ВОЗДУШНЫЙ КАНАЛ ДЛЯ КОНСТРУКЦИИ ПРИБОРНОЙ ДОСКИ
AIR CHANNEL FOR DESIGN OF INSTRUMENT PANEL

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области воздушных каналов, используемых, в частности, в конструкциях приборных досок автотранспортных средств.
В частности, объектами изобретения являются воздушный канал, конструкция для автотранспортного средства, содержащая, по меньшей мере, один такой канал, автотранспортное средство и способ рассеяния энергии, передаваемой от колена на панель приборной доски такой конструкции.
Уровень техники
В конструкциях приборных досок для автотранспортных средств часто выполняют один или несколько воздушных каналов, в частности, соединенных с устройствами обогрева, вентиляции или кондиционирования, называемыми HVAC также (от "Heating, Ventilation and Air conditioning" в англо-саксонской терминологии) сзади панели приборной доски, выполняющей роль облицовки, доступной из салона.
Качество поглощения удара, наносимого коленом человека по приборной доске, и серьезность травм колена стали критериями для определения безопасности, обеспечиваемой транспортным средством.
Ранее было предложено выполнять воздушные каналы посредством выдувки, что обеспечивает им достаточную способность к деформации в случае удара коленом.
Однако установка таких воздушных каналов часто оказывается невозможной, поэтому их заменили воздушными каналами, выполненными посредством литья под давлением, особенностью которых является значительная жесткость. Такие жесткие каналы можно соединить с другими элементами конструкции, в частности, с устройствами HVAC при помощи защелкивающихся элементов крепления. Этот тип монтажа позволяет отказаться от применения традиционных крепежных винтов. Кроме того, можно предусмотреть зазор относительно других периферических элементов конструкции, чтобы избежать механических напряжений на канал.
Однако качество поглощения удара коленом человека по приборной доске, когда такой жесткий канал установлен сзади панели приборной доски, является очень посредственным, что повышает риск травм колена.
Действительно, в случае удара коленом по панели приборной доски (на фиг. 1 показана конструкция до удара) единственную возможность рассеяния энергии, передаваемой от колена, обеспечивают следующим образом с получением конфигурации после удара, показанной на фиг. 2:
- деформация и/или перемещение панели 11 приборной доски в направлении несжимаемого стопорного костыля 12,
- затем вхождение в контакт панели 11 приборной доски с воздушным каналом 10,
- затем разрыв защелкивающихся элементов 13 крепления воздушного канала 10 на устройстве обогрева, вентиляции и кондиционирования HVAC, обозначенном позицией 14,
- затем перемещение, - в направлении несжимаемого стопорного костыля 12, - воздушного канала 10, сдвигаемого под действием деформации и/или перемещения панели 11 приборной доски,
- затем вхождение в контакт воздушного канала 10 с несжимаемым стопорным костылем 12.
На практике энергия, передаваемая от колена, часто превышает эту максимальную способность поглощения или рассеяния. Таким образом, в случае, представленном на фиг. 2, если рассеяние энергии не завершено и жесткий канал 10 упирается в костыль 12, остальная часть рассеяния энергии приходится на колено 15 человека, что приводит к травмам и повреждениям конечностей водителя или пассажира.
Поэтому существует реальная потребность в жестком воздушном канале, предназначенном, в частности, для использования в конструкциях в автотранспортных средствах, который позволяет решить эти проблемы обеспечения безопасности.
Единственные известные решения, описанные в документах JP 10-058951 и JP 2011042254 А, предусматривают специальные конструкции панелей приборных досок для придания им улучшенных характеристик при ударе коленом, однако эти конструкции не решают проблемы, относящиеся к жестким воздушным каналам, выполненным посредством литья под давлением.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение призвано предложить воздушный канал, позволяющий устранить вышеуказанные недостатки и, в частности, повысить безопасность людей.
Первым объектом изобретения является воздушный канал, который содержит, по меньшей мере, одну разрывную зону контролируемого разрыва, выполненную с возможностью разрыва при воздействии на канал заранее определенного усилия сдвига, направленного по существу перпендикулярно относительно направления канала, при этом воздушный канал дополнительно содержит защелкивающиеся элементы крепления на устройстве обогрева, вентиляции и кондиционирования, причем эти крепежные элементы выполнены с возможностью разрыва при воздействии на канал заранее определенного усилия сдвига, направленного по существу перпендикулярно относительно направления канала, причем это усилие является меньшим по сравнению с заранее определенным усилием сдвига для разрыва разрывных зон. Каждую разрывную зону можно выполнить посредством локального уменьшения толщины стенки канала. Защелкивающиеся крепежные элементы (называемые также зажимами или защелками) предпочтительно заменяют винты, традиционно применяемые для соединения этого типа (экономический выигрыш, выигрыш во времени завинчивания, гибкость, допускающая слабые натяжения, и способность этих креплений разрываться, начиная от определенного порогового усилия). Воздушный канал в соответствии с изобретением позволяет рассеивать энергию удара между коленом и каналом в двух последовательных фазах, которые идеально вписываются в динамику удара, при этом первая фаза соответствует разрыву защелкивающихся средств, что приводит к перемещению канала, затем вторая фаза соответствует разрыву разрывной зоны, предусмотренной на стенке канала, когда канал оказывается заблокированным в своем перемещении.
Локальное уменьшение толщины можно осуществить посредством выполнения бороздок в толщине стенки канала, в частности, на наружных сторонах канала.
В частности, бороздки выполнены в виде сетки, ограничивая между собой ячейки.
Разрывные зоны контролируемого разрыва можно предусмотреть на всех стенках канала, в частности, равномерно распределить на всей площади каждой из стенок.
Воздушный канал можно выполнить из жесткого материала, в частности, посредством литья под давлением пластического материала, например, полипропилена.
Вторым объектом изобретения является конструкция для автотранспортного средства, содержащая, по меньшей мере, один такой воздушный канал, расположенный между панелью приборной доски салона транспортного средства и несжимаемым стопорным костылем таким образом, что общее направлении от панели приборной доски к костылю является по существу перпендикулярным к направлению канала.
Между панелью приборной доски и воздушным каналом можно предусмотреть зазор, а также можно предусмотреть зазор между воздушным каналом и несжимаемым стопорным костылем.
Конструкция может включать в себя устройство обогрева, вентиляции и кондиционирования, с которым воздушный канал соединен одним своим концом при помощи защелкивающихся крепежных средств.
Воздушный канал можно оборудовать, по меньшей мере, одной наружной нервюрой, ориентированной в направлении панели приборной доски.
Третьим объектом изобретения является автотранспортное средство, содержащее такую конструкцию и/или такой воздушный канал.
Четвертым объектом изобретения является способ рассеяния энергии, передаваемой от колена на панель приборной доски такой конструкции, который включает в себя этап, по меньшей мере, частичного разрыва воздушного канала на уровне, по меньшей мере, одной из разрывных зон контролируемого разрыва в результате воздействия на панель приборной доски, на которую давит колено, усилия сдвига, направленного по существу перпендикулярно к направлению канала и превышающего заранее определенное усилие сдвига, контролирующее разрыв разрывных зон.
Способ может включать в себя следующие предварительные последовательные этапы:
- деформация и/или перемещение панели приборной доски в направлении несжимаемого стопорного костыля,
- вхождение в контакт панели приборной доски с воздушным каналом,
- разрыв защелкивающихся элементов крепления воздушного канала на устройстве обогрева, вентиляции и кондиционирования,
- перемещение, - в направлении несжимаемого стопорного костыля, - воздушного канала под действием деформации и/или перемещения панели приборной доски,
- вхождение в контакт воздушного канала с несжимаемым стопорным костылем.
Краткое описание чертежей
Другие преимущества и отличительные признаки будут более очевидны из нижеследующего описания частных вариантов выполнения изобретения, представленных в качестве не ограничительных примеров, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
на фиг. 1 и 2 показана известная конструкция соответственно до и после удара коленом;
на фиг. 3 показан пример воздушного канала в соответствии с изобретением, вид спереди;
на фиг. 4 показан канал, изображенный на фиг. 3, вид в разрезе на уровне одной из его стенок;
на фиг. 5-7 показан пример конструкции в соответствии с изобретением, соответственно до, во время и после удара коленом.
Осуществление изобретения
На фиг. 5-7 показана конструкция для автотранспортного средства. Для одноименных элементов сохранены обозначения, показанные на фиг. 1 и 2. Так, конструкция содержит, по меньшей мере, один воздушный канал 10, расположенный между панелью 11 приборной доски салона транспортного средства и несжимаемым стопорным костылем 12. Расположение, в частности, ориентацию длины канала 10 выбирают таким образом, чтобы общее направление от панели 11 приборной доски к костылю 12 было по существу перпендикулярным к направлению 17 канала 10. Иначе говоря, направление 17 канала 10, которое может меняться в пространстве в зависимости от криволинейной абсциссы вдоль канала 10, в основном включено в плоскость, по существу перпендикулярную к общему направлению 16 от панели 11 к костылю 12, который ориентирован горизонтально в направлении от задней части к передней части автотранспортного средства, содержащего эту конструкцию.
Предпочтительно между панелью 11 приборной доски и воздушным каналом 10 предусмотрен зазор 18. В частности, воздушный канал 10 может содержать, по меньшей мере, одну наружную нервюру 19, присутствие которой может быть необходимо в силу требований архитектуры, которую следует учитывать при определении значения зазора 18 и которая ориентирована в направлении панели 11 приборной доски, по существу в общем направлении 16. В этом конкретном случае зазор 18 предусматривают между свободным дистальным концом нервюры 19 и внутренней стороной панели 11.
Предпочтительно предусматривают зазор 20 между воздушным каналом 10 и несжимаемым стопорным костылем 12.
Зазоры 18, 20 напротив других периферических элементов конструкции (в частности, панели 11 и костыля 12) предусмотрены, чтобы избегать механических напряжений на канал 10.
Конструкция содержит также устройство обогрева, вентиляции и кондиционирования HVAC, обозначенное позицией 14, с которым одним своим концом соединен воздушный канал 10 при помощи крепежных защелкивающихся элементов 13, выполненных с возможностью разрыва при воздействии на канал 10 заранее определенного усилия сдвига, направленного по существу перпендикулярно к направлению 17 канала 10. Такие крепежные защелкивающиеся элементы 13 выполняют функцию крепления канала 10 на устье устройства HVAC 14, которое предназначено для подачи или удаления воздуха через канал 10.
Идея изобретения основана на том, что воздушный канал 10 содержит, по меньшей мере, одну разрывную зону контролируемого разрыва, выполненную с возможностью разрыва при воздействии на канал 10 заранее определенного усилия сдвига, направленного по существу перпендикулярно к направлению 17 канала. Таким образом, когда на канал 10 реально действует усилие сдвига, в основном ориентированное в общем направлении 16 и имеющее значение, превышающее заранее определенное усилие сдвига, канал разрывается в одном месте своей длины, по меньшей мере, на два участка, как показано на фиг. 7.
Эти отличительные признаки позволяют получить воздушный канал, способный легко разрываться в результате воздействия на него панели 11 при ударе коленом 15.
В частности, крепежные защелкивающиеся элементы могут быть выполнены таким образом, чтобы их усилие сдвига при разрыве было меньше заранее определенного усилия сдвига при разрыве разрывных зон.
В частности, как показано на фиг. 3 и 4, каждую разрывную зону получают посредством локального уменьшения толщины стенки 21 канала. Локальное уменьшение толщины осуществляют посредством выполнения бороздок 22 в толщине стенки 21 канала 10, в частности, на наружных сторонах 23 канала 10. Вместе с тем, в случае необходимости, бороздки 22 можно выполнять на внутренних сторонах 23 канала 10. С другой стороны, в альтернативном варианте разрывные зоны можно получать за счет локальной выемки материала, в частности, по всей толщине стенки 21. По сравнению с известными решениями выполнения жесткого канала 10, изготавливаемого посредством литья под давлением, в которых толщина стенки 21 превышает 1,5 мм, заявленный канал 10 локально имеет значительно меньшую толщину, в частности, около 1 мм, что способствует его разрыву под действием усилия сдвига. Глубина бороздок 22 может составлять примерно от 0,3 до 0,5 мм.
Предпочтительно бороздки 22 можно выполнять в виде сетки таким образом, чтобы ограничивать между ними ячейки 25. В частности, канал 10 может иметь бороздки 22, по существу ориентированные по длине канала 10, и бороздки 22, по существу выполненные в окружном направлении вокруг канала 10, по существу в локальной плоскости, перпендикулярной к направлению 17. Ячейки 25 могут не быть плоскими, а, наоборот, могут иметь любую искривленную форму и могут быть ограничены контуром, представляющим собой замкнутые линии бороздок 22.
Кроме того, предпочтительно разрывные зоны контролируемого разрыва могут быть предусмотрены на всех стенках 21 канала 10 и, в частности, могут быть равномерно распределены на всей площади каждой из стенок 21. Такое выполнение улучшает способность канала 10 к разрушению под действием усилия сдвига.
Вышеупомянутые отличительные признаки предназначены для применения, в частности, в случае, когда воздушный канал 10 выполнен из жесткого материала, в частности, посредством литья под давлением пластического материала, например, полипропилена.
Объектом изобретения является также само автотранспортное средство, содержащее описанные выше конструкцию и/или воздушный канал 10.
В случае удара коленом 15 по панели 11 приборной доски конструкции, показанной на фиг. 5 (до удара), рассеяние энергии, передаваемой от колена на панель 11, включает в себя следующие последовательные этапы:
- деформация и/или перемещение панели 11 в направлении костыля 12 с постепенным выбиранием зазора 18,
- вхождение в контакт панели 11 с каналом 10,
- разрыв элементов 13 крепления канала 10 на устройстве HVAC 14 по причине усилия сдвига, действующего на канал 10,
- перемещение канала 10 в направлении костыля 12 под действием деформации и/или перемещения панели 11 с выбиранием зазора 20,
- вхождение в контакт канала 10 с костылем 12.
После этих предварительных этапов рассеяния, эквивалентных возможностям рассеяния или поглощения энергии из известных решений, конструкция принимает конфигурацию, показанную на фиг. 6.
Затем способ рассеяния энергии при помощи конструкции, описанной выше и содержащей, по меньшей мере, один воздушный канал с описанными выше характеристиками разрыва, включает в себя этап, по меньшей мере, частичного и даже полного разрыва воздушного канала 10 на уровне, по меньшей мере, одной из разрывных зон контролируемого разрыва. Этот разрыв происходит в результате действия на панель 11, на которую давит колено 15, усилия сдвига, направленного по существу перпендикулярно к направлению 17 канала 10 и превышающего заранее определенное усилие сдвига, контролирующее разрыв разрывных зон. При этом конструкция принимает конфигурацию, показанную на фиг. 7. При возможности такого разрыва канала 10 рассеяние энергии увеличивается, по меньшей мере, на количество энергии, необходимое для получения заранее определенного усилия сдвига для разрыва разрывных зон. За счет этого повышается безопасность пассажиров.
Наконец, использование воздушного канала 10 с предохранительными характеристиками разрыва ни в коем случае не следует рассматривать как ограниченное описанными выше примерами выполнения конструкции.