CN105329322B

CN105329322B - 中立柱结构

Info

Publication number: CN105329322B
Application number: CN201510445421.XA
Authority: CN
Inventors: 樱木章树
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2014-08-05
Filing date: 2015-07-27
Publication date: 2017-10-20
Anticipated expiration: 2035-07-27
Also published as: CN105329322A; US9394006B2; JP6344126B2; JP2016037050A; US20160039470A1; DE102015112393A1

Abstract

提供中立柱结构，利用该中立柱结构能确保内板的刚性并且能在输入载荷时抑制腰线附近的变形。中立柱结构(100)包括在车体侧部的中央处沿上下方向延伸且在腰线(106)上方朝向车内侧倾斜的中立柱(104)。中立柱包括曲率在腰线附近最大的外板(108)，以及在车内侧与外板接合并且形成闭合截面的内板(116)。内板包括在上下方向上长度较长的前侧凸缘(122a)和后侧凸缘(122b)、分别从前侧凸缘的后端(132a)和后侧凸缘的前端(132b)朝向车内侧延伸的前表面(128a)和后表面(128b)以及连接前表面和后表面的基面(130)。前表面和后表面的车辆宽度方向上的尺寸为，从中立柱的下端部(114)延伸至腰线且越向上方越大，并且从腰线延伸至上端部(112)且越向上方越小。

Description

中立柱结构

技术领域

本发明涉及在车体侧部的中央处沿上下方向延伸的中立柱结构。

背景技术

设置在诸如汽车等的车辆中的中立柱包括暴露于车体侧部的外表面的外板和在车室侧与外板接合的内板。某些情况下，这些板之间还插有增强件。

通常，中立柱具有如下形状：当从车辆前侧观察时，该形状随着中立柱从所谓的腰线的附近朝向上端部延伸而朝向车内侧弯曲或倾斜。因此，中立柱的曲率在腰线附近最大，并且当从车辆上侧或车辆侧面向中立柱输入载荷时，中立柱在腰线附近容易变形。

专利文献1说明了一种中立柱结构，该中立柱结构除了包括布置成沿着外板延伸的外增强件以外，还包括供座椅安全带固定器固定的安全带固定器增强件。外板和内板均包括越过车辆前后方向上的间隙布置且在上下方向上长度较长的前侧凸缘和后侧凸缘。安全带固定器增强件使前侧凸缘和后侧凸缘在车辆前后方向上呈直线状地连接。专利文献1声称，通过向中立柱添加安全带固定器增强件，能够改善相对于输入自车辆上侧的载荷的弹性极限应力(proof stress)。

专利文献2说明了一种中立柱结构，该中立柱结构包括布置在外板和内板之间且具有凸部和凹部的外增强件。在该外增强件中，凸部的高度或凹部的深度在腰线处最大，并且凸部的高度或凹部的深度随着外增强件从腰线朝向车辆上侧或车辆下侧延伸而减小。专利文献2声称，通过布置这种外增强件，中立柱在从车辆侧面输入载荷时难以变形。

现有技术文献

专利文献

[专利文献1]日本特开2011-219014号公报

[专利文献2]日本特开2012-136190号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，尽管专利文献1中说明的中立柱结构被认为已经改善了相对于输入自车辆上侧的载荷的弹性极限应力，但是存在该中立柱结构相对于输入自车辆侧面的载荷容易变形的可能性。而且，由于添加了安全带固定器增强件，所以重量增大、成本增加。

尽管专利文献2中说明的中立柱结构的刚性通过逐渐改变外增强件的凸部和凹部的车辆上下方向上的形状而得以改善，但是存在内板在从车辆上侧或车辆侧面输入载荷时发生变形的可能性。

鉴于前述问题，本发明的目的是提供一种中立柱结构，利用该中立柱结构，能够确保内板的刚性并且能够在输入载荷时抑制腰线附近的变形。

用于解决问题的方案

为了解决前述问题，根据本发明的具有典型结构的中立柱结构为一种车辆用中立柱结构，其包括在车体侧部的中央处沿上下方向延伸的中立柱，该中立柱至少在腰线上方朝向车内侧弯曲或倾斜，其中，所述中立柱包括：外板，当从车辆前侧观察时，所述外板的曲率在所述腰线附近最大；以及内板，所述内板在车内侧与所述外板接合并且与所述外板一起形成闭合截面，所述车辆用中立柱结构还包括上侧门铰链和下侧门铰链，所述上侧门铰链和所述下侧门铰链在所述腰线下方、在上下方向上彼此分开的位置处安装于所述外板并且支撑车用门，使得所述车用门能够打开和关闭，所述内板包括：前侧凸缘和后侧凸缘，所述前侧凸缘和所述后侧凸缘布置为在车辆前后方向上彼此分开且与所述外板接合，并且在上下方向上的长度较长；前表面和后表面，所述前表面和所述后表面分别从所述前侧凸缘的后端和所述后侧凸缘的前端朝向车内侧延伸；以及基面，其与所述前表面和所述后表面连接，并且所述前表面和所述后表面的车辆宽度方向上的尺寸为，从所述上侧门铰链的下方的位置延伸至所述腰线且越向上方越大，并且从所述腰线延伸至所述中立柱的上端部且越向上方越小。

根据本发明，外板的曲率在腰线附近最大，即，外板在腰线附近急剧弯曲。另一方面，内板的前表面和后表面在车辆宽度方向上的尺寸、即基面从前侧凸缘和后侧凸缘突出的突出长度在上侧门铰链的下方的位置处已经开始增大，并且在腰线的高度处最大。此后，相反地，以上尺寸随着内板向上延伸至中立柱的上端部越向上方越小。

根据该构造，与外板在腰线附近急剧弯曲或倾斜并且曲率增大的情况不同，内板的基面在广的范围内朝向车内侧缓慢弯曲，整个基面的曲率沿上下方向减小。因此，能够避免折曲力在腰线附近集中，并且中立柱难以相对于在侧面碰撞或横向转弯期间所施加的载荷变形。

此外，由于内板从腰线的高度向下行进(progress)，所以以上尺寸最终在上侧门铰链下方处于最小。也就是说，由于以上尺寸在内板的上侧门铰链所处的位置还不是最小，所以能够改善用于支撑车用门的结构。

另外，由于以上尺寸在腰线的高度处最大，所以增大了闭合截面在腰线处的宽度，因而能够确保中立柱的刚性。应当注意，以上尺寸可以在除了腰线所处高度以外的高度、诸如中立柱的上端部或下端部等的位置处比现有的尺寸小，因此，不会使车室空间变窄。

优选地，所述内板的曲率为从所述中立柱的上端部至所述上侧门铰链的下方处是恒定的。由此，内板的曲率是恒定的并且内板整体是平滑的，所以能够避免折曲力的集中，因而能够改善抵抗载荷的耐性。

发明的效果

根据本发明，能够提供一种中立柱结构，利用该中立柱结构，能够确保内板的刚性并且能够在输入载荷时抑制腰线附近的变形。

附图说明

图1示出示例性地示出根据一实施方式的中立柱结构所适用的车辆的图。

图2是当从车辆前侧观察时的图1中的中立柱结构的图。

图3示出图2中的中立柱结构的截面图。

图4是图2中的中立柱结构的示意图。

图5是比较例的中立柱结构的截面图。

图6是示出变型例的立柱结构的图。

附图标记说明

100…中立柱结构；102…车辆；104…中立柱；106…腰线；108…外板；110a…上侧铰链；110b…下侧铰链；112…上端部；114…下端部；116、118…内板；120…增强件；122a、124a…前侧凸缘；122b、124b…后侧凸缘；126a、126b…接合面；128a…前表面；128b…后表面；130…基面；132a…后端；132b…前端；134…前立柱

具体实施方式

以下，将参照附图来详细说明本发明的优选实施方式。本实施方式中说明的尺寸、材料和其它具体数值仅为示例，以便于理解本发明，除非另有声明，否则不被解释成限制本发明。应当注意，在本说明书以及附图中，用相同的附图标记表示功能和构造实质上相同的元件，并且已经省略其重复说明。并且，已经省略了与本发明不直接相关的要素的图示。

图1示出示例性地示出根据本实施方式的中立柱结构100所适用的车辆102的图。图1的(a)是当从车辆右后侧的斜后方观察时的车辆102的示意图。图1的(b)是示出当从车辆右侧观察时的图1的(a)中的车辆102的车体侧部的中央附近区域的图。图2是当从车辆前侧观察时的图1中的中立柱结构100的图。以下，图中示出的箭头X、Y和Z分别表示车辆前侧、车辆上侧和车辆外侧。

如图1的(a)所示，中立柱结构100包括中立柱104。中立柱104在车体侧部的中央处沿上下方向延伸，并且通常具有在腰线106上方朝向车内侧弯曲或倾斜的形状，以满足外观上的要求(参见图2)。尽管在这种方式中，中立柱104在腰线106下方仅沿上下方向延伸，但是中立柱104在到达腰线106时便开始朝向车内侧弯曲或倾斜。因此，当从车辆前侧观察时，中立柱104的外板108的曲率在腰线106附近最大。应当注意，腰线106为穿过车用门的窗框(未示出)的下端且沿车辆前后方向延伸的线。

如图1的(b)所示，中立柱结构100还包括上侧门铰链110a和下侧门铰链110b。上侧门铰链110a和下侧门铰链110b在腰线106下方、在上下方向上彼此分开的位置处安装于外板108，并且支撑车用门(未示出)使得该车用门能够打开和关闭。应当注意，图1的(b)和图2中示出的线A-A位于腰线106上方、中立柱104的上端部112的高度处。线B-B位于腰线106。线C-C位于上侧铰链110a下方、中立柱104的下端部114的高度处。

如图2所示，在侧面碰撞期间会从车辆侧面向车辆102输入载荷Fa，或者在横向转弯期间会从车辆上侧向车辆102输入载荷Fb。在常规中立柱中，当输入了这种载荷Fa或Fb时，弯矩易于集中在腰线106附近，因而该中立柱在腰线106附近容易变形。

因此，在本实施方式中，采用如下构造：在该构造中，通过不改变归因于外观上的要求而难以改变的外板108的形状、而是改变图2中示出的内板116的形状来抑制中立柱104的由输入载荷Fa或Fb所引起的变形。

图3示出图2中的中立柱结构100的截面图。图3的(a)是沿着线A-A或线C-C截取的截面图，图3的(b)是沿着线B-B截取的截面图。图4是图2中的中立柱结构100的示意图。图4中示出的区域D为腰线106附近的区域。此外，在各图中，内板118均作为比较例示出。

如图2所示，中立柱结构100的内板116与外板108在车辆内侧接合。如图3的(a)和图3的(b)所示，中立柱104还包括增强件120。增强件120位于外板108和内板116之间，并且与外板108和内板116接合，因而改善了中立柱104的刚性。

如图3的(a)和图3的(b)所示，内板116与外板108一起形成闭合截面，并且内板116包括前侧凸缘122a和后侧凸缘122b。前侧凸缘122a和后侧凸缘122b布置为在车辆前后方向上彼此分开，并且在上下方向上的长度较长。前侧凸缘122a和后侧凸缘122b经由增强件120分别与外板108的前侧凸缘124a和后侧凸缘124b接合。前侧凸缘122a和124a经由增强件120而彼此接合，从而形成接合面126a，并且后侧凸缘122b和124b经由增强件120而彼此接合，从而形成接合面126b。

内板116还包括前表面128a、后表面128b和基面130。前表面128a和后表面128b分别从前侧凸缘122a的后端132a和后侧凸缘122b的前端132b朝向车内侧延伸，并且当从前侧凸缘122a侧和后侧凸缘122b侧观察时，前表面128a和后表面128b形成为台阶形状。应当注意，如图3的(a)所示，由前表面128a和后表面128b形成的台阶为最小台阶，利用这些最小台阶，能够确保接合面126a和126b的精度而无需考虑由接合面126a和126b的车辆宽度方向上的位置差所产生的尺寸L的大小。

基面130连接前表面128a和后表面128b。如果基面130的表面上形成有筋条等以便局部地形成凹凸部分，则基面130与除了该凹凸部分以外的主表面对应。如图4示意性示出的，当从车辆前侧观察时，基面130和接合面126a之间的车辆宽度方向上的尺寸连续地改变。换言之，该尺寸为基面130从前侧凸缘122a突出的突出长度，并且为内板116的前表面128a的车辆宽度方向上的尺寸。在图3的(a)中的沿着线A-A或线C-C截取的截面图中，该尺寸表示为尺寸W1，在图3的(b)中的沿着线B-B截取的截面图中，该尺寸表示为尺寸W2。应当注意，当从车辆后侧观察时，基面130和接合面126b之间的车辆宽度方向上的尺寸连续地改变。该尺寸为基面130从后侧凸缘122b突出的突出长度，并且与后表面128b的车辆宽度方向上的尺寸对应。

例如，前表面128a的车辆宽度方向上的尺寸为，从位于上侧门铰链110a下方的下端部114延伸至腰线106且越向上方越大。另外，前表面128a的车辆宽度方向上的尺寸从腰线106延伸至中立柱104的上端部112且越向上方越小。也就是，以上尺寸在上端部112和下端部114处为最小尺寸W1，在腰线106处为最大尺寸W2。应当注意，上端部112和下端部114的尺寸并非必须相同。

另一方面，如图3的(a)和图4所示，比较例的内板118在上端部112和下端部114处的尺寸为尺寸W3，并且比本实施方式的内板116的尺寸W1大。另外，如图3的(b)和图4所示，内板118在腰线106处的尺寸为尺寸W4，并且比内板116的尺寸W2小。另外，如图4所示，内板116的以上尺寸不仅在腰线106处比内板118的尺寸大，而且在包括腰线106的区域D内也比内板118的尺寸大。

图5是比较例的中立柱结构200的截面图。为了改善中立柱202的刚性，可以将下述现有方法用于中立柱结构200。例如，增大增强件204的厚度和经由增强件204与外板108接合的内板206的厚度。此外，使用通过使内板206朝向车内侧扩大所获得的内板208来增大闭合截面的车辆宽度方向上的尺寸。另外，向中立柱202添加另一增强件210。另外，考虑改善这些构件的材料强度。

然而，如果增大增强件204和内板206的厚度并且添加另一增强件210，则会增加重量和成本。如果使用朝向车内侧扩大的内板208，则不仅会增加重量和成本，而且还会使车室空间变窄。另外，如果改善构件的材料强度，则会因为材料昂贵而增加成本。

相比之下，在本实施方式的中立柱104中，内板116的前表面128a和后表面128b的车辆宽度方向上的尺寸在上侧门铰链110a的下方的高度处已经开始增大，并且在腰线106的高度处最大。此后，相反地，这些尺寸随着内板116朝向中立柱104的上端部112向上延伸而减小。另一方面，如上所述，外板108的曲率在腰线106附近最大，即，外板108在腰线106附近急剧弯曲。

也就是说，与外板108在腰线106附近急剧弯曲或倾斜并且曲率增大的情况不同，内板116的基面130在广的范围内朝向车内侧缓慢弯曲。因此，整个基面130的曲率沿上下方向减小。因此，利用中立柱104，能够避免折曲力在腰线106附近集中，并且中立柱难以相对于在侧面碰撞或横向转弯期间所施加的载荷Fa或Fb变形。

此外，由于内板116从腰线106的高度向下行进，所以以上尺寸最终在上侧门铰链110a下方处于最小。换言之，由于以上尺寸在内板116的上侧门铰链110a所处的位置还未达到最小，所以能够改善用于支撑车用门的结构。

另外，由于以上尺寸在腰线106的高度处最大，所以增大了闭合截面在腰线106处的宽度，因而能够确保中立柱104的刚性。应当注意，如图4所示，闭合截面的宽度是指通过使外板108与内板116接合所形成的闭合截面的车辆宽度方向上的宽度，但是不限于此。例如，闭合截面的宽度可以为通过替代外板108而使增强件120与内板116接合所形成的闭合截面的车辆宽度方向上的宽度。此外，以上尺寸在除了腰线106以外的、诸如中立柱104的上端部112或下端部114等的高度处比比较例的内板118的尺寸小。因此，利用内板116，不会使车室空间变窄。

图6是示出变型例的立柱结构100A的图。在立柱结构100A中，上述实施方式的结构不适用于以上中立柱104，而是适用于前立柱134的具有大曲率的区域E。利用该立柱结构100A，前立柱134在从车辆前侧输入载荷Fc时难以变形。

此外，尽管在上述实施方式中，内板116的前表面128a和后表面128b的车辆宽度方向上的尺寸连续地改变，但是优选地，例如，内板116的基面130的曲率从中立柱104的上端部112至下端部114恒定。由此，内板116的曲率是恒定的并且内板116整体是平滑的，所以能够进一步避免折曲力的集中，因而能够可靠地改善抵抗载荷的耐性。

虽然以上已经参照附图说明了本发明的优选实施方式，但是应当理解，本发明不限于以上示出的示例。本领域技术人员将会明白，在权利要求所限定的发明范围内能够作出各种变型和改变，而所有这些变型和改变应理解为包含在本发明的技术范围内。

产业上的可利用性

本发明能够用于在车体侧部的中央处沿上下方向延伸的中立柱结构。

Claims

1.一种车辆用中立柱结构，其包括在车体侧部的中央处沿上下方向延伸的中立柱，该中立柱至少在腰线上方朝向车内侧弯曲或倾斜，

其中，所述中立柱包括：

外板，当从车辆前侧观察时，所述外板的曲率在所述腰线附近最大；以及

内板，所述内板在车内侧与所述外板接合并且与所述外板一起形成闭合截面，

所述车辆用中立柱结构还包括上侧门铰链和下侧门铰链，所述上侧门铰链和所述下侧门铰链在所述腰线下方、在上下方向上彼此分开的位置处安装于所述外板并且支撑车用门，使得所述车用门能够打开和关闭，

所述内板包括：

前侧凸缘和后侧凸缘，所述前侧凸缘和所述后侧凸缘布置为在车辆前后方向上彼此分开且与所述外板接合，并且在上下方向上的长度较长；

前表面和后表面，所述前表面和所述后表面分别从所述前侧凸缘的后端和所述后侧凸缘的前端朝向车内侧延伸；以及

基面，其具有曲率并且与所述前表面和所述后表面连接，并且

所述前表面和所述后表面的车辆宽度方向上的尺寸为，从所述上侧门铰链的下方的位置延伸至所述腰线且越向上方越大，并且从所述腰线延伸至所述中立柱的上端部且越向上方越小，

所述基面的曲率沿上下方向减小，并且与所述外板的在所述腰线附近的曲率不同。

2.根据权利要求1所述的车辆用中立柱结构，其特征在于，所述内板的曲率为从所述中立柱的上端部至所述上侧门铰链的下方处是恒定的。