顶梁延伸件的成形方法及车体结构的制作方法
【专利摘要】一种成形将前顶梁与顶盖内纵梁接合起来的顶梁延伸件的方法，其中，在对原材料通电将其一部分加热到淬火温度以上时，通电加热成使得所述前顶梁侧达到所述淬火温度以上，而所述顶盖内纵梁侧不足所述淬火温度，对所述通电加热后的原材料进行加压，成形为所述顶梁延伸件的形状，并进行急冷淬火。借此，提供良好地控制向车顶施加负荷时的弯曲模式、并且提高生产率的车体结构。
【专利说明】顶梁延伸件的成形方法及车体结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及成形将前顶梁和顶盖内纵梁接合起来的顶梁延伸件的技术，以及包括前顶梁、顶盖内纵梁、顶梁延伸件的车体结构。
【背景技术】
[0002]在专利文献I中公开了一种技术，在将前顶梁和顶盖内纵梁连接起来的顶梁延伸件中，通过使顶盖内纵梁侧的接合强度比前顶梁侧的接合强度脆弱，使顶盖内纵梁侧的接合的一部分断裂。借此，公开了这样的内容:即，由于在向车顶施加负荷时，施加到顶梁延伸件上的应力可以避开顶盖内纵梁侧的接合部位，所以，可以抑制顶盖内纵梁的弯曲变形，防患前挡风玻璃的破裂于未然。
[0003]但是，在专利文献I中记载的技术中，有必要使顶盖内纵梁侧的接合强度比前顶梁侧的接合强度脆弱地进行接合，在操作性上产生困难。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2004 - 322722号公报
【发明内容】
[0007]发明所要解决的课题
[0008]本发明的课题是提供一种车体结构，所述车体结构能够良好地控制向车顶施加负荷时的弯曲模式，并且，提高生产率。
[0009]解决课题的手段
[0010]本发明的第一种方式是一种用于成形将前顶梁和顶盖内纵梁接合起来的顶梁延伸件的方法，其中，在对原料通电并将该原料的一部分加热到淬火温度以上时，通电加热成使得所述前顶梁侧达到所述淬火温度以上，而所述顶盖内纵梁侧不足所述淬火温度，对所述通电加热后的原材料加压，成形为所述顶梁延伸件的形状，并进行急冷淬火。
[0011]优选地，所述顶梁延伸件从与前顶梁接合侧向与顶盖内纵梁接合侧延伸地设置，并且，在与所述顶盖内纵梁接合侧，形成具有能够与顶盖内纵梁进行面接合地与所述顶梁延伸件的延伸面正交的面的凸缘；对于所述原料，对应于所述顶梁延伸件的凸缘，作为在与所述顶梁延伸件的延伸方向正交的方向上的宽度比其它区域宽的区域，形成所述顶盖内纵梁侧的区域，并且，作为在与所述顶梁延伸件的延伸方向正交的方向上的宽度比其它区域窄的区域，形成所述前顶梁侧的区域，所述通电加热沿着所述顶梁延伸件的延伸方向进行。
[0012]本发明的第二种方式是一种车体结构，所述车体结构配备有前顶梁、顶盖内纵梁、将所述前顶梁和所述顶盖内纵梁接合起来的顶梁延伸件，其中，所述顶梁延伸件的所述前顶梁侧是淬火区域，所述顶盖内纵梁侧是非淬火区域。
[0013]发明的效果
[0014]根据本发明提供一种车体结构，所述车体结构可以良好地控制向车顶上施加负荷时的弯曲模式，并且提高生产率。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是表示包含前顶梁、顶盖内纵梁以及将它们接合起来的顶梁延伸件的车体结构的图。
[0016]图2是表示前顶梁、顶盖内纵梁以及顶梁延伸件的透视图。
[0017]图3是表示向顶梁延伸件的原材料的通电分布的图。
[0018]图4是表示将原料加压成形之后的强度分布的图。
[0019]图5是表示本实施方式的包含前顶梁、顶盖内纵梁、顶梁延伸件的车体的车顶强度评价的图。
【具体实施方式】
[0020][车体结构]
[0021]如图1及图2所示，本实施方式的车体结构包括顶梁延伸件1、由该顶梁延伸件连接的前顶梁2及顶盖内纵梁3。
[0022][顶梁延伸件]
[0023]顶梁延伸件I是将配置在车体前侧的上部的前顶梁2和配置在车体外侧的顶盖内纵梁3连接起来的构件。
[0024]如图2所示，顶梁延伸件I具有帽子形的截面，该车体外侧端部形成凸缘状，以便能够与顶盖内纵梁3以面接合。换句话说，在顶梁延伸件I的车体外侧端部，以与顶盖内纵梁3的侧面成为同一个平面的方式形成接合用的凸缘。
[0025]这样形成的顶梁延伸件1，在车体内侧端部及外侧端部，分别与前顶梁2及顶盖内纵梁3接合。
[0026]前顶梁2沿着车体宽度方向设置，在宽度方向的端部，经由顶梁延伸件I接合到顶盖内纵梁3上。前顶梁2支承前挡风玻璃的上部及顶板的前部。
[0027]顶盖内纵梁3沿着车体前后方向设置，配置在前顶梁2的侧方。顶盖内纵梁3支承前挡风玻璃的侧部。
[0028]顶梁延伸件I在通过通电加热将一部分加热到淬火温度之后，借助与加压成形的同时进行淬火的所谓热压而被成形。
[0029]具体地说，如图3及图4所示，在平板状的原材料10上安装有一对电极20、20，通过在电极20、20之间通电对原料10进行加热。通过将被加热到规定温度的状态的原材料10设置到金属模中进行加压，进行骤冷淬火，并且，成形为对应于金属模的成形面的形状。这样，将原材料10热压形成，获得顶梁延伸件I的形状。
[0030][原材料的形状]
[0031]如图3所示，原材料10是形成车体外侧的宽度(前后宽度)比内侧的宽度大的梯形形状的平板。如上所述，由于在顶梁延伸件I的车体外侧端部形成凸缘，因此根据顶梁延伸件I的形状，单纯地使外侧的宽度比成形为帽子形的内侧部分大。换句话说，对于顶梁延伸件1，考虑到相对于顶盖内纵梁2进行面接触，为了确保凸缘部分的刚性，将原材料10的外侧的宽度形成得大。[0032]原材料10从车体内侧向外侧依次分成宽度窄的区域Al、中间区域A2、宽度宽的区域A3三个区域。宽度窄的区域Al是位于车体内侧的大致矩形的区域。宽度宽的区域A3位于车体外侧，是包含与顶梁延伸件I的凸缘相对应的部分在内的大致矩形的区域。中间区域A2是宽度窄的区域Al与宽度宽的区域A3之间的区域。
[0033]在对原材料10通电时，电极20、20被连接到原材料10的内侧端部和外侧端部。将原材料10配置成在内侧-外侧方向上通电、使通电方向和车体方向相同，并进行加压成形。即，对原材料10通电的方向是车体宽度方向。
[0034]这样，以经过宽度窄的区域Al、中间区域A2、宽度宽的区域A3的方式进行通电。这时，由于宽度窄的区域Al与其它区域A2、A3相比，在与通电方向正交的方向上的截面面积小，所以，电阻值变大，加热量变多，温度变高。同样地，由于宽度宽的区域A3的加热量变少，所以温度变低。
[0035]并且，在宽度窄的区域Al的温度变成原材料10的相变点以上的时刻，结束通电加热。在原材料10中，由于宽幅窄的区域Al是加热量最多、升温最早的区域，所以，在另外的区域A2、A3，在比原材料10的相变点低的温度结束通电加热。
[0036]在对这样通电加热之后的原材料10进行加压时，宽度窄的区域Al变成被淬火的区域，另一方面，在宽度宽的区域A3变成非淬火区域，成为温热成形区域。另外，位于它们之间的中间区域A2，变成从淬火区域向温热成形区域过渡的区域。
[0037]即，热压后的原材料10的强度变成宽度窄的区域Al〉中间区域A2>宽度宽的区域A3，在车体宽度方向上具有强度分布。
[0038]如上所述，使原材料10的形状与顶梁延伸件I的形状相对应，形成车体内侧的宽度窄、外侧的宽度宽的梯形形状，沿着车体宽度方向通电，由此，使通电加热后的原材料10产生温度差。根据该温度差，在原材料10的加压成形时，分成从规定温度以上急冷的淬火区域(宽度窄的区域Al)、在高温状态成形的温热成形区域(宽度宽的区域A3)、和位于它们之间的中间区域A2 (参照图4)。
[0039]在加压时，在成为淬火区域的宽度窄的区域Al，通过淬火，原材料10的强度增大。另一方面，在成为非淬火区域的宽度宽的区域A3，原材料10的强度不变化。因此，在顶梁延伸件I上，车体内侧(前顶梁2侧)的强度变大，车体外侧(顶盖内纵梁3侧)的强度变小，产生沿着车体宽度方向的强度分布。
[0040]另外，在宽度窄的区域Al和宽度宽的区域A3之间存在中间区域A2。在中间区域A2中，宽度窄的区域Al侧的强度变大，并且，宽度宽的区域A3侧的强度变小。即，强度随着从宽度窄的区域Al向宽度宽的区域A3而逐渐变小。
[0041][车顶强度评价]
[0042]如上所述，准备包含有前顶梁2侧变成淬火区域且顶盖内纵梁3侧成为非淬火区域的顶梁延伸件1、和由顶梁延伸件I接合的前顶梁2及顶盖内纵梁3的车体。
[0043]对于该车体，如图5 (a)所示，对车顶的外侧端部在相对于垂直下方具有规定的倾斜角度的方向上附加负荷F，进行评价该负荷F的大小的车顶强度评价。具体地说，如图5(b)所示，在附加了负荷F的状态下，将装置压入，观察其移动量S与这时的负荷F的关联性。
[0044]根据图5 (b)，在负荷F达到某种程度的大小时，顶梁延伸件I从低强度侧(外侧)变形，暂时停止负荷F的上升，但是，之后再上升。这样，通过使顶梁延伸件I的顶盖内纵梁3侧先变形，防止前顶梁2的弯曲变形。
[0045]这里，顶梁延伸件I的弯曲模式，变成根据在顶梁延伸件I上的强度分布而从外侧向内侧依次变形的模式。即，可以将变形部位引导到与顶盖内纵梁3的接合侧。
[0046]这样，可以控制在向车顶施加负荷时的顶梁延伸件I的弯曲模式。
[0047]另外，在原材料10的宽度宽的区域A3，通过加热、加压成形，起到提高成形性能、并且提闻精度的优点。
[0048]宽度宽的区域A3包括顶梁延伸件I的凸缘部分，即，成形量大并且要求高精度的部位。这样，在本实施方式中，进行与原材料10的形状及顶梁延伸件I的用途相对应的成形。特别是，可以大大确保对于顶梁延伸件I的延伸方向需要大的截面面积的凸缘部分的刚性。
[0049]另外，原材料10形成这样的形状:S卩，顶梁延伸件I中的与顶盖内纵梁3的接合侧变得宽度宽的形状。
[0050]在本实施方式中，利用具有与顶梁延伸件I的形状相对应的形状的原材料10进行热压成形。借此，在通电加热时，宽度窄的区域Al变成淬火区域，宽度宽的区域A3变成非淬火区域，并且使宽度宽的区域A3对应于展开长度大的顶梁延伸件I的凸缘部分等，原材料10的形状成为对于顶梁延伸件I来说最佳的形状。
[0051]这样，在通电加热原材料10时，不必为了实现所希望的温度分布而采用特别的方法，可以降低设备成本。另外，由于在将原材料10加压之后，在进行修理等时，没有必要进行大的剪切，所以，可以提高合格率。
[0052]另外，在生产包括顶梁延伸件1、前顶梁2和顶盖内纵梁3的车体结构时，由于可以利用一般的焊接等简易作业实现顶梁延伸件I与前顶梁2、顶盖内纵梁3的接合，所以，可以
提闻生广率。
[0053]工业上的利用可能性
[0054]本发明能够用于将前顶梁与顶盖内纵梁接合起来的顶梁延伸件，以及包含有前顶梁、顶盖内纵梁及将它们接合起来的顶梁延伸件的车体结构。
[0055]附图标记说明
[0056]I 顶梁延伸件
[0057]2 前顶梁
[0058]3 顶盖内纵梁
[0059]10原材料
[0060]20 电极
【权利要求】
1.一种顶梁延伸件的成形方法，用于成形将前顶梁和顶盖内纵梁接合起来的顶梁延伸件，其中， 在对原材料通电并将该原材料的一部分加热到淬火温度以上时，通电加热成使得所述前顶梁侧达到所述淬火温度以上，而所述顶盖内纵梁侧不足所述淬火温度， 对所述通电加热后的原材料加压，成形为所述顶梁延伸件的形状，并进行急冷淬火。
2.如权利要求1所述的顶梁延伸件的成形方法，其中，所述顶梁延伸件从与前顶梁接合侧向与顶盖内纵梁接合侧延伸地设置，并且，在与所述顶盖内纵梁接合侧，形成具有能够与顶盖内纵梁进行面接合地与所述顶梁延伸件的延伸面正交的面的凸缘， 对于所述原材料，对应于所述顶梁延伸件的凸缘，作为在与所述顶梁延伸件的延伸方向正交的方向上的宽度比其它区域宽的区域，形成所述顶盖内纵梁侧的区域，并且，作为在与所述顶梁延伸件的延伸方向正交的方向上的宽度比其它区域窄的区域，形成所述前顶梁侧的区域， 所述通电加热沿着所述顶梁延伸件的延伸方向进行。
3.一种车体结构，所述车体结构配备有前顶梁、顶盖内纵梁、将所述前顶梁和所述顶盖内纵梁接合起来的顶梁延伸件，其中， 所述顶梁延伸件的所述前顶梁侧是淬火区域，所述顶盖内纵梁侧是非淬火区域。
【文档编号】B21D22/26GK103562053SQ201180071151
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2011年5月26日 优先权日:2011年5月26日
【发明者】佐藤博司 申请人:丰田自动车株式会社