車身前部構造的制作方法

本發明涉及車身前部構造，尤其涉及用于在包括小重疊的偏移碰撞在內的各種碰撞狀況下提高沖擊吸收性能的改良。

背景技術：

已知一種碰撞盒，其具有剖面呈多邊形狀的筒狀體，并以該筒狀體的軸向成為車輛的前后方向的姿勢配設于保險杠梁的端部與車身之間。例如，專利文獻1所記載的碰撞盒就是其中一個例子。在該專利文獻1所記載的碰撞盒中，上述筒狀體具備位于車寬方向外側的外側側壁以及位于內側的內側側壁，并使該外側側壁以及該內側側壁均隨著從上述車身側朝向上述保險杠梁側而向車輛外側傾斜。通過從上述保險杠梁沿上述筒狀體的軸向施加壓縮負載，從而上述筒狀體被壓壞成褶皺狀來吸收沖擊能量。還通過使上述筒狀體向車輛外側傾斜，從而能夠抑制其向車輛內側方向的橫向倒塌。

專利文獻1：日本特開2010-76476號公報

但在上述現有的技術中，在碰撞壁(barrier)與上述保險杠梁之間的重疊(lap)相對較小的小重疊碰撞的情況下，存在比上述碰撞盒更靠外側的保險杠梁的端部折彎變形，并且上述碰撞盒本身也從根部(車身側的端部)向車輛內側方向橫向倒塌，從而碰撞負載未必能夠高效地傳遞到車輛后方的擔憂。這樣的課題是本發明者為了提高車身前部構造的性能而持續專心研究的過程中新發現的課題。

技術實現要素：

本發明是以以上情況為背景而完成的，其目的在于提供在包括小重疊的偏移碰撞在內的各種碰撞狀況下提高沖擊吸收性能的車身前部構造。

為了實現上述目的，作為本第一發明的主旨在于，車身前部構造具備保險杠梁、縱梁以及碰撞盒，上述碰撞盒具有剖面呈多邊形狀的筒狀體，并以該筒狀體的軸向成為車輛的前后方向的姿勢配設于上述保險杠梁的端部與上述縱梁之間；上述碰撞盒從上述保險杠梁沿上述筒狀體的軸向被施加壓縮負載，由此使該筒狀體被壓壞成褶皺狀來吸收沖擊能量，上述筒狀體具備位于車寬方向外側的外側側壁以及位于車寬方向內側的內側側壁，并且上述外側側壁以及內側側壁均隨著從上述縱梁側朝向上述保險杠梁側而向車輛外側傾斜，該車身前部構造的特征在于，上述外側側壁的傾斜角比上述內側側壁的傾斜角大，上述保險杠梁的車寬方向兩端部中的車輛前方側的面的、至少如下所述的部分相對于車輛前后方向垂直：從車寬方向的終端部到與上述縱梁的靠車寬方向外側的外形線對應的位置。

根據上述第一發明，由于上述外側側壁的傾斜角比上述內側側壁的傾斜角大，并且上述保險杠梁的車寬方向兩端部中的車輛前方側的面的、至少從車寬方向的終端部到與上述縱梁的車寬方向外側的外形線對應的位置的部分相對于車輛前后方向垂直，所以即使在小重疊的偏移碰撞時，也能夠將碰撞物相對于車輛向車輛外側相對位移的量抑制為小，從而能夠將碰撞負載適當地向車輛后方側的部件傳遞。即，能夠提供在包括小重疊的偏移碰撞在內的各種碰撞狀況下提高沖擊吸收性能的車身前部構造。

作為從屬于上述第一發明的本第二發明的主旨在于，上述保險杠梁中的比靠車輛前方側的面相對于車輛前后方向垂直的部分更靠車寬方向內側的部分向車輛前方側鼓出。這樣一來，與相對于上述車輛前后方向垂直的部分在車寬方向上以覆蓋上述碰撞盒整體的方式設置的情況相比，能夠在車寬方向上取更多的上述鼓出的部分，從而能夠確保車身前部構造的自由度。

附圖說明

圖1是簡要示出在從車輛的上下方向上方側向下方側觀察本發明的一個實施例即車身前部構造時的樣子的俯視圖。

圖2是單獨表示圖1的碰撞盒的俯視圖。

圖3是沿圖2的iii-iii觀察的剖視圖。

圖4是沿圖3的iv-iv觀察的剖視圖。

圖5是在與現有技術的比較中對本實施例的車身前部構造的效果進行說明的圖，示出在作為現有技術的車身前部構造中產生了碰撞的情況下的各部分的變形。

圖6是在與現有技術的比較中對本實施例的車身前部構造的效果進行說明的圖，示出在作為其他現有技術的車身前部構造中產生了碰撞的情況下的各部分的變形。

圖7是在與現有技術的比較中對本實施例的車身前部構造的效果進行說明的圖，示出在本實施例的車身前部構造中產生了碰撞的情況下的各部分的變形。

具體實施方式

在本發明中，優選將上述保險杠梁的車寬方向兩端部中的、車輛前方側的面相對于車輛前后方向垂直的部分，以在車寬方向上覆蓋上述碰撞盒的一部分的方式設置。換言之，上述部分不以在車寬方向上覆蓋上述碰撞盒整體的方式設置。即，將上述部分中的車寬方向內側的端部設為比上述碰撞盒中的上述內側側壁更靠車寬方向外側。

上述碰撞盒既可以應用于安裝在車輛前方側的保險杠梁的安裝部，也可以應用于安裝在車輛后方側的保險杠梁的安裝部，但僅應用于任意一方也沒有問題。也可以僅應用于上述保險杠梁的左右兩端部的安裝部的任意一方。上述碰撞盒以上述筒狀體的軸向成為車輛前后方向的姿勢配設，并在從上方觀察的俯視下向車輛外側傾斜，但也可以在從側方觀察的側視下，在車輛前后方向上水平或者向上下方向傾斜。側視觀察下的高度尺寸(上下尺寸)可以是恒定的，但也可以設為隨著朝向上述保險杠梁側而線性增加或者減少的錐形狀。

上述碰撞盒優選構成為除了上述筒狀體之外還具有例如在該筒狀體的軸向的兩端一體固設的一對安裝板。上述筒狀體優選使用例如剖面呈八邊形狀的筒狀體，但也可以采用剖面呈長方形、正方形等四邊形狀、六邊形狀等除了八邊形之外的多邊形狀的筒狀體。若剖面整體形成為多邊形狀，則其角部(棱線部)可以是圓弧等彎曲形狀。對于該剖面呈多邊形狀的筒狀體而言，根據需要在軸向上設置向筒狀體的內側凹陷的凹槽，該凹槽的數量被適當地設定，可以在一個側壁設置多個凹槽。上述凹槽的剖面可以呈v字狀、u字狀、半圓弧狀、矩形狀、梯形狀等各種方式。多個凹槽的深度尺寸可以是相同的，但也可以設為不同的深度尺寸。也可以在上述筒狀體的軸向上使上述凹槽的深度尺寸例如線性變化。

上述筒狀體優選能夠由一分為二的一對半分割體構成，但也可以利用例如薄壁金屬管來成型，或者利用纖維強化塑料等樹脂材料一體成型。也可以采用對一張金屬板材以使剖面呈規定的多邊形狀的方式進行彎曲加工，并使其兩側端緣部相互重疊而一體地接合等各種方式。

上述外側側壁的傾斜角適合的為例如10°～30°左右的范圍內，優選為15°～25°左右的范圍內。若上述外側側壁的傾斜角度比30°大，則在正面碰撞時等該外側側壁容易從根部(車身側的端部)向車輛外側彎折。上述內側側壁的傾斜角例如適合的為比0°大且小于等于10°左右。上述外側側壁與上述內側側壁的傾斜角之差適合的為例如大于等于5°，優選大于等于10°。

在上述筒狀體的剖面呈八邊形狀的情況下，外側傾斜側壁以例如上述上側側壁以及上述下側側壁之間的棱線在從上下方向觀察的俯視下與上述外側側壁大致平行的方式與上述外側側壁的傾斜無關地以大致恒定的寬度尺寸設置于車輛前后方向，但也可以以將上述上側側壁、上述下側側壁的寬度尺寸設為大致恒定的方式使上述外側傾斜側壁的寬度尺寸隨著朝向上述保險杠梁側而線性增大。

以下，基于附圖對本發明的優選的實施例詳細地進行說明。在以下的說明中所使用的附圖中，各部的尺寸比等不一定被正確地描述。

實施例

圖1是簡要示出在從車輛的上下方向上方側向下方側觀察本發明的一個實施例即車身前部構造8時的樣子的俯視圖。圖1是表示上述車身前部構造8中的右半部分的俯視圖，由于左半部分隔著中心線c對稱地構成，因此省略圖示。如圖1所示，本實施例的車身前部構造8具備碰撞盒10、縱梁12、以及保險杠梁14。上述碰撞盒10設置于上述縱梁12與上述保險杠梁14中的右端部14r之間。上述碰撞盒10具備：剖面呈多邊形狀的中空的筒狀體22，其具有平板狀的多個側壁；以及一對安裝板24、26，它們分別一體地焊接固定于該筒狀體22的軸向的兩端部。上述安裝板24設置于上述筒狀體22的軸向上的上述縱梁12側的端部。上述安裝板26設置于上述筒狀體22的軸向上的上述保險杠梁14側的端部。上述碰撞盒10以上述筒狀體22的軸向成為車輛的前后方向的姿勢，嚴格來說以從前后方向向外側傾斜的姿勢，設置于上述縱梁12與上述保險杠梁14之間。上述碰撞盒10經由上述安裝板24、26并借助未圖示的螺栓等一體固定于上述縱梁12以及上述保險杠梁14。

圖2～圖4是示例出本實施例的車身前部構造8所具備的上述碰撞盒10的結構的圖，圖2是與圖1對應的俯視圖，圖3是沿圖2的iii-iii觀察的剖視圖，圖4是沿圖3的iv-iv觀察的剖視圖。上述筒狀體22中的軸向的兩端緣遍及各端緣的整周而與上述安裝板24、26大致緊貼，并通過電弧焊接等被一體地固設。這種碰撞盒10若從車輛前方被施加沖擊而在軸向上受到壓縮負載，則上述筒狀體22被壓壞成褶皺狀，并通過該變形來吸收沖擊能量，從而緩和施加于上述縱梁12等車輛的構造部件的沖擊。上述褶皺狀的壓壞是由上述筒狀體22在軸向的多個位置連續地被壓曲(v字狀的折彎)而產生的現象，通常從上述保險杠梁14側即輸入側開始壓曲，并隨著時間的推移向車身側即上述縱梁12側行進。由于上述保險杠梁14作為保險杠的加強件(加強部件)以及安裝部件發揮功能，一體地安裝有例如由合成樹脂等構成的保險杠蒙皮。

如圖3所示，上述筒狀體22的剖面呈多邊形狀。例如，該剖面將如下形狀作為基本形狀：對長方形的四個角部實施了平面倒角而成的八邊形狀。上述筒狀體22具備：位于車寬方向的外側以及內側的大致垂直的一對外側側壁30以及內側側壁31；位于車輛上下方向的大致水平的一對上側側壁32以及下側側壁33；設置于上述上側側壁32以及下側側壁33與上述外側側壁30之間的外側傾斜側壁34、35；以及設置于上述上側側壁32以及上述下側側壁33與上述內側側壁31之間的內側傾斜側壁36、37。如圖2所示，使上述外側側壁30以及上述內側側壁31均以隨著朝向上述安裝板26側而朝向車寬方向外側的方式傾斜。上述外側側壁30的傾斜角θ1比上述內側側壁31的傾斜角θ2大。例如，上述外側側壁30的傾斜角θ1為大約24°，上述內側側壁31的傾斜角θ2為大約2.5°，其差為大約21.5°。上述傾斜角θ1、θ2都是在俯視下的相對于車輛的前后方向的軸線而言的傾斜角度。

如圖2所示，上述外側傾斜側壁34、35以與上述上側側壁32以及上述下側側壁33之間的棱線40、41在車輛上下方向上觀察的俯視下與上述外側側壁30大致平行的方式設置為大致恒定的寬度尺寸。上述上側側壁32以及上述下側側壁33，伴隨著上述外側側壁30的傾斜，而寬度隨著朝向上述保險杠梁14側而變寬。上述內側傾斜側壁36、37設為：與上述上側側壁32以及上述下側側壁33之間的棱線42、43在車輛上下方向上觀察的俯視下與車輛前后方向的軸線大致平行。即，上述內側傾斜側壁36、37以寬度尺寸隨著朝向上述保險杠梁14側而變窄的方式構成。在左右的上述外側側壁30以及上述內側側壁31所涉及的高度方向的中央部分，即在圖3中的上下方向的中央的水平軸s部分，設置有分別向筒形狀的內側凹陷的一對凹槽44、45。上述凹槽44、45具有寬度尺寸隨著朝向末端部即槽底側而變窄的梯形形狀的剖面，并遍及上述筒狀體22的軸向全長而設置為恒定的深度尺寸d1、d2。上述凹槽44的深度尺寸d1比上述凹槽45的深度尺寸d2大。例如，上述凹槽44的深度尺寸d1為大約30mm，上述凹槽45的深度尺寸d2為大約14mm。

上述筒狀體22在上述棱線42、43附近被一分為二，并通過分別由沖壓加工成型的一對半分割體即外側半分割體50以及內側半分割體52相互組合而構成。即，位于車寬方向外側的上述外側半分割體50一體地具備：設置有上述凹槽44的上述外側側壁30、從該外側側壁30的上下兩端傾斜地向車寬方向內側延伸的一對上述外側傾斜側壁34、35、從上述一對外側傾斜側壁34、35的端部水平地延伸的上述上側側壁32、以及上述下側側壁33。位于車寬方向內側的上述內側半分割體52一體地具備：設置有上述凹槽45的上述內側側壁31、以及從該內側側壁31的上下兩端向車寬方向外側傾斜地延伸的一對上述內側傾斜側壁36、37。在上述內側半分割體52中的內側傾斜側壁36、37的末端，設置有與上述外側半分割體50的上側側壁32以及下側側壁33的內側重疊的接合部46、47。上述內側半分割體52中的內側傾斜側壁36與上述外側半分割體50中的上側側壁32在上述接合部46，上述外側半分割體50中的內側傾斜側壁37與上述外側半分割體50中的下側側壁33在上述接合部47，通過點焊、電弧焊接等而被一體地接合。

如圖1所示，在本實施例的車身前部構造8中，上述保險杠梁14的車寬方向兩端部中的車輛前方側的面54的至少如下所述的部分相對于車輛前后方向垂直(面垂直)：從車寬方向的終端部14e到與上述縱梁12的車寬方向外側的外形線12s對應的位置。在本實施例中，與上述縱梁12的車寬方向外側的外形線12s對應的位置是指：相當于上述縱梁12(外形線12s)的上述碰撞盒10側的端部(終端)的、車寬方向外側的位置。在圖1中，通過虛線l示出該位置。換言之，在上述車身前部構造8中，上述保險杠梁14中的至少從車寬方向的終端部14e到與上述縱梁12的車寬方向外側的外形線12s對應的位置為止的部分，設為相對于車輛前后方向垂直的平板部56。

在上述車身前部構造8中，優選使上述保險杠梁14中的比左右的上述平板部56更靠車寬方向內側的部分向車輛前方側鼓出。優選在左右的上述平板部56之間設置比上述平板部56位于更靠車輛前方側的平板部58。該平板部58相對于車輛前后方向垂直(面垂直)。在上述左右的平板部56與中央的平板部58之間借助連結部60平滑地連結。根據這種結構，上述保險杠梁14在車輛上下方向上觀察的俯視下呈大致弓形狀(弓輪廓)。

圖5～圖7是在與現有技術的比較中，對本實施例的車身前部構造8的效果進行說明的圖，并表示應用了上述車身前部構造8等的車輛以時速64km行駛中，在保險杠梁的左側端部產生了小重疊的偏移碰撞的情況下的計算機模擬的結果。在圖5～圖7中，(a)表示碰撞時的狀態、(b)表示車輛在碰撞后前進而車輛與碰撞壁120在車輛前后方向上相對移動了160mm時的狀態，(c)表示車輛與碰撞壁120在車輛前后方向上相對移動了320mm時的狀態，(d)表示車輛與碰撞壁120在車輛前后方向上相對移動了480mm時的狀態。

圖5作為現有技術，示出了假設具備如下所述的碰撞盒106的車身前部構造100，并在上述保險杠梁102的左側端部產生了小重疊的碰撞的情況下的各部分的變形：上述的碰撞盒106在車寬方向的兩端部不具備上述平板部56的現有的保險杠梁102、與縱梁104之間將外側側壁以及內側側壁設為與車輛前后方向大致平行(即，不相對于車輛前后方向傾斜)。在如圖5的(a)所示的碰撞時，由于上述縱梁104的形心g1與上述碰撞壁120相對于上述保險杠梁102的接觸點p1之間的位置關系(偏移關系)，產生欲將上述縱梁104向車寬方向內側壓倒的力矩的輸入。此時，在上述保險杠梁102中的車寬方向的兩端部未設置上述平板部56，而是如圖5所示向車輛后方側緩慢地彎曲(呈圓弧狀)的情況下，上述碰撞壁120在上述保險杠梁102面上滑動而助長上述縱梁104(碰撞盒106)的倒下。在圖5所示的例子中，如在圖5的(b)中箭頭n1所示，在車輛與碰撞壁120在車輛前后方向上相對移動了160mm的階段，左側的縱梁104中的前端部彎折，左側的碰撞盒106向內倒下。進而，如在圖5的(c)中箭頭n2所示，車輛與碰撞壁120在車輛前后方向上進一步相對移動，而上述碰撞壁120脫離上述保險杠梁102時，將上述縱梁104向車寬方向內側按壓，使箭頭n1所示的彎折部進一步變形。即，在圖5所示的現有技術的車身前部構造100中，因上述縱梁104以及上述碰撞盒106向車寬方向內側倒下，而無法將碰撞的吸收高效地向車輛后方傳遞。

圖6作為現有技術，示出了假定具備如下所述的碰撞盒108的車身前部構造110，并在上述保險杠梁102的左側端部產生了小重疊的碰撞的情況下的各部的變形：上述的碰撞盒108在車寬方向的兩端部不具備上述平板部56的現有的保險杠梁102與縱梁104之間使外側側壁以及內側側壁相對于車輛前后方向傾斜。使上述碰撞盒108中的外側側壁以及內側側壁均隨著從上述縱梁104側朝向上述保險杠梁102側而向車輛外側傾斜，上述外側側壁的傾斜角比上述內側側壁的傾斜角大。即，上述碰撞盒108具備與本實施例的車身前部構造8所具備的碰撞盒10同等的結構。在圖6所示的車身前部構造110中，由于上述縱梁104(碰撞盒108)的形心g2位于比利用圖5敘述的車身前部構造100更靠車寬方向外側，因此與上述碰撞壁120的接觸點p2的偏移量變小，從而能夠緩和因該碰撞壁120的碰撞而輸入的力矩。但是，在上述保險杠梁102中的車寬方向的兩端部未設置上述平板部56，而是與上述車身前部構造100同樣地彎曲，從而產生上述碰撞壁120在上述保險杠梁102面上的滑動。在圖6所示的例子中，如在圖6的(b)中箭頭n3所示，在車輛與碰撞壁120在車輛前后方向上相對移動了160mm的階段，左側的上述碰撞盒108的根部很快彎折，從而該碰撞盒108中的外側棱線無法發揮作為沖擊吸收件的效果。另外，如在圖6(d)中箭頭n4所示，左側的上述碰撞盒108在被夾在上述縱梁104與上述保險杠梁102之間而變形之后見底，因向車寬方向內側按壓的力而導致上述縱梁104變形。即，在圖6所示的現有技術的車身前部構造110中，上述碰撞盒108在車寬方向外側從根部彎折，從而無法將碰撞的吸收高效地向上述縱梁104傳遞。

圖7是示出在本實施例的車身前部構造8中，在上述保險杠梁14的左側端部產生了小重疊的碰撞的情況下的各部分的變形。在圖7所示的本實施例的車身前部構造8中，通過在上述保險杠梁14中的車寬方向的兩端部設置有上述平板部56，即在俯視觀察上述保險杠梁14時呈大致弓形狀，從而適當地抑制上述碰撞壁120在上述保險杠梁102面上的滑動。在圖7所示的例子中，如在圖7的(b)中箭頭n5所示，即使在碰撞后車輛與碰撞壁120在車輛前后方向上相對移動了160mm的階段，左側的上述碰撞盒10中的外側棱線也能夠軸向壓壞，從而發揮作為沖擊吸收材的效果。如在圖7的(d)中箭頭n6所示，在車輛與碰撞壁120在車輛前后方向上相對移動了480mm的階段，在左側的上述碰撞盒10被夾在上述縱梁12與上述保險杠梁14之間而變形之后見底，在上述縱梁12產生內折，但在到達該階段為止，能夠向上述碰撞盒10輸入充分的負載，將上述縱梁12在比較靠車輛前方彎折。即，在本實施例的車身前部構造8中，通過上述碰撞盒10的軸向壓壞而實現高效的沖擊吸收。

根據本實施例，由于上述外側側壁30的傾斜角θ1比上述內側側壁31的傾斜角θ2大，上述保險杠梁14的車寬方向兩端部中的車輛前方側的面54的、至少從車寬方向的終端部14e到與上述縱梁12的車寬方向外側的外形線12s對應的位置的部分，相對于車輛前后方向垂直，所以即使在小重疊的偏移碰撞時，也能夠將碰撞壁120相對于車輛向車輛外側相對位移的量抑制為小，從而能夠將碰撞負載適當地向車輛后方側的部件傳遞。即，能夠提供在包括小重疊的偏移碰撞在內的各種碰撞狀況下提高沖擊吸收性能的車身前部構造8。

由于使上述保險杠梁14中的比車輛前方側的面54相對于車輛前后方向垂直的部分亦即上述平板部56更靠車寬方向內側的部分向車輛前方側鼓出，因此與相對于上述車輛前后方向垂直的上述平板部56在車寬方向上以覆蓋上述碰撞盒10整體的方式設置的情況相比，能夠在車寬方向上取更多的上述鼓出的部分，從而能夠確保車身前部構造8的自由度。

在上述保險杠梁14中，在上述平板部56在車寬方向上以覆蓋上述碰撞盒10整體的方式設置的情況下，若想要取更多的上述鼓出的部分，則設置于上述平板部56、58相互之間的上述連結部60的曲率必須要小，而存在上述保險杠梁14的成型困難的擔憂，但在本實施例中能夠抑制這種弊害的產生。

以上，基于附圖對本發明的優選的實施例詳細地進行了說明，但本發明并不限定于此，在不脫離其主旨的范圍內可以增添各種變更來實施。

附圖標記說明：

8…車身前部構造；10…碰撞盒；12…縱梁；12s…外形線；14…保險杠梁；14e…終端部；22…筒狀體；30…外側側壁；31…內側側壁；54…面。