CN114475786A - 车身结合结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车身结合结构，包括：框架构件，其由金属管制成，从车身的侧面竖直地倾斜延伸，并配置为形成前柱；以及主体构件，其由塑料复合材料制成，包括前围连接部和前围上盖连接部，所述主体构件结合至所述框架构件，并配置为覆盖所述框架构件。

Description

车身结合结构

技术领域

本发明涉及一种车身结合结构。

背景技术

本节中的陈述仅提供涉及本发明的背景信息，并不会构成现有技术。

车辆立柱分为前柱(A柱)、中柱(B柱)以及后柱(C柱)，它们不仅支撑车顶，而且在提高车辆刚性和安全性方面发挥着重要作用。

在传统的单壳式(monocoque-type)车身的情况下，多个部件以复杂的结构彼此联接以形成车身，并且各个车型具有不同的部件形状和联接结构。

由于模具不兼容，从而需要多个模具来制造用于形成一个型号的车身的部件，并且需要制造另一组模具来形成另一个型号的车身。

此外，如果根据每个型号特有的组装结构使用多个部件来制造车身，则可使用性(workability)会降低。

一种被称为“空间框架”的新概念车身结构已开始应用于轻量化以及与其他部件的兼容性。然而，在空间框架式车身结构中，如果每个部件的结合部分的联接强度和刚度都较弱，则整个车身框架就会变得很脆弱。

以上关于背景技术的描述仅用于帮助理解本发明的背景，本领域技术人员不应将其视为与已知现有技术相对应。

发明内容

本发明提供一种车身结合结构，其中对应于车辆的前柱(A柱)的部件具有优异的强度和刚度，并且能够与配置模块化空间框架式车身结构相关的***部件很容易地组装。

在本申请的一个形式中，车身结合结构包括：框架构件，其由金属管制成，从车身的侧面竖直地倾斜延伸，并配置为形成前柱的框架；以及主体构件，其由塑料复合材料制成，包括前围连接部和前围上盖连接部，所述主体构件配置为结合至所述框架构件并且覆盖所述框架构件。

加工成具有预定的表面粗糙度的波纹部可以设置在所述框架构件的表面上，从而通过波纹部增加框架构件和主体构件之间的结合力。

结构粘合剂可以应用至所述框架构件的表面，从而通过结构粘合剂增加框架构件和主体构件之间的结合力。

所述主体构件可以由玻璃纤维增强塑料(GFRP)、碳纤维增强塑料(CFRP)和塑料中的一种形成。

车身结合结构可以还包括：上结合罩，其结合至所述主体构件并配置为覆盖所述主体构件的上表面；内结合罩，其结合至所述主体构件并配置为覆盖车身内部的主体构件；以及外结合罩，其面向所述内结合罩，所述外结合罩结合至所述主体构件，并配置为覆盖车身外部的主体构件。

加工成具有预定的表面粗糙度的波纹部可以设置在所述上结合罩的面向所述主体构件的底表面上、所述内结合罩的面向所述主体构件的内表面上以及所述外结合罩的面向所述主体构件的内表面上，从而通过波纹部增加主体构件和上结合罩、主体构件和内结合罩以及主体构件和外结合罩中的每一组之间的结合力。

所述内结合罩和所述外结合罩可以在所述主体构件的后表面上彼此连接并形成对应于车身中的开口的开口凸缘。

车身结合结构可以还包括前围上盖下内罩，所述前围上盖下内罩结合至所述上结合罩以与所述上结合罩连接并朝所述内结合罩的前面延伸。

车身结合结构可以还包括外增强罩，所述外增强罩一体地结合至所述上结合罩和所述外结合罩，同时覆盖所述上结合罩和所述外结合罩。

所述内结合罩可以包括穿过其内部和外部而形成的多个孔，其中，所述多个孔配置为接收通过加热而熔化的塑性树脂，并且，随着塑性树脂冷却并因此固化，所述主体构件与所述内结合罩之间的结合力可以增加。

车身结合结构可以还包括基部构件，所述基部构件结合至所述主体构件，并配置为与所述主体构件的底表面和内侧表面重叠。

粘合剂可以应用至所述基部构件的与所述主体构件的底表面和内侧表面接触的表面，从而通过粘合剂增加主体构件和基部构件之间的结合力。

朝向其配对部分突出的组装突起以及与所述组装突起配合的组装凹槽分别形成在所述基部构件和所述主体构件上，所述组装突起和所述组装凹槽可以在纵向方向上延伸；并且所述组装突起和所述组装凹槽可以彼此装配并结合，使得所述主体构件和所述基部构件彼此结合。

车身结合结构可以还包括增强轨，所述增强轨装配并结合至所述组装凹槽。

第一紧固凹槽可以形成在所述主体构件的接触表面上并在纵向方向上延伸；配置为与所述第一紧固凹槽配合的第二紧固凹槽可以形成在所述基部构件的接触表面上，并在纵向方向上延伸；连结条可以***并装配到所述第一紧固凹槽和所述第二紧固凹槽中，并且使得所述主体构件和所述基部构件彼此结合。

前围组件的形成空间框架车身的部分可以结合至所述前围连接部；前围上盖可以结合至所述前围上盖连接部并在车身的宽度方向上延伸。

本发明的优点在于，结合配置模块化空间框架式车身结构，框架构件由金属管制成，其对应于车辆的前柱(A柱)，主体构件由塑料复合材料制成，框架构件、主体构件与基部构件连接同时保证组装便利性，并确保优异的强度和刚性，从而保证提高联接特性、强度、刚度和耐用性。

通过本文提供的说明，其它应用领域将变得明显。应当理解，本说明书和具体实施例仅是旨在用于说明的目的，而并不旨在限制本发明的保护范围。

附图说明

为了可以很好地理解本发明，现在参考所附附图，以给出的示例的方式来描述其各种形式，在这些附图中：

图1示出了本发明的一种形式适用的模块化空间框架车身；

图2示出了作为根据本发明的一种形式的车身结合结构的前柱；

图3示出了图2的前柱的主视图；

图4至图6说明了根据本发明的一种形式的前柱的制造过程；

图7至图8说明了根据本发明的一种形式的前围上盖下内罩和外增强罩；

图9说明了根据本发明的一种形式的结构，其中主体构件和内结合罩通过冷却而固化的塑性树脂彼此联接。

本文描述的附图仅用于说明的目的，而并不旨在以任何方式限制本发明的范围。

具体实施方式

下面的说明在本质上仅仅是示例性的，并非旨在限制本发明、应用或用途。应当理解，在整个说明书和附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。

根据本发明，可以对各种形式进行各种变化和修改，因此将在附图中示出并在说明书或申请中描述具体实施方案。然而，应当理解，根据本发明的概念的各种形式不限于具体公开的形式，而是本发明包括落入本发明的精神和范围内的所有修改、等效和替换。

诸如“第一”和/或“第二”之类的术语可用于描述各种元件，但这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅旨在将一个元件与其他元件区分开来。例如，在不脱离本发明的保护范围的情况下，第一元件可以被命名为第二元件并且类似地第二元件可以被命名为第一元件。

在一个元件被称为与其他元件“连接”或“接近”的情况下，应当理解为，不仅该元件与其他元件直接连接或接近，还可以在它们之间存在另一个元件。相反，在部件被称为与任何其他部件“直接连接”或“直接接近”的情况下，应理解为它们之间不存在部件。描述结构元件之间关系的其他表述，即“介于”和“仅介于”或“相邻”和“直接相邻”，应与上述描述类似地解释。

本文所使用的术语仅用于描述具体实施方案，并不旨在限制本发明。单数的表述可以包括复数的表述，除非它们在上下文中明显不同。如本文所用，表述“包括”或“具有”旨在详细说明所提及的特征、数量、步骤、操作、元件、部件或其组合的存在，并且应解释为不排除一个或更多个其他特征、数量、步骤、操作、元件、部件或其组合的存在或增加的可能性。

除非另有定义，否则本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属领域的技术人员通常理解的含义相同的含义。在通用词典中定义的术语可以解释为具有与相关技术领域中的上下文含义相同的含义，除非本文中明确定义，否则不应将其解释为具有理想或过度形式的含义。

在下文中，将参照附图描述根据本发明的一种形式的车身结合结构。

图1示出了本发明适用的模块化空间框架车身，并且概念性地示出了可以通过将蒙皮总成127结合至首先彼此组装的地板总成109和上框总成(upper assembly)119来形成空间框架车身。地板总成109包括前挡泥板组件101、前围组件(dash assembly)103、中央地板组件105以及后地板组件107；上框总成119包括侧部组件111、后侧围组件113、后围组件115以及车顶托架117；蒙皮总成127包括翼子板121、侧外部123和顶盖125。

作为参考，以上描述或图1所示表述仅是为了以容易理解的方式便于说明本发明所述的空间框架车身的结构，并且不是指形成真实空间框架车身的部件的组装顺序。因此，实际组装顺序可能会根据各种情况而有所不同。

车顶托架117包括：车顶侧管129、前围上盖(cowl)131、车顶中间横梁133和车顶后横梁135，所述车顶侧管129设置在车身两侧，所述前围上盖131、车顶中间横梁133和车顶后横梁135将车顶侧管129彼此连接，同时设置在所述车顶侧管129之间。车顶侧管129、前围上盖131、车顶中间横梁133和车顶后横梁135中的每一个都具有中空的闭合截面结构以形成空间框架结构。通过以在车身的纵向方向上拉长或缩短车顶侧管129以及在车身的宽度方向上拉长或缩短前围上盖131、车顶中间横梁133和车顶后横梁135的方式改变车顶托架117，车顶托架117可以很容易地应用于各种车辆类型或型号。

前挡泥板组件101、前围组件103、中央地板组件105以及后地板组件107被模块化以形成地板总成109，通过改变其长度或宽度来组装，从而地板总成109可以很容易地改变以应用于各种车辆类型或型号。

当然，根据车顶托架117和地板总成109的变化，还可以通过调整其形状或尺寸来组装其他部件，以能够：易于开发适合新开发车辆类型或型号的车身，从而使新车型的开发更加容易；有效应用到多类型、小批量的生产方法。

同时，蒙皮总成127由翼子板121、侧外部123和顶盖125构成，顶盖125可以通过使用各种材料(例如碳纤维增强塑料(carbon fiber reinforced plastics，CFRP)以及传统的普通钢板)根据所期望的车辆类型或型号来自由改变其形状而应用于如上所述的空间框架，从而能够很容易进行各种车辆的生产。

本发明的车身结合结构可以应用于具有上述配置的空间框架车身，其包括(如图2至图9所示)框架构件10以及主体构件20，所述框架构件10由金属管制成，并从车身的侧面竖直地倾斜延伸以形成前柱(A柱)的框架；所述主体构件20由塑料复合材料(plasticcomposite material)制成，包括前围连接部21和前围上盖连接部，并与框架构件10结合以覆盖框架构件10。

框架构件10可以由内部为空的中空管或管形成，主体构件20可以具有蜂窝状结构，其中形成有多个孔，从而形成空间框架结构。

框架构件10和主体构件20可以通过在结合液压成型和注射成型的工艺中成型来制造。替代地，通过弯曲而成型的框架构件10和通过注射成型而成型的主体构件20可以在两阶段工艺中彼此结合。

主体构件20可以由玻璃纤维增强塑料(glass fiber reinforced plastics，GFRP)、碳纤维增强塑料(carbon fiber reinforced plastics，CFRP)和减轻重量并提供所期望的强度和刚度的塑料中的一种形成。

由塑料复合材料制成的主体构件20可以根据车辆类型或型号通过使其形状变形来进行各种不同地制造，从而促进设计自由度增加的各种车辆的生产。

如图4中的(A)部分所示，加工成具有预定的表面粗糙度的波纹部11可以设置在框架构件10的表面上。波纹部11可以增加框架构件10和主体构件20之间的结合力，从而提供优异的强度和刚度。

波纹部11可以通过使用激光或等离子体使框架构件10的表面粗糙化而形成，并且通过波纹部11增加摩擦力可以增强框架构件10和主体构件20之间的结合力。

作为另一个例子，结构粘合剂12(例如结合剂)可以应用至框架构件10的表面，以使用结构粘合剂12来增加框架构件10和主体构件20之间的结合力，从而提供优异的强度和刚度。

如图5至图6所示，本发明还包括：上结合罩30、内结合罩40以及外结合罩50，所述上结合罩30结合至主体构件20，同时覆盖主体构件20的上表面；所述内结合罩40结合至主体构件20，同时覆盖车身内部的主体构件20；所述外结合罩50面向内结合罩40并结合至主体构件20，同时覆盖车身外部的主体构件20。

上结合罩30、内结合罩40和外结合罩50覆盖并保护主体构件20，并且还提高主体构件20的强度和刚度。

加工成具有预定的表面粗糙度的波纹部31、41和51分别设置在上结合罩30的面向主体构件20的底表面上、内结合罩40的面向主体构件20的内表面上以及外结合罩50的面向主体构件20的内表面上。波纹部31、41和51可以增加主体构件20和上结合罩30、主体构件20和内结合罩40以及主体构件20和外结合罩50中的每一组之间的结合力，从而提供优异的强度和刚度。

内结合罩40和外结合罩50可以在主体构件20的后表面上彼此连接，以形成对应于车身中的开口的开口凸缘60。

安装开口凸缘60的一侧对应于安装车门的部分。开口凸缘60可以形成在内结合罩40和外结合罩50中的一个或两个上。开口凸缘60彼此结合以在其间安装橡胶密封件(例如防风雨条)，因此可以用于减轻车辆的噪音和振动并提供车辆的水密性。

如图7所示，本发明还可以包括前围上盖下内罩70，所述前围上盖下内罩70结合至上结合罩30，以在朝向内结合罩40的前面延伸的同时与上结合罩30连接。前围上盖下内罩70可以在车身的内前侧处结合至上结合罩30和内结合罩40以与其连接，从而增加它们之间的结合力。

此外，如图8所示，本发明还可以包括外增强罩80，所述外增强罩80在覆盖上结合罩30和外结合罩50的同时一体地结合至上结合罩30和外结合罩50。外增强罩80可以覆盖并保护上结合罩30和外结合罩50，从而提高主体构件20的强度和刚度。

如图9所示，根据本发明的内结合罩40可以包括穿过其内部和外部而形成的多个孔42。通过加热而熔化的塑性树脂90可以穿过孔42***到内结合罩40中。随着塑性树脂90冷却并因此固化，可以增加主体构件20与内结合罩40之间的结合力，从而提高其强度和刚度。

主体构件20和内结合罩40可以不通过焊接而通过注塑成型使彼此结合，从而便于其组装并降低成本。

此外，本发明还包括结合至主体构件20的基部构件200，使得基部构件200与主体构件20的底表面和内侧表面重叠。

基部构件200可以对应于具有空间框架的车身结构中的前挡泥板组件101的部分。

如图6示，粘合剂210可以应用至基部构件200的与主体构件20的底表面和内侧表面接触的表面。通过粘合剂210可以进一步增加主体构件20和基部构件200之间的结合力，从而提高车身结合的强度和刚度。

分别形成在基部构件200和主体构件20上的朝向其配对部分突出的组装突起201以及与组装突起201配合的组装凹槽23可以在纵向方向上延伸，并且组装突起201和组装凹槽23可以彼此装配并结合，以使主体构件20和基部构件200彼此结合。

主体构件20和基部构件200可以不通过焊接而通过凹槽和突起的装配组装而彼此结合，从而便于组装并降低成本。

在本发明的一个形式中，以在基部构件200上形成组装突起201，在主体构件20上形成组装凹槽23的结构为例。然而，根据需要，凹槽和突起可以分别形成在基部构件200和主体构件20上。

如图4中的(B)部分所示，本发明还可以包括增强轨220，该增强轨220装配并结合至主体构件20的组装凹槽23，从而通过增强轨220进一步提高主体构件20的强度和刚度。

此外，彼此配合的第一紧固凹槽24和第二紧固凹槽202可以形成在主体构件20和基部构件200的接触表面上，并且可以在纵向方向上延伸，并且连结条230可以装配并结合至第一紧固凹槽24和第二紧固凹槽202。主体构件20和基部构件200通过连结条230彼此结合，从而进一步增加它们的结合力。

同时，形成空间框架车身的前围组件103的一部分可以结合至设置在主体构件20上的前围连接部21，前围上盖131可以结合至前围上盖连接部22以在车身的宽度方向上延伸，并且前围上盖131可以成为前围上盖上构件。

根据需要，通过上下移动前围上盖131可以将前围上盖131结合至前围上盖连接部22，从而增加空间框架车身结构设计的自由度。

如上所述，本发明的一个形式涉及一种结构，其中，结合使用模块化空间框架方法配置车身结构，对应于车身的前柱(A柱)的由金属管制成的框架构件10、由塑料复合材料制成的主体构件20、以及基部构件200易于组装并且彼此连接，同时提供优异的强度和刚度，从而在通过具有更强的结合力而提供强度和刚度的同时提高了耐用性。

尽管已经结合其特定形式对本发明进行了描述和说明，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的技术思想的情况下可以对本发明进行各种改进和修改。

Claims (16)

1.一种车身结合结构，包括：

框架构件，其由金属管制成，从车身的侧面竖直地倾斜延伸，并配置为形成前柱；以及

主体构件，其由塑料复合材料制成，包括前围连接部和前围上盖连接部，所述主体构件结合至所述框架构件，并配置为覆盖所述框架构件。

2.根据权利要求1所述的车身结合结构，还包括波纹部，所述波纹部加工成具有预定的表面粗糙度，并且设置在所述框架构件的表面上。

3.根据权利要求1所述的车身结合结构，还包括应用至所述框架构件的表面的结构粘合剂。

4.根据权利要求1所述的车身结合结构，其中，所述主体构件由玻璃纤维增强塑料、碳纤维增强塑料或塑料中的至少一种形成。

5.根据权利要求1所述的车身结合结构，还包括：

上结合罩，其结合至所述主体构件并配置为覆盖主体构件的上表面；

内结合罩，其结合至所述主体构件并配置为覆盖车身内部的主体构件；以及

外结合罩，其面向所述内结合罩，所述外结合罩结合至所述主体构件，并配置为覆盖车身外部的主体构件。

6.根据权利要求5所述的车身结合结构，还包括波纹部，所述波纹部加工成具有预定的表面粗糙度，并且设置在所述上结合罩的面向主体构件的底表面上、所述内结合罩的面向主体构件的内表面上以及所述外结合罩的面向主体构件的内表面上。

7.根据权利要求5所述的车身结合结构，其中，所述内结合罩和所述外结合罩在所述主体构件的后表面上彼此连接，并形成对应于车身中的开口的开口凸缘。

8.根据权利要求5所述的车身结合结构，还包括前围上盖下内罩，所述前围上盖下内罩结合至所述上结合罩并朝所述内结合罩的前面延伸。

9.根据权利要求5所述的车身结合结构，还包括外增强罩，所述外增强罩一体地结合至所述上结合罩和所述外结合罩，并配置为覆盖所述上结合罩和所述外结合罩。

10.根据权利要求5所述的车身结合结构，其中，所述内结合罩包括穿过其内部和外部而形成的多个孔，

所述多个孔配置为接收通过加热而熔化的塑性树脂，

随着塑性树脂冷却并固化，所述主体构件与所述内结合罩之间的结合力增加。

11.根据权利要求1所述的车身结合结构，还包括基部构件，所述基部构件结合至所述主体构件，并配置为与所述主体构件的底表面和内侧表面重叠。

12.根据权利要求11所述的车身结合结构，还包括粘合剂，所述粘合剂应用至所述基部构件的与所述主体构件的底表面和内侧表面接触的表面。

13.根据权利要求11所述的车身结合结构，还包括：

组装突起，其朝向配对部分突出并形成在所述基部构件上；以及

组装凹槽，其与所述组装突起配合并形成在所述主体构件上；

其中，所述组装突起和所述组装凹槽在纵向方向上延伸，彼此装配并结合，并且配置为使得所述主体构件和所述基部构件彼此结合。

14.根据权利要求13所述的车身结合结构，还包括增强轨，所述增强轨装配并结合至所述组装凹槽。

15.根据权利要求11所述的车身结合结构，还包括：

第一紧固凹槽，其形成在所述主体构件的接触表面上并在纵向方向上延伸；

第二紧固凹槽，其形成在所述基部构件的接触表面上，配置为与所述第一紧固凹槽配合，并在纵向方向上延伸；以及

连结条，其***并装配到所述第一紧固凹槽和所述第二紧固凹槽中，并且配置为使得所述主体构件和所述基部构件彼此结合。

16.根据权利要求1所述的车身结合结构，还包括：

前围组件，其形成空间框架车身并结合至所述前围连接部；以及

前围上盖，其结合至所述前围上盖连接部并在车身的宽度方向上延伸。

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