CN108674489A - 车辆框架部件 - Google Patents

Abstract

一种车辆框架部件(20)，包括：外面板(22)，该外面板被构造为设置在车辆外侧，并且具有朝向车辆内侧开口的U状截面；内面板(24)，该内面板被构造为设置在车辆内侧，并且具有朝向车辆外侧开口的U状截面，并且通过使内面板(24)的两个开口端(24D)与外面板(22)的两个开口端(22D)分别抵接并接合，该内面板与外面板(22)一起构成了闭合截面结构；以及圆缘(26)，该圆缘形成在外面板(22)与内面板(24)之间的一个抵接接合部或两个抵接接合部处，并且朝向闭合截面结构的外侧凸出。

Description

车辆框架部件

技术领域

优选的实施例涉及一种车辆框架部件。

背景技术

作为具有闭合截面结构的车辆框架部件，已知一种车辆框架部件，其中，分别构造为帽状截面的两个面板的凸缘被点焊在一起(例如，日本专利申请公开(JP-A)No.2015-089721)。

在分别构造为帽状截面的两个面板的凸缘被点焊在一起的车辆框架部件中，凸缘提高了弯曲刚度，并且抑制了在发生碰撞时侧面的面外变形。

然而，为了将两个面板的凸缘点焊在一起，在用于点焊的位置附近需要额外的区域。从而，需要凸缘为预定的尺寸，导致降低了车辆框架部件的质量效率(最大弯曲载荷/质量)。

发明内容

考虑上述情况，优选实施例的目的是提供一种车辆框架部件，其在确保弯曲刚度的同时提高质量效率。

本公开的第一方面的车辆框架部件包括外面板、内面板和圆缘。所述外面板被构造为设置在车辆的外侧，并且具有朝向车辆内侧开口的U状截面。所述内面板被构造为设置在车辆内侧，并且具有朝向车辆外侧开口的U状截面，并且通过将所述内面板的两个开口端与所述外面板的两个开口端分别抵接并接合，该内面板与所述外面板一起构成了闭合截面结构。所述圆缘形成在所述外面板与所述内面板之间的一个抵接接合部处或两个抵接接合部处，并且朝向所述闭合截面结构的外侧凸出。即，圆缘在外面板与内面板互相抵接的接合部中的一个或两个接合部处，形成在外面板与内面板之间，并且所述圆缘朝向所述闭合截面结构的外侧凸出。

在第一方面的车辆框架结构中，内面板的两个开口端分别抵接且接合至外面板的两个开口端。从而，与例如形成在外面板处的凸缘与形成在内面板处的凸缘通过点焊而接合的结构相比，在车辆框架部件中不存在用于接合并且对提高最大弯曲负载没有贡献的部分，从而提高了车辆框架部件的质量效率。

此外，在第一方面的车辆框架部件中，圆缘形成在外面板与内面板之间的一个抵接接合部或两个抵接接合部处。从而，与在外面板与内面板之间的抵接接合部处不形成圆缘的结构相比，截面模量更高，使得能够确保车辆框架部件的弯曲刚度。

本公开的第二方面的车辆框架部件是第一方面的车辆框架部件，其中，所述外面板的至少一个开口端和所述内面板的至少一个开口端分别位于所述圆缘的顶点处。

在第二方面的车辆框架部件中，外面板的至少一个开口端和内面板的至少一个开口端分别位于顶点处。即，圆缘的由顶点处的边界分割的一部分形成在外面板的开口端侧处。分割的圆缘的另一部分形成在内面板的开口端侧处。从而，在车辆框架部件中，与例如圆缘在该圆缘的壁部或基部处被分割的结构相比，能够更容易地利用压制成型形成外面板和内面板。

本公开的第三方面的车辆框架部件是第一方面或第二方面的车辆框架部件，其中，所述圆缘的顶点位于所述闭合截面结构的车辆内外方向上的中央位置，或者位于比所述中央位置更靠向车辆外侧的位置。

在第三方面的车辆框架部件中，圆缘的顶点位于由外面板和内面板形成的闭合截面结构的车辆内外方向上的中央位置，或者比中央位置更靠向车辆外侧。与例如圆缘的顶点位于中央位置的车辆内侧的结构相比，这提高了针对从车辆外侧向内侧的输入(例如，碰撞载荷)的弯曲刚度(最大弯曲载荷)。即，在车辆框架部件中，利用圆缘提高了车辆内外方向上的中央位置处或者比该中央位置更靠向车辆外侧的部分处的刚度。这使得能够减少车辆框架部件针对从车辆外侧朝向内侧的输入的面外变形。注意，此处的“最大弯曲载荷”指的是导致车辆框架部件经受塑性变形的最大弯曲载荷(弯曲载荷极限)。

本公开的第四方面的车辆框架部件是第一方面至第三方面的任意一项的车辆框架部件，其中，所述圆缘由作为所述外面板的一部分的圆缘半部和作为所述内面板的一部分的圆缘半部形成。

在第四方面的车辆框架部件中，圆缘由作为外面板的一部分的圆缘半部和作为内面板的一部分的圆缘半部形成。这使得能够容易地压制成型外面板和内面板。

本公开能够提供一种车辆框架部件，其在确保弯曲刚度的同时提高质量效率。

附图说明

将基于以下附图详细描述优选的实施例，其中：

图1是根据本公开的第一示例性实施例的车辆框架部件的截面；

图2是根据本公开的第二示例性实施例的车辆框架部件的截面；

图3是比较例1的车辆框架部件的截面；

图4是比较例2的车辆框架部件的截面；

图5是概述了四点静态弯曲测试的侧视图；

图6是在测试中使用的各个车辆框架部件的质量效率的图表；

图7A是示出处于变形状态的实例2的车辆框架部件的截面；以及

图7B是示出处于变形状态的比较例2的车辆框架部件的截面。

具体实施方式

第一示例性实施例

下面说明根据本公开的第一示例性实施例的车辆框架部件。

车辆框架部件

如图1所示，本示例性实施例的车辆框架部件20是金属制成的细长部件，并且是构成车辆的框架的部件。车辆框架部件20例如可以用在中柱(B柱)中、仪表板横梁中、前保险杠强化部中、后横梁中或者后保险杠强化部中。注意，车辆框架部件20可以用作除了前述车辆框架构成部件之外的部件。

车辆框架部件20包括外面板22、内面板24和圆缘(bead)26。在图1中，从设置于车辆时的车辆框架部件20的角度观看，箭头OUT表示车辆外侧(碰撞载荷输入侧)，并且箭头IN表示车辆内侧。注意，在车辆框架部件20充当例如中柱的情况下，中柱的车辆外侧将是车辆宽度方向外侧。此外，在车辆框架部件20充当例如前保险杠强化部的情况下，前保险杠强化部的车辆外侧将是车辆前侧。

外面板

外面板22位于车辆框架部件20的车辆外侧，并且具有朝向车辆内侧开口的U状截面。具体地，外面板22包括平板部22A和侧板部22B，侧板部22B从平板部22A的两端朝向车辆内侧延伸。外面板22由金属板(在本示例性实施例中为高强度钢板)压制而成，并且弯曲部22C形成在平板部22A与各个侧板部22B之间的边界处。

内面板

内面板24位于车辆框架部件20的车辆内侧，并且具有朝向车辆外侧开口的U状截面。具体地，内面板24包括平板部24A和侧板部24B，侧板部24B从平板部24A的两端向车辆外侧延伸。内面板24由金属板(在本示例性实施例中为高强度钢板)压力加工而成，并且弯曲部24C形成在平板部24A与各个侧板部24B之间的边界处。

此外，外面板22的两个开口端22D与内面板24的两个开口端24D分别抵接在一起，并且在本示例性实施例中通过激光焊接接合。该抵接接合构成了由外面板22与内面板24形成的闭合截面结构。即，车辆框架部件20由闭合的截面结构构成。

注意，外面板22的开口端22D指的是侧板部22B的端部(车辆内侧的端部)，并且内面板24的开口端24D指的是侧板部24B的端部(车辆外侧的端部)。

圆缘

圆缘26形成在外面板22与内面板24之间的两个抵接接合部W处。每个圆缘26均朝向闭合截面结构的外侧凸出。此外，外面板22的开口端22D和内面板24的开口端24D位于圆缘26的各自的顶点26A处。即，在圆缘26的顶点26A处，外面板22的开口端22D与内面板24的开口端24D抵接在一起并且接合。

注意，每个圆缘26的由该圆缘26的顶点26A处的边界所分割的一部分(下文适当地称为“圆缘半部26B”)形成在外面板22的开口端22D侧上。当如上所述地由金属板压力加工时，圆缘半部26B形成在两个侧板部22B的各自的端部处。相似地，每个圆缘26的由该圆缘26的顶点26A处的边界所分割的另一部分(下文适当地称为“圆缘半部26C”)形成在内面板24的开口端24D侧上。当如上所述地由金属板材压力加工时，圆缘半部26C形成在两个侧板部24B的各自的端部处。

圆缘26的顶点26A在所述闭合截面结构处以圆弧状弯曲。具体地，每个圆缘26都具有形成了从其基部到顶点26A的连续弯曲的形状。此外，每个圆缘26的顶点26A均位于闭合截面结构的车辆内外方向中央位置。

下面说明本示例性实施例的车辆框架部件20的作用和优势效果。

在车辆框架部件20中，内面板24的两个开口端24D与外面板22的两个开口端22D分别抵接在一起并且接合。从而，与例如形成在外面板处的凸缘与形成在内面板处的凸缘通过点焊而接合的结构相比，不存在用于接合并且对提高最大弯曲载荷没有帮助的部分，从而提高了车辆框架部件20的质量效率(最大弯曲载荷/质量)。

此外，在车辆框架部件20中，圆缘26形成在外面板22与内面板24之间的两个抵接接合部W处。从而，与例如圆缘26不形成在外面板与内面板之间的抵接接合部W处的结构相比，截面模量更高，使得能够确保车辆框架部件20的弯曲刚度。从而，车辆框架部件20能够减少或者防止该车辆框架部件20针对从车辆外侧朝向内侧的输入(碰撞载荷)的弯曲变形，并且特别是减少或者防止了车辆框架部件20的侧面20A的面外弯曲变形。注意，车辆框架部件20的各个侧面20A是包括外面板22的侧板部22B和内面板24的侧板部24B的部分。

在车辆框架部件20中，外面板22的开口端22D和内面板24的开口端24D分别位于圆缘26的顶点26A处。即，在由顶点26A处的边界分割的圆缘26中，圆缘半部26B形成在外面板22的开口端22D侧处，并且圆缘半部26C形成在内面板24的开口端24D侧处。从而，在车辆框架部件20中，圆缘半部26B的形状和圆缘半部26C的形状均不形成有底切部(undercut)，使得与例如圆缘26在壁部侧或者基部侧处被分割的结构相比，能够更容易压力加工外面板22和内面板24。此外，能够使用通用的模具压力加工外面板22的圆缘半部26B和内面板24的圆缘半部26C。

而且，在车辆框架部件20中，圆缘26的顶点26A位于由外面板22与内面板24构成的闭合截面结构的车辆内外方向的中央位置，从而与例如圆缘26的顶点26A位于中央位置的车辆内侧的结构相比，提高了车辆框架部件20针对从车辆外侧向内侧的输入(例如，碰撞载荷)的弯曲强度(最大弯曲载荷)。即，在车辆框架部件20中，利用圆缘26提高了车辆内外方向的中央部的刚度，使得能够减少或防止各个侧面20A针对从车辆外侧朝向内侧的输入而产生的面外变形。注意，此处的“最大弯曲载荷”指的是导致车辆框架部件20经受塑性变形的最大弯曲载荷(弯曲载荷极限)。

第二示例性实施例

下面说明根据本发明的第二示例性实施例的车辆框架部件。

车辆框架部件

如图2所示，除了圆缘26的位置方面之外，第二示例性实施例的车辆框架部件30与第一示例性实施例的车辆框架部件20相似地构成，并且因此下面说明圆缘26的位置。注意，在车辆框架部件30中，与第一示例性实施例的车辆框架部件20相似的构造被赋予相同的附图标记，并且省略其说明。

在车辆框架部件30中，圆缘26的顶点26A位于由外面板22与内面板24构成的闭合截面结构的车辆内外方向的中央位置的车辆外侧。

下面说明本示例性实施例的车辆框架部件30的作用和优势效果。注意，省略了关于与第一示例性实施例相似的构造所获得的作用和优势效果的说明。

在车辆框架部件30中，圆缘26的顶点26A位于由外面板22与内面板24构成的闭合截面结构的车辆内外方向中央位置的车辆外侧处，从而，与第一示例性实施例的车辆框架部件20相比，提高了车辆框架部件30针对从车辆外侧朝向内侧的输入(例如，碰撞载荷)的弯曲刚度(最大弯曲载荷)。即，在车辆框架部件30中，利用圆缘26提高了位于比车辆内外方向的中央位置更靠向车辆外侧的部分的刚度。这使得能够减少或防止位于车辆外侧的部分针对从车辆外侧朝向内侧的输入而在侧面30A处面外变形。从而，还减少或防止了车辆框架部件30的侧面30A的面外弯曲变形。

其它示例性实施例

在第一示例性实施例中，使构造为其中圆缘26形成在外面板22与内面板24之间的两个抵接接合部W处；然而，本发明不限于该构造。例如，可以使构造为其中圆缘26形成在外面板22与内面板24之间的一个抵接接合部W处，而不使圆缘26形成在另一个抵接接合部W处。相比于例如圆缘26未形成在外面板与内面板之间的任意一个抵接接合部W处这样的构造，该构造也能够确保弯曲刚度。注意，上述构造也可以应用于第二示例性实施例。

此外，在第一示例性实施例中，外面板22的各个开口端22D与内面板24的各个开口端24D分别抵接在一起并且接合；然而，本发明不限于该构造。例如，可以使构造为其中外面板22的一个开口端22D与内面板24的一个开口端24D抵接在一起并且接合；并且外面板22的另一开口端22D被向后折弯以形成凸缘，内面板24的另一开口端24D被向后折弯以形成凸缘，并且这些凸缘通过点焊接合在一起。注意，上述构造也可以应用于第二示例性实施例。

而且，在第一示例性实施例中，圆缘26的顶点26A在由外面板22与内面板24构成的闭合截面结构处以圆弧状弯曲。然而，本发明不限于该构造。例如，圆缘26的顶点26A可以为闭合截面结构处的平坦部。注意，上述构造也可以应用于第二示例性实施例。

而且，在第一示例性实施例中，在由外面板22与内面板24构成的闭合截面结构处的各个圆缘26具有从其基部到顶点26A形成的连续弯曲的形状。然而，本发明不限于该构造。例如，在闭合截面结构中，从圆缘26的基部到顶点26A的部分(壁部)可以构造有沿着圆缘26的凸出方向延伸的形状。

已经给出了关于本发明的示例性实施例的说明；然而，本发明不限于以上所述，并且明显可以在不脱离本发明的精神的范围内实现各种其它变型。

测试

为了确定本公开的优势效果，制备了根据本公开的车辆框架部件以及根据比较例的车辆框架部件，并且进行了如下测试。

首先说明在测试中使用的实例1、实例2、比较例1和比较例2的各自的车辆框架部件，然后说明测试条件。

实例1

实例1的车辆框架部件具有与第一示例性实施例的车辆框架部件20(见图1)相同的结构。因此，对实例1的车辆框架部件的说明借鉴了第一示例性实施例的车辆框架部件20的实例。实例1的车辆框架部件构造有65mm×70mm的截面尺寸A(图中的宽度)×B(图中的高度)，并且构造有1.0mm的板厚T。此外，实例1的车辆框架部件由双层的1180MPa级钢板构成。而且，圆缘26的顶点26A(峰顶点)位于车辆内外方向的中央位置。换言之，当车辆框架部件20的各个侧面20A的长度为H时，各个圆缘26的顶点26A位于0.5H的位置处。此外，各个圆缘26的凸出高度L是10mm。注意，各个侧面20A的长度H是沿着该侧面20A从外面板22的弯曲部22C的端部22E到内面板24的弯曲部24C的端部24E的长度。相似地，圆缘26的凸出高度L是沿着圆缘凸出方向从侧面20A到圆缘26的顶点26A的长度(高度)。

实例2

实例2的车辆框架部件具有与第二示例性实施例的车辆框架部件30(见图2)相同的结构。因此，对实例2的车辆框架部件的说明借鉴了第二示例性实施例的车辆框架部件30。注意，除了圆缘26的顶点26A(峰顶点)位于距离外面板22的弯曲部22C的弯曲外表面的端部22E为0.25H的位置处之外，实例2的车辆框架部件具有与实例1相同的结构。

比较例1

比较例1的车辆框架部件40是各自构造有帽状截面的两个面板42的凸缘42A点焊在一起的这样的车辆框架部件(见图3)。注意，比较例1的车辆框架部件的截面尺寸和板厚与实例1的车辆框架部件的相同。

比较例2

比较例2的车辆框架部件50是在外面板52与内面板54抵接在一起且接合的位置处并不形成圆缘的车辆框架部件(见图4)。注意，比较例2的车辆框架部件的截面尺寸和板厚与实例1的车辆框架部件的相同。

测试条件

在测试中，对各个实例和各个比较例的车辆框架部件进行四点静态弯曲测试。如图5所示，在四点静态弯曲测试中，各个车辆框架部件的内面板由支撑部件60支撑，并且将支撑部件60之间的支点间距离X设定为800mm。注意，支撑各个车辆框架部件的内面板的各支撑部件60的表面由具有25mm的半径的圆弧状构成。此外，按压各个车辆框架部件的外面板的点载荷部件62的表面分别由具有25mm的半径的圆弧状构成。

在四点静态弯曲测试中，测量各个实例和各个比较例的车辆框架部件的最大弯曲载荷，并且根据测量结果计算质量效率，并且在图6中的条形图中示出。

如图6所示，明显地，应用本公开的实例1和实例2的质量效率比比较例1和比较例2中的好。此外，明显的是，由于实例2中的质量效率比实例1中的好，所以圆缘位于0.25H处比圆缘位于0.5H处更有助于提高最大弯曲载荷。

注意，图7A和7B分别示出在相同的载荷下变形的状态下，实例2和比较例2的车辆框架部件。从图7A和图7B明显可知，与比较例2的车辆框架部件50的侧面50A的面外变形相比，更好地减少了实例2的车辆框架部件30的侧面30A的面外变形。推测这是由于将圆缘设置在车辆框架部件的侧面提高了侧面在面外变形方向上的刚度。

Claims (5)

1.一种车辆框架部件(20)，包括：

外面板(22)，该外面板被构造为设置在车辆外侧，并且具有朝向车辆内侧开口的U状截面；

内面板(24)，该内面板被构造为设置在车辆内侧，并且具有朝向车辆外侧开口的U状截面，并且通过将所述内面板(24)的两个开口端(24D)与所述外面板(22)的两个开口端(22D)分别抵接并接合，该内面板(24)与所述外面板(22)一起构成闭合截面结构；以及

圆缘(26)，该圆缘形成在所述外面板(22)与所述内面板(24)之间的一个抵接接合部处或两个抵接接合部处，并且朝向所述闭合截面结构的外侧凸出。

2.根据权利要求1所述的车辆框架部件(20)，其中，所述外面板(22)的至少一个开口端(22D)和所述内面板(24)的至少一个开口端(24D)分别位于所述圆缘(26)的顶点(26A)处。

3.根据权利要求1所述的车辆框架部件(20)，其中，所述圆缘(26)的顶点(26A)位于所述闭合截面结构的车辆内外方向上的中央位置，或者位于比所述中央位置更靠向车辆外侧的位置。

4.根据权利要求2所述的车辆框架部件(20)，其中，所述圆缘(26)的所述顶点(26A)位于所述闭合截面结构的车辆内外方向上的中央位置，或者位于比所述中央位置更靠向车辆外侧的位置。

5.根据权利要求1或2所述的车辆框架部件(20)，其中，所述圆缘(26)由作为所述外面板(22)的一部分的圆缘半部(26B)和作为所述内面板(24)的一部分的圆缘半部(26C)形成。