CN115335276A - 车身侧部结构及车身侧部结构的制造方法 - Google Patents
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Abstract
车身侧部结构具备:铝合金制的侧板外侧件(2),其形成具有车门开口的开口凸缘;钢制的加强构件(4),其重叠在比侧板外侧件(2)靠车宽方向的内侧的位置;钢制的内板(3),其重叠在比加强构件(4)靠车宽方向的内侧的位置;机械结合部(5),其在通过粘接剂(20)将侧板外侧件(2)与加强构件(4)粘接了的状态下沿着开口凸缘的长度方向以40mm以上且80mm以下的间隔(P1)设有多个,且通过机械结合将侧板外侧件(2)与加强构件(4)结合;电阻焊接部(6),其在长度方向上设置在多个机械结合部(5)之间,且在侧板外侧件(2)、加强构件(4)及内板(3)这三张构件重叠的状态下将加强构件(4)与内板(3)接合。
Description
技术领域
本发明涉及车身侧部结构及车身侧部结构的制造方法。
本申请基于2020年4月17日提出申请的日本国特愿2020-073874号而主张优先权,并将其内容援引于此。
背景技术
已知有在车身侧部的上部设有车顶侧部的结构,该车顶侧部通过配设有沿着车身前后方向延伸的内板,在该内板的外侧配设有侧板外侧件,并夹设有加强构件,由此具有成为车身骨架的闭合截面。提出有各种在车顶侧部中用于进行形成闭合截面的多个板构件彼此的结合、以及板构件相对于车身侧的构件的结合的技术。
例如,在专利文献1中,公开了具备为了轻量化而设为铝制的侧板外侧件、经由第一接合部与侧板外侧件接合的钢制的内板、以及经由第二接合部与侧板外侧件接合的同样为了轻量化而设为铝制的顶板的结构。第一接合部与第二接合部彼此分离。根据专利文献1所记载的技术,铝制的顶板经由铝制的侧板外侧件间接地与钢制的内板相连。由此,能够由铝制的侧板外侧件来吸收因铝与钢的线膨胀系数的不同而在铝制的顶板上产生的应变。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本国特开2018-149828号公报
发明内容
本发明要解决的问题
然而,在专利文献1所记载的技术中,由于铝与钢这样的不同材料接合所使用的铆钉结合是将多个板构件一次性重合来进行结合的方法,因此,在对车顶拱板与内板进行结合时,只能将车顶拱板相对于内板从车室内侧的一方进行结合,难以提高车顶侧部的安装强度。因此,在现有技术中,在提高车顶侧部的结合强度并提高车身侧部结构中的刚性这一点上存在课题。
本发明的方案提供一种在钢制的无骨架式结构的基于铝实现的车身轻量化中,与现有技术相比能够提高刚性的车身侧部结构及车身侧部结构的制造方法。
用于解决课题的方案
(1)本发明的一方案的车身侧部结构具备:铝合金制的侧板外侧件,其形成车身的具有车门开口的开口凸缘;钢制的加强构件,其重叠在比所述侧板外侧件靠所述车身的车宽方向的内侧的位置;钢制的内板,其重叠在比所述加强构件靠所述车宽方向的内侧的位置;机械结合部,其在通过粘接剂将所述侧板外侧件与所述加强构件粘接了的状态下沿着所述开口凸缘的长度方向以40mm以上且80mm以下的间隔设有多个,且通过机械结合将所述侧板外侧件与所述加强构件结合;以及焊接部,其在所述长度方向上设置在多个所述机械结合部之间,且在所述侧板外侧件、所述加强构件及所述内板这三张构件重叠的状态下将所述加强构件与所述内板接合。
(2)在上述(1)的方案的基础上,也可以是,沿着所述长度方向的所述机械结合部的间隔比沿着所述长度方向的所述焊接部的间隔大。
(3)在上述(1)或(2)的方案的基础上,也可以是,在与所述车门开口的角部对应的所述开口凸缘的拐角部设有所述焊接部。
(4)在上述(1)~(3)中任一方案的基础上,也可以是,所述开口凸缘的上部成为重叠有所述侧板外侧件、所述加强构件及所述内板的三层结构,所述开口凸缘的下部成为重叠有所述加强构件和所述内板的双层结构。
(5)在上述(4)的方案的基础上,也可以是,所述加强构件中的与所述开口凸缘的上部对应的部分形成为具有比与所述开口凸缘的下部对应的部分低的强度。
(6)在上述(1)~(5)中任一方案的基础上,也可以是,所述加强构件由具有1500MPa以上的抗拉强度的超高张力钢板形成,所述加强构件中的设有所述机械结合部的部分由具有490MPa以上且1000MPa以下的抗拉强度的高张力钢板形成。
(7)在上述(1)~(6)中任一方案的基础上,也可以是,所述开口凸缘呈环状环绕,所述机械结合部和所述焊接部沿着所述开口凸缘的环绕方向连续设置。
(8)在上述(1)~(7)中任一方案的基础上,也可以是,所述侧板外侧件的电阻比所述加强构件的电阻及所述内板的电阻小,所述侧板外侧件的板厚比所述加强构件的板厚及所述内板的板厚薄。
(9)在上述(1)~(8)中任一方案的基础上,也可以是,所述机械结合部在所述侧板外侧件与所述加强构件之间具有粘接剂。
(10)本发明的一方案的车身侧部结构的制造方法用于制造上述(1)~(9)中任一方案的车身侧部结构,其中,所述车身侧部结构的制造方法包括:通过机械结合将所述侧板外侧件与所述加强构件结合来形成车身侧部单元的侧部单元形成工序;以及将所述内板与底板结合的底板结合工序,所述底板结合工序设置于通过以底板为基准地安装多个构件来制造所述车身的主生产线,所述侧部单元形成工序设置于与所述主生产线不同的副生产线。
(11)本发明的一方案的车身侧部结构的制造方法用于制造上述(1)~(9)中任一方案的车身侧部结构,其中,所述车身侧部结构的制造方法包括使一对焊嘴从所述侧板外侧件及所述内板的两侧进行接触并通电来形成所述焊接部的焊接工序,在所述焊接工序中,所述侧板外侧件与一方的所述焊嘴的接触面积比所述内板与另一方的所述焊嘴的接触面积大。
发明效果
根据上述(1)的方案,通过粘接剂及机械结合部将侧板外侧件与加强构件结合,通过焊接部将加强构件与内板结合。由此,能够在将作为车身侧的构件的顶板或车顶拱板等车顶构件与内板结合之后形成重叠有侧板外侧件、加强构件及内板这三张构件的车顶侧部。因而,与在形成具有闭合截面的车顶侧部之后将内板与车顶构件结合的现有技术相比,能够在形成具有闭合截面的车顶侧部之前将内板与车顶构件结合。因而,内板的外侧敞开,因此焊枪能够操作的范围变大,能够将内板与车顶构件可靠且牢固地结合。因而,能够提高车顶构件与内板的安装强度并提高车身侧部结构的刚性。而且,由于粘接剂介于铝合金制的侧板外侧件与钢制的加强构件之间,因此能够抑制不同种类金属彼此接触引起的电腐蚀的产生。因而,能够抑制侧板外侧件及加强构件中的电腐蚀引起的生锈,能够进一步提高车顶侧部的刚性。
机械结合部沿着开口凸缘的长度方向以40mm以上且80mm以下的间隔设置。由此,与机械结合部的间隔设定为小于40mm的情况相比,能够抑制多个机械结合部与设置在它们之间的焊接部的干涉。与机械结合部的间隔大于80mm的情况相比,能够将加热引起的铝合金制的侧板外侧件的鼓起量抑制得小。由此,能够抑制鼓起量的增加引起的车身的扭转刚性的降低。因而,能够提高车身侧部结构整体的刚性。
因而,能够提供在钢制的无骨架式结构的基于铝实现的车身轻量化中与现有技术相比能够提高刚性的车身侧部结构。
根据上述(2)的方案,机械结合部的间隔比焊接部的间隔大。由此,能够使对钢制的加强构件与内板进行结合的焊接部的间隔相对地减小。由于加强构件及内板形成车顶侧部的骨架,因此通过减小对加强构件与内板之间进行接合的焊接部的间隔,由此能够提高车顶侧部的扭转刚性。因而,能够提高车身侧部结构整体的刚性。
根据上述(3)的方案,在开口凸缘的拐角部设有焊接部。焊接所使用的夹具与用于形成机械结合部的夹具相比前端小,即便在狭窄的区域也能够实施结合作业。因此,在拐角部设有焊接部的情况下,与在拐角部设置机械结合部的情况相比,即便是狭窄的部分也能够可靠地将构件彼此结合。因而,能够提高拐角部处的结合强度并提高车身侧部结构的刚性。
根据上述(4)的方案,开口凸缘的上部成为重叠有侧板外侧件、加强构件和内板的三层结构。因此,例如通过将顶板及侧板外侧件用铝合金制的材料形成,由此能够实现车身侧部结构的轻量化并提高热应变吸收效果。
另一方面,开口凸缘的下部成为重叠有加强构件和内板的双层结构。由此,能够使开口凸缘的下部轻量化,同时通过由钢制的加强构件及内板来形成下部,从而能够提高耐冲击性能。因而,能够成为同时实现轻量化和耐冲击性能的提高的车身侧部结构。
根据上述(5)的方案,加强构件中的与开口凸缘的上部对应的部分的强度比与开口凸缘的下部对应的部分的强度低。位于上部的加强构件例如与位于下部的加强构件相比将板厚形成得薄,由此比下部低强度地形成。这样,通过使位于上部的加强构件的板厚减薄,由此能够实现与开口凸缘的上部对应的部分的轻量化。同样,位于上部的加强构件例如也可以由比重比位于下部的加强构件小的脆弱的材料形成。这样,通过将位于上部的加强构件的材料设为比重小的材料,由此能够实现与开口凸缘的上部对应的部分的进一步轻量化。为了供乘员乘坐,相较于上部而要求更高的耐冲击性的下部比上部高强度地形成。因而,能够形成为在下部具有高的耐冲击性能且在上部适当地轻量化了的车身侧部结构。
根据上述(6)的方案,加强构件由具有1500MPa以上的抗拉强度的超高张力钢板形成。由此,即便在减薄加强构件的板厚的情况下也能够维持高的强度。因而,能够通过使加强构件薄壁化来实现进一步的轻量化。加强构件中的设有机械结合部的部分例如通过实施基于退火等进行的软质化处理而成为具有490MPa以上且1000MPa以下的抗拉强度的高张力钢板。由此,能够提高进行机械结合时的材料的成形性,能够容易形成机械结合部。上述的软质化处理仅对加强构件的局部的区域实施,因此能够抑制加强构件整体的强度降低而将开口凸缘的刚性维持为高的状态。因而,能够在不降低开口凸缘的刚性的情况下实现轻量化和制造性的提高。
根据上述(7)的方案,机械结合部及焊接部沿着开口凸缘的环绕方向连续设置。由此,能够提高开口凸缘的缘部处的结合强度。因而,能够提高开口凸缘整体的强度。
根据上述(8)的方案,侧板外侧件与加强构件及内板相比,电阻小且板厚薄。由此,在侧板外侧件、加强构件及内板重叠的状态下进行焊接的情况下,能够在电阻比侧板外侧件大的加强构件与内板之间进行焊接。因而,无需在侧板外侧件设置焊接用的切口或孔,就能够将钢制的加强构件与内板结合。
根据上述(9)的方案,机械结合部在铝合金制的侧板外侧件与钢制的加强构件之间具有粘接剂。由此,能够抑制铝与钢的不同种类金属材料彼此接触引起的电腐蚀的产生。因而,能够抑制侧板外侧件及加强构件中的生锈,进一步提高车身侧部结构的刚性。
根据上述(10)的方案,通过侧部单元形成工序和底板结合工序来制造车身侧部结构。底板结合工序设置于车身的制造生产线中的主生产线,侧部单元形成工序设置于车身的制造生产线中的副生产线。由此,在追加侧部单元形成工序时,无需大幅变更现有的制造设备,通过追加副生产线能够容易将侧部单元形成工序排入制造生产线。因而,能够成为有效地利用了现有的设备的通用性高的车身侧部结构的制造方法。
因而,能够提供可容易地制造出如下的车身侧部结构的通用性高的车身侧部结构的制造方法,其中,该车身侧部结构在钢制的无骨架式结构的基于铝实现的车身轻量化中与现有技术相比能够提高刚性。
根据上述(11)的方案,侧板外侧件与一方的焊嘴的接触面积比内板与另一方的焊嘴的接触面积大。由此,能够降低通电时侧板外侧件与焊嘴的接触部处的发热量。因而,仅在钢制的加强构件与内板之间进行电阻焊接,能够通过电阻焊接高效地将加强构件与内板结合。由于铝合金的电阻比钢的电阻低,因此通过减少侧板外侧件的发热量,由此能够抑制侧板外侧件与加强构件被焊接的情况。因而,能够抑制铝合金与钢的不同种类金属彼此的焊接引起的脆弱的金属间化合物的产生。
附图说明
图1是实施方式的车身侧部结构的主视图。
图2是实施方式的车身侧部结构的俯视图。
图3是实施方式的车顶侧部的剖视立体图。
图4是图1的沿着IV-IV线的剖视图。
图5是实施方式的中柱的剖视立体图。
图6是图3的沿着VI-VI线的剖视图。
图7是实施方式的形成有机械结合部的加强构件的立体图。
图8是表示实施方式的无铆钉连接的工序的说明图。
图9是表示实施方式的焊接工序的说明图。
图10是表示实施方式的车身侧部结构的制造方法的说明图。
具体实施方式
以下,参照附图来对本发明的实施方式进行说明。在以下的说明中,图中的箭头FR指向车身前方,箭头UP指向车身上方,箭头OUT指向车身的车宽方向外侧。
(车身侧部结构)
图1是实施方式的车身侧部结构1的主视图。图2是实施方式的车身侧部结构1的俯视图。
如图1及图2所示,车身侧部结构1具备形成多个车门开口11的开口凸缘10。开口凸缘10在车身的两侧部设有左右一对。车身侧部结构1具有前柱14、中柱15、后柱16、车顶侧部12以及门槛部13。
前柱14、中柱15及后柱16从车身的前方朝向后方顺次配设。前柱14、中柱15及后柱16分别沿着上下方向延伸。在前柱14与中柱15之间设有前侧车门的车门开口11。在中柱15与后柱16之间设有后侧车门的车门开口11。
车顶侧部12形成开口凸缘10的上部。在车顶侧部12连接有前柱14、中柱15及后柱16的上端部。车顶侧部12沿着前后方向延伸。车顶侧部12与覆盖车身的上方的顶板9连接。
门槛部13形成开口凸缘10的下部。在门槛部13连接有前柱14、中柱15及后柱16的下端部。门槛部13沿着前后方向延伸。
车身侧部结构1中的沿着各车门开口11的缘部呈环状环绕的缘部分成为开口凸缘10。车身侧部结构1具备侧板外侧件2、内板3(参照图3)、加强构件4、机械结合部5(参照图6)以及电阻焊接部6(技术方案中的焊接部、参照图6)。
图3是实施方式的车顶侧部12的剖视立体图。图4是图1的沿着IV-IV线的剖视图。
如图1及图3所示,在开口凸缘10的从上部到后部的第一区域21(参照图1的斜线所示的区域)设有侧板外侧件2。第一区域21是从车宽方向观察时包含车顶侧部12、后柱16、以及门槛部13的后端部的区域。侧板外侧件2由铝合金形成。如图3所示,侧板外侧件2配置在开口凸缘10中的车宽方向的最外侧的位置。换言之,侧板外侧件2形成开口凸缘10。如图4所示,侧板外侧件2在车顶侧部12中形成为朝向车宽方向的外侧与上方之间的倾斜方向凸出的截面礼帽状。形成为截面礼帽状的侧板外侧件2的车宽方向内侧的端部与顶板9连接。
具体而言,形成车顶侧部12的侧板外侧件2具有外侧件外凸缘2a、外侧件下壁部2b、外侧件顶壁部2c、外侧件上壁部2d及外侧件内凸缘2e。外侧件外凸缘2a沿着上下方向延伸。外侧件下壁部2b从外侧件外凸缘2a的上端部弯折而朝向车宽方向外侧延伸。外侧件顶壁部2c从外侧件下壁部2b的车宽方向外侧的端部弯折而朝向上方及车宽方向的内侧延伸,并且以向车宽方向的外侧凸出的方式缓慢弯曲。外侧件上壁部2d从外侧件顶壁部2c的上端部弯折而朝向车宽方向的内侧延伸。在外侧件上壁部2d的车宽方向内侧的端部连接有顶板9。外侧件内凸缘2e从外侧件上壁部2d的车宽方向内侧的端部弯折而向上方延伸。
内板3设置在比侧板外侧件2靠车宽方向的内侧的位置。内板3由钢制的材料形成。内板3通过将钢板折弯而形成。具体而言,内板3具有内侧件外凸缘3a、内侧件横壁部3b、内侧件纵壁部3c及内侧件内凸缘3d。内侧件外凸缘3a沿着上下方向延伸。内侧件外凸缘3a在结合部7处与外侧件外凸缘2a结合。内侧件横壁部3b从内侧件外凸缘3a的上端部弯折而朝向车宽方向内侧延伸。内侧件纵壁部3c从内侧件横壁部3b的车宽方向内侧的端部弯折而朝向上方延伸。内侧件内凸缘3d从内侧件纵壁部3c的上端部弯折而朝向车宽方向内侧延伸。内侧件内凸缘3d在结合部7处与外侧件内凸缘2e结合。由此,内板3覆盖形成为截面礼帽状的侧板外侧件2的开口。
加强构件4在车宽方向上设置于侧板外侧件2与内板3之间。换言之,加强构件4重叠在比侧板外侧件2靠车宽方向的内侧的位置。内板3重叠在比加强构件4靠车宽方向的内侧的位置。加强构件4由钢制的材料形成。加强构件4由具有1500MPa以上的抗拉强度的超高张力钢板形成。在车顶侧部12中,加强构件4形成为朝向车宽方向的外侧与上方之间的倾斜方向凸出的截面礼帽状。
具体而言,形成车顶侧部12的加强构件4具有第一凸缘4a、鼓出部4b及第二凸缘4c。第一凸缘4a沿着上下方向延伸。第一凸缘4a在由外侧件外凸缘2a和内侧件外凸缘3a夹着的状态下在结合部7处与外侧件外凸缘2a及内侧件外凸缘3a结合。鼓出部4b从第一凸缘4a的上端部弯折而朝向车宽方向内侧延伸,并且以朝向车宽方向的外侧与上方之间的倾斜方向凸出的方式鼓出。第二凸缘4c从鼓出部4b的车宽方向内侧的端部弯折而朝向车宽方向的内侧延伸。第二凸缘4c在由外侧件内凸缘2e和内侧件内凸缘3d夹着的状态下在结合部7处与外侧件内凸缘2e及内侧件内凸缘3d结合。
由此,在结合部7处,从内侧朝向外侧顺次重叠有内板3、加强构件4及侧板外侧件2这三张构件。在三张构件重叠并结合了的状态下,内板3覆盖加强构件4的开口,由此在加强构件4与内板3之间形成有闭合截面8。
图5是实施方式的中柱15的剖视立体图。
如图1及图5所示,内板3及加强构件4设置在开口凸缘10的包括第一区域21及第一区域21以外的第二区域22在内的整个区域。第二区域22是包括前柱14、中柱15及门槛部13的区域。换言之,第二区域22是从车宽方向观察时开口凸缘10整体中的未设置侧板外侧件2的区域。
如图5所示,第一区域21(即,开口凸缘10的上部)成为重叠有侧板外侧件2、加强构件4及内板3的三层结构。第二区域22(即,开口凸缘10的下部)成为重叠有加强构件4和内板3的双层结构。
在中柱15等所位于的第二区域22中,内板3形成为向车宽方向的内侧凸出的截面礼帽状。在第二区域22中,加强构件4形成为向车宽方向的外侧凸出的截面礼帽状。内板3及加强构件4通过将开口彼此面对配置来形成闭合截面8。
加强构件4中的与第一区域21对应的部分的强度形成为比与第二区域22对应的部分的强度低。在本实施方式中,设置于第一区域21的加强构件4的板厚比设置于第二区域22的加强构件4的板厚形成得薄。由此,与第二区域22相比,第一区域21中的加强构件4的强度降低。
需要说明的是,关于与第二区域22相比而使第一区域21的加强构件4为低强度的方法,并不限定于上述的变更板厚的方法。例如,也可以通过使用比重比第二区域22的加强构件4小的脆弱的材料来使第一区域21中的加强构件4的强度降低。还可以通过在第一区域21的加强构件4形成切口等来使强度降低。也可以并用上述的方法。
图6是图3的沿着VI-VI线的剖视图。
在结合部7处,并用机械结合部5和电阻焊接部6来将侧板外侧件2、内板3及加强构件4结合。
机械结合部5通过无铆钉连接来使侧板外侧件2及加强构件4发生塑性变形,由此将侧板外侧件2与加强构件4机械地结合。如图1所示,机械结合部5沿着开口凸缘10中的车门开口11的周缘部设有多个。换言之,机械结合部5沿着开口凸缘10的环绕方向设置。如图2所示,机械结合部5也同样地设置于顶板9中的窗孔18的缘部。如图6所示,在侧板外侧件2与加强构件4之间涂敷有粘接剂20。机械结合部5在通过粘接剂20将侧板外侧件2与加强构件4粘接了的状态下沿着开口凸缘10的长度方向(环绕方向)以规定的间隔P1设有多个。即,机械结合部5包括粘接剂20。机械结合部5中的规定的间隔P1设定为避免在加热时产生铝合金制的侧板外侧件2相对于钢制的加强构件4的鼓起这样的值。在本实施方式中,机械结合部5中的规定的间隔P1成为40mm以上且80mm以下。
图7是实施方式中的形成有机械结合部5的加强构件4的立体图。
加强构件4中的形成有机械结合部5的部分成为软质化部31。软质化部31由具有490MPa以上且1000MPa以下的抗拉强度的高张力钢板形成。软质化部31例如通过对母材实施退火等软质化处理而在加强构件4的一部分局部地形成。软质化部31在从加强构件4的板厚方向观察时形成为圆形状。
图8是表示实施方式的无铆钉连接的工序的说明图。
如图8所示,机械结合部5通过对侧板外侧件2和加强构件4的软质化部31在重叠的状态下进行无铆钉连接来形成。在实施无铆钉连接时,使用预先加热了的加强构件4。通过加热而在局部地形成有软质化部31的状态下发生塑性变形,由此形成机械结合部5。
需要说明的是,也可以取代无铆钉连接而通过铆钉加工来形成机械结合部5。
如图6所示,电阻焊接部6设置在相邻的机械结合部5之间。电阻焊接部6通过在侧板外侧件2、加强构件4及内板3这三张构件重叠了的状态下利用电阻焊接来将加强构件4与内板3接合而形成。在电阻焊接部6中,侧板外侧件2的电阻比加强构件4的电阻及内板3的电阻小。在电阻焊接部6中,侧板外侧件2的板厚比加强构件4的板厚及内板3的板厚薄。在本实施方式中,侧板外侧件2的板厚成为t1.0。加强构件4及内板3的板厚成为t1.6。由此,与铝合金相比电阻大的钢制的加强构件4与内板3之间的发热量变大。因此,仅在加强构件4与内板3之间形成电阻焊接部6。
如图1所示,电阻焊接部6沿着开口凸缘10的环绕方向设置。机械结合部5和焊接部沿着开口凸缘10的环绕方向连续设置。在与车门开口11的角部对应的开口凸缘10的拐角部17设有电阻焊接部6。
如图6所示,电阻焊接部6沿着开口凸缘10的长度方向(环绕方向)以规定的间隔P2设有多个。电阻焊接部6彼此的间隔P2比机械结合部5彼此的间隔P1小。
(车身侧部结构的制造方法)
接着,对用于制造上述的车身侧部结构1的车身侧部结构1的制造方法进行说明。
图9是表示实施方式的焊接工序的说明图。图10是表示实施方式的车身侧部结构1的制造方法的说明图。
车身侧部结构1的制造方法包括焊接工序、侧部单元形成工序及底板结合工序。
首先,对焊接工序进行说明。如图9所示,在焊接工序中,使一对焊嘴35、36从侧板外侧件2及内板3的两侧接触并进行通电,由此形成电阻焊接部6。
在焊接工序中,首先,在顺次重叠了侧板外侧件2、加强构件4及内板3这三张构件的状态下,以从板厚方向的两侧分别与侧板外侧件2及内板3接触的方式配置一对焊嘴35、36。与侧板外侧件2或内板3接触的各焊嘴35、36的表面形成为具有规定的半径的球面状。位于侧板外侧件2侧的焊嘴35与侧板外侧件2的接触面积比位于内板3侧的焊嘴36与内板3的接触面积大。具体而言,在侧板外侧件2侧的焊嘴35的表面形成的球面状部35q的半径比在内板3侧的焊嘴36的表面形成的球面状部36q的半径大。即,侧板外侧件2侧的焊嘴35的表面成为比内板3侧的焊嘴36的表面平缓的曲率。
接着,一边对侧板外侧件2、加强构件4及内板3沿板厚方向上压接一边在两侧的焊嘴35、36之间施加规定的电压来进行通电。当进行通电时,在电阻小且发热量小的侧板外侧件2与加强构件4之间,侧板外侧件2及加强构件4不会发生熔融。因而,在侧板外侧件2与加强构件4之间不进行电阻焊接。另一方面,在相较于侧板外侧件2与加强构件4之间而电阻大且发热量大的加强构件4与内板3之间进行电阻焊接。由此,即便在重叠三张构件并进行了通电的情况下,也仅是加强构件4与内板3之间通过电阻焊接而被结合。需要说明的是,本实施方式的电阻焊接为点焊,但例如也可以在机械结合部5之间实施缝焊。
期望焊接工序在对内板3与顶板9或车顶拱板(未图示)等车顶构件进行结合的工序之后实施。即,期望在通过内板3、加强构件4及侧板外侧件2形成闭合截面8之前将内板3与车顶构件结合。这种情况下,能够在内板3与车顶构件结合时从板厚方向的两侧将内板3与车顶构件结合,因此能够提高内板3的固定强度。
接着,对侧部单元形成工序及底板结合工序进行说明。
在侧部单元形成工序中,将侧板外侧件2与加强构件4通过机械结合来结合而形成车身侧部单元(未图示)。车身侧部单元例如为在上述的车身侧部结构1中具有内板3之前的状态。
在底板结合工序中,在侧部单元形成工序之后将内板3与底板结合。
通过这样经过侧部单元形成工序和底板结合工序,由此制造出车身侧部结构1。
如图10所示,底板结合工序设置于通过以底板为基准地安装多个构件来制造具有车身侧部结构1的车身的主生产线51。侧部单元形成工序设置于与主生产线51不同的副生产线52。
(作用、效果)
接着,对上述的车身侧部结构1及车身侧部结构1的制造方法的作用、效果进行说明。
根据本实施方式的车身侧部结构1,通过粘接剂20及机械结合部5将侧板外侧件2与加强构件4结合,通过电阻焊接部6将加强构件4与内板3结合。由此,能够在将作为车身侧的构件的顶板9或车顶拱板等车顶构件与内板3结合之后形成重叠有侧板外侧件2、加强构件4及内板3这三张构件的车顶侧部12。由此,与在形成具有闭合截面8的车顶侧部12之后将内板3与车顶构件结合的现有技术相比,能够在形成具有闭合截面8的车顶侧部12之前将内板3与车顶构件结合。因而,内板3的外侧敞开,因此焊枪能够操作的范围变大,能够将内板3与车顶构件可靠且牢固地结合。由此,能够提高车顶构件与内板3的安装强度并提高车身侧部结构1的刚性。而且,由于粘接剂20介于铝合金制的侧板外侧件2与钢制的加强构件4之间,因此能够抑制不同种类金属彼此接触引起的电腐蚀的产生。由此,能够抑制侧板外侧件2及加强构件4中的电腐蚀引起的生锈,能够进一步提高车顶侧部12的刚性。机械结合部5沿着开口凸缘10的长度方向以40mm以上且80mm以下的间隔P1设置。由此,与机械结合部5的间隔P1设定为小于40mm的情况相比,能够抑制多个机械结合部5与设置在它们之间的电阻焊接部6的干涉。与机械结合部5的间隔P1大于80mm的情况相比,能够将加热引起的铝合金制的侧板外侧件2的鼓起量抑制得小。由此,能够抑制鼓起量的增加引起的车身的扭转刚性的降低。由此,能够提高车身侧部结构1整体的刚性。
因而,能够提供在钢制的无骨架式结构的基于铝实现的车身轻量化中与现有技术相比能够提高刚性的车身侧部结构1。
机械结合部5的间隔P1比电阻焊接部6的间隔P2大。由此,能够使对钢制的加强构件4与内板3进行结合的电阻焊接部6的间隔P2相对地减小。由于加强构件4及内板3形成车顶侧部12的骨架,因此通过减小对加强构件4与内板3之间进行接合的电阻焊接部6的间隔P2,由此能够提高车顶侧部12的扭转刚性。因此,能够提高车身侧部结构1整体的刚性。
在开口凸缘10的拐角部17设有电阻焊接部6。电阻焊接所使用的夹具与用于形成机械结合部5的夹具相比前端小,即便在狭窄的区域也能够实施结合作业。因此,在拐角部17设有电阻焊接部6的情况下,与在拐角部17设置机械结合部5的情况相比,即便是狭窄的部分也能够可靠地将构件彼此结合。因此,能够提高拐角部17处的结合强度并提高车身侧部结构1的刚性。
开口凸缘10的上部成为重叠有侧板外侧件2、加强构件4及内板3的三层结构。因此,例如通过将顶板及侧板外侧件2用铝合金制的材料形成,由此能够实现车身侧部结构1的轻量化并提高热应变吸收效果。
另一方面,开口凸缘10的下部成为重叠有加强构件4和内板3的双层结构。由此,能够使开口凸缘10的下部轻量化,且同时通过由钢制的加强构件4及内板3来形成下部,从而能够提高耐冲击性能。因此,能够成为同时实现轻量化和耐冲击性能的提高的车身侧部结构1。
加强构件4中的与开口凸缘10的上部对应的部分的强度比与开口凸缘10的下部对应的部分的强度低。位于上部的加强构件4例如与位于下部的加强构件4相比将板厚形成得薄,由此比下部低强度地形成。这样,通过使位于上部的加强构件4的板厚减薄,由此能够实现与开口凸缘10的上部对应的部分的轻量化。同样,位于上部的加强构件4例如也可以由比重比位于下部的加强构件4小的脆弱的材料形成。这样,通过将位于上部的加强构件4的材料设为比重小的材料,由此能够实现与开口凸缘10的上部对应的部分的进一步轻量化。为了供乘员乘坐,相较于上部而要求更高的耐冲击性的下部比上部高强度地形成。因而,能够形成为在下部具有高的耐冲击性能且在上部适当地轻量化了的车身侧部结构1。
加强构件4由具有1500MPa以上的抗拉强度的超高张力钢板形成。由此,即便在减薄加强构件4的板厚的情况下也能够维持高的强度。因此,能够通过使加强构件4薄壁化来实现进一步的轻量化。加强构件4中的设有机械结合部5的部分(软质化部31)例如通过实施基于退火等进行的软质化处理而成为具有490MPa以上且1000MPa以下的抗拉强度的高张力钢板。由此,能够提高进行机械结合时的材料的成形性,能够容易形成机械结合部5。上述的软质化处理仅对加强构件4的局部的区域实施,因此能够抑制加强构件4整体的强度降低而将开口凸缘10的刚性维持为高的状态。因而,能够在不降低开口凸缘10的刚性的情况下实现轻量化和制造性的提高。
机械结合部5及电阻焊接部6沿着开口凸缘10的环绕方向连续设置。由此,能够提高开口凸缘10的缘部处的结合强度。因而,能够提高开口凸缘10整体的强度。
侧板外侧件2与加强构件4及内板3相比,电阻小且板厚薄。由此,在侧板外侧件2、加强构件4及内板3重叠的状态下进行焊接的情况下,能够在电阻比侧板外侧件2大的加强构件4与内板3之间进行焊接。因而,无需在侧板外侧件2设置焊接用的切口或孔,就能够将钢制的加强构件4与内板3结合。
机械结合部5在铝合金制的侧板外侧件2与钢制的加强构件4之间具有粘接剂20。由此,能够抑制因铝与钢的不同种类金属材料彼此接触引起的电腐蚀。因而,能够抑制侧板外侧件2及加强构件4中的生锈,进一步提高车身侧部结构1的刚性。
根据本实施方式的车身侧部结构1的制造方法,通过侧部单元形成工序和底板结合工序来制造车身侧部结构1。底板结合工序设置于车身的制造生产线中的主生产线51,侧部单元形成工序设置于车身的制造生产线中的副生产线52。由此,在追加侧部单元形成工序时,无需大幅变更现有的制造设备,通过追加副生产线52,能够容易将侧部单元形成工序排入制造生产线。因而,能够成为有效地利用了现有的设备的通用性高的车身侧部结构1的制造方法。
因而,能够提供可容易地制造出如下的车身侧部结构1的通用性高的车身侧部结构1的制造方法,其中,该车身侧部结构1在钢制的无骨架式结构的基于铝实现的车身轻量化中与现有技术相比能够提高刚性。
在焊接工序中,侧板外侧件2与一方的焊嘴35的接触面积比内板3与另一方的焊嘴36的接触面积大。由此,能够降低通电时侧板外侧件2与焊嘴35的接触部处的发热量。因而,仅在钢制的加强构件4与内板3之间进行电阻焊接,能够通过电阻焊接高效地将加强构件4与内板3结合。由于铝合金的电阻比钢的电阻低,因此通过减少侧板外侧件2的发热量,由此能够抑制侧板外侧件2与加强构件4被焊接的情况。因而,能够抑制因铝合金与钢的不同种类金属彼此的焊接引起的脆弱的金属间化合物的产生。
需要说明的是,本发明的技术范围不限定于上述的实施方式,在不脱离本发明的主旨的范围内能够施加各种变更。
在上述的实施方式及图1所图示的例子中,对在开口凸缘10的车门开口11的周缘部中的与第一区域21对应的部分形成有机械结合部5及电阻焊接部6的结构进行了说明,但不限定于此。也可以在开口凸缘10的车门开口11的周缘部中的与第二区域22对应的部分也形成机械结合部5、电阻焊接部6等。还可以与上述的结合部7一并设置由粘接剂20形成的粘接结合部。
在上述的实施方式中,对设有电阻焊接部6的侧板外侧件2由电阻比加强构件4及内板3小的材料形成且板厚薄的结构进行了说明,但并不限定于此。侧板外侧件2只要使电阻焊接时的侧板与加强构件4之间的电阻在整体上比加强构件4与内板3之间的电阻小即可。即,即便在例如板厚相同的情况下,也可以通过由电阻比加强构件4及内板3小的材料来形成侧板外侧件2,由此降低侧板外侧件2的电阻。但是,在能够抑制侧板外侧件2的发热量而效率良好地对加强构件4与内板3之间进行焊接这一点上,使用了由电阻小的材料形成且板厚薄的侧板外侧件2的本实施方式的结构具有优越性。
车顶侧部12中的侧板外侧件2、内板3及加强构件4的截面形状只要能够形成闭合截面8即可,没有限定为上述的实施方式的形状。
此外,在不脱离本发明的主旨的范围内可以适当将上述的实施方式中的构成要素置换为公知的构成要素,另外,还可以适当组合上述的实施方式。
符号说明:
1 车身侧部结构
2 侧板外侧件
3 内板
4 加强构件
5 机械结合部
6 电阻焊接部(焊接部)
10 开口凸缘
11 车门开口
17 拐角部
20 粘接剂
35、36 焊嘴
51 主生产线
52 副生产线
P1 机械结合部的间隔
P2 电阻焊接部的间隔
Claims (11)
1.一种车身侧部结构,其中,
所述车身侧部结构具备:
铝合金制的侧板外侧件,其形成车身的具有车门开口的开口凸缘;
钢制的加强构件,其重叠在比所述侧板外侧件靠所述车身的车宽方向的内侧的位置;
钢制的内板,其重叠在比所述加强构件靠所述车宽方向的内侧的位置;
机械结合部,其在通过粘接剂将所述侧板外侧件与所述加强构件粘接了的状态下沿着所述开口凸缘的长度方向以40mm以上且80mm以下的间隔设有多个,且通过机械结合将所述侧板外侧件与所述加强构件结合;以及
焊接部,其在所述长度方向上设置在多个所述机械结合部之间,且在所述侧板外侧件、所述加强构件及所述内板这三张构件重叠的状态下将所述加强构件与所述内板接合。
2.根据权利要求1所述的车身侧部结构,其中,
沿着所述长度方向的所述机械结合部的间隔比沿着所述长度方向的所述焊接部的间隔大。
3.根据权利要求1或2所述的车身侧部结构,其中,
在与所述车门开口的角部对应的所述开口凸缘的拐角部设有所述焊接部。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的车身侧部结构,其中,
所述开口凸缘的上部成为重叠有所述侧板外侧件、所述加强构件及所述内板的三层结构,
所述开口凸缘的下部成为重叠有所述加强构件和所述内板的双层结构。
5.根据权利要求4所述的车身侧部结构,其中,
所述加强构件中的与所述开口凸缘的上部对应的部分形成为具有比与所述开口凸缘的下部对应的部分低的强度。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的车身侧部结构,其中,
所述加强构件由具有1500MPa以上的抗拉强度的超高张力钢板形成,
所述加强构件中的设有所述机械结合部的部分由具有490MPa以上且1000MPa以下的抗拉强度的高张力钢板形成。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的车身侧部结构,其中,
所述开口凸缘呈环状环绕,
所述机械结合部和所述焊接部沿着所述开口凸缘的环绕方向连续设置。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的车身侧部结构,其中,
所述侧板外侧件的电阻比所述加强构件的电阻及所述内板的电阻小,
所述侧板外侧件的板厚比所述加强构件的板厚及所述内板的板厚薄。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的车身侧部结构,其中,
所述机械结合部在所述侧板外侧件与所述加强构件之间具有粘接剂。
10.一种车身侧部结构的制造方法,其用于制造权利要求1~9中任一项所述的车身侧部结构,其中,
所述车身侧部结构的制造方法包括:
通过机械结合将所述侧板外侧件与所述加强构件结合来形成车身侧部单元的侧部单元形成工序;以及
将所述内板与底板结合的底板结合工序,
所述底板结合工序设置于通过以底板为基准地安装多个构件来制造所述车身的主生产线,
所述侧部单元形成工序设置于与所述主生产线不同的副生产线。
11.一种车身侧部结构的制造方法,其用于制造权利要求1~9中任一项所述的车身侧部结构,其中,
所述车身侧部结构的制造方法包括使一对焊嘴从所述侧板外侧件及所述内板的两侧进行接触并通电来形成所述焊接部的焊接工序,
在所述焊接工序中,所述侧板外侧件与一方的所述焊嘴的接触面积比所述内板与另一方的所述焊嘴的接触面积大。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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