专利名称：车辆地板结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在地板的横向中心部具有向上突出的通道部分的车辆地板结构，更具体地涉及一种该通道部分的加强结构，它试图当车辆受到碰撞时实现冲击吸收性能的改善。
背景技术：
在汽车中，采用某种结构来防止座舱受到由于车辆碰撞产生的冲击的影响。此外，如果汽车的尺寸较小，其从车身前端部到前围板(前隔板，dash panel)的纵向长度相对较短，那么，在受到正面碰撞时，不能在位于比前围板更前方的一部分车身上吸收的冲击将被传递到位于比前围板更后方的一部分地板上。
然后，比如在JP-A-5-69753中，为了增大地板抗冲击的刚度，在地板的通道部分上布置有加强件(传动盖)，并且沿加强件外圆边缘的整个圆周形成凸缘，这样形成的凸缘是以点焊方式焊接到通道部分，来提高通道部分的刚度。
附带说一下，在采用上述相关技术的结构的情况下，其中加强件的凸缘部分是沿通道部分的整个圆周以点焊方式焊接到通道部分，在碰撞时的输入，实际上会被传递到坚固加强的通道部分，因而引起通道部分没有充分表现出来冲击吸收功能的担忧。
发明内容
本发明是考虑相关技术的情形而实施的，本发明的目的在于提供一种车辆地板结构，该车辆地板结构能加强在车辆受到碰撞时表现出的通道部分的冲击吸收性能。
为了达到上述目的，依据本发明的第一方面，提供一种车辆地板结构，在该结构中，在地板上的横向中心部形成有向上突出的通道部分，界定发动机舱和座舱的前围板的下边缘部分连接到地板的前边缘部分，以及横向延伸的横梁连接到地板的纵向中部，其中，加强件设置在地板上，使得至少部分加强件位于比横梁更靠前的位置，加强件包括抑制变形部分和平板形促进变形部分，抑制变形部分的横截面基本为U型，该抑制变形部分邻接在通道部分上从上壁部分到其纵向角部处，纵向角部沿着上壁部分的侧边缘延伸，促进变形部分从抑制变形部分的前端沿着上壁部分向前延伸。
依据本发明的第二方面，提供一种如本发明第一方面所述的车辆地板结构，其中，纵向延伸的车门槛板分别连接到地板的纵向侧边缘部分，并且，加强件的抑制变形部分和促进变形部分之间的边界部分位于靠近直线的位置，该直线连接位于地板横向方向上地板一侧的地板前端部和位于地板横向方向上地板另一侧的横梁的端部一侧。
依据本发明第一方面的地板结构，因为加强件包括有横截面基本为U形、邻接于通道部分的从上壁部分到纵向角部(沿上壁侧延伸)处的抑制变形部分以及从抑制变形部分前端向前延伸的平板形促进变形部分，当由车辆正碰产生的冲击力被传递到通道部分时，这样传递的冲击力被变形的促进变形部分吸收，然后，不能被促进变形部分吸收的部分冲击力于是通过抑制变形部分被传递到横梁来吸收，从而可以增大通道部分的冲击力吸收性能，因此可避免车身变形的增大。
在本发明的第二方面中，因为加强件的抑制变形部分和促进变形部分之间的边界部分设为位于靠近直线的位置，该直线连接位于地板横向方向上一侧的地板前端部和位于地板横向方向上另一侧的横梁的端部一侧，所以可以抑制车辆受到偏移碰撞时导致的偏移负荷输入产生的变形和应变，并且可以防止车门槛板上点焊的断开。
也就是，通过由发明人进行的碰撞测试发现，在偏移碰撞的情况下，由于输入到一个车门槛板中的冲击力而容易在所述直线上、尤其在靠近通道部分的位置上产生由剪切负荷引起的变形和应变，以及由于这样输入到该车门槛板中的冲击力而容易产生车门槛板上点焊的断开。然后，在本发明中，因为高刚度的抑制变形部分设置在由于偏移碰撞产生的偏移负荷输入而容易发生变形和应变的位置，或者设置在位于靠近通道部分的直线位置上，所以可以抑制应变的产生，从而可防止车身变形的增大。另外，因为可以抑制其上有偏移负荷输入的车门槛板向后移动，所以可以防止车门槛板上点焊的断开。
图1为依据本发明实施例的汽车前地板的俯视图；图2为前地板的透视图；图3为前地板的通道部分的截面前视图(沿图2中线III-III的横截面)；图4为通道部分的截面侧视图(沿图2中线IV-IV的纵断面)；图5为实施例加强件的俯视图。
具体实施例方式
在下文中，将基于
本发明的实施例。
图1至5为解释依据本发明实施例的车辆地板结构的图，其中，图1和2分别为汽车前地板的俯视图和透视图，图3为前地板的通道部分的截面前视图(沿图2中线III-III的横截面)，图4为通道部分的截面侧视图(沿图2中线IV-IV的纵断面)，图5为加强件的俯视图。
在图中，附图标记1代表汽车的前地板，且前地板的结构如下。地板3布置在左右纵向延伸的侧梁2、2的后半部分上，前围板4垂直延伸而界定了发动机舱A和座舱B，前围板4的下边缘部分4a以焊接方式连接到地板3的前边缘部分3a。另外，横向延伸的横梁6在比前围板4靠后的位置上以焊接方式连接到地板3。此外，纵向延伸的车门槛板5、5以焊接方式分别连接到地板3的左右边缘部分3b、3b。
横梁6的左右端部连接到车门槛板5，且左右侧梁2、2的后端部连接到横梁6。另外，左右车门槛板5的前端部通过图中未示的悬架柱连接到侧梁2。通过将外板5a和内板5b与插入到它们之间的车门槛板加强件5c焊接在一起，车门槛板形成具有封闭截面的有棱角的管状。
座椅架支撑其上的座椅，图中未示，座椅架安装在横梁6上，且乘客的脚放在比横梁6靠前的一部分地板3的位置上。
通道构件7、7横向设置在左右侧梁2的内侧，其平行于侧梁2延伸。左右通道构件7的前端部与侧梁2通过抗扭的箱形断面元件(torquebox)8、8连接在一起。因此，抗扭的箱形断面元件8、8基本为L形，将左右通道构件的前端部连接到侧梁的中部。抗扭的箱形断面元件8以焊接方式连接到前围板4和地板3。
地板3分为向上突出的通道部分10和左右平地板部分11、11，通道部分10设置在横向的中央部，左右平地板部分11、11分别设置在通道部分10的左右。动力传递构件、排气管等等设置在通道部分10中，且上述座椅设置在左右地板部分11上。
通道部分10具有左右侧壁10a、10a和形成于左右侧壁10a、10a上端之间的上壁部分10b，因此通道部分10的横截面形成凸形。左右地板部分11、11的内边缘11a以焊接方式分别连接到通道部分10的左右侧壁10a。
顶帽形横截面的构件部分10c、10c成形于通道部分10上，弯曲成接着左右侧壁10a、10a的下端延伸且开口向上，并且构件部分10c、10c以焊接方式连接到左右地板部分11、11的下表面。通道构件7由构件部分10c和地板部分11组成。
横梁6设置成稍微高于通道部分10，且横梁6的上凸缘6a以焊接方式连接到通道部分10的上表面，而左右下凸缘部分6b、6b以焊接方式连接到左右地板部分11、11的上表面。
纵向延伸的矩形加强件13设置在通道部分10上壁部分的下表面。图中未示的换档杆盖穿过通孔14，通孔14在加强件13和上壁部分10b上打孔形成，换档杆支撑在通孔14中，由此通过固定在通孔14周边部分的托架而纵向和横向摆动。注意，在转向柱式换档型车辆中，不需要形成这样的通孔。
加强件13设置在横梁6的前侧，由此，俯视时，加强件13的后端与横梁6的前上凸缘6a基本重合。这里，加强件13的后端部可以重叠在横梁6的后上凸缘6a上，并焊接到横梁6的后上凸缘6a。在这种情况下，负荷可以高效的从加强件13传递到横梁6。
另外，加强件13包括抑制变形部分13a和平板形促进变形部分13b。抑制变形部分13a的横截面基本为U型，抑制变形部分13a从上壁部分10b到左右角部10b’邻接在通道部分10上，左右角部10b’沿着上壁部分10b的左右侧边纵向成形。促进变形部分13b从抑制变形部分13a的前端面沿着上壁部分10b向前延伸。
具体的，抑制变形部分13a具有平面部分13c和凸缘部分13d、13d，平面部分13c邻接在上壁部分10b上，凸缘部分13d、13d从平面部分13c左右侧边沿左右角部10b’向下弯曲，且平面部分13c的前端部、中部和后端部(参考图1和5中以×标记的点)分别点焊到上壁部分10b。促进变形部分13b从抑制变形部分13a的平面部分13c向前延伸，在促进变形部分13b的前端部(参考图1和5中以×标记的点)点焊到上壁部分10b上。另外，抑制变形部分13a纵向尺寸设定为大约促进变形部分13b的三倍。
加强件13的抑制变形部分13a和促进变形部分13b之间的边界部分13e设为位于靠近直线a的位置，直线a连接位于地板3横向左手侧的地板3的前端部3c和位于地板3横向右手侧的横梁6的端部一侧。另外，边界部分13e位于对应于坐在前座上的乘客的膝盖的位置。
由车辆正碰(完全重叠)产生的输入被传递，在从左右侧梁2、2分布到车门槛板5和通道构件7，并且还传递到通道部分10。通道部分10的局部变形以及促进变形部分13b一直到用作断裂点的边界部分13e的变形吸收了大部分传递到通道部分10的冲击力，然后剩余的冲击力通过抑制变形部分13a传递到横梁6，并从这里横向分开，进一步传递到车身后部。
更具体的说明，因为加强件13包括有横截面基本为U形、从通道部分10的上壁部分10b延伸到左右角部10b’的抑制变形部分13a以及从抑制变形部分13a前端向前延伸的平板形促进变形部分13b，所以当由车辆正碰产生的冲击力传递到通道部分10时，这样传递的冲击力通过促进变形部分13b吸收，促进变形部分13b与通道部分10一起直到边界部分13e变形。然后，不能被这样变形的通道部分10和促进变形部分13b吸收的部分冲击力通过抑制变形部分13a传递到横梁6来吸收，从而可以增大通道部分10的冲击力吸收性能，因此可避免车辆正面碰撞时车身变形量的增大。
另一方面，由车辆偏移碰撞产生的输入被传递，从比如右侧梁2分布到车门槛板5和通道构件7，并且还通过车门槛板5和通道构件7传递到通道部分10。然后，这导致右手侧的车门槛板5向后移动，有变形或应变增大的危险。
在本实施例中，因为抑制变形部分13a和促进变形部分13b之间的边界部分13e设为位于靠近直线a的位置，直线a连接位于地板3横向左手侧的地板3的前端部3c和位于地板3横向右手侧的横梁6的端部一侧，所以可以抑制偏移碰撞时发生在直线a上的地板3的扭曲，并且可以防止车门槛板5上点焊的断开。
也就是，在偏移碰撞的情况下，由于碰撞产生的冲击力输入传递到比如右手侧车门槛板5，使得左右车门槛板5之间的位置易于产生纵向偏移，也由于这个原因，导致地板3有在纵向上扭曲的危险，或者右手侧车门槛板5上的点焊有断开的危险。为了克服这样的危险，在发明实施例中，因为边界部分13e设置在由于偏移碰撞产生的偏移负荷输入而容易发生变形或应变的位置，或者设置在通道部分10上位于靠近直线a的位置，所以抑制变形部分13a抑制了变形或应变，从而可能避免车门槛板5上的车身变形的增大和点焊断开的增多。
这里，加强件13的抑制变形部分的材料的刚度可以高于促进变形部分13b的材料刚度，或者抑制变形部分13a的厚度可以大于促进变形部分13b的厚度。在加强件13采用上述结构的情况下，可以以更高的精度控制抗碰撞区域。
另外，在发明实施例中，通过设置抑制变形部分13a和促进变形部分13b，加强件13不仅可以增大换档杆的支撑刚度，还可以加强通道部分的冲击吸收性能。相应的，不存在成本和重量的增加的问题。
此外，考虑完全重叠碰撞和偏移碰撞的影响，通过为各种实施方式设置加强件13的边界部分13e，本发明能够应用的实施方式的范围得以扩展。
权利要求
1.一种车辆地板结构，包括地板，该地板包括第一通道部分，该第一通道部分设置在地板在垂直于车轴的第一方向上的中心部并向上突出，具有上壁部分和在第一方向上从上壁部分延伸的角部；以及前部，该前部具有前边缘部分，界定发动机舱和座舱的前围板的下边缘部分连接到所述前边缘部分；以及横梁，该横梁连接到地板在垂直于第一方向的第二方向上的中部，并向第一方向延伸，其特征在于车辆地板结构还包括加强件，该加强件设置在第一通道部分，使得加强件的至少一部分位于横梁的前方，且该加强件包括抑制变形部分，该抑制变形部分具有基本为U型的横截面且邻接在第一通道部分上从上壁部分到角部处；以及促进变形部分，该促进变形部分基本为平板形，并且从抑制变形部分的前端沿着上壁部分向前延伸。
2.如权利要求1所述的车辆地板结构，其特征在于地板结构还包括车门槛板，每个车门槛板在第一方向上连接到地板的侧边缘部分并且在第二方向上延伸，以及抑制变形部分和促进变形部分之间的边界部分位于靠近直线的位置，该直线连接在第一方向上位于地板一侧的地板前端部和位于地板另一侧的横梁的端部。
3.如权利要求1或2所述的车辆地板结构，其特征在于地板还包括地板部分，这些地板部分设置在第一通道部分的两侧，以及第一通道部分还包括侧壁，每个侧壁从角部向下延伸且在其前端连接到地板部分，从而形成横截面封闭的第二通道部分。
4.如权利要求1或2所述的车辆地板结构，其特征在于车辆地板结构还包括设置在地板之下的侧梁，第二通道部分的前端和侧梁连接到抗扭的箱形断面元件，以及抗扭的箱形断面元件和地板结合到前围板。
5.如权利要求1或2所述的车辆地板结构，其特征在于加强件用于增大换档杆的支撑刚度。
6.如权利要求1或2所述的车辆地板结构，其特征在于座椅架安装在横梁上来支撑其上的前座椅，以及车辆地板结构布置成使得边界部分位于对应于坐在前座椅上的乘客的膝盖的位置，且所述前部位于对应于乘客的脚的位置。
7.如权利要求1或2所述的车辆地板结构，其特征在于抑制变形部分在第二方向上的长度设定为基本是促进变形部分的长度的三倍。
8.如权利要求1或2所述的车辆地板结构，其特征在于抑制变形部分的刚度设定为高于促进变形部分的刚度。
9.如权利要求1或2所述的车辆地板结构，其特征在于抑制变形部分的厚度大于促进变形部分的厚度。
10.如权利要求4所述的车辆地板结构，其特征在于抗扭的箱形断面元件具有基本为L形的部分，该部分将第二通道部分的前端与侧梁的中部连接起来。
11.如权利要求1、2或10所述的车辆地板结构，其特征在于将抑制变形部分的平面部分点焊到第一通道部分的上壁部分。
12.如权利要求1、2或10所述的车辆地板结构，其特征在于将促进变形部分点焊到第一通道部分的上壁部分。
全文摘要
加强件13设置在地板3的通道部分10上，使得至少部分加强件13位于比横梁6更靠前的位置，加强件13包括抑制变形部分13a和平板形促进变形部分13b，抑制变形部分13a的横截面基本为U型，该抑制变形部分13a邻接在通道部分10上、从上壁部分10b到其纵向角部10b’处，纵向角部10b’沿着上壁部分的侧边缘延伸，促进变形部分13b从抑制变形部分13a的前端沿着上壁部分10b向前延伸。
文档编号B62D25/20GK1861460SQ20061006828
公开日2006年11月15日 申请日期2006年3月27日 优先权日2005年5月10日
发明者芦田喜孝, 猪谷文信, 柿本洋嗣 申请人:大发工业株式会社, 丰田自动车株式会社