CN101274642B - 车体结构 - Google Patents

Abstract

一种车体结构，包括：一对前侧构件，其前端经由冲击吸收部分分别连接到前保险杠的两端；前侧构件上部构件，其被设置在前侧构件上方，并且其前端被分别连接到前侧构件；前侧构件下部构件，其被设置在前侧构件下方，并且其前端被分别连接到前侧构件；和冲撞横梁，其沿着车体的横向方向延伸，并且前侧构件下部构件的后端被连接到其上。在车体的后侧上，冲撞横梁包括壁部分，前侧构件下部构件的后端的部分可与该壁部分接触。

Description

车体结构 

技术领域

本发明涉及汽车的车体前部结构。 

背景技术

汽车的车体的前部结构被构造为使得沿着车体纵向方向延伸的前侧构件在车体的前部处被设置为沿着车体横向(widthwise)方向。发动机、变速器等等被设置在各个前侧构件之间。通过考虑到当转向把手被转向到最大时(在下文中，被指代为“在最大转向的时候”)前轮的位置，为了避免在最大转向时前轮的位置妨碍前侧构件，凹部被形成在前侧构件的车体纵向中部中，其状态为凹部从车体的横向外侧朝着车体的横向内侧延伸。进一步地，关于在碰撞的时候展示汽车碰撞能量的最大吸量的前侧构件的变形模式，列举了其中前侧构件从前侧构件的前端处轴向地塌陷到前侧构件的后端的情形。 

当凹部形成在前侧构件中时，如在相关领域的前侧构件结构的情形中，前侧构件前端的截面中线和凹部的截面中线沿着车体的横向方向彼此移位。进一步地，为了比较前侧构件前端的横向截面区域和前侧构件凹部的横向截面区域，前侧构件凹部的横向截面区域被设定为小于前侧构件前端部分的横向截面区域。因此，前侧构件的凹部形成了脆弱部分。随着沿着前侧构件前端的截面中线作用的输入，在前侧构件的车体纵向中部中容易产生沿着车体横向方向的弯矩，因此引起在碰撞的时候在前侧构件前端部分的变形前，前侧构件的凹部变形的可能。 

考虑到上述情况，本发明的申请人在JP-A-2006-143178中提出了下述车体结构。车体结构被构造使得到一对前侧构件的后端，该前侧构件具有通过冲击吸收部分的方式被分别连接到前保险杠的两端上的其前端，被设置在各自前侧构件的上方和下方的前侧构件上部构件和前侧构件下部构件被连接。由于这种构造，在碰撞的时候汽车的碰撞能量从前侧构件处被分散到设置在前侧构件的上方和下方的前侧构件上部构件和前侧构件下部构件，因此吸收了在碰撞时候的能量。 

尽管在JP-A-2006-143178中提出的车体结构可吸收在碰撞时候的能量，但是关于允许汽车更有效地吸收在碰撞时候的能量的目的或者关于塌陷特性，该车体结构仍然逊于最佳效果。特别地，关于前侧构件下部构件的塌陷特性，理想的是构件从前端侧处顺序地塌陷，并且因此，前侧构件下部构件的后端侧的接头强度变得重要。通过添加加固托架或者通过增加构成紧固件的螺栓的数量，强度可被分到接头结构上。然而，这种提供引起了零件数量和组装工时的增加，并且同时，引起了汽车重量的增加。 

发明内容

所以，本发明的目的是通过改进前侧构件下部构件的后端侧的接头结构，在碰撞的时候提供能够增强碰撞能量的吸收性能和塌陷特性的车体结构，而不会引起零件数量和组装工时的增加以及汽车重量的增加。 

为了获得该目的，根据发明，提供了车体结构，包括： 

一对前侧构件，其前端经由冲击吸收部分分别连接到前保险杠的两端； 

前侧构件上部构件，其被设置在所述前侧构件上方，并且其前端被分别连接到所述前侧构件； 

前侧构件下部构件，其被设置在所述前侧构件下方，并且其前端被分别连接到所述前侧构件；和 

冲撞横梁，其沿着车体的横向方向延伸，并且所述前侧构件下部构件的后端被连接到其上，其中 

在所述车体的后侧，所述冲撞横梁包括壁部分，且所述前侧构件下部构件的后端包括具有符合所述壁部分的形状的安装部分，所述前侧构件下部构件的所述安装部分可与该壁部分接触，以实现所述冲撞横梁和所述前侧构件下部构件的接合，并且 

所述前侧构件下部构件的后端包括变形部分。 

冲撞横梁可被连接到一对沿着车辆的横向方向被设置、并且沿着车辆的纵向方向延伸的侧梁，和平行于侧梁被设置的底板构件。 

附图说明

图1是图示了从车体的上方看时，根据本发明的车体结构的透视图。 

图2是图示了从车体的下方看时，根据本发明的车体结构的平面图。 

图3是图示了从车体的侧面看时，根据本发明的在车体结构和前轮之间的关系的示意性构造图。 

图4是图示了从车体的上方看时，根据本发明的在车体结构和前轮之间的关系的示意性构造图。 

图5是图示了本发明的前侧构件下部构件的构造的透视图。 

图6是图示了前侧构件下部构件的后端的安装部分和冲撞横梁的放大视图。 

图7是前侧构件下部构件的后端和冲撞横梁的安装状态的截面视图。 

图8是图示了从车体的下方看时，根据本发明的另一个实施例的车体结构的平面图。 

具体实施方式

在下文中结合附图解释本发明的实施例。在附图中，符号F表示车体的前侧，符号R表示车体的后侧，符号W表示车体的横向方向，而符号In表示车体的横向内侧。如在图1和图2中图示的，根据本发明的车体结构被构造使得左和右前梁下部构件10的上部通过机罩顶板(cowl top)11而被彼此连接，并且各个前梁下部构件10的中部通过冲撞横梁上部构件16被彼此连接。附图中未示出的车舱被形成在前梁下部构件10的车体方向侧上。 

在各个前梁下部构件10的下方，设置了一对沿着车体横向方向W设置并且沿着车体纵向方向FR延伸的侧梁(side sill)17，17，和平行于这些侧梁17，17设置并且沿着车体纵向方向FR延伸的底板侧构件40，40。各个侧梁的前端17a，17a通过焊接等被分别连接到各个前梁下部构件10的下部。各个底板侧构件的前端40a，40a通过分别沿着车体横向方向W延伸的冲撞横梁下部构件15A，15B，通过焊接等被连接到各个侧梁的前端17a，17a。在该实施例中，沿着车体横向方向，冲撞横梁下部构件15A，15B没有在整个区域上方延伸，并且具有足以将各个侧梁17和各个底板侧构件40彼此连接的长度。冲撞横梁下部构件15A，15B比在整个车体横向区域上方延伸、并且还构成用于确保车舱强度的一个元件的相关领域中的冲撞横梁下部构件重量更轻。 

在定位于各个前梁下部构件10的前方的车体前侧F上，设置了一对左和右前侧构件1，1，该对左和右前侧构件1，1具有分别经由冲击吸收部分13，13而被连接到前保险杠12的两端的前端1a，1a；一对左和右前侧构件上部构件2，2，该对左和右前侧构件上部构件2，2被设置在各个前侧构件1的上方，并且具有分别被连接到各个前侧构件1上的前端2a，2a；以及前侧构件下部构件3，其被设置在各个前侧构件1的下方，并且具有分别被连接到各个前侧构件1的前端的3Aa，3Ba。 

如在图3中图示的，前侧构件上部构件2，2被设置在前轮30的中轴上方。如在图3中所示，尽管前侧构件上部构件2，2和各个前轮的上部31被分别定位在基本相同的高度上，但是在最大转向时候可妨碍前侧构件上部构件2，2的前轮30的前内侧32或者前轮30的后内侧33被定位得低于前侧构件上部构件2，并且因此，就没有前侧构件上部构件 2妨碍前轮30的前内侧32或者后内侧33的可能性。 

如在图1和图2中图示的，前侧构件下部构件3由臂部分3A，3B和底座部分3C构成，所述臂部分3A，3B在与前轮30的中轴下方的底板40基本相同高度处，从冲撞横梁下部构件15A，15B处朝着车体前侧延伸，以及所述底座部分3C将两个臂部分连接到彼此。前侧构件下部构件3通过例如铸造而一体地地形成。 

沿着车辆横向方向延伸的前横梁50被连接在各个前侧构件下部构件的前端3Aa，3Ba之间。各个前侧构件下部构件的后端3Ab，3Bb形成为沿着车体横向方向W伸展的扇形，并且通过使用螺栓55将后端3Ab，3Bb紧固到冲撞横梁下部构件15A，15B上，而被分别地连接到侧梁17和前侧构件40上。 

如在图4中图示的，在臂部分3A，3B中，以与前侧构件上部构件2，2相同的方式，为了防止左和右前轮30的前内侧32或者后内侧33妨碍前侧构件下部构件3，形成从车体横向外侧处朝着车体横向内侧In延伸的凹部，由此提供如前侧构件下部构件3的平面形状的大致X形状。因此，在前侧构件下部构件3中，凹部被形成为朝着车体横向内侧In，该凹部定位在在最大转向的时候可妨碍前侧构件下部构件3的前轮30的前内侧32和前轮30的后内侧33的内侧处，并且因此，没有前侧构件下部构件3妨碍前轮30的前内侧32或者后内侧33的可能性。 

关于前侧构件下部构件3，前端3Aa，3Ba被形成为比后端3Ab，3Bb更脆弱。结合图5来解释这种结构。关于臂部分3A，3B的板厚，在由符号A指代的前端3Aa，3Ba被定位在其中的区域中的板厚被设定为小于在由符号B指代的中部区域中的板厚以及由符号C指代的后端3Ab，3Bb被定位在其中的区域中的板厚。在后端3Ab，3Bb被定位在其中的区域C中，分别形成脆弱变形部分60，60，当碰撞载荷被施加到前 端3Aa，3Ba上时，所述脆弱变形部分60，60晚于前端3Aa，3Ba变形。在该实施例中，脆弱变形部分60，60由沿着车体垂直方向穿透扇部分的开口部分61构成。在此，比起在附图中使用螺栓55安装到冲撞横梁下部构件15A，15B上的后端安装部分3Ac，3Bc，扇部分被定位为更靠近车体的前侧。 

在该实施例中，通过在被定位在区域C中的各个后端3Ab，3Bb中所形成开口部分61，61，形成脆弱变形部分60，60。然而，通过部分地减少区域C的板厚的技术，例如，不用形成开口部分，可形成脆弱变形部分60，60。 

接下来，解释前侧构件下部构件3的后端侧的安装结构。如在图6和图7中图示，在各个冲撞横梁15A，15B中，在形成在前侧构件下部构件3的后端3Ab，3Bb上的后端安装部分3Ac，3Bc上，形成可与车体后侧R相接触的壁部分15A1，15B1。通过挤压模塑形成各个冲撞横梁15A，15B，并且因此，冲撞横梁15A，15B的截面形状的形成比压制成形拥有高度的自由度，由此可易于以低成本形成壁部分15A1，15B1。在壁部分15A1，15B1和后端安装部分3Ac，3Bc中，分别形成螺栓55被插入其中的孔56，57。管螺母58以与孔56对照的方式固定到冲撞横梁15A，15B的上部表面。在该实施例中，使用两个螺栓55，将后端安装部分3Ac，3Bc分别固定到壁部分15A1，15B1上。以符合壁部分15A1，15B1的截面形状来形成后端安装部分3Ac，3Bc，并且后端表面3Ad，3Bd以接触的方式被固定到壁部分15A1，15B1。 

根据具有这种构造的车体结构，前侧构件下部构件3的后端3Ab，3Bb被连接到该对侧梁17，17和平行于侧梁设置的底板侧构件40，40，所述对侧梁17，17沿着车体横向方向W设置并且沿着车体纵向方向延伸，并且因此，在碰撞的时候输入到前侧构件1，1上的碰撞能量被分散到前侧构件上部构件2和前侧构件下部构件3。进一步地，传递到前侧构件下部构件3的碰撞能量被从前端3Aa，3Ba传递到后端3Ab，3Bb，并且被分别分散到侧梁17，17和底板侧构件40，40。在这种传递路径中，在前侧构件下部构件3中拥有最小强度的前端3Aa，3Ba被定位的区域A首先朝着后侧变形并且塌陷，并且因此，吸收了在碰撞时候的碰撞能量。当碰撞能量不能在区域A中通过塌陷被吸收时，由于开口部分61，61的形成，形成脆弱变形部分60，60，并且因此，区域C朝着后侧变形并且塌陷，由此碰撞能量被吸收，同时，碰撞能量以分散的方式被分别传递到侧梁17，17和底板侧构件40，40。因此，与相关技术的构造相比，能更有效地朝着车体的后侧传递和分散碰撞能量。进一步地，传递到前侧构件下部构件3的碰撞能量被分散到各个侧梁17，17和各个底板侧构件40，并且因此，整个前侧构件下部构件3的强度与相关技术的前侧构件下部构件的强度相比能够被更低，由此前侧构件下部构件3的板厚可被减少，因此实现了车体重量的减少。 

在冲撞横梁15A，15B上，形成可与车体后侧R上的前侧构件下部构件的后端安装部分3Ac，3Bc相接触的壁部分15A1，15B1。因此，当碰撞能量被传递到前侧构件下部构件3时，后端安装部分3Ac，3Bc与壁部分15A1，15B1相接触，并且因此，前侧构件下部构件3的后端3Ab，3Bb的强度由于这种壁部分而被增加了，由此在碰撞的时候能增强碰撞能量的吸收性能和塌陷特性，而不增加零件数量和组装工时，并且不增加重量。 

后端3Ab，3Bb被连接到冲撞横梁15A，15B上，该冲撞横梁被连接到各个侧梁17和各个底板侧构件40，并且因此，冲撞横梁15A，15B可被连接到车体，该车体在各个侧梁17和各个底板侧构件40之间的距离方面是不同的，而不特别改变前侧构件下部构件3的后端形状。因此，能实现使用同样的零件以及获得重量的减少，同时在碰撞的时候维持朝着车体后侧的碰撞能量的有效传递和分散特性。 

以符合壁部分15A1，15B1的截面形状的方式形成后端3Ab，3Bb的后端安装部分3Ac，3Bc，并且后端表面3Ad，3Bd被分别固定到与壁部分 15A1，15B1相接触的冲撞横梁15A，15B，并且因此，后端安装部分3Ac，3Bc和壁部分15A1，15B1最初是彼此面接触的，由此前侧构件下部构件的后端3Ab，3Bb的刚性可被进一步增加。这暗示着碰撞能量可被更容易和更直接地传递到冲撞横梁15A，15B，因此提供进一步增强碰撞能量被分散到各个侧梁17和各个底板侧构件40上的结构。 

由于前侧构件下部构件3的前端3Aa，3Ba的区域A被制成比前侧构件下部构件3的后端3Ab，3Bb的区域C更脆弱，当碰撞能量被从前侧构件1处传递到前侧构件下部构件3时，前侧构件下部构件3的前端3Aa，3Ba可被确定地变形，由此在早期就吸收了碰撞能量。进一步地，当碰撞载荷被施加到前端3Aa，3Ba时，通过在前侧构件下部构件3的后端3Ab，3Bb侧的区域D中分别形成晚于前端3Aa，3Ba变形的脆弱变形部分60，可通过脆弱变形部分60的变形，来吸收被传递到前侧构件下部构件3、但是在前端3Aa，3Ba上不能被区域A的变形所吸收的碰撞能量，并且因此，在碰撞的时候用于朝着车体的后侧传递和分散能量的特性可被有效地维持。 

图8图示了本发明的另一个实施例。在该实施例中，通过多个支撑支柱件70A，70B彼此连接冲撞横梁15A、侧梁17和底板侧构件40，并且通过多个支撑支柱件71A，71B彼此连接冲撞横梁15B、侧梁17和底板侧构件40。支撑支柱件70A，70B具有以伸展的方式朝着车体后侧的分别被连接到冲撞横梁15A的中部的前端以及分别被连接到侧梁17和底板侧构件40上的另一端。支撑支柱件71A，71B具有以伸展的方式朝着车体后侧的分别被连接到冲撞横梁15B的中部的前端和分别被连接到侧梁17和底板侧构件40上的另一端。 

由于这种构造，能分别通过支撑支柱件70A，70B和支撑支柱件71A，71B的方式，更有效地将输入到前侧构件下部构件3上的碰撞能量分别传递到左和右侧梁17以及底板侧构件40。 

Claims (2)

1.一种车体结构，包括：

一对前侧构件，其前端经由冲击吸收部分分别连接到前保险杠的两端；

前侧构件上部构件，其被设置在所述前侧构件上方，并且其前端被分别连接到所述前侧构件；

前侧构件下部构件，其被设置在所述前侧构件下方，并且其前端被分别连接到所述前侧构件；和

冲撞横梁，其沿着车体的横向方向延伸，并且所述前侧构件下部构件的后端被连接到其上，其中

在所述车体的后侧，所述冲撞横梁包括壁部分，且所述前侧构件下部构件的后端包括具有符合所述壁部分的形状的安装部分，所述前侧构件下部构件的所述安装部分可与该壁部分接触，以实现所述冲撞横梁和所述前侧构件下部构件的接合，并且

所述前侧构件下部构件的后端包括变形部分，当碰撞载荷施加到所述前侧构件下部构件的前端上时，该变形部分晚于所述前侧构件下部构件的前端变形。

2.根据权利要求1所述的车体结构，其中所述冲撞横梁被连接到

沿着所述车辆的横向方向设置、并且沿着所述车辆的纵向方向延伸的一对侧梁，和

平行于所述侧梁设置的底板构件。

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