CN104326025B - 车辆的前围板结构 - Google Patents

Abstract

一种车辆的前围板结构，包括：竖直设置在车身的两侧处的A柱；设置在A柱的每一个的前部上以从A柱纵向伸长的挡板上部构件；形成于挡板上部构件之下的减震器外壳；横向设置在挡板上部构件之间的前围板；以及连接在前围板和挡板上部构件之间以在前围板的两侧上对应于前围板形成延伸平面的发动机舱扩展板。挡板上部构件沿车辆的纵向方向与A柱整体形成，并且沿着发动机舱扩展板的形状切割前围板的两侧以对应于发动机舱扩展板。

Description

车辆的前围板结构

相关申请交叉引用

本申请要求2013年7月22日提交的韩国专利申请No.10-2013-0085922的优先权，该申请的全部内容出于所有目的通过该引用结合于此。

技术领域

本公开涉及一种车辆的前围板(cowl)结构。更具体地，本公开涉及一种车辆的前围板结构，其具有改变的挡板上部构件和前围板的构造，并且设置有发动机舱扩展板和A柱，从而减小在车辆碰撞过程中施加到坐在驾驶座椅中的乘员的胸部的损害并且增加车身的扭转刚度。

背景技术

一般而言，车辆主要由车身和底盘组成。车身为形成车辆的外观的部分，以及底盘为在上面安装用于驱动车辆所必须的至少机械装置的部分。

车辆前围板是车身的一部分并且指的是连接至车辆的前窗框架的前面板部分。通常，前围板具有设计为使得行使期间由于空气流动产生的空气阻力最小的形状。

具体而言，作为车辆的性能测试，存在小部分重叠碰撞测试，其中当车辆以64千米/小时的速度行驶时，仅超过车身的前部分的25％与固定障碍物碰撞。目前，为了响应小部分重叠碰撞测试，已积极地进行增加车辆前围板的刚度的各种研究。

如图1A所示，传统的用于车辆的前围板结构包括A柱1、挡板上部构件2和前围板4，A柱1设置在车身的竖直方向上，挡板上部构件2设置在A柱1的前部上，沿车身的纵向方向与其隔开，前围板4横跨车身的车辆宽度方向设置在A柱1和挡板上部构件2之间。

此外，如图1B所示，前围板横支架5连接至A柱1，而且A柱扩展板3通过螺栓固定在前围板4和前围板横支架5之间。

然而，在传统的用于车辆的前围板结构中，如图2所示，由于挡板上部构件2和前围板4之间的接合部具有分离截面，挡板上部构件2和前围板4的刚度被降低，因此，降低了车辆碰撞期间的减震性能，并且车身的冲击点处的刚度降低，因此前围板4在车辆碰撞期间弯曲，从而由于前围板4的变形，对坐在驾驶座椅中的乘员的胸部损伤可能变得严重。

当A柱1和前围板4之间的接合部的转角部分由于车辆前部碰撞而折裂时，例如，前围板4被向后推。为了改善这种现象，扩展板3和前围板横杆支架5必须进一步通过紧固螺栓固定到A柱1和前围板4之间的接合部，因此存在车身部件的数量，以及螺栓紧固工作所需的人力和成本的增加。

发明背景部分中公开的信息仅用于加强对本发明的一般背景的理解，而不应当被视为承认或以任何方式暗示该信息形成本领域普通技术人员已知的现有技术。

发明内容

本发明已致力于解决与现有技术相关的上述问题。本发明的各个方面提供一种车辆的前围板结构，其能够通过改变车辆的前围板结构和增加挡板上部构件和A柱和前围板之间的接合部的刚度而改善车辆小部分重叠碰撞的性能。

本发明的各个方面提供车辆的前围板结构，其包括：A柱、挡板上部构件、减震器外壳、前围板以及发动机舱扩展板；A柱沿车身的竖直方向设置在车身的两侧；挡板上部构件设置在A柱的每一个的前部上以从A柱沿车身的纵向方向伸长；减震器外壳形成于挡板上部构件的每一个的下方；前围板横跨车身的车辆宽度方向设置在挡板上部构件之间；发动机舱扩展板连接在前围板和挡板上部构件之间以在前围板的两侧上对应于前围板形成延伸平面。

挡板上部构件可与A柱在车身的纵向方向上整体形成，并且沿着发动机舱扩展板的形状切割前围板的两侧以对应于发动机舱扩展板。

A柱可进一步包括在接近挡板上部构件的后端的位置处形成于A柱上的切去部分，并且A柱扩展板连接至A柱，以完全封住切去部分。

发动机舱扩展板的前端可结合至减震器外壳的上部并且发动机舱扩展板的后端连接至A柱扩展板。

发动机舱扩展板和A柱扩展板可由超高强度钢制成。

本方法和装置具有的其他特征和优点，这些其它特征和优点将从结合于此的附图和以下具体实施方式中显而易见，附图和具体实施方式共同用于解释本发明的某些原理。

附图说明

图1A为示出了从发动机舱部分看到的相关技术的车辆的前围板结构的立体图；

图1B为示出了从车室部分看到的相关技术的车辆的前围板结构的立体图；

图2是沿图1A的线A-A’所呈现的截面图；

图3为示出了根据本发明的车辆的示例性前围板结构的立体图，其中该示例性前围板结构具有与其连接的前围板。

图4为沿着图3中的线B-B’所呈现的截面图；

图5为示出了根据本发明的彼此连接的示例性挡板上部构件、发动机舱扩展板和前围板的放大视图；

图6为示出了根据本发明的彼此连接的示例性A柱和发动机舱扩展板的放大视图；

图7为示出了根据本发明的具有形成于其上的切去部分的示例性A柱的立体图；以及

图8为示出了根据本发明的发动机舱扩展板的示例性接合部的放大视图。

应当理解，附图不一定是按比例的，其呈现出说明本发明的基本原理的各个特征的某种程度的简化表示。

在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记引用本发明的同样的或等同的部分。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的各个实施例，其示例在附图中示出并在下文中描述。虽然本发明将结合示例性实施例来描述，但将可理解，本说明书不旨在将本发明限于那些示例性实施例。相反，本发明意图不仅覆盖示例性实施例，而且覆盖可包含在如所附权利要求所定义的本发明的精神和范围内的各种替代方案、修改、等效物以及其它实施例。

应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、公共车辆、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、可插式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如，源于非石油的能源的燃料)。如本文所指的，混合动力车辆是具有两个或多个动力源的车辆，例如汽油动力和电动车辆。

图3至5为示出了根据本发明的各个实施例的车辆的前围板结构的视图。根据本发明的各个实施例的车辆的前围板结构包括：沿车身的竖直方向设置在车身的两侧的A柱10；设置在A柱10的每一个的前部以从A柱沿车身的纵向方向伸长的挡板上部构件20；形成于挡板上部构件20的每一个的下方的减震器外壳30；横跨车身的车辆宽度方向设置在挡板上部构件20之间的前围板40；以及连接在前围板40和挡板上部构件20之间以在前围板40的两侧上对应于前围板40形成延伸平面的发动机舱扩展板50。在此，挡板上部构件20与A柱10在车身的纵向方向上整体形成，并且沿着发动机舱扩展板50的形状切割前围板40的两侧以对应于发动机舱扩展板50。本领域技术人员将理解的是，这种整体部件可单片地形成。

如图3所示，挡板上部构件20在A柱10的每一个的前部上伸长并且沿车身的纵向方向与A柱10整体形成。

也就是说，在图1A、图1B所示的传统的前围板结构中，挡板上部构件2形成于A柱1的前部上与其隔开，以及前围板4沿车身的车辆宽度方向设置在A柱1和挡板上部构件2之间。换句话说，根据本发明的车辆的前围板结构具有如下结构：挡板上部构件20与A柱10整体形成以彼此连接，而且发动机舱扩展板50连接在挡板上部构件20和前围板40之间。

因此，如图4所示，与两片式组成的传统挡板上部构件2不同，挡板上部构件20可由单片式组成，使得基本上除去传统挡板上部构件2的截面中的不连续结构，因此改善了车辆碰撞时的弯曲模式，从而能够改善对坐在驾驶座椅上的驾驶员的伤害。

此外，如图3所示，前围板40横跨车身的宽度方向设置在挡板上部构件20之间，而且发动机舱扩展板50设置在前围板40的两侧以连接在前围板40和挡板上部构件20之间。

如图5所示，发动机舱扩展板50形成平面，该平面具有对应于前围板40的截面的前围板40的连续扩充形状的截面以平滑地连接至前围板40。

前围板40两侧的截面也延续到发动机舱扩展板50的截面，以平滑地连接至发动机舱扩展板50。沿着发动机舱扩展板50的形状切割前围板40的两侧。

图6和图7为示出了根据本发明的各个实施例的车辆的前围板结构的视图。如图6和图7所示，A柱10设置有在接近挡板上部构件20的后端的位置处形成于其上的切去部分12。在此方面，A柱扩展板14连接至A柱10以完全封住切去部分12。

换句话说，设置在A柱10上的切去部分12以清楚地上下划分A柱10的形状形成，而且A柱扩展板14以完全覆盖且封住A柱10的形状形成。

A柱扩展板14具有对应于A柱10的截面的截面，如图6所示，其中该截面基于板上部分而朝后侧逐渐地逐步降低，但它不限于此并且可根据A柱10的截面形状以各种类型形成。

此外，与通过螺栓固定至A柱1的传统A柱扩展板3不同，A柱扩展板14通过焊接固定至A柱10。因此，A柱扩展板14形成于大平面中，并取代传统的前围板横杆支架5。

如上所述，通过一个完全与A柱10结合的A柱扩展板14取代其中被分成两部分的前围板横杆支架5和A柱扩展板3通过螺栓固定的传统前围板结构，从而如图6所示，可减少不必要的部件并且可减少用于螺栓紧固工作所需的人力。

图8为示出了根据本发明的各个实施例的车辆的前围板结构的立体图。如图8所示，发动机舱扩展板50的前端连接至减震器外壳30的上部并且发动机舱扩展板50的后端连接至A柱扩展板14。

发动机舱扩展板50包括形成于其前端的中的孔和形成于其后端的凸缘，该孔对应于在弹簧盖支架中形成的孔用于连接至减震器外壳30的上部，该凸缘用于与A柱扩展板14连接。

也就是说，在传统的车辆前围板结构中，A柱扩展板3和前围板4通过螺栓固定，因为前围板4为整体形成使得不可能在前围板4的后侧上焊接，然而，根据本发明的A柱扩展板14在安装前围板40之前可通过焊接提前固定至发动机舱扩展板50，因此通过增加车辆前围板结构的连接性而增加车身的扭转刚度。

而且，根据本发明的发动机舱扩展板50和A柱扩展板14可由超高强度钢制成。

换句话说，在传统的车辆前围板结构中，前围板4完全由普通低碳钢制成，由于前围板4为整体形成，并且前围板4和挡板上部构件2之间的接合部的成型是困难的。另一方面，在根据本发明的车辆的前围板结构中，前围板40和发动机舱扩展板50单独形成，因此，可能仅通过加强诸如发动机舱扩展板50和A柱扩展板14的接合部的材料而增加前围板结构的刚度，而不需要加强所有材料以增加前围板结构的刚度。

本发明所使用的超高强度刚指的是具有约980MPa至1,300MPa的抗拉强度的钢。然而，本发明不限于此，并且可根据车辆的刚度目标包括具有980MPa或以下或1,300MPa或以上的抗拉强度的各种钢板。

此外，通过增强发动机舱扩展板50和A柱扩展板14的材料和增加它们的厚度，增加了车辆的前围板结构的整体刚度，从而可实现对应于小部分重叠碰撞测试的刚度目标。

根据具有上述结构的本发明的车辆的前围板结构，挡板上部构件与A柱沿车身的纵向方向整体形成，而且发动机舱扩展板与前围板的两侧结合以形成对应于前围板的延伸平面，从而可基本去除挡板上部构件的截面中的不连续结构，使得可改善由于车辆碰撞引起的结构弯曲和对坐在驾驶座椅上的成员的胸部损伤。

此外，由于本发明的车辆的前围板结构包括连接至A柱以完全封住形成于A柱的内侧表面上的切去部分的A柱扩展板，因此可通过增加A柱接合部的截面积和转角部分的连接性而减少由车辆碰撞产生的乘客舱中的变形量，并且可通过不使用诸如前围板横杆支架等的车身部件而减少螺栓紧固过程所需的人力。

此外，本发明的车辆的前围板结构通过将发动机舱扩展板从减震器外壳连接至A柱扩展板而在车身的冲击点处具有改善的刚度，并且通过分散由于车辆前部碰撞所施加的冲击而具有增加的乘客安全性。

并且，由于发动机舱扩展板和A柱扩展板由超高强度钢制成，因此可增强主要部件的整体材料强度，同时可通过减少车辆重量提高车辆的燃油效率并且降低车辆的制造成本。

因此，根据本发明的车辆的前围板结构，可能通过改变车辆的前围板结构和包括发动机舱扩展板和A柱扩展板而改进车辆小部分重叠碰撞的性能、增加车身的扭转刚度，并且改善噪音、振动、不平顺性(NVH)特性及行使和操纵(R&H)的性能。

为了便于所附权利要求中的说明和准确定义，使用术语上部、前部或后部等来参考附图中所显示的这些特征的位置以描述示例性实施例的特征。

本发明的特定示例性实施例的上述描述是为了说明和描述而给出。它们不旨在穷举或将本发明限制于所描述的精确形式，而且鉴于以上教导，许多修改和变化显然是可能的。选择和描述示例性实施例以说明本发明的某些原理和它们的实际应用，由此使本领域普通技术人员能作出和利用本发明的各个示例性实施例及其替代方案或修改。本发明的范围旨在由所附权利要求及其等价技术方案限定。

Claims (4)

1.一种车辆的前围板结构，包括：

A柱，所述A柱设置于车身的相对侧，沿所述车身的竖直方向延伸；

伸长的挡板上部构件，所述伸长的挡板上部构件设置在所述A柱的每一个的前部上并且沿所述车身的纵向方向延伸；

减震器外壳，所述减震器外壳形成于所述挡板上部构件的每一个的下方；

前围板，所述前围板设置在所述挡板上部构件之间，延伸横跨沿所述车身的车辆宽度方向；

发动机舱扩展板，所述发动机舱扩展板在所述前围板和所述挡板上部构件之间延伸并且将所述前围板和所述挡板上部构件互连，以在所述前围板的相对侧上对应于所述前围板形成延伸平面，

其中所述A柱进一步包括在接近所述挡板上部构件的后端的位置处形成于所述A柱上的切去部分，并且A柱扩展板连接至所述A柱，以完全封住所述切去部分。

2.根据权利要求1所述的车辆的前围板结构，其中所述挡板上部构件沿车身的纵向方向对应于所述A柱整体形成，并且沿着所述发动机舱扩展板的形状切割所述前围板的相对侧以对应于所述发动机舱扩展板。

3.根据权利要求1所述的车辆的前围板结构，其中所述发动机舱扩展板的前端与所述减震器外壳的上部结合在一起并且所述发动机舱扩展板的后端连接至所述A柱扩展板。

4.根据权利要求1所述的车辆的前围板结构，其中所述发动机舱扩展板和所述A柱扩展板由超高强度钢制成。