专利名称：挤压空心铝合金面板以及生产该面板的方法
技术领域：
本发明涉及挤压空心铝合金面板以及生产该空心面板的方法。
背景技术：
用于导向滑动门的导轨(guide rail)例如连接到面板上，比如汽车用的地板面板上。例如，根据日本未审查专利申请出版物No. 2004-168106，通过焊接将导轨固定在地板面板体上。根据日本未审查专利申请出版物No. 2002-145116，将导轨固定于外部的四开板上。根据日本未审查专利申请出版物No. 2003-120116，在多个位置上利用螺栓和螺母将导轨固定在内门板上。这样的导轨通常都是由钢板弯曲形成，因此它们在横截面上有开口空间。
发明内容
已知技术的导轨是通过弯曲钢板制造，而且通过固定或焊接固定在面板上。不幸的是，这样的导轨在它们要连接的位置上不能避免一些变化，而且也需要复杂的生产工艺。因此，有鉴于上述问题，本发明的一个目的是提供一种挤压空心铝合金面板，该铝合金面板具有精确限定的开口部分并且可以通过更简单的工艺生产。为了实现上述目的，本发明提供一种挤压空心铝合金面板，它包括多块板和多个接合这些板的肋。该空心面板包括开口部分和闭合部分，所述开口部分和闭合部分由挤压一体成形，从而沿着挤压方向延伸。闭合部分在垂直于挤压方向的横截面上具有由肋在板之间限定的多个闭合空间。开口部分在横截面上有开口空间。根据本发明，开口部分和闭合部分通过挤压一体形成。因此，开口部分形成的位置依赖于所用挤压机模具的尺寸和形状。这样保证了开口部分稳定的位置和尺寸精度。另外， 空心面板可以通过比已知技术的面板更加简单的工艺进行生产，所述的已知技术的面板具有后来通过例如焊接而连接的开口部分。在挤压空心铝合金面板的可能实例中，多块板包括两块板，并且开口部分包括沿着横截面宽度方向设置在空心面板端部的肋、在宽度方向上从所述两块板向肋外部突出的突出部分，以及从突出部分的外端部延伸到板内部的延伸部分。延伸部分限定了一个在挤压方向上延伸的开口，以形成开口空间。在另一个可能的挤压空心铝合金面板实例中，多块板包括两块板，并且开口部分由这两块板和多个肋中的两个相邻肋构成。所述两块板之一具有在挤压方向上、在两个相邻肋之间延伸的开口，从而形成开口空间。开口部分可以由比用于闭合部分的铝合金具有更高强度的铝合金形成。此外，挤压空心铝合金面板可以配置成汽车用的地板面板、门板以及顶板中的任一种，而开口部分可以配置为导轨。如果导轨比其它部分具有更高的强度，则可以保证导轨所需要的强度，同时抑制面板重量增加。本发明还提供了制备该挤压空心铝合金面板的方法。这种方法包括将开口部分和闭合部分由这两部分的材料一起挤压而一体形成的步骤。依据这种方法，开口部分和闭合部分可以在一次挤压操作中一体形成，而不需要例如挤压步骤之后焊接这两部分的步骤。因而，空心面板可以通过更简单工艺生产。本发明还提供生产挤压空心铝合金面板的另一种方法。在这种方法中，开口部分可以由比闭合部分所使用的铝合金具有更高强度的铝合金形成。这种方法包括如下步骤， 即制备具有开口部分所用的铝合金和闭合部分所用的铝合金的复合材料坯料，然后将该复合材料坯料挤压形成挤压空心铝合金面板。依据这种方法，开口部分和闭合部分可以在一次挤压操作中使用不同的铝合金形成。空心面板因此可以通过更简单工艺生产。如上所述，本发明可以提供一种生产挤压空心铝合金面板的更简单工艺，所述面板具有精确限定的开口部分。
图1是根据本发明第一实施例的空心面板的整体透视图；图2是空心面板沿着挤压方向的侧视图；图3是挤压机主要部分的示意性截面图；图4是挤压机模具注射部分的示意性主视图；图5是挤压机模具挤压部分的示意性主视图；图6是根据本发明第一实施例的修改的空心面板在挤压方向的侧视图；图7是根据本发明第一实施例的另外的修改的空心面板沿着挤压方向的侧视图；图8是复合材料坯料的透视图；图9是根据本发明第二实施例用于挤压空心面板的注射部分的示意性主视图；图10是根据本发明第三实施例的空心面板沿着挤压方向的侧视图；图11是根据本发明第四实施例的空心面板沿着挤压方向的侧视图；以及图12是根据本发明第五实施例的空心面板沿着挤压方向的侧视图。
具体实施例方式现在参考附图详细描述本发明的优选实施例。第一实施例图1和图2说明了根据本发明第一实施例的挤压空心铝合金面板(下文中，简称为空心面板)。将依据这种实施例的空心面板成形成汽车用的地板面板。该空心面板是通过挤压铝合金而形成的一体式面板。图2是空心面板沿着挤压方向的侧视图。挤压方法稍后描述。在图1和图2中，空心面板10包括一对平行的平板12，这对平板在其厚度方向彼此分开并且由位于它们之间的多个肋连接。这些肋包括第一肋14、第二肋16和第三肋18，这些都将在以下详细描述。空心面板10包括作为闭合部分实例的面板体20以及作为开口部分实例的导轨 22。在这个实施例中，导轨22在空心面板宽度方向上位于空心面板10的端部(图2的左端)。换句话说，导轨22在垂直于挤压方向的横截面宽度方向上位于面板体20的端部。导轨22用于引导例如滑动门(未示出)。位于滑动门底端的导辊23沿着导轨22滚动。面板体20在第一肋14的右侧构成空心面板10的一部分，所述第一肋14位于空心面板10的左侧端部。面板体20包括接合部分24和中间部分26。接合部分24位于空心面板10的另一端(图2右端)，并且在宽度方向上构成第三肋18之外的空心面板10的一部分(图2中，第三肋18的右侧)。接合部分24在如图2所示的横截面内形成盒子形状， 以连接空心面板10和另一面板。构成接合部分24 —部分的第三肋18是垂直于板12形成的，并且在挤压方向上在板12的长度之上延伸。类似地，第一肋14是垂直于板12形成的， 并且沿着挤压方向在板12的长度之上延伸。第一肋14比第二肋16和第三肋18都厚。中间部分26构成接合部分24和导轨22之间的一部分空心面板10。第二肋16位于中间部分26中的两个板12之间。第二肋16以交替方式倾斜于板12，在垂直于挤压方向的横截面宽度方向形成Z形图案。第二肋16沿着挤压方向在板12的长度之上延伸。尽管中间部分26在从导轨22延伸的预定区域内具有与导轨22大体相同的壁厚， 但是中间部分26的壁厚比导轨22和接合部分24的壁厚小。导轨22包括第一肋14、在宽度方向上从板12向第一肋14外部突出的突出部分 28以及从突出部分28的外端向板12内部延伸的延伸部分30。延伸部分30彼此分离，从而在挤压方向上限定了在延伸部分30之间延伸的开口 32。支持导辊23的支撑件34通过开口 32插入导轨22中。导轨22的壁厚比面板体20除从导轨22延伸的预定区域之外的其它部分的壁厚大。这增加了导轨22的刚性，同时抑制了空心面板10的总重量的增加。下面描述生产空心面板10的方法。空心面板10使用图3所示的挤压机40进行制备。该挤压机40包括容器42、与容器42分离的压板(platen)44和位于这两者之间的模具单元46。容器42具有在坯料48挤压方向上延伸的内孔42a。与液压缸(未示出)的杆连接的杆柄49可滑动地设置在内孔42a内。压板44位于容器42的挤压侧(图3的右侧) 并固定在该处。模具单元46包括模座50、模环52、模具54、支持物56和垫圈58。模座50可以垂直于挤压方向从容器42和压板44之间的设定位置滑动到出口位置。模座50固定模环52。模环52和垫圈58安置在图3的水平方向上，并且保持在容器42和压板44之间。模环52形成圆柱形状，并且固定模具54和支持物56，所述模具54和支持物56在模环52内部的按此顺序安置在挤压方向上。参考图4和5，模具54包括注射部分60和位于注射部分60的挤压侧的挤压部分 62。坯料48从容器42挤压并注入注射部分60。注射部分60具有在挤压方向上穿透注射部分60的进口 60a。从容器42挤压的坯料48注入和分开进入进口 60a。图4是注射部分 60从容器42侧看的示意图。
挤压部分62具有模孔62a，所述模孔62a用于合并经过进口 60a的坯料48的挤压物，并将它们以空心面板10的形式挤压。如图5所示，模孔62a在挤压侧具有对应于空心面板10横截面形状的形状。杆柄49用液压缸致动，以从容器42挤压坯料48。然后将坯料48注入并分开进入模具54注射部分60的进口 60a。通过注射部分60的进口 60a的挤压物被合并并注入挤压部分62的模孔62a内，以挤压空心面板10，该空心面板10包括作为整体的面板体20和导轨22。如上所述，根据第一实施例，面板体20和导轨22通过挤压一体形成，从而制备出空心面板10。因此，导轨22形成的位置取决于挤压机40的模具54的尺寸和形状。这样就保证了导轨22的稳定的位置和尺寸的精度。此外，空心面板10可以采用比已知技术的面板更简单的工艺进行生产，所述的已知技术的面板是通过例如焊接而连接导轨的。导轨22在第一实施例中是作为开口部分的实例形成的，但是开口部分并不限于导轨。第二肋16在宽度方向上连续地排列，因此当从挤压方向看时，它们在闭合部分内部形成三角形图案，但是第二肋16的这种排列并不限于上述实施例。例如，参考图6，第二肋16可以是分离的，因此当从挤压方向看时，它们在闭合部分形成梯形图案。备选地，参考图7，第二肋16可以是垂直于板12安置的，以使它们在闭合部分内形成矩形图案。第二实施例在本发明的第二实施例中，空心面板10以与图1和图2所示的地板面板相同的形状形成。第二实施例与第一实施例的不同点在于，面板体20和导轨22是不同材料形成的。具体地说，在第二实施例中，导轨22和面板体20是由不同的铝合金形成的。用于导轨22的铝合金(第二材料)比用于面板体20的铝合金(第一材料)具有更高的强度。 所使用第二材料的实例包括JIS (日本工业标准)7000系列的铝合金，比如合金号7075和 7N01。所使用第一材料的实例包括JIS6000系列铝合金、比如合金号6N01。根据第二实施例的空心面板10这样形成如图8所示，预先制备具有两种铝合金的复合材料坯料66，然后使用挤压机将所述复合材料坯料66挤压。复合材料坯料66包括由用于面板体20的第一材料形成的主要部分66a以及由用于导轨22的第二材料形成的圆柱形辅助部分66b。复合材料坯料66形成具有辅助部分66b的圆柱形状，所述辅助部分66b 沿着主要部分66a的圆周表面并入。参考图9，在模具54的注射部分60中可以形成用于第二材料的进口 60b，以使用复合材料坯料66生产空心面板10。从挤压方向观察时，用于第二材料的进口 60b位于对应于导轨22的模孔62a那部分的同一侧。进口 60b被限定，以使经过该进口的挤压物被注入到对应于导轨22的模孔62a的那部分中。经过用于第一材料的进口 60a的挤压物和经过用于第二材料的进口 60b的挤压物的流量比可以调节，以使该流量比符合面板体20和导轨22的体积分布比(参见日本专利 3645453)。然后，可以形成空心面板10，以使第一和第二材料的焊接部分基本上与面板体 20和导轨22之间的边界相符。所述体积分布比指的是每单位长度空心面板10的面板体 20与导轨22的体积之比。如上所述，根据第二实施例，形成的导轨22具有比面板体20更高的强度。因此，可以增加导轨22的强度，同时抑制空心面板10的总重量增加。因此，空心面板10可以更容易地实现所需强度。另外，在第二实施例中，复合材料坯料66是预先制备的，然后使用挤压机挤压，在一步挤压操作中形成空心面板10。因此，空心面板10可以通过更简单的工艺生产。在第一实施例中，为确保所需的强度，导轨22的壁厚比面板体20大，而在第二实施例中，为确保所需要的强度，导轨22采用了不同的材料。在第二实施例中，一些面板应用中的导轨22的壁厚与面板体20的壁厚基本相同。其余的结构、操作和优点都与第一实施例相同。第三实施例在本发明的第三实施例中，空心面板10配置成汽车用的地板面板。如图10所示， 第三实施例与第一实施例的不同之处在于，导轨22在宽度方向(垂直于挤压方向)形成于空心面板10的中间部分。例如，当座位(未示出)向前和向后滑动时，使用导轨22引导座位。在第三实施例中，导轨22在宽度方向上将面板体20分成二部分。在挤压方向延伸的开口 68被限定在将要形成导轨22的上底板12上的位置处，而第一肋14位于开口 68 两侧的每一侧上。导轨22由两个相邻的第一肋14、在这两个第一肋14之间延伸的上底板 12的部分以及与所述上底板12的部分相对的下底板12的一部分限定。为了增加导轨22 的强度，与开口 68相对的下底板12的那部分的厚度大于下底板12其余部分的厚度。当从挤压方向观察时，面板体20包括位于导轨22左侧的第一面板体部分20a以及位于导轨22右侧的第二面板体部分20b。第一面板体部分20a包括接合部分24a和中间部分26a，第二面板体部分20b包括接合部分24b和中间部分26b。接合部分24a和24b在宽度方向上都位于空心面板10的端部，以将空心面板10连接到例如其它面板上。中间部分26a和26b分别位于导轨22和接合部分24a之间以及导轨22和接合部分24b之间。中间部分26a和26b包括第二肋16，接合部分24a和24b各包括第三肋18。根据第三实施例，面板体20和导轨22如上述实施例那样通过挤压一体形成。这样就保证了导轨22的稳定的位置和尺寸的精度。此外，空心面板10可以通过更简单的工艺生产。在第三实施例中，在面板体20的中间部分限定了单个导轨22，但是导轨数目并不限制。例如，可以限定两个导轨，以在宽度方向将面板体20分隔成三个部分。此外，如第二实施例那样，面板体20和导轨22可以由不同材料形成。其余的结构、操作和优点都与第一实施例相同。第四实施例如图11所示，在本发明的第四实施例中，空心面板10配置成汽车用的顶板。在这个实施例中，成对的板12用位于其间的肋14、16和18弯曲。导轨22在具有水平放置的第一肋14的宽度方向上位于面板体20的端部。突出部分28从第一肋14向下延伸，并且延伸部分30从突出部分28的底端水平伸出。因此，突出部分28和延伸部分30限定了朝下的开口 32。位于滑动门(未示出)顶端的导辊沿着导轨22滚动。尽管在第二实施例中面板体20和导轨22可以由不同的材料形成，但是在本实施例中，空心面板10是使用单一材料形成一块顶板。其余的结构、操作和优点都与第一实施例相同。第五实施例如图12所示，在本发明的第五实施例中，空心面板10配置成汽车用的门板。空心面板10具有上下导轨22，该上下导轨22将面板体20分成三部分，即，第一面板体部分20a、 第二面板体部分20b以及第三面板体部分20c。板12中的一个基本上是平坦的，而其它板则是弯曲的。因此，空心面板10厚度在其高度的中心部分更厚，而不是具有均勻的厚度。为了增加用作门板的空心面板10的强度，位于两个导轨22之间的第二面板体部分20b的壁厚比位于导轨22顶部的第一面板体部分20a和位于导轨22底部的第三面板体部分20c厚。尽管在第二实施例中，面板体20和导轨22可以由不同的材料形成，但是在本实施例中，空心面板10是使用单一材料形成一块门板。其余的结构、操作和优点都与第一实施例相同。
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权利要求
1.一种汽车用挤压空心铝合金面板，其包括两块板；和接合所述两块板的多个肋，所述面板包括通过挤压一体形成的开口部分和闭合部分，所述闭合部分在垂直于挤压方向的横截面内具有由多个肋在所述板之间限定的多个闭合空间，且在该状态下形成为沿着挤压方向延伸的形状，所述开口部分在所述的横截面内具有开口空间且在该状态下形成为沿着挤压方向延伸的形状，并且所述开口部分包括在所述横截面的宽度方向位于空心面板的端部的肋，在宽度方向上从所述两块板突出到肋外部的突出部分，以及从突出部分的外端向板内部延伸的延伸部分，所述延伸部分限定了一个沿着挤压方向延伸的开口，以形成开口空间，其中所述开口部分被配置成导轨，并且所述导轨包括强度比闭合部分所用的铝合金强度更高的铝合金。
2.如权利要求1所述的挤压空心铝合金面板，其中所述开口部分由两块板和多个肋中的两个相邻的肋构成，所述两块板中的一块板在挤压方向上具有在所述两个相邻肋之间延伸的开口，以形成开口空间。
3.一种制备如权利要求1所述的挤压铝合金面板的方法，该方法包括通过将开口部分和闭合部分的材料一起挤压而一体形成开口部分和闭合部分的步骤。
4.一种制备如权利要求1所述的挤压铝合金面板的方法，该方法包括如下步骤制备具有用于开口部分的铝合金和用于闭合部分的铝合金的复合材料坯料；和将所述复合材料坯料挤压以形成所述的挤压空心铝合金面板。
5.如权利要求1至2中任何一项所述的挤压空心铝合金面板，其中导轨的壁厚比面板体除从所述导轨延伸的预定区域之外的其它部分的壁厚大。
全文摘要
一种挤压空心铝合金面板，它包括通过挤压一体形成以在挤压方向延伸的面板体和导轨。所述面板体在垂直于挤压方向的横截面内具有由多个肋在多块板之间限定的多个闭合空间。所述导轨在横截面内具有开口空间。
文档编号F16S1/14GK102434771SQ201110267080
公开日2012年5月2日 申请日期2006年7月19日 优先权日2005年7月20日
发明者荣辉, 贝田一浩 申请人:株式会社神户制钢所