CN104108426B - 用于连接侧面结构和车顶纵梁的结构和方法 - Google Patents

Abstract

一种使用侧面双弓背结构连接车顶纵梁的结构包括：车身的底部形成的底板；连接至底板的两侧表面的侧面内板；以及连接至侧面内板的上部的车顶纵梁。一种用于连接车顶纵梁的方法包括：将侧面内臂连接至车辆底板的侧表面；将十字形的连接部分连接至侧面内臂的上部；将侧面内加固部分连接至侧面内臂和连接部分的外表面；将车顶纵梁连接至侧面内加固部分的上部和连接部分的上表面；将侧面外加固板连接至侧面内加固部分的外部；以及将侧面外板连接至侧面外加固板的外部。

Description

用于连接侧面结构和车顶纵梁的结构和方法

相关申请的交叉引用

根据美国法典第35卷第119章，本申请要求于2013年4月19日在韩国知识产权办公室提交的韩国专利申请第10-2013-0043242号的优先权，通过引用将本公开的全部内容结合于本文中。

技术领域

本公开涉及用于连接车顶纵梁(roof rail)的结构和方法，并且更特别地，涉及使用用于连接侧面结构的结构将车顶纵梁连接至车身的侧面内板的结构和方法。

背景技术

通常，车辆包括车身和底盘。车身形成车辆的外观，底盘是机械装置安装在其中的部分。

作为车身的组成元件，侧面结构(诸如侧面内板、侧面外加固板)不仅维持车身的侧向侧面的外观，而且通过增加车身的侧向侧面的刚性而保护乘客免受外部冲击。

近年来，随着对具有更多限制的乘客安全性的兴趣变得更高，已主动进行研究以通过加强车身的侧向侧面部来改善乘客的安全性，车身的侧向侧面部分在车辆事故过程中比车身的前侧或者后侧更容易受到外部冲击。

参照图1，在相关技术中在侧面局部装配时组装车身的方法包括：在主弓背处理(main buck process)中预先组装侧面内板(未示出)、连接至侧面内板外部的侧面外加固板2、侧面外内板3、以及侧面外板4，然后与底板1和车顶纵梁5、以及车身的上部上的顶板6组装在一起。

然而，如图1至图3中示出的，当侧面结构和车顶纵梁5通过使用相关技术中的方法彼此连接时，侧面结构和车顶纵梁之间的连接部分以不具有横截面的简单凸缘接合形成，并且从而侧面内部加固部分7与车顶纵梁5断开，没有被连接至车顶纵梁5。

因此车辆的侧向侧面部分在碰撞和刚性试验时会过分变形，并且从而不能保证乘客的安全性。

参照图2A，具有焊接孔8的延长板被连接至侧面结构与车顶纵梁5之间的连接部分以便解决上述结构问题并且改善性能。

然而，由于延长板9被加到侧面结构与车顶纵梁之间的连接部分，所以部件的尺寸变大并且车辆的重量增加，并且由于增加了焊接孔而导致焊接性能恶化。

发明内容

本公开已致力于提供用于连接侧面结构和车顶纵梁的结构和方法，该结构和方法通过在侧面结构之中使用所谓的侧面双弓背结构改善车身的侧向侧面部分的刚性，其中，在主弓背处理中在组装车辆的车身的时候，侧面内板和车顶纵梁被首先连接至彼此，然后侧面外加固板和侧面外板被连接至侧面内板的外部。

用于连接侧面结构和车顶纵梁的结构包括：底板，形成车身的底部；侧面内板，在车身的向上方向上被连接至底板的两侧表面；以及车顶纵梁，在车辆的宽度方向上被连接至侧面内板的上部，其中车顶纵梁的两端被分别连接至侧面内板的上部的外表面且与所述侧面内板的上部的外表面交迭。

侧面内板可包括：侧面内臂，具有以在纵向方向上突出的凹-凸形状形成的中心部；连接部分，以十字形(cross shape，交叉形状)形成，以便被连接至侧面内臂的上部，并且该连接部分具有下表面和上表面，所述下表面被连接至侧面内臂的上端且以突出的凹-凸形状形成以便具有与侧面内臂的横截面一致的形状，所述上表面被连接至车顶纵梁的端部且以突出的凹-凸形状形成以便具有与车顶纵梁的横截面一致的形状。侧面内加固部分被连接至侧面内臂和连接部分的外表面并且与侧面内臂和连接部分的外表面交迭，并且以突出的凹-凸形状形成以便具有与侧面内臂和连接部分的横截面一致的形状。

车顶纵梁的两端在车身的下部方向上被弯曲并且形成为突出的凹-凸形状以便具有与侧面内加固部分和连接部分的上表面的横截面一致的形状。

一种用于连接侧面结构和车顶纵梁的方法包括：将侧面内臂分别连接至底板的两侧表面，所述侧面内臂具有以在纵向方向上突出的凹-凸形状形成的中心部，所述底板形成车身的底部；将十字形的连接部分连接至侧面内臂的上部，所述连接部分具有下表面和上表面，所述下表面被连接至侧面内臂的上端且以突出的凹-凸形状形成以便具有与侧面内臂的横截面一致的形状，所述上表面被连接至车顶纵梁的端部且以突出的凹-凸形状形成以便具有与车顶纵梁的横截面一致的形状；将侧内部加固部分连接至侧面内臂和连接部分的外表面以便彼此交迭，所述侧内部加固部分以突出的凹-凸形状形成以便具有与侧面内臂和连接部分的横截面一致的形状；沿车辆的宽度方向将车顶纵梁连接至所述侧面内加固部分的上部和所述连接部分的上表面，车顶纵梁以突出的凹-凸形状形成以便具有与侧面内加固部分和连接部分的上表面的横截面一致的形状；将侧面外加固板连接至侧面内加固部分的外部；以及将侧面外板连接至侧面外加固板的外部。

在沿车辆的宽度方向将车顶纵梁连接至侧面内加固部分的上部和连接部分的上表面的过程中，侧面内加固部分、连接部分、以及车顶纵梁可通过使用点焊方法彼此连接。

当侧面结构和车顶纵梁彼此连接时，侧面内加固部分的上部和车顶纵梁的两端被直接连接至彼此以便彼此交迭，从而保持侧面内加固部分和车顶纵梁之间的横截面的连续性。

因此，改善了转移车身负载的效率，并且大大改善了车身的侧向侧面部分的刚性和车辆的碰撞性能。

因为在连接侧面结构和车顶纵梁的时候不需要单独的延长板等，所以由于车辆重量的减少，使得车辆的燃料效率增加、生产成本减少、并且制造简单化。

当十字形连接部分形成于侧面内臂的上部上时，侧面内板和车顶侧内板的连接部分可以被移除，使得超高拉力钢板等可被用作侧面内板和车顶侧内板的主构件。从而通过减少车身的重量改善车辆的燃料效率。

车顶纵梁的横截面与侧面内板的横截面具有连续性，并且连接部分可以是点焊的，不使用焊接孔方法或者二氧化碳(CO₂)焊接。因此，改善了由于焊接孔的增加而导致的焊接性能的恶化，与其他焊接方法相比车身对于腐蚀具有更长时间的抵抗力，并且制造方法简单化了。

附图说明

图1是相关技术的侧面结构和车顶纵梁的组件视图。

图2A是相关技术的从车身内侧看过去的用于连接车顶纵梁的结构的立体图。

图2B是相关技术的从车身外侧看过去的用于连接车顶纵梁的结构的立体图。

图3是沿图2B的线A-A'截取的截面图。

图4是示出了相关技术的车顶纵梁的一端的放大图。

图5是根据本公开的侧面结构和车顶纵梁的组件视图。

图6A是从车身内侧看过去的根据本公开的用于连接车顶纵梁的结构的立体图。

图6B是当从车身外侧看过去的根据本公开的用于连接车顶纵梁的结构的立体图。

图7是沿图6B的线B-B'截取的截面图。

图8是示出了根据本公开的车顶纵梁的一端的放大图。

图9是示出了根据本公开的侧面内板的上部的放大图。

具体实施方式

在下文中，将基于附图详细描述本公开。

参照图1，相关技术中在侧面局部装配时组装车身的方法包括：在主弓背处理中预先组装侧面内板(未示出)、连接至侧面内板外部的将侧面外面加固面板2、侧面外内板3、以及侧面外板4，并且然后与底板1、车顶纵梁5和车身上部上的顶板6组装在一起。

参照图5，其中描绘的结构是由所谓的侧面双弓背结构形成的。在主弓背处理中，车顶纵梁30被连接至侧面内板20的上部之后，侧面外加固板40被连接至侧面内板20的外部，并且侧面外板50被连接至外加固板的外部。在车身的向上方向上，侧面内板20的上部被连接在底板10(该底板作为车身的底部)的两侧表面处，使得车顶纵梁30的两端在车辆宽度方向上与侧面内板20的上部的外表面交迭。参照图5至图7，在主连接处理中，底板10和侧面内板20彼此连接，车顶纵梁30在车辆的宽度方向上被连接至侧面内板20的上部。侧面外加固板40和侧面外板50被连接至侧面内板20。因此，可以保持侧面内加固部分23与车顶纵梁30之间在横截面上的连续性。

参照图6和图9，侧面内板20包括：侧面内臂21，具有在纵向方向上以突出的凹-凸形状形成的中心部；连接部分22，以十字形形成，以便被连接至侧面内臂21的上部，并且该连接部分具有下表面和上表面，所述下表面连接至侧面内臂21的上端且形成为与侧内臂21的横截面一致的突出的凹-凸形状，所述上表面连接至车顶纵梁30的两端中的每一端且形成为与车顶纵梁30的横截面一致的突出的凹-凸形状。侧面内加固部分23被连接至且侧面内臂21和连接部分22且与侧面内臂和连接部分交迭，并且形成为与侧面内臂21和连接部分22的横截面一致的突出的凹-凸形状。

侧面内臂21的横截面具有突出的中心部并且形成为凹-凸形状，其中以预定距离与中心部间隔开的两侧是凹进的并且两端部分突出。

就是说，侧面内臂21的横截面形成为凸-凹-凸-凹-凸形状，其中突出形状和凹进形状是反复的。当侧面内加固部分23等被连接至侧面内臂21且与侧面内臂交迭时，侧面内加固部分23等被连接至侧面内臂21以便与侧面内臂21的突出或者凹进凹进部分匹配。因此，可容易地发现侧面内加固部分23等的连接位置，车身的侧向侧面部分的刚性被增加了，并且车身的扭曲被最小化了。

侧面内臂21可以由具有抗拉强度为590MPa至700MPa的高拉力钢板或者具有抗拉强度为700MPa至1800MPa的超高拉力钢板形成，从而保持轻量化和高强度。

如图5和图9中示出的，顶板60被连接至沿车身的宽度方向形成的车顶纵梁30和沿车身的前后方向形成的车顶侧内板61，以便被连接至车身的上部。车顶侧内板61的横截面形成为以下形状：以预定距离与车顶侧内板61的横截面的中心部间隔开的一侧是凹进的，并且其车顶侧内板61的端部突出。因此，车顶侧内板61的横截面形成为凸-凹-凸形状。

连接部分22形成为十字形，其中心部中穿有孔，并且连接部分22的与侧面内臂21的上端连接的下表面形成为突出的凹-凸形状以便具有与侧面内臂21的横截面一致的形状。

连接部分22的与车顶侧内板61连接的左侧和右侧表面可具有与车顶侧内板61的横截面一致的形状。

与车顶纵梁30的端部连接的上表面是沿车辆的宽度方向弯曲的，并且上表面的横截面形成为凸-凹-凸-凹-凸形状，其中突出形状和凹进形状是反复的，与侧面内臂21的横截面相似。

当形成连接部分22时，可以移除侧面内臂与车顶侧内板之间的连接部分(在相关技术中当侧面内臂和车顶侧内板一体构成时难以形成所述连接部分)，并且侧面内臂21和车顶侧内板61可以形成为具有简单形状的线性形状。

因为侧面内臂21和车顶侧内板61可以形成为简单形状，所以超高拉力钢板等可用作侧面内臂21和车顶侧内板61的主构件，并且从而因为车身重量的减少而改善了车辆的燃料效率。

侧面内加固部分23可以被连接至侧面内臂21和连接部分22的下表面的外部并且重叠于并且可具有中心部，所述中心部具有突出的凹-凸形状。侧面内加固部分23的宽度不能比侧面内臂21和连接部分22的下表面的宽度更宽。

参照图6和图8，车顶纵梁30的两端在车身的下部方向上弯曲以便与侧面内加固部分23和连接部分22连接并且与侧面内加固部分和连接部分交迭，并且以突出的凹-凸形状形成，以便具有与侧面内加固部分23和连接部分22的上表面的横截面一致的形状。

车顶纵梁30与侧面内加固部分23相连接部分的横截面具有中心部，所述中心部具有突出的凹-凸形状。车顶纵梁30被连接至连接部分22的以凸-凹-凸-凹-凸形状形成的上表面，其中突出形状和凹进形状是反复的，与连接部分22的上表面的横截面相似。

与相关技术不同，本公开的车顶纵梁30的端部具有以下形状，其中所有侧面内加固部分23、连接部分22和车顶纵梁30的横截面彼此一致，并且侧面内加固部分23、连接部分22和车顶纵梁30彼此连接的部分形成为其中表面彼此接触的形状。因此，侧面内加固部分23可以连接至车顶纵梁30，同时保持横截面的连续性。车顶纵梁30、连接部分22和侧面内加固部分23形成封闭横截面以随着侧面结构和车顶纵梁的连接力度和强度的改善而整体延伸。

因为车顶纵梁30是以如上所述的形状形成的，所以大大提高了车身的负载转移效率，增加了车身的总体刚性，并且显著改善了碰撞性能。

如图5和图6中示出的，使用侧面双弓背结构连接车顶纵梁的方法依次包括以下步骤：在主要车身处理中，将侧面内臂21连接至底板10的两侧表面，所述侧面内臂具有沿纵向方向以突出的凹-凸形状形成的中心部，所述底板形成车身的底部；将十字形的连接部分22连接至侧面内臂的上部，所述连接部分具有下表面和上表面，所述下表面连接至侧面内臂21上端且以突出的凹-凸形状形成以便具有与侧面内臂21的横截面一致的形状，所述上表面连接至车顶纵梁30的端部且以突出的凹-凸形状形成以便具有与车顶纵梁的横截面一致的形状；将侧内部加固部分23连接至侧面内臂21和连接部分22的外表面以便彼此交迭，所述侧内部加固部分以突出的凹-凸形状形成以便具有与侧面内臂21和连接部分22的横截面一致的形状；沿车辆的宽度方向将车顶纵梁30连接至侧面内加固部分23的上部和连接部分22的上表面，所述车顶纵梁以突出的凹-凸形状形成以便具有与侧面内加固部分23和连接部分22的上表面的横截面一致的形状；将侧面外加固板40连接至侧面内加固部分23的外部；以及将侧面外板50连接至侧面外加固板40的外部。

参照图5、图6和图7，通过执行以下步骤，侧面内加固部分23和车顶纵梁30直接连接至彼此，同时保持横截面的连续性，所述步骤为：将侧面内臂21连接至底板10的两侧表面；将连接部分22连接至侧面内臂21的上部；将侧面内加固部分23连接至侧面内臂21和连接部分22的外表面以使它们相互交迭；以及沿车辆的宽度方向将车顶纵梁30连接至侧面内加固部分23的上部和连接部分22的上表面。

在沿车辆的宽度方向将车顶纵梁30与侧面内加固部分23的上部和连接部分22的上表面的连接中，侧面内加固部分23、连接部分22和车顶纵梁30通过使用点焊方法彼此连接。

点焊指的是以下所述的电阻焊接方法：将电极的端部附接至堆叠的金属板的上表面和下表面；将电流和压制压力集中在相对小的部分上；局部加热金属板；以及压制带有电极的金属板。由于车顶纵梁的端部形成为凹口形状，因而在用于连接现有技术的车顶纵梁5的结构中，车顶纵梁是通过应用焊接孔焊接或者二氧化碳(CO₂)焊接连接的。然而，在本公开中，因为车顶纵梁30的端部形成为与侧面内加固部分23交迭的形状，因此侧面内加固部分23和连接部分22的表面与车顶纵梁30的表面彼此接触的部分可通过点焊连接。

当侧面内加固部分23和连接部分22与车顶纵梁30通过点焊被连接时，侧面内加固部分23和连接部分22以及车顶纵梁30可以利用最小的热而连接，并且因此与其他焊接方法相比，车身对于腐蚀能耐受更长的时间。

上述的本公开不限于上述示例性实施方式和附图，并且对于本领域技术人员而言显而易见的是，在不背离本公开的技术精神的情况下可以有各种代替、变型和变更。

Claims (4)

1.一种用于连接侧面结构和车顶纵梁的结构，包括：

底板，形成车身的底部；

侧面内板，在所述车身的向上方向上连接至所述底板的两侧表面；以及

车顶纵梁，在车辆的宽度方向上连接至所述侧面内板的上部，

其中，所述车顶纵梁的两端分别连接至所述侧面内板的所述上部的外表面且与所述侧面内板的所述上部的外表面交迭，

其中，所述侧面内板包括：

侧面内臂，具有在纵向方向上以突出的凹-凸形状形成的中心部；

连接部分，以十字形形成，以便连接至所述侧面内臂的上部，并且具有下表面和上表面，所述下表面被连接至所述侧面内臂的上端且以突出的凹-凸形状形成以便具有与所述侧面内臂的横截面一致的形状，所述上表面被连接至所述车顶纵梁的两端且以突出的凹-凸形状形成以便具有与所述车顶纵梁的横截面一致的形状；以及

侧面内加固部分，被连接至所述侧面内臂和所述连接部分的外表面且与所述侧面内臂和所述连接部分的外表面交迭，并且以突出的凹-凸形状形成以便具有与所述侧面内臂和所述连接部分的横截面一致的形状。

2.根据权利要求1所述的结构，其中，所述车顶纵梁的两端在车身的下部方向上被弯曲，并且以突出的凹-凸形状形成，以便具有与所述侧面内加固部分和所述连接部分的上表面的横截面一致的形状。

3.一种用于连接侧面结构和车顶纵梁的方法，包括：

将侧面内臂分别连接至底板的两侧表面，所述侧面内臂具有在纵向方向上以突出的凹-凸形状形成的中心部，所述底板形成车身的底部；

将十字形的连接部分连接至所述侧面内臂的上部，所述连接部分具有下表面和上表面，所述下表面被连接至所述侧面内臂的上端且以突出凹-凸形状形成以便具有与所述侧面内臂的横截面一致形状，所述上表面被连接至车顶纵梁的端部且以突出的凹-凸形状形成以便具有与所述车顶纵梁的横截面一致的形状；

将侧面内加固部分连接至所述侧面内臂和所述连接部分的外表面以便彼此交迭，所述侧面内加固部分以突出的凹-凸形状形成以便具有与所述侧面内臂和所述连接部分的横截面一致的形状；

沿车辆的宽度方向将所述车顶纵梁连接至所述侧面内加固部分的上部和所述连接部分的上表面，所述车顶纵梁以突出的凹-凸形状形成以便具有与所述侧面内加固部分和所述连接部分的上表面的横截面一致的形状；

将侧面外加固板连接至所述侧面内加固部分的外部；以及

将侧面外板连接至所述侧面外加固板的外部。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，在沿所述车辆的宽度方向将所述车顶纵梁连接至所述侧面内加固部分的上部和所述连接部分的上表面的连接中，所述侧面内加固部分、所述连接部分、以及所述车顶纵梁通过使用点焊法彼此连接。