车身的底部结构.pdf

本发明公开了一种车身的底部结构。在前地板板下方的地板侧梁(16)中的一个与隧道式下方加强件(20)中的一个之间设有第二横梁(24)，该第二横梁在车辆的横向方向上延伸。第二横梁(24)的底壁(24B)是拱形的，并且在底壁下方提供一空间。由于拱形的底壁，第二横梁(24)在车辆的侧面碰撞时向上变形，因此布置在所述空间中的部件不会被损坏。

1.  一种车身的底部结构，所述车身的底部结构包括：构成车舱地板的下表面的车身地板；设置在车身地板下方并且沿车辆的纵向方向延伸的多个车架梁；以及横梁，所述车架梁经由所述横梁在车辆的横向方向上相互连接，其特征在于，
所述横梁包括底壁、一对侧壁和一对凸缘，所述底壁向车辆的上侧弯曲并且不与车身地板的下表面接触，所述一对侧壁分别从底壁的在车辆的横向方向上延伸的边缘延伸，所述一对凸缘分别从侧壁的在车辆的横向方向上延伸的边缘延伸，所述凸缘连接至车身地板的下表面，其中
所述横梁连接至所述车架梁，并且
在所述横梁、车身地板和车架梁之间限定一封闭的横截面区域，所述横截面区域在从车辆的前方观察时是封闭的。

2.  根据权利要求1所述的车身的底部结构，其中所述车身地板的与设置所述横梁的区域相对应的一部分向车辆的上侧凸出。

3.  根据权利要求1或2所述的车身的底部结构，其中在所述横梁的底壁在车辆的横向方向上的端部处设有凸缘，该凸缘连接至车架梁中的在车辆的横向方向上设置在最外侧的那一个的底面。

4.  根据权利要求1至3中的任意一项所述的车身的底部结构，其中所述车架梁包括第一梁和第二梁，所述第一梁在车辆的横向方向上布置在最外侧，并且连接至所述横梁，所述第二梁在车辆的横向方向上布置在第一梁的内侧，并且连接至第一梁。

5.  根据权利要求4所述的车身的底部结构，其中所述第二梁连接至所述横梁在车辆的横向方向上的外侧端。

6.  一种车身的底部结构，其特征在于包括：
构成车舱地板的下表面的车身地板；
多个车架梁，所述多个车架梁设置在车身地板下方并且沿车辆的纵向方向延伸；
横梁，所述车架梁经由所述横梁在车辆的横向方向上相互连接，所述横梁包括底壁、一对侧壁和一对凸缘，所述底壁向车辆的上侧弯曲并且不与车身地板的下表面接触，所述一对侧壁分别从底壁的在车辆的横向方向上延伸的边缘延伸，所述一对凸缘分别从侧壁的在车辆的横向方向上延伸的边缘延伸，所述凸缘连接至车身地板的下表面，其中
所述横梁连接至所述车架梁，并且
在所述横梁、车身地板和车架梁之间限定一封闭的横截面区域，所述横截面区域在从车辆的前方观察时是封闭的。

车身的底部结构
技术领域
本发明涉及一种车身的底部结构，该车身适于防护在车辆的侧面碰撞时施加的冲击。
背景技术
日本专利申请公布JP-A-09-39839描述了一种结构，其中地板横梁设置在乘客座椅下方，从而在车身的横向方向上延伸，所述地板横梁具有中部，该中部弯曲并且因而具有凸起的形状。
根据该结构，当车辆受到来自其侧面的撞击并且碰撞冲击从车辆的该侧施加至地板横梁时，地板横梁的凸起的中部进一步向上弯曲，由此使乘客座椅向客厢的横向中心倾斜，从而保护乘客座椅上的乘客。
然而，根据该技术，因为需要在乘客座椅下额外地设置具有弯曲部分的地板横梁，因此车辆重量增加，并且乘客座椅下方的结构变得复杂。
同时，需要使车身的地板下方的空间的损失最小，在该空间中例如安装有燃料箱。
发明内容
考虑到上述问题，本发明提供一种车身的底部结构，其中在车身地板下方提供一空间，并且，该底部结构使布置在该空间中的部件等能够在车辆的碰撞时被有效地保护。
根据本发明的车身的底部结构包括：构成车舱地板的下表面的车身地板；设置在车身地板下方并且沿车辆的纵向方向延伸的多个车架梁；以及横梁，所述车架梁经由所述横梁在车辆的横向方向上相互连接。横梁包括底壁、一对侧壁和一对凸缘，所述底壁向车辆的上侧弯曲并且不与车身地板的下表面接触，所述一对侧壁分别从底壁的在车辆的横向方向上延伸的边缘延伸，所述一对凸缘分别从侧壁的在车辆的横向方向上延伸的边缘延伸。所述凸缘连接至车身地板的下表面。横梁连接至车架梁。在横梁、车身地板和车架梁之间限定一封闭的横截面区域，该横截面区域在从车辆的前方观察时是封闭的。
根据该结构，在构成车舱地板的下表面的车身地板下方设有在车辆的纵向方向上延伸的多个车架梁。包括底壁、一对侧壁和一对凸缘的横梁在车辆的横向方向上连接车架梁。
而且，在上述结构中，由于横梁的底壁向上弯曲，因此横梁的底壁下方的空间的容积比当底壁是平坦的时大，这能够更有效地利用用于容纳部件等的空间(地板下方安装空间)。
另外，由于横梁的底壁向车辆的上侧弯曲，因此横梁在车辆的侧面碰撞时变形成向上凸起，从而使布置在横梁下方的空间(地板下方安装空间)中的部件不被损坏。
而且，由于所述封闭的横截面区域被限定在横梁、车身地板和车架梁之间，因此保证了用于在车辆的侧面碰撞时传递载荷的希望的能力。
在上述结构中，车身地板的与设置横梁的区域相对应的一部分向车辆的上侧凸出。
根据该结构，横梁的横截面区域增大。
在上述结构中，在所述横梁的底壁在车辆的横向方向上的端部处设有凸缘，该凸缘可以连接至车架梁中的在车辆的横向方向上设置在最外侧的那一个的底面。根据该结构，在车辆的侧面碰撞时的冲击载荷可被有效地传递和吸收。
而且，根据上述结构，尤其当车辆受到较高车辆来自侧面的撞击时，车架梁被推动以绕其轴线向车舱转动。例如，在车辆的侧面碰撞时，从车辆的后方观察在车身的右侧布置在最外侧的车架梁被推动以绕其轴线逆时针转动。此时，作用在最外侧的梁上的转动力被凸缘接收为作用在剪切方向上的力，该凸缘设置在横梁的底壁在车辆的横向方向上的端部处。因而，车架梁的转动变形可被有效地抑制
而且，在上述结构中，所述车架梁可包括第一梁和第二梁，所述第一梁在车辆的横向方向上布置在最外侧，并且连接至所述横梁，所述第二梁在车辆的横向方向上布置在第一梁的内侧，并且连接至第一梁。
而且，在上述结构中，所述第二梁可以连接至所述横梁在车辆的横向方向上的外侧端。
附图说明
本发明的上述和/或其它目的、特征和优点将从以下参照附图对优选实施例的说明而变得明显，在附图中相同的附图标记用于指示相同的部件，其中：
图1是沿图3和5中的线1-1得到的放大的横截面图，示出根据示例性实施例的车身底部结构的主要部分；
图2是一横截面图，用于示出在包括图1所示的底部结构的车辆侧面碰撞时出现的变形的模式；
图3是一平面图，示出图1所示的示例性实施例的主要部分的结构；
图4是一放大的透视图，示出第二横梁与地板侧梁之间的连接部结构；
图5是一平面图，示出车身的底部框架的构造；
图6是一放大的横截面图，示出车身底部结构的主要部分，用于说明示例性实施例的一个优点；
图7是一放大的横截面图，示出车身底部结构的主要部分，用于说明示例性实施例的另一个优点；
图8是沿图3中的线8-8得到的横截面图，用于示出示例性实施例的另一个优点；以及
图9是示出另一个示例性实施例的横截面图。
具体实施方式
在以下说明中，将根据示例性实施例详细说明本发明。
将参照图1至9说明根据本发明的示例性实施例的车身的底部结构。
在附图中，箭头FR指向车辆的前方，箭头UP指向车辆的上侧，箭头IN指向车辆在其横向方向上的内侧，并且箭头OUT指向车辆在其横向方向上的外侧。
图5是一平面图，示出根据示例性实施例的底部结构的框架构造。参照图5，底部框架10具有前地板段12和后车身底部段14。在前地板段12中，六个车架梁布置成在车辆的纵向方向上延伸。在车辆的正面碰撞时，这些车架梁将已纵向地施加至车辆的载荷从车辆的前部传递至后部。
左和右前侧梁16在前地板段12的两侧分别布置成在车辆的纵向方向上延伸，并且在地板侧梁16的内侧上布置有左和右前侧梁18。每个前侧梁18都弯曲以便使其在前侧沿车辆的纵向方向延伸，并且在后侧斜向车辆的外侧延伸。在前侧梁18的内侧设有左和右隧道式下方加强件20，所述左和右隧道式下方加强件20每个都向车辆的外侧弯曲，以便使其曲率向车辆的前方增大。
每个隧道式下方加强件20的前端都焊接至对应的前侧梁16的中部的内表面，并且每个隧道式下方加强件20的后端都焊接至第三横梁22的前表面，该第三横梁22在左和右地板侧梁16的后端部分之间在车辆的横向方向上延伸。在地板侧梁16的纵向中心部分之间沿车辆的横向方向成一直线地布置有两个第二横梁24，每个前侧梁18的后端焊接至对应的第二横梁24的前表面。第二横梁24的外侧端焊接至地板侧梁16的相应内表面，这将在下文详细说明，并且第二横梁24的内侧端焊接至隧道式下加强件20的相应外表面。第一横梁26在左和右前侧梁18的前端部分之间在车辆的横向方向上延伸。
在后车身底部段14中，左和右后下侧梁28在车辆的纵向方向上延伸。每个后下侧梁28的端部向车辆的外侧弯曲，并且焊接至对应的地板侧梁16的后端部分的内表面。多个后横梁30在后下侧梁28之间布置成在车辆的横向方向上延伸。
下面将说明该示例性实施例的主要部分及其外周。
图3是一放大的平面图，示出底部框架10的第二横梁24周围的结构，并且图1示出设置第二横梁24的位置处的横截面，该横截面是在车辆的横向方向上得到的。
如图1和3所示，每个第二横梁24都在各侧连接地板侧梁16和隧道式下方加强件20。第二横梁24形成为如图4所示。注意，在本发明中，每个第二横梁24在车辆的纵向方向上得到的横截面的形状和与此类似的横截面形状将被称为“帽状形状”。参照图4，每个第二横梁24都布置成使其开口面向上方。每个第二横梁24的前和后凸缘24A都焊接至前地板板32的底面，从而在前地板板32与每个第二横梁24之间形成封闭的横截面区域34，该横截面区域34在车辆的横向方向上观察时是封闭的。注意，凸缘24A对应于本发明中的“一对凸缘”。
每个第二横梁24的底壁24B都是拱形的，从而在从车辆前方观察时向上凸起，这是该示例性实施例的区别特征。根据该结构，由于底壁24B的拱形，与底壁24B是平坦的情况相比，第二横梁24的底壁24B下方的空间36的容积较大。在该示例性实施例中，在空间36中布置有地板下方部件38，例如燃料箱和消声器。
注意，第二横梁24的底壁24B不与前地板板32接触。参照图4，在每个第二横梁24的前壁24C和后壁24D的端部处形成有凸缘24E、24F。注意，前壁24C和后壁24D对应于本发明中的“一对侧壁”。而且，在底壁24B的外侧端处形成有凸缘24G。前壁24C和后壁24D的凸缘24E、24F焊接至地板侧梁16的竖壁16C，地板侧梁16的横截面也具有帽状形状。底壁24B的凸缘24G焊接至地板侧梁16的下壁16D。
参照图1，地板侧梁16的上和下凸缘16A、16B焊接至中心柱40的柱内面板42。前地板板32的端部32A焊接至地板侧梁16的上表面，所述端部32A是前地板板32在其横向方向上的一个端部。在车辆内侧的底壁24B的纵向端部焊接至隧道式下方加强件20的底面。
如图3所示，前侧梁18的后端18A焊接至第二横梁24靠近其外侧端的部分。就是说，当在车辆的横向方向上观察时，后端18A焊接至地板侧梁16的内侧上的位置。
接下来将说明该示例性实施例的效果和优点。
如图1所示，在根据该示例性实施例的车身的底部结构中，第二横梁24在车辆的横向方向上延伸，从而在前地板板32的下方连接地板侧梁16和隧道式下方加强件20，并且第二横梁24(底壁24B)为拱形，从而当从车辆的前方观察时向上凸起。根据该结构，在第二横梁24的底壁24B下方提供空间36。这样，空间36(地板下方安装空间)可被有效地用于容纳地板下方部件38，该地板下方部件38包括例如燃料箱和消声器。
近些年，诸如具有三排座椅的车辆的面向用途的车辆已被越来越大地引入。例如在这种车辆中，需要在后下方车身中提供用于容纳缩回的座椅的空间，保证这种空间则需要将通常布置在后下方车身的下方空间中的地板下方部件(例如，燃料箱、消声器)布置在前地板板下方。考虑到这点，在这种面向用途的车辆中可有效地采用根据该示例性实施例的结构。
另外，由于第二横梁24的底壁24B是拱形的，从而在从车辆前方观察时向上凸起，因此第二横梁24在车辆的侧面碰撞时向上变形。就是说，如图2所示，当冲击载荷F从车辆的侧面施加至车身的侧部(即，中心柱40)时，冲击载荷F通过地板侧梁16充当第二横梁24上的轴向力。结果，第二横梁24在其纵向中心处向上变形，并且变得向上侧更加凸起。结果，布置在第二横梁24的底壁24B下方(布置在地板下方安装空间中)的地板下方部件38不被损坏。
当第二横梁24如上所述地变形时，向上的载荷还通过第二横梁24的前壁24C和后壁24D传递至前地板板32，从而使前地板板32向上变形到一程度，该程度对应于施加至该前地板板32的载荷的幅度。
根据该示例性实施例的车身底部结构，如上所述，在前地板板32下方提供空间36。而且，前地板板32的变形模式被控制，以便在车辆的侧面碰撞时使前地板板32变形成更加向上凸起，并且因此不损坏布置在空间36中的地板下方部件38。
而且，根据该示例性实施例的车身底部结构，凸缘24G设置在第二横梁24的底壁24B的外侧端部分处，并且焊接至地板侧梁16的底面。根据该结构，例如，当车辆受到较高车辆(例如运动型多功能车辆(SUV))来自侧面的撞击，并且地板侧梁16继而被推动以绕其轴线转动时，凸缘24G接收作用在地板侧梁16上的转动力作为作用在剪切方向上的力。
更具体地，参照图6，当冲击载荷F从车辆的右侧施加至中心柱40的下部时，中心柱40的下部变形，如同其倒下到车舱中一样。此时，在车辆的纵向方向上并且在中心柱40的下端部分的内侧延伸的地板侧梁16被推动以绕其轴线逆时针(由附图中的箭头M指示的方向)转动。现在，参考具有平坦底壁的第二横梁46的情况，该平坦底壁由图6中的点划线指示。在这种情况下，凸缘46A从第二横梁46的外侧端向下弯曲，并且焊接至地板侧梁16的竖壁16C。在该结构中，凸缘46A接收作用在地板侧梁16上的上述转动力作为作用在一方向上的力，以使凸缘46A和地板侧梁16的竖壁16C相互分离，并且因此地板侧梁16的转动变形无法被充分地抑制。相反，根据本发明的示例性实施例，由于第二横梁24的底壁24B是拱形的，并且凸缘24G焊接至地板横梁16的底面，因此凸缘24G接收作用在地板横梁16上的转动力作为作用在剪切方向上的力。因而，地板侧梁16的转动变形可被有效地抑制，尤其是当车辆受到较高车辆来自侧面的撞击时。
根据该示例性实施例的车身底部结构，还可获得其它优点，如下所述。
首先，因为前侧梁18的后端部分18A在其横向方向上斜向车辆的外侧延伸，并且焊接至第二横梁24的外侧端部分，如图7所示，在车辆的侧面碰撞时，冲击载荷F’可被平顺地传递至地板侧梁16，并且梁之间的结构或连接部的形式可被简化。例如，在目标仅是在车辆的侧面碰撞时冲击载荷F’到地板侧梁16的高效传递的情况下，前侧梁的后端可以直接焊接至地板侧梁16，而不是焊接至第二横梁24。然而，在这种情况下，连接至地板侧梁16的前侧梁的连接部分(即，前侧梁18的后端)需要形成为复杂的形状，这大大降低了生产效率。而且，当前侧梁18焊接至第二横梁24比图7所示的情况较朝向车辆内侧的部分时，在车辆的正面碰撞时冲击载荷F’通过第二横梁24传递至地板侧梁16所经过的路径较长，使得冲击载荷难以平顺地传递至地板侧梁16。因而，根据该示例性实施例，可以保证用于在正面碰撞时传递载荷的希望的能力，并且可以提高生产力，在该实施例中，前侧梁18的后端18A布置成当在其横向方向上观察时尽可能地靠近车辆的外侧，并且焊接至第二横梁24。注意，地板侧梁16对应于本发明中的“车架梁”和“第一梁”，前侧梁18对应于本发明中的“车架梁”和“第二梁”，隧道式下方加强件20对应于本发明中的“车架梁”，并且前地板板32、50对应于本发明中的“车身地板”。
其次，在根据该示例性实施例的车身底部结构中，前侧梁18的后端部分18A斜向车辆的外侧延伸，并且焊接至第二横梁24在车辆的外侧上的纵向端部，从而在车辆的横向方向上在前侧梁18与隧道式下方加强件20之间提供了一定距离。因此，地板下方空间36的容积是充足的，如图8所示。
第三，在根据该示例性实施例的车身底部结构中，第二横梁24的底壁24B是拱形的，如图6所示，第二横梁24的横截面区域比第二横梁46具有平坦底壁(如图6中的双点划线所示)时大。因而，根据该示例性实施例，用于将已施加至车辆的侧面的载荷F从第二横梁24的一侧传递至另一侧的能力增大，并且第二横梁24的抗屈曲强度(buckling strength)增大。
在上述示例性实施例中，前地板板32是光滑和平坦的。然而，本发明不局限于此。例如，参照图9，可以替代地使用包括凸起部分52的前地板板50，所述凸起部分52在布置第二横梁24的位置处向上凸出。在这种情况下，第二横梁24的横截面区域明显较大，并且因此，在侧面碰撞时施加的载荷可被更有效地传递和吸收，如在上述第三个优点的情况下那样。
而且，在上述示例性实施例中，第二横梁24是弧形的，以形成具有一定曲率的弧，并且因而是拱形的。然而，本发明并不仅限于此。就是说，本发明可包括任何横梁，该横梁形成为向上凸起，从而获得与上述相同或相似的效果和优点。例如，本发明可包括这样的横梁，即，该横梁具有包括布置成拱形的多个弧形部分的底壁，或该横梁具有布置成拱形的多个平坦部分。
虽然已参照本发明的示例性实施例说明了本发明，但应理解，本发明并不局限于所述示例性实施例或构造。相反，本发明意在覆盖各种变型和等效布置。另外，虽然在各种示例性的组合和构造中示出了示例性实施例的各种部件，但包括较多、较少或仅单个部件的其它组合和构造也在本发明的精神和范围之内。