汽车的车身结构的制作方法

专利名称：汽车的车身结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及 一 种汽车的车身结构，特别涉及 一 种将碰撞吸能盒(crash box)设置在沿车辆前后方向延伸的车身骨架的前端的、汽车的车身结构。
背景技术：
迄今为止，如下所述的i气车车身结构已为人所知，该结构是为了适 当地吸收车辆碰撞时的碰撞能量，通过将轴向(车辆前后方向)上的刚性 低于车身骨架在该轴向上的刚性的碰撞吸能盒设置在沿车辆前后方向延伸 的车身骨架(前侧架或后恻架)的前端，使该碰撞吸能盒在碰撞初期产生 皱折(buckling)变形，来吸收碰撞能量。例如，在下述专利文献l中，有人记载了下述冲击吸收部件，即在 将基本形态设为剖面大致呈扁平的八角形的碰撞吸能盒中，通过将向剖面 内侧凹进的槽部形成在该碰撞吸能盒的长边部分中，来增加碰撞吸能盒的 剖面棱线，以不导致重量的增加的方式使碰撞吸能盒在轴向上稳定地产生 皱折，确保规定的冲'击吸收量。如上所述，通过将槽部形成在剖面呈扁平的多角形的碰撞吸能盒中， 就当发生碰撞而变形时，槽部的变形方向和其他部分的变形方向相反而互 相抵消。因此，能够使碰撞吸能盒在轴向上准确地产生铍折变形。专利文献1:国际公布(international publication)第2005/010398 号公报。在很多情况下，将车辆的前侧架形成为剖面呈纵向长度比较长的长方 形。因此，例如当将所述专利文献l的碰撞吸能盒安装在前侧架的前端时 可以想到下述办法，即将该碰撞吸能盒安装为长边方向成为纵向的状态, 将来自碰撞吸能盒的负载确实地传给前侧架。在如上所述组入了碰撞吸能盒的情况下，能够当从正面方向受到负载 时使碰撞吸能盒确实地产生铍折变形，能够吸收碰撞能量，这是一种确实 的事情。但是，当受到在车宽方向上偏于一侧的偏置(offset)负载时，因为 在碰撞吸能盒的侧面上有凹进的槽部，所以剖面模数既很小，横向上的刚 性又很低，使得碰撞吸能盒容易地产生倒塌变形。在碰撞吸能盒如此产生了倒塌变形时，有不能发挥由于铍折变形而带 来的碰撞能量吸收tf能之虞。因此，有可能不能发挥作为碰撞吸能盒的作 用。此外，若产生铍折变形还是倒塌变形这一事情根据施加碰撞负载的角 度的不同而发生变化，碰撞吸能盒的冲击吸收性能也就不稳定，因而传给 车身骨架一侧的碰撞能量也会产生变动，车身的设计很难。这也是一个问 题。发明内容本发明，正是为解决所述问题而研究开发出来的。其目的在于在将 碰撞吸能盒设置在沿车辆前后方向延伸的车身骨架的前端的汽车的车身结 构中，提供一种不仅仅是当受到来自正面的负载时，即使当受到在车宽方 向上偏于一侧的偏置负载时，也能够使碰撞吸能盒确实地产生铍折变形， 来确实地发挥碰撞能量吸收性能的、汽车的车身结构。本发明的汽车的车身结构，包括配置为沿车宽方向延伸的保险杠 (bumper beam),沿车辆前后方向延伸并且前端部连接在该保险杠在车 宽方向上的侧端部的,碰撞吸能盒，以及在一个面上连接有该碰撞吸能盒的 基端部的安装板。所述安装板的另一个面通过紧固件安装在沿车辆前后方 向延伸的车身骨架的前端部上。所述碰撞吸能盒形成为剖面形状是大致 为十字形的闭剖面(closed section)形状。根据所述结构，因为碰撞吸能盒的剖面形状是大致为十字形的闭剖面 形状，所以不仅能够增大上下方向即纵向上的剖面模数，也能够增大车宽 方向即横向上的剖面模数，能够增高横向上的刚性。因此，碰撞吸能盒在纵向上的刚性及横向上的刚性都能够增高，例如即使当受到在车宽方向上偏于一侧的偏置负载时也能够防止该碰撞吸能盒 产生倒塌变形。在本发明的一实施方式中，将使所述紧固件插通的紧固孔形成在所述安装板的四个角。所述汽车的车身结构设定为所述碰撞吸能盒的大致呈 十字形的闭剖面的突出部位于所述紧固孔相互之间。根据所述结构，因为碰撞吸能盒的突出部位于紧固件的附近，所以从 碰撞吸能盒传给安装板的碰撞负载确实地传给紧固件。因此，能够通过碰撞吸能盒高效地受到碰撞能量，能够提高碰撞吸能 盒的碰撞能量吸收性能。在本发明的一实施方式中，所述碰撞吸能盒形成为该碰撞吸能盒的 大致呈十字形的闭剖面的各个边的长度大致相等。根据所述结构，通过设为各个边的长度大致相等，就能够在闭剖面的 整个周内设根据边长的不同而变化的"压扁间距"为相等的间距。因此， 能够保持碰撞吸能盒产生皱折变形时的变形模式为稳定且固定的模式。因此，即使施加碰撞负载的角度变化，也能够总是保持皱折变形模式 为固定的模式，能够使碰撞吸能盒吸收碰撞能量的性能稳定。在本发明的一实施方式中，所述车身骨架形成为剖面呈纵向长度比 较长的长方形。所述碰撞吸能盒形成为该碰撞吸能盒的大致呈十字形的 闭剖面的四个突出部沿车辆的上下方向及左右方向延伸。所述汽车的车身 结构设为该突出部中位于上方的突出部的上端壁从正面来看与所述车身 骨架的上壁大致一致。所述汽车的车身结构设为该突出部中位于下方的 突出部的下端壁从正面来看与所述车身骨架的下壁大致一致。根据所述结构，碰撞吸能盒的大致呈十字形的闭剖面中位于上方的突 出部的上端壁与车身骨架的上壁大致一致，该大致呈十字形的闭剖面中位 于下方的突出部的下端壁与车身骨架的下壁大致一致。因此，剖面是大致 呈十字形的闭剖面的碰撞吸能盒从正面来看在上方的突出部及下方的突出 部与剖面呈纵向长度比较长的长方形的车身骨架重叠起来，而且该车身骨 架从正面来看还与左右方向上的两个突出部重叠起来。因此，当受到碰撞负载时，因为碰撞吸能盒的基部一侧被车身骨架确 实地支撑，所以能够使碰撞吸能盒确实地产生铍折变形，能够用碰撞吸能盒吸收碰撞能量。因此，即使釆用剖面为大致呈十字形的闭剖面的碰撞吸能盒，也能够 在剖面呈纵向长度比较长的长方形的车身骨架确实地吸收碰撞能量。在本发明的一实施方式中，所述车身骨架形成为剖面呈纵向长度比 较长的长方形。所述碰撞吸能盒形成为该碰撞吸能盒的大致呈十字形的 闭剖面的四个突出部分别沿相对于车辆的上下方向倾斜的方向延伸。所述 汽车的车身结构设为各个突出部的位于上下方向的中央位置的侧壁从正 面来看分别与车身骨架的侧壁交叉。根据所述结构，通过使碰撞吸能盒的大致呈十字形的闭剖面的四个突 出部分沿倾斜的方向延伸，碰撞吸能盒处于该碰撞吸能盒的闭剖面为"大 致呈X字形"的闭剖面的状态，该四个突出部中位于上下方向的中央位置 的侧壁从正面来看分别与剖面呈纵向长度比较长的长方形的车身骨架的侧 壁交叉。
因此，当受到碰撞负载时，因为碰撞吸能盒的基部一侧被车身骨架确 实地支撑，所以能够使碰撞吸能盒确实地产生铍折变形，能够用碰撞吸能 盒吸收碰撞能量。因此，即使采用剖面为大致呈X字形的闭剖面的碰撞吸能盒，也能够 在剖面呈纵向长度比较长的长方形的车身骨架的前端确实地吸收碰撞能 量。在本发明的一实施方式中，所述碰撞吸能盒的大致呈十字形的闭剖面 的突出部形成为该突出部的基端部 一侧的剖面宽度宽于外周端部一侧的 剖面宽度。根据所述结构，因为突出部中基端部 一 侧的剖面宽度宽于外周端部一 侧的剖面宽度，所以能够从正面来看在碰撞吸能盒的外周一恻确保宽大的 余地空间，并在内周 一 侧确保比较宽大的闭剖面区域。因此，即使是在设为使紧固件位于突出部相互之间时，也能够通过充 分地确保紧固件的工作工具的工作空间来使紧固工作容易一些，并通过确 保比较大的碰撞吸能盒剖面面积来设剖面模数为很大的值，增高碰撞吸能 盒对折弯的刚性。'在本发明的一实施方式中，通过将多个部件的壁面重叠并进行点焊，来形成所述碰撞吸能盒；设定所述重叠起来的壁面为所述大致呈十字形的 闭剖面的突出部的外端壁。根据所述结构，通过设定焊接点即重叠的壁面为大致呈十字形的闭剖 面的突出部的外端壁，就能够有效地利用大致呈十字形的闭剖面中空间长 度最长的、两个相向的突出部的内部空间，将点焊枪等容易地插入该内部 空间内进行点焊。因此，能够高效地利用大致呈十字形的闭剖面的内部空间，提高碰撞 吸能盒的焊接可工作性。在本发明的一实施方式中，沿左右方向延伸的增强部件设置在所述车 身骨架上，使得该增强部件从正面来看与所述碰撞吸能盒的、沿左右方向 延伸的突出部大致一致。根据所述结构，通过将沿左右方向延伸的增强部件设置在剖面呈纵向 长度比较长的长方形的车身骨架上，来用车身骨架及增强部件大致形成十 字形，使得该车身骨架及增强部件大致形成的十字形与碰撞吸能盒的大致 呈十字形的闭剖面大致一致。因此，当受到碰'撞负载时，因为碰撞吸能盒的基部都被支撑，所以能 够在碰撞吸能盒的整个周内确实地产生铍折变形，能够吸收碰撞能量。因此，能够在剖面为大致呈十字形的闭剖面的碰撞吸能盒的整个周内 均匀地吸收碰撞能量。在本发明的一实施方式中，所述增强部件包括骨架安装面部、板安装 面部及梁部，该骨架安装面部安装在车身骨架的侧面上，该板安装面部安 装在所述安装板的另一个面上，该梁部沿车辆前后方向延伸而架设在该骨 架安装面部与该板安装面部之间。该梁部形成为离车身骨架的前端一恻越远，该梁部在车宽方向上的宽度越窄。根据所述结构，通过使沿车辆前后方向延伸的梁部架设在骨架安装面 部与板安装面部之间，梁部就当受到碰撞负载时发挥"支撑力"。因此，能 够进一步提高增强部件支撑碰撞吸能盒时的刚性。此外，因为离车身骨架的前端一侧越远，该梁部越窄，所以例如即使 在将汽车安装部件配置在车身骨架的侧边时，也能够回避该梁部成为障碍 物。因此，能够提高增强部件支撑碰撞吸能盒时的刚性，并能够确保车身 骨架恻边的布置空间。 一发明的效果一'根据本发明，碰撞吸能盒在纵向及横向上的刚性都能够提高，例如即 使当受到在车宽方向上偏于一侧的偏置负载时，也能够防止碰撞吸能盒造 成折弯变形。因此，在将碰撞吸能盒设置于沿车辆前后方向延伸的车身骨架的前端 的汽车的车身结构中，不仅仅是当受到来自正面的负载时，即使当受到在 车宽方向上偏于一侧的偏置负载时，也能够使碰撞吸能盒确实地产生铍折 变形，并确实地发挥碰撞能量吸收性能。


图1是拆开而显示釆用了本实施方式的车辆前部的车身结构的立体图。图2是本实施方式的碰撞吸能盒的整体的立体图。图3是详细地显示车身右侧的碰撞吸能盒和前侧架的位置关系的正面图。图4是显示设覃在前侧架上的增强支架(bracket)的立体图。 图5是用来说明碰撞吸能盒的十字形剖面的变形状态的示意图。 图6是显示碰撞吸能盒的变形状态的立体图。图7 (a)到图7 (c)是显示碰撞吸能盒的变形状态在使施加负载的 方向互不相同时的差异的平面图，图7 (a)显示变形之前的碰撞吸能盒； 图7 (b)显示碰撞吸能盒在从正面碰撞时的变形状态；图7 (c)显示碰 撞吸能盒在偏置碰撞时的变形状态。图8是显示碰撞吸能盒在使施加负载的方向互不相同时的"负载一变 形量"特性的负载线图(load diagram)。图9 (a)和图9 (b)是显示车辆前部的车身结构在偏置碰撞时的变 形状态的平面图，图9 (a)显示变形之前的车身结构；图9 (b)显示变 形之后的车身结构。图IO是第二实施方式的碰撞吸能盒的立体图。图11是显示碰撞吸能盒和前恻架的位置关系的正面图。 符号说明1 —前侧架；2 —保险杠；3、 103、 203 —碰撞吸能盒；4—配置板(set plate); 15 —增强支架；31 —折弯部件；32—折弯部件；35 —上侧凸部； 36—下侧凸部；37—.左恻凸部；38 —右恻凸部。
具体实施方式
下面，根据附图详细说明本发明的实施方式。首先，根据图1到图4说明本实施方式的汽车的车身结构。图l是拆 开而显示釆用了本实施方式的车辆前部的车身结构的立体图；图2是本实 施方式的碰撞吸能盒的整体的立体图；图3是详细地显示车身右侧的碰撞 吸能盒和前侧架的位置关系的正面图；图4是显示设置在前侧架上的增强 支架(bracket)的立体图。.如图l所示，车辆前部的车身结构包括一对位于左侧及右侧且分别 沿车辆前后方向延伸的前侧架1、 1,比所述前侧架l、 l还靠近车辆前边 一侧且沿车宽方向延伸的保险杠2，在该保险杠2在车宽方向上的侧端部 的后边沿车辆前后方向延伸的碰撞吸能盒3、 3,以及将所述碰撞吸能盒3、 3紧固在前侧架上的配置板(setplate) 4、 4。前侧架1、 1设置为位于左侧的前侧架1和位于右侧的前侧架1在车 宽方向上互相离开，包括设置在车宽方向上的内侧且剖面呈帽子(hat) 状的内侧部件11和设置在车宽方向上的外侧且呈板状的外侧部件12，构 成为通过使该内侧部件11和该外侧部件12在位于上侧及下侧的接合凸 缘(flange) 13、 14接合在一起，来形成呈纵向长度比较长的长方形的闭 剖面。此外，在前侧架l、 1的前端部分别设置有两个增强支架15。 保险杠2以连结位于左侧及右侧的前侧架1、 1相互间的方式沿车宽 方向延伸，包括延伸成带状的杠板21和沿车宽方向以剖面呈帽子状的方 式延伸的杠部件22,构成为通过使该杠板21和该杠部件22在位于上 侧及下侧的接合凸缘23、 24接合在一起，来形成沿车宽方向延伸的闭剖 面。两个碰撞吸能盒3配成一对并以与前侧架1、 1对应的方式设置在左 侧及右侧。通过分别将两个剖面大致呈各自的中央部位的 一部分突出的大门(portal)形的金属制折弯部件31、 32组合并接合起来，来构成各个 碰撞吸能盒3。后面重新说明所述碰撞吸能盒3的详细结构。配置板4由大致呈正方形的金属制板状部件形成，在周缘的四个角钻 有紧固孔41,该紧固孔41用来使螺栓B及螺母N插通，来将该配置板紧 固在前恻架l、 1的前端。此外，如下面所述，在配置板4的前面接合并 固定碰撞吸能盒3的基端部(后端部)。补充说明一下，在前侧架l、 1的前端部上以与所述配置板4对应的 方式连接有大致呈正方形的固定板5、 5，构成为通过用螺栓B及螺母 N将配置板4紧固在该固定板5上，来将碰撞吸能盒3紧固在前侧架1的 前端部上。如图2所示，所述碰撞吸能盒3是通过分别使两个折弯部件31、 32 在车宽方向上组合起来，再从上下方向分别对上端壁33的重叠部33a及 下端壁34的重叠部34a进行点焊而构成的。通过这样构成碰撞吸能盒3,碰撞吸能盒3的剖面就成为大致呈十字 形的闭剖面(大致呈十字形的盒形状)(参照图3),具体而言，设定为下 述状态。该十字形剖面形成为在上下及左右这四个方向上形成有大致呈矩形 且突出的凸部35、 36、 37、 38。各个凸部35、 36、 37、 38的各个边设 定为该各个边的长度L大致相等。各个边相互之间的角部39、 40所成的 角度oc也被设定，使得该角度oc大致为直角(90° )。各个边相互之间的棱线39、 40设定为在靠近内侧的位置上有四条 凹进的棱线39，在靠近外侧的位置上有八条突起的棱线40,所述棱线39、 40分别设定为在上下方向及左右方向上互相对称。此外，如图2所示，碰撞吸能盒3整体的长度D设定为规定长度以上 的值，以便碰撞吸能盒3当受到碰撞负载时充分地吸收碰撞能量。而且，如图3所示，碰撞吸能盒3的板成形为该板的厚度Ct薄于前 恻架l、 l的板厚度Ft,构成为当从车辆前边受到碰撞负载时，碰撞吸 能盒3先于前侧架1、 l产生铍折变形。补充说明一下，如图2所示，通过对碰撞吸能盒3的基端部3a的整 个周及所述配置板4的前面一侧进行填角焊接W，来将该基端部3a紧紧 地接合在所述配置板4的前面一侧。此外，如图3所示，碰撞吸能盒3的上侧凸部35的上端壁33设定为 从正面来看与前侧架1的上壁la大致一致；碰撞吸能盒3的下恻凸部36 的下端壁34设定为从正面来看与前恻架1的下壁lb大致一致。碰撞吸能盒3的左侧凸部37的恻部壁37a、37b设定为从正面来看与 前恻架1、1的左恻壁lc交叉；碰撞吸能盒3的右恻凸部38的侧部壁38a、 38b设定为从正面来看与前侧架1、 1的右侧壁ld交叉。此外，在前侧架1的左侧壁lc及右侧壁ld上，以与该碰撞吸能盒3 的左侧凸部37及右侧凸部38对应的方式设置有所述增强支架15、 15。具体而言，如图4所示，在前侧架1的左侧壁lc及右侧壁ld (在图 4中只显示左侧)的前端部上设置有沿车辆前后方向延伸的增强支架15。该增强支架15包括下述结构因素而构成的，就是说包括接合在配 置板4 一侧的板接合凸缘15a,接合在前侧架1 一侧的骨架接合凸缘15b， 以及沿车辆前后方向延伸而架设在两个接合凸缘15a、 15b相互之间，来 连结该两个接合凸缘15a、 15b的呈三角形的连结梁部15c、 15d。由于该增强支架15的存在，当受到碰撞负载时能够将从碰撞吸能盒3 的左侧凸部37及右侧凸部38 (参照图3)传来的负载经过配置板4传给 前侧架l，确实地进行支撑。此外，如图3所示，碰撞吸能盒3的左侧凸部37及右侧凸部38设定 为外端部一侧的宽度Q2窄于基端部一侧的宽度Ql。这样，就能够将碰撞吸能盒3的外周一侧的余地空间S设为很大的空 间，当将碰撞吸能盒3紧固在前恻架1上时，能够将冲击式扳手(未示) 容易地插入碰撞吸能盒3的凸部35、 36、 37、 38相互之间。另一方面，因为将基端部一侧的宽度Ql设为很大的值，所以在凸部 37、 38的基端部一侧，能够将碰撞吸能盒3的剖面模数设为很大的值， 能够提高碰撞吸能盒3在倒塌方向上的刚性。此外，在碰撞吸能盒3的前端部3b形成有多个"缺口 (notch)槽" 51、 52、 53。具体而言，如图2和图3所示，在左侧凸部37及右侧凸部38的外端 壁37c、38c在上下方向的中央位置形成沿上下方向延伸的中央缺口槽51、 51;在上侧凸部35的侧壁35a、 35b及下侧凸部36的侧壁36a、 36b中 形成有上部缺口槽52及下部缺口槽53,所述上部缺口槽52及下部缺口 槽53是通过从所述侧壁35a、 35b及侧壁36a、 36b在上下方向的中央位 置起跨越凹进的棱线39切削到右侧凸部38及左侧凸部37的基部为止而 成的。如后面所述，所述缺口槽51、 52、 53当碰撞吸能盒3产生鈹折变形 时成为用来确实地产生铍折变形的"开端"。补充说明一下，虽然省略图示，但是具体而言，利用不是缺口槽51、 52、53的部分通过填角焊接对该前端部3b及保险杠2也进行接合及固定。接着，根据图5到图8说明该碰撞吸能盒3的变形情况。图5是用来 说明碰撞吸能盒的十.字形剖面的变形状态的示意图；图6是显示碰撞吸能 盒的变形状态的立体图；图7 (a)到图7 (c)是显示碰撞吸能盒的变形 状态在使施加负载的方向互不相同时的差异的平面图；图8是显示碰撞吸 能盒在使施加负载的方向互不相同时的"负载一变形量"特性的负载线图 (load diagram)。如图5所示，当碰撞吸能盒3受到碰撞负载时，碰撞吸能盒3从在左 侧所示的基本剖面形状即"正十字形"BF开始交替产生着两种变形模式 Tl、 T2进行铍折变形。产生的两种变形模式是在右上侧所示的"第一变形模式"Tl和在右下 侧所示的"第二变形模式"T2。在第一变形模式T1中，上侧凸部35和下侧凸部36分别以好像沿上 下方向被拉的方式变形，右恻凸部38中位于上侧及下侧的位置上的侧部 壁38a、38b以及左侧凸部37中位于上侧及下侧位置上的侧部壁37a、37b 分别以好像沿上下方向被拉的方式也变形。这是所述缺口槽51、 52、 53这些成为"开端"的部位使各个壁面沿 要扩大基本剖面形状的面积的方向变形而产生的变形模式，碰撞吸能盒3 通过该变形模式沿车辆前后方向(轴向)变形。另一方面，在第二变形模式T2中，与上述的相反，右侧凸部38及左侧凸部37分别以好像沿左右方向(水平方向)被拉的方式变形，上侧凸 部35中位于左侧及右侧的侧部壁35a、 35b以及下侧凸部36中位于左侧 及右侧的侧部壁36a、 36b分别以好像沿左右方向被拉的方式也变形。这是利用金属当产生铍折变形时要沿相反的方向变形这一性质的变形 模式，碰撞吸能盒3通过该变形模式以折叠的方式进一步沿车辆前后方向 (轴向)变形。如上所述，通过交替产生两种变形模式Tl、 T2，碰撞吸能盒3就在 车辆前后方向上确实地产生铍折变形。具体而言，如图6所示，通过从碰撞吸能盒3的前端部3b开始向后 边一侧3a依次交替产生第一变形模式Tl及第二变形模式T2，反复产生 皱折变形，来对碰撞吸能盒3进行轴向压缩，逐渐吸收碰撞能量。通过如此产生皱折变形，就交替产生两种变形模式Tl、 T2。因为两 种变形模式T1、 T2的中心轴"不会互相错开"，所以能够使碰撞吸能盒3 将皱折稳定地产生很长距离。特别是在本实施方式中，因为如上所述设各个凸部35、 36、 37、 38 的各个边的长度为大凌相等的值，所以能够总是设变形的间距(第一变形 模式T1加以第二变形模式T2的一轮周期的长度)为固定的长度，能够使 皱折变形稳定。此外，还将各个边相互之间的角部39、 40的角度oc大致设定为直角， 因而以各个角部(棱线)39、 40为境界确实地切换着产生各个边的"突出" 变形和"凹进"变形，能够确实地反复第一变形模式Tl及第二变形模式 T2的变形循环。用图7 (a)到图7 (c)说明如此产生铍折变形的碰撞吸能盒3的变 形状态在使施加负载的方向互不相同时的差异。图7 (a)是变形之前的碰 撞吸能盒的平面图；图7 (b)是显示碰撞吸能盒在从正面碰撞时的变形状 态的平面图；图7 (c)是显示碰撞吸能盒在偏置碰撞时的变形状态的平面 图。如图7 (b)所示，当从正面碰撞时，碰撞吸能盒3的十字形闭剖面如上所述反复产生皱折变形，保持着该趋势逐渐沿车辆前后方向(轴向)进 行轴向压缩。这样，碰撞吸能盒3就吸收车辆碰撞时的碰撞能量。另一方面，如图7 (c)所示，当偏置碰撞时，碰撞吸能盒3—边使该 碰撞吸能盒3的前端面3c向侧边稍微倾斜一点， 一边产生变形。但是，因为在该碰撞吸能盒3中存在左侧凸部37和右侧凸部38，所 以该碰撞吸能盒3在车宽方向(左右方向)上的剖面模数比较大，使得倒 塌方向上的刚性有所提高，碰撞吸能盒3未产生倒塌变形。其结果是，总 算能够从前端部3b产生铍折变形。就是说，通过设碰撞吸能盒3的剖面为"十字形闭剖面"，就即使在 偏置碰撞时，也能够得到碰撞吸能盒3的碰撞能量吸收性能。因此，本实施方式的碰撞吸能盒3不仅仅是在从正面碰撞时，连在偏 置碰撞时也产生铍折变形，能够吸收车辆碰撞时的碰撞能量。补充说明一下，当施加在上下方向上偏于一侧的偏置负载时，与上述 情况一样，由于上侧凸部35及下侧凸部36的存在，碰撞吸能盒3在上下 方向上的倒塌刚性已提高，也能够防止碰撞吸能盒3造成倒塌变形。图8显示这种碰撞吸能盒在产生变形时的负载产生状态。用实线所示 的线Lc是当从正面碰撞时观测到的负载线；用虛线所示的线Lo是当偏置 碰撞时观测到的负载线。虽然在变形量小的碰撞初期范围内，偏置碰撞的负载线Lo的负载值 小于正面碰撞的负载线Lc的负载值，但是在变形量增大的碰撞中期到碰 撞后期的范围内，偏'置碰撞所产生的负载值与正面碰撞时的负载值大致一 样。由该情况也可以看出该碰撞吸能盒不仅仅是在正面碰撞时，连偏置碰 撞时也发挥很高的碰撞能量吸收性能。图9 (a)和图9 (b)是显示车辆前部的车身结构在偏置碰撞时的变 形状态的平面图，图9 (a)显示变形之前的车身结构；图9 (b)显示变 形之后的车身结构。由该图9(a)和图9(b)也可以看出，当被碰撞物Z从车辆前左边 碰撞车辆(参照图9 (a))时，产生偏置碰撞，车辆前端的保险杠2变形， 使得保险杠2中在车宽方向上位于左侧的部分大大后退(参照图9 (b))。这时，因为位于左侧的碰撞吸能盒3如上所述产生皱折变形，所以位 于该碰撞吸能盒3的后边的、位于左侧的前侧架1不会被施加碰撞能量，不会产生很大的变形。因此，根据本实施方式的车身结构，即使是在偏置碰撞时，碰撞吸能 盒3也发挥碰撞能量吸收性能，能够提高车身的碰撞性能。接着，对如上所述构成的本实施方式的作用及效果加以说明。本实施方式的车身结构包括配置为沿车宽方向延伸的保险杠2，沿 车辆前后方向延伸且前端部连接于该保险杠2在车宽方向上的侧端部上的 碰撞吸能盒3，以及连接该碰撞吸能盒3的基端部的配置板4。该配置板4 通过螺栓B及螺母N安装在沿车辆前后方向延伸的前侧架1、 1的前端部 上。碰撞吸能盒3形成为剖面形状是大致呈十字形的闭剖面形状。这样，不仅能够设碰撞吸能盒3在上下方向即纵向上的剖面模数为很 大的值，也能够设碰撞吸能盒3在车宽方向即横向上的剖面模数为很大的 值，能够提高倒塌方向上的刚性。因此，能够提高碰撞吸能盒3在纵向及横向上的刚性，例如即使在受 到车宽方向上的偏置负载时，也能够防止碰撞吸能盒3造成倒塌变形。因此，在沿车辆前后方向延伸的前侧架1、 1的前端设置有碰撞吸能 盒3、 3的汽车的车身结构中，不仅仅是在受到来自正面方询的负载时， 即使是当受到在车宽方向上偏于一侧的偏置负载时，也能够使碰撞吸能盒 3确实地产生皱折变形，来确实地发挥碰撞能量的吸收性能。此外，在本实施方式中，在配置板4的四个角形成用来使螺栓B及螺 母N插通的紧固孔41,设定为碰撞吸能盒3的大致呈十字形的闭剖面 的各个凸部35、 36、 37、 38位于该紧固孔41相互之间。这样，碰撞吸能盒3的各个凸部35、 36、 37、 38就位于螺栓B及螺 母N的附近，因而从碰撞吸能盒3传给配置板4的碰撞负载确实地传给螺 栓B及螺母N。由此，能够用碰撞吸能盒3高效地受到碰撞能量，能够提高碰撞吸能 盒3吸收碰撞负载的性能。此外，在本实施方式中，将碰撞吸能盒3的大致呈十字形的闭剖面的 各个凸部35、 36、 37、 38形成为该各个凸部35、 36、 37、 38的各个边 的长度L大致相等。这样，就能够在闭剖面的整个周内设根据边长的不同而变化的"压扁间距"为相等的值，因而能够稳定地保持碰撞吸能盒3产生鈹折变形时的 变形模式为固定的间距。因此，即使施加碰撞负载的角度变化，也能够保持皱折变形模式为固 定的模式，能够使碰撞吸能盒3的碰撞能量吸收性能稳定。此外，在本实施方式中，通过将碰撞吸能盒3的大致呈十字形的闭剖 面的四个凸部35、 36、 37、 38形成为沿车辆的上下方向及左右方向延伸， 其中将上侧凸部35的上端壁33设定为从正面来看与前侧架1的上壁la 大致一致，将下侧凸,36的下端壁34设定为从正面来看与前侧架1的下 壁lb大致一致。这样，大致呈十字形的闭剖面的碰撞吸能盒3就从正面来看在上侧凸 部35及下侧凸部36与剖面呈纵向长度比较长的长方形的前侧架1重叠起 来，并且该前侧架1与左恻凸部37及右侧凸部38的侧部壁37a、 37b、 38a、 38b也交叉。因此，当受到碰撞负载时，碰撞吸能盒3的基端部3a—侧被前侧架1 确实地支撑，能够使碰撞吸能盒3产生铍折变形，能够用碰撞吸能盒3吸 收碰撞能量。因此，即使是剖面为大致呈十字形的闭剖面的碰撞吸能盒3,也能够用剖面呈纵向长度比较长的长方形的前侧架1的前端确实地吸收碰撞能旦 里。特别是在本实施方式中，以从正面来看与碰撞吸能盒3的左恻凸部37 及右侧凸部38大致一致的方式将增强支架15、15设置在前侧架1的前端 部上。因此，当受到碰撞负载时，碰撞吸能盒3的基端部3a都被支撑，能 够在碰撞吸能盒3的.整个周内确实地产生铍折变形，能够吸收碰撞能量。因此，能够在剖面为大致呈十字形的闭剖面的碰撞吸能盒3的整个周 内确实地吸收碰撞能量。而且，在本实施方式中，用支架部件构成该增强支架15,该支架部件 由板接合凸缘15a、骨架接合凸缘15b及连结该板接合凸缘15a和该骨架 接合凸缘15b的呈三角形的连结梁部15c、 15d构成。这样，连结梁部15c、 15d就当受到碰撞负载时发挥"支撑力"，能够以确实的方式用增强支架15进一步提高碰撞吸能盒3的支撑刚性。此外，因为离前侧架1、 1的前端一侧越远，呈三角形的连结梁部15c、 15d越窄，所以例如即使在将罩板(shroud panel)等(未示)配置在前 侧架l、 l的恻边时，也能够回避该连结梁部15c、 15d成为障碍物。因此，能够用增强支架15进一步提高碰撞吸能盒3的支撑刚性，并 能够确保前侧架1侧边的布置空间。补充说明一下，在本实施方式中，设定为该增强部件15具有包括呈 三角形的连结梁部15c、 15d的结构。不过，增强部件15不被限于该形状。 例如，也可以用剖面为L字形的支架部件构成增强支架；也可以通过使与 碰撞吸能盒3的十字形大致一致的增强板等粘结在配置板4的背面上，来 构成增强支架。 .此外，在本实施方式中，将碰撞吸能盒3的右侧凸部38及左侧凸部 37形成为基端部一侧Ql的剖面宽度宽于外端部一侧Q2的剖面宽度。这样，就当在凸部35、 36、 37、 38之间对螺栓B及螺母N进行紧固 工作时，能够充分地确保螺栓及螺母的紧固用工具(未示)的工作空间。此外，因为能够设右侧凸部38及左侧凸部37在基端部一侧Ql的剖 面为很大的剖面，所以能够提高碰撞吸能盒3在倒塌方向上的刚性。因此，能够容易地进行碰撞吸能盒3的紧固工作，此外，能够防止碰 撞吸能盒3造成倒塌变形。此外，在本实施方式中，碰撞吸能盒3是使两个折弯部件31、 32重 叠并进行点焊而成的，在上侧凸部35的上端壁33的重叠部33a、和下恻 凸部36的下部壁34的重叠部34a进行点焊。这样，就能够将点焊枪(未示)插入上侧凸部35与下侧凸部36的内 部空间内并进行点焊。因此，能够利用十字形闭剖面内的空间长度最长的 位置容易地进行焊接工作。因此，能够进一步提高碰撞吸能盒3的焊接可工作性。接着，根据图10对第二实施方式的碰撞吸能盒103加以说明。图10 是第二实施方式的碰撞吸能盒的立体图。补充说明一下，对与第一实施方 式的结构因素相同的结构因素附上同 一符号，来省略说明。该碰撞吸能盒103中的产生皱折变形的"开端"的形状与第一实施方式的碰撞吸能盒3不同，在前端部103b的侧壁上设置有沿上下方向延伸 的"凹进缘(bead)部"151、 152、 153,来代替"缺口槽"51、 52、 53。 具体而言，在上侧凸部35的两侧的侧壁35a、 35b中形成上部凹进缘 部151;在下侧凸部36的两侧的侧壁36a、 36b中形成下部凹进缘部152; 在右侧凸部38的右端壁38c及左侧凸部37的左端壁37c中形成中央凹进 缘部153。这样在各个侧壁面上设置凹进缘部151、 152、 153,就在该碰撞吸能 盒103中当受到碰撞负载时从前端部103b开始产生所述第一变形模式 Tl。通过从车辆前边受到压缩负载，未设置凹进缘部的部分利用设置有凹 进缘部151、 152、 153的部分要向碰撞吸能盒103的内侧折弯这一性质 变形而向相反的方向即外侧被推出，因而产生所述第一变形模式Tl。因此，在本实施方式中，也能够当施加碰撞负载时反复产生第一变形 模式Tl和第二变形模式T2,来使碰撞吸能盒103产生铍折变形。特别是在本实施'方式中，因为利用凹进缘部151、 152、 153产生铍折 变形的"开端"，所以变形的方向受到限制受得比缺口槽的情况严格。因此， 能够进一步提高皱折变形的可靠性。而且，当使该碰撞吸能盒103和保险杠2接合时，不需要对碰撞吸能 盒103的前端形状加以任何考虑，只要对该碰撞吸能盒103的前端部分的 整个周进行填角焊接就可以。因此，还能够提高焊接可工作性。因此，根据本实施方式，能够进一步提高铍折变形的确实性，能够提 高碰撞吸能盒103的焊接可工作性。接着，根据图11对第三实施方式的碰撞吸能盒203加以说明。图11 是显示碰撞吸能盒和前侧架之间的位置关系的正面图。补充说明一下，对 与第一实施方式的结构因素相同的结构因素附上同一符号，来省略说明。在该碰撞吸能盒203中，将大致呈十字形的闭剖面的凸部235、 236、 237、 238的位置设定为分别相对于上下方向大约倾斜45度，来将该碰撞 吸能盒203构成为"大致呈X字形"。通过这样设定碰撞吸能盒203，该碰撞吸能盒203和前侧架1之间的 位置关系也就与第一实施方式不同，就是说设定为碰撞吸能盒203的各 个凸部235、 236、 537、 238分别与前恻架1的位于左恻及右侧的侧壁lc、 Id交叉。具体而言，设定为各个凸部235、 236、 237、 238在上 下方向的中央一恻的侧壁部235a、 236a、 237a、 238a和外壁部235b、 236b、 237b、 238b分别与前侧架1的侧壁lc、 ld交叉。在本实施方式中，通过这样设定碰撞吸能盒203，就能够当受到碰撞 负载时使碰撞吸能盒203确实地挂在前侧架1上。就是说，通过使碰撞吸能盒203位于相对剖面呈长方形的前侧架1"大 致呈X字形"的位置上，就不需要考虑前侧架1的上壁la及下壁lb的位 置，而能够将四个凸部235、 236、 237、 238都确实地挂在前侧架1上。因此，能够将碰撞吸能盒203本身的大小设为比第一实施方式的碰撞 吸能盒3小的值，能够减小碰撞吸能盒203的重量。补充说明一下，当受到碰撞负载时，该碰撞吸能盒203产生与第一实 施方式一样的皱折变形。在使用该该碰撞吸能盒203的情况下，不仅是在 从正面碰撞时，连在偏置碰撞时也确实地产生铍折变形，能够得到很高的 碰撞能量吸收性能。如上所述，在本实施方式中，将碰撞吸能盒203的大致呈十字形的闭 剖面的四个凸部235、 236、 237、 238设定为分别沿相对于车辆的上下方 向倾斜的方向延伸，'并将各个凸部235、 236、 237、 238在上下方向的中 央一侧的侧壁部235a、 236a、 237a、 238a设定为从正面来看分别与前侧 架1的侧壁lc、 ld交叉。因此，当受到碰撞负载时，因为碰撞吸能盒203的基端部一侧被前侧 架l确实地支撑，所以能够使碰撞吸能盒203确实地产生铍折变形，能够 用碰撞吸能盒203吸收碰撞能量。因此，即使是剖面为大致呈X字形的闭剖面的碰撞吸能盒203,也能 够在剖面呈纵向长度比较长的长方形的前侧架1的前端确实地吸收碰撞能特别是即使在用尺寸比较小的材料构成碰撞吸能盒203的情况下，也 能够将碰撞负载确实地传给前侧架1，因而能够釆用重量比第一实施方式 的碰撞吸能盒3的重量小的碰撞吸能盒203，得到能够减小车身重量这一 效果。对上述本发明的结构和所述实施方式之间的对应关系加以说明。本发明的安装板对应于实施方式的配置板4。同样，车身骨架对应于前侧架l;紧固件对应于螺栓B及螺母N;突 出部对应于凸部35、 36、 37、 38、 235、 236、 237、 238;增强部件对应 于增强部件15。不过，本发明不被限于所述实施方式，而包括用于汽车的 车身结构的任何实施方式。在实施方式中，以安装在前侧架1的前端部上的碰撞吸能盒3为前提 进行了说明。也可以对安装在后恻架的后端部上的碰撞吸能盒釆用同样的 结构。此外，在实施方式中将碰撞吸能盒和保险杠的固定结构解释为直接焊 接而固定的结构。例如也可以将配置板设置在碰撞吸能盒的前端部上，对 该配置板及保险杠进行紧固。
权利要求
1.一种汽车的车身结构，包括配置为沿车宽方向延伸的保险杠，沿车辆前后方向延伸并且前端部连接在该保险杠在车宽方向上的侧端部的碰撞吸能盒，以及在一个面上连接有该碰撞吸能盒的基端部的安装板，所述安装板的另一个面通过紧固件安装在沿车辆前后方向延伸的车身骨架的前端部上，其特征在于所述碰撞吸能盒形成为剖面形状是大致为十字形的闭剖面形状。
2. 根据权利要求l所述的汽车的车身结构，其特征在于 将使所述紧固件插通的紧固孔形成在所述安装板的四个角； 所述汽车的车身结构设定为所述碰撞吸能盒的大致呈十字形的闭剖面的突出部位于所述紧固孔相互之间。
3. 根据权利要求l所述的汽车的车身结构，其特征在于 所述碰撞吸能盒.形成为该碰撞吸能盒的大致呈十字形的闭剖面的各个边的长度大致相等。
4. 根据权利要求l所述的汽车的车身结构，其特征在于 所述车身骨架形成为剖面呈纵向长度比较长的长方形； 所述碰撞吸能盒形成为该碰撞吸能盒的大致呈十字形的闭剖面的四个突出部沿车辆的上下方向及左右方向延伸；所述汽车的车身结构设为该突出部中位于上方的突出部的上端壁从 正面来看与所述车身骨架的上壁大致一致；所述汽车的车身结构设为该突出部中位于下方的突出部的下端壁从 正面来看与所述车身骨架的下壁大致一致。
5. 根据权利要求l所述的汽车的车身结构，其特征在于 所述车身骨架形成为剖面呈纵向长度比较长的长方形；所述碰撞吸能盒形成为该碰撞吸能盒的大致呈十字形的闭剖面的四 个突出部分别沿相对于车辆的上下方向倾斜的方向延伸；所述汽车的车身结构设为各个突出部的位于上下方向的中央位置的 侧壁从正面来看分别与车身骨架的侧壁交叉。
6. 根据权利要求2到5中的任一项所述的汽车的车身结构，其特征 在于所述碰撞吸能盒的大致呈十字形的闭剖面的突出部形成为该突出部 的基端部一侧的剖面宽度宽于外周端部一侧的剖面宽度。
7. 根据权利要求l所述的汽车的车身结构，其特征在于 通过将多个部件的壁面重叠并进行点焊，来形成所述碰撞吸能盒； 设定所述重叠起来的壁面为所述大致呈十字形的闭剖面的突出部的外端壁。
8. 根据权利要求4所述的汽车的车身结构，其特征在于 沿左右方向延伸的增强部件设置在所述车身骨架上，使得该增强部件从正面来看与所述碰撞吸能盒的、沿左右方向延伸的突出部大致一致。
9. 根据权利要求8所述的汽车的车身结构，其特征在于所述增强部件包括骨架安装面部、板安装面部及梁部，该骨架安装面 部安装在车身骨架的侧面上，该板安装面部安装在所述安装板的另一个面 上，该梁部沿车辆前后方向延伸而架设在该骨架安装面部与该板安装面部 之间；该梁部形成为离车身骨架的前端一侧越远，该梁部在车宽方向上的 宽度越窄。
全文摘要
本发明公开了一种汽车的车身结构。碰撞吸能盒(3)的剖面是大致呈十字形的闭剖面(大致呈十字形的盒形状)，具体而言，在上下及左右的四边分别形成有突出且大致呈矩形的凸部(35、36、37、38)，设为各个凸部(35、36、37、38)的各个边的长度(L)大致相等。设定各个边之间的角部(39、40)所成的角度(α)大致为直角即90°。因此，在将碰撞吸能盒设置在沿车辆前后方向延伸的车身骨架的前端的汽车的车身结构中，能够提供一种不仅仅是当受到来自正面的负载时，即使当受到在车宽方向上偏于一侧的偏置负载时，也能够使碰撞吸能盒确实地产生皱折变形，来确实地发挥碰撞能量吸收性能的、汽车的车身结构。
文档编号B60R19/24GK101402340SQ200810165898
公开日2009年4月8日 申请日期2008年10月6日 优先权日2007年10月1日
发明者中山伸之, 寺田荣, 小胁三穗 申请人:马自达汽车株式会社