CN113173208A - 车辆用加强件 - Google Patents

Abstract

提供车辆用加强件，该车辆用加强件具备主体部，该主体部形成为中空梁状，沿着车辆宽度方向延伸并且车辆宽度方向的两端部由车辆的骨架构件支承，沿着车辆前后方向的切断面的面积随着从车辆宽度方向的端部朝向中央部而变大。

Description

车辆用加强件

技术领域

本公开涉及车辆用加强件。

背景技术

在日本特开2018-043713号公报中公开了加强车身的顶棚部的加强件(车顶加强件)。该加强件由以成为固定的板厚的方式冲压成形出的板状的金属材料构成。另外，加强件以架设于车顶纵梁等骨架构件之间的方式在车辆宽度方向上延伸。

车辆用的加强件有时为了轻量化而形成为中空的柱状。在该情况下，通过在加强件的车辆宽度方向端部产生的弯曲力矩，应力向加强件的车辆宽度方向中央部集中。因而，优选提高加强件的中央部的弯曲刚性及弯曲强度。

发明内容

本公开考虑上述事实，其目的在于，得到能够谋求轻量化并且确保弯曲刚性及弯曲强度的车辆用加强件。

用于解决课题的手段

本公开的第一方案的车辆用加强件具备主体部，该主体部形成为中空梁状，沿着车辆宽度方向延伸并且车辆宽度方向的两端部由车辆的骨架构件支承，沿着车辆前后方向的切断面的面积随着从车辆宽度方向的端部朝向中央部而变大。

第一方案的车辆用加强件具备形成为中空梁状的主体部。因而，与形成为板状的加强件相比能够抑制板厚并确保截面刚性，能够谋求轻量化。

车辆用加强件的主体部沿着车辆宽度方向延伸，车辆宽度方向的两端部由车辆的骨架构件支承。即，主体部在车辆的骨架构件之间在车辆宽度方向上架设。因而，在主体部的车辆宽度方向的端部产生弯曲力矩，应力向中央部集中。在此，主体部的沿着车辆前后方向的切断面的面积随着从车辆宽度方向的端部朝向中央部而变大。由此，成为了能够抑制主体部的重量增加并高效地提高应力集中的中央部的弯曲刚性及弯曲强度的结构。

在第二方案的车辆用加强件中，根据第一方案所记载的结构，在所述主体部的所述中央部设置有第一隔壁部，该第一隔壁部以大致车辆宽度方向为板厚方向，将所述主体部的内部分隔成车辆宽度方向的一侧和另一侧。

在第二方案的车辆用加强件中，在主体部的车辆宽度方向的中央部设置有第一隔壁部。该第一隔壁部被设为以大致车辆宽度方向为板厚方向而配置且将主体部的内部分隔成车辆宽度方向的一侧和另一侧的结构。由此，主体部的中央部的弯曲刚性及弯曲强度由第一隔壁提高，能够高效地加强应力集中的部位。

第三方案的车辆用加强件根据第一方案或第二方案所记载的结构，在所述主体部的内部设置有从车辆宽度方向的一端部到另一端部沿着车辆宽度方向延伸的至少一个肋。

在构成第三方案的车辆用加强件的主体部的内部设置有从车辆宽度方向的一端部到另一端部沿着车辆宽度方向延伸的至少一个肋。由此，能够提高主体部整体的弯曲刚性及弯曲强度。

第四方案的车辆用加强件根据第一方案～第三方案的任一方案所记载的结构，在所述主体部的内部设置有第二隔壁部，该第二隔壁部从车辆宽度方向的一端部到另一端部沿着车辆宽度方向设置，将所述主体部的内部分隔。

在第四方案的车辆用加强件中，主体部的内部由从车辆宽度方向的一端部到另一端部沿着车辆宽度方向设置的第二隔壁部分隔。由此，能够提高主体部整体的截面刚性。

第五方案的车辆用加强件根据第一方案～第四方案的任一方案所记载的结构，所述主体部的沿着车辆前后方向的截面的外形及大小形成为大致固定。

在第五方案的车辆用加强件中，主体部的沿着车辆前后方向的截面的外形及大小形成为大致固定。由此，整体的形状不复杂化，设计变得容易。

第六方案的车辆用加强件根据第一方案～第五方案的任一方案所记载的结构，所述主体部由包含非连续纤维作为增强材料的树脂材料成形。

在第六方案的车辆用加强件中，主体部由包含非连续纤维作为强化材料的树脂材料成形。因而，能够将车辆用加强件的主体部通过SMC成形而一体成形。因而，容易使主体部的切断面的面积配合车辆宽度方向的任意的位置而渐变。由此，能够稳定地提高主体部的中央部的弯曲刚性及弯曲强度，并且能够便宜地生产车辆用加强件。

第七方案的车辆用加强件根据第一方案～第六方案的任一方案所记载的结构，所述车辆的所述骨架构件被设为在车辆前后方向上延伸并且在车辆宽度方向上隔开规定的间隔而配的一对车顶纵梁，所述主体部由该车顶纵梁支承车辆宽度方向的两端部而加强车辆的车顶。

在第七方案的车辆用加强件中，主体部由一对车顶纵梁支承车辆宽度方向的两端部。由此，能够使用车辆用加强件来加强车辆的车顶，因此能够抑制车顶的重量增加并高效地加强车顶。

如以上说明那样，第一方案的车辆用加强件具有能够谋求轻量化并且确保弯曲刚性及弯曲强度这一优异的效果。

第二方案的车辆用加强件具有能够高效地加强车辆宽度方向的中央部这一优异的效果。

第三方案的车辆用加强件具有能够提高整体的弯曲刚性及弯曲强度这一优异的效果。

第四方案的车辆用加强件具有能够提高整体的截面刚性这一优异的效果。

第五方案的车辆用加强件具有能够设为简单的形状而使设计容易这一优异的效果。

第六方案的车辆用加强件具有能够稳定地提高中央部的弯曲刚性及弯曲强度并且能够便宜地生产这一优异的效果。

第七方案的车辆用加强件具有能够抑制车辆的车顶的重量增加并高效地加强车顶这一优异的效果。

附图说明

本发明的典型实施例将会基于以下的附图来详细描述，其中：

图1是概略地示出应用了第一实施方式的车辆用加强件的车辆的立体图；

图2是将图1所示的车辆用加强件的车辆宽度方向的端部放大示出的局部立体图；

图3是示出沿着图1的3-3线切断后的截面的车辆用加强件的剖视图；

图4是示出沿着图2的4-4线切断后的状态的车辆用加强件的剖视图；

图5是用于说明本实施方式的车辆用加强件的制造方法的示意图；

图6是示出第二实施方式的车辆用加强件的与图4对应的剖视图；

图7是示出第三实施方式的车辆用加强件的与图4对应的剖视图。

具体实施方式

以下，使用图1～图5对作为本实施方式的车辆用加强件的车顶加强件20进行说明。需要说明的是，在各图中适当示出的箭头FR表示车辆前方侧，箭头UP表示车辆上方侧，箭头RH表示车辆右侧。另外，在以下的说明中没有特别记载而使用前后、上下、左右的方向的情况下，表示车辆前后方向的前后、车辆上下方向的上下、朝向行进方向的情况下的左右。

如在图1中局部示出那样，车顶加强件(以下，称作“车顶R/F”)20被设为加强车辆10的车顶12A的加强构件。该车辆10具有构成车辆10的上部的车身12。在构成该车身12的顶棚部的车顶12A配置有作为骨架构件的一对车顶纵梁14。

一对车顶纵梁14构成了车顶12A的骨架构件的一部分，在车辆宽度方向上隔开规定的间隔而配置并且在车辆前后方向上延伸。各车顶纵梁14通过钢板制的车顶纵梁外件14A及车顶纵梁内件14B(参照图2)互相接合而构成闭合截面构造，作为整体而形成为中空梁状。在该车顶纵梁14的中间部结合有构成车身12的中央的骨架构件的支柱16的上端部。该支柱16通过钢板制的支柱外件16A及支柱内件16B(参照图2)互相接合而构成闭合截面构造，形成为大致整体在车辆上下方向上延伸的中空柱状。另外，支柱16的下端部接合于门槛(标号省略)。

如图1所示，在一对车顶纵梁14的中间部接合有与车顶纵梁14一起构成车顶12A的骨架构件的一部分的车顶R/F20。车顶R/F20具备形成为中空梁状的主体部22。主体部22在车辆宽度方向上延伸，架设于左右一对车顶纵梁14。由此，主体部22的车辆宽度方向的两端部支承于一对车顶纵梁14。另外，本实施方式的主体部22以使车辆宽度方向的中央部向车辆上方侧凸出的方式平缓地弯曲。

如图2所示，主体部22的车辆宽度方向的端部经由钢板制的接合构件18而接合于车顶纵梁14。该接合构件18使用螺栓30而固定于主体部22，与车顶纵梁14的车顶纵梁内件14B通过螺栓或焊接等而固定。而且，在接合构件18通过螺栓或焊接等而固定有支柱16的上端部。由此，车顶R/F20和支柱16经由接合构件18及车顶纵梁14而结合。

如图2及图4所示，主体部22形成为沿着车辆前后方向的截面被设为大致矩形状的闭合截面的中空梁状。更具体地说，主体部22由前壁部22A、后壁部22B、上壁部22C及下壁部22D构成。前壁部22A构成了主体部22的车辆前方侧的壁。后壁部22B与前壁部22A对向而配置，构成了主体部22车辆后方侧的壁。另外，上壁部22C构成了主体部22的车辆上方侧的壁，将前壁部22A和后壁部22B的上端彼此在车辆前后方向上连结。另外，下壁部22D构成了主体部22的车辆下方侧的壁，将前壁部22A和后壁部22B的下端彼此在车辆前后方向上连结。

在图3中示出了将主体部22沿着车辆宽度方向切断后的截面。如该图所示，主体部22的上壁部22C及下壁部22D板厚的板厚以从车辆宽度方向的端部到中央部变厚的方式渐变。因此，主体部22被设定成沿着车辆前后方向的切断面的面积从车辆宽度方向的端部到中央部变大，中央部的弯曲刚性及弯曲强度与车辆宽度方向的端部相比被提高。

需要说明的是，在本实施方式中，主体部22的沿着车辆前后方向的截面的外形及大小作为整体而形成为固定，被设为从主体部22的一端部到另一端部为止成为固定的粗细的结构。

另一方面，在主体部22的内部，在车辆宽度方向的中间部设置有第一隔壁24。该第一隔壁24以大致车辆宽度方向为板厚方向而配置，主体部22的内部由第一隔壁24分隔成车辆宽度方向的一侧和另一侧。通过该第一隔壁24，主体部22的中央部的弯曲刚性及弯曲强度被提高。

上述结构的车顶R/F20使用树脂材料而形成，上述的主体部22和第一隔壁24一体成形。更具体地说，车顶R/F20以包含非连续纤维作为增强材料的纤维增强树脂(FRP：FiberReinforced Plastics)为材料。在本实施方式中，能够应用碳纤维、玻璃纤维等作为非连续纤维。另外，该车顶R/F20通过后述的SMC成形而制造。

接着，使用图5来说明将上述的车顶R/F20通过SMC(Sheet Molding Compound：片状模塑料)成形来制造的方法。SMC成形是以下方法：将片状的SMC基材向成形模充入后，通过进行加压及加热而使其在成形模的内部流动，从而成形为任意的形状。需要说明的是，SMC基材被设为使非连续纤维含浸将固化剂、增粘剂、内部脱模剂、填充剂等混合而成的浆料状的树脂且在规定的条件下加热并增粘而得到的片材。

如图5所示，在SMC成形中使用的成形模100具备在上下方向上重叠的上模102和下模104。在上模102和下模104重叠的状态下，在上模102和下模104的内侧形成筒状的空间部。在该空间部还配置有能够从成形模100的两侧插入的一对芯棒106。各芯棒106形成为大致方柱状，随着从基端部成形顶端(成形模的中央侧)而变得尖细。

在制造车顶R/F20的工序中，首先，向成形模100的内部充入片状的SMC基材(未图示)。该SMC基材通过加压及加热而在密闭的成形模的内部流动，向上模102及下模104与芯棒106之间填充。在该工序中，在一对芯棒106之间设置有规定的间隔，流动的SMC基材的一部分也向该间隙填充。之后，当SMC基材的固化完成后，将一对芯棒106从成形模的内部拔出，并且从上模102和下模104取出成形后的SMC基材，由此制造工序完成。这样，车顶R/F20的主体部22成为沿着车辆前后方向的切断面的面积以从车辆宽度方向的端部朝向中央部变大的方式渐变的结构。另外，流入到一对芯棒106之间的间隙的SMC基材构成了在主体部22的内部设置的第一隔壁24。

(作用以及效果)

如以上说明那样，本实施方式的车顶R/F20具备形成为中空梁状的主体部22。因而，与形成为板状的加强件相比能够抑制板厚并确保截面刚性，能够谋求轻量化。

如图1及图2所示，车顶R/F20的主体部22沿着车辆宽度方向延伸，车辆宽度方向的两端部由车辆的一对车顶纵梁14支承。即，车顶R/F20在一对车顶纵梁14之间在车辆宽度方向上架设。因而，在主体部22的车辆宽度方向的端部产生弯曲力矩，应力向中央部集中。

在此，主体部22的沿着车辆前后方向的切断面的面积从车辆宽度方向的端部朝向中央部变大。更具体而言，主体部22的上壁部22C及下壁部22D的板厚以从车辆宽度方向的端部朝向中央部变大的方式渐变。由此，能够抑制主体部22的重量增加，并高效地提高应力集中的中央部的弯曲刚性及弯曲强度。

另外，在本实施方式中，在主体部22的内部，在车辆宽度方向的中央部设置有第一隔壁24。该第一隔壁24以大致车辆宽度方向为板厚方向而配置，被设为将主体部分隔成车辆宽度方向的一侧和另一侧的结构。由此，主体部22的中央部的弯曲刚性及弯曲强度由第一隔壁24提高，能够高效地加强应力集中的部位。

另外，在本实施方式的主体部22中，沿着车辆前后方向的截面的外形及大小形成为大致固定。因而，整体的形状不复杂化，车顶R/F20的设计变得容易。

另外，本实施方式的车顶R/F20由包含非连续纤维作为增强材料的树脂材料成形。因而，能够将车顶R/F20的主体部通过SMC成形而一体成形。因而，容易使车辆用加强件的切断面的面积配合车辆宽度方向的任意的位置而渐变，能够稳定地提高中央部的弯曲刚性及弯曲强度并且便宜地生产。

另外，在本实施方式中，车顶R/F20和支柱16经由接合构件18及车顶纵梁14而结合。由此，车顶R/F20由车顶纵梁14和支柱16支承，因此能够提高车顶纵梁14的支承刚性。

以下，使用图6对作为第二实施方式的车辆用加强件的车顶加强件40进行说明。如该图所示，本实施方式的车顶加强件40在具备第二隔壁部42这一点上与第一实施方式的车顶R/F20不同。其他结构与第一实施方式的车顶R/F20相同。

第二隔壁部42一体成形于构成车顶加强件40的主体部22，以大致车辆前后方向为板厚方向而配置。该第二隔壁部42形成为固定的板厚，将主体部22的上壁部22C与下壁部22D连结。另外，第二隔壁部42从主体部22的车辆宽度方向的一端部到另一端部为止沿着车辆宽度方向延伸。由此，车顶加强件40的内部由第二隔壁部42分隔为车辆前后。

(作用以及效果)

根据上述结构，主体部22的内部由从车辆宽度方向的一端部到另一端部沿着车辆宽度方向设置的第二隔壁部42分隔。由此，将主体部22沿着车辆前后方向切断后的截面形状成为格子形状，能够提高车辆用加强件整体的截面刚性。

以下，使用图7对作为第三实施方式的车辆用加强件的车顶加强件50进行说明。如该图所示，本实施方式的车顶加强件50在主体部22的内部设置加强用的肋52这一点上与第二实施方式的车顶加强件40不同。其他结构与第二实施方式的车顶加强件40相同。

肋52一体成形于车顶加强件50的主体部22的内部。在本实施方式中，隔着第二隔壁部42而在车辆前方侧及车辆后方侧的各侧在上壁部22C和下壁部22D各设置有一个肋52。换言之，隔着第二隔壁部42而在车辆前方侧及车辆后方侧的各侧设置有两组在车辆上下方向上对向而配置的一对肋52。这些肋52以大致车辆前后方向为板厚方向而配置，以车辆上下方向为高度方向而延伸。另外，这些肋52从主体部22的车辆宽度方向的一端部到另一端部为止沿着车辆宽度方向延伸。

(作用以及效果)

根据上述结构，能够将主体部22的车辆宽度方向的全域的弯曲刚性及弯曲强度通过肋52而提高。

[补充说明]

上述各实施方式的结构能够适当组合。

在上述各实施方式中，设为了使车顶加强件20、40、50的上壁部22C及下壁部22D的板厚渐变而使车顶加强件20、40、50的沿着车辆前后方向的切断面的面积变化的结构。但是，本发明不限于此。将构成主体部22的前壁部22A、后壁部22B、上壁部22C、下壁部22D中的至少1个壁部的板厚构成为从车辆宽度方向的端部到中央变厚即可。

另外，在上述各实施方式中，对架设于车顶纵梁14的中间部的车顶加强件20、40、50进行了说明，但本发明中的车辆用加强件不限于此。例如，也可以构成为架设于车顶纵梁14的前端部或后端部的车顶加强件。

另外，在上述各实施方式中，将车辆用加强件设为加强车顶12A的车顶加强件20、40、50而进行了说明，但本发明不限于此。也可以将车辆用加强件构成为对配置于车辆前部或后部的车辆的前保险杠或后保险杠进行加强的保险杠加强件。在该情况下，本发明中的车辆的骨架构件被设为在车辆前后方向上延伸并且在车辆宽度方向上隔开规定的间隔而配置的一对纵梁。并且，车辆用加强件的两端部成为支承于一对纵梁的车辆前后方向的端部的结构。在该情况下，应力也会向架设于左右一对纵梁间的车辆用加强件的车辆宽度方向的中央部集中，因此，通过增大该中央部的板厚(截面的面积)，能够高效地加强车辆用加强件。

另外，在上述各实施方式中，设为了主体部22的沿着车辆前后方向的截面的外形及大小形成为大致固定的结构，但本发明不限于此。例如，也可以将主体部22的沿着车辆前后方向的截面的外形及大小形成为随着从车辆宽度方向的中央部朝向端部而变大。

另外，在上述各实施方式中，车顶加强件20、40、50由纤维增强树脂材料构成，但本发明不限于此。也可以利用不包含纤维状的增强材料的树脂材料形成车辆用加强件。在该情况下，也能够与金属制的车辆用加强件相比实现轻量化和高效的刚性及强度的提高。

另外，在上述第二实施方式及第三实施方式中，在主体部22的内部设置有1个第二隔壁部42，但本发明不限于此。在主体部22的内部设置的第二隔壁部42也可以是2个以上。而且，第二隔壁部42也可以是将主体部22的前壁部22A与后壁部22B在车辆前后方向上连结的结构。

另外，在上述第三实施方式中，肋52一体形成于主体部22的上壁部22C及下壁部22D。但是，本发明不限于此。例如，也可以是在主体部22的前壁部22A、后壁部22B一体形成肋52的结构。另外，肋52的数量能够适当变更。

Claims (9)

1.一种车辆用加强件，

具备主体部，该主体部形成为中空梁状，沿着车辆宽度方向延伸并且车辆宽度方向的两端部由车辆的骨架构件支承，沿着车辆前后方向的切断面的面积随着从车辆宽度方向的端部朝向中央部而变大。

2.根据权利要求1所述的车辆用加强件，

在所述主体部的所述中央部设置有第一隔壁部，该第一隔壁部以大致车辆宽度方向为板厚方向，将所述主体部的内部分隔成车辆宽度方向的一侧和另一侧。

3.根据权利要求1或2所述的车辆用加强件，

在所述主体部的内部设置有从车辆宽度方向的一端部到另一端部沿着车辆宽度方向延伸的至少一个肋。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的车辆用加强件，

在所述主体部的内部设置有第二隔壁部，该第二隔壁部从车辆宽度方向的一端部到另一端部沿着车辆宽度方向设置，将所述主体部的内部分隔。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的车辆用加强件，

所述主体部的沿着车辆前后方向的截面的外形及大小形成为大致固定。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的车辆用加强件，

所述主体部由包含非连续纤维作为增强材料的树脂材料成形。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的车辆用加强件，

所述主体部由SMC基材成形。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的车辆用加强件，

所述车辆的所述骨架构件被设为在车辆前后方向上延伸并且在车辆宽度方向上隔开规定的间隔而配置的一对车顶纵梁，

所述主体部由该车顶纵梁支承车辆宽度方向的两端部而加强车辆的车顶。

9.根据权利要求1～7中任一项所述的车辆用加强件，

所述车辆的所述骨架构件被设为在车辆前后方向上延伸并且在车辆宽度方向上隔开规定的间隔而配置的一对纵梁，

所述主体部由该一对纵梁支承车辆宽度方向的两端部而加强车辆的保险杠。

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