CN108202761B - 前支柱结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种前支柱结构。前支柱结构包括支柱外部。支柱外部包括外侧壁部、前侧壁部、后侧壁部、后侧弯曲部和前侧弯曲部。外侧壁部构成支柱外部在车辆的宽度方向上远离车辆宽度中心的一侧上的一部分。前侧壁部构成支柱外部在车辆的前侧上的一部分。后侧壁部构成支柱外部在车辆的后侧上的一部分。后侧弯曲部将外侧壁部和后侧壁部彼此连接。前侧弯曲部将外侧壁部和前侧壁部彼此连接。

Description

前支柱结构
技术领域
本发明涉及一种前支柱结构。
背景技术
日本未审专利申请公报No.2011-37291(JP 2011-37291 A)公开了一项与前支柱结构有关的发明。在该前支柱结构中，前支柱外部和支柱加强下部中的每一个都具有帽形截面并且在车辆的宽度方向上向内打开，并且前支柱外部和支柱加强下部被彼此接合，以构成具有打开截面的结构并且在车辆的宽度方向上向内打开的前支柱下部。
另外，车辆的前侧上的凸缘部和构成支柱加强下部的在车辆的前侧上的一部分的前壁部分是厚板部分，并且在厚板部分中设定了比在支柱加强下部的其它部分处大的板厚度。因此，在JP 2011-37291 A中描述的相关技术中，针对在车辆正面碰撞期间经由前轮输入前支柱的负荷，为前支柱确保了特定水平的刚度。
发明内容
然而，根据JP 2011-37291 A，支柱加强下部的前壁部分的在车辆的宽度方向上的外侧上的部分的板厚度减小，并且能够想到一旦由于车辆的正面碰撞而使得负荷被输入到前支柱，前支柱的变形便在该部分处开始。
在这方面能够想到的是增加前支柱的前壁部分的在车辆的宽度方向上的外侧上的部分的板厚度。还能够想到的是虽然板厚度的增加可能允许前支柱的刚度从根据上述构造的刚度增加，但是这很可能导致前支柱的重量增加。换言之，JP 2011-37291 A的改进的余地在于尚有待于针对在车辆正面碰撞期间输入的负荷为前支柱确保更大的刚度，并且尚有待于进一步抑制前支柱的重量的增加。
本发明提供一种前支柱结构，由此能够针对在车辆正面碰撞期间输入的负荷为前支柱确保刚度，并且同时能够进一步抑制前支柱的重量的增加。
本发明的一个方面涉及一种前支柱结构，所述前支柱结构包括支柱外部，该支柱外部由高张力钢板制成并且构成前支柱在车辆的宽度方向上远离车辆宽度中心的一侧上的一部分。支柱外部包括外侧壁部、前侧壁部、后侧壁部、后侧弯曲部和前侧弯曲部。外侧壁部构成支柱外部在车辆的宽度方向上远离车辆宽度中心的一侧上的一部分。外侧壁部在车辆的上下方向上延伸并且以车辆的宽度方向作为外侧壁部的板厚度方向。前侧壁部构成支柱外部在车辆的前侧上的一部分。前侧壁部在车辆的上下方向上延伸并且以车辆的前后方向作为前侧壁部的板厚度方向。后侧壁部构成支柱外部在车辆的后侧上的一部分。后侧壁部在车辆的上下方向上延伸并且以车辆的前后方向作为后侧壁部的板厚度方向。后侧弯曲部将外侧壁部和后侧壁部彼此连接。前侧弯曲部将外侧壁部和前侧壁部彼此连接。前侧弯曲部的板厚度比后侧弯曲部的板厚度大。
根据本发明的方面，由高张力钢板制成的支柱外部构成前支柱在车辆的宽度方向上远离车辆宽度中心的一侧上的一部分。支柱外部被构造成包括外侧壁部、前侧壁部和后侧壁部。外侧壁部构成支柱外部在车辆的宽度方向上远离车辆宽度中心的一侧上的一部分。外侧壁部在车辆的上下方向上延伸并且以车辆的宽度方向作为外侧壁部的板厚度方向。前侧壁部构成支柱外部在车辆的前侧上的一部分。前侧壁部在车辆的上下方向上延伸并且以车辆的前后方向作为前侧壁部的板厚度方向。后侧壁部构成支柱外部在车辆的后侧上的一部分。后侧壁部在车辆的上下方向上延伸并且以车辆的前后方向作为后侧壁部的板厚度方向。因此，支柱外部的作为外侧壁部、前侧壁部和后侧壁部的部分在从车辆的上下方向观察的剖视图中构成具有向靠近车辆宽度中心的一侧打开的U形构造。
在车辆正面碰撞期间，负荷经由前轮输入到前支柱的在车辆的下侧上的部分。然后，前支柱经历弯曲变形，这引起它的曲率中心位于前支柱的后侧上。换言之，支柱外部的在车辆的前侧上的一部分的变形量超过支柱外部的在车辆的后侧上的一部分的变形量。另外，当如上所述构造的支柱外部经历弯曲变形时，应力集中趋向于在外侧壁部和前侧壁部之间的边界部分处并且在外侧壁部和后侧壁部之间的边界部分处发生。因此，能够想到当前支柱由于在车辆正面碰撞期间输入的负荷而经历弯曲变形时，支柱外部中的应力集中的最高水平在外侧壁部和前侧壁部之间的边界部分处发生。
根据本发明的方面，将外侧壁部和前侧壁部彼此连接的前侧弯曲部的板厚度比将外侧壁部和后侧壁部彼此连接的后侧弯曲部的板厚度大。因此，能够进一步减小支柱外部的如下部分的壁厚，在该部分处，归因于在车辆正面碰撞期间输入的负荷的变形量相对小，并且支柱外部的由于该负荷而经历最高水平的应力集中的部分能够以相同的程度被加强而不增加前支柱的重量。
在根据本发明的方面的前支柱结构中，外侧壁部可以具有从车辆的前侧朝向车辆的后侧逐渐减小的板厚度。
根据本发明的方面，支柱外部的外侧壁部的板厚度能够根据由在车辆正面碰撞期间输入的负荷产生的应力而设定。另外，与在其中外侧壁部的板厚度经历突然改变的构造中相比，能够进一步抑制外侧壁部中的应力集中部分的发生。
根据本发明的方面的前支柱结构可以进一步包括：支柱内部，所述支柱内部构成前支柱在靠近车辆宽度中心的一侧上的一部分；前侧凸缘部，所述前侧凸缘部被接合到支柱内部，并且从前侧壁部在靠近在车辆的宽度方向上的车辆宽度中心的一侧上的周缘部向车辆的前侧延伸；和后侧凸缘部，所述后侧凸缘部被接合到支柱内部，并且从后侧壁部在车辆的宽度方向上靠近车辆宽度中心的一侧上的周缘部向车辆的后侧延伸。前侧凸缘部的板厚度可以比后侧凸缘部大。
根据本发明的方面，前侧凸缘部从前侧壁部在车辆的宽度方向上靠近车辆宽度中心的一侧上的周缘部向车辆的前侧延伸，并且前侧凸缘部被接合到构成前支柱在靠近车辆宽度中心的一侧上的部分的支柱内部。后侧凸缘部从后侧壁部在靠近车辆宽度中心的一侧上的周缘部向车辆的后侧延伸，并且后侧凸缘部被接合到支柱内部。因此，支柱外部和支柱内部能够构成闭合截面结构部分。
在车辆正面碰撞期间，如上所述，支柱外部在车辆的前侧上的一部分的变形量超过支柱外部在车辆的后侧上的一部分的变形量。因此，前侧凸缘部的变形量超过后侧凸缘部的变形量。能够想到一旦前侧凸缘部的变形量超过后侧凸缘部的变形量便不能易于维持支柱外部和支柱内部被彼此接合的状态。
根据本发明的方面，前侧凸缘部的板厚度比后侧凸缘部的板厚度大，并且因此能够进一步抑制归因于车辆正面碰撞引起的负荷的前侧凸缘部的变形。另外，通过进一步减小具有相对小的变形量的后侧凸缘部的板厚度，能够进一步抑制支柱外部重量的增加。
在根据本发明的方面的前支柱结构中，前侧壁部和后侧壁部中的每一个壁部可以具有从在车辆的宽度方向上远离车辆宽度中心的一侧朝向在车辆的宽度方向上靠近车辆宽度中心的一侧逐渐减小的板厚度。
根据本发明的方面，前侧壁部和后侧壁部的板厚度能够根据由在车辆正面碰撞期间输入的负荷产生的应力而设定。另外，与其中前侧壁部和后侧壁部的板厚度经历突然改变的构造相比，能够进一步抑制前侧壁部和后侧壁部中的应力集中部分的发生。
在根据本发明的方面的前支柱结构中，外侧壁部的板厚度可以比后侧壁部大，并且前侧壁部的板厚度可以比外侧壁部大。
根据本发明的方面，前侧壁部、外侧壁部和后侧壁部的板厚度能够基于由在车辆正面碰撞期间输入的负荷产生的应力和归因于该负荷的变形量而设定。
在根据本发明的方面的前支柱结构中，当从车辆的上下方向观察后侧弯曲部和前侧弯曲部的、与车辆的上下方向垂直的截面时，后侧弯曲部和前侧弯曲部中的每一个弯曲部可以具有恒定的板厚度。
根据本发明的方面，当从车辆的上下方向观察后侧弯曲部和前侧弯曲部的、与车辆的上下方向垂直截面时，后侧弯曲部和前侧弯曲部的板厚度是恒定的，并且能够进一步抑制由在车辆正面碰撞期间输入的负荷产生的应力中的偏压的发生。另外，能够在用于制造支柱外部的过程期间容易地设定后侧弯曲部和前侧弯曲部的板厚度。
根据本发明的方面，如上所述，能够针对在车辆正面碰撞期间输入的负荷为前支柱确保刚度，并且同时能够进一步抑制前支柱的重量的增加。
根据本发明的方面，能够针对在车辆正面碰撞期间输入的负荷为支柱外部的外侧壁部确保刚度，并且同时能够减小外侧壁部的重量。
根据本发明的方面，能够抑制归因于在车辆正面碰撞期间输入的负荷的支柱外部和支柱内部之间的过度分离，并且同时能够进一步抑制前支柱的重量的增加。
根据本发明的方面，能够针对在车辆正面碰撞期间输入的负荷为支柱外部的前侧壁部和后侧壁部确保刚度，并且同时能够减小支柱外部的前侧壁部和后侧壁部的重量。
根据本发明的方面，能够针对在车辆正面碰撞期间输入的负荷为支柱外部的前侧壁部、外侧壁部和后侧壁部确保刚度，并且同时能够优化支柱外部的前侧壁部、外侧壁部和后侧壁部的板厚度。
根据本发明的方面，能够针对在车辆正面碰撞期间输入的负荷为支柱外部的后侧弯曲部和前侧弯曲部确保刚度，并且同时能够简化用于制造支柱外部的过程。
附图说明
将在下面参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，其中类似的数字表示类似的元件，并且其中：
图1是示意根据本实施例的前支柱结构所应用到的前支柱的支柱外部的构造的放大剖视图(示意它被沿着图3的线I-I剖切的状态的剖视图)；
图2A示意在根据本实施例的前支柱结构所应用到的前支柱的支柱外部的多个位置中的截面中的在车辆最上侧上的截面的形状(它被沿着图3的线IIA-IIA剖切的状态)；
图2B示意在根据本实施例的前支柱结构所应用到的前支柱的支柱外部的所述位置中的截面中的在图2A中示意的截面下方的截面的形状(它被沿着图3的线IIB-IIB剖切的状态)；
图2C示意在根据本实施例的前支柱结构所应用到的前支柱的支柱外部的所述位置中的截面中的在图2B中示意的截面下方的截面的形状(它被沿着图3的线IIC-IIC剖切的状态)；
图2D示意在根据本实施例的前支柱结构所应用到的前支柱的支柱外部的所述位置中的截面中的在图2C中示意的截面下方的截面的形状(它被沿着图3的线IID-IID剖切的状态)；
图3是示意在车辆前轮和根据本实施例的前支柱结构所应用到的前支柱之间的位置关系并且从在车辆的宽度方向上远离车辆宽度中心的一侧观察的侧视图；
图4是用于示出构成用于制造根据本实施例的支柱外部的方法的轧制过程的第一过程的透视图；
图5是用于示出构成用于制造根据本实施例的支柱外部的方法的轧制过程的第二过程的透视图；并且
图6是用于示出构成用于制造根据本实施例的支柱外部的方法的轧制过程的第三过程的透视图。
具体实施方式
在下文中，将参考图1至图3描述根据本发明的前支柱结构的实施例的一个示例，并且然后将参考图4至图6描述用于制造构成前支柱的前支柱结构所应用到的部分的支柱外部的方法。适当地在每一幅绘图中示意箭头FR、UP和OUT分别表示车辆的前侧、车辆的上侧及车辆的在车辆的宽度方向上远离车辆宽度中心的一侧。
将首先参考图3描述根据本实施例的前支柱结构所应用到的“车辆10”的车体12的概略构造。基本上，根据本实施例的车体12具有双侧对称的构造。因此，以下将主要地描述车体12在车辆的宽度方向上的左侧部分的构造并且它的在车辆的宽度方向上的右侧部分的构造的说明将被适当地省略。
车体12被构造成包括上边梁(未示意)和下边梁(未示意)。上边梁构成车体12在车辆的上侧上的部分并且在车辆的前后方向上延伸。下边梁构成车体12在车辆的下侧上的部分并且在车辆的前后方向上延伸。上边梁在车辆的前侧上的一部分和下边梁在车辆的前侧上的一部分通过在车辆的上下方向上延伸的“前支柱14”在车辆的上下方向上彼此连接。前支柱14被构造成包括“支柱外部16”和支柱内部(未示意)。支柱外部16构成它在车辆的宽度方向上远离车辆宽度中心的一侧上的一部分。支柱内部构成它在靠近车辆宽度中心的一侧上的一部分。前轮18被置放在前支柱14前面。当从车辆的前侧观察时，前轮18从前支柱14在车辆的上下方向上的中间部分覆盖前支柱14在车辆的下侧上的部分。
本实施例的特征在于构成支柱外部16的定制坯板。以下将详细描述前支柱14的构造，并且以下说明将关注于构成本实施例的主要部分的支柱外部16的构造。
如在图1和图3中所示意的，支柱外部16被构造成包括“前侧壁部16A”、“外侧壁部16B”，和“后侧壁部16C”。前侧壁部16A构成它在车辆的前侧上的一部分。外侧壁部16B构成它在车辆的宽度方向上远离车辆宽度中心的一侧上的一部分。后侧壁部16C构成它在车辆的后侧上的一部分。具有1[GPa]的抗拉强度的高张力钢板是构成支柱外部16的钢板的一个示例。
前侧壁部16A具有如下的板的形状：其在车辆的上下方向上延伸并且以车辆的前后方向作为它的板厚度方向。当从车辆的宽度方向观察时，前侧壁部16A在从它在车辆的下侧上的端部到它在车辆的上下方向上的中间部分在从车辆的后下侧朝向车辆的前上侧的方向上延伸。前侧壁部16A在车辆的上侧上的部分在从车辆的前下侧朝向车辆的后上侧的方向上延伸。前侧壁部16A在从它在车辆的上下方向上的中间部分到车辆的上侧以预定距离移位的位置处具有弯曲形状。
“前侧凸缘部16E”从前侧壁部16A在靠近车辆宽度中心的一侧上的周缘部经由弯曲部16D向车辆的前侧延伸。前侧凸缘部16E具有如下的板的形状：其以车辆的宽度方向作为它的板厚度方向。虽然前侧凸缘部16E被同样沿着前侧壁部16A的前周缘部置放，使得如在图2A到图2D中所示意的，前侧凸缘部16E的置放从周缘部的下端部分开始，但是前侧凸缘部16E终止于以预定距离从周缘部在车辆的上下方向上的中间部分到车辆的上侧移位的位置处。从车辆的上下方向观察的前侧凸缘部16E的截面具有恒定的板厚度。
前侧凸缘部16E被基于焊接等的接合部(未示意)接合到支柱内部。支柱内部被置放在支柱外部16靠近车辆宽度中心的一侧上并且在车辆的上下方向上和车辆的前后方向上延伸。
弯曲部16D介于前侧壁部16A和前侧凸缘部16E之间，并且将前侧壁部16A和前侧凸缘部16E彼此连接。弯曲部16D被弯曲，使得在从车辆的上下方向观察的剖视图中，弯曲部16D沿着相对于车辆的内部后侧呈凸形的圆弧。从车辆的上下方向观察的弯曲部16D的截面具有恒定的板厚度。前侧凸缘部16E的板厚度被设定为等于弯曲部16D的板厚度。
后侧壁部16C具有如下的板的形状：其在车辆的上下方向上延伸并且以车辆的前后方向作为它的板厚度方向。当从车辆的宽度方向观察时，后侧壁部16C从它在车辆的下侧上的端部线形地延伸到以预定距离从它在车辆的上下方向上的中间部分到车辆的上侧移位的位置。后侧壁部16C在车辆的上侧上的部分在从车辆前下侧朝向车辆后上侧的方向上延伸。后侧壁部16C在以预定距离从它在车辆的上下方向上的中间部分到车辆的上侧移位的位置处具有弯曲形状。
“后侧凸缘部16G”从后侧壁部16C在靠近车辆宽度中心的一侧上的周缘部经由弯曲部16F向车辆的后侧延伸。后侧凸缘部16G具有如下的板的形状：其以车辆的宽度方向作为它的板厚度方向。基本上，后侧凸缘部16G同样如在图2A到2D中所示意地被沿着后侧壁部16C在车辆的后侧上的整个周缘部置放。从车辆的上下方向观察的后侧凸缘部16G的截面具有恒定的板厚度。如在前侧凸缘部16E的情形中那样，后侧凸缘部16G被接合到支柱内部。
弯曲部16F介于后侧壁部16C和后侧凸缘部16G之间，并且将后侧壁部16C和后侧凸缘部16G彼此连接。弯曲部16F被弯曲，使得在从车辆的上下方向观察的剖视图中，弯曲部16F沿着相对于车辆的内部前侧呈凸形的圆弧。从车辆的上下方向观察的弯曲部16F的截面具有恒定的板厚度。后侧凸缘部16G的板厚度被设定为等于弯曲部16F的板厚度。
外侧壁部16B在车辆的上下方向上延伸并且以车辆的宽度方向作为它的板厚度方向。当从车辆的宽度方向观察时，外侧壁部16B具有如下的局部弯曲的板的形状：它在车辆的前侧上的周缘部和它在车辆的后侧上的周缘部分别对应于前侧壁部16A的形状和后侧壁部16C的形状。凹部(bead portion)20形成在前侧壁部16A、外侧壁部16B和后侧壁部16C中的多个位置中。
外侧壁部16B在车辆的前侧上的周缘部和前侧壁部16A经由作为前侧弯曲部的“弯曲部16H”被彼此连接。外侧壁部16B在车辆的后侧上的周缘部和后侧壁部16C经由作为后侧弯曲部的“弯曲部16I”被彼此连接。
弯曲部16H被弯曲，使得在从车辆的上下方向观察的剖视图中，弯曲部16H沿着相对于车辆外部前侧呈凸形的圆弧。弯曲部16H具有一个具有恒定板厚度的截面。弯曲部16I被弯曲使得在从车辆的上下方向观察的剖视图中，弯曲部16I沿着相对于车辆外部后侧呈凸形的圆弧。弯曲部16I具有一个具有恒定板厚度的截面。
根据本实施例的支柱外部16由如在以后描述的定制轧制坯板方法形成。因此前侧壁部16A、外侧壁部16B和后侧壁部16C的每一个板厚度在纵向方向以及较短方向上逐渐地改变。
将首先作为一个示例参考支柱外部16在车辆的上下方向上的中间部分的截面描述从车辆的上下方向观察的支柱外部16的截面的板厚度的分布。在该截面中，如在图1中所示意的，前侧凸缘部16E和弯曲部16D的板厚度t1被设定为1.8[毫米]，弯曲部16H的板厚度t2被设定为2.0[毫米]，弯曲部16I的板厚度t3被设定为1.0[毫米]，并且后侧凸缘部16G和弯曲部16F的板厚度t4被设定为0.9[毫米]。
前侧壁部16A的板厚度从在车辆的宽度方向上远离车辆宽度中心的一侧朝向在车辆的宽度方向上靠近车辆宽度中心的一侧从2.0[毫米]逐渐地改变为1.8[毫米]。外侧壁部16B的板厚度从车辆的前侧朝向车辆的后侧从2.0[毫米]逐渐地改变为1.0[毫米]。后侧壁部16C的板厚度从在车辆的宽度方向上远离车辆宽度中心的一侧朝向在车辆的宽度方向上靠近车辆宽度中心的一侧从1.0[毫米]逐渐地改变为0.9[毫米]。
从车辆的上下方向观察的支柱外部16的截面的板厚度的分布具有与跨支柱外部16的上下方向上的截面相同的趋势，但是除后侧壁部16C以外，板厚度的值改变。换言之，在本实施例中，前侧壁部16A的板厚度从在车辆的宽度方向上远离车辆宽度中心的一侧朝向在车辆的宽度方向上靠近车辆宽度中心的一侧逐渐减小，并且外侧壁部16B的板厚度从车辆的前侧朝向车辆的后侧逐渐减小。另外，前侧凸缘部16E的板厚度比后侧凸缘部16G的板厚度大。后侧壁部16C的板厚度的分布将在以后描述。
在下文中，将参考图2A至图2D描述在车辆的上下方向上的支柱外部16的板厚度的分布。如在图2A到图2D中所示意的，前侧凸缘部16E和弯曲部16D的板厚度t1恒定地处于1.8[毫米](参考图2C和图2D)。弯曲部16H的板厚度t2从车辆的上侧被设定为1.3[毫米](参考图2A)、1.8[毫米](参考图2B)、2.2[毫米](参考图2C)，和2.4[毫米](参考图2D)，并且从车辆的上侧朝向车辆的下侧增加。从车辆的上侧朝向车辆的下侧，弯曲部16I的板厚度t3从车辆的上侧开始从0.9[毫米](参考图2A)增加到1.0[毫米](参考图2B)并且然后增加到1.3[毫米](参考图2C)。弯曲部16I的板厚度t3在车辆的下侧上的部分处恒定地处于1.3[毫米](参考图2D)。后侧凸缘部16G和弯曲部16F的板厚度t4在车辆的上侧上的部分处恒定地处于1.3[毫米](参考图2A和图2B)，如在图1中所示意的，在车辆的上下方向上的中间部分中减小到0.9[毫米]，并且在车辆的下侧上的部分处增加到并且变得恒定地处于1.2[毫米](参考图2C和图2D)。
支柱外部16在车辆的上下方向上的板厚度具有上述分布。因此在车辆的上侧上的部分处，从车辆的上下方向观察的后侧壁部16C的截面的板厚度从在车辆的宽度方向上远离车辆宽度中心的一侧朝向在车辆的宽度方向上靠近车辆宽度中心的一侧逐渐地增加。从后侧壁部16C在车辆的上下方向上的中间部分到后侧壁部16C在车辆的下侧上的部分，从车辆的上下方向观察的截面的板厚度从在车辆的宽度方向上远离车辆宽度中心的一侧朝向在车辆的宽度方向上靠近车辆宽度中心的一侧逐渐减小。
外侧壁部16B的板厚度比后侧壁部16C的板厚度大，并且前侧壁部16A的板厚度比外侧壁部16B的板厚度大。上述前侧壁部16A、外侧壁部16B和后侧壁部16C的板厚度分别指的是前侧壁部16A、外侧壁部16B和后侧壁部16C的平均板厚度。每一个壁部的板厚度是在从车辆的上下方向观察的截面中，通过将截面面积除以穿过板厚度中心的线段的长度而获得的值(长度)。
在下文中，将参考图4至图6描述用于通过定制轧制坯板方法制造支柱外部16的方法。用于制造支柱外部16的方法一般性地被划分成定制坯板制造过程和热处理过程。
将首先描述定制坯板制造过程。定制坯板制造过程被划分成切割过程和轧制过程。在切割过程中，通过利用诸如压力加工的手段将具有恒定板厚度的钢板(金属板)切割成预定形状(在这里为矩形形状)而制造在图4中示意的坯料B(将被轧制的板)。坯料B的形状不限于矩形形状。能够将任何形状赋予坯料B。
在切割过程随后的轧制过程中，通过利用轧机轧制坯料B而制造定制坯板TB(参考图5)。具体地，在图4至图6中示意的多个过程(在这里为第一过程至第三过程)构成轧制过程，并且通过其中利用多个(在这里为三个)轧机22、24、26以顺序方式轧制坯料B的轧制过程来制造定制坯板TB。轧机22、24、26分别设置有一对工作辊28、一对工作辊30和一对工作辊32。凹进部28A形成在工作辊28的外周边表面中。凹进部30A形成在工作辊30的外周边表面中。凹进部32A形成在工作辊32的外周边表面中。
在第一过程中使用的轧机22(参考图4)设置有工作辊28，并且每一个工作辊28的半径在它的周向方向上改变。凹进部28A形成在每一个工作辊28的外周边表面(加工表面)中。凹进部28A形成在工作辊28的外周边表面的周向部分处，并且沿着工作辊28的轴向方向以特定形状形成。
在第二过程中使用的轧机24(参考图5)设置有工作辊30，并且每一个工作辊30的半径在它的轴向方向改变。凹进部30A形成在每一个工作辊30的外周边表面(加工表面)中。凹进部30A形成在轴向方向上的工作辊30的外周边表面的中间部分中，并且沿着工作辊30的周向方向以特定形状形成。
在第三过程中使用的轧机26(参考图6)设置有工作辊32，并且每一个工作辊32的半径在它的周向方向上改变。凹进部32A形成在每一个工作辊32的外周边表面(加工表面)中。凹进部32A形成在工作辊32的外周边表面的周向部分处，并且沿着工作辊32的轴向方向以特定形状形成。
在其中使用如上所述构造的轧机22、24、26的轧制过程中，在图4中示意的第一过程中，坯料B首先在轧机22的工作辊28之间被插入并且被轧制(参考图4中的箭头RM)。然后，工作辊28的加工表面的形状被转印到坯料B。在图5中示意的随后的第二过程中，作为第一过程的结果而获得的坯料B1在轧机24的工作辊30之间被插入并且被轧制(参考图5中的箭头RM)并且工作辊30的加工表面的形状被转印到坯料B1。
在图6中示意的随后的第三过程中，作为第二过程的结果获得的坯料B2在平面视图中首先旋转90度(参考图6中的箭头T)。然后，坯料B在轧机26的工作辊32之间被插入并且被轧制(参考图6中的箭头C和箭头RM)。因此，制造了带有在与板厚度方向(参考图6)正交的两个不同的方向上改变的板厚度的定制坯板TB。
换言之，在本实施例中，在与板厚度方向正交的该两个不同方向上逐渐地改变的支柱外部16的每一个壁部的板厚度是一般性地在第一过程和第三过程中设定的。在第二过程中，形成在支柱外部16等中的凹部20的初始形状被设定。
在热处理过程中，通过在热压过程中弯曲如上所述制造的定制坯板TB并且将其模制成预定形状，支柱外部16得以制造。在热压过程中，在压力加工之前，利用诸如高频电介质加热的手段，定制坯板TB被加热到预定温度。在加热期间，归因于轧制加工(差异厚度加工)的加工硬化被消除。
本实施例的作用和效果
将在下面描述本实施例的作用和效果。
在本实施例中，由高张力钢板制成的支柱外部16构成前支柱14在车辆的宽度方向上远离车辆宽度中心的一侧上的一部分。支柱外部16被构造成包括外侧壁部16B、前侧壁部16A和后侧壁部16C。外侧壁部16B构成支柱外部16在车辆的宽度方向上远离车辆宽度中心的一侧上的一部分，在车辆的上下方向上延伸并且以车辆的宽度方向作为外侧壁部的板厚度方向。前侧壁部16A构成支柱外部16在车辆的前侧上的一部分，在车辆的上下方向上延伸并且以车辆的前后方向作为前侧壁部的板厚度方向。后侧壁部16C构成支柱外部16在车辆的后侧上的一部分，在车辆的上下方向上延伸并且以车辆的前后方向作为后侧壁部的板厚度方向。因此，在从车辆的上下方向观察的剖视图中，外侧壁部16B、前侧壁部16A和后侧壁部16C构成的支柱外部16的部分具有向靠近车辆宽度中心的一侧打开的U形构造。
在车辆10的正面碰撞期间，负荷经由前轮18输入到前支柱14在车辆的下侧上的部分。然后，前支柱14经历弯曲变形，这使得前支柱14的曲率中心位于前支柱14的后侧上。换言之，支柱外部16在车辆的前侧上的一部分的变形量超过支柱外部16在车辆的后侧上的一部分的变形量。另外，当如上所述构造的支柱外部16经历弯曲变形时，应力集中趋向于在外侧壁部16B和前侧壁部16A之间的边界部分处以及在外侧壁部16B和后侧壁部16C之间的边界部分处发生。因此，能够想到当前支柱14由于在车辆10的正面碰撞期间输入的负荷而经历弯曲变形时，在支柱外部16中应力集中的最高水平在外侧壁部16B和前侧壁部16A之间的边界部分处发生。
在本实施例中，将外侧壁部16B和前侧壁部16A彼此连接的弯曲部16H的板厚度比将外侧壁部16B和后侧壁部16C彼此连接的弯曲部16I的板厚度大。因此，支柱外部16的归因于在车辆10的正面碰撞期间输入的负荷的变形量在此处相对小的部分的壁厚能够进一步减小，并且支柱外部16的、由于该负荷而经历最高水平的应力集中的部分能够被以相同的程度被加强而不增加前支柱14的重量。因此，在本实施例中，能够针对在车辆10的正面碰撞期间输入的负荷为前支柱14确保刚度，并且同时能够进一步抑制前支柱14的重量的增加。
在本实施例中，支柱外部16的外侧壁部16B的板厚度从车辆的前侧朝向车辆的后侧逐渐减小，并且外侧壁部16B的板厚度能够根据由在车辆10的正面碰撞期间输入的负荷产生的应力(设定值)而设定。另外，与其中外侧壁部16B的板厚度经历突然改变的构造相比，能够进一步抑制外侧壁部16B中的应力集中部分的发生。因此，在本实施例中，能够针对在车辆10的正面碰撞期间输入的负荷为支柱外部16的外侧壁部16B确保刚度，并且同时能够减小外侧壁部16B的重量。
在本实施例中，前侧凸缘部16E从前侧壁部16A在车辆的宽度方向上靠近车辆宽度中心的一侧上的周缘部向车辆的前侧延伸，并且前侧凸缘部16E被接合到构成前支柱14在靠近车辆宽度中心的一侧上的一部分的支柱内部。后侧凸缘部16G从后侧壁部16C在靠近车辆宽度中心的一侧上的周缘部向车辆的后侧延伸，并且后侧凸缘部16G被接合到支柱内部。因此，支柱外部16和支柱内部能够构成闭合截面结构部分。
如上所述，在车辆10的正面碰撞期间，支柱外部16在车辆的前侧上的一部分的变形量超过支柱外部16在车辆的后侧上的一部分的变形量。因此，前侧凸缘部16E的变形量超过后侧凸缘部16G的变形量。能够想到一旦前侧凸缘部16E的变形量超过后侧凸缘部16G的变形量便不能易于维持支柱外部16和支柱内部被彼此接合的状态。
在本实施例中，前侧凸缘部16E的板厚度比后侧凸缘部16G的板厚度大，并且因此能够进一步抑制归因于车辆10的正面碰撞引起的负荷的前侧凸缘部16E的变形。另外，通过进一步减小具有相对小的变形量的后侧凸缘部16G的板厚度，能够进一步抑制支柱外部16的重量增加。因此，在本实施例中，能够抑制归因于在车辆10的正面碰撞期间输入的负荷的在支柱外部16和支柱内部之间的过度分离，并且同时能够进一步抑制前支柱14的重量的增加。
在本实施例中，前侧壁部16A和后侧壁部16C的板厚度从在车辆的宽度方向上远离车辆宽度中心的一侧朝向在车辆的宽度方向上靠近车辆宽度中心的一侧逐渐减小。因此，前侧壁部16A和后侧壁部16C的板厚度能够根据由在车辆10的正面碰撞期间输入的负荷产生的应力设定。另外，与其中前侧壁部16A和后侧壁部16C的板厚度经历突然改变的构造相比，能够进一步抑制前侧壁部16A和后侧壁部16C中的应力集中部分的发生。因此，在本实施例中，能够针对在车辆10的正面碰撞期间输入的负荷为支柱外部16的前侧壁部16A和后侧壁部16C确保刚度，并且同时能够减小支柱外部16的前侧壁部16A和后侧壁部16C的重量。
在本实施例中，外侧壁部16B的板厚度比后侧壁部16C的板厚度大，并且前侧壁部16A的板厚度比外侧壁部16B的板厚度大。因此，前侧壁部16A、外侧壁部16B和后侧壁部16C的板厚度能够基于由在车辆10的正面碰撞期间输入的负荷产生的应力和归因于该负荷的变形量而设定。因此，在本实施例中，能够针对在车辆10的正面碰撞期间输入的负荷为支柱外部16的前侧壁部16A、外侧壁部16B和后侧壁部16C确保刚度，并且同时能够优化支柱外部16的前侧壁部16A、外侧壁部16B和后侧壁部16C的板厚度。
在本实施例中，当从车辆的上下方向观察与车辆的上下方向垂直的弯曲部16I和弯曲部16H的截面时，弯曲部16I和弯曲部16H的板厚度是恒定的，并且能够进一步抑制在由在车辆10的正面碰撞期间输入的负荷产生的应力中的偏压的发生。另外，能够在用于制造支柱外部16的过程期间容易地设定弯曲部16I和弯曲部16H的板厚度。因此，在本实施例中，能够针对在车辆10的正面碰撞期间输入的负荷为支柱外部16的弯曲部16I和弯曲部16H确保刚度，并且同时能够简化用于制造支柱外部16的过程。
实施例的补充说明
(1)根据上述实施例，前侧壁部16A和后侧壁部16C中的每一个壁部的板厚度在纵向方向和较短方向上逐渐地改变。然而，每一个板厚度同样可以被设定为恒定的厚度。利用上述构造，能够简化用于制造支柱外部16的过程。
(2)根据上述实施例，弯曲部16D、前侧凸缘部16E、弯曲部16F、后侧凸缘部16G、弯曲部16H，和弯曲部16I中的每一个在从车辆的上下方向观察的剖视图中具有恒定的板厚度。然而，板厚度同样可以逐渐地改变。利用上述构造，能够优化构成支柱外部16的每一个部分的板厚度。
(3)根据上述实施例，支柱外部16是利用定制轧制坯板方法形成的。然而，支柱外部16还能够通过刮削等形成。

Claims (8)

1.一种前支柱结构，所述前支柱结构包括支柱外部，所述支柱外部由高张力钢板制成并且构成前支柱在车辆的宽度方向上远离车辆宽度中心的一侧上的一部分，其中：
所述支柱外部包括外侧壁部、前侧壁部、后侧壁部、后侧弯曲部和前侧弯曲部；
所述外侧壁部构成所述支柱外部在所述车辆的宽度方向上远离所述车辆宽度中心的所述一侧上的一部分；所述外侧壁部在所述车辆的上下方向上延伸并且以所述车辆的宽度方向作为所述外侧壁部的板厚度方向；
所述前侧壁部构成所述支柱外部在所述车辆的前侧上的一部分；所述前侧壁部在所述车辆的上下方向上延伸并且以所述车辆的前后方向作为所述前侧壁部的板厚度方向；
所述后侧壁部构成所述支柱外部在所述车辆的后侧上的一部分；所述后侧壁部在所述车辆的上下方向上延伸并且以所述车辆的前后方向作为所述后侧壁部的板厚度方向；
所述后侧弯曲部将所述外侧壁部和所述后侧壁部彼此连接；
所述前侧弯曲部将所述外侧壁部和所述前侧壁部彼此连接；并且
所述前侧弯曲部的板厚度比所述后侧弯曲部的板厚度大，
所述前支柱结构的特征在于进一步包括：
支柱内部，所述支柱内部构成所述前支柱在靠近所述车辆宽度中心的一侧上的一部分；
前侧凸缘部，所述前侧凸缘部被接合到所述支柱内部，并且从所述前侧壁部在所述车辆的宽度方向上靠近所述车辆宽度中心的一侧上的周缘部向所述车辆的前侧延伸；和
后侧凸缘部，所述后侧凸缘部被接合到所述支柱内部，并且从所述后侧壁部在所述车辆的宽度方向上靠近所述车辆宽度中心的所述一侧上的周缘部向所述车辆的后侧延伸，
其中，所述前侧凸缘部的板厚度比所述后侧凸缘部的板厚度大。
2.根据权利要求1所述的前支柱结构，其特征在于，所述外侧壁部具有从所述车辆的前侧朝向所述车辆的后侧逐渐减小的板厚度。
3.根据权利要求1或2所述的前支柱结构，其特征在于，所述前侧壁部和所述后侧壁部中的每一个壁部具有从在所述车辆的宽度方向上远离所述车辆宽度中心的一侧朝向在所述车辆的宽度方向上靠近所述车辆宽度中心的一侧逐渐减小的板厚度。
4.根据权利要求1或2所述的前支柱结构，其特征在于：
所述外侧壁部的板厚度比所述后侧壁部的板厚度大；并且
所述前侧壁部的板厚度比所述外侧壁部的板厚度大。
5.根据权利要求3所述的前支柱结构，其特征在于：
所述外侧壁部的板厚度比所述后侧壁部的板厚度大；并且
所述前侧壁部的板厚度比所述外侧壁部的板厚度大。
6.根据权利要求1或2所述的前支柱结构，其特征在于，当从所述车辆的上下方向观察所述后侧弯曲部和所述前侧弯曲部的、与所述车辆的上下方向垂直的截面时，所述后侧弯曲部和所述前侧弯曲部中的每一个弯曲部具有恒定的板厚度。
7.根据权利要求3所述的前支柱结构，其特征在于，当从所述车辆的上下方向观察所述后侧弯曲部和所述前侧弯曲部的、与所述车辆的上下方向垂直的截面时，所述后侧弯曲部和所述前侧弯曲部中的每一个弯曲部具有恒定的板厚度。
8.根据权利要求4所述的前支柱结构，其特征在于，当从所述车辆的上下方向观察所述后侧弯曲部和所述前侧弯曲部的、与所述车辆的上下方向垂直的截面时，所述后侧弯曲部和所述前侧弯曲部中的每一个弯曲部具有恒定的板厚度。
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