车身前部构造 技术领域 本发明涉及一种车身前部构造， 其中左右前侧框架设有冲击吸收区段， 且保险杠 横梁固定地安装至冲击吸收区段。本发明还涉及一种车身前部构造， 其中左右前侧框架设 有冲击吸收区段， 冲击吸收区段上设有用于安全气囊的加速度传感器。
背景技术
现有传统的车身前部构造在车身的左右侧各包括 ： 横向地布置在相应的 ( 左或 右 ) 前侧框架外侧的上部构件、 分别设置于前侧框架和上部构件的前端部分并且在车身宽 度方向上互相隔开的内、 外侧冲击吸收构件、 以及固定至内、 外侧冲击吸收构件的保险杠横 梁。
2007-190964 号日本专利申请公开文本 (JP 2007-190964A) 中公开了这种车身前 部构造的示例， 下面将参照图 20 对其进行说明。图 20 是示出在传统车身前部构造中如何 对偏置碰撞引起的冲击能量 ( 即碰撞冲击能量 ) 进行吸收的视图， 仅示出车身前部构造的 左右侧中的一侧 ( 图 20 的示例中示出左侧 )。在车身前部构造 200 中， 内、 外侧冲击吸收 区段 203 和 204 构成构造 200 的冲击吸收单元， 并且被分别设置于左前侧框架 201 和上部 构件 202 的前端部分上 ； 由此， 扩大了冲击吸收单元的整体宽度。因此， 当如白色箭头 f 所 示的冲击负载作用于保险杠横梁 205 时， 能够防止各冲击吸收区段 203 和 204 不希望地向 侧面倾斜， 使得作用的冲击负载 f 能够通过冲击吸收区段 203 和 204 被传递至左前侧框架 201 和上部构件 202。
外侧冲击吸收区段 204 的内侧壁部分 204a 从左前侧框架 201 的外侧壁部分 201a 向外侧隔开距离 S。由此， 当另一辆车辆 210 相对于穿过本车 ( 即使用车身前部构造 200 的 车辆 ) 宽度中央延伸的纵向中心线偏置 ( 例如向左偏置 ) 地与本车碰撞时， 作用于保险杠 横梁 205 的碰撞冲击负载如箭头 a 和 b 所示地通过冲击吸收区段 203 和 204 被传递至左前 侧框架 201 和左上部构件 202。
这种偏置碰撞将使得保险杠横梁 205 如虚线所示地变形， 由此碰撞冲击负载如箭 头 c 所示地朝向车身纵向中心线地作用。该冲击负载作用于左前侧框架 201 并且将使得左 前侧框架 201 沿箭头 d 所示的方向弯曲。因此， 左前侧框架 201 设有用作加强构件的加固 件 ( 隔板 ) 以防止侧框架 201 如箭头 d 所示地弯曲变形。但是， 如果左前侧框架 201 由这 样的加固件加强， 那么左前侧框架 201 的重量将不希望地增加。
在现有技术中还知道有这样的车身前部构造， 在车身前部的左右侧， 前侧框架和 上部构件各自的前端部分通过连接框架互相连接， 且连接框架上设有加速度传感器。基 于加速度传感器所检测的加速度 ( 减速度 ) 来确定碰撞的发生 ( 即存在 / 不存在 )。一 旦确定车辆发生碰撞， 安全气囊打开或者展开以保护车辆乘员。3930004 号日本专利 (JP 3,930,004B) 中公开了这种车身前部构造的一种示例。
在现有技术中还已知有这样的车身前部构造， 其不仅能够吸收低速碰撞引起的冲 击能量， 而且能够吸收高速碰撞引起的冲击能量。 由此， 吸收由低速碰撞引起的冲击能量能够保护与本车发生碰撞的对象， 而吸收由高速碰撞引起的冲击能量能够保护车辆乘员。通 过提供如 JP 3,930,004B 中所公开的设有加速度传感器的车身前部构造， 一旦任意加速度 传感器所检测的加速度超过预定的安全气囊展开加速度阈值时， 安全气囊可以在车室内展 开； 这一布置能够更加有效地保护车辆乘员。
为了使安全气囊在低速碰撞时保持不展开而仅在高速碰撞时展开， 需要高精度地 设置适当的安全气囊展开加速度阈值。冲击能量所产生的加速度将有一定程度的波动。因 此， 为了高精度地设置安全气囊展开加速度阈值， 优选地将安全气囊展开加速度阈值设定 在加速度急剧上升的范围内， 即设定在加速度变化率较大 ( 因此也是加速度变化率明显 ) 的范围内。但是， 因为车身前部构造具有能够吸收由于低速碰撞引起的冲击能量的低速碰 撞吸收功能， 所以在高速碰撞时低速碰撞吸收功能会不希望地作用。 因此， 在高速碰撞时难 以得到大的加速度变化率， 并且难以将安全气囊展开加速度阈值设定在明显的加速度变化 率的范围内。因此， 难以基于预先存储的 ( 预先设定的 ) 安全气囊展开加速度阈值准确地 确定需要展开安全气囊的适当时候 ( 或加速度水平 )。 发明内容 因此， 本发明的一个目的是提供一种改进的车身前部构造， 其使得各前侧框架具 有足够的刚度以不产生不希望的弯曲， 并且实现前侧框架的轻量化。
本发明的另一个目的是提供一种改进的车身前部构造， 其能够适当地吸收由于低 速碰撞和高速碰撞所引起的冲击能量， 并且能够在大的、 明显的加速度变化率的范围内设 定适当的安全气囊展开加速度阈值。
为了实现上述目的， 本发明提供一种改进的车身前部构造， 其在车身的左、 右侧各 包括在车身的前后方向上延伸的前侧框架以及横向地设置在前侧框架外侧的上部构件， 该 车身前部构造包括 ： 分别设置在前侧框架和上部构件的前端部分处、 用于吸收作用于车身 前部的冲击负载的内侧和外侧冲击吸收区段 ； 通过将外侧冲击吸收区段的内侧壁部分定位 为比前侧框架的外侧壁部分更加靠近车身的纵向中心线而使得外侧冲击吸收区段的后端 部分与前侧框架的前端部分部分地重叠而构件的重叠区段。
当另一辆车辆以从纵向中心线向左或向右的偏置与本车 ( 即使用本发明的车身 前部构造的车辆 ) 碰撞时， 作用在外侧冲击吸收区段上的碰撞冲击能量能够通过重叠区段 有效地传递至前侧框架的外侧壁部分。通过这种方式， 可能会使得前侧框架朝向纵向中心 线弯曲的冲击负载可以由传递至前侧框架的外侧壁部分的冲击负载抵消。因此， 本发明能 够在不设置特定的加强构件的情况下实现前侧框架足够的抗弯刚性， 并实现前侧框架的轻 量化。
优选地， 前侧框架包括 ： 承受压缩负载的框架区段， 其从内侧冲击吸收区段向车身 后部笔直延伸以承受作用在从内侧冲击吸收区段朝向车身后部方向上的冲击负载 ； 承受弯 曲负载的框架区段， 其从承受压缩负载的框架区段的大致纵向中央部分朝向车身后部延伸 并且略微朝向纵向中心线突出以承受作用在从内侧冲击吸收区段朝向纵向中心线方向上 的冲击负载。 因此， 当另一辆车辆与本车从纵向中心线向左或向右偏置地碰撞时， 偏置碰撞 引起的弯曲负载可以由承受弯曲负载的框架区段承受， 且作用在外侧冲击吸收区段上的冲 击负载可以通过重叠区段有效地传递至前侧框架的外侧壁部分。 因为冲击负载能够有效地
传递至前侧框架的外侧壁部分且弯曲负载可以由传递至前侧框架的外侧壁部分的冲击负 载抵消， 所以作用于前侧框架的冲击负载可以更可靠地被承受。
优选地， 承受压缩负载的框架区段的外侧壁部分沿着承受弯曲负载的框架区段平 缓地弯曲， 使得前侧框架形成平缓弯曲的形状。 因此， 传递至外侧壁部分的冲击负载沿着外 侧壁部分和承受弯曲负载的框架区段作用并且被有效地承受。 因为前侧框架如上文所述地 形成平缓弯曲的形状， 所以前侧框架不需要很大的宽度， 因此本发明允许前侧框架的轻量 化。
优选地， 本发明的车身前部构造还包括加速度传感器， 其用于检测车辆加速度以 当冲击负载作用于内外侧冲击吸收区段时使得车辆的安全气囊展开。 内侧冲击吸收区段从 前侧框架的前端部分向前伸出的伸出长度比外侧冲击吸收区段从上部构件的前端部分向 前伸出的伸出长度更长 ； 也就是说， 内侧冲击吸收区段比外侧冲击吸收区段向前伸出更长 的长度。 用于展开安全气囊的加速度阈值被设定在当内侧冲击吸收区段向前伸出超出外侧 冲击吸收区段的部分由于冲击能量而变形时的加速度 ( 减速度 ) 等级以及在内侧冲击吸收 区段的变形到达外侧冲击吸收区段之后内、 外侧冲击吸收区段变形时的加速度 ( 减速度 ) 等级之间的范围内。
内、 外侧冲击吸收区段向前伸出不同的伸出长度 ； 也就是说， 内侧冲击吸收区段比 外侧冲击吸收区段向前伸出更长的伸出长度。因此， 低速碰撞引起的冲击能量可以通过内 侧冲击吸收区段向前伸出超出外侧冲击吸收区段的部分的变形而吸收， 而高速碰撞引起的 冲击能量可以通过内、 外侧冲击吸收区段的变形而吸收。
“低速碰撞” 是指例如低于 20km/h 的碰撞， “高速碰撞” 是指例如高于 20km/h 的碰 撞。低速或高速碰撞的示例包括所谓的低速或高速偏置碰撞， 其中另一辆车辆从纵向中心 线向左或向右偏置地与本车碰撞。
当外侧冲击吸收区段响应于高速偏置碰撞开始变形时， 高速偏置碰撞引起的冲击 能量由内、 外侧冲击吸收区段吸收， 使得车辆可以产生大的加速度， 也就是说加速度急剧增 加。通过这样产生大的加速度， 在当内侧冲击吸收区段伸出超出外侧冲击吸收区段的部分 由于冲击能量而变形时 ( 即当冲击能量仅由内侧冲击吸收区段吸收时 ) 的加速度等级与在 内侧冲击吸收区段的变形到达外侧冲击吸收区段之后内、 外侧冲击吸收区段变形时 ( 即当 冲击能量由内、 外侧冲击吸收区段共同吸收时 ) 的加速度等级之间可以实现大的 ( 因此也 是明显的 ) 加速度变化率 ( 或差 )。
由于上述理由， 本发明将用于展开安全气囊的加速度阈值设定在当冲击能量仅由 内侧冲击吸收区段吸收时的加速度等级与当冲击能量由内、 外侧冲击吸收区段共同吸收时 的加速度等级之间的范围内。因此， 通过使用加速度阈值能够不受车辆加速度波动影响地 可靠地检测车辆加速度的增加。
优选地， 加速度传感器设置在远离内侧冲击吸收区段而靠近外侧冲击吸收区段的 位置。因为加速度的位置远离内侧冲击吸收区段， 所以在内侧冲击吸收区段伸出超出外侧 冲击吸收区段的变形过程中冲击能量不容易传递至加速度传感器。此外， 因为加速度传感 器设置在靠近外侧冲击吸收区段处， 所以在外侧冲击吸收区段的变形过程中冲击能量能够 有效地传递至加速度传感器。 所以， 一旦外侧冲击吸收区段开始变形， 设置加速度传感器的 区域产生大的加速度。因此， 通过将加速度传感器设置在远离内侧冲击吸收区段而靠近外侧冲击吸收区段处， 本发明能够以更高的精度检测安全气囊展开加速度阈值。 附图说明 图 1 为示出本发明的车身前部构造的第一实施方式的透视图 ；
图 2 为示出车身前部构造的第一实施方式的主要部分的透视图 ；
图 3 为以放大的比例示出图 2 中划圈部分 “3” 的视图 ；
图 4A 为沿着图 3 中 4a-4a 线截取的剖面图 ；
图 4B 为对应图 4A 的分解图 ；
图 5 为示出车身前部构造的第一实施方式的主要部分的俯视图 ；
图 6A 和图 6B 为解释第一实施方式所使用的冲击吸收构造吸收低速偏置碰撞引起 的冲击能量的原理的视图 ；
图 7A 和图 7B 为解释第一实施方式所使用的冲击吸收构造吸收高速偏置碰撞引起 的冲击能量的原理的视图 ；
图 8 为更具体地示出第一实施方式所使用的冲击吸收构造如何吸收高速偏置碰 撞引起的冲击能量的视图 ；
图 9A 为沿着图 2 中 9a-9a 线截取的剖面图 ；
图 9B 为沿着图 2 中 9b-9b 线截取的剖面图 ；
图 10 为示出当冲击能量作用于车身前部构造的第一实施方式时所产生的加速度 的曲线图 ；
图 11 为示出车身前部构造的第一实施方式中的能量吸收构件的左端部分的前方 所设有的较大空间的视图 ；
图 12A 和图 12B 为示出第一实施方式所使用的冲击吸收构造吸收低速偏置碰撞引 起的冲击能量的方式的视图 ；
图 13A 和图 13B 为示出第一实施方式所使用的冲击吸收构造吸收高速偏置碰撞引 起的冲击能量的方式的视图 ；
图 14 为解释第一实施方式所使用的冲击吸收构造如何吸收高速偏置碰撞引起的 冲击能量的视图 ；
图 15 为示出本发明的车身前部构造的第二实施方式的主要部分的俯视图 ；
图 16A 为沿着图 15 中 16a-16a 线截取的剖面图 ；
图 16B 为沿着图 15 中 16b-16b 线截取的剖面图 ；
图 17 为示出第二实施方式的左前侧框架的分解图 ；
图 18A 和图 18B 为解释第二实施方式所使用的冲击吸收构造吸收高速偏置碰撞引 起的冲击能量的方式的视图 ；
图 19 为更具体地示出第二实施方式所使用的冲击吸收构造如何吸收高速偏置碰 撞引起的冲击能量的视图 ；
图 20 为示出现有的传统车身前部构造吸收偏置碰撞引起的冲击能量的方式的视图。
具体实施方式
在下述说明中， 措辞 “前” 、 “后” 、 “左” 和 “右” 指的是从车辆操作员或驾驶员的角度所看的方向。
现在参照图 1， 示出了本发明的车身前部构造 10 的第一实施方式的透视图。车身 前部构造 10 包括 ： 左、 右前侧框架 11 和 12 ； 设置在左侧框架 11 后上方的左前柱 13 ； 从左 前柱 13 的下端部分 13a 向前延伸并且沿横向设置在左侧框架 11 外侧的左上部构件 15 ； 设 置在右侧框架 12 的后上方的右前柱 14 ； 从右前柱 14 的下端部分 14a 向前延伸并且沿横向 设置在右侧框架 12 外侧的右上部构件 16。
用于覆盖左前轮 ( 未示出 ) 的左轮罩 18 设置在左前侧框架 11 和左上部构件 15 之 间， 用于覆盖右前轮 ( 未示出 ) 的右轮罩 19 设置在右前侧框架 12 和右上部构件 16 之间。
图 2 为示出车身前部构造 10 的第一实施方式的主要部分的透视图。在车身前部 构造 10 中， 左前侧框架 11 和左上部构件 15 各自的前端部分 11a 和 15a 沿着车辆宽度方向 互相并排地定位， 并且固定地互相连接， 而右前侧框架 12 和右上部构件 16 各自的前端部分 12a 和 16a 沿着车辆宽度方向互相并排地定位， 并且固定地互相连接。冲击吸收构造 20 可 操作地连接至前端部分 11a 和 15a 以及 12a 和 16a。
此外， 如后文将具体说明地， 左、 右上部构件 15 和 16 设有左、 右加速度传感器 ( 右 加速度传感器未示出 )30。 冲击吸收构造 20 包括通过左安装板 21 连接至前端部分 11a 和 15a 的左冲击吸收 单元 25、 通过右安装板 22 连接至前端部分 12a 和 16a 的右冲击吸收单元 26、 横跨在左、 右 冲击吸收单元 25 和 26 之间的保险杠横梁 27、 以及固定至保险杠横梁 27 的能量吸收构件 28。
也就是说， 保险杠横梁 27 的左端部分 27a 连接至左冲击吸收单元 25 且其右端部 分 27b 连接至右冲击吸收单元 26。
左右前侧框架 11 和 12 以及左右上部构件 15 和 16 互相左右对称地设置和构建， 因此， 下文将主要地或代表性地具体说明左前侧框架 11 和左上部构件 15， 而省略对右前侧 框架 12 和右上部构件 16 的具体说明。此外， 左右冲击吸收单元 25 和 26 互相左右对称地 设置和构建， 因此， 下文将主要地或代表性地具体说明左冲击吸收单元 25， 而省略对右冲击 吸收单元 26 的元件的具体说明。此外， 左右加速度传感器 30 互相左右对称地设置和构建， 因此， 下文将主要地或代表性地具体说明左加速度传感器 30， 而省略对右加速度传感器 30 的具体说明。
图 3 为图 2 中划圈部分 “3” 的比例放大图， 图 4A 为沿着图 3 中 4a-4a 线截取的剖 面图， 且图 4B 为对应于图 4A 的分解图。
左前侧框架 11 包括侧框架构件 31 和外侧壁构件 33， 侧框架构件 31 在车身前后方 向上延伸并且具有朝向侧面的 U 形截面且开口部分 32 沿侧向向外侧开口， 外侧壁构件 ( 即 外侧壁部分 )33 具有朝向侧面的 U 形截面并且安装在侧框架构件 31 的开口部分 32 内。
侧框架构件 31 具有在前后和左右 ( 即宽度 ) 方向上水平地延伸并且互相平行地 隔开的上、 下壁部分 34 和 36， 以及在上、 下壁部分 34 和 36 各自的内边缘之间竖向地延伸 的内侧壁部分 35。外侧壁 33 具有沿着侧框架构件 31 的开口部分 32 的上下内表面延伸的 上、 下向外弯曲部分 33a 和 33b。
左上部构件 15 包括上部构件元件 41 和内侧壁构件 43， 上部构件元件 41 在车身的 前后和宽度方向上延伸并且具有朝向侧面的 U 形截面且开口部分 42 沿侧向向内侧开口， 内
侧壁构件 43 具有朝向侧面的 U 形截面并且安装在开口部分 42a 内。
上部构件元件 41 具有在前后和宽度方向上水平地延伸并且互相平行地隔开的 上、 下壁部分 44 和 46， 以及在上、 下壁部分 44 和 46 各自的外边缘之间竖向地延伸的外侧壁 部分 45。
内侧壁构件 43 具有沿着上部构件元件 41 的开口部分 42a 的上下内表面延伸的 上、 下向内弯曲部分 43a 和 43b。上壁部分 44 具有形成于其前端区域处并且朝向穿过车身 宽度中央地延伸的纵向中心线 48( 图 2) 向上倾斜地凸出的上凸起部分 51。上凸起部分 51 的远端区域 51a 通过焊接固定至侧框架构件 31 的上壁部分 34 的上表面。
类似地， 下壁部分 46 具有形成于其远端区域并且朝向纵向中心线 48 向下倾斜地 凸出的下凸起部分 52。下凸起部分 52 的远端区域 52a 通过焊接固定至侧框架构件 31 的下 壁部分 36 的下表面。
通过上述方法， 左前侧框架 11 和左上部构件 15 各自的前端部分 11a 和 15a 在车 辆宽度方向上并排地定位并且互相连接。
安装部分 37 从左前侧框架 11 的前端部分 11a 处凸出， 而安装部分 47 从左上部构 件 15 的前端部分 15a 处凸出。 图 5 为示出车身前部构造的第一实施方式的主要部分的俯视图。左前侧框架 11 的上壁部分 34 具有从左前侧框架 11 的大致纵向中央部分 11b 朝向前端部分 11a 以 θ1 的 倾斜角轻微沿横向向外侧 ( 即朝向左上部构件 15) 倾斜的外边缘 34a。也就是说， 在俯视 图上看， 上壁部分 34 的形状为从大致纵向中央部分 11b 朝向前端部分 11a 在宽度上逐渐增 加。
如图 4 所示， 左前侧框架 11 的下壁部分 36 也具有从左前侧框架 11 的大致纵向中 央部分朝向前端部分以 θ1 的倾斜角轻微沿横向向外侧倾斜的外边缘。
此外， 外侧壁 33 从左前侧框架 11 的大致纵向中央部分 11b 朝向前端部分 11a 沿 着外边缘 34a 以 θ1 的倾斜角沿横向向外侧 ( 即朝向左上部构件 15) 倾斜。下文中， 左前 侧框架 11 中从大致纵向中央部分 11b 到前端部分 11a 的区域将被称为 “侧框架前半区域 54” 。
左上部构件 15 从大致纵向中央部分 15b 朝向前端部分 15a 以 θ2 的倾斜角沿横 向向内侧朝向纵向中心线倾斜。下文中， 左上部构件 15 中从大致纵向中央部分 15b 到前端 部分 15a 的区域将被称为 “上部构件前半区域 55” 。
如上文所述， 因为左前侧框架 11 的外侧壁 33 在侧框架前半区域 54 中以 θ1 的倾 斜角倾斜而且左上部构件 15 的上部构件前半区域 55 以 θ2 的倾斜角倾斜， 所以前侧框架 11 的前端部分 11a 和上部构件 15 的前端部分 15a 互相靠近地设置。
此外， 如上文所述， 上部构件 15 中， 上壁部分 44 具有上凸起部分 51 且下壁部分 46 具有下凸起部分 52( 见图 4)。上凸起部分 51 的远端区域 51a 通过焊接固定至侧框架构件 31 的上壁部分 34 的上表面， 且下凸起部分 52 的远端区域 52a 通过焊接固定至侧框架构件 31 的下壁部分 36 的下表面。
通过上述方法， 前侧框架 11 的前端部分 11a 与上部构件 15 的前端部分 15a 牢固 地互相连接。
此外， 左冲击吸收单元 25 通过左安装板 21 连接至前端部分 11a 和 15a， 且保险杠
横梁 27 的左端部分 27a 固定地连接至左冲击吸收单元 25。
此外， 左冲击吸收单元 25 包括通过左安装板 21 连接至左前侧框架 11 的前端部分 11a 的内侧冲击吸收区段 62， 以及通过左安装板 21 连接至左上部构件 15 的前端部分 15a 的外侧冲击吸收区段 63。
左安装板 21 具有连接至前端部分 11a 的内侧安装区段 21a 以及连接至前端部分 15a 的外侧安装区段 21b。
内侧安装区段 21a 平行于车身宽度方向延伸， 且外侧安装区段 21b 相对于内侧安 装区段 21a 以 θ3 的角度向后倾斜。
内侧冲击吸收区段 62 包括具有基本长方形的侧面形状的柱形构件 65、 形成于柱 形构件 65 的后端的后凸缘 66、 以及形成于柱形构件 65 的前端的前安装部分 67。在俯视图 上看柱形构件 65 朝向车身前端渐缩。
内侧冲击吸收区段 62 在后凸缘 66 处通过左安装板 21 的内侧安装区段 21a 由螺 栓 68 和螺母 69 固定至左前侧框架 11 的安装部分 37。由此， 内侧冲击吸收区段 62 固定地 设置在左前侧框架 11 的前方。内侧冲击吸收区段 62 从左安装板 21 向前伸出 L1 的伸出长 度。
外侧冲击吸收区段 63 包括具有基本长方形的侧面形状的柱形构件 75、 形成于柱 形构件 75 的后端的后凸缘 76、 以及形成于柱形构件 75 的前端的前安装部分 77。外侧冲击 吸收区段 63 从内侧冲击吸收区段 62 沿横向向外并隔开预定的距离。
外侧冲击吸收区段 63 在后凸缘 76 处通过左安装板 21 的外侧安装区段 21b 由螺 栓 68 和螺母 69 固定至左上部构件 15 的安装部分 47。由此， 外侧冲击吸收区段 63 固定地 设置在左上部构件 15 的前方。外侧冲击吸收区段 63 从左安装板 21 向前伸出 L2 的伸出长 度。
在左侧冲击吸收单元 25 中， 外侧冲击吸收区段 63 的伸出长度 L2 不同于， 即小于， 内侧冲击吸收区段 62 的伸出长度 L1 ； 也就是说， 内侧冲击吸收区段 62 比外侧冲击吸收区 段 63 向前伸出更长的长度。此外， 内侧冲击吸收区段 62 向前伸出超过外侧冲击吸收区段 63 的部分 62a 能够变形以吸收低速碰撞引起的冲击能量。 高速碰撞引起的冲击能量能够由 内外侧冲击吸收区段 62 和 63 的变形来吸收。
在本实施方式中， 保险杠横梁 27 的左端部分 27a 考虑了美观或设计质量等而向后 弯曲， 因此末端部分 27a 会更加靠近左安装板 21。 所以， 外侧安装区段 21b 如上文所述地被 构建为相对于内侧安装区段 21a 以 θ3 的角度向后倾斜， 使得左端部分 27a 和外侧安装区 段 21b 之间能够保持基本一致的距离。这样， 外侧冲击吸收单元 63 的内、 外侧壁部分 78 和 79 可以具有基本一样的长度， 因此外侧冲击吸收单元 63 能够显示出良好的塌缩裕度性能。
在外侧冲击吸收区段 63 的柱形构件 75 中， 内侧壁部分 78 从前端部分 75a 到后端 部分 75b 以倾斜角 θ4 沿横向向内侧倾斜。倾斜角 θ4 基本等于前侧框架 11 的外边缘 34a 的倾斜角 θ1( 即 )。
此外， 在设置左安装板 21 的区域中， 柱形构件 75 的内侧壁部分 78 比左前侧框架 11 的外侧壁 33 的位置更加靠近穿过车身宽度中央延伸的纵向中心线 48( 图 2)。因此， 柱 形构件 75 的后端部分 75b 和左前侧框架 11 的前端部分 11a 共同构成部分重叠区段 81。
更具体地， 柱形构件 75 的后端部分 75b 的邻近内侧壁部分 78 的区域与左前侧框架 11 的前端部分 11a 的邻近外侧壁 33 的区域互相重叠， 并且左安装板 21 夹在这两个区域 之间。
后端部分 75b 邻近内侧壁部分 78 的区域与前端部分 11a 邻近外侧壁 33 的区域在 W 的重叠宽度上互相重叠。 重叠宽度 W 被确定成使得当另一辆车辆从纵向中心线 48 往左侧 偏置地与本车碰撞时， 偏置碰撞引起的冲击负载可以沿着内侧壁部分 78 有效地传递至外 侧壁 33。
保险杠横梁 27 的左端部分 27a 焊接至内侧冲击吸收区段 62 的前安装部分 67 以 及外侧冲击吸收区段 63 的前安装部分 77。保险杠横梁 27 的左端部分 27a 朝向车身地向后 弯曲并且在其前部区域处凹陷以提供易损坏部分 29。能量吸收构件 28 固定至保险杠横梁 27 的前表面 27c。
能量吸收构件 28 为树脂制横梁， 其左端部分 28a 沿着保险杠横梁 27 的凹陷的前 部易损坏区域 29 定位。如上文所述， 保险杠横梁 27 的左端部分 27a 朝向车身地向后弯曲 并且在其前部区域处具有凹陷的易损坏部分 29。 因此， 保险杠横梁 27 的左端部分 27a 可以 更加靠近车身地定位。
因此， 左端部分 28a 可以以向后朝向车身相当弯曲的形状沿着易损坏部分 29 定 位。这样， 能量吸收构件 28 的左端部分 28a 的前方可以具有相当大的空间 70， 后文将参照 图 9 具体地说明其原因。保险杠横梁 27 的易损坏部分 29 和能量吸收构件 28 的左端部分 28a 之间设有左覆盖构件 38。 接下来将参照图 6A 和图 6B 说明第一实施方式所使用的冲击吸收构造 20 吸收低 速偏置碰撞引起的冲击能量的原理。
也就是说， 当另一辆车辆 85 如图 6A 所示从穿过车身宽度中央延伸的纵向中心线 向左侧偏置地与能量吸收构件 28 的左端部分 28a 轻度地碰撞时， 轻度 ( 低速 ) 偏置碰撞引 起的冲击负载 F 1 通过能量吸收构件 28 的左端部分 28a 和保险杠横梁 27 的左端部分 27a 传递至左冲击吸收单元 25。更具体地， 冲击负载 F 1 如箭头 A 所示地传递至内侧冲击吸收 区段 62 并且如箭头 B 所示的传递至外侧冲击吸收区段 63。
然后， 能量吸收构件 28 的左端部分 28a 和保险杠横梁 27 的左端部分 27a 由于冲击 负载 F 1 而塌缩， 使得末端部分 28a 和 27a 吸收一部分冲击负载 F1。 左冲击吸收单元 25( 即 内、 外侧冲击吸收区段 62 和 63) 由于冲击负载而塌缩以吸收冲击负载 F1 的剩余或残余部 分。
因此， 轻度 ( 低速 ) 偏置碰撞时， 可以在左前侧框架 11 和左上部构件 15 不变形的 情况下吸收冲击负载 F1( 即冲击能量 )。所以轻度偏置碰撞后， 车身仅需要进行简单的修 理， 这时只是移除螺栓 68 以将能量吸收构件 28、 保险杠横梁 27 和吸收单元 25 换成新的。
接下来将参照图 7A、 图 7B 和图 8 说明第一实施方式所使用的冲击吸收构造 20 吸 收高速偏置碰撞引起的冲击能量的原理。
也就是说， 当另一辆车辆 85 如图 7A 所示从中心线向左侧偏置地与能量吸收构件 28 的左端部分 28a 重度地碰撞 ( 高速偏置碰撞 ) 时， 能量吸收构件 28 的左端部分 28a 和保 险杠横梁 27 的左端部分 27a 如图 7B 所示地由于冲击负载 F2 而塌缩。因为保险杠横梁 27 的左端部分 27a 的变形， 冲击负载 F2 如箭头 C 所示地以朝向纵向中心线 48 的方向作用于 左端部分 27a。 该冲击负载沿着使左前侧框架 11 如箭头 D 所示地变形的方向通过内侧冲击
吸收区段 62 作用于左前侧框架 11。
同时， 高速碰撞引起的冲击负载 F2 通过能量吸收构件 28 的左端部分 28a 和保险 杠横梁 27 的左端部分 27a 如箭头 E 所示地传递至内侧冲击吸收区段 62 并如箭头 F 所示地 传递至外侧冲击吸收区段 63。
因为外侧冲击吸收区段 63 的内侧壁部分 78 与左前侧框架 11 的外侧壁 33 共同构 成部分重叠区段 81， 所以作用于外侧冲击吸收区段 63 的冲击负载的一部分可以如箭头 G 所 示沿着内侧壁部分 78 有效地传递至外侧壁 33。 该冲击负载将沿着使左前侧框架 11 如箭头 H 所示地变形的方向 ( 即与箭头 D 相反的方向 ) 作用。
这样， 使得左前侧框架 11 如箭头 D 所示地朝向纵向中心线 48 弯曲的冲击负载可 以由传递至左前侧框架 11 的外侧壁 33 的冲击负载抵消。因此， 本实施方式能够可靠地防 止左前侧框架 11 向箭头 D 方向弯曲， 从而在不需要提供诸如加固件的特定的加强构件的同 时实现左前侧框架 11 足够的抗弯曲刚度以及左前侧框架 11 的轻量化。
图 8 为解释第一实施方式使用的冲击吸收构造 20 如何吸收高速偏置碰撞引起的 冲击能量的视图。因为可以防止左前侧框架 11 向箭头 D 方向弯曲 ( 见图 7B)， 所以本实施 方式允许左前侧框架 11 变形为适当塌缩的状态。 更具体地， 本实施方式允许左前侧框架 11 的大致纵向中央部分 11b 变形为大致如狗后腿形的塌缩形状， 从而能够有效地吸收冲击负 载。 因为左前侧框架 11 能够如上文所述地变形为大致如狗后腿形的塌缩形状， 所以 左前侧框架 11 可以用作允许发动机舱 86 以适当的方式塌缩的可压扁区。
通过上述方法， 本实施方式能够实现左、 右前侧框架 11 和 12 足够的变形量， 从而 有效地防止位于发动机舱 86 后的车舱的变形。
图 9A 为沿着图 2 中 9a-9a 线截取的剖面图， 且图 9B 为沿着图 2 中 9b-9b 线截取 的剖面图。如图 9A 所示， 保险杠横梁 27 包括竖向的前壁区段 191、 基本覆盖前壁区段 191 的上半部分的朝向侧面的上 C 形区段 92、 以及基本覆盖前壁区段 191 的下半部分的朝向侧 面的下 C 形区段 93。竖向的前壁区段 191 是通过沿着车身的宽度方向形成保险杆横梁 27 的中间区域竖向延伸而设置的。
竖向的前壁区段 191 具有形成于靠近其上端处的向后的上肋 191a 和形成于靠近 其下端处的向后的下肋 191b。
朝向侧面的上 C 形区段 92 具有从竖向的前壁区段 191 的上端向后弯曲的上部 94、 从上部 94 的后端向下弯曲的上后部 195、 从上后部 195 的下端向前弯曲的上中部 196、 以及 从上中部 196 的前端向下弯曲并且与竖向的前壁区段 191 的竖向中间区域接合的上接合部 97。
上部 94 的后端和上后部 195 的上端限定上部脊 98， 且上后部 195 的下端和上中部 196 的后端限定上中部脊 99。在下文中， 上部脊 98 被称为 “上部高强度部分” ， 而上中部脊 99 被称为 “上中部高强度部分” 。
朝向侧面的下 C 形区段 93 具有从竖向的前壁区段 191 的下端向后弯曲的下部 131、 从下部 131 的后端向上弯曲的下后部 132、 从下后部 132 的上端向前弯曲的下中部 133、 以及从下中部 133 的前端向上弯曲并且与竖向的前壁区段 191 的竖向中间区域接合的 下接合部 134。
下部 131 的后端和下后部 132 的下端限定下部脊 135， 且下后部 132 的上端与下中 部 133 的后端限定下中部脊 136。在下文中， 下部脊 135 被称为 “下部高强度部分” ， 而下中 部脊 136 被称为 “下中部高强度部分” 。
也就是说， 上部高强度部分 98、 上中部高强度部分 99、 下部高强度部分 135 和下中 部高强度部分 136 设置在保险杠横梁 27 的后半区域 27e 上。
如图 9B 所示， 保险杠横梁 27 的左端部分 27a 在其前半区域 27f( 见图 9A) 处凹 陷， 提供上述的易损坏部分 29。上部高强度部分 98、 上中部高强度部分 99、 下部高强度部 分 135 和下中部高强度部分 136 也设置在保险杠横梁 27 中位于和靠近左端部分 27a 处的 后半区域 27g 上。
外侧冲击吸收区段 63 的前安装部分 77 与左端部分 27a 的后半区域 27g 的外表面 接合， 如图 3 所示。此外， 内侧冲击吸收区段 62 的前安装部分 67 与左端部分 27a 的后半区 域 27g 的外表面接合， 也如图 3 所示。
因此， 左端部分 27a 的后半区域 27g 由内、 外侧冲击吸收区段 62 和 63 支撑。 所以， 内、 外侧冲击吸收区段 62 和 63 能够通过具有上部高强度部分 98、 上中部高强度部分 99、 下 部高强度部分 135 和下中部高强度部分 136 的后半区域 27g 而牢固地一体地互相接合。 图 2 所示的保险杠横梁 27 的左、 右端部分 27a 和 27b 被设置和构建为互相左右对 称， 因此下文将主要地或代表性地说明左端部分 27a 而省略对右端部分 27b 的具体说明。 类 似地， 图 2 所示的能量吸收构件 28 的左、 右端部分 28a 和 28b 被设置和构建为互相左右对 称， 因此下文将主要地或代表地说明左端部分 28a 而省略对右端部分 28b 的具体说明。
如图 1 所示， 左上部构件 15 的外侧壁部分 45 的前端区域 45a 设有左加速度传感 器 30。左上部构件 15 的外侧壁部分 45 的前端区域 45a 的位置靠近外侧冲击吸收区段 63 但远离内侧冲击吸收区段 62。
设置左加速度传感器 30 以检测当冲击负载被施加至内、 外侧冲击吸收区段 62 和 63 时的加速度 ( 减速度 )G。左加速度传感器 30 所检测到的加速度被提供至控制部分 110。
控制部分 110 确定左加速度传感器 30 所检测的加速度是否超过预先存储 ( 或预 先设定 ) 的安全气囊展开加速度阈值 Gs。如果是这样 ( 即肯定 )， 则控制部分 110 向安全 气囊装置 112 发送展开信号。
响应于控制部分 110 所发送的展开信号， 安全气囊装置 112 展开安全气囊 113 以 保护驾驶员 ( 未示出 )。安全气囊 113 以折叠的储存状态容纳在方向盘 114 内， 方向盘 114 中还容纳充气装置 ( 未示出 )。 响应于控制部分 110 所发送的展开信号， 充气装置将气体提 供至安全气囊 113 使安全气囊 113 展开或打开。
现在， 主要参照图 5 和图 10， 说明在本实施方式中如何设定适当的安全气囊展开 加速度阈值 Gs。图 10 为示出当冲击能量作用于本实施方式的车身前部构造上时所产生的 加速度的曲线图。
当另一辆车辆从纵向中心线向左侧偏置地与本车的前冲击吸收构造 20 重度碰撞 时， 冲击能量首先作用于能量吸收构件 28 使得车辆产生 G1 的加速度。此时， 能量吸收构件 28 塌缩 ( 变形 )S 1 的行程长度使得冲击能量 E1 被能量吸收构件 28 吸收。
通过如上所述地使能量吸收构件 28 塌缩， 残余的冲击能量作用于保险杠横梁 27 使得车辆产生 G2 的加速度。因此， 保险杠横梁 27 塌缩 ( 变形 )S2 的行程长度使得冲击能
量 E2 被能量吸收构件 28 吸收。
如上所述， 选择外侧冲击吸收区段 63 的伸出长度 L2 使其不同于， 即小于内侧冲击 吸收区段 62 的伸出长度 L1。因为伸出长度 L1 和 L2 不同， 所以保险杠横梁 27 的塌缩变形 导致残余冲击能量首先作用于内侧冲击吸收区段 62 向前伸出超过外侧冲击吸收区段 63 的 部分 62a 上， 使得车辆产生 G3 的加速度。
所以， 内侧冲击吸收区段 62 的向前伸出部分 62a 塌缩 ( 变形 )S3 的行程长度使得 冲击能量 E3 被能量吸收构件 28 吸收。通过内侧冲击吸收区段 62 的向前伸出部分 62a 的 塌缩变形， 吸收区段 62 的变形被传递至或到达外侧冲击吸收区段 63。
由此， 残余的冲击能量由内、 外侧冲击吸收区段 62 和 63 负荷。因为冲击能量由两 个冲击吸收区段 62 和 63 负荷， 所以可能负荷很大的冲击能量， 使得车辆能够产生更大的加 速度 G4。 因此， 残余的冲击能量作用于内侧冲击吸收区段 62 的剩余部分 62b 和外侧冲击吸 收区段 63 上使得车辆产生大加速度 G4 ； 即车辆的加速度在此时急剧地上升。
因此， 在本实施方式中设定位于加速度 G3 和 G4 之间的加速度值 Gs 作为安全气囊 展开加速度阈值 Gs。 也就是说， 安全气囊展开加速度阈值 Gs 可以被设定在表示加速度急剧 上升的大加速度变化率的范围 ( 即明显的加速度变化率 Gd 的范围 ) 内。
因为明显的加速度变化率 Gd 是在 G3 的加速度等级和 G4 的加速度等级之间实现 的， 且适当的安全气囊展开加速度阈值 Gs 被设置在明显的加速度变化率 Gd 的范围内， 所以 控制部分 110 可以基于由此设定的安全气囊展开加速度阈值 Gs 而准确地确定安全气囊展 开的适当的时间 ( 或加速度等级 )。
注意 “加速度变化率 Gd” 表示当冲击能量仅被内侧冲击吸收区段 62 吸收时的加速 度等级 G3 和当冲击能量被内、 外侧冲击吸收区段 62 和 63 吸收时的加速度等级 G4 的差。
如上文所述， 左加速度传感器 30 设置在左上部构件 15 的外侧壁部分 45 的前端区 域 45a 处 ( 见图 3) 且外侧壁部分 45 的前端区域 45a 的位置靠近外侧冲击吸收区段 63 但远 离内侧冲击吸收区段 62。因为内侧冲击吸收区段 62 设置在左前侧框架 11 的前端部分 11a 处， 所以内侧冲击吸收区段 62 的位置到左上部构件 15 的前端区域 45a 具有相当大的距离。
因此， 在内侧冲击吸收区段 62 向前伸出超出外侧冲击吸收区段 63 的部分 62a 的 变形过程中， 冲击能量不容易传递至左上部构件 15 的前端区域 45a， 使得左上部构件 15 的 前端区域 45a 处产生的加速度 G3 相当小。
另一方面， 外侧冲击吸收区段 63 设置在上部构件 15 上靠近前端区域 45a 的位置 处， 因此在外侧冲击吸收区段 63 的变形过程中， 冲击能量能够有效地传递至上部构件 15 靠 近前端区域 45a 的位置。所以一旦外侧冲击吸收区段 63 开始变形， 前端区域 45a 处能够产 生大的加速度 G4。
通过以上述方法产生大的加速度 G4， 能够更可靠地在加速度等级 G3 和加速度等 级 G4 之间实现大的 ( 因此也是明显的 ) 加速度变化率 Gd。因此， 通过在前端部分 45a 上提 供加速度传感器 30， 本实施方式能够基于由此设定的安全气囊展开加速度阈值 Gs 来准确 地确定展开安全气囊的适当的时间 ( 或加速度等级 )。
如上文所述， 残余的冲击能量作用于内侧冲击吸收区段 62 的剩余部分 62b 和外侧 冲击吸收区段 63， 因此内侧冲击吸收区段 62 的剩余部分 62b 和外侧冲击吸收区段 63 塌缩 ( 变形 )S4 的行程长度。所以， 冲击能量 E4 被内侧冲击吸收区段 62 的剩余部分 62b 和外侧冲击吸收区段 63 吸收。
通过内侧冲击吸收区段 62 的剩余部分 62b 和外侧冲击吸收区段 63 的塌缩变形， 残余冲击能量作用于左前侧框架 11 和左上部构件 15， 所以车辆产生 G5 的加速度。
然后， 左前侧框架 11 和左上部构件 15 塌缩 ( 变形 )S5 的行程长度， 使得冲击能量 E5 被左前侧框架 11 和左上部构件 15 吸收。
通过上述方法， 高速碰撞引起的冲击能量能够适当地被吸收。
参照图 11， 下面将说明在能量吸收构件 28 的左端部分 28a 前方能够提供相当大的 空间 70 的理由。图 11 是示出这种车身前部构造的实施方式中能量吸收构件 28 的左端部 分 28a 前方所提供的相对大的空间 70 的视图。
如上文所述， 外侧冲击吸收区段 63 的伸出长度 L2 小于内侧冲击吸收区段 62 的伸 出长度 L1。因此， 保险杠横梁 27 的左端部分 27a 可以朝向车身弯曲。此外， 易损坏部分 29 形成于左端部分 27a 的前表面。
因此， 能量吸收构件 28 的左端部分 28a 可以向后朝向车身显著地弯曲， 使得左端 部分 28a 的前方提供相对大的空间 70。所以， 车辆的前部 ( 即保险杠表面 ) 的左前角部分 82a 可以形成为相当弯曲的形状， 从而进一步提高车辆的美观或设计质量。
下面将参照图 12A 和 12B 更具体地说明第一实施方式使用的冲击吸收构造 20 吸 收低速偏置碰撞引起的冲击能量的方法。
也就是说， 当另一辆车辆 85 如图 12A 所示地从穿过车身宽度中央延伸的纵向中心 线 48( 图 2) 向左侧偏置地与能量吸收构件 28 的左端部分 28a 轻度碰撞时， 轻度 ( 低速 ) 偏置碰撞引起的冲击能量 Elow 首先通过能量吸收构件 28 的左端部分 28a 和保险杠横梁 27 的左端部分 27a 传递至左冲击吸收单元 25。
更具体的， 低速碰撞冲击能量如箭头 A 1 所示地传递至内侧冲击吸收区段 62 并且 如箭头 B 1 所示地传递至外侧冲击吸收区段 63。因为内侧冲击吸收区段 62 的一部分 62a 向前伸出超出外侧冲击吸收区段 63， 所以作用于内侧冲击吸收区段 62 的冲击能量大于作 于外侧冲击吸收区段 63 的冲击能量。
因此， 内侧冲击吸收区段 62 的向前伸出部分 62a 比外侧冲击吸收区段 63 更容易 塌缩。在低速偏置碰撞的情况下， 左加速度传感器 30 所检测的加速度比安全气囊展开加速 度阈值 Gs 小， 所以控制部分 110 不向安全气囊装置 112 发出展开信号， 安全气囊 113 不展 开， 即保持折叠位置。
然后， 能量吸收构件 28 的左端部分 28a 和保险杠横梁 27 的左端部分 27a 由于冲击 能量而塌缩， 使得冲击能量 Elow 的一部分被塌缩的末端部分 28a 和 27a 所吸收。剩余或残 余部分的冲击能量被内侧冲击吸收区段 62 的向前伸出部分 62a 的塌缩变形所吸收。通过 内侧冲击吸收区段 62 的这种塌缩变形， 外侧冲击吸收区段 63 也可能轻微地塌缩 ( 变形 )。
因此， 在轻度 ( 低速 ) 偏置碰撞的情况下， 冲击能量 Elow 能够有效地被吸收而不 引起左前侧框架 11 和左上部构件 15 不希望的变形。所以， 轻度偏置碰撞后， 车身仅需要进 行简单的修理， 这时只是去除螺栓 68 将能量吸收构件 28、 保险杠横梁 27 和左冲击吸收单元 25 换成新的。
下面将参照图 13、 图 14 并结合图 10 更具体地说明第一实施方式使用的冲击吸收 构造 20 吸收高速偏置碰撞引起的冲击能量的方式。也就是说， 当另一辆车辆 85 如图 13A 所示地从纵向中心线向左侧偏置地与能量吸 收构件 28 的左端部分 28a 重度碰撞 ( 高速偏置碰撞 ) 时， 重度 ( 高速 ) 偏置碰撞引起的冲 击能量 Ehigh 通过能量吸收构件 28 的左端部分 28a 和保险杠横梁 27 的左端部分 27a 传递 至左冲击吸收单元 25。
更具体地， 高速碰撞冲击能量如箭头 C1 所示地传递至内侧冲击吸收区段 62 并且 如箭头 D1 所示地传递至外侧冲击吸收区段 63。因为内侧冲击吸收区段 62 的部分 62a 向前 伸出超出外侧冲击吸收区段 63， 所以作用于内侧冲击吸收区段 62 的冲击能量大于作用于 外侧冲击部分 63 的冲击能量。因此， 内侧冲击吸收区段 62 的向前伸出部分 62a 比外侧冲 击吸收区段 63 更容易塌缩。
在高速碰撞的情况下， 能量吸收构件 28 的左端部分 28a 和保险杠横梁 27 的左端 部分 27a 如图 13B 所示地塌缩， 从而吸收冲击能量 Ehigh 的一部分 ( 见图 10 中 E1 和 E2)。 冲击能量的剩余或残余部分 ( 见图 10 中 E3) 被内侧冲击吸收区段 62 的向前伸出部分 62a 的塌缩变形所吸收。
因为左加速度传感器 30 设置在远离内侧冲击吸收区段 62 的外侧壁部分 45 的前 端区域 45a 处， 所以传递至内侧冲击吸收区段 62 的冲击能量不容易传递至左加速度传感器 30。因此， 左上部构件 15 的前端区域 45a 处产生的加速度 G3( 见图 10) 相当小。 然后， 内侧冲击吸收区段 62 的向前伸出部分 62a 的塌缩变形到达外侧冲击吸收区 段 63， 引起外侧冲击吸收区段 63 的塌缩变形。因此， 残余的冲击能量被两个冲击吸收区段 62 和 63 所承担， 使得车辆产生更大的加速度 G4。
因为大加速度 G4， 所以加速度等级 G3 和加速度等级 G4 之间可以实现大的 ( 因此 也是明显的 ) 加速度变化率 Gd。 这样， 左加速度传感器 30 可以不受到车辆加速度波动的影 响而可靠地检测到车辆加速度的增加。
左加速度传感器 30 所检测的加速度被提供给控制部分 110。 控制部分 110 确定左 加速度传感器 30 所检测的加速度是否超过预先存储 ( 或预先设定 ) 的安全气囊展开加速 度阈值 Gs。如果是这样 ( 即肯定 )， 控制部分 110 向安全气囊装置 112 发送展开信号。响 应于控制部分 110 发送的展开信号， 安全气囊装置 112 以现有方式展开安全气囊 113 以保 护驾驶员 ( 未示出 )。
图 14 是解释本实施方式中的冲击吸收构造 20 如何吸收高速偏置碰撞引起的冲击 能量的视图。通过如图所示地使内、 外冲击吸收区段 62 和 63 塌缩， 残余冲击能量的一部分 可以被吸收。然后， 左前侧框架 11 变形为大致如狗后腿形的塌缩形状 ( 如图 8 所示 )， 从 而能够有效地吸收冲击能量 E5( 图 10)。通过如上文所述地变形为大致如狗后腿的塌缩形 状， 左前侧框架 11 能够起允许发动机舱 86 以适当的方式塌缩的可压扁区的作用。
通过上述方法， 本实施方式能够实现左、 右前侧框架 11 和 12 足够的变形量， 从而 有效地防止位于发动机舱 86 后的车舱的变形。
此外， 因为在车身的左右两侧的每一侧， 外侧冲击吸收区段 63 的伸出长度 L2 均小 于内侧冲击吸收区段 62 的伸出长度 L1( 即内侧冲击吸收区段 62 向前伸出长度比外侧冲击 吸收区段 63 更长 )， 所以在当冲击能量被内侧冲击吸收区段 62 吸收时的加速度水平 G3 和 当冲击能量被内、 外侧冲击吸收区段 62 和 63 吸收时的加速度水平 G4 之间能够具有明显的 加速度变化率 Gd。在具有保险杠表面 82 的左、 右前角部分 82a 的车辆中， 通过将安全气囊
展开加速度阈值 Gs 设置在明显的加速度变化率 Gd 的范围内， 本实施方式能够实现安全气 囊 113 展开的最优化。
下面将参照图 15 至图 19 说明第二实施方式的车身前部构造 90。与第一实施方 式 10 中类似的元件以与第一实施方式 10 同样的数字和字符标记表示， 并且为避免不必要 的重复这里将不再说明。
图 15 为示出车身前部构造的第二实施方式的主要部分的俯视图。图 16A 为沿着 图 15 中 16a-16a 线截取的剖面图， 图 16B 为沿着图 15 中 16b-16b 线截取的剖面图， 且图 17 为示出第二实施方式中左前侧框架的分解图。
车身前部构造 90 的第二实施方式与第一实施方式 10 不同之处在于 ： 第二实施方 式包括左、 右侧框架 ( 仅示出左前侧框架 91 并省略右前侧框架的说明 ) 以替代第一实施方 式中的左、 右侧框架 11 和 12。
冲击吸收构造 20 设置在左、 右前侧框架 91 的前端部分和左、 右上部构件 15 和 16 的前端部分 15a 和 16a( 见图 1) 处。第二实施方式中的左、 右前侧框架 91 被设置和构建为 互相左右对称， 因此下面将仅具体说明左前侧框架 91 而省略对右前侧框架的具体说明。
左前侧框架 91 包括用于承受作用于从内侧冲击吸收区段 62 朝向车身后部方向上 的冲击负载的承受压缩负载的框架区段 95、 以及用于承受作用于从内侧冲击吸收区段 62 朝向纵向中心线 48( 见图 2) 方向上的冲击负载的承受弯曲负载的框架区段 96。 承受压缩负载的框架区段 95 包括截面为朝向侧面的 U 形并具有沿横向向外侧开 口的开口部分 102( 见图 16A) 的侧框架构件 101， 以及设置在框架构件 101 的开口部分 102 内的外侧壁 ( 即外侧壁部分 )103。承受压缩负载的框架区段 95 通过封闭开口部分 102 的 外侧壁 103 以闭合的截面形状形成。
侧框架构件 101 具有在车身前后和宽度方向上水平延伸的上、 下壁部分 105 和 107， 以及在上、 下壁部分 105 和 107 各自的内侧边缘之间竖向地延伸的内侧壁部分。
侧框架构件 101 具有由上、 下壁部分 105 和 107 以及内侧壁部分 106 限定的基本 朝向侧面的 U 形截面。通过这种基本朝向侧面的 U 形截面形状， 侧框架构件 101 具有上壁 部分 105 和内侧壁部分 106 互相相交处的上凸脊 108 以及下壁部分 107 和内侧壁部分 106 互相相交处的下凸脊 109。
侧框架构件 101 的内侧壁部分 106 基本从内侧冲击吸收区段 62 笔直地延伸。上 壁部分 105 具有平的前部上表面部分 111， 且后部表面部分被形成为基本 L 形的截面形状， 如图 16B 所示。
如图 17 所示， 上壁部分 111 的外侧边缘 111a 具有直的前部 111b、 阶梯形的中部 111c 和直的后部 11d。阶梯型的中部 111c 在前后方向上朝向中心线 48 倾斜。也就是说， 前部上表面部分 111 的外侧边缘 111a 大致沿着具有 θ1 的倾斜角的线 115 形成。因此， 侧 框架构件 101 的上壁部分 105 被形成为使得其水平宽度从侧框架构件 101 的后端部分 101a 朝向前端部分 101b 逐渐增加。
与上壁部分 105 类似， 图 17 所示的下壁部分 107 沿着具有 θ1 的倾斜角的线 115 形成且形成方式为其水平宽度从侧框架构件 101 的后端部分 101a 朝向前端部分 101b 逐渐 增加。
外侧壁 103 的前段 121 具有大致 U 形的截面形状， 且后段 122 具有大致 L 形的截面
形状。如图 16A 所示， 外侧壁 103 的前段 121 具有沿着侧框架构件 101 的开口部分 102 的 上、 下边缘延伸的上、 下弯曲部分 121a 和 121b。 此外， 如图 16B 所示， 外侧壁 103 的后段 122 具有沿着侧框架构件 101 的开口部分 102 的上、 下边缘延伸的上、 下弯曲部分 122a 和 122b。 外侧壁 103 固定至上壁部分 105( 外侧边缘 111a 或弯曲部分 112a) 和下壁部分 107( 外侧 边缘 107a)。
更具体地， 外侧壁 103 沿着具有 θ1 的倾斜角的线 115 设置， 并且从大致纵向中央 部分到后端部分 103b 略微弯曲。
承受弯曲负载的框架区段 96 不仅从承受压缩负载的框架区段 95 的大致纵向中央 部分 95a 向车身后部延伸， 而且也朝向纵向中心线 48( 见图 2) 地逐渐突出， 以承受作用在 从内侧冲击吸收区段 62 朝向纵向中心线 48 的方向上的冲击负载。
如图 16B 所示， 承受弯曲负载的框架区段 96 具有叠置在侧框架构件 101 的上壁部 分 105 的一部分上的上壁部分 125、 叠至在侧框架构件 101 的下壁部分 107 的一部分上的下 壁部分 126、 以及在上、 下壁部分 125 和 126 各自的内边缘 125a 和 126a 之间竖向地延伸的 内侧壁部分 127。
承受弯曲负载的框架区段 96 具有由上、 下壁部分 125 和 126 以及内侧壁部分 127 限定的大致朝向侧面的 U 形横截面形状。通过这种大致朝向侧面的 U 形横截面形状， 承受 弯曲负载的框架区段 96 具有上壁部分 125 和内侧壁部分 126 相交处的上凸脊 128 以及下 壁部分 127 和内侧壁部分 126 相交处的下凸脊 129。
通过以上述方法将这种承受弯曲负载的框架区段 96 设置在侧框架构件 101 上以 及将内侧壁部分 106 设置在承受弯曲负载的框架区段 96 和侧框架构件 101 之间， 承受弯曲 负载的框架区段 96 和侧框架构件 101 均具有闭合的截面形状。
因为承受弯曲负载的框架区段 96 具有上、 下凸脊部分 128 和 129 并且如上所述地 形成为具有闭合的截面形状， 所以承受弯曲负载的框架区段 96 具有更大的刚度。
承受弯曲负载的框架区段 96 的上壁部分 125 具有笔直地向后方延伸的外侧边缘 125b， 以及沿着具有 θ1 的倾斜角的线 115 形成的内侧边缘 125a。 于是， 承受弯曲负载的框 架区段 96 的上壁部分 125 按照其水平宽度从其后端部分 96a 向着其前端部分 96b 逐渐减 小的这种方式形成。
类似地， 图 17 所示的承受弯曲负载的框架区段 96 的下壁部分 126 具有笔直地向 后方延伸形成的外侧边缘 126b， 以及沿着具有 θ1 的倾斜角的线 115 倾斜形成的内侧边缘 126a。因此， 承受弯曲负载的框架区段 96 的下壁部分 126 以与上壁部分 125 类似的按照其 水平宽度从后端部分 96a 朝向前端部分 96b 逐渐减小的方式形成。
承受弯曲负载的框架区段 96 的内侧壁部分 127 在上壁部分 125 的内侧边缘 125a 和下壁部分 126 的内侧边缘 126a 之间竖向地延伸。因此， 如俯视图所示， 承受弯曲负载的 框架区段 96 的内侧壁部分 127 沿着具有 θ1 的倾斜角的线 115 倾斜。
更具体地， 承受弯曲负载的框架区段 96 的内侧壁部分 127 从前端部分 96b 到后端 部分 96a 略微弯曲。
此外， 在左前侧框架 91 中， 侧框架构件 101 的内侧壁部分 106 从内侧冲击吸收区 段 62 朝向车身后部延伸。因此， 图 15 所示的左前侧框架 91 可以通过承受压缩负载的框架 区段 95( 特别地通过内侧壁部分 106 和上、 下凸脊部分 108 和 109) 有效地承受如箭头 I 所示地作用在从内冲击吸收区段 62 朝向车身后部方向上的冲击负载。
此外， 在左前侧框架 91 中， 外侧壁 103 从承受压缩负载的框架区段 95 的大致纵向 中央部分 95a 向车身后部略微弯曲， 且承受弯曲负载的框架区段 96 的内侧壁部分 127 从前 端部分 96b 向车身后部略微弯曲。
因此， 外侧壁 103 从大致纵向中央部分 95a 沿着承受弯曲负载的框架区段 96 的内 侧壁部分 127 向纵向中性线 48 平缓地弯曲。也就是说， 包括承受弯曲负载的框架区段 96 在内的左前侧框架 91 的后半部分平缓地弯曲。
因为承受弯曲负载的框架区段 96 具有上、 下凸脊部分 128 和 129 并且如上文所述 地以闭合的截面形状形成， 所以承受弯曲负载的框架区段 96 具有更大的刚度。这样， 图 15 所示的左前侧框架 91 通过承受弯曲负载的框架区段 96 能够有效地承受作用在如箭头 G 所 示地从内侧冲击吸收区段 62 朝向纵向中心线 48 的方向上的冲击负载。
此外， 与第一实施方式中一样， 外侧壁 103 与外侧冲击吸收区段 63 的内侧壁部分 78 共同构成部分重叠区段 81 ； 也就是说， 外侧冲击吸收区段 63 的内侧壁部分 78 的位置比 左前侧框架 91 的外侧壁 103 更靠近穿过车身宽度中央延伸的纵向中心线 48。 此外， 外侧壁 103 沿着具有 θ1 的倾斜角的线 115 设置。
作用于外侧冲击吸收区段 63 的冲击负载的一部分基本平行于具有 θ1 的倾斜角 的线 115 地作用， 使得这部分冲击负载能够如箭头 K 所示有效地沿着内侧壁部分 78 传递至 外侧壁 103。
因为承受压缩负载的框架区段 95 的外侧壁 103 大致沿着承受弯曲负载的框架区 段 96 弯曲， 所以左前侧框架 91 可按照平缓弯曲的形状形成。因此， 通过部分重叠区段 81 传递至外侧壁 103 的冲击负载沿着外侧壁 103 和承受弯曲负载的框架区段 96 地作用。这 样， 通过部分重叠区段 81 传递至外侧壁 103 的冲击负载可以由外侧壁 103 和承受弯曲负载 的框架区段 96 有效地负荷。
此外， 因为前侧框架 91 以平缓弯曲的形状形成， 所以前侧框架 91 不需要很大的宽 度， 因此本实施方式允许前侧框架 91 的轻量化。
下面将说明车身前部构造 90 的第二实施方式中使用的冲击吸收构造 20 吸收低速 偏置碰撞引起的冲击能量的方法。
也就是说， 当另一辆车辆从穿过车身宽度中央延伸的纵向中心线 48 向左侧偏置 地与冲击吸收构造 20 轻度碰撞时， 轻度 ( 低速 ) 偏置碰撞引起的冲击负载， 以如上文参照 图 6 对第一实施方式所解释的相同方式， 通过左冲击吸收单元 25( 即内、 外冲击吸收区段 62 和 63) 在该冲击载荷的作用下塌缩来吸收。
因此， 轻度 ( 低速 ) 偏置碰撞时， 可以在左前侧框架 91 和左上部构件 15 不变形的 情况下吸收冲击负载 ( 即冲击能量 )。 所以轻度碰撞后车身仅需要进行简单的修理， 这时只 是移除螺栓 68 以将保险杠横梁 27 和左冲击吸收单元 25 换成新的。
接下来将参照图 18 至图 19 说明车身前部构造 90 的第二实施方式所使用的冲击 吸收构造 20 吸收高速偏置碰撞引起的冲击能量的方法。
也就是说， 当另一辆车辆 85 如图 18A 所示从中心线 48 向左侧偏置地与能量吸收 构件 28 的左端部分 28a 重度地碰撞 ( 高速偏置碰撞 ) 时， 能量吸收构件 28 的左端部分 28a 和保险杠横梁 27 的左端部分 27a 如图 18B 所示地变形。因为保险杠横梁 27 的左端部分 27a 的变形， 冲击负载如箭头 L 所示地以朝向纵向 中心线 48 的方向作用于左端部分 27a。该冲击负载在如箭头 M 所示的使得左前侧框架 91 变形的方向上通过内侧冲击吸收区段 62 作用于左前侧框架 91。
如上文所述， 在第二实施方式中， 左前侧框架 91 在其后半部分区域包括承受弯曲 负载的框架区段 96， 且承受弯曲负载的框架区段 96 以使其后端部分的位置更靠近纵向中 心线 48 的方式平缓地弯曲。因此， 左前侧框架 91 能够通过承受弯曲负载的框架区段 96 有 效地承受作用在如箭头 L 所示的从内侧冲击吸收区段 62 朝向纵向中心线 48 的方向上的冲 击负载。
同时， 高速偏置碰撞引起的冲击负载 F3 通过能量吸收构件 28 的左端部分 28a 和 保险杠横梁 27 的左端部分 27a 如箭头 N 所示地传递至内侧冲击吸收区段 62 并如箭头 O 所 示地传递至外侧冲击吸收区段 63。
如上文所述， 外侧冲击吸收区段 63 的内侧壁部分 78 与左前侧框架 91 的外侧壁构 件 103 共同构成部分重叠区段 81。 因此， 作用于外侧冲击吸收区段 63 的冲击负载的一部分 可以如箭头 P 所示的沿着内侧壁部分 78 有效地传递至外侧壁构件 103。 该冲击负载将作用 在如箭头 Q 所示的使得左前侧框架 91 变形的方向 ( 即与箭头 M 相反的方向 ) 上。
这样， 使得左前侧框架 91 如箭头 M 所示地朝向纵向中心线 48 弯曲的冲击负载可 以由传递至左前侧框架 91 的外侧壁构件 103 的冲击负载抵消。
因为使得左前侧框架 91 如箭头 M 所示地朝向纵向中心线 48 弯曲的冲击负载 ( 即 弯曲负载 ) 由承受弯曲负载的框架区段 96 负荷， 且该负载如上文所述由传递至外侧壁构 件 103 的冲击负载抵消， 所以本实施方式能够更有效地承受作用于左前侧框架 91 的弯曲负 载， 从而更可靠地防止左前侧框架 91 在箭头 M 方向上变形。因此， 本实施方式能够在不设 置诸如加固件的特定加强构件的情况下实现左前侧框架 91 足够的抗弯刚度， 并实现左前 侧框架 91 的轻量化。
图 19 为解释第二实施方式使用的冲击吸收构造 20 如何吸收高速偏置碰撞引起的 冲击能量的视图。因为可以防止左前侧框架 91 向箭头 M 方向弯曲 ( 见图 18B)， 所以本实 施方式允许左前侧框架 91 变形为适当塌缩的状态。更具体地， 本实施方式允许左前侧框架 91 的大致纵向中央部分 91b 变形为大致如狗后腿形的塌缩形状， 从而能够有效地吸收冲击 负载。
因为左前侧框架 91 能够如上文所述地变形为大致如狗后腿形的塌缩形状， 所以 左前侧框架 91 可以用作允许发动机舱 86 以适当的方式塌缩的可压扁区。
通过这种方法， 本实施方式能够实现左、 右前侧框架 11、 12 足够的变形量， 从而有 效地防止位于发动机舱 86 后的车舱的不希望变形。
以上述方式布置的第二实施方式的车身前部构造 90 能够实现与第一实施方式的 车身前部构造 10 相同的优点。
虽然上文关于左安装板 21 的外侧安装区段 21b 相对于内侧安装区段 21a 向后倾 斜 θ3 的角度的情况说明了第一和第二实施方式， 但是本发明并不限制于此 ； 例如， 外侧安 装区段 21b 可以被设置为与内侧安装区段 21a 平行。
此外， 虽然上文关于内侧冲击吸收区段 62 和外侧冲击吸收区段 63 通过螺栓分别 固定至左前侧框架 11、 91 和左上部构件 15 的情况说明了第一和第二实施方式， 但是， 本发明并不限制于此 ； 例如， 内侧冲击吸收区段 62 和外侧冲击吸收区段 63 可以通过焊接分别固 定至左前侧框架 11、 91 和左上部构件 15。
此外， 虽然上文关于在方向盘 114 内设置能够响应于加速度传感器 30 所检测到的 加速度展开的安全气囊装置 112 的情况说明了第一和第二实施方式， 但是， 本发明并不限 制于此 ； 安装气囊装置 112 可以被设置在仪表板或座椅内。
应当注意， 上述关于左前侧框架 11、 左上部构件 15 以及与左前侧框架 11 和左上部 构件 15 相关联的其他组件的构造和表现的说明适用于右前侧框架 12、 右上部构件 16 以及 与右前侧框架 12 和右上部构件 16 相关联的其他组件。所以， 不言而喻， 上文所使用的与左 前侧框架 11、 左上部构件 15 等相关联的用于组件的形容词 “左” ， 例如左冲击吸收单元和左 加速度传感器， 对于相应的与右前侧框架 12、 右上部构件 16 等相关联的组件来说应当改为 “右” 。
工业实用性
当应用于左、 右前侧框架设有冲击吸收区段且保险杠横梁固定至冲击吸收区段的 汽车时， 本发明特别有用。