车身的制作方法

1.本发明涉及一种车身，其包括左右一对后纵梁(rear side member)与后保险杠横梁(rear bumper beam)，所述左右一对后纵梁沿车身前后方向延伸，所述后保险杠横梁沿车身左右方向延伸并在两端结合于各后纵梁，且随着朝向左右中央而向后方鼓出。


背景技术：

2.专利文献1公开一种在左右两端结合于沿前后方向延伸的后纵梁的后保险杠横梁。后保险杠横梁遍及左右方向的整个区域而具有随着朝向左右中央而向后方鼓出的弯曲形状。
3.[现有技术文献]
[0004]
[专利文献]
[0005]
[专利文献1]日本专利特开平10
‑
76889号公报


技术实现要素：

[0006]
[发明所要解决的问题]
[0007]
这样的弯曲形状对于朝向曲率中心的载荷具有高刚性，但若偏置(offset)地从后方碰撞车身，则由于碰撞物体(例如美国后面碰撞法规fmvss301r中的障碍物(barrier))偏置地以广范围接触到弯曲形状，因此碰撞载荷会集中于偏置侧的后纵梁，车身有可能大幅变形。
[0008]
本发明的目的在于提供一种车身，即使在偏置后方碰撞时，也能够尽可能均等地将碰撞载荷分配至左右的后纵梁。
[0009]
[解决问题的技术手段]
[0010]
根据本发明的第一方面，一种车身，包括：左右一对后纵梁，沿车身前后方向延伸；以及后保险杠横梁，沿车身左右方向延伸并在两端结合于各所述后纵梁，且随着朝向左右中央而向后方鼓出，其中，所述后保险杠横梁具有：中间体，在所述左右中央沿左右方向延伸；以及倾斜体，从所述中间体的两端分别朝向对应的所述后纵梁而越朝左右扩展，则越朝前方位移，所述中间体的朝后面包含垂直面与倾斜面，所述倾斜面是从所述垂直面的至少上下任一侧连续，且随着远离所述垂直面而朝前方位移。
[0011]
根据第二方面，除了第一方面的结构以外，所述后保险杠横梁包含：横梁本体，由使挤出方向与车身左右方向一致的挤出成型体所形成；以及加强构件，从后方结合于所述横梁本体，形成所述垂直面及所述倾斜面。
[0012]
根据第三方面，除了第二方面的结构以外，在所述横梁本体的后表面配置有凹部，所述凹部从所述倾斜面的上下端朝前方凹陷并沿车身左右方向延伸，且由所述加强构件予以填塞。
[0013]
根据第四方面，除了第三方面的结构以外，在所述凹部，在上端与下端之间规定有沿车身左右方向延伸的棱线。
[0014]
根据第五方面，除了第二方面至第四方面的任一结构以外，在所述横梁本体的左右两端，成形有溃缩区域，所述溃缩区域是在车身前后方向上压扁所述挤出成型体而形成为在车身左右方向上具有母线的波形形状，且从后方结合于所述后纵梁。
[0015]
根据第六方面，除了第一方面至第五方面的任一结构以外，所述后保险杠横梁具有比所述后纵梁及美国后面碰撞法规中规定的硬的障碍物高的强度。
[0016]
根据第七方面，除了第一方面至第六方面的任一结构以外，所述后保险杠横梁具有前后方向比上下方向长的矩形闭合剖面。此处，闭合剖面是对应于在后保险杠横梁的剖面形状内未经分隔的每一个空间而形成。
[0017]
[发明的效果]
[0018]
根据第一方面，当偏置地从后方碰撞车身时，后车的前保险杠横梁(例如相当于美国后面碰撞法规fmvss301r中的“硬的障碍物”)接触至中间体的倾斜面。前保险杠横梁沿倾斜面滑动而朝上下方向偏离后保险杠横梁的中间体。配置在前保险杠横梁后方且内燃机前方的散热器(radiator)等冲击吸收零件(例如相当于美国后面碰撞法规fmvss301r中的“柔软的障碍物”)撞击到中间体的垂直面。后车的冲击吸收零件发生溃缩而碰撞能量被吸收。此时，冲击吸收零件被后保险杠横梁的中间体阻挡。在碰撞物体与后保险杠横梁的倾斜体之间确保间隙(clearance)。因此，从碰撞物体输入的载荷(碰撞载荷)能够被均等地分配至左右的后纵梁。
[0019]
当冲击吸收零件充分溃缩时，冲击吸收零件将接触到后保险杠横梁的倾斜体。暂时左右对称的载荷分配将崩溃，而载荷会集中于偏置侧的后纵梁。随后，若冲击吸收零件完全溃缩，则刚性比冲击吸收零件高的内燃机(例如相当于美国后面碰撞法规fmvss301r中的“平坦盘面部”)将接触至后保险杠横梁的中间体。因此，左右对称的载荷分配将恢复。这样，分散的载荷由左右的后纵梁予以支撑，因此与碰撞载荷集中作用于其中一个后纵梁的情况相比，车身能够实现轻量化。
[0020]
根据第二方面，后保险杠横梁的横梁本体能够通过挤出成型及弯曲加工来制造。在垂直面及倾斜面的建立时，只要将加强构件结合于挤出成型的横梁本体，因此后保险杠横梁能够相对较容易地制造。并且，加强构件只要结合于中间体的范围即可，从而能够尽可能避免基于加强构件的重量增加。
[0021]
根据第三方面，形成凹部的横梁本体的壁体与加强构件形成闭合剖面的长条材，因此能够提高倾斜面的强度。能够沿着倾斜面来促进后车的前保险杠横梁与后保险杠横梁的交错。
[0022]
根据第四方面，在凹部中，除了上端及下端以外，还在中央区域附加有棱线，因此能够提高中间体的强度及刚性。相对于后纵梁，碰撞载荷的分散及传递能够提高。
[0023]
根据第五方面，后保险杠横梁在左右的溃缩区域从后方结合于后纵梁的后端，因此既能在碰撞至中间体的物体与倾斜体之间确保间隙，又能在后保险杠横梁的左右两端缩小前后方向长度。从后纵梁朝向后方，后保险杠横梁的突出能够得到抑制。布局的自由度能够提高。并且，从后方向后保险杠横梁输入的载荷能够有效率地从后保险杠横梁分散至两个后纵梁。载荷的传递能够良好地得到确保。利用溃缩区域的作用，倾斜体与后纵梁的后端的接触面积也能够得以确保。
[0024]
根据第六方面，在碰撞时，能够促进后纵梁及硬的障碍物的变形。这样，能够增大
碰撞能量的吸收量。
[0025]
根据第七方面，在后保险杠横梁的中间体，相对于垂直面及倾斜面，能够提高前后方向的强度。能够缩小后保险杠横梁的厚度。其结果，能够实现后保险杠横梁的轻量化。
附图说明
[0026]
图1是本发明的一实施方式的车身的后部结构的平面图。
[0027]
图2是沿着图1的2
‑
2线的剖面图。
[0028]
图3是图1的3箭头图。
[0029]
图4的(a)是表示偏置地从后方受到碰撞的后部结构的平面图，图4的(b)是以左右对称面切断的剖面图，图4的(c)是接触至倾斜面的硬的障碍物的剖面图。
[0030]
图5的(a)是与垂直面接触的柔软的障碍物的平面图，图5的(b)是与垂直面接触的柔软的障碍物的剖面图。
[0031]
图6是与后保险杠横梁的倾斜体接触的柔软的障碍物的平面图。
[0032]
图7的(a)至图7的(c)是另一具体例的横梁本体的剖面图。
[0033]
[符号的说明]
[0034]
11：车身
[0035]
12：后纵梁
[0036]
14：后保险杠横梁
[0037]
15：中间体
[0038]
16：倾斜体
[0039]
17：横梁本体
[0040]
17b：溃缩区域
[0041]
18：加强构件
[0042]
27：凹部
[0043]
28c：(中间的)棱线
[0044]
32a：垂直面
[0045]
33a：倾斜面
[0046]
51c：硬的障碍物
[0047]
vp：假想垂直平面
具体实施方式
[0048]
以下，参照附图来说明本发明的实施方式。此处，车身的上下前后左右是基于乘坐于四轮汽车的乘员的视线而规定的方向。
[0049]
图1概略地表示本发明的一实施方式的车身的后部结构。车身11包括：左右一对后纵梁12，在后轮wr的后方沿车身前后方向延伸；以及地板(floor panel)13，在左右的后纵梁12之间沿着水平面扩展而连结左右的后纵梁12。各后纵梁12形成为相对于前后方向的压曲载荷呈现高刚性的筒形状。各后纵梁12在前后方向上支撑来自后方的碰撞载荷。后纵梁12及地板13例如包含铁制的板材，因来自后方的碰撞载荷发生溃缩而作为冲击吸收材发挥功能。
[0050]
车身11还包括后保险杠横梁14，所述后保险杠横梁14沿车身左右方向延伸并在两端结合于各后纵梁12，且随着朝向左右中央而向后方鼓出。后保险杠横梁14具有：中间体15，在左右中央沿左右方向延伸；以及倾斜体16，从中间体15的两端分别朝向对应的后纵梁12而越朝左右扩展，则越朝前方位移。后保险杠横梁14相对于车身的左右对称面lr而形成为左右对称形状。倾斜体16形成为以在中间位置向前方鼓出的方式弯曲的弯曲形状。相对于从后方接触中间体15的假想垂直平面vp，倾斜体16的后表面的开角α被设定为30度以上且60度以下。此处，开角α是指倾斜体16的后表面相对于假想垂直平面vp而形成的间隙的角度。开角α能够以倾斜体16的线形区域来确定。
[0051]
后保险杠横梁14包含：横梁本体17，由使挤出方向与车身左右方向一致的挤出成型体所形成；以及加强构件18，在中间体15从后方结合于横梁本体17。挤出成型体例如是由钢材或铝合金材基于挤出成型而成型。横梁本体17具有：原形区域17a，维持挤出成型时的剖面形状；以及溃缩区域17b，在横梁本体17的左右两端由沿车身前后方向被压扁的挤出成型体所形成。横梁本体17在溃缩区域17b结合于各后纵梁12的后端。在结合时，例如能够使用螺栓。此外，后保险杠横梁14也可基于冲压成型而成型。
[0052]
如图2所示，挤出成型体的原形区域17a包括：前壁21，沿着垂直面而展开；上壁22，从前壁21的上端朝向后方而沿着水平面展开；后壁23，从上壁22的后端沿着垂直面而朝下展开；下壁24，从前壁21的下端朝向后方而沿着水平面展开；弯曲壁25，从下壁24的后端朝上竖立，一边随着朝上方展开而向后方弯曲，一边在后端连接于后壁23的下端；以及支撑壁26，在上壁22的下方沿着水平面展开，将后壁23连接于前壁21。弯曲壁25形成凹部27，所述凹部27从后壁23的下端朝前方凹陷，且沿车身左右方向延伸。弯曲壁25与后壁23之间沿车身左右方向形成沿着水平面延伸的棱线28a，与下壁24之间沿车身左右方向形成沿着水平面延伸的棱线28b。弯曲壁25在连接于后壁23的后端与连接于下壁24的前端之间具有沿车身左右方向延伸的棱线28c。
[0053]
加强构件18具有：第一限制板31，在上壁22的后端重叠于上壁22；垂直板32，从第一限制板31的后端连续，从后方重叠于后壁23而形成朝后的垂直面32a；倾斜板33，从垂直板32的下端连续而填塞凹部27，形成朝后的倾斜面33a；以及第二限制板34，从倾斜板33的下端连续，在下壁24的后端重叠于下壁24。加强构件18例如通过熔接而结合于横梁本体17。加强构件18例如能够由钢材或铝合金材的板材通过弯折成形而成形。凹部27由加强构件18的倾斜板33予以填塞。其结果，在凹部27内，在凹部27的上端与下端之间设定有沿车身左右方向延伸的棱线28c。
[0054]
如图3所示，挤出成型体的溃缩区域17b具有：前壁36，在车身左右方向上从原形区域17a的前壁21连续；上波形壁37，从前壁36的上端朝向后方展开，由沿车身左右方向延伸的朝下的凹陷37a形成波形形状；后壁38，从上波形壁37的后端沿着垂直面而朝下展开；下壁39，从前壁36的下端朝向后方而沿着水平面展开，且在车身左右方向上从原形区域17a的下壁24连续；纵波形壁41，由在下壁39的后端与后壁38的下端之间朝向前方凹陷且沿车身左右方向延伸的凹陷41a形成波形形状；以及下波形壁42，从前壁36的中间区域朝向后方展开并连接于后壁38的下端，且由沿车身左右方向延伸的朝上的凹陷42a形成波形形状。
[0055]
上波形壁37在车身左右方向上从原形区域17a的上壁22连续。在上波形壁37中，由沿前后方向溃缩的挤出成型体的上壁22形成凹陷37a。纵波形壁41在车身左右方向上从原
形区域17a的弯曲壁25连续。在纵波形壁41中，挤出成型体的后壁23朝前方位移，由此，凹部27变形而形成凹陷41a。下波形壁42在车身左右方向上从原形区域17a的支撑壁26连续。在下波形壁42中，由沿前后方向溃缩的挤出成型体的支撑壁26形成凹陷42a。
[0056]
接下来说明本实施方式的动作。此处，基于美国后面碰撞法规fmvss301r来规定碰撞。即，如图4的(a)所示，障碍物(碰撞物体)51从后方，在沿车身左右方向偏离左右对称面lr的位置朝直进方向碰撞至车身11。障碍物51具有平坦盘面部51a，所述平坦盘面部51a具有与直进方向正交的垂直面。在平坦盘面部51a上，以特定的厚度(直进方向)重叠有柔软的障碍物51b。如图4的(b)所示，柔软的障碍物51b的高度方向的位置及高度方向的扩展被设定为预定的值。在柔软的障碍物51b的表面，设置有沿水平方向延伸的条形状的硬的障碍物51c。硬的障碍物51c的高度方向的位置及高度方向的扩展被设定为预定的值。
[0057]
当偏置地从后方碰撞车身11时，如图4的(c)所示，硬的障碍物51c接触至中间体15的倾斜面33a。硬的障碍物51c沿倾斜面33a滑动而朝下偏离后保险杠横梁14的中间体15。如图5的(b)所示，柔软的障碍物51b撞击至中间体15的垂直面32a。柔软的障碍物51b发生溃缩，由此碰撞能量被吸收。此时，如图5的(a)所示，柔软的障碍物51b被后保险杠横梁14的中间体15阻挡。在柔软的障碍物51b与后保险杠横梁14的倾斜体16之间确保间隙cl。因此，从柔软的障碍物51b输入的载荷(碰撞载荷)能够均等地被分配至左右的后纵梁12。当柔软的障碍物51b发生溃缩时，如图6所示，柔软的障碍物51b接触至后保险杠横梁14的倾斜体16。暂时左右对称的载荷分配崩溃，载荷将集中于偏置侧的后纵梁12。随后，当柔软的障碍物51b完全溃缩时，刚性比柔软的障碍物51b高的平坦盘面部51a接触至后保险杠横梁14的中间体15。因此，左右对称的载荷分配恢复。这样，分散的载荷由左右的后纵梁12予以支撑，因此与碰撞载荷集中作用于其中一个后纵梁12的情况相比，车身11能够实现轻量化。
[0058]
本实施方式的后保险杠横梁14包含：横梁本体17，由使挤出方向与车身左右方向一致的挤出成型体所形成；以及加强构件18，从后方结合于横梁本体17，形成垂直面32a及倾斜面33a。后保险杠横梁14的横梁本体17能够通过挤出成型及弯曲加工来制造。在垂直面32a及倾斜面33a的建立时，只要将加强构件18结合于挤出成型的横梁本体17，因此后保险杠横梁14能够相对较容易地制造。并且，加强构件18只要结合于中间体15的范围即可，从而能够尽可能避免基于加强构件18的重量增加。
[0059]
本实施方式中，在横梁本体17的后表面配置有凹部27，所述凹部27从倾斜面33a的上下端朝前方凹陷并沿车身左右方向延伸，且由加强构件18予以填塞。形成凹部27的横梁本体17的弯曲壁(壁体)25与加强构件18形成闭合剖面的长条材，因此能够提高倾斜面33a的强度。能够沿着倾斜面33a来促进硬的障碍物与后保险杠横梁14的交错。
[0060]
在横梁本体17的凹部27，在上端与下端之间规定有沿车身左右方向延伸的棱线28c。在凹部27中，除了上端的棱线28a及下端的棱线28b以外，还在中央区域附加有棱线28c，因此能够提高中间体15的强度及刚性。相对于后纵梁12，碰撞载荷的分散及传递能够提高。
[0061]
在横梁本体17的左右两端，成形有溃缩区域17b，所述溃缩区域17b是在车身前后方向上压扁横梁本体17的挤出成型体而形成为在车身左右方向上具有母线的波形形状，且从后方结合于后纵梁12。后保险杠横梁14在左右的溃缩区域17b从后方结合于后纵梁12的后端，因此既能与假想垂直平面vp之间确保间隙cl，又能在后保险杠横梁14的左右两端缩
小前后方向长度。从后纵梁12朝向后方，后保险杠横梁14的突出能够得到抑制。布局的自由度能够提高。并且，在溃缩区域17b，强度能够提高，从后方向后保险杠横梁14输入的载荷能够有效率地从后保险杠横梁14分散至两个后纵梁12。载荷的传递能够良好地得到确保。
[0062]
后保险杠横梁14具有比后纵梁12及硬的障碍物高的强度。在碰撞时，能够促进后纵梁12及硬的障碍物的变形。这样，能够增大碰撞能量的吸收量。
[0063]
此外，后保险杠横梁14也可具有前后方向比上下方向长的矩形闭合剖面。此处，闭合剖面是对应于在后保险杠横梁14的剖面形状内未经分隔的每一个空间而形成。在此种矩形闭合剖面的形成时，例如也可如图7的(a)所示，在横梁本体17形成加强壁52，所述加强壁52在支撑壁26与下壁24之间沿着水平面展开而将弯曲壁25的棱线28c连接至前壁21。也可如图7的(b)所示，在横梁本体17进一步形成纵加强壁53，所述纵加强壁53从加强壁的后端沿着垂直面而将弯曲壁25的棱线28c连接至上升支撑壁26。也可如图7的(c)所示，在横梁本体17，取代加强壁52或纵加强壁53而形成加强壁54，所述加强壁54在上壁22与支撑壁26之间沿着水平面展开而将后壁23连接至前壁21。任一情况下，在后保险杠横梁14的中间体15中，相对于垂直面32a及倾斜面33a，前后方向的强度均能够提高。能够缩小后保险杠横梁14的厚度。其结果，能够实现后保险杠横梁14的轻量化。