CN103192884B - 车辆增强结构 - Google Patents

Abstract

车辆增强结构（100），包括：车顶构件（106）；上部具有沿着车顶构件（106）伸出的伸出部（114）的立柱构件（108）；被接合成跨接伸出部（114）和车顶构件（106）的增强构件（112）。增强构件具有：沿车辆前后方向延伸并被焊接到伸出部（114）的第一焊接部（W1）；沿车辆宽度方向延伸并被焊接到车顶构件（106）的前边缘的第二焊接部（W2）。第一焊接部（W1）和第二焊接部（W2）设置成使得连接焊接部的相应的边缘所产生的假想区域（L1）基本容纳在增强构件（112）的区域中。增强构件还具有位于第二焊接部（W2）后侧且位于第一焊接部（W1）的车辆内侧的、不与车顶构件（106）或立柱构件（108）接触的开口区（S1）。

Description

车辆增强结构

技术领域

本发明涉及增强车辆的侧壁和顶蓬之间的边界附近的区域的车辆增强结构。

背景技术

为了确保刚性，利用叠置的多个板构件来构造车辆的诸如车身侧部和车顶等基础结构。已知，当车辆遭受不期望的冲击时，负荷可能在这样的基础结构当中的车身侧部（side body）和车顶之间的边界附近的区域集中。特别地，车身侧部需要支撑车顶，由此通常被设置成具有高刚性，并且，经由根据例如北美的规定（FMVSS216a）的车顶碰撞测试，可以确认的是，当存在这种负荷集中时，车顶比车身侧部易于变形，这可能是关注的原因。

例如，在专利文献1描述的车辆上侧部结构中，安装被称为角板的增强构件，以跨接车顶与车身侧部的立柱。具体地，在沿车辆宽度方向的截面中，角板被斜着安装，使得立柱和车顶之间的角部被填充。在日本特开2010-221825号公报中，该构造防止立柱尤其在受到侧面冲击时朝向车辆内侧移动。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-221825号公报

发明内容

发明要解决的问题

目前，需要车辆的进一步小型化，并且期望车身侧部和其他构件以及如上所述地增强车身侧部和其他构件的结构具有简单的构造。在这点上，日本特开2010-221825号公报的角板在立柱和车顶之间的角部处朝向车辆内侧凸出。这种构造导致客舱空间减小，从而存在改进的余地。

考虑到上述问题，本发明的目的是提供如下一种车辆增强结构，该车辆增强结构具有简单的构造并且可以增强车身侧部和车顶之间的边界附近的区域的刚性。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题，本发明的车辆增强结构的代表性构造的特征在于，一种车辆增强结构，其增强车辆的车身侧部和车顶之间的边界附近的区域，该车辆增强结构包括：车顶构件，其由金属片材形成并且构成车顶；立柱构件，其由金属片材形成，构成所述车身侧部的立柱，并且在沿上下方向延伸的上部具有沿着所述车顶构件的侧边缘伸出的伸出部；以及增强构件，其被接合成跨接所述伸出部和所述车顶构件，其中，所述增强构件具有：第一焊接部，其被设置成在车辆前后方向上延伸并且被焊接到所述伸出部；以及第二焊接部，其以在车辆宽度方向上延伸的方式设置于所述增强构件的后侧或前侧，并且被焊接到所述车顶构件，将所述第一焊接部的两端和所述第二焊接部的两端相互连接所产生的假想区域基本上容纳在所述增强构件的区域中，并且所述增强构件还具有开口区，所述开口区位于所述第一焊接部的车辆内侧并且在车辆前后方向上位于所述第二焊接部所在侧的相反侧，所述开口区不与所述立柱构件和所述车顶构件接触。

通常，立柱构件比车顶构件厚并且具有高刚性，因此，上述伸出部以沿着车顶构件定位的方式设置于立柱构件，并且这些构件在伸出部处接合在一起。然而，立柱构件厚从而可能重，因此如果设置宽的伸出部则导致车辆重量增加。在这点上，上述构造包括增强构件，并且立柱构件和车顶构件在不增大伸出部的情况下利用增强构件以高刚性的方式接合在一起。

增强构件通过被设置成沿相互不同的方向延伸的第一焊接部和第二焊接部连接立柱构件和车顶构件。特别地，开口区设置在车辆内侧并且设置在相应焊接部的车辆前后方向上的一侧。由于该构造，例如，在第二焊接部设置于增强构件的前侧的情况中，当从立柱构件沿朝向车辆内侧的方向施加负荷时，从第一焊接部施加的负荷并不沿朝向车辆内侧的方向直接作用于车顶构件，而是首先朝向在车辆中存在于斜前方的第二焊接部传递。即，负荷沿着能够显示高挠曲刚性的斜线方向施加到增强构件。

此外，在上述构造中，第二焊接部在车辆宽度方向上延伸，而施加到增强构件的负荷斜着朝向车辆前方作用。即，负荷还斜着施加到第二焊接部。如上所述，第一焊接部和第二焊接部在车辆宽度方向上并未配置在一直线上而是沿相互不同的方向延伸，因而可以防止第一焊接部和第二焊接部处以及增强构件本身处的局部应力集中并且防止断裂。

如上所述，负荷能够被增强构件以高刚性的方式吸收，因而可以在车辆受到冲击时防止构件断裂。特别地，可以适当地防止刚性通常比立柱构件的刚性低的车顶构件的变形。

所述车辆增强结构还可以包括在所述增强构件的区域内的高度差部，其中，在所述高度差部，所述增强构件与所述伸出部、或所述增强构件与所述车顶构件一起沿车辆宽度方向和车辆前后方向这两个方向弯曲。在安装构件时该构造使得定位容易，由此可以减少劳力。

所述第一焊接部可以被设置在如下的位置：该位置位于所述高度差部中，并且在该位置，所述增强构件和所述伸出部在车辆宽度方向上彼此面接触。这可以在沿车辆宽度方向产生负荷时防止第一焊接部处的应力集中并且可以防止第一焊接部断裂。

所述车顶构件可以包括：车顶外板，其由金属片材形成并且被布置在车辆外侧；以及车顶子构件，其由金属片材形成并且以在车辆宽度方向上延伸的方式被布置在所述车顶外板的车辆内侧，并且所述第二焊接部被设置在双重接触区，在该双重接触区，所述车顶外板和所述车顶子构件接触。这样，第二焊接部可以设置在作为车顶构件的特别高刚性的部分的双重接触区，因而可以适当地吸收经由增强构件所传递的负荷并且防止断裂。

发明的效果

如上所述，可以提供如下的车辆增强结构：该车辆增强结构具有简单的构造并且可以增强车身侧部和车顶之间的边界附近的区域的刚性。

附图说明

图1是示出一个实施方式的车辆增强结构的图。

图2是示出从上方观察的图1的（b）的车辆增强结构的图。

图3是示出从不同方向观察的车辆增强结构的图。

图4是图3的（b）的截面图。

图5是沿图3的（b）中的箭头F的方向观察的箭头F向视图。

图6是示出增强构件的变形例的图。

附图标记说明

L1…假想区域，M1…第一高度差部，M2…第二高度差部，W1…第一焊接部，W2…第二焊接部，E1…车辆宽度方向接触区，E2…双重接触区，S1…开口区，R1…箭头，100…车辆增强结构，102…车辆，104…车身侧部，105…车顶，106…车顶构件，106a…车顶外板，106b…车顶前构件，108…前立柱构件，108a…车身侧部外板，108b…立柱内板，112、203、204、205、206、207…增强构件，114…伸出部，210，212…车顶子构件

具体实施方式

现在，在下文中将参照附图详细描述本发明的优选实施方式。在实施方式中所设置的尺寸、材料、具体数值等仅是说明性的，以帮助理解本发明，并且除非另外表示，否则不用于限制本发明。在说明书和附图中，实质上具有相同功能或构造的元件被赋予相同的附图标记，以避免重复描述，并且与本发明不直接相关的元件在图中未示出。

图1包括示出该实施方式的车辆增强结构100的图。图1的（a）示意性地示出车辆102的基础结构，其中车辆增强结构100被应用于该车辆102。

在图1的（a）所示的车辆102中，该实施方式的车辆增强结构增强车身侧部104和车顶105之间的车辆前侧的边界附近的区域。特别地，在该实施方式中，车辆增强结构100提高车身侧部104的前立柱构件108与构成车顶105的车顶构件106之间的边界附近的区域（A部分附近的区域）的前侧的刚性。

图1的（b）是图1的（a）的A部分的放大图。图1的（b）所示的各构件均是由金属片材形成的板构件。首先，前立柱构件108被构造成包括两个板构件，即位于车辆外侧的车身侧部外板108a以及位于车辆内侧的立柱内板108b。另外，车顶构件106被构造成包括两个板构件，即位于车辆外侧的车顶外板106a以及被如下布置的车顶前构件106b：该车顶前构件106b在车顶外板106a的车辆内前侧沿车辆宽度方向延伸。

通常，前立柱构件108需要支撑车顶构件106，从而前立柱构件108比车顶构件106厚并且是刚性的。因此，传统地，前立柱构件设置有沿着车顶构件的、宽的伸出部，并且前立柱构件和车顶构件在伸出部处接合在一起。然而，在该实施方式中，前立柱构件和车顶构件利用增强构件112接合在一起，因此，下面将要描述的伸出部114具有减小的面积，从而具有简单的构造。

增强构件112是如下的构件：该构件被接合成跨接前立柱构件108和车顶构件106并且增强这些构件。在该实施方式中，增强构件112被布置于布置在下方的立柱内板108b与布置在上方的车顶前构件106b之间。特别地，增强构件112被布置于立柱内板108b的伸出部114。伸出部114是沿着车辆上下方向延伸的立柱内板108b的、在立柱内板108b的上部沿着车顶前构件106b的侧边缘在车辆宽度方向上伸出的部分。

图2包括示出从上方观察的图1的（b）的车辆增强结构100的图。图2的（a）仅示出前立柱构件108和增强构件112。如图2的（a）所示，增强构件112设置有焊接到伸出部114的第一焊接部W1。第一焊接部W1被设置成在车辆宽度方向上的外侧沿车辆前后方向延伸。

图2的（b）是示出图2的（a）的车辆增强结构100的图，其中车顶前构件106b已经添加到车辆增强结构100。如图2的（b）所示，增强构件112设置有焊接到车顶前构件106b的前边缘的第二焊接部W2。第二焊接部W2被设置成在车辆前后方向上的前侧沿车辆宽度方向延伸。

如上所述，第一焊接部W1和第二焊接部W2被设置成沿相互不同的方向延伸。这里，第一焊接部W1和第二焊接部W2被设置成使得由连接焊接部的各边缘所产生的假想区域（假想区域L1）基本上容纳（fit）在增强构件112的区域中。这是如下的构造：在负荷从焊接部中的一个焊接部施加于增强构件112并且扩散到另一焊接部时，该构造防止增强构件112处的局部应力集中。这可以防止增强构件112断裂并且可以适当地吸收负荷。

图3包括示出从不同方向观察的车辆增强结构100的图。图3的（a）是示出图2的（b）的车辆增强结构的图，其中车顶外板106a已经添加到该车辆增强结构。如图3的（a）所示，车顶外板106a用作车顶105的外部。在安装了车顶外板106a的情况下，增强构件112（见图2的（b））和车顶前构件106b均不可见。

图3的（b）是沿图3的（a）中的箭头B的方向观察的箭头B向视图。如图3的（b）所示，增强构件112被布置于夹在下方的伸出部114与上方的车顶前构件106b之间的位置，并且被焊接于此。下面，基于图3的（b）进行进一步描述。

图4包括沿着图3的（b）中的线截取的多个截面图。图4的（a）是沿着图3的（b）的线C-C截取的截面图。C-C截面图示出如下的截面：该截面相对于图3的（b）的车辆宽度方向和车辆前后方向是斜的。如图4的（a）所示，设置第一高度差部M 1和第二高度差部M2，其中，在第一高度差部M1中，增强构件112和伸出部114一起弯曲，在第二高度差部M2中，增强构件112和车顶前构件106b一起弯曲。这些高度差部被设置成使得这些高度差部的任一方存在于增强构件112的沿车辆宽度方向的区域（见图4的（b）的第一高度差部M1）或沿车辆前后方向（见图4的（c）的第二高度差部M2）的区域中。该构造使得在将增强构件112安装于其他构件时容易对增强构件112进行定位，从而可以减少劳力。需要注意的是，可以设置多个高度差部，或者多个高度差部作为整体可以形成一个连续的高度差部。

图4的（b）是沿着图3的（b）中的线D-D截取的截面图。如图4的（b）所示，第一焊接部W1设置在如下的车辆宽度方向接触区E1中：该车辆宽度方向接触区E1位于第一高度差部M1中，并且在该车辆宽度方向接触区E1，增强构件112和伸出部114两者都基本沿上下方向延伸且在车辆宽度方向上彼此面接触。因此，从立柱内板108b施加到增强构件112的负荷以及从增强构件112施加到立柱内板108b的负荷在车辆宽度方向上而第一焊接部W1的剪切方向在上下方向上，因此，避免了向剪切方向施加负荷。该构造防止第一焊接部W1断裂。

图4的（c）是沿着图3的（b）的线E-E截取的截面图。如图4的（c）所示，第二焊接部W2设置在如下的双重接触区E2中：车顶外板106a的前边缘与车顶前构件106b的前边缘位于该双重接触区E2并且在该双重接触区E2彼此接触。这样，增强构件112接合到作为车顶构件106的特别刚性的部分的双重接触区E2，从而可以适当地吸收经由增强构件112传递的负荷并防止断裂。

现在将描述增强构件112的其他结构特征。图5是沿着图3的（b）中的箭头F的方向观察的箭头F向视图。图5是从车辆的内后侧观察的增强构件112的立体图。如图5所示，从增强构件112的车辆内侧至增强构件112的车辆后侧，增强构件112未接合到车顶前构件106b或立柱内板108b，从而设置了开口区S1。

再参照图4。如图4的（b）所示，开口区S1设置于在车辆宽度方向上与增强构件112的第一焊接部W1所在侧相反的车辆内侧。该构造用于在负荷经由立柱内板108b施加到增强构件112时分散负荷，从而不允许负荷直接沿着朝向车辆内侧的方向作用。

此外，如图4的（c）所示，开口区S1设置于在车辆前后方向上与增强构件112的第二焊接部W2所在侧相反的车辆后侧。该构造也用于在负荷经由车顶前构件106b等施加到增强构件112时分散负荷，从而不允许负荷直接朝向车辆后方作用。

在车辆增强结构100中，通过开口区S1进一步抑制损坏的发生。再参照图2的（b）。例如，当从立柱构件沿车辆宽度方向朝向内侧施加负荷（箭头R1）时，从第一焊接部W1施加的负荷（箭头R1）并不沿着朝向车辆内侧的方向直接作用于车顶前构件106b，而是首先朝向在车辆中存在于斜前方的第二焊接部W2传递。即，负荷沿着能够显示高挠曲刚性的斜方向（箭头R1)施加到增强构件112。

另外，第二焊接部W2相对于斜着朝向车辆前方作用的负荷（箭头R1）沿车辆宽度方向延伸。因此，负荷（箭头R1）还斜着施加到第二焊接部W2。特别地，第二焊接部W2设置于具有高刚性的双重接触区E2。如上所述，第一焊接部和第二焊接部（W1和W2）在车辆宽度方向上并未配置在一直线上而是沿相互不同的方向延伸，因此，可以防止第一焊接部和第二焊接部（W1和W2）处以及增强构件112本身处的局部应力集中并且可以以高刚性的方式吸收负荷。因此，当车辆102（见图1的（a））受到冲击时，可以防止构件断裂。特别地，可以防止刚性通常比立柱内板108b的刚性低的车顶前构件106b的变形。

如上所述，该实施方式的车辆增强结构100可以利用简单的构造提高车身侧部104（见图1的（a））和车顶105之间的边界附近的区域的刚性。因此，例如，立柱内板108b（见图1的（b））的伸出部114的范围比传统的伸出部的范围小，这能够有助于减小车辆102的重量并且提高生产立柱内板108b的利益（yield）。此外，增强构件112沿着立柱内板108b和车顶前构件106b布置，从而节省空间，因此不会减小客舱空间。

（增强构件的变形例）

以上所述的增强构件112（例如参见图1的（b））被应用于车顶105的车辆前侧并增强该区域。然而，增强构件112不限于此，而是还可以应用于车顶105的车辆中央侧和车辆后侧。另外，第二焊接部W2的位置和开口区S1的位置都不限于以上与增强构件112相关地描述的位置。

图6是示出增强构件112的变形例的图。首先，增强构件203与增强构件112一样安装到车顶前构件106b的区域，但是第二焊接部W3设置在增强构件203的后侧，并且第二焊接部W3与车顶前构件106b的后边缘平行。此外，开口区S3设置在增强构件203的车辆内前侧，从而增强构件203在这些方面不同于增强构件112。

此外，例如，增强构件（增强构件204和205）也可适用于车顶子构件210与相应的立柱构件之间的边界附近的区域，其中该车顶子构件210被安装到车顶外板106a的车辆中央侧。此外，在增强构件204和205中，第二焊接部和开口区可以被设置于车辆前侧或车辆后侧的合适位置。此外，增强构件206和207同样地可适用于车辆后侧的车顶子构件210与相应的立柱构件之间的边界附近的区域。具有这些构造的增强构件还可以利用简单的构造提高车身侧部与车顶之间的边界附近的区域的刚性。

到这里为止，已经参照附图描述了本发明的优选实施方式，但是，当然，本发明不限于这样的实施方式。清楚的是，本领域技术人员将在权利要求书的范围内适当地进行各种改变和变形，当然，可以理解，这些改变和变形也涵盖在本发明的技术范围内。

产业上的可利用性

本发明可以用作增强车辆的侧壁和顶蓬之间的边界附近的区域的车辆增强结构。

Claims (4)

1.一种车辆增强结构，其增强车辆的车身侧部和车顶之间的边界附近的区域，该车辆增强结构包括：

车顶构件，其由金属片材形成并且构成车顶；

立柱构件，其由金属片材形成，构成所述车身侧部的立柱，并且在沿上下方向延伸的上部具有沿着所述车顶构件的侧边缘伸出的伸出部；以及

增强构件，其被接合成跨接所述伸出部和所述车顶构件，其中，

所述增强构件具有：

第一焊接部，其被设置成在车辆前后方向上延伸并且被焊接到所述伸出部；以及

第二焊接部，其以在车辆宽度方向上延伸的方式设置于所述增强构件的后侧或前侧，并且被焊接到所述车顶构件，

将所述第一焊接部的两端和所述第二焊接部的两端相互连接所产生的假想区域基本上容纳在所述增强构件的区域中，并且

所述增强构件还具有开口区，所述开口区位于所述第一焊接部的车辆内侧并且在车辆前后方向上位于所述第二焊接部所在侧的相反侧，所述开口区不与所述立柱构件和所述车顶构件接触。

2.根据权利要求1所述的车辆增强结构，其特征在于，所述车辆增强结构还包括在所述增强构件的区域内的高度差部，其中，

在所述高度差部，所述增强构件与所述伸出部、或所述增强构件与所述车顶构件一起沿车辆宽度方向和车辆前后方向这两个方向弯曲。

3.根据权利要求2所述的车辆增强结构，其特征在于，

所述第一焊接部被设置在如下的位置：该位置位于所述高度差部中，并且在该位置，所述增强构件和所述伸出部在车辆宽度方向上彼此面接触。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的车辆增强结构，其特征在于，

所述车顶构件包括：车顶外板，其由金属片材形成并且被布置在车辆外侧；以及车顶子构件，其由金属片材形成并且以在车辆宽度方向上延伸的方式被布置在所述车顶外板的车辆内侧，并且

所述第二焊接部被设置在双重接触区，在该双重接触区，所述车顶外板和所述车顶子构件接触。