车辆的前柱上部结构的制作方法
【专利摘要】一种车辆的前柱上部结构，其中，由前柱内板和车体侧部外板的前柱部形成闭合截面，在该闭合截面的内部，设置有分隔内部的增强构件以构成车辆的前柱，前柱(5)的上部侧接合至车顶板，在车顶板的前部下表面沿车体宽度方向设置的车顶前梁的两端部接合至左右前柱的上部侧内侧面，对前柱内板(6)的上部侧凸缘(6a)、车体侧部外板(9)的前柱部(9a)的上部侧凸缘(7a)和增强构件(8)的上部侧凸缘(8a)进行焊接结合，对前柱内板(6)的下部侧凸缘(6b)、车体侧部外板(9)的前柱部(9a)的下部侧凸缘(7a)和增强构件(8)的下部侧凸缘(8b)进行焊接结合，从而形成闭合截面(S1，S2)，在前柱内板(6)的室内侧，使得纵壁状的平面部(6c)形成为在上部侧凸缘的结合部与下部侧凸缘的结合部之间在前视图的截面中呈直线状。
【专利说明】车辆的前柱上部结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及能够增大载荷吸收性并且减少车顶振动的原因的车辆的前柱上部结构。
【背景技术】
[0002]通过减小前柱的宽度而减轻重量并且通过改善归因于前柱的视线(死角)，即使具有小的空间，轻量紧凑型车辆也能够增加驾驶时的舒适性和安全性。另一方面，不期望前柱太细，因为这会导致室内噪音和车顶振动，并且降低前方碰撞时的载荷吸收性。
[0003]传统地，为了增强前柱，前柱内板和车体侧部外板形成闭合截面，并且在该闭合截面中包括增强构件。在前柱中追加形成闭合截面的另外的增强构件以增加刚性。已知如下的传统技术:其中，在前柱内板的一部分沿上下方向设置有向车体宽度方向内侧突出的筋部(bead portion)(参照专利文献I和专利文献2)。
[0004][现有技术文献]
[0005][专利文献]
[0006][专利文献I]日本特开2012-158240号公报
[0007][专利文献2]日本特开2000-272539号公报
【发明内容】
[0008]发明要解决的问题
[0009]然而，在传统技术中，增强构件数量的增加使得重量增加，并且降低了组装作业性。在专利文献2中，上增强构件和下增强构件在中途连接以形成闭合截面。因此，需要将上增强构件和下增强构件连接，所以降低了组装效率。此外，由于车顶振动而在某些频率下产生声压峰值(sound pressure peak)。这是由于骨架振动而非车顶自身振动所导致的车顶振动的模式。即使前柱的骨架具有充分的截面，该截面也可能在脊部(bridge)作为变形余量(deformation allowance)的情况下崩塌。另外,在设计方面存在为了减轻重量而减小前柱的宽度和厚度的趋势，如果骨架具有高拉伸强度，则截面不能有效地工作并且骨架在碰撞时会弯曲。另外，车顶前梁的低频振动导致挡风玻璃的振动，这有碍于确保性能。
[0010]本发明的目的是解决上述问题，并且提供如下的前柱上部结构:该前柱上部结构包括前柱内板、车体侧部外板和增强构件这三个部件，以减轻重量、降低闭合截面的沿上下方向的压溃(vertical crush)并且减少车顶振动的原因。
[0011]用于解决问题的方案
[0012]为解决上述问题，本发明提供一种车辆的前柱上部结构，其中，由前柱内板和车体侧部外板的前柱部形成闭合截面，在该闭合截面的内部，设置有分隔内部的增强构件以构成车辆的前柱，所述前柱的上部侧接合至车顶板，在所述车顶板的前部下表面沿车体宽度方向设置的车顶前梁的两端部接合至左右前柱的上部侧内侧面，对所述前柱内板的上部侧凸缘、所述车体侧部外板的前柱部的上部侧凸缘和所述增强构件的上部侧凸缘这三个上部侧凸缘进行焊接结合，对所述前柱内板的下部侧凸缘、所述车体侧部外板的前柱部的下部侧凸缘和所述增强构件的下部侧凸缘这三个下部侧凸缘进行焊接结合，从而形成闭合截面，在所述前柱内板的室内侧，使得纵壁状的平面部形成为在所述上部侧凸缘的结合部与所述下部侧凸缘的结合部之间在前视图的截面中呈直线状。
[0013]在本发明中，所述前柱内板的平面部至少形成在所述前柱与所述车顶前梁的结合部的前方，在所述前柱与所述车顶前梁的结合部的后方的纵壁部，沿所述前柱的长度方向形成有向所述闭合截面的内侧突出的筋形状。
[0014]另外，在本发明中，所述筋形状形成为在所述前柱与所述车顶前梁的结合部并且从所述前柱内板的平面部的上下方向中间部开始，向所述前柱内板的后方延伸，所述筋形状与所述前柱内板的平面部的上下方向下部侧连续。
[0015]另外，所述车顶前梁包括在所述车顶板的前部下表面沿车体宽度方向设置的带状主体部和分别设置在所述主体部的左右两端并且结合至左右前柱的延伸构件，所述延伸构件与所述前柱内板的平面部之间的结合部构造成跨越所述筋的前端部。
[0016]发明的效果
[0017]本发明的效果如下。
[0018]对前柱内板的上部侧凸缘、车体侧部外板的前柱部的上部侧凸缘和增强构件的上部侧凸缘这三个上部侧凸缘进行焊接结合，对前柱内板的下部侧凸缘、车体侧部外板的前柱部的下部侧凸缘和增强构件的下部侧凸缘这三个下部侧凸缘进行焊接结合，从而形成闭合截面，因此能够构造轻量且刚性的柱结构。在前柱内板的室内侧，使得纵壁状的平面部形成为在上部侧凸缘的结合部与下部侧凸缘的结合部之间在前视图的截面中呈直线状。因此，使平面部延伸以减少闭合截面的上下方向的压溃，并且减少前柱的在车顶前梁的前部侧的截面的压溃。这减少了车顶前梁的上下移动，并且减少了车顶振动的一个原因。前柱的上下方向的弯曲的减少使得由于前方碰撞时的载荷而导致的弯曲减少，由此提高了载荷吸收性。
[0019]在车顶前梁的前侧抑制了前柱的闭合截面的压碎，因此能够有效地减少车顶前梁的结合部的上下移动量。在车顶前梁的后方侧在前柱的沿车体前后方向延伸的部分向闭合截面的内侧突出的筋形状沿前柱的长度方向形成为相对于来自车体前方侧的载荷沿纵向形成的筋，由此减少了前柱的压曲(buckling)。
[0020]另外，筋形状形成为在前柱与车顶前梁的结合部并且从前柱内板的平面部的上下方向中间部开始，向前柱内板的后方延伸，筋形状与前柱内板的平面部的上下方向下部侧连续。因此，筋比前柱向后方延伸的方向更水平地延伸，以减少弯曲、即减少筋的压曲。
[0021]另外，车顶前梁包括在车顶板的前部下表面沿车体宽度方向设置的带状主体部和分别设置在主体部的左右两端并且结合至左右前柱的延伸构件，延伸构件与前柱内板的平面部之间的结合部构造成跨越筋的前端部，由此消除局部弯曲的部分。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是示出车辆的车体部分的前方立体图。
[0023]图2是示出前柱和延伸构件的立体图。
[0024]图3是示出前柱内板的筋和延伸构件的安装位置的立体图。[0025]图4是沿着图2中的线A-A截取的截面图。
[0026]图5是沿着图2中的线B-B截取的截面图。
[0027]图6是示出前柱和车顶之间的结合部的立体图。
[0028]图7是从下方观察车顶前梁的安装部的立体图。
[0029]附图标记说明
[0030]I 挡风玻璃
[0031]2 车颈部
[0032]3 车室
[0033]4 车顶部
[0034]5 前柱
[0035]6 前柱内板
[0036]6c平面部
[0037]7 前柱外板
[0038]8 增强板(增强构件)
[0039]9 车体侧部外板
[0040]9a车体侧部外板的前柱部
[0041]10 延伸构件
[0042]42车顶前梁
[0043]42a车顶前梁主体
[0044]61筋形状
【具体实施方式】
[0045]现在，将参照图1至图7详细说明本发明的实施方式。
[0046]如图1所示，在车辆的前部车体部分，连接车颈部2与车顶部4的前柱5形成于挡风玻璃I的左右两侧，其中，车颈部2设置在挡风玻璃I的下部侧，车顶部4构成车室3内的天花板，车室3形成有乘员座椅。
[0047]如图2和图3所示，前柱5是从挡风玻璃I的左右两侧向车顶部4的前端部延伸的带状构件并且弯曲成圆弧状，并且为了不阻挡乘员的视线形成为尽可能细。
[0048]如图4所示，前柱5包括设置于室内侧的带状的前柱内板6、设置于室外侧的带状的前柱外板7以及设置在前柱内板6和前柱外板7之间作为增强构件的增强板8。
[0049]前柱外板7包括车体侧部外板9的前柱部9a，其中，车体侧部外板9构成车体的侧面。前柱内板6包括位于上缘部的上部侧凸缘6a和位于下缘部的下部侧凸缘6b，在上部侧凸缘6a和下部侧凸缘6b之间沿长度方向设置有纵壁状的平面部6c。与前柱内板6类似，前柱外板7包括位于上缘部的上部侧凸缘7a和位于下缘部的下部侧凸缘7b，在上部侧凸缘7a和下部侧凸缘7b之间沿长度方向设置有弯曲成向外侧鼓出的弯曲部7c。增强板8包括位于上缘部的上部侧凸缘8a和位于下缘部的下部侧凸缘Sb，在上部侧凸缘8a和下部侧凸缘8b之间沿长度方向设置有向车体外侧突出的方U字形部8c。
[0050]增强板8保持在前柱内板6和前柱外板7之间。上部侧凸缘6a、上部侧凸缘7a和上部侧凸缘8a这三个上部侧凸缘通过点焊w接合，下部侧凸缘6b、下部侧凸缘7b和下部侧凸缘8b这三个下部侧凸缘通过点焊w接合，从而形成将内部分隔成两个空间的闭合截面S1、S2。上部侧凸缘6a、上部侧凸缘8a和上部侧凸缘7a彼此接合并且形成为朝向车体侧，从而构成粘接挡风玻璃I的窗框。
[0051 ] 前柱外板7从上部侧凸缘7a的根部向斜上方弯曲，远离增强板8的方U字形部Sc弯曲，然后弯曲成包围U字形部Sc，并且在其中形成闭合截面S2，该闭合截面S2的大小至少与闭合截面SI大致相同。下部侧凸缘6b、下部侧凸缘Sb和下部侧凸缘7b彼此接合并且向车体后方侧延伸，以形成与前车门(未示出)的前端部开口侧配合的配合部。上部侧凸缘6a、上部侧凸缘8a和上部侧凸缘7a的接合部与下部侧凸缘6b、下部侧凸缘Sb和下部侧凸缘7b的接合部由没有脊部(弯曲部)的纵壁状的平面部6c连接。在前柱内板6的室内侧，纵壁状的平面部6c形成为在上部侧凸缘6a的结合部与下部侧凸缘6b的结合部之间在前视图中具有直线截面，纵壁状的平面部6c连接上部侧凸缘6a和下部侧凸缘6b。
[0052]如图6所示，前柱5的上端部的后方侧接合并组装至车顶部4，延伸构件(延伸件)10在与车顶部4的前端部的接合部接合至前柱内板6 (参照图2)。如图5所示，在前柱内板6的纵壁状的平面部6c中，在延伸构件10的接合位置的后方，筋形状61形成为沿前柱内板6的长度方向朝向车体外侧。如图2所示，筋形状61形成为在前端部位于前柱内板6的纵壁状的平面部6c的中间位置，并且在后端部位于前柱内板6的纵壁状的平面部6c的下方位置。由于前柱5的曲线向后方更为平缓，为了使筋形状61比大致水平地向后方延伸的前柱内板6的曲线弯曲地更厉害，所以将筋形状61向车体后方形成。
[0053]如图6所示，带状的车顶前梁42沿车体宽度方向设置于车顶部4的车顶板41的前端部的下表面。如图7所示，车顶前梁42构造成使得延伸构件10安装至带状的车顶前梁主体42a的两端部。
[0054]延伸构件10包括:组装部10a，车顶前梁主体42a安装到该组装部IOa ;安装面10b，其在组装部IOa的前端部向下方侧弯曲并且安装至前柱内板6的纵壁状的平面部6c ；和引导用壁面10c，其设置在组装部IOa的前后两侧并且向上方突出。在延伸构件10中，车顶前梁主体42a的端部配置在组装部IOa的引导用壁面IOc之间，组装部IOa接合并组装至车顶前梁主体42a。车顶前梁42通过点焊w接合并安装至前柱内板6的纵壁状的平面部6c，使得延伸构件10的安装面IOb覆盖筋形状61的前端部。
[0055]根据该前柱上部结构，如果由前方碰撞等向前柱5施加朝向车体后方侧的应力，则如图4中的双点划线所示的压溃变形模式6'、8'作用到前柱5的截面。这种变形模式6'、8'能够由纵壁状的平面部6c吸收，其中，纵壁状的平面部6c沿着沿图4中的箭头方向的力Fl和F2挺伸。
[0056]对于构成前柱5的前柱内板6、前柱外板7和增强板8，上部侧凸缘6a、上部侧凸缘8a和上部侧凸缘7a的接合部以及下部侧凸缘6b、下部侧凸缘Sb和下部侧凸缘7b的接合部由没有脊部(弯曲部)的纵壁状的平面部6c连接。这能够减少变形余量(周长)并确保刚性结构，由此通过减小前柱5的宽度而增大驾驶时的舒适性和安全性。
[0057]此外，将增强板8保持在前柱内板6和前柱外板7之间，上部侧凸缘6a、上部侧凸缘8a和上部侧凸缘7a这三个上部侧凸缘通过点焊w接合，下部侧凸缘6b、下部侧凸缘Sb和下部侧凸缘7b这三个下部侧凸缘通过点焊w接合，从而形成将内部分隔成两个空间的闭合截面S1、S2。同样，在前柱内板6的室内侧，纵壁状的平面部6c形成为在上部侧凸缘6a的结合部与下部侧凸缘6b的结合部之间在前视图中具有直线截面，纵壁状的平面部6c连接上部侧凸缘6a和下部侧凸缘6b。这能够提供闭合截面S1、S2不被压溃的刚性结构。
[0058]对于来自车体前方的载荷，筋形状61在延伸构件10的接合位置的后方形成为沿前柱内板6的长度方向朝向车体外侧，由此增加了压缩方向上的刚性。这能够防止车顶部的前端部的压曲等。延伸构件10设置在筋形状61的前端部，由此通过筋形状61补偿刚性减小了的部分的刚性，并且防止由于局部变形而压曲。筋形状61形成为在前端部位于前柱内板6的纵壁状的平面部6c的中间位置，并且在后端部位于前柱内板6的纵壁状的平面部6c的下方位置。因此，筋形状61能够大致水平地形成在车体后方，由此确保前柱内板6抵抗前方碰撞的刚性。
[0059]车顶前梁42能够经由延伸构件10与前柱内板6的纵壁状的平面部6c连续，由此防止车顶前梁42的振动，并减小低频的沉闷声音(muffled sound)。
[0060]本发明不限于所述实施方式。例如，延伸构件10的形状或大小可以根据前柱5的厚度或强度而自由设定。此外，如图5所示，筋形状61的宽度H、深度M或长度L可以自由设定。筋形状61的前端部可以超过延伸构件10的位置而延伸到前方位置。筋形状61的高度位置可以设定在纵壁状的平面部6c的高度方向上的任意位置。当平面部6c的高度为Hl时，筋形状61的上部侧的高度H2相对于下部侧的高度H3优选地设定为H2 > H3。
【权利要求】
1.一种车辆的前柱上部结构，其中，由前柱内板和车体侧部外板的前柱部形成闭合截面，在该闭合截面的内部，设置有分隔内部的增强构件以构成车辆的前柱，所述前柱的上部侧接合至车顶板，在所述车顶板的前部下表面沿车体宽度方向设置的车顶前梁的两端部接合至左右前柱的上部侧内侧面， 对所述前柱内板的上部侧凸缘、所述车体侧部外板的前柱部的上部侧凸缘和所述增强构件的上部侧凸缘这三个上部侧凸缘进行焊接结合，对所述前柱内板的下部侧凸缘、所述车体侧部外板的前柱部的下部侧凸缘和所述增强构件的下部侧凸缘这三个下部侧凸缘进行焊接结合，从而形成闭合截面，在所述前柱内板的室内侧，使得纵壁状的平面部形成为在所述上部侧凸缘的结合部与所述下部侧凸缘的结合部之间在前视图的截面中呈直线状。
2.根据权利要求1所述的前柱上部结构，其特征在于，所述前柱内板的平面部至少形成在所述前柱与所述车顶前梁的结合部的前方，在所述前柱与所述车顶前梁的结合部的后方的纵壁部，沿所述前柱的长度方向形成有向所述闭合截面的内侧突出的筋形状。
3.根据权利要求2所述的前柱上部结构，其特征在于，所述筋形状形成为在所述前柱与所述车顶前梁的结合部并且从所述前柱内板的平面部的上下方向中间部开始，向所述前柱内板的后方延伸，所述筋形状与所述前柱内板的平面部的上下方向下部侧连续。
4.根据权利要求1或2所述的前柱上部结构，其特征在于，所述车顶前梁包括在所述车顶板的前部下表面沿车体宽度方向设置的带状主体部和分别设置在所述主体部的左右两端并且结合至左右前柱的延伸构件，所述延伸构件与所述前柱内板的平面部之间的结合部构造成跨越所述筋的前端部。
【文档编号】B62D25/04GK103863404SQ201310606682
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2013年11月25日 优先权日:2012年12月12日
【发明者】平田拓也 申请人:铃木株式会社