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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine B-Säule für ein Fahrzeug, die in einer Fahrzeugkarosserie verwendet wird.
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Stand der Technik
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Bislang war eine Mittelsäule bzw. B-Säule, die ein Säulenäußeres mit einem versagungsanfälligen Abschnitt (Schwachstelle) mit ausgebildeten Durchgangslöchern und einem Säuleninneren mit einem gekrümmten Abschnitt aufweist, wie z. B. in der nicht geprüften japanischen Patentanmeldung
JP 2008-189296 A beschrieben ist, als ein Fahrzeugbauteil bekannt, das in einer Fahrzeugkarosserie verwendet wird. Wenn eine Seitenkollision auftritt, brechen bei Verwendung der oben genannten B-Säule die Durchgangslöcher und der gekrümmte Abschnitt wird anschließend gestreckt und erzeugt eine Zugspannung. Deshalb wird die auf einen Insassen aufgebrachte Stoßbelastung reduziert.
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US 6,983,981 B2 offenbart eine Fahrzeugkarosserie mit einer im Wesentlichen C-förmigen B-Säule. Aufgrund dieser Formgebung kann die B-Säule einen durch einen Seitenaufprall bedingten horizontalen Lasteintrag in eine vertikale Richtung der B-Säule ableiten.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Beim Stand der Technik wurde jedoch hinsichtlich der B-Säule nicht ausreichend überprüft, ob die Durchgangslöcher für die Lasteingaberichtung geeignet sind, und somit besteht ein Problem darin, dass es schwierig ist, die Art der durch eine Kollision verursachten Verformung des Bauteils zu steuern.
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Die Erfindung wurde zur Lösung des oben genannten Problems gemacht und es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine B-Säule bereitzustellen, das die Art der Verformung steuern kann.
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Lösung des Problems
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Gemäß der Erfindung wird ein Fahrzeugbauteil, genauer gesagt eine B-Säule, mit einem versagungsanfälligen Abschnitt bereitgestellt, in dem Durchgangslöcher ausgebildet sind. Dabei weist die Kontur der Durchgangslöcher einen linearförmigen Abschnitt und einen mit beiden Enden des linearförmig Abschnitts verbundenen kreisbogenförmigen Abschnitt auf, wobei der linearförmige Abschnitt nahe der Fahrzeuginnenseite angeordnet ist und der kreisbogenförmige Abschnitt nahe der Fahrzeugaußenseite angeordnet ist.
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Die Durchgangslöcher können im Wesentlichen D-förmig ausgebildet sein.
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Die Durchgangslöcher können an Seitenwandabschnitten der B-Säule ausgebildet sein.
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Die Durchgangslöcher können in vertikaler Richtung angeordnet sein.
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Gemäß dieser Erfindung ist der zugbeanspruchte Abschnitt der Kontur des Durchgangslochs, auf welchen Zugspannung aufgebracht wird, wenn eine Last auf das Durchgangsloch aufgebracht wird, länger als der druckbeanspruchte Abschnitt der Kontur des Durchgangslochs, auf welchen eine Druckspannung aufgebracht wird, wenn eine Last auf das Durchgangsloch aufgebracht wird. Deshalb ermöglicht der zugbeanspruchte Abschnitt eine Verformung. Da der zugbeanspruchte Abschnitt wie oben beschrieben eine Längsverformung zulässt, wird nicht ohne weiteres die Zugspannung auf den zugbeanspruchten Abschnitt aufgebracht. Somit kann die Art der Verformung des Bauteils gesteuert werden. Da ferner die Zugbeanspruchung nicht ohne weiteres auf den zugbeanspruchten Abschnitt aufgebracht wird, kann die an dem druckbeanspruchten Abschnitt aufgebrachte Druckspannung erheblich reduziert werden. Infolge dessen kann das Auftreten eines Bruchs des Fahrzeugbauteils unterdrückt werden.
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Bei dem Fahrzeugbauteil gemäß der Erfindung ist der druckbeanspruchte Abschnitt der Kontur des Durchgangslochs linearförmig und der zugbeanspruchte Abschnitt kreisbogenförmig ausgebildet.
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Da in diesem Fall der zugbeanspruchte Abschnitt kreisbogenförmig ausgebildet ist, ermöglicht der zugbeanspruchte Abschnitt leicht eine Längsverformung und eine Zugspannung wird nicht einfach auf den zugbeanspruchten Abschnitt aufgebracht.
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Gemäß der Erfindung weist der versagungsanfällige Abschnitt einen Dehnabschnitt und/oder einen Schrumpf- bzw. Stauchabschnitt gemäß der Richtung der von außen aufgebrachten Last auf. Dementsprechend kann ein versagungsanfälliger Abschnitt bereitgestellt werden, der die Eingaberichtung der Last berücksichtigt und dieser angepasst ist. Somit kann die Art der Verformung des Bauteils, die durch die Lastbeanspruchung verursacht wird, gesteuert werden.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Gemäß der Erfindung kann eine B-Säule bereitgestellt werden, die eine Verformungsart steuern kann.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine perspektivische Ansicht einer B-Säule.
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2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie II-II in der 1.
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3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in der 1.
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4 ist eine vergrößerte Ansicht eines Durchgangslochs.
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5 ist eine schematische Ansicht, welche die Verformung des Durchgangslochs zeigt, die durch eine Kollisionslast verursacht wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- B-Säule (Fahrzeugbauteil)
- 14
- Durchgangsloch
- 14a
- linearer Abschnitt
- 14b
- kreisbogenförmiger Abschnitt
- A
- versagungsanfälliger Abschnitt
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Eine Ausführungsform der Erfindung wird im Folgenden detailliert unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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In dieser Ausführungsform wird ein Fahrzeugbauteil gemäß der Erfindung für eine B-Säule angewandt, die zwischen Vorder- und Hintertüren angeordnet ist, ein Dach stützt und die Steifigkeit einer Fahrzeugkarosserie erhöht. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer B-Säule, 2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie II-II der 1 und 3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie III-III der 1.
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Eine B-Säule 1 weist ein Säuleninneres 11, eine Außenverstärkung 12 und eine Gelenkverstärkung 13 auf. Das Säuleninnere 11, die Außenverstärkung 12 und die Gelenkverstärkung 13 erstrecken sich alle in vertikaler Richtung.
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Das Säuleninnere 11 ist an der Innenseite eines Fahrzeugs angeordnet. Das Säuleninnere 11 weist einen flachen Abschnitt 11a, der die Innenoberfläche der B-Säule 1 bildet, ein Paar von Seitenwandabschnitten 11b und 11b, die mit beiden Enden des flachen Abschnitts 11a verbunden sind, und ein Paar von Flanschabschnitten 11c und 11c, die mit den Enden der Seitenwandabschnitte 11b und 11b verbunden sind, auf. Die Seitenwandabschnitte 11b und 11b erstrecken sich von der Fahrzeuginnenseite zur Fahrzeugaußenseite. Ferner bilden die Außenverstärkung 12 und das Säuleninnere 11 eine Struktur mit einem geschlossenen Querschnitt und machen das äußere Erscheinungsbild der B-Säule 1 aus.
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Die Außenverstärkung 12 ist eine von Außenverstärkungsteilen der B-Säule 1. Die Außenverstärkung 12 weist einen flachen Abschnitt 12a, ein Paar von Seitenwandabschnitten 12b und 12b, die mit beiden Enden des flachen Abschnitts 12a verbunden sind, und ein Paar von Flanschabschnitten 12c und 12c, die mit den Enden der Seitenwandabschnitte 12b und 12b verbunden sind, auf. Die Seitenwandabschnitte 12b und 12b erstrecken sich von der Fahrzeugaußenseite zur Fahrzeuginnenseite.
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Die Gelenkverstärkung 13 ist eine von Außenverstärkungsteilen der B-Säule 1. Die Gelenkverstärkung 13 ist an der Innenseite der Außenverstärkung 12 angeordnet. Die Gelenkverstärkung 13 weist einen flachen Abschnitt 13a, der mit dem flachen Abschnitt 12a der Außenverstärkung 12 verbunden ist, und ein Paar von Seitenwandabschnitten 13b und 13b, die mit beiden Enden des flachen Abschnitts 13a verbunden sind, auf. Jeder der Seitenwandabschnitte 13b und 13b ist so ausgebildet, dass er kürzer als der Seitenwandabschnitt 12b der Außenverstärkung 12 ist.
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Wenn die B-Säule 1 zusammengebaut wird, wird der flache Abschnitt 13a der Gelenkverstärkung 13 auf den flachen Abschnitt 12a der Außenverstärkung 12 gesetzt. Dann werden der flache Abschnitt 12a und der flache Abschnitt 13a durch Schweißen oder ähnlichem miteinander verbunden. Ferner werden die Flanschabschnitte 12c und 12c der Außenverstärkung 12 auf die Flanschabschnitte 11c und 11c des Säuleninneren 11 gesetzt und die Flanschabschnitte 12c und 12c durch Schweißen oder ähnlichem mit den Flanschabschnitten 11c und 11c verbunden.
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Ferner sind ein Schweller (auch als Seitenschweller bezeichnet) 2 und ein Dachseitenrahmen 3, die sich in Fahrzeuglängsrichtung erstrecken, an Stellen neben dem unteren bzw. oberen Endabschnitt der B-Säule 1 angeordnet.
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Ein versagungsanfälliger Abschnitt A, dessen Steifigkeit niedriger als die Steifigkeit des oberen Abschnitts und des mittleren Abschnitts der B-Säule 1 ist, ist an dem unteren Abschnitt der B-Säule 1 ausgebildet, der nahe dem Seitenschweller 2 ist. Eine Vielzahl von Durchgangslöchern 14, die durch den Seitenwandabschnitt 12b der Außenverstärkung 12 gehen, ist an dem versagungsanfälligen Abschnitt A ausgebildet. Diese Durchgangslöcher 14 sind an jedem der beiden Seitenwandabschnitte 12b und 12b, die einander gegenüberliegen, ausgebildet.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt, sind die Durchgangslöcher 14 im Wesentlichen an mittleren Stellen des Seitenwandabschnitts 12b der Außenverstärkung 12 ausgebildet. Diese Durchgangslöcher 14 sind entlang der vertikalen Richtung angeordnet.
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4 ist eine vergrößerte Ansicht des Durchgangslochs. Wie in der 4 gezeigt, ist das Durchgangsloch 14 im Wesentlichen D-förmig ausgebildet. Die Kontur des Durchgangslochs 14 weist einen linearen Abschnitt 14a und einen kreisbogenförmigen Abschnitt 14b, der mit beiden Enden des linearen Abschnitts 14a verbunden ist, auf. Ferner ist der kreisbogenförmige Abschnitt 14b so ausgebildet, dass er länger als der lineare Abschnitt 14a ist. Der lineare Abschnitt 14a ist nahe der Fahrzeuginnenseite und der kreisbogenförmige Abschnitt 14b ist nahe der Fahrzeugaußenseite angeordnet.
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Wenn, wie in der 5 gezeigt, durch eine Seitenkollision oder ähnlichem eine Last F auf die B-Säule 1 mit dem oben erwähnten Aufbau aufgebracht wird, tritt die Belastungskonzentration zunächst an dem versagungsanfälligen Abschnitt A der B-Säule 1 auf. Daher tritt an dem Seitenwandabschnitt 12b der Außenverstärkung 12, wie durch die Pfeile M dargestellt, eine Biegeverformung auf.
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Deshalb wird eine Druckspannung an einem Abschnitt der Außenverstärkung erzeugt, der näher an der Fahrzeugaußenseite als eine neutrale Achse L1 ist, und wird eine Zugspannung an einem Abschnitt der Außenverstärkung erzeugt, der näher zur Fahrzeuginnenseite als die neutrale Achse L1 ist. Andererseits wird eine Druckspannung an einem Abschnitt der Außenverstärkung erzeugt, der näher zur Fahrzeugaußenseite als eine neutrale Achse L2 ist, und wird eine Zugspannung an einem Abschnitt der Außenverstärkung erzeugt, der näher zur Fahrzeuginnenseite als die neutrale Achse L2 ist. Unterdessen sind die neutralen Achsen L1 und L2 Positionen, an denen sich die Zugspannung und die Druckspannung im Querschnitt des Abschnitts 12b der Außenverstärkung 12 die Waage halten.
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Ferner wird eine Zugspannung auf den kreisbogenförmigen Abschnitt 14b bzw. eine Druckspannung auf den linearen Abschnitt 14a des Durchgangslochs 14 aufgebracht. Der lineare Abschnitt 14a wird eine druckbeanspruchte Seite (gestauchte Seite) und der kreisbogenförmige Abschnitt 14b wird eine zugbeanspruchte Seite (gestreckte Seite). In der 5 ist die durch die gestrichelte Linie gezeigte Form die Form des Durchgangslochs 14, wenn die Biegeverformung noch nicht aufgetreten ist, und die durch die durchgezogene Linie gezeigte Form die Form des Durchgangslochs 14, wenn die Biegeverformung stattgefunden hat.
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Da in diesem Fall der kreisbogenförmige Abschnitt 14b kreisbogenförmig ausgebildet ist und länger als der lineare Abschnitt 14a ist, wird nicht ohne Weiteres eine Zugspannung auf den kreisbogenförmigen Abschnitt 14b aufgebracht und der kreisbogenförmige Abschnitt 14b ermöglicht eine Verformung. Deshalb kann die Verformungsart eines Bauteils gesteuert werden. Da ferner die zugbeanspruchte Seite (kreisbogenförmiger Abschnitt 14b) wie oben beschrieben eine Längsverformung erlaubt, kann nicht ohne Weiteres eine Zugspannung auf den kreisbogenförmigen Abschnitt 14b aufgebracht werden. Deshalb kann die auf den linearen Abschnitt 14a aufgebrachte Druckspannung erheblich reduziert werden. Da die auf den Flanschabschnitt 12c der Außenverstärkung 12 aufgebrachte Zugspannung im Vergleich zur Umgebung des Durchgangslochs 14 erheblich reduziert wird, kann somit das Auftreten eines kollisionsbedingten Bruchs der B-Säule 1 unterdrückt werden.
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Die oben erwähnte Ausführungsform ist lediglich ein Beispiel eines Fahrzeugbauteils gemäß der Erfindung. Das Fahrzeugbauteil gemäß der Erfindung ist nicht auf das in der Ausführungsform beschriebene Bauteil beschränkt. Das Fahrzeugbauteil gemäß der Erfindung kann ein Bauteil sein, das durch Modifizieren des Fahrzeugbauteils gemäß der Erfindung erhalten wird, ohne dabei den in jedem Anspruch beschriebenen Schutzbereich zu ändern oder die Erfindung auf ein anderes Teil anzuwenden.
