專利名稱：用于提高車頂強度的車輛結構布置的制作方法
技術領域：
本發明大體涉及到車輛車頂結構以及車輛乘客保護。更具體地，本發明涉及到用于加強機動車輛B柱以有助于增強車頂強度的車輛結構橋式結構。
背景技術：
在如圖1所示的傳統機動車輛中，位于沿著車身長度方向的車身左側和右側的多個車柱總成1用于將車頂2支撐在距離地板預定高度處并固定安裝在兩個車柱總成1之間的前門3和后門4。參見圖2，在多個車柱總成1之中，示出了在前門3和后門4之間將車頂2和地板相互連接的中柱總成的一個示例。如從圖2中可以清楚看到的，現有技術中的中柱總成包括外板6和內板11，其以在兩者之間界定封閉空間并且將車頂2與地板相互連接的方式相互結合；以及以增強中柱總成的硬度的方式置于外板6和內板11之間形成的封閉空間內的加強板8。外板6具有與車身側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從而配合于側框架上部的輪廓的方式成型。在外板6的上端成型的凸緣部分與頂板15的凸緣部分相結合。內板11在頂板15下方同與側框架上部相對的車頂縱梁部件17的表面結合以界定封閉空間，并且其朝向地板向下延伸。內板11與外板6相配合以形成封閉空間。如上所述，加強板8置于由外板6和內板11界定的封閉空間中，以增強中柱總成對抗外力的硬度。此外，用于緊固安全帶地腳螺母的地腳螺母板13位于加強板8和內板11之間，鄰近中柱總成的上端。在如上所述構造的中柱中，施加于中柱總成的外力被設置于外板6和內板11之間形成的封閉空間中的加強板8吸收。車輛制造商為了減輕車輛總重目前采用鋁作為車身結構使用的材料。鋁具有不同于在車輛結構中使用的傳統的雙相鋼的性能特征。然而，為了減少車重量的同時改進車輛結構的車頂強度，在負載(例如車頂負載)施加于車輛結構上時要求內板11的有效支撐。相應地，存在這樣的需求在內板11經受車頂處的負載時向其提供足夠支撐而同時維持低的車重量或者減輕整車重量。

發明內容
根據本說明書中揭示的實施例，提供了一種車輛結構布置。本發明的車輛結構布置提供了改進的車頂強度以及提供當負載施加于車輛的車頂結構時控制的受控的能量吸收。車輛結構布置包括了內板，外板以及至少一個橋梁部件。橋式部件包括第一區域，第二區域以及中間區域。橋式部件的中間區域可以設置于第一區域和第二區域之間。橋式部件的中間區域還可以與第一區域和第二區域形成整體。中間部分的第一區域緊靠內板而中間部分的第二區域緊靠外板。


圖1為示出機動車輛的外觀的主視圖；圖2為沿著圖1中2-2線的剖視圖，示出了傳統中柱總成的上部；圖3為一個實施例的車輛結構的主視圖，其具有兩個B柱，各有外板和內板；圖4為B柱的內板和B柱的外板的擴展視圖，其中中柱的內板和外板相互分離；圖5為擴展的B柱內板和B柱外板的側視圖，其中B柱內板和外板相互分離并且結構性橋式結構位于內板和外板之間；圖6為擴展的B柱內板和B柱外板的俯視圖，其中B柱內板和外板相互分離并且結構性橋式結構位于內板和外板之間；圖7為沿著圖3中線7-7的剖視圖，示出了本發明一個實施例中車輛結構布置，其中一種形式的結構性橋式結構位于B柱之中；圖8為沿著圖3中線8-8的剖視圖，示出了本發明一個實施例中車輛結構布置，其中另一種形式的結構性橋式結構位于B柱之中；圖9為沿著圖3中線9-9的剖視圖，示出了本發明一個實施例中車輛結構布置，其中又一種形式的結構性橋式結構位于B柱之中。
具體實施例方式本發明提供了一種車輛結構布置10，其可以提供改進的車頂強度并在負載施加于車頂結構時提供了受控的能量吸收。車輛結構布置10包括內板12，外板14與至少一個具有第一區域32、第二區域34以及中間區域36的橋式部件16。內板12可以在位于每個內板12和外板14的橫向側的凸緣18處與外板14通過焊接(例如點焊)、機械緊固件(例如自穿孔鉚釘)等相連接。內板12和外板14形成內腔40，其中至少一個橋式部件16可以設置于車柱20中。應當理解車柱20可以是A柱沈，B柱觀或(柱30。如圖6-9所示，通過加入橋式部件而增加了結構的厚度寬度比從而增加了結構的硬度。然而，本發明的車輛結構布置10(如圖6-9所示)的優勢在于此車輛結構布置10提供了減輕的重量因此提供了減少的成本和改進的車輛燃油經濟性。不像傳統的手套狀(其中加強板(未示出)內襯幾乎布滿整個內板12表面區域)的布置，車輛結構布置10使用了更少的材料因此提供了重量減輕的優勢。如之前所提及，橋式部件16包括第一區域32、中間區域36以及第二區域34。如圖6-9所示，中間區域36可以設置于第一區域32和第二區域34之間。另外，如圖6_9所示的非限制性示例，中間區域36可以與第一區域32和第二區域34形成整體。如圖6-9所示的非限制性示例，橋式部件16的第一區域32緊靠內板12而橋式部件16的第二區域34緊靠外板14。應當理解第一區域32和第二區域34可以與或者不與內板12和/或外板14經焊接工藝、機械緊固件等相連接。同樣，如圖6-9所示的非限制性示例，同樣應當理解該至少一個橋式部件16的中間區域可以大體垂直于第一區域32和第二區域34。現在參見圖7，橋式部件16在一個非限制性示例中示出為“I”型部件。第一區域32緊靠內板12而第二區域34緊靠外板14。在此非限制性的示例中，中間區域36在第一區域32和第二區域34各自的中間位置與第一區域32和第二區域34形成整體。參見圖6和圖8，應當理解圖8是圖6的示意圖。如圖6和圖8所示，橋式部件16可以構造為中間區域36的第一端42與第一區域32的第一區域端44形成整體，而中間區域36的第二端46與第二區域34的第二區域端48形成整體。另外，如圖所示，中間區域36大體垂直于第一區域32和第二區域34。現在參見如圖9所示的非限制性示例，橋式部件16可以是“T”型截面。第一區域32可以垂直于中間區域36和第二區域34，在此非限制性示例中，其可以包括鄰接外板14的中間區域36的端部。如圖所示，在此實施例中，中間區域36不垂直于第二區域34。然而如圖9所示，第二區域34可以緊靠外板14。支柱鉸接接頭50、至少一個在支柱鉸接接頭50上方以及下方相連接的橋式部件16、內板12、以及外板14有效地配置用于阻止內板在多個預定區域的塌陷，同時在支柱鉸接接頭50處提供受控的能量吸收。內板12、外板14和至少一個橋式部件16由鋁形成。應當理解沿著車柱20可以實施有多于一個橋式部件16。為了控制車身結構討在其上吸收能量的區域，可以在支柱鉸接接頭50周邊位置實施橋式部件(如圖4，圖5所示)用于在支柱鉸接接頭50處進行能量吸收。在一個非限制性示例中，支柱鉸接接頭50可由內板12和/或外板14的一個彎折構成。支柱鉸接接頭50的另一個非限制性的示例可以是如圖4和圖5所示的孔。不論支柱鉸接接頭50形狀如何，支柱鉸接接頭50有效地配置為作為一種類型的變形啟始器。通過在支柱鉸接接頭50周圍實施橋式部件16，可以控制能量吸收從而車柱20在支柱鉸接接頭50處吸收能量。橋式部件16有效地配置用于加強支柱鉸接接頭50周圍區域從而能量僅僅傳輸至期望的車柱20的區域用于吸收(在此情形下為支柱鉸接接頭50)。因此，多個橋式部件16可以與車柱20相連接。例如，橋式部件16 (在圖6中以透視圖方式示出)可以在支柱鉸接接頭50下方與內板12相連接，而另一個橋式部件16可以在支柱鉸接接頭50上方與內板12相連接。橋式部件16可以位于支柱鉸接接頭50和/或腰線周圍的多個位置從而橋式部件16延伸至支柱鉸接接頭50和/或腰線彎折鉸接區的上方和下方。圖5示出了該布置。圖5所示的車輛結構布置的實施例經與車柱20內板和外板多種形狀橫截面的連接為車柱20提供自穩定性。與縱彎內板12的連接提供了更高的厚度與內板寬度的比例。厚度寬度比例允許了更高的臨界壓力從而改善了車頂結構的強度。車輛結構布置還提供了支柱20的內板12的穩定性(其更可能在施加車頂負載時縱向彎曲)。通過在車柱20的縱彎區內以及周圍將車柱20的外板14的硬度提供給車柱的內板12，為內板提供了改進的穩定性。在附圖和說明書中，已經揭示了本發明典型的優選的實施方式，盡管采用了具體的術語，這些術語僅僅是普通以及描述性的意義并不用于限定，本發明的保護范圍由下述的權利要求書界定。
權利要求
1.一種車輛結構布置，包括內板；外板；具有第一部分、第二部分和位于所述第一部分和所述第二部分之間的中間部分的至少一個橋式部件；其中所述第一部分緊靠于所述內板而所述第二部分緊靠所述外板。
2.如權利要求1所述的車輛結構布置，其中所述至少一個橋式部件的所述中間部分與所述第一部分和第二部分形成整體。
3.如權利要求1所述的車輛結構布置，其中所述至少一個橋式部件的所述中間部分大體垂直于第一部分和第二部分。
4.如權利要求1所述的車輛結構布置，其中所述至少一個橋式部件在支柱鉸接接頭下方與所述內板相結合。
5.如權利要求1所述的車輛結構布置，其中所述至少一個橋式部件在支柱鉸接接頭上方與所述內板相結合。
6.如權利要求4所述的車輛結構布置，其中所述至少一個橋式部件在所述支柱鉸接接頭上方與所述內板相結合。
7.如權利要求1所述的車輛結構布置，其中所述支柱鉸接接頭、在所述支柱鉸接接頭上方和下方相連接的所述至少一個橋式部件、所述內板、以及所述外板有效地配置用于阻止所述內板在多個預定區域的塌陷同時在所述支柱鉸接接頭處提供受控的能量吸收。
8.如權利要求1所述的車輛結構布置，其中所述內板、所述外板和所述至少一個橋式部件由鋁形成。
9.如權利要求1所述的車輛結構布置，其中所述至少一個橋式部件具有“T”形橫截面。
10.如權利要求1所述的車輛結構布置，其中所述中間部分與所述第一部分的所述中間區域形成整體，且所述中間部分與所述第二部分的所述中間區域形成整體。
11.如權利要求1所述的車輛結構布置，其中所述中間部分的第一端與所述第一部分的一端形成整體，且所述中間部分的第二端與所述第二部分的一端形成整體。
全文摘要
提供了一種車輛結構布置10，其可以提供改進的車頂強度并在負載施加于車頂結構60時提供受控的能量吸收。車輛結構布置包括內板12，外板14與至少一個具有第一區域32、第二區域34以及中間區域36的橋式部件16。中間區域36可以設置于第一區域32和第二區域34之間并與之形成整體。中間部分的第一區域32緊靠內板而中間部分的第二區域34緊靠外板。
文檔編號B62D25/02GK102556170SQ20111039982
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月5日 優先權日2010年12月24日
發明者利達·巴庫什, 塞伊德·努斯爾, 大衛·安東尼·瓦格納 申請人:福特全球技術公司