CN105329323A - 车辆前部结构 - Google Patents

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岩本泰典
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Abstract

前纵梁(12)中的每一个前纵梁设置有在车辆宽度方向上向外突出的负荷接收构件(24)，且突出构件(26)布置在负荷接收构件(24)中的每一个负荷接收构件在车辆前后方向的前方。因此，即使当碰撞负荷施加到前纵梁(12)在车辆宽度方向上的外侧的位置时，碰撞负荷也通过负荷接收构件(24)传递到前纵梁(12)。施加到负荷接收构件(24)的力矩被突出构件(26)增加，且因此转移到前纵梁(12)的负荷增加。因而，前纵梁(12)稳定地变形。

Description

车辆前部结构
技术领域
本发明涉及一种车辆前部结构。
背景技术
存在用于在车辆的前端碰撞的情况下吸收碰撞负荷的已知技术。根据该技术，在车辆的前部中布置了在车辆前后方向延伸的左右一对前纵梁，并且在前纵梁的前端处布置了碰撞盒。在前端碰撞的情况下，前纵梁和碰撞盒在车辆前后方向压缩或变形，从而吸收碰撞负荷。
然而，在某些情况下，碰撞物体仅与车辆的前部部分在车辆宽度方向上的一部分碰撞而不与车辆的前部部分的整个碰撞(即，前部偏移碰撞发生)。尤其是具有在车辆宽度方向上在碰撞物体和车辆之间的小量重叠的碰撞的情况下(即，小重叠碰撞)，在如上描述的车辆前部结构中，碰撞负荷主要输入到位于车辆宽度方向上前纵梁的外侧的前部部分的一部分内。因此，在车辆的前部部分中碰撞负荷没有充足地被吸收。
鉴于此，日本专利申请公布No.2013-212757(JP2013-212757A)描述了一种车辆前部结构，其设置有在车辆宽度方向上从前纵梁向外突出以接收从车辆前方输入的碰撞负荷的构件。因而，即使当小重叠碰撞发生时，也可以通过将碰撞负荷传递到前纵梁或者通过使前纵梁变形来吸收从车辆前方输入的碰撞负荷。注意，不仅JP2013-212757A而且日本专利申请公布No.2010-132122(JP2010-132122A)和日本专利申请公布No.2006-137373(JP2006-137373A)描述了车辆前部结构，其设置有在车辆宽度方向上布置在前纵梁的外侧以接收碰撞负荷的构件。
特别是根据JP2013-212757A和JP2010-132122A，在偏移碰撞的情况下施加到车辆前部部分的碰撞负荷被从附接到前纵梁在车辆宽度方向上的外侧的构件传递到前纵梁以使前纵梁变形，使得碰撞负荷通过前纵梁的变形而被吸收。
发明内容
然而，仍存在改进用于在偏移碰撞的情况下使前纵梁稳定地变形以有效地吸收碰撞能量的技术的空间。
本发明提供一种车辆前部结构，其能够在偏移碰撞的情况下更有效地吸收从车辆前方输入的碰撞能量。
根据本发明一方面的车辆前部结构包括：在车辆前后方向延伸的左右一对前纵梁、负荷接收构件和突出构件。负荷接收构件中的每一个从前纵梁中的对应一个在车辆宽度方向上向外突出。负荷接收构件中的每一个具有在车辆宽度方向上的外侧表面，并且外侧表面从车辆前侧朝向车辆后侧在车辆宽度方向上向内倾斜。突出构件中的每一个在车辆前后方向上布置在负荷接收构件中的对应一个的前方。突出构件中的每一个在车辆前后方向上向前突出。突出构件中的每一个具有前端部分和后端部分。后端部分固定于在车辆的前视图中突出构件的至少一部分与对应的负荷接收构件重叠的位置。前端部分是自由端。
根据本发明的前述方面，负荷接收构件设置在每一个前纵梁在车辆宽度方向上的外侧，且在车辆前后方向上向前突出的突出构件设置在每一个负荷接收构件的前表面上。因此，在具有碰撞物体和车辆之间的小量重叠的碰撞的情况下(即，小重叠碰撞)，前纵梁较早地变形以吸收碰撞负荷。
根据本发明前述方面的车辆前部结构产生了提高在偏移碰撞的情况下的冲击吸收性能的有益效果。
在前述方面中，突出构件中的每一个的前端部分可定位在负荷接收构件中的对应一个的前壁在车辆宽度方向上的中心的在车辆宽度方向上的外侧。
利用这种构造，来自突出构件的负荷在定位在负荷接收构件的前壁在车辆宽度方向上的中心的在车辆宽度方向上外侧的位置处传递到负荷接收构件的前壁。这增加前纵梁在车辆宽度方向向内弯曲的方向上的力矩。
具有上述构造的车辆前部结构产生使前纵梁稳定地变形的有益效果。
在前述方面，突出构件中的每一个在车辆前后方向上的前表面的至少一部分在车辆宽度方向上向内倾斜以便朝向在车辆宽度方向上的中心侧定向。
在这种构造中，每一个突出构件的前表面朝在车辆宽度方向上的中心侧定向。因此，从车辆前方施加的负荷向后传递到负荷接收构件。这增加在前纵梁在车辆宽度方向向内弯曲的这种方向上的力矩。
具有上述构造的车辆前部结构产生使前纵梁稳定地变形的有益效果。
根据前述方面的车辆前部结构还可包括冲击吸收构件和保险杠加强件。每一个冲击吸收构件布置在前纵梁中的对应一个的前方，且冲击吸收构件中的每一个在车辆前后方向向前延伸超过突出构件中的对应一个的前端部分。保险杠加强件连接到冲击吸收构件的前端，并且保险杠加强件在车辆宽度方向延伸。突出构件中的每一个和保险杠加强件在车辆前后方向上彼此隔开布置。
在这种构造中，冲击吸收构件在车辆前后方向上布置在前纵梁的前方，且在车辆前后方向上向前延伸超过突出构件的前端部分。也就是说，保险杠加强件和每一个突出构件在车辆前后方向上彼此间隔开。因此，冲击吸收构件受到压缩变形直到保险杠加强件与突出构件接触。因而，在碰撞开始阶段的能量在前纵梁前方的位置被冲击吸收构件吸收。因此，这种构造尤其是在具有碰撞物体和车辆之间的大量重叠的碰撞中是有效的。
不管碰撞模式如何，即，不管碰撞是小重叠碰撞还是具有在碰撞物体和车辆之间的大量重叠的碰撞，具有上述构造的车辆前部结构都产生足够有效地吸收碰撞冲击的有益效果。
在前述方面，突出构件中的每一个的前端部分和前纵梁中的对应一个可以在车辆宽度方向上彼此隔开布置。
在这种构造中，每一个突出构件在车辆宽度方向上与对应的前纵梁间隔开。因此，增加输入到前纵梁的力矩是可能的，从而有效地弯曲前纵梁。
具有上述构造的车辆前部结构产生吸收在碰撞开始阶段的能量的有益效果。
根据前述方面的车辆前部结构还可包括负荷传递构件。每一个负荷传递构件将前纵梁中的对应一个的前端连接到负荷接收构件中的对应一个的前端，并且负荷传递构件中的每一个在车辆宽度方向上延伸。突出构件中的每一个可以附接到负荷传递构件中的对应一个在车辆前后方向上的前表面。
在这种构造中，前纵梁的前端和负荷接收构件的前端通过负荷传递构件连接到彼此。因此，在偏移碰撞的情况下施加到前纵梁在车辆宽度方向上的外侧的位置的负荷也被传递到前纵梁的前端。
具有上述构造的车辆前部结构产生有效地将在偏移碰撞的情况下的负荷传递到前纵梁的有益效果。
附图说明
下面将参考附图描述本发明的示例性实施方式的特征、优点和技术及工业意义，在附图中相似的数字表示相似的元件且在附图中：
图1是根据本发明第一实施方式的车辆前部结构的平面图；
图2是示出在偏移碰撞的情况下在图1中示出的车辆前部结构中造成的变形的平面图；以及
图3是根据本发明第二实施方式的车辆前部结构的平面图。
具体实施方式
在下面，将参考图1和图2描述根据本发明第一实施方式的车辆前部结构。尽管图1和图2示出了车辆左侧上的前部结构，但是车辆右侧上的前部结构(未示出)与车辆左侧上的前部结构相同。注意，在附图中，箭头FR表示“在车辆前后方向上向前”，而箭头IN表示“在车辆宽度方向上向内”。在下面的描述中，例如，“前部”、“后部”、“后方”、“向前”和“向后”表示在车辆前后方向上的位置和方向，且例如，“内”、“外”、“向内”和“向外”表示在车辆宽度方向上的位置和方向。
如图1所示，是车辆框架构件的左右一对前纵梁12在车辆前后方向上延伸。左前纵梁12和右前纵梁12分别布置在车体的前部部分的左侧和右侧。前纵梁12在其后端连接到地板构件(未示出)。
发动机隔室20设置在左前纵梁和右前纵梁12之间，且动力单元22布置在发动机隔室20内侧。动力单元22布置在动力单元22在车辆的侧视图中在车辆的上下方向与前纵梁12重叠的位置。动力单元22位于前纵梁12附近。注意动力单元22是重的且刚性的部件，比如发动机、传动装置或扭矩转换器。在混合动力车辆或电动车辆中，动力单元22是重的且刚性的部件，比如马达。
可以作为本发明中的负荷传递构件的板构件16例如通过焊接固定到每一个前纵梁12的前端。板构件16延伸到前纵梁12在车辆宽度方向上的外侧的位置。而且，冲击吸收构件14布置在每一个板构件16的前表面上且例如通过栓接连接到板构件16。
保险杠加强件18布置在左右冲击吸收构件14的前方。保险杠加强件18在车辆宽度方向上延伸。保险杠加强件18连接到左右冲击吸收构件14的前端。
而且，在车辆的平面图中通常为三角形的负荷接收构件24在布置在每一个前纵梁12的前端部分在车辆宽度方向上的外侧。每一个负荷接收构件24具有外壁24A、前壁24B和内壁24C。前壁24B构成负荷接收构件24的前部部分，且在车辆宽度方向上延伸。内壁24C构成负荷接收构件24在车辆宽度方向上的内侧部分，且在车辆前后方向上延伸。外壁24A是负荷接收构件24在车辆宽度方向上的外侧表面。外壁24A将前壁24B的外端连接到内壁24C的后端。外壁24A在车辆宽度方向上从车辆的前侧朝车辆的后侧向内倾斜。更具体地，外壁24A在车辆宽度方向上向内倾斜使得外壁24A和前纵梁12之间的距离在从车辆前侧朝车辆后侧的方向上减小。外壁24A设置有在平面图中基本上在车辆前后方向上沿外壁24A的纵向方向布置的加强筋(突出部)(未示出)，使得抵抗在车辆前后方向上的负荷的强度被增强。
负荷接收构件24的内壁24C和前纵梁12的外侧表面通过固定装置(未示出)在车辆前后方向上对齐的多个位置处固定在一起。这样，负荷接收构件24附接到前纵梁12。负荷接收构件24的内壁24C的后端定位在内壁24C的后端在车辆的侧视图中与动力单元22重叠的位置。从前纵梁12的前端延伸的板构件16布置在负荷接收构件24的前方。板构件16的后表面也固定到负荷接收构件24的前壁24B。也就是说，前纵梁12的前端和负荷接收构件24的前端在车辆前后方向上彼此齐平。
而且，例如，突出构件26通过焊接附接到板构件16的前表面，负荷接收构件24的前壁24B连接到该前表面。突出构件26从在车辆宽度方向上前纵梁12向外偏移的位置附接到板构件16的前表面。突出构件26的前表面26A的一部分在车辆宽度方向上倾斜以便朝在车辆宽度方向上的中心侧定向。突出构件26的前端部分26B是自由端。突出构件26的前端部分26B定位于负荷接收构件24的前壁24B在车辆宽度方向上的中心在车辆宽度方向上的外侧。
在第一实施方式中，保险杠加强件18的两端在车辆的前视图中在车辆宽度方向上向外延伸超过负荷接收构件24。也就是说，保险杠加强件18的两端部分也在车辆的前视图中与突出构件26重叠，突出构件26布置在负荷接收构件24的前方。
突出构件26在宽泛的意义上是被认为“负荷输入构件”的元件，且负荷输入构件的示例包括其中对应于突出构件26的突出部分与负荷接收构件24或板构件16整体形成的结构。也就是说，突出构件26可以定位在板构件16的前表面上并与板构件16整体形成。如果没有提供板构件16，则突出构件26可以定位在负荷接收构件24的前壁24B上且与负荷接收构件24整体形成。
接下来，将描述本发明的第一实施方式的操作和有利效果。
参考图2，将提供对如下的情形的描述，其中碰撞物体70从具有上述的车辆前部结构10的车辆前方与车辆的前部部分在车辆宽度方向上的仅一部分碰撞(即，前方偏移碰撞发生)。例如，碰撞物体70可以是前面来的车辆或电线杆。
碰撞物体70首先与保险杠加强件18碰撞，且碰撞负荷通过保险杠加强件18向后传递。传递到保险杠加强件18的碰撞负荷转移到布置在保险杠加强件18后方的冲击吸收构件14，且冲击吸收构件14经历在车辆前后方向上的压缩变形以吸收碰撞负荷。
随着保险杠加强件18在压缩冲击吸收构件14以吸收冲击的同时被进一步向后移位，保险杠加强件18与在保险杠加强件18的后方布置在与保险杠加强件18隔开的位置处的突出构件26接触。
从保险杠加强件18施加到突出构件26的碰撞负荷传递到板构件16。传递到板构件16的碰撞负荷然后传递到位于板构件16后面的负荷接收构件24。碰撞负荷的一部分也通过板构件16传递到前纵梁12的前端。
从突出构件26传递到负荷接收构件24的碰撞负荷转移到前纵梁12且然后向后传递。此时，弯曲力矩从负荷接收构件24的后端部分输入到前纵梁12。结果是，前纵梁12在前纵梁12与负荷接收构件24的后端部分接触的位置处在车辆宽度方向上向内弯曲。
动力单元22布置在负荷接收构件24的后端部分在车辆宽度方向上的内侧。因此，如上所述弯曲的前纵梁12与动力单元22接触，使得碰撞负荷也传递到动力单元22。结果是，碰撞负荷被有效地吸收到车辆前部部分中。
突出构件26布置在从前纵梁12在车辆宽度方向上向外偏移的位置。因此，在车辆前后方向上相对于前纵梁12弯曲的位置(负荷接收构件24的后端部分)的力臂长度更长。也就是说，作用于前纵梁12的力矩增加，且因此前纵梁12更容易弯曲。
因为突出构件26布置在附接到负荷接收构件24的板构件16的前表面上，所以碰撞负荷从相同位置传递到负荷接收构件24而不管碰撞模式是可能的。也就是说，相比在保险杠加强件18设置有向后突出的构件的情形，使碰撞负荷更稳定地传递到负荷接收构件24是可能的。
突出构件26的前表面26A在车辆宽度方向上倾斜以便朝在车辆宽度方向上的中心侧定向。也就是说，前表面26A在车辆宽度方向上朝车辆的前侧向外倾斜。更具体地，前表面26A在车辆宽度方向上向外倾斜使得前表面26A和板构件16之间的距离从在车辆宽度方向上的内侧朝向外侧的方向上增加。由于该倾斜，来自保险杠加强件18的负荷于在车辆宽度方向上向外倾斜的方向上传递到负荷接收构件24。因而，作用于前纵梁12上的力矩增加。
为增加作用于前纵梁12上的力矩，优选地，使得突出构件26的前表面26A和负荷接收构件24的外壁24A彼此平行。而且，将来自突出构件26的负荷输入到负荷接收构件24的前壁24B的外端部分使得增加力臂长度成为可能，从而增加作用于前纵梁12上的力矩。为此，在第一实施方式中，突出构件26和负荷接收构件24布置成使得突出构件26的外端部分和负荷接收构件24的外端部分在车辆宽度方向上彼此齐平。
在第一实施方式中，保险杠加强件18和突出构件26在车辆前后方向彼此间隔开布置。因此，在微小碰撞的情况下，碰撞负荷被冲击吸收构件14吸收，使得碰撞负荷不传递到突出构件26。也就是说，前纵梁12在微小碰撞的情况下不被负荷接收构件24变形。这有助于维修成本的减少。
保险杠加强件18和突出构件26彼此隔开布置。因此，即使当与在车辆宽度方向上与碰撞主体重叠的车辆前侧的整体碰撞(即，完全重叠碰撞)发生时，碰撞的开始阶段的冲击也随着左右冲击吸收构件14经历在车辆前后方向上的压缩变形而被吸收。也就是说，不管碰撞模式如何，也就是说，不管碰撞是完全重叠碰撞或小重叠碰撞，吸收冲击是可能的。
接下来，将参考图3描述本发明的第二实施方式。注意，与第一实施方式中那些部件相同的部件将用相同的参考符号表示且其细节将从下面的描述中省略。
在图3中示出的第二实施方式的突出构件36与第一实施方式中的突出构件26的不同之处在于突出构件36在车辆宽度方向延伸且突出构件36在车辆宽度方向上的内端部分连接到前纵梁12的前端。更具体地，突出构件36具有基础部分36A和突出部分36B。基础部分36A是板的形式且固定到前纵梁12的前端。突出部分36B与基础部分36A整体地形成并定位在基础部分36A在车辆宽度方向上的外侧。突出部分36B具有与突出构件26相同的形状。与突出构件26类似，突出部分36B具有前壁36B1(对应于前壁26A)和前端部分36B2(对应于前端部分26B)。如上所述，突出构件36的一部分连接到前纵梁12的前端。因此，突出部分36B能够不仅实现与在第一实施方式中突出构件26的功能相同的功能而且也将碰撞负荷的一部分传递到前纵梁12的前端。
不管怎么说，本发明不限于前述实施方式，且可以在本发明的范围内对前述实施方式做出各种修改。
在前述实施方式中的每一种中，突出构件26(36)的前表面26A(36B1)在车辆宽度方向倾斜以便朝在车辆宽度方向上的中心侧定向，但是突出构件26(36)的构造不限于此。例如，前表面26A(36B1)可以在车辆前后方向上以一定角度倾斜，或者可以在车辆前后方向和车辆宽度方向两个方向上以一定角度倾斜。可替代地，突出构件26(36)可以以前表面26A(36B1)向前突出，而在车辆前后方向和车辆宽度方向上都不倾斜。
在前述实施方式中，突出构件26(36)的前表面26A(36B1)以恒定的变化率倾斜。然而，前表面26A(36B1)可以以不同的变化率倾斜使得前表面26A的一部分形成向前突出的突起。
图1至图3示出车辆的左侧的前部结构，且车辆的右侧的前部结构与车辆的左侧的前部结构相同。然而，车辆的右侧的前部结构可以与车辆左侧的前部结构不同。例如，右侧的负荷接收构件24和左侧的负荷接收构件24可以在形状上彼此不同。
负荷接收构件24的前端可以定位在前纵梁12的前端的后侧而不是与前纵梁12的前端齐平。在这种情况下，板构件16可以在车辆前后方向上弯曲。

Claims (6)

1.一种车辆前部结构，其特征在于包括：
左右一对前纵梁(12)，所述前纵梁在车辆前后方向上延伸；
载荷接收构件(24)，每一个载荷接收构件均从所述前纵梁(12)中的对应一个前纵梁在车辆宽度方向上向外突出，所述载荷接收构件(24)中的每一个载荷接收构件均具有所述车辆宽度方向上的外侧表面(24A)，并且所述外侧表面(24A)从车辆前侧朝向车辆后侧在所述车辆宽度方向上向内倾斜；以及
突出构件(26；36)，每一个突出构件均在所述车辆前后方向上布置在所述载荷接收构件(24)中的对应一个载荷接收构件的前方，所述突出构件(26；36)中的每一个突出构件均在所述车辆前后方向上向前突出，所述突出构件(26；36)中的每一个突出构件均具有前端部分(26B；36B2)和后端部分，所述后端部分被固定于在所述车辆的前视图中所述突出构件(26；36)的至少一部分与对应的载荷接收构件(24)相重叠的位置处，并且所述前端部分(26B；36B2)是自由端。
2.根据权利要求1所述的车辆前部结构，其特征在于，所述突出构件(26；36)中的每一个突出构件的前端部分(26B；36B2)定位在所述载荷接收构件(24)中的对应一个载荷接收构件的前壁(24B)的在所述车辆宽度方向上的中心的所述车辆宽度方向上的外侧。
3.根据权利要求1或2所述的车辆前部结构，其特征在于，所述突出构件(26；36)中的每一个突出构件的在所述车辆前后方向上的前表面(26A；36B1)的至少一部分在所述车辆宽度方向上向内倾斜，以便朝向所述车辆宽度方向上的中心侧定向。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的车辆前部结构，还包括：
冲击吸收构件(14)，每一个冲击吸收构件均被布置在所述前纵梁(12)中的对应一个前纵梁的前方，并且所述冲击吸收构件(14)中的每一个冲击吸收构件均在所述车辆前后方向上向前延伸超过所述突出构件(26；36)中的对应一个突出构件的前端部分(26B；36B2)；以及
保险杠加强件(18)，所述保险杠加强件被连接到所述冲击吸收构件(14)的前端，并且所述保险杠加强件(18)在所述车辆宽度方向上延伸，
其中，所述突出构件(26；36)中的每一个突出构件和所述保险杠加强件(18)在所述车辆前后方向上彼此隔开布置。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的车辆前部结构，其特征在于，所述突出构件(26；36)中的每一个突出构件的前端部分(26B；36B2)和所述前纵梁(12)中的对应一个前纵梁在所述车辆宽度方向上彼此隔开布置。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的车辆前部结构，还包括载荷传递构件(16)，每一个载荷传递构件(16)均将所述前纵梁(12)中的对应一个前纵梁的前端连接到所述载荷接收构件(24)中的对应一个载荷接收构件的前端，并且所述载荷传递构件(16)中的每一个载荷传递构件均在所述车辆宽度方向上延伸，
其中，所述突出构件(26；36)中的每一个突出构件均被附接到所述载荷传递构件(16)中的对应一个载荷传递构件的在所述车辆前后方向上的前表面。
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