CN205706882U

CN205706882U - 车辆立柱、立柱组件以及车辆

Info

Publication number: CN205706882U
Application number: CN201620427249.5U
Authority: CN
Inventors: 杨和平; 高振燕; 瑞安·克雷格; 杰弗里·利希特纳
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2015-05-13
Filing date: 2016-05-11
Publication date: 2016-11-23
Anticipated expiration: 2026-05-11
Also published as: US9365242B1; MX2016005892A

Abstract

本实用新型提供一种车辆立柱，包括：外侧板，外侧板从车顶延伸至下边梁；附接至外侧板的加强件，加强件从车顶延伸至与下边梁间隔开的下端部，加强件在一侧中限定开口，开口从加强件的下端部向上延伸至所述外侧板高度的30％；以及内侧板，内侧板附接至外侧板和下边梁以封闭下端部。本实用新型的目的在于提供一种符合所有顶部挤压测试和侧面撞击测试的有成本竞争力、重量轻并且是紧凑的以适合可利用的包装空间的设计参数的车辆立柱。本实用新型还提供一种用于车辆的立柱组件和车辆。

Description

车辆立柱、立柱组件以及车辆

技术领域

本公开涉及用于车顶立柱的加强结构。

背景技术

车辆通常上具有由多个立柱支撑的车顶，多个立柱位于车辆的乘客厢的窗户之间。立柱可以称为A柱、B柱、C柱和D柱。B柱也可以称为中柱且设置在车辆的前门和后门之间。

中柱在翻滚(roll-over)测试和顶部挤压(roof crush)测试中为车顶提供重要的支撑。立柱可以由较厚的材料、较高强度的材料(HSLA钢)形成，并且可以设置有额外的冲压的金属加强件以提升在顶部挤压测试中获得的效果。传统的想法为通过加强立柱组件的硬度来改进在顶部挤压测试中获得的效果。然而，采用较厚材料形成立柱和添加冲压的金属加强件可可能对车辆增加大量的重量，这在设计必须具有减少的重量以增加燃料经济性的车辆时是不利的。

车辆还接受侧面撞击测试，其中，障碍物或者其他车辆被驱动至该车辆的侧部中。基于在测试后侵入乘客厢的侧面车身结构的变形程度评估侧面撞击测试。立柱从车辆的车顶和车顶上边梁向下和横向向外延伸至下边梁板组件。加强立柱以提升如在顶部挤压测试中所测量的性能可能不利地影响侧面撞击侵入测试的结果，因为在侧面撞击测试中位于车辆座椅之上的立柱的部分可能弯曲至乘客厢的上部区域中，从而导致不满意的测试结果。

这里需要提供符合所有顶部挤压测试和侧面撞击测试的有成本竞争力、重量轻的立柱结构。该立柱结构还必须是紧凑的以适合可利用的包装空间的设计参数。

本公开有针对性地解决上述问题和如下概括的其它问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种符合所有顶部挤压测试和侧面撞击测试的有成本竞争力、重量轻并且是紧凑的以适合可利用的包装空间的设计参数的车辆立柱组件。

根据本公开的一个方面，提供用于车辆的立柱组件，其包括外侧板、加强件和内侧板。外侧板从车顶延伸至下边梁。加强件附接至外侧板且从车顶延伸至与下边梁间隔开的下端部。加强件限定一侧中的开口，该开口从加强件的下端部向上延伸至臀部乘坐参考点层级。内侧板附接至外侧板和下边梁以封闭下端部。

根据本公开的其它方面，内侧板部分地封闭加强件且可以从下边梁延伸至外侧板的高度的60％和75％之间。加强件包括在外侧板的上部限定的凹槽的至少两个肋，并且凹槽位于加强件的开口之上。加强件可以是液压成型的管状加强件，以及在加强件的一侧上的开口可以横跨内侧且可以从加强件的下端部延伸至外侧板的高度的30％和45％之间的高度。加强件以面对面关系焊接至外侧板。

加强件可以构造成包括具有S1的刚度的上端部、位于上端部下方的具有小于S1的刚度S2的中间部，其中，位于中间部下方的下端部具有小于S2的刚度S3，并且其中，加强件在下端部处终止，并且其中，加强件不加强下边梁和下端部之间的内侧板和外侧板。

根据本公开的另一个方面，提供用于车辆的立柱组件，其包括外侧板附接至外侧板的内侧板。加强件附接至外侧板的上部且设置在外侧板和内侧板之间。加强件包括在立柱层级部分中的加强肋且包括在座椅底座层级部分中的不连续的壁，其中，不连续的壁通过从加强件的下端部向上延伸的开口形成。

根据本公开的其它方面，外侧板、内侧板和加强件可以提供在立柱层级处的四个横向叠置的金属厚度和在座椅底座层级处的三个横向叠置的金属厚度。外侧板和内侧板可以提供在加强件的下端部下方的两个横向叠置的金属厚度。

外侧板的外侧壁的厚度可以是T1，加强件的两个纵向延伸壁的每个的厚度可以是T1，并且内侧板的内侧壁的厚度可以是T2，其中，T1比T2厚。外侧板和加强件的上部可以在内侧板的顶端部之上延伸至车辆的车顶上边梁。加强件的立柱层级部分可以包括外侧壁和内侧壁，并且加强肋可以设置在内侧壁上且第二加强肋可以设置在外侧壁上。

立柱组件可以进一步包括内侧车顶上边梁支架和外侧车顶上边梁支架。内侧车顶上边梁支架可以固定至车顶上边梁和外侧板且覆盖加强件。外侧车顶上边梁支架可以固定至车顶上边梁和外侧板以将加强件夹在内侧车顶上边梁支架和外侧车顶上边梁支架之间。

根据本公开的另一个方面，公开的车辆包括车身和限定乘客厢的立柱。车身包括右下边梁、左下边梁和车顶。立柱在下边梁和车顶之间延伸。提供用于加强立柱的工具以在侧面撞击碰撞中，促使立柱的下部向内变形的程度大于立柱的上部。

用于加强的工具还包括在侧面撞击碰撞中，用于将立柱的上部与立柱的下部保持对齐的工具。此外，用于加强立柱的工具可以包括在立柱的上部的加强肋和由立柱的下部限定的纵长的开口。立柱的上部可以是管状且立柱的下部可以是U形壁。

根据本实用新型，提供一种车辆立柱组件，包括：

外侧板，外侧板从车顶延伸至下边梁；

附接至外侧板的加强件，加强件从车顶延伸至与下边梁间隔开的下端部，加强件在一侧中限定开口，开口从加强件的下端部向上延伸至臀部乘坐参考点层级；以及

内侧板，内侧板附接至外侧板和下边梁以封闭下端部。

根据本实用新型，提供一种车辆立柱组件，包括：

外侧板，外侧板从车顶延伸至下边梁；

附接至外侧板的加强件，加强件从车顶延伸至与下边梁间隔开的下端部，加强件在一侧中限定开口，开口从加强件的下端部向上延伸至外侧板高度的30％；以及

内侧板，内侧板附接至外侧板和下边梁以封闭下端部。

根据本实用新型的一个实施例，内侧板部分地封闭加强件，其中，内侧板从下边梁延伸至外侧板的高度的60％和75％之间。

根据本实用新型的一个实施例，加强件包括至少两个肋，至少两个肋在外侧板的上部限定凹槽并位于加强件的开口之上。

根据本实用新型的一个实施例，加强件包括至少两个肋，至少两个肋在加强件的上部限定凹槽，凹槽位于加强件的开口之上，其中上部不包括开口。

根据本实用新型的一个实施例，加强件为液压成型的管状加强件，并且在加强件的一侧中的开口横跨内侧且从加强件的下端部延伸至外侧板的高度的30％和45％之间的高度。

根据本实用新型的一个实施例，加强件通过焊接以面对面关系连接至外侧板。

根据本实用新型的一个实施例，加强件构造成包括具有刚度S1的上端部、位于上端部下方的具有小于S1的刚度S2的中间部，

其中，位于中间部下方的下端部具有小于S2的刚度S3，以及

其中，加强件在下端部处终止，以及

其中，加强件不加强下边梁和下端部之间的内侧板和外侧板。

根据本实用新型，提供一种用于车辆的立柱组件，包括：

外侧板；

内侧板；内侧板附接至外侧板；以及

加强件，加强件附接至外侧板的上部并且布置在外侧板和内侧板之间，加强件包括在立柱层级部分中的加强肋且包括在座椅底座层级部分中的不连续的壁，其中不连续的壁通过从加强件的下端部向上延伸的开口形成。

根据本实用新型，提供一种用于车辆的立柱组件，包括：

外侧板；

内侧板，内侧板附接至外侧板；以及

加强件，加强件附接至外侧板的上部并且布置在外侧板和内侧板之间，加强件在立柱层级部分包括外侧壁和内侧壁以及设置在外侧壁上的加强肋和设置在外侧壁上的第二加强肋，其中内侧壁在座椅底座层级部分中限定从加强件的下端部向上延伸的开口。

根据本实用新型的一个实施例，外侧板、内侧板和加强件在立柱层级处提供四个横向叠置的金属厚度并在座椅底座层级处提供三个横向叠置的金属厚度。

根据本实用新型的一个实施例，外侧板、内侧板和加强件在立柱层级部分提供四个横向叠置的金属厚度并在座椅底座层级部分提供三个横向叠置的金属厚度。

根据本实用新型的一个实施例，外侧板和内侧板提供在加强件的下端部下方的两个横向叠置的金属厚度。

根据本实用新型的一个实施例，外侧板的外侧壁的厚度是T1，加强件的两个纵向延伸壁的每个的厚度是T1，并且内侧板的内侧壁的厚度是T2，其中，T1比T2的厚度更厚。

根据本实用新型的一个实施例，外侧板的上部和加强件的上部在内侧板的顶端部之上延伸至车辆的车顶上边梁。

根据本实用新型的一个实施例，加强件的立柱层级部分包括外侧壁和内侧壁，并且其中，加强肋设置在内侧壁上且第二加强肋设置在外侧壁上。

根据本实用新型的一个实施例，立柱组件还包括：

内侧车顶上边梁支架，内侧车顶上边梁支架固定至车顶上边梁和外侧板且覆盖加强件；以及

外侧车顶上边梁支架，外侧车顶上边梁支架固定至车顶上边梁和外侧板以将加强件夹在内侧车顶上边梁支架和外侧车顶上边梁支架之间。

根据本实用新型，提供一种车辆，包括：

车身，车身限定乘客厢并且包括右下边梁、左下边梁和车顶；

右立柱和左立柱，右立柱和左立柱在下边梁和车顶之间延伸；以及

用于加强立柱的工具以在侧面撞击碰撞中促使立柱的座椅底座部分向内变形的程度大于立柱的立柱部分。

根据本实用新型的一个实施例，用于加强立柱的工具还包括：

用于在侧面撞击碰撞中保持立柱的立柱部分与立柱的中间部对齐的工具。

根据本实用新型的一个实施例，用于加强立柱的工具包括在立柱的立柱部分上的加强肋以及由立柱的座椅底座部分限定的纵长的开口。

根据本实用新型的一个实施例，用于加强右立柱和左立柱的工具包括在加强件的立柱部分上的加强肋以及由加强件的座椅底座部分限定的纵长的开口。

根据本实用新型的一个实施例，立柱的立柱部分为管状且立柱的座椅底座部分为U形壁。

根据本实用新型的一个实施例，加强件的立柱部分为管状且加强件的座椅底座部分为U形壁。

根据本实用新型的一个实施例，立柱在立柱的立柱部分中提供四个横向叠置的金属厚度，并且立柱在立柱的座椅底座部分中提供三个横向叠置的金属厚度。

本实用新型的有益效果在于，提供了一种符合所有顶部挤压测试和侧面撞击测试的有成本竞争力、重量轻并且是紧凑的以适合可利用的包装空间的设计参数的车辆立柱组件。

本公开的上述方面和其它方面将参照附图在下面详细描述。

附图说明

图1是以虚线示出的车辆的侧面/正面透视图，其中车辆具有以实线示出的从下边梁延伸至车顶的B柱。

图2是分离出来的车辆的B柱、下边梁和车顶的内部平面图。

图3是包括外侧板、加强件和内侧板的B柱的分解立体图。

图4是加强件的外侧立体图。

图5是在组装内侧板之前的外侧板和加强件组装在一起的内侧正视图。

图6是沿图2中的线6-6截取的截面图。

图7是沿图2中的线7-7截取的截面图。

具体实施方式

参考附图公开示出的实施例。然而，应当理解，所公开的实施例仅为可以以不同的和替代形式实施的实例。附图未必按比例绘制，并且可放大或缩小一些特征来显示特定部件的细节。所公开的具体的结构性和功能性细节不应解释为限制，而是作为用于教导本领域技术人员如何实践本公开概念的代表性基础。

参考图1，以虚线示出的车辆10具有以实线表示的B柱组件12。B柱组件12从车辆10的下边梁组件16延伸至车顶组件18。车辆10包括在车辆10的相对两侧上的B柱组件12之间并且在下边梁组件16和车顶组件18之间的乘客厢20。提供包括座椅底座22的多个座椅21。

B柱组件12可以被细分为三个部分，它们大体上位于立柱层级(level)P、座椅底座层级B以及位于在立柱层级P和座椅底座层级B之间的中间部分I内。位于座椅底座22正上方是称为臀部乘坐参考点(hip seatingreference point)设计位置H。

参考图2，B柱组件12大体上组装在下边梁组件16和车顶上边梁24之间。B柱组件12包括内侧板26、外侧板28和加强件30。B柱组件12通过车顶上边梁支架组件32组装至车顶上边梁24。

参考图3，B柱组件12示出为具有从外侧板28分离的内侧板26和加强件30。外侧板28包括大体上是帽状横截面的凹槽36，并包括设置在凹槽36的相对两侧上的两个凸缘38。后门铰链座40在凹槽36的内侧示出，适用于接收后门的铰链(未示出)。

加强件30限定在下部44中的大体上对应于座椅底座层级B的纵长的开口42。纵长的开口42从加强件30的下端部46延伸至B柱组件12的中间部分I。由加强件30限定的纵长的开口42产生加强件30的不连续的壁部48。不连续的壁部48不像加强件30的其它部分那么硬，因为不连续的壁部48在纵长的开口42的区域中不完全是管状的。加强件30包括在加强件的外侧上的后肋54，该后肋54将会参考图4至图7更具体的描述。

参考图4，单独示出了加强件30的外侧。可以通过加强件30的外侧中的检测孔看到纵长的开口42。纵长的开口位于加强件30的下部44中。前肋52和后肋54示出为与形成在加强件30的外侧上的凹槽56结合。前肋52、后肋54和凹槽56示出为大体地包括在加强件30的上部58中。

参考图5，加强件30示出为焊接至外侧板28。加强件30限定位于加强件30的内侧上的纵长的开口42。加强件30被接收在凹槽36内，凹槽36形成在外侧板28的凸缘38之间的外侧板28中。

参考图6，穿过加强件30、外侧板28和内侧板26截取截面。横截面是沿图2中的线6-6截取的，并且表示穿过B柱组件12的立柱层级P截取的横截面。加强件包括限定凹槽56的前肋52和后肋54。前肋52和后肋54提供加强件30的额外的刚度。加强件30和外侧板28的厚度对应于大于内侧板26的厚度T2的厚度T1。

参考图7，穿过加强件30、外侧板28和内侧板26截取截面。横截面是沿图2中的线7-7截取的，并且表示穿过B柱组件12的座椅底座层级B截取的横截面。加强件包括纵长的开口42。纵长的开口42用作减小位于座椅底座B的层级处的B柱组件的刚度。

在侧面的撞击中，B柱组件12首先接收位于座椅底座层级B的撞击载荷。B柱绕在立柱层级P的顶部附近的枢轴向内枢转，在立柱层级P处B柱连接至车顶组件18。B柱的下部移动大于上部，从而导致B柱12以类似钟摆的方式移动。结果，减小了向乘客厢内的侵入。

上述实施例无法描述本公开的所有可能形式的具体实例。示出的实施例的特征可以组合以形成所公开概念的进一步的实施例。在说明书中使用的是描述性而不是限制性词语。以下权利要求的范围比具体公开的实施例更广泛，并且还包括示出的实施例的变型。

Claims

1.一种车辆立柱，其特征在于，包括：

外侧板，所述外侧板从车顶延伸至下边梁；

附接至所述外侧板的加强件，所述加强件从所述车顶延伸至与所述下边梁间隔开的下端部，所述加强件在一侧中限定开口，所述开口从所述加强件的下端部向上延伸至所述外侧板高度的30％；以及

内侧板，所述内侧板附接至所述外侧板和所述下边梁以封闭所述下端部。

2.根据权利要求1所述的车辆立柱，其特征在于，所述内侧板部分地封闭所述加强件，其中，所述内侧板从所述下边梁延伸至所述外侧板的高度的60％和75％之间。

3.根据权利要求1所述的车辆立柱，其特征在于，所述加强件包括至少两个肋，所述至少两个肋在所述加强件的上部限定凹槽，所述凹槽位于所述加强件的开口之上，其中所述上部不包括所述开口。

4.根据权利要求1所述的车辆立柱，其特征在于，所述加强件为液压成型的管状加强件，并且在所述加强件的一侧中的所述开口横跨内侧且从所述加强件的所述下端部延伸。

5.根据权利要求1所述的车辆立柱，其特征在于，所述加强件通过焊接以面对面关系连接至所述外侧板。

6.根据权利要求1所述的车辆立柱，其特征在于，所述加强件构造成包括具有刚度S₁的上端部、位于所述上端部下方的具有小于S₁的刚度S₂的中间部，

其中，位于所述中间部下方的所述下端部具有小于S₂的刚度S₃，以及

其中，所述加强件在所述下端部处终止，以及

其中，所述加强件不加强所述下边梁和所述下端部之间的所述内侧板和所述外侧板。

7.一种用于车辆的立柱组件，其特征在于，包括：

外侧板；

内侧板，所述内侧板附接至所述外侧板；以及

加强件，所述加强件附接至所述外侧板的上部并且布置在所述外侧板和所述内侧板之间，所述加强件在立柱层级部分包括外侧壁和内侧壁以及设置在所述外侧壁上的加强肋和设置在所述外侧壁上的第二加强肋，并且其中所述内侧壁在座椅底座层级部分中限定从所述加强件的下端部向上延伸的开口。

8.根据权利要求7所述的立柱组件，其特征在于，所述外侧板的外侧壁的厚度是T₁，所述加强件的两个纵向延伸壁的每个的厚度是T₁，并且所述内侧板的内侧壁的厚度是T₂，其中，所述T₁比所述T₂的厚度更厚。

9.根据权利要求7所述的立柱组件，其特征在于，所述外侧板的上部和所述加强件的上部在所述内侧板的顶端部之上延伸至所述车辆的车顶上边梁。

10.根据权利要求7所述的立柱组件，其特征在于，还包括：

内侧车顶上边梁支架，所述内侧车顶上边梁支架固定至车顶上边梁和所述外侧板且覆盖所述加强件；以及

外侧车顶上边梁支架，所述外侧车顶上边梁支架固定至所述车顶上边梁和所述外侧板以将所述加强件夹在所述内侧车顶上边梁支架和所述外侧车顶上边梁支架之间。

11.一种车辆，其特征在于，包括：

车身，所述车身限定乘客厢并且包括右下边梁、左下边梁和车顶；

右立柱和左立柱，所述右立柱和所述左立柱在所述下边梁和所述车顶之间延伸；以及

用于加强所述右立柱和所述左立柱以在侧面撞击碰撞中促使所述右立柱和所述左立柱的座椅底座部分向内变形的程度大于所述右立柱和所述左立柱的立柱部分的程度的工具。

12.根据权利要求11所述的车辆，其特征在于，所述用于加强所述右立柱和所述左立柱的工具还包括：

用于在侧面撞击碰撞中保持所述右立柱和所述左立柱的所述立柱部分与所述右立柱和所述左立柱的中间部对齐的工具。

13.根据权利要求11所述的车辆，其特征在于，所述用于加强所述右立柱和所述左立柱的工具包括在加强件的所述立柱部分上的加强肋以及由所述加强件的所述座椅底座部分限定的纵长的开口。

14.根据权利要求13所述的车辆，其特征在于，所述加强件的所述立柱部分为管状且所述加强件的所述座椅底座部分为U形壁。