專利名稱：車身前體結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車輛的一種車體結(jié)構(gòu)，特別是涉及一種構(gòu)成各類典型的汽車車輛的乘客艙前部的前體結(jié)構(gòu)。
近期以來(lái)，在汽車制造工業(yè)之中各種所謂的液壓成型已被建議作為形成金屬構(gòu)件的方法之一。液壓成型是將高抗拉強(qiáng)度的鋼管制成特定形狀的一種模制或成型方法。該管件放置在一模槽之中并對(duì)管件充加諸如水或油的液體。對(duì)該液體加壓使管件膨脹，直至該管件變形為一種體現(xiàn)該模槽輪廓的外部構(gòu)型。這種液壓成型可從諸如日本未審查的公開號(hào)碼為10-218017和11-235963的專利文件中所獲知，該液壓成型被用于制成矩形封閉截面的車身中柱或側(cè)梁。按這種液壓成型方法，用于制作側(cè)梁加固件的管件被放置在上下兩個(gè)模槽之間，該兩個(gè)模槽之間形成一個(gè)與該加強(qiáng)件的外部形狀相同輪廓的空腔，然后向該管件中注入壓力液體以使該管件膨脹直至該管件變形為一種體現(xiàn)特定空腔輪廓的外型。該形成的加固件被放置在車身的一個(gè)中空側(cè)邊框之中并與該側(cè)框相焊接。按照另一實(shí)施例，采用該液壓成型可以將一管件制成為一個(gè)加強(qiáng)件，該加強(qiáng)件具有一個(gè)矩形封閉截面，可用來(lái)加強(qiáng)從一車頂縱梁向下延伸的中柱。該加強(qiáng)件被置于由外壁和內(nèi)壁組成的中柱的內(nèi)部空間之中。
這種液壓成型可以提供一種管件，其外型可以根據(jù)一模槽的特定輪廓而定。與采用焊接若干模壓鋼片的方法所制成的類似構(gòu)件相比，使用這一技術(shù)有可能獲得具有所需形狀的、更輕而且更具剛性的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。
一般而言，位于屬于一種典型車輛的汽車的客廂或乘客艙前面的車頸結(jié)構(gòu)是一個(gè)重要的安全結(jié)構(gòu)部分，因?yàn)樵撥囶i結(jié)構(gòu)不僅有助于保證車身的剛性，而且還可用作一種基件，在其上可安裝轉(zhuǎn)向軸以及要求有高精度和精細(xì)調(diào)整安裝位置的氣囊。但是該車頸結(jié)構(gòu)需要有大量的通常形狀復(fù)雜的部件，以至在設(shè)計(jì)和組裝部件上都有許多限制。盡管人們希望通過(guò)液壓成型按照車頸結(jié)構(gòu)部件組裝的簡(jiǎn)化而減少部件數(shù)量，從而以這些減少了數(shù)量的部件制成車頸結(jié)構(gòu)，但是仍需要一種更可靠的結(jié)構(gòu)，因?yàn)樵撥囶i結(jié)構(gòu)對(duì)于車身是否具有足夠的安全性和剛性至關(guān)重要。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于車輛的低重量和高強(qiáng)度的前體結(jié)構(gòu)。
實(shí)現(xiàn)上述本發(fā)明目的的一種前體結(jié)構(gòu)包括有一將客廂或乘客艙與車身其他余下部分相分離的前圍板、一沿車身橫向延伸并焊接在該前圍板或另一設(shè)置在該前圍板鄰近的構(gòu)件上的前圍板構(gòu)件、以及一沿橫向延伸、鄰近該前圍板并由側(cè)圍板在相對(duì)兩端支撐的儀表板構(gòu)件。該前圍板構(gòu)件和/或該儀表板構(gòu)件都用液壓成型方法由一空管制成。每一前圍板構(gòu)件以及該儀表板構(gòu)件的相對(duì)兩端都各自焊接在車體側(cè)圍板上。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，作為該儀表板構(gòu)件的管件分別將其相對(duì)的兩端焊接在具有車門開口的側(cè)圍板上，同時(shí)其通常為U型的中部開口朝上開啟并且其底部焊接在一車輛地板上。
根據(jù)另一本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，制成為該前圍板構(gòu)件的管件具有相對(duì)的端頭部分，其每一端頭在該側(cè)圍板的內(nèi)壁上沿著車門開口方向向下延伸以便該前圍板構(gòu)件的端頭可焊接在與該側(cè)圍板鄰近的該前圍板構(gòu)件上，而制成為該儀表板構(gòu)件的管件的相對(duì)端頭被焊接在與該側(cè)圍板鄰近的該前圍板構(gòu)件上、其通常為U型的中央部分向上開口并以其底部焊接在車輛地板上。
儀表板構(gòu)件可以帶有焊接上去的支架，以裝設(shè)一轉(zhuǎn)向軸和一氣囊，該氣囊設(shè)在一乘客座椅一側(cè)的、通常為U型中央部分與該乘客座椅一側(cè)的該儀表板構(gòu)件相對(duì)兩端其中之一端之間的中間部位上。此外該前圍板構(gòu)件可以帶有一沿車體橫向延伸的、具有一封閉截面的車頸構(gòu)件。
至少該前圍板構(gòu)件和儀表板構(gòu)件其中之一是由液壓成型而制成的本發(fā)明的前體結(jié)構(gòu)由其點(diǎn)焊點(diǎn)數(shù)量不多的、已減少了數(shù)量的部件所組成。與現(xiàn)有技術(shù)的前體相比較，這種結(jié)構(gòu)的前體重量輕、結(jié)構(gòu)剛性高。所以該前體結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了支架的堅(jiān)固和可靠的裝設(shè)，以將轉(zhuǎn)向軸和氣囊安裝于該儀表板構(gòu)件中間位置的其中之一的位置上。
包括有由管件制成、其端部沿側(cè)圍板的車門開口方向延伸并焊接在該門檻上的前圍板構(gòu)件的本發(fā)明前體結(jié)構(gòu)提供了一種開闊的焊接區(qū)域。這一開闊的焊接區(qū)域?yàn)榍安寇圀w提供了很高的結(jié)構(gòu)剛性。
本發(fā)明的前體結(jié)構(gòu)包括有由管件制成的、各自被焊接在車體內(nèi)壁上的該前圍板構(gòu)件和儀表板構(gòu)件，這種結(jié)構(gòu)改善了車體的結(jié)構(gòu)剛性并且由于部件減少而提供了一種重量輕的前部車體。
此外，包括有由管件制成的前圍板構(gòu)件的本發(fā)明的前體結(jié)構(gòu)保證了前體結(jié)構(gòu)的足夠的結(jié)構(gòu)剛性。這就增加了對(duì)車頸結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)程度，因?yàn)橛霉芗瞥傻那皣鍢?gòu)件提供了高剛性的前部車體。
本發(fā)明的上述目的和特征將在下面結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例并參考附圖進(jìn)行的說(shuō)明中更為明確，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，表示在乘客座椅一側(cè)的一種車體的客廂或乘客艙的前體結(jié)構(gòu)透視圖；圖2是該前體結(jié)構(gòu)的的正視圖；圖3是沿圖2中Ⅲ-Ⅲ線的截面圖；圖4是沿圖2中Ⅳ-Ⅳ線的截面圖；圖5是沿圖2中Ⅲ-Ⅲ線的截面圖，表示了與圖3和圖4所示車頸不同的一個(gè)車頸；圖6是表明將一個(gè)前圍板構(gòu)件點(diǎn)焊在一側(cè)圍板上的焊接過(guò)程的示意圖；圖7是表示液壓成型機(jī)器的示意圖，該機(jī)器用于制作諸如前圍板構(gòu)件和儀表板構(gòu)件的結(jié)構(gòu)構(gòu)件；圖8是一說(shuō)明以液壓成型方法將一管件制成一結(jié)構(gòu)構(gòu)件的工序的示意圖；圖9是一表示在液壓成型中在模槽中變形的部件的剖面圖。
詳細(xì)參看附圖，特別是圖1和圖2，該圖表示了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的乘客艙前部的車體結(jié)構(gòu)。在圖1中，該前體結(jié)構(gòu)從一乘客座椅一側(cè)予以表示。在圖2中，該前體結(jié)構(gòu)從車體的前面予以表示。在圖1中所示的前體焊接的各個(gè)點(diǎn)焊點(diǎn)用叉符號(hào)(×)表示，在圖2中的用黑三角(▲)來(lái)表示。
由管件制成的一前圍板構(gòu)件1沿車體(未示出)的橫向延伸，并且被焊接在將發(fā)動(dòng)機(jī)艙與客廂或乘客艙相分離的前圍板的一個(gè)上方部位上。該前圍板構(gòu)件1的每一相對(duì)端被彎曲以便沿側(cè)圍板4(只有其中之一被示出)的內(nèi)壁向后延伸，接著向下沿著構(gòu)成側(cè)圍板4中的車門開口邊緣4c直至一門檻5。該前圍板構(gòu)件1是在若干適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)上被焊接到該側(cè)圍板4上的。這種結(jié)構(gòu)，即，前圍板構(gòu)件1在一開闊的區(qū)域內(nèi)被焊接到包括有側(cè)圍板4和門檻5的前部車體的側(cè)面結(jié)構(gòu)上的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致了對(duì)車體結(jié)構(gòu)剛性的改善。一由管件制成的儀表板構(gòu)件2沿橫向延伸，并且其兩端被焊接到該側(cè)圍板4鄰近的該前圍板構(gòu)件1上。如圖2所示，該儀表板構(gòu)件2具有一通常為U型的向上開口的中間部分2b和相對(duì)的側(cè)邊部分2a。該儀表板構(gòu)件2的每一側(cè)邊部分2a在幾個(gè)點(diǎn)上被焊接在車輛地板6上。加強(qiáng)件11沿橫向延伸被焊接或以其他方式固定到U型中間部分2b的上端作為加強(qiáng)梁。
上述實(shí)施例的前體結(jié)構(gòu)減少了結(jié)構(gòu)部件的數(shù)量以及焊點(diǎn)的數(shù)量，與常規(guī)前體結(jié)構(gòu)相比較，它導(dǎo)致車身重量的減輕以及提供了帶有更高抗扭性的高剛性前部車體。
在客廂中提供有安裝氣囊(未示出)的支架7、固定儀表板(未示出)的支架8以及支撐轉(zhuǎn)向軸的支架10都被固定在該儀表板構(gòu)件2的U型中間部分2b上。由于前圍板構(gòu)件1和儀表板構(gòu)件2具有上述的較高的剛性，該前體結(jié)構(gòu)通過(guò)支架7、8、10為要求有精細(xì)調(diào)整和高度安裝精度的轉(zhuǎn)向軸和氣囊提供了可靠的安裝。這一結(jié)構(gòu)保證了車體的安全。
該前圍板構(gòu)件1和儀表板構(gòu)件2是采用液壓成型技術(shù)從高抗拉強(qiáng)度鋼管中制成的。一個(gè)車頸件(圖1-2中未示出)被焊接或以其他方式固定在該前圍板構(gòu)件1上。
下面將參考圖3和圖4所示的沿圖2中Ⅲ-Ⅲ線和Ⅳ-Ⅳ線取下部分的截面圖對(duì)包括有該車頸件的前體結(jié)構(gòu)分別予以說(shuō)明。
如圖3和圖4所示，該前圍板構(gòu)件1被焊接或以其他方式固定在前圍板3的上部。包括車頸上部21a和車頸下部21b兩個(gè)部分的車頸21焊接至該前圍板構(gòu)件1的下部。該車輛地板6的一個(gè)前緣部分被焊接或以其他方式固定在該前圍板3的下部。在完成組裝該車輛的時(shí)候，一個(gè)前擋風(fēng)23通過(guò)一設(shè)置在其之間的襯套件24固定在該前圍板3的上部。該儀表板構(gòu)件2的U型中間部分2b設(shè)在中央控制臺(tái)25的內(nèi)部，由圖3中的點(diǎn)線所表示。在乘客座椅側(cè)面的該儀表板構(gòu)件2的橫向部分2a設(shè)置在圖4中點(diǎn)線所示的儀表板26的內(nèi)側(cè)。
該儀表板構(gòu)件2具有上述的U型中間部分2b。這樣的該U型部分2b是為了在其向下延伸至該車輛地板6的時(shí)候變寬。這一寬度的變化適于將該儀表板構(gòu)件2牢牢地固定在地板6上。即使該儀表板構(gòu)件2具有這樣復(fù)雜的構(gòu)型，它也能通過(guò)液壓成型的方法用單一構(gòu)件，如一種高抗拉強(qiáng)度的鋼管，而制成。
焊接在前圍板構(gòu)件1上的該車頸上部21a和該車頸下部21b不限于圖3-4所示的截面，而可以具有圖5范例所示的各種截面。
圖5是一沿圖2中Ⅲ-Ⅲ線截取的部分的剖面圖。如圖5所示，該車頸21包括有一個(gè)車頸上部21a和一個(gè)車頸下部21b。但是，與圖3所示的車頸21不同，該前圍板3的上端部被焊接在鄰近該儀表板構(gòu)件1的該車頸下部21b上。盡管，在圖3至圖5中，該車頸21a將其前端部分焊接在該前圍板構(gòu)件1的下側(cè)，該車頸上部21a可將其前端部分焊接在該前圍板構(gòu)件1的側(cè)邊。這種該車頸21被部分地焊接在該前圍板構(gòu)件1的結(jié)構(gòu)構(gòu)型可以根據(jù)車體的構(gòu)型和/或車輛的目的而采取各式各類的形式。在任何情況下，設(shè)計(jì)該車頸及其有關(guān)部件的程度會(huì)被增加，因?yàn)橛晒芗瞥傻那皣鍢?gòu)件1提供了一種簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)并且保證了客廂前部很高的剛性。
圖6是一表示如何將前圍板構(gòu)件1焊接到側(cè)圍板4上的示意圖。一個(gè)點(diǎn)焊槍31，具體為一個(gè)焊頭31a通過(guò)一個(gè)側(cè)圍板內(nèi)側(cè)4b形成的入口9插入該側(cè)圍板4(包括一個(gè)側(cè)圍板外側(cè)4a和一個(gè)側(cè)圍板內(nèi)側(cè)4b)的內(nèi)部，以便使該前圍板構(gòu)件1和該側(cè)圍板內(nèi)側(cè)4b保持在該焊頭31a和31b之間以進(jìn)行間接的焊接或空體點(diǎn)焊。
在這種情況下，該前圍板構(gòu)件1和該儀表板構(gòu)件2由下面參考圖7至圖9所說(shuō)明的液壓成型方法制成。
圖7以圖解方式表示了在此例中使用的液壓成型機(jī)器100。圖8和圖9以圖解方式表示了以液壓成型制成該前圍板構(gòu)件1和儀表板構(gòu)件2的方法。該液壓成型機(jī)器100包括一個(gè)上半模103和一個(gè)下半模104。這些上下半模103和104放置在一個(gè)通過(guò)油纜105與液壓?jiǎn)卧?01連接的液壓機(jī)102之下。
如圖8所示，一個(gè)高抗拉強(qiáng)度的鋼管106被放置在該上半模103和下半模104之間。然后，在由液壓機(jī)102(圖7中示出)相對(duì)地液壓該上下半模103和104時(shí)，從該液壓?jiǎn)卧?01通過(guò)油纜105(圖7中所畫)將油注入到該管件106之中并由液壓元件101加壓。結(jié)果，該管件106膨脹直至變成上下半模103和104之間所形成的模槽的形狀。這樣，就獲得了一種特定外部構(gòu)型的前圍板構(gòu)件1和儀表板構(gòu)件2。
盡管本發(fā)明是參照上述優(yōu)選實(shí)施例而被予以說(shuō)明，但對(duì)于本領(lǐng)域的專業(yè)人士來(lái)說(shuō)可以產(chǎn)生各種其他的在本發(fā)明范圍內(nèi)和精神實(shí)質(zhì)內(nèi)的實(shí)施例或變型，這些其他的實(shí)施例和變型都應(yīng)由下列權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求
1．一種車身前體結(jié)構(gòu)，依次包括將乘客艙與車體其他部分分隔開的一前圍板(3)；一個(gè)沿車體橫向延伸的前圍板構(gòu)件(1)，所述前圍板構(gòu)件(1)裝設(shè)在上述前圍板(3)或鄰近前圍板(3)的構(gòu)件上；以及一個(gè)沿車體橫向延伸的、設(shè)置在上述前圍板(3)鄰近的儀表板構(gòu)件(2)，所述儀表板構(gòu)件(2)具有由側(cè)圍板(4)支撐的相對(duì)的端頭，其特征在于至少上述前圍板構(gòu)件(1)和所述儀表板構(gòu)件(2)其中之一是由管件(106)所制成的。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車身前體結(jié)構(gòu)，其特征在于所述前圍板構(gòu)件(1)是由一管件(106)構(gòu)成的并且其相對(duì)的端頭分別焊接于所述前圍板(3)上。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種車身前體結(jié)構(gòu)，其特征在于所述儀表板構(gòu)件(2)是由一管件(106)構(gòu)成的并且其相對(duì)的端頭分別焊接于所述側(cè)圍板(4)上，并且具有通常為U型的、開口朝上的中央部分(2a)，且其底部固定在車輛地板(6)上。
4．根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種車身前體結(jié)構(gòu)，其特征在于所述前圍板構(gòu)件(1)具有相對(duì)的端頭部分，每一所述端頭部分沿著所述側(cè)圍板(4)的所述車門開口(4c)向下延伸，并焊接在一門檻(5)上。
5．根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種車身前體結(jié)構(gòu)，其特征在于所述儀表板構(gòu)件(2)是由一管件(106)制成的，具有分別焊接于所述側(cè)圍板(4)鄰近的所述前圍板構(gòu)件(1)的相對(duì)端頭，和具有通常為U型的、開口朝上的中央部分(2a)，且其底部固定在車輛地板(6)上。
6．根據(jù)上述權(quán)利要求3至5中任一權(quán)利要求所述的一種車身前體結(jié)構(gòu)，其特征在于一個(gè)將一轉(zhuǎn)向軸安裝于所述儀表板構(gòu)件(2)上的支架(10)被焊接于所述相對(duì)端頭其中之一和通常為U型的中央部分(2a)之間的所述儀表板構(gòu)件(2)的中間部(2b)上。
7．根據(jù)權(quán)利要求3至6中任一權(quán)利要求所述的一種車身前體結(jié)構(gòu)，其特征在于一個(gè)將一氣囊安裝于所述儀表板構(gòu)件(2)上的支架(7)被焊接于所述相對(duì)端頭其中之一和通常為U型的中央部分(2a)之間的所述儀表板構(gòu)件(2)的中間部(2b)上。
8．根據(jù)權(quán)利要求2至7中任一權(quán)利要求所述的一種車身前體結(jié)構(gòu)，其特征在于一車頸構(gòu)件(21、21a、21b)沿所述橫向延伸并且具有一封閉的截面，所述車頸構(gòu)件被焊接于所述前圍板構(gòu)件(1)上。
9．根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一權(quán)利要求所述的一種車身前體結(jié)構(gòu)，其特征在于所述前圍板構(gòu)件(1)和所述儀表板構(gòu)件(2)其中之一是由液壓成型所制成的。
全文摘要
一種重量輕和高剛性的車身前體結(jié)構(gòu),該前體結(jié)構(gòu)包括一橫向的、延伸過(guò)并焊接于一前圍板(3)或另一鄰近該前圍板(3)的構(gòu)件的前圍板構(gòu)件(1),以及一個(gè)在該前圍板(3)鄰近延伸的橫向儀表板構(gòu)件(2)。最好由液壓成型用一管件(106)制成的該儀表板構(gòu)件(2)具有分別焊接于該前體相對(duì)的側(cè)圍板(4)的相對(duì)端頭部分(2b)以及通常為U型的、開口朝上的并且其底部焊接于車輛地板(6)的中間部分(2a)。
文檔編號(hào)B60R21/20GK1323716SQ0111590
公開日2001年11月28日 申請(qǐng)日期2001年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月17日
發(fā)明者岡那文夫, 原崎隼次 申請(qǐng)人:馬自達(dá)汽車株式會(huì)社