頂梁延伸件的成形方法及車體結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種成形將前頂梁與頂蓋內(nèi)縱梁接合起來的頂梁延伸件的方法，其中，在對原材料通電將其一部分加熱到淬火溫度以上時，通電加熱成使得所述前頂梁側(cè)達(dá)到所述淬火溫度以上，而所述頂蓋內(nèi)縱梁側(cè)不足所述淬火溫度，對所述通電加熱后的原材料進(jìn)行加壓，成形為所述頂梁延伸件的形狀，并進(jìn)行急冷淬火。借此，提供良好地控制向車頂施加負(fù)荷時的彎曲模式、并且提高生產(chǎn)率的車體結(jié)構(gòu)。
【專利說明】頂梁延伸件的成形方法及車體結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及成形將前頂梁和頂蓋內(nèi)縱梁接合起來的頂梁延伸件的技術(shù)，以及包括前頂梁、頂蓋內(nèi)縱梁、頂梁延伸件的車體結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]在專利文獻(xiàn)I中公開了一種技術(shù)，在將前頂梁和頂蓋內(nèi)縱梁連接起來的頂梁延伸件中，通過使頂蓋內(nèi)縱梁側(cè)的接合強(qiáng)度比前頂梁側(cè)的接合強(qiáng)度脆弱，使頂蓋內(nèi)縱梁側(cè)的接合的一部分?jǐn)嗔?。借此，公開了這樣的內(nèi)容:即，由于在向車頂施加負(fù)荷時，施加到頂梁延伸件上的應(yīng)力可以避開頂蓋內(nèi)縱梁側(cè)的接合部位，所以，可以抑制頂蓋內(nèi)縱梁的彎曲變形，防患前擋風(fēng)玻璃的破裂于未然。
[0003]但是，在專利文獻(xiàn)I中記載的技術(shù)中，有必要使頂蓋內(nèi)縱梁側(cè)的接合強(qiáng)度比前頂梁側(cè)的接合強(qiáng)度脆弱地進(jìn)行接合，在操作性上產(chǎn)生困難。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開2004 - 322722號公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明所要解決的課題
[0008]本發(fā)明的課題是提供一種車體結(jié)構(gòu)，所述車體結(jié)構(gòu)能夠良好地控制向車頂施加負(fù)荷時的彎曲模式，并且，提高生產(chǎn)率。
[0009]解決課題的手段
[0010]本發(fā)明的第一種方式是一種用于成形將前頂梁和頂蓋內(nèi)縱梁接合起來的頂梁延伸件的方法，其中，在對原料通電并將該原料的一部分加熱到淬火溫度以上時，通電加熱成使得所述前頂梁側(cè)達(dá)到所述淬火溫度以上，而所述頂蓋內(nèi)縱梁側(cè)不足所述淬火溫度，對所述通電加熱后的原材料加壓，成形為所述頂梁延伸件的形狀，并進(jìn)行急冷淬火。
[0011]優(yōu)選地，所述頂梁延伸件從與前頂梁接合側(cè)向與頂蓋內(nèi)縱梁接合側(cè)延伸地設(shè)置，并且，在與所述頂蓋內(nèi)縱梁接合側(cè)，形成具有能夠與頂蓋內(nèi)縱梁進(jìn)行面接合地與所述頂梁延伸件的延伸面正交的面的凸緣；對于所述原料，對應(yīng)于所述頂梁延伸件的凸緣，作為在與所述頂梁延伸件的延伸方向正交的方向上的寬度比其它區(qū)域?qū)挼膮^(qū)域，形成所述頂蓋內(nèi)縱梁側(cè)的區(qū)域，并且，作為在與所述頂梁延伸件的延伸方向正交的方向上的寬度比其它區(qū)域窄的區(qū)域，形成所述前頂梁側(cè)的區(qū)域，所述通電加熱沿著所述頂梁延伸件的延伸方向進(jìn)行。
[0012]本發(fā)明的第二種方式是一種車體結(jié)構(gòu)，所述車體結(jié)構(gòu)配備有前頂梁、頂蓋內(nèi)縱梁、將所述前頂梁和所述頂蓋內(nèi)縱梁接合起來的頂梁延伸件，其中，所述頂梁延伸件的所述前頂梁側(cè)是淬火區(qū)域，所述頂蓋內(nèi)縱梁側(cè)是非淬火區(qū)域。
[0013]發(fā)明的效果
[0014]根據(jù)本發(fā)明提供一種車體結(jié)構(gòu)，所述車體結(jié)構(gòu)可以良好地控制向車頂上施加負(fù)荷時的彎曲模式，并且提高生產(chǎn)率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是表示包含前頂梁、頂蓋內(nèi)縱梁以及將它們接合起來的頂梁延伸件的車體結(jié)構(gòu)的圖。
[0016]圖2是表示前頂梁、頂蓋內(nèi)縱梁以及頂梁延伸件的透視圖。
[0017]圖3是表示向頂梁延伸件的原材料的通電分布的圖。
[0018]圖4是表示將原料加壓成形之后的強(qiáng)度分布的圖。
[0019]圖5是表示本實(shí)施方式的包含前頂梁、頂蓋內(nèi)縱梁、頂梁延伸件的車體的車頂強(qiáng)度評價的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020][車體結(jié)構(gòu)]
[0021]如圖1及圖2所示，本實(shí)施方式的車體結(jié)構(gòu)包括頂梁延伸件1、由該頂梁延伸件連接的前頂梁2及頂蓋內(nèi)縱梁3。
[0022][頂梁延伸件]
[0023]頂梁延伸件I是將配置在車體前側(cè)的上部的前頂梁2和配置在車體外側(cè)的頂蓋內(nèi)縱梁3連接起來的構(gòu)件。
[0024]如圖2所示，頂梁延伸件I具有帽子形的截面，該車體外側(cè)端部形成凸緣狀，以便能夠與頂蓋內(nèi)縱梁3以面接合。換句話說，在頂梁延伸件I的車體外側(cè)端部，以與頂蓋內(nèi)縱梁3的側(cè)面成為同一個平面的方式形成接合用的凸緣。
[0025]這樣形成的頂梁延伸件1，在車體內(nèi)側(cè)端部及外側(cè)端部，分別與前頂梁2及頂蓋內(nèi)縱梁3接合。
[0026]前頂梁2沿著車體寬度方向設(shè)置，在寬度方向的端部，經(jīng)由頂梁延伸件I接合到頂蓋內(nèi)縱梁3上。前頂梁2支承前擋風(fēng)玻璃的上部及頂板的前部。
[0027]頂蓋內(nèi)縱梁3沿著車體前后方向設(shè)置，配置在前頂梁2的側(cè)方。頂蓋內(nèi)縱梁3支承前擋風(fēng)玻璃的側(cè)部。
[0028]頂梁延伸件I在通過通電加熱將一部分加熱到淬火溫度之后，借助與加壓成形的同時進(jìn)行淬火的所謂熱壓而被成形。
[0029]具體地說，如圖3及圖4所示，在平板狀的原材料10上安裝有一對電極20、20，通過在電極20、20之間通電對原料10進(jìn)行加熱。通過將被加熱到規(guī)定溫度的狀態(tài)的原材料10設(shè)置到金屬模中進(jìn)行加壓，進(jìn)行驟冷淬火，并且，成形為對應(yīng)于金屬模的成形面的形狀。這樣，將原材料10熱壓形成，獲得頂梁延伸件I的形狀。
[0030][原材料的形狀]
[0031]如圖3所示，原材料10是形成車體外側(cè)的寬度(前后寬度)比內(nèi)側(cè)的寬度大的梯形形狀的平板。如上所述，由于在頂梁延伸件I的車體外側(cè)端部形成凸緣，因此根據(jù)頂梁延伸件I的形狀，單純地使外側(cè)的寬度比成形為帽子形的內(nèi)側(cè)部分大。換句話說，對于頂梁延伸件1，考慮到相對于頂蓋內(nèi)縱梁2進(jìn)行面接觸，為了確保凸緣部分的剛性，將原材料10的外側(cè)的寬度形成得大。[0032]原材料10從車體內(nèi)側(cè)向外側(cè)依次分成寬度窄的區(qū)域Al、中間區(qū)域A2、寬度寬的區(qū)域A3三個區(qū)域。寬度窄的區(qū)域Al是位于車體內(nèi)側(cè)的大致矩形的區(qū)域。寬度寬的區(qū)域A3位于車體外側(cè)，是包含與頂梁延伸件I的凸緣相對應(yīng)的部分在內(nèi)的大致矩形的區(qū)域。中間區(qū)域A2是寬度窄的區(qū)域Al與寬度寬的區(qū)域A3之間的區(qū)域。
[0033]在對原材料10通電時，電極20、20被連接到原材料10的內(nèi)側(cè)端部和外側(cè)端部。將原材料10配置成在內(nèi)側(cè)-外側(cè)方向上通電、使通電方向和車體方向相同，并進(jìn)行加壓成形。即，對原材料10通電的方向是車體寬度方向。
[0034]這樣，以經(jīng)過寬度窄的區(qū)域Al、中間區(qū)域A2、寬度寬的區(qū)域A3的方式進(jìn)行通電。這時，由于寬度窄的區(qū)域Al與其它區(qū)域A2、A3相比，在與通電方向正交的方向上的截面面積小，所以，電阻值變大，加熱量變多，溫度變高。同樣地，由于寬度寬的區(qū)域A3的加熱量變少，所以溫度變低。
[0035]并且，在寬度窄的區(qū)域Al的溫度變成原材料10的相變點(diǎn)以上的時刻，結(jié)束通電加熱。在原材料10中，由于寬幅窄的區(qū)域Al是加熱量最多、升溫最早的區(qū)域，所以，在另外的區(qū)域A2、A3，在比原材料10的相變點(diǎn)低的溫度結(jié)束通電加熱。
[0036]在對這樣通電加熱之后的原材料10進(jìn)行加壓時，寬度窄的區(qū)域Al變成被淬火的區(qū)域，另一方面，在寬度寬的區(qū)域A3變成非淬火區(qū)域，成為溫?zé)岢尚螀^(qū)域。另外，位于它們之間的中間區(qū)域A2，變成從淬火區(qū)域向溫?zé)岢尚螀^(qū)域過渡的區(qū)域。
[0037]即，熱壓后的原材料10的強(qiáng)度變成寬度窄的區(qū)域Al〉中間區(qū)域A2>寬度寬的區(qū)域A3，在車體寬度方向上具有強(qiáng)度分布。
[0038]如上所述，使原材料10的形狀與頂梁延伸件I的形狀相對應(yīng)，形成車體內(nèi)側(cè)的寬度窄、外側(cè)的寬度寬的梯形形狀，沿著車體寬度方向通電，由此，使通電加熱后的原材料10產(chǎn)生溫度差。根據(jù)該溫度差，在原材料10的加壓成形時，分成從規(guī)定溫度以上急冷的淬火區(qū)域(寬度窄的區(qū)域Al)、在高溫狀態(tài)成形的溫?zé)岢尚螀^(qū)域(寬度寬的區(qū)域A3)、和位于它們之間的中間區(qū)域A2 (參照圖4)。
[0039]在加壓時，在成為淬火區(qū)域的寬度窄的區(qū)域Al，通過淬火，原材料10的強(qiáng)度增大。另一方面，在成為非淬火區(qū)域的寬度寬的區(qū)域A3，原材料10的強(qiáng)度不變化。因此，在頂梁延伸件I上，車體內(nèi)側(cè)(前頂梁2側(cè))的強(qiáng)度變大，車體外側(cè)(頂蓋內(nèi)縱梁3側(cè))的強(qiáng)度變小，產(chǎn)生沿著車體寬度方向的強(qiáng)度分布。
[0040]另外，在寬度窄的區(qū)域Al和寬度寬的區(qū)域A3之間存在中間區(qū)域A2。在中間區(qū)域A2中，寬度窄的區(qū)域Al側(cè)的強(qiáng)度變大，并且，寬度寬的區(qū)域A3側(cè)的強(qiáng)度變小。即，強(qiáng)度隨著從寬度窄的區(qū)域Al向?qū)挾葘挼膮^(qū)域A3而逐漸變小。
[0041][車頂強(qiáng)度評價]
[0042]如上所述，準(zhǔn)備包含有前頂梁2側(cè)變成淬火區(qū)域且頂蓋內(nèi)縱梁3側(cè)成為非淬火區(qū)域的頂梁延伸件1、和由頂梁延伸件I接合的前頂梁2及頂蓋內(nèi)縱梁3的車體。
[0043]對于該車體，如圖5 (a)所示，對車頂?shù)耐鈧?cè)端部在相對于垂直下方具有規(guī)定的傾斜角度的方向上附加負(fù)荷F，進(jìn)行評價該負(fù)荷F的大小的車頂強(qiáng)度評價。具體地說，如圖5(b)所示，在附加了負(fù)荷F的狀態(tài)下，將裝置壓入，觀察其移動量S與這時的負(fù)荷F的關(guān)聯(lián)性。
[0044]根據(jù)圖5 (b)，在負(fù)荷F達(dá)到某種程度的大小時，頂梁延伸件I從低強(qiáng)度側(cè)(外側(cè))變形，暫時停止負(fù)荷F的上升，但是，之后再上升。這樣，通過使頂梁延伸件I的頂蓋內(nèi)縱梁3側(cè)先變形，防止前頂梁2的彎曲變形。
[0045]這里，頂梁延伸件I的彎曲模式，變成根據(jù)在頂梁延伸件I上的強(qiáng)度分布而從外側(cè)向內(nèi)側(cè)依次變形的模式。即，可以將變形部位引導(dǎo)到與頂蓋內(nèi)縱梁3的接合側(cè)。
[0046]這樣，可以控制在向車頂施加負(fù)荷時的頂梁延伸件I的彎曲模式。
[0047]另外，在原材料10的寬度寬的區(qū)域A3，通過加熱、加壓成形，起到提高成形性能、并且提聞精度的優(yōu)點(diǎn)。
[0048]寬度寬的區(qū)域A3包括頂梁延伸件I的凸緣部分，即，成形量大并且要求高精度的部位。這樣，在本實(shí)施方式中，進(jìn)行與原材料10的形狀及頂梁延伸件I的用途相對應(yīng)的成形。特別是，可以大大確保對于頂梁延伸件I的延伸方向需要大的截面面積的凸緣部分的剛性。
[0049]另外，原材料10形成這樣的形狀:S卩，頂梁延伸件I中的與頂蓋內(nèi)縱梁3的接合側(cè)變得寬度寬的形狀。
[0050]在本實(shí)施方式中，利用具有與頂梁延伸件I的形狀相對應(yīng)的形狀的原材料10進(jìn)行熱壓成形。借此，在通電加熱時，寬度窄的區(qū)域Al變成淬火區(qū)域，寬度寬的區(qū)域A3變成非淬火區(qū)域，并且使寬度寬的區(qū)域A3對應(yīng)于展開長度大的頂梁延伸件I的凸緣部分等，原材料10的形狀成為對于頂梁延伸件I來說最佳的形狀。
[0051]這樣，在通電加熱原材料10時，不必為了實(shí)現(xiàn)所希望的溫度分布而采用特別的方法，可以降低設(shè)備成本。另外，由于在將原材料10加壓之后，在進(jìn)行修理等時，沒有必要進(jìn)行大的剪切，所以，可以提高合格率。
[0052]另外，在生產(chǎn)包括頂梁延伸件1、前頂梁2和頂蓋內(nèi)縱梁3的車體結(jié)構(gòu)時，由于可以利用一般的焊接等簡易作業(yè)實(shí)現(xiàn)頂梁延伸件I與前頂梁2、頂蓋內(nèi)縱梁3的接合，所以，可以
提聞生廣率。
[0053]工業(yè)上的利用可能性
[0054]本發(fā)明能夠用于將前頂梁與頂蓋內(nèi)縱梁接合起來的頂梁延伸件，以及包含有前頂梁、頂蓋內(nèi)縱梁及將它們接合起來的頂梁延伸件的車體結(jié)構(gòu)。
[0055]附圖標(biāo)記說明
[0056]I 頂梁延伸件
[0057]2 前頂梁
[0058]3 頂蓋內(nèi)縱梁
[0059]10原材料
[0060]20 電極
【權(quán)利要求】
1.一種頂梁延伸件的成形方法，用于成形將前頂梁和頂蓋內(nèi)縱梁接合起來的頂梁延伸件，其中， 在對原材料通電并將該原材料的一部分加熱到淬火溫度以上時，通電加熱成使得所述前頂梁側(cè)達(dá)到所述淬火溫度以上，而所述頂蓋內(nèi)縱梁側(cè)不足所述淬火溫度， 對所述通電加熱后的原材料加壓，成形為所述頂梁延伸件的形狀，并進(jìn)行急冷淬火。
2.如權(quán)利要求1所述的頂梁延伸件的成形方法，其中，所述頂梁延伸件從與前頂梁接合側(cè)向與頂蓋內(nèi)縱梁接合側(cè)延伸地設(shè)置，并且，在與所述頂蓋內(nèi)縱梁接合側(cè)，形成具有能夠與頂蓋內(nèi)縱梁進(jìn)行面接合地與所述頂梁延伸件的延伸面正交的面的凸緣， 對于所述原材料，對應(yīng)于所述頂梁延伸件的凸緣，作為在與所述頂梁延伸件的延伸方向正交的方向上的寬度比其它區(qū)域?qū)挼膮^(qū)域，形成所述頂蓋內(nèi)縱梁側(cè)的區(qū)域，并且，作為在與所述頂梁延伸件的延伸方向正交的方向上的寬度比其它區(qū)域窄的區(qū)域，形成所述前頂梁側(cè)的區(qū)域， 所述通電加熱沿著所述頂梁延伸件的延伸方向進(jìn)行。
3.一種車體結(jié)構(gòu)，所述車體結(jié)構(gòu)配備有前頂梁、頂蓋內(nèi)縱梁、將所述前頂梁和所述頂蓋內(nèi)縱梁接合起來的頂梁延伸件，其中， 所述頂梁延伸件的所述前頂梁側(cè)是淬火區(qū)域，所述頂蓋內(nèi)縱梁側(cè)是非淬火區(qū)域。
【文檔編號】B21D22/26GK103562053SQ201180071151
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2011年5月26日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月26日
【發(fā)明者】佐藤博司 申請人:豐田自動車株式會社