CN111284564B - 车身结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车身结构，其可以包括前柱，其在车辆的高度方向延伸并且沿车辆的纵向方向位于前方。后柱在车辆的高度方向延伸并且沿车辆的纵向方向位于后方。车顶纵梁在车辆的纵向方向延伸并且沿车辆的宽度方向设置在左侧和右侧。至少一个车顶横梁沿车辆的宽度方向延伸并且连接左侧和右侧的车顶纵梁。所述前柱包括前柱内部构件和前柱外部加强构件。所述车顶纵梁沿车辆的纵向方向的前端部***前柱内部构件与前柱外部加强构件之间。

Description

车身结构

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年12月10日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0158266号的优先权，该申请通过引用方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及一种车身结构。

背景技术

通常，车身的上部部分包括车辆的车顶和用于支撑车顶并且沿车辆的纵向方向前后设置的至少一个立柱。

至少一个立柱通常包括沿车辆的纵向方向设置在前部的前柱、设置在后部的后柱以及设置在前柱与后柱之间的中柱。

开闭门安装在前柱和中柱处，以便可转动。

近来，为了扩大乘客舱并增加进出车辆的便利性，具有仅由前柱和后柱(而没有中柱)形成的上部车身的车身结构已经开发和应用。

然而，在这种车身结构中，由于不使用中柱，因此上部车身的结构刚度不可避免地减弱，因此已经提出了各种加强结构来补偿车身结构的刚度不足，并且必须在不增加重量和成本的情况下用更少的部件更有效地增强上部车身的刚度。

公开于本发明的背景部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明涉及一种车身结构。本发明的具体实施方案涉及一种能够构造具有较少部件的坚固的上部车身的车身结构。

本发明的实施方案致力于提供一种车身结构，其能够通过构成车辆车顶的构件的刚度增加和构件的适当载荷分布来形成更坚固的上部车身，并且减少零件数量、减轻重量和降低成本。

根据本发明示例性实施方案的车身结构可以包括前柱，其在车辆的高度方向延伸并且沿车辆的纵向方向位于前方。后柱在车辆的高度方向延伸并且沿车辆的纵向方向位于后方。车顶纵梁在车辆的纵向方向延伸并且沿车辆的宽度方向设置在左侧和右侧。至少一个车顶横梁(roof rail)沿车辆的宽度方向延伸并且连接左侧和右侧的车顶纵梁。所述前柱包括前柱内部构件和前柱外部加强构件。所述车顶纵梁沿车辆的纵向方向的前端部***并联接在前柱内部构件与前柱外部加强构件之间。

至少一个车顶横梁可以包括：前部车顶横梁，其沿车辆的纵向方向设置在前方；中部车顶横梁，其沿车辆的纵向方向设置在所述前部车顶横梁的后方。

车顶纵梁可以通过热冲压方法制成管状。

中部车顶横梁可以通过冷压方法制成。

前柱内部构件可以联接到侧外部构件以形成闭合截面；车顶纵梁可以***到闭合截面中以联接到前柱内部构件。

在所述车顶纵梁沿车辆的宽度方向的外侧表面处可以形成有与所述侧外部构件的轮廓对应的台阶部分。

可以进一步包括中柱，其在所述前柱与所述后柱之间在车辆的高度方向延伸。

在所述前柱外部加强构件处可以形成有在车辆的纵向方向和宽度方向截割的台阶部分，或者在所述前柱外部加强构件处可以形成有相对于车辆的纵向方向和宽度方向倾斜地截割的倾斜截割部分。

前柱内部构件和车顶侧内部构件可以沿车辆的宽度方向分别联接到车顶纵梁的内侧；在所述前柱内部构件和所述车顶侧内部构件处可以分别整体地形成有下部角撑件(gusset)，所述下部角撑件沿车辆的宽度方向向内侧突出；上部角撑件可以分别重叠在所述前柱内部构件的下部角撑件上和所述车顶侧内部构件的下部角撑件上；所述前部车顶横梁的端部和所述中部车顶横梁的端部可以分别紧固至所述上部角撑件。

紧固至所述中部车顶横梁的上部角撑件可以附接在所述车顶纵梁的一个侧表面上；所述车顶侧内部构件可以附接在所述车顶纵梁的另一个侧表面上。

紧固至所述中部车顶横梁的上部角撑件可以在车辆的高度方向设置在所述车顶侧内部构件的上方；所述车顶侧内部构件的端部可以朝向车辆的宽度方向的外侧逐渐远离所述上部角撑件设置，使得在所述上部角撑件、所述车顶侧内部构件和车顶纵梁之间形成闭合截面。

由复合材料制成的硬质泡沫可以***到车顶纵梁的内部。

可以进一步包括中柱，其在车辆的高度方向延伸并且设置在前柱与后柱之间；车顶纵梁的一个端部可以联接到前柱，而车顶纵梁的另一个端部联接到所述中柱。

根据本发明示例性实施方案的车身结构，中部车顶横梁通过冷压方法形成板状而车顶纵梁通过热压方法形成管状以彼此联接，从而可以减少上部车身的重量和部件数量，并且可以增加刚度。

车顶纵梁和前部车顶横梁及中部车顶横梁的联接部分形成有闭合截面，从而可以改善车顶的刚度和负载支撑性能。

倾斜截割部分应用于与车顶纵梁联接的前柱外部加强板，可以通过防止突然的刚度变化，来减少由于车顶纵梁与前柱外部加强板之间的联接部分处的外部冲击载荷而导致破损的可能性。

车顶纵梁的轮廓由与联接到其外侧的侧外部板的轮廓类似的形状制成，从而增加了车顶的刚度。

将发泡的硬质泡沫***到车顶纵梁的闭合截面中，使得车顶纵梁的整体或部分刚度增加，并且可以在发生车辆的正面碰撞或侧前方碰撞时，防止车顶纵梁的变形(buckling)，从而增加抗碰撞刚度。

附图说明

图1为根据本发明的示例性实施方案的车身结构的立体图；

图2为根据本发明的示例性实施方案的车身结构的分解立体图；

图3为沿图1的A-A线截取的截面图；

图4为将本发明的示例性实施方案的车身结构应用于应用了中柱的车身的情况的侧视图；

图5为根据本发的明示例性实施方案的车身结构中的前柱与车顶纵梁之间的联接部分的放大视图；

图6为根据本发明的另一示例性实施方案的车身结构中的前柱与车顶纵梁之间的联接部分的放大视图；

图7为根据本发明的示例性实施方案的车身结构中的中部车顶横梁与车顶纵梁之间的联接部分的立体图；

图8为沿图7中的B-B线截取的截面图；

图9为根据本发明的示例性实施方案的车身结构中的根据另一示例性实施方案的车顶纵梁的截面图。

以下附图标记可以结合附图使用。

1：前柱

2：后柱

3：中柱

11：前柱内部构件

12：前柱外部加强构件

31：车顶纵梁

32：前部车顶横梁

33：中部车顶横梁

34：侧外部构件

35：车顶侧内部构件

40：上部角撑件

50：闭合截面

60：硬质泡沫。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本发明的示例性实施方案。

参照图1和图2，根据本发明的示例性实施方案的车身结构可以包括：前柱1，其在车辆的高度方向延伸并且沿车辆的纵向方向位于前方；以及后柱2，其位于后方。

此外，车辆的车顶可以包括：车顶纵梁31，其在车辆的纵向方向延伸以与前柱1和后柱2联接，并且车顶纵梁沿车辆的宽度方向设置在左侧和右侧；前部车顶横梁32，其沿车辆的纵向方向设置在前方；以及中部车顶横梁33，其沿车辆的纵向方向设置在后方，前部车顶横梁32和中部车顶横梁33沿车辆的宽度方向延伸以分别连接左侧和右侧的车顶纵梁31。中部车顶横梁33可以通过冷压方法制成。

车顶纵梁31的沿车辆纵向方向的前端部分可以***并联接在前柱内部构件11与前柱外部加强构件12之间，从而与前柱1连接，并且车顶纵梁31的后端部分可以与后柱2连接。

参照图3，侧外部构件34可以联接至前柱内部构件11以形成闭合截面，车顶纵梁31可以***到所述闭合截面中以通过焊接等与前柱内部构件11联接。

车顶纵梁31可以优选地通过热冲压方法制成管状。

台阶部分312可以形成在车顶纵梁31沿车辆的宽度方向的外侧表面311处，车顶纵梁31的外侧表面311可以形成为与侧外部构件34的外侧轮廓基本相似。

因此，当车顶纵梁31的外侧表面311的轮廓形成为与侧外部构件34的外部轮廓大致相同或相似时，车顶纵梁31的外侧表面311与侧外部构件34之间的间隔基本相同，从而增加了车辆的车顶侧的刚度。

另一方面，如图4所示，在将中柱3应用于车辆的情况下，通过热冲压方法制成的车顶纵梁31可以仅应用于前柱1与中柱3之间的部段。

参照图5，当车顶纵梁31的沿车辆的纵向方向的前端部分***并联接在前柱内部构件11与前柱外部加强构件12之间以与前柱1连接时，沿车辆的纵向方向和宽度方向截割的台阶部分121可以形成在前柱外部加强构件12处，或者，如图6所示，可以设置相对于车辆的纵向方向和宽度方向在倾斜方向上截割的倾斜截割部分122。

当台阶部分121或倾斜截割部分122如此形成在前柱外部加强构件12处时，前柱外部加强构件12与车顶纵梁31之间的联接部分的刚度平滑地变化，从而当在车辆碰撞的情况下碰撞冲击传递到联接部分时，可以通过平滑的刚度变化有效地降低碰撞破损的可能性。

再次参照图2，前柱内部构件11和车顶侧内部构件35可以分别沿车辆的宽度方向联接到车顶纵梁31的内侧，下部角撑件111和351可以整体地形成在前柱内部构件11和车顶侧内部构件35处以分别朝向车辆的宽度方向突出。

此外，重叠在下部角撑件111和351上方的上部角撑件40可以制成单独的产品。

参照图7和图8，图7示出了中部车顶横梁33联接到车顶纵梁31的结构。由于前部车顶横梁32与车顶纵梁31联接的结构相同，因此将省略其描述。

首先，中部车顶横梁33的端部可以通过螺栓紧固到上部角撑件40的一个端部，上部角撑件40的另一个端部通过焊接等紧密地附接在车顶纵梁31的一个侧表面上，下部角撑件351的一个端部通过焊接等联接到上部角撑件40的一个端部的下表面，下部角撑件351的另一个端部和车顶侧内部构件35的端部通过焊接等紧密地附接在车顶纵梁31的另一个端面上。

在此，上部角撑件40可以沿车辆的高度方向设置在车顶侧内部构件35上方，并且车顶侧内部构件35的端部可以在车辆的宽度方向朝向外侧与上部角撑件40逐渐间隔开，从而在上部角撑件40、车顶侧内部构件35和车顶纵梁31之间形成大致三角形的闭合截面。该闭合截面增加了在中部车顶横梁33、车顶纵梁31和车顶侧内部构件35之间的联接部分的刚度，从而增加了车辆的车顶的刚度，进而改善了车辆的碰撞响应。

另一方面，如图9所示，由复合材料制成的硬质泡沫60可以***到车顶纵梁31中，从而可以增加车顶纵梁31的刚度。硬质泡沫60可以***并联接到整个车顶纵梁31，但是仅部分地***到车顶纵梁31的相对刚性薄弱部分(例如，车顶纵梁31弯曲以形成前车窗的部分)，使得车顶纵梁31的相对刚度薄弱部分可以得到加强。

虽然已经结合目前被认为是实用的示例性实施方案描述了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的实施方案。相反，旨在覆盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同设置。

Claims (15)

1.一种车身结构，包括：

前柱，其在车辆的高度方向延伸并且沿车辆的纵向方向位于前方，所述前柱包括前柱内部构件和前柱外部加强构件，所述前柱内部构件联接到侧外部构件以形成闭合截面；

后柱，其在车辆的高度方向延伸并且沿车辆的纵向方向位于后方；

车顶纵梁，其在车辆的纵向方向延伸，所述车顶纵梁的沿车辆的纵向方向的前端部***并联接在所述前柱内部构件与所述前柱外部加强构件之间，其中所述车顶纵梁***到闭合截面中以联接到所述前柱内部构件；

另一车顶纵梁，其在车辆的纵向方向延伸，车辆的所述车顶纵梁和所述另一车顶纵梁沿车辆的宽度方向设置在左侧和右侧；以及

车顶横梁，其沿车辆的宽度方向延伸并且连接所述车顶纵梁和所述另一车顶纵梁，

其中，在所述车顶纵梁沿车辆的宽度方向的外侧表面处形成有与所述侧外部构件的轮廓对应的台阶部分，

所述车顶纵梁的外侧表面的轮廓形成为与所述侧外部构件的外部轮廓基本相似，并且所述车顶纵梁的外侧表面与所述侧外部构件之间的间隔基本相同，

所述前柱内部构件和车顶侧内部构件沿车辆的宽度方向分别联接到车顶纵梁的内侧，

上部角撑件在车辆的高度方向设置在所述车顶侧内部构件的上方，

所述车顶侧内部构件的端部朝向车辆的宽度方向的外侧逐渐远离所述上部角撑件设置，使得在所述上部角撑件、所述车顶侧内部构件和车顶纵梁之间形成闭合截面。

2.根据权利要求1所述的车身结构，进一步包括中柱，其在所述前柱与所述后柱之间在车辆的高度方向延伸。

3.根据权利要求1所述的车身结构，其中，在所述前柱外部加强构件处形成有在车辆的纵向方向和宽度方向截割的台阶部分。

4.根据权利要求1所述的车身结构，其中，在所述前柱外部加强构件处形成有相对于车辆的纵向方向和宽度方向倾斜地截割的倾斜截割部分。

5.根据权利要求1所述的车身结构，其中，由复合材料制成的硬质泡沫***到车顶纵梁的内部。

6.根据权利要求1所述的车身结构，进一步包括中柱，其在车辆的高度方向延伸并且设置在所述前柱与所述后柱之间。

7.根据权利要求6所述的车身结构，其中，所述车顶纵梁的一个端部联接到所述前柱，所述车顶纵梁的另一个端部联接到所述中柱。

8.根据权利要求1所述的车身结构，其中，所述车顶纵梁通过热冲压方法制成管状。

9.根据权利要求8所述的车身结构，其中，所述车顶横梁通过冷压方法制成。

10.一种制造根据权利要求1所述的车身结构的方法，该方法包括将前柱、后柱、车顶纵梁和车顶横梁组装到车身结构中。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述车顶纵梁通过热冲压方法制成管状。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述车顶横梁通过冷压方法制成。

13.一种车身结构，包括：

前柱，其在车辆的高度方向延伸并且沿车辆的纵向方向位于前方，所述前柱包括前柱内部构件和前柱外部加强构件；

后柱，其在车辆的高度方向延伸并且沿车辆的纵向方向位于后方；

车顶纵梁，其在车辆的纵向方向延伸，所述车顶纵梁的前端部沿车辆的纵向方向***并联接在所述前柱内部构件与所述前柱外部加强构件之间；

前部车顶横梁，其沿车辆的纵向方向设置在前方；以及

中部车顶横梁，其沿车辆的纵向方向设置在所述前部车顶横梁的后方，

其中：

所述前柱内部构件和车顶侧内部构件沿车辆的宽度方向分别联接到车顶纵梁的内侧；

在所述前柱内部构件和所述车顶侧内部构件处分别整体地形成有下部角撑件，所述下部角撑件沿车辆的宽度方向向内侧突出；

上部角撑件分别重叠在所述前柱内部构件的下部角撑件上和所述车顶侧内部构件的下部角撑件上；

所述前部车顶横梁的端部和所述中部车顶横梁的端部分别紧固至所述上部角撑件。

14.根据权利要求13所述的车身结构，其中：

紧固至所述中部车顶横梁的上部角撑件附接在所述车顶纵梁的一个侧表面上；

所述车顶侧内部构件附接在所述车顶纵梁的另一个侧表面上。

15.根据权利要求14所述的车身结构，其中：

紧固至所述中部车顶横梁的上部角撑件在车辆的高度方向设置在所述车顶侧内部构件的上方；

所述车顶侧内部构件的端部朝向车辆的宽度方向的外侧逐渐远离所述上部角撑件设置，使得在所述上部角撑件、所述车顶侧内部构件和车顶纵梁之间形成闭合截面。