車輛的前柱上部結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種車輛的前柱上部結(jié)構(gòu)，其中，由前柱內(nèi)板和車體側(cè)部外板的前柱部形成閉合截面，在該閉合截面的內(nèi)部，設(shè)置有分隔內(nèi)部的增強構(gòu)件以構(gòu)成車輛的前柱，前柱(5)的上部側(cè)接合至車頂板，在車頂板的前部下表面沿車體寬度方向設(shè)置的車頂前梁的兩端部接合至左右前柱的上部側(cè)內(nèi)側(cè)面，對前柱內(nèi)板(6)的上部側(cè)凸緣(6a)、車體側(cè)部外板(9)的前柱部(9a)的上部側(cè)凸緣(7a)和增強構(gòu)件(8)的上部側(cè)凸緣(8a)進(jìn)行焊接結(jié)合，對前柱內(nèi)板(6)的下部側(cè)凸緣(6b)、車體側(cè)部外板(9)的前柱部(9a)的下部側(cè)凸緣(7a)和增強構(gòu)件(8)的下部側(cè)凸緣(8b)進(jìn)行焊接結(jié)合，從而形成閉合截面(S1，S2)，在前柱內(nèi)板(6)的室內(nèi)側(cè)，使得縱壁狀的平面部(6c)形成為在上部側(cè)凸緣的結(jié)合部與下部側(cè)凸緣的結(jié)合部之間在前視圖的截面中呈直線狀。
【專利說明】車輛的前柱上部結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及能夠增大載荷吸收性并且減少車頂振動的原因的車輛的前柱上部結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]通過減小前柱的寬度而減輕重量并且通過改善歸因于前柱的視線(死角)，即使具有小的空間，輕量緊湊型車輛也能夠增加駕駛時的舒適性和安全性。另一方面，不期望前柱太細(xì)，因為這會導(dǎo)致室內(nèi)噪音和車頂振動，并且降低前方碰撞時的載荷吸收性。
[0003]傳統(tǒng)地，為了增強前柱，前柱內(nèi)板和車體側(cè)部外板形成閉合截面，并且在該閉合截面中包括增強構(gòu)件。在前柱中追加形成閉合截面的另外的增強構(gòu)件以增加剛性。已知如下的傳統(tǒng)技術(shù):其中，在前柱內(nèi)板的一部分沿上下方向設(shè)置有向車體寬度方向內(nèi)側(cè)突出的筋部(bead portion)(參照專利文獻(xiàn)I和專利文獻(xiàn)2)。
[0004][現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]
[0005][專利文獻(xiàn)]
[0006][專利文獻(xiàn)I]日本特開2012-158240號公報
[0007][專利文獻(xiàn)2]日本特開2000-272539號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明要解決的問題
[0009]然而，在傳統(tǒng)技術(shù)中，增強構(gòu)件數(shù)量的增加使得重量增加，并且降低了組裝作業(yè)性。在專利文獻(xiàn)2中，上增強構(gòu)件和下增強構(gòu)件在中途連接以形成閉合截面。因此，需要將上增強構(gòu)件和下增強構(gòu)件連接，所以降低了組裝效率。此外，由于車頂振動而在某些頻率下產(chǎn)生聲壓峰值(sound pressure peak)。這是由于骨架振動而非車頂自身振動所導(dǎo)致的車頂振動的模式。即使前柱的骨架具有充分的截面，該截面也可能在脊部(bridge)作為變形余量(deformation allowance)的情況下崩塌。另外,在設(shè)計方面存在為了減輕重量而減小前柱的寬度和厚度的趨勢，如果骨架具有高拉伸強度，則截面不能有效地工作并且骨架在碰撞時會彎曲。另外，車頂前梁的低頻振動導(dǎo)致?lián)躏L(fēng)玻璃的振動，這有礙于確保性能。
[0010]本發(fā)明的目的是解決上述問題，并且提供如下的前柱上部結(jié)構(gòu):該前柱上部結(jié)構(gòu)包括前柱內(nèi)板、車體側(cè)部外板和增強構(gòu)件這三個部件，以減輕重量、降低閉合截面的沿上下方向的壓潰(vertical crush)并且減少車頂振動的原因。
[0011]用于解決問題的方案
[0012]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種車輛的前柱上部結(jié)構(gòu)，其中，由前柱內(nèi)板和車體側(cè)部外板的前柱部形成閉合截面，在該閉合截面的內(nèi)部，設(shè)置有分隔內(nèi)部的增強構(gòu)件以構(gòu)成車輛的前柱，所述前柱的上部側(cè)接合至車頂板，在所述車頂板的前部下表面沿車體寬度方向設(shè)置的車頂前梁的兩端部接合至左右前柱的上部側(cè)內(nèi)側(cè)面，對所述前柱內(nèi)板的上部側(cè)凸緣、所述車體側(cè)部外板的前柱部的上部側(cè)凸緣和所述增強構(gòu)件的上部側(cè)凸緣這三個上部側(cè)凸緣進(jìn)行焊接結(jié)合，對所述前柱內(nèi)板的下部側(cè)凸緣、所述車體側(cè)部外板的前柱部的下部側(cè)凸緣和所述增強構(gòu)件的下部側(cè)凸緣這三個下部側(cè)凸緣進(jìn)行焊接結(jié)合，從而形成閉合截面，在所述前柱內(nèi)板的室內(nèi)側(cè)，使得縱壁狀的平面部形成為在所述上部側(cè)凸緣的結(jié)合部與所述下部側(cè)凸緣的結(jié)合部之間在前視圖的截面中呈直線狀。
[0013]在本發(fā)明中，所述前柱內(nèi)板的平面部至少形成在所述前柱與所述車頂前梁的結(jié)合部的前方，在所述前柱與所述車頂前梁的結(jié)合部的后方的縱壁部，沿所述前柱的長度方向形成有向所述閉合截面的內(nèi)側(cè)突出的筋形狀。
[0014]另外，在本發(fā)明中，所述筋形狀形成為在所述前柱與所述車頂前梁的結(jié)合部并且從所述前柱內(nèi)板的平面部的上下方向中間部開始，向所述前柱內(nèi)板的后方延伸，所述筋形狀與所述前柱內(nèi)板的平面部的上下方向下部側(cè)連續(xù)。
[0015]另外，所述車頂前梁包括在所述車頂板的前部下表面沿車體寬度方向設(shè)置的帶狀主體部和分別設(shè)置在所述主體部的左右兩端并且結(jié)合至左右前柱的延伸構(gòu)件，所述延伸構(gòu)件與所述前柱內(nèi)板的平面部之間的結(jié)合部構(gòu)造成跨越所述筋的前端部。
[0016]發(fā)明的效果
[0017]本發(fā)明的效果如下。
[0018]對前柱內(nèi)板的上部側(cè)凸緣、車體側(cè)部外板的前柱部的上部側(cè)凸緣和增強構(gòu)件的上部側(cè)凸緣這三個上部側(cè)凸緣進(jìn)行焊接結(jié)合，對前柱內(nèi)板的下部側(cè)凸緣、車體側(cè)部外板的前柱部的下部側(cè)凸緣和增強構(gòu)件的下部側(cè)凸緣這三個下部側(cè)凸緣進(jìn)行焊接結(jié)合，從而形成閉合截面，因此能夠構(gòu)造輕量且剛性的柱結(jié)構(gòu)。在前柱內(nèi)板的室內(nèi)側(cè)，使得縱壁狀的平面部形成為在上部側(cè)凸緣的結(jié)合部與下部側(cè)凸緣的結(jié)合部之間在前視圖的截面中呈直線狀。因此，使平面部延伸以減少閉合截面的上下方向的壓潰，并且減少前柱的在車頂前梁的前部側(cè)的截面的壓潰。這減少了車頂前梁的上下移動，并且減少了車頂振動的一個原因。前柱的上下方向的彎曲的減少使得由于前方碰撞時的載荷而導(dǎo)致的彎曲減少，由此提高了載荷吸收性。
[0019]在車頂前梁的前側(cè)抑制了前柱的閉合截面的壓碎，因此能夠有效地減少車頂前梁的結(jié)合部的上下移動量。在車頂前梁的后方側(cè)在前柱的沿車體前后方向延伸的部分向閉合截面的內(nèi)側(cè)突出的筋形狀沿前柱的長度方向形成為相對于來自車體前方側(cè)的載荷沿縱向形成的筋，由此減少了前柱的壓曲(buckling)。
[0020]另外，筋形狀形成為在前柱與車頂前梁的結(jié)合部并且從前柱內(nèi)板的平面部的上下方向中間部開始，向前柱內(nèi)板的后方延伸，筋形狀與前柱內(nèi)板的平面部的上下方向下部側(cè)連續(xù)。因此，筋比前柱向后方延伸的方向更水平地延伸，以減少彎曲、即減少筋的壓曲。
[0021]另外，車頂前梁包括在車頂板的前部下表面沿車體寬度方向設(shè)置的帶狀主體部和分別設(shè)置在主體部的左右兩端并且結(jié)合至左右前柱的延伸構(gòu)件，延伸構(gòu)件與前柱內(nèi)板的平面部之間的結(jié)合部構(gòu)造成跨越筋的前端部，由此消除局部彎曲的部分。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是示出車輛的車體部分的前方立體圖。
[0023]圖2是示出前柱和延伸構(gòu)件的立體圖。
[0024]圖3是示出前柱內(nèi)板的筋和延伸構(gòu)件的安裝位置的立體圖。[0025]圖4是沿著圖2中的線A-A截取的截面圖。
[0026]圖5是沿著圖2中的線B-B截取的截面圖。
[0027]圖6是示出前柱和車頂之間的結(jié)合部的立體圖。
[0028]圖7是從下方觀察車頂前梁的安裝部的立體圖。
[0029]附圖標(biāo)記說明
[0030]I 擋風(fēng)玻璃
[0031]2 車頸部
[0032]3 車室
[0033]4 車頂部
[0034]5 前柱
[0035]6 前柱內(nèi)板
[0036]6c平面部
[0037]7 前柱外板
[0038]8 增強板(增強構(gòu)件)
[0039]9 車體側(cè)部外板
[0040]9a車體側(cè)部外板的前柱部
[0041]10 延伸構(gòu)件
[0042]42車頂前梁
[0043]42a車頂前梁主體
[0044]61筋形狀
【具體實施方式】
[0045]現(xiàn)在，將參照圖1至圖7詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式。
[0046]如圖1所示，在車輛的前部車體部分，連接車頸部2與車頂部4的前柱5形成于擋風(fēng)玻璃I的左右兩側(cè)，其中，車頸部2設(shè)置在擋風(fēng)玻璃I的下部側(cè)，車頂部4構(gòu)成車室3內(nèi)的天花板，車室3形成有乘員座椅。
[0047]如圖2和圖3所示，前柱5是從擋風(fēng)玻璃I的左右兩側(cè)向車頂部4的前端部延伸的帶狀構(gòu)件并且彎曲成圓弧狀，并且為了不阻擋乘員的視線形成為盡可能細(xì)。
[0048]如圖4所示，前柱5包括設(shè)置于室內(nèi)側(cè)的帶狀的前柱內(nèi)板6、設(shè)置于室外側(cè)的帶狀的前柱外板7以及設(shè)置在前柱內(nèi)板6和前柱外板7之間作為增強構(gòu)件的增強板8。
[0049]前柱外板7包括車體側(cè)部外板9的前柱部9a，其中，車體側(cè)部外板9構(gòu)成車體的側(cè)面。前柱內(nèi)板6包括位于上緣部的上部側(cè)凸緣6a和位于下緣部的下部側(cè)凸緣6b，在上部側(cè)凸緣6a和下部側(cè)凸緣6b之間沿長度方向設(shè)置有縱壁狀的平面部6c。與前柱內(nèi)板6類似，前柱外板7包括位于上緣部的上部側(cè)凸緣7a和位于下緣部的下部側(cè)凸緣7b，在上部側(cè)凸緣7a和下部側(cè)凸緣7b之間沿長度方向設(shè)置有彎曲成向外側(cè)鼓出的彎曲部7c。增強板8包括位于上緣部的上部側(cè)凸緣8a和位于下緣部的下部側(cè)凸緣Sb，在上部側(cè)凸緣8a和下部側(cè)凸緣8b之間沿長度方向設(shè)置有向車體外側(cè)突出的方U字形部8c。
[0050]增強板8保持在前柱內(nèi)板6和前柱外板7之間。上部側(cè)凸緣6a、上部側(cè)凸緣7a和上部側(cè)凸緣8a這三個上部側(cè)凸緣通過點焊w接合，下部側(cè)凸緣6b、下部側(cè)凸緣7b和下部側(cè)凸緣8b這三個下部側(cè)凸緣通過點焊w接合，從而形成將內(nèi)部分隔成兩個空間的閉合截面S1、S2。上部側(cè)凸緣6a、上部側(cè)凸緣8a和上部側(cè)凸緣7a彼此接合并且形成為朝向車體側(cè)，從而構(gòu)成粘接擋風(fēng)玻璃I的窗框。
[0051 ] 前柱外板7從上部側(cè)凸緣7a的根部向斜上方彎曲，遠(yuǎn)離增強板8的方U字形部Sc彎曲，然后彎曲成包圍U字形部Sc，并且在其中形成閉合截面S2，該閉合截面S2的大小至少與閉合截面SI大致相同。下部側(cè)凸緣6b、下部側(cè)凸緣Sb和下部側(cè)凸緣7b彼此接合并且向車體后方側(cè)延伸，以形成與前車門(未示出)的前端部開口側(cè)配合的配合部。上部側(cè)凸緣6a、上部側(cè)凸緣8a和上部側(cè)凸緣7a的接合部與下部側(cè)凸緣6b、下部側(cè)凸緣Sb和下部側(cè)凸緣7b的接合部由沒有脊部(彎曲部)的縱壁狀的平面部6c連接。在前柱內(nèi)板6的室內(nèi)側(cè)，縱壁狀的平面部6c形成為在上部側(cè)凸緣6a的結(jié)合部與下部側(cè)凸緣6b的結(jié)合部之間在前視圖中具有直線截面，縱壁狀的平面部6c連接上部側(cè)凸緣6a和下部側(cè)凸緣6b。
[0052]如圖6所示，前柱5的上端部的后方側(cè)接合并組裝至車頂部4，延伸構(gòu)件(延伸件)10在與車頂部4的前端部的接合部接合至前柱內(nèi)板6 (參照圖2)。如圖5所示，在前柱內(nèi)板6的縱壁狀的平面部6c中，在延伸構(gòu)件10的接合位置的后方，筋形狀61形成為沿前柱內(nèi)板6的長度方向朝向車體外側(cè)。如圖2所示，筋形狀61形成為在前端部位于前柱內(nèi)板6的縱壁狀的平面部6c的中間位置，并且在后端部位于前柱內(nèi)板6的縱壁狀的平面部6c的下方位置。由于前柱5的曲線向后方更為平緩，為了使筋形狀61比大致水平地向后方延伸的前柱內(nèi)板6的曲線彎曲地更厲害，所以將筋形狀61向車體后方形成。
[0053]如圖6所示，帶狀的車頂前梁42沿車體寬度方向設(shè)置于車頂部4的車頂板41的前端部的下表面。如圖7所示，車頂前梁42構(gòu)造成使得延伸構(gòu)件10安裝至帶狀的車頂前梁主體42a的兩端部。
[0054]延伸構(gòu)件10包括:組裝部10a，車頂前梁主體42a安裝到該組裝部IOa ;安裝面10b，其在組裝部IOa的前端部向下方側(cè)彎曲并且安裝至前柱內(nèi)板6的縱壁狀的平面部6c ；和引導(dǎo)用壁面10c，其設(shè)置在組裝部IOa的前后兩側(cè)并且向上方突出。在延伸構(gòu)件10中，車頂前梁主體42a的端部配置在組裝部IOa的引導(dǎo)用壁面IOc之間，組裝部IOa接合并組裝至車頂前梁主體42a。車頂前梁42通過點焊w接合并安裝至前柱內(nèi)板6的縱壁狀的平面部6c，使得延伸構(gòu)件10的安裝面IOb覆蓋筋形狀61的前端部。
[0055]根據(jù)該前柱上部結(jié)構(gòu)，如果由前方碰撞等向前柱5施加朝向車體后方側(cè)的應(yīng)力，則如圖4中的雙點劃線所示的壓潰變形模式6'、8'作用到前柱5的截面。這種變形模式6'、8'能夠由縱壁狀的平面部6c吸收，其中，縱壁狀的平面部6c沿著沿圖4中的箭頭方向的力Fl和F2挺伸。
[0056]對于構(gòu)成前柱5的前柱內(nèi)板6、前柱外板7和增強板8，上部側(cè)凸緣6a、上部側(cè)凸緣8a和上部側(cè)凸緣7a的接合部以及下部側(cè)凸緣6b、下部側(cè)凸緣Sb和下部側(cè)凸緣7b的接合部由沒有脊部(彎曲部)的縱壁狀的平面部6c連接。這能夠減少變形余量(周長)并確保剛性結(jié)構(gòu)，由此通過減小前柱5的寬度而增大駕駛時的舒適性和安全性。
[0057]此外，將增強板8保持在前柱內(nèi)板6和前柱外板7之間，上部側(cè)凸緣6a、上部側(cè)凸緣8a和上部側(cè)凸緣7a這三個上部側(cè)凸緣通過點焊w接合，下部側(cè)凸緣6b、下部側(cè)凸緣Sb和下部側(cè)凸緣7b這三個下部側(cè)凸緣通過點焊w接合，從而形成將內(nèi)部分隔成兩個空間的閉合截面S1、S2。同樣，在前柱內(nèi)板6的室內(nèi)側(cè)，縱壁狀的平面部6c形成為在上部側(cè)凸緣6a的結(jié)合部與下部側(cè)凸緣6b的結(jié)合部之間在前視圖中具有直線截面，縱壁狀的平面部6c連接上部側(cè)凸緣6a和下部側(cè)凸緣6b。這能夠提供閉合截面S1、S2不被壓潰的剛性結(jié)構(gòu)。
[0058]對于來自車體前方的載荷，筋形狀61在延伸構(gòu)件10的接合位置的后方形成為沿前柱內(nèi)板6的長度方向朝向車體外側(cè)，由此增加了壓縮方向上的剛性。這能夠防止車頂部的前端部的壓曲等。延伸構(gòu)件10設(shè)置在筋形狀61的前端部，由此通過筋形狀61補償剛性減小了的部分的剛性，并且防止由于局部變形而壓曲。筋形狀61形成為在前端部位于前柱內(nèi)板6的縱壁狀的平面部6c的中間位置，并且在后端部位于前柱內(nèi)板6的縱壁狀的平面部6c的下方位置。因此，筋形狀61能夠大致水平地形成在車體后方，由此確保前柱內(nèi)板6抵抗前方碰撞的剛性。
[0059]車頂前梁42能夠經(jīng)由延伸構(gòu)件10與前柱內(nèi)板6的縱壁狀的平面部6c連續(xù)，由此防止車頂前梁42的振動，并減小低頻的沉悶聲音(muffled sound)。
[0060]本發(fā)明不限于所述實施方式。例如，延伸構(gòu)件10的形狀或大小可以根據(jù)前柱5的厚度或強度而自由設(shè)定。此外，如圖5所示，筋形狀61的寬度H、深度M或長度L可以自由設(shè)定。筋形狀61的前端部可以超過延伸構(gòu)件10的位置而延伸到前方位置。筋形狀61的高度位置可以設(shè)定在縱壁狀的平面部6c的高度方向上的任意位置。當(dāng)平面部6c的高度為Hl時，筋形狀61的上部側(cè)的高度H2相對于下部側(cè)的高度H3優(yōu)選地設(shè)定為H2 > H3。
【權(quán)利要求】
1.一種車輛的前柱上部結(jié)構(gòu)，其中，由前柱內(nèi)板和車體側(cè)部外板的前柱部形成閉合截面，在該閉合截面的內(nèi)部，設(shè)置有分隔內(nèi)部的增強構(gòu)件以構(gòu)成車輛的前柱，所述前柱的上部側(cè)接合至車頂板，在所述車頂板的前部下表面沿車體寬度方向設(shè)置的車頂前梁的兩端部接合至左右前柱的上部側(cè)內(nèi)側(cè)面， 對所述前柱內(nèi)板的上部側(cè)凸緣、所述車體側(cè)部外板的前柱部的上部側(cè)凸緣和所述增強構(gòu)件的上部側(cè)凸緣這三個上部側(cè)凸緣進(jìn)行焊接結(jié)合，對所述前柱內(nèi)板的下部側(cè)凸緣、所述車體側(cè)部外板的前柱部的下部側(cè)凸緣和所述增強構(gòu)件的下部側(cè)凸緣這三個下部側(cè)凸緣進(jìn)行焊接結(jié)合，從而形成閉合截面，在所述前柱內(nèi)板的室內(nèi)側(cè)，使得縱壁狀的平面部形成為在所述上部側(cè)凸緣的結(jié)合部與所述下部側(cè)凸緣的結(jié)合部之間在前視圖的截面中呈直線狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的前柱上部結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述前柱內(nèi)板的平面部至少形成在所述前柱與所述車頂前梁的結(jié)合部的前方，在所述前柱與所述車頂前梁的結(jié)合部的后方的縱壁部，沿所述前柱的長度方向形成有向所述閉合截面的內(nèi)側(cè)突出的筋形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的前柱上部結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述筋形狀形成為在所述前柱與所述車頂前梁的結(jié)合部并且從所述前柱內(nèi)板的平面部的上下方向中間部開始，向所述前柱內(nèi)板的后方延伸，所述筋形狀與所述前柱內(nèi)板的平面部的上下方向下部側(cè)連續(xù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的前柱上部結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述車頂前梁包括在所述車頂板的前部下表面沿車體寬度方向設(shè)置的帶狀主體部和分別設(shè)置在所述主體部的左右兩端并且結(jié)合至左右前柱的延伸構(gòu)件，所述延伸構(gòu)件與所述前柱內(nèi)板的平面部之間的結(jié)合部構(gòu)造成跨越所述筋的前端部。
【文檔編號】B62D25/04GK103863404SQ201310606682
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月12日
【發(fā)明者】平田拓也 申請人:鈴木株式會社