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T形接頭構造的制作方法

文檔序號:11527568閱讀:508來源:國知局
T形接頭構造的制造方法與工藝

本發明涉及一種t形接頭構造,實現了兼顧確保其他部件的安裝區域以及確保接頭部分的剛性。



背景技術:

以往,t形接頭構造被應用于車輛、船舶、建筑物、橋梁以及普通工業機械等各種構造物,例如已知有如下的構造,其包括:在車寬方向上隔開規定間隔而在車輛前后方向上延伸設置的2個下邊梁;以及與這2個下邊梁的雙方連結且在車寬方向上延伸設置的多個橫梁(參照日本實公昭60-124381號)。



技術實現要素:

發明要解決的課題

圖1、圖2是表示現有的車輛的車身中的下邊梁與橫梁的接頭構造的圖,在兩個圖中均為,(a)是其立體圖,(b)是其車輛前后方向側視圖。在圖1所示的接頭構造10中,由于并未在下邊梁12的側面12a的車高方向的整個區域中連結有橫梁14,因此存在接頭部分的剛性對于彎曲變形、扭轉變形來說不充分這樣的問題。另外,在圖1中,符號14f表示形成于橫梁14的凸緣,符號16表示橫梁14所連結的底板。

因此,近年來,如圖2所示的接頭構造20那樣,通過使橫梁24與下邊梁22的側面22a以及下邊梁上表面22b連結,來提高接頭部分的剛性。另外,在圖2中,符號24f表示形成于橫梁24的上表面凸緣,符號26表示橫梁24所連結的底板。

但是,如圖2(b)所示,在構成接頭構造20的橫梁24中,存在構成車寬方向外側部分、并且具有車高方向上側的輪廓線(以下,有時稱作“上側線”)且是相對于車寬方向傾斜的上側線l1o的部分(以下,有時稱作“車寬外側部”)24o。在通常情況下,在如圖2(b)那樣上側線傾斜的車寬外側部24o上難以安裝座椅軌道基座。因此,在橫梁24與下邊梁22的車高方向尺寸差較大的情況下,傾斜的上側線l1o會延伸到車寬方向的更內側,有可能無法充分確保座椅軌道基座的安裝區域。因而,在包括橫梁24的接頭構造中,在充分確保座椅軌道基座的安裝區域、進而有效利用車室內空間的方面存在改善的余地。

本發明是鑒于上述情況而進行的,其目的在于提供一種t形接頭構造,充分確保其他部件(例如,車寬方向上的座椅軌道基座)的安裝區域,并且確保接頭部分的剛性。

用于解決課題的手段

本發明人著眼于,在圖2所示的接頭構造20中,為了使車寬方向上的座椅軌道基座的安裝區域更大,而使與車寬外側部24o的車寬方向內側相連且上側線沿著車寬方向延伸的橫梁24的構成部分(以下,有時稱作“車寬內側部”)24i的車寬方向尺寸w1i、相對于橫梁24的車寬方向總尺寸w1增大。

但是,當不改變下邊梁22的形狀、橫梁24的車寬方向總尺寸w1以及車寬內側部24i的車高方向尺寸h,而僅增大車寬內側部24i的車寬方向尺寸w1i時,車寬外側部24o的車寬方向尺寸w1o變小,因此車寬外側部24o的上側線l1o相對于車寬方向的傾斜變大。在該情況下,在車輛前后方向側視中,在橫梁24的車寬外側部分24o的上表面和與下邊梁22結合的凸緣24f的上表面中,相對于車寬方向的傾斜角之差會變大。因此,在相同的側視中,由于這些上表面的彎折角變大,因此例如在產生使橫梁24向車高方向彎曲的載荷時,彎折點處的彎曲變形有可能變大,換言之,有可能無法充分確保接頭部分的車高方向彎曲剛性。

因此,本發明人著眼于,如圖3(是表示本發明所涉及的t形接頭構造的一例的圖,(a)是其立體圖,(b)是其車輛前后方向側視圖)所示那樣,關于橫梁34,不使車寬外側部34o的上側線lo相對于車寬方向的傾斜過度地增大,而使車寬內側部34i的車寬方向尺寸wi增大。其結果,發明人得到如下見解:如果使下邊梁32的上側線ls朝向車寬方向外側向車高方向上側傾斜、且使橫梁34的上表面凸緣34f的上側線lf與下邊梁34的上側線ls相連,則能夠減小車寬外側部分34o的上表面與凸緣34f的上表面之間的彎折角,因此不會產生上述那樣的接頭部分的剛性不充分這樣的問題,進而能夠同時實現確保座椅軌道基座的大范圍的安裝區域和確保接頭部分的剛性。

基于以上的見解,本發明人等完成了本發明。其主旨如下所述。

[1]一種t形接頭構造,具備第1部件、以及與上述第1部件連結且沿著相對于上述第1部件的長度方向垂直的方向延伸設置的第2部件,其特征在于,在上述第1部件的長度方向側視中,上述第1部件的與上述第2部件連結的部分即第1部件側連結要素,從上述第1部件朝向上述第2部件以上述第1部件變尖細的方式傾斜,上述第2部件的與上述第1部件連結的部分即第2部件側連結要素,從上述第1部件朝向上述第2部件以與上述第1部件側連結要素相同的朝向傾斜,上述第1部件側連結要素與上述第2部件側連結要素平滑地連結而構成連結部,上述連結部存在于上述第1部件以及上述第2部件的寬度方向的至少一方側。

[2]在上述[1]所記載的t形接頭構造中,在上述第1部件的長度方向側視中,上述第2部件的長度方向與上述第1部件側連結要素的表面所形成的角為25°以下。

[3]在上述[1]或者[2]所記載的t形接頭構造中,在上述第1部件的長度方向側視中,上述第2部件的除上述第2部件側連結要素以外的部分在相對于上述第2部件的長度方向垂直的方向上的最小尺寸h2相對于最大尺寸h1的比例h2/h1為0.5以上0.92以下。

[4]在上述[2]或者[3]所記載的t形接頭構造中,在將所形成的上述角設為θ的情況下,滿足(h1/h2-1)/2≤tanθ。

發明的效果

在本發明所涉及的t形接頭構造中,例如,在該t形接頭構造為由下邊梁(第1部件)和橫梁(第2部件)構成的構造的情況下,以增大橫梁的車寬內側部的車寬方向尺寸為前提,對于橫梁的上表面凸緣的上側線與下邊梁的上側線的連結方式(第1連結部以及第2連結部的形狀、進而它們的連結方式)進行改良。其結果,根據本發明所涉及的t形接頭構造,能夠充分確保其他部件(例如,車寬方向上的座椅軌道基座)的安裝區域,并且能夠確保接頭部分的剛性。

附圖說明

圖1是表示現有的車輛的車身中的下邊梁與橫梁的接頭構造的圖,(a)是其立體圖,(b)是其車輛前后方向側視圖。

圖2是表示現有的車輛的車身中的下邊梁與橫梁的接頭構造的圖,(a)是其立體圖,(b)是其車輛前后方向側視圖。

圖3是表示本發明(的實施方式)所涉及的t形接頭構造的圖,(a)是其立體圖,(b)是其車輛前后方向側視圖。

圖4是表示圖3(b)所示的車輛接頭構造的3個變形例的車輛前后方向側視圖,(a)是兩個上側線lo、ls在一條直線上延伸的例子,(b)、(c)分別是兩個上側線lo、ls朝車高方向下方形成凸狀地彎折或者彎曲的例子。

圖5是圖3(a)所示的車輛接頭構造的變形例,且是車寬外側部的車輛前后方向尺寸朝向車寬方向外側擴大的例子。

圖6是圖3(a)所示的車輛接頭構造的變形例,且是與下邊梁的外側部分連結的上表面凸緣和與下邊梁的側壁連結的側面凸緣成為一體的例子。

圖7是表示本發明(的實施方式)所涉及的車輛接頭構造的圖,(a)是其立體圖,(b)是其車輛前后方向側視圖。

圖8是表示圖7所示的車輛接頭構造的變形例的立體圖,(a)是中柱具備第2凸緣的例子,(b)是第2凸緣與第1凸緣相連的例子,(c)是中柱具備至少一個引板的例子,另外,(d)是兩個引板被連結的例子。

圖9是表示現有的車身框架中的下邊梁與中柱的接頭構造的圖,(a)是其立體圖,(b)是其車輛前后方向側視圖。

具體實施方式

以下,將本發明所涉及的t形接頭構造的實施方式分為實施方式1(下邊梁與橫梁的組合構造)和實施方式2(下邊梁與中柱的組合構造)進行說明。此外,在本說明書中,車輛前后方向側面是指與車輛前后方向垂直的側面。此外,在本說明書中,車輛前后方向意味著車輛的長度方向,車高方向意味著鉛垂方向,車寬方向意味著與車輛前后方向和車高方向的雙方垂直的方向。

<實施方式1(下邊梁與橫梁的組合構造)>

圖3是表示本發明的實施方式所涉及的t形接頭構造的一種、即車輛接頭構造30的圖,該圖中(a)是其立體圖,該圖中(b)是其車輛前后方向側視圖。車輛接頭構造30是與車身相關的構造。車輛接頭構造30具備沿著車輛前后方向延伸設置的下邊梁32(第1部件)、以及與下邊梁32連結且沿著車寬方向延伸設置的橫梁34(第2部件)。另外,在圖3中,符號34fa表示形成于橫梁34的上表面凸緣,符號36表示橫梁34所連結的底板。此外,在本說明書中,“下邊梁”意味著下邊梁的所謂內側部。

如圖3(a)所示,下邊梁32具備:內側部分32i,與橫梁34連結且具有與車寬方向垂直的側面32a;以及兩個外側部分32o、32o,相對于內側部分32i彎折而朝車寬方向外側延伸。此外,在兩個外側部分32o、32o的車寬方向最外部設置有與未圖示的下邊梁外側部、中柱、側板等其他構件連結的凸緣。

此外,如圖3(b)所示,下邊梁32為,上側線ls、即車高方向上側的外側部分32o的輪廓線朝向車寬方向外側向車高方向上側傾斜。即,如圖3(b)所示,在下邊梁32中,與橫梁34連結的連結部即外側部分32o(第1部件側連結要素)從下邊梁32朝向橫梁34以下邊梁32變尖細的方式傾斜。

另一方面,如圖3(b)所示,橫梁34具備:車寬內側部34i,上側線li沿著車寬方向延伸;車寬外側部34o,與車寬內側部34i的車寬方向外側相連,并且上側線lo朝向車寬方向外側向車高方向上側傾斜,并與下邊梁32的側面32a連結;以及上表面凸緣34fa(板狀部件),與車寬外側部34o的車寬方向外側相連,并且與下邊梁32的外側部分32o連結。即,如圖3(b)所示,在橫梁34中,與下邊梁32連結的連結部即車寬外側部34o(第2部件側連結要素)從下邊梁32朝向橫梁34以與下邊梁32的外側部分32o(第1部件側連結要素)相同的朝向傾斜。

并且,如圖3(b)所示,外側部分32o(第1部件側連結要素)與車寬外側部34o(第2部件側連結要素)平滑地連結而構成連結部,該連結部僅存在于下邊梁32以及橫梁34的寬度方向的至少一方側、即上側。

此外,如圖3(a)、(b)所示,橫梁34能夠使車寬內側部34i的車寬方向尺寸wi相對于(比下邊梁32更靠車寬方向內側的)車寬方向總尺寸w之比成為75%以上95%以下。

并且,在下邊梁32和橫梁34中,下邊梁32的上側線ls與上表面凸緣34fa的上側線lf相連。此處,上側線ls與上側線lf相連意味著在考慮到下邊梁32以及橫梁34的板厚量的錯位的基礎上這些線ls、lf重疊。

另外,下邊梁32以及橫梁34均可以由公知的任意材料構成。例如,能夠使用高強度鋼板、丙烯酸纖維、使用了碳纖維強化塑料的pan系碳纖維等碳纖維復合材料等。

此外,下邊梁32以及橫梁34例如均能夠通過對高強度鋼板進行沖壓成型來得到。并且,橫梁34向下邊梁32的連結也能夠通過現有的任意方法(例如,點焊、激光焊接、螺栓緊固)來進行。或者,還能夠使用鑄造、樹脂的注塑成型等對下邊梁與橫梁進行一體成型。在該情況下,也可能存在無法確定下邊梁與橫梁之間的連結部(即,凸緣)的情況,但是作為車輛接頭構造,能夠成為與通過點焊等將下邊梁與橫梁進行連結的情況相同的形狀。

根據如此構成的本實施方式的車輛接頭構造30,通過使下邊梁32的上側線ls朝向車寬方向外側向車寬方向上側傾斜,由此能夠使下邊梁32的車寬方向最內部的車高方向尺寸hsi與橫梁34的車寬內側部34i的車高方向尺寸hc之差小于圖2的現有技術中所示的相同的尺寸差。因此,能夠將橫梁34的車寬外側部34o的上側線lo的傾斜角θ設計成與圖2的現有技術中所示的相同的傾斜角相等,并且能夠使橫梁34的車寬內側部34i的車寬方向尺寸wi大于圖2所示的現有技術的相同的尺寸w1i。因而,根據本實施方式的車輛接頭構造30,通過在橫梁34上形成用于與下邊梁32的外側部分32o連結的上表面凸緣34fa,由此能夠在車寬方向上充分確保座椅軌道基座的安裝區域,并且能夠確保接頭部分的剛性。

另外,在圖2所示的現有技術中,當要充分確保橫梁24的車寬內側部24i的車寬方向尺寸時,需要增大橫梁24的車寬外側部24o的上側線lo的傾斜角。因此,例如,在施加了使橫梁24向車高方向彎曲的載荷時,在橫梁24的車寬內側部24i的上側線li與車寬外側部24o的上側線l1o之間的彎折點處會產生較大的彎曲變形。因而,在圖2所示的例子中,無法充分確保接頭部分的剛性,換言之,無法在車高方向上確保優異的彎曲剛性。

此外,即便是圖3所示的類型,在上側線lo的傾斜角θ過大的情況下,在使用延展性較低的材料、例如高強度材料對橫梁34進行沖壓成型時,在橫梁34的側壁上也有可能產生龜裂。因此,從成型性的觀點出發,無法使傾斜角θ過大,在較大地確保橫梁34的車寬內側部34i的車寬方向長度方面存在極限。

在以上所示的將下邊梁與橫梁組合的車輛接頭構造中,在車輛行駛時,以下邊梁為基準對橫梁施加各種載荷(車輛前后方向力、車寬方向力、車高方向力以及扭轉力偶等)。判明了與這些載荷相對的各剛性全部與接合部的接頭強度成正比例,并全部示出相同的傾向。因而,如上所述,在能夠充分提高車高方向彎曲剛性的本實施方式所涉及的車輛接頭構造中,可以說也能夠充分確保車輛前后方向彎曲剛性、車寬方向軸剛性以及軸扭轉剛性。

根據以上所述,在本實施方式中,能夠在車寬方向上充分確保座椅軌道基座的安裝區域,并且能夠確保接頭部分的剛性。

在這樣的車輛接頭構造30(圖3)中,在下邊梁32(第1部件)的長度方向側視中,橫梁34(第2部件)的長度方向(水平方向)與外側部分32o(第1部件側連結要素)的表面所形成的角優選為45°以下。另外,此處的所形成的角是指在圖3(b)中由表示的角度。根據這樣的構成,能夠抑制下邊梁32相對于水平面的傾斜角度,能夠進一步提高接頭部分的剛性。另外,當將該所形成的角設為2.5°以上27°以下時,能夠以更高的水平發揮上述效果。

此外,在圖3的車輛接頭構造30中,在下邊梁32(第1部件)的長度方向側視中,橫梁34的除車寬外側部34o(第2部件側連結要素)以外的部分的、與橫梁34的長度方向垂直的方向上的最小尺寸h2相對于最大尺寸h1的比例h2/h1優選為0.5以上0.92以下。通過將比例h2/h1設為0.5以上,由此能夠進一步提高接頭部分的剛性,另一方面,通過將比例h2/h1設為0.92以下,由此能夠更大地確保車室內空間。另外,在將該比例h2/h1設為0.65以上0.79以下的情況下,能夠分別以更高的水平發揮上述效果。

并且,在圖3的車輛接頭構造30中,在將上述所形成的角設為θ的情況下,優選滿足(h1/h2-1)/2≤tanθ。通過滿足上述數式,由此能夠確保座椅軌道基座的安裝區域、以及確保橫梁的成型性,并且能夠提高由下邊梁與橫梁構成的接頭部分的剛性,進而能夠提高車身的車輛前后方向彎曲剛性、車寬方向彎曲剛性以及車輛前后方向軸扭轉剛性。

另外,通過將圖3所示的車寬內側部34i的車寬方向尺寸相對于橫梁34(但是,僅限于比下邊梁32更靠車寬方向內側的部分)的車寬方向總寬度w的比例(車寬內側部寬度比例)設為75%以上,由此能夠在車寬方向上充分確保座椅軌道基座的安裝區域,進而能夠促進車室內空間的有效利用。此外,通過將上述車寬內側部寬度比例設為95%以下,由此車寬外側部34o的上側線lo相對于車寬方向的傾斜角θ不會過大,能夠確保優異的成型性,使下邊梁32與橫梁34的載荷傳遞效率提高,實現優異的接頭部分的剛性。

此外,在將上述車寬內側部寬度比例設為77%以上90%以下的情況下,能夠分別以更高的水平發揮上述各效果,因此較優選,在設為80%以上85%以下的情況下,能夠以進一步高的水平發揮上述各效果,因此更優選。

以上,對本發明的實施方式進行了說明,但本發明并不限定于上述實施方式,能夠在不脫離發明的主旨的范圍內進行各種變更。

接著,列舉上述圖3所示的車輛接頭構造30的其他優選例。

例如,在圖3所示的例子中,在將由車寬外側部34o的上側線lo與上表面凸緣34fa的上側線lf形成的線段的彎折角限定得更小的情況下,在對橫梁34施加車高方向的彎曲載荷時,能夠抑制由車寬外側部34o與上表面凸緣34fa形成的線段的彎折部的變形。其結果,能夠進一步提高接頭部分的剛性、尤其是車高方向彎曲剛性。具體而言,優選將彎折角的絕對值設為0°以上25°以下,在該情況下,能夠進一步抑制上述彎折部的變形,能夠進一步提高接頭部分的剛性。

另外,在圖3(b)中,彎折角通過銳角側的角度進行定義。此外,在該圖中,在由橫梁34的車寬外側部34o的上側線lo與上表面凸緣34fa的上側線lf形成的線段形狀、朝車高方向上側成為凸的情況下,將彎折角定義為正,在該線段形狀朝車高方向下側成為凸的情況下,將彎折角定義為負。因而,在圖3(b)所示的例子,表示彎折角為正的例子。

圖4是表示圖3(b)所示的車輛接頭構造的3個變形例的車輛前后方向側視圖。

具體而言,圖4(a)所示的例子是兩個上側線lo、ls在一條直線上延伸的例子,相當于在圖3(b)所示的例子中彎折角(上側線lo、lf在一條直線上延伸)的情況。即,圖4(a)所示的例子是下邊梁32的上側線ls、上表面凸緣34fa的上側線lf以及車寬外側部34o的上側線lo允許各構成要素的板厚量的錯位而在一條直線上延伸的例子,從接頭部分的剛性提高的觀點出發是最優選的方式。

接著,圖4(b)所示的例子是兩個上側線lo、ls朝車高方向下方形成凸狀地彎折的例子,相當于圖3所示的彎折角為負的情況。圖4(b)所示的例子,在能夠確保接頭部分的剛性的同時、較大地確保橫梁34的車寬外側部34o的上方空間這一點上是較優選的。

最后,圖4(c)所示的例子,與圖4(b)所示的例子同樣是兩個上側線lo、ls朝車高方向下方形成凸狀地彎曲的例子,但在上側線lo與上側線lf之間不存在明確的彎折點,是從橫梁34的車寬外側部34o遍及到上表面凸緣34fa、相對于車寬方向的傾斜角平滑地變化的例子。在圖4(c)所示的例子中,對于車寬方向上的座椅軌道基座的安裝區域的確保以及接頭部分的剛性的確保的雙方,能夠得到與圖4(b)所示的例子相同的效果。

另外,在圖4(c)所示的例子中,上側線lo、ls為朝車高方向下側成為凸的形狀,但這些上側線lo、ls也能夠成為朝車高方向上側成為凸的形狀。此外,即使在后者的情況下,在上側線lo、lf之間也不存在彎折部,能夠使這些上側線lo、lf平滑地延伸,能夠得到與圖3(b)所示的例子相同的效果(關于座椅軌道基座的安裝區域的確保以及接頭部分的剛性的確保的雙方)。此外,即便在由上側線lo、lf形成的線段在多個點具有拐點的情況下,也能夠得到同樣的上述效果。

此處,圖3(b)、圖4(a)以及圖4(b)所示的例子中的車寬外側部34o的上側線lo相對于車寬內側部34i的上側線li的傾斜角θ、或者圖4(c)所示的例子中的上側線lo相對于上側線li的傾斜角(最大值)θ,優選為5°以上45°以下。通過將傾斜角θ設為5°以上,由此能夠減小橫梁34的車寬外側部34o的車寬方向尺寸,由此能夠增大車寬內側部34i的車寬方向尺寸,能夠進一步擴大座椅軌道基座的安裝區域,進而能夠更有效利用車室內空間。

另一方面,通過將傾斜角θ設為45°以下,由此在車輛前后方向側視中,能夠減小橫梁34的上側線li、lo彼此的彎折角。由此,例如在施加使橫梁34向車高方向彎曲的載荷時,能夠抑制彎折點處的彎曲變形,能夠使接頭部分成為高剛性,換言之,能夠以較高水平確保車高方向彎曲剛性。此外,通過將傾斜角θ限制為45°以下,由此如上所述,不僅能夠以較高水平確保車高方向彎曲剛性,而且能夠以較高水平確保車輛前后方向彎曲剛性以及軸扭轉剛性。

另外,在將傾斜角θ設為10°以上25°以下的情況下,能夠分別以更高的水平發揮上述各效果,因此更加優選。

如以上所述的那樣,通過將車寬外側部34o的上側線lo相對于車寬內側部34i的上側線li的傾斜角θ設為5°以上45°以下,由此能夠以較高水平兼顧確保車寬方向上的座椅軌道基座的安裝區域以及確保接頭部分的剛性。在以下,對以進一步高的水平兼顧該區域的確保以及該剛性的確保的方式進行敘述。

即,本發明人得到如下見解:為了進一步兼顧上述區域的確保以及上述剛性的確保,需要詳細地規定車輛接頭構造的尺寸、尤其是各部分的尺寸。具體而言,本發明人在將車寬內側部34i的車寬方向尺寸wi相對于(比下邊梁32更靠車寬方向內側的)橫梁34的車寬方向總寬度w的比例(車寬內側部寬度比例)設為75%以上95%以下,并且將車寬外側部34o的上側線lo相對于上側線li的傾斜角θ設為5°以上45°以下的基礎上,著眼于圖4所示的下邊梁32的車寬方向尺寸ws、下邊梁32的車寬方向最外部的車高方向尺寸hs、(比下邊梁32更靠車寬方向內側的)橫梁34的車寬方向總尺寸w、橫梁34的車寬方向最內部(限于上側線li沿著車寬方向延伸的部分)的車高方向尺寸hc、使用0.75以上0.95以下的實數α規定的橫梁34的車寬內側部的車寬方向尺寸wi(wi=αw)、以及使用(hc+5)/hc以上(hs-5)/hc的實數β規定的橫梁34的車寬方向最外部(其中,除去上表面凸緣34fa)的車高方向尺寸hco(hco=βhc)的關系。另外,上述參數的尺寸單位全部為mm。

而且,本發明人得到如下見解:通過基于這些參數ws、hs、w、hc、wi以及hco,

將實數γ(γ=(β-1)hc/w/(1-α))設為0.0875以上1.0以下,且將實數ε(ε={(β-1)hc/w/(1-α)-(hs-βhc)/ws}/{1+(β-1)hc(hs-βhc)/w/ws/(1-α)})設為-0.364以上0.364以下,由此能夠以較高水平實現車寬方向上的座椅軌道基座的安裝區域的確保以及接頭部分的剛性的確保。

另外,實數α的范圍規定車寬內側部34i的車寬方向尺寸wi相對于(比下邊梁32更靠車寬方向內側的)橫梁34的車寬方向總尺寸w的上限與下限。同樣地,實數β的范圍以在幾何學上具有意義的范圍規定車寬方向最外部的車高方向尺寸hco相對于橫梁34的車寬方向最內部的車高方向尺寸hc的上限與下限。

實數γ的范圍規定與車寬外側部34o的上側線lo相對于上側線li的傾斜角θ相當的量的上限與下限。另外,在實數γ為0.0875時、θ為5°,在γ為1時、θ為45°。

實數ε的范圍規定與由橫梁34的車寬外側部34o的上側線lo與上表面凸緣線lf構成的線段的彎折角相當的量的上限與下限。另外,在實數ε為-0.364時、為-25°,在ε為0.364時、為25°。

以這樣的實數γ、ε的范圍為前提,將實數ε的范圍設為-0.268以上0.268以下、即將彎折角設為-15°以上15°以下,從剛性提高的觀點出發較優選。尤其是,在將實數ε設為零的情況下,成為將彎折角設為零。因此,通過調整各尺寸以使實數ε成為零,由此如對于圖4(a)所示的例子而上述的那樣,能夠在考慮了各構成要素32、34的板厚量的錯位的情況下將上側線ls、lf、lo配置在一條直線上。因而,在將實數ε設為零的情況下,從接頭部分的剛性提高的觀點出發特別優選。

接著,在圖3(b)所示的例子中優選為,如圖5(圖3(a)所示的車輛接頭構造的變形例)所示,橫梁34的車寬外側部34o朝向車寬方向外側沿著車輛前后方向擴寬。如圖5所示,在橫梁34的車寬外側部34o朝向車寬方向外側沿著車輛前后方向擴寬的情況下,與圖3所示的例子相比,能夠進一步增大橫梁34與下邊梁32的側面32a進行連結的連結區域面積。因此,在圖5所示的例子中,尤其能夠以更高的水平改善接頭部分的強度、進而改善接頭部分的各種剛性。

另外,在圖5所示的例子中,在將(比下邊梁更靠車寬方向內側的)橫梁34的車寬方向總尺寸設為w,將0.75以上0.95以下的實數設為α,以及將橫梁34的車寬方向最內部的車輛前后方向尺寸設為dc的情況下,

上表面凸緣34fa的車寬方向最外部的車輛前后方向尺寸do優選為,

dc+0.175(1-α)w以上,且

dc+(1-α)w以下。

通過使用上述w、α以及dc將車輛前后方向尺寸do設為dc+0.175(1-α)w以上,由此基于充分確保下邊梁32的外側部分32o與上表面凸緣34fa的接合區域,能夠充分確保接頭部分的剛性、尤其是車輛前后方向彎曲剛性。

另一方面,通過將車輛前后方向尺寸do設為dc+(1-α)w以下,由此能夠抑制橫梁34的車寬方向最內部的側壁與車寬方向最外部的側壁所形成的彎折角,例如在對橫梁34施加車輛前后方向的彎曲載荷時,能夠抑制彎折點處的變形,進而能夠充分確保車輛前后方向彎曲剛性。

此外,在圖3(a)所示的例子中優選為,如圖6(圖3(a)所示的車輛接頭構造的變形例)所示,與下邊梁32的外側部分32o連結的上表面凸緣34fa和與下邊梁32的側壁32a連結的側面凸緣34fb成為一體。

在圖3所示的例子中,橫梁34的上表面凸緣34fa與側面凸緣34fb未成為一體,換言之,兩個凸緣34fa、34fb的車寬方向緣部不相連。

與此相對,在圖6所示的例子中,兩個凸緣34fa、34fb的車寬方向緣部相連,因此能夠提高橫梁34的車寬外側部34o的剛性。此外,在圖6所示的例子中,與圖3所示的例子相比,能夠進一步具備位于兩個凸緣34fa、34fb之間的角凸緣34fc,進而能夠擴大下邊梁32與橫梁34的連結區域。由此,能夠實現該連結區域的點焊點數的增大、該連結區域的基于粘接劑的結合面積的增大,因此能夠進一步提高從橫梁34朝下邊梁32的載荷傳遞效率。因而,通過使兩個凸緣34fa、34fb成為一體、結果在它們之間形成角凸緣34fc,由此能夠進一步提高接頭部分的剛性。

另外,雖然未圖示,但是對于從圖3到圖6所示的本發明的實施方式,也能夠將2個以上的實施方式進行組合,還能夠根據設計者的意圖來享有各個方式的優點。

<實施方式2(下邊梁與中柱的組合構造)>

圖7是表示本發明的實施方式所涉及的t形接頭構造的一種、即車輛接頭構造130的圖,該圖中(a)是其立體圖,該圖中(b)是其車輛前后方向側視圖。車輛接頭構造130是與車身框架相關的構造,在通常情況下,車身框架被配置成與車架連接并包圍座椅基座。車輛接頭構造130具備沿著車輛前后方向延伸設置的下邊梁132(第1部件)、以及與下邊梁132連結且沿著車高方向延伸設置的中柱134(第2部件)。另外,在圖7(a)、(b)中,下邊梁132以及中柱134的圖示的方式僅為內側部,但實際上在下邊梁132以及中柱134的車寬方向外側還存在各自的外側部。

如圖7(a)所示,下邊梁132包括:沿著車寬方向延伸的頂部132t;在頂部132t的車寬方向內側沿著車高方向延伸的側部132l;與側部132l的車高方向最下部相連且朝車寬方向外側延伸的底部132b;以及與頂部132t和側部132l的雙方相連的倒角部132c。另外,在頂部132t以及底部132b的車寬方向最外部分別設置有用于與未圖示的外側部連結的凸緣c1、c2。

另一方面,如圖7(a)所示,中柱134包括:與頂部132t連結的主體部134m;以及第1凸緣134f1,從主體部134m的車寬方向最內部與車高方向下方相連且至少與倒角部132c連結。在主體部134m上設置有用于容納安全帶緊固裝置的孔134h。

此處,中柱134的第1凸緣134f1是指在中柱134的車寬方向最內部至少沿著倒角部132c的表面延伸的部分,且是從頂部132t的表面位于車高方向下方的部分。因此,從第1凸緣134f1與車高方向上方相連的部分(中柱134的車寬方向最內部且與頂部132t的表面相比位于車高方向上方的部分)為中柱134的主體部134m。

如圖7(b)所示,在下邊梁132中,與中柱134連結的連結部即倒角部132c(第1部件側連結要素),從下邊梁132朝向中柱134以下邊梁132變尖細的方式傾斜。

此外,如圖7(b)所示,在中柱134中,與下邊梁132連結的連結部即第1凸緣134f1(第2部件側連結要素),從下邊梁132朝向中柱134以與下邊梁132的倒角部132c(第1部件側連結要素)相同的朝向傾斜。

并且,如圖7(b)所示,倒角部132c(第1部件側連結要素)與凸緣134f1(第2部件側連結要素)平滑地連結而構成連結部,該連結部僅存在于下邊梁132以及中柱134的寬度方向的至少一方側、即左側。

此外,如圖7(b)所示,在中柱134中,在車輛前后方向側視中,能夠將主體部134m的表面與第1凸緣134f1的表面的彎折角α設為135°以上170°以下。此處,彎折角α意味著在該車輛前后方向側視中主體部134m的表面與第1凸緣134f1的表面所形成的角中、較小一方的角。

另外,下邊梁132以及中柱134均可以由公知的任意材料構成。例如,能夠使用高強度鋼板、鋁、鎂、鈦、聚丙烯、使用了丙烯酸纖維的pan系碳纖維等碳纖維復合材料等。

此外,下邊梁132以及中柱134例如均能夠通過對高強度鋼板進行拉深加工來形成。并且,中柱134向下邊梁132的連結也能夠通過現有的任意方法(例如,點焊、激光焊接、螺栓緊固)來進行。

根據如此構成的本實施方式的車輛接頭構造30,通過上述那樣的下邊梁132的倒角部132c與中柱134的第1凸緣134f1的連結方式,能夠抑制中柱132的車高方向下部朝車寬方向內側伸出。其結果,能夠進一步擴大車室內空間而提高與內裝品的設置位置、形狀相關的自由度,而且能夠確保接頭部分的剛性。

尤其是,在圖7所示的例子中,例如在施加了使中柱134在車輛前后方向上彎曲的載荷的情況下,施加于中柱134的載荷依次經由第1凸緣134f1以及下邊梁132的倒角部132c而有效地傳遞至下邊梁132的側面132a。因而,根據本實施方式,能夠充分地得到接頭部分的剛性,尤其能夠確保車輛前后方向的優異的彎曲剛性。

另外,在將下邊梁132與中柱134組合的車輛接頭構造130中,在車輛行駛時,施加使中柱134向各種方向變形的載荷(車輛前后方向彎曲載荷、車寬方向彎曲載荷、車高方向軸向力以及圍繞車高方向軸的轉矩等)。判明了與這些載荷相對的各剛性和上述的與車輛前后方向的彎曲相對的剛性之間具有正的相關,并全部示出相同的傾向。因而,在如上所述那樣能夠充分提高車輛前后方向的彎曲剛性的本實施方式所涉及的車輛接頭構造中,可以說也能夠充分確保與車寬方向彎曲載荷、車高方向軸向力以及圍繞車高方向軸的轉矩相對的剛性等。

通過以上所述,根據本實施方式所涉及的車輛接頭構造130,能夠兼顧進一步擴大車室內空間以及確保接頭部分的剛性。

在這樣的車輛接頭構造130(圖7)中,在下邊梁132(第1部件)的長度方向側視中,中柱134(第2部件)的長度方向(鉛垂方向)與倒角部132c(第1部件側連結要素)的表面所形成的角優選為45°以下。另外,此處所形成的角是指在圖7(b)中由(180-α)表示的角度。根據這樣的構成,能夠抑制下邊梁132相對于水平面的傾斜角度,能夠進一步提高接頭部分的剛性。另外,當將該所形成的角設為2.5°以上27°以下時,能夠以更高的水平發揮上述效果。

此外,在圖7的車輛接頭構造130中,在下邊梁132(第1部件)的長度方向側視中,中柱134的除第1凸緣134f1(第2部件側連結要素)以外的部分的、與中柱134的長度方向垂直的方向上的最小尺寸h2相對于最大尺寸h1的比例h2/h1優選為0.5以上0.92以下。通過將比例h2/h1設為0.5以上,由此能夠進一步提高接頭部分的剛性,另一方面,通過將比例h2/h1設為0.92以下,由此能夠更大地確保車室內空間。另外,在將該比例h2/h1設為0.65以上0.79以下的情況下,能夠分別以更高的水平發揮上述效果。

并且,在圖7的車輛接頭構造130中,在將上述所形成的角設為θ的情況下,優選滿足(h1/h2-1)/2≤tanθ。通過滿足上述數式,由此能夠確保車身的車寬方向空間以及中柱的成型性,并且能夠提高由下邊梁和中柱構成的接頭部分的剛性,進而能夠提高車身的車輛前后方向彎曲剛性、車寬方向彎曲剛性以及車輛前后方向軸扭轉剛性。

另外,在車輛前后方向側視中,將中柱134的主體部134m的表面與第1凸緣134f1的表面的彎折角α設為135°以上,由此能夠抑制中柱134的主體部134m與第1凸緣134f1之間的彎折程度。由此,在施加了使中柱134在車輛前后方向上彎曲的載荷的情況下,能夠抑制接頭部分的變形,能夠實現車輛前后方向的優異的彎曲剛性。

另一方面,在車輛前后方向側視中,將中柱134的主體部134m的表面與第1凸緣134f1的表面的彎折角α設為170°以下,由此能夠抑制中柱134的主體部134m的車寬方向尺寸變得過大。由此,能夠進一步增長車室內空間的車寬方向尺寸,進而能夠進一步提高與內裝品的設置位置、形狀相關的自由度。

此外,在將彎折角α設為145°以上165°以下的情況下,能夠以更高的水平發揮上述各效果,因此較優選,在設為155°以上160°以下的情況下,能夠以進一步高的水平發揮上述各效果,因此更優選。

以上,對本發明的實施方式進行了說明,但本發明并不限定于上述實施方式,能夠在不脫離發明的主旨的范圍內進行各種變更。

接著,列舉上述的圖7所示的車輛接頭構造130的其他優選例。

例如,在圖7所示的例子中,還能夠使主體部134m與第1凸緣134f1平滑地相連。在該情況下,能夠抑制中柱134的主體部134m與第1凸緣134f1之間的彎折程度。由此,能夠以較高的水平提高與中柱134的前后方向彎曲相對的接頭剛性。

圖8是表示圖7所示的車輛接頭構造的變形例的立體圖。另外,在該圖中,(a)是中柱134具備第2凸緣134f2的例子,(b)是第2凸緣134f2與第1凸緣134f1相連的例子,(c)是中柱134具備至少一個引板134t的例子,以及(d)是兩個引板134t1與134t2被連結的例子。

如圖8(a)所示,中柱134能夠進一步包括第2凸緣134f2,該第2凸緣134f2從主體部134m的車輛前后方向各端部分別與車輛前后方向各側(是指從相對的端部離開的一側,以下,有時稱作“車輛前后方向外側”)相連,且與頂部132t連結。

通過使中柱134進一步包括上述形狀的第2凸緣134f2,由此能夠增大中柱134與下邊梁132的尤其是頂部132t的結合區域。由此,能夠進一步提高接頭部分的各種剛性。

此外,如圖8(b)所示,能夠使第2凸緣134f2與第1凸緣134f1相連。此處,兩個凸緣134f1、134f2相連是指兩個凸緣134f1、134f2不經由主體部134m而直接地連結。

如此,在圖8(b)所示的例子中,通過使兩個凸緣134f1、134f2相連來產生凸緣連結部134fc,通過該凸緣連結部134fc,能夠進一步增大中柱134與下邊梁132的頂部132t以及倒角部132c的結合區域。由此,能夠進一步提高接頭部分的各種剛性。

并且,如圖8(c)所示,中柱134能夠具備至少一個引板134t,該引板134t從主體部134m的車寬方向最外部與車高方向下方相連,且從車寬方向外側與下邊梁132連結。

在圖8(c)所示的例子中,中柱134包括在車輛前后方向上排列且沿著車高方向延伸設置的兩個引板134t1、134t2。上述兩個引板134t1、134t2均與下邊梁132的構成要素即車高方向兩側的凸緣c1、c2結合,且還與未圖示的下邊梁外側部結合。根據這樣的構成,能夠將施加于中柱134的載荷經由引板134t1、134t2而高效地傳遞至下邊梁132。由此,能夠進一步提高接頭部分的各種剛性。

此處,在圖8(c)所示的例子中,能夠如圖8(d)所示那樣,使引板134t中的至少2個與在車輛前后方向上鄰接的引板連結。作為連結方式,如圖8(d)所示,能夠列舉在將引板134t1、134t2經由連結部件134j進行了連結的基礎上,使引板134t1、134t2延伸設置以便從主體部134m的車寬方向最外部與車高方向下方相連的方式。此外,作為其他連結方式,能夠列舉將引板134t1、134t2以及連結部件134j一體成型,并使該成型體延伸設置以便從主體部134m的車寬方向最外部與車高方向下方相連的方式。

通過使中柱134的構成要素即鄰接的兩個引板134t1、134t2連結,由此能夠抑制車輛行駛時的兩個引板134t1、134t2的相對變形。由此,能夠將施加于中柱134的載荷經由引板134t1、134t2而更高效地傳遞至下邊梁132,其結果,能夠進一步提高接頭部分的各種剛性。

實施例

<實施例1(下邊梁與橫梁的組合構造)>

為了確認本實施方式的效果,使用由用高強度鋼板制造的下邊梁和橫梁構成的t形接頭構造,對座椅軌道基座的車寬方向安裝尺寸以及接頭部分的剛性等進行了調查。

將圖3所示的類型的下邊梁與橫梁通過點焊進行接合,而制作了發明例1至發明例4的t形接頭構造。此外,將圖1所示的類型的下邊梁與橫梁通過點焊進行接合,而制作了現有例1的t形接頭構造。另外,表1表示現有例1以及發明例1至4的橫梁以及下邊梁的形狀尺寸。此外,關于各試驗例的其他設計條件如表2所示那樣。對于各試驗例,例如如圖3(a)所示那樣,將底板設置為與橫梁34的下部凸緣34fc一起遍及車寬方向的整個區域堵塞車輛前后方向端部,將其板厚設為0.75mm。并且,雖然未圖示,但是在下邊梁(內側部)的車寬方向外側設置在下邊梁(內側部)的上下的凸緣上進行連結的下邊梁(外側部),將其車寬方向尺寸設為50mm,將板厚設為1.4mm。在表2中,所形成的角是指圖3(b)中的橫梁34的長度方向與下邊梁32的外側部分32o的表面所形成的角

[表1]

[表2]

(其他部件的安裝區域的評價)

對于各試驗例,計算出其他部件(車寬方向上的座椅軌道基座)的安裝區域(設計空間),并進行了以現有例1為基準(100)的指數評價。該評價的指數越大則表示車室內空間的車高方向長度越大。該結果一并記載于表2中。

(接頭部分的剛性的評價)

對于各試驗例,限制下邊梁內側部以及下邊梁外側部的車輛前后方向兩端部的全方向平移以及全方向旋轉,從車高方向上方對橫梁的車寬方向最內部施加載荷,計算該載荷與橫梁的車寬方向最內端的車高方向移位之比,作為接頭部分的剛性。并且,基于該計算結果,進行了以現有例為基準(100)的指數評價。該評價的指數越大則表示接頭部分的剛性越高。該結果一并記載于表2中。

(成型性的評價)

對于制作各試驗例時的成型性,將能夠成型的情況設為〇。此外,在延展性良好的低強度鋼板中將能夠成型的情況設為△,在高強度鋼板中將不能夠成型的情況設為△。并且,在低強度鋼板中將不能夠成型的情況設為×。這些結果一并記載于表2中。

(輕量化的評價)

對于各試驗例,測定重量,并進行了以現有例1為基準(100)的指數評價。該評價的指數越小則表示越能夠實現重量減小。該結果一并記載于表2中。

根據表2可知,關于對下邊梁(第1部件)的形狀以及橫梁(第2部件)的形狀、進而對它們的連結方式進行了改良的屬于本發明的技術范圍的發明例1至4的t形接頭構造,與不屬于本發明的技術范圍的現有例1的t形接頭構造相比,其他部件的安裝區域(座椅軌道基座的安裝區域)的評價以及接頭部分的剛性的確保均被平衡性良好地改善。另外,關于發明例2以及發明例4可知,由于將上述所形成的角設為27°以下,因此能夠降低在橫梁的沖壓成型時向材料導入的應變,因此尤其是成型性較良好。此外,關于發明例3以及發明例4可知,由于橫梁與下邊梁的接頭部分的剛性較高,因此能夠降低橫梁的板厚,因此能夠大幅度實現輕量化。

<實施例2(下邊梁與中柱的組合構造)>

為了確認本實施方式的效果,使用由用高強度鋼板制造的下邊梁和中柱構成的t形接頭構造,對車室內空間的車寬方向長度以及接頭部分的剛性等進行了調查。

將圖7所示的類型的下邊梁與中柱通過點焊進行接合,而制作了發明例5至發明例8的t形接頭構造。此外,將圖9所示的現有類型的下邊梁與中柱通過點焊進行接合,而制作了現有例2的t形接頭構造。另外,現有例2以及發明例5至8的中柱以及下邊梁的其他的設計條件如表3所示。此外,在表3中,所形成的角是指圖7(b)中的中柱134的長度方向與下邊梁132的倒角部132c的表面所形成的角(180°-α)。

[表3]

(其他部件的安裝區域的評價)

關于各試驗例,關于各試驗例,在中柱的主體部的車高方向位置(鉛垂方向位置、即在與下邊梁的車高方向最上部相比位于車高方向上方100mm的位置,測定了車室內空間的車寬方向最小長度。并且,基于該測定結果,進行了以現有例2為基準(100)的指數評價。該評價的指數越大則表示車室內空間的車寬方向長度越大。該結果一并記載于表3中。

(接頭部分的剛性的評價)

關于各試驗例,限制下邊梁內側部以及下邊梁外側部的車高方向兩端部的全部平移以及全部旋轉,從車輛前后方向的一方側對中柱的車高方向上端施加載荷,計算該載荷與中柱的車高方向上端的車輛前后方向移位之比,作為接頭部分的剛性。并且,基于該計算結果,進行了以現有例2為基準(100)的指數評價。該評價的指數越大則表示接頭部分的剛性越高。該結果一并記載于表3中。

(成型性的評價)

關于制作各試驗例時的成型性,將能夠成型的情況評價為〇,將不能夠成型的情況評價為×。該結果一并記載于表3中。

(輕量化的評價)

關于各試驗例,測定重量,并進行了以現有例2為基準(100)的指數評價。該評價的指數越小則表示越能實現重量減少。該結果一并記載于表3中。

根據表3可知,關于對下邊梁(第1部件)的形狀以及中柱(第2部件)實施了改良的屬于本發明的技術范圍的發明例5至8的t形接頭構造,與不屬于本發明的技術范圍的現有例2的t形接頭構造相比,其他部件的安裝區域(車室內空間的車寬方向長度)的評價以及接頭部分的剛性的確保均被平衡性良好地改善。另外,關于發明例6以及發明例8可知,由于將上述所形成的角設為27°以下,因此能夠降低在橫梁的沖壓成型時向材料導入的應變,因此尤其是成型性較良好。此外,關于發明例7以及發明例8可知,橫梁與下邊梁的接頭部分的剛性較高,因此能夠降低橫梁的板厚,因此能夠大幅度實現輕量化。

符號的說明

10、20、30:車輛接頭構造;12、22、32:下邊梁;12a、22a、32a:側面;14、24、34:橫梁;14f、24f:凸緣;16、26、36:底板;22b:下邊梁上表面;24i、34i:車寬內側部;24o、34o:車寬外側部;32i:內側部分;32o:外側部分;34fa:上表面凸緣;34fb:側面凸緣;34fc:角凸緣;110、130:車輛接頭構造;112、132:下邊梁;112a、132a:側面;114、134:中柱;132b:底部;132l:側部;132t:頂部c1、c2:凸緣;134f1:第1凸緣;134f2:第2凸緣;134fc:凸緣連結部;132c:倒角部;134h:孔;134j:連結部件;134m:主體部;134t1、134t2:引板;dc:橫梁的車寬方向最內部的車輛前后方向尺寸;do:上表面凸緣的車寬方向最外部的車輛前后方向尺寸;h:車寬內側部的車高方向尺寸;h1:橫梁的除與下邊梁連結的連結部分以外的部分的鉛垂方向最大尺寸;h2:橫梁的除與下邊梁連結的連結部分以外的部分的鉛垂方向最小尺寸;hc:橫梁的車寬方向最內部的車高方向尺寸;hco:橫梁的車寬方向最外部的車高方向尺寸;hs:下邊梁的車寬方向最外部的車高方向尺寸;li:車寬內側部的上側線;lo、l1o:車寬外側部的上側線;ls:下邊梁的上側線;lf:上表面凸緣的上側線;w、w1:橫梁24的車寬方向總尺寸;wi、w1i:車寬內側部的車寬方向尺寸;wo、w1o:車寬外側部的車寬方向尺寸;ws:下邊梁的車寬方向尺寸;α:主體部134m的表面與第1凸緣134f1的表面的彎折角;θ:上側線lo的傾斜角;由上側線lo與上側線lf構成的線段的彎折角。

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