CN102897227B - 车体结构 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种能够防止地板面板在受到负荷时损坏的车体结构。根据本发明的车体结构包括：框架构件，其上搭载燃料容器；以及车体的后地板，其支撑该框架构件，该车体结构进一步包括：一对侧构件，其设置在该后地板的底面的车辆宽度方向的两侧，并且在车辆的前后方向上延伸，所述侧构件中的每一个具有向车辆的内部突出的法兰；备用轮胎收纳部，其通过将该对侧构件之间的该后地板的一部分向下方凹陷而形成；以及弯曲的第一加固件，该第一加固件的第一端被焊接为与所述侧构件之一的法兰和该后地板重叠，并且该第一加固件的第二端被焊接为与该备用轮胎收纳部的竖直壁重叠。

Description

车体结构

技术领域

本发明涉及用于经由搭载构件将重载荷搭载到车体的地板面板上的车体结构。

背景技术

诸如燃料容器等重载荷例如搭载在使用压缩天然气等作为燃料的车辆的主体后部的搭载空间中。这种重载荷通过诸如支撑框架等搭载构件搭载到车体的地板面板上。

专利文献1公开了一种车体结构，其中燃料容器经由支撑框架搭载在车辆的后座椅的后方。该车体结构具备：一对侧构件，该对侧构件在车辆前后方向上延伸并且设置在车体的车辆宽度方向上的两侧；支撑在侧构件上的地板面板；以及固定在地板面板上的上述支撑框架。

在该车体结构中，螺栓插入到在容纳在侧构件的凹部中的支架、地板面板和支撑框架中形成的孔部中，并且该螺栓与设置(焊接)在支架的背侧的螺母螺合，从而将支撑框架固定到地板面板。

现有技术文献

专利文献

【专利文献1】日本专利9-290648号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，燃料容器具有大的重量以确保大容量。因此，在专利文献1中公开的车体结构中，由于车辆行驶期间的车体的振动而将负荷从燃料容器传递到支撑框架。

在上述车体结构中，即使地板面板焊接到支架，当负荷在焊接表面彼此剥离的剥离方向(在此情况下为车辆的上下方向)上作用时，地板面板也可能破裂，并因此损坏。

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种能够防止地板面板在受到负荷时损坏的车体结构。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题，根据本发明的车体结构的代表性配置包括：搭载构件，其上搭载重载荷；以及车体的地板面板，其支撑所述搭载构件，所述车体结构进一步包括：一对侧构件，该对侧构件设置在所述地板面板的底面的车辆宽度方向的两侧，并且在车辆的前后方向上延伸，所述侧构件中的每一个具有向车辆的内部突出的法兰；凹部，其通过将该对侧构件之间的所述地板面板的一部分向下方凹陷而形成；以及弯曲的第一加固件，所述第一加固件的第一端被焊接为与所述侧构件之一的法兰和所述地板面板重叠，并且所述第一加固件的第二端被焊接为与所述凹部的竖直壁重叠。

利用上述配置，当由于车体的振动而从重载荷传递到搭载构件的负荷在车辆的上下方向上作用时，力在焊接表面彼此剥离的方向(剥离方向)上作用于第一加固件的第一端部。然而，在第一加固件的第一端，三个部件，即第一加固件、法兰和地板面板被重叠地焊接，因此实现高强度。另一方面，在第一加固件的第二端，只有两个部件，即第一加固件和地板面板被重叠地焊接。然而，焊接表面沿着凹部的竖直壁延伸。因此，在第一加固件的第二端，力在焊接表面的剪切方向上作用并且被分散。因此，能够防止地板面板在负荷下损坏。

优选地，所述侧构件各包括槽部，该槽部与所述地板面板一起形成闭合截面，并且所述车体结构进一步包括第二加固件，该第二加固件容纳在所述侧构件的所述槽部中，并且焊接到所述槽部的侧壁。因此，所述第二加固件和所述侧构件的焊接表面沿着所述凹部的侧壁延伸，因此，该负荷在所述焊接表面的剪切方向上作用并且被分散。因此，所述第二加固件和所述侧构件的焊接表面将不会由于该负荷而相互剥离。注意，由所述侧构件和所述地板面板形成的闭合截面可以实现增加的强度。

优选地，所述搭载构件包括：底板，其安装到所述地板面板的上面；以及支撑框架，其联结到所述底板并且直立以支撑所述重载荷，并且所述底板和所述地板面板之间的安装点设置在所述底板和所述支撑框架之间的联结部附近。从而该安装点被设置在大的负荷作用于的该联结部附近，因此，该负荷不仅被传递到所述地板面板，而且还被传递到所述地板面板的背侧的所述第一或第二加固件。这使得该负荷被分散，从而防止地板面板损坏。

优选地，在所述第一加固件和第二加固件的每个中形成有与所述安装点对应的孔部，并且所述第一加固件和第二加固件各包括设置在其背侧并且插入到所述孔部中的螺栓和用于与所述螺栓螺合的螺母。从而通过简单地将所述螺栓插入所述孔部中以使所述螺母与其螺合，就可以将所述搭载构件安装到所述车体，这可以提高可操作性。

优选地，所述地板面板的凹部是备用轮胎收纳部。从而使用所述备用轮胎收纳部必然形成的竖直壁焊接所述第一加固件的第二端，因此，不需要用于形成该竖直壁的附加构件，这可以降低制造成本。

根据本发明，可以提供一种能够防止地板面板在受到负荷时损坏的车体结构。

附图说明

图1A和图1B示出根据实施方式的车体结构。

图2是示出图1A和图1B中所示的车体结构的一部分的放大图。

图3是示出图2中所示的车体结构的一部分的分解图。

图4是图3中所示的车体结构沿着箭头A-A取得的截面图。

图5示出根据比较例的车体结构。

具体实施方式

下面参照附图详细描述本发明的优选实施方式。在该实施方式中描述的尺寸、材料和其它具体数值仅是例示性的，以帮助理解本发明，并且除非另外指出，否则不解释为限制本发明。应该指出的是，在本说明书和附图中，用相同的附图标记表示实质上具有相同的功能和配置的要素，由此省略了重复说明。此外，还省略了与本发明不直接相关的要素的图示。

图1A和图1B示出根据该实施方式的车体结构。图1A示出从车辆的后侧看到的车体结构。图1B示出用于支撑重载荷的搭载构件。车体结构100是使用压缩天然气作为燃料的所谓天然气(CNG)车辆，并且如图1A中所示，CNG汽缸(燃料容器104)搭载在车体后部的搭载空间102中。

搭载空间102位于后座椅106后方，例如，包括后地板108、备用轮胎收纳部110以及一对后地板侧构件(侧构件112a、112b)。后地板108是形成车体地板的地板面板。备用轮胎收纳部110是由后地板108的一部分向下方凹陷而形成的凹部，并且收纳备用轮胎114。侧构件112a、112b设置在后地板108的背面(底面)，并且在后地板108的车辆宽度方向的两侧在车辆的前后方向上延伸。

燃料容器104是在内部收纳压缩天然气的重载荷，并且如图1A中所示，形成为长圆筒状。燃料容器104经由搭载构件(框架构件116)设置在后地板108和备用轮胎114的上方，其纵向与车辆的宽度方向一致。此外，通过缠绕该容器的主体来保持燃料容器104的带子104a、104b可拆卸地装配到燃料容器104的车辆宽度方向的两侧。

如图1B中所示，框架构件116包括底板118a、118b和支撑框架120a、120b。底板118a、118b被载置并固定在后地板108上。在底板118a、118b中形成穴部122a至122d和124a至124d，下面将要描述的螺栓插入到所述穴部122a至122d和124a至124d中。支撑框架120a、120b联结到底板118a、118b，并且直立以支撑燃料容器104。支撑框架120a、120b横跨底板118a、118b，带状固定构件126a、126b安装在其中部，带状固定构件126a、126b弯曲为与燃料容器104的外形相符，并且固定到上述带子104a、104b。

下面参照图2至图4描述用于将框架构件116安装到后地板108的车体结构100。图2是示出图1A和图1B中所示的车体结构100的一部分的放大图。图3是示出图2中所示的车体结构100的一部分的分解图。为了方便，在图2和图3中，后地板108等构件被透视地示出。图4是图3中所示的车体结构100的沿着箭头A-A取得的截面图。然而，注意，图4示出了图3中省略了的框架构件116。

除了上述构件以外，例如，如图3中所示，车体结构100还包括以大致L状的形式弯曲的第一加固件130、132和容纳在侧构件112a、112b中的第二加固件134、136。侧构件112a包括向车辆内部突出的法兰140、142和与后地板108一起形成闭合截面(见图4)的槽部144。注意，车体结构100包括具有关于车辆的中心线与上述侧构件112a、第一加固件130、132和第二加固件134、136分别对称的结构的侧构件112b、第一加固件和第二加固件(未示出)。

由于备用轮胎收纳部110是由后地板108的一部分向下方凹陷而形成的凹部，所以其具有竖直壁部146。注意，竖直壁部146不一定沿着竖直方向延伸，并且竖直壁部146可以倾斜，只要不平行于后地板108延伸就足够了。

如图3和图4中所示，第一加固件130、132在其第一端部130a、132a处在侧构件112a的法兰140、142的下侧与法兰140、142重叠，并且还与设置在法兰140、142的上侧的后地板108重叠。在此，在图4中与第一加固件130的第一端部130a一起示出的区域B中，三个部件，即第一加固件130、侧构件112a的法兰140和后地板108重叠并且以该状态进行点焊。

此外，第一加固件130向下方弯曲为与后地板108的形状相符，并且其第二端部130b、132b延伸到备用轮胎收纳部110的竖直壁部146并且在竖直壁部146的背面与竖直壁部146重叠。在此，在图4中与第一加固件130的第二端部130b、132b一起示出的区域C中，两个构件，即第一加固件130和备用轮胎收纳部110的竖直壁部146重叠并且以该状态进行点焊。

此外，如图3中所示，在第一加固件130、132的上面130c、132c中形成有孔部130d、132d，并且螺母130e、132e设置(焊接)在上面130c、132c的背侧。

螺栓150a、150b经由形成在框架构件116的底板118a、118b中的穴部122a、122b从上方插入到孔部130d、132d中(见图2)。螺栓150a、150b与设置于第一加固件130、132的螺母130e、132e螺合。

第二加固件134、136是容纳在侧构件112a的上述槽部144中的构件。如图3中所示，在第二加固件134、136的上面134a、136a中形成有孔部134b、136b，并且螺母134c、136c设置(焊接)在上面134a、136a的背侧。

此外，第二加固件134、136包括从上面134a、136a向下方弯曲的壁表面134d、136d和从壁表面134d、136d突出的安装表面134e至134g和136e至136f。安装表面134e、136e、134f、136f被分别点焊到侧构件112a的槽部144的侧壁144a、144b。安装表面134g、136g被点焊到侧构件112a的槽部144的底部144c。

在此，如图4中沿着箭头A-A取得的截面图中所示，与第一加固件130的孔部130d重叠的穴部152和与第二加固件134的孔部134b重叠的穴部154形成在后地板108中。此外，螺栓150a、150c经由框架构件116的底板118a的穴部122a、122c从上方插入到孔部130d、134b中(见图2)。如图4中所示，螺栓150a、150c与设置于第一加固件130和第二加固件134的螺母130e、134c螺合。注意，图2中所示的螺栓150b、150d与设置于第一加固件132和第二加固件136的螺母132e、136c螺合。

因此，通过将螺栓150a、150b联结到螺母130e、132e，可以容易地将框架构件116与第一加固件130、132一起安装到后地板108。此外，通过将螺栓150c、150d联结到螺母134c、136c，可以容易地将框架构件116与第二加固件134、136一起安装到后地板108。

注意，螺栓150a至150d联结到螺母130e、132e、134c、136c的位置对应于框架构件116安装到后地板108的安装点。如图2和图4中所示，所述安装点设置在框架构件116中的底板118a和支撑框架120a之间的联结部附近，并且对应于后地板108与第一加固件130、132或第二加固件134、136重叠的位置。

接下来，主要通过参照图4描述车体结构100受到负荷的情况。在此，该负荷被认为是由于例如车辆行驶时车体的振动而从作为重载荷的燃料容器104传递来的并且在车辆的上下方向上作用的力。

在包括第一加固件130的第二端部130b的区域C中，该负荷在由箭头E表示的方向上作用。因此，在区域C中，该负荷在通过点焊形成的焊接表面在平面方向上彼此错开的方向(剪切方向)上作用。在此，该负荷作用于该焊接表面的剪切方向与剥离方向相比通常对强度更加有利。也就是说，在区域C中，该负荷在对强度有利的方向上分散。因此，在区域C中，即使在负荷下，也能够保持该焊接表面的焊接状态，因此能够防止后地板108损坏。

在第二加固件134处，该负荷在由箭头F表示的方向上作用。在点焊到侧构件112a的槽部144的侧壁144a、144b的上述安装表面134e、134f处，该负荷在该焊接表面的剪切方向上作用。因此，在第二加固件134的安装表面134e、134f处，该负荷在对强度有利的方向上分散，并且可以保持焊接状态，因此能够防止后地板108损坏。注意，在点焊到侧构件112a的槽部144的底部144c的安装表面134g处，该负荷在该焊接表面的剥离方向上作用。然而，该负荷的大部分被安装表面134e、134f接收，因此不会促进后地板108损坏。

在包括第一加固件130的第一端部130a的区域B中，该负荷在由箭头D表示的方向上作用。因此，在区域B中，该负荷在通过点焊形成的焊接表面在上下方向上彼此剥离的方向(剥离方向)上作用。对于在剥离方向上作用的负荷来说，点焊是脆弱的，并且通常易于产生焊接剥离。然而，在此，该焊接表面处于如上所述的三个构件，即第一加固件130、侧构件112a的法兰140和后地板108重叠的状态，因此该焊接表面具有高焊接强度。

因此，尽管区域B在框架构件116安装到后地板108的安装点附近，但是即使在负荷下，在区域B也能够保持焊接状态，因此，能够防止后地板由于发生破裂而损坏的情况。

下面参照图5描述根据比较例的车体结构。图5是示出根据比较例的车体结构的图。在此，如图3中那样，后地板108等构件被透视地示出。注意，图5中与本发明的实施方式中描述的构件相同的构件用相同的附图标记来表示，并且适当地省略对这些构件的描述。

该比较例的车体结构100A与上述车体结构100的不同之处在于，没有使用第一加固件130、132，并且侧构件112a被侧构件200代替，在侧构件200中，向车辆内部突出的法兰被部分地扩展。

除了从容纳第二加固件134、136并且第二加固件134、136焊接到其上的槽部144向车辆内部突出的法兰202、204以外，在侧构件200中还形成有从法兰202、204进一步向车辆内部部分地突出的扩展法兰206、208。如图5中所示，螺母210、212焊接到扩展法兰206、208的背侧。

在该比较例的车体结构100A中，例如，图2中所示的螺栓150c、150d与设置于第二加固件134、136的螺母134c、136c螺合。此外，在车体结构100A中，螺栓150a、150b与焊接到扩展法兰206、208的螺母210、212螺合。因此，在车体结构100A中，框架构件116固定到后地板108。此外，在焊接到扩展法兰206、208的螺母210、212附近，两个构件，即后地板108和扩展法兰206、208重叠并且以该状态进行点焊。

下面描述车体结构100A受到来自框架构件116的上述负荷的情况。在第二加固件134、136处，如上所述，该负荷对于通过点焊形成的焊接表面在对强度有利的剪切方向上分散。然而，在侧构件200的扩展法兰206、208处，在焊接螺母210、212附近，该负荷对已经实施了点焊的焊接表面在剥离方向上作用。

因此，当车体结构100A受到负荷时，两个构件，即后地板108和扩展法兰206、208重叠处的焊接表面被剥离，这可导致发生破裂，因此损坏后地板108。

此外，在车体结构100A中，在侧构件200中形成扩展法兰206、208导致成品率下降。另外，在车体结构100A中，在分开制造包括扩展法兰206、208的侧构件200和不需要扩展法兰206、208的上述侧构件112a的情况下，必须使用不同的模具，这导致诸如模具成本等成本的增加。

相反，如上所述，在本实施方式的车体结构100中，第一加固件130、132设置在后地板108的背面，第一加固件130、132将从侧构件112a的法兰140、142延伸的部分连接到后地板108的备用轮胎收纳部110的竖直壁部146。在包括第一加固件130、132的第一端部130a、132a的区域B中，如图4中所示，该负荷在剥离方向(箭头D)上作用。然而，在区域B中，三个构件，即第一加固件130、132、侧构件112a的法兰140、142和后地板108彼此重叠并且以该状态进行点焊，因此实现高焊接强度。

在包括第一加固件130、132的第二端部130b、132b的区域C中，两个构件，即第一加固件130、132和后地板108重叠并且以该状态进行点焊，这导致比区域B中的焊接强度低。然而，在区域C中，该负荷在剪切方向(箭头E)上作用，因此焊接表面不会彼此剥离。

因此，即使车体结构100受到由于车辆的振动而从框架构件116传递来的过多负荷，也能够防止发生破裂，从而能够防止后地板108损坏。

此外，如上所述，车体结构100包括第二加固件134、136，第二加固件134、136容纳在与后地板108一起形成闭合截面的侧构件112a的槽部144中并且已经焊接到槽部144的侧壁。因此，在第二加固件134、136与侧构件112a的焊接表面处，该负荷在剪切方向(箭头F)方向上作用并且分散，因此该焊接表面不会彼此剥离。注意，由侧构件112a和后地板108形成的闭合截面提供增加的强度。因此，在车体结构100中，还能够利用第二加固件134、136防止后地板108损坏。

此外，在车体结构100中，如上所述，框架结构116安装到后地板108的安装点设置在底板118a、118b和支撑框架120a、120b之间的联结部附近。所述联结部附近对应于高负荷作用的位置。因此，在车体结构100中，安装点设置在联结部附近有助于不仅将负荷传递到后地板108，而且还传递到其它构件，即，第一加固件130、132或第二加固件134、136。结果，该负荷被分散，这使得能够防止后地板108损坏。

如上所述，在车体结构100中，螺母130e、132e、134c、136c分别设置在第一加固件130、132和第二加固件134、136的上面130c、132c、134a、136a的背侧。因此，在车体结构100中，螺栓150a至150d分别插入到第一加固件130、132和第二加固件134、136的孔130d、132d、134b、136b中。此外，通过简单地使螺栓150a至150d和螺母130e、132e、134c、136c彼此螺合就可以将框架构件116安装到后地板108，因此车体结构100可以实现高可操作性。另外，与螺母直接焊接到后地板108的背侧的传统配置相比，后地板108不会受到过多的负荷，因此能够防止后地板108损坏。

如上所述，在车体结构100中，使用由后地板108的备用轮胎收纳部110必然形成的竖直壁部146焊接第一加固件130、132的第二端部130b、132b。因此，车体结构100不需要用于形成竖直壁部146的任何附加构件，因此可以实现简化的结构和制造成本的降低。

此外，在车体结构100中，与比较例中示出的车体结构100A的侧构件200不同，不需要形成通过将侧构件112a的法兰140、142部分地向车辆内部扩展而形成的扩展法兰206、208。因此，在车体结构100中，可以使用通用的侧构件112a而与是否搭载作为重载荷的燃料容器104无关，因此能够实现成品率的增加，构件的通用性以及模具成本的节省。

尽管已经给出对上述实施方式中燃料容器104搭载在后座椅106后方的搭载空间102中的车体结构100的描述，但是本发明不局限于此。在不包括后座椅106的两座车体的情况下，车体结构100可以是燃料容器104被搭载到形成在前座椅后方的搭载空间中的车体结构。

尽管已经参照附图如上描述了本发明的优选实施方式，但是应该理解，本发明不局限于如上示出的实施方式。在所附权利要求中限定的本发明的范围内，可以进行各种修改和变化，这对于本领域的技术人员来说是显而易见的，并且这些修改和变化应该被理解为包括在本发明的技术范围内。

本发明适用于重载荷经由搭载构件搭载到车体的地板面板上的车体结构。

Claims (5)

1.一种车体结构，包括：搭载构件，其上搭载重载荷；以及车体的地板面板，其支撑所述搭载构件，所述车体结构进一步包括：

一对侧构件，该对侧构件设置在所述地板面板的底面的车辆宽度方向的两侧，并且在车辆的前后方向上延伸，所述侧构件中的每一个具有向车辆的内部突出的法兰；

凹部，其通过将该对侧构件之间的所述地板面板的一部分向下方凹陷而形成；以及

弯曲的第一加固件，所述第一加固件的第一端被焊接为与所述侧构件之一的法兰和所述地板面板重叠，并且所述第一加固件的第二端被焊接为与所述凹部的竖直壁重叠。

2.根据权利要求1所述的车体结构，

其中所述侧构件各包括槽部，所述槽部与所述地板面板一起形成闭合截面，并且

所述车体结构进一步包括第二加固件，所述第二加固件容纳在所述侧构件的所述槽部中，并且焊接到所述槽部的侧壁。

3.根据权利要求2所述的车体结构，

其中所述搭载构件包括：底板，其安装到所述地板面板的上面；以及支撑框架，其联结到所述底板并且直立以支撑所述重载荷，并且

所述底板和所述地板面板之间的安装点设置在所述底板和所述支撑框架之间的联结部附近。

4.根据权利要求3所述的车体结构，

其中在所述第一加固件和第二加固件的每个中形成有与所述安装点对应的孔部，并且所述第一加固件和第二加固件各包括设置在其背侧并且插入到所述孔部中的螺栓和用于与所述螺栓螺合的螺母。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的车体结构，

其中所述地板面板的所述凹部是备用轮胎收纳部。