CN104249776B - 车体横梁结构 - Google Patents

Abstract

提供了一种车体横梁结构。地板面板构成车体地板。一对纵梁设置在地板面板的下表面侧，分别沿着地板面板的车辆宽度方向两端沿车辆前后方向延伸。横梁架设在一对纵梁之间并且在整个车辆宽度方向上支撑地板面板。横梁的从车辆宽度方向观察到的截面具有从地板面板向下方突出的帽子形状。横梁具有：中央区域，其位于车辆宽度方向中央；和两个外侧扩张区域，其从中央区域的两端进一步向车辆宽度方向外侧延伸并且均具有帽子形状的突出量大于中央区域的帽子形状的突出量的部分。当从下方观察横梁时，作为帽子形状的突出量变化的起点的两条形状变化线形成为相对于车辆前后方向倾斜并且彼此不平行。

Description

车体横梁结构

技术领域

本发明涉及具有地板面板、分别沿着地板面板的车辆宽度方向两端在车辆前后方向上延伸的一对纵梁和架在一对纵梁之间的横梁的车体横梁结构。

背景技术

车辆的地板部分是确保车体刚性的重要部位。典型车辆的地板部分具有作为地板材料的板状地板面板由纵梁和横梁增强的构造。纵梁在地板面板的下表面侧分别设置在地板面板的车辆宽度方向的侧缘，使得纵梁沿车辆前后方向并且分别沿着地板面板的侧缘延伸。横梁架在纵梁之间，使得横梁在地板面板的下表面侧沿车辆宽度方向延伸。

例如，如专利文献1所公开的，横梁具有从地板面板向下方突出的帽子型截面形状(以下简称为“帽子形状”)。此外，横梁分成在车辆宽度方向中央的区域(中央区域)和在车辆宽度方向外侧的区域(外侧区域)。将中央区域与外侧区域相比较，外侧区域设定成使得帽子形状的从地板面板突出的突出量大于中央区域的帽子形状的从地板面板突出的突出量，以将横梁连接至纵梁。

专利文献1：日本特开2011-240822号公报

横梁在整个车辆宽度方向上支撑地板面板，因而有助于改善行驶时车体的扭转刚性。作为横梁，需要能够抑制变形的结构，以承受沿弯曲方向或扭曲方向的载荷。然而，如上所述，在中央区域和外侧区域之间，横梁从地板面板突出的突出量具有差异。作为中央区域与外侧区域之间的边界并且作为突出量的变化起点的部位易于变形，因为载荷倾向于集中至该部位。

发明内容

因此，本发明的目的是提供能够通过简单的构造改善横梁的刚性并且在不增加重量、成本的情况下改善车体刚性的车体横梁结构。

为了实现以上目的，根据本发明的实施方式的一个方面，提供了一种车体横梁结构，其包括：地板面板，其构成车体地板；一对纵梁，其设置在所述地板面板的下表面侧，分别沿着所述地板面板的车辆宽度方向两端沿车辆前后方向延伸；横梁，其架设在所述一对纵梁之间并且在整个车辆宽度方向上支撑所述地板面板。所述横梁的从车辆宽度方向观察到的截面具有从所述地板面板向下方突出的帽子形状，所述横梁具有：中央区域，其位于车辆宽度方向中央；和两个外侧扩张区域，其从所述中央区域的两端进一步向车辆宽度方向外侧延伸并且均具有所述帽子形状的突出量大于所述中央区域的所述帽子形状的突出量的部分。当从下方观察所述横梁时，作为所述帽子形状的突出量变化的起点的两条形状变化线形成为相对于车辆前后方向倾斜并且彼此不平行。

设置在所述横梁的下端部的两条形状变化线相对于车辆前后方向倾斜并且彼此不平行。由于两条形状变化线彼此不平行，所以它们容易变形的方向不同。因此，当预定方向的载荷施加至横梁时，即使载荷沿一条形状变化线容易变形的方向施加，载荷也会施加到另一条形状变化线难以变形的方向上。这样，横梁的弯曲刚性由于其下端部的形状而增大。因此，对于车辆行驶过程中沿弯曲方向或扭曲方向施加的载荷，横梁能够呈现高耐久性。这样，根据上述构造，因为由于形状的设计而增大了刚性，所以与使用追加构件的情况相比，不会招致重量、成本增加。

所述车体横梁结构还可以包括由拖臂支撑轮胎的拖臂式悬架，所述拖臂可以跨过所述纵梁的位于所述横梁的前后的部位连接至所述纵梁。根据该构造，由于拖臂(trailing arm)连接至纵梁的通过横梁改善了刚性的部位，所以能够更有效地吸收从轮胎传递来的载荷、振动等。

所述横梁的所述中央区域和所述外侧扩张区域可以是彼此独立的部件，并且在所述中央区域的连接至所述外侧扩张区域的端部，所述中央区域可以具有倾斜地连接所述帽子形状的下端部、前壁部和后壁部的支柱。设置了支柱面，使得增大了横梁在下端部、前壁部和后壁部之间的刚性。因此，能够有助于进一步改善车体刚性。

所述车体横梁结构还可以包括：备胎收纳部，其通过所述地板面板在所述横梁的后方附近向下方突出而形成并且收纳备胎；和横梁中央增强构件，其连接所述横梁和所述备胎收纳部以增强所述横梁。通过该构造，横梁通过横梁中央增强构件由备胎收纳部支撑，使得在弯曲方向或扭曲方向上能够进一步改善横梁的刚性。

根据本发明，可以提供一种能够通过简单的构造改善横梁的刚性并且在不增加重量、成本的情况下改善车体刚性的车体横梁结构。

附图说明

在附图中：

图1示出根据本发明的说明性实施方式的车体横梁结构。

图2是沿图1的箭头A的方向观察到的图。

图3是示出悬架下方的横梁的立体图，其中未示出悬架。

图4是沿图3的箭头B的方向观察到的图。

图5A至图5D从各个方向示出图3的横梁。

图6A和图6B从其它方向示出图5A的横梁。

具体实施方式

以下将参照附图详细地说明本发明的优选说明性实施方式。说明性实施方式中说明的尺寸、材料、其他具体数值等仅是便于理解本发明的说明性示例，除非另有声明，否则不被解释成限制本发明。同时，在说明书和附图中，功能和构造实质上相同的元件由相同的附图标记表示并省略了其重复说明。此外，与本发明不直接相关的元件未示出。

图1示出根据本发明的说明性实施方式的车体横梁结构100。在图1中，概略地例示出车体102的背侧。车辆前方对应于图1中的下方，车辆后方对应于图1中的上方。此外，车辆左右与图1中的左右一致。

作为车体横梁结构100的主要构成元件，设置有地板面板104。地板面板104是构成车辆地板的板构件。地板面板104是具有宽面积的部件，地板面板104的刚性对作为整个车体102的刚性的车体刚性影响很大。因此，地板面板104在其下表面侧设置有诸如纵梁106、横梁108等构件，并通过这些构件增大地板面板104的刚性。

一对纵梁106设置成分别沿着地板面板104的车辆宽度方向两端在车辆前后方向上延伸(车辆左侧的纵梁106a和车辆右侧的纵梁106b)。纵梁106在各个部分处点接合至地板面板104从而支撑地板面板104的车辆宽度方向两端，因而有助于改善地板面板104的刚性。

在地板面板104的车辆后方，设置有支撑后轮胎(未示出)的拖臂式悬架(以下称为悬架110)。图2是沿图1的箭头A的方向观察到的图。沿箭头A的方向观察到的图是从车辆左侧(图1中的左侧)的下方(图1中的前侧)观察图1的悬架110的立体图。如图2所示，悬架110具有拖臂112、后悬架梁114等。同时，尽管悬架110包括诸如盘簧等其他构成元件，但是它们未被示出。

拖臂112是支撑后轮胎的部位并且吸收在车体102与后轮胎之间的冲击或振动。在该说明性实施方式中，拖臂112连接至纵梁106的由横梁108增大了刚性的部位。

图3是示出悬架110上方的横梁108的立体图，其中未示出悬架。同图2那样，图3是从图1的车辆左侧(图1中的左侧)的下方观察到的视图。横梁108是架设在纵梁106a、106b之间并且在整个车辆宽度方向上支撑地板面板104的构件。横梁108也是在各个部分处点接合至地板面板104。

图4是沿图3的箭头B的方向观察到的图。沿箭头B的方向观察到的图从车辆前方和车辆宽度方向车辆内侧的下方示出图3的横梁108的纵梁106a侧的端部。如图4所示，横梁108设置有端部凸缘116，并且通过该端部凸缘116点接合至纵梁106a的底面118。通过该构造，即使在车辆行驶过程中在车辆宽度方向上发生晃动，力也会沿更容易呈现刚性的剪切方向施加至端部凸缘116的接合部分。因此，抑制了纵梁106a的变形，也能够抑制施加于横梁108的力。此外，根据接合构造，也能够抑制由输入至接合部分的上下方向上的力的输入引起的变形。

特别地，横梁108有助于改善行驶时车体102的扭转刚性。具体地，在行驶过程中，横梁108被施加弯曲方向、扭转方向的载荷并且吸收这些载荷。在该说明性实施方式中，为了进一步改善横梁108的刚性并因此抑制横梁的变形，设计了横梁108的形状。以下具体地说明横梁108的构造。

图5A至图5D从各个方向示出图3的横梁108。首先，图5A是沿图3的箭头C的方向观察到的图，其从车辆前方示出横梁108。如图5A所示，横梁108具有从地板面板104(参照图3等)的下表面向下方突出的形状。

图5B是沿着图5A的线D-D截得的截面图。如图5B所示，横梁108具有从车辆宽度方向观察到的D-D截面向下方突出的帽子形状。构成帽子形状的部位包括车辆前侧的前壁部120、车辆后侧的后壁部122和连接前壁部120的下端和后壁部122的下端的下端部124。从前壁部120的上端和后壁部122的上端，凸缘部126a、126b分别设置于地板面板104。该帽子形状形成为沿横梁108的长度方向遍及大致整个横梁108。

如图5A所示，横梁108由两种类型的部件、即由车辆宽度方向中央的中央区域E1和连接至中央区域E1的两端侧的两个外侧扩张区域E2、E3构成。中央区域E1和外侧扩张区域E2、E3从地板面板104(参照图3等)突出不同的突出量。即、中央区域E1的突出量较小而外侧扩张区域E2、E3的突出量较大。理由如下。中央区域E1的突出量因为出于其他构件等的布局的考虑而必需限定为小，外侧扩张区域E2、E3的突出量必需设定为大以将外侧扩张区域E2、E3接合至纵梁106a、106b的底面118等。

如上所述，横梁108被设计用于增大刚性。首先，说明形状变化线L1、L2的构造。如图5A所示，横梁108的外侧扩张区域E2、E3具有从地板面板104突出的突出量大的部分。形状变化线L1、L2是外侧扩张区域E2、E3中作为从地板面板104突出的突出量变化的起点的部分。

图5C是从下方观察图5A的横梁108的图。如图5C所示，两条形状变化线L1、L2设置于在下端部124、相对于车辆前后方向倾斜并且彼此不平行。

当弯曲或扭曲力施加至横梁108时，载荷倾向于集中至两条形状变化线L1、L2，使得变形趋于在形状变化线处増大。然而，在该说明性实施方式中，两条形状变化线L1、L2彼此不平行，使得其容易变形的方向不同。因此，当预定方向的载荷施加至横梁108时，即使载荷沿形状变化线L1、L2中的一方容易变形的方向施加，载荷也会施加在形状变化线L1、L2中的另一方难以变形的方向上。因此，对于沿车辆前后方向和车辆宽度方向中的任一方向施加的载荷，横梁都能呈现高刚性。同时，在该说明性实施方式中，两条形状变化线L1、L2设置成彼此倾斜，使得它们向车辆前侧变宽。然而，例如，形状变化线可以设置成使得它们向车辆后侧方向变宽或者使得它们关于车辆宽度方向的中央线不对称。

这样，横梁108的弯曲刚性由于其下端部124的形状而增大。因此，对于车辆行驶过程中沿弯曲方向或扭曲方向施加的载荷，横梁能够呈现高耐久性。这样，由于车体102(参照图1)由于横梁108的形状的设计而增大了刚性，所以与使用追加构件的构造相比，不会招致重量、成本增加。

存在改善横梁108的刚性的其他设计。图6A和图6B从不同方向示出图5A的横梁108。图6A示出从上方侧观察到的图5A的横梁108的外侧扩张区域E2附近。如图6A所示，中央区域E1的连接至外侧扩张区域E2的端部132设置有支柱面(brace surface)136a、136b。该支柱面也设置在中央区域E1的外侧扩张区域E3侧(参照图5A)的端部。

图6B示出图6A的中央区域E1。如图6B所示，支柱面136a、136b倾斜地连接帽子形状的中央区域E1的下端部124、前壁部120和后壁部122。设置这些支柱面136a、136b，使得在下端部124、前壁部120和后壁部122之间增大了中央区域E1的刚性。因此，不用担心中央区域E1的帽子形状扭曲成例如平行四边形。因此，改善了横梁108整体的刚性，这有助于进一步改善车体刚性。

此外，如图3所示，在该说明性实施方式中，设置有横梁中央增强构件138以进一步改善横梁108的刚性。横梁中央增强构件138是连接横梁108和备胎收纳部140从而增强横梁108的构件。这里，备胎收纳部140是通过地板面板104在横梁108的后方附近向下方突出而形成的收纳备胎的部位。横梁中央增强构件138点接合至备胎收纳部140、横梁108和地板面板104。这样，横梁108通过横梁中央增强构件138由备胎收纳部140支撑，使得能够在弯曲方向、扭曲方向上进一步改善横梁108的刚性。

在该说明性实施方式中，拖臂112连接至纵梁106的由横梁108增强的部位。具体地，如图4所示，拖臂支架142在横梁108的前方安装至纵梁106a，悬架110的盘簧用的盘簧支架144设置在横梁108的后方。图2的拖臂112连接成使得其跨过拖臂支架142和盘簧支架144。通过该构造，由于拖臂112连接至纵梁106的通过横梁108改善了刚性的部位，所以能够更有效地吸收从轮胎传递来的载荷、振动等。

根据该说明性实施方式的车体横梁结构100，能够通过简单的构造增大横梁108的刚性，由此改善车体刚性。此外，由于通过横梁108的形状的设计改善了刚性，所以与使用追加构件的构造相比，不会招致重量、成本的增加。此外，由于车体横梁结构几乎不影响车体上的布局空间，所以此为优选方案。

尽管参照附图说明了本发明的优选说明性实施方式，但是，应当注意本发明不限于说明性实施方式。本领域技术人员应当明白，在本发明的由权利要求限定的范围内可以作出各种变型或改变的实施方式，这些变型或改变的实施方式应当理解为也包括在本发明的技术范围内。

本发明可以应用于具有地板面板、分别沿着地板面板的车辆宽度方向两端在车辆前后方向上延伸的一对纵梁和架设在该对纵梁之间的横梁的车体横梁结构。

Claims (4)

1.一种车体横梁结构，其包括：

地板面板，其构成车体地板；

一对纵梁，其设置在所述地板面板的下表面侧，分别沿着所述地板面板的车辆宽度方向两端沿车辆前后方向延伸；

横梁，其架设在所述一对纵梁之间并且在整个车辆宽度方向上支撑所述地板面板，

其中，所述横梁的从车辆宽度方向观察到的截面具有从所述地板面板向下方突出的帽子形状，所述横梁具有：中央区域，其位于车辆宽度方向中央；和两个外侧扩张区域，其从所述中央区域的两端进一步向车辆宽度方向外侧延伸并且均具有所述帽子形状的突出量大于所述中央区域的所述帽子形状的突出量的部分，

当从下方观察所述横梁时，作为所述帽子形状的突出量变化的起点的两条形状变化线形成为相对于车辆前后方向倾斜并且彼此不平行。

2.根据权利要求1所述的车体横梁结构，其特征在于，

所述车体横梁结构还包括由拖臂支撑轮胎的拖臂式悬架，

所述拖臂跨过所述纵梁的位于所述横梁的前后的部位连接至所述纵梁。

3.根据权利要求1所述的车体横梁结构，其特征在于，

所述横梁的所述中央区域和所述外侧扩张区域是彼此独立的部件，并且

在所述中央区域的连接至所述外侧扩张区域的端部，所述中央区域具有倾斜地连接所述帽子形状的下端部、前壁部和后壁部的支柱面。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的车体横梁结构，其特征在于，所述车体横梁结构还包括：

备胎收纳部，其通过所述地板面板在所述横梁的后方附近向下方突出而形成并且收纳备胎；和

横梁中央增强构件，其连接所述横梁和所述备胎收纳部以增强所述横梁。