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CN114982054A - 托盘及托盘的制造方法 - Google Patents

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CN114982054A
CN114982054A CN202180009501.4A CN202180009501A CN114982054A CN 114982054 A CN114982054 A CN 114982054A CN 202180009501 A CN202180009501 A CN 202180009501A CN 114982054 A CN114982054 A CN 114982054A
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CN
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Application number
CN202180009501.4A
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English (en)
Inventor
浅间洋海
铃木淳一郎
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp
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Publication date
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Abstract

托盘(20)具备底壁(21)和从底壁(21)的外周立式设置的周侧壁(22)，该托盘具备具有高抗拉强度的高强度部HT以及与高强度部HT相比具有低抗拉强度的低强度部LT。低强度部LT包含凹部(C)而形成，该凹部(C)具有相互成劣角而相邻的第1侧壁内表面(221a)及第2侧壁内表面(222a)中的角部(22C)、以及相对于第1侧壁内表面(221a)及第2侧壁内表面(222a)分别成劣角的底壁(21)的上表面(21a)中的拐角部(21C)。

Description

托盘及托盘的制造方法
技术领域
本发明涉及托盘及托盘的制造方法。
本申请基于2020年2月4日提出的日本专利申请第2020-017224号主张优先权，在此援引其记载内容。
背景技术
以往，有具备树脂制的电池托盘及电池罩的电池盒，上述电池托盘将金属制的框架设置在外壁侧，上述电池罩覆盖该电池托盘。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-124101号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，以往的电池托盘为了保护所载置的电池，需要确保针对外力所造成的压碎的刚性。因此，以往的电池托盘的重量有时有过大的情况。
本发明鉴于上述的背景技术中的问题，目的在于提供一种坚固且轻量的托盘及托盘的制造方法。
用来解决课题的手段
本发明的主旨如下所述。
(1)有关本发明的一方式的托盘，具备底壁、及从上述底壁的外周立式设置的周侧壁，上述托盘具备具有高抗拉强度的高强度部、及与上述高强度部相比具有低抗拉强度的低强度部；上述低强度部包含凹部而形成，上述凹部具有相互成劣角而相邻的第1侧壁的第1侧壁内表面及第2侧壁的第2侧壁内表面中的角部、及相对于上述角部的上述第1侧壁内表面及上述第2侧壁内表面分别成劣角的上述底壁的上表面中的角部。
(2)在上述(1)中，也可以是，上述高强度部跨从上述第1侧壁经过上述底壁到与上述第1侧壁对置的第3侧壁而形成。
(3)在上述(1)或(2)中，也可以是，在上述底壁之上，具备跨从上述第1侧壁到与上述第1侧壁对置的第3侧壁而延伸的内侧加强件。
(4)在上述(3)中，也可以是，上述内侧加强件与上述高强度部重叠。
(5)在上述(2)至(4)中的任一项中，也可以是，上述第1侧壁及上述第3侧壁具备沿着上述第1侧壁及上述第3侧壁延伸的外侧加强件。
(6)有关本发明的一方式的托盘的制造方法，是具备底壁和从上述底壁的外周立式设置的周侧壁的托盘的制造方法，该制造方法包括：焊接工序，将具有高抗拉强度的高强度部和与上述高强度部相比具有低抗拉强度的低强度部进行焊接；以及成形工序，对上述低强度部以使其包含凹部的方式进行冲压加工，上述凹部具有相互成劣角而相邻的第1侧壁的第1侧壁内表面及第2侧壁的第2侧壁内表面中的角部、以及相对于上述角部的上述第1侧壁内表面及上述第2侧壁内表面分别成劣角的上述底壁的上表面中的拐角部。
发明效果
根据本发明，能够提供坚固且轻量的托盘及托盘的制造方法。
附图说明
图1是有关实施方式的托盘的说明图。
图2是有关实施方式的托盘的立体图。
图3是有关实施方式的托盘的平面图。
图4是图3的A向视剖视图。
具体实施方式
在设置于车辆(车体)的电池托盘，为了保护所载置的电池，对于由障碍物的侧面碰撞等引起外力，要求较高的刚性以使得在车宽方向上不过度地压碎。此外，同时对于设置于车辆的电池托盘而言，为了车辆的燃耗或电耗的改善而优选为轻量。
本发明的托盘具备底壁和从底壁的外周立式设置的周侧壁。托盘具备具有高抗拉强度的高强度部及与高强度部相比具有低抗拉强度的低强度部。并且，低强度部形成为包括具有相互成劣角的第1侧壁的第1侧壁面及第2侧壁的第2侧壁面的上述周侧壁的角部、以及具有相对于上述角部的上述第1侧壁面及上述第2侧壁面分别成劣角的底壁面的上述底壁的拐角部。由此，能够使主要分担承受从车宽方向作用于托盘的冲击载荷的区域为高强度部，能够使难以进行冲压加工的区域为低强度部。因而，通过高强度部，能够抑制托盘较早地塑性较大地变形，并且能够为比较轻量。同时，通过低强度部，能够对作为基材的钢板进行冲压加工从而简单地制造托盘。由此，能够提供坚固且轻量的托盘。
以下，说明本发明的实施方式。
(实施方式)
图1是有关实施方式的托盘20的说明图。图2是有关实施方式的托盘20的立体图。图3是有关实施方式的托盘20的平面图。图4是图3的A向视剖视图。另外，只要没有特别说明，就将沿着车辆(车体1)的行进方向的方向称作前后方向，将在前后方向上观察时的水平方向称作车宽方向，将在前后方向上观察时的与车宽方向正交的方向或重力方向(铅直方向)称作上下方向。
如图1所示，车体1具备构成车体1的骨架的框架10、及载置锂离子电池等的电池30的托盘20(也称作盒或容器)。车体1是电动汽车等以电池30为动力源进行驱动的汽车。
通过从与电线杆等的侧面碰撞(柱侧碰撞)中保护电池30，从而能够抑制因电池30的爆炸等对于乘员的危害。因而，为了保护电池30，托盘20配置在比侧面部件构造100(也称作下纵梁)的位置靠车内侧。另外，托盘20通常配置在设置于车体1的车宽方向上的左右的一对侧面部件构造100之间。
详细如图2所示，托盘20具备底壁21、及从底壁21的外周立式设置的周侧壁22。
底壁21在平面视图中是三角形以上的多边形。例如，底壁21如图3所示，在平面视图中是四边形。底壁21具有4处拐角部21C。
底壁21的各个拐角部21C与周侧壁22的后述的各个角部22C对应而相邻地配置。
底壁21是平坦的板状。底壁21例如是钢制。底壁21具有沿着水平面而配置的上表面21a。在上表面21a之上适当地载置有电池30等车载部件。底壁21具有能够在上表面21a载置支承电池30的刚性。上表面21a为了提高针对因侧面碰撞等的从车外侧朝向车内侧的冲击载荷而产生的底壁21向车宽方向的变形的刚性，可以适当具有沿着车宽方向形成的加强部21R。另外，加强部21R也可以是沿着车宽方向形成的突条或槽。
周侧壁22具有与底壁21的周缘的多边形形状对应的多边形形状。例如，如图3所示，在底壁21是四边形的情况下，周侧壁22是四边形。具体而言，周侧壁22具有第1侧壁221、与第1侧壁221相邻的第2侧壁222、与第2侧壁222相邻的第3侧壁223、以及与第3侧壁223相邻的第4侧壁224。并且，第4侧壁224与第1侧壁221相邻。这样，从第1侧壁221到第4侧壁224的各侧壁将底壁21从底壁21的周缘包围，被配置为封闭的环状。另外，构成周侧壁22的侧壁的数量并不限于本实施方式那样的4个，根据底壁21的周缘的多边形形状，只要是3个以上即可。
周侧壁22的各侧壁具有朝向由周侧壁22所包围的中央的内表面。即，如图2所示，第1侧壁221具有第1侧壁内表面221a。以下同样，第2侧壁222具有第2侧壁内表面222a。第3侧壁223具有第3侧壁内表面223a。第4侧壁224具有第4侧壁内表面224a。
如图4所示，周侧壁22具有包括从底壁21的车外侧端部向上方延伸的周侧壁腹板22W、及周侧壁凸缘22F在内的相对于周侧壁22延伸的方向垂直的截面。由此，包括周侧壁22在内的托盘20能够从平坦的钢板通过冲压加工简单地成形，并且能够合理地确保能够抵抗剪切力等载荷及力矩的刚性。另外，周侧壁22的截面也可以是沿着底壁21的周缘是一样。
如图2及图3所示，托盘20具备：具有高抗拉强度的高强度部HT、以及与高强度部HT相比具有低抗拉强度的低强度部LT。另外，从轻量化的观点看，高强度部HT优选的是具有980MPa以上的抗拉强度，更优选的是具有1470MPa以上的抗拉强度。另外，从容易加工的观点看，低强度部LT具有270MPa到440MPa的抗拉强度。低强度部LT例如具有270MPa、440MPa或590MPa的抗拉强度。例如，在作为高强度部HT而使用具有1470MPa的抗拉强度的钢板的情况下，作为具有比高强度部HT低的抗拉强度的低强度部LT而使用具有270MPa的抗拉强度的钢板。
这里，低强度部LT形成为包括凹部C，该凹部C具有相互成劣角而相邻的第1侧壁221的第1侧壁内表面221a及第2侧壁222的第2侧壁内表面222a中的角部22C、以及相对于角部22C的第1侧壁内表面221a及上述第2侧壁内表面222a分别成劣角的底壁21的上表面21a中的拐角部21C。这样，托盘20的低强度部LT配置为，包含周侧壁22的角部22C与底壁21的拐角部21C相邻的凹部C(第1侧壁内表面221a、第2侧壁内表面222a及上表面21a的3个面相邻的部分)。另外，劣角角度(miner angle)是指共有顶点和两边的角中的较小的角的角度。
由于托盘20为这样的构造，所以能够使主要分担承受从车宽方向作用于托盘20的冲击载荷的区域为高强度部HT。同时，能够使这样难以冲压加工的凹部C为低强度部LT。因而，通过高强度部HT，能够抑制托盘20较早地塑性较大地变形，并且能够做成较轻量。同时，通过低强度部LT，使得托盘20通过对作为基材的钢板冲压加工从而能够容易地成形具有凹部C的箱状的立体形状。由此，能够提供坚固且轻量的托盘20。
具体而言，如图2及图3所示，托盘20前后方向的中间部为高强度部HT。
高强度部HT跨从第1侧壁221经过底壁21到与第1侧壁221对置的第3侧壁223而形成。由此，能够使冲击载荷作用时的载荷传递路径的范围为高强度部HT。由此，即使减小托盘20的板厚，也能够提高车宽方向的刚性，所以能够有效地进行轻量化。
托盘20使包含具有配置在前方的两处的拐角部21C及与这些拐角部21C对应的角部22C的凹部C在内的区域为低强度部LT。此外，托盘20使包含具有配置在后方的两处的拐角部21C及与这些拐角部21C对应的角部22C的凹部C在内的区域为低强度部LT。这样，由于使包含具有拐角部21C及角部22C的凹部C在内的区域为低强度部LT，因此通过对作为基材的钢板进行冲压加工从而能够简单地制造托盘20。
托盘20在底壁21之上具备跨从第1侧壁221到与第1侧壁221对置的第3侧壁223而延伸的内侧加强件24。由此，即使车宽方向的冲击载荷作用在第1侧壁221及第3侧壁223的一方，也能够使该冲击载荷的一部分被第1侧壁221及第3侧壁223的另一方分担。此外，能够提高冲击载荷在车宽方向上作用时的载荷传递路径的范围的刚性及屈曲强度。由此，能够提高托盘20的内侧的保护性能。
也可以是内侧加强件24设有多个。此外，也可以是内侧加强件24在前后方向上排列地设有多个。由此，当冲击载荷在车宽方向上施加于第1侧壁221及第3侧壁223时，能够减小在第1侧壁221及第3侧壁223的与前后方向垂直的截面上作用的绕铅直方向的最大弯曲力矩，能够抑制第1侧壁221及第3侧壁223向车宽方向的位移。此外，能够将由于侧面碰撞等而对第1侧壁221及第3侧壁223的一方施加的向车宽方向的冲击载荷分散到多个内侧加强件24，传递给第3侧壁223。由此，能够使每一个内侧加强件24的与长度方向(车宽方向)垂直的截面变小，能够变得紧凑。另外，也可以是内侧加强件24设置有单个。
内侧加强件24的一方的端部通过焊接等与第1侧壁221的第1侧壁内表面221a接合。内侧加强件24的另一方的端部通过焊接等与第3侧壁223的第3侧壁内表面223a接合。
内侧加强件24优选的是与高强度部HT重叠。由此，由内侧加强件24带来的刚性的提高效果和由高强度部HT带来的刚性的提高效果相辅相成，能够有效地提高冲击载荷作用在车宽方向上时的载荷传递路径的范围的刚性。由此，能够提高托盘20的内侧的保护性能。
第1侧壁221及第3侧壁223具备沿着第1侧壁221及第3侧壁223延伸的外侧加强件25。另外，外侧加强件25通常包括沿着第1侧壁221延伸的第1外侧加强件25A、及沿着第3侧壁223延伸的第2外侧加强件25B。由此，从车外侧朝向车内侧作用的冲击载荷在外侧加强件25的前后方向上分散后，经过第1侧壁221或第3侧壁223被传递给底壁21，因此能够使载荷传递路径的范围变大，能够使托盘20受到的载荷分散而不局部地集中。由此，能够提高托盘20的内侧的保护性能。
详细地讲，如图4所示，为了确保对于从车外侧朝向车内侧作用的冲击载荷的每单位质量的弯曲刚度(抗挠刚度)及冲击能量性能，外侧加强件25(第1外侧加强件25A)具有中空的截面。此外，外侧加强件25具有分别沿着前后方向延伸的多个部件，即第1部件251、第2部件252和第3部件253。并且，通过第1部件251、第2部件252和第3部件253相互连接(接合)，从而外侧加强件25的截面成为封闭的环状。第1部件251、第2部件252和第3部件253例如通过焊接等相互接合。第1部件251、第2部件252及第3部件253例如分别是平坦的钢板或由平坦的钢板弯曲成形的钢板。外侧加强件25和周侧壁22通过焊接等相互接合。另外，外侧加强件25并不限于如本实施方式那样由3个部件形成，也可以由单个部件形成，也可以由两个部件形成，也可以由4个以上的多个部件形成。
(制造方法)
接着，对托盘20的制造方法进行说明。
(1)首先，将作为具有较高的抗拉强度的高强度部HT的钢板与作为具有比高强度部HT低的抗拉强度的低强度部LT的钢板焊接(焊接工序)。这里，例如使用具有1470MPa的抗拉强度的钢板作为高强度部HT。此外，使用具有270MPa的抗拉强度的钢板作为低强度部LT。另外，作为高强度部HT的钢板的板厚与作为低强度部LT的钢板的板厚优选相同。
(2)接着，对于低强度部LT以使其包含凹部C的方式进行冲压加工，上述凹部C具有相互成劣角而相邻的第1侧壁221的第1侧壁内表面221a及第2侧壁222的第2侧壁内表面222a中的角部22C、以及相对于角部22C的第1侧壁内表面221a及第2侧壁内表面222a分别成劣角的底壁21的上表面21a中的拐角部21C(成形工序)。同时，对高强度部HT进行冲压加工。另外，通过基于冲压加工的加工硬化，能够使得冲压加工后的高强度部HT或低强度部LT的抗拉强度比冲压加工前的高强度部HT或低强度部LT的抗拉强度提高。
根据这样的托盘20的制造方法，即使托盘20具有高强度部HT，由于难以通过冲压加工成形的凹部C是低强度部LT，因此也能够简单地制造具备底壁21和从底壁21的外周立式设置的周侧壁22的托盘20。由此，能够提供坚固且轻量的托盘20的制造方法。
标号说明
1车体；10框架；100侧面部件构造；20托盘；30电池；21底壁；21a上表面；21C拐角部；21R加强部；22周侧壁；22C角部；22F周侧壁凸缘；22W周侧壁腹板；24内侧加强件；25外侧加强件；25A第1外侧加强件；25B第2外侧加强件；251第1部件；252第2部件；253第3部件；221第1侧壁；221a第1侧壁内表面；222第2侧壁；222a第2侧壁内表面；223第3侧壁；223a第3侧壁内表面；224第4侧壁；224a第4侧壁内表面；C凹部；HT高强度部；LT低强度部。

Claims (6)

1.一种托盘，具备底壁和从上述底壁的外周立式设置的周侧壁，上述托盘的特征在于，
上述托盘具备具有高抗拉强度的高强度部、及与上述高强度部相比具有低抗拉强度的低强度部，
上述低强度部以包含凹部的方式而形成，上述凹部具有相互成劣角而相邻的第1侧壁的第1侧壁内表面及第2侧壁的第2侧壁内表面中的角部、以及相对于上述角部的上述第1侧壁内表面及上述第2侧壁内表面分别成劣角的上述底壁的上表面中的拐角部。
2.如权利要求1所述的托盘，其特征在于，
上述高强度部跨从上述第1侧壁经过上述底壁到与上述第1侧壁对置的第3侧壁而形成。
3.如权利要求1或2所述的托盘，其特征在于，
在上述底壁之上具备跨从上述第1侧壁到与上述第1侧壁对置的第3侧壁而延伸的内侧加强件。
4.如权利要求3所述的托盘，其特征在于，
上述内侧加强件与上述高强度部重叠。
5.如权利要求2～4中任一项所述的托盘，其特征在于，
上述第1侧壁及上述第3侧壁具备沿着上述第1侧壁及上述第3侧壁延伸的外侧加强件。
6.一种托盘的制造方法，上述托盘具备底壁和从上述底壁的外周立式设置的周侧壁，上述托盘的制造方法的特征在于，
包括：
焊接工序，将具有高抗拉强度的高强度部和与上述高强度部相比具有低抗拉强度的低强度部焊接；以及
成形工序，将上述低强度部以使其包含凹部的方式进行冲压加工，上述凹部具有相互成劣角而相邻的第1侧壁的第1侧壁内表面及第2侧壁的第2侧壁内表面中的角部、以及相对于上述角部的上述第1侧壁内表面及上述第2侧壁内表面分别成劣角的上述底壁的上表面中的拐角部。
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