本發(fā)明涉及一種增強(qiáng)構(gòu)件，該增強(qiáng)構(gòu)件通過(guò)使用纖維增強(qiáng)材料而對(duì)彎曲或壓縮具有高抗性(high resistance，高阻力)。

背景技術(shù)：

通常，增強(qiáng)構(gòu)件設(shè)置在車身需要增強(qiáng)的區(qū)域中，從而改善車身的機(jī)械性能。近年來(lái)，包括諸如碳纖維的纖維增強(qiáng)材料的增強(qiáng)構(gòu)件已被用于實(shí)現(xiàn)減輕車輛的重量。增強(qiáng)構(gòu)件通常設(shè)置在車身的中柱(center pillar)中。在制造時(shí)，常用的一體成型的增強(qiáng)構(gòu)件需要修改以能夠與車輛的多種型式、結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸和期望性能相對(duì)應(yīng)。因此，需要研發(fā)與常用的增強(qiáng)構(gòu)件相符合的金屬模型，因此需要大量的成本和時(shí)間來(lái)研發(fā)適用于多種情形的金屬模具。

前述內(nèi)容僅旨在幫助理解本發(fā)明的背景技術(shù)，并非旨在意味著本發(fā)明落入對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言已知的相關(guān)技術(shù)的范圍內(nèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明提供了一種增強(qiáng)構(gòu)件，該增強(qiáng)構(gòu)件通過(guò)使用纖維增強(qiáng)材料對(duì)彎曲或壓縮具有高抗性，并且包括使用簡(jiǎn)化過(guò)程制造的增強(qiáng)單元。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，增強(qiáng)構(gòu)件可以包括：增強(qiáng)單元本體，具有相對(duì)于增強(qiáng)單元本體的縱向方向從增強(qiáng)單元本體的中間部分突出或延伸的突出表面；以及包括一對(duì)增強(qiáng)單元本體的增強(qiáng)單元，其中，一對(duì)增強(qiáng)單元 本體可以彼此連接以使增強(qiáng)單元本體的突出表面彼此接觸(例如，鄰接)同時(shí)彼此相對(duì)，并且當(dāng)垂直于增強(qiáng)單元的縱向方向切割增強(qiáng)單元時(shí)，增強(qiáng)單元的相對(duì)的端部部分可以具有矩形截面，其中，多個(gè)增強(qiáng)單元能以這樣的方式布置，即，增強(qiáng)單元的相對(duì)的端部部分的截面形成增強(qiáng)構(gòu)件的縱列和橫排。

每個(gè)增強(qiáng)單元本體均可以包括：中間板，具有相對(duì)于中間板的縱向方向從中間板的中間部分突出的突出表面，并具有形成在突出表面的相對(duì)的端部上的連接表面，中間板的連接表面與相鄰的增強(qiáng)單元的形成增強(qiáng)構(gòu)件的縱列的連接表面接觸；和一對(duì)附接板，分別連接至中間板的相對(duì)側(cè)并且因此，在增強(qiáng)單元中，增強(qiáng)單元本體的附接板可以與中間板的連接表面一起形成位于增強(qiáng)單元的相對(duì)的端部部分處的矩形截面。

增強(qiáng)單元本體的附接板可以與相鄰的增強(qiáng)單元的形成增強(qiáng)構(gòu)件的橫排的附接板接觸。中間板可以在交替的方向上連續(xù)地彎曲以在第一方向上形成突出表面，并且在第二方向上形成連接表面。中間板的突出長(zhǎng)度與每個(gè)附接板的寬度可以大約相同。中間板可以包括設(shè)置在中間板的相對(duì)側(cè)上的凸緣以使凸緣在與一對(duì)附接板表面接觸的同時(shí)連接至該對(duì)附接板。中間板和附接板可以包括纖維增強(qiáng)材料。

根據(jù)如上所述的本發(fā)明，可以在使用諸如纖維增強(qiáng)預(yù)制體或形成連續(xù)模型的預(yù)浸材料的半成品的簡(jiǎn)化工藝中，或者通過(guò)注射模制來(lái)制造增強(qiáng)構(gòu)件。由于本發(fā)明的增強(qiáng)構(gòu)件可以具有不同于現(xiàn)有蜂窩結(jié)構(gòu)的六邊形形狀的矩形形狀，增強(qiáng)構(gòu)件可以具有與現(xiàn)有的蜂窩結(jié)構(gòu)相同的對(duì)彎曲或壓縮的高抗性，但是具有比現(xiàn)有蜂窩結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化的制造過(guò)程，這提高了生產(chǎn)率。

附圖說(shuō)明

當(dāng)結(jié)合附圖時(shí)，通過(guò)以下詳細(xì)描述，將更清楚地理解本發(fā)明的以上和其他目標(biāo)、特征和其他優(yōu)點(diǎn)，附圖中：

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的中間板和附接板的視圖；

圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的增強(qiáng)單元本體的視圖；

圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的增強(qiáng)單元的組合的視圖；并且

圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的包括多個(gè)增強(qiáng)單元的增強(qiáng)構(gòu)件的視圖。

具體實(shí)施方式

應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的術(shù)語(yǔ)“車輛(vehicle)”或“車輛的(vehicular)”或者其他的類似術(shù)語(yǔ)包括廣義的機(jī)動(dòng)車輛，諸如包括運(yùn)動(dòng)型多用途車輛(SUV)、公共汽車、卡車、各種商用車輛的載客汽車，包括各種船只(boat)和船舶(ship)的水上交通工具(watercraft)，航天器等，并且包括混合動(dòng)力車輛、電動(dòng)車輛、內(nèi)燃機(jī)、插入式(plug-in，外接充電式)混合動(dòng)力電動(dòng)車輛、氫動(dòng)力車輛、以及其他可替代的燃料車輛(例如，燃料從除石油以外的資源獲得)。

本文所使用的術(shù)語(yǔ)僅用于描述特定實(shí)施方式的目的，而并不旨在限制本發(fā)明。除非上下文另有明確說(shuō)明，否則如本文所用的單數(shù)形式“一個(gè)(a)”、“一種(an)”和“該(the)”也旨在包括復(fù)數(shù)形式。將進(jìn)一步理解的是，當(dāng)在本說(shuō)明書中使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“包括(comprises)”和/或“包含(comprising)”規(guī)定了闡述的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件的存在，但并不排除存在或附加有一個(gè)或多個(gè)其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。如本文使用的，術(shù)語(yǔ)“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列出的項(xiàng)目的任何組合和所有組合。

除非特別指出或從上下文中顯而易見(jiàn)的，如本文使用的，將術(shù)語(yǔ)“約”理解為在本領(lǐng)域中正常公差的范圍內(nèi)，例如在平均值的2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差內(nèi)?？? 將“約”理解為在所述值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％內(nèi)。除非從上下文中是另外顯而易見(jiàn)的，否則本文提供的所有數(shù)值都可用術(shù)語(yǔ)“約”修飾。

在下文中，將參考附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的示例性實(shí)施方式。貫穿附圖，相同的參考標(biāo)號(hào)將指示相同的或相似的部分。

本發(fā)明的增強(qiáng)構(gòu)件可以包括增強(qiáng)單元200，增強(qiáng)單元具有一對(duì)增強(qiáng)單元本體100，其中，每個(gè)增強(qiáng)單元本體100均可以具有相對(duì)于增強(qiáng)單元本體的縱向方向從增強(qiáng)單元本體100的中間部分突出的突出表面，并且該對(duì)增強(qiáng)單元本體100可以彼此連接，其中增強(qiáng)單元本體100的突出表面可以彼此接觸(例如可以鄰接)同時(shí)彼此相對(duì)，并且當(dāng)垂直于增強(qiáng)單元200的縱向方向切割增強(qiáng)單元時(shí)，增強(qiáng)單元200的相對(duì)的端部部分可以具有矩形截面210。另外，多個(gè)增強(qiáng)單元200可以這樣布置，即，其中增強(qiáng)單元200的相對(duì)的端部部分的截面210可以形成增強(qiáng)構(gòu)件的縱列(column)和橫排(row)。

通常，增強(qiáng)構(gòu)件可以設(shè)置在車身需要增強(qiáng)的區(qū)域中，從而改善車身的機(jī)械性能。近年來(lái)，包括諸如碳纖維的纖維增強(qiáng)材料的增強(qiáng)構(gòu)件已被用于實(shí)現(xiàn)減輕車輛的重量。增強(qiáng)構(gòu)件可以設(shè)置在車身的中柱中。在制造時(shí)，一體成型的常用的增強(qiáng)構(gòu)件需要修改以能夠與車輛的各種型式、結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸和期望性能相符。因此，可能需要研發(fā)與常用的增強(qiáng)構(gòu)件相符合的金屬模具，因此研發(fā)適用于常用的增強(qiáng)構(gòu)件的適應(yīng)性的金屬模具極大地增加了相關(guān)成本和時(shí)間。

首先，增強(qiáng)單元本體100可以包括通過(guò)相對(duì)于增強(qiáng)單元本體100的縱向方向從增強(qiáng)單元本體100的中間部分突出而形成的突出表面111。突出表面111可以通過(guò)從增強(qiáng)單元本體100的中間部分突出而形成，從而使一對(duì)增強(qiáng)單元本體100以突出表面111彼此接觸(例如鄰接)的方式彼此結(jié) 合。因此，該對(duì)增強(qiáng)單元本體100可以通過(guò)彼此接觸的突出表面111牢固地彼此結(jié)合。該對(duì)增強(qiáng)單元本體100可以相對(duì)于突出表面111彼此成比例。

另外，每個(gè)增強(qiáng)單元本體100均可以包括中間板110，中間板具有相對(duì)于中間板的縱向方向從中間板110的中間部分突出的突出表面111，并且中間板具有形成在突出表面111的相對(duì)的端部上的連接表面112。中間板110的連接表面可以與相鄰的增強(qiáng)單元200的形成增強(qiáng)構(gòu)件的縱列的連接表面接觸或鄰接。另外，每個(gè)增強(qiáng)單元本體100均可以包括分別連接至中間板110的相對(duì)側(cè)的一對(duì)附接板120，并且因此在增強(qiáng)單元200中，增強(qiáng)單元本體的附接板可以與中間板的連接表面一起形成增強(qiáng)單元200的相對(duì)的端部部分處的矩形截面。

中間板110和附接板120可以具有板形狀，并且中間板110的中間部分可以是彎曲的以從中間板110突出。因此，可以在使用諸如纖維增強(qiáng)預(yù)制體或者形成連續(xù)模型(pattern)的預(yù)浸材料(prepreg)的半成品的簡(jiǎn)化工藝中制造增強(qiáng)構(gòu)件，或者通過(guò)注射模制而制造增強(qiáng)構(gòu)件。如在圖1中所示，中間板110可以包括從中間板110的中間部分突出的突出表面111。具體地，首先，中間板可以在第一方向上彎曲成約為直角；第二，中間板可以在第二方向上彎曲成約為直角；第三，然后中間板可以再次在第一方向上彎曲成約為直角；并且第四，中間板可以再次在第二方向上彎曲成約為直角。

如上所述的，中間板110可以制造為在交替的方向上連續(xù)地彎曲以在第一方向上形成突出表面111，并且在第二方向上形成連接表面112。另外，該對(duì)附接板120可以在與突出表面111垂直的方向上連接至中間板110的相對(duì)側(cè)。如在圖1中所示，每個(gè)附接板120均可以具有矩形板形狀以簡(jiǎn)化其制造過(guò)程。附接板120的長(zhǎng)度可以與中間板110的長(zhǎng)度幾乎相同，并且附接板120的寬度可以與中間板110的突出長(zhǎng)度幾乎相同。因此，該對(duì)附接板120可以覆蓋中間板110的相對(duì)側(cè)。

因?yàn)楦浇影?20可以與中間板110垂直接觸，所以附接板與中間板之間的連接可能是不穩(wěn)定的。附接板120和中間板110可以通過(guò)添加形成沿著中間板110的相對(duì)側(cè)設(shè)置的垂直折疊的凸緣而更牢固地彼此連接，其中，凸緣可以在與該對(duì)附接板120接觸的同時(shí)連接至該對(duì)附接板120。具有上述構(gòu)造的該對(duì)增強(qiáng)單元本體100的突出表面可以彼此接觸，并且因此可以形成增強(qiáng)單元200。如在圖3中所示，當(dāng)垂直于增強(qiáng)單元的縱向方向切割增強(qiáng)單元時(shí)，增強(qiáng)單元200的相對(duì)的端部部分可以具有矩形截面210。

而且，由于本發(fā)明的增強(qiáng)構(gòu)件可以形成為不同于現(xiàn)有蜂窩結(jié)構(gòu)的六邊形形狀的矩形形狀，增強(qiáng)構(gòu)件可以具有與現(xiàn)有的蜂窩結(jié)構(gòu)相同的對(duì)彎曲或壓縮的高抗性，但是與現(xiàn)有的蜂窩結(jié)構(gòu)相比，可以使用更簡(jiǎn)化的制造過(guò)程制造，因此提高了生產(chǎn)力。另外，多個(gè)增強(qiáng)單元200和包括該對(duì)增強(qiáng)單元本體100的增強(qiáng)單元200可以彼此組合。特別地，增強(qiáng)單元200可以具有形成增強(qiáng)構(gòu)件的縱列和橫排的相對(duì)端部部分的截面210。

如在圖4中所示，因?yàn)樵鰪?qiáng)單元200可以并排設(shè)置(例如，緊鄰彼此)，所以增強(qiáng)單元200的相對(duì)的端部部分的截面210可以形成增強(qiáng)構(gòu)件的縱列和橫排。同時(shí)，一對(duì)連接表面112可以在與形成突出表面111的方向相對(duì)的方向上形成在中間板110的相對(duì)側(cè)上。連接表面112可以鄰接相鄰的增強(qiáng)單元200的形成增強(qiáng)構(gòu)件的縱列的連接表面。換言之，增強(qiáng)單元200和相鄰的增強(qiáng)單元200可以連接至彼此并且相鄰的增強(qiáng)單元200的連接表面112因此可以接觸到增強(qiáng)單元200的相對(duì)的端部部分的連接表面112。

本發(fā)明的增強(qiáng)構(gòu)件的元件可以使用粘合劑連接至彼此，并且另外可以使用鉚釘、膠帶或者其他緊固方法連接至彼此。例如，首先，可以使用粘合劑或膠帶使元件連接至彼此，然后可以使用鉚釘獲得更牢固的連接。另外，連接至增強(qiáng)單元200的中間板110的相對(duì)側(cè)的附接板120可以鄰接相鄰的增強(qiáng)單元200的形成增強(qiáng)構(gòu)件的橫排的附接板。換言之，增強(qiáng)單元200和相鄰的增強(qiáng)單元200可以連接至彼此并且因此，相鄰的增強(qiáng)單元200的 附接板可以與設(shè)置在增強(qiáng)單元200的上部部分及其下部部分上的附接板120接觸。

而且，增強(qiáng)單元200和相鄰的增強(qiáng)單元200的中間板110可以使除了中間板110的中間部分之外的中間板110的相對(duì)的端部部分彼此連接。另外，增強(qiáng)單元200和相鄰的增強(qiáng)單元200的附接板120可以使附接板120的整個(gè)表面彼此接觸，因此在增強(qiáng)單元200與相鄰的增強(qiáng)單元200之間產(chǎn)生更牢固的連接。在連接表面112的連接中，本發(fā)明的增強(qiáng)構(gòu)件的元件可以使用粘合劑連接至彼此，并且另外可以使用鉚釘或者膠帶連接至彼此。例如，首先，可以使用粘合劑或者膠帶使元件連接至彼此，然后可以使用鉚釘獲得更牢固的連接。

如上所述，增強(qiáng)單元200可以設(shè)置在適用于車身需要增強(qiáng)的區(qū)域的位置處。換言之，增強(qiáng)構(gòu)件可以根據(jù)車輛的型式、結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸、和預(yù)期性能制造。因此，本發(fā)明消除了制造如常用的增強(qiáng)構(gòu)件所教導(dǎo)的金屬模具的需要。而且，與常用的增強(qiáng)構(gòu)件相比，因?yàn)榭梢允褂煤?jiǎn)化的過(guò)程制造增強(qiáng)單元200，所以本發(fā)明的增強(qiáng)構(gòu)件允許更有效地增強(qiáng)車身。

因?yàn)樵鰪?qiáng)單元200的相對(duì)的端部部分可以具有矩形截面210，所以增強(qiáng)單元200可以更牢固地彼此結(jié)合。另外，盡管外力可以在平行于增強(qiáng)單元的縱向方向的方向上施加至增強(qiáng)單元200，但是外力可以沿著中間板110的突出表面111傳遞，然后可以轉(zhuǎn)移至增強(qiáng)單元200的相對(duì)的端部部分的連接表面112，使增強(qiáng)構(gòu)件具有對(duì)彎曲或者壓縮的高抗性。如上所述的，因?yàn)橹虚g板110和附接板120包括諸如碳纖維的纖維增強(qiáng)材料，所以本發(fā)明的增強(qiáng)構(gòu)件可以實(shí)現(xiàn)車輛的機(jī)械性能的極大提高并且極大地減輕了重量，并且因此可以提高車輛的燃料效率。

盡管已出于說(shuō)明性的目的描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，然而本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，在不背離所附權(quán)利要求中公開的本發(fā)明的范圍和精神的情況下，各種修改、添加以及替換是可能的。