CN212980353U - 车辆及其b柱组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于车辆技术领域,旨在解决现有车辆的抗侧碰性能不足的问题。本实用新型提供了一种车辆及其B柱组件,B柱组件包括外板和内板以及设置在二者围成的空腔内的增强构件,增强构件包括基体以及在基体两侧靠近两端的连接部,基体两侧的连接部分别与外板的内侧和内板的外侧粘接。优选地,基体与外板之间形成有避让空间,在内板外侧于基体上下端的位置设有4个定位块,在烘烤发泡粘接前通过自注塑卡扣和销子预定位安装,增强构件采用增韧尼龙制成。通过内板、外板以及增强构件协同作用,使B柱组件能更好地变形吸能,并能避免变形过大,保持车身的完整性。通过连接结构、避让空间以及增韧尼龙材料的综合作用,进一步提高了车辆的抗侧碰性能。
Description
技术领域
本实用新型属于车辆技术领域,具体提供一种车辆及其B柱组件。
背景技术
随着国民可支配收入的增长和消费的升级,人们对汽车产品的关注点不再局限于外观和价格,车辆的舒适性和安全性也越来越备受关注。
车辆在行驶过程中经常发生的碰撞事故主要有正面碰撞和侧面碰撞。由于安全气囊的设置、车辆头部的保险杠以及发动机舱的存在,在正面碰撞事故发生时有足够的缓冲吸能空间。而车辆侧部在发生侧面碰撞事故时没有足够的缓冲吸能空间。为了减小侧面碰撞事故对驾乘人员产生的伤害,需要提高车辆的B柱组件的抗侧碰性能。通常,车辆的B柱组件包括外板和内板,外板内侧设置有外板加强板,内外外侧设置有内板加强板,在外板和内板之间形成有空腔,通过空腔来提高B柱组件的缓冲吸能性能,具备吸收侧碰冲击的能力。不过,即使采用足够好的热成型钢材或6系7系等高强度铝材来制作高强度的缓冲吸能结构,也会因为B柱组件上布置了门铰链、门锁扣和门密封条等车辆零部件而使得用于缓冲和吸能的B柱组件横截面空腔的体积十分有限,进而导致B柱组件的抗侧碰性能大大降低,在发生侧碰事故时B柱组件会发生严重的变形甚至断裂而侵入乘员舱内,从而使驾乘人员受到直接的撞击而受伤。此外,碰撞法规越来越严格,逐渐向欧标、美标、IIHS等国际标准看齐,需要不断提高B柱组件的抗侧碰性能。
公开号为CN210653347U的实用新型专利公开了一种汽车的B柱组件,B柱组件包括加强板和内板,加强板和内板之间形成空腔,空腔内靠近上部的位置设置有加强结构,加强结构包括玻纤增强尼龙复合材料注塑骨架以及附着在注塑骨架上的热膨胀结构胶层。热膨胀结构胶层受热后发泡固化,填充注塑骨架与加强板和内板之间的间隙,使加强板、内板、注塑骨架以及热膨胀胶层形成一个受力整体,提升了车身顶压性能。B柱组件作为抵抗车顶压溃和侧面结构大变形的主要承载部件,不仅需要有良好的抗顶压性能,而且还需要有很好的抗侧碰性能。不过,本申请的发明人经过分析和仿真实验,该B柱组件的抗侧碰性能并不理想。
因此,本领域需要一种新的技术方案来解决上述问题。
实用新型内容
为了解决现有技术中的上述问题,即为了解决现有车辆的B柱组件抗侧碰性能不足的问题,一方面本实用新型提供了一种车辆的B柱组件,所述B柱组件包括彼此连接的外板和内板,所述外板与所述内板之间形成有空腔,所述空腔内设置有增强构件,所述增强构件包括基体,所述基体在外侧靠近两端的位置分别形成有第一上连接部和第一下连接部,所述基体在内侧靠近两端的位置分别形成有第二上连接部和第二下连接部,所述第一上连接部和所述第一下连接部均与所述外板的内侧粘接,所述第二上连接部和所述第二下连接部与所述内板的外侧粘接。
在上述B柱组件的优选技术方案中,所述第一上连接部和所述第一下连接部采用环氧胶分别与所述外板粘接;并且/或者所述第二上连接部和所述第二下连接部分别采用环氧胶与所述内板粘接。
在上述B柱组件的优选技术方案中,所述第一下连接部与所述外板之间的粘接面积大于所述第一上连接部与所述外板之间的粘接面积,所述第二下连接部与所述内板之间的粘接面积大于所述第二上连接部与所述内板之间的粘接面积;并且/或者所述第二下连接部与所述内板之间的粘接面积大于所述第一下连接部与所述外板之间的粘接面积,所述第二上连接部与所述内板之间的粘接面积大于所述第一上连接部与所述外板之间的粘接面积。
在上述B柱组件的优选技术方案中,所述基体的外侧与所述外板之间中间段形成有避让空间。
在上述B柱组件的优选技术方案中,所述基体上在所述第一上连接部和所述第一下连接部之间的位置形成有槽状结构,所述槽状结构与所述外板围成所述避让空间。
在上述B柱组件的优选技术方案中,所述基体的内侧靠近两端的位置分别设置有定位块,所述定位块与所述内板的外侧抵接。
在上述B柱组件的优选技术方案中,所述基体的外侧和/或内侧交错分布有多个栅板。
在上述B柱组件的优选技术方案中,所述增强构件采用增韧尼龙材料制成。
在上述B柱组件的优选技术方案中,所述增韧尼龙材料为PA66/POE复合材料。
在上述B柱组件的优选技术方案中,所述B柱组件还包括连接至所述外板的外板加强板和/或连接至所述内板的内板加强板和侧碰加强板。
本领域技术人员能够理解的是,在本实用新型的技术方案中,B柱组件包括彼此连接的外板和内板,外板与内板之间形成有空腔,空腔内设置有增强构件,增强构件包括基体,基体在外侧靠近两端的位置分别形成有第一上连接部和第一下连接部,基体在内侧靠近两端的位置分别形成有第二上连接部和第二下连接部,第一上连接部和第一下连接部均与外板的内侧粘接,第二上连接部和第二下连接部均与内板的外侧粘接。
通过这样的设置,在受到侧面撞击时,增强构件的两端分别对外板的连接位置和内板的连接位置产生沿其长度方向的拉力,使B柱组件能够产生适量的形变吸能,并防止变形过大甚至断裂的情况发生,提高了B柱组件的抗侧碰性能。具体而言,在发生侧面碰撞的过程中,外板在外侧受到朝向车辆内侧的撞击力而在中部发生弯折变形,增强构件的基体的外侧靠近两端设置的第一上连接部和第一下连接部对外板的内侧连接点产生拉力,增强构件的基体随着外板的弯曲产生相同趋势的弯曲形变以及沿长度方向的拉伸形变,增强构件的内侧靠近两端设置的第二上连接部和第二下连接部对内板的外侧连接点产生拉力,内板受到增强构件和外板的作用力而产生相同趋势的弯曲形变以及沿长度方向的拉伸形变。在此过程中,增强构件和内板能够随外板产生变形吸能并能够抵抗外板的变形。通过外板、内板以及增强构件的协同作用,使B柱组件整体能够产生适量的形变而充分发挥吸能作用,同时能够防止B柱组件变形过大甚至断裂致使碰撞结构的侵入量过大而对驾乘人员产生伤害的情况发生,即在外板和内板由于变形过大而可能发生断裂时,增强构件能够连接内外板最大折弯部位的上下连接位置,保持车身B柱组件的完整性,对撞击物起到了良好的拦截作用。
优选地,第一上连接部、第一下连接部、第二上连接部和第二下连接部均采用环氧胶分别与外板和内板粘接。生产过程中,基体141先注塑成型,然后将基体141置入环氧胶模具经二次注塑一体成型。在将增强构件与外板、内板装配到位后,环氧胶经涂装电泳烘烤后发泡膨胀,填充连接部位的间隙,冷却后环氧胶固化变硬。通过这样的设置,方便了增强构件和外板、内板的粘接。此外,固化后的环氧胶具有良好的抗拉、抗压和抗剪等力学性能,提高了增强构件与外板、内板的连接强度和可靠性,提高了B柱组件的抗侧碰性能。
优选地,第一下连接部与外板之间的粘接面积大于第一上连接部与外板之间的粘接面积,第二下连接部与内板之间的粘接面积大于第二上连接部与内板之间的粘接面积,在发生侧碰过程中内板的变形量较大的情况下,第一上连接部和第二上连接部的环氧胶容易脱开并且第一下连接部和第二下连接部的环氧胶能够保持粘接,使得增强构件可以产生更大的弯曲形变以吸收更多的冲击能,从而减少B柱组件的入侵量。第二下连接部与内板之间的粘接面积大于第一下连接部与外板之间的粘接面积,第二上连接部与所述内板之间的粘接面积大于第一上连接部与外板之间的粘接面积,增强构件与内板之间的粘接力更大,连接更加牢固,在牵拉受力变形过程中继续吸能。
优选地,基体的外侧与外板之间形成有避让空间,如基体上在第一连接部和第二连接部之间的位置形成有槽状结构,槽状结构与外板围成该避让空间。通过这样的设置,在发生侧面碰撞的过程中,外板受到碰撞物的撞击时先发生变形并吸收一部分冲击能。当外板的变形量增加到一定程度时外板与增强构件的基体完全贴合,增强构件和外板共同受到冲击力发生变形而吸收冲击能,同时将部分冲击力传递至内板。
优选地,基体的外侧和/或内侧交错分布有多个栅板,多个栅板之间形成了多个槽腔。在基体受到外板和内板的挤压时,多个栅板形成的结构提高了基体的强度,在撞击力较大的情况下,栅板发生溃缩吸收部分冲击能量,从而提高了增强构件的吸能能力。
优选地,增强构件采用增韧尼龙材料制成。优选地,增韧尼龙材料为PA66/POE复合材料。由于增韧尼龙材料具有很高的韧性、断后伸长率、抗拉/抗弯强度以及拉伸/弯曲模量,PA66/POE复合材料的最大断后伸长率超过70%,使得在发生侧碰时增强构件受到外板和内板的拉力、挤压力以及冲击力,能够更大程度地吸收冲击能而不被折断。
优选地,B柱组件还包括连接至外板的外板加强板和/或连接至内板的内板加强板,外板加强板和/或内板加强板提高了外板和/或内板的强度和刚度,进一步提升了B柱组件的抗侧碰性能。
此外,本实用新型还提供一种车辆,包括上述技术方案中任一项的车辆的B柱组件。需要说明的是,该车辆具有上述车辆的B柱组件的全部技术效果,在此不再赘述。
方案1、一种车辆的B柱组件,其特征在于,所述B柱组件包括彼此连接的外板和内板,所述外板与所述内板之间形成有空腔,所述空腔内设置有增强构件,所述增强构件包括基体,所述基体在外侧靠近两端的位置分别形成有第一上连接部和第一下连接部,所述基体在内侧靠近两端的位置分别形成有第二上连接部和第二下连接部,所述第一上连接部和所述第一下连接部均与所述外板的内侧粘接,所述第二上连接部和所述第二下连接部均与所述内板的外侧粘接。
方案2、根据方案1所述的B柱组件,其特征在于,所述第一上连接部和所述第一下连接部采用环氧胶分别与所述外板粘接;并且/或者所述第二上连接部和所述第二下连接部分别采用环氧胶与所述内板粘接。
方案3、根据方案2所述的B柱组件,其特征在于,所述第一下连接部与所述外板之间的粘接面积大于所述第一上连接部与所述外板之间的粘接面积,所述第二下连接部与所述内板之间的粘接面积大于所述第二上连接部与所述内板之间的粘接面积;并且/或者所述第二下连接部与所述内板之间的粘接面积大于所述第一下连接部与所述外板之间的粘接面积,所述第二上连接部与所述内板之间的粘接面积大于所述第一上连接部与所述外板之间的粘接面积。
方案4、根据方案2所述的B柱组件,其特征在于,所述基体的外侧与所述外板之间中间段形成有避让空间。
方案5、根据方案4所述的B柱组件,其特征在于,所述基体上在所述第一上连接部和所述第一下连接部之间的位置形成有槽状结构,所述槽状结构与所述外板围成所述避让空间。
方案6、根据方案1至5中任一项所述的B柱组件,其特征在于,所述基体的内侧靠近两端的位置分别设置有定位块,所述定位块与所述内板的外侧抵接。
方案7、根据方案1至5中任一项所述的B柱组件,其特征在于,所述基体的外侧和/或内侧交错分布有多个栅板。
方案8、根据方案1至5中任一项所述的B柱组件,其特征在于,所述增强构件采用增韧尼龙材料制成。
方案9、根据方案8所述的B柱组件,其特征在于,所述增韧尼龙材料为PA66/POE复合材料。
方案10、根据方案1至5中任一项所述的B柱组件,其特征在于,所述B柱组件还包括连接至所述外板的外板加强板和/或连接至所述内板的内板加强板和侧碰加强板。
方案11、一种车辆,其特征在于,所述车辆包括方案1至10中任一项所述的车辆的B柱组件。
附图说明
下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式,附图中:
图1是本实用新型一种实施例中车辆左侧的B柱组件的爆炸图;
图2是本实用新型一种实施例中车辆左侧的B柱组件的增强构件中基体的结构图一;
图3是本实用新型一种实施例中车辆左侧的B柱组件的增强构件中基体的结构图二;
图4是本实用新型一种实施例中车辆左侧的B柱组件的增强构件的结构图一;
图5是本实用新型一种实施例的中车辆左侧的B柱组件的增强构件的结构图二;
图6是本实用新型一种实施例中车辆右侧的B柱组件的增强构件的结构图一;
图7是本实用新型一种实施例中车辆右侧的B柱组件的增强构件的结构图二;
图8是本实用新型一种实施例中车辆的左侧B柱组件的装配图;
图9是沿图8中上部安装点处A-A面的剖视图;
图10是沿图8中中部安装点处B-B面的剖视图;
图11是沿图8中增强构件下部C-C面的剖视图;
图12是侧碰法规中移动变形壁障MDB的示意图(示出了碰撞块的碰撞高度范围);
图13是本实用新型一种实施例的车辆B柱组件中增强构件的检具的示意图;
图14是用新型一种实施例的车辆B柱组件中增强构件装卡至检具的状态示意图。
附图标记列表:
1、B柱组件;11、外板;12、内板;13、空腔;14、增强构件;141、基体;1421、第一上连接部;1422、第一下连接部;143、槽状结构;1441、第二上连接部;1442、第二下连接部;145、栅板;151、外板加强板;152、内板加强板;153、侧碰加强板;161、上部定位安装卡扣;162、中部安装卡扣;163、下部定位柱;171、上部定位块;172、下部定位块;18、环氧胶;2、检具。
具体实施方式
首先,本领域技术人员应当理解的是,下面描述的实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理,并非旨在限制本实用新型的保护范围。例如,虽然本实用新型实施例中B柱组件的外板和内板的材质为6系和7系铝材制成,但是这并不能对本实用新型的保护范围构成限制,本领域技术人员可以根据需要对其作出调整,以便适应具体的应用场合,如本实用新型B柱组件的外板和内板的材质也可以是冷冲压钢、热成型钢、碳纤维复合材料等。显然,调整后的技术方案仍将落入本实用新型的保护范围。
需要说明的是,在本实用新型的描述中,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。外板的内侧指的是外板朝向车内的一侧,内板的外侧指的是内板朝向车外的一侧,基体的内侧是指基体朝向车内的一侧,基体的外侧是指基体朝向车外的一侧,内板加强板的外侧指的是内板加强板朝向车外的一侧,外板加强板的内侧指的是外板加强板朝向车内的一侧。
此外,还需要说明的是,在本实用新型的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“设置”、“相连”、“连接”应作广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,还可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面参照图1至图14,来对本实用新型最优选的一种实施例进行详细介绍。其中,图1是本实用新型一种实施例中车辆左侧的B柱组件的爆炸图,图2是本实用新型一种实施例中车辆左侧的B柱组件的增强构件中基体的结构图一,图3是本实用新型一种实施例中车辆左侧的B柱组件的增强构件中基体的结构图二,图4是本实用新型一种实施例中车辆左侧的B柱组件的增强构件的结构图一,图5是本实用新型一种实施例的中车辆左侧的B柱组件的增强构件的结构图二,图6是本实用新型一种实施例中车辆右侧的B柱组件的增强构件的结构图一,图7是本实用新型一种实施例中车辆右侧的B柱组件的增强构件的结构图二,图8是本实用新型一种实施例中车辆的左侧B柱组件的装配图,图9是沿图8中上部安装点处A-A面的剖视图,图10是沿图8中中部安装点处B-B面的剖视图,图11是沿图8中增强构件下部C-C面的剖视图,图12是侧碰法规中移动变形壁障MDB的示意图(示出了碰撞块的碰撞高度范围),图13是本实用新型一种实施例的车辆B柱组件中增强构件的检具的示意图,图14是用新型一种实施例的车辆B柱组件中增强构件装卡至检具的状态示意图。
如图1所示,B柱组件1包括外板11、外板加强板151、内板12、内板加强板152、侧碰加强板153以及增强构件14。其中,外板加强板151采用7系铝材制成,外板11、内板12、内板加强板152以及侧碰加强板153采用6系铝材制成,增强构件14采用PA66/POE复合材料制成。如图2至7所示,增强构件14包括基体141,基体141的外侧和内侧交错分布有多个栅板145,中心区域的栅板145之间围成通孔腔,四周区域的栅板145围成多个槽腔,基体141内侧和外侧的槽腔交错分布。中心区域的通孔腔结构相比底部封闭的槽腔适当减弱,使得此区域结构更易更多地拉伸变形吸能。基体141在外侧靠近两端中心的位置分别形成有凸出的第一上连接部1421和第一下连接部1422,第一上连接部1421与第一下连接部1422之间形成有槽状结构143,基体141在内侧靠近两端的位置分别形成有高度与内侧基本平齐的两个第二上连接部1441和两个第二下连接部1422。基体141先注塑成型,然后将基体141置入环氧胶模具经二次注塑一体成型(环氧胶18参见图4至图7中阴影部分)。如图3所示,基体141的内侧在靠近上端、中部以及下端的位置分别一体成型有上部定位安装卡扣161、中部安装卡扣162以及下部定位柱163,基体41的内侧上端和下端位置分别形成有两个上部定位块171和两个下部定位块172。参照图13和14,本实用新型具有良好的定位基准体系并开发有检具检测系统,两个上部定位块171和两个下部定位块172分别作为形位公差中的A1、A2、A3、A4基准,形成支撑面,限制3个方向自由度。上部定位安装卡扣161作为定位点,为B基准,限制2个方向自由度,下部定位柱163作为C基准,限制最后1个方向自由度,并通过检具2对增强构件14的尺寸以及增强构件14上的环氧胶18的轮廓度进行检定,保证装配后的尺寸精度。
在焊装装配过程中,基体141通过其内侧的上部定位安装卡扣161、中部安装卡扣162以及下部定位柱163插入内板12上的安装孔内,基体141内侧的两个上部定位块171和两个下部定位块172分别与内板加强板152的外侧面和内板12的外侧面抵接,在精确定位之后通过卡接方式实现增强构件14的预定位安装,之后再将外板11与内板12扣装在一起,通过焊接方式将外板11和内板12焊接固定。
如图8至图11所示,在装配好的情况下,外板11和内板12之间形成有空腔13,外板加强板151、内板加强板152、侧碰加强板153以及增强构件14设置于空腔13内。具体地,外板加强板151通过焊接、粘接、铆接等方式固定至外板11的内侧面,内板加强板152和侧碰加强板153通过焊接、粘接、铆接等方式固定至内板12的外侧面。基体141上的上部定位安装卡扣161、中部安装卡扣162以及下部定位柱163插入到内板12上对应的安装孔内实现定位安装。两个上部定位块171与内板加强板152的外侧面抵接,两个下部定位块172与内板12的外侧面抵接,使得第二上连接部1441与内板加强板152的外侧面之间具有2mm的间隙,第二下连接部1442与内板12的外侧面之间具有2mm的间隙。第一上连接部1421与外板加强板151之间具有2mm的间隙,第一下连接部1422与外板11的内侧面之间具有2mm的间隙。基体141外侧的槽状结构143的槽底与外板加强板151之间具有15~20mm,槽状结构143与外板加强板151围成避让空间。其中,第二上连接部1441的粘接面积大于第一上连接部1421的粘接面积,第二下连接部1442的粘接面积大于第一下连接部1422的粘接面积,第一下连接部1422的粘接面积大于第一上连接部1421的粘接面积,第二下连接部1442的粘接面积大于第二上连接部1441的粘接面积。
装配至车辆的车架的B柱组件1随着车架在涂装电泳过程中受到高温烘烤,环氧胶18发泡膨胀而填充连接部位的2mm间隙,冷却后环氧胶固化变硬,从而将增强构件14与待连接构件牢固粘接在一起。
现有技术中的增强构件采用玻纤增强尼龙复合材料(含30%-40%的玻璃纤维),其拉伸断裂时的最大应力达到180Mpa,虽然具有很高的抗拉/抗弯强度,但是其断后伸长率不超过3%,采用玻纤增强尼龙复合材料制造的增强构件韧性较差,在受到冲击时吸能效果不好。而本申请的增强构件14使用的PA66/POE复合材料具有很好的韧性、适中的抗拉/抗弯强度和良好的缺口冲击强度,其断后伸长率超过70%,远大于玻纤增强尼龙复合材料的断后伸长率,拉伸/弯曲强度达到40Mpa以上,拉伸/弯曲模量达到1500Mpa以上,缺口冲击强度达到80KJ/m2以上。需要说明的是,上述材料性能参数均是基于ISO标准的检测值。
发明人通过对填充玻纤增强尼龙材质增强构件的B柱组件施加侧碰撞击力进行力学仿真后发现,增强构件的应力分布不均匀,增强构件的中部位置存在着很大的应力,增强构件的中部成为了B柱组件增强构件的高风险断裂位置,仿真过程中受到设定的冲击力后B柱组件整体从中部位置断开。
发明人通过对本实用新型的B柱组件施加侧碰撞击力进行力学仿真后发现,增强构件的应力分布比较均匀,受到相同冲击力后B柱组件产生了具有较小的弯曲变形,并且整体保持完整。可以看出,本实用新型的B柱组件具有良好的抗侧碰性能。
参照图12侧碰法规规定,侧面碰撞试验使用前端安装IIHS碰撞块的移动变形壁障MDB撞击试验车辆驾驶员侧,碰撞块的重心位置离地面高度为556±25mm,碰撞块的最高点离地面高度为759mm,碰撞块的最低点离地面的高度为379mm,试验车辆的B柱组件的中间一段填充增强构件14,增强构件14总高度约为B柱组件1高度的一半,增强构件14的上端高于碰撞块的最高点至少10mm,增强构件14的下端低于碰撞块的最低点至少10mm,从而将碰撞块的碰撞范围完全包络在内。而现实中多数车辆发生侧碰的高度范围大致在该范围内,从而在实际侧碰过程中起到定点缓冲和保护作用。
从材料的力学参数比对和仿真受力分析可以得出,本实用新型的B柱组件的抗侧碰性能高于预期。腰线侵入量较小,假人头部胸部也受到了有效保护。
下面对本申请的B柱组件碰撞过程进行介绍。由于第一上连接部1421与第一下连接部1422之间具有槽状结构143,槽状结构143与外板加强板151之间围成避让空间,使得增强构件14与外板加强板151之间具有一定的缓冲空间。在车辆的B柱组件1受到侧面碰撞时,外板11受到撞击先发生变形,与外板11连接在一起的外板加强板151随着外板11一起变形,外板11和外板加强板151变形吸收一定的冲击能。随着变形量的增加,外板加强板151与增强构件14之间的缓冲空间逐渐减小并最终消失,外板加强板151与增强构件14完全贴合,增强构件14与外板11和外板加强板151一起变形。
通过外板11、外板加强板151、增强构件14、内板12、内板加强板152的协同配合,既提高了B柱组件1的结构强度和刚度,又提高了吸能作用,从而提高了B柱组件1的抗侧碰性能。基体141的外侧和内侧交错分布多个栅板145,能够通过栅板145提高增强构件14的刚度,并且在B柱组件1受到侧面撞击的过程中通过栅板145的溃缩进一步吸收冲击能。由于B柱组件1受到从外板11朝向内板12方向的撞击,B柱组件1在发生弯曲时内板12的拉伸变形相对更大,第二上连接部1441和第二下连接部1442的高度与基体141内侧基本平齐,并且两个第二上连接部1441和两个第二下连接部1442分别设置在靠近基体141四角的位置,第二上连接部1441的粘接面积大于第一上连接部1421的粘接面积,第二下连接部1442的粘接面积大于第一下连接部1422的粘接面积,使得增强构件14与内板12的粘接强度更大,基体141受到的粘接力分布更加均匀,基体141上的上部定位块171和下部定位块172与内板12和内板加强板152的外侧面抵接,保证了增强构件14与两侧的外板11、外板加强板151以及内板12、内板加强板152之间的装配间隙,保证了安装精度,使得基体141上环氧胶18发泡后能够与外板11、外板加强板151以及内板12、内板加强板152可靠地粘接,有效地提升了B柱组件1的抗侧碰性能,从而在发生侧碰过程中更加有效地保证B柱组件的完整性。
本领域技术人员可以理解的是,基体141的外侧和内侧交错分布多个栅板145是一种较为优选的设置方式,本领域技术人员可以根据实际情况对其作出调整,如仅基体141的外侧或内侧设置多个栅板145,或者基体141也可以不设置栅板145。此外,B柱组件1包括外板加强板151、内板加强板152以及侧碰加强板153仅是一种优选的设置方式,本领域技术人员可以根据实际情况对其作出调整,如B柱组件1仅包括外板加强板151、内板加强板152、或侧碰加强板153,也可以不包括外板加强板151、内板加强板152以及侧碰加强板153,相应地增强构件14连接至外板11和内板12,槽状结构143与外板11围成避让空间。只不过这样的B柱组件1的抗侧碰效果不如上述B柱组件1的抗侧碰性能好。
本领域技术人员还可以理解的是,增强构件12选用PA66/POE复合材料制造仅是一种较为优选的设置方式,本领域技术人员也可以选用PA6/POE复合材料、PA/聚烯烃弹性体复合材料、PA/SEBS弹性体等。基体141的外侧设置凸起的第一上连接部1421和第一下连接部1422而在第一上连接部1421与第一下连接部1422之间形成槽状结构143,通过槽状结构143与外板增强板151围成避让空间,仅是一种具体的设置方式,本领域技术人员可以根据需要对其做出调整,如可以是外板加强板151的内侧弧面与基体141外侧围成避让空间,或者在基体141的外侧形成槽状结构,外板加强板151的内侧弧面与槽状结构围成避让空间等。
参照图1至图14,在一种次优选的实施例中,B柱组件1包括外板11、外板加强板151、内板12、内板加强板152、侧碰加强板153以及增强构件14。其中,外板加强板151采用7系铝材制成,外板11、内板12、内板加强板152以及侧碰加强板153采用6系铝材制成。如图2至7所示,增强构件14包括基体141,基体141的外侧和内侧交错分布有多个栅板145,多个栅板145之间形成了多个槽腔。基体141在外侧靠近两端中心的位置分别形成有高度与外侧基本平齐的第一上连接部1421和第一下连接部1422,基体141在内侧靠近两端的位置分别形成有高度与内侧基本平齐的第二上连接部1441和第二下连接部1422,基体141先注塑成型,然后将基体141置入环氧胶模具经二次注塑一体成型(环氧胶18参见图4至图7中阴影部分)。基体141的内侧在靠近上端、中部以及下端的位置分别一体成型有上部定位安装卡扣161、中部安装卡扣162以及下部定位柱163,基体41的内侧上端和下端位置分别形成有两个上部定位块171和两个下部定位块172。参照图13和14,本实用新型具有良好的定位基准体系并开发有检具检测系统,两个上部定位块171和两个下部定位块172分别作为形位公差中的A1、A2、A3、A4基准,形成支撑面,限制3个方向自由度。上部定位安装卡扣161作为定位点,为B基准,限制2个方向自由度,下部定位柱163作为C基准,限制最后1个方向自由度,并通过检具2对增强构件14的尺寸以及增强构件14上的环氧胶18的轮廓度进行检定,保证装配后的尺寸精度。
在装配好的情况下,外板11和内板12之间形成有空腔13,外板加强板151、内板加强板152、侧碰加强板153以及增强构件14设置于空腔13内。具体地,外板加强板151通过焊接、粘接连接、铆接等方式固定至外板11的内侧面,内板加强板152和侧碰加强板153通过焊接、粘接、铆接等方式固定至内板12的外侧面。基体141上的上部定位安装卡扣161、中部安装卡扣162以及下部定位柱163插入到内板12上对应的安装孔内实现定位安装。两个上部定位块171与内板加强板152的外侧面抵接,两个下部定位块172与内板12的外侧面抵接,使得第二上连接部1441与内板加强板152的外侧面之间具有2mm的间隙,第二下连接部1442与内板12的外侧面之间具有2mm间隙,第一上连接部1421与外板加强板151的内侧面之间具有2mm的间隙,第一下连接部1422与外板11的内侧面之间具有2mm的间隙。环氧胶18经涂装电泳烘烤后发泡膨胀填充连接部位的2mm间隙,冷却后环氧胶固化变硬,从而将增强构件14与待连接构件牢固粘接在一起。
可以理解的是,增强构件14的上下两端也可以分别采用聚氨酯结构胶、丙烯酸结构胶或其他合适的结构胶等与外板加强板151和内板加强板152粘接。也就是说,主要采用增强构件14两端分别与外板11和内板12连接,通过增强构件14与外板11、内板12之间的协同牵拉作用来改善吸能性能和抗冲击性能,从而提高B柱组件1的抗侧碰性能。
参照图1至图14,在另一种次优选的实施例中,B柱组件1包括外板11、外板加强板151、内板12、内板加强板152、侧碰加强板153以及增强构件14。其中,外板加强板151采用7系铝材制成,外板11、内板12、内板加强板152以及侧碰加强板153采用6系铝材制成,增强构件14采用PA66/POE复合材料制成。参照图2至7,增强构件14包括基体141,基体141的外侧和内侧交错分布有多个栅板145,多个栅板145之间形成了多个槽腔。基体141的内侧在靠近上端、中部以及下端的位置分别一体成型有上部定位安装卡扣161、中部安装卡扣162以及下部定位柱163,基体41的内侧上端和下端位置分别形成有两个上部定位块171和两个下部定位块172。参照图13和14,本实用新型具有良好的定位基准体系并开发有检具检测系统,两个上部定位块171和两个下部定位块172分别作为形位公差中的A1、A2、A3、A4基准,形成支撑面,限制3个方向自由度。上部定位安装卡扣161作为定位点,为B基准,限制2个方向自由度,下部定位柱163作为C基准,限制最后1个方向自由度,并通过检具2对增强构件14的尺寸以及增强构件14上的环氧胶18的轮廓度进行检定,保证装配后的尺寸精度。基体141先注塑成型,然后将基体141置入环氧胶模具经二次注塑一体成型。
在装配好的情况下,外板11和内板12之间形成有空腔13,外板加强板151、内板加强板152以及增强构件14设置于空腔13内。具体地,外板加强板151通过焊接、粘接、铆接等方式固定至外板11的内侧面,内板加强板152通过焊接、粘接、铆接等方式固定至内板12的外侧面。基体141上的上部定位安装卡扣161、中部安装卡扣162以及下部定位柱163插入到内板12上对应的安装孔内实现定位安装。两个上部定位块171与内板加强板152的外侧面抵接,两个下部定位块172与内板12的外侧面抵接,使得基体141外侧与外板加强板151的内侧面之间具有2mm的间隙,基体141内侧与内板加强板152的外侧面之间具有2mm的间隙。环氧胶18经涂装电泳烘烤后发泡膨胀填充连接部位的2mm间隙,冷却后环氧胶固化变硬,从而将增强构件14与待连接构件牢固粘接在一起。
也就是说,主要通过采用增韧尼龙材料来制造增强构件14,提高增强构件14的韧性,使其具有更好的吸能效果来提高B柱组件1的抗侧碰性能。
参照图1至图14,在另一种次优选的实施例中,B柱组件1包括外板11、外板加强板151、内板12、内板加强板152、侧碰加强板153以及增强构件14。其中,外板加强板151采用7系铝材制成,外板11、内板12、内板加强板152以及侧碰加强板153采用6系铝材制成。增强构件14包括基体141,基体141的外侧和内侧交错分布有多个栅板145,多个栅板145之间形成了多个槽腔。外板加强板151和外板11在内侧中部区域为弧面结构。基体141的内侧在靠近上端、中部以及下端的位置分别一体成型有上部定位安装卡扣161、中部安装卡扣162以及下部定位柱163,基体41的内侧上端和下端位置分别形成有两个上部定位块171和两个下部定位块172。参照图13和14,本实用新型具有良好的定位基准体系并开发有检具检测系统,两个上部定位块171和两个下部定位块172分别作为形位公差中的A1、A2、A3、A4基准,形成支撑面,限制3个方向自由度。上部定位安装卡扣161作为定位点,为B基准,限制2个方向自由度,下部定位柱163作为C基准,限制最后1个方向自由度,并通过检具2对增强构件14的尺寸以及增强构件14上的环氧胶18的轮廓度进行检定,保证装配后的尺寸精度。基体141先注塑成型,然后将基体141置入环氧胶模具经二次注塑一体成型。
在装配好的情况下,外板11和内板12之间形成有空腔13,外板加强板151、内板加强板152、侧碰加强板153以及增强构件14设置于空腔13内。具体地,外板加强板151通过焊接、粘接、铆接等方式固定至外板11的内侧面,内板加强板152通过焊接、粘接、铆接等方式固定至内板12的外侧面。基体141上的上部定位安装卡扣161、中部安装卡扣162以及下部定位柱163插入到内板12上对应的安装孔内实现定位安装。两个上部定位块171与内板加强板152的外侧面抵接,两个下部定位块172与内板12的外侧面抵接,使得基体141外侧上部区域与外板加强板151的内侧的上部区域之间具有2mm的间隙,基体141外侧下部区域与外板11的内侧之间具有2mm的间隙,基体141外侧的中部与外板加强板151中部弧面结构之间具有15~20mm的距离,基体141内侧与内板加强板152的外侧之间具有2mm的间隙。环氧胶18经涂装电泳烘烤后发泡膨胀填充2mm的间隙,冷却后环氧胶固化变硬,从而将增强构件14与待连接构件牢固粘接在一起,而基体141外侧的中部与外板加强板151中部弧面结构之间形成避让空间。
也就是说,主要通过在增强构件14与外板11之间形成避让空间,在B柱组件受到撞击时,外板11能够先发生局部变形吸收部分冲击能,之后通过增强构件14、外板11以及内板12的整体变形,使B柱组件1既能产生适量的形变吸能,又能够避免变形过大断裂导致侵入量过大损伤驾乘人员的情况,提高了B柱组件1的抗侧碰性能。
另一方面,本实用新型还提供了一种车辆,该车辆包括上述任一项的车辆的B柱组件。优选地,本实用新型车辆的车架采用6系铝材制成。上述实时例的B柱组件应用于采用6系铝材制成的车架时,抗侧碰性能更好。本领域技术人员可以理解的是,本实用新型的车辆也可以是电动车辆、燃油车辆、或者混合动力车辆等。
通过以上描述可以看出,在本实用新型的技术方案中,增强构件的基体通过其两侧的第一上连接部、第一下连接部、第二上连接部和第二下连接部分别与外板和内板固定连接,能够在外板和内板受到较大冲击中部形成较大变形的情况下连接大变形区域的上下两端,保持车身B柱的完整性。对撞击物起到了更好地拦截效果,对驾乘人员起到更好地保护作用。在发生侧面碰撞的过程中,增强构件与外板之间的避让空间能够使外板受到碰撞物的撞击时先发生变形并吸收一部分冲击能。基体的外侧和内侧交错分布有多个栅板,在基体受到外板和内板的挤压时,多个栅板形成的结构提高了基体的强度,栅板发生溃缩能够吸收部分冲击能量,从而提高了增强构件的吸能能力。增强构件采用增韧尼龙材料制成,使得增强构件具有很高的韧性、断后伸长率以及抗拉/抗弯强度,能够更大程度地吸收冲击能,并增强B柱组件的抗侧碰能力。B柱组件还包括连接至外板的外板加强板和/或连接至内板的内板加强板,提高了外板和/或内板的强度和刚度,进一步提升了B柱组件的抗侧碰性能。
本领域的技术人员能够理解,尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征,但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如,在本实用新型的权利要求书中,所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种车辆的B柱组件,其特征在于,所述B柱组件包括彼此连接的外板和内板,所述外板与所述内板之间形成有空腔,所述空腔内设置有增强构件,
所述增强构件包括基体,所述基体在外侧靠近两端的位置分别形成有第一上连接部和第一下连接部,所述基体在内侧靠近两端的位置分别形成有第二上连接部和第二下连接部,
所述第一上连接部和所述第一下连接部均与所述外板的内侧粘接,所述第二上连接部和所述第二下连接部均与所述内板的外侧粘接。
2.根据权利要求1所述的B柱组件,其特征在于,所述第一上连接部和所述第一下连接部采用环氧胶分别与所述外板粘接;并且/或者
所述第二上连接部和所述第二下连接部分别采用环氧胶与所述内板粘接。
3.根据权利要求2所述的B柱组件,其特征在于,所述第一下连接部与所述外板之间的粘接面积大于所述第一上连接部与所述外板之间的粘接面积,所述第二下连接部与所述内板之间的粘接面积大于所述第二上连接部与所述内板之间的粘接面积;并且/或者所述第二下连接部与所述内板之间的粘接面积大于所述第一下连接部与所述外板之间的粘接面积,所述第二上连接部与所述内板之间的粘接面积大于所述第一上连接部与所述外板之间的粘接面积。
4.根据权利要求2所述的B柱组件,其特征在于,所述基体的外侧与所述外板之间中间段形成有避让空间。
5.根据权利要求4所述的B柱组件,其特征在于,所述基体上在所述第一上连接部和所述第一下连接部之间的位置形成有槽状结构,所述槽状结构与所述外板围成所述避让空间。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的B柱组件,其特征在于,所述基体的内侧靠近两端的位置分别设置有定位块,所述定位块与所述内板的外侧抵接。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的B柱组件,其特征在于,所述基体的外侧和/或内侧交错分布有多个栅板。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的B柱组件,其特征在于,所述增强构件采用增韧尼龙材料制成。
9.根据权利要求8所述的B柱组件,其特征在于,所述增韧尼龙材料为PA66/POE复合材料。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的B柱组件,其特征在于,所述B柱组件还包括连接至所述外板的外板加强板和/或连接至所述内板的内板加强板和侧碰加强板。
11.一种车辆,其特征在于,所述车辆包括权利要求1至10中任一项所述的车辆的B柱组件。
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