CN102781766A - 中柱上部结合结构 - Google Patents

Abstract

本发明获得一种能够提高中柱的上部与上边梁之间的结合强度和刚性的中柱上部结合结构。在上边梁外板（36）上，在与中柱（16）的结合部上形成有向车辆内侧凹陷的凹部（38）。在上边梁外板的上部上设置有堵塞凹部的上部延伸设置部（42），且上部延伸设置部的上端部与上边梁外板接合。当从车辆背面观察时，凹部的上表面（38D）被设置在上边梁（22）的截面的形心（64）的车辆上方。由此，在中柱的截面的形心（60）的车辆上方，形成有由中柱加强件（32）和上边梁外板的凹部构成的中柱的截面的假想形心（62），且该假想形心与上边梁的截面的形心（64）交叉。

Description

中柱上部结合结构

技术领域

本发明涉及一种对中柱和上边梁进行结合的中柱上部结合结构。

背景技术

在下述专利文献1中公开了如下的结合结构，即，以中柱加强件的上部从上边梁外构件的车辆外侧覆盖的方式而配置的中柱和上边梁的结合结构。

专利文献1：日本特开2003-212148号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在上述专利文献1所记载的结构中，由于上边梁在车辆前后方向上以大致均匀的截面延伸，且中柱加强件的上部以覆盖上边梁外构件的外侧面的方式被接合，因此，在车辆前后方向上延伸的上边梁的截面的形心、和中柱的截面的形心未连接在一起，从而存在结合不足。因此，在中柱的上部与上边梁之间的结合强度和刚性这一点上，存在改善的余地。

本发明考虑到上述事实，其目的在于，获得一种能够提高中柱的上部与上边梁之间的结合强度和刚性的中柱上部结合结构。

用于解决课题的方法

本发明所涉及的第一方式的中柱上部结合结构为如下的中柱上部结合结构，其对在车辆侧部沿着车辆上下方向延伸的中柱、和被配置在所述中柱的车辆上方侧且沿着车辆前后方向延伸的上边梁进行结合，所述中柱上部结合结构具有：凹部，其被设置在构成所述上边梁的车辆宽度方向外侧的壁的、外边梁的外壁面的下部侧，并向车辆内侧凹陷且车辆下方侧被开放，并且，其上表面被配置在所述上边梁的截面形心的车辆上方；上部结合部，其在构成所述中柱的车辆宽度方向外侧的壁的、中柱加强件的上部延伸设置，且以堵塞所述凹部的方式而与所述外边梁结合。

本发明所涉及的第二方式的中柱上部结合结构为，在第一方式的中柱上部结合结构中，当在车辆前后方向上观察时，所述凹部的底面的下端部被配置为，与将所述中柱的车辆前后的对接凸缘位置向车辆上方延长的延长线大致一致。

本发明所涉及的第三方式的中柱上部结合结构为，在第一方式或者第二方式的中柱上部结合结构中，所述凹部被配置在前后一对圆弧状连接部的末端之间，所述前后一对圆弧状连接部被设置在所述中柱加强件与所述外边梁的结合部处，并且当从车辆侧面观察时各自被形成为圆弧状。

根据本发明所涉及的第一方式的中柱上部结合结构，在构成上边梁的车辆宽度方向外侧的壁的、外边梁的外壁面的下部侧，设置有向车辆内侧凹陷且车辆下方侧被开放的凹部，并且，凹部的上表面被配置在上边梁的截面形心的车辆上方。而且，上部结合部以堵塞凹部的方式而与外边梁结合，其中，所述上部结合部向构成中柱的车辆宽度方向外侧的壁的、中柱加强件的上部延伸设置。由此，在中柱的截面的形心的车辆上方侧形成有中柱的截面的假想形心，所述中柱的截面的假想形心是通过由中柱加强件和外边梁的凹部构成的封闭截面的形心而形成的。由此，能够在从车辆侧面观察时使上边梁的截面的形心、和中柱的截面的假想形心交叉，从而能够提高中柱的上部和上边梁的结合强度和刚性。

根据本发明所涉及的第二方式的中柱上部结合结构，当在车辆前后方向上观察时，凹部的底面的下端部被配置为，与将中柱的车辆前后的对接凸缘位置向车辆上方延长的延长线大致一致，从而能够将上边梁的截面的形心、和中柱的截面的假想形心平滑地连接在一起。因此，能够有效地提高中柱的上部与上边梁的结合强度和刚性。

根据本发明所涉及的第三方式的中柱上部结合结构，在中柱加强件与外边梁的结合部处设置有，当从车辆侧面观察时各自被形成为圆弧状的前后一对圆弧状连接部，并且在前后一对圆弧状连接部的末端之间配置有外边梁的凹部。由此，针对于由车辆的前方碰撞而产生的上边梁轴向力而言，能够抑制而由外边梁的凹部导致的强度降低。

发明效果

根据本发明所涉及的中柱上部结合结构，能够提高中柱的上部与上边梁的结合强度和刚性。

附图说明

图1为表示车身侧部的概要结构的侧视图。

图2为表示一个实施方式所涉及的中柱上部结合结构的立体图，且为从车辆外侧对中柱的上部与上边梁的结合部附近进行观察时的图。

图3为表示沿图2中的3-3线的、中柱的上部与上边梁的结合部附近的纵剖视图。

图4为模式化地表示了一个实施方式所涉及的中柱上部结合结构中的、中柱的截面形心以及中柱的截面的假想形心和上边梁的截面形心的图。

图5为表示比较例所涉及的中柱上部结合结构的图，且为表示中柱的上部与上边梁的结合部附近的纵剖视图。

图6为模式化地表示了比较例所涉及的中柱上部结合结构中的、中柱的截面形心和上边梁的截面形心的图。

具体实施方式

以下，使用图1～图4，对本发明所涉及的中柱上部结合结构的一个实施方式进行说明。另外，在这些图中适当示出的箭头FR表示车辆前方侧，箭头UP表示车辆上方侧，箭头OUT表示车辆宽度方向外侧。

在图1中，使用模式化的侧视图，图示了应用本实施方式的中柱上部结合结构28的汽车10（车辆）的一部分。在图2中，使用从车辆外侧观察时的立体图图示了中柱上部结合结构28，在图3中，图示了沿着图2的3-3线的中柱上部结合结构28的纵剖视图。

如图1所示，在车身侧部12上，从车辆前方侧起依次配置有前柱14、中柱16以及后柱18。另外，前柱14、中柱16以及后柱18在汽车10的两侧设置有左右一对。中柱16被配置在，形成于车身侧部12上的前门用开口部20A和后门用开口部20B之间，且被设为以大致车辆上下方向为长度方向的车身框架部件。

中柱16的上端部16A与上边梁22的车辆前后方向上的中间部22A结合。上边梁22被设为，以大致车辆前后方向为长度方向而被配置在顶板52（参照图2以及图3）的两侧的车身框架部件，其中，所述顶板52被配置在车辆上部。即，上边梁22沿着前门用开口部20A以及后门用开口部20B的上边缘而在大致车辆前后方向上配置。中柱16与上边梁22的结合部被形成为大致T字形。此外，中柱16的下端部16B与下边梁24的、车身前后方向上的中间部结合。下边梁24被设为，以大致车辆前后方向为长度方向而被配置在车身下部的两侧的车身框架部件。即，下边梁24沿着前门用开口部20A以及后门用开口部20B的下边缘而在大致车辆前后方向上配置。

后柱18的上端部18A与上边梁22的、车身前后方向上的后端部22B结合。在后柱18的下部处设置有下侧部件19，所述下侧部件19向车辆前方侧弯曲且向车辆下方侧延伸，下侧部件19的下端部与下边梁24的、车身前后方向上的后端部24A结合。

如图2以及图3所示，中柱16具备中柱内板30和中柱加强件32，其中，所述中柱内板30被配置在车辆宽度方向内侧，所述中柱加强件32被配置在该中柱内板30的车辆宽度方向外侧。此外，上边梁22具备上边梁内板34和上边梁外板（外边梁）36，其中，所述上边梁内板34被配置在车辆宽度方向内侧，所述上边梁外板（外边梁）36被配置在该上边梁内板34的车辆宽度方向外侧。此外，在上边梁外板36以及中柱加强件32的更靠车辆宽度方向外侧，配置有侧梁外构件（也称为外侧板（side outer panel））50。

上边梁内板34构成上边梁22的车辆宽度方向内侧的部位，且在车辆上部以车辆前后方向为长度方向而配置。如图3等所示，上边梁内板34具备：侧壁部34A，其沿着大致车辆上下方向以及车辆前后方向而被配置，且截面呈大致L字形；上凸缘部34B，其从侧壁部34A的上端部起向车辆宽度方向内侧延伸；下凸缘部34C，其从侧壁部34A的下端部起向车辆斜外侧下方延伸。

上边梁外板36被配置在上边梁内板34的车辆宽度方向外侧，且在车辆前后方向上延伸，如图2所示，被设为朝向车辆宽度方向内侧开口的截面大致呈帽形的形状。上边梁外板36具备：上壁36A，其大致沿着车辆宽度方向而配置；外侧壁36B，其从上壁36A的车辆宽度方向外侧端部起沿着车辆斜外侧下方而配置；下壁36C，其从外侧壁36B的下端部起沿着车辆宽度方向内侧下方而配置；上凸缘部36D，其被形成在上壁36A的车辆宽度方向内侧端部上；下凸缘部36E，其被形成在下壁36C的车辆宽度方向内侧端部上。

对于上边梁外板36而言，上凸缘部36D与上边梁内板34的上凸缘部34B的车辆上侧重叠并通过焊接而被接合在一起，而下凸缘部36E与上边梁内板34的下凸缘部34C的车辆宽度方向外侧重叠并通过焊接而被接合在一起。

此外，在上边梁外板36的上凸缘部36D的车辆上侧，以重叠的方式通过焊接而接合有凸缘部50A，所述凸缘部50A被形成在侧梁外构件50的上部的车辆内侧端部上。在侧梁外构件50的凸缘部50A的车辆上侧，以重叠的方式通过焊接而接合有凸缘部52A，所述凸缘部52A被形成在顶板52的车辆宽度方向外侧端部上。

在上边梁外板36上，在与中柱16的上端部16A的结合部处，形成有向车辆内侧凹陷且车辆下方侧被开放的凹部38。凹部38被设置在跨及上边梁外板36的外侧壁36B和下壁36C的位置处。在本实施方式中，当从车辆侧面观察时，凹部38被设为朝向车辆上方侧的半圆（拱形）形状（参照图2）。对于该凹部38，将在后文中进行详细叙述。

中柱内板30具备：内侧壁30A，其以大致车辆上下方向为长度方向而配置，且在车辆前后沿着车辆上下方向而形成有弯曲部；前凸缘部30B，其在内侧壁30A的车辆前端部处朝向车辆前方侧延伸；后凸缘部30C，其在内侧壁30A的车辆后端部处朝向车辆后方侧延伸。

中柱加强件32以大致车辆上下方向为长度方向而配置，且水平截面形状被设为朝向车辆宽度方向内侧开口的大致帽形形状。中柱加强件32具备：车辆宽度方向外侧的外侧壁32A，其以沿着大致车辆前后方向以及大致车辆上下方向的方向为面方向；前侧壁32B，其从外侧壁32A的车辆前端部起朝向车辆宽度方向内侧延伸；后侧壁32C，其从外侧壁32A的车辆后端部起朝向车辆宽度方向内侧延伸；前凸缘部32D，其从前侧壁32B的车辆内侧端部起朝向车辆前方侧延伸；后凸缘部32E，其从后侧壁32C的车辆内侧端部起朝向车辆后方侧延伸。

中柱加强件32的前凸缘部32D、后凸缘部32E分别与中柱内板30的前凸缘部30B、后凸缘部30C的车辆宽度方向外侧重叠并通过焊接而接合在一起。由此，中柱16通过中柱内板30和中柱加强件32而被形成为封闭截面结构。在本实施方式中，将中柱加强件32的前凸缘部32D、后凸缘部32E和中柱内板30的前凸缘部30B、后凸缘部30C被接合在一起的位置设为，中柱16的车辆前后的“对接凸缘位置33”。

此外，在中柱加强件32的上端部处形成有上部延伸设置部42，所述上部延伸设置部42沿着上边梁外板36的外侧壁36B的车辆宽度方向外侧向车辆上方侧延伸设置。上部延伸设置部42以堵塞（覆盖）上边梁外板36的凹部38的方式而配置，且被设为前后一对圆弧状连接部43，当从车辆侧面观察时，所述前后一对圆弧状连接部43随着中柱16的上部侧、即与上边梁22的连接部分附近趋向于上边梁22，而在车辆前后逐渐扩展（参照图2）。

即，圆弧状连接部43以前侧壁32B以及后侧壁32C从车辆上下方向向车辆前后方向而改变方向的方式弯曲，且当从车辆侧面观察时，前侧壁32B以及后侧壁32C被形成为R状（曲面状）。在上部延伸设置部42的、前侧壁32B以及后侧壁32C与外侧壁32A之间的棱线上，设置有前后一对圆弧状连接部43的末端43A、43B，所述前后一对圆弧状连接部43与上边梁外板36的外侧壁36B以及下壁36C相连（参照图2）。换言之，在上部延伸设置部42上，设置有上边梁22的一般面的开始点、即中柱加强件32的圆弧状连接部43的末端43A、43B。

前后一对圆弧状连接部43具备，从车辆侧面观察时曲率半径不同的圆弧曲线，且以前侧与后侧相比成为更平滑的圆弧曲线的方式而形成（参照图1）。另外，前后一对圆弧状连接部也可以为，从车辆侧面观察时由单一的曲率半径构成的圆弧曲线。

上边梁外板36的下壁36C在上部延伸设置部42的位置处，向车辆外侧突出为凸状。上部延伸设置部42以如下状态而被配置，即，在上边梁外板36的凹部38的车辆前后以及车辆上方，与外侧壁36B、下壁36C以及下凸缘部36E面接触的状态。在上部延伸设置部42堵塞了凹部38的状态下，上部延伸设置部42的上端部（上部结合部）通过点焊而与凹部38的车辆上方侧的外侧壁36B接合，并且上部延伸设置部42的车辆前后的下端部（凸缘部）通过点焊而与上边梁外板36的下凸缘部36E接合（参照图2）。

此处，对上边梁外板36的凹部38进行说明。凹部38被形成在中柱16的截面的形心（由中柱加强件32和中柱内板30构成的封闭截面的形心）60的车辆上方侧（参照图3）。

当从车辆侧面观察时，上边梁外板36的凹部38（与外侧壁36之间的棱线）被配置在，中柱加强件32的上部延伸设置部42中的前后一对圆弧状连接部43的末端43A、43B之间（参照图2）。当从车辆侧面观察时，将凹部38的位置设定在前后一对圆弧状连接部43的末端43A、43B之间是为了，抑制针对于由车辆的前方碰撞而产生的上边梁22轴向力而言由凹部38导致的强度降低。

此外，在本实施方式中，凹部38的棱线的前后的开始点38A、38B被设置在如下的位置处，即，与将作为框架部件的中柱加强件32的外侧壁32A的前后的棱线（外侧壁32A与前侧壁32B、后侧壁32C之间的弯曲部）向车辆上方延长的延长线上大致一致的位置处（参照图2）。

中柱加强件32的上部延伸设置部42的上端部（上部结合部）以堵塞凹部38的方式，而与凹部38的车辆上方侧的上边梁外板36结合，并在中柱16的截面的形心60的车辆上方，形成有通过中柱加强件32（上部延伸设置部42）和上边梁外板36的凹部38而构成的封闭截面的形心、即中柱16的截面的假想形心62。

当在车辆前后方向上观察（从车辆背面观察）时，凹部38的底面（图3中的大致车辆上下方向上的面）38C的下端部被配置为，与将中柱16的对接凸缘位置33向车辆上方延长的延长线大致一致。由此，当在车辆前后方向上观察（从车辆背面观察）时，能够将中柱16的截面的形心60、和中柱16的截面的假想形心62平滑地连接在一起。

当在车辆前后方向上观察（从车辆背面观察）时，凹部38的上表面（图3中的向大致车辆宽度方向弯曲的表面）38D被设置在上边梁22的截面的形心64的车辆上方。由此，如图4所示，能够成为如下的结构，即，当从车辆侧面观察时，使上边梁22的截面的形心64、和中柱16的截面的形心60的车辆上方的中柱16的截面的假想形心62交叉的结构。换言之，通过以这种方式对凹部38的上表面38D进行设定，从而能够形成如下的状态，即，作为车身框架部件的上边梁22的截面的形心64、和作为车身框架部件的中柱16的截面的形心60以及假想形心62的穿成一串的状态。由此，消除了结合不足，从而提高了中柱16的上部与上边梁22的结合强度和刚性。

在本实施方式中，如图3所示，采用了如下结构，即，当在车辆前后方向上观察（从车辆背面观察）时，使上边梁22的截面的形心64、和中柱16的截面的假想形心62交叉的结构。

另外，虽然最优选为，当从车辆侧面观察以及从车辆前后方向观察（从车辆背面观察）时，上边梁22的截面的形心64、和中柱16的截面的假想形心62交叉（参照图2以及图3），但是也可以采用如下结构，即，仅在从车辆侧面观察时，上边梁22的截面的形心64、和中柱16的截面的假想形心62交叉的结构。

接下来，对本实施方式的作用以及效果进行说明。

如图2以及图3所示，在构成上边梁22的上边梁外板36的外侧壁36B的下部侧，设置有向车辆内侧凹陷且车辆下方侧被开放的凹部38，并且凹部38的上表面38D被配置在上边梁22的截面的形心64的车辆上方。构成中柱16的中柱加强件32的上部延伸设置部42的上端部以堵塞凹部38的方式，而与上边梁外板36结合。由此，在中柱16的截面的形心60的车辆上方侧，形成有中柱16的截面的假想形心62，其中，所述中柱16的截面的假想形心62是通过中柱加强件32和上边梁外板36的凹部38之间的封闭截面的形心而形成的。即，由于如图4所示，当从车辆侧面观察时，使上边梁22的截面的形心64、和中柱16的截面的形心60的车辆上方的中柱16的截面的假想形心62交叉，因此能够消除结合不足，进而提高中柱16的上部与上边梁22的结合强度和刚性。

此外，如图3所示，当在车辆前后方向上观察（从车辆背面观察）时，凹部38的底面38C的下端部被配置为，与将中柱16的车辆前后的对接凸缘位置33向车辆上方延长的延长线大致一致。由此，能够将中柱16的截面的形心60、和中柱16的截面的假想形心62平滑地连接在一起，从而能够有效地提高中柱16的上部与上边梁22的结合强度和刚性。

而且，上边梁外板36的凹部38被配置在前后一对圆弧状连接部43的末端43A、43B之间，所述前后一对圆弧状连接部43被设置在中柱加强件32的上部延伸设置部42与上边梁外板36的结合部处，从而能够抑制针对于由车辆的前方碰撞而产生的上边梁22轴向力而言，由上边梁外板36的凹部38导致的强度降低。

在图5中，图示了比较例所涉及的中柱上部结合结构100。在中柱上部结合结构100中，构成上边梁102的上边梁外板104被设为，朝向车辆宽度方向内侧开口的截面大致呈帽形的形状。该上边梁外板104以在中柱106的车辆上方侧使截面形状沿着车辆前后方向大致相同的方式而形成。即，在上边梁外板104上未设置有凹部。

此外，构成中柱106的中柱加强件108的上端部108A延伸至上边梁外板104的外侧面104A的下部，中柱加强件108的上端部108A以与上边梁外板104的外侧面104A面接触的状态而配置，且通过点焊等而被接合在一起。

在该中柱上部结合结构100中，为了防止车辆的前方碰撞时由上边梁102轴向力而导致的压曲，而设为如下的结构，即，使上边梁102的框架截面优先在车辆前后方向上延伸，并且作为中柱106的框架的中柱加强件108从上边梁外板104的车辆外侧覆盖。

在该中柱上部结合结构100中，如图6所示，当从车辆侧面观察时，中柱106的截面的形心60、和上边梁102的截面的形心64未连接在一起，从而存在结合不足。因此，在中柱106的上部与上边梁102的结合强度和刚性的这一点上，存在改善的余地。

相对于此，在本实施方式的中柱上部结合结构28中，在中柱16的截面的形心60的车辆上方侧，形成中柱16的截面的假想形心62，其中，该中柱16的截面的假想形心62是通过中柱加强件32和上边梁外板36的凹部38之间的封闭截面的形心而形成的，并且，使上边梁22的截面的形心64、和中柱16的截面的假想形心62交叉（参照图4）。因此，不存在结合不足，从而能够提高中柱16的上部与上边梁22的结合强度和刚性。

另外，虽然在本实施方式中，上边梁外板36的凹部38被形成为，从车辆侧面观察时朝向车辆上方侧的半圆（拱形）形状，但并不限定于该形状，例如，也可以为如下形状，即，从车辆侧面观察时顶部朝向车辆上方的大致三角形形状、或者矩形形状等。

此外，虽然在本实施方式中，凹部38的棱线的前后的开始点38A、38B被设定在，将作为框架部件的中柱加强件32的外侧壁32A的前后的棱线（外侧壁32A与前侧壁32B、后侧壁32C之间的弯曲部）向车辆上方延长的大致延长线上，但并不限定于此。即，只要从车辆侧面观察时，凹部38被配置在中柱加强件32的上部延伸设置部42的前后一对圆弧状连接部43的末端43A、43B之间，则凹部38的形状、大小可以适当地进行变更。

符号说明

10汽车（车辆）；

12车身侧部（车辆侧部）；

16中柱；

22上边梁；

28中柱上部结合结构；

32中柱加强件；

33对接凸缘位置；

36上边梁外板（外边梁）；

36B外侧壁（车辆外侧面）；

36C下壁（车辆外侧面）；

38凹部；

38C底面；

38D上表面；

42上部延伸设置部（上部结合部）；

43圆弧状连接部；

43A、43B末端。

Claims (3)

1.一种中柱上部结合结构，其对在车辆侧部沿着车辆上下方向延伸的中柱、和被配置在所述中柱的车辆上方侧且沿着车辆前后方向延伸的上边梁进行结合，

所述中柱上部结合结构具有：

凹部，其被设置在构成所述上边梁的车辆宽度方向外侧的壁的、外边梁的外壁面的下部侧，并向车辆内侧凹陷且车辆下方侧被开放，并且，其上表面被配置在所述上边梁的截面形心的车辆上方；

上部结合部，其在构成所述中柱的车辆宽度方向外侧的壁的、中柱加强件的上部延伸设置，且以堵塞所述凹部的方式而与所述外边梁结合。

2.如权利要求1所述的中柱上部结合结构，其中，

当在车辆前后方向上观察时，所述凹部的底面的下端部被配置为，与将所述中柱的车辆前后的对接凸缘位置向车辆上方延长的延长线大致一致。

3.如权利要求1或2所述的中柱上部结合结构，其中，

所述凹部被配置在前后一对圆弧状连接部的末端之间，所述前后一对圆弧状连接部被设置在所述中柱加强件与所述外边梁的结合部处，并且当从车辆侧面观察时各自被形成为圆弧状。

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