CN105292264B - 车身结构 - Google Patents

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Abstract

一种车身结构，其包含：侧构件，其沿车辆前后方向布置；上构件，在沿车辆宽度方向从侧面观看时，所述上构件在所述侧构件的车辆上侧沿所述车辆前后方向布置，并且包括车辆前后方向外侧端部，所述车辆前后方向外侧端部定位在与所述侧构件的车辆前后方向外侧端部的车辆上下方向的位置不同的所述车辆上下方向的位置；联接构件，其联接所述上构件的所述车辆前后方向外侧端部和所述侧构件的所述车辆前后方向外侧端部；以及碰撞盒，其包括接合至所述联接构件的车辆前后方向内侧端部。

Description

车身结构
技术领域
本发明涉及一种车身结构。
背景技术
已知的车身结构设置有在朝向前侧构件的车辆前侧的延伸线上的碰撞盒(例如，见第3974567号日本专利)。
然而，在这种构造中，在车辆正面碰撞的情况下未被碰撞盒完全吸收的碰撞负荷未改变地传递到前侧构件，从而前侧构件需要具有增加的板厚、需要由加强件来加强等。因此仍然存在改善减小侧构件处的负荷集中的结构的空间。
发明内容
本发明从而提供一种当负荷沿车辆前后方向输入时能够减小在侧构件处的负荷集中的车身结构。
本发明的第一方案是一种车身结构，所述车身结构包含：侧构件，其沿车辆前后方向布置；上构件，在沿车辆宽度方向从侧面观看时，所述上构件在所述侧构件的车辆上侧沿所述车辆前后方向布置，并且包括车辆前后方向外侧端部，所述车辆前后方向外侧端部定位在与所述侧构件的车辆前后方向外侧端部的车辆上下方向的位置不同的所述车辆上下方向的位置；联接构件，其联接所述上构件的所述车辆前后方向外侧端部和所述侧构件的所述车辆前后方向外侧端部；以及碰撞盒，其包括接合至所述联接构件的车辆前后方向内侧端部。
在上述方案中，上构件的车辆前后方向外侧端部具有与所述侧构件的车辆前后方向外侧端部的车辆上下方向的位置不同的所述车辆上下方向的位置，并且上构件的车辆前后方向外侧端部和侧构件的车辆前后方向外侧端部由联接构件联接在一起。碰撞盒的车辆前后方向内侧端部接合至联接构件。因此，当负荷通过例如正面碰撞或后面碰撞而沿车辆前后方向输入到车辆时，没有被碰撞盒完全吸收的负荷通过联接构件不仅被传递到侧构件，而且被传递到上构件。在侧构件处的负荷集中因而减小。
上述方案可进一步包含接合至所述碰撞盒的车辆前后方向外侧端部的保险杠加强件，且穿过所述保险杠加强件的重心的中心线与穿过所述碰撞盒的重心的中心线在所述车辆上下方向上可处于基本相同的位置。
在上述构造中，穿过保险杠加强件的重心的中心线以及穿过碰撞盒的重心的中心线在车辆上下方向上处于基本相同位置，所述保险杠加强件接合至碰撞盒的车辆前后方向外侧端部。因此，通过如正面碰撞或后面碰撞而沿车辆前后方向输入到保险杠加强件的负荷通过碰撞盒有效地被传递到联接构件。
上述方案可进一步包含接合至所述碰撞盒的车辆前后方向外侧端部的保险杠加强件，且所述碰撞盒的所述车辆前后方向内侧端部在比所述联接构件的车辆上下方向中央部更靠车辆下侧的位置处可接合至所述联接构件。
在上述构造中，保险杠加强件接合至碰撞盒的车辆前后方向外侧端部，且碰撞盒的车辆前后方向内侧端部比联接构件的车辆上下方向中央部更靠车辆下侧而接合至联接构件。因此，如下的行人保护性能得到提高：在车辆与行人的正面碰撞或后面碰撞的情况下，行人的腿得到保护。
在上述方案中，所述联接构件可包含朝向车辆前后方向外侧弯曲的弯曲部。
在上述构造中，联接构件具有朝向车辆前后方向外侧弯曲的弯曲部。因此，当负荷通过如正面碰撞或后面碰撞而沿车辆前后方向输入到联接构件时，由于联接构件的弯曲部，因此，补偿力矩(cancelling moment)克服输入的负荷而作用。从而抑制联接构件的变形。
在上述方案中，所述碰撞盒的所述车辆前后方向内侧端部可朝向所述侧构件延伸；并且所述碰撞盒的所述车辆前后方向内侧端部和所述联接构件的紧固点与穿过所述侧构件的重心的中心线在所述车辆上下方向上可设置在基本相同的位置。
在上述构造中，碰撞盒的车辆前后方向内侧端部和联接构件的紧固点与穿过侧构件的重心的中心线在车辆上下方向上设置在相同的位置，其中所述碰撞盒朝向侧构件延伸。因此，通过如正面碰撞或后面碰撞而沿车辆前后方向经过碰撞盒输入到联接构件的负荷被有效地传递到侧构件。
附图说明
基于以下附图，将详细地描述典型实施例，其中：
图1是图示出依照典型实施例的车身结构的立体图；
图2是图示出依照典型实施例的车身结构的侧视图；
图3是图示出依照典型实施例的车身结构的俯视图；以及
图4是图示出在依照典型实施例的车身结构中的正面碰撞期间的碰撞负荷的传递路径的侧视图。
具体实施方式
基于附图，以下作出关于典型实施例的详细说明。注意的是，为说明的简易性，在附图中的每一副附图中，箭头“上”(UP)表示车辆上方向，箭头“前”(FR)表示车辆前方向，以及箭头“左”(LH)表示车辆左方向。此外，在以下说明中，除非特殊规定，否则引用的前后、上下和左右的方向表示沿车辆前后方向的前后、沿车辆上下方向的上下、以及沿车辆左右方向(车辆宽度方向)的左右。依照本典型实施例的车身结构10可应用到车辆12的前部侧或后部侧；然而，应用到车辆12的前部侧在此作为实例来说明。
如图1至图3所图示，一对左右前侧构件14在车辆12的前部侧处沿车辆前后方向延伸布置。通过将具有相同横截面的轻量金属材料(如铝)挤压成型，每一前侧构件14形成为矩形闭合横截面形状。各自具有大体L状横截面的平板状凸缘部15固定至相应的前侧构件14的后端部，且凸缘部15通过使用螺栓紧固而附接至在前围板20的下端部处的相应的左侧和右侧。
前侧构件14的长度方向(车辆前后方向)中间部分由沿车辆宽度方向延伸的下横向构件16联接在一起。通过将具有相同横截面的轻量金属材料(如铝)挤压成型，下横向构件16也形成为矩形闭合横截面形状。用于附接到下悬架臂(图中未图示出)的下支架18设置在下横向构件16与相应的前侧构件14的联接部的下面处(见图1)。
沿车辆宽度方向从侧面观看时，一对左右的上构件24在相应的前侧构件14的车辆上侧处沿车辆前后方向延伸布置。通过将具有相同横截面的轻量金属材料(如铝)挤压成型，每一上构件24形成为矩形闭合横截面形状。平板状凸缘部25固定到相应的上构件24的后端部，且凸缘部25通过使用螺栓紧固而附接至在前围板20的上端部处的相应的左侧和右侧(前柱侧)。
上构件24的长度方向(车辆前后方向)中间部分由沿车辆宽度方向延伸的上横向构件26联接在一起。通过将具有相同横截面的轻量金属材料(如铝)挤压成型，上横向构件26也形成为矩形闭合横截面形状。用于附接到上悬架臂(图中未图示出)的上支架28设置在上横向构件26与相应的上构件24的联接部的上面处(见图1)。
每一前侧构件14的横截面面积形成为比每一上构件24的横截面面积大。即，每一前侧构件14形成有比每一上构件24大的矩形闭合横截面形状。各自形成有矩形闭合横截面形状的一对左右的地板侧构件22布置在前围板20的下侧，所述一对左右的地板侧构件沿车辆前后方向连续地延伸至相应的前侧构件14。
每一上构件24的前端部(车辆前后方向外侧端部)24A的车辆上下方向位置定位在与相应的前侧构件14的前端部(车辆前后方向外侧端部)14A的车辆上下方向位置不同的位置处。即，上构件24的前端部24A定位在比相应的前侧构件14的前端部14A高的位置处。
上构件24比相应的前侧构件14更靠车辆宽度方向外侧布置(见图3)。左右的上构件24的前端部24A由联接构件(弯曲构件)30接合至相应的前侧构件14的前端部14A。每一联接构件30使用轻量金属材料(如铝)形成为具有朝向车辆前侧(车辆前后方向外侧)弯曲的弯曲部32(曲率)的沿侧面观看时的大体U形。
注意的是，如上所述，上构件24和前侧构件14的横截面面积的大小彼此不同，以便联接构件30将具有不同大小的横截面面积的构件联接在一起。因此，通过将具有相同横截面的轻量金属材料液压成型，或通过将外板和内板接合在一起，每一联接构件30形成有矩形闭合横截面形状。
联接构件30的上后端部30A通过电弧焊等接合至相应的上构件24的前端部24A，且联接构件30的下后端部30B通过电弧焊等接合至相应的前侧构件14的前端部14A。注意的是，联接构件30的上后端部30A可与相应的上构件24的前端部24A重叠，且联接构件30的下后端部30B可与相应的前侧构件14的前端部14A重叠，且各自由螺栓、铆钉等紧固(接合)在一起。
各自沿车辆前后方向延伸的碰撞盒34比相应的联接构件30的弯曲部32的车辆上下方向中央部更靠车辆下侧设置。每一碰撞盒34使用轻量金属材料(如铝)形成为矩形闭合横截面形状。装配部36在相应的碰撞盒34的后端部(车辆前后方向内侧端部)处朝向前侧构件14延伸而一体形成，所述装配部各自具有从车辆下侧能够包盖相应的联接构件30的弯曲部32的大体U形横截面。
每一装配部36包含沿车辆宽度方向彼此面对的一对凸缘部36A。凸缘部36A大体沿联接构件30的在车辆宽度方向上彼此面对的相应的壁面30C延伸而形成。分别沿车辆宽度方向贯穿的两个通孔(图中未示出)形成到各个凸缘部36A。分别沿车辆宽度方向贯穿的两个通孔(图中未示出)也形成到被凸缘部36A覆盖的联接构件30的各个壁面30C，且这些通孔可处于与凸缘部36A的相应的通孔的连通中。
因此，碰撞盒34的装配部36(凸缘部36A)从车辆下侧包盖住相应的联接构件30的弯曲部32(壁面30C)，螺栓40从车辆宽度方向外侧(或内侧)插入穿过彼此连通的通孔，并且螺母42螺接在螺栓40上，从而在比相应的弯曲部32的车辆上下方向中央部更靠车辆下侧的位置处将碰撞盒34紧固(接合)到弯曲部32。
在形成到每个弯曲部32的通孔当中，离下后端部30B最近的通孔(下部紧固点P)设置在与中心线C1(由单点划线示出)在车辆上下方向上基本相同的位置处(见图2)，所述中心线C1穿过各个前侧构件14的重心。与在弯曲部32内的相应的通孔连通的圆筒状的套圈(collar)构件(图中未示出)可预先设置，以抑制横截面因紧固而变形。
不存在对碰撞盒34由螺栓40和螺母42紧固到相应的弯曲部32的这种构造的限制，且可应用如下的构造：在所述构造中，碰撞盒34由铆钉等(图中未示出)紧固(接合)到相应的弯曲部32。可选择地，可应用如下的构造：在所述构造中，碰撞盒34通过电弧焊等接合到相应的弯曲部32。
沿车辆宽度方向延伸的前保险杠加强构件38跨设在相应的碰撞盒34的前端部(车辆前后方向外侧端部)34A之间。通过将具有相同横截面的轻量金属材料(如铝)挤压成型，前保险杠加强构件38形成为矩形闭合横截面形状。前保险杠加强构件38的后壁部38A(见图3)通过电弧焊等接合到相应的碰撞盒34的前端部34A。
注意的是，前保险杠加强构件38可被构造成由螺栓和铆钉等紧固(接合)到碰撞盒34的前端部34A。前保险杠加强构件38接合到碰撞盒34，以便穿过前保险杠加强构件38的重心的中心线C2(由单点划线示出)与穿过相应的碰撞盒34的重心的中心线C3(由单点划线示出)在车辆上下方向上处于基本相同的位置处(见图2)。
不存在对如下构造的限制：在所述构造中，前侧构件14、下横向构件16、上构件24、上横向构件26以及前保险杠加强构件38分别通过将具有相同横截面的轻量金属材料挤压成型而形成。例如，可通过将外板和内板(图中未示出)接合在一起所形成的闭合横截面形状来制成构造。
此外，为了抑制横截面由于负荷的输入而发生变形，前侧构件14、下横向构件16、上构件24、上横向构件26、以及前保险杠加强构件38可分别形成有矩形闭合横截面形状，所述矩形闭合横截面形状具有在闭合横截面内一体形成的一个或多个隔壁。例如，如图2所图示，前保险杠加强构件38可用两个隔壁39来构造，所述两个隔壁在闭合横截面内彼此竖直分离地形成。
以下作出关于具有上述构造的依照本典型实施例的车身结构10的作用的说明。
如图4所图示，在车辆12的正面碰撞(完全重叠碰撞或偏心碰撞)中，来自车辆前侧的碰撞负荷F输入到保险杠加强构件38。当这发生时，由于穿过前保险杠加强构件38的重心的中心线C2与穿过相应的碰撞盒34的重心的中心线C3在车辆上下方向上处于基本相同的位置处，因此，碰撞盒34在轴向(车辆前后方向)上有效地被压碎，吸收一部分碰撞负荷F。
还没被碰撞盒34完全吸收的碰撞负荷于是通过装配部36有效地被传递到联接构件30的弯曲部32。沿侧面观看时，具有朝向车辆前侧弯曲的弯曲部32的联接构件30将沿车辆上下方向彼此分离(具有沿车辆上下方向彼此不同的位置)的相应的上构件24的前端部24A与相应的前侧构件14的前端部14A联接在一起。
补偿力矩作用在具有曲率的弯曲部32中，克服从车辆前侧(从碰撞盒34)输入的碰撞负荷。因此，甚至当碰撞负荷从车辆前侧输入到弯曲部32时，弯曲部32不太容易变形(具有高刚性)，且抑制或防止了联接构件30的压曲(弯曲变形)。因此，输入到联接构件30的弯曲部32的碰撞负荷有效地被传递到前侧构件14，且还有效地被传递(分散)到上构件24(以及前柱)。
这能够使在前侧构件14处的负荷集中减小，且能够使每一前侧构件14由具有比钢板低的强度的轻量金属材料(如铝)充分构成。此外，前侧构件14不需要具有增加的板厚或由加强件加强(这将会增加部件的数量)，即，结构可为简单的，从而能够使车辆12的重量减小。此外，前侧构件14的制造过程可减少，从而能够使设备上的支出减少，并能够使前侧构件14的生产率得到提高。
碰撞盒34在比弯曲部32的车辆上下方向中央部更靠车辆下侧的位置处接合至联接构件30的弯曲部32。具体地，碰撞盒34的装配部36(凸缘部36A)朝向相应的前侧构件14延伸，且装配部36(凸缘部36A)和联接构件30的下部紧固点P设置在与穿过相应的前侧构件14的重心的中心线C1在车辆上下方向上基本相同的位置处。
这实现了从联接构件30到前侧构件14的部分的加强，且能够使更多的碰撞负荷有效地被传递到具有比上构件24大的横截面面积的前侧构件14。即，依照本典型实施例的车身结构10在减小前侧构件14处的负荷集中且控制负荷不要集中在上构件24处的同时，能够使在正面碰撞期间输入到车辆12的碰撞负荷更有效地被吸收。
此外，由于碰撞盒34在比弯曲部32的车辆上下方向中央部更靠车辆下侧的位置处接合至联接构件30的弯曲部32，因此行人的腿可在车辆12与行人的正面碰撞情况下得到保护。即，依照本典型实施例的车身结构10还实现了提高的行人保护性能。
而且，用于附接至下悬架臂的下支架18设置在下横向构件16与每一前侧构件14的联接部处，且用于附接至上悬架臂的上支架28设置在上横向构件26与每一上构件24的联接部处(见图1)。
前侧构件14的前端部14A与相应的上构件24的前端部24A由具有曲率的相应的(高刚性)联接构件30竖直地联接在一起。因此，在依照本典型实施例的车身结构10中，相对于从下悬架臂和上悬架臂所输入的负荷存在高的支撑刚性，能够使操纵稳定性能得到提高。
尽管已经基于附图说明了依照本典型实施例的车身结构10，但是依照本典型实施例的车身结构10没有限制于此，且设计修改可在不脱离本公开的构思的范围内适当地实施。例如，尽管联接构件30优选地被构造为包含朝向车辆前侧弯曲的弯曲部32，但是只要不具有弯曲部32的构造具有与包含弯曲部32的构造相似的刚性，就可应用所述构造。
此外，前侧构件14、上构件24、以及联接构件30可通过挤压成型轻量金属材料而一体地形成。而且，只要碰撞负荷从前保险杠加强构件38有效地被传递到碰撞盒34，可应用如下构造：在所述构造中，穿过前保险杠加强构件38的重心的中心线C2与穿过相应的碰撞盒34的重心的中心线C3在车辆上下方向上不处于基本相同的位置。
例如，也可应用如下构造：在所述构造中，碰撞盒34的装配部36(凸缘部36A)在没有朝向相应的前侧构件14延伸的情况下接合至联接构件30的车辆上下方向中央部(在顶点处的部位)。即，可应用如下构造：在所述构造中，碰撞盒34的装配部36(凸缘部36A)和相应的联接构件30的弯曲部32的下部紧固点P与穿过相应的前侧构件14的重心的中心线C1在车辆上下方向上不处于基本相同的位置处。
可选择地，碰撞盒34的装配部36(凸缘部36A)可朝向相应的前侧构件14进一步延伸。在这种情况下，装配部36(凸缘部36A)与相应的前侧构件14的重叠量增加，从而能够使前侧构件14被加强，并能够使碰撞盒34的附接强度得到提高。

Claims (4)

1.一种车身结构，包括：
侧构件，其沿车辆前后方向布置；
上构件，在沿车辆宽度方向从侧面观看时，所述上构件在所述侧构件的车辆上侧沿所述车辆前后方向布置，并且包括车辆前后方向外侧端部，所述车辆前后方向外侧端部定位在与所述侧构件的车辆前后方向外侧端部的车辆上下方向的位置不同的所述车辆上下方向的位置；
联接构件，其联接所述上构件的所述车辆前后方向外侧端部和所述侧构件的所述车辆前后方向外侧端部；以及
碰撞盒，其包括接合至所述联接构件的车辆前后方向内侧端部，
其中所述联接构件包括朝向车辆前后方向外侧弯曲的弯曲部，
所述碰撞盒的所述车辆前后方向内侧端部朝向所述侧构件延伸；并且
所述碰撞盒的所述车辆前后方向内侧端部和所述联接构件的紧固点与穿过所述侧构件的重心的中心线在所述车辆上下方向上设置在基本相同的位置。
2.根据权利要求1所述的车身结构，进一步包括接合至所述碰撞盒的车辆前后方向外侧端部的保险杠加强件，
其中穿过所述保险杠加强件的重心的中心线与穿过所述碰撞盒的重心的中心线在所述车辆上下方向上处于基本相同的位置。
3.根据权利要求2所述的车身结构，其中所述碰撞盒的所述车辆前后方向内侧端部在比所述联接构件的车辆上下方向中央部更靠车辆下侧的位置处接合至所述联接构件。
4.根据权利要求1所述的车身结构，进一步包括接合至所述碰撞盒的车辆前后方向外侧端部的保险杠加强件，
其中所述碰撞盒的所述车辆前后方向内侧端部在比所述联接构件的车辆上下方向中央部更靠车辆下侧的位置处接合至所述联接构件。
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