CN109927788B - 车辆的前柱构造 - Google Patents
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Abstract
在车辆的前柱构造中，以不使安装托架大型化的方式抑制前柱内侧件的面外变形。车辆的前柱构造(10)具有在车辆宽度方向的两侧分别相对配置的一对A柱(30)，在一对A柱(30)之间架设设置有转向部(16)的仪表板R/F(12)。各个A柱(30)具备：外R/F(34)，其配置在车辆宽度方向的外侧；A柱内侧件(36)，其配置在车辆宽度方向的内侧；以及加强托架(40)，其与外R/F(34)及A柱内侧件(36)互相结合并配置在与安装仪表板R/F(12)的端部的部位对应的位置。
Description
技术领域
本公开涉及车辆的前柱构造。
背景技术
例如，在4门结构的车辆的车身侧面设置3个立起设置的柱部分，从车辆的前方侧朝向后方侧依次称为前柱、中柱、后柱。在各柱之间的开口分别设置车辆门，例如，在前柱与中柱之间设置前侧门(英文：front side door)。在车辆中，在车辆两侧的前侧门之间的空间设置驾驶席和副驾驶席。
在车辆两侧的前柱之间架设车颈(英文：cowl)，在车颈的下方侧结合有将车室与发动机室分隔开的前围板，在车颈的上方侧设置前窗玻璃。另外，在车辆两侧的前柱之间架设称为仪表板加强件的管状的长构件，在仪表板加强件的中途部的与驾驶席对应的位置安装包括方向盘的转向部。侧托架固定在仪表板加强件的两端，并经由两端的安装托架而分别安装于车辆两侧的前柱。
该前柱在车辆外侧设置有纵梁外侧件(英文：side member outer)和外加强件，与此相对，在车辆内侧设置有前柱内侧件(英文：front pillar inner)，互相利用焊接等结合而形成具有袋状的闭合空间截面的骨架形状。
在日本特开2016-128306号公报中，指出了在车辆行驶期间可能产生以由外加强件的主体部和凸缘部形成的棱线部为起点的变形，并公开了利用焊接将第二构件与外加强件结合的构造。
在日本特开2003-252238号公报中，公开了如下技术：使构成车身的中柱的中空截面的外构件与该外构件的内部的加强件的压曲模式波形的波峰数不同，在外构件与加强件之间使长度方向的变形模式发生干涉而使变形分散。
发明内容
发明要解决的课题
车辆的操纵稳定性与转向部的左右刚性具有相关关系，为了提高操纵稳定性，需要提高仪表板加强件与前柱之间的刚性。若安装仪表板加强件的部位的前柱的刚性不足，则可能会由于转向部的操作而产生前柱内侧件的面外变形，车辆的操纵稳定性下降。因此，要求能够抑制由转向部的操作导致的前柱内侧件的面外变形的车辆的前柱构造。
能够抑制由转向部的操作导致的前柱内侧件的面外变形的一个方法为：提高用于将仪表板加强件安装于前柱的安装托架的刚性。为了提高安装托架的刚性，安装托架会大型化，成本变高。另外，若使安装托架延长至前柱与车颈的结合部分，则在前柱内侧件侧想要密封涂装的部分会隐藏于安装托架，所以成为事先密封涂布而难以进行密封作业的确认。因此，要求即使不使安装托架大型化也能够抑制前柱内侧件的面外变形的车辆的前柱构造。以下叙述的各方案能够解决上述要求中的至少1个。
用于解决课题的技术方案
本公开的车辆的前柱构造具有在车辆宽度方向的两侧分别相对配置的一对前柱，在一对前柱之间架设设置有转向部的仪表板加强件，各个前柱具备：外加强件，所述外加强件配置在车辆宽度方向的外侧；前柱内侧件，所述前柱内侧件配置在车辆宽度方向的内侧；以及加强托架，所述加强托架与外加强件及前柱内侧件互相结合并配置在与安装仪表板加强件的端部的部位对应的位置。
根据上述结构，由于安装仪表板加强件的部位的前柱的刚性通过加强托架而提高，所以能够抑制由转向部的操作导致的前柱内侧件的面外变形。
在本公开的车辆的前柱构造中，优选的是，外加强件具有：侧壁部，所述侧壁部在车辆最外侧沿车辆前后方向延伸；纵壁部，所述纵壁部从侧壁部一边形成棱线一边向车辆内侧弯曲延伸；以及凸缘壁部，所述凸缘壁部从纵壁部一边形成棱线一边向车辆后方侧弯曲延伸，加强托架具有：托架纵壁部，所述托架纵壁部与外加强件的纵壁部结合；以及托架侧壁部，所述托架侧壁部从托架纵壁部一边形成棱线一边向后方侧弯曲延伸并且与前柱内侧件结合。
根据上述结构，由于加强托架与外加强件的纵壁部和前柱内侧件结合，所以前柱的刚性提高，能够抑制由转向部的操作导致的前柱内侧件的面外变形。
在本公开的车辆的前柱构造中，在一对前柱之间架设车颈，所述车辆的前柱构造具有安装托架，所述安装托架用于将设置于在车辆宽度方向上延伸的仪表板加强件的端部的侧托架安装于前柱内侧件，安装托架具有比侧托架与车颈的间隔短的车辆前后方向上的长度。
根据上述结构，安装仪表板加强件的部位的前柱的刚性通过加强托架而提高，安装托架的车辆前后方向上的长度比侧托架与车颈的间隔短即可。这样，即使不使安装托架大型化也能够抑制前柱内侧件的面外变形。
在本公开的车辆的前柱构造中，优选的是，前柱内侧件具有如下区域：在侧托架与车颈的间隔中未由安装托架的车辆前后方向上的长度部分覆盖，且能够进行作业人员的手工作业。
根据上述结构，由于在前柱内侧件中形成未由安装托架覆盖的区域，能够将该区域作为能够进行作业人员的手工作业的区域，所以例如能够进行密封涂装作业。
发明的效果
根据上述结构的车辆的前柱构造，能够抑制由转向部的操作导致的前柱内侧件的面外变形。另外，由此，不使安装托架大型化也行。
附图说明
图1是示出实施方式的车辆的前柱构造的立体图。
图2是从车辆内侧观察图1的II部得到的图。
图3是沿着图2的III-III线的剖视图。
图4是作为实施方式的车辆的前柱构造的作用效果的比较例、使用与图3对应的图来示出具备现有技术中的大型的安装托架的结构的图。
图5是作为实施方式的车辆的前柱构造的作用效果的比较例、使用与图3对应的图来示出将现有技术中的大型的安装托架省略了的情况下的前柱的面外变形的图。
图6是示出在实施方式的车辆的前柱构造中、通过设置了加强托架而得到的前柱的面外变形的抑制效果的图。
图7是示出在实施方式的车辆的前柱构造中、能够进行密封涂装作业的作用效果的图。
具体实施方式
以下，使用附图详细说明本公开的实施方式。以下，说明右方向盘规格的车辆，但这是用于说明的例示，即使是左方向盘规格的车辆也能够同样适用本公开的车辆的前柱构造。
以下所述的形状、材质等是用于说明的例示，能够根据车辆的前柱构造的规格等而适当变更。另外，以下，在所有的附图中对同样的要素标注相同的附图标记，并省略重复的说明。
图1是示出车辆的前柱构造10的立体图。由于前柱称为A柱，所以以下只要没有特别说明，则将车辆的前柱构造10称为A柱构造10。A柱构造10是与车辆的前柱30有关的构造。以下，只要没有特别说明，则将车辆的前柱30称为A柱30。
在以下的各图中，适当地示出车辆宽度方向、车辆前后方向、车辆上下方向。A柱构造10中的各要素多为在车辆的宽度方向上左右对称的配置。因此，关于宽度方向，使用与宽度方向左右对称有关的车辆的中心轴CL，将从车辆外侧朝向中心轴CL侧的车辆内侧方向表示为IN，将从中心轴CL侧朝向车辆外侧的车辆外侧方向表示为OUT。此外，关于车辆宽度方向，在表示车辆的右侧、左侧时，称为“车辆的右侧”、“车辆的左侧”。关于车辆前后方向，表示为FR的方向为车辆前方侧，相反方向为车辆后方侧。关于车辆上下方向，表示为UP的方向相对于路面为上方侧，相反方向为朝向路面的下方侧。
在图1中，关于右方向盘型规格的车辆，示出与相对于中心轴CL靠车辆右侧的A柱30有关的A柱构造10。在图1中，虽然不是A柱构造10的构成要素，但示出仪表板加强件12、车颈14及转向部16。以下，只要没有特别说明，则将仪表板加强件12称为仪表板R/F12。
仪表板R/F12是架设在车辆的宽度方向两侧的A柱30之间的长构件，且是在长度方向的中途部设置转向部16的构件。仪表板R/F12包括作为大致圆筒状管的加强轴(英文：reinforcement shaft)18、和设置在加强轴18的两端侧的侧托架20。侧托架20包括对加强轴18的大致圆筒状管形状的外周面进行支承的圆筒支承部、和与圆筒支承部一体化并具有平面状壁面的托架体，后述的安装托架42与托架体的平面状壁面结合。
在此，“结合”是指利用激光焊接、点焊、使用了螺栓及螺母的紧固连结的各手段中的任一个手段或多个手段来将2个构件结合。以下，叙述为“结合”的情况也同样如此。
车颈14是架设在车辆的宽度方向两侧的A柱30之间且两端与A柱30结合的构件。在车颈14的下方侧结合有将车室与发动机室分隔开的未图示的前围板，在车颈14的上方侧设置未图示的前窗玻璃。
转向部16包括固定于加强轴18的转向支承部22、转向柱24、及方向盘26。在转向柱24的内部内置包括中间轴及齿轮等的转向机构，中间轴与未图示的车辆转向轮连接。通过驾驶员对方向盘26进行转动操作，从而经由转向机构使车辆转向轮转向。
这样，由于方向盘26的转动操作以固定于包括加强轴18的仪表板R/F12的转向支承部22为支点来进行，所以方向盘26的转动操作力经由仪表板R/F12传递给A柱30。在A柱30的刚性不足的情况下，可能会由于方向盘26的转动操作力而产生A柱30的面外变形，给操纵稳定性带来影响。
在图1中，仪表板R/F12、车颈14设为以具有同样的截面形状的外形在宽度方向上延伸，但这是用于说明的例示，可根据车辆等的规格适当变更。例如，仪表板R/F12设为同样的外形截面的大致圆筒状管在宽度方向上笔直地延伸，但外形截面也可以沿着宽度方向不同，还可以弯曲地延伸而不是笔直地延伸。
A柱30是设置在车辆的车身侧面的3个立起设置的柱部分中的、设置在车辆最前方侧的柱部分，在A柱30的前方侧设置前窗玻璃，在A柱30的后方侧设置前侧门。A柱30在OUT侧设置有纵梁外侧件32和外加强件34，与此相对，在IN侧设置有前柱内侧件36。这些构件互相利用焊接等结合而形成具有袋状的闭合空间截面的骨架形状。以下，只要没有特别说明，则将外加强件34称为外R/F34，将前柱内侧件36称为A柱内侧件36。
加强托架40是为了抑制可能由于方向盘26的转动操作力而产生的A柱30的面外变形、而配置于外R/F34与A柱内侧件36之间的空间的加强构件。加强托架40利用焊接分别与外R/F34和A柱内侧件36互相结合。加强托架40的配置位置为与在A柱30中安装仪表板R/F12的端部的部位对应的位置。后面将叙述加强托架40的详细情况。
安装托架42为用于将仪表板R/F12的侧托架20安装结合于A柱内侧件36的托架体。安装托架42为具有大致正交的2个平板状壁面70、72且具有袋状的闭合空间截面的构件。一方的平板状壁面70与侧托架20的托架体的平板状壁面结合，另一方的平板状壁面72与A柱内侧件36结合(参照图3)。安装托架42的沿着车辆前后方向的长度L1设定得比侧托架20的前方侧端面与车颈14的后方侧端面的间隔L0短。换言之，安装托架42不与车颈14结合。后面将叙述安装托架42的详细情况。
图2是关于A柱30从作为车辆内侧的IN侧观察图1的II部得到的图。实线示出A柱内侧件36的外形，虚线示出纵梁外侧件32及外R/F34的外形。加强托架40由于配置在A柱内侧件36的OUT侧而用虚线示出。4个X标记为加强托架40与A柱内侧件36的结合点。安装托架42由于配置在A柱内侧件36的IN侧而用双点划线示出。4个X标记为安装托架42与A柱内侧件36的结合点。如图2所示，加强托架40配置在与安装托架42安装于A柱内侧件36的部位对应的位置。换言之，加强托架40配置在与仪表板R/F12安装于A柱内侧件36的部位对应的位置。
图3是沿着图2的III-III线的剖视图。图2的III-III线是沿着将加强托架40和安装托架42均包括在内的车辆前后方向的剖面线。
沿着III-III线，纵梁外侧件32将2个构件结合而形成A柱30的最OUT侧的外形。外R/F34与纵梁外侧件32的IN侧重叠地结合，并与纵梁外侧件32一起形成与圆顶礼帽的截面相似的帽形状的截面作为A柱30的OUT侧的外形。在此，示出在帽形状的最OUT侧沿车辆前后方向延伸的侧壁部50、从侧壁部50一边形成棱线一边向IN侧弯曲延伸的纵壁部52、以及从纵壁部52一边形成棱线一边向后方侧弯曲延伸的凸缘壁部54。
沿着III-III线，A柱内侧件36将2个构件结合而形成A柱30的IN侧的外形。A柱内侧件36的前方侧端部与纵梁外侧件32的前方侧的端部结合，A柱内侧件36的后方侧端部与纵梁外侧件32及外R/F34的后方侧的凸缘壁部54的端部结合。由此，形成具有袋状的闭合空间截面的A柱30。另外，沿着III-III线，A柱内侧件36与车颈14的后方侧的构件38结合。
加强托架40配置在外R/F34的帽形状的凸缘壁部54、与A柱内侧件36之间的空间。沿着III-III线，加强托架40具有与外R/F34的纵壁部52结合的托架纵壁部60。而且，具有托架侧壁部62，所述托架侧壁部62从托架纵壁部60一边形成棱线一边向后方侧弯曲延伸并且与A柱内侧件36结合。从托架侧壁部62具有一边形成棱线一边向OUT侧延伸的端壁部64，由托架纵壁部60、托架侧壁部62及端壁部64这三方壁、和外R/F34的凸缘壁部54形成袋状的闭合空间截面。这样，由于加强托架40为与外R/F34及A柱内侧件36互相结合而具有袋状的闭合空间截面的构件，所以起到提高A柱30的后方侧的刚性的作用。由此，能够抑制可能因转向部16的方向盘26的转动操作力而经由仪表板R/F12产生的A柱30的面外变形。
安装托架42为具有大致正交的2个平板状壁面并具有袋状的闭合空间截面的构件，一方的平板状壁面70与侧托架20的托架体的平板状壁面结合，另一方的平板状壁面72与A柱内侧件36结合。由于仪表板R/F12通过安装托架42而与A柱内侧件36结合，所以转向部16的方向盘26的转动操作力经由安装托架42给A柱内侧件36带来影响。如上所述，由于利用加强托架40的作用使A柱30的后方侧的刚性提高，所以，作为安装托架42的刚性，无需过度考虑方向盘26的转动操作力的影响。因此，安装托架42的另一侧的平板状壁面72的沿着A柱内侧件36的长度L1为安装所需的长度即可，能够设定得比仪表板R/F12的侧托架20的前方侧端面与车颈14的后方侧端面的间隔L0短。在A柱内侧件36中，L0中的未由安装托架42的平板状壁面72覆盖的区域A0为能够进行作业人员的手工作业的区域，例如，成为能够进行密封涂装作业等的区域。
使用图4至图7进一步详细说明上述结构的前柱构造10的作用效果。这些图分别为沿着图2的III-III线的剖视图，与图3对应。
图4是示出具备现有技术的安装托架80的A柱构造10的例子的图。现有技术的安装托架80为具有袋状的闭合空间截面的构件，遍及仪表板R/F12的侧托架20的前方侧端面与车颈14的后方侧端面的间隔L0的全部地与A柱内侧件36结合。由此，A柱内侧件36的刚性提高，由方向盘26的转动操作力导致的A柱内侧件36的面外变形基本上不产生，操纵稳定性好。相反地，由于安装托架80大型化，成本增加，质量也大，所以车辆重量增加。另外，A柱内侧件36的沿着III-III线的表面遍及大致全长地由安装托架80覆盖。因此，作业人员的手无法进入到构成A柱内侧件36的多个要素的接缝(日文：つなぎ目)74、76等，例如，无法进行由手工作业进行的密封涂装作业。在这样的情况下，例如能够使用发泡密封材料通过加热来进行密封，但无法目视评价其密封性。
图5是示出在省略了现有技术的安装托架80的情况下、方向盘26的转动操作力的影响的图。细实线为不使方向盘26转动的情况下的A柱30的剖视图，与图3为相同状态。粗实线为使方向盘26转动了的情况下的A柱(30-1)的剖视图。在此，产生面外变形82，细实线的A柱内侧件36变化为粗实线的A柱内侧件(36-1)。因此，操纵稳定性下降。
图6是示出在以不使用现有技术的大型的安装托架80的方式配置了加强托架40的情况下、方向盘26的转动操作力的影响的图。细实线为不使方向盘26转动的情况下的A柱30的剖视图，与图3为相同状态。粗实线为使方向盘26转动了的情况下的A柱(30-2)的剖视图。在该情况下，在A柱内侧件(36-2)产生面外变形84，但与图5相比，可知停留在小的面外变形。若是该程度的面外变形84，则不会给操纵稳定性过度带来影响。
图7是与图3相同的图。该情况下，能够使用加强托架40来提高A柱30的刚性，能够抑制由方向盘26的转动操作力的影响导致A柱内侧件36的面外变形，所以能够使安装托架42小型化。因此，安装托架42的沿着III-III线的长度L1能够比仪表板R/F12的侧托架20的前方侧端面与车颈14的后方侧端面的间隔L0短。由此，在A柱内侧件36的沿着III-III线的表面中，能够确保未由安装托架42覆盖的区域A0。关于构成位于该区域的A柱内侧件36的多个要素的接缝74、76等，也能够进行由作业人员的手工作业进行的密封涂装作业及其密封性的目视评价，产品可靠性提高。
如上所述，根据车辆的前柱构造10，由于安装仪表板R/F12的部位的A柱30的刚性通过加强托架40而提高，所以能够抑制由转向部16的操作导致的A柱内侧件36的面外变形。另外，由于能够使安装托架42小型化，所以能够在A柱内侧件36中形成未由安装托架42覆盖的区域，能够将该区域作为能够进行作业人员的手工作业的区域，所以例如能够进行密封涂装作业。
附图标记说明
10：A柱构造(车辆的前柱构造)；12：仪表板R/F(仪表板加强件)；14：车颈；16：转向部；18：加强轴；20：侧托架；22：转向支承部；24：转向柱；26：方向盘；30：A柱(前柱)；32：纵梁外侧件；34：外R/F(外加强件)；36：A柱内侧件(前柱内侧件)；38：构件；40：加强托架；42：安装托架；50：侧壁部；52：纵壁部；54：凸缘壁部；60：托架纵壁部；62：托架侧壁部；64：端壁部；70、72：平板状壁面；74、76：连接点；80：(现有技术的)安装托架；82、84：面外变形。
Claims (3)
1.一种车辆的前柱构造，所述车辆的前柱构造具有在车辆宽度方向的两侧分别相对配置的一对前柱，在一对所述前柱之间架设设置有转向部的仪表板加强件，各个所述前柱具备：
纵梁外侧件，所述纵梁外侧件设置在所述前柱的所述车辆宽度方向的外侧；
外加强件，所述外加强件与所述纵梁外侧件的内侧重叠地结合；
前柱内侧件，所述前柱内侧件配置在所述车辆宽度方向的内侧；以及
加强托架，所述加强托架与所述外加强件及所述前柱内侧件互相结合，并配置在与安装所述仪表板加强件的端部的部位对应的位置，
所述外加强件具有：侧壁部，所述侧壁部在车辆最外侧沿车辆前后方向延伸；纵壁部，所述纵壁部从所述侧壁部一边形成棱线一边向车辆内侧弯曲延伸；以及凸缘壁部，所述凸缘壁部从所述纵壁部一边形成棱线一边向车辆后方侧弯曲延伸，
所述加强托架具有：托架纵壁部，所述托架纵壁部与所述外加强件的所述纵壁部结合；托架侧壁部，所述托架侧壁部从所述托架纵壁部一边形成棱线一边向后方侧弯曲延伸并且与所述前柱内侧件结合；以及从所述托架侧壁部一边形成棱线一边向车辆外侧延伸的端壁部，
由所述托架纵壁部、所述托架侧壁部及所述端壁部这三方壁、和所述外加强件的所述凸缘壁部形成袋状的闭合空间截面。
2.根据权利要求1所述的车辆的前柱构造，
在一对所述前柱之间架设车颈，
所述车辆的前柱构造具有安装托架，所述安装托架用于将设置于在车辆宽度方向上延伸的所述仪表板加强件的端部的侧托架安装于所述前柱内侧件，
所述安装托架具有比所述侧托架与所述车颈的间隔短的车辆前后方向上的长度。
3.根据权利要求2所述的车辆的前柱构造，
所述前柱内侧件具有如下区域：在所述侧托架与所述车颈的间隔中未由所述安装托架的车辆前后方向上的长度部分覆盖，且能够进行作业人员的手工作业。
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