CN103097231B - 下边梁的端部结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种下边梁的端部结构，其有效地提高了使载荷在下边梁的车辆前后方向上传递的载荷传递性能。在下边梁（100）的载荷输入部（150）中，下边梁外板（110）的与车辆前后方向正交的截面面积大于下边梁内板（120）的与车辆前后方向正交的截面面积。由此，载荷被充分地分配并输入到下边梁外板（110）。由此，抑制了下边梁内板（120）中向车辆宽度方向内侧弯曲而产生的弯矩。

Description

下边梁的端部结构
技术领域
本发明涉及一种下边梁的端部结构。
背景技术
下边梁以车辆前后方向为长度方向而被配置于车辆下部的车辆宽度方向两外侧。在车辆的前方碰撞时，载荷经由前轮胎而被传递至下边梁的车辆前方侧端部，从而使冲击载荷被吸收。
在专利文献1中公开了一种如下的车辆的侧部车身结构，其被构成为，在纵梁前部与铰链柱下部之间的接合部附近，设置有对下铰链用的安装部进行加强的铰链加强件，并使来自轮胎的冲击载荷经由铰链加强件而被传递至纵梁（参照专利文献1）。
此外，在专利文献2中公开了一种如下的下边梁，其在车辆前后方向前侧部处的车辆宽度方向内侧的上侧角部上设置有前侧高刚性部，并且在车辆前后方向后侧部处的车辆宽度方向内侧的下侧角部上设置有后侧高刚性部（参照专利文献2）。
在此，在下边梁中，在车辆前方碰撞时，尤其是在偏心碰撞时，前轮胎碰到下边梁的车辆宽度方向内侧、且载荷将集中于下边梁内板侧的情况较多。此外，有时会出现下边梁内板的车辆前后方向前侧端部通过地板面板和横向构件等而受到向车辆宽度方向内侧被牵拉的力的情况。因此，为了不使下边梁内板向车辆宽度方向内侧弯曲，而一般采用如下的方法，即，变更下边梁内板的材质或增加下边梁内板的板厚等，以提高相对于弯矩的耐力。
但是，当通过下边梁内板的材质变更或板厚增加等而提高相对于弯矩的耐力时，将会涉及到成本提高和重量增加。因此，希望有效地使载荷在下边梁的车辆前后方向（轴向）上进行传递。
专利文献1：日本特开2010-111140号公报
专利文献2：日本特开2007-203893号公报
专利文献3：日本特开2010-105538号公报
专利文献4：日本特开2009-113766号公报
专利文献5：日本特开2001-138956号公报
发明内容
发明所要解决的问题
考虑到上述事实，本发明的目的在于，提供一种在碰撞时有效地使载荷在下边梁的车辆前后方向上进行传递的下边梁的端部结构。
解决课题的方法
第一种方式所涉及的下边梁的端部结构具备：下边梁，其以车辆前后方向为长度方向而被设置于车辆下部的车辆宽度方向两外侧，且被设定为，配置于车辆宽度方向外侧的下边梁外板、和配置于车辆宽度方向内侧的下边梁内板在车辆上侧及车辆下侧分别被接合的封闭截面结构；载荷输入部，其被设置在所述下边梁的车辆前方侧端部上，且被构成为，前端部处的所述下边梁外板的与车辆前后方向正交的截面面积大于所述下边梁内板的与车辆前后方向正交的截面面积，并且，从所述前端部朝向车辆后方侧，所述下边梁外板的截面面积减小且所述下边梁内板的截面面积增大，在俯视观察时，所述载荷输入部中的所述下边梁外板与所述下边梁内板的边界随着趋向于所述下边梁外板的截面面积减小的方向而向车辆宽度方向外侧倾斜。
第二种方式所涉及的下边梁的端部结构具备：下边梁，其以车辆前后方向为长度方向而被设置于车辆下部的车辆宽度方向两外侧，且被设定为，配置于车辆宽度方向外侧的下边梁外板、和配置于车辆宽度方向内侧的下边梁内板在车辆上侧及车辆下侧分别被接合的封闭截面结构；载荷输入部，其被设置在所述下边梁的车辆后方侧端部上，且被构成为，后端部处的所述下边梁外板的与车辆前后方向正交的截面面积大于所述下边梁内板的与车辆前后方向正交的截面面积，并且，从所述后端部朝向车辆前方侧，所述下边梁外板的截面面积减小且所述下边梁内板的截面面积增大，在俯视观察时，所述载荷输入部中的所述下边梁外板与所述下边梁内板的边界随着趋向于所述下边梁外板的截面面积减小的方向而向车辆宽度方向外侧倾斜。
根据第一种方式或者第二种方式，车辆前方碰撞时或者车辆后面碰撞时的载荷被传递并输入到下边梁的端部的载荷输入部。由于在载荷输入部中，外板的与车辆前后方向正交的截面面积大于内板的与车辆前后方向正交的截面面积，因此载荷被充分地分配并传递到下边梁外板侧。
因此，抑制了使下边梁内板向车辆宽度方向内侧弯曲的弯矩，并且载荷有效地在下边梁的车辆前后方向上进行传递。由此，由于在下边梁的载荷输入部没有向车辆宽度方向内侧弯曲的条件下使载荷在车辆前后方向上进行传递，因此提高了载荷传递性能，另外，与在载荷输入部中具有下边梁外板的截面面积和下边梁内板的截面面积急剧地变化从而应力集中的部位的结构相比，载荷将有效地在下边梁的车辆前后方向上进行传递，其结果为，进一步提高了载荷传递性能。
在第四种方式所涉及的下边梁的端部结构中，在所述下边梁上，沿着车辆前后方向设置有加强部件，所述加强部件的顶端部在所述载荷输入部上延伸。
根据第四种方式，由于载荷输入部的根部为下边梁外板的截面面积和下边梁内板的截面面积的增减结束的边界部分，因此应力将集中从而易于成为折弯起点。因此，通过使加强部件的顶端部在载荷输入部上延伸，从而抑制了载荷输入部的根部的应力集中。因此，防止或抑制了以载荷输入部的根部为折弯起点的下边梁的折弯。
在第五种方式所涉及的下边梁的端部结构中，所述下边梁内板的顶端与所述下边梁外板的顶端相比向车辆前后方向前方侧或车辆前后方向后方侧突出。
根据第五种方式，由于与所述下边梁外板的顶端相比所述下边梁内板的顶端更加突出，因此载荷最先被输入到下边梁内板，从而下边梁内板在车辆前后方向上发生变形。而且，在下边梁内板在车辆前后方向上变形与突出量相对应的量从而能量被吸收之后，载荷将被分别分配并输入到下边梁外板和下边梁内板。因此，提高了下边梁的载荷传递性能。
发明效果
由于在第一种方式或者第二种方式所涉及的下边梁的端部结构中，抑制了使下边梁内板向车辆宽度方向内侧弯曲的弯矩的产生，并且有效地使载荷在车辆前后方向上进行传递，因此提高了下边梁的载荷传递性能。
第四种方式所涉及的下边梁的端部结构与加强部件的顶端部未在载荷输入部上延伸的结构相比，能够防止或抑制以载荷输入部的根部为折弯起点的折弯。
第五种方式所涉及的下边梁的端部结构与下边梁内板的车辆前方侧的顶端与下边梁外板的车辆前方侧的顶端相比并未突出的结构相比，提高了下边梁的载荷传递性能。
附图说明
图1为表示本发明的一个实施方式的下边梁的端部结构的立体图。
图2为表示图1所示的下边梁的端部结构的分解立体图。
图3为从车辆宽度方向内侧上方朝向外侧下方观察图1所示的下边梁的端部结构时的立体图。
图4为沿着图3所示的下边梁的端部结构的4-4线的剖面图。
图5为沿着图3所示的下边梁的端部结构的5-5线的剖面图。
图6为沿着图3所示的下边梁的端部结构的6-6线的剖面图。
图7为沿着图3所示的下边梁的端部结构的7-7线的剖面图。
图8为将图3所示的下边梁的端部结构的重要部位放大了的立体图。
图9为模式化地表示图1所示的下边梁的端部结构的俯视图。
具体实施方式
（整体结构）
使用图1～图9，对本发明所涉及的下边梁的端部结构的一个实施方式进行说明。另外，图中的箭头标记UP表示车辆上下方向上侧，箭头标记FR表示车辆前后方向前侧，箭头标记OUT表示车辆宽度方向外侧。
如图1和图3所示，下边梁100以车辆前后方向为长度方向而被大致水平地配置于车辆10的车辆下部的车辆宽度方向两外侧。下边梁100的车辆宽度方向内侧与构成车辆下部的地板部分的地板面板12的车辆宽度方向两外侧相接合。
如图2及图4～图7所示，下边梁100具有构成车身宽度方向外侧的截面为帽形形状的下边梁外板110、和构成车身宽度方向内侧的截面为帽形形状的下边梁内板120。而且，如图4～图7所示，通过将下边梁外板110和下边梁内板120的开口侧之间彼此贴合，并使上侧的凸缘部116A和凸缘部126A相接合，此外使下侧的凸缘部116B和凸缘部126B相接合，从而构成了封闭截面结构的下边梁100。
如图1～图3所示，下边梁外板110为，将构成车辆前后方向前侧部分的下边梁外前构件114接合在下边梁外主体112上而构成。此外，下边梁内板120为，将构成车辆前后方向前侧部分的下边梁内前构件124接合在下边梁内主体122上而构成。另外，在本实施方式中，下边梁外前构件114与下边梁外主体112相比被设定为低刚性，并且下边梁内前构件124与下边梁内主体122相比被设定为低刚性。
如图1和图2所示，下边梁外前构件114被接合于下边梁外主体112的车辆宽度方向外侧的外表面侧。另一方面，下边梁内前构件124被接合于下边梁内主体122的车辆宽度方向外侧的内表面侧。此外，下边梁内板120（下边梁内前构件124）的车辆前后方向前侧的顶端121与下边梁外板110（下边梁外前构件114）的车辆前后方向前侧的顶端111相比，更向车辆前方侧突出（也参照图9）。
如图1～图3所示，在地板面板12的车辆宽度方向外侧前端部和下边梁100的车辆前后方向前端部上，接合有扭力箱20。扭力箱20具有将车辆上下方向上侧作为开口侧而被配置的凹部22、和被设置于凹部22的车辆前后方向前侧的壁部24。而且，扭力箱20的凹部22的上端的凸缘部23被接合于地板面板12的下表面和下边梁100，而壁部24的车辆宽度方向外侧部分被接合于下边梁内板120（下边梁内前构件124）的顶端121。
如图1～图3及图9所示，在俯视观察时，下边梁外前构件114的上表面部152的凸缘部152A（下边梁外板110的上侧的凸缘部116A的前端部）、和下边梁内前构件124的上表面部154的凸缘部154A（下边梁内板120的上侧的凸缘部116A的前端部）随着趋向于车辆前后方向前侧而向车辆宽度方向内侧倾斜。
由此，下边梁100的车辆前后方向上的前端部被构成为，下边梁外板110（下边梁外前构件114）的与车辆前后方向正交的截面面积S1（参照图4）大于下边梁内板120（下边梁内前构件124）的与车辆前后方向正交的截面面积S2（参照图4）。此外，如图4～图7所示，朝向车辆前后方向后侧，下边梁外板110（下边梁外前构件114）的截面面积S1逐渐减小，且下边梁内板120（下边梁内前构件124）的截面面积S2（参照图4）逐渐增大。
另外，如图9所示，将下边梁外前构件114的凸缘部152A和下边梁内前构件124的凸缘部154A倾斜了的部分设为载荷输入部150。换言之，将从下边梁100的车辆前后方向前端（在本实施方式中为下边梁内板120（下边梁内前构件124）的车辆前后方向前侧的顶端121）起，到下边梁外板110（下边梁外前构件114）的截面面积S1和下边梁内板120（下边梁内前构件124）的截面面积S2的变化结束的部位（根部150N）为止的部分，设为载荷输入部150。
此外，如图2及图4～图7所示，下边梁100中的、与载荷输入部150的根部150N相比靠车辆前后方向后侧的部分被构成为，下边梁外板110的截面面积S1和下边梁内板120的截面面积S2大致固定。
如图1～图3、图6、图7所示，在下边梁100上，沿着车辆前后方向设置有加强部件200。加强部件200由上表面部201和侧面部202构成，且其与车辆前后方向正交的截面形状被设为大致L字形。而且，在下边梁内主体122的内侧的上部角部122A上，触碰并接合有加强部件200的角部200A，其中，所述下边梁内主体122构成下边梁内板120。此外，加强部件200的顶端部210从下边梁内主体122向车辆前后方向前侧突出（也参照图8及图9）。
如图1、图3、图8所示，下边梁内前构件124被接合于，接合有加强部件200的下边梁内主体122的内表面侧。因此，如图5所示，加强部件200的、从下边梁内主体122突出的顶端部210沿着下边梁内前构件124的棱线（上部角部）124R的外侧而被配置并接合。
此外，如图8所示，在加强部件200的顶端部210的前端部处形成有，车辆宽度方向外侧被切口为L字形状的切口部212。切口部212以跨越下边梁内前构件124的棱线124R的方式被切口，且车辆宽度方向外侧的端部212A位于加强部件200的侧表面部202上。
(作用和效果)
接下来，对本实施方式的作用及效果进行说明。
如图9所示，当车辆10发生前方碰撞时，载荷从前保险杠等的前车身部分依次地被传递并被输入至前轮胎300。而且，由于前轮胎300后退并与构成下边梁100的前端部的载荷输入部150抵接，因此载荷经由前轮胎300而被传递并输入到下边梁100的载荷输入部150。
在下边梁100的载荷输入部150的前端部中，下边梁外板110（下边梁外前构件114）的与车辆前后方向正交的截面面积S1（参照图4）大于下边梁内板120（下边梁内前构件124）的与车辆前后方向正交的截面面积S2（参照图4）。因此，载荷被充分地分配并输入到下边梁外板110。因此，抑制了使下边梁内板120向车辆宽度方向内侧弯曲的弯矩。
此外，在载荷输入部150中，随着趋向于车辆后方侧，下边梁外板110（下边梁外前构件114）的截面面积S1减小，并且下边梁内板120（下边梁内前构件124）的截面面积S2增大（参照图4、图5）。因此，随着载荷输入部150在车辆前后方向（轴向）上被压溃，从而被分配并输入到下边梁外板110上的载荷逐渐减小，且被分配并输入到下边梁内板120上的载荷逐渐增大。
以此方式，抑制了使下边梁内板120向车辆宽度方向内侧弯曲的弯矩，从而有效地使载荷在下边梁100的车辆前后方向（轴向）上传递。因此，提高了使载荷在下边梁100的车辆前后方向（轴向）上传递的载荷传递性能。
另外，通过下边梁100的载荷输入部150在没有向车辆宽度方向内侧弯曲的条件下，于车辆前后方向（轴向）上被压溃，从而使能量被吸收。此外，在本实施方式中，下边梁外前构件114及下边梁内前构件124与下边梁外主体112及下边梁内主体122相比分别为低刚性，其中，所述下边梁外前构件114及下边梁内前构件124构成了下边梁100的车辆前方侧端部的载荷输入部150。因此，可靠地仅使载荷输入部150被压溃从而使能量被吸收，从而使下边梁100在车辆前后方向（轴向）上传递载荷。
此外，在俯视观察时，载荷输入部150的下边梁外板110（下边梁外前构件114）的凸缘部152A、和下边梁内板120（下边梁内前构件124）的凸缘部154A随着趋向于车辆前后方向前侧而向车辆宽度方向内侧倾斜。即，朝向车辆前后方向后侧，下边梁外板110（下边梁外前构件114）的截面面积S1逐渐减小，并且下边梁内板120（下边梁内前构件124）的截面面积S2（参照图4）逐渐增大。因此，与具有下边梁内板120的截面面积S1和下边梁外板110的截面面积S2急剧变化从而应力将集中而易于成为折弯起点的部位的结构相比，更可靠地使载荷在下边梁100（载荷输入部150）的车辆前后方向上传递，其结果为，进一步提高了载荷传递性能。
此外，下边梁内板120（下边梁内前构件124）的车辆前后方向前侧的顶端121与下边梁外板110（下边梁外前构件114）的车辆前后方向前侧的顶端111相比向车辆前方侧突出。因此，载荷最先被输入到下边梁内板120，并且载荷输入部150中的下边梁内板120在车辆前后方向上发生变形并压溃。而且，在下边梁内板120在车辆前后方向上发生与突出量S（图9参照）相对应的量的变形从而压溃且能量被吸收之后，载荷被分别分配并输入到下边梁外板110和下边梁内板120。因此，进一步提高了下边梁100的载荷传递性能。
另外，由于载荷输入部150的根部150N为截面面积S1的减少和截面面积S2的增加结束的边界部分，因此应力将集中并易于成为折弯起点。因此，通过使加强部件200的顶端部210从下边梁内主体122向车辆前后方向前侧突出，来抑制载荷输入部150的根部150N的应力集中。因此，防止或抑制了以根部150N为折弯起点的折弯。
此外，加强部件200的顶端部210被配置于下边梁内前构件124的车辆宽度方向内侧（外表面侧）。通过采用这样的配置，从而成为一种有效地抑制了顶端部210向下边梁内前构件124的车辆宽度方向内侧的折弯的结构。此外，易于赋予下边梁内前构件124用于使应力集中的强度差。因此，与顶端部210被配置于下边梁内前构件124的车辆宽度方向外侧（内表面侧）的结构相比，有效地抑制了下边梁内前构件124向车辆宽度方向内侧的折弯。
此外，在加强部件200的顶端部210中，于顶端处形成有切口部212。而且，切口部212以跨越下边梁内板120的棱线124R的方式被切口。因此，即使应力集中于切口部212，也防止了下边梁内板120的棱线124R向车辆宽度方向内侧折弯的所谓的内折，从而棱线124R在车辆前后方向上压溃。
在此，如图9所示，当假设在被输入了载荷F的下边梁外板110（下边梁外前构件114）上，产生了以车辆宽度方向外侧的后端的K点为起点而向车辆宽度方向内侧弯曲的力矩M＝L×F时，由于成为用于抵抗该扭矩M的反力的反力力矩被平衡，因此防止了以下边梁外板110（下边梁外前构件114）的K点为起点的折弯。而且，顶端部210的车辆前后方向上的长度E被设定为，为使加强部件200的顶端部210产生反力力矩而足够的长度。
(其他)
另外，本发明并不限定于上述实施方式。
例如，虽然在上述实施方式中，加强部件200的截面呈大致L字形状，且加强部件200被设置于下边梁内板120侧，但并不限定于此。截面也可以呈大致L字形状以外的形状。此外，加强部件200也可以被设置于下边梁外板110侧。而且，也可以为不具有向载荷输入部150突出的顶端部210的结构。
另外，虽然在上述实施方式中，对在车辆的前方碰撞时载荷经由前轮胎而被传递的、下边梁100的车辆前方侧端部的端部结构进行了说明，但并不限定于此。对于在车辆的后面碰撞时载荷经由后轮胎而被传递的下边梁的车辆后方侧端部的端部结构也能够应用本发明。另外，将本发明也应用于下边梁的车辆后方侧端部的端部结构时的结构，与在上述实施方式中颠倒车辆前后方向之后的结构大致相同。
另外，显然在不脱离本发明的主旨的范围内，可以以各种各样的方式来实施。

Claims (3)

1.一种下边梁的端部结构，具备：
下边梁，其以车辆前后方向为长度方向而被设置于车辆下部的车辆宽度方向两外侧，且被设定为，配置于车辆宽度方向外侧的下边梁外板、和配置于车辆宽度方向内侧的下边梁内板在车辆上侧及车辆下侧分别被接合的封闭截面结构；
载荷输入部，其被设置在所述下边梁的车辆前方侧端部上，且被构成为，前端部处的所述下边梁外板的与车辆前后方向正交的截面面积大于所述下边梁内板的与车辆前后方向正交的截面面积，并且，从所述前端部朝向车辆后方侧，所述下边梁外板的截面面积减小且所述下边梁内板的截面面积增大，
在俯视观察时，所述载荷输入部中的所述下边梁外板与所述下边梁内板的边界随着趋向于所述下边梁外板的截面面积减小的方向而向车辆宽度方向外侧倾斜，
所述下边梁内板的顶端与所述下边梁外板的顶端相比向车辆前后方向前方侧突出。
2.一种下边梁的端部结构，具备：
下边梁，其以车辆前后方向为长度方向而被设置于车辆下部的车辆宽度方向两外侧，且被设定为，配置于车辆宽度方向外侧的下边梁外板、和配置于车辆宽度方向内侧的下边梁内板在车辆上侧及车辆下侧分别被接合的封闭截面结构；
载荷输入部，其被设置在所述下边梁的车辆后方侧端部上，且被构成为，后端部处的所述下边梁外板的与车辆前后方向正交的截面面积大于所述下边梁内板的与车辆前后方向正交的截面面积，并且，从所述后端部朝向车辆前方侧，所述下边梁外板的截面面积减小且所述下边梁内板的截面面积增大，
在俯视观察时，所述载荷输入部中的所述下边梁外板与所述下边梁内板的边界随着趋向于所述下边梁外板的截面面积减小的方向而向车辆宽度方向外侧倾斜，
所述下边梁内板的顶端与所述下边梁外板的顶端相比向车辆前后方向前方侧突出。
3.如权利要求1或权利要求2所述的下边梁的端部结构，其中，
在所述下边梁上，沿着车辆前后方向设置有加强部件，所述加强部件的顶端部在所述载荷输入部上延伸。
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