Передняя конструкция транспортного средства
Изобретение относится к передней конструкции транспортного средства. Передняя конструкция транспортного средства содержит пару левых и правых продольных элементов, размещенных в передней части транспортного средства таким образом, чтобы проходить в направлении от передней стороны к задней стороне транспортного средства. Поперечный элемент поперечно соединяет в направлении ширины транспортного средства передние концевые части пары продольных элементов. Элемент ограничения поворота препятствует повороту поперечного и продольных элементов в таком направлении, в котором поперечный и продольные элементы относительно приближаются друг к другу, и обеспечивает их поворот в таком направлении, в котором поперечный и продольные элементы относительно отделяются друг от друга, когда ударная нагрузка приложена с передней стороны транспортного средства. Элемент ограничения поворота размещен на внутренней стороне продольного элемента в направлении ширины транспортного средства. Продольные и поперечный элементы являются боковыми и передней балками, составляющими подрамник. Достигается более эффективное поглощение энергии ударов передней конструкцией транспортного средства независимо от видов столкновения. 5 з.п. ф-лы, 16 ил.
Область техники
Настоящее изобретение относится к передней конструкции транспортного средства.
Уровень техники
В публикации выложенной заявки на патент Японии № 2003-182625 раскрыта передняя конструкция транспортного средства, включающая в себя подрамник, содержащий пару из левой и правой боковых балок, проходящих в направлении от передней стороны к задней стороне транспортного средства, переднюю балку, соединяющую соответствующие передние концевые части пары левой и правой боковых балок, соответствующие раздвоенные части, сформированные на задних концевых частях боковых балок, изогнутые внутрь в направлении ширины транспортного средства, и заднюю балку, которая поперечно соединяет левую и правую раздвоенные части.
Передняя конструкция транспортного средства формирует не только путь, по которому внешняя ударная нагрузка, поданная на одну боковую балку, передается от раздвоенной части к элементу каркаса пола через заднюю соединительную часть, но также путь, по которому внешняя ударная нагрузка передается к другой боковой балке через заднюю балку, тем самым эффективно передавая и распределяя ударную нагрузку от задней концевой части подрамника к элементу каркаса пола.
Сущность изобретения
При столкновении, когда локальная нагрузка непосредственно прикладывается к части передней балки в вышеуказанной конструкции, передняя балка может согнуться, что препятствует эффективной передаче и распределению ударной нагрузки на боковые балки. Для эффективного поглощения энергии удара при таком виде столкновения необходимо принять ударную нагрузку на передней балке и эффективно распределить полученную таким образом ударную нагрузку на боковые балки. Хотя для этого прочность соединения между передней балкой и боковыми балками может быть увеличена, простое увеличение прочности соединительной части может уменьшить разрушение от удара и вызвать сильный удар G в кабине, например, при виде столкновения, когда ударная нагрузка прикладывается только к одной боковой балке, в результате чего вид деформации и эффективность поглощения энергии будут наоборот ухудшаться.
Поэтому для устранения указанной выше проблемы задачей настоящего изобретения является создание передней конструкции транспортного средства, которая может эффективно поглощать энергию удара независимо от видов столкновения.
Исходя из этого передняя конструкция транспортного средства согласно настоящему изобретению содержит пару из левого и правого продольных элементов, расположенных в передней части транспортного средства и проходящих в направлении от передней стороны к задней стороне транспортного средства, поперечный элемент, поперечно соединяющий в направлении ширины транспортного средства соответствующие передние концевые части пары продольных элементов, и элемент ограничения поворота, препятствующий повороту поперечного и продольного элементов в таком направлении, в котором они относительно приближаются друг к другу, но обеспечивающий поворот поперечного и продольного элементов в таком направлении, в котором они относительно отделяются друг от друга, когда ударная нагрузка прилагается с передней стороны транспортного средства.
В передней конструкции транспортного средства согласно настоящему изобретению, когда ударная нагрузка прилагается с передней стороны транспортного средства, поперечный и продольный элемент удерживаются от поворота в таком направлении, в котором они относительно приближаются друг к другу. Поэтому при виде столкновения, когда, например, локальная нагрузка непосредственно подается к части поперечного элемента, поперечный элемент удерживается от деформации путем изгиба и таким образом может принять ударную нагрузку, при этом обеспечивая распределение полученной нагрузки на продольные элементы. С другой стороны, поперечный и продольный элементы могут поворачиваться в таком направлении, в котором они относительно отделяются друг от друга, так что эффективность поглощения энергии продольными элементами не будет ухудшаться при виде столкновения, когда, например, ударная нагрузка подается только к одному из продольных элементов. В результате этого энергия удара может быть поглощена эффективно независимо от видов столкновения.
Предпочтительно, в передней конструкции транспортного средства согласно настоящему изобретению ударная нагрузка, прилагаемая с передней стороны транспортного средства, заставляет продольный элемент поворачиваться в таком направлении, в котором он отделяется от поперечного элемента.
Как было указано выше, поперечный и продольный элементы могут поворачиваться в таком направлении, в котором они относительно отделяются друг от друга. В этом случае продольные элементы могут деформироваться путем поворота в таком направлении, в котором они отделяются от поперечного элемента, при этом предотвращая воздействие на поперечный элемент, в результате ухудшение эффективности поглощения энергии продольными элементами может быть надежным образом предотвращено.
Предпочтительно в передней конструкции транспортного средства согласно настоящему изобретению, когда, по меньшей мере, один из продольных и поперечного элементов деформируется под воздействием ударной нагрузки, прилагаемой с передней стороны транспортного средства, элемент ограничения поворота передает ударную нагрузку, приложенную к поперечному элементу, к продольному элементу и блокирует передачу ударной нагрузки, приложенной к продольному элементу, к поперечному элементу.
При виде столкновения, когда, например, локальная нагрузка непосредственно подается к части поперечного элемента, в этом случае ударная нагрузка, полученная поперечным элементом, эффективно распределяется на продольные элементы. При столкновении, когда, например, ударная нагрузка подается только к одному из продольных элементов, блокируется передача нагрузки от продольного элемента к поперечному элементу, в результате чего энергия удара может быть поглощена продольным элементом, так что предотвращается воздействие на поперечный элемент. В результате этого энергия удара может быть поглощена эффективно независимо от видов столкновения.
Предпочтительно, в передней конструкции транспортного средства согласно настоящему изобретению элемент ограничения поворота располагается таким образом, чтобы зацепляться с продольными и поперечным элементами внутри области, образованной продольными и поперечным элементами, сохраняя зацепление с продольными и поперечным элементами, когда ударная нагрузка прилагается к поперечному элементу, и отделяясь от продольного или поперечного элемента, когда ударная нагрузка прилагается к продольному элементу.
При столкновении, когда, например, ударная нагрузка непосредственно прилагается к части поперечного элемента, зацепление элемента ограничения поворота с продольными и поперечным элементами сохраняется, так что поперечный элемент удерживается от деформации путем изгиба, и таким образом может получать ударную нагрузку, так что обеспечивается эффективное распределение полученной нагрузки на продольные элементы. При столкновении, когда, например, ударная нагрузка прикладывается только к одному из продольных элементов, элемент ограничения поворота отделяется от продольного или поперечного элемента, так что энергия удара может быть поглощена продольным элементом с предотвращением воздействия на поперечный элемент. В результате чего энергия удара может быть эффективно поглощена независимо от видов столкновения.
Предпочтительно, продольные и поперечный элементы являются, соответственно, боковыми и передней балками, составляющими подрамник.
Настоящее изобретение предлагает конструкцию, которая включает в себя элемент ограничения поворота, препятствующий повороту поперечного и продольных элементов в таком направлении, в котором они относительно приближаются друг к другу, но обеспечивающий поворот поперечного и продольного элементов в таком направлении, в котором они относительно отделяются друг от друга, когда ударная нагрузка прилагается с передней стороны транспортного средства, и таким образом может управлять передачей нагрузки в соответствии с видами столкновения, тем самым обеспечивая возможность эффективного поглощения энергии удара независимо от видов столкновения.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - вид в перспективе, показывающий конструкцию каркаса транспортного средства, использующую переднюю конструкцию транспортного средства согласно первому варианту воплощения.
Фиг.2 - вид, показывающий элемент передачи нагрузки, составляющий часть передней конструкции транспортного средства согласно первому варианту воплощения.
Фиг.3а и 3b - виды, поясняющие принцип действия в случае, когда локальная нагрузка подается к передней балке, составляющей часть передней конструкции транспортного средства согласно первому варианту воплощения.
Фиг.4 - вид, поясняющий принцип действия в случае, когда ударная нагрузка подается на боковую балку, составляющую часть передней конструкции транспортного средства согласно первому варианту воплощения.
Фиг.5 - вид, показывающий элемент передачи нагрузки, составляющий часть передней конструкции транспортного средства согласно второму варианту воплощения.
Фиг.6а и 6b - виды, поясняющие принцип действия в случае, когда локальная нагрузка подается к передней балке, составляющей часть передней конструкции транспортного средства согласно второму варианту воплощения.
Фиг.7 - вид, поясняющий принцип действия в случае, когда ударная нагрузка подается на боковую балку, составляющую часть передней конструкции транспортного средства согласно второму варианту воплощения.
Фиг.8 - вид, показывающий элемент передачи нагрузки, составляющий часть передней конструкции транспортного средства согласно третьему варианту воплощения.
Фиг.9а и 9b - виды, поясняющие принцип действия в случае, когда локальная нагрузка подается к передней балке, составляющей часть передней конструкции транспортного средства согласно третьему варианту воплощения.
Фиг.10 - вид, поясняющий принцип действия в случае, когда ударная нагрузка подается на боковую балку, составляющую часть передней конструкции транспортного средства согласно третьему варианту воплощения.
Фиг.11 - вид, показывающий переднюю конструкцию транспортного средства согласно другому варианту воплощения.
Фиг.12 - вид, показывающий переднюю конструкцию транспортного средства согласно другому варианту воплощения.
Фиг.13 - вид, показывающий переднюю конструкцию транспортного средства согласно другому варианту воплощения.
Описание вариантов воплощения изобретения
Далее будет дано подробное описание предпочтительных вариантов воплощения настоящего изобретения, со ссылкой на прилагаемые чертежи. На чертежах те же самые или эквивалентные части будут обозначены одинаковыми ссылочными позициями.
В начале со ссылкой на фиг.1-4 будет описана передняя конструкция транспортного средства согласно первому варианту воплощения. Случай, в котором настоящее изобретение используется в подрамнике транспортного средства, будет пояснен здесь посредством примера. Фиг.1 представляет вид в перспективе, показывающий конструкцию каркаса транспортного средства, включая подрамник. Фиг.2 представляет вид, показывающий элемент передачи нагрузки, составляющий часть передней конструкции транспортного средства согласно первому варианту воплощения. Фиг.3а и 3b - виды, поясняющие принцип действия в случае, когда локальная нагрузка подается к передней балке, а фиг.4 - вид, поясняющий принцип действия в случае, когда ударная нагрузка подается на боковую балку. Приняв обозначение прямого направления транспортного средства, движущегося прямо вперед, как «переднее», в настоящем описании используются термины, обозначающие направления, такие как передний/задний, левый/правый и верхний/нижний.
Как показано на фиг.1, левая и правая боковые части переднего отсека транспортного средства V имеют пару передних боковых элементов 10L, 10R, проходящих в направлении от передней стороны к задней стороне транспортного средства. Каждый из передних боковых элементов 10L, 10R представляет собой полый каркасный элемент, имеющий прямоугольное поперечное сечение. Передние боковые элементы 10L, 10R выполнены таким образом, что их передние концевые части имеют прямую форму, которая может легко сминаться, а их задние части эффективно передают/распределяют энергию от передних частей к переднему усиливающему элементу пола, передней стойке, стержню фермы в нижней части кузова, тем самым ослабляя ударные нагрузки, подаваемые к кабине.
Передние концевые части пары передних боковых элементов 10L, 10R поперечно соединяет в направлении ширины транспортного средства усиливающий элемент 11 бампера. Усиливающий элемент 11 бампера, который представляет собой полый каркасный элемент, имеющий поперечное сечение, разделенное на три проходящие параллельно прямоугольные ячейки, выполнен таким образом, чтобы эффективно распределять энергию во время удара к левому и правому передним боковым элементам 10L, 10R. Передние боковые элементы 10L, 10R соединены с усиливающим элементом 11 бампера с помощью сварки, болтового соединения или т.п.
Под передними боковыми элементами 10L, 10R располагается подрамник 12, который поддерживает узлы, такие как двигатель и трансмиссия, устойчивым к вибрации образом. Подрамник 12 содержит пару из левой и правой боковых балок (продольные элементы) 13L, 13R, проходящих в направлении от передней стороны к задней стороне транспортного средства, переднюю балку (поперечный элемент) 14, соединяющую передние концевые части левой и правой боковых балок 13L, 13R друг с другом. Подрамник 12 крепится к переднему боковому элементу 10 с помощью болтов в соединительных частях ВР между боковыми балками 13L, 13R и передней балкой 14. Боковые балки 13L, 13R располагаются таким образом, что их оси по существу выровнены с осями передних боковых элементов 10L, 10R, если смотреть в направлении высоты транспортного средства.
На внутренних боковых поверхностях каждой передней угловой части подрамника 12, образованной парой боковых балок 13L, 13R, передней балкой 14 и задней балкой 15, имеется элемент 17 передачи нагрузки. На фиг.2 показан элемент 17 передачи нагрузки в увеличенном масштабе. Фиг.2 иллюстрирует только правую переднюю угловую часть подрамника 12. Подрамник 12 по существу обладает двухсторонней симметрией, так что левая передняя угловая часть идентична или подобна правой передней угловой части. Поэтому здесь будет пояснена конструкция только правой передней угловой части, без описания левой передней угловой части.
Как показано на фиг.2, элемент 17 передачи нагрузки имеет охватываемую часть 18 элемента передачи нагрузки, прикрепленную к внутренней боковой поверхности передней балки 14, и охватывающую часть 19 элемента передачи нагрузки, прикрепленную к внутренней боковой поверхности боковой балки 13R, в которую вставлена головная концевая часть охватываемой части 18 элемента передачи нагрузки.
Охватываемая часть 18 элемента передачи нагрузки является полым элементом, имеющим форму, подобную арке, проходящей по окружности относительно соединительной части ВР, и при этом имеет прямоугольное поперечное сечение; фланцевая часть 18а, сформированная на ее заднем конце, присоединена к внутренней боковой поверхности передней балки 14 с помощью сварки или т.п. Головная концевая часть охватываемой части 18 элемента передачи нагрузки вставлена в головную открытую часть охватывающей части 19 элемента передачи нагрузки. Как и охватываемая часть 18 элемента передачи нагрузки, охватывающая часть 19 элемента передачи нагрузки является полым элементом, имеющим форму, подобную арке, проходящей по окружности относительно соединительной части ВР, и, при этом, имеет прямоугольное поперечное сечение. Охватывающая часть 19 элемента передачи нагрузки проходит насквозь через боковую балку 13R от внутренней боковой поверхности к внешней боковой поверхности и присоединяется к внутренней и внешней боковым поверхностям боковой балки 13R с помощью сварки.
Площадь поперечного сечения открытой части охватывающей части 19 элемента передачи нагрузки выполнена немного большей, чем площадь поперечного сечения охватываемой части 18 элемента передачи нагрузки. А именно, величина площади поперечного сечения открытой части охватывающей части 19 элемента передачи нагрузки устанавливается такой, что когда в нее вставлена головная концевая часть охватываемой части 18 элемента передачи нагрузки, поверхность внешней стенки охватываемой части 18 элемента передачи нагрузки входит в соприкосновение с поверхностью внутренней стенки охватывающей части 19 элемента передачи нагрузки.
Когда транспортное средство V сталкивается с препятствием, таким как, например, столб, так что ударная нагрузка локально подается к по существу центральной части передней балки 14 с передней стороны транспортного средства, как обозначено белой стрелкой на фиг.3а, передняя балка 14 стремится деформироваться путем изгиба в V-образную форму (т.е. передняя балка 14 и боковая балка 13R стремятся повернуться в таком направлении, в котором они относительно приближаются друг к другу). Здесь охватываемая часть 18 элемента передачи нагрузки скользит вдоль поверхности внутренней стенки охватывающей части 19 элемента передачи нагрузки до тех пор, пока передняя балка 14 не упрется в головную концевую часть охватывающей части 19 элемента передачи нагрузки.
После того как передняя балка 14 упрется в головную концевую часть охватывающей части 19 элемента передачи нагрузки, охватывающая часть 19 элемента передачи нагрузки удерживает переднюю балку 14 от поворота в таком направлении, в котором она приближается к боковой балке 13R, как показано на фиг.3b. Здесь, так как зацепление между охватываемой частью 18 элемента передачи нагрузки и охватывающей частью 19 элемента передачи нагрузки сохраняется, ударная нагрузка, поданная к передней балке 14, передается и распределяется на боковую балку 13R через элемент 17 передачи нагрузки, так что боковая балка 13R деформируется путем продольного изгиба, в результате чего поглощается энергия удара.
С другой стороны, когда транспортное средство V сталкивается с препятствием таким образом, что ударная нагрузка подается на ось переднего бокового элемента 10R с передней стороны транспортного средства, как обозначено белой стрелкой на фиг.4, поданная ударная нагрузка передается на боковую балку 13R через соединительную часть ВР. Поэтому ударная нагрузка также подается на боковую балку 13R с передней стороны транспортного средства. Затем, за счет деформации путем продольного изгиба и передний боковой элемент 10R, и боковая балка 13R последовательно поглощают энергию удара. В это время боковая балка 13R смещается в направлении наружу от транспортного средства, при этом деформируясь путем продольного изгиба (т.е. передняя балка 14 и боковая балка 13R поворачиваются в таком направлении, в котором они относительно отделяются друг от друга).
Здесь, так как элемент 17 передачи нагрузки не ограничивает смещение боковой балки 13R в направлении от передней балки 14, охватываемая часть 18 элемента передачи нагрузки и охватывающая часть 19 элемента передачи нагрузки отделяются друг от друга, когда боковая балка 13R смещается в направлении наружу от транспортного средства, в результате блокируется передача нагрузки от боковой балки 13R к передней балке 14 через элемент 17 передачи нагрузки. В итоге предотвращается воздействие на переднюю балку 14, в результате чего энергия удара должным образом поглощается боковой балкой 13R (и передним боковым элементом 10R).
Как было указано выше, когда ударная нагрузка прилагается с передней стороны транспортного средства, элемент 17 передачи нагрузки препятствует передней балке 14 и боковой балке 13R поворачиваться в таком направлении, в котором они относительно приближаются друг к другу, но обеспечивает возможность передней балке 14 и боковой балке 13R поворачиваться в таком направлении, в котором они относительно отделяются друг от друга. Поэтому элемент 17 передачи нагрузки функционирует как элемент ограничения поворота, определенный в формуле изобретения.
При столкновении, когда локальная нагрузка прилагается к передней балке 14 в данном варианте воплощения, элемент 17 передачи нагрузки препятствует повороту передней балки 14 в таком направлении, в котором она приближается к боковой балке 13R. Здесь охватываемая часть 18 элемента передачи нагрузки и охватывающая часть 19 элемента передачи нагрузки зацепляются друг с другом, в результате ударная нагрузка, подаваемая к передней балке 14, передается и распределяется на боковую балку 13R через элемент 17 передачи нагрузки, так что боковая балка 13R деформируется путем продольного изгиба, в результате чего поглощается энергия удара.
С другой стороны, при столкновении, когда ударная нагрузка подается на ось боковой балки 13R, боковая балка 13R смещается в направлении наружу от транспортного средства, так что охватываемая часть 18 элемента передачи нагрузки и охватывающая часть 19 элемента передачи нагрузки отделяются друг от друга, в результате чего блокируется передача нагрузки через элемент 17 передачи нагрузки. В итоге предотвращается воздействие на переднюю балку 14, в результате чего энергия удара должным образом поглощается боковой балкой 13R.
Таким образом, данный вариант воплощения может управлять передачей нагрузки в соответствии с видами столкновения, в результате чего энергия удара может эффективно поглощаться независимо от видов столкновения. Хотя фиг.4 иллюстрирует пример, когда ударная нагрузка подается к переднему боковому элементу 10R, это также справедливо и для случая, когда ударная нагрузка непосредственно подается на боковую балку 13R.
В данном варианте воплощения охватываемая часть 18 элемента передачи нагрузки входит в охватывающую часть 19 элемента передачи нагрузки, когда передняя балка 14 стремится деформироваться путем изгиба в V-образную форму, в результате чего ударная нагрузка может быть передана надежным образом.
Далее будет описана передняя конструкция транспортного средства согласно второму варианту воплощения со ссылкой на фиг.5-7. Фиг.5 представляет вид, показывающий элемент передачи нагрузки, составляющий часть подрамника согласно второму варианту воплощения. Фиг.6а и 6b - виды, поясняющие принцип действия в случае, когда локальная нагрузка подается к передней балке, а фиг.7 - вид, поясняющий принцип действия в случае, когда ударная нагрузка подается на боковую балку.
Передняя конструкция транспортного средства согласно второму варианту воплощения отличается от вышеописанного первого варианта воплощения тем, что она использует подрамник 22, имеющий прикрепленный к нему элемент 27 передачи нагрузки, вместо подрамника 12, имеющего прикрепленный к нему элемент 17 передачи нагрузки. Другие элементы конструкции идентичны или подобны первому варианту воплощения и таким образом не будут здесь описываться.
На внутренних боковых поверхностях каждой передней угловой части подрамника 22, образованной парой боковых балок 23L, 23R (продольные элементы), передней балкой 14 (поперечный элемент) и задней балкой 15, имеется элемент 27 передачи нагрузки. Фиг.5 показывает элемент 27 передачи нагрузки в увеличенном масштабе. Фиг.5 иллюстрирует только правую переднюю угловую часть подрамника 22. Подрамник 22 по существу обладает двухсторонней симметрией, так что левая передняя угловая часть идентична или подобна правой передней угловой части. Поэтому здесь будет пояснена конструкция только правой передней угловой части, без описания левой передней угловой части.
Как показано на фиг.5, элемент 27 передачи нагрузки имеет охватываемую часть 28 элемента передачи нагрузки, прикрепленную к внутренней боковой поверхности передней балки 14, и охватывающую часть 29 элемента передачи нагрузки, прикрепленную к внутренней боковой поверхности боковой балки 23R.
Охватываемая часть 28 элемента передачи нагрузки является полым элементом, имеющим прямоугольное поперечное сечение; фланцевая часть 28а, сформированная на ее заднем конце, присоединена к внутренней боковой поверхности передней балки 14 с помощью сварки или т.п. Здесь охватываемая часть 28 элемента передачи нагрузки располагается таким образом, что ее ось по существу перпендикулярна биссектрисе внутреннего угла, образованного боковой балкой 23R и передней балкой 14 в той же плоскости. Головная концевая поверхность охватываемой части 28 элемента передачи нагрузки располагается таким образом, чтобы быть по существу параллельной плоскости, перпендикулярной оси. Стержневой элемент 28b прикреплен к головной концевой поверхности охватываемой части 28 элемента передачи нагрузки таким образом, чтобы выступать в направлении охватывающей части 29 элемента передачи нагрузки.
Охватывающая часть 29 элемента передачи нагрузки также является полым элементом, имеющим прямоугольное поперечное сечение; фланцевая часть 29а, сформированная на ее заднем конце, присоединена к внутренней боковой поверхности боковой балки 23R с помощью сварки или т.п. Здесь охватывающая часть 29 элемента передачи нагрузки располагается таким образом, что ее ось совпадает с осью охватываемой части 28 элемента передачи нагрузки. Головная концевая поверхность охватывающей части 29 элемента передачи нагрузки располагается таким образом, чтобы быть по существу параллельной головной концевой поверхности охватываемой части 28 элемента передачи нагрузки. В головной концевой поверхности охватывающей части 29 элемента передачи нагрузки в позиции, противоположной вышеуказанному стержневому элементу 28b, сформировано отверстие 29b. Диаметр отверстия 29b выполняется немного большим, чем диаметр стержневого элемента 28b.
Когда транспортное средство V сталкивается с препятствием, например столбом, так что ударная нагрузка локально прикладывается к по существу центральной части передней балки 14 с передней стороны транспортного средства, как обозначено белой стрелкой на фиг.6а в предшествующей конструкции, передняя балка 14 стремится деформироваться путем изгиба в V-образную форму (т.е. передняя балка 14 и боковая балка 23R стремятся повернуться в таком направлении, в котором они относительно приближаются друг к другу). Здесь, после того как стержневой элемент 28b, прикрепленный к головной концевой поверхности охватываемой части 28 элемента передачи нагрузки, вставляется в отверстие 29b, сформированное в головной концевой поверхности охватывающей части 29 элемента передачи нагрузки, передняя балка 14 смещается до тех пор, пока головная концевая поверхность охватываемой части 28 элемента передачи нагрузки не упрется в головную концевую поверхность охватывающей части 29 элемента передачи нагрузки.
После того как головная концевая поверхность охватываемой части 28 элемента передачи нагрузки упрется в головную концевую поверхность охватывающей части 29 элемента передачи нагрузки, элемент 27 передачи нагрузки удерживает переднюю балку 14 от поворота в таком направлении, в котором она приближается к боковой балке 23R, как показано на фиг.6b. Здесь, так как зацепление между охватываемой частью 28 элемента передачи нагрузки и охватывающей частью 29 элемента передачи нагрузки сохраняется путем вставки стержневого элемента 28b в отверстие 29b, ударная нагрузка, поданная к передней балке 14, передается и распределяется на боковую балку 23R через элемент 27 передачи нагрузки, так что боковая балка 23R деформируется путем продольного изгиба, в результате чего поглощается энергия удара.
С другой стороны, когда транспортное средство V сталкивается с препятствием, так что ударная нагрузка прикладывается к оси переднего бокового элемента 10R с передней стороны транспортного средства, как обозначено белой стрелкой на фиг.7, эта ударная нагрузка передается на боковую балку 23R через соединительную часть ВР. Поэтому ударная нагрузка также передается на боковую балку 23R с передней стороны транспортного средства. Затем, за счет деформирования путем продольного изгиба и передний боковой элемент 10R, и боковая балка 23R последовательно поглощают энергию удара. В это время боковая балка 23R смещается в направлении наружу от транспортного средства, при этом деформируясь путем продольного изгиба (т.е. передняя балка 14 и боковая балка 23R поворачиваются в таком направлении, в котором они относительно отделяются друг от друга).
Здесь, так как элемент 27 передачи нагрузки не ограничивает смещение боковой балки 23R в направлении от передней балки 14, охватываемая часть 28 элемента передачи нагрузки и охватывающая часть 29 элемента передачи нагрузки отделяются друг от друга, когда боковая балка 23R смещается в направлении наружу от транспортного средства, в результате чего блокируется передача нагрузки от боковой балки 23R к передней балке 14 через элемент 27 передачи нагрузки. В итоге предотвращается воздействие на переднюю балку 14, в результате чего энергия удара должным образом поглощается боковой балкой 23R (и передним боковым элементом 10R).
Как было упомянуто выше, когда ударная нагрузка прикладывается с передней стороны транспортного средства, элемент 27 передачи нагрузки препятствует повороту передней балки 14 и боковой балки 23R в таком направлении, в котором они относительно приближаются друг к другу, но обеспечивает возможность передней балке 14 и боковой балке 23R поворачиваться в таком направлении, в котором они относительно отделяются друг от друга. Таким образом, элемент 27 передачи нагрузки также функционирует как элемент ограничения поворота, определенный в формуле изобретения.
При столкновении, когда локальная нагрузка прикладывается к передней балке 14 в данном варианте воплощения, элемент 27 передачи нагрузки препятствует повороту передней балки 14 в таком направлении, в котором она приближается к боковой балке 23R. Здесь охватываемая часть 28 элемента передачи нагрузки и охватывающая часть 29 элемента передачи нагрузки зацепляются друг с другом, так что ударная нагрузка, прикладываемая к передней балке 14, передается и распределяется на боковую балку 23R через элемент 27 передачи нагрузки, в результате чего боковая балка 23R деформируется путем продольного изгиба, а энергия удара поглощается.
С другой стороны, при столкновении, когда ударная нагрузка прикладывается к оси боковой балки 23R, боковая балка 23R смещается в направлении наружу от транспортного средства, так что охватываемая часть 28 элемента передачи нагрузки и охватывающая часть 29 элемента передачи нагрузки отделяются друг от друга, в результате чего блокируется передача нагрузки через элемент 27 передачи нагрузки. В итоге предотвращается воздействие на переднюю балку 14, а энергия удара должным образом поглощается боковой балкой 23R.
Таким образом, данный вариант воплощения может управлять передачей нагрузки в соответствии с видами столкновения, в результате чего энергия удара может быть эффективно поглощена независимо от видов столкновения. Хотя фиг.7 иллюстрирует пример, когда ударная нагрузка подается к переднему боковому элементу 10R, то же справедливо и для случая, когда ударная нагрузка непосредственно подается на боковую балку 23R.
В данном варианте воплощения, так как стержневой элемент 28b входит в отверстие 29b, когда передняя балка 14 стремится деформироваться путем изгиба в V-образную форму, может быть предотвращено смещение осей охватываемой части 28 элемента передачи нагрузки и охватывающей части 29 элемента передачи нагрузки, когда они зацеплены друг с другом, в результате ударная нагрузка может быть надежно передана.
Далее будет описана передняя конструкция транспортного средства согласно третьему варианту воплощения со ссылкой на фиг.8-10. Фиг.8 представляет вид, показывающий элемент передачи нагрузки, составляющий часть подрамника согласно третьему варианту воплощения. Фиг.9а и 9b - виды, поясняющие принцип действия в случае, когда локальная нагрузка подается к передней балке, а фиг.10 - вид, поясняющий принцип действия в случае, когда ударная нагрузка подается на боковую балку.
Передняя конструкция транспортного средства согласно третьему варианту воплощения отличается от вышеописанного первого варианта воплощения тем, что использует подрамник 32, имеющий прикрепленный к нему элемент 37 передачи нагрузки, вместо подрамника 12, имеющего прикрепленный к нему элемент 17 передачи нагрузки. Другие элементы конструкции идентичны или подобны первому варианту воплощения и таким образом не будут здесь описываться.
На внутренних боковых поверхностях каждой передней угловой части подрамника 32, образованной парой боковых балок 33L, 33R (продольные элементы), передней балкой 14 (поперечный элемент) и задней балкой 15, имеется элемент 37 передачи нагрузки. Фиг.8 показывает элемент 37 передачи нагрузки в увеличенном масштабе. Фиг.8 иллюстрирует только правую переднюю угловую часть подрамника 32. Подрамник 32 по существу обладает двухсторонней симметрией, так что левая передняя угловая часть идентична или подобна правой передней угловой части. Поэтому здесь будет пояснена конструкция только правой передней угловой части, без описания левой передней угловой части.
Как показано на фиг.8, элемент 37 передачи нагрузки представляет собой усиливающий элемент, в котором две пластины, имеющие, каждая, по существу треугольную форму, располагаются параллельно друг другу, при этом их основания соединены друг с другом с помощью по существу прямоугольной пластины, а несвязанные стороны имеют фланцевые части 37а, 37b. Поэтому поперечное сечение элемента 37 передачи нагрузки, получаемое при его сечении вдоль плоскости, перпендикулярной фланцевым частям 37а, 37b, получается подобным шляпе.
Фланцевая часть 37а, упирающаяся во внутреннюю боковую поверхность боковой балки 33R, прикрепляется к боковой балке 33R с помощью четырех болтов 38. Часть боковой балки 33R для крепления элемента передачи нагрузки имеет продолговатые отверстия (болтовые отверстия), проходящие в направлении от передней стороны к задней стороне транспортного средства (осевое направление боковой балки 33R). Каждое продолговатое отверстие выполнено таким образом, что его диаметр на передней и задней сторонах транспортного средства соответственно меньше и больше, чем диаметры головки (или гайки) болта 38. При изготовлении транспортного средства болты 38 вставляются в продолговатые отверстия с передней стороны транспортного средства так, чтобы скрепить элемент 37 передачи нагрузки и боковую балку 33R вместе. При столкновении транспортного средства, когда передняя балка 14 смещается в направлении задней стороны транспортного средства в соответствии с ударной нагрузкой, элемент 37 передачи нагрузки и болты 38 скользят вдоль продолговатых отверстий в направлении задней стороны транспортного средства, так что болты 38 выводятся из продолговатых отверстий, в результате чего элемент 37 передачи нагрузки выходит из боковой балки 33R.
Фланцевая часть 37b, упирающаяся во внутреннюю боковую поверхность передней балки 14, также прикреплена к передней балке 14 с помощью четырех болтов (не показаны). Часть передней балки 14 для крепления элемента передачи нагрузки имеет болтовые отверстия, которые имеют типично круглую форму, так что элемент 37 передачи нагрузки не будет выходить из них во время удара.
Когда транспортное средство V сталкивается с препятствием, например, столбом, так, что ударная нагрузка локально подается к по существу центральной части передней балки 14 с передней стороны транспортного средства, как обозначено белой стрелкой на фиг.9а в предшествующей конструкции, передняя балка 14 стремится деформироваться путем изгиба в V-образную форму (т.е. передняя балка 14 и боковая балка 33R стремятся повернуться в таком направлении, в котором относительно приближаются друг к другу).
В это время, как показано на фиг.9b, элемент 37 передачи нагрузки препятствует повороту передней балки 14 в таком направлении, в котором она приближается к боковой балке 33R, как показано на фиг.9b. Здесь ударная нагрузка, поданная на переднюю балку 14, передается и распределяется на боковой балке 33R через элемент 37 передачи нагрузки, так что боковая балка 33R деформируется путем продольного изгиба, в результате чего поглощается энергия удара.
С другой стороны, когда транспортное средство V сталкивается с препятствием так, что ударная нагрузка прикладывается к оси переднего бокового элемента 10R с передней стороны транспортного средства, как обозначено белой стрелкой на фиг.10, эта ударная нагрузка передается на боковую балку 33R через соединительную часть ВР. Поэтому ударная нагрузка также прикладывается к оси боковой балки 33R с передней стороны транспортного средства. Затем за счет деформирования путем продольного изгиба и передний боковой элемент 10R, и боковая балка 33R последовательно поглощают энергию удара. В это время боковая балка 33R смещается в направлении наружу и назад от транспортного средства, при этом деформируясь путем продольного изгиба (т.е. передняя балка 14 и боковая балка 33R поворачиваются в таком направлении, в котором они относительно отделяются друг от друга).
Здесь боковая балка 33R смещается в направлении назад и наружу от транспортного средства, так что элемент 37 передачи нагрузки отсоединяется от боковой балки 33R, в результате чего блокируется передача нагрузки от боковой балки 33R к передней балке 14 через элемент 37 передачи нагрузки. В итоге предотвращается воздействие на переднюю балку 14, в результате чего энергия удара должным образом поглощается боковой балкой 33R (и передним боковым элементом 10R).
Как было упомянуто выше, когда ударная нагрузка прилагается с передней стороны транспортного средства, элемент 37 передачи нагрузки препятствует передней балке 14 и боковой балке 33R поворачиваться в таком направлении, в котором они относительно приближаются друг к другу, но обеспечивает возможность передней балке 14 и боковой балке 33R поворачиваться в таком направлении, в котором они относительно отделяются друг от друга. Таким образом, элемент 37 передачи нагрузки также функционирует как элемент ограничения поворота, определенный в формуле изобретения.
При столкновении, когда локальная нагрузка подается к передней балке 14 в данном варианте воплощения, элемент 37 передачи нагрузки препятствует повороту передней балки 14 в таком направлении, в котором она приближается к боковой балке 33R. Здесь ударная нагрузка, поданная к передней балке 14, передается и распределяется на боковую балку 33R через элемент 37 передачи нагрузки, так что боковая балка 33R деформируется путем продольного изгиба, в результате чего поглощается энергия удара.
С другой стороны, при столкновении, когда ударная нагрузка прикладывается к оси боковой балки 33R, боковая балка 33R смещается в направлении наружу и назад от транспортного средства, так что элемент 37 передачи нагрузки отсоединяется от боковой балки 33R, в результате передача нагрузки через элемент 37 передачи нагрузки блокируется. В итоге предотвращается воздействие на переднюю балку 14, а энергия удара должным образом поглощается боковой балкой 33R.
Таким образом, данный вариант воплощения может управлять передачей нагрузки в соответствии с видами столкновения, в результате чего энергия удара может быть эффективно поглощена независимо от видов столкновения. Хотя фиг.10 иллюстрирует пример, когда ударная нагрузка прикладывается к переднему боковому элементу 10R, то же справедливо и для случая, когда ударная нагрузка непосредственно подается на боковую балку 33R.
Хотя в данном варианте воплощения возможность вывода болтов 38 при столкновении транспортного средства обеспечивается путем формирования продолговатых отверстий (болтовых отверстий) в боковой балке 33R таким образом, что их диаметр на задней стороне транспортного средства больше диаметра головки болта 38, предел прочности части, прикрепленной к болтам 38, может быть уменьшен таким образом, что болты 38 выводятся при столкновении транспортного средства.
Хотя варианты воплощения настоящего изобретения были подробно описаны выше, настоящее изобретение может быть модифицировано различными способами, не ограничиваясь приведенными выше вариантами воплощения. Например, форма и конструкция элемента передачи нагрузки не ограничивается теми, которые были описаны в приведенных выше вариантах воплощения.
А именно, хотя в приведенном выше первом варианте воплощения головные концевые части охватываемой части 18 элемента передачи нагрузки и охватывающей части 19 элемента передачи нагрузки, составляющих элемент 17 передачи нагрузки, выполнены открытыми, чтобы обеспечить возможность вставки головной концевой части охватываемой части 18 элемента передачи нагрузки в головную концевую часть охватывающей части 19 элемента передачи нагрузки, охватываемая часть 18d элемента передачи нагрузки и охватывающая часть 19d элемента передачи нагрузки могут быть выполнены таким образом, что их головные концевые части будут являться закрытыми, и их головные концевые поверхности будут располагаться напротив друг друга, как показано на фиг.11. В этом случае при столкновении транспортного средства головная концевая поверхность охватываемой части 18d элемента передачи нагрузки упирается в головную концевую поверхность охватывающей части 19d элемента передачи нагрузки, тем самым препятствуя повороту передней балки 14 в таком направлении, в котором она приближается к боковой балке 13R.
Также возможно использование конструкции, в которой отсутствует охватывающая часть элемента передачи нагрузки, а охватываемая часть 18t элемента передачи нагрузки увеличена таким образом, что ее головная концевая часть располагается напротив внутренней боковой поверхности боковой балки 13R, как показано на фиг.12. В этом случае при столкновении транспортного средства головная концевая поверхность охватываемой части 18t элемента передачи нагрузки упирается во внутреннюю боковую поверхность боковой балки 13R, тем самым препятствуя повороту передней балки 14 в таком направлении, в котором она приближается к боковой балке 13R.
Дополнительно, так называемый храповый механизм, в котором зубчатое колесо, имеющее асимметричные зубья, поддерживается собачкой, прижимаемой с помощью пружины или т.п. таким образом, чтобы обеспечить возможность поворота в одном направлении, но препятствовать повороту в обратном направлении, может быть встроен в соединительную часть ВР между передней балкой 14 и боковой балкой 13R. В этом случае храповый механизм препятствует повороту передней балки 14 в таком направлении, в котором она приближается к боковой балке 13R при столкновении транспортного средства.
Как показано на фиг.13, стопорный механизм 77, который препятствует повороту передней балки 14 и боковой балки 13R в таком направлении, в котором они относительно приближаются друг к другу, но обеспечивает поворот передней балки 14 и боковой балки 13R в таком направлении, в котором они относительно отделяются друг от друга, может быть встроен в соединительную часть ВР между передней балкой 14 и боковой балкой 13R.
Хотя передняя конструкция транспортного средства согласно настоящему изобретению используется в приведенных выше вариантах воплощения в подрамнике, также возможно ее использование для усиливающих элементов бампера.
Промышленная применимость
Настоящее изобретение может эффективно поглощать энергию удара независимо от видов столкновения.
1. Передняя конструкция транспортного средства, содержащая пару из левого и правого продольных элементов, размещенных в передней части транспортного средства таким образом, чтобы проходить в направлении от передней стороны к задней стороне транспортного средства; поперечный элемент, поперечно соединяющий в направлении ширины транспортного средства соответствующие передние концевые части пары продольных элементов; и элемент ограничения поворота, препятствующий повороту поперечного и продольных элементов в таком направлении, в котором поперечный и продольные элементы относительно приближаются друг к другу, но обеспечивающий поворот поперечного и продольных элементов в таком направлении, в котором поперечный и продольные элементы относительно отделяются друг от друга, когда ударная нагрузка приложена с передней стороны транспортного средства, при этом элемент ограничения поворота размещен на внутренней стороне продольного элемента в направлении ширины транспортного средства, причем продольные и поперечный элементы являются соответственно боковыми и передней балками, составляющими подрамник.
2. Передняя конструкция транспортного средства по п.1, в которой элемент ограничения поворота размещен между продольными и поперечным элементами и препятствует повороту продольных и поперечного элементов в таком направлении, в котором они относительно приближаются друг к другу.
3. Передняя конструкция транспортного средства по п.1, в которой, когда ударная нагрузка прилагается с передней стороны транспортного средства, элемент ограничения поворота передает нагрузку поперечного элемента к продольному элементу таким образом, чтобы препятствовать повороту поперечного и продольного элементов в таком направлении, в котором они относительно приближаются друг к другу.
4. Передняя конструкция транспортного средства по п.1, в которой ударная нагрузка, приложенная с передней стороны транспортного средства, заставляет продольный элемент поворачиваться в таком направлении, в котором он отделяется от поперечного элемента.
5. Передняя конструкция транспортного средства по п.1, в которой, когда, по меньшей мере, один из продольных и поперечного элементов деформируется ударной нагрузкой, приложенной с передней стороны транспортного средства, элемент ограничения поворота передает ударную нагрузку, приложенную к поперечному элементу, к продольному элементу и блокирует передачу ударной нагрузки, приложенной к продольному элементу, на поперечный элемент.
6. Передняя конструкция транспортного средства по п.1, в которой элемент ограничения поворота выполнен таким образом, чтобы зацеплять продольные и поперечный элементы внутри области, образованной продольными и поперечным элементами, сохраняя зацепление с продольными и поперечным элементами, когда ударная нагрузка приложена к поперечному элементу, и отделяясь от продольных или поперечного элементов, когда ударная нагрузка приложена к продольному элементу.
