ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ ПОГЛОЩЕНИЯ УДАРА
IMPACT ABSORPTION ELEMENT

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0001] Настоящее изобретение относится к элементу для поглощения удара.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] До настоящего времени для защиты водителя и пассажира автомобиля внутрь автомобиля помещался элемент для поглощения удара, чтобы защищать место, где ожидается вход удара. В качестве такого элемента для поглощения удара, например, известен дверной противоударный брус. Например, Патентная Литература 1 ниже описывает конструкцию дверного противоударного бруса автомобиля.
СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПАТЕНТНАЯ ЛИТЕРАТУРА
[0003] Патентная Литература 1: JP H5-319092A
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА
[0004] Тем не менее, элемент для поглощения удара образован из тела с толстой конструкцией, чтобы обеспечивать определенную величину поглощения удара. Следовательно, существует ограничение на положение, в котором элемент для поглощения удара размещают в автомобиле. Дополнительно, с учетом деформации во время столкновения, элемент для поглощения удара может быть обеспечен на внешнем участке автомобиля (отдельно от водителя и пассажира) как можно больше; таким образом, даже когда величина деформации элемента для поглощения удара большая, элемент для поглощения удара не вступает в контакт с водителем и пассажиром и, следовательно, удар может быть безопасно поглощен с хорошей эффективностью.
[0005] Однако на относительно внешнем участке внутри автомобиля недостаточно пространства и, следовательно, трудно размещать толстый элемент.
[0006] Таким образом, настоящее изобретение было выполнено с учетом вышеупомянутой проблемы, а задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить новый и улучшенный элемент для поглощения удара, который может выполнять поглощение удара во время столкновения, даже когда пространства не достаточно.
РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ
[0007] Для решения проблемы, описанной выше, согласно одному аспекту настоящего изобретения, предложен элемент для поглощения удара, включающий в себя: элемент, который размещен смежно с внешней частью автомобиля и в котором высота в направлении, перпендикулярном внешней части, больше ширины в направлении вдоль внешней части в сечении, перпендикулярном направлению элемента.
[0008] Могут иметься первый элемент, проходящий в первом направлении; и второй элемент, проходящий во втором направлении, отличном от первого направления, и пересекающий первый элемент.
[0009] Кроме того, первый элемент и второй элемент могут быть соединены с внешней частью.
[0010] Кроме того, толщины первого элемента и второго элемента в направлении, перпендикулярном внешней части, могут быть уменьшены на части пересечения между первым элементом и вторым элементом.
[0011] Кроме того, часть пересечения между первым элементом и вторым элементом, в которой второй элемент размещен на стороне внешней части, может присутствовать между частями пересечения между двумя первыми элементами и вторым элементом, в котором размещены первые элементы на стороне внешней части.
[0012] Кроме того, первый элемент и второй элемент могут пересекать внешнюю часть.
[0013] Кроме того, опорная часть, поддерживаемая на стороне, противоположной внешней части, может присутствовать в по меньшей мере одном месте в продольном направлении первого элемента или второго элемента. Расстояние между частью пересечения первого элемента или второго элемента и опорной частью может быть в пределах 1/3 длины первого элемента или второго элемента, в котором присутствует опорная часть.
[0014] Кроме того, опорная часть может быть концевой частью первого элемента или второго элемента.
[0015] Кроме того, опорная часть может быть соединена с некоторым другим компонентом, кроме внешней части.
[0016] Кроме того, элемент может иметь полую структуру, в которой листовой материал изогнут, и иметь первую поверхность, смежную с внешней частью, и вторую поверхность, которая больше, чем первая поверхность по ширине в направлении, перпендикулярном направлению элемента, и которая размещена отдельно от первой поверхности.
[0017] Кроме того, вторая поверхность может быть разделена вдоль направления элемента.
[0018] Кроме того, элемент может иметь мартенситную структуру.
ПОЛЕЗНЫЕ ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0019] Как описано выше, согласно настоящему изобретению, поглощение удара во время столкновения может быть выполнено, даже когда нет достаточного пространства.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0020] [ФИГ. 1] ФИГ. 1 представляет собой принципиальную схему, показывающую состояние, в котором автомобильную внешнюю панель согласно настоящему варианту выполнения наблюдают с задней стороны.
[ФИГ. 2] ФИГ. 2 представляет собой принципиальную схему, показывающую традиционную конструкцию для сравнения, и представляет собой принципиальную схему, показывающую конфигурацию, в которой дверной противоударный брус и арматура расположены на внутренней стороне внешней части.
[ФИГ. 3] ФИГ. 3 представляет собой принципиальную схему, показывающую вариант расположения армирующих элементов.
[ФИГ. 4] ФИГ. 4 представляет собой принципиальную схему, показывающую вариант расположения армирующих элементов.
[ФИГ. 5] ФИГ. 5 представляет собой принципиальную схему, показывающую вариант расположения армирующих элементов.
[ФИГ. 6] ФИГ. 6 представляет собой принципиальную схему, показывающую вариант расположения армирующих элементов.
[ФИГ. 7] ФИГ. 7 представляет собой принципиальную схему, показывающую вариант расположения армирующих элементов.
[ФИГ. 8] ФИГ. 8 представляет собой принципиальную схему, показывающую внешнюю панель (дверную панель), в которой первые армирующие элементы расположены в направлении вверх и вниз от внешней части, а вторые армирующие элементы расположены в горизонтальном направлении внешней части 110.
[ФИГ. 9] ФИГ. 9 представляет собой принципиальную схему, показывающую состояние, рассматриваемое по направлению стрелки А с ФИГ. 8.
[ФИГ. 10] ФИГ. 10 представляет собой вид в изометрии, подробно показывающий часть пересечения между первым армирующим элементом и вторым армирующим элементом на ФИГ. 8.
[ФИГ. 11] ФИГ. 11 представляет собой вид в изометрии, подробно показывающий часть пересечения между первым армирующим элементом и вторым армирующим элементом на ФИГ. 8.
[ФИГ. 12] ФИГ. 12 представляет собой принципиальную схему, показывающую конфигурацию поперечного сечения в направлении, перпендикулярном продольному направлению первого или второго армирующего элемента в конфигурации с ФИГ. 8.
[ФИГ. 13] ФИГ. 13 представляет собой характерную схему, показывающую по отношению к ФИГ. 8 и ФИГ. 9 взаимосвязи между прикладываемой нагрузкой индентора 140 и величиной смещения, полученной моделированием для оценки жесткости при растяжении внешней панели.
[ФИГ. 14] ФИГ. 14 представляет собой принципиальную схему, показывающую состояние, в котором предусмотрено столкновение боковой поверхности автомобиля (боковое столкновение), а прикладываемая нагрузка приложена к внешней панели элементом приложения нагрузки.
[ФИГ. 15] ФИГ. 15 представляет собой характерную схему, показывающую по отношению к ФИГ. 8, взаимосвязи между ударом и нагрузкой, когда нагрузка приложена элементом 300 приложения нагрузки, причем схема получена моделированием для оценки свойств столкновения боковой поверхности внешней панели.
[ФИГ. 16] ФИГ. 16 представляет собой принципиальную схему, показывающую пример, в котором каждый из концов листового материала изогнут на сторону, противоположную стороне изгиба конфигурации, показанной на ФИГ. 12.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ
[0021] Далее предпочтительный(ые) вариант(ы) выполнения настоящего изобретения будут подробно описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи. Следует отметить, что в этом описании и на прилагаемых чертежах элементы конструкции, которые имеют по существу одинаковую функцию и конструкцию, обозначены одинаковыми ссылочными позициями, а повторное объяснение этих элементов конструкции пропущено.
[0022] Сначала описана конфигурация автомобильной внешней панели согласно варианту выполнения настоящего изобретения со ссылкой на ФИГ. 1. ФИГ. 1 представляет собой принципиальную схему, показывающую состояние, в котором автомобильную внешнюю панель 100 согласно настоящему варианту выполнения рассматривают с задней стороны (внутренняя часть автомобиля). Здесь дверная панель показана в качестве примера внешней панели 100, но внешняя панель 100 может быть панелью другой части автомобиля, такой как крыло, капот или крыша.
[0023] Как показано на ФИГ. 1, внешняя панель 100 состоит из внешней части 110 и армирующих элементов 120. Элемент 122 панели образован, например, из стального листа толщиной приблизительно 0,4 мм. Внешняя часть 110 изогнута таким образом, что лицевая сторона образует выпуклую поверхность. Кривизна кривой проходит вдоль направления вверх и вниз.
[0024] Армирующие элементы 120 включают в себя первые армирующие элементы 122, расположенные в направлении вверх и вниз, и вторые армирующие элементы 124, расположенные в горизонтальном направлении. Желательно, чтобы первый армирующий элемент 122 был изогнут, чтобы соответствовать кривизне внешней части 110. Второй армирующий элемент 124 проходит почти по прямой линии; однако желательно, чтобы в случае, где внешняя часть 110 изогнута, второй армирующий элемент 124 имел форму, следующую кривой. Это связано с тем, что, когда каждый первый армирующий элемент 122 и второй армирующий элемент 124 имеет форму, следующую внешней части 110, элемент может быть прикреплен к внешней части 110 и предпочтительно может быть соединен (приклеен) с внешней частью 110.
[0025] ФИГ. 2 представляет собой принципиальную схему, показывающую традиционную конструкцию для сравнения. На ФИГ. 2, дверной противоударный брус 300 и армирующая часть 310 расположены внутри внешней части 110. ФИГ. 3-7 представляют собой схемы, показывающие в качестве внешней панели 100 автомобильные дверные панели согласно настоящему варианту выполнения. ФИГ. 3-7 представляют собой принципиальные схемы, показывающие варианты расположения армирующих элементов 120. Пример, показанный на ФИГ. 3, показывает пример, в котором только первые армирующие элементы 122, расположенные в направлении вверх и вниз, обеспечены во внешней панели 100.
[0026] Кроме того, пример, показанный на ФИГ. 4, показывает вариант, в котором только вторые армирующие элементы 124, расположенные в горизонтальном направлении, обеспечены во внешней панели 100. Пример, показанный на ФИГ. 5, показывает вариант, в котором первые армирующие элементы 122, расположенные в направлении вверх и вниз, и вторые армирующие элементы 124, расположенные в горизонтальном направлении, обеспечены во внешней панели 100. Пример, показанный на ФИГ. 6, показывает вариант, в котором армирующие элементы 120 расположены радиально во внешней панели 100. Пример, показанный на ФИГ. 7, показывает вариант, в котором армирующие элементы 120 расположены так, чтобы пересекаться наклонно во внешней панели 100.
[0027] ФИГ. 12 представляет собой вид в изометрии, показывающий конфигурацию армирующего элемента 120. Базовые конфигурации первого армирующего элемента 122 и второго армирующего элемента 124 могут быть одинаковыми. ФИГ. 12 показывает также конфигурацию поперечного сечения, перпендикулярного продольному направлению армирующего элемента 120. Армирующий элемент 120 имеет полое, прямоугольное (прямоугольник) сечение. Армирующий элемент 120 произведен гибкой листового материала 130. В примере, показанном на ФИГ. 12, армирующий элемент 120 имеет прямоугольную форму сечения с длинной стороной, равной приблизительно 16 мм, и короткой стороной  приблизительно 10 мм. Толщина листа листового материала 130, образующего армирующий элемент 120, например, составляет приблизительно 0,8 мм. Стальной лист может быть использован как листовой материал 130.
[0028] Как показано на ФИГ. 12, заданный зазор может быть обеспечен между концом 130a и концом 130b изогнутого листового материала 130. С другой стороны, конец 130a и конец 130b могут быть прикреплены вместе. Дополнительно, конец 130a и конец 130b могут быть соединены друг с другом сваркой, адгезией или тому подобным. Армирующий элемент 120 размещен так, что поверхность, на которой расположены концы 130a и 130b, или поверхность на стороне, противоположной поверхности, на которой расположены концы 130a и 130b, прикреплена к внешней части 110. Поверхность, на которой расположены концы 130a и 130b, или поверхность на стороне, противоположной поверхности, на которой расположены концы 130a и 130b, предпочтительно соединена с внешней частью 110. Здесь поверхность, соединенную с внешней частью 110 или смежную с ней, называют нижней поверхностью. Кроме того, поверхность на стороне, противоположной нижней поверхности, называют верхней поверхностью. Каждую из поверхностей, которые расположены по обе стороны от нижней поверхности таким образом, чтобы прослаивать линии вершины, называют вертикальной стенкой. В сечении армирующего элемента 120 короткая сторона является нижней поверхностью, а длинная сторона является вертикальной стенкой. В конфигурации, в которой концы 130a и 130b расположены на верхней поверхности, не будучи соединенными вместе, когда армирующий элемент 120 искривлен посредством усилия, прилагаемого снаружи внешней панели 100, вероятно, что сечение будет открываться с концов 130a и 130b и форма сечения будет разрушаться. Однако, когда концы 130a и 130b соединены вместе, форма сечения может быть предотвращена от разрушения и, следовательно, жесткость внешней панели 100 может быть увеличена в большей степени. Также в случае, когда концы 130a и 130b расположены на нижней поверхности, а нижняя поверхность соединена с внешней частью 110, событие, в котором концы 130a и 130b отделены, а форма сечения разрушена, может быть предотвращено внешней частью 110. Конфигурация сечения армирующего элемента 120 не ограничена конфигурацией, подобной конфигурации по ФИГ. 12, в которой концы 130a и 130b обращены друг к другу, но также например могут иметь форму желоба (канала), в котором концы 130a и 130b находятся на расстоянии друг от друга, или форму шляпы, показанную на ФИГ. 16. В том случае, когда сечение армирующего элемента 120 является любым прямоугольником, в форме желоба и в форме шляпы, короткую сторону сечения, перпендикулярную направлению, проходящему в направлении армирующего элемента 120, рассматривают как «ширину (D)», а длинную сторону как «высоту (H)». В случае, когда фланцы расположены на стороне внешней части 110 в форме шляпы, подобно тому, как показано на ФИГ. 16, расстояние между линиями вершины, каждая из которых расположена между фланцем и вертикальной стенкой, рассматривают как «ширину (D)». В случае, когда угол между короткой стороной и длинной стороной не является прямым углом, расстояние от короткой стороны до конца длинной стороны в вертикальном направлении рассматривают как высоту. В армирующем элементе согласно настоящему изобретению, в котором «ширину» и «высоту» определяют, как указано выше, высота усиливающего элемента больше, чем ширина. Хотя предпочтительно, чтобы ширина армирующего элемента 120 была больше, чем высота, в терминологии соединения армирующего элемента 120 с внешней частью 110, настоящее изобретение намеренно не использует такую конфигурацию. Это связано с тем, что приоритет отдают усилению второго момента площади для изгибания армирующего элемента 120.
4
4
4
[0029] Как указано выше, в настоящем варианте выполнения для армирующего элемента 120, размещенного смежно с внешней частью 110, высота в направлении, перпендикулярном внешней части 110, больше ширины в направлении вдоль внешней части 110 в поперечном сечении, перпендикулярном направлению прохождения армирующего элемента 120. Это связано с тем, что в случае, когда прикладывают ударную нагрузку в направлении снаружи кузова автомобиля внутрь кузова автомобиля внешней панели, второй момент площади армирующего элемента 120 может быть эффективно улучшен этой конфигурацией. Для армирующего элемента 120 второй момент площади в направлении, перпендикулярном продольному направлению, может быть установлен равным или меньше 15000 мм, и предпочтительно может быть установлен равным или меньше 12000 мм. Качество материала, толщину листа и форму сечения листового материала 130 армирующего элемента 120 устанавливают такими, чтобы удовлетворять этому условию в зависимости от ситуации. Удовлетворяя это условие, предел пластической деформации армирующего элемента 120 может быть увеличен; следовательно, при приеме входной ударной нагрузки пластическая деформация менее вероятна; таким образом, сила реакции, основанная на упругой деформации, может быть эффективно использована для свойств сопротивления столкновению. Следует отметить, что сила реакции, основанной на упругой деформации, обеспечивает относительно большую величину увеличения силы реакции от деформации, а пластическая деформация имеет небольшую величину увеличения силы реакции от деформации. Следовательно, сила реакции, основанной на упругой деформации, может быть эффективно использована в качестве свойств сопротивления столкновению. Если второй момент площади устанавливают большим, то даже небольшое изгибание может вызвать пластическую деформацию. В традиционной конструкции второй момент площади дверного противоударного бруса устанавливают равным приблизительно 18000 мм, и предполагается, что проявляются свойства сопротивления столкновению при пластической деформации. С другой стороны, в настоящем варианте выполнения верхнее предельное значение второго момента площади устанавливают, как указано выше, чтобы вызывать упругую деформацию армирующего элемента 120 для преодоления пластической деформации и осуществления функции сопротивления столкновению. Таким образом, возникновение пластического изгиба может быть подавлено, и функция сопротивления столкновению может быть осуществлена посредством упругой деформации.
[0030] Посредством использования армирующего элемента 120, удовлетворяющего упомянутому выше условию в отношении второго момента площади, внешняя панель 100 согласно настоящему варианту выполнения может улучшать свойства сопротивления столкновению. Таким образом, эффект дополнительного уменьшения веса может быть достигнут упрощением или исключением традиционных компонентов сопротивления столкновению. В случае, когда используют традиционные компоненты сопротивления столкновению, внешняя панель 100 согласно настоящему варианту выполнения может способствовать дополнительному улучшению свойств безопасности при столкновении.
[0031] Предел текучести армирующего элемента 120 может быть установлен более или равным 500 МПа. Таким образом, предел пластической деформации армирующего элемента 120 может быть увеличен, и сила реакции, основанной на упругой деформации, может использоваться еще более эффективно; таким образом, может быть достигнуто снижение веса при эффективном обеспечении характеристик столкновения. Армирующий элемент 120 может быть элементом, имеющим мартенситную структуру. Таким образом, свойства сопротивления удару могут быть дополнительно улучшены.
[0032] Дополнительно, даже когда армирующий элемент 120 образован из тонкого элемента, армирующие элементы 120 хорошо служат в качестве используемых на практике элементов для поглощения удара при их пересечении. Если количество дверных противоударных брусов 300 равно только единице, как в традиционной конструкции, то может произойти отказ при ударе в зависимости от места приложения ударной нагрузки. Если в качестве меры против отказа при ударе установлено множество дверных противоударных брусов 300, то происходит значительное увеличение веса. Согласно настоящему варианту выполнения армирующие элементы 120, имеющие более легкие веса, чем в прошлом, могут быть расположены по существу на всей поверхности внешней панели 100 и, следовательно, может быть исключен отказ при ударе при исключении увеличения веса. Дополнительно, поскольку первый и второй армирующие элементы 122 и 124 соединены вместе в качестве армирующих элементов 120, ударная нагрузка, прикладываемая к одному армирующему элементу, распространяется также через другой армирующий элемент и оба элемента могут поглощать удар вместе.
[0033] Дополнительно, в случае, когда внешняя часть 110 и армирующий элемент 120 соединены вместе, падение (вращение) усиливающего элемента 120, когда деформация армирующего элемента 120 большая во время деформации столкновения, может быть предотвращено и свойства сопротивления столкновению могут быть дополнительно улучшены. Дополнительно, также эффективным является признак, в котором во время деформации при столкновении возникает натяжение во внешней части в области между соседними армирующими элементами 120. Если внешняя часть 110 выполнена тонкой, то жесткость теряется, а внешняя часть 110 становится легко вдавливаемой (деформируемой) и бесполезной для поглощения удара; однако, посредством соединения внешней части 110 и армирующего элемента 120 для сдерживания внешней части 110, когда армирующий элемент 120 деформируется, внешняя часть 110 вокруг деформированного места вытягивается в направлении плоскости. Даже если внешняя часть 110 не имеет жесткости в направлении толщины, она имеет предел прочности при растяжении в направлении плоскости и, следовательно, может противостоять деформации растяжения; таким образом, свойства элемента для поглощения удара могут быть улучшены.
[0034] Некоторая часть или более по длине армирующего элемента 120 размещена вдоль внешней части 110. Конкретно, армирующий элемент 120 прикреплен к внешней части 110 в области, большей или равной 1/3 общей длины армирующего элемента 120. То есть, в настоящем варианте выполнения, падение армирующего элемента 120 подавляют прикреплением и соединением армирующего элемента 120 и внешней части 110 вместе, а функцию сопротивления столкновению улучшают, вызывая растяжение, действующее на внешнюю часть 110 при деформации внешней части 110.
[0035] В частности, первый армирующий элемент 122 размещен вдоль направления кривизны внешней части 110 таким образом, что продольное направление первого армирующего элемента 122 является направлением вверх и вниз. Таким образом, может быть улучшена функция сопротивления столкновению выпуклого изогнутого участка, который изогнут так, что он выступает наружу автомобиля.
[0036] Дополнительно, армирующий элемент 120 проходит через (пересекает) внешнюю часть 110. В настоящем варианте выполнения второй момент площади армирующего элемента 120 является небольшим, а предел текучести является высоким (область упругой деформации является большой). Следовательно, нагрузку и удар во время столкновения всей внешней панели 100 улавливают всем элементом; поэтому армирующий элемент 120 предпочтительно выполняют как можно более длинным. Дополнительно, благодаря армирующему элементу 120, проходящему через внешнюю часть 110, может быть повышена гибкость выбора точки опоры, с которой армирующий элемент, принявший ударную нагрузку, получает силу реакции (точка контакта с другим обычным компонентом). Дополнительно, благодаря тому, что армирующий элемент 120 длинный на сколько это возможно, площадь, на которую воздействует удар во время столкновения, может быть увеличена. То есть событие, в котором армирующий элемент 120 испытывает отказ при ударе, может быть исключено.
[0037] В дальнейшем приводится описание улучшения функции сопротивления столкновению внешней панели 100 посредством обеспечения армирующего элемента 120. ФИГ. 8 представляет собой принципиальную схему, показывающую внешнюю панель 100 (дверную панель), в которой расположение выполнено так, что продольное направление первого армирующего элемента 122 является направлением вверх и вниз внешней части 110 и продольное направление второго армирующего элемента 124 является горизонтальным направлением внешней части 110, и подробно показывает конфигурацию по ФИГ. 5. ФИГ. 9 представляет собой принципиальную схему, показывающую состояние, рассматриваемое по направлению стрелки А по ФИГ. 8. ФИГ. 8 показывает состояние, в котором внешнюю панель 100 рассматривают с лицевой стороны (снаружи автомобиля). ФИГ. 8 показывает расположение первых армирующих элементов 122 и вторых армирующих элементов 124 в состоянии, в котором сквозь них видна внешняя часть 110. Индентор 140, показанный на ФИГ. 8 представляет собой элемент, который прижимает внешнюю панель 100 при моделировании удара для оценки жесткости при растяжении внешней панели 100, результат которого показан на ФИГ. 13, описанной позже.
[0038] На ФИГ. 8 первый армирующий элемент 122 поддерживается опорными узлами 220, расположенными на обоих концах в направлении вверх и вниз внешней панели 100. Дополнительно, второй армирующий элемент 124 поддерживается опорными узлами 230, расположенными на обоих концах в горизонтальном направлении внешней панели 100. Более конкретно, оба конца первого армирующего элемента 122 расположены между внешней частью 110 и опорными узлами 220 и поддерживаются ими. Аналогично, оба конца второго армирующего элемента 124 расположены в виде сэндвича и поддерживаются внешней частью 110 и опорными узлами 230. На ФИГ. 8, расстояние между частью пересечения снаружи в направлении вверх и вниз транспортного средства или между частью пересечения снаружи в направлении вперед и назад транспортного средства частей пересечения первых армирующих элементов 122 со вторыми армирующими элементами 124 и между опорной частью первого армирующего элемента 122 или опорной частью второго армирующего элемента 124, поддерживаемого опорным узлом 220 или опорным узлом 230, находится в пределах 1/3 длины первого армирующего элемента 122 или второго армирующего элемента 124 соответственно. Таким образом, когда нагрузка, вызванная столкновением, приложена к армирующим элементам 120, нагрузка, вызванная столкновением, может быть воспринята упругой деформацией с хорошей эффективностью, потому что, например, нагрузка, приложенная ко вторым армирующим элементам 124, будет приложена и к первым армирующим элементам 122 с помощью частей пересечения, а расстояние от части пересечения до опорной части первого армирующего элемента 122, поддерживаемого опорным узлом 220, является коротким.
[0039] ФИГ. 8 показывает пример, в котором вогнутые участки 122a и 124a обеспечены и пересечены в части пересечения между первым армирующим элементом 122 и вторым армирующим элементом 124 и, таким образом, первый армирующий элемент 122 и второй армирующий элемент 124 расположены в одной плоскости. На ФИГ. 8, первые армирующие элементы 122 и вторые армирующие элементы 124 расположены взаимосвязанным образом, а вертикальное расположение первого армирующего элемента 122 и второго армирующего элемента 124 выполнено различным между смежными частями пересечения.
[0040] Когда первый и второй армирующие элементы 122 и 124 расположены взаимосвязанным образом, эффективность передачи нагрузки между первым армирующим элементом 122 и вторым армирующим элементом 124 улучшается. Таким образом, во время столкновения функция поглощения удара может быть эффективно обеспечена первым и вторым армирующими элементами 122 и 124.
[0041] ФИГ. 10 и ФИГ. 11 представляют собой виды в изометрии, подробно показывающие части пересечения между первым армирующим элементом 122 и вторым армирующим элементом 124 на ФИГ. 8. ФИГ. 10 соответствует части пересечения C1, показанной на ФИГ. 8, а ФИГ. 11 соответствует части пересечения C2, показанной на ФИГ. 8. В части пересечения C1 второй армирующий элемент 124 расположен больше снаружи транспортного средства (на стороне внешней части 110), чем первый армирующий элемент 122. Таким образом, первый и второй армирующие элементы 122 и 124 могут быть расположены взаимосвязанным образом. Благодаря вогнутым участкам 122а, обеспеченным в первом армирующем элементе 122 и вогнутым участкам 124а, обеспеченным во втором армирующем элементе 124, первый армирующий элемент 122 и второй армирующий элемент 124 расположены в одной плоскости. В части пересечения C2 первый армирующий элемент 122 расположен больше снаружи транспортного средства, чем второй армирующий элемент 124. Также в части пересечения C2 благодаря вогнутым участкам 122а, обеспеченным в первом армирующем элементе 122, и вогнутым участкам 124а, обеспеченным во втором армирующем элементе 124, первый армирующий элемент 122 и второй армирующий элемент 124 расположены в одной плоскости.
[0042] Хотя иллюстрация пропущена, первый и второй армирующие элементы 122 и 124 не обязательно должны быть расположены взаимосвязанным образом; по причине, касающейся изготовления, во время крепления к внешней панели 100 или тому подобному все первые армирующие элементы 122 могут быть расположены больше на стороне внешней панели, чем все вторые армирующие элементы 124, или наоборот, все вторые армирующие элементы 124 могут быть расположены больше на стороне внешней панели, чем все первые армирующие элементы 122.
4
[0043] Второй момент площади в направлении, перпендикулярном продольному направлению армирующего элемента 120, проходящему от части пересечения, меньше или равен 15000 мм. Посредством наличия части пересечения, может быть сокращено расстояние между точкой опоры деформации изгиба, которая придается армирующему элементу 120 в момент входа ударной нагрузки, и точкой приложения и, следовательно, величина увеличения силы реакции от деформации может быть дополнительно увеличена. Таким образом, свойства сопротивления столкновению улучшаются посредством обеспечения частей пересечения.
[0044] Дополнительно, посредством обеспечением двух или более частей пересечения расстояние между точкой опоры деформации изгиба, которая придается армирующему элементу 120 в момент входа нагрузки столкновения и точкой приложения может быть дополнительно сокращено и, следовательно, величина увеличения силы реакции от деформации может быть увеличена еще больше. Дополнительно, ударная нагрузка может быть распространена и захвачена множеством других армирующих элементов 120 и, следовательно, может быть получена еще более высокая сила реакции. Таким образом, свойства сопротивления столкновению улучшаются еще больше.
[0045] В части пересечения вогнутые участки 122а и 124а обеспечены в первом и втором армирующих элементах 122 и 124 соответственно; тем самым толщина каждого первого армирующего элемента 122 и второго армирующего элемента 124 уменьшена в направлении, перпендикулярном внешней части 110. Таким образом, первый и второй армирующие элементы 122 и 124 и внешняя часть 110 могут быть прикреплены и соединены вместе также в соседней области, включающей часть пересечения, и свойства сопротивления столкновению могут быть эффективно улучшены.
[0046] Дополнительно, посредством обеспечения части пересечения, первый армирующий элемент 122 и второй армирующий элемент 124 сдерживают друг от друга в части пересечения. Таким образом, например, в случае, когда армирующий элемент 120 имеет сечение прямоугольника, а сторона короткой стороны прикреплена к внешнему материалу 110, можно предотвратить событие, при котором после приема столкновения армирующий элемент 120 испытывает падение, а сторона длинной стороны, приближается к внешней части 110. Дополнительно, расположением первого и второго армирующих элементов 122 и 124 взаимосвязанным образом можно предотвратить событие, в котором после приема столкновения армирующий элемент 120 испытывает падение, а сторона длинной стороны приближается к внешней части 110. Когда расстояние между частями пересечения сокращено, сдерживание предотвращения вращения выполняется на коротком расстоянии и поэтому первый и второй армирующие элементы 122 и 124 упадут с меньшей вероятностью. Таким образом, может быть предотвращено уменьшение второго момента площади вследствие падения армирующего элемента 120, и может быть предотвращено уменьшение свойств сопротивления столкновению.
[0047] Элемент для поглощения удара должен чем-то поддерживаться и улавливать ударную нагрузку, чтобы элемент для поглощения удара не совершал перемещения твердого тела относительно направления входа нагрузки. Поскольку нагрузку вводят от внешней части 110, опорные узлы 220 и 230, которые улавливают ударную нагрузку, размещают на противоположной стороне армирующих элементов 120 от внешнего материала 110. В это время, когда точка входа нагрузки в армирующий элемент 120 (часть пересечения) и опорный узел 220 или 230 находится ближе, может быть получена более высокая сила реакции при меньшей деформации. В случае, когда внешняя панель 100 является дверной панелью, часть, контактирующая с дверной внутренней панелью, передней стойкой, центральной стойкой, боковым порогом или тому подобным, попадает под опорный узел 220 или 230. В случае внешней панели 100, отличной от двери, внешняя панель 100 может быть поддержана удерживанием опорных узлов 220 и 230 в контакте с другими материалами конструкции кузова. Например, в случае панели крыши, часть в контакте с боковым поручнем крыши, передними поручнем крыши, задним поручнем крыши или т.п. соответствует опорному узлу 220 или 230. Опорные узлы 220 и 230 могут быть приведены в контакт с этими материалами конструкции кузова с помощью других дополнительно обеспеченных опорных компонентов и могут быть поддержаны.
[0048] В армирующем элементе 120 опорная часть, поддерживаемая опорным узлом 220 или 230, является концевым участком армирующего элемента 120. Таким образом, с помощью опорных концевых участков армирующего элемента 120 весь армирующий элемент 120 может быть использован для поглощения удара. Дополнительно, соединением опорной части с некотором другим компонентом, кроме внешней части, опорная часть может быть сдержана также в направлении, отличном от направления входа нагрузки; таким образом, свойства столкновения могут быть улучшены, и может быть сделан вклад в предотвращение падения армирующего элемента 120 и т.д. Опорная часть может быть выполнена в месте, отличном от концевого участка армирующего элемента 120.
[0049] ФИГ. 12 представляет собой принципиальную схему, показывающую конфигурацию сечения в направлении, перпендикулярном продольному направлению каждого первого и второго армирующих элементов 122 и 124 в конфигурации с ФИГ. 8. Как показано на ФИГ. 12, каждый первый и второй армирующие элементы 122 и 124 имеет форму сечения прямоугольника с размером приблизительно 16 мм по вертикали и приблизительно 10 мм по горизонтали, например.
[0050] В конфигурации, показанной на ФИГ. 12, сторона короткой стороны в форме сечения прямоугольника прикреплена к внешней части 110. Таким образом, армирующий элемент 120, имеющий форму поперечного сечения с наилучшей эффективностью, может быть образован для обеспечения желаемого второго момента площади. С другой стороны, когда сторона длинной стороны выполнена длинной, чтобы обеспечить второй момент площади, при приеме удара армирующий элемент 120, вероятно, будет вращаться вокруг осевого направления и падать. Если армирующий элемент 120 падает, второй момент площади уменьшается; однако падение (вращение) армирующего элемента 120 может быть предотвращено соединением армирующего элемента 120 с внешней частью 110.
[0051] ФИГ. 16 представляет собой принципиальную схему, показывающую пример, в котором каждый конец 130a и конец 130b листового материала 130 изогнут на сторону, противоположную стороне изгиба конфигурации, показанной на ФИГ. 12. Форму с ФИГ. 16 называют формой шляпы.
[0052] Также в конфигурации, показанной на ФИГ. 16, сторона короткой стороны в форме сечения прямоугольника прикреплена к внешней части 110. В это время фланцевая сторона, имеющая концы 130a и 130b, может быть принята за нижнюю поверхность и прикреплена к внешней части 110, или сторона, противоположная фланцевой стороне, имеющая концы 130a и 103b, может быть принята за нижнюю поверхность и прикреплена к внешней части 110. Таким образом, армирующий элемент 120, имеющий форму поперечного сечения с наилучшей эффективностью, может быть использован для обеспечения желаемого второго момента площади. Дополнительно, падение (вращение) армирующего элемента 120 может быть предотвращено соединением армирующего элемента 120 с внешним материалом 110.
[0053] Далее результат оценки прочности на изгиб внешней панели 100 согласно настоящему варианту выполнения с учетом случая столкновения, описывают на основе ФИГ. 14 и ФИГ. 15. ФИГ. 14 представляет собой принципиальную схему, показывающую состояние, в котором в конфигурации с ФИГ. 8 предусмотрено столкновение боковой поверхности автомобиля (боковое столкновение), а прикладываемая нагрузка приложена к внешней панели 100 элементом 300 приложения нагрузки.
[0054] ФИГ. 15 представляет собой схему, показывающую в конфигурации с ФИГ. 8, взаимосвязи между ходом и нагрузкой, когда нагрузка приложена элементом 300 приложения нагрузки. ФИГ. 15 показывает случай, где приложена нагрузка, большая, чем нагрузка с ФИГ. 13, и выполнен ход, эквивалентный случаю столкновения, для оценки функции сопротивления столкновению. На ФИГ. 15 характеристики, показанные пунктирной линией, показывают характеристики в случае, когда традиционную конструкцию, показанную на ФИГ. 2, оценивают в тех же условиях для сравнения. Дополнительно, характеристики, показанные сплошной линией, соответствуют Изобретательскому Примеру 1, в котором ни первый армирующий элемент 122, ни второй армирующий элемент 124 не соединены с внешней частью 110, а характеристики, показанные чередующейся длинной и двумя короткими штриховыми линиями, соответствуют Изобретательскому Примеру 2, в котором первый армирующий элемент 122 и второй армирующий элемент 124 соединены с внешней частью 110.
[0055] Как показано на ФИГ. 15, в конфигурации Изобретательского Примера 1 нагрузка выше, чем нагрузка в традиционной конструкции, в частности, когда ход больше или равен 50 мм, а свойства поглощения удара получены выше, чем у традиционной конструкции. В конфигурации Изобретательского Примера 2 нагрузка выше, чем нагрузка в традиционной конструкции почти во всей области хода, и получены свойства поглощения удара, которые даже выше, чем в Изобретательском Примере 1. Как описано выше, в традиционной конструкции предполагают, что элемент сопротивления удару, такой как дверной противоударный брус 300, подвергают пластической деформации; поэтому, когда удар становится больше, пластическая деформация становится более вероятной; таким образом, скорость увеличения нагрузки вследствие увеличения хода ниже, чем в Изобретательском Примере 1 и в Изобретательском Примере 2. С другой стороны, в Изобретательском Примере 1 и Изобретательском Примере 2 согласно настоящему варианту выполнения поглощение удара выполняют в диапазоне упругих деформаций и, следовательно, скорость увеличения нагрузки вследствие увеличения хода больше, чем в традиционной конструкции. Таким образом, на примере конфигурации с ФИГ. 9, могут быть получены достаточные свойства поглощения удара даже тогда, когда, например, происходит боковое столкновение острой части, или тому подобного с дверной панелью.
[0056] Результат моделирования показывает, что в конфигурации с ФИГ. 8, пластическое изгибание не происходило даже при ходах до приблизительно 75 мм как в Изобретательском Примере 1, так и в Изобретательском Примере 2. Таким образом, согласно настоящему варианту выполнения удар столкновения может быть поглощен использованием армирующего элемента 120 в качестве упругого элемента. В Изобретательском Примере 1 нагрузка временно упала при ходе приблизительно 65 мм; это связано с тем, что часть армирующего элемента 120 испытывала падение из-за того, что армирующий элемент 120 не был соединен с внешним материалом 110. Однако такое падение армирующего элемента 120 может быть подавлено соединением армирующего элемента 120 и внешнего материала 110 вместе, как в Изобретательском Примере 2, обеспечивающем часть пересечения в армирующем элементе 120, как описано выше, или размещением армирующих элементов 120 в разных направлениях взаимосвязанным способом.
[0057] Первый армирующий элемент 122 и второй армирующий элемент 124 могут не быть отдельными элементами, и первый и второй армирующие элементы 122 и 124 могут быть образованы как одно тело, например, переработкой одного стального листа в прессованное изделие решетчатой конфигурации, имеющей тонкое сечение. В этом случае разветвленное место служит частью пересечения.
[0058] Внешняя часть 110 и армирующий элемент 120 не ограничены стальным материалом и могут быть образованы, например, из цветного металла, такого как алюминий или тому подобное. Дополнительно, например, внешняя часть 110 может быть образована из CFRP, а ребра, соответствующие первому и второму армирующим элементам 122 и 124, могут быть расположены на задней стороне внешней части 110. В этом случае ребра, соответствующие первому и второму армирующим элементам 122 и 124, могут быть отформованы за одно целое. В этом случае разветвленное место (крестообразное место) рассматривают как часть пересечения. Дополнительно, ребра, соответствующие первому и второму армирующим элементам 122 и 124, могут быть отформованы за одно целое с внешней частью 110; в этом случае ребра, соответствующие первому и второму армирующим элементам 122 и 124, рассматривают как соединенные с внешней частью 110.
[0059] Как описано выше, армирующим элементом 120 настоящего варианта выполнения свойства сопротивления удару внешнего материала 110 могут быть с надежностью улучшены. Дополнительно, армирующим элементом 120 настоящего варианта выполнения также может быть улучшена жесткость при растяжении внешней части 110. Далее описывают улучшение жесткости при растяжении посредством использования армирующего элемента 120 настоящего варианта выполнения.
[0060] Как описано выше, в настоящем варианте выполнения первый и второй армирующие элементы 122 и 124 находятся в контакте с внешней частью 110. Таким образом, площадь каждой из областей, окруженной первым и вторым армирующими элементами 122 и 124 и контуром внешней части 110, меньше площади всей внешней части 110; следовательно, вероятно, что натяжение произойдет раньше, когда внешняя сила действует на внешнюю часть 110, и, следовательно, жесткость при растяжении внешней части 110 может быть значительно увеличена. Более предпочтительно, чтобы внешняя часть 110 и армирующий элемент 120 были соединены вместе; таким образом, когда внешняя часть 110 деформируется, натяжение во внешней части 110 возникает даже раньше в области между смежными армирующими элементами 120, и жесткость при растяжении может быть улучшена еще больше.
[0061] Предел текучести армирующего элемента 120 устанавливают более или равным 500 МПа, как описано выше. Таким образом, даже когда внешняя сила действует на армирующий элемент 120, возникновение пластической деформации может быть предотвращено; таким образом, жесткость при растяжении может быть эффективно обеспечена, и может быть достигнуто снижение веса.
[0062] Некоторая часть по длине или более армирующего элемента 120 размещена вдоль внешней части 110. Конкретно, армирующий элемент 120 прикреплен к внешней части 110 в области, большей или равной 1/3 общей длины армирующего элемента 120. Посредством размещения армирующего элемента 120 таким образом, что он прикреплен к внешней части 110, жесткость при растяжении внешней панели 100 можно улучшить, даже когда степень уменьшения толщины стенки внешней части 110 увеличена (например, уменьшение толщины стенки с 0,7 мм до менее или равного 0,5 мм по отношению к первоначальной толщине). Армирующий элемент 120 и внешняя часть 110 более предпочтительно прикреплены и соединены вместе, и, таким образом, жесткость при растяжении внешней панели 100 может быть увеличена в большей степени, вызывая растяжение, действующее на внешнюю часть 110 во время деформации внешней части 110.
[0063] В частности, первый армирующий элемент 122 размещен в направлении вверх и вниз вдоль направления кривизны внешней части 110. Таким образом, жесткость при растяжении выпуклого изогнутого участка, который изогнут так, что выступает наружу автомобиля, может быть улучшена. Дополнительно, внешняя часть 110 имеет вогнутый изогнутый участок, который изогнут так, чтобы выступать внутрь, если смотреть снаружи автомобиля, а армирующий элемент 120, перекрывающийся с вогнутой изогнутой частью, прикреплен к внешней части 110. Вогнутый изогнутый участок уступает выпуклому изогнутому участку по жесткости при растяжении от нагрузки снаружи автомобиля; таким образом, жесткость при растяжении всей внешней панели может быть эффективно улучшена, размещением армирующего элемента 120 так, что он прикреплен к вогнутому изогнутому участку.
4
4
[0064] В армирующем элементе 120 второй момент площади в направлении, перпендикулярном продольному направлению, может быть установлен меньшим или равным 15000 мм. За счет использования армирующего элемента 120, удовлетворяющего вышеупомянутому условию относительно второго момента площади, армирующий элемент 120 может иметь небольшую форму сечения; таким образом, даже когда множество первых и вторых армирующих элементов 122 и 124 расположены для увеличения жесткости при растяжении, большое увеличение веса не возникает, и жесткость при растяжении может быть эффективно улучшена. Также в армирующем элементе 120, проходящем от части пересечения, подобной показанной на ФИГ. 8, аналогично, второй момент площади в направлении, перпендикулярном продольному направлению, может быть выбран меньшим или равным 15000 мм. Когда имеется часть пересечения, площадь области внешней части, помещенной между усиливающими элементами 120, проходящими от части пересечения, будет меньше, чем площадь всей поверхности внешней панели, и отношение толщины листа к площади, помещенной между армирующими элементами 120 относительно увеличено; следовательно, жесткость при растяжении может быть еще более улучшена. Таким образом, жесткость при растяжении может быть эффективно улучшена обеспечением части пересечения.
[0065] Дополнительно, посредством обеспечения двух или более частей пересечения отдельная область, расположенная между соседними армирующими элементами 120 внешней части 110, становится еще меньше. В результате отношение толщины листа к площади отдельной области относительно увеличивается; следовательно, жесткость при растяжении может быть дополнительно улучшена. Таким образом, жесткость при растяжении может быть эффективно улучшена.
[0066] В части пересечения вогнутые участки 122а и 124а обеспечены в первом и втором армирующих элементах 122 и 124 соответственно; тем самым толщина каждого первого армирующего элемента 122 и второго армирующего элемента 124 уменьшена в направлении, перпендикулярном внешней части 110. Таким образом, первый и второй армирующие элементы 122 и 124 и внешняя часть 110 могут быть прикреплены или соединены вместе также в соседней области, включающей часть пересечения, и жесткость при растяжении может быть эффективно улучшена.
[0067] ФИГ. 13 представляет собой характерную схему, показывающую в отношении ФИГ. 8 и ФИГ. 9 взаимосвязи между прикладываемой нагрузкой индентора 140 и величиной смещения, полученные моделированием для оценки жесткости. Результат моделирования, показанный на ФИГ. 13, показывает случай, когда толщина внешней части 110 составляет 0,4 мм, и ни первый армирующий элемент 122, ни второй армирующий элемент 124 не соединены с внешней частью 110 (Изобретательский Пример 1, характеристики, показанные сплошной линией), и случай, когда толщина внешней части 110 составляет 0,4 мм, и первый армирующий элемент 122 и второй армирующий элемент 124 соединены с внешней частью 110 (Изобретательский Пример 2, характеристики которого показаны чередующейся длинной и двумя короткими штриховыми линиями). Результат моделирования, показанный на ФИГ. 13 показывает, для сравнения, также характеристики в случае, когда толщина внешней части 110 составляет 0,7 мм и отсутствует армирующий элемент (чередующиеся длинная и короткая штриховые линии), и характеристики в случае, когда толщина внешнего материала 110 составляет 0,4 мм и нет армирующего элемента (пунктирная линия).
[0068] Толщина обычной автомобильной внешней части или внешней панели при текущем использовании составляет приблизительно 0,7 мм и эквивалентна характеристикам чередующихся длинной и короткой штриховых линий. Как показано на ФИГ. 13, Изобретательский Пример 2 (чередующаяся длинная и две короткие пунктирные линии), в котором первый армирующий элемент 122 и второй армирующий элемент 124 соединены с внешней частью 110, дал результат, в котором величина смещения в отношении приложения нагрузки равна или больше, чем в характеристиках, в случае, когда толщина внешней части 110 составляет 0,7 мм и отсутствует армирующий элемент (чередующиеся длинные и короткие штриховые линии). В частности, в Изобретательском Примере 2, когда нагрузка составляет более 80 Н, величина смещения в отношении к приложенной нагрузке намного ниже, чем в характеристиках чередующихся длинной и короткой штриховой линии. Дополнительно, в характеристиках Изобретательского Примера 1 (сплошная линия), в котором ни первый армирующий элемент 122, ни второй армирующий элемент 124 не были соединены с внешней частью 110, величина смещения в отношении приложенной нагрузки была немного больше, чем в характеристиках чередующейся длинной и короткой штриховой линии, но была равной таковой в характеристиках чередующихся длинной и короткой штриховых линий, когда приложенная нагрузка составляла приблизительно 200 Н. Следовательно, согласно настоящему варианту выполнения, уменьшение жесткости при растяжении может быть надежно предотвращено, даже если толщина внешней части 110 установлена на 0,4 мм, что намного тоньше, чем в настоящее время. Таким образом, толщина внешней части 110 может быть уменьшена, например, до приблизительно 0,4 мм, а внешняя панель 100 может быть значительно уменьшена в весе.
[0069] Как показано характеристиками пунктирной линии на ФИГ. 13, в характеристиках в случае, когда толщина внешней части 110 составляет 0,4 мм и отсутствует армирующий элемент, величина смещения в отношении прикладываемой нагрузки намного больше, чем в других характеристиках. Это показывает, что внешняя часть 110 деформируется в значительной степени, когда внешняя панель продавлена. Следовательно, в случае, когда толщина составляет 0,4 мм и отсутствует армирующий элемент, внешнюю часть трудно использовать в качестве автомобильной внешней панели.
[0070] Согласно настоящему варианту выполнения, как описано выше, множество первых армирующих элементов 122 и множество вторых армирующих элементов 124 может быть расположено в решетчатой конфигурации и прикреплено к внешней части 110, и ударная нагрузка может быть вызвана, главным образом, для поглощения упругой деформацией; таким образом, свойства сопротивления столкновению могут быть значительно улучшены. Таким образом, автомобильная внешняя панель, в которой достигнуто снижение веса, может обеспечить превосходные свойства сопротивления столкновению.
[0071] Кроме того, армирующие элементы 120 расположены на внешней части 110, образованной из листа толщиной приблизительно 0,4 мм, и прикреплены к ней и, таким образом, жесткость при растяжении может быть значительно увеличена. Таким образом, деформация внешней панели 100 может быть предотвращена, даже когда пользователь касается внешней панели 100, образованной из тонкого листа, или пользователь давит на внешнюю панель 100.
[0072] Предпочтительный(ые) вариант(ы) выполнения настоящего изобретения был(и) описан(ы) выше со ссылкой на сопроводительные чертежи, хотя настоящее изобретение не ограничено приведенными выше примерами. Специалист в области техники может найти различные изменения и модификации в пределах объема прилагаемой формулы изобретения, и следует понимать, что они естественным образом подпадают под технический объем настоящего изобретения.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ
[0073]
100 внешняя панель
110 внешняя часть
120 армирующий элемент
122 первый армирующий элемент
124 второй армирующий элемент