CN101195390B - 单体式液压成型顶板支承立柱 - Google Patents

Abstract

一种一体式B柱，其具有在B柱上部形成的前凸缘和后凸缘。前、后凸缘从B柱的梯形段向前和向后延伸。B柱的下部提供内凹部。该一体式B柱配装到顶梁外部和上部表面以及车门槛的外表面，以提供侧面撞击强度。B柱液压成型为一体式，以提供较高的顶板挤压强度性能。B柱的管状部分压扁，以在B柱的上部形成梯形段。

Description

单体式液压成型顶板支承立柱

技术领域

本发明涉及用于车辆的单体式液压成型顶板支承立柱。

背景技术

顶板支承立柱支承车辆顶板，位于车辆的车窗和车门之间。顶板支承立柱通常区分为A、B、C柱，在某些情况下依车型还有D柱。B柱总体上位于紧靠车辆前门的后方。B柱是决定顶板强度和侧面碰撞程度的重要元件。

乘用车辆设计要进行顶板强度和侧面碰撞强度的测试。传统的B柱由总体上点焊到一起的复合冲压金属板件制成。通过用高等级材料，例如双相和硼钢制成金属板件可能会提高传统B柱的强度。B柱还可以通过使用规格较厚的金属板组件而使得以强化。但是，高强度合金和较厚金属板材的使用会增加车辆重量，并且还会增加生产B柱的成本。即使使用了较厚的合金组件，传统设计的B柱也往往达不到顶板强度和侧面撞击性能的要求。

已有人提出利用液压成型管件制造具有空间框架结构的车辆，例如专利号为6,282,790的美国专利。该专利提出将两个B柱和顶弧整体成型为一个单独的U形部件，其连接到两个管状车门槛的上表面上。这种设计产生了一个生产难题，其中部件的封闭盒体段对使用点焊安装技术形成障碍。而且，车门之间液压成型管件的纵向厚度从造型的角度看有反面作用。

其它对液压成型B柱的设计已在公布号为US 2004/0239091 A1的美国专利申请和公布号为US 2005/0023865 A1的美国专利申请中公开。然而，这些设计需要用加固支架将B柱连接到顶梁上。此外，该B柱不能被顶梁和车门槛部件加固。在受到侧面撞击的情况下，B柱和顶梁及车门槛的连接必须依赖于结构完整的焊接。此外，B柱在车辆纵向上的宽度限制了造型，并对车辆外观造成不利影响。

本发明用于解决以上问题、以及其它有关生产具有最小部件数和改善的顶板挤压及侧面撞击性能的顶板支承立柱的问题。公知的顶板支承立柱液压成型方法面临有关液压成型工艺、液压成型组件连结方法以及包装约束的技术障碍。具体地说，难以使具有均匀周长的液压成型管适应车辆造型所需的区段变化。

公知的复合件B柱设计用于连接顶梁、车门槛以及车体外面板。这些元件之间的连接由于车体强度和噪音、振动及声振粗糙度(NVH)结合起来的难度而要求严格。对B柱的包装约束包括提供用于安全带收紧器的空间以及足够的用于门锁和铰链加强件的固定表面。

如下所述，本发明即用于解决上述问题和设计挑战。

发明内容

根据本发明的一个方面，由部分中空的一体式支承立柱连接的顶梁和车门槛板部分地提供顶板支承总成。该支承立柱具有内壁、外壁、前壁和后壁。该支承立柱具有从车门槛板向上延伸的管状下段，以及从下段向上延伸的上段。上段具有收敛管状外形，其由在垂直方向上收敛的内壁、外壁、前壁和后壁形成。收敛管状段具有从前壁和后壁纵向伸出的凸缘。收敛管状段的上端在仅包括内壁和外壁的扁平顶梁凸缘处终结。扁平顶梁凸缘安装到顶梁的外表面和上表面上。

根据本发明的另一方面，提供一种用于车辆的顶板支承立柱，其在乘客厢上方支承车顶。该立柱与提供车辆前排座位入口的车门后缘邻接。车辆具有由顶板支承立柱连接起来的顶梁和车门槛板。顶板支承立柱包含上端具有封闭顶梁凸缘并且下端具有封闭车门槛板凸缘的部分管状单体式构件。顶梁凸缘安装到顶梁的一个表面上，该表面处于顶梁上与乘客厢相对的一侧。车门槛凸缘安装到车门槛板的一个表面上，该表面处于车门槛板上与乘客厢相对的一侧。

根据本发明的另一方面，提供一种位于车辆前排座位和后排座位之间的顶板支承立柱。该顶板支承立柱包含上端具有顶梁凸缘并且下端具有车门槛凸缘的中空管状体。在邻接立柱下端的管状部分形成安全带收紧器腔。顶梁凸缘焊接到顶梁的外表面，车门槛凸缘焊接到车门槛的外表面。

根据本发明的另一方面，支承立柱可以具有管状下段，其在仅包括内壁和外壁、并安装到车门槛板外表面上的扁平车门槛凸缘处终结。车门槛凸缘可以向四周延伸到车门槛板的底部表面。车门槛凸缘可以具有位于车门槛板下方的点焊凸缘。支承立柱的管状下部可以具有形成凹部的内壁，该凹部内可以安装安全带收紧器。

顶梁上形成对应于顶板外表面的缺口，支承立柱的顶梁凸缘接收到其上。顶梁凸缘最好具有至少两层金属，从某些部位去除其中的至少一层金属，以便于将顶梁凸缘点焊到顶梁上。顶梁凸缘与横向延伸的顶弧重叠并焊接。

根据本发明的另一方面，管状体部分的上部在车辆开缝线上可以具有管状直线横截面。管状体部分上部的直线横截面在垂直于车辆的方向上缩小。管状体部分上部向前延伸的凸缘和向后延伸的凸缘在垂直于车辆方向上的纵向宽度可以增加。向前延伸的凸缘和向后延伸的凸缘通过将形成管状部分的管状构件的一部分在液压成型操作中压扁形成。

根据本发明的另一方面，管状体部分下端的车门槛凸缘可以通过将形成管状体部分的管状构件的一部分压扁形成。

本发明的这些以及其它方面，在阅读本发明的附图和以下的具体实施方式的详细说明之后，会得到更好的理解。

附图说明

图1为B柱、顶梁、顶弧和车门槛的片断侧视投影图；

图2为B柱的侧视投影图；

图3为沿图1中3-3线的横截面图；

图4为沿图1中4-4线的横截面图；

图5为沿图1中5-5线的横截面图；

图6为B柱、顶梁和顶弧的片断透视图；以及

图7为B柱、顶梁和顶弧的片断正视投影图。

具体实施方式

参照图1，表示装配到顶梁12和顶弧14上的一体式B柱10。该B柱10还装配到车门槛18。

B柱10具有中部20和从中部20向上延伸的上部22。下部24从中部20向下延伸。参照图3，其为通过中部20所得的横截面，该区域B柱10的横截面包括前壁28、后壁30和外壁32及内壁34。四个壁28-34形成一个实质上的矩形盒体状梁。

参照图4，表示通过B柱10上部22所得的横截面。前凸缘36和后凸缘38分别从梯形部分40向前和向后延伸。梯形部分40作为壁28-34的延长物向上延伸，前壁28和后壁30在垂直方向上向外壁32收敛。B柱10的上部22在平坦顶部42终结。平坦顶部42在顶梁12的外侧和上侧延伸，接收到顶弧14的下方。

参照图5，表示通过B柱10下部24所得的横截面，说明内凹部46。如果需要，内凹部46可以接收安全带收紧机构(图中未表示)。

参照图2，表示于顶弧14结合在一起的一体式B柱10。该B柱10包括其下部24上的内凹部46，其下端形成车门槛装配凸缘48。B柱包括D环装配孔50和配线管入口孔52。

参照图6，表示B柱10、顶梁12和顶弧14之间的连接细节。B柱10的上部22包括前凸缘36和后凸缘38，其通过将形成B柱的梁在液压成型操作中压扁形成。B柱10的上部22可以安放在顶梁12上形成的缺口56中。顶弧14上可以形成拱肋58，以提供所需的刚性程度并加固顶板结构。

在液压成型操作之前，通过去除管状毛坯上的单层区域60可以在前、后凸缘36和38上提供多个焊接接口区域。单层区域60方便将顶梁接合到B柱的焊接操作。

参照图7，B柱10配装到车体侧面外面板上(图中未表示)。B柱上端接合到顶梁12和顶弧14上。铰链部件孔54或其它门部件，例如锁扣碰板或闭锁板，可以通过孔洞例如铰链部件孔54配装到B柱的前壁28和后壁30上。B柱上端包括如上所述在顶梁12上方和顶弧14下方延伸的平坦顶部42。

虽然实施本发明的最佳方式已详细说明，所属技术领域的技术人员还会认识到各种如权利要求所述实现本发明的可选设计和实施方式。

Claims (18)

1.一种车辆顶板支承总成，其特征是包含：

顶梁；

车门槛板；

具有内壁、外壁、前壁和后壁的部分中空的一体式支承立柱，该支承立柱具有从车门槛板向上延伸的管状下段，以及从顶梁向下延伸的上段，上段具有收敛管状外形，其由在垂直于车辆前进方向上收敛的内壁、外壁、前壁和后壁形成，所述上段具有从前壁和后壁纵向伸出的凸缘，其中，从前壁和后壁伸出的凸缘是从前壁和后壁的中部开始，并且在垂直于车辆前进方向上的纵向宽度增加，所述上段的上端在扁平顶梁凸缘处终结，所述上段的上端仅包括内壁和外壁、并安装到顶梁的外表面和上表面上。

2.根据权利要求1所述的车辆顶板支承总成，其特征是上述管状下段在扁平车门槛凸缘处终结，上述管状下段仅包括内壁和外壁、并安装到车门槛板的外表面上。

3.根据权利要求2所述的车辆顶板支承总成，其特征是上述车门槛凸缘向四周延伸到车门槛板的底部表面。

4.根据权利要求3所述的车辆顶板支承总成，其特征是上述车门槛凸缘具有位于车门槛板下方的点焊凸缘。

5.根据权利要求1所述的车辆顶板支承总成，其特征是上述管状下段具有形成凹部的内壁，该凹部内安装有安全带收紧器。

6.根据权利要求1所述的车辆顶板支承总成，其特征是上述顶梁上形成对应于顶板外表面的缺口，接收支承立柱的顶梁凸缘。

7.根据权利要求1所述的车辆顶板支承总成，其特征是上述顶梁凸缘至少具有两层金属，在限定区域去除所述至少两层金属中的至少一层金属，以便于将顶梁凸缘点焊到顶梁上。

8.根据权利要求1所述的车辆顶板支承总成，其特征是还包含沿车辆横向延伸的顶弧，其中所述顶梁凸缘在顶梁上方和顶弧下方延伸，所述顶梁凸缘与顶弧的末端凸缘重叠并焊接到所述末端凸缘上。

9.一种用于车辆的顶板支承立柱，其在乘客厢上方支承车顶，该立柱与提供前排座位入口的车门后缘邻接，该车辆具有顶梁和车门槛板，其特征是该顶板支承立柱包含：

部分管状单体式构件，其上端具有封闭顶梁凸缘，下端具有封闭车门槛板凸缘，上述部分管状单体式构件还具有前凸缘和后凸缘，上述前凸缘沿管状构件的长度的中部开始从管状构件向前延伸，并且在垂直于车辆前进方向上的前向宽度增加，上述后凸缘沿管状构件的长度的中部开始从管状构件向后延伸，并且在垂直于车辆前进方向上的后向宽度增加；

其中顶梁凸缘安装到顶梁的一个表面上，该表面处于顶梁上与乘客厢相对的一侧；以及

其中车门槛板凸缘安装到车门槛板的一个表面上，该车门槛板的表面处于车门槛板上与乘客厢相对的一侧。

10.根据权利要求9所述的顶板支承立柱，其特征是上述车门槛板凸缘具有位于车门槛板下方的点焊凸缘。

11.根据权利要求9所述的顶板支承立柱，其特征是上述立柱具有形成凹部的内壁，该凹部内安装有安全带收紧器。

12.根据权利要求9所述的顶板支承立柱，其特征是上述顶梁上形成对应于顶板外表面的缺口，顶梁凸缘接收到所述缺口上。

13.根据权利要求9所述的顶板支承立柱，其特征是上述顶梁凸缘至少具有两层金属，在限定区域去除所述至少两层金属中的至少一层金属，以便于将顶梁凸缘点焊到顶梁上。

14.根据权利要求9所述的顶板支承立柱，其特征是还包含沿车辆横向延伸的顶弧，其中所述顶梁凸缘在顶梁上方和顶弧下方延伸，所述顶梁凸缘与顶弧的末端凸缘重叠并焊接到所述末端凸缘上。

15.一种位于车辆前排座位和后排座位之间的顶板支承立柱，其特征是该顶板支承立柱包含：

上端具有顶梁凸缘并且下端具有车门槛凸缘的一体式中空管状体，上述一体式中空管状体的上部在车辆开缝线上具有管状直线横截面，并且该上部的直线横截面在垂直于车辆前进方向上缩小；上述一体式中空管状体上部具有向前延伸的凸缘和向后延伸的凸缘，其中向前和向后延伸的凸缘从开缝线上开始，并且在垂直于车辆前进方向上的纵向宽度增加；

在一体式中空管状体邻接下端形成的安全带收紧器腔；以及

其中，顶梁凸缘焊接到顶梁的外表面，车门槛凸缘焊接到车门槛的外表面。

16.根据权利要求15所述的顶板支承立柱，其特征是上述顶梁凸缘、向前延伸的凸缘以及向后延伸的凸缘通过将形成一体式中空管状体的管状构件的一部分在液压成型操作中压扁形成。

17.根据权利要求15所述的顶板支承立柱，其特征是上述一体式中空管状体下端的车门槛凸缘通过将形成一体式中空管状体的管状构件的一部分压扁形成。

18.根据权利要求17所述的顶板支承立柱，其特征是上述一体式中空管状体的下部形成缺口，用于部分接收安全带收紧器。

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