專利名稱：車輛增強結構的制作方法
技術領域：
本發明涉及增強車輛的側壁和頂蓬之間的邊界附近的區域的車輛增強結構。
背景技術：
為了確保剛性，利用疊置的多個板構件來構造車輛的諸如車身側部和車頂等基礎結構。已知，當車輛遭受不期望的沖擊時，負荷可能在這樣的基礎結構當中的車身側部(side body)和車頂之間的邊界附近的區域集中。特別地，車身側部需要支撐車頂，由此通常被設置成具有高剛性，并且，經由根據例如北美的規定(FMVSS216a)的車頂碰撞測試，可以確認的是，當存在這種負荷集中時，車頂比車身側部易于變形，這可能是關注的原因。例如，在專利文獻I描述的車輛上側部結構中，安裝被稱為角板的增強構件，以跨接車頂與車身側部的立柱。具體地，在沿車輛寬度方向的截面中，角板被斜著安裝，使得立柱和車頂之間的角部被填充。在日本特開2010-221825號公報中，該構造防止立柱尤其在受到側面沖擊時朝向車輛內側移動。現有技術文獻專利文獻專利f獻1:日本特開2010-221825號公報
發明內容
_7] 發明要解決的問題目前，需要車輛的進一步小型化，并且期望車身側部和其他構件以及如上所述地增強車身側部和其他構件的結構具有簡單的構造。在這點上，日本特開2010-221825號公報的角板在立柱和車頂之間的角部處朝向車輛內側凸出。這種構造導致客艙空間減小，從而存在改進的余地。考慮到上述問題，本發明的目的是提供如下一種車輛增強結構，該車輛增強結構具有簡單的構造并且可以增強車身側部和車頂之間的邊界附近的區域的剛性。用于解決問題的方案為了解決上述問題，本發明的車輛增強結構的代表性構造的特征在于，一種車輛增強結構，其增強車輛的車身側部和車頂之間的邊界附近的區域，該車輛增強結構包括:車頂構件，其由金屬片材形成并且構成車頂；立柱構件，其由金屬片材形成，構成所述車身側部的立柱，并且在沿上下方向延伸的上部具有沿著所述車頂構件的側邊緣伸出的伸出部；以及增強構件，其被接合成跨接所述伸出部和所述車頂構件，其中，所述增強構件具有:第一焊接部，其被設置成在車輛前后方向上延伸并且被焊接到所述伸出部；以及第二焊接部，其以在車輛寬度方向上延伸的方式設置于所述增強構件的后側或前側，并且被焊接到所述車頂構件，將所述第一焊接部的兩端和所述第二焊接部的兩端相互連接所產生的假想區域基本上容納在所述增強構件的區域中，并且所述增強構件還具有開口區，所述開口區位于所述第一焊接部的車輛內側并且在車輛前后方向上位于所述第二焊接部所在側的相反側，所述開口區不與所述立柱構件和所述車頂構件接觸。通常，立柱構件比車頂構件厚并且具有高剛性，因此，上述伸出部以沿著車頂構件定位的方式設置于立柱構件，并且這些構件在伸出部處接合在一起。然而，立柱構件厚從而可能重，因此如果設置寬的伸出部則導致車輛重量增加。在這點上，上述構造包括增強構件，并且立柱構件和車頂構件在不增大伸出部的情況下利用增強構件以高剛性的方式接合
在一起。增強構件通過被設置成沿相互不同的方向延伸的第一焊接部和第二焊接部連接立柱構件和車頂構件。特別地，開口區設置在車輛內側并且設置在相應焊接部的車輛前后方向上的一側。由于該構造，例如，在第二焊接部設置于增強構件的前側的情況中，當從立柱構件沿朝向車輛內側的方向施加負荷時，從第一焊接部施加的負荷并不沿朝向車輛內側的方向直接作用于車頂構件，而是首先朝向在車輛中存在于斜前方的第二焊接部傳遞。即，負荷沿著能夠顯示高撓曲剛性的斜線方向施加到增強構件。此外，在上述構造中，第二焊接部在車輛寬度方向上延伸，而施加到增強構件的負荷斜著朝向車輛前方作用。即，負荷還斜著施加到第二焊接部。如上所述，第一焊接部和第二焊接部在車輛寬度方向上并未配置在一直線上而是沿相互不同的方向延伸，因而可以防止第一焊接部和第二焊接部處以及增強構件本身處的局部應力集中并且防止斷裂。如上所述，負荷能夠被增強構件以高剛性的方式吸收，因而可以在車輛受到沖擊時防止構件斷裂。特別地，可以適當地防止剛性通常比立柱構件的剛性低的車頂構件的變形。所述車輛增強結構還可以包括在所述增強構件的區域內的高度差部，其中，在所述高度差部，所述增強構件與所述伸出部、或所述增強構件與所述車頂構件一起沿車輛寬度方向和車輛前后方向這兩個方向彎曲。在安裝構件時該構造使得定位容易，由此可以減少勞力。所述第一焊接部可以被設置在如下的位置:該位置位于所述高度差部中，并且在該位置，所述增強構件和所述伸出部在車輛寬度方向上彼此面接觸。這可以在沿車輛寬度方向產生負荷時防止第一焊接部處的應力集中并且可以防止第一焊接部斷裂。所述車頂構件可以包括:車頂外板，其由金屬片材形成并且被布置在車輛外側；以及車頂子構件，其由金屬片材形成并且以在車輛寬度方向上延伸的方式被布置在所述車頂外板的車輛內側，并且所述第二焊接部被設置在雙重接觸區，在該雙重接觸區，所述車頂外板和所述車頂子構件接觸。這樣，第二焊接部可以設置在作為車頂構件的特別高剛性的部分的雙重接觸區，因而可以適當地吸收經由增強構件所傳遞的負荷并且防止斷裂。發明的效果如上所述，可以提供如下的車輛增強結構:該車輛增強結構具有簡單的構造并且可以增強車身側部和車頂之間的邊界附近的區域的剛性。
圖1是示出一個實施方式的車輛增強結構的圖。圖2是示出從上方觀察的圖1的(b)的車輛增強結構的圖。圖3是示出從不同方向觀察的車輛增強結構的圖。
圖4是圖3的(b)的截面圖。圖5是沿圖3的(b)中的箭頭F的方向觀察的箭頭F向視圖。圖6是示出增強構件的變形例的圖。附圖標記說明LI…假想區域，Ml…第一高度差部，M2…第二高度差部，Wl…第一焊接部，W2…第二焊接部，El…車輛寬度方向接觸區，E2…雙重接觸區，SI…開口區，Rl…箭頭，100...車輛增強結構，102…車輛，104…車身側部，105…車頂，106…車頂構件，106a…車頂外板，106b…車頂前構件，108…前立柱構件，108a…車身側部外板，108b…立柱內板，112、203、204、205、206、207…增強構件，114…伸出部，210，212…車頂子構件
具體實施例方式現在，在下文中將參照附圖詳細描述本發明的優選實施方式。在實施方式中所設置的尺寸、材料、具體數值等僅是說明性的，以幫助理解本發明，并且除非另外表示，否則不用于限制本發明。在說明書和附圖中，實質上具有相同功能或構造的元件被賦予相同的附圖標記，以避免重復描述，并且與本發明不直接相關的元件在圖中未示出。圖1包括示出該實施方式的車輛增強結構100的圖。圖1的(a)示意性地示出車輛102的基礎結構，其中車輛增強結構100被應用于該車輛102。在圖1的(a)所示的車輛102中，該實施方式的車輛增強結構增強車身側部104和車頂105之間的車輛前側的邊界附近的區域。特別地，在該實施方式中，車輛增強結構100提高車身側部104的前立柱構件108與構成車頂105的車頂構件106之間的邊界附近的區域(A部分附近的區域)的前側的剛性。圖1的(b)是圖1 的(a)的A部分的放大圖。圖1的(b)所示的各構件均是由金屬片材形成的板構件。首先，前立柱構件108被構造成包括兩個板構件，即位于車輛外側的車身側部外板108a以及位于車輛內側的立柱內板108b。另外，車頂構件106被構造成包括兩個板構件，即位于車輛外側的車頂外板106a以及被如下布置的車頂前構件106b:該車頂前構件106b在車頂外板106a的車輛內前側沿車輛寬度方向延伸。通常，前立柱構件108需要支撐車頂構件106，從而前立柱構件108比車頂構件106厚并且是剛性的。因此，傳統地，前立柱構件設置有沿著車頂構件的、寬的伸出部，并且前立柱構件和車頂構件在伸出部處接合在一起。然而，在該實施方式中，前立柱構件和車頂構件利用增強構件112接合在一起，因此，下面將要描述的伸出部114具有減小的面積，從而具有簡單的構造。增強構件112是如下的構件:該構件被接合成跨接前立柱構件108和車頂構件106并且增強這些構件。在該實施方式中，增強構件112被布置于布置在下方的立柱內板108b與布置在上方的車頂前構件106b之間。特別地，增強構件112被布置于立柱內板108b的伸出部114。伸出部114是沿著車輛上下方向延伸的立柱內板108b的、在立柱內板108b的上部沿著車頂前構件106b的側邊緣在車輛寬度方向上伸出的部分。圖2包括示出從上方觀察的圖1的(b)的車輛增強結構100的圖。圖2的(a)僅示出前立柱構件108和增強構件112。如圖2的(a)所示，增強構件112設置有焊接到伸出部114的第一焊接部W1。第一焊接部Wl被設置成在車輛寬度方向上的外側沿車輛前后方向延伸。圖2的(b)是示出圖2的(a)的車輛增強結構100的圖，其中車頂前構件106b已經添加到車輛增強結構100。如圖2的(b)所示，增強構件112設置有焊接到車頂前構件106b的前邊緣的第二焊接部W2。第二焊接部W2被設置成在車輛前后方向上的前側沿車輛寬度方向延伸。如上所述，第一焊接部Wl和第二焊接部W2被設置成沿相互不同的方向延伸。這里，第一焊接部Wl和第二焊接部W2被設置成使得由連接焊接部的各邊緣所產生的假想區域(假想區域LI)基本上容納(fit)在增強構件112的區域中。這是如下的構造:在負荷從焊接部中的一個焊接部施加于增強構件112并且擴散到另一焊接部時，該構造防止增強構件112處的局部應力集中。這可以防止增強構件112斷裂并且可以適當地吸收負荷。圖3包括示出從不同方向觀察的車輛增強結構100的圖。圖3的(a)是示出圖2的(b)的車輛增強結構的圖，其中車頂外板106a已經添加到該車輛增強結構。如圖3的Ca)所示，車頂外板106a用作車頂105的外部。在安裝了車頂外板106a的情況下，增強構件112 (見圖2的(b))和車頂前構件106b均不可見。圖3的(b)是沿圖3的(a)中的箭頭B的方向觀察的箭頭B向視圖。如圖3的(b)所示，增強構件112被布置于夾在下方的伸出部114與上方的車頂前構件106b之間的位置，并且被焊接于此。下面，基于圖3的(b)進行進一步描述。圖4包括沿著圖3的(b)中的線截取的多個截面圖。圖4的(a)是沿著圖3的(b)的線C-C截取的截面圖。C-C截面圖示出如下的截面:該截面相對于圖3的(b)的車輛寬度方向和車輛前后方向是斜的。如圖4的(a)所示，設置第一高度差部M I和第二高度差部M2，其中，在第一高度差部Ml中，增強構件112和伸出部114 一起彎曲，在第二高度差部M2中，增強構件112和車頂前構件106b —起彎曲。這些高度差部被設置成使得這些高度差部的任一方存在于增強構件112的沿車輛寬度方向的區域(見圖4的(b)的第一高度差部Ml)或沿車輛前后方向(見圖4的(c)的第二高度差部M2)的區域中。該構造使得在將增強構件112安裝于其他構件時容易對增強構件112進行定位，從而可以減少勞力。需要注意的是，可以設置多個高度差部，或者多個高度差部作為整體可以形成一個連續的高度差部。圖4的(b)是沿著圖3的(b)中的線D-D截取的截面圖。如圖4的(b)所示，第一焊接部Wl設置在如下的車輛寬度方向接觸區El中:該車輛寬度方向接觸區El位于第一高度差部Ml中，并且在該車輛寬度方向接觸區El，增強構件112和伸出部114兩者都基本沿上下方向延伸且在車輛寬度方向上彼此面接觸。因此，從立柱內板108b施加到增強構件112的負荷以及從增強構件112施加到立柱內板108b的負荷在車輛寬度方向上而第一焊接部Wl的剪切方向在上下方向上，因此，避免了向剪切方向施加負荷。該構造防止第一焊接部Wl斷裂。圖4的(C)是沿著圖3的(b)的線E-E截取的截面圖。如圖4的(C)所示，第二焊接部W2設置在如下的雙重接觸區E2中:車頂外板106a的前邊緣與車頂前構件106b的前邊緣位于該雙重接觸區E2并且在該雙重接觸區E2彼此接觸。這樣，增強構件112接合到作為車頂構件106的特別剛性的部分的雙重接觸區E2，從而可以適當地吸收經由增強構件112傳遞的負荷并防止斷裂。現在將描述增強構件112的其他結構特征。圖5是沿著圖3的(b)中的箭頭F的方向觀察的箭頭F向視圖。圖5是從車輛的內后側觀察的增強構件112的立體圖。如圖5所示，從增強構件112的車輛內側至增強構件112的車輛后側，增強構件112未接合到車頂前構件106b或立柱內板108b，從而設置了開口區SI。再參照圖4。如圖4的(b)所示，開口區SI設置于在車輛寬度方向上與增強構件112的第一焊接部Wl所在側相反的車輛內側。該構造用于在負荷經由立柱內板108b施加到增強構件112時分散負荷，從而不允許負荷直接沿著朝向車輛內側的方向作用。此外，如圖4的(C)所示，開口區SI設置于在車輛前后方向上與增強構件112的第二焊接部W2所在側相反的車輛后側。該構造也用于在負荷經由車頂前構件106b等施加到增強構件112時分散負荷，從而不允許負荷直接朝向車輛后方作用。在車輛增強結構100中，通過開口區SI進一步抑制損壞的發生。再參照圖2的(b)。例如，當從立柱構件沿車輛寬度方向朝向內側施加負荷(箭頭Rl)時，從第一焊接部Wl施加的負荷(箭頭Rl)并不沿著朝向車輛內側的方向直接作用于車頂前構件106b，而是首先朝向在車輛中存在于斜前方的第二焊接部W2傳遞。即，負荷沿著能夠顯示高撓曲剛性的斜方向(箭頭Rl)施加到增強構件112。另外，第二焊接部W2相對于斜著朝向車輛前方作用的負荷(箭頭Rl)沿車輛寬度方向延伸。因此，負荷(箭頭Rl)還斜著施加到第二焊接部W2。特別地，第二焊接部W2設置于具有高剛性的雙重接觸區E2。如上所述，第一焊接部和第二焊接部(Wl和W2)在車輛寬度方向上并未配置在一直線上而是沿相互不同的方向延伸，因此，可以防止第一焊接部和第二焊接部(Wl和W2)處以及增強構件112本身處的局部應力集中并且可以以高剛性的方式吸收負荷。因此，當車輛102 (見圖1的(a))受到沖擊時，可以防止構件斷裂。特別地，可以防止剛性通常比立柱內板108b的剛性低的車頂前構件106b的變形。如上所述，該實施方式的車輛增強結構100可以利用簡單的構造提高車身側部
104(見圖1的(a))和車頂105之間的邊界附近的區域的剛性。因此，例如，立柱內板108b(見圖1的(b))的伸出部114的范圍比傳統的伸出部的范圍小，這能夠有助于減小車輛102的重量并且提高生產立柱內板108b的利益(yield)。此外，增強構件112沿著立柱內板108b和車頂前構件106b布置，從而節省空間，因此不會減小客艙空間。(增強構件的變形例)以上所述的增強構件112 (例如參見圖1的(b))被應用于車頂105的車輛前側并增強該區域。然而，增強構件112不限于此，而是還可以應用于車頂105的車輛中央側和車輛后側。另外，第二焊接部W2的位置和開口區SI的位置都不限于以上與增強構件112相關地描述的位置。圖6是示出增強構件112的變形例的圖。首先，增強構件203與增強構件112 —樣安裝到車頂前構件106b的區域，但是第二焊接部W3設置在增強構件203的后側，并且第二焊接部W3與車頂前構件106b的后邊緣平行。此外，開口區S3設置在增強構件203的車輛內前側，從而增強構件203在這些方面不同于增強構件112。此外，例如，增強構件(增強構件204和205)也可適用于車頂子構件210與相應的立柱構件之間的邊界附近的區域，其中該車頂子構件210被安裝到車頂外板106a的車輛中央側。此外，在增強構件204和205中，第二焊接部和開口區可以被設置于車輛前側或車輛后側的合適位置。此外，增強構件206和207同樣地可適用于車輛后側的車頂子構件210與相應的立柱構件之間的邊界附近的區域。具有這些構造的增強構件還可以利用簡單的構造提高車身側部與車頂之間的邊界附近的區域的剛性。到這里為止，已經參照附圖描述了本發明的優選實施方式，但是，當然，本發明不限于這樣的實施方式。清楚的是，本領域技術人員將在權利要求書的范圍內適當地進行各種改變和變形，當然，可以理解，這些改變和變形也涵蓋在本發明的技術范圍內。產業h的可利用件本發明可以用作增強車輛的側壁和頂蓬之間的邊界附近的區域的車輛增強結構。
權利要求
1.一種車輛增強結構，其增強車輛的車身側部和車頂之間的邊界附近的區域，該車輛增強結構包括: 車頂構件，其由金屬片材形成并且構成車頂； 立柱構件，其由金屬片材形成，構成所述車身側部的立柱，并且在沿上下方向延伸的上部具有沿著所述車頂構件的側邊緣伸出的伸出部；以及 增強構件，其被接合成跨接所述伸出部和所述車頂構件，其中， 所述增強構件具有: 第一焊接部，其被設置成在車輛前后方向上延伸并且被焊接到所述伸出部；以及 第二焊接部，其以在車輛寬度方向上延伸的方式設置于所述增強構件的后側或前側，并且被焊接到所述車頂構件， 將所述第一焊接部的兩端和所述第二焊接部的兩端相互連接所產生的假想區域基本上容納在所述增強構件的區域中，并且 所述增強構件還具有開口區，所述開口區位于所述第一焊接部的車輛內側并且在車輛前后方向上位于所述第二焊接部所在側的相反側，所述開口區不與所述立柱構件和所述車頂構件接觸。
2.根據權利要求1所述的車輛增強結構，其特征在于，所述車輛增強結構還包括在所述增強構件的區域內的高度差部，其中， 在所述高度差部，所述增強構件與所述伸出部、或所述增強構件與所述車頂構件一起沿車輛寬度方向和車輛前后方向這兩個方向彎曲。
3.根據權利要求1或2所述的車輛增強結構，其特征在于， 所述第一焊接部被設置在如下的位置:該位置位于所述高度差部中，并且在該位置，所述增強構件和所述伸出部在車輛寬度方向上彼此面接觸。
4.根據權利要求1至3中的任一項所述的車輛增強結構，其特征在于， 所述車頂構件包括:車頂外板，其由金屬片材形成并且被布置在車輛外側；以及車頂子構件，其由金屬片材形成并且以在車輛寬度方向上延伸的方式被布置在所述車頂外板的車輛內側，并且 所述第二焊接部被設置在雙重接觸區，在該雙重接觸區，所述車頂外板和所述車頂子構件接觸。
全文摘要
車輛增強結構(100)，包括車頂構件(106)；上部具有沿著車頂構件(106)伸出的伸出部(114)的立柱構件(108)；被接合成跨接伸出部(114)和車頂構件(106)的增強構件(112)。增強構件具有沿車輛前后方向延伸并被焊接到伸出部(114)的第一焊接部(W1)；沿車輛寬度方向延伸并被焊接到車頂構件(106)的前邊緣的第二焊接部(W2)。第一焊接部(W1)和第二焊接部(W2)設置成使得連接焊接部的相應的邊緣所產生的假想區域(L1)基本容納在增強構件(112)的區域中。增強構件還具有位于第二焊接部(W2)后側且位于第一焊接部(W1)的車輛內側的、不與車頂構件(106)或立柱構件(108)接觸的開口區(S1)。
文檔編號B62D25/06GK103192884SQ201210581750
公開日2013年7月10日 申請日期2012年12月27日 優先權日2012年1月6日
發明者中明和義 申請人:鈴木株式會社