车辆下部结构的制作方法

本发明涉及一种车辆下部结构。

背景技术

日本未审查专利申请公开第2013-14274号(jp2013-14274a)公开了一种如下的结构，其中容纳电池的电池容纳部布置在车厢的地板面板下方。在jp2013-14274a中公开的结构中，沿车辆宽度方向延伸的横梁布置在地板表面的上表面部中。

技术实现要素：

在设置一对门槛板而使得门槛板在车辆宽度方向上彼此分离开的结构中，当在车辆宽度方向上延伸的横梁的长度比门槛板之间的间隔短时，门槛板和横梁的接合强度变得相对低。

本发明提供了一种车辆下部结构，其中，甚至当在车辆宽度方向上延伸的横梁的长度比一对门槛板之间的间隔短的情况下，中间横梁也能够可靠地接合至门槛板。

本发明的一方面涉及一种车辆下部结构，其包括一对门槛板、中间横梁、中间连接构件、第一接合部和第二接合部。所述门槛板在车辆宽度方向上彼此分离并且在车辆前后方向上延伸。所述中间横梁布置在所述门槛板之间并且在所述车辆宽度方向上延伸。所述中间连接构件布置在所述中间横梁的在所述车辆宽度方向上的端部处并且设置有与所述门槛板接触的第一接触部和与所述中间横梁接触的第二接触部。所述第一接合部将所述第一接触部接合至所述门槛板。所述第二接合部将所述第二接触部接合至所述中间横梁。

根据本发明的该方面，中间横梁布置在门槛板之间并且中间连接构件布置在中间横梁的在车辆宽度方向上的端部处。中间连接构件在第一接触部中与门槛板接触并且在第二接触中与中间横梁接触。第一接触部通过第一接合部接合至门槛板并且第二接触部通过第二接合部接合至中间横梁。

中间横梁如上所述经由中间连接构件接合至门槛板，并因此甚至当中间横梁的长度比门槛板之间的间隔短时，中间横梁也能够被可靠地接合至门槛板。

根据本发明的该方面的车辆下部结构可进一步包括：前横梁，其将所述门槛板彼此连接并且布置在所述车辆下部结构的前侧；以及后横梁，其将所述门槛板彼此连接并且布置在所述前横梁的后方。框形的框架构件可由所述门槛板、所述前横梁和所述后横梁构成。

根据本发明的该方面，框形的框架构件由门槛板、前横梁和后横梁构成，并因此能够稳定地保持车辆下部结构的形状。中间横梁布置在框架构件的门槛板之间，并因此能够进一步稳定地保持框架构件的形状。

在根据本发明的该方面的车辆下部结构中，所述第一接触部可以是与所述门槛板面接触的第一接触表面；并且所述第二接触部可以是与所述中间横梁面接触的第二接触表面。

根据本发明的该方面，中间连接构件通过第一接触表面而处于与门槛板面接触的状态，并因此相比于线或点接触的结构中，中间连接构件和门槛板能够在更宽的接触部处被可靠地彼此接合。类似地，中间连接构件通过第二接触表面而处于与中间横梁面接触的状态，并因此中间连接构件和中间横梁能够在更宽的接触部处被可靠地彼此接合。

在根据本发明的该方面的车辆下部结构中，所述中间横梁可设置有位于车辆上侧的横梁上表面、位于所述横梁上表面的前方的横梁前表面和位于所述横梁上表面的后方的横梁后表面。所述第二接触表面可设置有与所述横梁上表面接触的第二接触上表面、与所述横梁前表面接触的第二接触前表面和与所述横梁后表面接触的第二接触后表面。

根据本发明的该方面，第二接触表面的第二接触上表面、第二接触前表面和第二接触后表面分别与中间横梁的横梁上表面、横梁前表面和横梁后表面面接触。换句话说，中间连接构件在具有不同位置的三个表面上与中间横梁面接触，并因此中间连接构件和中间横梁能够更牢固地彼此接合。

在根据本发明的该方面的车辆下部结构中，所述第二接触上表面、所述第二接触前表面和所述第二接触后表面可具有沿不同方向的法线。

根据本发明的该方面，第二接触上表面、第二接触前表面和第二接触后表面具有沿不同方向的法线，并因此能够采用比第二接触上表面、第二接触前表面和第二接触后表面具有相同法线方向的结构更牢固的接合结构。

在根据本发明的该方面的车辆下部结构中，所述门槛板可设置有门槛板上表面和门槛板内表面，所述门槛板上表面位于所述门槛板的车辆上侧，所述门槛板内表面位于所述门槛板上表面的下方并且位于所述门槛板上表面的在所述车辆宽度方向上的内侧。所述第一接触表面可设置有与所述门槛板上表面接触的第一接触上表面和与所述门槛板内表面接触的第一接触内表面。

根据本发明的该方面，第一接触表面的第一接触上表面和第一接触内表面分别与门槛板的门槛板上表面和门槛板内表面面接触。换句话说，中间连接构件在具有不同位置的两个表面上与门槛板面接触，并因此中间连接构件和门槛板能够更牢固地彼此接合。

在根据本发明的该方面的车辆下部结构中，所述第一接触上表面和所述第一接触内表面可具有沿不同方向的法线。

根据本发明的该方面，第一接触上表面和第一接触内表面具有不同的法线方向，并因此相比于第一接触上表面和第一接触内表面具有相同法线方向的结构，能够获得较高的接合强度。

在根据本发明的该方面的车辆下部结构中，所述门槛板内表面的法线可在车辆水平方向上朝向车辆内侧，并且所述第一接触内表面的法线可在所述车辆水平方向上朝向车辆外侧。

在根据本发明的该方面的车辆下部结构中，所述门槛板可具有表面部，所述表面部布置在所述门槛板内表面的下方并且布置在所述门槛板内表面的在所述车辆宽度方向上的内侧，以支撑所述中间横梁的在所述车辆宽度方向上的所述端部。

根据本发明的该方面，中间横梁的在车辆宽度方向上的端部由表面部支撑，并因此中间横梁能够在稳定的位置处更牢固地接合至门槛板。中间横梁的一些载荷作用在表面部上而不作用在中间连接构件上，并因此中间连接构件和中间横梁之间的接合状态变得更稳定。

在根据本发明的该方面的车辆下部结构中，所述门槛板可包括所述表面部、布置在所述表面部下方的门槛板下部和布置在所述表面部上方的门槛板上部，并且所述门槛板下部可比所述门槛板上部在所述车辆宽度方向上更靠内突出。

根据本发明的该方面的车辆下部结构可进一步包括能量吸收构件，所述能量吸收构件布置成在所述车辆宽度方向上部分地或整体地与所述中间连接构件重叠，以通过在所述车辆宽度方向上向内施加的载荷而变形来吸收能量。在所述车辆宽度方向上，所述中间连接构件的压缩的屈服强度可以比所述能量吸收构件的压缩的屈服强度低。

根据本发明的该方面，通过使能量吸收构件变形能够吸收至车辆宽度方向内侧的载荷。因为在车辆宽度方向上，中间连接构件的压缩的屈服强度比能量吸收构件的压缩的屈服强度低，中间连接构件并不抑制能量吸收构件的变形。

在根据本发明的该方面的车辆下部结构中，所述中间横梁的在所述车辆宽度方向上的长度可以比所述门槛板的门槛板内表面之间的间隔短。

在根据本发明的该方面的车辆下部结构中，所述中间横梁可以以在所述中间横梁的在所述车辆宽度方向上的所述端部和所述门槛板之间形成间隔的方式布置。

在根据本发明的该方面的车辆下部结构中，所述第一接合部可以是至少一个外螺纹件，并且第二接合部可以是至少一个外螺纹件。

根据本发明的该方面，甚至当在车辆下部结构中沿车辆宽度方向延伸的横梁的长度比门槛板之间的间隔短时，中间横梁也能够被牢固地接合至门槛板。

附图说明

下面将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优势以及技术和工业意义，其中相同的标号表示相同的元件，并且其中：

图1是图示出根据实施例的车辆下部结构的立体图；

图2是图示出根据本实施例的车辆下部结构的平面图；

图3是沿着图1的线iii-iii截取并且图示出根据本实施例的车辆下部结构的剖视图；并且

图4是沿着图1的线iv-iv截取并且图示出根据本实施例的车辆下部结构的剖视图

具体实施方式

此后，将参照附图描述根据本发明的实施例的车辆下部结构102。附图中的箭头“前”(fr)、“上”(up)和“rh”(右)分别表示车辆的前侧、顶侧和宽度方向右侧。

如图2中图示出的，车辆下部结构102具有框架构件104，当从车辆的顶部观看时，该框架构件104具有矩形框架的形状。框架构件104是布置在前侧上的车轴和后侧上的车轴之间并且构成车辆的下部的构件。

框架构件104具有一对门槛板106。该门槛板106在车辆宽度方向上彼此分离并且分别在车辆前后方向上延伸。该框架构件104具有在车辆宽度方向上延伸的后横梁108和前横梁110，并且后横梁108和前横梁110分别布置在框架构件104的后侧和前侧。门槛板106的相应的后端和后横梁108的在车辆宽度方向上的两端通过后连接构件112彼此连接。门槛板106的相应的前端和前横梁110的在车辆宽度方向上的两端通过前连接构件114彼此连接。如上所述通过由后连接构件112和前连接构件114将门槛板106连接至后横梁108和前横梁110，框架构件104整体上形成矩形框架形状。

如图1和图3中图示出的，门槛板106中的每个在车辆宽度方向上的截面中具有中空的闭合截面形状。在门槛板106中，大致水平的表面部116形成在上下方向上的大致中间位置处。作为表面部116下方的一部分的门槛板下部106l比作为表面部116上方的一部分的门槛板上部106u更向车辆宽度方向内侧突出。能量吸收构件118容纳在门槛板下部106l中。例如，当发生车辆侧面碰撞时，通过使能量吸收构件118变形能够吸收一些冲击能量。

在门槛板上部106u中，门槛板106具有位于车辆上侧的门槛板上表面106s，以及位于车辆下侧并且在车辆宽度方向上位于门槛板上表面106s的内侧的门槛板内表面106n。

在车辆宽度方向的截面中，门槛板上表面106s是朝向车辆宽度方向内侧稍微向下倾斜的表面，并且门槛板内表面106n是沿大致竖直方向升高的表面。门槛板上表面106s和门槛板内表面106n是连续的。表面部116是位于车辆下侧并且在车辆宽度方向上位于门槛板内表面106n的内侧的表面。

在平面图中(如图3中的箭头a1方向所示)，至少一个电池组120安装在框架构件104内侧。在图3中图示出的实例中，电池组120具有矩形平行六面体形状并且在电池组120的厚度方向对应于车辆上下方向的方向上安装在框架构件104中。设置有根据本实施例的车辆下部结构102的车辆是通过利用从电池组120提供的电力驱动电机而行驶的车辆。

电池组120是安装构件的实例。本实施例也适用于利用容纳在氢罐中的氢的化学反应获得的能量驱动的车辆。在这种情况下，氢罐是安装构件的实例。

在本实施例中，如图3中图示出的，电池组120的上下位置对应于形成门槛板下部106l的位置，并且电池组120并不向上突出超过表面部116。

如图2中图示出的，至少一个中间横梁122布置在门槛板106之间并且布置在表面部116的上侧的位置处。中间横梁122在车辆宽度方向上延伸。在所图示出的实例中，三个中间横梁122在车辆前后方向上彼此分离地布置。

中间横梁122在中间横梁122的纵向方向(车辆宽度方向)上的两个端部处由表面部116支撑。中间横梁122通过中间连接构件134(稍后描述)接合至门槛板106。尽管在本实施例中三个中间横梁122在车辆前后方向上彼此分离地布置，但中间横梁122的数量没有特别地限制。

如图1中图示出的，在本实施例中，中间横梁122具有大致帽状横梁上板122p和平板状横梁下板122q，该横梁上板122p当从车辆前后方向上的截面中观看时向车辆下侧开口，该横梁下板122q阻塞横梁上板122p在车辆下侧的开口部。

在车辆前后方向上向前和向后延伸的凸缘122g形成在横梁上板122p的下端处。中间横梁122通过将凸缘122g接合至横梁下板122q的前侧部和后侧部而形成为中空四边形管状形状。

每个中间横梁122具有位于车辆上侧的横梁上表面122u、位于横梁上表面122u的前方的横梁前表面122f和位于横梁上表面122u的后方的横梁后表面122r。

横梁上表面122u是大致水平表面。横梁前表面122f是与横梁上表面122u连续的表面，并且随着横梁前表面122f在车辆前后方向上向前延伸而向车辆下侧向下倾斜。在本实施例中，横梁上表面122u与门槛板上表面106s处于同一平面(具有相同的上下位置)。横梁后表面122r是与横梁上表面122u连续的表面，并且随着横梁后表面122r在车辆前后方向上向后延伸而向车辆下侧向下倾斜。

从上方覆盖电池组120的盖板130附接至中间横梁122。

如图2中图示出的，在本实施例中，中间横梁122(在车辆宽度方向上的长度)的长度l1比门槛板106的门槛板内表面106n之间的间隔d1短。具体地，本实施例具有如下的结构：，在所述结构中，中间横梁122短到中间横梁122未到达稍后描述的能量吸收范围ae的程度。

如图1至图3中图示出的，中间连接构件134布置在中间横梁122的在车辆宽度方向上的两端部处。在本实施例中，中间连接构件134具有倒u形主体部136，当从车辆前后方向上的截面(端面)中观看时其向车辆下侧开口。

第一接触表面138和第二接触表面140从主体部136延伸。具体地，第一接触表面138具有第一接触上表面138u和第一接触内表面138n。第一接触上表面138u从车辆上侧与门槛板上表面106s面接触。第一接触内表面138n从车辆宽度方向内侧与门槛板内表面106n面接触。如图4中图示出的，第一接触内表面138n分别在车辆前后方向上向前和向后延伸。中间连接构件134在三个接触表面上与门槛板106面接触。第一接触上表面138u和第一接触内表面138n是具有沿不同方向的法线的表面。

第二接触表面140具有第二接触上表面140u、第二接触前表面140f和第二接触后表面140r。第二接触上表面140u从车辆上侧与横梁上表面122u接触。第二接触前表面140f从车辆前后方向上的前侧与横梁前表面122f接触。第二接触后表面140r从车辆前后方向上的后侧与横梁后表面122r接触。中间连接构件134在三个接触表面上与中间横梁122面接触。第二接触上表面140u、第二接触前表面140f和第二接触后表面140r是具有沿不同方向的法线的表面。

在本实施例中，第二接触表面140基本上构造为主体部136中的位于车辆宽度方向内侧的一部分，即，主体部136的一部分。

此外，中间连接构件134具有从主体部136在车辆前后方向上向前和向后延伸的接触凸缘136f。接触凸缘136f从车辆上侧与表面部116和盖板130接触。

中间连接构件134通过外螺纹件142接合至门槛板106。外螺纹件142是第一接合部的实例。另外，中间连接构件134通过外螺纹件144接合至中间横梁122。外螺纹件144是第二接合部的实例。如上所述，中间横梁122通过所布置的中间连接构件134而接合至每个门槛板106。

在接触凸缘136f与盖板130接触的部分处，凸缘122g位于盖板130的车辆下侧。中间连接构件134通过外螺纹件144接合至中间横梁122和门槛板106。

在本实施例中，外螺纹件142被设定在三个第一接触表面138中的每一个上的多个位置处。因此，与外螺纹件142被设定在每个第一接触表面138上的一个位置处的结构相比，能够更牢固地执行接合。另外，能够有效地抑制门槛板106和中间连接构件134围绕外螺纹件142的相对旋转。

同时，在本实施例中，外螺纹件144被设定在三个第二接触表面140中的每一个上的多个位置处。因此，与外螺纹件144被设定在每个第二接触表面140上的一个位置处的结构相比，能够更牢固地执行接合。另外，能够有效地抑制中间横梁122和中间连接构件134围绕外螺纹件144的相对旋转。

在本实施例中，在中间连接构件134中形成有外螺纹件142或外螺纹件144所插入的插入孔146。与外螺纹件142或外螺纹件144螺接的内螺纹部148形成在门槛板106和中间横梁122中的每个中。换言之，通过使插入到插入孔146中的外螺纹件142或外螺纹件144与内螺纹部148螺接，中间连接构件134附接到门槛板106和中间横梁122。尽管内螺纹部148也可以预先形成在门槛板106和中间横梁122中，但也可以形成内螺纹部148，同时例如门槛板106和中间横梁122通过被使用的外螺纹件142或外螺纹件144进行穿孔或者增大孔的直径。

外螺纹件142是第一接合部的实例，并且外螺纹件144是第二接合部的实例。第一接合部和第二接合部不限于如上所述的外螺纹件。例如，第一接合部和第二接合部也可以通过使用的螺栓和螺母来构造。此外，诸如铆钉和焊接的紧固构件可以用作第一接合部和第二接合部。

如图3中图示出的，当从车辆上侧看时，能量吸收构件118的一部分在车辆宽度方向上布置在与中间连接构件134重叠的位置处。中间连接构件134在车辆宽度方向上的压缩的屈服强度被设定成小于能量吸收构件118的压缩的屈服强度。压缩的“屈服强度”是相对于压缩力的变形难度。换句话说，在车辆宽度方向上的压缩力作用在能量吸收构件118和中间连接构件134上的情况下，中间连接构件134容易被压缩，并且中间连接构件134不会抑制能量吸收构件118的压缩。

如图3中图示出的，当在车辆宽度方向上的截面中观看时，中间横梁122布置在车辆下部结构102的电池安装范围be内，并且不会到达能量吸收范围ae(存在能量吸收构件118的范围)。换句话说，在该结构中，中间横梁122短到如下程度，即中间横梁122未到达能量吸收范围ae使得在不抑制能量吸收构件118变形的情况下可靠地执行基于变形的能量吸收。

下面将描述本实施例的作用。

如图2中图示出的，根据本实施例的车辆下部结构102具有如下的结构，即中间横梁122在不被分割开的情况下在门槛板106之间连续伸展。在如上所述中间横梁122在不被分割开的情况下在门槛板106之间连续的结构中，中间横梁122在车辆宽度方向上比中间横梁122被分割开的结构中更长。

在本实施例中，中间连接构件134布置在中间横梁122的车辆宽度方向上的两端处。中间连接构件134在第一接触表面138上与门槛板106面接触，并通过第一接触表面138处的外螺纹件142接合至门槛板106。此外，中间连接构件134在第二接触表面140上与中间横梁122面接触并且通过第二接触表面140处的外螺纹件144接合至中间横梁122。如上所述，中间连接构件134介于中间横梁122和门槛板106之间。因此，甚至在中间横梁122的长度l1比门槛板106之间的间隔d1短的情况下，中间横梁122也能够被可靠地接合至门槛板106。换句话说，甚至在中间横梁122与门槛板106之间存在间隔的情况下，中间横梁122也能够被可靠地接合至门槛板106。

在本实施例中，中间连接构件134具有第一接触表面138，并因此中间连接构件134能够通过第一接触表面138而处于与门槛板106面接触的状态。尽管可以采用线或点接触结构作为第一接触部来替代如上所述的与门槛板106的面接触的结构，在本实施例中的接触部分比在线或点接触结构中更宽。因此，能够采用允许中间连接构件134被更牢固地接合至门槛板106的结构。

第一接触表面138具有三个表面(第一接触上表面138u和两个第一接触内表面138n)，并且第一接触上表面138u和第一接触内表面138n具有不同的法线方向。因此，与第一接触上表面138u和第一接触内表面138n具有相同的法线方向的结构相比，能够获得更高的接合强度。

类似地，中间连接构件134具有第二接触表面140，并因此中间连接构件134可以通过第二接触表面140而处于与中间横梁122面接触的状态。尽管虽然可以采用线或点接触结构作为第二接触部来替代如上所述的与中间横梁122的面接触的结构，在本实施例中的接触部分比在线或点接触结构中更宽。因此，能够采用允许中间连接构件134被更牢固地接合至中间横梁122的结构。

第二接触表面140具有三个表面(第二接触上表面140u、第二接触前表面140f和第二接触后表面140r)，并且第二接触上表面140u、第二接触前表面140f和第二接触后表面140r具有不同的法线方向。因此，能够采用比第二接触上表面140u、第二接触前表面140f和第二接触后表面140r具有相同的法线方向的结构更坚固的接合结构。

中间横梁122在其两端部处由表面部116支撑。于是，中间横梁122在车辆上下方向上的位置变得更加稳定，并因此中间横梁122接合至门槛板106的状态也变得更加稳定。另外，中间横梁122的一部分载荷作用在表面部116上，而不作用在中间连接构件134上，并因此作用在中间连接构件134上的载荷减小，并且门槛板106和中间横梁122之间通过中间连接构件134接合的状态变得更加稳定。

在本实施例中，框架构件104具有门槛板106、后横梁108和前横梁110，并且形成为框架形状。换句话说，框架构件104成形为使得门槛板106之间的间隔d1能够保持恒定。中间横梁122通过在如上所述允许门槛板106之间的间隔d1保持恒定的形状中使用的中间连接构件134能够更可靠地接合至门槛板106。

门槛板106具有能量吸收构件118，并且通过从车辆宽度方向外侧作用的载荷压缩能量吸收构件118来吸收能量。在本实施例中，中间连接构件134在车辆宽度方向上的压缩的屈服强度低于能量吸收构件118的压缩的屈服强度。于是，中间连接构件134并不抑制能量吸收构件118的压缩。换句话说，通过可靠地压缩能量吸收构件118而能够更可靠地吸收能量。

中间横梁122布置在车辆下部结构102的电池安装范围be内，并且未到达能量吸收范围ae。因此，中间横梁122不会抑制由于来自车辆宽度方向外侧的外力而引起的能量吸收构件118的变形。换句话说，在本实施例中，在中间横梁122短到如上所述中间横梁122未到达能量吸收范围ae的程度的结构中，中间横梁122能够更可靠地接合至门槛板106。

中间连接构件134的压缩的屈服强度可低于能量吸收构件118的压缩的屈服强度。例如，中间连接构件134的压缩的屈服强度可低至中间连接构件134的压缩的屈服强度对能量吸收构件118的压缩几乎没有影响的程度。而且，可以采用如下的结构，即中间连接构件134也相对于车辆宽度方向的载荷被压缩并发挥能量吸收作用的结构。

不特别地限制使中间连接构件134的压缩的屈服强度低的结构。例如，中间连接构件134的主体部136可整体上具有减小的板厚，或者，可以部分地形成薄壁部和狭缝。

在上面的描述中，已经举例说明了如下的一种结构，即中间横梁122短到中间横梁122未到达能量吸收范围ae的程度使得并不抑制能量吸收构件118由于来自车辆宽度方向外侧的外力造成的变形。然而，中间横梁122的长度l1比门槛板内表面106n之间的间隔d1短的因素并不局限于此。

例如，中间横梁的长度相对于设计相关数值可能出现尺寸误差。在如本实施例中在车辆宽度方向上连续的中间横梁122中，尺寸误差的长度比分割的中间横梁中更长。在中间横梁122的长度l1比门槛板106之间的间隔d1长的情况下，中间横梁122不能布置在门槛板106的门槛板内表面106n之间。因此，在一些情况下，中间横梁122的设计长度被设定得短而使得即使在中间横梁122的长度由于尺寸误差而增加的情况下，中间横梁122的长度仍然短于门槛板106之间的间隔d1。然而，在这种情况下，一旦中间横梁122的长度由于尺寸误差而进一步减小，则在中间横梁122和门槛板106之间形成了相对较大的间隔。在本实施例中，甚至在由于中间横梁122的长度上的尺寸误差而在中间横梁122和门槛板106之间形成了相对较大间隔的结构中，通过使用中间连接构件134，中间横梁122也能够被可靠地接合至门槛板106。