專利名稱：車輛頂部支撐組件的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一般的車輛結構，并且更加特別的涉及一種車輛的頂部支撐組件和側面碰撞結構。
背景技術：
頂部支撐柱支撐車輛的頂部，并且位于車輛的窗戶和門之間。通常，根據車輛的類型，頂部支撐柱標記為A柱、B柱、C柱，并且在一些實施例中，標記為D柱。AB柱通常位于車輛前門的正后方，通常用于安裝后門鉸鏈并且與后門連接。B柱是決定頂部強度和側面碰撞侵入角度的重要元件。車輛的頂部支撐柱可以使用管狀液壓成型エ藝制成，該エ藝是ー種金屬成型エ 藝，在該エ藝中，流體用于使管狀金屬毛坯向外擴張，以與凹模腔的表面一致，從而形成單獨的液壓成型件。管狀毛坯可以在液壓成型過程中成型，從而具有在長度方向上不斷變化的橫截面。相對于非液壓成型零件(例如沖壓零件)，管狀液壓成型能夠使制造者増加部件的硬度、空間準確性、疲勞壽命和耐撞性，同時減少零件質量和費用。液壓成型部件相對于它們的質量具有高硬度(例如與沖壓金屬板部件相比)，這一部分是因為毛坯壁在液壓成型過程中發生的塑性變形。更特別的是，在液壓成型中由于毛坯內的流體壓カ引起的毛坯的管狀金屬壁向外擴張產生加工硬化效應，其均一地強化了所得到的液壓成型元件的金屬材料。相對于沖壓，液壓成型同樣較少地浪費材料。對于車輛制造者來說，液壓成型零件的制造也相對經濟，這是因為與液壓成型相關的加工成本通常小于其它制造方法的加工成本。對乘用車設計進行頂部強度和側面碰撞強度的測試。常規的B柱制造成多個沖壓板金屬零件，這些零件通常被點焊在一起。可以通過成型由高級材料(例如雙相鋼和硼鋼)制成的金屬板零件來提高常規B柱的強度。B柱可以同樣通過使用較厚的合金來變得更堅固，較厚的金屬板可能會増加車輛的重量，并且增加制造B柱的費用。甚至使用更厚的合金元件，然而，常規設計的B柱也可能不會總是滿足頂部強度和側面碰撞性能的嚴格的測試要求。例如，在美國專利NO. 6，282，790中已經使用液壓成型管來制作具有空間框架結構的車輛。這個專利提出了將兩個B柱和車頂彎梁形成單個U型部件，該部件連接兩個管狀下邊梁的頂部表面。所提出的設計帶來了ー個制造問題，即，該部件的封閉的箱型截面不能使用點焊組裝技木。位于車門之間的液壓成型管部件的縱向厚度也不適用設計觀點。而且，相對于現有設計，這樣的設計也不具有能夠提高頂部強度的期望結構。美國專利公開號US2004/0239091A1和美國專利公開號US2005/0023865A1公開揭露了液壓成型的B柱的其它設計。然而，這些提出的設計需要加強支架來將B柱和頂蓋縱梁連接在一起
實用新型內容
[0008]為了解決上述技術問題中的ー個或多個，本實用新型提供ー種車輛頂部支撐組件，其具有能夠提高頂部強度的期望結構。這里通過披露的實施例來提供ー種車輛頂部支撐組件。該車輛頂部支撐組件包括頂蓋縱梁、下邊梁、第一中空支撐元件和第二中空支撐元件。該第一中空支撐元件和該第二中空支撐元件均包括內壁、外壁、前壁、和后壁。該第一中空支撐元件和該第二中空支撐元件均包括管狀下部區域，其從該下邊梁向上延伸。該第一中空支撐元件和該第二中空支撐元件同樣均包括上部部分，其從該頂蓋縱梁向下延伸。該第一中空支撐元件和該第二中空支撐元件彼此間隔，并且在操作上設置成用來調整位于該第一中空支撐元件和該第二中空支撐元件之間的鉸鏈。優選地，所述第一中空支撐元件和所述第二中空支撐元件都在操作上設置成來調節位于所述第一中空支撐元件和所述第二中空支撐元件之間的線束和墊圈，所述線束和所述墊圈附著于車身側部內板。優選地，所述第一中空支撐元件和所述第二中空支撐元件均具有上端，所述第一中空支撐元件和所述第二中空支撐元件中的每個的上端壓在一起，并且與所述頂蓋縱梁的 外表面和上表面裝配在一起。優選地，所述管狀下方區域終結于壓縮連接邊緣，所述壓縮的連接邊緣僅包括內壁和外壁，并且配裝于所述下邊梁板的外表面。優選地，所述下邊梁連接邊緣環繞所述下邊梁延伸。優選地，所述下邊梁連接邊緣被點焊于所述下邊梁上。優選地，所述第一中空支撐元件和所述第二中空支撐元件的每個管狀上方部分都通過b柱支架連接于所述頂蓋縱梁。優選地，所述第一中空支撐元件和所述第二中空支撐元件的壓在一起的上端限定縱梁連接邊緣，所述縱梁連接邊緣僅包括內壁和外壁，所述縱梁連接邊緣被配裝于所述頂蓋縱梁的外表面。優選地，所述縱梁連接邊緣被點焊于所述頂蓋縱梁上。優選地，該車輛頂部支撐組件進ー步包括側加強件支架，所述側加強件支架連接于所述第一中空支撐元件和所述第二中空支撐元件。優選地，該車輛頂部支撐組件進ー步包括下邊梁加強件，所述下邊梁加強件在操作上設置成將所述第一中空支撐元件和所述第二中空支撐元件連接于所述下邊梁。優選地，所述第一中空支撐元件和所述第二中空支撐元件在所述第一中空支撐元件和所述第二中空支撐元件的每個的上方部分被焊接在一起。本實用新型通過設置第一和第二中空支撐元件増加了頂部支撐強度，并且，該第一和第二中空支撐元件的材料規格可以相對于傳統的管狀支撐元件減小，因而可以減小重量和成本。此外，可以通過設置側碰撞加強件來提供額外的強度和剛度。
本實用新型將會通過實施例，并且根據相關附圖進行描述圖I是位于車身側部內的兩個液壓成型管的局部透視圖。圖2是本實用新型的該雙液壓成型管的第一實施例的側視圖。[0025]圖3是本實用新型的雙液壓成型管和加強件的側視圖。圖4是沿著圖3的線4-4的橫截面視圖。圖5A是本實用新型的頂部支撐組件的實施例的第一側視圖。圖5B是本實用新型的頂部支撐組件的實施例的第二側視圖。
頂部支撐組件的實施例的展開的第一側視圖。圖6是沿著圖5A的線6-6的橫截面視圖。圖7是該第一和第二中空支撐元件、該柱加強件、車身側部內部和該下邊梁加強件的展開局部視圖。圖8A是本實用新型的雙液壓成型元件的第二實施例的側視圖。圖8B是沿著圖8A的線8_8的橫截面視圖。
具體實施方式
現在參考附圖，其中相同的參考標號用來標示多個視圖中的相同部件，圖I介紹了車身側部內板12，其中，第一中空支撐元件14和第二中空支撐元件16位于該車身側部內板12中。該車身側部內板12可以由沖壓的金屬板制成。該第一中空支撐元件14和該第ニ中空支撐元件16可以使用液壓成型エ藝構造成期望的結構。在這個非限制的實施例中，該第一中空支撐元件14和該第二中空支撐元件16的端部鄰近頂蓋縱梁18和下邊梁20終止。在一個實施例中，該第一中空支撐元件14和該第二中空支撐元件16的端部鄰近于該頂蓋縱梁18和鄰近于該下邊梁20終止。該第一中空支撐元件14和該第二中空支撐元件16分別通過下邊梁加強件22 (圖7所示)和b柱外支架24 (圖5C所示)與該下邊梁20和該頂蓋縱梁18相連接。現在參考圖2，車輛頂部支撐組件10可以包括頂蓋縱梁18、下邊梁20、第一中空支撐元件14和第二中空支撐元件16。該第一中空支撐元件14和該第二中空支撐元件16可以均包括至少三個壁。在圖4的非限制實施例中，示出了內壁30、外壁32、前壁34和后壁36，并且在操作上配置用來提高車輛的頂部強度。在圖8A和8B的非限制實施例中，該第一中空支撐元件14"和第二中空支撐元件16"均具有三個壁(代替四個壁)，其中該第一中空支撐元件14"和該第二中空支撐元件16"是開ロ斷面。如圖8A和8B所示，提供第一壁62、第二壁64和第三壁66來產生開ロ斷面。該第一壁62可以是內壁30、外壁32、前壁34或后壁36中的任意ー個。該第三壁66相對于該第一壁62設置。如圖8B所不,該第二壁64將該第一壁62與第三壁66連接。在該實施例中，加強件40"用虛線顯示。參考圖4，由于具有兩個內壁30、兩個外壁32、兩個前壁34和兩個后壁34，該第一中空支撐元件14和該第二中空支撐元件16増加了頂部支撐強度。根據前述結構，該第一中空支撐元件14和該第二中空支撐元件16更能抵抗彎曲。進一歩，該第一和第二中空支撐元件14，16的材料規格可以相對于傳統的管狀支撐元件減小，因而可以減小重量和成本。在一個非限制實施例中，該第一和第二液壓成型支撐元件14，16可以由I. 66mm的DP780型鋼板制成。如圖2所示的非限制實施例中，該第一和第二中空支撐元件14，16均包括上端部26，其中該上端部26鄰近于該頂蓋縱梁18。該第一中空支撐元件14和該第二中空支撐元件16中的上端部26被按壓(或壓縮)在一起形成縱梁連接邊緣28。該縱梁連接邊緣28可以通過點焊過程或其它類似方式被安裝在該頂蓋縱梁18的外表面和上表面上。該縱梁連接邊緣28僅包括內壁30'和外壁32'。參考圖3，該車輛頂部支撐組件10也可選地包括側碰撞加強件，其沿著第一和第ニ中空支撐元件14，16的中間區域38設置。假設液壓成型管通常可以始終具有相同的標準厚度，那么，額外的側碰撞加強件能夠提供額外的強度和剛度，在側碰撞事件發生時，第一和第二中空支撐元件14，16的中間區域38需要這樣的加強件。參考圖5A-5C，顯示了本實用新型另ー個實施例，其中，該側碰撞加強件40'與下邊梁加強件22結合，這樣該側碰撞加強件40'沿著所有的路徑向下到達該下邊梁20。此夕卜，可以增加另ー個側碰撞內加強件，以進ー步在側碰撞事件中增加車輛頂部支撐組件10的強度。該側碰撞加強件40'和該側碰撞內加強件42'可以通過焊接、機械緊固件或類似的方法相互連接或者將其連接于該第一和第二液壓成型支撐元件14，16。 現在參考圖4，顯示了沿著圖3的線4-4的橫截面視圖。該車身側部外板44(圖3未顯示)在圖4中使用虛線顯示。該側碰撞加強件40橫跨第一和第二中空支撐元件設置，并且連接于該第一液壓成型支撐元件的前側和該第二液壓成型支撐元件的后側。如圖4所示，該側碰撞加強件40和該第一和第二液壓成型支撐元件可以被設置在車身側部外板的凹槽內。現在參考圖圖5A-圖5C和圖7，該第一中空支撐元件14和該第二中空支撐元件16均包括管狀下方區域56，其從該下邊梁20開始向上延伸。該第一中空支撐元件14和該第ニ中空支撐元件16均包括上端部26，該上端部從該頂蓋縱梁18向下延伸。如圖4所示，該第一中空支撐元件14和該第二中空支撐元件16在該第一和第二中空支撐元件14，16的中間區域38(圖2所示)相互間隔開。該第一和第二中空支撐元件14，16在操作上設置成容納位于該第一中空支撐元件14和該第二中空支撐元件16之間的鉸鏈(如圖6所示)。可以理解的是，該第一和第二中空支撐元件14，16可以鄰近于第一和第二中空支撐元件14，16的上端26或者在該上端處和/或在第一和第二中空支撐元件14，16的管狀下方區域56的位置處相互焊接在一起。如圖6中進ー步示出的，內飾件46，例如但不限于硬質塑料表面，被安裝在車身側部內板12上。在該內飾件46的每一端處結合有密封件48，并且在該處門(未顯示)與該車身內部外板44相結合，從而將潮濕、污垢和噪音隔離在車輛外部。因此，該第一和第二中空支撐元件14，16在操作上設置成調節第一中空支撐元件14和第二中空支撐元件16之間的線束和墊圈。如圖6所示，可以理解的是，當在車身側部外板上安裝有鉸鏈時，可以在該第一中空支撐元件14和該第二中空支撐元件16之間調節鉸鏈螺栓50。在圖2和3所示的另ー實施例中，該第一和第二中空支撐元件可以均包括上端26，其中該上端26鄰近于該頂蓋縱梁18。如圖所示，每個上端26均可以通過B柱外支架24 (圖5A-5C所示)與該頂蓋縱梁18連接。同樣，在另ー個實施例中，可以以下邊梁加強件22(圖7)的方式來提供將第一和第二中空支撐元件14，26與下邊梁20連接的結構。這樣，如圖7所示，管狀下方區域56在鄰近于下邊梁20處終止，并且下邊梁加強件22使第一和第二中空支撐元件與下邊梁20相接合。下邊梁加強件22可以通過焊接エ藝或者機械緊固件或者其它類似方法附著于下邊梁20以及第一和第二中空支撐元件。參考圖7和圖5A-5C所示的側碰撞加強件40，可以理解的是，在非限制性實施例中，側碰撞加強件40可以由HSLA350鋼制成，其厚度可以在0. 5-1. Omm的范圍內。在另ー個非限制性實施例中，如圖5A-5C和圖7所示，B柱外支架24同樣可以由DP780鋼制成。B柱外支架24的厚度可以在I. 0-2. Omm的范圍內。進ー步，如圖7所示，下邊梁加強件22也可以，但不是必需的，由DP780鋼制成。
已經詳細描述了實現本實用新型的最優選的實施例，本領域技術人員將會認識至IJ，實現本實用新型的多種選擇的設計和實施例都由以下權利要求進行限定。
權利要求1.ー種車輛頂部支撐組件，其特征在于，包括 頂蓋縱梁； 下邊梁； 均至少包括第一壁、第二壁和第三壁的第一中空支撐元件和第二中空支撐元件，所述第一中空支撐元件和所述第二中空支撐元件均包括從所述下邊梁向上延伸的管狀下方區域和從所述頂蓋縱梁向下延伸的上方部分； 其中，所述第一中空支撐元件和所述第二中空支撐元件至少在所述第一中空支撐元件和所述第二中空支撐元件的中間區域上彼此間隔開。
2.如權利要求I所述的車輛頂部支撐組件，其特征在于，所述第一中空支撐元件和所述第二中空支撐元件都在操作上設置成來容納位于所述第一中空支撐元件和所述第二中空支撐元件之間的線束和墊圈，所述線束和所述墊圈附著于車身側部內板。
3.如權利要求I所述的車輛頂部支撐組件，其特征在于，所述第一中空支撐元件和所述第二中空支撐元件均具有上端，所述第一中空支撐元件和所述第二中空支撐元件中的每個的上端壓在一起，并且與所述頂蓋縱梁的外表面和上表面裝配在一起。
4.如權利要求I所述的車輛頂部支撐組件，其特征在于，所述管狀下方區域終結于壓縮的下邊梁連接邊緣，所述下邊梁連接邊緣僅包括內壁和外壁，并且配裝于所述下邊梁的外表面。
5.如權利要求4所述的車輛頂部支撐組件，其特征在于，所述下邊梁連接邊緣環繞所述下邊梁延伸。
6.如權利要求5所述的車輛頂部支撐組件，其特征在干，所述下邊梁連接邊緣被點焊于所述下邊梁上。
7.如權利要求I所述的車輛頂部支撐組件，其特征在于，所述第一中空支撐元件和所述第二中空支撐元件的每個管狀上方部分都通過b柱支架連接于所述頂蓋縱梁。
8.如權利要求3所述的車輛頂部支撐組件，其特征在于，所述第一中空支撐元件和所述第二中空支撐元件的壓在一起的上端限定縱梁連接邊緣，所述縱梁連接邊緣僅包括內壁和外壁，所述縱梁連接邊緣被配裝于所述頂蓋縱梁的外表面。
9.如權利要求8所述的車輛頂部支撐組件，其特征在于，所述縱梁連接邊緣被點焊于所述頂蓋縱梁上。
10.如權利要求I所述的車輛頂部支撐組件，其特征在干，進ー步包括側加強件支架，所述側加強件支架連接于所述第一中空支撐元件和所述第二中空支撐元件。
11.如權利要求10所述的車輛頂部支撐組件，其特征在干，進ー步包括下邊梁加強件，所述下邊梁加強件在操作上設置成將所述第一中空支撐元件和所述第二中空支撐元件連接于所述下邊梁。
12.如權利要求I所述的車輛頂部支撐組件，其特征在于，所述第一中空支撐元件和所述第二中空支撐元件在所述第一中空支撐元件和所述第二中空支撐元件的每個的上方部分被焊接在一起。
專利摘要本實用新型公開一種車輛頂部支撐組件，其包括頂蓋縱梁、下邊梁、第一中空支撐元件和第二中空支撐元件。該第一中空支撐元件和該第二中空支撐元件均包括內壁、外壁、前壁和后壁。該第一中空支撐元件和該第二中空支撐元件均包括管狀下方區域，其從該下邊梁向上延伸。該第一中空支撐元件和該第二中空支撐元件均包括上部分，其從該頂蓋縱梁向下延伸。該第一中空支撐元件和該第二中空支撐元件至少在該第一和第二中空支撐元件的中部區域相互間隔開。本實用新型通過設置第一和第二中空支撐元件增加了頂部支撐強度，并且減少部件的重量和制造成本。
文檔編號B62D25/04GK202641866SQ20122014943
公開日2013年1月2日 申請日期2012年4月10日 優先權日2011年4月13日
發明者詹森·斯科特·鮑爾澤, 達斯廷·邁克爾·霍爾, 羅曼·格里戈森斯基, 文森特·奇門托, 戴維·貝爾林, 克里斯多夫·L·艾科, 賴安·克雷格 申請人:福特環球技術公司