[发明专利]汽车车身用强度构件、前纵梁以及汽车车身的侧部构造

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车车身用强度构件、前纵梁以及汽车车身的侧部构造。详细地说，本发明涉及一种例如像S形弯曲那样的弯曲方向为2维弯曲的弯曲加工、或者弯曲方向为3维弯曲的弯曲加工所制造的汽车车身用强度构件、构成汽车车身的作为强度构件的前纵梁、汽车车身的侧部构造，具体而言，汽车车身的侧部构造是至少具有A柱、B柱以及上边梁(roof rail)的汽车车身的侧部构造。 

背景技术

以往的汽车采用的是所谓的框架构造，即，将发动机、散热器、悬架、变速器、差速器甚至燃料箱等的零部件安装在框架上，并在该框架上搭载由发动机室、驾驶室以及后备箱所构成的车身，上述框架通过将截面箱形的构件组合成梯子形状所构成。但是，由于该框架构造必须使用相对于车身独立的零部件即沉重的框架，因而难以追求车身轻量化，并且由于将框架和车身接合的工序也是不可缺少的，因此，生产率很低。为此，近年所生产的大部分汽车，是由将框架和车身作为一体化构造的整体车身(整体结构车身)所构成。 

整体车身是，在该整体车身的下面，即在底部分的、成为车身构造基础的最重要部分的车身底部(也称为平台)组合下边梁、A柱、B柱、上边梁、根据情况也可以通过组合由C柱构成的车身侧板(body side)从而一体化的车身本体来支承载重，即使对于被从外部施加的冲击载重，车身各部也在压缩或变形时通过车身各部全体来吸收冲击能量。 

在整体车身中，虽然不存在像框架构造那样明确的框架，但在发动机、悬架的安装部这样的负荷、应力所集中的部分，也要适当配置例如由纵梁、悬架、各种柱、横梁、上边梁甚至下边梁等这样的由闭合截面的筒体所形成的汽车车身用强度构件，以增强车身本体。另外，车身侧板和车身底部都不仅对汽车车身的弯曲刚性、扭转刚性产生很大影响，而且具有在侧面冲撞的时候尽量抑制驾驶室的损伤以便提高搭乘者的安全性的功能。特别是与全面冲撞相比，侧面冲撞更难充分确保用于保护乘客的空间，所以提高该车身侧板的刚性是很重要的。 

车梁(也称副车架)就是被如此配置的强度零部件之一。所谓车梁(member)是将悬架、发动机甚至变速器等安装在车身底部时所设的骨架。车身底部由于支承悬架或者驱动系统而对于车身的各种刚性(例如弯曲刚性、扭转刚性等)有很大影响，因此，通过在车身底部的各个部位上适当配置车梁或者其它的加强件，可给予车身底部足够的刚性。作为该种车梁的一种，具有在发动机室内的左右向前后方向大致水平延伸地被焊接的前纵梁。 

通常，前纵梁具有例如由四边形、六边形甚至圆形等具有闭合截面的筒体所形成的本体。而且，该本体具有：从其轴向的一端朝向另一端、向着车身的前后方向延伸设置的前端部；与该前端部连续并且沿着作为发动机室与驾驶室之间的隔壁的前围板倾斜的倾斜部；与该倾斜部连续并且沿着接合于前围板的底板下表面延伸设置的后端部。根据车身的大小，前纵梁的全长是600～1200mm程度。 

该前纵梁由于如上所述首先被要求的是作为维持车身底部强度的强度构件而被设计为具有足够的强度，而另一方面，该前纵梁又是作为负担在正面冲撞事故的情况下被施加的冲击载 重的主体的构件，因此，该前纵梁被设计成具有在正面冲撞事故的情况下，其前端侧压曲而塑性变形为曲折状(accordion状)，从而能够吸收冲击能量的冲击吸收性。这样，前纵梁被要求具有所谓的相反特性，该相反特性是指具有足够的强度和当施加有冲击载重时前端侧容易塑性变形为曲折状等这样的特性。 

并且，如上所述，前纵梁作为车身底部的加强构件被配置为焊接在其它壁板上，因此要求其具有优异的焊接性能，另外，由于前纵梁从前端部朝向后端部具有复杂的形状并且进行穿孔加工、切断加工，因此也要求其具有优异的加工性能。 

在专利文献1中揭示了一种由中空铝合金挤压型材形成的、板厚局部地发生变化的能量吸收构件的发明；在专利文献2中揭示了一种具有闭合截面且板厚局部地发生变化的前纵梁的发明，该闭合截面具有与车身的前后方向平行配置的弓形形状部；在专利文献3中揭示了一种在前端部的一部分设置了脆弱部分的前纵梁的发明；在专利文献4中揭示了一种通过设计前端部的形状而使其能在整个截面内更加均匀地变形压曲的前纵梁的发明；在专利文献5中揭示了一种由轻合金制铸件形成的U字截面的下侧构件和由轻合金制板材形成的上侧构件所构成的闭合截面的前纵梁的发明。 

另外，在专利文献6中揭示了一种关于车身侧板的、通过在A柱的内部配置加强管来防止翻转时A柱压曲的发明。