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[Technisches Gebiet]
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugfrontstruktur.
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[Technischer Hintergrund]
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Als Fahrzeugfrontstruktur gemäß Stand der Technik zeigt die Patentschrift 1 beispielsweise eine Karosseriestruktur für ein Fahrzeug, bei der hintere Enden von vorderen Seitenrahmen mit einem vorderen geneigten Abschnitt eines Karosseriebodens verbunden sind und vertiefte Abschnitte (zerbrechliche Bereiche), die sich in Fahrzeughöhenrichtung erstrecken, in den Innenwänden der vorderen Seitenrahmen in Fahrzeugbreitenrichtung ausgebildet sind, so dass die vertieften Abschnitte in Fahrzeugbreitenrichtung innerhalb einer horizontalen Ebene gefaltet werden bei einer Kollisionslast, die durch einen Frontalaufprall verursacht wird. In der Fahrzeugkarosseriestruktur sind Befestigungsträger an Teilen von unteren Wänden der vorderen Seitenrahmen vor den vertieften Abschnitten vorgesehen, welche einen rahmenförmigen Front-Teilrahmen in aufgehängter Weise tragen.
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[Patentliteratur]
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[Patentschrift 1]
JP 2016-000607 A -
[Offenbarung der Erfindung]
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[Durch die Erfindung zu lösendes Problem]
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Da sich innerhalb eines Raums im vorderen Teil des Fahrzeugs eine große Anzahl von Maschinenteilen befindet, also dort, wo sich die Antriebseinheit für eine Maschine, ein Elektromotor und dergleichen untergebracht sind, ist es notwendig, jede Maschine in dem begrenzten Raum effizient unterzubringen. Es kann nun sein, dass die Notwendigkeit besteht, einen sich in Breitenrichtung über linke und rechte Seitenelemente erstreckenden Querträger zu überbrücken, wobei die Seitenelemente sich in Fahrzeuglängsrichtung erstrecken und elektrische Bauteile wie beispielsweise einen Wechselrichter und eine Sensor-Verarbeitungseinheit (SPU; Sensor Processing Unit) mit Hilfe des Querträgers zu sichern. In diesem Fall befindet sich die Antriebseinheit unterhalb der elektrischen Bauteile, an denen eine Hochspannung anliegt.
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Bei der oben erläuterten Struktur im Stand der Technik werden Wirkungen einer Kollisionslast berücksichtigt, die auf den vorderen Teilrahmen, der von den unteren Wänden der vorderen Seitenrahmen (Seitenteile) aufgehängt ist, auf die vorderen Seitenrahmen zur Zeit einer frontseitigen Kollision einwirkt. Allerdings wurde bislang keine Maßnahme getroffen bezüglich einer Rahmenstruktur unter Berücksichtigung einer Kollisionsbelastung, die auf elektrische Hochspannungsbauteile einwirkt, die sich oberhalb der von den vorderen Teilrahmen gelagerten Antriebseinheit befinden. Deshalb besteht noch Raum für Verbesserungen.
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Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf diese Umstände gemacht, und es ist ein Ziel dieser Erfindung, eine Fahrzeugfrontstruktur zu schaffen, die in der Lage ist, eine Kollisionsbelastung zu absorbieren, die auf elektrische Bauteile einwirkt, welche von einem Querträger gelagert werden, und zwar für den Fall einer frontseitigen Kollision.
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[Mittel zum Lösen des Problems]
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird zum Erreichen dieses Ziels eine Fahrzeugfrontstruktur geschaffen, welche aufweist: Seitenteile, die an den vorderen Teilen des Fahrzeugs angeordnet sind und sich in Fahrzeuglängsrichtung erstrecken; Federbeindome, die an den Außenseiten der Seitenteile in Fahrzeugbreitenrichtung vorgesehen sind; und Schürzen, die an den Außenseiten der Seitenteile in Fahrzeugbreitenrichtung angeordnet sind, an der Fahrzeugvorderseite jenseits der Federbeindome angeordnet sind und sich in Fahrzeuglängsrichtung erstrecken, gekennzeichnet durch: einen Querträger, der an einer Innenseite der Seitenteile in Fahrzeugbreitenrichtung angeordnet ist, sich in Fahrzeugbreitenrichtung erstreckt und elektrische Komponenten trägt, und Träger, die an den Oberseitenabschnitten der Seitenteile befestigt sind und an denen Endabschnitte des Querträgers in Fahrzeugbreitenrichtung angebracht sind, wobei die Seitenteile Vorderteile, Zwischenteile und hintere Teile in Fahrzeuglängsrichtung umfassen und zu Formen ausgebildet sind, bei denen die Zwischenteile an den Schürzen befestigt sind, die hinteren Teile an den inneren Wandflächen der Federbeindome in Fahrzeugbreitenrichtung befestigt sind, Grenzteile zwischen den Zwischenteilen und den hinteren Teilen an Positionen vorgesehen sind, an denen die Grenzteile in einer Seitenansicht des Fahrzeugs Grenzteilen zwischen den Federbeindomen und den Schürzen überlagert sind, wobei sich die hinteren Teile in einer Draufsicht des Fahrzeugs an einer Innenseite in der Fahrzeugbreitenrichtung in Richtung der Fahrzeugrückseite annähern, und die Träger an Positionen der Oberseitenabschnitte der Seitenteile vorgesehen sind, an denen die Träger in einer Draufsicht auf das Fahrzeug den Grenzteilen zwischen den Zwischenteilen und den hinteren Teilen überlagert sind.
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[Vorteilhafte Wirkungsweisen der Erfindung]
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Bei der Fahrzeugfrontstruktur gemäß der Erfindung werden Teile auf den Außenseiten in Fahrzeugbreitenrichtung nahe den Grenzbereichen zwischen den Zwischenteilen und den hinteren Teilen zur Zeit einer frontseitigen Kollision gebogen, und damit ist es möglich, eine Kollisionsbelastung zu absorbieren, welche auf die elektrischen Bauteile einwirkt, die von dem Querträger mit peripheren Strukturen gelagert werden.
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Figurenliste
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- 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Konfiguration eines Fahrzeugfrontbereichs, bei dem eine Struktur gemäß einer Ausführungsform der Erfindung angewendet ist, betrachtet von schräg oben einer Fahrzeugfrontseite.
- 2 ist eine perspektivische Ansicht, die in vergrößerter Weise ein Seitenteil und Umgebungen des Seitenteils in einen Zustand veranschaulicht, in welchem ein hinterer Träger aus 1 entfernt wurde.
- 3 ist eine Draufsicht auf einen Zustand, in welchem ein oberes Verkleidungsteil aus 1 entfernt wurde, betrachtet von der Fahrzeugoberseite her.
- 4 ist eine Draufsicht, die einen Zustand zeigt, in welchem ein Federbeindom, eine Schürze, ein hinterer Träger, und ein hinteres Verriegelungsteil aus 3 entfernt wurden.
- 5 ist eine schematische Ansicht entlang der Linie A-A in 2.
- 6 ist eine vergrößerte, perspektivische Ansicht, die den hinteren Träger in 1 veranschaulicht.
- 7 ist eine Seitenansicht des hinteren Trägers nach 6 bei Betrachtung von einer Innenseite in Fahrzeugbreitenrichtung.
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[Weg zum Ausführen der Erfindung]
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Im folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung im einzelnen anhand der begleitenden Zeichnungen erläutert.
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1 bis 7 zeigen eine Fahrzeugfrontstruktur gemäß der Ausführungsform der Erfindung. Der Pfeil F bedeutet die Frontseite in Fahrzeuglängsrichtung. Die Pfeilrichtung O weist zur Außenseite in Fahrzeugbreitenrichtung, und die Pfeilrichtung U weist zur Oberseite in Fahrzeughöhenrichtung. Ferner entsprechen die Begriffe „links“ und „rechts“ in der Beschreibung der Ausführungsbeispiele der linken bzw. der rechten Seite, wenn die Frontseite aus dem Inneren des Fahrzeugs her betrachtet wird.
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Ein Fahrzeugfrontteil 1, bei dem eine Struktur nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, ist mit einem Antriebseinheitenraum (Motorraum) P ausgestattet, in welchem eine Antriebseinheit eines Fahrzeugs untergebracht ist, wie in den 1 bis 3 dargestellt ist. Ein Armaturenbrett 2 befindet sich auf der Fahrzeugrückseite des Motorraums P, wobei das Armaturenbrett 2 den Motorraum P von einem Fahrzeuginnenraum R abtrennt. Ein oberes Verkleidungsteil 3 befindet sich auf der Fahrzeugoberseite des Armaturenbretts 2. Paarweise Seitenteile 4, die sich in Fahrzeuglängsrichtung erstrecken, befinden sich auf der linken und der rechten Seite des Fahrzeugfrontteils 1. Im folgenden wird der Seitenteil 4 auf der rechten Fahrzeugseite sowie die dazugehörigen peripheren Strukturen erläutert. Man beachte, dass sich das Seitenteil 4 auf der linken Seite des Fahrzeugs befindet, und das periphere Strukturen des Seitenteils den Strukturen ähnlich sind, die sich auf der rechten Fahrzeugseite befinden, und deren Beschreibung entfällt.
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Das Seitenteil 4 enthält einen Vorderteil 41, einen Zwischenteil 42 und einen hinteren Teil 43 in Fahrzeuglängsrichtung, wie in den 2 bis 4 dargestellt ist. Ein vorderes Ende des Vorderteils 41 ist an einem vorderen Stoßfängerteil 5 befestigt, das sich im vorderen Endbereich des Fahrzeugs befindet. Ein hinteres Ende des hinteren Teils 43 ist an einem vorderen Wandbereich des Armaturenbretts 2 angebracht. Die gestrichelten Linien in den Zeichnungen bedeuten einen Grenzteil zwischen Vorderteil 41 und Zwischenteil 42, außerdem einen Grenzteil 4b zwischen dem Zwischenteil 42 und dem hinteren Teil 43. Der vordere Teil 41, der Zwischenteil 42 und der hintere Teil 43 können einstückig geformt sein, oder können miteinander über Verbindungselemente oder dergleichen verbunden sein.
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Der hintere Teil 43 des Seitenteils 4 ist in einer Form ausgebildet, die sich der Innenseite in Fahrzeugbreitenrichtung zur Fahrzeugrückseite hin bei einer Draufsicht auf das Fahrzeug annähert (3 und 4). Insbesondere ist der hintere Teil 43 in gekrümmter Form derart ausgebildet, dass ein hinterer Endbereich des hinteren Teils 43 sich weiter innen in Fahrzeugbreitenrichtung befindet als ein vorderer Endbereich, wenn man das Fahrzeug dieser Ausführungsform von oben her betrachtet. Allerdings ist der hintere Teil 43 nicht auf die gekrümmte Form beschränkt und kann auch in geneigter Form oder dergleichen ausgebildet sein, bei der der hintere Teil 43 zu der Innenseite in Fahrzeugbreitenrichtung in der Nähe des Grenzteils 4b ausgehend von dem Zwischenteil 42 abknickt.
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Außerdem ist das Seitenteil 4 derart geformt, dass eine Breite W3 des hinteren Teils 43 in Fahrzeugbreitenrichtung größer ist als eine Breite W1 des Vorderteils 41 in Breitenrichtung, und eine Breite W2 des Zwischenteils 42 in Fahrzeugbreitenrichtung bei Draufsicht auf das Fahrzeug (4). Die Breiten W1, W2 und W3 in Fahrzeugbreitenrichtung sind Durchschnittswerte innerhalb der Bereiche des Vorderteils 41, des Zwischenteils 42 bzw. des hinteren Teils 43. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind das Vorderteil 41 und das Zwischenteil 42 so ausgebildet, dass ihre Breiten im wesentlichen konstant sind innerhalb der Bereiche des Vorderteils 41 bzw. des Zwischenteils 42. Andererseits ist der hintere Teil 43 so ausgebildet, dass seine Breite in Richtung der Fahrzeugrückseite hin allmählich zunimmt. Deshalb lautet eine Beziehung der durchschnittlichen Breiten des Vorderteils 41, des Zwischenteils 42 und des hinteren Teils 43 W1 = W2 < W3. Auf diese Weise wird die Steifigkeit des hinteren Teils 43 des Seitenteils 4 gesteigert.
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An der Außenseite des Seitenteils 4 in Fahrzeugbreitenrichtung befinden sich ein Federbeindom 6 und eine Schürze 7, wie 1 bis 3 zeigen. Der Federbeindom 6 nimmt eine Aufhängungseinrichtung mit einer Aufhängungsfeder zum Lagern eines nicht dargestellten Rads und einen Stoßdämpfer auf, er besitzt hohe Steifigkeit. Ein nicht dargestellter Radkasten befindet sich unterhalb des Federbeindoms 6. Ein an der Außenseite des hinteren Teils 43 des Seitenteils 4 in Fahrzeugbreitenrichtung ausgebildeter Flanschabschnitt 43a ist mit einem unteren Endbereich einer Innenwandfläche in Fahrzeugbreitenrichtung, 6a des Federbeindoms 6 durch Punktschweißen oder dergleichen verbunden (2). Im anderen Worten, der hintere Teil 43 des Seitenteils 4 ist an der Innenwandfläche 6a des Federbeindoms 6 angebracht.
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Die Schürze 7 befindet sich auf der Fahrzeugvorderseite des Federbeindoms 6 und steht und verläuft in Fahrzeuglängsrichtung. Die Schürze 7 ist in etwa dreieckiger Form bei Seitenansicht des Fahrzeugs ausgebildet. Die Schürze 7 ist mit einem Flanschabschnitt 7a ausgestattet, der von einem hinteren Endteil 7a zu der Innenseite in Fahrzeugbreitenrichtung hin vorsteht, und der Flanschabschnitt 7b ist mit einer Vorderwandfläche 6b des Federbeindoms 6 durch Punktschweißen oder dergleichen verbunden (2). Außerdem ist ein Flanschabschnitt 6c des Federbeindoms 6 mit einem hinteren unteren Abschnitt der Schürze 7 durch Punktschweißen oder dergleichen verbunden. Ein Bereich in der Nähe dieser Verbindungsstellen entspricht einem Grenzteil zwischen dem Federbeindom 6 und der Schürze 7.
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Ein an der Außenseite des Zwischenteils 42 des Seitenteils 4 in Fahrzeugbreitenrichtung ausgebildeter Flansch 42a ist mit einem unteren Endbereich 7c der Schürze 7 durch Punktschweißen oder dergleichen verbunden (2). In anderen Worten, der Zwischenteil 42 des Seitenteils 4 ist an der Schürze 7 befestigt. Daher befindet sich der erwähnte Grenzteil zwischen dem Zwischenteil 42 und dem hinteren Teil 43 des Seitenteils 4 an einer Stelle, an welcher der Grenzteil 4b dem Grenzteil B zwischen dem Federbeindom 6 und der Schürze 7 bei einer Seitenansicht des Fahrzeugs überlagert ist.
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Der Grenzteil B zwischen dem Federbeindom 6 und der Schürze 7 besitzt einen in 5 dargestellten abgestuften Abschnitt 20. 1 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 2. Speziell ist der abgestufte Abschnitt 20 gebildet durch einen vorderen Endbereich der Innenwandfläche 6a in Fahrzeugbreitenrichtung des Federbeindoms 6, die Vorderwandfläche 6b des Federbeindoms 6 und den hinteren Endteil 7a (und den Flanschbereich 7b) der Schürze 7. In anderen Worten: der abgestufte Abschnitt 20 ist gebildet durch einen Eckteil, an welchem die Innenwandfläche 6a in Fahrzeugbreitenrichtung und die Vorderwandfläche 6b des Federbeindoms 6 einander schneiden, und an dem Grenzteil B befindet sich das hintere Endteil 7a der Schürze 7, vereint mit der Vorderwandfläche 6b, die zur Außenseite in Fahrzeugbreitenrichtung ausgehend von dem Eckteil fortgesetzt ist.
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Man beachte, dass Verstärkungselemente 7d und 7e an einer Außenwandfläche der Schürze 7 verbunden sind (5), so dass das Verstärkungselement 7d die Steifigkeit eines vorderen Teils der Schürze 7 verstärkt und das Verstärkungselement 7e die Steifigkeit eines hinteren Teils der Schürze 7 verstärkt. Allerdings ist die Steifigkeit der Schürze 7, verstärkt durch die Verstärkungselemente 7d und 7e, geringer als die Steifigkeit des Federbeindoms 6.
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Ein Schürzen-Seitenrahmen 8, der sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckt, befindet sich oberhalb der Schürze 7, wie die 1 bis 3 zeigen. Der Schürzen-Seitenrahmen 8 ist auf der Fahrzeugunterseite in Richtung der Fahrzeugvorderseite hin geneigt. Ein vorderer Endbereich des Schürzen-Seitenrahmens 8 ist mit dem Vorderteil 41 des Seitenteils 4 über ein seitliches Rahmenteil 9 gekoppelt (1 und 3). Ein Ende eines Haubenverriegelungselements 10, das in Fahrzeugbreitenrichtung verläuft, ist ebenfalls an dem Vorderteil 41 des Seitenteils 4 angebracht.
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Ein vorderer Querträger 11 und ein hinterer Querträger 12, die in Fahrzeugbreitenrichtung verlaufen, befinden sich mit gegenseitigem Abstand in Fahrzeuglängsrichtung, wie aus den 1 bis 4 hervorgeht, auf der Innenseite des Seitenelements 4 in Fahrzeugbreitenrichtung. Der vordere Querträger 11 ist an dem Seitenteil 4 über einen vorderen Träger 13 angebracht, und der hintere Querträger 12 ist an dem Seitenteil 4 über einen hinteren Träger 14 befestigt. Der vordere Querträger 11 und der hintere Querträger 12 sind miteinander über mehrere Verbindungselemente 15 verbunden, die sich in Fahrzeuglängsrichtung erstrecken. Der vordere Querträger 11, der hintere Querträger 12 und die Verbindungselemente 15 tragen elektrische Bauteile wie zum Beispiel einen Umrichter und eine SPU, die nicht dargestellt sind, ferner ist unterhalb der elektrischen Bauteile eine Treibereinheit für einen Elektromotor oder dergleichen, hier ebenfalls nicht dargestellt, angeordnet. Man beachte, dass bei der vorliegenden Ausführungsform der hintere Querträger 12 dem „Querträger“ gemäß vorliegender Erfindung entspricht, während der hintere Träger 14 dem „Träger“ gemäß der Erfindung entspricht.
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Der vordere Träger 13 ist aufgebaut mit einem Vorderteil 13a und einem Rückteil 13b. Das Vorderteil 13a ist mit einem U-förmigen Querschnitt ausgebildet, das sich in Fahrzeughöhenrichtung erstreckt und zum Inneren in Fahrzeugbreitenrichtung hin geöffnet ist. Ein unterer Bereich einer Seitenwandfläche des Vorderteils 13a auf der Außenseite in Fahrzeugbreitenrichtung ist verbunden mit einer Seitenfläche des Zwischenteils 42 des Seitenteils 4 auf der Innenseite in Fahrzeugbreitenrichtung. Ein Sicherungsloch zum Sichern des vorderen Querträgers 11 ist in der oberen Fläche des Vorderteils 13a ausgeformt, und ein Endbereich des vorderen Querträgers 11 in Fahrzeugbreitenrichtung ist mit einem Bolzen oder dergleichen befestigt.
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Das Rückteil 13b des vorderen Trägers 13 ist mit einem U-förmigen Querschnitt ausgebildet, es erstreckt sich in Fahrzeugbreitenrichtung und ist zu der Fahrzeugunterseite hin geöffnet, wobei ein Bereich einer Seitenwandfläche auf der Vorderseite in Fahrzeugbreitenrichtung mit einer Seitenwandfläche des Vorderteils 13a auf der Rückseite verbunden ist. Außerdem ist ein unterer Endbereich einer von vorne nach hinten verlaufenden Seitenwandfläche des Rückteils 13b mit einem Teil des Oberseitenabschnitts 4c des Seitenteils 4 an dem Zwischenteil 42 verbunden. Darüber hinaus sind ein Endbereich der Oberseite des Rückteils 13b auf der Außenseite in Fahrzeugbreitenrichtung und ein Endbereich der von vorne nach hinten verlaufenden Seitenwandfläche auf der anderen Seite in Fahrzeugbreitenrichtung mit der Innenwandfläche der Schürze 7 verbunden.
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Der hintere Träger 14 ist mit U-förmigem Querschnitt ausgebildet aufgrund eines Oberseitenteils 14a, der sich in Fahrzeugbreitenrichtung erstreckt, und paarweisen Seitenwandflächen 14b und 14c, die von vorderen und hinteren Endbereichen des Oberseitenteils 14a nach unten verlaufen, wie in den 1, 3, 6 und 7 gezeigt ist. Ein vorderer Flanschabschnitt 14d, der von dem unteren Ende und einem äußeren Ende in Fahrzeugbreitenrichtung der Seitenwandfläche 14b auf der Frontseite absteht, ein hinterer Flanschabschnitt 14e, der von dem unteren Ende und einem äußeren Ende in Fahrzeugbreitenrichtung der Seitenwandfläche 14c auf der Rückseite absteht, und ein Außenflanschabschnitt 14f, der von dem äußeren Ende des Oberseitenabschnitts 14a in Fahrzeugbreitenrichtung wegsteht, sind an dem hinteren Träger 14 ausgebildet (siehe 6).
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Ein unterer Teil des vorderen Flanschabschnitts 14d des hinteren Trägers 14 ist mit einem Teil des Oberseitenabschnitts 4c des Seitenteils 4 an dem Zwischenteil 42 verbunden. Außerdem sind der äußere Teil des vorderen Flanschabschnitts 14d in Fahrzeugbreitenrichtung und der vordere Teil des Außenflanschabschnitts 14f mit der Innenwandfläche der Schürze 7 verbunden. Außerdem ist der untere Teil des hinteren Flanschabschnitts 14e mit einem Teil des Oberseitenabschnitts 4c des Seitenteils 4 am hinteren Teil 43 verbunden. Darüber hinaus sind der äußere Teil des hinteren Flanschabschnitts 14e in Fahrzeugbreitenrichtung und der hintere Teil des Außenflanschabschnitts 14f mit der Innenwandfläche 6a in Fahrzeugbreitenrichtung und der Vorderwandfläche 6b des Federbeindoms 6 verbunden. Daher ist der hintere Träger 14 an einer Stelle angeordnet, an welcher der hintere Träger 14 mit dem Grenzteil 4b zwischen dem Zwischenteil 42 und dem hinteren Teil 43 an dem Oberseitenabschnitt 4c des Seitenteils 4 bei Draufsicht auf das Fahrzeug überlagert ist (3).
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Außerdem befindet sich an dem Oberseitenteil 14a des hinteren Trägers 14 ein Verbindungselement 14g. Der Endbereich des hinteren Querträgers 12 in Fahrzeugbreitenrichtung ist mit dem Verbindungselement 14g in lösbarer Weise in Fahrzeugbreitenrichtung gekoppelt. Das Verbindungselement 14g ist auf der Fahrzeugrückseite jenseits des Grenzteils B (des abgestuften Abschnitts 20) zwischen dem Federbeindom 6 und der Schürze 7 in einer Seitenansicht des Fahrzeugs angeordnet. Insbesondere enthält das Verbindungselement 14g dieser Ausführungsform eine in einer schräg rückwärts verlaufenden Orientierung bezüglich der Fahrzeugbreitenrichtung ausgebildete Kerbe, die zu der Innenseite in Fahrzeugbreitenrichtung hin geöffnet ist. Obschon hier ein Beispiel angegeben ist, bei dem die Kerbe in dem Verbindungselement 14g in einer schräg nach hinten weisenden Orientierung bezüglich der Fahrzeugbreitenrichtung ausgebildet ist, ist es auch möglich, eine Kerbe in einer schräg nach vorne weisenden Orientierung bezüglich der Fahrzeugbreitenrichtung auszubilden.
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In dem Endbereich des hinteren Querträgers 12 in Fahrzeugbreitenrichtung, der mit dem Verbindungselement 14g des hinteren Trägers 14 gemäß 4 verbunden ist, ist ein Befestigungsloch 12a ausgebildet. Der Endbereich des hinteren Querträgers 12 in Fahrzeugbreitenrichtung steht in Eingriff mit der Kerbe des Verbindungselements 14g über einen Bolzen oder dergleichen, der in die Kerbe des Verbindungselements 14g des hinteren Trägers 14 und das Befestigungsloch 12a des hinteren Querelements 14 eingesetzt und dort befestigt ist. Ein derartiger Verbindungszustand (Eingriffszustand) zwischen dem hinteren Querträger 12 und dem hinteren Träger 14 bewirkt, dass der hintere Querträger 12 von dem Verbindungselement 14g des hinteren Trägers 14 dadurch lösbar ist, indem der hintere Träger 14 auf die Außenseite in Fahrzeugbreitenrichtung einhergehend mit einer Biegeverformung des Seitenteils 4 verlagert wird, wenn es zu einer Kollision von vorne nach hinten kommt, wie weiter unten noch beschrieben wird. Dabei kommt es zu einem Widerstand aufgrund der Tatsache, dass die Kerbe des Verbindungselements 14b schräg ausgebildet ist, anstatt parallel zu der Fahrzeugbreitenrichtung, und der hintere Querträger 12 sich nicht glatt von dem Verbindungselement 14g lösen kann.
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Außerdem ist in dem Oberseitenteil 14a des hinteren Trägers 14 eine Gratlinie 14h ausgebildet, die sich zwischen den paarweisen Seitenwandflächen 14b und 14c befindet und sich in Fahrzeugbreitenrichtung erstreckt. Die Gratlinie 14h befindet sich an einer Stelle, an welcher sie dem Grenzteil B (dem abgestuften Abschnitt 20) zwischen dem Federbeindom 6 und der Schürze 7 in einer Seitenansicht des Fahrzeugs überlagert ist. Deshalb befindet sich das Verbindungselement 14g des hinteren Trägers 14 auf der Fahrzeugrückseite jenseits der Gratlinie 14h.
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Im folgenden werden Aktionen der Fahrzeugfrontstruktur gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
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In der Struktur des Fahrzeugfrontteils 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wie sie oben erläutert wurde, gelangt eine Aufpralllast über das vordere Stoßfängerteil 5 bei einem frontseitigen Aufprall des Fahrzeugs auf das Seitenteil 4. Ein Teil der Aufpralllast wird von dem Vorderteil 41 absorbiert, welches in dem die Aufpralllast aufnehmenden Seitenteil 4 zusammengedrückt und verformt wird, und kollabiert.
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Schließlich gelangt die Aufpralllast, die von dem Vorderteil 41 des Seitenteils 4 nicht vollständig absorbiert werden kann, auf den Zwischenteil 42 und den hinteren Teil 43 des Seitenteils 4. Nun wird das Seitenteil 4 zur Außenseite in Fahrzeugbreitenrichtung hin nahe dem Grenzteil 4b zwischen dem Zwischenteil 42 und dem hinteren Teil 43 gebogen, und die Aufpralllast wird absorbiert durch Biegeverformung aufgrund der Struktur des Seitenteils 4 gemäß obiger Beschreibung, das heißt dadurch, dass das Seitenteil 4 in eine Form gebracht wird, bei der der Zwischenteil 42 an der Schürze 7 befestigt ist, der hintere Teil 43 des Seitenteils 4 an der Innenwandfläche 6a in Fahrzeugbreitenrichtung gefestigt ist, der Grenzteil 4b zwischen dem Zwischenteil 42 und dem hinteren Teil 43 sich an einer Stelle befindet, an welcher der Grenzteil 4b dem Grenzteil B zwischen dem Federbeindom 6 und der Schürze 7 überlagert ist bei einer Seitenansicht des Fahrzeugs, und der hintere Teil 43 sich der Innenseite in Fahrzeugbreitenrichtung zur Fahrzeugrückseite hin annähert (gekrümmte Form).
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Gemäß der detaillierten Beschreibung der Biegeverformung des Seitenteils 4 auf der Außenseite in Fahrzeugbreitenrichtung ist die Steifigkeit des Federbeindoms 6, an welchem der hintere Teil 43 des Seitenteils 4 angebracht ist, größer als die Steifigkeit der Schürze 7, an welcher der Zwischenteil 42 des Seitenteils 4 angebracht ist. Wenn also die Aufpralllast von dem Vorderteil 41 des Seitenteils 4 auf die Schürze 7 und auf den Federbeindom 6 über den Zwischenteil 42 und den hinteren Teil 43 gelangt, wird die eine geringe Steifigkeit aufweisende Schürze 7 verformt (sie kollabiert), und die Schürze absorbiert die Aufpralllast, während der Federbeindom 6, der hohe Steifigkeit besitzt, gegen die Aufpralllast wirkt. Da der Grenzteil B zwischen dem Federbeindom 6 und der Schürze 7 den abgestuften Abschnitt 20 bei dieser Ausführungsform aufweist, wird insbesondere erreicht, dass eine Struktur, in der die Schürze 7 auf der Frontseite des abgestuften Abschnitts 20 wahrscheinlich verformt wird, wohingegen der Federbeindom 6 auf der Rückseite des abgestuften Abschnitts 20 mit geringer Wahrscheinlichkeit verformt wird.
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Da außerdem das Seitenteil 4 bei dieser Ausführungsform eine Form aufweist, gemäß der der hintere Teil 43 zu der Innenseite in Fahrzeugbreitenrichtung hin gekrümmt ist, gibt es eine Wahrscheinlichkeit dafür, dass der Bereich in der Nähe des Grenzteils 4b zwischen dem Zwischenteil 42 und dem hinteren Teil 43 zur Außenseite in Fahrzeugbreitenrichtung hin gebogen wird, wenn eine Kollisionslast aus dem Vorderteil 41 auf den Zwischenteil 42 und dem hinteren Teil 43 einwirkt. Weiterhin wird die Steifigkeit des hinteren Teils 43 dadurch gesteigert, dass die Breite W3 des hinteren Teils 43 in Fahrzeugbreitenrichtung größer ist als jeweils die Breiten W1 und W2 des Vorderteils 41 bzw. des Zwischenteils 42 in Fahrzeugbreitenrichtung bei dieser Ausführungsform. Daher wird das Seitenteil 4 wahrscheinlich am Grenzteil 4b zwischen dem Zwischenteil 42 und dem hinteren Teil 43 gebogen.
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Der Grenzteil 4b zwischen dem Zwischenteil 42 und dem hinteren Teil 43 des Seitenteils 4 befindet sich an einer Stelle, an der der Grenzteil 4b in einer Seitenansicht des Fahrzeugs dem Grenzteil B zwischen dem Federbeindom 6 und der Schürze 7 überlagert ist. Daher wird der Zwischenteil 42 des Seitenteils 4, der an der Schürze 7 befestigt ist, zur Seite der Schürze 7 hin verlagert (zur Außenseite in Fahrzeugbreitenrichtung), einhergehend mit der Verformung der Schürze 7, wie oben beschrieben wurde. Auf diese Weise wird das Seitenteil 4 zu einer „V“-Form zur Außenseite in Fahrzeugbreitenrichtung in der Nähe des Grenzteils 4b zwischen dem Zwischenteil 42 und dem hinteren Teil 43 verformt, und die Aufpralllast wird durch die Biegeverformung absorbiert.
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Der hintere Träger 14 bewegt sich in Fahrzeugbreitenrichtung zur Außenseite hin, einhergehend mit der Biegeverformung des Seitenteils 4 zur Außenseite in Fahrzeugbreitenrichtung hin, wie oben erläutert wurde. In anderen Worten, der hintere Träger 14 befindet sich an einer Stelle, an der er mit dem Grenzteil 4b zwischen dem Zwischenteil 42 und dem hinteren Teil 43 an dem Oberseitenabschnitt des Seitenteils 4 bei einer Draufsicht auf das Fahrzeug überlagert ist. Wenn also das Seitenteil 4 beginnt, sich zur Außenseite in Fahrzeugbreitenrichtung hin in der Nähe des Grenzteils 14bzwischen dem Zwischenteil 42 und dem hinteren Teil 43 zu verbiegen, so folgt anschließend auch der hintere Träger 14 der Verformung des Seitenteils 4 und bewegt sich. Da nun die Gratlinie 14h, die in Fahrzeugbreitenrichtung verläuft, an dem Oberseitenteil 14a des hinteren Trägers 14 ausgebildet ist, wirkt die Kollisionslast, die über das Seitenteil 4 auf den hinteren Träger 14 gelangt, in Richtung entlang der Gratlinie 14h. Auf diese Weise wird die Bewegung des hinteren Trägers 14, die der Biegeverformung des Seitenteils 4 folgt, begünstigt.
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Wenn der hintere Träger 14 sich in Fahrzeugbreitenrichtung nach außen hin bewegt, löst sich der hintere Querträger 12, der mit dem Verbindungselement 14g gekoppelt ist, von dem hinteren Träger 14. Insbesondere befindet sich an dem Verbindungselement 14g des hinteren Trägers 14 die Kerbe, die in einer schräg nach hinten verlaufenden Orientierung bezüglich der Fahrzeugbreitenrichtung ausgebildet ist und sich zur Innenseite in Fahrzeugbreitenrichtung hin öffnet, an dem Verbindungselement 14g. Der hintere Querträger 12, der mit dieser Kerbe des Verbindungselements 14g gekoppelt ist (in Eingriff steht), wird in dem Eingriffszustand mit der Kerbe gehalten, wenn der Vorderteil 41 des Seitenteils 4 im Anfangsstadium der frontseitigen Kollision zusammengedrückt und verformt wird. Wenn andererseits die Biegeverformung zur Außenseite des Seitenelements 4 in Fahrzeugbreitenrichtung erfolgt, nachdem die Kompressionsverformung des Vorderteils 41 stattgefunden hat, beginnt der hintere Träger 14, sich in Fahrzeugbreitenrichtung nach außen hin zu bewegen, und der Endbereich des hinteren Querträgers 12 in Fahrzeugbreitenrichtung bewegt sich relativ zur Öffnungsseite der Kerbe hin. In anderen Worten, der hintere Träger 14 folgt der Biegeverformung des Seitenteils 4, während der hintere Querträger 12 der Biegeverformung nicht folgt. Der hintere Querträger 12 löst sich von dem hinteren Träger 14, indem die Bewegung des hinteren Trägers 14 zur Außenseite des Fahrzeugs in Breitenrichtung hin fortschreitet.
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Wenn allerdings das Verbindungselement 14g des hinteren Trägers 14 aufgrund der Kollisionslast verformt wird, so besteht eine Wahrscheinlichkeit dafür, dass das Lösen des hinteren Querträgers 14 in der oben beschriebenen Weise verhindert wird. Allerdings befindet sich das Verbindungselement 14g des hinteren Trägers 14 in Bezug auf den abgestuften Abschnitt 20 am Grenzteil B zwischen dem Federbeindom 6 und der Schürze 7 in einer Seitenansicht des Fahrzeugs dieser Ausführungsform auf der Fahrzeugrückseite, womit eine Struktur erreicht ist, bei der das Verbindungselement 14g auf der Seite des eine hohe Steifigkeit aufweisenden Federbeindoms 6 kaum verformt wird. Daher ist es möglich, in zuverlässiger Weise den hinteren Querträger 12 von dem hinteren Träger 14 bei einer Front-Heck-Kollision zu lösen.
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Im Gegensatz zu dem Verhalten des hinteren Querträgers 12, wie es oben beschrieben wurde, löst sich der vordere Querträger 11 nicht von dem vorderen Träger 13, auch wenn der vordere Träger 13 der Biegeverformung des Seitenteils 4 folgt und sich bewegt. In anderen Worten, der vordere Querträger 11 folgt der Biegeverformung des Seitenteils 4 und bewegt sich ohne Ablösen von dem vorderen Träger 13, während der hintere Querträger 12 von dem hinteren Träger 14 gelöst wird und nicht der Biegeverformung des Seitenteils 4 zur Zeit des Front-Heck-Aufpralls folgt. Auf diese Weise ist es möglich, die Kollisionsbelastung zu absorbieren, die auf die elektrischen Bauteile einwirkt, und zwar durch die Biegeverformung des Seitenteils 4, während die Verhaltensweisen des vorderen Querträgers 11, des hinteren Querträgers 12 und der von diesen gelagerten elektrischen Bauteile gesteuert werden.
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In anderen Worten, der vordere Querträger 11 und der hintere Querträger 12 unterbinden die Biegeverformung des Seitenteils 4 in einem Zustand, in welchem sowohl der vordere Querträger 11 als auch der hintere Querträger 12 an dem vorderen Träger 13 bzw. dem hinteren Träger 14 befestigt sind. Daher ist es schwierig, in ausreichender Weise die Kollisionsbelastung, die auf die von dem vorderen Querträger 11 und dem hinteren Querträger 12 gelagerten elektrischen Bauteile einwirkt, durch die Biegeverformung der Seitenteile 4 zu absorbieren. Außerdem ist es schwierig, das Verhalten des vorderen Querträgers 11, des hinteren Querträgers 12 und der elektrischen Bauteile zu beherrschen, wenn sowohl der vordere Querträger 11 als auch der hintere Querträger 12 sich von dem vorderen Träger 13 und dem hinteren Träger 14 lösen. In einer derartigen Situation ist es wahrscheinlich, dass die elektrischen Bauteile, denen eine hohe Spannung zugeführt wird, in Berührung mit der unter ihnen befindlichen Antriebseinheit in Berührung treten.
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Wenn hingegen der hintere Querträger 12 dazu ausgebildet ist, sich von dem hinteren Träger 14 zu lösen, wie es bei der vorliegenden Ausführungsform der Fall ist, wird die Biegeverformung des Seitenteils 4 nicht durch den hinteren Querträger 12 unterbunden, und somit ist es möglich, in ausreichendem Maß die auf die elektrischen Bauteile einwirkende Kollisionsbelastung durch die Biegeverformung des Seitenteils 4 zu absorbieren. Es ist möglich, das Verhalten der elektrischen Bauteile dadurch zu beherrschen, dass der vordere Querträger 11 an dem vorderen Träger 13 gleichzeitig befestigt gehalten wird, und dadurch wiederum ist es möglich, eine Berührung zwischen den elektrischen Bauteilen mit der Hochspannung und der Antriebseinheit zu vermeiden.
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Obschon die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung oben erläutert wurde, ist die Erfindung nicht auf die beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern es sind verschiedene Modifikationen und Abänderungen im Rahmen des technischen Konzepts der Erfindung möglich. Obschon das Beispiel, bei dem von dem vorderen Querträger 11 und dem hinteren Querträger 12, die an dem Seitenelement 1 über den vorderen Träger 13 bzw. den hinteren Träger 14 befestigt sind, gelagert sind, können die elektrischen Bauteile auch nur von dem hinteren Querträger 12 gehalten werden, oder die elektrischen Bauteile können durch drei oder noch mehr Querträger gehalten werden, darunter der hintere Querträger 12. Außerdem wurde das Beispiel erläutert, bei dem der hintere Träger 14 mit einem U-förmigen Querschnitt ausgebildet ist, es ist aber auch möglich, den Querträger an dem Seitenteil mit frei wählbarer Form auszubilden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeugfrontteil
- 2
- Armaturenbrett
- 3
- oberes Verkleidungsteil
- 4
- Seitenteil
- 4a
- Grenzteil zwischen Vorderteil und Zwischenteil
- 4b
- Grenzteil zwischen Zwischenteil und hinterem Teil
- 4c
- Oberseitenabschnitt
- 41
- Vorderteil
- 42
- Zwischenteil
- 43
- hinterer Teil
- 5
- vorderes Stoßfängerteil
- 6
- Federbeindom
- 6a
- Innenwandfläche in Fahrzeugbreitenrichtung
- 6b
- Vorderwandfläche
- 7
- Schürze
- 7a
- hinteres Endteil
- 8
- Schürzen-Seitenrahmen
- 9
- seitliches Rahmenteil
- 10
- Haubenverriegelungselement
- 11
- vorderer Querträger
- 12
- hinterer Querträger
- 13
- vorderer Träger
- 14
- hinterer Träger
- 14a
- Oberseitenteil
- 14b, 14c
- Seitenwandfläche
- 14g
- Verbindungselement
- 14h
- Gratlinie
- 15
- Verbindungselement
- 20
- abgestufter Abschnitt
- B
- Grenzteil zwischen Federbeindom und Schürze
- P
- Motorraum
- R
- Fahrzeuginnenraum
- W1 bis W3
- Breite in Fahrzeugbreitenrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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