车用立柱构成部件的制作方法

本发明涉及使用拼焊坯件而制造的车用立柱构成部件。

背景技术：

构成汽车的骨架的立柱等构造部件例如通过冲压成型将钢板加工为各种立体的形状由此而被制造。例如日本特开2009-1121号公报公开了如下部件：利用在中柱的加强部件中在上部、中央部、下部焊接拉伸强度不同的钢板而构成的坯件，来制造。这样组合了不同种类的钢板的冲压用的坯件通常被称为拼焊坯件。

汽车所使用的构造部件越轻型则在油耗性能的观点方面越有利。利用上述那样的拼焊坯件而局部地使用轻型的钢板的方法是用于轻型化的一个方法。另一方面，从碰撞安全性能的观点考虑，需要在碰撞时即使车体骨架变形也能够在车室内确保乘客的生存空间。一般，若两端被固定的长条形状的部件的强度恒定，则存在当受到了横向负载时在长度的中央挠曲变大而那里容易弯曲或弯折的倾向。若在侧面碰撞时立柱在中央被折弯成“く”字形，则威胁生存空间的可能性增高。因此，期望能够得到考虑了轻型化并且能够提高碰撞安全性能的车用立柱构成部件。

技术实现要素：

本发明的一个方面涉及车用立柱构成部件。该车用立柱构成部件是长条形状，以横穿长度方向的至少一条接合线焊接多个钢板而构成，关于各个上述接合线，其上下两侧的钢板的强度不同。另外，在至少一条接合线中，包含一条以上相对于车用立柱构成部件的长度方向的正交方向倾斜了的第一接合线。这样设置，从而在倾斜了的第一接合线的上下的钢板之间车用立柱构成部件的实际强度逐渐地变化，即使从侧方受到力立柱也能够很难在该第一接合线处折弯。

在优选的实施例中，关于包含第一接合线的各个接合线，其上下两侧的钢板的板厚不同。使单侧的钢板相对于接合线比以往薄，由此能够在保持所需的区域的强度的状态下使立柱轻型化。

在其它优选实施例中，在车用立柱构成部件的上下两端的至少一方，包含沿着与长度方向实质正交的方向的第二接合线，该第二接合线的外侧的钢板的强度比内侧的钢板小。通过这样设置，在立柱从侧方受到了力时，有意地引发第二接合线的两侧的钢板中的强度弱的钢板在接合线的附近折弯那样的折弯模式，能够抑制立柱的中央部处的折弯。

在其它优选实施例中，第一接合线包含两条，紧挨着最上侧的第一接合线的外侧以及紧挨着最下侧的第一接合线的外侧的两张钢板的强度均比它们之间的钢板的强度小。由此以两条第一接合线之间的钢板为中心而使强度在上下两方向阶梯性地变化。

在其它优选实施例中，配置为：强度最大的钢板包含车用立柱构成部件的长度方向长度的中央。由此能够防止立柱折弯为大的“く”字形而侵入乘客的生存空间。

在其它优选实施例中，关于至少两条相邻的第一接合线，其上侧的第一接合线的下侧的端点比下侧的第一接合线的上侧的端点靠上。由此，通过该两条接合线分别产生的强度的迁移区域不重复。因此，特别是若强度最大的钢板的两侧的接合线满足该条件，则能够很难使立柱在该钢板的位置处进一步折弯。

在其它优选实施例中，至少两条第一接合线平行。由此，能够使用两个固定了的焊接电极、激光源，一边输送钢板一边同时焊接两条接合线。

本发明的其它方面是在上述任一个车用立柱构成部件的制造中使用的坯件。

附图说明

图1是表示作为本发明的一个实施例的中柱的外侧部件的立体图。

图2是示意性表示侧面碰撞时的图1的立柱的变形的ii-ii线的立柱的剖视图。

图3是表示能够在图1的立柱的外侧部件的制造中使用的作为本发明的一个实施例的坯件的俯视图。

图4是表示作为本发明的其它实施例的坯件的俯视图。

图5是表示作为本发明的另一其它实施例的坯件的俯视图。

图6是表示作为本发明的另一其它实施例的坯件的俯视图。

图7是表示作为本发明的另一其它实施例的坯件的俯视图。

图8是表示作为本发明的另一其它实施例的坯件的俯视图。

图9是表示作为本发明的另一其它实施例的坯件的俯视图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的各种实施例。作为本发明的各种实施例的坯件是用于通过冲压成型形成在汽车等车辆的侧部配置的立柱的构成部件的实质上平坦的拼焊(焊接)坯件。立柱例如可以是位于前门之前的前柱(a立柱)、位于前门与后门之间的中柱(b立柱)、位于后门之后的后柱(c立柱)。通常立柱被构成为组合长条形状的外侧部件与内侧部件而形成闭合剖面，外侧部件为具有凸缘的帽型剖面。往往也在立柱的内部在与外侧部件接近的一侧配置有成为相同的帽型剖面的加强部件。本发明的各种实施例的坯件例如能够用于通过冲压成型而制造该立柱的外侧部件、加强部件。

图1表示作为本发明的一个实施例的中柱10的外侧部件12。该外侧部件12具有上下端的安装部14、18和中间的梁部16，车顶20与侧梁(门槛板)30通过安装部14、18而被接合。此外，通常安装部14、18为了增加车顶20、侧梁30的结合面积而被形成为t字形状，具有由拉深加工形成的形状等复杂的形状，另一方面中间的梁部16具有比较简单的形状。

如图3～9的各种实施例所示，坯件100、200、300、400、500、600、700在横穿长度方向102的至少一条接合线110、210、310、410、510、610、710(分别标注英文小写字母来进行区别)处焊接多个钢板120、220、320、420、520、620、720(分别标注英文大写字母来进行区别)而构成。图3示出了能够在图1的中柱的外侧部件的冲压成型中使用的坯件100，图4～9示出了与图3不同的实施例的坯件。在图3与图4的实施例中，坯件通过沿着横穿长度方向102的方向的四条接合线110a～d、210a～d焊接5张钢板而构成。同样，图5、6、7是包含三条接合线310a～c、410a～c、510a～c的四张构成的坯件的实施例，图8是包含两条接合线610a～b的三张构成的坯件的实施例，图9是包含一条接合线710a的两张构成的坯件的实施例。各接合线处的钢板的焊接方法能够使用激光焊接、等离子体焊接、(压平)缝焊等任意适当的方法。钢板能够在使端彼此对接了的状态、或者重叠了的状态下进行焊接。各接合线为了便于焊接而能够设为直线状。

关于各接合线，位于其上下两侧的(隔着接合线而相邻的)钢板的强度(或者耐力)设为不同。钢板的强度取决于材料本身的(淬火后的)拉伸强度、钢板的厚度，所以本领域技术人员能够通过改变材料、厚度而将立柱构成部件中的各部分的强度(或者耐力)调节为所希望的值。作为一个实施例，能够以包含坯件的长度方向长度l的正中央的方式，设计强度最大的钢板。例如在图3的坯件100中，将中央的钢板120a的强度设为最大并且包含坯件100的长度方向长度l的正中央(距端部的距离l/2的位置)。通过这样设置，能够防止在受到了横向的力时立柱折弯成大的“く”字形并侵入乘客的生存空间(图2)。另外，包含立柱构成部件的安装部14、18在内的末端的钢板(例如图1的120c、e)被设为其强度比其它钢板小，由此能够容易成型包含由拉深加工形成的形状在内的复杂的形状。并且，从最强的钢板朝向两端的钢板使强度阶梯性地减小，由此能够不会跨越接合线而产生急剧的强度差。因此，在图3、图4所示的实施例中，优选将中央的钢板120a、220a与端部的钢板120c、e、220c、e连结的中间的钢板120b、d、220b、d设为中间的强度(a＞b＞c、a＞d＞e)。在图5、6所示那样的四张构成的实施例中，在最强的钢板与端部的钢板之间存在其它钢板的情况下，能够将其中间的钢板的强度设为中间的强度(即在图5中a＞b＞c、a＞d，在图6中a＞b、a＞c＞d)。

在本发明的各种实施例中，作为坯件的接合线，设置至少一条以上的相对于长度方向102的正交方向倾斜的接合线(例如在图3中第一接合线110a、c)。由此，在该第一接合线的两侧的钢板之间坯件的实际的强度能够沿着长度方向而逐渐变化，即使从侧方受到力也很难在该接合线处折弯。

第一接合线只要是至少1条即可，优选是一条或者两条。例如，如图5、6、9所示，能够将第一接合线310a、410b、710a设为一条。在该情况下，优选第一接合线以避开长度方向长度l的正中央的方式配置，将包含长度方向长度l的中央的钢板320a、420a、720a设为强度最大的钢板。而且，优选设为强度从该钢板朝向两端的钢板阶梯性地变小的钢板。或者作为其它实施例，虽未图示，但第一接合线也可包含三条以上。在该情况下，与上述两条的情况相同，优选设为将包含长度方向长度l的中央的钢板的强度设为最大且强度从该钢板朝向两端的钢板阶梯性地变小的钢板。然而，根据目的也可将包含长度方向长度l的中央以外的钢板的强度设为最大。

第一接合线各自的倾斜方向可以是右边偏上和左边偏上中的任一个。例如，图3的坯件100的第一接合线110a、110c均是右边偏上。另外，图4的坯件200的上侧的第一接合线210c是右边偏上，但下侧的第一接合线210a是左边偏上。另外，优选第一接合线相对于与长度方向102正交的直线131、132构成30度以上且60度以下的角度θ，更优选构成45度左右的角度θ(图3)。

在第一接合线是两条以上的实施例中，如图3、7、8所示，使上述第一接合线110a、c、510a、c、610a、b平行。这样，能够使用两个固定的焊接电极、激光源(未图示)，一边输送钢板一边同时焊接两条接合线。然而，如图4所示，两条第一接合线210a、c也可被设为八字配置，相对于汽车在立柱的前侧与后侧强度被设为不同。

另外，在第一接合线是两条的实施例中，如图3、7、8所示，关于两条第一接合线，优选上侧的第一接合线110c、510c、610b的下侧的端点(例如图3的112c)比下侧的第一接合线110a、510a、610a的上侧的端点(图3的114a)靠上。换言之，优选当以通过第一接合线的各端点且与坯件的长度方向102正交的直线(例如图3的130～133)分开坯件时，与各个第一接合线对应的区间116a、c不相互重复。这样，通过多个接合线分别产生的强度的迁移区域不重复。因此，特别是若强度最大的钢板的两侧的接合线满足该条件，则能够很难将立柱在该钢板的位置处进一步折弯。此外，在第一接合线是三条以上的实施例中，优选任意相邻的两条第一接合线也是与上述相同。

如图3～7所示，在坯件中，作为与上述第一接合线不同的接合线，能够将与坯件的长度方向102实质正交的方向的接合线(例如在图3中第二接合线110b、d)设置于坯件的上下端的至少一方。图2示意性示出了作为本发明的一个实施例的中柱10在汽车的侧面碰撞中从侧方受到力f而折弯的情形。若汽车受到侧面碰撞则立柱折弯而侵入到车室内，但此时若立柱在长度方向长度l的中央附近折弯，则碰到就坐在座椅的乘客的可能性高。另一方面，如图2所示，若中柱10尽可能地在上下端附近(主要是图1的安装部14、18)折弯，则中间部(梁部)几乎不朝向车室内弯曲而侵入，所以立柱很难碰到乘客，容易确保乘客的生存空间。在与长度方向实质正交的第二接合线中，在其两侧的钢板具有某种程度的强度差的情况下，认为若受到横向负载则弱的一侧的钢板具有在接合线的附近折弯的倾向。利用该点，能够控制侧面碰撞时的立柱的折弯模式而提高汽车的安全性能。具体而言，如图2所示，对于上下的第二接合线110b、d的各个而言，将其外侧(与立柱的末端接近的一侧)的钢板120c、e的强度设为比内侧的钢板120b、d小，从而能够有意地引发中柱10在末端附近折弯那样的破坏模式。通常，在立柱的下部邻接地配置有用于乘客的座椅，所以即使中柱10在下端附近折弯也能够利用座椅阻止其侵入。另外，上侧的第二接合线110d能够被设置于立柱避开乘客的头并在大致顶棚附近折弯那样的位置。

若是本领域技术人员则会理解，上述第二接合线不需要相对于坯件的长度方向准确地正交。由坯件制造出的立柱构成部件也有时在使长度方向相对于铅垂方向稍微倾斜了的状态下被安装于车体。在该情况下，在进一步将立柱安装于汽车的状态下，也能够使第二接合线实际上成为水平。另一方面，需要使上述第一接合线相对于坯件的长度方向的正交方向充分倾斜，所以能够理解为相对于第二接合线也倾斜。

作为其它实施例，未倾斜的第二接合线也可仅设置于坯件的任一方的端部。在图7的坯件500中仅在下端设置有第二接合线510b。作为另一其它实施例，如图8、9所示，也可在坯件的任一端部都不设置未倾斜的第二接合线。图8是倾斜了的第一接合线是两条的例子，图9是一条情况的例子。

在坯件的两端分别包含第二接合线的实施例中，如图3～6所示，优选使这些接合线平行。这样，能够在固定了两个焊接电极、激光源(未图示)的状态下一边输送相关的多个钢板一边同时焊接两条接合线，而能够提高生产效率。

作为一个具体的实施例，在如图3的实施例那样组合了五张钢板的坯件100中，能够使钢板120e、d、a、b、c的材料的拉伸强度分别(从上到下)为590mpa、980mpa、1180mpa、980mpa、440mpa，且使板厚全部恒定。或者作为其它实施例，也能够在将材料的拉伸强度设为与上述相同的基础上，进一步使钢板120e、d、a、b、c的厚度分别为1.6mm、2.0mm、2.3mm、2.0mm、1.8mm。而且作为另一其它实施例，也可使一部分或者全部的接合线的两侧的钢板的材料的拉伸强度相同，仅使板厚不同。例如也能够使120e、d、a、b、c的板厚分别为590mpa、1180mpa、1180mpa、1180mpa、440mpa，使板厚与上述相同而阶梯性地变化。这些只不过是例子，对于图3的坯件而言，也可根据车型考虑各种其它板厚与拉伸强度的模式。关于图4～9的坯件200、300、400、500、600、700也可同样地考虑各种板厚与拉伸强度的模式。

完成了的坯件100、200、300、400、500、600、700经由热压、温压、冷压等冲压成型而形成为目的立体形状，能够制造立柱的外侧部件等构成部件。例如，在热压加工的情况下，将使用了淬火用钢板的坯件加热到900度等高温之后被低温的模具夹着而进行冲压，由此若成型为目的形状则同时快速冷却并淬火固化。

以上，使用了具体的构造、数值对本发明的各种实施例进行了说明，但对于本领域技术人员而言，在不脱离本发明的宗旨的范围内能够进行各种置换、改进、改变。