CN117601969A

CN117601969A - 用于车辆车顶纵梁的加强梁和使用其的车顶纵梁组件

Info

Publication number: CN117601969A
Application number: CN202310547883.7A
Authority: CN
Inventors: 李相一; 秋廷昱
Original assignee: Dazhou Kores Co ltd; Hyundai Motor Co; Kia Corp
Current assignee: Dazhou Kores Co ltd; Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2022-08-22
Filing date: 2023-05-16
Publication date: 2024-02-27
Also published as: KR20240026694A; US20240059357A1

Abstract

本发明提供一种用于车顶纵梁的加强梁，其包括：具有预定厚度的第一部分；第二部分，其从第一部分的朝向车辆外部的方向的端部向车辆的下侧延伸；和第三部分，其从第一部分的朝向车辆内部的方向的端部向车辆的下侧延伸，第三部分连接到第二部分的下端，并且第一部分、第二部分和第三部分限定闭合截面。

Description

用于车辆车顶纵梁的加强梁和使用其的车顶纵梁组件

技术领域

本发明涉及用于车辆的车顶纵梁结构。

背景技术

如图1所示，典型车辆的车身100具有连接车顶纵梁111和门框下边梁114的中柱115。中柱115用作布置在车辆的竖直方向上并被构造成连接车顶纵梁111和门框下边梁114的结构。

在与车辆在纵长方向上的碰撞有关的小重叠的情况下，特别是车辆正面的一部分发生碰撞的情况下，通过车辆的侧面传递的一部分碰撞能量。此外，中柱115还用于在车辆发生侧翻事故时支撑车辆的车顶。

可以将钢板进行加工并接合到采用中柱115的车身结构，从而提高中柱115的刚度，并因而表现出必要的刚度。图2示出现有技术中的车顶纵梁111的截面。车顶纵梁111包括连接到车顶板112的车顶侧内部件111a和车顶侧外部件111b，并且在车顶纵梁111的内侧采用车顶侧加强件113。由于采用中柱115，因此可以通过增加钢板的厚度或者应用高张力钢板来实现所需的刚度。

同时，近年来，由于车辆的电气化，车辆的重量已经增加。因此，需要降低车辆的车身结构的重量，以提高电力效率并增加行驶距离。因此，通过从现有技术的车身中去除部分结构并提高其它结构的刚度以维持整体刚度的研究正在积极地进行。

此外，随着车辆外形的多样化，已制造出一种在不具有中柱115的情况下通过采用对开门(coach door)或滑动门使乘客能够方便地上下车的车辆。

此外，随着自动驾驶的发展，部分座椅可被构造成旋转座椅，使得在没有驾驶者的情况下，乘客之间可以面对面地坐在旋转座椅上。

在如上所述的不采用中柱115的情况下，存在无法通过增加钢板的厚度或强度来实现必要的刚度的问题。

发明内容

本发明涉及一种用于车辆的车顶纵梁结构，更具体地，涉及一种用于车辆车顶纵梁的加强梁以及使用该加强梁的刚度增强的车顶纵梁组件，其能够在发生碰撞或侧翻事故的情况下保持车辆的内部空间。

本发明致力于解决上述问题，并且本发明的目的在于提供一种用于车辆的车顶纵梁的加强梁以及使用该加强梁的刚度增强的车顶纵梁组件，其能够使车顶纵梁在车辆发生正面碰撞或侧翻事故等情况下表现出刚度。

为了实现上述目的，本发明的实施方式提供一种用于车辆的车顶纵梁的加强梁，其中，加强梁设置在车辆的车顶纵梁和车顶侧加强件之间，并且布置在车辆的纵长方向上，加强梁的与车辆的纵长方向相垂直的截面被形成为其中具有中空部的闭合截面，并且加强梁的截面的厚度沿加强梁的周向而变化。

加强梁可以结合到车顶侧加强件。

加强梁的与车顶侧加强件相结合的部分的厚度可以小于加强梁的其它部分的厚度。

加强梁可以包括：具有预定厚度的第一部分；第二部分，其从第一部分的朝向车辆外部的方向的端部向车辆的下侧延伸；以及第三部分，其从第一部分的朝向车辆内部的方向的端部向车辆的下侧延伸，第三部分连接到第二部分的下端，并且第一部分、第二部分和第三部分可以限定闭合截面。

第一部分、第二部分和第三部分在加强梁的周向上可以具有不同的厚度。

第三部分的平均厚度可以小于第一部分的平均厚度和第二部分的平均厚度。

加强梁的第一部分与第二部分彼此连接的部分可以是最厚的。

第三部分可以结合到车辆的车顶侧加强件。

加强梁还可以包括：凸缘部，其从第二部分的下端与第三部分的下端相连接的部分向下延伸。

凸缘部可以具有恒定的厚度。

加强梁可以由铝合金制成。

加强梁可以通过挤压成型来制造。

本发明的另一实施方式提供一种采用用于车辆的车顶纵梁的加强梁的刚度增强的车顶纵梁组件，该车顶纵梁组件包括：车顶纵梁，其布置在车辆的车顶板的相反两端中的每一端并且设置在车辆的纵长方向上，车顶纵梁通过车顶侧内部件和车顶侧外部件接合而成；车顶侧加强件，其与车顶纵梁的内侧接合；以及加强梁，其位于车顶纵梁与车顶侧加强件之间并且具有中空的截面，加强梁安装在车辆的纵长方向上并且与车顶纵梁和车顶侧加强件中的至少一个相结合。

加强梁可以包括：第一部分，其具有预定的厚度；第二部分，其从第一部分的朝向车辆外部的方向的端部向车辆的下侧延伸；以及第三部分，其从第一部分的朝向车辆内部的方向的端部向车辆的下侧延伸，第三部分连接到第二部分的下端，其中，加强梁的与车辆的纵长方向相垂直的截面是由第一部分、第二部分和第三部分限定的闭合截面。

加强梁的第三部分的平均厚度可以小于第一部分的平均厚度和第二部分的平均厚度。

第三部分可以结合到车辆的车顶侧加强件。

加强梁还包括：凸缘部，其从第二部分的下端和第三部分的下端向下延伸，并且其中凸缘部可结合到车顶侧加强件和车顶侧内部件。

凸缘部可以通过自攻铆钉(SPR)结合到车顶侧加强件和车顶侧内部件。

第一部分和第二部分可以以预定间隔与车顶侧内部件的内表面间隔开。

在车顶纵梁和门框下边梁之间没有用于连接车顶纵梁和门框下边梁的中柱。

根据如上构造的根据本发明的用于车辆的车顶纵梁的加强梁和使用该加强梁的刚度增强的车顶纵梁组件，能够提高车顶纵梁的刚度，使得在车辆发生正面碰撞(特别是小重叠)的情况下，提高了车辆纵长方向上的刚度。

此外，车顶纵梁刚度的提高可以提高车顶的刚度，并防止车顶被压缩。

车辆在纵长方向上的刚度和车顶的刚度的提高，使得在车辆发生碰撞或侧翻事故时能够确保车辆的最大内部空间，从而减少车身损坏对乘员造成的伤害。

此外，可以省去中柱，这使得可以实现车身的各种形状的并减轻车辆重量。

此外，即使省去中柱，也能够表现出碰撞试验或车顶刚度试验所需的车身刚度。

附图说明

图1是示出现有技术中的车身的侧面结构的立体图；

图2是沿图1中的I-I线截取的截面图；

图3是示出采用根据本发明的刚度增强的车顶纵梁组件的车身的侧面结构的立体图；

图4是采用根据本发明的用于车辆的车顶纵梁的加强梁的车顶纵梁组件的截面图；

图5是示出根据本发明的实施方式的用于车辆的车顶纵梁的加强梁的截面图；

图6是示出根据本发明的用于车辆的车顶纵梁的加强梁的通过SPR结合到车顶纵梁组件的部分的截面图。

具体实施方式

下面将参考示例性附图详细描述本发明的各种实施方式，并且，由于这些作为示例的实施方式可以由本发明所属领域的技术人员以各种不同的形式来实施，因此本发明并不受限于本文所描述的实施方式。

在下文中，将参考附图详细描述根据本发明的用于车辆的车顶纵梁的加强梁和使用该加强梁的刚度增强的车顶纵梁组件。

图3是示出采用根据本发明的刚度增强的车顶纵梁组件的车身的侧面结构的立体图，图4是采用根据本发明的用于车辆的车顶纵梁的加强梁的车顶纵梁组件的截面图。

根据本发明的用于车辆的车顶纵梁的加强梁20包括：第一部分21，其具有预定厚度；第二部分22，其从第一部分21的朝向车辆1外部的方向的端部向车辆1的下侧延伸；以及第三部分23，其从第一部分21的朝向车辆1内部的方向的端部向车辆1的下侧延伸，第三部分23连接到第二部分22的下端。第一部分21、第二部分22和第三部分23限定闭合截面。

加强梁20接合到车顶纵梁11和车顶侧加强件13，以构成车顶纵梁组件，使得车辆1的车顶的侧部具有坚固的结构。

加强梁20可以应用到图3所示的A部。也就是说，加强梁20可以从车顶纵梁11的前端应用到车顶纵梁11的连接到后柱的部分上。

根据本发明的加强梁20应用到车辆1的车顶结构的相反两端中的每一端上。

车顶的一侧包括：车顶纵梁11，其布置在车辆的车顶板12的相反两端中的每一端，并设置在车辆的纵长方向L上；以及车顶侧加强件13，其位于车顶纵梁11的内侧并且构造成增强车顶的侧面的刚度。车顶纵梁11通过将车顶侧内部件11a和车顶侧外部件11b接合而形成。由于车顶侧内部件11a、车顶侧外部件11b和车顶侧加强件13在分别限定具有曲线的截面的同时彼此接合，因此车顶的侧面具有刚度。

然而，在不设置用于连接车顶纵梁11和门框下边梁14的中柱的结构中，由于没有中柱，因此刚度会劣化。

因此，在本发明中，将加强梁20设置在车顶侧加强件13和车顶纵梁11之间并且在车辆1的纵长方向上布置。加强梁20的垂直于车辆1的纵长方向的截面被形成为其中具有中空部的闭合截面。加强梁20的截面的厚度沿加强梁20的周长而变化。

由于加强梁20设置在车顶侧加强件13和车顶纵梁11之间，特别是设置在车顶侧加强件13与车顶侧内部件11a之间的空间中并且布置在车辆1的纵长方向上，因此加强梁20可以额外地增强刚度。

因此，在车辆正面碰撞(特别是小重叠)或者车辆侧翻事故的情况下，即使未设置中柱，也能够最大限度地保持车辆1的内部空间，这使得可以减少对乘员的伤害。

下面详细描述加强梁20的形状。加强梁20包括：位于加强梁20的上侧的第一部分21、从第一部分21的朝着车辆1外部的方向的端部向下延伸的第二部分22，以及从第一部分21的朝着车辆1内部的方向的端部向下延伸且具有连接到第二部分22的下端的下端的第三部分23。由于第一部分21、第二部分22和第三部分23彼此连接，因此加强梁20具有弯曲的闭合截面。

第一部分21位于加强梁20的上侧，并且具有预定的厚度。第一部分21的基于车辆1的宽度方向T的外端连接到第二部分22，并且第一部分21的内端连接到第三部分23。

第二部分22从第一部分21的外端向下延伸。第二部分22相对于高度方向H朝着车辆1的内部向下倾斜。

第三部分23从第一部分21的内端向下延伸。第三部分23在垂直于地面的方向上从其大致的上端向下延伸。第三部分23的下端连接到第二部分22的下端。

加强梁20包括第一部分21、第二部分22和第三部分23，因而具有近似三角形的形状。

加强梁20的厚度沿着加强梁20的周边变化。也就是说，第一部分21、第二部分22和第三部分23沿着加强梁20的周边具有不同的厚度。第三部分23的平均厚度小于第一部分21的平均厚度和第二部分22的平均厚度，使得第三部分23的厚度最小。第一部分21比第二部分22厚。

此外，第一部分21、第二部分22和第三部分23中的每一个的厚度是变化的。例如，第一部分21在朝着车辆外部的方向上变厚。在图5中，由②表示的部分比由①表示的部分厚。例如，由①表示的部分可具有5mm的厚度，而由②表示的部分可具有8mm的厚度。第二部分22向下变薄。在图5中，第二部分22的厚度向下减小。例如，由③表示的部分的厚度为6mm，由④表示的部分的厚度为3.5mm。第三部分23向上变薄。在图5中，由⑥表示的部分比由⑤表示的部分更薄。例如，由⑤表示的部分可具有4mm的厚度，而由⑥表示的部分可具有3mm的厚度。

在加强梁20中，第一部分21和第二部分22厚度大，使得可以提高在车辆发生侧翻事故时冲击所直接施加到的部分的刚度，这样可以保护乘员。

加强梁20的最厚部分是加强梁20的第一部分21与第二部分22彼此连接的部分。也就是说，加强梁20的上部的外侧是最厚的。

加强梁20通过第三部分23结合到车顶侧加强件13。也就是说，第三部分23通过紧固件(诸如铆钉27)结合到车顶侧加强件13。

加强梁20的第一部分21和第二部分22以预定间隔与车顶纵梁11的内表面(即，车顶侧内部件11a的内表面)间隔开。

在车辆1发生侧翻事故的情况下，该间隔使得车顶纵梁11在吸收一部分冲击力的同时能够变形，使得车顶纵梁11与加强梁20邻接，从而实现坚固的结构。

加强梁20还包括凸缘部24。凸缘部24从第二部分22的下端与第三部分23的下端相连接的部分向下延伸。凸缘部24具有恒定的厚度。

在加强梁20中，第一部分21、第二部分22、第三部分23和凸缘部24一体地形成。因此，加强梁20可以通过挤压成型(extrusion)来制造。

特别地，加强梁20可以由铝合金制成，从而减轻加强梁20的重量。也就是说，加强梁20是通过使用铝合金挤压成型来制造。

同时，与加强梁20不同，车顶侧内部件11a、车顶侧外部件11b和车顶侧加强件13可以分别由钢板制成。因此，加强梁20不通过焊接来接合，焊接是接合车顶侧内部件11a、车顶侧外部件11b和车顶侧加强件13的方法。凸缘部24通过自攻铆钉(SPR)结合到车顶侧加强件13和车顶侧内部件11a。由于加强梁20的材料与其他构件的不同，因此加强梁20不能通过焊接来接合到其他构件。因此，通过使用SPR将加强梁20结合到其他构件。通过使用图6中所示的B部处的SPR，将凸缘部24结合到车顶侧加强件13和车顶侧内部件11a。

特别地，由于凸缘部24具有恒定的厚度，因此在凸缘部24位于车顶侧加强件13与车顶侧内部件11a之间的状态下，凸缘部24通过使用SPR结合到车顶侧加强件13和车顶侧内部件11a。

如上所述，加强梁20可以提高包括车顶纵梁11和车顶侧加强件13的车顶侧面的刚度。因此，由于加强梁20提高了车顶侧面的刚度，因此即使没有用于连接车顶纵梁11和门框下边梁14的中柱以减轻车辆的重量并采用对开门(coach door)和旋转座椅，也可以表现出车辆1的车身所需的刚度。

Claims

1.一种用于车辆的梁，包括：

加强梁，其位于所述车辆的车顶纵梁与车顶侧加强件之间，所述加强梁布置在所述车辆的纵长方向上，所述加强梁的与所述车辆的纵长方向相垂直的截面是内部具有中空部的闭合截面，所述加强梁的所述截面的厚度沿所述加强梁的周向而变化。

2.根据权利要求1所述的梁，其中，所述加强梁结合到所述车顶侧加强件。

3.根据权利要求2所述的梁，其中，所述加强梁的与所述车顶侧加强件结合的部分的厚度小于所述加强梁的其它部分的厚度。

4.根据权利要求1所述的梁，其中，所述加强梁包括：

具有预定厚度的第一部分；

第二部分，其从所述第一部分的朝向车辆外部的方向的端部向所述车辆的下侧延伸；和

第三部分，其从所述第一部分的朝向车辆内部的方向的端部向所述车辆的下侧延伸，所述第三部分连接到所述第二部分的下端，其中，所述第一部分、所述第二部分和所述第三部分限定闭合截面。

5.根据权利要求4所述的梁，其中，所述第一部分、所述第二部分和所述第三部分在所述加强梁的周向上具有不同的厚度。

6.根据权利要求4所述的梁，其中，所述第三部分的平均厚度小于所述第一部分的平均厚度和所述第二部分的平均厚度。

7.根据权利要求4所述的梁，其中，所述加强梁的所述第一部分与第二部分彼此连接的部分是所述加强梁的最厚部分。

8.根据权利要求4所述的梁，其中，所述第三部分结合到所述车辆的车顶侧加强件。

9.根据权利要求4所述的梁，还包括：

凸缘部，其从所述第二部分的下端与所述第三部分的下端相连接的部分向下延伸。

10.根据权利要求9所述的梁，其中，所述凸缘部具有恒定的厚度。

11.根据权利要求4所述的梁，其中，所述加强梁由铝合金制成。

12.根据权利要求4所述的梁，其中，所述加强梁通过挤压成型来制造。

13.一种车顶纵梁组件，包括：

车顶纵梁，其布置在车辆的车顶板的相反两端中的每一端并且设置在所述车辆的纵长方向上，所述车顶纵梁通过车顶侧内部件和车顶侧外部件接合而成；

车顶侧加强件，其与所述车顶纵梁的内侧接合；以及

加强梁，其位于所述车顶纵梁与所述车顶侧加强件之间并且具有中空的截面，所述加强梁在所述车辆的纵长方向上延伸并且与所述车顶纵梁和车顶侧加强件中的至少一个相结合。

14.根据权利要求13所述的车顶纵梁组件，其中，所述加强梁包括：

具有预定厚度的第一部分；

第三部分，其从所述第一部分的朝向车辆内部的方向的端部向所述车辆的下侧延伸，所述第三部分连接到所述第二部分的下端，其中，所述加强梁的与所述车辆的纵长方向相垂直的截面是由所述第一部分、所述第二部分和所述第三部分限定的闭合截面。

15.根据权利要求14所述的车顶纵梁组件，其中，所述加强梁的所述第三部分的平均厚度小于所述第一部分的平均厚度和所述第二部分的平均厚度。

16.根据权利要求15所述的车顶纵梁组件，其中，所述第三部分结合到所述车顶侧加强件。

17.根据权利要求14所述的车顶纵梁组件，其中，所述加强梁还包括：

凸缘部，其从所述第二部分的下端和所述第三部分的下端向下延伸，并且其中所述凸缘部结合到所述车顶侧加强件和所述车顶侧内部件。

18.根据权利要求17所述的车顶纵梁组件，其中，所述凸缘部被构造成通过自攻铆钉(SPR)结合到所述车顶侧加强件和所述车顶侧内部件。

19.根据权利要求14所述的车顶纵梁组件，其中，所述第一部分和所述第二部分以预定间隔与所述车顶侧内部件的内表面间隔开。

20.根据权利要求14所述的车顶纵梁组件，其中，在所述车顶纵梁与门框下边梁之间没有用于连接所述车顶纵梁和所述门框下边梁的中柱。