[发明专利]车辆框架部件

说明书

技术领域

本发明涉及一种车辆框架部件，具有由热塑性树脂和强化纤维的复合材料构成的部件。特别地，涉及一种重量轻且强度极好的车辆框架部件。

背景技术

当前的车辆框架部件通常具有以下的结构，其中对钢铁进行钣金加工并通过点焊组装。

尽管车辆框架部件具有非常复杂的形状而用于为了增加的车体刚度和生存空间而提供增强结构，但是由于在接合部的形状上的自动点焊技术而不需要很大的限制，并因此能够实现高生产率。

另一方面，近年来，为了减少汽车的环境负担，一直强烈期望节省车体重量并且已经尝试将碳纤维复合材料应用到车辆框架部件。在由碳纤维复合材料制成的这些车辆框架部件中，与现存的钢制车辆框架部件的情况相比，它们的重量已经急剧节省。然而，由于部件的形状必须遵循现存的钢制车辆框架部件的复杂形状，所以要使用昂贵的碳纤维机织物并且通过生产率低的手工涂敷或高压蒸汽法实施其成形。因此，从经济效率的角度看，其广泛的使用范围已被极大地限制。最近，尽管使用RTM方法（树脂传递模塑方法）等（参见专利文献1）尝试提高生产率，但是由于用作基体的热固树脂的固化反应时间是速率有限的，所以很难说是能够将该技术应用到通常的车辆。

此外，在将纤维强化复合材料应用到车辆框架部件的过程中，纤维强化复合材料本身的接合和纤维强化复合材料与其它材料如金属的接合变成问题。尽管纤维强化复合材料重量轻且具有高强度，施加如螺栓紧固的局部载荷不是优选的，因此已经提出了用于分散紧固部分处的载荷的众多结构。专利文献2示出了用于接合纤维强化复合材料的结构。通过这些结构能够避免在接合部分的应力集中，但是由于结构复杂，生产率的改善是有限的。

另一方面，作为用于提高纤维强化复合材料的生产率的手段，已经开发了包含用作基体的热塑性树脂的热塑性纤维强化塑料复合材料。这种热塑性纤维强化复合材料使得能够在较短的单件工时内通过在加热和塑化后冲压而成形。由于冲压所需的挤压压力低于钢冲压成型所需的挤压压力，整体成型适用于如车辆地板的尺寸的情况。此外，由于热塑性纤维强化复合材料能够通过再加热而软化，这也是可以通过焊接接合的一个特征。

（专利文献1）JP-A-2008-68720

（专利文献2）JP-A-2006-64010

发明内容

本发明要解决的问题

本发明的目的是提供一种车辆框架部件，具有包括热塑性树脂和强化纤维的复合材料的部件，其中在复合材料的接合部分处达到了高接合强度，并且该车辆框架部件具有作为车辆结构时足够的强度。

解决问题的手段

本发明人发现：通过由热塑性树脂和强化纤维制成的纤维强化复合材料构成车辆框架部件，并且通过振动焊接接合该复合材料以及进一步通过设计接合表面和适于振动焊接的车辆框架结构，能够解决上述问题。也就是说，本发明是一种车辆框架部件，具有通过将包含热塑性树脂和强化纤维的复合材料的多个部件接合在一起获得的一部分，并且在要被振动焊接接合的部分的表面上包括平行于车体前后方向和/或车体左右方向的轴线。

本发明的具有益效果

本发明的车辆框架部件具有通过接合包含热塑性树脂与强化纤维的复合材料的多个部件而获得的一部分，并且在接合表面内包括平行于车体前后方向和/或车体左右方向的轴线。并进一步地，通过在包括该轴线的平表面和/或包括均等剖面形状和该轴线的曲表面上排布该接合部，就能够通过振动焊接同时接合多个部件而不在每个接合部分提供振动焊接设备和夹具。此外，由于与利用通常粘合剂的接合相比，能够在短时间内经过利用振动焊接的接合获得高的接合强度，或者不需要金属紧固部件，能够在高生产率中获得在重量节省方面优良的车辆结构。

附图说明

图1为示出了平面接合表面和振动方向的示意图。

图2为示出了具有均等的剖面形状的接合表面和振动方向的示意图。

图3为示出了本发明的车辆框架部件的实施例的示意图。

图4为示出了本发明的车辆框架部件的构造的示意图。

图5为示出了在车辆框架部件为地板下结构组件的情况下的装配方法的示意图。

图6为示出了在车辆框架部件为地板下结构组件的情况下的装配方法的示意图。

图7为示出了地板下结构组件的振动焊接部分的剖面形状的示意图。

图8为示出了在车辆框架部件为地板上结构组件的情况下的装配方法的示意图。

图9为示出了在车辆框架部件为地板上结构组件的情况下的装配方法的示意图。