CN110091820A - 车辆前部的骨架结构 - Google Patents

车辆前部的骨架结构 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种车辆前部的骨架结构。车辆前部的骨架结构具有加强部件(16)，该加强部件(16)的刚性比保险杠R/F(12)高且该加强部件收容于保险杠R/F(12)的车辆宽度方向端部。由此，在微小重叠碰撞时，抑制车辆从障碍物的擦过，从而能比以往增加利用骨架部件的碰撞的能量吸收量。

Description

车辆前部的骨架结构
本申请主张日本专利申请2018-013341(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
在车辆的前方碰撞(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8、图9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内的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(前方的面)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的前面部中的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，存在车辆从障碍物擦过(通过、挤过)去之虞。如图10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(前方的面)从宽度方向中心朝向外侧向后方倾斜的设计。由于这些碰撞方式和车辆前面结构，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。
图11例示出障碍物106的周边放大图。保险杠R/F100因障碍物106而压溃变形。此时，比压溃变形部100A靠宽度方向外侧的未变形部100B随着车辆108的斜前方行进而依次压溃变形。如图12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。
由于图11至图12产生的保险杠R/F100的压溃变形，碰撞能量被一定程度地吸收，但在例如Fr纵梁102几乎不弯折变形等设计上可能的能量吸收不充分的状态下，有时车辆108会擦过障碍物106。这样，从微小重叠碰撞时的伴随于能量吸收的车辆108的减速的观点出发，以往的车辆前部的骨架结构存在改善的余地。
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所述一对侧方骨架部件的前端相连。另外，具有中空的封闭剖面结构。加强部件的刚性比所述保险杠R/F高且加强部件收容于所述保险杠R/F的车辆宽度方向端部。
根据上述构成，在微小重叠碰撞时，保险杠R/F的比加强部件靠宽度方向内侧处由障碍物压溃变形。而且，在车辆将要相对于障碍物向斜前方擦过时，由收容于保险杠R/F的宽度方向端部的加强部件来抑制该端部的压溃变形。通过保险杠R/F的宽度方向内侧压溃变形且其外侧的压溃变形被抑制，障碍物成为卡挂(钩挂)于保险杠R/F的形态，阻止车辆相对于障碍物向斜前方的擦过。结果，随着障碍物的行进，骨架部件的变形发展，从而碰撞能量被吸收。
另外，在上述公开中，所述一对侧方骨架部件和所述保险杠R/F可以经由比所述一对侧方骨架部件和所述保险杠R/F易于压溃变形的碰撞吸能盒而相连。在此情况下，所述加强部件收容于所述保险杠R/F中的所述碰撞吸能盒前方的部位。
根据上述构成，在压溃变形被抑制的、保险杠R/F的加强部件收容部位，碰撞吸能盒代替该部位而压溃变形。由此，吸收碰撞能量。
另外，在上述公开中，所述加强部件的至少一部分可以从所述保险杠R/F得前侧壁内面延伸设置到后侧壁内面。
根据上述构成，保险杠R/F的压溃变形在车辆前后方向的全长上被抑制，所以，保险杠R/F能够切实地卡挂于障碍物。
发明效果
根据本公开，在微小重叠碰撞时，抑制车辆从障碍物的擦过，从而能够比以往增加利用骨架部件的碰撞的能量吸收量。
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时的状况的图。
图5是例示微小重叠碰撞发展了时的状况的图。
图6是表示本实施方式的车辆前部的骨架结构的另一例的图。
图7是表示实施方式的车辆前部的骨架结构的又一例的图。
图8是例示以往技术的车辆前部的骨架结构的立体图。
图9是图8的B-B剖视图。
图10是说明微小重叠碰撞时的状况的俯视图。
图11是说明微小重叠碰撞时的车辆的擦过的图(1/2)。
图12是说明微小重叠碰撞时的车辆的擦过的图(2/2)。
具体实施方式
参照图1～图7，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7中，车辆前后方向由用标号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(crash box)14、14和加强部件16、16。
Fr纵梁10、10是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。例如Fr纵梁10、10构成作为封闭剖面结构的中空部件。另外，在Fr纵梁10、10，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(凹痕)。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。
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而形成。如后述那样，例如前碰撞时，碰撞吸能盒14呈蛇腹状(bellows shape，波纹状)地压溃变形来吸收碰撞能量。
保险杠R/F12是在车辆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，具有在车辆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(以下，适当地记载为加强部位)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)，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。
参照图3，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形成为朝向车辆后方而在宽度方向扩展的斜坡状。从外观设计上的观点出发，宽度方向两端的斜坡形状中、宽度方向端部侧的斜坡形状可以是与保险杠R/F12的宽度方向端部的斜坡形状相同的形状。另外，在组装时，可以将保险杠R/F12和加强部件16的斜坡形状对位(对齐)地将加强部件16收容于保险杠R/F12内。
另外，加强部件16的宽度方向内侧的斜坡形状也可以是与宽度方向端部的斜坡形状线对称。通过将加强部件16的宽度方向内侧形成为斜坡形状，能够阶段性地改变保险杠R/F12的“压溃余裕量”。例如图3所例示那样，加强部件的前面(前方的面)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斜坡形状，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，但通过由上述斜坡形状来调整压溃余裕量，能抑制保险杠R/F12的断裂。
另外，加强部件16的车辆前后方向长度L1可以与从保险杠R/F12的前侧壁20的内面到后侧壁22的内面为止的距离L2相等。由此，加强部件16的至少一部分从保险杠R/F12的前侧壁20的内面延伸设置到后侧壁22的内面，在该部分，保险杠R/F12的压溃变形在前后方向全长上被抑制。
此外，由于保险杠R/F12的加强部位的压溃变形被显著地抑制，所以，可以使压溃变形转移到其后方部件。具体地说，在保险杠R/F12中的碰撞吸能盒14前方处收容加强部件16。而且，可以在碰撞吸能盒14的车辆前方配置加强部件16的前侧壁30。也就是说，在难以压溃的区域最长的部位的后方设置碰撞吸能盒14来转移压溃变形。
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的前侧壁30承受该碰撞。收容着加强部件16的保险杠R/F12的加强部位42一边抑制压溃变形一边将载荷向后方传递。加强部位42后方的碰撞吸能盒14承受被传递的载荷而呈蛇腹状地压溃变形。
而且，如图5所例示那样，车辆相对于障碍物40向斜前方移动。此时，加强部件16的比前侧壁30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的前侧壁30不压溃变形，所以，在比前侧壁30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卡挂到比此处靠宽度方向外侧的加强部件16的前侧壁30，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，车辆前部的骨架部件变形。例如Fr纵梁10弯折变形。由该变形来吸收碰撞的能量，从而车辆减速。
＜加强部件的其他例＞
图6例示出本实施方式的另一例的加强部件16A。加强部件16A的前侧壁30和后侧壁32的宽度W1、W2相等地形成，俯视为矩形状。例如前侧壁30和后侧壁32的宽度W1、W2与碰撞吸能盒14的宽度W3相等地形成。另外，加强部件16A的车辆前后方向长度L1可以与从保险杠R/F12的前侧壁20的内面到后侧壁22的内面为止的距离L2相等。
与加强部件16相比，在加强部件16A中省略了宽度方向两端的斜坡形状，但即使是该构成，在微小重叠碰撞时，加强部件16A也能卡挂到障碍物40来抑制车辆从障碍物的擦过。
图7例示出本实施方式的又一例的加强部件16B。在该例子中，加强部件16B配置于保险杠R/F12的比碰撞吸能盒14靠宽度方向外侧处。即使是该构成，在微小重叠碰撞时，加强部件16B也卡挂到障碍物40，所以能抑制车辆从障碍物40的擦过。尤其是，卡挂的部位比碰撞吸能盒14靠宽度方向外侧，所以，在微小重叠碰撞时能够切实地卡挂障碍物40。
＜关于侧方骨架部件的其它实施方式＞
此外，在图1～图7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、16A、16B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 (3)

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的车辆宽度方向端部的加强部件。
2.如权利要求1所述的车辆前部的骨架结构，
所述一对侧方骨架部件和所述保险杠R/F经由比所述一对侧方骨架部件和所述保险杠R/F易于压溃变形的碰撞吸能盒而相连；
所述加强部件收容于所述保险杠R/F中的所述碰撞吸能盒前方的部位。
3.如权利要求1所述的车辆前部的骨架结构，
所述加强部件的至少一部分从所述保险杠R/F的前侧壁内面延伸设置到后侧壁内面。
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