Конструкция передней части кузова
Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Конструкция передней части кузова содержит пассажирское отделение и переднее отделение. Переднее отделение размещено с передней стороны пассажирского отделения и содержит опоры, передние стойки и усиливающие части с первыми концами. Опоры размещены с двух сторон по ширине переднего отделения и имеют части для установки опор, к которым прикреплены верхние края стоек для передних колес. Передние стойки простираются спереди пассажирского отделения с двух сторон по ширине от крыши пассажирского отделения в направлении заднего верхнего края переднего отделения. Усиливающие части с первыми концами соединены с опорами и с другими концами, соединенными с передними стойками. Усиливающие части представляют собой элементы, сформированные как единое целое, которые образованы из одинаковых заготовок в качестве составных элементов, образующих части передних стоек. Усиливающие части присоединены к частям для установки опор так, что нижние концы усиливающих частей заключают в себе точки нагрузки частей для установки опор. Достигается повышение жесткости конструкции передней части кузова. 4 з.п. ф-лы, 15 ил.
Область техники
Настоящее изобретение относится к конструкции передней части кузова, которая позволяет повысить жесткость кузова автомобиля.
Уровень техники
Как хорошо известно, снижение веса автомобилей является желательным для повышения топливной экономичности или ходовых характеристик автомобилей или компенсирования увеличения веса автомобиля за счет дополнительных мер безопасности или увеличения количества опций. По этой причине, например, для уменьшения толщины конструкции кузова и, таким образом, снижения веса кузова используются высокопрочные стальные листы.
Например, при использовании высокопрочных стальных листов класса 590 МПа для облегчения кузова считается, что можно обеспечить прочность кузова при уменьшении веса на около 40% по сравнению с традиционным стальным листом. Прогнозировались очень хорошие результаты.
С другой стороны, поскольку автомобиль воспринимает усилия от неровностей на поверхности дороги во время езды, удары при езде по обочинам дороги и т.д. и различные другие усилия, помимо прочности кузова требуется жесткость на кручение. Однако в случае использования высокопрочных стальных листов для уменьшения толщины конструкции кузова, даже если обеспечена прочность кузова, жесткость на кручение обычно падает.
То есть при высокопрочных стальных листах предел прочности при растяжении стального листа повышается за счет термической истории, ингредиентов и т.д., однако модуль Юнга железа остается постоянным и не изменяется. По этой причине, если конструкцию кузова уменьшить по толщине, то полярный момент инерции площади сечения станет меньше. В результате снизится жесткость на кручение. Поэтому при использовании высокопрочных стальных листов и т.д. для поддержания прочности кузова при одновременном уменьшении толщины кузова с целью облегчения веса необходимо также повышать жесткость на кручение.
Что касается жесткости на кручение кузова, то в качестве уровня техники, в котором основное внимание уделяется конструкции передней части кузова, имеется уровень техники, показанный, например, в PLT 1 и 2.
В частности, в PLT 1 раскрыто обеспечение частей для усиления ребер жесткости капота, которые продолжаются от передних стоек вперед до поверхностей входа нагрузки опор стоек и воображаемых продолжений, которые продолжаются от передних концов частей для усиления ребер жесткости основания по направлению к лицевой стороне с возможностью прохождения через центры входа поверхностей входа нагрузки.
В PLT 2 раскрыто формирование корпусов стоек в виде единых частей и соединение боковых элементов, ребер жесткости капота, приборной панели и ветровой панели с корпусами стоек для их соединения друг с другом.
Кроме того, уровень техники, аналогичный тому, который описан в PLT 1, хотя он и не нацелен на повышение жесткости на кручение, раскрыт в PLT 3. В PLT 3 нижние концы передних стоек соединены сверху опор стоек с верхними элементами. Передние стойки, а также дверные стойки и верхний элемент, которые расположены на их задних частях, образуют кольцеобразные элементы с открытыми центральными частями. Благодаря этому можно эффективно поддерживать мгновенную нагрузку, которая действует на нижние концы передних стоек.
Перечень цитируемой литературы
Патентная литература
PLT 1: публикация патента Японии № 2010-155559А
PLT 2: публикация патента Японии № 2009-078575А
PLT 3: публикация патента Японии № 09-071267А
Техническая задача
В изобретении, которое описано в PLT 1, части для усиления ребер жесткости капота, которые соединены с передними стойками, присоединены к внешним краям кузова на поверхностях входа нагрузки опор стоек. Кроме того, в изобретении, которое изложено в вышеупомянутом PLT 3, нижние концы передних стоек соединены с верхними элементами на внешних сторонах транспортного средства опор стоек. Поэтому соединенные части частей для усиления ребер жесткости капота или передних стоек смещены относительно входного направления нагрузки от стоек (элементов, образованных из амортизаторов и пружин) к опорам стоек (то есть от аксиальных направлений стоек) в направлении ширины кузова.
Таким образом, если соединенная часть становится смещенной относительно направления прикладывания нагрузки к опоре стойки в случае, когда нагрузка прикладывается от стойки к опоре стойки, в соединенной части возникает большой момент. Если момент становится большим, соединенная часть деформируется, и в результате это приводит к деформации транспортного средства. По этой причине с помощью изобретений, которые изложены в вышеупомянутых PLT 1 и 3, нельзя получить достаточную жесткость на кручение.
Настоящее изобретение было выполнено с учетом этой ситуации, и его задачей является создание конструкции передней части кузова, которая позволяет обеспечить достаточное повышение жесткости на кручение кузова автомобиля, и, в свою очередь, конструкции передней части кузова, которая использует высокопрочные стальные листы для уменьшения толщины и, таким образом, позволяет достаточно облегчить вес кузова.
Решение задачи
Чтобы решить эту задачу, изобретатели провели глубокие исследования и в результате получили следующее решение. За счет обеспечения усиливающих частей, соединенных с передними стойками и опорами стоек, и соединения этих усиливающих частей с опорами стоек как на внутренней стороне кузова, так и на внешней стороне кузова относительно плоскостей, продолжающихся через оси стоек в направлении спереди назад кузова, можно избежать возникновения большого момента на соединенных частях усиливающих частей в опорах стоек.
Настоящее изобретение было выполнено на основании вышеизложенного решения, и сущность изобретения выражается в том, что предложена:
(1) Конструкция передней части кузова в кузове, который имеет пассажирское отделение и переднее отделение, которое размещается с передней стороны пассажирского отделения, содержащая опоры стоек, которые размещаются внутри переднего отделения с двух сторон в направлении ширины переднего отделения и к которым прикреплены верхние края стоек для передних колес; передние стойки, которые расположены на передней стороне пассажирского отделения с двух сторон в направлении ширины от крыши пассажирского отделения в направлении заднего верхнего края переднего отделения; и усиливающие части с первыми концами, соединенными с опорами стоек, и с другими концами, соединенными с передними стойками, причем усиливающие части соединены с опорами стоек с двух сторон внутренней стороны кузова и внешней стороны кузова относительно плоскостей, простирающихся в направлении спереди назад кузова через оси стоек, которые прикреплены к опорам стоек.
(2) Конструкция передней части кузова по п.(1), в которой усиливающие части представляют собой элементы, сформированные как единое целое, которые образованы из одинаковых заготовок в качестве составных элементов, образующих, по меньшей мере, части передних стоек.
(3) Конструкция передней части кузова по п.(2), в которой передние стойки содержат внешние элементы, которые размещены на внешней стороне кузова, и внутренние элементы, которые размещены на внутренней стороне кузова, и усиливающие части представляют собой элементы, сформированные как единое целое, которые образованы из одинаковых заготовок на внутренних элементах.
(4) Конструкция передней части кузова по любому одному из пп.(1)-(3), дополнительно содержащая приборную панель, которая разделяет пассажирское отделение и переднее отделение, и ветровую панель, которая простирается выше приборной панели в направлении ширины кузова, причем усиливающие части соединены также с ветровой панелью.
(5) Конструкция передней части кузова по п.(4), в которой усиливающие части представляют собой элементы, сформированные как единое целое, которые образованы из одинаковых заготовок в качестве составных элементов, которые образуют, по меньшей мере, часть ветровой панели.
(6) Конструкция передней части кузова по любому одному из пп.(1)-(5), дополнительно содержащая верхние элементы, которые размещены на концах в направлении ширины пассажирского отделения и простираются в направлении спереди назад кузова, причем усиливающие части соединены также с верхними элементами.
(7) Конструкция передней части кузова по п.(6), в которой усиливающие части представляют собой элементы, сформированные как единое целое, которые образованы из одинаковых заготовок в виде составных элементов, образующих, по меньшей мере, части верхних элементов.
Преимущественные эффекты изобретения
Согласно любой из конструкций передних частей кузовов согласно настоящему изобретению усиливающие части соединены с опорами стоек на обеих плоскостях с внутренней стороны кузова и внешней стороны кузова, продолжающихся в направлении спереди назад кузова через оси стоек, которые прикреплены к опорам стоек. Благодаря этому нагрузка, которая передается от стоек к опорам стоек, передается усиливающим элементам через части, соединенные с усиливающими частями, которые размещены внутри транспортного средства относительно стоек, и части, соединенные с усиливающими частями, которые размещены снаружи транспортного средства относительно стоек. По этой причине между опорами стоек и усиливающими частями не создается большой момент, и в результате можно повысить жесткость на кручение кузова.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - вид, который показывает конфигурацию всей конструкции кузова согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.2 - вид в поперечном сечении передней стойки 20 вдоль стрелки II-II на фиг.1.
Фиг.3 - увеличенный вид в изометрии конструкции передней части кузова первого варианта осуществления вблизи нижнего конца одной передней стойки.
Фиг.4 - вид сбоку части конструкции передней части кузова согласно первому варианту осуществления, как видно с внутренней стороны кузова.
Фиг.5 - вид спереди в поперечном сечении части конструкции передней части кузова согласно первому варианту осуществления.
Фиг.6 - вид сверху части конструкции передней части кузова согласно первому варианту осуществления.
Фиг.7 - вид, который показывает конфигурацию всей конструкции кузова согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.8 - увеличенный вид в изометрии конструкции передней части кузова второго варианта осуществления вблизи нижнего конца одной передней стойки.
Фиг.9 - вид сбоку части конструкции передней части кузова согласно второму варианту осуществления, как видно с внутренней стороны кузова.
Фиг.10 - вид спереди в поперечном сечении части конструкции передней части кузова согласно второму варианту осуществления.
Фиг.11 - вид сверху части конструкции передней части кузова согласно второму варианту осуществления.
Фиг.12 - схематические виды, которые показывают один пример способа измерения жесткости на кручение кузова, где (А) показывает позицию прикладывания нагрузки в продольном направлении конструкции кузова, тогда как (В) представляет собой вид, показанный вдоль линии XIII-XIII на виде (А), и показывает конфигурацию схемы образования крутящего момента в направлении ширины кузова.
Фиг.13 - вид, который показывает смещение и угол кручения кузова перед и после прикладывания крутящего момента, как показано линией XIII- XIII на фиг.12(А).
Подробное описание изобретения
Описание вариантов осуществления
Ниже со ссылкой на фиг.1-5 приводится описание первого варианта осуществления настоящего изобретения.
На фиг.1 изображен вид, который показывает кузов 1, который имеет конструкцию 10 передней части кузова согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Кузов 1 выполнен с пассажирским отделением 2, которое образует пространство, в котором едут водитель и пассажиры, и передним отделением 3, которое размещено с передней стороны (с левой стороны на фиг.1) пассажирского отделения 2. В настоящем варианте осуществления внутри переднего отделения 3 установлен двигатель или мотор или другой силовой блок для приведения в движение колес. Кроме того, в данном варианте осуществления основным материалом кузова 1 является высокопрочная сталь.
Конструкция 10 передней части кузова согласно настоящему варианту осуществления выполнена с парой передних боковых элементов 11, которые расположены в нижней части переднего отделения 3 и простираются в направлении спереди назад кузова 1, и парой верхних элементов 12, которые простираются сверху двух концов в направлении ширины переднего отделения 3 в направлении спереди назад кузова 1. Конструкция 10 передней части кузова дополнительно выполнена с приборной панелью 13, которая простирается в направлении ширины кузова 1 и разделяет пассажирское отделение 2 и переднее отделение 3 капотом 14, который простирается сверху этой приборной панели 13 в направлении ширины и образует закрытую форму в поперечном сечении, и с парой боковых панелей 17, которые простираются от верхних элементов 12 до нижней части. В дополнение к этому, конструкция 10 передней части кузова выполнена с крышей 19, которая размещается сверху пассажирского отделения 2, и с парой передних стоек 20, которые простираются с передней части пассажирского отделения 2 с двух сторон в направлении ширины по направлению к заднему верхнему краю переднего отделения 3.
Боковые панели 17 обеспечены арками 15 передних колес и опорами 16. Арки 15 передних колес выгнуты внутрь в направлении ширины кузова 1 и выполнены с возможностью соединения с передними боковыми элементами 11 в нижней части. Арки 15 передних колес сконструированы открытыми наружу. В их внутренних частях размещаются передние колеса (не показано).
Кроме того, опоры 16 сформированы посредством арок 15 передних колес и боковых панелей 17 поверх их, проходя внутрь кузова 1 в направлении ширины. Если это рассматривать с другого ракурса, то можно сказать, что опоры 16 будут выступать сверху от "потолочных частей" арок 15 передних колес. В любом случае пара опор 16 размещается внутри переднего отделения 3 с двух его сторон в направлении ширины. Кроме того, во внутреннем пространстве опор 16 размещаются стойки для передних колес (не показано). В частях 18 для установки опор 16 (верхние поверхности опор) закреплены верхние концы стоек для передних колес.
Передние стойки 20, как показано на фиг.1, имеют конструкции, которые наклонены вниз относительно крыши 19 пассажирского отделения 3 по направлению к передней части кузова 1 (в сторону переднего отделения 3). Нижние концы передних стоек 20 соединены с задними концами верхних элементов 12 и с боковыми концами капота 14.
На фиг.2 изображен вид в поперечном сечении передней стойки 20, как видно вдоль стрелки II-II на фиг.1. Как будет понятно из фиг.2, передняя стойка 20 обеспечена внутренним элементом 21, который размещается на внутренней стороне кузова, и внешним элементом 22, который размещается с внешней стороны кузова. Эти внутренний элемент 21 и внешний элемент 22 соединены с помощью сварки и т.д., посредством чего образуется замкнутая форма в поперечном сечении. Кроме того, в примере, который показан на фиг.2, внешняя панель 23 размещается с внешней стороны корпуса внешнего элемента 22.
В дополнение к этому в настоящем варианте осуществления выполнены усиливающие части 25 с первыми концами, соединенными с частями 18 для установки опор 16, и с другими концами, соединенными с передними стойками 20.
На фиг.3 представлены увеличенные виды в изометрии конструкции 10 передней части кузова рядом с нижним концом одной передней стойки 20. Среди них на фиг.3(А) показан случай, где не имеется усиливающего элемента 25, тогда как на фиг.3(В) показан случай, где обеспечен усиливающий элемент 25. Усиливающий элемент 25 соединен на одном конце с нижним концом внешнего элемента 22, который образует переднюю стойку 20. В частности, в настоящем варианте осуществления усиливающий элемент 25 и внутренний элемент 21 представляют собой элементы, сформированные как единое целое, которые сформированы из одной и той же заготовки.
С другой стороны, как будет понятно из фиг.3(В), усиливающий элемент 25 соединен на другом конце с опорой 16. В настоящем варианте осуществления усиливающие части 25 соединены с опорами 16 как на внешней стороне кузова, так и на внутренней стороне кузова относительно плоскостей S, которые проходят через оси стоек (не показаны), причем усиливающие части 25 прикреплены к опорам 16 и простираются в направлении спереди назад кузова 1 (см. вид спереди в поперечном сечении (фиг.5) и вид сверху (фиг.6)). То есть усиливающие части 25 выполнены с внешними частями 25а, которые соединены с опорами 16 с внешней стороны кузова относительно плоскости S, и с внутренними частями 25b, которые соединены с опорами 16 на внутренней стороне кузова относительно плоскостей S. В частности, в настоящем варианте осуществления нижние концы усиливающих частей 25 соединены с частями 18 для установки опор 16.
В результате, усиливающие части 25, как будет понятно из фиг.3-6, соединены с частями 18 для установки опор вокруг точек нагрузки частей 18 для установки опор (то есть точек, где пересекаются оси стоек и плоскости частей 18 для установки опор). В частности, в настоящем варианте осуществления нижние концы усиливающих частей 25 размещаются на частях 18 для установки опор и привариваются с помощью точечной сварки к частям 18 для установки опор для того, чтобы полностью охватить точки нагрузки частей 18 для установки опор.
Конструкция 10 передней части кузова настоящего варианта осуществления, выполненная подобным образом, эффективно передает нагрузку, которая подводится к опорам 16 стоек, к передним стойкам 20, поскольку усиливающие части 25 выполнены между передними стойками 20 и частями 18 для установки опор 16.
В дополнение к этому усиливающие части 25 соединены с частями 18 для установки опор 16 как на внутренней стороне кузова, так и на внешней стороне кузова относительно плоскостей S. В этом отношении, если бы усиливающий элемент 25 был соединен с частью 18 для установки опоры 16 только на одной стороне плоскостей S, то при приложении нагрузки от опоры к части 18 для установки опоры создавался бы большой момент на соединенной части усиливающего элемента 25 и части 18 для установки опоры. Таким образом, в случае если бы создавался большой момент, то соединенная часть деформировалась бы и возникала бы деформация транспортного средства.
В отличие от этого в настоящем варианте осуществления, как объяснено выше, усиливающие части 25 соединены с частями 18 для установки опор как на внутренней стороне кузова, так и на внешней стороне плоскостей S. По этой причине, даже в том случае, если нагрузка прикладывается от опор к частям 18 для установки опор, соединенные части усиливающих частей 25 и части 18 для установки опор не подвергаются большому моменту. По этой причине элементы, окружающие части 18 для установки опор, предохраняются от локальной деформации. В результате становится возможным повышение жесткости на кручение кузова 1 в целом.
Кроме того, в настоящем варианте осуществления усиливающие части 25 представляют собой элементы, сформированные как единое целое, которые образованы из тех же самых заготовок, как и передние стойки 20. Если бы усиливающие части и передние стойки образовывались с помощью отдельных элементов, эти усиливающие части и передние стойки соединялись бы совмещенно в направлении, перпендикулярном к прикладываемой нагрузке. По этой причине если бы нагрузка передавалась от усиливающих частей к передним стойкам, нагрузка передавалась бы в направлении, перпендикулярном к направлению нагрузки, которая бы прикладывалась к этим элементам. По этой причине, между этими элементами создавался бы момент, и сдвигающее усилие прикладывалось бы к соединенным частям этих элементов. Поэтому в случае образования усиливающих частей и передних стоек с помощью отдельных элементов вследствие этого момента и этого сдвигающего усилия деформация легко бы возникала рядом с соединенными частями между этими элементами. В результате это привело бы к снижению жесткости на кручение.
По сравнению с тем, как объяснено выше, в настоящем варианте осуществления усиливающие части 25 представляют собой элементы, сформированные как единое целое, которые образованы из тех же самых заготовок, как и передние стойки 20. По этой причине подавляется возникновение момента или сдвигающего усилия между усиливающими частями 25 и передними стойками 20. В результате можно в целом повысить жесткость на кручение кузова 1.
В дополнение к этому, когда усиливающие части 25 представляют собой элементы, сформированные как единое целое, которые образованы из тех же самых заготовок, как и передние стойки 20, как объяснено выше, по сравнению с тем, когда усиливающие части и передние стоки образованы отдельно и с их частичным наложением, можно облегчить вес и придать гибкость конструкции кузова 1.
Следует отметить, что в вышеупомянутом варианте осуществления усиливающие части 25 соединены с нижними концами внутренних элементов 21. Но если первые концы соединены с передними стойками 20, усиливающие части 25 необязательно должны быть соединены с нижними концами внутренних элементов 21. Поэтому усиливающие части 25 можно соединить с центральными частями внутренних элементов 21 или можно соединить с нижними концами или центральными частями внешних элементов 22.
Кроме того, в вышеизложенном варианте осуществления усиливающие части 25 сформированы из тех же самых заготовок, как и внутренние элементы 21 передних стоек 20. Но их необязательно формировать из одних и тех же заготовок, и можно сформировать по отдельности. Кроме того, как объяснено выше, усиливающие части 25 можно также соединить с внешними элементами 22. Принимая это во внимание, можно сказать, что усиливающие части 21 представляют собой элементы, сформированные как единое целое, которые образованы из тех же самых заготовок, как и составные элементы, которые образуют, по меньшей мере, части передних стоек 20 (например, внешние элементы 22 и внутренние элементы 21).
Кроме того, в вышеизложенном варианте осуществления усиливающие части 25 соединены с частями 18 для установки опор таким образом, чтобы их нижние концы полностью окружали точки нагрузки частей 18 для установки опор. Однако, если усиливающие части 25 частично соединены с частями 18 для установки опор как на внешней стороне кузова, так и на внутренней стороне плоскостей S, то отсутствует необходимость в соединении таким образом, чтобы полностью окружать точки приложения нагрузки. Поэтому усиливающие части 25 также необязательно должны иметь замкнутые цилиндрические формы, которые показаны на фиг.3-6. Они могут также иметь формы, состоящие из множества плоских пластин.
Далее со ссылкой на фиг.7-11 будет описан второй вариант осуществления настоящего изобретения. На фиг.7 изображен вид, который показывает кузов 51, который имеет конструкцию передней части кузова второго варианта осуществления настоящего изобретения. Следует отметить, что элементы, подобные тем, которые изображены в первом варианте осуществления, будут иметь те же самые ссылочные позиции, и их подробное обсуждение будет опущено. Кузов 51 выполнен с пассажирским отделением 52 и передним отделением 53, которое размещается с передней стороны (с левой стороны на фиг.7) пассажирского отделения 52.
На фиг.8 изображен увеличенный вид в изометрии конструкции 60 передней части кузова второго варианта осуществления рядом с нижним концом одной передней стойки 20. Как будет понятно из фиг.8, в конструкции 60 передней части кузова согласно второму варианту осуществления усиливающие части 70 соединены с верхними элементами 12 и капотом 14. В частности, в настоящем варианте осуществления части с внешней стороны кузова усиливающих частей 70 соединены с верхними элементами 12 с помощью точечной сварки, при этом задние части с внутренней стороны кузова усиливающих частей 70 соединены с капотом 14 с помощью точечной сварки.
Кроме того, усиливающие части 70 тем же самым способом, как и усиливающие части 25 первого варианта осуществления, соединены с частями 18 для установки опор 16. Усиливающие части 70, как показано на фиг.10 и фиг.11, соединены с частями 18 для установки опор 16 как с внешней стороны кузова, так и с внутренней стороны кузова относительно плоскостей S. Поэтому усиливающие части 70, как будет понятно из фиг.8-11, соединены с частями 18 для установки опор вокруг точек нагрузки частей 18 для установки опор.
Согласно конструкции 60 передней части кузова настоящего варианта осуществления, выполненной таким образом, нагрузку, которая прикладывается к частям 18 для установки опор 16, можно передавать с помощью усиливающих частей 70 не только к передним стойкам 20, но также и к верхним элементам 12 и капоту 14. По этой причине нагрузку, которая передается к передним стойкам 20, верхним элементам 12 и капоту 14, можно уменьшить и соответственно можно подавить в большей степени локальную деформацию вокруг опор 16. Благодаря этому становится возможным повышение в целом жесткости на кручение кузова 51.
Следует отметить, что в вышеупомянутом варианте осуществления усиливающие части 70 соединены как с верхними элементами 12, так и с капотом 14, но при этом отсутствует необходимость в том, чтобы они были соединены к обоим этим элементам. Их можно также соединить только с одним из них.
Кроме того, усиливающие части 70 соединялись с помощью точечной сварки с верхними элементами 12 и капотом 14. Однако усиливающие части 70 можно также соединить с помощью отдельного способа соединения с этими верхними элементами 12 и капотом 14. В дополнение к этому, усиливающие части 70 могут представлять собой элементы, сформированные как единое целое, которые образованы из тех же самых заготовок, как и составные элементы, образующие, по меньшей мере, части верхних элементов 12. Кроме того, они могут представлять собой элементы, сформированные как единое целое, которые образованы из тех же самых заготовок, как и составные элементы, образующие, по меньшей мере, часть капота 14.
Выше были объяснены варианты осуществления настоящего изобретения, но настоящее изобретение не ограничивается вышеизложенным вариантом осуществления. Различные изменения можно выполнить в пределах объема патентных притязаний без отклонения от сущности изобретения.
Например, в вышеизложенных вариантах осуществления был объяснен случай, где в качестве основного материала кузова использовалась высокопрочная сталь, но весь кузов или часть кузова можно также сформировать из алюминия, FRP (стеклопластика) или другого материала, который можно, обычно, использовать для кузова. Кроме того, высокопрочная сталь использовалась для усиливающих частей, но можно также использовать алюминий, FRP (стеклопластик) и другие материалы.
Кроме того, настоящие варианты осуществления были объяснены, исходя из того, что в переднее отделение устанавливается мотор, или двигатель, или другой силовой блок, но изобретение не ограничивается этим. Переднее отделение можно также использовать в качестве грузового отделения и т.д.
Кроме того, конструкцию передней части корпуса согласно настоящему изобретению можно, конечно, применить не только к автомобилю, в котором установлен двигатель внутреннего сгорания, но также и к гибридному транспортному средству или электрическому транспортному средству, в котором двигатели установлены на колесах и т.д.
Кроме того, форма кузова в общем не ограничивается той, которая показана на фиг.1 и фиг.7. Кузов может также иметь форму типа седана, типа универсала, типа минивэна, типа внедорожника или другую форму.
Примеры
Для подтверждения эффекта настоящего варианта осуществления, например для вычисления жесткости на кручение, использовался метод, который показан на фиг.12 и фиг.13.
Ниже со ссылкой на фиг.12 и фиг.13 сначала будет объяснен способ измерения и вычисления жесткости на кручение. На фиг.12 изображен концептуальный вид, который показывает способ измерения и вычисления жесткости на кручение неокрашенного кузова (кузова) 100, тогда как на фиг.13 изображен вид для объяснения измерения жесткости на кручение под действием крутящего момента, приложенного в положении 100F передней оси (положении направления спереди назад кузова, в котором размещен передний вал) относительно положения закрепления 110R задней оси (положения в направлении спереди назад кузова, в котором размещен задний вал).
Чтобы измерить жесткость на кручение, например, как показано на фиг.12(А), неокрашенный кузов 100 закреплен в положении 100R задней оси, и средняя жесткость GJ на кручение, которая получается путем прикладывания крутящего момента в положении 100F передней оси, используется для оценки (G - модуль жесткости, J - полярный момент инерции области).
В частности, в положении 100R задней оси неокрашенный кузов 100 закрепляется (например, закрепляются части RL и RR для установки задних опор), и верхние концы стоек-имитаторов 101 прикрепляются к частям FL и FR для установки передних опор. В этом состоянии качающийся стол 102, к которому прикреплены нижние концы стоек-имитаторов 101, поворачивается относительно оси О. Вследствие этого крутящий момент Т прикладывается к частям FL и FR для установки передних опор (см. фиг.12(В)).
На фиг.13 изображен вид, который показывает поперечное сечение кузова в положении 100F передней оси, видимой с линии XIII-XIII на фиг.12(А). Жесткость GJ на кручение вычисляется на основании левого и правого смещений δL и δR кузова, которые возникают в положении 100F передней оси во время прикладывания вышеупомянутого крутящего момента Т. Следует отметить, что на фиг.9 позиция 100С, которая показана с помощью штрихпунктирной линии, и позиция 100D, которая показана сплошной, показывают кузов (внешнюю форму) перед и после приложения крутящего момента Т соответственно.
В данном случае, поскольку угол θ (рад) кручения за счет крутящего момента Т является малым, его можно аппроксимировать уравнением в виде θ≈tanθ=((δL+δR)/B); (В - размер ширины кузова в положении 100F передней оси, относящийся к прикладыванию крутящего момента Т).
Специфическая жесткость GJ на кручение = (Т/(θ/длина L колесной базы)) = (Т∙В∙длина L арки колеса)/(δL+δR)
(Например, см. публикацию "Strenght of Automobiles", Sankaido, October 30, 1990, second edition (Санкаидо "Прочность автомобилей", 30 октября, 1990, второе издание)).
В качестве традиционного примера использовалась модель, где нижние концы передних стоек были смещены от частей для установки опор на 300 мм наружу в направлении ширины и на 150 мм к задней стороне. В качестве примера изобретения, как показано в первом варианте осуществления, была использована модель, где усиливающие части, которые были образованы как единое целое с нижними концами передних стоек, были соединены с окружающими элементами частей для установки опор.
Вышеизложенный способ измерения и вычисления использовался для вычисления жесткости на кручение. В результате, в примере изобретения было подтверждено, что жесткость на кручение повышена на 5,5% по сравнению с традиционным примером.
Промышленная применимость
За счет повышения жесткости на кручение конструкции кузова автомобиля можно повысить стабильность при вождении автомобиля, и поэтому существует большая промышленная применимость.
Перечень ссылочных позиций
1, 51 - кузов
2, 52 - пассажирское отделение
3, 53 - переднее отделение
10, 60 - конструкция передней части кузова
12 - верхний элемент
14 - капот
16 - опора
20 - передняя стойка
25, 70 - усиливающий элемент
1. Конструкция передней части кузова, который имеет пассажирское отделение и переднее отделение, которое размещено с передней стороны пассажирского отделения, содержащая опоры, которые размещены внутри переднего отделения с двух сторон по ширине переднего отделения и которые имеют части для установки опор, к которым прикреплены верхние края стоек для передних колес, передние стойки, которые простираются спереди пассажирского отделения с двух сторон по ширине от крыши пассажирского отделения в направлении заднего верхнего края переднего отделения, и усиливающие части с первыми концами, соединенными с опорами, и с другими концами, соединенными с передними стойками, причем усиливающие части, которые представляют собой элементы, сформированные как единое целое, которые образованы из одинаковых заготовок в качестве составных элементов, образующих, по меньшей мере, части передних стоек, присоединены к указанным частям для установки опор так, что нижние концы усиливающих частей заключают в себе точки нагрузки частей для установки опор.
2. Конструкция по п.1, в которой передние стойки содержат внешние элементы, которые размещены на внешней стороне кузова, и внутренние элементы, которые размещены на внутренней стороне кузова, и усиливающие части представляют собой элементы, сформированные как единое целое, которые образованы из одинаковых заготовок на внутренних элементах.
3. Конструкция по любому одному из пп.1 или 2, дополнительно содержащая приборную панель, которая разделяет пассажирское отделение и переднее отделение, и капот, который простирается выше приборной панели по ширине кузова, причем усиливающие части также соединены с капотом.
4. Конструкция по п.3, в которой усиливающие части представляют собой элементы, сформированные как единое целое, которые образованы из одинаковых заготовок в качестве составных элементов, которые образуют, по меньшей мере, часть капота.
5. Конструкция передней части кузова по п.1, дополнительно содержащая верхние элементы, которые размещены на концах по ширине пассажирского отделения и простираются в направлении спереди назад кузова, причем усиливающие части также соединены с верхними элементами.
