CN117842200A - 车体前部构造 - Google Patents

Abstract

本发明提供车体前部构造，在多种前面碰撞形式中都能够利用车体前部构造吸收碰撞能量来防止驾驶室及电池组的变形。车体前部构造包括在车辆(V)前部的车宽方向两侧的前侧框架(100)、横梁(110A)以及保险杠(120)，所述车体前部构造具备：三角形状后加强件(200)，底面部(BT)与保险杠(120)结合，并且尖端部(200b)朝向车辆后部内侧凸出；以及固定支架(200a)，将后加强件(200)固定于前侧框架(100)，后加强件的轴线方向(SS)在前侧框架(100)与横梁(110A)的结合部(CN)靠车辆前方侧处与前侧框架(100)的车宽方向外侧面交叉。

Description

车体前部构造

技术领域

本发明涉及车体前部构造。

背景技术

通常，在车辆的前面碰撞中，作为降低乘员的伤害的装置，有效的是防止作为乘员乘坐空间的驾驶室变形，为此设置有各种装置。作为这些装置之一，近年来，利用比驾驶室靠前方的构造体来吸收碰撞能量的构造得以普及。

另一方面，在车辆为混合动力车辆或电动汽车等的情况下，有时作为车辆的动力源的电池组搭载于驾驶室下部的地面。

在电池组中储蓄有驱动车辆的电力，在由于车辆的前面碰撞等而电池组发生变形或断线的情况下，可能发生急剧的异常反应。

因此，在混合动力车辆或电动汽车等的情况下，为了不损伤电池组，对于防止驾驶室变形的构造的重要性正在高升。

另外，在车辆的前面碰撞中，需要考虑多种碰撞形式，例如，车辆的整个正面与碰撞体碰撞的全重叠碰撞、车辆的正面一侧与碰撞体碰撞的偏移碰撞或者偏移率为25％左右的小重叠碰撞等。

因此，寻求一种在各种碰撞形式中，通过利用比驾驶室或者电池组靠前方的构造体来吸收碰撞能量，由此防止驾驶室及电池组变形的构造。

对于上述要求提出由如下的构造，即，设置有在车辆的前方沿车辆宽度方向延伸的保险杠加强件(保险杠)、在车辆宽度方向外侧沿车辆前后方向延伸的左右一对侧轨(前侧框架)以及与保险杠的比前侧框架靠车辆外侧的位置结合的支承件(后加强件)，在产生了由于小重叠碰撞引起的碰撞能量的情况下，后加强件与设置于前侧框架的载荷承受部卡合，使载荷经由横梁传递至车辆宽度方向的相反侧的前侧框架(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2017-047780号公报

发明内容

但是，在专利文献1的技术中，其是后加强件挤压设置于前侧框架的载荷承受部，由此后加强件将由于小重叠碰撞产生的碰撞能量传递至前侧框架及横梁的结构，因此传递方向限定为后方或者横向后方。因此，存在可能不能有效地分散碰撞能量的问题。

因此，本发明是鉴于上述问题而提出的，提供一种在多种前面碰撞形式中，都能够防止驾驶室及电池组的变形的车体前部构造。

方式1：本发明的一个或一个以上的实施方式提出一种车体前部构造，包括：一对前侧框架，在车辆前部的车宽方向两侧沿车辆前后方向延伸；横梁，在车辆前方侧沿车宽方向延伸而与所述前侧框架结合；以及保险杠，与所述前侧框架的车辆前方端结合，并沿车宽方向延伸，并且两端部具有朝向车辆后方侧的弯曲部，所述车体前部构造具备：三角形状的后加强件，底面部与所述保险杠结合，并且尖端部朝向车辆后部内侧凸出；以及固定支架，将所述后加强件固定于所述前侧框架，所述后加强件的所述尖端部成为倒角形状沿车辆上下方向延伸而成的D字形的形状，固定于所述前侧框架的所述后加强件的轴线方向在比所述前侧框架与所述横梁的结合部靠车辆前方侧处与所述前侧框架的车宽方向外侧面交叉。

方式2：本发明的一个或一个以上的实施方式，在所述前侧框架，从与所述横梁结合的结合部的车辆后方部到结合部内部设置有加强部件，所述加强部件从所述前侧框架的车宽方向前部外侧面到车宽方向后部内侧面具有凹部。

根据本发明的一个或一个以上的实施方式，在多种前面碰撞形式中，都能够防止驾驶室及电池组的变形。

附图说明

图1是从上方观察本发明的实施方式的车辆的概略图。

图2是从上方观察图1所示的车体前部构造的概略图。

图3是在拆下了动力单元部和前轮的状态下从上方观察图2所示的TS部的立体图。

图4是从上方观察本发明的实施方式的车体前部构造在全重叠碰撞时车体前部构造的变形的平面图，(a)是碰撞前的平面图，(b)及(c)是按照时间顺序示出前面碰撞时的变形的平面图。

图5是从上方观察本发明的实施方式的车体前部构造在小重叠碰撞时车体前部构造的变形的平面图，(a)是碰撞前的平面图，(b)及(c)是按照时间顺序示出前面碰撞时的变形的平面图。

(附图标记说明)

1：车辆

10：前轮

20：动力单元部

30：电池组

40：托板

50：扭矩箱

60：侧梁

100：前侧框架

110A：横梁

110B：横梁

120：保险杠

200：后加强件

200a：固定支架

200b：尖端部

CA：驾驶室(乘员室)

FA：车辆前部室

HC：加强部件

HS：凹部

PA：保护区域

S：车体前部构造

SA：冲击吸收构造

具体实施方式

以下，使用图1至图5来说明适用了本实施方式的车体前部构造S的车辆V。此外，在附图中适宜地示出的箭头FR表示图1所示的车辆V的前方(正面)，箭头UP表示从正面观察时的上方，箭头LH表示从正面观察时的左方。另外，在以下的说明中，在使用上下、前后、左右的方向进行说明时，只要没有特别说明，就表示从正面观察时的上下方向、从正面观察时的前后方向、从正面观察时的左右方向。

＜实施方式＞

使用图1～图3来说明设置于车辆V的本实施方式的车体前部构造S的结构。

＜车辆V的结构＞

车辆V例如是以动力单元部20作为驱动源的电动汽车。此外，车辆V例如也可以是具有发动机和动力单元部20的多个驱动源的混合动力电动汽车。

如图1所示，车辆V构成为在车体VS的内部包括前轮10、动力单元部20、电池组30、托板40、扭矩箱50、侧梁60以及车体前部构造S(图1的用点划线包围的斜线部)。

动力单元部20是由驱动前轮10的未图示的马达、变速器、离合器、驱动轴等构成的驱动装置。动力单元部20设置于被后述的前侧框架100及横梁110A及110B包围而成的空间，并且以载置于前侧框架100的上面侧的状态固定。

电池组30例如形成为扁平的箱状。在电池组30的内部，多个电池单元串联连接，并能够输出向动力单元部20供应的高电压，并储蓄车辆V的行驶所需的电力。电池组30设置于被后述的扭矩箱50及侧梁60等牢固的框架包围的空间。电池组30可用于例如电动汽车(EV：Electric Vehicle)、混合动力电动汽车(HEV：Hybrid Electric Vehicle)等车辆中。

托板40是在驾驶室CA的车辆前方侧的车辆上下方向上竖立且将车辆V的前轮驱动装置与驾驶室CA隔开的隔壁。托板40通过焊接等结合于后述的前侧框架100的后部上侧。

扭矩箱50是介于后述的前侧框架100与侧梁60之间，并将前侧框架100和侧梁60连结的部件。扭矩箱50是在车辆V的底面沿车宽方向延伸的骨架，对于扭矩箱50而言，通过焊接等与左右每一个的前侧框架100的一端部结合。扭矩箱50由具有高刚性的金属等形成，并呈大致矩形闭合截面形状。扭矩箱50位于电池组30的前方，对于扭矩箱50而言，扭矩箱50的端部通过焊接等与左右每一个的侧梁60的一端部结合。

另外，对于后述的扭矩箱50而言，左右每一个的前侧框架100的一端部通过焊接等与扭矩箱50的前面侧及上面侧结合。

此外，比扭矩箱50靠后方是保护区域PA，其是防止位于保护区域PA的上方的驾驶室CA及位于下方的电池组30变形的区域。

侧梁60设置于车宽方向两侧的车辆侧方底面。侧梁60是沿前后方向延伸的骨架，并由具有高刚性的金属等形成，并呈大致矩形闭合截面形状。侧梁60构成保护区域PA的两侧的底边。

车体前部构造S构成在扭矩箱50的前方的车辆前部室FA的内部。此外，车体前部构造S的结构将后述。

＜车体前部构造S的结构＞

使用图2及图3来说明本实施方式的车体前部构造S。

车体前部构造S构成为在车宽方向上左右对称。

如图2所示，车体前部构造S构成为包括前侧框架100(前侧框架100A、100B)、横梁110A、110B、保险杠120以及后加强件200(后加强件200A、200B)。

(关于前侧框架100)

前侧框架100成对设置于车宽方向两侧，并位于驱动车辆V的前轮10的动力单元部20的侧面侧，并沿车辆前后方向延伸。前侧框架100构成车辆V的骨架，并由具有高刚性的金属等形成，并呈大致矩形闭合截面形状。前侧框架100的车辆前方端部通过焊接等与保险杠120结合，前侧框架100的车辆后方端部通过焊接等与扭矩箱50结合。

另外，如图3所示，在前侧框架100，从前侧框架100与横梁110A的结合部CN(结合部CNA、CNB)的车辆后方部到结合部内部配设有加强部件HC(加强部件HCA、HCB)。加强部件HC由金属或者硬质树脂等形成，并配设于前侧框架100的内部。加强部件HC从前侧框架100的车宽方向前部外侧面到车宽方向后部内侧面具有凹部HS(凹部HSA、HSB)。具体地说，加强部件HC具有圆弧状的凹部HS，该圆弧状的凹部HS是将横梁110A的车辆前方侧面的延长线与前侧框架100的车辆外侧面交叉的线和横梁110A的车辆后方侧面与前侧框架100的车辆后部内侧交叉的线连结而成的。

(关于横梁110A、110B)

如图2所示，横梁110A、110B在车宽方向两侧的前侧框架100之间延伸。横梁110A设置于前侧框架100的车辆前方侧，横梁110B设置于前侧框架100的车辆后方侧。横梁110A、110B由金属等形成，并呈大致矩形闭合截面形状。横梁110A、110B的端部通过焊接等与车宽方向两侧的前侧框架100结合。

(关于保险杠120)

保险杠120沿车辆前方端部车宽方向延伸，并构成车辆前方部的骨架。保险杠120由金属等形成，并呈大致矩形闭合截面形状。保险杠120通过焊接等与车宽方向两侧的前侧框架100的车辆前方端部结合，其比与前侧框架100结合的结合部靠车宽方向外侧的部分朝向车辆后方侧弯曲。另外，保险杠120的中心部弯曲为在俯视观察时车宽方向的中央部向车辆前侧凸出。

另外，在车体前部构造S中，车宽方向两侧的前侧框架100、设置于动力单元部20的前后的横梁110A及110B、保险杠120、扭矩箱50以及侧梁60结合，由此形成具有井字形状的牢固的骨架。

(关于后加强件200)

如图3所示，就后加强件200而言，底面部BT(底面部BTA、BTB)通过焊接等与保险杠120结合，尖端部200b(尖端部200bA、200bB)呈朝向车辆后部内侧凸出的大致三角形状。后加强件200由金属等形成，通过在俯视观察时车辆前方侧的底面部BT的一边和朝向车辆后部内侧的比底面部BT的一边长的两边来构成大致三角形的闭合截面。尖端部200b朝向结合部CN延伸。尖端部200b成为倒角形状(R形状)沿车辆上下方向延伸而成的D字形的形状。

另外，在后加强件200的车辆后部内侧面，将后加强件200固定于前侧框架100的固定支架200a(固定支架200aA、200aB)通过焊接等与后加强件200一体配设。固定支架200a由钢板等形成为大致矩形的平板状。固定支架200a在尖端部200b处朝向车辆前方侧折回。另外，在固定支架200a设置有将车辆前后方向作为长度方向并在板厚方向上贯通的长孔HL。通过利用螺栓等将固定支架200a的长孔HL固定于前侧框架100，由此后加强件200被固定于前侧框架100。在尖端部200b和前侧框架100之间设置有间隙。另外，固定于前侧框架100的后加强件200的朝向车辆后部内侧的轴线方向SS(轴线方向SSA、SSB)在比加强部件HC靠车辆前方侧处与前侧框架100的车宽方向外侧面交叉。

＜作用·效果＞

就如上述那样构成的本实施方式的车体前部构造S而言，在碰撞物与车辆V前面碰撞的情况下，在车体前部构造S中吸收碰撞能量，由此防止设置于保护区域PA的驾驶室CA及电池组30的变形。

在全重叠碰撞的情况下，车宽方向两侧的冲击吸收构造发挥作用，在偏移碰撞及小重叠碰撞的情况下，主要是发生了碰撞的一侧的冲击吸收构造发挥作用。以下，使用图4的(a)～(c)来说明发生了全重叠碰撞的情况的作用。

(全重叠碰撞的情况)

在碰撞物FB与车辆V前面碰撞的情况下，从箭头A所示的方向产生碰撞能量。在全重叠碰撞的情况下，如图4的(a)所示，碰撞物FB从车辆V的正面碰撞，从箭头A所示的方向产生碰撞能量。

如图4的(b)所示，来自箭头A所示的前面的碰撞能量经由保险杠120传递至前侧框架100及后加强件200。箭头BL、BR所示的碰撞能量从车辆前方侧朝向车辆后方侧传递至前侧框架100。并且，前侧框架100的前方端部由于碰撞能量被压坏，由此碰撞能量通过前侧框架100的前方端部的变形被吸收。

若前侧框架100的压坏前进，则箭头CL、CR的方向的碰撞能量传递至后加强件200。此时，通过箭头BL、BR方向的碰撞能量和箭头CL、CR方向的碰撞能量，朝向车辆后方侧的碰撞能量传递至后加强件200的固定支架200a。并且，后加强件200和固定支架200a向箭头DL、DR方向所示的方向被挤压。后加强件200的尖端部200b具有D字形的尖端形状，因此顺畅地向箭头D方向挤压前侧框架100的车宽方向外侧面。并且，通过螺栓等被固定的长孔HL向车辆后方侧滑动并断裂，由此固定支架200a从前侧框架100脱离，后加强件200丧失固定轴，由此不会干涉碰撞能量的吸收。

若碰撞能量进一步变大，则如图4的(c)所示，前侧框架100的压坏前进到车辆前方侧的横梁110A的位置，碰撞能量通过前侧框架100的变形被吸收。另外，传递至前侧框架100的箭头BL、BR及箭头EL、ER所示的碰撞能量传递至设置于动力单元部20的前后的横梁110A及110B以及扭矩箱50。箭头GL、GR所示的方向的碰撞能量传递至设置于动力单元部20的车辆后方侧的横梁110B，横梁110B被压坏。另外，传递至扭矩箱50的箭头FL、FR所示的碰撞能量分散至侧梁60。

如上所述，后加强件200及固定支架200a由于丧失固定轴，不会干涉碰撞能量的吸收。并且，由于车宽方向两侧的前侧框架100A及前侧框架100B、设置于动力单元部20的前后的横梁110A及横梁110B、保险杠120、扭矩箱50以及侧梁60结合而形成具有井字形状的牢固的骨架，碰撞能量分散至井字形状的骨架，并通过井字形状的骨架的变形被吸收。

碰撞能量的输入结束，向前侧框架100的碰撞能量传递结束，由此通过车体前部构造S的变形进行的碰撞能量的吸收结束。

(小重叠碰撞的情况)

另一方面，在图5的(a)～(c)中，说明与车辆V的正面观察时的左侧碰撞的情况。在小重叠碰撞的情况下，如图5的(a)所示，碰撞物FB与车辆V的左右任一侧碰撞，从箭头SA所示的方向产生碰撞能量。

如图5的(b)所示，来自箭头SA所示的前面的碰撞能量经由保险杠120从箭头SB及箭头SC所示的方向传递至前侧框架100A及后加强件200A。箭头SB所示的碰撞能量朝向车辆后方侧传递至前侧框架100A。前侧框架100A的车辆前方侧因碰撞能量被压坏，由此碰撞能量通过前侧框架100A的车辆前方侧的变形被吸收。

箭头SC方向的碰撞能量从保险杠120传递至后加强件200A。箭头SD所示的碰撞能量传递至后加强件200A的尖端部200bA。箭头SD所示的方向是与后加强件200A的朝向车辆后部内侧的轴线方向SSA大致相同的方向，因此使前侧框架100A变形的碰撞能量传递至后加强件200A的尖端部200bA。并且，后加强件200A的轴线方向SSA朝向比加强部件HCA靠车辆前方侧的位置，因此后加强件200A的尖端部200bA一边使前侧框架100A变形，一边进入设置于前侧框架100A的内部的加强部件HCA的凹部HSA。后加强件200A一边压坏前侧框架100A，一边被凹部HSA向车辆后部内侧引导。

若碰撞能量进一步变大，则如图5的(c)所示，在发生了碰撞的一侧，前侧框架100的压坏前进到设置于动力单元部20的前方的横梁110A的位置。碰撞能量从箭头SC所示的方向进一步传递至后加强件200A，后加强件200A一边使横梁110A变形一边潜入，由此被固定于横梁110A。箭头SD所示的碰撞能量传递至横梁110A，横梁110A被压坏而变形。另外，在发生了碰撞一侧的相反侧，通过经由横梁110A传递的箭头SJ所示的碰撞能量，使发生了碰撞的一侧的相反侧的前侧框架100B变形。

另外，向车辆后方侧传递至前侧框架100A的箭头SG所示的碰撞能量向箭头SI所示的朝向横梁110B的方向和箭头SH所示的朝向扭矩箱50的方向分散。

如上所述，通过由车宽方向两侧的前侧框架100A及前侧框架100B、设置于动力单元部20的前后的横梁110A及横梁110B、保险杠120、扭矩箱50以及侧梁60结合而形成的具有井字形状的牢固的骨架，经由后加强件200A传递的碰撞能量分散至所述骨架，并通过井字形状的骨架的变形被吸收。

碰撞能量的输入结束，向前侧框架100的碰撞能量传递结束，由此通过车体前部构造S的变形进行的碰撞能量的吸收结束。

以上，本实施方式的车体前部构造S包括：一对前侧框架100(车宽方向一侧的前侧框架100A和车宽方向相反侧的前侧框架100B)，在车辆V前部的车宽方向两侧沿车辆前后方向延伸；横梁110A及横梁110B，在车辆前方侧沿车宽方向延伸而将前侧框架100A和前侧框架100B结合；以及保险杠，将前侧框架100的车辆前方侧端和前侧框架100B的车辆前方侧端结合，并沿车宽方向延伸，并且两端部具有朝向车辆后方侧的弯曲部，所述车体前部构造S具备：三角形状的后加强件200，底面部BT与保险杠120结合，并且尖端部200b朝向车辆后部内侧凸出；以及固定支架200a，将后加强件200固定于前侧框架100，后加强件200的尖端部200b成为倒角形状沿车辆上下方向延伸而成的D字形的形状，固定于前侧框架100的后加强件200的轴线方向SS在比前侧框架100与横梁110A的结合部CN靠车辆前方侧处与前侧框架100的车宽方向外侧面交叉。

在全重叠碰撞的情况下，朝向车辆后方侧的碰撞能量传递至后加强件200。后加强件200的尖端部200b具有D字形的尖端形状，因此向车辆后方侧顺畅地挤压前侧框架100的车辆外侧。并且，固定支架200a从前侧框架100脱离，后加强件200的尖端部200b由于丧失固定轴而被引导至与由具有井字形状的骨架进行的冲击能量吸收不干渉的位置。另一方面，在小重叠碰撞的情况下，碰撞能量朝向后加强件200的轴线方向SS的方向传递至后加强件200。后加强件200一边使前侧框架100变形一边潜入固定于横梁110A。

也就是说，就车体前部构造S而言，在全重叠碰撞的情况下，使后加强件200移动至与由具有井字形状的骨架进行的冲击能量吸收不干渉的位置，在小重叠碰撞的情况下，通过将后加强件200固定于横梁110A，能够使碰撞能量分散至最适合碰撞形式的部件。因而，车体前部构造S能够在车辆前部室FA的内部使碰撞能量分散至最适合碰撞形式的部件并被吸收。

因此，能够防止存在于保护区域PA的驾驶室CA及电池组30的变形。

另外，本实施方式的车体前部构造S在前侧框架100，在前侧框架100与横梁110A结合的结合部CN的内部设置有加强部件HC，加强部件HC从前侧框架100的车宽方向前部外侧面到车宽方向后部内侧面具有凹部HS。

在小重叠碰撞的情况下，后加强件200的轴线方向SS朝向比加强部件HC靠车辆前方侧的位置，因此后加强件200的尖端部200b进入到设置于前侧框架100的内部的加强部件HC的凹部HS。加强部件HC在后加强件200中被凹部HS引导至横梁110A，使后加强件200固定于横梁110A。

也就是说，加强部件HC在后加强件200中被凹部HS引导至横梁110A，可靠地将后加强件200固定于横梁110A，由此车体前部构造S能够使碰撞能量分散至发生了碰撞的一侧的相反侧的前侧框架100B。因而，车体前部构造S能够在车辆前部室FA的内部使碰撞能量分散至最适合碰撞形式的部件并被吸收。

因此，能够防止存在于保护区域PA的驾驶室CA及电池组30的变形。

以上，参照附图详细叙述了本发明的实施方式，但是具体的结构不限于该实施方式，还包括不脱离本发明的主旨的范围的设计等。

Claims (2)

1.一种车体前部构造，包括：一对前侧框架，在车辆前部的车宽方向两侧沿车辆前后方向延伸；横梁，在车辆前方侧沿车宽方向延伸而与所述前侧框架结合；以及保险杠，与所述前侧框架的车辆前方端结合，并沿车宽方向延伸，并且两端部具有朝向车辆后方侧的弯曲部，其特征在于，

所述车体前部构造具备：

三角形状的后加强件，底面部与所述保险杠结合，并且尖端部朝向车辆后部内侧凸出；以及

固定支架，将所述后加强件固定于所述前侧框架，

所述后加强件的所述尖端部成为倒角形状沿车辆上下方向延伸而成的D字形的形状，

固定于所述前侧框架的所述后加强件的轴线方向在比所述前侧框架与所述横梁的结合部靠车辆前方侧处与所述前侧框架的车宽方向外侧面交叉。

2.根据权利要求1所述的车体前部构造，其特征在于，

在所述前侧框架，从与所述横梁结合的结合部的车辆后方部到结合部内部设置有加强部件，所述加强部件从所述前侧框架的车宽方向前部外侧面到车宽方向后部内侧面具有凹部。