车体的框架结构制造技术

这里讨论充填在框架截面里的充填料应该具有的材料性能。通过使用具有这些性能的材料，可有效地提高框架的能量吸收性。在一车体框架里，在框架截面的至少一部分里充填一种充填料，该充填料具有不小于４ＭＰａ的平均压缩强度和／或不小于１０ＭＰａ的最大折弯强度。更具体地说，该充填料具有不小于５ＭＰａ的平均压缩强度和／或６０ＭＰａ的最大折弯强度。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种(例如)轿车上的车体的框架结构，特别涉及一种在框架截面的至少一部分里充填充填料的车体的框架结构。
技术介绍
通常，作为轿车之类的汽车车体上的框架结构，已知为了提高撞击时的安全性，要增加框架的板厚度或在框架截面里设置起加强作用的板材料(所谓的加强件)，以提高框架的强度和刚性，同时改善冲击能量吸收性。近年来，特别是为了改善燃料效能，要求控制在车体重量方面的增加。然而，上述传统框架结构将引起重量的大量增加，从而难以同时维持燃料效能和改善撞击安全性。为此，有人设想通过在至少一部分框架截面里充填氨基甲酸乙酯泡沫作为充填料来改善框架的强度和刚性及在撞击时的能量吸收性，这样不会如增加框架的板厚度和提供加强件那样引起较大的重量增加。这种设想已经部分地付诸实际。例如，日本专利申请公开HEI3-32990公开了一种结构，其中，为了能简单地和可靠地实现将氨基甲酸乙酯泡沫充填入框架(中心柱)的截面里，在中心柱与顶部横杆连接处提供通风孔。当将充填料充填入框架截面里，以便如上面所述的那样提高框架受到撞击时的能量吸收性时，通常的做法是使用具有在一定水平之上的较高的可变形性的充填料、诸如氨基甲酸乙酯泡沫以抵抗撞击负荷的作用，从而通过包括这种充填料的框架的变形实现能量吸收。然而，从通过提供充填料改善框架的能量吸收性的仔细研究和分析得到的结果，本专利技术人发现，当充填料象氨基甲酸乙酯泡沫那样强度较低或太容易变形，要显著地改善框架的能量吸收性是困难的。其原因是，当使用通常使用的、象氨基甲酸乙酯泡沫那样具有高变形性的材料作为充填料时，撞击负荷几乎没有充分地扩散并从负荷输入点传送到周围的框架钢板上，使框架就在负荷输入点及其附近显著变形。如上所述，如想通过在框架截面里充填充填料来改善能量吸收性，其效果将极大地取决于充填料的类型和机械性能。然而，一般来说，已经有许多如何将氨基甲酸乙酯泡沫充填入框架截面里、或用来固定该充填料的结构里、以提供充填料的建议，然而，到现在为止还没有讨论材料性能、特别是机械性能的建议，这些性能是被使用的和充填入框架截面里的充填料应该具有的，且涉及到在讨论这些性能的基础上如何适当地在框架里使用这些材料。此外，除了将氨基甲酸乙酯泡沫作为充填料外，有关其它材料的使用至今未被具体地讨论过。因此，本专利技术的主要目的是通过讨论将被充填入框架截面的充填料应该具有的材料性能、以及通过使用符合这个目的的充填料而允许更有效地提高框架的能量吸收性，从而通过该充填料改善车体框架的能量吸收性。本专利技术的简要说明为了实现上述目的，按本专利技术的第一方面，提供一种车体框架结构，其中，至少在框架截面的一部分里充填充填料，该充填料具有不小于4MPa的平均压缩强度或不小于10MPa的最大折弯强度。使充填料具有不小于4MPa的平均压缩强度或不小于10MPa的最大折弯强度是由于下述原因。即，尽管框架的能量吸收量是随充填料平均压缩强度的增加而增加，但当平均压缩强度达到4MPa或更高时，能量吸收量的增加程度达到饱和。换句话说，如果平均压缩强度是4MPa或更高时，能量吸收量几乎接近可能获得的最大值。此外，尽管能量吸收量随充填料的最大折弯强度增加而增加，但当最大折弯强度是10MPa或更高时，能量吸收量的增加程度达到饱和。换句话说，如果最大折弯强度是10Mpa或更高时，能量吸收量几乎接近可能获得的最大值。按本专利技术的第二方面，提供一种如第一方面所述的车体框架结构，其中，充填料具有不小于5MPa的平均压缩强度或不小于60MPa的最大折弯强度。使充填料具有不小于5MPa的平均压缩强度或不小于60MPa的最大折弯强度是由于下述原因。即，当充填料的平均压缩强度是5MPa或更高时，框架的能量吸收量的增加程度更稳定地达到饱和，从而可更稳定地获得接近最大值的能量吸收量。此外，而当充填料的最大折弯强度是60MPa或更高时，框架的能量吸收量的增加程度更稳定地达到饱和，从而可更稳定地获得接近最大值的能量吸收量。此外，按本专利技术的第三方面，提供一种车体框架结构，其中，框架截面的至少一部分里充填有充填料，该充填料具有不小于4MPa的平均压缩强度和不小于10MPa的最大折弯强度。使充填料具有不小于4MPa的平均压缩强度和不小于10MPa的最大折弯强度是由于下述原因。即，尽管框架的能量吸收量是随充填料平均压缩强度的增加而增加，但当平均压缩强度达到4MPa或更高时，能量吸收量的增加程度达到饱和。换句话说，如果平均压缩强度是4MPa或更高时，能量吸收量几乎接近可能获得的最大值。同样地，尽管能量吸收量随充填料的最大折弯强度增加而增加，但当最大折弯强度是10MPa或更高时，能量吸收量的增加程度达到饱和。换句话说，如果最大折弯强度是10Mpa或更高时，能量吸收量几乎接近可能获得的最大值。此外，按本专利技术的第四方面，提供一种如第三方面所述的车体框架结构，其中，充填料具有不小于5MPa的平均压缩强度和不小于60MPa的最大折弯强度。使充填料具有不小于5MPa的平均压缩强度或不小于60MPa的最大折弯强度是由于下述原因。即，当充填料的平均压缩强度是5MPa或更高时，框架的能量吸收量的增加程度更稳定地达到饱和，从而可更稳定地获得接近最大值的能量吸收量。同样地，当充填料的最大折弯强度是60MPa或更高时，框架的能量吸收量的增加程度更稳定地达到饱和，从而可更稳定地获得接近最大值的能量吸收量。此外，按本专利技术的第五方面，提供一种如第一至第四方面中的任一方面所述的车体框架结构，其中，平均压缩强度限定在撞击负荷输入侧，而最大折弯强度限定在撞击负荷输入侧的相反侧。此外，按本专利技术的第六方面，提供一种如第五方面所述的车体框架结构，其中将具有该性能的不同充填料设置成一多层结构。此外，按本专利技术的第七方面，提供一种如第一至第六方面中的任一方面所述的车体框架结构，其中，充填料具有不大于1.0g/cm3的密度。使充填料具有不大于1.0g/cm3的密度是因为当密度大于1.0g/cm3时(如与在框架截面里提供加强件比较)，在减少重量和成本方面均不理想。此外，按本专利技术的第八方面，提供一种如第一至第七方面中的任一方面所述的车体框架结构，其中，充填料是用多孔材料制成的。在这种情况下，多孔材料不仅包括可发泡的材料，还包括具有多孔部分的各种材料，诸如金属等的烧结体，加压固化的木材片，以及加压中空颗粒的混合物。此外，按本专利技术的第九方面，提供一种如第八方面所述的车体框架结构，其中，充填料是环氧树脂。此外，按本专利技术的第十方面，提供一种如第一至第九方面中的任一方面所述的车体框架结构，其中，充填料充填超过框架的负荷支点之间长度的15％或更多的范围。使充填料充填在框架的负荷支点之间长度的15％或更多的范围内是基于如下考虑，即吸收能量随充填料充填长度范围的增加而增加，但在约15％处时饱和。换句话说，如果充填料的充填长度是15％或更多时，可获得几乎最大的能量吸收量。此外，按本专利技术的第十一方面，提供一种如第一至第十方面中的任一方面所述的车体框架结构，其中，在充填料的撞击负荷输入侧的相反侧设置一加强部件。此外，按本专利技术的第十二方面，提供一种如第一至第十一方面中的任一方面所述的车体框架结构，其中，用来加强框架和/或充填料的加强部件设置在框架截面的至少一部分上，且该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车体框架结构，其中，至少在框架截面的一部分里充填充填料，其特征在于，该充填料具有不小于４ＭＰａ的平均压缩强度或不小于１０ＭＰａ的最大折弯强度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：花川胜则，深堀贡，石田恭聡，山本幸男，
申请(专利权)人：玛志达汽车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]