用于提高车顶强度的车辆结构布置

摘要

提供了一种车辆结构布置10，其可以提供改进的车顶强度并在负载施加于车顶结构60时提供受控的能量吸收。车辆结构布置包括内板12，外板14与至少一个具有第一区域32、第二区域34以及中间区域36的桥式部件16。中间区域36可以设置于第一区域32和第二区域34之间并与之形成整体。中间部分的第一区域32紧靠内板而中间部分的第二区域34紧靠外板。

说明书

技术领域

本发明大体涉及到车辆车顶结构以及车辆乘客保护。更具体地，本发 明涉及到用于加强机动车辆B柱以有助于增强车顶强度的车辆结构桥式 结构。

背景技术

在如图1所示的传统机动车辆中，位于沿着车身长度方向的车身左侧 和右侧的多个车柱总成1用于将车顶2支撑在距离地板预定高度处并固定 安装在两个车柱总成1之间的前门3和后门4。

参见图2，在多个车柱总成1之中，示出了在前门3和后门4之间将 车顶2和地板相互连接的中柱总成的一个示例。

如从图2中可以清楚看到的，现有技术中的中柱总成包括外板6和内 板11，其以在两者之间界定封闭空间并且将车顶2与地板相互连接的方式 相互结合；以及以增强中柱总成的硬度的方式置于外板6和内板11之间 形成的封闭空间内的加强板8。

外板6具有与车身侧框架集成的上端部分7以及下端部分。外板6的 上端部分7以其向外并向上延伸从而配合于侧框架上部的轮廓的方式成 型。在外板6的上端成型的凸缘部分与顶板15的凸缘部分相结合。

内板11在顶板15下方同与侧框架上部相对的车顶纵梁部件17的表 面结合以界定封闭空间，并且其朝向地板向下延伸。内板11与外板6相 配合以形成封闭空间。

如上所述，加强板8置于由外板6和内板11界定的封闭空间中，以 增强中柱总成对抗外力的硬度。

此外，用于紧固安全带地脚螺母的地脚螺母板13位于加强板8和内 板11之间，邻近中柱总成的上端。

在如上所述构造的中柱中，施加于中柱总成的外力被设置于外板6和 内板11之间形成的封闭空间中的加强板8吸收。

车辆制造商为了减轻车辆总重目前采用铝作为车身结构使用的材料。 铝具有不同于在车辆结构中使用的传统的双相钢的性能特征。然而，为了 减少车重量的同时改进车辆结构的车顶强度，在负载(例如车顶负载)施 加于车辆结构上时要求内板11的有效支撑。

相应地，存在这样的需求：在内板11经受车顶处的负载时向其提供足 够支撑而同时维持低的车重量或者减轻整车重量。

发明内容

根据本说明书中揭示的实施例，提供了一种车辆结构布置。本发明的 车辆结构布置提供了改进的车顶强度以及提供当负载施加于车辆的车顶 结构时控制的受控的能量吸收。车辆结构布置包括了内板，外板以及至少 一个桥梁部件。桥式部件包括第一区域，第二区域以及中间区域。桥式部 件的中间区域可以设置于第一区域和第二区域之间。桥式部件的中间区域 还可以与第一区域和第二区域形成整体。中间部分的第一区域紧靠内板而 中间部分的第二区域紧靠外板。

附图说明

图1为示出机动车辆的外观的主视图；

图2为沿着图1中2-2线的剖视图，示出了传统中柱总成的上部；

图3为一个实施例的车辆结构的主视图，其具有两个B柱，各有外板 和内板；

图4为B柱的内板和B柱的外板的扩展视图，其中中柱的内板和外 板相互分离；

图5为扩展的B柱内板和B柱外板的侧视图，其中B柱内板和外板 相互分离并且结构性桥式结构位于内板和外板之间；

图6为扩展的B柱内板和B柱外板的俯视图，其中B柱内板和外板 相互分离并且结构性桥式结构位于内板和外板之间；

图7为沿着图3中线7-7的剖视图，示出了本发明一个实施例中车辆 结构布置，其中一种形式的结构性桥式结构位于B柱之中；

图8为沿着图3中线8-8的剖视图，示出了本发明一个实施例中车辆 结构布置，其中另一种形式的结构性桥式结构位于B柱之中；

图9为沿着图3中线9-9的剖视图，示出了本发明一个实施例中车辆 结构布置，其中又一种形式的结构性桥式结构位于B柱之中。

具体实施方式

本发明提供了一种车辆结构布置10，其可以提供改进的车顶强度并在 负载施加于车顶结构时提供了受控的能量吸收。车辆结构布置10包括内 板12，外板14与至少一个具有第一区域32、第二区域34以及中间区域 36的桥式部件16。内板12可以在位于每个内板12和外板14的横向侧的 凸缘18处与外板14通过焊接(例如点焊)、机械紧固件(例如自穿孔铆 钉)等相连接。内板12和外板14形成内腔40，其中至少一个桥式部件 16可以设置于车柱20中。应当理解车柱20可以是A柱26，B柱28或C 柱30。

如图6-9所示，通过加入桥式部件而增加了结构的厚度宽度比从而增 加了结构的硬度。然而，本发明的车辆结构布置10(如图6-9所示)的优 势在于此车辆结构布置10提供了减轻的重量因此提供了减少的成本和改 进的车辆燃油经济性。不像传统的手套状(其中加强板(未示出)内衬几 乎布满整个内板12表面区域)的布置，车辆结构布置10使用了更少的材 料因此提供了重量减轻的优势。

如之前所提及，桥式部件16包括第一区域32、中间区域36以及第二 区域34。如图6-9所示，中间区域36可以设置于第一区域32和第二区域 34之间。另外，如图6-9所示的非限制性示例，中间区域36可以与第一 区域32和第二区域34形成整体。如图6-9所示的非限制性示例，桥式部 件16的第一区域32紧靠内板12而桥式部件16的第二区域34紧靠外板 14。

应当理解第一区域32和第二区域34可以与或者不与内板12和/或外 板14经焊接工艺、机械紧固件等相连接。同样，如图6-9所示的非限制 性示例，同样应当理解该至少一个桥式部件16的中间区域可以大体垂直 于第一区域32和第二区域34。

现在参见图7，桥式部件16在一个非限制性示例中示出为“I”型部 件。第一区域32紧靠内板12而第二区域34紧靠外板14。在此非限制性 的示例中，中间区域36在第一区域32和第二区域34各自的中间位置与 第一区域32和第二区域34形成整体。

参见图6和图8，应当理解图8是图6的示意图。如图6和图8所示， 桥式部件16可以构造为中间区域36的第一端42与第一区域32的第一区 域端44形成整体，而中间区域36的第二端46与第二区域34的第二区域 端48形成整体。另外，如图所示，中间区域36大体垂直于第一区域32 和第二区域34。

现在参见如图9所示的非限制性示例，桥式部件16可以是“T”型截 面。第一区域32可以垂直于中间区域36和第二区域34，在此非限制性示 例中，其可以包括邻接外板14的中间区域36的端部。如图所示，在此实 施例中，中间区域36不垂直于第二区域34。然而如图9所示，第二区域 34可以紧靠外板14。

支柱铰接接头50、至少一个在支柱铰接接头50上方以及下方相连接 的桥式部件16、内板12、以及外板14有效地配置用于阻止内板在多个预 定区域的塌陷，同时在支柱铰接接头50处提供受控的能量吸收。内板12、 外板14和至少一个桥式部件16由铝形成。

应当理解沿着车柱20可以实施有多于一个桥式部件16。为了控制车 身结构54在其上吸收能量的区域，可以在支柱铰接接头50周边位置实施 桥式部件(如图4，图5所示)用于在支柱铰接接头50处进行能量吸收。 在一个非限制性示例中，支柱铰接接头50可由内板12和/或外板14的一 个弯折构成。支柱铰接接头50的另一个非限制性的示例可以是如图4和 图5所示的孔。不论支柱铰接接头50形状如何，支柱铰接接头50有效地 配置为作为一种类型的变形启始器。

通过在支柱铰接接头50周围实施桥式部件16，可以控制能量吸收从 而车柱20在支柱铰接接头50处吸收能量。桥式部件16有效地配置用于 加强支柱铰接接头50周围区域从而能量仅仅传输至期望的车柱20的区域 用于吸收(在此情形下为支柱铰接接头50)。

因此，多个桥式部件16可以与车柱20相连接。例如，桥式部件16 (在图6中以透视图方式示出)可以在支柱铰接接头50下方与内板12相 连接，而另一个桥式部件16可以在支柱铰接接头50上方与内板12相连 接。桥式部件16可以位于支柱铰接接头50和/或腰线周围的多个位置从而 桥式部件16延伸至支柱铰接接头50和/或腰线弯折铰接区的上方和下方。 图5示出了该布置。图5所示的车辆结构布置的实施例经与车柱20内板 和外板多种形状横截面的连接为车柱20提供自稳定性。与纵弯内板12的 连接提供了更高的厚度与内板宽度的比例。厚度宽度比例允许了更高的临 界压力从而改善了车顶结构的强度。

车辆结构布置还提供了支柱20的内板12的稳定性(其更可能在施加 车顶负载时纵向弯曲)。通过在车柱20的纵弯区内以及周围将车柱20的 外板14的硬度提供给车柱的内板12，为内板提供了改进的稳定性。

在附图和说明书中，已经揭示了本发明典型的优选的实施方式，尽管 采用了具体的术语，这些术语仅仅是普通以及描述性的意义并不用于限 定，本发明的保护范围由下述的权利要求书界定。