CN103534164B - 车身骨架结构 - Google Patents

Abstract

本发明获得一种车身骨架结构，其能够在不使结构复杂化的情况下提高刚性。在骨架体（12）上结合有车门槛后部（16）、后柱（14）以及后车轮罩（26），且在该结合部附近的弯曲部（32）的内侧形成有构成车门槛加强件（24）的内角落部（58），并且在内角落部（58）上，形成有以凸状鼓出的三维曲面状的鼓出部（34）。车门槛加强件（24）中，上壁部（24C1）、上端凸缘部（24A）、以及后端立壁部（24D）在弯曲部（32）的内侧于包围鼓出部（34）的位置处与鼓出部（34）连续地形成并面向三个方向。此外，上端凸缘部（24A）被结合于车门槛内面板（18）及柱内板（14A），后端立壁部（24D）被结合于车轮罩外板（28）。

Description

车身骨架结构

技术领域

本发明涉及一种车身骨架结构。

背景技术

作为车身骨架结构，例如已知一种如下的结构，即，在车辆中的车门槛后端部与柱下端部的结合部处通过第一加强件和第二加强件而形成上下两层的封闭截面结构从而进行加强的结构(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2008-213826公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，由于在该现有技术中形成了上下两层的封闭截面结构，因此部件件数将增加从而导致结构复杂化。

考虑到上述实际情况，本发明的目的在于，获得一种能够在不使结构复杂化的情况下提高刚性的车身骨架结构。

用于解决课题的方法

本发明的第一方式所涉及的车身骨架结构具有：骨架体，其上结合有多个骨架部并且在所述骨架体与所述多个骨架部的结合部的附近形成有内角落部；三维曲面状鼓出部，其被形成在所述内角落部上且以凸状鼓出，所述骨架体通过使分别被形成为长条状的第一骨架部及第二骨架部于各自的长度方向上的一端部侧相互交叉并结合从而在包括所述第一骨架部及所述第二骨架部的交叉部在内的范围内形成弯曲部，并且具备在所述弯曲部的内侧配置有所述内角落部并形成有所述鼓出部的加强部件，所述加强部件具备平面部，所述平面部在包围所述鼓出部的位置处与该鼓出部连续地形成并至少面向三个方向，并且所述平面部中的任意一个被结合于所述第一骨架部的一部分，而所述平面部中的另外任意一个被结合于所述第二骨架部的一部分。

根据本发明的第一方式所涉及的车身骨架结构，骨架体上形成有多个骨架部并且在所述骨架体与所述多个骨架部的结合部的附近形成有内角落部，在内角落部上形成有以凸状鼓出的三维曲面状的鼓出部。因此，当作用于结合部的力传递至鼓出部时该力将被分散，从而抑制了以结合部为起点的变形。

此外，在骨架体中，第一骨架部及第二骨架部分别被形成为长条状且在各自的长度方向上的一端部侧相互交叉并结合，从而在包括所述第一骨架部及所述第二骨架部的交叉部在内的范围内形成弯曲部，并且通过加强部件而被加强。在加强部件中，在弯曲部的内侧配置有内角落部并形成有鼓出部，并且形成有在包围鼓出部的位置处与该鼓出部连续的平面部并至少面向三个方向，并且平面部中的任意一个被结合于第一骨架部的一部分，而平面部中的另外任意一个被结合于第二骨架部的一部分。因此，当作用于平面部中的任意一个与第一骨架部的一部分的结合部、以及平面部中的另外任意一个与第二骨架部的一部分的结合部的力传递至加强部件的鼓出部时，将被分散为剪切力和轴向力。由此，通过减小使鼓出部发生变形的剪切力，从而抑制了鼓出部及其周围的结合部的变形。

本发明的第二方式为，在第一方式所涉及的车身骨架结构中，所述第一骨架部在车身侧部的下端部具备以车身前后方向作为长度方向而配置的车门槛内面板，并且所述第二骨架部具备被结合在所述车门槛内面板的后端部上的车轮罩外板，所述加强部件被设定为车门槛加强件，所述车门槛加强件被配置在所述车门槛内面板的车辆宽度方向外侧且与所述车门槛内面板形成沿着车身前后方向的封闭截面并被结合在所述车轮罩外板上。

根据本发明的第二方式所涉及的车身骨架结构，作为加强部件的车门槛加强件被配置在构成第一骨架部的车门槛内面板的车辆宽度方向外侧且与车门槛内面板形成沿着车身前后方向的封闭截面，并且被结合在构成第二骨架部的车轮罩外板上。因此，即使作用有例如欲以车门槛作为轴而使车轮罩外板向车辆宽度方向倾倒的力，也通过在车门槛加强件的鼓出部处使力被分散，从而抑制了车轮罩外板向车辆宽度方向的倾倒变形。

发明效果

如以上所说明地那样，根据本发明的第一方式所涉及的车身骨架结构，具有能够在不使结构复杂化的情况下提高刚性等的优异效果。

此外，根据本发明的第一方式所涉及的车身骨架结构，具有能够确保针对于朝向结合部的附近的多个方向上的力的刚性及强度等的优异效果。

根据本发明的第二方式所涉及的车身骨架结构，具有能够抑制车轮罩外板向车辆宽度方向的倾倒变形等的优异效果。

附图说明

图1为表示第一实施方式所涉及的车身骨架结构的立体图。

图2为表示沿图1中的2-2线而切断的状态的放大剖视图(纵剖视图)。

图3为应用了第一实施方式所涉及的车身骨架结构的车身的概要侧视图。

图4为表示作用于第一实施方式所涉及的车身骨架结构的鼓出部的力的分解的示意图。

图5为表示第二实施方式所涉及的车身骨架结构的立体图。

具体实施方式

[第一实施方式]

利用图1～图4对第一实施方式所涉及的车身骨架结构进行说明。第一实施方式为本发明的实施方式。另外，在这些图中适当图示的箭头标记FR表示车辆前方侧，箭头标记UP表示车辆上方侧，箭头标记OUT表示车辆宽度方向外侧。

在图3中，通过概要侧视图图示了应用了第一实施方式所涉及的车身骨架结构30的车身。另外，本实施方式中的车身骨架结构成为，汽车的车门槛后部16、后柱14以及后车轮罩26的结合部被加强了的结构。

如图3所示，在车身侧部10的后侧，形成有通过未图示的后侧门而被开闭的后侧门开口部10A。在后侧门开口部10A的下边缘侧(车身侧部10的下端部)，配置有以车身前后方向作为长度方向的车门槛后部16。在车门槛后部16的后端部上，结合有后车轮罩26的前端部。后车轮罩26具备：被配置于车辆宽度方向内侧的未图示的车轮罩内板(后车轮罩内板)、和被配置于车辆宽度方向外侧的作为第二骨架部的车轮罩外板(后车轮罩外板)28，后车轮罩26的从上部侧至前端侧的部位被形成为朝向车门槛后部16的后端部侧的平缓的曲线形状。该后车轮罩26的前端部与后柱14的下端部被结合在一起。

在图1中，通过立体图图示了车身骨架结构30的主要部分。此外，在图2中，通过放大剖视图(纵剖视图)图示了沿图1中的2－2线而切断时的状态。如图1所示，在本实施方式的车身骨架结构30中形成有骨架体12，所述骨架体12上结合有作为多个骨架部的车门槛后部16、后柱14、以及后车轮罩26。车门槛后部16具备：作为第一骨架部的车门槛内面板(车门槛后部内面板)18、和车门槛外面板(车门槛后部外面板)22。车门槛内面板18被配置在车门槛后部16的车辆宽度方向内侧且被形成为车辆宽度方向外侧被开放的截面呈大致帽状的形状。与之相对，车门槛外面板22被配置在车门槛后部16的车辆宽度方向外侧且被形成为车辆宽度方向内侧被开放的截面呈大致帽状的形状。

车门槛内面板18以车身前后方向作为长度方向而被形成为长条状、并且与后柱14的柱内板14A的下端部结合在一起。与之相对，柱内板14A向车身上方侧延伸而被形成为长条状。此外，车门槛外面板22为外侧板20的一部分，且与后柱14的柱外板14B(参照图2)成为一体结构，并且以车身前后方向作为长度方向而被形成为长条状的部分被设为车门槛外面板22，向车身上方侧延伸而被形成为长条状的部分被设为柱外板14B(参照图2)。另外，在图1中，以去除了外侧板20中的大部分的状态而进行了图示，且以透视的状态用双点划线而仅对车门槛外面板22的一部分进行了图示。

车门槛后部16基本上通过如下方式而被构成为封闭截面结构，即，车门槛内面板18的上端凸缘部18A和车门槛外面板22的上端凸缘部22A通过点焊而被结合一起，并且车门槛内面板18的下端凸缘部18B和车门槛外面板22的下端凸缘部22B通过点焊而被结合在一起。即，成为通过车门槛内面板18及车门槛外面板22而形成了封闭截面部C1的结构。此外，在车门槛内面板18的后端，形成有重叠并结合在车轮罩外板28的前端部28A的前面下端部上的凸缘部(省略图示)。

另外，在被形成于车门槛内面板18的高度方向中间部处的、朝向车辆宽度方向内侧的突出部18C的上表面侧，通过点焊而结合有后地板面板(省略图示)的车辆宽度方向外侧的末端部。

此处，在上述的车门槛外面板22的车辆宽度方向内侧且车门槛内面板18的车辆宽度方向外侧，配置有作为长条状的加强部材的车门槛加强件(车门槛后部外下加强件)24。在车门槛加强件24中，其前部以车身前后方向作为长度方向而配置，且前部侧被形成为车辆宽度方向内侧被开放的截面呈大致帽状的形状。在车门槛加强件24中，其前端部24F被配置在接近后侧门开口部10A的下边缘前端的预定位置处，而后端部24R被配置在车轮罩外板28的前端部28A侧。此外，在车门槛加强件24中，在其高度方向中间部形成有向车辆宽度方向外侧突出的突出部24C，并且在车门槛加强件24的上端部形成有作为平面部的上端凸缘部24A，在车门槛加强件24的下端部形成有下端凸缘部24B。

车门槛加强件24的上端凸缘部24A的前部被夹在车门槛内面板18的上端凸缘部18A和车门槛外面板22的上端凸缘部22A之间并以三层重叠的方式通过点焊(用“×”标记来表示焊点)而被结合在一起。此外，车门槛加强件24的上端凸缘部24A的后部与柱内板14A的前端凸缘14A1重叠并通过点焊(用“×”标记来表示焊点)而被结合在一起。另一方面，车门槛加强件24的下端凸缘部24B被夹在车门槛内面板18的下端凸缘部18B和车门槛外面板22的下端凸缘部22B之间并以三层重叠的方式通过点焊而被结合在一起。由此，车门槛加强件24与车门槛内面板18一起形成了沿着车身前后方向的封闭截面C2。

车门槛加强件24的上端凸缘部24A的后部朝向车身后方侧而向车身斜上方侧延伸。此外，在车门槛加强件24上，形成有从上端凸缘部24A的后端部向车辆宽度方向外侧弯曲的、作为平面部的后端立壁部24D。后端立壁部24D通过点焊(用“×”标记来表示焊点)而被结合于车轮罩外板28的前端部28A上。而且，在车门槛加强件24上，形成有从后端立壁部24D的车辆宽度方向外侧端部向车辆后方侧弯曲的后端凸缘部24E。后端凸缘部24E与突出部24C的纵壁部24C2的后端部连续，并且在车轮罩外板28的前端侧通过点焊(用“×”标记来表示焊点)而被结合于面向车辆宽度方向外侧的前端侧壁部28B上。

另外，在本实施方式的骨架体12中，通过使车门槛内面板18和车轮罩外板28在各自的长度方向上的一端部侧相互交叉(大致正交)并结合,从而在包括该交叉部在内的范围内形成了弯曲部32。此外，在弯曲部32的径向内侧，配置有突出部24C的作为上面侧的平面部的上壁部24C1和后端立壁部24D，并且形成有内角落部36。内角落部36构成车门槛加强件24的一部分并被配置在弯曲部32的径向内侧，并且被形成在使车门槛后部16、后柱14、以及后车轮罩26结合的结合部的附近。

此处，在车门槛加强件24的内角落部36上，形成有以凸状鼓出的三维曲面状(更具体而言为大致球面状)的鼓出部34。如此，车门槛加强件24具备鼓出部34，并且上壁部24C1、上端凸缘部24A、以及后端立壁部24D在弯曲部32的内侧于包围鼓出部34的位置处与鼓出部34的外周部连续地形成并面向三个方向。

另外，优选为，鼓出部34为尽可能接近于球面状的形状。此外，虽然在本实施方式中，鼓出部34被形成为三维曲面状，但作为本发明之外的参考例，鼓出部34也可以被形成为与三维曲面状近似的多边形形状。此外，图2所示的双点划线40表示对比结构中的车门槛加强件的上壁部的位置。本实施方式的鼓出部34还从所述对比结构的上壁部40向车辆宽度方向外侧且斜上方侧(箭头标记38的方向)鼓出。

(作用和效果)

接下来，对上述实施方式的作用及效果进行说明。

根据本实施方式所涉及的车身骨架结构30，在图1所示的骨架体12上，结合有车门槛后部16、后柱14、以及后车轮罩26，并且在该结合部的附近的弯曲部32的内侧形成有构成车门槛加强件24的内角落部36，在内角落部36上，形成有以凸状鼓出的三维曲面状的鼓出部34。因此，当作用于结合部的力传递至车门槛加强件24的鼓出部34时该力将被分散。

此外，车门槛加强件24与车门槛内面板18形成沿着车身前后方向的封闭截面C2，并且上壁部24C1、上端凸缘部24A、以及后端立壁部24D在包围鼓出部34的位置处与鼓出部34连续地形成并面向三个方向。并且，上端凸缘部24A被结合于车门槛内面板18的上端凸缘部18A及柱内板14A的前端凸缘14A1，后端立壁部24D被结合于车轮罩外板28的前端部28A。因此，作用于如下结合部上的力，在车门槛加强件24的鼓出部34处被分散为剪切力和轴向力，所述结合部为，车门槛加强件24的上端凸缘部24A与车门槛内面板18的上端凸缘部18A的结合部、车门槛加强件24的上端凸缘部24A与柱内板14A的前端凸缘14A1的结合部、以及车门槛加强件24的后端立壁部24D与车轮罩外板28的前端部28A的结合部。

在图4中，通过示意图图示了鼓出部34中的力的分解。如图4所示，所负载的力F在鼓出部34处被分解为剪切力f1和轴向力f2。由此，通过减小使鼓出部34发生变形的剪切力f1，从而抑制了鼓出部34及其周围的结合部的变形。即，提高了结合刚性及强度。

例如，即使作用有欲以图1所示的车门槛后部16作为轴而使后车轮罩26及后柱14向车辆宽度方向倾倒的力，也通过在车门槛加强件24的鼓出部34处使力分散，从而抑制了后车轮罩26及后柱14向车辆宽度方向的倾倒变形。即，提高了对于转矩的刚性。其结果为，抑制了因车身刚性提高而引起的车身振动，从而实现了操纵稳定性的提高以及对碰撞时的变形的抑制。

在此，对欲使车门槛后部16与后柱14的结合部发生变形的载荷进行补充说明。由于来自后悬架的输入及来自发动机等的振动，从而在车门槛后部16与后柱14的结合部上作用有载荷。虽然认为由于这种载荷会引起后柱14相对于车门槛后部16而发生扭转变形或在车辆主视观察时车身变形为平行四边形，但是后柱14相对于车门槛后部16的结合刚性越低，则上述这些变形将越大。换言之，如果如本实施方式那样，相对于围绕车身前后方向的轴的转矩而强化车门槛后部16与后柱14的结合刚性，则载荷输入时的变形量将受到抑制。

此外，当着眼于车门槛后部16与后柱14的结合部时，也考虑到如下情况，即，由于相对于在车身前后方向(大致水平方向)上延伸的车门槛后部16，后柱14朝向车身下部侧而在车身前后方向上被延展成末端发散形状并被结合于车门槛后部16，因此对于以车门槛后部16作为轴而使后柱14向车辆宽度方向倾倒的这种载荷F1(参照图2)，一般情况下如果不通过额外的加强部材进行加强则容易发生变形。与之相对，在本实施方式中，如前文所述，通过在车门槛加强件24上形成鼓出部34等，从而在抑制部件件数的增加的同时提高了车门槛后部16与后柱14的结合部的刚性。

此外，由于已知在对图3所示的前柱A、中柱B、以及后柱14各自的上下部位进行比较时，相对于围绕车身前后方向的轴的变形的恢复影响率最高的部位为后柱14的下部，因此可以说由本实施方式的鼓出部34等所实现的加强是极为有效的加强。

而且，如果与对比结构进行比较，则例如在如下第一对比结构和第二对比结构中，无法使所负载的力分散为剪切力和轴向力，其中，所述第一对比结构为，代替图1所示的鼓出部34，通过未鼓出的平板三角面状的部位而对上壁部24C1、上端凸缘部24A、以及后端立壁部24D的内周侧进行连结的结构，所述第二对比结构为，代替鼓出部34，分别使上壁部24C1、上端凸缘部24A、以及后端立壁部24D以平面状延长并相交(在图1中用双点划线来表示延长的平面部并且用符号a、b、c来表示)的这种结构。因此，与本实施方式所涉及的结构相比容易发生变形。例如，关于本实施方式所涉及的结构、第一对比结构、以及第二对比结构，在将材质、板厚、限制等的形状以外的条件设为相同并输入了使后柱14以向车辆宽度方向倾倒的方式发生变形的载荷的情况下，根据CAE中的分析结果，将成为(本实施方式所涉及的结构的变形量)：(第一对比结构的变形量)：(第二对比结构的变形量)＝1：3：10。

另外，如果从其他的观点出发，例如在从外侧对图1所示的鼓出部34的中心附近作用有载荷的情况下，由于从对鼓出部34进行支承的支点对鼓出部34分别向鼓出部34的中心方向作用支点反力，因而相对于由所述载荷所产生的转矩而产生抵消转矩。因此，即使假设对于鼓出部34作用有这种载荷，也不易产生鼓出部34处的变形。

如以上说明所述，根据本实施方式所涉及的车身骨架结构30，能够在不使结构复杂化的情况下提高刚性。此外，能够抑制部件件数从而实现轻量化。而且，可以说车身骨架结构30成为了也适用于低能量生产的结构。

另外，虽然在上述的第一实施方式中，在车门槛加强件24中，上壁部24C1、上端凸缘部24A、以及后端立壁部24D在弯曲部32的内侧于包围鼓出部34的位置处与鼓出部34连续地形成并面向三个方向，但加强部材也可以采用如下方式，即，例如根据第一骨架部及第二骨架部的形状等，使在弯曲部的内侧于包围鼓出部的位置处与鼓出部连续地形成的平面部面向四个方向以上。

[第二实施方式]

接下来，使用图5，对第二实施方式所涉及的车身骨架结构进行说明。第二实施方式不是本发明的实施方式而为参考例。在图5中，通过立体图图示了第二实施方式所涉及的车身骨架结构50。

如图5所示，在车身骨架结构50中形成有骨架体52，所述骨架体52上结合有作为多个骨架部的侧构件54及横向构件56。侧构件54在车身的车辆宽度方向的两侧，以车身前后方向作为长度方向而配置。侧构件54被形成为车辆上方侧开放了的截面呈大致帽状的形状，且具备左右一对凸缘部54A、54B、和向车辆下方侧突出的突出部54C。在左右一对侧构件54的车辆前后方向中间部彼此之间，以车辆宽度方向作为长度方向而配置有横向构件56。

横向构件56被形成为截面呈车辆上方侧开放了的大致帽形形状，且具备左右一对凸缘部56A、56B、和向车辆下方侧突出的突出部56C。横向构件56的长度方向上的端部与侧构件54抵接并通过焊接而被结合在一起。

在横向构件56的长度方向上的端部处，形成有从凸缘部56A、56B降低了一阶的第一凸缘56D。第一凸缘56D从下表面侧与侧构件54的车辆宽度方向内侧的凸缘部54A重叠并结合。此外，在横向构件56的长度方向上的端部处，形成有与第一凸缘56D的车辆宽度方向外侧的端部连续并向车辆下方侧弯曲的第二凸缘56E。从车辆宽度方向内侧观察时，第二凸缘56E被形成为大致U字形状，并与侧构件54的突出部54C的车辆宽度方向内侧的纵壁部54C1重叠并结合。而且，在横向构件56的长度方向上的端部处，形成有与第二凸缘56E的车辆下方侧端部连续并向车辆宽度方向外侧弯曲的第三凸缘56F。第三凸缘56F与侧构件54的突出部54C的底壁部54C2的一部分重叠并结合。

在使侧构件54和横向构件56结合的结合部的附近，在包括横向构件56的突出部56C的底壁部56C1侧和第二凸缘56E侧在内的范围内形成有内角落部58。在内角落部58上，形成有以凸状鼓出的三维曲面状(更具体而言为大致球面状)的鼓出部60。

优选为，鼓出部60为尽可能接近于球面状的形状。此外，虽然在本实施方式中，鼓出部60被形成为三维曲面状，但也可以被形成为与三维曲面状近似的多边形形状。

在本实施方式中，当在横向构件56的中央部上存在来自悬架(省略图示)或被悬挂的重物(省略图示)的输入时，该力f将欲以侧构件54作为轴而使横向构件56发生位移。但是，与第一实施方式同样地，由于侧构件54与横向构件56的结合部通过鼓出部60而提高了转矩刚性，因此抑制了以结合部作为起点的变形。

另外，上述实施方式及上述的改变例可以适当组合而实施。

Claims (2)

1.一种车身骨架结构，具有：

骨架体，其上结合有多个骨架部并且在所述骨架体与所述多个骨架部的结合部的附近形成有内角落部；

三维曲面状的鼓出部，其被形成在所述内角落部上且以凸状鼓出，

所述骨架体通过使分别被形成为长条状的第一骨架部及第二骨架部于各自的长度方向上的一端部侧相互交叉并结合从而在包括所述第一骨架部及所述第二骨架部的交叉部在内的范围内形成弯曲部，并且具备在所述弯曲部的内侧配置有所述内角落部并形成有所述鼓出部的加强部件，

所述加强部件具备平面部，所述平面部在包围所述鼓出部的位置处与该鼓出部连续地形成并至少面向三个方向，并且所述平面部中的任意一个被结合于所述第一骨架部的一部分，而所述平面部中的另外任意一个被结合于所述第二骨架部的一部分。

2.如权利要求1所述的车身骨架结构，其中，

所述第一骨架部在车身侧部的下端部具备以车身前后方向作为长度方向而配置的车门槛内面板，并且所述第二骨架部具备被结合在所述车门槛内面板的后端部上的车轮罩外板，

所述加强部件被设定为车门槛加强件，所述车门槛加强件被配置在所述车门槛内面板的车辆宽度方向外侧且与所述车门槛内面板形成沿着车身前后方向的封闭截面并被结合在所述车轮罩外板上。