车身前部结构的制作方法

本发明涉及一种车身前部结构。

背景技术：

现有技术中，已知这样一种车身前部结构，其由拉伸带来连接发动机和前侧车架，并且在发生偏置冲撞时吸收能量(例如，参照日本发明专利公开公报特开昭63-263135号)。

另外，已知这样一种车身前部结构，其具有架设在左右的前侧车架间的发动机飞出防止构件(例如，参照美国专利第4073357号)。

但是，对日本发明专利公开公报特开昭63-263135号和美国专利第4073357号所记载的车身前部结构而言，在进行各种方式的冲撞时的能量吸收时，还存在改良的余地。

即，对日本发明专利公开公报特开昭63-263135号的车身前部结构而言，当发生偏置冲撞(offsetcrash)时(冲撞前侧车架的外侧的小面积重叠冲撞(smalloverlapcrash)(小重叠)时)抑制发动机(动力单元)向前方移动，但发生对车身前部的整个表面冲撞的完全平面(fullflat)冲撞时，拉伸带不会有助于能量吸收。

另外，对美国专利第4073357号的车身前部结构而言，虽然在发生完全平面冲撞时能够由发动机飞出防止构件来吸收能量，但会担心应力集中在发动机飞出防止构件与动力单元和车身的紧固部。

本发明的方式是提供一种车身前部结构，其具有连接动力单元和车身的连接部件，在小面积重叠冲撞时和完全平面冲撞时的任一情况下，均能够由连接部件吸收能量，并且能够避免应力集中在连接部件与动力单元和车身的紧固部。

为了解决上述课题而实现本发明的目的，本发明采用以下的方式。

(1)本发明的一方式的车身前部结构具有连接部件，其由连接动力单元和车身的带状的金属板构成，所述连接部件具有：板状的底部；第一折弯部，其将所述底部的周缘折弯而形成；周壁部，其经由所述第一折弯部与所述底部连接，且形成为连续的环状，所述连接部件的底部在长度方向上形成为向上方或下方凸的v字状。

(2)在上述(1)的方式中，也可以为：在所述底部上形成有向上方或下方弯曲的第二折弯部，在所述连接部件上，于所述第一折弯部的、与所述第二折弯部对应的位置设置有保留所述环状的周壁部而形成孔的孔形成部。

(3)在上述(1)或(2)的方式中，也可以为：所述连接部件在前后方向上连接将所述动力单元紧固于所述车身的前侧车架的安装(mount)部和所述车身的减震器壳体(damperhousing)。

(4)上述(2)的方式中，也可以为：在所述连接部件上，在俯视时与所述底部的所述第二折弯部不同的位置处形成有向左右方向折弯的第三折弯部，在所述第三折弯部上形成有不与所述第二折弯部交差的凸棱形状。

(5)上述(3)的方式中，也可以为：还具有连接支架，该连接支架包括：侧壁部，其固定于所述车身的减震器壳体的内侧壁；和横壁部，其具有使所述侧壁部的下端向车身宽度方向的中心侧折弯而形成的紧固座面，并且在所述连接部件上设置有至少2个紧固部，所述连接支架与所述连接部件的第一紧固部紧固，在所述侧壁部上，沿前后设置有用于与所述车身的减震器壳体的内侧壁固定的多个固定部，所述多个固定部分别具有沿上下方向排列配置的多个连接部，所述多个固定部以所述多个固定部的中心轴以从前方侧的固定部依次逐步向后方倾斜的方式配置，其中，所述多个固定部的中心轴由所述多个连接部的排列规定，在所述多个固定部之间形成有上下方向的凸棱(bead)。

(6)在上述(3)的方式中，也可以为：还具有连接支架，该连接支架固定于所述减震器壳体，在所述连接部件上设置有至少2个紧固部，所述连接部件的第一紧固部被紧固于所述连接支架，所述连接支架具有：针对电子零部件的电缆的退避形状；和安装所述电缆的带夹(bandclip)的安装座面。

(7)在上述(6)的方式中，也可以为：所述连接部件的第二紧固部紧固于所述动力单元的所述安装部，并且被配置与所述第一紧固部相同的上下高度。

(8)在上述(7)的方式中，也可以为：所述动力单元的所述安装部具有在所述前侧车架前方侧的折弯部的前后被固定在所述前侧车架上的前紧固部和后紧固部。

(9)在上述(3)的方式中，也可以为：所述动力单元还具有：包含有燃料电池堆、马达和变速器的所述动力单元；所述前侧车架；和固定于所述前侧车架的副车架，，所述动力单元搭载在所述副车架上，所述燃料电池堆被紧固在所述安装部和所述副车架的电池堆副车架(stacksubframe)紧固部上，所述马达和所述变速器被固定在所述副车架的马达和变速器副车架紧固部上，所述前侧车架在从前方冲撞时向左右折弯变形，所述副车架在从前方冲撞时呈向下方凸的v字状折弯变形，并且能够从所述前侧车架脱落。

(10)在上述(9)的方式中，也可以为：还具有动力控制单元，在所述动力单元中，所述燃料电池堆配置在所述马达和所述变速器的上方，所述动力控制单元配置在所述动力单元的前方。

根据上述(1)的车身前部结构，带板状的连接部件在底部的周缘具有第一折弯部和周壁部，因此能够使连接部件具有足够的强度，增加变形对能量的吸收量。

另外，当发生完全平面冲撞时，连接部件呈v字状折叠变形来吸收能量，因此，能够抑制紧固部的应力集中，并且不会妨碍前侧车架的变形，因此能够增加能量吸收量。

另外，当发生小面积重叠冲撞时，连接部件将v字形状拉平变形来吸收能量，因此同样能够抑制紧固部的应力集中，并且能够抑制动力单元向前方飞出。

这样，在发生小面积重叠冲撞时和完全平面冲撞时的任意情况下，均能够由连接部件来吸收能量，并且能够避免应力集中在连接部件的、与动力单元和车身紧固的紧固部。而且，能够增加能量吸收量，并且能够抑制动力单元向前方飞出。并且，连接部件具有形成为连续的环状的周壁部，因此，能够提高动力单元的支承刚性而抑制动力单元的振动。

根据上述(2)，能够设定在不失去由连接部件通过环状的周壁部对动力单元的支承刚性的情况下，发生冲撞时若连接部件变形则以第二折弯部为折弯的起点的低强度部。因此，易于在完全平面冲撞时使连接部件发生v字状的折叠变形，而不会进一步妨碍前侧车架的变形，因此能够增加前侧车架的能量吸收量。

根据上述(3)，能够在所述动力单元的安装部和所述车身的减震器壳体之间设定足够的变形空间。因此，当发生完全平面冲撞时，连接部件呈v字状折叠变形，据此，不会妨碍前侧车架变形时的能量的吸收，并且当发生小面积重叠冲撞时，连接部件将v字形状拉平变形，据此，能够抑制动力单元向前方飞出。

根据上述(4)，能够在不妨碍连接部件的第二折弯部的变形的情况下，使连接部件向左右方向位移，以确保动力单元和周边部品的配置空间。

根据上述(5)，即使在将紧固连接部件的连接支架通过焊接固定在减震器壳体上的情况下，也能够通过焊接部在剪切方向的负荷来提高支承强度，而更进一步抑制动力单元的飞出。

根据上述(6)，能够抑制电缆向动力单元的搭载空间突出，而有效地利用动力单元的搭载空间。

根据上述(7)，相对于在前后方向上的冲撞，连接部件在发生完全平面冲撞时，易于呈为v字状折叠变形，在发生小面积重叠冲撞时，易于将v字形状拉平变形，因此，能够有效地吸收能量。

根据上述(8)，当小面积重叠冲撞时，如果前侧车架在折弯部折弯，则安装部的前紧固部和后紧固部同样断裂，因此，安装部向车宽方向的移动被抑制，连接部件维持前后方向的姿势。据此，能够抑制连接支架从减震器壳体分离，通过强的剪切负荷来支承连接支架和连接部件，能够更进一步抑制动力单元的飞出。

根据上述(9)，当发生完全平面冲撞时和小面积重叠冲撞时，搭载动力单元的所述副车架从前侧车架脱落，因此，能够抑制动力单元后退而使车厢前壁下部(dashlower)向室内侧发生变形。

根据上述(10)，能够高效地配置动力单元和动力控制单元，有效地利用动力单元的搭载空间。

附图说明

图1是从车宽方向内侧来观察本发明的一个实施方式的车身前部结构的右侧的立体图。

图2是从车宽方向内侧来观察上述车身前部结构的右侧的侧视图。

图3是上述车身前部结构的右侧的连接部件的立体图。

图4是上述连接部件的俯视图。

图5是沿图3的v-v剖切的剖视图。

图6是上述车身前部结构的右侧的俯视图。

图7是上述车身前部结构的右侧的连接部件和连接支架的立体图。

图8是从车宽方向内侧来观察上述车身前部结构的右侧的连接部件、连接支架和安装部的侧视图。

图9是表示上述车身前部结构的右侧的连接部件周边的电缆的布线的立体图。

图10是上述车身前部结构的动力单元周边的立体图。

图11是从与图10不同的方向来观察的、上述动力单元周边的立体图。

图12是上述车身前部结构的俯视图。

图13是上述车身前部结构的仰视图。

图14a是上述车身前部结构发生完全平面冲撞时的俯视图。

图14b是表示所述连接部件发生完全平面冲撞时而变形的侧视图。

图15a是上述车身前部结构发生小面积重叠冲撞时的俯视图。

图15b是表示所述连接部件发生小面积重叠冲撞时而变形的侧视图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的一实施方式。另外，只要没有特别的记载，以下的说明中的前后左右等的朝向与以下说明的车辆中的朝向相同。

另外，在以下的说明中使用的图中适当位置，标注有表示车辆前方的箭头fr，表示车辆左方的箭头lh，表示车辆上方的箭头up。

如图1所示，本实施方式的车身前部结构具有连接部件10，该连接部件10连接动力单元101所具有的安装部102和构成车身103的减震器壳体104。

在此，如图2、图12所示，在车身103的前部设置有：前侧车架114，其在配置于车厢r2的前方的发动机室(马达室)r1的车身宽度方向(左右方向)的两侧部沿车辆前后方向延伸；和减震器壳体104，其在前侧车架114的上方支承悬挂减震器的上端部。在车厢r2和发动机室r1之间配置有车厢前壁下部(paneldashlower)dl。

在发动机室r1的上部的车身宽度方向的两侧部上设置有沿车辆前后方向延伸的上构件114a。上构件114a位于前侧车架114的上方且车身宽度方向外侧，并且以架设于上构件114a和前侧车架114的方式设置有减震器壳体104。在左右上构件114a的前部之间架设有散热器芯支架(radiatorcoresupport)114b。上构件114a的前部向下方弯曲，被配置于前侧车架114的前部的车身宽度方向外侧，并且相互连接。在前侧车架114的前方通过保险杠延伸部114d连接前保险杠114c，而构成形成为连续的环状的周壁部。

再参照图1，连接部件10是具有预定厚度尺寸的带状的金属板，通过钢板的冲压成形而一体形成。连接部件10具有：板状的底部11；折弯部12(第一折弯部)，其将底部11的周缘折弯；和周壁部13，其通过折弯部12与底部11连接。周壁部13沿底部11的周缘形成为连续的环状。

连接部件10适当地弯曲且沿前后方向延伸。连接部件10将前端部所具有的前紧固部14(第二紧固部)紧固于安装部102，并将后端部所具有的后紧固部15(第一紧固部)紧固于减震器壳体104。在安装部102上设置有紧固前紧固部14的支座侧紧固部102a，在减震器壳体104上连接有紧固后紧固部15的连接支架106。

如图3所示，连接部件10在底部11的前端部侧、前后中间部和后端部侧的三处具有向上下方向弯曲的折弯部16a、16b、16c(第二折弯部)。具体而言，在前紧固部14的后端形成有向上方凸的折弯部16a，在后紧固部15的前端形成有也同样向上方凸的折弯部16c。连接部件10的前紧固部14、后紧固部15呈大致水平设置，在前紧固部14、后紧固部15之间的中间部设置有向下方凸的折弯部16b。在前紧固部14、后紧固部15之间形成有上下呈浅v字状的v字形状部16v。

另外，v字形状部16v也可以在长度方向上不形成为向下方凸的v字状，而形成为向上方凸的倒v字状。

如图4所示，连接部件10在俯视时在与向底部11的向于上下方向折弯的折弯部16a、16b、16c不同的位置处，形成有在俯视观察时以规定角度向左右方向折弯的折弯部18(第三折弯部)。折弯部18设置在v字形状部16v的折弯部16a和折弯部16b之间。在折弯部18上形成有不与折弯部16a和折弯部16b交叉的凸棱(bead)形状19a。在v字形状部16v的折弯部16b和折弯部16c之间，形成有不与折弯部16b和折弯部16c交叉的凸棱形状19b。这些凸棱形状19a、19b能够在不妨碍连接部件10的折弯部16a、16b、16c的折弯变形的情况下提高强度刚性。

如图4、图5所示，连接部件10在底部11的周缘的折弯部12具有在与底部11的各折弯部16a、16b、16c对应的位置、或与其一致的位置，分别形成孔17的孔形成部17a。孔17被冲孔加工成以折弯部12的折弯角度的二等分线c1为中心的圆形。孔17被形成为留有周壁部13的大小。

如图6、图7所示，连接部件10的前紧固部14被螺栓紧固在安装部102的上表面的紧固部上。另外，螺栓紧固有连接部件10的后紧固部15的连接支架106通过焊接而连接于减震器壳体104的内侧壁105。连接支架106具有：侧壁部111，其沿内侧壁105设置；和横壁部113，其从侧壁部111的下端向车身宽度方向内侧弯曲而延伸。横壁部113形成有下表面具有螺母的紧固座面112，该螺母可紧固连接部件10的后紧固部15。

侧壁部111具有前后排列的前固定部107、中间固定部108和后固定部109。各固定部107、108、109具有上下排列的多个点焊部sp(多个连接部)，并且由点焊部sp的排列而规定的中心轴sl1、sl2、sl3从前方侧的固定部依次逐步向后方倾斜。在前后排列的中心轴sl1、sl2、sl3之间形成有上下延伸的凸棱110a、110b。

如图8所示，动力单元101的安装部102具有前紧固部116和后紧固部117，该前紧固部116和后紧固部117固定在前侧车架114的前方侧的折弯部115的前后。在此，前侧车架114除了具有冲撞时发生折弯变形的前方侧的折弯部115之外，还在连接部件10的后端的后方具有前后中间部的折弯部115a，并且在车厢前壁下部dl附近具有后方侧的折弯部(未图示)。前侧车架114能够以这些折弯部为起点左右弯曲来吸收冲撞能量。

连接部件10的前紧固部14、后紧固部15配置在彼此大致相同的上下高度t1。连接部件10构成为，其在前后方向上连接与前侧车架114紧固的动力单元101的安装部102和减震器壳体104的连接支架106，并且在安装部102和连接支架106之间配置有v字形状部16v。

如图9所示，连接支架106在与从配置于连接支架106附近的继电器等的电子零部件118延伸的电缆119相邻的部位，形成有使凸缘末端向减震器壳体104的内侧壁105侧折弯的退避形状部120。另外，连接支架106在退避形状部120的附近，形成有用于保持电缆119的带夹121的安装座面122。

如图10、图11所示，动力单元101具有燃料电池堆123、马达124和变速器(transmission)125。即，本实施方式的车辆为燃料电池车辆。

燃料电池堆123的前部的左右两侧被弹性支承于前侧车架114的左右安装部102上，并且通过电池堆副车架紧固部126来支承后下部的左右中间部。马达124和变速器125的前部和后部被分别支承在前后的马达和变速器副车架紧固部127a、127b。电池堆副车架紧固部126和马达和变速器副车架紧固部127a、127b被设置在俯视时呈井字形状的副车架128上。

如图12、图13所示，由于副车架128从下方连接于前侧车架114，因此动力单元101被搭载在该副车架128上。动力单元101将燃料电池堆123配置在马达124和变速器125的上方，并且，在前方配置动力控制单元(pcu)129。

副车架128将俯视时位于四角的框架连接部128a连接于前侧车架114。前侧车架114由于来自前方的冲撞而以三处的折弯部为起点在大致水平的左右方向发生三点折弯变形。另一方面，副车架128成为前后分割结构，在受到来自前方的冲撞下而呈向下方凸的v字状折弯变形，并与动力单元101一起从前侧车架114向下方脱落。

如图14a、图14b所示，当与障碍物s1发生完全平面冲撞时，前侧车架114变形来吸收能量，并且，来自前方的载荷立即输入(传递到)动力单元101，动力单元101相对于车身103向图14a中的箭头f1所示的后方移动。此时，连接部件10通过图14b中的箭头f2所示的后方载荷，使v字形状部16v折叠变形，据此，吸收冲撞时的能量，抑制前紧固部14、后紧固部15的应力集中。此时，连接部件10不阻挡前侧车架114的左右的变形，因此，不会妨碍前侧车架114吸收能量。

如图15a、图15b所示，当与障碍物s2发生小面积重叠冲撞时，向连接上构件114a的载荷传递部件114x输入载荷，左右一方的前侧车架114发生变形来吸收能量，并且，来自前方的载荷不会输入动力单元101，由于惯性动力单元101会相对于车身103向图15a中的箭头f3所示的前方移动。此时，连接部件10通过图15b中的箭头f4所示的前方载荷，将v字形状部16v拉平变形，据此，吸收冲撞时的能量，抑制前紧固部14、后紧固部15的应力集中，并且能够抑制动力单元101相对于车身103向前方飞出。

如图8所示，安装部102的前紧固部116和后紧固部117固定在前侧车架114在前方侧的折弯部115的前后，因此，当发生上述的冲撞时，若前侧车架114向左右发生弯曲变形，则安装部102的前紧固部116、后紧固部117断裂。据此，当发生冲撞时，动力单元101的安装部102难以向车身宽度方向移动，连接部件10能够维持沿前后方向的姿势，减震器壳体104的连接支架106也同样能够维持姿势。因此，连接支架106不是通过分离方向的载荷支承在减震器壳体104的内侧壁105上，而是通过剪切方向的强载荷来支承，据此，提高了连接部件10的支承载荷。

如以上说明的那样，根据本实施方式的车身前部结构，由带状的金属板构成的连接部件10具有：板状的底部11；和周壁部13，其通过使该底部11的周缘折弯的折弯部12连接于底部11，且形成为连续的环状，底部11在长度方向上形成向上方或下方的v字状。因此，能够由折弯部12和周壁部13使连接部件10保持足够的强度刚性，增加变形对能量的吸收量，并且能够提高动力单元101的支承刚性，减少动力单元101的振动。

另外，当发生完全平面冲撞时，连接部件10呈v字状折叠变形来吸收能量，因此，能够抑制各紧固部14、15的应力集中，并且不会妨碍前侧车架114变形时的能量吸收。

另外，当发生小面积重叠冲撞时，连接部件10将v字形状拉平变形来吸收能量，因此，同样能够抑制各紧固部14、15的应力集中，并且能够抑制动力单元101向前方飞出。

这样，在小面积重叠冲撞时和完全平面冲撞时的任意情况下，均能够由连接部件10吸收能量，且能够避免应力集中在连接部件10的、与动力单元101和车身103紧固的各紧固部14、15，并且减少上述车身的振动，提高冲撞性能。

另外，根据上述车身前部结构，连接部件10在折弯部12的、与折弯部16a、16b、16c对应的位置、或与其一致的位置，设置有保留环状的周壁部13且形成孔17的孔形成部17a。因此，能够设定在不失去由连接部件10通过环状的周壁部13对动力单元101的支承刚性的情况下，发生冲撞时若连接部件10变形则以折弯部16a、16b、16c为折弯起点的低强度部，因此，易于当完全平面冲撞时使连接部件10发生v字状的折叠变形，而不会进一步妨碍前侧车架114的变形，因此，能够增加前侧车架114的能量吸收量。

另外，根据上述车身前部结构，连接部件10在前后方向连接将动力单元101紧固于车身103的前侧车架114的安装部102和车身103的减震器壳体104。因此，在所述动力单元101的安装部102和所述车身103的减震器壳体104之间设置足够的变形空间，当发生完全平面冲撞时，连接部件10呈v字状折叠变形，据此，不会妨碍前侧车架114变形时的能量吸收。另外，当小面积重叠冲撞时，连接部件10将v字形状拉平变形，据此，能够抑制动力单元101向前方飞出。

另外，根据上述车身前部结构，连接部件10形成俯视时与底部11的折弯部16a、16b、16c不同的位置的折弯部18，并且在折弯部18形成有不与折弯部16a、16b、16c交叉的凸棱形状19a、19b。因此，能够在不妨碍连接部件10的折弯部16a、16b、16c的变形的情况下，使连接部件10向左右方向位移，以确保动力单元101和周边部件的配置空间。

另外，根据上述车身前部结构，连接部件10的后紧固部15被紧固于固定在减震器壳体104的内侧壁105上的连接支架106，连接支架106具有：侧壁部111，其固定于减震器壳体104；和横壁部113，其使侧壁部111的下端向车身宽度方向的中心侧折弯来形成紧固座面112，侧壁部111在前后方向具有多个固定部107、108、109，多个固定部107、108、109分别沿上下方向延伸，并且从前方侧的固定部开始依次使中心轴sl1、sl2、sl3向后方逐步倾斜排列，在多个固定部107、108、109之间，形成有上下方向的凸棱110a、110b。因此，即使在将紧固连接部件10的连接支架106通过焊接固定在减震器壳体104上的情况下，也能够由焊接部sp在剪切方向的负荷来提高支承强度，而更进一步抑制动力单元101的飞出。

另外，根据上述车身前部结构，连接部件10的后紧固部15紧固于固定在减震器壳体104上的连接支架106，连接支架106具有：针对电子零部件118的电缆119的退避形状120；和安装座面122，其安装电缆119的带夹121。因此，能够抑制电缆119向动力单元101的搭载空间突出，而有效地利用动力单元101的搭载空间。

另外，根据上述车身前部结构，连接部件10的前紧固部14被紧固在动力单元101的安装部102上，并被配置在与后紧固部15相同的上下高度t1。因此，连接部件10在发生完全平面冲撞时，易于呈v字状折叠变形，在发生小面积重叠冲撞时，易于将v字形状拉平变形，因此能够有效地吸收能量。

另外，根据上述车身前部结构，动力单元101的安装部102具有在前侧车架114前方侧的折弯部115的前后被固定的前紧固部116和后紧固部117。因此，发生小面积重叠冲撞时，若前侧车架114在折弯部115折弯，则安装部102的前紧固部116和后紧固部117同样断裂，因此，安装部102向车身宽度方向的移动被抑制，连接部件10维持前后方向的姿势。据此，能够抑制连接支架106从减震器壳体104分离，通过强的剪切负荷支承连接支架106和连接部件10，能够更进一步抑制动力单元101的飞出。

另外，根据上述车身前部结构，动力单元101具有燃料电池堆123、马达124和变速器125，并且搭载在固定于前侧车架114的副车架128上，燃料电池堆123被固定在安装部102和副车架128的电池堆副车架紧固部126上，马达124和变速器125被固定在副车架128的马达和变速器副车架紧固部127a、127b上，前侧车架114在从前方冲撞时向左右折弯变形，副车架128在从前方冲撞时呈向下方凸的v字折弯变形，并从前侧车架114脱落。因此，在完全平面冲撞时和小面积重叠冲撞时，能够抑制动力单元101后退而使车厢前壁下部dl向室内侧变形。

另外，根据上述车身前部结构，动力单元101将燃料电池堆123配置在马达124和变速器125的上方，并且在前方配置有动力控制单元129。因此，能够高效地配置动力单元101和动力控制单元129，有效地利用动力单元101的搭载空间。

另外，本发明并不限定于上述的实施方式，在不脱离其要旨的范围内能够进行各种变更。例如，并不局限于由连接部件连接向动力单元的车身宽度方向外侧伸出的安装部和向车身的车身宽度方向内侧伸出的减震器壳体的结构，也可以是连接其他部位间的结构。另外，并不限于燃料电池车辆，也可以适用于具有内燃机的发动机车辆、代替燃料电池而具有二次电池的电动车辆、具有发动机和马达的混合动力车辆中。

并且，上述各实施方式中的结构是本发明的一个例子，在未脱离本发明的要旨的范围内，能够进行各种变更。例如，本发明也包含有，形成为连续的环状的周壁部即使在长度方向的端部具有部分缺口也发挥上述的作用效果的情况。