CN114466784B - 车身结构 - Google Patents

Abstract

车身结构具备：在车宽方向延伸且区划车室与车室前方的动力室的仪表板、配置于动力室的动力单元、从仪表板向车室后方延伸的地板镶板、以及从仪表板向前方突出且在车宽方向延伸的仪表盘横构件。仪表盘横构件具有：在从车辆前方观察车辆时的主视图中与动力单元至少部分重合的第一部分、和从第一部分向车宽方向外侧延伸的第二部分，第一部分的压缩强度低于第二部分的压缩强度。

Description

车身结构

技术领域

本发明涉及车身结构，尤其是向车辆前方突出且在车宽方向延伸的仪表盘横构件（dash cross member）与仪表板（dash panel）的车室外侧接合的车辆的车身结构。

背景技术

汽车等车辆中，已知有在仪表板的车室外侧，向车辆前方突出的仪表盘横构件以在车宽方向延伸的形式与仪表板接合的结构。通过设置这样的仪表盘横构件，以此能在车辆行驶时，将来自悬架（suspension）的荷重的输入向车宽方向传递而改善车身刚性。

例如，特开2019-38311号（专利文献1）中公开了于仪表板的车室外侧设置有向车辆前方突出且在车宽方向延伸的仪表盘横构件的车身结构。

近年，因车室内空间扩大的需求，难以充分确保动力室（例如发动机室）的空间。尤其是动力单元（例如发动机）的布局为纵置，且具有这样结构的车辆与动力单元的布局为横置的车辆相比，仪表盘横构件与动力单元的间隙较窄。因此，于这样的车辆中，前方冲突时动力单元可后退的空间较小，所以动力单元因自身的后退而与仪表盘横构件接触，由此可能会使仪表板变形。如此情况下，将动力单元布置于前方而避免与仪表盘横构件的接触，或在仪表盘横构件与动力单元接触时，为施加质量而抑制仪表板变形而进行仪表板加固。因此，于确保设计自由度的同时抑制质量增加并抑制仪表板变形方面，尚有改善余地。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：日本特开2019-38311号公报。

发明内容

因此，本发明的目的在于谋求确保设计自由度和抑制质量增加的同时兼顾以下两者：确保行驶时相对于输入的上下方向的荷重的车身刚性、以及抑制前方冲突时后退的动力单元与仪表盘横构件接触而导致的仪表板变形。

为解决所述问题，根据本发明一实施形态的车身结构的特征在于，具备：在车宽方向延伸且区划车室与车室前方的动力室的仪表板、配置于所述动力室的动力单元、从所述仪表板向车室后方延伸的地板镶板（floor panel）、和从所述仪表板向前方突出且在车宽方向延伸的仪表盘横构件，所述仪表盘横构件具有：在从车辆前方观察车辆时的主视图中与所述动力单元至少部分重合的第一部分、和从所述第一部分向车宽方向外侧延伸的第二部分，所述第一部分的压缩强度低于所述第二部分的压缩强度。

根据本发明，在向车辆前方突出且在车宽方向延伸的仪表盘横构件与仪表板的车室外侧接合的车身结构中，由于局部降低仪表盘横构件的压缩强度，能在谋求确保设计自由度和抑制质量增加的同时，兼顾以下两者：确保相对于行驶时输入的上下方向的荷重的车身刚性、以及抑制前方冲突时后退的动力单元与仪表盘横构件接触而导致的仪表板变形。

附图说明

图1是适用了本发明一实施形态的车身结构的车身前部的俯视图；

图2是适用了本发明一实施形态的车身结构的车身前部的主视图；

图3是在图2的线A-A处从车辆上方观察的截面的剖视图；

图4是适用了本发明一实施形态的车身结构的车身前部的车室内侧的立体图；

图5是上部脊骨形框架（back bone frame）的立体图；

图6是侧部脊骨形框架的立体图。

具体实施方式

以下参照所附说明书附图说明本发明一实施形态的车身结构。

图1示出车辆的车身结构1。该车辆是纵置式装载发动机作为动力单元的前置后驱(Front-engine·Rear-drive)式的车辆。车身结构1具有在车辆前后方向（图1的左右方向。以下适当称该方向为“前后方向”。）延伸的中心轴2。车身结构1具有在与中心轴2正交的车辆宽度方向（图1的上下方向。以下适当称该方向为“车宽方向”。）延伸的仪表板3。仪表板3区划出位于仪表板3的前方的发动机室4（动力室）和车室5。

发动机室4内配置有隔着中心轴2对称配置的一对前侧构件（front side member）6。前侧构件6的后端经后述仪表盘横构件7与仪表板3连结。于前侧构件6的中间，大致中心轴2上配置有发动机8。发动机8通过未图示的发动机支持框架而支持于车身结构1。

如图4所示，于仪表板3之后，具有位于车宽方向中央的中央通道9（地板通道）和位于该中央通道9的车宽方向两侧的左右的地板镶板10。中央通道9配置于车宽方向的大致中央且在前后方向延伸，具有通道顶部框架部分11和从该通道顶部框架部分11的车宽方向两端向下方延伸的通道侧部框架部分12，由该些通道顶部框架部分11和通道侧部框架部分12包围而形成通道空间13。通道顶部框架部分11和通道侧部框架部分12的前端与仪表板3连结。

关于前后方向，地板镶板10具有：从仪表板3的下端朝向斜下方描绘曲线的同时向后方延伸的前方倾斜部14、和从前方倾斜部14的后端大致水平地向后方笔直延伸的后方平面部15。关于车宽方向，地板镶板10从通道侧部框架部分12的下端朝向车宽方向外侧延伸，其末端与侧梁（side sill）16（参见图3）连结。

如图3、4所示，地板镶板10具有在车宽方向内侧且与通道侧部框架部分12连结的内侧地板镶板部17和在车宽方向外侧且与侧梁16连结的外侧地板镶板部18。内侧地板镶板部17与外侧地板镶板部18的于前后方向延伸的边界部配置有具有大致帽状横截面的地板上框架19。

如图4所示，实施形态中，地板上框架19具有位于地板镶板10的前方倾斜部14的前部上框架部20和位于地板镶板10的后方平面部15的后部上框架部21。前部上框架部20具有沿着地板镶板10的前方倾斜部14和仪表板3从后端朝前端翘曲的形状，与前方倾斜部14和仪表板3通过适当的连结方法（例如，焊接）连结。后部上框架部21在前后方向上几乎笔直地延伸，与地板镶板10的后方平面部15通过适当的连结方法（例如，焊接）连结。关于该些前部上框架部20和后部上框架部21，例如使前部上框架部的后端部分与后部上框架部21的前端部分重叠，该重叠部通过适当的连结方法（例如，焊接）连结。

如图1所示，地板上框架19于前后方向，配置于与前侧构件6大致同一线上。如图4所示，于仪表板3之后，前部上框架部20的前端部位于仪表盘横构件7的后方，又，如上述，于仪表板3之前，前侧构件6与仪表盘横构件7连结。也就是说，从车辆前方观察的主视图中，地板上框架19与前侧构件6至少局部重叠。因此，前方冲突时作用于前侧构件6的力经仪表盘横构件7和仪表板3切实地传达至地板上框架19。

图2示出的主视图中，仪表板3的下端部中央区域沿中央通道9的外形朝向上方弯曲成凸状。又，图3示出的俯视图中，仪表板3的中央区域朝向后方弯曲成凸状。仪表盘横构件7匹配这样的弯曲形状，中央区域朝向上方和后方弯曲成凸状。

如图2、4所示，仪表盘横构件7呈现将大致帽子（hat）形状旋转90度的形状，具有沿铅垂面延伸的纵壁部22以及上壁部23及下壁部24。上壁部23具有从纵壁部22的上端向后方延伸的后方延长部25和从后方延长部25的后端向上方延伸的凸缘部27。同样地，下壁部24具有从纵壁部22的下端向后方延伸的后方延长部26和从后方延长部26的后端向下方延伸的凸缘部28。如此构成的仪表盘横构件7将上下的凸缘部27、28通过适当的连结方法（例如，焊接）与仪表板3连结并固定。

仪表盘横构件7具有构成中央弯曲区域的中央构件29（第一部分）和构成位于仪表盘横构件7的车宽方向两侧的区域的侧构件30（第二部分）。中央构件29和侧构件30优选为使其端部与相邻的部件的端部重叠，通过适当的连结方法（例如，焊接）连结。由此，能抑制车身的扭转，改善相对于行驶时的上下方向输入的荷重的车身刚性。

如图3所示，中央构件29的车宽方向的长度如下确定：比位于中央构件29的前方的发动机8的车宽方向的长度长，且主视图中发动机8的横宽容纳于中央构件29的横宽区域内。换言之，中央构件29在主视图中配置为与发动机8重合。又，中央构件29的刚性或压缩强度（以下将刚性和压缩强度总称为“压缩强度”。）设计为比侧构件30的压缩强度低。因此，中央构件29例如由压缩强度780MPa的钢板加工形成，侧构件30例如由压缩强度1500MPa的热轧钢板加工形成。

根据如此构成的车身结构1，若冲突时发动机8相对于车身结构1相对地向后方移动，则发动机8与仪表盘横构件7的位于中央部的中央构件29抵接。此时，如上述，中央构件29是由比两侧的侧构件30压缩强度低的材料形成的易变形性的柔性结构，所以发动机8的冲击能量的大部分被中央构件29的变形吸收。由此，位于仪表盘横构件7的背后的仪表板3的变形被抑制到最小限度。其结果，车室内的驾驶员及坐于副驾席的同乘者的安全得以确保。

尤其是上述的实施形态中，中央构件29的车宽方向的长度比位于中央构件29的前方的发动机8的车宽方向的长度长，且主视图中发动机8的横宽容纳于中央构件29的横宽区域，因此向后方移动的发动机8切实地被柔性结构的中央构件29接住，发动机8的冲击能量被中央构件29的变形所吸收。

接着，说明脊骨形结构40。脊骨形结构40为抑制仪表板3的向后方的变形而设于仪表板3的车室侧。脊骨形结构40具有前部脊骨部41和后部脊骨部42。

前部脊骨部41由覆盖中央通道9的上部的上部脊骨形框架43和设于上部脊骨形框架43的车宽方向的端部的侧部脊骨形框架44构成。上部脊骨形框架43从仪表板3的后表面朝向斜下方后方以曲线状延伸。如图5所示，上部脊骨形框架43的车宽方向的端部（沿前后方向延伸的端部）中，向下方弯折从前后方向的大致中央至后端的区域形成向下凸缘45。另一方面，如图6所示，侧部脊骨形框架44的上端形成有与上部脊骨形框架43的向下凸缘45对应形状的向内凸缘46。又，侧部脊骨形框架44的前端部形成有图6强调示出的、沿车宽方向延伸的大致平坦的前端结合部47。

后部脊骨部42具有一对L形脊骨形框架48。

上部脊骨形框架43的两侧角部的内侧与侧部脊骨形框架44的上端角部抵接，上部脊骨形框架43的向下凸缘45与侧部脊骨形框架44的向内凸缘46以适当的连结方法（例如，焊接）连结。通过如此构成，能加固上部脊骨形框架43与侧部脊骨形框架44的连结部。又，即使前部脊骨部41的形状是难以成形的形状，也能成为容易成形的形状。如此组合的前部脊骨部41通过其上部脊骨形框架43的前端部以适当的连结方法（例如，焊接）与仪表板3的后表面连结，而固定于仪表板3。此状态下，上部脊骨形框架43在主视图中与仪表盘横构件7至少部分重合。

侧部脊骨形框架44与通道侧部框架部分12以适当的连结方法（例如，焊接）连结。又，侧部脊骨形框架44的前端结合部47与仪表板3以适当的连结方法（例如，焊接）连结。此时，侧部脊骨形框架44的前端结合部47与仪表板3连结的区域在主视图中，与仪表盘横构件7的侧构件30（尤其是上部的凸缘部27）与仪表板3接合的区域至少部分重合。后部脊骨部42在其前部与前部脊骨部41重合的状态下，与中央通道9的顶部框架部分11和两侧部框架部分12的角部抵接，以适当的连结方法（例如，焊接）连结。

由此，前方冲突时，例如仅车辆前方的一部分冲突的偏置（offset）碰撞时或从车辆的斜前方冲突的斜向碰撞时，从一方的前侧构件6传递至仪表盘横构件7的力经由仪表盘横构件7、仪表板3、侧部脊骨形框架44的前端结合部47、前部脊骨部41及后部脊骨部42传递至车身，由此仪表板3的变形被抑制到最小限度。又，中央通道9的上部角部或上部曲线部通过后部脊骨部42加固。

如图5所示，上部脊骨形框架43设有由截面缺损部（例如，开口）构成的脆弱部（易变形部）49。脆弱部49设于与中央通道9的前端部和仪表板3的连结部对应的位置。由此，因前方冲突等向上部脊骨形框架43作用有前后方向的力时，以脆弱部49的变形为契机，上部脊骨形框架43在前后方向压缩变形从而冲击能量被吸收，作用于乘员的冲击被缓和。

上部脊骨形框架43的开口不仅作为脆弱部发挥功能，还能用作通过该开口对隐藏于上部脊骨形框架43之下的构件进行焊接的通路。

本发明不限于例示的实施形态，在不脱离本发明主旨的范围内，可做种种改良及设计上的变更。

例如，上记实施形态中，使仪表盘横构件的与发动机相向的区域的压缩强度低于其他区域以此能使该相向区域为柔性结构，也可通过使构成相向区域的板的厚度减小，或使该板部分变薄，或者在该板形成开口（圆形、大致圆形、矩形的孔、或细长缝隙、狭孔）等，以此降低相向区域的压缩强度。

又，上记实施形态中，仪表盘横构件7由三个构件（中央构件29和左右的侧构件30）组合构成，但也可由一个构件构成，还可由四个以上的构件组合构成。

＜实施形态的总结＞

总结所述实施形态如下：

根据所述实施形态的车身结构具备：在车宽方向上延伸且区划车室与车室前方的动力室的仪表板；配置于所述动力室的动力单元；从所述仪表板向车室后方延伸的地板镶板；和从所述仪表板向前方突出且在车宽方向上延伸的仪表盘横构件。所述仪表盘横构件具有在从车辆前方观察车辆时的主视图中与所述动力单元至少部分重合的第一部分和从所述第一部分向车宽方向外侧延伸的第二部分，所述第一部分的压缩强度低于所述第二部分的压缩强度。

根据该结构，动力单元逐渐后退时，动力单元与仪表盘横构件的第一部分抵接，由于第一部分比第二部分压缩强度低，动力单元的冲击能量被第一部分的变形所吸收。因此，能抑制位于仪表盘横构件的后方的仪表板的变形。又同时，由于仪表盘横构件设置为在车宽方向连续地延伸，能抑制车身的扭转，改善相对于行驶时的上下方向输入的荷重的车身刚性。

优选地，所述地板镶板具备在所述车辆的前后方向延伸且向上方突出的地板通道，所述车身结构在所述仪表板的车室内具备与所述仪表板和所述地板通道结合的脊骨形结构，所述脊骨形结构在所述主视图中在与所述第二部分重合的位置具有与所述仪表板结合的前端结合部。

根据该结构，偏置碰撞或斜向碰撞等从车身的一方传递至仪表盘横构件的力，经由仪表盘横构件、仪表板及脊骨形结构传递至车身，能抑制仪表板的变形。

优选地，所述脊骨形结构在与所述地板通道的前端部和所述仪表板的连结部对应的位置具有脆弱部。

根据该结构，因前方冲突等而对脊骨形结构在前后方向作用有力时，脆弱部以变形为契机，脊骨形结构在前后方向压缩变形从而冲击能量被吸收，能缓和作用于乘员的冲击。

优选地，所述脊骨形结构具有在所述主视图中与所述仪表盘横构件至少部分重合的上部脊骨形框架。

根据该结构，因前方冲突等而传递至仪表盘横构件的力经由与当该仪表盘横构件重合的上部脊骨形框架切实地传递至车身，能抑制仪表板的变形。

Claims (3)

1.一种车身结构，具备：

在车宽方向上延伸且区划车室与车室前方的动力室的仪表板；

配置于所述动力室的动力单元；

从所述仪表板向车室后方延伸的地板镶板；和

从所述仪表板向前方突出且在车宽方向上延伸的仪表盘横构件；

所述仪表盘横构件具有在从车辆前方观察车辆时的主视图中与所述动力单元至少部分重合的第一部分和从所述第一部分向车宽方向外侧延伸的第二部分；

所述第一部分的压缩强度低于所述第二部分的压缩强度；

所述地板镶板具备在所述车辆的前后方向延伸且向上方突出的地板通道；

所述车身结构在所述仪表板的车室内具备与所述仪表板和所述地板通道结合的脊骨形结构；

所述脊骨形结构在所述主视图中在与所述第二部分重合的位置具有与所述仪表板结合的前端结合部。

2.根据权利要求1所述的车身结构，其特征在于，

所述脊骨形结构在与所述地板通道的前端部和所述仪表板的连结部对应的位置具有脆弱部。

3.根据权利要求1或2所述的车身结构，其特征在于，

所述脊骨形结构具有在所述主视图中与所述仪表盘横构件至少部分重合的上部脊骨形框架。