专利名称：车辆的前部车身结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种包括构成车室前壁部的前围板(dash panel)的车辆前部车身结构。具体而言，本发明为涉及具有加强上述前围板的安装制动助力器(brake booster)等车用辅助机械的安装部分的辅助机械加强件的车辆前部车身结构。
背景技术：
以往，如日本专利公开公报特开2000-95148号(以下称专利文献1)所示，作为分隔车辆车室与发动机室的分隔部的前围板，设置在车颈板(cowl panel)和底板(floor panel)之间。该前围板的前表面或后表面，接合有沿车宽方向延伸的前围横梁(dash cross member)，通过该前围横梁来提高前围板的强度。此外，该前围板，安装有各种车用辅助机械，例如安装有用于增强输入制动踏板的踩踏力的制动助力器等。为提高该制动助力器的支撑刚性，在前围板的安装制动助力器的安装部分接合有助力器安装用加强件。
然而，这种车辆，在发生冲击力输入时，为了避免载荷对局部产生作用以缓和上述冲击力，因此非常希望分散从前方输入的载荷，并使之传递至车辆后方，所以有鉴于此对车辆的前部车身结构进行了各种改良研究。
在专利文献1所公开的车辆前部车身结构中，输入到前围板的载荷，经前围横梁及助力器安装用加强件传递到左右的悬架上部支架(suspension upper bracket)，由此分散传递所输入的载荷，但为可缓和冲击还要求进一步分散载荷。
发明内容
本发明鉴于上述问题而作，其目的在于提供一种，既可有效地利用现有部件抑制重量增加，又可使来自前方的载荷分散传递到较广的范围的车辆前部车身结构。
本发明所涉及的车辆前部车身结构，包括构成车室前壁部，且可安装车用辅助机械的前围板；沿车宽方向延伸，接合于上述前围板的前围横梁；沿车辆前后方向延伸，前端部连接于上述前围横梁的车宽方向中央部位的地板通道部；与上述前围板接合，具有加强件主体和从该加强件主体向车宽方向内侧延伸并接合于前围横梁的车宽方向中央部位的加强臂部，以加强上述前围板的车用辅助机械安装部分的辅助机械加强件。
另外，“安装于前围板的车用辅助机械”，除直接安装在上述前围板的结构外，还包括间接安装在该前围板的结构。
采用本发明，由于辅助机械加强件，具有加强件主体和从该加强件主体向车宽方向内侧延伸并接合于前围横梁的车宽方向中央部位的加强臂部，因此，输入辅助机械加强件的载荷，不仅通过加强件主体，还通过加强臂部予以传递，由此可使输入的载荷予以有效地分散。并且，由于有效地利用了辅助机械加强件，且无需增大加强件主体的尺寸，通过设置从加强件主体予以延伸的加强臂部，即可使载荷经该加强臂部予以传递，因此可尽量地抑制车身重量增加。此外，由于与该加强臂部相接合的前围横梁的车宽方向中央部位，还接合有沿车辆前后方向延伸的地板通道部的前端部，因此可使经加强臂部予以传递的载荷，经地板通道部被传递至车辆后侧。因此，采用本发明可使输入辅助机械加强件的载荷进一部分散到更广的范围。
上述前围板上所安装的车用辅助机械，无特别限定，其中较为理想的是增加制动踏板的操纵力以产生强大制动力的制动助力器。
具体而言，安装制动助力器时会使用助力器安装用加强件，所以可通过有效地利用该具有较高强度的部件，即助力器安装用加强件，来构成前部车身结构。
上述前围横梁的车宽方向两端部，虽可接合在悬架支撑塔(suspension tower)上等，但从分散输入载荷至车辆后侧的观点来看，较为理想的是接合在沿车辆前后方向延伸的左右一对的前纵粱(front side frame)上，此时更为理想的是该接合部分或其周边与上述加强件主体的下端部接合。
采用上述结构，可使输入辅助机械加强件的载荷通过加强件主体和加强臂部有效地分散传递至车辆后侧。
加强件主体的上端部，其具体的接合部位没有特别的限定，例如亦可接合在前围板表面的规定部位，但较为理想的是，上述加强件主体的上端部接合于位于前围板上方沿车宽方向延伸的车颈板，此时更为理想的是，上述加强臂部，在加强件主体与前围横粱之间以斜柱状予以设置。
采用该结构，输入加强件主体的载荷，通过加强件主体传递到车颈板，并且通过该车颈板还可分散传递到车身上部。即，可使载荷分散到更广的范围。
此外，在通常情况下，车身下部的刚性高于车身上部的刚性，因此通过在前围横粱与加强件主体之间以斜柱状设置加强臂部，可增大传递至刚性较高的车身下部的载荷，从而使输入辅助机械加强件的载荷广泛且恰当地予以分散。
上述加强臂部，可呈板状且与前围板重叠接合，但较为理想的是，沿车辆前后方向予以隆起，与前围板构成闭合剖面结构。
采用上述结构，可提高加强臂部的刚性，使载荷更有效地予以传递。
在此，较为理想的是，上述地板通道部，可接合有与该地板通道部构成沿车辆前后方向延伸的闭合剖面结构的通道加强件，该通道加强件的前端部接合于前围板。
采用上述结构，可通过通道加强件提高地板通道部的刚性，而且即使输入地板通道部的载荷予以增大也可确实可靠且恰当地传递上述载荷。
在上述结构中，较为理想的是，辅助机械加强件的加强件主体与加强臂部之间，可架设用于操纵车辆的操纵踏板。
换言之，在加强件主体与加强臂部之间，架设离合器踏板(clutch pedal)、加速踏板(accelerator pedal)、脚踩式驻车制动踏板(parking brake pedal)等各种操纵踏板，则较为理想。采用该结构，可有效地利用加强臂部，提高操纵踏板的支撑刚性。
图1是表示从车辆后方观测的本发明一实施方式所涉及的车辆前部车身结构的立体图。
图2是表示从车辆前方观测的上述结构的立体图。
图3是表示上述结构的背视图。
图4是图3中的IV-IV线剖视图。
图5是图3中的V-V线剖视图。
图6是表示助力器安装用加强件的立体图。
图7是图3中的VII-VII线剖视图。
图8是图3中的VIII-VIII线剖视图。
具体实施例方式
下面，参照附图对本发明的较理想实施方式进行说明。图1是表示从车辆后方观测的本发明一实施方式所涉及的车辆前部车身结构的立体图，图2是表示从车辆前方观测的上述前部车身结构的立体图。此外，图3是上述前部车身结构的背视图。
如各图所示，该前部车身结构设置有构成车室前壁部的前围板3，该前围板3上设置有增加制动踏板5(参照图4)的操纵力以产生较大制动力的制动助力器4(相当于车用辅助机械的一例)。上述前围板3，呈覆盖车室前部的板状，由钢板予以形成。
该前围板3，如图4所示，具有从底板6的前端缘部向斜上方延伸的倾斜壁部7和从该倾斜壁部的上端大致向垂直方向立起的立起壁部8，该立起壁部8的上端部，大致向水平方向折曲，与沿车宽方向延伸的车颈板9的下表面接合。此外，立起壁部8的前表面，换言之，立起壁部8的发动机室一侧的壁面下端部，安装有在车颈板9的下方沿车宽方向延伸的前围横梁10。另外，车颈板9，其车宽方向的两端部接合于A柱(未图示)。
前围横粱10，如图4所示，由钢板弯曲而成，其剖面大致呈帽状，位于开口缘部的凸缘部10a与立起壁部8的前表面下端部相接合，从而与立起壁部8的前表面构成沿车宽方向延伸的闭合剖面结构C。该前围横梁10的车宽方向两端部，如图2所示，接合于沿车辆前后方向延伸的左右一对的前纵粱11的上弯部(kick-up)11a的前端部。即，前围横梁10，通过其两端部，接合于沿车辆前后方向延伸的强度较高的部件。
此外，如图3和图5所示，底板6的车宽方向中央部位，设置有沿车辆前后方向延伸的地板通道部12。上述前围横梁10的车宽方向中央部位，接合有上述地板通道部12的上面壁。具体而言，该地板通道部12的上面壁，具有向前上方倾斜的倾斜壁部12a，以及从该倾斜壁部12a的顶端向上方延伸、并构成其与立起壁部8的边界部分的立起边界壁部12b，该立起边界壁部12b的前表面与前围横梁10的下侧凸缘部10a接合。此外，该地板通道部12的外侧表面，设置有与该地板通道部12的上部形成沿车辆前后方向延伸的闭合剖面结构C2的通道加强件13。
通道加强件13，如图1和图3所示，剖面大致呈“M”状，其侧壁13a的内表面通过点焊等接合在地板通道部12的外侧表面的上部，同时顶壁中央平面部13b，重叠于地板通道部12的上表面，并通过点焊等予以接合。该通道加强件13，如图5所示，其前端部大致折向上方，接合于地板通道部12的立起边界壁部12b，亦即立起壁部8的下端部后表面。
即，该地板通道部12与立起壁部8的边界部分，即立起边界壁部12的前后各面上，接合有前围横梁10和通道加强件13。另外，本实施方式中，前围板3与底板6为分体形成，但地板通道部12的前端部与前围板3一体形成。
此外，前围板3的立起壁部8，如图2所示，穿设有各种形状、大小不同的开口部14～17。这些开口部14～17，穿插有各种车用辅助机械的一部分或连接于这些辅助机械的各种电缆。
上述开口部14～17中，位于车宽方向驾驶席一侧(本实施方式中为车宽方向的右侧，图2中为左侧)的开口部14，如图4所示，制动助力器4，以其包括阀门控制杆(valve operating rod)4a的后端突出部4b，穿插于该开口部14的状态而被安装。此外，该开口部14的周围穿设有多个(图例中为4个)螺栓插孔18，该螺栓插孔18穿插有突出设置于制动助力器4的动力缸(powercylinder)4c背面的双头螺栓(stud bolt)4d。
在安装有该制动助力器4的前围板3的后表面一侧，用于提高该前围板3对制动助力器4的支撑刚性的助力器安装用加强件19(相当于辅助机械加强件的一个例子)，通过点焊等将其周围接合于上述前围板3的后表面。该助力器安装用加强件19，其外观，如图1和图6所示，其车宽方向内侧的侧缘部，即，其地板通道部12侧的侧缘部，向该地板通道部12侧延伸，设置有从其延伸基端部分的下端向上方延伸的切口部19a。
具体而言，助力器安装用加强件19，包括大致呈矩形形状的加强件主体20和从该加强件主体20车宽方向内侧的侧缘上部向斜下方延伸的加强臂部21，由一块钢板通过冲压加工一体形成。
加强件主体20，其大部分区域与前围板3的后表面抵接，同时其部分区域向后方隆起而与前围板3的后表面分离，以提高刚性。该加强件主体20，如图4所示，其上端部通过点焊等接合于车颈板9的后表面，同时其下端部通过点焊等接合于接合有前围横梁10的上侧凸缘部10a的前围板3的后表面。即，该加强件主体20的下端部，经前围板3接合于前围横梁10。而且，该加强件主体20的下端部，如图3所示，在车宽方向，通过点焊等经前围板3跨接于前围横梁10和前纵粱11。因此，该加强件20的下端部，经前围板3也接合于前围横梁10与前纵粱11之间的接合部分。
此外，如图6所示，在加强件主体20的中央部位，穿设有与前围板3的开口部14相连通的加强件通孔22，同时在该加强件通孔22的周围穿设有与上述螺栓插孔18连通的螺栓插孔23。该加强件通孔22，穿插有制动助力器4的后端突出部4b，螺栓插孔23，分别穿插有制动助力器4的双头螺栓4d。这样，制动助力器4，通过使其后端突出部4b穿插于开口部14及加强件通孔22中，同时通过使双头螺栓4d穿插于螺栓插孔18、23中，并通过螺母24与该双头螺栓4d螺合而被安装在前围板3的前表面上。
而且，加强件20的上部，如图4和图6所示，设置有左右一对的踏板安装部26，用于安装制动踏板5的踏板支架25。该踏板安装部26上竖立设置有双头螺栓26a，通过将踏板支架25安装在该双头螺栓26a上，而使制动踏板5予以安装。该制动踏板5的杠杆5a，其中间部位轴支撑有阀门控制杆4a，由此将制动踏板5的操纵力输入制动助力器4。
另一方面，加强臂部21，如图3所示，从背视方向看被弯曲成向上方凸起的拱状，其下端部接合于前围横梁10的车宽方向中央部位。这样，该加强臂部21，以斜柱状设置在加强件主体20与前围横粱10之间，且其与加强件主体20之间形成的切口部19a与前围板3的开口部15相对应。
具体而言，加强臂部21的下端部，如图8所示，通过点焊等，经前围板3接合于前围横梁10的车宽方向中央部位，即从与地板通道部12的立起边界壁部12b的接合部分向车宽方向外侧偏移的部分，亦即靠近加强件主体20的部分。这样，加强臂21的下端部经前围板3接合于前围横梁10的车宽方向中央部位，同时该前围横梁10的车宽方向中央部位，如上所述，接合于地板通道部12的前端部(立起边界壁部12b)，因此经加强臂部21予以传递的载荷，通过前围横梁10的车宽方向中央部位传递至地板通道部12和通道加强件13。
该加强臂部21，其宽度方向的中央区域27向后方隆起而呈肋状(bead)，如图7所示，其与前围板3的后表面构成闭合剖面结构C3。通过该闭合剖面结构C3，加强臂部21的刚性被提高，因此，通过该加强臂部21可有效地传递载荷。
该助力器安装用加强件19，在加强臂部21与加强件主体20之间，架设有离合器踏板单元28。即，助力器安装用加强件19的切口部19a的周边较为平坦，同时向后方隆起而形成抵接部29，该抵接部29竖立设置有用于安装踏板的双头螺栓30。如图1所示，该双头螺栓30，支撑有离合器踏板单元28的安装支架31，并通过螺母(未图示)予以螺合，由此离合器踏板单元28被安装在该助力器安装用加强件19上。从该离合器踏板单元28伸出的拉索(未图示)，经助力器安装用加强件19的切口部19a及前围板3的开口部15，被引入发动机室内。
另外，如图4和图8所示，在前围横梁10的闭合剖面结构C内，即在车宽方向上的位于加强件主体20的地板通道部12一侧的侧缘部与加强臂部21之间，设置有用于提高前围横梁10的强度的辅助加强件35。该辅助加强件35，其剖面呈大致“コ”状，其车宽方向左右两端部的外表面的规定部分接合于前围横梁10的内表面。
采用如上结构的车辆前部车身结构，由于助力器安装用加强件19，具有加强件主体20和从该加强件主体20向地板通道部12侧延伸，并接合于前围横梁10的车宽方向中央部位的加强臂部21，同时该加强臂部21所接合的前围横梁10的中央部位接合于地板通道部12的前端部，因此，当发生碰撞等而从车辆前方输入的负荷，可经助力器安装用加强件19，输入加强件主体20，并且该载荷可通过加强臂部21被分散到地板通道部12。
即，当载荷从车辆前方输入加强件主体20时，该载荷不仅从该加强件主体20向车颈板9、前围横梁10和前纵粱11分散传递，而且还通过加强臂部21分散传递至前围横梁10的车宽方向中央部位、地板通道部12和通道加强件13，由此可有效地分散所输入的载荷，并通过车身的较大范围来吸收能量，以缓和冲击。
并且，在该输入载荷被分散传递时，由于有效地利用了用于提高制动助力器4的支撑刚性的强度较高的部件，即助力器安装用加强件19，并对以往结构的助力器安装用加强件进行改良，无需扩大该加强件，通过从上述加强件主体20上侧的侧缘部以斜柱状予以延伸的加强臂部21即可传递载荷，因此可尽量地抑制车身重量的增加。
此外，在通常情况下，车身下部的刚性高于车身上部的刚性，因此通过在在前围横粱10与加强件主体20之间以斜柱状设置加强臂部21，可增大传递至刚性较高的车身下部的载荷，从而使输入助力器安装用加强件19的载荷广泛且恰当地予以分散。
以上说明的车辆车身前部结构，是本发明所涉及的结构的一个实施方式，该结构的具体构成等，可在不偏离本发明主旨的范围内作适当变更，下面对变形例进行说明。
(1)在上述实施方式中，加强臂部21从加强件主体20的侧缘部上侧向地板通道部12侧延伸，以斜柱状设置在加强件主体20与前围横粱10之间，但该加强臂部21，只要采用由加强件主体20的侧缘部的一部分向地板通道部12侧延伸的结构，其具体形状没有特别限制。
例如，加强臂部，亦可从矩形状的加强件主体20的侧缘部下侧沿前围横梁10向车宽方向地板通道部12侧延伸。或者，亦可使矩形状的加强件主体20的侧缘部，以三角形状向地板通道部12侧延伸，在该延伸的部分的中央部位设置大于前围板3的开口部15的大开口部。即使采用这样的结构，也可抑制车身重量的增加，并且可将输入助力器安装用加强件19的载荷有效地分散传递至沿车辆前后方向延伸的强度较高的部件。
(2)此外，在上述实施方式中，加强臂部21的下端部接合在从地板通道部12的前端部接合部分向加强件主体20侧偏移的位置，但也可将该加强臂部21的下端部直接接合在地板通道部12的前端部。但采用上述实施方式，在从地板通道部12前端部的接合部分向加强件主体20侧偏移的前围横梁10的中央部位，接合加强臂部21的下端部，可通过前围横梁10将载荷传递至另一侧(与地板通道部12的加强件主体20侧相反的一侧)的前纵粱，从而可使输入载荷分散到更广范围。
(3)在上述实施方式中，前围横梁10的车宽方向两端部接合于前纵粱11，但该两端部亦可接合于悬架支撑塔。但是，为了将输入载荷有效地分散传递至沿车辆前后方向延伸的强度较高的部件，较为理想的是，如上述实施方式那样，前围横梁10的车宽方向两端部接合于前纵粱11。
(4)在上述实施方式中，加强件主体20的上端部接合于车颈板9，但也可接合于前围板3的后表面上端部。但是，通过将加强件主体20的上端部接合于车颈板9，经沿车宽方向延伸的车颈板及接合有该车颈板的A柱，可将载荷分散到车身上部结构。
(5)上述加强臂部21，亦可呈平坦板状，但较为理想的是，如上述实施方式那样，其一部分向车辆后方隆起，与前围板3构成闭合剖面结构C3。这样，可在抑制车身重量增加的同时，提高加强臂部21的强度。
(6)另外，架设于助力器安装用加强件19的加强件主体20与加强臂部21之间的踏板，除为离合器踏板外，亦可为脚踩式停车制动踏板，若驾驶席设置在车辆左侧，亦可为加速踏板。
权利要求
1.一种车辆前部车身结构，其特征在于，包括构成车室前壁部，且可安装车用辅助机械的前围板；沿车宽方向延伸，接合于上述前围板的前围横梁；沿车辆前后方向延伸，前端部连接于上述前围横梁的车宽方向中央部位的地板通道部；与上述前围板接合，具有加强件主体和从该加强件主体向车宽方向内侧延伸并接合于前围横梁的车宽方向中央部位的加强臂部，以加强上述前围板的车用辅助机械安装部分的辅助机械加强件。
2.根据权利要求1所述的车辆前部车身结构，其特征在于上述前围板，其上可安装的车用辅助机械是增加制动踏板的操纵力以产生强大制动力的制动助力器。
3.根据权利要求2所述的车辆前部车身结构，其特征在于上述前围横梁的车宽方向两端部，接合在沿车辆前后方向延伸的左右一对的前纵粱上，上述接合部分或其周边与上述加强件主体的下端部接合。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的车辆前部车身结构，其特征在于上述加强件主体的上端部，接合于位于前围板上方沿车宽方向延伸的车颈板，上述加强臂部，在加强件主体与前围横粱之间以斜柱状予以设置。
5.根据权利要求3所述的车辆前部车身结构，其特征在于上述加强臂部，沿车辆前后方向予以隆起，与前围板构成闭合剖面结构。
6.根据权利要求3所述的车辆前部车身结构，其特征在于上述地板通道部，其接合有与该地板通道部构成沿车辆前后方向延伸的闭合剖面结构的通道加强件，上述通道加强件，其前端部接合于前围板。
7.根据权利要求4所述的车辆前部车身结构，其特征在于上述辅助机械加强件的加强件主体与加强臂部之间，架设有用于操纵车辆的操纵踏板。
全文摘要
本发明的车辆前部车身结构，包括构成车室前壁部，且可安装制动助力器(4)的前围板(3)；沿车宽方向延伸，接合于前围板(3)的前围横梁(10)；沿车辆前后方向延伸，前端部连接于前围横梁(10)的车宽方向中央部位的地板通道部(12)；与前围板(3)接合，具有加强件主体(20)和从该加强件主体(20)向车宽方向内侧延伸并接合于前围横梁(10)的车宽方向中央部位的加强臂部(21)，以加强前围板(3)的制动助力器(4)安装部分的辅助机械加强件(19)。采用本发明的车辆前部车身结构，既可有效地利用现有部件抑制重量增加，又可使来自前方的载荷分散传递到较广的范围。
文档编号B62D25/14GK1903634SQ20061010855
公开日2007年1月31日 申请日期2006年7月21日 优先权日2005年7月25日
发明者角屋敏光 申请人:马自达汽车株式会社