CN105438269A - 车体框架构造 - Google Patents

Abstract

本发明能够容易地设定不同的变形模式而无需对加强钢板进行复杂组合。构成中柱(6)的外板(11)和与其内面接合的加强板(13)，以冲压成型前的板钢板(11’)以及拼贴钢板(13’)的状态进行接合，并且在下部区域(A)中沿着向大致水平方向延伸的多条横焊接线(Wp)进行焊接，另一方面，在中上部区域(B)中沿着向大致垂直方向延伸的多条纵焊接线(Wt)进行焊接。然后，通过对一体化后的两个钢板(11’、13’)进行冲压成型，从而形成在内面接合有加强板(13)的外板(11)。加强板(13)的下部区域(A)和中上部区域(B)利用横焊接线(Wp)和纵焊接线(Wt)上的焊接硬化，设定为不同的变形模式。

Description

车体框架构造

技术领域

本发明涉及一种车体框架构造，在将加强部件与框架部件接合而进行加强时，通过沿多个焊接线对框架部件和加强部件进行焊接，从而利用该焊接对受到外力时的变形模式进行控制。

背景技术

一般而言，汽车等车辆的构成车体的框架部(车体框架部)使用冲压成型机等，以期望的形状进行弯曲成型。这些车体框架部为了得到车体所需的规定的刚性，在强度不足的部位处，通过点焊等接合加强钢板(所谓的加强板)而进行加强。该车体框架部例如是前柱、边梁、中柱、下边梁等，在各种车体框架部中，根据所需的强度，适当地焊接加强钢板。

另外，在车体框架部中广泛采用下述结构，即，对作为2块框架部件的外板和内板进行接合而形成封闭截面，在其内部插入了加强钢板。各框架部件预先通过冲压成型等单独成型，在组装工序中，在将各个框架部件以规定方式进行了暂时定位的状态下，利用点焊等依次进行接合。

其中，例如，需要将中柱设为下述构造，即，在由于侧面碰撞等从侧面施加了外力时，车体上部为了保护乘客而高强度地进行加强，具有最小的变形量，另一方面，车体下部以变形量达到最大的方式进行加强而吸收冲击能量。

作为在一个车体框架部中使每个部位以不同的变形模式进行变形的技术，例如，在专利文献1(日本特开2010－173562号公报)中公开了下述技术，即，将与中柱的外板接合的加强钢板的下侧的纵壁部以朝向车宽方向内侧扩展得较大的方式倾斜地设置，另一方面，对于上侧，不使其纵壁部如下侧部分的纵壁部那样倾斜，而形成其纵壁部，由此，在从侧面施加了外力的情况下，下部侧的纵壁部向车厢内倒伏变形而被压扁，吸收碰撞能量，另一方面，上侧的纵壁部并不像下侧的纵壁部那样倾斜，因而对外力产生抵抗力而防止向车厢侧的大幅变形。

专利文献1：日本特开2010－173562号公报

专利文献2：日本特开2011－88484号公报

发明内容

但是，上述文献中公开的技术，利用加强钢板的形状对受到外力时的变形模式进行控制，因此中柱外部的截面形状与加强钢板的截面形状不一致，因此，需要在由形成于外板和内板上的凸缘对形成于该加强钢板的两侧的凸缘进行夹持的状态下，对该加强钢板进行暂时定位并焊接。其结果，不仅使焊接作业变得繁琐，而且在难以使点焊等的焊枪与被焊接部位接触的部位处，存在无法进行顺利的焊接作业的问题。

作为其对策，例如在专利文献2(日本特开2011－88484号公报)中公开了下述技术，即，对于成型前的平板状的外板，在需要加强的部位处预先对加强钢板进行钎焊，然后利用冲压成型将外板和加强钢板一体地弯曲形成。

根据该文献中公开的技术，在平板的状态下对加强钢板进行钎焊后，进行冲压成型，由此能够省略冲压成型后的焊接作业，能够提高作业效率。

但是，由于在将加强钢板与外板进行了接合的状态下一体地冲压成型，所以在试图使用加强钢板使1个外板以不同的变形模式进行变形时，需要将多块加强钢板复杂地进行贴合并冲压成型以得到期望的变形模式，存在冲压成型前的计划工时较高的问题。此外，由于需要在预先确定的位置处排列各加强钢板，所以无法简单地变更变形模式的特性，存在通用性较差的问题。

本发明鉴于上述情况，其目的在于提供一种车体框架构造，该车体框架构造能够容易地设定不同的变形模式而无需对加强钢板进行复杂组合，并且也能够容易地应对特性变更，通用性优异。

本发明提供一种车体框架构造，其由框架部件和至少1块加强部件构成，所述框架部件是以规定的形状弯曲成型而成的，所述至少1块加强部件相对于所述框架部件的表面，以沿该表面弯曲形成后的状态进行接合，所述加强部件相对于所述框架部件沿多条焊接线进行焊接。

发明的效果

根据本发明，将加强部件相对于框架部件沿多个焊接线进行了焊接，因而利用该焊接线上的焊接部位的焊接硬化，能够容易地设定变形模式。其结果，不需要如当前所示对加强钢板进行复杂组合，另外，通过适当地变更焊接线的条数、间隔、延伸方向等，从而也能够容易地应对特性变更，能够得到优异的通用性。

附图说明

图1是车体左侧部的斜视图。

图2是中柱的分解斜视图。

图3是与构成中柱的外板进行了焊接的加强板的透视图。

图4是图1的IV-IV剖视图。

图5是将平板状的加强板与平板状的外板进行了接合的状态的斜视图。

图6是对图5的部件进行了冲压成型的状态的斜视图。

图7(a)是表示对中柱施加冲击负荷前的状态的示意图，(b)是表示对中柱施加冲击负荷，下部区域和中上部区域以不同的变形模式进行变形的状态的示意图。

标号的说明

1车体，1A车辆，2前门开口部，3后门开口部，4边梁，5下边梁，6中柱，11外板，11’板钢板，11a、12a凸缘，11b外侧面，12内板，13加强板，13’拼贴钢板，21车厢，22乘客，23腰部按压垫，A下部区域，B中上部区域，Wp横焊接线，Wt纵焊接线，σx、σy应力

具体实施方式

下面，基于附图，对本发明的一个实施方式进行说明。图1的标号1是车辆的车体，图中示出左侧部。另外，车体1的右侧部与左侧部为对称形状，因此省略。

在车体1的侧部，形成有安装前门的前门开口部2和安装后门的后门开口部3，在这两个车门开口部2、3的上下，配置有边梁4和下边梁5。此外，在两个车门开口部2、3之间，架设有将上端与边梁4结合并将下端与下边梁5结合的构成车体框架部的中柱6。

如图2所示，中柱6具有作为框架部件的外板11和内板12，在该外板11的内面，接合有作为加强部件的加强板13。该外板11以大致帽形的截面形成，另一方面，内板12以比外板11浅的大致帽形的截面形成(参照图4)，在两个板11、12的两侧形成的凸缘11a、12a相互接合，使中柱6形成为封闭截面的中空构造。

另外，该中柱6形成为上部的宽度比下部窄，并且上部向车厢内侧弯曲形成。加强板13从外板11的下部中途至上部中途为止，形成为沿外板11的内面进行接合的コ字形截面。该各板11、12是将加工为规定尺寸的钢板弯曲成型(冲压成型)而形成的。另外，外板11和加强板13具有以冲压成型前的钢板(板材)的状态进行了接合的、所谓的拼贴构造，因此，加强板13成为沿外板11的内表面的形状。

即，如图5所示，在要成为外板11的板钢板11’的内面侧，对要成为加强板13的拼贴钢板13’，在以规定的方式进行了定位的状态下进行固定，板钢板11’是加工为预先规定的尺寸(图中是上部的边缘被除去后的形状)的框架板材，拼贴钢板13’是加工为规定的尺寸(图中是上部的边缘被除去后的形状)的加强板材。

另外，在该要成为加强板13的拼贴钢板13’的作为第1区域的下部区域A中，设定有沿水平方向延伸的多列(图中是5列)横焊接线Wp，另外，在从下部的稍微上方起至上部为止的作为第2区域的中上部区域B中，沿大致垂直的方向，隔开规定间隔地设定有多列(图中是2列)纵焊接线Wt。另外，将这两种焊接线Wp、Wt的X方向的宽度设定为，收容于外板11的位于车体外侧方向的外侧面11b内以及车辆前后方向的面内。

沿该各焊接线Wp、Wt将外板11和加强板13进行焊接。另外，焊接可以是点焊、激光焊接、摩擦搅拌焊接(FSW:FrictionStirWelding)等中的任一种，在点焊的情况下，沿各焊接线Wp、Wt，设定规定的焊接间距的打点列。另外，在激光焊接、FSW中，沿各焊接线Wp、Wt连续形成焊道。

其结果，各焊接线Wp、Wt上由于焊接而硬化，相对于以与该焊接线Wp、Wt基本正交的方向为弯曲轴的弯曲应力，具有较强的耐变形特性，相对于以沿各焊接线Wp、Wt的方向为弯曲轴的弯曲应力，具有较弱的耐变形特性。

因此，如图5所示，在下部区域A中，相对于以X方向(大致水平方向)为弯曲轴的弯曲应力σx，具有较弱的耐变形特性，相对于以Y方向(大致垂直方向)为弯曲轴的弯曲应力σy，具有较强的耐变形特性。与此相对，在中上部区域B中，相对于以X方向(大致水平方向)为弯曲轴的弯曲应力σx，具有较强的耐变形特性，相对于以Y方向(大致垂直方向)为弯曲轴的弯曲应力σy，具有较弱的耐变形特性。

其结果，如图6所示，如果将相互接合的钢板11’13’一体地冲压成型而同时形成外板11以及加强板13，则在一个外板11中，在其下部区域A和中上部区域B中，变形模式作用于不同的方向。另外，如图7(a)所示，下部区域A与在车辆1A的车厢21内设置的前座的座垫(不图示)、以及在其上就座的乘客22的腰部附近的高度相对齐而进行设定。

下面，对基于这种结构的本实施方式的作用进行说明。在图7(a)所示的具有车体1的构造的车辆1A中，在中柱6的下部区域A中，如图3所示，外板11和与其内面接合的加强板13沿多列横焊接线Wp进行焊接，另外，中上部区域B沿纵焊接线Wt进行焊接。该各焊接线Wp、Wt上进行了焊接硬化，因此在下部区域A中，相对于以X方向(大致水平方向)为弯曲轴的弯曲应力σx，具有较弱的耐变形特性，相对于以Y方向(大致垂直方向)为弯曲轴的弯曲应力σy，具有较强的耐变形特性。与此相对，在中上部区域B中，相对于以X方向为弯曲轴的弯曲应力σx，具有较强的耐变形特性。

其结果，对于车辆1A的侧面，如果由于侧面碰撞等，从侧方向车厢21内施加冲击负荷F，则如图7(b)所示，中柱6的下部区域A成为以X方向(参照图3)为弯曲轴而弯曲的变形模式，利用该变形对冲击能量进行吸收，并且通过使该下部区域A向车厢21凸出，从而使安装在内板12上的腰部按压垫23对前座的座垫以及在其上就座的乘客22的腰部进行按压，将前座以及乘客22向车厢21的中央方向按压而使其进行躲避。

另一方面，中柱6的中上部区域B相对于以X方向(水平方向)为弯曲轴的弯曲应力σx，具有较强的耐变形特性，因此不易向车厢21侧变形，因此能够有效地保护乘客22的头部。

如上述所示，在本实施方式中，将构成中柱6的外板11和与其内面接合的加强板13设为拼贴(patchwork)构造，对于冲压成型前的板钢板11’，以预先接合有拼贴钢板13’的状态进行冲压成型，因而与将各钢板11’、13’分别冲压成型后进行接合的情况相比，能够不妨碍焊枪等的进入，准确地设定焊接位置。

另外，对于重合后的钢板11’、13’，设定多列焊接线Wp、Wt，沿该各焊接线Wp、Wt进行焊接，使该部位进行焊接硬化，由此，对于冲压成型后的外板11，能够在接合有加强板13的范围内，任意地设定耐变形强度的强弱。其结果，能够在每个区域(在本实施方式中是下部区域A和中上部区域B)中任意并且容易地设定不同方向的变形模式，而不需要如当前所示对加强钢板进行复杂的组合。

另外，利用对加强板13进行接合时的焊接，实现了不同方向的变形模式，因而对变形动作进行控制的自由度增加，能够同时实现乘客保护和侧面碰撞时的冲击能量吸收的最优化。此外，在冲压成型时不需要形成加强肋，因此不仅能够简化成型模具，而且由于焊接线的变更较为容易，所以也能够容易地应对变形模式的特性变更而无需变更成型模具，能够得到较高的通用性。

另外，本发明不限于上述的实施方式，例如，还能够在拼贴钢板13’上倾斜地设定焊接线，或者将焊接线设定为斜交叉状或方格状。另外，在上述的实施方式中，对1块拼贴钢板13设定了不同方向的焊接线Wp、Wt，但也可以使用大于或等于2块的拼贴钢板，分别设定焊接线。此外，还可以将大于或等于2块的拼贴钢板进行重叠。

另外，所适用的车体框架部不限于中柱6，能够适用于前柱或后柱、边梁或下边梁等构成车体的任意车体框架部。此外，也可以在框架部件的外表面接合拼贴钢板。

Claims (4)

1.一种车体框架构造，其由框架部件和至少1块加强部件构成，所述框架部件是以规定的形状弯曲成型而成的，所述至少1块加强部件相对于所述框架部件的表面，以沿该表面弯曲形成后的状态进行接合，

该车体框架构造的特征在于，

所述加强部件相对于所述框架部件沿多条焊接线进行焊接。

2.根据权利要求1所述的车体框架构造，其特征在于，

在所述加强部件中，设定有第1区域和第2区域，在所述第1区域和第2区域中隔开规定间隔大致平行地设定有多条所述焊接线，在该第1区域中设定的焊接线和在该第2区域中设定的焊接线，在不同的方向上延伸。

3.根据权利要求2所述的车体框架构造，其特征在于，

将1块所述加强部件向所述框架部件进行接合，

在所述加强部件中设定有所述第1区域和第2区域。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的车体框架构造，其特征在于，

所述框架部件和所述加强部件以弯曲成型前的板材的状态进行接合，并且沿所述焊接线进行焊接。