車輛立柱、立柱組件以及車輛的制作方法

車輛立柱、立柱組件以及車輛的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種車輛立柱，包括：外側板，外側板從車頂延伸至下邊梁；附接至外側板的加強件，加強件從車頂延伸至與下邊梁間隔開的下端部，加強件在一側中限定開口，開口從加強件的下端部向上延伸至所述外側板高度的30％；以及內側板，內側板附接至外側板和下邊梁以封閉下端部。本實用新型的目的在于提供一種符合所有頂部擠壓測試和側面撞擊測試的有成本競爭力、重量輕并且是緊湊的以適合可利用的包裝空間的設計參數的車輛立柱。本實用新型還提供一種用于車輛的立柱組件和車輛。
【專利說明】
車輛立柱、立柱組件以及車輛
技術領域
[0001]本公開涉及用于車頂立柱的加強結構。
【背景技術】
[0002]車輛通常上具有由多個立柱支撐的車頂，多個立柱位于車輛的乘客廂的窗戶之間。立柱可以稱為A柱、B柱、C柱和D柱。B柱也可以稱為中柱且設置在車輛的前門和后門之間。
[0003]中柱在翻滾(roll-over)測試和頂部擠壓(roofcrush)測試中為車頂提供重要的支撐。立柱可以由較厚的材料、較高強度的材料(HSLA鋼)形成，并且可以設置有額外的沖壓的金屬加強件以提升在頂部擠壓測試中獲得的效果。傳統的想法為通過加強立柱組件的硬度來改進在頂部擠壓測試中獲得的效果。然而，采用較厚材料形成立柱和添加沖壓的金屬加強件可可能對車輛增加大量的重量，這在設計必須具有減少的重量以增加燃料經濟性的車輛時是不利的。
[0004]車輛還接受側面撞擊測試，其中，障礙物或者其他車輛被驅動至該車輛的側部中。基于在測試后侵入乘客廂的側面車身結構的變形程度評估側面撞擊測試。立柱從車輛的車頂和車頂上邊梁向下和橫向向外延伸至下邊梁板組件。加強立柱以提升如在頂部擠壓測試中所測量的性能可能不利地影響側面撞擊侵入測試的結果，因為在側面撞擊測試中位于車輛座椅之上的立柱的部分可能彎曲至乘客廂的上部區域中，從而導致不滿意的測試結果。
[0005]這里需要提供符合所有頂部擠壓測試和側面撞擊測試的有成本競爭力、重量輕的立柱結構。該立柱結構還必須是緊湊的以適合可利用的包裝空間的設計參數。
[0006]本公開有針對性地解決上述問題和如下概括的其它問題。
【實用新型內容】
[0007]本實用新型的目的在于提供一種符合所有頂部擠壓測試和側面撞擊測試的有成本競爭力、重量輕并且是緊湊的以適合可利用的包裝空間的設計參數的車輛立柱組件。
[0008]根據本公開的一個方面，提供用于車輛的立柱組件，其包括外側板、加強件和內側板。外側板從車頂延伸至下邊梁。加強件附接至外側板且從車頂延伸至與下邊梁間隔開的下端部。加強件限定一側中的開口，該開口從加強件的下端部向上延伸至臀部乘坐參考點層級。內側板附接至外側板和下邊梁以封閉下端部。
[0009]根據本公開的其它方面，內側板部分地封閉加強件且可以從下邊梁延伸至外側板的高度的60%和75%之間。加強件包括在外側板的上部限定的凹槽的至少兩個肋，并且凹槽位于加強件的開口之上。加強件可以是液壓成型的管狀加強件，以及在加強件的一側上的開口可以橫跨內側且可以從加強件的下端部延伸至外側板的高度的30%和45%之間的高度。加強件以面對面關系焊接至外側板。
[0010]加強件可以構造成包括具有SI的剛度的上端部、位于上端部下方的具有小于SI的剛度S2的中間部，其中，位于中間部下方的下端部具有小于S2的剛度S3，并且其中，加強件在下端部處終止，并且其中，加強件不加強下邊梁和下端部之間的內側板和外側板。
[0011 ]根據本公開的另一個方面，提供用于車輛的立柱組件，其包括外側板附接至外側板的內側板。加強件附接至外側板的上部且設置在外側板和內側板之間。加強件包括在立柱層級部分中的加強肋且包括在座椅底座層級部分中的不連續的壁，其中，不連續的壁通過從加強件的下端部向上延伸的開口形成。
[0012]根據本公開的其它方面，外側板、內側板和加強件可以提供在立柱層級處的四個橫向疊置的金屬厚度和在座椅底座層級處的三個橫向疊置的金屬厚度。外側板和內側板可以提供在加強件的下端部下方的兩個橫向疊置的金屬厚度。
[0013]外側板的外側壁的厚度可以是Tl，加強件的兩個縱向延伸壁的每個的厚度可以是Tl，并且內側板的內側壁的厚度可以是T2，其中，Tl比T2厚。外側板和加強件的上部可以在內側板的頂端部之上延伸至車輛的車頂上邊梁。加強件的立柱層級部分可以包括外側壁和內側壁，并且加強肋可以設置在內側壁上且第二加強肋可以設置在外側壁上。
[0014]立柱組件可以進一步包括內側車頂上邊梁支架和外側車頂上邊梁支架。內側車頂上邊梁支架可以固定至車頂上邊梁和外側板且覆蓋加強件。外側車頂上邊梁支架可以固定至車頂上邊梁和外側板以將加強件夾在內側車頂上邊梁支架和外側車頂上邊梁支架之間。
[0015]根據本公開的另一個方面，公開的車輛包括車身和限定乘客廂的立柱。車身包括右下邊梁、左下邊梁和車頂。立柱在下邊梁和車頂之間延伸。提供用于加強立柱的工具以在側面撞擊碰撞中，促使立柱的下部向內變形的程度大于立柱的上部。
[0016]用于加強的工具還包括在側面撞擊碰撞中，用于將立柱的上部與立柱的下部保持對齊的工具。此外，用于加強立柱的工具可以包括在立柱的上部的加強肋和由立柱的下部限定的縱長的開口。立柱的上部可以是管狀且立柱的下部可以是U形壁。
[0017]根據本實用新型，提供一種車輛立柱組件，包括:
[0018]外側板，外側板從車頂延伸至下邊梁；
[0019]附接至外側板的加強件，加強件從車頂延伸至與下邊梁間隔開的下端部，加強件在一側中限定開口，開口從加強件的下端部向上延伸至臀部乘坐參考點層級；以及
[0020]內側板，內側板附接至外側板和下邊梁以封閉下端部。
[0021 ]根據本實用新型，提供一種車輛立柱組件，包括:
[0022]外側板，外側板從車頂延伸至下邊梁；
[0023]附接至外側板的加強件，加強件從車頂延伸至與下邊梁間隔開的下端部，加強件在一側中限定開口，開口從加強件的下端部向上延伸至外側板高度的30% ;以及
[0024]內側板，內側板附接至外側板和下邊梁以封閉下端部。
[0025]根據本實用新型的一個實施例，內側板部分地封閉加強件，其中，內側板從下邊梁延伸至外側板的高度的60%和75%之間。
[0026]根據本實用新型的一個實施例，加強件包括至少兩個肋，至少兩個肋在外側板的上部限定凹槽并位于加強件的開口之上。
[0027]根據本實用新型的一個實施例，加強件包括至少兩個肋，至少兩個肋在加強件的上部限定凹槽，凹槽位于加強件的開口之上，其中上部不包括開口。
[0028]根據本實用新型的一個實施例，加強件為液壓成型的管狀加強件，并且在加強件的一側中的開口橫跨內側且從加強件的下端部延伸至外側板的高度的30%和45%之間的高度。
[0029]根據本實用新型的一個實施例，加強件通過焊接以面對面關系連接至外側板。
[0030]根據本實用新型的一個實施例，加強件構造成包括具有剛度SI的上端部、位于上端部下方的具有小于SI的剛度S2的中間部，
[0031]其中，位于中間部下方的下端部具有小于S2的剛度S3，以及
[0032]其中，加強件在下端部處終止，以及
[0033]其中，加強件不加強下邊梁和下端部之間的內側板和外側板。
[0034]根據本實用新型，提供一種用于車輛的立柱組件，包括:
[0035]外側板；
[0036]內側板；內側板附接至外側板;以及
[0037]加強件，加強件附接至外側板的上部并且布置在外側板和內側板之間，加強件包括在立柱層級部分中的加強肋且包括在座椅底座層級部分中的不連續的壁，其中不連續的壁通過從加強件的下端部向上延伸的開口形成。
[0038]根據本實用新型，提供一種用于車輛的立柱組件，包括:
[0039]外側板；
[0040]內側板，內側板附接至外側板;以及
[0041]加強件，加強件附接至外側板的上部并且布置在外側板和內側板之間，加強件在立柱層級部分包括外側壁和內側壁以及設置在外側壁上的加強肋和設置在外側壁上的第二加強肋，其中內側壁在座椅底座層級部分中限定從加強件的下端部向上延伸的開口。
[0042]根據本實用新型的一個實施例，外側板、內側板和加強件在立柱層級處提供四個橫向疊置的金屬厚度并在座椅底座層級處提供三個橫向疊置的金屬厚度。
[0043]根據本實用新型的一個實施例，外側板、內側板和加強件在立柱層級部分提供四個橫向疊置的金屬厚度并在座椅底座層級部分提供三個橫向疊置的金屬厚度。
[0044]根據本實用新型的一個實施例，外側板和內側板提供在加強件的下端部下方的兩個橫向疊置的金屬厚度。
[0045]根據本實用新型的一個實施例，外側板的外側壁的厚度是Tl，加強件的兩個縱向延伸壁的每個的厚度是Tl，并且內側板的內側壁的厚度是T2，其中，Tl比T2的厚度更厚。
[0046]根據本實用新型的一個實施例，外側板的上部和加強件的上部在內側板的頂端部之上延伸至車輛的車頂上邊梁。
[0047]根據本實用新型的一個實施例，加強件的立柱層級部分包括外側壁和內側壁，并且其中，加強肋設置在內側壁上且第二加強肋設置在外側壁上。
[0048]根據本實用新型的一個實施例，立柱組件還包括:
[0049]內側車頂上邊梁支架，內側車頂上邊梁支架固定至車頂上邊梁和外側板且覆蓋加強件；以及
[0050]外側車頂上邊梁支架，外側車頂上邊梁支架固定至車頂上邊梁和外側板以將加強件夾在內側車頂上邊梁支架和外側車頂上邊梁支架之間。
[0051 ]根據本實用新型，提供一種車輛，包括:
[0052]車身，車身限定乘客廂并且包括右下邊梁、左下邊梁和車頂；
[0053]右立柱和左立柱，右立柱和左立柱在下邊梁和車頂之間延伸；以及
[0054]用于加強立柱的工具以在側面撞擊碰撞中促使立柱的座椅底座部分向內變形的程度大于立柱的立柱部分。
[0055]根據本實用新型的一個實施例，用于加強立柱的工具還包括:
[0056]用于在側面撞擊碰撞中保持立柱的立柱部分與立柱的中間部對齊的工具。
[0057]根據本實用新型的一個實施例，用于加強立柱的工具包括在立柱的立柱部分上的加強肋以及由立柱的座椅底座部分限定的縱長的開口。
[0058]根據本實用新型的一個實施例，用于加強右立柱和左立柱的工具包括在加強件的立柱部分上的加強肋以及由加強件的座椅底座部分限定的縱長的開口。
[0059]根據本實用新型的一個實施例，立柱的立柱部分為管狀且立柱的座椅底座部分為
U形壁。
[0060]根據本實用新型的一個實施例，加強件的立柱部分為管狀且加強件的座椅底座部分為U形壁。
[0061]根據本實用新型的一個實施例，立柱在立柱的立柱部分中提供四個橫向疊置的金屬厚度，并且立柱在立柱的座椅底座部分中提供三個橫向疊置的金屬厚度。
[0062]本實用新型的有益效果在于，提供了一種符合所有頂部擠壓測試和側面撞擊測試的有成本競爭力、重量輕并且是緊湊的以適合可利用的包裝空間的設計參數的車輛立柱組件。
[0063]本公開的上述方面和其它方面將參照附圖在下面詳細描述。
【附圖說明】

[0064]圖1是以虛線示出的車輛的側面/正面透視圖，其中車輛具有以實線示出的從下邊梁延伸至車頂的B柱。
[0065]圖2是分離出來的車輛的B柱、下邊梁和車頂的內部平面圖。
[0066]圖3是包括外側板、加強件和內側板的B柱的分解立體圖。
[0067]圖4是加強件的外側立體圖。
[0068]圖5是在組裝內側板之前的外側板和加強件組裝在一起的內側正視圖。
[0069]圖6是沿圖2中的線6-6截取的截面圖。
[0070]圖7是沿圖2中的線7-7截取的截面圖。
【具體實施方式】
[0071]參考附圖公開示出的實施例。然而，應當理解，所公開的實施例僅為可以以不同的和替代形式實施的實例。附圖未必按比例繪制，并且可放大或縮小一些特征來顯示特定部件的細節。所公開的具體的結構性和功能性細節不應解釋為限制，而是作為用于教導本領域技術人員如何實踐本公開概念的代表性基礎。
[0072]參考圖1，以虛線示出的車輛10具有以實線表示的B柱組件12』柱組件12從車輛10的下邊梁組件16延伸至車頂組件18。車輛10包括在車輛10的相對兩側上的B柱組件12之間并且在下邊梁組件16和車頂組件18之間的乘客廂20。提供包括座椅底座22的多個座椅21。
[0073]B柱組件12可以被細分為三個部分，它們大體上位于立柱層級(level )P、座椅底座層級B以及位于在立柱層級P和座椅底座層級B之間的中間部分I內。位于座椅底座22正上方是稱為臀部乘坐參考點(hip seating reference point)設計位置H。
[0074]參考圖2，B柱組件12大體上組裝在下邊梁組件16和車頂上邊梁24之間。B柱組件12包括內側板26、外側板28和加強件30 ο B柱組件12通過車頂上邊梁支架組件32組裝至車頂上邊梁24。
[0075]參考圖3，B柱組件12示出為具有從外側板28分離的內側板26和加強件30。外側板28包括大體上是帽狀橫截面的凹槽36，并包括設置在凹槽36的相對兩側上的兩個凸緣38。后門鉸鏈座40在凹槽36的內側示出，適用于接收后門的鉸鏈(未示出)。
[0076]加強件30限定在下部44中的大體上對應于座椅底座層級B的縱長的開口 42。縱長的開口42從加強件30的下端部46延伸至B柱組件12的中間部分I。由加強件30限定的縱長的開口 42產生加強件30的不連續的壁部48。不連續的壁部48不像加強件30的其它部分那么硬，因為不連續的壁部48在縱長的開口 42的區域中不完全是管狀的。加強件30包括在加強件的外側上的后肋54，該后肋54將會參考圖4至圖7更具體的描述。
[0077]參考圖4，單獨示出了加強件30的外側。可以通過加強件30的外側中的檢測孔看到縱長的開口42。縱長的開口位于加強件30的下部44中。前肋52和后肋54示出為與形成在加強件30的外側上的凹槽56結合。前肋52、后肋54和凹槽56示出為大體地包括在加強件30的上部58中。
[0078]參考圖5，加強件30示出為焊接至外側板28。加強件30限定位于加強件30的內側上的縱長的開口42。加強件30被接收在凹槽36內，凹槽36形成在外側板28的凸緣38之間的外側板28中。
[0079]參考圖6，穿過加強件30、外側板28和內側板26截取截面。橫截面是沿圖2中的線6-6截取的，并且表示穿過B柱組件12的立柱層級P截取的橫截面。加強件包括限定凹槽56的前肋52和后肋54。前肋52和后肋54提供加強件30的額外的剛度。加強件30和外側板28的厚度對應于大于內側板26的厚度T2的厚度Tl。
[0080]參考圖7，穿過加強件30、外側板28和內側板26截取截面。橫截面是沿圖2中的線7-7截取的，并且表示穿過B柱組件12的座椅底座層級B截取的橫截面。加強件包括縱長的開口42。縱長的開口 42用作減小位于座椅底座B的層級處的B柱組件的剛度。
[0081 ]在側面的撞擊中，B柱組件12首先接收位于座椅底座層級B的撞擊載荷。B柱繞在立柱層級P的頂部附近的樞軸向內樞轉，在立柱層級P處B柱連接至車頂組件18』柱的下部移動大于上部，從而導致B柱12以類似鐘擺的方式移動。結果，減小了向乘客廂內的侵入。
[0082]上述實施例無法描述本公開的所有可能形式的具體實例。示出的實施例的特征可以組合以形成所公開概念的進一步的實施例。在說明書中使用的是描述性而不是限制性詞語。以下權利要求的范圍比具體公開的實施例更廣泛，并且還包括示出的實施例的變型。
【主權項】
1.一種車輛立柱，其特征在于，包括: 外側板，所述外側板從車頂延伸至下邊梁； 附接至所述外側板的加強件，所述加強件從所述車頂延伸至與所述下邊梁間隔開的下端部，所述加強件在一側中限定開口，所述開口從所述加強件的下端部向上延伸至所述外側板高度的30%;以及 內側板，所述內側板附接至所述外側板和所述下邊梁以封閉所述下端部。2.根據權利要求1所述的車輛立柱，其特征在于，所述內側板部分地封閉所述加強件，其中，所述內側板從所述下邊梁延伸至所述外側板的高度的60%和75%之間。3.根據權利要求1所述的車輛立柱，其特征在于，所述加強件包括至少兩個肋，所述至少兩個肋在所述加強件的上部限定凹槽，所述凹槽位于所述加強件的開口之上，其中所述上部不包括所述開口。4.根據權利要求1所述的車輛立柱，其特征在于，所述加強件為液壓成型的管狀加強件，并且在所述加強件的一側中的所述開口橫跨內側且從所述加強件的所述下端部延伸。5.根據權利要求1所述的車輛立柱，其特征在于，所述加強件通過焊接以面對面關系連接至所述外側板。6.根據權利要求1所述的車輛立柱，其特征在于，所述加強件構造成包括具有剛度上端部、位于所述上端部下方的具有小于S1的剛度S2的中間部， 其中，位于所述中間部下方的所述下端部具有小于S2的剛度&，以及 其中，所述加強件在所述下端部處終止，以及 其中，所述加強件不加強所述下邊梁和所述下端部之間的所述內側板和所述外側板。7.一種用于車輛的立柱組件，其特征在于，包括: 外側板； 內側板，所述內偵販附接至所述外側板；以及 加強件，所述加強件附接至所述外側板的上部并且布置在所述外側板和所述內側板之間，所述加強件在立柱層級部分包括外側壁和內側壁以及設置在所述外側壁上的加強肋和設置在所述外側壁上的第二加強肋，并且其中所述內側壁在座椅底座層級部分中限定從所述加強件的下端部向上延伸的開口。8.根據權利要求7所述的立柱組件，其特征在于，所述外側板的外側壁的厚度是T1，所述加強件的兩個縱向延伸壁的每個的厚度是T1，并且所述內側板的內側壁的厚度是T2，其中，所述T1比所述T2的厚度更厚。9.根據權利要求7所述的立柱組件，其特征在于，所述外側板的上部和所述加強件的上部在所述內側板的頂端部之上延伸至所述車輛的車頂上邊梁。10.根據權利要求7所述的立柱組件，其特征在于，還包括: 內側車頂上邊梁支架，所述內側車頂上邊梁支架固定至車頂上邊梁和所述外側板且覆蓋所述加強件；以及 外側車頂上邊梁支架，所述外側車頂上邊梁支架固定至所述車頂上邊梁和所述外側板以將所述加強件夾在所述內側車頂上邊梁支架和所述外側車頂上邊梁支架之間。11.一種車輛，其特征在于，包括: 車身，所述車身限定乘客廂并且包括右下邊梁、左下邊梁和車頂；右立柱和左立柱，所述右立柱和所述左立柱在所述下邊梁和所述車頂之間延伸；以及用于加強所述右立柱和所述左立柱以在側面撞擊碰撞中促使所述右立柱和所述左立柱的座椅底座部分向內變形的程度大于所述右立柱和所述左立柱的立柱部分的程度的工具。12.根據權利要求11所述的車輛，其特征在于，所述用于加強所述右立柱和所述左立柱的工具還包括: 用于在側面撞擊碰撞中保持所述右立柱和所述左立柱的所述立柱部分與所述右立柱和所述左立柱的中間部對齊的工具。13.根據權利要求11所述的車輛，其特征在于，所述用于加強所述右立柱和所述左立柱的工具包括在加強件的所述立柱部分上的加強肋以及由所述加強件的所述座椅底座部分限定的縱長的開口。14.根據權利要求13所述的車輛，其特征在于，所述加強件的所述立柱部分為管狀且所述加強件的所述座椅底座部分為U形壁。
【文檔編號】B62D25/04GK205706882SQ201620427249
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年5月11日
【發明人】楊和平, 高振燕, 瑞安·克雷格, 杰弗里·利希特納
【申請人】福特環球技術公司