專利名稱：擠壓空心鋁合金面板以及生產該面板的方法
技術領域：
本發明涉及擠壓空心鋁合金面板以及生產該空心面板的方法。
背景技術：
用于導向滑動門的導軌(guide rail)例如連接到面板上，比如汽車用的地板面板上。例如，根據日本未審查專利申請出版物No.2004-168106，通過焊接將導軌固定在地板面板體上。根據日本未審查專利申請出版物No.2002-145116，將導軌固定于外部的四開板上。根據日本未審查專利申請出版物No.2003-120116，在多個位置上利用螺栓和螺母將導軌固定在內門板上。這樣的導軌通常都是由鋼板彎曲形成，因此它們在橫截面上有開口空間。

發明內容
已知技術的導軌是通過彎曲鋼板制造，而且通過固定或焊接固定在面板上。不幸的是，這樣的導軌在它們要連接的位置上不能避免一些變化，而且也需要復雜的生產工藝。
因此，有鑒于上述問題，本發明的一個目的是提供一種擠壓空心鋁合金面板，該鋁合金面板具有精確限定的開口部分并且可以通過更簡單的工藝生產。
為了實現上述目的，本發明提供一種擠壓空心鋁合金面板，它包括多塊板和多個接合這些板的肋。該空心面板包括開口部分和閉合部分，所述開口部分和閉合部分由擠壓一體成形，從而沿著擠壓方向延伸。閉合部分在垂直于擠壓方向的橫截面上具有由肋在板之間限定的多個閉合空間。開口部分在橫截面上有開口空間。
根據本發明，開口部分和閉合部分通過擠壓一體形成。因此，開口部分形成的位置依賴于所用擠壓機模具的尺寸和形狀。這樣保證了開口部分穩定的位置和尺寸精度。另外，空心面板可以通過比已知技術的面板更加簡單的工藝進行生產，所述的已知技術的面板具有后來通過例如焊接而連接的開口部分。
在擠壓空心鋁合金面板的可能實例中，多塊板包括兩塊板，并且開口部分包括沿著橫截面寬度方向設置在空心面板端部的肋、在寬度方向上從所述兩塊板向肋外部突出的突出部分，以及從突出部分的外端部延伸到板內部的延伸部分。延伸部分限定了一個在擠壓方向上延伸的開口，以形成開口空間。
在另一個可能的擠壓空心鋁合金面板實例中，多塊板包括兩塊板，并且開口部分由這兩塊板和多個肋中的兩個相鄰肋構成。所述兩塊板之一具有在擠壓方向上、在兩個相鄰肋之間延伸的開口，從而形成開口空間。
開口部分可以由比用于閉合部分的鋁合金具有更高強度的鋁合金形成。
此外，擠壓空心鋁合金面板可以配置成汽車用的地板面板、門板以及頂板中的任一種，而開口部分可以配置為導軌。
如果導軌比其它部分具有更高的強度，則可以保證導軌所需要的強度，同時抑制面板重量增加。
本發明還提供了制備該擠壓空心鋁合金面板的方法。這種方法包括將開口部分和閉合部分由這兩部分的材料一起擠壓而一體形成的步驟。
依據這種方法，開口部分和閉合部分可以在一次擠壓操作中一體形成，而不需要例如擠壓步驟之后焊接這兩部分的步驟。因而，空心面板可以通過更簡單工藝生產。
本發明還提供生產擠壓空心鋁合金面板的另一種方法。在這種方法中，開口部分可以由比閉合部分所使用的鋁合金具有更高強度的鋁合金形成。這種方法包括如下步驟，即制備具有開口部分所用的鋁合金和閉合部分所用的鋁合金的復合材料坯料，然后將該復合材料坯料擠壓形成擠壓空心鋁合金面板。
依據這種方法，開口部分和閉合部分可以在一次擠壓操作中使用不同的鋁合金形成。空心面板因此可以通過更簡單工藝生產。
如上所述，本發明可以提供一種生產擠壓空心鋁合金面板的更簡單工藝，所述面板具有精確限定的開口部分。


圖1是根據本發明第一實施例的空心面板的整體透視圖；圖2是空心面板沿著擠壓方向的側視圖；圖3是擠壓機主要部分的示意性截面圖；圖4是擠壓機模具注射部分的示意性主視圖；圖5是擠壓機模具擠壓部分的示意性主視圖；圖6是根據本發明第一實施例的修改的空心面板在擠壓方向的側視圖；圖7是根據本發明第一實施例的另外的修改的空心面板沿著擠壓方向的側視圖；圖8是復合材料坯料的透視圖；圖9是根據本發明第二實施例用于擠壓空心面板的注射部分的示意性主視圖；圖10是根據本發明第三實施例的空心面板沿著擠壓方向的側視圖；圖11是根據本發明第四實施例的空心面板沿著擠壓方向的側視圖；以及圖12是根據本發明第五實施例的空心面板沿著擠壓方向的側視圖。
具體實施例方式
現在參考附圖詳細描述本發明的優選實施例。
第一實施例圖1和圖2說明了根據本發明第一實施例的擠壓空心鋁合金面板(下文中，簡稱為空心面板)。將依據這種實施例的空心面板成形成汽車用的地板面板。該空心面板是通過擠壓鋁合金而形成的一體式面板。圖2是空心面板沿著擠壓方向的側視圖。擠壓方法稍后描述。
在圖1和圖2中，空心面板10包括一對平行的平板12，這對平板在其厚度方向彼此分開并且由位于它們之間的多個肋連接。這些肋包括第一肋14、第二肋16和第三肋18，這些都將在以下詳細描述。
空心面板10包括作為閉合部分實例的面板體20以及作為開口部分實例的導軌22。在這個實施例中，導軌22在空心面板寬度方向上位于空心面板10的端部(圖2的左端)。換句話說，導軌22在垂直于擠壓方向的橫截面寬度方向上位于面板體20的端部。導軌22用于引導例如滑動門(未示出)。位于滑動門底端的導輥23沿著導軌22滾動。
面板體20在第一肋14的右側構成空心面板10的一部分，所述第一肋14位于空心面板10的左側端部。面板體20包括接合部分24和中間部分26。接合部分24位于空心面板10的另一端(圖2右端)，并且在寬度方向上構成第三肋18之外的空心面板10的一部分(圖2中，第三肋18的右側)。接合部分24在如圖2所示的橫截面內形成盒子形狀，以連接空心面板10和另一面板。構成接合部分24一部分的第三肋18是垂直于板12形成的，并且在擠壓方向上在板12的長度之上延伸。類似地，第一肋14是垂直于板12形成的，并且沿著擠壓方向在板12的長度之上延伸。第一肋14比第二肋16和第三肋18都厚。
中間部分26構成接合部分24和導軌22之間的一部分空心面板10。第二肋16位于中間部分26中的兩個板12之間。第二肋16以交替方式傾斜于板12，在垂直于擠壓方向的橫截面寬度方向形成Z形圖案。第二肋16沿著擠壓方向在板12的長度之上延伸。
盡管中間部分26在從導軌22延伸的預定區域內具有與導軌22大體相同的壁厚，但是中間部分26的壁厚比導軌22和接合部分24的壁厚小。
導軌22包括第一肋14、在寬度方向上從板12向第一肋14外部突出的突出部分28以及從突出部分28的外端向板12內部延伸的延伸部分30。延伸部分30彼此分離，從而在擠壓方向上限定了在延伸部分30之間延伸的開口32。支持導輥23的支撐件34通過開口32插入導軌22中。
導軌22的壁厚比面板體20除從導軌22延伸的預定區域之外的其它部分的壁厚大。這增加了導軌22的剛性，同時抑制了空心面板10的總重量的增加。
下面描述生產空心面板10的方法。空心面板10使用圖3所示的擠壓機40進行制備。該擠壓機40包括容器42、與容器42分離的壓板(platen)44和位于這兩者之間的模具單元46。
容器42具有在坯料48擠壓方向上延伸的內孔42a。與液壓缸(未示出)的桿連接的桿柄49可滑動地設置在內孔42a內。壓板44位于容器42的擠壓側(圖3的右側)并固定在該處。
模具單元46包括模座50、模環52、模具54、支持物56和墊圈58。模座50可以垂直于擠壓方向從容器42和壓板44之間的設定位置滑動到出口位置。
模座50固定模環52。模環52和墊圈58安置在圖3的水平方向上，并且保持在容器42和壓板44之間。
模環52形成圓柱形狀，并且固定模具54和支持物56，所述模具54和支持物56在模環52內部的按此順序安置在擠壓方向上。
參考圖4和5，模具54包括注射部分60和位于注射部分60的擠壓側的擠壓部分62。坯料48從容器42擠壓并注入注射部分60。注射部分60具有在擠壓方向上穿透注射部分60的進口60a。從容器42擠壓的坯料48注入和分開進入進口60a。圖4是注射部分60從容器42側看的示意圖。
擠壓部分62具有?？?2a，所述?？?2a用于合并經過進口60a的坯料48的擠壓物，并將它們以空心面板10的形式擠壓。如圖5所示，?？?2a在擠壓側具有對應于空心面板10橫截面形狀的形狀。
桿柄49用液壓缸致動，以從容器42擠壓坯料48。然后將坯料48注入并分開進入模具54注射部分60的進口60a。通過注射部分60的進口60a的擠壓物被合并并注入擠壓部分62的模孔62a內，以擠壓空心面板10，該空心面板10包括作為整體的面板體20和導軌22。
如上所述，根據第一實施例，面板體20和導軌22通過擠壓一體形成，從而制備出空心面板10。因此，導軌22形成的位置取決于擠壓機40的模具54的尺寸和形狀。這樣就保證了導軌22的穩定的位置和尺寸的精度。此外，空心面板10可以采用比已知技術的面板更簡單的工藝進行生產，所述的已知技術的面板是通過例如焊接而連接導軌的。
導軌22在第一實施例中是作為開口部分的實例形成的，但是開口部分并不限于導軌。
第二肋16在寬度方向上連續地排列，因此當從擠壓方向看時，它們在閉合部分內部形成三角形圖案，但是第二肋16的這種排列并不限于上述實施例。例如，參考圖6，第二肋16可以是分離的，因此當從擠壓方向看時，它們在閉合部分形成梯形圖案。備選地，參考圖7，第二肋16可以是垂直于板12安置的，以使它們在閉合部分內形成矩形圖案。
第二實施例在本發明的第二實施例中，空心面板10以與圖1和圖2所示的地板面板相同的形狀形成。第二實施例與第一實施例的不同點在于，面板體20和導軌22是不同材料形成的。
具體地說，在第二實施例中，導軌22和面板體20是由不同的鋁合金形成的。用于導軌22的鋁合金(第二材料)比用于面板體20的鋁合金(第一材料)具有更高的強度。所使用第二材料的實例包括JIS(日本工業標準)7000系列的鋁合金，比如合金號7075和7N01。所使用第一材料的實例包括JIS 6000系列鋁合金、比如合金號6N01。
根據第二實施例的空心面板10這樣形成如圖8所示，預先制備具有兩種鋁合金的復合材料坯料66，然后使用擠壓機將所述復合材料坯料66擠壓。復合材料坯料66包括由用于面板體20的第一材料形成的主要部分66a以及由用于導軌22的第二材料形成的圓柱形輔助部分66b。復合材料坯料66形成具有輔助部分66b的圓柱形狀，所述輔助部分66b沿著主要部分66a的圓周表面并入。
參考圖9，在模具54的注射部分60中可以形成用于第二材料的進口60b，以使用復合材料坯料66生產空心面板10。從擠壓方向觀察時，用于第二材料的進口60b位于對應于導軌22的模孔62a那部分的同一側。進口60b被限定，以使經過該進口的擠壓物被注入到對應于導軌22的模孔62a的那部分中。
經過用于第一材料的進口60a的擠壓物和經過用于第二材料的進口60b的擠壓物的流量比可以調節，以使該流量比符合面板體20和導軌22的體積分布比(參見日本專利3645453)。然后，可以形成空心面板10，以使第一和第二材料的焊接部分基本上與面板體20和導軌22之間的邊界相符。所述體積分布比指的是每單位長度空心面板10的面板體20與導軌22的體積之比。
如上所述，根據第二實施例，形成的導軌22具有比面板體20更高的強度。因此，可以增加導軌22的強度，同時抑制空心面板10的總重量增加。因此，空心面板10可以更容易地實現所需強度。
另外，在第二實施例中，復合材料坯料66是預先制備的，然后使用擠壓機擠壓，在一步擠壓操作中形成空心面板10。因此，空心面板10可以通過更簡單的工藝生產。
在第一實施例中，為確保所需的強度，導軌22的壁厚比面板體20大，而在第二實施例中，為確保所需要的強度，導軌22采用了不同的材料。在第二實施例中，一些面板應用中的導軌22的壁厚與面板體20的壁厚基本相同。其余的結構、操作和優點都與第一實施例相同。
第三實施例在本發明的第三實施例中，空心面板10配置成汽車用的地板面板。如圖10所示，第三實施例與第一實施例的不同之處在于，導軌22在寬度方向(垂直于擠壓方向)形成于空心面板10的中間部分。例如，當座位(未示出)向前和向后滑動時，使用導軌22引導座位。
在第三實施例中，導軌22在寬度方向上將面板體20分成二部分。在擠壓方向延伸的開口68被限定在將要形成導軌22的上底板12上的位置處，而第一肋14位于開口68兩側的每一側上。導軌22由兩個相鄰的第一肋14、在這兩個第一肋14之間延伸的上底板12的部分以及與所述上底板12的部分相對的下底板12的一部分限定。為了增加導軌22的強度，與開口68相對的下底板12的那部分的厚度大于下底板12其余部分的厚度。
當從擠壓方向觀察時，面板體20包括位于導軌22左側的第一面板體部分20a以及位于導軌22右側的第二面板體部分20b。第一面板體部分20a包括接合部分24a和中間部分26a，第二面板體部分20b包括接合部分24b和中間部分26b。接合部分24a和24b在寬度方向上都位于空心面板10的端部，以將空心面板10連接到例如其它面板上。中間部分26a和26b分別位于導軌22和接合部分24a之間以及導軌22和接合部分24b之間。中間部分26a和26b包括第二肋16，接合部分24a和24b各包括第三肋18。
根據第三實施例，面板體20和導軌22如上述實施例那樣通過擠壓一體形成。這樣就保證了導軌22的穩定的位置和尺寸的精度。此外，空心面板10可以通過更簡單的工藝生產。
在第三實施例中，在面板體20的中間部分限定了單個導軌22，但是導軌數目并不限制。例如，可以限定兩個導軌，以在寬度方向將面板體20分隔成三個部分。此外，如第二實施例那樣，面板體20和導軌22可以由不同材料形成。其余的結構、操作和優點都與第一實施例相同。
第四實施例如圖11所示，在本發明的第四實施例中，空心面板10配置成汽車用的頂板。在這個實施例中，成對的板12用位于其間的肋14、16和18彎曲。導軌22在具有水平放置的第一肋14的寬度方向上位于面板體20的端部。突出部分28從第一肋14向下延伸，并且延伸部分30從突出部分28的底端水平伸出。因此，突出部分28和延伸部分30限定了朝下的開口32。位于滑動門(未示出)頂端的導輥沿著導軌22滾動。
盡管在第二實施例中面板體20和導軌22可以由不同的材料形成，但是在本實施例中，空心面板10是使用單一材料形成一塊頂板。其余的結構、操作和優點都與第一實施例相同。
第五實施例如圖12所示，在本發明的第五實施例中，空心面板10配置成汽車用的門板。空心面板10具有上下導軌22，該上下導軌22將面板體20分成三部分，即，第一面板體部分20a、第二面板體部分20b以及第三面板體部分20c。
板12中的一個基本上是平坦的，而其它板則是彎曲的。因此，空心面板10厚度在其高度的中心部分更厚，而不是具有均勻的厚度。
為了增加用作門板的空心面板10的強度，位于兩個導軌22之間的第二面板體部分20b的壁厚比位于導軌22頂部的第一面板體部分20a和位于導軌22底部的第三面板體部分20c厚。
盡管在第二實施例中，面板體20和導軌22可以由不同的材料形成，但是在本實施例中，空心面板10是使用單一材料形成一塊門板。其余的結構、操作和優點都與第一實施例相同。
權利要求
1.一種擠壓空心鋁合金面板，其包括多塊板；和接合所述多塊板的多個肋，所述面板包括通過擠壓一體形成而在擠壓方向延伸的開口部分和閉合部分，所述閉合部分在垂直于擠壓方向的橫截面內具有由多個肋在多塊板之間限定的多個閉合空間，所述開口部分在所述的橫截面內具有開口空間。
2.如權利要求1所述的擠壓空心鋁合金面板，其中所述多塊板包括兩塊板；并且所述開口部分包括在橫截面的寬度方向位于空心面板的端部的肋，在寬度方向上從所述兩塊板突出到肋外部的突出部分，以及從突出部分的外端向板內部延伸的延伸部分，所述延伸部分限定了一個沿著擠壓方向延伸的開口，以形成開口空間。
3.如權利要求1所述的擠壓空心鋁合金面板，其中所述多塊板包括兩塊板；并且所述開口部分由兩塊板和多個肋中的兩個相鄰的肋構成，所述兩塊板中的一塊板在擠壓方向上具有在所述兩個相鄰肋之間延伸的開口，以形成開口空間。
4.如權利要求1所述的擠壓空心鋁合金面板，其中所述開口部分包括強度比閉合部分所用的鋁合金強度更高的鋁合金。
5.如權利要求1所述的擠壓空心鋁合金面板，可配置成汽車用的地板面板、門板和頂板中的任何一種，其中所述開口部分配置成導軌。
6.一種制備如權利要求1所述的擠壓鋁合金面板的方法，該方法包括通過將開口部分和閉合部分的材料一起擠壓而一體形成開口部分和閉合部分的步驟。
7.一種制備如權利要求4所述的擠壓鋁合金面板的方法，該方法包括如下步驟制備具有用于開口部分的鋁合金和用于閉合部分的鋁合金的復合材料坯料；和將所述復合材料坯料擠壓以形成所述的擠壓空心鋁合金面板。
全文摘要
一種擠壓空心鋁合金面板，它包括通過擠壓一體形成以在擠壓方向延伸的面板體和導軌。所述面板體在垂直于擠壓方向的橫截面內具有由多個肋在多塊板之間限定的多個閉合空間。所述導軌在橫截面內具有開口空間。
文檔編號B62D25/02GK1900574SQ200610106019
公開日2007年1月24日 申請日期2006年7月19日 優先權日2005年7月20日
發明者貝田一浩, 榮輝 申請人:株式會社神戶制鋼所