專利名稱：?jiǎn)误w式液壓成型頂板支承立柱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于車輛的單體式液壓成型頂板支承立柱。
背景技術(shù)：
頂板支承立柱支承車輛頂板，位于車輛的車窗和車門(mén)之間。頂板支承
立柱通常區(qū)分為A、 B、 C柱，在某些情況下依車型還有D柱。B柱總體 上位于緊靠車輛前門(mén)的后方。B柱是決定頂板強(qiáng)度和側(cè)面碰撞程度的重要 元件。
乘用車輛設(shè)計(jì)要進(jìn)行頂板強(qiáng)度和側(cè)面碰撞強(qiáng)度的測(cè)試。傳統(tǒng)的B柱由 總體上點(diǎn)焊到一起的復(fù)合沖壓金屬板件制成。通過(guò)用高等級(jí)材料，例如雙
相和硼鋼制成金屬板件可能會(huì)提高傳統(tǒng)B柱的強(qiáng)度。B柱還可以通過(guò)使用 規(guī)格較厚的金屬板組件而使得以強(qiáng)化。但是，高強(qiáng)度合金和較厚金屬板材 的使用會(huì)增加車輛重量，并且還會(huì)增加生產(chǎn)B柱的成本。即使使用了較厚 的合金組件，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的B柱也往往達(dá)不到頂板強(qiáng)度和側(cè)面撞擊性能的要 求。
已有人提出利用液壓成型管件制造具有空間框架結(jié)構(gòu)的車輛，例如專 利號(hào)為6，282，790的美國(guó)專利。該專利提出將兩個(gè)B柱和頂弧整體成型為 一個(gè)單獨(dú)的U形部件，其連接到兩個(gè)管狀車門(mén)檻的上表面上。這種設(shè)計(jì)產(chǎn) 生了一個(gè)生產(chǎn)難題，其中部件的封閉盒體段對(duì)使用點(diǎn)焊安裝技術(shù)形成障 礙。而且，車門(mén)之間液壓成型管件的縱向厚度從造型的角度看有反面作用。
其它對(duì)液壓成型B柱的設(shè)計(jì)己在公布號(hào)為US 2004/0239091 Al的美 國(guó)專利申請(qǐng)和公布號(hào)為US 2005/0023865 Al的美國(guó)專利申請(qǐng)中公開(kāi)。然 而，這些設(shè)計(jì)需要用加固支架將B柱連接到頂梁上。此外，該B柱不能 被頂梁和車門(mén)檻部件加固。在受到側(cè)面撞擊的情況下，B柱和頂梁及車門(mén)
檻的連接必須依賴于結(jié)構(gòu)完整的焊接。此外，B柱在車輛縱向上的寬度限 制了造型，并對(duì)車輛外觀造成不利影響。
本發(fā)明用于解決以上問(wèn)題、以及其它有關(guān)生產(chǎn)具有最小部件數(shù)和改善 的頂板擠壓及側(cè)面撞擊性能的頂板支承立柱的問(wèn)題。公知的頂板支承立柱 液壓成型方法面臨有關(guān)液壓成型工藝、液壓成型組件連結(jié)方法以及包裝約 束的技術(shù)障礙。具體地說(shuō)，難以使具有均勻周長(zhǎng)的液壓成型管適應(yīng)車輛造 型所需的區(qū)段變化。
公知的復(fù)合件B柱設(shè)計(jì)用于連接頂梁、車門(mén)檻以及車體外面板。這些
元件之間的連接由于車體強(qiáng)度和噪音、振動(dòng)及聲振粗糙度(NVH)結(jié)合起 來(lái)的難度而要求嚴(yán)格。對(duì)B柱的包裝約束包括提供用于安全帶收緊器的空 間以及足夠的用于門(mén)鎖和鉸鏈加強(qiáng)件的固定表面。
如下所述，本發(fā)明即用于解決上述問(wèn)題和設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，由部分中空的一體式支承立柱連接的頂梁和 車門(mén)檻板部分地提供頂板支承總成。該支承立柱具有內(nèi)壁、外壁、前壁和 后壁。該支承立柱具有從車門(mén)檻板向上延伸的管狀下段，以及從下段向上 延伸的上段。上段具有收斂管狀外形，其由在垂直方向上收斂的內(nèi)壁、外 壁、前壁和后壁形成。收斂管狀段具有從前壁和后壁縱向伸出的凸緣。收 斂管狀段的上端在僅包括內(nèi)壁和外壁的扁平頂梁凸緣處終結(jié)。扁平頂梁凸 緣安裝到頂梁的外表面和上表面上。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于車輛的頂板支承立柱，其在乘 客廂上方支承車頂。該立柱與提供車輛前排座位入口的車門(mén)后緣鄰接。車 輛具有由頂板支承立柱連接起來(lái)的頂梁和車門(mén)檻板。頂板支承立柱包含上 端具有封閉頂梁凸緣并且下端具有封閉車門(mén)檻板凸緣的部分管狀單體式 構(gòu)件。頂梁凸緣安裝到頂梁的一個(gè)表面上，該表面處于頂梁上與乘客廂相 對(duì)的一側(cè)。車門(mén)檻凸緣安裝到車門(mén)檻板的一個(gè)表面上，該表面處于車門(mén)檻 板上與乘客廂相對(duì)的一側(cè)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供--種位于車輛前排座位和后排座位之間 的頂板支承立柱。該頂板支承立柱包含上端具有頂梁凸緣并且下端具有車 門(mén)檻凸緣的中空管狀體。在鄰接立柱下端的管狀部分形成安全帶收緊器 腔。頂梁凸緣焊接到頂梁的外表面，車門(mén)檻凸緣焊接到車門(mén)檻的外表面。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，支承立柱可以具有管狀下段，其在僅包括內(nèi) 壁和外壁、并安裝到車門(mén)檻板外表面上的扁平車門(mén)檻凸緣處終結(jié)。車門(mén)檻 凸緣可以向四周延伸到車門(mén)檻板的底部表面。車門(mén)檻凸緣可以具有位于車 門(mén)檻板下方的點(diǎn)焊凸緣。支承立柱的管狀下部可以具有形成凹部的內(nèi)壁， 該凹部?jī)?nèi)可以安裝安全帶收緊器。
頂梁上形成對(duì)應(yīng)于頂板外表面的缺口，支承立柱的頂梁凸緣接收到其 上。頂梁凸緣最好具有至少兩層金屬，從某些部位去除其中的至少一層金 屬，以便于將頂梁凸緣點(diǎn)焊到頂梁上。頂梁凸緣與橫向延伸的頂弧重疊并 焊接。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，管狀體部分的上部在車輛開(kāi)縫線上可以具有 管狀直線橫截面。管狀體部分上部的直線橫截面在垂直于車輛的方向上縮 小。管狀體部分上部向前延伸的凸緣和向后延伸的凸緣在垂直于車輛方向 上的縱向?qū)挾瓤梢栽黾?。向前延伸的凸緣和向后延伸的凸緣通過(guò)將形成管 狀部分的管狀構(gòu)件的一部分在液壓成型操作中壓扁形成。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，管狀體部分下端的車門(mén)檻凸緣可以通過(guò)將形 成管狀體部分的管狀構(gòu)件的一部分壓扁形成。
本發(fā)明的這些以及其它方面，在閱讀本發(fā)明的附圖和以下的具體實(shí)施 方式的詳細(xì)說(shuō)明之后，會(huì)得到更好的理解。


圖1為B柱、頂梁、頂弧和車門(mén)檻的片斷側(cè)視投影圖2為B柱的側(cè)視投影圖3為沿圖1中3-3線的橫截面圖4為沿圖1中4-4線的橫截面圖5為沿圖1中5-5線的橫截面圖6為B柱、頂梁和頂弧的片斷透視圖；以及
圖7為B柱、頂梁和頂弧的片斷正視投影圖。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1，表示裝配到頂梁12和頂弧14上的一體式B柱10。該B 柱IO還裝配到車門(mén)檻18。
B柱10具有中部20和從中部20向上延伸的上部22。下部24從中部 20向下延伸。參照?qǐng)D3，其為通過(guò)中部20所得的橫截面，該區(qū)域B柱IO 的橫截面包括前壁28、后壁30和外壁32及內(nèi)壁34。四個(gè)壁28-34形成 一個(gè)實(shí)質(zhì)上的矩形盒體狀梁。
參照?qǐng)D4，表示通過(guò)B柱10上部22所得的橫截面。前凸緣36和后 凸緣38分別從梯形部分40向前和向后延伸。梯形部分40作為壁28-34 的延長(zhǎng)物向上延伸，前壁28和后壁30在垂直方向上向外壁32收斂。B 柱10的上部22在平坦頂部42終結(jié)。平坦頂部42在頂梁12的外側(cè)和上 側(cè)延伸，接收到頂弧14的下方。
參照?qǐng)D5，表示通過(guò)B柱10下部24所得的橫截面，說(shuō)明內(nèi)凹部46。 如果需要，內(nèi)凹部46可以接收安全帶收緊機(jī)構(gòu)(圖中未表示)。
參照?qǐng)D2，表示于頂弧14結(jié)合在一起的一體式B柱10。該B柱10 包括其下部24上的內(nèi)凹部46，其下端形成車門(mén)檻裝配凸緣48。 B柱包括 D環(huán)裝配孔50和配線管入口孔52。
參照?qǐng)D6，表示B柱10、頂梁12和頂弧14之間的連接細(xì)節(jié)。B柱 10的上部22包括前凸緣36和后凸緣38，其通過(guò)將形成B柱的梁在液壓 成型操作中壓扁形成。B柱10的上部22可以安放在頂梁12上形成的缺 口 56中。頂弧14上可以形成拱肋58，以提供所需的剛性程度并加固頂板 結(jié)構(gòu)。
在液壓成型操作之前，通過(guò)去除管狀毛坯上的單層區(qū)域60可以在前、 后凸緣36和38上提供多個(gè)焊接接口區(qū)域。單層區(qū)域60方便將頂梁接合 到B柱的焊接操作。
參照?qǐng)D7， B柱10配裝到車體側(cè)面外面板上(圖中未表示)。B柱上 端接合到頂梁12和頂弧14上。鉸鏈部件孔54或其它門(mén)部件，例如鎖扣 碰板或閉鎖板，可以通過(guò)孔洞例如鉸鏈部件孔54配裝到B柱的前壁28 和后壁30上。B柱上端包括如上所述在頂梁12上方和頂弧14下方延伸 的平坦頂部42。
雖然實(shí)施本發(fā)明的最佳方式已詳細(xì)說(shuō)明，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員還 會(huì)認(rèn)識(shí)到各種如權(quán)利要求所述實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的可選設(shè)計(jì)和實(shí)施方式。
權(quán)利要求
1.一種車輛頂板支承總成，其特征是包含頂梁；車門(mén)檻板；具有內(nèi)壁、外壁、前壁和后壁的部分中空的一體式支承立柱，該支承立柱具有從車門(mén)檻板向上延伸的管狀下段，以及從頂梁向下延伸的上段，上段具有收斂管狀外形，其由在垂直方向上收斂的內(nèi)壁、外壁、前壁和后壁形成，收斂管狀段具有從前壁和后壁縱向伸出的凸緣，收斂管狀段的上端在僅包括內(nèi)壁和外壁、并安裝到頂梁的外表面和上表面上的扁平頂梁凸緣處終結(jié)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛頂板支承總成，其特征是上述管狀下段 在僅包括內(nèi)壁和外壁、并安裝到車門(mén)檻板的外表面上的扁平車門(mén)檻凸緣處 終結(jié)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛頂板支承總成，其特征是上述車門(mén)檻凸 緣向四周延伸到車門(mén)檻板的底部表面。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的車輛頂板支承總成，其特征是上述車門(mén)檻凸 緣具有位于車門(mén)檻板下方的點(diǎn)焊凸緣。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛頂板支承總成，其特征是上述管狀下部 具有形成凹部的內(nèi)壁，該凹部?jī)?nèi)可以安裝安全帶收緊器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛頂板支承總成，其特征是上述頂梁上形 成對(duì)應(yīng)于頂板外表面的缺口，接收支承立柱的頂梁凸緣。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛頂板支承總成，其特征是上述頂梁凸緣 至少具有兩層金屬，在限定區(qū)域去除其中的至少一層金屬，以便于將頂梁 凸緣點(diǎn)焊到頂梁上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛頂板支承總成，其特征是還包含沿車輛 橫向延伸的頂弧，其中頂梁凸緣與頂弧末端凸緣重疊并焊接到末端凸緣上。
9. 一種用于車輛的頂板支承立柱，其在乘客廂上方支承車頂，該立柱 與提供前排座位入口的車門(mén)后緣鄰接，該車輛具有頂梁和車門(mén)檻板，其特 征是該頂板支承立柱包含上端具有封閉頂梁凸緣并且下端具有封閉車門(mén)檻板凸緣的部分管狀 單體式構(gòu)件；其中頂梁凸緣安裝到頂梁的一個(gè)表面上，該表面處于頂梁上與乘客廂 相對(duì)的一側(cè)；以及其中車門(mén)檻凸緣安裝到車門(mén)檻板的一個(gè)表面上，該表面處于車門(mén)檻板 上與乘客廂相對(duì)的一側(cè)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的頂板支承立柱，其特征是上述車門(mén)檻板凸 緣具有位于車門(mén)檻板下方的點(diǎn)焊凸緣。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的頂板支承立柱，其特征是上述立柱具有形 成凹部的內(nèi)壁，該凹部?jī)?nèi)可以安裝安全帶收緊器。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的頂板支承立柱，其特征是上述頂梁上形成 對(duì)應(yīng)于頂板外表面的缺口，頂梁凸緣接收到其上。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的頂板支承立柱，其特征是上述頂梁凸緣至 少具有兩層金屬，在限定區(qū)域去除其中的至少一層金屬，以便于將頂梁凸 緣點(diǎn)焊到頂梁上。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的頂板支承立柱，其特征是還包含沿車輛橫 向延伸的頂弧，其中頂梁凸緣與頂弧末端凸緣重疊并焊接到末端凸緣上。
15. —種位于車輛前排座位和后排座位之間的頂板支承立柱，其特征 是該頂板支承立柱包含上端具有頂梁凸緣并且下端具有車門(mén)檻凸緣的中空管狀體部分；在管狀部分鄰接下端形成的安全帶收緊器腔；以及其中，頂梁凸緣焊接到頂梁的外表面，車門(mén)檻凸緣焊接到車門(mén)檻的外 表面。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的頂板支承立柱，其特征是上述管狀體部分 的上部在車輛開(kāi)縫線上具有管狀直線橫截面，并且其中管狀體部分上部的 直線橫截面在垂直于車輛的方向上縮小。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的頂板支承立柱，其特征是上述管狀體部分上部具有向前延伸的凸緣和向后延伸的凸緣，其中向前和向后延伸的凸緣 在垂直于車輛方向上的縱向?qū)挾仍黾印?br> 18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的頂板支承立柱，其特征是上述頂梁凸緣、 向前延伸的凸緣以及向后延伸的凸緣通過(guò)將形成管狀體部分的管狀構(gòu)件 的一部分在液壓成型操作中壓扁形成。
19. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的頂板支承立柱，其特征是上述管狀體部分 下端的車門(mén)檻凸緣可以通過(guò)將形成管狀體部分的管狀構(gòu)件的一部分壓扁 形成。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的頂板支承立柱，其特征是上述管狀體部分 的下部形成缺口，用于部分接收安全帶收緊器。
全文摘要
一種一體式B柱，其具有在B柱上部形成的前凸緣和后凸緣。前、后凸緣從B柱的梯形段向前和向后延伸。B柱的下部提供內(nèi)凹部。該一體式B柱配裝到頂梁外部和上部表面以及車門(mén)檻的外表面，以提供側(cè)面撞擊強(qiáng)度。B柱液壓成型為一體式，以提供較高的頂板擠壓強(qiáng)度性能。B柱的管狀部分壓扁，以在B柱的上部形成梯形段。
文檔編號(hào)B62D25/06GK101195390SQ200610162160
公開(kāi)日2008年6月11日 申請(qǐng)日期2006年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月5日
發(fā)明者丹尼爾·沙萊伊, 埃弗雷特·郭, 大衛(wèi)·瓦格納, 奧馬爾·法魯克, 拉茲·梅塔, 蒂埃里·吉姆博托, 迪恩·杰里克, 陳曉明 申請(qǐng)人:福特全球技術(shù)公司;瓦里-弗姆公司