專利名稱：車輛中立柱結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車輛中立柱結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
客車通常包括有位于前后車門開口之間的中立柱，有時候也稱作“B柱”。該中立柱通常從地板和車門檻板向上延伸到車頂。該中立柱通常支撐撞針，該撞針與前門彈簧鎖相接合，以便可釋放地將該前門保持在關(guān)閉位置。該中立柱通常也支撐以樞軸方式連接到后門的門鉸鏈。從而，該中立柱提供了對前后車門以及車頂?shù)闹?。此外，該中立柱可能遭受在車輛受到側(cè)面碰撞的情況下施加給車門的沖擊載荷。
典型中立柱在車門腰線(beltline)以上的橫截面幾何形狀小于車門腰線之下的橫截面幾何形狀，在某種程度上盡可能地減小透過車門窗的視覺障礙。此外，后門強化了上下鉸鏈之間的中立柱結(jié)構(gòu)，也就是說，后門結(jié)構(gòu)加固了其與中立柱的連接點之間的中立柱。

發(fā)明內(nèi)容
提供了一種車輛中立柱結(jié)構(gòu)。該中立柱結(jié)構(gòu)包括車身側(cè)壁外構(gòu)件，該車身側(cè)壁外構(gòu)件至少部分地限定了前門開口和后門開口。該車身側(cè)壁外構(gòu)件包括前門開口和后門開口之間的中立柱部分。中立柱外加強件與車身側(cè)壁外構(gòu)件的中立柱部分對準，并包括外壁和兩個從外壁向車內(nèi)側(cè)延伸的側(cè)壁。該外壁和兩個側(cè)壁一起限定了一通道。第一通道加強件位于通道內(nèi)，并與外壁和兩個側(cè)壁之一連接。第二通道加強件位于通道內(nèi)，并與外壁和另一個側(cè)壁連接。
在優(yōu)選實施例中，通道加強件之一在至少一部分后門上部鉸鏈之下延伸，使得后門強度與該加強件相結(jié)合。
在示例性實施例中，中立柱結(jié)構(gòu)包括一板，該板連接到這兩個側(cè)壁，以便至少部分地封閉該通道。從而該板提供外加強件的封閉橫截面。當通過車頂遭受垂直載荷時，該板和通道加強件一起保持中立柱結(jié)構(gòu)的橫截面幾何形狀。
通過之下實施本發(fā)明的最佳實施方式的詳細說明并參考附圖，本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點以及其它的特征和優(yōu)點將會更容易的表現(xiàn)出來。


圖1為依據(jù)所要求權(quán)利的發(fā)明的中立柱結(jié)構(gòu)的展開透視示意圖；圖2為圖1的中立柱結(jié)構(gòu)中的一部分的側(cè)視示意圖；圖3為在車門腰線之上沿水平面提取的圖1中立柱結(jié)構(gòu)的橫截面示意圖；圖4為沿垂直面提取的圖1和圖2中一部分中立柱結(jié)構(gòu)的橫截面示意圖；以及圖5為中立柱結(jié)構(gòu)的車外側(cè)的局部剖面透視示意圖。
具體實施例方式
參考圖1，示意性地示出了一種放大的車身側(cè)壁結(jié)構(gòu)10的展開圖。該側(cè)壁結(jié)構(gòu)10包括車身側(cè)壁外板14，該車身側(cè)壁外板14包括下部分18、上部分22、前鉸鏈立柱部分26、A柱部分30和中立柱部分34，該中立柱部分34通常垂直延伸來連接下部分18和上部分22。上部分22的部分38和下部分18的部分42與中立柱部分34一起部分限定了后門開口46。上部分22的部分50、下部分18的部分54、A柱部分30和前鉸鏈立柱部分26與中立柱部分34一起限定了前門開口58。
中立柱結(jié)構(gòu)62包括車身側(cè)壁外板14的中立柱部分34、外加強件66、上側(cè)內(nèi)板70、下側(cè)內(nèi)板74、第一通道加強件78、第二通道加強件82和張力板86。
車身側(cè)壁外板14的中立柱部分34限定有兩個孔90。外加強件66限定有兩個孔94，第一通道加強件78限定有兩個孔98。參考圖1和圖2，外加強件66例如通過焊接方式連接到中立柱部分34，使得孔94與孔90對準。第一和第二通道加強件78、82例如通過焊接方式連接到外加強件66。第一通道加強件78上的孔98與孔90、94對準。
參考圖3，其中相同的附圖標記表示與圖1和圖2中相同的元件，外加強件66包括與車身側(cè)壁外板的中立柱部分(圖3中未示)鄰接的外壁102。外加強件66限定了從外壁102向車內(nèi)側(cè)延伸的第一側(cè)壁106。外加強件66也限定了與第一側(cè)壁106間隔設(shè)置并且從外壁102向車內(nèi)側(cè)延伸的第二側(cè)壁110。凸緣114、118從各自的側(cè)壁106、110延伸出來。外壁102、第一側(cè)壁106和第二側(cè)壁110一起限定了通道122。
第一通道加強件78以由弧形部分134分開的兩個部分126、130為特征。部分126例如通過焊接方式剛性地連接到側(cè)壁106。部分130例如通過焊接方式剛性地連接到外壁102。從而，第一通道加強件78將外壁102和側(cè)壁106充分地互相連接，從而在它們之間傳遞載荷而與載荷方向無關(guān)。類似地，第二通道加強件82具有由弧形部分146分開的兩個部分138、142。部分138例如通過焊接方式剛性地連接到側(cè)壁110。部分142例如通過焊接方式剛性地連接到外壁102。從而，第二通道加強件82將外壁102和側(cè)壁110充分地互相連接，從而在它們之間傳遞載荷而與載荷方向無關(guān)。
通道加強件78、82優(yōu)選由超高強度鋼成型，從而具有比外加強件66高很多的強度。再次參考圖2，車輛包括后門組件148和前門組件150。后門組件148包括內(nèi)板154，該內(nèi)板154至少部分地限定了車窗開口158，后門車窗162延伸通過該車窗開口158。內(nèi)板154通過上部鉸鏈163和下部鉸鏈164連接到中立柱結(jié)構(gòu)62。后門組件148的特征在于腰線166，該腰線166對應(yīng)于車窗開口158的下沿(lower extent)。前門組件150包括內(nèi)板170，該內(nèi)板170至少部分地限定了車窗開口174，前門車窗178通過該車窗開口174延伸。前門組件150的特征在于腰線182，該腰線182對應(yīng)于車窗開口174的下沿。前門組件150通過鉸鏈(圖中未示)連接到如圖1中26所示的前鉸鏈立柱部分。腰線182和腰線166的垂直高度基本相同。
通道加強件78、82從腰線166、182以上、在接近車頂(圖中未示)的車身側(cè)壁外板14的上部分22處延伸到腰線166、182之下。在所示出的實施例中，第一通道加強件78延伸到后門上部鉸鏈163的上沿(upper extent)183之下，也就是延伸成低于后門上部鉸鏈163的上沿183，以便使后門組件148的強度與腰線以上的通道加強件78結(jié)合。參考圖2和圖4，后門上部鉸鏈163利用螺紋緊固件比如螺栓184安裝到車身側(cè)壁外板14的車外側(cè)，該螺栓184分別穿過上部鉸鏈163中的孔185、車身側(cè)壁外板14中的孔90、外加強件66中的孔94、第一通道加強件78中的孔98和螺母板190中的螺母187。
從而，所示實施例中的通道加強件78充分向下延伸，使其成為“金屬層疊結(jié)構(gòu)”的一部分，鉸鏈163在“金屬層疊結(jié)構(gòu)”上安裝到該中立柱結(jié)構(gòu)。
參考圖1和圖2，后門下部鉸鏈164利用機械緊固件安裝到車身側(cè)壁外板14的車外側(cè)表面上，該機械緊固件穿過車身側(cè)壁外板14中的孔194、外加強件66中的孔198和螺母板206上的螺母202。
用于接合前門組件150上的彈簧鎖(圖中未示)的撞針(圖中未示)利用機械緊固件安裝到中立柱結(jié)構(gòu)62，該機械緊固件延伸穿過車身側(cè)壁外板14上的孔210、外加強件66上的孔214和螺母板222上的螺母218。
再次參考圖3，張力板86例如通過焊接方式剛性連接到凸緣114、118，延伸跨越通道122的開口端，由此封閉了通道122的一部分。上側(cè)內(nèi)板70限定了通道226，并且臨近于凸緣114、118焊接到張力板86，使得張力板86位于上側(cè)內(nèi)板70和外加強件66之間，并分隔通道122、226。在所示實施例中，張力板的位置設(shè)置為從腰線166、182之下延伸到腰線166、182以上，但是張力板86安裝的最佳高度可以隨車輛特征比如中立柱的尺寸、不連續(xù)性、曲率(即內(nèi)傾)等等而變化。
在通過車頂施加垂直載荷的情況下，張力板86使中立柱結(jié)構(gòu)62的橫截面幾何形狀保持穩(wěn)定。特別是，張力板86在橫截面上基本是成直線地從凸緣114延伸到凸緣118。當中立柱結(jié)構(gòu)受到垂直壓力載荷的時候，張力板86通過阻止凸緣114、118的分離來阻止中立柱結(jié)構(gòu)62的橫截面幾何形狀變平，由此張力板86承受張力載荷。從而張力板86防止通道加強件78、82轉(zhuǎn)動，使得它們的強度可用來抵抗中立柱結(jié)構(gòu)的變形。
參考圖5，其中相同的附圖標記表示與圖1至圖4中相同的元件，示意性地示出了中立柱結(jié)構(gòu)62的車外側(cè)，車身側(cè)壁外板14的中立柱部分的一部分被去除了。外加強件66限定了工程強度間斷部，比如凹槽186。凹槽186位于后門下部鉸鏈之下，用來在車輛受到水平載荷的情況下提供接近中立柱結(jié)構(gòu)62的基座位置的變形起始部。
再次參考圖1，在一個示例性實施例中，上側(cè)內(nèi)板70的厚度大約為1.6毫米，由DP800材料(也就是極限強度為780MPa的雙相鋼)成型；張力板86的厚度大約為0.8毫米，屈服強度大約為340MPa；通道加強件78、82的厚度大約為1.5毫米，由DP1000材料(也就是極限強度為980MPa的雙相鋼)成型；外加強件66的厚度大約為1.8毫米，屈服強度大約為210MPa。
在已經(jīng)詳細說明實施發(fā)明的最佳實施方式的同時，與本發(fā)明技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)的專業(yè)人員將會意識到在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)實施本發(fā)明的各種替代設(shè)計方案和實施方式。
權(quán)利要求
1.一種車身，包括車身側(cè)壁板，其具有至少部分地限定了前門開口和后門開口的中立柱部分；中立柱外加強件，連接到中立柱部分，并具有外壁、從該外壁向車內(nèi)側(cè)延伸的第一側(cè)壁和從該外壁向車內(nèi)側(cè)延伸的第二側(cè)壁，其中，該外壁和第一、第二側(cè)壁限定了外加強件通道；第一通道加強件，位于外加強件通道內(nèi)，并且剛性地將第一側(cè)壁和外壁相互連接；以及第二通道加強件，位于外加強件通道內(nèi)，并且剛性地將第二側(cè)壁和外壁相互連接。
2.如權(quán)利要求1所述的車身，還包括車門鉸鏈；以及其中，第一通道加強件在該車門鉸鏈的至少一部分之下延伸。
3.如權(quán)利要求2所述的車身，其中，外加強件限定有第一孔，第一通道加強件限定有第二孔，鉸鏈限定有第三孔；并且，車身還包括至少一個延伸穿過第一、第二和第三孔的緊固件。
4.如權(quán)利要求1所述的車身，其中，外加強件在第一和第二通道加強件之下限定有變形起始部。
5.如權(quán)利要求4所述的車身，其中，所述變形起始部為凹槽。
6.如權(quán)利要求1所述的車身，其中，所述外加強件限定有從第一側(cè)壁延伸出的第一凸緣和從第二側(cè)壁延伸出的第二凸緣；并且，所述車身還包括將第一凸緣和第二凸緣剛性地互相連接的張力板，所述張力板在橫截面上基本上成直線地從所述第一凸緣延伸到所述第二凸緣。
7.如權(quán)利要求6所述的車身，還包括中立柱內(nèi)板，該中立柱內(nèi)板限定有內(nèi)板通道，該中立柱內(nèi)板相對于張力板定位，使得張力板分隔開所述外加強件通道和內(nèi)板通道。
8.如權(quán)利要求1所述的車身，其中，所述第一和第二通道加強件包括具有第一強度的材料；并且，所述外加強件包括具有第二強度的材料，第二強度比第一強度小。
9.如權(quán)利要求1所述的車身，其中，所述外加強件限定有從第一側(cè)壁延伸出的第一凸緣和從第二側(cè)壁延伸出的第二凸緣；所述車身還包括在橫截面上基本上成直線地從所述第一凸緣延伸到所述第二凸緣的張力板；限定了車窗開口的車門，該車窗開口以其下沿為特征；以及至少一個將車門和中立柱結(jié)構(gòu)相互連接的鉸鏈；所述第一和第二通道加強件和所述張力板在車窗開口的下沿之上和之下延伸。
10.一種車身，包括中立柱，該中立柱包括車身側(cè)壁板，其具有至少部分地限定了前門開口和后門開口的中立柱部分；中立柱外加強件，連接到中立柱部分，并具有外壁、從該外壁向車內(nèi)側(cè)延伸的第一側(cè)壁和從該外壁向車內(nèi)側(cè)延伸的第二側(cè)壁，其中，該外壁和第一、第二側(cè)壁限定了一通道；第一通道加強件，位于該通道內(nèi)，并且剛性地將第一側(cè)壁和外壁相互連接；以及第二通道加強件，位于該通道內(nèi)，并且剛性地將第二側(cè)壁和外壁相互連接；限定了車窗開口的車門，該車窗開口以其下沿為特征；以及至少一個鉸鏈，其將車門和中立柱結(jié)構(gòu)相互連接；其中，所述第一和第二通道加強件在車窗開口的該下沿之上和之下延伸。
11.如權(quán)利要求10所述的車身，其中，所述第一通道加強件在所述至少一個鉸鏈之下延伸。
12.如權(quán)利要求10所述的車身，其中，所述外加強件包括從第一側(cè)壁延伸出的第一凸緣和從第二側(cè)壁延伸出的第二凸緣；并且，車身還包括連接到第一凸緣和第二凸緣的張力板。
13.如權(quán)利要求12所述的車身，其中，所述張力板在車窗開口的下沿之上和之下延伸。
14.一種車身，包括中立柱，該中立柱包括車身側(cè)壁板，其具有至少部分地限定了前門開口和后門開口的中立柱部分；中立柱外加強件，連接到中立柱部分，并具有外壁、從該外壁向車內(nèi)側(cè)延伸的第一側(cè)壁、從該外壁向車內(nèi)側(cè)延伸的第二側(cè)壁、從第一側(cè)壁延伸出的第一凸緣和從第二側(cè)壁延伸出的第二凸緣，該外壁和第一、第二側(cè)壁至少部分的限定了一通道；第一通道加強件，位于該通道內(nèi)，并且剛性地將第一側(cè)壁和外壁相互連接；以及第二通道加強件，位于該通道內(nèi)，并且剛性地將第二側(cè)壁和外壁相互連接；張力板，基本剛性地連接到所述第一凸緣和所述第二凸緣，并且在橫截面上基本上成直線地延伸跨越該通道；以及限定了車窗開口的車門，該車窗開口以其下沿為特征；其中，所述第一通道加強件和所述張力板中的每一個都在車窗開口的下沿之上和之下延伸。
全文摘要
車身包括中立柱結(jié)構(gòu)，該中立柱結(jié)構(gòu)包括外加強件，該外加強件具有限定了一通道的外壁和兩個側(cè)壁。兩個加強件位于該通道內(nèi)，每個都剛性地將該外壁與相應(yīng)的一個側(cè)壁互相連接。張力板優(yōu)選地將這兩個側(cè)壁互相連接。該中立柱結(jié)構(gòu)其特征在于，沿著其高度的強度的連續(xù)性和所提高的對垂直壓力載荷的抵抗。
文檔編號B62D25/04GK1836956SQ200610059860
公開日2006年9月27日 申請日期2006年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月21日
發(fā)明者M·T·丁曼, T·A·斯沃策爾, J·J·王, A·夏馬 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司