专利名称：用于车辆的前围结构、机动车辆以及车辆子组件的制作方法
技术领域：
本实用新型的实施例总体上涉及机动车辆，更具体地，本实用新型的实施例涉及机动车辆的前车身结构，所述前车身结构被设计成以使对行人造成的伤害最小化的方式吸收由行人接触车辆的碰撞所产生的能量。
背景技术：
诸如欧洲新车评鉴协会(EuropeanNew Car Assessment Program, Euro NCAP)这样的机构提出涉及使对碰撞车辆的部分的行人造成的伤害的严重性最小化的车辆设计方针和标准。例如，HIC(头部伤害标准，Head Injury Criterion)涉及人的头部碰撞车辆的挡风玻璃、发动机罩和其他部分。从技术的观点来看，用于减轻伤害的车辆构件的设计涉及用于吸收通过行人与车辆的一部分碰撞生成的能量从而使行人的减速最小化的各种机构。 这可以涉及车辆部件的设计，从而在碰撞负荷下偏转或变形，和为车辆的在碰撞期间变形或偏转的部分提供足够的空间。因此，需要一种可以安装挡风玻璃的一部分的能量吸收车辆前车身结构。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种用于车辆的前围结构，能够解决车辆的在碰撞期间变形或偏转的部分没有提供足够的空间的问题。在本实用新型的实施例的一个方面中，提供了一种用于车辆的前围结构。所述结构包括第一部分和从所述第一部分延伸的弯曲的第二部分。所述第一部分的长度沿着所述前围结构的尺寸变化。在本实用新型的实施例的另一个方面中，提供了一种用于车辆的前围结构。所述结构包括基座部分、从所述基座部分延伸的第一部分、从所述第一部分延伸的弯曲的第二部分和从所述第二部分延伸的第三部分，所述第一部分能够响应施加于所述第三部分的力而相对于所述基座部分弹性地偏转。在本实用新型的实施例的另一个方面中，提供了一种用于车辆的前围结构。所述结构包括联接到所述车辆的一部分的第一部分和从所述第一部分延伸的弯曲的第二部分。第三部分从所述第二部分延伸并且被构造成用于将挡风玻璃附连到该第三部分，以用于抵抗施加于所述挡风玻璃的力而支撑所述挡风玻璃。本实用新型还提供一种机动车辆，包括上述前围结构。优选地，第二部分从第一部分向上弯曲。优选地，第一部分和第二部分组合以形成悬臂结构。优选地，第三部分能够响应所施加的力而相对于所述第二部分弹性地偏转。本实用新型还提供一种车辆子组件，包括上述的前围结构。根据本实用新型的再一方面，提供一种用于车辆的前围结构，包括联接到车辆的一部分的第一部分；[0014]从第一部分延伸的弯曲的第二部分；和第三部分，第三部分从第二部分延伸并且被构造成用于将挡风玻璃附连到所述第三部分，以用于抵抗施加于挡风玻璃的力而支撑挡风玻璃。优选地，第二部分能够响应施加于所述第二部分的力而相对于第一部分偏转。根据本实用新型的又一方面，提供一种机动车辆，包括上述的前围结构。根据本实用新型的又一方面，提供一种车辆子组件，包括上述的前围结构。本实用新型通过吸收由行人接触车辆的碰撞所产生的能量，从而使得对行人造成的伤害最小化。
在示出本实用新型的实施例的附图中图I是根据本实用新型的实施例的机动车辆的前车身结构的俯视平面图。图2是附连到车辆的仪表板的根据本实用新型的实施例的前围结构的透视图。图3是图2中所示的前围结构的中心部分的横截面图。图4是根据本实用新型的一个实施例的前围结构的平面图。图5是根据本实用新型的备选实施例的前围结构的平面图。
具体实施方式
在进行本实用新型的描述之前，应当注意的是在附图的若干视图中相似的部分始终由相似的附图标记表示。现在参考附图，图1-4显示了根据本实用新型的一个实施例的机动车辆的前车身结构的一部分。在图1-4中，附图标记I表示机动车辆的车辆车身I。发动机舱2形成在车辆车身I的前部，而车舱3形成在发动机舱2的后方。发动机舱2和车舱3沿车辆车身 I的纵向方向由下仪表板22分隔开。如图I中所示，一对悬架柱或塔架5在沿车辆车身I 的侧向方向间隔的位置设在发动机舱2的相对侧。安装在发动机罩之下的发动机主体和其他车辆部件以已知的方式设在悬架塔架5之间。参考图1-4，上仪表板20附连到下仪表板22并且大致水平地从下仪表板延伸。前围24使用焊接或任何其他合适的手段附连到下仪表板22。前围24具有一对相对的端部分 26和28以及在所述端部分之间联接到端部分26和28的中心部分30。如图1_4中所见， 前围24形成大致平行于水平面的弯曲结构，使得前围的相对端部分26和28中的至少一个沿车辆车身的纵向方向被布置在前围的中心部分30的后方。前围24可以由金属材料、聚合物材料或任何其他合适的材料或材料的组合形成。图3显示了通过前围中心部分30获得的前围24的横截面。参考图2和3，前围24 也具有基座部分32，所述基座部分被构造成用于通过焊接或任何其他合适的手段附连到下仪表板22。基座部分32可以具有相对的端部32a和32b (相对的前围端部分26和28的形成部分)，所述相对的端部被构造成用于例如通过焊接固定到车辆的其他结构构件。第一前围部分34从基座部分32沿远离下仪表板22的第一大体方向延伸。在图2和3所示的实施例中，第一部分34从基座部分32朝着车辆的最前部分延伸。而且，在图3所示的实施例中，第一部分34相对于下仪表板22大致水平地延伸。然而，第一部分34可以被构造成相
4对于下仪表板22或前围基座部分32形成任何期望角度，这取决于特定应用的需要。在图1-4所示的特定实施例中，第一部分34的长度(平行于车辆的纵轴线)沿着前围24的侧向范围或尺寸变化。因此，在沿着该部分的侧向范围具有大致均匀的材料厚度的前围中，第一部分34的长度沿朝着侧向尺寸的中心的方向增加。因此，前围的刚度可以沿着侧向范围朝着该部分的中心减小，并且刚度可以朝着该部分的端部增加。所以，前围可以具有对在该部分的侧向中心处或附近施加于第三部分40 (下面所述的)的负荷的相对较大的顺应性。如果希望保持第一部分34的长度的变化，同时大致均等化沿着前围的侧向范围的前围刚度，则诸如肋这样的加强特征可以被包括在前围几何结构中。弯曲的第二部分38从第一部分34的端部34b延伸。第二部分38大体上向上地从第一部分的端部34b弯曲到第二部分的端部38b。第二部分38可以具有大致恒定的曲率半径R，或者曲率半径可以沿着第二部分的长度变化，这取决于特定应用的需要。在特定实施例中，第二部分38的半径是前围的较大的相邻端部32a和32b。弯曲部分38可以延伸任何期望的弧长，这取决于这样的因素，例如第一部分34和第二部分38之间的在它们之间的接合处的角度，挡风玻璃42相对于水平面安装所成的角度，和其他相关因素。在一个实施例中，半径R在大约16毫米到大约20毫米的范围内。在特定实施例中，在前围的侧向中心处和/或附近的半径为圆形。在特定实施例中，在前围的侧向中心处和/或附近的半径为大约16毫米。然而，半径可以具有任何合适的值。在图1-4所示的实施例中，第三部分40从第二部分38的端部38b延伸。在图3所示的实施例中，第三部分40是大致直的；然而，第三部分可以具有任何期望的横截面形状。 在特定实施例中，第三部分40与水平面形成角度Θ。第三部分40的向外和向上面对表面 40c被构造成用于将挡风玻璃42的下部分附连到该表面40c，以用于抵抗施加于挡风玻璃的力而支撑挡风玻璃，如图3中所示。挡风玻璃42的下部分可以使用粘合剂、密封件43或其他合适的手段附连到前围上表面40c。期望角度Θ可以取决于挡风玻璃与水平面所成的角度。在图2所示的实施例中，前围端部分26和28在28a和在26a(未在图2中被显示)处被焊接或以另外的方式合适地附连到相对的车架侧部分(未在图2中被显示)中的相应的部分。而且，前围被焊接或以另外的方式合适地附连到车架侧部分和/或附连到在前围上表面40c的相应端部处的相应的相对A柱(也未在图2中被显示)。前围端部分26 和28到车辆车身的附连件、连接前围中心部分30和前围端部分26和28的前围结构以及前围中心部分30的结构都被构造成允许前围中心部分30响应施加于结合到前围的挡风玻璃的力而偏转。为了吸收挡风玻璃42上的碰撞能量，图3中所示的前围中心部分30被构造成响应施加于附连到该前围中心部分的挡风玻璃的力而多模式地偏转。也就是，第一、 第二和第三部分34、38和40中的每一个可以响应所施加的负荷而偏转或变形，因此提供若干可能的偏转模式。当力“A”被施加于挡风玻璃时(例如由于行人的碰撞)，力被传递到第三部分40。 前围的第三部分40沿施加力的大体方向移动，由此沿由箭头“D”指示的方向大体向下推动第一和第二部分34和38。取决于第三部分40移动的量，第三部分40的移动可以引起第三部分的自由端部50相对于从第二部分的端部38b延伸的第三部分的端部40a旋转，并且也相对于第三部分40所附连的第二部分的端部38b旋转。在这方面，第三部分40能够通过响应所施加的负荷进行变形而吸收碰撞能量。第三部分40的移动也可以引起第二部分的端部38b相对于第二部分的端部38a和相对于第二部分38所附连的第一部分的端部34b 偏转或向内卷曲。第二部分38向下移动也可以引起第二部分的端部38a相对于第二部分的端部38b偏转或向内卷曲。在这些方面，第二部分38能够通过响应所施加的负荷进行变形而吸收碰撞能量。同时，响应通过前围的第二部分36传递到第一部分的端部34b的所施加的力“A”的分量，第一部分的端部34b相对于基座部分32和基座部分所附连的车辆的部分旋转地偏转。在这方面，第一部分34通过响应所施加的负荷进行变形而吸收碰撞能量。 因此，第一、第二和第三部分有效地充当用于吸收碰撞能量的至少一部分的弹簧部分。在特定实施例中，第一部分34能够响应施加于第三部分40的力而相对于基座部分32弹性地偏转。而且，在特定实施例中，第二部分能够响应所施加的力而弹性地偏转。而且，在特定实施例中，第三部分能够响应所施加的力而相对于第二部分弹性地偏转。刚刚描述的横截面构造被设计成最大化前围中心部分30的每单位偏转的能量吸收，由此优化可用于容纳前围中心部分30的偏转的有限空间的使用。该构造也涉及最大化在横截面的塑性变形和/或前围材料的失效之前横截面可以偏转的量。这有助于减小碰撞挡风玻璃的物体的减速率。在图1-4所示的特定实施例中，刚刚描述的前围中心部分30的结构沿着车辆的侧向(即，沿左右的)轴线在前围的整个长度上延伸。在该实施例中，前围的第三部分40的端部(和可选地，前围的第一和/或第二部分34和38的各自端部)附连(使用焊接或任何其他合适的手段)到车辆车身的相应部分(例如，车辆的“A”柱)。以该方式限制前围的端部可以相应地限制前围中心部分30响应施加于挡风玻璃的力的偏转能力的大小。参考图5，在另一个实施例中，上述的前围中心部分30的结构不沿着车辆的侧向轴线在前围的整个长度上延伸。相反地，中心部分的结构终止于前围的实际端部26和28 附近但是与该端部26和28间隔开，并且前围的第一部分34、第二部分38和/或第三部分 40中的一个或多个的侧向端部不直接附连到车辆车身的部分。因此，前围中心部分30有效地变为从基座部分32延伸的悬臂结构。当前围中心部分30的端部未如先前所述被限制时，这些端部不限制连接到所述端部的前围中心部分的偏转。因此，该布置可以允许前围中心部分30响应施加于挡风玻璃的力具有更大程度的偏转或顺应性。需要时，由缺少直接附连到车辆支柱产生的前围中心部分30的减小的相对刚度也可以在某种程度上通过对前围中心部分的结构的附加修改而进行补偿。例如，(未显示的)加强肋可以沿着前围中心部分30的长度设在某些位置。也可以改变其他因素以根据特定应用的需要来调节前围中心部分的力-偏转响应，该其他因素为例如沿着第一、第二和第三前围部分的长度的前围横截面的厚度、前围的第二部分38的曲率半径(或多个曲率半径)、前围的第一和第三部分34和38的长度、制造前围所用的材料和其他相关参数。然而，在本文所述的所有实施例中，诸如前围的结构的这样的构件、将挡风玻璃的下部分附连到前围的方法和其他相关特征被指定，使得挡风玻璃的下部分保持附连到前围，即使前围处于变形或偏转状态。在特定实施例中，前围中心部分30的横截面从在基座部分32处或附近的相对较厚的截面Tl向下渐缩到在沿着横截面在基座部分和第三部分40的自由端50之间的某个位置(例如，在弯曲的第二部分38的端部38b处或附近)处的相对较薄的截面T2。据信，横截面的该渐缩允许前围材料在能量吸收方面的更高效使用。再次参考图3，在发动机舱2中形成有室或腔52。该腔由下仪表板22、上仪表板 20和前围24限定。腔52提供空间，前围中心部分30响应施加于附连到前围的挡风玻璃 42的力而偏转到所述空间中。当物体54碰撞挡风玻璃42时，前围中心部分30如图3中所示多模式地偏转，从而吸收碰撞能量的至少一部分。在一个特定实施例中，前围的第一、第二和第三部分34、38和40中的一个或多个被设计成能够响应施加于挡风玻璃的力而弹性地偏转或弹性地变形。在该实施例中，当去除所施加的力时，可弹性偏转的前围部分(或多个部分)返回到未偏转状态。在另一个特定实施例中，前围的第一、第二和第三部分34、38 和40中的一个或多个可以响应施加于挡风玻璃的力而塑性地变形。在该实施例中，当去除所施加的力时中心部分30可以不完全返回到它的先前未偏转状态。在特定实施例中，一个或多个(未显示的)硬限位表面可以设在前围中心部分30 的偏转路径中，以便将中心部分的一个或多个部分的偏转限制为预定的最大量。在特定实施例中，省略前围的第三部分40并且挡风玻璃的下部分附连到前围的第二部分38。该实施例可以被构造成使得前围的第一和第二部分以先前所述的方式形成悬臂结构。在其他实施例中，前围中心部分24的结构可以被构造成包括附加的、独立地可弹性偏转的弹簧部分，这取决于诸如可用空间和特定应用的能量吸收需要这样的因素。除了独立地可附连到车辆的车身之外，根据本实用新型的实施例的前围也可以被包含到附连到车辆的子组件中。将理解本实用新型的实施例的前述描述仅仅是为了示例性目的。因而，本文中公开的各种结构和操作特征容易与本领域的普通技术人员的能力相符合地进行许多修改，所述修改都不脱离如附带的权利要求中所限定的本实用新型的范围。
权利要求1.一种用于车辆的前围结构，其特征是，包括基座部分；从所述基座部分延伸的第一部分；从所述第一部分延伸的弯曲的第二部分；和从所述第二部分延伸的第三部分，其中所述第一部分能够响应施加于所述第三部分的力而相对于所述基座部分弹性地偏转。
2.根据权利要求I所述的前围结构，其特征是，所述第二部分能够响应所施加的力而弹性地偏转。
3.一种机动车辆，其特征是，包括根据权利要求I所述的前围结构。
4.根据权利要求3所述的机动车辆，其特征是，所述第二部分从所述第一部分向上弯曲。
5.根据权利要求3所述的机动车辆，其特征是，所述第一部分和所述第二部分组合以形成悬臂结构。
6.根据权利要求3所述的机动车辆，其特征是，所述第三部分能够响应所施加的力而相对于所述第二部分弹性地偏转。
7.—种车辆子组件，其特征是，包括根据权利要求I所述的前围结构。
8.一种用于车辆的前围结构，其特征是，包括联接到所述车辆的一部分的第一部分；从所述第一部分延伸的弯曲的第二部分；和第三部分，所述第三部分从所述第二部分延伸并且被构造成用于将挡风玻璃附连到所述第三部分，以用于抵抗施加于所述挡风玻璃的力而支撑所述挡风玻璃。
9.根据权利要求8所述的前围结构，其特征是，所述第二部分能够响应施加于所述第二部分的力而相对于所述第一部分偏转。
10.一种机动车辆，其特征是，包括根据权利要求8所述的前围结构。
11.一种车辆子组件，其特征是，包括根据权利要求8所述的前围结构。
专利摘要本实用新型提供了一种用于车辆的前围结构、机动车辆以及车辆子组件。所述用于车辆的前围结构包括基座部分，从所述基座部分延伸的第一部分，从所述第一部分延伸的弯曲的第二部分，从所述第二部分延伸的第三部分，其中所述第一部分能够响应施加于所述第三部分的力而相对于所述基座部分弹性地偏转。所述机动车辆和车辆子组件包括上述的前围结构。
文档编号B62D25/08GK202345778SQ20112031399
公开日2012年7月25日 申请日期2011年8月25日 优先权日2010年9月7日
发明者D·斯达克维克, R·W·哈斯, S·S·巴塔查杰, 李昶勳 申请人:福特环球技术公司