CN114347933B - 车辆的前保险杠以及具备该前保险杠的车身结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种兼具针对碰撞时来自车辆前方及前斜上方的荷载能够通过变形吸收能量的低刚性和针对来自车辆上方的荷载而不变形的高刚性的前保险杠。前保险杠（1）具备保险杠面板（11）、上板（13）、设于上板内部的冲击吸收构件（2）、刚性构件（3）。冲击吸收构件由前壁（211）、上壁（前侧上壁（212）、后侧上壁（221））、后壁（222）、下壁（223）形成为截面呈帽形，刚性构件包括固定于上壁的上端部（31）、固定于下壁的下端部（32）、在车辆上下方向连接上端部和下端部的中间部（33），中间部距后壁在车辆前后方向空有间隔地配置。

Description

车辆的前保险杠以及具备该前保险杠的车身结构

技术领域

本发明涉及一种用于保护行人的冲击吸收结构，该冲击吸收结构设于在车辆发动机盖的前方于车宽方向覆盖保险杠面板上方的上板内。

背景技术

现有技术中一直在研究在车辆上板、发动机盖上部设置以保护行人为目的的能量吸收结构。

例如现有如下方案，当大腿部从车辆前斜上方与上板碰撞时或头部从车辆前斜上方与发动机盖前端部碰撞时，使碰撞部位处的车辆构成部件（用于保护行人的冲击吸收构件）变形来吸收能量，由此减轻对行人的冲击（例如参照专利文献1）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1日本专利特开2014－69591号公报。

发明内容

发明要解决的技术问题

根据专利文献1所记载的车身前部结构，针对从车辆前斜上方输入的碰撞荷载虽然能够通过使用于保护行人的冲击吸收构件变形来减轻碰撞时的冲击，但是没有考虑从车辆前方、车辆上方等数个方向输入荷载的情况以及确保刚性使其不变形的情况，还有改善的余地。

具体而言，在车高较高的SUV等中，车体尺寸大的车辆中地面到发动机盖上侧面的高度高，行人大腿部会从前方几乎垂直地与车辆碰撞。另外，假设行人为小孩的话，行人头部会从车辆前斜上方与发动机盖前方的上板碰撞。这样，由于车体尺寸不同，输入车辆前部的碰撞荷载的位置、方向也会变化，因此需要针对数个方向的输入荷载进行能量吸收。

本发明人从保护行人的观点出发，就设置能够通过使大腿部及头部的碰撞部位变形来吸收能量的冲击吸收构件的结构进行了悉心研究。以大腿部碰撞为假设的荷载相对于车辆来说为前后方向的荷载矢量。另一方面，以头部碰撞为假设的荷载相对于车辆来说为上下方向的荷载矢量和前后方向的荷载矢量。因此，在头部及大腿部的碰撞中，前后方向的荷载矢量是共通的，冲击吸收构件需要设计成能针对前后方向的荷载矢量而变形的结构。

另一方面，在打开发动机盖对发动机舱内进行整修时，可以预想到上板要从车辆上方承受作业人员的体重，因此针对上下方向的荷载矢量需要确保一定水平以上的刚性。但是冲击吸收构件若单纯地只使用刚性高的材料的话可能会阻碍向前后方向的变形。

即，前保险杠需要兼具针对碰撞时来自车辆前方及前斜上方的荷载能够变形来吸收能量的低刚性、以及针对来自车辆上方的荷载不变形的高刚性。

解决技术问题的技术手段

在此，本申请发明人发明了一种车辆的前保险杠的结构，该车辆的前保险杠的结构在上板内针对前后方向的荷载不会阻碍变形，且针对上下方向的荷载能确保足够的刚性，由此兼具针对前方及斜上方的荷载的低刚性和针对来自上方的荷载的高刚性。

具体而言，本发明是一种车辆的前保险杠，该车辆的前保险杠具备设于车辆前侧面的保险杠面板、设于所述保险杠面板的中央部上方的上板、设于所述上板内部的冲击吸收构件、以及刚性构件，其中，所述冲击吸收构件由在车宽方向上向车辆上方延伸的前壁、从所述前壁的上部向车辆后方延伸的上壁、从所述上壁的后部向车辆下方延伸的后壁、从所述后壁的下部向车辆后方延伸的下壁形成为截面呈帽形；所述刚性构件包括固定于所述上壁的上端部、固定于所述下壁的下端部、在车辆上下方向连接所述上端部和所述下端部的中间部，该中间部距上述后壁在车辆前后方向空有间隔地配置。

根据上述发明，大腿部从前方与车辆碰撞时，冲击吸收构件的前壁向车辆后方侧的后壁变形，由此吸收冲击。在前壁与后壁之间设有空间，后壁不会妨碍前壁向车辆后方变形。另外，刚性构件的中间部相对于后壁空有间隔地配置，因此刚性构件也允许前壁向车辆后方变形。

头部从车辆前斜上方碰撞时，截面呈帽型的冲击吸收构件中的前壁及后壁以倒向车辆后方的方式变形，由此吸收冲击。刚性构件的中间部距后壁在前后方向空有间隔地配置，因此不会妨碍冲击吸收构件的前壁及后壁向车辆后方变形。此外，通过向车辆后方变形的后壁将刚性构件的中间部向后方推时，其中间部也以朝下端部倒下的方式变形。刚性构件允许向前后方向的变形。

另一方面，由于刚性构件的上端部固定于冲击吸收构件的上壁，因此在作业等时经由上板的上下方向的荷载会输入到刚性构件。刚性构件的中间部距冲击吸收构件的后壁在前后方向空有间隔地配置，因此通过该后壁与刚性构件的上端部及中间部形成了闭口截面。刚性构件及冲击吸收构件针对上下方向的荷载能够发挥高刚性。

因此，实现了兼具针对前方及斜上方的荷载的低刚性和针对来自上方的荷载的高刚性的车辆的前保险杠的结构。

在上述前保险杠中，为了促进刚性构件的中间部以下端部为起点向车辆后方侧变形，可以为：所述刚性构件沿着所述冲击吸收构件在车宽方向延伸，所述中间部在车辆上下方向呈面状延伸，所述下端部向车辆后方呈面状延伸，所述中间部和所述下端部通过曲折部连接。

根据上述发明，在冲击吸收构件的后壁以倒向车辆后方的方式变形时，后壁与中间部接触并传递向车辆后方的荷载，由此能够使得中间部轻松地相对于下端部以曲折部为起点向车辆后方变形。

在上述前保险杠中，为了使得曲折部中向前后方向的变形更加轻松，可以为：在所述曲折部形成有切口。

根据上述发明，通过设于曲折部的切口能够使得中间部向车辆后方变形的荷载更低，冲击吸收构件的前后方向的变形不会受到阻碍，能轻松地变形。

在上述前保险杠中，关于大腿部及头部的碰撞带来的车辆前后方向的荷载矢量，为了使得来自前壁的输入荷载能高效地向后壁及刚性构件传递，且不阻碍冲击吸收构件在车辆前后方向的变形，可以为：所述冲击吸收构件由前侧冲击吸收构件和后侧冲击吸收构件形成，所述前侧冲击吸收构件及所述后侧冲击吸收构件在所述上壁重叠，与所述上端部一起固定。

根据上述发明，荷载输入前侧冲击吸收构件的前壁后，该荷载会输入刚性构件的上端部。由此，会对刚性构件的曲折部产生朝向车辆后方的弯矩，能轻松地使刚性构件以曲折部为起点向车辆后方侧变形。另外，关于后侧冲击吸收构件也同样地，输入前侧冲击吸收构件的前壁的荷载会通过上壁输入到后侧冲击吸收构件，因此会对后壁的下端部产生朝向车辆后方的弯矩。由此，后侧冲击吸收构件也能轻松地变形。

在上述前保险杠中，为了高效地吸收来自车辆前方的输入荷载，最大限度地利用从车辆前方依次变形来吸收能量的距离（能量吸收冲程）是有效的。为了高效地吸收能量，可以为：所述前侧冲击吸收构件的板厚小于所述后侧冲击吸收构件的板厚。

根据上述发明，前侧冲击吸收构件比后侧冲击吸收构件易变形。在大腿部碰撞时，前侧冲击吸收构件一边向车辆后方移动一边变形，由此能够使前侧冲击吸收构件切实地变形，且能够减小碰撞后紧随的荷载。另外，在头部碰撞时，使前侧冲击吸收构件以倒向车辆后方的方式变形，由此头部以较大面积与冲击吸收构件的上壁接触，能够分散碰撞荷载。并且，输入至前侧冲击吸收构件的荷载向后侧冲击吸收构件传递，使前侧冲击吸收构件及后侧冲击吸收构件二者以倒向车辆后方的方式变形，由此，能够使能量吸收冲程相对于截面呈帽型的冲击吸收构件来说呈对角线状且很长，能够减轻对行人的冲击。

在具备上述前保险杠的车身结构中，除了通过设于上板内的冲击吸收构件吸收碰撞时的冲击，还使得车身结构也吸收能量，为此，本申请的车身结构具备支撑所述前保险杠的保险杠支撑部，所述保险杠支撑部的一端固定于在相较于所述冲击吸收构件而言的车辆后方侧在车宽方向延伸的车身的上框架，另一端在相较于所述上框架而言向车辆前方远离的位置固定于所述前保险杠。

根据上述发明，前保险杠通过从车身的上框架向车辆前方延伸的保险杠支撑构件在单侧固定状态下固定，因此伴随着对上板的冲击，保险杠支撑构件会弯曲，由此能够包括车身结构在内吸收冲击能量。

发明效果

根据上述发明，出于保护行人之目的，能够实现一种结构，该结构兼具针对来自车辆前方及前斜上方的荷载在碰撞时能变形并吸收能量的低刚性、以及针对来自车辆上方的荷载不变形的高刚性。

附图说明

图1为本发明的实施方式中的、包括前保险杠在内的车身前部的侧切割端面图；

图2为本发明的车身前部的斜视图；

图3为本发明的冲击吸收构件的斜视图；

图4为本发明的刚性构件的斜视图；

图5为图4的V－V切割端面图；

图6为本发明的碰撞模式的侧截面图。

具体实施方式

以下，参照附图说明车辆的前保险杠及车身结构的实施方式。此处说明的车身的前保险杠及车身结构为例示。

图1是从侧方看包括前保险杠1在内的车身前部的纵截面图，图2是车身前部的斜视图。该车辆是车高较高的SUV，车体尺寸也较大。因此，从地面到发动机盖上侧面的高度较高。

在车身前部配设有保险杠面板11。在保险杠面板11的车宽方向中央部设有前格栅12（参照图1），图2中省略其图示。在保险杠面板11的车宽方向中央部中的上方配设有上板13。上板13在车宽方向延伸。上板13构成前格栅12的上缘。

前格栅12被格栅加强件14支撑。而图1中的编号15是格栅托架。格栅托架15在车宽方向延伸地很长。

在上板13的车辆后方设有发动机盖16。发动机盖16和上板13构成车身前部的上侧面。在发动机盖16的下侧形成有发动机舱。在发动机盖16的下侧还配设有上框架17。如图2中虚线所示，上框架17在车宽方向延伸，且在其车宽方向两端部曲折，向车辆后方延伸。

如图1所示，格栅托架15通过保险杠支撑部18被上框架17支撑。如图2所示，保险杠支撑部18在车宽方向空有间隔地设有四个，各保险杠支撑部18从上框架17的前端部向车辆前方延伸。各保险杠支撑部18的前端部固定于格栅托架15。各保险杠支撑部18的后端部固定于上框架17。包括格栅托架15的前保险杠1通过保险杠支撑部18被上框架17支撑。保险杠支撑部18以单侧固定状态支撑前保险杠1。

另外，在构成前保险杠1的上部的上板13内配设有冲击吸收构件2及刚性构件3。冲击吸收构件2沿着上板13在车宽方向延伸。刚性构件3在冲击吸收构件2的后侧，沿着冲击吸收构件2在车宽方向延伸。图1所示编号19是锁扣盖。

冲击吸收构件2被格栅托架15支撑。冲击吸收构件2载置于格栅托架15之上。也如图3所示，冲击吸收构件2具有前侧冲击吸收构件21和后侧冲击吸收构件22。后侧冲击吸收构件22配置于前侧冲击吸收构件21的后侧。前侧冲击吸收构件21及后侧冲击吸收构件22分别分离为车宽方向的右侧部位和左侧部位。右侧的前侧冲击吸收构件21及后侧冲击吸收构件22、以及左侧的前侧冲击吸收构件21及后侧冲击吸收构件22分别沿着车身的前端缘相对于前后方向斜向配置。

前侧冲击吸收构件21具有前壁211和前侧上壁212。前壁211从格栅托架15的上侧面向垂直或大致垂直的上方立起，且在车宽方向延伸。在前壁211的下端设有用于固定于格栅托架15的固定部213。

前侧上壁212与前壁211的上端接续。前侧上壁212从前壁211的上端向车辆后方延伸。从侧方看时，前侧上壁212以朝上凸起的方式弯曲。在前侧上壁212的后端设有朝向车辆后方突出的连接部214，所述连接部214通过刚性构件3与后述后侧上壁221连接。连接部214如图3所示呈梳齿状。

后侧冲击吸收构件22具有后侧上壁221、后壁222、下壁223。后侧上壁221与前侧上壁212的连接部214的下侧重叠配置，与该连接部214连接固定。后侧上壁221与前侧上壁212不同，向车辆后方水平或几乎水平扩展。

后壁222与后侧上壁221的后端接续。后壁222从格栅托架15的上侧面向垂直或大致垂直的上方立起，且在车宽方向延伸。下壁223设于后壁222的下端。下壁223是用于将后侧冲击吸收构件22固定于格栅托架15的壁。下壁223从后壁222的下端向车辆后方延伸。下壁223与前侧冲击吸收构件21的固定部213相比，前后方向的长度长。

前侧冲击吸收构件21的连接部214和后侧冲击吸收构件22的后侧上壁221相互连接，由此由前侧冲击吸收构件21和后侧冲击吸收构件22构成的冲击吸收构件2的横截面呈帽形。即，前壁211和后壁222在车辆前后方向空有间隔地配置，且前壁211的上端和后壁222的上端通过前侧上壁212及后侧上壁221相互连结。

在此，在冲击吸收构件2的前壁211、前侧上壁212及后壁222分别形成有开口部23。开口部23在前壁211、前侧上壁212及后壁222中分别在车宽方向排列形成有数个。开口部23实现了冲击吸收构件2的轻量化，且通过降低前壁211、前侧上壁212及后壁222各自的刚性来促进碰撞时的变形，提高冲击吸收效果。

另外，设于前壁211的开口部23的开口面积设定为比设于前侧上壁212的开口部23的开口面积大。由此，在碰撞时，前壁211比前侧上壁212易变形。

虽省略了其详细图示，前侧冲击吸收构件21的板厚小于后侧冲击吸收构件22的板厚。前侧冲击吸收构件21比后侧冲击吸收构件22刚性低，易变形。

图4是刚性构件3的斜视图，图5是刚性构件3的端视图。刚性构件3具备上端部31、下端部32、中间部33。上端部31固定于冲击吸收构件2的上壁。更详细而言，上端部31在上下方向被夹在前侧冲击吸收构件21的连接部214和后侧冲击吸收构件22后侧上壁221之间，分别固定于连接部214及后侧上壁221（参照图1）。冲击吸收构件2的连接部214及后侧上壁221与刚性构件3的上端部31重叠。

上端部31具有向上方突出的突出部311。如图1所示，突出部311突出到与前侧冲击吸收构件21的前侧上壁212的上端几乎相同的高度位置，或者更上方的位置。

下端部32固定于冲击吸收构件2的下壁223。更详细来说，下端部32在重叠于下壁223之上的状态下固定于下壁223。下端部32向车辆后方呈面状扩展。如图1所示，下端部32的后端相较于下壁223的后端位于车辆后方。

中间部33连接上端部31的后端和下端部32的前端。更详细来说，中间部33连接上端部31的突出部311的后端和下端部32的前端。中间部33垂直或大致垂直地呈面状扩展。由上端部31、下端部32及中间部33构成的刚性构件3的横截面大致呈Z字状。

如图1所示，中间部33相对于冲击吸收构件2的后壁222在车辆后方空有间隔地配置。由此，在后侧冲击吸收构件22的后壁222与刚性构件3的上端部31及中间部33之间形成闭口截面。

呈面状扩展的中间部33和呈面状扩展的下端部32通过曲折部34连接。在曲折部34形成有切口。切口如图5所示，从下端部32的上侧面凹陷，且沿着中间部33的下端在车宽方向延伸。

接着，参照图6对所述技术方案的前保险杠1的功能进行说明。前保险杠1具备配设于上板13内的冲击吸收构件2及刚性构件3。如图1所示，冲击吸收构件2配设于从上板13的前后方向的中间部到后端部的位置，刚性构件3配设于从上板13的后端部到发动机盖16的前端部的位置。

冲击吸收构件2及刚性构件3兼具针对碰撞时来自车辆前方或前斜上方的荷载变形来吸收能量的低刚性、以及针对来自车辆上方的荷载不变形的高刚性。

首先，图6（a）例示了行人从前方与车辆前部碰撞的情况。如前所述，该车辆是车体尺寸较大的SUV，从地面到发动机盖上侧面的高度较高。因此，行人的大腿部41从前方几乎垂直地与车辆碰撞。大腿部41碰到冲击吸收构件2的前壁211。在前壁211设有数个开口部23，因此刚性低。而且前壁211的开口部23比前侧上壁212的开口部23的开口面积大。前壁211在前壁211和前侧上壁212的角部曲折变形，向车辆后方倾斜（参照图6（a）的虚线）。此时，在前壁211和后壁222之间设有空间，因此后壁222不妨碍前壁211向车辆后方变形。刚性构件3的中间部33配置于后壁222的更后方，因此，刚性构件3也允许前壁211向车辆后方变形。这样，针对来自前方的碰撞，冲击吸收构件2变形，由此吸收冲击。

另外，板厚相对小的前侧冲击吸收构件21比后侧冲击吸收构件22易变形。因此，在大腿部41碰撞时，前侧冲击吸收构件21一边向车辆后方移动一边变形。通过前侧冲击吸收构件21的变形能够减小碰撞后紧随的荷载。

接着，图6（b）例示了身高矮的行人、例如小孩从前方与车辆前部碰撞的情况。此时，头部42从前斜上方向斜下方与车辆碰撞。头部42碰到冲击吸收构件2的前壁211及前侧上壁212。在前壁211及前侧上壁212分别设有数个开口部23，因此刚性低。另外，前侧上壁212以朝上凸起的方式弯曲。前壁211及前侧上壁212一起以倒向车辆后方的方式变形。

前侧冲击吸收构件21的连接部214和后侧冲击吸收构件22的后侧上壁221连接，因此输入前侧冲击吸收构件21的荷载会通过上壁输入后侧冲击吸收构件22。对后壁222的下端部会产生朝向车辆后方的弯矩，因此后侧冲击吸收构件22的后壁222也会倒向后方（参照图6（b）的虚线）。

随着冲击吸收构件2整体倒向后方，刚性构件3的中间部33被冲击吸收构件2向后方推。刚性构件3的上端部31与冲击吸收构件2的上壁重叠固定。荷载输入冲击吸收构件2后，该荷载会输入刚性构件3的上端部，因此对刚性构件3的曲折部34会产生朝向车辆后方的弯矩。

在设于刚性构件3的中间部33与下端部32之间的曲折部34形成有切口，因此中间部33轻松地以该曲折部34为起点倒向后方。这样，针对来自斜上方的碰撞，会通过冲击吸收构件2及刚性构件3变形来吸收冲击。

另外，前侧冲击吸收构件21的板厚小且由于开口部23而易于变形，由此在头部42碰撞时，头部42会以较大面积与冲击吸收构件2的上壁接触，能够分散碰撞荷载。

并且，针对来自斜上方的碰撞，使前侧冲击吸收构件21及后侧冲击吸收构件22二者以倒向车辆后方的方式变形，由此能够使得能量吸收冲程相对于截面呈帽型的冲击吸收构件2来说呈对角线状且很长，能够减轻对行人的冲击。

该前保险杠1通过从上框架17向车辆前方延伸的保险杠支撑部18以单侧固定状态支撑。冲击从前方或前斜上方输入上板13后，保险杠支撑部18会弯曲，由此吸收冲击。冲击能量的吸收不仅由前保险杠1进行，还能包括车身结构在内一起进行。

图6（c）例示了例如通过作业者的身体43从车辆上方朝下向上板13输入荷载的情况。在相当于上板13的后端部的位置通过冲击吸收构件2的后壁222和刚性构件3的上端部及中间部33形成有闭口截面。从上方朝下施加的荷载会输入刚性构件3的上端部31、更准确来说是会输入位于最上方的突出部311，但通过上述闭口截面结构，冲击吸收构件2及刚性构件3针对上下方向的荷载能够发挥高刚性。由此，在打开发动机盖16进行发动机舱内的整修时，即使作业者的体重从车辆上方施加到上板13，也能避免上板13变形的事态发生。

另外，上述实施方式仅仅为例示，不可对本发明范围进行限定性解释。本发明范围由权利要求书定义，属于权利要求书均等范围的变形或变更均在本发明范围内。

编号说明

1…前保险杠

11…保险杠面板

13…上板

17…上框架

18…保险杠支撑部

2…冲击吸收构件

21…前侧冲击吸收构件

211…前壁

212…前侧上壁

22…后侧冲击吸收构件

221…后侧上壁

222…后壁

223…下壁

3…刚性构件

31…上端部

32 下端部

33…中间部

34…曲折部

Claims (6)

1.一种车辆的前保险杠，其特征在于具备：

设于车辆前侧面的保险杠面板；

设于所述保险杠面板的中央部上方的上板；

设于所述上板的内部的冲击吸收构件、以及刚性构件，其中，

所述冲击吸收构件由在车宽方向上向车辆上方延伸的前壁、从所述前壁的上部向车辆后方延伸的上壁、从所述上壁的后部向车辆下方延伸的后壁、从所述后壁的下部向车辆后方延伸的下壁形成为截面帽形；

所述刚性构件包括固定于所述上壁的上端部、固定于所述下壁的下端部、在车辆上下方向连接所述上端部和所述下端部的中间部，该中间部距所述后壁在车辆前后方向空有间隔地配置。

2.根据权利要求1所述的车辆的前保险杠，其特征在于：

所述刚性构件沿着所述冲击吸收构件在车宽方向延伸；

所述中间部在车辆上下方向呈面状延伸，所述下端部向车辆后方呈面状延伸，所述中间部和所述下端部通过曲折部连接。

3.根据权利要求2所述的车辆的前保险杠，其特征在于：

在所述曲折部形成有切口。

4.根据权利要求1至3其中任意一项所述的车辆的前保险杠，其特征在于：

所述冲击吸收构件由包括所述前壁的前侧冲击吸收构件和包括所述后壁的后侧冲击吸收构件形成；

所述前侧冲击吸收构件及所述后侧冲击吸收构件在所述上壁中重叠，与所述上端部一起固定。

5.根据权利要求4所述的车辆的前保险杠，其特征在于：

所述前侧冲击吸收构件的板厚小于所述后侧冲击吸收构件的板厚。

6.一种车身结构，其特征在于其具备：

权利要求1至5的其中任意一项所述的前保险杠、以及支撑所述前保险杠的保险杠支撑部，其中，

所述保险杠支撑部的一端固定于在相较于所述冲击吸收构件而言的车辆后方侧在车宽方向延伸的车身的上框架，另一端在相较于所述上框架而言向车辆前方远离的位置固定于所述前保险杠。