專利名稱：車體構造的制作方法
技術領域：
本發明主要涉及一種汽車底盤部分的車體構造。
各種帶有框架構造并能夠承受施加在車體上的外力的車體構造，一直被設計并應用于載重汽車等，它要求安全性。
例如，日本發明臨時公開第498683號(現有技術1)公開了一種梯形框架，其構造為用一系列的跨接元件連接一對沿縱向延伸的邊框架，一車體與該梯形框架對接。
另一方面，車重要求較輕的載人轎車有一單殼機身結構，其整個車身承受施于其上的外力，底盤被許多沿縱向及橫向設置的元件加固，以保證在遭受前部撞擊或側部撞擊時所需要的強度。例如，圖7給出了一具有普通單殼機身結構的車體截面圖。如圖7所示，一對沿縱向設置的左、右側部元件101(圖7只給出了一側)焊接在一底盤102的底面上(焊接部分示為Z)，從而沿縱向加固底盤102，一沖壓成型的跨接元件103被焊接于該底盤102中央的一管件102a和一對左右側梁103之間(焊接部分示為Y)，從而沿橫向加固底盤102。
在帶有單殼機身結構的汽車上，跨接元件104經管件102a分為兩部分，這就使得該跨接元件104不可能獲得足夠的強度。另外，該跨接元件104是通過將其外端靠在側梁103的側面進行焊接的，所以焊接部分強度很低。為了保證足夠的強度，就有必要增加加固材料、增加跨接元件104的數量或增加跨接元件104、底盤102、側梁103等的板材厚度，這樣就增加了汽車重量。如果不同車寬的多種型號的汽車有一個包含通用件的稱為平板底盤的底盤部分，就有必要根據車寬改變跨接元件104的長度。但是因跨接元件104由沖壓成型，就必須根據每個跨接元件104的長度用模具單個成型，這將導致生產成本增加。
因此，本發明的目的是提供一種車體構造，它能保證足夠的車體強度并可完全獲得單殼機身結構的效果，而不增加車體重量，如果在多種型號的汽車上采用通用的底盤還能很容易地適應車寬等的變化。
以上目的可通過提供一種車體構造來實現，該車體構造包括一構成汽車底面的底盤元件、一對有著封閉截面形狀并沿車的寬度方向組裝于該底盤元件兩側的側梁、一對沿車的長度方向延伸并組裝于該底盤元件底面的第一元件、一系列與前述第一元件對組裝的第二元件，該第二元件通過與分別插入所述側梁的第二元件的至少一根的兩端相焊接而安裝于所述底盤元件的底面。因第二元件是沿車寬方向連續形成，具有足夠的強度，所以也就沒有必要在焊接部分提供任何加固材料。另外，第二元件是在插入側梁的階段通過焊接高剛性地安裝在側梁上，這樣就不必為保證剛性而增加側梁等物的板材厚度。還有，第二元件可通過將一根現成鋼管切割為預定尺寸的方法生產，這就可僅改變切割尺寸而對應車寬的變化。
附圖的簡要說明本發明的性質、其目的及優點將在以下通過參考附圖進行說明，全部附圖中相同的引用符號表示相同或近似部件，其中

圖1為本發明的車體構造一個實施例的分解立體圖，圖2為沿圖1中Ⅱ-Ⅱ方向的剖面圖，給出了橫管和側梁的組合狀態。
圖3為沿圖2中Ⅲ-Ⅲ方向的剖面圖，給出了橫管和側梁的組合狀態。
圖4為一示意圖，給出了將一底盤裝到橫管上的程序，圖5為一示意圖，給出了連接側梁內部的程序，圖6為一示意圖，給出了連接側梁外部的程序，圖7為一截面圖，給出了在現有車體結構中一跨接元件和一側梁的組合狀態。
最佳實施例詳細說明本發明車體結構將參照圖1-7加以描述。
參見圖1，一對側部元件1即第一元件沿車體長度方向安裝，每一個側部元件有一向上開口的凹形區，它根據車底及相關部件的形狀而上下彎曲。
在汽車前部每一個側部元件1都在1a范圍內有一個封閉的截面形狀，這是為了當汽車從前面被撞擊時可獲得足夠的能量緩沖和足夠的車體強度。在兩側部元件1之間，沿車體寬度方向上裝有一個有方形截面形狀的跨接元件2和五個作為第二元件的且有圓形截面形狀的橫管3a-3e。兩側部元件1通過跨接元件2和橫管3a-3e彼此相連。
橫管3a-3e是直線形的，它們通過將一根現成的鋼管切割為預定尺寸而制成。從前數第一根橫管3a標為3a，第二根橫管3b標為3b，第三根橫管標為3c，第四根橫管標為3d，第五根橫管標為3e。
跨接元件2置于第一橫管3a和第二橫管3b之間，第一橫管3a插入側部元件1并通過焊接方式固接于側部元件1上。參見圖3，第二至第五根橫管3b-3e從上面裝入設置在側部元件1上的弧形槽101a內，橫管3b-3e的連接部分通過焊接方式安裝(在圖3中焊接部分表示為A)。
如圖1，一放射狀支撐件4、一擋泥板5、一前底盤6和一后底盤7被置于側部元件1上，根據本實施例，底盤部件包括底盤6和7。放射狀支撐件4通過焊接方式安裝于第一橫管3a上，擋泥板5通過焊接方式安裝于跨接元件2，底盤6通過焊接方式安裝于第二橫管3b上，后底盤7通過焊接方式安裝于第三至第五根橫管3c-3e上。
底盤6包括以下三部分一中心管件10和一對左右底部元件11，管件10通過折彎方式成型，其形狀象一開口向下的管道并沿車體長度方向延伸，底部元件11通過沖壓方式成型，并通過激光焊接方式安裝于管件10的左右兩側(在圖2中焊接部分表示B)。兩底部元件11的形狀都使得帶有向下開口的較淺的肋板的元件焊接部分11a能夠沿車體長度方向延伸。如圖2所示，側部元件1以這樣的方式從下面連接于元件的焊接部分11a從而形成一個封閉截面(在圖2中焊接部分表示為C)，底部元件11具有帶有向下開口的較淺肋板的管狀焊接部分11b，該管狀焊接部分11b為連續成型的直線形，它穿過成型于管件10兩側的槽10a。
如圖3，第二橫管3b從下面安裝于管狀焊接部分11b上，第二橫管3b通過在同一截面的三個點焊接而安裝于管狀焊接部分11b的內壁上(在圖3中焊接部分表示為D)，第二橫管3b還通過焊接安裝于管件10的內壁上(在圖2中焊接部分表示為E)，管狀焊接部分11b突出在汽車車廂中底面上，以便裝入一前座的前部，焊接于底部元件11上的一支架(未表示)用于安裝該前座的后部。
見圖1，后底盤7為沖壓成型。在后底盤7的前部，一管狀件12和元件焊接部分13從位于前底盤6的管件10和元件焊接部分11a起連續成型，后底盤7的前端與前底盤6的后端為激光焊接組合，左右側部元件1通過焊接方式與后底盤7的元件焊接部分13相連接。由此就將前底盤6與后底盤7組合在一起。
管狀焊接部分14、15都有向下開口的肋板，它們成型于后底盤7的前部和中部并沿車體水平方向延伸。第三和第四根橫管3c、3d分別從下面安裝于管狀焊接部分14、15，第三根橫管3c也為焊接，與第二橫管3b方式相同，后檔板16焊接于后底盤7的后部。第五根橫管3e焊接于后檔板16的底部，后檔板16通過將一底板16b焊接至一后底盤16a上而形成。
另一方面，側梁20置于前底盤6的兩側，側梁20通過將一側梁內面21的頂端和底端與一側梁外面22的頂端和底端焊接在一起而制成(在圖2中焊接部分表示為F)，形成了一封閉截面。側梁內面21安裝于前底盤6的底部11和后底盤的左右端(在圖2中焊接部分表示為G)。雖未示出，側梁20的前端通過焊接安裝于擋泥板5上，側梁20的后端通過焊接安裝到一個四分之一板(quarter panel)。
第二根和第三根橫管3b、3c自側部元件1沿車體寬度方向延伸，并插入設置在側梁內面21和側梁外面22的接合孔21a、22a內。橫管3b、3c的外圓周通過焊接安裝于接合孔21a、22a的內圓周(在圖2中焊接部分表示為H和I)，第二根和第三根橫管3b、3c的端部暴露于側梁外面22，并被覆蓋了整個側梁20的裝飾層23所覆蓋。
現在來描述一下該車體結構的組裝過程，它們在生產線上被以前述方式生產出來，特別是前底盤6、橫管3a-3e和側梁20的組裝程序首先，側部元件1、接元件2和橫管3a-3e通過焊接方式組合，然后，如圖4所示，將管件10和底部元件11安裝其上。如圖5，左右底部元件11的內端對應于管件10的兩側，底部元件11上的元件焊接部分11a與側部元件1連接，底部元件11上的元件焊接部分11b裝入第二根橫管3b。在此情形下，底部元件11與管件10焊接，底部元件11上的元件焊接部分11a焊接于側部元件1上，元件焊接部分11b的內壁及管件10焊接到第二根橫管3b上。
同時，后底盤7置于側部元件1上，后底盤7的前端焊接到前底盤6的后端上。與前底盤6的情況一樣，后底盤7焊接到側部元件1和橫管3a-3e上，放射狀支撐件4和擋泥板5被焊接到側部元件1的相應位置上。
然后，側梁內面21如圖6所示接裝于第二根和第三根橫管3b、3c的左右兩端，它們通過將橫管3b、3c裝入接合孔21a進行焊接，側梁內面21還焊接于前底盤6和后底盤7的左右端。側梁外面22接裝于側梁內面21的外側，它們通過將橫管3b、3c裝入接合孔22a進行焊接，側梁內面21的頂端和底端與側梁外面22被焊接在一起。與此同時，側梁20的前端焊接至擋泥板5，而側梁20的后端焊接到一個四分之一板(quarter panel)，裝飾層23在完成電鍍后被裝配于側梁外面22的外表面。這樣就完成了車體底部的主要組裝，然后可以開始組裝車座及頂部，在此不做詳述。
以上方式生產的本實施例的車體構造中，第二根和第三根橫管3b、3c為經管件10、12并沿車體寬度方向連續形成，如圖2等圖清楚所示。由于這個原因，與圖7所示的現有技術中一跨接元件104被分為左右兩部分的情況相比，橫管3b、3c有足夠的強度。
本實施例的車體結構減少了沿車體長度方向延伸的橫管3b、3c的數量、節省了在兩分開的跨接元件104之間必需使用的加固材料(如一主干跨接元件和一主干加強件用以加強一管件102a內部強度)。因橫管3b、3c是通過插入側梁20內并焊接的方式安裝于側梁內面21側梁和側面22，橫管3b、3c和側梁20為高剛性組合，這樣就節省了側梁20等物的板材厚度的增加及為保證組合件剛性而采取的類似措施。
理所當然地，本實施例的車體結構能夠保證車體的足夠強度而無須增加汽車重量來完全獲得單殼機身結構的效果。
另一方面，若在具有不同車寬的許多車型上應用一種平板，就必須改變與車寬相關的參數如擋泥板5和底盤6、7的寬度及橫管3a-3e的長度。根據本實施例的車體結構，與現有技術一樣也必須為擋泥板5和后底盤7等準備專用件，但是橫管3a-3e和前底盤6就有可能采用通用件。
尤其是，橫管3a-3e是通過將一根現成的鋼管切割為預定尺寸而作成，這樣就無須象圖7的現有技術中跨接元件103那樣根據長度用模具成型橫管3a-3e。還有，如圖3所示，本技術可通過在水平方向上改變側梁20的安裝位置來應對車寬的變化，而不必改變橫管3b、3c的長度。前底盤6分為以下三部分中心管件10和左右底部元件11，可采用通用的不同寬度的管件10和底部元件11，從而很容易的應對車寬的變化。所以，若平板在許多車型上應用的話，就可采用通用件而容易地應對車寬及其他變化并降低維護費用。
以上優點也可適用于側部元件1的左右端間距隨車寬變化的情形。僅通過改變橫管3a-3e的長度即可輕易改變側梁20的間距。另外，根據本實施例，前底盤6分為三部分，這就使得管件10和底部元件11的材料厚度能夠容易的分辨，因此也就能夠通過增加與車體剛性極為相關的管件10的材料厚度來獲得足夠的強度，并通過減少底部元件11的材料厚度來控制車體重量的增加。
一般而言，整個前底盤6應沖壓成型，因其為三維形狀。但根據本實施例，前底盤6可通過彎折成型，因為管件10作為一個單元實際上有一個二維形狀。眾所周知折彎可很容易的作成一折邊，則管件10的強度就可通過管件10上的一角件10b(在圖1和圖2示出)上清晰成型的折邊而得到進一步加強。
以上是本實施例的描述，但本發明并不限于本實施例，例如，本發明可應用于轎車的車體結構，也可用于貨車或一廂轎車。
在上述實施例中，前底盤6包括以下三部分管件10和一對底部元件11。而前底盤6不是必須分開的，例如，前底盤6可象后底盤7那樣整體沖壓成型。
在上述實施例中使用了帶有圓形截面的橫管3a-3e，但其截面形狀不應被特定限制，如橫管截面可為方形。在上述實施例中應用了5根橫管3a-3e，但橫管數量不應被特定限制，橫管數量可根據汽車具體情況而變化。
權利要求
1.一種車體構造，包括有一底盤元件，構成車輛的底面；一對側梁，分別組裝于所述底盤元件的兩側并有一封閉的截面形狀；一對第一元件，其設置沿所述汽車長度方向延伸并組裝于所述底盤元件的底側；以及，一系列的第二元件，每一個基本上為管子形狀并位于所述汽車的寬度方向上以與所述的那對第一元件組裝在一起，所述的一系列的第二元件位于所述底盤元件的底側，并通過焊接方式與該對側梁固接，其中至少一個第二元件的兩端分別穿入該對側梁。
2.如權利要求1所述的車體構造，其特征在于所述底盤元件包括一根位于所述汽車的基本上中心部的管件，該管件沿車體長度方向延伸并構成一向下開口的截面形狀，一對底部元件沿車體寬度方向置于該管件的兩側，該對底部元件分別焊接在該管件的兩側。
3.如權利要求1所述的車體構造，其特征在于所述管件和所述對的底盤元件組合在一起。
4.如權利要求1所述的車體構造，其特征在于所述第二組元件由帶有方形橫截面的管子組成。
5.如權利要求2所述的車體構造，其特征在于一帶有向下開口的淺肋板的元件焊接部成型于所述對的底盤元件上，并沿所述第一元件的長度方向延伸，所述元件焊接部與所述第一元件焊接在一起。
6.如權利要求5所述的車體構造，其特征在于所述第一元件有向上開口的截面，所述第一元件與所述元件焊接部構成一封閉的截面。
7.如權利要求2所述的車體構造，其特征在于一帶有向下開口的深肋板并至少占據第二元件一部分的管子焊接部設置在所述底盤元件，并與所述第一元件呈交叉方向延伸，所述管子焊接部與所述第二元件焊接在一起。
8.如權利要求7所述的車體構造，其特征在于所述管子焊接部有一向下開口的U形截面，所述第二元件的每一根都有一基本上圓形截面，其中有三部分沿長度方向被焊接到所述管子焊接部的內壁上。
9.如權利要求2所述的車體構造，其特征在于所述第二元件被焊接到所述管件上。
10.如權利要求2所述的車體構造，其特征在于所述第二元件安裝于設置在所述第一元件上邊緣的弧形槽內，所述第二元件通過焊接位于所述第二元件和所述弧形槽之間的相接部分與所述第一元件安裝在一起。
全文摘要
根據本發明的車體構造,一對第一元件用以加強一底盤元件,包括許多根管子的第二元件沿汽車寬度方向設置用于組合第一元件1,第二元件的一端沿汽車長度方向延伸并在插入側梁內以焊接方式固定,這樣就無必要提供任何加強材料,因為第二元件沿汽車寬度方向有一個連續的高強度,另外,也不必為保證剛度而增加板材的厚度因為第二元件插入該側梁內,還有,第二元件可通過將一根現成的鋼管切割為預定尺寸的方式生產,因此僅改變切割尺寸就能適應車寬的變化。
文檔編號B62D21/10GK1310114SQ0110418
公開日2001年8月29日 申請日期2001年2月22日 優先權日2000年2月22日
發明者武本賴人, 高岡久仁夫, 名倉博幸, 桜井俊明, 小林英市, 三浦正高 申請人:三菱自動車工業株式會社, 三菱自動車工程株式會社