ЭЛЕМЕНТ АВТОМОБИЛЯ
ELEMENT OF THE VEHICLE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0001]
Настоящее изобретение относится к элементу автомобиля.
В заявке испрашивается приоритет по заявке на патент Японии №2014-181190, поданной 05 сентября 2014 г., и заявке на патент Японии №2015-015694, поданной 29 января 2015 г., содержимое которых включено сюда путем ссылки.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002]
Большинство корпусов кузовов автомобильных транспортных средств, имеющих так называемую монококовую конструкцию, оборудованы платформой, левой и правой сторонами кузова и отсеком двигателя, обеспеченным в передней части корпуса кузова. Платформа имеет панель пола. Левая и правая стороны кузова установлены на обеих сторонах платформы. Отсек двигателя имеет передний боковой элемент в качестве составного элемента.
[0003]
Каждая сторона кузова имеет переднюю стойку, среднюю стойку, боковой брус крыши и боковой порог (ограничитель). Боковой брус крыши приварен к соответственным верхним концевым участкам передней стойки и средней стойки. Контактная точечная сварка (сокращается до точечной сварки ниже), лазерная сварка и т.п. главным образом используются для сварки элемента автомобиля. Боковой порог приварен к соответственным нижним концевым участкам передней стойки и средней стойки и переднему концевому участку внешней части задней колесной арки.
[0004]
В общем, боковой порог оборудован внутренней панелью бокового порога, имеющей по существу корытообразную форму поперечного сечения, и внешней панелью бокового порога, имеющей по существу корытообразную форму поперечного сечения. И внутренняя панель бокового порога, и внешняя панель бокового порога имеют верхнюю пластину, две боковые стенки, соединенные с этой верхней пластиной, и направленные наружу фланцы, соединенные с двумя боковыми стенками соответственно. Выполненный за одно целое боковой порог образован посредством точечной сварки двух направленных наружу фланцев внутренней панели бокового порога и двух направленных наружу фланцев внешней панели бокового порога друг с другом в состоянии внахлестку. Боковой порог, образованный таким образом, представляет собой вытянутый полый трубчатый корпус.
Боковой порог приварен точечной сваркой к панели пола посредством направленных вверх фланцев, образованных на обеих сторонах передней панели пола. Любой прогиб, возникающий в результате упругой деформации панели пола во время передвижения транспортного средства, подавляется боковым порогом. Таким образом, боковой порог дает желаемую жесткость на изгиб и жесткость на кручение корпусу кузова. Более того, во время столкновения транспортного средства боковой порог деформируется из-за нагрузки удара и поглощает энергию удара. В результате обеспечивается безопасность пассажиров во время столкновения транспортного средства.
[0005]
Боковой порог представляет собой элемент, который поглощает энергию удара, вызывая так называемую деформацию трехточечного изгиба главным образом во время бокового столкновения. По этой причине в предшествующем уровне техники проектирование и разработка бокового порога были выполнены посредством принятия увеличивающейся величины поглощения энергии удара (EA) в отношении деформации трехточечного изгиба в качестве главной проектной цели.
При этом в последнее время для того, чтобы дополнительно улучшать характеристики безопасности при столкновении транспортного средства, начинает приниматься испытание на фронтальное столкновение или испытание на заднее столкновение, при котором предполагается небольшое перекрытие (SOI). В испытании на фронтальное столкновение с небольшим перекрытием транспортное средство заставляют сталкиваться с неподвижным барьером на скорости 64 км/ч так, что 25%-ная часть общей ширины транспортного средства в переднем концевом участке транспортного средства ударяется об неподвижный барьер. При таком фронтальном столкновении с небольшим перекрытием неподвижный барьер приходит в столкновение снаружи ударопоглощающей конструкции (например, переднего бокового элемента или т.п.), обеспеченной в передней части транспортного средства. В связи с этим затруднительно достаточно поглощать энергию удара за счет ударопоглощающей конструкции передней части транспортного средства.
Однако в результате испытания на фронтальное столкновение с небольшим перекрытием оказалось, что деформация осевого смятия возникает в боковом пороге во время столкновения, и тем самым энергия удара поглощается боковым порогом. По этой причине, с точки зрения улучшения характеристик безопасности при столкновении транспортного средства увеличивающиеся величины поглощения энергии удара в отношении двух различных видов деформации, таких как деформация трехточечного изгиба и деформация осевого смятия, настоятельно требуются для современных боковых порогов.
[0006]
Как описано выше, передний концевой участок бокового порога приварен точечной сваркой к нижнему концевому участку (нижней части передней стойки) передней стойки, по существу центральный участок бокового порога в его продольном направлении приварен точечной сваркой к нижнему концевому участку средней стойки и задний концевой участок бокового порога приварен точечной сваркой к переднему концевому участку внешней части колесной арки. Во время столкновения транспортного средства раннее разрушение (точечное разрушение) часто возникает с каждой из сварной точки между боковым порогом и нижней частью передней стойки, сварной точки между боковым порогом и стойкой B и сварной точки между боковым порогом и внешней частью колесной арки в качестве начальной точки. Известно, что из-за этого раннего точечного разрушения принципы проектирования пути нагрузки для распространения энергии удара последовательно на конструктивные элементы и поглощения энергии удара не могут быть реализованы в достаточной степени, и величина поглощения энергии удара уменьшается.
[0007]
Конструкция передней части кузова транспортного средства, выполненная так, что поперечное сечение бокового порога в вертикальном направлении транспортного средства изменяется в продольном направлении транспортного средства для того, чтобы улучшать характеристики безопасности при фронтальном столкновении транспортного средства, раскрыта в патентном документе 1. Дополнительно, технология образования выполненного за одно целое бокового порога посредством сварки вырезанного и выступающего участка, образованного в верхней поверхности внутренней панели бокового порога, и прорези, образованной в верхней поверхности внешней панели бокового порога в состоянии, когда они выполнены совпадающими друг с другом для того, чтобы улучшать собираемость и свариваемость внутренней панели бокового порога и внешней панели бокового порога, раскрыта в патентном документе 2.
[0008]
Фиг. 16 представляет собой вид сверху, частично иллюстрирующий ситуацию расположения переднего бокового элемента 40 упрощенным образом. Поперечное сечение по A-A в целом проиллюстрировано на Фиг. 16. Фиг. 17 представляет собой вид сверху, иллюстрирующий деформационное поведение переднего бокового элемента 40 при фронтальном столкновении упрощенным образом.
[0009]
Как проиллюстрировано на Фиг. 16, в общем, передний боковой элемент 40 имеет корытообразную панель 41, имеющую постоянную форму поперечного сечения (форму корыта) в направлении оси материала, и плоскую пластинообразную закрывающую пластину 42. Корытообразная панель 41 имеет верхнюю пластину 41а, две боковые стенки 41b, соединенные с верхней пластиной 41а, и направленные наружу фланцы 41с, соединенные с двумя боковыми стенками 41b соответственно. Выполненный за одно целое передний боковой элемент 40 образован посредством точечной сварки двух направленных наружу фланцев 41с корытообразной панели 41 и закрывающей пластины 42 в состоянии внахлестку. Передний боковой элемент 40, образованный таким образом, представляет собой вытянутый полый трубчатый корпус. Передний боковой элемент 40 расположен внутри отсека 43 двигателя передней части кузова транспортного средства.
[0010]
Два направленных наружу фланца 41с корытообразной панели 41 расположены снаружи транспортного средства. По этой причине широкая плоская боковая стенка 41b переднего бокового элемента 40 может быть использована как установочная поверхность кронштейна 46 для установки двигателя. Соответственно, компоненты вблизи отсека 43 двигателя, такие как кронштейн 46 для установки двигателя, который поддерживает поперечно установленный двигатель 44, могут быть определенно зафиксированы на верхней поверхности (боковой стенке 41b) переднего бокового элемента 40. Дополнительно, во время фронтального столкновения, как проиллюстрировано обведенным кружком участком на Фиг. 17, передний боковой элемент 40 может изгибаться и деформироваться в направлении внутрь транспортного средства. Дополнительно, в случае, когда направленные наружу фланцы 41с расположены внутри транспортного средства, передний боковой элемент 40 может изгибаться в направлении внутрь транспортного средства во время фронтального столкновения.
[0011]
Таким образом, передний боковой элемент 40 дает желаемую жесткость на изгиб и жесткость на кручение корпусу кузова и поддерживает важные компоненты, такие как тяжелые предметы, такие как двигатель 44 и подвеска. Дополнительно, во время фронтального столкновения транспортного средства передний боковой элемент 40 деформируется из-за нагрузки удара, прикладываемой посредством переднего краш-бокса 45 (см. Фиг. 16), расположенного на его переднем концевом участке, и поглощает энергию столкновения. В результате подавляется деформация пассажирского отсека и обеспечивается безопасность пассажиров.
[0012]
Передний боковой элемент, имеющий корытообразную панель, расположенную внутри транспортного средства, и закрывающую пластину, расположенную снаружи транспортного средства, раскрыт в патентном документе 3. В технологии, раскрытой в патентном документе 3, передний боковой элемент не имеет возможности легкого искривления из-за силы удара при фронтальном столкновении посредством разработки конструкции участка изгиба, который присутствует в продольном направлении переднего бокового элемента. Согласно этой технологии сила удара при фронтальном столкновении эффективно ослабляется, и деформация кузова транспортного средства подавляется.
ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫ
[0013]
Патентный документ 1: патент Японии №2689595
Патентный документ 2: Нерассмотренная заявка на патент Японии, первая публикация №H3-184685
Патентный документ 3: Нерассмотренная заявка на патент Японии, первая публикация №2014-40209
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ПРОБЛЕМЫ, РЕШАЕМЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЕМ
[0014]
Боковой порог, раскрытый в патентном документе 1, разработан не с целью улучшения характеристик безопасности при боковом столкновении транспортного средства и имеет возможности для улучшения с точки зрения улучшения безопасности при боковом столкновении. Дополнительно, боковой порог, раскрытый в патентном документе 2, не может улучшать величину поглощения энергии удара в отношении двух различных видов деформации, таких как деформация трехточечного изгиба и деформация осевого смятия.
[0015]
Фиг. 18 представляет собой поясняющий вид, схематически иллюстрирующий проблемы переднего бокового элемента 40, проиллюстрированного на Фиг. 16. В дополнение, передний боковой элемент, раскрытый в патентном документе 3, также имеет такие же проблемы.
[0016]
Если нагрузка удара прикладывается к переднему боковому элементу 40 посредством краш-бокса 45 во время фронтального столкновения, как проиллюстрировано обведенным кружком участком на Фиг. 18, сваренный точечной сваркой участок (место, соединенное точечной сваркой) между направленными наружу фланцами 41с корытообразной панели 41 и закрывающей пластиной 42 разрушается на ранней стадии на передней концевой стороне переднего бокового элемента 40, и закрывающая пластина 42 отрывается от корытообразной панели 41. Если такое явление (точечное разрушение) возникает на передней концевой стороне переднего бокового элемента 40, величина поглощения энергии удара в остальных местах переднего бокового элемента 40 уменьшается.
[0017]
Таким образом, в предшествующих боковых порогах величина поглощения энергии удара в отношении двух различных видов деформации, таких как деформация трехточечного изгиба и деформация осевого смятия, не может быть улучшена. Дополнительно, в предшествующем переднем боковом элементе подавление возникновения точечного разрушения во время фронтального столкновения при сохранении устанавливаемости кронштейна для установки двигателя не возможно.
[0018]
Изобретение было выполнено с точки зрения вышеуказанных обстоятельств, и его целью является обеспечение элемента автомобиля, в котором два свойства, которые не могли быть совместимы друг с другом в предшествующем уровне техники, совместимы друг с другом.
СРЕДСТВА РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ
[0019]
Настоящие изобретатели повторили глубокое изучение для того, чтобы решать вышеуказанные проблемы, и вследствие этого смогли получить знания, приведенные ниже, и дополнительно повторили изучение для завершения изобретения.
[0020]
(A) Посредством выполнения положений соединения внахлестку внутренней панели бокового порога (внутренней панели) и внешней панели бокового порога (внешней панели) отличными друг от друга в продольном направлении бокового порога величина поглощения энергии удара в отношении деформации трехточечного изгиба, возникающей в боковом пороге во время бокового столкновения, может быть увеличена. Даже в случае, когда деформация осевого смятия возникает в боковом пороге во время фронтального столкновения или заднего столкновения, включая столкновение с небольшим перекрытием, возникновение точечного разрушения может быть подавлено. Соответственно, величина поглощения энергии удара в отношении деформации осевого смятия бокового порога увеличивается.
[0021]
(B) Посредством выполнения положений соединения внахлестку двух направленных наружу фланцев внутренней панели переднего бокового элемента (внутренней панели), образующей передний боковой элемент, и двух направленных наружу фланцев внешней панели переднего бокового элемента (внешней панели) отличными друг от друга в участке на передней концевой стороне в продольном направлении переднего бокового элемента и другого участка возникновение точечного разрушения во время фронтального столкновения может быть подавлено при надежном обеспечении установочной поверхности кронштейна для установки двигателя.
[0022]
Изобретение применяет следующие средства для того, чтобы решать вышеуказанные проблемы для достижения актуальной цели.
1
1
2
2
1~2
1~2
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
1~2
1
2
1~2
1
2
(1) Элемент автомобиля, относящийся к аспекту изобретения, представляет собой элемент автомобиля замкнутого поперечного сечения, включающий в себя внутреннюю панель, имеющую верхнюю пластину и две боковые стенки, соединенные с верхней пластиной, и внешнюю панель, имеющую верхнюю пластину и две боковые стенки, соединенные с верхней пластиной, и участки соединения, в которых краевые участки двух боковых стенок внутренней панели соответственно соединены с краевыми участками двух боковых стенок внешней панели. Элемент автомобиля включает в себя первую область, продолжающуюся назад от переднего концевого участка элемента автомобиля; первую переходную область, продолжающуюся назад непрерывно с первой областью; и вторую область, продолжающуюся назад непрерывно с первой переходной областью. Когда высота боковых стенок внешней панели в первой области определена как внешняя высота ho первой области, а высота боковых стенок внутренней панели в первой области определена как внутренняя высота hi первой области, когда высота боковых стенок внешней панели во второй области определена как внешняя высота ho второй области, а высота боковых стенок внутренней панели во второй области определена как внутренняя высота hi второй области, и когда высота боковых стенок внешней панели в первой переходной области определена как внешняя высота ho первой переходной области, а высота боковых стенок внутренней панели в первой переходной области определена как внутренняя высота hi первой переходной области, в первой области внешняя высота ho первой области и внутренняя высота hi первой области имеют постоянные значения, и разница между внешней высотой ho первой области и внутренней высотой hi первой области меньше, чем разница между внешней высотой ho второй области и внутренней высотой hi второй области, во второй области внешняя высота ho второй области имеет постоянное значение, большее, чем внутренняя высота hi второй области, или внешняя высота ho второй области имеет постоянное значение, меньшее, чем внутренняя высота hi второй области, и в первой переходной области внешняя высота ho первой переходной области непрерывно изменяется между внешней высотой ho первой области и внешней высотой ho второй области, а внутренняя высота hi первой переходной области непрерывно изменяется между внутренней высотой hi первой области и внутренней высотой hi второй области.
[0023]
(2) Элемент автомобиля, описанный в вышеуказанном пункте (1), может представлять собой каркасный элемент кузова автомобильного транспортного средства.
[0024]
(3) В элементе автомобиля, описанном в вышеуказанном пункте (2), внутренняя панель может представлять собой внутреннюю панель бокового порога, внешняя панель может представлять собой внешнюю панель бокового порога, а каркасный элемент может представлять собой боковой порог.
[0025]
(4) В элементе автомобиля, описанном в вышеуказанном пункте (3), участок соединения нижней части передней стойки, который представляет собой место, с которым соединена нижняя часть передней стойки, может быть обеспечен в области, включающей в себя передний концевой участок в первой области, а участок соединения средней стойки, который представляет собой место, с которым соединена средняя стойка, может быть обеспечен в по меньшей мере участке второй области. Первая область может представлять собой область до положения, которое находится на расстоянии 150 мм или меньше сзади от заднего конца участка соединения нижней части передней стойки каркасного элемента, а вторая область может представлять собой область между положением, которое находится на расстоянии 150 мм или меньше впереди от участка соединения средней стойки, и положением, которое находится на расстоянии 150 мм или меньше сзади от участка соединения средней стойки.
[0026]
(5) В элементе автомобиля, описанном в вышеуказанных пунктах (3) или (4), следующее выражение отношения (а) может быть удовлетворено в первой области и следующее выражение отношения (b) может быть удовлетворено во второй области.
1
1
1
1
1
0,40 × (hi+ho) ≤ho≤0,60 × (hi+ho)... (a)
2
2
2
2
2
0,10 × (hi+ho) ≤hi≤0,40 × (hi+ho)... (b)
[0027]
3
3
2~3
2~3
3
3
3
3
2
2
2~3
2
3
2~3
2
3
(6) Элемент автомобиля, описанный в любом из вышеуказанных пунктов (3)-(5), может дополнительно включать в себя вторую переходную область, продолжающуюся назад непрерывно со второй областью; и третью область, продолжающуюся до заднего концевого участка элемента автомобиля назад непрерывно со второй переходной областью. Когда высота боковых стенок внешней панели в третьей области определена как внешняя высота ho третьей области, а высота боковых стенок внутренней панели в третьей области определена как внутренняя высота hi третьей области, и когда высота боковых стенок внешней панели во второй переходной области определена как внешняя высота ho второй переходной области, а высота боковых стенок внутренней панели во второй переходной области определена как внутренняя высота hi второй переходной области, в третьей области внешняя высота ho третьей области и внутренняя высота hi третьей области могут иметь постоянные значения, и разница между внешней высотой ho третьей области и внутренней высотой hi третьей области может быть меньше, чем разница между внешней высотой ho второй области и внутренней высотой hi второй области, и во второй переходной области внешняя высота ho второй переходной области может непрерывно изменяться между внешней высотой ho второй области и внешней высотой ho третьей области, а внутренняя высота hi второй переходной области может непрерывно изменяться между внутренней высотой hi второй области и внутренней высотой hi третьей области.
[0028]
(7) В элементе автомобиля, описанном в вышеуказанном пункте (6), следующее выражение отношения (с) может быть удовлетворено в третьей области.
3
3
3
3
3
0,40 × (hi+ho) ≤ho≤0,60 × (hi+ho)... (c)
[0029]
(8) В элементе автомобиля, описанном в любом из вышеуказанном пунктов (4)-(7), нижняя часть передней стойки может быть соединена с участком соединения нижней части передней стойки, а средняя стойка может быть соединена с участком соединения средней стойки.
[0030]
(9) В элементе автомобиля, описанном в вышеуказанном пункте (2), внутренняя панель может представлять собой внутреннюю панель переднего бокового элемента, внешняя панель может представлять собой внешнюю панель переднего бокового элемента, а каркасный элемент может представлять собой передний боковой элемент.
[0031]
(10) В элементе автомобиля, описанном в вышеуказанном пункте (9), следующее выражение отношения (a) может быть удовлетворено в первой области.
1
1
1
1
1
0,40 × (hi+ho) ≤ho≤0,60 × (hi+ho)... (a)
[0032]
(11) В элементе автомобиля, описанном в вышеуказанных пунктах (9) или (10), первая область представляет собой область между передним концевым участком и положением, которое находится на расстоянии 400 мм или меньше сзади от переднего концевого участка.
[0033]
(12) В элементе автомобиля, описанном в любом из вышеуказанных пунктов (9)-(11), вторая область может представлять собой область, которая находится за положением, которое находится на расстоянии 150 мм или больше от переднего концевого участка.
[0034]
(13) В элементе автомобиля, описанном в любом из вышеуказанных пунктов (9)-(12), следующее выражение отношения (d) или следующее выражение отношения (e) могут быть удовлетворены во второй области.
2
2
2
0≤hi≤0,40 × (hi+ho)... (d)
2
2
2
0≤ho≤0,40 × (hi+ho)... (e)
[0035]
(14) В элементе автомобиля, описанном в любом из вышеуказанных пунктов (1)-(13), в по меньшей мере участках участков соединения краевые участки могут представлять собой фланцы, которые соединены так, чтобы быть образованными в двух боковых стенках каждой из внутренней панели и внешней панели.
[0036]
(15) В элементе автомобиля, описанном в вышеуказанном пункте (14), в по меньшей мере участках участков соединения фланцы, образованные во внутренней панели, могут быть подвергнуты обработке с загибом кромок так, чтобы покрывать фланцы, образованные во внешней панели, или фланцы, образованные во внешней панели, могут быть подвергнуты обработке с загибом кромок так, чтобы покрывать фланцы, образованные во внутренней панели.
[0037]
(16) В элементе автомобиля, описанном в любом из вышеуказанных пунктов (1)-(13), в по меньшей мере участках участка соединения краевые участки двух боковых стенок внутренней панели могут быть соответственно наложены внахлестку и соединены с краевыми участками двух боковых стенок внешней панели.
[0038]
(17) В элементе автомобиля, описанном в любом из вышеуказанных пунктов (1)-(16), соединение может быть выполнено с использованием контактной точечной сварки.
[0039]
2
2
2
2
(18) В элементе автомобиля, описанном в любом из вышеуказанных пунктов (1)-(17), когда прочность на разрыв внешней панели определена как TSo (МПа), толщина пластины внешней панели определена как to (мм), прочность на разрыв внутренней панели определена как TSi (МПа) и толщина пластины внутренней панели определена как ti (мм), следующее выражение отношения (f) может быть удовлетворено в случае, когда внешняя высота ho второй области больше, чем внутренняя высота hi второй области, и следующее выражение отношения (g) может быть удовлетворено в случае, когда внешняя высота ho второй области меньше, чем внутренняя высота hi второй области.
TSo × to < TSi × ti... (f)
TSo × to > TSi × ti... (g)
[0040]
(19) Элемент автомобиля, относящийся к другому аспекту изобретения, представляет собой элемент автомобиля замкнутого поперечного сечения, включающий в себя внутреннюю панель, имеющую верхнюю пластину и две боковые стенки, соединенные с верхней пластиной, и внешнюю панель, имеющую верхнюю пластину и две боковые стенки, соединенные с верхней пластиной, и участки соединения, в которых краевые участки двух боковых стенок внутренней панели соответственно соединены с краевыми участками двух боковых стенок внешней панели. Когда прочность на разрыв внешней панели определена как TSo (МПа), и толщина пластины внешней панели определена как to (мм), прочность на разрыв внутренней панели определена как TSi (МПа), толщина пластины внутренней панели определена как ti (мм), высота боковых стенок внешней панели определена как внешняя высота ho, и высота боковых стенок внутренней панели определена как внутренняя высота hi, внешняя высота ho и внутренняя высота hi имеют постоянные значения, соответственно, в направлении длины элемента автомобиля, следующее выражение отношения (f) удовлетворяется в случае, когда внешняя высота ho больше, чем внутренняя высота hi, и следующее выражение отношения (g) удовлетворяется в случае, когда внешняя высота ho меньше, чем внутренняя высота hi.
TSo × to < TSi × ti... (f)
TSo × to > TSi × ti... (g)
[0041]
(20) В элементе автомобиля, описанном в вышеуказанном пункте (19), элемент автомобиля представляет собой боковой порог, и боковой порог может иметь внутреннюю панель бокового порога в качестве внутренней панели и иметь внешнюю панель бокового порога в качестве внешней панели.
[0042]
(21) В элементе автомобиля, описанном в вышеуказанном пункте (19), элемент автомобиля может представлять собой передний боковой элемент, и передний боковой элемент может иметь внешнюю панель переднего бокового элемента в качестве внешней панели и может иметь внутреннюю панель переднего бокового элемента в качестве внутренней панели.
[0043]
(22) В элементе автомобиля согласно любому из вышеуказанных пунктов (1)-(21) элемент автомобиля может быть образован посредством специально изготовленной сварной заготовки, специально изготовленной прокатной заготовки или комбинаций этих материалов.
Здесь специально изготовленная сварная заготовка (TWB) означает заготовку, полученную посредством интеграции двух или более типов стальных листов, имеющих различные толщины пластины, прочности на разрыв и т.п. в состоянии материала, друг с другом посредством сварки (например, стыковой сварки). Дополнительно, специально изготовленная прокатная заготовка (TRB) означает заготовку, полученную посредством изменения интервалов прокатных валков, тем самым изменения толщины пластины материала, при изготовлении материала.
[0044]
В изобретении «передний концевой участок» означает концевой участок элемента автомобиля, относящегося к изобретению, на передней стороне в направлении передвижения транспортного средства, оборудованного кузовом транспортного средства, на котором установлен элемент автомобиля, а «задний» означает задний в направлении передвижения.
[0045]
Высота боковых стенок в изобретении означает расстояние в направлении, ортогональном к верхней пластине, от внешней поверхности верхней пластины до внешней поверхности фланцев.
[0046]
«Элемент автомобиля», относящийся к изобретению, означает элемент, используемый для автомобилей, например, включает в себя каркасный элемент, который образует каркас кузова автомобильного транспортного средства, или элемент, отличный от каркасного элемента, установленного на кузове автомобильного транспортного средства. «Элемент автомобиля», относящийся к изобретению, включает в себя центральную стойку (среднюю стойку), брус крыши, переднюю стойку или т.п. в качестве каркасного элемента кузова автомобильного транспортного средства в дополнение к вышеуказанным боковому порогу и переднему боковому элементу и включает в себя составной элемент подрамника, который поддерживает подвеску, в качестве элемента, отличного от каркасного элемента кузова автомобильного транспортного средства.
ПРЕИМУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0047]
Согласно вышеуказанным аспектам изобретения, может быть обеспечен элемент автомобиля, в котором два свойства, которые не могли быть совместимы друг с другом в предшествующем уровне техники, совместимы друг с другом.
[0048]
Более конкретно, согласно вышеуказанным аспектам изобретения, могут быть обеспечены каркасные элементы кузова автомобильного транспортного средства, такие как боковой порог, в котором увеличены обе величины поглощения энергии удара в отношении двух различных видов деформации, таких как деформация трехточечного изгиба и деформация осевого смятия, и передний боковой элемент, в котором возникновение точечного разрушения во время фронтального столкновения может быть подавлено при сохранении устанавливаемости кронштейна для установки двигателя.
[0049]
Более конкретно относительно бокового порога, согласно вышеуказанным аспектам изобретения, величина поглощения энергии удара в отношении деформации трехточечного изгиба, возникающей в боковом пороге во время бокового столкновения, может быть увеличена. Даже в случае, когда деформация осевого смятия возникает в боковом пороге во время фронтального столкновения или заднего столкновения, включая столкновение с небольшим перекрытием, возникновение точечного разрушения может быть подавлено. Соответственно, величина поглощения энергии удара в отношении деформации осевого смятия бокового порога может быть увеличена.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0050]
Фиг. 1 представляет собой вид в перспективе, иллюстрирующий схематическую конфигурацию бокового порога, относящегося к первому варианту осуществления изобретения.
Фиг. 2 представляет собой поясняющий вид, схематически иллюстрирующий формы поперечного сечения боковых порогов примера настоящего изобретения и сравнительного примера, используемых для численного анализа деформации осевого смятия.
Фиг. 3 представляет собой поясняющий вид, схематически иллюстрирующий условия численного анализа деформации осевого смятия.
Фиг. 4 представляет собой график, иллюстрирующий величину поглощенной энергии удара EA (кДж), которая является результатом численного анализа деформации осевого смятия.
Фиг. 5 представляет собой поясняющий вид, иллюстрирующий условия численного анализа деформации трехточечного изгиба бокового порога, принятого в испытании на боковое столкновение, в котором предполагается случай, когда боковое столкновение произошло в участке соединения средней стойки бокового порога.
Фиг. 6 представляет собой поясняющий вид, иллюстрирующий условия численного анализа деформации трехточечного изгиба бокового порога, принятого в испытании на боковое столкновение, в котором предполагается случай, когда боковое столкновение произошло в участке соединения средней стойки бокового порога.
2
2
2
2
2
2
Фиг. 7 представляет собой поясняющий вид, иллюстрирующий образец для испытания сравнительного примера, в котором отношение высот (внешней высоты ho второй области и внутренней высоты hi второй области) боковых стенок во второй области составляет ho:hi=1:1, и образец для испытания примера настоящего изобретения, в котором ho:hi=3:1.
Фиг. 8 представляет собой график, иллюстрирующий поглощенную энергию столкновения EA (кДж), которая является результатом численного анализа деформации трехточечного изгиба испытания на боковое столкновение.
Фиг. 9A представляет собой поясняющий вид, иллюстрирующий пример первой модификации сопрягающейся структуры участков соединения внутренней панели бокового порога и внешней панели бокового порога.
Фиг. 9B представляет собой поясняющий вид, иллюстрирующий пример второй модификации сопрягающейся структуры участков соединения внутренней панели бокового порога и внешней панели бокового порога.
Фиг. 10 представляет собой вид в перспективе, иллюстрирующий схематическую конфигурацию переднего бокового элемента, относящегося ко второму варианту осуществления изобретения.
Фиг. 11 представляет собой вид сверху, частично иллюстрирующий ситуацию расположения переднего бокового элемента, относящегося ко второму варианту осуществления изобретения, упрощенным образом.
Фиг. 12А представляет собой вид сверху, иллюстрирующий схематическую конфигурацию бокового порога, относящегося к третьему варианту осуществления изобретения.
Фиг. 12B представляет собой вид в поперечном сечении по стрелке E-E бокового порога, проиллюстрированного на Фиг. 12A.
Фиг. 13A представляет собой поясняющий вид, схематически иллюстрирующий условия численного анализа деформации осевого смятия.
Фиг. 13B представляет собой вид, показывающий на графике отношение соответствия между значением произведения (TSo × to) прочности TSo на разрыв и толщины to пластины корытообразной панели на большей стороне корыта (внешней панели бокового порога) и толщиной to пластины.
Фиг. 14 представляет собой вид сверху, иллюстрирующий схематическую конфигурацию бокового порога 1А, относящегося к четвертому варианту осуществления изобретения.
Фиг. 15 представляет собой вид сверху, иллюстрирующий схематическую конфигурацию переднего бокового элемента 31А, относящегося к пятому варианту осуществления изобретения.
Фиг. 16 представляет собой вид сверху, частично иллюстрирующий ситуацию расположения переднего бокового элемента упрощенным образом в предшествующем уровне техники.
Фиг. 17 представляет собой вид сверху, иллюстрирующий деформационное поведение переднего бокового элемента при фронтальном столкновении упрощенным образом.
Фиг. 18 представляет собой поясняющий вид, схематически иллюстрирующий проблемы переднего бокового элемента, раскрытого в патентном документе 3, и переднего бокового элемента, проиллюстрированного на Фиг. 16.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0051]
Ниже варианты осуществления изобретения будут описаны подробно со ссылкой на чертежи.
[Первый вариант осуществления]
Сначала будет описан первый вариант осуществления изобретения. В первом варианте осуществления боковой порог, который представляет собой каркасный элемент кузова автомобильного транспортного средства, приведен в качестве примера элемента автомобиля, относящегося к изобретению. Этот боковой порог имеет внутреннюю панель бокового порога в качестве внутренней панели и имеет внешнюю панель бокового порога в качестве внешней панели. Несмотря на то, что случай, когда элемент автомобиля, относящийся к изобретению, имеет по существу четырехугольную форму поперечного сечения, приведен в качестве примера в последующем описании, изобретение также может быть применено к элементу автомобиля, имеющему, например, многоугольную форму поперечного сечения, такую как шестиугольная или восьмиугольная, которая имеет верхнюю сторону и нижнюю сторону, которые обращены друг к другу.
[0052]
Фиг. 1 представляет собой вид в перспективе, иллюстрирующий схематическую конфигурацию бокового порога 1, относящегося к первому варианту осуществления изобретения.
Боковой порог 1 имеет по меньшей мере внутреннюю панель 2 бокового порога и внешнюю панель 3 бокового порога. Внутренняя панель 2 бокового порога и внешняя панель 3 бокового порога представляют собой, соответственно, профильные стали, образованные из стальных листов с высокой прочностью на разрыв, имеющих толщину пластины 1,0 мм или больше. Несмотря на то, что не проиллюстрировано на Фиг. 1, боковой порог 1 обычно дополнительно имеет внешнюю панель бокового порога, которая представляет собой низкопрочный материал, имеющий толщину пластины 1,0 мм или меньше, в качестве внешней пластины. Средство усиления бокового порога (усиливающая пластина) может быть обеспечено между внутренней панелью 2 бокового порога и внешней панелью 3 бокового порога или между внешней панелью 3 бокового порога и внешней панелью бокового порога, служащей в качестве внешней пластины.
[0053]
Внутренняя панель 2 бокового порога имеет по меньшей мере верхнюю пластину 4 и две боковые стенки 6а и 6b, соединенные с верхней пластиной 4. Так как внутренняя панель 2 бокового порога изготовлена посредством обработки прессованием с использованием обычного гибочного формования или формования сжатием и обработки прокаткой с использованием гибочного формования, внутренняя панель 2 бокового порога имеет линии 5а и 5b ребер, соединенные с верхней пластиной 4 и боковыми стенками 6а и 6b.
[0054]
Дополнительно, краевые участки внутренней панели 2 бокового порога обеспечены направленными наружу фланцами 8а и 8b, соединенными с двумя боковыми стенками 6а и 6b. Направленные наружу фланцы 8а и 8b представляют собой соединяющиеся края, соединенные посредством, например, контактной точечной сварки или т.п. в состоянии, когда направленные наружу фланцы 8а и 8b наложены внахлестку на направленные наружу фланцы 13а и 13b, обеспеченные на краевых участках внешней панели 3 бокового порога. По этой причине внутренняя панель 2 бокового порога дополнительно имеет криволинейные участки 7а и 7b, соединенные с боковыми стенками 6а и 6b и направленными наружу фланцами 8а и 8b.
[0055]
Соответственные радиусы кривизны линий 5а и 5b ребер и криволинейных участков 7а и 7b представляют собой такие значения, что изготовление выполняется посредством вышеописанных обычных способов обработки, и составляют обычно 3-20 мм.
[0056]
Более того, внутренняя панель 2 бокового порога соединена с передней панелью 30 пола посредством направленного вверх фланца 30а, который приварен контактной точечной сваркой к верхней пластине 4.
[0057]
При этом внешняя панель 3 бокового порога имеет по меньшей мере верхнюю пластину 9 и две боковые стенки 11а и 11b, соединенные с верхней пластиной 9, подобно внутренней панели 2 бокового порога. Так как внешняя панель 3 бокового порога изготовлена посредством обработки прессованием с использованием обычного гибочного формования или формования сжатием или обработки прокаткой с использованием гибочного формования, внешняя панель 3 бокового порога имеет линии 10a и 10b ребер, соединенные с верхней пластиной 9 и боковыми стенками 11а и 11b.
[0058]
Дополнительно, краевые участки внешней панели 3 бокового порога обеспечены направленными наружу фланцами 13а и 13b, соединенными с двумя боковыми стенками 11а и 11b. Направленные наружу фланцы 13а и 13b представляют собой соединяющиеся края, соединенные посредством, например, контактной точечной сварки или т.п. в состоянии, когда направленные наружу фланцы 13а и 13b наложены внахлестку на направленные наружу фланцы 8а и 8b, обеспеченные на краевых участках внутренней панели 2 бокового порога. По этой причине внешняя панель 3 бокового порога дополнительно имеет криволинейные участки 12а и 12b, соединенные с боковыми стенками 11а и 11b и направленными наружу фланцами 13а и 13b.
[0059]
Соответственные радиусы кривизны линий 10a и 10b ребер и криволинейных участков 12а и 12b представляют собой такие значения, что изготовление выполняется посредством вышеописанных обычных способов обработки, и составляют обычно 3-20 мм.
[0060]
Несмотря на то, что случай, когда направленные наружу фланцы 8а и 8b соединены с направленными наружу фланцами 13а и 13b посредством контактной точечной сварки, был приведен в качестве примера в вышеуказанном описании, например, также возможно использование других способов соединения, таких как другие виды сварки, такие как лазерная сварка или электродуговая сварка, отличные от контактной точечной сварки, склеивание и пайка.
[0061]
Боковой порог 1 имеет первую область 14, первую переходную область 15, вторую область 16, вторую переходную область 17 и третью область 18.
[0062]
Первая область 14 продолжается назад от переднего концевого участка 1а бокового порога 1. Первая переходная область 15 продолжается назад непрерывно с первой областью 14. Вторая область 16 продолжается назад непрерывно с первой переходной областью 15. Вторая переходная область 17 продолжается назад непрерывно со второй областью 16. Более того, третья область 18 продолжается до заднего концевого участка 1b бокового порога 1 назад непрерывно со второй переходной областью 17. Задний концевой участок 1b третьей области 18 соединен с внешней панелью 21 задней колесной арки.
[0063]
1
1
Далее высота боковых стенок 11а и 11b внешней панели 3 бокового порога в первой области 14 определена как внешняя высота ho первой области, а высота боковых стенок 6а и 6b внутренней панели 2 бокового порога в первой области 14 определена как внутренняя высота hi первой области.
2
2
1~2
1~2
Высота боковых стенок 11а и 11b внешней панели 3 бокового порога во второй области 16 определена как внешняя высота ho второй области, а высота боковых стенок 6а и 6b внутренней панели 2 бокового порога во второй области 16 определена как внутренняя высота hi второй области. Высота боковых стенок 11а и 11b внешней панели 3 бокового порога в первой переходной области 15 определена как внешняя высота ho первой переходной области, а высота боковых стенок 6а и 6b внутренней панели 2 бокового порога в первой переходной области 15 определена как внутренняя высота hi первой переходной области.
3
3
2~3
2~3
Высота боковых стенок 11а и 11b внешней панели 3 бокового порога в третьей области 18 определена как внешняя высота ho третьей области, а высота боковых стенок 6а и 6b внутренней панели 2 бокового порога в третьей области 18 определена как внутренняя высота hi третьей области. Высота боковых стенок 11а и 11b внешней панели 3 бокового порога во второй переходной области 17 определена как внешняя высота ho второй переходной области, а высота боковых стенок 6а и 6b внутренней панели 2 бокового порога во второй переходной области 17 определена как внутренняя высота hi второй переходной области.
[0064]
1
1
1
1
2
2
В первой области 14 внешняя высота ho первой области и внутренняя высота hi первой области имеют постоянные значения, и разница между внешней высотой ho первой области и внутренней высотой hi первой области меньше, чем разница между внешней высотой ho второй области и внутренней высотой hi второй области.
[0065]
2
2
Во второй области 16 внешняя высота ho второй области имеет постоянное значение, большее, чем внутренняя высота hi второй области.
[0066]
1~2
1
2
1~2
1
2
В первой переходной области 15 внешняя высота ho первой переходной области непрерывно изменяется между внешней высотой ho первой области и внешней высотой ho второй области, а внутренняя высота hi первой переходной области непрерывно изменяется между внутренней высотой hi первой области и внутренней высотой hi второй области.
[0067]
Участок 21 соединения нижней части передней стойки, который представляет собой место, с которым соединена нижняя часть стойки 19 А, проиллюстрированная двухточечной штрихпунктирной линией, обеспечен в области, включающей в себя передний концевой участок 1а бокового порога 1, в первой области 14. Дополнительно, по меньшей мере участок второй области 16 обеспечен участками соединения средней стойки (передним участком 22 соединения средней стойки и задним участком 23 соединения средней стойки), которые представляют собой место, с которым соединена стойка 20 B, проиллюстрированная двухточечной штрихпунктирной линией.
[0068]
Первая область 14 представляет собой область до положения, которое находится на расстоянии 150 мм или меньше сзади от заднего конца участка 21 соединения нижней части передней стойки бокового порога 1. Несмотря на то, что нижняя часть стойки 19 A нависает над боковым порогом 1 в примере, проиллюстрированном на Фиг. 1, задний концевой участок нижней части стойки 19 A и передний концевой участок 1а бокового порога 1 могут быть расположены встык и соединены друг с другом. В любом случае первая область 14 представляет собой область до положения, которое находится на расстоянии 150 мм или меньше сзади от заднего конца участка 21 соединения нижней части передней стойки.
[0069]
Дополнительно, вторая область 16 представляет собой область между положением, которое находится на расстоянии 150 мм или меньше впереди от участка соединения средней стойки (переднего участка 22 соединения средней стойки), и положением, которое находится на расстоянии 150 мм или меньше сзади от участка соединения средней стойки (заднего участка 23 соединения средней стойки).
[0070]
3
3
3
3
2
2
При этом в третьей области 18 внешняя высота ho третьей области и внутренняя высота hi третьей области имеют постоянные значения, и разница между внешней высотой ho третьей области и внутренней высотой hi третьей области меньше, чем разница между внешней высотой ho второй области и внутренней высотой hi второй области.
[0071]
2~3
2
3
2~3
2
3
Во второй переходной области 17 внешняя высота ho второй переходной области непрерывно изменяется между внешней высотой ho второй области и внешней высотой ho третьей области, а внутренняя высота hi второй переходной области непрерывно изменяется между внутренней высотой hi второй области и внутренней высотой hi третьей области.
[0072]
1
1
2
2
1~2
1~2
3
3
2~3
2~3
Посредством установки внешней высоты ho первой области, внутренней высоты hi первой области, внешней высоты ho второй области, внутренней высоты hi второй области, внешней высоты ho первой переходной области, внутренней высоты hi первой переходной области, внешней высоты ho третьей области, внутренней высоты hi третьей области, внешней высоты ho второй переходной области и внутренней высоты второй переходной области hi, как описано выше, величина поглощения энергии удара в отношении деформации трехточечного изгиба бокового порога 1, вызываемой во время бокового столкновения, может быть увеличена. Даже в случае, когда деформация осевого смятия возникает в боковом пороге 1 во время фронтального столкновения или заднего столкновения, включая столкновение с небольшим перекрытием, возникновение точечного разрушения также может быть подавлено и, соответственно, величина поглощения энергии удара в отношении деформации осевого смятия бокового порога 1 может быть увеличена. Ниже будут описаны причины.
[0073]
Как описано выше, требуется, чтобы первая область 14 и третья область 18 имели превосходные свойства осевого смятия. Однако эти превосходные свойства осевого смятия требуются не только в случае, когда входное направление нагрузки удара совпадает с направлением оси материала (направлением длины) бокового порога 1, но и в случае, когда входное направление представляет собой направление, отклоненное, например, на около 10 градусов от этого направления оси материала.
[0074]
Фиг. 2(a) и Фиг. 2(b) представляют собой пояснительные виды, схематически иллюстрирующие формы поперечного сечения образца 24 для испытания бокового порога примера настоящего изобретения и образца 25 для испытания бокового порога сравнительного примера, используемых для численного анализа деформации осевого смятия, выполняемого настоящими изобретателями. Дополнительно, Фиг. 3(a)-3(e) представляют собой пояснительные виды, схематически иллюстрирующие условия численного анализа деформации осевого смятия.
[0075]
1
1
1
1
1
1
Настоящие изобретатели выполняют испытание с численным анализом на деформацию осевого смятия, в котором предполагается передняя концевая секция бокового порога, которая проиллюстрирована на Фиг. 3(a)-3(e), с использованием образца 24 для испытания примера настоящего изобретения, в котором отношение внешней высоты ho первой области и внутренней высоты hi первой области составляет ho:hi=1:1, и образца 25 для испытания сравнительного примера, в котором отношение составляет ho:hi=3:1, как проиллюстрировано на Фиг. 2(a) и 2(b).
В дополнение, толщина t пластины образцов 24 и 25 для испытания составляла 1,4 мм, их прочность на разрыв составляла 980 МПа, а их общая длина составляла 350 мм. Контактная точечная сварка была выполнена в девяти точках, установленных с интервалами, равными 40 мм, в направлении оси материала образцов 24 и 25 для испытания. Условие сварки было установлено таким, что диаметр ядра сварной точки ядер сварных точек, образованных посредством контактной точечной сварки, стал 4√t (мм).
[0076]
В испытании с численным анализом на деформацию осевого смятия после того, как нижние концевые участки образцов 24 и 25 для испытания были зафиксированы, плоский пластинообразный жесткий корпус 26 заставили столкнуться с верхними концевыми участками образцов 24 и 25 для испытания в состоянии, когда жесткий корпус был параллелен или отклонен на 10° в отношении направления ширины образцов 24 и 25 для испытания. Скорость столкновения жесткого корпуса 26 с образцами 24 и 25 для испытания составляла 20 км/ч. Относительно соответственных условий анализа, проиллюстрированных на Фиг. 3(a)-3(e), было исследовано наличие/отсутствие точечного разрушения в случае, когда деформация осевого смятия была вызвана в пределах диапазона 150 мм в направлении оси материала образцов 24 и 25 для испытания из-за столкновения жесткого корпуса 26. Дополнительно, относительно соответственных условий анализа, проиллюстрированных на Фиг. 3(a)-3(e), была проанализирована величина поглощенной энергии удара EA (кДж) в случае, когда деформация осевого смятия была вызвана в пределах диапазона 150 мм в направлении оси материала образцов 24 и 25 для испытания из-за столкновения жесткого корпуса 26.
[0077]
Таблица 1 показывает результаты испытания наличия/отсутствия точечного разрушения. Фиг. 4 представляет собой график, иллюстрирующий результаты анализа величины поглощенной энергии удара EA (кДж) в отношении деформации осевого смятия.
[0078]
[Таблица 1]
Пример настоящего изобретения
Сравнительный пример
Фиг. 3(a)-3(e)
a
b
c
d
e
Наличие/отсутствие точечного разрушения
Нет
Нет
Нет
Нет
Да
[0079]
Как показано в Таблице 1 и на Фиг. 4, в образце 25 для испытания сравнительного примера, подвергнутого испытанию на условиях анализа, проиллюстрированных на Фиг. 3(e), отклоненный на 10° жесткий корпус 26 столкнулся с корытообразной панелью ближе к большей стороне корыта (корытообразной внешней панелью бокового порога, чья высота боковых стенок была большой), а не корытообразной панелью на меньшей стороне корыта (корытообразной внутренней панелью бокового порога, чья высота боковых стенок была маленькой). Соответственно, возникло точечное разрушение и, следовательно, величина поглощенной энергии удара EA уменьшилась.
[0080]
В отличие от этого, в образце 24 для испытания примера настоящего изобретения, подвергнутого испытанию на условиях анализа, проиллюстрированных на Фиг. 3(а) и 3(b), в любом из случая, когда жесткий корпус 26 заставили столкнуться с образцом для испытания в состоянии, когда жесткий корпус был параллелен направлению ширины образца 24 для испытания, и случая, когда жесткий корпус 26 заставили столкнуться с образцом для испытания в состоянии, когда жесткий корпус был отклонен на 10° в отношении направления ширины образца 24 для испытания, точечное разрушение не возникло. Как проиллюстрировано в таких результатах испытания, оказалось, что образец 24 для испытания примера настоящего изобретения имеет высокую устойчивость в отношении деформации осевого смятия по сравнению с образцом 25 для испытания сравнительного примера.
[0081]
Причины рассмотрены ниже. То есть в образце 25 для испытания сравнительного примера высота боковых стенок внешней панели бокового порога (корытообразной панели на большей стороне корыта) больше, чем высота боковых стенок внутренней панели бокового порога (корытообразной панели на меньшей стороне корыта), жесткость поверхности боковых стенок ниже, чем в образце 24 для испытания примера настоящего изобретения. По этой причине, особенно как проиллюстрировано на Фиг. 3(e), если нагрузка удара сначала вводится во внешнюю панель бокового порога, имеющую боковые стенки с низкой жесткостью поверхности, внешняя панель бокового порога в значительной степени деформируется, деформация сдвига в сварной точке (фланце), сваренной с внутренней панелью бокового порога, становится избыточный. В результате точечное разрушение возникает на ранней стадии.
[0082]
1
1
3
3
Таким образом, в первой области 14 и третьей области 18 бокового порога 1 внешняя высота ho первой области, внутренняя высота hi первой области, внешняя высота ho третьей области и внутренняя высота hi третьей области имеют постоянные значения соответственно. Соответственно, даже если деформация осевого смятия возникает из-за нагрузки удара в первой области 14 и третьей области 18 бокового порога 1, возникновение точечного разрушения может быть существенно подавлено. В результате уменьшение величины поглощенной энергии удара EA в отношении деформации осевого смятия может быть подавлено.
[0083]
Фиг. 5 и 6 представляют собой пояснительные виды, иллюстрирующие условия численного анализа деформации трехточечного изгиба бокового порога 27, принятого в испытании на боковое столкновение, в котором предполагается случай, когда боковое столкновение произошло в участке соединения средней стойки бокового порога.
[0084]
2
2
2
2
2
2
Дополнительно, Фиг. 7 представляет собой поясняющий вид, иллюстрирующий образец 29 для испытания сравнительного примера, в котором отношение внешней высоты ho второй области и внутренней высоты hi второй области, то есть ho:hi, составляет 1:1, и образец 30 для испытания примера настоящего изобретения, в котором ho:hi=3:1.
[0085]
Толщина пластины образцов 29 и 30 для испытания составляла 1,4 мм, а их прочность на разрыв составляла 980 МПа. Толщина пластины стойки 20 B составляла 1,4 мм, а ее прочность на разрыв составляла 590 МПа. Стойка 20 B была соединена с верхней пластиной бокового порога 27. Ограничительные условия обоих концов бокового порога 27 представляли собой полное ограничение всех периферий обоих концов, а ограничительные условия верхнего конца транспортного средства стойки 20 B представляли собой допущение вращательного перемещения и допущение перемещения только верхней стороны транспортного средства из исходного положения. Как проиллюстрировано на Фиг. 6, жесткий корпус 28 заставили столкнуться с горизонтально расположенными образцами 29 и 30 для испытания на скорости 20 км/ч сверху. Относительно соответственных образцов 29 и 30 для испытания, была проанализирована величина поглощенной энергии удара EA (кДж) в случае, когда ход жесткого корпуса 28 составлял 170 мм.
[0086]
Фиг. 8 иллюстрирует результаты анализа величины поглощенной энергии удара EA в отношении деформации трехточечного изгиба, проанализированной относительно соответственных образцов 29 и 30 для испытания. Как проиллюстрировано на Фиг. 8, может быть видно, что величина поглощенной энергии удара EA образца 30 для испытания примера настоящего изобретения существенно выше, чем величина поглощенной энергии удара EA образца 29 для испытания сравнительного примера.
[0087]
2
2
2
Причины рассмотрены ниже. То есть, если прикладывается нагрузка удара, возникающая в результате бокового столкновения, изгибающий момент прикладывается к внешней панели бокового порога через область соединения, соединенную со стойкой B. Если образец 29 для испытания сравнительного примера и образец 30 для испытания примера настоящего изобретения сравниваются друг с другом относительно внешней высоты ho второй области внешней панели бокового порога, внешняя высота ho второй области образца 29 для испытания сравнительного примера меньше, чем внешняя высота ho второй области образца 30 для испытания примера настоящего изобретения. По этой причине в случае, когда изгибающий момент прикладывается к внешней панели бокового порога образца 29 для испытания сравнительного примера, большая деформация возникает в сварной точке (фланце), сваренной с внутренней панелью бокового порога. В результате можно полагать, что величина поглощенной энергии удара EA образца 29 для испытания сравнительного примера становится меньше, чем величина поглощенной энергии удара EA образца 30 для испытания примера настоящего изобретения.
[0088]
Согласно настоящему варианту осуществления на основе вышеуказанных результатов анализа, величина поглощения энергии удара в отношении деформации трехточечного изгиба бокового порога 1, вызванной во время бокового столкновения, может быть увеличена. Даже в случае, когда деформация осевого смятия возникает в боковом пороге 1 во время фронтального столкновения или заднего столкновения, возникновение точечного разрушения также может быть подавлено. Соответственно, величина поглощения энергии удара в отношении деформации осевого смятия бокового порога 1 может быть увеличена.
[0089]
Желательно, чтобы первая область 14 представляла собой область до положения, которое находится на расстоянии 150 мм или меньше сзади от заднего конца участка 21 соединения нижней части передней стойки бокового порога 1. Так как первая область 14 представляет собой участок, который находится в пределах диапазона близко к голеностопу пассажира и соединен с нижним концевым участком нижней части стойки 19 A посредством контактной точечной сварки, необходимо предотвращать возникновение точечного разрушения в первой области 14 во время ввода нагрузки удара. По этой причине желательно, чтобы область до положения, которое находится на расстоянии 150 мм или меньше сзади от заднего конца участка 21 соединения нижней части передней стойки бокового порога 1, представляла собой первую область 14.
[0090]
Дополнительно, желательно, чтобы вторая область 16 представляла собой область между положением, которое находится на расстоянии 150 мм от переднего участка 22 соединения средней стойки в направлении передней части транспортного средства, и положением, которое находится на расстоянии 150 мм от заднего участка 23 соединения средней стойки в направлении задней части транспортного средства. Нижний концевой участок стойки 20 B зафиксирован на участке второй области 16 посредством контактной точечной сварки. Однако во время бокового столкновения деформация трехточечного изгиба возникает во второй области 16 в боковых стенках 11а и 11b внешней панели 3 бокового порога. Таким образом, для того, чтобы увеличивать сопротивление в отношении деформации трехточечного изгиба, вызванной во второй области 16, для увеличения величины поглощения энергии удара в отношении деформации трехточечного изгиба, желательно, чтобы вышеуказанная область представляла собой вторую область 16.
[0091]
В первой области 14 предпочтительно удовлетворять следующему выражению отношения (a).
1
1
1
1
1
0,40 × (hi+ho) ≤ho≤0,60 × (hi+ho)... (a)
[0092]
Во второй области 16 предпочтительно удовлетворять следующему выражению отношения (b).
2
2
2
2
2
0,1 × (hi+ho) ≤hi≤0,4 × (hi+ho)... (b)
[0093]
В третьей области 18 предпочтительно удовлетворять следующему выражению отношения (с).
3
3
3
3
3
0,40 × (hi+ho) ≤ho≤0,60 × (hi+ho)... (c)
[0094]
Посредством удовлетворения вышеуказанным выражениям отношения (а) и (c) возникновение точечного разрушения в первой области 14 и третьей области 18 подавляется, даже если деформация осевого смятия возникает в боковом пороге 1 во время фронтального столкновения или заднего столкновения. В результате величина поглощения энергии удара в отношении деформации осевого смятия бокового порога 1 увеличивается. Дополнительно, посредством удовлетворения вышеуказанному выражению отношения (b) возникновение деформации трехточечного изгиба во внешней панели 3 бокового порога во время бокового столкновения подавляется. В результате величина поглощения энергии удара в отношении деформации трехточечного изгиба увеличивается.
[0095]
Как описано выше, несмотря на то, что боковой порог 1, оборудованный первой областью 14, второй областью 16, третьей областью 18, первой переходной областью 15 и второй переходной областью 16, был приведен в качестве примера в первом варианте осуществления, этот боковой порог может представлять собой боковой порог, оборудованный по меньшей мере первой областью 14, второй областью 16 и первой переходной областью 15. Например, задний концевой участок может быть включен во вторую область 16.
[0096]
Фиг. 9A представляет собой поясняющий вид, иллюстрирующий пример первой модификации сопрягающейся структуры участков соединения внутренней панели 2 бокового порога и внешней панели 3 бокового порога. Фиг. 9B представляет собой поясняющий вид, иллюстрирующий пример второй модификации сопрягающейся структуры участков соединения внутренней панели 2 бокового порога и внешней панели 3 бокового порога.
[0097]
Как проиллюстрировано на Фиг. 9A, в боковом пороге 1-1 примера первой модификации в по меньшей мере участках участков соединения ширина фланца направленных наружу фланцев 13а и 13b установлена более длинной, чем ширина фланца направленных наружу фланцев 8а и 8b. Направленные наружу фланцы 13а и 13b загнуты посредством обработки с загибом кромок так, чтобы покрывать направленные наружу фланцы 8а и 8b. Например, эффект подавления точечного разрушения во время возникновения деформации осевого смятия улучшается посредством принятия вышеуказанной конфигурации в первой области 14 или третьей области 18.
В дополнение, ширина фланца направленных наружу фланцев 8а и 8b может быть установлена более длинной, чем ширина фланца направленных наружу фланцев 13а и 13b, и направленные наружу фланцы 8а и 8b могут быть загнуты посредством обработки с загибом кромок так, чтобы покрывать направленные наружу фланцы 13а и 13b.
[0098]
Как проиллюстрировано на Фиг. 9B, в боковом пороге 1-2 примера второй модификации в по меньшей мере участках участков соединения направленные наружу фланцы 8а и 8b не обеспечены во внутренней панели 2 бокового порога и направленные наружу фланцы 13а и 13b не обеспечены во внешней панели 3 бокового порога. Краевые участки двух боковых стенок 6а и 6b внутренней панели 2 бокового порога и краевые участки двух боковых стенок 13а и 13b внешней панели 3 бокового порога соединены друг с другом в состоянии внахлестку. Например, эффект подавления точечного разрушения во время возникновения деформации осевого смятия улучшается посредством принятия вышеуказанной конфигурации в первой области 14 или третьей области 18.
[0099]
[Второй вариант осуществления]
Далее будет описан второй вариант осуществления изобретения. Во втором варианте осуществления передний боковой элемент, который представляет собой каркасный элемент кузова автомобильного транспортного средства, приведен в качестве примера элемента автомобиля, относящегося к изобретению. Этот передний боковой элемент имеет внутреннюю панель переднего бокового элемента в качестве внутренней панели и имеет внешнюю панель переднего бокового элемента в качестве внешней панели.
[0100]
Фиг. 10 представляет собой вид в перспективе, иллюстрирующий схематическую конфигурацию переднего бокового элемента 31, относящегося ко второму варианту осуществления изобретения. Фиг. 11 представляет собой вид сверху, частично иллюстрирующий ситуацию расположения переднего бокового элемента 31 упрощенным образом. Поперечное сечение по B-B и поперечное сечение по С-С в целом проиллюстрированы на Фиг. 11.
[0101]
Передний боковой элемент 31 имеет по меньшей мере внутреннюю панель 32 переднего бокового элемента и внешнюю панель 33 переднего бокового элемента. Внутренняя панель 32 переднего бокового элемента и внешняя панель 33 переднего бокового элемента представляют собой, соответственно, профильные стали, образованные из стальных листов с высокой прочностью на разрыв, имеющих толщину пластины 1,0 мм или больше. Средство усиления (усиливающая пластина) может быть обеспечено между внутренней панелью 32 переднего бокового элемента и внешней панелью 33 переднего бокового элемента.
[0102]
Внутренняя панель 32 переднего бокового элемента имеет по меньшей мере верхнюю пластину 4 и две боковые стенки 6а и 6b, соединенные с верхней пластиной 4. Так как внутренняя панель 32 переднего бокового элемента сформована и изготовлена посредством обработки прессованием с использованием обычного гибочного формования или формования сжатием или обработки прокаткой с использованием гибочного формования, внутренняя панель 32 переднего бокового элемента имеет линии 5а и 5b ребер, соединенные с верхней пластиной 4 и боковыми стенками 6а и 6b.
[0103]
Дополнительно, краевые участки внутренней панели 32 переднего бокового элемента обеспечены направленными наружу фланцами 8а и 8b, соединенными с двумя боковыми стенками 6а и 6b. Направленные наружу фланцы 8а и 8b представляют собой соединяющиеся края, соединенные посредством, например, контактной точечной сварки или т.п. в состоянии, когда направленные наружу фланцы 8а и 8b наложены внахлестку на направленные наружу фланцы 13а и 13b, обеспеченные в краевых участках внешней панели 33 переднего бокового элемента. По этой причине внутренняя панель 32 переднего бокового элемента дополнительно имеет криволинейные участки 7а и 7b, соединенные с боковыми стенками 6а и 6b и направленными наружу фланцами 8а и 8b.
[0104]
Соответственные радиусы кривизны линий 5а и 5b ребер и криволинейных участков 7а и 7b представляют собой такие значения, что изготовление выполняется посредством вышеописанных обычных способов обработки, и составляют обычно 3-20 мм.
[0105]
При этом внешняя панель 33 переднего бокового элемента имеет по меньшей мере верхнюю пластину 9 и две боковые стенки 11а и 11b, соединенные с верхней пластиной 9, подобно внутренней панели 32 переднего бокового элемента. Так как внешняя панель 33 переднего бокового элемента изготовлена посредством обработки прессованием с использованием обычного гибочного формования или формования сжатием или обработки прокаткой с использованием гибочного формования, внешняя панель 33 переднего бокового элемента имеет линии 10a и 10b ребер, соединенные с верхней пластиной 9 и боковыми стенками 11а и 11b.
[0106]
Дополнительно, краевые участки внешней панели 33 переднего бокового элемента обеспечены направленными наружу фланцами 13а и 13b, соединенными с двумя боковыми стенками 11а и 11b. Направленные наружу фланцы 13а и 13b представляют собой соединяющиеся края, соединенные посредством, например, контактной точечной сварки или т.п. в состоянии, когда направленные наружу фланцы 13а и 13b наложены внахлестку на направленные наружу фланцы 8а и 8b, обеспеченные на краевых участках внутренней панели 32 переднего бокового элемента. По этой причине внешняя панель 33 переднего бокового элемента дополнительно имеет криволинейные участки 12а и 12b, соединенные с боковыми стенками 11а и 11b и направленными наружу фланцами 13а и 13b.
[0107]
Соответственные радиусы кривизны линий 10a и 10b ребер и криволинейных участков 12а и 12b представляют собой такие значения, что изготовление выполняется посредством вышеописанных обычных способов обработки, и составляют обычно 3-20 мм.
[0108]
Несмотря на то, что случай, когда направленные наружу фланцы 8а и 8b соединены с направленными наружу фланцами 13а и 13b посредством контактной точечной сварки, был приведен в качестве примера в вышеуказанном описании, например, также возможно использование других способов соединения, таких как другие виды сварки, такие как лазерная сварка или электродуговая сварка, отличные от контактной точечной сварки, склеивание и пайка.
[0109]
Передний боковой элемент 31 имеет первую область 14, первую переходную область 15 и вторую область 16.
[0110]
Первая область 14 продолжается назад от переднего концевого участка 31а переднего бокового элемента 31. Первая переходная область 15 продолжается назад непрерывно с первой областью 14. Более того, вторая область 16 продолжается назад непрерывно с первой переходной областью 15.
[0111]
1
1
Далее высота боковых стенок 11а и 11b внешней панели 33 переднего бокового элемента в первой области 14 определена как внешняя высота ho первой области, а высота боковых стенок 6а и 6b внутренней панели 32 переднего бокового элемента в первой области 14 определена как внутренняя высота hi первой области.
2
2
1~2
1~2
Высота боковых стенок 11а и 11b внешней панели переднего бокового элемента 33 во второй области 16 определена как внешняя высота ho второй области, а высота боковых стенок 6а и 6b внутренней панели переднего бокового элемента 32 во второй области 16 определена как внутренняя высота hi второй области. Высота боковых стенок 11а и 11b внешней панели 33 переднего бокового элемента в первой переходной области 15 определена как внешняя высота ho первой переходной области, а высота боковых стенок 6а и 6b внутренней панели 32 переднего бокового элемента в первой переходной области 15 определена как внутренняя высота hi первой переходной области.
[0112]
1
1
1
1
2
2
1
1
В первой области 14 внешняя высота ho первой области и внутренняя высота hi первой области имеют постоянные значения, и разница между внешней высотой ho первой области и внутренней высотой hi первой области меньше, чем разница между внешней высотой ho второй области и внутренней высотой hi второй области. В переднем боковом элементе 31, проиллюстрированном на Фиг. 10, внешняя высота ho первой области и внутренняя высота hi первой области по существу равны друг другу.
[0113]
1
1
Таким образом, в первой области 14, расположенной на передней концевой стороне переднего бокового элемента 31, внешняя высота ho первой области и внутренняя высота hi первой области по существу равны друг другу. В связи с этим, как описано в первом варианте осуществления, возникновение точечного разрушения во время фронтального столкновения может быть подавлено.
[0114]
2
2
2
Во второй области 16 внешняя высота ho второй области имеет постоянное значение, меньшее, чем внутренняя высота hi второй области. В переднем боковом элементе 31, проиллюстрированном на Фиг. 10, внешняя высота ho второй области равна нулю. То есть во второй области 16 боковые стенки 11а и 11b внешней панели 33 переднего бокового элемента отсутствуют.
[0115]
1~2
1
2
1~2
1
2
В первой переходной области 15 внешняя высота ho первой переходной области непрерывно изменяется между внешней высотой ho первой области и внешней высотой ho второй области, а внутренняя высота hi первой переходной области непрерывно изменяется между внутренней высотой hi первой области и внутренней высотой hi второй области.
[0116]
2
Кронштейн 46 для установки двигателя, который поддерживает поперечно установленный двигатель 44, зафиксирован на боковой стенке 6а внутренней панели 32 переднего бокового элемента во второй области 16. Во второй области 16 боковые стенки 11а и 11b внешней панели 33 переднего бокового элемента отсутствуют. Таким образом, высота (внутренняя высота hi второй области) боковых стенок 6а и 6b внутренней панели 32 переднего бокового элемента обеспечена в достаточной степени. По этой причине, так как устанавливаемость кронштейна 46 для установки двигателя обеспечена в достаточной степени и, как проиллюстрировано на Фиг. 17, передний боковой элемент 31 изгибается внутрь транспортного средства во время фронтального столкновения, величина поглощения энергии удара может быть увеличена.
[0117]
По этой причине первая область 14 и вторая область 16 образованы ближе к переднему концевому участку 31а переднего бокового элемента 31, чем установочное положение кронштейна 46 для установки двигателя.
[0118]
1
1
2
2
1~2
1~2
Как описано выше, посредством установки внешней высоты ho первой области, внутренней высоты hi первой области, внешней высоты ho второй области, внутренней высота hi второй области, внешней высоты ho первой переходной области и внутренней высоты hi первой переходной области устанавливаемость кронштейна 46 для установки двигателя может быть сохранена, и возникновение точечного разрушения во время фронтального столкновения может быть подавлено.
[0119]
В первой области 14 предпочтительно удовлетворять следующему выражению отношения (a). Соответственно, так как возникновение точечного разрушения подавляется даже в случае, когда деформация осевого смятия возникает в переднем боковом элементе 31 во время фронтального столкновения или заднего столкновения, величина поглощения энергии удара в отношении деформация осевого смятия увеличивается.
1
1
1
1
1
0,40 × (hi+ho) ≤ho≤0,60 × (hi+ho)... (a)
[0120]
Желательно, чтобы первая область 14 представляла собой область между передним концевым участком 31а переднего бокового элемента 31 и положением, которое находится на расстоянии 400 мм или меньше сзади от переднего концевого участка 31а. Соответственно, возможно предотвращать, что точечное разрушение возникает в сварной точке между направленными наружу фланцами 8а и 13а. В результате уменьшение величины поглощения энергии удара может быть предотвращено.
[0121]
Желательно, чтобы вторая область 16 представляла собой область, которая находится за положением, которое находится на расстоянии 150 мм или больше от переднего концевого участка 31а. Соответственно, не только двигатель 44 может быть эффективно установлен, но и передний боковой элемент 31 может быть эффективно согнут во время столкновения, и величина поглощения энергии удара может быть улучшена.
[0122]
Более того, во второй области 16 необходимо удовлетворять следующему выражению отношения (d) или выражению отношения (e). Соответственно, не только двигатель 44 может быть эффективно установлен, но и передний боковой элемент 31 может быть эффективно согнут во время столкновения, и величина поглощения энергии удара может быть улучшена.
2
2
2
0≤hi≤0,40 × (hi+ho)... (d)
2
2
2
0≤ho≤0,40 × (hi+ho)... (e)
Более того, подобно первому варианту осуществления, сопрягающаяся структура участка соединения переднего бокового элемента 31 может представлять собой такую же структуру, что и в примере модификации, описанном со ссылкой на Фиг. 9A и 9B.
[0123]
Случай, когда направленные наружу фланцы 8а и 8b внутренней панели 32 переднего бокового элемента и направленные наружу фланцы 13а и 13b внешней панели 33 переднего бокового элемента расположены снаружи транспортного средства во второй области 16, был приведен в качестве примера в вышеуказанном описании. Однако в случае, когда направленные наружу фланцы 8а, 8b, 13а и 13b расположены внутри транспортного средства, может быть использован кронштейн для установки двигателя, имеющий форму, которая достигает боковые стенки над направленными наружу фланцами 8а, 8b, 13а и 13b.
[0124]
[Третий вариант осуществления]
Далее будет описан третий вариант осуществления изобретения. В третьем варианте осуществления боковой порог, который представляет собой каркасный элемент кузова автомобильного транспортного средства, приведен в качестве примера элемента автомобиля, относящегося к изобретению. Этот боковой порог имеет внутреннюю панель бокового порога в качестве внутренней панели и имеет внешнюю панель бокового порога в качестве внешней панели.
[0125]
Фиг. 12А представляет собой вид сверху бокового порога 100, относящегося к третьему варианту осуществления изобретения. Фиг. 12B представляет собой вид в поперечном сечении по стрелке Е-Е бокового порога 100, проиллюстрированного на Фиг. 12A. Как проиллюстрировано на Фиг. 12А и 12B, боковой порог 100 имеет внешнюю панель 110 бокового порога и внутреннюю панель 120 бокового порога. Внешняя панель 110 бокового порога и внутренняя панель 120 бокового порога представляют собой корытообразные стали, образованные из стальных листов с высокой прочностью на разрыв.
[0126]
Внешняя панель 110 бокового порога имеет верхнюю пластину 111, пару боковых стенок 112 и 113 и пару направленных наружу фланцев 114 и 115. Верхняя пластина 111, боковые стенки 112 и 113 и направленные наружу фланцы 114 и 115 представляют собой прямоугольные плоские пластины, продолжающиеся в направления оси материала (направлении длины) бокового порога 100 соответственно.
[0127]
Как проиллюстрировано на Фиг. 12B, если смотреть на боковой порог 100 в поперечном сечении, ортогональном к направлению оси материала, один концевой участок направления ширины боковой стенки 112 соединен с одним концевым участком направления ширины верхней пластины 111 так, что угол между верхней пластиной 111 и боковой стенкой 112 становится по существу прямоугольным. Подобным образом, один концевой участок направления ширины боковой стенки 113 соединен с другим концевым участком направления ширины верхней пластины 111 так, что угол между верхней пластиной 111 и боковой стенкой 113 становится по существу прямоугольным.
В дополнение, в случае, когда внешняя панель 110 бокового порога образована обработкой прессованием одного стального листа, линии ребер, описанные в первом варианте осуществления, представлены в месте соединения между верхней пластиной 111 и боковой стенкой 112 и в месте соединения между верхней пластиной 111 и боковой стенкой 113, но их иллюстрация опущена на Фиг. 12B.
[0128]
Дополнительно, как проиллюстрировано на Фиг. 12B, если смотреть на боковой порог 100 в сечении, ортогональном к направлению оси материала, угол между боковой стенкой 112 и направленным наружу фланцем 114 становится по существу прямоугольным, и один концевой участок направления ширины направленного наружу фланца 114 соединен с другим концевым участком направления ширины боковой стенки 112 так, чтобы выступать в направлении наружу бокового порога 100 из боковой стенки 112.
Подобным образом, угол между боковой стенкой 113 и направленным наружу фланцем 115 становится по существу прямоугольным, и один концевой участок направления ширины направленного наружу фланца 115 соединен с другим концевым участком направления ширины боковой стенки 113 так, что направленный наружу фланец 115 выступает по направлению наружу бокового порога 100 из боковой стенки 113.
В дополнение, в случае, когда внешняя панель 110 бокового порога образована обработкой прессованием одного стального листа, криволинейные участки, описанные в первом варианте осуществления, представлены в месте соединения между боковой стенкой 112 и направленным наружу фланцем 114 и месте соединения между боковой стенкой 113 и направленным наружу фланцем 115, но их иллюстрация опущена на Фиг. 12B.
[0129]
Длина боковых стенок 112 и 113 и длина направленных наружу фланцев 114 и 115 являются такими же, что и длина верхней пластины 111. Ширина (эквивалентная «высоте боковых стенок», описанной в первом варианте осуществления) боковой стенки 112 является такой же, что и ширина боковой стенки 113. Ширина направленного наружу фланца 114 является такой же, что и ширина направленного наружу фланца 115.
[0130]
Внутренняя панель 120 бокового порога имеет верхнюю пластину 121, пару боковых стенок 122 и 123 и пару направленных наружу фланцев 124 и 125. Верхняя пластина 121, боковые стенки 122 и 123 и направленные наружу фланцы 124 и 125 представляют собой прямоугольные плоские пластины, продолжающиеся в направлении оси материала бокового порога 100 соответственно.
[0131]
Как проиллюстрировано на Фиг. 12B, если смотреть на боковой порог 100 в сечении, ортогональном к направлению оси материала, верхняя пластина 121 обращена к верхней пластине 111. Длина и ширина верхней пластины 121 являются такими же, что и длина и ширина верхней пластины 111. Один концевой участок направления ширины боковой стенки 122 соединен с одним концевым участком направления ширины верхней пластины 121 так, что угол между верхней пластиной 121 и боковой стенкой 122 становится по существу прямоугольным. Подобным образом, один концевой участок направления ширины боковой стенки 123 соединен с другим концевым участком направления ширины верхней пластины 121 так, что угол между верхней пластиной 121 и боковой стенкой 123 становится по существу прямоугольным.
В дополнение, в случае, когда внутренняя панель 120 бокового порога образована обработкой прессованием одного стального листа, линии ребер, описанные в первом варианте осуществления, представлены в месте соединения между верхней пластиной 121 и боковой стенкой 122 и в месте соединения между верхней пластиной 121 и боковой стенкой 123, но их иллюстрация опущена на Фиг. 12B.
[0132]
Дополнительно, как проиллюстрировано на Фиг. 12B, если смотреть на боковой порог 100 в сечении, ортогональном к направлению оси материала, угол между боковой стенкой 122 и направленным наружу фланцем 124 становится по существу прямоугольным, и один концевой участок направления ширины направленного наружу фланца 124 соединен с другим концевым участком направления ширины боковой стенки 122 так, чтобы выступать в направлении наружу бокового порога 100 из боковой стенки 122.
Подобным образом, угол между боковой стенкой 123 и направленным наружу фланцем 125 становится по существу прямоугольным, и один концевой участок направления ширины направленного наружу фланца 125 соединен с другим концевым участком направления ширины боковой стенки 123 так, что направленный наружу фланец 125 выступает в направлении наружу бокового порога 100 из боковой стенки 123.
В дополнение, в случае, когда внутренняя панель 120 бокового порога образована обработкой прессованием одного стального листа, криволинейные участки, описанные в первом варианте осуществления, представлены в месте соединения между боковой стенкой 123 и направленным наружу фланцем 124 и месте соединения между боковой стенкой 122 и направленным наружу фланцем 125, но их иллюстрация опущена на Фиг. 12B.
[0133]
Длина боковых стенок 122 и 123 и длина направленных наружу фланцев 124 и 125 являются такими же, что и длина верхней пластины 121. Ширина боковой стенки 122 является такой же, что и ширина боковой стенки 123. Ширина направленного наружу фланца 124 является такой же, что и ширина направленного наружу фланца 125. Ширина направленных наружу фланцев 124 и 125 является такой же, что и ширина направленных наружу фланцев 114 и 115.
[0134]
Как описано выше, внешняя панель 110 бокового порога и внутренняя панель 120 бокового порога имеют корытообразную форму поперечного сечения соответственно. Направленные наружу фланцы 114 и 115 внешней панели 110 бокового порога и направленные наружу фланцы 124 и 125 внутренней панели 120 бокового порога соединены друг с другом посредством контактной точечной сварки или т.п. в состоянии внахлестку.
[0135]
Далее высота (ширина) боковых стенок 112 и 113 внешней панели 110 бокового порога определена как внешняя высота ho, а высота (ширина) боковых стенок 122 и 123 внутренней панели 120 бокового порога определена как внутренняя высота hi.
Дополнительно, прочность на разрыв внешней панели 110 бокового порога определена как TSo (МПа), а ее толщина пластины определена как to (мм), и прочность на разрыв внутренней панели 120 бокового порога определена как TSi (МПа), а ее толщина пластины определена как ti (мм).
[0136]
В боковом пороге 100 третьего варианта выполнения внешняя высота ho и внутренняя высота hi имеют постоянные значения, соответственно, в направлении длины бокового порога 100, и внешняя высота ho больше, чем внутренняя высота hi. В таком боковом пороге 100 прочность TSo на разрыв и толщина to пластины внешней панели 110 бокового порога и прочность TSi на разрыв и толщина ti пластины внутренней панели 120 бокового порога установлены так, чтобы удовлетворять следующему выражению отношения (f).
TSo × to < TSi × ti... (f)
[0137]
Согласно боковому порогу 100 третьего варианта выполнения, имеющему вышеуказанную конфигурацию, и величина поглощения энергии удара в отношении деформации осевого смятия, и величина поглощения энергии удара в отношении деформации трехточечного изгиба могут быть увеличены подобно боковому порогу 1 первого варианта выполнения. Ниже будут описаны причины.
[0138]
Как проиллюстрировано на Фиг. 13A, был подготовлен образец 200 для испытания, который имитировал боковой порог 100 третьего варианта выполнения, и испытание с анализом на деформацию осевого смятия было выполнено подобно первому варианту осуществления. То есть в этом испытании после того, как нижний концевой участок образца 200 для испытания был зафиксирован, плоский пластинообразный жесткий корпус 300 заставили столкнуться с верхним концевым участком образца 200 для испытания в состоянии, когда жесткий корпус был параллелен или отклонен на 10° в отношении направления ширины образца 200 для испытания. Здесь отклоненное состояние жесткого корпуса 300 было отрегулировано так, что жесткий корпус 300 сначала столкнулся с корытообразной панелью ближе к большей стороне корыта (корытообразной внешней панелью бокового порога, чья высота боковых стенок была большой), а не корытообразной панелью 220 (внутренней панелью бокового порога, чья высота боковых стенок была маленькой) на меньшей стороне корыта. Скорость столкновения жесткого корпуса 300 с образцом 200 для испытания составляла 20 км/ч.
[0139]
При условиях, в которых прочность TSi на разрыв корытообразной панели 220 на меньшей стороне корыта (внутренней панели бокового порога) была зафиксирована на 780 (МПа), а толщина ti пластины была зафиксирована на 1,4 (мм), комбинация прочности TSo на разрыв и толщины to пластины корытообразной панели 210 на большей стороне корыта (внешней панели бокового порога) была установлена согласно комбинациям, проиллюстрированным в Таблице 2. Жесткий корпус 300 заставили столкнуться с образцом 200 для испытания, в котором были приняты комбинации, проиллюстрированные в Таблице 2, на вышеуказанных условиях столкновения, и было исследовано наличие/отсутствие точечного разрушения.
[0140]
Результаты исследования наличия/отсутствия точечного разрушения проиллюстрированы в Таблице 2. Дополнительно, Фиг. 13B представляет собой вид, показывающий на графике отношение соответствия между значением произведения (TSo x to) прочности TSo на разрыв и толщины to пластины корытообразной панели 210 на большей стороне корыта (внешней панели бокового порога) и толщиной to пластины на основе Таблицы 2.
[0141]
[Таблица 2]
Прочность на разрыв на большей стороне корыта
Толщина пластины на большой стороне корыта (мм)
2,0
1,8
1,6
1,4
1,2
1,0
0,8
590 (МПа)
Да
Нет
Нет
Нет
Нет
Нет
Нет
780 (МПа)
Да
Да
Да
Да
Нет
Нет
Нет
980 (МПа)
Да
Да
Да
Да
Да
Нет
Нет
[0142]
Как проиллюстрировано на Фиг. 13B, в случае, когда значение произведения (TSo × to) прочности TSo на разрыв и толщины to пластины корытообразной панели 210 на большей стороне корыта (внешней панели бокового порога) было равно или больше, чем значение произведения (зафиксированное на TSi × ti=1092 (МПа⋅мм)) прочности TSi на разрыв и толщины ti пластины корытообразной панели 220 на меньшей стороне корыта (внутренней панели бокового порога), оказалось, что возникает точечное разрушение, и величина поглощенной энергии удара EA в отношении деформации осевого смятия уменьшается.
С другой стороны, в случае, когда значение произведения (TSo × to) прочности TSo на разрыв и толщины to пластины корытообразной панели 210 на большей стороне корыта (внешней панели бокового порога) было меньше, чем значение произведения (зафиксированное на TSi × ti=1092 (МПа⋅мм)) прочности TSi на разрыв и толщины ti пластины корытообразной панели 220 на меньшей стороне корыта (внутренней панели бокового порога), оказалось, что точечное разрушение не возникает, и величина поглощенной энергии удара EA в отношении деформации осевого смятия не уменьшается.
[0143]
Из вышеуказанных результатов анализа в случае, когда внешняя высота ho бокового порога 100 больше, чем внутренняя высота hi, прочность TSo на разрыв и толщина to пластины внешней панели 110 бокового порога и прочность TSi на разрыв и толщина ti пластины внутренней панели 120 бокового порога установлены так, чтобы удовлетворять вышеуказанному выражению отношения (f). Соответственно, возникновение точечного разрушения может быть подавлено даже в случае, когда деформация осевого смятия возникает в боковом пороге 100 во время фронтального столкновения или заднего столкновения, включая столкновение с небольшим перекрытием. В результате величина поглощения энергии удара, которая в отношении деформации осевого смятия бокового порога 100, может быть увеличена.
Дополнительно, конфигурация бокового порога 100 является такой же, что и конфигурация второй области 16 бокового порога 1 в первом варианте осуществления. Таким образом, согласно боковому порогу 100, величина поглощения энергии удара в отношении деформации трехточечного изгиба, возникающей во время бокового столкновения, также может быть увеличена.
[0144]
В дополнение, случай, когда внешняя высота ho и внутренняя высота hi имеют постоянные значения, соответственно, в направлении длины бокового порога 100, и внешняя высота ho больше, чем внутренняя высота hi, был приведен в качестве примера в вышеуказанном третьем варианте осуществления. Однако, например, в случае, когда внешняя высота ho и внутренняя высота hi имеют постоянные значения, соответственно, в направлении длины бокового порога, и внешняя высота ho меньше, чем внутренняя высота hi, прочность TSo на разрыв и толщина to пластины внешней панели бокового порога и прочность TSi на разрыв и толщина ti пластины внутренней панели бокового порога могут быть установлены так, чтобы удовлетворять следующему выражению отношения (g).
TSo × to > TSi × ti... (g)
[0145]
Дополнительно, в вышеуказанном третьем варианте осуществления боковой порог 100 приведен в качестве примера элемента автомобиля. Однако элемент автомобиля может представлять собой передний боковой элемент. В этом случае передний боковой элемент имеет внешнюю панель переднего бокового элемента такой же конфигурации, что и вышеуказанная внешняя панель 110 бокового порога, в качестве внешней панели, и имеет внутреннюю панель переднего бокового элемента такой же конфигурации, что и вышеуказанная внутренняя панель 120 бокового порога, в качестве внутренней панели.
[0146]
[Четвертый вариант осуществления]
Фиг. 14 представляет собой вид сверху, иллюстрирующий схематическую конфигурацию бокового порога 1А, относящегося к четвертому варианту осуществления изобретения. Боковой порог 1А, относящийся к четвертому варианту осуществления, оборудован внутренней панелью 2 бокового порога и внешней панелью 3 бокового порога, имеющими такие же конфигурации, что и в первом варианте осуществления. По этой причине далее будут описаны только отличия от конфигурации бокового порога 1 первого варианта выполнения в конфигурации бокового порога 1А четвертого варианта выполнения.
[0147]
Дополнительно, далее в боковом пороге 1А прочность на разрыв внешней панели 3 бокового порога определена как TSo (МПа), а ее толщина пластины определена как to (мм), и прочность на разрыв внутренней панели 2 бокового порога определена как TSi (МПа), а ее толщина пластины определена как ti (мм).
[0148]
2
2
Как проиллюстрировано на Фиг. 14, подобно боковому порогу 1 первого варианта выполнения, также в боковом пороге 1А внешняя высота ho второй области больше, чем внутренняя высота hi второй области. В таком боковом пороге 1А прочность TSo на разрыв и толщина to пластины внешней панели 3 бокового порога и прочность TSi на разрыв и толщина ti пластины внутренней панели 2 бокового порога установлены так, чтобы удовлетворять следующему выражению отношения (f).
TSo × to < TSi × ti... (f)
[0149]
Согласно боковому порогу 1А четвертого варианта выполнения, имеющему вышеуказанную конфигурацию, включены признаки и первого варианта выполнения, и третьего варианта выполнения. Таким образом, в силу синергетических эффектов признаков величина поглощения энергии удара в отношении деформации трехточечного изгиба и деформации осевого смятия может быть более эффективно увеличена.
[0150]
[Пятый вариант осуществления]
Фиг. 15 представляет собой вид сверху, иллюстрирующий схематическую конфигурацию переднего бокового элемента 31А, относящегося к пятому варианту осуществления изобретения. Передний боковой элемент 31А, относящийся к пятому варианту осуществления, оборудован внутренней панелью 32 переднего бокового элемента и внешней панелью 33 переднего бокового элемента, имеющими такую же конфигурацию, что и во втором варианте осуществления. По этой причине далее будут описаны только отличия от конфигурации переднего бокового элемента 31 второго варианта выполнения в конфигурации переднего бокового элемента 31А пятого варианта выполнения.
[0151]
Дополнительно, далее в переднем боковом элементе 31 прочность на разрыв внешней панели 33 переднего бокового элемента определена как TSo (МПа), а ее толщина пластины определена как to (мм), и прочность на разрыв внутренней панели 32 переднего бокового элемента определена как TSi (МПа), а ее толщина пластины определена как ti (мм).
[0152]
2
2
Как проиллюстрировано на Фиг. 15, подобно переднему боковому элементу 31 второго варианта выполнения, также в переднем боковом элементе 31А внешняя высота ho второй области меньше, чем внутренняя высота hi второй области. В таком переднем боковом элементе 31 прочность TSo на разрыв и толщина to пластины внешней панели 33 переднего бокового элемента и прочность TSi на разрыв и толщина ti пластины внутренней панели 32 переднего бокового элемента установлены так, чтобы удовлетворять следующему выражению отношения (g).
TSo × to > TSi × ti... (g)
[0153]
Согласно переднему боковому элементу 31 пятого варианта выполнения, имеющему вышеуказанную конфигурацию, включены признаки и второго варианта выполнения, и третьего варианта выполнения. Таким образом, возникновение точечного разрушения во время фронтального столкновения может быть более эффективно подавлено при сохранении устанавливаемости кронштейна для установки двигателя.
[0154]
Несмотря на то, что первый-пятый варианты осуществления изобретения были описаны выше, элементы автомобиля (боковые пороги и передние боковые элементы), описанные в соответственных вариантах выполнения, могут быть образованы из специально изготовленной сварной заготовки (TWB), в которой два или более типов стальных листов, имеющих различные толщины пластины, прочности на разрыв и т.п. в состоянии материала, интегрированы друг с другом посредством сварки (например, стыковой сварки), специально изготовленной прокатной заготовки (TRB), в которой толщина пластины материала изменяется посредством изменения интервалов прокатных валков при изготовлении материала, или комбинации TWB и TRB.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ
[0155]
1, 1A: Боковой порог
2: Внутренняя панель бокового порога
3: Внешняя панель бокового порога
6a, 6b: Боковая стенка
11a, 11b: Боковая стенка
14: Первая область
15: Первая переходная область
16: Вторая область
17: Вторая переходная область
18: Третья область
19: Нижняя часть передней стойки
20: Средняя стойка
21: Внешняя часть задней колесной арки
31, 31A: Передний боковой элемент
32: Внутренняя панель переднего бокового элемента
33: Внешняя панель переднего бокового элемента
44: Поперечно установленный двигатель
46: Кронштейн для установки двигателя
100: Боковой порог
110: Внешняя панель бокового порога
120: Внутренняя панель бокового порога
111, 121: Верхняя пластина
112, 113: Боковая стенка
122, 123: Боковая стенка