CN104890734A - 用于车辆的上部车身框架 - Google Patents

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Abstract

一种用于车辆的上部车身框架，包括车顶框架，该车顶框架由碳纤维复合材料制成，并形成车辆的车顶的周边框架，并且该车顶框架具有闭环形状。门框架由碳纤维复合材料制成并形成车身的门开口部分的相应周边框架，每个门框架具有连接到车顶框架的对应侧部的上部。挡风玻璃框架由碳纤维复合材料制成并形成车辆的挡风玻璃开口部分的周边框架。挡风玻璃框架具有连接到车顶框架的前部的上部以及连接到门框架的相应前部的侧部。

Description

用于车辆的上部车身框架
技术领域
本公开涉及一种用于车辆的上部车身框架，该上部车身框架使用碳纤维复合材料制造，以便能够增强框架的刚度并且减轻其重量。
背景技术
在传统的钢制白车身(BIW)上部车身框架中，如图1所示，车顶、侧部、挡风玻璃以及引线框(lead frame)的开口部分形成单独的截面结构，并且开口部分的框架部分地形成开口式截面。即，如部分A和B所示，每个构件的端部就像它们被切断一样而为断续的。构件的断续端部分别连接到其他框架。
因为上部车身框架的这种开口部分和开口式截面，所以难以确保车身的刚性、车顶的强度以及车身的耐用性。此外，为了形成封闭的截面结构，用于组装并连接框架所需的元件的数量增加，并且装配工艺复杂。
此外，在传统的非连续构件连接结构中，当车辆发生碰撞或翻车时难以确保车身有足够的强度来为乘客保持空间。
上述内容仅旨在帮助理解本公开的背景技术，而并非旨在意指本公开落在已为本领域中技术人员所知的相关技术的范围内。
发明内容
考虑到以上在现有技术中出现的问题已做出本公开。本公开的一方面提供一种用于车辆的上部车身框架，该上部车身框架使用碳纤维复合材料制造，以便能够增强框架的刚度并且减轻其重量。
根据本发明构思的示例性实施方式，用于车辆的上部车身框架包括车顶框架，该车顶框架形成车辆的车顶的周边框架并具有闭环形状。门框架形成车身的门开口部分的周边框架，门框架具有连接到车顶框架侧部的门框架上部，并且门框架上部与车顶框架侧部紧密接触。挡风玻璃框架形成车辆的挡风玻璃开口部分的周边框架并具有连接到车顶框架的前部的挡风玻璃框架上部，并且挡风玻璃框架上部与门框架前部紧密接触。挡风玻璃框架侧部连接到门框架前部，并且挡风玻璃框架侧部与门框架前部紧密接触。
门框架可以是车身的门开口部分的周边框架并具有闭环形状。
挡风玻璃框架可以包括挡风玻璃框架上部，该挡风玻璃框架上部形成挡风玻璃开口部分的上端部，并且挡风玻璃框架侧部以复数形式形成挡风玻璃开口部分的相应的相对侧端部。
上部车身框架可以进一步包括门密封部框架，该门密封部框架设置于车身的门开口部分的下端部下方并形成门密封部。门密封部框架可与门框架下部接触。门密封部框架的前端和后端可分别沿着门框架的门框架前部和门框架后部延伸同时与门框架的前部和后部紧密接触，并且然后分别朝向车辆的前端部和后端部弯曲。
此外，每个门框架前部的上半部可与挡风玻璃框架紧密接触，并且门框架前部的下半部可与对应门密封部框架紧密接触。三角形的闭环部可限定在每个门框架、挡风玻璃框架以及对应门密封部框架中的接合部中。
上部车身框架可以进一步包括后备箱框架，该后备箱框架由碳纤维复合材料制成并与车顶框架的后部紧密接触，后备箱框架形成车辆的后备箱开口部分的周边框架。每个门密封部框架的后端部可与后备箱框架的对应侧部紧密接触，并且闭环部可限定在车顶框架、每个门密封部框架以及后备箱框架中的接合部中。
此外，挡风玻璃框架的相对侧部可向前延伸，并且机罩横向框架可以设置于挡风玻璃框架的相对侧部之间并连接到挡风玻璃框架的相对侧部。
此外，每个门框架的后部的下半部可与对应门密封部框架紧密接触。
如上所述，使用碳纤维复合材料制造根据本公开的用于车辆的上部车身框架，以便在减轻其重量的同时能够增加上部车身框架的刚度。
尤其是，能够防止框架之间接合部上的断续刚性特性。借助于一体成形工艺，能够提供连续刚性，并且在制造上部车身框架上具有各种优势。
此外，当发生碰撞时由于高连接性能够有效分散负荷。
附图说明
通过以下结合附图作出的详细描述将更加清楚地理解本公开的上述及其他目的、特征以及优点。
图1是示出根据现有技术的用于车辆的上部车身框架的视图。
图2是示出根据本发明构思的实施方式的用于车辆的上部车身框架的视图。
图3是示出图2的上部车身框架的部分D的放大视图。
具体实施方式
下文中，将参考附图详细描述本发明构思的实施方式。
图2是示出根据本发明构思的实施方式的用于车辆的上部车身框架的视图。图3是示出图2的上部车身框架的部分D的放大视图。
根据本发明构思的用于车辆的上部车身框架包括车顶框架100，该车顶框架由碳纤维复合材料制成。框架10是车辆的车顶的周边框架并具有闭环形状。门框架200由碳纤维复合材料制成并形成车身的门开口部分的相应周边框架。框架200中的每个均具有连接到车顶框架100的对应侧部120同时与侧部120紧密接触的上端部。挡风玻璃框架300由碳纤维复合材料制成并形成车辆的挡风玻璃开口部分的周边框架。挡风玻璃框架300包括连接到车顶框架100的前部140同时与前部140接触的上部320。侧部340连接到门框架200的相应前部240同时接触前部240。
如图2所示，上部车身框架包括车顶框架100、门框架200、挡风玻璃框架300、门密封部(door seal，门封)框架400、后备箱(trunk，汽车尾部的行李箱)框架600以及机罩横向框架800。这些框架由碳纤维复合材料制成并通过结构粘合剂彼此连接。
车顶框架100形成车辆的车顶的周边框架并具有矩形的闭环形状。附图所示的实施方式示出了通过车顶框架100形成后部玻璃侧框架的实例。
门框架200也由碳纤维复合材料制成并形成在车身中形成的相应门开口部分的周边框架。每个门框架200的上部连接到车顶框架100的对应侧部120同时与侧部120紧密接触。附图中所示的实施方式示出了两门式轿车。因此，两个门框架200各自设置在车辆的相对侧上。每个门框架200的上部与车顶框架100的对应侧部120表面接触。
挡风玻璃框架300由碳纤维复合材料制成并形成车辆的挡风玻璃开口部分的周边框架。挡风玻璃框架300的上部与车顶框架100的前部140紧密接触并耦接至前部140。此外，挡风玻璃框架300的侧部340与对应门框架200的前部240紧密接触并耦接至前部240。框架在其之间具有面对面的结合(粘结)结构，以使得框架之间的接合部处的连接刚度可尽可能大而框架不会彼此分离。
门框架200是车身的门开口部分的周边框架。每个门框架200都具有与车顶框架100相同方式的闭环形状。即，所有的车顶框架100和门框架200都具有闭环形状，以使得扭转刚度尽可能大。
形成车身的门侧部的相应下端部，门密封部框架400耦接至车身的下端部。由碳纤维复合材料制成的门密封部框架400分别形成车身的门开口部分的下门密封部(门封)。每个门密封部框架400与对应门框架200的下部紧密接触。每个门密封部框架400的相对端部分别沿对应门框架200的前部240和后部260延伸，同时与前部240和后部260紧密接触，并且这些相对端部分别朝向车辆的前部和后部弯曲。
挡风玻璃框架300包括形成挡风玻璃开口部分的上端部的上部320，并包括分别形成挡风玻璃开口部分的相对侧端部的侧部340。每个门框架200的前部240的上半部242与挡风玻璃框架300紧密接触，并且前部240的下半部244与对应门密封部框架400紧密接触。
在每个门框架200、挡风玻璃框架300以及对应门密封部框架400之间限定出三角形的闭环部C，从而形成中空部分(hollow space)。借助于闭环部C，可足以确保框架中的接合部的刚度而框架不会彼此分离。闭环部C在框架之中可靠地形成载荷承载路径。以同样方式，闭环部D限定在车顶框架100、门框架200以及挡风玻璃框架300彼此接触的每个边角处。
后备箱框架600也由碳纤维复合材料制成，并与车顶框架100的后部160紧密接触，并且该后备箱框架形成后备箱开口部分的周边框架。
向后延伸的每个门密封部框架400的后部440与后备箱框架600的对应侧部紧密接触。此外，闭环部E限定在车顶框架100、每个门密封部框架400以及后备箱框架600中的接合部中。
挡风玻璃框架300的相对侧部340向前延伸预定长度。机罩横向框架800设置于挡风玻璃框架300的延伸的相对侧部340之间并连接到这些相对侧部。门框架200的后部260的下半部264与门密封部框架400紧密接触。
因而，使用高成形性的碳纤维复合材料，本公开能够通过一体成形工艺允许设计成使得，车顶、侧部、挡风玻璃以及引线框的开口部分具有双封闭截面结构。此外，在三个或更多个框架中的接合部中形成闭环部，从而能够改善框架之间的连接性。此外，通过形成于框架之间的闭环部，能够增强车身的刚度、车顶的强度以及车身的耐用性。此外，借助于简单结构能够明显减少框架数量。
如上所述，根据本公开的用于车辆的上部车身框架使用碳纤维复合材料制造，以使得在减轻其重量的同时能够增加上部车身框架的刚度。
尤其是，能够防止导致框架之间在其接合部处分离的断续刚性特性。在没有断续的情况下能够形成冲击载荷承载路径。借助于一体成形工艺，能够提供连续刚性，并且在制造上部车身框架上具有各种优势。
此外，由于高连接性，当发生碰撞时能够有效地分散负荷。
虽然出于说明性的目的已经公开了本发明构思的实施方式，然而，本领域中的技术人员将认识到，在没有背离所附权利要求中所公开的本发明的范围和实质的前提下，可以进行各种变形、添加以及替换。

Claims (14)

1.一种用于车辆的上部车身框架，包括：
车顶框架，形成所述车辆的车顶的周边框架并且具有闭环形状；
门框架，形成车身的门开口部分的周边框架，所述门框架具有连接到车顶框架侧部的门框架上部，所述门框架上部与所述车顶框架侧部紧密接触；以及
挡风玻璃框架，形成所述车辆的挡风玻璃开口部分的周边框架，
其中，所述挡风玻璃框架包括：
挡风玻璃框架上部，连接到车顶框架前部，所述挡风玻璃框架上部与所述车顶框架前部紧密接触；以及
挡风玻璃框架侧部，连接到门框架前部，所述挡风玻璃框架侧部与所述门框架前部紧密接触。
2.根据权利要求1所述的上部车身框架，其中，所述门框架是所述车身的所述门开口部分的所述周边框架并具有闭环形状。
3.根据权利要求1所述的上部车身框架，其中，所述挡风玻璃框架包括：
所述挡风玻璃框架上部，形成所述挡风玻璃开口部分的上端部；以及
所述挡风玻璃框架侧部，以复数形式形成所述挡风玻璃开口部分的相应的相对侧端部。
4.根据权利要求1所述的上部车身框架，进一步包括：
门密封部框架，设置于所述车身的所述门开口部分的下端部下方，所述门密封部框架形成门密封部，
其中，所述门密封部框架与门框架下部紧密接触，并且所述门密封部框架的前端部和后端部分别沿着所述门框架前部和门框架后部延伸，
其中，所述门密封部框架的所述前端部和所述后端部分别与所述门框架前部和所述门框架后部紧密接触，并朝向所述车辆的前端部和后端部弯曲。
5.根据权利要求4所述的上部车身框架，其中，所述门框架前部的上半部与所述挡风玻璃框架紧密接触，并且所述门框架前部的下半部与所述门密封部框架紧密接触，并且
三角形的闭环部形成于所述门框架、所述挡风玻璃框架以及所述门密封部框架的接合部处。
6.根据权利要求4所述的上部车身框架，进一步包括：
后备箱框架，紧密接触车顶框架后部，所述后备箱框架形成所述车辆的后备箱开口部分的周边框架，
其中，门密封部框架后部与后备箱框架侧部紧密接触，并且所述车顶框架、所述门密封部框架以及所述后备箱框架的接合部处形成闭环。
7.根据权利要求1所述的上部车身框架，其中，所述挡风玻璃框架侧部设置为多个并设置于相对侧，所述挡风玻璃框架侧部向前延伸，并且机罩横向框架设置于所述挡风玻璃框架侧部之间并连接到所述挡风玻璃框架侧部。
8.根据权利要求4所述的上部车身框架，其中，所述门框架后部的下半部与所述门密封部框架紧密接触。
9.根据权利要求1所述的上部车身框架，其中，所述车顶框架由碳纤维复合材料制成。
10.根据权利要求1所述的上部车身框架，其中，所述门框架由碳纤维复合材料制成。
11.根据权利要求1所述的上部车身框架，其中，所述挡风玻璃框架由碳纤维复合材料制成。
12.根据权利要求4所述的上部车身框架，其中，所述门密封部框架由碳纤维复合材料制成。
13.根据权利要求6所述的上部车身框架，所述后备箱框架由碳纤维复合材料制成。
14.根据权利要求1所述的上部车身框架，其中，所述门框架为多个。
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