用于連接側面結構和車頂縱梁的結構和方法
【專利摘要】一種使用側面雙弓背結構連接車頂縱梁的結構包括：車身的底部形成的底板；連接至底板的兩側表面的側面內板；以及連接至側面內板的上部的車頂縱梁。一種用于連接車頂縱梁的方法包括：將側面內臂連接至車輛底板的側表面；將十字形的連接部分連接至側面內臂的上部；將側面內加固部分連接至側面內臂和連接部分的外表面；將車頂縱梁連接至側面內加固部分的上部和連接部分的上表面；將側面外加固板連接至側面內加固部分的外部；以及將側面外板連接至側面外加固板的外部。
【專利說明】用于連接側面結構和車頂縱梁的結構和方法
[0001] 相關申請的交叉引用
[0002] 根據美國法典第35卷第119章，本申請要求于2013年4月19日在韓國知識產權 辦公室提交的韓國專利申請第10-2013-0043242號的優先權，通過引用將本公開的全部內 容結合于本文中。
【技術領域】
[0003] 本公開涉及用于連接車頂縱梁（roof rail)的結構和方法，并且更特別地，涉及使 用用于連接側面結構的結構將車頂縱梁連接至車身的側面內板的結構和方法。
【背景技術】
[0004] 通常，車輛包括車身和底盤。車身形成車輛的外觀，底盤是機械裝置安裝在其中的 部分。
[0005] 作為車身的組成元件，側面結構(諸如側面內板、側面外加固板）不僅維持車身的 側向側面的外觀，而且通過增加車身的側向側面的剛性而保護乘客免受外部沖擊。
[0006] 近年來，隨著對具有更多限制的乘客安全性的興趣變得更高，已主動進行研究以 通過加強車身的側向側面部來改善乘客的安全性，車身的側向側面部分在車輛事故過程中 比車身的前側或者后側更容易受到外部沖擊。
[0007] 參照圖1，在相關技術中在側面局部裝配時組裝車身的方法包括：在主弓背處理 (main buck pro cess)中預先組裝側面內板(未示出）、連接至側面內板外部的側面外加固板 2、側面外內板3、以及側面外板4,然后與底板1和車頂縱梁5、以及車身的上部上的頂板6 組裝在一起。
[0008] 然而，如圖1至圖3中示出的，當側面結構和車頂縱梁5通過使用相關技術中的 方法彼此連接時，側面結構和車頂縱梁之間的連接部分以不具有橫截面的簡單凸緣接合形 成，并且從而側面內部加固部分7與車頂縱梁5斷開，沒有被連接至車頂縱梁5。
[0009] 因此車輛的側向側面部分在碰撞和剛性試驗時會過分變形，并且從而不能保證乘 客的安全性。
[0010] 參照圖2A，具有焊接孔8的延長板被連接至側面結構與車頂縱梁5之間的連接部 分以便解決上述結構問題并且改善性能。
[0011] 然而，由于延長板9被加到側面結構與車頂縱梁之間的連接部分，所以部件的尺 寸變大并且車輛的重量增加，并且由于增加了焊接孔而導致焊接性能惡化。
【發明內容】
[0012] 本公開已致力于提供用于連接側面結構和車頂縱梁的結構和方法，該結構和方法 通過在側面結構之中使用所謂的側面雙弓背結構改善車身的側向側面部分的剛性，其中， 在主弓背處理中在組裝車輛的車身的時候，側面內板和車頂縱梁被首先連接至彼此，然后 側面外加固板和側面外板被連接至側面內板的外部。
[0013] 用于連接側面結構和車頂縱梁的結構包括：底板，形成車身的底部；側面內板，在 車身的向上方向上被連接至底板的兩側表面；以及車頂縱梁，在車輛的寬度方向上被連接 至側面內板的上部，其中車頂縱梁的兩端被分別連接至側面內板的上部的外表面且與所述 側面內板的上部的外表面交迭。
[0014] 側面內板可包括：側面內臂，具有以在縱向方向上突出的凹-凸形狀形成的中心 部；連接部分，以十字形（cross shape，交叉形狀）形成，以便被連接至側面內臂的上部， 并且該連接部分具有下表面和上表面，所述下表面被連接至側面內臂的上端且以突出的 凹-凸形狀形成以便具有與側面內臂的橫截面一致的形狀，所述上表面被連接至車頂縱梁 的端部且以突出的凹-凸形狀形成以便具有與車頂縱梁的橫截面一致的形狀。側面內加固 部分被連接至側面內臂和連接部分的外表面并且與側面內臂和連接部分的外表面交迭，并 且以突出的凹-凸形狀形成以便具有與側面內臂和連接部分的橫截面一致的形狀。
[0015] 車頂縱梁的兩端在車身的下部方向上被彎曲并且形成為突出的凹-凸形狀以便 具有與側面內加固部分和連接部分的上表面的橫截面一致的形狀。
[0016] 一種用于連接側面結構和車頂縱梁的方法包括：將側面內臂分別連接至底板的兩 側表面，所述側面內臂具有以在縱向方向上突出的凹-凸形狀形成的中心部，所述底板形 成車身的底部；將十字形的連接部分連接至側面內臂的上部，所述連接部分具有下表面和 上表面，所述下表面被連接至側面內臂的上端且以突出的凹-凸形狀形成以便具有與側面 內臂的橫截面一致的形狀，所述上表面被連接至車頂縱梁的端部且以突出的凹-凸形狀形 成以便具有與車頂縱梁的橫截面一致的形狀；將側內部加固部分連接至側面內臂和連接部 分的外表面以便彼此交迭，所述側內部加固部分以突出的凹-凸形狀形成以便具有與側面 內臂和連接部分的橫截面一致的形狀；沿車輛的寬度方向將車頂縱梁連接至所述側面內加 固部分的上部和所述連接部分的上表面，車頂縱梁以突出的凹-凸形狀形成以便具有與側 面內加固部分和連接部分的上表面的橫截面一致的形狀；將側面外加固板連接至側面內加 固部分的外部；以及將側面外板連接至側面外加固板的外部。
[0017] 在沿車輛的寬度方向將車頂縱梁連接至側面內加固部分的上部和連接部分的上 表面的過程中，側面內加固部分、連接部分、以及車頂縱梁可通過使用點焊方法彼此連接。
[0018] 當側面結構和車頂縱梁彼此連接時，側面內加固部分的上部和車頂縱梁的兩端被 直接連接至彼此以便彼此交迭，從而保持側面內加固部分和車頂縱梁之間的橫截面的連續 性。
[0019] 因此，改善了轉移車身負載的效率，并且大大改善了車身的側向側面部分的剛性 和車輛的碰撞性能。
[0020] 因為在連接側面結構和車頂縱梁的時候不需要單獨的延長板等，所以由于車輛重 量的減少，使得車輛的燃料效率增加、生產成本減少、并且制造簡單化。
[0021] 當十字形連接部分形成于側面內臂的上部上時，側面內板和車頂側內板的連接部 分可以被移除，使得超高拉力鋼板等可被用作側面內板和車頂側內板的主構件。從而通過 減少車身的重量改善車輛的燃料效率。
[0022] 車頂縱梁的橫截面與側面內板的橫截面具有連續性，并且連接部分可以是點焊 的，不使用焊接孔方法或者二氧化碳（C02焊接。因此，改善了由于焊接孔的增加而導致的焊 接性能的惡化，與其他焊接方法相比車身對于腐蝕具有更長時間的抵抗力，并且制造方法 簡單化了。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023] 圖1是相關技術的側面結構和車頂縱梁的組件視圖。
[0024] 圖2A是相關技術的從車身內側看過去的用于連接車頂縱梁的結構的立體圖。
[0025] 圖2B是相關技術的從車身外側看過去的用于連接車頂縱梁的結構的立體圖。
[0026] 圖3是沿圖2B的線A-A'截取的截面圖。
[0027] 圖4是示出了相關技術的車頂縱梁的一端的放大圖。
[0028] 圖5是根據本公開的側面結構和車頂縱梁的組件視圖。
[0029] 圖6A是從車身內側看過去的根據本公開的用于連接車頂縱梁的結構的立體圖。
[0030] 圖6B是當從車身外側看過去的根據本公開的用于連接車頂縱梁的結構的立體 圖。
[0031] 圖7是沿圖6B的線B-B'截取的截面圖。
[0032] 圖8是示出了根據本公開的車頂縱梁的一端的放大圖。
[0033] 圖9是示出了根據本公開的側面內板的上部的放大圖。
【具體實施方式】
[0034] 在下文中，將基于附圖詳細描述本公開。
[0035] 參照圖1，相關技術中在側面局部裝配時組裝車身的方法包括：在主弓背處理中 預先組裝側面內板(未示出）、連接至側面內板外部的將側面外面加固面板2、側面外內板3、 以及側面外板4,并且然后與底板1、車頂縱梁5和車身上部上的頂板6組裝在一起。
[0036] 參照圖5,其中描繪的結構是由所謂的側面雙弓背結構形成的。在主弓背處理中， 車頂縱梁30被連接至側面內板20的上部之后，側面外加固板40被連接至側面內板20的 外部，并且側面外板50被連接至外加固板的外部。在車身的向上方向上，側面內板20的上 部被連接在底板10 (該底板作為車身的底部）的兩側表面處，使得車頂縱梁30的兩端在車 輛寬度方向上與側面內板20的上部的外表面交迭。參照圖5至圖7,在主連接處理中，底 板10和側面內板20彼此連接，車頂縱梁30在車輛的寬度方向上被連接至側面內板20的 上部。側面外加固板40和側面外板50被連接至側面內板20。因此，可以保持側面內加固 部分23與車頂縱梁30之間在橫截面上的連續性。
[0037] 參照圖6和圖9,側面內板20包括：側面內臂21，具有在縱向方向上以突出的 凹-凸形狀形成的中心部；連接部分22,以十字形形成，以便被連接至側面內臂21的上部， 并且該連接部分具有下表面和上表面，所述下表面連接至側面內臂21的上端且形成為與 側內臂21的橫截面一致的突出的凹-凸形狀，所述上表面連接至車頂縱梁30的兩端中的 每一端且形成為與車頂縱梁30的橫截面一致的突出的凹-凸形狀。側面內加固部分23被 連接至且側面內臂21和連接部分22且與側面內臂和連接部分交迭，并且形成為與側面內 臂21和連接部分22的橫截面一致的突出的凹-凸形狀。
[0038] 側面內臂21的橫截面具有突出的中心部并且形成為凹-凸形狀，其中以預定距離 與中心部間隔開的兩側是凹進的并且兩端部分突出。
[0039] 就是說，側面內臂21的橫截面形成為凸-凹-凸-凹-凸形狀，其中突出形狀和 凹進形狀是反復的。當側面內加固部分23等被連接至側面內臂21且與側面內臂交迭時， 側面內加固部分23等被連接至側面內臂21以便與側面內臂21的突出或者凹進凹進部分 匹配。因此，可容易地發現側面內加固部分23等的連接位置，車身的側向側面部分的剛性 被增加了，并且車身的扭曲被最小化了。
[0040] 側面內臂21可以由具有抗拉強度為590MPa至700MPa的高拉力鋼板或者具有抗 拉強度為700MPa至1800MPa的超高拉力鋼板形成，從而保持輕量化和高強度。
[0041] 如圖5和圖9中示出的，頂板60被連接至沿車身的寬度方向形成的車頂縱梁30 和沿車身的前后方向形成的車頂側內板61，以便被連接至車身的上部。車頂側內板61的橫 截面形成為以下形狀：以預定距離與車頂側內板61的橫截面的中心部間隔開的一側是凹 進的，并且其車頂側內板61的端部突出。因此，車頂側內板61的橫截面形成為凸-凹-凸 形狀。
[0042] 連接部分22形成為十字形，其中心部中穿有孔，并且連接部分22的與側面內臂21 的上端連接的下表面形成為突出的凹-凸形狀以便具有與側面內臂21的橫截面一致的形 狀。
[0043] 連接部分22的與車頂側內板61連接的左側和右側表面可具有與車頂側內板61 的橫截面一致的形狀。
[0044] 與車頂縱梁30的端部連接的上表面是沿車輛的寬度方向彎曲的，并且上表面的 橫截面形成為凸-凹-凸-凹-凸形狀，其中突出形狀和凹進形狀是反復的，與側面內臂21 的橫截面相似。
[0045] 當形成連接部分22時，可以移除側面內臂與車頂側內板之間的連接部分(在相關 技術中當側面內臂和車頂側內板一體構成時難以形成所述連接部分)，并且側面內臂21和 車頂側內板61可以形成為具有簡單形狀的線性形狀。
[0046] 因為側面內臂21和車頂側內板61可以形成為簡單形狀，所以超高拉力鋼板等可 用作側面內臂21和車頂側內板61的主構件，并且從而因為車身重量的減少而改善了車輛 的燃料效率。
[0047] 側面內加固部分23可以被連接至側面內臂21和連接部分22的下表面的外部并 且重疊于并且可具有中心部，所述中心部具有突出的凹-凸形狀。側面內加固部分23的寬 度不能比側面內臂21和連接部分22的下表面的寬度更寬。
[0048] 參照圖6和圖8,車頂縱梁30的兩端在車身的下部方向上彎曲以便與側面內加固 部分23和連接部分22連接并且與側面內加固部分和連接部分交迭，并且以突出的凹-凸 形狀形成，以便具有與側面內加固部分23和連接部分22的上表面的橫截面一致的形狀。
[0049] 車頂縱梁30與側面內加固部分23相連接部分的橫截面具有中心部，所述中心部 具有突出的凹-凸形狀。車頂縱梁30被連接至連接部分22的以凸-凹-凸-凹-凸形 狀形成的上表面，其中突出形狀和凹進形狀是反復的，與連接部分22的上表面的橫截面相 似。
[0050] 與相關技術不同，本公開的車頂縱梁30的端部具有以下形狀，其中所有側面內加 固部分23、連接部分22和車頂縱梁30的橫截面彼此一致，并且側面內加固部分23、連接部 分22和車頂縱梁30彼此連接的部分形成為其中表面彼此接觸的形狀。因此，側面內加固 部分23可以連接至車頂縱梁30,同時保持橫截面的連續性。車頂縱梁30、連接部分22和 側面內加固部分23形成封閉橫截面以隨著側面結構和車頂縱梁的連接力度和強度的改善 而整體延伸。
[0051] 因為車頂縱梁30是以如上所述的形狀形成的，所以大大提高了車身的負載轉移 效率，增加了車身的總體剛性，并且顯著改善了碰撞性能。
[0052] 如圖5和圖6中示出的，使用側面雙弓背結構連接車頂縱梁的方法依次包括以下 步驟：在主要車身處理中，將側面內臂21連接至底板10的兩側表面，所述側面內臂具有沿 縱向方向以突出的凹-凸形狀形成的中心部，所述底板形成車身的底部；將十字形的連接 部分22連接至側面內臂的上部，所述連接部分具有下表面和上表面，所述下表面連接至側 面內臂21上端且以突出的凹-凸形狀形成以便具有與側面內臂21的橫截面一致的形狀， 所述上表面連接至車頂縱梁30的端部且以突出的凹-凸形狀形成以便具有與車頂縱梁的 橫截面一致的形狀；將側內部加固部分23連接至側面內臂21和連接部分22的外表面以便 彼此交迭，所述側內部加固部分以突出的凹-凸形狀形成以便具有與側面內臂21和連接部 分22的橫截面一致的形狀；沿車輛的寬度方向將車頂縱梁30連接至側面內加固部分23的 上部和連接部分22的上表面，所述車頂縱梁以突出的凹-凸形狀形成以便具有與側面內加 固部分23和連接部分22的上表面的橫截面一致的形狀；將側面外加固板40連接至側面內 加固部分23的外部；以及將側面外板50連接至側面外加固板40的外部。
[0053] 參照圖5、圖6和圖7，通過執行以下步驟，側面內加固部分23和車頂縱梁30直接 連接至彼此，同時保持橫截面的連續性，所述步驟為：將側面內臂21連接至底板10的兩側 表面；將連接部分22連接至側面內臂21的上部；將側面內加固部分23連接至側面內臂21 和連接部分22的外表面以使它們相互交迭；以及沿車輛的寬度方向將車頂縱梁30連接至 側面內加固部分23的上部和連接部分22的上表面。
[0054] 在沿車輛的寬度方向將車頂縱梁30與側面內加固部分23的上部和連接部分22 的上表面的連接中，側面內加固部分23、連接部分22和車頂縱梁30通過使用點焊方法彼此 連接。
[0055] 點焊指的是以下所述的電阻焊接方法：將電極的端部附接至堆疊的金屬板的上表 面和下表面；將電流和壓制壓力集中在相對小的部分上；局部加熱金屬板；以及壓制帶有 電極的金屬板。由于車頂縱梁的端部形成為凹口形狀，因而在用于連接現有技術的車頂縱 梁5的結構中，車頂縱梁是通過應用焊接孔焊接或者二氧化碳（C0 2)焊接連接的。然而，在 本公開中，因為車頂縱梁30的端部形成為與側面內加固部分23交迭的形狀，因此側面內加 固部分23和連接部分22的表面與車頂縱梁30的表面彼此接觸的部分可通過點焊連接。
[0056] 當側面內加固部分23和連接部分22與車頂縱梁30通過點焊被連接時，側面內加 固部分23和連接部分22以及車頂縱梁30可以利用最小的熱而連接，并且因此與其他焊接 方法相比，車身對于腐蝕能耐受更長的時間。
[0057] 上述的本公開不限于上述示例性實施方式和附圖，并且對于本領域技術人員而言 顯而易見的是，在不背離本公開的技術精神的情況下可以有各種代替、變型和變更。
【權利要求】
1. 一種用于連接側面結構和車頂縱梁的結構，包括： 底板，形成車身的底部； 側面內板，在所述車身的向上方向上連接至所述底板的兩側表面；以及 車頂縱梁，在車輛的寬度方向上連接至所述側面內板的上部， 其中，所述車頂縱梁的兩端分別連接至所述側面內板的所述上部的外表面且與所述側 面內板的所述上部的外表面交迭。
2. 根據權利要求1所述的結構，其中，所述側面內板包括： 側面內臂，具有在縱向方向上以突出的凹-凸形狀形成的中心部； 連接部分，以十字形形成，以便連接至所述側面內臂的上部，并且具有下表面和上表 面，所述下表面被連接至所述側面內臂的上端且以突出的凹-凸形狀形成以便具有與所 述側面內臂的橫截面一致的形狀，所述上表面被連接至所述車頂縱梁的兩端且以突出的 凹-凸形狀形成以便具有與所述車頂縱梁的橫截面一致的形狀；以及 側面內加固部分，被連接至所述側面內臂和所述連接部分的外表面且與所述側面內臂 和所述連接部分的外表面交迭，并且以突出的凹-凸形狀形成以便具有與所述側面內臂和 所述連接部分的橫截面一致的形狀。
3. 根據權利要求2所述的結構，其中，所述車頂縱梁的兩端在車身的下部方向上被彎 曲，并且以突出的凹-凸形狀形成，以便具有與所述側面內加固部分和所述連接部分的上 表面的橫截面一致的形狀。
4. 一種用于連接側面結構和車頂縱梁的方法，包括： 將側面內臂分別連接至底板的兩側表面，所述側面內臂具有在縱向方向上以突出的 凹-凸形狀形成的中心部，所述底板形成車身的底部； 將十字形的連接部分連接至所述側面內臂的上部，所述連接部分具有下表面和上表 面，所述下表面被連接至所述側面內臂的上端且以突出凹-凸形狀形成以便具有與所述側 面內臂的橫截面一致形狀，所述上表面被連接至車頂縱梁的端部且以突出的凹-凸形狀形 成以便具有與所述車頂縱梁的橫截面一致的形狀； 將側面內加固部分連接至所述側面內臂和所述連接部分的外表面以便彼此交迭，所述 側面內加固部分以突出的凹-凸形狀形成以便具有與所述側面內臂和所述連接部分的橫 截面一致的形狀； 沿車輛的寬度方向將所述車頂縱梁連接至所述側面內加固部分的上部和所述連接部 分的上表面，所述車頂縱梁以突出的凹-凸形狀形成以便具有與所述側面內加固部分和所 述連接部分的上表面的橫截面一致的形狀； 將側面外加固板連接至所述側面內加固部分的外部；以及 將側面外板連接至所述側面外加固板的外部。
5. 根據權利要求4所述的方法，其中，在沿所述車輛的寬度方向將所述車頂縱梁連接 至所述側面內加固部分的上部和所述連接部分的上表面的連接中，所述側面內加固部分、 所述連接部分、以及所述車頂縱梁通過使用點焊法彼此連接。
【文檔編號】B62D25/06GK104108426SQ201310690585
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2013年12月16日 優先權日:2013年4月19日
【發明者】金石柱, 李泳鎬 申請人:現代自動車株式會社