CN1308177C - 车身前部结构 - Google Patents

Abstract

一种车身前部结构，该前部结构设置有：前侧梁；一仪表盘安装板；延伸构件，其在前侧梁的后侧与其进行连接，并沿仪表盘安装板延伸，其具有一下方弯曲段；悬架构件，其位于前侧梁的下方，且具有一个与延伸构件的下方弯曲段相连接的后端部；后延构件，其位于地板的上方；以及地板梁，其在延伸构件下方弯曲段的后侧与延伸构件相连接。后延构件具有一断面闭合的结构件，该结构件在车身的纵向上延伸。地板梁被设置在后延构件的上方，以便于能叠压并连接到后延构件上，地板梁具有厚度增大的顶壁。

Description

车身前部结构

技术领域

本发明涉及一种车身前部结构，更为特定的情况是，本发明涉及这样一种车身前部结构：其带有一延伸构件，该部件从一前侧梁的后端向下后方倾斜。

背景技术

平10-119826号日本专利申请公开了一种车身前部结构，具体可参见图1及相关的描述，该前部结构具有一结构件，该结构件包括：在横向上相互分开的两前侧梁，两侧梁在车身的前后方向上延伸；两延伸构件，它们分别邻接着两前侧梁的后端部，且两后延构件沿一仪表盘安装板向下后方倾斜，并位于地板的下方。

发明内容

但是，本发明人在对这种车身前部结构进行认真的研究后发现：当从车辆的前方对前侧梁施加很大的载荷时一例如由于发生正面碰撞而施加载荷时，该载荷会经前侧梁而向后传递，从而作用在向后下方倾斜的延伸构件上。这样，可以预计：延伸构件中产生的弯曲力矩会使延伸构件绕其弯曲段的中心向后变形，从而会具有这样的趋势：使仪表盘安装板向后移入到车辆乘员室内。

基于这一原因，需要进行一些研究，以减小仪表盘安装板由于受到来自于车辆前方的载荷而向后退缩的位移量。

用于减小仪表盘安装板后退位移的其中一种措施被设计为采用这样的技术：提高延伸构件顶壁对力矩的抵抗性能。

但是，在延伸构件被设置在地板下方的情况中，每一延伸构件的断面结构都为闭合的形式，且其顶壁是由地板构成的，因而就需要增大整个地板的厚度，以提高对力矩的抵抗性能，这就会使重量显著地增大。

为此目的，对于所涉及的延伸构件，如果将延伸构件布置到地板梁的上方，则就可在不增大地板厚度的前提下加厚这些构件的顶壁。

但是，尽管可考虑通过对板材进行切割、弯折、并接合相关部位而将延伸构件制成断面闭合的结构件，但为了使顶壁的厚度加大，应当将整个延伸构件的厚度都增大，或者只是在顶壁上接合单独的增强板，这就会使重量增大，并使执行组装工作时的可操作性变差。

因而，本发明人基于上述的认真研究而提出了本发明，本发明的一个目的是提供一种车身前部结构，其能限制延伸构件由于受到来自于车辆前方的载荷而产生的向后变形，且不会导致重量的过分增加，也不会使装配工作的可操作性变差，由此减小了仪表盘部分(包括一仪表盘安装板)的向后位移。

为实现上述目的，在根据本发明的一个方面，一种车身前部结构包括：一前侧梁，其在车身的前部沿车身的纵向延伸；一仪表盘安装板，其在车身的垂直方向上延伸；一延伸构件，其在前侧梁的后侧与其进行连接，并沿仪表盘安装板延伸，其具有一下方弯曲段，该弯曲段相对于车身向后下方倾斜；一悬架构件，其位于前侧梁的下方，且具有一个与延伸构件的下方弯曲段相连接的后端部；一后延构件，其位于地板的上方，并在车身的纵向上延伸，且具有一断面闭合的结构件，该结构件在车身的纵向上延伸；以及一地板梁，其在延伸构件下方弯曲段的后侧与延伸构件相连接，地板梁被设置在后延构件的上方，以便于能叠压并连接到后延构件上，同时在车身的纵向上延伸，且地板梁具有与地板梁的其余部分相比厚度增大的顶壁。

换言之，在根据本发明的另一方面，一种车身前部结构包括：一前侧梁，其在车身的前部沿车身的纵向延伸；一仪表盘安装板，其在车身的垂直方向上延伸；一延伸构件，其在前侧梁的后侧与其进行连接，并沿仪表盘安装板延伸，其具有一下方弯曲段，该弯曲段相对于车身向后下方倾斜；一悬架构件，其位于前侧梁的下方，且具有一个与延伸构件的下方弯曲段相连接的后端部；一后延构件，其位于地板的上方，并在车身的纵向上延伸，且具有一断面闭合的结构件，该结构件在车身的纵向上延伸；以及一地板梁，其在延伸构件下方弯曲段的后侧与延伸构件相连接，地板梁被设置在后延构件的上方，以便于能叠压并连接到后延构件上，同时在车身的纵向上延伸，且地板梁具有用于承受某种作用力的措施，所述作用力的作用方向相对于车身是向后的，其来自于作用在前侧梁和悬架构件上的、相对于车身向后的力。

从下文结合附图所作的描述，可更加清楚地领会本发明其它的、和进一步的特征、优势和有益之处。

对附图的简要说明

图1中的俯视图表示了根据本发明第一实施方式的车身底盘构架结构；

图2是沿图1中的A-A线对该实施方式所作的象征性的放大剖视图；

图3是沿该实施方式的图2中的B-B线所作的放大剖面图；

图4是一个象征性的放大剖视图，表示了在本实施方式中当向车架结构施加冲击载荷时、车架结构的工作状况，图中还表示出了与图2所示结构对应的位置关系；以及

图5是一剖面图，表示了在根据本发明的第二实施方式中、一后延构件与一地板梁之间的联接状况，图中还表示出了与图3所示结构相对应的位置关系。

具体实施方式

下文中将参照附图对根据本发明的车身前部结构的各种实施方式作详细的描述。另外，在所有的附图中，各个附图标号的意义分别为：“FR”指代车身的前向方向，“RR”指代车身的后向方向，“R”指代车身的右向方向，而“L”则指代车身的左向方向，“UPR”指代车身的向上方向，“LWR”指代车身的向下方向。

[第一实施方式]

下面将对本发明第一实施方式的车身前部结构进行详细描述。

图1是一俯视图，表示了当前所示实施方式中车身VB的底盘构架结构。图2是一个象征性的剖面图，该剖面图是沿图1中的A-A线剖开而绘制的，图3是沿图2中B-B线所作的放大的剖面图，图4中象征性的剖视图表示了底盘车架结构在受到冲击载荷时的工作状况、以及与图2所示结构相对应的位置关系。顺便提及，大体上来讲，当前所针对实施方式中的车身前部结构被制成：除了专门指出的特殊情况之外，该前部结构相对于车身的纵向是左右对称的，且该车身前部结构的内部具有以车辆载客室R。

如图1和图2所示，当前实施方式的车身前部结构包括左、右一对前侧梁1，1，它们位于车身VB前部的两侧，并在车辆的宽度方向(左右方向)上横向分开，同时还在车身VB的纵向上延伸。两前侧梁1的后端上连接着一对延伸构件3，3，它们沿仪表盘安装板2延伸。仪表盘安装板2具有至少一个总体表面，该总体表面从一地板向上竖直起，安装板2在车身VB的垂向上延伸，同时还在车辆的宽度方向上延伸，其中的地板将在下文中有所描述。每一延伸构件3都具有一下方弯曲段3a，其沿仪表盘安装板2向后下方倾斜。

在前侧梁1的下方设置了悬架构件4，如从俯视图中观察，每一悬架构件都被制成直角形状，两悬架构件4各支撑着一悬架臂(图中未示出)。悬架构件4的前端通过一安装构件或一紧固构件与所对应前侧梁1的前端相连接，其中的安装构件和紧固构件在图中均未示出，悬架构件4的后端通过一安装构件5与所对应延伸构件3的下方弯曲段3a相连接。

各延伸构件3的下方弯曲段3a跨接在侧框梁7的前端与槽道部件8的前端之间，并与侧框梁7以及槽道部件8的前端相连接，两侧框梁7在地板6的两侧沿车身的纵向延伸，地板6在车辆的宽度方向上扩展，并在车身纵向上延伸，两槽道部件位于地板6的中间部位，并相互分开给定的距离，它们与侧框梁7对置着。另外，槽道部件8是成对布置的，它们在车辆的宽度方向上相互正对。

地板6是由一对外侧地板6a，6a与一块中间地板6b组成的，两外侧地板均被设置在侧框梁7和槽道部件8之间，中间地板6b则被布置在相互对置的一对槽道部件8，8之间。该中间地板6b形成了一个槽道部分。

本文中，对于当前所针对的实施方式，在相关前侧梁1的后部区域内、在前侧梁1的延长线上，将一后延构件10布置到各外侧地板6a的上方，该后延构件10具有一端面闭合的结构件，其在车身的纵向上延伸。每一后延构件10都与所对应的外侧地板6a相连接。

另外，在各个延伸构件3的下方弯曲段3a的后部上，连接着地板梁11，地板梁11是用铝等轻质合金铸造而成的。地板梁11被叠压并连接到对应后延构件10的顶壁上，如图3中详细表示的那样：每一地板梁11都包括一加大了厚度t1的顶壁11a，其中的厚度t1大于两垂直侧壁11b、11c的壁厚。

一对第一横梁12，12被设置在外侧地板6a上，从而使它们跨接在侧框梁7和槽道部件8之间，两横梁位于前排座位FS下方，并在车辆的宽度方向上延伸。第一横梁12被连接到所对应后延构件10的顶壁上，并与该第一横梁12所对应的地板梁11的后端相连接。

另外，在所对应第一横梁12的后方区域，在外侧地板6a上设置了一对在车辆宽度方向上延伸的第二横梁13，13，从而使第二横梁跨接在侧框梁7和槽道部件8之间。第二横梁13被连接到所对应外侧地板6a的顶壁上，还被连接到与该第二横梁13对应的后延构件10的后端上。

此外，在第二横梁13的后方区域，一后座横梁14跨接在一对侧框梁7，7的后端之间，并与之相连。两槽道部件8的后端被与后座横梁14连接起来，且从两侧框梁7的后端向后延伸出一对对应的侧后部件15，15，它们位于两侧框梁7的内侧区域。

顺便提及，如图2所示，左、右一对增强件16，16被设置成从两下方弯曲段3a的前壁3b向后延伸。各个增强件16的后端都与对应后延构件10前端上的上拐角部分相连接。

另外，每一后延构件10都是通过对轻质合金材料执行挤出成型工艺而制成的，其中的合金材料例如是铝，且如图3所示，后延构件的横截面是闭合形状，并具有一顶壁10a，顶壁10a具有一被制成平面部分的中央区域，该平面部分在一突出区10b中向上凸起，而地板梁11的断面形状则被制成倒U形。

另外，要将一个距离“c”确定在一距离值“a”与另一距离值“b”之间，并将该距离设定为大于距离“b”、但小于距离“a”(可被表达为这样的关系式a＞c＞b)，其中，“c”是指横截面被制为倒U形的地板梁11的两垂直侧壁11b、11c之间的距离，“a”是指后延构件10两垂直侧壁10c、10d之间距离，“b”是指突起部分10b两垂直侧壁10e、10f之间的距离。另外，利用焊道W将地板梁11两垂直侧壁11b、11c的下端连接到后延构件10的顶壁10a上，并位于其两侧，这样，突起部分10b就被间置在了中间。

顺便提及，前侧梁1、延伸根据3和地板梁11可采用这样的结构：在该结构中，利用焊接或一种结构件可将不同的构件相互连接起来，在其中的结构件中，所有的构件都是用相同的材料制成的，且都是按照相同的制造方法形成的，从而能被制成一个整体。

下面，对上文所提本实施方式的车身前部结构的工作过程进行介绍。

首先，如图4所示，如果由于正面碰撞而向车身的前部施加了一个很大的载荷时，则在前侧梁1上就会作用着载荷F1，而载荷F2则作用在悬架构件4上。如果载荷既被作用到车身VB的左侧上、又被作用到车身VB的右侧上，也并不会带来任何影响，为了使描述更为简明，通常是参照图4对车身左、右一侧的工作过程进行描述。

因而，由于在前侧梁1上作用有载荷F1，所以在延伸构件3中就会弯曲力矩M，从而造成延伸构件3绕下方弯曲段3a的中心、从图中虚线所示的位置变形到实线所示位置。该弯曲力矩M产生了一个作用在地板梁11顶壁11a上的挤压力P1、以及一个作用在后延构件10底壁10g上的拉力P2。

另外，由于在悬架构件4上施加了水平方向的载荷F2，所以会在地板梁11的顶壁11a和后延构件10的底壁10g上分别作用着压力P3和P4。

由于这一原因，由弯曲力矩M所产生的拉力P2与由载荷F2产生的压力P4会相互抵消，从而使后延构件10的底壁10g具有足够的强度，而在地板梁11的顶壁11a上，弯曲力矩M造成的压力P1与载荷F2造成的压力P3则会形成一个合力。

因此，尽管地板梁11的顶壁11a需要具有相对较高的强度，但设置与地板梁11相连接的后延构件10可增大强度，同时还增大了顶壁11a的厚度，这将能提高地板梁11的断面模量和抵抗力矩，由此可确保强度已被充分地增加。

此处，因为设置了用铝合金铸造而成的地板梁11，从而，由于地板梁11能实现这样的技术效果：只增大了顶壁11a的厚度，并在不增加两垂直壁11b、11c厚度的前提下，增加极少的重量就足以提供所需的强度，所以可在不导致重量过度增大、组装操作性变差的条件下抑制延伸构件10向后发生变形，由此可减小包含仪表盘安装板2的仪表盘部分的向后位移量，其中，延伸构件的向后变形是由于在车辆的前方区域上作用了冲击载荷所致。

另外，当前该实施方式除了具有上述的有利效果之外，还具有这样一种能力：由于地板梁11的后端被连接到位于前排座位下方的第一横梁12上，且第一横梁12反过来又连接到后延构件10的上侧上，所以，在车身的前方作用到地板粱11上的冲击载荷就会被分散到第一横梁12中。因而，在车身中位于第一横梁12之后的区域内，即使只在地板6的上方设置了后延构件10，车身也能保持足够高的强度等级。据此，可将后排乘客脚部区域的地板梁11去掉，从而在后排座位RS上乘客的脚部处可获得足够大的空间。

另外，由于后延构件10的后端与第二横梁13相连接，而第二横梁13在车身内被设置在第一横梁12的后方，所以作用到后延构件10上的冲击载荷在最终阶段会散布到第二横梁13中，这样就使地板6的后部区域具有所需的强度。

此外，由于增强件16被设置成从延伸构件3的下方弯曲段3a延伸到车身的后部区域，增强件16的后端与后延构件10的前端相连接，所以，弯曲力矩M和水平作用力F2可被有效地传递给后延构件10，其中，弯曲力矩M是由于在车身的前部区域上作用了冲击载荷而在延伸构件3的下方弯曲段3a中产生的，水平力F2是从悬架构件4作用来的。

因此，可有效地防止延伸构件3发生变形，从而带来了可减小仪表盘安装板2后向位移量的效果，并能防止车辆的乘员室R发生变形。

另外，由于将地板梁11垂直侧壁11b、11c之间的距离“c”设定为处于距离“a”与距离“b”之间(表达为a＞c＞b)，地板梁11两垂直侧壁11b和11c的下端可连接到后延构件10顶壁10a的两侧上，其中，距离“a”是指每一后延构件10的垂直侧壁10c、10d之间的距离，后延构件10的顶壁10a的中心区域制有突起部分10b，距离“b”是指地板梁11两垂直侧壁10b、10c之间的距离，而突起部分10b则间置在两侧壁11b和11c之间；由于在顶壁10a上制有突起部分10b，所以可提高后延构件10的弯曲刚度。除了上述优点之外，当将地板梁11连接到后延构件10上时，突起部分10b可被容纳在地板梁11内，这样就避免了突起部分10b使前排座位(如图2中双点划线所示)乘客脚部空间缩小的问题。

[第二实施方式]

下面将详细地描述根据第二实施方式的车身前部结构。

图5中的剖视图表示了在当前实施方式中后延构件10与地板梁11之间的连接结构，并表示了与图3相对应的位置关系。该实施方式中车身前部结构的基本构造与第一实施方式相同，但区别在于后延构件10底壁10g的宽度“d”被设计成小于顶壁10a的宽度“a”。在下文中，由于只集中讨论该区别之处，所以将用相同的附图标号来指代相同的构件，并适当地略去或简化对相同构件的描述。

也就是说，在当前实施方式中，当制造底壁10g宽度“d”缩窄的后延构件10时，利用垂向侧壁10c、10d左右对称地将顶壁10a与底壁10g相互连接起来，从而使后延构件的断面轮廓为等腰梯形的形状。

另外，在该实施方式中，后延构件10也是通过对铝合金等材料执行挤出成型而制成的。

因而，采用该实施方式的车身前部结构，由于后延构件10底壁10g的宽度“d”被缩窄，在此程度上，后延构件10的重量得以减轻，突起部分10b的顶壁10h可在最终重量减轻的程度上被制为加大的厚度t2，由此可提高断面模量和抵抗力矩，同时还能在不增大后延构件10总重量的前提下提高其重心，其中，突起部分10b的顶壁10h从顶壁10a的中央区域向上突出。

如上所述，根据各种实施方式的结构，在前侧梁和悬架构件在车辆的前部受到冲击载荷的情况下，由延伸构件中产生弯曲力矩而在地板梁顶壁上作用一个挤压力，而在后延构件的底壁上则作用一个拉力。另外，由于在水平方向上向悬架构件作用了一个载荷，会在延伸构件的顶壁和后延构件的底壁上各施加一个压力。

为此，尽管在后延构件的底壁上拉力和压力可相互抵消、从而能确保具有足够的强度，但由于受弯曲力矩所造成的压力、以及来自于悬架构件的压力作用，地板梁的顶壁上会产生一个合力，设置与地板梁相连接的后延构件、并增大地板梁顶壁的厚度能提高地板梁的断面模量和抵弯性，并使其强度得以充分的增强，其中的地板梁是用轻质合金铸造而成的。

如果这样进行设计，则由于只有地板梁的顶壁具有增大的厚度，所以通过在极小的程度上增大重量就足以使强度增大，并能防止延伸构件由于受到作用在车身前部区域的载荷而向后变形，同时还不会造成重量的过度增大、组装工作的操作性变差，由此而消除了仪表盘区域的向后移动。

于2003年2月7日在日本提交的第2003-031341号专利申请所公开的全部内容都被结合到本文中作为背景资料。

尽管上文参照具体的实施方式对本发明进行了描述，但本发明并不仅限于上述的这些实施方式。对本领域的技术人员而言，在本发明的启示下，可对上述实施方式作出多种改型和变动。

Claims (11)

1.一种车身前部结构，其包括：

前侧梁，其在车身的前部沿车身纵向延伸；

一仪表盘安装板，其在车身的垂直方向上延伸；

延伸构件，其在前侧梁的后侧与前侧梁进行连接，并沿仪表盘安装板延伸，以具有一下方弯曲段，该弯曲段相对于车身向后下方倾斜；

悬架构件，其位于前侧梁的下方，且具有一个与延伸构件的下方弯曲段相连接的后端部；

后延构件，其位于地板的上方，并在车身的纵向上延伸，且具有一断面闭合的结构件，该结构件在车身的纵向上延伸；以及

地板梁，其在延伸构件的下方弯曲段的后侧与延伸构件相连接，地板梁被设置在后延构件的上方，以便于能叠压并连接到后延构件上，同时在车身的纵向上延伸，地板梁具有与地板梁的其余部分相比厚度增大的顶壁。

2.根据权利要求1所述的车身前部结构，其特征在于：前侧梁在车身的宽度方向上位于两侧，与之对应，延伸构件、悬架构件、后延构件、以及地板梁都相对于车身左右对称地位于车身宽度方向上的两侧。

3.根据权利要求1所述的车身前部结构，其特征在于：地板梁用轻质合金铸造而成。

4.根据权利要求1所述的车身前部结构，其特征在于：还包括第一横梁，其在车身的宽度方向上延伸，并位于后延构件的上方；

其中，地板梁的后端与该第一横梁相连接。

5.根据权利要求4所述的车身前部结构，其特征在于：第一横梁位于前排座位的下方。

6.根据权利要求4所述的车身前部结构，其特征在于：还包括第二横梁，其在车身中位于第一横梁的后侧，并在车身的宽度方向上延伸，同时还被设置在地板的上方；

其中，后延构件的后端与该第二横梁相连接。

7.根据权利要求1所述的车身前部结构，其特征在于：还包括一增强件，其前端与延伸构件的下方弯曲段相连接；

其中，该增强件的后端与后延构件的前端相连接。

8.根据权利要求1所述的车身前部结构，其特征在于：后延构件具有一横截面形状，该横截面具有一上部，其中间区域被制出一个突起部分，该突起部分相对于车身而向上凸出，地板梁的断面形状为倒U形，地板梁的倒U形横截面上两垂直部分的下端被连接到后延构件横截面形状上部的两侧上，从而将突起部分间置在其中。

9.根据权利要求8所述的车身前部结构，其特征在于：当“a”是指后延构件横截面形状内两垂直部分之间的距离，  “b”是后延构件横截面形状内上部的突起部分两垂直部分之间的距离，“c”是地板梁横截面形状内两垂直部分之间的距离，则可建立起这样的关系式a＞c＞b。

10.根据权利要求8所述的车身前部结构，其特征在于：后延构件下部的宽度小于其上部的宽度。

11.一种车身前部结构，其包括：

前侧梁，其在车身的前部沿车身纵向延伸；

一仪表盘安装板，其在车身的垂直方向上延伸；

延伸构件，其在前侧梁的后侧与前侧梁进行连接，并沿仪表盘安装板延伸，以具有一下方弯曲段，该弯曲段相对于车身向后下方倾斜；

悬架构件，其位于前侧梁的下方，且具有一个与延伸构件的下方弯曲段相连接的后端部；

后延构件，其位于地板的上方，并在车身的纵向上延伸，且具有一断面闭合的结构件，该结构件在车身的纵向上延伸；以及

地板梁，其在延伸构件下方弯曲段的后侧与延伸构件相连接，地板梁被设置在后延构件的上方，以便于能叠压并连接到后延构件上，同时在车身的纵向上延伸，且地板梁具有用于承受一作用力的元件，所述作用力的作用方向相对于车身是向后的，其来源于作用在前侧梁和悬架构件上的、相对于车身向后的力。

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