[发明专利]单体式液压成型顶板支承立柱

说明书

技术领域

本发明涉及用于车辆的单体式液压成型顶板支承立柱。

背景技术

顶板支承立柱支承车辆顶板，位于车辆的车窗和车门之间。顶板支承立柱通常区分为A、B、C柱，在某些情况下依车型还有D柱。B柱总体上位于紧靠车辆前门的后方。B柱是决定顶板强度和侧面碰撞程度的重要元件。

乘用车辆设计要进行顶板强度和侧面碰撞强度的测试。传统的B柱由总体上点焊到一起的复合冲压金属板件制成。通过用高等级材料，例如双相和硼钢制成金属板件可能会提高传统B柱的强度。B柱还可以通过使用规格较厚的金属板组件而使得以强化。但是，高强度合金和较厚金属板材的使用会增加车辆重量，并且还会增加生产B柱的成本。即使使用了较厚的合金组件，传统设计的B柱也往往达不到顶板强度和侧面撞击性能的要求。

已有人提出利用液压成型管件制造具有空间框架结构的车辆，例如专利号为6,282,790的美国专利。该专利提出将两个B柱和顶弧整体成型为一个单独的U形部件，其连接到两个管状车门槛的上表面上。这种设计产生了一个生产难题，其中部件的封闭盒体段对使用点焊安装技术形成障碍。而且，车门之间液压成型管件的纵向厚度从造型的角度看有反面作用。

其它对液压成型B柱的设计已在公布号为US 2004/0239091 A1的美国专利申请和公布号为US 2005/0023865 A1的美国专利申请中公开。然而，这些设计需要用加固支架将B柱连接到顶梁上。此外，该B柱不能被顶梁和车门槛部件加固。在受到侧面撞击的情况下，B柱和顶梁及车门槛的连接必须依赖于结构完整的焊接。此外，B柱在车辆纵向上的宽度限制了造型，并对车辆外观造成不利影响。

本发明用于解决以上问题、以及其它有关生产具有最小部件数和改善的顶板挤压及侧面撞击性能的顶板支承立柱的问题。公知的顶板支承立柱液压成型方法面临有关液压成型工艺、液压成型组件连结方法以及包装约束的技术障碍。具体地说，难以使具有均匀周长的液压成型管适应车辆造型所需的区段变化。

公知的复合件B柱设计用于连接顶梁、车门槛以及车体外面板。这些元件之间的连接由于车体强度和噪音、振动及声振粗糙度(NVH)结合起来的难度而要求严格。对B柱的包装约束包括提供用于安全带收紧器的空间以及足够的用于门锁和铰链加强件的固定表面。

如下所述，本发明即用于解决上述问题和设计挑战。

发明内容

根据本发明的一个方面，由部分中空的一体式支承立柱连接的顶梁和车门槛板部分地提供顶板支承总成。该支承立柱具有内壁、外壁、前壁和后壁。该支承立柱具有从车门槛板向上延伸的管状下段，以及从下段向上延伸的上段。上段具有收敛管状外形，其由在垂直方向上收敛的内壁、外壁、前壁和后壁形成。收敛管状段具有从前壁和后壁纵向伸出的凸缘。收敛管状段的上端在仅包括内壁和外壁的扁平顶梁凸缘处终结。扁平顶梁凸缘安装到顶梁的外表面和上表面上。

根据本发明的另一方面，提供一种用于车辆的顶板支承立柱，其在乘客厢上方支承车顶。该立柱与提供车辆前排座位入口的车门后缘邻接。车辆具有由顶板支承立柱连接起来的顶梁和车门槛板。顶板支承立柱包含上端具有封闭顶梁凸缘并且下端具有封闭车门槛板凸缘的部分管状单体式构件。顶梁凸缘安装到顶梁的一个表面上，该表面处于顶梁上与乘客厢相对的一侧。车门槛凸缘安装到车门槛板的一个表面上，该表面处于车门槛板上与乘客厢相对的一侧。

根据本发明的另一方面，提供一种位于车辆前排座位和后排座位之间的顶板支承立柱。该顶板支承立柱包含上端具有顶梁凸缘并且下端具有车门槛凸缘的中空管状体。在邻接立柱下端的管状部分形成安全带收紧器腔。顶梁凸缘焊接到顶梁的外表面，车门槛凸缘焊接到车门槛的外表面。

根据本发明的另一方面，支承立柱可以具有管状下段，其在仅包括内壁和外壁、并安装到车门槛板外表面上的扁平车门槛凸缘处终结。车门槛凸缘可以向四周延伸到车门槛板的底部表面。车门槛凸缘可以具有位于车门槛板下方的点焊凸缘。支承立柱的管状下部可以具有形成凹部的内壁，该凹部内可以安装安全带收紧器。

顶梁上形成对应于顶板外表面的缺口，支承立柱的顶梁凸缘接收到其上。顶梁凸缘最好具有至少两层金属，从某些部位去除其中的至少一层金属，以便于将顶梁凸缘点焊到顶梁上。顶梁凸缘与横向延伸的顶弧重叠并焊接。