НИЖНЯЯ КОНСТРУКЦИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2013 года по МПК B62D25/20 

Область техники

Настоящее изобретение относится к нижней конструкции транспортного средства, и в частности к нижней конструкции транспортного средства, которая содержит соединение между панелью пола и основным каркасом, проходящим в продольном направлении транспортного средства.

Уровень техники

Нижняя конструкция транспортного средства предназначена для поглощения нагрузки, возникающей в случае столкновения. В качестве конструкции, поглощающей нагрузку, в публикации заявки на патент Японии № 2007-131148 (JP 2007-131148), например, описана нижняя конструкция кузова транспортного средства. В этой нижней конструкции кузова транспортного средства панель пола соединена с верхней частью переднего бокового элемента и на принимающем удар участке установлен верхний элемент пола, а внутри переднего бокового элемента установлен усилитель.

В такой нижней конструкции кузова транспортного средства верхний элемент пола расположен над передним боковым элементом, и внутри верхнего бокового элемента установлен усилитель. Поэтому такая нижняя конструкция кузова транспортного средства способствует повышению производительности и при фронтальном столкновении имеет хорошие характеристики деформации.

Однако в нижней конструкции кузова транспортного средства согласно JP 2007-131148 имеется верхний элемент пола и усилитель переднего бокового элемента, предназначенные для повышения жесткости при изгибе передней части переднего бокового элемента. Поэтому, чтобы повысить жесткость передней части основного каркаса, например переднего бокового элемента (элемента пола), приходится увеличивать количество деталей.

Краткое описание изобретения

Согласно настоящему изобретению предлагается нижняя конструкция транспортного средства, способная повысить жесткость при изгибе основного каркаса без увеличения количества деталей.

Первый аспект настоящего изобретения относится к нижней конструкции транспортного средства, которая содержит основной каркас, проходящий в продольном направлении транспортного средства, и панель пола, соединенную с основным каркасом. Основной каркас имеет ребро жесткости, проходящее в продольном направлении транспортного средства.

Благодаря этому аспекту в нижней конструкции транспортного средства основной каркас имеет ребро жесткости, которое проходит в продольном направлении. Таким образом, в результате формирования ребра жесткости можно повысить жесткость при изгибе основного каркаса. Кроме того, за счет формирования ребра жесткости, повышающего жесткость при изгибе, такую жесткость при изгибе можно повысить без увеличения количества деталей.

Согласно вышеописанному аспекту между передней частью основного каркаса и панелью пола можно сформировать участок, принимающий удар. Основной каркас может содержать участок, противодействующий изгибающему моменту, сформированный на участке, принимающем удар, участок, выпрямляющий осевую нагрузку, который выпрямляет передачу осевой нагрузки от участка, принимающего удар к задней части транспортного средства, и участок рассеяния осевой нагрузки, который рассеивает осевую нагрузку на панель пола.

Благодаря этому аспекту нижняя конструкция транспортного средства содержит участок, противодействующий изгибающему моменту, участок выпрямления осевой нагрузки, который выпрямляет передачу осевой нагрузки от участка, принимающего удар на заднюю часть, и участок рассеяния осевой нагрузки, который рассеивает осевую нагрузку на панель пола. Следовательно, жесткость при изгибе основного каркаса можно повысить, не увеличивая количество деталей, при этом можно также улучшить передачу и рассеивание осевой нагрузки основным каркасом. В результате можно существенно повысить жесткость основного каркаса при фронтальном столкновении.

Согласно вышеописанному аспекту соединяющий участок между панелью пола и основным каркасом может быть плоским.

Согласно вышеописанному аспекту соединяющий участок между панелью пола и основным каркасом на участке, принимающем удар, может быть плоским.

Благодаря вышеописанному аспекту соединяющий участок между панелью пола и основным каркасом является плоским, поэтому панель пола обладает высокой прочностью при растяжении. Следовательно, можно устранить изгиб или деформацию основного каркаса.

Согласно вышеописанному аспекту глубина ребра жесткости может увеличиваться по направлению к задней части транспортного средства.

Благодаря вышеописанному аспекту полка ребра жесткости приближается к панели пола по направлению к задней части транспортного средства, поэтому передача нагрузки от передней части основного каркаса к его задней части может выпрямляться в вертикальном направлении основного каркаса. Таким образом, можно улучшить передачу и рассеяние нагрузки основной рамы.

Согласно вышеописанному аспекту принимающий удар участок в основном каркасе может содержать верхний элемент и нижний элемент. Ребро жесткости может включать переднее верхнее ребро жесткости, сформированное в верхнем элементе и проходящее в продольном направлении транспортного средства, и переднее нижнее ребро жесткости, сформированное в нижнем элементе и проходящее в продольном направлении транспортного средства. Участок, противодействующий изгибающему моменту, может содержать переднее верхнее ребро жесткости, переднее нижнее ребро жесткости и панель пола, которая удерживается между верхним элементом и нижним элементом.

Благодаря вышеописанному аспекту каждый из верхнего и нижнего элементов имеет ребро жесткости, которое проходит в продольном направлении так, что верхний элемент и нижний элемент могут иметь высокую жесткость в отношении изгибающего момента. В результате, можно еще больше повысить жесткость в отношении изгибающего момента.

Согласно вышеописанному аспекту переднее нижнее ребро жесткости может быть сформировано так, что его глубина увеличивается в направлении задней части транспортного средства. Переднее верхнее ребро жесткости может быть сформировано так, что его глубина увеличивается в направлении задней части транспортного средства до центрального участка в продольном направлении и уменьшается в направлении задней части транспортного средства относительно центрального участка в продольном направлении транспортного средства.

Согласно вышеописанному аспекту передняя поперечная балка пола и задняя поперечная балка пола, которые проходят в поперечном направлении транспортного средства, могут быть расположены в положениях, в которых панель пола соединена с основным каркасом с интервалом в продольном направлении транспортного средства. Ребро жесткости может содержать основное ребро жесткости, сформированное между передней поперечной балкой пола и задней поперечной балкой пола на участке выпрямления продольной нагрузки основного каркаса так, чтобы глубина увеличивалась в направлении задней части транспортного средства, а высота участка выпрямления осевой нагрузки в основном каркасе уменьшалась в направлении задней части транспортного средства.

Согласно вышеописанному аспекту основной каркас может быть выполнен непрерывно с передним нижним ребром жесткости.

Согласно вышеописанному аспекту передняя поперечная балка пола и задняя поперечная балка пола, которые проходят в поперечном направлении транспортного средства, могут быть расположены в положениях, в которых панель пола соединена с основным каркасом, с интервалом в продольном направлении транспортного средства. Основной каркас между передней поперечной балкой пола и задней поперечной балкой пола может быть сформирован так, чтобы высота и площадь поперечного сечения основного каркаса уменьшались в направлении к задней части транспортного средства.

Благодаря вышеописанному аспекту в нижней конструкции транспортного средства основной каркас, расположенный между передней поперечной балкой пола и задней поперечной балкой пола, сформирован так, что высота и площадь поперечного сечения основного каркаса уменьшаются в направлении к задней части транспортного средства. Следовательно, можно передавать сжимающие напряжения, передаваемые на основной каркас, на заднюю часть транспортного средства так, что осевая нагрузка, возникающая под действием сжимающего напряжения, является равномерной в осевом направлении. Таким образом, напряжение, передаваемое на основной каркас, может быть равномерно поглощено, и можно повысить сопротивление основного каркаса к осевой нагрузке.

Согласно вышеописанному аспекту подвергающийся удару участок может быть сформирован в основном каркасе на передней стороне транспортного средства относительно положения, в котором установлена передняя поперечная балка пола. Участок, выпрямляющий нагрузку, может быть сформирован в основном каркасе между положением, в котором установлена передняя поперечная балка пола, и положением, в котором установлена задняя поперечная балка пола. Участок рассеяния осевой нагрузки может быть сформирован в основном каркасе в задней части транспортного средства относительно положения, в котором установлена задняя поперечная балка пола.

Согласно вышеописанному аспекту ребро жесткости может быть сформировано между передней поперечной балкой пола и задней поперечной балкой пола в участке выпрямления осевой нагрузки основного каркаса так, чтобы глубина увеличивалась в направлении к задней части транспортного средства и высота участка выпрямления осевой нагрузки основного каркаса уменьшалась в направлении задней части транспортного средства.

Благодаря вышеописанному аспекту глубина ребра жесткости в участке выпрямления осевой нагрузки увеличивается в направлении задней части транспортного средства, так что можно поддерживать высокое сопротивление осевой нагрузке. Кроме того, ребро жесткости постепенно меняет форму в направлении, в котором уменьшается высота участка, выпрямляющего осевую нагрузку, поэтому осевую нагрузку можно сделать равномерной в осевом направлении. Поэтому можно повысить еще больше сопротивление основного каркаса осевой нагрузке.

Согласно вышеописанному аспекту панель пола может иметь первое ребро жесткости панели и второе ребро жесткости панели, которые сформированы в положениях, соответствующих участку выпрямления осевой нагрузки и участку рассеяния нагрузки и которые служат усилительными ребрами жесткости, проходящими в продольном направлении транспортного средства. Основное ребро жесткости может быть расположено между первым ребром жесткости панели и вторым ребром жесткости панели в поперечном направлении транспортного средства.

Благодаря вышеописанному аспекту ребра жесткости панели смещены относительно основного ребра жесткости, выполненного в основном каркасе, так что можно широко использовать эффективную ширину панели пола. В результате, можно увеличить сопротивление продольному изгибу в сечении основного каркаса и еще более повысить сопротивление осевой нагрузке.

Согласно вышеописанному аспекту первое ребро жесткости панели и второе ребро жесткости панели могут иметь по существу одинаковую форму. Первое ребро жесткости панели и второе ребро жесткости панели могут быть сформированы так, чтобы их глубина увеличивалась в направлении задней части транспортного средства.

Согласно вышеописанному аспекту количество точек соединения на единицу площади между панелью пола и участком рассеяния осевой нагрузки основного каркаса может быть больше, чем количество точек соединения на единицу площади между панелью пола и участком выпрямления осевой нагрузки основного каркаса.

Благодаря вышеописанному аспекту количество точек соединения на единицу площади между панелью пола и участком рассеяния осевой нагрузки основного каркаса может быть больше, чем количество точек соединения на единицу площади между панелью пола и участком выпрямления осевой нагрузки основного каркаса. Таким образом, участок рассеяния осевой нагрузки может иметь более высокую способность рассеяния нагрузки, чем участок выпрямления осевой нагрузки. В результате, можно еще более повысить сопротивление осевой нагрузке.

Согласно вышеописанному аспекту углубленный участок ребра жесткости может быть соединен с панелью пола на участке рассеяния осевой нагрузки, благодаря чему количество точек соединения на единицу площади между панелью пола и участком рассеяния осевой нагрузки основного каркаса может быть больше, чем количество точек соединения на единицу площади между панелью пола и участком выпрямления осевой нагрузки основного каркаса.

Благодаря этому аспекту углубленный участок ребра жесткости на участке рассеяния осевой нагрузки соединен с панелью пола для увеличения количества точек соединения на единицу площади между панелью пола и участком рассеяния осевой нагрузки основного каркаса по сравнению с количеством точек соединения на единицу площади между панелью пола и участком выпрямления осевой нагрузки основного каркаса. Таким образом, можно повысить способность к рассеянию нагрузки основной рамы на панель пола. В результате можно еще больше повысить сопротивление осевой нагрузке.

Согласно вышеописанному аспекту, основной каркас может быть сформирован так, что высота основного каркаса и глубина ребра жесткости являются переменными.

Благодаря вышеописанному аспекту ребро жесткости сформировано так, что высота основного каркаса и глубина ребра жесткости являются переменными. Поэтому, когда стальной лист, свернутый в рулон, разрезают для изготовления основного каркаса, этот свернутый в рулон стальной лист можно разрезать по существу на прямоугольные отрезки, так что можно избежать отходов листовой стали. Таким образом, повышается выход готовой продукции.

Согласно вышеописанному аспекту, когда основной каркас выравнивают, этот основной каркас может иметь по существу одинаковую ширину от переднего конца до заднего конца основного каркаса.

Благодаря вышеописанному аспекту площадь соединения между основным каркасом и панелью пола может иметь по существу одинаковую ширину от передней стороны до задней стороны основного каркаса, так что осевая нагрузка, переданная через основной каркас, может быть передана на заднюю часть. Кроме того, можно устранить смещенное рассеяние нагрузки от панели 2 пола, так что нагрузку можно гасить равномерно.

Согласно вышеописанному аспекту можно повысить жесткость при изгибе основного каркаса, не увеличивая количества деталей.

Краткое описание чертежей

Эти и другие цели, признаки и преимущества настоящего изобретения будут очевидны из нижеследующего описания иллюстративных вариантов со ссылками на приложенные чертежи, на которых одинаковыми позициями обозначены подобные элементы и на которых:

Фиг.1 - вид в перспективе нижней конструкции транспортного средства;

Фиг.2 - вид в перспективе элемента пола;

Фиг.3 - вид сбоку элемента пола в нижней конструкции транспортного средства;

Фиг.4A - сечение по линии A-A с фиг.3;

Фиг.4B - сечение по линии B-B с фиг.3;

Фиг.4C - сечение по линии C-C с фиг.3;

Фиг.4D - сечение по линии D-D с фиг.3;

Фиг.4E - сечение по линии E-E с фиг.3;

Фиг.5 - вид сверху элемента пола нижней конструкции транспортного средства;

Фиг.6A - сечение, иллюстрирующее деформацию принимающего удар участка, вызванную изгибающим моментом, когда ребро жесткости сформировано в панели пола на принимающем удар участке;

фиг.6B - сечение, иллюстрирующее деформацию принимающего удар участка, вызванную изгибающим моментом, когда панель пола на принимающем удар участке выполнена плоской;

Фиг.7A - вид сбоку элемента пола;

Фиг.7B - диаграмма, иллюстрирующая распределение изгибающего момента в продольном направлении транспортного средства, когда нагрузка приходит от передней стороны транспортного средства;

Фиг.7C - диаграмма, иллюстрирующая распределение осевой нагрузки в продольном направлении транспортного средства, когда нагрузка приходит от передней стороны транспортного средства;

Фиг.8A - диаграмма, иллюстрирующая распределение напряжений по сечению элемента пола по линии A-A с фиг.3, когда нагрузка приходит от передней стороны транспортного средства;

Фиг.8B - диаграмма, иллюстрирующая распределение напряжений по сечению элемента пола по линии B-B с фиг.3, когда нагрузка приходит от передней стороны транспортного средства;

Фиг.8C - диаграмма, иллюстрирующая распределение напряжений по сечению элемента пола по линии D-D с фиг.3, когда нагрузка приходит от передней стороны транспортного средства;

Фиг.9A - сечение, иллюстрирующее эффективную ширину, когда панель пола на участке выпрямления осевой нагрузки выполнена плоской;

Фиг.9B - сечение, иллюстрирующее эффективную ширину, когда в панели пола на участке выпрямления осевой нагрузки выполнено ребро жесткости;

Фиг.10 - вид, иллюстрирующий состояние, когда осевая нагрузка действует на листовой материал;

Фиг.11A - сечение задка элемента пола в выбранном положении;

Фиг.11B - сечение задка элемента пола в другом выбранном положении; и

Фиг.11C - вид, иллюстрирующий состояние, когда базовый материал задка элемента пола вырезан из рулонного материала.

Подробное описание вариантов осуществления изобретения

Далее следует описание варианта осуществления настоящего изобретения со ссылками на чертежи. Следует отметить, что в описании чертежей одинаковые компоненты обозначены одними и теми же позициями, и их повторное описание опущено. Кроме того, для удобства иллюстрации соотношения размеров на чертежах не всегда совпадают с соотношением размеров в описании.

На фиг.1 приведен вид в перспективе нижней конструкции транспортного средства по настоящему изобретению. На фиг.2 приведен вид в перспективе элемента пола. На фиг.4A приведено сечение по линии A-A с фиг.3. На фиг.4B приведено сечение по линии B-B с фиг.3. На фиг.4C приведено сечение по линии C-C с фиг.3. На фиг.4D приведено сечение по линии D-D с фиг.3. На фиг.4E приведено сечение по линии E-E с фиг.3. На фиг.5 приведен вид сверху элемента пола в нижней конструкции транспортного средства.

Как показано на фиг.1, нижняя конструкция транспортного средства согласно изобретению имеет удлиненную форму и содержит элемент 1 пола, который является основным каркасом, проходящим в продольном направлении транспортного средства. Кроме того, с элементом 1 пола соединена панель 2 пола. Дополнительно, на элементе 1 пола установлена передняя поперечная балка 3 пола, а задняя поперечная балка 4 пола установлена в задней части транспортного средства относительно того положения элемента 1 пола, в котором установлена передняя поперечная балка 3 пола. Передняя поперечная балка 3 пола проходит в поперечном направлении транспортного средства. Задняя поперечная балка пола проходит в поперечном направлении транспортного средства.

Как показано на фиг.2, передняя часть транспортного средства (левая сторона на чертеже) относительно положения элемента 1 пола, в котором установлена передняя поперечная балка 3 пола, сформирована как принимающий удар участок К. Кроме того, участок между положением на элементе 1 пола, в котором установлена передняя поперечная балка 3 пола, и положением на элемента 1 пола, в котором установлена задняя поперечная балка 4 пола, сформирована как участок R выпрямления нагрузки. Далее, задняя часть транспортного средства (правая сторона на чертеже) относительно положения элемента 1 пола, в котором установлена задняя поперечная балка 4 пола, сформирована как участок D рассеяния нагрузки.

На участке R выпрямления нагрузки элемент 1 пола постепенно меняет форму так, что его высота и площадь сечения уменьшаются к задней части транспортного средства.

Кроме того, как показано на фиг.2 и 3, элемент 1 пола содержит переднюю часть 11 и заднюю часть 12. Передняя часть 11 элемента пола расположена в передней части элемента 1 пола. Задняя часть 12 элемента пола расположена в задней части элемента 1 пола. Кроме того, на передней части 11 элемента пола имеется верхний задний элемент 13. Передняя часть 11 элемента пола может считаться нижним элементом согласно вышеописанному аспекту настоящего изобретения. Верхний задний элемент 13 может считаться верхним элементом согласно вышеописанному аспекту настоящего изобретения.

Далее, в передней части элемента 1 пола сформирован участок К, принимающий удар. Этот участок К, принимающий удар, служит участком, противодействующим изгибающему моменту. Участок К, принимающий удар, имеет форму, поднимающуюся в направлении передней стороны. Кроме того, на участке К, принимающем удар, панель 2 пола удерживается между передней частью 11 элемента пола и верхним задним элементом 13. На участке К, принимающем удар, панель 2 пола, удерживаемая между передней частью 11 элемента пола и верхним задним элементом 13, имеет плоскую форму.

Дополнительно, на нижней поверхности передней части 11 элемента пола на участке К, принимающем удар, сформировано переднее нижнее ребро 14 жесткости. Переднее нижнее ребро 14 жесткости проходит в продольном направлении транспортного средства. Далее, на нижней поверхности задней части 12 элемента пола сформировано заднее нижнее ребро 15 жесткости. Заднее нижнее ребро 15 жесткости проходит в продольном направлении транспортного средства. Заднее нижнее ребро 15 жесткости сформировано непрерывно с передним нижним ребром 14 жесткости. Кроме того, на верхней поверхности верхнего заднего элемента 13 сформировано переднее верхнее ребро 16 жесткости. Переднее верхнее ребро 16 жесткости проходит в продольном направлении транспортного средства.

Переднее нижнее ребро 14 жесткости в сечении имеет по существу полукруглую форму и сформировано так, что его глубина постепенно увеличивается в направлении задней части транспортного средства. За счет этого переднее нижнее ребро 14 жесткости постепенно изменяет свою форму так, что глубина уменьшается в направлении задней части транспортного средства. Кроме того, заднее нижнее ребро 15 жесткости имеет такую форму, что углы по существу прямоугольной в сечении формы скруглены. Глубина заднего нижнего ребра 15 жесткости постепенно увеличивается в направлении задней стороны транспортного средства. В частности, на участке R выпрямления нагрузки между положением установки передней поперечной балки 3 пола и положением установки задней поперечной балки 4 пола нижнее заднее ребро 15 жесткости сформировано так, что его глубина постепенно увеличивается в направлении задней части транспортного средства, как показано на фиг.4C и 4D.

Задняя часть 12 элемента пола имеет такую форму, что хотя глубина заднего нижнего ребра 15 жесткости увеличивается в направлении задней части транспортного средства, высота каждого бокового участка постепенно уменьшается. Кроме того, верхняя полка заднего нижнего ребра 15 жесткости находится в контакте с панелью 2 пола от положения, расположенного немного перед местом установки задней поперечной балки 4 пола в продольном направлении транспортного средства.

Кроме того, переднее верхнее ребро 16 жесткости имеет по существу полукруглую форму сечения. Глубина переднего верхнего ребра 16 жесткости немного увеличивается в направлении задней части транспортного средства вплоть до середины транспортного средства в продольном направлении. Глубина переднего верхнего ребра 16 жесткости постепенно уменьшается в направлении задней части транспортного средства в его задней части от середины транспортного средства в продольном направлении. Кроме того, переднее верхнее ребро 16 жесткости заканчивается в положении, расположенном рядом с задним концом верхнего заднего элемента 13.

Как показано на фиг.4A, панель 2 пола, соединенная с элементом 1 пола, расположена на задней части 12 элемента пола на участке R выпрямления нагрузки и на участке D рассеяния нагрузки. Кроме того, как показано на фиг.4B-4E, на участке R выпрямления нагрузки и на участке D рассеяния нагрузки панели 2 пола выполнены первое ребро 17 жесткости панели и второе ребро 18 жесткости панели. Первое ребро 17 жесткости панели и второе ребро 18 жесткости панели служат усилителями, которые проходят в продольном направлении транспортного средства.

Первое ребро 17 жесткости панели и второе ребро 18 жесткости панели имеют по существу одинаковую форму и сформированы так, что глубина постепенно увеличивается в направлении задней части транспортного средства. Кроме того, заднее нижнее ребро 15 жесткости, сформированное в задней части 12 элемента пола, расположено между первым ребром 17 жесткости панели и вторым ребром 18 жесткости панели в поперечном направлении транспортного средства. Таким образом, первое ребро 17 жесткости панели и второе ребро 18 жесткости панели отнесены от заднего нижнего ребра 15 жесткости в поперечном направлении транспортного средства.

Элемент 1 пола прикреплен к панели 2 пола сваркой. Как показано на фиг.5, точки Y сварки элемента 1 пола и панели 2 пола расположены на обеих сторонах элемента 1 пола от передней его части до задней с интервалами в продольном направлении. В этих местах передняя часть 11 элемента пола, задняя часть 12 элемента пола или верхний задний элемент 13 элемента 1 пола приварены к панели 2 пола.

Далее, на участке D рассеяния нагрузки, расположенном сзади от задней поперечной балки 4 пола в задней части элемента 1 пола, точки Y сварки расположены не только на обеих сторонах элемента 1 пола, но и в центре элемента 1 пола в направлении ширины. В центре элемента 1 пола в направлении ширины заднее нижнее ребро 15 жесткости, сформированное в задней части 12 элемента 1 пола, приварено к панели 2 пола. Таким образом, на участке D рассеяния нагрузки количество точек Y сварки больше, чем на участке К, принимающем удар, или на участке R, выпрямляющем нагрузку, и, кроме того, количество точек Y сварки на единицу площади также больше.

Далее следует описание работы нижней конструкции транспортного средства согласно изобретению. В элементе 1 пола нижней конструкции транспортного средства согласно изобретению передняя часть 11, передняя часть 12 и задняя верхняя часть 13 элемента пола, соответственно, имеют ребра 14-16 жесткости, которые проходят в продольном направлении транспортного средства. Благодаря этим ребрам 14-16 жесткости можно повысить сопротивление изгибу при фронтальном столкновении транспортного средства. Кроме того, сопротивление изгибу можно повысить без каких-либо дополнительных усилительных элементов, устанавливаемых на элемент 1 пола, так что можно повысить сопротивление изгибу элемента 1 пола, не увеличивая количество деталей.

В частности, переднее нижнее ребро 14 жесткости, сформированное в передней части 11 элемента пола, и заднее нижнее ребро 15 жесткости, сформированное в задней части 12 элемента пола, сформированы непрерывными. Поэтому элемент 1 пола в случае фронтального столкновения транспортного средства может плавно передавать нагрузку назад.

На участке К, принимающем удар, расположенном в передней части элемента 1 пола, панель 2 пола, удерживаемая между передней частью 11 элемента пола и задней верхней частью 13 элемента пола, является плоской. Благодаря плоской форме панели 2 пола растягивающее усилие панели 2 пола придает ей прочность, противодействующую изгибу элемента 1 пола.

Например, как показано на фиг.6A, предположим, что в панели 2 пола на участке К, принимающем удар, элемента 1 пола сформировано ребро В жесткости. В этом случае часть панели 2 пола, имеющая ребро B жесткости, легко деформируется, так что панели 2 трудно противостоять изгибу. В результате, невозможно повысит прочность элемента 1 пола в целом к изгибающему моменту. Когда изгибающий момент воздействует на принимающий удар участок К элемента 1 пола, деформация элемента 1 пола увеличивается, как показано штриховыми линиями на фиг.1A.

С этой точки зрения в элементе 1 пола согласно настоящему варианту, показанном на фиг.6B, панель 2 пола, расположенная на принимающем удар участке К элемента 1 пола, является плоской, так что панель 2 пола трудно деформировать и она обладает высоким сопротивлением изгибающему моменту. В результате, когда изгибающий момент действует на принимающий удар участок К элемента 1 пола, деформацию элемента 1 пола можно уменьшить, как показано штриховыми линями на фиг.6B.

Кроме того, в передней части 11 элемента пола сформировано переднее нижнее ребро 14 жесткости, проходящее в продольном направлении транспортного средства, а в задней верхней части 13 элемента пола сформировано переднее верхнее ребро 16 жесткости. Эти ребра 14 и 16 жесткости еще более повышают сопротивление изгибу элемента 1 пола. В результате жесткость при изгибе элемента 1 пола можно дополнительно повысить.

Дополнительно, элемент 1 пола нижней конструкции транспортного средства согласно изобретению имеет принимающий удар участок К, который служит участком, противодействующим изгибающему моменту, участок R выпрямления нагрузки, который выпрямляет осевую нагрузку, и участок D рассеяния нагрузки, который рассеивает нагрузку. Следовательно, нагрузка, передаваемая от передней стороны на заднюю сторону элемента 1 пола, может быть выпрямлена в вертикальном направлении элемента 1 пола. Таким образом жесткость на изгиб элемента 1 можно повысить, и, кроме того, можно увеличить способность элемента 1 пола к передаче и рассеянию нагрузки.

Далее со ссылками на фиг.7A-7C будет описан изгибающий момент и осевая нагрузка на элементе 1 пола. Распределение напряжений по сечению элемента 1 пола будет описано со ссылками на фиг.8A-8C. На фиг.7A приведен вид сбоку элемента пола. На фиг.7B приведена диаграмма, показывающая распределение изгибающего момента в продольном направлении транспортного средства в элементе пола, когда нагрузка поступает с передней стороны транспортного средства. На фиг.7C приведена диаграмма, показывающая распределение осевой нагрузки в продольном направлении транспортного средства по элементу пола при нагрузке, поступающей с передней стороны транспортного средства.

Как показано на фиг.7B, когда нагрузка поступает с передней стороны транспортного средства, в положениях, примыкающих к передней части транспортного средства, в элементе 1 пола возникает высокий изгибающий момент, и этот изгибающий момент увеличивается к задней стороне (на диаграмме - вправо) вплоть до положения, в котором имеется большой изгиб элемента 1 пола. Далее, позади положения, в котором изгибающий момент максимален, этот изгибающий момент уменьшается и в положении, в котором установлена передняя поперечная балка 3 пола, становится по существу равным нулю. За положением, в котором установлена передняя поперечная балка 3 пола, т.е. на участке R выпрямления нагрузки и на участке D рассеяния нагрузки элемента 1 пола, изгибающий момент по существу равен нулю.

Кроме того, если рассматривать распределение осевой нагрузки, такая осевая нагрузка возрастает по существу в соответствии с увеличением изгибающего момента на передней стороне транспортного средства, как показано на фиг.7C. Помимо этого осевая нагрузка постепенно уменьшается к задней стороне от положения, в котором осевая нагрузка максимальна. Однако осевая нагрузка уменьшается в пропорции, которая меньше пропорции уменьшения изгибающего момента. После этого осевая нагрузка непрерывно снижается вплоть до заднего конца элемента 1 пола.

На фиг.8A-8C приведены диаграммы, показывающее распределение напряжений по сечению элемента пола, когда нагрузка поступает с передней стороны транспортного средства. На фиг.8A приведена диаграмма, показывающая распределение напряжений по сечению по линии A-A с фиг.3. На фиг.8B приведена диаграмма, показывающая распределение напряжений по сечению по линии B-B с фиг.3. На фиг.8C приведена диаграмма, показывающая распределение напряжений по сечению по линии D-D с фиг.3.

Как показано на фиг.8A, распределение напряжений по сечению на участке К, принимающем удар, элемента 1 пола, имеет как область CA напряжений сжатия, так и область SA напряжений растяжения, поэтому изгибное напряжение является преобладающим. Кроме того, как показано на фиг.8B, распределение напряжений по сечению в граничной области между принимающим удар участком К и участком R выпрямления нагрузки дает напряжение, которое в нижней части сечения меньше, чем в верхней части сечения, и неравномерно распределено по вертикали, и является областью CA сжимающих напряжений. Кроме того, как показано на фиг.8C, распределение напряжений по сечению рядом с границей между участком R выпрямления нагрузки и участком D рассеяния нагрузки занят областью CA по существу равномерных сжимающих напряжений, так что преобладающим является осевое усилие.

Как следует из диаграмм распределения изгибающего момента, распределения осевой нагрузки и распределения напряжений по сечению элемента 1 пола, приведенных на фиг.7A-7C и фиг.8A-8C, на принимающий удар участок К, расположенный спереди, действует большой изгибающий момент, а на участок R выпрямления нагрузки и на участок D рассеяния нагрузки, расположенные сзади, действует большая осевая нагрузка.

В данном случае панель 2 пола на принимающем удар участке К элемента 1 пола выполнена плоской. Благодаря плоской форме панели 2 пола можно увеличить сопротивление изгибающему моменту. Кроме того, участок R выпрямления нагрузки и участок D рассеяния нагрузки должны обладать сопротивлением осевой нагрузке. Как показано на диаграмме распределения осевой нагрузки, показанной на фиг.7C, нагрузка уменьшается в направлении задней части транспортного средства.

Затем элемент 1 пола постепенно меняет форму так, что высота и площадь сечения уменьшаются в направлении задней части транспортного средства. Следовательно, осевая нагрузка, которая уменьшается в направлении задней части транспортного средства, может передаваться на заднюю часть транспортного средства за счет увеличения осевой нагрузки на единицу площади, так что осевая нагрузка может быть более равномерной в осевом направлении.

Кроме того, в задней части 12 элемента пола сформировано заднее нижнее ребро 15 жесткости, расположенное на участке R выпрямления нагрузки, при этом глубина ребра постепенно увеличивается в направлении задней части транспортного средства. Поскольку заднее нижнее ребро 15 жесткости сформировано с постепенно увеличивающейся глубиной в направлении задней части транспортного средства, осевая нагрузка легче передается на заднюю часть транспортного средства. Следовательно, осевая нагрузка, уменьшающаяся к задней части транспортного средства, может передаваться на заднюю часть транспортного средства путем увеличения осевой нагрузки на единицу площади, так что осевая нагрузка может быть более равномерной в осевом направлении.

Кроме того, на участке R выпрямления нагрузки в задней части 12 элемента пола сформировано заднее нижнее ребро 15 жесткости, а в панели 2 пола сформировано первое ребро 17 жесткости панели и второе ребро 18 жесткости панели. Здесь первое ребро 17 жесткости панели и второе ребро 18 жесткости панели отнесены от заднего нижнего ребра 15 жесткости в поперечном направлении транспортного средства. Эти заднее нижнее ребро 15 жесткости, первое ребро 17 жесткости панели и второе ребро 18 жесткости панели сформированы на участке R выпрямления нагрузки.

Как показано на фиг.9A, когда панель 2 пола на участке R выпрямления нагрузки является плоской, эффективная ширина b_m элемента 1 пола занимает только участки рядом с обоими концами элемента 1 пола. В этом случает эффективная ширина b_m элемента 1 пола уменьшается, и сопротивление продольному изгибу в сечении элемента 1 пола уменьшается.

С этой точки зрения на участке R выпрямления нагрузки элемента 1 пола согласно изобретению, как показано на фиг.9B, в панели 2 пола сформированы первое ребро 17 жесткости панели и второе ребро 18 жесткости панели, так что эффективная ширина b_m элемента 1 пола может занимать всю ширину элемента 1 пола. Следовательно, можно увеличить эффективную ширину b_m элемента 1 пола и повысить сопротивление продольному изгибу по сечению элемента 1 пола. Таким образом, сопротивление элемента 1 осевой нагрузке можно дополнительно повысить.

По существу, когда на тонкий лист, периферия которого не закреплена, воздействует нагрузка, тонкий лист передает нагрузку после того как элемент изогнется. Например, эффективная ширина b_m тонкого листа, имеющего толщину t, может быть описана следующим математическим выражением (1):

где E - модуль Юнга, K - константа, ν - коэффициент Пуассона, а σ_y - предел текучести материала.

Кроме того, как показано на фиг.10, напряжение σ_cr при продольном изгибе, когда на прямоугольный лист, имеющий длину а и ширину b, и четыре стороны которого не закреплены, действует сжимающая нагрузка (Nx)_cr с одного направления, может быть описано следующим математическим выражением (2):

где k=(mb_m/a+a/mb_m)²σ_e=п²D/tb_m ²=[п²E/12(1-ν)²](t/b_m)²

Как следует из математического выражения (2), напряжение при продольном изгибе уменьшается с уменьшением эффективной ширины b_m. Поэтому с увеличением эффективной ширины сопротивление осевой нагрузке может увеличиваться.

Кроме того, на участке D рассеяния нагрузки панель 2 пола и нижнее заднее ребро 15 жесткости, сформированное в задней части 12 элемента пола, прикреплены друг к другу сваркой и количество точек соединения между панелью 2 пола и участком D рассеяния нагрузки больше, чем количество точек соединения между панелью 2 пола и участком R выпрямления нагрузки элемента 1 пола. Следовательно, количество точек соединения между панелью 2 пола и элементом 1 пола можно увеличить, так что рассеяние нагрузки на участке D рассеяния нагрузки может быть выше, чем на участке R выпрямления нагрузки. В результате можно дополнительно увеличить сопротивление осевой нагрузке.

Кроме того, в нижней конструкции транспортного средства согласно изобретению задняя часть 12 элемента 1 пола имеет заднее нижнее ребро 15 жесткости, глубина которого увеличивается к задней стороне транспортного средства, и задняя часть 12 элемента пола имеет такую форму, что высота каждой боковой части постепенно уменьшается.

Более конкретно, на фиг.11A показано первое выбранное сечение задней части 12 элемента пола, а на фиг.11B показано выбранное второе сечение задней части 12 элемента пола. Здесь сумма высоты (далее - высота тела) Hr1 задней части 12 элемента пола в выбранном первом сечении задней части 12 элемента пола и высоты (далее - высота ребра жесткости) Hb1 заднего нижнего ребра 15 жесткости равна сумме высоты Hr2 тела и высоты Hb2 ребра во втором сечении. Это отношение сохраняется для любого сечения задней части 12 элемента пола.

Следовательно, более плоская форма задней части 12 элемента пола может быть прямоугольной. Другими словами, прямоугольный исходный материал подвергается гибке и поэтому позволяет изготовить заднюю часть 12 элемента пола. Следовательно, в качестве исходного материала для задней части 12 элемента пола можно использовать прямоугольный листовой материал. Поэтому, как показано на фиг.11C, когда из рулонного материала М вырезают листовой материал для изготовления задней части 12 элемента пола, можно устранить избыточный участок, G, показанный штриховыми линиями, и устранить отходы рулонного материала. За счет этого увеличивается выход готовых изделий из того же количества исходного материала.

Кроме того, как показано на фиг.11A и 11B, участок, на котором элементы 1 пола и панель 2 пола соединены друг с другом, имеет по существу одинаковую ширину от передней до задней части элемента 1 пола. Следовательно, осевая нагрузка, передаваемая через элемент 1 пола, может соответственно сдвигаться к задней части элемента 1 пола, а смещенное рассеяние нагрузки от панели 2 может быть устранено. Таким образом, когда осевая нагрузка гасится, ее можно гасить равномерно. В результате можно еще больше повысить стойкость элемента 1 пола к воздействию осевой нагрузки.

Этот аспект настоящего изобретения не ограничен описанным вариантом. Например, в этом варианте передняя часть 11 и задняя часть 12 элемента 1 пола соответственно изготовлены из отдельных деталей. Однако, такие элементы можно формировать и как один цельный элемент. Хотя в описанном варианте в качестве основного каркаса используется элемент пола, в этом качестве может использоваться любой элемент каркаса, приваренный к передней панели на передней стороне транспортного средства. Например, можно использовать элемент каркаса, который именуется передним боковым элементом, или элемент каркаса, который именуется элементом бока панели.

Хотя настоящее изобретение было описано со ссылками на иллюстративные варианты, следует понимать, что настоящее изобретение не ограничивается этими вариантами или конструкциями. Наоборот, изобретение охватывает различные модификации и эквивалентные конструкции. Кроме того, хотя различные элементы описанного изобретения показаны в различных иллюстративных комбинациях и конфигурациях, в объем приложенной формулы также входят другие комбинации и конфигурации, включающие большее или меньшее количество элементов или единственный элемент.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Нижняя конструкция транспортного средства содержит основной каркас и панель пола. Основной каркас проходит в продольном направлении транспортного средства. Панель пола соединена с основным каркасом. Основной каркас имеет ребро жесткости, проходящее в продольном направлении транспортного средства. Глубина ребра жесткости увеличивается в направлении задней части транспортного средства. Достигается повышение жесткости нижней конструкции транспортного средства. 16 з.п. ф-лы, 23 ил.

1. Нижняя конструкция транспортного средства, содержащая: основной каркас (1), проходящий в продольном направлении транспортного средства, и панель (2) пола, соединенную с основным каркасом (1), при этом основной каркас (1) имеет ребро (14-16) жесткости, проходящее в продольном направлении транспортного средства, и глубина ребра (14-16) жесткости увеличивается в направлении задней части транспортного средства.

2. Конструкция по п.1, в которой между передней частью основного каркаса (1) и панелью (2) пола сформирован принимающий удар участок (K), причем основной каркас (1) содержит участок, противостоящий изгибающему моменту и сформированный на принимающем удар участке (K), участок (R) выпрямления осевой нагрузки, который выпрямляет передачу осевой нагрузки от принимающего удар участка (K) к задней части транспортного средства, и участок (D) рассеяния осевой нагрузки, который рассеивает осевую нагрузку на панель (2) пола.

3. Конструкция по п.1, в которой участок соединения панели (2) пола с основным каркасом (1) выполнен плоским.

4. Конструкция но п.2, в которой участок соединения панели (2) пола с основным каркасом (1) на принимающем удар участке (K) выполнен плоским.

5. Конструкция по п.2, в которой принимающий удар участок (K) основного каркаса (1) содержит верхний элемент (13) и нижний элемент (11); ребро (14-16) жесткости содержит переднее верхнее ребро (16) жесткости, сформированное в верхнем элементе (13) и проходящее в продольном направлении транспортного средства, и переднее нижнее ребро (14) жесткости, сформированное в нижнем элементе (11) и проходящее в продольном направлении транспортного средства, и участок, противодействующий изгибающему моменту, содержит переднее верхнее ребро (16) жесткости, переднее нижнее ребро (14) жесткости и панель (2) пола, удерживаемую между верхним элементом (13) и нижним элементом (11).

6. Конструкция по п.5, в которой переднее нижнее ребро (14) жесткости сформировано так, что его глубина увеличивается в направлении задней части транспортного средства, а переднее верхнее ребро (16) жесткости сформировано так, что его глубина увеличивается к задней части транспортного средства для центрального участка в продольном направлении транспортного средства, и глубина уменьшается к задней части транспортного средства на задней части относительно центрального участка в продольном направлении транспортного средства.

7. Конструкция по п.5, в которой передняя поперечная балка (3) пола и задняя поперечная балка (4) пола, проходящие в поперечном направлении транспортного средства, расположены в положениях, в которых панель (2) пола прикреплена к основному каркасу (1), с интервалом в продольном направлении транспортного средства, и ребро (14-16) жесткости содержит основное ребро (15) жесткости, сформированное между передней поперечной балкой (3) пола и задней поперечной балкой (4) пола на участке (R) выпрямления осевой нагрузки основного каркаса (1) так, что его глубина увеличивается к задней части транспортного средства, а высота участка (R) выпрямления осевой нагрузки основного каркаса (1) уменьшается к задней части транспортного средства.

8. Конструкция по п.7, в которой основное ребро (15) жесткости сформировано непрерывно с передним нижним ребром (14) жесткости.

9. Конструкция но п.2, в которой передняя поперечная балка (3) пола и задняя поперечная балка (4) пола, проходящие в поперечном направлении транспортного средства, расположены в положениях, в которых панель (2) пола прикреплена к основному каркасу (1) с интервалом в продольном направлении транспортного средства, и основной каркас (1) между передней поперечной балкой (3) пола и задней поперечной балкой (4) пола сформирован так, что высота и поперечное сечение основного каркаса (1) уменьшаются к задней части транспортного средства.

10. Конструкция по п.9, в которой принимающий удар участок (K) сформирован в основном каркасе (1) на передней стороне транспортного средства относительно положения, в котором установлена передняя поперечная балка (3) пола, выпрямляющий нагрузку участок (R) сформирован в основном каркасе (1) между положением, в котором установлена передняя поперечная балка (3) пола, и положением, в котором установлена задняя поперечная балка (4) пола, и участок (D) рассеяния осевой нагрузки сформирован в основном каркасе (1) на задней стороне транспортного средства относительно положения, в котором установлена задняя поперечная балка (4) пола.

11. Конструкция по п.9, в которой ребро (14-16) жесткости сформировано между передней поперечной балкой (3) пола и задней поперечной балкой (4) пола на участке (R) выпрямления осевой нагрузки основного каркаса (1) так, что его глубина увеличивается к задней части транспортного средства, а высота участка (R) выпрямления осевой нагрузки основного каркаса (1) уменьшается к задней части транспортного средства.

12. Конструкция по п.7, в которой панель (2) пола имеет первое ребро (17) жесткости панели и второе ребро (18) жесткости панели, которые сформированы в положениях, соответствующих участку (R) выпрямления осевой нагрузки и участку (D) рассеяния нагрузки и которые служат усилителями, проходящими в продольном направлении транспортного средства, и основное ребро (15) жесткости расположено между первым ребром (17) жесткости панели и вторым ребром (18) жесткости панели в поперечном направлении транспортного средства.

13. Конструкция по п.12, в которой первое ребро (17) жесткости панели и второе ребро (18) жесткости панели имеют, по существу, одинаковую форму и сформированы так, что их глубина увеличивается к задней части транспортного средства.

14. Конструкция по п.2, в которой количество точек (Y) соединения на единицу площади между панелью (2) пола и участком (D) рассеяния осевой нагрузки основного каркаса (1) превышает количество точек (Y) соединения на единицу площади между панелью (2) пола и участком (R) выпрямления осевой нагрузки основного каркаса (1).

15. Конструкция по п.14, в которой углубленный участок ребра (15) жесткости соединен с панелью (2) пола на участке (D) рассеяния осевой нагрузки, благодаря чему количество точек (Y) соединения на единицу площади между панелью (2) пола и участком (D) рассеяния осевой нагрузки основного каркаса (1) превышает количество точек (Y) соединения на единицу площади между панелью (2) пола и участком (R) выпрямления осевой нагрузки основного каркаса (1).

16. Конструкция по любому из пп.1-15, в которой основной каркас (1) сформирован так, что высота основного каркаса (1) и глубина ребра (14-16) жесткости являются изменяющимися.

17. Конструкция по любому из пп.1-15, в которой основной каркас (1) является уплощенным и имеет, по существу, одинаковую ширину от переднего конца до заднего конца основного каркаса (1).