CN107813873A - 车辆用梁构造 - Google Patents

Abstract

提供一种能够利用加强部件的弯折强度和压缩强度来增加车辆碰撞时的载荷吸收量的车辆用梁构造。具备：外钣金(2a)；内钣金(2b)，与外钣金(2a)一起构成前后延伸的主闭合截面(C)；第2加强件(12)，在主闭合截面(C)内与外钣金(2a)一起构成前后延伸的副闭合截面(c)；筋条部(9)，形成在内钣金(2b)的与第2加强件(12)对应的部分，并且形成前侧梁(2)因碰撞载荷而向第2加强件(12)侧弯折的起点；第2安装部件(14)，设置在比第2加强件(12)更靠前侧位置，在车辆碰撞时，能够将第2加强件(12)向弯折方向压溃，第2安装部件(14)具备形成在主闭合截面C内的节状部件(23)。

Description

车辆用梁构造

技术领域

本发明涉及车辆用梁构造，该车辆用梁构造具备加强部件，该加强部件在主闭合截面内与外钣金和内钣金之中的一个钣金构成在前后方向上延伸的副闭合截面。

背景技术

以往，在高张力钢板制的前侧梁的前端部分设置可进行轴压缩变形的溃缩盒，通过采用从前侧梁的途中部到后端部能够积极地弯折变形的多个冲击吸收机构，由此，增加碰撞时的冲击能量吸收量，在前方碰撞时保护乘客。

在这样的冲击吸收机构中，在溃缩盒进行轴压缩变形后，由前侧梁的弯折变形吸收的冲击载荷占到能量吸收量整体的大半，所以弯折变形的能量吸收特性与压缩变形的能量吸收特性相比，给EA(Energy Absorption)性能带来的影响更大。

在此，本申请人提出如下的梁构造：对于与梁的主闭合截面一起在上下方向上相邻地形成的多个副闭合截面，使其横比比纵比更大，在弯折变形过渡时，能够扩大对于产生的载荷有贡献的梁区域，换言之，已经提出了在弯折变形中的一定行程的期间，能够维持适于冲击能量吸收的载荷的梁构造。

专利文献1的梁构造，第1加强部件与主闭合截面一起形成上下相邻的5个副闭合截面，该第1加强部件具备：第1分隔壁部，具有第1压缩侧分隔部和第1拉伸侧分隔部；以及第2分隔壁部，具有第2压缩侧分隔部和第2拉伸侧分隔部，彼此相对的拉伸侧棱线部的上下间隔相比于彼此相对的压缩侧棱线部的上下间隔更小地形成，当输入载荷时，前侧区域的前端部分的第1、第2压缩侧分隔部的横向宽度和第1、第2拉伸侧分隔部的横向宽度之差，比前侧区域的后半部分的第1、第2压缩侧分隔部的横向宽度和第1、第2拉伸侧分隔部的横向宽度更小地形成。

由此，在梁发生弯折后，彼此相对的拉伸侧棱线部尽早地抵接，各分隔壁部一起在拉伸侧构成衍架构造，抑制伴随着弯折变形的截面塌缩。

专利文献1：日本特开2016-113084号公报

专利文献1的梁构造，能够将允许极限载荷增加到材料的塑性区域，增加梁的弯折变形时的EA效率。

但是，专利文献1的加强部件虽然能够通过加强部件所保有的弯折强度来增加EA效率，但是完全没有考虑轴压缩变形，加强部件所保有的压缩强度没有充分地贡献到梁的弯折变形时的EA效率增加。

即，如果除了加强部件的弯折强度之外，还能够使用压缩强度来吸收冲击载荷，能够进一步增加EA效率，能够增加载荷吸收量。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种能够通过加强部件的弯折强度和压缩强度来增加车辆碰撞时的载荷吸收量的车辆用梁构造等。

方案1的车辆用梁构造具备：外钣金，形成车宽方向外侧壁部；内钣金，形成车宽方向内侧壁部，并且与所述外钣金一起构成沿前后方向延伸的主闭合截面；以及加强部件，在所述主闭合截面内与所述外钣金和所述内钣金之中的一个钣金一起构成沿前后方向延伸的副闭合截面，该车辆用梁构造的特征在于，还具备：弯折促进部，形成在所述外钣金和所述内钣金之中的另一个钣金的与所述加强部件对应的部分，并且形成所述车辆用梁因碰撞载荷而向所述加强部件侧弯折的起点；以及压溃机构，设置在比所述加强部件更靠前端侧位置，在车辆碰撞时，能够将所述加强部件向弯折方向压溃。

在该车辆用梁构造中，具有弯折促进部，该弯折促进部形成在所述外钣金和内钣金之中的另一个钣金的与所述加强部件对应的部分，并且形成所述车辆用梁因碰撞载荷而向所述加强部件侧弯折的起点，所以能够使加强部件通过冲击载荷而在预先设定的起点发生弯折变形。

在比所述加强部件更靠前端侧位置具有压溃机构，该压溃机构在车辆碰撞时能够将所述加强部件向弯折方向压溃，所以压溃机构能够将加强部件向弯折方向压溃，能够通过加强部件的压缩强度来吸收冲击载荷。

方案2的发明，在方案1的发明中，所述压溃机构具备形成在所述主闭合截面内的节状部件。

根据该构成，能够通过现有的刚性部件即节状部件来将加强部件向弯折方向压溃。

方案3的发明，在方案1或2的发明中，所述压溃机构与所述另一个钣金接合。

根据该构成，能够利用另一个钣金的变形来使压溃机构向弯折方向移位。

方案4的发明，在方案1或2的发明中，所述加强部件从所述另一个钣金分离。

根据该构成，能够通过冲击载荷相对于另一个钣金开始预先规定的弯折变形，能够带有时间差地使加强部件发生弯折变形。

方案5的发明，在方案1或2的发明中，所述压溃机构具备辅机安装用筒部件。

根据该构成，能够利用现有的高刚性部件即辅机安装用筒部件将加强部件可靠地向弯折方向压溃。

方案6的发明，在方案2的发明中，所述节状部件形成为朝向所述另一个钣金开口的截面大致U字状，并且前后端部与所述另一个钣金接合。

根据该构成，由U字状的节状部件和另一个钣金在俯视时形成闭合截面，能够在碰撞时与加强部件接触而能够进一步促进压溃。

方案7的发明，在方案6的发明中，具备在所述节状部件的U字状截面内沿上下方向延伸的辅机安装用筒部件。

根据该构成，在碰撞时使上述闭合截面与加强部件接触而压溃时，能够通过配置在内方的筒部件来抑制闭合截面塌缩。

方案8的发明，在方案2、6、7中任一项的发明中，所述内钣金由侧壁部、上壁部、下壁部、以及从上壁部及下壁部的侧端分别向上下延伸的内钣金突缘部构成，在正面观察时形成为帽状截面形状，所述内钣金突缘部分别与形成于所述外钣金且分别向上下延伸的外钣金突缘部接合，所述节状部件具备节状部件突缘部，该节状部件突缘部与所述内钣金中的侧壁部、上壁部、下壁部接合，并且从上端及下端分别向上方及下方延伸，所述节状部件突缘部夹在所述内钣金突缘部和所述外钣金突缘部之间而三重接合。

根据该构成，在碰撞时压溃机构与加强部件接触而加强部件逐渐被压溃时，能够抑制压溃机构抵挡不住加强部件的压溃方向的耐力而另一个钣金的相反侧相对于另一个钣金向前方侧移位。

附图说明

图1是实施例1的车体前部的平面图。

图2是从发动机舱内侧上方观察右侧前侧梁的侧面图。

图3是从右侧前侧梁省略了内钣金的侧面图。

图4是图2的IV-IV线截面图。

图5是图2的V-V线截面图。

图6是表示第2加强件的图，(a)是正面图，(b)是侧面图，(c)是从斜前方观察的图。

图7是表示第2安装部件的图，(a)是平面图，(b)是从斜上方观察的图，(c)是从斜下方观察的图。

图8是说明车辆碰撞后的第2加强件和第2安装部件的举动的图。

符号的说明：

V车辆；C主闭合截面；c副闭合截面；2前侧梁；2a外钣金；2b内钣金；9筋条部；12第2加强件；14第2安装部件；23节状部件；24衬套

具体实施方式

以下基于附图详细说明本发明的实施方式。

在以下的说明中，例示了将本发明应用到车辆的前侧梁，但是本发明的应用物或其用途不限于此。

另外，在图中，箭头F方向表示前方，箭头L方向表示左方，箭头U方向表示上方。

【实施例1】

以下基于图1～图8说明本发明的实施例1。

首先，简洁地说设置有前侧梁的前部车体构造。

如图1、图2所示，车辆V包括：发动机隔板1，向上下及左右延伸，分隔出发动机舱E和车厢；左右1对前侧梁2(车辆用梁)，在该发动机隔板1的前侧沿前后延伸；左右1对悬架塔罩部3，在上述1对前侧梁2的车宽方向外侧位置以塔罩形状分别立设；左右1对裙板部4，沿上下及前后延伸，将上述1对悬架塔罩部3和前述的发动机隔板1分别连结；左右1对裙板加强件5，从上述1对裙板部4上端分别向前后延伸；以及桶状的护罩单元6，将1对悬架塔罩部3的后侧上端部连结。

另外，该前部车体构造是左右对称构造，所以主要说明车体右侧的构造。

接下来详细说明前侧梁2。

前侧梁2在前端部经由装配板设置有溃缩盒(图示略)，该溃缩盒在车辆碰撞时从前面承受了冲击载荷时进行压缩变形(轴压缩变形)，吸收碰撞能量的一部分。

此外，该前侧梁2在途中部分支承着包括大致圆柱形状的发动机固定装置(图示略)在内的各种辅机，在后端侧部分支承着悬架副梁(图示略)。

如图3～图5所示，前侧梁2具备通过对高张力钢板进行冲压成形而形成的大致帽状的外钣金2a和内钣金2b等。

外钣金2a和内钣金2b为，各自的上下两突缘部分别接合而构成主闭合截面C，该主闭合截面C是上下方向上较长的所谓纵比大于横比的大致矩形状，且沿着前后方向以直线状延伸。

在外钣金2a上形成有弯曲部7和筋条部8，该弯曲部7在途中部分向左方(内钣金2b侧)弯曲，该筋条部8在后端部分向左方凹入。

这些弯曲部7及筋条部8在从前方输入了冲击载荷时，形成外钣金2a朝向左方进行弯折变形的起点。

在内钣金2b上形成有筋条部9(弯折促进部)，该筋条部9在比弯曲部7更靠后方且比筋条部8更靠前方部分向右方凹入且上下延伸。

筋条部9在从前方输入了冲击载荷时，形成内钣金2b朝向右方进行弯折变形的起点。

如图3～图5所示，在前侧梁2的主闭合截面C内，配0设有用于提高前侧梁2的刚性的第1、第2加强件11、12和用于支撑各种辅机类的第1～第3安装部件13～15等。

第1加强件11与弯曲部7左右重叠地配置，具备截面大致W字状的主体部11a和从该主体部11a的上下两端部分别延伸的1对突缘部11b。因此，在车辆碰撞时，弯曲部7构成第1加强件11的弯折的起点。

主体部11a中，中段部的右侧壁部与外钣金2a接合，上段部及下段部的左侧壁部与内钣金2b接合。

1对突缘部11b夹在外钣金2a的上下突缘部和内钣金2b的上下突缘部之间而3重接合。

由此，第1加强件11与外钣金2a一起构成沿前后延伸的上下1对闭合截面、在该上下1对闭合截面之间与内钣金2b一起构成沿前后延伸的闭合截面，在主闭合截面C内构成3个闭合截面。

接下来说明第2加强件12(加强部件)。

如图3～图5所示，第2加强件12配置在比第1加强件11更靠后方且与筋条部9左右对置的区域。因此，在车辆碰撞时，筋条部9构成第2加强件12的弯折的起点。

如图6(a)～图6(c)所示，第2加强件12具备截面大致W字状的主体部12a和从该主体部12a的上下两端部分别延伸的1对突缘部12b。

主体部12a中，中段部的右侧壁部从外钣金2a稍稍分离地形成，上段部及下段部的左侧壁部从内钣金2b分离规定距离而形成。上侧突缘部12b通过焊接而接合到外钣金2a的比上侧突缘部更靠下侧部分，下侧突缘部12b通过焊接而接合到外钣金2a的比下侧突缘部更靠上侧部分。

由此，第2加强件12在主闭合截面C内在与筋条部9对置的位置与外钣金2a一起构成沿前后延伸的截面大致U字状的副闭合截面c。

接下来说明第1、第2安装部件13、14。

第1安装部件13将辅机支承在前侧梁2上，所以配置在比第1加强件11更靠前方位置。

该第1安装部件13具备与外钣金2a和内钣金2b接合的节状部件21、以及与该节状部件21接合的筒状的衬套22。

第1安装部件13除了设置位置和支持对象物之外，与第2安装部件14构造相同。

如图3、图4所示，第2安装部件14(压溃机构)通过发动机固定装置将动力单元(图示略)弹性支承，所以配置在比第1加强件11更靠后方且比第2加强件12更靠前方位置。

该第2安装部件14具备与外钣金2a和内钣金2b接合的节状部件23、以及与该节状部件23接合的筒状的衬套24。

如图7(a)～图7(c)所示，节状部件23具备：主体部23a，形成为截面大致U字状，朝向左方开口；前后1对第1突缘部23b，从该主体部23a的前端及后端向前方及后方以铅垂状分别延伸；前后1对第2突缘部23c，从主体部23a的上侧前端及上侧后端向前方及后方以水平状分别延伸；前后1对第3突缘部23d，从主体部23a的下侧前端及下侧后端向前方及后方以水平状分别延伸；以及前后1对第4突缘部23e，从主体部23a的上端及下端向上方及下方以铅垂状分别延伸。

如图4所示，主体部23a形成为可围绕衬套24的前后及右侧部分。主体部23a的右端部配置为，与第2加强件12的左右尺寸的中央地点相比更接近外钣金2a。

1对第1突缘部23b与内钣金2b的侧壁部接合，后侧的第1突缘部23b固接到比筋条部9更靠前方位置。

1对第2突缘部23c与内钣金2b的上壁部接合，1对第3突缘部23d与内钣金2b的下壁部接合。

1对第4突缘部23e夹在外钣金2a的上下突缘部和内钣金2b的上下突缘部之间而3重接合。

通过以上的构成，如图8所示，在从前方输入了冲击载荷时，主体部23a跟随朝向右方进行弯折变形的内钣金2b而向第2加强件12的弯折方向移动，在大致圆弧状的轨迹T上移动。

主体部23a的后端壁部与第2加强件12的前端部抵接之后，包括衬套24在内，主体部23a对第2加强件12的按压开始，第2加强件12被压溃。

使第2加强件12与弯折变形大致同步地发生压溃所导致的压缩变形。

接下来说明第3安装部件15。

第3安装部件15将悬架副梁支承在前侧梁2上，所以配置在比第2加强件12更靠后方位置。

该第3安装部件15具备：与外钣金2a和内钣金2b接合的节状部件25、以及与该节状部件25接合的筒状的螺母26。

如图3、图4所示，节状部件25配设为将主闭合截面C前后分隔开，上下左右的突缘部焊接到外钣金2a和内钣金2b。

螺母26配置在节状部件25的前侧，能够经由螺栓支承悬架副梁。

接下来说明本实施例的车辆用梁构造的作用和效果。

该车辆用梁构造具有筋条部9，该筋条部9形成在内钣金2b的与第2加强件12对应的部分，并且形成前侧梁2(内钣金2b)因碰撞载荷而向第2加强件12侧弯折的起点，所以能够使第2加强件12通过冲击载荷而在预先设定的起点进行弯折变形。

在比第2加强件12更靠前侧位置具有第2安装部件14，该第2安装部件14在车辆碰撞时能够将第2加强件12向弯折方向压溃，所以第2安装部件14能够将第2加强件12向弯折方向压溃，能够通过第2加强件12的压缩强度来吸收冲击载荷。

第2安装部件14具备形成在主闭合截面C内的节状部件23，所以能够通过现有的刚性部件、即节状部件23将第2加强件12向弯折方向压溃。

第2安装部件14接合到内钣金2b，所以能够利用内钣金2的变形使压溃机构向弯折方向移位。

第2加强件12从内钣金2b分离，所以能够通过冲击载荷而相对于内钣金2b开始预先规定的弯折变形，能够带有时间差地使第2加强件12进行弯折变形。

第2安装部件14具备衬套24，所以能够通过现有的高刚性部件即衬套24使第2加强件12可靠地向弯折方向压溃。

另外，节状部件25形成为朝向内钣金2b开口的截面大致U字状，并且前后端部与内钣金2b接合。

由此，由U字状的节状部件25和内钣金2b在俯视时形成闭合截面，所以在碰撞时与第2加强件12接触而进一步促进压溃。

另外，在节状部件25的U字状截面内具备沿上下方向延伸的衬套24。

通过该构成，在碰撞时使上述闭合截面与第2加强件12接触而压溃时，能够通过在内方配置的衬套24抑制闭合截面塌缩。

另外，节状部件25的一对第4突缘部23e分别夹在外钣金2a的上下突缘部和内钣金2b的上下突缘部之间而3重接合。

通过该构成，在碰撞时第2安装部件14与第2加强件12接触而第2加强件12逐渐压溃时，能够抑制第2安装部件14抵挡不住第2加强件12的压溃方向的耐力而外钣金2a侧相对于内钣金2b向前方侧移位。

接下来说明将所述实施方式部分地变更的变形例。

1〕在所述实施方式中说明了前侧梁的例子，但是也可以应用到后侧梁、悬架横梁、防撞梁、中立柱、防撞杆等，只要是至少作用压缩载荷和拉伸载荷的车辆用梁，都可以应用。

2〕在所述实施方式中，说明了作为1个加强件及压溃机构而设置1个安装部件的例子，但是也可以在梁内设置多组加强件和配置在该加强件的前端侧(冲击载荷输入侧)的压溃机构。

此外，压溃机构并不必须具备节状部件和衬套，只要能够通过冲击载荷而跟随加强件的弯折的变形方向移动，并且能够按压压溃即可，可以是衬套、螺母、螺栓等任何部件。

3〕其他，本领域技术人员能够在不脱离本发明的主旨的范围内以对所述实施方式附加了各种变更的方式来实施，本发明也包含这样的实施方式。

Claims (8)

1.一种车辆用梁构造，具备：外钣金，形成车宽方向外侧壁部；内钣金，形成车宽方向内侧壁部，并且与所述外钣金一起构成沿前后方向延伸的主闭合截面；以及加强部件，在所述主闭合截面内与所述外钣金和所述内钣金之中的一个钣金一起构成沿前后方向延伸的副闭合截面，

该车辆用梁构造的特征在于，还具备：

弯折促进部，形成在所述外钣金和所述内钣金之中的另一个钣金的与所述加强部件对应的部分，并且形成所述车辆用梁因碰撞载荷而向所述加强部件侧弯折的起点；以及

压溃机构，设置在比所述加强部件更靠前端侧位置，在车辆碰撞时，能够将所述加强部件向弯折方向压溃。

2.如权利要求1所述的车辆用梁构造，

所述压溃机构具备形成在所述主闭合截面内的节状部件。

3.如权利要求1或2所述的车辆用梁构造，

所述压溃机构与所述另一个钣金接合。

4.如权利要求1或2所述的车辆用梁构造，

所述加强部件从所述另一个钣金分离。

5.如权利要求1或2所述的车辆用梁构造，

所述压溃机构具备辅机安装用筒部件。

6.如权利要求2所述的车辆用梁构造，

所述节状部件形成为朝向所述另一个钣金开口的截面大致U字状，并且前后端部与所述另一个钣金接合。

7.如权利要求6所述的车辆用梁构造，

具备在所述节状部件的U字状截面内沿上下方向延伸的辅机安装用筒部件。

8.如权利要求2、6、7中任一项所述的车辆用梁构造，

所述内钣金由侧壁部、上壁部、下壁部、以及从上壁部及下壁部的侧端分别向上下延伸的内钣金突缘部构成，在正面观察时形成为帽状截面形状，

所述内钣金突缘部分别与形成于所述外钣金且分别向上下延伸的外钣金突缘部接合，

所述节状部件具备节状部件突缘部，该节状部件突缘部与所述内钣金中的侧壁部、上壁部、下壁部接合，并且从上端及下端分别向上方及下方延伸，所述节状部件突缘部夹在所述内钣金突缘部和所述外钣金突缘部之间而三重接合。