CN109229213B - 用于车辆的中柱结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆的中柱结构，包括：中柱，其沿车身的长度方向布置在车身的中央部，并支撑车身；中柱外加强板，其作为中柱的基型框架支撑中柱；侧梁，在中柱的下侧，沿车身的长度方向延伸；以及中柱内板，其通过与侧梁的一部分和中柱外加强板的一部分交叠，而被联接到侧梁的一部分和中柱外加强板的一部分上，并且沿车身的宽度方向比中柱外加强板更靠内布置，其中侧梁和中柱外加强板形成为一体。

Description

用于车辆的中柱结构

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的中柱结构，本发明更具体涉及一种用于有效载荷分布的车辆的中柱的结构。

背景技术

通常地，在车辆制造过程的第一阶段制造车身。此外，在板件通过各种压制工艺并被组装之后，车身被运送至车身工厂，从而生产BIW(白车身，body in white)。

BIW是通过对板件进行焊接而制成的车辆框架，没有可拆卸的车门、发动机罩、动力传动系和底盘，也没有喷漆。车辆的框架包括用作支架的柱。

柱是指支撑车顶的车辆的框架一部分。此外，柱从车辆的前部开始，按顺序分为前柱、中柱和后柱。前柱、中柱和后柱也可分别称为A柱、B柱和C柱。

最近，在车辆的各项性能之中，稳定性能吸引注意力。超高强度钢已经日益使用在汽车工业中，以减轻车身的重量并改善碰撞的安全性，并且制造1500MPa的超高强度钢的一种方式为烫印(hot stamping)。也就是说，近年来，人们已采用通过烫印工艺将前柱、中柱和后柱中的一个或多个以及侧梁整体模制成单个部件的结构。

为了改善施加于车辆的载荷的减震性能，中柱的刚度以及沿车身宽度方向的两侧沿长度方向延伸从而与中柱连接的侧梁的刚度需要增大，并且需要一种缓解载荷分布的车身构成元件之间的连接结构。

本背景部分中公开的上述问题仅是为了增强对本发明的背景的理解，因此可包含不构成已经在本国为本领域的普通技术人员所知的现有技术。

发明内容

本发明致力于提供一种车辆的中柱结构，以减轻车身的重量，并确保设计自由度，并且通过改善通过烫印工艺模制的结构的缺点，改善减震性能和噪声、振动和声振粗糙度(NVH,noise,vibration,and harshness)。

根据本发明的示例性实施例的一种车辆的中柱结构，包括：中柱，其沿车身的长度方向布置在车身的中央部，并支撑车身；中柱外加强板，其作为中柱的基型框架支撑中柱；侧梁，在中柱的下侧，沿车身的长度方向延伸；以及中柱内板，其通过与侧梁的一部分和中柱外加强板的一部分交叠，而被联接到侧梁的一部分和中柱外加强板的一部分上以形成中柱，并且沿车身的宽度方向比中柱外加强板更靠内布置，

侧梁和中柱外加强板可形成为一体，而没有从中柱外加强板的下端开始沿车身长度方向延伸的侧梁的上端。

侧梁和中柱外加强板可通过烫印工艺来实现形成为一体。

在中柱内板的下端布置有按侧梁的形状延伸的延伸部。

延伸部可包括：第一延伸部，其在中柱内板的下端弯曲，然后沿车身的宽度方向向外延伸；和第二延伸部，其在所延伸的第一延伸部弯曲，然后朝向车身的下侧延伸。

中柱内板的下端和延伸部与侧梁交叠。

第一延伸部与侧梁彼此接触的部分和第二延伸部与侧梁彼此接触的部分彼此焊接在一起。

车辆的中柱结构，还可包括被布置成连接侧梁的下端和第一延伸部的加强件。

加强件可被焊接到第一延伸部、第二延伸部和侧梁的下端。

在由于没有从中柱外加强板的下端沿车辆的长度方向延伸的侧梁的上端而形成的侧梁的空间中，布置有防噪声垫，其用于防止车身的外部噪声传输到车身。

防噪声垫可通过夹子被接合到第一延伸部。

车辆的中柱结构，还包括：中柱内板的安装孔，用于安装安全带伸缩器；第一托架，其布置在侧梁和中柱内板之间，以沿中柱内板的下端、第一延伸部和第二延伸部弯曲；第二托架，其布置在中柱外加强板和中柱内板之间，并通过接触中柱外加强板而朝向中柱内板延伸；以及安装板，其在安装安全带伸缩器时封闭安装孔，使得安全带伸缩器插入安装孔中并布置在中柱外加强板与中柱内板之间。

在中柱内板和侧梁被焊接时，第一托架也可被焊接。

安装板的下端、中柱内板的下端、以及第一托架，可沿车身的宽度方向从内到外按顺序交叠，并由螺栓接合。

安装板的上端、中柱内板、以及第二托架，可沿车身的宽度方向从内到外按顺序交叠，并由螺栓接合。

附图说明

图1是根据本发明的示例性实施例的车辆的中柱结构的示意图；

图2是根据本发明的示例性实施例的车辆的中柱内板的透视图；

图3是根据本发明的示例性实施例的图1的局部放大图；

图4是沿图3中的A-A线截取的横截面图；

图5示出根据本发明的示例性实施例的防噪声垫应用到车辆的中柱结构的应用；

图6是沿图3中的B-B线截取的横截面图。

具体实施方式

下面将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。

图1是根据本发明的示例性实施例的车辆的中柱结构的示意图。

如图1所示，根据本发明的示例性实施例的车辆的中柱具有以下这种结构：其中形成基型框架的中柱外加强板10a，和沿车身3的地板的宽度方向的两侧沿长度方向延伸的侧梁5形成为一体。在此，中柱外加强板10a被包含在中柱10中，该中柱10位于车身3的长度方向上的中央部，以便形成门(未示出)的框架，作为在车身3的宽度方向上的两侧支撑车顶(未示出)的柱。中柱10由中柱外加强板10a和中柱内板10b构成，该中柱内板10b沿车辆的宽度方向比中柱外加强板10a更靠内布置。侧梁5和中柱外加强板10a可以由烫印工艺一体模制。这种烫印工艺为本领域普通技术人员(在下文，本领域技术人员)所熟知，因此未提供其详细描述。

通常地，中柱外加强板10a和侧梁5具有“U”形横截面，以确保刚度。当侧梁5和中柱外加强板10a被一体模制时，作为侧梁5的上端的连接部C被去除，该连接部C在沿车身3的长度方向从中柱外加强板10a的下端延伸时位于中柱外加强板10a的U形状横截面中。

在图1中，示出了沿车身3的宽度方向的一侧的中柱结构，但是本领域的技术人员应该知道，这种结构位于沿车身3的宽度方向的两侧，介于车顶和车底板之间。

图2是根据本发明的示例性实施例的车辆的中柱内板的透视图。

如图2所示，根据本发明的示例性实施例的车辆的中柱内板10b包括位于其下端12的延伸部14。

延伸部14弯曲，然后按侧梁5的形状从中柱内板10b的下端12延伸。另外，延伸部14包括第一延伸部14a和第二延伸部14b。

第一延伸部14a在中柱内板10b的下端12处，沿车身3的宽度方向向外弯曲，然后从其延伸，并且第二延伸部14b从延伸的第一延伸部14a向车身3下方弯曲，然后从其延伸。在图2中，示出了沿车身3的宽度方向，从外侧观察的中柱内板10b。

图3是图1的局部放大图。

如图3所示，中柱内板10b通过与中柱外加强板10a交叠，而被结合到中柱外加强板10a。另外，中柱内板10b的下端12和延伸部14与侧梁5交叠并焊接到侧梁5。

在图3中，示出了根据本发明的示例性实施例的车辆的中柱结构的内侧，并且焊接点W被标记为圆点。

焊接点W设置在第一延伸部14a和侧梁5彼此接触的部分、第二延伸部14b和侧梁5彼此接触的部分、以及中柱内板10b和中柱外加强板10a彼此接触的部分。也就是说，与常规技术相比，中柱10和侧梁5交叠的区域和焊接点W的数量增大。因此，可增大中柱10与侧梁5彼此连接的部分的刚度。

根据本发明的示例性实施例的车辆的中柱结构还包括加强件20。

加强件20被配置成连接中柱内板10b的第一延伸部14a和侧梁5的下端。另外，加强件20焊接到侧梁5的第一延伸部14a、第二延伸部14b和下端。因此，可以进一步增大中柱10和侧梁5彼此连接的部分的刚度。

图4是沿图3的A-A线截取的横截面图。

如图4所示，侧梁5具有向车身3外侧凸出的U形横截面，并且形成空间5s，其中将侧梁5的连接部C在侧梁5与中柱内板10b的第一延伸部14a相交叠的部分中去除(参照图1和图3)。因此，侧梁5的连接部C被去除的部分的刚度可能会劣化，然而，在本发明的示例性实施例中，可减轻刚度劣化并且去除连接部C，从而可以提高设计的自由度。

图5示出根据本发明的示例性实施例，将防噪声垫(anti-noise pad)应用到车辆的中柱结构的例子。

如图5所示，在空间5s中设有防噪声垫40，用于防止车身3的外部噪声被传输到车身3中。在空间5s位于中柱内板10b的第一延伸部14a中的部分处，形成夹子孔16(参照图2和图3)，防噪声垫40可通过夹子48被接合到夹子孔16。

图6是沿图3的B-B线截取的横截面图。图6示出根据本发明的示例性实施例，安装到车辆的中柱结构的安全带伸缩器30。

如图6所示，根据本发明的示例性实施例的车辆的中柱结构还包括第一托架32、第二托架34和安装板36。另外，安装安全带伸缩器30的安装孔15，设置在中柱内板10b中(参照图2和图3)。在此，安全带伸缩器30是一种被设计成自动缠绕未缠绕的安全带(未示出)的装置，由于众所周知，因此不会进一步描述。

第一托架32布置在侧梁5和中柱内板10b之间。另外，第一托架32沿中柱内板10b的下端12、第一延伸部14a和第二延伸部14b弯曲，因此具有与其相对应的横截面，且第一托架32与中柱内板10b的下端12、第一延伸部14a和第二延伸部14相接触。此外，当中柱内板10b和侧梁5被焊接时，第一托架32也被焊接。

第二托架34布置在中柱外加强板10a和中柱内板10b之间。另外，第二托架34与中柱外加强板10a相接触，然后与其焊接在一起。此外，第二托架34从与中柱外加强板10a相接触的部分，朝向中柱内板10b延伸。

安全带伸缩器30安装到安装板36。另外，安全带伸缩器30通过在被安装到安装板36时插入安装孔15中，而被布置在中柱外加强板10a和中柱内板10b之间。在此情况下，安装板36的下端、中柱内板10b的下端12和第一托架32，沿车身3的宽度方向按顺序从内向外交叠，并由螺栓38紧固，并且安装板36的上端、中柱内板10b和第二托架34沿车身3的宽度方向按顺序从内向外交叠，并由另一个螺栓38紧固。也就是说，安装板36封闭安装孔15。因此，将设置安全带伸缩器30的空间，形成为由闭合部分包围的三维箱状物，因此可以加强因形成安装孔15而削弱的刚度。

如上所述，根据本发明的示例性实施例，中柱外加强板10a和侧梁5被形成为一体，因此可容易地分散载荷，并且可以通过省略现有结构来确保空间。因此，可以减轻车身3的重量，并且可以改进设计自由度。另外，可通过将中柱内板10b联接到一体形成的中柱外加强板10a和侧梁5，改善减震性能。此外，将设置安全带伸缩器30的空间设置成三维箱状，以便可以增大刚度。

尽管已经结合目前被认为是实际的示例实施例对本发明进行描述时，但是应当理解的是，本发明不限于所公开的实施例。相反地，本发明意在涵盖包括在随附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。

Claims (11)

1.一种车辆的中柱结构，包括：

中柱，其沿车身的长度方向布置在车身的中央部，并支撑所述车身；

中柱外加强板，其作为中柱的基型框架支撑所述中柱；

侧梁，在所述中柱的下侧，沿所述车身的长度方向延伸；以及

中柱内板，其通过与所述侧梁的一部分和所述中柱外加强板的一部分交叠，而被联接到所述侧梁的一部分和所述中柱外加强板的一部分上，并且沿车身的宽度方向比所述中柱外加强板更靠内布置，

其中所述侧梁和所述中柱外加强板形成为一体，

其中在所述中柱内板的下端布置有按所述侧梁的形状延伸的延伸部，

其中所述延伸部包括：

第一延伸部，其在所述中柱内板的下端弯曲，然后沿所述车身的宽度方向向外延伸；和

第二延伸部，其在所延伸的第一延伸部弯曲，然后朝向所述车身的下侧延伸，并且

其中所述中柱结构还包括：

所述中柱内板的安装孔，用于安装安全带伸缩器；

第一托架，其布置在所述侧梁和所述中柱内板之间，以沿所述中柱内板的下端、所述第一延伸部和所述第二延伸部弯曲；

第二托架，其布置在所述中柱外加强板和所述中柱内板之间，并通过接触所述中柱外加强板而朝向所述中柱内板延伸；以及

安装板，其在安装所述安全带伸缩器时封闭所述安装孔，使得所述安全带伸缩器插入所述安装孔中并布置在所述中柱外加强板与所述中柱内板之间。

2.根据权利要求1所述的中柱结构，其中所述侧梁和所述中柱外加强板通过烫印工艺形成为一体。

3.根据权利要求1所述的中柱结构，其中所述中柱内板的下端和所述延伸部与所述侧梁交叠。

4.根据权利要求3所述的中柱结构，其中所述第一延伸部与所述侧梁彼此接触的部分和所述第二延伸部与所述侧梁彼此接触的部分彼此焊接在一起。

5.根据权利要求1所述的中柱结构，还包括连接所述侧梁的下端和所述第一延伸部的加强件。

6.根据权利要求5所述的中柱结构，其中所述加强件被焊接到所述第一延伸部、所述第二延伸部和所述侧梁的下端。

7.根据权利要求1所述的中柱结构，其中在所述侧梁的空间中布置防噪声垫，用于防止车身的外部噪声传输到车身。

8.根据权利要求7所述的中柱结构，其中所述防噪声垫通过夹子被接合到所述第一延伸部。

9.根据权利要求1所述的中柱结构，其中所述第一托架被焊接到所述中柱内板和所述侧梁。

10.根据权利要求1所述的中柱结构，其中所述安装板的下端、所述中柱内板的下端、以及所述第一托架，沿车身的宽度方向从内到外按顺序交叠，并由螺栓接合。

11.根据权利要求1所述的中柱结构，其中所述安装板的上端、所述中柱内板、以及所述第二托架，沿车身的宽度方向从内到外按顺序交叠，并由螺栓接合。

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