CN109305229B - 车身构造 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车身构造(1)，该车身构造(1)具备：在车辆的前后方向上延伸的侧框架(20)，设置在侧框架(20)的车宽内侧的第一功能部件(10)，以及从侧框架(20)向第一功能部件(10)的下方突出并在车宽方向上延伸的横梁(30)，横梁(30)具备：延伸至比侧框架(20)靠车宽外侧的延伸部(32)，以及设置在比侧框架(20)靠车宽内侧的脆弱部(33)。

Description

车身构造

相关申请的交叉引用

本申请要求享有于2017年7月26日提交的名称为“车身构造”的日本专利申请2017-144658的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本发明涉及一种在地板下部对IPU(Intelligent Power Unit智能动力单元)进行支承的车身构造。

背景技术

在专利文献1中，公开了将IPU配置于在前后方向上延伸的左右的地板框架之间的内容。IPU是由被称为智能动力单元(Intelligent Power Unit)的电池模块和动力控制单元所组成的电器部件。IPU对供给至电机的电力进行控制，以在混合动力汽车等中高效地对电机和发动机进行驱动。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利5997933号公报

发明内容

发明要解决的问题

如图8所示，当地板框架在中柱附近(图8中的(a)的后方侧)扩宽的情况下，能够充分地确保IPU和地板框架之间的保护区域b。但是，根据车型的不同，在不能够扩宽地板框架的情况下、IPU大型化的情况下等，有时不能够充分地确保保护区域b。

本发明鉴于上述问题而完成，其目的在于实现在侧面碰撞时能够对IPU等功能部件进行保护的车身构造。

为了解决上述问题并达到目的，本发明的车身构造1的特征在于，具备：在车辆的前后方向上延伸的侧框架20，设置在上述侧框架20的车宽内侧的第一功能部件10，以及从上述侧框架20向上述第一功能部件10的下方突出并在车宽方向上延伸的横梁30，上述横梁30具备：延伸至比上述侧框架20靠车宽外侧的延伸部32，以及设置在比上述侧框架20更靠车宽内侧的脆弱部33。

根据本发明，能够在侧面碰撞时对IPU等功能部件进行保护。

附图说明

图1是从车身后方观察本实施方式的车身构造中的横梁周边的构造时的剖视图。

图2中的(a)是本实施方式的车身构造的仰视图，以及图2中的(b)是图2中的(a)的P2部分的放大图。

图3中的(a)是图1的下横梁的放大图，以及图3中的(b)是图1的P1部分的放大图。

图4是在本实施方式的车身构造中的横梁单体的俯视图。

图5中的(a)是从车身前方观察本实施方式的车身构造中的、横梁的车宽中央至右侧部分时的图，图5中的(b)是从车身后方观察时的图，以及图5中的(c)是从车身上方观察时的图。

图6中的(a)是从车身前方观察加强部件时的图，图6中的(b)是从车身后方观察时的图，以及图6中的(c)是从车身下方观察时的图。

图7中的(a)是图1的下横梁的放大图，以及图7中的(b)是图7中的(a)的P3部分的放大图。

图8中的(a)是表示现有的车身构造的仰视图，以及图8中的(b)是表示现有的车身构造的剖视图。

符号说明

1：车身构造

10：IPU(第一功能部件)

10a：侧缘部

10b：下表面部

11：燃料箱

12：支承部件

20：侧框架

20’：侧框架(因侧面碰撞载荷而旋转后)

20a：上表面部

30：下横梁

30A：第一构件

30B：第二构件

30C：加强部件

31：中央部

31a：车宽外侧的端部

32：延伸部

32a：闭合截面

32b：水平部

33：脆弱部

34：倾斜部

34a：车宽内侧的端部

34b：角部

34c：下端部的线

34d：上端部

35、36：IPU与横梁的焊接位置

37：底表面部

38：前壁部

39：后壁部

40：上横梁

50：外伸叉架

50a：下表面部

60：侧梁

70：燃油配管(第二功能部件)

71：夹箍

72：双头螺栓

D1：脆弱部的截面积

D2：倾斜部的车宽内侧的部位的截面积

D3：中央部的截面积

R1：因侧面碰撞载荷的侧框架20的旋转方向

S1：因侧面碰撞载荷的水平部32b以及倾斜部34的位移方向

S2：因侧面碰撞载荷的燃油配管70的脱落方向

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。

<整体结构>

首先，参照图1，对本实施方式的车身构造的整体结构进行简要说明。

图1是从车身后方观察本实施方式的车身构造中的横梁周边的构造时的剖视图。另外，图1仅示出了下述的图2中的(a)的A-A剖面中的车宽中央至左侧。

如图1所示，本实施方式的车身构造1包括：在地板面板的下部设置的IPU10、侧框架20、下横梁30、上横梁40、外伸叉架50、以及侧梁60。

IPU10是由被称为智能动力单元(Intelligent Power Unit)的电池模块和动力控制单元所组成的电装部件，并形成为将上述部件容纳在壳体内而一体化的结构。IPU具有对供给至电机的电力进行控制以在混合动力汽车等中高效地对电机和发动机进行驱动的功能。

侧框架20在车宽方向的左右两侧沿车身前后方向延伸。侧框架20具有在车宽方向上剖切所得的形状为矩形的闭合截面。IPU10在座椅下部配置于左右一对侧框架20之间、且配置于车宽方向的中央(参照图2中的(a))。IPU10的车宽方向的两侧缘部10a固定在左右的侧框架20，并且IPU10的车宽方向两侧的下表面部10b由安装在下横梁30的上表面部的支承部件12进行保持。

下横梁30连接在左右的侧框架20上，并以在IPU10的下方突出的方式沿车宽方向延伸。上横梁40连接在左右的侧框架20上，并以在IPU10的上方突出的方式沿车宽方向延伸。下横梁30以及上横梁40配置在未图示的车身中柱附近。

外伸叉架50设置在侧框架20的车宽方向的外侧并向车宽外方延伸。外伸叉架50具有在车宽方向以及车身前后方向上剖切所得的形状为矩形的闭合截面。外伸叉架50与侧框架20的车宽外侧的表面和从下横梁30向车宽外方延伸的延伸部32邻接。

侧梁60在车宽方向的左右两侧沿车身前后方向延伸。侧梁60在侧框架20的车宽外侧以规定的间隔设置。外伸叉架50是将侧框架20的车宽外侧的表面以及延伸部32和侧梁60的车宽内侧的表面进行连接的辅助框架。

IPU10配置在座椅下部的左右一对的侧框架20之间以及下横梁30之间的空间。下横梁30在与侧框架20交叉的中柱附近不向车宽外方进行扩宽，而沿车身前后方向大致呈直线状地延伸。

通过外伸叉架50的压缩变形来吸收在侧面碰撞时从车身侧面的侧梁60输入的侧面碰撞载荷，同时，由于外伸叉架50的变形，侧框架20绕车身前后方向的轴旋转而以车宽内方向下方位移的方式变形。在本实施方式中，不对左右一对的侧框架20的间隔进行扩大地将作为第一功能部件的IPU10配置在座椅下部的地板面板2上，保护其免受侧面碰撞载荷的影响。

<IPU的支承构造>

接下来，在图1的基础上，参照图2至图7，对本实施方式的在地板下部对IPU10进行支承的车身构造1的详情进行说明。

图2中的(a)是本实施方式的车身构造的仰视图，以及图2中的(b)是图2中的(a)的P2部分的放大图。图3中的(a)是图1的下横梁的放大图，以及图3中的(b)是图1的P1部分的放大图。图4是本实施方式的车身构造中的横梁单体的俯视图。图5中的(a)是从车身前方观察本实施方式的车身构造中的横梁的车宽中央至右侧部分时的图，图5中的(b)是从车身后方观察时的图，以及图5中的(c)是从车身上方观察时的图。图6中的(a)是从车身前方观察加强部件时的图，图6中的(b)是从车身后方观察时的图，以及图6中的(c)是从车身下方观察时的图。图7中的(a)是图1的下横梁的放大图，以及图7中的(b)是图7中的(a)的P3部分的放大图。

如图1至图5所示，下横梁30具有：作为各自不同的部件而构成的第一构件30A、第二构件30B、以及加强部件30C。第一构件30A设置在车宽方向的中央，第二构件30B从第一构件30A的车宽方向的两端部向左右的车宽外方延伸。加强部件30C横跨第一构件30A和第二构件30B而设置。

第一构件30A具备沿IPU10的下表面部10b水平地延伸的中央部31。此外，中央部31只要是沿IPU10的下表面部10b的形状即可，也可以不是水平形状。

第二构件30B具备：延伸至比侧框架20更靠车宽外方的延伸部32、以及设置在比侧框架20靠车身内方的倾斜部34。加强部件30C对倾斜部34进行加强。延伸部32从侧梁60朝向侧框架20延伸。倾斜部34从侧框架20朝向IPU10而向下方倾斜。倾斜部34在向下方倾斜的同时向车宽内方水平地延伸而与第一构件30A的中央部31连接，在中央部31和倾斜部34的连接部分形成有脆弱部33。详细而言，脆弱部33形成于第一构件30A的中央部31的车宽外侧的端部、从第二构件30B的倾斜部34向中央部31水平地延伸的车宽内侧端部、以及加强部件30C的中央部31的车宽外侧端部与倾斜部34的车宽内侧端部的连接部分。

在侧面碰撞时延伸部32比侧框架20更早地受到载荷。脆弱部33由于延伸部32受到的侧面碰撞载荷而变形。这样，通过下横梁30弯曲而吸收侧面碰撞载荷，能够防止侧框架20在车宽方向上位移。详细而言，如图1的虚拟线20’所示，侧框架20即使受到侧面碰撞载荷也不向车宽内方位移，而是绕侧框架20的车身前后方向的轴即向R1方向旋转。由此，能够避免侧框架20与IPU10碰撞。

另外，在侧面碰撞时，第二构件30B的倾斜部34将第一构件30A的中央部31弯折，而使中央部31向着按向下方的方向发生变形。由此，第二构件30B的中央部31向着从IPU10的下表面部10b分离的方向发生变形，因此能够避免与IPU10的接触而对其进行保护。另外，第二构件30B的倾斜部34使得第一构件30A的中央部31更大地进行变形，从而能够吸收较大的侧面碰撞载荷。

如图2中的(b)所示，第一构件30A的中央部31沿上下方向通过点焊等而与IPU10的下表面部10b接合。第一构件30A的中央部31的侧缘部的多个位置35与IPU10的下表面部10b接合。在侧面碰撞时，第二构件30B的倾斜部34将第一构件30A的中央部31向下方按下，此时通过使第一构件30A的中央部31与IPU10的下表面部10b的焊接位置35剥离而能够将侧面碰撞载荷吸收。此外，与地板面板2相比，下横梁30的强度较高，因此能够容易地进行剥离。

如图3中的(b)所示，通过将作为不同部件的第一构件30A与第二构件30B进行连接而构成下横梁30。第二构件30B的车宽内侧的端部34a插入至第一构件30A的中央部31的车宽外侧的端部31a中，以在加强部件30C的脆弱部33处重叠的方式接合。第二构件30B的车宽内侧的端部34a插入第一构件30A的中央部31的车宽外侧的端部31a的上侧，两个部件的侧缘部在多个位置36(参照图2中的(b))通过点焊等接合。由此，在侧面碰撞时第二构件30B的车宽内侧的端部34a将第一构件30A的中央部31可靠地按下。在第二构件30B的车宽内侧的端部34a与第一构件30A的中央部31的车宽外侧的端部31a的上下关系为相反的情况下，第二构件30B的车宽内侧的端部34a从第一构件30A的中央部31的车宽外侧的端部31a分离，而不能将第一构件30A的中央部31按下。

另外，形成有脆弱部33的第二构件30B的车宽内侧的端部34a与第一构件30A的中央部31的车宽外侧的端部31a的接合部分空开规定的间隔而通过点焊接合，由此使在第一构件30A与第二构件30B的接合部分形成的脆弱部33比下横梁30的其他部分脆弱。此外，接合方式不限于点焊，也可以是断续的熔化极惰性气体保护焊(MIG)、无接合。

如图3所示，加强部件30C从第二构件30B中的倾斜部34沿着第一构件30A的中央部31呈“<”形地延伸。如图6所示，加强部件30C具有：从第二构件30B的倾斜部34沿着第一构件30A的中央部31的形状而弯折为“<”形的底表面部37、在底表面部37的车身前方侧向上方竖起的前壁部38、以及在底表面部37的车身后方侧向上方竖起的后壁部39。在底表面部37形成有凹形的脆弱部33。前壁部38形成为比后壁部39低，后壁部39形成为比第二构件30B的倾斜部34的高度低。

加强部件30C对第二构件30B的倾斜部34朝向第一构件30A的中央部31水平地弯折的角部34b进行加强。通过用加强部件30C对倾斜部34中的比脆弱部33靠车宽外侧的角部34b进行加强，防止由于侧面碰撞载荷而使下横梁30中的第二构件30B在比脆弱部33靠车宽外侧的角部34b处弯折，并能够构成为可靠地在脆弱部33附近弯折。换言之，能够防止由于角部34b弯折而将第一构件30A的中央部31推高。

另外，加强部件30C延伸至比倾斜部34中的脆弱部33靠车宽内侧、即第一构件30A的中央部31的内表面。由此，能够使第二构件30B在脆弱部33附近可靠地向下方弯折，并能够通过加强部件30C将第一构件30A的中央部31直接按下。

如图1所示，上横梁40安装在左右的侧框架20的上表面部20a的车宽外侧。由此，允许侧框架20的绕车身前后方向的轴的向车宽外侧的旋转R1，同时能够防止侧框架20向车宽内侧位移。另外，由于能够将侧面碰撞载荷分散在上横梁40上，因此能够相对于较大的侧面碰撞载荷而保护IPU10。

下横梁30中的第二构件30B的延伸部32在与外伸叉架50的下表面部50a之间形成闭合截面32a，闭合截面32a形成为越朝向车宽外方的侧梁60侧则截面积(上下方向的宽度)越小。另外，延伸部32和外伸叉架50在侧梁60的上下方向的宽度尺寸的范围内配置。

在侧面碰撞时，第二构件30B的延伸部32与外伸叉架50一起在轴向(车宽方向)上被压扁而将载荷吸收，同时能够将载荷直接传递至脆弱部33侧。由于闭合截面32a中的侧梁60侧(车宽外侧)的闭合截面较小，因此成为难以阻碍外伸叉架50以及第二构件30B的延伸部32在轴向上的压扁的构造。

另外，如图5中的(a)所示，从车宽方向观察横梁30时，加强部件30C的脆弱部33附近的截面积D1，小于比脆弱部33靠车宽外侧且第二构件30B的倾斜部34的车宽内侧的部位的截面积D2、以及小于比脆弱部33靠车宽内侧的第一构件30A的中央部31的截面积D3。通过将加强部件30C的脆弱部33附近的截面积设为比下横梁30的其他部位小，能够更加可靠地在加强部件30C的脆弱部33处将下横梁30向下方弯折。

如图7所示，下横梁30中的第二构件30B的延伸部32具备从倾斜部34朝向车宽外侧水平地延伸的水平部32b。在水平部32b的下方、且比倾斜部34的下端部(角部34b)的线34c靠上方的范围内配置有燃油配管70。燃油配管70，从与IPU10的车身后方侧相邻地配置的燃料箱11(参照图2)向车身前方侧延伸。由此，能够利用水平部32b与倾斜部34之间的空间而对作为第二功能部件的燃油配管70进行容纳保持。

燃油配管70通过夹箍71等支承部件安装在水平部32b上。夹箍71安装在从水平部32b向下方延伸的双头螺栓72等固定部件上。夹箍71通过相对于双头螺栓72从下方向上方插入而安装于水平部32b上。

在侧面碰撞时，第二构件30B的倾斜部34的上端部34d以及与其连接的水平部32b向下方S1位移而与燃油配管70干涉，根据该原理夹箍71从双头螺栓72向下方S2脱落，使燃油配管70向水平部32b的下方脱离。由此，能够防止燃油配管70被夹在侧梁60与倾斜部34之间。

[实施方式的总结]

<第一方式>

其特征在于，具备：

在车辆的前后方向上延伸的侧框架20，

设置在上述侧框架20的车宽内侧的第一功能部件10，以及

从上述侧框架20向上述第一功能部件10的下方突出并在车宽方向上延伸的横梁30，

上述横梁30具备：延伸至比上述侧框架20靠车宽外侧的延伸部32，以及

设置在比上述侧框架20靠车宽内侧的脆弱部33。

根据第一实施方式，在侧面碰撞时延伸部32比侧框架20更早地受到载荷。脆弱部33由于延伸部32受到的侧面碰撞载荷而变形。这样，通过横梁30弯曲而吸收侧面碰撞载荷，能够防止侧框架20在车宽方向上位移。详细而言，侧框架20即使受到侧面碰撞载荷也不向车宽内方位移，而是绕侧框架20的车身前后方向的轴旋转。由此，能够避免侧框架20与第一功能部件10碰撞。

<第二方式>

其特征在于，在第一方式中，上述横梁30具备：从上述侧框架20朝向上述第一功能部件10而向下方倾斜的倾斜部34、以及沿着上述第一功能部件10的下表面部10b在车宽方向上延伸的中央部31，

上述脆弱部33形成在上述中央部31。

根据第二方式，在侧面碰撞时，倾斜部34将中央部31弯折，而使中央部31向着按向下方的方向发生变形。由此，中央部31向着从第一功能部件10的下表面部10b分离的方向发生变形，因此能够避免与第一功能部件10的接触而对其进行保护。另外，倾斜部34使得中央部31更大地发生变形，从而能够吸收较大的侧面碰撞载荷。

<第三方式>

其特征在于，在第二方式中，上述中央部31沿上下方向与上述第一功能部件10的下表面部10b接合。

根据第三方式，在侧面碰撞时，倾斜部34将中央部31向下方按下，此时通过使中央部31与第一功能部件10的下表面部10b的焊接位置35剥离而能够将侧面碰撞载荷吸收。

<第四方式>

其特征在于，在第二方式或第三方式中，上述倾斜部34和上述中央部31由不同部件构成，

上述脆弱部33形成于上述倾斜部34与上述中央部31的接合部分，

上述倾斜部34的车宽内侧的端部34a插入于上述中央部31的车宽外侧的端部31a的上侧。

根据第四方式，在侧面碰撞时，横梁30的车宽内侧的端部34a将横梁30的中央部31可靠地按下。

<第五方式>

其特征在于，在第一方式至第四方式中的任一方式中，设置有加强部件30C，该加强部件30C从上述倾斜部34沿着上述中央部31向车宽内侧延伸，并对上述倾斜部34与上述中央部31之间的角部34b进行加强。

根据第五方式，通过用加强部件30C对比脆弱部33靠车宽外侧的角部34b进行加强，防止由于侧面碰撞载荷而使横梁30在比脆弱部33靠车宽外侧的角部34b处弯折，并能够构成为可靠地在脆弱部33处弯折。换言之，能够防止由于角部34b弯折而将横梁30的中央部31推高。

<第六方式>

在第五方式中，上述加强部件30C延伸至比上述脆弱部33靠车宽内侧。

根据第六方式，使横梁30在脆弱部33处可靠地向下方弯折，并能够通过加强部件30C将横梁30的中央部31直接按下。

<第七方式>

其特征在于，在第一方式至第六方式中的任一方式中，还具备从上述侧框架20向上述第一功能部件10的上方突出并沿车宽方向延伸的上横梁40，

上述上横梁40安装在上述侧框架20的上表面部20a的车宽外侧。

根据第七方式，允许侧框架20的绕车身前后方向的轴的向车宽外侧的旋转R1，同时能够防止侧框架20向车宽内侧位移。另外，由于能够将侧面碰撞载荷分散在上横梁40上，因此能够相对于较大的侧面碰撞载荷而保护第一功能部件10。

<第八方式>

在第一方式至第七方式中的任一方式中，还具备：在上述侧框架20的车宽外侧设置的侧梁60，以及

在上述侧梁60与上述侧框架20之间设置的外伸叉架50，

上述延伸部32在与上述外伸叉架50的下表面部50a之间形成闭合截面32a，

上述闭合截面32a形成为越朝向车身外侧则截面积越小。

根据第八方式，在侧面碰撞时，延伸部32与外伸叉架50一起在轴向(车宽方向)上被压扁而将载荷吸收，同时能够将载荷直接传递至脆弱部33侧。由于闭合截面32a中的侧梁60侧(车宽外侧)的闭合截面较小，因此成为难以阻碍外伸叉架50以及延伸部32在轴向上的压扁的构造。

<第九方式>

其特征在于，在第一方式至第八方式中的任一方式中，上述横梁30中的设置有上述脆弱部33的部位的截面积D1，小于比上述延伸部32靠车宽内侧且比上述脆弱部33靠车宽外侧的部位的截面积D2、以及小于比上述脆弱部33靠车宽内侧的部位的截面积D3。

根据第九方式，通过将脆弱部33附近的截面积设为比横梁30中的其他部位小，能够更加可靠地在脆弱部33处使横梁30向下方弯折。

<第十方式>

其特征在于，在第一方式至第九方式中的任一方式中，上述横梁30具备从上述倾斜部34朝向车宽外侧水平地延伸的水平部32b，

在上述水平部32b的下方、且比上述倾斜部34的下端部34c靠上方配置有第二功能部件70。

根据第十方式，能够利用水平部32b与倾斜部34之间的空间而对第二功能部件70进行容纳保持。

<第十一方式>

在第十方式中，上述第二功能部件70通过从下方向上方插入而安装在上述水平部32b上。

根据第十一方式，在侧面碰撞时，倾斜部34以及与其连接的水平部32b向下方S1位移而与第二功能部件70干涉，并使第二功能部件70向水平部32b的下方脱离。由此，能够防止第二功能部件70被夹在侧梁60与倾斜部34之间。

Claims (9)

1.一种车身构造，其特征在于，具备：

在车辆的前后方向上延伸的侧框架；

设置在所述侧框架的车宽内侧的第一功能部件；以及

从所述侧框架向所述第一功能部件的下方突出并在车宽方向上延伸的横梁，

所述横梁具备：延伸至比所述侧框架靠车宽外侧的延伸部；

设置在比所述侧框架靠车宽内侧的脆弱部；

从所述侧框架朝向所述第一功能部件而向下方倾斜的倾斜部；以及

沿着所述第一功能部件的下表面部在车宽方向上延伸的中央部，

所述倾斜部和所述中央部由不同部件构成，

所述脆弱部形成于所述倾斜部与所述中央部的接合部分，

所述倾斜部的车宽内侧的端部插入于所述中央部的车宽外侧的端部的上侧。

2.根据权利要求1所述的车身构造，其特征在于，

所述中央部沿上下方向与所述第一功能部件的下表面部接合。

3.根据权利要求1所述的车身构造，其特征在于，

设置有加强部件，该加强部件从所述倾斜部沿着所述中央部向车宽内侧延伸，并对所述倾斜部与所述中央部之间的角部进行加强。

4.根据权利要求3所述的车身构造，其特征在于，

所述加强部件延伸至比所述脆弱部靠车宽内侧。

5.根据权利要求1所述的车身构造，其特征在于，

还具备从所述侧框架向所述第一功能部件的上方突出并沿车宽方向延伸的上横梁，

所述上横梁安装在所述侧框架的上表面部的车宽外侧。

6.根据权利要求1所述的车身构造，其特征在于，

还具备：在所述侧框架的车宽外侧设置的侧梁，以及

在所述侧梁与所述侧框架之间设置的外伸叉架，

所述延伸部在与所述外伸叉架的下表面部之间形成闭合截面，

所述闭合截面形成为越朝向车宽外侧则截面积越小。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的车身构造，其特征在于，

所述横梁中的设置有所述脆弱部的部位的截面积，小于比所述延伸部靠车宽内侧且比所述脆弱部靠车宽外侧的部位的截面积、以及小于比所述脆弱部靠车宽内侧的部位的截面积。

8.根据权利要求1所述的车身构造，其特征在于，

所述横梁具备从所述倾斜部朝向车宽外侧水平地延伸的水平部，

在所述水平部的下方、且比所述倾斜部的下端部靠上方配置有第二功能部件。

9.根据权利要求8所述的车身构造，其特征在于，

所述第二功能部件通过从下方向上方插入而安装在所述水平部上。

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