阅读说明：本技术 车辆的连接结构 (Vehicle connection structure ) 是由 田中元规 于 2019-08-05 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种车辆的连接结构。在作为封闭截面部件的悬架构件中,于相对置的两个面即上部构件(40)和下部构件(42)上分别形成有插入孔(40a、42a)。套管(50)具备圆筒部(52)和凸缘(54),且圆筒部(52)贯穿并插入在插入孔(40a、42a)中。在上部构件(40)侧,圆筒部(52)与上部构件(40)被焊接在一起,从而形成焊接焊道(60)。此外,在下部构件(42)侧,凸缘(54)的外周面与下部构件(42)被焊接在一起,从而形成焊接焊道(62)。这些焊接是以使下部构件(42)侧的焊接的线性长度较长的方式而被实施的。(The present invention relates to a connecting structure of a vehicle. In a suspension member as a closed cross-section component, insertion holes (40a, 42a) are formed in an upper member (40) and a lower member (42), which are two opposing surfaces, respectively. The sleeve (50) is provided with a cylindrical section (52) and a flange (54), and the cylindrical section (52) is inserted into the insertion holes (40a, 42 a). On the upper member (40) side, the cylindrical portion (52) and the upper member (40) are welded together, thereby forming a weld bead (60). Further, on the lower member (42) side, the outer peripheral surface of the flange (54) and the lower member (42) are welded together, thereby forming a welding bead (62). These welds are performed so that the linear length of the weld on the lower member (42) side is long.)

车辆的连接结构

对相关申请的交叉引用

本申请要求2018年8月7日提交的申请号为2018-148674的日本专利申请的优先权。该日本专利申请的包括说明书、权利要求书、附图以及说明书摘要在内的全部公开内容以引用的方式被合并于此。

技术领域

本公开内容涉及一种车辆中的将封闭截面部件和套管组装在一起的连接结构。

背景技术

在车辆中，从同时实现轻量化和强度确保的观点出发而经常使用封闭截面部件，该封闭截面部件具有由部件将周围包围起来的截面形状。而且，在通过螺栓等而将封闭截面部件与其他部件连接的情况下，有时会为了补充封闭截面部件的强度而利用圆筒形状的被称为套管的加强部件。

在日本特开2017-213982号公报中，记载了一种在通过封闭截面部件而形成的悬架构件中使用套管的技术。该套管是用于将稳定器托架安装在封闭截面部件上的部件。并列排列的两个套管在一端被焊接于共通的基板上的基础上，被配置在悬架构件的内部。而且，通过使对稳定器托架进行固定的两根螺栓分别贯穿悬架构件的***孔和套管，从而使稳定器托架被固定于悬架构件上。

发明内容

为了将封闭截面部件与其他部件以足够的强度而进行连接，首先需要提高封闭截面部件与套管的结合强度。

在日本特开2017-213982号公报所记载的结构中，虽然是并列配置有两个套管的状况下的技术，但是套管与悬架构件只不过是通过螺栓而被连接，因此还存在提高两者的结合强度的余地。

此外，例如，在使圆筒形状的套管以贯穿的方式而***到封闭截面部件中的情况下，仅通过对套管的周围与封闭截面部件进行焊接而成的连接，也只不过能够确保与套管的周长相对应的焊接强度。

本公开的目的在于，实现一种在车辆的将封闭截面部件和套管组合在一起的连接结构中提高连接强度的新的结构。

在本公开内容的车辆的连接结构中，在封闭截面部件的连接中使用了套管来作为加强部件，所述车辆的连接结构的特征在于，具备：***孔，其被形成于所述封闭截面部件的相对置的第一面及第二面上；所述套管，其具有以贯穿的方式而被***在两个所述***孔中的圆筒部，所述套管的所述圆筒部与所述第一面被焊接在一起，所述套管在所述第二面的外表面侧具有向所述圆筒部的外周侧扩展的凸缘，且该凸缘与该第二面被焊接在一起，这些焊接以如下方式而被实施，即，与所述第一面上的焊接面积相比所述第二面上的焊接面积较大。

在焊接中，套管与第一面或者第二面在通过热、压力等而被物理性地熔融的基础上被一体化。焊接的种类并未被特别限定，可以使用电弧焊接或激光焊接等的熔焊、点焊等的压接等各种各样的方式。在这样的焊接中，认为结合强度会与焊接面积(被一体化的部分的边界附近的截面积)相对应地提高。因此，以使设置有凸缘的部分处的结合强度、即凸缘和第二面的结合强度与圆筒部和第一面的结合强度相比而较高的方式，而对焊接面积进行了设定。

在本公开内容的车辆的连接结构的一种方式中，其特征在于，所述凸缘的外周被形成为圆形，在所述第二面上，所述凸缘的圆形的外周面与该第二面被焊接在一起。在该情况下，由于焊接是针对具有某种程度的宽度的线性区域而实施的，因此，使封闭截面部件与套管一体化的焊接面积与焊接长度成比例。因此，与第一面上的焊接长度相比而将第二面上的焊接长度设定为较长。

在本公开内容的车辆的连接结构的一种方式中，其特征在于，所述第二面的***孔被形成为与所述第一面的***孔相比而较大、且与所述凸缘相比而较小，在所述第二面上，所述凸缘与该第二面面接触，且所述凸缘的外周面与该第二面被焊接在一起。

根据本公开内容，由于套管的凸缘与封闭截面部件以较大的焊接面积而被焊接在一起，因此与没有设置凸缘的情况相比而能够提高焊接强度，作为其结果，能够提高连接强度。

附图说明

图1为表示实施方式所涉及的车辆的前部结构的立体图。

图2为图1所示的AA面内的支承部的剖视图。

图3为从下方对图2的支承部进行观察时的俯视图。

图4为第二实施方式所涉及的支承部的剖视图。

图5为参考方式所涉及的支承部的剖视图。

具体实施方式

以下，在参照附图的同时对实施方式进行说明。虽然在说明中，为了易于理解而示出具体的方式，但这些只是对实施方式进行例示的内容，除此之外也可以采用各种各样的实施方式。

图1为表示实施方式所涉及的车辆的前部的局部性的结构的立体图。在图示的坐标系中，图中的F表示朝向车辆前方的轴，U表示朝向上方的轴，R表示在从乘坐者视角进行观察时朝向右侧方向的轴。在图1中，图示了悬架构件10和右前纵梁30。

悬架构件10为被设置于车辆的前方处的结构部件。悬架构件10通过在车辆的前后方向(F轴向)上延伸的左侧梁12(本实施方式中的封闭截面部件)及右侧梁14、和将两个侧梁之间连接的在车辆的宽度方向(R轴向)上延伸的前横向构件16及后横向构件18，从而被形成为大致四边形形状。在左侧梁12及右侧梁14上，安装有省略了图示的下臂。在前横向构件16上安装有发动机支承托架20，且在发动机支承托架20上固定有省略了图示的发动机。

在悬架构件10的左前方附近设置有支承部22，在左后方处设置有支承部24。此外，虽然在图1中被右前纵梁30遮挡，但是在悬架构件10的右前方以及右后方均设置有支承部。

右前纵梁30是被配置于车辆的右前方且在车辆的前后方向上较长地延伸的结构部件。右前纵梁30与未图示的车辆左侧的左前纵梁一起形成车辆的梯形骨架。在右前纵梁30的下部设置有两个突出部32、34。这两个突出部是为了分别利用被安装于悬架构件10的右前方的支承部以及被安装于右后方的支承部来与悬架构件10进行螺栓连结而被设置的。

在悬架构件10上，除了通过发动机支承托架20而被输入来自发动机的振动之外，伴随着路面的凹凸而形成的振动也会被强力地输入。因此，需要以较高的强度来对悬架构件10和右前纵梁30及左前纵梁进行固定。特别是在支承部22、24附近，悬架构件10的结构上的金属面板的平坦面较为宽阔，从而难以确保刚性。因此，在支承部22、24附近，处于也容易产生噪声或振动(NV：Noise and Vibration较差)的环境中。因此，在本实施方式中，如下文所述，实现了支承部22、24的结构的改善。

图2为沿着图1的AA面的支承部22附近的剖视图。如图2所示，图1所示的左侧梁12是通过将铁等金属制的作为板状部件的上部构件40与下部构件42立体地组合而形成的。两者通过电弧焊接而被固定在一起，在图2中图示了焊接焊道46。通过该连结固定，从而使左侧梁12作为具有中空的内部44的封闭截面部件被形成。在此，封闭截面部件是指，在与长度方向垂直的截面中，以跨及周围的整周的方式而配置部件，且内部制成有被封闭的中空的空间的部件。长度方向上的两端侧可以是开放的，此外，也可以在壁面上设置螺栓孔等。

在上部构件40上形成有圆形的***孔40a，在***孔40a的周围，以与***孔40a同轴的方式而设置有两级的高低差40b、40c。该高低差40b、40c是为了提高支承部22中的上部构件40的刚性而设置的部件。如果去除该高低差40b、40c，则上部构件40在支承部22附近被形成为平坦、且(在被配置于车辆上的状态下)大致水平。下部构件42在支承部22附近被形成为平坦且水平。在下部构件42上，在和***孔40a于垂直方向上同轴的位置处形成有圆形的***孔42a。

在***孔40a、42a中被***且固定有套管50。套管50是由铁等的金属而制成的部件，且具备圆筒部52和凸缘54。圆筒部52是在轴向上被形成为一样的形状(但是在下端面52c附近被形成为与其他部分相比而略厚壁)的圆筒形状的部位。圆筒部52的侧面与上部构件40及下部构件42相比而被制成略厚壁。圆筒部52的内部52a被形成为供螺栓***的中空的圆柱形状。此外，圆筒部52的上端面52b和下端面52c被形成为与轴向垂直。凸缘54为，在与圆筒部52的下端面52c相比而略靠上方处向圆筒部52的外周侧呈圆环状而扩展的部位。凸缘54相对于圆筒的轴而垂直地扩展，且其上表面及下表面被平坦地形成。此外，凸缘54与上部构件40及下部构件42相比而被制成为略厚壁。

套管50以圆筒部52被***在两个***孔40a、42a中、且作为整体而贯穿左侧梁12的方式而被垂直地配置。***孔40a与圆筒部52的外周以稍具有游隙的程度而被形成为大致相同的尺寸。而且，上部构件40的上表面与圆筒部52的外周面以沿着***孔40a的边缘而跨及整周(2π)的方式被电弧焊接。焊接焊道60即为该焊接接痕。该电弧焊接是沿着上部构件40的上表面与圆筒部52的外周面相接的圆而线性地实施的，使二者一体化的焊接焊道60的截面面积与该圆的线性长度成比例。在将圆筒部52的外径(外周间的直径)设为d的情况下，焊接焊道60的线性长度L1可近似性地由下式表示。

L1＝π×d…(1)

另一方面，***孔42a的直径被制成为，与圆筒部52的外径相比而较大且与凸缘54的外径相比而较小的尺寸。因此，在圆筒部52的外周与***孔42a的外缘之间具有较大的圆环状的空隙。而且，凸缘54在其上表面且靠外周的部分处与下部构件42的外表面接触。在图2中，图示出了发生了面接触的重复部64。凸缘54的外周面与下部构件42的外表面(图2中的下部构件42的朝下的面)通过电弧焊接被固定，并在其附近形成有焊接焊道62。

图3为从下方(从U轴的负侧朝向正侧的方向)观察图2时的俯视图。然而，上部构件40和焊接焊道46在图中被省略。

如图3所示，在被设置于下部构件42上的***孔42a中***有套管50。从套管50的圆筒部52向周围扩展的凸缘54的外径与***孔42a的直径相比而较大，且以与下部构件42的一部分重叠的方式配置。凸缘54的外周与下部构件42通过电弧焊接被固定，且在两者之间延伸形成有焊接焊道62。如图所示，该焊接焊道62仅被形成于凸缘54的外周的一部分上。具体而言，在以圆筒轴为中心的角度θa、θb(弧度)的范围内有两处被焊接。在将凸缘54的外径设为D的情况下，焊接焊道的线性长度L2可近似性地由下式表示。

L2＝(θa+θb)×D/2…(2)

在图3所示的示例中，以凸缘54侧的固定强度不低于圆筒部52侧的固定强度的方式来实施焊接。一般情况下，焊接部位的强度随着被焊接的截面面积变大而提高。而且，在实施方式所涉及的电弧焊接中，由于焊接部分的截面面积与焊接长度成比例，因此由式(1)所表示的焊接的线性长度L1和由式(2)所表示的焊接的线性长度L2被设定为满足下式的关系。

L1＜L2…(3)

例如，在设为d＝35mm的情况下，根据式(1)则成为L1＝110mm。此外，在设为D＝80mm且θa＝θb＝(2/3)×π(θa与θb成120度)的情况下，则根据式(2)而成为L2＝167mm，从而满足式(3)的条件。也能够设定与式(3)相比而更加严格的条件，例如，也可以代替式(3)，而导入将L2设定为L1的1.2倍以上，甚至1.5倍以上的条件。

此外，在凸缘54侧以如下方式配置，即，两个焊接焊道62的长度大致相等(θa＝θb)、且这两条焊接焊道相对于圆筒轴的中心而大致成为点对称。即，以能够针对来自各个方向的外力而确保较高的强度的方式，而实施了提高焊接焊道62的各向同性的焊接。如此，如果在满足式(3)的范围内于多个部位处实施凸缘54的焊接(如果是进一步提高了各向同性的形状则更好)，则能够将凸缘54侧的固定强度设定得足够高。当然，也可以以跨及凸缘54的整个外周的方式来实施凸缘54的焊接。然而，由于在对凸缘54的整周实施焊接的情况下，使焊接工序中所需的时间和成本提高，因此如图3所示，在能够确保必要的强度的范围内局部性地实施焊接也是有效的。

在此，对套管50的安装所涉及的一系列工序进行说明。在工序中，首先，将钢板冲压为预定的形状从而形成上部构件40的原形。在此时，也实施***孔40a的冲压。同样地，实施包括***孔42a的冲压在内的下部构件42的冲压。接着，将上部构件40和下部构件42弯曲加工成预定的形状且进行组合，然后进行焊接。由此，形成由封闭截面部件构成的左侧梁12。使左侧梁12与前横向构件16、后横向构件18、右侧梁14组合，从而形成悬架构件10。虽然在这些工序中，***孔40a和***孔42a以与垂直方向同轴的方式而被设计组装，但是一般情况下，可以在公差的范围内从同轴稍微产生偏移。

套管50以圆筒部52的上端面52b成为顶头的方式而从下部构件42侧被***。由此，如图2所示，圆筒部52被***在***孔42a、40a中，并且，凸缘54与下部构件42以具有重叠部64的重叠的方式而进行面接触。

在该状态下，实施圆筒部52与上部构件40的焊接。在进行焊接时，以使圆筒部52相对于上部构件40及下部构件42而垂直的方式，而以较高的精度来实施角度的调节。因此，在***孔40a、42a未被垂直配置的情况下，圆筒部52被配置在从下部构件42的***孔42a的中心偏移了的位置处。然而，在***孔42a中，由于凸缘54和下部构件42能够通过与公差相比而足够大的重叠部64而将该偏移吸收，因此不会发生制造以及强度上的问题。而通过精度良好地将套管50垂直设置，从而能够将支承部22的强度设定得足够高。此外，能够通过重叠部64而提高下部构件42的刚性从而对NV进行改善，并且还能够提高轴向上的强度。

接下来，实施凸缘54与下部构件42的焊接。该焊接以满足式(3)所示的关系的长度而被实施，从而使两者以足够的强度被结合在一起。同样，套管50也被安装于悬架构件10的另外三个角落上。

此后，悬架构件10经由套管50而被固定于图1所示的右前纵梁30的突出部32、34以及省略了图示的左前纵梁的两个突出部上。具体而言，套管50的上端面52b以与突出部的下表面相接的方式而被配置。在突出部的下表面上设置有螺栓孔，并且以使该螺栓孔与套管50的圆筒部52的开口成为同轴的方式而实施定位。而且，从圆筒部52的下端面52c***螺栓。螺栓的头部被制成为与圆筒部52的内部52a相比而较大，且以与下端面52c压接的方式而被紧固在一起。另一方面，螺栓的顶端贯穿圆筒部52的内部52a，且被***在突出部下表面的螺栓孔中。而且，在突出部的内部配置有螺母，从而使螺栓与该螺母被螺纹连接。通过对四个套管50实施该工序，从而完成悬架构件10与右前纵梁30及左前纵梁的连接。

在以上的实施方式中，对套管50的制法并不作特别限定。然而，例如在通过锻造、切削、铸造等而将圆筒部52与凸缘54一体成形的情况下，与组合了其他部件的情况相比而能够提高刚性。此外，虽然凸缘54的外周的形状被设为圆形，但是例如也可以按照所设置的部位的形状而设为方形或椭圆形等各种各样的形状。然而，通过设为圆形来提高各向同性，从而能够期待作为整体而提高套管的刚性以及组装***时的容易性。

接下来，参照图4对第二实施方式进行说明。图4为对应于图2的剖视图，对与图2相同或对应的部位标注相同的符号，并省略或简化说明。

在图4中，代替图2的套管50而使用了套管70。套管70具备圆筒部72和凸缘74。套管70与套管50的不同之处在于，套管70的圆筒部72的下端面72c被设定在与凸缘74的下表面相同的位置。由于圆筒部72的上端面72b的位置没有发生改变，因此，圆筒部72作为整体而在轴向上被形成为较短。

由于套管70被制成为与套管50相比而略小，因此能够实现轻量化及低成本化。也能够缩短被***到圆筒部72的内部72a的螺栓。此外，由于不仅使用圆筒部72的下端面72c，还使用凸缘74的下表面来以较大的面积承受螺栓的头部，因此能够期待提高螺栓连接的稳定性。

在此，参照图5而对参考方式进行说明。图5为对应于图2及图4的剖视图，对与图2及图4相同或对应的部位标注相同的符号，并省略或简化说明。

在图5中，使用了套管100。该套管100仅通过圆筒部102而被形成，而不具有凸缘。因此，在下部构件42上设置有被制成为与圆筒部102的外径相比而稍大的***孔42x。而且，在***孔42x附近，以跨及整周的方式而将圆筒部102的外周面与下部构件42的下表面电弧焊接在一起，从而形成了焊接焊道110。圆筒部102的上端面102b和下端面102c的位置以及圆筒部102的内部102a的形状与图2所示的相同。

根据该结构，为了将套管100设置为垂直，需要以极好的精度对供套管100穿通的***孔40a、42x的配置进行设定，从而需要花费时间和成本。此外，圆筒部102的外周面与下部构件42的下表面的焊接长度即使最长也只能是圆筒部102的外周的长度。并且，无法实施下部构件42的较宽的面上的刚性加强。与此相对，在图2至图4所示的实施方式中，能够以上文所述的方式而对这几点进行改善。

在以上的说明中，列举悬架构件10与右前纵梁30及左前纵梁的连接为例而进行了说明。然而，本实施方式所涉及的连接结构也能够应用到车辆的其他部位处。作为一个示例，可列举出应用到上述专利文献1所记载的悬架构件与稳定器托架的固定中的方式。此外，作为另一个示例，可列举出针对右前纵梁30等封闭截面部件而设置套管并与其他部件连接的方式。在车辆中，由于若出于轻量化的观点而仅应用在封闭截面部件中，则无法在与其他部件的连接中确保充分的强度，因此，将本实施方式应用于这样的各种部位的方式较为有效。