汽車的車體結構的製作方法
2023-04-28 07:36:51
專利名稱：汽車的車體結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種汽車的車體結構，在該結構中，在構成車室的底面的底面板的下方設置有沿車體的大致前後方向延伸的底架，該底架由底板、一對側壁、一對凸緣構成，上述一對側壁從上述底板中的車體寬度方向的每側邊緣向上方立起，上述一對凸緣從每個側壁的頂端邊緣沿水平方向伸出，這些凸緣固定於上述底面板的下側面上。
平頭型卡車、公共汽車、客車或其它類型的汽車所採用的上述形式的車體結構在過去是公知的(比如參照特開昭56-108357號公報)。按照這種車體結構，由於底架設置於其底面板的底側，所以可提高車體的強度，即使對車體作用沿前後方向的較大的外力的情況下，仍可抑制車體的永久性變形。
此時，為了通過底架有效地提高車體的強度，該底架的板厚必須設定得較大，充分提高底架的強度。但是，如果按照上述方式，將底架的板厚設定得較大，則無法避免下述的缺點，即整個車體的重量會增加，其成本上升。
於是，人們考慮通過在底架上增設加強部件的方式來加強該底架，提高其整體的強度，從而使底架本身的板厚減小。比如，將沿底架的底板與兩個側壁的基本呈U字形的加強部件固定於底架的內側面，或設置下述的處於水平狀態的加強部件，其每個端部邊緣固定於底架的兩個側壁上。但是，按照本發明人的分析，則顯然可知，僅僅通過將這樣的加強部件增設於底架上，不能按照予想提高其強度，不能期待獲得較大的效果。
本發明是基於上述的新的認識而開發的，本發明的目的在於提供一種汽車的車體結構，該結構可使車體的強度提高，且可使底架的板厚充分減小。
為了實現上述目的，本發明提供一種汽車的車體結構，該車體結構為本說明書的最開始部分所描述類型的車體結構，在由上述底架中的底板和兩個側壁，以及底面板劃分出的空間內，設置有沿上述底架中的整個縱向範圍中的至少局部延伸的加強板，該加強板按照平分上述空間的方式，從其頂端部，朝向底端部，向斜下方傾斜設置，該頂端部和底端部中的至少頂端部固定於底架上。
此時，在上述第一項所述的車體結構中，最好當上述底架上沿其縱向作用有壓縮荷載時，按照相對所述增強板，沿其寬度方向施加壓縮荷載的方式確定該增強板的傾斜狀態，並且僅僅該增強板的頂端部與底端部中的頂端部固定於底架上。
另外，在上述第一項方案所述的車體結構中，最好當上述底架上沿其縱向作用有壓縮荷載時，按照相對上述增強板，沿其寬度方向施加拉伸荷載的方式確定該增強板的傾斜狀態，並且該增強板的頂端部和底端部均固定於底架上。
下面根據附圖對本發明的實施例進行詳細描述。
圖1為表示卡車的駕駛室的側面圖；圖2為以點劃線表示圖1所示的駕駛室的輪廓、以實線表示部分構件的平面示意圖；圖3為沿圖2中的III-III線的放大剖面圖；圖4為沿圖2中的IV-IV線的放大剖面圖；圖5為表示設置有增強板時的底架的變形之前和永久性變形之後的狀態的剖面說明圖；圖6為表示增強板的傾斜狀態改變的實例的、與圖3相同的剖面圖；圖7為表示增強板的其它實例的、與圖3相同的剖面圖；圖8為表示增強板的再一實例的、與圖3相同的剖面圖；圖9為表示沒有增強板時的底架的變形之前與永久性變形之後的狀態的剖面說明圖。
圖1為表示作為具有本發明的車體結構的汽車的一個實例的、卡車的駕駛室的側面圖，圖2為以點劃線表示駕駛室的外部輪廓、以實線表示其部分構件的平面圖。另外，本說明書中所使用的術語「前」，或「後」指以汽車的前進方向F為基準的前後，與該前後方向相垂直的方向為車體的寬度方向W。
在圖1和圖2中，卡車的車體1，即駕駛室包括下述的各種面板，即限定車室頂部的頂面板2、構成車體1的側部的後側部面板3、構成車室的底面的底面板4、限定車室後部的後面板5、位於車體前部的前面板6等。另外，標號7表示前支柱，標號8表示設置於車室前部的前玻璃。此外，在圖示的車體結構中，在底面板4的下方，如圖2中的實線所示，設置有基本沿車體1的前後方向延伸的底架9、9a，在本實施例中，以相對車體1的寬度方向W的中心CL基本保持對稱的方式設置有一對底架9、9a。這些底架9、9a除了相互保持對稱以外，它們還具有實質上相同的結構。
如作為沿圖2中的III-III線和IV-IV線的放大剖面圖的圖3和圖4所示，每個底架9、9a由底板10、10a，一對側壁11、11a和一對凸緣12、12a構成，上述一對側壁11、11a從該底板10、10a中的沿車體寬度方向W的每個側緣處向上方立起，上述一對凸緣12、12a從每個側壁11、11a的頂端邊緣處沿水平方向向外伸出，上述底板10、10a，兩個側壁11、11a和兩個凸緣12、12a成整體連接，並沿車體1的前後方向以較大尺寸延伸。每個底架9、9a的橫截面形狀基本呈U字形。另外，如圖3和4中的符號×所示，這些凸緣12、12a通過點焊方式固定於底面板4的底側面。
按照上述方式構成的底架9、9a通過圖中未示出的中間部件，分別支承於底盤架13上，由此車體1被支承於底盤架13上。圖中未示出的車身支承於車體1的後方的底盤架部分處。另外，上述的車體1中的每塊面板，前支柱7和底架9、9a由比如鋼板等高強度材料製成。
如圖3和圖4所示，每塊底架9、9a上沿其內側面設置、固定有基本呈U字形的第一加強部件14、14a，並且處於水平狀態的第二加強部件15、15a中的每個端部邊緣通過加強部件14、14a，固定於每個底架9、9a中的每個側壁11、11a上。這些加強部件14、14a，15、15a也由比如鋼板等高強度材料製成，並且沿每個底架9、9a的全長範圍，或其局部設置。
在這裡，當相對比如行走中的卡車，作用有來自前方的較大的外力P時，由於車身位於車體1的後方，所以該車體1就承受來自前後的較大荷載。由此，車體1將發生壓縮變形，但是，此時由於底架9、9a的補強性能，車體1的永久性變形，即其塑性變形受到抑制。
按照上述方式，由於底架9、9a的作用，可使車體1的強度提高，但是在過去，為了確實提高該強度，底架由板厚度較大的板材形成。由此，無法避免車體的重量增加，其成本上升的缺點。
按照上述方式，第一和第二加強部件14、14a，15、15a固定於本實施例的底架9、9a上，藉助該加強部件14、14a，15、15a底架9、9a得到增強，但是僅僅依靠該加強部件不能充分地增強底架9、9a，這樣上述底架9、9a的板厚不能降低到足夠程度。
為了了解其原因，本發明人對底架發生塑性變形的狀態進行了分析，結果，判明了下述事實。
圖9(b)為表示下述場合下的底架9的永久性變形狀態的說明圖，該場合指卡車承受來自前方的較大的外力P，附有第一和第二加強部件14、15的底架9沿其縱向作用有壓縮荷載，圖9(a)表示其變形之前的狀態。根據圖9(b)可知，當底架9上作用有較大的壓縮荷載時，底架9被壓壞，其底板10和兩個側壁11的橫截面形狀形成平行四邊形。如圖9(a)所示，在變形之前，其橫截面基本呈長方形的底架9發生永久性變形將匹配箱壓壞。另一底架9a與圖9(b)所示的底架9以對稱的方式產生擠潰變形。
在這裡，第一和第二加強部件14、15固定於底架9上，但是這些部件14、15不具有下述作用，即有效地防止底架9被擠潰變形為平行四邊形狀。一旦底架9呈平行四邊形狀發生永久性變形，則由於其截面形狀發生變化，其截面強度大大降低。由於上述的原因，僅僅通過設置第一和第二加強部件14、15，不能有效地對底架進行加強，在過去，板厚度設定得非常大，不過是為了防止其按照呈平行四邊形狀被壓壞的方式變形。
因此，在本實例的車體結構中，針對上述方面，如圖3和4所示，在通過底架9、9a的底板10、10a和兩個側壁11、11a和底面板4劃分的空間S內部，設置有沿該底架9、9a中的縱向的至少局部延伸的增強板16、16a。並且，該增強板16、16a按照將上述空間S平分的方式，從其頂端部17、17a朝向底端部18、18a，沿斜下方向傾斜設置。在圖示的實例中，每個增強板16、16a設置於圖2中的標號Q所示的範圍內，但是上述增強板16、16a也可沿底架9、9a的整個長度範圍延伸。另外，按照後面將要描述的方式，上述增強板16、16a，其頂端部17、17a與底端部18、18a中的至少頂端部17、17a固定於底架9、9a上。
在圖3和4所示的實例中，增強板16、16a的頂端部17、17a位於離開車體1的寬度方向中心CL的一側，即車體寬度方向外側，底端部18、18a位於靠近車體1的寬度方向中心CL的位置，上述頂端部17、17a與底端部18、18a通過亞弧焊接AC方式焊接於第一加強部件14、14a上，由此，每個增強板16、16a相對底架9、9a固定。
如圖9(b)所示，當底架9上沿其縱向作用有壓縮荷載時，該底架9可以其橫截面形狀呈平行四邊形被壓壞的方式變形。但是，此時由於在底架9的內側，設置有以傾斜狀態設置的增強板16，這樣該增強板16具有防止底架9被壓壞而變形的作用，並阻止底架9發生較大的永久性變形。圖5(a)、(b)為表示設置有增強板16時的底架9的變形之前和發生永久性變形之後的狀態的說明圖，從該圖可知道，藉助該增強板16，可有效地抑制底架9發生永久性變形以至被壓壞。圖4所示的增強板16a也具有完全相同的作用，從而防止底架9a發生擠潰變形。
如上所述，當底架9、9a上沿其縱向作用有壓縮荷載時，由於藉助該增強板16、16a可阻止，乃至抑制底架9、9a的永久性變形，所以每個底架9、9a發揮了其本身的增強效果。因此，即使在底架9、9a的板厚相對已有技術大大減小的情況下，仍可保持車體1的強度，並可使車體1的重量減輕，使其成本降低。另外，即使在省略第一和第二加強部件14、14a，15、15a的情況下，藉助該增強板16、16a，仍可防止底架9、9a的擠潰變形。在後面將要描述的實例中也具有相同的效果。
如圖6所示，增強板6的傾斜狀態也可與圖3的場合相反。對於設置於另一底架9a上的增強板16a，也具有相同的結構。
在這裡，在圖3和4所示的實例中，外力P作用於車體1上，由此當底架9、9a上沿其縱向作用有壓縮荷載時，從圖9(b)所示的底架的變形狀態顯然可知，由於底架9、9a的作用，在增強板16、16a上沿其寬度方向作用有壓縮荷載。因此，在此場合，當增強板16、16a的頂端部17、17a固定於底架9、9a上時，即使在其底端部18、18a不固定於底架9、9a上的情況下，增強板16、16a仍可發揮上述的增強功能。即，當底架9、9a上沿其縱向作用有壓縮荷載時，按照相對增強板16、16a，沿其寬度方向作用壓縮荷載的方式，確定增強板16、16a的傾斜狀態，並且增強板16、16a中的頂端部17、17a和底端部18、18a中的、僅僅頂端部固定於底架9、9a上。採用這樣的結構，不必對增強板16、16a的底端部18、18a進行焊接AC，因而可使增強板16、16a相對底架9、9a的裝配作業簡化，使其成本降低。
如果按照圖6所示方式設置增強板16，當底架9上沿其縱向作用有壓縮荷載時，從圖9(b)所示的底架的變形狀態可知，增強板16上作用有拉伸荷載。在此場合下，必須將上述增強板16的頂端部17與底端部18都固定於底架9上時，該增強板16方能實現增強底架9的作用。即，在此場合下，當底架9上沿其縱向作用有壓縮荷載時，按照相對增強板16沿其寬度方向作用有拉伸荷載的方式，確定該增強板16的傾斜狀態，採用使該增強板16的頂端部17和底端部18都固定在底架9上的結構。對於設置於另一底架9a上的增強板16a，也採用相同的結構。
按照上述結構，則必須對增強板16中的頂端部17和底端部18進行焊接AC，但由於當底架9上作用有壓縮荷載時，增強板16上作用有拉伸荷載，這樣與作用有壓縮荷載的場合相比較，具有下述優點，即使其板厚較薄，仍可阻止其車身發生彎曲變形。
按照上述方式，在增強板16、16a中，其頂端部17、17a與底端部18、18a中的至少頂端部17、17a被固定於底架9、9a上。
增強板16、16a相對底架9、9a的裝配狀態不限於上述的實例，可對其進行適當選擇。比如如圖7所示，增強板16的頂端部17也可以較大的面積與底架9的側壁11緊密接觸，該頂端部17由上述側壁11和第二加強部件15夾持住，把它們按照標註×標記的方式通過點焊方式固定。另外，在圖7的實例中，增強板16的底端部18通過點焊固定於底架9的底板10上，同時，在其底端部18上形成有延長部19，該延長部19與底架9的側壁緊密接觸，並且其頂端部由側壁11和第二加強部件15夾持住，它們通過點焊方式固定。在本實例中，未設置第一加強部件。
另外，在圖8所示的實例中，增強板16的頂端部17的結構與圖7的相同，但是底端部18與底架9的內面間隔開。當此處所示的底架9上作用有壓縮荷載時，由於增強板16的底端部18與底架9相接觸，該增強板16上作用有壓縮荷載，這樣在通常狀態下，即使在其底端部18與底架9離開的情況下，也沒有關係。
本發明不限於卡車，還可廣泛應用於公共汽車、客車等類型的汽車的車體結構。
按照本發明第一項技術方案所述的車體結構，通過傾斜設置的增強板，可有效地抑制底架發生擠潰變形，由此相對已有技術，底架的板厚可大大減小。
按照本發明第二項技術方案所述的車體結構，由於增強板的底端部未固定於底架上，這樣可以很容易地將增強板裝配於底架上。
按照本發明的第三項技術方案，當底架上沿其縱向作用有壓縮荷載時，由於增強板上作用有拉伸荷載，則即使在增強板的板厚設定得較小的情況下，該增強板仍可確實對底架起增強作用。
權利要求
1.一種汽車的車體結構，在構成車室的底面的底面板的下方設置有基本沿車體前後方向延伸的底架，該底架由底板、一對側壁、一對凸緣構成，所述一對側壁從所述底板中的車體寬度方向的每側邊緣向上方立起，所述一對凸緣從每個側壁的頂端邊緣沿水平方向伸出，這些凸緣固定於所述底面板的底側面上，其特徵在於在由所述底架中的底板和兩個側壁以及底面板劃分的空間內，設置有沿所述底架中的整個縱向範圍中的至少局部延伸的增強板，該增強板按照平分上述空間的方式，從其頂端部，朝向底端部，向斜下方傾斜設置，該頂端部和底端部中的至少頂端部固定於底架上。
2.根據權利要求1所述的車體結構，其特徵在於當所述底架上沿其縱向作用有壓縮荷載時，按照相對所述增強板，沿其寬度方向施加壓縮荷載的方式確定該增強板的傾斜狀態，並且僅僅該增強板的頂端部與底端部中的頂端部固定於底架上。
3.根據權利要求1所述的車體結構，其特徵在於當上述底架上沿其縱向作用有壓縮荷載時，按照相對上述增強板，沿其寬度方向施加拉伸荷載的方式確定該增強板的傾斜狀態，並且該增強板的頂端部和底端部均固定於底架上。
全文摘要
一種底面板的下方設置有沿車體的前後方向延伸的底架的汽車的車體結構,這種車體結構可有效地增強上述底架,且可使該底架的板厚設定得較小。增強板16以傾斜的狀態設置在底架9的內側,其頂端部17和底端部18固定於底架9上。
文檔編號B62D33/06GK1244473SQ9811629
公開日2000年2月16日 申請日期1998年8月10日 優先權日1998年8月10日
發明者篠田一夫, 井上雅夫, 西森亨 申請人:日野自動車工業株式會社