СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ КОНСТРУКЦИЯ ЭЛЕМЕНТОВ КАРКАСА
CONNECTION STRUCTURE OF FRAME ELEMENTS

Область техники, к которой относится изобретение
[0001]
Настоящее изобретение относится к соединительной конструкции элементов каркаса, образованной посредством соединения элементов.
Уровень техники
[0002]
Кузов автомобиля имеет соединение, где конец второго элемента соединяется с поверхностью первого элемента таким образом, чтобы упираться в поверхность. В качестве такого соединения приведены, например, соединение между боковым нижним обвязочным брусом кузова и поперечным элементом пола, соединение между туннельным элементом и поперечным элементом пола, соединение между продольным брусом крыши кузова и поперечным элементом крыши кузова, соединение между колесной аркой и задним поперечным элементом пола, и соединение между элементом передней стороны и поперечным элементом перегородки. В соединениях, показанных здесь, конец второго элемента предусмотрен с фланцем, и второй элемент соединен с первым элементом, используя фланец.
[0003]
В кузове автомобиля, хорошие механические свойства требуются также для конструктивного каркаса, имеющего такое соединение. Например, для такой соединительной конструкции элементов каркаса, считается важным повысить жесткость при кручении и энергопоглощающие свойства в осевом смятии. В этом отношении, в Патентном Документе 1, раскрыта конструкция, в которой сторона второго элемента предусмотрена с непрерывным фланцем без выемки, и участок точечной сварки образован во фланце для соединения второго элемента и первого элемента. Посредством такой соединительной конструкции, описанной в Патентной Литературе 1, деформация поперечных элементов автомобиля может сдерживаться и жесткость при кручении может быть повышена.
Перечень цитируемых источников
Патентные документы
[0004]
Патентный Документ 1: WO 2013/154114
Раскрытие изобретения
Техническая задача
[0005]
Хотя деформация поперечных элементов автомобиля сдерживается и жесткость при кручении повышается посредством соединительной конструкции, описанной в Патентной Литературе 1, требуется дополнительное улучшение характеристик. Кроме того, такое улучшение характеристик аналогично требуется не только для кузовов автомобилей, но также для конструктивных каркасов, имеющих аналогичную соединительную конструкцию.
[0006]
Таким образом, настоящее изобретение было выполнено ввиду вышеупомянутой проблемы, и целью настоящего изобретения является обеспечение нового и усовершенствованной соединительной конструкции элементов каркаса, которая позволяет дополнительно улучшить механические свойства, в частности жесткость при кручении и энергопоглощающие свойства в осевом смятии, соединительной конструкции элементов каркаса, включающей в себя соединение, образованное посредством соединения элементов.
Решение проблемы
[0007]
Для решения вышеприведенных проблем, в соответствии с аспектом настоящего изобретения, предложен соединительная конструкция элементов каркаса из элементов, включающий в себя первый элемент, второй элемент, при этом конец второго элемента упирается в поверхность первого элемента, и соединение, которое соединяет первый элемент и второй элемент. Соединение включает в себя торцевой фланец, который образован непрерывно вдоль конца второго элемента, и по меньшей мере одна часть которого накладывается на поверхность первого элемента, и соединительный узел, который соединяет торцевой фланец и первый элемент, торцевой фланец образован непрерывно на по меньшей мере одной части конца второго элемента посредством участка поднимающейся криволинейной поверхности, и участок поднимающейся криволинейной поверхности включает в себя участок с утолщенной стенкой, толщина листа которого выполняется большей толщины листа второго элемента, и по меньшей мере одна часть соединительного узла предусмотрена на расстоянии 3 мм или меньше от границы между торцевым фланцем и участком с утолщенной стенкой.
[0008]
Второй элемент может иметь по существу шляпообразную или желобообразную форму поперечного сечения, торцевой фланец может включать в себя фланец ребра, образованный на конце ребра между соединительной частью и стеновой частью, образуя по существу шляпообразную или желобообразную форму, и участок с утолщенной стенкой может быть образован в участке поднимающейся криволинейной поверхности между ребром и фланцем ребра.
[0009]
Соединительный узел может быть образован непрерывно от конца ребра до конца по меньшей мере одной части соединительной части и стеновой части, продолжаясь до ребра.
[0010]
Соединительный узел может быть образован непрерывно по всей длине одной части торцевого фланца, при этом часть находится в контакте с поверхностью первого элемента.
[0011]
Соединительные узлы могут быть образованы прерывисто в торцевом фланце, и длина соединительных узлов может представлять собой длину 50% или больше от всей длины области, где торцевой фланец и первый элемент находятся в контакте.
[0012]
Участок точечной сварки может быть дополнительно предусмотрен в соединении.
[0013]
Первый элемент может представлять собой туннель пола или боковой нижний обвязочный брус кузова автомобиля, и второй элемент может представлять собой поперечный элемент пола.
Преимущества изобретения
[0014]
Как описано выше, посредством соединительной конструкции элементов каркаса по настоящему изобретению, становится возможным дополнительно улучшить механические свойства, в частности жесткость при кручении и энергопоглощающие свойства в осевом смятии.
Краткое описание чертежей
[0015]
[Фиг.1] Фиг.1 представляет собой перспективный вид, показывающий соединительная конструкция элементов каркаса в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
[Фиг.2] Фиг.2 представляет собой иллюстративное изображение, показывающее увеличенный вид соединения в соответствии с вариантом осуществления.
[Фиг.3] Фиг.3 представляет собой поперечный разрез поперечного элемента пола.
[Фиг.4] Фиг.4 представляет собой иллюстративное изображение, показывающее соединение.
[Фиг.5] Фиг.5 представляет собой иллюстративное изображение, показывающее соединение, включающее в себя участок с утолщенной стенкой.
[Фиг.6] Фиг.6 представляет собой иллюстративное изображение, показывающее пример установки для формования прессованием.
[Фиг.7] Фиг.7 представляет собой иллюстративное изображение, показывающее ситуацию формования прессованием.
[Фиг.8] Фиг.8 представляет собой иллюстративное изображение, показывающее распределение толщины листа фланца ребра и участка поднимающейся криволинейной поверхности.
[Фиг.9] Фиг.9 представляет собой иллюстративное изображение, показывающее распределение толщины листа участка поднимающейся криволинейной поверхности.
[Фиг.10] Фиг.10 представляет собой иллюстративное изображение, показывающее соединение в соответствии с примером первой модификации.
[Фиг.11] Фиг.11 представляет собой иллюстративное изображение, показывающее соединение в соответствии с примером второй модификации.
[Фиг.12] Фиг.12 представляет собой иллюстративное изображение, показывающее соединение в соответствии с примером третьей модификации.
[Фиг.13] Фиг.13 представляет собой иллюстративное изображение, показывающее соединение в соответствии с примером четвертой модификации.
[Фиг.14] Фиг.14 представляет собой иллюстративное изображение, показывающее соединение в соответствии с примером пятой модификации.
[Фиг.15] Фиг.15 представляет собой иллюстративное изображение, показывающее соединение в соответствии с примером шестой модификации.
[Фиг.16] Фиг.16 представляет собой перспективный вид, показывающий другой пример соединительной конструкции элементов каркаса.
[Фиг.17] Фиг.17 представляет собой перспективный вид, показывающий другой пример соединительной конструкции элементов каркаса.
[Фиг.18] Фиг.18 представляет собой иллюстративное изображение, показывающее соединение Примера 1.
[Фиг.19] Фиг.19 представляет собой иллюстративное изображение, показывающее соединение Примера 4.
[Фиг.20] Фиг.20 представляет собой иллюстративное изображение, показывающее соединение Сравнительного Примера 1.
[Фиг.21] Фиг.21 представляет собой иллюстративное изображение, показывающее соединение Сравнительного Примера 2.
[Фиг.22] Фиг.22 представляет собой иллюстративное изображение, показывающее соединение Сравнительного Примера 4.
[Фиг.23] Фиг.23 представляет собой изображение, показанное для описания способа оценки.
[Фиг.24] Фиг.24 представляет собой график, описывающий результаты жесткости при кручении в оценке 1.
[Фиг.25] Фиг.25 представляет собой график, описывающий результаты свойств на осевое смятие в оценке 1.
[Фиг.26] Фиг.26 представляет собой график, описывающий результаты свойств на осевое смятие в оценке 2.
[Фиг.27] Фиг.27 представляет собой график, описывающий результаты свойств на осевое смятие в оценке 2.
[Фиг.28] Фиг.28 представляет собой график, описывающий результаты жесткости при кручении в оценке 2.
[Фиг.29] Фиг.29 представляет собой график, описывающий результаты жесткости при кручении в оценке 2.
Описание вариантов осуществления изобретения
[0016]
В дальнейшем, предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения будут подробно описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи. Отметим, что в настоящем описании и прилагаемых чертежах, конструктивные элементы, которые имеют по существу одинаковую функцию и конструкцию, обозначены одинаковыми ссылочными позициями, и повторное объяснение этих конструктивных элементов опущено.
[0017]
<1. Общая конфигурация соединительной конструкции элементов каркаса >
Фиг.1 представляет собой иллюстративное изображение соединительной конструкции элементов каркаса 1 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, и представляет собой перспективный вид, показывающий часть пола 2 автомобильного кузова в качестве соединительной конструкции элементов каркаса 1. С туннельным элементом 3 (туннелем пола) в качестве первого элемента и поперечным элементом 10 пола в качестве второго элемента, соединительная конструкция элементов каркаса 1 в соответствии с вариантом осуществления имеет соединение 15, в котором конец поперечного элемента 10 пола соединяется с боковой поверхностью туннельного элемента 3 таким образом, чтобы упираться в боковую поверхность в T-образной конфигурации.
[0018]
Для туннельного элемента 3 и поперечного элемента 10 пола, материал и форма частей, отличных от соединения 15, могут иметь известную конфигурацию. В варианте осуществления, описание приводится, используя соединительную конструкцию каркаса 1, имеющую соединение 15 между туннельным элементом 3 и поперечным элементом 10 пола, в качестве примера; но соединительная конструкция элементов каркаса 1 не ограничена таким примером. Например, вариант осуществления может применяться также для соединительной конструкции элементов каркаса бокового нижнего обвязочного бруса кузова (соответствующего первому элементу) и поперечного элемента пола (соответствующего второму элементу), соединительной конструкции элементов каркаса продольного бруса крыши кузова (соответствующего первому элементу) и поперечного элемента крыши кузова (соответствующего второму элементу), соединительной конструкции элементов каркаса колесной арки (соответствующей первому элементу) и заднего поперечного элемента пола (соответствующего второму элементу), и соединительной конструкции элементов каркаса элемента передней стороны (соответствующего первому элементу) и поперечного элемента перегородки (соответствующего второму элементу).
[0019]
<2. Соединение>
На фиг.2 показан увеличенный вид соединения 15 соединительной конструкции элементов каркаса 1, показанной на фиг.1. На фиг.3 показан поперечный разрез поперечного элемента 10 пола, взятый по линии III-III, показанной на фиг.2. Фиг.3 представляет собой вид в поперечном разрезе (в дальнейшем, местами называемом "горизонтальным поперечным сечением"), ортогональном относительно продольного направления поперечного элемента 10 пола (направления, в котором проходит поперечный элемент 10 пола), как видно, если смотреть в сторону соединения 15, в котором соединение 15 видно спереди. На фиг.4 показан разрез соединения 15, взятый по линии IV-IV, показанной на фиг.3. На фиг.5 показан разрез соединения 15, взятый по линии V-V, показанной на фиг.3.
[0020]
В варианте осуществления, поперечный элемент 10 пола имеет соединительную часть 11, образующую верхнюю поверхность, стеновые части 12, проходящие от концов соединительной части 11 таким образом, чтобы наклоняться вниз, и продольный фланец 13, проходящий от конца стеновой части 12 на противоположной стороне относительно соединительной части 11. Стеновые части 12 образованы непрерывно на обоих концах соединительной части 11. Ребро 19 образовано между соединительной частью 11 и стеновой частью 12. Поперечный элемент 10 пола представляет собой элемент, имеющий горизонтальное поперечное сечение с по существу шляпообразной формой посредством соединительной части 11, ребер 19, продолжающихся на обоих концах соединительной части 11, и двух стеновых частей 12, продолжающихся дальше от ребер 19. Поперечный элемент 10 пола образован посредством, например, формования прессованием, используя высокопрочный стальной лист.
[0021]
Для продольного направления поперечного элемента 10 пола, как показано на фиг.2, участки 13a точечной сварки образованы в продольном фланце 13, и поперечный элемент 10 пола соединяется с элементом 4 пола посредством точечной сварки. Соединение продольного фланца 13 с элементом 4 пола может выполняться посредством сварного соединения, используя точечную сварку в комбинации с адгезивом, или посредством лазерной сварки.
[0022]
С другой стороны, в соединительной конструкции элементов каркаса 1, включающей в себя поперечный элемент 10 пола, соединение 15 с туннельным элементом 3 образовано на конце в продольном направлении поперечного элемента 10 пола. Соединение 15 имеет торцевой фланец 16, образованный на конце в продольном направлении поперечного элемента 10 пола, и соединительный узел 17, который соединяет поперечный элемент 10 пола и туннельный элемент 3 через посредство торцевого фланца 16. Соединительный узел 17 представляет собой одну часть, которая фактически соединяет торцевой фланец 16 и туннельный элемент 3.
[0023]
В варианте осуществления, торцевой фланец 16 представляет собой фланец, образованный на концах в продольном направлении соединительной части 11, ребра 19 и стеновой части 12, и образован непрерывно вдоль соединительной части 11, ребра 19 и стеновой части 12. Торцевой фланец 16, такой как этот, включает в себя фланец 14 ребра, образованный на конце ребра 19. Торцевой фланец 16 образован непрерывно на соединительной части 11, ребре 19 и стеновой части 12 через посредство участка 18 поднимающейся криволинейной поверхности.
[0024]
В варианте осуществления, соединительный узел 17 на основе сварки предусмотрено по всей длине части в контакте с туннельным элементом 3 торцевого фланца 16. То есть, торцевого фланца 16, показанного на фиг.3, в части, где соединительный узел 17 не образован, торцевой фланец 16 удален от туннельного элемента 3 (см. фиг.2). Соединительный узел 17, такой как этот, предусмотрен в положении рядом с граничным участком S между торцевым фланцем 16 и участком 18 поднимающейся криволинейной поверхности.
[0025]
Способ сварки конкретно не ограничен, но, предпочтительно, представляет собой способ сварки, в котором сварка может выполняться непрерывно, когда соединительная конструкция элементов каркаса 1 относительно перемещается, такой как лазерная сварка, гибридная лазерно-дуговая сварка, лазерная пайка или дуговая сварка. Гибридная лазерно-дуговая сварка, в которой допуск на зазор является большим и является возможной высокоскоростная сварка, предпочтительно, может использоваться.
[0026]
Здесь, поперечный элемент 10 пола образован посредством, например, выполнения прессования, такого как гибка или протяжка, на материале заготовки. При этом, ребро 19 образуется посредством, после или во время гибки конца материала заготовке, который образует торцевой фланец 16, гибки материала заготовки, при этом поверхность на противоположной стороне относительно направления гибки торцевого фланца 16 установлена внутрь. Для улучшения механических свойств соединительной конструкции элементов каркаса 1 поперечного элемента 10 пола и туннельного элемента 3, соединительный узел 17, предпочтительно, образован в месте вблизи участка 18 поднимающейся криволинейной поверхности, то есть, таким образом, чтобы включать в себя или располагаться рядом с граничным участком S между участком 18 поднимающейся криволинейной поверхности и торцевым фланцем 16. С этой целью, требуется уменьшить радиус Rf кривизны участка 18 поднимающейся криволинейной поверхности на участке основания торцевого фланца 16.
[0027]
Однако, чем меньше выполняется радиус Rf кривизны участка 18 поднимающейся криволинейной поверхности, тем более вероятным является то, что, когда материал заготовки сгибается вдоль ребра 19, будет возникать растрескивание на конце фланца 14 ребра на противоположной стороне относительно стороны участка 18 поднимающейся криволинейной поверхности, или будет возникать большое сморщивание в участке 18 поднимающейся криволинейной поверхности на основании фланца 14 ребра. Такое растрескивание и большое сморщивание более вероятно возникают, когда толщина листа материала заготовки больше, или натяжение материала заготовки больше. Следовательно, в случае, где торцевой фланец 16, включающий в себя фланец 14 ребра, образуется на конце поперечного элемента 10 пола, трудно уменьшить радиус Rf кривизны участка 18 поднимающейся криволинейной поверхности до крайнего значения.
[0028]
На фиг.4, показана ситуация, в которой, на конце соединительной части 11, торцевой фланец 16 образован непрерывно на соединительной части 11 через посредство участка 18 поднимающейся криволинейной поверхности. В соединении 15 на конце соединительной части 11, одна поверхность торцевого фланца 16 расположена таким образом, что накладываться на целевую поверхность соединения туннельного элемента 3, и по меньшей мере одна часть одной поверхности находится в контакте с туннельным элементом 3. В примере, показанном на фиг.4, вся одна поверхность торцевого фланца 16, за исключением участка 18 поднимающейся криволинейной поверхности, находится в контакте с туннельным элементом 3. Соединительный узел 17 предусмотрен рядом с граничным участком S между участком 18 поднимающейся криволинейной поверхности и торцевым фланцем 16.
[0029]
Когда торцевой фланец 16 образуется просто посредством гибки материала заготовки, вероятно, что будет возникать удлинение материала заготовки в участке, подлежащем формованию в участок 18 поднимающейся криволинейной поверхности, и толщина листа будет становиться меньше, чем толщина листа материала заготовки. То есть, наблюдается тенденция, в которой толщина листа участка 18 поднимающейся криволинейной поверхности, образованного на конце соединительной части 11 и конце стеновой части 12, уменьшается относительно толщины листа материала заготовки. Хотя не показано, также на конце стеновой части 12, соединительный узел 17 предусмотрен рядом с граничным участком S между участком 18 поднимающейся криволинейной поверхности и торцевым фланцем 16, как показано на фиг.4.
[0030]
На фиг.5, показана ситуация, в которой, на конце ребра 19, фланец 14 ребра образован непрерывно на ребре 19 через посредство участка 18 поднимающейся криволинейной поверхности. Также в соединении 15 на конце ребра 19, одна поверхность фланца 14 ребра расположена таким образом, что накладываться на целевую поверхность соединения туннельного элемента 3, и по меньшей мере одна часть одной поверхности находится в контакте с туннельным элементом 3. В примере, показанном на фиг.5, вся одна поверхность фланца 14 ребра, за исключением участка 18 поднимающейся криволинейной поверхности, находится в контакте с туннельным элементом 3. При этом, участок 18 поднимающейся криволинейной поверхности, образованный на конце ребра 19, образован в виде участка 20 с утолщенной стенкой, толщина листа которого выполнена больше толщины листа материала заготовки для образования поперечного элемента 10 пола.
[0031]
В участке 18 поднимающейся криволинейной поверхности, образованном на основании фланца 14 ребра, материал заготовки притекает или возникает сморщивание, и тем самым толщина листа становится больше толщины листа материала заготовки. На фиг.5, показана ситуация, в которой толщина листа увеличена относительно толщины листа исходного материала заготовки (пунктирная линия). Чем больше степень утолщения стенки, которая обозначает отношение толщины участка 20 с утолщенной стенкой к толщине листа материала заготовки, тем меньше радиус Rf кривизны в участке 20 с утолщенной стенкой. Как описано выше, для предотвращения растрескивания на конце фланца 14 ребра и большого сморщивания на участке основания, хотя имеется крайнее значение для уменьшения радиуса Rf кривизны участка 18 поднимающейся криволинейной поверхности на основании торцевого фланца 16, участок 20 с утолщенной стенкой образуется на участке основания фланца 14 ребра. Следовательно, радиус Rf кривизны участка 20 с утолщенной стенкой становится меньше радиусов других участков.
[0032]
Таким образом, посредством обеспечения соединительного узла 17 таким образом, что соединительный узел 17 включает в себя граничный участок S между участком 20 с утолщенной стенкой, таким как этот, и фланцем 14 ребра или находится рядом с граничным участком S, соединительный узел 17 располагается в месте ближе к центральному положению P гибки участка 18 поднимающейся криволинейной поверхности. Тем самым, механические свойства соединительной конструкции элементов каркаса 1 поперечного элемента 10 пола и туннельного элемента 3 улучшены. В частности, ребро 19, которое представляет собой согнутый участок, расположенный между соединительной частью 11 и стеновой частью 12, представляет собой участок, отвечающий за нагрузку, когда нагрузка от столкновения прикладывается в осевом направлении. Таким образом, посредством обеспечения соединительного узла 17 рядом с участком 20 с утолщенной стенкой на конце ребра 19 в участке 18 поднимающейся криволинейной поверхности, нагрузка от столкновения эффективно передается на ребро 19, и коэффициент поглощенной энергии может быть дополнительно повышен.
[0033]
Фиг.6 и фиг.7 представляют собой изображения для описания примера формования прессованием, которое формует поперечный элемент 10 пола, имеющий торцевой фланец 16, образованный непрерывно от соединительной части 11 через ребро 19 к стеновой части 12. Фиг.6 представляет собой перспективный вид, показывающий пуансон 211, матрицу 212 и реберную толкающую колодку 213 установки для формования прессованием, и фиг.7 представляет собой перспективный вид, показывающий ситуацию, в которой материал B заготовки прижат к пуансону 211 посредством реберной толкающей колодки 213.
[0034]
В таком примере, как показано на фиг.7, материал B заготовки сгибается матрицей 212 в состоянии, где материал B заготовки прижимается к пуансону 211 посредством реберной толкающей колодки 213, и концы участка, подлежащего формованию в соединительную часть 11, и участка, подлежащего формованию в ребро 19, удерживаются. Тем самым, образуется торцевой фланец 16, включающий в себя фланец 14 ребра, при этом радиус Rf кривизны участка 18 поднимающейся криволинейной поверхности уменьшается и сдерживается растрескивание на конце фланца 14 ребра на противоположной стороне относительно стороны участка 18 поднимающейся криволинейной поверхности.
[0035]
При этом, в участке 18 поднимающейся криволинейной поверхности на конце ребра 19, хотя возникновение существенного сморщивания сдерживается, толщина листа увеличивается вследствие притекания материала B заготовки и возникновения сморщивания, и образуется участок 20 с утолщенной стенкой. В участке 20 с утолщенной стенкой, таком как этот, радиус Rf кривизны участка 18 поднимающейся криволинейной поверхности является небольшим по сравнению с участками без утолщенной стенки. Тем самым, граничный участок S между участком 18 поднимающейся криволинейной поверхности и фланцем 14 ребра приводится ближе к центральному положению P гибки.
[0036]
Фиг.8 представляет собой контурную фигуру, показывающую распределение толщины листа торцевого фланца 16, включающего в себя фланец 14 ребра и участок 18 поднимающейся криволинейной поверхности. Как показано на фиг.8, толщина листа конца фланца 14 ребра на противоположной стороне относительно стороны участка 18 поднимающейся криволинейной поверхности уменьшена; с другой стороны, толщина листа участка 18 поднимающейся криволинейной поверхности на участке основания фланца 14 ребра увеличена.
[0037]
Фиг.9 представляет собой график, на котором степень уменьшения толщины листа (%) концов соединительной части 11, ребра 19 и стеновой части 12 показана вдоль расстояния пути от соединительной части 11 через ребро 19 к стеновой части 12. Концы стеновой части 11, ребра 19 и стеновой части 12 соответствуют начальному положению подъема участка 18 поднимающейся криволинейной поверхности. Случай, где степень уменьшения толщины листа (%) показывает отрицательное значение, обозначает, что толщина листа увеличивается. Как показано на фиг.9, можно увидеть, что, на концах соединительной части 11 и стеновой части 12, степень уменьшения толщины листа (%) имеет в общем смысле положительные значения и толщина листа уменьшается; с другой стороны, на конце ребра 19, степень уменьшения толщины листа (%) имеет отрицательные значения, и толщина листа увеличивается.
[0038]
То есть, в соединительной конструкции элементов каркаса 1 в соответствии с вариантом осуществления, по меньшей мере одна часть соединительного узла 17 образована рядом с граничным участком S между участком 20 с утолщенной стенкой участка 18 поднимающейся криволинейной поверхности и фланцем 14 ребра. Как описано выше, в участке 20 с утолщенной стенкой, радиус Rf кривизны участка 18 поднимающейся криволинейной поверхности является небольшим по сравнению с другими участками; и фланец 14 ребра находится в контакте с туннельным элементом 3 в положении рядом с центральным положением P гибки участка 18 поднимающейся криволинейной поверхности. Таким образом, посредством обеспечения соединительного узла 17 рядом с граничным участком S между фланцем 14 ребра и участком 20 с утолщенной стенкой, фланец 14 ребра и туннельный элемент 3 соединяются в месте ближе к концу ребра 19.
[0039]
Соединительный узел 17, который соединяет торцевой фланец 16, включающий в себя фланец 14 ребра, и туннельный элемент 3, обеспечивается таким образом, чтобы включать в себя расстояние 3 мм или меньше от граничного участка S между торцевым фланцем 16 и участком 18 поднимающейся криволинейной поверхности. То есть, в случае, где торцевой фланец 16 выполнен таким образом, чтобы находиться в поверхностном контакте с туннельным элементом 3, соединительный узел 17 образуется таким образом, что по меньшей мере одна часть соединительного узла 17 включена в расстояние 3 мм или меньше от части, где торцевой фланец 16 сначала входит в контакт с туннельным элементом 3 на стороне участка 18 поднимающейся криволинейной поверхности. В примерах фиг.4 и фиг.5, расстояние L от граничного участка S между торцевым фланцем 16 или фланцем 14 ребра и участком 18 поднимающейся криволинейной поверхности до соединительного узла 17 равно 0 мм.
[0040]
Тем самым, жесткость при кручении и энергопоглощающие свойства в осевом смятии соединительной конструкции элементов каркаса 1 могут быть надежно улучшены. Как показано ниже, соединительный узел 17 может располагаться ближе к стороне соединительной части 11, ребра 19 и стеновой части 12, чем к граничному участку S между участком 18 поднимающейся криволинейной поверхности и торцевым фланцем 16 или фланцем 14 ребра. Посредством расположения соединительного узла 17 в таком положении, жесткость при кручении и энергопоглощающие свойства в осевом смятии могут быть стабильно улучшены. В частности, посредством обеспечения соединительного узла 17 рядом с участком 20 с утолщенной стенкой на конце ребра 19 в участке 18 поднимающейся криволинейной поверхности, нагрузка от столкновения эффективно передается на ребро 19, и коэффициент поглощенной энергии может быть дополнительно повышен.
[0041]
В случае, где поперечный элемент 10 пола и туннельный элемент 3 соединяются посредством сварки, сварка может выполняться со стороны торцевого фланца 16, или сварка может выполняться со стороны туннельного элемента 3. В качестве способа сварки в этом случае, является предпочтительной гибридная лазерно-дуговая сварка.
[0042]
Как описано выше, в соединительной конструкции элементов каркаса 1 в соответствии с вариантом осуществления, соединительный узел 17 предусмотрен таким образом, чтобы включать в себя по меньшей мере расстояние 3 мм или меньше от граничного участка S между торцевым фланцем 16 или фланцем 14 ребра и участком 18 поднимающейся криволинейной поверхности. Следовательно, поперечный элемент 10 пола и туннельный элемент 3 соединены рядом с местом, где торцевой фланец 16 и фланец 14 ребра сначала входят в контакт с туннельным элементом 3 на стороне участка 18 поднимающейся криволинейной поверхности, и жесткость при кручении и энергопоглощающие свойства в осевом смятии соединительной конструкции элементов каркаса 1 могут улучшаться.
[0043]
Более того, в соединительной конструкции элементов каркаса 1 в соответствии с вариантом осуществления, соединительный узел 17 предусмотрен таким образом, чтобы включать в себя расстояние 3 мм или меньше от граничного участка S между участком 20 с утолщенной стенкой, образованным на конце ребра 19 в участке 18 поднимающейся криволинейной поверхности, и фланцем 14 ребра. Следовательно, нагрузка эффективно передается на ребро 19, которое отвечает за нагрузку от столкновения в осевом направлении, и энергопоглощающие свойства в осевом смятии дополнительно улучшаются.
[0044]
<3. Примеры модификаций>
В дальнейшем, описывается соединительная конструкция элементов каркаса 1 в соответствии с вариантом осуществления; но конфигурация соединения 15 не ограничена на примере вышеописанного варианта осуществления. Теперь будут описаны некоторые примеры модификаций соединения. Конфигурация участков, отличных от соединения, может представлять собой аналогичную конфигурацию относительно вышеописанного варианта осуществления, и здесь описывается только соединение.
[0045]
(3-1. Пример первой модификации)
Фиг.10 представляет собой изображение, показывающее соединение 25 в соответствии с примером первой модификации, и показывает разрез соединения 25. Фиг.10 представляет собой изображение, соответствующее фиг.5, и показывает разрез соединительного участка между фланцем 14 ребра и туннельным элементом 3.
[0046]
Соединение 25 в соответствии с примером первой модификации представляет собой пример, в котором соединительный узел 27 образован в участке 20 с утолщенной стенкой рядом с граничным участком S между участком 20 с утолщенной стенкой и фланцем 14 ребра. Хотя не показано, также на концах соединительной части 11 и стеновой части 12, соединительный узел 27 может быть образован в участке 18 поднимающейся криволинейной поверхности рядом с граничным участком S между участком 18 поднимающейся криволинейной поверхности и торцевым фланцем 16.
[0047]
Также в соединении 25, таком как это, соединительный узел 27 предусмотрен в диапазоне, в котором расстояние L от граничного участка S между участком 20 с утолщенной стенкой с его уменьшенным радиусом Rf кривизны и фланцем 14 ребра составляет 3 мм или меньше. Тем самым, жесткость при кручении и энергопоглощающие свойства осевого смятия соединительной конструкции элементов каркаса 1 улучшены. В частности, так как соединительный узел 27 образован посредством использования участка 20 с утолщенной стенкой, образованного на конце ребра 19, отвечающего за нагрузку от столкновения, нагрузка от столкновения эффективно передается на ребро 19, и энергопоглощающие свойства осевого смятия могут быть улучшены.
[0048]
Более того, в соединении 25 в соответствии с примером первой модификации, так как соединительный узел 27 образован в месте участка 18 поднимающейся криволинейной поверхности, поперечный элемент 10 пола и туннельный элемент 3 соединяются на линиях продолжения соединительной части 11, ребра 19 и стеновой части 12. В соединении 25, так как поперечный элемент 10 пола и туннельный элемент 3 соединяются на линии продолжения ребра 19, нагрузка от столкновения эффективно передается на ребро 19. Следовательно, жесткость при кручении и энергопоглощающие свойства осевого смятия соединительной конструкции элементов каркаса 1 дополнительно улучшены.
[0049]
(3-2. Пример второй модификации)
Фиг.11 представляет собой изображение, показывающее соединение 35 в соответствии с примером второй модификации, и показывает разрез соединения 35. Фиг.11 представляет собой изображение, соответствующее фиг.5, и показывает разрез соединительного участка между фланцем 14 ребра и туннельным элементом 3.
[0050]
Соединение 35 в соответствии с примером второй модификации представляет собой пример, в котором соединительный узел 37 предусмотрен во внутреннем участке, размещенном между поперечным элементом 10 пола и туннельным элементом 3, поперек граничного участка S между участком 20 с утолщенной стенкой и фланцем 14 ребра. Хотя не показано, также на концах соединительной части 11 и стеновой части 12, соединительный узел 37 может быть образован во внутреннем участке, размещенном между поперечным элементом 10 пола и туннельным элементом 3, поперек граничного участка S между участком 18 поднимающейся криволинейной поверхности и торцевым фланцем 16.
[0051]
В соединении 35, таком как это, соединительный узел 37 предусмотрен таким образом, чтобы включать в себя граничный участок S между участком 20 с утолщенной стенкой с его уменьшенным радиусом Rf кривизны и фланцем 14 ребра. То есть, расстояние L от граничного участка S между участком 20 с утолщенной стенкой и фланцем 14 ребра до соединительного узла 37 равно 0 мм. Тем самым, жесткость при кручении и энергопоглощающие свойства осевого смятия соединительной конструкции элементов каркаса 1 улучшены. В частности, так как соединительный узел 37 образован посредством использования участка 20 с утолщенной стенкой, образованного на конце ребра 19, отвечающего за нагрузку от столкновения, нагрузка от столкновения эффективно передается на ребро 19, и энергопоглощающие свойства осевого смятия улучшены.
[0052]
Более того, в соединении 35 в соответствии с примером второй модификации, так как соединительный узел 37 образован в месте участка 18 поднимающейся криволинейной поверхности, поперечный элемент 10 пола и туннельный элемент 3 соединяются на линиях продолжения соединительной части 11, ребра 19 и стеновой части 12. В соединении 35, так как поперечный элемент 10 пола и туннельный элемент 3 соединяются на линии продолжения ребра 19, нагрузка от столкновения эффективно передается на ребро 19. Следовательно, жесткость при кручении и энергопоглощающие свойства осевого смятия соединительной конструкции элементов каркаса 1 дополнительно улучшены.
[0053]
(3-3. Пример третьей модификации)
Фиг.12 представляет собой изображение, показывающее соединение 45 в соответствии с примером третьей модификации, и показывает разрез соединения 45. Фиг.12 представляет собой изображение, соответствующее фиг.5, и показывает разрез соединительного участка между фланцем 14 ребра и туннельным элементом 3.
[0054]
Соединение 45 в соответствии с примером третьей модификации представляет собой пример, в котором соединительный узел 47 образован посредством пайки. Соединительный узел 47 на основе пайки, такой как этот, образуется во внутреннем участке, размещенном между участком 18 поднимающейся криволинейной поверхности и туннельным элементом 3, и соединительный узел 47 предусмотрен рядом с граничным участком S между участком 18 поднимающейся криволинейной поверхности и фланцем 14 ребра. Хотя не показано, также на концах соединительной части 11 и стеновой части 12, соединительный узел 47 на основе пайки может быть образован во внутреннем участке, размещенном между участком 18 поднимающейся криволинейной поверхности и туннельным элементом 3.
[0055]
В соединении 45, таком как это, соединительный узел 47 предусмотрен в диапазоне, в котором расстояние L от граничного участка S между участком 20 с утолщенной стенкой с его уменьшенным радиусом Rf кривизны и фланцем 14 ребра составляет 3 мм или меньше. На фиг.12, расстояние L равно 0 мм. Тем самым, жесткость при кручении и энергопоглощающие свойства осевого смятия соединительной конструкции элементов каркаса 1 улучшены. В частности, так как соединительный узел 47 образован посредством использования участка 20 с утолщенной стенкой, образованного на конце ребра 19, отвечающего за нагрузку от столкновения, нагрузка от столкновения эффективно передается на ребро 19, и энергопоглощающие свойства осевого смятия улучшены.
[0056]
Более того, в соединении 45 в соответствии с примером третьей модификации, так как соединительный узел 27 образован в месте участка 18 поднимающейся криволинейной поверхности, поперечный элемент 10 пола и туннельный элемент 3 соединяются на линиях продолжения соединительной части 11, ребра 19 и стеновой части 12. В соединении 45, так как поперечный элемент 10 пола и туннельный элемент 3 соединяются на линии продолжения ребра 19, нагрузка от столкновения эффективно передается на ребро 19. Следовательно, жесткость при кручении и энергопоглощающие свойства осевого смятия соединительной конструкции элементов каркаса 1 дополнительно улучшены.
[0057]
(3-4. Пример четвертой модификации)
Фиг.13 представляет собой изображение, показывающее соединение 55 в соответствии с примером четвертой модификации, и показывает разрез соединения 55. Фиг.13 представляет собой изображение, соответствующее фиг.5, и показывает разрез соединительного участка между фланцем 14 ребра и туннельным элементом 3.
[0058]
Соединение 55 в соответствии с примером четвертой модификации представляет собой пример, в котором соединительный узел 57 образован посредством приклеивания с помощью адгезива. Соединительный узел 57 на основе адгезива, такой как этот, образуется на области, где участок 18 поднимающейся криволинейной поверхности и фланец 14 ребра, и туннельный элемент 3 обращены друг к другу, и соединительный узел 57 предусмотрен таким образом, чтобы включать в себя граничный участок S между участком 18 поднимающейся криволинейной поверхности и фланцем 14 ребра. То есть, расстояние L от граничного участка S между участком 20 с утолщенной стенкой и фланцем 14 ребра до соединительного узла 57 равно 0 мм. Хотя не показано, также на концах соединительной части 11 и стеновой части 12, соединительный узел 57 на основе адгезива может быть образован в области, где участок 18 поднимающейся криволинейной поверхности и торцевой фланец 16, и туннельный элемент 3 обращены друг к другу.
[0059]
В соединении 55, таком как это, соединительный узел 57 предусмотрен таким образом, чтобы включать в себя граничный участок S между участком 20 с утолщенной стенкой с его уменьшенным радиусом Rf кривизны и фланцем 14 ребра. Тем самым, жесткость при кручении и энергопоглощающие свойства осевого смятия соединительной конструкции элементов каркаса 1 улучшены. В частности, так как соединительный узел 57 образован посредством использования участка 20 с утолщенной стенкой, образованного на конце ребра 19, отвечающего за нагрузку от столкновения, нагрузка от столкновения эффективно передается на ребро 19, и энергопоглощающие свойства осевого смятия улучшены.
[0060]
Более того, в соединении 55 в соответствии с примером четвертой модификации, так как соединительный узел 27 образован в месте участка 18 поднимающейся криволинейной поверхности, поперечный элемент 10 пола и туннельный элемент 3 соединяются на линиях продолжения соединительной части 11, ребра 19 и стеновой части 12. В соединении 55, так как поперечный элемент 10 пола и туннельный элемент 3 соединяются на линии продолжения ребра 19, нагрузка от столкновения эффективно передается на ребро 19. Следовательно, жесткость при кручении и энергопоглощающие свойства осевого смятия соединительной конструкции элементов каркаса 1 дополнительно улучшены.
[0061]
(3-5. Пример пятой модификации)
Фиг.14 представляет собой изображение, показывающее соединение 65 в соответствии с примером пятой модификации, и показывает планарный вид соединения 65. Фиг.14 представляет собой изображение, соответствующее фиг.3, и представляет собой горизонтальный поперечный разрез поперечного элемента 10 пола, если смотреть со стороны соединения 65.
[0062]
В соединении 65 в соответствии с примером пятой модификации, соединительные узлы 67 образованы прерывисто. Соединительный узел 67 образован таким образом, чтобы включать в себя диапазон, в котором расстояние L от граничного участка S между участком 20 с утолщенной стенкой на конце ребра 19 и фланцем 14 ребра, равно 3 мм или меньше. Таким образом, не требуется образовывать соединительный узел 67 непрерывно по всей длине части в контакте с туннельным элементом 3 торцевого фланца 16, включающего в себя фланец 14 ребра, и оно может быть образовано прерывисто. Соединительные узлы 67, предпочтительно, образуются таким образом, что общая длина соединительных узлов 67 составляет 50% или больше от всей длины участка в контакте с туннельным элементом 3 торцевого фланца 16. В качестве специальной конфигурации соединительного узла 67, конфигурация соединительного узла в соответствии с каждым вышеописанным вариантом осуществления и каждым примером модификации может выбираться в зависимости от ситуации.
[0063]
(3-6. Пример шестой модификации)
Фиг.15 представляет собой изображение, показывающее соединение 75 в соответствии с примером шестой модификации. Фиг.15 представляет собой изображение, соответствующее фиг.2, и показывает перспективный вид соединения 75.
[0064]
Соединение 75 в соответствии с примером шестой модификации представляет собой соединение, в котором соединение 15 соединительной конструкции элементов каркаса 1 в соответствии с вышеописанным вариантом осуществления дополнительно предусмотрено с участками 76 точечной сварки. В соединении 75 в соответствии с примером шестой модификации, сначала, торцевой фланец 16 и туннельный элемент 3 фиксируются посредством участков 76 точечной сварки, и, следовательно, форма делается устойчивой. Тем самым, соединительный узел 77 может легко предусматриваться рядом с граничным участком S между участком 18 поднимающейся криволинейной поверхности и торцевым фланцем 16, и, более того, деформация, когда сгибающая нагрузка прикладывается к соединению 75, может сдерживаться на низком уровне. В этом случае, посредством обеспечения фланца 14 ребра с участком 76 точечной сварки, нагрузка от столкновения может более эффективно передаваться на ребро, и энергопоглощающие свойства осевого смятия могут быть улучшены. В качестве конфигурации соединительного узла 77, конфигурация соединительного узла в соответствии с каждым вышеописанным вариантом осуществления и каждым примером модификации может выбираться в зависимости от ситуации.
[0065]
Также, благодаря тому, что соединительная конструкция элементов каркаса имеет соединение в соответствии с каждым вышеописанным примером модификации, жесткость при кручении и энергопоглощающие свойства в осевом смятии могут быть улучшены.
[0066]
Здесь выше, предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения подробно описываются со ссылкой на прилагаемые чертежи; однако, настоящее изобретение не ограничено на таких примерах. Очевидно, что специалист, обладающий общими знаниями в области техники, к которой относится изобретение, может получить различные альтернативы и модификации в технической идеи, описанной в объеме формулы изобретения; такие альтернативы и модификации должны рассматриваться в пределах технического объема настоящего изобретения как само собой разумеющееся.
[0067]
Например, хотя вышеприведенный вариант осуществления описывается, используя второй элемент с шляпообразным горизонтальным поперечным сечением в качестве примера, настоящее изобретение не ограничено на таком примере, и второй элемент может быть выполнен с произвольным горизонтальным поперечным сечением. Например, настоящее изобретение может применяться также ко второму элементу, имеющему желобообразное поперечное сечение без включения продольного фланца 13.
[0068]
Более того, хотя в вышеприведенном варианте осуществления участок 20 с утолщенной стенкой образован на конце ребра 19 в участке 18 поднимающейся криволинейной поверхности, настоящее изобретение не ограничено на таком примере. Например, в случае, где участок с утолщенной стенкой предусмотрен на концах соединительной части 11 и стеновой части 12 в участке 18 поднимающейся криволинейной поверхности, соединительный узел может быть предусмотрен таким образом, чтобы включать в себя диапазон, в котором расстояние L от граничного участка S между участком с утолщенной стенкой и торцевым фланцем 16, равном 3 мм или меньше. Также в случае, где соединительный узел предусмотрен таким образом, первый элемент и второй элемент могут соединяться посредством использования области на конце соединительной части 11 или стеновой части 12, где радиус Rf кривизны участка 18 поднимающейся криволинейной поверхности является небольшим, и граничный участок S между участком 18 поднимающейся криволинейной поверхности и торцевым фланцем 16 находится рядом с центральным положением P гибки.
[0069]
Более того, хотя вышеприведенный варианте осуществления описывается, используя в качестве примера случай, где торцевой фланец 16 поперечного элемента 10 пола в качестве второго элемента соединяется с заданной поверхностью туннельного элемента 3 в качестве первого элемента, настоящее изобретение не ограничено на таком примере. Например, соединительные конструкции элементов каркаса 1A и 1B, как те, которые показаны на фиг.16 и фиг.17, являются возможными.
[0070]
В соединительной конструкции элементов каркаса 1A, показанной на фиг.16, второй элемент 10A соединен с первым элементом 3A в состоянии, где торцевой фланец 16Aa, образованный на конце стеновой части 12 второго элемента 10A, поддерживается в контакте с соединительной частью 7 первого элемента 3A, и торцевой фланец 16Ab, образованный посредством удлинения соединительной части 11 второго элемента 10A, захватывается на стеновой части 8 первого элемента 3A. В соединительной конструкции элементов каркаса 1A, такой как эта, соединительный узел 17Aa предусмотрен рядом с граничным участком между участком 18A поднимающейся криволинейной поверхности второго элемента 10A и торцевым фланцем 16Aa. Соединительный узел 17Aa, такой как этот, соединяет второй элемент 10A с соединительной частью 7 первого элемента 3A.
[0071]
Более того, в соединительной конструкции элементов каркаса 1A, соединительный узел 17Ab предусмотрен рядом с граничным участком между ребром 9 и стеновой частью 8 первого элемента 3A. Соединительный узел 17Ab, такой как этот, соединяет второй элемент 10A со стеновой частью 8 первого элемента 3A. В соединительной конструкции элементов каркаса 1A, такой как эта, второй элемент 10A образуется посредством, после того как образуется торцевой фланец 16, как показано на фиг.2, сгибания торцевого фланца 16, образованного на конце соединительной части 11. Следовательно, участок 18A поднимающейся криволинейной поверхности включает в себя участок 20A с утолщенной стенкой. Посредством обеспечения соединительного узла 17Aa рядом с граничным участком между участком 20A с утолщенной стенкой и торцевым фланцем 16Aa, жесткость при кручении и энергопоглощающие свойства в осевом смятии соединительной конструкции элементов каркаса 1A могут быть улучшены.
[0072]
В соединительной конструкции элементов каркаса 1B, показанной на фиг.17, второй элемент 10B соединен с первым элементом 3B в состоянии, где торцевой фланец 16B, образованный на концах соединительной части 11 и стеновой части 12 второго элемента 10B, поддерживается в контакте с соединительной частью 7 первого элемента 3B. Торцевой фланец 16B, образованный на конце соединительной части 11 второго элемента 10B сгибается таким образом, чтобы соответствовать форме ребра 9 первого элемента 3B. Также в соединительной конструкции элементов каркаса 1B, такой как эта, соединительный узел 17B предусмотрен рядом с граничным участком между участком 18B поднимающейся криволинейной поверхности и торцевым фланцем 16B второго элемента 10B.
[0073]
Соединительный узел 17B соединяет второй элемент 10B с соединительной частью 7 первого элемента 3B. Соединительный узел 17B предусмотрен также в месте рядом с ребром 9 первого элемента 3B. Также в соединительной конструкции элементов каркаса 1B, такой как эта, участок 18B поднимающейся криволинейной поверхности выполнен таким образом, чтобы включать в себя участок 20B с утолщенной стенкой, и соединительный узел 17B предусмотрен рядом с граничным участком между участком 20B с утолщенной стенкой и торцевым фланцем 16B; тем самым, жесткость при кручении и энергопоглощающие свойства в осевом смятии соединительной конструкции элементов каркаса 1B могут быть улучшены.
[Примеры]
[0074]
Теперь будут описаны примеры настоящего изобретения.
[0075]
<Оценка 1>
Сначала, в оценке 1, элемент, имеющий горизонтальную поперечную прямоугольного полого поперечного сечения 80 мм x 80 мм и длину 500 мм, был предусмотрен в качестве второго элемента, и свойства соединительных конструкций элементов каркаса, в которых различные соединения были образованы на элементе, оценивались посредством численного расчета. Радиус Rp кривизны угла прямоугольного полого поперечного сечения, соответствующего ребру, был задан в 10 мм. В качестве значений свойств второго элемента, использовались значения механических свойств высокопрочного стального листа с толщиной листа 1,4 мм и прочностью на разрыв класса 590 МПа.
[0076]
(Пример 1)
В соединении 85 соединительной конструкции элементов каркаса Примера 1, как показано на фиг.18, торцевой фланец 86 был предусмотрен по всей длине внешней периферии конца элемента 81, и соединительный узел 87, продолжающийся по всей длине торцевого фланца 86, было образовано. Здесь, ширина W торцевого фланца 86 была 20 мм, радиус Rf кривизны участка поднимающейся криволинейной поверхности между элементом 81 и торцевым фланцем 86 был 5 мм, и радиус Rf кривизны участка поднимающейся криволинейной поверхности между элементом 81 и фланцем 84 ребра был 4 мм. Соединительный узел 87 имел конфигурацию, показанную на фиг.4 или фиг.5, и расстояние L от граничного участка S между участком поднимающейся криволинейной поверхности и торцевым фланцем 86 до соединительного узла 87 было 3 мм.
Фиг.18 представляет собой вид элемента 81, если смотреть со стороны торцевого фланца 86.
[0077]
(Пример 2)
В Примере 2, использовалась такая же конфигурация, как в Примере 1, за исключением того, что вышеупомянутое расстояние L было задано в 1 мм.
[0078]
(Пример 3)
В Примере 3, использовалась такая же конфигурация, как в Примере 1, за исключением того, что конфигурация, показанная на фиг.10, использовалась в качестве соединительного узла, и вышеупомянутое расстояние L было задано в 2 мм.
[0079]
(Пример 4)
Соединение 105 соединительной конструкции элементов каркаса Примера 4 имело конфигурацию, аналогичную конфигурации Примера 2; но, как показано на фиг.19, четыре соединительных узла 107 были предусмотрены прерывисто таким образом, чтобы соответствовать положению фланца 84 ребра. Четыре соединительных узла 107 были размещены в четырех углах торцевого фланца 86, каждый длиной 40 мм. То есть, в Примере 4, диапазон 50% от всей длины торцевого фланца 86 был сварен.
[0080]
(Сравнительный пример 1)
Соединение 95 соединительной конструкции элементов каркаса Сравнительного Примера 1 имело конфигурацию, аналогичную конфигурации Примера 2; но, как показано на фиг.20, четыре соединительных узла 97 были предусмотрены прерывисто вдоль торцевого фланца 86, и соединительный узел не был предусмотрен в положении, соответствующем фланцу 84 ребра. Четыре соединительных узла 97 были размещены на четырех прямолинейных сторонах торцевого фланца 86, каждый длиной 40 мм. То есть, в Сравнительном Примере 1, диапазон 50% от всей длины торцевого фланца 86 был сварен.
[0081]
(Сравнительный пример 2)
Соединение 115 соединительной конструкции элементов каркаса Сравнительного Примера 2 имело конфигурацию, аналогичную конфигурации Примера 1; но, как показано на фиг.21, торцевой фланец 116 имел выемки в углах, и фланец ребра не было. В торцевом фланце 116, соединительный узел 117 был предусмотрен по всей длине торцевого фланца 116. Расстояние L от граничного участка S между участком поднимающейся криволинейной поверхности и торцевым фланцем 116 до соединительного узла 117 было задано в 3 мм.
[0082]
(Сравнительный пример 3)
Соединение соединительной конструкции элементов каркаса Сравнительного Примера 3 имело аналогичную конфигурацию относительно Сравнительного Примера 2 за исключением того, что вышеупомянутое расстояние L было задано в 1 мм.
[0083]
(Сравнительный пример 4)
В соединении 125 соединительной конструкции элементов каркаса Сравнительного Примера 4, как показано на фиг.22, был предусмотрен торцевой фланец 126, проходящий по всей периферии, и торцевой фланец 126 был предусмотрен с восемью участками 127 точечной сварки. Расстояние L от граничного участка S между участком поднимающейся криволинейной поверхности и торцевым фланцем 126 до участка 127 точечной сварки было 7,5 мм.
[0084]
(Сравнительный пример 5)
Соединение соединительной конструкции элементов каркаса Сравнительного Примера 5 имело конфигурацию, аналогичную конфигурации Примера 4; но вышеупомянутое расстояние L для, из восьми участков 127 точечной сварки, четырех участков 127 точечной сварки, предусмотренных во фланцах 124 ребра, было задано в 4,0 мм.
[0085]
(Способ оценки)
Фиг.23 представляет собой иллюстративное изображение, показывающее способ оценки свойств соединительной конструкции элементов каркаса Примеров и Сравнительных Примеров. Здесь, в состоянии, где каждый из обоих концов элемента был соединен с твердотельной пластиной посредством соединения, описанного в вышеупомянутых Примерах и Сравнительных Примерах, оценивалась жесткость при кручении, когда одна твердотельная пластина вращалась, как показано стрелкой N на фиг.23. Более того, в состоянии, где оба конца элемента были соединены с твердотельными пластинами аналогичным образом, оценивались свойства на осевое смятие, когда на одну твердотельную пластину прикладывалось давление таким образом, чтобы сжималась в осевом направлении, как показано стрелкой A на фиг.23.
[0086]
(Результаты оценки 1)
В таблице 1 показаны результаты оценки. Жесткость при кручении выражается моментом на градус угла кручения (Н*м/градус), и свойства на осевое смятие выражаются поглощенной энергией (кДж) при величинах хода смятия вплоть до 5 мм. На фиг.24 и фиг.25 показаны графики жесткости при кручении и свойств на осевое смятие на основании Таблицы 1. На фиг.24 показана жесткость при кручении в каждом Примере и Сравнительном Примере, и на фиг.25 показаны свойства на осевое смятие в каждом Примере и Сравнительном Примере.
[0087] [Таблица 1]
№
Жесткость при кручении (Н*м/градус)
Свойства на осевое смятие(кДж)
1
1956
0,292
Пример 1
2
1962
0,292
Пример 2
3
2001
0,369
Пример 3
4
1943
0,288
Пример 4
5
1906
0,290
Сравнительный пример 1
6
1855
0,173
Сравнительный пример 2
7
1880
0,173
Сравнительный пример 3
8
1860
0,282
Сравнительный пример 4
9
1849
0,284
Сравнительный пример 5
[0088]
Как можно увидеть из Таблицы 1, фиг.24 и фиг.25, соединительные конструкции элементов каркаса, имеющие соединения в соответствии с Примерами, имеют более высокие характеристики как в жесткости при кручении, так и в свойствах на осевое смятие, чем соединительные конструкции элементов каркаса Сравнительных примеров.
Хотя в каждом Примере и каждом Сравнительном Примере второй элемент был выполнен в виде элемента, имеющего прямоугольное полое поперечное сечение для более легкого расчета, аналогичная тенденция демонстрируется также для случая, где второй элемент имеет шляпообразное или желобообразное поперечное сечение.
[0089]
<Оценка 2>
Далее, в оценке 2, использовался соединительная конструкция элементов каркаса с конфигурацией, аналогичной конфигурации соединительной конструкции элементов каркаса вышеупомянутого Примера 2, и радиус Rf кривизны участка поднимающейся криволинейной поверхности торцевого фланца варьировался; и отличия между свойствами соединительных конструкций каркаса оценивались посредством численного расчета. Предусмотренная форма второго элемента, значения свойств и способ оценки жесткости при кручении и свойств на осевое смятие были такими же, как условия оценки 1.
[0090]
Здесь, радиус Rf кривизны участка поднимающейся криволинейной поверхности, образованного по всей длине внешней периферии конца элемента, был задан с пятью значениями 1 мм, 3 мм, 5 мм, 8 мм и 12 мм. Более того, соединительный узел был задан в диапазоне 1 мм от граничного участка S между каждым участком поднимающейся криволинейной поверхности и каждым торцевым фланцем в направлении торцевого фланца.
[0091]
(Результаты оценки 2)
На фиг.26 и фиг.27 показаны свойства на осевое смятие. На фиг.26 показана взаимосвязь между величиной хода (мм) смятия и поглощенной энергией (кДж) для каждого радиуса Rf кривизны, и на фиг.27 показана поглощенная энергия (кДж) при величинах хода смятия вплоть до 5 мм для каждого радиуса Rf кривизны. На фиг.28 и фиг.29 показана жесткость при кручении. На фиг.28 показана взаимосвязь между углом (градус) кручения и моментом (Н*м) для каждого радиуса Rf кривизны, и на фиг.29 показан момент на градус угла кручения (Н*м/градус) для каждого радиуса Rf кривизны.
[0092]
Как можно увидеть из фиг.26 и фиг.27, посредством уменьшения радиуса Rf кривизны участка поднимающейся криволинейной поверхности и образования соединительного узла рядом с граничным участком S между участком поднимающейся криволинейной поверхности и торцевым фланцем, свойства на осевое смятие улучшены. С другой стороны, как можно увидеть из фиг.28 и фиг.29, жесткость при кручении показывает минимальное значение, когда радиус Rf кривизны участка поднимающейся криволинейной поверхности равен 5 мм, и жесткость при кручении повышается посредством уменьшения или увеличения радиуса Rf кривизны. Следовательно, можно увидеть, что, для улучшения как свойств на осевое смятие, так и жесткости при кручении, является предпочтительным, чтобы радиус Rf кривизны участка поднимающейся криволинейной поверхности уменьшался и соединительный узел образовывался рядом с граничным участком S между участком поднимающейся криволинейной поверхности и торцевым фланцем.
Перечень ссылочных позиций
[0093]
1 кузов автомобиля (соединительная конструкция элементов каркаса)
2 пол
3 туннельный элемент (первый элемент)
4 элемент пола
10 поперечный элемент пола (второй элемент)
11 соединительная часть
12 стеновая часть
13 продольный фланец
14 фланец ребра
15 соединение
16 торцевой фланец
17 соединительный узел
18 участок поднимающейся криволинейной поверхности
19 ребро
20 участок с утолщенной стенкой
Rf радиус кривизны участка поднимающейся криволинейной поверхности
S граничный участок между участком поднимающейся криволинейной поверхности и торцевым фланцем (фланцем ребра)