车辆前部结构及车身模块结构的制作方法

本公开涉及一种车辆前部结构及车身模块结构。

背景技术：

日本专利申请公开(jp-a)第2004-299633号公开了一种汽车的前部车身结构，其设置有前围上盖板加强件、前围板以及一对上弯部，所述前围上盖板加强件横跨在一对柱的上部之间，所述前围板设置为以便覆盖被地板的前边缘、柱以及前围上盖板加强件包围的地点，所述一对上弯部从一对前侧框架的后端沿着前围板和地板向下延伸。在该前部车身结构中，沿竖直方向延伸的加强构件设置为以便将一对上弯部中的至少一个联接至前围上盖板加强件，从而抑制前围板在正面的车辆碰撞中朝向后方移动。

jp-a第2009-90928号公开了一种车辆前围上盖板周边结构，其中通过将前围上盖板下面板与前围上盖板上面板接合在一起使得其局部的部分具有闭合截面而设置有闭合截面部。所述闭合截面部设置在前围上盖板加强件的车辆上侧。在该车辆前围上盖板周边结构中，当碰撞负荷输入至前窗玻璃的下端时，支撑前窗玻璃的下端的闭合截面部在车辆竖直方向上经受压缩变形。这由此使得能够在与行人的头部等的碰撞中吸收能量。

在jp-a第2004-299633号和第2009-90928号中公开的结构从确保车身刚性同时提高行人保护性能的角度留有改进的余地。

技术实现要素：

本公开的目的为提供一种车辆前部结构，其能够确保车身刚性，同时提高行人保护性能。

第一方案的车辆前部结构包括前围上盖板顶面板和前围上盖板加强件。所述前围上盖板顶面板在车辆宽度方向上沿着前窗玻璃的下部延伸，支撑所述前窗玻璃，并且具有开放截面结构。所述前围上盖板加强件接合至所述前围上盖板顶面板的下部以及前围板的上部两者，在所述车辆宽度方向上延伸，并且具有闭合截面结构。

第一方案的车辆前部结构按照从车辆的顶部向下的顺序由前窗玻璃、前围上盖板顶面板、前围上盖板加强件以及前围板构造。因此，在该车辆前部结构中，前窗玻璃并未由具有闭合截面结构的前围上盖板加强件直接支撑，而是由具有开放截面结构的前围上盖板顶面板支撑。注意到的是，通过在车辆宽度方向上的一部分处将加强件面板接合至前围上盖板顶面板，前围上盖板顶面板可以与加强件面板结合来构造闭合截面部。在第一方案的车辆前部结构中，具有闭合截面结构的前围上盖板加强件使得能够确保车身刚性。而且，在前围上盖板加强件与前窗玻璃之间联接具有开放截面结构的前围上盖板顶面板，使得当碰撞负荷沿车辆向下方向作用在前窗玻璃上时前围上盖板顶面板能够经受压缩变形。即，当例如行人的头部等与前窗玻璃的下部碰撞时，具有开放截面结构的前围上盖板顶面板使得能够在从前窗玻璃至前围上盖板加强件的距离上吸收碰撞能量。

在第二方案的车辆前部结构中，所述前围上盖板加强件由挤压的铝构件构造。

相比于前围上盖板加强件通过将面板结合在一起而形成有闭合截面结构的情况，第二方案的车辆前部结构使得能够不设置接合凸缘等而构造闭合截面。即，由具有比钢更轻的比重的铝形成具有闭合截面结构的前围上盖板加强件，能够实现重量的减轻。

第三方案的车辆前部结构还包括接合构件，所述接合构件构造前柱，接合至所述前围上盖板加强件的车辆宽度方向端部，并且由压铸铝制成。

在第三方案的车辆前部结构中，前柱构造为包括压铸铝的接合构件。接合构件例如可以设置为用来将前柱上部与前柱下部联接在一起的构件。第三方案的车辆前部结构使得能够由压铸铝的接合构件承受作用在前围上盖板加强件上的负荷。即，相比于前围上盖板加强件接合至仅仅通过将面板结合在一起而形成的前柱的情况，这使得由前围上盖板加强件承受的负荷更好地分散到前柱中。

在第四方案的车辆前部结构中，所述接合构件包括伸出部，所述伸出部朝向车辆宽度方向内侧延伸并且具有u形截面轮廓；并且所述前围上盖板加强件的壁以抵接的状态固定至所述伸出部。

在第四方案的车辆前部结构中，通过将前围上盖板加强件插入到伸出部中，或者通过将伸出部插入到前围上盖板加强件中而将前围上盖板加强件与伸出部固定在一起。在第四方案的车辆前部结构中，前围上盖板加强件与接合构件重叠的部分被设置在前围上盖板加强件与接合构件的接合部处，由此抑制了负荷容易集中的接合部的变形。

本公开能够提供一种车辆前部结构，所述车辆前部结构能够确保车身刚性，同时还能够提高行人保护性能。

附图说明

将基于随后的附图详细描述本公开的示例性实施例，其中：

图1为图示出当从车辆宽度方向内侧和车辆后方观看时的根据本公开的示例性实施例的车辆前部结构的前围上盖板部；

图2为根据本公开的示例性实施例的车辆前部结构的前围上盖板部的侧视截面图(沿图1中的a-a剖切的截面)；

图3为图示出根据本公开的示例性实施例的车辆前部结构的作用的侧视截面图(对应于图2的截面)；

图4为图示出根据比较例1的车辆前部结构的前围上盖板部的侧视截面图；

图5为图示出根据比较例2的车辆前部结构的前围上盖板部的侧视截面图；

图6为图示出根据本公开的示例性实施例的车辆前部结构已经应用于由车身模块构造的车辆的示例的侧视截面图。

具体实施方式

下面参照图1至图3关于根据本公开的示例性实施例的车辆前部结构进行说明。在每个附图中，箭头“前”(fr)指示车辆向前方向，箭头“上”(up)指示车辆向上方向，而箭头“外”(out)指示车辆宽度方向外侧。车辆的前部被构造成基本左右对称，并且所以只对车辆的右侧进行图示和描述。

图1和图2图示了应用有车辆前部结构18的车辆10的前围上盖板部16。注意到的是，图1省略了前窗玻璃20。车辆10的前围上盖板部16设置在前围上盖板部16的车辆宽度方向两端处的前柱50之间。如图1和图2所示，前围上盖板部16构造为包括支撑前窗玻璃20的前围上盖板顶面板22，以及接合至前围上盖板顶面板22的车辆下侧的前围上盖板加强件30。将前车舱12与车厢14(参见图2)分隔开的前围板40接合至前围上盖板加强件30的车辆下侧。前车舱12包括容纳有内燃机的发动机舱，以及容纳有诸如用于电动车辆的电动机的驱动源的空间。前围上盖板顶面板22、前围上盖板加强件30以及前围板40沿着车辆宽度方向延伸，并且在车辆宽度方向两端处连接至前柱50。

如图1所示，每个前柱50构造为包括前柱上部(柱上部)52和前柱下部(柱下部)54。前柱上部52和前柱下部54通过压铸铝的接合构件60接合在一起。更具体地，前柱上部52为框架构件，该框架构件通过将车辆宽度方向外侧的柱外上部与车辆宽度方向内侧的柱内上部通过点焊等接合在一起而形成。前柱上部52具有闭合截面。通过将前柱上部52插入到接合构件60的车辆上侧处的开口(未在图中示出)中并且使用螺栓56将前柱上部52紧固到该开口而将前柱上部52固定至接合构件60。前柱下部54为框架构件，该框架构件通过将车辆宽度方向外侧的柱外下部与车辆宽度方向内侧的柱内下部通过点焊等接合在一起而形成。前柱下部54具有闭合截面。前柱下部54被插入到接合构件60的车辆下侧处的开口(未在图中示出)中并且通过焊接固定至接合构件60。电弧焊的焊接部t1因此形成在由前柱下部54的外壁面与接合构件60的端面形成的台阶处。

接合构件60包括伸出部62，所述伸出部62朝向车辆宽度方向内侧延伸，并且当从车辆宽度方向内侧观看时具有u形截面轮廓。更具体地，伸出部62包括车辆上侧、车辆前侧以及车辆下侧处的壁面，并且朝向车辆后侧开放(参见图2)。因此，在本示例性实施例中，前围上盖板加强件30能够被从车辆宽度方向内侧或从车辆后侧插入到伸出部62中。而且，如图2所示，在前围上盖板加强件30的壁32的外壁面已经与伸出部62的内壁面抵接的情况下，前围上盖板加强件30通过焊接而固定至伸出部62。因此，电弧焊的焊接部t2形成在由壁32的外壁面与伸出部62的端面形成的台阶处。注意到的是，具有u形截面轮廓的伸出部62并不限于具有像本实施例中一样朝向车辆后侧开放的轮廓。例如，伸出部62可以具有朝向车辆前侧、车辆上侧或车辆下侧中的任何一个开放的轮廓。

如图1和图2所示，前围上盖板顶面板22为具有开放截面结构的构件，并且在车辆宽度方向上沿着前窗玻璃20的下部延伸。前围上盖板顶面板22包括下凸缘22a和直立部22b，所述下凸缘22a接合至前围上盖板加强件30，所述直立部22b从下凸缘22a的车辆前端朝向前窗玻璃20(车辆上侧)延伸。前围上盖板顶面板22还包括安装部22c，所述安装部22c从直立部22b的车辆上端朝向车辆前方延伸，并且在车辆前端处朝向车辆向下方向弯曲。安装部22c形成为用于前窗玻璃20的支撑部。前围上盖板顶面板22还包括前凸缘22d，所述前凸缘22d从安装部22c的车辆前方和车辆下端朝向车辆前方延伸。前凸缘22d形成接合至后述的加强件面板24(参照图2)的部分。

如图2所示，前围上盖板顶面板22在安装部22c的车辆上侧面处设置有固定部26和缓冲橡胶28。固定部26由诸如聚氨酯粘合剂的柔韧且由弹性的粘合剂构造，并且围绕前窗玻璃20的周边而设置。以上述方式，前窗玻璃20由前围上盖板顶面板22经由固定部26和缓冲橡胶28支撑。

加强件面板24在车辆宽度方向上的多个位置处接合至前围上盖板顶面板22。加强件面板24构造为包括后凸缘24a和前凸缘24b，所述后凸缘24a在车辆后方沿车辆竖直方向延伸，所述前凸缘24b在车辆前方沿车辆前后方向延伸。后凸缘24a抵接前围上盖板顶面板22的直立部22b，并且后凸缘24a和直立部22b通过点焊固定在一起(参见图2中的焊点w1)。前凸缘24b抵接前围上盖板顶面板22的前凸缘22d，并且前凸缘24b和前凸缘22d通过点焊固定在一起(参见图2中的焊点w2)。

如图1和图2所示，前围上盖板加强件30为沿车辆宽度方向延伸并且具有闭合截面结构的构件。前围上盖板加强件30由挤压的铝构件构造。前围上盖板加强件30的车辆宽度方向外侧接合至构造前柱50的接合构件60，前围上盖板加强件30的车辆上侧接合至前围上盖板顶面板22，并且前围上盖板加强件30的车辆下侧接合至前围板40。

前围上盖板顶面板22的下凸缘22a通过铆钉36固定至前围上盖板加强件30的车辆上侧面。在前围上盖板加强件30的车辆宽度方向外侧端处，壁32与接合构件60的伸出部62以重叠的状态接合在一起(参见图2)。因此，前围上盖板顶面板22的下凸缘22a在伸出部62的车辆宽度方向内侧处抵接壁32的车辆上侧面，并且在壁32与伸出部62彼此重叠的部分抵接伸出部62的车辆上侧面。即，在壁32与伸出部62彼此重叠的部分，前围上盖板顶面板22与接合构件60一起接合至前围上盖板加强板30。注意到的是，用于将前围上盖板加强件30与前围上盖板顶面板22接合在一起的方法不限于铆钉36。例如，可以应用采用螺栓或焊接的接合方法。

设置在前围板40的车辆上侧端的上凸缘40a通过螺栓38固定至前围上盖板加强件30的车辆下侧面。前围板40的上凸缘40a在伸出部62的车辆宽度方向内侧处抵接壁32的车辆下侧面，并且在壁32与伸出部62彼此重叠的部分处抵接伸出部62的车辆下侧面。即，在壁32与伸出部62彼此重叠的部分处，前围板40与接合构件60一起接合至前围上盖板加强件30。注意到的是，用于将前围上盖板加强件30与前围板40接合在一起的方法不限于螺栓38。例如，可以应用采用铆钉或焊接的接合方法。

各种构件如上所述地接合的车辆前部结构18在各个接合部处涂覆有密封剂s，由此防止水等从前车舱12渗透至车厢14。

作用及有益效果

下面，关于本示例性实施例的作用及有益效果进行说明，同时与比较例进行对比。

如图2所示，本示例性实施例的车辆前部结构18按照从车辆的顶部向下的顺序由具有开放截面结构的前围上盖板顶面板22、具有闭合截面结构的前围上盖板加强件30以及具有开放截面结构的前围板40构造。下面关于在图2所示的碰撞体80与前窗玻璃20的下部碰撞的情况下的作用进行说明。

图3为图示出诸如行人的头部的碰撞体80已与前窗玻璃20的下部碰撞的状态的示意图。如图3所示，当碰撞体80与前窗玻璃20的下部碰撞时，在前围上盖板部16中，朝向车辆下侧的碰撞负荷f通过固定部26和缓冲橡胶28输入至前围上盖板顶面板22。如上所述，前围上盖板顶面板22在前围上盖板顶面板22接合至加强件面板24的位置处具有闭合截面，并且在前围上盖板顶面板22不接合至加强件面板24的位置处具有开放截面。相比之下，前围上盖板顶面板22所固定至的前围上盖板加强件30由挤压的铝构件构造为具有跨过其整个车辆宽度方向范围的闭合截面结构。即，在前围上盖板部16中，前围上盖板顶面板22具有比前围上盖板加强件30低的刚性，并且所以，如果由前围上盖板部16承受过度的碰撞负荷f，则前围上盖板顶面板22在车辆竖直方向上经受压缩变形。即，碰撞能量能够在从前窗玻璃20至前围上盖板加强件30的距离上被吸收。由此减小了从前围上盖板部16侧输入至碰撞体80的碰撞反作用力。

比较例1

比较例1为车辆前部结构的示例，其中，如在jp-a第004-299633号中描述的，前围上盖板加强件布置在前围上盖板部的车辆上端处，并且前窗玻璃由前围上盖板加强件直接支撑。图4图示出比较例1的车辆前部结构118中的前围上盖板部116附近的结构。与本示例性实施例的构造等同的构造被指定相同的附图标记。比较例1的前围上盖板部116沿着车辆宽度方向延伸，并且包括支撑前窗玻璃20的前围上盖板加强件130。

前围上盖板加强件130为框架构件，该框架构件通过将具有帽子形截面轮廓的前围上盖板上面板132与具有帽子形截面轮廓的前围上盖板下面板134通过点焊接合在一起(参见焊点w11)而形成。前围上盖板加强件130具有闭合截面。前窗玻璃20通过固定部26和缓冲橡胶28而由前围上盖板上面板132支撑。而且，沿车辆竖直方向延伸的前围板140通过点焊接合至前围上盖板下面板134的车辆前侧(参见焊点w12)。相应的构件之间的接合部涂覆有密封剂s，防止水等从前车舱12渗透至车厢14。

在比较例1中，由于在前围上盖板部116中只有前围上盖板加强件130出现在车辆上侧，所以能够使前围上盖板加强件的截面面积比在本示例性实施例中大。因此，即使前围上盖板加强件130为通过将钢面板结合在一起而构造的框架结构，比较例1也能够确保车辆的刚性。然而，在比较例1中，当碰撞体80与前窗玻璃20的下部碰撞时，来自碰撞体80的几乎全部的碰撞负荷f被施加至前围上盖板加强件130。碰撞能量吸收性能因此比本示例性实施例差。即，变得难以提高行人保护性能。

比较例2

比较例2为车辆前部结构的示例，其中，如在jp-a第2009-90928号中描述的，通过将前围上盖板下面板与前围上盖板上面板接合在一起使得其局部具有闭合截面而设置闭合截面部，并且闭合截面部接合至前围上盖板加强件的车辆上侧。图5图示出比较例2的车辆前部结构218的前围上盖板部216的附近的结构。与本示例性实施例的构造等同的构造被指定相同的附图标记。比较例2的前围上盖板部216沿车辆宽度方向延伸，并且包括支撑前窗玻璃20的闭合截面部220以及接合至闭合截面部220的车辆下侧的前围上盖板加强件230。

闭合截面部220为框架构件，该框架构件通过将前围上盖板上面板222、前围上盖板下面板224以及加强件面板226通过点焊接合在一起(参见焊点w21、w22)而形成。闭合截面部220具有闭合截面。注意到的是，加强件面板226设置在闭合截面部220中的多个车辆宽度方向位置处。即，在未出现加强件面板226的位置处存在开放截面。注意到的是，前窗玻璃20通过固定部26和缓冲橡胶28而由前围上盖板上面板222支撑。而且，前围上盖板加强件230在前围上盖板下面板224的车辆后方处通过点焊接合至闭合截面部220的车辆下侧(参见焊点w22、w23)，以形成闭合截面部232。在车辆竖直方向上延伸的前围板240通过点焊接合至前围上盖板下面板224的车辆下侧(参见焊点w24)。相应的构件之间的接合部涂覆有密封剂s，防止水等从前车舱12渗透至车厢14。

在比较例2中，闭合截面部220设置至前围上盖板部216，所述闭合截面部220具有带有开放截面的局部部分。前围上盖板部216形成为使得当碰撞体80与前窗玻璃20的下部碰撞时闭合截面部220能够在来自碰撞体80的碰撞负荷f下沿车辆竖直方向经受压缩变形。这由此类似于在本示例性实施例中地使得能够确保碰撞能量吸收性能，由此使得能够提高行人保护性能。然而，虽然在比较例2中闭合截面部232由前围上盖板加强件230在闭合截面部220的车辆下侧形成，但难以在尝试抑制闭合截面部232朝向前车舱12或朝向车厢14突出的同时，对于闭合截面部232确保大的截面面积。这意味着在通过将钢面板结合在一起而构造的框架结构中难以提高车辆的刚性。

总结

如上所述，当将比较例的效果与本示例性实施相比较时，比较例1能够确保车辆的刚性，但不能容易地提高行人保护性能，而比较例2能够改进行人保护性能，但不能容易地确保车辆刚性。

相比之下，在本示例性实施例中，前围上盖板加强件30被特殊化，以便用作框架构件。具体地，通过由挤压的铝构件构造前围上盖板加强件30，相比于钢面板被结合在一起的情况更容易确保截面面积，从而能够提高车身刚性。而且，在本示例性实施例中，前围上盖板顶面板22在功能上被特殊化，以便用作承载前窗玻璃20的面。具体地，构造具有开放截面结构的前围上盖板顶面板22，使得当碰撞负荷f沿车辆向下方向作用在前窗玻璃20上时前围上盖板顶面板22能够经受压缩变形。这由此能够在从前窗玻璃20至前围上盖板加强件30的距离上吸收碰撞能量。由于以上原因，本示例性实施例使得能够提高行人保护性能，同时也确保了车身刚性。即，本示例性实施例既能够确保车身刚性，又能够提高行人保护性能，这是比较例所不能的。

而且，本示例性实施例的前围上盖板顶面板22和前围上盖板加强件30具有分离的结构，有助于安装前窗玻璃20的框架部的调节。即，当安装前窗玻璃时这使得能够提高定位精度。

相比于比较例，本示例性实施例还展现出以下有益的效果。在比较例1与比较例2二者中，通过对钢面板进行点焊而形成分隔壁和框架。这因此增加了前围上盖板部的质量。具体地，比较例2包括大量部件，因此增加了质量。而且，构件(面板)之间的接合位置的增加的数量导致密封剂s的涂覆量的增加。与之相比，本示例性实施例的前围上盖板部16具有通过将前围上盖板加强件30与前围上盖板顶面板22结合而构造的基本结构，相比于比较例需要更少的部件。而且，由前围上盖板加强件30构造的框架构件由具有比钢更轻的比重的铝制成，由此使得能够实现重量的减轻。而且，闭合截面由挤压的铝构件构造，相比于当通过将面板结合在一起而获得闭合截面结构时，能够减少构件之间的接合位置的数量。即，能够减少密封剂s的涂覆量。

在本示例性实施例中，前围上盖板加强件30的车辆宽度方向端部接合至构造前柱50的压铸铝接合构件60。即，在本示例性实施例中，通过压铸铝接合构件60能够承受作用在前围上盖板加强件30上的负荷。相比于前围上盖板加强件接合至仅仅通过将面板接合在一起而形成的前柱的情况，这由此使得由前围上盖板加强件承受的负荷能够更好地分散到前柱中。

而且，本示例性实施例的接合构件60包括朝向车辆宽度方向内侧延伸并且具有u形截面轮廓的伸出部62。前围上盖板加强件30的壁32以抵接的状态固定至伸出部62。在本示例性实施例中，设置前围上盖板加强件30与接合构件60在前围上盖板加强件30与接合构件60之间的接合部处重叠的部分，使得能够在负荷容易集中的接合部处抑制变形。

注意到的是，在本示例性实施例中，前围上盖板加强件30被插入到接合构件60的伸出部62中。更具体地，前围上盖板加强件30的外壁面以抵接的状态固定至伸出部62的内壁面。然而，并不限于此，并且伸出部62可以插入到前围上盖板加强件30中。即，可以实现如下构造：伸出部62的外壁面以与前围上盖板加强件30的内壁面抵接的状态固定。

补充说明

本示例性实施例的车辆前部结构18可以应用至构造为包括多个车身模块的车辆(车身模块结构)。例如，车辆前部结构18可以以下面的方式应用至由下侧模块和车顶模块构造的车辆，所述下侧模块由地板模块、前部模块以及后部模块形成，所述车顶模块接合至下侧模块的车辆上侧。图6图示出车身模块结构70的示例。如图6所示，车顶模块72提前设置有前围上盖板顶面板22，并且下侧模块74提前设置有前围上盖板加强件30。在这样的构造中，通过将车顶模块72与下侧模块74接合在一起，能够同时形成前围上盖板部16。注意到的是，前窗玻璃20可以提前安装至车顶模块72，或者可以在车顶模块72与下侧模块74已经接合在一起之后安装前窗玻璃20。

如图1所示，本示例性实施例的每个前柱50通过将前柱上部52插入到接合构件60的车辆上侧开口中，并且将前柱下部54插入到接合构件60的车辆下侧开口而形成。而且，在本示例性实施例中，接合构件60由压铸铝制成，由此能够使前柱上部52、前柱下部54以及进而前围上盖板加强件30牢固地固定在一起。注意到的是，接合构件60可以设置有分隔壁(肋)，以将接合构件60在车辆竖直方向中央部划分为上部和下部。这由此能够进一步提高接合构件60的刚性。