Комбинированная конструкция стальных листовых элементов, элемент конструкции автомобиля, средняя стойка, бампер и дверная балка
Группа изобретений относится к области транспортного машиностроения. Комбинированная конструкция стальных листовых элементов содержит стальные листовые элементы, имеющие основные участки стенки, вертикальные участки стенки и фланцевые участки стенки. Элемент конструкции автомобиля содержит упомянутую комбинированную конструкцию стальных листовых элементов. Средняя стойка содержит упомянутую комбинированную конструкцию стальных листовых элементов, накладной элемент, внутреннюю и наружную части. Бампер содержит упомянутую комбинированную конструкцию стальных листовых элементов, опорную пластину и основной корпус бампера. Дверная балка содержит упомянутую комбинированную конструкцию стальных листовых элементов и основной корпус дверной балки. Достигается улучшение эффективности поглощения энергии удара при столкновении автомобиля. 5 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 табл., 21 ил.
[Область техники, к которой относится изобретение]
[0001] Настоящее изобретение относится к комбинированной конструкции стальных листовых элементов, элементу конструкции автомобиля, средней стойке, бамперу и дверной балке.
Настоящая заявка испрашивает приоритет на основе заявки на патент Японии № 2015-163063, поданной 20 августа 2015 года, содержание которой включено сюда путем ссылки.
[Уровень техники]
[0002] Элементы конструкции, составляющие кузова автомобилей, играют роль ограничения воздействия на внутреннюю часть кабин удара в случаях, когда автомобиль сталкивается с встречным транспортным средством или препятствием, автомобиль испытывает удар со стороны кузова транспортного средства и т.п. Например, как показано на фиг. 17A и фиг. 17B, когда ударяющее тело 5 сталкивается с нижней частью средней стойки 1, которая является одним из элементов конструкции, составляющих кузов автомобиля со стороны кузова транспортного средства, и таким образом средняя стойка принимает нагрузку, нижняя часть средней стойки 1 деформируется так, что сминается в направлении внутренней части кузова транспортного средства в направлении по ширине. Затем, вследствие этой деформации средняя стойка 1 поглощает энергию столкновения от ударяющего тела 5 и сдерживает продвижение верхней части средней стойки 1 внутрь кабины, тем самым обеспечивая безопасность пассажира P.
[0003] Однако, в случае, когда средняя стойка 1 разрушается раньше, нагрузка от ударяющего тела 5 становится достаточно длительной, энергия столкновения от ударяющего тела 5 не может поглощаться в достаточной степени, и, следовательно, верхняя часть средней стойки 1 входит внутрь кабины, как показано на фиг. 17A. Для того, чтобы предотвратить разрушение и т.п. средней стойки 1 с целью увеличения величины поглощения энергии, можно рассмотреть увеличение толщины листа средней стойки 1, но увеличение толщины листа ведет к увеличению веса транспортного средства. Вследствие этого, когда происходит столкновение важно улучшить эффективность поглощения энергии (величину поглощения энергии на единицу веса).
[0004] Патентный документ 1 раскрывает технологию, в которой в средней стойке предоставлен вспененный материал, тем самым увеличивая первоначальную силу противодействия столкновению со стороны кузова транспортного средства, сдерживая деформацию средней стойки, входящей внутрь кабины вследствие столкновения, и улучшая безопасность пассажиров в кабине.
[0005] В дополнение, патентный документ 2 и патентный документ 3 раскрывают технологии, в которых в нижней части средней стойки образована уязвимая часть, такая как полоса с отверстием или выемкой, тем самым вызывая деформацию вследствие столкновения, главным образом, в нижней боковой части кузова транспортного средства, сдерживая деформацию средней стойки, входящей внутрь кабины, и улучшая безопасность пассажиров в кабине.
[Перечень цитируемых документов]
[Патентные документы]
[0006] [Патентный документ 1] Не прошедшая экспертизу заявка на патент Японии, первая публикация № 2007-308114
[Патентный документ 2] Патент Японии № 3173539
[Патентный документ 3] Не прошедшая экспертизу заявка на патент Японии, первая публикация № 2010-095176
[Раскрытие изобретения]
[Проблемы, решаемые изобретением]
[0007] Однако, в патентном документе 1 исходные материалы и стадии изготовления являются сложными, и таким образом увеличиваются производственные расходы, а величина поглощения энергии вспененным материалом не может быть названо удовлетворительной. В результате, для того, чтобы улучшить эффективность поглощения энергии в патентном документе 1, становится необходимо большое количество вспененного материала, а производственные расходы значительно увеличиваются.
[0008] В дополнение, в патентном документе 2 и патентном документе 3 существует вероятность, что уязвимая часть, такая как отверстие, во время столкновения может разрушаться, и существует вероятность, что деформация может концентрироваться в уязвимой части и таким образом вызывать локальную деформацию. Вследствие этого, в патентном документе 2 и патентном документе 3 величина поглощаемой энергии уменьшается, и, следовательно, трудно улучшать эффективность поглощения энергии.
[0009] Настоящее изобретение было сделано с учетом описанных выше обстоятельств, и цель настоящего изобретения состоит в предоставлении комбинированной конструкции стальных листовых элементов, элемента конструкции автомобиля, средней стойки, бампера и дверной балки, которые способны улучшить эффективность поглощения энергии столкновения при низких затратах.
[Средство решения проблем]
[0010] Для того, чтобы достичь описанной выше цели, в настоящем изобретении использовано следующее.
(1) Комбинированная конструкция стальных листовых элементов согласно первому аспекту настоящего изобретения содержит первый стальной листовой элемент, имеющий основной участок стенки, вертикальный участок стенки, который продолжается от торцевого края основного участка стенки, и фланцевый участок, который продолжается параллельно основному участку стенки от торцевого края вертикального участка стенки; и второй стальной листовой элемент, который соединен по меньшей мере с одной из внутренней поверхности или наружной поверхности первого стального листового элемента и имеет горизонтальный участок стенки, который примыкает к основному участку стенки, и боковой участок стенки, который примыкает к вертикальному участку стенки, при этом, когда большее из расстояния между наружной поверхностью фланцевого участка и наружной поверхностью основного участка стенки и расстояния между наружной поверхностью фланцевого участка и наружной поверхностью горизонтального участка стенки определяется, как H (мм), сумма толщины листа вертикального участка стенки и толщины листа бокового участка стенки определяется, как t (мм), а большее из расстояния между торцевой поверхностью конца бокового участка стенки и наружной поверхностью основного участка стенки и расстояния между торцевой поверхностью конца бокового участка стенки и наружной поверхностью горизонтального участка стенки определяется, как H1 (мм), первый стальной листовой элемент и второй стальной листовой элемент удовлетворяют Выражению (a) и Выражению (b).
(H/t) ≤ 20,0 ··· Выражение (a)
0,6 ≤ (H1/H) ≤ 1,0 ··· Выражение (b)
(2) В аспекте согласно (1) комбинированная конструкция стальных листовых элементов может дополнительно содержать первый элемент соединения, который соединяет вертикальный участок стенки первого стального листового элемента и боковой участок стенки второго стального листового элемента.
(3) В аспекте согласно (1) или (2) комбинированная конструкция стальных листовых элементов может дополнительно содержать второй элемент соединения, который соединяет основной участок стенки первого стального листового элемента и горизонтальный участок стенки второго стального листового элемента.
(4) В аспекте по любому из (1)-(3) вторым стальным листовым элементом может быть стальной лист, имеющий предел прочности 980 МПа или выше.
(5) В аспекте согласно (4) первым стальным листовым элементом может быть стальной лист, имеющий предел прочности 980 МПа или выше.
(6) Элемент конструкции автомобиля согласно второму аспекту настоящего изобретения содержит комбинированную конструкцию стальных листовых элементов по любому из (1)-(5).
(7) Средней стойкой согласно третьему аспекту настоящего изобретения является средняя стойка, имеющая комбинированную конструкцию стальных листовых элементов по любому из (1)-(5), при этом средняя стойка содержит внутреннюю часть средней стойки; наружную часть средней стойки, которая состоит из первого стального листового элемента комбинированной конструкции стальных листовых элементов и которая соединена с внутренней частью средней стойки; и накладной элемент, который состоит из второго стального листового элемента комбинированной конструкции стальных листовых элементов и который соединен по меньшей мере с одной из внутренней поверхности или наружной поверхности наружной части средней стойки.
(8) Бампером согласно четвертому аспекту настоящего изобретения является бампер, имеющий комбинированную конструкцию стальных листовых элементов по любому из (1)-(5), при этом бампер содержит опорную пластину; основной корпус бампера, который состоит из первого стального листового элемента комбинированной конструкции стальных листовых элементов и который соединен с опорной пластиной; и накладной элемент, который состоит из второго стального листового элемента комбинированной конструкции стальных листовых элементов и который соединен по меньшей мере с одной из внутренней поверхности или наружной поверхности основного корпуса бампера.
(9) Дверной балкой согласно пятому аспекту настоящего изобретения является дверная балка, имеющая комбинированную конструкцию стальных листовых элементов по любому из (1)-(5), при этом дверная балка содержит основной корпус дверной балки, состоящий из первого стального листового элемента комбинированной конструкции стальных листовых элементов; и накладной элемент, который состоит из второго стального листового элемента комбинированной конструкции стальных листовых элементов и который соединен по меньшей мере с одной из внутренней поверхности или наружной поверхности основного корпуса дверной балки.
[Преимущества изобретения]
[0011] Согласно соответствующим аспектам настоящего изобретения, можно улучшить эффективность поглощения энергии столкновения при низких затратах.
[Краткое Описание чертежей]
[0012] Фиг. 1A представляет собой схематичный вид в перспективе, показывающий среднюю стойку согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 1B представляет собой вид в перспективе в разобранном виде средней стойки, (a) представляет собой вид, показывающий внутреннюю часть средней стойки, (b) представляет собой вид, показывающий состояние, в котором наружная часть средней стойки соединена с внутренней частью средней стойки, а (c) представляет собой вид, показывающий накладной элемент, который соединен с наружной частью средней стойки.
Фиг. 2 представляет собой вид в поперечном разрезе в направлении линии A-A на фиг. 1A.
Фиг. 3 представляет собой вид в поперечном разрезе в направлении линии A-A на фиг. 1A и вид, показывающий пример деформации, когда к средней стойке прикладывают нагрузку.
Фиг. 4A представляет собой вид в поперечном разрезе, показывающий пример деформации, когда к средней стойке прикладывают нагрузку, не удовлетворяющую Выражению (1).
Фиг. 4B представляет собой вид в поперечном разрезе, показывающий пример деформации, когда к средней стойке прикладывают нагрузку, не удовлетворяющую Выражению (2).
Фиг. 5 представляет собой вид в поперечном разрезе в направлении линии A-A на фиг. 1A и вид, показывающий пример модификации средней стойки согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 6 представляет собой вид в поперечном разрезе в направлении линии A-A на фиг. 1A и вид, показывающий среднюю стойку согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 7 представляет собой вид в поперечном разрезе в направлении линии A-A на фиг. 1A и вид, показывающий пример модификации средней стойки.
Фиг. 8 представляет собой схематичный вид в перспективе, показывающий бампер согласно третьему вариант осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 9 представляет собой вид в поперечном разрезе в направлении линии B-B на фиг. 8.
Фиг. 10 представляет собой вид в поперечном разрезе в направлении линии B-B на фиг. 8 и вид, показывающий пример модификации бампера.
Фиг. 11 представляет собой вид в поперечном разрезе в направлении линии B-B на фиг. 8 и вид, показывающий бампер согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 12 представляет собой вид в поперечном разрезе в направлении линии B-B на фиг. 8 и вид, показывающий пример модификации бампера.
Фиг. 13 представляет собой схематичный вид в перспективе, показывающий дверную балку согласно пятому варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 14 представляет собой вид в поперечном разрезе в направлении линии C-C на фиг. 13.
Фиг. 15 представляет собой вид в поперечном разрезе в направлении линии C-C на фиг. 13 и вид, показывающий пример модификации дверной балки.
Фиг. 16A представляет собой график, показывающий взаимосвязь между H/t и эффективностью поглощения энергии.
Фиг. 16B представляет собой график, показывающий взаимосвязь между H1/H и эффективностью поглощения энергии.
Фиг. 17A представляет собой вид, показывающий среднюю стойку предшествующего уровня техники, и вид в поперечном разрезе средней стойки с поперечным сечением, перпендикулярным переднему и заднему направлению кузова транспортного средства.
Фиг. 17B представляет собой вид в поперечном разрезе в направлении линии D-D на фиг. 17A.
[Варианты осуществления изобретения]
[0013] Далее отдельные варианты осуществления настоящего изобретения будут подробно описаны со ссылкой на чертежи. В настоящем описании и на чертежах составным элементам, имеющим по существу одинаковое функциональное устройство, будет дано одинаковое ссылочное обозначение, и их описание не будет повторяться.
[0014] (Первый вариант осуществления)
Фиг. 1A представляет собой схематичный вид в перспективе, показывающий среднюю стойку 100 (элемент конструкции автомобиля) согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. В дополнение, фиг. 1B представляет собой вид в перспективе в разобранном виде средней стойки 100, (a) представляет собой вид, показывающий внутреннюю часть 110 средней стойки, (b) представляет собой вид, показывающий состояние, в котором наружная часть 120 средней стойки соединена с внутренней частью 110 средней стойки, а (c) представляет собой вид, показывающий накладной элемент 130, который соединен с наружной частью 120 средней стойки. В дополнение, фиг. 2 представляет собой вид в поперечном разрезе в направлении линии A-A на фиг. 1A.
[0015] Как показано на фиг. 1A и фиг. 1B, средняя стойка 100 является удлиненной в одном направлении и содержит внутреннюю часть 110 средней стойки, наружную часть 120 средней стойки (первый стальной листовой элемент), соединенную с внутренней частью 110 средней стойки, и накладной элемент 130 (второй стальной листовой элемент), соединенный с наружной частью 120 средней стойки. В дополнение, средняя стойка 100 находится на стороне кузова автомобиля в вертикальном направлении.
В дополнение, как показано на фиг. 2, поперечное сечение средней стойки 100, которое перпендикулярно продольному направлению, представляет собой полое поперечное сечение, и когда удар F оказывает воздействие со стороны кузова транспортного средства, средняя стойка принимает нагрузку от удара F, деформируется с изгибом и поглощает энергию столкновения.
[0016] Как показано на фиг. 2, внутренняя часть 110 средней стойки 100 имеет форму плоского листа. В дополнение, внутренняя часть 110 средней стойки представляет собой стальной лист, имеющий, например, толщину листа 0,6-1,6 мм и предел прочности 980 МПа или выше.
Между тем, в качестве внутренней части 110 средней стойки, более предпочтительно использовать стальной лист, имеющий предел прочности 1,180 МПа или выше.
[0017] Наружная часть 120 средней стойки 100 представляет собой стальной лист, имеющий толщину листа от 0,8 до 2,0 мм и предел прочности 980 МПа или выше. В дополнение, как показано на фиг. 2, наружная часть 120 средней стойки имеет корытообразное поперечное сечение, которое перпендикулярно продольному направлению, и содержит основной участок 121 стенки, обращенный к внутренней части 110 средней стойки, пару вертикальных участков 122 стенок, которые вертикально продолжаются от обоих концов 121a (обоих торцевых краев) основного участка 121 стенки, и пару фланцевых участков 123, которые параллельны основному участку 121 стенки и продолжаются от одного конца 122a (торцевого края) каждого из вертикальных участков 122 стенок для отделения от основного участка 121 стенки.
Между тем, в качестве наружной части 120 средней стойки более предпочтительно использовать стальной лист, имеющий предел прочности 1,180 МПа или выше.
[0018] В дополнение, как показано на фиг. 2, наружная часть 120 средней стойки соединена с наружной поверхностью 110a (поверхностью в направлении внешней стороны кузова транспортного средства) внутренней части 110 средней стойки с помощью точечной сварки фланцевых участков 123. Другими словами, приваренные с помощью точечной сварки участки 150 предоставлены между наружной поверхностью 110a внутренней части 110 средней стойки и внутренними поверхностями 123a фланцевых участков 123 наружной части 120 средней стойки. Между тем, внутренняя часть 110 средней стойки и фланцевые участки 123 наружной части 120 средней стойки вместо точечной сварки могут быть соединены вместе, например, посредством лазерной сварки, пайки и т.п.
[0019] В дополнение, накладной элемент 130 средней стойки 100 представляет собой стальной лист, имеющий толщину листа от 0,8 до 3,0 мм и предел прочности 980 МПа или выше. В дополнение, как показано на фиг. 2, накладной элемент 130 имеет каналообразную форму поперечного сечения и содержит горизонтальный участок 131 стенки и пару боковых участков 132 стенок, которые вертикально продолжаются от обоих концов 131a (обоих торцевых краев) горизонтального участка 131 стенки.
В дополнение, накладной элемент 130 соединен с наружной поверхностью наружной части 120 средней стойки с помощью точечной сварки боковых участков 132 стенок и вертикальных участков 122 стенок наружной части 120 средней стойки и точечной сварки горизонтального участка 131 стенки и основного участка 121 стенки наружной части 120 средней стойки. Другими словами, между наружными поверхностями 122b вертикальных участков 122 стенок наружной части 120 средней стойки и внутренними поверхностями 132a боковых участков 132 стенок накладного элемента 130 образованы приваренные с помощью точечной сварки участки 160 (первые элементы соединения), а между наружной поверхностью 121b основного участка 121 стенки наружной части 120 средней стойки и внутренней поверхностью 131b горизонтального участка 131 стенки накладного элемента 130 образованы приваренные с помощью точечной сварки участки 170 (вторые элементы соединения). Между тем, вместо точечной сварки наружная часть 120 средней стойки и накладной элемент 130 могут быть соединены вместе, например, посредством лазерной сварки, пайки и т.п.
[0020] В качестве накладного элемента 130 может быть использовано множество стальных листов, таких как продукты горячей штамповки. В дополнение, в качестве накладного элемента 130 более предпочтительно использовать стальной лист, имеющий предел прочности 1,180 МПа или выше, а еще более предпочтительно использовать стальной лист, имеющий предел прочности 1,500 МПа или выше.
[0021] Горизонтальный участок 131 стенки накладного элемента 130 имеет форму, которая следует форме основного участка 121 стенки наружной части 120 средней стойки. В дополнение, боковая часть 132 стенки накладного элемента 130 имеет форму, которая следует форме вертикального участка 122 стенки наружной части 120 средней стойки. То есть, в средней стойке 100 горизонтальный участок 131 стенки накладного элемента 130 примыкает к основному участку 121 стенки наружной части 120 средней стойки, а боковые участки 132 стенок накладного элемента 130 примыкают к вертикальным участкам 122 стенки наружной части 120 средней стойки.
[0022] Как описано выше, в средней стойке 100 накладной элемент 130 соединен с наружной частью 120 средней стойки, и таким образом можно усилить наружную часть 120 средней стойки. В дополнение, накладной элемент 130 соединен с наружной частью 120 средней стойки, и таким образом можно усилить только необходимые участки. Вследствие этого, можно сократить увеличение веса по сравнению со случаем, когда увеличена толщина листа всей наружной части 120 средней стойки.
[0023] Как показано на фиг. 2, по меньшей мере часть приваренного с помощью точечной сварки участка 160 предпочтительно образована в диапазоне L1 (мм) от боковой торцевой поверхности 132b (торцевой поверхности конца) бокового участка 132 стенки накладного элемента 130. В данном случае L1 составляет 40% высоты (расстояния от боковой торцевой поверхности 132b бокового участка 132 стенки до наружной поверхности 131c горизонтального участка 131 стенки) бокового участка 132 стенки накладного элемента 130. То есть, например, в случае, когда высота бокового участка 132 стенки накладного элемента 130 составляет 60 мм, по меньшей мере часть приваренного с помощью точечной сварки участка 160 предпочтительно образована в диапазоне L1=24 мм от боковой торцевой поверхности 132b бокового участка 132 стенки накладного элемента 130.
По меньшей мере часть приваренного с помощью точечной сварки участка 170 предпочтительно образована в диапазоне L2 (мм) от внутренней поверхности 132a бокового участка 132 стенки. В данном случае, по аналогии с L1, L2 составляет 40% высоты (расстояния от боковой торцевой поверхности 132b бокового участка 132 стенки до наружной поверхности 131c горизонтального участка 131 стенки) бокового участка 132 стенки накладного элемента 130. Между тем, в случае, когда между основным участком 121 стенки и вертикальным участком 122 стенки предоставлен участок R, по меньшей мере часть приваренного с помощью точечной сварки участка 170 предпочтительно образована в диапазоне L2 от стопора R.
[0024] Далее будут описаны отдельные параметры средней стойки 100. В средней стойке 100 наружная часть 120 средней стойки и накладной элемент 130 удовлетворяют обоим Выражениям (1) и (2) ниже.
(H/t) ≤ 20,0 ··· Выражение (1)
0,6 ≤ (H1/H) ≤ 1,0 ··· Выражение (2)
[0025] В данном случае, как показано на фиг. 2, H (мм) представляет большее из расстояния между наружной поверхностью 123b фланцевого участка 123 и наружной поверхностью 121b основного участка 121 стенки и расстояния между наружной поверхностью 123b фланцевого участка 123 и наружной поверхностью 131c горизонтального участка 131 стенки. То есть, в средней стойке 100, поскольку накладной элемент 130 соединен с наружной поверхностью наружной части 120 средней стойки, H представляет расстояние (высоту) от наружной поверхности 123b фланцевого участка 123 наружной части 120 средней стойки до наружной поверхности 131c горизонтального участка 131 стенки накладного элемента 130.
В дополнение, t (мм) представляет сумму толщины листа вертикального участка 122 стенки наружной части 120 средней стойки и толщины листа бокового участка 132 стенки накладного элемента 130.
В дополнение, H1 (мм) представляет большее расстояние (высоту) из расстояния между боковой торцевой поверхностью 132b бокового участка 132 стенки и наружной поверхностью 121b основного участка 121 стенки и расстояния между боковой торцевой поверхностью 132b бокового участка 132 стенки и наружной поверхностью 131c горизонтального участка 131 стенки. То есть, в средней стойке 100, поскольку накладной элемент 130 соединен с наружной поверхностью наружной части 120 средней стойки, H1 представляет расстояние (высоту) от боковой торцевой поверхности 132b бокового участка 132 стенки до наружной поверхности 131c горизонтального участка 131 стенки.
[0026] В средней стойке 100, как описано ниже, накладной элемент 130 соединен с наружной частью 120 средней стойки, и за счет этого наружная часть 120 средней стойки усилена, и соблюдается как Выражение (1), так и Выражение (2). Вследствие этого, когда удар F оказывает воздействие, можно улучшить эффективность поглощения энергии. В данном случае, причина появления Выражения (1) и Выражения (2) описана ниже.
[0027] В случае, когда Выражение (1) не удовлетворяет ((H/t) > 20,0): вертикальные участки 122 стенок наружной части 120 средней стойки легко деформируются с прогибом, и существует опасение, что вертикальные участки 122 стенок могут разрушаться перед достаточно длительной нагрузкой от удара. В этом случае после разрушения нагрузку принимает внутренняя часть 110 средней стойки, основной участок 121 стенки наружной части 120 средней стойки и горизонтальный участок 131 стенки накладного элемента 130. В таком случае, когда на среднюю стойку 100 смотрят в продольном направлении, существует опасение, что средняя стойка 100 может деформироваться в широком диапазоне, включая места в стороне от места удара, и может проходить внутрь кабины.
[0028] В случае, когда значение нижнего предела Выражения (2) не удовлетворяет (0,6 > (H1/H)): вертикальные участки 122 стенок наружной части 120 средней стойки не могут в достаточной степени получать усиливающий эффект боковых участков 132 стенок накладного элемента 130, и таким образом вертикальные участки 122 стенок легко деформируются с прогибом, и существует опасение, что вертикальные участки 122 стенок могут разрушаться перед достаточно длительной нагрузкой от удара. В этом случае после разрушения нагрузку принимает внутренняя часть 110 средней стойки, основной участок 121 стенки наружной части 120 средней стойки и горизонтальный участок 131 стенки накладного элемента 130. В таком случае, когда на среднюю стойку 100 смотрят в продольном направлении, существует опасение, что средняя стойка 100 может деформироваться в широком диапазоне, включая места в стороне от места удара, и может проходить внутрь кабины.
[0029] В случае, когда значение верхнего предела Выражения (2) не удовлетворяет ((H1/H) > 1,0): Этот случай не может произойти в пространственном смысле, и таким образом невозможно соединить накладной элемент 130 с наружной частью 120 средней стойки. Вследствие этого, невозможно получить достаточный усиливающий эффект накладного элемента 130, и таким образом вертикальные участки 122 стенок легко деформируются с прогибом, и существует опасение, что вертикальные участки 122 стенок могут разрушаться перед достаточно длительной нагрузкой от удара.
[0030] В случае, когда как Выражение (1), так и Выражение (2) соблюдаются: Этот случай находится в рамках настоящего изобретения, и можно предотвратить разрушение вертикальных участков 122 стенок наружной части 120 средней стойки вследствие удара. В дополнение, энергия столкновения может надежно поглощаться за счет операции деформации вертикальных участков 122 стенок наружной части 120 средней стойки и боковых участков 132 стенок накладного элемента 130.
Между тем, касательно Выражения (1), с точки зрения эффекта предотвращения разрушения, значение H/t предпочтительно меньше. Например, H/t предпочтительно составляет 17,5 или менее, более предпочтительно 15,0 или менее, а еще более предпочтительно 12,5 или менее. С другой стороны, нижний предел H/t конкретно не ограничен, но H/t составляет, например, 5,0 или более.
В дополнение, касательно Выражения (2), с точки зрения эффекта предотвращения разрушения, H1/H предпочтительно составляет 0,7 или более, а более предпочтительно 0,8 или более.
[0031] На фиг. 3 показан пример деформации, возникающей в случае, когда удар F оказывает воздействие на среднюю стойку 100, удовлетворяющую обоим Выражениям (1) и (2). На фиг. 3, поскольку средняя стойка 100 удовлетворяет обоим Выражениям (1) и (2), вертикальные участки 122 стенок наружной части 120 средней стойки достаточно усилены накладным элементом 130, и можно предотвратить легкую деформацию с прогибом вертикальных участков 122 стенок.
С другой стороны, на фиг. 4A показан пример деформации, возникающей в случае, когда удар F оказывает воздействие на среднюю стойку 50, не удовлетворяющую Выражению (1). На фиг. 4A, поскольку средняя стойка 50 не удовлетворяет Выражению (1), невозможно достаточно усилить вертикальные участки 122 стенок наружной части 120 средней стойки, используя накладной элемент 130, и вертикальные участки 122 стенок легко деформируются с прогибом.
В дополнение, на фиг. 4B показан пример деформации, возникающей в случае, когда удар F оказывает воздействие на среднюю стойку 60, не удовлетворяющую Выражению (2). На фиг. 4B, поскольку средняя стойка 60 не удовлетворяет Выражению (2), невозможно получить достаточный усиливающий эффект накладного элемента 130, и вертикальные участки 122 стенок легко деформируются с прогибом.
[0032] Как описано выше, согласно средней стойке 100 настоящего варианта осуществления, поскольку накладной элемент 130 соединен с наружной частью 120 средней стойки, можно усилить только необходимые участки без увеличения толщины листа всей наружной части 120 средней стойки. Вследствие этого, можно усилить наружную часть 120 средней стойки, сдерживая в то же время увеличение веса средней стойки 100. В дополнение, поскольку наружная часть 120 средней стойки и накладной элемент 130 удовлетворяют как Выражению (1), так и Выражении (2), в случае, при оказании воздействия со стороны кузова транспортного средства, можно предотвратить разрушение вертикальных участков 122 стенок наружной части 120 средней стойки. Вследствие этого, можно улучшить эффективность поглощения энергии столкновения при низких затратах.
[0033] Между тем, в средней стойке 100 между боковой торцевой поверхностью 132b бокового участка 132 стенки накладного элемента 130 и наружной поверхностью 123b фланцевого участка 123 наружной части 120 средней стойки предпочтительно предоставлено предварительно заданное расстояние D (мм), как показано на фиг. 2 (D>0). Другими словами, касательно Выражения (2), H1/H предпочтительно меньше чем 1,0 ((H1/H) < 1,0). В этом случае, поскольку между боковой торцевой поверхностью 132b бокового участка 132 стенки накладного элемента 130 и наружной поверхностью 123b фланцевого участка 123 наружной части 120 средней стойки образован зазор, когда накладной элемент 130 деформируется за счет удара F, можно предотвратить вдавливание боковой торцевой поверхности 132b накладного элемента 130 во фланцевый участок 123 наружной части 120 средней стойки. Вследствие этого, можно заставить боковые участки 132 стенок накладного элемента 130 надежно следовать за деформацией вертикальных участков 122 стенок наружной части 120 средней стойки, и, следовательно, можно предотвратить сдирание приваренных с помощью точечной сварки участков 160.
Между тем, более предпочтительно установить расстояние D, например, 10% или более от H. То есть, касательно Выражения (2), H1/H более предпочтительно составляет 0,9 или менее.
[0034] [Пример модификации первого варианта осуществления]
В настоящем варианте осуществления описан случай, когда с наружной частью 120 средней стойки соединен каналообразный накладной элемент 130. Однако, как показано на фиг. 5, с наружной частью 120 средней стойки может быть соединена пара накладных элементов 140, имеющих L-образную форму поперечного сечения. В этом случае объем горизонтальных участков 131 стенки накладных элементов 140, которые примыкают к основному участку 121 стенки наружной части 120 средней стойки, уменьшается, и таким образом можно уменьшить вес средней стойки 100.
[0035] (Второй вариант осуществления)
Далее, будет описана средняя стойка 200 согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.
[0036] Фиг. 6 представляет собой вид в горизонтальном разрезе, показывающий среднюю стойку 200 согласно настоящему варианту осуществления. В средней стойке 100 согласно первому варианту осуществления был описан случай, когда накладной элемент 130 соединен с наружной поверхностью наружной части 120 средней стойки. В отличие от этого, в средней стойке 200 согласно настоящему варианту осуществления накладной элемент 130 соединен с внутренней поверхностью наружной части 120 средней стойки, как показано на фиг. 6.
[0037] В средней стойке 200, как показано на фиг. 6, горизонтальный участок 131 стенки накладного элемента 130 соединен с внутренней поверхностью 121c основного участка 121 стенки наружной части 120 средней стойки, используя приваренные с помощью точечной сварки участки 170, а боковые участки 132 стенок накладного элемента 130 соединены с внутренними поверхностями 122c вертикальных участков 122 стенок наружной части 120 средней стойки, используя приваренные с помощью точечной сварки участки 160.
[0038] То есть, средняя стойка 200 согласно настоящему варианту осуществления аналогична средней стойке 100 согласно первому варианту осуществления, допуская усиление наружной части 120 средней стойки. В дополнение, средняя стойка 200 аналогична средней стойке 100 согласно первому варианту осуществления, допуская улучшение эффективности поглощения энергии столкновения за счет удовлетворения Выражения (1) и Выражения (2).
[0039] Между тем, касательно Выражения (1) и Выражения (2), в средней стойке 200, поскольку накладной элемент 130 соединен с внутренней поверхностью наружной части 120 средней стойки, H (мм) становится расстоянием (высотой) от наружной поверхности 123b фланцевого участка 123 наружной части 120 средней стойки до наружной поверхности 121b основного участка 121 стенки наружной части 120 средней стойки. В дополнение, H1 (мм) становится расстоянием (высотой) от боковой торцевой поверхности 132b бокового участка 132 стенки накладного элемента 130 до наружной поверхности 121b основного участка 121 стенки наружной части 120 средней стойки.
[0040] [Пример модификации второго варианта осуществления]
В настоящем варианте осуществления был описан случай, когда с внутренней поверхностью наружной части 120 средней стойки соединен каналообразный накладной элемент 130. Однако, как показано на фиг. 7, с внутренней поверхностью наружной части 120 средней стойки может быть соединена пара накладных элементов 140, имеющих L-образную форму поперечного сечения. В этом случае объем горизонтальных участков 131 стенки накладных элементов 140, которые примыкают к основному участку 121 стенки наружной части 120 средней стойки, уменьшается, и таким образом можно уменьшить вес средней стойки 200.
[0041] (Третий вариант осуществления)
Далее, будет описан бампер 300 согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения.
[0042] Фиг. 8 представляет собой схематичный вид в перспективе, показывающий бампер 300 (элемент конструкции автомобиля) согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения. В дополнение, фиг. 9 представляет собой вид в поперечном разрезе в направлении линии B-B на фиг. 8. В первом варианте осуществления и втором варианте осуществления были описаны случаи, когда средняя стойка 100 или средняя стойка 200 содержит накладной элемент 130. В отличие от этого, в настоящем варианте осуществления бампер 300 содержит пару накладных элементов 330.
[0043] Как показано на фиг. 8 и фиг. 9, бампер 300 удлинен в одном направлении и содержит опорную пластину 310, основной корпус 320 бампера (первый стальной листовой элемент), соединенный с опорной пластиной 310, и пару накладных элементов 330 (вторых стальных листовых элементов), соединенных с основным корпусом 320 бампера. В дополнение, бампер 300 находится на передней стороне или задней стороне кузова автомобиля.
В дополнение, как показано на фиг. 9, поперечное сечение бампера 300, перпендикулярное продольному направлению, представляет собой полое поперечное сечение, и когда удар F оказывает воздействие с передней стороны или с задней стороны кузова транспортного средства, бампер принимает нагрузку от удара F, с изгибом деформируется и поглощает энергию столкновения.
[0044] Опорная пластина 310 бампера 300 имеет форму плоского листа. В дополнение, опорная пластина 310 бампера 300 представляет собой стальной лист, имеющий, например, толщину листа 1,4 мм и предел прочности 980 МПа или выше.
Между тем, в качестве опорной пластины 310 более предпочтительно использовать стальной лист 1,180 МПа или выше.
[0045] Как показано на фиг. 9, основной корпус 320 бампера 300 имеет корытообразное поперечное сечение, которое перпендикулярно продольному направлению и представляет собой стальной лист, имеющий толщину листа от 0,8 до 2,0 мм и предел прочности 980 МПа или выше. В дополнение, основной корпус 320 бампера содержит основной участок 321 стенки, обращенный к опорной пластине 310, пару вертикальных участков 322 стенок, которые вертикально продолжаются от обоих концов 321a основного участка 321 стенки, и пару фланцевых участков 323, которые параллельны основному участку 321 стенки и продолжаются от одного конца 322a каждого из вертикальных участков 322 стенок для отделения от основного участка 321 стенки.
Между тем, в качестве основного корпуса 320 бампера более предпочтительно использовать стальной лист 1,180 МПа или выше.
[0046] Основной участок 321 стенки основного корпуса 320 бампера имеет выступающий участок 324, который выступает в направлении опорной пластины 310 в центральной части в ширину. В дополнение, выступающий участок 324 имеет пару усиливающих центр участков 324a стенки, которые продолжаются в направлении опорной пластины 310 от основного участка 321 стенки, и участок 324b с плоской поверхностью, который соединяет пару усиливающих центр участков 324a стенки.
[0047] В дополнение, основной корпус 320 бампера соединен с наружной поверхностью 310a (поверхностью в направлении внешней стороны кузова транспортного средства) опорной пластины 310 за счет точечной сварки фланцевых участков 323. Другими словами, между наружной поверхностью 310a опорной пластины 310 и внутренними поверхностями 323a фланцевых участков 323 основного корпуса 320 бампера предоставлены приваренные с помощью точечной сварки участки 150.
[0048] Накладной элемент 330 представляет собой стальной лист, имеющий толщину листа от 0,8 до 3,0 мм и предел прочности 980 МПа или выше. В дополнение, накладной элемент 330 имеет каналообразную форму поперечного сечения, которая перпендикулярна продольному направлению и содержит горизонтальный участок 331 стенки, боковой участок 332 стенки который вертикально продолжается от одного конца 331a горизонтального участка 331 стенки, и удерживающий участок 333 стенки который продолжается от другого конца 331d горизонтального участка 331 стенки.
Между тем, в качестве накладного элемента 330 может быть использовано множество стальных листов, таких как продукты горячей штамповки. В дополнение, в качестве накладного элемента 330 более предпочтительно использовать стальной лист, имеющий предел прочности 1,180 МПа или выше, а еще более предпочтительно использовать стальной лист, имеющий предел прочности 1,500 МПа или выше.
[0049] Накладной элемент 330 соединен с наружной поверхностью основного корпуса 320 бампера за счет точечной сварки бокового участка 332 стенки и вертикального участка 322 стенки основного корпуса 320 бампера, точечной сварки горизонтального участка 331 стенки и основного участка 321 стенки основного корпуса 320 бампера и точечной сварки удерживающего участка 333 стенки и центрального усиливающего участка 324a стенки основного корпуса 320 бампера. Другими словами, между наружной поверхностью 322b вертикального участка 322 стенки основного корпуса 320 бампера и внутренней поверхностью 332a бокового участка 332 стенки накладного элемента 330 образован приваренный с помощью точечной сварки участок 160, между наружной поверхностью 321b основного участка 321 стенки основного корпуса 320 бампера и внутренней поверхностью 331b горизонтального участка 331 стенки накладного элемента 330 образованы приваренные с помощью точечной сварки участки 170, а между наружной поверхностью 324a1 центрального усиливающего участка 324a стенки основного корпуса 320 бампера и внутренней поверхностью 333a удерживающего участка 333 стенки накладного элемента 330 образован приваренный с помощью точечной сварки участок 380.
[0050] Горизонтальный участок 331 стенки накладного элемента 330 имеет форму, которая следует форме основного участка 321 стенки основного корпуса 320 бампера. В дополнение, боковой участок 332 стенки накладного элемента 330 имеет форму, которая следует форме вертикального участка 322 стенки основного корпуса 320 бампера. В дополнение, удерживающий участок 333 стенки накладного элемента 330 имеет форму, которая следует форме центрального усиливающего участка 324a стенки основного корпуса 320 бампера. То есть, в бампере 300 горизонтальный участок 331 стенки накладного элемента 330 примыкает к основному участку 321 стенки основного корпуса 320 бампера, боковой участок 332 стенки накладного элемента 330 примыкает к вертикальному участку 322 стенки основного корпуса 320 бампера, а удерживающий участок 333 стенки накладного элемента 330 примыкает к центральному усиливающему участку 324a стенки основного корпуса 320 бампера.
[0051] Как описано выше, в бампере 300 накладные элементы 330 соединены с основным корпусом 320 бампера, и таким образом можно усилить основной корпус 320 бампера. Вследствие этого, в случае, когда удар F оказывает воздействие на бампер 300, можно предотвратить разрушение и т.п. Вертикальных участков 322 стенок основного корпуса 320 бампера. В дополнение, основной корпус 320 бампера усилен накладными элементами 330, и таким образом можно усилить только необходимые участки. Вследствие этого, по сравнению со случаем, когда увеличена толщина листа всего основного корпуса 320 бампера, можно сократить увеличение веса.
[0052] Далее будут описаны отдельные параметры бампера 300. В бампере 300 основной корпус 320 бампера и накладной элемент 330 удовлетворяют обоим Выражениям (1) и (2), который были описаны в первом варианте осуществления.
(H/t) ≤ 20,0 ··· Выражение (1)
0,6 ≤ (H1/H) ≤ 1,0 ··· Выражение (2)
[0053] В данном случае, по аналогии со случаем первого варианта осуществления H (мм) представляет расстояние (высоту) от наружной поверхности 323b фланцевого участка 323 основного корпуса 320 бампера до наружной поверхности 331c горизонтального участка 331 стенки накладного элемента 330. В дополнение, t (мм) представляет сумму толщины листа вертикального участка 322 стенки основного корпуса 320 бампера и толщины листа бокового участка 332 стенки накладного элемента 330. В дополнение, H1 (мм) представляет расстояние (высоту) от боковой торцевой поверхности 332b (торцевой поверхности конца) бокового участка 332 стенки накладного элемента 330 до наружной поверхности 331c горизонтального участка 331 стенки.
[0054] В бампере 300, по аналогии со случаем первого варианта осуществления, накладные элементы 330 соединены с основным корпусом 320 бампера, и таким образом основной корпус 320 бампера усилен, и соблюдается как Выражение (1), так и Выражение (2). Вследствие этого, можно улучшить эффективность поглощения энергии, когда удар F оказывает воздействие.
[0055] [Пример модификации третьего варианта осуществления]
В настоящем варианте осуществления был описан случай, когда каналообразные накладные элементы 330 соединены с основным корпусом 320 бампера. Однако, как показано на фиг. 10, с основным корпусом 320 бампера может быть соединена пара накладных элементов 340 и пара накладных элементов 345, которые имеют L-образную форму поперечного сечения. В этом случае объем горизонтальных участков 331 стенок накладных элементов 330, которые примыкают к основному участку 321 стенки основного корпуса 320 бампера, уменьшается, и таким образом можно дополнительно уменьшить вес бампера 300.
[0056] (Четвертый вариант осуществления)
Далее будет описан бампер 400 согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения.
[0057] Фиг. 11 представляет собой вид в горизонтальном разрезе, показывающий бампер 400 согласно настоящему варианту осуществления. В бампере 300 третьего варианта осуществления был описан случай, когда накладные элементы 330 соединены с наружной поверхностью основного корпуса 320 бампера. В отличие от этого, как показано на фиг. 11, в бампере 400 согласно настоящему варианту осуществления накладные элементы 330 соединены с внутренней поверхностью основного корпуса 320 бампера.
[0058] Как показано на фиг. 11, в бампере 400 горизонтальный участок 331 стенки накладного элемента 330 соединен с внутренней поверхностью основного участка 321 стенки основного корпуса 320 бампера, используя приваренные с помощью точечной сварки участки 170, а боковой участок 332 стенки накладного элемента 330 соединен с внутренней поверхностью вертикального участка 322 стенки основного корпуса 320 бампера, используя приваренный с помощью точечной сварки участок 160.
[0059] То есть, в бампере 400 согласно настоящему варианту осуществления, по аналогии с бампером 300 согласно третьему варианту осуществления, можно усилить основной корпус 320 бампера. В дополнение, бампер 400 аналогичен бамперу 300 согласно третьему варианту осуществления, допуская улучшение эффективности поглощения энергии столкновения за счет удовлетворения Выражения (1) и Выражения (2).
[0060] Между тем, касательно Выражения (1) и Выражения (2), в настоящем варианте осуществления, поскольку накладной элемент 330 соединен с внутренней поверхностью основного корпуса 320 бампера, H (мм) становится расстоянием (высотой) от наружной поверхности 323b фланцевого участка 323 основного корпуса 320 бампера до наружной поверхности 321b основного участка 321 стенки основного корпуса 320 бампера. В дополнение, H1 (мм) становится расстоянием (высотой) от боковой торцевой поверхности 332b бокового участка 332 стенки накладного элемента 330 до наружной поверхности 321b основного участка 321 стенки основного корпуса 320 бампера.
[0061] [Пример модификации четвертого варианта осуществления]
В настоящем варианте осуществления был описан случай, когда каналообразные накладные элементы 330 соединены с внутренней поверхностью основного корпуса 320 бампера. Однако, как показано на фиг. 12, пара накладных элементов 340 и пара накладных элементов 345, которые имеют L-образную форму поперечного сечения, могут быть соединены с основным корпусом 320 бампера. В этом случае объем горизонтальных участков 331 стенок накладных элементов 340 и 345, которые примыкают к основному участку 321 стенки основного корпуса 320 бампера, уменьшается, и таким образом можно дополнительно уменьшить вес бампера 400.
[0062] (Пятый вариант осуществления)
Далее будет описана дверная балка 500 согласно пятому варианту осуществления настоящего изобретения.
[0063] Фиг. 13 представляет собой схематичный вид в перспективе, показывающий дверную балку 500 (элемент конструкции автомобиля) согласно настоящему варианту осуществления. В дополнение, фиг. 14 представляет собой вид в поперечном разрезе в направлении линии C-C на фиг. 13. В первом варианте осуществления был описан случай, когда средняя стойка 100 содержит накладной элемент 130. В отличие от этого, в настоящем варианте осуществления дверная балка 500 содержит накладные элементы 530.
[0064] Как показано на фиг. 13 и фиг. 14, дверная балка 500 является удлиненной в одном направлении и содержит основной корпус дверной балки 520 (первый стальной листовой элемент) и пару накладных элементов 530 (вторых стальных листовых элементов), соединенных с основным корпусом дверной балки 520. В дополнение, дверная балка 500 находится в двери автомобиля (не показано) за счет точечной сварки внутренних поверхностей 523a фланцевых участков 523 основного корпуса дверной балки 520 с дверью автомобиля.
[0065] Основной корпус 520 дверной балки 500 представляет собой стальной лист, имеющий толщину листа от 0,8 до 2,0 мм и предел прочности 980 МПа или выше. В дополнение, как показано на фиг. 14, основной корпус 520 дверной балки имеет корытообразное поперечное сечение, которое перпендикулярно продольному направлению и содержит основной участок 521 стенки, пару вертикальных участков 522 стенки, которые продолжаются от обоих концов 521a основного участка 521 стенки, и пару фланцевых участков 523, которые параллельны основному участку 521 стенки и продолжаются от одного конца 522a каждого из вертикальных участков 522 стенки для отделения от основного участка 521 стенки.
Между тем, в качестве основного корпуса 520 дверной балки более предпочтительно использовать стальной лист, имеющий предел прочности 1,180 МПа или выше.
[0066] Основной участок 521 стенки основного корпуса 520 дверной балки имеет выступающий участок 524, который предоставлен в центральной части в ширину и выступает в направлении фланцевого участка 523. В дополнение, вертикальный участок 522 стенки основного корпуса 520 дверной балки имеет первый наклонный участок 525, который соединен с концом 521a основного участка 521 стенки и имеет предварительно заданный угол наклона, и второй наклонный участок 526, который соединен с первым наклонным участком 525 и имеет угол наклона, который отличается от описанного выше угла наклона.
[0067] Накладной элемент 530 дверной балки 500 представляет собой стальной лист, имеющий толщину листа от 0,8 до 3,0 мм и предел прочности 1,180 МПа или выше. В дополнение, как показано на фиг. 14, накладной элемент 530 имеет L-образную форму поперечного сечения и имеет горизонтальный участок 531 стенки и боковой участок 532 стенки, которая продолжается от одного конца 531a горизонтального участка 531 стенки.
В дополнение, накладной элемент 530 соединен с наружной поверхностью основного корпуса 520 дверной балки с помощью точечной сварки горизонтального участка 531 стенки и основного участка 521 стенки основного корпуса 520 дверной балки и точечной сварки боковых участков 532 стенки и вертикальных участков 522 стенки основного корпуса 520 дверной балки. Другими словами, между наружной поверхностью 522b вертикального участка 522 стенки основного корпуса 520 дверной балки и внутренней поверхностью 532a бокового участка 532 стенки накладного элемента 530 образован приваренный с помощью точечной сварки участок 160, а между наружной поверхностью 521b основного участка 521 стенки основного корпуса 520 дверной балки и внутренней поверхностью 531b горизонтального участка 531 стенки накладного элемента 530 образован приваренный с помощью точечной сварки участок 170.
Между тем, в качестве накладного элемента 530 может быть использовано множество стальных листов, таких как продукты горячей штамповки. В дополнение, в качестве накладного элемента 530 более предпочтительно использовать стальной лист, имеющий предел прочности 1,180 МПа или выше, а еще более предпочтительно использовать стальной лист, имеющий предел прочности 1,500 МПа или выше.
[0068] Горизонтальный участок 531 стенки накладного элемента 530 имеет форму, которая следует форме основного участка 521 стенки основного корпуса 520 дверной балки. В дополнение, боковой участок 532 стенки накладного элемента 530 имеет форму, которая следует форме вертикального участка 522 стенки основного корпуса 520 дверной балки. То есть, в дверной балке 500 горизонтальный участок 531 стенки накладного элемента 530 примыкает к основному участку 521 стенки основного корпуса 520 дверной балки, а боковой участок 532 стенки накладного элемента 530 примыкает к вертикальному участку 522 стенки основного корпуса 520 дверной балки.
[0069] Как описано выше, в дверной балке 500 накладные элементы 530 соединены с основным корпусом 520 дверной балки, и таким образом можно усилить основной корпус 520 дверной балки. Вследствие этого, в случае, когда на дверную балку 500 оказывается воздействие, можно предотвратить разрушение и т.п. Вертикальных участков 522 стенки основного корпуса 520 дверной балки. В дополнение, накладные элементы 530 соединены с основным корпусом 520 дверной балки, и таким образом можно усилить только необходимые участки. Вследствие этого, можно сократить увеличение веса по сравнению со случаем, когда увеличена толщина листа всего основного корпуса 520 дверной балки.
[0070] Далее, будут описаны отдельные параметры дверной балки 500. В дверной балке 500 основной корпус 520 дверной балки и накладной элемент 530 удовлетворяют обоим Выражениям (1) и (2), которые были описаны в первом варианте осуществления.
(H/t) ≤ 20,0 ··· Выражение (1)
0,6 ≤ (H1/H) ≤ 1,0 ··· Выражение (2)
В данном случае, по аналогии со случаем первого варианта осуществления, H (мм) представляет расстояние (высоту) от наружной поверхности 523b фланцевого участка 523 основного корпуса 520 дверной балки до наружной поверхности 531c горизонтального участка 531 стенки накладного элемента 530. В дополнение, t (мм) представляет сумму толщины листа вертикального участка 522 стенки основного корпуса 520 дверной балки и толщины листа бокового участка 532 стенки накладного элемента 530. В дополнение, H1 (мм) представляет расстояние (высоту) от боковой торцевой поверхности 532b (торцевой поверхности конца) бокового участка 532 стенки накладного элемента 530 до наружной поверхности 531c горизонтального участка 531 стенки.
[0071] В дверной балке 500 по аналогии со случаем первого варианта осуществления, накладные элементы 530 соединены с основным корпусом 520 дверной балки, и таким образом основной корпус 520 дверной балки усилен, и соблюдается как Выражение (1), так и Выражение (2). Вследствие этого, при оказании воздействия можно улучшить эффективность поглощения энергии.
[0072] Между тем, по аналогии со случаем первого варианта осуществления, накладные элементы 530 также могут быть соединены с внутренней поверхностью основного корпуса 520 дверной балки, как показано на фиг. 15.
[Примеры]
[0073] Далее будут описаны примеры, выполненные для того, чтобы подтвердить эффекты действия настоящего изобретения.
[0074] Выполняли анализ методом конечных элементов деформации корытообразного элемента с трехточечным изгибом, который имитировал форму поперечного сечения (ссылка на фиг. 2) средней стойки 100 согласно первому варианту осуществления, и получали величину поглощения энергии на единицу веса. Конкретно, корытообразный элемент поддерживали в двух точках, которые располагались в продольном направлении с предварительно заданным интервалом, в центральном месте двух точек прикладывали предварительно заданную нагрузку, и получали величину поглощения энергии. В дополнение, величину поглощения энергии делили на вес корытообразного элемента, получая таким образом величину поглощения энергии на единицу веса. Одновременно, в качестве корытообразного элемента использовали стальной лист, имеющий предел прочности 980 МПа.
В дополнение, для сравнения такой же анализ также выполняли в случаях, когда Выражение (1) и/или Выражение (2) не соблюдались. Между тем, в тестах № 1-11, показанных в таблице 1, были установлены такие же условия за исключением H, t и H1.
[0075] [Таблица 1]
| Тест № | Н (мм) | t (мм) | Н1 (мм) | H/t | H1/H | Соблюдение выражения (1) | Соблюдение выражения (2) | Величина поглощения энергии ЕА (кДж) | Вес (кг) | Величина поглощения энергии на единицу массы ЕА/масса (кДж/кг) | Дифференциация |
| 1 | 50,0 | 2,0 | 25,0 | 25,0 | 0,50 | Нет | Нет | 0,854 | 2,149 | 0,397 | Сравнительный пример |
| 2 | 50,0 | 2,0 | 40,0 | 25,0 | 0,80 | Нет | Да | 0,884 | 2,291 | 0,386 | Сравнительный пример |
| 3 | 50,0 | 2,0 | 16,5 | 25,0 | 0,33 | Нет | Нет | 0,900 | 2,091 | 0,430 | Сравнительный пример |
| 4 | 40,0 | 2,0 | 20,0 | 20,0 | 0,50 | Да | Нет | 0,850 | 2,030 | 0,419 | Сравнительный пример |
| 5 | 10,0 | 2,0 | 7,0 | 3,3 | 0,70 | Да | Да | 1,200 | 1,937 | 0,620 | Пример изобретения |
| 6 | 40,0 | 2,0 | 25,0 | 20,0 | 0,63 | Да | Да | 1,100 | 2,069 | 0,532 | Пример изобретения |
| 7 | 10,0 | 2,0 | 7,0 | 5,0 | 0,70 | Да | Да | 1,040 | 1,599 | 0,650 | Пример изобретения |
| 8 | 35,0 | 2,0 | 25,0 | 17,5 | 0,71 | Да | Да | 1,100 | 1,988 | 0,553 | Пример изобретения |
| 9 | 30,0 | 2,0 | 25,0 | 15,0 | 0,83 | Да | Да | 1,100 | 1,952 | 0,564 | Пример изобретения |
| 10 | 25,0 | 2,0 | 20,0 | 12,5 | 0,80 | Да | Да | 1,150 | 1,874 | 0,614 | Пример изобретения |
| 11 | 20,0 | 2,0 | 15,0 | 10,0 | 0,75 | Да | Да | 1,148 | 1,795 | 0,640 | Пример изобретения |
[0076] В таблице 1 №№ тестов 1-4 обозначают случаи, когда Выражение (1) и/или Выражение (2) не соблюдались, то есть сравнительные примеры. С другой стороны, №№ тестов 5-11 обозначают случаи, когда Выражение (1) и/или Выражение (2) соблюдались, то есть примеры изобретения.
В дополнение, на фиг. 16A и фиг. 16B показаны графики, полученные путем нанесения результатов таблицы 1. Между тем, на фиг. 16A горизонтальная ось обозначает H/t, а вертикальная ось обозначает величину поглощения энергии на единицу веса EA/масса (кДж/кг). В дополнение, на фиг. 16B горизонтальная ось обозначает H1/H, а вертикальная ось обозначает величину поглощения энергии на единицу веса EA/масса (кДж/кг).
[0077] Как показано в таблице 1 и показано на фиг. 16A и фиг. 16B, можно подтвердить, что в случаях, когда как Выражение (1), так и/или Выражение (2) соблюдались, величина поглощения энергии на единицу веса увеличилась по сравнению со случаями, когда какое-либо одно из Выражения (1) и Выражения (2) не соблюдалось, и случаями, когда как Выражение (1) и/или Выражение (2) не соблюдались.
[0078] Несмотря на то, что были описаны варианты осуществления настоящего изобретения, но варианты осуществления являются просто примерами, и объем правовых притязаний настоящего изобретения не ограничен только описанными выше вариантами осуществления. Варианты осуществления могут быть выполнены во множестве других форм и могут быть пропущены, заменены или различным образом модифицированы в рамках сущности изобретения. Варианты осуществления или их модификации включены в объем изобретения, описанный в формуле изобретения, и его эквивалент, как в случае их включения в объем правовых притязаний или сущность изобретения.
[0079] Например, в вариантах осуществления были описаны случаи, когда элементом конструкции автомобиля является средняя стойка, бампер или дверная балка. Однако, настоящее изобретение не ограничено элементами конструкции автомобиля, и настоящее изобретение может быть применено, например, к боковым порогам.
[0080] В дополнение, например, в первом варианте осуществления был описан случай, когда накладной элемент 130 соединен с внутренней поверхностью наружной части 120 средней стойки 100. Однако, накладные элементы 130 могут быть соединены как с внутренней поверхностью, так и с наружной поверхностью наружной части 120 средней стойки.
[0081] В дополнение, например, в первом варианте осуществления был описан случай, когда основной участок 121 стенки наружной части 120 средней стойки имеет форму плоского листа; однако, по аналогии с бампером 300 выступающий участок может быть предоставлен в основном участке 121 стенки наружной части 120 средней стойки. В дополнение, в третьем варианте осуществления был описан случай, когда выступающий участок предоставлен в основном участке 321 стенки основного корпуса 320 бампера, но основной участок 321 стенки может иметь форму плоского листа. В дополнение, в пятом варианте осуществления был описан случай, когда выступающий участок предоставлен в основном участке 521 стенки основного корпуса 520 дверной балки, но основной участок 521 стенки может иметь форму плоского листа.
[Промышленная применимость]
[0082] Согласно настоящему изобретению, можно предложить комбинированную конструкцию стальных листовых элементов, элемент конструкции автомобиля, среднюю стойку, бампер и дверную балку, которые способны улучшить эффективность поглощения энергии столкновения при низких затратах.
[Перечень ссылочных позиций]
[0083] 100: средняя стойка (элемент конструкции автомобиля)
110: внутренняя часть средней стойки
120: наружная часть средней стойки (первый стальной листовой элемент)
121: основной участок стенки наружной части средней стойки
122: вертикальный участок стенки наружной части средней стойки
123: фланцевый участок наружной части средней стойки
130: накладной элемент (второй стальной листовой элемент)
150: приваренный с помощью точечной сварки участок
160: приваренный с помощью точечной сварки участок (первый элемент соединения)
170: приваренный с помощью точечной сварки участок (второй элемент соединения)
1. Комбинированная конструкция стальных листовых элементов, содержащая:
первый стальной листовой элемент, имеющий основной участок стенки, вертикальный участок стенки, который продолжается от торцевого края основного участка стенки, и фланцевый участок, который продолжается параллельно основному участку стенки от торцевого края вертикального участка стенки; и
второй стальной листовой элемент, который соединен по меньшей мере с одной из внутренней поверхности или наружной поверхности первого стального листового элемента и имеет горизонтальный участок стенки, который примыкает к основному участку стенки, и боковой участок стенки, который примыкает к вертикальному участку стенки,
при этом, когда большее из расстояния между наружной поверхностью фланцевого участка и наружной поверхностью основного участка стенки и расстояния между наружной поверхностью фланцевого участка и наружной поверхностью горизонтального участка стенки определяется, как H (мм),
сумма толщины листа вертикального участка стенки и толщины листа бокового участка стенки определяется, как t (мм), и
большее из расстояния между торцевой поверхностью конца бокового участка стенки и наружной поверхностью основного участка стенки и расстояния между торцевой поверхностью конца бокового участка стенки и наружной поверхностью горизонтального участка стенки определяется, как H1 (мм),
первый стальной листовой элемент и второй стальной листовой элемент удовлетворяют Выражению (1) и Выражению (2)
(H/t) ≤ 20,0 Выражение (1)
0,6 ≤ (H1/H) ≤ 1,0 Выражение (2).
2. Комбинированная конструкция стальных листовых элементов по п.1, дополнительно содержащая первый элемент соединения, который соединяет вместе вертикальный участок стенки первого стального листового элемента и боковой участок стенки второго стального листового элемента.
3. Комбинированная конструкция стальных листовых элементов по п.1 или 2, дополнительно содержащая второй элемент соединения, который соединяет вместе основной участок стенки первого стального листового элемента и горизонтальный участок стенки второго стального листового элемента.
4. Комбинированная конструкция стальных листовых элементов по любому из пп.1-3, в которой второй стальной листовой элемент представляет собой стальной лист, имеющий предел прочности 980 МПа или выше.
5. Комбинированная конструкция стальных листовых элементов по п.4, в которой первый стальной листовой элемент представляет собой стальной лист, имеющий предел прочности 980 МПа или выше.
6. Элемент конструкции автомобиля, содержащий комбинированную конструкцию стальных листовых элементов по любому из пп.1-5.
7. Средняя стойка, имеющая комбинированную конструкцию стальных листовых элементов по любому из пп.1-5 и содержащая:
внутреннюю часть средней стойки;
наружную часть средней стойки, которая состоит из первого стального листового элемента комбинированной конструкции стальных листовых элементов и которая соединена с внутренней частью средней стойки; и
накладной элемент, который состоит из второго стального листового элемента комбинированной конструкции стальных листовых элементов и который соединен по меньшей мере с одной из внутренней поверхности или наружной поверхности наружной части средней стойки.
8. Бампер, имеющий комбинированную конструкцию стальных листовых элементов по любому из пп.1-5 и содержащий:
опорную пластину;
основной корпус бампера, который состоит из первого стального листового элемента комбинированной конструкции стальных листовых элементов и который соединен с опорной пластиной; и
накладной элемент, который состоит из второго стального листового элемента комбинированной конструкции стальных листовых элементов и который соединен по меньшей мере с одной из внутренней поверхности или наружной поверхности основного корпуса бампера.
9. Дверная балка, имеющая комбинированную конструкцию стальных листовых элементов по любому из пп.1-5 и содержащая:
основной корпус дверной балки, состоящий из первого стального листового элемента комбинированной конструкции стальных листовых элементов; и
накладной элемент, который состоит из второго стального листового элемента комбинированной конструкции стальных листовых элементов и который соединен по меньшей мере с одной из внутренней поверхности или наружной поверхности основного корпуса дверной балки.
