CN109664944A - 纵梁和纵梁的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及纵梁和纵梁的制造方法。纵梁包括基础构件以及板构件，其中所述板构件在板厚度和材料两个方面均不同于基础构件。基础构件具有切口或开口，并且板构件被装配到这个切口或开口中并且通过激光焊接而接合到基础构件。

Description

纵梁和纵梁的制造方法
技术领域
本发明涉及一种沿着车身长度方向延伸并且具有闭合截面结构的纵梁，并且涉及一种这种纵梁的制造方法。
背景技术
卡车、公共汽车等的传统车身框架包括一对沿着车身长度方向延伸的左纵梁和右纵梁(亦称侧框架)以及越过这些纵梁地悬挂的横梁。
对在车辆正面碰撞时载荷吸收性能、车身强度等加以考虑，增强构件被接合到这种类型的车身框架的纵梁。例如，日本专利申请特开第2009-202619号(JP 2009-202619 A)公开了一种结构，其中增强构件(在JP 2009-202619 A中称作加强件)被焊接到纵梁(在JP2009-202619A中称作侧框架)的内表面。
图12示出在现有技术中的普通纵梁a的截面结构(纵梁a的上部的截面结构)。如在图12中所示，纵梁a具有由内梁构件b(亦称内部通道)和外梁构件c(亦称外部通道)形成的闭合截面结构，所述内梁构件b位于车辆宽度方向上的内侧上，所述外梁构件c位于车辆宽度方向上的外侧上，所述内梁构件b和所述外梁构件c通过电弧焊接而接合到一起。例如，在纵向方向(正交于图12的纸面的方向)上的一部分处，增强构件d通过电弧焊接而接合到外梁构件c的内表面的角部。具体地，增强构件d沿着外梁构件c的水平部和竖直部每一个的内表面放置，并且增强构件d的外边缘通过电弧焊接而接合到外梁构件c的内表面。这种结构能够在纵梁a的在纵向方向上的接合到增强构件d的部分处增强车身强度，并且在车辆正面碰撞的情形中，能够基于预定部分的变形实现载荷吸收性能，因为通过纵梁a的在纵向方向上不接合增强构件d的部分的变形，碰撞载荷被吸收。
发明内容
因为仅增强构件d的外边缘被接合到外梁构件c的内表面，所以在上述纵梁a的结构中，在增强构件d的其它部分和外梁构件c之间存在间隙。这使得在确保车身强度等方面难以产生足够的效果。可设想采取措施诸如增加增强构件d的板厚度(例如，使得增强构件d的板厚度大于内梁构件b和外梁构件c)，然而，这导致不理想的、车身重量的显著增加。
本发明提供一种能够实现要求的载荷吸收性能和车身强度而不引起车身重量的显著增加的纵梁和这个纵梁的一种制造方法。
本发明的第一方面涉及一种沿着车身长度方向延伸并且具有闭合截面结构的纵梁。这种纵梁包括形成纵梁的主要部分的基础构件以及在板厚度和材料方面不同于基础构件的板构件。板构件被装配在形成在基础构件的一部分处的切口或开口中。板构件具有激光焊接接合部，所述激光焊接接合部是板构件通过激光焊接而接合到基础构件的接合部分。
根据该说明项目，通过适当地选择被装配到形成在基础构件的一部分处的切口或开口中并且通过激光焊接而接合到基础构件的板构件的板厚度和材料，能够在不将增强构件通过电弧焊接接合到纵梁的内表面的情况下实现一种能够实现要求的载荷吸收性能和车身强度的纵梁。这意味着能够在不引起车身重量的显著增加的情况下实现要求的载荷吸收性能和车身强度。即使在增强构件通过电弧焊接而接合到纵梁的内表面的情形中，仍然能够在采用具有小的质量的构件作为增强构件的同时实现要求的载荷吸收性能和车身强度。因此，在此情形中，也能够避免车身重量的显著增加。
板构件可以由具有比基础构件的抗拉强度低的抗拉强度的材料制成，并且板构件可以在车辆的正面碰撞中的碰撞载荷下变形。
因此，在车辆正面碰撞的情形中，能够通过纵梁的使用板构件的区域的变形来吸收载荷，从而提供了高载荷吸收性能。
纵梁可以包括形成车辆宽度方向上的内侧部分的内梁构件和形成车辆宽度方向上的外侧部分的外梁构件。内梁构件和外梁构件可以被一体地焊接到一起，以形成闭合截面结构。纵梁可以进一步包括弯曲部，该弯曲部被成形为在弯曲部朝向车身后侧延伸时朝向车辆宽度方向上的外侧弯曲。在弯曲部的前端部分处的外梁构件和在弯曲部的后端部分处的内梁构件可以分别地通过将由具有比基础构件的抗拉强度低的抗拉强度的材料制成的板构件装配到形成在基础构件的一部分处的切口或开口中并且通过激光焊接将板构件接合到基础构件来形成。
因此，当在车辆的正面碰撞中碰撞载荷作用于弯曲部上时，弯曲部的前端部分和弯曲部的后端部分在彼此相反的方向上弯曲(经历屈曲变形)。具体地，弯曲部的前端部分在外梁构件被压缩的方向上变形，而弯曲部的后端部分在内梁构件被压缩的方向上变形，并且由此提供了有效的载荷吸收性能。
本发明的第二方面涉及一种纵梁的制造方法。本发明的第二方面包括：在形成纵梁的主要部分的基础构件的一部分处形成切口或开口；将在板厚度和材料两个方面均不同于基础构件的板构件装配到切口或开口中；通过激光焊接将已被装配到切口或开口中的板构件接合到基础构件；将所述板构件已经接合到的所述基础构件连同所述板构件一起弯曲；并且将由弯曲的基础构件和板构件形成的第一梁构件和第二梁构件一体地接合到一起，使得由第一梁构件和第二梁构件形成闭合截面结构。
因此，能够提供一种能够实现要求的载荷吸收性能和车身强度而不引起车身重量的显著增加的纵梁的制造方法。
在本发明中，车身的纵梁具有激光焊接接合部，所述激光焊接接合部是所述板构件通过激光焊接而接合到所述基础构件的接合部分，其中，所述板构件在基础构件和板厚度和材料两个方面均不同于基础构件并且被装配在形成在基础构件的一部分处的切口或开口中。因此，能够实现要求的载荷吸收性能和车身强度而不引起车身重量的显著增加。
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，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：
图1是示出根据实施例的车身框架的前侧部的透视图；
图2是示出根据该实施例的车身框架的前侧部的一部分的平面视图；
图3是从横向侧看到的、根据该实施例的车身框架的前侧部的主要部分的视图；
图4A是沿着图1中的线A-A截取的截面视图；
图4B是沿着图1中的线B-B截取的截面视图；
图4C是沿着图1中的线C-C截取的截面视图；
图5A是示意根据该实施例的纵梁的制造过程的视图；
图5B是示意根据该实施例的纵梁的制造过程的视图；
图6是作为有关根据该实施例的车身框架的强度的第一试验的结果的示出在纵梁中的应力分布的视图；
图7是作为有关根据该实施例的车身框架的强度的第二试验的结果的示出在纵梁中的应力分布的视图；
图8是示出在根据该实施例的纵梁和根据现有技术的纵梁中的每一个纵梁中在应力比和板厚度比之间的关系的测量结果的视图；
图9是对应于图2的视图，示出在车辆的正面碰撞中变形的车身框架的状态；
图10是根据该实施例的纵梁的激光焊接部分的放大视图；
图11是根据现有技术的纵梁的电弧焊接部分的放大视图；并且
图12是示出在现有技术中的纵梁的截面结构的视图。
具体实施方式
将在下面基于附图描述本发明的实施例。在这个实施例中，将描述如下的情形，在该情形中，本发明被应用到车身框架的纵梁，车身框架被构造成所谓的梯型框架。
车身框架的一般结构
图1是示出根据该实施例的车身框架1的前侧部的透视图。图2是示出根据该实施例的车身框架1的前侧部的一部分(左半部)的平面视图。图3是从横向侧(车身的左侧)看到的、根据该实施例的车身框架1的前侧部的主要部分的视图。在图中箭头FR、UP、RH和LH分别示意向前方向、向上方向、向右方向和向左方向。
如在图1到图3中所示，车身框架1包括在车辆宽度方向的外侧上沿着车身长度方向延伸的一对左纵梁和右纵梁2。前轮(未示出)被安设在每一个纵梁2的前部2A的在车辆宽度方向上的外侧上。因此，考虑到对于这些前轮的干扰，纵梁2的在车辆宽度方向上的前部2A处的尺寸(在左纵梁和右纵梁2之间的尺寸)被设定为小于在位于纵梁2的在车身长度方向上的中间处的中部2B处的在车辆宽度方向上的尺寸。
反冲部(弯曲部)2C被设置在纵梁2的前部2A和中部2B之间，该反冲部被成形为在反冲部2C从纵梁2的车身前侧朝向车身后侧延伸时朝向车辆宽度方向上的外侧弯曲。因此，纵梁2的前部2A和中部2B通过反冲部2C相互连续。对悬架单元等(未示出)的布置加以考虑，纵梁2的前部2A的安设水平被设定为高于中部2B的安设水平。因此，在反冲部2C从纵梁2的前部2A一侧朝向车身后侧延伸时，反冲部2C向下倾斜(见图3)。
在车辆的正面碰撞中吸收能量(碰撞载荷)的碰撞盒3被设置在该一对左纵梁和右纵梁2中的每一个的前部2A的前侧上。沿着车辆宽度方向延伸的保险杠增强件4越过该成对的左和右碰撞盒3的前端部分地悬挂(见图2)。可替代地，在不在纵梁2的前端部分和保险杠增强件4之间设置碰撞盒3的情况下，保险杠增强件4可以直接地越过纵梁2的前端部分地悬挂。保险杠增强件4被成形为使得在车辆宽度方向上的两个端部4B相对于在车辆宽度方向上的中部4A朝向车身后侧弯曲。
多个横梁5、6、7在纵梁2之间沿着车辆宽度方向在车身后侧上比保险杠增强件4延伸得更远。具体地，横梁5、6、7从车身前侧按照这个次序越过该一对左纵梁和右纵梁2在车辆宽度方向上悬挂。因此，这个实施例的车身框架1被构造成梯型框架。横梁5越过纵梁2的前部2A悬挂，并且横梁6越过纵梁2的反冲部2C的前端部分悬挂。横梁7越过纵梁2的中部2B地悬挂。在车身前侧上比横梁5更远地，前侧联接部8越过纵梁2地悬挂。
在横梁5和横梁6之间，由金属制成并且朝向纵梁2在车辆宽度方向上的外侧突出的悬架安装托架11被安设在每一个纵梁2的前部2A处。悬架安装件(未示出)被安装在悬架安装件托架11上，并且悬架单元能够通过悬架安装件和悬架安装件托架11被联接到纵梁2。
驾驶室安装件托架12被安设在每一个纵梁2的反冲部2C的后端部分处。驾驶室安装件托架12朝向车辆宽度方向上的外侧突出，并且驾驶室安装件(未示出)被安装在驾驶室安装件托架12上。驾驶室(本体；未示出)能够通过驾驶室安装件和驾驶室安装件托架12被联接到纵梁2。从纵梁2朝向车辆宽度方向上的外侧突出的驾驶室安装件托架13被安设在每一个纵梁2的前部2A的前端部分处。驾驶室(本体；未示出)能够被驾驶室安装件托架13联接到纵梁2。
纵梁的结构
接着，将描述是这个实施例的特征的纵梁2的结构。因为纵梁2具有相同的结构(沿着左右方向对称的结构)，所以将在这里作为一个示例描述位于在车辆宽度方向上的右侧上的纵梁2的结构。
图4A是沿着图1中的线A-A截取的纵梁2的截面视图。图4B是沿着图1中的线B-B截取的纵梁2的截面视图。图4C是沿着图1中的线C-C截取的纵梁2的截面视图。具体地，图4A是中部2B的截面视图，并且在中部2B处，纵梁2由仅两个基础构件23、25构成。图4B是反冲部2C的前端部分的截面视图，并且在反冲部2C的前端部分处，纵梁2由形成纵梁2的主要部分的该两个基础构件23、25和两个板构件24、26(带有不同厚度的板构件)构成。图4C是反冲部2C的后端部分的截面视图，并且在反冲部2C的后端部分处，纵梁2由该两个基础构件23、25和一个板构件27构成。基础构件23、25和板构件24、26、27每一个由热轧钢板形成。以下，将具体地描述每一部分。
中部的结构
图4A的截面视图中所示的中部2B是具有纵梁2的基本结构的部分，并且具有由内梁构件(内部通道)21和外梁构件(外部通道)22形成的闭合截面结构，其中，所述内梁构件21形成车辆宽度方向上的内侧部分，所述外梁构件22形成车辆宽度方向上的外侧部分，所述内梁构件21和所述外梁构件22通过电弧焊接而被一体地接合到一起。在中部2B处，内梁构件21和外梁构件22分别地由仅仅基础构件23、25形成。基础构件23、25具有相同的板厚度并且由相同的材料制成。例如，采用具有大约3.0mm的板厚度和大约600MPa的抗拉强度的构件。然而，板厚度和抗拉强度不限于这些值，并且采用作为纵梁2能够确保足够的强度(车身强度)的构件。
内梁构件21(基础构件23)具有由竖直部21a、从竖直部21a的上端朝向车辆宽度方向上的外侧延伸从而具有预定尺寸的上水平部21b以及从竖直部21a的下端朝向车辆宽度方向上的外侧延伸从而具有预定尺寸的下水平部21c形成的截面形状。外梁构件22(基础构件25)具有由竖直部22a、从竖直部22a的上端朝向车辆宽度方向上的内侧延伸从而具有预定尺寸的上水平部22b以及从竖直部22a的下端朝向车辆宽度方向上的内侧延伸从而具有预定尺寸的下水平部22c形成的截面形状。内梁构件21的上水平部21b的下表面被铺设在外梁构件22的上水平部22b的上表面上，并且这些表面通过电弧焊接而接合到一起。类似地，内梁构件21的下水平部21c的上表面被铺设在外梁构件22的下水平部22c的下表面上，并且这些表面通过电弧焊接而接合到一起。因此，纵梁2具有基本矩形的闭合截面结构。不仅在中部2B处而且还基本上在除了反冲部2C的前端部分(图4B的截面中所示的部分)和反冲部2C的后端部分(图4C的截面中所示的部分)的整个纵梁2中采用通过电弧焊接分别地仅由基础构件23、25形成的内梁构件21和外梁构件22而形成的这个闭合截面结构(纵梁2的基本结构)。
这个实施例的特征在于反冲部2C的前端部分(图4B的截面中所示的部分)和反冲部2C的后端部分(图4C的截面中所示的部分)。
反冲部的前端部分的结构
将使用图4B描述反冲部2C的前端部分的结构。图5A和图5B是示意纵梁2的制造过程的视图，并且示出反冲部2C的前端部分。
如在图4B中所示，反冲部2C的前端部分具有由被一体地接合到一起的四个面板构件23、24、25、26形成的闭合截面结构。具体地，内梁构件21的基础构件23、第一板构件24(该第一板构件24被装配在形成在基础构件23中的切口23a(见图5A)中，并且通过激光焊接接合到基础构件23)、外梁构件22的基础构件25以及第二板构件26(该第二板构件26被装配在形成在基础构件25中的切口25a中，并且通过激光焊接而接合到基础构件25)被一体地接合到一起以形成反冲部2C的前端部分。
具体地，如在图5A中所示，在纵梁2的制造过程中，具有平坦板形状的内梁构件21的基础构件23的一部分(上边缘)被切除以形成切口23a(在基础构件的一部分处形成切口的步骤)，并且具有与切口23a的形状基本匹配的形状的第一板构件24被装配到切口23a中(被装配成抵靠在端部边缘上；将板构件装配到切口中的步骤)。然后，抵靠的切口23a的内边缘和第一板构件24的外边缘通过激光焊接而接合到一起(通过激光焊接将已被装配到切口中的板构件接合到基础构件的步骤)。这个接合部分形成“激光焊接接合部”。此后，具有平坦板形状的内梁构件21的在宽度方向(图5A和图5B中的高度方向)上的两个端部通过挤压加工而被弯曲(待弯曲的部分由长划短划线示意)以形成水平部21b、21c，并且因此内梁构件21得以生产(见图5B；将板构件已经接合到的基础构件连同板构件一起弯曲的步骤)。作为激光焊接，例如，能够使用使用二氧化碳激光、YAG激光、纤维激光等的焊接。
类似地，如在图5A中所示，具有平坦板形状的外梁构件22的基础构件25的一部分(下边缘)被切除以形成切口25a(在基础构件的一部分处形成切口的步骤)，并且具有与切口25a的形状基本匹配的形状的第二板构件26被装配到切口25a中(被装配成抵靠在端部边缘上；将板构件装配到切口中的步骤)。然后，抵靠的切口25a的内边缘和第二板构件26的外边缘通过激光焊接而接合到一起(通过激光焊接将已被装配到切口中的板构件接合到基础构件的步骤)。这个接合部分形成“激光焊接接合部”。此后，具有平坦板形状的外梁构件22的在宽度方向(沿着图5A和图5B中的高度方向)上的两个端部通过挤压加工被弯曲(待弯曲的部分由长划短划线示意)以形成水平部22b、22c，并且因此外梁构件22得以生产(见图5B；将板构件已经接合到的基础构件连同板构件一起弯曲的步骤)。
使用基础构件23和第一板构件24生产的内梁构件21的上水平部21b和使用基础构件25和第二板构件26生产的外梁构件22的上水平部22b通过电弧焊接而接合到一起，并且，内梁构件21的下水平部21c和外梁构件22的下水平部22c通过电弧焊接而接合到一起，并且由此形成具有闭合截面结构的反冲部2C的前端部分(见图4B；将梁构件一体地接合到一起从而形成闭合截面结构的步骤)。
在这个实施例中，第一板构件24的材料与基础构件23、25的材料相同，并且第一板构件24的板厚度被设定为大于基础构件23、25的板厚度。例如，第一板构件24的板厚度是大约4.0mm。然而，板厚度不限于这个值。在第一板构件24的竖直部24a的外边缘和基础构件23的切口23a的内边缘抵靠在的部分处，并且在第一板构件24的上水平部24b的外边缘和基础构件23的切口23a的内边缘抵靠在的部分处，这些边缘被抵靠，使得基础构件23的外表面和第一板构件24的外表面变得齐平。换言之，这些边缘被抵靠，使得第一板构件24的内表面相对于基础构件23的内表面朝向内侧突出(以与它们之间的板厚度差异对应的量突出)。
第二板构件26的材料是具有比基础构件23、25和第一板构件24的材料低的抗拉强度的材料，并且第二板构件26的板厚度被设定为大于基础构件23、25的板厚度但是小于第一板构件24的板厚度。例如，第二板构件26具有大约450MPa的抗拉强度和大约3.5mm的板厚度。然而，抗拉强度和板厚度不限于这些值。当比较第一板构件24和第二板构件26的形状时，第二板构件26的在车身长度方向上的尺寸被设定为大于第一板构件24的在车身长度方向上的尺寸。第二板构件26的在高度方向上的尺寸被设定为小于第一板构件24的在高度方向上的尺寸。
在第二板构件26的竖直部26a的外边缘和基础构件25的切口25a的内边缘抵靠在的部分处，以及在第二板构件26的下水平部26b的外边缘和基础构件25的切口25a的内边缘抵靠在的部分处，这些边缘被抵靠从而基础构件25的外表面和第二板构件26的外表面变得齐平。换言之，这些边缘被抵靠从而的内表面相对于基础构件25的内表面朝向内侧突出(以对应于其间的板厚度差异的程度突出)。
反冲部的后端部分的结构
接着，将使用图4C描述反冲部2C的后端部分的结构。
如在图4C中所示，反冲部2C的后端部分具有由被一体地接合到一起的三个面板构件23、25、27形成的闭合截面结构。具体地，内梁构件21的基础构件23、第三板构件27(该第三板构件27被装配在形成在基础构件23中的切口23b中并且通过激光焊接而接合到基础构件23)以及外梁构件22的基础构件25被一体地接合到一起以形成反冲部2C的后端部分。
具体地，在反冲部2C的后端部分的制造过程中，如上述反冲部2C的前端部分的情形那样，具有平坦板形状的内梁构件21的基础构件23的一部分(上边缘)被切除以形成切口23b(在基础构件的一部分处形成切口的步骤)，并且具有与切口23b的形状基本匹配的形状的第三板构件27被装配到切口23b中(被装配从而抵靠在端部边缘上；将板构件装配到切口中的步骤)。然后，抵靠的切口23b的内边缘和第三板构件27的外边缘通过激光焊接而接合到一起(通过激光焊接将已被装配到切口中的板构件接合到基础构件的步骤)。这个接合部分形成“激光焊接接合部”。此后，具有平坦板形状的内梁构件21在宽度方向上的两个端部通过挤压加工被弯曲以形成水平构件21b、21c，并且因此内梁构件21得以生产(将板构件已经接合到的基础构件连同板构件一起弯曲的步骤)。与上述反冲部2C的前端部分同时地生产形成反冲部2C的后端部分的内梁构件21。
因为无任何板构件被用于形成反冲部2C的后端部分的外梁构件22，所以无任何切口被形成在具有平坦板形状的外梁构件22的基础构件25中。因此，具有平坦板形状的外梁构件22的在宽度方向上的两个端部通过挤压加工被弯曲以形成水平部22b、22c，并且因此外梁构件22得以生产。
使用基础构件23和第三板构件27生产的内梁构件21的上水平部21b以及使用仅基础构件25生产的外梁构件22的上水平部22b通过电弧焊接而接合到一起，并且内梁构件21的下水平部21c和外梁构件22的下水平部22c通过电弧焊接而接合到一起，并且由此形成具有闭合截面结构的反冲部2C的后端部分(见图4C；将梁构件一体地接合到一起从而形成闭合截面结构的步骤)。与上述形成反冲部2C的前端部分的外梁构件22同时地生产形成反冲部2C的后端部分的外梁构件22。
在这个实施例中，第三板构件27的材料是具有比基础构件23、25的材料低的抗拉强度的材料，并且第三板构件27的板厚度被设定为大于基础构件23、25的板厚度。例如，第三板构件27具有大约450MPa的抗拉强度和大约4.0mm的板厚度。然而，抗拉强度和板厚度不限于这些值。
在第三板构件27的竖直部27a的外边缘和切口23b的内边缘抵靠在的部分处，以及在第三板构件27的上水平部27b的外边缘和基础构件23的切口23b的内边缘抵靠在的部分处，这些边缘被抵靠，使得基础构件23的外表面和第三板构件27的外表面变得齐平。换言之，这些边缘被抵靠，使得第三板构件27的内表面相对于基础构件23的内表面朝向内侧突出(以与它们之间的板厚度差异对应的量突出)。
因此，纵梁2具有激光焊接接合部，激光焊接接合部是形成纵梁2的主要部分的基础构件23、25和板构件26、27通过激光焊接而接合到一起的接合部分，所述板构件26、27在板厚度以及材料两个方面均不同于基础构件23、25并且被装配在形成在基础构件23、25的部分处的切口25a、23b中。
如以上已经描述地，在这个实施例中，反冲部2C的前端部分由作为基础构件23、25、第一板构件24和第二板构件26的四个面板构件构成，而反冲部2C的后端部分由作为基础构件23、25和第三板构件27的三个面板构件构成。对于第二板构件26和第三板构件27，采用在板厚度和材料(抗拉强度)两个方面均不同于基础构件23、25的构件。因此，通过适当地选择板构件26、27的板厚度和材料，能够在不将增强构件通过电弧焊接接合到纵梁2的内表面的情况下实现能够实现要求的载荷吸收性能和车身强度的纵梁2。例如，能够选择板构件26、27的材料以便限定作为在车辆的正面碰撞中的碰撞载荷下弯曲(屈曲变形)的位置的预定部分。能够选择板构件26、27的板厚度以便调节作用于板构件26、27上的应力。
例如，当在车辆的正面碰撞中碰撞载荷作用于反冲部2C上时，反冲部2C的前端部分和反冲部2C的后端部分的弯曲(屈曲变形)能够在彼此相反的方向上定向。具体地，在这个实施例的情形中，反冲部2C的前端部分在外梁构件22(在其上使用板构件26的一侧上)被压缩的方向上变形，而反冲部2C的后端部分在内梁构件21(在其上使用第三板构件27的一侧上)被压缩的方向上变形，并且由此提供有效的载荷吸收性能。因此，通过消除采用其中增强构件通过电弧焊接而接合到纵梁2的内表面的结构的需要，能够在不引起车身重量显著增加的情况下实现能够实现要求的载荷吸收性能和车身强度的纵梁2。
在现有技术中，有必要根据纵梁的目标保证强度选择基础构件的抗拉强度，使得能够通过当纵梁经受载荷时纵梁的变形来吸收碰撞载荷。在此情形中，整个纵梁的抗拉强度可能变低，并且难以基于预定部分的变形实现高载荷吸收性能。根据该实施例的构造，能够通过适当地选择板构件26、27的板厚度和材料来使得预定部分变形，并且由此实现要求的载荷吸收性能。
因为在图12中所示的现有技术的结构中在面板构件之间留有间隙，所以当防锈涂料被涂覆到纵梁2时，涂料不易渗透到该间隙中，从而使得难以产生高防锈效果。而且，电弧焊接引起在焊接区域周围的焊渣的分散和由于热影响而产生氧化鳞片，这也使得难以涂覆涂料并且产生高防锈效果。根据该实施例的构造，无任何间隙被留在面板构件之间，并且能够通过采用激光焊接来减少焊渣分散和氧化鳞片的产生。因此，防锈涂料被适当地涂覆并且能够由该涂料产生高防锈效果。
以下，将描述为了确认根据以上实施例的纵梁2的效果而进行的试验的示例。
试验示例1
首先，将描述试验示例1。在这个试验示例中，测量了在车辆的正面碰撞中作用于反冲部2C上的应力。在这个试验示例中，在形成反冲部2C的一部分的第二板构件26的长度(在沿着纵梁2的纵向方向的方向上的长度)上相互不同的两种类型的纵梁2经受相同的碰撞载荷(诸如不引起第二板构件26的屈曲变形的这种碰撞载荷)，并且由此施加在反冲部2C上的应力得到测量。
图6是由图3中的长划短划线D圈起的区域的放大视图，并且是作为其中第二板构件26的长度被设定为比较长的第一强度试验的结果的、示出在纵梁2(特别地，第二板构件26)中的应力分布的视图。
图7是作为其中第二板构件26的长度被设定为比较短(被设定为比在第一强度试验中使用的纵梁2中短)的第二强度试验的结果的、示出在纵梁2(特别地，第二板构件26)中的应力分布的视图。在图6和图7中利用短划线施加阴影的区域表示带有比较低的应力的区域。在图7中利用实线施加阴影的区域表示带有比较高的应力的区域(与在利用短划线施加阴影的区域上相比更高的应力作用于其上的区域)。在图6和图7中的未施加阴影的区域表示几乎无任何应力作用于其上的区域。
如在图6和图7中所示，在这两个情形中，其中应力发生作用的纵梁2中的区域比较小。然而，在其中第二板构件26的长度被设定为较长的纵梁2(图6中所示纵梁2)中，应力在其上发生作用的区域较小并且这个应力低于在其中第二板构件26的长度被设定为较短的纵梁2(图7中所示纵梁2)中的应力。这个试验结果已经确认了，在该实施例的结构中，在增强车身强度方面，将第二板构件26的长度设定为较长是有效的。
试验示例2
接着，将描述试验示例2。在这个试验示例中，在该实施例的结构和现有技术的结构之间比较了以预定数量减小在车辆的正面碰撞中作用于纵梁2上的应力所要求的板厚度比。
图8是示出在根据该实施例的纵梁2和根据现有技术的纵梁中的每一个纵梁中的应力比和板厚度比之间的关系的测量结果的视图。这里，在根据该实施例的纵梁2中的板厚度比指的是板构件的板厚度相对于基础构件的板厚度的比。在根据现有技术的纵梁中的板厚度比指的是基础构件的板厚度和增强构件(被电弧焊接到基础构件的内表面的增强构件)的板厚度的和相对于基础构件的板厚度的比。
如在图8中所示，在现有技术中，以预定量减小应力比所要求的板厚度比(在图8中将应力比从Rs1减小到Rs2)是Rt2，Rt2是比较大的值。在该实施例中，板厚度比是Rt1，Rt1是比在现有技术中显著地小的值。因此，已经确认了实施例要求更小的、面板构件的板厚度从而以预定量减小应力比，并且由此实现了车身重量的显著减小(大约40％的减重)。
试验示例3
接着，将描述试验示例3。在这个试验示例中，在具有根据该实施例的车身框架1的车辆上进行碰撞测试以检查纵梁2的变形状态。
图9是示出在车辆碰撞测试中变形的车身框架1的状态的平面视图(对应于图2)。如在图9中所示，在该实施例的车身框架1中，反冲部2C的前端部分和反冲部2C的后端部分在彼此相反的方向上弯曲(经历屈曲变形)。因此，已经确认了反冲部2C的前端部分在外梁构件22被压缩的方向上变形，而反冲部2C的后端部分在内梁构件21被压缩的方向上变形，并且由此提供了有效的载荷吸收性能。
试验示例4
接着，将描述试验示例4。这个试验示例用于确认该实施例的结构的防锈效果。为了产生高防锈效果，当围绕焊接区域涂覆涂料时，涂料需要被涂覆在全部表面之上。如上所述，当在面板构件之间留出间隙时，涂料不易渗透到这个间隙中，从而使得难以产生高防锈效果。而且当焊渣围绕焊接区域分散或由于热影响而引起的氧化鳞片在大的区域之上分散时，也难以涂覆涂料并且产生高防锈效果。
图10是根据该实施例的纵梁2的激光焊接部分(焊道Be周围)的放大视图。图11是在作为激光焊接的替代而执行电弧焊接的情形中纵梁a的电弧焊接部分(焊道e周围)的放大视图。
在纵梁a的电弧焊接部分中，在图11中由尺寸t2示意的区域是氧化鳞片的区域，并且大量的焊渣在由图11中的长划短划线包围的区域中分散。
在根据该实施例的纵梁2的激光焊接部分中，在图10中由尺寸t1示意的区域是氧化鳞片的区域，该氧化鳞片的区域显著地小于图11中的氧化鳞片的区域。而且，几乎无任何焊渣围绕这个激光焊接部分分散。
这些结果已经确认了涂料能够被涂覆在根据该实施例的纵梁2的激光焊接部分的全部表面之上，并且由此能够产生高防锈效果。而且，因为该实施例的结构不包括被电弧焊接到基础构件的增强构件，所以在基础构件和增强构件之间未留出任何间隙并且因此涂料不易渗透到其中的部分被减小。
另外，称为复合环境腐蚀促进测试的复合循环腐蚀测试(CCT)的结果已经确认了在根据该实施例的纵梁2中的最大腐蚀量是在根据现有技术的纵梁中的大约一半。
其它实施例
本发明不限于以上实施例，并且在权利要求的范围和等价于权利要求的范围的范围内，任何变型和应用都是可能的。
例如，在该实施例中，反冲部2C的前端部分由该四个面板构件23、24、25、26构成，而反冲部2C的后端部分由该三个面板构件23、25、27构成。然而，在本发明中，构成每一个部分的面板构件的数目不受特别限制，而是能够被任意地设定为为了实现要求的载荷吸收性能和车身强度所要求的数目。
在该实施例中，板构件24、26、27被装配到在基础构件23、25中形成的切口23a、25a、23b中并且通过激光焊接而接合到基础构件23、25。然而，本发明不限于这个示例。可以替代地在基础构件23、25中形成开口，并且具有与开口的形状匹配的形状的板构件可以被装配到开口中并且通过激光焊接而接合到基础构件23、25。
在该实施例中，无任何增强构件被接合到纵梁2的内表面。然而，本发明不限于这个示例，并且本发明的构造可以与其中增强构件被接合的构造组合。在此情形中，也能够避免车身重量的显著增加，因为本发明的构造能够在采用具有小的质量的构件作为增强构件时实现要求的载荷吸收性能和车身强度。
本发明能够应用于在梯型框架中沿着车身长度方向延伸的一对左纵梁和右纵梁。

Claims (4)

1.一种纵梁，其特征在于包括：
基础构件，所述基础构件形成沿着车身长度方向延伸并且具有闭合截面结构的所述纵梁的主要部分；以及
板构件，所述板构件在板厚度和材料方面与所述基础构件不同，所述板构件被装配到形成在所述基础构件的一部分处的切口或开口中，其中
所述板构件具有激光焊接接合部，所述激光焊接接合部是所述板构件通过激光焊接而接合到所述基础构件的接合部分。
2.根据权利要求1所述的纵梁，其特征在于，所述板构件由具有比所述基础构件的抗拉强度低的抗拉强度的材料制成，并且所述板构件在车辆的正面碰撞中的碰撞载荷下变形。
3.根据权利要求1或2所述的纵梁，其特征在于：
所述纵梁包括：内梁构件，所述内梁构件形成车辆宽度方向上的内侧部分；以及外梁构件，所述外梁构件形成所述车辆宽度方向上的外侧部分，并且所述内梁构件和所述外梁构件被一体地焊接到一起以形成所述闭合截面结构；并且
所述纵梁包括弯曲部，所述弯曲部被成形为在所述弯曲部朝向车身后侧延伸时朝向所述车辆宽度方向上的外侧弯曲，并且，所述弯曲部的前端部处的所述外梁构件和所述弯曲部的后端部处的所述内梁构件分别通过将所述板构件装配到形成在所述基础构件的一部分处的所述切口或所述开口中并且通过激光焊接将所述板构件接合到所述基础构件来形成，其中，所述板构件由具有比所述基础构件的抗拉强度低的抗拉强度的材料制成。
4.一种纵梁的制造方法，所述制造方法的特征在于包括：
在形成所述纵梁的主要部分的基础构件的一部分处形成切口或开口；
将板构件装配到所述切口或所述开口中，其中，所述板构件在板厚度和材料两个方面均不同于所述基础构件；
通过激光焊接将已被装配到所述切口或所述开口中的所述板构件接合到所述基础构件；
将所述板构件已经接合到的所述基础构件连同所述板构件一起弯曲；以及
将由所述基础构件和板构件形成的第一梁构件和第二梁构件一体地接合到一起，使得由所述第一梁构件和所述第二梁构件形成闭合截面结构。
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