CN1659077A - 车体加强件配设结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供在构成汽车车体的板件组合形成的汽车结构物内或车体内部配设了加强件后构成的车体加强件配设结构。作为加强件，至少局部沿着板件的内面，设置了具有在与板件之间空出规定间隔被配置的部分的板状支持体，并且在该板状支持体的、沿着板件被配置的部分和板件之间，配置了具有加热发泡性的树脂成型体。树脂成型体在发泡之前，被支持在板状支持体上，与板件内面之间空出间隙后位于其间，发泡后充满在板状支持体和板件之间与板件紧贴进行配置。

Description

车体加强件配设结构

技术领域

本发明有关在汽车车体中在两个以上板件组合形成的汽车结构物或车体内配设加强件后构成的车体加强件配设结构。

背景技术

众所周知，在汽车车体中，构成它的至少两个车体构件(车体板件)即内板件及外板件组合形成的汽车结构物或车体，以往是把在R/F(加强件)和外钢板之间填充发泡填料作为加强的方法，作为加强例如支柱等的方法。以往的方法，发泡填料被填充在整个汽车结构物或车体内，或者利用例如尼龙性的支撑构件把汽车结构物或车体内进行区划，在被区划的部分内填充发泡填料。

以往这种技术，在例如WO96/07016号(特表平11-505777号)公报，以及特开平3-208777号(专利注册2748683号)公报中有详细说明。以往这些技术就是把汽车车体板件形成的支柱部等的被封闭的空间的一部分进行隔开，在被隔开的部分内配设硬质发泡填料。利用这种加强方法的话，不会大幅增加车辆重量，可以增强车架刚性，增强车体板件的弯曲刚性。

这种车体加强件配设结构，在支柱等的加强件配设结构体受到弯曲应力作用时，最好具有高韧性，以便不会急剧屈服而是缓慢破坏。由此可以提高汽车撞击时的安全性。此外，希望通过配设加强件不会使车体重量较大地增大，可以给予很高的刚性以及很高的韧性，即有效地配设加强件以便可以提高刚性及韧性。

另外，众所周知，在以往技术中，对发泡填料进行在汽车车体板件涂饰工序中必须的防锈液浸渍处理(ED液浸泡处理)时，要使用在该处理温度下发泡的填料。使用这种发泡填料可以使车体制造效率化，是我们所希望的。

但是，以往技术，如上所述就有效配设加强件提高刚性及韧性的情况，没有进行详细研究的说明。因此，不能认为加强件的配设是最佳的。

此外，以往技术在进行上述防锈液浸渍处理之前，在制造工序初期，开始发泡前的发泡填料把其一面粘结在车体板件的内面，或者在被迫紧贴的状态下进行配设。这个方法，在车体板件的、发泡填料接合的内面，在浸渍工序中不能接合防锈液，因而防锈液没有被浸渍。由该结果可知，这个内面随时间推移生锈。内面生锈的话，发泡填料和车体板件的粘结力降低，结果通过配设发泡填料提高刚性及韧性的效果降低。此外，还担心产生异常噪音等不良影响。

发明内容

本发明的目的在于，通过配设加强件，提供不会使汽车结构物或车体的重量较大地增大，可以充分提高汽车结构物或车体的刚性及韧性用以提高汽车撞击时安全性的车体加强件配设结构。

为了达到这个目的，本发明者配设了具有发泡性的树脂成型体，作为汽车结构物或车体内部加强件的发泡填料，进行了有关它的弯曲破坏的详细试验，并进行了分析。结果直至探明了该车体加强件配设结构尽管很轻量，但具有很高的刚性，在受弯曲应力作用时，不是急剧屈服，而是带着韧性缓慢地破坏，表现出安全性很高的破坏方式。并且这种车体加强件配设结构尽量减少配设的加强件，即有效地配设加强件，从而可以得到这样优异的特性。

也就是说，本发明者找到了以下所示的在构成具有上述优异特性的车体加强件配设结构中的重要要件。

1.使用物性值特别是压缩强度和剪切强度较大的树脂成型体，对提高刚性及韧性是很重要的。具体最好是压缩强度在10Mpa以上，剪切强度在1Mpa以上。本发明者通过实验确认，通过把树脂成型体的这些物性值设定在这些数值以上，可以充分地得到加强车体的效果。

除此之外，杨氏模数也最好选择大的。

另外，在上述实验中，关于压缩强度，是以20mm/min的压缩速度把压力施加在直径30mm×高30mm的圆柱状试样上进行评价的。此外，关于剪切强度，是以50mm/min的剪切速度把剪切力施加在面积为625mm²(25×25mm)、厚度为1mm～6mm的试样上进行评价的。

2.树脂成型体如果配置成使汽车结构物或车体的剖面二次力矩较高的话，那么可以有效地提高刚性及韧性。也就是说，例如配设一定重量的树脂成型体时，最好尽量使树脂成型体远离中心轴配置。

另外，即使单纯地加厚树脂成型体的板厚，虽然重量增加，但是剖面二次力矩却不变大，即使加厚到一定程度以上，也不能期待较大地提高刚性及韧性。本发明者利用实验对这个现象进行确认，结果发现，配设的树脂成型体的板厚最好为1mm～4mm，特别是设定为4mm。

此外，满足上述第1项特性条件的那种硬树脂成型体，一般与压缩强度相比，其针对拉伸的强度很弱。为此，新发现即使在车体变形时拉力作用的部位上配设树脂成型体，其提高刚性及韧性的效果是不足的。

3.树脂成型体在最终配设在汽车上的状态，即发泡后的状态下，最好使其表面涉及尽量大的面积紧贴在形成汽车结构物或车体的车体板件上进行配设。而且像这样紧贴的树脂成型体和车体板件间的剪切粘结力越大越好。通过满足这些条件，可以较大地提高车体的刚性及韧性。

与此相关，为了防止剪切粘结力随时间推移而降低，车体板件上的、树脂成型体紧贴的部分最好在涂饰工序中被防锈液浸渍处理。这样，可以防止车体板件粘结部生锈，长期间维持较高的剪切粘结力。为了像这样使防锈液在涂饰工序中浸渍在车体板件的、树脂成型体紧贴的内面上，需要在与车体板件的内面之间空出小的间隙配置发泡前的树脂成型体。

4.如上述第1项所述，压缩强度及剪切强度较高，因而硬的树脂成型体一般比较脆，使之变形较大时容易被破坏。也就是说，这种树脂成型体单体随着变形推进，有裂缝进入，终于不能维持自己的形状，为此有时配设了树脂成型体的汽车结构物或车体的强度急剧地降低。因此在把这种树脂成型体用作车体的加强件时，最好隔开汽车结构物内或车体内部，使用薄的、伸展性优异的、或者挠曲量大不至于破坏的板状支持体，作为把树脂成型体保持在与车体板件内面邻接的、被隔开的空间内的支持体。这种板状支持体在车体变形时，不会破坏，跟随车体的变形而变形，并维持把树脂成型体保持在与车体板件内面邻接的空间内的状态。这样即使树脂成型体产生裂缝，也能把树脂成型体维持在与车体板件紧贴的状态，从而可以维持所施加的应力被传递并分散到树脂成型体内的状态。因此，通过使用这种板状支持体，可以在车体变形过程中，长期间维系汽车结构物或车体很高的刚性。

基于这种实践性认识而构成的、本发明的车体加强件配设结构，其加强件，由至少局部沿着构成汽车结构物或车体的板件的内面，具有在与该板件之间空出规定间隔被配置的部分的板状支持体，以及在板状支持体的、沿着板件被配置的部分和板件之间配置的、具有加热发泡性的树脂成型体构成。这个树脂成型体在发泡后，充满板状支持体和板件之间与板件紧贴。

像这样，通过使树脂成型体与板件紧贴后进行配设，可以提高汽车结构物或车体的刚性和韧性。进而通过利用板状支持体把树脂成型体保持在面向板件的领域，即使汽车结构物或车体变形较大，也能把树脂成型体维系在与板件紧贴的状态，在汽车结构物或车体变形的过程中，可以利用树脂成型体，使汽车结构物或车体的刚性长期间维持在较高的状态，即可以提高韧性。因此，利用本发明的构成的话，汽车结构物或车体受弯曲应力作用时，不会急剧屈服，而是带着韧性破坏，由此可以较大地提高汽车撞击时的安全性。

此外，通过把树脂成型体设置在与板件邻接的领域，可以有效地提高汽车结构物或车体的刚性及韧性。也就是说，利用本发明的构成的话，使用少量的树脂成型体，因而可以不会使汽车结构物或车体的重量较大地增大，较大地提高汽车结构物或车体的刚性及韧性。

还有在本发明的车体加强件配设结构中，树脂成型体在发泡之前，被支持在板状支持体上，在与板件内面之间空出间隙后位于其间。利用这个构成的话，在防锈液浸泡处理时，可以使防锈液接触发泡后树脂成型体紧贴的、板件的内面，从而可以很容易对板件的内面施行防锈液浸泡处理。通过施行这种防锈液浸泡处理，可以防止树脂成型体的紧贴面随时间推移生锈，由于生锈使树脂成型体和板件的粘结力降低情况。因此，利用这个构成的话，可以长期间维系汽车结构物或车体较高的刚性及韧性。

在本发明的车体加强件配设结构中，树脂成型体和板状支持体可以利用嵌入成型形成一体，或者也可以把树脂成型体和板状支持体作为不同体形成，利用对两者进行结合的结合片相互固定。像这样，通过事先把树脂成型体和板状支持体相互固定，可以在树脂成型体发泡前，稳定维持在树脂成型体和车体板件的内面之间空出了间隙的状态，从而在车体板件的内面良好地施行防锈液浸泡处理。

进而，板状支持体可以利用对板状支持体和板件进行结合的结合片对相对于板件的相对位置进行限制后配置，这样，可以在树脂成型体发泡前，更加稳定维持在树脂成型体和车体板件的内面之间空出了间隙的状态。此外，这时板状支持体的、由结合片结合的固定部最好在与板件之间空出间隙进行配置。利用这个构成的话，可以对这个间隙部分的板件施行防锈液浸泡处理，此外，还可以填充发泡后的树脂成型体，这样可以提高板件这个固定部的强度。

另外，树脂成型体的位置限制是利用设置在板件上的斜接结构部对板状支持体以及(或者)树脂成型体进行位置限制的，或者也可以利用焊接、粘结或热粘接把板状支持体以及(或者)树脂成型体固定在板件上进行。进而，也可以利用对板状支持体、树脂成型体以及车体板件进行结合的结合片，同时对板状支持体和树脂成型体之间的相对位置，以及它们和车体板件之间的位置进行限制。

另外，在本发明的构成中，也可以利用树脂成型体，形成延伸至板件内面间的至少1个中间壁，以隔开汽车结构物内或车体内部。通过形成中间壁，特别是扁平形状的汽车结构物或车体时，可以进一步有效地提高其刚性及韧性。

设置中间壁时，在树脂成型体的、构成中间壁的部分的周围可以设置板状支持体以便把它夹住。中间壁从板件内面的、沿着树脂成型体设置的部分，延伸至没有设置树脂成型体的部分时，板状支持体也可以在没有设置树脂成型体的部分侧的端部，延伸至包住该端部。像这样以包住树脂成型体而延伸的部分最好在与板件内面之间空出间隙后进行配置。利用这个构成的话，可以在板件内面的、中间壁的这个端部最终紧贴的部分上施行防锈液浸泡处理，此外，发泡时可以把树脂成型体填充在该间隙之间使它与板件的内面紧贴，这样可以提高这个部分的强度。

使用在一般的汽车板件防锈液浸渍处理温度150～205℃下具有发泡膨胀特性的树脂成型体是有利的。这时树脂成型体由于在防锈液浸泡处理时加热发泡，所以也可不另外进行为了使发泡对树脂成型体进行的加热处理，从而可以提高车体的制造效率。

如上所述，最好树脂成型体发泡结束后的压缩强度在10Mpa以上，剪切强度在1Mpa以上，此外最好与板件之间的剪切粘结力在4Mpa以上。通过满足这些条件，可以给予汽车结构物或车体优异的刚性和韧性，从而可以充分提高汽车撞击时的安全性。

最好使用厚度在0.3mm以下，伸展率为5～10％以上的金属板作为板状支持体。如果像这样使用薄的、伸展率高的板状支持体的话，那么即使汽车结构物或车体变形较大，板状支持体不会破坏而是跟随汽车结构物或车体的变形而变形。因此，利用这个板状支持体，可以在变形过程中长期间使树脂成型体保持在紧贴在板件内面的状态，从而可以维持汽车结构物或车体很高的刚性。

另外，板状支持体除了金属板外，还可以使用耐热性的树脂，形成薄的、与树脂成型体相比，挠曲量大不至于破坏的板状支持体。即使在这个构成情况下，板状支持体，也能起到在汽车结构物或车体的变形过程中长期间使树脂成型体保持在紧贴在板件内面的状态的作用。作为构成这种板状支持体的树脂，特别是可以使用66尼龙。

板状支持体最好在汽车结构物或车体变形的过程中，在树脂成型体产生裂缝后的充分长的期间，特别是汽车结构物或车体的弯曲位移在10mm以上，特别是在达到20mm以上之前，不会破坏，并且跟随汽车结构物或车体进行变形。本发明的车体加强件配设结构，通过这样做，最好在汽车结构物或车体变形的过程中，在树脂成型体产生裂缝后的充分长的期间，汽车结构物或车体的弯曲载荷能够维持在10kN以上。

附图说明

图1a以及图1b是具有本发明第1实施形态的车体加强件配设结构的、车体的方柱状部的剖面图，图1a所示的是树脂成型体发泡前的状态，图1b所示的是树脂成型体发泡后的状态。

图2是图1b的方柱状部的立体图。

图3是表示图1a的方柱状部的、板状支持体的固定部的立体图。

图4是表示树脂成型体以及板状支持体的固定方法与图1a不同的其他构成例的剖面图。

图5是表示图1a的再有的其他构成例的剖面图。

图6a及图6b是表示图5构成中对树脂成型体以及板状支持体进行固定的、被设置在车体构成构件侧的斜接结构部的一构成例的模式图，图6a是立体图，图6b是图6a的针状部的剖面图。

图7a及图7b是表示设置在车体构成构件侧的斜接结构部的其他构成例的模式图，图7a是立体图，图7b是图7a的边缘状部的剖面图。

图8是表示图1a的再有的其他构成例的剖面图。

图9是表示图1a的再有的另外构成例的剖面图。

图10a及图10b是具有本发明第2实施形态的车体加强件配设结构的、车体的方柱状部的剖面图，图10a所示的是树脂成型体发泡前的状态，图10b所示的是树脂成型体发泡后的状态。

图11a、图11b及图11c是表示图10的方柱状部的中间壁部分的图，图11a是树脂成型体发泡前的分解立体图，图11b是剖面图，图11c是树脂成型体发泡后的剖面图。

图12是图10a的变形例的方柱状部的剖面图。

图13是图10a的其他变形例的柱状部的剖面图。

图14是图10a的再有的其他变形例的方柱状部的剖面图。

图15是表示本发明实施例中方柱状部弯曲试验情况的立体图。

图16a及图16b是表示本发明实施例中进行弯曲试验时的、弯曲载荷相对位移变化的曲线图。

图17a至图17d是表示弯曲试验时的方柱状部破坏情况的模式图。

具体实施方式

以下参照附图说明本发明的实施形态。

(第1实施形态)

图1a、图1b和图2所示的是本发明第1实施形态的车体加强件配设结构。该车体加强件配设结构是在由外板件1和内板件2形成的、剖面实质上是正方形的方柱状部上，以加强件方式配设树脂成型体3和对它进行支持的板状支持体4而构成。

板状支持体4具有由外板件1构成的、位于汽车外侧的壁，以及空出一定间隔面向与它邻接的两侧壁内面的3个壁部。树脂成型体3与板状支持体4的、这3个壁部的外面接合，并配置在由外板件1和内板件2形成的外侧的壁以及两侧的壁之间。

在这个构成中，外板件1和内板件2是构成汽车车体的车体板件，它们通常使用0.7～1.2mm厚度的钢板。本实施形态的车体加强件配设结构是外壁由这些车体板件构成的处于空心的方柱状部的结构，这种方柱状部形成例如剖面内斜度为50×50mm～50×120mm左右的支柱部等。

树脂成型体3是对加热发泡性的树脂注射成型而构成。成型形状的自由度很高，如上所述有关发泡后硬度的物性值在一定值以上，即压缩强度在10Mpa以上，剪切强度在1Mpa以上的比较适合作为树脂成型体3。此外，在汽车车体板件一般防锈液浸渍处理温度150～205℃下开始发泡的，以及发泡引起的体积膨胀率为150～250％左右的也比较适合作为树脂成型体3。

综合满足上述特性的树脂成型体，有对WO00/27920号说明书中记载的树脂进行注射成型的树脂成型体。使该材料发泡后再与经防锈液浸渍处理的汽车板件进行紧贴，对材料和汽车板件间的剪切粘结力测量后确认，在粘结面积为625mm²、树脂成型体3的厚度为5mm的条件下测量后，可确保剪切粘结力在8MPa以上(这个测量结果是在车体涂饰后的烧结工序中进行加热温度160～170℃、20～30分钟烧结处理后的结果)。剪切粘结力被维持越高，发泡后的树脂成型体在汽车车体的变形过程中越能持续长时间与车体板件紧贴，所以这是我们所希望的。

另外，剪切粘结力较高时，剪切试验中有时在粘结面剥离前会产生树脂成型体的材料内断裂(所谓材断)。这意味着能够确保非常高的剪切粘结力，是好的结果。

薄的、轻量的、富于伸展性、跟随大的变形而变形、且不易断裂的构成比较适合板状支持体4。为了具有这种特性，金属板特别是铝板比较适合作为板状支持体4，而且厚度最好在0.3mm以下，伸展率在5～10％以上。除了铝板外，还可以使用镀锌钢板和油面钢板等。或者除了金属板外，板状支持体4也可以使用耐热性树脂例如66尼龙，形成薄的、与树脂成型体3相比，挠曲量较大不至于破坏的板状支持体。

以下就这些加强件的配设进行说明。

树脂成型体3和板状支持体4如上所述预先在使对面的面相互接触的状态下进行结合。它可以利用把树脂成型体3一体性成型在板状支持体4上即例如嵌入成型的方法进行。或者也可以把树脂成型体3作为与板状支持体4不同体成型，并紧贴或结合在板状支持体4上进行结合。

接着把像这样相互结合的树脂成型体3和板状支持体4配置在方柱状部内部。板状支持体4配置在方柱状部内时，由内板件2构成的、面向位于汽车内侧的壁的两端部在方柱状部的中央侧沿着该壁被折弯后形成固定部4a。固定部4a在偏离方柱状部内侧的壁的方向上，在与树脂成型体3的端部偏移几mm的位置上被折弯后形成，因而树脂成型体3还从固定部4突出在方柱状部的内侧的壁侧。

如图3所示，固定部4a形成椭圆形的开口4b，还有在内板件上，在与该开口4b对应的位置上，同样形成了椭圆形的开口2a。夹具(结合片)5穿过这些开口4b、2a。这个夹具5的一方的端部形成了具有比开口4b、2a的短径更长的直径的圆筒状部。夹具5的另一方的端部被分叉，被分叉的支脚部相互延伸到相反侧后，变成上方弯曲的形成。这些支脚部可以弹性变形。

这个夹具5在把支脚部延伸的方向对着开口4b、2a长径方向的状态下，穿过开口4b、2a内。然后通过使夹具5旋转90°，各支脚部的前端与开口2a的短径方向的边沿对接。这样做的话，板状支持体4利用夹具5支脚部的弹力，可以把力施加在固定部4a按压在方柱状部内侧的壁侧上的方向上。这样，树脂成型体3和板状支持体4可以在树脂成型体3的端部被按压在内板件2上的状态下固定。

这时，树脂成型体3的端部，如上所述，从固定部4a突出，所以如图1a所示，固定部4a和内板件2之间形成几mm左右的小间隙6。此外，在像这样对树脂成型体3和板状支持体进行固定的状态下，树脂成型体3和方柱状部的、外侧的壁及其两侧的壁之间，形成了几mm左右的小间隙7。这个间隙7可以通过调整树脂成型体3发泡前的厚度和板状支持体4的固定位置加以确保。

加强件即树脂成型体3和板状支持体4固定后的车体板件，即外板件1和内板件2，然后施行防锈液浸渍处理。在这个工序中，由于方柱状部的、外板件1及内板件2的内面和树脂成型体之间可以确保间隙7，所以这个内面也接触到防锈液，并被迫浸渍。此外，板状支持体4的固定部4a和内板件2的内面之间的间隙6也浸入防锈液，内面的这个部分也被迫浸渍防锈液。

这时树脂成型体3通过被加热到防锈液浸渍处理温度，发泡并膨胀，如图1b和图2所示，方柱状部的壁和板状支持体4之间完全被膨胀的树脂成型体3充满。这对于板状支持体4的固定部4a和内板件2之间的间隙6来说也是同样的，如图1b所示，发泡后间隙6被树脂成型体3充满。像这样膨胀至接触到方柱状部外壁内面的树脂成型体3，与这个内面紧贴且粘结。

如上所述，在本实施形态的构成中，在由外板件1和内板件2构成的方柱状部内，通过配设压缩强度和剪切强度都充分高的树脂成型体3，可以有效地提高方柱状部的刚性及韧性。此外，通过把树脂成型体3配置在沿着方柱状部外壁的领域，可以使用比较少量的树脂成型体3有效地提高方柱状部的刚性及韧性。树脂成型体3被接合并设置在特别是在汽车撞击事故时，施加压缩力可能性比较高的、外侧壁及其两侧壁的内面，这样就可以有效地抑制事故时方柱状部的变形。

进而，在本实施形态中，利用伸展性高的、或者挠曲量大不至于破坏的板状支持体4，把树脂成型体3保持在与方柱状部外壁内面接触的领域。利用这个构成的话，即使方柱状部变形较大，板状支持体4会跟随其变形而变形，为此可以维持把树脂成型体3保持在与方柱状部外壁内面接触的领域的状态。这样具有上述物性值，从而即使比较硬的树脂成型体3变形较大，并且有裂缝进入等，也可以维持在把树脂成型体3粘结在方柱状部外壁内面的状态。为此，利用树脂成型体3提高方柱状部刚性的效果就可以在方柱状部变形过程中维持比较长的期间。

此外，在本实施形态的构成中，被发泡后的树脂成型体3粘结的、方柱状部外壁的内面在树脂成型体3发泡前最终被防锈液浸渍。为此，经过长期间后，可以防止该部分生锈，而维持树脂成型体3的粘结力，从而利用树脂成型体3，可以维持提高方柱状刚性及韧性的效果。

还有本实施形态虽然表示的是适用于剖面形状实质上为正方形的方柱状部的例子，但是也可以有效地适用于具有四角和五角等其他剖面形状的柱状部。此外，对于剖面形状的角部略微成圆弧的柱状部，本实施形态的构成也是有效的。另外，本实施形态的加强件配设结构不限于方柱状部，可以设置在汽车各种结构物内以及车体内部各种场所。

另外，树脂成型体3、板状支持体4的固定方法不限于上述方法，可以考虑各种方法。利用其他固定方法固定树脂成型体3、板状支持体4的其他构成例的模式图如图4～9所示。

图4所示的是把板状支持体4的端部朝向侧壁侧后折弯形成固定部4a，使夹具5结合在该固定部4a上的构成例。在这个构成中，固定部4a可以在柱状部的长度方向断续形成，发泡的树脂成型体3穿过固定部4a的中断部分被填充在间隙6内。此外，也可以在发泡前的树脂成型体3的端部，形成穿过固定部4a的中断部分而延伸的凸部，使该凸部与内板件2接合进行构成。

图5所示的是不使用夹具对利用嵌入成型等方法相互固定的树脂成型体3和板状支持体4的匚字状组成体进行固定的构成。在这个构成中，也可以使板状支持体4端部至少一部分偏离内板件2，在该间隙中填充发泡的树脂成型体3进行构成。作为匚字状组成体的固定方法，可以考虑利用焊接、粘结或者热粘接，使树脂成型体3、板状支持体4或两者固定在内板件2上的方法。

另外，作为不使用夹具进行固定的方法，除此之外可以考虑在外板件1及内板件2等构成车体的构件侧设置斜接结构部的方法。图6a和图6b所示的是这种斜接结构部的一构成例。在这个例子中，在内板件2的、树脂成型体3的端部接合的位置上，形成了朝向上方尖锐的针状部2a。通过把树脂成型体3的端部插在这个针状部2a上，可以固定树脂成型体3。

此外，图7a和图7b所示的是斜接结构部其他的构成例。在这个构成中，在内板件2的、柱状部的长度方向的两端部上，设置了朝向内侧倾斜竖起而形成的支柱状部2b。树脂成型体3和板状支持体4的组成体在两端的支柱状部2b之间，使支柱状部2b弹性变形后夹进配置。这样，该组成体可以由支柱状部2b的复原力压住而固定。

图8所示的是把树脂成型体3和板状支持体4作为不同体形成，使用贯通两者的夹具5b使两者相互固定的构成例。图9所示的是使用贯通树脂成型体3和板状支持体4进而外板件1的夹具5c，固定树脂成型体3和板状支持体4的构成例。

树脂成型体3和板状支持体4的固定方法不限于以上的例子，也可以使用众所周知的方法进行固定。

(第2实施形态)

图10a、图10b所示的是本发明第2实施形态的车体加强件配设结构。本实施形态的车体加强件配设结构是在剖面形状为长方形的方柱状部内配设树脂成型体3和板状支持体4而构成。树脂成型体3不仅配设在沿着方柱状部外壁内面的领域，而且还配设于在长边中央在短边方向延伸的领域，树脂成型体3的、像这样配设在长边中央的部分，与把其周围包住而配设的板状支持体4一起共同形成中间壁10。

板状支持体4的、构成中间壁10的部分的、由内板件2构成的、汽车内侧壁附近的端部，在与方柱状部的、该内侧壁的内面之间空出几mm左右的间隙11后位于其间。板状支持体4的这个端部，如图11a、11b、11c所示，形成多个开口4c。发泡前的树脂成型体3的、构成中间壁10的部分的端部，如图11a和图11b所示，形成了穿过该开口4c延伸，并与内板件2的内面接合的多个凸部3a。

像这样在配置了树脂成型体3的状态下，进行防锈液浸渍处理的话，发泡膨胀的树脂成型体3，在中间壁10的端部，如图10b、11c所示，被填充以填满间隙11。这时由于被设置了间隙11，所以还可以如此地对树脂成型体3的、构成中间壁10的部分的端部所粘结的领域浸渍防锈液，从而可以防止该部分生锈。

在本实施形态的构成中，通过设置中间壁10，可以在车体变形时，由中间壁10支承部分载荷，从而可以更加提高方柱状部的刚性及韧性。此外，可以防止板状支持体4及树脂成型体3在方柱状部长边方向的中央部折曲，偏离外板件1的情况。这样，可以在变形过程中，长期间维持树脂成型体3带来的加强效果。

本实施形态的构成，对剖面形状为细长形状的方柱状部，特别是剖面形状长边长度为短边长度的2倍左右以上的方柱状部，特别有效。也就是说，像这样剖面形状为细长形状时，在剖面形状的长边中央附近虽然强度容易变得较弱，但是通过设置中间壁10，可以有效地提高容易变弱部分的强度。

还有图10a和图10b虽然表示的是板状支持体4与第1实施形态相同，在沿着方柱状部侧方壁的部分的端部位置上被固定的构成，但是如图12所示，也可以做成在中间壁10的端部位置上进行固定的构成。在这个构成中，设置在内板件2上的、夹具5用的开口数可以比较少。因此，这个构成在因内板件2形状原因形成很多开口比较困难时是有效的。

在图12所示的构成中，板状支持体4的端部没有固定。这样即使事先把板状支持体4的端部设为自由，在使树脂成型体3发泡膨胀后，由于树脂成型体3被粘结在方柱状部的内面，所以这部分的强度可以充分地增高。

此外，如图13所示，本实施形态的构成，还可以有效地适用于剖面形状的一部分角变成圆弧的柱状部。这时也可以通过配设树脂成型体3和板状支持体4，有效地提高该柱状部的刚性及韧性。

另外，如图14所示，对扁平度更高，特别是具有长边长度为短边的3倍以上剖面形状的方柱状部配设加强件时，可以设置多个中间壁10。这样可以有效地提高整个方柱状部的强度，而且在这个构成中，如图14例示，若干个中间壁10，还可以在其周围的板状支持体4的端部形成如第1实施形态中所说明那样的固定部4a，由夹具5对它进行固定。

(实施例)

以下，就根据各实施形态构成的实施例的车体加强件配设结构，以及构成的可与实施例对比的比较例的车体加强件配设结构，对它们进行的弯曲试验的结果进行说明。

(实施例1)

在本实施例中，根据第1实施形态，制造了具有如图1a和图1b所示的车体加强件配设结构的方柱状车体模型。

这个方柱状车体模型，作为车体板件使用厚度为0.7mm的2片钢板，使它们组合，以剖面形状为50mm×50 mm的充分长的四角柱状部而构成。在构成这个方柱状车体模型的外壁内的3个内面沿边，配设了厚度为0.15mm、伸展率为10％的铝板作为板状支持体4。

板状支持体4和车体板件之间配设了西卡(シ一カ)公司制造的SikaReinforcer(商品名)作为树脂成型体3。这个树脂成型体3的厚度为4mm。该树脂成型体的发泡温度为150℃，发泡后的压缩强度为22MPa(使用直径为50mm，高度为100mm的圆柱状试样测量的)，剪切强度为4MPa(使用粘结面积为625mm²，厚度为3mm的试样测量的)。

这样把树脂成型体3与板状支持体4一起共同配设的方柱状车体模型在温度为170℃的电炉内放置20分钟后，使树脂成型体3发泡、硬化，使板状支持体4和车体板件之间毫无间隙地进行了填充。这时的树脂成型体3的外观发泡倍率约为150％，与发泡结束后的车体板件间的剪切粘结力为7～9MPa。

(比较例1-1～1-3)

作为可与实施例1对比的例子，制造了比较例1-1～1-3的三种方柱状车体模型。这些方柱状车体模型与实施例1相同，作为车体板件使用厚度为0.7mm的2片钢板，使它们组合，以剖面形状为50mm×50mm的充分长的四角柱状部而构成。

比较例1-1的方柱状车体模型，做成了内部不配设任何加强件的构成。比较例1-2，使用了与实施例1相比伸展率低、厚度为0.15mm的钢板作为板状支持体4，这个钢板的伸展率为4％。比较例1-3，使用了与实施例1相比发泡后的压缩强度及剪切强度都低的作为树脂成型体3，这个树脂成型体3的、发泡后的压缩强度为8MPa，剪切强度为0.6MPa。

这些实施例1和比较例1-1～1-3的构成归纳后如表1所示。

(表1)

(实施例2)

在本实施例中，根据第2实施形态，制造了具有如图10a和图10b所示的车体加强件配设结构的方柱状车体模型。

这个方柱状车体模型，作为车体板件使用厚度为0.7mm的2片钢板，使它们组合，以剖面形状为50mm×120mm的充分长的四角柱状部而构成。在构成这个方柱状车体模型的外壁内的3个内面沿边，配设了厚度为0.15mm、伸展率为10％的铝板作为板状支持体4。

板状支持体4和车体板件之间配设了西卡(シ一カ)公司制造的SikaReinforcer(商品名)作为树脂成型体3。这个树脂成型体3的厚度为4mm。该树脂成型体3的发泡温度为150℃，发泡后的压缩强度为22MPa(使用直径为50mm，高度为100mm的圆柱状试样测量的)，剪切强度为4MPa(使用粘结面积为625mm²，厚度为3mm的试样测量的)。

这样把树脂成型体3与板状支持体4一起共同配设的方柱状车体模型在温度为170℃的电炉内放置20分钟后，使树脂成型体3发泡、硬化，使板状支持体4和车体板件之间毫无间隙地进行了填充。这时的树脂成型体3的外观发泡倍率约为150％，与发泡结束后的车体板件间的剪切粘结力为8～9MPa。

(比较例2-1～2-3)

作为可与实施例2对比的例子，制造了比较例2-1～2-3的三种方柱状车体模型。这些方柱状车体模型与实施例2相同，作为车体板件使用厚度为0.7mm的2片钢板，使它们组合，以剖面形状为50mm×120mm的充分长的四角柱状部而构成。

比较例2-1做成了不设置中间板的构成。比较例2-2，使用了与比较例2相比伸展率低、厚度为0.15mm的钢板作为板状支持体4，这个钢板的伸展率为5％。比较例2-3，使用了与实施例2相比发泡后的压缩强度及剪切强度都低的作为树脂成型体3，这个树脂成型体的、发泡后的压缩强度为8MPa，剪切强度为0.6MPa。

这些实施例2和比较例2-1～2-3的构成归纳后如表2所示。

(表2)

(根据弯曲试验进行的评价)

如图15所示，把各实施例、比较例的方柱状车体模型，按照外板件1构成的外侧壁朝上方式放在支座20上，在长度方向的两端部支持，使用加压装置21，从上方在方柱状车体模型支点间的中央施加压力，实施弯曲试验。使用的支座20，其两端支持部的间隔为500mm。使用的加压装置21，其具有直径为120mm半圆筒形的压头21a，并使该压头21a以20mm/s的速度移动施加压力。

图16a和图16b的曲线图所示的是在该弯曲试验中，使方柱状车体模型位移时的、施加在压头21a上的载荷即弯曲载荷的变化。此外，图17a～图17d所示的是在该弯曲试验中，目视观测的实施例1的方柱状车体模型破坏过程的结果。

图17a所示的是方柱状车体模型的、开始位移前的状态(相当于图16a中符号A表示的时刻)。从这个状态使方柱状车体模型弯曲的话，方柱状车体模型在达到某种程度位移量之前，几乎是弹性变形，这期间弯曲载荷与位移量几乎成比例增加。

变形到了弹性极限附近(相当于图16a中符号B表示的时刻)的话，如图17b所示，在变形中心附近的领域25，树脂成型体3的、由发泡形成的网眼(气泡)开始压坏。这时，树脂成型体3可以利用该粘结力维系在与外板件1以及板状支持体4紧贴的状态。此外，板状支持体4跟随外板件1的变形而变形，由此树脂成型体3被压住与外板件1接合。结果，树脂成型体3被稳定维系在与外板件1以及板状支持体4紧贴的状态。板件1的应力通过这样紧贴的树脂成型体3被分散，结果可以提高方柱状车体模型的刚性。

使方柱状车体模型超过弹性极限进一步变形的话，如图17a所示，网眼的压坏从变形中心向外侧扩大。此外，这时可观测到外板件1产生皱折。这样即使变形推进，由于板状支持体4跟随外板件1的变形而变形，树脂成型体3被压住与外板件1接合，所以树脂成型体3可以在变形过程中长期间维系在与外板件1紧贴的状态(相当于图16a中符号C表示的时刻附近)。利用像这样与外板件1紧贴的树脂成型体3，方柱状车体模型的刚性可长期间维系在比较高的一定的强度上，结果如图16a所示，即使位移量加大，弯曲载荷也可以维系在比较大的几乎一定的数值上。

如果进一步使方柱状车体模型加大变形的话(相当于图16a中符号C以后)，如图17d所示，树脂成型体3发生裂缝(裂纹)，在外板件1以及板状支持体4之间，如符号26所示那样产生剥离。结果方柱状车体模型的弯曲刚性开始降低，但是由于树脂成型体3被板状支持体4继续保持在与外板件1邻接的领域内，所以应力向树脂成型体3进行的传递和分散被继续。为此，弯曲刚性不会急剧降低，弯曲刚性的降低被较低地抑制。

这样，实施例1的方柱状车体模型的弯曲刚性可以在变形过程中长期间维系在比较高的一定的数值上。在图16a的曲线图中，弯曲载荷在弯曲位移涉及10mm至25mm较宽的领域内能维系在10kN左右几乎一定的数值上，就证明了这个事实。

(评价结果)

如图16a所示，可知没有配设加强件的比较例1-1的构成，弯曲刚性值比较小，在比较小的载荷下就变形。此外，在比较小的变形量的阶段，弯曲载荷急剧减少。这意味着，如果对因汽车撞击原因施加了载荷的情况考虑的话，那么车体的方柱状部弯曲某种程度后，只要施加小的力就容易变形，从而变形急剧地推进。这在安全上是不希望的。

此外，如图16b所示，可知对于具有长边长度为短边长度的2倍以上的扁平形状的方柱状部，没有设置中间壁10的比较例2-1而言，与设置有中间壁10的情况相比，弯曲刚性较低。由此可见，对于扁平的方柱状部而言，适宜地设置中间壁对提高方柱状部的刚性是有效的。

对于使用伸展率低(5％以下)的板状支持体4的比较例1-2和2-2，可知位移小的时候虽然可以得到与实施例几乎同样的高的刚性，但是位移量变大，在这个例中，超过10～15mm的话，具有弯曲载荷急剧降低的倾向。这个弯曲载荷的降低，经分解试验后的样品后确认的结果可知，是因为板状支持体4断裂后树脂成型体3崩落而产生的。由此可见，通过使用伸展率高的板状支持体4，可以得到在位移过程中长期间维持很高刚性的效果。

对于使用压缩强度以及剪切强度都低，即更软的树脂成型体3的比较例1-3和2-3而言，弯曲载荷值相对位移长期间维系在一定的数值上。这可认为是因为树脂成型体3难以发生裂纹等。但是，对于比较例1-3和2-3，可以确认，与实施例1和2相比，弯曲载荷的绝对值较小，安全上不能说充分。由此可见，通过按照本发明那样把树脂成型体3的压缩强度以及剪切强度都充分地增高，可以充分地提高柱状部的强度。

Claims (22)

1.一种车体加强件配设结构，其中，在汽车的车体中，在把2个以上的板件组合形成的汽车结构物内或车体内部配设了加强件，

上述加强件，由至少局部沿着上述板件的内面，具有在与该板件之间空出规定间隔被配置的部分的板状支持体，以及在该板状支持体的、沿着上述板件被配置的部分和上述板件之间配置的、具有加热发泡性的树脂成型体构成，

上述树脂成型体在发泡之前，被支持在上述板状支持体上，与上述板件内面之间空出间隙后位于其间，发泡后，充满在上述板状支持体和上述板件之间与上述板件紧贴。

2.如权利要求1所述的车体加强件配设结构，其中，上述树脂成型体紧贴的、上述板件的内面被施行了防锈液浸渍处理。

3.如权利要求1所述的车体加强件配设结构，其中，上述树脂成型体和上述板状支持体，由嵌入成型形成一体。

4.如权利要求1所述的车体加强件配设结构，其中，上述树脂成型体和上述板状支持体，利用对两者进行结合的结合片相互固定。

5.如权利要求1所述的车体加强件配设结构，其中，上述板状支持体，利用对该板状支持体和上述板件进行结合的结合片对相对于上述板件的相对位置进行限制后被配置，

6.如权利要求5所述的车体加强件配设结构，其中，上述板状支持体的、由上述结合片结合的固定部，在与上述板件之间空出间隙被配置。

7.如权利要求1所述的车体加强件配设结构，其中，上述板状支持体以及/或者上述树脂成型体，利用焊接、粘结或热粘接被固定在上述板件上。

8.如权利要求1所述的车体加强件配设结构，其中，上述板状支持体以及/或者上述树脂成型体，利用设置在上述板件上的斜接结构部对相对于上述板件的相对位置进行限制后被配置。

9.如权利要求1所述的车体加强件配设结构，其中，上述板状支持体以及上述树脂成型体，利用对该板状支持体、该树脂成型体以及上述车体板件进行结合的结合片，对相对于上述板件的相对位置进行限制后被配置。

10.如权利要求1所述的车体加强件配设结构，其中，上述树脂成型体，形成了延伸至上述板件内面间的至少1个中间壁，以把上述汽车结构物内或上述车体内部隔开。

11.如权利要求10所述的车体加强件配设结构，其中，至少1个上述中间壁，从上述树脂成型体的、沿着上述板件被配置的部分，延伸至与它对置的、上述板件的内面上，上述板状支持体，具有上述树脂成型体的、沿着形成上述中间壁部分的两侧面延伸的部分，以及把该部分间在上述中间壁的、向上述板件内面上延伸侧的端部进行连结的部分，该连结的部分，在与上述板件的内面之间空出间隙后被配置。

12.如权利要求1所述的车体加强件配设结构，其中，上述树脂成型体，具有在一般的汽车板件的防锈液浸渍处理温度下发泡膨胀的特性。

13.如权利要求12所述的车体加强件配设结构，其中，上述树脂成型体具有在150～205℃的温度下发泡膨胀的特性。

14.如权利要求1所述的车体加强件配设结构，其中，上述树脂成型体发泡结束后的压缩强度为10MPa以上，剪切强度在1MPa以上。

15.如权利要求1所述的车体加强件配设结构，其中，上述树脂成型体和上述板件之间的剪切粘结力在4MPa以上。

16.如权利要求1所述的车体加强件配设结构，其中，上述板状支持体，由厚度在0.3mm以下、伸展率在5～10％以上的金属板构成。

17.如权利要求1所述的车体加强件配设结构，其中，上述板状支持体，由耐热性的树脂构成，与上述树脂成型体相比，挠曲量较大不至于破坏。

18.如权利要求17所述的车体加强件配设结构，其中，构成上述板状支持体的树脂是66尼龙。

19.如权利要求1所述的车体加强件配设结构，其中，在上述汽车结构物或上述车体变形的过程中，在上述树脂成型体产生裂缝后的充分长的期间，上述板状支持体跟随上述汽车结构物或上述车体的变形而变形，并被维系在把上述树脂成型体保持在与上述板件内面之间的状态。

20.如权利要求19所述的车体加强件配设结构，其中，上述树脂成型体，在上述汽车结构物或上述车体弯曲位移10mm以上，特别是位移到20mm以上之前，被维系在把上述树脂成型体保持在与上述板件内面之间的状态。

21.如权利要求1所述的车体加强件配设结构，其中，在上述汽车结构物或上述车体变形的过程中，在上述树脂成型体产生裂缝后的充分长的期间，上述汽车结构物或上述车体的弯曲载荷维持在10kN以上。

22.如权利要求20所述的车体加强件配设结构，其中，上述汽车结构物或上述车体的弯曲载荷，在上述汽车结构物或上述车体弯曲位移10mm以上，特别是位移到20mm以上之前，被维持在10kN以上。

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