CN104349968B - 车辆车架构造 - Google Patents

Abstract

车架体(1)具有第一面部(11)、第二面部(12)以及两个侧面部(13)，各侧面部(13)具有一个或多个折弯部(14)，第一面部(11)和侧面部(13)的外侧部(13a)在车架体(1)的断面上且闭合断面内侧所成的角度近似90度或大于90度。至少一个侧面部(13)由第二面部(12)一侧的低强度部(17)和第一面部(11)一侧的高强度部(18)构成。强度变化部(19)在该侧面部(13)中位于以特定折弯部(以朝着闭合断面内侧突出的离第二面部(12)一侧最近的折弯部(14))为起点的第二面部(12)一侧。

Description

车辆车架构造

技术领域

本发明属于一种与具有构成车身的车架体的车辆车架构造相关的技术领域。

背景技术

从车辆的侧向碰撞性能的观点出发，要求提高用在车辆的车身上特别是中柱上的车架体抗弯曲的弯曲强度。为提高抗弯曲的弯曲强度，例如在专利文献1中，由车身外侧的外板、与该外板共同形成闭合断面的车身内侧的内板以及设置在该外板和内板之间的加强部件构成中柱。

专利文献2中公开了以下发明内容：使车身外侧的外壁比前壁和后壁都厚，并且在前壁和后壁的内侧形成厚度从车宽方向的近似中央部位朝着车身外侧逐渐增加的外侧增厚部。

专利文献1：日本公开特许公报特开2003-081132号公报

专利文献2：日本公开特许公报特开2003-205859号公报

发明内容

－发明所要解决的技术问题－

但是,上述专利文献2所公开的构造存在以下问题，因为该构造以铸造为前提，所以很难在对钢板等进行冲压成型来制造面板这样的制造方法中应用它；因为需要增加上述构造的厚度，所以车身重量就会随着厚度的增加而增大。

另一方面，专利文献1所公开的构造，能够利用冲压成型并以较低的成本制造面板，但是使车架体轻量化且提高抗弯曲的弯曲强度这些方面还存在可改善的余地。

本发明正是为解决上述问题而完成的。其目的在于：提供一种易于利用冲压成型制造、车架体抗外部输入载荷引起的弯曲的弯曲强度大、重量轻且构造简单的车辆车架构造。

－用于解决技术问题的技术方案－

为达成上述目的，在该发明中,以具有构成车身的车架体的车辆车架构造为对象。所述车架体具有:朝向车身外的第一面部、以与该第一面部相对的方式位于第一面部的车身内侧且宽度比该第一面部宽的第二面部以及两个侧面部,该两个侧面部将第一面部和第二面部的宽度方向上的一侧端部和另一侧端部分别接起来,该两个侧面部与所述第一面部和所述第二面部共同构成闭合断面。

各所述侧面部在所述车架体的断面上具有在所述第一面部和所述第二面部之间的中间位置处折弯的一个或多个折弯部,将所述折弯部为一个的情况下所述侧面部中的以该折弯部为起点的第一面部一侧之部分、和所述折弯部为多个的情况下所述侧面部中的以离第一面部一侧最近的折弯部为起点的第一面部一侧之部分确定为外侧部，将所述第一面部和所述外侧部在所述车架体的断面上且闭合断面内侧所成的角度设定为近似90度或大于90度。将在所述车架体的断面上所述折弯部为一个的情况下的该折弯部和在所述车架体的断面上所述折弯部为多个的情况下的最靠近第二面部一侧的折弯部确定为特定折弯部，该特定折弯部以朝着闭合断面内侧突出的方式折弯，至少一个所述侧面部由所述第二面部一侧的低强度部和所述第一面部一侧的高强度部构成，在所述至少一个所述侧面部，所述低强度部和所述高强度部的交界即强度变化部位于以所述特定折弯部为起点的所述第二面部一侧。

根据上述结构,当外部输入载荷(让车架体以其长边方向的中间部分相对于两端部朝着车身内侧突出的方式弯曲的冲击载荷)作用于第一面部的位于车架体长边方向的中间部分时，会在位于该外部输入载荷的作用部分附近的侧面部的靠第一面部一侧的端部及其附近产生朝着闭合断面外作用的力，而让该部分产生局部纵弯曲(buckling)，但是通过让特定折弯部朝着闭合断面内侧突出，就会在该特定折弯部产生方向指向闭合断面内的力来将方向指向所述闭合断面外的力抵消。这样一来，即使较大的外部输入载荷作用于第一面部，位于该外部输入载荷的作用部分附近的侧面部的靠第一面部一侧的端部及其附近也难以产生局部纵弯曲。只要第一面部和侧面部的外侧部在闭合断面内侧所成的角度近似90度或大于90度，就能够很容易地利用冲压成型一体地形成第一面部和侧面部，并且与没有折弯部的情况相比，车架体抗弯曲的弯曲强度提高。这里，近似90度的范围包括90度且包括相对于90度加、减冲压成型所带来的正常误差后确定得到的范围。

因为仅使侧面部中包括特定折弯部的第一面部一侧为高强度部，所以能够有效地抑制所述局部纵弯曲，并且能够将侧面部的第二面部侧轻量化。因此，能够边谋求车架体的轻量化，边提高车架体抗弯曲的弯曲强度。

优选，在所述车辆车架构造中，所述特定折弯部在与所述第一面部垂直的方向上位于以所述车架体的断面重心为起点的所述第一面部一侧，所述强度变化部在与所述第一面部垂直的方向上位于以所述重心为起点的所述第二面部一侧。

这样一来，因为特定折弯部在与第一面部垂直的方向上位于以车架体的断面重心为起点的第一面部一侧，所以当所述外部输入载荷作用于第一面部时，就能够良好地将方向朝向所述闭合断面外的力抵消。也就是说，当所述外部输入载荷作用于第一面部时，车架体的受力情况如下：即以重心位置为界，压缩力作用于第一面部一侧，拉力作用于第二面部一侧。因为所述方向指向闭合断面外的力产生在压缩力作用的部分，所以优选用于抵消该力的特定折弯部也位于压缩力作用的部分。于是，通过让特定折弯部位于压缩力作用的位置即以所述重心为起点的第一面部一侧，就能够良好地将所述方向指向闭合断面外的力抵消。因为强度变化部在与第一面部垂直的方向上位于以所述重心为起点的第二面部一侧，所以能够使对抑制所述局部纵弯曲有效的、整个压缩力作用的部分达到高强度。而且，在即将产生所述局部纵弯曲以前，因为第一面部靠近第二面部，所以即将纵弯曲以前的重心位置从载荷输入前的初始重心位置朝着第二面部一侧稍微移动一点。但是即使重心位置有移动，也会因为强度变化部位于以重心为起点的第二面部一侧，而能够使整个压缩力作用的部分达到高强度。

优选，在所述特定折弯部和强度变化部位于上述位置的情况下，各所述侧面部的所述折弯部为一个，所述第一面部和所述外侧部在所述车架体的断面上且闭合断面内侧所成的角度近似90度,当将所述车架体的断面上所述第一面部和所述第二面部的离第一面部最远的部分之间的、在与第一面部垂直的方向上的距离设定为Ha，将所述特定折弯部和所述第二面部的离第一面部最远的部分之间的、与第一面部垂直的方向上的距离设定为ha，将所述强度变化部和所述第二面部的离第一面部最远的部分之间的、在与第一面部垂直的方向上的距离设定为Aa时,满足0.55≤ha/Ha≤0.90和0.40≤Aa/ha≤0.53。

也就是说，车架体抗弯曲的弯曲强度随着特定折弯部在与第一面部垂直的方向上的位置而变化，但是只要满足0.55≤ha/Ha≤0.90，就能够良好地提高车架体抗弯曲的弯曲强度。除此以外，通过使强度变化部的位置满足0.40≤Aa/ha≤0.53，很容易地就能够让强度变化部在与第一面部垂直的方向上位于以所述重心为起点的第二面部一侧，并且能够良好地提高车架体抗弯曲的弯曲强度。

在所述车辆车架构造中，各所述侧面部的所述折弯部为一个，所述第一面部和所述外侧部在所述车架体的断面上且闭合断面内侧所成的角度近似90度,当将所述车架体的断面上所述第一面部和所述第二面部的离第一面部最远的部分之间的、在与第一面部垂直的方向上的距离设定为Ha，将所述特定折弯部和所述第二面部的离第一面部最远的部分之间的、在与第一面部垂直的方向上的距离设定为ha，将所述强度变化部和所述第二面部的离第一面部最远的部分之间的、在与第一面部垂直的方向上的距离设定为Aa时，满足0.55≤ha/Ha≤0.90和0.40≤Aa/ha≤0.66。

即使如此，也能够良好地提高车架体抗弯曲的弯曲强度。

在所述车辆车架构造中，所述车架体构成车身的中柱,在所述车架体的第一面部的车身外侧的表面上安装有门安装架，所述门安装架具有基部和突出部，该基部安装固定在所述第一面部，该突出部从该基部朝着车宽方向外侧突出，并且门安装在所述突出部的顶端部,所述突出部在车身前后方向上且车身后侧的侧面部附近位置沿车宽方向延伸,所述车架体的两个侧面部中仅有所述车身后侧的侧面部由所述低强度部和所述高强度部构成,所述强度变化部在该车身后侧的侧面部中位于以所述特定折弯部为起点的所述第二面部一侧。

将本发明的车辆车架构造应用到中柱以后，就能够以轻量且简单的结构来提高车辆的侧向碰撞性能。而且，通过使车身后侧的侧面部中包括特定折弯部的第一面部一侧达到高强度，就能够良好地抑制容易产生在两个侧面部中的车身后侧的侧面部的局部纵弯曲。也就是说，当外部输入载荷经门及门安装架输入中柱时，门安装架的突出部就会以基部一侧的端部为中心朝着车身后侧倒下去。此时，所述外部输入载荷输入第一面部的车身靠后的那一部分上。这样一来便容易在两个侧面部中的车身后侧的侧面部产生局部纵弯曲，因此只要使车身后侧的侧面部中包括特定折弯部的第一面部一侧达到高强度即可。因为在车身前侧的侧面部设置有特定折弯部，所以仅靠它就能够抵消方向指向闭合断面外的力，从而能够充分地抑制局部纵弯曲。其结果是，能够将中柱进一步轻量化。

－发明的效果－

如上所述，根据本发明的车辆车架构造,易于利用冲压成型进行制造,并且重量轻、结构简单,而且能够提高车架体的抗外部输入载荷所引起的弯曲的弯曲强度。因此，能够低成本地提高车身的碰撞性能。

附图说明

图1是剖视图，示出应用了本発明的实施方式所涉及的车辆车架构造的车架体。

图2示出低强度部和高强度部的变形例，相当于图1。

图3示出低强度部和高强度部的又一变形例，相当于图1。

图4是示出车架体主要部分的剖面形状的概要图。

图5是一曲线图，示出试验车架体A～C的推压行程和推压载荷之间的关系。

图6是示出与M值相对应的闭合断面形状和Fmax质量效率的提高率的图。

图7是一曲线图，示出M值和Fmax质量效率的提高率之间的关系。

图8是示出与h/H值相对应的闭合断面形状和Fmax质量效率的提高率的图。

图9是一曲线图，示出h/H值和Fmax质量效率的提高率之间的关系。

图10是示出试验车架体A～C的闭合断面形状和Fmax质量效率的提高率的图。

图11是一曲线图，示出在侧面部设置有强度变化部的试验车架体在h/H值为0.55时A1/h值和Fmax质量效率的提高率之间的关系。

图12是一曲线图，示出在侧面部设置有强度变化部的试验车架体在h/H值为0.75时A1/h值和Fmax质量效率的提高率之间的关系。

图13是一曲线图，示出在侧面部设置有强度变化部的试验车架体在h/H值为0.90时A1/h值和Fmax质量效率的提高率之间的关系。

图14是示出试验车架体D～E的闭合断面形状和Fmax质量效率的提高率的图。

图15是从车宽方向外侧看到的中柱主要部分的图。

图16是沿着图15中的XVI-XVI线剖开的剖视图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式做详细的说明。

图1示出应用了本发明的实施方式所涉及的车辆车架构造的车架体1的断面。在本实施方式中，该车架体1构成车辆车身的中柱，沿着与图1的纸面垂直的方向(设置在车身上的状态下相当于上下方向)延伸。此外，可以将本发明的车辆车架构造应用到中柱的大致上下方向所有部分上，还可以将本发明的车辆车架构造应用到中柱的上下方向的一部分(例如从保护乘坐人员特别是保护其上半身的观点出发，中柱的上侧部分)上，或者车辆侧向碰撞时冲击载荷容易输入的下侧部分(特别是用于将后门部安装在中柱上的上下两个门安装支架(bracket)(参照图15中的符号31)之间的部分)。

所述车架体1具有位于车身外侧的外板2、位于车身内侧的内板3以及设置在外板2和内板3之间的加强件4(也被称为外加强件)。外板2和内板3构成闭合断面，内板3和加强件4构成闭合断面，外板2和加强件4也构成闭合断面。

外板2具有本体部2a和凸缘部2b，该凸缘部2b分别与该本体部2a的位于宽度方向(图1中左右方向)的两端部相连接。内板3具有本体部3a和凸缘部3b，该凸缘部3b分别与该本体部3a的位于宽度方向(图1中左右方向)的两端部相连接。加强件4具有本体部4a和凸缘部4b，该凸缘部4b分别与该本体部4a的位于宽度方向(图1中左右方向)的两端部相连接。外板2、内板3以及加强件4分别利用冲压成型制成，冲压成型后将凸缘部2b、3b、4b相互摞起来并进行接合，即可制成车架体1。

在本实施方式中，将本发明的车辆车架构造应用到内板3和加强件4上。外板2基本上是从美观的观点出发设置的。本体部2a将加强件4的车身外侧覆盖起来。加强件4，优选抗拉强度在980MPa以上且板厚在1.0mm以上2.5mm以下的高强度钢板，并优选利用热冲压成型制成。此外，优选后述低强度部17的板厚在1.0mm以上1.5mm以下，高强度部18的板厚在大于1.5mm小于等于2.5mm。

所述车架体1包括第一面部11、第二面部12以及两个侧面部13。该第一面部11朝向车身外；该第二面部12以与该第一面部11相对的方式位于第一面部11的车身内侧且宽度比该第一面部11宽；该两个侧面部13将第一面部11和第二面部12的位于宽度方向上的一侧端部和另一侧端部分别相互接起来，该两个侧面部13与第一面部11、第二面部12共同构成闭合断面。第一面部11和两个侧面部13由加强件4的本体部4a构成，第二面部12由内板3的本体部3a构成。将内板3的凸缘部3b和加强件4的凸缘部4b相互接合起来以后，第二面部12和侧面部13就连在一起了。在本实施方式中，在车架体1的断面上，第二面部12(本体部3a)和两个凸缘部3b位于同一条直线上，第一面部11(不包括后述加强筋15)位于与该直线平行的直线上。

在第一面部11的宽度方向中央部位形成有加强筋(bead)15，该加强筋(bead)15朝着由第一面部11、第二面部12以及侧面部13形成的闭合断面(以下简单地称之为闭合断面)的内侧突出且沿着车架体1的长边方向延伸。该加强筋15主要位于第一面部11的车架体1长边方向的至少一部分(例如中柱的上侧部分、或者车辆侧向碰撞时冲击载荷容易输入的下侧部分(特别是上下两个门安装架31(参照图15)之间的部分))上即可。此外，加强筋15并不是非有不可的，没有该加强筋15也可以。加强筋15还可以朝着所述闭合断面的外侧突出。

各所述侧面部13在车架体1的断面上具有在第一面部11和第二面部12之间的中间位置处折弯的一个折弯部14(相当于特定折弯部)。该折弯部14以在车架体1的断面上朝着闭合断面内侧突出的方式折弯。侧面部13中以折弯部14为起点靠第一面部11一侧的部分为外侧部13a，第一面部11和外侧部13a在车架体1的断面上且闭合断面内侧所成的角度α被设定为近似90度或大于90度。这里，近似90度的范围是一个包括90度且相对于90度加减冲压成型所带来的正常误差后所确定的范围。如果所述角度α在90度以上，很容易地就能够利用冲压成型使第一面部11和两个侧面部13形成为一体。

从加强件4的冲压成型的观点出发,在车架体1的断面上，第一面部11和侧面部13的外侧部13a的角部由圆弧部构成，而且，侧面部13中以折弯部14为起点靠第二面部12一侧的部分即内侧部13b和凸缘部4b的角部由圆弧部构成,这样做都是可以的。外侧部13a和内侧部13b分别在车架体1的断面上直线状延伸。

各所述侧面部13由第二面部12一侧的低强度部17和第一面部11一侧的高强度部18构成，在各侧面部13，低强度部17和高强度部18的交界处成为强度变化部19。该强度变化部19位于以折弯部14为起点的第二面部12一侧。

在本实施方式中，低强度部17和高强度部18板厚不同，高强度部18的板厚比低强度部17的板厚厚，高强度部18的强度比低强度部17的强度高。对压延成型时所形成的厚度不同的两种板材进行冲压成型，即会得到加强件4。就第一面部11的板厚而言，能够使整个第一面部11的板厚都和高强度部18的板厚一样厚，但是使第一面部11中的特别是宽度方向的中央部分(形成有加强筋15的部分)的板厚与低强度部17一样厚也是可以的。优选第一面部11中的、由第一面部11和侧面部13形成的外侧部13a的角部及其附近的厚度与高强度部18一样厚(图1中，画出来的是在第一面部11中，仅有由第一面部11和侧面部13形成的外侧部13a的角部及其附近的厚度与高强度部18一样厚的情况)。凸缘部4b的板厚与低强度部17一样厚。

如上所述，在本实施方式中，使低强度部17和高强度部18的板厚彼此不同，但并限于此。例如，还可以如图2所示，在板厚一定的板材的成为高强度部18之部分接合上加强部件20，这样来构成高强度部18；将不接合加强部件20的部分确定为低强度部17。图2中，通过焊接将加强部件20接合在侧面部13中成为高强度部18之部分和第一面部11中的由第一面部11和侧面部13的外侧部13a形成的角部及其附近的闭合断面内侧(也可以是闭合断面外侧)上。对冲压成形前的板材进行该加强部件20的接合。

或者，还可以如图3所示，通过将填充材21填充在侧面部13中的成为高强度部18之部分和第一面部11中的由第一面部11和侧面部13的外侧部13a形成的角部及其附近的闭合断面外侧部分和外板2之间的间隙里，来构成高强度部18，将对应于不填充填充材21的间隙之部分确定为低强度部17。所述填充材21只要是例如加热起泡材即可。该加热起泡材在未起泡的状态下呈片状，利用粘接剂贴在加强件4的位于闭合断面外侧的表面上填充填充材21的地方。在整个车身浸渍在电镀液以后的干燥工序中将该片状加热起泡材加热而使其起泡，被填充到所述间隙内。

或者，还可以通过对板厚一定的板材的成为高强度部18的部分进行淬火处理，来构成高强度部18；将不进行淬火处理的部分确定为低强度部17。

或者，在本实施方式的板厚与高强度部18大致相等且一定的板材的成为低强度之部分开多个通孔来构成低强度部17，将不开通孔的部分确定为高强度部18。所述通孔可以作为车架体1本身各部件间的安装孔、或者将其他部件安装到车架体1上的安装孔等使用。

当外部输入载荷(使车架体1弯曲而导致其长边方向的中间部分相对于其两端部朝车身内侧突出的冲击载荷)由于车辆侧向碰撞而作用于第一面部11的位于车架体1长边方向的中间部位，车架体1已弯曲时，第一面部11和第二面部12的曲率半径就会不同，伴随于此，就会在第一面部11一侧(压缩一侧)和第二面部12一侧(拉伸一侧)产生周长差，但是减小该周长差的力会起作用，第一面部11和第二面部12就会由此而要相互靠近。而且，即使第一面部11中外部输入载荷的作用部分由于该外部输入载荷而凹陷,第一面部11和第二面部12也要相互靠近。其结果是,位于所述外部输入载荷的作用部分附近的侧面部13的靠第一面部11一侧的端部及其附近会产生以凸缘部4b为支点让侧面部13朝着闭合断面外侧倒下的力(朝着闭合断面外起作用的力),而让该部分产生局部纵弯曲(让该部分局部地向闭合断面外侧鼓出来)。如果产生这样的局部纵弯曲，车架体1抗弯曲的弯曲强度就会下降。

但是，在本实施方式中，在侧面部13设置有朝着闭合断面内侧突出的折弯部14，为抵消所述方向指向闭合断面外的力而在该折弯部14产生方向指向闭合断面内的力。这样一来，即使较大的外部输入载荷作用于第一面部11，位于该外部输入载荷的作用部分附近的侧面部13的靠第一面部11一侧的端部也难以产生局部纵弯曲。因此，能够确保车架体1的抗外部输入载荷引起的弯曲的弯曲强度,车辆的侧向碰撞性能提高。

而且，因为仅使侧面部13中包括折弯部14的第一面部11一侧为高强度部18，所以能够有效地抑制所述局部纵弯曲，并且能够将侧面部13的第二面部12侧轻量化。因此，能够边谋求车架体1的轻量化，边提高车架体1抗弯曲的弯曲强度。

因为在第一面部11形成有加强筋15,所以当外部输入载荷作用于形成有该加强筋15的部分时,第一面部11中的外部输入载荷的作用部分难以变形,伴随于此,位于该外部输入载荷的作用部分附近的侧面部13的靠第一面部11一侧的端部就会更加难以产生局部纵弯曲。

优选，所述折弯部14(特定折弯部)在与第一面部11垂直的方向上位于以车架体1的断面重心G(参照图1)为起点的第一面部11一侧，强度变化部19在与第一面部11垂直的方向上位于以所述重心G为起点的第二面部12一侧。

因为折弯部14在与第一面部11垂直的方向上位于以所述重心G为起点的第一面部11一侧，所以当所述外部输入载荷作用于第一面部11时，就能够良好地将方向朝向所述闭合断面外的力抵消。也就是说，当所述外部输入载荷作用于第一面部11时，车架体1的受力情况如下：即以重心G的位置为界，压缩力作用于第一面部11一侧，拉力作用于第二面部12一侧。因为所述方向指向闭合断面外的力产生在压缩力作用的部分，所以优选用于抵消该力的折弯部14也位于压缩力作用的部分。于是，通过让折弯部14位于压缩力作用的位置即以所述重心G为起点的第一面部11一侧，就能够良好地将所述方向指向闭合断面外的力抵消。因为强度变化部19位于与第一面部11垂直的方向上以所述重心G为起点的第二面部12一侧，故能够使对抑制所述局部纵弯曲有效的、整个压缩力作用的部分达到高强度。而且，在即将产生所述局部纵弯曲以前，因为第一面部11靠近第二面部12，所以重心G的位置会从即将纵弯曲以前载荷输入前的初始位置朝着第二面部12一侧稍微移动一点。但是即使重心G的位置有移动，强度变化部19也会位于以重心G的初始位置为起点的第二面部12一侧，故能够使整个压缩力作用的部分达到高强度。

如图4所示,在车架体1的断面上,连接侧面部13的靠第一面部11一侧的端部P1和靠第二面部12一侧的端部P2的第一假想直线L1位于所述闭合断面的外侧。也就是说,折弯部14相对于第一假想直线L1位于闭合断面内侧。第一假想直线L1相当于没有折弯部14的侧面部13。此外，这里，在第一面部11和侧面部13的外侧部13a的角部以及内侧部13b和凸缘部4b的角部由圆弧部构成的情况下,P1和P2也是处于与无圆弧部时较尖的角部相同的位置，如图4所示。

优选，当将车架体1的断面上侧面部13的靠第一面部11一侧的端部P1和靠第二面部12一侧的端部P2之间的、与第一面部11垂直的方向上的距离设定为H,将折弯部14和侧面部13的靠第二面部12一侧的端部P2之间的、与第一面部11垂直的方向上的距离设定为h,将第一假想直线L1与通过折弯部14且与第一面部11平行的第二假想直线L2的交点P3和折弯部14之间的距离设定为δ,将第一假想直线L1和与第一面部11垂直的方向所成的锐角侧角度(第一假想直线L1与通过P1且与第一面部11垂直的第三假想直线L3所成的锐角侧角度)设定为θ时,满足下式(1)

0.5≤δ/(H－h)tanθ≤1.0…(1)

更优选满足下式(2)

0.8≤δ/(H－h)tanθ≤1.0…(2)

因为在车架体1的断面上,所述交点P3与第二假想直线L2和第三假想直线L3的交点P4之间的距离为(H－h)tanθ,所以δ/(H－h)tanθ(＝M)的值表示折弯部14相对于P3和P4之间的距离而言从P3陷入闭合断面内侧的程度。如果M＝0(δ＝0),则表示在侧面部13没有折弯部14。如果M＞0,则表示在侧面部13存在以朝着闭合断面内侧突出的方式折弯的折弯部14。而且,如果M＝1.0,折弯部14则位于交点P4处,此时,所述角度α为90度。因此,如果M≤1.0,所述角度α就在90度以上。因此,只要至少M值大于0且在1.0以下即可。不过,从与无折弯部14的情况相比良好地提高车架体1的抗弯曲的弯曲强度的观点出发,优选满足式(1)(特别是式(2))(参照图6和图7)。特别是,当M＝1.0时,亦即所述角度α近似90度时,就能够最大限度地提高车架体1抗弯曲的弯曲强度(参照图6和图7)。

优选，当将车架体1的断面上第一面部11(不包括加强筋15的直线状部分)和第二面部12中离第一面部11最远的部分之间的、与第一面部11垂直的方向上的距离设定为Ha(在本实施方式中,与H近似相等),将折弯部14(特定折弯部)和第二面部12中离第一面部11最远的部分之间的、与第一面部11垂直的方向上的距离设定为ha(在本实施方式中,与h近似相等)时,满足下式(3)，

0.55≤ha/Ha≤0.90…(3)

更优选满足下式(4)

0.60≤ha/Ha≤0.85…(4)

也就是说，车架体1抗弯曲的弯曲强度根据折弯部14在与第一面部11垂直的方向上的位置而变化，只要满足式(3)(特别是式(4))，就能够良好地提高车架体1抗弯曲的弯曲强度(参照图8和图9)。此外，以第二面部12的离第一面部11最远的部分为基准来考虑ha和Ha，是因为在车架体1由于外部输入载荷而弯曲时会在该部分产生最大拉伸应力，所以以该部分作基准比较合适之故。

在第一面部11和所述外侧部13a在所述车架体1的断面上且闭合断面内侧所成的角度α近似90度的情况下，设强度变化部19和第二面部12的离第一面部11最远的部分之间的、在沿与第一面部11垂直的方向上的距离为Aa(本实施方式中，与强度变化部19和侧面部13的第二面部12一侧的端部P2之间的、在沿与第一面部11垂直的方向上的距离A1(参照图4)大致相等)时，优选除满足上式(3)(优选式(4))以外，还满足

0.40≤Aa/ha≤0.66…(5)

如上所述，只要满足上式(3)(优选式(4))，就能够良好地提高车架体1抗弯曲的弯曲强度。不仅如此，通过让强度变化部19的位置满足0.40≤Aa/ha≤0.66，能够良好地提高车架体1抗弯曲的弯曲强度。

此外，在所述角度α近似90度的情况下，除了满足上式(3)(优选式(4))以外，还满足

0.40≤Aa/ha≤0.53…(6)

这样一来，很容易地就能够让强度变化部19在与第一面部11垂直的方向上位于以所述重心G为起点的第二面部12一侧，并且能够良好地提高车架体1抗弯曲的弯曲强度。

这里，首先，为了分析在侧面部13设置了折弯部14以后的效果，对在侧面部13设置了折弯部14的试验车架体A、B和未设置折弯部14的试验车架体C进行了三支点弯曲试验。试验车架体A～C中，在侧面部13都没有设置强度变化部19。

试验车架体A，与图6中M＝1.00的试验车架体一样，在侧面部13设置有折弯部14，但在第一面部11没有设置加强筋15。试验车架体B，在试验车架体A的基础上，又在第一面部11的宽度方向近似中央部位的整个试验车架体长边方向上都设置有加强筋15。该加强筋15朝着闭合断面内侧突出。试验车架体C与图6中M＝0的试验车架体一样，在侧面部13没有设置折弯部14(参照图8中试验车架体A～C的闭合断面形状)。这些试验车架体A～C与上述车架体1一样构成中柱，但是在试验车架体A～C上没有设置外板2(后述其它试验车架体也一样)。

针对各所述试验车架体A～C，将沿着第一面部11的宽度方向延伸的圆柱状压头(penetrator)朝着第一面部11的长边方向中间部位推压过去，并将分析得到的此时的压头的推压行程和作为外部输入载荷的推压载荷(弯曲载荷)之间的关系的结果示于图5。

一般认为：推压载荷达到最大时会产生局部纵弯曲，推压载荷不会超过该最大值。也就是说，推压载荷的最大值(Fmax)越大，试验车架体抗弯曲的弯曲强度越高。与在侧面部13没有设置折弯部14的试验车架体C相比，在侧面部13设置有折弯部14的试验车架体A和B，车架体抗弯曲的弯曲强度提高。而且，在第一面部11设置有加强筋15的试验车架体B，车架体抗弯曲的弯曲强度进一步提高。

接着，对不断改变δ值(亦即M值)所得到的各种试验车架体进行所述三支点弯曲试验，求出了用车架体的质量除推压载荷的最大值Fmax得到的值(以下称为Fmax质量效率)的提高率。该Fmax质量效率的提高率是以在侧面部13没有折弯部14的情况(δ＝0亦即M＝0时)为基准的提高率。这里，h/H(在本实施方式中，与ha/Ha近似相等)为0.75，一定不变。P1和P2的位置以及第一假想直线L1的角度θ值也一定不变。有关δ值(M值)的正负，以折弯部14相对于第一假想直线L1位于闭合断面内侧时为+，以折弯部14相对于第一假想直线L1位于闭合断面外侧时为－。也就是说，当δ(M)为负时，折弯部14以朝着闭合断面外侧突出的方式折弯。而且，如果M值超过1，折弯部14就会比第三假想直线L3更靠近闭合断面内侧(所述角度α小于90度)。此外，这里，因为即使改变δ的值试验车架体的质量也不会有显著的变化，所以Fmax质量效率的提高率与在侧面部13没有折弯部14时Fmax的提高率大致相等。但是从轻量化的观点出发，对Fmax质量效率的提高率还是进行了严格的求算。

M值和Fmax质量效率的提高率之间的关系示于图6和图7。图6中也一起示出与M值相对应的闭合断面形状。

由图7可知，若M值超过0(折弯部14以朝着闭合断面内侧突出的方式折弯)，Fmax质量效率就提高。但是如果M值在0.5以上1.0以下，特别是在0.8以上1.0以下，就能够使Fmax质量效率良好地提高。特别是，M＝1.0亦即所述角度α近似90度时，Fmax质量效率的提高率最大。

接下来，对改变h/H值(可以看成是与ha/Ha的值相等)所做的各种试验车架体进行所述三支点弯曲试验，并求出了Fmax质量效率的提高率。该Fmax质量效率的提高率是以侧面部13没有折弯部14的情况(h/H＝1.0的情况)为基准的提高率。这里，M值为1.00(α＝90度)，一定不变。而且，P1和P2的位置、第一假想直线L1的角度θ值也一定不变。此外，图8中h/H＝1.00的试验车架体与图6中M＝0的试验车架体(侧面部13没有折弯部14的试验车架体)一样。也可以说该试验车架体的h/H值为0。图8中h/H＝0.75的试验车架体与图6中M＝1.00的试验车架体一样。

h/H值和Fmax质量效率的提高率之间的关系示于图8和图9。而且，图8中也一起示出与h/H值相对应的闭合断面形状。

由图9可知，如果h/H值超过0且小于1.00，Fmax质量效率就会提高，但是如果h/H值在0.55以上0.90以下，特别是在0.60以上0.85以下，则能够良好地提高Fmax质量效率。也就是说，通过适当地设定折弯部14在与第一面部11垂直的方向上的位置，就能够良好地抵消产生在侧面部13的靠第一面部11一侧的端部及其附近且方向指向闭合断面外的力。

接下来，求出了在最初的三支点弯曲试验中所用的试验车架体A～C的Fmax质量效率的提高率(以侧面部13没有折弯部14的试验车架体C为基准的提高率)。该结果示于图10。将该结果和图5结合起来看，可知在第一面部11设置加强筋15的效果。

以上试验中使用的试验车架体，在侧面部13都没有设置强度变化部19。

接下来，对在侧面部13设置有强度变化部19的试验车架体进行了三支点弯曲试验。这里，在分析h/H值和Fmax质量效率的提高率之间的关系时使用了闭合断面形状相同的试验车架体，在其侧面部13设置了强度变化部19。也就是说，让低强度部17和高强度部18板厚彼此不同，让低强度部17的板厚为1mm，让高强度部18的板厚为2mm。而且，使第一面部11的板厚与高强度部18的板厚相等，使凸缘部4b的板厚与低强度部17的板厚相等。在第一面部11设置了加强筋15。其它各方面都和分析h/H值和Fmax质量效率的提高率之间的关系时的试验车架体一样。

在h/H值(与ha/Ha值大致相等)分别为0.55、0.75以及0.90的各试验车架体中，仅改变强度变化部19的位置(A1/h值)，进行了上述三支点弯曲试验，求出了Fmax质量效率的提高率。这里，A1值是强度变化部19和侧面部13的第二面部12一侧的端部P2之间的在与第一面部11垂直的方向上的距离(参照图4)。Fmax质量效率的提高率是以在侧面部13未设置强度变化部19的情况(A1＝0的情况)为基准的提高率。H(Ha)值为76.5mm，所有的试验车架体都一样。

h/H值为0.55时，A1/h值(与Aa/ha值大致相等)和Fmax质量效率的提高率之间的关系示于图11；h/H值为0.75时，A1/h(Aa/ha)值和Fmax质量效率的提高率之间的关系示于图12；h/H值为0.90时，A1/h(Aa/ha)值和Fmax质量效率的提高率之间的关系示于图13。各图的曲线中，点划线所示的A1/h值是相等于各试验车架体的断面重心位置的值。如果A1/h值比该相当于重心位置的值小，强度变化部19就会在与第一面部11垂直的方向上位于以所述重心为起点的第二面部12一侧。

由图11～图13可知，如果A1/h值在0.40以上0.53以下，那么A1/h值就会比相当于所述重心位置的值小，并且还能够使Fmax质量效率的提高率良好地提高。

在将A1/h值设定在0.40以上0.66以下时，则会出现强度变化部19在与第一面部11垂直的方向上位于以所述重心为起点的第一面部12一侧这样的情况，但是作为Fmax质量效率的提高率能够达到较高的水平。

如果A1/h(Aa/ha)值过小(强度变化部19离第二面部12过近)，虽然试验车架体抗弯曲的弯曲强度会提高，但试验车架体的重量却会增大。另一方面。如果A1/h(Aa/ha)值过大(强度变化部19离折弯部14过近)，尽管试验车架体会变轻，试验车架体抗弯曲的弯曲强度却会降低。因此，为了边谋求车架体1的轻量化边提高车架体1抗弯曲的弯曲强度，只要使强度变化部19的优选位置范围满足上式(5)或上式(6)即可。

在上述实施方式中，在各侧面部13仅设置有一个折弯部14，但是还可以在各侧面部13设置多个折弯部14。在该情况下，将各侧面部13的、以多个折弯部14中的离第一面部11一侧最近的折弯部14为起点的、靠第一面部11一侧之部分确定为外侧部13a，第一面部11和所述外侧部13a在车架体1的断面上且闭合断面内侧所成的角度被设定为近似90度或大于90度，各侧面部13上的多个折弯部14中的离第二面部12一侧最近的折弯部14(相当于特定折弯部)只要以朝着闭合断面内侧突出的方式折弯即可。剩下的折弯部14既可以朝着闭合断面外侧突出，又可以朝着闭合断面内侧突出。也就是说，朝着闭合断面外侧突出的折弯部14存在于侧面部13的靠第一面部11一侧的端部和离第二面部12一侧最近的折弯部14(特定折弯部)之间，即使除了在侧面部13的靠第一面部11一侧的端部及其附近产生方向指向闭合断面外的力以外，还在朝着闭合断面外侧突出的折弯部14产生方向指向闭合断面外的力，这些力也都能够被在离第二面部12一侧最近的折弯部14(特定折弯部)产生的方向指向闭合断面内的力抵消。

这样在各侧面部13设置多个折弯部14的情况也和有一个折弯部14的情况一样，侧面部13由第二面部12一侧的低强度部17和第一面部11一侧的高强度部18构成，在侧面部13，低强度部17和高强度部18的交界处即强度变化部19位于以所述特定折弯部为起点的第二面部12一侧。

优选，所述特定折弯部在与第一面部11垂直的方向上位于以车架体1的断面重心G为起点的第一面部11一侧，强度变化部19在与第一面部11垂直的方向上位于以所述重心G为起点的第二面部12一侧。

而且,优选满足上式(3)(特别式(4))。在该情况下，ha是所述特定折弯部和第二面部12的离第一面部11最远的部分之间的、在与第一面部11垂直的方向上的距离。

这里，对在各侧面部13设置有两个折弯部14的试验车架体D～F做了所述三支点弯曲试验，并求出了试验车架体D和E相对于试验车架体F的Fmax质量效率的提高率。

试验车架体D中，上侧(第一面部11一侧)的折弯部14以朝着闭合断面内侧突出的方式折弯，下侧(第二面部12一侧)的折弯部14也以朝着闭合断面内侧突出的方式折弯。试验车架体E中，上侧的折弯部14以朝着闭合断面外侧突出的方式折弯，下侧的折弯部14以朝着闭合断面内侧突出的方式折弯。试验车架体F中，上侧的折弯部14以朝着闭合断面内侧突出的方式折弯，下侧的折弯部14以朝着闭合断面外侧突出的方式折弯。试验车架体D～F的断面形状与有一个折弯部14的情况下所述试验车架体的断面形状相比，仅仅是侧面部13的形状不同而已。

采用与有一个折弯部14的情况一样的计算方法对试验车架体D～F的上侧、下侧的各个折弯部14分别求出了M和h/H值。此时的第一假想直线L1与有一个折弯部14的情况下的第一假想直线L1相同。其结果和闭合断面形状示于图14(在闭合断面形状中用黑圈表示折弯部14)。图14中也示出试验车架体D和E的Fmax质量效率的提高率(相对于车架体F的提高率)。

可知，与试验车架体F那样下侧折弯部14以朝着闭合断面外侧突出的方式折弯的情况相比，在试验车架体D和E那样至少下侧的折弯部14朝着闭合断面内侧突出的情况下，Fax质量效率提高。

这样在各侧面部13设置有多个折弯部14的情况下，也是与设置有一个折弯部14的情况一样，通过让强度变化部19位于以离第二面部一侧最近的折弯部14(特定折弯部)为起点的第二面部12一侧，而仅使侧面部13中包括特定折弯部的第一面部11一侧成为高强度部，就能够有效地抑制局部纵弯曲，并且能够将侧面部13的第二面部12一侧轻量化。

上述实施方式中，两个侧面部13皆由低强度部17和高强度部18构成(具有强度变化部19)，但是仅有一个侧面部13(特别是需要强度的那一侧的侧面部13)具有强度变化部19，另一个侧面部13没有强度变化部19也是可以的。在该情况下，从轻量化的观点出发，优选整个所述另一个侧面部13成为与所述一个侧面部13的低强度部17一样的低强度部(例如，所述另一个侧面部13的板厚与所述一个侧面部13的低强度部17相等)。

如图15、图16所示，门安装架31用于将未图示的后门安装在中柱30上，该门安装架31夹着外板2安装在中柱30(车架体)的第一面部11的车身外侧的面的上下方向中央部位的靠下侧部分和下部。门安装架31具有基部31a和从该基部31的上下两侧的端部分别朝着车宽方向外侧突出的突出部31b。基部31a利用未图示的螺栓和螺母夹着外板2安装固定在第一面部11上。此外，第一面部11在安装有门安装架31的上下方向位置处顶在外板2(参照图16)上。

所述基部31a的车身后侧端部在车身前后方向上位于车身后侧(图15和图16的右侧)的侧面部13附近，突出部31b在车身前后方向上位于车身后侧的侧面部13附近位置处，沿车宽方向延伸。突出部31b的靠基部31a一侧的端部在图15和图16所示的例子中，朝着车身前侧扩大，与基部31a的上下两侧端部的后部及其前侧部分相连接，但是与基部31a的上下两侧端部的至少后部连接也是可以的。

在两个突出部31b的顶端部，设置在该两个突出部31b之间的转动部件32安装在轴33上，能够绕该轴33转动，该轴33沿上下方向延伸。该转动部件32固定在所述后门上。后门由此经门安装架31安装在中柱30，能够绕所述轴33转动。

两个侧面部13中仅有车身后侧的侧面部13具有强度变化部19，车身前侧的侧面部13没有强度变化部19。也就是说，车身后侧的侧面部13由第二面部12一侧的低强度部17和第一面部11一侧的高强度部18构成，高强度部18的板厚比低强度部17的板厚厚。第一面部11和车身前侧的侧面部13的板厚与车身后侧的侧面部13中的低强度部17的板厚一样厚。

在上述结构下，当外部输入载荷经所述后门及门安装架输入中柱30时，门安装架31的突出部31b就会以基部31a一侧的端部为中心朝着车身后侧倒下去。此时，所述外部输入载荷输入第一面部11的车身靠后的那一部分上。这样一来便容易在两个侧面部13中车身后侧的侧面部13产生局部纵弯曲，只要使车身后侧的侧面部13中加强包括特定折弯部的第一面部11一侧达到高强度即可。因为在车身前侧的侧面部13设置有特定折弯部，所以仅靠它就能够抵消方向指向闭合断面外的力，从而能够充分地抑制局部纵弯曲。其结果是，能够将中柱30进一步轻量化。

本发明并不限于上述实施方式，可以在不脱离权利要求范围主旨的范围内进行其它替代。

例如，在上述实施方式中，将本发明的车辆车架构造应用到内板3和加强件4上，但还可以将它应用到外板2和内板3上。在该情况下，只要由外板2的本体部2a构成第一面部11和侧面部13即可，加强件4可有可无。

本发明的车辆车架构造，除了可以应用于中柱以外，还可以应用于缓冲杆衬杠加强件、前纵梁(特别是，朝着车辆前方逐渐向上弯曲(kick up部)、在地板板的车宽方向两侧沿车身前后方向延伸的门槛(side sill)、在车身顶盖的车宽方向两侧沿车身前后方向延伸的上边梁、设置在上边梁上且沿车宽方向延伸的顶盖横梁、前柱、后纵梁、以及设置在地板板上且沿车宽方向延伸的地板横梁(floor member)等上。

上述实施方式只不过是示例而已，不得以此对本发明的保护范围做限定性的解释。本发明的保护范围由权利要求范围定义，属于与权利要求的保护范围等同的任何变形、变更都包括在本发明的范围内。

－产业实用性－

本发明对具有构成车身的车架体的车辆车架构造有用，特别是对车架体构成车身的中柱的情况有用。

－符号说明－

1 车架体

2 外板

3 内板

4 加强件

11 第一面部

12 第二面部

13 侧面部

14 折弯部(特定折弯部)

17 低强度部

18 高强度部

19 强度变化部

30 中柱

31 门安装架

31a 基部

31b 突出部

Claims (4)

1.一种具有构成车身的车架体的车辆车架构造,

所述车架体具有:朝向车身外的第一面部、以与该第一面部相对的方式位于第一面部的车身内侧且宽度比该第一面部宽的第二面部以及两个侧面部,该两个侧面部将第一面部和第二面部的宽度方向上的一侧端部和另一侧端部分别接起来,该两个侧面部与所述第一面部和所述第二面部共同构成闭合断面,

各所述侧面部在所述车架体的断面上具有在所述第一面部和所述第二面部之间的中间位置处折弯的一个或多个折弯部,

将所述折弯部为一个的情况下所述侧面部中的以该折弯部为起点的第一面部一侧之部分、和所述折弯部为多个的情况下所述侧面部中的以离第一面部一侧最近的折弯部为起点的第一面部一侧之部分确定为外侧部，将所述第一面部和所述外侧部在所述车架体的断面上且闭合断面内侧所成的角度设定为近似90度或大于90度,

将在所述车架体的断面上所述折弯部为一个的情况下的该折弯部和在所述车架体的断面上所述折弯部为多个的情况下的离第二面部一侧最近的折弯部确定为特定折弯部，该特定折弯部以朝着闭合断面内侧突出的方式折弯，

至少一个所述侧面部由所述第二面部一侧的低强度部和所述第一面部一侧的高强度部构成，

在所述至少一个所述侧面部，所述低强度部和所述高强度部的交界即强度变化部位于以所述特定折弯部为起点的所述第二面部一侧，

所述车架体构成车身的中柱,

在所述车架体的第一面部的车身外侧的表面上安装有门安装架，

该车辆车架构造的特征在于，

所述门安装架具有基部和突出部，该基部安装固定在所述第一面部，该突出部从该基部朝着车宽方向外侧突出，并且门安装在所述突出部的顶端部,

所述突出部在车身前后方向上且车身后侧的侧面部附近位置处沿车宽方向延伸,

所述车架体的两个侧面部中仅有所述车身后侧的侧面部由所述低强度部和所述高强度部构成,所述强度变化部在该车身后侧的侧面部中位于以所述特定折弯部为起点的所述第二面部一侧。

2.根据权利要求1所述的车辆车架构造，其特征在于：

所述特定折弯部在与所述第一面部垂直的方向上位于以所述车架体的断面重心为起点的所述第一面部一侧，

所述强度变化部在与所述第一面部垂直的方向上位于以所述重心为起点的所述第二面部一侧。

3.根据权利要求2所述的车辆车架构造，其特征在于：

各所述侧面部的所述折弯部为一个，

所述第一面部和所述外侧部在所述车架体的断面上且闭合断面内侧所成的角度近似90度,

当将所述车架体的断面上所述第一面部和所述第二面部的离第一面部最远的部分之间的、在与第一面部垂直的方向上的距离设定为Ha，将所述特定折弯部和所述第二面部的离第一面部最远的部分之间的、与第一面部垂直的方向上的距离设定为ha，将所述强度变化部和所述第二面部的离第一面部最远的部分之间的、在与第一面部垂直的方向上的距离设定为Aa时,满足0.55≤ha/Ha≤0.90和0.40≤Aa/ha≤0.53。

4.根据权利要求1所述的车辆车架构造，其特征在于：

各所述侧面部的所述折弯部为一个，

所述第一面部和所述外侧部在所述车架体的断面上且闭合断面内侧所成的角度近似90度,

当将所述车架体的断面上所述第一面部和所述第二面部的离第一面部最远的部分之间的、在与第一面部垂直的方向上的距离设定为Ha，将所述特定折弯部和所述第二面部的离第一面部最远的部分之间的、在与第一面部垂直的方向上的距离设定为ha，将所述强度变化部和所述第二面部的离第一面部最远的部分之间的、在与第一面部垂直的方向上的距离设定为Aa时，满足0.55≤ha/Ha≤0.90和0.40≤Aa/ha≤0.66。