CN102858622B - 汽车的前支柱与侧梁的结合部构造 - Google Patents

Abstract

本发明提供使汽车的操纵稳定性提高的同时实现了高生产率的汽车的前支柱和侧梁的结合部构造。通过在前支柱（1）的闭断面形状内，以在汽车前后方向延伸的状态配设补强件（8），将补强件（8）结合到前支柱外板（2）上，并且使补强件（8）的汽车后端侧向侧梁（4）侧延伸而形成补强件延长部（8ａ），将补强件延长部（8ａ）结合在侧梁外板（5）侧而构成。

Description

汽车的前支柱与侧梁的结合部构造

技术领域

本发明涉及将在汽车的上下方向延伸设置的前支柱的下端部和在汽车前后方向延伸设置的侧梁的前端部结合而构成的汽车的前支柱和侧梁的结合部构造。

背景技术

以前，汽车的前支柱和侧梁的结合部构造，通过将前支柱的下端部和侧梁的前端部互相结合而构成，该前支柱通过将在汽车的上下方向延伸设置的前支柱外板以及前支柱内板互相重合而形成闭断面形状，该侧梁在汽车前后方向延伸设置，也被形成闭断面形状。

但是，近年来，为了实现汽车的更加轻量化，特别是上述前支柱外板使用材料强度高的素材的钢板来构成。

然而，前支柱下端部为了与侧梁结合，设计成了从车身上下方向朝车身后方画很大的曲线，向车身后方侧大幅弯曲的折弯构造。

因此，由于前支柱外板采用了材料强度高的素材的钢板，而造成通过一次冲压成形将该前支柱外板加工成规定的形状的事变得困难，使生产率恶化。

因此，在现有技术中，前支柱为了能够提高生产率，将其构成尽可能简单的结构，为此，要对从汽车上方向按顺序将前支柱分割成上（upper）部、在该上部下端接合的中心部、在中心部下侧接合的底（ロア）部的三部分结构，并将终端彼此互相结合的结构进行简化，并且底部的下部终端构造应该尽可能制成短的形状而形成(参照专利文献1及专利文献2)。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本专利公开2008-222039号公报

【专利文献2】日本专利公开2009-61991号公报

发明内容

发明要解决的问题

结果，因为要将前支柱分割为上部、中心部及底部三部分结构会造成成形模具件数的增加和各部位彼此的点焊熔接等的结合部的增加，致使车身的生产率降低，加上底部的下部终端构造是短形状，在与侧梁结合的结合部中，存在车身的抗扭刚性恶化的可能。

在这里，所谓的车身的扭转现象，是以车辆前后方向轴作为中心，车身在前后方向上相对地旋转的现象，为了减小该车身的扭转现象，需要提高车身的抗扭刚性。

如果在前支柱和侧梁（サイドシル：（Sidesill）门槛，下边梁）的结合部中产生了这样的车身的扭转现象，则由于像上述现有技术一样对前支柱作三分割，并且以短的形状构成了前支柱的底部的下部终端构造，因此该底部和侧梁之间的车身的抗扭刚性会降低。

在这样的车身的抗扭刚性降低的时候，比如，打方向盘想让汽车盘旋时，汽车不按照驾驶者的意图盘旋，引起反应滞后、左右摇摆等而使操纵方向不确定，变得缺乏操纵稳定性。越是高性能车，对这样的汽车的操纵稳定性要求越高。

为了确保这样的汽车的操纵稳定性，提高前支柱自体及前支柱和侧梁的结合部的抗扭刚性变得必不可少，不过，作为这样的抗扭刚性，需要通过考虑车身左右方向轴(X轴)、车身前后方向轴(Y轴)及上下方向轴(Z轴)的3轴方向周围的刚性，来评价汽车的操纵稳定性。

首先，已知对于X轴周围及Z轴周围的刚性，前支柱的与侧梁结合的结合部的折弯部分特别是侧梁内板和侧梁外板的X轴面结合凸缘中的变形现象关系很大，（另外，所谓“X轴面”，是指面向作为车身左右方向轴的X轴方向的面)。

根据上述情况，在以上现有技术中，能考虑采用通过使前支柱的底部下端部延长而提高前支柱与侧梁的结合力的这样的对策。

可是，采用这样对策的结果反而提高了前支柱特别是前支柱外板的成形性的难度。

因此，想将构成前支柱的底部的下端剪切得尽可能短，不过，采用这样的结构的结果，会降低该X轴周围及Z轴周围的刚性。

根据本发明者的实验等，经实验证实了在像上述现有技术一样地将底部下端剪切得很短地构成时，与不剪切得很短的情况比较，X轴及Z轴周围的刚性降低了2～5％。

同时，如果看Y轴周围的刚性的话，该刚性与以前支柱和侧梁的结合部分为边界产生的扭矩有关，不过，为了提高应对这样的扭矩的该结合部分的刚性，在以前，采用图8及图9所表示的结构。

即，采用了首先通过将形成为断面帽子形的前支柱外板b和平板状部分多的前支柱内板c重合，而将在汽车的上下方向延伸设置的前支柱a形成闭断面形状，并向汽车后方向折弯该前支柱a的下端部，将该下端部结合于以在汽车前后方向延伸设置的状态使侧梁外板d和侧梁内板e重合而形成为闭断面形状的侧梁f的前端部这样的结构。

并且，以前的前支柱和侧梁的结合部构造为了提高对于正面碰撞的时候主要由轮胎(不图示)对前支柱a发生干涉引起的入力的车身强度，采用了在前支柱外板b和前支柱内板c形成的闭断面形状内，以汽车后端部侧向下方倾斜那样地配设补强件ｇ，用比如点焊熔接将该补强件g分别结合在前支柱外板b和前支柱内板c的结构。

然而，因为补强件g的目的主要针对前面碰撞时的汽车前后方向的入力，抑制前支柱a的断面变形，并且高效率地向侧梁f传递碰撞负载，所以要提高对于前支柱a和侧梁f的结合部的扭矩的刚性还不充分。

并且，在以前的技术中，如图10及图11所示，与侧梁内板e一起构成闭断面形状的侧梁f的侧梁外板d比如沿着汽车前后方向用一列结合部h结与前支柱内板c下端部结合，为了使该侧梁内板e和侧梁外板d能够用凸缘部彼此通过点焊熔接等结合，而在前支柱内板e下端部，与结合部h对应地形成多个下端开口的开口部i。

因此，以前的前支柱和侧梁的结合部构造中的前支柱内板c，只是在其下端部，在汽车前后方向用一列结合部h结合于侧梁f的侧梁外板d，所以前支柱a和侧梁f的结合部的特别是Y轴周围的刚性不太大，这一点已经通过实验证实。

因此，本发明的目的在于提供提高汽车的操纵稳定性的同时实现了高生产率的汽车前支柱和侧梁的结合构造。

用于解决问题的方案

本发明涉及的汽车的前支柱和侧梁的结合构造，是前支柱的下端部与侧梁的前端部结合而构成的汽车的前支柱和侧梁的结合部构造，上述前支柱在汽车的上下方向延伸设置，通过互相重合前支柱外板及前支柱内板而形成闭断面形状，上述侧梁在汽车前后方向延伸设置；其特征在于，在上述前支柱的闭断面形状内，以在汽车前后方向延伸的状态配设补强件，将该补强件结合在上述前支柱上，并且，使上述补强件的汽车后端侧向上述侧梁侧延伸而形成补强件延长部，将该补强件延长部结合在上述侧梁侧而构成。

具有这样结构的本发明，将在前支柱的闭断面形状内以在汽车前后方向延伸的状态配设的补强件与前支柱结合，并将使补强件的汽车后端侧向侧梁侧延伸而形成的补强件延长部与侧梁侧结合，由此，即使是切短与前支柱内板共同构成前支柱的前支柱外板的结构，也能因为补强件的刚性而提高前支柱周围的抗扭刚性中的车身的X轴周围及Z轴周围的抗扭刚性，而使汽车的操纵稳定性提高，同时可以不将前支柱的结构像过去那样三分割，而做成单一的结构，从而生产率得以提高。

同时，作为上述发明的实施的方式，本发明能够以在上述前支柱外板侧结合上述补强件的状态构成。

根据这样的结构，能够提供将前支柱外板下端部在不损坏汽车的操纵稳定性的情况下剪切得很短，生产率高的汽车的前支柱和侧梁的结合构造，而且由于使用材料强度高的材料构成的前支柱外板板厚得以减薄，而能实现轻量化。

同时，作为上述发明的实施方式，本发明也可以通过使上述前支柱内板下端部向上述侧梁侧延长而形成前支柱内板延长部，将上述前支柱内板的下端部结合在上述侧梁的侧梁内板，并且将上述前支柱内板延长部结合在上述侧梁内板而构成。

根据这样的结构，因为前支柱内板下端部被结合到侧梁的侧梁内板，并且前支柱内板延长部与侧梁内板结合，所以能够提高前支柱内板和侧梁内板的结合刚性，能够提高前支柱内板中的与侧梁内板结合的结合部中的特别是车身的Y轴周围的刚性；而且前支柱内板与前支柱外板比较，没有使用很高强度的材料，而且还呈大致平板的简单形状，所以即使设置前支柱内板延长部，也不会提高成形性的难度。

同时，作为上述发明的实施方式，本发明还可以采用使上述前支柱内板下端部中的与侧梁内板结合的结合部和前支柱内板延长部中的与上述侧梁内板结合的结合部互相配置成锯齿状的结构。

根据这样的结构，因为前支柱内板下端部中的与侧梁内板结合的结合部和前支柱内板延长部中的与侧梁内板结合的结合部的定位打点被配置成锯齿状，所以能够提高前支柱内板和侧梁内板的结合刚性；能够提高前支柱内板中的与侧梁内板结合的结合部中的特别是车身的Y轴周围的刚性；而且前支柱内板与前支柱外板比较，没有使用那么高强度的材料，而且还呈平板状部分变得较多的简单形状，所以即使设置了前支柱内板延长部，也不会提高成形性的难易度。

同时，作为上述发明的实施的方式，本发明还可以通过使构成上述侧梁的侧梁内板向上述前支柱内板侧延长而形成侧梁延长部，在上述前支柱内板结合上述侧梁内板，并且在上述前支柱内板结合上述侧梁延长部而构成。

根据这样的结构，本发明因为前支柱内板下端部被结合于侧梁的侧梁内板，并且侧梁延长部与前支柱内板结合，所以能提高侧梁内板和前支柱内板的结合刚性，能提高侧梁内板中的与前支柱内板结合的结合部中的特别是车身的Y轴周围的刚性。

同时，作为上述发明的实施方式，本发明还可以将上述前支柱内板下端部的与侧梁内板结合的结合部和侧梁内板延长部中的与上述前支柱内板结合的结合部，互相配置成锯齿状。

根据这样的结构，本发明因为侧梁内板中的与前支柱内板下端部结合的结合部和侧梁延长部中的与前支柱内板结合的结合部的定位打点被互相配置成锯齿状，所以能提高侧梁内板和前支柱内板的结合刚性，能提高前支柱内板中的与侧梁内板结合的结合部中的特别是车身的Y轴周围的刚性。

发明的效果

根据以上所述的本发明，在前支柱的闭断面形状内以向汽车前后方向延伸的状态配设的补强件被结合在上述前支柱上，并且将使补强件的汽车后端侧向侧梁侧延伸而形成的补强件延长部结合在侧梁侧，从而即使将与前支柱内板共同构成前支柱的前支柱外板剪切得较短来构成，也能依靠补强件的刚性，提高前支柱周围的抗扭刚性中的车身的X轴周围及Z轴周围的抗扭刚性，提高汽车的操纵稳定性，同时能够不采用像现有技术那样将前支柱的结构三分割的结构，而是做成单一的结构，得以实现高生产率。

附图说明

【图1】是表示本发明涉及的一实施例的前支柱和侧梁的前端侧的结合状态的立体图。

【图2】是将图1中的前支柱和侧梁的结合部放大后绘制的立体图。

【图3】同样，是取下了在图1中的前支柱和侧梁的结合部中，构成前支柱的前支柱内板及侧梁的侧梁内板后绘制的侧视图。

【图4】同样，是表示取下在图1的前支柱和侧梁的结合部中，构成前支柱的前支柱内板及侧梁的侧梁内板后绘制的主要部立体图。

【图5】是表示在图1中的前支柱内板面板和侧梁内板的结合部构造的实施例的变形例的前支柱和侧梁的结合部附近的立体图。

【图6】是扩大了图5中的前支柱内板和侧梁内板的结合部的侧视图。

【图7】是表示在图1中的前支柱内板面板和侧梁内板的结合部构造的实施方式的另一变形例的前支柱和侧梁的结合部附近的立体图。

【图8】是从前支柱外板（outer）一侧绘制的现有技术中的前支柱和侧梁的一部分的立体图。

【图9】是在图8中的前支柱和侧梁的结合部中，取下构成前支柱的前支柱内板及侧梁的侧梁内板而绘制的侧视图。

【图10】是从前支柱内板一侧绘制的现有技术中的前支柱和侧梁的一部分的立体图。

【图11】是从前支柱内板一侧绘制的在图10中的前支柱和侧梁的结合部的侧视图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的一实施例涉及的前支柱1，在汽车的上下方向延伸设置，通过将采用材料强度高的钢板等素材被形成了断面帽子状的前支柱外板2和将材料强度并不太高的钢板等素材形成平板状部分变得比较多的状态的前支柱内板3的彼此的端部凸缘接合起来而形成闭断面形状而被构成。

前支柱1以中心部1ａ作为中央，其上端部1b和下端部1c具有折弯部1b-1、1c-1，并向汽车后方延伸，前支柱外板2及前支柱内板3都是能够用比如冲压成形等成形的单一构造。

并且，前支柱1以其下端部1c朝下开口的状态，以该开口部重合在侧梁4中的前端部4ａ的向上开口部4ａ-1上的状态，比如通过点焊熔接等将下端部1c结合在侧梁4的前端部4ａ而构成。

侧梁4通过用点焊熔接等方式将呈断面帽子形的面向汽车外侧的侧梁外板5和面向汽车内侧的侧梁内板6的凸缘部彼此互相结合，而形成闭断面形状来构成。

在由前支柱外板2和前支柱内板3构成的闭断面形状内的与侧梁4结合的结合部7中，配设如图2和图3所示的形成断面近似“Z”字状的板状的补强件8。

在由前支柱外板2和前支柱内板3构成的闭断面形状内，以汽车后端侧向下方倾斜的状态配设补强件8，补强件8通过点焊熔接等结合在前支柱外板2上，而且，具有通过使补强件8的汽车后端侧向侧梁4侧延伸而一体形成的补强件延长部8ａ而被构成。

如图4明确所示，补强件延长部8ａ通过点焊熔接等结合于构成侧梁4的侧梁外板5和侧梁内板6的两X轴面结合凸缘及侧梁外板5自体。

具有上述结构的本发明涉及的实施例中，在前支柱1的闭断面内中以在汽车前后方向延伸的状态配设的补强件8，结合在前支柱1的前支柱外板2上，并且将使补强件8的汽车后端侧向侧梁4侧延伸而形成的补强件延长部8ａ结合在侧梁4的侧梁外板5侧，由此，即使切割与前支柱内板3一起构成前支柱1的前支柱外板2的下端部而将前支柱外板2构成得很短，也能因为补强件8刚性提高前支柱1周围的抗扭刚性中的车身的X轴周围及Z轴周围的抗扭刚性，从而提高汽车的操纵稳定性，同时前支柱1的结构不像以前那样三分割，而是做成单一的结构，从而能够用一个成型模具一次成型，能够实现高生产率。

图5及图6表示上述本发明涉及的实施例的变形例。

根据图5及图6，在向侧梁4一侧延伸设置前支柱内板3的下端部而形成了前支柱内板延长部3ａ这一点上，采用了与上述实施例有差异的结构，前支柱内板延长部3ａ通过点焊熔接等结合到侧梁内板6。

前支柱内板延长部3ａ中的与侧梁内板6结合的结合点3ａ-1如在图6中明确表示那样，以沿着汽车前后方向排成一条线状且互相分离的状态具有二处，该结合点3ａ-1相对于前支柱内板3下端部中的与侧梁内板6结合的互相分离的二处结合点3ａ-2呈锯齿状配置。

再者，在前支柱内板3的下端部，为使侧梁外板5和侧梁内板6能够通过点焊等直接结合，而形成贯通开口部3b。

根据本发明的变形例的结构，因为采用将前支柱内板3的下端部中的与侧梁内板6结合的结合点3ａ-2和前支柱内板延长部3ａ中的与侧梁内板6结合的结合点3ａ-1互相以锯齿状配置的结构，所以能提高前支柱内板3和侧梁内板6的结合刚性，能提高前支柱内板3中的与侧梁内板6结合的结合部中的特别是车身的Y轴周围的刚性，而且前支柱内板3与前支柱外板比较并没有使用那么高强度的材料，而且还是呈平板状部分变多的简单形状，所以，即使设置前支柱内板延长部3ａ，也不会提高成形性的难度。

但是，作为本发明的实施例的另一变形例，如图7所示，也可以代替在前支柱内板3下端部形成前支柱内板延长部3ａ，而采用通过使侧梁内板的上端部向前支柱内板3侧延长而形成侧梁延长部6ａ，将该侧梁延长部6ａ结合在前支柱内板3的结构。

根据该结构，本发明因为前支柱内板3的下端部被结合在侧梁内板6上，并且侧梁延长部被结合在前支柱内板3，所以能提高侧梁内板6和前支柱内板3的结合刚性，能提高侧梁内板6中的与前支柱内板3结合的结合部中的特别是车身的Y轴周围的刚性。

根据其他变形，前支柱内板3下端部中的与侧梁内板6结合的结合点和侧梁内板延长部中的与前支柱内板3结合的结合点还是互相配置成锯齿状，根据这样的结构，能提高侧梁内板6和前支柱内板3的结合刚性，能提高前支柱内板3中的与侧梁内板6结合的结合部中的特别是车身的Y轴周围的刚性。

产业上的可利用性

如以上说明，本发明由于在前支柱的闭断面形状内以向汽车前后方向延伸的状态配设的补强件被结合在上述前支柱上，并且使补强件的汽车后端侧向侧梁侧延伸而形成的补强件延长部结合在侧梁侧，因而即使是将和前支柱内板一起构成前支柱的前支柱外板切短的结构，也会因为补强件的刚性，而提高前支柱周围的抗扭刚性中的车身的X轴周围及Z轴周围的抗扭刚性，从而提高汽车的操纵稳定性，并且，前支柱的结构能够不像以前那样三分割，而做成单一的结构，因而能够实现高生产率，因此，适宜于结合在汽车的上下方向延伸设置的前支柱的下端部和在汽车前后方向延伸设置的侧梁的前端部而构成的汽车的前支柱和侧梁的结合部构造等。

附图标记说明

1前支柱

2前支柱外板

3前支柱内板

3ａ前面板内板延长部

3ａ-1、3ａ-2结合点

4侧梁

5侧梁外板

6侧梁内板

7结合部

8补强件

8ａ补强件延长部

Claims (5)

1.一种汽车的前支柱和侧梁的结合部构造，

是前支柱的下端部与侧梁的前端部结合而构成的汽车的前支柱和侧梁的结合部构造，上述前支柱在汽车的上下方向延伸设置，通过互相重合前支柱外板及前支柱内板而形成闭断面形状，上述侧梁在汽车前后方向延伸设置；

在由上述前支柱外板和上述前支柱内板构成的闭断面形状内的与侧梁结合的结合部中，配设补强件，

在由上述前支柱外板和上述前支柱内板构成的闭断面形状内，以汽车后端侧向下方倾斜的状态配设该补强件，

该补强件结合在前支柱外板上，而且，具有通过使该补强件的汽车后端侧向侧梁侧延伸而一体形成的补强件延长部，

将该补强件延长部结合于构成侧梁的侧梁外板和侧梁内板的车身左右方向轴面结合凸缘及上述侧梁外板自体。

2.根据权利要求1所述的汽车的前支柱和侧梁的结合部构造，

通过使上述前支柱内板的下端部向上述侧梁侧延长来形成前支柱内板延长部，将上述前支柱内板的下端部结合在上述侧梁的侧梁内板上，并且将上述前支柱内板延长部结合在上述侧梁内板上。

3.根据权利要求2所述的汽车的前支柱和侧梁的结合部构造，

上述前支柱内板的下端部中的与侧梁内板结合的结合部和前支柱内板延长部中的与上述侧梁内板结合的结合部，被互相配置成锯齿状。

4.根据权利要求1所述的汽车的前支柱和侧梁的结合部构造，

通过使构成上述侧梁的侧梁内板向上述前支柱内板侧延长而形成侧梁内板延长部，将上述侧梁内板结合在上述前支柱内板上，并且将上述侧梁内板延长部结合在上述前支柱内板上。

5.根据权利要求4所述的汽车的前支柱和侧梁的结合部构造，

上述前支柱内板的下端部中的与侧梁内板结合的结合部和上述侧梁内板延长部中的与上述前支柱内板结合的结合部，被互相配置成锯齿状。