DE10147117A1 - Fahrzeugseitenschwellerstruktur - Google Patents

Abstract

Eine Fahrzeugseitenschwellerstruktur, die einen Seitenschwellerabschnitt mit einem im wesentlichen geschlossenen Abschnitt aufweist, der sich in Fahrzeugkörperlängsrichtung erstreckt, ist an der Seite eines Fahrzeugkörpers vorgesehen, wobei ein Rohrelement innerhalb des Seitenschwellerabschnitts derart angeordnet ist, um sich in Fahrzeugkörperlängsrichtung zu erstrecken, und wobei zumindest zwei konkave Abschnitte (zerbrechliche Abschnitte) in einem Seitenabschnitt des Rohrelements ausgebildet sind. Ferner ist ein Verstärkungselement im wesentlichen entlang des Seitenabschnitts des Rohrelements angeordnet und wirkt mit dem Seitenabschnitt zusammen, um einen zweiten geschlossenen Abschnitt zu bilden. Dies ermöglicht die korrekte Deformation insbesondere bei seitlichem Aufprall mit einer einfachen Struktur.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugseitenschwellerstruktur, insbesondere eine Fahrzeugseitenschwellerstruktur, die in der Lage ist, sich als Reaktion auf einen frontalen Fahrzeugaufprall, einen seitlich versetzten Aufprall und einen Seitenaufprall, geeignet zu verformen.

Ein Rahmenabschnitt eines Fahrzeugs ist im wesentlichen so ausgebildet, um eine vorbestimmte Steifigkeit aufzuweisen, da er verschiedene Aufprallarten von außen während der Fahrt aufnimmt. Insbesondere weist der Rahmenabschnitt des Fahrzeugs einen Abschnitt auf, der Deformation zum Absorbieren eines Aufpralls erlaubt, wenn eine Überlast aufgenommen wird, und einen Abschnitt, der die Steifigkeit mit hoher Priorität verbessert, um einen Passagierraum, wie z. B. einen Rahmenabschnitt um einen Fahrzeuginnenraum, sicherzustellen.

Im Übrigen besteht ein Fahrzeugkörper-Rahmenabschnitt, der den Seitenabschnitt des Fahrzeugkörpers bildet, aus einer Dachschiene, die im oberen Abschnitt des Fahrzeugkörpers angeordnet ist; einem Seitenschweller, der im unteren Abschnitt des Fahrzeugkörpers angeordnet ist; einer Frontsäule, einer zentralen Säule und einer hinteren Säule, die die Dachschiene und den Seitenschweller usw. verbinden. Jedes dieser Elemente ist gewöhnlich so ausgebildet, um einen geschlossenen Abschnitt aufzuweisen, um die Steifigkeit desselben zu verbessern. Unter diesen Elementen nimmt insbesondere der Seitenschweller eine Überlast (kompressive Last) in Längsrichtung bei frontalem Aufprall oder seitlich versetztem Aufprall auf und es ist daher erforderliche den Seitenschweller daran zu hindern, sich selbst zu krümmen und zu knicken, um die Last zu verteilen. Ferner ist es bevorzugt, den Biegemodus entlang der Breite des Fahrzeugs zu steuern (der Biegemodus des Seitenschwellers), wenn der Seitenschweller eine Überlast entlang der Breite des Fahrzeugs bei seitlichem Aufprall aufnimmt.

In einer konventionellen Seitenschwellerstruktur, wie beispielsweise in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 6-99851 offenbart, ist jedoch ein invertiertes T-förmiges Rohrelement in einem invertierten T-förmigen Raum angeordnet, um die Steifigkeit in einem invertierten T-förmigen Verbindungsabschnitt zwischen einem Seitenschweller und einer zentralen Säule zu verbessern, die mit dem Zwischenabschnitt des Seitenschwellers verbunden ist, und um die Verformung des Verbindungsabschnitts bei seitlichem Aufprall zu verhindern. In einer anderen konventionellen Seitenschwellerstruktur, die in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 64-18784 offenbart ist, ist ein Rohrelement in einem geschlossenen Raum angeordnet, der kontinuierlich entlang der Längsseite eines Seitenschwellers durch mehrere Querspanten gebildet ist, um eine Last zu verteilen, wenn ein Fahrzeug eine Überlast (Kompressivlast) entlang der Längsseite des Seitenschwellers aufnimmt.

Daher ermöglicht die oben erwähnte konventionelle Struktur nicht die geeignete Verformung, insbesondere bei seitlichem Aufprall, obwohl verschiedene Maßnahmen ergriffen wurden, um die Steifigkeit zu verbessern.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeugseitenschwellerstruktur zur Verfügung zu stellen, die insbesondere in der Lage ist, sich bei seitlichem Aufprall zu verformen.

Die oben genannte Aufgabe kann durch das zur Verfügung stellen einer Fahrzeugseitenschwellerstruktur gelöst werden, bei der ein Seitenschwellerabschnitt einen im wesentlichen geschlossenen Abschnitt aufweist, der sich in Längsrichtung eines Fahrzeugkörpers erstreckt, und die an einer Seite des Fahrzeugkörpers vorgesehen ist, wobei die Fahrzeugseitenschwellerstruktur folgendes aufweist: eine zentrale Säule, die mit einem Zwischenabschnitt des Seitenschwellerabschnitts verbunden ist, um sich nach oben zu erstrecken; ein Rohrelement, das innerhalb des Seitenabschnitts angeordnet ist, um sich in Längsrichtung des Fahrzeugs zu erstrecken; zumindest zwei zerbrechliche Abschnitte, die in einem Seitenabschnitt des Rohrelements quer über dem Zwischenabschnitt ausgebildet sind; und ein Verstärkungselement, das im wesentlichen entlang des Seitenabschnitts des Rohrelements angeordnet ist, um die zerbrechlichen Abschnitte abzudecken, und das mit dem Seitenabschnitt zusammenarbeitet, um einen zweiten geschlossenen Abschnitt zu bilden.

Die Art der Erfindung als auch andere Aufgaben und Vorteile derselben wird im folgenden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Teile in den Figuren bezeichnen. Darin zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Explosionsansicht, die eine Fahrzeugkörper- Seitenrahmenstruktur zeigt, an der eine Fahrzeugseitenschwellerstruktur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angebracht wird;

Fig. 2 eine perspektivische Explosionsansicht, die einen Seitenschwellerabschnitt in der Fahrzeugkörper-Seitenrahmenstruktur zeigt;

Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht, die einen Seitenschweller aus Fig. 1 zeigt;

Fig. 4 eine Ansicht, die dazu dient, die Modifikation eines verstärkten Rahmens bei dem Seitenschweller aus Fig. 1 zu erläutern; und

Fig. 5 eine vergrößerte Schnittansicht, die einen anderen Seitenschweller zeigt, der anstelle des Seitenschwellers in der Fahrzeugkörper-Seitenrahmenstruktur Verwendung findet;

Fig. 6 eine Ansicht, die zur Erklärung der Modifikation eines Verstärkungsrahmens in dem Seitenschweller in Fig. 1 dient;

Fig. 7 eine Schnittansicht, die einen konventionellen Fahrzeugseitenschweller zeigt.

Im Folgenden werden nun bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 und 2 stellen eine Fahrzeugkörper-Seitenrahmenstruktur 1 dar, an der eine Seitenschwellerstruktur für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angeordnet ist.

Bei der Fahrzeugkörper-Seitenrahmenstruktur 1, sind ein einseitiges Außenpanel 2, das sich kontinuierlich über Abschnitte erstreckt, die in Richtung eines Fahrzeuginnenraums und eines Kofferraums (nicht gezeigt) zeigen, und ein seitliches inneres Panel, das aus mehreren Elementen zusammengesetzt ist, durch Schweißen oder ähnliches miteinander integral verbunden. Obwohl Fig. 1 nur die Fahrzeugkörper-Seitenrahmenstruktur 1 an der linken Seite zeigt, ist die Fahrzeugkörper-Seitenrahmenstruktur 1 mit einer nicht gezeigten Fahrzeugkörper-Seitenrahmenstruktur auf der rechten Seite kombiniert, die asymmetrisch mit der Fahrzeugkörperrahmenstruktur auf der linken Seite und eine Anzahl von Rahmenkomponenten (nicht gezeigt ist), die an einem Abschnitt angeordnet sind, der in Richtung des Fahrzeuginnenraums weist, einem Abschnitt, der in Richtung des Kofferraums weist, einem Abschnitt, der in Richtung des Motorraums weist, etc., um auf diese Weise die gesamte Rahmenstruktur eines Fahrzeugkörpers zu bilden.

Ein oberer Seitenabschnitt 201 des seitlichen Außenpanels 2 und eine innere seitliche Dachschiene 301 bilden eine seitliche Dachschiene (nicht gezeigt) mit einem geschlossenen Abschnitt, der sich in einer Längsrichtung X des Fahrzeugkörpers erstreckt. Eine vordere Längssäule 202 des seitlichen Außenpanels 2 und vertikale innere Frontsäulen 302a, 302b bilden eine Frontsäule (nicht gezeigt) mit einem im wesentlichen geschlossenen Abschnitt, die sich in vertikaler Richtung erstreckt. Ferner bilden eine hintere Längssäule 203 des seitlichen Außenpanels 2 und ein hinteres Viertelpanel 303 eine hintere Säule (nicht gezeigt) mit einem im wesentlichen geschlossenen Abschnitt, die sich in vertikaler Richtung erstreckt. Ein Seitenschweller SS (siehe Fig. 3) mit einem geschlossenen Abschnitt, der sich in Längsrichtung X des Fahrzeugkörpers erstreckt, weist einen unteren seitlichen Abschnitt (hiernach als "äußerer Seitenschweller" bezeichnet) des seitlichen Außenpanels 2 und einen inneren Seitenschweller 304 auf. Eine zentrale Säule (siehe Fig. 4) CP, die mit dem Zwischenabschnitt des Seitenschwellers SS verbunden ist, um sich nach oben zu erstrecken, weist einen zentralen Säulenabschnitt 205 des äußeren Seitenpanels 2 und eine innere zentrale Säule 306 auf.

Es ist anzumerken, daß jedes der oben erwähnten Elemente durch gepreßtes bzw. tiefgezogenes Stahlblech gebildet ist, und daß mehrere Flansche f, die sich von korrespondierenden Positionen in der Peripherie der jeweiligen Elemente erstrecken und überlappende Abschnitte mit verschiedenen Formen aufweisen, zusammengeschweißt sind, um die Seitenrahmenstruktur 1 zu bilden.

Wie in Fig. 2 und 3 gezeigt bildet der Seitenschweller SS einen ersten geschlossenen Raum e1, der sich in Längsrichtung X des Fahrzeugkörpers (eine Richtung vertikal zur Zeichnungsebene von Fig. 3) durch Verbinden des äußeren Seitenschwellers 204 als den unteren Seitenabschnitt des seitlichen äußeren Panels 2 und die oberen und unteren Flansche f1, f2 des inneren Seitenschwellers 304 erstreckt. Ferner ist in dem ersten geschlossenen Raum e1, der durch Integration des äußeren Seitenschwellers 204 und des inneren Seitenschwellers 304 derart gebildet ist, um einen ersten geschlossenen Abschnitt zu bilden, ein Verstärkungsrahmen 4 quer über die gesamte Fläche in der Längsrichtung X des Seitenschwellers SS angeordnet.

Der Verstärkungsrahmen 4 ist aus einem Metallrohrelement 5 und einem Verstärkungselement 6 gebildet, das entlang eines äußeren Seitenabschnitts 501 des Rohrelements 5 an der Außenseite des Fahrzeugkörpers (an der rechten Seite in Fig. 3) angeordnet ist.

Eine fordere Klammer 7 und eine hintere Klammer 8 werden jeweils mit den vorderen und hinteren Enden des Rohrelements 5 verbunden. Hauptabschnitte der vorderen und hinteren Klammern 7, 8 und mehrere Abschnitte von Endflanschen f3 überlappen jeweils die vorderen und hinteren Enden des äußeren Seitenschwellers 204 und des inneren Seitenschwellers 304. Die überlappende Abschnitte sind miteinander integral verbunden. Da die vorderen und hinteren Klammern 7, 8 an den vorderen und hinteren Enden des Rohrelements 5 befestigt sind, wird das Rohrelement 5 daran gehindert in Längsrichtung X hervorzustehen, wenn es eine Überlast aufnimmt, die in Längsrichtung X aufgebracht wird. Im Übrigen sollten die vorderen und hinteren Klammern 7, 8 vorgesehen werden, wenn die Notwendigkeit in Form einer Überlast, die auf das Rohrelement 5 in Längsrichtung X aufgebracht wird, entsteht.

Im Zentrum des Seitenabschnitts 501 des Rohrelements 5 sind zwei konkave Abschnitte 9 als zerbrechliche Abschnitte in einem vorbestimmten Intervall d ausgebildet, um vom Fahrzeug nach außen zu zeigen. Jeder konkave Abschnitt 9 hat eine Rillendicke h, die äquivalent zu etwa 1/6 des inneren Durchmessers des Rohrelements 5 ist, so daß der Biegemodus der konkaven Abschnitte 9 gesteuert werden kann. In dem Zwischenabschnitt zwischen den zwei konkaven Abschnitten 9 in dem Rohrelement S ist das untere Ende der zentralen Säule CP mit dem Seitenschweller SS in der invertierten T-Form verbunden. Dies verhindert, daß sich das untere Ende der zentralen Säule biegt, und bewirkt, daß die zwei konkaven Abschnitte 9 sich bei einem seitlichen Aufprall, wie weiter unten beschrieben, biegen. Das vorbestimmte Intervall d wird gemäß dem Fahrzeugtyp variiert, da die Anschnallposition gemäß den Grundabmessungen eines Fahrzeugs, sowie Größe eines Fahrzeugs, der Position der Passagiere und den Energieverteilungsbedingungen gesteuert werden muß.

Das Verstärkungselement 6 und das Rohrelement 5 haben im wesentlichen die gleiche Länge und sind kontinuierlich an den Seitenabschnitt 501 des Rohrelements 5 an mehreren Positionen angeschweißt, um einander zu überlappen. Das Verstärkungselement 6 ist mit einem konvexen hervorstehenden Abschnitt 602 ausgestattet, dessen Spitze p in Richtung der Außenseite des Fahrzeugkörpers von oberen und unteren geschweißten Abschnitten 601 hervorsteht, wo das Verstärkungselement 6 den Seitenabschnitt 501 des Rohrelements 5 überlappt, so daß ein Spalt t zwischen der Spitze p und dem äußeren Seitenschweller 204 gebildet wird. Je kleiner der Spalt t ist, desto mehr wird die Festigkeit des Seitenschwellers SS gegen den seitlichen Aufprall verbessert, der Spalt t ist jedoch vorzugsweise zwischen 3 mm und 5 mm, um zu verhindern, daß das Verstärkungselement und der Seitenschweller aufgrund von Produktionsabweichungen miteinander interferieren. Das Verstärkungselement 6 ist ferner mit oberen und unteren hervorstehenden Plattenabschnitten 603, 604 vorgesehen, die sich in der vertikalen Richtung von den oberen und unteren Enden der oberen und unteren geschweißten Abschnitte 601 erstrecken. Die oberen und unteren sich erstreckenden Plattenabschnitte 603, 604 sind durch Preßstahlblech gebildet.

Der obere sich erstreckende Plattenabschnitt 603 des Verstärkungselements 6 ist als eine Längsplatte ausgebildet. An dem Basisende des oberen sich erstreckenden Plattenabschnitts 603, sind mehrere Wülste 11, die sich in vertikaler Richtung erstrecken, in regelmäßigen Intervallen b in der Längsrichtung X des Fahrzeugkörpers ausgebildet. In dem oberen sich erstreckenden Plattenabschnitt 603 bildet ein Abschnitt an der Oberseite der oberen Enden der Wülste 11 einen Flansch f4. Der obere sich erstreckende Plattenabschnitt 603 ist mit dem äußeren Seitenschweller 204 und dem inneren Seitenschweller 304 derart integriert, daß er zwischen den überlappenden Abschnitten der jeweiligen oberen Flansche f1 derselben aufgenommen ist.

Der untere sich erstreckende Plattenabschnitt 604 des Verstärkungselements 6 ist als gekrümmte Platte ausgebildet. Am Basisende des unteren sich erstreckenden Plattenabschnitts 604 sind mehrere Wülste 11, die sich in vertikaler Richtung erstrecken, in regelmäßigen Intervallen b in Längsrichtung X des Fahrzeugkörpers ausgebildet. In dem unteren sich erstreckenden Plattenabschnitt 604 ist ein Abschnitt an der Unterseite der unteren Wulstenden 11 stufenartig geknickt und eine Spitze davon bildet einen Flansch f5, der in den äußeren Seitenschweller 204 und den inneren Seitenschweller 304 in einem Zustand integriert ist, in dem er zwischen den überlappenden Abschnitten der jeweiligen unteren Flansche f2 derselben aufgenommen ist. Die Wülste 11 dienen dazu die Biegesteifigkeit des Verstärkungselements entlang der Breite des Fahrzeugs zu verbessern, um auf diese Weise zu verhindern, daß das Verstärkungselement entlang der Breite des Fahrzeugs verschoben wird und in Berührung mit dem Seitenschweller SS kommt und Geräusche verursacht, während das Fahrzeug fährt. Je kürzer das vorbestimmte Intervall b ist, desto mehr wird die Krümmungssteifigkeit des Verstärkungselements entlang der Breite des Fahrzeugs vergrößert; das vorbestimmte Intervall b beträgt jedoch vorzugsweise zwischen 50 mm und 80 mm in Bezug auf die Schweißteilungen. In Fig. 3 bezeichnet Bezugszeichen W1 Elektroschweißpunkte; W2 bezeichnet indirekte Schweißpunkte. Der Schweißprozeß wird an den jeweiligen Punkten W1, W2 ausgeführt.

Bei dem Verstärkungsrahmen 4 in Fig. 2 und 3 ist das Verstärkungselement 6 kontinuierlich an den Seitenabschnitt 501 des Rohrelements 5 an der Außenseite des Fahrzeugkörpers angeschweißt. Daher bildet die Kooperation des Rohrelements 5 und des Verstärkungselements 6 einen geschlossenen Abschnitt, der den zweiten geschlossenen Raum e2 bildet, und dies verbessert die Steifigkeit des Verstärkungsrahmens 4. Insbesondere bedeckt das Verstärkungselement 6 die zwei konkaven Abschnitte 9 des Rohrelements 5 derart, um den Spalt zwischen ihnen zu überbrücken, und dies erhält die Steifigkeit des überdeckten Abschnitts gegen eine kompressive Last auf im wesentlichen dem gleichen Niveau wie die Steifigkeit der anderen Abschnitte.

Wie oben erwähnt, bildet der Seitenschweller SS den ersten geschlossenen Abschnitt durch den äußeren Seitenschweller 204 und den inneren Seitenschweller 304 und bildet den ersten geschlossenen Raum e1, der sich in Längsrichtung X des Fahrzeugkörpers erstreckt, wodurch die Grundsteifigkeit gewährleistet wird. Ferner ist der zweite geschlossene Raum e2 durch Integration des Rohrelements 5 und des Verstärkungselements 6 gebildet, die den Verstärkungsrahmen 4 in dem ersten geschlossenen Raum e1 derart bilden, um den zweiten geschlossenen Abschnitt zu bilden. Daher ist der Seitenschweller SS in der Lage zufriedenstellend die Deformation durch Krücken auszuhalten, selbst wenn eine exzessive kompressive Last aufgebracht wird.

Angenommen, daß ein Fahrzeug, das durch Verwendung der Fahrzeugkörper- Seitenrahmenstruktur 1 hergestellt ist, wobei der Verstärkungsrahmen 4 zu dem Rahmen des Seitenschwellers SS hinzugefügt wird, einen frontalen Aufprall oder einen seitlich verschobenen Aufprall aufnimmt, während es fährt. In diesem Fall wird eine Überlast in Längsrichtung auf das vordere Ende des Seitenschwellers 55 aufgebracht, aber das Rohrelement 5, das wie ein rundes Rohr ausgebildet ist, ist in der Lage gegen eine derartige exzessive kompressive Last zu verstärken. Außerdem verteilt die Steifigkeit des Versteifungsrahmens 4, der den zweiten geschlossenen Raum e2 bildet, als auch die Steifigkeit des äußeren Seitenschwellers 204 und des inneren Seitenschwellers 304, die den ersten geschlossenen Raum e1 bilden, die exzessive kompressive Last durch den Seitenschweller SS, d. h. verteilt und überträgt die exzessive kompressive Last auf die hintere Säule, die an der Rückseite des Fahrzeugkörpers angeordnet ist.

Außerdem überdeckt das Verstärkungselement 6 die zwei konkaven Abschnitte 9 des Rohrelements 5 derart, um den Spalt zwischen ihnen zu überbrücken, und auf diese Weise wird die Steifigkeit des abgedeckten Abschnitts gegen die Knickdeformation auf einem im wesentlichen gleichen Niveau wie die Steifigkeit von anderen Abschnitten aufrechterhalten, um auf diese Weise den überdeckten Abschnitt vor schnellem Knicken zu bewahren.

Obwohl die obige Beschreibung anhand eines frontalen Aufpralls gemacht wurde, können die gleichen Wirkungen im Falle eines rückwärtigen Aufpralles erreicht werden, da der Seitenschweller SS umgekehrt im wesentlichen auf die gleiche Weise deformiert wird.

Auf der anderen Seite sei angenommen, daß der Zwischenabschnitt des Seitenschwellers SS einen seitlichen Aufprall aufnimmt, während das Fahrzeug fährt.

Das Bodenende der zentralen Säule CP ist mit dem Zwischenabschnitt des Seitenschwellers SS in der invertierten T-Form integriert. Wie in Fig. 4 gezeigt, sind die beiden konkaven Abschnitte 9 in einem vorbestimmten Intervall d in dem Rohrelement 5 ausgebildet.

Auf diese Weise kollabiert der äußere Seitenschweller 204 durch den Spalt t (siehe Fig. 3), wenn eine Überlast F in seitlicher Richtung des Fahrzeugs auf den Zwischenabschnitt des Seitenschwellers SS aufgebracht wird.

Der Verstärkungsrahmen 4 verformt sich dann relativ leicht aufgrund einer Last von der Seite verglichen mit der kompressiven Last. Bei dieser Gelegenheit deformiert sich das Rohrelement 5 von den beiden konkaven Abschnitten 9 in Richtung des Zentrums des Fahrzeugkörpers (nach unten in Fig. 4) und der innere Seitenschweller 304 wird auch deformiert.

Auf diese Weise kann Energie effizient auf den Verstärkungsrahmen 4 mit einer hohen Steifigkeit übertragen werden, um eine energieabsorbierende Funktion schneller nach dem Seitenaufprall auszuüben, falls der hervorstehende Abschnitt 602 des Verstärkungselements 6 an der Außenseite des Fahrzeugs befestigt ist (nach außen zeigend). Ferner ist es möglich den Grad, den der Zwischenabschnitt des Seitenschwellers SS und die zentrale Säule CP in den Fahrzeuginnenraum eindringen, bedeutend zu verringern (d. h. der Betrag der Deformation) und die Geschwindigkeit, bei der der Mittelabschnitt des Seitenschwellers SS und die zentrale Säule CP in den Fahrzeuginnenraum eindringen, erheblich zu verringern, da das Rohrelement 5 von den zwei konkaven Abschnitten gebogen ist, ohne sich bei dem Seitenaufprall zu krümmen. Mit anderen Worten kann eine Biegemoduskontrollfunktion ausgeübt werden, um einen gewünschten Deformationsmodus zu realisieren, um auf diese Weise die Passagiersicherheit zu verbessern.

Ferner sind, wenn der Zwischenabschnitt des Seitenschwellers SS den Seitenaufprall aufnimmt, der hervorstehende Abschnitt 602 des Verstärkungselements 6 und das Rohrelement 5 in der Lage, sequentiell eine Überlast aufzunehmen, die durch den Seitenaufprall verursacht wurde. Dies verbessert die Aufprallabsorbierungsfunktion.

Ferner ist bei dem Seitenschweller SS in Fig. 1 der erste geschlossene Raum e1, der sich in der Längsrichtung X des Fahrzeugs erstreckt, durch den äußeren Seitenschweller 204 und den inneren Seitenschweller 304 gebildet und der Verstärkungsrahmen 4 ist in dem ersten geschlossenen Raum e1 angeordnet. Auf diese Weise wird die Struktur verglichen mit der konventionellen Struktur vereinfacht. Dem entsprechend ist es auch möglich, die Anzahl von Teilen und die Anzahl von Knicken beim Schweißen zu verringern, und die Formen und die Ausrüstung zu vereinfachen, wodurch die Herstellungskosten gesenkt werden. Außerdem ist es möglich das Gesamtgewicht durch Reduzierung der gesamten Wandstärke des äußeren Seitenschwellers 204 und des inneren Seitenschwellers 304, die die äußere Oberfläche bilden, zu reduzieren.

Fig. 5 stellt einen Seitenschweller SSa bei einer Fahrzeugkörper-Seitenrahmenstruktur 1a (nicht gezeigt) dar, an der eine Fahrzeugseitenschwellerstruktur gemäß der zweiten Ausführungsform angebracht wird.

Die Struktur des Seitenschwellers SSa unterscheidet sich von der des Seitenschwellers SS, der bei der Fahrzeugkörper-Seitenrahmenstruktur 1 aus Fig. 1 verwendet worden ist, nur dadurch, daß ein Rohrelement 5a und ein Verstärkungselement 6a, die einen Verstärkungsrahmen 4a seitlich in umgekehrter Position (horizontaler Richtung in Fig. 5) bilden, und eine Beschreibung desselben ist deshalb an dieser Stelle vermieden worden.

Bei dem Seitenschweller SSa in Fig. 5 bilden der äußere Seitenschweller 204 und der innere Seitenschweller 304 einen ersten geschlossenen Raum e1 und der Verstärkungsrahmen 4a ist quer über der gesamten Fläche des ersten geschlossenen Raums e1 in der Längsrichtung X (d. h. einer Richtung vertikal zur Zeichnungsebene von Fig. 5) angeordnet.

Das Verstärkungselement 4a weist das Rohrelement 5a und das Verstärkungselement 6a auf, das entlang eines Seitenabschnitts 502 des Rohrelements 5a an der Innenseite des Fahrzeugkörpers (an der linken Seite in Fig. 5) angeordnet ist. Die vorderen und hinteren Enden des Rohrelements 5a sind integral an die vorderen und hinteren Enden des äußeren Seitenschwellers 204 und des inneren Seitenschwellers 304 über vordere und hintere Klammern, die nicht gezeigt sind, angeschweißt. In dem zentralen Abschnitt des Seitenabschnitts 502 des Rohrelements 5a sind zwei konkave Abschnitte 9a in einem vorbestimmten Intervall d (siehe Fig. 6) in Richtung des Zentrums des Fahrzeuginnenraums ausgebildet, so daß der Biegemodus von diesen konkaven Abschnitten 9a her gesteuert werden kann.

Das Verstärkungselement 6a ist aus oberen und unteren geschweißten Abschnitten 601a gebildet, die an den Seitenabschnitt 502 des Rohrelements 5a an der Innenseite des Fahrzeugkörpers, an einen konvex hervorstehendem Abschnitt 602a, der in Richtung der Innenseite des Fahrzeugkörpers hervorsteht, so daß ein Punkt p in Richtung des inneren Seitenschwellers 304 über einen Spalt tl weist, und obere und untere sich erstreckende Plattenabschnitte 603a, 604a angeschweißt sind. Mehrere Wülste 11 sind an den länglichen plattenförmigen Basisenden der oberen und unteren sich erstreckende Plattenabschnitte 603a, 604a des Verstärkungselements 6a ausgebildet. Ein Abschnitt an der oberen Seite des oberen sich erstreckenden Plattenabschnitts 603a bildet einen Flansch f4 und ist integral an die jeweiligen oberen Flansche f1 des äußeren Seitenschwellers 204 und des inneren Seitenschwellers 304 geschweißt. An dem Basisende des unteren sich erstreckenden Plattenabschnitts 604a erstreckt sich ein stufenartig gebogener Abschnitt von dem Bodenende der Wulst 11. Ein Flansch f5 ist an der Spitze des gekrümmten Abschnitts an jeweilige untere Flansche f2 des äußeren Seitenschwellers 204 und des inneren Seitenschwellers 304 angeschweißt.

Im Folgenden sei angenommen, daß ein Fahrzeug, das durch Verwendung der Fahrzeugkörper-Seitenrahmenstruktur 1a hergestellt worden ist, bei der der Verstärkungsrahmen 4a zu dem Rahmen des Seitenschwellers SSa hinzugefügt ist, einen frontalen Aufprall oder einen seitlich verschobenen Aufprall während der Fahrt aufnimmt.

In diesem Fall verteilt bei dem Seitenschweller SSa in Fig. 5 und 6 die Steifigkeit des Verstärkungsrahmens 4, der den zweiten geschlossenen Raum e2 bildet, als auch die Steifigkeit des äußeren Seitenschwellers 204 und des inneren Seitenschwellers 304, die den ersten geschlossenen Raum e1 bilden, die exzessive kompressive Last über den Seitenschweller SS, d. h. verteilt und überträgt die exzessive kompressive Last auf die hintere Säule, die an der Rückseite des Fahrzeugkörpers angeordnet ist. Bei dieser Gelegenheit überdeckt das Verstärkungselement 6 die beiden konkaven Abschnitte 9a derart, um den Spalt dazwischen zu überbrücken, und dies verhindert, daß der überdeckte Abschnitt schnell knickt und hält die Steifigkeit des überdeckten Abschnitts gegen Knickdeformation bei im wesentlichen dem gleichen Niveau wie die Steifigkeit anderer Abschnitte aufrecht.

Angenommen, daß eine Überlast F in der seitlichen Richtung Y auf den Mittelabschnitt des Seitenschwellers SSa aufgebracht wird, wenn das Fahrzeug einen seitlichen Aufprall an dem Mittelabschnitt des Seitenschwellers SSa aufnimmt, dann kollabiert andererseits der äußere Seitenschweller 204 zuerst und die Überlast wird dann auf den Verstärkungsrahmen 4a aufgebracht (siehe Fig. 5 und 6). Bei dieser Gelegenheit wird das Rohrelement 5a von den zwei konkaven Abschnitten 9a in Richtung des Zentrums des Fahrzeugkörpers (linke Seite in Fig. 5) durch den Spalt t1 deformiert, so daß der Punkt p des hervorstehenden Abschnitts 602a in Richtung auf den inneren Seitenschweller 304 weist.

Der Seitenschweller SSa bei der Fahrzeugkörper-Seitenrahmenstruktur 1a (nicht gezeigt) in Fig. 5 erzielt die gleiche Wirkung wie die Fahrzeugkörper-Seitenrahmenstruktur 1 in Fig. 1. Insbesondere weil der hervorstehende Abschnitt 602a des Verstärkungselements 6a in Richtung des Fahrzeuginnenraums (nach innen) weist, verbessert die Seite des hervorstehenden Abschnitts 602a an dem inneren Seitenschweller 304 die Fähigkeit der Last zu widerstehen. Außerdem werden die Deformationsgeschwindigkeit und der Deformationsbetrag bedeutend verringert nachdem der vorstehende Abschnitt 602a auf den inneren Seitenschweller 304 weist, d. h. die Biegemoduskontrollfunktion kann ausgeübt werden, um so die Sicherheit der Passagiere zu gewährleisten. Ferner können der vorstehende Abschnitt 602a des Verstärkungselements 6a und das Rohrelement 5a sequentiell die Überlast F absorbieren, falls eine große Überlast F bei einem seitlichen Aufprall aufgebracht wird, und dies verbessert signifikant die Aufprallabsorbierungsfunktion.

In der oben genannten Beschreibung ist die Fahrzeugseitenschwellerstruktur der vorliegenden Erfindung auf eine Fahrzeugkörper-Seitenrahmenstruktur 1 angewendet, aber die gleiche Wirkung wie bei der Fahrzeugkörper-Seitenrahmenstruktur 1 in Fig. 1 kann erzielt werden, wenn die Seitenschwellerstruktur der vorliegenden Erfindung auf ein Fahrzeug mit einem anderen Seitenschweller angewendet wird.

Wie oben erwähnt verbessert die Struktur der vorliegenden Erfindung die Steifigkeit, um befriedigend die Knickverformung der zerbrechlichen Abschnitte zu verhindern, wenn der erste geschlossene Abschnitt eine kompressive Last bei frontalem Aufprall oder seitlich versetztem Aufprall aufnimmt. Ferner kann bei seitlichem Aufprall der jeweilige zerbrechliche Abschnitt des Rohrelements und des Verstärkungselements, der diese abdeckt, den Deformationsbetrag reduzieren und die Biegemoduskontrollfunktion zum Steuern des Biegemodus der zerbrechlichen Abschnitte ausüben. Außerdem ist die Struktur der vorliegenden Ausführungsform vereinfacht und dies reduziert die Anzahl der Teile und der Schweißschritte und vereinfacht Formenbau und Ausrüstung, wodurch die Herstellungskosten reduziert werden.

Gemäß der ersten Ausführungsform wird der zweite geschlossene Abschnitt als der im wesentlichen konvexe Abschnitt ausgebildet, der in Richtung der Außenseite des Fahrzeugs hervorsteht, und dies ermöglicht der Spitze des im wesentlichen konvexen Abschnittes sich als Antwort auf eine Überlast schnell zu deformieren, um Energie zu absorbieren. Dies verbessert vorzugsweise die Aufprallabsorbierungsfunktion.

Falls der zweite geschlossene Abschnitt als der im wesentlichen konvexe Abschnitt ausgebildet ist, der in Richtung der Innenseite des Fahrzeugs hervorsteht, wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel, dann zeigt die Spitze des im wesentlichen konvexen Abschnittes auf die innere Wand des Seitenschwellerabschnitts an der Innenseite des Fahrzeugkörpers, wenn der Seitenschwellerabschnitt sich aufgrund eines seitlichen Aufpralls verformt. Dies verbessert bevorzugt die Aufprallabsorbierungsfunktion.

Es ist jedoch anzumerken, daß es nicht beabsichtigt ist, die Erfindung auf die spezifischen Ausführungsbeispiele, die hierin offenbart sind, zu beschränken, sondern im Gegenteil, daß die Erfindung alle Modifikationen und Alternativen und äquivalente Ausgestaltungen erfaßt, die in den Schutzumfang der Erfindung fallen, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims (6)

1. Fahrzeugseitenschwellerstruktur, bei der ein Seitenschwellerabschnitt (SS; SSa) mit einem im wesentlichen geschlossenen Abschnitt, der sich in Längsrichtung des Fahrzeugkörpers erstreckt, an einer Seite des Fahrzeugkörpers vorgesehen ist, wobei die Fahrzeugseitenschwellerstruktur Folgendes aufweist:
eine zentrale Säule (CP), die mit einem Zwischenabschnitt des Seitenschwellerabschnitts (SS; SSa) verbunden ist, um sich nach oben zu erstrecken;
ein Rohrelement (5; 5a), das innerhalb des Seitenschwellerabschnitts (SS; SSa) angeordnet ist, um sich in Längsrichtung des Fahrzeugkörpers zu erstrecken, wobei zumindest zwei zerbrechliche Abschnitte in einem Seitenabschnitt des Rohrelements (5; 5a) quer über dem Mittelabschnitt ausgebildet sind; und
ein Verstärkungselement (6; 6a), das im wesentlichen entlang des Seitenabschnitts des Rohrelements (5; 5a) angeordnet ist, um die zerbrechlichen Abschnitte abzudecken, und das mit dem Seitenabschnitt zusammenwirkt, um einen zweiten geschlossenen Abschnitt zu bilden.

2. Fahrzeugseitenschwellerstruktur gemäß Anspruch 1, wobei der zweite geschlossene Abschnitt im wesentlichen derart konvex geformt ist, um in Richtung der Außenseite des Fahrzeugkörpers hervorzustehen.

3. Fahrzeugseitenschwellerstruktur gemäß Anspruch 1, wobei der zweite geschlossene Abschnitt im wesentlichen derart konvex geformt ist, um in Richtung der Fahrzeugkörperinnenseite hervorzustehen.

4. Fahrzeugseitenschwellerstruktur nach Anspruch 1, wobei die zerbrechlichen Abschnitte im wesentlichen in gleichen Abständen von dem Zwischenabschnitt vorgesehen sind.

5. Fahrzeugseitenschwellerstruktur nach Anspruch 1, wobei das Rohrelement (5; 5a) Klammerelemente (7; 8) zum Verbinden der jeweiligen vorderen und hinteren Enden des Seitenschwellerabschnitts (SS; SSa) mit jeweiligen vorderen und hinteren Enden des Rohrelements (5; 5a) aufweist.

6. Fahrzeugseitenschwellerstruktur nach Anspruch 1, wobei das Verstärkungselement (6; 6a) Erweiterungsplattenabschnitte aufweist, die an den oberen und unteren Enden desselben zum vertikalen erweitern vorgesehen sind, und ferner mehrere Wulstabschnitte (11) aufweist, die zum vertikalen erweitern in Fahrzeuglängsrichtung vorgesehen sind.