CN110091819A - 车辆前部的骨架结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆前部的骨架结构。加强部件(16)具有载荷承受部(16A)和倾斜部(16B)。载荷承受部(16A)的至少一部分配置于Fr纵梁(10)的前方。倾斜部(16B)的宽度方向内侧末端被设置成与Fr纵梁(10)的车辆宽度方向内侧的棱线(C1)在车辆宽度方向一致或设置于比棱线(C1)靠车辆宽度方向外侧。

Description

车辆前部的骨架结构

本申请主张日本专利申请2018-013324(申请日2018年1月30日)的优先权，在此引用其全部内容。

技术领域

本公开涉及车辆前部的骨架(车架)结构。

背景技术

在车辆的前面(前方的面)碰撞(以下，适当地记载为前碰撞)时，由比车舱(车室)靠前方的发动机室(车辆前部结构)吸收冲击，为了确保车舱空间，在车辆前部设置骨架结构。

例如，作为车辆前部的骨架结构，设置着在车辆前后方向延伸设置的左右一对前纵梁(以下，适当地记载为Fr纵梁)。而且，在该一对Fr纵梁的前端，以架设于两者的方式设置着在车辆宽度方向延伸设置的保险杠加强件(bumper reinforcement)(以下，适当地记载为保险杠R/F)。

在此，作为前碰撞的方式，已知微小重叠(small overlap、SOL)碰撞。在该碰撞方式中，车辆碰撞到从车辆侧端起为车宽的1/4程度的宽度的障碍物。此时，保险杠R/F的从车辆侧端起为车宽的1/4程度的宽度的区域承受碰撞载荷。进而，碰撞载荷传递到比它靠后方的碰撞吸能盒、Fr纵梁。

如图7、图8所例示那样，保险杠R/F100是例如封闭剖面结构的中空部件，通过在前碰撞时从前方压溃变形来吸收碰撞时的能量。进而，经过碰撞吸能盒104的压溃变形、Fr纵梁102的弯折变形等，碰撞时的能量被吸收。通过吸收碰撞时的能量，车辆减速。

例如在日本特开2015-147437号公报中，在保险杠R/F内位于碰撞吸能盒的前方的部位，设置作为加强部件的侧块。侧块固定于保险杠R/F的前面部。在微小重叠碰撞时，向车辆宽度方向外侧且后方的弯曲载荷被输入保险杠R/F的前面部中位于碰撞吸能盒前方的部位，从而在该部位产生拉伸应力。侧块作为对该拉伸应力的加强部件而发挥作用，抑制因拉伸应力所导致的保险杠R/F的弯折。

另外，侧块通过注塑成形而形成，在前碰撞时，通过与保险杠R/F一起压溃变形来吸收碰撞的能量。

发明内容

在微小重叠碰撞时，在残留有碰撞的能量吸收的余地的状态下，存在车辆擦过(通过、挤过)障碍物之虞。如图9所例示那样，在微小重叠碰撞中，障碍物106碰撞到偏离车辆108的中心C的部位。另外，为了降低空气阻力、或从外观设计的观点出发，采用车辆前面从宽度方向中心朝向外侧向后方倾斜的设计。由于这些碰撞样态和车辆前面结构，在微小重叠碰撞时，会产生使车辆108向与障碍物106相反侧的斜前方擦过的力。

如图10至图11所例示那样，随着车辆相对于障碍物106向斜前方行进时，保险杠R/F100因障碍物106而压溃变形。如图11所例示那样，在障碍物106到达保险杠R/F100的宽度方向末端时，车辆108会从障碍物106擦过。

另外，具有如下结构：在保险杠R/F100后方的Fr纵梁102设置着作为向内侧的弯折起点的折痕102A，Fr纵梁102向内侧弯折，从而Fr纵梁102的顶端向宽度方向外侧张开来防止障碍物106的擦过。但是，如图11所示，保险杠R/F100的部分中的Fr纵梁102的前方部分承受碰撞载荷而压溃，有时在足够的载荷传递到位于保险杠R/F100的后方的Fr纵梁102之前、即Fr纵梁102向内侧弯折(前端张开)之前车辆108就会擦过障碍物106。

为了防止上述那样车辆108从障碍物106擦过而使车辆切实地减速，如图12所例示那样，考虑在保险杠R/F100的部分中的Fr纵梁102的前方部分设置高刚性的加强部件110。即，考虑如下结构：通过使Fr纵梁102的前方部分难以压溃，在作为障碍物106的卡挂(钩挂)发挥作用的同时易于将碰撞载荷传递到Fr纵梁102。

但是，上述擦过是微小重叠碰撞时特有的课题，在其它前碰撞样态、例如全重叠前面碰撞、柱前面碰撞等中，希望使保险杠R/F100压溃变形来吸收碰撞能量。而且，如图13所例示那样，在前碰撞时，在保险杠R/F100的前方壁100A，存在加强部件110与其内侧的边界部分被剪切(剪断)而使得保险杠R/F100断裂之虞。

用于解决课题的手段

本公开涉及车辆前部的骨架结构。该结构具有一对侧方骨架部件、保险杠R/F和加强部件。一对侧方骨架部件设置于车辆前部的车辆宽度方向两侧并分别在前后方向延伸设置。保险杠R/F在车辆宽度方向延伸设置并与一对侧方骨架部件的前端相连。另外，保险杠R/F具有中空的封闭剖面结构。加强部件的刚性比保险杠R/F高且加强部件收容于保险杠R/F。而且，加强部件具有载荷承受部和倾斜部。载荷承受部的车辆前后方向长度与保险杠R/F内部的车辆前后方向长度一致。倾斜部设置于比载荷承受部靠车辆宽度方向内侧，随着从载荷承受部向车辆宽度方向内侧离开，车辆前后方向长度变短，逐渐从保险杠R/F的前面离开。载荷承受部的至少一部分配置于侧方骨架部件的前方。倾斜部的宽度方向内侧末端被设置成与侧方骨架部件的车辆宽度方向内侧的棱线在车辆宽度方向上一致或设置于比棱线靠车辆宽度方向外侧。

发明效果

根据本公开，通过采用将加强部件的车辆宽度方向内侧做成倾斜部、做成除去角(倒角)的形状，能抑制保险杠R/F的前方壁的、收容加强部件的部位和未收容加强部件的部位的边界部分处在前碰撞时的剪切。而且，通过采用使加强部件不比侧方骨架部件向车辆宽度方向内侧突出(伸出)的配置，在微小重叠碰撞以外的前碰撞方式中，能实现保险杠R/F的压溃变形。

附图说明

参照附图来进一步说明本发明，其中，在几个视图中相似的部分标注了相似的标记。

图1是例示本实施方式的车辆前部的骨架结构的立体图。

图2是本实施方式的车辆前部的骨架结构中的保险杠R/F宽度方向端部周边的放大立体图。

图3是图2的A-A剖视图。

图4是例示微小重叠碰撞初期的状况的图。

图5是例示微小重叠碰撞发展了时的状况的图。

图6是例示柱前碰撞时的状况的图。

图7是例示以往技术的车辆前部的骨架结构的立体图。

图8是图7的B-B剖视图。

图9是说明微小重叠碰撞时的状况的俯视图。

图10是说明微小重叠碰撞时的车辆的擦过的图(1/2)。

图11是说明微小重叠碰撞时的车辆的擦过的图(2/2)。

图12是例示以往技术的、设置着加强部件的车辆前部的图。

图13是例示以往技术的车辆前部的前碰撞时的状况的图。

具体实施方式

参照图1～图6，对本实施方式的车辆前部的骨架结构进行说明。此外，在图1～图6中，车辆前后方向(以下，适当地仅记载为前后方向)由用标号FR所示的轴来表示，车辆宽度方向(以下，适当地仅记载为宽度方向)由用标号RW所示的轴来表示，铅直方向由用标号UP所示的轴来表示。标号FR是Front(前方)的缩略，前后方向轴FR将车辆前方作为正方向。标号RW是Right Width(右宽度)的缩略，宽度方向轴RW将右宽度方向作为正方向。另外，高度轴UP将上方向作为正方向。

如图1所示，这些FR轴、RW轴、UP轴相互正交。以下，在对本实施方式的车辆前部的骨架结构进行说明时，以这3个轴为基准进行适当说明。例如“前端”是指任意部件的FR轴正方向侧的端部，“后端”是指任意部件的FR轴负方向侧的端部。“宽度内侧”是指沿着RW轴相对地在车辆的宽度方向内侧，“宽度外侧”是指沿着RW轴相对地在车辆的宽度方向外侧。而且，“上侧”是指相对地在UP轴的正方向侧，“下侧”是指相对地在UP轴的负方向侧。

图1例示出本实施方式的车辆前部的骨架结构的立体图。图1所例示的骨架结构仅是所谓的上部结构，而适当省略作为骨架结构的下部结构的悬架部件等的图示。

本实施方式的车辆前部的骨架结构具有Fr纵梁10、10、保险杠R/F12、碰撞吸能盒14、14(crash box)和加强部件16、16。

Fr纵梁10、10是设置于车辆前部的宽度方向两侧并分别在前后方向延伸设置的一对侧方骨架部件。在Fr纵梁10、10之间，搭载内燃机等驱动源、散热器、进气管等周边设备。例如Fr纵梁10、10构成为封闭剖面结构的中空部件。

另外，在Fr纵梁10、10的侧面(宽度方向外侧面和内侧面)，在上下方向延伸设置折痕11(凹痕(凹条))作为弯折变形的起点(变形起点)，在前后方向形成多个折痕11。在前碰撞时，以形成于Fr纵梁10、10的外侧面的折痕11进入宽度方向内侧且形成于内侧面的折痕11向宽度方向外侧突出的方式，Fr纵梁10、10(呈W形状)弯折变形。通过产生这样的弯折变形，Fr纵梁10、10的前方端部向宽度方向外侧张开，如后述那样，在微小重叠碰撞时防止障碍物40的擦过。

碰撞吸能盒14、14设置于Fr纵梁10、10的前端与保险杠R/F12之间，连接两者。碰撞吸能盒14是比Fr纵梁10和保险杠R/F12易于压溃变形的结构。例如图2所示，在碰撞吸能盒14，在上下方向延伸设置作为变形起点的折痕18，在前后方向形成多个折痕18。另外，碰撞吸能盒14由刚性比Fr纵梁10和保险杠R/F12低的材料构成，例如通过将铝板冲压成形、挤压成形而形成。如后述那样，例如前碰撞时，碰撞吸能盒14呈蛇腹状地(bellows shape，波纹状)压溃变形来吸收碰撞能量。

保险杠R/F12是在宽度方向延伸设置并与Fr纵梁10、10的前端(经由碰撞吸能盒14、14)相连的骨架部件。如图1所例示那样，保险杠R/F12形成为宽度方向中央部分比宽度方向两端向前方突出的大致圆弧形状。

保险杠R/F12为中空的封闭剖面结构。另外，保险杠R/F12的宽度方向两端的前方被倾斜地切割。即，如图2所例示那样，与保险杠R/F12的前侧壁20相比，后侧壁22向宽度方向外侧突出，连接两者的上壁24和下壁26的宽度方向两端成为倾斜状。通过这样，车辆前方两侧端的外观成为带弧(带圆角)的外观设计。

另外，如图2所例示那样，在保险杠R/F12的内部空间，具有在前后方向延伸设置并将内部空间上下分隔的中间壁28。在本实施方式中，在保险杠R/F12的宽度方向端部，在由中间壁28分隔出的上下的内部空间收容着加强部件16。此外，可以在保险杠R/F12的宽度方向一端(右端或左端)设置加强部件16，也可以在两端设置加强部件16。

加强部件16由刚性比保险杠R/F12高的部件构成。例如，与保险杠R/F12为同一部件且壁厚比保险杠R/F12厚。或者，采用刚性比保险杠R/F12高的部件(例如超高张力钢板)。

因此，保险杠R/F12的收容着加强部件16的部位(加强部位)与其它部位相比，难以压溃变形。例如在加强部件16的刚性不仅比保险杠R/F12高也比Fr纵梁10等其它骨架部件高的情况下，在前碰撞时，保险杠R/F12的加强部位不压溃变形而其它骨架部件变形。这样，通过有意地使原本具有压溃变形来吸收碰撞能量的功能的保险杠R/F12的一部分不压溃变形(或难以变形)地进行加强，该加强部位成为后述那样的障碍物40的卡挂，能抑制车辆从障碍物40的擦过。

图2例示出加强部件16的立体图，图3例示出其A-A剖视图。加强部件16是俯视为大致梯形形状的部件，内部为中空。即，加强部件16具有配置于车辆前方的前侧壁30、与前侧壁30相对向的后侧壁32、连接前侧壁30和后侧壁32的上端彼此的上壁34、以及连接前侧壁30和后侧壁32的下端彼此的下壁36。

加强部件16的前侧壁30的宽度W1构成为比后侧壁32的宽度W2小。连接两者的上壁34和下壁36形成为随着朝向车辆后方而在宽度方向扩展的倾斜状(斜坡状)。

另外，加强部件16的前后方向长度L1与从保险杠R/F12的前侧壁20的内面到后侧壁22的内面为止的距离L2一致。此外，在此一致并非是仅表示L1-L2＝0的情况，指的是包括组装时的公差的“实质上的一致”。

根据上述那样的形状，能够将加强部件16分为载荷承受部16A和倾斜部16B、16C。载荷承受部16A是指加强部件16的前后方向长度L1与保险杠R/F12内部的前后方向长度L2一致的区域。另外，倾斜部16B、16C是指载荷承受部16A的宽度方向两侧部。

载荷承受部16A的至少一部分配置于Fr纵梁10的前方。也就是说，在Fr纵梁10的延长线上配置载荷承受部16A。例如为如下配置：将载荷承受部16A的整个宽度W1设为碰撞吸能盒14的整个宽度W3的一半值，该整个宽度W1包含在Fr纵梁10的前方。

通过采用这样的配置，在微小重叠碰撞时，在保险杠R/F12中的Fr纵梁10的前方部分的至少一部分，能抑制前后方向的压溃变形。通过抑制保险杠R/F12的压溃变形，与产生压溃变形的情况相比，碰撞载荷被高效地传递到Fr纵梁10，从而促进Fr纵梁10的弯折变形。通过使Fr纵梁10尽早地弯折变形，Fr纵梁10的前端向宽度方向外侧张开，能抑制障碍物40的擦过。

在载荷承受部16A的宽度方向内侧设置倾斜部16B。倾斜部16B构成为，随着从载荷承受部16A向宽度方向内侧离开，前后方向长度变短而逐渐从保险杠R/F12的前面(前侧壁20)离开。倾斜部16B是加强部件16的倒角部，具有抑制前碰撞时的保险杠R/F12的剪切的功能。

另外，倾斜部16B的宽度方向内侧末端设置成与Fr纵梁10的宽度方向内侧的棱线C1在宽度方向上一致，或者设置于比棱线C1靠宽度方向外侧。也就是说，在本实施方式中，采用使加强部件16不比Fr纵梁10向宽度方向内侧突出的结构。通过采用这样的结构，在微小重叠碰撞以外的前碰撞(全重叠前碰撞、柱前碰撞等)中，可实现保险杠R/F12的压溃变形。换言之，在微小重叠碰撞以外的前碰撞中，能确保保险杠R/F12的所谓的碰撞冲程。

也就是说，在本实施方式中，通过将加强部件16的载荷承受部16A配置于保险杠R/F12中的Fr纵梁10的前方部分，能抑制该前方部分的压溃变形，实现Fr纵梁10的尽早的弯折变形。而且，通过将加强部件16的宽度方向内侧设为作为倾斜部16B的倒角结构，能抑制保险杠R/F12在加强部件16的有无切换的边界部分处在前碰撞时的剪切。而且，通过配置成将加强部件16收束于比Fr纵梁10靠宽度方向外侧，在微小重叠碰撞以外的前碰撞中能实现保险杠R/F12的压溃变形。

另外，通过在加强部件16设置倾斜部16B，能够使保险杠R/F12的“压溃余裕量”阶段性地变化。例如图3所例示那样，加强部件16的前面与保险杠R/F12的前侧壁20的间隙(离开距离)成为保险杠R/F12的压溃余裕量。通过将加强部件16的宽度方向内侧形成为倾斜部16B，随着去往宽度方向外侧而压溃余裕量以L3→L4的方式渐渐缩小。在压溃余裕量例如从100％急剧切换成0％时，载荷集中到其边界部分，从而存在保险杠R/F12断裂之虞，但通过设置倾斜部16B而在结构上调整压溃余裕量，能抑制保险杠R/F12的断裂。

另外，设置于载荷承受部16A的宽度方向外侧的倾斜部16C构成为与保险杠R/F12的形状对齐。如上述那样，保险杠R/F12的宽度方向两端的前方被倾斜地切割。倾斜部16C成为沿着该保险杠R/F12端部的斜坡结构的形状，在使加强部件16固定于保险杠R/F12时，使两者一致地对位。

这样，通过使倾斜部16C和保险杠R/F12的宽度方向端部为相同的形状并对齐两者的末端，能得到外观上的统一性。而且，能够容易进行加强部件16相对于保险杠R/F12在宽度方向上的对位。即，通过使倾斜部16C和保险杠R/F12的宽度方向端部这两者的末端一致，加强部件16的载荷承受部16A被配置于Fr纵梁10的前方且倾斜部16B收束于比Fr纵梁10的棱线C1靠宽度方向外侧。

采用图4、图5，对本实施方式的车辆前部的骨架结构在微小重叠碰撞时的举动进行说明。图4例示出微小重叠碰撞初期的状况。在障碍物40碰撞到保险杠R/F12时，由加强部件16的载荷承受部16A承受该碰撞。保险杠R/F12的部分中收容着载荷承受部16A的部位抑制压溃变形并将碰撞载荷向后方传递。载荷承受部16A后方的碰撞吸能盒14承受碰撞载荷而呈蛇腹状地压溃变形。进而，碰撞载荷向碰撞吸能盒14后方的Fr纵梁10传递。

在碰撞发展时，如图5所例示那样，产生欲使车辆相对于障碍物40向斜前方移动的力。此时，保险杠R/F12的比加强部件16靠宽度方向内侧部分压溃变形。而另一方面，由于在加强部件16的载荷承受部16A实质上不发生压溃变形，所以，在比载荷承受部16A靠宽度方向内侧，形成承受并阻止障碍物40的凹坑。嵌入于该凹坑的障碍物40卡挂到比其靠宽度方向外侧的载荷承受部16A，结果，能抑制车辆和障碍物40在宽度方向上的位移。也就是说，由加强部件16的卡挂来防止车辆从障碍物40的擦过。

随着在防止了擦过的状态下障碍物40进入车辆内，Fr纵梁10弯折变形。通过该变形，Fr纵梁10的前端向宽度方向外侧张开。结果，能抑制车辆从障碍物40的擦过。

图6示出了柱前面碰撞(柱前碰撞)的状况作为微小重叠以外的前碰撞样态。如图6所例示那样，柱41碰撞到保险杠R/F12的比Fr纵梁10靠宽度方向内侧的部位。如上述那样，在本实施方式的车辆前部结构中，采用将加强部件16收束于比Fr纵梁10靠宽度方向外侧的结构，所以，在比其靠宽度方向内侧，能实现保险杠R/F12的压溃变形，碰撞的能量被吸收。

而且，加强部件16的宽度方向内侧做成作为倾斜部16B的倒角结构，所以，在压溃变形时，能抑制保险杠R/F12的前侧壁20在加强部件16的有无切换的边界部分处的剪切。

＜关于侧方骨架部件的其它实施方式＞

此外，在图1～图6的实施方式中，作为车辆前部的侧方骨架部件，举出了Fr纵梁10，但不限于此。例如在梯子形骨架型(ladder frame type)的车辆中，侧轨与侧方骨架部件相对应，本实施方式的加强部件16可适用于包括该侧轨的骨架部件。

此外，本公开不限定于上述说明的实施方式，包括不脱离由权利要求书规定的本公开的技术范围和本质的所有变更和修正。

Claims (1)

1.一种车辆前部的骨架结构，具有：

设置于车辆前部的车辆宽度方向两侧并分别在前后方向延伸设置的一对侧方骨架部件；

具有中空的封闭剖面结构的保险杠R/F，该保险杠R/F在车辆宽度方向延伸设置并与所述一对侧方骨架部件的前端相连；以及

刚性比所述保险杠R/F高且收容于所述保险杠R/F的加强部件，

所述加强部件具有：

车辆前后方向长度与所述保险杠R/F内部的车辆前后方向长度一致的载荷承受部；以及

倾斜部，设置于比所述载荷承受部靠车辆宽度方向内侧处，随着从所述载荷承受部向车辆宽度方向内侧离开，车辆前后方向长度变短，逐渐从所述保险杠R/F的前面离开；

所述载荷承受部的至少一部分配置于所述侧方骨架部件的前方；

所述倾斜部的宽度方向内侧末端被设置成与所述侧方骨架部件的车辆宽度方向内侧的棱线在车辆宽度方向上一致或设置于比所述棱线靠车辆宽度方向外侧处。