CN109572826B - 车辆前部构造及车辆用托架 - Google Patents

Abstract

本申请提供车辆前部构造和车辆用托架。托架具备：前侧紧固部、后侧紧固部及将两者连结的连接部。前侧紧固部及后侧紧固部抵接于Fr纵梁的上表面并从Fr纵梁的上表面向车辆宽度方向内侧伸出而与MGCpm横梁上表面抵接。另外，前侧紧固部及后侧紧固部以隔着Fr纵梁的弯曲屈曲起点而沿前后方向配置一对的方式设置。连接部形成为在俯视截面中沿车辆宽度方向凹陷的方槽形状并具备前壁部、后壁部及侧壁部。由此，能够安装于Fr纵梁并抑制正面碰撞时对Fr纵梁的弯曲屈曲的干涉。

Description

车辆前部构造及车辆用托架

本申请要求2017年9月19日提交的、申请号为2017-179212的日本申请的优先权，并通过引用全部并入本文中。

技术领域

本公开涉及车辆前部构造及车辆用托架。

背景技术

例如如日本特开2011-20627号公报记载那样，在电动汽车的车辆前部设有搭载作为驱动源的旋转电机的电动机舱(以下适当记载为MG舱)。

在MG舱中，在车辆的骨架部件上搭载旋转电机。具体而言，在MG舱中，沿车辆的前后方向延伸设置有一对前纵梁(以下适当记载为Fr纵梁)作为骨架部件。此外，以架设于一对Fr纵梁的方式设置电动机舱横梁(以下适当记载为MGCpm横梁)。在MGCpm横梁上搭载旋转电机(驱动设备)。

MGCpm横梁经由托架而固定于Fr纵梁。例如托架紧固连接于Fr纵梁上表面。此外，托架的一部分从Fr纵梁向车辆宽度方向内侧伸出，在其伸出的部位还设有螺栓孔。在车辆的组装工序中，将搭载有旋转电机的MGCpm横梁从下方抬起到悬吊的状态下的车身上，对MGCpm横梁的宽度方向端部与托架的伸出部分进行螺栓紧固。

发明内容

然而，在Fr纵梁中，采用通过屈曲变形来吸收正面碰撞时的冲击的构造。例如如图10例示的那样，在Fr纵梁100上设有弯曲屈曲起点102A、102B、102C。例如在构成Fr纵梁100的板材上，为了提高面压刚性而设有对板材的一部分进行了锻造而成的加强筋103。在例如加强筋103沿板材的长度方向间歇性地形成的情况下，相邻的加强筋103、103间的面压刚性相对较低的部位成为弯曲屈曲起点102。如图10记载的那样，在弯曲屈曲起点102A～102C设置于Fr纵梁100的侧面的情况下，在正面碰撞时，Fr纵梁100主要向车辆宽度方向内侧及外侧弯折。

在此，根据托架的与Fr纵梁的紧固连接形态的不同，而有时会妨碍Fr纵梁的屈曲变形。例如如图11例示的那样，在隔着弯曲屈曲起点102A而设有一对紧固部104A、104B的情况下，在Fr纵梁100发生弯曲屈曲时，托架106支出而妨碍弯曲屈曲。

例如在图11的情况下，Fr纵梁100以弯曲屈曲起点102A为中心而向内侧折地弯曲屈曲。此时，紧固部104A、104B间的距离D1扩大。在距离D1扩大时，向托架106的紧固部104A、104B间的板材施加拉伸载荷，与之对应地在该板材上产生拉伸应力。由于该拉伸应力而可能会妨碍Fr纵梁100的弯曲屈曲。

因此，本公开目的在于提供一种安装于Fr纵梁并能够抑制对Fr纵梁的弯曲屈曲变形的干涉的车辆用托架及具备该车辆用托架的车辆前部构造。

用于解决课题的方案

本公开涉及车辆前部构造。该构造具备一对Fr纵梁、支撑框架及托架。一对Fr纵梁沿车辆前后方向延伸设置。支撑框架设置在一对Fr纵梁之间并搭载作为驱动源的旋转电机。托架将支撑框架固定于一对Fr纵梁。在Fr纵梁形成有向车辆宽度方向弯曲屈曲的弯曲屈曲起点。在托架上以隔着Fr纵梁的弯曲压弯起点而沿前后方向配置一对的方式设有紧固部，上述紧固部与Fr纵梁的上表面抵接并从Fr纵梁的上表面向车辆宽度方向内侧伸出而与支撑框架的上表面抵接。在托架上还设有在俯视截面中沿车辆宽度方向凹陷的方槽形状的连接部，上述连接部具备：与一对紧固部中的前方的紧固部连接并沿高度方向延伸设置的前壁部、与一对紧固部中的后方的紧固部连接并沿高度方向延伸设置的后壁部及将前壁部和后壁部连接的侧壁部。

根据上述公开，连接部成为在俯视截面中沿车辆宽度方向凹陷的方槽形状(所谓U字形状)，能够对应于车辆前后方向的载荷输入而弯曲变形。因此，例如在Fr纵梁发生弯曲屈曲时，一对紧固部间的距离变化，但是此时对应于向托架输入的车辆前后方向的载荷而连接部弯曲变形。紧固部间的距离能够通过该弯曲变形而变化，其结果是可抑制对Fr纵梁的弯曲屈曲的干涉。

另外，在上述公开中，可以是，连接部沿着挡泥板的内壁面的形状而沿高度方向延伸设置，通过挡泥板、前壁部、侧壁部及后壁部形成闭合截面。

通过形成沿高度方向延伸设置的闭合截面构造，与开放截面构造相比，托架对支撑框架的上下方向的支撑刚性提高。

另外，在上述公开中，支撑框架可以具备：前侧臂，与一对紧固部中的前方的紧固部紧固连接；后侧臂，与一对紧固部中的后方的紧固部紧固连接；及连接臂，将前侧臂与后侧臂连接。在该情况下，连接臂可以被设置为从托架向车辆宽度方向内侧分离。

通过设为连接臂从托架向车辆宽度方向内侧分离的构造，而在Fr纵梁的车辆宽度方向内侧产生空间。在Fr纵梁从弯曲屈曲起点向车辆宽度方向内侧弯曲屈曲的情况下，Fr纵梁能够进入该空间，避免Fr纵梁与支撑框架的抵接。

另外，本公开的另一形态涉及车辆用托架，该车辆用托架向沿车辆前后方向延伸设置的一对Fr纵梁固定支撑框架，上述支撑框架设置在该一对Fr纵梁之间并搭载作为驱动源的旋转电机。在Fr纵梁上形成有向车辆宽度方向弯曲屈曲的弯曲屈曲起点。车辆用托架具备紧固部及连接部。紧固部与Fr纵梁的上表面抵接并从Fr纵梁的上表面向车辆宽度方向内侧伸出而与支撑框架的上表面抵接，上述紧固部隔着Fr纵梁的弯曲屈曲起点而沿前后方向配置一对。连接部是在俯视截面中沿车辆宽度方向凹陷的方槽形状的部件且具备：与一对紧固部中的前方的紧固部连接并沿高度方向延伸设置的前壁部、与一对紧固部中的后方的紧固部连接并沿高度方向延伸设置的后壁部及将前壁部和后壁部连接的侧壁部。

发明效果

根据本公开，能够抑制安装于Fr纵梁的托架对Fr纵梁的弯曲屈曲的干涉。

附图说明

以下将参照附图进一步描述本发明，其中，同一附图标记表示同一部件。

图1是例示构成本实施方式的车辆前部构造的各部件的分解立体图。

图2是例示构成Fr纵梁的各部件的分解立体图。

图3是例示MGCpm横梁的立体图。

图4是例示托架的立体图。

图5是例示在车身上安装有托架的状态的立体图。

图6是例示在车身上安装有托架及MGCpm横梁的状态的立体图。

图7是例示图6的A-A截面的主视剖视图。

图8是沿着图6的虚线的俯视剖视图。

图9是例示正面碰撞时的各部件的变形状态的图。

图10是说明Fr横梁的弯曲屈曲的图。

图11是例示托架向Fr横梁的安装的现有例子的图。

具体实施方式

图1例示出构成本实施方式的车辆前部构造的各部件。另外，在图1～图11中，通过符号FR所示的轴来表示车辆前后方向，通过符号RW所示的轴来表示车辆宽度方向，通过符号UP所示的轴来表示铅垂方向。符号FR是Front(前)的简称，前后方向轴FR以车辆前方方向为正方向。符号RW是Right Width(右宽度)的简称，宽度方向轴RW以右宽度方向为正方向。另外，高度轴UP以上方向为正方向。

如图1所示，上述FR轴、RW轴、UP轴相互正交。以下，在说明本实施方式的车辆前部构造时，以这三个轴为基准进行适当说明。例如“前端”是指任意的部件的FR轴正方向侧的端部，“后端”是指任意的部件的FR轴负方向侧的端部。“宽度方向内侧”是沿RW轴而相对地指车辆的宽度方向内侧，“宽度方向外侧”是沿RW轴而相对地指车辆的宽度方向外侧。此外，“上侧”相对地指UP轴的正方向侧，“下侧”相对地指UP轴的负方向侧。

本实施方式的车辆前部构造具备：Fr纵梁10、构成支撑框架的MGCpm横梁12及托架14。上述部件设置在车辆前部的MG舱内。如后述那样，MGCpm横梁12经由托架14而固定于Fr纵梁10。另外，本实施方式的车辆前部构造搭载于例如电动汽车(EV)。

另外，Fr纵梁10在MG舱内设置一对，但是在图1～图9中，由于车辆构造的对称性而仅图示一个Fr纵梁10。未图示的另一个Fr纵梁10也具备与图示的Fr纵梁10相同的构造。

另外，在MG舱中，除了图示的Fr纵梁10、MGCpm横梁12及托架14之外，还搭载有作为驱动源的旋转电机、从蓄电池向旋转电机供给电力的DC/DC转换器或变换器等所谓的强电设备(高电压设备)。然而，在图1～图9中，为了便于说明本实施方式的包含托架14的车辆前部构造而省略图示。

Fr纵梁10是沿车辆前后方向延伸设置的一对骨架部件。图2例示出Fr纵梁10的分解立体图。另外，Fr纵梁10包括前方的直线部分和从其后端向下方弯曲的下曲部分而构成，但是在图2中主要图示前方的直线部分。

Fr纵梁10设置在车辆的两侧。如图1所示，在比Fr纵梁10靠宽度方向外侧处连接有悬挂塔架11(以下适当记载为悬塔)及挡泥板13。

Fr纵梁10包含内板16及外板18而构成。内板16是Fr纵梁10的宽度方向内侧部件，构成为截面帽形形状。帽形形状的相当于帽檐的凸缘20与外板18抵接。

在内板16的上表面形成有用于与托架14紧固连接的一对紧固连接孔21A、21B。该紧固连接孔21A、21B隔着外板18的弯曲屈曲起点24而沿前后方向形成。在图2中，隔着弯曲屈曲起点24B而沿前后形成有紧固连接孔21A、21B。

外板18是Fr纵梁10的宽度方向外侧部件，通过与内板16接合而Fr纵梁10成为闭合截面构造。在外板18的上下两端设有抵接部19，抵接部19与内板16的凸缘20通过焊接等而接合。

在外板18上沿长度方向(FR方向)间歇性地形成有加强筋22。加强筋22为了提高外板18的面压刚性而设置，在图2中被向车辆宽度方向外侧锻造。相邻的加强筋22、22间的加强筋未形成部分的面压刚性相对较低，该部位成为弯曲屈曲起点24。

弯曲屈曲起点24形成于Fr纵梁10的作为侧面部分的外板18，因此正面碰撞时的Fr纵梁10的弯曲屈曲主要沿车辆宽度方向产生。

另外，在图2中，将弯曲屈曲起点24设为加强筋22、22的断开处，但是不限于该方式。例如加强件(补强部件)的断开处，或者板厚相对薄壁的部位，或者在俯视观察下预先设有弯折形状或凹陷的部位也可以成为弯曲屈曲起点24。

图3例示出MGCpm横梁12。MGCpm横梁12是设置于一对Fr纵梁10、10之间并沿车辆宽度方向配置的支撑框架。MGCpm横梁12是大致井字框形状的支撑框架，包括沿宽度方向延伸设置的前侧臂26及后侧臂28、沿前后方向延伸设置并将前侧臂26与后侧臂28连接的连接臂30而构成。

在MGCpm横梁12上搭载作为车辆的驱动源的旋转电机。另外，除此之外，设置在将蓄电池与旋转电机连接的电力系统之间并进行电力转换的DC/DC转换器或变换器等动力控制单元(PCU)也搭载于MGCpm横梁12。此外，加热器和充电单元等辅机类也搭载于MGCpm横梁12。例如旋转电机紧固连接于MGCpm横梁12的下表面，动力控制单元紧固连接于MGCpm横梁12的上表面。这样，在高电压设备搭载于MGCpm横梁12的单元的状态下，MGCpm横梁12固定于Fr纵梁10、10。

MGCpm横梁12具备例如中空构造。将例如上侧部件与下侧部件通过焊接等进行接合，由此形成MGCpm横梁12。

在前侧臂26及后侧臂28的宽度方向两端形成有紧固连接孔32A～32C。如后述那样，使前侧臂26的紧固连接孔32A、32B与托架14的前侧紧固部34(参照图4)的紧固连接孔38B、38E对齐，使后侧臂28的紧固连接孔32C与托架14的后侧紧固部36的紧固连接孔38D对齐。

连接臂30设为比前侧臂26及后侧臂28的宽度方向两端向宽度方向内侧分离。这样，连接臂30从Fr纵梁10及托架14向宽度方向内侧缩回配置，由此在Fr纵梁10的宽度方向内侧形成空间(宽度方向端部成为开放端)。如后述那样，在伴随着正面碰撞的Fr纵梁10的弯曲屈曲变形时，Fr纵梁10能够进入该空间，能抑制对Fr纵梁10的弯曲屈曲变形的干涉。

图4例示出托架14。托架14紧固连接于Fr纵梁10及MGCpm横梁12。即，MGCpm横梁12经由托架14而固定于Fr纵梁10。如以下详细说明那样，托架14以对于上下方向的载荷的刚性相对较高且对于前后方向的载荷的刚性相对较低的方式确定其形状。通过前者的特性，而可靠地进行MGCpm横梁12的上下方向的支撑。通过后者的特性，抑制对正面碰撞时的Fr纵梁10的弯曲屈曲变形的干涉。另外，托架14也安装于未图示的车辆左侧的Fr纵梁10，但是由于车辆构造的对称性而以下省略说明。

托架14具备：前侧紧固部34、后侧紧固部36(一对紧固部)及连接部37。前侧紧固部34、后侧紧固部36均为大致平板形状，具备与Fr纵梁10的上表面抵接的外侧部分34A、36A和从外侧部分34A、36A向宽度方向内侧伸出的内侧部分34B、36B。伸出的内侧部分34B、36B与MGCpm横梁12的上表面抵接。在前侧紧固部34的外侧部分34A及内侧部分34B分别形成有紧固连接孔38A、38B。相同地，在后侧紧固部36的外侧部分36A及内侧部分36B分别形成有紧固连接孔38C、38D。

连接部37将前侧紧固部34与后侧紧固部36连接。连接部37是沿上下方向延伸设置的加强筋，具备：前壁部37A、后壁部37B及侧壁部37C。

前壁部37A使其壁面朝向与车辆前后方向大致垂直(沿宽度方向设置)，且与前侧紧固部34的后端部连接而沿高度方向延伸设置。后壁部37B也使其壁面朝向与车辆前后方向大致垂直，且与后侧紧固部36的前端部连接而沿高度方向延伸设置。侧壁部37C使其壁面沿车辆前后方向配置，而将前壁部37A与后壁部37B连接。

通过与车辆前后方向垂直的前壁部37A及后壁部37B和连接两者并与车辆前后方向平行的侧壁部37C，而连接部37如后述的图8所示那样地在俯视剖视观察下形成为沿车辆宽度方向凹陷的方槽形状(U字形状)。如后述那样，该方槽形状伴随(追随)着正面碰撞时的Fr纵梁10的弯曲屈曲而弯曲变形。

另外，在连接部37的下端部形成有紧固连接孔38E，在上端部形成有紧固连接孔38F。如后述那样，下端部的紧固连接孔38E使用于与MGCpm横梁12的紧固连接，上端部的紧固连接孔38F使用于与挡泥板13的紧固连接。

连接部37的与挡泥板13抵接的抵接区域成为沿着挡泥板13的内壁面的形状。即连接部37盖在挡泥板13上。由此如后所述地形成闭合截面构造。

图5～图8例示出本实施方式的车辆前部构造的组装过程。如图5所示，在Fr纵梁10的上表面安装托架14。具体而言，使设置在托架14的前侧紧固部34的紧固连接孔38A与形成于Fr纵梁10的上表面的紧固连接孔21A对齐，并通过螺栓、螺母进行螺纹紧固。同样地，使设置在托架14的后侧紧固部36的紧固连接孔38C与形成于Fr纵梁10的上表面的紧固连接孔21B对齐，并通过螺栓、螺母进行螺纹紧固。

如上所述，Fr纵梁10的紧固连接孔21A、21B隔着弯曲屈曲起点24而沿前后设置。与该紧固连接孔21A、21B对齐并进行螺纹紧固，因此前侧紧固部34及后侧紧固部36隔着弯曲屈曲起点24而沿前后设置。

此外，使设置在托架14的连接部37上端的紧固连接孔38F与设于挡泥板13的紧固连接孔39(参照图1、图7)对齐，并通过螺栓、螺母进行螺纹紧固。另外，形成于连接部37的两侧的凸缘41(参照图4)通过焊接或粘接剂等而接合于挡泥板13。

通过截面为方槽形状的连接部37(前壁部37A、后壁部37B及侧壁部37C)和挡泥板13形成俯视剖视观察为矩形形状的闭合截面构造。沿上下方向支撑MGCpm横梁12的托架具有沿上下方向延伸设置的闭合截面构造，由此能得到对于MGCpm横梁12的较高的上下支撑刚性。

此外，连接部37和挡泥板13形成的闭合截面构造与悬塔11邻接地形成。悬塔11进行悬架支撑，因此构成为上下前后左右方向的支撑刚性比其他部件高。与上下方向刚性较高的悬塔11接近地形成连接部37和挡泥板13构成的闭合截面构造，由此可抑制该闭合截面构造的上下位移，其结果是，能得到对于MGCpm横梁12的较高的上下支撑刚性。

图6示出在托架14上紧固连接有MGCpm横梁12时的例子。MGCpm横梁12的上表面与从Fr纵梁10上表面伸出(突出)的托架14的内侧部分34B、36B抵接。例如将包含托架14及Fr纵梁10的车身悬吊，另一方面，通过底座等将搭载有旋转电机等高电压设备的MGCpm横梁12从下方抬起。

使MGCpm横梁12的前侧臂26的紧固连接孔32A、32B(参照图3)与托架14的紧固连接孔38B、38E(参照图4)对准并通过螺栓、螺母进行螺纹紧固。相同地，使MGCpm横梁12的后侧臂28的紧固连接孔32C与托架14的紧固连接孔38D对准，并通过螺栓、螺母进行螺纹紧固。由此，MGCpm横梁12经由托架14而固定于Fr纵梁10。

图7例示出图6的A-A截面。如该图所示，MGCpm横梁12由托架14的特别是连接部37沿上下方向支撑。

另外，图8例示出沿着在图6的托架14周围标注的虚线的俯视剖视图。另外，挡泥板13省略图示。如该图所示，托架14的连接部37形成为沿车辆宽度方向凹陷的方槽形状(U字形状)，对应于车辆前后方向的载荷输入而弯曲变形。

图9例示出正面碰撞时的车辆前部构造的俯视剖视图。伴随着正面碰撞而Fr纵梁10发生弯曲屈曲变形。该弯曲屈曲如上所述以弯曲屈曲起点24A～24C为弯折的支点而产生。伴随着弯曲屈曲而螺栓紧固于Fr纵梁10的托架14的前侧紧固部34及后侧紧固部36之间的间隔D2变化。在图9的例子中，间隔D2缩小。伴随着该间隔的变化而向托架14输入车辆前后方向的载荷。在图9的例子中，伴随着间隔D2的缩小而向托架14输入车辆前后方向的压缩载荷。

此时，沿车辆宽度方向延伸设置的前壁部37A及后壁部37B弯曲变形。例如前壁部37A及后壁部37B呈弧状地挠曲。此外，伴随着该弧状的挠曲而侧壁部37C向车辆宽度方向内侧鼓出地弯曲变形(挠曲变形)。这样，对应于向托架14输入的车辆前后方向的载荷，而连接部37弯曲变形，由此Fr纵梁10能够弯曲屈曲，通过该弯曲屈曲来吸收正面碰撞时的冲击。

另外，如上所述，在MGCpm横梁12的前侧臂26与后侧臂28之间形成有空间，因此弯曲屈曲的Fr纵梁10能够进入该空间。这样，通过采用避免托架14及MGCpm横梁12阻碍Fr纵梁10的弯曲屈曲的结构，能够利用Fr纵梁10(的弯曲屈曲)来吸收正面碰撞时的冲击。

另外，本发明并不限于以上说明的实施方式，包括由权利要求书规定的技术范围乃至不脱离其主旨的所有变更和修正。

Claims (4)

1.一种车辆前部构造，具备：

一对前纵梁，沿车辆前后方向延伸设置；

支撑框架，设置在所述一对前纵梁之间并搭载作为驱动源的旋转电机；及

托架，每个前纵梁与对应的托架连接而将所述支撑框架分别固定于所述一对前纵梁，

在每个所述前纵梁上形成有向车辆宽度方向弯曲屈曲的弯曲屈曲起点，

在所述托架上以隔着对应的所述前纵梁的所述弯曲屈曲起点而沿前后方向配置一对的方式设有紧固部，所述紧固部与该对应的所述前纵梁的上表面抵接并从该对应的所述前纵梁的上表面向车辆宽度方向内侧伸出而与所述支撑框架的上表面抵接，

在所述托架上还设有在俯视截面中沿车辆宽度方向凹陷的方槽形状的连接部，所述连接部具备：与一对紧固部中的前方的紧固部连接并沿高度方向延伸设置的前壁部、与所述一对紧固部中的后方的紧固部连接并沿高度方向延伸设置的后壁部及将所述前壁部和后壁部连接的侧壁部。

2.根据权利要求1所述的车辆前部构造，其中，

所述连接部沿着挡泥板的内壁面的形状而沿高度方向延伸设置，通过所述挡泥板、所述前壁部、所述侧壁部及所述后壁部形成闭合截面。

3.根据权利要求1或2所述的车辆前部构造，其中，

所述支撑框架具备：

前侧臂，与所述一对紧固部中的前方的紧固部紧固连接；

后侧臂，与所述一对紧固部中的后方的紧固部紧固连接；及

连接臂，将所述前侧臂与所述后侧臂连接，

所述连接臂被设置为从所述托架向车辆宽度方向内侧离开。

4.一种车辆用托架，向沿车辆前后方向延伸设置的一对前纵梁固定支撑框架，所述支撑框架设置在所述一对前纵梁之间并搭载作为驱动源的旋转电机，每个前纵梁与对应的车辆用托架连接而将所述支撑框架分别固定于所述一对前纵梁，

在每个所述前纵梁上形成有向车辆宽度方向弯曲屈曲的弯曲屈曲起点，

所述车辆用托架具备：

紧固部，与对应的所述前纵梁的上表面抵接并从该对应的所述前纵梁的上表面向车辆宽度方向内侧伸出而与所述支撑框架的上表面抵接，所述紧固部隔着该对应的所述前纵梁的所述弯曲屈曲起点而沿前后方向配置一对；及

在俯视截面中沿车辆宽度方向凹陷的方槽形状的连接部，所述连接部具备：与一对紧固部中的前方的紧固部连接并沿高度方向延伸设置的前壁部、与所述一对紧固部中的后方的紧固部连接并沿高度方向延伸设置的后壁部及将所述前壁部和后壁部连接的侧壁部。

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