專利名稱：前縱梁構(gòu)造的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及形成車輛的骨架的前縱梁(front side member)構(gòu)造。
背景技術(shù)：
以往，研究了在地板下確保充分的焊接強(qiáng)度并確保車架強(qiáng)度的車身框架構(gòu)造。作為這樣的車身框架構(gòu)造，例如有專利文獻(xiàn)I公開(kāi)的車身框架構(gòu)造。該車身框架構(gòu)造的側(cè)架以被分割為前側(cè)架和地板架的狀態(tài)構(gòu)成。前側(cè)架設(shè)于地板架的前方，前側(cè)架(front sideframe)的后端部與地板架(foor frame)的前端部以相重疊的狀態(tài)接合。這樣的側(cè)架中，在車輛沖撞時(shí)由于自車輛前方輸入的載荷而產(chǎn)生力矩時(shí)，自前側(cè)架與地板架的接合部發(fā)生變形。因此，為了提高接合部的強(qiáng)度，在前側(cè)架與地板架的接合部，在地板架的上面接合加強(qiáng)構(gòu)件。 在該車身框架構(gòu)造的側(cè)架的接合部中，前側(cè)架、地板架和加強(qiáng)構(gòu)件形成骨架，在其上接合地板。若在這些所有構(gòu)件相重疊的部分進(jìn)行焊接，則需要實(shí)現(xiàn)多層構(gòu)件的焊接。若進(jìn)行多層構(gòu)件的焊接，則難以確保充分的焊接強(qiáng)度。因此，為了避免這樣的焊接，該車身框架構(gòu)造以使各構(gòu)件沿前后方向錯(cuò)開(kāi)的狀態(tài)構(gòu)成。結(jié)果，在地板之下的一部分設(shè)置僅I層地板架的截面。該截面容易成為低強(qiáng)度。因此，通過(guò)使加強(qiáng)構(gòu)件的側(cè)面部延伸設(shè)置到該截面，來(lái)確保接合部的強(qiáng)度。專利文獻(xiàn)I :日本特開(kāi)2006 - 290154號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
在專利文獻(xiàn)I公開(kāi)的車身框架構(gòu)造中，前側(cè)架自與地板架接合的接合部朝向前方延伸。而且，前側(cè)架，在向前方延伸的部分的前端部彎曲以使得比向前方延伸的部分靠前側(cè)的部分朝向前方且向上方延伸。朝向前方且向上方延伸的部分相對(duì)于前后方向傾斜。在車輛沖撞時(shí)自車輛前方輸入載荷而在側(cè)架產(chǎn)生力矩時(shí)，傾斜部欲以彎曲部為中心旋轉(zhuǎn)。在專利文獻(xiàn)I公開(kāi)的車身框架構(gòu)造中，對(duì)于彎曲部沒(méi)有做出任何用于強(qiáng)化對(duì)力矩的耐受力的設(shè)計(jì)。因此，希望有能夠進(jìn)一步提高對(duì)在車輛沖撞時(shí)產(chǎn)生的力矩的耐受力的車身框架構(gòu)造。因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠提高對(duì)因車輛沖撞等產(chǎn)生的力矩的耐受力的前縱梁構(gòu)造。解決上述問(wèn)題的本發(fā)明的前縱梁構(gòu)造，在車輛的下部沿車輛前后方向延伸，用于形成車輛的骨架，其特征在于，包括沿前后方向延伸的下梁Under member)部，和設(shè)于下梁部的前方部、朝向前上方延伸的反沖(kick)部，側(cè)視反沖部時(shí)的前側(cè)輪廓以比側(cè)視反沖部時(shí)的后側(cè)輪廓接近鉛直的角度傾斜。在本發(fā)明中，反沖部的前側(cè)輪廓以比反沖部的后側(cè)輪廓更接近鉛直的角度傾斜。因此，在本發(fā)明的前縱梁構(gòu)造中，在因車輛沖撞等產(chǎn)生的力矩較小的反沖部的上方部，反沖部的截面小，在產(chǎn)生力矩較大的反沖部的下方部，反沖部的截面大。因此，對(duì)產(chǎn)生的力矩越大的部分越強(qiáng)化對(duì)力矩的耐受力。因此，能夠提高對(duì)因車輛沖撞等產(chǎn)生的力矩的耐受力。
此外，本發(fā)明的前縱梁構(gòu)造，在車輛的下部沿車輛前后方向延伸，用于形成車輛的骨架，其特征在于，包括沿前后方向延伸的下梁構(gòu)件，和結(jié)合于下梁構(gòu)件的前方部、朝向前上方延伸的反沖構(gòu)件，在下梁構(gòu)件與反沖構(gòu)件的結(jié)合部，下梁構(gòu)件與反沖構(gòu)件重疊。在本發(fā)明中，沿前后方向延伸的下梁構(gòu)件與朝向前方且向上方延伸的反沖構(gòu)件在結(jié)合部重疊，結(jié)合部為2張疊合的構(gòu)造。因此，結(jié)合部處對(duì)力矩的耐受力被強(qiáng)化。因此，能夠提高對(duì)因車輛沖撞等產(chǎn)生的力矩的耐受力。此外，可以是，側(cè)視反沖構(gòu)件時(shí)的前側(cè)輪廓以比側(cè)視反沖構(gòu)件時(shí)的后側(cè)輪廓接近
鉛直的角度傾斜。在該方案中，反沖構(gòu)件的前側(cè)輪廓以比反沖構(gòu)件的后側(cè)輪廓更接近鉛直的角度傾斜。因此，在本發(fā)明的前縱梁構(gòu)造中，在因車輛沖撞等產(chǎn)生的力矩較小的反沖構(gòu)件的上方部，反沖構(gòu)件的截面小，在產(chǎn)生力矩較大的反沖構(gòu)件的下方部，反沖構(gòu)件的截面大。因此，對(duì)產(chǎn)生力矩越大的部分越強(qiáng)化對(duì)力矩的耐受力。因此，能夠進(jìn)一步提高對(duì)因車輛沖撞等產(chǎn)生 的力矩的耐受力。此外，可以是在反沖構(gòu)件之后形成有背面板。在該方案中，在反沖構(gòu)件的后方形成有背面板，成為該背面板能夠承受力矩的構(gòu)造。因此，對(duì)力矩的耐受力被強(qiáng)化。因此，能夠進(jìn)一步提高對(duì)因車輛沖撞等產(chǎn)生的力矩的耐受力。根據(jù)本發(fā)明，可提供一種能夠提高對(duì)因車輛沖撞等產(chǎn)生的力矩的耐受力的前縱梁構(gòu)造。


圖I是表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式的車輛用的前縱梁構(gòu)造的要部的立體圖。圖2是表示圖I所示的前縱梁構(gòu)造的要部的分解立體圖。圖3是表示圖I所示的前縱梁構(gòu)造的車輛正面沖撞時(shí)的載荷輸入狀況的側(cè)視圖。圖4是表示在圖3所示的狀況中，輸入到前縱梁構(gòu)造的力矩與前縱梁構(gòu)造的抗彎力的關(guān)系的曲線圖。圖5是本發(fā)明的第2實(shí)施方式的車輛用的前縱梁構(gòu)造的要部的立體圖。圖6是表示圖5所示的前縱梁構(gòu)造的車輛正面沖撞時(shí)的載荷輸入狀況的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。另外，在附圖的說(shuō)明中對(duì)同一要素標(biāo)注同一附圖標(biāo)記，省略重復(fù)說(shuō)明。圖I是表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式的車輛用的前縱梁構(gòu)造的要部的立體圖。圖2是表示圖I所示的前縱梁構(gòu)造的要部的分解立體圖。圖I所示的前縱梁構(gòu)造IA是設(shè)置成在車輛(未圖示)的下部沿車輛前后方向延伸的構(gòu)造。該前縱梁構(gòu)造IA是用于形成車輛的骨架的構(gòu)造，起到在車輛正面沖撞時(shí)等吸收沖撞能的作用。如圖I所示，本實(shí)施方式的前縱梁構(gòu)造IA包括下梁構(gòu)件2和反沖構(gòu)件3。下梁構(gòu)件2是構(gòu)成前縱梁構(gòu)造IA后部的構(gòu)件，沿車輛前后方向延伸。該下梁構(gòu)件2，其截面呈大致-字形，配置成截面為上方敞開(kāi)。在下梁構(gòu)件2的從前后方向上大致中央部到后側(cè)、在側(cè)方的上端部設(shè)有朝向外側(cè)的凸緣。反沖構(gòu)件3是構(gòu)成前縱梁構(gòu)造IA前部的構(gòu)件，朝向前方且向上方(向前上方)延伸。反沖構(gòu)件3與下梁構(gòu)件2的前方部結(jié)合。該反沖構(gòu)件3，其截面呈大致-字形，配置成截面為上方敞開(kāi)。在反沖構(gòu)件3的側(cè)方的上端部設(shè)有朝向外側(cè)的凸緣。反沖構(gòu)件3具有一對(duì)側(cè)面板31、31、前面板32和背面板33。一對(duì)側(cè)面板31、31是構(gòu)成反沖構(gòu)件3的側(cè)部的部分。偵_板31的上邊35朝向前方且向上方延伸。側(cè)面板31的前邊朝向前方且向上方延伸。前面板32是構(gòu)成反沖構(gòu)件3前部的部分。該前面板32沿著側(cè)面板31的前邊設(shè)于一對(duì)側(cè)面板31、31之間，將前邊連結(jié)。在前面板32中的、在側(cè)視反沖構(gòu)件時(shí)成為前側(cè)輪廓、且比下梁構(gòu)件的上端部靠下側(cè)的部分，設(shè)有作為與前后方向垂直的面的抵接面34。此夕卜，如圖3所示，在側(cè)視反沖部時(shí)成為前側(cè)輪廓的前面板32以比側(cè)視反沖部時(shí)成為后側(cè)輪廓的側(cè)面板的上邊35接近鉛直的角度傾斜。在抵接面34的前方設(shè)有懸架構(gòu)件(未圖示)。
背面板33是形成在反沖構(gòu)件的后方的部分。該背面板33沿著一對(duì)側(cè)面板31、31的后邊而設(shè)于一對(duì)側(cè)面板31、31之間，將一對(duì)側(cè)固板31、31的后邊連結(jié)。下梁構(gòu)件2和反沖構(gòu)件3的結(jié)合部4由下梁構(gòu)件2的前方部和反沖構(gòu)件3的后方部構(gòu)成。在該結(jié)合部4，下梁構(gòu)件2和反沖構(gòu)件3重疊。例如通過(guò)點(diǎn)焊進(jìn)行結(jié)合，在此，圖I中的X標(biāo)記表示點(diǎn)焊的打點(diǎn)。點(diǎn)焊的打點(diǎn)例如可設(shè)于下梁構(gòu)件2的凸緣部與反沖構(gòu)件3的凸緣部重疊的范圍等。如此，本實(shí)施方式的前縱梁構(gòu)造IA由下梁構(gòu)件2和反沖構(gòu)件3分割構(gòu)成。因此，與由一構(gòu)件構(gòu)成的情況相比，容易成形，容易制造。接著，說(shuō)明本實(shí)施方式的前縱梁構(gòu)造的作用及效果。圖3是表示圖I所示的前縱梁構(gòu)造的車輛在面沖撞時(shí)的載荷輸入狀況的側(cè)視圖。此外，圖4是表示在圖3所示的狀況下，輸入到前縱梁構(gòu)造的力矩與前縱梁構(gòu)造的抗彎力的關(guān)系的曲線圖。圖4的實(shí)線表示由于沖撞輸入到前縱梁構(gòu)造的各部位的力矩，虛線表示前縱梁構(gòu)造的各部位的抗彎力。在此，說(shuō)明圖4的虛線所示的前縱梁構(gòu)造的各部位的抗彎力。圖3和圖4所示的前方區(qū)域A表示比抵接面34靠前側(cè)的區(qū)域。此外，重疊區(qū)域B表示下梁構(gòu)件2和反沖構(gòu)件3重疊的結(jié)合部4的區(qū)域。后方區(qū)域C表示比背面板33靠后側(cè)的區(qū)域。前縱梁構(gòu)造IA在前方區(qū)域A，截面小且僅由反沖構(gòu)件3構(gòu)成，因此如圖4的虛線所示，抗彎力最低。而前縱梁構(gòu)造IA在重疊區(qū)域B，截面大且是下梁構(gòu)件2和反沖構(gòu)件3重疊而成為2張疊合構(gòu)造，因此抗彎力最高。并且，前縱梁構(gòu)造IA在后方區(qū)域C，雖然截面小、僅由下梁構(gòu)件2構(gòu)成，但由于背面板33承受力矩，因此耐受力比前方區(qū)域A高。接著，說(shuō)明圖4的實(shí)線所示的輸入到前縱梁構(gòu)造的各部位的力矩。如圖3所示，在車輛正面沖撞時(shí)，來(lái)自緩沖器(未圖示)的載荷(以下，記作“第I載荷F1”)輸入到反沖構(gòu)件3。若被輸入第I載荷F1，反沖構(gòu)件3欲以前縱梁構(gòu)造IA的彎曲部即結(jié)合部4范圍內(nèi)的I點(diǎn)為中心而旋轉(zhuǎn)。此時(shí)，在前縱梁構(gòu)造IA的各部位輸入如圖4的實(shí)線所示的力矩。該力矩的大小通過(guò)第I載荷Fl乘以自第I載荷Fl的輸入位置到各部位的上下方向的距離而求出。例如，在位于結(jié)合部范圍內(nèi)的矩心(図心)P的位置處，被輸入最大的力矩M1，其值表示為Ml=Fl X 11。在此，11表示自第I載荷Fl的輸入位置到矩心P的上下方向的距離。
如圖3所示，在前方區(qū)域A，自第I載荷Fl的輸入位置到各部位的距離小。因此，如圖4的實(shí)線所示，輸入到該范圍的力矩小。因此，即使抗彎力小，也能承受力矩。另一方面，在重疊區(qū)域B，自第I載荷Fl的輸入位置到各部位的距離大。因此，輸入到該范圍的力矩大。但是，如上所述，在本實(shí)施方式的前縱梁構(gòu)造IA中，在重疊區(qū)域B強(qiáng)化了抗彎力。因此，即使輸入大力矩，也能承受力矩。在后方區(qū)域C，雖然自第I載荷Fl的輸入位置到各部位的距離大，但力矩在向該范圍傳遞的過(guò)程中衰減。因此，在后方區(qū)域C不會(huì)被輸入重疊區(qū)域B程度的大力矩。因此，SP使抗彎力不如重疊區(qū)域B那樣高，也能承受力矩。如此根據(jù)所輸入的力矩在各部位配置適當(dāng)材料適當(dāng)部位的構(gòu)件，從而能夠提高對(duì)于由于車輛沖撞等產(chǎn)生的力矩的耐受力。而且，在本實(shí)施方式的前縱梁構(gòu)造IA中，載荷不僅經(jīng)由反沖構(gòu)件3的前面板32、側(cè)面板31和底面，還經(jīng)由背面板33而傳遞到后方的下梁構(gòu)件2。因此，容易向后方的構(gòu)件傳遞載荷。
接著，說(shuō)明在車輛正面沖撞時(shí)等從懸架構(gòu)件輸入的載荷(以下，記作“第2載荷F2”)。在本實(shí)施方式的前縱梁構(gòu)造IA中，第2載荷F2輸入到抵接面34。在此，第2載荷F2的輸入方向?yàn)榍昂蠓较颍纸用?4是相對(duì)于前后方向垂直的面。因此，本實(shí)施方式的前縱梁構(gòu)造IA能夠垂直承受第2載荷F2，因此，成為容易承受因車輛沖撞等來(lái)自前方的載荷的構(gòu)造。此外，在結(jié)合部4存在由側(cè)面板31的底邊形成的棱線和由側(cè)面板31的后邊形成的棱線。因此，第2載荷F2通過(guò)這2根棱線傳遞到后方的構(gòu)件，由此高效率地傳遞到后方的構(gòu)件。而且，結(jié)合部4的下部通過(guò)梁構(gòu)件2的底面與反沖構(gòu)件3的底面而成為2張疊合的構(gòu)造。因此，不需要設(shè)置補(bǔ)片等其他部件，可防止部件數(shù)量的增加。此外，抵接面34的后方部分由下梁構(gòu)件2的底面和反沖構(gòu)件3的底面構(gòu)成為沿水平方向筆直。因此，能夠直線地承受第2載荷F2，因此能夠防止產(chǎn)生由第2載荷F2引起的力矩。而且，在前縱梁構(gòu)造IA的后方部分、即下梁構(gòu)件2的后側(cè)部分，所輸入的第2載荷F2由于在傳遞到該范圍的過(guò)程中衰減，所以變小。因此，能夠?qū)⑾铝簶?gòu)件2的后側(cè)部分做成I張，因此能夠使前縱梁構(gòu)造IA整體的質(zhì)量效率(質(zhì)量効率)良好。如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式的前縱梁構(gòu)造1A，能提高對(duì)因車輛沖撞等而產(chǎn)生的力矩的耐受力。接著，說(shuō)明本發(fā)明的第2實(shí)施方式的車輛用的前縱梁構(gòu)造。圖5是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的前縱梁構(gòu)造的要部的立體圖。本實(shí)施方式的前縱梁構(gòu)造IB與第I實(shí)施方式的前縱梁構(gòu)造IA的不同點(diǎn)在于在下梁構(gòu)件50設(shè)有下方前面板51，其他結(jié)構(gòu)與第I實(shí)施方式的前縱梁構(gòu)造IA相同。下方前面板51是構(gòu)成下梁構(gòu)件50前部的部分。下方前面板51是相對(duì)于前后方向垂直的面。圖6是表示圖5所示的前縱梁構(gòu)造的車輛正面沖撞時(shí)的載荷輸入狀況的側(cè)視圖。如圖6所示，在本實(shí)施方式的前縱梁構(gòu)造IB中，下方前面板51承受第2載荷F2。在此，第2載荷F2的輸入方向?yàn)榍昂蠓较?，與此相對(duì)，下方前面板51是相對(duì)于前后方向垂直的面。因此，能夠垂直承受第2載荷F2，成為容易承受載荷的構(gòu)造。此外，在本實(shí)施方式的前縱梁構(gòu)造IB中，下梁構(gòu)件50的下方前面板51不經(jīng)由反沖構(gòu)件3地承受第2載荷F2。因此，本實(shí)施方式的前縱梁構(gòu)造IB是比第I實(shí)施方式能更可靠地承受第2載荷F2的構(gòu)造。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式的前縱梁構(gòu)造1B，比第I實(shí)施方式的前縱梁構(gòu)造1A，能更可靠地承受因車輛沖撞等而來(lái)自前方的載荷。另外，上述的實(shí)施方式是表示本發(fā)明的前縱梁構(gòu)造的一例。因此，本發(fā)明的前縱梁構(gòu)造不限于上述實(shí)施方式。例如，在上述實(shí)施方式中，前縱梁構(gòu)造由下梁構(gòu)件和作為與下梁構(gòu)件不同的其他構(gòu)件的反沖構(gòu)件構(gòu)成，但也可以由一個(gè)構(gòu)件構(gòu)成。此時(shí)，構(gòu)件中的一部分作為下梁部發(fā)揮作用，別的部分作為反沖部發(fā)揮作用。根據(jù)本發(fā)明，能夠提高對(duì)于因車輛沖撞等產(chǎn)生的力矩的耐受力。附圖標(biāo)記說(shuō)明 1A、IB…前縱梁構(gòu)造，2、50…下梁構(gòu)件，3…反沖構(gòu)件，4…結(jié)合部，32…前面板，33…背面板,35…上邊
權(quán)利要求
1.一種車輛用的前縱梁構(gòu)造，在車輛的下部沿車輛前后方向延伸，用于形成車輛的骨架，其特征在于，包括 沿所述前后方向延伸的下梁部，和 設(shè)于所述下梁部的前方部、朝向前上方延伸的反沖部， 側(cè)視所述反沖部時(shí)的前側(cè)輪廓以比側(cè)視所述反沖部時(shí)的后側(cè)輪廓接近鉛直的角度傾斜。
2.—種車輛用的前縱梁構(gòu)造，在車輛的下部沿車輛前后方向延伸，用于形成車輛的骨架，其特征在于，包括 沿所述前后方向延伸的下梁構(gòu)件，和 結(jié)合于所述下梁構(gòu)件的前方部、朝向前上方延伸的反沖構(gòu)件， 在所述下梁構(gòu)件與所述反沖構(gòu)件的結(jié)合部，所述下梁構(gòu)件與所述反沖構(gòu)件重疊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車輛用的前縱梁構(gòu)造，其特征在于， 側(cè)視所述反沖構(gòu)件時(shí)的前側(cè)輪廓以比側(cè)視所述反沖構(gòu)件時(shí)的后側(cè)輪廓接近鉛直的角度傾斜。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的車輛用的前縱梁構(gòu)造，其特征在于， 在所述反沖構(gòu)件的后方形成有背面板。
全文摘要
本發(fā)明的前縱梁構(gòu)造，在車輛的下部沿車輛前后方向延伸，用于形成車輛的骨架，其特征在于，包括沿前后方向延伸的下梁部(2)，和設(shè)于下梁部的前方部、朝向前上方延伸的反沖部(3)，側(cè)視反沖部時(shí)的前側(cè)輪廓(32)以比側(cè)視反沖部時(shí)的后側(cè)輪廓(35)接近鉛直的角度傾斜。由此，能夠在因車輛沖撞等產(chǎn)生的力矩較小的反沖構(gòu)件的上方使截面小，在產(chǎn)生的力矩較大的下方使截面大。因此，能夠?qū)Ξa(chǎn)生的力矩越大的部分越強(qiáng)化對(duì)力矩的耐受力。
文檔編號(hào)B62D25/20GK102803052SQ20108006543
公開(kāi)日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2010年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月16日
發(fā)明者吉田晃士 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社