專利名稱：車體結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及支撐包括轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)向懸架部件的車體結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
汽車等的車體具有轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件，轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件例如設(shè)置在至少由作為發(fā)動機艙和乘客艙之間的隔板的前圍板以及作為設(shè)置在前圍板的乘客艙側(cè)的內(nèi)部部件的儀表板限定的空間中。該轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件在車輛寬度方向上延伸，兩端固定到諸如前圍側(cè)板等車體的側(cè)表面，并且支撐各種部件。被支撐的部件的例子包括轉(zhuǎn)向懸架部件、儀表板支撐部件以及選裝部件。轉(zhuǎn)向懸架部件是指包括轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向軸、轉(zhuǎn)向柱等的轉(zhuǎn)向部件。當乘客操作轉(zhuǎn)向盤·時，轉(zhuǎn)向懸架部件可能在轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件上產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)載荷(扭矩)。儀表板支撐部件是指構(gòu)成儀表板的部件，如屬于儀表板的儀表和音頻裝置。儀表板支撐部件包括重的部件并且需要承受這種部件的重量而不是支撐操作載荷。選裝部件是指即使車輛具有相同的車體結(jié)構(gòu)，但是根據(jù)車輛的型號或者根據(jù)用戶的要求可以添加或者可以不添加的規(guī)格部件。因此，要求轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件具有支撐上述各種部件的重量的強度。另外，為了避免在車體的車頭碰撞的情況下由于轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件斷裂或者轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件向乘客移位而導(dǎo)致的乘客受傷程度的增加，還要求轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件具有能夠經(jīng)受住碰撞載荷的強度和剛度。此外，如果轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件具有低剛度，那么會發(fā)生所謂的轉(zhuǎn)向振動，即，來自車體(例如，懸架)的振動或者空轉(zhuǎn)時的發(fā)電機振動被傳遞到轉(zhuǎn)向盤并且這種振動使乘客不舒服。簡言之，要求轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件滿足支撐所述部件、經(jīng)受住碰撞、抑制振動等功能。專利文獻I公開了一種車體結(jié)構(gòu)，其中單個轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件被用作支撐軸并且經(jīng)由轉(zhuǎn)向柱吊架支撐懸架部件。然而，在該車體結(jié)構(gòu)中，該轉(zhuǎn)向柱吊架(轉(zhuǎn)向柱的支撐結(jié)構(gòu))從作為支撐點的轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件伸出懸臂。因為這個原因，該車體結(jié)構(gòu)不具有足夠的支撐強度，并且可能出現(xiàn)由施加到轉(zhuǎn)向盤的載荷、振動等導(dǎo)致的扭力。作為這個問題的對策，必須通過進行大規(guī)模的加固，包括增加轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的直徑或者擴展轉(zhuǎn)向柱吊架的形狀或者增加轉(zhuǎn)向柱吊架的板厚度，來增加轉(zhuǎn)向柱支撐剛度。然而，這種大規(guī)模的加固不可避免地引起重量增加，這導(dǎo)致燃料效率下降并且損害可銷售性。專利文獻2和3公開了具備兩個轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的車體結(jié)構(gòu)，該兩個轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件在車體的前后方向上相互平行。注意，專利文獻2公開了這兩個轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件具有不同的橫截面直徑。在這些車體結(jié)構(gòu)中，一個轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件在兩端固定到車體的側(cè)表面，而另一個轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件以不長于車輛寬度方向上的駕駛員座椅的寬度的長度延伸，并且只有一端固定到車體的側(cè)表面。
_9] 現(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻I日本特開2009-262703號公報
專利文獻2日本特開2006-327398號公報專利文獻3日本特開平11-165563號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題然而，專利文獻2和3中公開的車體結(jié)構(gòu)僅考慮到轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的重量減輕和布局的靈活性。換句話說，為了滿足所有上述要求轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的部件支撐功能、耐碰撞性以及振動抑制效果，必要時這些車體結(jié)構(gòu)需要添加加固構(gòu)件以滿足這些要求。因為這個原因，即使可以實現(xiàn)單獨部件的重量減輕，這些車體結(jié)構(gòu)也難以實現(xiàn)總體上顯著的車重量減輕。
鑒于諸如上面所述的問題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠在保持支撐強度的同時減輕重量的車體結(jié)構(gòu)。用于解決問題的方案為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的車體結(jié)構(gòu)的典型配置是一種支撐包括轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)向懸架部件的車體結(jié)構(gòu)，該車體結(jié)構(gòu)包括第一轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件，其在車輛寬度方向上延伸并且兩端固定到車體的側(cè)表面；以及第二轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件，其設(shè)置在所述第一轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的后方并且與所述第一轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件大致平行地延伸，所述第二轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的兩端經(jīng)由支架聯(lián)結(jié)到所述第一轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件而不到達所述車體的側(cè)表面，其中當從所述車體的側(cè)面看時，所述第二轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件與所述轉(zhuǎn)向懸架部件的重心重合。利用上述配置，支撐轉(zhuǎn)向懸架部件的第二轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件與轉(zhuǎn)向懸架部件的重心重合。因此，接受由轉(zhuǎn)向懸架部件的載荷、振動等引起的并且作用在第一轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件上的扭力的接受器的功能可被分配給第二轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件。另一方面，對于具有單個轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)來說，該單個轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件接受來自轉(zhuǎn)向懸架部件、儀表板支撐部件和選裝部件的復(fù)雜的力，因此不能確定施加到轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的載荷的方向。相反，對于上述配置來說，第二轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件被明確定義為接受作用在第一轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件上的扭力的接受器，從而橫跨車體整個寬度的第一轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件不太可能受到該扭力影響，并且可以提供支撐諸如儀表板支撐部件和選裝部件等部件的特定功能。此外，第一轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件經(jīng)由支架支撐第二轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件。因此，在該扭力作用在第二轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件上的情況下，第一轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件是該扭力方向的中心，并且能確定施加到第二轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的載荷的方向。如上所述，對于接受載荷的方式，將明確的功能清楚地分配給第一和第二轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件，結(jié)果就能確定針對每個構(gòu)件施加的載荷的方向。因此，即使支撐強度不足，也能以考慮了分別施加到第一和第二轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的載荷的方向的最低加固來增加支撐強度。作為結(jié)果，第一和第二轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的直徑以及板厚度可以減小，并且車體結(jié)構(gòu)的重量可以減輕。因此，利用該車體結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)在保持支撐強度的同時減輕重量。優(yōu)選地，屬于儀表板的儀表板支撐的重部件和根據(jù)規(guī)格設(shè)置在所述轉(zhuǎn)向軸周圍的選裝部件被設(shè)置在所述第一轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的附近?；谏鲜鼋Y(jié)構(gòu)，所述第二轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的功能被設(shè)定為接受作用在所述第一轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件上的扭力的接受器，從而所述扭力不太可能作用在所述第一轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件上。因此，所述第一轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件可以提供支撐所述部件的特定功能。也就是說，所述第一轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的功能可被限制于支撐由諸如音頻裝置等重儀表板支撐部件和根據(jù)規(guī)格該車輛可以安裝或者可以不安裝的諸如電動功率電動機等選裝部件施加的豎直方向上的載荷的特定功能。因此，對于所述第一轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件，只需要考慮豎直方向上的加固，從而通過進行最低加固就可以應(yīng)對所述儀表板支撐部件和所述選裝部件，并且可以提高支撐強度。優(yōu)選地，所述第二轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件在所述車輛寬度方向上的寬度被設(shè)定為允許所述第二轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件在所述車輛寬度方向上覆蓋所述轉(zhuǎn)向懸架部件和設(shè)置在所述轉(zhuǎn)向軸附近的所述選裝部件的寬度，并且所述支架聯(lián)結(jié)到所述第二轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的端部。利用該配置，所述第一和第二轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件和所述支架可以形成閉合的截面。此外，所述轉(zhuǎn)向懸架部件和所述選裝部件在所述車輛寬度方向上的形狀位于聯(lián)結(jié)到所述第二轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的各端部的所述支架之間。因此，針對從車輛的后方側(cè)看時圍繞所述轉(zhuǎn)向軸的扭力的強度也可以增加。優(yōu)選地，諸如轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向盤等轉(zhuǎn)向懸架部件包括轉(zhuǎn)向柱，所述轉(zhuǎn)向柱在裝配點處被所述第二轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件支撐，并且所述轉(zhuǎn)向柱的所述裝配點設(shè)置在所述第二轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的正下方。利用該配置，所述裝配點設(shè)置在所述轉(zhuǎn)向柱的重心的正下方，從而不會出現(xiàn) 額外的扭矩。因此，所述轉(zhuǎn)向柱的裝配形狀可以是簡單的形狀，只要考慮支撐強度即可，并且因此可以實現(xiàn)重量減輕。此外，由于在裝配點處不出現(xiàn)扭矩，所以傳遞到轉(zhuǎn)向盤的振動直接被牢固固定的第二轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件接受，并因此可以減小轉(zhuǎn)向振動。優(yōu)選地，所述車體結(jié)構(gòu)還包括加固構(gòu)件，所述加固構(gòu)件從所述第二轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件橫跨所述第一轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件而直線狀地延伸到所述車體前部的車體面板。利用該配置，由所述第二轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件接受的圍繞所述第一轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的扭力(轉(zhuǎn)動方向上的載荷)中的車輛前后方向上的載荷可被所述加固構(gòu)件有效接受。此外，由于所述加固構(gòu)件橫跨所述第一轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件，所以所述加固構(gòu)件的重量可以被所述第一轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件支撐，并且可以抑制新載荷施加到所述第二轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件。優(yōu)選地，所述車體結(jié)構(gòu)還包括支柱，所述支柱從所述車體的地板延伸，并且從下方連接到所述第二轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件，使得所述支柱穿過所述第二轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的軸線。利用該配置，由所述第二轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件接受的圍繞所述第一轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件扭力(轉(zhuǎn)動方向上的載荷)中的車輛豎直方向上的載荷可被所述支柱有效接受。根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種能夠在保持支撐強度的同時減小重量的車體結(jié)構(gòu)。


圖I示出本發(fā)明的實施方式的車體結(jié)構(gòu)。圖2示出包括在圖I的車體結(jié)構(gòu)中的支撐結(jié)構(gòu)。圖3A和圖3B是圖2中的支撐結(jié)構(gòu)的一部分的放大圖。圖4示意性示出圖3A和圖3B中的支撐結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)向懸架部件之間的布局關(guān)系。圖5示出轉(zhuǎn)向懸架部件和選裝部件裝配到圖2中的支撐結(jié)構(gòu)的狀態(tài)。圖6示出從側(cè)面看到的圖5中的支撐結(jié)構(gòu)。圖7示出包括在比較例的車體結(jié)構(gòu)中的支撐結(jié)構(gòu)。
具體實施方式
下面參照附圖詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。所述實施方式中描述的尺寸、材料和其它具體數(shù)值僅是示例性的，用于幫助理解本發(fā)明，并且除非另外指出，否則不被解釋為限制本發(fā)明。應(yīng)該指出的是，在本說明書和附圖中，用相同的附圖標記表示具有實質(zhì)相同的功能和配置的要素，并因此省略了重復(fù)的說明。此外，還省略了對與本發(fā)明不直接相關(guān)的要素的圖示。圖I示出本發(fā)明的實施方式的車體結(jié)構(gòu)。圖2示出包括在圖I的車體結(jié)構(gòu)中的支撐結(jié)構(gòu)。車體結(jié)構(gòu)100包括安裝在如圖I中所示的車體前部的支撐結(jié)構(gòu)102和例如構(gòu)成車體的一部分的前圍板104、前圍側(cè)板106a和106b以及地板面板108。前圍板104是作為發(fā)動機艙和乘客艙的內(nèi)部之間的隔板的構(gòu)件。前圍側(cè)板106a和106b是在其間支撐前圍板104并且裝配到前圍板104的車輛寬度方向上的兩個端部的一對構(gòu)件。地板面板108與前圍板104的一部分一起構(gòu)成車體的地板。
作為具有乘客可看到的設(shè)計表面的內(nèi)部部件的未示出的儀表板設(shè)置在前圍板104的乘客艙側(cè)。上述支撐結(jié)構(gòu)102安裝在由前圍板104和該儀表板限定的空間中。支撐結(jié)構(gòu)102具有支撐轉(zhuǎn)向懸架部件、儀表板支撐部件和選裝部件的結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)向懸架部件是指每個車輛裝有的諸如轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向柱等轉(zhuǎn)向部件。當乘客操作轉(zhuǎn)向盤時，轉(zhuǎn)向懸架部件可以在轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件上產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)載荷(扭矩)。儀表板支撐部件是指構(gòu)成儀表板的諸如屬于儀表板的儀表和音頻裝置等部件。儀表板支撐部件包括重的部件并且需要承受這種部件的重量而不是操作載荷的支撐。選裝部件是指即使車輛具有相同的車體結(jié)構(gòu)，但是根據(jù)車輛的型號或者根據(jù)用戶的要求，車輛可以安裝或者可以不安裝的規(guī)格部件(例如，電動功率電動機和電動功率控制器)。如圖中所示，支撐結(jié)構(gòu)102包括兩個轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件，S卩，在車輛前后方向上大致相互平行設(shè)置并且具有不同長度的第一轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件(前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110)和第二轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件(后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112)。支撐結(jié)構(gòu)102還包括將轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110和112相互聯(lián)結(jié)的中間支架114a和114bο支撐結(jié)構(gòu)102還包括位于車體的駕駛員座椅側(cè)并且作為加固部件的加固構(gòu)件116和支柱118以及用于裝配未示出的轉(zhuǎn)向柱的支架(在下文中稱為柱裝配用支架120)。注意，還示出了另一個加固構(gòu)件122，該加固構(gòu)件122位于車體的乘客座椅側(cè)并且從前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110向前圍板104延伸。如圖I中所示，前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110在車輛寬度方向上延伸，并且其兩端IlOa和IlOb固定到車體側(cè)表面處的前圍側(cè)板106a和106b。前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110主要支撐設(shè)置在其附近的上述儀表板支撐部件和選裝部件。如圖I和圖2中所示，后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112設(shè)置在前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110的后方，并且與前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110大致平行地延伸。后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112的兩端不到達車體側(cè)表面處的前圍側(cè)板106a和106b，并且位于車體的駕駛員座椅側(cè)。后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112經(jīng)由聯(lián)結(jié)到其端部附近的中間支架114a和114b而聯(lián)結(jié)到前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110。此外，后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112支撐上述轉(zhuǎn)向懸架部件，并且當從車體的側(cè)面看時，設(shè)置在與轉(zhuǎn)向懸架部件的重心重合的位置。注意，轉(zhuǎn)向懸架部件的重心位置是在車體設(shè)計或布局期間計算并確定的。例如，后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112經(jīng)由中間支架114a和114b聯(lián)結(jié)到前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110，中間支架114a和114b的長度已經(jīng)被調(diào)整為使得后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112與已確定的轉(zhuǎn)向懸架部件的重心重合。如圖中所示，加固構(gòu)件116從后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112跨越前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110而直線狀地延伸到車體前部的前圍板104(或者前圍上蓋板)。此外，由于加固構(gòu)件116橫跨前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110，所以加固構(gòu)件116的重量被前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110支撐。接下來，將參照圖3A、圖3B和圖4描述上述支柱118和柱裝配用支架120。圖3A和圖3B是圖2中的支撐結(jié)構(gòu)102的一部分的示意性放大圖。圖3A示出從車體的側(cè)表面?zhèn)瓤吹降闹谓Y(jié)構(gòu)102的下側(cè)。圖3B示出從車輛的中心看到的支撐結(jié)構(gòu)102的下側(cè)。注意，在圖3A和圖3B中，所述構(gòu)件被部分省略并且以示意的方式示出。圖4是示出圖3A和圖3B中的支撐結(jié)構(gòu)102和轉(zhuǎn)向懸架部件之間的布局關(guān)系的示意圖。在圖4中，為了方便，轉(zhuǎn)向盤124和轉(zhuǎn)向軸126作為轉(zhuǎn)向懸架部件的例子由雙點劃線示意性示出。雖然未示出，轉(zhuǎn)向柱被設(shè)置為覆蓋轉(zhuǎn)向軸126。支柱118從圖I中所示的地板面板108直線狀地延伸，并且連接到后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu) 件112，從而如圖3B和圖4中所示穿過后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112的軸線。也就是說，支柱118經(jīng)由裝配部118a從下方同心地連接到后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112的車輛中心側(cè)的一部分。如圖3A和圖4中所示，柱裝配用支架120在后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112正下方設(shè)置有轉(zhuǎn)向柱的車輛后方側(cè)緊固點(裝配點128a和128b)。當轉(zhuǎn)向柱被緊固到裝配點128a和128b時，轉(zhuǎn)向柱的重量由后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112支撐。此外，柱裝配用支架120延伸到前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110并且在前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110的附近設(shè)置有車輛前方側(cè)緊固點(裝配點128c和128d)。當轉(zhuǎn)向柱被緊固到這些裝配點128a、128b、128c和128d時，轉(zhuǎn)向柱的大部分重量被車輛后方側(cè)裝配點128a和128b接受。因此，例如，只有足以穩(wěn)定轉(zhuǎn)向柱的位置的載荷作用在車輛前方側(cè)裝配點128c和128d上。在車輛前方側(cè)裝配點128c和128d處，通過將貫通轉(zhuǎn)向軸126的圓棒130插入到在柱裝配用支架120中設(shè)置的并且在圖3B和圖4中示出的孔中來固定轉(zhuǎn)向軸126。因此，轉(zhuǎn)向柱在三個點處固定到柱裝配用支架120。下面參照圖5和圖6描述由支撐結(jié)構(gòu)102支撐轉(zhuǎn)向懸架部件和選裝部件的情況。在此，首先主要描述施加到前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110和后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112的載荷的方向。圖5示出轉(zhuǎn)向懸架部件和選裝部件裝配到圖2中的支撐結(jié)構(gòu)102的狀態(tài)。圖6示出從側(cè)面看到的圖5中的支撐結(jié)構(gòu)。在圖6中，示出了轉(zhuǎn)向懸架部件的重心G和由圍繞前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110的扭力(轉(zhuǎn)動方向上的載荷)引起的圓周運動(箭頭A)以及車輛前后方向上的載荷的方向(箭頭B)和車輛豎直方向上的載荷的方向(箭頭C)，這些載荷是由該圓周運動引起的。注意，在這些圖中，轉(zhuǎn)向軸126被示出作為轉(zhuǎn)向懸架部件的代表性的例子。此外，電動功率電動機132和電動功率控制器134(見圖6)被示出作為選裝部件的代表性的例子。如圖5中所示，在支撐結(jié)構(gòu)102中，后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112在車輛寬度方向上的寬度被設(shè)定為允許轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112在車輛寬度方向上覆蓋轉(zhuǎn)向軸126和電動功率電動機132的寬度。此外，中間支架114a和114b如上所述聯(lián)結(jié)到后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112的端部。因此，前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110、后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112和中間支架114a和114b形成閉合的截面。此外，如圖6中所示，在支撐結(jié)構(gòu)102中，轉(zhuǎn)向軸126經(jīng)由車輛后方側(cè)裝配點128a和128b (見圖3A、圖3B和圖4)緊固在后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112的正下方。
如上所述，后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112與由轉(zhuǎn)向軸126代表的轉(zhuǎn)向懸架部件的重心G重合。因此，由轉(zhuǎn)向軸126的重量導(dǎo)致的豎直向下的力作用在后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112上。同時，由該豎直向下的力、轉(zhuǎn)向軸126的振動等引起的扭力作用在前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110上。該扭力作為圍繞前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110(由圖6中的箭頭A表示的圓周運動)的扭力(在轉(zhuǎn)動方向上的載荷)作用在后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112上。也就是說，接受作用在前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110上的扭力的接受器的功能被分配給后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112。注意，理想地，轉(zhuǎn)向懸架部件的重心G與后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112的軸線重合，但是只要求重心G位于后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112的從車輛的側(cè)面看的截面內(nèi)。此外，圖6中的箭頭A表示的圓周運動的位移具有例如該圖中所示的車輛前后方向(箭頭B)上的分量和車輛豎直方向(箭頭C)上的分量。這樣，當扭力作用在后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112上時，前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110是該扭力方向的中心。因此，施加到后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112的載荷的方向能確定。此外，由于后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112被清楚地定義為接受作用在前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110·上的扭力的接受器，所以跨車體的整個寬度延伸的前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110不太可能受到該扭力影響。因此，支撐諸如包括電動功率電動機132和電動功率控制器134的選裝部件和未示出的包括儀表和音頻裝置的儀表板支撐部件等部件的特定功能可以被分配給前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110。下面參照圖7描述比較例的車體結(jié)構(gòu)。圖7示出包括在該比較例的車體結(jié)構(gòu)中的支撐結(jié)構(gòu)102A。該比較例的支撐結(jié)構(gòu)102A不同于上述車體結(jié)構(gòu)100的支撐結(jié)構(gòu)102之處在于，它具有單個轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件140并且經(jīng)由轉(zhuǎn)向柱吊架142支撐作為轉(zhuǎn)向懸架部件的代表性例子示出的轉(zhuǎn)向軸144。注意，作為選裝部件的代表性例子示出的電動功率電動機146也由轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件140支撐。如該圖中所示，支撐結(jié)構(gòu)102A具有從轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件140在車輛前后方向上延伸的轉(zhuǎn)向柱吊架142。支撐結(jié)構(gòu)102A具有位于轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件140的前后方向的兩側(cè)的軸緊固部(緊固點148a和148b)以及位于轉(zhuǎn)向軸144的車輛寬度方向的兩側(cè)的未示出的緊固點。也就是說，在支撐結(jié)構(gòu)102A中，在裝配到轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件140的轉(zhuǎn)向柱吊架142上形成總共四個緊固點，并且轉(zhuǎn)向軸144通過轉(zhuǎn)向柱吊架142固定到轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件140。這樣，在該比較例的車體結(jié)構(gòu)中，轉(zhuǎn)向柱吊架142在車輛前后方向上橫跨轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件140，從而可以保持支撐平衡。然而，由于該支撐結(jié)構(gòu)102A具有使用轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件140作為支撐軸的懸臂結(jié)構(gòu)，所以重的負擔(dān)施加給轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件140和轉(zhuǎn)向柱吊架142。此外，在使用轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件140作為支撐軸的懸臂結(jié)構(gòu)中，例如由施加到轉(zhuǎn)向懸架部件的載荷、振動等導(dǎo)致的扭力出現(xiàn)在轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件140上。如圖7中的箭頭D所表示，該扭力圍繞轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件140作用。注意，圖7中的陰影區(qū)域E表示該扭力使得必須加固的區(qū)域。因此，該比較例的車體結(jié)構(gòu)需要大規(guī)模的加固，例如增加轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件140的直徑和擴展轉(zhuǎn)向柱吊架142的形狀或者增加轉(zhuǎn)向柱吊架142的板厚度，這不可避免地導(dǎo)致重量增加。相反，利用本實施方式的車體結(jié)構(gòu)100，施加到前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110和后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112的載荷的方向能確定，從而可以對于接受該載荷的方式將明確的功能清楚地分配給前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110和后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112。也就是說，如上所述，作為后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112設(shè)置在轉(zhuǎn)向懸架部件的重心附近的結(jié)果，諸如轉(zhuǎn)向懸架部件的重量等載荷由后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112支撐。此外，由于后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112通過中間支架114a和114b聯(lián)結(jié)到前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110，所以后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112作為接受圍繞前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110的轉(zhuǎn)動方向上的載荷的接受器。同時，來自轉(zhuǎn)向懸架部件的作用在前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110上的載荷被減小，并且前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110可被確定作為接受在車體前后方向上施加的諸如碰撞載荷等載荷以及在車體豎直方向上施加的諸如選裝部件和儀表板支撐部件的重量等載荷的接受器。因此，在車體結(jié)構(gòu)100中，即使支撐強度不足，也能以考慮了施加到前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110和后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112的載荷的方向的最低加固來增加支撐強度。作為結(jié)果，可以減小前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110和后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112的直徑以及板的厚度，并且可以減小車體結(jié)構(gòu)100的重量。因此，利用車體結(jié)構(gòu)100，可以在保持支撐強度和減小轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的變形或抑制振動的同時實現(xiàn)重量減輕。 目前現(xiàn)有的直徑被增加以確保實現(xiàn)足夠的支撐強度的轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件存在布局問題。作為例子，如果轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件彎曲或者凹入，或者管直徑局部變化，則該變化點導(dǎo)致支撐剛度下降，并且成本增加。因為這個原因，考慮到支撐強度和成本，優(yōu)選地，轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件是直的。然而，當設(shè)計跨車輛的整個寬度延伸的轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的布局時，需要保持轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件遠離電部件和空調(diào)部件，此外還需要例如通過在碰撞情況下乘客的膝蓋進入車輛的前側(cè)時防止乘客的膝蓋接觸轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件來避免對駕駛員的座椅側(cè)的碰撞。因此，當使得具有大直徑的轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件為直的時，難以滿足布局和性能這兩方面。相反，就車體結(jié)構(gòu)100來說，由于可以減小前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110的直徑，所以可以在使用直的前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110的同時加寬布局靈活性的范圍。此外，如上所述，在車體結(jié)構(gòu)100中，支撐諸如儀表板支撐部件和選裝部件等部件的特定功能可被分配給不太可能受該扭力影響的前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110。在此，選裝部件，gp，電動功率電動機132和電動功率控制器134，設(shè)置在前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110的附近(見圖6)。如果儀表板支撐部件和選裝部件以這種方式支撐在前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110的附近，那么豎直方向上的載荷被加到前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110。注意，由前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110附近的豎直方向上的載荷導(dǎo)致的圍繞前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110的轉(zhuǎn)動方向的載荷可以被施加到后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112的可能性很低。也就是說，在車體結(jié)構(gòu)100中，通過使后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112的負擔(dān)最小化并且在明確的加固方向上，即豎直方向上，進行小規(guī)模的前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110的加固，就能夠?qū)崿F(xiàn)足夠的支撐強度。此外，由于只需要小規(guī)模的加固，所以加固本身很容易。此外，在車體結(jié)構(gòu)100中，容易應(yīng)對選裝部件的添加。添加選裝部件的情況的例子包括在實驗階段轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件不具有足夠的強度并且在碰撞載荷等之下斷裂的情況，以及相同結(jié)構(gòu)的車輛具有不同規(guī)格，具有或不具有諸如電動功率電動機132和電動功率控制器134等重物體的情況。對于現(xiàn)有的方法，如果添加選裝部件(特別是重部件)，那么載荷施加到轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的方式改變，并且這導(dǎo)致轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件變形，甚至影響振動行為。因此，選裝部件的添加涉及車體結(jié)構(gòu)設(shè)計的大規(guī)模改變。相反，就車體結(jié)構(gòu)100來說，如果選裝部件(例如，電動功率電動機132和電動功率控制器134)設(shè)置在前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110的附近，則很難影響后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112。因此，在車體結(jié)構(gòu)100中，不必添加任何新的加固件，并且通過對前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110進行豎直加固以支持電動功率電動機132和電動功率控制器134的重量就可以增加支撐強度。此外，如上所述，在車體結(jié)構(gòu)100中，前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110、后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112和中間支架114a和114b形成閉合截面(見圖5)。由于形成該閉合截面，所以后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112不具有自由端。此外，如圖5中所示，轉(zhuǎn)向懸架部件和選裝部件在車輛寬度方向上的形狀位于在車輛寬度方向上排列的中間支架114a和114b之間。注意，形成閉合截面的前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110和后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112以及中間支架114a和114b可以滿足與例如比較例的轉(zhuǎn)向柱吊架142 (見圖7)的功能等同的功能(但是具有比現(xiàn)有對應(yīng)物大的形狀)。因此，在車體結(jié)構(gòu)100中，可以高效且有效地保持對在圍繞轉(zhuǎn)向軸126的軸線的轉(zhuǎn) 動方向上作用并且在車輛寬度方向上施加到轉(zhuǎn)向盤124的載荷(扭力)的支撐強度。此外，在車體結(jié)構(gòu)100中，由于后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112不延伸到車體側(cè)表面處的前圍側(cè)板106a和106b，所以可以增加內(nèi)部布局的靈活性，此外，可以增加車體面板設(shè)計的靈活性。如果后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112延伸到前圍側(cè)板106a和106b，則覆蓋后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112的儀表板的設(shè)計受到限制。然而，在車體結(jié)構(gòu)100中，后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112在車輛寬度方向上的寬度被設(shè)定為使得后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112覆蓋轉(zhuǎn)向軸126而不到達前圍側(cè)板106a和106b。因此，靈活性增力口，也就是說，例如，能夠以符合車輛前部形狀的形狀形成儀表板，從而提供深度感。此外，即使在車體的車輛寬度方向的外側(cè)設(shè)置作為空調(diào)部件的通氣窗，并且在該通氣窗的內(nèi)側(cè)設(shè)置將氣流傳送到該通氣窗的導(dǎo)管，車體結(jié)構(gòu)100也能夠高度靈活地布局。此外，在車體結(jié)構(gòu)100中，由于后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112的寬度局限于轉(zhuǎn)向懸架部件的寬度，所以可以確保前座椅處的寬的門開口。如果后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112延伸到車輛寬度方向的外側(cè)的前圍側(cè)板106a和106b，則必須將前圍側(cè)板106a和106b向車輛的后方側(cè)延伸到與后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112聯(lián)結(jié)的部分，這導(dǎo)致門開口減小。然而，就車體結(jié)構(gòu)100來說，只需要將前圍側(cè)板106a和106b的車輛前后方向上的長度設(shè)定為允許前圍側(cè)板106a和106b延伸到與前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110聯(lián)結(jié)的各端IlOa和11Ob的長度，從而可以形成具有寬的門開口和容易進出車輛的門結(jié)構(gòu)。此外，在車體結(jié)構(gòu)100中，還可以例如通過將后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112添加到只具有單個轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的傳統(tǒng)支撐結(jié)構(gòu)，用本實施方式的支撐結(jié)構(gòu)102代替該傳統(tǒng)支撐結(jié)構(gòu)，以減小車體的總重量。此外，如上所述，在車體結(jié)構(gòu)100中，轉(zhuǎn)向柱的車輛后方側(cè)裝配點128a和128b設(shè)置在后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112的正下方(見圖3A、圖3B和圖4)。因此，施加到轉(zhuǎn)向懸架部件的載荷可以被后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112接受，并且可以有效減小使乘客不舒服的轉(zhuǎn)向振動。換句話說，在車體結(jié)構(gòu)100中，為了應(yīng)對轉(zhuǎn)向振動，后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112被設(shè)置并固定到車輛后方側(cè)的轉(zhuǎn)向柱的裝配點128a和128b的正上方。因此，在轉(zhuǎn)向柱的裝配點上不會出現(xiàn)額外的扭轉(zhuǎn)載荷。因此，與比較例中描述的轉(zhuǎn)向柱吊架142被延伸并緊固的方法相t匕，可以有效并可靠地抑制振動，因為轉(zhuǎn)向振動直接被牢固固定的后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112接受。此外，在車體結(jié)構(gòu)100中，與比較例的轉(zhuǎn)向柱吊架142的結(jié)構(gòu)不同，上述柱裝配用支架120可被形成為如圖4中所示的具有獨立的左右各半并且在所有側(cè)閉合的支架，并且可以在實現(xiàn)最小尺寸和最低重量的同時保持支撐強度。此外，如上所述，車體結(jié)構(gòu)100設(shè)置有從后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112跨越前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110而直線狀地延伸到車輛前方側(cè)的前圍板104的加固構(gòu)件116。因此，在車體結(jié)構(gòu)100中，施加到后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112的圍繞前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110的扭力(轉(zhuǎn)動方向上的載荷)在車輛前后方向上(見圖6中的箭頭B)的位移可以被加固部件116有效抑制。此外，在車體結(jié)構(gòu)100中，由于加固構(gòu)件116橫跨前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110，所以加固構(gòu)件116的重量可以由前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110支撐，從而可以防止新的載荷施加到后轉(zhuǎn)向支撐
構(gòu)件112。注意，加固構(gòu)件116的形狀最有利地代表了在車輛的高度方向上并且以最短的方式水平延伸的結(jié)構(gòu)。具有這種結(jié)構(gòu)的加固構(gòu)件116能夠有效加固，同時實現(xiàn)最小尺寸和最低重量。注意，加固構(gòu)件116直線狀地延伸，因此可靠地起到所謂拉桿的作用。此外，在車體結(jié)構(gòu)100中，可以與轉(zhuǎn)向軸126同軸線地設(shè)置加固構(gòu)件116。這可以使在圍繞該軸的軸線的轉(zhuǎn)動方向上施加到轉(zhuǎn)向盤124的載荷最小化。此外，如上所述，在車體結(jié)構(gòu)100中，從地板面板108延伸的支柱118從下方同心地連接到后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112。因此，在車體結(jié)構(gòu)100中，施加到后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112的圍繞前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件110的扭力(在轉(zhuǎn)動方向上的載荷)在車輛豎直方向(見圖6中的箭頭C)上的位移可以被支柱118有效抑制。注意，支柱118具有如下結(jié)構(gòu)是最有利的它從地板面板108的向上突起的底板通道部上的位置延伸，并且從下方連接到后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件112的靠近轉(zhuǎn)向軸126的軸線的部分。盡管上面已經(jīng)參照附圖描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明不局限于上面示出的實施方式。在所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)可以進行各種修改和變化，這對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的，并且這些修改和變化應(yīng)該被理解為包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。本發(fā)明適用于支撐包括轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)向懸架部件的車體結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種車體結(jié)構(gòu)，支撐包括轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)向懸架部件，包括 第一轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件，其在車輛寬度方向上延伸并且兩端固定到車體的側(cè)表面；以及第二轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件，其設(shè)置在所述第一轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的后方并且與所述第一轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件大致平行地延伸，所述第二轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的兩端經(jīng)由支架聯(lián)結(jié)到所述第一轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件而不到達所述車體的側(cè)表面， 其中當從所述車體的側(cè)面看時，所述第二轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件與所述轉(zhuǎn)向懸架部件的重心重口 O
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的車體結(jié)構(gòu)， 其中屬于儀表板的儀表板支撐部件和設(shè)置在所述轉(zhuǎn)向軸附近的選裝部件被設(shè)置在所述第一轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的附近，所述儀表板支撐部件和所述選裝部件不同于所述轉(zhuǎn)向懸架部件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車體結(jié)構(gòu)， 其中所述第二轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件在所述車輛寬度方向上的寬度被設(shè)定為允許所述第二轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件在所述車輛寬度方向上覆蓋所述轉(zhuǎn)向懸架部件和設(shè)置在所述轉(zhuǎn)向軸附近的所述選裝部件的寬度，并且 所述支架聯(lián)結(jié)到所述第二轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的端部。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項所述的車體結(jié)構(gòu)， 其中所述轉(zhuǎn)向懸架部件包括轉(zhuǎn)向柱，所述轉(zhuǎn)向柱在裝配點處被所述第二轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件支撐，并且 所述轉(zhuǎn)向柱的所述裝配點設(shè)置在所述第二轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的正下方。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項所述的車體結(jié)構(gòu)，還包括加固構(gòu)件，所述加固構(gòu)件從所述第二轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件橫跨所述第一轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件而直線狀地延伸到所述車體前部的車體面板。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5中任一項所述的車體結(jié)構(gòu)，還包括支柱，所述支柱從所述車體的地板延伸，并且從下方連接到所述第二轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件，使得所述支柱穿過所述第二轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的軸線。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種能夠在保持支撐強度的同時減輕重量的車體結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的車體結(jié)構(gòu)(100)是支撐包括轉(zhuǎn)向軸(126)的轉(zhuǎn)向懸架部件的車體結(jié)構(gòu)，該車體結(jié)構(gòu)包括前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件(110)，其在車輛寬度方向上延伸并且兩端(110a、110b)固定到前圍側(cè)板(106a、106b)；以及后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件(112)，其設(shè)置在所述前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的后方并且與所述前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件大致平行地延伸，所述后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件的兩端經(jīng)由中間支架(114a、114b)聯(lián)結(jié)到所述前轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件而不到達所述前圍側(cè)板，其中當從車體的側(cè)面看時，所述后轉(zhuǎn)向支撐構(gòu)件與所述轉(zhuǎn)向懸架部件的重心重合。
文檔編號B62D25/08GK102887174SQ20121024950
公開日2013年1月23日 申請日期2012年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月20日
發(fā)明者渥美亮 申請人:鈴木株式會社