CN112061241A - 车身前部结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车身前部结构。该车身前部结构具有：左右一对的上部梁(14、14)；和减震器座(18)，其中，左右一对的上部梁被配置于车宽方向外侧且沿车辆前后方向延伸，各上部梁(14)具有上部梁主体部(22)，该上部梁主体部(22)的垂直于其轴线的截面呈矩形状，减震器座与上部梁主体部的上部结合，在上部梁主体部的下部(22b)的两侧角部设置有左右一对的凹进部(36、36)，车身前部结构在上部梁主体部的下部具有台阶部(32)，该台阶部沿车宽方向设置且将左右一对的凹进部彼此连接在一起。据此，即使在使上部梁与减震器座结合的情况下，例如与现有技术相比也能够增大例如正面碰撞(平面碰撞)、偏置碰撞(包括微小重叠碰撞)等的载荷吸收量。

Description

车身前部结构
技术领域
本发明涉及一种电动汽车等车身前部的发动机舱(engine room)小的汽车等车辆的车身前部结构。
背景技术
在车身前部的发动机舱小的汽车等车辆的车身前部结构中，前侧框架或者上方的上部梁(upper member)以及与其连结的下部梁的全长变短，有时在正面碰撞(平面碰撞，flat collision)或者偏置碰撞下能够吸收的载荷吸收量(碰撞能量)不充分。另外，在将驱动用电池搭载于车身的情况下，车身重量大幅增加，从而应该吸收的载荷吸收量也增大。并且，在车身前部与障碍物微小重叠而发生碰撞的微小重叠碰撞(或者小面积重叠碰撞，small overlap collision)中，应该吸收的载荷吸收量也进一步增大。
作为增大该应该吸收的载荷吸收量的方式，例如，在专利文献1中记载有如下一种方式：在上部梁的车辆前端设置管形的下部梁，当有碰撞载荷输入时，下部梁的车辆前方端部向车辆后方位移而抵接于轮胎。
【现有技术文献】
【专利文献】
专利文献1：日本发明专利公开公报特开2019-6311号
发明内容
【发明所要解决的技术问题】
另外，在将上部梁与刚性和强度较高的减震器座(damper base)结合的情况下，在上部梁和减震器座的结合部位处难以发生弯折。另外，例如，与车辆前后方向上的长度较长的上部梁相比较，车辆前后方向上的长度被缩短的上部梁的弯折变形量受到限制。因此，针对车身前部，难以使正面碰撞、偏置碰撞(包括微小重叠碰撞)的碰撞载荷的吸收量增大。
本发明是鉴于上述的点而做出的，其目的在于提供一种车身前部结构，该车身前部结构即使在使上部梁与减震器座结合的情况下，也能够与现有技术相比而增大例如正面碰撞(平面碰撞)、偏置碰撞(包括微小重叠碰撞)等的载荷吸收量。
【用于解决技术问题的技术方案】
为了实现上述目的，本发明的车身前部结构的特征在于，具有：左右一对的上部梁；和用于安装减震器的减震器座，其中，左右一对的所述上部梁被配置于车宽方向外侧且沿车辆前后方向延伸；各所述上部梁具有上部梁主体部，该上部梁主体部的垂直于其轴线的截面呈矩形状，所述减震器座与所述上部梁主体部的上部结合，在所述上部梁主体部的下部的两侧角部设置有左右一对的凹进部，所述车身前部结构在所述上部梁主体部的下部具有台阶部，该台阶部沿车宽方向设置且将左右一对的所述凹进部连接在一起。
【发明效果】
在本发明中，能够得到如下一种车身前部结构：即使在使上部梁与减震器座结合的情况下，与现有技术相比也能够增大例如正面碰撞(平面碰撞)、偏置碰撞(包括微小重叠碰撞)等的载荷吸收量。
附图说明
图1是适用了本发明的实施方式所涉及的车身前部结构的车辆的车身前部左侧的概略立体图。
图2是从接地面侧观察构成车身前部的上部梁和减震器座的仰视图。
图3是图1的III-III纵剖视图。
图4是图1的IV-IV横剖视图。
图5中的(a)是表示载荷输入前的状态的上部梁的侧视图，(b)是表示载荷输入后的状态的侧视图。
[附图标记说明]
10：车身前部；12：前侧框架；14：上部梁；16：外侧部件；18：减震器座；20：前舱壁(frontbulkhead)；22：上部梁主体部；22a：(上部梁主体部的)下部；22b：(上部梁主体部的)车辆前方端部；24：前方延长部；24a：管部件；26：前柱；28：减震器座结合部；30：前围(cowl side)部；32：台阶部；34：凸部；35：螺栓(机械式结合机构)；36：凹进部；40：凹部；42：直线状棱线部；44：曲线状棱线部。
具体实施方式
接着，一边适当参照附图一边对本发明的实施方式详细地进行说明。
此外，在各图中，“前后”表示车辆前后方向，“左右”表示车宽方向(左右方向)，“上下”表示铅垂上下方向。
适用了本发明的实施方式所涉及的车身前部结构的车辆具有由承载式车身(monocoque body)组成的车身。该车身关于未图示的中心线左右对称配置，该中心线是指穿过车辆的车宽方向上的中心而沿车辆前后方向延伸的线。
如图1所示，车身前部10构成为，具有左右一对的前侧框架12、12、左右一对的上部梁14、14、左右一对的外侧部件16、16、减震器座18和前舱壁20。此外，在图1中，仅图示出车身前部左侧，省略了车身前部右侧的图示。
左右一对的前侧框架12、12分别被配置于沿着车宽方向的左右两侧，且沿着车辆前后方向延伸。此外，各前侧框架12的车辆前方端部与前舱壁20连结。另外，各前侧框架12的车辆后方端部分别分支为两个，且分别连结于未图示的横梁(cross member)。
左右一对的上部梁14、14分别被配置于左右一对的前侧框架12、12的车宽方向外侧，且沿车辆前后方向延伸。各上部梁14的中间弯曲部通过沿车宽方向内侧延伸的连结部件15被连结于前舱壁20的上侧角部。各上部梁14的车辆后方端部被连结(紧固)于左右一对的前柱26。在各上部梁14的下方配置有构成左右前轮的未图示的轮胎。
如图1所示，各上部梁14由上部梁主体部22和前方延长部24构成，其中，前方延长部24向上部梁主体部22的车辆前方侧延伸。
各上部梁主体部22的垂直于其轴线的截面呈矩形状(参照图3)，各上部梁主体部22沿着车辆前后方向被配置于前方延长部24和前柱26之间(参照图1)。如图3所示，上部梁主体部22由上部梁外侧部23a、上部梁内侧部23b和上部梁延伸部23c构成。
上部梁外侧部23a位于上部梁主体部22的车宽方向外侧。上部梁内侧部23b位于上部梁主体部22的车宽方向内侧。上部梁延伸部23c的车辆前方侧安装于上部梁外侧部23a和上部梁内侧部23b之间(参照图3)，车辆后方侧的上部延伸到减震器座18的车辆后方(参照图1、图2)。在上部梁主体部22的车宽方向内侧设置有减震器座18，该减震器座18具有较高的刚性和强度，在其下方侧安装有未图示的减震器。
返回到图1，上部梁主体部22具有减震器座结合部28(以下也称为减震器座结合区域28)和前围部30，这些部件沿着车辆前后方向分别连续而构成为一体。减震器座结合部28位于上部梁主体部22的车辆前方，与后述的前围部30相比较，其上下方向上的高度尺寸在车辆前后方向上恒定或者大致恒定。
另外，如图3所示，减震器座结合部28具有接合部29，该接合部29使减震器座18的车宽方向外侧端部18a接合(结合)于上部梁主体部22的车宽方向内侧的上部22a。并且，在减震器座结合部28的下部(上部梁主体部22的下部22b)设置有沿车宽方向延伸的台阶部32(参照图2)，在后面对该台阶部32进行说明。
如图1所示，前围部30位于上部梁主体部22的车辆后方，其上下方向上的高度尺寸随着从车辆前方靠向车辆后方而增大。前围部30的车辆后方端部31与前柱26结合。另外，前围部30至少具有凸部34，该凸部34向车辆后方且向下方倾斜且在车宽方向外侧由凸棱(bead)形状构成。前围部30的车辆后方端部31在凸部34的附近部位，通过螺栓35和螺母(机械式结合机构)与前柱26连结(结合)。
如图3和图1所示，在上部梁主体部22的下部22b的左右的两侧角部设置有左右一对凹进部36、36。各凹进部36在侧视观察时呈大致梯形形状(参照图1)，从上部梁主体部22的外侧向内侧凹进。
另外，在上部梁主体部22的面向接地面的下表面设置有将左右一对的凹进部36、36彼此连接在一起的台阶部32(参照图3、图2)。从接地面侧仰视观察时，该台阶部32由沿车宽方向延伸的直线状的台阶构成(参照图2)。台阶部32被设置于位于车辆前方侧的减震器座结合区域28。台阶部32在铅垂上下方向上以其车辆前方侧接近接地面、其车辆后方侧远离接地面的方式来设置。
如图2所示，上部梁主体部22的沿着车宽方向的内侧的下部22b具有凹部40，该凹部40向剖面内侧凹进，并且具有仰视观察时弯曲的棱线。即，从接地面侧仰视观察时，凹部40具有直线状棱线部42和曲线状棱线部44，其中，所述直线状棱线部42在车宽方向内侧沿着车辆前后方向呈直线状延伸；所述曲线状棱线部44在车宽方向外侧弯曲而连结该直线状棱线部42的车辆前方端和车辆后方端。
另外，在该凹部40中配置有车宽方向内侧的凹进部36，并且台阶部32的车宽方向内侧端部(接近减震器座18的一侧的端部)连接于凹部40(曲线状棱线部44)。该凹部40在减震器座结合区域28中沿车辆前后方向延伸(参照图2)。
如图4所示，前方延长部24由中空的管部件24a构成，比上部梁主体部22向车辆前方延伸，并且向下方弯曲(参照图1)。另外，前方延长部24的车辆前方端部被连结于外侧部件16。
该外侧部件16由主视观察时为矩形状的平板件构成，且连结于前侧框架12的车辆前端。并且，前方延长部24的车辆前方端部通过外侧部件16连结于前舱壁20。前方延长部24的车辆后方端部嵌插于设置在上部梁主体部22的车辆前方端部22c的孔部46内。
如图1所示，前舱壁20由主视观察时呈大致矩形状的框体构成，且被配置于前端部即车辆前方端部。该前舱壁20例如由左右一对的侧部梁、上部梁和下部梁构成。
适用了本实施方式所涉及的车身前部结构的车辆的车身前部10基本上如以上那样构成，接着对该车身前部结构的作用效果进行说明。
图5中的(a)是表示载荷输入前的状态的上部梁的侧视图，(b)是表示载荷输入后的状态的侧视图。
在本实施方式中，减震器座18的车宽方向外侧端部与上部梁主体部22的上部接合(结合)。另外，在上部梁主体部22的下部22b的两侧角部设置有左右一对的凹进部36、36。并且，在上部梁主体部22的下部22b沿车宽方向设置有将左右一对的凹进部36、36彼此连接在一起的台阶部32。
在本实施方式中，由于上部梁主体部22的下部22b在上下方向上远离被结合于减震器座18的上部，因此，刚性和强度比较低。例如，当正面碰撞(平面碰撞)或者偏置碰撞(包括微小重叠碰撞)等的碰撞载荷等输入于车身前部10时，在上部梁主体部22的下部22b中，左右两侧的角部的凹进部36、36成为通过从上部梁主体部22的下部22b传递来的载荷作用而弯折变形的触发点(起点)，并且，左右两侧的凹进部36、36与沿车宽方向延伸的台阶部32连续。
据此，在本实施方式中，上部梁14以台阶部32为起点而迅速地弯折变形。如此，在本实施方式中，一体地构成左右一对的凹进部36、36和将该左右一对的凹进部36、36彼此连接在一起的台阶部32，其中，左右一对的凹进部36、36位于下部22b的两侧角部，下部22b远离结合于刚性和强度较高的减震器座18的上部，据此，例如，即使是车辆前后方向上的尺寸被缩短的上部梁14，且其与减震器座18结合的情况下，也能够可靠地使其发生弯折变形(比较并参照载荷输入前的图5中的(a)和载荷输入后的图5中的(b))。
其结果，在本实施方式中，即使在使上部梁14与减震器座18接合的情况下，与现有技术相比也能够增大例如正面碰撞(平面碰撞)、偏置碰撞(包括微小重叠碰撞)等的载荷吸收量。
另外，在本实施方式中，在上部梁14的沿着车宽方向的内侧设置有凹部40，该凹部40为使上部梁主体部22的下部22b向内侧凹进而形成，且仰视观察时具有直线状棱线部42和曲线状棱线部44。在该凹部40中配置有车宽方向内侧的凹进部36，并且台阶部32被连接于凹部40。
在本实施方式中，由于在上部梁14的上部没有设置任何凹部等，而没有减小上部侧的截面面积，因此，能够确保减震器座18的所期望的支承刚性和支承强度。并且，在本实施方式中，通过在不容易受到与减震器座18结合的影响的上部梁主体部22的下部22b设置凹部40，而使上部梁主体部22的下部22b侧的截面面积减小，从而更加易于在上部梁主体部22的下部22b侧的凹部40处发生弯折变形。此外，由于在上部梁主体部22的除下部22b外的外表面没有设置凹部40，因此，能够可靠地支承从车辆前方传递来的载荷。
并且，在本实施方式中，上部梁主体部22具有减震器座结合部28和前围部30。减震器座结合部28位于上部梁主体部22的车辆前方，以其上下方向上的高度尺寸在车辆前后方向上恒定的方式设置。前围部30位于上部梁主体部22的车辆后方，其上下方向上的高度尺寸随着从车辆前方靠向车辆后方而增大，并且其车辆后方端部与前柱26结合。将左右一对的凹进部36、36连接在一起的台阶部32被设置于减震器座结合部28。
在本实施方式中，能够使上部梁主体部22在台阶部32处弯折变形，而该台阶部32被设置于上下方向上的高度尺寸恒定的减震器座结合部28的下部22b。相对于此，在本实施方式中，前围部30的上下方向上的高度尺寸随着从车辆前方靠向车辆后方而增大，并且前围部30的车辆后方端部与前柱26结合，因此，对碰撞载荷的支承刚性和支承强度增大。
另外，在本实施方式中，前围部30至少具有凸部34，该凸部34向车辆后方且向下方倾斜，且在车宽方向外侧由凸棱形状构成。在该凸部34的附近部位，前围部30(上部梁主体部22)的车辆后方端部例如通过由螺栓35和螺母构成的机械式结合机构被紧固于前柱26。
在本实施方式中，即使在使前围部30的上下方向上的高度尺寸随着从车辆前方靠向车辆后方而增大的情况下，通过在前围部30设置由凸棱形状构成的凸部34，也能够使从车辆前方输入的载荷顺利地传递到前柱26。其结果，在本实施方式中，能够更进一步地促进被设置于减震器座结合部28的台阶部32的弯折变形。
另外，在本实施方式中，上部梁14具有前方延长部24，该前方延长部24比上部梁主体部22向车辆前方延伸，且向下方弯曲。另外，车身前部10具有被连结于前侧框架12的车辆前端的外侧部件16。该前方延长部24的车辆前方端部被连结于外侧部件16。
在本实施方式中，在碰撞物抵接于前侧框架12的外侧的所谓的微小重叠碰撞中，能够通过从前侧框架12的车辆前端的外侧部件16传递来的载荷，使前方延长部24弯曲变形从而适宜地吸收微小重叠碰撞载荷。
并且，在本实施方式中，能够以被设置于上部梁主体部22的下部22b的台阶部32为起点，使上部梁主体部22的比台阶部32靠前侧的部分向下方可靠地弯折变形(参照图5中的(b))。
因此，在位于比车厢靠车辆前方的位置的车身结构在车辆前后方向上相对缩短的车身前部结构中，能够更进一步地提高碰撞载荷的吸收能力。在近年的电动汽车中，逐渐从发动机等较大的内燃机更换为小型马达，对于位于比车厢靠车辆前方的位置的车身结构在车辆前后方向上相对缩短的车身来说更加有用。
另外，在本实施方式中，通过由管部件24a构成前方延长部24，例如，与使用通过模具对钢板进行压力成型得到的压力成型件来制造前方延长部24的情况相比较，能够减少零部件个数和模具而提高生产效率，从而能够降低制造成本。并且，通过将前方延长部24设为管部件24a，由于以单一材料形成圆筒的闭合截面，因此能够实现管部件24a的小径化，从而能够有助于车辆的小型化。
另外，在本实施方式中，管部件24a的车辆后方端部被嵌插于上部梁主体部22的车辆前方端部22c内，管部件24a的车辆前方端部通过外侧部件16被连结于前舱壁20。据此，在本实施方式中，上部梁主体部22和前方延长部24的结合部位的刚性和强度提高，例如，能够顺利地进行微小重叠碰撞时的多段弯折变形和碰撞载荷的吸收。

Claims (7)

1.一种车身前部结构，其特征在于，
具有：左右一对的上部梁；和
用于安装减震器的减震器座，
其中，左右一对的所述上部梁被配置于车宽方向外侧且沿车辆前后方向延伸；
各所述上部梁具有上部梁主体部，该上部梁主体部的垂直于其轴线的截面呈矩形状，
所述减震器座与所述上部梁主体部的上部结合，
在所述上部梁主体部的下部的两侧角部设置有左右一对的凹进部，
所述车身前部结构在所述上部梁主体部的下部具有台阶部，该台阶部沿车宽方向设置且将左右一对的所述凹进部连接在一起。
2.根据权利要求1所述的车身前部结构，其特征在于，
在所述上部梁的沿着车宽方向的内侧设置有凹部，该凹部为使所述上部梁主体部的下部向内侧凹进而形成，并且具有仰视观察时弯曲的棱线，
所述凹进部被配置于所述凹部，并且所述台阶部被连接于所述凹部。
3.根据权利要求1或2所述的车身前部结构，其特征在于，
所述上部梁主体部具有减震器座结合部和前围部，
所述减震器座结合部位于所述上部梁主体部的车辆前方，且被设置为在车辆前后方向上使其上下方向上的高度尺寸恒定，
所述前围部位于所述上部梁主体部的车辆后方，且其上下方向上的高度尺寸随着从车辆前方靠向车辆后方而增大，并且所述前围部的车辆后方端部与前柱结合，
所述台阶部被设置于减震器座结合部。
4.根据权利要求3所述的车身前部结构，其特征在于，
所述前围部至少具有凸部，该凸部向车辆后方且向下方倾斜，且在车宽方向外侧由凸棱形状构成，
所述车身前部结构具有在所述凸部的附近部位使所述前围部与前柱结合的机械式结合机构。
5.根据权利要求4所述的车身前部结构，其特征在于，
所述上部梁具有前方延长部，该前方延长部比所述上部梁主体部向车辆前方延伸，并且向下方弯曲，
所述车身前部结构具有被连结于前侧框架的车辆前端的外侧部件，
所述前方延长部的车辆前方端部被连结于所述外侧部件。
6.根据权利要求5所述的车身前部结构，其特征在于，
所述前方延长部由管部件构成。
7.根据权利要求6所述的车身前部结构，其特征在于，
所述管部件的车辆后方端部被嵌插于所述上部梁主体部的车辆前方端部内，
所述管部件的车辆前方端部通过所述外侧部件被连结于前舱壁。
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