本發(fā)明涉及車輛的上部車體構(gòu)造，尤其涉及在上邊梁內(nèi)具備合成樹脂制的加強(qiáng)部件的車輛的上部車體構(gòu)造。

背景技術(shù)：

對于車輛要求碰撞安全性和操控穩(wěn)定性、安靜性，所以在車輛用框架的閉合截面內(nèi)設(shè)置用于提高車體剛性的加強(qiáng)部件。

專利文獻(xiàn)1的上部車體構(gòu)造，公開了如下的構(gòu)造：為了增強(qiáng)對于側(cè)面碰撞的強(qiáng)度，具備設(shè)置于中立柱內(nèi)部的硬質(zhì)合成樹脂制的第1加強(qiáng)部件和設(shè)置于頂棚側(cè)部的內(nèi)部的硬質(zhì)合成樹脂制的第2加強(qiáng)部件。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2001-191947號公報

專利文獻(xiàn)1的上部車體構(gòu)造，通過填充發(fā)泡性樹脂而成為實心狀，將第1加強(qiáng)部件和第2加強(qiáng)部件固定在框架內(nèi)部的規(guī)定位置。

但是，該構(gòu)造存在如下的問題。第一，在制造時無法確認(rèn)加強(qiáng)部件和框架內(nèi)面是否被發(fā)泡性樹脂無間隙地結(jié)合。第二，框架因外力而變形時，由發(fā)泡性樹脂形成的粘接部迅速破壞而允許框架和加強(qiáng)部件各自移動，結(jié)果無法如期待的那樣得到由加強(qiáng)部件抑制框架截面的變形的功能。第三，發(fā)泡劑阻礙框架內(nèi)部的電解液的流通，結(jié)果引發(fā)框架內(nèi)面生銹。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠確保品質(zhì)且提高車體強(qiáng)度的車輛的上部車體構(gòu)造等。

本發(fā)明是一種車輛的上部車體構(gòu)造，具備沿上下方向延伸的立柱部件、與該立柱部件的上端部相連且構(gòu)成沿車體前后方向延伸的閉合截面的上邊梁、以及配設(shè)在所述立柱部件的上端部附近位置處的所述上邊梁內(nèi)的合成樹脂制的加強(qiáng)部件，所述上邊梁由金屬制的內(nèi)側(cè)部件和金屬制的外側(cè)部件 形成，該內(nèi)側(cè)部件具有向車廂側(cè)鼓起的部分，該外側(cè)部件與所述內(nèi)側(cè)部件共同構(gòu)成所述閉合截面，所述加強(qiáng)部件通過投錨作用與所述內(nèi)側(cè)部件的車寬方向外側(cè)面一體地接合。

在該車輛的上部車體構(gòu)造中，具備配設(shè)在立柱部件的上端部附近位置處的上邊梁內(nèi)的合成樹脂制的加強(qiáng)部件，所以能夠在提高車體剛性的同時實現(xiàn)輕量化。加強(qiáng)部件通過投錨作用一體地接合到上邊梁的內(nèi)側(cè)部件的車寬方向外側(cè)面，所以在允許制造公差的范圍內(nèi)，能夠?qū)⒓訌?qiáng)部件高精度地機(jī)械固定到上邊梁內(nèi)。而且，限制了內(nèi)側(cè)部件相對于加強(qiáng)部件的相對滑動，所以能夠抑制以內(nèi)側(cè)部件向車廂側(cè)鼓起的部分為起點的壓曲。

優(yōu)選為，所述上邊梁具有比將所述內(nèi)側(cè)部件的上端側(cè)部分和下端側(cè)部分連結(jié)的線更向車廂方向伸出的鼓起部。

由此，能夠增大框架截面積，提高金屬制框架本身的彎曲強(qiáng)度，并且防止鼓起部所導(dǎo)致的壓曲現(xiàn)象。

優(yōu)選為，所述內(nèi)側(cè)部件的所述鼓起部由沿前后方向延伸的棱線部和其上下的平面部分構(gòu)成。

由此，通過棱線部，能夠有效提高頂棚側(cè)梁的強(qiáng)度，能夠防止該棱線部引起的壓曲現(xiàn)象。由于其上下是平板部，與整體為鼓起形狀的情況相比，能夠在車內(nèi)側(cè)創(chuàng)造出設(shè)置氣簾和布線等的空間。

優(yōu)選為，在所述加強(qiáng)部件的與所述鼓起部對應(yīng)的區(qū)域，在所述加強(qiáng)部件內(nèi)在前后方向上設(shè)置有沿上下方向延伸的多個縱壁部。

由此，縱壁部抵抗金屬制內(nèi)側(cè)部件試圖壓曲的力，從而能夠有效地抑制壓曲。

優(yōu)選為，在所述加強(qiáng)部件內(nèi)還設(shè)置有橫壁部，該橫壁部與所述多個縱壁部交叉地連結(jié)，并且沿前后延伸。

由此，橫壁部對抵抗內(nèi)側(cè)部件的壓曲的縱壁部進(jìn)行加強(qiáng)，能夠抑制縱壁部的壓曲。

優(yōu)選為，所述加強(qiáng)部件相對于所述外側(cè)部件的內(nèi)面分離。

由此，能夠確?？蚣軆?nèi)的電解液通路，并且防止因行駛中的車體變形而微小的間隙接觸所產(chǎn)生的噪音。

優(yōu)選為，所述加強(qiáng)部件在所述上邊梁組裝之前通過投錨作用一體地接 合到所述內(nèi)側(cè)部件的車寬方向外側(cè)面。

由此，能夠在通過目視直接確認(rèn)加強(qiáng)部件與內(nèi)側(cè)部件的結(jié)合是否有缺陷之后將頂棚側(cè)梁組裝，所以能夠大大減少頂棚側(cè)梁的不良率。

優(yōu)選為，通過實施加大所述內(nèi)側(cè)部件的車寬方向外側(cè)面的表面粗糙度的處理來得到所述投錨作用。

由此，能夠通過簡單的構(gòu)造來提高加強(qiáng)部件和內(nèi)側(cè)部件的投錨作用。

優(yōu)選為，所述加強(qiáng)部件通過在所述內(nèi)側(cè)部件上注射成型而一體地成形。

由此，能夠通過簡單的構(gòu)造將加強(qiáng)部件內(nèi)側(cè)部件一體地接合。

發(fā)明的效果：

根據(jù)本發(fā)明的車輛的上部車體構(gòu)造，能夠在確保生產(chǎn)性的同時，提高車體剛性。

附圖說明

圖1是實施例1的車輛的側(cè)面圖。

圖2是圖1的II-II線截面圖。

圖3是從車廂內(nèi)觀察圖1的II-II線截面部分的立體圖。

圖4是從左側(cè)觀察加強(qiáng)部件的立體圖。

圖5是從右側(cè)觀察加強(qiáng)部件的立體圖。

圖6是加強(qiáng)部件的制造工序的說明圖，(a)是表面處理前的上邊梁內(nèi)側(cè)件的縱截面圖，(b)是表面處理后的上邊梁內(nèi)側(cè)件的縱截面圖，(c)是注射成型后的加強(qiáng)部件和上邊梁內(nèi)側(cè)件的主要部分縱截面圖。

圖7是使用了粘接劑的接合力和使用了投錨作用的接合力的比較圖。

圖8是變形前的模型M1的說明圖。

圖9是變形前的模型M2的說明圖。

圖10是變形后的模型M1的說明圖。

圖11是變形后的模型M2的說明圖。

圖12是表示模型M1、M2的彎曲力矩的推移的圖表。

符號的說明：

1中立柱；2上邊梁；3加強(qiáng)部件；22上邊梁內(nèi)側(cè)件；22a鼓起部；23上邊梁加強(qiáng)件；V車輛

具體實施方式

以下基于附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式。

在以下的說明中，以本發(fā)明應(yīng)用于車輛V為例，但是并非限定本發(fā)明的應(yīng)用范圍及其用途。

另外，在圖中，箭頭F方向表示前方，箭頭L方向表示左方，箭頭U方向表示上方。

【實施例1】

以下，基于圖1～圖12說明本發(fā)明的實施例1。

如圖1～圖3所示，車輛V具備：沿著上下方向延伸的左右1對中立柱1(立柱部件)、分別與這1對中立柱1的上端部相連并沿著前后方向延伸的左右1對上邊梁2、分別配設(shè)于這1對上邊梁2內(nèi)的左右1對合成樹脂制加強(qiáng)部件3等。

另外，車輛V是左右對稱的構(gòu)造，因此以下主要說明左側(cè)部分的構(gòu)造。

首先說明中立柱1。

如圖1～圖3所示，中立柱1沿前后劃分出前部車門開口4和后部車門開口5，并且從沿著前后方向延伸的閉合截面狀的邊梁6的中間部分直到上邊梁2的中間部分，越朝向上方越向右側(cè)(車廂側(cè))偏移。

該中立柱1具備立柱外側(cè)板11、立柱內(nèi)側(cè)板12、立柱加強(qiáng)件13等。

立柱外側(cè)板11形成為截面大致帽狀，與邊梁外側(cè)板6a的上端部相連。該立柱外側(cè)板11與立柱內(nèi)側(cè)板12共同構(gòu)成沿上下延伸的閉合截面C1。立柱內(nèi)側(cè)板12形成為截面大致帽狀，與邊梁內(nèi)側(cè)板6b的上端部相連。

立柱加強(qiáng)件13將閉合截面C1左右劃分。

該立柱加強(qiáng)件13向下方延長，被邊梁外側(cè)板6a的下端部和邊梁內(nèi)側(cè)板6b的下端部夾持。

接下來說明上邊梁2。

如圖1～圖3所示，上邊梁2從前部車門開口4的前端部分上端直到后部車門開口5的前端部分上端形成為大致直線狀。

該上邊梁2具備上邊梁外側(cè)板21、上邊梁內(nèi)側(cè)板22(內(nèi)側(cè)部件)、上邊梁加強(qiáng)件23(外側(cè)部件)等。

在以下的說明中，將上邊梁外側(cè)板21稱為上邊梁外側(cè)件21、將上邊梁內(nèi)側(cè)板22稱為上邊梁內(nèi)側(cè)件22。

上邊梁外側(cè)件21通過對鋼板進(jìn)行沖壓加工而與邊梁外側(cè)板6a及立柱外側(cè)板11等一體地形成。

上邊梁外側(cè)件21形成為，在正面觀察時朝向左側(cè)上方以截面大致扇形狀突出。在上邊梁外側(cè)件21的上側(cè)端部分形成有沿前后延伸的突緣部，在該突緣部的上面接合著頂棚面板7的左端部分。

上邊梁外側(cè)件21與上邊梁內(nèi)側(cè)件22共同構(gòu)成沿前后方向延伸且與閉合截面C1相連的閉合截面。

上邊梁內(nèi)側(cè)件22通過對鋼板進(jìn)行沖壓加工而形成。

如圖2、圖3所示，在上邊梁內(nèi)側(cè)件22的上端側(cè)部分形成有沿前后延伸的突緣部，該突緣部經(jīng)由上邊梁加強(qiáng)件23的上端側(cè)突緣部與上邊梁外側(cè)件21的突緣部的下面接合。在上邊梁內(nèi)側(cè)件22的右側(cè)(車寬方向內(nèi)側(cè))面接合著頂棚橫梁8的左端側(cè)部分。

在上邊梁內(nèi)側(cè)件22的中段部形成有鼓起部22a，該鼓起部22a設(shè)置有沿前后方向延伸的棱線R，并且向右側(cè)鼓起。該鼓起部22a形成為，在正面觀察時，相對于上邊梁內(nèi)側(cè)件22的上半部的沿著大致鉛垂?fàn)钛由斓难由炀€，使上邊梁內(nèi)側(cè)件22的下半部以棱線R為中心順時針彎曲。

在上邊梁內(nèi)側(cè)件22的下端側(cè)部分形成有突緣部，該突緣部與形成在立柱內(nèi)側(cè)板12的上端側(cè)部分的沿前后延伸的突緣部接合。

上邊梁加強(qiáng)件23通過對鋼板進(jìn)行沖壓加工而形成為正面觀察時朝向左側(cè)上方突出的截面大致帽狀。

在上邊梁加強(qiáng)件23的上端側(cè)部分形成有沿前后延伸的突緣部，該突緣部夾在上邊梁外側(cè)件21及上邊梁內(nèi)側(cè)件22的突緣部之間。

在上邊梁加強(qiáng)件23的下端側(cè)部分形成有沿前后延伸的突緣部，該突緣部經(jīng)由立柱內(nèi)側(cè)板12的突緣部與上邊梁內(nèi)側(cè)件22的下端側(cè)突緣部接合。由此，上邊梁加強(qiáng)件23與上邊梁內(nèi)側(cè)件22共同構(gòu)成沿前后延伸的截面大致梯形狀的閉合截面C2。

在上邊梁加強(qiáng)件23的左端側(cè)壁部接合著立柱加強(qiáng)件13的上端側(cè)部分。

接下來說明加強(qiáng)部件3。

加強(qiáng)部件3在閉合截面C2內(nèi)固接到前后方向中間區(qū)域。

如圖3～圖5所示，加強(qiáng)部件3包括：上壁部31、下壁部32、前壁部33、后壁部34、在中段部相對于上壁部31大致平行地延伸的橫壁部35、將前壁部33和后壁部34之間分隔為多個的縱壁部36、以及分別與各個壁部31～36的右端部連結(jié)的底壁部37，該加強(qiáng)部件3形成為左方開放的有底蜂窩形狀。

上壁部31形成為以大致水平狀向左側(cè)延伸，左右寬度比橫壁部35更小。下壁部32形成為，越朝向右側(cè)越向上方偏移，左右寬度比上壁部31更小。

底壁部37在中段部與棱線R對應(yīng)地形成有沿前后方向延伸的彎曲部37a。該底壁部37與上邊梁內(nèi)側(cè)件22的左側(cè)面相互面抵接，通過投錨作用(Anchor effect)與該左側(cè)面接合。該底壁部37在棱線R兩側(cè)分別接合到上邊梁內(nèi)側(cè)件22的上半部及下半部。

各個壁部31～36的左端部分別形成為，從上邊梁加強(qiáng)件23離開規(guī)定距離。

基于圖6說明加強(qiáng)部件3的制造工序。

如圖6(a)所示，沖壓加工出了外形形狀及棱線R等的上邊梁內(nèi)側(cè)件22，以左側(cè)面成為表面的方式設(shè)置到卡具臺，在后續(xù)工序中，對底壁部37所接合的接合區(qū)域?qū)嵤┮?guī)定的表面處理、例如蝕刻處理。

如圖6(b)所示，在上邊梁內(nèi)側(cè)件22的接合區(qū)域表面形成有微細(xì)的凹部P。

實施了表面處理后的上邊梁內(nèi)側(cè)件22，以凹部P與腔室內(nèi)側(cè)對置的方式被安裝到用于形成加強(qiáng)部件3的注射成型模具(省略圖示)。然后，在模具固定后，通過射出溶融樹脂材料而進(jìn)行注射成型。如圖6(C)所示，溶融樹脂材料進(jìn)入凹部P的內(nèi)部而固化為投錨狀，由此，加強(qiáng)部件3通過投錨作用而一體地接合到上邊梁內(nèi)側(cè)件22的左側(cè)面。

一體地形成加強(qiáng)部件3和上邊梁內(nèi)側(cè)件22之后，進(jìn)行上邊梁內(nèi)側(cè)件22、上邊梁加強(qiáng)件23、上邊梁外側(cè)件21等各部件的組裝工序。

另外，加強(qiáng)部件3的材料是含有玻璃纖維的合成樹脂(GRP：Glass-reinforced plastics)，例如復(fù)合了玻璃纖維的聚酰胺(尼龍)樹脂等。

接下來說明本實施例的車輛V的上部車體構(gòu)造的作用和效果。

首先，單獨(dú)制作加強(qiáng)部件3和上邊梁內(nèi)側(cè)件22之后，分別準(zhǔn)備部件A和部件B，部件A是使用普通粘接劑將加強(qiáng)部件3和上邊梁內(nèi)側(cè)件22接合而成的部件，部件B是通過投錨作用將加強(qiáng)部件3和上邊梁內(nèi)側(cè)件22一體地接合而成的部件，然后對于部件A、B進(jìn)行了比較加強(qiáng)部件3和上邊梁內(nèi)側(cè)件22之間的接合力的驗證實驗。

如圖7所示，部件A的接合力為4MP，部件B的接合力為24MP。

由此可知，基于投錨作用的一體接合，除了避免應(yīng)力集中且確保接合面積之外，與基于粘接劑的接合相比，能夠大大地增加接合力。

接下來，基于圖8～圖12說明基于模擬的驗證實驗。

準(zhǔn)備將加強(qiáng)部件3一體地接合到上邊梁內(nèi)側(cè)件22的模型M1(參照圖8)和將加強(qiáng)部件3一體地接合到上邊梁加強(qiáng)件23的模型M2(參照圖9)，通過CAE(Computer Aided Engineering)解析了各個模型M1、M2的變形情況。在變形情況解析時，向模型M1、M2的中立柱1分別施加與向車廂方向作用的載荷相同的載荷，然后比較各個上邊梁2被作用的彎曲力矩(kNm)。

另外，在模型M1、M2中，對于與實施例1相同的部件附加相同的符號。

在圖10、圖11中分別示出了施加規(guī)定載荷時的模型M1、M2的情況，圖12示出了模型M1、M2的彎曲力矩的推移。

如圖10所示，對于模型M1，上邊梁內(nèi)側(cè)件22不發(fā)生壓曲，中立柱1以上邊梁2為中心逆時針轉(zhuǎn)動，伴隨著該轉(zhuǎn)動，加強(qiáng)部件3和上邊梁加強(qiáng)件23的分隔距離變大。此外，包含棱線R的鼓起部22a幾乎沒有出現(xiàn)變形，而比鼓起部22a更靠下側(cè)的部分產(chǎn)生較大的變形。

如圖11所示，對于模型M2，上邊梁內(nèi)側(cè)件22發(fā)生壓曲，而中立柱1以上邊梁2為中心逆時針轉(zhuǎn)動，伴隨著該轉(zhuǎn)動，加強(qiáng)部件3和上邊梁內(nèi)側(cè)件22的分隔距離變大。此外，比鼓起部22a更靠下側(cè)的部分幾乎沒有變形。

如圖12所示，未發(fā)生壓曲的模型M1的彎曲力矩(實線)與彎曲角的增加成比例地增加，但是發(fā)生了壓曲的模型M2的彎曲力矩(虛線)在壓曲發(fā)生時出現(xiàn)了彎曲力矩的急劇下降。

由以上可知，在模型M1中，加強(qiáng)部件3不受到中立柱1的變形所引起的上邊梁加強(qiáng)件23的變形的影響，所以不會因為上邊梁加強(qiáng)件23的變形 而損害加強(qiáng)部件3的剛性，有利于防止上邊梁內(nèi)側(cè)件22的壓曲。

此外，上邊梁內(nèi)側(cè)件22未發(fā)生壓曲，所以應(yīng)力不會集中到鼓起部22a而分散，并且集中到比鼓起部22a更靠下側(cè)的部分。

在模型M2中，加強(qiáng)部件3對于以鼓起部22a(棱線R)為起點的上邊梁內(nèi)側(cè)件22的壓曲防止沒有貢獻(xiàn)，所以應(yīng)力集中在鼓起部22a，結(jié)果在上邊梁內(nèi)側(cè)件22產(chǎn)生了壓曲。

根據(jù)本車輛V的上部車體構(gòu)造，具備配設(shè)于中立柱1的上端部附近位置的上邊梁2內(nèi)的合成樹脂制的加強(qiáng)部件3，所以能夠同時實現(xiàn)車體剛性的提高和輕量化。加強(qiáng)部件3通過投錨作用而一體地接合到上邊梁2的上邊梁內(nèi)側(cè)件22的車寬方向外側(cè)面，所以能夠在允許制造公差的范圍內(nèi)將加強(qiáng)部件3高精度地機(jī)械固定到上邊梁2內(nèi)。

而且，限制了上邊梁內(nèi)側(cè)件22相對于加強(qiáng)部件3的相對滑動，所以能夠抑制上邊梁內(nèi)側(cè)件22以鼓起部22a為起點發(fā)生壓曲。

在加強(qiáng)部件3和上邊梁加強(qiáng)件23之間形成有間隙。

由此，在側(cè)面碰撞時，作用于上邊梁加強(qiáng)件23的沖擊能量不會直接傳遞到加強(qiáng)部件3，所以能夠使加強(qiáng)部件3的剛性主要貢獻(xiàn)到上邊梁內(nèi)側(cè)件22的壓曲發(fā)生防止。

通過增大上邊梁內(nèi)側(cè)件22的車寬方向外側(cè)面的表面粗糙度，能夠得到投錨作用，能夠通過簡單的構(gòu)造來提高加強(qiáng)部件3和上邊梁內(nèi)側(cè)件22的投錨作用。

加強(qiáng)部件3在上邊梁內(nèi)側(cè)件22上通過注射成型而一體成形，所以能夠通過簡單的構(gòu)造來將加強(qiáng)部件3和上邊梁內(nèi)側(cè)件22一體地接合。

接下來說明將所述實施方式部分變更的變形例。

1〕在所述實施方式中，作為立柱部件說明了中立柱的例子，但是至少是與上邊梁相連的立柱部件即可，也可以是前立柱或后立柱。此外，說明了鋼板制立柱部件的例子，但是至少是能夠通過投錨作用與合成樹脂一體接合的金屬材料即可，也可以采用鋁合金材料等通常在車體構(gòu)造中使用的材料等。

2〕在所述實施方式中，說明了在上邊梁內(nèi)側(cè)件形成具備棱線的彎曲狀的鼓起部的例子，但是鼓起部至少包含在立柱部件被作用朝向車廂方向的 力時應(yīng)力集中而成為壓曲的起點的加工部位即可。

具體地說，在正面觀察時，比將上邊梁內(nèi)側(cè)件的上端側(cè)部分和下端側(cè)部分連結(jié)的線更向車廂方向伸出的部分相當(dāng)于鼓起部，該伸出的部分可以是彎曲狀或或折曲狀等任何形狀。

3〕在所述實施方式中，作為表面處理說明了蝕刻處理的例子，但是至少在上邊梁內(nèi)側(cè)件的接合區(qū)域表面形成微細(xì)的凹凸即可，也可以采用浸漬處理(T處理)、激光加工、噴丸、噴砂等。

此外，也可以在上邊梁內(nèi)側(cè)件的接合區(qū)域表面形成具有微細(xì)孔的電皮膜。

4〕在所述實施方式中，說明了用熱可塑性聚酰胺樹脂形成加強(qiáng)部件的例子，但是也可以采用聚碳酸酯、PBT等聚酯樹脂等。此外，也可以使用環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂等的熱固化性樹脂。

在所述實施方式中，說明了復(fù)合有玻璃纖維的合成樹脂的例子，但是作為強(qiáng)化部件也可以任意地選擇碳纖維、芳綸纖維、聚乙烯纖維等。

5〕其他，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠在不脫離發(fā)明主旨的范圍內(nèi)將所述實施方式以附加了各種變更的形態(tài)來實施，本發(fā)明也包含這樣的變更形態(tài)。