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Die vorliegende Erfindung betrifft die Bodenstruktur eines Fahrzeugs, in dem ein Fußbrett sich vom vorderen Ende einer Bodenplatte oder eines Bodenbleches einer Fahrzeugkarosserie nach oben erstreckt und ein Polsterelement sich auf dem Bodenblech von einer Position in der Nähe des unteren Endes des Fußbrettes nach hinten erstreckt.
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In der in 4 dargestellten herkömmlichen Bodenstruktur eines Fahrzeugs ist ein Bodenblech 101 in einer im wesentlichen horizontalen Position am Boden einer Fahrzeugkarosserie angeordnet, und das untere Ende eines Fußbretts 102 ist mit dem vorderen Ende des Bodenblechs 101 derart verbunden, daß es sich nach oben erstreckt, wie in 4 dargestellt ist. Andererseits ist ein Querträger 103 an der Rückseite des Bodenblechs 101 befestigt. Eine Dämpfungsunterlage bzw. ein Aufprallpolster 104 ist an der Oberseite des Fußbrettes 102 befestigt, d. h. an der der Fahrgastzelle zugewandten Seite des Fußbrettes 102. Ein Teppichpolster 105 zum Verbessern oder Erleichtern der Fußauflage und -bewegung eines Passagiers erstreckt sich von einer Position in der Nähe des unteren Endes des Fußbrettes 102 nach hinten zum Querträger 103. Eine elektronische Steuereinheit (ECU) 108 ist an der der Fahrgastzelle zugewandten Seite der Dämpfungsunterlage 104 durch eine Halteklammer 107 befestigt, und eine Fußauflage 109 ist an der Rückseite der Halteklammer 107 angeordnet. Eine Teppichfläche 106 ist so verlegt, daß sie die Fußauflage 109, das Teppichpolster 105 und den Querträger 103 abdeckt.
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In der vorstehend beschriebenen herkömmlichen Bodenstruktur eines Fahrzeugs wird das Fußbrett 102 im Fall eines Frontalaufpralls um sein unteres Ende als Gelenk- oder Hebelachse nach hinten gebogen, so daß über die Fußauflage 109 eine zur Rückseite des Fahrzeugs gerichtete Kraft auf die Beine eines Beifahrers ausgeübt wird. Insbesondere tritt der Beifahrer im Fall eines Frontalaufpralls tendenziell mit den Fußspitzen fest auf das Fußbrett 102, so daß, wie vorstehend beschrieben wurde, auch wenn das Fußbrett 102 sich zur Rückseite des Fahrzeugs hin verformt, die Fersen auf der Teppichoberfläche 106 zur Rückseite des Fahrzeugs hin gleiten, während die Fußgelenke unter einem vorgegebenen Winkel gehalten werden.
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In der
JP 2000-326870 A wird eine andere Technik beschrieben, gemäß der die vorstehend beschriebene Bewegung der Fußgelenke im Fall einer Fahrzeugkollision sicher verursacht wird.
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In der vorstehend beschriebenen Bodenstruktur eines Fahrzeugs biegt sich das Teppichpolster 105, wie in 5 dargestellt, wahrscheinlich an einer Position in der Nähe der Beine des Beifahrers, und in diesem Fall können die Beine des Beifahrers und das gebogene Teppichpolster 105 wechselwirken, wodurch verhindert wird, daß die Fersen des Beifahrers zur Rückseite des Fahrzeugs hin gleiten. Dadurch können die Fußgelenke des Beifahrers blockiert werden, so daß ein Moment auf die Fußgelenke ausgeübt werden kann.
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US 6,158,766 offenbart eine Bodenstruktur eines Fahrzeugs mit einem Airbag, in der jedoch der Teppich und der Schaumstoff nicht mit einem Nutenabschnitt ausgestattet sind.
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DE 198 58 636 A offenbart eine Sicherheitseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, in der der Boden nicht mit einem Nutenabschnitt ausgestattet ist und der Boden mit Seitenrändern und Rippen versehen ist, die sich im Fall eines Zusammenstoßes nicht verformen.
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DE 197 27 598 A1 offenbart ebenfalls eine Sicherheitseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, in der D3 werden die Platten mit einem Gelenk verbunden werden.
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Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bodenstruktur eines Fahrzeugs bereitzustellen, durch die die Sicherheit Fahrzeuginsassen, insbesondere eines Beifahrers, im Fall eines Frontalaufpralls gewährleistet wird.
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Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen definierten Merkmale gelöst.
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Die Merkmale der vorliegenden Erfindung sowie andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen verdeutlicht, in denen ähnliche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Teile bezeichnen; es zeigen:
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1 eine Querschnittansicht zum Darstellen wesentlicher Teile einer Fahrzeugkarosserie zum Erläutern einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bodenstruktur eines Fahrzeugs;
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2 eine Ansicht zum Erläutern der Funktionsweise oder des Verhaltens der ersten Ausführungsform der Bodenstruktur des Fahrzeugs im Fall eines Frontalaufpralls;
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3 eine Querschnittansicht zum Darstellen wesentlicher Teile einer Fahrzeugkarosserie zum Erläutern einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bodenstruktur eines Fahrzeugs;
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4 eine Querschnittansicht einer Fahrzeugkarosserie zum Darstellen einer herkömmlichen Bodenstruktur eines Fahrzeugs; und
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5 eine Querschnittansicht einer Fahrzeugkarosserie zum Erläutern der Funktionsweise oder des Verhaltens der herkömmlichen Bodenstruktur eines Fahrzeugs.
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Die vorliegende Erfindung wird nachstehend unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, die bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung zeigen, ausführlich beschrieben.
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In der in 1 dargestellten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bodenstruktur eines Fahrzeugs ist ein Bodenblech 11 am Boden des Fahrzeugs im wesentlichen horizontal angeordnet, und ein Fußbrett 12 ist mit dem vorderen Ende des Bodenblechs 11 so verbunden, daß es sich nach oben erstreckt. Das Fußbrett 12 ist so konstruiert, daß ein Verbindungsabschnitt 12a, der im wesentlichen horizontal ausgebildet und mit dem vorderen Ende des Bodenblechs 11 von oben verbunden ist, ein schräger Abschnitt 12b, der unter einem vorgegebenen Winkel geneigt ist, und ein sich nach oben erstreckender Abschnitt 12c, der sich im wesentlichen vertikal erstreckt, kontinuierlich gekrümmt sind.
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Eine Dämpfungsunterlage 13 ist an der der Fahrgastzelle zugewandten Seite des schrägen Abschnitts 12b des Fußbretts 12 angeordnet, und eine elektronische Steuereinheit (ECU) 14 ist über eine Halteklammer 15 als kraftübertragendes Element auf der Dämpfungsunterlage 13 angeordnet. Die Dämpfungsunterlage 13 weist eine Fläche 13a und ein an der Rückseite der Fläche 13a angeordnetes geräuschdämpfendes Material 13b auf. Die ECU 14 weist eine darin angeordnete (in der Figur nicht dargestellte) elektronische Vorrichtung auf und ist kastenförmig ausgebildet und im Inneren der doppelt gebogenen Halteklammer 15 fixiert. Das untere Ende der Fläche 13a und ein unterer Halteabschnitt 15a der Halteklammer 15 sind am Verbindungsabschnitt 12a des Fußbrettes 12 befestigt.
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Andererseits ist ein sich entlang der Fahrzeugbreite erstreckender Querträger 17 als Begrenzungselement an der Rückseite des Bodenblechs 11 befestigt. Das Bodenblech 11 und der Querträger 17 bilden einen geschlossenen Querschnitt. Eine Sitzklammer 31, die das untere Ende eines Sitzes 30 hält, ist an der oberen Fläche des Querträgers 17 befestigt. Um die Fußauflage und -bewegung eines Beifahrers zu erleichtern und zu verbessern, erstreckt sich ein im wesentlichen wie eine flache Platte ausgebildetes Teppichpolster 18 auf dem Bodenblech 11 von einer Position in der Nähe des unteren Endes des Fußbrettes 12 nach hinten zum Querträger 17. Am vorderen Ende des Teppichpolsters 18 sind ein gekrümmter Abschnitt 18a und ein schräger Abschnitt 18b ausgebildet und so angeordnet, daß sie den Verbindungsabschnitt 12a des Fußbrettes 12 überlappen. Das hintere Ende des Teppichpolsters 18 liegt an der Längswand des Querträgers 17 an, um die Bewegung des Teppichpolsters 18 zur Rückseite der Fahrzeugkarosserie hin zu begrenzen.
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Ein leicht zerbrechlicher bzw. strukturgeschwächter Abschnitt 19, der durch eine von vorne ausgeübte Aufprallkraft verformt oder gefaltet bzw. geknickt wird, die größer oder gleich einem vorgegebenen Wert ist, ist in dem vor dem Querträger 17 angeordneten Teppichpolster 18 relativ nahe am Sitz 30 angeordnet. Der strukturgeschwächte Abschnitt 19 weist zwei erste Nutenabschnitte 19a als erste gekerbte Abschnitte auf, die entlang der Fahrzeugbreite durch Einkerben oder Einritzen eines hinteren Abschnitts der Oberfläche des Teppichpolsters 18 von oben ausgebildet sind, und zwei zweite Nutenabschnitte 19b als zweite gekerbte Abschnitte, die entlang der Fahrzeugbreite durch Einkerben oder Einritzen der unteren Fläche des Teppichpolsters 18 von unten an einer Stelle hinter den ersten Nutenabschnitten 19a ausgebildet sind.
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Ein Teppich 20 ist so verlegt, daß er die Dämpfungsunterlage 13, die ECU 14, die Halteklammer 15, das Teppichpolster 18, den Querträger 17 usw. von oben bedeckt. Eine stoßdämpfende Unterlage 21 ist als stoßdämpfendes Element an der Rückseite des vorderen Endes des Teppichs 20 befestigt. Die stoßdämpfende Unterlage 21 besteht aus einem ersten flachen Dämpfungselement 21a, das vor, und einem zweiten flachen Dämpfungselement 21b, das gegenüberliegend und in Kontakt mit dem ersten Dämpfungselement 21a und an der Rückseite des ersten Dämpfungselements 21a angeordnet ist. Das zweite Dämpfungselement 21b besteht aus einem härteren Material als das erste Dämpfungselement 21a.
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Ein unteres Ende der stoßdämpfenden Unterlage 21 ist auf der schrägen Fläche 18b des Teppichpolsters 18 angeordnet, und eine untere Fläche der stoßdämpfenden Unterlage ist auf einem oberen Halteabschnitt 15b der Halteklammer 15 angeordnet. Ein vorderes Ende des Teppichs 20 ist auf dem oberen Ende der Halteklammer 15 blockiert. In diesem Fall ist die stoßdämpfende Unterlage 21 an der Rückseite des Fußbrettes 12 angeordnet, und die ECU 14 und die Halteklammer 15 sind gegenüberliegend dem vorderen Ende des Teppichpolsters 18 angeordnet.
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Daher sind auf dem Teppichpolster 18 eine horizontale und flache Bodenfläche, die sich vom gekrümmten Abschnitt 18a des Teppichpolsters 18 zu einer Position vor dem Querträger 17 erstreckt, und eine bezüglich des gekrümmten Abschnitts 18a zur stoßdämpfenden Unterlage 21 geneigte flache Fußauflagefläche ausgebildet.
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Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bodenstruktur eines Fahrzeugs wird im Fall eines Frontalaufpralls ein Stoß auf das Fußbrett 12 ausgeübt. Das Fußbrett 12 wird verformt, indem es sich vom mit dem Bodenblech 11 verbundenen Verbindungsabschnitt 12a nach hinten biegt. Die auf das Fußbrett 12 ausgeübte Anfangsstoßkraft wird über die ECU 14 und die Halteklammer 15 auf die stoßdämpfende Unterlage 21 übertragen und durch die stoßdämpfende Unterlage 21 absorbiert. Die von der Anfangskraft ausgehend kontinuierlich ausgeübte Kraft wird über die ECU 14 (Halteklammer 15) und die stoßdämpfende Unterlage 21 auf das Teppichpolster 18 übertragen.
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Wenn die Kraft auf das vordere Ende des Teppichpolsters 18 ausgeübt wird, wird das Teppichpolster 18 an seinem strukturgeschwächten Abschnitt 19 gefaltet oder geknickt, weil das hintere Ende des Teppichpolsters 18 am Querträger 17 anliegt, um die Rückwärtsbewegung des Teppichpolsters 18 zu verhindern. Insbesondere werden, weil die Nutenabschnitte 19a und 19b des Teppichpolsters 18 aufgrund der Stoßkraft in der Längsrichtung des Fahrzeugs zusammenfallen, die hinteren Abschnitte der ersten Nutenabschnitte 19a nach oben und die hinteren Abschnitte der zweiten Nutenabschnitte 19b nach unten gebogen, wodurch veranlaßt wird, daß die strukturgeschwächten Abschnitte 19 ringförmig gefaltet oder geknickt (nach unten gedreht) werden.
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Dadurch wird das Teppichpolster 18 an einer Position in der Nähe des Sitzes 30 und entfernt hinter den Beinen des Beifahrers gefaltet oder geknickt, wodurch verhindert wird, daß das gefaltete oder geknickte Teppichpolster 18 mit den Beinen des Beifahrers wechselwirkt. Dadurch können die Fußgelenke des Beifahrers in einem vorgegebenen Winkel in der Längsrichtung des Fahrzeugs gleiten oder rutschen, ohne daß sie nach hinten gebogen und blockiert werden. Im Teppichpolster 18 ist der strukturgeschwächte Abschnitt 19 in einem vorgegebenen Abstand hinter dem Fußbrett 12 angeordnet, so daß der strukturgeschwächte Abschnitt 19 die Rückwärtsbewegung der Fußgelenke (Fersen) des Beifahrers in der Längsrichtung des Fahrzeugs niemals blockiert.
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Wie vorstehend beschrieben wurde, ist das Fußbrett 12 in der Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bodenstruktur eines Fahrzeugs mit dem vorderen Ende des Bodenblechs 11 so verbunden, daß es sich nach oben erstreckt, ist die ECU 14 über die Dämpfungsunterlage 13 durch die Halteklammer 15 am Fußbrett 12 befestigt, ist der Querträger 17 an der Rückseite des Bodenblechs 11 befestigt, erstreckt sich das Teppichpolster 18 auf der Fußplatte 11 von einer Position in der Nähe des unteren Endes des Fußbrettes 12 nach hinten und liegt das hintere Ende des Teppichpolsters 18 am Querträger 17 an, um die Rückwärtsbewegung des Teppichpolsters 18 zu begrenzen, und ist der strukturgeschwächte Abschnitt 19, der durch eine Stoßkraft gefaltet oder geknickt wird, im Teppichpolster 18 vor dem Querträger 17 und in der Nähe des Sitzes 30 angeordnet.
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Daher wird im Fall eines Frontalaufpralls, wenn eine Stoßkraft auf das Fußbrett 12 ausgeübt wird, die Kraft über die ECU 14 und die Halteklammer 15 auf das Teppichpolster 18 übertragen, und das Teppichpolster 18 wird an seinem strukturgeschwächten Abschnitt 19 gefaltet oder geknickt, so daß sicher verhindert werden kann, daß das gefaltete oder geknickte Teppichpolster 18 die Beine des Fahrzeuginsassen behindert. Dadurch bewegen sich die Beine des Fahrzeuginsassen nach hinten und es kann verhindert werden, daß die Fußgelenke des Fahrzeuginsassen nach hinten gebogen und blockiert werden. Dadurch kann die Sicherheit des Fahrzeuginsassen auch im Falle eines Aufpralls durch eine relativ einfache Struktur gewährleistet werden.
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Weil der strukturgeschwächte Abschnitt 19 des Teppichpolsters 18 aus den ersten Nutenabschnitten 19a, die durch Einkerben oder Einritzen des Teppichpolsters 18 von oben gebildet werden, und den zweiten Nutenabschnitten 19b besteht, die durch Einkerben oder Einritzen der Rückseite des Teppichpolsters 18 von unten an einer Position hinter den ersten Nutenabschnitten 19a in der Längsrichtung des Fahrzeugs gebildet wird, wird das Teppichpolster 18 durch Biegung an seinen Nutenabschnitten 19a und 19b durch eine Aufprallkraft ringförmig gefaltet oder geknickt, so daß der strukturgeschwächte Abschnitt 19 geeignet gefaltet oder geknickt werden kann. Außerdem kann, weil die stoßdämpfende Unterlage 21 an der Rückseite des Fußbrettes 12 angeordnet ist und aus dem an der Vorderseite angeordneten ersten Dämpfungselement 21a und dem gegenüberliegend an der Rückseite des ersten Dämpfungselements 21a angeordneten harten zweiten Dämpfungselement 21b besteht, durch das zweite, harte Dämpfungsmaterial die Fußauflage und -bewegung für den Fahrzeuginsassen verbessert oder erleichtert werden, und durch das erste, weiche Dämpfungselement 21a können die Fußgelenke des Fahrzeuginsassen geschützt werden, indem die Anfangs-Aufprallkraft sicher absorbiert wird.
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Außerdem kann, weil das gesamte Teppichpolster 18 sich von der Position in der Nähe des unteren Endes des Fußbrettes 12 zum Querträger 17 erstreckt, so daß es die obere Fläche des Bodenblechs 11 abdeckt, die obere Fläche des Teppichs 20 im wesentlichen flach ausgebildet sein, so daß ein Fahrzeuginsasse niemals ein unangenehmes Gefühl empfindet, egal auf welchen Teil des Teppichpolsters 18 er auftritt. Außerdem sinkt das Bein des Fahrzeuginsassen niemals übermäßig in das Teppichpolster 18 ein, wodurch verhindert wird, daß die Qualität der Fahrgastzelle des Fahrzeugs abnimmt.
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3 zeigt eine Querschnittansicht zum Darstellen wesentlicher Teile einer Fahrzeugkarosserie zum Erläutern einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bodenstruktur eines Fahrzeugs. Wie in 3 dargestellt ist, ist die zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bodenstruktur eines Fahrzeugs mit der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bodenstruktur eines Fahrzeugs identisch, außer daß keine stoßdämpfende Unterlage zwischen der Halteklammer 15, die die ECU 14 am Fahrzeug fixiert, und dem Teppich 20 vorgesehen ist, so daß sie nicht ausführlich beschrieben wird. Auch in dieser Ausführungsform wird das Teppichpolster 18 an einer Stelle in der Nähe des Sitzes 30, die vom Fußbrett 12 in einem vorgegebenen Abstand in der Längsrichtung des Fahrzeugs beabstandet ist, gefaltet oder geknickt, so daß verhindert werden kann, daß die Fußgelenke des Fahrzeuginsassen nach hinten gebogen und blockiert werden.
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Obwohl in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der strukturgeschwächte Abschnitt 19 des Teppichpolsters 18 aus den Nutenabschnitten 19a und 19b besteht, die durch Einkerben oder Einritzen der oberen und der unteren Fläche gebildet werden, ist die Form und die Anzahl der Nutenabschnitte 19a und 19b nicht eingeschränkt, sondern es können eine große Anzahl konkaver Abschnitte entlang der Breite des Fahrzeugs ausgebildet werden, oder konkave Abschnitte können an drei oder mehr Stellen ausgebildet werden.
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Außerdem können, obwohl in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen die erfindungsgemäße Bodenstruktur eines Fahrzeugs auf einen Beifahrersitz eines Fahrzeugs angewendet wurde, die gleichen Effekte auch erzielt werden, wenn die vorliegende Erfindung auf einen Fahrersitz angewendet wird.