用于車輛的前體構(gòu)件的制作方法
【專利說(shuō)明】用于車輛的前體構(gòu)件
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求2014年4月9日提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)第10-2014-0042597號(hào)的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容結(jié)合于此用于通過(guò)該引用的所有目的。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及用于車輛的前體構(gòu)件，更具體地涉及一種具有最少部件數(shù)目的整體前體構(gòu)件。
【背景技術(shù)】
[0004]通常地，用于車身的前體構(gòu)件安裝在前側(cè)構(gòu)件的前部上，所述前側(cè)構(gòu)件形成在車身的長(zhǎng)度方向上的車身前側(cè)的框架，從而在小重疊面積碰撞之時(shí)用于將碰撞能量傳遞至前側(cè)構(gòu)件，或者允許碰撞能量被前側(cè)構(gòu)件吸收。
[0005]在此，小重疊面積是與碰撞測(cè)試相關(guān)的術(shù)語(yǔ)，并且小重疊面積測(cè)試通過(guò)碰撞測(cè)試部門進(jìn)行，從而在車輛的駕駛員座椅的前部的一部分(亦即車輛的前側(cè)處的左部或右部)與障礙物碰撞的情況下辨別車輛的損壞程度和乘客的受傷程度。
[0006]圖1為顯示相關(guān)技術(shù)的前體構(gòu)件安裝在前側(cè)構(gòu)件的前部上的外觀以及在碰撞之時(shí)分別施加至焊點(diǎn)的負(fù)載和力矩的立體圖。
[0007]參考圖1可見，通過(guò)安裝前體構(gòu)件1，在箭頭方向上的小重疊面積碰撞之時(shí)，障礙物和車身的重疊表面增加到前體構(gòu)件I的前部的寬度的程度。
[0008]如果未安裝前體構(gòu)件1，在小重疊面積碰撞之時(shí)，障礙物和車身的重疊表面限制成前側(cè)構(gòu)件2的前端表面的寬度。
[0009]因此，通過(guò)安裝前體構(gòu)件1，可能支撐碰撞的車身的框架的重疊表面增加，并且由于碰撞能量被有效地傳遞至前側(cè)構(gòu)件2，吸收車身碰撞能量的能力得以改進(jìn)。
[0010]通過(guò)上述構(gòu)造，車輛的損壞程度或駕駛員的受傷程度降低。
[0011]然而，在產(chǎn)生預(yù)定量或更多碰撞能量的情況下，或者在用于接合前體構(gòu)件I和前偵_件2的焊點(diǎn)中存在較差焊點(diǎn)的情況下(圖1所示的黑點(diǎn))，相關(guān)技術(shù)的前體構(gòu)件I具有的問(wèn)題在于:前體構(gòu)件I甚至在碰撞能量傳遞至前側(cè)構(gòu)件2之前就已經(jīng)破壞或分離。
[0012]上述問(wèn)題的第一個(gè)原因是用于接合前側(cè)構(gòu)件2的焊點(diǎn)的接合方向?yàn)檐嚿淼膶挾确较?，這造成前體構(gòu)件I容易由于力矩的產(chǎn)生而分離，上述問(wèn)題的第二個(gè)原因是由于設(shè)置多個(gè)部件，一旦單個(gè)部件變得首先分離，其它部件也可能同時(shí)分離和移開。
[0013]產(chǎn)生力矩的原因是:在小重疊面積碰撞之時(shí)施加至前體構(gòu)件I的碰撞能量在車身的寬度方向上與焊點(diǎn)隔開，因此產(chǎn)生剝離焊接凸緣的剝離負(fù)載，亦即法向張力負(fù)載。
[0014]如圖1中可見，由于碰撞能量被施加同時(shí)在車身的寬度方向上與焊點(diǎn)隔開，在碰撞方向上的由于力矩產(chǎn)生的法向張應(yīng)力和由于負(fù)載產(chǎn)生的剪切應(yīng)力同時(shí)施加至每個(gè)焊點(diǎn)。
[0015]此外，焊點(diǎn)特別易受法向張應(yīng)力(亦即剝離應(yīng)力)的攻擊。
[0016]亦即，焊接凸緣的設(shè)置焊點(diǎn)的部分可能容易地?cái)嗔选?br>[0017]在圖1中，在每個(gè)焊點(diǎn)上顯示的直線箭頭表示由于碰撞能量產(chǎn)生的剪切負(fù)載，而圓弧類型的箭頭表示由于碰撞能量產(chǎn)生的力矩。
[0018]法向張應(yīng)力在焊點(diǎn)上通過(guò)力矩產(chǎn)生。
[0019]圖2A、2B和2C顯示了根據(jù)點(diǎn)焊的剝離焊接強(qiáng)度和剪切焊接強(qiáng)度的對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
[0020]當(dāng)負(fù)載軸線與焊接點(diǎn)的偏離變得更大時(shí)，剝離焊接強(qiáng)度變?nèi)酢?br>[0021]最大剝離負(fù)載為約2100N，并且當(dāng)偏移變得更大時(shí)，施加至焊點(diǎn)的力矩變得更大，使得剝離應(yīng)力增加，因此當(dāng)偏離為25mm時(shí)最大剝離負(fù)載大大降低至500N或更小。
[0022]相反，當(dāng)焊接的最薄片的厚度增加時(shí)，剪切焊接強(qiáng)度大大增加。當(dāng)最薄片的厚度為0.5mm時(shí),最薄片可以承受約2000N的剪切負(fù)載,并且當(dāng)最薄片的厚度為Imm時(shí),最薄片可以承受約4000N或更多的剪切負(fù)載。
[0023]因此，為了處理施加大負(fù)載的碰撞事故，當(dāng)設(shè)計(jì)車身的結(jié)構(gòu)時(shí)，需要設(shè)計(jì)車身的結(jié)構(gòu)使得在可能時(shí)法向張力負(fù)載不施加至焊接凸緣，并且剪切負(fù)載主要施加至焊接凸緣。
[0024]公開于本發(fā)明的背景部分的信息僅僅旨在加深對(duì)本發(fā)明的一般【背景技術(shù)】的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0025]本發(fā)明的各個(gè)方面致力于提供一種整體前體構(gòu)件，所述整體前體構(gòu)件被設(shè)計(jì)成在車輛的小重疊面積碰撞之時(shí)最小化施加至焊點(diǎn)的法向張力負(fù)載并且最大化剪切負(fù)載，因此更有效地進(jìn)行傳遞和吸收碰撞能量的操作。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面，一種前體構(gòu)件安裝在形成在車身的長(zhǎng)度方向上的車身前側(cè)的框架的前側(cè)構(gòu)件的前部上，并且被構(gòu)造成在車輛碰撞之時(shí)將碰撞能量傳遞至前側(cè)構(gòu)件，或者允許碰撞能量被前側(cè)構(gòu)件吸收，所述前體構(gòu)件可以包括:相對(duì)于車身的高度方向的上部和下部，其中前體構(gòu)件的上部和下部分別進(jìn)一步包括上方凸緣和下方凸緣，所述上方凸緣和下方凸緣沿著上部和下部的圓周形成從而彼此面對(duì)面接觸，并且在前體構(gòu)件的上部和下部的每一者中形成空白空間，使得當(dāng)上方凸緣和下方凸緣彼此面對(duì)面接觸時(shí)在前體構(gòu)件中形成目標(biāo)內(nèi)部空間。
[0027]在上方凸緣和下方凸緣彼此接觸的狀態(tài)下，前體構(gòu)件的上部和下部可以一起形成開口和在前體構(gòu)件上的接合內(nèi)圓周表面，前側(cè)構(gòu)件的前部可以插入所述開口，所述接合內(nèi)圓周表面重疊開口內(nèi)部的前側(cè)構(gòu)件的前部的外圓周表面。
[0028]前體構(gòu)件的上部和下部的形狀可以相對(duì)于上方凸緣和下方凸緣的接觸表面彼此對(duì)稱。
[0029]在前側(cè)構(gòu)件的長(zhǎng)度方向上接合內(nèi)圓周表面的長(zhǎng)度可以為70mm或更大。
[0030]前體構(gòu)件可以進(jìn)一步包括至少一個(gè)隔板，并且隔板可以固定地安裝在目標(biāo)內(nèi)部空間中從而充當(dāng)增強(qiáng)構(gòu)件。
[0031]根據(jù)權(quán)利要求5所述的前體構(gòu)件，其中前側(cè)構(gòu)件可以包括:外前側(cè)構(gòu)件，所述外前側(cè)構(gòu)件在車輛的寬度方向上形成前側(cè)構(gòu)件的外部；和內(nèi)前側(cè)構(gòu)件，所述內(nèi)前側(cè)構(gòu)件在車輛的寬度方向上形成前側(cè)構(gòu)件的內(nèi)部，其中隔板被形成從而在車輛的寬度方向上將目標(biāo)內(nèi)部空間分成兩個(gè)空間同時(shí)與外前側(cè)構(gòu)件或內(nèi)前側(cè)構(gòu)件的前端接觸。
[0032]隔板與前體構(gòu)件的上部或下部的任一者接觸的一部分可以通過(guò)結(jié)構(gòu)粘合劑或激光焊接固定地安裝，并且隔板與前體構(gòu)件的不與隔板的一個(gè)部分接觸的上部或下部的任一者接觸的另一部分可以通過(guò)點(diǎn)焊固定地安裝。
[0033]前體構(gòu)件可以通過(guò)將上方凸緣焊接至下方凸緣而整體形成。
[0034]當(dāng)前體構(gòu)件與前側(cè)構(gòu)件的前部接合時(shí)，前體構(gòu)件可以被形成從而具有平行于前側(cè)構(gòu)件的長(zhǎng)度方向和高度方向的平行表面、垂直于平行表面的豎直表面、相對(duì)于平行表面和豎直表面形成預(yù)定角度的斜表面，和在車輛的高度方向上的垂直于豎直平面、平行平面和斜表面的上方蓋表面和下方蓋表面。
[0035]斜表面和豎直表面可以在車輛的寬度方向上在前側(cè)構(gòu)件的外部形成。
[0036]可以通過(guò)焊接接合內(nèi)圓周表面和前側(cè)構(gòu)件的前部的外圓周表面使得前體構(gòu)件與前側(cè)構(gòu)件固定地接合。
[0037]包括開口的平面可以形成的角度等于在包括前側(cè)構(gòu)件的前部的前端的打開表面的平面和前側(cè)構(gòu)件的長(zhǎng)度方向之間形成的角度。
[0038]包括開口的平面和前側(cè)構(gòu)件的長(zhǎng)度方向之間的角度可以在+45°和+135°之間。
[0039]前側(cè)構(gòu)件可以包括上端突出部或下端突出部，所述上端突出部或下端突出部分別在前側(cè)構(gòu)件的上端表面或下端表面上形成并且在前側(cè)構(gòu)件的長(zhǎng)度方向上延伸，并且可以在車輛的長(zhǎng)度方向上分別在前體構(gòu)件的上部或下部中形成上方接合凹槽和下方接合凹槽的至少一者，使得當(dāng)前體構(gòu)件與前側(cè)構(gòu)件的前部接合時(shí)，上端突出部和下端突出部的至少一者可以分別裝配在上方接合凹槽和下方接合凹槽的至少一者中。
[0040]根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方式，一種前體構(gòu)件安裝在形成在車身的長(zhǎng)度方向上的車身前側(cè)的框架的前側(cè)構(gòu)件的前部上，并且被構(gòu)造成在車輛碰撞之時(shí)將碰撞能量傳遞至前側(cè)構(gòu)件，或者允許碰撞能量被前側(cè)構(gòu)件吸收，前體構(gòu)件可以整體形成從而具有目標(biāo)內(nèi)部空間，其中當(dāng)前體構(gòu)件與前側(cè)構(gòu)件的前部接合時(shí)，前體構(gòu)件可以被形成從而具有平行于前側(cè)構(gòu)件的長(zhǎng)度方向和高度方向的平行表面、垂直于平行表面的豎直表面、相對(duì)于平行表面和豎直表面形成預(yù)定角度的斜表面，和在車輛的高度方向上的垂直于豎直表面、平行表面和斜表面的上方蓋表面和下方蓋表面。
[0041]前體構(gòu)件可以整體形成有開口和接合內(nèi)圓周表面，前側(cè)構(gòu)件的前部插入所述開口，所述接合內(nèi)圓周表面重疊開口內(nèi)部的前側(cè)構(gòu)件的前部的外圓周表面。
[0042]前體構(gòu)件可以進(jìn)一步包括至少一個(gè)隔板，并且隔板可以在目標(biāo)內(nèi)部空間的預(yù)定位置處整體形成從而充當(dāng)增強(qiáng)構(gòu)件。
[0043]前側(cè)構(gòu)件可以包括外前側(cè)構(gòu)件和內(nèi)前側(cè)構(gòu)件，所述外前側(cè)構(gòu)件在車輛的寬度方向上形成外部，所述