CN102099239A

CN102099239A - 车辆的立柱结构及其制造方法

Info

Publication number: CN102099239A
Application number: CN2009801276980A
Authority: CN
Inventors: 森健雄
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-07-14
Filing date: 2009-07-02
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2029-07-02
Also published as: EP2310246A1; CN102099239B; WO2010007481A1; US8480163B2; JP2010018254A; JP5131065B2; EP2310246B1; US20110133515A1

Abstract

在中心立柱结构(1)中，中心立柱(10)的强度在弱部(17)处和在弱部(18)处是局部地低的。因此，当车辆侧面碰撞时，中心立柱(10)在弱部(17)处和在弱部(18)处弯曲，并且另一车辆基本水平地前进。这能够减小由于另一车辆的前进而在中心立柱(10)中产生的弯曲力矩，因此可以在侧面碰撞的情形中控制中心立柱(10)的变形、同时确保中心立柱(10)的强度。

Description

车辆的立柱结构及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种被应用于车辆例如汽车的立柱结构，和一种用于制造立柱结构的方法。

背景技术

日本专利申请公报No.10-17933(JP-A-10-17933)描述了一种立柱结构，用于当车辆侧面撞击时防止立柱的局部变形。在这种立柱结构中，立柱的加强部件被淬火以具有类似于冲击载荷分布的强度分布。

然而，在上述立柱结构中，在侧面碰撞的情形中控制立柱的变形同时确保立柱的强度是极其困难的。

发明内容

本发明提供一种车辆的立柱结构和一种用于制造立柱结构的方法，该立柱结构能够在侧面碰撞的情形中控制立柱的变形、同时确保立柱的强度。

本发明的第一方面提供一种车辆的立柱结构。该车辆的立柱结构包括：立柱，该立柱包括第一弱部和第二弱部，其中第二弱部位于第一弱部的上方。

根据以上方面，当车辆侧面碰撞时，立柱至少在两个部分即第一弱部和第二弱部处弯曲，从而可能减小在立柱中产生的弯曲力矩。因此，利用该立柱结构，在侧面碰撞的情形中控制立柱的变形同时确保立柱的强度是可能的。

在以上方面中，该立柱可以具有在第一弱部和第二弱部之间的、从立柱沿着车辆宽度方向向外凸出的凸起。根据以上方面，当车辆侧面碰撞时，在第一弱部和第二弱部之间的部分上集中外部作用力是可能的，并且因此，理想地变形那个部分是可能的。

在以上方面中，第一弱部的强度可以低于第二弱部的强度。根据以上方面，当车辆侧面碰撞时，使得在第一弱部和第二弱部之间的部分变形以基本平行于竖直方向是可能的。

在以上方面中，第一弱部可以位于作用部分的下面，假定外部作用力从外侧沿着车辆宽度方向在作用部分处作用于立柱上，并且第二弱部可以位于作用部分上方。根据以上方面，当车辆侧面碰撞时，理想地变形在第一弱部和第二弱部之间的部分是可能的。

在以上方面中，立柱可以包括外部壳体和布置在外部壳体中的加强部件，并且可以利用加强部件中的弱化部分分别地实现第一弱部和第二弱部。根据以上方面，容易地并且可靠地为立柱提供第一弱部和第二弱部是可能的。

在以上方面中，可以利用在加强部件中形成的凹部实现加强部件中的弱化部分。

在以上方面中，可以利用凹部的尺寸、凹部的数量和在其中形成凹部的加强部件的厚度中的至少任何一种实现在第一弱部和第二弱部之间的强度差。

在以上方面中，可以利用在加强部件中形成的凹部或者线束装配孔中的至少一个实现加强部件中的每一个弱化部分。

在以上方面中，加强部件可以具有附接门的第一铰链和第二铰链的部分，第一铰链可以附接在第一弱部和第二弱部之间，并且第二铰链可以附接在第二弱部上方。

在以上方面中，在第二弱部和第一铰链之间的距离与在第一弱部和第一铰链之间的距离的比率可以范围为从1∶1到2∶1。

在以上方面中，第一铰链和第二铰链中的至少一个可以沿着车辆的车辆宽度方向突出。

在以上方面中，可以与第一弱部和第二弱部中的至少一个弱部相对应地布置门梁的端部。根据以上方面，当车辆侧面碰撞时，引起立柱在第一弱部处和在第二弱部处可靠地弯曲是可能。

在以上方面中，第一弱部和第二弱部中的至少一个弱部可以包括载荷输入部件，当外部作用力从外侧沿着车辆宽度方向作用于车辆上时，该载荷输入部件便于将载荷输入第一弱部和第二弱部中的至少一个。

在以上方面中，冲击吸收部件可以附接在第一弱部和第二弱部之间。

在以上方面中，立柱可以被如此构造，使得当外部作用力从外侧沿着车辆宽度方向作用于在第一弱部和第二弱部之间的部分上时，在第一弱部和第二弱部之间的部分的位移最大。根据以上方面，例如，防止立柱仅仅在与第一弱部相对应的部分处弯曲然后那个部分凸出到车辆的舱室中的情况是可能的。

在以上方面中，立柱可以包括外部壳体和布置在外部壳体中的加强部件，并且该加强部件可以具有未淬火部分，该未淬火部分形成在相对于附接门的下铰链的部分的上部和下部处，和淬火部分，该淬火部分形成在除了上部和下部之外的部分处，其中可以利用未淬火部分实现第一弱部和第二弱部。根据以上方面，加强部件具有形成在相对于附接下铰链的所述部分的上部和下部处的未淬火部分，从而容易地并且可靠地为立柱提供第一弱部和第二弱部是可能的。然后，当车辆侧面碰撞时，加强部件在相对于附接下铰链的部分的上部和下部处弯曲，从而减小在加强部件中产生的弯曲力矩是可能的。

在以上方面中，立柱可以包括外部壳体和布置在外部壳体中的加强部件，并且可以利用未淬火部分实现第一弱部和第二弱部。

在以上方面中，未淬火部分可以形成在加强部件中以朝向外部壳体突出。

在以上方面中，可以如下方式制造加强部件，即：当加强部件被淬火时，与流到加热的加强部件的、与未淬火部分相对应的部分的冷却水流相比，流到加热的加强部件的、与淬火部分的部分相对应的部分的冷却水流增大。根据以上方面，加强部件的、与未淬火部分相对应的部分的淬火密度低于加强部件的、与淬火部分相对应的部分的淬火密度，从而在加强部件的、相对于附接门的下铰链的部分的上部和下部处可靠地形成未淬火部分是可能的。

在以上方面中，加强部件可以被制造成使得与未淬火部分相对应的部分被形成为突出，在热冲压模具和与未淬火部分相对应的部分之间的间隙比在模具和与淬火部分相对应的部分之间的间隙窄，然后与流到与未淬火部分相对应的部分的冷却水流相比，流到与淬火部分相对应的部分的冷却水流增大。可替代地，在以上方面中，可以如下方式制造加强部件，即：冷却水供应孔形成在对应于淬火部分的热冲压模具中，冷却水排放孔形成在对应于在淬火部分和未淬火部分之间的边界的模具中，然后与流到与未淬火部分相对应的部分的冷却水流相比，流到与淬火部分相对应的部分的冷却水流增大。根据以上两个方面，流到加强部件的、与未淬火部分相对应的部分的冷却水流得到抑制，从而在相对于附接门的下铰链的部分的上部和下部处容易地并且可靠地形成未淬火部分是可能的。

在以上方面中，可以基于假定外部作用力从外侧沿着车辆宽度方向作用于车辆上的高度确定第一弱部的地面高度和第二弱部的地面高度。

在以上方面中，可以基于典型车辆的保险杠高度确定第一弱部的地面高度和第二弱部的地面高度。

本发明的第二方面提供一种用于制造立柱结构的方法，该立柱结构包括立柱，该立柱具有外部壳体和布置在外部壳体中的加强部件。该方法包括：当加强部件被淬火时，与相对于附接门的下铰链的部分的上部和下部相比，增大流到加热的加强部件的、在加热的加强部件中除了该上部和下部之外的部分的冷却水流；和以如此方式为立柱提供第一弱部和位于第一弱部上方的第二弱部，即：上部和下部被形成为未淬火部分，并且除了上部和下部之外的部分被形成为淬火部分。

根据以上方面，容易地制造根据本发明的第一方面的上述车辆的立柱结构是可能的。

根据以上第一和第二方面，在侧面碰撞的情形中控制立柱的变形同时确保立柱的强度是可能的。

附图说明

参考附图，在以下本发明的示例性实施例的详细说明中将描述本发明的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中同样的数字表示同样的元件，并且其中：

图1是中心立柱结构的分解透视图，该中心立柱结构是根据本发明的车辆的立柱结构的第一实施例；

图2是图1所示中心立柱结构的侧视图；

图3是示出图1所示中心立柱结构的中心立柱的强度分布的视图；

图4是沿着图2中的线IV-IV截取的截面视图；

图5是图1所示中心立柱结构的前视图；

图6A和图6B是示出图1所示中心立柱结构的中心立柱的变形状态的视图；

图7是具有载荷输入部件的中心立柱结构的截面视图；

图8是具有载荷输入部件的中心立柱结构的透视图；

图9是载荷输入部件的透视图；

图10是具有利用线束装配孔实现的弱部的中心立柱结构的侧视图；

图11是具有利用线束装配孔实现的弱部的中心立柱结构的截面视图；

图12是具有门梁的中心立柱结构的侧视图，该门梁的端部是对应于弱部布置的；

图13是具有门梁的中心立柱结构的截面视图，该门梁的端部是对应于弱部布置的；

图14是示出中心立柱的变形状态的视图，该中心立柱被如此设计，使得弱部之间的部分以具有基本平行于竖直方向的切线的弯曲形状变形；

图15是具有冲击吸收部件的中心立柱结构的截面视图；

图16是中心立柱结构的透视图，该中心立柱结构是根据本发明的车辆的立柱结构的第二实施例；

图17是图16所示中心立柱结构的前视图；

图18A是示出根据相关技术在侧面碰撞的情形中外部加强件的变形状态的视图；

图18B是示出根据第二实施例在侧面碰撞的情形中外部加强件的变形状态的视图；

图19A、图19B和图19C分别地示出图18A所示的变形的外部加强件、图18A所示的变形的外部加强件的弯曲力矩图表和剪切作用力图表；

图20A、图20B和图20C分别地示出图18B所示的变形的外部加强件、图18B所示的变形的外部加强件的弯曲力矩图表和剪切作用力图表；

图21是示出制造图16所示的中心立柱结构的过程的视图；

图22是示出制造图16所示的中心立柱结构的过程的视图；

图23是中心立柱结构的透视图，该中心立柱结构是根据本发明的车辆的立柱结构的第三实施例；

图24是示出制造图23所示的中心立柱结构的过程的视图；

图25是示出制造图23所示的中心立柱结构的过程的视图；

图26是中心立柱结构的透视图，该中心立柱结构是根据本发明的车辆的立柱结构的另一实施例；

图27是中心立柱结构的透视图，该中心立柱结构是根据本发明的车辆的立柱结构的另一实施例；并且

图28是示出在侧面碰撞的情形中图27所示的外部加强件的变形状态的视图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本发明的实施例。注意在图中同样的附图标记表示同样的或者相应的构件，并且省略了重复说明。

图1是中心立柱结构的分解透视图，该中心立柱结构是根据本发明的车辆的立柱结构的第一实施例。图2是图1所示中心立柱结构的侧视图。如在图1和图2中所示，车辆例如汽车的中心立柱结构1包括中心立柱10。中心立柱10包括外部面板15、内部面板16、外部加强件2和铰链加强件13和14。外部面板15和内部面板16从下边梁延伸到上边梁。外部加强件2和铰链加强件13和14被布置在由外部面板15和内部面板16限定的内部空间中。

外部面板15可以被视为根据本发明方面的外部壳体部件。内部面板16可以被视为根据本发明方面的外部壳体部件。外部加强件2可以被视为根据本发明方面的加强部件。

如此形成外部加强件2，即：在作为边界的激光焊缝3处结合高强度钢板。外部加强件2的下端部分被连接到下边梁，并且外部加强件2的上端部分被连接到上边梁。注意相对于激光焊缝3下高强度钢板的强度低于相对于激光焊缝3上高强度钢板的强度，使得例如下高强度钢板的厚度更薄。即，在外部加强件2中，在激光焊缝3的下侧上的部分比在激光焊缝3的上侧上的部分弱。

外部加强件2具有凹部11和12，从而由外壁2a和一对侧壁2b形成的一对外部边缘线2c被切出。凹部11位于激光焊缝3的下面，并且凹部12位于激光焊缝3上方。因此，中心立柱10具有弱部17和弱部18。弱部17是利用凹部11实现的。弱部18是利用凹部12实现的。

凹部11和12可以被视为根据本发明方面的在加强部件中的弱化部分。弱部17可以被视为根据本发明方面的第一弱部。弱部18可以被视为根据本发明方面的第二弱部。

在外部加强件2中，用于门的下铰链4被附接到在凹部11和凹部12之间的部分，并且用于门的上铰链5被附接到在凹部12的上侧上的部分。即，中心立柱结构1包括下铰链4，该下铰链4是在弱部17和弱部18之间的凸起，并且该凸起从中心立柱10沿着车辆宽度方向向外凸出。

铰链加强件13对应于外部增强件2的、附接下铰链4的一部分而被布置于外部增强件2的内侧上。铰链加强件14被布置于外部加强件2的内侧上从而从外部加强件2的、附接上铰链5的一个部分延伸到外部加强件2的上端部分。注意，这里，激光焊缝3位于附接下铰链4的部分和凹部12之间；然而，激光焊缝3可以位于附接下铰链4的部分和凹部11之间。

在图3中的右侧处带有凸起和凹陷的曲线图示出中心立柱结构1的强度分布。在以上构造的中心立柱结构1中，如在图3中所示，中心立柱10的强度在弱部17处和在弱部18处是局部地低的。因此，当车辆侧面碰撞时，中心立柱10在弱部17处和弱部18处弯曲，并且因此碰撞的车辆基本水平地前进。由于碰撞车辆的前进，这能够减小在中心立柱10中产生的弯曲力矩，从而在侧面碰撞的情形中控制中心立柱10的变形同时确保中心立柱10的强度是可能的。

另外，如在图3中所示，通过靠近上凹部12设置铰链加强件14的下端部分，相对于铰链加强件14的下端部分在上侧和下侧之间大大地改变了中心立柱10的强度。这能够显著地局部化上弱部18的强度的降低。

另外，利用外部加强件2的凹部11和凹部12实现了弱部17和弱部18，从而容易地并且可靠地为中心立柱10提供弱部17和弱部18是可能的。

注意，在图3中所示的强度分布中，强度在弱部17处和在弱部18处是最小的；然而，强度并不需要是最小的，只要在弱部17处和在弱部18处强度是局部地低的。

下面，将描述下铰链4的定位，该下铰链4是在弱部17和弱部18之间从中心立柱10沿着车辆宽度方向向外凸出的凸起。

如在表格1中所示，下铰链4或者假定载荷输入区域(假定外部作用力从外侧沿着车辆宽度方向作用于中心立柱10上的作用部分)可以位于400mm到500mm的地面高度处。这是基于典型车辆的保险杠高度的。可替代地，下铰链4或者假定的载荷输入区域可以位于至少部分地或者全部地落入主车辆的保险杠高度内的高度处。

表格1

另外，假定的载荷输入区域是在设计时其中载荷从假定碰撞的物体作用的区域，并且可以是例如对应于保险杠高度的区域。弱部17和弱部18可以位于假定载荷输入区域的中间或者使得将整个假定载荷输入区域置于上方和下方之间。

“在上弱部18和下铰链4之间的距离”与“在下弱部17和下铰链4之间的距离”的比率可以是从1∶1到2∶1的范围。当比率是1∶1时，当车辆侧面碰撞时将在弱部17和弱部18之间的部分可靠地变形为基本平行于竖直方向是可能的。在另一方面，当比率是2∶1时，弯曲点接近中心立柱10的中间部分而不显著地失去在竖直方向和在弱部17和弱部18之间的部分之间的平行性。因此，进一步减小在中心立柱10中产生的弯曲力矩是可能的。

下面，将描述下铰链4的操作和优点，该下铰链4是在弱部17和弱部18之间沿着车辆宽度方向从中心立柱10向外凸出的凸起。

图4是沿着图2中的线IV-IV截取的中心立柱结构1的截面视图。图5是图1所示中心立柱结构1的前视图。如在图4和图5中所示，下铰链4在弱部17和弱部18之间沿着车辆宽度方向从中心立柱10向外凸出。因此，在与物体例如另一车辆V碰撞的初始阶段中，容易地在弱部17和弱部18之间的部分上集中载荷是可能的，并且结果，理想地变形该部分是可能的。

注意，在未配备有门铰链的立柱例如滑动门的中心立柱或者双门车辆的中心立柱的情形中，通过提供沿着车辆宽度方向向外凸出的凸起替代下铰链4，容易地在弱部17和弱部18之间的部分上集中载荷也是可能的。

另外，铰链加强件13对应于外部加强件2的、附接下铰链4的一个部分而被布置于外部加强件2的内侧上。由此，与弱部17的强度或者弱部18的强度相比，相对地增大在弱部17和弱部18之间的部分的强度是可能的。

下面，将描述在弱部17的强度和弱部18的强度之间的相对关系。

在外部加强件2中，高强度钢板的厚度例如在激光焊缝3上方和下面之间改变以与在激光焊缝3的上侧上的部分相比增大在激光焊缝3的下侧上的部分的薄弱性。另外，外部加强件2具有凹部11和凹部12。凹部11位于激光焊缝3的下面。凹部12位于激光焊缝3的上方。因此，形成在激光焊缝3下面的弱部17的强度低于形成在激光焊缝3上方的弱部18。

与上弱部18的强度相比，下弱部17的强度可以降低。当下弱部17的强度低于上弱部18的强度时，如在图6A中所示，在其中另一车辆V(即碰撞的车辆)与主车辆的侧面碰撞的初始阶段中，中心立柱10在下弱部17处弯曲，并且，此后，如在图6B中所示，中心立柱10在上弱部18处弯曲。因此，另一车辆V基本水平地前进，并且在弱部17和弱部18之间的部分变形以基本平行于竖直方向。因此，减小由于另一车辆V的前进而在中心立柱10中产生的弯曲力矩是可能的。

注意，与下弱部17的强度相比，上弱部18的强度可以降低，或者上弱部18的强度可以等价于下弱部17的强度。

下面，将描述对应于弱部17布置的载荷输入部件19。

图7是具有载荷输入部件19的中心立柱结构的截面视图。图8是具有载荷输入部件19的中心立柱结构的透视图。图9是载荷输入部件19的透视图。如在图7和图8中所示，载荷输入部件19被布置在前门31中从而沿着车辆宽度方向面对下弱部17。如在图9中所示，载荷输入部件19例如由树脂制成并且具有块体形状。载荷输入部件19是中空的以降低重量。载荷输入部件19的强度高于外部加强件2的强度，并且低于在下边梁和外部加强件之间的结合强度。

根据以上构造，在其中另一车辆V侧面碰撞的初始阶段中，载荷集中在下铰链4上然后载荷输入部件19促使将局部载荷输入到弱部17。因此，例如，即使当下弱部17的强度等价于上弱部18的强度时，引起中心立柱10起初地在下弱部17处弯曲并且随后在上弱部18处弯曲也是可能的。由此，另一车辆V基本水平地前进，并且在弱部17和弱部18之间的部分变形以基本平行于竖直方向。因此，减小由于另一车辆V的前进而在中心立柱10中产生的弯曲力矩是可能的。

注意，可以对应于弱部17和弱部18中的至少一个来布置载荷输入部件19。当对应于弱部17和弱部18中的每一个布置载荷输入部件19时，对应于上弱部18布置的载荷输入部件19的强度和对应于下弱部17布置的载荷输入部件19的强度改变，以由此使得控制分别地输入弱部17和弱部18的局部载荷成为可能。另外，载荷输入部件19可以被布置在后门32中。

下面，将描述利用线束装配孔35实现的弱部18。

图10是具有利用线束装配孔35实现的弱部的中心立柱结构的侧视图。图11是具有利用线束装配孔实现的弱部的中心立柱结构的截面视图。如在图10和图11中所示，线束装配孔35在附接下铰链4的部分和附接上铰链5的部分之间形成在中心立柱10中。线束34被附接到线束装配孔35并且保持与电动窗、门锁等相关联的导线33。以此方式，可以替代凹部12利用线束装配孔35实现上弱部18。

注意，线束装配孔35相对于中心立柱10的、附接下铰链4的部分形成在下侧上，并且替代凹部11利用线束装配孔35实现下弱部17也是适用的。

下面，将描述具有对应于弱部17和18布置的端部的门梁。

图12是具有门梁的中心立柱结构的侧视图，该门梁具有对应于弱部布置的端部。图13是具有门梁的中心立柱结构的截面视图，该门梁具有对应于弱部布置的端部。如在图12和图13中所示，前门梁36的后端部分36a被布置在前门31中从而沿着车辆宽度方向面对下弱部17，并且后门梁37的前端部分37a被布置在后门32中从而沿着车辆宽度方向面对上弱部18。门梁36和37是加强部件，用于当车辆侧面碰撞时吸收能量。

利用以上构造，在其中另一车辆V侧面碰撞的初始阶段中，载荷集中在下铰链4上然后前门梁36的后端部分36a便于将局部载荷输入到下弱部17，而后门梁37的前端部分37a便于将局部载荷输入上弱部18。因此，例如，即使当另一车辆V从中心立柱10向前或者向后偏移地与前门31的中部或者后门37的中部碰撞时，在弱部17处和在弱部18处可靠地弯曲中心立柱10也是可能的。

注意，还适用的是，对应于上弱部18布置前门梁36的后端部分36a，并且对应于下弱部17布置后门梁37的前端部分37a。另外，可以对应于弱部17和弱部18中的至少一个弱部布置前门梁36的后端部分36a或者后门梁37的前端部分37a。另外，对应于下弱部17布置的前门梁36的后端部分36a或者后门梁37的前端部分37a可以位于与下弱部17的高度等价的高度处或者可以位于稍微地设定在下弱部17上方的假定载荷输入区域中。

下面，将描述当车辆侧面碰撞时在弱部17和弱部18之间的部分变形成基本平行于竖直方向产生的优点。

因为当车辆侧面碰撞时在弱部17和弱部18之间的部分变形成基本平行于竖直方向，所以，例如，防止中心立柱仅仅在与下弱部17相对应的部分处弯曲然后那个部分凸出到车辆的舱室中的情况是可能的。另外，例如，与中心立柱仅仅在与下弱部17相对应的部分处弯曲的情形相比，当中心立柱10在弱部17处并且在弱部18处弯曲然后弱部17和弱部18之间的部分变形成基本平行于竖直方向时，抑制中心立柱10的变形部分移位的速度是可能的。

注意，中心立柱10可以被如此构造，使得当外部作用力沿着车辆宽度方向从外侧作用于在弱部17和弱部18之间的部分上时，在弱部17和弱部18之间的部分的位移是最大的。另外，如在图14中所示，中心立柱10可以被如此构造，使得在弱部17和弱部18之间的部分变形成具有基本平行于竖直方向的切线的弯曲形状。

下面，将描述对应于在弱部17和弱部18之间的该部分布置的冲击吸收部件38。

图15是具有冲击吸收部件38的中心立柱结构的截面视图。如在图15中所示，立柱装饰39被附接到中心立柱10的内侧(舱室侧)上。冲击吸收部件38是例如由氨基甲酸酯泡沫制成的。冲击吸收部件38被布置在立柱装饰39中从而沿着车辆宽度方向面对在弱部17和弱部18之间的部分。因此，即使在当车辆侧面碰撞时在弱部17和弱部18之间的部分变形到舱室中时，也可以减轻冲击。

注意，冲击吸收部件38可以被附接到座椅侧表面等，只要冲击吸收部件38对应于在弱部17和弱部18之间的部分相对于中心立柱10被布置于内侧上。

图16是中心立柱结构的透视图，该中心立柱结构是根据本发明的车辆的立柱结构的第二实施例。图17是图16所示中心立柱结构的前视图。如在图16和图17中所示，中心立柱结构1包括外部加强件2。外部加强件2被如此形成，使得高强度钢板经由激光焊缝3结合。外部加强件2的上端部分被连接到上边梁，并且外部加强件2的下端部分被连接到下边梁。

在附接门的下铰链4的部分和附接门的上铰链5的部分之间在外部加强件2中形成向外突出的未淬火部分6。另外，在附接下铰链4的部分和连接到下边梁的部分之间在外部加强件2中形成向外突出的未淬火部分7。以此方式，在相对于附接下铰链4的部分的上部和下部处在外部加强件2中形成未淬火部分6和7，而在除了未淬火部分6和7之外的部分处在外部加强件2中形成淬火部分8。因此，在中心立柱10中，利用未淬火部分7和未淬火部分6分别地实现了根据第一实施例的、对应于弱部17和弱部18的部分。

如上所述，利用中心立柱结构1，通过在相对于附接下铰链4的部分的上部和下部处在外部加强件2中形成未淬火部分6和7，在侧面碰撞的情形中容易地形成屈曲点(弯曲点)是可能的。然后，当车辆侧面碰撞时，外部加强件2在相对于附接下铰链4的部分的上部和下部处弯曲，从而减轻由于另一车辆的前进而在外部加强件2中产生的弯曲力矩是可能的。因此，利用中心立柱结构1，在侧面碰撞的情形中控制中心立柱的变形同时确保中心立柱的强度是可能的。

图18A示出外部加强件102，其中当车辆侧面碰撞时，一个点即相对于附接下铰链4的部分的上部变成屈曲点B。图18B示出根据第二实施例的外部加强件2，其中当车辆侧面碰撞时，两个点即相对于附接下铰链4的部分的上部和下部变成屈曲点B。注意，在图18B所示的外部加强件2中，未淬火部分7的强度低于未淬火部分6的强度。

如在图18A中所示，在外部加强件102中，相对于一个屈曲点B的下部变形以倾斜然后另一车辆V沿着倾斜的下部前进。这增大了在外部加强件102中产生的弯曲力矩。在另一方面，如在图18B中所示，在外部加强件2中，当外部加强件2变形时，在两个屈曲点B之间的部分并不显著地倾斜。这降低了由于另一车辆V的前进而在外部加强件2中产生的弯曲力矩。

图19A到图19C分别地示出图18A所示的、变形的外部加强件102，图18A所示的、变形的外部加强件102的弯曲力矩图表和剪切作用力图表。图20A、图20B和图20C分别地示出图18B所示的变形的外部加强件2，图18B所示的变形的外部加强件2的弯曲力矩图表和剪切作用力图表。注意，在图19A到图19C和图20A到图20C中，M_B示意被施加到屈曲点B的力矩。另外，Fy示意由外部加强件产生的冲击反作用力，并且Fy_B是在Fy内的通过弯曲产生的反作用力。

如在图19A到图19C和图20A到图20C中所示，与外部加强件102相比，在外部加强件2中，沿着中心立柱的横向方向的变形量降低，并且所施加的力矩M_B由于未淬火部分6靠近外部加强件2的中部定位而由于塑料铰链作用降低。然后，在外部加强件2中，在冲击反作用力Fy内，轴向作用力的增大补偿了在侧面碰撞的情形中通过弯曲产生的反作用力Fy_B的降低。即，外部加强件102在侧面碰撞的情形中利用较大的弯曲和较小的轴向作用力产生冲击反作用力，而外部加强件2在侧面碰撞的情形中利用较小的弯曲和较大的轴向作用力产生冲击反作用力。

因此，在包括图18B所示根据第二实施例的外部加强件2的中心立柱结构1中，输入到腰线部分的力矩降低。因此，减小在腰线部分处的加强是可能的，并且减小中心立柱的重量和成本是可能的。

下面，将描述用于制造上述中心立柱结构1的方法，该方法是用于制造根据第二实施例的车辆的立柱结构的方法。

首先，如在图21中所示，制备将是外部加强件2的高强度钢板2a，然后高强度钢板2a利用用于热冲压的上型模(模具)21和下型模(模具)22而被冲压和加热。此时，在上型模21和下型模22以及高强度钢板2a之间的间隙被适当地控制从而在上型模21和在高强度钢板2a中的、与未淬火部分6和7相对应的部分6a和7a之间的间隙比在上型模21和在高强度钢板2a中的、与淬火部分8相对应的部分8a之间的间隙窄。这里，上型模21和与未淬火部分6和7相对应的部分6a和7a形成紧密接触。

随后，通过在上型模21中形成的冷却水供应孔21a，将冷却水供应到在上型模21和与淬火部分8相对应的部分8a之间的间隙中。此时，上型模21和与未淬火部分6和7相对应的部分6a和7a紧密接触。因此，如在图22中所示，冷却水并不流动到与未淬火部分6和7相对应的部分6a和7a，并且冷却水仅仅流动到与淬火部分8相对应的部分8a。因此，通过快速冷却，仅仅部分8a被淬火。然后，如此形成的外部加强件2被用于制造中心立柱结构1。

如上所述，在用于制造中心立柱结构1的方法中，流到加热的高强度钢板2a的、与未淬火部分6和7相对应的部分6a和7a的冷却水流得到抑制。因此，与未淬火部分6和7相对应的部分6a和7a的淬火密度低于与淬火部分8相对应的部分8a的淬火密度。因此，在外部加强件2中相对于附接下铰链4的部分的上部和下部可以被容易地和可靠地形成为未淬火部分6和7。

图23是中心立柱结构的透视图，该中心立柱结构是根据本发明的车辆的立柱结构的第三实施例。如在图23中所示，根据第三实施例的中心立柱结构1不同于根据第二实施例的上述中心立柱结构1之处在于，未淬火部分6和7不在外部加强件2中突出。

如下地制造中心立柱结构1。即，如在图24和图25中所示，制备将是外部加强件2的高强度钢板2a，然后高强度钢板2a利用用于热冲压的上型模(模具)21和下型模(模具)22而被冲压和加热。随后，通过冷却水供应孔21a将冷却水供应到在上型模21和与淬火部分8相对应的部分8a之间的间隙中。冷却水供应孔21a在上型模21中形成在与淬火部分8相对应的部分处。所供应的冷却水通过冷却水排放孔21b而被排放到外侧。冷却水排放孔21b在上型模21中形成在与在淬火部分8和未淬火部分6和7之间的边界相对应的部分处。因此，无任何冷却水流动到与未淬火部分6和7相对应的部分6a和7a，并且冷却水仅仅流动到与淬火部分8相对应的部分8a。因此，通过快速冷却，仅仅部分8a被淬火。然后，如此形成的外部加强件2被用于制造中心立柱结构1。

本发明的方面不限于上述实施例。

例如，如在图26和图27中所示，当外部加强件2替代第三实施例中的未淬火部分6和7同样地具有切出的凹部11和12时，在侧面碰撞的情形中通过另一车辆的提升减小在外部加强件2中产生的弯曲力矩是可能的。

在图26中所示的外部加强件2中，一对外部边缘线部分分别地具有凹部11和12。在外部加强件2中，在相对于附接下铰链4的部分的上部中形成的凹部12的数量大于在相对于附接下铰链4的部分的下部中形成的凹部11的数量，而在另一方面，厚度和材料在下部和上部之间改变。因此，相对于激光焊缝3的上部的部件的强度高于相对于激光焊缝3的下部的部件的强度。在此情形中，在作为边界的激光焊缝3处结合高强度钢板从而形成外部加强件2是不必要的。

另外，在图27所示的外部加强件2中，凹部12被形成为在一对外部边缘线部分之上延伸，并且凹部11分别地在该对外部边缘线部分处形成。然后，沿着外部加强件2的外壁的内表面延伸的铰链加强件14的下端部分延长到凹部12的内侧。利用如此构造的外部加强件2和铰链加强件14，如在图28中所示，当车辆侧面碰撞时，外部加强件2在相对于附接下铰链4的部分的上部处可靠地弯曲，同时防止由于外部加强件2与铰链加强件14的干涉而使得中心立柱过度变形。因此，获得稳定的变形模式是可能的。在此情形中，在作为边界的激光焊缝3处结合高强度钢板从而形成外部加强件2是不必要的。

另外，根据本发明方面的车辆的立柱结构并不是必要地限制于中心立柱结构，并且立柱的弱部的数量不限于两个。进而，可以不仅利用构成立柱的部件的形状而且还通过改变构成立柱的部件的材料，调节部件的材料厚度、部件的材料被淬火的程度、部件的材料的塑料效果等实现弱部。

虽然已经参考其示例性实施例描述了本发明，但是应该理解，本发明不限于所描述的实施例或者构造。相反，本发明旨在涵盖各种修改和等价布置。另外，虽然以各种实例组合和构造示出了所公开的发明的各种元件，但是包括更多、更少或者仅仅单一元件的其它组合和构造也是在所附权利要求的范围内的。

Claims

1.一种车辆的立柱结构，其特征在于包括：

立柱，所述立柱包括第一弱部和第二弱部，其中所述第二弱部位于所述第一弱部的上方。

2.根据权利要求1所述的车辆的立柱结构，其中所述立柱具有在所述第一弱部和所述第二弱部之间从所述立柱沿着车辆宽度方向向外凸出的凸起。

3.根据权利要求1或2所述的车辆的立柱结构，其中所述第一弱部的强度低于所述第二弱部的强度。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的车辆的立柱结构，其中：

所述第一弱部位于作用部分的下面，假定外部作用力从外侧沿着车辆宽度方向在所述作用部分处作用于所述立柱上；并且

所述第二弱部位于所述作用部分的上方。

5.根据权利要求1到4中任一项所述的车辆的立柱结构，其中：

所述立柱包括外部壳体和布置在所述外部壳体中的加强部件；并且

通过所述加强部件中的弱化部分分别实现所述第一弱部和所述第二弱部。

6.根据权利要求5所述的车辆的立柱结构，其中通过在所述加强部件中形成的凹部实现所述加强部件中的所述弱化部分。

7.根据权利要求6所述的车辆的立柱结构，其中通过所述凹部的尺寸、所述凹部的数量和形成所述凹部的所述加强部件的厚度中的至少任一种实现在所述第一弱部和所述第二弱部之间的强度差。

8.根据权利要求5所述的车辆的立柱结构，其中通过在所述加强部件中形成的凹部或者线束装配孔中的至少一种实现所述加强部件中的每一个所述弱化部分。

9.根据权利要求5到8中任一项所述的车辆的立柱结构，其中：

所述加强部件具有附接门的第一铰链和第二铰链的部分；

所述第一铰链附接在所述第一弱部和所述第二弱部之间；并且

所述第二铰链附接在所述第二弱部的上方。

10.根据权利要求9的车辆的立柱结构，其中在所述第二弱部和所述第一铰链之间的距离与在所述第一弱部和所述第一铰链之间的距离的比率的范围为从1∶1到2∶1。

11.根据权利要求9或10所述的车辆的立柱结构，其中所述第一铰链和所述第二铰链中的至少一个铰链沿着所述车辆的车辆宽度方向突出。

12.根据权利要求1到11中任一项所述的车辆的立柱结构，其中与所述第一弱部和所述第二弱部中的至少一个弱部相对应地布置门梁的端部。

13.根据权利要求1到12中任一项所述的车辆的立柱结构，其中所述第一弱部和所述第二弱部中的至少一个弱部包括载荷输入部件，当外部作用力从外侧沿着车辆宽度方向作用于所述车辆上时，所述载荷输入部件便于将载荷输入到所述第一弱部和所述第二弱部中的至少一个弱部。

14.根据权利要求1到13中任一项所述的车辆的立柱结构，其中冲击吸收部件附接在所述第一弱部和所述第二弱部之间。

15.根据权利要求1到14中任一项所述的车辆的立柱结构，其中所述立柱被构造成使得当外部作用力从外侧沿着车辆宽度方向作用于在所述第一弱部和所述第二弱部之间的部分上时，所述第一弱部和所述第二弱部之间的所述部分的位移最大。

16.根据权利要求1到15中任一项所述的车辆的立柱结构，其中：

所述加强部件具有未淬火部分和淬火部分，所述未淬火部分形成在相对于附接门的下铰链的部分的上部和下部处，所述淬火部分形成在除了所述上部和所述下部之外的部分处，其中通过所述未淬火部分实现所述第一弱部和所述第二弱部。

17.根据权利要求1到15中任一项所述的车辆的立柱结构，其中：

通过未淬火部分实现所述第一弱部和所述第二弱部。

18.根据权利要求16或17所述的车辆的立柱结构，其中所述未淬火部分形成在所述加强部件中以朝向所述外部壳体突出。

19.根据权利要求16到18中任一项所述的车辆的立柱结构，其中所述加强部件被制造成使得当所述加强部件被淬火时，与流到加热的加强部件的、对应于所述未淬火部分的部分的冷却水流相比，流到加热的加强部件的、对应于所述淬火部分的部分的冷却水流增大。

20.根据权利要求19所述的车辆的立柱结构，其中所述加强部件被制造成使得对应于所述未淬火部分的部分被形成为突出，在热冲压模具和对应于所述未淬火部分的部分之间的间隙比在所述模具和对应于所述淬火部分的部分之间的间隙窄，然后与流到对应于所述未淬火部分的部分的冷却水流相比，流到对应于所述淬火部分的部分的冷却水流增大。

21.根据权利要求19所述的车辆的立柱结构，其中所述加强部件被制造成使得对应于所述淬火部分在热冲压模具中形成冷却水供应孔，对应于在所述淬火部分和所述未淬火部分之间的边界在所述模具中形成冷却水排放孔，然后与流到对应于所述未淬火部分的部分的冷却水流相比，流到对应于所述淬火部分的部分的冷却水流增大。

22.根据权利要求1到21中任一项所述的车辆的立柱结构，其中基于假定外部作用力从外侧沿着车辆宽度方向作用于所述车辆上的高度确定所述第一弱部的地面高度和所述第二弱部的地面高度。

23.根据权利要求22所述的车辆的立柱结构，其中基于典型车辆的保险杠高度确定所述第一弱部的地面高度和所述第二弱部的地面高度。

24.一种用于制造立柱结构的方法，所述立柱结构包括立柱，所述立柱具有外部壳体和布置在所述外部壳体中的加强部件，所述方法的特征在于包括：

当所述加强部件被淬火时，与相对于附接门的下铰链的部分的上部和下部相比，增大流到在加热的加强部件中的、除了所述上部和所述下部之外的所述加热的加强部件的部分的冷却水流；和

以如下方式为所述立柱提供第一弱部和位于所述第一弱部的上方的第二弱部，即：所述上部和所述下部被形成为未淬火部分，并且除了所述上部和所述下部之外的部分被形成为淬火部分。