CN113998004A - 一种汽车前立柱结构及汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种汽车前立柱结构及汽车，包括前立柱加强板、前立柱内板和填充组件，前立柱内板的两端部与前立柱加强板的两端部对应连接，以使得前立柱内板的两端部对应贴合在前立柱加强板的两端部的侧面，前立柱内板的中间段与前立柱加强板的中间段之间形成有填充空间；填充组件填充在填充空间内，填充组件包括骨架和发泡胶，发泡胶包设在骨架的外侧臂上，发泡胶的外侧与前立柱加强板以及前立柱内板分别连接。本发明可以减少补强板结构，减轻了前立柱重量，骨架的支撑以及发泡胶包设骨架后填充在填充空间内，可以提高汽车前立柱结构的整体强度及NVH性能。
Description
技术领域
本发明涉及汽车零部件技术领域，具体涉及一种汽车前立柱结构及汽车。
背景技术
目前汽车工业面临着能源短缺、环境污染等问题，为了可持续发展，必须进行新技术、新材料的开发和应用。节约资源，提高能源利用率，保护环境，是未来汽车行业的必然发展方向。同时提高安全性也是汽车行业持续关注的重要课题。汽车前立柱(下称A柱)作为车身结构的重要组成之一，构成了车顶和前舱的连接柱；同时在碰撞中保护乘员不受伤害。因此设计出同时满足安全性、耐久性等性能要求的A柱结构一直是汽车厂商的重要难题之一。
现有的A柱结构为保证足够的强度、刚度和满足在碰撞中保护乘员不受伤害，常常需要设计开发补强板结构，而由于补强板结构的增加，需要设计多套模具来实现冲压成型，这样既增加了工装开发、人力资源投入又浪费能源，同时多层钣金配合，不利于车身的轻量化。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有技术中的汽车前立柱结构复杂，整体重量较重，NVH性能低等问题。
为解决上述技术问题，本发明公开了一种汽车前立柱结构及汽车。
根据本申请的一个方面，公开了一种汽车前立柱结构，包括：
前立柱加强板；
前立柱内板，所述前立柱内板的两端部与所述前立柱加强板的两端部对应连接，以使得所述前立柱内板的两端部对应贴合在所述前立柱加强板的两端部的侧面，所述前立柱内板的中间段与所述前立柱加强板的中间段之间形成有填充空间；
填充组件，所述填充组件填充在所述填充空间内，所述填充组件包括骨架和发泡胶，所述发泡胶包设在所述骨架的外侧臂上，所述发泡胶的外侧与所述前立柱加强板以及所述前立柱内板分别连接。
进一步的，所述发泡胶的外侧设置有第一连接件和第二连接件，所述发泡胶通过所述第一连接件与所述前立柱加强板焊接或卡接，所述发泡胶通过所述第二连接件与所述前立柱内板焊接或卡接。
进一步的，所述第一连接件被构造为第一卡扣，当所述发泡胶通过所述第一连接件与所述前立柱加强板卡接时，所述前立柱加强板上开设有与所述第一卡扣配合的第一卡槽，和/或所述第二连接件被构造为第二卡扣，当所述发泡胶通过所述第二连接件与所述前立柱内板卡接时，所述前立柱内板上开设有与所述第二卡扣配合的第二卡槽。
进一步的，所述前立柱加强板包括中间加强板，所述前立柱内板包括中间内板，所述中间内板与所述中间加强板向相互背离的方向各自凸出于各自对应的端部，所述填充空间形成在所述中间加强板和所述中间内板之间，所述第一连接件设置在所述中间加强板上，所述第二连接件设置在所述中间内板上。
在一种可能实现方案中，所述骨架内部形成有多个中空腔，所述中空腔中设置有加强筋。
进一步的，所述发泡胶在所述骨架外侧臂上注塑成型。
进一步的，所述发泡胶为多个，多个所述发泡胶沿所述骨架的外侧壁的径向方向向外凸出，多个所述发泡胶沿所述骨架的长度方向间隔设置。
进一步的，所述骨架的外侧壁的不同位置处的所述发泡胶的发泡率不同。
进一步的，所述汽车前立柱结构还包括前立柱外板，所述前立柱加强板的两端部与所述前立柱外板的两端部对应连接，以使得所述前立柱加强板的两端部对应贴合在所述前立柱外板的两端部的侧面，所述前立柱外板与所述前立柱内板分别位于在所述前立柱加强板的两侧。
根据本申请的另一个方面，还公开了一种汽车，所述汽车包括上述所述的汽车前立柱结构。
本发明的汽车前立柱结构包括前立柱加强板、前立柱内板以及填充组件，所述前立柱内板的两端部与所述前立柱加强板的两端部对应连接，以使得所述前立柱内板的两端部对应贴合在所述前立柱加强板的两端部的侧面，所述前立柱内板的中间段与所述前立柱加强板的中间段之间形成有填充空间，所述填充组件填充在所述填充空间内，所述填充组件包括骨架和发泡胶，所述骨架内部形成有多个中空腔，所述发泡胶包设在所述骨架的外侧臂上，所述发泡胶的外侧与所述前立柱加强板以及所述前立柱内板分别连接。从而本发明相较于现有技术可以节约补强板结构，减轻了前立柱重量，骨架支撑的发泡胶填充在前立柱加强板和前立柱内板之间，可以提高汽车前立柱结构的整体刚度、强度，及噪声、振动与声振粗糙度(Noise、Vibration、Harshness，NVH)性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明所述的汽车前立柱结构的结构示意图；
图2是填充组件的一种角度的结构示意图；
图3是填充组件的另一种角度的结构示意图；
图中，1-前立柱加强板，11-中间加强板，2-前立柱内板，21-中间内板，22-第二卡槽，3-填充组件，31-骨架，32-中空腔，33-发泡胶，4-前立柱外板。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“顶”、“底”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
具体的，现有技术中的A柱(或称前立柱)上的A柱加强板及A柱内板本体等结构多为等厚度的高强钢板。并且，为保证足够的强度、刚度和满足在碰撞中保护乘员不受伤害，常常需要设计开发A柱加强补强板、A柱内板补强板。以上的A柱加强板补强板、A柱内板补强板需要设计多套模具来实现冲压成型，其与A柱加强板或A柱内板本体之间也需要设计专用夹具固定，通过大量的点焊进行连接；这样既增加了工装开发、人力资源投入又浪费能源，同时多层钣金配合，不利于A柱的轻量化。
为解决上述技术问题，本发明公开了一种汽车前立柱(即，A柱)结构，如图1至图3所示，该汽车前立柱结构包括：
前立柱加强板1；
前立柱内板2，所述前立柱内板2的两端部与所述前立柱加强板1的两端部对应连接，以使得所述前立柱内板2的两端部对应贴合在所述前立柱加强板1的两端部的侧面，所述前立柱内板2的中间段与所述前立柱加强板1的中间段之间形成有填充空间；
填充组件3，所述填充组件3填充在所述填充空间内，所述填充组件3包括骨架31和基于发泡材料发泡形成的发泡胶33，所述骨架31内部形成有多个中空腔32，所述发泡胶33包设在所述骨架31的外侧臂上，所述发泡胶33的外侧与所述前立柱加强板1以及所述前立柱内板2分别连接。
可以理解的是，本发明中通过使用填充组件3取代了现有技术中的A柱加强板补强板、A柱内板补强板的作用，节约了结构，减轻了A柱整体质量。并且进一步的。填充组件3中的骨架31内部形成有多个中空腔32，该中空腔32类似于蜂窝结构，蜂窝结构提高了骨架31的整体强度和刚度的同时，使得骨架31对前立柱加强板1和前立柱内板2起到很好的支撑作用。进一步的，蜂窝结构也提高了骨架31的隔音效果，在一定程度上提升整车NVH性能，提升产品的竞争力。进一步的，在骨架31外侧壁上包设一层发泡胶33，基于发泡胶33的密度低、发泡率高的特性，能够有效提升填充组件3的整体强度和刚度，进而使得填充组件3能够对前立柱加强板1和前立柱内板2起到很好的支撑作用，提高前立柱结构的整体强度和刚度。
并且，可以能降低车身的模具、夹具、检具等工装开发费用，降低项目的一次性投入。
进一步的，蜂窝结构可以提高汽车前立柱的吸能效果。
具体的，所述前立柱加强板1包括第一端部加强板、第二端部加强板以及设置在所述第一端部加强板和所述第二端部加强板之间的中间强加板，所述前立柱内板2包括第一端部内板、第二端部内板以及设置在所述第一端部内板和所述第二端部内板之间的中间内板21，所述第一端部内板贴合在所述第一端部加强板的侧面，所述第二端部内板贴合在所述第二端部加强板的内侧，所述中间内板21与所述中间加强板11向相互背离的方向各自凸出于各自对应的端部，所述填充空间形成在所述中间加强板11和所述中间内板21之间。
进一步的，所述发泡胶33的外侧设置有第一连接件和第二连接件，所述发泡胶33通过所述第一连接件与所述前立柱加强板1焊接或卡接，所述发泡胶33通过所述第二连接件与所述前立柱内板2焊接或卡接。
示例性的，当所述发泡胶33与所述前立柱加强板1焊接时，可以将发泡胶33上凸出的所述第一连接件与所述前立柱加强板1点焊焊接在一起，当所述发泡胶33与所述前立柱内板2焊接时，可以将发泡胶33上凸出的所述第二连接件与所述前立柱内板2点焊焊接在一起。
进一步的，当所述发泡胶33通过所述第一连接件与所述前立柱加强板1卡接时，可以将所述第一连接件构造为第一卡扣，所述前立柱加强板1上开设有与所述第一卡扣配合的第一卡槽，以通过第一卡扣和第一卡槽的配合，实现发泡胶33在前立柱加强板1上的卡接固定，当所述发泡胶33通过所述第二连接件与所述前立柱内板2卡接时，可以将所述第二连接件构造为第二卡扣，所述前立柱内板2上开设有与所述第二卡扣配合的第二卡槽22，以实现发泡胶33在所述前立柱内板2上的卡接固定。进而实现填充组件3与前立柱加强板1和所述前立柱内板2的连接，基于填充组件3对前立柱加强板1和所述前立柱内板2起到支撑作用，进而提高前立柱结构的整体强度和刚度。
可以理解的是，上述填充组件3与所述前立柱加强板1和所述前立柱内板2之间的连接组合仅是一种优选实施方案，在其它可实施的方案中，还可以使得发泡胶33与所述前立柱加强板1焊接，所述发泡胶33通过所述第二连接件与所述前立柱内板2连接，或者，也可以使得所述发泡胶33与所述前立柱加强板1通过第一连接件连接，所述发泡胶33通过所述第二连接件与所述前立柱内板2连接。具体连接方式可以根据需求设定，这里不进行限定。
在一种可能实现方案中，所述中空腔32中设置有加强筋。通过设置加强筋，可以进一步提高所述骨架31的整体强度。
进一步的，所述发泡胶33在所述骨架31外侧臂上注塑成型。
进一步的，继续参阅图3所示，所述发泡胶33可以为多个，多个所述发泡胶33沿所述骨架31的外侧壁的径向方向向外凸出，多个所述发泡胶33沿所述骨架31的长度方向间隔设置。可以理解的是，通过设置多个发泡胶33，可以基于不同位置所要求的强度和刚度确定不同位置处发泡材料的发泡密度以及发泡率，以得到发泡后不同密度的发泡胶33，适应不同位置处的强度和刚度，实现骨架31的强度和/或刚度的适应性调节。可以理解的是，所述骨架31的外侧壁的不同位置处的所述发泡胶33的发泡率不同。不同发泡率的发泡胶33的孔径、密度、承载载荷不同，可采用不同发泡率的发泡胶33填充来起到不同强度及吸能效果，具体的，发泡率可以根据设计需要设定，具体不进行具体限定
在一种可能实现的方案中，发泡材料可以包括但不限于尼龙材料，可以理解的，发泡后的尼龙外部具有坚韧致密表层，内部呈均匀微孔的轻质化材料，具有高刚性、高强度的特性。进一步的，发泡后形成具有尼龙泡孔的发泡结构，尼龙泡孔密度高，具有吸声隔音、缓冲吸能，可以提高填充组件的整体的隔音效果及缓冲性能。
进一步的，发泡材料也可以是尼龙6/PP复合材料，尼龙6/PP复合材料可以提高发泡后的成品的直微孔级别，降低微孔直径，进而进一步提高微孔密度，提高填充组件的吸音隔音效果即缓冲性能。
可以理解的是，上述发泡材料仅是一种优选实施方案，在其他可实施的方案中，发泡材料还可以为：聚丙烯(EPP)、碳酸氢钠、碳酸钠等材料。具体可以根据需求设定，这里不进行具体限定。
进一步可以理解的是，设置多个成型发泡胶33仅是一种优选实施方案，在其他可实施的方案中，也可以在骨架31的外侧壁设置全部成型发泡胶33，即发泡胶33包裹骨架31的完整外侧壁。进一步的，所述汽车前立柱结构还包括前立柱外板4，所述前立柱加强板1的两端部与所述前立柱外板4的两端部对应连接，以使得所述前立柱加强板1的两端部对应贴合在所述前立柱外板4的两端部的侧面，所述前立柱外板4与所述前立柱内板2分别位于在所述前立柱加强板1的两侧。
可以理解的是，在一些可实施的方案中，本发明的汽车前立柱结构相较于现有技术可以减重1Kg～3Kg，有利于汽车前立柱结构的轻量化设计。
根据本申请的另一个方面，还公开了一种汽车，所述汽车包括上述所述的汽车前立柱结构。
本发明的汽车前立柱结构包括前立柱加强板1、前立柱内板2以及填充组件3，所述前立柱内板2的两端部与所述前立柱加强板1的两端部对应连接，以使得所述前立柱内板2的两端部对应贴合在所述前立柱加强板1的两端部的侧面，所述前立柱内板2的中间段与所述前立柱加强板1的中间段之间形成有填充空间，所述填充组件3填充在所述填充空间内，所述填充组件3包括骨架31和发泡胶33，所述骨架31内部形成有多个中空腔32，所述发泡胶33包设在所述骨架31的外侧臂上，所述发泡胶33的外侧与所述前立柱加强板1以及所述前立柱内板2分别连接。从而本发明相较于现有技术可以节约补强板结构，减轻了前立柱重量，骨架31的支撑以及发泡胶33包设骨架31后填充在填充空间内，可以提高汽车前立柱结构的整体强度和刚度。
根据本申请的另一个方面，还公开了一种汽车，所述汽车包括上述所述的汽车前立柱结构。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种汽车前立柱结构，其特征在于，包括：
前立柱加强板(1)；
前立柱内板(2)，所述前立柱内板(2)的两端部与所述前立柱加强板(1)的两端部对应连接，以使得所述前立柱内板(2)的两端部对应贴合在所述前立柱加强板(1)的两端部的侧面，所述前立柱内板(2)的中间段与所述前立柱加强板(1)的中间段之间形成有填充空间；
填充组件(3)，所述填充组件(3)填充在所述填充空间内，所述填充组件(3)包括骨架(31)和发泡胶(33)，所述发泡胶(33)包设在所述骨架(31)的外侧臂上，所述发泡胶(33)的外侧与所述前立柱加强板(1)以及所述前立柱内板(2)分别连接。
2.根据权利要求1所述的汽车前立柱结构，其特征在于，所述发泡胶(33)的外侧设置有第一连接件和第二连接件，所述发泡胶(33)通过所述第一连接件与所述前立柱加强板(1)焊接或卡接，所述发泡胶(33)通过所述第二连接件与所述前立柱内板(2)焊接或卡接。
3.根据权利要求2所述的汽车前立柱结构，其特征在于，所述第一连接件被构造为第一卡扣，当所述发泡胶(33)通过所述第一连接件与所述前立柱加强板(1)卡接时，所述前立柱加强板(1)上开设有与所述第一卡扣配合的第一卡槽；和/或
所述第二连接件被构造为第二卡扣，当所述发泡胶(33)通过所述第二连接件与所述前立柱内板(2)卡接时，所述前立柱内板(2)上开设有与所述第二卡扣配合的第二卡槽(22)。
4.根据权利要求3所述的汽车前立柱结构，其特征在于，所述前立柱加强板(1)包括中间加强板(11)，所述前立柱内板(2)包括中间内板(21)，所述中间内板(21)与所述中间加强板(11)向相互背离的方向各自凸出于各自对应的端部，所述填充空间形成在所述中间加强板(11)和所述中间内板(21)之间，所述第一连接件设置在所述中间加强板(11)上，所述第二连接件设置在所述中间内板(21)上。
5.根据权利要求1所述的汽车前立柱结构，其特征在于，所述骨架(31)的内部形成有多个中空腔(32)，所述中空腔(32)中设置有加强筋。
6.根据权利要求2所述的汽车前立柱结构，其特征在于，所述发泡胶(33)在所述骨架(31)外侧臂上注塑成型。
7.根据权利要求6所述的汽车前立柱结构，其特征在于，所述发泡胶(33)为多个，多个所述发泡胶(33)沿所述骨架(31)的外侧壁的径向方向向外凸出，多个所述发泡胶(33)沿所述骨架(31)的长度方向间隔设置。
8.根据权利要求7所述的汽车前立柱结构，其特征在于，所述骨架(31)的外侧壁的不同位置处的所述发泡胶(33)的发泡率不同。
9.根据权利要求1所述的汽车前立柱结构，其特征在于，所述汽车前立柱结构还包括前立柱外板(4)，所述前立柱加强板(1)的两端部与所述前立柱外板(4)的两端部对应连接，以使得所述前立柱加强板(1)的两端部对应贴合在所述前立柱外板(4)的两端部的侧面，所述前立柱外板(4)与所述前立柱内板(2)分别位于在所述前立柱加强板(1)的两侧。
10.一种汽车，其特征在于，所述汽车包括权利要求1-9任一项所述的汽车前立柱结构。
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