ES2627333T3 - Estructura frontal de carrocería de vehículo - Google Patents

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ES2627333T3
ES2627333T3 ES12754894.9T ES12754894T ES2627333T3 ES 2627333 T3 ES2627333 T3 ES 2627333T3 ES 12754894 T ES12754894 T ES 12754894T ES 2627333 T3 ES2627333 T3 ES 2627333T3
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Takeshi Kawachi
Toshiyuki Niwa
Seiichi Daimaru
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Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp
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Abstract

Una estructura frontal de carrocería para una carrocería (1) de vehículo que tiene un compartimento de pasajeros (2) y un compartimento frontal (3) que se dispone en un lado frontal de dicho compartimento de pasajeros (2), que comprende torres del puntal (16) que se disponen dentro de dicho compartimento frontal (3) en los dos lados de una dirección del ancho de dicho compartimento frontal (3) y que tiene partes de fijación de los puntales (18) a las que se adosan bordes superiores de los puntales para las ruedas frontales; pilares frontales (20) que se extienden en la parte frontal de dicho compartimento de pasajeros (2) en los dos lados en la dirección del ancho desde el techo de dicho compartimento de pasajeros (2) hacia el borde superior posterior de dicho compartimento frontal (3); y partes de refuerzo (25) con primeros extremos unidos a las torres del puntal y con otros extremos unidos a los pilares frontales (20), en donde dichas partes de refuerzo (25) y los miembros componentes que forman al menos partes de los pilares frontales (20) son miembros integralmente formados y fabricados con las mismas piezas en bruto, caracterizadas por que las partes de refuerzo (25) se unen a las partes de fijación de los puntales (18) de modo que los extremos inferiores de dichas partes de refuerzo (25) rodean completamente los puntos de carga de las partes de fijación de los puntales (18).

Description

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DESCRIPCION
Estructura frontal de carrocerla de vehlcuio Campo tecnico
La presente invencion se refiere a una estructura frontal de carrocerla para mejorar la rigidez de una carrocerla de automovil.
Tecnica anterior
Como bien se conoce, para mejorar la eficiencia en el consumo de combustible o el rendimiento en la conduccion de automoviles o para absorber el aumento de peso que acompana las medidas de seguridad u opciones mas completas, se busca la reduccion de peso de los automoviles. Por este motivo, por ejemplo, se usan chapas de acero de alta resistencia para reducir el grosor de la estructura de carrocerla y as! aligerar el peso de la carrocerla.
Por ejemplo, cuando se usan chapas de acero de alta resistencia clase 590 MPa para aligerar la carrocerla, se considera posible asegurar la resistencia de la carrocerla mientras se reduce el peso alrededor del 40% en comparacion con la chapa de acero convencional. Se han previsto muy grandes resultados.
Por otro lado, dado que un automovil recibe fuerza de los badenes en la superficie de la carretera mientras se conduce, el impacto cuando se conduce sobre cunetas de la carretera, etc., y otras fuerzas diferentes, se requiere rigidez torsional ademas de resistencia de la carrocerla. Sin embargo, si se usan chapas de acero de alta resistencia para reducir el grosor de la estructura de carrocerla, incluso si se asegura la resistencia de la carrocerla, la rigidez torsional, en general, cae.
Es decir, en chapas de acero de alta resistencia, la resistencia a la traccion de la chapa de acero se mejora mediante los antecedentes de temperatura, ingredientes, etc., pero el modulo de Young de hierro es constante y no cambia. Por este motivo, si la estructura de la carrocerla se reduce en grosor, el momento polar de inercia de area se vuelve mas pequeno. Como resultado, la rigidez torsional cae. Por lo tanto, cuando se usan chapas de acero de alta resistencia, etc., para mantener la resistencia de la carrocerla mientras se reduce el grosor de la carrocerla para aligerar el peso, es tambien necesario mejorar la rigidez torsional.
Con respecto a la rigidez torsional de la carrocerla, como la tecnica se centra en la estructura frontal de la carrocerla, por ejemplo, se describe la tecnica como se muestra en BPs 1 y 2.
De manera especlfica, BP 1 describe la provision de partes de refuerzo de la saliente de cubierta que se extienden desde los pilares frontales hacia adelante hasta las superficies de entrada de carga de las torres del puntal y extensiones imaginarias que se extienden desde los extremos frontales de las partes de refuerzo de la saliente de cubierta hacia la parte frontal para atravesar los centros de entrada de las superficies de entrada de carga.
BP 2 describe la formacion de alojamientos de puntales como partes unicas y la union de miembros laterales, salientes de cubierta, un tablero de instrumentos, y un cubretablero a los alojamientos de puntales para unirlos.
Ademas, mientras no se dirige a mejorar la rigidez torsional, la tecnica similar a la descrita en BP 1 se describe en BP 3. En LP 3, los extremos inferiores de los pilares frontales se unen en las partes superiores de las torres de puntales a los miembros superiores. Los pilares frontales y los pilares con bisagra y el miembro superior que se posicionan en sus partes posteriores forman miembros en forma de anillo con partes centrales abiertas. Debido a ello, es posible soportar, de manera eficiente, la carga del momento que actua sobre los extremos inferiores de los pilares frontales.
El documento JP 2004-276789A describe una estructura frontal de carrocerla de un vehlculo en la cual una parte de refuerzo se une al alojamiento de puntal y al pilar frontal. El documento EP 1 084 937 A2 describe una estructura frontal de carrocerla para un vehlculo segun el preambulo de la reivindicacion 1.
Bibliografla de la patente
BP 1: publicacion de patente japonesa No. 2010-155559A BP 2: publicacion de patente japonesa No. 2009-078575A BP 3: publicacion de patente japonesa No. 09-071267A
Problema tecnico
En este aspecto, en la invencion descrita en BP 1, las partes de refuerzo de la saliente de cubierta que se unen a los pilares frontales se unen a los bordes exteriores de la carrocerla en las superficies de entrada de carga de las torres del puntal. Ademas, en la invencion establecida en BP 3 mas arriba, los extremos inferiores de los pilares frontales se unen a los miembros superiores en los lados exteriores del vehlculo de las torres del puntal. Por lo tanto, las partes unidas de las partes de refuerzo de la saliente de cubierta o los pilares frontales estan descentralizados de la direccion de entrada de la carga desde los puntales (miembros formados de amortiguadores de choque y resortes)
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hasta las torres del puntal (es decir, desde las direcciones axiales de los puntales) hasta la direccion del ancho de la carrocerla.
Si una parte unida queda descentrada desde la direccion de entrada de carga hasta una torre del puntal de esta manera, cuando se aplica una carga desde el puntal hasta la torre del puntal, se genera un gran momento en la parte unida. Si el momento se vuelve mayor, la parte unida se deforma y, como resultado, se genera la deformacion del vehlculo. Por este motivo, con las invenciones establecidas en BPs 1 y 3 mas arriba, no se podrla obtener la rigidez torsional suficiente.
La presente invention se ha llevado a cabo en consideration de la presente situation y tiene como objeto la prevision de una estructura frontal de carrocerla que permita la mejora eficiente de la rigidez torsional de la carrocerla de un automovil y, a su vez, una estructura frontal de carrocerla que use chapas de acero de alta resistencia para reducir el grosor y as! permitir aligerar el peso de una carrocerla de manera eficiente.
Solucion al problema
Con el fin de resolver el presente problema, los inventores se han llevado a cabo estudios profundos y, como resultado, han obtenido el siguiente hallazgo. Mediante la prevision de partes de refuerzo unidas a los pilares frontales y a las torres del puntal y mediante la union de dichas partes de refuerzo a las torres del puntal en el interior de la carrocerla y en el exterior de la carrocerla desde planos que se extienden a traves de los ejes de los puntales en la direccion posterior frontal de la carrocerla, es posible evitar que se genere un gran momento en las partes unidas de las partes de refuerzo hasta las torres del puntal.
La presente invencion se ha llevado a cabo segun el hallazgo de mas arriba. El objeto de mas arriba se puede lograr mediante las caracterlsticas definidas en las reivindicaciones. En particular, la presente invencion provee:
(1) Una estructura frontal de carrocerla para una carrocerla de vehlculo que tiene un compartimento de pasajeros y un compartimento frontal que se dispone en un lado frontal del compartimento de pasajeros, que comprende torres del puntal que se disponen dentro del compartimento frontal en los dos lados de una direccion del ancho del compartimento frontal y que tienen partes de fijacion de los puntales a las cuales los bordes superiores de los puntales que usan las ruedas frontales se adosan; pilares frontales que se extienden en la parte frontal del compartimento de pasajeros en los dos lados en la direccion del ancho desde el techo del compartimento de pasajeros hacia el borde superior posterior del compartimento frontal; y partes de refuerzo con primeros extremos unidos a las torres del puntal y con otros extremos unidos a los pilares frontales, en donde las partes de refuerzo y los miembros componentes que forman al menos partes de los pilares frontales son miembros integralmente formados y fabricados con las mismas piezas en bruto, y las partes de refuerzo se unen a las partes de fijacion de los puntales de modo que los extremos inferiores de dichas partes de refuerzo rodean completamente los puntos de carga de las partes de fijacion de los puntales.
(2) La estructura frontal de carrocerla segun se establece en (1) en donde los pilares frontales comprenden miembros exteriores que se disponen en el exterior de la carrocerla y miembros interiores que se disponen en el interior de la carrocerla, y las partes de refuerzo y los miembros interiores son miembros integralmente formados y fabricados con las mismas piezas en bruto.
(3) La estructura frontal de carrocerla segun se establece en cualquiera de (1) a (2), que ademas comprende un tablero de instrumentos que separa el compartimento de pasajeros y el compartimento frontal y un cubretablero que se extiende por encima del tablero de instrumentos en la direccion del ancho de la carrocerla, en donde las partes de refuerzo se unen tambien al cubretablero.
(4) La estructura frontal de carrocerla segun se establece en (3) en donde las partes de refuerzo y los miembros componentes que forman al menos parte de dicho cubretablero son miembros integralmente formados y fabricados con las mismas piezas en bruto.
(5) La estructura frontal de carrocerla segun se establece en cualquiera de (1) a (4), que ademas comprende miembros superiores que se disponen en extremos del ancho del compartimento de pasajeros y se extienden en la direccion posterior frontal de la carrocerla, en donde las partes de refuerzo se unen tambien a los miembros superiores.
(6) La estructura frontal de carrocerla segun se establece en (5) en donde las partes de refuerzo y los miembros componentes que forman al menos partes de dichos miembros superiores son miembros integralmente formados y fabricados con las mismas piezas en bruto.
Efectos ventajosos de la Invencion
Segun todas las estructuras frontales de carrocerla segun la presente invencion, las partes de refuerzo se unen a las torres del puntal en el interior de la carrocerla y en el exterior de la carrocerla de planos que se extienden en la direccion posterior frontal de la carrocerla a traves de los ejes de los puntales que se sujetan a las torres del puntal. Debido a ello, la carga transmitida desde los puntales hasta las torres del puntal se transmite a las partes de
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refuerzo a traves de partes unidas a las partes de refuerzo que se posicionan en el interior del vehlculo desde los puntales y partes unidas a las partes de refuerzo que se posicionan en el exterior del vehlculo desde los puntales. Por este motivo, no se crea un gran momento entre las torres del puntal y las partes de refuerzo y, como resultado, no se puede elevar la rigidez torsional de la carrocerla.
Breve descripcion de los dibujos
La Figura 1 es una vista que muestra un resumen de la estructura global de una carrocerla segun una primera realizacion de la presente invencion.
La Figura 2 es una vista en seccion transversal de un pilar frontal 20 que se ve a lo largo de una flecha II-II de la Figura 1.
La Figura 3 es una vista en perspectiva ampliada de una estructura frontal de carrocerla de la primera realizacion cerca de un extremo inferior de un pilar frontal.
La Figura 4 es una vista lateral de parte de una estructura frontal de carrocerla segun la primera realizacion vista desde el interior de la carrocerla.
La figura 5 es una vista frontal en seccion transversal de parte de la estructura frontal de carrocerla segun la primera realizacion.
La Figura 6 es una vista superior de una parte de la estructura frontal de carrocerla segun la primera realizacion.
La Figura 7 es una vista que muestra un resumen de la estructura global de una carrocerla segun una segunda realizacion de la presente invencion.
La Figura 8 es una vista en perspectiva ampliada de una estructura frontal de carrocerla de la segunda realizacion cerca de un extremo inferior de un pilar frontal.
La Figura 9 es una vista lateral de parte de una estructura frontal de carrocerla segun la segunda realizacion vista desde el interior de la carrocerla.
La Figura 10 es una vista frontal en seccion transversal de parte de la estructura frontal de carrocerla segun la segunda realizacion.
La Figura 11 es una vista superior de una parte de la estructura frontal de carrocerla segun la segunda realizacion.
Las Figuras 12 proveen vistas esquematicas que muestran un ejemplo de un metodo de medicion de la rigidez torsional de una carrocerla, en donde (A) muestra una posicion de aplicacion de una carga en una direccion longitudinal de la estructura de carrocerla, mientras (B) es una vista que se muestra a lo largo de una llnea XIII-XIII en (A) y muestra un resumen de generacion de un torque en una direccion del ancho de la carrocerla.
La Figura 13 es una vista que muestra el desplazamiento y el angulo torsional de una carrocerla antes y despues de la aplicacion de un torque torsional vista desde la llnea XIII-XIII de la Figura 12 (A).
Descripcion de las realizaciones
Mas abajo, con referencia a la Figura 1 a la Figura 5, se explicara una primera realizacion de la presente invencion.
La Figura 1 es una vista que muestra una carrocerla 1 que tiene una estructura frontal de carrocerla 10 segun una primera realizacion de la presente invencion. La carrocerla 1 esta prevista con un compartimento de pasajeros 2 que forma un espacio en el cual se montan un conductor y los pasajeros, y un compartimento frontal 3 que se dispone en el lado frontal (lado izquierdo en la Figura 1) del compartimento de pasajeros 2. En la presente realizacion, dentro del compartimento frontal 3, se monta un propulsor o motor u otro grupo motor para conducir las ruedas. Ademas, en la presente realizacion, el principal material de la carrocerla 1 es el acero de alta resistencia.
La estructura frontal de carrocerla 10 segun la presente realizacion esta prevista con un par de miembros laterales frontales 11 que se posicionan en la parte inferior del compartimento frontal 3 y se extienden en una direccion posterior frontal de la carrocerla 1 y un par de miembros superiores 12 que se extienden en la parte superior de los dos extremos, en la direccion del ancho, del compartimento frontal 3 en la direccion posterior frontal de la carrocerla 1. La estructura frontal de carrocerla 10 esta ademas prevista con un tablero de instrumentos 13 que se extiende en la direccion del ancho de la carrocerla 1 y separa el compartimento de pasajeros 2 y el compartimento frontal 3, un cubretablero 14 que se extiende en la parte superior de dicho tablero de instrumentos 13 en la direccion del ancho y forma una forma cerrada en seccion transversal, y un par de paneles laterales 17 que se extienden desde los miembros superiores 12 hasta la parte inferior. Ademas, la estructura frontal de carrocerla 10 esta prevista con un techo 19 que se dispone en la parte superior del compartimento de pasajeros 2 y un par de pilares frontales 20 que se extienden en la parte frontal del compartimento de pasajeros 2 en los dos lados en la direccion del ancho hacia el borde superior posterior del compartimento frontal 3.
Los paneles laterales 17 estan previstos con alojamientos para ruedas frontales 15 y torres del puntal 16. Los alojamientos para ruedas frontales 15 sobresalen hacia adentro en la direccion del ancho de la carrocerla 1 y se forman para unirse a los miembros laterales frontales 11 en la parte inferior. Los alojamientos para ruedas frontales 15 estan estructurados de manera abierta hacia afuera. En sus interiores, se disponen las ruedas frontales (no se muestran).
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Ademas, las torres del puntal 16 estan formadas por los alojamientos para ruedas frontales 15 y los paneles laterales 17 en la parte superior de aquellas que sobresalen hacia el interior de la carroceria 1 en la direction del ancho. Cambiando la manera de ver esto, se puede decir que las torres del puntal 16 se proveen para sobresalir hasta la parte superior desde las partes del techo de los alojamientos para ruedas frontales 15. Cualquiera sea el caso, el par de torres del puntal 16 se dispone dentro del compartimento frontal 3 en los dos lados del compartimento frontal 3 en la direccion del ancho. Ademas, en los interiores de las torres del puntal 16, se disponen puntales para las ruedas frontales (no se muestran). En las partes de fijacion de los puntales 18 de las torres del puntal 16 (superficies superiores de las torres del puntal), se sujetan los extremos superiores de los puntales para las ruedas frontales.
Los pilares frontales 20, como se muestra en la Figura 1, tienen estructuras que se inclinan gradualmente hacia abajo desde el techo 19 del compartimento de pasajeros 2 hacia la parte frontal de la carroceria 1 (lado del compartimento frontal 3). Los extremos inferiores de los pilares frontales 20 se unen a los extremos posteriores de los miembros superiores 12 y extremos laterales del cubretablero 14.
La Figura 2 es una vista en section transversal de un pilar frontal 20 visto a lo largo de la flecha II-II de la Figura 1. Como se comprendera a partir de la Figura 2, un pilar frontal 20 esta previsto con un miembro interior 21 que se dispone en el interior de la carroceria y un miembro exterior 22 que se dispone en el exterior de la carroceria. Dicho miembro interior 21 y miembro exterior 22 se unen mediante soldadura, etc. por medio de lo cual se forma una forma en seccion transversal cerrada. Ademas, en el ejemplo que se muestra en la Figura 2, un panel exterior 23 se dispone en el exterior de la carroceria del miembro exterior 22.
Ademas, en la presente realization, se proveen partes de refuerzo 25 con primeros extremos unidos a las partes de fijacion de los puntales 18 de las torres del puntal 16 y con otros extremos unidos a los pilares frontales 20.
Las Figuras 3 proveen vistas en perspectivas ampliadas de la estructura frontal de carroceria 10 cerca del extremo inferior de un pilar frontal 20. Entre estas, la Figura 3 (A) muestra el caso donde no se provee miembro de refuerzo 25 alguno, mientras que la Figura 3 (B) muestra el caso donde se provee un miembro de refuerzo 25. El miembro de refuerzo 25 se conecta en un extremo a un extremo inferior de un miembro exterior 22 que forma el pilar frontal 20. En particular, en la presente realizacion, el miembro de refuerzo 25 y el miembro interior 21 son miembros integralmente formados que se fabrican con la misma pieza en bruto.
Por otro lado, como se comprendera a partir de la Figura 3 (B), el miembro de refuerzo 25 se une en el otro extremo a una torre del puntal 16. En la presente realizacion, las partes de refuerzo 25 se unen a las torres del puntal 16 en el exterior de la carroceria y en el interior de la carroceria desde los planos S que atraviesan los ejes de los puntales (no se muestran) que se ajustan a las torres del puntal 16, y se extienden en la direccion posterior frontal de la carroceria 1 (vease la vista frontal en seccion transversal de la Figura 5 y la vista superior de la Figura 6). Es decir, las partes de refuerzo 25 estan previstas con partes exteriores 25a que se unen a las torres del puntal 16 en el exterior de la carroceria desde el plano S y partes interiores 25b que se unen a las torres del puntal 16 en el interior de la carroceria desde los planos S. En particular, en la presente realizacion, los extremos inferiores de las partes de refuerzo 25 se unen a las partes de fijacion de los puntales 18 de las torres del puntal 16.
Como resultado, las partes de refuerzo 25, como se comprendera a partir de las Figuras 3 a 6, se unen a las partes de fijacion de los puntales 18 alrededor de los puntos de carga de las partes de fijacion de los puntales 18 (es decir, puntos donde los ejes de los puntales y los planos de las partes de fijacion de los puntales 18 se cruzan). En particular, en la presente realizacion, los extremos inferiores de las partes de refuerzo 25 se disponen en las partes de fijacion de los puntales 18 y se sueldan por puntos a las partes de fijacion de los puntales 18 para rodear completamente los puntos de carga de las partes de fijacion de los puntales 18.
Segun la estructura frontal de carroceria 10 de la presente realizacion configurada de la presente manera, dado que las partes de refuerzo 25 estan previstas entre los pilares frontales 20 y las partes de fijacion de los puntales 18 de las torres del puntal 16, es posible transmitir de manera eficiente la carga que es ingresada en las torres del puntal 16 a los pilares frontales 20.
Ademas, las partes de refuerzo 25 se unen a las partes de fijacion de los puntales 18 de las torres del puntal 16 en el interior de la carroceria y el exterior de la carroceria desde los planos S. En este aspecto, si un miembro de refuerzo 25 se uniera a una parte de fijacion de los puntales 18 de una torre del puntal 16 solo en un lado de los planos S, si se aplicara una carga desde el puntal hasta la parte de fijacion de los puntales 18, se generaria un gran momento en la parte unida del miembro de refuerzo 25 y la parte de fijacion de los puntales 18. Si se generara un gran momento de esta manera, la parte unida se deformaria y se generaria la deformation del vehiculo.
En contraposition a ello, en la presente realizacion, como se explica mas arriba, las partes de refuerzo 25 se unen a las partes de fijacion de los puntales 18 en el interior de la carroceria y el exterior de la carroceria de los planos S. Por este motivo, incluso si se aplicara una carga desde los puntales hasta las partes de fijacion de los puntales 18, las partes unidas de las partes de refuerzo 25 y las partes de fijacion de los puntales 18 no estan sujetas a un gran
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momento. Por este motivo, se impide que los alrededores de las partes de fijacion de los puntales 18 se deformen localmente. Como resultado, una mejora en la rigidez torsional de la carroceria 1 en su conjunto se vuelve posible.
Ademas, en la presente realizacion, las partes de refuerzo 25 son miembros integralmente formados que se fabrican con las mismas piezas en bruto que los pilares frontales 20. Aqui, si la formacion de las partes de refuerzo y los pilares frontales ocurriera mediante miembros separados, dichas partes de refuerzo y los pilares frontales se unman en un estado superpuesto en una direccion perpendicular a la carga que se aplica a dichos miembros. Por este motivo, si se transmitiera una carga desde las partes de refuerzo hasta los pilares frontales, la carga se transmitiria en una direccion perpendicular a la direccion de la carga que se aplico a dichos miembros. Por este motivo, se generaria un momento entre estos miembros y un esfuerzo cortante se aplicaria a las partes unidas de dichos miembros. Por lo tanto, si la formacion de las partes de refuerzo y los pilares frontales ocurriera mediante miembros separados, debido a estos momentos y al esfuerzo cortante, la deformacion ocurriria facilmente cerca de las partes unidas entre dichos miembros. Como resultado, se generaria una caida en la rigidez torsional.
En contraposicion a ello, como se explica mas arriba, en la presente realizacion, las partes de refuerzo 25 son miembros integralmente formados que se fabrican con las mismas piezas en bruto que los pilares frontales 20. Por este motivo, la ocurrencia de un momento o esfuerzo cortante entre las partes de refuerzo 25 y los pilares frontales 20 se suprime. Como resultado, la rigidez torsional de la carroceria 1 en su conjunto se puede mejorar.
Ademas, cuando las partes de refuerzo 25 son miembros integralmente formados que se fabrican con las mismas piezas en bruto que los pilares frontales 20, como se explica mas arriba, en comparacion con la situacion en la que se forman las partes de refuerzo y los pilares frontales se superponen a ellos de manera separada y parcial, es posible aligerar el peso y optimizar la estructura de la carroceria 1.
Notese que, en la realizacion de mas arriba, las partes de refuerzo 25 se unen a los extremos inferiores de los miembros interiores 21, pero si los primeros extremos se unen a los pilares frontales 20, las partes de refuerzo 25 no tienen, necesariamente, que unirse a los extremos inferiores de los miembros interiores 21. Por lo tanto, las partes de refuerzo 25 se pueden unir a las partes centrales de los miembros interiores 21 o se pueden unir a los extremos inferiores o partes centrales de los miembros exteriores 22.
Ademas, en la realizacion de mas arriba, las partes de refuerzo 25 se fabrican con las mismas piezas en bruto que los miembros interiores 21 de los pilares frontales 20, pero no tienen, necesariamente, que fabricarse con las mismas piezas en bruto y se pueden formar de manera separada. Ademas, como se explica mas arriba, las partes de refuerzo 25 se pueden unir tambien a los miembros exteriores 22. Teniendo en cuenta ello, se puede decir que las partes de refuerzo 21 son miembros integralmente formados que se fabrican con las mismas piezas en bruto que los miembros componentes que forman al menos partes de los pilares frontales 20 (por ejemplo, los miembros exteriores 22 y los miembros interiores 21).
Ademas, en la realizacion de mas arriba, las partes de refuerzo 25 se unen a las partes de fijacion de los puntales 18 de modo que sus extremos inferiores rodean completamente los puntos de carga de las partes de fijacion de los puntales 18. Sin embargo, si las partes de refuerzo 25 se unen parcialmente a las partes de fijacion de los puntales 18 en el exterior de la carroceria y en el interior de la carroceria de los planos S, no existe necesariamente la necesidad de unirse para rodear completamente los puntos de carga. Por lo tanto, las partes de refuerzo 25 tampoco necesitan ser formas cilindricas cerradas como, por ejemplo, se muestra en las Figuras 3 a 6. Ellas tambien pueden ser formas compuestas de multiples placas planas.
A continuacion, con referencia a la Figura 7 a la Figura 11, se explicara una segunda realizacion de la presente invencion. La Figura 7 es una vista que muestra una carroceria 51 que tiene una estructura frontal de carroceria de una segunda realizacion de la presente invencion. Notese que a los miembros, al igual que aquellos de la primera realizacion, se les asignaran las mismas notas de referencia y se omitiran las explicaciones detalladas. La carroceria 51 esta prevista con un compartimento de pasajeros 52 y un compartimento frontal 53 que se dispone en el lado frontal (lado izquierdo en la Figura 6) del compartimento de pasajeros 52.
La Figura 8 es una vista en perspectiva ampliada de una estructura frontal de carroceria 60 de la segunda realizacion cerca del extremo inferior de un pilar frontal 20. Como se comprendera a partir de la Figura 8, en la estructura frontal de carroceria 60 segun la segunda realizacion, las partes de refuerzo 70 se unen a los miembros superiores 12 y al cubretablero 14. En particular, en la presente realizacion, las partes del exterior de la carroceria de las partes de refuerzo 70 se unen a los miembros superiores 12 mediante soldadura por puntos, mientras que las partes posteriores del interior de la carroceria de las partes de refuerzo 70 se unen al cubretablero 14 mediante soldadura por puntos.
Ademas, las partes de refuerzo 70, al igual que las partes de refuerzo 25 de la primera realizacion, se unen a las partes de fijacion de los puntales 18 de las torres del puntal 16. Las partes de refuerzo 70, como se muestra en la Figura 10 y Figura 11, se unen a las partes de fijacion de los puntales 18 de las torres del puntal 16 en el exterior de la carroceria y el interior de la carroceria desde los planos S. Por lo tanto, las partes de refuerzo 70, como se
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comprendera a partir de las Figuras 8 a 11, se unen a las partes de fijacion de los puntales 18 alrededor de los puntos de carga de las partes de fijacion de los puntales 18.
Segun la estructura frontal de carrocerla 60 de la presente realizacion configurada de la presente manera, la carga que se ingresa en las partes de fijacion de los puntales 18 de las torres del puntal 16 se puede transmitir mediante las partes de refuerzo 70 no solo a los pilares frontales 20, sino tambien a los miembros superiores 12 y al cubretablero 14. Por este motivo, la carga que se transmite a los pilares frontales 20, miembros superiores 12, y cubretablero 14 se puede reducir y, por consiguiente, la deformacion local alrededor de las torres del puntal 16 se puede suprimir en un mayor grado. Debido a ello, se vuelve posible mejorar la rigidez torsional de la carrocerla 51 en su conjunto.
Notese que, en la realizacion de mas arriba, las partes de refuerzo 70 se unen a los miembros superiores 12 y al cubretablero 14, pero no es necesario que se unan a ambos. Pueden estar tambien unidas a uno solamente.
Ademas, las partes de refuerzo 70 se unen mediante soldadura por puntos a los miembros superiores 12 y al cubretablero 14. Sin embargo, las partes de refuerzo 70 se pueden unir tambien mediante un metodo de union separado a dichos miembros superiores 12 y cubretablero 14. Ademas, las partes de refuerzo 70 pueden ser miembros integralmente formados que se fabrican con las mismas piezas en bruto que los miembros componentes que forman al menos partes de los miembros superiores 12. Ademas, pueden ser miembros integralmente formados que se fabrican con las mismas piezas en bruto que los miembros componentes que forman al menos parte del cubretablero 14.
Las realizaciones de la presente invencion se han explicado, pero la presente invencion no se limita a la realizacion de mas arriba. Se pueden llevar a cabo varios cambios dentro de un alcance que no se desvle de la invencion.
Por ejemplo, en las realizaciones de mas arriba, el caso donde se ha explicado que el material principal de la carrocerla es el acero de alta resistencia, la totalidad o parte de la carrocerla se puede fabricar tambien de aluminio, FRP, u otro material que se pueda usar en general para una carrocerla. Ademas, el acero de alta resistencia se ha usado para las partes de refuerzo, pero el aluminio, FRP, y otros materiales se pueden usar tambien.
Ademas, las presentes realizaciones se han explicado asumiendo que el compartimento frontal ha montado un motor o propulsor u otro grupo motor, pero la invencion no se limita a ello. Se puede usar tambien como un compartimento para equipaje, etc.
Ademas, la estructura frontal de carrocerla segun la presente invencion se puede aplicar, por supuesto, no solo a un automovil que monta un motor de combustion interna, sino tambien a un vehlculo hlbrido o un vehlculo electrico en el cual los motores estan previstos en las ruedas, etc.
Ademas, la forma de la carrocerla en su conjunto no se limita a la descrita en la Figura 1 y Figura 7. Puede ser tambien tipo sedan, tipo camioneta, tipo furgoneta, tipo vehlculo utilitario deportivo, u otro.
Ejemplos
Aqul, con el fin de confirmar el efecto sobre la presente realizacion, por ejemplo, la tecnica que se muestra en la Figura 12 y Figura 13 se ha usado para calcular la rigidez torsional.
Mas abajo, en primer lugar, con referencia a la Figura 12 y Figura 13, se explicara el metodo de medicion y calculo de la rigidez torsional. La Figura 12 es una vista conceptual que muestra el metodo de medicion y calculo de la rigidez torsional de la carrocerla en blanco (carrocerla) 100, mientras la Figura 13 es una vista para explicar la rigidez torsional segun la torsion de la posicion del eje frontal 100F (posicion en direccion posterior frontal de la carrocerla en la cual se dispone el eje frontal) segun la posicion del eje posterior 100P (posicion en direccion posterior frontal de la carrocerla en la cual se dispone el eje posterior).
Con el fin de medir la rigidez torsional, por ejemplo, como se muestra en la Figura 12(A), la carrocerla en blanco 100 se ajusta en la posicion del eje posterior 100P y la rigidez torsional promedio GJ que se obtiene mediante la aplicacion del torque torsional en la posicion del eje frontal 100F se usa para la evaluation (G: modulo de rigidez, J: momento polar de inercia de area).
De manera especlfica, en la posicion del eje posterior 100P, la carrocerla en blanco 100 se ajusta (por ejemplo, las partes de fijacion de los puntales Pi y PD de las torres posteriores se ajustan) y los extremos superiores de las barras de initiation 101 se adosan a las del puntal FI y FD de las torres del puntal frontales. En dicho estado, un subibaja 102 al cual se adosan los extremos inferiores de las barras de iniciacion 101 gira alrededor del eje O. Debido a ello, un torque torsional T se aplica a las del puntal Fi y Fd de las torres del puntal frontales (vease la Figura 12(B)).
La Figura 13 es una vista que muestra la section transversal de la carrocerla en la posicion del eje frontal 100F vista desde la llnea XI11-XI11 de la Figura 12(A). La rigidez torsional GJ se calcula segun los desplazamientos izquierdo y derecho 5i y 5d de la carrocerla que ocurren en la posicion del eje frontal 100F en el momento de aplicacion del
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torque torsional T de mas arriba. Notese que, en la Figura 9, 100C que se muestra mediante la llnea de cadena de dos puntos y 100D que se muestra mediante la llnea continua muestran la carrocerla (forma exterior) antes y despues de la aplicacion del torque torsional T.
Aqul, dado que el angulo de torsion 0 (rad), debido a que el torque torsional T es pequeno, se puede aproximar como 0=tan0=((5i + 5d) / B); (B es la dimension del ancho de la carrocerla con respecto a la aplicacion del torque torsional T en la posicion del eje frontal 100F).
Rigidez torsional especlfica GJ= (T/(0/longitud de distancia entre ejes L)) = (T.B. longitud de distancia entre ejes L) / (5i + 5d). (Por ejemplo, vease "Resistencia de Automoviles", Sankaido, 30 de octubre de 1990, segunda edicion).
A modo de ejemplo convencional, se ha usado un modelo donde los extremos inferiores de los pilares frontales estaban descentrados de las partes de fijacion de los puntales 300 mm hacia afuera en la direccion del ancho y 150 mm hacia el lado posterior. A modo de ejemplo de invencion, como se muestra en la primera realizacion, se ha usado un modelo donde las partes de refuerzo que estaban integralmente formadas con los extremos inferiores de los pilares frontales estaban unidas a los alrededores de las partes de fijacion de los puntales de las torres del puntal.
El metodo de medicion y calculo de mas arriba se ha usado para calcular la rigidez torsional. Como resultado, en el ejemplo de la invencion, se ha confirmado que la rigidez torsional se mejora en un 5,5% en comparacion con el ejemplo convencional.
Aplicabilidad industrial
Mediante la mejora de la rigidez torsional de la estructura de carrocerla de un automovil, es posible mejorar la estabilidad mientras se conduce el automovil y, por lo tanto, existe una gran aplicabilidad industrial.
Lista de signos de referencia
1, 51
carrocerla
2, 52
compartimento de pasajeros
3, 53
compartimento frontal
10, 60
estructura frontal de carrocerla
12
miembro superior
14
cubretablero
16
torre del puntal
20
pilar frontal
25, 70
miembro de refuerzo

Claims (6)

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    REIVINDICACIONES
    1. Una estructura frontal de carrocerla para una carrocerla (1) de vehlcuio que tiene un compartimento de pasajeros (2) y un compartimento frontal (3) que se dispone en un lado frontal de dicho compartimento de pasajeros (2), que comprende
    torres del puntal (16) que se disponen dentro de dicho compartimento frontal (3) en los dos lados de una direccion del ancho de dicho compartimento frontal (3) y que tiene partes de fijacion de los puntales (18) a las que se adosan bordes superiores de los puntales para las ruedas frontales;
    pilares frontales (20) que se extienden en la parte frontal de dicho compartimento de pasajeros (2) en los dos lados en la direccion del ancho desde el techo de dicho compartimento de pasajeros (2) hacia el borde superior posterior de dicho compartimento frontal (3); y
    partes de refuerzo (25) con primeros extremos unidos a las torres del puntal y con otros extremos unidos a los pilares frontales (20),
    en donde dichas partes de refuerzo (25) y los miembros componentes que forman al menos partes de los pilares frontales (20) son miembros integralmente formados y fabricados con las mismas piezas en bruto, caracterizadas por que
    las partes de refuerzo (25) se unen a las partes de fijacion de los puntales (18) de modo que los extremos inferiores de dichas partes de refuerzo (25) rodean completamente los puntos de carga de las partes de fijacion de los puntales (18).
  2. 2. La estructura frontal de carrocerla segun se establece en la reivindicacion 1 en donde dichos pilares frontales (20) comprenden miembros exteriores (22) que se disponen en el exterior de la carrocerla y miembros interiores (21) que se disponen en el interior de la carrocerla, y dichas partes de refuerzo (25) y los miembros interiores (21) son miembros integralmente formados y fabricados con las mismas piezas en bruto.
  3. 3. La estructura frontal de carrocerla segun se establece en la reivindicacion 1 o 2, que ademas comprende un tablero de instrumentos (13) que separa dicho compartimento de pasajeros (2) y dicho compartimento frontal (3) y un cubretablero (14) que se extiende por encima de dicho tablero de instrumentos (13) en la direccion del ancho de dicha carrocerla, en donde dichas partes de refuerzo (25) se unen tambien a dicho cubretablero.
  4. 4. La estructura frontal de carrocerla segun se establece en la reivindicacion 3 en donde dichas partes de refuerzo (25) y los miembros componentes que forman al menos parte de dicho cubretablero (14) son miembros integralmente formados y fabricados con las mismas piezas en bruto.
  5. 5. La estructura frontal de carrocerla segun se establece en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que ademas comprende miembros superiores (12) que se disponen en los extremos del ancho de dicho compartimento de pasajeros (2) y se extienden en la direccion posterior frontal de dicha carrocerla (1), en donde dichas partes de refuerzo (25) se unen tambien a dichos miembros superiores (12).
  6. 6. La estructura frontal de carrocerla segun se establece en la reivindicacion 5 en donde dichas partes de refuerzo (25) y los miembros componentes que forman al menos partes de dichos miembros superiores (12) son miembros integralmente formados y fabricados con las mismas piezas en bruto.
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