用于車輛的前部結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種用于車輛的前部結(jié)構(gòu)（10），包括前圍板（28）、儀表板（22）以及補件（34），其中，前圍板（28）至少具有前壁（28F）和底壁（28B）并朝向車輛的頂部敞開，儀表板（22）具有上端部（22U），該上端部（22U）在車輛長度方向上以交疊關(guān)系結(jié)合至前圍板（28）的前壁（28F），補件（34）具有：結(jié)合至儀表板（22）的下端側(cè)；以及結(jié)合至前圍板（28）的底壁（28B）的上端側(cè)，以與儀表板（22）和底壁（28B）共同形成封閉截面。
【專利說明】用于車輛的前部結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及用于車輛的前部結(jié)構(gòu)，在該前部結(jié)構(gòu)中，儀表板和前圍結(jié)合在一起。
【背景技術(shù)】
[0002]已知以下構(gòu)型:在該構(gòu)型中，沿著前圍后壁的整個長度設(shè)置的第一加強件與結(jié)合至前圍前壁的儀表板在車輛寬度方向上的中心處通過第二加強件聯(lián)接(例如，參照日本實用新型申請公報N0.5-46668 (JP5-46668U))。已知以下結(jié)構(gòu):該結(jié)構(gòu)包括支架，該支架具有結(jié)合至前圍后壁的一端以及結(jié)合至一對補件(patch)的另一端，所述一對補件在結(jié)合至前圍前壁的儀表板的開口的在車輛寬度方向上的兩側(cè)緊固至儀表板(例如，參照日本專利申請公報N0.2009-113568 (JP2009-113568A)。另外，已知以下用于汽車車身的前部結(jié)構(gòu):該前部結(jié)構(gòu)包括將儀表板的在豎向上以交疊關(guān)系結(jié)合至前圍底壁的后側(cè)部與前圍后壁在車輛寬度方向上的中心處聯(lián)接的支架(例如，參照日本專利申請公報N0.2004-130976(JP2004-130976A))。
[0003]由于儀表板和前圍在車輛長度方向上以交疊關(guān)系進(jìn)行結(jié)合的結(jié)合部經(jīng)受了趨于由來自車輪的力引起其分離的變形，因此就提高抵抗儀表板與前圍之間的結(jié)合部的分離的強度而言具有改善的空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于上述問題，本發(fā)明提供了用于車輛的前部結(jié)構(gòu)，該前部結(jié)構(gòu)能夠提高抵抗儀表板和前圍在車輛長度方向上以交疊關(guān)系進(jìn)行結(jié)合的結(jié)合部的分離的強度。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種用于車輛的前部結(jié)構(gòu)，該前部結(jié)構(gòu)包括前圍板、儀表板以及加強構(gòu)件，其中，該前圍板至少具有前壁以及從該前壁的下端朝向車輛的后部延伸的底壁，并且該前圍板朝向車輛的頂部敞開，該儀表板具有上端部，該上端部在車輛長度方向上以交疊關(guān)系結(jié)合至前圍板的前壁，該加強構(gòu)件具有:在結(jié)合部處結(jié)合至儀表板的下端側(cè)；以及結(jié)合至前圍板的底壁的上端側(cè)，以與儀表板和底壁共同形成封閉截面。
[0006]根據(jù)如上所述的用于車輛的前部結(jié)構(gòu)，加強構(gòu)件跨越前圍板的前壁與儀表板的上端側(cè)在車輛長度方向上以交疊關(guān)系進(jìn)行結(jié)合的結(jié)合部而連接儀表板和前圍板的底壁。另夕卜，儀表板、底壁以及加強構(gòu)件形成在側(cè)視圖中觀察到的封閉截面。在這種構(gòu)型中，趨于引起儀表板和前圍板在車輛長度方向上進(jìn)行交疊的結(jié)合部的分離的載荷被加強構(gòu)件的拉力限制。這防止了結(jié)合部經(jīng)受趨于引起其分離的變形。
[0007]如上所述，如上所述的用于車輛的前部結(jié)構(gòu)能夠提高抵抗儀表板和前圍板在車輛長度方向上進(jìn)行交疊的結(jié)合部的分離的強度。特別地，由于加強構(gòu)件設(shè)置在車輛寬度方向上的在沒有加強構(gòu)件的情況下抵抗分離的強度將相對較低的位置處，因此相比于設(shè)置了沿車輛寬度方向在較寬范圍內(nèi)延伸的加強構(gòu)件的情況，能夠有效地提高抵抗儀表板與前圍板之間的結(jié)合部的分離的強度。
[0008]在用于車輛的前部結(jié)構(gòu)中，儀表板可以具有一對折曲部，該一對折曲部在車輛寬度方向上彼此分開地形成，并且加強構(gòu)件的下端側(cè)與儀表板之間的結(jié)合部可以包括多個主結(jié)合部，所述多個主結(jié)合部位于儀表板的所述一對折曲部之間。
[0009]在如上所述的用于車輛的前部構(gòu)件中，儀表板的折曲部用作高剛度部并趨于將來自車輪的力傳輸至與前圍板的結(jié)合部。換句話說，在沒有加強構(gòu)件的情況下，儀表板的位于在所述一對折曲部之間的區(qū)域上方的部分將具有相對較低的抵抗分離的強度(趨于經(jīng)受應(yīng)力集中)。由于加強構(gòu)件的下端側(cè)在位于所述一對折曲部之間的主結(jié)合部處結(jié)合至儀表板，因此在車輛寬度方向上局部設(shè)置的加強構(gòu)件能夠提高抵抗儀表板與前圍板之間的結(jié)合部的分離的強度。另外，由于加強構(gòu)件具有多個主結(jié)合部，因此相比于具有僅一個主結(jié)合部的構(gòu)型，減小了在加強構(gòu)件與儀表板之間的結(jié)合部處產(chǎn)生的應(yīng)力。
[0010]在如上所述的用于車輛的前部結(jié)構(gòu)中，加強構(gòu)件的下端側(cè)與儀表板之間的結(jié)合部可以包括至少兩個副結(jié)合部，所述至少兩個副結(jié)合部位于儀表板的所述一對折曲部的在車輛寬度方向上的兩側(cè)。
[0011]在如上所述的用于車輛的前部結(jié)構(gòu)中，位于所述一對折曲部的在車輛寬度方向上的兩側(cè)的至少兩個副結(jié)合部有助于防止加強構(gòu)件在主結(jié)合部的結(jié)合之前相對于儀表板的不對準(zhǔn)。因此，主結(jié)合部能夠相對于儀表板在所需位置處適當(dāng)?shù)亟Y(jié)合。這使得主結(jié)合部能夠有助于提高抵抗儀表板與前圍板之間的結(jié)合部的分離的強度。
[0012]在如上所述的用于車輛的前部結(jié)構(gòu)中，副結(jié)合部可以形成在一對腿部上，所述一對腿部從加強構(gòu)件的下端側(cè)沿著車輛寬度方向在相反的方向上延伸。
[0013]在如上所述的用于車輛的前部結(jié)構(gòu)中，由于副結(jié)合部形成在從加強構(gòu)件的下部延伸的腿部上，因此副結(jié)合部能夠位于所述一對折曲部之間的表面的兩側(cè)而不增加加強構(gòu)件的尺寸。
[0014]在如上所述的用于車輛的前部結(jié)構(gòu)中，加強構(gòu)件的上端側(cè)可以在多個點處結(jié)合至前圍板的底壁。
[0015]在如上所述的用于車輛的前部結(jié)構(gòu)中，由于加強構(gòu)件在多個點處結(jié)合至前圍板的底壁，因此相比于前圍板的底壁在僅一個點處結(jié)合的構(gòu)型，能夠減小加強構(gòu)件與前圍板之間的結(jié)合部處產(chǎn)生的應(yīng)力。
[0016]在如上所述的用于車輛的前部結(jié)構(gòu)中，加強構(gòu)件可以具有主體部，該主體部與儀表板和前圍板的底壁共同形成封閉截面，并且該主體部具有:第一邊緣和第二邊緣，該第一邊緣沿著該主體部的在車輛寬度方向上的第一端側(cè)、在儀表板與底壁之間呈直線狀延伸，該第二邊緣沿著該主體部的在車輛寬度方向上的第二端側(cè)、在儀表板與底壁之間以在側(cè)視圖觀察呈弧形的構(gòu)型延伸；以及加強壁，該加強壁在車輛長度方向上從第二邊緣突出。
[0017]在如上所述的用于車輛的前部結(jié)構(gòu)中，加強構(gòu)件具有在儀表板與前圍板的底壁之間呈直線狀延伸的第一邊緣以及在儀表板與前圍板的底壁之間以在側(cè)視圖中觀察呈弧形的構(gòu)型(或者向前凸或者向后凸)延伸的第二邊緣。因此，從加強構(gòu)件至儀表板和前圍板的距離在第二邊緣側(cè)比在第一邊緣側(cè)更大或更小。因而能夠防止加強構(gòu)件干涉其他部件。具有弧形構(gòu)型的第二邊緣在抵抗拉力的強度方面可能是不利的，但是通過在車輛長度方向上從第二邊緣突出的加強壁而進(jìn)行加強以抵抗拉力。因此，第二邊緣能夠有助于加強構(gòu)件展示出所需的加強效果。
[0018]在如上所述的用于車輛的前部結(jié)構(gòu)中，加強構(gòu)件可以包括:主體部，該主體部與儀表板和前圍板的底壁共同形成封閉截面；下凸緣，該下凸緣在主體部的下端處彎曲，并且該下凸緣沿著儀表板的后側(cè)延伸且結(jié)合至儀表板；上凸緣，該上凸緣在主體部的上端處彎曲，并且該上凸緣沿著底壁的下部面延伸且結(jié)合至底壁；下限制部，該下限制部限制趨于增大主體部與下凸緣之間的彎曲角度的變形；以及上限制部，該上限制部限制趨于增大主體部與上凸緣之間的彎曲角度的變形。
[0019]在如上所述的用于車輛的前部結(jié)構(gòu)中，彎曲部形成在主體部與上凸緣之間以及主體部與加強構(gòu)件的下凸緣之間，并且在拉伸載荷施加至加強構(gòu)件時，加強構(gòu)件經(jīng)受趨于增大彎曲部的彎曲角度(以展開彎曲部)的變形。加強構(gòu)件具有位于主體部與上凸緣之間的上限制部以及位于主體部與下凸緣之間的下限制部。因此，限制(約束)了趨于展開加強構(gòu)件的上彎曲部和下彎曲部的變形，并且加強構(gòu)件能夠通過拉力有效地抵抗儀表板與前圍板之間的結(jié)合部的分離。
[0020]在如上所述的用于車輛的前部結(jié)構(gòu)中，加強構(gòu)件的與儀表板和前圍板共同形成封閉截面的主體部可以具有多個開口。
[0021]在如上所述的用于車輛的前部結(jié)構(gòu)中，加強構(gòu)件的主體部具有多個開口，該多個開口能夠用于將加強構(gòu)件保持在所需位置。換句話說，加強構(gòu)件能夠在相對于儀表板和前圍板的適當(dāng)位置結(jié)合至儀表板和前圍板。因此，主結(jié)合部能夠在相對于儀表板的所需位置適當(dāng)?shù)亟Y(jié)合。這使得主結(jié)合部能夠有助于提高抵抗儀表板與前圍板之間的結(jié)合部的分離的強度。
[0022]如之前所描述的，在提高抵抗儀表板和前圍板在車輛長度方向上進(jìn)行交疊的結(jié)合部的分離的強度方面，本發(fā)明的用于車輛的前部結(jié)構(gòu)非常有效。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]以下將參照附圖對本發(fā)明的示例性實施方式的特征、優(yōu)點以及技術(shù)和工業(yè)意義進(jìn)行描述，在附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件，并且在附圖中:
[0024]圖1為從車輛后部觀察到的根據(jù)本發(fā)明實施方式的車身前部結(jié)構(gòu)的主要部分的立體圖；
[0025]圖2為示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的車身前部結(jié)構(gòu)的主要部分的側(cè)剖視圖；
[0026]圖3為從車輛前部觀察到的應(yīng)用了根據(jù)本發(fā)明實施方式的用于車輛的前部結(jié)構(gòu)的汽車的右前部部分的立體圖；
[0027]圖4為示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的用于車輛的前部結(jié)構(gòu)的正視圖；
[0028]圖5為僅示出了構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明實施方式的用于車輛的前部結(jié)構(gòu)的補件的立體圖；
[0029]圖6A為示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的用于車輛的前部結(jié)構(gòu)的因來自前輪的力而變形的狀態(tài)的計算機輔助工程的結(jié)果的示意圖；以及
[0030]圖6B為示出了根據(jù)作為相關(guān)技術(shù)的比較示例的用于車輛的前部結(jié)構(gòu)的因來自前輪的力而變形的狀態(tài)的計算機輔助工程的結(jié)果的示意圖。
【具體實施方式】
[0031]下文將參照圖1至圖6A和圖6B對根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的作為用于車輛的前部結(jié)構(gòu)的車身前部結(jié)構(gòu)10進(jìn)行描述。在圖中按需示出的箭頭FR、箭頭UP、箭頭RH以及箭頭LH分別指示沿著車輛長度方向的向前(行駛)方向、沿著車輛高度方向的向上方向、相對于行駛方向的右側(cè)(相對于車輛寬度方向的一側(cè))以及相對于行駛方向的左側(cè)(相對于車輛寬度方向的另一側(cè))。在以下描述中，除非另外指出，否則術(shù)語“前”和“后”、“上”和“下”、以及“右”和“左”分別指在車輛長度方向上的前側(cè)和后側(cè)、在車輛高度方向上的上側(cè)和下偵U、以及相對于車輛的行駛方向的右側(cè)和左側(cè)。
[0032]圖3為示出了汽車V的應(yīng)用了車身前部結(jié)構(gòu)10的車身B的右側(cè)的一部分的立體圖。由于車身B除之后描述的部件之外主要以大致兩側(cè)對稱的形式形成，因此在以下描述中主要描述車身B的右側(cè)(在該實施方式中為乘客側(cè))。如圖3中所示，車身B包括前柱12、從前柱12的豎向居間部向前延伸的裙?fàn)?apron)上部構(gòu)件14、以及從裙?fàn)钌喜繕?gòu)件14向下延伸的裙?fàn)畎?6。與前懸架(未不出)的上端聯(lián)接的前懸架支撐罩18與構(gòu)成車身B的裙?fàn)畎?6 —體地形成。
[0033]車身B還包括作為在車輛長度方向上延伸的骨架構(gòu)件的前側(cè)構(gòu)件20。保險杠加強件在車輛寬度方向上的一端側(cè)聯(lián)接至前側(cè)構(gòu)件20的前端(未示出)。前側(cè)構(gòu)件20包括前部20F、鉤部(kick portion)20K以及后部20R，其中，該前部20F沿車輛長度方向在發(fā)動機室E中延伸，該鉤部20K沿著之后描述的儀表板22彎曲，該后部20R與鉤部20K后方的底板(未示出)共同形成在車輛長度方向上伸長的骨架。前側(cè)構(gòu)件20的前部20F具有在車輛寬度方向上結(jié)合至前懸架支撐罩18的內(nèi)部的后部。
[0034]車身B還包括將發(fā)動機室E和車廂C分開的儀表板22。儀表板22具有沿著其在車輛寬度方向上的幾乎整個長度結(jié)合至底板(未示出)的前端的下端側(cè)。與儀表板22共同形成具有封閉截面的骨架結(jié)構(gòu)的儀表板橫向構(gòu)件24沿著其在車輛寬度方向上的幾乎整個長度方向結(jié)合至儀表板22的前側(cè)。前側(cè)構(gòu)件20的前部20F具有與儀表板橫向構(gòu)件24以抵接關(guān)系結(jié)合的后端。前側(cè)構(gòu)件20的鉤部20K結(jié)合至儀表板22的前部面并延續(xù)至與底板的下部面結(jié)合的后部20R。
[0035]儀表板22具有上端側(cè)，構(gòu)成前圍構(gòu)件26的前圍板28結(jié)合至該上端側(cè)。前圍板28在左、右前柱12的豎向居間部之間延伸，該前圍板28為具有朝上敞開的反向帽狀截面且在車輛寬度方向上伸長的構(gòu)件。前圍板28具有結(jié)合至左、右裙?fàn)钌喜繕?gòu)件14中的相應(yīng)一者的縱向端。包括前圍板28的前圍構(gòu)件26構(gòu)造成與左、右前柱12和車頂構(gòu)件(未示出)共同支承擋風(fēng)玻璃。
[0036]在如上所述的車身B中，來自前輪(前懸架)的載荷經(jīng)由前懸架支撐罩18和前柱12傳輸至儀表板22與前圍板28之間的結(jié)合部,作為趨于引起該結(jié)合部分離的載荷。隨后結(jié)合本實施方式的效果對載荷的傳輸進(jìn)行描述。
[0037]以下將對車身前部結(jié)構(gòu)10的主要特征進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0038]如圖2中所示，前圍板28包括作為主要部件的前壁28F、后壁28R以及底壁28B，其中，前壁28F和后壁28R在車輛長度方向上彼此對置，底壁28B連接前壁28F和后壁28R的下端。因此，前圍板28如上所述向上敞開。在前圍板28的下前部部分處，呈從側(cè)視圖中觀察到的大致L形構(gòu)型的前圍減振鋼板30例如通過點焊結(jié)合至前壁28F的下部以及底壁28B的前部。更具體地，前圍減振鋼板30包括作為主要部件的結(jié)合至前壁28F的前壁部30F以及作為主要部件的結(jié)合至底壁28B的下壁部30L。[0039]儀表板22具有上端部22U，該上端部22U在車輛長度方向上以交疊關(guān)系結(jié)合至前圍板28的前壁28F。在該實施方式中，儀表板22的上端部22U與前圍板28的前壁28F的下部沿著其在車輛寬度方向上的幾乎整個長度在結(jié)合部Jcd處經(jīng)由前圍減振鋼板30的前壁部30F彼此結(jié)合。在該實施方式中，結(jié)合部Jcd通過借助于點焊將在車輛長度方向上交疊的前壁部30F、前壁28F以及上端部22U —體地結(jié)合而形成。
[0040]由于駕駛員側(cè)與乘客側(cè)之間、車廂C和發(fā)動機室E在形狀方面的差異，因此如上所述在上端部22U處結(jié)合至前圍板28的儀表板22是兩側(cè)非對稱的。如圖4中所示，儀表板22在如在正視圖中觀察到的在車輛寬度方向上的中心線CL與在右前懸架支撐罩18聯(lián)接至前懸架處的點18C (虛線ILl)之間的區(qū)域A中具有階梯部22S。換句話說，階梯部22S相對于車身B在車輛寬度方向上的中心是偏移的。階梯部22S用作將儀表板22的一般部22G以及向前突出得比一般部22G更遠(yuǎn)的支承面部22Z連接的傾斜豎向壁。
[0041]因此，在階梯部22S的右側(cè)形成有用作與支承面部22Z的邊界的第一棱線RL1，并且在階梯部22S的左側(cè)形成有用作與一般部22G的邊界的第二棱線RL2。儀表板22通過沖壓加工形成,并且第一棱線RLl和第二棱線RL2為一對折曲部的一個不例。在該實施方式中，儀表板22的支承面部22Z具有在接近階梯部22S的位置處延伸穿過儀表板22的通孔22H。
[0042]如圖1中所示，在該實施方式中，儀表板22通過第二儀表板32從后側(cè)覆蓋。第二儀表板32結(jié)合至儀表板22以加強儀表板22。盡管未完全示出，但第二儀表板32構(gòu)造成除階梯部22S的上部部分以及繞支承面部22Z的通孔22H的一部分以外從后側(cè)大致完全覆蓋儀表板22。
[0043]車身前部結(jié)構(gòu)10(車身B)具有作為加強構(gòu)件的補件34，其在如正視圖中觀察到的區(qū)域A中的固定位置處聯(lián)接儀表板22和前圍板28。具體地，如圖1至圖4中所示，補件34在儀表板22的階梯部22S與前圍板28的底壁28B之間延伸。在該實施方式中，補件34具有下凸緣34L以及上凸緣34U，下凸緣34L形成補件34的下部部分并結(jié)合至儀表板22的階梯部22S，上凸緣34U形成補件34的上部部分并結(jié)合至前圍板28的底壁28B的前部部分。
[0044]如圖2中所示，補件34的作為在下凸緣34L與上凸緣34U之間的主體部的補件主體34M與儀表板22以及前圍板28的底壁28B共同形成具有在側(cè)視圖中觀察到的大致三角形形狀的封閉截面部CS。換句話說，補件主體34M與儀表板22和前圍板28是分開的。以下將對補件34和其結(jié)合(聯(lián)接)結(jié)構(gòu)進(jìn)行更加詳細(xì)地描述。
[0045]如圖5中所示，具有板狀構(gòu)型的補件主體34M具有相對于車輛高度方向略微傾斜的直線狀左邊緣34EL以及彎曲成在側(cè)視圖中觀察到的向后凸起的弧形右邊緣34ER。作為加強壁的加強凸緣34F從補件主體34M的彎曲右邊緣34ER向后延伸。因此，補件主體34M的右邊緣34ER通過加強凸緣34F在車輛高度(拉伸)方向上得到加強。補件主體34M具有:附接基準(zhǔn)孔34Hs，在補件34結(jié)合至車身B時，焊接裝置的基準(zhǔn)銷插入到附接基準(zhǔn)孔34Hs中；和作為用于保持補件34相對于車身B的附接位置的多個開口的一對夾具附接孔34Hj。
[0046]上凸緣34U通過將補件主體34M的上端向后彎曲而形成，并且如圖1中所示在設(shè)置在其右端和左端處的兩個上結(jié)合部Ju處結(jié)合至底壁28B。在該實施方式中，補件34在其寬度方向上的中央處具有作為上限制部的肋部34R，其跨過上凸緣34U與補件主體34M的上端部之間的邊界而形成并且向后突出。因此，相比于不具有肋部34R的構(gòu)型，補件34得至IJ加強以抵抗趨于增大補件主體34M與上凸緣34U之間的彎曲角度(趨于消除(展開)彎曲)的變形。在該實施方式中，加強凸緣34F連接至上凸緣34U的右邊緣34ER。
[0047]下凸緣34L通過向后彎曲補件主體34M的下端而形成，并且在作為圖1中示出的多個主結(jié)合部的上、下兩個下主結(jié)合部Jlm處結(jié)合至階梯部22S。下主結(jié)合部Jlm構(gòu)造成確保補件34的下部與儀表板22之間的結(jié)合強度。
[0048]作為腿部的一對延伸腿部34P1和34P2從補件34的補件主體34M的下部即下凸緣34L沿相反的方向側(cè)向延伸。向右延伸的延伸腿部34P1向右延伸得比加強凸緣34F的下部更遠(yuǎn)，并且在作為位于其延伸端附近的副結(jié)合部的下副結(jié)合部Jls處結(jié)合至儀表板22的支承面部22Z的后側(cè)。從補件主體34M的下部以及下凸緣34L的左端向左延伸得更遠(yuǎn)的延伸腿部34P2在作為位于其延伸端附近的副結(jié)合部的下副結(jié)合部Jls處結(jié)合至儀表板22的一般部22G的后側(cè)。
[0049]在該實施方式中，延伸腿部34P2在下副結(jié)合部Jls處經(jīng)由第二儀表板32結(jié)合至儀表板22。右下副結(jié)合部和左下副結(jié)合部Jls在結(jié)合下主結(jié)合部Jlm之前、在儀表板22的階梯部22S (補件主體34M)的在車輛寬度方向上的兩側(cè)的位置處被結(jié)合，使得補件34的下部相對于儀表板22的聯(lián)接位置的偏差能夠在可接受的范圍內(nèi)。
[0050]延伸腿部34P2形成沿著與下凸緣34L的邊界向上凸起的棱線(折曲部)RL3，并形成沿著與補件主體34M的下部的邊界向后凸起的棱線(折曲部)RL4。因此，相比于沒有棱線RL3和RL4的構(gòu)型，補件34得到加強以抵抗趨于增大補件主體34M與下凸緣34L (以及延伸腿部34P2)之間的彎曲角度(消除(展開)彎曲)的變形。如上所述的沿著延伸腿部34P2與下凸緣34L之間的邊界的棱線RL3以及沿著延伸腿部34P2與補件主體34M的下部之間的邊界的棱線RL4為下限制部的一個示例。
[0051]如上所述的補件34結(jié)合至儀表板22和前圍板28的結(jié)合部通過點焊形成。結(jié)合可以借助于螺栓和螺母代替焊接來實現(xiàn)。
[0052]如圖2中所示，在車身前部結(jié)構(gòu)10中，諸如儀表板內(nèi)消音器(絕緣體)、空調(diào)單元(HVAC)以及線束之類的部件CP設(shè)置在包括補件34結(jié)合至儀表板22的位置的車廂C側(cè)空間中。補件34的補件主體34M如上所述具有彎曲右邊緣以避免與部件CP (包括諸如線束之類的可移動部件的運動范圍)干涉。
[0053](安裝補件34的過程)在車身前部結(jié)構(gòu)10中，當(dāng)組裝車身B時，儀表板22在前圍板26組裝至車身B之前組裝至車身B，并且在這種狀態(tài)下，補件34在兩個下副結(jié)合部Jls處緊固至儀表板22。接下來，補件34在兩個下主結(jié)合部Jlm處緊固至儀表板22的階梯部22S。隨后，在前圍構(gòu)件26組裝至車身B之后，補件34在最后的組裝步驟中在上結(jié)合部Ju處通過前圍減振鋼板30緊固至前圍板28的底壁28B。
[0054]在組裝期間，補件34在補件主體34M的兩個夾具附接孔34Hj處附接至夾具并且相對于儀表板22保持在適當(dāng)位置。例如，在組裝期間，補件34在夾具附接孔43Hj處附接至組裝自動機(robot)的手部(hand)上的夾具并通過自動機傳送(插入)至車身B中的所需位置。當(dāng)將補件34傳送至相對于儀表板22 (車身B)的所需位置時，將焊接基準(zhǔn)銷插入到附接基準(zhǔn)孔34Hs中，并且在這種狀態(tài)下，將補件34如上所述在下副結(jié)合部Jls處放置就位。
[0055]接下來將對第一實施方式的效果進(jìn)行描述。[0056]例如，當(dāng)汽車在不良道路上行駛時，大的豎向載荷施加至前懸架。特別地，在諸如在前輪上使用大直徑輪胎的車輛之類的具有大的非簧載質(zhì)量的汽車、或諸如具有大型電池的混合動力車輛之類的具有大的簧載質(zhì)量的汽車中，大載荷趨于從前懸架傳輸至車身B。
[0057]在應(yīng)用了具有上述構(gòu)型的車身前部結(jié)構(gòu)10的汽車中，當(dāng)大的向下載荷從前懸架傳輸至前懸架支撐罩18 (參照圖3中的箭頭Fd)時，前側(cè)構(gòu)件20的結(jié)合至前懸架支撐罩18的前部20F受迫向下。因此，圍繞前部20F的后端與儀表板橫向構(gòu)件24進(jìn)行結(jié)合的結(jié)合部產(chǎn)生了力矩M，并且儀表板22由力矩M向前拉動。
[0058]隨后，儀表板22的上端部22U以及前圍板28的前壁28F在車輛長度方向上以交疊關(guān)系通過點焊進(jìn)行結(jié)合的結(jié)合部Jcd經(jīng)受了趨于引起其分離的變形(應(yīng)力)。特別地，趨于引起結(jié)合部Jcd的分離的(在車輛長度方向上)變形在左前輪和右前輪在豎向相反階段移動時趨于是大的。
[0059]儀表板22的階梯部22S——換句話說，兩個棱線RLl與RL2之間的部分——用作高剛性區(qū)域。因此，由力矩M引起的朝向車輛的前部的載荷(變形)沿著連接前側(cè)構(gòu)件20和階梯部22S的虛直線傳輸至結(jié)合部Jed。換句話說，由于相比于板在經(jīng)由任何其他部分的路徑上的變形，由力矩M引起的載荷更不大可能被板在沿著兩條棱線RLl和RL2 (階梯部22S)的路徑上的變形吸收(衰減)，因此相比于沿著任何其他部分，更大的載荷沿著棱線RLl和RL2傳輸至結(jié)合部Jed。換句話說，與在儀表板22在車輛寬度方向上的任何其他部分處相比，趨于引起結(jié)合部Jcd的分離的變形在形成階梯部22S的位置處更大。通過計算機輔助工程確定了大應(yīng)力施加至包括在不具有補件34的比較示例的圖4中示出的點焊點SI至S3的區(qū)域Z。
[0060]因此,在不具有補件34的比較示例中，如圖6B中所示,相對于在載荷傳輸(變形)之前的由虛線指示的形狀，由實線指示的變形狀態(tài)在結(jié)合部Jcd處趨于引起其分離的變形的程度將是大的。具體地，通過儀表板22和前壁28F形成的角度Θ—換句話說，重復(fù)載荷(應(yīng)力)——變大。作為解決這種問題的對策，當(dāng)增加形成儀表板22和前圍板28的鋼板的厚度以獲得高到足以防止點焊在結(jié)合部Jcd處的分離(減小施加至結(jié)合部Jcd的應(yīng)力)的疲勞強度時，車身B的質(zhì)量增加。
[0061]在車身前部結(jié)構(gòu)10中，補件34設(shè)置在儀表板22的趨于引起結(jié)合部Jcd的分離的變形即應(yīng)力最大的部分上。因此，通過補件34在大致車輛高度方向上的拉力限制了趨于引起儀表板22和前壁28F的分離的變形(支承抵抗變形的載荷)。圖6A示出了在與圖6B中示出的比較示例中的相同的載荷條件下，該實施方式中進(jìn)行的計算機輔助工程的結(jié)果的輪廓。在該實施方式中，如圖6A中所示,相比于以上比較示例,通過儀表板22和前壁28F形成的角度Θ即反復(fù)載荷(應(yīng)力)在由實線指示的變形之后的狀態(tài)下更小。圖6A中的虛線示出了儀表板22和前圍板28在如圖6B中示出的比較示例的情況下的載荷的傳輸(變形)之前的形狀。
[0062]通過諸如有限元方法(FEM)之類的計算機輔助工程(CAE)確定了:在該實施方式中，減小了施加至階梯部22S的緊上方的結(jié)合部Jcd中的點焊點的應(yīng)力。更具體地，獲得了施加至圖4中示出的位于階梯部22S的緊上方的點焊點SI至S3的應(yīng)力減小的分析結(jié)果。
[0063]如上所述，在根據(jù)該實施方式的車身前部結(jié)構(gòu)10中，能夠提高抵抗儀表板22與前圍板28之間的結(jié)合部中的在車輛寬度方向上應(yīng)力最可能集中處的形成了階梯部22S的部分的分離的強度(疲勞強度)。另外，補件34的安裝提高了車身B抵抗汽車V在轉(zhuǎn)向或換車道期間的扭轉(zhuǎn)的剛度。
[0064]特別地，在車身前部結(jié)構(gòu)10中，儀表板22的在沿車輛長度方向結(jié)合的前圍板28的前壁28F與儀表板22的上端部22U之間的結(jié)合部Jcd的緊下方的部分以及底壁28B的鄰近前壁28F的部分通過補件34連接。換句話說，形成了以下結(jié)構(gòu):在該結(jié)構(gòu)中，通過拉力限制儀表板22與前圍板28之間的結(jié)合部Jcd的分離的補件34跨越結(jié)合部Jcd連接儀表板22和前圍板28。因此，例如，相比于上端側(cè)結(jié)合至前圍板28的后壁28R的比較示例，補件34有效地助于提高抵抗儀表板與前圍之間的分離的強度。
[0065]另外，由于具有以上構(gòu)型的補件34以短距離連接儀表板22和前圍板28，因此通過儀表板22和前壁28F形成的角度Θ即反復(fù)載荷(應(yīng)力)能夠通過尺寸緊湊的補件34保持較小。因此，相比于增大儀表板22和前圍板28的厚度以將其疲勞強度提高至同等水平的比較示例，能夠顯著地抑制車身B的質(zhì)量的增加。從計算機輔助工程的結(jié)果已經(jīng)確定了:就質(zhì)量方面而言，相比于通過增大板厚度實現(xiàn)同等疲勞強度的比較示例，通過增添補件而增加重量具有優(yōu)勢。
[0066]特別地，肋部34R提高了補件34抵抗趨于展開(消除)上凸緣34U相對于補件主體34M的彎曲的變形的強度。另外，棱線RL3和RL4提高了補件34抵抗趨于展開(消除)下凸緣34L相對于補件主體34M的彎曲的變形的強度。換句話說，補件34形成為具有抵抗沿著連接上結(jié)合部Ju和下主結(jié)合部Jlm (參照圖2)的虛直線IL2的拉力的高剛度，并且在通過尺寸的緊湊提高疲勞強度方面非常有效。另外，上凸緣34U和下凸緣34L的變形限制部單獨地形成的事實在加強彎曲部和補件主體34M方面是有效的并有助于減小補件34的尺寸。
[0067]另外，特別是在車身前部結(jié)構(gòu)10中，補件主體34M在車輛寬度方向上的一個邊緣(右邊緣)彎曲以防止與其他部件干涉。由于加強凸緣34F沿著補件主體34M豎立，因此加強凸緣34F確保了補件主體34M具有抵抗拉力的足夠強度。換句話說，補件主體34M設(shè)置有抵抗拉力的足夠強度以助于如上所述的結(jié)合部Jcd的疲勞強度。由于加強凸緣34F延續(xù)至上凸緣34U的右邊緣，因此其還與上述肋部34R共同地有助于提高上凸緣34U抵抗趨于展開上凸緣34U相對于補件主體34M的彎曲部的彎曲的強度。
[0068]在車身前部結(jié)構(gòu)10中，階梯部22S具有多個(兩個)下主結(jié)合部Jim。因此，相比于階梯部22S具有僅一個下主結(jié)合部Jlm的情況，能夠減小每個下主結(jié)合部Jlm上的應(yīng)力。換句話說，由于從輪傳輸至儀表板22與補件34之間的結(jié)合部的載荷分布至多個下主結(jié)合部Jlm，因此每個下主結(jié)合部Jlm上的應(yīng)力減小。
[0069]類似地，補件34的上凸緣34U在多個上結(jié)合部Ju處緊固至前圍板28。因此，從輪傳輸至前圍板28與補件34之間的結(jié)合部的載荷分布至所述多個上結(jié)合部Ju，并且每個上結(jié)合部Ju上的應(yīng)力減小。特別地，在該實施方式中，上結(jié)合部Ju位于設(shè)置了前圍減振鋼板30的下壁部30L的區(qū)域中。這與前圍減振鋼板30在加強前圍板28方面的有效性共同地進(jìn)一步減小了施加至每個上結(jié)合部Ju的應(yīng)力。
[0070]另外，在車身前部結(jié)構(gòu)10中，在補件34在下主結(jié)合部Jlm處緊固至儀表板22 (以確保強度)之前，補件34在位于階梯部22S的在車輛寬度方向上的兩側(cè)的兩個下副結(jié)合部Jls處在儀表板22上緊固就位。因此，補件34的下凸緣34L能夠在沒有相對于作為儀表板22的傾斜面的階梯部22S偏離(在可允許的范圍內(nèi))的情況下被緊固就位。因此，如上所述，當(dāng)補件34在兩個下主結(jié)合部Jlm處適當(dāng)?shù)鼐o固至儀表板22時，補件34有助于提高儀表板22與前圍板28之間的結(jié)合部Jcd的疲勞強度。
[0071]另外，兩個下副結(jié)合部Jls位于作為從補件主體34M沿著車輛寬度方向在相反的方向上延伸的腿部的延伸腿部34P1和34P2上。因此，在車身前部結(jié)構(gòu)10中，補件34能夠在儀表板22的階梯部22S的在車輛寬度方向上的兩側(cè)處在儀表板22上緊固就位，而不增加補件34的在車輛寬度方向上的尺寸。
[0072]另外，由于補件主體34M具有兩個夾具附接孔34Hj，因此補件34在被傳輸至其位于儀表板22上的安裝位置時由夾具保持在適當(dāng)?shù)奈恢谩?br> [0073]盡管在以上實施方式中示出了其中補件34安裝在介于車身B的在車輛寬度方向上的中心與右(乘客側(cè))前懸架支撐罩18之間的區(qū)域A中的示例，但是本發(fā)明不限于此。補件34可以設(shè)置在車輛寬度方向上的沿車輛寬度方向施加至結(jié)合部Jcd的應(yīng)力在沒有補件34的情況下會變大的任何位置處。因此，補件34可以安裝在車輛寬度方向上的中心處、或相對于在車輛寬度方向上的中心的駕駛員側(cè)。
[0074]另外，本發(fā)明的加強構(gòu)件(的形狀)不限于補件34 (的形狀)。例如，根據(jù)汽車V中使用的儀表板22的形狀以及位于儀表板22的后方的部件的形狀和尺寸，加強構(gòu)件可以具有任何形狀。
[0075]另外，盡管以上實施方式中示出了其中作為傾斜豎向壁的階梯部22S形成在儀表板22的一對折曲部之間的示例，但是本發(fā)明不限于此。例如，通過在車輛長度方向上突出或縮回儀表板22的在車輛寬度方向上的一部分而形成的并與一般部大致平行的支承面部可以為形成在支承面部的在車輛寬度方向上的兩側(cè)的折曲部之間的部分。
[0076]另外，盡管以上實施方式示出了其中車身B設(shè)置有前圍減振鋼板30和第二儀表板32的示例，但是本發(fā)明不限于此。例如，可以不設(shè)置前圍減振鋼板30和第二儀表板32中的至少一者。
[0077]應(yīng)當(dāng)理解，在不背離本發(fā)明主旨的情況下，本發(fā)明能夠以各種改型實施。
【權(quán)利要求】
1.一種用于車輛的前部結(jié)構(gòu)，包括: 前圍板，所述前圍板至少具有前壁以及從所述前壁的下端朝向所述車輛的后部延伸的底壁，并且所述前圍板朝向所述車輛的頂部敞開； 儀表板，所述儀表板具有上端部，所述上端部在車輛長度方向上以交疊關(guān)系結(jié)合至所述前圍板的所述前壁；以及 加強構(gòu)件，所述加強構(gòu)件具有:在結(jié)合部處結(jié)合至所述儀表板的下端側(cè)；以及結(jié)合至所述前圍板的所述底壁的上端側(cè)，以與所述儀表板和所述底壁共同形成封閉截面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于車輛的前部結(jié)構(gòu)，其中，所述儀表板具有一對折曲部，所述一對折曲部在車輛寬度方向上彼此分開地形成，并且所述加強構(gòu)件的所述下端側(cè)與所述儀表板之間的所述結(jié)合部包括多個主結(jié)合部，所述多個主結(jié)合部位于所述儀表板的所述一對折曲部之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于車輛的前部結(jié)構(gòu)，其中，所述加強構(gòu)件的所述下端側(cè)與所述儀表板之間的所述結(jié)合部包括至少兩個副結(jié)合部，所述至少兩個副結(jié)合部位于所述儀表板的所述一對折曲部的在車輛寬度方向上的兩側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于車輛的前部結(jié)構(gòu)，其中，所述副結(jié)合部形成在一對腿部上，所述一對腿部從所述加強構(gòu)件的下端側(cè)沿著車輛寬度方向在相反的方向上延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項所述的用于車輛的前部結(jié)構(gòu)，其中，所述加強構(gòu)件的所述上端側(cè)在多個點處結(jié)合至所述前圍板的所述底壁。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項所述的用于車輛的前部結(jié)構(gòu)，其中，所述加強構(gòu)件具有主體部，其中，所述主體部與所述儀表板和所述前圍板的所述底壁共同形成封閉截面，并且所述主體部具有:第一邊緣和第二邊緣，所述第一邊緣沿著所述主體部的在車輛寬度方向上的第一端側(cè)、在所述儀表板與所述底壁之間呈直線狀延伸，所述第二邊緣沿著所述主體部的在車輛寬度方向上的第二端側(cè)、在所述儀表板與所述底壁之間以在側(cè)視圖中觀察呈弧形的構(gòu)型延伸；以及加強壁，所述加強壁在車輛長度方向上從所述第二邊緣突出。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項所述的用于車輛的前部結(jié)構(gòu)，其中，所述加強構(gòu)件包括:主體部，所述主體部與所述儀表板和所述前圍板的所述底壁共同形成封閉截面；下凸緣，所述下凸緣在所述主體部的下端處彎曲，并且所述下凸緣沿著所述儀表板的后側(cè)延伸且結(jié)合至所述儀表板；上凸緣，所述上凸緣在所述主體部的上端處彎曲，并且所述上凸緣沿著所述底壁的下部面延伸且結(jié)合至所述底壁；下限制部，所述下限制部限制趨于增大所述主體部與所述下凸緣之間的彎曲角度的變形；以及上限制部，所述上限制部限制趨于增大所述主體部與所述上凸緣之間的彎曲角度的變形。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任一項所述的用于車輛的前部結(jié)構(gòu)，其中，所述加強構(gòu)件的與所述儀表板和所述前圍板共同形成封閉截面的所述主體部具有多個開口。
【文檔編號】B62D25/14GK103796908SQ201280038915
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月10日
【發(fā)明者】金子恒昭 申請人:豐田自動車株式會社