länge L2 einer beschichteten Fläche des Schwingungsdämpfungselements. Die Erfinder haben festgestellt, dass die Speicher-Schersteifigkeit KB' (N/mm) hauptsächlich abhängig von dem Speicher-Schersteifigkeitsmodul G' (MPa), der Fläche Ab (mm2, Ab = L1 × L2) einer beschichteten Oberfläche und der Dicke Tb (mm) eines Schwingungsdämpfungselements variiert und dass es möglich ist, die Speicher-Schersteifigkeit KB' in vereinfachter Weise durch KB' = G' × Ab/Tb auszudrücken. Daher ist ein Wert an der horizontalen Achse von 6 im Wesentlichen gleich einem durch KB' = G' × Ab/Tb ausgedrückten Wert.
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Eine Schwingungsdämpfungswirkung an der vertikalen Achse von 6 ist durch ein Verhältnis jedes Schwingungsdämpfungsbetrags bezüglich eines maximalen Betrags des Schwingungsdämpfungsbetrags ausgedrückt, wenn angenommen wird, dass der durch Vorsehen eines Schwingungsdämpfungselement zu erhaltende maximale Betrag des Schwingungsdämpfungsbetrags 100% ist. Zu beachten ist, dass der Schwingungsdämpfungsbetrag eine Differenz zwischen einer Inertanz eines Rahmens ohne ein Schwingungsdämpfungselement und einer Inertanz eines mit einem Schwingungsdämpfungselement versehenen Rahmens ist. Ferner stellt in 6 jede Linie einen Wert für jeden Rahmen dar. Die Linie F1 stellt im Einzelnen einen Wert dar, wenn die Rahmenform eine der Form eines Seitenschwellerelements entsprechende Form ist, die Linie F2 stellt einen Wert dar, wenn die Rahmenform eine der Form eines Querrahmens Nr. 2 entsprechende Form ist, die Linie F3 stellt einen Wert dar, wenn die Rahmenform eine einem Bodenrahmen entsprechende Form ist, und die Linie F4 stellt einen Wert dar, wenn die Rahmenform eine der Form eines Tunnelseitenrahmens entsprechende Form ist.
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Wie in 6 gezeigt weist eine Schwingungsdämpfungswirkung eine hohe Korrelation bezüglich einer Speicher-Schersteifigkeit eines Schwingungsdämpfungselements auf. Ferner ist diese Beziehung unabhängig von der Form eines Rahmens in etwa gleichbleibend. Im Einzelnen ist die Schwingungsdämpfungswirkung maximal, wenn die Speicher-Schersteifigkeit KB' eines Schwingungsdämpfungselements nahe 8000 N/mm liegt. Wenn die Speicher-Schersteifigkeit KB' kleiner oder größer als der vorstehend erwähnte Wert ist, nimmt die Schwingungsdämpfungswirkung ab. Dies liegt denkbarerweise daran, dass bei kleiner Speicher-Schersteifigkeit KB' ein Schwingungsdämpfungselement leicht verformt wird, wenn die Schwingung zunimmt, und der Schwingungsenergie absorbierende Betrag des Schwingungsdämpfungselements abnimmt. Wenn ferner die Speicher-Schersteifigkeit KB' groß ist, ist es schwierig, ein Schwingungsdämpfungselement bei zunehmender Schwingung zu verformen. Dies kann die Absorption von Schwingungsenergie durch die Verformung senken.
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7 zeigt ein Ergebnis eines Versuchs bezüglich Schwingungsdämpfungsbeträgen bei einer Speicher-Schersteifigkeit KB' eines Schwingungsdämpfungselements von 70857 N/mm und bei einer Speicher-Schersteifigkeit KB' eines Schwingungsdämpfungselements von 10857 N/mm. Wie in 7 gezeigt zeigt der Versuch eindeutig, dass ein Schwingungsdämpfungsbetrag abnimmt, wenn die Speicher-Schersteifigkeit KB' einen vorbestimmten Wert überschreitet.
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Beruhend auf den vorstehend erwähnten Feststellungen ist wie vorstehend beschrieben in der Fahrzeugkarosseriestruktur für ein Fahrzeug gemäß der erfindungsgemäßen Ausführungsform einer der Flanschabschnitte einer Trennwand, die in einem Abschnitt geschlossenen Querschnitts vorgesehen ist, der in einem Rahmenelement auszubilden ist, nämlich in einem Abschnitt geschlossenen Querschnitts, der durch ein oder mehrere Fahrzeugkarosseriekomponenten gebildet ist, mit der Innenfläche der Fahrzeugkarosseriekomponente mittels eines Schwingungsdämpfungselements weich verbunden, und die anderen Flanschabschnitte sind durch Punktschweißen mit der Innenfläche verbunden. Ferner ist die Fahrzeugkarosseriestruktur so konfiguriert, dass die Speicher-Schersteifigkeit KB' des Schwingungsdämpfungselements die Anforderung: 800 N/mm < KB' < 57500 N/mm erfüllt.
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Wie in 6 gezeigt ist der Bereich von 800 N/mm bis 57500 N/mm ein Bereich, der eine Schwingungsdämpfungswirkung durch mindestens eine Hälfte (50%) oder mehr eines maximalen Betrags der Schwingungsdämpfungswirkung sicherstellen kann. Daher macht es die vorstehend erwähnte Konfiguration möglich, eine Schwingungsdämpfungswirkung zuverlässig zu erhalten. Es versteht sich von selbst, dass es möglich ist, eine Schwingungsdämpfungswirkung durch Festlegen der Speicher-Schersteifigkeit KB' eines Schwingungsdämpfungselements bei oder um 8000 N/mm maximal zu erhalten. Im Hinblick auf das Vorstehende ist es bevorzugter, die Speicher-Schersteifigkeit KB' bei 8000 N/mm festzulegen. Beim Aufbringen eines Materials für ein Schwingungsdämpfungselement auf einem Flanschabschnitt kann aber faktisch die Dicke Tb des Schwingungsdämpfungselements aufgrund einer Schwankung der Beschichtungsdicke variieren. Dadurch kann eine Speicher-Schersteifigkeit des Schwingungsdämpfungselements variieren. Die Dicke Tb kann zum Beispiel eine Schwankung von etwa ±1,5 mm hinsichtlich einer Schwankung der Beschichtungsdicke umfassen. Durch Festlegen eines Speicher-Schersteifigkeitsmoduls eines Schwingungsdämpfungselements und einer Fläche einer beschichteten Oberfläche auf jeweilige vorbestimmten Werte ist es möglich, die Speicher-Schersteifigkeit KB' in dem Bereich von 800 N/mm < KB' < 57500 N/mm sicherzustellen, selbst wenn die Dicke Tb wie vorstehend beschrieben variiert. Selbst wenn eine Beschichtungsdicke variiert, ist es auf diese Weise möglich, für unterschiedliche Rahmen oder für unterschiedliche Fahrzeuge eine Schwingungsdämpfungswirkung einer Hälfte oder mehr eines maximalen Betrags der Schwingungsdämpfungswirkung gleichmäßig sicherzustellen.
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Die Erfinder haben ferner einen Versuch durchgeführt, bei dem mehrere Insassen eine Schwingungsdämpfungswirkung in einem Fahrzeug mit der vorstehend erwähnten Struktur erfahren durften. Infolge des Versuchs konnten im Wesentlichen alle Insassen ein Dämpfen der Schwingungen verspüren, sofern die Schwingungsdämpfungswirkung 75% oder mehr eines maximalen Betrags der Schwingungsdämpfungswirkung betrug. Im Hinblick auf das Vorstehende ist es bevorzugt, die Speicher-Schersteifigkeit KB' eines Schwingungsdämpfungselements auf einen Wert zu setzen, bei dem eine Schwingungsdämpfungswirkung 75% oder mehr eines maximalen Betrags der Schwingungsdämpfungswirkung beträgt, nämlich in dem Bereich von 2200 N/mm < KB' < 20000 N/mm.
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In diesem Beispiel ist es wie vorstehend beschrieben möglich, die Speicher-Schersteifigkeit KB' in vereinfachter Weise durch die Gleichung: KB' = G' × Ab/Tb auszudrücken. Daher ist es möglich, eine hohe Vibrationsdämpfungswirkung sicherzustellen, sofern die Dicke Tb des Schwingungsdämpfungselements, nämlich die Dicke Tb in einer Richtung von einem Flanschabschnitt (Trennwand) hin zu einer Fahrzeugkarosseriekomponente, und die Fläche A einer beschichteten Oberfläche, nämlich die Fläche A einer Oberfläche des Schwingungsdämpfungselements, die mit einer Innenfläche der Fahrzeugkarosseriekomponente in Kontakt steht, die Anforderung: KB' = G' × Ab/Tb bezüglich der Speicher-Schersteifigkeit KB', die in dem vorstehend erwähnten Bereich festgelegt ist, erfüllen.
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Wie vorstehend beschrieben haben die Erfinder festgestellt, dass bei einer Struktur, bei der ein Fügeabschnitt zwischen einem Verstärkungskörper und einer Fahrzeugkarosseriekomponente durch einen Hartverbindungsabschnitt, der in einem anliegenden Zustand mit der Fahrzeugkarosseriekomponente verbunden ist, und einen Weichverbindungsabschnitt, der mittels eines Schwingungsdämpfungselements mit den Fahrzeugkarosseriekomponenten verbunden ist, ausgebildet ist, eine gleichmäßige Beziehung zwischen einer Schwingungsdämpfungswirkung und einer Speicher-Schersteifigkeit des Schwingungsdämpfungselements vorliegt, die Schwingungsdämpfungswirkung maximal ist, wenn eine Speicher-Schersteifigkeit des Dämpfungselements ein vorbestimmter Wert (im Einzelnen etwa 8000 N/mm) ist und die Schwingungsdämpfungswirkung abnimmt, wenn die Speicher-Schersteifigkeit kleiner oder größer als der vorbestimmte Wert ist, ohne von der Art oder der Form der Fahrzeugkarosseriekomponente abzuhängen. Ferner haben die Erfinder festgestellt, dass es erforderlich ist, die Speicher-Schersteifigkeit in dem Bereich von 800 N/mm bis 57500 N/mm einzustellen, um mindestens eine Hälfte oder mehr eines maximalen Betrags der Schwingungsdämpfungswirkung sicherzustellen.
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist auf eine Fahrzeugkarosseriestruktur für ein Fahrzeug gerichtet, die ein oder mehrere Fahrzeugkarosseriekomponenten umfasst, die einen Abschnitt geschlossenen Querschnitts bilden. Die Fahrzeugkarosseriestruktur ist mit einem Verstärkungskörper versehen, der in dem Abschnitt geschlossenen Querschnitts angeordnet ist. Der Verstärkungskörper umfasst einen Fügeabschnitt, der mit der Fahrzeugkarosseriekomponente zusammenzufügen ist. Der Fügeabschnitt umfasst einen Hartverbindungsabschnitt, der in einem anliegenden Zustand mit der Fahrzeugkarosseriekomponente verbunden ist, und einen Weichverbindungsabschnitt, der mittels eines Schwingungsdämpfungselements mit der Fahrzeugkarosseriekomponente verbunden ist. Das Schwingungsdämpfungselement ist so ausgebildet, dass eine Speicher-Schersteifigkeit KB' desselben die Anforderung: 800 N/mm < KB' < 57500 N/mm erfüllt.
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Erfindungsgemäß ist die Speicher-Schersteifigkeit KB' des Dämpfungselements in dem Bereich von: 800 N/mm < KB' < 57500 N/mm eingestellt. Dies ermöglicht es, eine Schwingungsdämpfungswirkung mindestens einer Hälfte oder mehr eines maximalen Betrags der Schwingungsdämpfungswirkung sicherzustellen, die durch Vorsehen des Dämpfungselements zu erhalten ist, ohne von der Art oder der Form der Fahrzeugkarosseriekomponente abzuhängen. Somit ist die vorstehend erwähnte Konfiguration beim zuverlässigen Dämpfen von Schwingungen einer Fahrzeugkarosserie und beim Verbessern von Fahrkomfort vorteilhaft.
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Bei der vorliegenden Erfindung kann das Schwingungsdämpfungselement bevorzugt so ausgebildet sein, dass die Speicher-Schersteifigkeit KB' desselben die Anforderung: 2200 N/mm < KB' < 20000 N/mm erfüllt.
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Gemäß der vorstehend erwähnten Konfiguration ist es möglich, durch Vorsehen eines Schwingungsdämpfungselements Schwingungen auf einen solchen Wert zu dämpfen, dass im Wesentlichen alle Insassen spüren können, dass Schwingungen gedämpft sind. Somit ist die vorstehend erwähnte Konfiguration beim zuverlässigen Verbessern des Fahrkomforts für Insassen vorteilhaft.
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Ferner haben die Erfinder festgestellt, dass es möglich ist, die Speicher-Schersteifigkeit KB' ein vereinfachter Weise durch: KB' = G' × Ab/Tb auszudrücken, wobei Ab eine Fläche einer Oberfläche des Schwingungsdämpfungselements, die mit der Fahrzeugkarosseriekomponente in Kontakt steht, ist, Tb eine Dicke des Schwingungsdämpfungselements in einer Richtung orthogonal zur Kontaktfläche ist und G' ein Speicher-Schersteifigkeitsmodul des Schwingungsdämpfungselements ist.
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Das Ausbilden des Schwingungsdämpfungselements in solcher Weise, dass der Speicher-Schersteifigkeitsmodul G' des Schwingungsdämpfungselements die vorstehend erwähnte Gleichung erfüllt, bei der Tb eine Dicke des Schwingungsdämpfungselements ist und Ab eine Fläche einer Oberfläche des Schwingungsdämpfungselements ist, die mit der Fahrzeugkarosseriekomponente in Kontakt steht, ist daher beim Festlegen der Speicher-Schersteifigkeit auf einen Wert, der Schwingungen effektiv dämpfen kann und verbesserten Fahrkomfort sicherstellen kann, vorteilhaft.
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Bei der vorstehend erwähnten Konfiguration kann als spezifische Struktur des Verstärkungskörpers der Fügeabschnitt aus mehreren Flanschabschnitten gebildet sein, die jeweils eine zu einer Innenfläche der Fahrzeugkarosserierkomponente weisende Fläche umfassen. Einer der Flanschabschnitte kann den Weichverbindungsabschnitt bilden und die verbleibenden Flanschabschnitte können den Hartverbindungsabschnitt bilden.
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Gemäß der vorstehend erwähnten Konfiguration ist es möglich, die Steifigkeit einer Fahrzeugkarosserie an dem Hartverbindungsabschnitt sicherzustellen und Schwingungen an dem Weichverbindungsabschnitt zu dämpfen.
