CN109941215B - 车辆的保护件上部构件 - Google Patents

Abstract

一种车辆的保护件上部构件，从前柱向车辆前方延伸，具有：后半部分，其为钣金构造并且其车辆后方端连接于前柱；和前半部分，其为铸造件，连接于后半部分并向车辆前方延伸，在所述前半部分的车辆前方端连接有碰撞吸能盒，前半部分在该前半部分与后半部分的连接部的紧挨着的车辆前方的位置具有强度降低部。由此，可抑制碰撞时乘员大幅接近车体的情况。

Description

车辆的保护件上部构件

技术领域

本公开涉及从车辆的前柱向车辆前方延伸的保护件上部构件的构造。

背景技术

在设置于车辆前部的发动机室的车辆宽度方向两侧方设置有轮罩与悬挂塔架(suspension tower)一体地形成的保护件，在保护件的上侧设置有保护件上部构件，该保护件上部构件的后端部与前柱接合并向车辆前方延伸以对保护件进行加强。保护件上部构件需要确保刚性，并且同时需要能够吸收在由于车辆的前部碰撞等而输入了碰撞载荷时的冲击力。因此，提出了如下构造：在保护件上部构件设置突起件和膨出部，在输入了碰撞载荷时保护件上部构件能够平滑地弯折(例如，参照日本特开平10-53159号公报)。

发明内容

发明要解决的问题

在日本特开平10-53159号公报中记载的保护件上部构件中，在被输入了碰撞载荷时多个突起件或膨出部依次成为弯折的起点，在输入碰撞载荷的期间连续地产生弯折。因此，会因较小的碰撞载荷而产生弯折，并且该弯折连续地产生。若像这样因较小的碰撞载荷产生弯折，则碰撞初期的减速加速度小，在安全带约束之前花费时间，有时乘员会向前移动而接近了车体。另外，由于弯折连续地产生，所以减速加速度连续地施加于乘员，乘员连续地接近车体。因此，存在尤其是在高速下发生了碰撞时，乘员大幅接近车体这一问题。

因此，本公开的目的在于抑制在发生碰撞时乘员大幅接近车体的情况。

用于解决问题的技术方案

本公开的车辆的前上部构件是从前柱向车辆前方延伸的车辆的保护件上部构件，所述保护件上部构件的特征在于，具有：后半部分，其为钣金构造并且其车辆后方端连接于前柱；和前半部分，其为铸造件，连接于后半部分并向车辆前方延伸，在所述前半部分的车辆前方端连接有在发生车辆的前部碰撞时在车辆前后方向上发生压缩塑性变形的碰撞吸能盒，前半部分在该前半部分与后半部分的连接部的紧挨着的车辆前方的位置具有强度降低部。

通过像这样由作为硬的铸造件的前半部分承受碰撞载荷，从而增大碰撞初期的减速加速度以使安全带迅速成为约束状态。前半部分是铸造件且脆，所以由于之后的大的碰撞载荷的输入而在强度降低部发生折断。由此，减速加速度暂时降低，乘员向前方移动的速度降低，从而能够抑制乘员大幅接近车体的情况。另外，因为强度降低部配置在与后半部分连接的连接部的紧挨着的车辆前方的位置，所以从强度降低部折断到壁障与后半部分接触而开始对后半部分施加碰撞载荷之前会花费时间。因此减速加速度小的期间变长，能够有效地抑制乘员接近车体的情况。进而，将后半部分设为能够进行大幅度的伸长变形的钣金构造，所以后半部分在前半部分折断了时不会毁坏而仍存在，在前半部分折断后承受碰撞载荷并且能够通过弯曲变形来吸收碰撞载荷。由此，即使在碰撞载荷大的情况下也能够有效地抑制壁障的侵入。

在本公开的车辆的保护件上部构件中，可以是，所述后半部分是闭合截面构造，所述前半部分具有所述连接部、所述强度降低部、以及除此以外的一般部，所述一般部和所述连接部是槽型截面，包括腹板、从所述腹板的两端立起设置的凸缘、以及配置在所述腹板的表面的加强肋，所述强度降低部在所述腹板的表面没有配置所述加强肋，所述腹板或所述凸缘向所述槽型截面的外形尺寸变小的方向弯曲。

通过像这样使前半部分成为配置有肋的槽型截面形状来确保强度，并且通过不设置肋且使腹板或凸缘弯曲这一构造构成强度降低部，从而能够由铸造件构成前半部分。另外，通过将后半部分设为闭合截面构造，能够确保其在前半部分折断了时不会毁坏而仍存在这样的强度，能够在前半部分折断后有效地承受碰撞载荷从而抑制壁障的侵入。

在本公开的车辆的保护件上部构件中，可以是，使得在所述碰撞吸能盒开始压缩塑性变形之前的期间产生使乘员约束装置发动的减速加速度。

由此，能够在碰撞初期碰撞吸能盒发生压缩塑性变形的期间使安全带为约束状态，能够抑制乘员大幅接近车体的情况。

发明的效果

本公开能够抑制在发生碰撞时乘员接近车体的情况。

附图说明

图1是示出组装了实施方式的保护件上部构件的车辆的前部构造的立体图。

图2是从车辆外侧观察实施方式的保护件上部构件而得到的放大立体图。

图3包括从车辆内侧观察图2所示的保护件上部构件而得到的正视图(a)和从车辆上方观察B部而得到的俯视图(b)。

图4是沿图2所示的A-A的剖视图。

图5是示出在组装了实施方式的保护件上部构件的车辆发生了碰撞时的碰撞载荷随时间的变化的图。

图6是示出图5所示的时刻t1下的保护件上部构件的变形的立体图。

图7是示出图5所示的时刻t3下的保护件上部构件的变形的立体图。

具体实施方式

以下，参照附图对本实施方式的车辆100的保护件上部构件10进行说明。首先参照图1对组装了实施方式的保护件上部构件10的车辆100的前部构造200进行说明。

在车辆100的车室150的前侧设置有搭载了发动机或马达等动力单元110的发动机舱101。在发动机舱101的下部的车辆宽度方向两侧部设置有沿车辆前后方向延伸的构造部件即前纵梁102。前纵梁102的前端经由碰撞吸能盒103连接于前横梁104。

在前纵梁102的车辆宽度方向两侧方设置有轮罩106与悬挂塔架105一体地形成的保护件107，在轮罩106的上侧和悬挂塔架105的车辆宽度方向上设置有保护件上部构件10，所述保护件上部构件10的后端与前柱120接合并向车辆前方延伸以对保护件107进行加强。保护件上部构件10的前端经由碰撞吸能盒50连接于前横梁104。

如图2所示，保护件上部构件10具有：后半部分40，其为钣金构造并且其车辆后方端40r的连接凸缘43以焊接的方式连接于前柱120；和前半部分20，其为压铸铝等铸造件，连接于后半部分40并向车辆前方延伸，前半部分20连接有在发生车辆100的前部碰撞时在车辆前后方向上发生压缩塑性变形的碰撞吸能盒50。

图2是从车辆外侧观察保护件上部构件10而得到的放大立体图，图3(a)是从与图2相反的一侧的车辆内侧观察保护件上部构件10而得到的正视图。如图2、图3(a)所示，前半部分20具有一般部21、强度比一般部21低的强度降低部25、以及与后半部分40连接的连接部26。一般部21为包括板状的腹板22、从腹板22的车辆上下方向的上端朝向车辆内侧立起设置的上凸缘23、以及从腹板22的下端朝向车辆宽度方向内侧立起设置的下凸缘24的槽型截面。也就是说，各凸缘23、24从腹板22的车辆上下方向的两端朝向车辆宽度方向内侧延伸。如图4所示，与一般部21同样，连接部26是包括腹板22、上凸缘23、下凸缘24的槽型截面。强度降低部25是一般部21与连接部26之间的部分。

如图2、图3(a)所示，一般部21的车辆前方侧分成了朝向车辆前方笔直地延伸的上臂21U、和沿图1所示的轮罩106朝向车辆前方的斜下方向延伸的下臂21D。在上臂21U与下臂21D之间设置有平板状的凹部29a。在凹部29a设置有用于减轻重量的孔29。另外，在凹部29a与腹板22之间设置有立起设置的纵壁29b。同样地，在下臂21D的腹板22与凹部29a之间设置有立起设置的纵壁29c。在下臂21D的顶端(前半部分20的车辆前方端20e)安装有连接有碰撞吸能盒50的板32。

在板32的车辆前方侧连接有碰撞吸能盒50。碰撞吸能盒50经由板53连接于图1所示的前横梁104。碰撞吸能盒50是沿车辆宽度方向延伸的突起件52在车辆前后方向上1段或2段地配置的箱状部件。突起件52例如为V字状的槽并且成为压缩塑性变形的起点。在本实施方式中，成为压缩塑性变形的起点的突起件52的个数少，所以碰撞吸能盒50能够在开始压缩塑性变形之前的期间承受大的碰撞载荷F，在该期间产生使作为乘员约束装置的安全带的约束发动的减速加速度。

如图3(a)所示，在一般部21的腹板22的车辆宽度方向内侧的表面配置有纵肋27和加强肋30、31。另外，在连接部26的腹板22的车辆宽度方向内侧的表面设置有纵肋28。纵肋27是将一般部21与强度降低部25分隔的肋，纵肋28是将强度降低部25与连接部26分隔的肋。加强肋30是以与下凸缘24平行的方式将设置于车辆前方端20e的板32与纵肋27连接的肋。加强肋31是在加强肋30与下凸缘24之间形成桁架(truss)构造的肋。因此，下臂21D是包括加强肋30、下凸缘24以及腹板22的槽型截面，板32与纵肋27通过由下凸缘24、加强肋30、31构成的桁架连接。

如图3(a)、图3(b)所示，强度降低部25是包括腹板25a、上凸缘25b以及下凸缘25c的槽型截面。如图3(a)所示，在腹板25a的车辆宽度方向内侧的面不配置加强肋30、31。另外，如图3(a)所示，上凸缘25b向下方向凸出地弯曲，下凸缘25c向上方向凸出地弯曲。另外，如图3(b)所示，腹板25a朝向凸缘25b、25c的延伸方向即车辆内侧弯曲。像这样，腹板25a和各凸缘25b、25c向强度降低部25的槽型截面的外形尺寸变小的方向弯曲。

如以上所说明的那样，前半部分20的一般部21、强度降低部25、连接部26均为包括腹板22、25a、上下凸缘23、24、25b、25c的槽形截面。一般部21、连接部26成为了为了确保强度而在腹板22的表面配置了加强肋30、31的构成。另外，在强度降低部25不配置加强肋30、31，而是通过使腹板25a、凸缘25b、25c弯曲来构成。因此，前半部分20能够容易通过铝压铸这样的铸造来制造。

如图4所示，后半部分40通过焊点46将平板状的内板41与帽状的外板42焊接而成为四边形的闭合截面构造。后半部分40的闭合截面的内径尺寸与前半部分20的连接部26的外形尺寸大致相同，连接部26从车辆后方端20r紧密地嵌入后半部分40的闭合截面中。后半部分40与连接部26通过搅拌摩擦焊接(FSW：Friction Stir Welding)来固定，所述搅拌摩擦焊接(FSW)通过拧入摩擦搅拌件45来进行焊接固定。另外，如图2所示，前半部分20的强度降低部25配置在与后半部分40连接的连接部26的紧挨着的车辆前方的位置。

接着参照图5～图7，对在组装了实施方式的保护件上部构件10的车辆100发生了前部碰撞时的碰撞载荷F随时间的变化和保护件上部构件10的变形进行说明。

当车辆100在图5所示的时刻t0碰撞到图6所示的壁障60时，从前横梁104向连接于前半部分20的车辆前方端20e的碰撞吸能盒50输入碰撞载荷F。成为压缩塑性变形的起点的突起件52的个数少，所以在开始压缩塑性变形之前的期间碰撞吸能盒50向保护件上部构件10传递大的碰撞载荷F。保护件上部构件10的前半部分20的下臂21D、后半部分40向前柱120传递所承受的大的碰撞载荷F。由此，在车辆100产生使安全带的约束发动的减速加速度，在图5所示的时刻t0之后的碰撞初期，通过安全带约束乘员，抑制了乘员接近车体前方的情况。

并且，当从图5的时刻t0朝向t1而碰撞载荷F变大时，碰撞吸能盒50开始发生压缩塑性变形而开始毁坏。并且，在碰撞吸能盒50毁坏后，更大的碰撞载荷F向保护件上部构件10输入。该大的碰撞载荷F集中在保护件上部构件10的前半部分20的强度降低部25。前半部分20是脆的压铸铝等铸造件，所以碰撞载荷F集中的强度降低部25的凸缘25b、25c或腹板25a发生断裂。并且，在图5所示的时刻t1，如图6所示那样强度降低部25以向车辆上方向跳出的方式断裂。后半部分40是能够进行大幅度的伸长变形的钢板这一钣金构造，所以在前半部分20折断了时不会毁坏而仍存在。

如图5所示，当在时刻t1前半部分20的强度降低部25折断时，保护件上部构件10所承受的碰撞载荷F朝向图5所示的时刻t2急速降低。在此期间，从保护件上部构件10向前柱120传递的碰撞载荷F也急速降低。因此，车辆100的减速加速度急速变小，乘员几乎不再向车体前方靠近。另外，强度降低部25配置在与后半部分40连接的连接部26的紧挨着的车辆前方的位置，所以从强度降低部25折断起到壁障60与后半部分40接触而碰撞载荷F开始施加于后半部分40之前会花费时间。因此，减速加速度小的期间变长，能够有效地抑制乘员接近车体的情况。

后半部分40设为了能够进行大幅度的伸长变形的钢板这一钣金构造，所以在前半部分20折断了时能够不毁坏而仍存在，在前半部分20的强度降低部25折断后也能够承受碰撞载荷F。并且，在时刻t2后，这次碰撞载荷F开始施加于后半部分40的车辆前方端40e，碰撞载荷F再次开始变大。然后，当成为图5的时刻t3时，如图7所示，后半部分40开始弯曲变形，碰撞载荷F开始降低。后半部分40为钢板的闭合截面构造从而可大幅度地伸长变形，不会像作为铸造件的前半部分20那样折断。因此，与时刻t1之后相比，碰撞载荷F较缓慢地降低。在此期间，后半部分40通过弯曲变形来吸收碰撞载荷F。

然后，当成为时刻t4时，后半部分40的弯曲变形结束，后半部分40整体被压缩。此时，一定程度的碰撞载荷F向前柱120传递。并且，当在时刻t5碰撞结束而壁障60的进入停止时碰撞载荷F成为零。

虽然在车辆100的前部碰撞过程中壁障60从车辆100的正面进入的正面碰撞的情况下，通过左右的保护件上部构件10承受碰撞载荷F，但在壁障60仅进入车辆100的正面的侧部的微小重叠碰撞的情况下，仅壁障60进入的一侧的保护件上部构件10承受碰撞载荷F。因此，在微小重叠碰撞的情况下，与正面碰撞的情况相比，向保护件上部构件10输入较大的碰撞能量。

在发生正面碰撞时，保护件上部构件10通过前半部分20的折断来吸收该碰撞能量，所以在前半部分20折断后，在碰撞载荷F开始施加于后半部分40之前的图5所示的时刻t2附近壁障60的进入停止。也就是说，壁障60在后半部分40的车辆前方端40e的附近停止。另外，在发生微小重叠碰撞时，通过前半部分20的折断和后半部分40的弯曲断裂来吸收碰撞能量，所以在后半部分40弯曲断裂后的图5所示的时刻t5附近壁障60的进入停止。此时，壁障60在前柱120前停止。

因此，在本实施方式的保护件上部构件10中，在发生正面碰撞时，在后半部分40前壁障60停止，所以在发生正面碰撞时前半部分20能够以毁坏且不再存在的方式充分毁坏来吸收碰撞能量。另外，在微小重叠碰撞时，通过前半部分20和后半部分40来充分地吸收碰撞能量，所以能够使壁障60的进入在前柱120前停止。

如以上所说明的那样，本实施方式的保护件上部构件10通过由硬的碰撞吸能盒50和硬的作为铸造件的前半部分20承受碰撞载荷F，从而使碰撞初期的减速加速度增大来使安全带迅速成为约束状态，并且之后使前半部分20的强度降低部25发生折断来暂时降低减速加速度，使得乘员不会大幅接近车体。之后，由没有毁坏而仍存在的后半部分40来吸收碰撞载荷F。由此，能够抑制在发生碰撞时乘员大幅接近车体的情况。

此外，对在强度降低部25不配置加强肋30、31，通过使腹板25a、凸缘25b、25c弯曲来构成强度降低部25的情况进行了说明，但不限于此，也可以以设置孔、减薄壁厚的方式构成。

Claims (4)

1.一种车辆的保护件上部构件，从前柱向车辆前方延伸，

所述车辆的保护件上部构件的特征在于，具有：

后半部分，其为钣金构造并且其车辆后方端连接于所述前柱；和

前半部分，其为铸造件，连接于所述后半部分并向车辆前方延伸，在所述前半部分的车辆前方端连接有在发生车辆的前部碰撞时在车辆前后方向上发生压缩塑性变形的碰撞吸能盒，

所述前半部分在紧挨着该前半部分与所述后半部分的连接部的车辆前方的位置具有强度降低部。

2.根据权利要求1所述的车辆的保护件上部构件，其特征在于，

所述后半部分是闭合截面构造，

所述前半部分具有所述连接部、所述强度降低部、以及除此以外的一般部，

所述一般部和所述连接部是槽型截面，包括腹板、从所述腹板的两端立起设置的凸缘、以及配置在所述腹板的表面的加强肋，

所述强度降低部在所述腹板的表面没有配置所述加强肋，所述腹板或所述凸缘向所述槽型截面的外形尺寸变小的方向弯曲。

3.根据权利要求1所述的车辆的保护件上部构件，其特征在于，

使得在所述碰撞吸能盒开始压缩塑性变形之前的期间产生使乘员约束装置发动的减速加速度。

4.根据权利要求2所述的车辆的保护件上部构件，其特征在于，

使得在所述碰撞吸能盒开始压缩塑性变形之前的期间产生使乘员约束装置发动的减速加速度。

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