CN115107881A - 车体面板结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车体面板结构，仅将既有的车体面板的形状改变设计，将来自车架构件的反覆输入的载荷作用在车体面板而引起的应力有效的分散，抑制车体面板的应力集中，能够防止车体面板的破损、龟裂等，从而提高车体面板的刚性及耐久性。车体面板结构包括：应力缓和部，设置在车体面板且位在用于将所述车体面板与车架构件连接的多个连接边之间。

Description

车体面板结构
技术领域
本发明涉及一种车体面板结构，尤其涉及一种车辆的车体面板结构。
背景技术
现有技术的车辆的制造业中，一般地，车体具有供乘员乘车的座舱(车室)和配置在座舱的前方且收纳发动机等的发动机室，在座舱的下表面设有地板面板。在发动机室中，构成该左右框部的一对前侧车架沿前后方向延伸。另外，地板面板支承在其下方沿前后方向延伸的地板框架上。而且，在座舱的前部的车体的宽度方向的两角部连续地形成有一对前柱以及一对下纵梁，并且，在一对前柱的上部之间架设有沿宽度方向延伸的闭合截面构造的发动机罩。在由地板面板和发动机罩(cowl board)包围的部分上，设有分隔发动机室和座舱的仪表板下部件(dashboard lower section)(仪表板面板(dash panel))。一对前侧车架(front side frame)的后端连接在仪表板下部件上。悬架支撑罩(suspensiontower)固定在连接到仪表板下部件的一对前侧车架上。这里的构件(component)之间是通过焊接接合的方式连接。在如上述现有技术那样悬架支撑罩、仪表板下部件和前侧车架之间通过焊接接合的构造中，存在以下问题点。即，例如在不平的路面的行驶而车体产生变形时，由于载荷被输入到焊接点(welding spot)，所以容易在焊接点的端部产生龟裂(crack)，可能导致通过焊接接合的构件之间产生剥离。
发明内容
[发明所要解决的问题]
现有技术中，在悬架支撑罩配置补强构件，来抑制焊接接合的部位由被输入载荷而导致龟裂，然而，当车辆在行驶时，车体突然承受外力而引起推升载荷时，所产生的力矩将会作用在前侧车架与地板面板之间的焊接接合的部位，导致对应这些焊接接合的部位的车体面板有应力集中(stress concentration)的现象，从而导致车体面板的破损、龟裂等。
鉴于以上方面，本发明的目的在于提供一种车体面板结构，仅将既有的车体面板的形状改变设计，将来自车架构件的反覆输入的载荷作用在车体面板而引起的应力有效的分散，抑制车体面板的应力集中，能够防止车体面板的破损、龟裂等，从而提高车体面板的刚性及耐久性。
[解决问题的技术手段]
[1]为了达成所述目的，本发明是一种车体面板结构，包括：应力缓和部，设置在车体面板且位在用于将所述车体面板与车架构件连接的多个连接边之间。
根据本发明，将应力缓和部设置在车体面板，应力缓和部设置在用于将车体面板与车架构件连接的多个连接边之间。换句话说，在车体面板的可能产生应力集中的部位，形成分散应力的应力缓和部。因此，仅将既有的车体面板的形状改变设计，将来自车架构件的反覆输入的载荷作用在车体面板而引起的应力有效的分散，抑制车体面板的连接边之间的应力集中，能够防止车体面板的破损、龟裂等，从而提高车体面板的刚性及耐久性。除此之外，可以简便的以冲压加工方式形成应力缓和部，从而使车体面板的制造过程简单化，能够大幅降低制造成本。
[2]并且，在本发明中，所述车体面板具备仪表板面板及脚踏部，所述车架构件具备减振器罩，所述减振器罩固定在所述车架构件的上侧，多个所述连接边包括连接在所述车架构件的所述上侧与所述仪表板面板之间的上部连接边以及连接在所述脚踏部与所述车架构件的内端侧之间的侧部连接边，所述应力缓和部形成在所述上部连接边与所述侧部连接边之间。
根据所述结构，形成连接边的部位通常会产生应力集中，例如，当车辆在行驶时，车体突然承受外力而引起推升载荷时，所产生的力矩将会作用在车架构件与地板面板之间的焊接接合的部位，导致对应这些焊接接合的部位的车体面板有应力集中的现象，例如上部连接边和侧部连接边等部位会产生应力集中，若不将应力分散的话，可能导致车体面板的破损、龟裂等。如此，通过将应力缓和部设置在上部连接边和侧部连接边之间，以分散应力，当车体突然承受外力时，可通过应力缓和部的设置使车体变形和分散应力，防止车体面板的破损、龟裂等。
[3]并且，在本发明中，所述车体面板具备弯曲的连接在所述仪表板面板与所述脚踏部之间的折曲部，所述应力缓和部以跨越所述折曲部的方式配置在所述车体面板。
根据所述结构，通过将应力缓和部以跨越连接在仪表板面板与脚踏部之间的折曲部的方式配置在车体面板，能够通过应力缓和部的变形而容易使折曲部变形而有效的分散应力，防止车体面板的破损、龟裂等。
[4]并且，在本发明中，所述侧部连接边由第1侧部连接边和第2侧部连接边构成，所述第1侧部连接边与所述车体面板的轮罩部邻接的设置，所述第2侧部连接边与所述第1侧部连接边在车体的宽度方向上相对且所述第2侧部连接边相较于所述第1侧部连接边位在所述宽度方向的车体的更内侧，所述应力缓和部形成在所述第2侧部连接边与所述上部连接边之间。
根据所述结构，通过将应力缓和部设置在与轮罩部的棱线相隔一距离的第2侧部连接边的附近，亦即将应力缓和部设置在第2侧部连接边与上部连接边之间，而应力缓和部不是设置在有棱线的第1侧部连接边，以使通过轮罩部的棱线抑制第1侧部连接边的变形并且通过第2侧部连接边旁边的应力缓和部的设置分散应力以使应力集中得到缓和，有效防止车体面板的破损、龟裂等，且能够提高车体面板的整体的刚性。
[5]并且，在本发明中，所述应力缓和部至少在车体的上下方向上与所述上部连接边及所述侧部连接边重叠。
根据所述结构，通过将应力缓和部设置成至少在车体的上下方向上与上部连接边及侧部连接边都有重叠，使得上部连接边和侧壁连接边能够更容易的变形而有效的分散应力，防止车体面板的破损、龟裂等。
[6]并且，在本发明中，所述应力缓和部形成为所述应力缓和部的长度方向上的端部具备锥形的形状。
根据所述结构，通过将应力缓和部形成为应力缓和部的长度方向上的端部具备锥形的形状，能够提高车体面板的冲压加工作业的生产性能。例如，冲压加工作业所使用的模具的形状简单，因此模具的制造及维护作业变得简单，从而能够使车体面板的冲压加工作业的生产性能提高。
[7]并且，在本发明中，所述车架构件具备由单独构件构成的连接凸缘部，所述车架构件通过所述连接凸缘部与所述车体面板连接而形成多个所述连接边。
根据所述结构，将车架构件和用来将车架构件连接到其他构件的连接边个别的使用单独的构件构成，而不将车架构件和连接边做成一体成型，将由单独构件构成的连接凸缘部设置在车架构件的欲形成连接边的部位。如此，即使车架构件被选择使用更大的尺寸时，由于连接凸缘部是由单独的构件构成，通过连接凸缘部连接在车架构件和车体面板之间，且通过设置在车体面板的应力缓和部能够分散集中在车体面板的应力，防止车体面板的破损、龟裂等。此外，能够使不同型号的构件的共用变的更简便。
[8]并且，在本发明中，所述仪表板面板具有垂直面部和与所述垂直面部邻接且与所述垂直面部不共面的倾斜面部，所述垂直面部、所述倾斜面部和所述脚踏部汇合而形成汇合部，所述应力缓和部形成在所述汇合部与所述连接边之间。
根据所述结构，仪表板面板的垂直面部和倾斜面部和脚踏部都是彼此不共面的三个面，这些不共面的三个面汇合而形成汇合部，汇合部会产生应力集中，通过将应力缓和部形成在汇合部与连接边之间，能够有效分散应力，防止车体面板的汇合部破损、龟裂等。
[9]并且，在本发明中，通过点焊焊接形成将所述车体面板与所述车架构件接合的所述连接边。
根据所述结构，通过点焊焊接形成车体面板与车架构件接合的连接边，亦即以预定的间隔将车体面板与车架构件点焊焊接的方式接合，能够牢固的连接车体面板和车架构件，提高车体面板结构的整体的刚性。
[发明的效果]
基于上述，本发明的车体面板结构，应力缓和部设置在用于将车体面板与车架构件连接的多个连接边之间，在车体面板的可能产生应力集中的部位，形成分散应力的应力缓和部。据此，仅将既有的车体面板的形状改变设计，将来自车架构件的反覆输入的载荷作用在车体面板而引起的应力有效的分散，抑制车体面板的应力集中，能够防止车体面板的破损、龟裂等，从而提高车体面板的刚性及耐久性。除此之外，可以简便的以冲压加工方式形成应力缓和部，从而使车体面板的制造过程简单化，能够大幅降低制造成本。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施方式，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1是本发明的实施方式的一种车体面板结构的示意图。
图2是从另一面观察图1的车体面板结构的示意图。
图3是图1的车体面板结构的部分放大的示意图。
[符号的说明]
1：车体面板结构
4：车架构件(前侧车架)
4A：连接凸缘部
10：车体面板
14：脚踏部
16：轮罩部
16A：主拱部
17：减振器罩
300：应力缓和部
300A：端部
400：连接边
402：上部连接边
404：侧部连接边
404A：第1侧部连接边
404B：第2侧部连接边
200：仪表板面板
200A：垂直面部
200B：倾斜面部
200C：汇合部
204：折曲部
具体实施方式
以下，基于附图来说明本发明的实施方式。需要说明的是，在以下说明的各实施方式中，对于共同部分标注同一附图标记，省略重复的说明。以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。在以下说明的实施方式中，当提及个数、量等时，除了有特殊的记载以外，本发明的范围不一定限于该个数、量等。另外，在以下的实施方式中，各构成要素除了有特殊的记载以外，对本发明来说不一定是必须的。另外，以下当存在多个实施方式时，除了有特殊的记载以外，能够适当地组合各实施方式的特征部分从最初就是预先确定的。
参照附图，说明包括本发明的各实施方式的车体面板结构。各附图中的FR表示车辆的前后方向的前方向，UP表示车辆的上下方向的上方向，IN表示车辆的宽度方向的内侧方向。此外，本发明的说明书中所述的方向及位置都是以将车头面向前方的状态作为前提而定义。
图1是本发明的实施方式的一种车体面板结构的示意图。图2是从另一面观察图1的车体面板结构的示意图。图3是图1的车体面板结构的部分放大的示意图。图1中，出纸面的方向表示车辆的后方向，入纸面的方向表示车辆的前方向。
如图1所示，车体面板结构1具有：配置在前方且构成发动机室E的左右框部的前侧车架(front side frame)4；配置在这些前侧车架4的后方且左右外侧，沿上下方向延伸的前柱(front pillar)5；配置在两个前侧车架4的上方、各前端接合在前侧车架4的前端、且各后端接合在前柱5上的上部梁(upper member)6；对发动机室E和配置在发动机室E的后方的座舱R进行分隔，并接合在前侧车架4、前柱5以及上部梁6上的仪表板面板200。
仪表板面板200是对平板状的构件(例如金属构件)实施冲压加工(pressingoperation)等而形成的部件。在仪表板面板200的左右两侧分别设有轮罩部(wheelhousing)16。各轮罩部16以分别朝向座舱R侧鼓出的方式形成。前侧车架4的上方设置有减振器罩17，减振器罩17又称为悬架支撑罩(suspension tower)，减振器罩17固定在前侧车架的上侧。另外，在仪表板面板200的下部的凸缘部上接合有地板面板(floor panel)9。而且，地板面板9接合在配置于其左右两侧且分别沿前后方向延伸的下纵梁(side sill)8上。另外，地板面板9支承在配置于其下方且沿前后方向延伸的地板框架上。在仪表板面板200的宽度方向的中央的部位，一体形成有朝向上方鼓出的通道部(tunnel part)13。将隔着通道部13的左侧和右侧设置有脚踏部(toe board)14。另外，在脚踏部14与仪表板面板200的中央部之间的位置，形成有连通发动机室E和座舱R的转向用开口部20，转向用开口部20用于使车辆的转向轴贯穿。
请参考图1到图3，车体面板结构1中的车体面板10与前侧车架4(以下称车架构件4)之间通过焊接接合的方式连接。例如，可通过点焊焊接形成将车体面板10与车架构件4接合的连接边400。如图3所示，可通过以预定的间隔进行点焊焊接的方式，将车体面板10与车架结构4接合。如此，能够牢固的连接车体面板10和车架构件4，提高车体面板结构1的整体的刚性。
此外，在本实施方式中，车架构件4和形成连接边400的构件都是单独构成的各别的构件。车架构件4通过由单独构件构成的连接凸缘部4A与车体面板10连接而形成多个连接边400。
本实施方式中的车体面板构件根据这样的结构，如图2所示，将车架构件4和用来将车架构件4连接到其他构件的连接边400各别的使用单独的构件构成，而不将车架构件4和连接边400做成一体成型，将由单独构件构成的连接凸缘部4A设置在车架构件4的欲形成连接边400的部位。
由此，在生产过程中，当在不同的车型中共用车架构件4和车体面板10时，由于每个构件的标准不同，为了确保都能够符合共用的条件，通常会将连接部做成比实际需求更大的尺寸。这样一来，构件的尺寸会增加并且尺寸变大的连接部也会造成构件之间连接的距离，从而导致更容易引起应力集中。如本实施方式中，如图2所示，通过将由单独构件构成的连接凸缘部4A设置在车架构件4的欲形成连接边400的部位，即使车架构件4被选择使用更大的尺寸时，由于连接凸缘部4A是由单独的构件构成，通过连接凸缘部4A连接在车架构件4和车体面板10之间，且通过设置在车体面板10的应力缓和部300能够分散集中在车体面板10的应力，防止车体面板10的破损、龟裂等。此外，能够使不同型号的构件的共用变的更简便。
如图1及图2所示，在本实施方式的车体面板结构1中，将车体面板10与车架构件4接合的连接边400例如以三个连接边为举例说明。在这些连接边400之间设置应力缓和部300。应力缓和部300设置在车体面板10，并且位在连接边400之间。图1及图2中，车体面板10的隔著通道部13的左侧及右侧，在多个连接边400之间，都设置了至少一个应力缓和部300。
通过将应力缓和部300设置在车体面板10的用于将车体面板10与车架构件4连接的多个连接边400之间，在车体面板10的可能产生应力集中的部位，形成分散应力的应力缓和部300。因此，仅将既有的车体面板10的形状改变设计，来自车架构件4的反覆输入的载荷作用在车体面板10而引起的应力能够被有效的分散，抑制车体面板10的连接边400之间的应力集中，能够防止车体面板10的破损、龟裂等。从而提高车体面板10的刚性及耐久性。除此之外，可以简便的以冲压加工方式形成应力缓和部300，从而使车体面板10的制造过程简单化，能够大幅降低制造成本。
如图3所示，多个连接边400包括上部连接边402及侧壁连接边404。上部连接边402位在设置有减振器罩17的车架构件4的上侧的更靠近车体的内侧的部位。上部连接边402连接在车架构件4的上侧与仪表板面板200之间，侧壁连接边404连接在脚踏部14与车架构件4的内端侧之间。如图3所示，应力缓和部300形成在上部连接边402与侧部连接边404之间。
本实施方式中，车架构件4的上侧上连接有减振器罩17和仪表板面板200，减振器罩17的设置位置是在车体的外侧，而相较于此，仪表板面板200比较靠近车体的内侧，且车架构件4的内端侧(也就是车架构件4的位在车体的内侧的最末端与车体面板10连接的部位)与脚踏部14连接。
这些形成连接边400的部位通常会产生应力集中，例如，当车辆在行驶时，车体突然承受外力而引起推升载荷时，所产生的力矩将会作用在车架构件4与地板面板9之间的焊接接合的部位，导致对应这些焊接接合的部位的车体面板10有应力集中的现象，例如上部连接边402和侧部连接边404等部位会产生应力集中，若不将应力分散的话，可能导致车体面板10的破损、龟裂等。如此，通过将应力缓和部300设置在上部连接边402和侧部连接边404之间，以分散应力，当车体突然承受外力时，可通过应力缓和部的设置使车体变形和分散应力，防止车体面板10的破损、龟裂等。
此外，如3所示，侧部连接边404可由第1侧部连接边404A和第2侧部连接边404B构成。第1侧部连接边404A与车体面板10的轮罩部16邻接的设置。第2侧部连接边404B与第1侧部连接边404A在车体的宽度方向上相对且第2侧部连接边404B相较于第1侧部连接边404A位在宽度方向的车体的更内侧。应力缓和部300形成在第2侧部连接边404B与上部连接边402之间。
本实施方式中，车体面板10的最外侧和脚踏部14之间设置有轮罩部16，轮罩部16具有容纳车轮的主拱部16A，主拱部16A、脚踏部14和仪表板面板200之间会有棱线存在。第1侧部连接边404A与轮罩部16邻接的设置，亦即第1侧部连接边404A与主拱部16A的棱线邻接的设置。第2侧部连接边404B与第1侧壁连接边404A在宽度方向上相隔一距离。通过将应力缓和部300设置在与轮罩部16的主拱部16A的棱线相隔一距离的第2侧部连接边404B的附近，亦即将应力缓和部300设置在第2侧部连接边404B与上部连接边402之间，而应力缓和部300不是设置在有棱线的第1侧部连接边404A，以使通过轮罩部16的棱线抑制第1侧部连接边404A的变形并且通过第2侧部连接边404B旁边的应力缓和部300的设置分散应力以使应力集中得到缓和，有效防止车体面板10的破损、龟裂等。
此外，如图3所示，各应力缓和部300例如是将车体面板10进行形状上的改变的加工形成的突条(bead)，例如是形成为大致直线状的突条。本实施方式中，应力缓和部300的形成方式例如是通过冲压加工方式(pressing operation)或者模压成型方式(compression molding)形成圆弧状(大致半圆形)的横截面形状。若观察车体面板10的发动机室E侧的表面的话，应力缓和部300是从发动机室E侧朝向座舱R侧凹入的状况，若观察车体面板10的座舱R侧的表面的话，应力缓和部300是从发动机室E侧朝向座舱R侧突出的状况。
如图3所示，应力缓和部300至少在车体的上下方向上与上部连接边402及侧部连接边404重叠。本实施方式中，如图3所示，应力缓和部300在车体的上下方向上与上部连接边402及第2侧部连接边404B重叠。
通过将应力缓和部300设置成至少在车体的上下方向上与上部连接边402及侧部连接边404有重叠，当车体突然承受外力时，使得上部连接边402和侧壁连接边404能够更容易的变形而有效的分散应力，防止车体面板10的破损、龟裂等。
除此之外，应力缓和部300形成为应力缓和部300的长度方向上的端部300A具备锥形的形状。如图3所示，应力缓和部300的两个端部300A都是形成为越到端点的部位横截面逐渐变得越小。如此，能够提高车体面板10的冲压加工作业的生产性能。例如，冲压加工作业所使用的模具(例如冲压头)的形状简单，因此模具的制造及维护作业变得简单，能够提高车体面板结构1的整体性的结构强度以外，也可以简便的以冲压加工方式在仪表板面板200上形成沿上下方向大致直线状延伸的应力缓和部300。从而能够使车体面板10的冲压加工作业的生产性能提高，使车体面板10的制造过程简单化，能够大幅降低制造成本。
除此之外，仪表板面板200具有垂直面部200A和与垂直面部200A邻接且与垂直面部200A不共面的倾斜面部200B。如图1所示，垂直面部200A、倾斜面部200B和脚踏部14汇合而形成汇合部200C。应力缓和部300形成在汇合部200C与连接边400之间。
仪表板面板200的垂直面部200A和倾斜面部200B和脚踏部14都是彼此不共面的三个面，这些不共面的三个面汇合而形成汇合部200C。如图1所示，在本实施方式中，应力缓和部300是设置在汇合部200C与上部接合边402之间，并且应力缓和部300设置成在上下方向延伸，如此，应力缓和部300位在汇合部200C与上部连接边402之间且与第2侧部连接边404B重叠。汇合部200C会产生应力集中，通过将应力缓和部300形成在汇合部200C与第2侧部连接边404B之间，当车体突然承受外力时，能够有效分散应力，防止车体面板10的汇合部200C破损、龟裂等。
此外，仪表板面板200和脚踏部14不共面，使车体面板10弯曲而形成连接在仪表板面板200与脚踏部14之间的折曲部204，应力缓和部300以跨越折曲部204的方式配置在车体面板10。如此，通过将应力缓和部300以跨越连接在仪表板面板200与脚踏部14之间的折曲部204的方式配置在车体面板10，当车体突然承受外力时，能够通过应力缓和部300的变形而容易使折曲部204变形而有效的分散应力，防止车体面板10的破损、龟裂等。
综合上述，本发明的车体面板结构1，应力缓和部300设置在用于将车体面板10与车架构件4连接的多个连接边400之间，在车体面板10的可能产生应力集中的部位，形成分散应力的应力缓和部300。据此，仅将既有的车体面板10的形状改变设计，将来自车架构件4的反覆输入的载荷作用在车体面板10而引起的应力有效的分散，抑制车体面板10的应力集中，能够防止车体面板10的破损、龟裂等，从而提高车体面板的刚性及耐久性。除此之外，可以简便的以冲压加工方式形成应力缓和部，从而使车体面板的制造过程简单化，能够大幅降低制造成本。
最后应说明的是：以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的实施方式的技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种车体面板结构，其特征在于，包括：
应力缓和部，设置在车体面板且位在用于将所述车体面板与车架构件连接的多个连接边之间。
2.根据权利要求1所述的车体面板结构，其特征在于，
所述车体面板具备仪表板面板及脚踏部，所述车架构件具备减振器罩，所述减振器罩固定在所述车架构件的上侧，多个所述连接边包括连接在所述车架构件的所述上侧与所述仪表板面板之间的上部连接边以及连接在所述脚踏部与所述车架构件的内端侧之间的侧部连接边，
所述应力缓和部形成在所述上部连接边与所述侧部连接边之间。
3.根据权利要求2所述的车体面板结构，其特征在于，
所述车体面板具备弯曲的连接在所述仪表板面板与所述脚踏部之间的折曲部，所述应力缓和部以跨越所述折曲部的方式配置在所述车体面板。
4.根据权利要求2所述的车体面板结构，其特征在于，
所述侧部连接边由第1侧部连接边和第2侧部连接边构成，所述第1侧部连接边与所述车体面板的轮罩部邻接的设置，所述第2侧部连接边与所述第1侧部连接边在车体的宽度方向上相对且所述第2侧部连接边相较于所述第1侧部连接边位在所述宽度方向的车体的更内侧，
所述应力缓和部形成在所述第2侧部连接边与所述上部连接边之间。
5.根据权利要求2所述的车体面板结构，其特征在于，
所述应力缓和部至少在车体的上下方向上与所述上部连接边及所述侧部连接边重叠。
6.根据权利要求2所述的车体面板结构，其特征在于，
所述应力缓和部形成为所述应力缓和部的长度方向上的端部具备锥形的形状。
7.根据权利要求1所述的车体面板结构，其特征在于，
所述车架构件具备由单独构件构成的连接凸缘部，所述车架构件通过所述连接凸缘部与所述车体面板连接而形成多个所述连接边。
8.根据权利要求2所述的车体面板结构，其特征在于，
所述仪表板面板具有垂直面部和与所述垂直面部邻接且与所述垂直面部不共面的倾斜面部，所述垂直面部、所述倾斜面部和所述脚踏部汇合而形成汇合部，所述应力缓和部形成在所述汇合部与所述连接边之间。
9.根据权利要求1所述的车体面板结构，其特征在于，
通过点焊焊接形成将所述车体面板与所述车架构件接合的所述连接边。
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