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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft einen Aufbau eines vorderen Teils- einer Fahrzeugkarosserie
und insbesondere einen Vorderwagenaufbau, der leicht eine von oben
auf diesen aufgebrachte Aufprallbelastung absorbieren kann.
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2. Diskussion des Stands der
Technik
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Im
Allgemeinen weist der Vorderwagenaufbau eine eine Seitenwand eines
Motorraums bildende Vorderradschürze,
einen sich von der Vorderradschürze
nach oben und dann nach außen
erstreckenden Vorderkotflügel,
und eine Motorhaube zum Öffnen
und Schließen
eines Raumes, der seitlich die linken und rechten Vorderkotflügel verbindenden,
d.h., der oberen Öffnung
des Motorraums auf.
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Wenn
ein Fußgänger mit
einem vorderen Teil eines Fahrzeugs kollidiert, werden dessen Beine nach
oben gedrückt
und der obere Teil des Körpers hochgeschleudert.
Demzufolge fällt
der obere Teil des Körpers
auf die Motorhaube. In diesem Moment trifft der Kopf des Fußgängers auf
die obere Wand des Vorderkotflügels
oder die Umgebung einer Grenze der oberen Wand des Vorderkotflügels und
der Motorhaube, so dass er den äußeren Rand
der Motorhaube oder die vertikale Wand des Vor derkotflügels verformt.
Demzufolge wird Aufprallenergie absorbiert und der Kopf des Fußgängers geschützt.
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Die
JP-A-11-180350 offenbart
eine Technologie, in welcher gemäß Darstellung
in
5 ein Flansch an dem unteren Ende einer vertikalen
Wand ausgebildet ist, die auf der Innenseite eines Vorderkotflügels ausgebildet
ist, der Flansch an seinen vorderen und hinteren Enden mit der Oberseite
einer Vorderradschürze
verbunden ist, und ein Bogen bei einem in Längsrichtung mittigen Abschnitt
des Flansches so ausgebildet ist, dass, wenn ein Vorderkotflügel einen
Aufprall von oben erhält,
sich der Bogen nach unten verformt, um den Kopfaufprall eines Fußgängers zu
reduzieren.
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Jedoch
weist die vorstehend beschriebene Technologie einen Nachteil dahingehend
auf, dass, da die Aufprallenergie absorbierende vertikale Wand in
einem Stück
mit dem Vorderkotflügel
ausgebildet ist, die Biegetiefe des Vorderkotflügels so groß ist, dass der Stanzprozess
des Vorderkotflügels
kompliziert wird. Ferner ist es, da sich der Bogen auf der Motorraumseite öffnet, erforderlich
eine Verblendung an der Kante des Bogens vorzunehmen und die Arbeitsmannstunden
nehmen zu. Ferner ist dieses, da der Vorderkotflügel voll einer Sicht von dem
Motorraum durch den Bogen hindurch ausgesetzt ist, ein ästhetisches
Problem. Andererseits ist das Verschließen des Bogens mit anderen
Elementen aufgrund der erhöhten
Anzahl von Komponenten und erhöhten Mannstunden
nicht zu bevorzugen.
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Ferner
ist es, da die vertikale Wand zum Absorbieren von Aufprallenergie
in einem Stück
mit dem Vorderkotflügel
ausgebildet ist, um das HIC (Head Injury Criterion – Kopfverletzungsrisiko)
zu reduzieren, schwierig, die Konfiguration der vertikalen Wand
zu ändern,
oder überschüssiges Metall
aus der vertikalen Wand zu schneiden.
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Ferner
müssen
in dem Falle, in welchem Löcher
in der vertikalen Wand vorgesehen sind, um das HIC zu reduzieren,
diese Löcher
gegen eine Sicht von der Innenseite des Vorderkotflügels durch
die Löcher
hindurch verdeckt werden, wobei dieses zu einer Erhöhung der
Fertigungskosten führt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Vorderwagenaufbau
für ein
Fahrzeug bereitzustellen, welcher in der Lage ist, leicht einen Vorderkotflügel auszubilden,
und eine Stärke
eines Kopfaufpralls zu reduzieren.
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Zur
Lösung
der Aufgabe weist in einem Vorderwagenaufbau eines Fahrzeugs mit
einer Vorderradschürze,
die eine Seitenwand eines Motorraums und eine Oberseite bildet,
die mit einem Vorderkotflügel über einen
sich in Längsrichtung
eines Fahrzeugs erstreckenden Unterstützungsträger verbunden ist, der Unterstützungsträger eine
obere Befestigungsfläche
auf, auf welcher der Vorderkotflügel
befestigt ist, eine Motorraum-seitige vertikale Wand, die sich von einer
Innenkante bezüglich
der Breitenrichtung der oberen Befestigungsoberfläche nach
unten erstreckt, eine Vorderkotflügel-seitige vertikale Wand,
die sich von einer Außenkante
bezüglich
der Breitenrichtung der oberen Befestigungsfläche nach unten erstreckt, und
eine Aufprallabsorptionseinrichtung, die auf der Vorderkotflügel-seitigen
vertikalen Wand zum Absorbieren einer Aufprallbelastung von oben
vorgesehen ist. Die Aufprallabsorptionseinrichtung beinhaltet einen
flanschförmigen
Bogenabschnitt und wenigstens einen Lochabschnitt, der in der Nähe eines
Verbindungsabschnittes des Unterstützungsträgers und der Oberseite der
Vorderradschürze
vorgesehen ist.
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Ferner
weist der Vorderwagenaufbau ein Motorhaubenaußenblech, ein Motorhaubeninnenblech,
die einen Hut-förmigen
geschlossenen Querschnitt mit dem Motorhaubenaußenblech bildet, einen ersten
konvexen Querschnitt, der entlang dem Hut-förmigen
Motorhaubeninnenblech vorgesehen ist, einen zweiten konvexen Querschnitt,
der angrenzend an den und außerhalb
des ersten konvexen Querschnittes entlang de Hut-förmigen Motorhaubeninnenblech
vorgesehen ist, und einen Faltlinienabschnitt, der auf dem Hut-förmigen Motorhaubeninnenblech
in einer Längsrichtung
des Fahrzeugs zwischen dem ersten konvexen Abschnitt und dem zweiten
konvexen Abschnitt so vorgesehen ist, dass das Motorhaubeninnenblech
leicht um die Faltlinie zu dem Motorhaubenaußenblech hin gebogen wird, wenn
eine Aufprallbelastung auf das Motorhaubenaußenblech einwirkt.
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Nur
im Rahmen eines Beispiels werden spezifische Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben. In den Zeichnungen ist:
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1 eine
Seitenansicht, die einen vorderen Abschnitt einer Fahrzeugkarosserie
gemäß einer ersten
Ausführungsform
darstellt;
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2 eine
Querschnittsansicht entlang einer Linie II-II von 1;
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3 eine
perspektivische Ansicht eines Trägers;
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4 eine
Querschnittsansicht entlang einer Linie II-II von 1,
wenn eine Aufprallbelastung auf eine Motorhaube aufgebracht wird;
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5 eine
Querschnittsansicht entlang einer Linie II-II von 1,
wenn eine Aufprallbelastung auf die Umgebung ei ner Grenze zwischen
einer Motorhaube und einem Vorderkotflügel einwirkt; und
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6 eine 2 entsprechende
Querschnittsansicht gemäß einer
zweiten Ausführungsform.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORM
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Gemäß den 1 bis 5 besitzt
ein Vorderwagenabschnitt 1 eine Vorderradschürze 4 mit
einer vertikalen Wand 3, die jeweils linke und rechte Innenwände eines
Motorraums 2 bildet. Die Radschürze 4 erstreckt sich
in Längsrichtung
eines Fahrzeugs und ein Unterstützungsträger 6 ist
an einer oberen Befestigungsfläche 5 der
Vorderradschürze 4 befestigt.
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Der
Unterstützungsträger 6 besitzt
eine Kotflügelträgerbefestigungsfläche 7 auf
seiner Oberseite. Eine Motorraumseitige vertikale Wand 8 erstreckt sich
von einem inneren Ende der Kotflügelträgerbefestigungsfläche 7 nach
unten, und eine Vorderkotflügel-seitige
vertikale Wand 9 erstreckt von dessen äußerem Ende nach unten, um einen
U-Kanal auszubilden.
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Diese
vertikalen Wände 8, 9 erstrecken
sich entlang der Vorderradschürze 4 in
einer Längsrichtung
des Fahrzeugs. Ferner ist die Motorraum-seitige vertikale Wand 8 nahezu
bündig
mit der vertikalen Wand 3 der Vorderradschürze 4.
Ferner ist die Unterkante der Vorderkotflügel-seitigen vertikalen Wand 9 in
einer Breitenrichtung nach außen
gebogen, um einen Flanschbereich 10 auszubilden.
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Gemäß Darstellung
in 3 ist eine an der oberen Befestigungsfläche 5 der
Vorderradschürze 4 befestigte
Kontaktfläche 10a an
vorderen bzw. hinteren Enden des Flanschabschnittes 10 des
Unterstützungsträgers 6 ausgebildet.
Der Unterstützungsträger 6 ist
an der oberen Befestigungsfläche 5 durch eine
Schraube 12, welche durch ein auf der Kontaktflä che 10a vorgesehenes
Schraubenloch 10b hindurchtritt, und durch eine auf die
Unterseite der oberen Befestigungsfläche 5 geschweißte Mutter 13 befestigt
und bildet einen ziemlich großen
Raum auf der oberen Befestigungsfläche 5 aus. Ferner
ist ein mittlerer Abschnitt 10c des Flanschabschnittes 10 zu
einem Bogen geformt und von der oberen Befestigungsfläche 5 in
Abstand angeordnet. Ferner ist ein Lochabschnitt 9a auf
der Vorderkotflügel-seitigen vertikalen
Wand 9 in der Nähe
der Kontaktfläche 10a vorgesehen,
und dieser Lochabschnitt 9a dient als ein nachgiebiger
Abschnitt. Der bogenförmige
mittlere Abschnitt 10c und der Lochabschnitt 9a bilden eine
Aufprallabsorptionseinrichtung, um die Vorderkotflügel-seitige
vertikale Wand 9 nach unten zu verformen, wenn eine Aufprallbelastung
von oben darauf einwirkt. Ferner ist eine Mutter 13 auf
die Innenseite des mittleren Teils der Kotflügelträgerbefestigungsfläche 7 geschweißt.
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Das
Bezugszeichen 15 bezeichnet einen Vorderkotflügel, der
sich in einer Längsrichtung
des Fahrzeugs erstreckt. Der Vorderkotflügel 15 weist eine
vertikale Wand 16 auf, die sich an seiner Innenseite nach
unten erstreckt, und eine Außenwand 19, die
sich auf seiner Außenseite
nach unten erstreckt. Die Unterkante der vertikalen Wand 16 ist
nach innen in einer Richtung des Motorraums 2 gebogen,
um eine Befestigungsflansch 17 auszubilden. Der Befestigungsflansch 17 ist
an der Kotflügelträgerbefestigungsfläche 7 durch
Einschrauben einer Schraube 12 in die angeschweißte Mutter 13 befestigt.
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Die
Oberseite des Motorraums 2 wird von einer Motorhaube 21 verschlossen,
die ein Haubenaußenblech 22 und
ein Haubeninnenblech 23 aufweist und schwenkbar mit der
Karosserie verbunden ist. Das Haubenaußenblech 22 bildet
eine Karosserieaußenoberfläche und
das Haubeninnenblech 23 ist innerhalb des Haubenaußenblechs 22 entlang
von dessen Umfangskante angeordnet und bildet eine Tragkonstruktion
der Motorhaube 21.
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Gemäß Darstellung
in 2 weist das Haubeninnenblech 23 einen
Hut-förmigen
geschlossenen Querschnitt auf, der von dem Haubenaußenblech 22 verschlossen
wird, das einen äußeren Flansch 23a an
seiner Oberkante ausbildet. Der Außenflansch 23a ist
mit einer Außenumfangskante 22a der
Haubenaußenblech 22 mittels
Einfassung verbunden. Andererseits weist das Haubeninnenblech 23 einen
(nicht dargestellten) Innenflansch an der Oberkante seiner Öffnung auf,
und der Innenflansch ist mit dem Haubenaußenblech 22 punktverschweißt.
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Ein
zu dem Motorraum 2 vorstehender erster konvexer Abschnitt 23b ist
entlang dem Hut-förmigen Haubeninnenblech 23 in
der Umgebung einer Grenze 24 zwischen der Motorhaube 21 und
dem Vorderkotflügel 15 ausgebildet.
Ferner ist ein zweiter konvexer Abschnitt 23c, niedriger
als der erste konvexe Abschnitt 23b, entlang dem Hut-förmigen Haubeninnenblech 23 angrenzend
an die Seite des Grenzbereiches 24 ausgebildet. Demzufolge
wird ein Höhenunterschied
oder ein Hauptkantenabschnitt zwischen dem ersten und zweiten konvexen
Abschnitt 23b, 23c ausgebildet. D.h., ein Faltlinienabschnitt 23d wird
an dem Fuß des
Hauptkantenabschnittes ausgebildet. Dieser Faltlinienabschnitt 23d ist
auf einer etwas inneren Seite in Bezug auf eine Verlängerungslinie
L der Motorraum-seitigen vertikalen Wand 8 und der vertikalen
Wand 3 der Vorderradschürze 4 aus
einer Längsrichtung
des Fahrzeugs gesehen angeordnet.
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Gemäß Darstellung
in 4 wird in dem vorstehend beschrieben Vorderwagenaufbau,
wenn man einen Kopf-Impaktor M von oben etwas innerhalb des Grenze 24 zwischen
der Motorhaube 21 und dem Kotflügel 15 von oben auffallen
lässt,
das Haubenaußenblech 22 teilweise
entlang der Außenkonfiguration
des Kopf-Impaktors M verformt und demzufolge nimmt eine Anfangsreaktionskraft
zu. Danach beginnt das Haubenaußenblech 22 über einen
breiten Bereich aufgrund der Trägheitskraft
des Kopf-Impaktors M einzusinken. Die von dem Haubenaußenblech 22 aufgenommene
Reaktionskraft nimmt allmählich
ab. Dann kollidiert der zweite konvexe Abschnitt 23c der
Haubeninnenblech 23 mit der Kotflügelträgerbefestigungsfläche 7 des
Unterstützungsträgers 6.
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In
diesem Moment nimmt, da der Faltlinienabschnitt 23d des
Haubeninnenbleches 23 auf der inneren Seite einer Verlängerungslinie
L angeordnet ist und der Abstand zwischen dem zweiten konvexen Abschnitt 23c und
dem Haubenaußenblech 22 kleiner
als der zwischen dem ersten konvexen Abschnitt 23b und
dem Haubenaußenblech 22 ist,
der zweite konvexe Abschnitt 23c eine starke Reaktionskraft aus
dem Unterstützungsträger 6 auf.
Demzufolge wird gemäß Darstellung
in 4 der Faltlinienabschnitt 23d in einer
ungefalteten Weise verformt und somit eine erforderliche Reaktionskraft
zweiter Ordnung ohne Erhöhung
des HIC-Wertes erhalten.
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Danach
wird die Aufprallenergie vollständig durch
den zweiten konvexen Abschnitt 23c absorbiert, der auf
einem Stegabschnitt zwischen der Kotflügelträgerbefestigungsfläche 7 und
der Motorraum-seitigen vertikalen Wand 8 gleitet und nach
unten sinkt. Ferner kann, da der erste konvexe Abschnitt 23b ohne
Beeinträchtigung
durch die vertikale Wand 3 der Vorderradschürze 4 bis
zu einer angemessenen Tiefe nach unten wandern kann, die Motorhaube 21 einen
erforderlichen Aufprallabsorptionshub sicherstellen, wenn eine Aufprallbelastung von
oben über
den ersten konvexen Abschnitt 23b einwirkt. Demzufolge
wird der HIC-Wert effektiv reduziert und die Stärke eines Kopfaufpralls kann
verringert werden.
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Gemäß Darstellung
in 5 wird, wenn man ein Kopf-Impaktor M von oben auf die Umgebung
des Grenze 24 zwischen der Motorhaube 21 und dem Vorderkotflügel 15 fallen
lässt,
eine Aufprallbelastung sowohl auf die Motorhaube 21 als
auch auf den Kotflügel 15 aufgebracht.
Dann werden die Kante des Haubenaußenbleches 22 und
das obere Ende des Vorderkotflügels 15 lokal
verformt, und eine anfängliche
Reaktionskraft nimmt zu. Eine Trägheitskraft
des Kopf-Impaktors M bewirkt einen breiten Einsenkungsbereich, und
demzufolge nimmt die Reaktionskraft allmählich ab.
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Danach
beginnt die Motorhaube 21 mit einer Verformung in einer
spitzwinkligen Richtung um den Faltlinienabschnitt 23d.
Andererseits wird die auf den Vorderkotflügel 15 aufgebrachte
Aufprallbelastung über
die vertikale Wand 16 auf den Unterstützungsträger 6 übertragen.
Da der Mittelabschnitt 10c in einem Bogen ausgebildet und
von der oberen Befestigungsfläche 5 der
Vorderradschürze 4 in
Abstand angeordnet ist, nimmt, wenn eine Aufprallbelastung von oben
auf den Mittelabschnitt 10c ausgeübt wird, hauptsächlich der
mittlere Abschnitt 10c die Aufprallbelastung auf und beginnt
in einer zusammenklappenden Weise mit der Verformung. Ferner verformt sich,
da der Lochabschnitt 9a auf der Vorderkotflügel-seitigen
vertikalen Wand 9 über
der Kontaktfläche 10a des
Unterstützungsträgers 10 vorgesehen ist,
die Vorderkotflügel-seitige
vertikale Wand 9 hauptsächlich
um den Lochabschnitt 9a und demzufolge erzeugt die Verformung
der Motorhaube 21 und des Unterstützungsträgers 6 eine erwünschte Reaktionskraft
zweiter Ordnung.
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Ferner
ergibt die plastische Verformung der Motorhaube 21 und
des Unterstützungsträgers 6 eine
vollständige
Absorption der Aufprallenergie. Demzufolge kann auch dann, wenn
man den Kopf-Impaktor von oberhalb der Umgebung der Grenzfläche 24 zwischen
der Motorhaube 21 und dem Vorderkotflügel 15 auffallen lässt und
eine Aufprallbelastung einwirkt, ein Kopfaufprall effektiv reduziert
werden. In diesem Falle kann der HIC-Wert weiter durch Veränderung
des Abstandes des Mittelabschnittes 10c von der oberen
Befestigungsfläche 5 der
Vorderradschürze 4 oder
durch eine Änderung der
Größe, Konfiguration,
Anzahl der Lochabschnitte 9a, die auf der Vorderkotflügel-seitigen
vertikalen Wand 9 vorgesehen sind, reduziert werden.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung dient, da die Motorraumseitige vertikale Wand 8 gegenüber der
Vorderkotflügel-seitigen
vertikalen Wand 9 angeordnet ist, die Motorraum-seitige
vertikale Wand 8 zur Verhinderung, dass die Vorderkotflügel-seite einer Sicht
vom Motorraum 2 aus ausgesetzt ist. Demzufolge können der
bogenförmige
Mittelabschnitt 10c und der Lochabschnitt 9a frei
unter sorgfältiger
Berücksichtigung
des HIC-Wertes ausgelegt werden.
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Ferner
kann, da die Motorraum-seitige vertikale Wand 8 als eine
Trennung dient, um zu verhindern, dass Geräusche aus dem Motorraum 2 in
den Fahrgastraum über
den Vorderkotflügel 15 übertragen
werden, der Fahrgastraum ruhig gehalten werden. Ferner kann, da
die Motorraum-seitige vertikale Wand 8 in einem Stück mit dem
Unterstützungsträger 6 ausgebildet
ist, die Anzahl von Komponenten reduziert werden, wobei dieses zur
Reduzierung von Fertigungskosten führt.
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6 ist
eine Schnittansicht eines Vorderwagenaufbaus gemäß einer zweiten Ausführungsform.
Das Merkmal der zweiten Ausführungsform
ist die Bereitstellung eines Haubenabdichtungselementes 25,
das aus einem elastischen Element, wie z.B. einem Gummi mit einem
hohlen Innenquerschnitt auf dem zweiten konvexen Abschnitt 23c des
Haubeninnenbleches 23 besteht. Wenn eine Aufprallenergie von
oben einwirkt, kann, da ein Teil der Aufprallenergie durch die Verformung
des Haubenabdichtungselementes 25 absorbiert wird, eine
weitere Reduzierung des HIC-Wertes erwartet werden.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung in Form der bevorzugten Ausführungsformen
offenbart wurde, um ein besseres Verständnis der Erfindung zu erleichtern,
dürfte
es sich verstehen, dass die Erfindung in verschiedenen Arten ohne
Abweichung von dem Prinzip der Erfindung ausgeführt werden kann. Daher dürfte es
sich verstehen, dass die Erfindung alle möglichen Ausführungsformen,
welche ohne von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen ausgeführt werden
können,
mit umfassen soll.