专利名称：车身结构的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及一种车身结构，更具体地说，涉及一种对车身的地板面板部分的改进。
背景技术：
例如在日本专利公开文本No.5-221342中披露了一种设计用来增加地板面板部分的刚度的用于车辆例如汽车的车身结构。参照本申请的图12和13对所披露的车身结构进行说明。
参照图12、13，车辆200具有带有地板面板204的车身201。地板面板204具有在横向中心处朝向客厢凸出并沿车身纵向延伸的地板通道202。一对在地板通道202的相对侧上纵向延伸的左、右地板框架构件203、203连接在地板面板204的底面上。在地板面板204中沿纵向按有规律的间隔形成多个沿横向延伸的加强筋205。加强筋205与左、右地板框架构件203、203相交叉。
如图13所示，在冲击能En从前面作用在位于横向外部位置处的地板面板204的前部上，也就是说，斜向冲击作用在车身201的前部上时，冲击能En作用于其中一个地板框架构件203的前端上。冲击能En被从地板框架构件203分散并传递到地板面板204的左、右侧面中的相对应的一个上，并且同时被传递给地板通道202。
在斜向碰撞中，冲击能En在左、右侧面中的一个上较大。与前面碰撞时相比，作用在其中一个地板框架构件203上的冲击能En要大很多。从地板框架构件203传递给地板面板204的冲击能En也较大。当较大的冲击能En使地板框架构件203后退时，地板面板204从具有相对较高的刚度的地板通道202向后变形。
与此相比，其中加强筋205与地板框架构件203相交叉的地板面板204的部分具有较高的刚度，但是其他部分的刚度较低。地板面板204在刚度较低的部分(例如形成较大的褶痕)中变形较大，从而影响了与地板面板204相连接的地板框架构件203的后退量，并且影响了地板面板204和地板框架构件203之间的连接状态。为了限制这些影响，可以想到用增强材料来加固刚度较低的部分。然而，这使车身结构复杂化，增加了车身的重量，并且留有改进的空间。
发明内容
本发明提供了一种结构简单的车身结构，其能够增加地板面板抵抗在斜向碰撞中的冲击能的刚度。
根据本发明，提供了一种车辆车身结构，其包括地板面板，其具有在横向中心处形成并沿车身的纵向延伸的地板通道；以彼此间隔开的关系设置在地板通道的相对侧上并沿车身的纵向延伸的左、右地板框架构件；以及分别从左、右地板框架构件的前端向车身前面延伸的左、右前纵梁构件；地板面板安置在左、右地板框架构件上并且与其相连接，该地板面板具有多个在平面图中从左、右地板框架构件的至少一侧朝横向中心向后倾斜延伸并沿车身的纵向排列的加强筋。
在本发明的车身结构中，当在车辆的斜向碰撞中的冲击能作用于左、右地板框架构件中的任意一个上时，地板面板承受从地板框架构件朝向横向中心的向后倾斜的压缩负载。因此，细长的加强筋大致沿负载的方向设置。在本实施例中，向后倾斜的倾角最好为40°-50°。
因此，加强筋增加了地板面板沿压缩负载的方向的刚度。这样，提高了在斜向碰撞中地板面板抵抗冲击能的刚度。地板面板的增加的刚度防止了在地板面板中形成褶痕。这可限制地板框架构件由于冲击能而后退，防止了变形。因此，限制了与地板相连接的地板框架构件的后退量，并保持了地板面板和地板框架构件之间的连接状态。
仅在地板中形成加强筋并增加地板的刚度的结构简化了车身的结构，从而防止了车身重量的增加。
加强筋的形成增加了地板的刚度，从而改善了在车辆行驶时地板的减振性能。
下面参照附图仅以示例的方式对本发明的优选实施例进行详细的说明，图中图1为具有根据本发明的车身结构的车辆的示意性侧面剖视图；图2为根据本发明的具有形成有多个加强筋的地板面板的车身的透视图；图3为拆去地板面板的车身的平面图；图4为车身的透视图，说明在图3所示的右下边梁和右地板框架构件之间的关系；图5为沿图3中的线5-5的剖视图；图6为车身的平面图，说明在右下边梁、右地板框架构件和座椅支架之间的关系；图7为沿图3中的线7-7的剖视图；图8为安装了具有加强筋的地板面板的车身的平面图；图9为具有加强筋的地板面板的剖视图；图10为图8所示地板面板的加强筋部分的剖视图；图11A、11B和11C为表示其中冲击能作用在没有加强筋的地板上的比较例和冲击能作用在具有加强筋的本实施例上的状态的示意图；图12为具有传统的车身结构的车辆的示意性透视图；以及图13为图12所示具有加强筋的地板面板的透视图。
具体实施例方式
图1中所示的车辆10为带有背门的旅行车，其具有客厢11以及发动机舱12，并且在客厢11和后部行李箱之间没有隔断。车辆10具有设置在客厢11的前部和后部中的乘客座椅(即前排座椅13和后排座椅14)，并且具有在车身20的框架构件上方延伸的地板面板30，该地板面板30的后部形成行李箱部分。
参考标号15表示前轮，参考标号16表示后轮。
地板面板30包括位于地板面板30前部的前地板面板31和与前地板面板31的后边缘接续的后地板面板32，该后地板面板32位于比前地板面板31的水平位置高的水平位置处。
左、右两个前排座椅13设置在前地板面板31的大约中间位置处。左、右两个后排座椅14位于后地板面板32的前部处。燃油箱17设置在后地板面板32的下面，位于后排座椅14的下方。
如图1和2所示，前地板面板31具有在前排座椅13和后排座椅14之间，也就是说，在坐在后排座椅14上的乘客脚下形成的左、右地板下存物箱18、18。
如图2所示，前地板面板31相对于位于横向中心的地板通道33具有左半部分的几乎平坦的左半侧地板34L和具有作为向上凸起的右半侧部分的一部分的凸部35的右半侧地板34R。左半侧地板34L和右半侧地板34R都具有多个用来增加地板刚度的加强筋36L、36R。
图3为拆下地板面板30的车身的平面图，但是，为了便于说明，例外地示出了地板面板30的地板通道33。
车身20在前部具有沿车身的纵向延伸的左、右前纵梁构件41、41、与前纵梁构件41、41的后部相连的左、右侧支架42、42、从侧支架42、42的后部向后延伸的左、右下边梁43、43以及作为其主要构件的从其下边梁43、43的后部向后延伸的左、右后纵梁构件44、44。
地板通道33在横向中心线CL上沿车身的纵向延伸。一对左、右地板框架构件45、45沿地板通道33的相对侧且沿车身的纵向延伸。地板框架构件45、45在其后端部分46、46处与左、右下边梁43、43的纵向中间部分相连接。
因而，地板框架构件45、45和下边梁43、43以从横向中心线CL侧到左、右侧的这个顺序设置。如上所述，左、右地板框架构件45、45的后端部分46、46与下边梁43、43的纵向中间部分直接相连。
换句话说，左、右前纵梁构件41、41为从左、右地板框架构件45、45的前端向前延伸的构件。
第一横梁51在左、右前纵梁构件41、41的后端之间延伸。一对左、右第二横梁52、52在地板通道33的前部和左、右地板框架构件45、45的前部之间延伸。左、右第三横梁53、53在左、右地板框架构件45、45的后端位置处于地板通道33和左、右下边梁43、43之间延伸。左、右第四横梁54、54在地板通道33和左、右下边梁43、43的后端部分之间延伸。第五横梁55和第六横梁56在位于左、右后纵梁构件44、44之间的前部和后部位置上延伸。
地板通道33从第一横梁51延伸至第四横梁54。
现在将参照图4-7对下边梁和地板框架构件之间的关系进行说明。
如图4所示，每个下边梁43为具有结合在一起的横向向内的下边梁内侧部分47和横向向外的下边梁外侧部分48的截面封闭的梁。当从侧面看下边梁43时，下边梁43为这样一种构件，即，其具有与侧支架42相连接的较薄的前部和在第三横梁53后面的较厚部分。
更具体地说，如图4和图5所示，下边梁43具有基本上平坦的顶面43a，前部厚度为H1(从顶面43a到底面43b的截面高度)；靠近第三横梁53的底面43b的向后下方倾斜的斜面43c，并且在第三横梁53后面的部分处的厚度为H2。后部厚度H2大于前部厚度H1。
如图4和图6所示，每个地板框架构件45具有基本上呈u形的向上打开的横截面且具有从上边缘延伸到左、右侧的凸缘45a、45a。地板框架构件45的后端部分46在从顶部看时具有朝向下边梁43沿曲线变宽的加宽形状。
如图5所示，后端部分46沿下边梁43的底面43b向后延伸并且还以锥形沿下边梁43的斜面43c向后延伸。图5示出了后端部分46的端部通过点焊与第三横梁53的底部相连接。图7示出了后端部分46的端部通过点焊与下边梁43的底部相连接。
因此，如图6所示，当从顶部看车身20时，地板框架构件45的后端部分46具有朝下边梁43按曲线形式变宽的加宽形状，其端部与下边梁43的纵向中间部分相连接。后端部分46也与第三横梁53相连接。
也就是说，如图3所示，左、右地板框架构件45、45被设置得短于左、右下边梁43、43，并且使左、右地板框架构件45、45的后端部分46、46与左、右下边梁43、43的纵向中间部分直接地相连接而且还通过左、右第三横梁53、53与左、右下边梁43、43的纵向中间部分间接地相连接。
因此，车身20具有足够的强度和刚度，而无需将地板框架构件45延伸到车身20的后部。
在冲击能从前面作用在前纵梁构件41中的任意一个上时，冲击能从前纵梁构件41传递到相对应的地板框架构件45上。被传递到地板框架构件45上的冲击能可以从后端部分46被有效地分散到下边梁43和第三横梁53上。
如图5所示，前地板面板31为放置在第三横梁53前面并在车身20上方，即在整个地板框架构件45上方延伸的板材，它也被设置在第三横梁53的后面并在车身20的底部上方，即在第三横梁53和第四横梁54上延伸。
后地板面板32为具有在其前边缘处向下延伸并与前地板面板31的后部相连接的下弯部分37的板件。
更具体地说，前地板面板31也在地板框架构件45上方延伸，在后端部分46处沿向后下方倾斜的顶面大约向后下方倾斜地延伸，并且沿第三横梁53的底部几乎水平地进一步向后延伸。
以下，前地板面板31的上述向后下方倾斜的部分被称为“地板下存物箱的前壁61”，沿第三横梁53的底部向后水平地延伸的前地板面板31的部分被成为“地板下存物箱的底板62”。
如图2、3和5所示，从横向中心线CL延伸到至少左、右下边梁43、43的左、右地板下存物箱18、18设置在地板框架构件45的后端部分46的后面，地板下存物箱18、18为在平面图中具有基本上为矩形形状的向上敞开的凹部，其由左、右下边梁43、43、中央地板通道33、第三横梁53、前地板面板31和后地板面板32的下弯部分37包围。地板下存物箱18、18位于地板通道33的相对侧上。
如上所述，每个地板下存物箱18具有从前部向后下方倾斜的前壁61和从前壁61的下边缘向后延伸的几乎水平的底板62。地板下存物箱18的底板62(底部62)即前地板面板31的后部的高度略高于地板框架构件45的底面45b的高度(见图5)。
第四横梁54可以省去。第四横梁54可以具有由前地板面板31和与前地板面板31的后部相连接的后地板面板32构成的组合结构。
如图3所示，外座椅支架70设置在左、右地板框架构件45、45的后端部分46、46中的至少一个上。内座椅支架81设置在地板通道33上。
这些座椅支架70、81为用于安装在图7中用假想线表示的前排座椅13(乘客座椅13)的安装构件。前排座椅13通过座椅导轨82、82可纵向滑动地安装在座椅支架70、81上。
现在将参照图4-7对将外座椅支架70安装在地板框架构件45上的结构进行说明。
外座椅支架70为向下开口且横向细长的基本上为矩形的盒子，在其下边缘处一体地具有多个分别沿侧面延伸的连接凸缘(两个前凸缘71、72，一个后凸缘73和一个横向向内的侧凸缘74)。位于横向向内位置的前凸缘71具有螺栓孔75。后凸缘73具有前、后两个螺栓孔75、75。
如图5所示，支撑件91在对应于座椅支架70的位置的地方设置在地板框架构件45的后端部分46上。该支撑件91为在横截面视图中向上敞开的大致为u形的构件，其具有从上边缘向前和向后延伸的凸缘92、92。凸缘92、92具有与地板框架构件45的凸缘45a、45a的凸缘面的高度相同的凸缘面。支撑件91的凸缘92、92和地板框架构件45的凸缘45a具有在与座椅支架70的螺栓孔75的位置相对应的位置处通过焊接或类似方法固定在背面的螺母93。
座椅支架70安置在地板框架构件45和支撑件91上，并且使前地板面板31被夹其间。具体地说，座椅支架70的凸缘71-74从前地板面板31的上方放置在地板框架构件45的凸缘45a和支撑件91的凸缘92、92上，这些凸缘和前地板面板31在五个焊接点Pw处被点焊在一起(参见图6)，并且三个螺栓(即紧固构件)穿过螺栓孔75从上方被紧固到相应的螺母93中，由此将座椅支架70紧固在地板框架构件45上。
这样，地板面板30和座椅支架70以这样的顺序设置在地板框架构件45上，并且地板框架构件45、地板面板30和座椅支架70在这样的状态下通过在点Pw处的点焊而连接在一起，同时通过用螺栓94将它们紧固在一起而连接起来。
因此，如图5所示，地板框架构件45和座椅支架70形成封闭的横截面结构，从而增加了地板框架构件45和座椅支架70的强度和刚度。
对于在地板框架构件45、地板面板30和座椅支架70之间的连接结构而言，可以将通过点焊而形成的连接结构和通过利用作为紧固构件的螺栓94将它们紧固在一起而形成的连接结构组合起来使用，这可使另一个的连接结构得到完善。
例如，当地板框架构件45、地板面板30和座椅支架70被简单地点焊时，有必要提供多个夹具插入孔45c(参见图7)，用来将焊接夹具插入地板框架构件45中。当增加夹具插入孔45c的数量时，必须增加或者加大框架板材的厚度，以确保地板框架构件45的强度和刚度，这却增加了车辆的重量。
相反，在采用通过螺栓94来进行紧固的连接结构时，螺母93可以预先固定在地板框架构件45的背面上。通过固定的螺母93，螺栓94可以从一侧被紧固以很容易地把地板框架构件45、地板面板30和座椅支架70连接在一起。因此，可以减少用于连接操作的夹具插入孔45c的数量。这样消除了增加或者加大框架板材的厚度以便确保地板框架构件45的强度和刚度的需要。
如图7所示，地板框架构件45的后端部分46被直接和/或间接地连接到下边梁43的纵向中间部分上，并且外座椅支架70设置在后端部分46上，这消除了在左、右下边梁43之间延伸座椅支架70的必要。
因此，可将座椅支架70的尺寸减小到可固定在前排座椅的乘客座椅13上的程度。因此，可以减小座椅支架70的尺寸和重量，从而降低了车身20的成本。
座椅支架70设置在与下边梁43相连接的地板框架构件45的后端部分46上，从而座椅支架70的横向位置可以在如图7所示的后端部分46的宽度范围内(在横向尺寸上)自由地设定。因此，座椅支架70的位置可以很容易地设定以安装乘客座椅13，从而增加了车身20的设计自由度。
由于座椅支架70可以设置在与下边梁43分开的位置上，在下边梁43和座椅支架70之间形成空间Sp1。外座椅支架70和内座椅支架81可由不同的构件构成。因此，在地板面板30的上方，在外座椅支架70和内座椅支架81之间形成空间Sp2。
这些空间Sp1、Sp2可以被有效地利用。例如，它们可用作储藏空间，或者被用作为其中可放置小附件(小型光盘更换装置，导航装置)的空间。
现在将参照图2和图8-10对用于增加地板面板30的刚度的结构进行说明。图8为对应于图3的装有地板面板的车身的平面图。图9为当从后面看时装有地板面板的车身的剖视图。图10示出了在地板面板中形成的加强筋。
如上所述，在本实施例中的车身20具有这样的结构，即，与地板通道33连续的地板面板30被安置在左、右地板框架构件45、45上方并且与其相连接。前地板面板31的右半侧地板34R具有在地板通道33附近形成的凸起部分35，该凸起部分35向上凸出以使纵向延伸的发动机排气管111和消声器112在地板下面延伸。如图9所示，凸起部分35具有弧形的横截面。
地板面板30的前地板面板31具有在平面图中从左、右地板框架构件45、45的至少一侧向后倾斜地延伸到横向中心线CL而形成的加强筋36L、36R。加强筋36L、36R以几乎均匀的间隔沿车身20的纵向排列。
更具体地说，在平坦的左半侧地板34L中形成的左侧加强筋36L为从左侧地板框架构件45的前部朝横向中心线CL向后倾斜地延伸的细长凸脊。
在右半侧地板34R中形成的右侧加强筋36R为从右侧地板框架构件45的前部朝横向中心线CL向后倾斜地延伸的细长凸脊。右侧加强筋36R主要形成在凸起部分35上。
当从顶部看时，加强筋36L、36R相对于横向中心线CL以倾角θ倾斜。倾角θ最好为40°-50°。
如上所述，发动机排气管111和消音器112设置在地板下方，并从地板面板30向下突出。加强筋36R在发动机排气管111和消音器112的上方延伸。因此，由于加强筋36R的形成而在发动机排气管111和消音器112以及地板面板30之间形成一空间。
当车辆10正在行驶时，通过地板下方的流动的风Wi的一部分经过加强筋36L、36R，从左、右前部朝横向中心线CL向后倾斜地流动。因此，发动机排气管111和消声器112同样可被流动的风Wi沿在地板面板30下方的空间冷却，从而改善了发动机排气管111和消声器112的冷却性能。
由于通过地板下方的流动的风Wi的一部分能够经过加强筋36R，即使发动机排气管111和消声器112从地板面板30向下突出，正在行驶的车辆也可以具有改进的空气动力学特性。
加强筋36L、36R可以被构造成这样，即，(1)从地板框架构件45、45附近朝横向中心线CL向后倾斜地延伸，或者(2)在一端与地板框架构件45、45相交(在平面图中与之重叠)，在另一端朝着横向中心线CL向后倾斜地延伸。
图11A和11B示出了地板面板和周围部分的比较例，图11C示出了本实施例。
图11A示出了在对比例中的没有任何加强件的地板面板30。当冲击能En从前面作用在车辆10的前方横向外部位置处，即在车身20的前部受到斜向冲击时，冲击能En经由前纵梁构件41作用在地板框架构件45的前端上。冲击能En从地板框架构件45被分散并传递到地板面板30的左、右侧面中相对应的一个(右半侧地板34R)上，并且同时被传递到地板通道33上。
在前面碰撞中，冲击能En由一对左、右地板框架构件45承受，其中仅一半的能量作用在每个地板框架构件45上。相反，在斜向碰撞中的冲击能En大于在左、右侧面之一上的冲击能。与前面碰撞时相比，作用在地板框架构件45之一上的冲击能En明显较大。从地板框架构件45被传递给地板面板30的冲击能En也较大。
当很大的冲击能En使地板框架构件45如图11B所示地后退时，地板面板30从具有相对较大的刚度的地板通道33处向后变形。
具体来说，由于具有相对较小的刚度，地板面板30可塑性地变形到很大程度。例如，在地板面板30中可以形成多个大的褶痕Cr。地板面板30在沿横向偏置于横向中心线CL的位置上承受来自地板框架构件45的冲击能En。因而，地板面板30从地板通道33向后变形。因此，平坦的地板面板30承受从地板框架构件45朝横向中心线的向后倾斜的压缩负载。形成了从地板通道33向后倾斜地延伸到侧面的褶痕Cr。
褶痕Cr的产生影响到与地板面板30相连接的地板框架构件45的后退，并且也影响了在地板面板30和地板框架构件45之间的连接的状态。
相反，在如图11C所示的本实施例中的地板面板30形成有多个在平面图中从地板框架构件45向后倾斜地延伸到横向中心线CL并在车身的纵向上(在图中从左到右)排列的加强筋36R。也就是说，由于地板面板30将承受从地板框架构件45朝横向中心线CL向后倾斜的压缩负载，通常沿负载的方向设置细长的加强筋36。换句话说，加强筋36R沿基本上垂直于图11B所示褶痕Cr的形成方向的方向设置。
因此，加强筋36R增加了地板面板30在压缩负载的方向上的刚度。这样，增加了在斜向碰撞中地板面板30抵抗冲击能En的刚度。地板面板30的增加的刚度防止了褶痕的形成，限制了由于冲击能En而导致的地板框架构件45的后退。防止地板面板30的变形致使与地板面板30相连接的地板框架构件45的后退量受到限制，从而保持了在地板面板30和地板框架构件45之间的连接的状态。
仅在地板面板30中倾斜地形成加强筋36以及增加地板面板30的刚度的结构简化了车身20的结构，并可防止车身20的重量增加。
加强筋36R的形成增加了地板面板30的刚度，尤其是厚度方向的刚度(经常被称为表面刚度)，并可改善当车辆正在行驶时地板面板30的减振性能(限制振动的特性)。
在本发明中，加强筋36L、36R并不局限于本实施例中示出的形状、尺寸和数量，并且可以根据需要进行变化。
左、右地板框架构件45、45并不局限于这样的构造中，即，使后端部分46、46朝左、右下边梁43、43的纵向中间部分弯曲并且与其相连接，而且可替代地向车身20的后面笔直地延伸。
将地板框架构件45的后端部分46连接到下边梁43的纵向中间部分上的结构可为直接型连接和/或间接型连接。例如，可以采用下面结构(1)-(3)中的一个(1)一种使左、右地板框架构件45、45的后端部分46、46仅与左、右下边梁43的纵向中间部分直接相连接的结构；(2)一种如下所述的结构，即，使左、右地板框架构件45、45的后端部分46、46仅与第三横梁53、53相连接，并且使第三横梁53、53与左、右纵梁的43、43的纵向中间部分相连接，由此使左、右地板框架构件45、45的后端部分46、46通过第三横梁53、53与左、右下边梁43、43的横向中间部分间接地相连。左、右第三横梁53、53可替代地被结合成一个部件；以及(3)一种将(1)和(2)组合使用的结构。
如上所述，在本发明中的车身结构适于这样的车辆，即，地板通道33在横向中心处纵向延伸，而且地板框架构件45、45在地板通道33的相对侧上纵向延伸。
权利要求
1.一种车身结构，包括地板面板(30)，其具有在横向中心(CL)处形成并沿车身的纵向延伸的地板通道(33)；以彼此间隔开的关系设置在所述地板通道的相对侧上并沿所述车身的纵向延伸的左、右地板框架构件(45、45)；以及分别从所述左、右地板框架构件的前端向所述车身的前面延伸的左、右前纵梁构件(41，41)；地板面板(30)被安置在所述左、右地板框架构件(45、45)上并与其相连接，而且具有多个加强筋(36L、36R)，这些加强筋在平面图中从所述左、右地板框架构件的至少一侧朝所述横向中心(CL)向后倾斜地延伸并且沿所述车辆的纵向排列。
2.根据权利要求1所述的车身结构，其特征为，所述加强筋(36L、36R)相对于所述横向中心(CL)以为40°-50°的倾角(θ)倾斜。
全文摘要
本发明提供了一种车身结构(20)，其具有其刚度可承受在车辆的斜向碰撞中产生的冲击能的地板面板(30)。该地板面板具有多个沿冲击能的作用方向形成的加强筋(36L、36R)。该加强筋在地板面板中形成，从而它们从左、右地板框架构件(45、45)朝横向中心(CL)向后倾斜地延伸，并且沿车身的纵向排列。
文档编号B62D25/20GK1590195SQ200410058290
公开日2005年3月9日 申请日期2004年8月20日 优先权日2003年8月26日
发明者中村正, 鸟羽良幸 申请人:本田技研工业株式会社