本发明涉及对左右的侧车架进行了改良的车身构造。
背景技术:
构成车身的各部件所必需的强度和刚性根据部位而不同。例如,左右的侧车架谋求在车辆受到碰撞载荷时会在预先设定的位置变形,并能有效地吸收碰撞能量。对此,通常是将左右的侧车架的材料(例如材质和/或板厚)根据部位而更换、或将该左右的侧车架局部地通过加强部件来加强。然而,存在构成该左右的侧车架的部件的数量增加、并成为成本提高的主要原因且车身重量增加的课题。
近年来,使用将构成车身的部件、例如左右的侧车架通过钢板的热锻压成型(热冲压)来成型的技术,并进一步开发出针对每个规定的部位使淬火硬度发生变化的技术。这种技术例如通过专利文献1及专利文献2可知。
由专利文献1可知的技术是通过对加热后的钢板进行冲压成型来得到侧车架等车身构成材料的技术。进一步地,在由专利文献1可知的技术中,设有多个脆弱部,该多个脆弱部在对加热后的钢板进行冲压成型时,通过与其他部分相比局部地减慢冷却速度,而将硬度设定得小。
由专利文献2可知的技术在左右的前侧车架的前端部具备左右的压溃梁(crushrail)。该左右的压溃梁是从左右的前侧车架向前方延伸的矩形的闭合截面体。在该左右的压溃梁的一部分上设有至少各一个的压溃触发部。该左右的压溃触发部是通过对该左右的压溃梁中的规定位置进行加热及冷却而得到的脆弱的部分。当车辆的前表面受到碰撞载荷时,该左右的压溃触发部能够控制该左右的压溃梁的变形位置。
通常,左右的侧车架是位于车宽方向两侧且在车身前后方向上细长的部件。该左右的侧车架的一端部是承受从车辆外方作用的车身前后方向上的碰撞载荷的外力作用侧的端部、也就是前端部。该左右的侧车架的另一端部是与该外力作用侧的端部为相反侧的端部、也就是基端部。
该基端部与车身的中央部、例如左右的下纵梁的端部接合。左右的侧车架是将该基端部进行了固定的所谓悬臂梁结构。该前端部在受到车身前后方向上的碰撞载荷时,能够对左右的侧车架作用弯矩。该弯矩的大小根据碰撞载荷对该前端部的作用点的高度而不同。基端部的弯矩比前端部的弯矩大。
根据这种左右的侧车架,对于有效地吸收碰撞能量,优选该左右的侧车架整体上同时变形。然而,在由专利文献1及专利文献2可知的技术中,对于有效地吸收碰撞能量还有改良的余地。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2003-328031号公报
专利文献2:美国公开专利第2005/0029836号说明书
技术实现要素:
本发明以提供一种能够通过左右的侧车架有效地吸收碰撞能量的技术为课题。
根据技术方案1涉及的发明,提供一种车身构造,其左右的侧车架位于车宽方向两侧,该车身构造的特征在于,所述左右的侧车架具有承受从车辆外方作用的车身前后方向上的碰撞载荷的外力作用侧的端部、和与该外力作用侧的端部为相反侧的端部,在所述左右的侧车架上,左右分别设有多个脆弱部,该左右分别设置的多个脆弱部至少由位于所述外力作用侧的端部的左右的第一脆弱部、和从该左右的第一脆弱部向所述相反侧的端部侧远离而取位的左右的第二脆弱部构成,所述左右的第一脆弱部的面积设定得比所述左右的第二脆弱部的面积大。
如技术方案2所述,优选地,所述左右的侧车架是通过对加热后的钢板进行冲压成型而得到的部件,所述左右分别设置的多个脆弱部是在对所述加热后的钢板进行冲压成型时,通过与其他部分相比局部地减慢冷却速度而将硬度设定得小的部分。
如技术方案3所述,优选地,当从上方观察所述左右的侧车架时,所述左右分别设置的多个脆弱部在车宽方向上呈交错状排列。
如技术方案4所述,优选地,所述左右的侧车架在从长度方向观察时分别形成为具有底面的闭合截面,该左右的底面具有随着从所述外力作用侧的端部朝向所述相反侧的端部而向上方倾斜的左右的倾斜面,所述左右的第二脆弱部位于所述左右的侧车架的长度方向中的具有所述倾斜面的范围内,且仅位于所述左右的侧车架的上侧。
如技术方案5所述,优选地,所述左右的侧车架在所述左右分别设置的多个脆弱部中的任一左右的脆弱部上具有左右的孔,该左右的孔位于分别具有该左右的孔的脆弱部的车身前后方向上的大致中央。
如技术方案6所述,进一步优选地,分别具有所述左右的孔的脆弱部是所述左右的第一脆弱部。
如技术方案7所述,进一步优选地,所述左右的侧车架形成为多边形的闭合截面,所述左右的孔位于分别具有该左右的孔的脆弱部中的、所述多边形的角上。
如技术方案8所述,优选地,所述左右的侧车架分别至少由被上下分割成二个的分割体构成,该分割体的车宽方向上的缘上所分别具有的凸缘彼此沿上下重合,并且在车身前后方向上具有间隔地焊接有多个焊接点,由此,所述左右的侧车架构成为闭合截面,所述多个焊接点包括:中央焊接点,其位于所述左右分别设置的多个脆弱部中的任一左右的脆弱部的车身前后方向上的中央位置或其附近;和前后侧的焊接点,其相对于所述任一左右的脆弱部在车身前后方向上的两侧与之相邻地取位。
发明效果
在技术方案1涉及的发明中,左右的侧车架具有左右的第一脆弱部和左右的第二脆弱部。该左右的第一脆弱部至少位于左右的侧车架的外力作用侧的端部(前端部)。该左右的第二脆弱部从左右的第一脆弱部向相反侧的端部(基端部)侧远离而取位。
通常,左右的侧车架是能够将基端部进行了固定的所谓悬臂梁结构。因此,当左右的侧车架的前端部受到车身前后方向上的碰撞载荷时,基端部的弯矩比前端部的弯矩大。其结果是,基端部与前端部相比能够因更小的载荷而变形。
对此,在技术方案1涉及的发明中,左右的第一脆弱部的面积比左右的第二脆弱部的面积大。因此,前端部侧的左右的第一脆弱部比从该左右的第一脆弱部靠向基端部侧取位的左右的第二脆弱部更脆弱。这样,考虑从基端部到前端部的长度,而使左右的侧车架随着从基端部向前端部远离而脆弱地构成,即以成为所谓的同等强度的梁的方式构成。因此,当左右的侧车架的前端部受到车身前后方向上的碰撞载荷时,左右的侧车架能够整体上大致同时(实质上同时)变形。因此,能够通过左右的侧车架有效地吸收碰撞能量。
在技术方案2涉及的发明中,左右的第一脆弱部和左右的第二脆弱部是在对加热后的钢板进行冲压成型时,通过与其他部分相比局部地减慢冷却速度而将硬度设定得小的部分。因此,无需将左右的侧车架的材料(例如材质和/或板厚)根据部位而更换、或将该左右的侧车架局部地通过加强部件来加强。因此,能够抑制构成该左右的侧车架的部件的数量,从而能够谋求该左右的侧车架的成本降低,并能抑制车身重量。
在技术方案3涉及的发明中,当从上方观察左右的侧车架时,左右分别设置的多个脆弱部在车宽方向上呈交错状排列。这样,左右分别设置的多个脆弱部不仅设定(预先调整)为不同的面积,还进一步呈交错状排列。也就是说,对左右的侧车架施以了弯折变形的形态。因此,当左右的侧车架的前端部受到车身前后方向上的碰撞载荷时,左右的侧车架能够沿着左右分别设置的多个脆弱部在多处向车宽方向交错地大致同时弯折。因此,通过左右的侧车架,能够更加有效地吸收碰撞能量来确保车室的空间。
在技术方案4涉及的发明中,形成为闭合截面的左右的侧车架的底面随着从外力作用侧的端部朝向相反侧的端部而向上方倾斜。因此,左右的侧车架的上下方向上的大小随着从前端部朝向基端部而变小。因此,基端部的上下方向上的弯曲刚性比前端部的上下方向上的弯曲刚性小。而且,当前端部受到车身前后方向上的碰撞载荷时,基端部的弯矩比前端部的弯矩大。其结果是,基端部(尤其是倾斜的底面侧)与前端部相比能够因更小的载荷而变形。
对此,在技术方案4涉及的发明中,左右的第二脆弱部位于左右的侧车架中的倾斜面(倾斜的底面)之上,且“仅”位于左右的侧车架的“上侧”。例如,能够使靠近基端部的左右的第二脆弱部的面积相对于左右的第一脆弱部的面积大幅缩小,以使基端部的上下方向上的弯曲强度与前端部的上下方向上的弯曲强度尽可能变得均等。因此,在具有随着从前端部朝向基端部而向上方倾斜的底面的左右的侧车架中,当前端部受到车身前后方向上的碰撞载荷时,左右的侧车架也能整体上大致同时变形。因此,能够通过左右的侧车架有效地吸收碰撞能量。
在技术方案5涉及的发明中,左右的侧车架在左右分别设置的多个脆弱部中的任一左右的脆弱部上具有左右的孔。该左右的孔位于分别具有该左右的孔的脆弱部的车身前后方向上的大致中央。因此,具有孔的脆弱部的车身前后方向上的中央位置是最脆弱的,能够成为相对于碰撞载荷变形的起点(触发起点)。当左右的侧车架的前端部受到车身前后方向上的碰撞载荷时,能够以该中央位置为起点并以所期望的弯折变形的形态来变形。因此,能够通过左右的侧车架更加有效地吸收碰撞能量。
在技术方案6涉及的发明中,其特征在于,该左右的孔设置于左右的第一脆弱部。
在上述技术方案1涉及的发明中,左右的第一脆弱部的面积比左右的第二脆弱部的面积大。因此,并不明确通过碰撞载荷而变形的起点(触发起点)的位置在左右的第一脆弱部中的何处。
对此,在技术方案6涉及的发明中,该左右的孔位于左右的第一脆弱部的车身前后方向上的大致中央。左右的第一脆弱部中的车身前后方向上的中央位置最脆弱,能够成为相对于碰撞载荷变形的起点、也就是触发起点。因此,不管碰撞载荷相对于前端部的作用方向如何,都能以该中央位置为起点并以所期望的弯折变形的形态来变形。因此,能够通过左右的侧车架更加有效地吸收碰撞能量。
在技术方案7涉及的发明中,左右的侧车架形成为多边形的闭合截面。多边形中的角的部分(棱线的部分)与面的部分相比刚性更高,当受到碰撞载荷时,应力更易集中。对此,在该多边形的角上设有左右的孔。因此,即使是多边形的闭合截面状的左右的侧车架,也能使左右的脆弱部中的该角的部分变得脆弱。能够使该左右的孔的位置以该中央位置为起点并以所期望的弯折变形的形态来变形。因此,能够通过左右的侧车架更加有效地吸收碰撞能量。
在技术方案8涉及的发明中,在左右分别设置的多个脆弱部中的任一左右的脆弱部、与为了构成左右的侧车架而必需的多个焊接点之间的位置关系方面具有特征。
通常,左右的侧车架分别至少由被上下分割成二个的分割体构成。该分割体在车宽方向上的缘上分别具有凸缘。该各凸缘彼此沿上下重合,并且在车身前后方向上具有间隔地焊接有多个焊接点。因此,该左右的侧车架构成为闭合截面。
对此,在技术方案8涉及的发明中,该多个焊接点包括:中央焊接点,其位于左右分别设置的多个脆弱部中的任一左右的脆弱部(特定的脆弱部)的车身前后方向上的中央位置或其附近;和前后侧的焊接点,其相对于该特定的脆弱部在车身前后方向上的两侧与之相邻而取位。
左右的侧车架在前端部受到车身前后方向上的碰撞载荷时,能够以该特定的脆弱部的中央位置为起点而弯折变形。如上所述,该各凸缘彼此焊接有该特定的脆弱部的部位处的中央焊接点。因此,在该特定的脆弱部的部位,该各凸缘彼此难以通过该碰撞载荷而分离。左右的侧车架容易维持该特定的脆弱部的部位处的闭合截面状态。因此,能够将该特定的脆弱部的中央位置作为弯折的触发起点。
而且,如上所述,该各凸缘彼此也焊接有前后侧的焊接点,该前后侧的焊接点相对于该特定的脆弱部的部位在车身前后方向上的两侧与之相邻地取位。该各凸缘中的该前后侧的焊接点的部位与该特定的脆弱部的部位相比硬度更大(强度更大)。也就是说,该各凸缘彼此在隔着该特定的脆弱部的部位而位于车身前后方向上的两侧的强度大的部位被焊接。因此,相对于该特定的脆弱部的部位,即使在车身前后方向上的两侧,该各凸缘彼此也难以通过该碰撞载荷而分离。左右的侧车架在相对于该特定的脆弱部的部位而在车身前后方向上的两侧与之相邻的部位(通常部位)上,也容易维持闭合截面状态。
这样,该各凸缘彼此通过中央焊接点及前后侧的焊接点而将该特定的脆弱部的部位和其车身前后方向上的两侧的部位充分一体化了。因此,能够使弯折从该特定的脆弱部的中央位置开始,并以最佳的弯折变形的形态来变形。因此,能够通过左右的侧车架更加有效地吸收碰撞能量。
附图说明
图1是从上方观察到的本发明的车身后半部分的立体图。
图2是从车宽方向外侧观察到的图1所示的左侧的后侧车架的侧视图。
图3是沿着图2的3-3线的剖视图。
图4是沿着图2的4-4线的剖视图。
图5是沿着图2的5-5线的剖视图。
图6是从车宽方向内侧观察到的将图2所示的左侧的后侧车架沿上下分解后的图。
图7是从上方观察到的将图6所示的下分割体与上分割体进行前后翻转后的图。
图8是图2所示的左侧的后侧车架的俯视图。
图9是用于将图6所示的左侧的后侧车架进行成型的冲压成型用模具的示意性剖视图。
图10是图1所示的左侧的后侧车架的作用图。
具体实施方式
以下基于附图对用于实施本发明的方式进行说明。
实施例
基于附图对实施例涉及的车身构造进行说明。此外,“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”以从驾驶员的角度观察到的方向为依据,fr表示前侧,rr表示后侧,le表示左侧,ri表示右侧。
如图1所示,乘用车等车辆10的车身11由承载式车身构成,相对于从车辆10的车宽方向上的中心通过并向车辆前后方向延伸的车宽中心线cl而形成为实质上左右对称的形状。该车身11在后半部分的下部包括左右的下纵梁21、21、左右的后侧车架22、22、前横梁23、和后横梁24。
左右的下纵梁21、21位于车身11的前后方向中央部且位于车宽方向两侧,并向车身前后方向延伸。
左右的后侧车架22、22在从该左右的下纵梁21、21的后端向后上方延伸之后,进一步向后方大致水平地延伸。也就是说,左右的后侧车架22、22位于车身11后部的车宽方向两侧,并向车身前后方向延伸。
该左右的后侧车架22、22分别具有承受从车辆外方作用的车身前后方向上的碰撞载荷的外力作用侧的端部22a、22a、和与该外力作用侧的端部22a、22a为相反侧的端部22b、22b。由于该左右的相反侧的端部22b、22b与左右的下纵梁21、21一体接合,所以以下适当地将其改称为“左右的基端部22b、22b”。由于该左右的外力作用侧的端部22a、22a相对于左右的基端部22b、22b位于相反侧,所以以下适当地将其改称为“左右的前端部22a、22a”。
前横梁23架设且接合在左右的后侧车架22、22的基端部22b、22b之间(前方端部22b、22b之间)。后横梁24位于前横梁23的后方,并架设且接合在左右的后侧车架22、22之间。在通过左右的后侧车架22、22和前横梁23、后横梁24包围而成的空间25内,配置有例如未图示的燃料箱及碳罐(canister)、或蓄电池(例如混合动力用蓄电池)。
在左右的后侧车架22、22的前端部22a、22a的端面22c、22c上,以能够卸下的方式安装有保险杠横梁26。该保险杠横梁26由在车宽方向上细长的梁主体27、和用于将该梁主体27安装到该端面22c、22c上的左右的腿部28、28构成。
以下,对左侧的后侧车架22进行具体说明。右侧的后侧车架22相对于左侧的后侧车架22是左右对称的形状,除此之外实质上是相同的结构,因此省略说明。图3至图5表示图2所示的各个部位的剖面结构。此外,图3至图5中省略了用于表示剖面的阴影线。
如图2及图3所示,该左侧的后侧车架22从车架长度方向来看是闭合截面体,形成为具有平坦的底面22d的多边形的闭合截面。如图2所示,该左侧的底面22d具有随着从前端部22a朝向基端部22b而向上方倾斜的倾斜面32。具体地说,该左侧的后侧车架22的底面22d从左侧的前端部22a的端面22c朝向基端部22b按顺序形成为前端侧底面31(前端侧的底面31)、倾斜面32、中央侧底面33(中央侧的底面33)、下垂面34、基端侧底面35(基端侧的底面35)。
该前端侧底面31是左侧的前端部22a部分的大致水平的面。该倾斜面32是随着从该前端侧底面31中的与端面22c为相反侧的端31a朝向基端部22b而向上方倾斜的上升斜面。该中央侧底面33是从该倾斜面32的端32a(上升斜面的上端32a)朝向基端部22b延伸的大致水平的面,与该前端侧底面31相比位于上位。该下垂面34是从该中央侧底面33的端33a(与倾斜面32的端32a为相反侧的端33a)向下方延伸的面。该基端侧底面35是从该下垂面34的下端34a朝向基端部22b延伸的大致水平的面,与该前端侧底面31相比位于下位。在该中央侧底面33和该基端侧底面35上安装(固定)有副车架(未图示)。
如图2及图3所示,该前端侧底面31的部位处的多边形的闭合截面形状是六边形,其通过如下部分形成:该前端侧底面31;从该前端侧底面31的车宽方向两端相互远离且向上方延伸的一对斜面41、41;从该一对斜面41、41的上端向上方大致垂直地延伸的一对垂直面42、42;和跨在该一对垂直面42、42上端之间的上表面43。
如图2及图5所示,该中央侧底面33的部位处的多边形的闭合截面形状是四边形,其通过如下部分形成:该中央侧底面33;从该中央侧底面33的车宽方向两端向上方大致垂直地延伸的一对垂直面42、42;和跨在该一对垂直面42、42上端之间的上表面43。
如图2及图4所示,该倾斜面32的部位处的多边形的闭合截面形状从该前端侧底面31的部位处的六边形逐渐变化成该中央侧底面33的部位处的四边形。该上表面43从前端部22a的端面22c到该中央侧底面33的部位为止是大致水平的平面。
如图2、图3、图6及图7所示,该左侧的后侧车架22至少由被上下分割成二个的分割体50、60、也就是下分割体50和上分割体60构成。该分割体50、60的车宽方向上的两个缘51、51、62、62上所分别具有的凸缘52、52、63、63彼此沿上下重合,并且在车身前后方向上具有间隔地焊接有多个焊接点70。其结果是,左侧的后侧车架22构成为闭合截面。
更具体地说,该下分割体50是钢板的冲压成型品,当从车架长度方向观察该左侧的后侧车架22时,其形成为大致u字形的截面。进一步地,该下分割体50具有从开放的上端的一对缘51、51向车宽方向的两侧延伸的一对凸缘52、52。也就是说,该下分割体50的整体截面形状是上部开放的所谓的帽状截面。
如图2及图3所示,该前端侧底面31的部位处的从该前端侧底面31到凸缘52、52的上表面为止的高度是h1。如图2及图4所示,该倾斜面32的部位处的从该倾斜面32到凸缘52、52的上表面为止的高度是h2。如图2及图5所示,该中央侧底面33的部位处的从该中央侧底面33到凸缘52、52的上表面为止的高度是h3。各高度彼此之间的关系是h1>h2>h3。高度h2随着该倾斜面32的倾斜而从高度h1递减至h3。
如图2、图3、图6及图7所示,该上分割体60是钢板的冲压成型品,且是大致平坦的封闭部件,用于将该下分割体50的上端开口中的至少从前端部22a到该中央侧底面33之上的范围进行封闭。该上分割体60由将该下分割体50的上端开口封闭的封闭部61、和从该封闭部61的车宽方向上的两个缘62、62向车宽方向的两侧延伸的一对凸缘63、63构成。在该封闭部61上形成有两个加强筋64、64。该加强筋64、64沿封闭部61的长度方向延伸,由此提高了该封闭部61的刚性。
如图3及图8所示,一对凸缘52、52与一对凸缘63、63上下重合,并且在车身前后方向上具有间隔地焊接有多个焊接点70。其结果是,通过该下分割体50与该上分割体60一体化而构成了闭合截面状的左侧的后侧车架22。该各焊接点70是例如基于点焊的焊接部分。
如图1、图2及图8所示,在该左右的后侧车架22、22上分别设有多个脆弱部81、82、83(右侧的脆弱部未图示)。当从上方观察左侧的后侧车架22时,该左侧的多个脆弱部81、82、83在车宽方向上呈交错状排列。设置在该左侧的后侧车架22上的多个脆弱部81、82、83至少由左侧的一个第一脆弱部81、和左侧的两个第二脆弱部82、83构成。该第一脆弱部81位于左侧的后侧车架22的前端部22a。该两个第二脆弱部82、83从该左侧的第一脆弱部81向基端部22b侧远离而取位。
具体地说,该两个第二脆弱部82、83位于后侧车架22的前后方向(长度方向)中的具有倾斜面32的范围as内。该两个第二脆弱部82、83中的一个称为“靠近前端的第二脆弱部82”,另一个称为“靠近基端的第二脆弱部83”。该靠近前端的第二脆弱部82位于倾斜面32的前后方向中的靠近第一脆弱部81的部位。该靠近基端的第二脆弱部83与该靠近前端的第二脆弱部82相比位于基端部22b侧(更优选为位于该倾斜面32的端32a的正上方)。进一步地,该靠近基端的第二脆弱部83“仅”位于后侧车架22的“上侧”(上部)。
该后侧车架22是通过对加热后的钢板进行冲压成型而得到的部件。具体地说,在对加热后的钢板通过成型用模具进行冲压成型的同时,通过进行冷却能够得到淬火后的成型品、也就是后侧车架22。该多个脆弱部81、82、83是在对加热后的钢板进行冲压成型时,通过与其他部分相比局部地减慢冷却速度而将淬火硬度设定得小的部分。参照图9对这种成型方法的一例进行说明。
如图9所示,用于成型后侧车架22(参照图6)的冲压成型用模具90包括分别为金属制的冲模91、冲头92、和压料圈93。冲模91和冲头92在设置多个脆弱部81、82、83(参照图6)的部位上具有凹部91a、92a。形成在冲模91的底面上的该凹部91a与形成在冲头92的前端面上的该凹部92a相对。
成型后侧车架22(参照图6)的步骤如下。首先,将钢板wk加热到规定的温度(例如约1000℃),并放置到冲压成型用模具90内。也就是说,通过冲模91的保持部91b和压料圈93将钢板wk夹入。其次,通过冲头92对钢板wk进行冲压成型。加热后的钢板wk通过与冲模91、冲头92和压料圈93接触而快速冷却。由于冷却速度快,所以淬火硬度大。
然而,加热后的钢板wk在面对凹部91a、92a的部位(与图6所示的脆弱部81、82、83的位置相当)处并不与冲模91和冲头92接触,因此比较缓慢地冷却。由于冷却速度慢,所以与其他部位相比淬火硬度小。也就是说,该加热后的钢板wk中的面对凹部91a、92a的部位的强度和硬度与其他部位相比较小且脆弱。由此,能够得到脆弱部81、82、83。
这样,加热后的钢板wk的冷却速度在该钢板wk与冲压成型用模具90接触的部位、和不与冲压成型用模具90接触的部位处不同。通过使该钢板wk中的不与冲压成型用模具90接触的部位的冷却速度变慢,能够使该冷却速度慢的部位成为该多个脆弱部81、82、83。此外,在本发明中,对于在钢板wk上设置多个脆弱部81、82、83,只要是与其他部分相比局部地减慢冷却速度的方法即可,能够适当地使用除上述以外的方法。
该凹部91a、92a的宽度wa设定得仅比与多个脆弱部81、82、83的宽度相当的范围ar1(脆弱区域ar1)的宽度wb大出距离xb的两倍(wa=wb+2·xb)。该脆弱区域ar1的热量从该距离xb的区域ar2(边界区域ar2)通过并传递至冲模91和冲头92。因此,钢板wk中的该边界区域ar2处的冷却速度比脆弱区域ar1快,且比与冲模91和冲头92相接触的区域慢。因此,边界区域ar2的淬火硬度是比脆弱区域ar1大且比其他部位小的所谓的中间硬度。脆弱区域ar1的周围由边界区域ar2包围。
接着,对多个脆弱部81、82、83进行具体说明。如图2、图3、图6及图7所示,该左侧的第一脆弱部81位于该左侧的后侧车架22中的偏向靠近车宽方向外侧的位置上。该左侧的第一脆弱部81由设置在下分割体50上的下脆弱部81a、和设置在上分割体60上的上脆弱部81b构成。
该下脆弱部81a从下分割体50中的车宽方向外侧的凸缘52的前端设置到前端侧底面31中的与宽度方向中心线ls相比位于车宽方向内侧的位置为止。在此,该宽度方向中心线ls是从在车身前后方向上细长的后侧车架22的宽度方向的中心通过并向车身上下方向延伸的直线。该下脆弱部81a的周围由边界区域84a包围。
该上脆弱部81b从上分割体60中的车宽方向外侧的凸缘63的前端设置到与后侧车架22的宽度方向中心线ls相比位于车宽方向内侧的位置为止。该上脆弱部81b的周围由边界区域84b包围。
左侧的后侧车架22在左侧的第一脆弱部81上具有至少一个(例如三个)左侧的孔101、102、103。该各孔101、102、103是圆形的贯穿孔,全部位于第一脆弱部81中的车身前后方向上的大致中央。以下,将该三个孔101、102、103适当地改称为“第一孔101、第二孔102、第三孔103”来区分彼此。
该第一孔101和该第二孔102位于下脆弱部81a上,且分别位于形成为多边形(六边形)的闭合截面的左侧的后侧车架22中的多边形的角104、105上。更具体地说,该第一孔101位于下分割体50的车宽方向外侧的、斜面41与垂直面42之间的角104上。该第二孔102位于下分割体50的车宽方向外侧的、垂直面42与凸缘52之间的角105(缘51)上。该第三孔103位于上脆弱部81b中的、左侧的后侧车架22的宽度方向中心线ls的附近。
如图2、图4、图6及图7所示,该靠近前端的第二脆弱部82位于该左侧的后侧车架22中的偏向靠近车宽方向内侧的位置上。该靠近前端的第二脆弱部82由设置在下分割体50上的下脆弱部82a、和设置在上分割体60上的上脆弱部82b构成。
该下脆弱部82a从车宽方向内侧的凸缘52的前端设置到倾斜面32(底面22d)中的与宽度方向中心线ls相比位于车宽方向外侧的位置为止。该下脆弱部82a的周围由边界区域85a包围。
该上脆弱部82b从上分割体60中的车宽方向内侧的凸缘63的前端设置到与后侧车架22的宽度方向中心线ls相比位于车宽方向外侧的位置为止。该上脆弱部82b的周围由边界区域85b包围。
如图2、图5至图7所示,该靠近基端的第二脆弱部83位于该左侧的后侧车架22中的偏向靠近车宽方向外侧的位置。该靠近基端的第二脆弱部83由设置在下分割体50上的下脆弱部83a、和设置在上分割体60上的上脆弱部83b构成。
该下脆弱部83a从下分割体50中的车宽方向外侧的凸缘52的前端设置到垂直面42的高度中途、例如高度h3的1/10至1/2的范围为止。该下脆弱部83a的周围由边界区域86a包围。
该上脆弱部83b从上分割体60中的车宽方向外侧的凸缘63的前端设置到该凸缘63的基端为止。该上脆弱部83b的周围由边界区域86b包围。
该边界区域84a、84b、85a、85b、86a、86b与图9所示的边界区域ar2相当。
如图8所示,第一脆弱部81的宽度为w1。靠近前端的第二脆弱部82的宽度为w2,比第一脆弱部81的宽度w1小。靠近基端的第二脆弱部83的宽度为w3,比靠近前端的第二脆弱部82的宽度w2小。该宽度w1、w2、w3是在后侧车架22的长度方向上的大小。
第一脆弱部81的面积a1设定得比各个第二脆弱部82、83的面积a2、a3大。具体地说,第一脆弱部81的面积a1最大。靠近前端的第二脆弱部82的面积a2比第一脆弱部81的面积a1小。靠近基端的第二脆弱部83的面积a3比靠近前端的第二脆弱部82的面积a2小。
在此,如图6及图8所示,第一脆弱部81的面积a1是下脆弱部81a的外表面的表面积与上脆弱部81b的外表面的表面积之和。同样地,靠近前端的第二脆弱部82的面积a2是下脆弱部82a的外表面的表面积与上脆弱部82b的外表面的表面积之和。靠近基端的第二脆弱部83的面积a3是下脆弱部83a的外表面的表面积与上脆弱部83b的外表面的表面积之和。
如图6及图8所示,多个焊接点70包括中央焊接点71、前侧的焊接点72和后侧的焊接点73。该中央焊接点71与该前后侧的焊接点72、73将车宽方向外侧的各凸缘52、63彼此接合。该中央焊接点71(同时参照图3)位于多个脆弱部81至83中的任一左侧的脆弱部81、优选为第一脆弱部81的、车身前后方向上的中央位置或其附近。该前侧的焊接点72位于第一脆弱部81的紧前方。该后侧的焊接点73位于第一脆弱部81的紧后方。这样,该前后侧的焊接点72、73相对于该任一脆弱部81(第一脆弱部81)在车身前后方向上的两侧与之相邻地取位。
进一步地,多个焊接点70包括相反侧焊接点74和反前端侧焊接点75。该相反侧焊接点74(同时参照图3)在从车身前后方向观察后侧车架22时相对于该中央焊接点71位于相反侧,并将车宽方向内侧的各凸缘52、63彼此接合。该反前端侧焊接点75(同时参照图5)位于靠近基端的第二脆弱部83的车身前后方向上的中央位置或其附近,并将车宽方向外侧的各凸缘52、63彼此接合。
上述说明总结如下。图10的(a)表示左侧的后侧车架22的前端部22a受到车身前后方向上的碰撞载荷fs的状态。图10的(b)表示左侧的后侧车架22变形后的状态。
如图1及图10的(a)所示,左右的后侧车架22具有左右的第一脆弱部81和左右的第二脆弱部82、83。该左右的第一脆弱部81位于左右的后侧车架22的外力作用侧的端部22a(前端部22a)。该左右的第二脆弱部82、83从左右的第一脆弱部81向相反侧的端部22b(基端部22b)侧远离而取位。
左右的后侧车架22的基端部22b固定在左右的下纵梁21上。这样,通常左右的后侧车架22是将基端部22b进行了固定的所谓悬臂梁结构。因此,当左右的后侧车架22的前端部22a受到车身前后方向上的碰撞载荷fs时,基端部22b的弯矩比前端部22a的弯矩大。其结果是,基端部22b与前端部22a相比能够因更小的载荷而变形。
对此,在本实施例中,如图8所示,左右的第一脆弱部81的面积a1比左右的第二脆弱部82、83的面积a2、a3大。因此,前端部22a侧的左右的第一脆弱部81比从该左右的第一脆弱部81靠向基端部22b侧取位的左右的第二脆弱部82、83更脆弱。这样,考虑从基端部22b到前端部22a的长度,而使左右的后侧车架22随着从基端部22b向前端部22a远离而脆弱地构成,即以成为所谓的同等强度的梁的方式构成。因此,当如图10的(a)所示左右的后侧车架22的前端部22a受到车身前后方向上的碰撞载荷fs时,如图10的(b)所示,左右的后侧车架22能够整体上大致同时(实质上同时)变形。因此,能够通过左右的后侧车架22有效地吸收碰撞能量。
而且,左右的第一脆弱部81和左右的第二脆弱部82、83是在对加热后的钢板进行冲压成型时,通过与其他部分相比局部地减慢冷却速度而将硬度设定得小的部分。因此,无需将左右的后侧车架22的材料(例如材质和/或板厚)根据部位而更换,另外,无需将该左右的后侧车架22局部地通过加强部件来加强。因此,能够抑制构成该左右的后侧车架22的部件的数量,能够谋求该左右的后侧车架22的成本降低,并能抑制车身重量。
进一步地,如图10的(a)所示,当从上方观察左右的后侧车架22时,左右分别设置的多个脆弱部81、82、83在车宽方向上呈交错状排列。这样,左右分别设置的多个脆弱部81、82、83不仅设定(预先调整)为不同的面积,还进一步呈交错状排列。也就是说,对左右的后侧车架22施以了弯折变形的形态。因此,当左右的后侧车架22的前端部22a受到车身前后方向上的碰撞载荷fs时,左右的后侧车架22能够沿着左右分别设置的多个脆弱部81、82、83在多处向车宽方向交错地大致同时弯折。因此,通过左右的后侧车架22,能够更加有效地吸收碰撞能量来确保车室的空间。
进一步地,如图2所示,形成为闭合截面的左右的后侧车架22的底面22d随着从外力作用侧的端部22a朝向相反侧的端部22b(基端部22b)而向上方倾斜。也就是说,该底面22d具有倾斜面32。因此,在左右的后侧车架22中,基端部22b的上下方向上的弯曲刚性比前端部22a的上下方向上的弯曲刚性小。而且,当左右的后侧车架22的前端部22a受到车身前后方向上的碰撞载荷fs时,基端部22b的弯矩比前端部22a的弯矩大。其结果是,基端部22b与前端部相比能够因更小的载荷而变形。
对此,左右的靠近基端的第二脆弱部83位于左右的后侧车架22中的倾斜面32(倾斜的底面32)之上,且“仅”位于左右的后侧车架22的“上侧”。
例如,能够使左右的靠近基端的第二脆弱部83的面积a3相对于左右的第一脆弱部81的面积a1大幅缩小,以使基端部22b的上下方向上的弯曲强度与前端部22a的上下方向上的弯曲强度尽可能变得均等。
由此,该左右的后侧车架22虽然是具有该倾斜的底面32的结构,但是当前端部22a受到车身前后方向上的碰撞载荷fs时,能够在该左右的后侧车架22的整体上大致同时地变形。因此,能够通过左右的后侧车架22有效地吸收碰撞能量。
进一步地,如图2及图3所示,左右的后侧车架22在左右分别设置的多个脆弱部81、82、83中的任意的左右各一个脆弱部81上,分别具有左右的第一孔101和左右的第二孔102。该左右的孔101、102位于分别具有该孔101、102的脆弱部81的车身前后方向上的大致中央。因此,具有该孔101、102的脆弱部81的车身前后方向上的中央位置是最脆弱的,能够成为相对于碰撞载荷fs变形的起点(触发起点)。当左右的后侧车架22的前端部22a受到车身前后方向上的碰撞载荷fs时,能够以该中央位置为起点并以所期望的弯折变形的形态来变形。因此,能够通过左右的后侧车架22更加有效地吸收碰撞能量。
进一步地,如图2及图3所示,该孔101、102的特征在于分别设置在左右的第一脆弱部81上。如上所述,左右的第一脆弱部81比左右的第二脆弱部82、83面积大。因此,并不明确通过碰撞载荷fs而变形的起点(触发起点)的位置在左右的第一脆弱部81中的何处。
对此,在本实施例中,该孔101、102位于左右的第一脆弱部81的车身前后方向上的大致中央。左右的第一脆弱部81中的车身前后方向上的中央位置变得最脆弱,能够成为相对于碰撞载荷fs变形的起点、也就是触发起点。因此,不管碰撞载荷fs相对于前端部22a的作用方向如何,都能以该中央位置为起点并以所期望的弯折变形的形态来变形。因此,能够通过左右的后侧车架22更加有效地吸收碰撞能量。
进一步地,如图2及图3所示,左右的后侧车架22形成为多边形的闭合截面。多边形中的角的部分104、105(棱线的部分104、105)与斜面41和垂直面42(面的部分41、42)相比刚性更高,当受到碰撞载荷fs时,应力更易集中。
对此,在该多边形的角104、105上设有孔101、102。由此,即使是多边形的闭合截面状的左右的后侧车架22,也能使左右的脆弱部81中的该角104、105的部分变得脆弱。能够使该左右的孔101、102的位置以该中央位置为起点并以所期望的弯折变形的形态来变形。因此,能够通过左右的后侧车架22更加有效地吸收碰撞能量。
进一步地,如图8所示,在左右分别设置的多个脆弱部81、82、83中的任一左右的脆弱部81、与为了构成左右的后侧车架22而必需的多个焊接点70之间的位置关系方面具有特征。
通常,如图6所示,左右的后侧车架22分别至少由被上下分割成二个的分割体50、60构成。该分割体50、60在车宽方向上的缘51、62上分别具有凸缘52、63。该各凸缘52、63彼此沿上下重合,并且在车身前后方向上具有间隔地焊接有多个焊接点70(参照图8)。因此,该左右的后侧车架22、22构成为闭合截面(参照图3)。
对此,在本实施例中,如图10的(a)所示,该多个焊接点70包括:中央焊接点71,其位于左右分别设置的多个脆弱部81、82、83中的任一左右的脆弱部81(特定的脆弱部81)的车身前后方向上的中央位置或其附近;和前后侧的焊接点72、73,其相对于该特定的脆弱部81在车身前后方向上的两侧与之相邻地取位。
左右的后侧车架22在前端部22a受到车身前后方向上的碰撞载荷fs时,能够以该特定的脆弱部81的中央位置为起点而弯折变形。如上所述,该各凸缘52、63(参照图3)彼此焊接有该特定的脆弱部81的部位处的中央焊接点71。因此,在该特定的脆弱部81的部位,该各凸缘52、63彼此之间难以通过该碰撞载荷而分离。左右的后侧车架22容易维持该特定的脆弱部81的部位处的闭合截面状态。因此,能够将该特定的脆弱部81的中央位置作为弯折的触发起点。
而且,如上所述,该各凸缘52、63彼此也焊接有前后侧的焊接点72、73,该前后侧的焊接点72、73相对于该特定的脆弱部81的部位在车身前后方向的两侧与之相邻地取位。该各凸缘52、63中的该前后侧的焊接点72、73的部位与该特定的脆弱部81的部位相比硬度更大(强度更大)。也就是说,该各凸缘52、63彼此在隔着该特定的脆弱部81的部位而位于车身前后方向上的两侧的强度大的部位被焊接。因此,相对于该特定的脆弱部81的部位,即使在车身前后方向上的两侧,该各凸缘52、63彼此之间也难以通过该碰撞载荷fs而分离。左右的后侧车架22在相对于该特定的脆弱部81的部位而在车身前后方向上的两侧与之相邻的部位(通常部位)上,也容易维持闭合截面状态。
这样,该各凸缘52、63彼此通过中央焊接点71及前后侧的焊接点72、73而将该特定的脆弱部81的部位、和其车身前后方向上的两侧的部位充分一体化。因此,能够使弯折从该特定的脆弱部81的中央位置开始,并以最佳的弯折变形的形态来变形。因此,能够通过左右的后侧车架22更加有效地吸收碰撞能量。
此外,在本发明中,设于车身11上的左右的侧车架并不限定于位于车身后部的左右的后侧车架22、22,还包括位于车身前部的左右的前侧车架。
工业实用性
本发明的车身构造适合用于在车身11的后部配置有燃料箱、蓄电池(例如混合动力用)的小型车辆。
附图标记说明
10车辆
11车身
22侧车架(后侧车架)
22a外力作用侧的端部(前端部)
22b相反侧的端部(基端部)
22d底面(倾斜面)
50下分割体
52凸缘
60上侧的部件
63凸缘
70焊接点
71中央焊接点
72前后侧的焊接点
73前后侧的焊接点
81第一脆弱部
82第二脆弱部(靠近前端的第二脆弱部)
83第二脆弱部(靠近基端的第二脆弱部)
101第一孔
102第二孔
103第三孔
104多边形的角
105多边形的角
a1第一脆弱部的面积
a2第二脆弱部的面积
a3第二脆弱部的面积
as具有倾斜面的范围
wk钢板