СТРУКТУРА ПЕРЕДНЕЙ ЧАСТИ ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
VEHICLE MID PART STRUCTURE

Уровень техники
1. Область техники изобретения
[0001] Настоящее изобретение относится к структуре передней части для транспортного средства, в которой панель моторного щита и ветровой щиток соединяются вместе.
2. Описание предшествующего уровня техники
[0002] Известна конфигурация, в которой первая усиливающая деталь, которая размещается по всей длине задней стенки ветрового щитка, и панель моторного щита, которая соединяется с передней стенкой ветрового щитка, соединяются посредством второй усиливающей детали в центре в поперечном направлении транспортного средства (ссылка на публикацию японской заявки полезной модели № 5-46668 (JP 5-46668 U), например). Известна структура, которая включает в себя распорку, которая имеет один конец, который соединяется с задней стенкой ветрового щитка, и другой конец, который соединяется с парой накладок, которые прикрепляются к панели моторного щита с обеих сторон, в поперечном направлении транспортного средства, отверстия панели моторного щита, которая соединяется с передней стенкой ветрового щитка (ссылка на публикацию японской патентной заявки № 2009-113568 (JP 2009-113568 A), например). Кроме того, известна структура передней части для кузова автомобиля, которая включает в себя распорку, которая соединяет заднюю сторону панели моторного щита, которая соединяется с нижней стенкой ветрового щитка в вертикально перекрывающемся соотношении, и с задней стенкой ветрового щитка в центре в поперечном направлении транспортного средства (ссылка на публикацию японской патентной заявки № 2004-130976 (JP 2004-130976 A), например).
[0003] Поскольку место соединения, где панель моторного щита и ветровой щиток соединяются в перекрывающемся соотношении в продольном направлении транспортного средства, подвергается деформации, которая стремится вызывать его разделение посредством усилия от колеса, существует место для улучшения с точки зрения улучшения прочности относительно разделения места соединения между панелью моторного щита и ветровым щитком.
Сущность изобретения
[0004] Принимая во внимание вышеописанную проблему, настоящее изобретение предоставляет структуру передней части для транспортного средства, которая может улучшать прочность относительно разделения места соединения, где панель моторного щита и ветровой щиток соединяются в перекрывающемся соотношении в продольном направлении транспортного средства.
[0005] Согласно одному аспекту настоящего изобретения предоставляется структура передней части для транспортного средства, которая включает в себя: панель ветрового щитка, которая имеет, по меньшей мере, переднюю стенку и нижнюю стенку, которая протягивается от нижнего конца передней стенки к задней части транспортного средства и которая открывается по направлению к верхней части транспортного средства; панель моторного щита, которая имеет верхний краевой фрагмент, который соединяется с передней стенкой панели ветрового щитка в перекрывающемся соотношении в продольном направлении транспортного средства; и усиливающий элемент, который имеет нижнюю краевую сторону, которая соединяется с панелью моторного щита в месте соединения, и верхнюю краевую сторону, которая соединяется с нижней стенкой панели ветрового щитка, чтобы формировать замкнутое поперечное сечение совместно с панелью моторного щита и нижней стенкой.
[0006] Согласно структуре передней части для транспортного средства, которая описана выше, усиливающий элемент соединяет панель моторного щита и нижнюю стенку панели ветрового щитка по всему соединению, где передняя стенка панели ветрового щитка и верхняя краевая сторона панели моторного щита соединяются в перекрывающемся соотношении в продольном направлении транспортного средства. Кроме того, панель моторного щита, нижняя стенка и усиливающий элемент формируют замкнутое поперечное сечение, как видно при виде сбоку. В этой конфигурации нагрузка, которая стремится вызывать разделение места соединения, где панель моторного щита и панель ветрового щитка перекрываются в продольном направлении транспортного средства, ограничивается натяжением усиливающего элемента. Это предохраняет место соединения от испытания деформации, которая стремится вызывать его разделение.
[0007] Как описано выше, структура передней части транспортного средства, которая описана выше, может улучшать прочность относительно разделения места соединения, где панель моторного щита и панель ветрового щитка перекрываются в продольном направлении транспортного средства. В частности, поскольку усиливающий элемент предоставляется в местоположении в поперечном направлении транспортного средства, где прочность относительно разделения была бы относительно низкой без усиливающего элемента, прочность относительно разделения места соединения между панелью моторного щита и панелью ветрового щитка эффективно улучшается по сравнению со случаем, когда предусматривается усиливающий элемент, который протягивается в широком диапазоне в поперечном направлении транспортного средства.
[0008] В структуре передней части транспортного средства панель моторного щита может иметь пару согнутых фрагментов, которые формируются разнесенными друг от друга в поперечном направлении транспортного средства, и место соединения между нижней краевой стороной усиливающего элемента и панелью моторного щита может включать в себя основные места соединений, которые располагаются между парой согнутых фрагментов панели моторного щита.
[0009] В структуре передней части транспортного средства, как описано выше, согнутые фрагменты панели моторного щита служат в качестве фрагментов высокой жесткости и стремятся передавать усилие от колеса к месту соединения с панелью ветрового щитка. Другими словами, фрагмент панели моторного щита над областью между парой согнутых фрагментов имел бы относительно низкую прочность по отношению к разделению (тенденцию подвергаться концентрации напряжения) без усиливающего элемента. Поскольку нижняя краевая сторона усиливающего элемента соединяется с панелью моторного щита в основных местах соединений, которые располагаются между парой согнутых фрагментов, усиливающий элемент, который располагается локально в поперечном направлении транспортного средства, может улучшать прочность по отношению к разделению места соединения между панелью моторного щита и панелью ветрового щитка. Кроме того, поскольку усиливающий элемент имеет множество основных мест соединения, напряжение, которое формируется в месте соединения между усиливающим элементом и панелью моторного щита, уменьшается по сравнению с конфигурацией только с одним основным местом соединения.
[0010] В структуре передней части для транспортного средства, как описано выше, место соединения между нижней краевой стороной усиливающего элемента и панелью моторного щита может включать в себя, по меньшей мере, два вспомогательных места соединения, пару согнутых фрагментов панели моторного щита, находящихся между вспомогательными местами соединения в поперечном направлении транспортного средства.
[0011] В структуре передней части для транспортного средства, как описано выше, поскольку пара согнутых фрагментов помещены посредине, по меньшей мере, между двумя вспомогательными местами соединения в поперечном направлении транспортного средства, вспомогательные места соединения помогают предотвращать смещение усиливающего элемента относительно панели моторного щита. Это дает возможность основным местам соединения содействовать улучшению прочности по отношению к разделению места соединения между панелью моторного щита и панелью ветрового щитка.
[0012] В структуре передней части для транспортного средства, как описано выше, вспомогательные места соединения могут быть сформированы на паре опорных фрагментов, которые протягиваются от нижней краевой стороны усиливающего элемента в противоположных направлениях в поперечном направлении транспортного средства.
[0013] В структуре передней части для транспортного средства, как описано выше, поскольку вспомогательные места соединений формируются на опорных фрагментах, которые протягиваются от нижнего фрагмента усиливающего элемента, вспомогательные места соединений могут располагаться с обеих сторон поверхности между парой согнутых фрагментов без увеличения размера усиливающего элемента.
[0014] В структуре передней части для транспортного средства, как описано выше, верхняя краевая сторона усиливающего элемента может соединяться с нижней стенкой панели ветрового щитка во множестве точек.
[0015] В структуре передней части для транспортного средства, как описано выше, поскольку усиливающий элемент соединяется с нижней стенкой панели ветрового щитка во множестве точек, механическое напряжение, которое формируется в месте соединения между усиливающим элементом и панелью ветрового щитка, может быть уменьшено по сравнению с конфигурацией, в которой нижняя стенка панели ветрового щитка соединяется только в одной точке.
[0016] В структуре передней части для транспортного средства, как описано выше, усиливающий элемент может иметь фрагмент основного элемента, который формирует замкнутое поперечное сечение в соединении с панелью моторного щита и нижней стенкой панели ветрового щитка и который имеет первую кромку, которая линейно протягивается вдоль его первой краевой стороны в поперечном направлении транспортного средства между панелью моторного щита и нижней стенкой, и вторую кромку, которая протягивается в аркообразной конфигурации, как видно при виде сбоку, вдоль его второй краевой стороны в поперечном направлении транспортного средства между панелью моторного щита и нижней стенкой; и усиливающую стенку, которая выступает в продольном направлении транспортного средства от второй кромки.
[0017] В структуре передней части для транспортного средства, как описано выше, усиливающий элемент имеет первую кромку, которая протягивается между панелью моторного щита и нижней стенкой панели ветрового щитка линейно, и вторую кромку, которая протягивается между панелью моторного щита и нижней стенкой панели ветрового щитка в аркообразной конфигурации (должна быть выпуклой либо вперед, либо назад), как видно при виде сбоку. Таким образом, расстояние от усиливающего элемента до панели моторного щита и панели ветрового щитка больше или меньше на стороне второй кромки, чем на стороне первой кромки. Поэтому может не допускаться взаимодействие усиливающего элемента с другими компонентами. Вторая кромка, которая имеет аркообразную конфигурацию, может быть невыгодной с точки зрения прочности по отношению к натяжению, но усиливается по отношению к натяжению посредством усиливающей стенки, которая выступает от второй кромки в продольном направлении транспортного средства. Таким образом, вторая кромка может помогать усиливающему элементу проявлять желаемый усиливающий эффект.
[0018] В структуре передней части для транспортного средства, как описано выше, усиливающий элемент может включать в себя фрагмент основного элемента, который формирует замкнутое поперечное сечение в соединении с панелью моторного щита и нижней стенкой панели ветрового щитка; нижний фланец, который изогнут на нижнем конце фрагмента основного элемента и который протягивается вдоль задней стороны панели моторного щита и соединяется с панелью моторного щита; верхний фланец, который изогнут на верхнем конце фрагмента основного элемента и который протягивается вдоль нижней лицевой поверхности нижней стенки и соединяется с нижней стенкой; нижний ограничивающий фрагмент, который ограничивает деформацию, которая стремится увеличивать угол сгиба между фрагментом основного элемента и нижним фланцем; и верхний ограничивающий фрагмент, который ограничивает деформацию, которая стремится увеличивать угол сгиба между фрагментом основного элемента и верхним фланцем.
[0019] В структуре передней части для транспортного средства, как описано выше, изгиб формируется между фрагментом основного элемента и верхним фланцем и между фрагментом основного элемента и нижним фланцем усиливающего элемента, и усиливающий элемент подвергается деформации, которая стремится увеличивать углы сгиба для сгибов (разворачивать сгибы), когда растягивающая нагрузка применяется к усиливающему элементу. Усиливающий элемент имеет верхний ограничивающий фрагмент между фрагментом основного элемента и верхним фланцем и нижний ограничивающий фрагмент между фрагментом основного элемента и нижним фланцем. Таким образом, деформация, которая стремится разворачивать верхний и нижний изгибы усиливающего элемента, ограничивается (лимитируется), и усиливающий элемент может эффективно сопротивляться разделению места соединения между панелью моторного щита и панелью ветрового щитка посредством натяжения.
[0020] В структуре передней части для транспортного средства, как описано выше, фрагмент основного элемента усиливающего элемента, который формирует замкнутое поперечное сечение в соединении с панелью моторного щита и панелью ветрового щитка, может иметь множество отверстий.
[0021] В структуре передней части для транспортного средства, как описано выше, фрагмент основного элемента усиливающего элемента имеет множество отверстий, которые могут использоваться, чтобы поддерживать усиливающий элемент в желаемом положении. Другими словами, усиливающий элемент может соединяться с панелью моторного щита и панелью ветрового щитка в подходящем положении относительно панели моторного щита и панели ветрового щитка. Таким образом, основные места соединений могут правильно соединяться в желаемом положении относительно панели моторного щита. Это дает возможность основным местам соединения содействовать улучшению прочности по отношению к разделению места соединения между панелью моторного щита и панелью ветрового щитка.
[0022] Как описано выше, структура передней части для транспортного средства настоящего изобретения является очень эффективной в улучшении прочности по отношению к разделению места соединения, где панель моторного щита и панель ветрового щитка перекрываются в продольном направлении транспортного средства.
Краткое описание чертежей
[0023] Признаки, преимущества и техническое и промышленное значение примерных вариантов осуществления изобретения будут описаны ниже со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых аналогичные номера обозначают аналогичные элементы и на которых:
[0024] Фиг. 1 - это вид в перспективе неотъемлемой части структуры передней части кузова транспортного средства согласно варианту осуществления настоящего изобретения, который виден сзади транспортного средства;
Фиг. 2 - это вид в боковом разрезе, который иллюстрирует неотъемлемую часть структуры передней части кузова транспортного средства согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 3 - это вид в перспективе передней правой части автомобиля, к которой применяется структура передней части для транспортного средства согласно варианту осуществления настоящего изобретения, как видно с передней части транспортного средства;
Фиг. 4 - это вид спереди, который иллюстрирует структуру передней части для транспортного средства согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 5 - это вид в перспективе, который иллюстрирует только накладку, которая составляет структуру передней части для транспортного средства согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 6A является схематическим чертежом, который иллюстрирует результат компьютерного моделирования состояния структуры передней части для транспортного средства согласно варианту осуществления настоящего изобретения, которая деформируется посредством усилия от переднего колеса; и фиг. 6B является схематическим чертежом, который иллюстрирует результат компьютерного моделирования состояния структуры передней части для транспортного средства согласно сравнительному примеру родственного уровня техники, которая деформируется посредством усилия от переднего колеса.
Подробное описание вариантов осуществления
[0025] Далее в данном документе выполняется описание структуры 10 передней части кузова транспортного средства в качестве структуры передней части для транспортного средства согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения со ссылкой на фиг. 1-6A и 6B. Стрелка FR, стрелка UP, стрелка RH и стрелка LH, которые показаны, когда необходимо, на чертежах, указывают переднее направление (движения), в продольном направлении транспортного средства, направление вверх в вертикальном направлении транспортного средства, правую сторону относительно направления движения (одну сторону относительно поперечного направления транспортного средства) и левую сторону относительно направления движения (другую сторону относительно поперечного направления транспортного средства) соответственно. В последующем описании выражения "передний" и "задний", "верхний" и "нижний" и "правый" и "левый" ссылаются на переднюю и заднюю стороны в продольном направлении транспортного средства, верхнюю и нижнюю стороны в вертикальном направлении транспортного средства и правую и левую стороны относительно направления движения транспортного средства соответственно, пока не указано иное.
[0026] Фиг. 3 является видом в перспективе, который иллюстрирует часть правой стороны кузова B транспортного средства для автомобиля V, к которому применяется структура 10 передней части кузова транспортного средства. Поскольку кузов B транспортного средства в основном формируется, как правило, двусторонне симметричным образом, за исключением частей, которые описываются позже, правая сторона (пассажирская сторона в этом варианте осуществления) кузова B транспортного средства главным образом описывается в последующем описании. Как показано на фиг. 3, кузов B транспортного средства включает в себя переднюю стойку 12 кузова, верхний элемент 14 брызговика, который протягивается вперед от вертикально промежуточного фрагмента передней стойки 12 кузова, и панель 16 брызговика, которая протягивается вниз от верхнего элемента 14 брызговика. Опора 18 передней подвески, к которой присоединяется верхний конец передней подвески (не показан), формируется как неотъемлемая часть с панелью 16 брызговика, которая составляет кузов B транспортного средства.
[0027] Кузов B транспортного средства также включает в себя передний боковой элемент 20 в качестве элемента остова, который протягивается в продольном направлении транспортного средства. Одна краевая сторона усилителя бампера в поперечном направлении транспортного средства соединяется с передним концом (не показан) переднего бокового элемента 20. Передний боковой элемент 20 включает в себя передний фрагмент 20F, который протягивается в продольном направлении транспортного средства в подкапотном пространстве E, отклоняющий фрагмент 20K, который изгибается вдоль панели моторного щита 22, которая описывается позже, и задний фрагмент 20R, который формирует остов, который вытягивается в продольном направлении транспортного средства совместно с панелью пола (не показана) за отклоняющим фрагментом 20K. Передний фрагмент 20F переднего бокового элемента 20 имеет задний фрагмент, который соединяется с внутренним фрагментом опоры 18 передней подвески в поперечном направлении транспортного средства.
[0028] Кузов B транспортного средства также включает в себя панель моторного щита 22, которая разделяет подкапотное пространство E и салон C. Панель 22 моторного щита имеет нижнюю краевую сторону, которая соединяется с передним концом панели пола (не показана) почти по всей своей длине в поперечном направлении транспортного средства. Поперечный элемент 24 моторного щита, который формирует каркасную структуру с замкнутым поперечным сечением совместно с панелью 22 моторного щита, присоединяется к передней стороне панели 22 моторного щита почти по всей своей длине в поперечном направлении транспортного средства. Передний фрагмент 20F переднего бокового элемента 20 имеет задний конец, который соединяется в примыкающем соотношении с поперечным элементом 24 моторного щита. Отклоняющий фрагмент 20K переднего бокового элемента 20 соединяется с передней поверхностью панели 22 моторного щита и продолжается до заднего фрагмента 20R, который соединяется с нижней поверхностью панели пола.
[0029] Панель 22 моторного щита имеет верхнюю краевую сторону, с которой соединяется панель 28 ветрового щитка, которая составляет элемент 26 ветрового щитка. Панель 28 ветрового щитка, которая является элементом, который имеет похожее на перевернутую шляпу поперечное сечение, которое раскрывается вверх и удлинено в поперечном направлении транспортного средства, протягивается между вертикальными промежуточными фрагментами правой и левой передних стоек 12 кузова. Панель 28 ветрового щитка имеет продольные концы, которые соединяются с соответствующими концами правого и левого верхних элементов 14 брызговика. Элемент 26 ветрового щитка, включающий в себя панель 28 ветрового щитка, конфигурируется, чтобы поддерживать ветровое стекло совместно с правой и левой передними стойками 12 кузова и элементом передней части крыши (не показан).
[0030] В кузове B транспортного средства, как описано выше, нагрузка от переднего колеса (передней подвески) передается к месту соединения между панелью 22 моторного щита и панелью 28 ветрового щитка как нагрузка, которая стремится вызывать их разделение, через опору 18 передней подвески и переднюю стойку 12 кузова. Передача нагрузки описывается позже вместе с результатами этого варианта осуществления.
[0031] Неотъемлемые признаки структуры 10 передней части кузова транспортного средства описываются подробно ниже.
Как показано на фиг. 2, панель 28 ветрового щитка включает в себя, в качестве неотъемлемых компонентов переднюю стенку 28F и заднюю стенку 28R, которые противоположны друг другу в продольном направлении транспортного средства, и нижнюю стенку 28B, которая соединяет нижние концы передней стенки 28F и задней стенки 28R. Таким образом, панель 28 ветрового щитка раскрывается вверх, как описано выше. В нижней передней части панели 28 ветрового щитка стальная пластина 30 поглощения вибрации ветрового щитка, как правило, с L-образной конфигурацией, как видно при виде сбоку, соединяется с нижним фрагментом передней стенки 28F и передним фрагментом нижней стенки 28B, например, посредством точечной сварки. Более конкретно, стальная пластина 30 поглощения вибрации ветрового щитка включает в себя в качестве неотъемлемых компонентов фрагмент 30F передней стенки, который соединяется с передней стенкой 28F, и фрагмент 30L нижней стенки, который соединяется с нижней стенкой 28B.
[0032] Панель 22 моторного щита имеет верхний краевой фрагмент 22U, который соединяется с передней стенкой 28F панели 28 ветрового щитка в перекрывающемся соотношении в продольном направлении транспортного средства. В этом варианте осуществления верхний краевой фрагмент 22U панели 22 моторного щита и нижний фрагмент передней стенки 28F панели 28 ветрового щитка соединяются друг с другом почти по всей своей длине в поперечном направлении транспортного средства через фрагмент 30F передней стенки стальной пластины 30 поглощения вибрации ветрового щитка в месте Jcd соединения. Место Jcd соединения в этом варианте осуществления формируется посредством соединения целиком фрагмента 30F передней стенки, передней стенки 28F и верхнего краевого фрагмента 22U, которые перекрываются в продольном направлении транспортного средства, посредством точечной сварки.
[0033] Панель 22 моторного щита, которая соединяется с панелью 28 ветрового щитка в верхнем краевом фрагменте 22U, как описано выше, является двусторонне асимметричной вследствие различия в форме салона C и подкапотного пространства E между стороной водителя и стороной пассажира.
Как показано на фиг. 4, панель 22 моторного щита имеет ступенчатый фрагмент 22S в области A между центральной линией CL в поперечном направлении транспортного средства, как видно в виде спереди, и местом 18C, где правая опора 18 передней подвески соединяется с передней подвеской (штрихпунктирная линия IL1). Другими словами, ступенчатый фрагмент 22S сдвинут относительно центра кузова B транспортного средства в поперечном направлении транспортного средства. Ступенчатый фрагмент 22S служит в качестве наклонной вертикальной стенки, которая соединяет основной фрагмент 22G панели 22 моторного щита и фрагмент 22Z опорной поверхности, которая выступает дальше вперед, чем основной фрагмент 22G.
[0034] Таким образом, первая реберная линия RL1, которая служит в качестве границы с фрагментом 22Z опорной поверхности, формируется на правой стороне ступенчатого фрагмента 22S, а вторая реберная линия RL2, которая служит в качестве границы с основным фрагментом 22G, формируется на левой стороне ступенчатого фрагмента 22S. Панель 22 моторного щита формируется посредством прессования, и первая реберная линия RL1 и вторая реберная линия RL2 являются одним примером пары согнутых фрагментов. В этом варианте осуществления фрагмент 22Z опорной поверхности панели 22 моторного щита имеет сквозное отверстие 22H, которое протягивается сквозь панель 22 моторного щита в местоположении, близком к ступенчатому фрагменту 22S.
[0035] Как показано на фиг. 1, панель 22 моторного щита в этом варианте осуществления покрывается второй панелью 32 моторного щита с задней стороны. Вторая панель 32 моторного щита соединяется с панелью 22 моторного щита, чтобы усиливать панель 22 моторного щита. Хотя не показано полностью, вторая панель 32 моторного щита конфигурируется, чтобы покрывать панель 22 моторного щита, в целом, полностью с задней стороны кроме верхней части ступенчатого фрагмента 22S и фрагмента вокруг сквозного отверстия 22H фрагмента 22Z опорной поверхности.
[0036] Структура 10 передней части кузова транспортного средства (кузова B транспортного средства) имеет накладку 34 в качестве усиливающего элемента, который соединяет панель 22 моторного щита и панель 28 ветрового щитка в фиксированном местоположении в области A, как видно в виде спереди. В частности, накладка 34 протягивается между ступенчатым фрагментом 22S панели 22 моторного щита и нижней стенкой 28B панели 28 ветрового щитка, как показано на фиг. 1 и фиг. 4. В этом варианте осуществления накладка 34 имеет нижний фланец 34L, который формирует ее нижнюю часть и соединяется со ступенчатым фрагментом 22S панели 22 моторного щита, и верхний фланец 34U, который формирует ее верхнюю часть и соединяется с передним фрагментом нижней стенки 28B панели 28 ветрового щитка.
[0037] Основной элемент 34M накладки для накладки 34 в качестве фрагмента основного элемента между нижним фланцем 34L и верхним фланцем 34U формирует замкнутый в поперечном сечении фрагмент CS, который имеет, в целом, треугольную форму, как видно при виде сбоку, в соединении с панелью 22 моторного щита и нижней стенкой 28B панели 28 ветрового щитка, как показано на фиг. 2. Другими словами, основной элемент 34M накладки отделен от панели 22 моторного щита и панели 28 ветрового щитка. Накладка 34 и ее соединительная (связующая) структура описываются более подробно ниже.
[0038] Как показано на фиг. 5, основной элемент 34M накладки, который имеет пластиноподобную конфигурацию, имеет прямолинейную левую кромку 34EL, которая слегка наклонена относительно вертикального направления транспортного средства, и аркообразную правую кромку 34ER, которая изогнута, чтобы выгибаться назад, как видно в виде спереди. Усиливающий фланец 34F в качестве усиливающей стенки протягивается назад от изогнутой правой кромки 34ER основного элемента 34M накладки. Таким образом, правая кромка 34ER основного элемента 34M накладки усилена в вертикальном направлении (натяжения) транспортного средства посредством усиливающего фланца 34F. Основной элемент 34M накладки имеет рабочее отверстие 34Hs для присоединения, в которое вставляется рабочий стержень сварочного аппарата, когда накладка 34 присоединяется к кузову B транспортного средства, и пару отверстий 34Hj для присоединения держателя в качестве множества отверстий, которые используются, чтобы сохранять положение присоединения накладки 34 относительно кузова B транспортного средства.
[0039] Верхний фланец 34U формируется посредством сгибания верхнего конца основного элемента 34M накладки назад и соединяется с нижней стенкой 28B в двух верхних местах Ju соединения, которые размещаются на правом и левом ее концах, как показано на фиг. 1. В этом варианте осуществления накладка 34 имеет ребро 34R, в центре в своем поперечном направлении, в качестве верхнего ограничивающего фрагмента, который формируется в ширину границы между верхним фланцем 34U и верхним краевым фрагментом основного элемента 34M накладки и выступает назад. Таким образом, накладка 34 усиливается по отношению к деформации, которая стремится увеличивать угол сгиба (тенденцию устранять (разворачивать) сгиб) между основным элементом 34M накладки и верхним фланцем 34U по сравнению с конфигурацией без ребра 34R. В этом варианте осуществления усиливающий фланец 34F соединяется с правой кромкой 34ER верхнего фланца 34U.
[0040] Нижний фланец 34L формируется посредством сгибания нижнего конца основного элемента 34M накладки назад и соединяется со ступенчатым фрагментом 22S в двух, верхнем и нижнем, нижних основных местах Jlm соединения в качестве множества основных мест соединения, которые показаны на фиг. 1. Нижние основные места Jlm соединения конфигурируются, чтобы обеспечивать прочность соединения между нижним фрагментом накладки 34 и панелью 22 моторного щита.
[0041] Пара протягивающихся опорных фрагментов 34P1 и 34P2 в качестве опорных фрагментов протягиваются вбок в противоположных направлениях от нижнего фрагмента основного элемента 34M накладки для накладки 34, т.е. нижнего фланца 34L. Вытянутый опорный фрагмент 34P1, который протягивается вправо, протягивается дальше вправо, чем нижний фрагмент усиливающего фланца 34F, и соединяется с обратной стороной фрагмента 22Z опорной поверхности панели 22 моторного щита в нижнем вспомогательном месте Jls соединения в качестве вспомогательного места соединения, которое располагается рядом с ее вытянутым концом. Вытянутый опорный фрагмент 34P2, который протягивается дальше влево от нижнего фрагмента основного элемента 34M накладки и левого конца нижнего фланца 34L, соединяется с обратной стороной основного фрагмента 22G панели 22 моторного щита в нижнем вспомогательном месте Jls соединения в качестве вспомогательного места соединения, которое располагается рядом с ее вытянутым концом.
[0042] В этом варианте осуществления вытянутый опорный фрагмент 34P2 соединяется с панелью 22 моторного щита через вторую панель 32 моторного щита в нижнем вспомогательном месте Jls соединения. Правое и левое нижние вспомогательные места Jls соединения соединяются в местоположениях с обеих сторон ступенчатого фрагмента 22S (основного элемента 34M накладки) панели 22 моторного щита в поперечном направлении транспортного средства прежде, чем соединяются нижние основные места Jlm соединения, так что отклонение места соединения нижнего фрагмента накладки 34 может быть в пределах приемлемого диапазона относительно панели 22 моторного щита.
[0043] Вытянутый опорный фрагмент 34P2 формирует реберную линию (согнутый фрагмент) RL3, которая является выпуклой вверх по границе с нижним фланцем 34L и формирует реберную линию (согнутый фрагмент) RL4, которая является выпуклой назад по границе с нижним фрагментом основного элемента 34M накладки. Таким образом, накладка 34 усиливается по отношению к деформации, которая стремится увеличивать угол сгиба (устранять (разворачивать) сгиб) между основным элементом 34M накладки и нижним фланцем 34L (и вытянутым опорным фрагментом 34P2) по сравнению с конфигурацией без реберных линий RL3 и RL4. Реберная линия RL3 вдоль границы между вытянутым опорным фрагментом 34P2 и нижним фланцем 34L и реберная линия RL4 вдоль границы между вытянутым опорным фрагментом 34P2 и нижним фрагментом основного элемента 34M накладки, как описано выше, являются одним примером нижних ограничивающих фрагментов.
[0044] Места соединений, где накладка 34 соединяется с панелью 22 моторного щита и панелью 28 ветрового щитка, как описано выше, формируются посредством точечной сварки. Соединение может быть выполнено посредством болтов и гаек вместо сварки.
[0045] В структуре 10 передней части кузова транспортного средства компоненты CP, такие как внутренний шумопоглотитель (изолятор) моторного щита, блок кондиционирования воздуха (HVAC) и жгут проводов, располагаются в пространстве со стороны салона C, включающем в себя местоположение, где накладка 34 соединяется с панелью 22 моторного щита, как показано на фиг. 2. Основной элемент 34M накладки для накладки 34 имеет изогнутую правую кромку, как описано выше, для того, чтобы избегать взаимодействия с компонентами CP (включающих в себя диапазон перемещения подвижных компонентов, таких как жгут проводов).
[0046] (Процесс установки накладки 34)
В структуре 10 передней части кузова транспортного средства панель 22 моторного щита устанавливается на кузов B транспортного средства прежде, чем элемент 26 ветрового щитка устанавливается на кузов B транспортного средства, когда кузов B транспортного средства собирается, и в этом состоянии накладка 34 прикрепляется к панели 22 моторного щита в двух нижних вспомогательных местах Jls соединения. Далее, накладка 34 прикрепляется к ступенчатому фрагменту 22S панели 22 моторного щита в двух нижних основных местах Jlm соединения. Затем, после того как элемент 26 ветрового щитка устанавливается на кузов B транспортного средства, накладка 34 прикрепляется к нижней стенке 28B панели 28 ветрового щитка через стальную пластину 30 поглощения вибрации ветрового щитка в верхних местах Ju соединения на конечном этапе сборки.
[0047] Во время сборки накладка 34 присоединяется к держателю в двух отверстиях 34Hj для присоединения держателя основного элемента 34M накладки и удерживается в правильном положении относительно панели 22 моторного щита. Например, накладка 34 присоединяется к держателю на манипуляторе сборочного робота в отверстиях 34Hj для присоединения держателя и переносится роботом (вставляется) в желаемое местоположение в кузове B транспортного средства во время сборки. Когда накладка 34 переносится в желаемое местоположение относительно панели 22 моторного щита (кузова B транспортного средства), рабочий стержень для сварки вставляется в рабочее отверстие 34Hs для присоединения, и в этом состоянии накладка 34 закрепляется на месте в нижних вспомогательных местах Jls соединения, как описано выше.
[0048] Далее описываются преимущества первого варианта осуществления.
Когда автомобиль едет по плохой дороге, например, большая вертикальная нагрузка прикладывается к передней подвеске. В частности, в автомобилях с большой неподрессоренной массой, таких как транспортные средства, которые используют шины большого диаметра на передних колесах, или автомобилях с большой подрессоренной массой, таких как гибридные транспортные средства, которые имеют тяжелую аккумуляторную батарею, большая нагрузка имеет тенденцию передаваться от передней подвески к кузову B транспортного средства.
[0049] В автомобиле, в котором применяется структура 10 передней части кузова транспортного средства с вышеописанной конфигурацией, когда большая направленная вниз нагрузка передается от передней подвески к опоре 18 передней подвески (ссылка на стрелку Fd на фиг. 3), передний фрагмент 20F переднего бокового элемента 20, который соединяется с опорой 18 передней подвески, подталкивается вниз. Таким образом, создается момент M вокруг места соединения, где задний конец переднего фрагмента 20F соединяется с поперечным элементом 24 моторного щита, и панель 22 моторного щита тянется вперед посредством момента M.
[0050] Затем место Jcd соединения, где верхний краевой фрагмент 22U панели 22 моторного щита и передняя стенка 28F панели 28 ветрового щитка соединяются в перекрывающемся соотношении в продольном направлении транспортного средства посредством точечной сварки, подвергается деформации (напряжению), которая стремится вызывать его разделение. В частности, деформация (в продольном направлении транспортного средства), которая стремится вызывать разделение места Jcd соединения, стремится стать большой, когда правое и левое передние колеса движутся в вертикально противоположных фазах.
[0051] Ступенчатый фрагмент 22S панели 22 моторного щита, другими словами, фрагмент между двумя реберными линиями RL1 и RL2 служит в качестве области большой жесткости. Таким образом, нагрузка (деформация) в направлении передней части транспортного средства, которая вызывается моментом M, передается месту Jcd соединения вдоль воображаемой прямой линии, которая соединяет передний боковой элемент 20 и ступенчатый фрагмент 22S. Другими словами, поскольку нагрузка, которая вызывается моментом M, менее вероятно должна поглощаться (ослабляться) посредством деформации панели на маршрутах вдоль двух реберных линий RL1 и RL2 (ступенчатый фрагмент 22S), чем по маршруту через любой другой фрагмент, более значительная нагрузка передается к месту Jcd соединения вдоль реберных линий RL1 и RL2, чем вдоль любого другого фрагмента. Другими словами, деформация, которая стремится вызывать разделение места Jcd соединения, больше в местоположении, где сформирован ступенчатый фрагмент 22S, чем в любом другом фрагменте панели 22 моторного щита в поперечном направлении транспортного средства. Посредством компьютерного моделирования было подтверждено, что высокое механическое напряжение прикладывается к области Z, включающей в себя точки S1-S3 точечной сварки, которые показаны на фиг. 4 в сравнительном примере без накладки 34.
[0052] Таким образом, в сравнительном примере без накладки 34, степень деформации в месте Jcd соединения, которая стремится вызывать его разделение в деформированном состоянии, которое указано сплошными линиями, относительно формы перед передачей нагрузки (деформацией), которая указана воображаемыми линиями, будет большой, как показано на фиг. 6B. В частности, угол 9, который формируется панелью 22 моторного щита и передней стенкой 28F, другими словами, повторно-кратковременная нагрузка (напряжение), становится большим. Когда толщина стальных пластин, которые формируют панель 22 моторного щита и панель 28 ветрового щитка, увеличивается, чтобы получать усталостную прочность, которая является достаточно высокой, чтобы предотвращать разделение точечной сварки в месте Jcd соединения (уменьшать напряжение, которое прикладывается к месту Jcd соединения), в качестве контрмеры против этой проблемы, масса кузова B транспортного средства увеличивается.
[0053] В структуре 10 передней части кузова транспортного средства накладка 34 предусматривается на фрагменте панели 22 моторного щита, где деформация, т.е. напряжение, которое стремится вызывать разделение места Jcd соединения, будет наибольшей. Таким образом, деформация, которая стремится вызывать разделение панели 22 моторного щита и передней стенки 28F, ограничивается (поддерживается нагрузка, которая сопротивляется деформации) посредством натяжения накладки 34, как правило, в вертикальном направлении транспортного средства. Фиг. 6A показывает обзор результата компьютерного моделирования, которое было проведено в этом варианте осуществления в тех же условиях нагрузки, что и в сравнительном примере, который показан на фиг. 6B. В этом варианте осуществления, как показано на фиг. 6A, угол 10, который формируется панелью 22 моторного щита и передней стенкой 28F, т.е. повторно-кратковременная нагрузка (напряжение), может быть меньше в состоянии после деформации, которое указано сплошными линиями, по сравнению с углом в вышеприведенном сравнительном примере. Воображаемые линии на фиг. 6A показывают форму панели 22 моторного щита и панели 28 ветрового щитка перед передачей нагрузки (деформацией), как и в случае со сравнительным примером, который показан на фиг. 6B.
[0054] Было подтверждено посредством компьютерного моделирования (CAE), такого как метод конечных элементов (FEM), что механическое напряжение, которое прикладывается к точкам точечной сварки в месте Jcd соединения непосредственно над ступенчатым фрагментом 22S, уменьшается в этом варианте осуществления. Более конкретно, был получен результат анализа, что механическое напряжение, которое прикладывается к точкам S1-S3 точечной сварки непосредственно над ступенчатым фрагментом 22S, что показано на фиг. 4, уменьшается.
[0055] Как описано выше, в структуре 10 передней части кузова транспортного средства согласно этому варианту осуществления прочность (усталостная прочность) по отношению к разделению фрагмента, где сформирован ступенчатый фрагмент 22S, в котором напряжение наиболее вероятно должно концентрироваться в поперечном направлении транспортного средства, в месте соединения между панелью 22 моторного щита и панелью 28 ветрового щитка, может быть улучшена. Кроме того, установка накладки 34 улучшает жесткость кузова B транспортного средства против скручивания во время поворота или смены ряда движения автомобиля V.
[0056] В частности, в структуре 10 передней части кузова транспортного средства фрагмент панели 22 моторного щита непосредственно ниже места Jcd соединения между передней стенкой 28F панели 28 ветрового щитка и верхним краевым фрагментом 22U панели 22 моторного щита, которые соединяются в продольном направлении транспортного средства, и фрагмент нижней стенки 28B близко к передней стенке 28F соединяются посредством накладки 34. Другим словами, формируется структура, в которой накладка 34, которая сопротивляется разделению места Jcd соединения между панелью 22 моторного щита и панелью 28 ветрового щитка посредством натяжения, соединяет панель 22 моторного щита и панель 28 ветрового щитка через место Jcd соединения. Таким образом, накладка 34 эффективно способствует улучшению прочности относительно разделения места соединения между панелью моторного щита и ветровым щитком по сравнению со сравнительным примером, в котором верхняя краевая сторона соединяется с задней стенкой 28R панели 28 ветрового щитка, например.
[0057] Кроме того, поскольку накладка 34 с вышеописанной конфигурацией соединяет панель 22 моторного щита и панель 28 ветрового щитка на коротком расстоянии, угол 9, который формируется панелью 22 моторного щита и передней стенкой 28F, т.е. повторно-кратковременная нагрузка (напряжение), может сохраняться небольшим за счет накладки 34, которая является компактной по размеру. Таким образом, увеличение массы кузова B транспортного средства может быть в значительной степени пресечено по сравнению со сравнительным примером, в котором толщина панели 22 моторного щита и панели 28 ветрового щитка увеличивается, чтобы улучшать их усталостную прочность до эквивалентного уровня. В результате компьютерного моделирования было подтверждено, что увеличение в весе посредством добавления накладки имеет преимущество с точки зрения массы по сравнению со сравнительным примером, в котором эквивалентная усталостная прочность достигается посредством увеличения толщины панели.
[0058] В частности, ребро 34R улучшает прочность накладки 34 против деформации, которая стремится разворачивать (устранять) сгиб верхнего фланца 34U относительно основного элемента 34M накладки. Кроме того, реберные линии RL3 и RL4 улучшают прочность накладки 34 против деформации, которая стремится разворачивать (устранять) сгиб нижнего фланца 34L относительно основного элемента 34M накладки. Другими словами, накладка 34 формируется так, чтобы иметь большую жесткость по отношению к натяжению вдоль штрихпунктирной прямой линии IL2, которая соединяет верхнее место Ju соединения и нижнее основное место Jlm соединения (ссылка на фиг. 2), и является высокоэффективной в улучшении усталостной прочности, хотя она и является компактной по размеру. Кроме того, факт того, что ограничивающие деформацию фрагменты верхнего и нижнего фланцев 34U и 34L формируются отдельно, является эффективным в усилении сгибов и основного элемента 34M накладки и способствует уменьшению размера накладки 34.
[0059] Кроме того, в частности, в структуре 10 передней части кузова транспортного средства одна кромка (правая кромка) основного элемента 34M накладки в поперечном направлении транспортного средства изгибается, чтобы предотвращать взаимодействие с другими частями. Поскольку усиливающий фланец 34F создается вдоль основного элемента 34M накладки, усиливающий фланец 34F гарантирует, что основной элемент 34M накладки имеет достаточную прочность против растяжения. Другими словами, основной элемент 34M накладки обеспечивается достаточной прочностью против растяжения, чтобы содействовать усталостной прочности места Jcd соединения, как описано выше. Поскольку усиливающий фланец 34F продолжается до правой кромки верхнего фланца 34U, он также способствует улучшению прочности верхнего фланца 34U относительно изгиба, который стремится разворачивать сгиб верхнего фланца 34U относительно основного элемента 34M накладки в соединении с ребром 34R, которое описывается выше.
[0060] В структуре 10 передней части кузова транспортного средства ступенчатый фрагмент 22S имеет множество (два) нижних основных мест Jlm соединения. Таким образом, напряжение в каждом нижнем основном месте Jlm соединения может быть уменьшено по сравнению со случаем, когда ступенчатый фрагмент 22S имеет только одно нижнее основное место Jlm соединения. Другими словами, поскольку нагрузка, которая передается от колеса к месту соединения между панелью 22 моторного щита и накладкой 34, распределяется на множество нижних основных мест Jlm соединения, напряжение в каждом нижнем основном месте Jlm соединения уменьшается.
[0061] Аналогично, верхний фланец 34U накладки 34 прикрепляется к панели 28 ветрового щитка во множестве верхних мест Ju соединения. Таким образом, нагрузка, которая передается от колеса к месту соединения между панелью 28 ветрового щитка и накладкой 34, распределяется на множество верхних мест Ju соединения, и напряжение в каждом верхнем месте Ju соединения уменьшается. В частности, в этом варианте осуществления верхние места Ju соединения располагаются в области, в которой предоставляется фрагмент 30L нижней стенки стальной пластины 30 поглощения вибрации ветрового щитка. Это дополнительно уменьшает механическое напряжение, которое прикладывается к каждому верхнему месту Ju соединения в сочетании с эффективностью стальной пластины 30 поглощения вибрации ветрового щитка в усилении панели 28 ветрового щитка.
[0062] Кроме того, в структуре 10 передней части кузова транспортного средства накладка 34 закрепляется на месте на панели 22 моторного щита в двух нижних вспомогательных местах Jls соединения, которые располагаются с обеих сторон ступенчатого фрагмента 22S в поперечном направлении транспортного средства, прежде чем накладка 34 прикрепляется к панели 22 моторного щита в нижних основных местах Jlm соединения (для того, чтобы обеспечивать прочность). Таким образом, нижний фланец 34L накладки 34 может закрепляться на месте без отклонения (в допустимом диапазоне) относительно ступенчатого фрагмента 22S в качестве наклонной поверхности панели 22 моторного щита. Таким образом, накладка 34, когда правильно прикреплена к панели 22 моторного щита в двух нижних основных местах Jlm соединения, способствует улучшению усталостной прочности места Jcd соединения между панелью 22 моторного щита и панелью 28 ветрового щитка, как описано выше.
[0063] Кроме того, два нижних вспомогательных места Jls соединения располагаются на вытянутых опорных фрагментах 34P1 и 34P2 в качестве опорных фрагментов, которые протягиваются от основного элемента 34M накладки в противоположных направлениях в поперечном направлении транспортного средства. Таким образом, в структуре 10 передней части кузова транспортного средства накладка 34 может закрепляться на месте на панели 22 моторного щита с обеих сторон ступенчатого фрагмента 22S панели 22 моторного щита в поперечном направлении транспортного средства без увеличения размера накладки 34 в поперечном направлении транспортного средства.
[0064] Кроме того, поскольку основной элемент 34M накладки имеет два отверстия 34Hj для присоединения держателя, накладка 34 удерживается в соответствующем положении посредством держателя, когда переносится к месту ее установки на панели 22 моторного щита.
[0065] В то время как пример, в котором накладка 34 устанавливается в область A между центром кузова B транспортного средства в поперечном направлении транспортного средства и правой (с пассажирской стороны) опорой 18 передней подвески, показан в вышеописанном варианте осуществления, настоящее изобретение не ограничивается им. Накладка 34 может быть предусмотрена в любом местоположении в поперечном направлении транспортного средства, где напряжение, которое прикладывается к месту Jcd соединения в поперечном направлении транспортного средства, было бы высоким без накладки 34. Таким образом, накладка 34 может быть установлена в центре в поперечном направлении транспортного средства или на водительской стороне относительно центра в поперечном направлении транспортного средства.
[0066] Кроме того, усиливающий элемент (его форма) в настоящем изобретении не ограничивается накладкой 34 (ее формой). Например, усиливающий элемент может быть любой формы в зависимости от формы панели 22 моторного щита, которая используется в автомобиле V, и формы и размеров компонентов, которые располагаются за панелью 22 моторного щита.
[0067] Кроме того, в то время как пример, в котором ступенчатый фрагмент 22S в качестве наклонной вертикальной стенки сформирован между парой согнутых фрагментов на панели 22 моторного щита, показан в вышеописанном варианте осуществления, настоящее изобретение не ограничивается им. Например, фрагмент опорной поверхности, который формируется посредством выступания или втягивания, в продольном направлении транспортного средства, части панели 22 моторного щита в поперечном направлении транспортного средства и, как правило, параллелен основному фрагменту, может быть фрагментом между согнутыми фрагментами, которые сформированы с обеих его сторон в поперечном направлении транспортного средства.
[0068] Кроме того, в то время как пример, в котором кузов B транспортного средства снабжен поглощающей вибрацию ветрового щитка стальной пластиной 33 и второй панелью 22 моторного щита, показан в вышеописанном варианте осуществления, настоящее изобретение не ограничивается этим. Например, по меньшей мере, одна из стальной пластины 30 поглощения вибрации ветрового щитка и второй панели 32 моторного щита может не предоставляться.
[0069] Следует понимать, что настоящее изобретение может быть реализовано с различными модификациями без отступления от его сути.