CN102803050B - 车辆结构体 - Google Patents

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Abstract

车辆结构体具备：在车宽方向的两端侧沿车辆前后方向延伸设置的上边梁(10)；与上边梁(10)的后端部(10a)连结，且沿车辆上下方向延伸设置的中柱(20)。上边梁(10)从上边梁(10)的前端到中柱(20)的前方位置(P)而截面积大致恒定，从前方位置(P)到上边梁(10)与中柱(20)的接合部分的紧前方位置(S)而截面积减小。当碰撞载荷作用于上边梁(10)时，在截面积减小的部分上，容易发生上边梁(10)的折弯，能够减少向中柱(20)的力矩输入。

Description

车辆结构体
技术领域
本发明涉及具有上边梁和中柱的车辆结构体。
背景技术
一直以来，作为具有上边梁和中柱的车辆结构体，例如日本特开2008-37123号公报记载所示，已知有一种设有如下车框的车辆结构体，该车框是将配置在车顶后端的后管箱的车宽方向端部和竖立设置在车辆侧部中央的中柱的车辆上侧端部结合，并将其结合部和下车身结合的车框。根据该车辆结构体，能够提高车身上部的扭转刚性，并能够确保车身上部的充分的刚性。
专利文献1：日本特开2008-37123号公报
发明内容
然而，在以往的结构体中，由于支承车顶的上边梁以其截面积为恒定的尺寸进行维持，并在该状态下与中柱接合，因此碰撞装置等产生的碰撞载荷作用于车顶时，存在无法发生所希望的形状变化的问题。而且，伴随于此，碰撞载荷从上边梁向中柱输入时，由于碰撞载荷的作用点距中柱远，因此向中柱的力矩输入大。因此，中柱容易发生变形(参照图6中的L1)。其结果是，为了实现规定的载荷而需要加强中柱(参照图6中的L2)。
本发明为了解决此种技术课题而作出，其目的在于提供一种当载荷作用时能够发生所希望的形状变化，且能够抑制中柱的变形的车辆结构体。
本发明涉及的车辆结构体的特征在于，具备：上边梁，在车宽方向的两端侧沿车辆的前后方向延伸设置；及中柱，与所述上边梁的后端部连结，且沿车辆的上下方向延伸设置，所述上边梁的截面积从所述中柱的前方朝向所述上边梁的后端减小。
根据本发明，由于上边梁从中柱的前方朝向上边梁的后端而截面积减小，因此例如碰撞载荷作用于上边梁时，能够容易使截面积减小的部分发生弯曲变形。如此，通过使上边梁在其截面积减小的部分发生弯曲变形，而能够减少向中柱的力矩输入，能够抑制中柱的变形。其结果是，在载荷作用时，能够发生所希望的形状变化，能够抑制中柱的变形。而且，这种情况下，能够利用中柱直接支承碰撞载荷，因此能够将用于产生规定的载荷的中柱加强抑制成最小限度。
在本发明的车辆结构体中，优选，所述上边梁的截面积从所述中柱的前方朝向所述上边梁的后端在规定的长度上连续缩小。如此，能够抑制截面积急剧缩小引起的结构强度的下降。
【发明效果】
根据本发明，能够提供一种在载荷作用时，能产生所希望的形状变化，且能够抑制中柱的变形的车辆结构体。
附图说明
图1是表示适用实施方式的车辆结构体的车辆的立体图。
图2是沿图1的II-II的剖视图。
图3是用于说明当碰撞载荷作用时产生的上边梁的变形的图。
图4是用于说明当碰撞载荷作用时产生的上边梁的变形的图。
图5是表示装置行程与载荷的关系的图。
图6是表示现有技术的装置行程与载荷的关系的图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。图1是表示具有实施方式的车辆结构体的车辆的立体图，图2是沿图1的II-II的剖视图。本实施方式的车辆结构体是在碳纤维强化塑料(Carbon FiberReinfoced Plastics：CFRP)制的上车身中，通过将上边梁10后端部10a的截面压扁并将其与中柱加强部20a接合，从而在头部生存空间内产生规定的载荷的轻量化结构。
如图1所示，该车辆结构体具备：配置在车辆的车顶部，在车宽方向的两端侧沿车辆前后方向延伸设置的上边梁10；与上边梁10的后端部10a连结，且沿车辆上下方向延伸设置的中柱20；配置在上边梁10的后方，且沿车宽方向延伸的后侧围30。上边梁10、中柱20及后侧围30通过焊接等进行接合。
如图2所示，上边梁10通过配置在车辆外侧的上边梁外部11和配置在车辆内侧的上边梁内部12而成为闭截面结构。使上边梁外部11和上边梁内部12相面对而利用焊接等形成该上边梁10。
上边梁10从其前端到中柱20的前方位置P形成为截面积大致恒定，从前方位置P朝向上边梁10的后端而截面积缩小。具体而言，上边梁10从上边梁10的前端到中柱20的前方位置P而其截面形成为大致恒定的形状及尺寸，从前方位置P到上边梁10与中柱20的接合部分的紧前方位置S而其截面以被压扁的方式逐渐减小地形成。并且，截面被压扁的部分形成截面压扁部10b。如图2所示，截面压扁部10b的截面积从前方位置P开始减小，在从前方位置P到紧前方位置S的长度上逐渐缩小，在紧前方位置S大致完全被压扁。需要说明的是，并不局限于从上边梁10的前端到前方位置P的截面积大致恒定形成的情况，也可以使从前端到前方位置P的部位的车辆前后方向的高度进行变化。并且，若以前后方向的高度的变化对从前端到前方位置P的部位和从前方位置P到紧前方位置S的部位进行比较，则从前方位置P到紧前方位置S的部位的每单位长度的高度的变化量形成得更大。
需要说明的是，截面积减小包括以使上边梁外部11与上边梁内部12之间不产生间隙的方式将截面完全压扁的情况、以及稍微保留中空的部分的情况。
中柱20配置在上边梁10与后侧围30之间，将上边梁10的后端部10a和后侧围30的前端部30a分别接合。中柱20通过配置在车辆外侧的中柱外部21和配置在车辆内侧的中柱内部22而成为闭截面结构。该中柱20使中柱外部21和中柱内部22相面对而利用焊接等形成。而且，中柱20具备配置在上边梁10侧的中柱加强部20a和配置在后侧围30侧的中柱一般部20b。
后侧围30通过配置在车辆外侧的后侧围外部31和配置在车辆内侧的后侧围内部32而成为闭截面结构。该后侧围30使后侧围外部31和后侧围内部32相面对而利用焊接等形成。
图3及图4是用于说明当碰撞载荷作用时上边梁的变形的图。在图3中，箭头F1表示碰撞装置的前进方向。碰撞装置沿着箭头F1前进，在碰撞载荷作用于上边梁10的初期，从中柱20的前方位置P到上边梁10与中柱20的接合部分的紧前方位置S的截面积减小，因此在该截面积渐小的部分(即，截面压扁部10b)，上边梁10容易发生弯折。由此，能够减少向中柱20的力矩My的输入，能够抑制中柱20的变形。其结果是，当载荷作用时能够产生所希望的形状变化，能够抑制中柱20的变形。
如图4所示，在碰撞装置接近中柱加强部20a的碰撞后半期，由于利用中柱20直接支承碰撞装置前进方向的力，因此利用上边梁10的向前方的张力来支承碰撞装置的车辆后方分力(参照箭头F2)。
图5是表示装置行程与载荷的关系的图。在图5中，横轴是装置行程，纵轴是碰撞载荷。如图5所示，在碰撞后半期，利用中柱20直接支承碰撞装置前进方向的力，从而能够将用于产生规定的载荷的中柱20的加强抑制成最小限度。而且，如此，通过将中柱20的加强抑制成最小限度，而能够容易维持车辆轻量化。
需要说明的是，上述的实施方式表示本发明的车辆结构体的一例。本发明的车辆结构体并不局限于上述的实施方式所记载的结构。本发明的车辆结构体也可以在不变更权利要求书所记载的宗旨的方式下对实施方式的车辆结构体进行变形或适用于其它结构。
【符号说明】
10  上边梁
10a 后端部
10b 截面压扁部
20  中柱
30  后侧围
P   中柱的前方位置
S   上边梁与中柱的接合部分的紧前方位置

Claims (1)

1.一种车辆结构体，其特征在于，具备：
上边梁，在车宽方向的两端侧沿车辆的前后方向延伸设置；及
中柱，与所述上边梁的后端部连结，且沿车辆的上下方向延伸设置，
所述上边梁具有截面积从所述中柱的前方朝向所述上边梁的后端减小的截面压扁部，
所述截面压扁部的截面积从所述中柱的前方位置开始减小，从所述中柱的前方朝向所述上边梁的后端在规定的长度上逐渐缩小，并在所述中柱的紧前方位置大致完全被压扁，
若以所述前后方向的高度的变化对从所述上边梁的前端到所述前方位置的部位和从所述前方位置到所述紧前方位置的部位进行比较，则从所述前方位置到所述紧前方位置的所述部位的每单位长度的高度的变化量形成得更大。
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