汽車的車身結構的製作方法
2023-06-02 23:11:21
專利名稱：汽車的車身結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種諸如單廂車或者貨運卡車那樣的，在駕駛室前方有防撞壓損區的小型四輪汽車的車身結構。
以往，在汽車的前部設置了防撞壓損區，當汽車受到外力撞擊時，可藉助於車身的局部變形，以緩衝乘客的衝擊載荷。
圖12表示一輛汽車51，其發動機52在駕駛室53的前面，由保險槓51a、發動機52和發動機室54等結構部件形成了防撞壓損區55。當這樣的汽車51受到從前方施加的撞擊時，由於有發動機室54之類的防撞壓損區作為緩衝構件，不但能藉助於它們的塑性變形吸收動能，而且還可以防止駕駛室53的變形。
圖13表示一輛單廂車56，其中的發動機57設置在駕駛室58的前排座59的下部，它以設置在車身前部的前保險槓56a和車輛的結構部件形成防撞壓損區60。
這樣，把發動機放在前排座下部的單廂車，從前保險槓到駕駛室之間的距離很短，防撞壓損區的長度就不能做得很大，而且，防撞壓損區中也不包括象發動機設置在駕駛室前面的汽車那樣的發動機室，所以能吸收的由於撞擊而產生的動能是很少的。
而且，未被吸收的動能要由駕駛室的變形來補償。
本發明就是有鑑於以上的事實，目的是提供一種汽車的車身結構，這種車身結構用在發動機設置在前排座下部，或者設置在它的後部的單廂車中時，它的防撞壓損區能夠吸收大量的動能，而且，還能夠控制吸收這種動能的部位。
為了達到上述目的，本發明提供一種發動機設置在前排座下部或者設置在車廂後部的汽車，其車身構造中設有藉助於車身前部的塑性變形來吸收動能的前部防撞壓損區，其特徵在於，在上述前部防撞壓損區之外，在車身的前排座之後的任意部位上，設有中央防撞壓損區，並使得該中央防撞壓損區比在它的前方或後方的部位更容易發生塑性變形。
下面，參照附圖詳細說明本發明的實施例。附圖中圖1是按照本發明的實施例的汽車車身結構的主車架的整體示意側視圖；圖2是圖1中主車架前部的示意側視圖；圖3是按照本發明的實施例的汽車車身結構的主車架和橫梁的整體示意平面圖；圖4是圖3中沿X-X方向的斷面的放大圖；圖5是圖1中的主車架前部的放大了的立體圖；圖6是按照本發明的實施例的汽車車身結構的前車架部分和中央車架部分的連接部分的示意側視圖；圖7是按照本發明的實施例的汽車車身結構的主車架部分和發動機部分的安裝狀態的的示意側視圖；圖8是按照本發明的實施例的汽車車身結構的前車身地板和後車身地板的連接部分的立體圖；圖9是按照本發明的實施例的汽車車身結構的主車架和後車身地板的連接狀態的的示意立體圖；圖10是按照本發明的實施例的汽車車身結構的汽車的前支柱的一部分的示意側視圖；圖11是採用按照本發明的實施例的汽車車身結構的汽車的車身減速度與時間的關係曲線圖；圖12是表示以往的發動機放在駕駛室前面的汽車的防撞壓損區的側視圖13是表示以往的發動機放在駕駛室的前排座下面的汽車的防撞壓損區的側視圖。
圖1表示採用了本發明的汽車車身結構的汽車1。在汽車1的車身2的下部，設有一對向車身的前後方向延伸的左右主梁3。主梁3上有從車身的前端越過前排座4的下部，大致沿水平方向延伸的前梁部分6，在它的後部有比前梁部分6高出一段，也是沿著水平方向一直延伸到車身的後輪5後面的後梁部分8。此外，在前梁部分6和後梁部分8之間設有前低後高的傾斜的中央梁部分7。
如圖3所示，左右主梁3的間距在前梁部分6和後梁部分8上大致是平行的，而在中央梁部分7之間的間距則設計成向車身的後方擴大。
如圖2所示，主梁3中的傾斜的中央梁部分7的斷面尺寸d，要比前梁部分6和後梁部分8的斷面尺寸e和f大，使得中央梁部分7具有更大的剛性。此外，如圖3所示，在主梁3的橫向間距變化的前梁部分6的後端與後梁部分8的前端上，固定連接了向車身橫向延伸的橫梁9、10。
圖4是前梁部分6的斷面圖。如圖4所示，前梁部分6由U形梁6a，固定在上述U形梁的兩側凸緣上的梁蓋6b，和固定在U形梁內部，沿著車身的前後方向延伸的加強梁11所組成。
如圖5所示，前梁部分6的前端用梁蓋6c封閉住開口，而且梁蓋上的凸緣部分6d固定在U形梁6a的內壁上。凸緣部分6d的寬度在需要焊接的部位較寬，而其他部分較窄。
如圖6所示，前梁部分6的後端部與中央梁部分7連接，它與平常車輛的前梁部分的後端部分不同，設有插入中央梁部分7內部的長度為L的延長部分6e，以加強結合部分。
如圖7所示，後梁部分8的前端設有其側面部分向車身內部凸出的卷邊(bead)8a。橫跨左右主梁3的橫梁14固定在該卷邊8a的後部，發動機部件12的後部通過後發動機支座15，安裝在後梁部分8上。發動機部件1的前部，則通過前發動機支座16，安裝在前梁部分6上。另外，上述各支座的安裝方式為，前發動機支座16主要承受上下方向的載荷，而後發動機支座15的上下部分主要承受前後方向的載荷。
圖8表示前部地板17和後部地板18布置在主梁3上的狀態。前部地板17沿著主梁3的中央梁部分7的上面布置在前梁部分6的一側。後部地板18在其前端部形成了向上方豎立的立面18a，並且大致從中央梁部分7的後端開始，沿著後梁部分8在水平方向向後方延伸。在與中央梁部分7的表面相對應的前部地板17的部位，和後部地板18的向上豎立的立面18a的結合處，用焊接的方法固定了補強板19。另外，標號20是設置在前排座4下部的用於檢修發動機部件12等的開口。
如圖9所示，在設置在後梁部分8上部的凸緣部分的寬度擴大了的擴大部分8b上，用交替的點焊把後部地板18焊接在上面，以加強後梁部分8與後部地板18的連接。
如圖10所示，在車身2的各前支柱2a的前側，設置了為防止方向盤21變形的加強板22，於是駕駛室的變形就減小了。
下面，說明按照本發明的實施例的汽車車身結構的作用。
本發明在車身前排座的後面設置了藉助於塑性變形來吸收動能的中央防撞壓損區。該防撞壓損區可以考慮有各種不同的形狀，本實施例的形狀如圖7所示，在主梁3的後梁部分8上設置了卷邊8a，由於有了這種卷邊8a，當發生撞擊時，這一部分就很容易發生塑性變形。此外，由於上述卷邊部分8a很容易產生塑性變形，所以就不會使前梁部分6和後梁部分8發生彎曲，仍能保持直線狀態。
另一方面，為了阻止卷邊8a以外的部分發生變形，在把從側面看呈傾斜狀，從平面上看向後擴大的中央梁部分7的斷面加大，增大它的剛性的同時，還在主梁3從平面上看的彎曲點上設置了橫梁9、10(參見圖3)。此外，在前梁部分6與中央梁部分7的連接處還設置了前梁部分6的延長部分6e，以增大兩者的連接強度。因此，就能夠控制在卷邊部分8a上產生塑性變形。
此外，在本實施例的結構方式中，由於在卷邊8a的後部設置了發動機部件12的安裝部分，所以當有外力施加在上面，車身減速時，發動機部件12的重量便很容易轉移到卷邊8a上，使這一部分更容易發生塑性變形。
所以，當車身受到從前方來的外力衝擊時，除了現有技術中的前部防撞壓損區部分的塑性變形之外，設有卷邊8a的部位也產生了塑性變形，從而可以充分地吸收由於外力而產生的動能。
另一方面，由於主梁3的變形而引起的駕駛室的變形，也由於在前梁部分6上設置了加強梁11而不再發生了。而且，在前部地板17和後部地板18的連接部分設置了補強板19，在後梁部分8上設置了擴大部分8b，並且強化了與後部地板18之間的焊接，更抑制了車廂的變形。在駕駛室的前部，由於在前梁部分6上增加了補強梁11，從而抑制了變形。
圖11中描繪了按照本實施例的方案的汽車1在前方施加了衝擊外力時減速度的變化，圖中，縱坐標表示車身的減速度，橫坐標表示時間。在曲線圖中，如實線c所示，採用本實施例的結構方案能以緩慢的減速度吸收外部的動能。
以上，針對本發明的實施例的技術方案進行了說明，毫無疑問，本發明並不是只限於這樣的實施例，在本發明構思的基礎上可以作出各種不同的變型。
例如，在上述實施例的方案中，在中央防撞壓損區中設置了卷邊8a，它比主梁的前後部位更容易發生塑性變形，但是，使其發生塑性變形的方法也可以是把該部位的主梁的板厚稍微減薄一些之類的其他方法。
此外，在主梁3的中央梁部分7上設計成傾斜的和橫向擴大的部分這種結構，也可以只採用其中的一種結構，或者採用橫梁或增大中央梁部分的斷面來提高這一部分的剛性。
如上所述，按照本發明，由於在前部的防撞壓損區之外，還在車身的前排座的後面設置了以塑性變形來吸收動能的中央防撞壓損區，所以當汽車受到外部施加的衝擊力時，可藉助於中央防撞壓損區的變形來吸收由外部衝擊力所產生的動能。
在沿車身前後方向延伸的一對主梁上設置安裝發動機部件的發動機支座的安裝部件，藉助於把該安裝部件設置在上述中央防撞壓損區的後部，就能很容易地使中央防撞壓損區產生變形。
此外，在前部防撞壓損區和中央防撞壓損區之間，設置了使得上述一對主梁的間距向後方擴大的橫向擴大部分，在該橫向擴大部分的剛性增大的同時，藉助於設置補強該橫向部分的橫梁，能進一步使中央防撞壓損區的變形更加容易發生。
再有，在前部防撞壓損區與中央防撞壓損區之間，設置了使上述主梁向後方升高的傾斜部分，藉助於增大與該傾斜部分相對應的主梁部分的剛性，能使中央防撞壓損區更加容易產生變形。
權利要求
1．一種汽車的車身結構，這種汽車的發動機設置在前排座下部或者設置在車廂後部，其車身構造中設有藉助於車身前部的塑性變形來吸收動能的前部防撞壓損區，其特徵在於，在上述前部防撞壓損區之外，在車身的前排座之後的任意部位上，設有中央防撞壓損區，並使得該中央防撞壓損區比在它的前方或後方的部位更容易發生塑性變形。
2．如權利要求1所述的汽車車身結構，其特徵在於，在沿車身前後方向延伸的一對主梁上，在設置上述中央防撞壓損區的同時，還設置了為安裝發動機用的發動機支座的安裝部分，該安裝部分設置在中央防撞壓損區的後部。
3．如權利要求2所述的汽車車身結構，其特徵在於，在上述前部防撞壓損區與中央防撞壓損區之間，設置了使上述一對主梁的間距向車身後方擴大的橫向擴大部分，在使與該橫向擴大部分相對應的主梁部位的剛性增大的同時，還在主梁上設置了補強該橫向擴大部分的橫梁。
4．如權利要求2所述的汽車車身結構，其特徵在於，在上述前部防撞壓損區與中央防撞壓損區之間，設置了使上述主梁向車身後方升高的傾斜部分，以提高與該傾斜部分相對應的主梁部位的剛性。
全文摘要
本發明的目的是在單廂車那樣的發動機在前排座下部或者在其後部的汽車上增加防撞壓損區。為了達到上述目的,在主梁3的後梁部分8的前端設置了使後梁部分8的側面部分向車身內部凸出的卷邊8a。在卷邊8a的後部,把橫梁14固定在主梁3上,發動機部件12的後部通過後部的發動機支座15安裝在後梁部分8上。發動機部件12的前部則通過前部的發動機支座16安裝在前梁部分6上。
文檔編號B62D21/15GK1220219SQ9812331
公開日1999年6月23日 申請日期1998年12月8日 優先權日1997年12月19日
發明者長坂智, 佐佐木康之, 堀透 申請人:鈴木株式會社