CN105492303B

CN105492303B - 接合构造

Info

Publication number: CN105492303B
Application number: CN201580001672.7A
Authority: CN
Inventors: 村瀬祐大
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2014-07-23
Filing date: 2015-06-10
Publication date: 2017-10-20
Anticipated expiration: 2035-06-10
Also published as: JP2016022881A; DE112015000130T5; CN105492303A; JP6331823B2; WO2016013317A1; DE112015000130B4

Abstract

本发明提供一种接合构造。该接合构造能够提高相对于对字母T形的接合部作用的扭转载荷的刚性。接合构造在第1构件(10)的侧部接合有第2构件(20)，呈字母T形状，第1上表面(11a)和凸缘(25)通过接合部(30)接合。在第1上表面(11a)的背侧面设有长肋(15a)。长肋(15a)在与第2构件(20)的长度方向交叉的方向上沿第1构件(10)的长度方向延伸，并重叠于接合部(30)。长肋(15a)的沿第1构件(10)的长度方向的方向上的长度大于自背面离开的方向上的长度。

Description

接合构造

技术领域

本发明涉及一种将由纤维强化树脂材料形成的两个构件以字母T形接合的接合构造。

背景技术

在以字母T形接合的构造中例如存在接合用于形成汽车骨架的构件的构造。例如纵梁和横梁之间的接合部成为字母T形的接合构造。

纵梁是沿车辆前后方向延伸的构件，横梁是沿车辆宽度方向延伸的构件。对于这些构件之间的结合，例如公知有专利文献1所公开的技术。

在专利文献1公开了侧车架(纵梁)和横梁通过铸造等构成为一体的例子。由侧车架和横梁构成字母T形。通过在该字母T形的部分设置肋，提高了该字母T形的部分的刚性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平6－321138号公报

发明内容

发明要解决的问题

在纵梁和横梁的字母T形的接合部形成为一体的情况下，通过像该文献所公开的那样设置肋，能够加强字母T形状部的刚性。另一方面，这些骨架构件存在出于车身的轻量化等的目的从而由纤维强化树脂材料构成的形态。这些构件利用熔接等(包括粘接、超声波熔接、振动熔接等。)接合。

在上述文献所公开的肋构造的例子中，难以构成为在将独立的构件相互接合时加强各构件的接合部分。此外，并不限定于车身的骨架构件，在提高将由纤维强化树脂材料形成的构件相互以字母T形接合的情况下的接合强度、刚性时，有时难以应用上述例子。

树脂材料与铁、铝等金属材料相比比重较小，但机械特性较差。相对于此，纤维强化树脂材料是利用碳纤维、玻璃纤维补充该机械特性的材料。由于纤维强化树脂材料与通常的树脂材料相比成本较高，因此，寻求在抑制使用的量的同时满足要求性能等。

本发明即是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供一种接合构造，在该接合构造中，针对由纤维强化树脂材料形成的构件以字母T形接合的构造，能够提高相对于扭转载荷的刚性。

用于解决问题的方案

为了达到上述目的，本发明的接合构造具有：第1构件，其由纤维强化树脂材料形成且沿第1方向延伸形成为长条形状；以及第2构件，其由纤维强化树脂材料形成且沿与所述第1方向垂直的第2方向延伸形成为长条形状，所述第2构件连接到所述第1构件，在所述第1构件设有沿所述第1方向延伸的平坦的第1主面和沿所述第1方向延伸且与所述第1主面垂直的侧壁面，所述第1构件具有字母L形的横截面形状，在所述第2构件设有邻接于所述第1主面且沿所述第2方向延伸的平坦的第2主面，在所述第2主面的所述第1方向两侧设有沿所述第2方向延伸且与所述第2主面垂直的纵壁面，所述第2构件具有日文片假名コ形的横截面形状，在所述第2主面的第2方向端设有与所述第1主面接触的凸缘，所述第1主面和所述凸缘通过至少1个接合部接合，由所述第1构件和所述第2构件构成字母T形状的接合构造，在该接合构造中，在所述第1主面的背面设有至少1个长肋，所述长肋在与所述第2方向交叉的方向上沿所述第1方向延伸，并重叠于所述接合部，所述长肋构成为沿所述第1方向的方向上的长度大于自所述背面离开的方向上的长度。

此外，在本发明的接合构造的一技术方案中，在所述第2主面和所述纵壁面的背面设有内侧肋，该内侧肋形成为沿着所述日文片假名コ形的横截面形状，该内侧肋配置在邻接于所述第1构件的位置。

此外，在本发明的接合构造的一技术方案中，所述凸缘沿所述第1方向延伸，所述长肋沿所述第1方向延伸，超过所述凸缘的长度方向端和所述第1主面的交界处。

此外，在本发明的接合构造的一技术方案中，在所述背面至少有两个所述接合部配置在所述第1方向上并隔有间隔，所述长肋分别重叠于每个所述接合部，并且配置在所述第1方向上并隔有间隔。

此外，在本发明的接合构造的一技术方案中，所述内侧肋是两张板材交叉构成字母X状的字母X状肋，由所述第1构件的所述侧壁面和所述第2构件的所述纵壁面构成角部，所述字母X状肋与所述角部邻接。

此外，在本发明的接合构造的一技术方案中，所述接合部配置在如下的延长线上，该延长线是自所述字母X状肋的离所述第1构件较近一侧的端部，沿着以字母X状交叉的交叉方向，朝向所述第1构件延长时的延长线。

发明的效果

根据本发明，通过以长肋经过接合部且沿第1构件的延伸方向的方式在第1主面设置长肋，能够抑制应力集中在接合部周边，能够抑制变形。在从第2构件输入规定的载荷时，在第1构件上产生弯矩。通过在第1构件上设置与第2构件的长度方向大致垂直的长肋，能够提高第1构件和第2构件之间的接合部相对于弯矩的刚性，提高相对于与第2构件和第1构件均垂直的方向上的弯曲的强度和刚性。

此外，根据本发明的接合构造的一技术方案，通过提高作为输入侧的第2构件的接合部附近的刚性，抑制变形，能够抑制在凸缘上产生的变形。由此，能够更可靠地从第2构件向第1构件传递载荷，能够削减在接合部产生的应力。

此外，根据本发明的接合构造的一技术方案，通过将长肋延长到比凸缘的长度方向端靠外侧的位置，能够提高抑制接合部周边变形的效果，能够扩大长肋与凸缘的接触面积，能够缓和应力的集中。由此，能够将应力分散到广阔的面积，能够抑制强度和刚性下降。

此外，根据本发明的接合构造的一技术方案，在存在两个接合部时，通过在所需要的范围(部分)内配置长肋，能够削减构件，能够抑制构件的材料的使用。

此外，根据本发明的接合构造的一技术方案，通过在第2构件内设置字母X状肋，能够提高第2构件相对于扭转的刚性，能够更可靠地减少在接合部产生的变形。并且，通过更可靠地分散向第1构件传递的载荷，能够缓和在接合部产生的局部较高的应力和变形。

此外，根据本发明的接合构造的一技术方案，通过使第1构件上的长肋和第2构件上的字母X状肋连动，能够利用第2构件的长度方向有效地使因扭转而产生的应力分散。

附图说明

图1是表示本发明的接合构造的一个例子的车身的下部构造的一部分的概略立体图。

图2是本发明的第1实施方式的接合构造的立体图，是放大地表示图1的A部附近的局部立体图。

图3是从车辆下方观察图1的接合构造所得到的立体图。

图4是表示图1的第1长肋的倾斜范围的局部仰视图。

图5是表示图1的字母X状肋和接合部之间的关系的局部仰视图。

图6是表示本发明的接合构造的第2实施方式的概略立体图。

具体实施方式

以下，使用附图说明本发明的接合构造的实施方式。本发明的接合构造是这样的构造：包括两个构件(第1构件和第2构件)，第2构件的长度方向端与第1构件的长度方向的侧部接合，从而呈字母T形状。在以下的第1实施方式和第2实施方式中，对构成车身的骨架的横梁20与纵梁10连接的构造的例子进行说明。即，对第1构件是纵梁10、第2构件是横梁20的例子进行说明。

[第1实施方式]

使用图1～图5说明第1实施方式。如图1所示，本实施方式的纵梁10是构成车身的骨架的构件，是沿车辆前后方向延伸，成对配置在车辆宽度方向两侧的构件。该例子的纵梁10由纤维强化树脂材料形成。横梁20与纵梁10同样是构成车身的骨架的构件。该横梁20是沿车辆宽度方向延伸的构件，与纵梁10的侧部接合。

像上述那样，树脂材料与铁、铝等金属材料相比比重较小，但机械特性较差。纤维强化树脂材料是利用碳纤维、玻璃纤维对较差的机械特性作补充的材料。在该例子中，例如由采用GFRP(Glass fiber reinforced plastics)这样的玻璃纤维的材料、CFRP这样的碳纤维的材料形成。纵梁10、横梁20以及车底板35利用粘接剂的粘接、超声波熔接以及振动熔接等接合。

以下，说明纵梁10和横梁20之间的接合构造。

如图1所示，1个纵梁10是配置在车辆宽度方向外侧的、沿车辆前后方向延伸的构件。此外，如图2所示，纵梁10具有第1上壁部11、内侧壁部12以及外侧壁部13。在第1上壁部11形成有水平地延伸的第1上表面11a。内侧壁部12配置在第1上壁部11的车辆宽度方向内侧，形成有与第1上表面11a垂直的内侧壁面12a。虽省略详细的说明，但在第1上壁部11的车辆宽度方向外侧设有外侧壁部13。

利用第1上壁部11和内侧壁部12形成字母L形的横截面形状。在该例子中，利用第1上壁部11、内侧壁部12以及外侧壁部13形成向车辆下方开放的日文片假名コ形的横截面形状。

横梁20是沿车辆宽度方向延伸的构件，其车辆宽度方向外侧端与纵梁10的第1上壁部11和内侧壁部12连接。关于连接，将在后文中说明。

横梁20具有第2上壁部21和两个纵壁部(前方纵壁部22和后方纵壁部23)。在第2上壁部21形成有水平地延伸的第2上表面21a。前方纵壁部22配置在第2上壁部21的车辆前部，形成有与第2上表面21a垂直的前方纵壁面22a。后方纵壁部23配置在第2上壁部21的车辆后部，形成有与第2上表面21a垂直的后方纵壁面23a。利用第2上壁部21、前方纵壁部22以及后方纵壁部23形成向车辆下方开放的日文片假名コ形的横截面形状。

在第2上表面21a的车辆宽度方向外侧端设有向车辆宽度方向外侧突出的凸缘25。凸缘25以从第2上表面21a的车辆宽度方向端与第2上表面21a连续的方式延伸，与纵梁10的第1上表面11a接触。凸缘25是沿车辆前后方向延伸的大致长方形形状。此外，凸缘25突出到比第2上表面21a的车辆前端靠车辆前方的位置，且突出到比第2上表面21a的车辆后端靠车辆后方的位置。第1上表面11a和凸缘25通过两个接合部30接合。这些接合部30在车辆前后方向上隔有间隔地设置。该接合像上述那样能够利用粘接剂的粘接、超声波熔接以及振动熔接等而进行。

此外，在前方纵壁部22和后方纵壁部23的车辆宽度方向外侧设有与纵梁10的内侧壁面12a接触的接触部24。该接触部24和内侧壁面12a接合在一起。该接合与凸缘25和第1上表面11a之间的接合同样能够利用粘接剂、超声波熔接以及振动熔接等而进行。另外，省略了接合部的图示。此外，在纵梁10的靠车辆下部的部分和横梁的靠车辆下部的部分设有下部凸缘，利用该下部凸缘像上述那样熔接(包含粘接剂的粘接、超声波熔接以及振动熔接等。)于车底板35。

如图2和图3所示，在第1上表面11a的背面设有两个长板状的长肋(第1长肋15a和第2长肋15b)。第1长肋15a和第2长肋15b沿纵梁10的长度方向(车辆前后方向)延伸，在车辆前后方向上互相隔有间隔地配置。第1长肋15a以重叠于车辆前侧的接合部30的方式配置，第2长肋15b以重叠于车辆后方的接合部30的方式配置。另外，在图3中省略了车底板35的图示。

第1长肋15a构成为第1长肋15a的车辆前后方向长度大于第1长肋15a的高度，第2长肋15b构成为第2长肋15b的车辆前后方向长度大于第2长肋15b的高度。在此，高度是指自纵梁10的第1上表面11a的背面向车辆下方离开的方向上的长度，是指车辆上下方向长度。

第1长肋15a以车辆前侧(图3中的上侧)的接合部30为起点，超过凸缘25的车辆前方端和第1上表面11a之间的交界处，朝向车辆前方延伸。此外，第2长肋15b以车辆后侧(图3中的下侧)的接合部为起点，超过凸缘25的车辆后方端和第1上表面11a之间的交界处，朝向车辆后方延伸。

此外，第1长肋15a和第2长肋15b相对于车辆前后方向向车辆宽度方向外侧稍稍倾斜。第1长肋15a随着自接合部30离开(随着朝向车辆前方行进)向自横梁20远离的方向(车辆宽度方向外侧)倾斜。第2长肋15b与第1长肋15a同样随着自接合部30离开(随着朝向车辆后方行进)向自横梁20远离的方向(车辆宽度方向外侧)倾斜。

在使第1长肋15a等倾斜的情况下，第1长肋15a等以沿纵梁10的长度方向延伸的方式配置即可。优选的是，横梁20的长度方向(车辆宽度方向)与第1长肋15a的长度方向所成的角度，即在车辆宽度方向内侧向车辆前方形成的角度为90度(垂直)～135度左右即可。同样，横梁20的长度方向(车辆宽度方向)与第2长肋15b的长度方向所成的角度，即在车辆宽度方向内侧向车辆后方形成的角度为90度(垂直)～135度左右即可。即，图4所示的角度α为90度(α1)～135度(α2)左右即可。另外，虽省略图示，但角度α也可以接近横梁20，例如为45度左右。

在横梁20的第2上表面21a的背面设有字母X状肋26。该字母X状肋26通过两张板材交叉而形成，在车辆上方观察时为字母X形状。字母X状肋26配置在横梁20与纵梁10接合的接合部附近。

如图2所示，由纵梁10的内侧壁面12a和横梁20的前方纵壁面22a构成前方角部22b。在此，由横梁20的接触部24和前方纵壁面22a构成前方角部22b。同样，由内侧壁面12a(接触部24)和后方纵壁面23a形成后方角部23b。字母X状肋26以与上述前方角部22b和后方角部23b邻接的方式配置。

如图5所示，接合部30配置在自字母X状肋26的离纵梁10较近一侧的端部沿构成字母X状肋26的板材的长度方向(交叉方向)延长时的延长线上。如图5的单点划线X所示，延长线是在车辆上方观察字母X状肋26时朝向向车辆宽度方向外侧(图5中的下方)开放的方向延长的线。通过使字母X状肋26的交叉角度发生变化，使施加在纵梁10的接合部周边的载荷的方向发生变化。优选的是，与由该交叉角度发生变化引起的载荷方向的变化相对应地改变长肋15a、15b自接合部30延伸的方向。更优选的是，在明确了施加在横梁20和纵梁10之间的接合部周边的载荷的方向之后决定长肋15a、15b延伸的方向(α)。

通过像以上说明的那样构成接合构造，第1长肋15a和第2长肋15b经过接合部30，以沿纵梁10的延伸方向的方式将第1长肋15a等设置在第1上表面11a的背侧的平面，从而能够抑制接合部30的周边的应力集中，抑制变形。在从横梁20输入规定的扭转载荷时，在纵梁10上产生弯矩。通过在纵梁10上设置与横梁20的长度方向大致垂直的长肋，能够提高纵梁10和横梁20之间的接合部相对于弯矩的刚性，提高相对于与纵梁10和横梁20均垂直的方向(车辆上下方向)的弯曲的强度和刚性。

此外，采用本实施方式，通过在横梁20上设置字母X状肋26等，提高作为输入侧的横梁20的接合部附近的刚性，抑制变形，从而能够抑制在凸缘25上产生的变形。由此，能够更可靠地从横梁20向纵梁10传递载荷，能够削减在接合部上产生的应力。

此外，通过将长肋延长到比凸缘25的长度方向端靠外侧的位置，能够进一步抑制接合部30周边的变形，能够扩大长肋与凸缘25的接触面积，能够缓和应力集中。由此，能够将应力分散到广阔的面积，能够抑制强度和刚性下降。

采用本实施方式，由于构成为在两个接合部30分别配置第1长肋15a和第2长肋15b，因此，能够在所需要的范围内配置长肋，能够削减构件，能够抑制构件的材料的使用。

此外，通过在横梁20内设置字母X状肋26，能够提高横梁20相对于扭转的刚性，能够更可靠地减少在接合部上产生的变形。

并且，通过更可靠地分散向纵梁10传递的载荷，能够缓和在接合部30产生的局部较高的应力和变形。

并且，通过使纵梁10上的长肋15a、15b和横梁20上的字母X状肋26连动，能够利用横梁20的长度方向(车辆宽度方向)有效地使因扭转而产生的应力分散。

[第2实施方式]

使用图6说明第2实施方式。本实施方式是第1实施方式(图1～图5)的变形例，对与第1实施方式相同的部分或者类似的部分标注相同的附图标记，省略重复说明。

在本实施方式中，如图6所示，在横梁20的内侧设有日文片假名コ状肋29。该日文片假名コ状肋29由分别安装在第2上表面21a、前方纵壁面22a、后方纵壁面23a这三个面的背面的长方形形状的板材构成。

日文片假名コ状肋29也与字母X状肋26同样配置在接合部附近即可。

采用本实施方式，通过与设置字母X状肋26同样在横梁20上设置日文片假名コ状肋29等，提高作为输入侧的横梁20的接合部附近的刚性，抑制变形，从而抑制在凸缘25上产生的变形。由此，能够更可靠地从横梁20向纵梁10传递载荷，能够削减在接合部上产生的应力。

[其他实施方式]

上述实施方式的说明是用于说明本发明的例示，并不限定权利要求书所述的发明。此外，本发明的各部构造并不限定于上述实施方式，能够在权利要求书所述的技术范围内进行各种变形。

在第1实施方式和第2实施方式中，在两个接合部30上分别配置有独立的长肋，但并不限定于此。也可以构成为1个长肋重叠于两个接合部30。在这种情况下，构成为1个长肋的车辆前后方向长度大于凸缘25的车辆前后方向长度。此外，1个长肋以自凸缘25的车辆前后方向端向前方和后方突出的方式配置即可。此外，第1长肋15a和第2长肋15b分别以接合部30为起点延伸，但并不限定于此。第1长肋15a和第2长肋15b也可以以经过各接合部30的接合区域且跨过各接合部30的方式延伸。

此外，也可以构成为将在第2实施方式中说明的日文片假名コ状肋29与在第1实施方式中说明的字母X状肋26组合。此外，上述的横梁20等的截面是向车辆下方开放的日文片假名コ形状，但也可以构成为向上方开放。

在上述实施方式中，对作为构成车身的构件的纵梁10和横梁20之间的接合进行了说明，但并不限定于此。例如也可以应用于将中支柱和下边梁接合的构造、将前支柱和前纵梁接合的构造等。并且，本发明的接合构造并不限定于构成车身的构件，可以应用于将两个构件以字母T形接合的构造。

附图标记说明

10、纵梁(第1构件)；11、第1上壁部；11a、第1上表面；12、内侧壁部；12a、内侧壁面；13、外侧壁部；15a、第1长肋；15b、第2长肋；20、横梁(第2构件)；21、第2上壁部；21a、第2上表面；22、前方纵壁部；22a、前方纵壁面；22b、前方角部；23、后方纵壁部；23a、后方纵壁面；23b、后方角部；24、接触部；25、凸缘；26、字母X状肋；29、日文片假名コ状肋；30、接合部；35、车底板。

Claims

1.一种接合构造，该接合构造具有：第1构件，其由纤维强化树脂材料形成且沿第1方向延伸形成为长条形状；以及第2构件，其由纤维强化树脂材料形成且沿与所述第1方向垂直的第2方向延伸形成为长条形状，所述第2构件连接到所述第1构件，

在所述第1构件设有沿所述第1方向延伸的平坦的第1主面和沿所述第1方向延伸且与所述第1主面垂直的侧壁面，所述第1构件具有字母L形的横截面形状，

在所述第2构件设有邻接于所述第1主面且沿所述第2方向延伸的平坦的第2主面，在所述第2主面的所述第1方向两侧设有沿所述第2方向延伸且与所述第2主面垂直的纵壁面，所述第2构件具有日文片假名コ形的横截面形状，

在所述第2主面的第2方向端设有与所述第1主面接触的凸缘，

所述第1主面和所述凸缘通过至少1个接合部接合，由所述第1构件和所述第2构件构成字母T形状的接合构造，所述接合构造的特征在于，

在所述第1主面的背面设有至少1个长肋，所述长肋重叠于所述接合部，并以所述接合部为起点在与所述第2方向交叉的方向上沿所述第1方向延伸，所述长肋构成为沿所述第1方向的方向上的长度大于自所述背面离开的方向上的长度，

在所述第2方向上的每个纵壁面的一侧设有与所述第1构件的所述侧壁面接触的接触部，所述纵壁面和所述接触部构成角部，所述角部被设置在这样的位置：使得所述角部是由所述第1构件的内侧壁面和所述第2构件的所述纵壁面构成的角部，且该接触部和所述侧壁面接合在一起。

2.根据权利要求1所述的接合构造，其特征在于，

在所述第2主面的背面和所述纵壁面的背面设有内侧肋，该内侧肋形成为沿着所述日文片假名コ形的横截面形状，

该内侧肋配置在邻接于所述第1构件的位置。

3.根据权利要求1所述的接合构造，其特征在于，

所述凸缘沿所述第1方向延伸，

所述长肋沿所述第1方向延伸，超过所述凸缘的长度方向端和所述第1主面的交界处。

4.根据权利要求2所述的接合构造，其特征在于，

所述凸缘沿所述第1方向延伸，

5.根据权利要求1所述的接合构造，其特征在于，

在所述第1主面的背面至少有两个所述接合部配置在所述第1方向上并隔有间隔，

所述长肋分别重叠于每个所述接合部，并且配置在所述第1方向上并隔有间隔。

6.根据权利要求2所述的接合构造，其特征在于，

7.根据权利要求3所述的接合构造，其特征在于，

8.根据权利要求4所述的接合构造，其特征在于，

9.根据权利要求2、4、6、8中任一项所述的接合构造，其特征在于，

所述内侧肋是两张板材交叉构成字母X状的字母X状肋，

由所述第1构件的所述侧壁面和所述第2构件的所述纵壁面构成角部，所述字母X状肋与所述角部邻接。

10.根据权利要求9所述的接合构造，其特征在于，

所述接合部配置在如下的延长线上，该延长线是自所述字母X状肋的离所述第1构件较近一侧的端部，沿着以字母X状交叉的交叉方向，朝向所述第1构件延长时的延长线。