КОНСТРУКЦИЯ ДЛЯ УПРОЧНЕНИЯ ПАНЕЛИ КУЗОВА АВТОМОБИЛЯ
STRUCTURE FOR VEHICLE BODY PANEL REINFORCEMENT

Область техники
Настоящее изобретение относится к конструкции для упрочнения панели кузова транспортного средства, которая составляет кузов транспортного средства.
Уровень техники
В случае когда к панели кузова транспортного средства, которая составляет кузов транспортного средства, прикладывается относительно большая нагрузка, необходимо упрочнять панель кузова транспортного средства.
При упрочнении панели кузова транспортного средства в таком случае в общем используется такая традиционная технология, как описано в Патентном Документе 1.
Патентный Документ 1 раскрывает конструкцию для упрочнения панели кузова транспортного средства, в частности для упрочнения панели пола под ногами, на которой стоят ноги пассажира, сидящего на заднем сиденье, и к которой прикладывается относительно большая нагрузка. В конструкции, как описано в Патентном Документе 1, панель пола содержит проходящий вперед и назад загиб, который проходит по существу по всей длине в прямом и обратном направлении транспортного средства, так что панель пола имеет волнообразную форму в поперечном сечении, чтобы таким образом создавать упрочнение.
Тем не менее, в типичной конструкции для упрочнения панели кузова транспортного средства, как описано в Патентном Документе 1, трудно обеспечивать достаточную прочность на изгиб в направлении волнообразной формы панели кузова транспортного средства, и панель кузова транспортного средства имеет подверженность к легкому деформированию после приема изгибающей нагрузки в направлении волнообразной формы. Другими словами, существует такая направленная зависимость степени упрочнения панели кузова транспортного средства, что сила реакции на нагрузку в конкретном направлении является большой, а сила реакции на нагрузку в другом направлении является небольшой.
По вышеуказанной причине, когда определяется толщина панели кузова транспортного средства, необходимо увеличивать толщину панели, чтобы получать заданную прочность панели даже на изгибающую нагрузку в направлении, в котором степень упрочнения является низкой. Как результат возникают такие проблемы, как увеличение веса и повышение затрат.
Помимо этого, в общей технологии обеспечения борта, проходящего по существу по всей длине панели кузова транспортного средства, необходимо подготавливать панель, имеющую размер, который увеличивается на допуск на сжатие борта в направлении компоновки борта, и регулировать размер панели после формирования борта так, что он соответствует панели кузова транспортного средства, имеющей заданный размер. Поскольку панель имеет размер, превышающий размер панели кузова транспортного средства, неизбежно возникают такие проблемы, связанные с увеличением веса и повышением затрат.
Дополнительно, чтобы упрочнять панель кузова транспортного средства, также считается, что площадь поверхности панели кузова транспортного средства по сути уменьшается за счет добавления продольного элемента, проходящего в прямом и обратном направлении кузова транспортного средства, и поперечного элемента, проходящего в направлении ширины кузова транспортного средства.
Тем не менее, такое добавление продольного элемента и поперечного элемента приводит не только к таким проблемам, как увеличение веса и повышение затрат, но также и к следующим проблемам вследствие выступания этих элементов к одной стороне панели кузова транспортного средства в направлении толщины панели кузова транспортного средства.
В случае когда пол кузова транспортного средства является панелью пола под ногами, на которой стоят ноги пассажира, сидящего на заднем сиденье, и которая требуется для того, чтобы переносить относительно большую нагрузку, проблемы поясняются подробно следующим образом.
В случае когда продольный элемент и поперечный элемент дополнительно располагаются на верхней стороне панели пола под ногами, уровень под ногами (нижняя точка), на котором стоят ноги пассажира, поднимается на высоту этих элементов, так что у пассажира возникает ощущение неестественности при посадке и вставании с заднего сиденья или такое некомфортное ощущение, что ноги размещаются на чрезмерно высоком уровне, когда пассажир сидит.
Напротив, в случае когда продольный элемент и поперечный элемент добавляются к нижней стороне панели пола под ногами, эти элементы выступают вниз на высоту этих элементов из панели пола под ногами. Соответственно, в случае когда крупногабаритный аккумуляторный источник питания устанавливается под панелью пола под ногами в электромобиле, таком как электромобиль и гибридное транспортное средство, размеры аккумулятора должны быть уменьшены на величину выступания элементов, так что теряется емкость аккумулятора.
Патентные документы
Патентный Документ 1: Публикация не прошедшей экспертизу заявки на патент Японии № 2006-232237
Сущность изобретения
Задачей настоящего изобретения является создание конструкции для упрочнения панели кузова транспортного средства, которая позволяет реализовывать упрочнение панели кузова транспортного средства без различных традиционных проблем, как описано выше, посредством обеспечения рельефного участка, имеющего конкретную форму на панели кузова транспортного средства, вместо традиционного борта, проходящего по существу по всей длине панели кузова транспортного средства.
Для решения указанной задачи конструкция для упрочнения панели кузова транспортного средства, которая составляет кузов транспортного средства, согласно настоящему изобретению включает в себя рельефный участок в форме замочной скважины, сформированный посредством комбинации круглого рельефного участка и продолговатого рельефного участка, проходящего в радиально наружном направлении круглого рельефного участка, причем рельефный участок в форме замочной скважины формируется таким образом, что он выступает из одной стороны панели кузова транспортного средства в направлении толщины панели кузова транспортного средства к другой ее стороне в направлении толщины.
Конструкция для упрочнения панели кузова транспортного средства согласно настоящему изобретению имеет следующие преимущества. Круглый рельефный участок, составляющий часть рельефного участка в форме замочной скважины, может равномерно упрочнять панель кузова транспортного средства в каждом направлении, проходящем через центр круглого рельефного участка. Следовательно, панель кузова транспортного средства может обеспечивать заданную прочность относительно изгибающей нагрузки, приложенной к панели кузова транспортного средства в каждом направлении. Отсутствует направленная зависимость степени упрочнения панели кузова транспортного средства.
Соответственно, после определения толщины панели кузова транспортного средства необязательно увеличивать толщину панели кузова транспортного средства на основе ее направления, в котором понижается степень упрочнения панели кузова транспортного средства. Как результат можно не допускать таких вышеописанных проблем, как увеличение веса и повышение затрат, которые возникают вследствие увеличенной толщины панели кузова транспортного средства.
С другой стороны, круглый рельефный участок имеет такой недостаток, что он имеет подверженность деформации (т.е. так называемому прогибанию), которая приводит к смещению круглой нижней поверхности круглого рельефного участка в направлении толщины. Тем не менее, в конструкции согласно настоящему изобретению рельефный участок, служащий для того, чтобы упрочнять панель кузова транспортного средства, состоит не только из круглого рельефного участка, а формируется в качестве рельефного участка в форме замочной скважины, сформированного посредством комбинации круглого рельефного участка и продолговатого рельефного участка, проходящего от внешней периферии круглого рельефного участка в радиально наружном направлении круглого рельефного участка. При этой конструкции рельефный участок в форме замочной скважины позволяет подавлять вышеописанное прогибание круглого рельефного участка.
Дополнительно, рельефный участок в форме замочной скважины, сформированный посредством комбинации круглого рельефного участка и продолговатого рельефного участка, независимо располагается между сторонами панели кузова транспортного средства, которые располагаются напротив друг друга без прохождения по всей длине панели кузова транспортного средства. При этой конструкции может достигаться вышеописанная функция. Следовательно, можно не допускать усадки панели после формирования рельефного участка в форме замочной скважины, тем самым поддерживая ее внешний размер без изменений. Соответственно, просто посредством подготовки панели, имеющей размер, идентичный размеру каждой из панелей 8L, 8R пола под ногами, в качестве конечного продукта, можно не допускать таких вышеописанных проблем, как увеличение веса и повышение затрат, которые возникают вследствие увеличенного размера панели.
Дополнительно, можно достигать заданного упрочнения панели кузова транспортного средства без добавления продольного элемента и поперечного элемента, как описано выше. Соответственно, можно не допускать таких проблем, как увеличение веса и повышение затрат, которые возникают вследствие добавления этих элементов. Кроме того, можно не допускать таких проблем, что поднимается уровень под ногами (т.е. нижняя точка), на котором стоят ноги пассажира, сидящего на заднем сиденье, и теряется емкость аккумуляторного источника питания, расположенного под панелью кузова транспортного средства (т.е. панелью под ногами для ног пассажира, сидящего на заднем сиденье), которые возникают вследствие выступания этих элементов к одной стороне панели кузова транспортного средства в направлении толщины панели кузова транспортного средства (т.е. панели под ногами для ног пассажира, сидящего на заднем сиденье).
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - вид в перспективе пола кузова электромобиля, оснащенного упрочняющей конструкцией панели кузова транспортного средства согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, если смотреть с левой верхней стороны транспортного средства;
Фиг. 2 - вид в поперечном сечении пола транспортного средства по линии II-II с фиг. 1, если смотреть в направлении стрелки, на котором переднее сиденье и заднее сиденье и аккумуляторный источник питания для электромобиля показаны вместе с полом транспортного средства;
Фиг. 3 - вид сверху в увеличенном масштабе панели пола под ногами в области заднего сиденья для пола кузова транспортного средства, на котором применяется упрочняющая конструкция панели кузова транспортного средства согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, как показано на фиг. 1;
Фиг. 4 - подробный вид в поперечном сечении панели пола под ногами в области заднего сиденья, как показано на фиг. 3, по линии IV-IV с фиг. 3, если смотреть в направлении стрелки;
Фиг. 5 - подробный вид в поперечном сечении панели пола под ногами в области заднего сиденья, как показано на фиг. 3, по линии V-V с фиг. 3, если смотреть в направлении стрелки;
Фиг. 6A-6C - рельефные участки в форме замочной скважины упрочняющей конструкции панели кузова транспортного средства согласно другим вариантам осуществления настоящего изобретения соответственно, причем Фиг. 6A является видом сверху рельефного участка в форме замочной скважины, при этом рельефный участок в форме замочной скважины включает в себя два эллиптических рельефных участка, которые имеют идентичную длину и размещаются параллельно друг другу. Фиг. 6B является видом сверху рельефного участка в форме замочной скважины, при этом рельефный участок в форме замочной скважины включает в себя два эллиптических рельефных участка, которые имеют длины, отличающиеся друг от друга, и размещаются параллельно друг другу, а Фиг. 6C является видом сверху рельефного участка в форме замочной скважины, при этом рельефный участок в форме замочной скважины включает в себя два эллиптических рельефных участка, которые имеют идентичную длину и размещаются перпендикулярно друг другу; и
Фиг. 7 - вид сверху рельефного участка в форме замочной скважины упрочняющей конструкции панели кузова транспортного средства согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения, включающего в себя продолговатый рельефный участок, имеющий форму равнобедренного треугольника и отличающийся от эллиптических рельефных участков, как показано на фиг. 1-6C.
Подробное описание вариантов осуществления изобретения
Далее подробно поясняются предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи. Фиг. 1 является видом в перспективе пола кузова электромобиля, оснащенного упрочняющей конструкцией панели кузова транспортного средства согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, если смотреть с левой верхней стороны транспортного средства. Ссылочной позицией 1 обозначен туннель в полу, а ссылочными позициями 2L, 2R - левый и правый пороги боковины кузова. Ссылочными позициями 3L, 3R обозначены левая и правая панели пола (панели кузова транспортного средства), которые закрывают отверстие между туннелем 1 в полу и каждым из левого и правого порога 2L, 2R боковины кузова.
Поперечины 4, 5, 6, 7, проходящие в направлении ширины транспортного средства, располагаются на левой и правой панелях 3L, 3R пола. Как показано на фиг. 2, переднее сиденье 9 монтируется на поперечинах 4, 5. Как показано на фиг. 2, заднее сиденье 10 монтируется на поперечинах 6, 7.
Левая и правая панели 3L, 3R пола частично формируются посредством панелей 8L, 8R пола под ногами в области левого и правого заднего сиденья (панелей кузова транспортного средства). Панели 8L, 8R пола под ногами в области левого и правого заднего сиденья, на которых стоят ноги пассажира, сидящего на заднем сиденье 10, подвергаются относительно большой нагрузке. По этой причине, необходимо упрочнять панели 8L, 8R пола под ногами в области левого и правого заднего сиденья. В этом варианте осуществления эти левая и правая панели 8L, 8R пола под ногами упрочняются, в частности, следующим образом.
Левая и правая панели 8L, 8R пола под ногами имеют идентичную упрочняющую конструкцию. Упрочняющая конструкция левой панели 8L пола под ногами поясняется далее со ссылкой на фиг. 3-5. Панель 8L пола под ногами формируется с рельефным участком 13, который формируется посредством комбинации круглого рельефного участка 11 и продолговатого рельефного участка 12, имеющего эллиптическую форму. Эллиптический рельефный участок 12 имеет ширину A, которая меньше диаметра B круглого рельефного участка 11. Эллиптический рельефный участок 12 соединен с внешней окружностью круглого рельефного участка 11 и проходит радиально наружу от внешней окружности круглого рельефного участка 11. Рельефный участок 13, таким образом сформированный посредством комбинации этих рельефных участков 11, 12, в целом имеет форму замочной скважины.
Рельефный участок 13 в форме замочной скважины размещается таким образом, что эллиптический рельефный участок 12 проходит по существу параллельно короткой стороне панели 8L пола под ногами (т.е. стороне, проходящей в прямом и обратном направлении транспортного средства). Рельефный участок 13 в форме замочной скважины может выступать из нижней стороны панели 8L пола под ногами в направлении толщины панели 8L пола под ногами (т.е. со стороны поверхности дороги) к ее верхней стороне в направлении толщины (т.е. внутрь салона транспортного средства). Дополнительно, рельефный участок 13 в форме замочной скважины имеет всю длину, измеренную в направлении прохождения эллиптического рельефного участка 12 (т.е. в прямом и обратном направлении транспортного средства), которая меньше всей длины панели 8L пола под ногами в направлении, идентичном направлению вытягивания эллиптического рельефного участка 12. Рельефные участки 13 в форме замочной скважины располагаются по отдельности и независимо друг от друга без прохождения по всей длине панели 8L пола под ногами в направлении, идентичном направлению вытягивания эллиптического рельефного участка 12.
Число рельефных участков 13 в форме замочной скважины задается равным числу (три в этом варианте осуществления), требуемому для того, чтобы обеспечивать требуемую прочность панели 8L пола под ногами и уменьшать резонансную частоту панели до частоты (приблизительно 100 Гц), требуемой в электромобиле. Дополнительно, в случае если резонансная частота панели для панели 8L пола под ногами не может регулироваться посредством числа рельефных участков 13 в форме замочной скважины, выступающие вверх эллиптические рельефные участки 14 дополнительно предоставляются на панели 8L пола под ногами, чтобы тем самым уменьшать резонансную частоту панели до частоты, требуемой в электромобиле.
В этом варианте осуществления рельефный участок 13 в форме замочной скважины, сформированный посредством комбинации круглого рельефного участка 11 и эллиптического рельефного участка 12, который имеет ширину A, меньшую диаметра B круглого рельефного участка 11, формируется так, что он выступает из нижней стороны панелей 8L, 8R пола под ногами (панелей кузова транспортного средства) в направлении толщины панелей 8L, 8R пола под ногами (т.е. со стороны поверхности дороги) к их верхней стороне в направлении толщины (т.е. внутрь салона транспортного средства). При этой конструкции могут упрочняться панели 8L, 8R пола под ногами (панели кузова транспортного средства). Как результат упрочняющая конструкция панели кузова транспортного средства согласно этому варианту осуществления позволяет достигать следующих преимуществ.
Круглый рельефный участок 11 может служить, чтобы равномерно упрочнять панели 8L, 8R пола под ногами (панели кузова транспортного средства) в каждом направлении, проходящем через центр круглого рельефного участка 11. Следовательно, панели 8L, 8R пола под ногами имеют заданную прочность к изгибающей нагрузке, которая прикладывается к панелям 8L, 8R пола под ногами в каждом направлении, так что не существует направленной зависимости степени упрочнения панелей 8L, 8R пола под ногами.
Соответственно, после определения толщины панелей 8L, 8R пола под ногами необязательно увеличивать толщину панели на основе ее направления, в котором понижается степень упрочнения. Как результат можно не допускать таких проблем, как увеличение веса и повышение затрат, которые возникают вследствие увеличенной толщины панели.
С другой стороны, круглый рельефный участок 11 имеет недостаток легкого образования деформации (т.е. так называемого прогибания), которая приводит к смещению круглой нижней поверхности круглого рельефного участка 11 в направлении толщины панелей 8L, 8R пола под ногами. Тем не менее, в этом варианте осуществления рельефный участок 13 состоит не только из круглого рельефного участка 11, но также и из эллиптического рельефного участка 12, проходящего радиально наружу от внешней окружности круглого рельефного участка 11, так что рельефный участок 13 формируется в качестве рельефного участка в форме замочной скважины в комбинации круглого рельефного участка 11 и эллиптического рельефного участка 12. При этой конструкции эллиптический рельефный участок 12 служит для того, чтобы подавлять образование вышеописанного прогибания в круглом рельефном участке 11.
Дополнительно, рельефный участок 13 в форме замочной скважины размещается таким образом, что эллиптический рельефный участок 12 проходит по существу параллельно короткой стороне каждой из панелей 8L, 8R пола под ногами (т.е. стороне, проходящей в прямом и обратном направлении транспортного средства). В этой компоновке эллиптический рельефный участок 12 может выполнять функцию сопротивления изгибающей нагрузке в продольном направлении панелей 8L, 8R пола под ногами в дополнение к вышеописанной функции подавления образования прогибания в круглом рельефном участке 11. Как результат может быть дополнительно повышена прочность панелей 8L, 8R пола под ногами.
Дополнительно, вся длина рельефного участка 13 в форме замочной скважины, измеренная в направлении прохождения эллиптического рельефного участка 12 (т.е. в прямом и обратном направлении транспортного средства), меньше длины панелей 8L, 8R пола под ногами в направлении, идентичном направлению вытягивания эллиптического рельефного участка 12. Без выхода за рамки всей длины панелей 8L, 8R пола под ногами в направлении, идентичном направлению вытягивания эллиптического рельефного участка 12, рельефные участки 13 в форме замочной скважины обеспечиваются по отдельности и независимо друг от друга между противоположными сторонами каждой из панелей 8L, 8R пола под ногами, которые располагаются напротив друг друга. Соответственно, упрочняющая конструкция панели кузова транспортного средства согласно этому варианту осуществления имеет следующие преимущества. В случае если рельефные участки 13 в форме замочной скважины формируются в панели по отдельности и независимо друг от друга, можно не допускать подвергания панели усадке в каждом направлении, так что внешний размер панели может поддерживаться без изменений. Следовательно, можно не допускать таких проблем, как увеличение веса и повышение затрат вследствие увеличенного размера панели просто посредством подготовки панели, имеющей размер, идентичный размеру каждой из панелей 8L, 8R пола под ногами, в качестве конечного продукта.
Кроме того, как очевидно из вышеприведенного описания, панели 8L, 8R пола под ногами могут быть упрочнены требуемым образом без добавления продольного элемента и поперечного элемента. Следовательно, можно не допускать таких проблем, как увеличение веса и повышение затрат вследствие добавления этих элементов, и не допускать выступание этих элементов к одной стороне панелей 8L, 8R пола под ногами в направлении толщины панелей 8L, 8R пола под ногами. Соответственно, упрочняющая конструкция панели кузова транспортного средства согласно этому варианту осуществления имеет следующие преимущества.
В случае если продольный элемент и поперечный элемент дополнительно обеспечиваются на верхней стороне панелей 8L, 8R пола под ногами, уровень под ногами (т.е. нижняя точка) поднимается на высоту этих элементов, так что у пассажира, сидящего на заднем сиденье, возникает ощущение неестественности при посадке и вставании с заднего сиденья или такое некомфортное ощущение, что ноги размещаются на чрезмерно высоком уровне, когда пассажир находится в состоянии сидения. Тем не менее, в этом варианте осуществления панели 8L, 8R пола под ногами могут быть упрочнены требуемым образом без добавления к ним продольного элемента и поперечного элемента. Следовательно, вышеописанная проблема не возникает.
Наоборот, в случае когда продольный элемент и поперечный элемент дополнительно обеспечиваются на нижней стороне панелей 8L, 8R пола под ногами, эти элементы выступают вниз из панелей 8L, 8R пола под ногами на высоту этих элементов, так что возникает такая проблема, что размеры аккумуляторного источника питания 15 электромобиля, расположенного под панелями 8L, 8R пола под ногами, как показано на фиг. 2, должны быть уменьшены, что приводит к потере емкости батареи. Между тем на фиг. 2 опущена иллюстрация внутреннего аккумуляторного модуля. Тем не менее, в этом варианте осуществления панели 8L, 8R пола под ногами могут быть упрочнены требуемым образом без добавления к ним продольного элемента и поперечного элемента. Следовательно, вышеописанная проблема не возникает.
Кроме того, в этом варианте осуществления рельефный участок 13 в форме замочной скважины может выступать из нижней стороны панелей 8L, 8R пола под ногами в направлении толщины панелей 8L, 8R пола под ногами (т.е. со стороны поверхности дороги) к их верхней стороне в направлении толщины (т.е. внутрь салона транспортного средства). Соответственно, отсутствует выступающий участок, выступающий к нижней стороне в направлении толщины панелей 8L, 8R пола под ногами (т.е. к стороне поверхности дороги). Можно обеспечивать пространство для установки аккумулятора под панелями 8L, 8R пола под ногами по максимуму и, следовательно, не терять емкость аккумуляторного источника питания 15.
Помимо этого, число рельефных участков 13 в форме замочной скважины задается равным числу (три в этом варианте осуществления), требуемому для того, чтобы обеспечивать требуемую прочность панелей 8L, 8R пола под ногами и уменьшать резонансную частоту панели до частоты (приблизительно 100 Гц), требуемой в электромобиле. При этой конструкции можно обеспечивать прочность панелей 8L, 8R пола под ногами и одновременно реализовывать резонансную частоту панели, требуемую в электромобиле.
Другие варианты осуществления изобретения
В описанном выше варианте осуществления поясняется конструкция для упрочнения панелей 8L, 8R пола под ногами в области заднего сиденья электромобиля. Тем не менее, упрочняющая конструкция панели кузова транспортного средства согласно настоящему изобретению может применяться не только к электромобилю, но также и к гибридному транспортному средству и обычному транспортному средству, оснащенному двигателем внутреннего сгорания, отличному от транспортных средств с электроприводом. Дополнительно, упрочняющая конструкция панели кузова транспортного средства согласно настоящему изобретению может применяться не только к панелям пола кузова транспортного средства, таким как панели 8L, 8R пола под ногами в области заднего сиденья, но также и ко всем панелям кузова транспортного средства, которые должны быть упрочнены.
Дополнительно, число эллиптических рельефных участков 12, проходящих радиально наружу от внешней окружности круглого рельефного участка 11, не ограничено конкретным образом одним, как показано на фиг. 1-5, и может обеспечиваться множество эллиптических рельефных участков 12. Тем не менее, в таком случае, например, в случае, если обеспечиваются два эллиптических рельефных участка 12a, 12b, как показано на фиг. 6A, 6B и 6C, эти эллиптические рельефные участки 12a, 12b предпочтительно размещаются так, что они не являются диаметрально противостоящими друг другу относительно центра круглого рельефного участка 11. В частности, как показано на фиг. 6A, два эллиптических рельефных участка 12a, 12b могут формироваться так, что они имеют идентичную длину и могут размещаться параллельно друг другу. Кроме того, как показано на фиг. 6B, эллиптические рельефные участки 12a, 12b могут формироваться так, что они имеют длины, отличающиеся друг от друга, и могут размещаться параллельно друг другу. Дополнительно, как показано на фиг. 6C, два эллиптических рельефных участка 12a, 12b могут формироваться так, что они имеют идентичную длину и могут размещаться перпендикулярно друг другу.
Помимо этого, хотя продолговатый рельефный участок формируется в качестве эллиптических рельефных участков 12, 12a, 12b в вышеописанных вариантах осуществления, форма продолговатого рельефного участка не ограничивается эллиптической формой и может представлять собой такую необязательную продолговатую форму, как форма равнобедренного треугольника, как показано на фиг. 7.