專利名稱：車體結構的制作方法
技術領域：
本發明涉及汽車的車體結構。
背景技術：
汽車的車體的前部結構被構造為使得沿著車體縱向方向延伸的前側構件在車體的前部處被設置為沿著車體橫向(widthwise)方向。發 動機、變速器等等被設置在各個前側構件之間。通過考慮到當轉向把 手被轉向到最大時(在下文中，被指代為"在最大轉向的時候")前輪 的位置，為了避免在最大轉向時前輪的位置妨礙前側構件，凹部被形 成在前側構件的車體縱向中部中，其狀態為凹部從車體的橫向外側朝 著車體的橫向內側延伸。進一步地，關于在碰撞的時候展示汽車碰撞能量的最大吸量的前側構件的變形模式，列舉了其中前側構件從前側 構件的前端處軸向地塌陷到前側構件的后端的情形。當凹部形成在前側構件中時，如在相關領域的前側構件結構的情形中，前側構件前端的截面中線和凹部的截面中線沿著車體的橫向方向彼此移位。進一步地，為了比較前側構件前端的橫向截面區域和前側構件凹部的橫向截面區域，前側構件凹部的橫向截面區域被設定為小于前側構件前端部分的橫向截面區域。因此，前側構件的凹部形成了脆弱部分。隨著沿著前側構件前端的截面中線作用的輸入，在前側 構件的車體縱向中部中容易產生沿著車體橫向方向的彎矩，因此引起在碰撞的時候在前側構件前端部分的變形前，前側構件的凹部變形的 可能。考慮到上述情況，本發明的申請人在JP-A-2006-143178中提出了 下述車體結構。車體結構被構造使得到一對前側構件的后端，該前側構件具有通過沖擊吸收部分的方式被分別連接到前保險杠的兩端上的 其前端，被設置在各自前側構件的上方和下方的前側構件上部構件和 前側構件下部構件被連接。由于這種構造，在碰撞的時候汽車的碰撞 能量從前側構件處被分散到設置在前側構件的上方和下方的前側構件 上部構件和前側構件下部構件，因此吸收了在碰撞時候的能量。盡管在JP-A-2006-143178中提出的車體結構可吸收在碰撞時候的 能量，但是關于允許汽車更有效地吸收在碰撞時候的能量的目的或者 關于塌陷特性，該車體結構仍然遜于最佳效果。特別地，關于前側構 件下部構件的塌陷特性，理想的是構件從前端側處順序地塌陷，并且 因此，前側構件下部構件的后端側的接頭強度變得重要。通過添加加 固托架或者通過增加構成緊固件的螺栓的數量，強度可被分到接頭結 構上。然而，這種提供引起了零件數量和組裝工時的增加，并且同時， 引起了汽車重量的增加。發明內容所以，本發明的目的是通過改進前側構件下部構件的后端側的接 頭結構，在碰撞的時候提供能夠增強碰撞能量的吸收性能和塌陷特性 的車體結構，而不會引起零件數量和組裝工時的增加以及汽車重量的增加。為了獲得該目的，根據發明，提供了車體結構，包括 一對前側構件，其前端經由沖擊吸收部分分別連接到前保險杠的兩端；前側構件上部構件，其被設置在所述前側構件上方，并且其前端 被分別連接到所述前側構件；前側構件下部構件，其被設置在所述前側構件下方，并且其前端 被分別連接到所述前側構件；和沖撞橫梁，其沿著車體的橫向方向延伸，并且所述前側構件下部 構件的后端被連接到其上，其中在所述車體的后側，所述沖撞橫梁包括壁部分，所述前側構件下 部構件的所述后端的一部分可與該壁部分接觸。沖撞橫梁可被連接到一對沿著車輛的橫向方向被設置、并且沿著 車輛的縱向方向延伸的側梁，和平行于側梁被設置的底板構件。前側構件下部構件的后端可包括具有符合壁部分的形狀的安裝部分。
圖1是圖示了從車體的上方看時，根據本發明的車體結構的透視圖。圖2是圖示了從車體的下方看時，根據本發明的車體結構的平面圖。圖3是圖示了從車體的側面看時，根據本發明的在車體結構和前 輪之間的關系的示意性構造圖。圖4是圖示了從車體的上方看時，根據本發明的在車體結構和前 輪之間的關系的示意性構造圖。圖5是圖示了本發明的前側構件下部構件的構造的透視圖。圖6是圖示了前側構件下部構件的后端的安裝部分和沖撞橫梁的 放大視圖。圖7是前側構件下部構件的后端和沖撞橫梁的安裝狀態的截面視圖。圖8是圖示了從車體的下方看時，根據本發明的另一個實施例的 車體結構的平面圖。
具體實施方式
在下文中結合附圖解釋本發明的實施例。在附圖中，符號F表示 車體的前側，符號R表示車體的后側，符號W表示車體的橫向方向， 而符號In表示車體的橫向內側。如在圖1和圖2中圖示的，根據本發明的車體結構被構造使得左和右前梁下部構件10的上部通過機罩頂板 (cowl top) 11而被彼此連接，并且各個前梁下部構件10的中部通過 沖撞橫梁上部構件16被彼此連接。附圖中未示出的車艙被形成在前梁 下部構件IO的車體方向側上。在各個前梁下部構件10的下方，設置了一對沿著車體橫向方向w設置并且沿著車體縱向方向FR延伸的側梁(side sill) 17,17，和平行 于這些側梁17,17設置并且沿著車體縱向方向FR延伸的底板側構件 40,40。各個側梁的前端17a,17a通過焊接等被分別連接到各個前梁下部 構件IO的下部。各個底板側構件的前端40a,40a通過分別沿著車體橫 向方向W延伸的沖撞橫梁下部構件15A,15B，通過焊接等被連接到各 個側梁的前端17a,17a。在該實施例中，沿著車體橫向方向，沖撞橫梁 下部構件15A,15B沒有在整個區域上方延伸，并且具有足以將各個側 梁17和各個底板側構件40彼此連接的長度。沖撞橫梁下部構件 15A,15B比在整個車體橫向區域上方延伸、并且還構成用于確保車艙強 度的一個元件的相關領域中的沖撞橫梁下部構件重量更輕。在定位于各個前梁下部構件10的前方的車體前側F上，設置了一 對左和右前側構件1,1，該對左和右前側構件1,1具有分別經由沖擊吸 收部分13,13而被連接到前保險杠12的兩端的前端la,la; —對左和右 前側構件上部構件2,2，該對左和右前側構件上部構件2,2被設置在各 個前側構件1的上方，并且具有分別被連接到各個前側構件1上的前 端2a，2a;以及前側構件下部構件3,其被設置在各個前側構件1的下 方，并且具有分別被連接到各個前側構件1的前端的3Aa,3Ba。如在圖3中圖示的，前側構件上部構件2，2被設置在前輪30的中 軸上方。如在圖3中所示，盡管前側構件上部構件2,2和各個前輪的上 部31被分別定位在基本相同的高度上，但是在最大轉向時候可妨礙前 側構件上部構件2，2的前輪30的前內側32或者前輪30的后內側33被 定位得低于前側構件上部構件2，并且因此，就沒有前側構件上部構件2妨礙前輪30的前內側32或者后內側33的可能性。如在圖1和圖2中圖示的，前側構件下部構件3由臂部分3A，3B 和底座部分3C構成，所述臂部分3A,3B在與前輪30的中軸下方的底 板40基本相同高度處，從沖撞橫梁下部構件15A,15B處朝著車體前側 延伸，以及所述底座部分3C將兩個臂部分連接到彼此。前側構件下部 構件3通過例如鑄造而一體地地形成。沿著車輛橫向方向延伸的前橫梁50被連接在各個前側構件下部構 件的前端3Aa,3Ba之間。各個前側構件下部構件的后端3Ab，3Bb形成 為沿著車體橫向方向W伸展的扇形，并且通過使用螺栓50將后端 3Ab,3Bb緊固到沖撞橫梁下部構件15A,15B上，而被分別地連接到側 梁17和前側構件40上。如在圖4中圖示的，在臂部分3A,3B中，以與前側構件上部構件 2,2相同的方式，為了防止左和右前輪30的前內側32或者后內側33 妨礙前側構件下部構件3，形成從車體橫向外側處朝著車體橫向內側In 延伸的凹部，由此提供如前側構件下部構件3的平面形狀的大致X形 狀。因此，在前側構件下部構件3中，凹部被形成為朝著車體橫向內 側In，該凹部定位在在最大轉向的時候可妨礙前側構件下部構件3的 前輪30的前內側32和前輪30的后內側33的內側處，并且因此，沒 有前側構件下部構件3妨礙前輪30的前內側32或者后內側33的可能 性。關于前側構件下部構件3，前端3Aa，3Ba被形成為比后端3Ab,3Bb 更脆弱。結合圖5來解釋這種結構。關于臂部分3A,3B的板厚，在由 符號A指代的前端3Aa,3Ba被定位在其中的區域中的板厚被設定為小 于在由符號B指代的中部區域中的板厚以及由符號C指代的后端 3Ab,3Bb被定位在其中的區域中的板厚。在后端3Ab，3Bb被定位在其 中的區域C中，分別形成脆弱變形部分60,60，當碰撞載荷被施加到前端3Aa，3Ba上時，所述脆弱變形部分60,60晚于前端3Aa，3Ba變形。在 該實施例中，脆弱變形部分60,60由沿著車體垂直方向穿透扇部分的開 口部分61構成。在此，比起在附圖中使用螺栓50安裝到沖撞橫梁下 部構件15A,15B上的后端安裝部分3Ac,3Bc，扇部分被定位為更靠近車 體的前側。在該實施例中，通過在被定位在區域C中的各個后端3Ab,3Bb中 所形成開口部分61,61，形成脆弱變形部分60,60。然而，通過部分地 減少區域C的板厚的技術，例如，不用形成開口部分，可形成脆弱變 形部分60,60。接下來，解釋前側構件下部構件3的后端側的安裝結構。如在圖6 和圖7中圖示，在各個沖撞橫梁15A,15B中，在形成在前側構件下部 構件3的后端3Ab,3Bb上的后端安裝部分3Ac,3Bc上，形成可與車體 后側R相接觸的壁部分15A1,15B1。通過擠壓模塑形成各個沖撞橫梁 15A,15B，并且因此，沖撞橫梁15A,15B的截面形狀的形成比壓制成形 擁有高度的自由度，由此可易于以低成本形成壁部分15A1,15B1。在壁 部分15A1,15B1和后端安裝部分3Ac,3Bc中，分別形成螺栓55被插入 其中的孔56,57。管螺母58以與孔56對照的方式固定到沖撞橫梁 15A,15B的上部表面。在該實施例中，使用兩個螺栓55,將后端安裝 部分3Ac,3Bc分別固定到壁部分15A1,15B1上。以符合壁部分 15A1,15B1的截面形狀來形成后端安裝部分3Ac，3Bc，并且后端表面 3Ad，3Bd以接觸的方式被固定到壁部分15A1,15B1。根據具有這種構造的車體結構，前側構件下部構件3的后端 3Ab，3Bb被連接到該對側梁17,17和平行于側梁設置的底板側構件 40,40，所述對側梁17,17沿著車體橫向方向W設置并且沿著車體縱向 方向延伸，并且因此，在碰撞的時候輸入到前側構件1,1上的碰撞能量 被分散到前側構件上部構件2和前側構件下部構件3。進一步地，傳遞 到前側構件下部構件3的碰撞能量被從前端3Aa,3Ba傳遞到后端3Ab,3Bb，并且被分別分散到側梁17,17和底板側構件40,40。在這種傳 遞路徑中，在前側構件下部構件3中擁有最小強度的前端3Aa,3Ba被 定位的區域A首先朝著后側變形并且塌陷，并且因此，吸收了在碰撞 時候的碰撞能量。當碰揸能量不能在區域A中通過塌陷被吸收時，由 于開口部分61,61的形成，形成脆弱變形部分60,60,并且因此，區域 C朝著后側變形并且塌陷，由此碰撞能量被吸收，同時，碰撞能量以分 散的方式被分別傳遞到側梁17，17和底板側構件40,40。因此，與相關 技術的構造相比，能更有效地朝著車體的后側傳遞和分散碰撞能量。 進一步地，傳遞到前側構件下部構件3的碰撞能量被分散到各個側梁 17,17和各個底板側構件40，并且因此，整個前側構件下部構件3的強 度與相關技術的前側構件下部構件的強度相比能夠被更低，由此前側 構件下部構件3的板厚可被減少，因此實現了車體重量的減少。在沖撞橫梁15A,15B上，形成可與車體后側R上的前側構件下部 構件的后端安裝部分3Ac,3Bc相接觸的壁部分15A1，15B1。因此，當碰 撞能量被傳遞到前側構件下部構件3時，后端安裝部分3Ac,3Bc與壁 部分15Al,15Bl相接觸，并且因此，前側構件下部構件3的后端3Ab,3Bb 的強度由于這種壁部分而被增加了，由此在碰撞的時候能增強碰撞能 量的吸收性能和塌陷特性，而不增加零件數量和組裝工時，并且不增 加重量。后端3Ab,3Bb被連接到沖揸橫梁15A,15B上，該沖撞橫梁被連接到各個側梁17和各個底板側構件40，并且因此，沖撞橫梁15A,15B可被連接到車體，該車體在各個側梁17和各個底板側構件40之間的距離方面是不同的，而不特別改變前側構件下部構件3的后端形狀。因此，能實現使用同樣的零件以及獲得重量的減少，同時在碰撞的時候 維持朝著車體后側的碰撞能量的有效傳遞和分散特性。以符合壁部分15A1,15B1的截面形狀的方式形成后端3Ab,3Bb的 后端安裝部分3Ac,3Bc，并且后端表面3Ad,3Bd被分別固定到與壁部分15A1,15B1相接觸的沖撞橫梁15A，15B，并且因此，后端安裝部分 3Ac,3Bc和壁部分15A1,15B1最初是彼此面接觸的，由此前側構件下部 構件的后端3Ab,3Bb的剛性可被進一步增加。這暗示著碰撞能量可被 更容易和更直接地傳遞到沖撞橫梁15A,15B，因此提供進一步增強碰撞 能量被分散到各個側梁17和各個底板側構件40上的結構。由于前側構件下部構件3的前端3Aa,3Ba的區域A被制成比前側 構件下部構件3的后端3Ab,3Bb的區域C更脆弱，當碰撞能量被從前 側構件1處傳遞到前側構件下部構件3時，前側構件下部構件3的前 端3Aa,3Ba可被確定地變形，由此在早期就吸收了碰撞能量。進一步 地，當碰撞載荷被施加到前端3Aa,3Ba時，通過在前側構件下部構件3 的后端3Ab，3Bb側的區域D中分別形成晚于前端3Aa,3Ba變形的脆弱 變形部分60，可通過脆弱變形部分60的變形，來吸收被傳遞到前側構 件下部構件3、但是在前端3Aa,3Ba上不能被區域A的變形所吸收的 碰撞能量，并且因此，在碰撞的時候用于朝著車體的后側傳遞和分散 能量的特性可被有效地維持。圖8圖示了本發明的另一個實施例。在該實施例中，通過多個支 撐支柱件70A,70B彼此連接沖撞橫梁15A、側梁17和底板側構件40， 并且通過多個支撐支柱件71A,71B彼此連接沖撞橫梁15B、側梁17和 底板側構件40。支撐支柱件70A，70B具有以伸展的方式朝著車體后側 的分別被連接到沖撞橫梁15A的中部的前端以及分別被連接到側梁17 和底板側構件40上的另一端。支撐支柱件71A,71B具有以伸展的方式 朝著車體后側的分別被連接到沖撞橫梁15B的中部的前端和分別被連 接到側梁17和底板側構件40上的另一端。由于這種構造，能分別通過支撐支柱件70A,70B和支撐支柱件 71A,71B的方式，更有效地將輸入到前側構件下部構件3上的碰撞能量 分別傳遞到左和右側梁17以及底板側構件40。
權利要求
1.一種車體結構，包括一對前側構件，其前端經由沖擊吸收部分分別連接到前保險杠的兩端；前側構件上部構件，其被設置在所述前側構件上方，并且其前端被分別連接到所述前側構件；前側構件下部構件，其被設置在所述前側構件下方，并且其前端被分別連接到所述前側構件；和沖撞橫梁，其沿著車體的橫向方向延伸，并且所述前側構件下部構件的后端被連接到其上，其中在所述車體的后側，所述沖撞橫梁包括壁部分，所述前側構件下部構件的所述后端的一部分可與該壁部分接觸。
2. 根據權利要求l所述的車體結構，其中所述沖撞橫梁被連接到 沿著所述車輛的橫向方向設置、并且沿著所述車輛的縱向方向延伸的一對側梁，和平行于所述側梁設置的底板構件。
3. 根據權利要求1所述的車體結構，其中所述前側構件下部構件的所述后端包括具有符合所述壁部分的形 狀的安裝部分。
全文摘要
一種車體結構，包括一對前側構件，其前端經由沖擊吸收部分分別連接到前保險杠的兩端；前側構件上部構件，其被設置在前側構件上方，并且其前端被分別連接到前側構件；前側構件下部構件，其被設置在前側構件下方，并且其前端被分別連接到前側構件；和沖撞橫梁，其沿著車體的橫向方向延伸，并且前側構件下部構件的后端被連接到其上。在車體的后側上，沖撞橫梁包括壁部分，前側構件下部構件的后端的部分可與該壁部分接觸。
文檔編號B62D23/00GK101274642SQ20081008800
公開日2008年10月1日 申請日期2008年3月24日 優先權日2007年3月30日
發明者中川速水, 中村拓生, 加納宏明, 柳本哲史, 高階克彥 申請人:三菱汽車工業株式會社