車身骨架結構的製作方法
2023-06-14 06:25:41 1
車身骨架結構的製作方法
【專利摘要】本發明獲得一種車身骨架結構，其能夠在不使結構複雜化的情況下提高剛性。在骨架體（12）上結合有車門檻後部（16）、後柱（14）以及後車輪罩（26），且在該結合部附近的彎曲部（32）的內側形成有構成車門檻加強件（24）的內角落部（58），並且在內角落部（58）上，形成有以凸狀鼓出的三維曲面狀的鼓出部（34）。車門檻加強件（24）中，上壁部（24C1）、上端凸緣部（24A）、以及後端立壁部（24D）在彎曲部（32）的內側於包圍鼓出部（34）的位置處與鼓出部（34）連續地形成並面向三個方向。此外，上端凸緣部（24A）被結合於車門檻內面板（18）及柱內板（14A），後端立壁部（24D）被結合於車輪罩外板（28）。
【專利說明】車身骨架結構
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種車身骨架結構。
【背景技術】
[0002]作為車身骨架結構，例如已知一種如下的結構，即，在車輛中的車門檻後端部與柱下端部的結合部處通過第一加強件和第二加強件而形成上下兩層的封閉截面結構從而進行加強的結構(例如，參照專利文獻I)。
[0003]專利文獻1:日本特開2008-213826公報
【發明內容】
[0004]發明所要解決的課題
[0005]但是，由於在該現有技術中形成了上下兩層的封閉截面結構，因此部件件數將增加從而導致結構複雜化。
[0006]考慮到上述實際情況，本發明的目的在於，獲得一種能夠在不使結構複雜化的情況下提高剛性的車身骨架結構。
[0007]用於解決課題的方法
[0008]本發明的第一方式所涉及的車身骨架結構具有:骨架體，其上結合有多個骨架部並且在該結合部的附近形成有內角落部；三維曲面狀或與此近似的多邊形形狀的鼓出部，其被形成在所述內角落部上且以凸狀鼓出。
[0009]根據本發明的第一方式所涉及的車身骨架結構，骨架體上形成有多個骨架部並且在該結合部的附近形成有內角落部，在內角落部上形成有以凸狀鼓出的三維曲面狀或與此近似的多邊形形狀的鼓出部。因此，當作用於結合部的力傳遞至鼓出部時該力將被分散，從而抑制了以結合部為起點的變形。
[0010]本發明的第二方式為，在第一方式所涉及的車身骨架結構中，所述骨架體通過使分別被形成為長條狀的第一骨架部及第二骨架部於各自的長度方向上的一端部側相互交叉並結合從而在包括該交叉部在內的範圍內形成彎曲部，並且具備在所述彎曲部的內側配置有所述內角落部並形成有所述鼓出部的加強部件，所述加強部件具備平面部，所述平面部在包圍所述鼓出部的位置處與該鼓出部連續地形成並至少面向三個方向，並且所述平面部中的任意一個被結合於所述第一骨架部的一部分，而所述平面部中的另外任意一個被結合於所述第二骨架部的一部分。
[0011]根據本發明的第二方式所涉及的車身骨架結構，在骨架體中，第一骨架部及第二骨架部分別被形成為長條狀且在各自的長度方向上的一端部側相互交叉並結合，從而在包括該交叉部在內的範圍內形成彎曲部，並且通過加強部件而被加強。在加強部件中，在彎曲部的內側配置有內角落部並形成有鼓出部，並且形成有在包圍鼓出部的位置處與該鼓出部連續的平面部並至少面向三個方向，並且平面部中的任意一個被結合於第一骨架部的一部分，而平面部中的另外任意一個被結合於第二骨架部的一部分。因此，當作用於平面部中的任意一個與第一骨架部的一部分的結合部、以及平面部中的另外任意一個與第二骨架部的一部分的結合部的力傳遞至加強部件的鼓出部時，將被分散為剪切力和軸向力。由此，通過減小使鼓出部發生變形的剪切力，從而抑制了鼓出部及其周圍的結合部的變形。
[0012]本發明的第三方式為，在第二方式所涉及的車身骨架結構中，所述第一骨架部在車身側部的下端部具備以車身前後方向作為長度方向而配置的車門檻內面板，並且所述第二骨架部具備被結合在所述車門檻內面板的後端部上的車輪罩外板，所述加強部件被設定為車門檻加強件，所述車門檻加強件被配置在所述車門檻內面板的車輛寬度方向外側且與所述車門檻內面板形成沿著車身前後方向的封閉截面並被結合在所述車輪罩外板上。
[0013]根據本發明的第三方式所涉及的車身骨架結構，作為加強部件的車門檻加強件被配置在構成第一骨架部的車門檻內面板的車輛寬度方向外側且與車門檻內面板形成沿著車身前後方向的封閉截面，並且被結合在構成第二骨架部的車輪罩外板上。因此，即使作用有例如欲以車門檻作為軸而使車輪罩外板向車輛寬度方向傾倒的力，也通過在車門檻加強件的鼓出部處使力被分散，從而抑制了車輪罩外板向車輛寬度方向的傾倒變形。
[0014]發明效果
[0015]如以上所說明地那樣，根據本發明的第一方式所涉及的車身骨架結構，具有能夠在不使結構複雜化的情況下提高剛性等的優異效果。
[0016]根據本發明的第二方式所涉及的車身骨架結構，具有能夠確保針對於朝向結合部的附近的多個方向上的力的剛性及強度等的優異效果。
[0017]根據本發明的第三方式所涉及的車身骨架結構，具有能夠抑制車輪罩外板向車輛寬度方向的傾倒變形等的優異效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為表示第一實施方式所涉及的車身骨架結構的立體圖。
[0019]圖2為表示沿圖1中的2-2線而切斷的狀態的放大剖視圖(縱剖視圖)。
[0020]圖3為應用了第一實施方式所涉及的車身骨架結構的車身的概要側視圖。
[0021]圖4為表示作用於第一實施方式所涉及的車身骨架結構的鼓出部的力的分解的示意圖。
[0022]圖5為表示第二實施方式所涉及的車身骨架結構的立體圖。
【具體實施方式】
[0023][第一實施方式]
[0024]利用圖1?圖4對本發明的第一實施方式所涉及的車身骨架結構進行說明。另外，在這些圖中適當圖示的箭頭標記FR表示車輛前方側，箭頭標記UP表示車輛上方側，箭頭標記OUT表示車輛寬度方向外側。
[0025]在圖3中，通過概要側視圖圖示了應用了第一實施方式所涉及的車身骨架結構30的車身。另外，本實施方式中的車身骨架結構成為，汽車的車門檻後部16、後柱14以及後車輪罩26的結合部被加強了的結構。
[0026]如圖3所示，在車身側部10的後側，形成有通過未圖示的後側門而被開閉的後側門開口部10A。在後側門開口部IOA的下邊緣側(車身側部10的下端部)，配置有以車身前後方向作為長度方向的車門濫後部16。在車門濫後部16的後端部上,結合有後車輪罩26的前端部。後車輪罩26具備:被配置於車輛寬度方向內側的未圖不的車輪罩內板(後車輪罩內板)、和被配置於車輛寬度方向外側的作為第二骨架部的車輪罩外板(後車輪罩外板)28,後車輪罩26的從上部側至前端側的部位被形成為朝向車門檻後部16的後端部側的平緩的曲線形狀。該後車輪罩26的前端部與後柱14的下端部被結合在一起。
[0027]在圖1中，通過立體圖圖示了車身骨架結構30的主要部分。此外，在圖2中，通過放大剖視圖(縱剖視圖)圖示了沿圖1中的2 — 2線而切斷時的狀態。如圖1所示，在本實施方式的車身骨架結構30中形成有骨架體12，所述骨架體12上結合有作為多個骨架部的車門濫後部16、後柱14、以及後車輪罩26。車門濫後部16具備:作為第一骨架部的車門濫內面板(車門檻後部內面板)18、和車門檻外面板(車門檻後部外面板)22。車門檻內面板18被配置在車門檻後部16的車輛寬度方向內側且被形成為車輛寬度方向外側被開放的截面呈大致帽狀的形狀。與之相對，車門檻外面板22被配置在車門檻後部16的車輛寬度方向外側且被形成為車輛寬度方向內側被開放的截面呈大致帽狀的形狀。
[0028]車門濫內面板18以車身前後方向作為長度方向而被形成為長條狀、並且與後柱14的柱內板14A的下端部結合在一起。與之相對，柱內板14A向車身上方側延伸而被形成為長條狀。此外，車門檻外面板22為外側板20的一部分，且與後柱14的柱外板14B(參照圖2)成為一體結構，並且以車身前後方向作為長度方向而被形成為長條狀的部分被設為車門檻外面板22，向車身上方側延伸而被形成為長條狀的部分被設為柱外板14B(參照圖2)。另外，在圖1中，以去除了外側板20中的大部分的狀態而進行了圖示，且以透視的狀態用雙點劃線而僅對車門檻外面板22的一部分進行了圖示。
[0029]車門檻後部16基本上通過如下方式而被構成為封閉截面結構，S卩，車門檻內面板18的上端凸緣部18A和車門檻外面板22的上端凸緣部22A通過點焊而被結合一起，並且車門檻內面板18的下端凸緣部18B和車門檻外面板22的下端凸緣部22B通過點焊而被結合在一起。即，成為通過車門檻內面板18及車門檻外面板22而形成了封閉截面部Cl的結構。此外，在車門檻內面板18的後端，形成有重疊並結合在車輪罩外板28的前端部28A的前面下端部上的凸緣部(省略圖示)。
[0030]另外，在被形成於車門檻內面板18的高度方向中間部處的、朝向車輛寬度方向內側的突出部18C的上表面側，通過點焊而結合有後地板面板(省略圖示)的車輛寬度方向外側的末端部。
[0031]此處，在上述的車門檻外面板22的車輛寬度方向內側且車門檻內面板18的車輛寬度方向外側，配置有作為長條狀的加強部材的車門檻加強件(車門檻後部外下加強件)24。在車門檻加強件24中，其前部以車身前後方向作為長度方向而配置，且前部側被形成為車輛寬度方向內側被開放的截面呈大致帽狀的形狀。在車門檻加強件24中，其前端部24F被配置在接近後側門開口部IOA的下邊緣前端的預定位置處，而後端部24R被配置在車輪罩外板28的前端部28A側。此外，在車門檻加強件24中，在其高度方向中間部形成有向車輛寬度方向外側突出的突出部24C，並且在車門檻加強件24的上端部形成有作為平面部的上端凸緣部24A，在車門檻加強件24的下端部形成有下端凸緣部24B。
[0032]車門檻加強件24的上端凸緣部24A的前部被夾在車門檻內面板18的上端凸緣部18A和車門檻外面板22的上端凸緣部22A之間並以三層重疊的方式通過點焊(用「 X 」標記來表示焊點)而被結合在一起。此外，車門檻加強件24的上端凸緣部24A的後部與柱內板14A的前端凸緣14A1重疊並通過點焊(用「 X 」標記來表示焊點)而被結合在一起。另一方面，車門檻加強件24的下端凸緣部24B被夾在車門檻內面板18的下端凸緣部18B和車門檻外面板22的下端凸緣部22B之間並以三層重疊的方式通過點焊而被結合在一起。由此，車門檻加強件24與車門檻內面板18 —起形成了沿著車身前後方向的封閉截面C2。
[0033]車門檻加強件24的上端凸緣部24A的後部朝向車身後方側而向車身斜上方側延伸。此外，在車門檻加強件24上，形成有從上端凸緣部24A的後端部向車輛寬度方向外側彎曲的、作為平面部的後端立壁部24D。後端立壁部24D通過點焊(用「 X 」標記來表示焊點)而被結合於車輪罩外板28的前端部28A上。而且，在車門檻加強件24上，形成有從後端立壁部24D的車輛寬度方向外側端部向車輛後方側彎曲的後端凸緣部24E。後端凸緣部24E與突出部24C的縱壁部24C2的後端部連續，並且在車輪罩外板28的前端側通過點焊(用「 X 」標記來表示焊點)而被結合於面向車輛寬度方向外側的前端側壁部28B上。
[0034]另外，在本實施方式的骨架體12中，通過使車門檻內面板18和車輪罩外板28在各自的長度方向上的一端部側相互交叉(大致正交)並結合，從而在包括該交叉部在內的範圍內形成了彎曲部32。此外，在彎曲部32的徑向內側，配置有突出部24C的作為上面側的平面部的上壁部24C1和後端立壁部24D，並且形成有內角落部36。內角落部36構成車門檻加強件24的一部分並被配置在彎曲部32的徑向內側，並且被形成在使車門檻後部16、後柱14、以及後車輪罩26結合的結合部的附近。
[0035]此處，在車門檻加強件24的內角落部36上，形成有以凸狀鼓出的三維曲面狀(更具體而言為大致球面狀)的鼓出部34。如此，車門檻加強件24具備鼓出部34，並且上壁部24C1、上端凸緣部24A、以及後端立壁部24D在彎曲部32的內側於包圍鼓出部34的位置處與鼓出部34的外周部連續地形成並面向三個方向。
[0036]另外，優選為，鼓出部34為儘可能接近於球面狀的形狀。此外，雖然在本實施方式中，鼓出部34被形成為三維曲面狀，但也可以被形成為與三維曲面狀近似的多邊形形狀。此外，圖2所示的雙點劃線40表示對比結構中的車門檻加強件的上壁部的位置。本實施方式的鼓出部34還從所述對比結構的上壁部40向車輛寬度方向外側且斜上方側(箭頭標記38的方向)鼓出。
[0037](作用和效果)
[0038]接下來，對上述實施方式的作用及效果進行說明。
[0039]根據本實施方式所涉及的車身骨架結構30，在圖1所示的骨架體12上，結合有車門檻後部16、後柱14、以及後車輪罩26，並且在該結合部的附近的彎曲部32的內側形成有構成車門檻加強件24的內角落部36，在內角落部36上，形成有以凸狀鼓出的三維曲面狀的鼓出部34。因此，當作用於結合部的力傳遞至車門檻加強件24的鼓出部34時該力將被分散。
[0040]此外，車門檻加強件24與車門檻內面板18形成沿著車身前後方向的封閉截面C2，並且上壁部24C1、上端凸緣部24A、以及後端立壁部24D在包圍鼓出部34的位置處與鼓出部34連續地形成並面向三個方向。並且，上端凸緣部24A被結合於車門檻內面板18的上端凸緣部18A及柱內板14A的前端凸緣14A1，後端立壁部24D被結合於車輪罩外板28的前端部28A。因此，作用於如下結合部上的力，在車門檻加強件24的鼓出部34處被分散為剪切力和軸向力，所述結合部為，車門檻加強件24的上端凸緣部24A與車門檻內面板18的上端凸緣部18A的結合部、車門檻加強件24的上端凸緣部24A與柱內板14A的前端凸緣14A1的結合部、以及車門檻加強件24的後端立壁部24D與車輪罩外板28的前端部28A的結合部。
[0041]在圖4中，通過示意圖圖示了鼓出部34中的力的分解。如圖4所示，所負載的力F在鼓出部34處被分解為剪切力fl和軸向力f2。由此，通過減小使鼓出部34發生變形的剪切力Π，從而抑制了鼓出部34及其周圍的結合部的變形。即，提高了結合剛性及強度。
[0042]例如，即使作用有欲以圖1所示的車門濫後部16作為軸而使後車輪罩26及後柱14向車輛寬度方向傾倒的力，也通過在車門檻加強件24的鼓出部34處使力分散，從而抑制了後車輪罩26及後柱14向車輛寬度方向的傾倒變形。即，提高了對於轉矩的剛性。其結果為，抑制了因車身剛性提高而引起的車身振動，從而實現了操縱穩定性的提高以及對碰撞時的變形的抑制。
[0043]在此，對欲使車門檻後部16與後柱14的結合部發生變形的載荷進行補充說明。由於來自後懸架的輸入及來自發動機等的振動，從而在車門檻後部16與後柱14的結合部上作用有載荷。雖然認為由於這種載荷會引起後柱14相對於車門檻後部16而發生扭轉變形或在車輛主視觀察時車身變形為平行四邊形，但是後柱14相對於車門檻後部16的結合剛性越低，則上述這些變形將越大。換言之，如果如本實施方式那樣，相對於圍繞車身前後方向的軸的轉矩而強化車門檻後部16與後柱14的結合剛性，則載荷輸入時的變形量將受到抑制。
[0044]此外，當著眼於車門檻後部16與後柱14的結合部時，也考慮到如下情況，即，由於相對於在車身前後方向(大致水平方向)上延伸的車門檻後部16，後柱14朝向車身下部側而在車身前後方向上被延展成末端發散形狀並被結合於車門檻後部16，因此對於以車門檻後部16作為軸而使後柱14向車輛寬度方向傾倒的這種載荷Fl (參照圖2)，一般情況下如果不通過額外的加強部材進行加強則容易發生變形。與之相對，在本實施方式中，如前文所述，通過在車門檻加強件24上形成鼓出部34等，從而在抑制部件件數的增加的同時提高了車門檻後部16與後柱14的結合部的剛性。
[0045]此外，由於已知在對圖3所示的前柱A、中柱B、以及後柱14各自的上下部位進行比較時，相對於圍繞車身前後方向的軸的變形的恢復影響率最高的部位為後柱14的下部，因此可以說由本實施方式的鼓出部34等所實現的加強是極為有效的加強。
[0046]而且，如果與對比結構進行比較，則例如在如下第一對比結構和第二對比結構中，無法使所負載的力分散為剪切力和軸向力，其中，所述第一對比結構為，代替圖1所示的鼓出部34，通過未鼓出的平板三角面狀的部位而對上壁部24C1、上端凸緣部24A、以及後端立壁部24D的內周側進行連結的結構，所述第二對比結構為，代替鼓出部34，分別使上壁部24C1、上端凸緣部24A、以及後端立壁部24D以平面狀延長並相交(在圖1中用雙點劃線來表示延長的平面部並且用符號a、b、c來表示)的這種結構。因此，與本實施方式所涉及的結構相比容易發生變形。例如，關於本實施方式所涉及的結構、第一對比結構、以及第二對比結構，在將材質、板厚、限制等的形狀以外的條件設為相同並輸入了使後柱14以向車輛寬度方向傾倒的方式發生變形的載荷的情況下，根據CAE中的分析結果，將成為(本實施方式所涉及的結構的變形量):(第一對比結構的變形量):(第二對比結構的變形量)=I:3:10。[0047]另外，如果從其他的觀點出發，例如在從外側對圖1所示的鼓出部34的中心附近作用有載荷的情況下，由於從對鼓出部34進行支承的支點對鼓出部34分別向鼓出部34的中心方向作用支點反力，因而相對於由所述載荷所產生的轉矩而產生抵消轉矩。因此，即使假設對於鼓出部34作用有這種載荷，也不易產生鼓出部34處的變形。
[0048]如以上說明所述，根據本實施方式所涉及的車身骨架結構30，能夠在不使結構複雜化的情況下提高剛性。此外，能夠抑制部件件數從而實現輕量化。而且，可以說車身骨架結構30成為了也適用於低能量生產的結構。
[0049]另外，雖然在上述的第一實施方式中，在車門檻加強件24中，上壁部24C1、上端凸緣部24A、以及後端立壁部24D在彎曲部32的內側於包圍鼓出部34的位置處與鼓出部34連續地形成並面向三個方向，但加強部材也可以採用如下方式，即，例如根據第一骨架部及第二骨架部的形狀等，使在彎曲部的內側於包圍鼓出部的位置處與鼓出部連續地形成的平面部面向四個方向以上。
[0050][第二實施方式]
[0051]接下來，使用圖5，對本發明的第二實施方式所涉及的車身骨架結構進行說明。在圖5中，通過立體圖圖示了第二實施方式所涉及的車身骨架結構50。
[0052]如圖5所示，在車身骨架結構50中形成有骨架體52，所述骨架體52上結合有作為多個骨架部的側構件54及橫向構件56。側構件54在車身的車輛寬度方向的兩側，以車身前後方向作為長度方向而配置。側構件54被形成為車輛上方側開放了的截面呈大致帽狀的形狀，且具備左右一對凸緣部54A、54B、和向車輛下方側突出的突出部54C。在左右一對側構件54的車輛寬度方向中間部彼此之間，以車輛寬度方向作為長度方向而配置有橫向構件56。
[0053]橫向構件56被形成為截面呈車輛上方側開放了的大致帽形形狀，且具備左右一對凸緣部56A、56B、和向車輛下方側突出的突出部56C。橫向構件56的長度方向上的端部與側構件54抵接並通過焊接而被結合在一起。
[0054]在橫向構件56的長度方向上的端部處,形成有從凸緣部56A、56B降低了一階的第一凸緣56D。第一凸緣56D從下表面側與側構件54的車輛寬度方向內側的凸緣部54A重疊並結合。此外，在橫向構件56的長度方向上的端部處，形成有與第一凸緣56D的車輛寬度方向外側的端部連續並向車輛下方側彎曲的第二凸緣56E。從車輛寬度方向內側觀察時，第二凸緣56E被形成為大致U字形狀，並與側構件54的突出部54C的車輛寬度方向內側的縱壁部54C1重疊並結合。而且，在橫向構件56的長度方向上的端部處，形成有與第二凸緣56E的車輛下方側端部連續並向車輛寬度方向外側彎曲的第三凸緣56F。第三凸緣56F與側構件54的突出部54C的底壁部54C2的一部分重疊並結合。
[0055]在使側構件54和橫向構件56結合的結合部的附近，在包括橫向構件56的突出部56C的底壁部56C1側和第二凸緣56E側在內的範圍內形成有內角落部58。在內角落部58上，形成有以凸狀鼓出的三維曲面狀(更具體而言為大致球面狀)的鼓出部60。
[0056]優選為，鼓出部60為儘可能接近於球面狀的形狀。此外，雖然在本實施方式中，鼓出部60被形成為三維曲面狀，但也可以被形成為與三維曲面狀近似的多邊形形狀。
[0057]在本實施方式中，當在橫向構件56的中央部上存在來自懸架(省略圖示)或被懸掛的重物(省略圖示)的輸入時，該力f將欲以側構件54作為軸而使橫向構件56發生位移。但是，與第一實施方式同樣地，由於側構件54與橫向構件56的結合部通過鼓出部60而提高了轉矩剛性，因此抑制了以結合部作為起點的變形。
[0058]另外，上述實施方式及上述的改變例可以適當組合而實施。
【權利要求】
1.一種車身骨架結構，具有: 骨架體，其上結合有多個骨架部並且在該結合部的附近形成有內角落部； 三維曲面狀或與此近似的多邊形形狀的鼓出部，其被形成在所述內角落部上且以凸狀鼓出。
2.如權利要求1所述的車身骨架結構，其中， 所述骨架體通過使分別被形成為長條狀的第一骨架部及第二骨架部於各自的長度方向上的一端部側相互交叉並結合從而在包括該交叉部在內的範圍內形成彎曲部，並且具備在所述彎曲部的內側配置有所述內角落部並形成有所述鼓出部的加強部件， 所述加強部件具備平面部，所述平面部在包圍所述鼓出部的位置處與該鼓出部連續地形成並至少面向三個方向，並且所述平面部中的任意一個被結合於所述第一骨架部的一部分，而所述平面部中的另外任意一個被結合於所述第二骨架部的一部分。
3.如權利要求2所述的車身骨架結構，其中， 所述第一骨架部在車身側部的下端部具備以車身前後方向作為長度方向而配置的車門檻內面板，並且所述第二骨架部具備被結合在所述車門檻內面板的後端部上的車輪罩外板， 所述加強部件被設定為車門檻加強件，所述車門檻加強件被配置在所述車門檻內面板的車輛寬度方向外側且與所述車門檻內面板形成沿著車身前後方向的封閉截面並被結合在所述車輪罩外板上。
【文檔編號】B62D25/20GK103534164SQ201180070830
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2011年5月17日 優先權日:2011年5月17日
【發明者】黑川博幸 申請人:豐田自動車株式會社