-
TECHNISCHER BEREICH
-
Die Offenlegung bezieht sich auf ein stoßdämpfendes Element, bei dem ein Holzelement zusammenbricht, wenn es einer Stoßbelastung ausgesetzt wird, wodurch ein Teil der Stoßbelastung absorbiert wird, und auf ein Herstellungsverfahren dafür.
-
HINTERGRUND
-
Stand der Technik bezüglich des oben beschriebenen stoßdämpfenden Elements ist im
japanischen Patent Nr. 5945992 beschrieben. In einem stoßdämpfenden Element, das im
japanischen Patent Nr. 5945992 beschrieben ist, wird ein säulenförmiges Holzelement an seiner axial einen Endseite von einem druckaufnehmenden Element gestützt und ist so konfiguriert, dass eine Stoßbelastung auf seine axial andere Endseite ausgeübt werden kann. Wenn das Holzelement durch die darauf ausgeübte Stoßbelastung axial kollabiert, kann daher ein Teil der Stoßbelastung aufgenommen werden. Somit kann ein auf das druckaufnehmende Element ausgeübter Stoß reduziert werden.
-
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Jedoch kollabiert in dem oben beschriebenen stoßdämpfenden Element das Holzelement axial, wodurch der Aufprall absorbiert wird. Daher kann bei gleicher Größe und Art des Holzelementes eine den Einsturz auslösende Belastung des Holzelementes im Wesentlichen identisch sein. Nachdem das Holzelement zu kollabieren beginnt, kann das Holzelement bei einem bestimmten Hub unter einer Last, die gleich oder kleiner als die den Kollaps auslösende Last ist, kollabieren, so dass ein Teil der Stoßbelastung absorbiert werden kann. Unter bestimmten Umständen ist es jedoch vorzuziehen, dass eine größere Stoßbelastung absorbiert werden kann, ohne dass das Holzelement in Größe und Art verändert wird. Außerdem ist es unter anderen Umständen vorzuziehen, dass die Stoßbelastung in mehreren Schritten absorbiert werden kann.
-
Daher besteht die Aufgabe, ein verbessertes stoßdämpfendes Element und ein entsprechendes Herstellungsverfahren bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 sowie des nebengeordneten Anspruchs 4 gelöst.
-
In einem ersten Aspekt wird ein stoßdämpfendes Element bereitgestellt, wobei ein säulenförmiges Holzelement an seiner axial einen Endseite von einem druckaufnehmenden Element getragen wird und so konfiguriert ist, dass eine Stoßbelastung auf seine axial andere Endseite ausgeübt wird, und wobei das Holzelement durch die darauf ausgeübte Stoßbelastung axial kollabiert wird, wodurch ein Teil der Stoßbelastung absorbiert wird, was ein Verstärkungselement umfasst, das so konfiguriert ist, dass es die axial eine Endseite des Holzelements verstärkt, oder ein Verstärkungselement umfasst, das sich in einer Richtung erstreckt, die eine Achse des Holzelements schneidet, während es in das Holzelement eingebettet ist, um das Holzelement zu verstärken.
-
Gemäß diesem Aspekt kann in einer Struktur, in der das Verstärkungselement so konfiguriert ist, dass es die axial eine Endseite des Holzelements verstärkt, wenn die Stoßbelastung auf die axial andere Endseite des Holzelements aufgebracht wird, die Stoßbelastung über das druckaufnehmende Element schnell auf das Verstärkungselement aufgebracht werden. Infolgedessen wird das Holzelement zusammengedrückt und verformt, während das Verstärkungselement verformt oder gebrochen wird. Daher kann eine Einsturzbeginnlast des stoßdämpfenden Elements gleich einer Gesamtbelastung sein, die der Summe einer Belastung entspricht, unter der das Holzelement allein zusammenbricht, und einer Belastung, unter der das Verstärkungselement verformt wird. Umgekehrt kann in einer Struktur, in der sich das Verstärkungselement in der Richtung erstreckt, die die Achse des Holzelements schneidet, während es in das Holzelement eingebettet ist, um das Holzelement zu verstärken, das Verstärkungselement nach dem Zusammenbrechen des Holzelements zwischen dem druckaufnehmenden Element und dem Verstärkungselement infolge der Stoßbelastung verformt oder gebrochen werden. Das heißt, zu Beginn des Zusammenbruchs kann das stoßdämpfende Element unter einer Zusammenbruchslast zusammenbrechen, unter der das Holzelement allein zusammenbrechen kann. Danach kann das stoßdämpfende Element unter einer Einsturzlast zusammenbrechen, die der Summe aus der Einsturzlast, unter der das Holzelement allein zusammenbrechen kann, und einer Last, unter der das Verstärkungselement verformt werden kann, entspricht. Daher kann die Stoßbelastung schrittweise absorbiert werden. Mit anderen Worten, die Einsturzbelastung des stoßdämpfenden Elements oder die nachfolgende Einsturzbelastung kann durch das Verstärkungselement gesteuert werden.
-
Sofern, das Verstärkungselement sich in einer Richtung erstreckt, die eine Achse des Holzelements schneidet, wird das Holzelement mit einem Abdeckelement in Form eines harzüberzogenen Elements bedeckt. Weiterhin ist das Verstärkungselement ein Harzschaft, der in eine Durchgangsbohrung eingeführt wird, die im Holzelement ausgebildet ist und sich in der Richtung erstreckt, die die Achse des Holzelements schneidet, so dass er mit dem Abdeckelement integriert ist. Daher kann das Holzelement daran gehindert werden, durch das Verstärkungselement und das Abdeckelement verformt zu werden, so dass die Einsturzlast des stoßdämpfenden Elements im Verhältnis zur Einsturzlast, unter der das Holzelement allein eingestürzt werden kann, erhöht werden kann.
-
Sofern das Verstärkungselement so konfiguriert ist, dass es mindestens einen Teil einer Endfläche der axial einen Endseite des Holzelements abdeckt und verstärkt, ist das Verstärkungselement ein bandförmiges Element, das in eine im Holzelement ausgebildete Durchgangsbohrung eingeführt wird, während es die eine Endseite des Holzelements bedeckt. Daher kann die Einsturzbeginnlast des stoßdämpfenden Elements leicht erhöht werden im Vergleich zur Einsturzlast, unter der das Holzelement allein eingestürzt werden kann.
-
In einer Ausführungsform kann die axial eine Endseite des Holzelements in einen röhrenförmigen Längsträger eingeführt werden, der sich in einer Richtung von vom nach hinten erstreckt. Das druckaufnehmende Element, das die axial eine Endseite des Holzelements stützt, kann ein in dem Längsträger angeordneter, das Einsetzen begrenzender Stopper sein. Ferner kann die axial andere Endseite des Holzelements mit einem Verstärkungselement für den Fahrzeugstoßfänger verbunden sein.
-
Der einsatzbegrenzende Stopper als druckaufnehmendes Element kann ein Bolzen sein, der so positioniert ist, dass er sich über einen Raum des Längsträgers erstreckt, wobei sich das Verstärkungselement mit dem Bolzen überschneidet.
-
Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein Herstellungsverfahren für ein stoßdämpfendes Element bereitgestellt, bei dem ein säulenförmiges Holzelement an seiner axial einen Endseite von einem druckaufnehmenden Element getragen wird und so konfiguriert ist, dass eine Stoßbelastung auf seine axial andere Endseite ausgeübt wird, wobei das Holzelement von einem harzüberzogenen Abdeckelement abgedeckt ist, wobei ein als Harzschaft ausgebildetes Verstärkungselement in eine Durchgangsbohrung eingeführt wird, die sich in einer Richtung erstreckt, die eine Achse des Holzelements schneidet, um mit dem Abdeckelement integriert zu werden, und wobei das Holzelement durch die darauf ausgeübte Stoßbelastung axial zusammengedrückt wird, wodurch ein Teil der Stoßbelastung absorbiert wird, was die Schritte des Ausbildens der Durchgangsbohrung in dem Holzelement, des Einsetzens des Holzelements mit der darin ausgebildeten Durchgangsbohrung auf ein Formwerkzeug einer Spritzgießmaschine und des Schließens des Formwerkzeugs der Spritzgießmaschine und des Einspritzens geschmolzener Harzmaterialien in das Formwerkzeug umfassen kann, wodurch das Abdeckelement geformt und der Harzschaft innerhalb der Durchgangsbohrung des Holzelements geformt wird. Je nach Ausführungsform kann das Verstärkungselement leicht geformt werden.
-
Figurenliste
-
- 1 ist eine perspektivische Gesamtansicht der stoßdämpfenden Elemente gemäß der Ausführungsform 1 der Offenlegung, die einen Zustand zeigt, in dem die stoßdämpfenden Elemente an einem Fahrzeug befestigt sind.
- 2 ist eine perspektivische Ansicht der stoßdämpfenden Elemente des Fahrzeugs.
- 3 ist eine horizontale Schnittdarstellung der stoßdämpfenden Elemente des Fahrzeugs (ein Schnitt entlang der Linie III-III von 2).
- 4 ist eine vertikale Schnittdarstellung der stoßdämpfenden Elemente des Fahrzeugs (Schnittdarstellung entlang der Linie IV-IV von 2).
- 5 ist eine Draufsicht, die den Herstellungsprozess der stoßdämpfenden Elemente des Fahrzeugs zeigt (Draufsicht eines Holzelements).
- 6 ist eine schematische horizontale Schnittdarstellung eines Formwerkzeugs, das im Herstellungsprozess der stoßdämpfenden Elemente des Fahrzeugs verwendet wird.
- 7 ist eine horizontale Schnittdarstellung, die eine Befestigungsstruktur der stoßdämpfenden Elemente des Fahrzeugs zeigt.
- 8 ist eine vertikale Schnittdarstellung, die die Befestigungsstruktur der stoßdämpfenden Elemente des Fahrzeugs zeigt.
- 9 ist ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen einer einen Kollaps auslösenden Last und einem kollabierenden Schlag in den stoßdämpfenden Elementen des Fahrzeugs veranschaulicht.
- 10 ist eine horizontale Schnittdarstellung, die eine Befestigungsstruktur von stoßdämpfenden Fahrzeugteilen gemäß einer modifizierten Ausführungsform 1 zeigt.
- 11 ist eine vertikale Schnittdarstellung, die die Befestigungsstruktur der stoßdämpfenden Elemente des Fahrzeugs gemäß der modifizierten Ausführungsform 1 zeigt.
- 12 ist eine horizontale Schnittdarstellung, die eine Befestigungsstruktur von stoßdämpfenden Fahrzeugteilen gemäß einer modifizierten Ausführungsform 2 zeigt.
- 13 ist eine vertikale Schnittdarstellung, die die Befestigungsstruktur der stoßdämpfenden Elemente des Fahrzeugs gemäß der modifizierten Ausführungsform 2 zeigt.
- 14 ist eine Grafik, die den Zusammenhang zwischen einer einen Kollaps einleitenden Last und einem kollabierenden Schlag bei den stoßdämpfenden Elementen des Fahrzeugs gemäß der modifizierten Ausführungsform 2 veranschaulicht.
-
MODUS ZUR DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG
-
[Ausführungsform 1]
-
Im Folgenden werden die stoßdämpfenden Mitglieder gemäß der Ausführungsform 1 dieser Offenlegung unter Bezugnahme auf 1 bis 14 beschrieben. Wie in 1 dargestellt, können die stoßdämpfenden Elemente 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform Elemente sein, die zwischen einem Stoßstangenverstärkungselement 3 einer vorderen Stoßstange eines Fahrzeugs und Längsträgern 5 angeordnet sind, die auf beiden Seiten (rechts und links) in der Breite angeordnet sind und sich in einer Richtung von vom nach hinten erstrecken, so dass sie eine Aufprallbelastung F zum Zeitpunkt eines Frontalaufpralls des Fahrzeugs absorbieren. Ferner können die unter Bezugnahme auf die Abbildungen beschriebenen Vorwärts-, Rückwärts-, Rechts-, Links-, Aufwärts- und Abwärtsrichtungen jeweils den Vorwärts-, Rückwärts-, Rechts-, Links-, Aufwärts- und Abwärtsrichtungen des Fahrzeugs entsprechen.
-
<Bezüglich stoßdämpfender Elemente 10>
-
Wie in 3 und 4 gezeigt, können die stoßdämpfenden Elemente 10 jeweils aus rechteckigen, säulenförmigen Holzelementen 12 bestehen. Wie in 3 gezeigt, kann jedes der Holzelemente 12 so geformt sein, dass die Achsrichtung der Jahresringe 12k davon mit der Achsrichtung einer rechteckigen Säule ausgerichtet ist, um die Stoßbelastung F in Achsrichtung der Jahresringe 12k aufzunehmen. Das heißt, die Stoßbelastung F kann von einem Teil der Holzelemente 12 aufgenommen werden, die eine hohe Druckfestigkeit aufweisen. Daher kann die Stoßbelastung F zum Zeitpunkt der Fahrzeugkollision von den Holzelementen 12 aufgenommen werden, auch wenn die Stoßbelastung F relativ groß ist. Ferner können die Holzelemente 12 vorzugsweise z.B. aus Zedernholz (spezifisches Gewicht von 0,38) bestehen. Außerdem kann die Größe der einzelnen Holzelemente 12 z.B. auf eine Höhe von 70 mm, eine Breite von 38 mm und eine Länge von 75 mm festgelegt werden. Die Holzelemente 12 können jeweils vertikale Durchgangsbohrungen 12e aufweisen, die in ihren Mittelteilen ausgebildet sind und sich senkrecht zu den Achsen der Holzelemente 12 erstrecken. Ferner können, wie in 3 und 4 gezeigt, Harzschäfte 28 jeweils in die Durchgangsbohrungen 12e eingeführt werden. Ferner können die Holzelemente 12 jeweils am Umfang mit harzbezogenen Elementen 20 abgedeckt werden.
-
<Bezüglich der Abdeckelemente 20 und der Harzschäfte 28>
-
Wie in 2 gezeigt, können die Abdeckelemente 20 Mitglieder sein, die die Holzelemente 12 vollständig bedecken, so dass eine Veränderung des Feuchtigkeitsgehalts der Holzelemente 12 aufgrund des Feuchtigkeitsgehalts in einer Nutzungsumgebung verhindert werden kann. Ferner können die Abdeckelemente 20 dazu dienen, die Holzelemente 12 zwischen dem Stoßstangenverstärkungselement 3 und den Längsträgern 5 zu positionieren. Bei den der Abdeckelementen 20 kann es sich um spritzgegossene Harzprodukte handeln. Wie in 2 bis 4 gezeigt, können die Abdeckelemente 20 jeweils aus rechteckigen, kastenähnlichen Abdeckkörpern 22 bestehen, die so konfiguriert sind, dass sie die Holzelemente 12 abdecken und eine im Wesentlichen gleichmäßige Wandstärke aufweisen, wobei vordere Flansche 23 in den vorderen Endflächen der Abdeckkörper 22 und hintere Flansche 24 in axialen Mittelabschnitten der Abdeckkörper 22 ausgebildet sind. Das heißt, dass die hinteren Abschnitte 22b der Abdeckkörper 22 relativ zu den hinteren Flanschen 24 nach hinten vorstehen können. Wie in 2 und 3 gezeigt, können die vorderen Flansche 23 und die hinteren Flansche 24 jeweils in den rechten und linken Seitenflächen jedes der Abdeckkörper 22 so ausgebildet werden, dass sie in Richtungen senkrecht zu einer Achse der Jahresringe 12k jedes der Holzelemente 12 daraus hervorstehen.
-
Wie in 2 dargestellt, können die vorderen Flansche 23 der Abdeckelemente 20 Positionierungsvorsprünge 25 aufweisen, die in ihren mittleren Abschnitten ausgebildet sind und eine vertikal längliche rechteckige Form haben. Die Positionierungsvorsprünge 25 können jeweils so konfiguriert werden, dass sie in Positionierungslöcher 3h (7) passen, die im Stoßstangenverstärkungselement 3 ausgebildet sind. Ferner können ein rechter und ein linker Endumfang jedes der Vorderflansche 23 jeweils mit durchgehenden und vertikal voneinander beabstandeten Bolzenlöchern 23h versehen werden, so dass die Vorderflansche 23 mit dem Stoßstangenverstärkungselement 3 durch Bolzen B unter Verwendung der Bolzenlöcher 23h verbunden werden können. Wie in 7 und anderen Abbildungen dargestellt, können die hinteren Teile 22b der Abdeckkörper 22 der Abdeckelemente 20 jeweils so bemessen werden, dass sie in die Längsträger 5 eingesetzt werden können. Ferner können jeweils ein rechter Endumfang und ein linker Endumfang jedes der hinteren Flansche 24 der Abdeckelemente 20 mit Bolzenlöchern 24h versehen werden, die durch sie hindurchgehen und vertikal voneinander beabstandet sind. Daher können die hinteren Flansche 24 der Abdeckelemente 20 jeweils mit Flanschabschnitten 5f der Längsträger 5 durch Bolzen B in einem Zustand verbunden werden, in dem die hinteren Abschnitte 22b der Abdeckelemente 20 (der Abdeckkörper 22) in die Längsträger 5 eingesetzt sind.
-
Bei den Schäften 28 kann es sich um Elemente handeln, die so konfiguriert sind, dass sie die Holzelemente 12 verstärken, um zu verhindern, dass sich die Holzelemente 12 axial verformen (kollabieren). Die Harzschäfte 28 können einstückig mit den Abdeckelementen 20 geformt werden, wenn die Abdeckelemente 20 im Spritzgussverfahren hergestellt werden. Thermoplastische Harze können verwendet werden, um die Abdeckelemente 20 und die Harzschäfte 28 zu formen. Beispiele für thermoplastische Harze sind Polyolefinharze wie Polypropylen und Polyethylen, Polycarbonatharze, Polyesterharze wie Polyethylenterephtalat und Polybutylenterephtalat, Polystyrolharze und Acrylharze. Ferner können die Harzschäfte 28 in dieser Offenlegung als Verstärkungselemente bezeichnet werden.
-
<Bezüglich der Herstellungsmethode von stoßdämpfenden Elementen 10>
-
Wie in 5 gezeigt, können die Holzelemente 12 zunächst in eine rechteckige Säulenform gebracht werden. Zu diesem Zeitpunkt kann jedes der Holzelemente 12 so geformt werden, dass die Achsrichtung der Jahresringe 12k mit der Achsrichtung der rechteckigen Säule ausgerichtet ist. Ferner können die vertikalen Durchgangsbohrungen 12e jeweils in den Mittelteilen der Holzelemente 12 senkrecht zu den Achsen der Holzelemente 12 ausgebildet werden. Dann kann jedes der Holzelemente 12, wie in 6 gezeigt, auf ein Formwerkzeug 30 einer Spritzgussmaschine gesetzt werden. Das Formwerkzeug 30 kann eine stationäre Matrize 31, ein Paar seitlich bewegliche Matrizen 32a, 32b, die sich in X-Richtung relativ zur stationären Matrize 31 bewegen können, und eine axial bewegliche Matrize 33, die sich in Z-Richtung relativ zur stationären Matrize 31 bewegen kann, umfassen.
-
Insbesondere kann jedes der Holzelemente 12 auf eine vorbestimmte Position im Formwerkzeug 30 in einem Zustand gebracht werden, in dem sich die seitlich beweglichen Matrizen 32a, 32b und die axial bewegliche Matrize 33 jeweils in Richtungen bewegen, die durch dünne Pfeile in 6 relativ zur stationären Matrize 31 angegeben sind, d.h. in einem Zustand, in dem das Formwerkzeug 30 geöffnet ist. Dann bewegen sich die seitlich beweglichen Matrizen 32a, 32b und die axial bewegliche Matrize 33 jeweils in den durch dicke Pfeile angezeigten Richtungen relativ zur feststehenden Matrize 31, so dass das Formwerkzeug 30 geschlossen ist. Dadurch kann innerhalb des Formwerkzeuges 30 ein Hohlraum 35, d.h. ein Raum definiert werden, in dem jedes der Abdeckelemente 20 zu formen ist. In diesem Zustand steht die Durchgangsbohrung 12e jedes der Holzelemente 12 mit dem Hohlraum 35 in Verbindung. Ferner können in 6 Positionierstifte, die jedes der Holzelemente 12 in der vorbestimmten Position im Formwerkzeug 30 positionieren, und eine Vielzahl von Einspritzöffnungen, durch die Harzmaterialien in den Hohlraum 35 eingespritzt werden, weggelassen werden.
-
Wenn das Formwerkzeug 30 wie oben beschrieben geschlossen ist, können die durch Wärme geschmolzenen Harzmaterialien unter einem vorbestimmten Druck in das Formwerkzeug 30 eingespritzt werden. Infolgedessen können die durch Wärme geschmolzenen Harzmaterialien in den Hohlraum 35 und die Durchgangsbohrung 12e jedes der Holzelemente 12 eingefüllt werden. Danach, wenn die in das Formwerkzeug 30 eingespritzten Harzmaterialien erstarrt sind, kann jedes der Abdeckelemente 20 und die mit den Abdeckelementen 20 einstückig geformten Harzschäfte 28 geformt werden. Nachdem sich die in das Formwerkzeug 30 eingespritzten Harzmaterialien verfestigt haben (eine Abkühlzeit von 15 Sekunden), kann das Formwerkzeug 30 geöffnet werden, so dass jedes der Abdeckelemente 20, in die jedes der Holzelemente 12 eingebettet ist, aus dem Formwerkzeug 30 entfernt wird. Ferner können in jedem der Abdeckelemente 20 die Bolzenlöcher 23h des vorderen Flansches 23 und die Bolzenlöcher 24h des hinteren Flansches 24 jeweils in einem Nachspritzverfahren geformt werden.
-
<Bezüglich der Befestigung von stoßdämpfenden Elementen 10 am Fahrzeug>
-
Wie in 7 und 8 dargestellt, können die Längsträger 5, an denen die stoßdämpfenden Elemente 10 befestigt sind, so geformt werden, dass sie eine rechteckige Rohrform haben und so konfiguriert werden können, dass die hinteren Teile der stoßdämpfenden Elemente 10, d.h. die hinteren Teile 22b der Abdeckkörper 22 der Abdeckelemente 20 und die hinteren Teile der Holzelemente 12, axial in sie eingesetzt werden können. Ferner kann jeder der Längsträger 5 mit einem Paar oberer und unterer Bolzen 6b in Form von Anschlagbolzen versehen werden, mit denen jeweils die hinteren Endflächen 10t der in die Längsträger 5 eingesetzten stoßdämpfenden Elemente 10 in Kontakt kommen können. Die Bolzen 6b können als einschubbegrenzender Anschlag der stoßdämpfenden Elemente 10 dienen. Die Bolzen 6b dürfen die Längsträger 5 seitlich durchdringen. Muttern 6n können an Außengewindeteilen angebracht werden, die in den distalen Enden der Bolzen 6b ausgebildet sind, so dass die Bolzen 6b an den Längsträgern 5 befestigt werden können.
-
Daher können sich die Schäfte 28 (die Verstärkungselemente), die jeweils vertikal die Holzelemente 12 der stoßdämpfenden Elemente 10 durchdringen, orthogonal mit den Bolzen 6b schneiden. Eine Einschubbewegung der hinteren Abschnitte 22b der stoßdämpfenden Elemente 10 kann gestoppt werden, wenn die hintere Endfläche 10t jedes der stoßdämpfenden Elemente 10 das Paar aus oberem und unterem Bolzen 6b berührt. In diesem Zustand können die hinteren Flansche 24 der Abdeckelemente 20 der stoßdämpfenden Elemente 10 jeweils mit den Flanschabschnitten 5f der Seitenelemente 5 unter Verwendung der Bolzen B verbunden werden. Zusätzlich können, wie in 7 gezeigt, die vorderen Flansche 23 mit dem Stoßstangenverstärkungselement 3 unter Verwendung der Bolzen B in einem Zustand verbunden werden, in dem die jeweils in Mittelabschnitten der vorderen Endflächen der stoßdämpfenden Teile 10 (in den Mittelabschnitten der vorderen Flansche 23 der Abdeckelemente 20) ausgebildeten Positioniervorsprünge 25 in die im Stoßstangenverstärkungselement 3 ausgebildeten Positionierlöcher 3h eingepasst werden. Auf diese Weise kann ein Befestigungsvorgang der stoßdämpfenden Elemente 10 am Fahrzeug abgeschlossen werden. Ferner kann eine hintere Endseite jedes der stoßdämpfenden Elemente 10 in dieser Offenlegung als eine Endseite jedes der Holzelemente bezeichnet werden. Umgekehrt kann in dieser Offenlegung eine vordere Endseite jedes der stoßdämpfenden Elemente 10 als eine andere Endseite jedes der Holzelemente bezeichnet werden. Ferner können die Bolzen 6b, die seitlich in die Längsträger 5 eindringen, in dieser Offenlegung als druckaufnehmende Elemente bezeichnet werden.
-
Wie oben beschrieben, können die hinteren Abschnitte 22b der stoßdämpfenden Elemente 10 axial in die Längsträger 5 eingeführt werden. Daher können die Achsen der Längsträger 5 und die Achsen der Holzelemente 12 der stoßdämpfenden Elemente 10 koaxial zueinander gehalten werden. Ferner kann verhindert werden, dass die stoßdämpfenden Elemente 10 (die Holzelemente 12) gegenüber den Längsträgern 5 geneigt werden, wenn die Stoßbelastung F über das Stoßstangenverstärkungselement 3 auf die stoßdämpfenden Elemente 10 aufgebracht wird. Das heißt, die Holzelemente 12 der stoßdämpfenden Elemente 10 können die Stoßbelastung F aufnehmen, die in Achsrichtung der Jahresringe 12k zwischen dem Stoßstangenverstärkungselement 3 und den Bolzen 6b der Längsträger 5 auf das Fahrzeug aufgebracht wird.
-
<Bezüglich der Wirkung von stoßdämpfenden Elementen 10>
-
Wie in 7 und 8 dargestellt, kann, wenn die Aufpralllast F aufgrund des Frontalaufpralls des Fahrzeugs auf das Stoßstangenverstärkungselement 3 aufgebracht wird, die Aufpralllast F auf die stoßdämpfenden Elemente 10 in einer solchen Richtung wirken, dass die stoßdämpfenden Elemente 10 in die Längsträger 5 gedrückt werden. Zu diesem Zeitpunkt können die hinteren Flansche 24 der Abdeckelemente 20 der stoßdämpfenden Elemente 10 gebrochen werden, so dass die stoßdämpfenden Elemente 10 weiter in die Längsträger 5 gedrückt werden können. Daher wird die Stoßbelastung F axial (in Achsrichtung der Jahresringe 12k) über das Stoßstangenverstärkungselement 3 und die Bolzen 6b der Längsträger 5 auf die Holzelemente 12 der Dämpfungselemente 10 aufgebracht. Dadurch können sich die Bolzen 6b der Längsträger 5 in die Holzelemente 12 der stoßdämpfenden Elemente 10 verbeißen, so dass die Holzelemente 12 axial zusammengedrückt werden können. Dadurch kann die Stoßbelastung F aufgrund von Verformungen oder anderen derartigen Veränderungen der Holzelemente 12 aufgenommen werden.
-
Insbesondere können in einer ersten Phase der Aufbringung der Stoßbelastung F auf das Stoßstangenverstärkungselement 3 die Holzelemente 12 zwischen den Schäften 28 (den Verstärkungselementen) der stoßdämpfenden Elemente 10 und den Bolzen 6b der Längsträger 5 zusammenfallen. In diesem Stadium können, wie durch einen Hubbereich I in 9 gezeigt, die stoßdämpfenden Elemente 10 unter einer Einsturzlast F0 axial zusammengedrückt werden, die im Wesentlichen gleich einer Einsturzlast ist, unter der die Holzelemente 12 allein zusammengedrückt werden können. Nachdem die Holzelemente 12 jedoch zwischen den Harzschäften 28 und den Bolzen 6b zusammengedrückt wurden, können die Harzschäfte 28 verformt werden, während die Holzelemente 12 in Teilen vor den Harzschäften 28 zusammengedrückt werden können. In diesen Stadien können, wie durch einen Hubbereich II in BILD 9 gezeigt, die stoßdämpfenden Elemente 10 unter einer Zusammenbruchslast F1 axial zusammengedrückt werden, die der Summe der Zusammenbruchslast F0, unter der die Holzelemente 12 allein zusammengedrückt werden können, und einer Last, unter der die Harzschäfte 28 verformt werden können, entspricht. Das heißt, die stoßdämpfenden Elemente 10 nach der vorliegenden Ausführung können die Stoßbelastung F in zwei Stufen aufnehmen.
-
Ferner kann der Hubbereich I durch Veränderung der Abstände zwischen den Harzschäften 28 (den Verstärkungselementen) der stoßdämpfenden Elemente 10 und den Bolzen 6b (den druckaufnehmenden Elementen) der Längsträger 5 gesteuert werden. Ferner kann eine Erhöhung der Kollapslast [ΔF = F1-F0] in 9 durch Änderung des Durchmessers jeder der Harzschäfte 28 und der Anzahl der Harzschäfte 28 gesteuert werden.
-
<Vorteile der stoßdämpfenden Elemente 10 der vorliegenden Ausführungsform>
-
In den stoßdämpfenden Elementen 10 dieser Ausführung können sich die Harzschäfte 28 (die Verstärkungselemente) jeweils in Richtungen erstrecken, die die Achsen der Holzelemente 12 in einem Zustand schneiden, in dem sie in die Holzelemente 12 eingebettet sind. Nachdem die Holzelemente 12 aufgrund der Stoßbelastung F zwischen den Bolzen 6b (den druckaufnehmenden Elementen) der Längsträger 5 und den Harzschäften 28 zusammengebrochen sind, können die Harzschäfte 28 daher verformt oder gebrochen werden. Das heißt, zu Beginn des Einsturzes können die stoßdämpfenden Elemente 10 unter der Einsturzlast F0 zusammenbrechen, unter der die Holzelemente 12 allein zusammenbrechen können. Danach können die stoßdämpfenden Elemente 10 unter der Einsturzlast F1 kollabieren, die der Summe aus der Einsturzlast F0, unter der die Holzelemente 12 allein kollabieren, und der Last, unter der die Harzschäfte 28 verformt werden dürfen, entspricht. Daher kann die Stoßbelastung F schrittweise aufgenommen werden. Ferner können die Harzschäfte 28 einstückig mit den Abdeckelementen 20, die die Holzelemente 12 bedecken, durch Spritzgießen geformt werden. Daher können die Harzschäfte 28 leicht geformt werden.
-
<Modifizierte Verkörperungen>
-
Die oben beschriebene Verkörperung kann geändert oder modifiziert werden, ohne vom Umfang der Offenlegung abzuweichen. Zum Beispiel werden in der Ausführungsform, wie in 3 und 4 gezeigt, die Holzelemente 12 jeweils durch die Abdeckelemente 20 abgedeckt. Ferner können die Harzschäfte 28 (die Verstärkungselemente) einstückig mit den Abdeckelementen 20 ausgebildet sein. Wie in 10 und 11 gezeigt, können jedoch die Abdeckelemente 20 weggelassen werden. In einem solchen Fall können die Harzschäfte 28 separat geformt und in die Durchgangsbohrungen 12e der Holzelemente 12 eingesetzt werden. Ferner können die Harzschäfte 28 jeweils durch Metallschächte ersetzt werden. Ferner haben die Schäfte in der Ausführung eine kreisrunde Querschnittsform. Die Querschnittsform der Schäfte kann jedoch bei Bedarf geändert werden. Ferner kann jedes der Holzelemente 12 eine Vielzahl von Durchgangsbohrungen 12e aufweisen, so dass eine Vielzahl von Schäften darin eingeführt werden kann.
-
Weiterhin sind in der Ausführungsform die Durchgangsbohrungen 12e in den Holzelementen 12 ausgebildet und die Harzschäfte 28 (die Verstärkungselemente) jeweils in die Durchgangsbohrungen 12e eingeführt. Wie in 12 und 13 gezeigt, können jedoch bandförmige Elemente 29 aus Harz oder Stahlplatten jeweils in die Durchgangsbohrungen 12e der Holzelemente 12 eingeführt werden, so dass sie um die oberen Flächen, die unteren Flächen und die hinteren Endflächen 10t der hinteren Teile der Holzelemente 12 geschlungen und dann befestigt werden. In diesem Aufbau können in einem Zustand, in dem die Stoßkraft F auf das Stoßstangenverstärkungselement 3 aufgebracht wird, die Holzelemente 12 zusammengedrückt werden, während die bandförmigen Elemente 29 verformt werden können. Daher können, wie in 14 gezeigt, die stoßdämpfenden Elemente 10 unter einer Einsturzlast F2, die der Summe aus der Einsturzlast F0, unter der die Holzelemente 12 allein kollabieren können, und einer Last, unter der die bandförmigen Elemente 29 verformt werden können, axial zusammenbrechen.
-
Weiter, zum Beispiel, nachdem die bandförmigen Elemente 29 gebrochen sind, können
die stoßdämpfenden Elemente 10 unter der Einsturzlast F0, unter der die Holzelemente 12 allein einstürzen können, axial kollabieren. Wenn also die bandförmigen Elemente 29 verwendet werden, kann die Einsturzbelastung der stoßdämpfenden Elemente 10 erhöht werden. Ferner kann in dieser Offenlegung jedes der bandförmigen Elemente 29 als ein Verstärkungselement bezeichnet werden, das so konfiguriert ist, dass es die eine Endseite (die hintere Endseite) jedes der Holzelemente 12 verstärkt.
-
Ferner werden, wie in 12 und anderen Figuren gezeigt, in Bezug auf die stoßdämpfenden Elemente 10, in denen die bandförmigen Elemente 29 verwendet werden, die Abdeckelemente 20 weggelassen. Die Holzelemente 12 können jedoch jeweils von den Abdeckelementen 20 bedeckt werden, nachdem die bandförmigen Elemente 29 an den Holzelementen 12 befestigt wurden. Ferner werden in der Ausführungsform die stoßdämpfenden Elemente 10 zur Verwendung im Fahrzeug beispielhaft dargestellt. Die stoßdämpfenden Elemente in dieser Offenlegung können jedoch z.B. in Gebäuden, Zügen und Schiffen verwendet werden.
