CN115285230A - 立柱组件、车身结构、车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种立柱组件、车身结构、车辆，立柱组件包括：连接基体，所述连接基体上形成有朝向外部延伸的延伸部，所述连接基体构造为铸造件且为第一金属材料；过渡连接件，所述过渡连接件与所述延伸部连接，所述过渡连接件与所述连接基体通过紧固件连接且构造为第二金属材料，所述过渡连接件适于与车身固定连接。根据本发明设计的立柱组件零件数量少，更为轻量化，并且过渡连接件应用于性能薄弱的连接基体与车身的连接处，可增强车身强度性能。
Description
技术领域
本发明涉及车辆车身技术领域，尤其是涉及一种立柱组件、车身结构、车辆。
背景技术
相关技术中，传统的车身C、D柱结构为多个钢板冲压零件通过点焊连接而成，除C、D柱内板外，相应区域还需要C、D柱外加强板，零件数量多且结构重量大，不能满足日趋严格的轻量化需求，并且在C柱和D柱接头处结构强度弱，承受车身扭转载荷时变形大。现有技术中，车辆将C、D柱结构采用铸造铝合金进行替代，从而减轻重量，简化结构，然而该结构适合定位高档的全铝车身结构，对于采用钢铝混合的车身，如果与C、D柱结构搭接的零件为钢板零件，由于铸铝合金与钢板为不同金属，一般采用自冲铆接技术(Self-piercingriveting，SPR)连接，C、D柱结构处空间小，提供给SPR连接工具的空间不足，无法实现零件与C、D柱的连接，并且由于SPR工艺对不同材质铆接原则为将硬材质铆向软材质，因此钢板零件必须在车身外侧，这样的结构不利于对车身内侧进行结构补强。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出了一种用于车辆车身的立柱组件。根据本发明设计的立柱组件零件数量少，更为轻量化，并且过渡连接件应用于性能薄弱的连接基体与车身的连接处，可增强车身强度性能。
本发明还提出一种具有上述立柱组件的车身结构。
本发明还提出一种具有上述车身结构的车辆。
根据本发明的立柱组件包括：连接基体，所述连接基体上形成有朝向外部延伸的延伸部，所述连接基体构造为铸造件且为第一金属材料；过渡连接件，所述过渡连接件与所述延伸部连接，所述过渡连接件与所述连接基体通过紧固件连接且构造为第二金属材料，所述过渡连接件适于与车身固定连接。
根据本发明的立柱组件的连接基体与过渡连接件为不同金属材料，由于连接基体与车身的连接处的强度较差，将过渡连接件应用于性能薄弱的连接基体与车身的连接处，能够实现混合材料的车身结构的连接，并且本申请的立柱组件零件数量少，使得车辆车身更轻量化。
根据本发明的一些实施例，所述连接基体包括：连接基板，所述连接基板沿车身的前后方向延伸，所述连接基板上设置有所述延伸部；加强件，所述加强件设置于所述连接基板上且在所述车身的宽度方向延伸。
根据本发明的一些实施例，所述延伸部包括：第一延伸部，所述第一延伸部与所述连接基板连接且在所述车身的高度方向延伸，所述第一延伸部构造为车身的“C”柱；第二延伸部，所述第二延伸部与所述连接基板连接且在朝向车身的后侧的方向上向所述车身的底部延伸，所述第二延伸部构造为车身的“D”柱。
根据本发明的一些实施例，所述加强件包括：水平加强筋，所述水平加强筋设置于所述连接基板、所述第一延伸部和所述第二延伸部中至少一个的内表面，所述水平加强筋构造为多个，每个所述水平加强筋在水平方向延伸，多个所述水平加强筋在高度方向上间隔布置；竖直加强筋，所述竖直加强筋设置于所述连接基板、所述第一延伸部和所述第二延伸部中至少一个的内表面，所述竖直加强筋构造为多个，每个所述竖直加强筋在竖直方向延伸，多个所述竖直加强筋在所述车辆的前后方向上间隔布置，每个所述竖直加强筋至少与两个所述水平加强筋连接。
根据本发明的一些实施例，所述过渡连接件构造为钢板且包括：第一过渡连接板，所述第一过渡连接板设置于所述第一延伸部的底端，所述第一过渡连接板适于与车身轮罩连接；第二过渡连接板，所述第二过渡连接板设置于所述第二延伸部的底端，所述第二过渡连接板适于与后背门连接。
根据本发明的一些实施例，所述连接基板的顶部形成有在所述车身的宽度方向延伸的横梁连接部，所述横梁连接部适于与顶盖横梁连接。
根据本发明的一些实施例，所述连接基板的顶部前端形成有上边梁连接部，所述上边梁连接部在所述车辆的前后方向延伸，所述上边梁连接部适于与车身上边梁连接。
根据本发明的一些实施例，所述过渡连接件与所述延伸部通过自冲铆接技术连接。
根据本发明的一些实施例，所述连接基体构造为铸铝件。
下面简单描述根据本发明的另一方面实施例的车身结构。
根据本发明的车身结构包括上述实施例中任意一项所述的立柱组件，由于根据本发明的车身结构设置有上述实施例的立柱组件，因此该车身结构传力路径更加流畅，能更有效传递载荷，车身结构的强度更好。
下面简单描述根据本发明的另一方面实施例的车辆。
根据本发明的车辆包括上述实施例中任意一项所述的车身结构，由于根据本发明的车辆设置有上述实施例的车身结构，因此该车辆零件数量少，更为轻量化，且车身弯曲及扭转刚度性能更好。
综上所述，本发明的立柱组件的CD柱内板为钢铝混合设计，构造为铸铝件的C柱和D柱分别与钢制的第一过渡连接板以及第二过渡连接板通过SPR工艺连接为CD柱内板总成，并且CD柱内板总成在车身的纵向分别与车身上边梁和D柱连接，形成车身纵向的传力路径，同时CD柱内板总成还在车身侧面分别与C柱及顶盖横梁连接，形成车身横向的传力路径，CD柱内板总成分别在车身纵向和横向形成载荷传递路径，大大提升车身弯曲及扭转刚度性能，并且构造为铸铝件的连接基***于车身扭转性能最敏感区域，可有效提升车身扭转刚度，同时，通过在连接基体与车身之间设置过渡连接件，可以实现应用SPR工艺在车身内外侧将铸铝件与其他钢板零件连接，以便对车身内外侧进行结构补强。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的立柱组件安装于车身的整体结构图。
图2是根据本发明实施例的立柱组件整体结构图。
图3是根据本发明实施例的连接基体整体结构图。
图4是根据本发明实施例的连接基体整体结构图。
图5是根据本发明实施例的连接基体整体结构图。
图6是根据本发明实施例的连接基体整体结构图。
附图标记：
立柱组件1；
连接基体10；第一延伸部11；第二延伸部12；横梁连接部13；上边梁连接部14；定位孔15；
第一过渡连接板21；第二过渡连接板22；
顶盖横梁2；车身轮罩3；后背门4；车身上边梁5。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
相关技术中，传统的车身C、D柱结构为多个钢板冲压零件通过点焊连接而成，除C、D柱内板外，相应区域还需要C、D柱外加强板，零件数量多且结构重量大，不能满足日趋严格的轻量化需求，并且在C柱和D柱接头处结构强度弱，承受车身扭转载荷时变形大。现有技术中，车辆将C、D柱结构采用铸造铝合金进行替代，从而减轻重量，简化结构，然而该结构适合定位高档的全铝车身结构，对于采用钢铝混合的车身，如果与C、D柱结构搭接的零件为钢板零件，由于铸铝合金与钢板为不同金属，一般采用自冲铆接技术(Self-piercingriveting，SPR)连接，C、D柱结构处空间小，提供给SPR连接工具的空间不足，无法实现零件与C、D柱的连接，并且由于SPR工艺对不同材质铆接原则为将硬材质铆向软材质，因此钢板零件必须在车身外侧，这样的结构不利于对车身内侧进行结构补强。
下面参考图1-图6描述根据本发明实施例的用于车辆车身的立柱组件1。
如图1-图2所示，根据本发明的立柱组件1包括：连接基体10以及过渡连接件。连接基体10上形成有朝向外部延伸的延伸部，连接基体10构造为铸造件且为第一金属材料；过渡连接件与延伸部连接，过渡连接件与连接基体10通过紧固件连接且构造为第二金属材料，过渡连接件适于与车身固定连接。具体地，连接基体10通过过渡连接件与车身固定连接，其中，连接基体10的延伸部与过渡连接件通过紧固件连接，在连接基体10与车身之间增加过渡连接件，可在使用较少零件的情况下将连接基体10与车身连接。
根据本发明的立柱组件1的连接基体10与过渡连接件为不同金属材料，由于连接基体10与车身的连接处的强度较差，将过渡连接件应用于性能薄弱的连接基体10与车身的连接处，能够实现混合材料的车身结构的连接，并且本申请的立柱组件1零件数量少，使得车辆车身更轻量化。
根据本发明的一些实施例，如图3-图6所示，连接基体10包括连接基板以及加强件。连接基板沿车身的前后方向延伸，连接基板上设置有延伸部；加强件设置于连接基板上且在车身的宽度方向延伸。具体地，连接基板与过渡连接件通过紧固件连接。连接基板朝向车身的前后方向延伸，加强件朝向车身的宽度方向延伸，设置加强件可使连接基体10具有更高强度，提升车身弯曲及扭转刚度性能，对车身强度进行补强。
根据本发明的一些实施例，如图3-图6所示，延伸部包括第一延伸部11以及第二延伸部12。第一延伸部11与连接基板连接且在车身的高度方向延伸，第一延伸部11构造为车身的“C”柱；第二延伸部12与连接基板连接且在朝向车身的后侧的方向上向车身的底部延伸，第二延伸部12构造为车身的“D”柱。具体地，第一延伸部11构造为车身C柱，第二延伸部12构造为车身D柱，C柱和D柱交叉的部分即连接基板。C柱在车身的高度方向延伸，D柱在朝向车身的后侧的方向上向车身的底部延伸，C柱和D柱在车身纵向和横向形成载荷传递路径，大大提升车身弯曲及扭转刚度性能。
根据本发明的一些实施例，如图3-图6所示，加强件包括水平加强筋以及竖直加强筋。水平加强筋设置于连接基板、第一延伸部11和第二延伸部12中至少一个的内表面，水平加强筋构造为多个，每个水平加强筋在水平方向延伸，多个水平加强筋在高度方向上间隔布置；竖直加强筋设置于连接基板、第一延伸部11和第二延伸部12中至少一个的内表面，竖直加强筋构造为多个，每个竖直加强筋在竖直方向延伸，多个竖直加强筋在车辆的前后方向上间隔布置，每个竖直加强筋至少与两个水平加强筋连接。具体地，水平加强筋和竖直加强筋可设置于连接基板和/或第一延伸部11和/或第二延伸部12的内表面，以加强连接基体10整体的强度。
根据本发明的一些实施例，如图2所示，过渡连接件构造为钢板且包括第一过渡连接板21以及第二过渡连接板22。第一过渡连接板21设置于第一延伸部11的底端，第一过渡连接板21适于与车身轮罩3连接；第二过渡连接板22设置于第二延伸部12的底端，第二过渡连接板22适于与后背门4连接。具体地，过渡连接件构造为钢板，第一延伸部11即C柱与车身轮罩3通过钢板第一过渡连接板21连接，第二延伸部12即D柱与后背门4通过钢板第二过渡连接板22连接，可实现混合材料的车身结构的连接。
根据本发明的一些实施例，如图1所示，连接基板的顶部形成有在车身的宽度方向延伸的横梁连接部13，横梁连接部13适于与顶盖横梁2连接。具体地，连接基体10与车身顶盖横梁2连接，其中连接基体10的连接基板上形成有在车辆宽度方向延伸的横梁连接部13，横梁连接部13与顶盖横梁2连接，以将连接基体10与顶盖横梁2连接。
根据本发明的一些实施例，如图1所示，连接基板的顶部前端形成有上边梁连接部14，上边梁连接部14在车辆的前后方向延伸，上边梁连接部14适于与车身上边梁5连接。具体地，连接基体10与车身上边梁5连接，其中连接基体10的连接基板上形成有在车辆宽度方向延伸的上边梁连接部14，上边梁连接部14与车身上边梁5连接，以将连接基体10与车身上边梁5连接。
根据本发明的一些实施例，过渡连接件与延伸部通过自冲铆接技术(SPR)连接。具体地，过渡连接件与延伸部构造为不同金属材料，SPR适用于不同金属之间的连接，使用SPR工艺的金属连接处强度高且连接更牢固。
根据本发明的一些实施例，连接基体10构造为铸铝件。具体地，C柱和D柱交叉的接头处为连接基体10，连接基体10采用铸铝一体压铸成型，可在减少连接C柱和D柱的零件数量的同时减轻立柱组件1的重量，在保证立柱组件1性能提升的同时确保生产成本。
在一些实施例中，如图2所示，连接基体10上形成有多个定位孔15，定位孔15可用于安装气帘导向支架或将连接基体10与其他结构定位连接。
在一些实施例中，如图2所示，第一过渡连接板21和连接基体10之间形成有用于安装三角窗的空间。
在本发明的一些实施例中，立柱组件1包括连接基体10以及过渡连接件。连接基体10构造为铸铝件，过渡连接件构造为钢板。连接基体10包括连接基板以及加强件，连接基板沿车身的前后方向延伸且设置有延伸部，延伸部包括第一延伸部11以及第二延伸部12，第一延伸部11构造为车身C柱，第二延伸部12构造为车身D柱，C柱和D柱交叉的部分即连接基板，C柱在车身的高度方向延伸，D柱在朝向车身的后侧的方向上向车身的底部延伸；加强件包括水平加强筋以及竖直加强筋，且水平加强筋以及竖直加强筋设置于连接基板、第一延伸部11、第二延伸部12的内表面。过渡连接件构造为钢板且包括第一过渡连接板21以及第二过渡连接板22，第一延伸部11即C柱与车身轮罩3通过钢板第一过渡连接板21连接，第二延伸部12即D柱与后背门4通过钢板第二过渡连接板22连接。连接基体10的连接基板上形成有在车辆宽度方向延伸的横梁连接部13，横梁连接部13与顶盖横梁2连接以将连接基体10与顶盖横梁2连接。连接基体10的连接基板上形成有在车辆宽度方向延伸的上边梁连接部14，上边梁连接部14与车身上边梁5连接，以将连接基体10与车身上边梁5连接。
在D柱与后背门4之间增加第二过渡连接板22，第二过渡连接板22预先通过SPR工艺与D柱连接；在C柱与车身轮罩3之间增加第一过渡连接板21，第一过渡连接板21预先通过SPR工艺与C柱连接。本申请的立柱组件1的连接基体10与过渡连接件为不同金属材料，由于连接基体10与车身的连接处的强度较差，将过渡连接件应用于性能薄弱的连接基体10与车身的连接处，能够实现钢铝混合车身结构的连接，并且本申请的立柱组件1零件数量少，使得车辆车身更轻量化。
下面简单描述根据本发明的车身结构。
根据本发明的车身结构包括上述实施例中任意一项所述的立柱组件1，由于根据本发明的车身结构设置有上述实施例的立柱组件1，因此该车身结构传力路径更加流畅，能更有效传递载荷，车身结构的强度更好。
下面简单描述根据本发明的车辆。
根据本发明的车辆包括上述实施例中任意一项所述的车身结构，由于根据本发明的车辆设置有上述实施例的车身结构，因此该车辆零件数量少，更为轻量化，且车身弯曲及扭转刚度性能更好。
综上所述，本发明的立柱组件1的CD柱内板为钢铝混合设计，构造为铸铝件的C柱和D柱分别与钢制的第一过渡连接板21以及第二过渡连接板22通过SPR工艺连接为CD柱内板总成，并且CD柱内板总成在车身的纵向分别与车身上边梁5和D柱连接，形成车身纵向的传力路径，同时CD柱内板总成还在车身侧面分别与C柱及顶盖横梁2连接，形成车身横向的传力路径，CD柱内板总成分别在车身纵向和横向形成载荷传递路径，大大提升车身弯曲及扭转刚度性能，并且构造为铸铝件的连接基体10位于车身扭转性能最敏感区域，可有效提升车身扭转刚度，同时，通过在连接基体10与车身之间设置过渡连接件，可以实现应用SPR工艺在车身内外侧将铸铝件与其他钢板零件连接，以便对车身内外侧进行结构补强。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (11)
1.一种用于车辆车身的立柱组件，其特征在于，包括：
连接基体(10)，所述连接基体(10)上形成有朝向外部延伸的延伸部，所述连接基体(10)构造为铸造件且为第一金属材料；
过渡连接件，所述过渡连接件与所述延伸部连接，所述过渡连接件与所述连接基体(10)通过紧固件连接且构造为第二金属材料，所述过渡连接件适于与车身固定连接。
2.根据权利要求1所述的用于车辆车身的立柱组件，其特征在于，所述连接基体(10)包括：
连接基板，所述连接基板沿车身的前后方向延伸，所述连接基板上设置有所述延伸部；
加强件，所述加强件设置于所述连接基板上且在所述车身的宽度方向延伸。
3.根据权利要求2所述的用于车辆车身的立柱组件，其特征在于，所述延伸部包括：
第一延伸部(11)，所述第一延伸部(11)与所述连接基板连接且在所述车身的高度方向延伸，所述第一延伸部(11)构造为车身的“C”柱；
第二延伸部(12)，所述第二延伸部(12)与所述连接基板连接且在朝向车身的后侧的方向上向所述车身的底部延伸，所述第二延伸部(12)构造为车身的“D”柱。
4.根据权利要求3所述的用于车辆车身的立柱组件，其特征在于，所述加强件包括：
水平加强筋，所述水平加强筋设置于所述连接基板、所述第一延伸部(11)和所述第二延伸部(12)中至少一个的内表面，所述水平加强筋构造为多个，每个所述水平加强筋在水平方向延伸，多个所述水平加强筋在高度方向上间隔布置；
竖直加强筋，所述竖直加强筋设置于所述连接基板、所述第一延伸部(11)和所述第二延伸部(12)中至少一个的内表面，所述竖直加强筋构造为多个，每个所述竖直加强筋在竖直方向延伸，多个所述竖直加强筋在所述车辆的前后方向上间隔布置，每个所述竖直加强筋至少与两个所述水平加强筋连接。
5.根据权利要求3所述的用于车辆车身的立柱组件，其特征在于，所述过渡连接件构造为钢板且包括：
第一过渡连接板(21)，所述第一过渡连接板(21)设置于所述第一延伸部(11)的底端，所述第一过渡连接板(21)适于与车身轮罩(3)连接；
第二过渡连接板(22)，所述第二过渡连接板(22)设置于所述第二延伸部(12)的底端，所述第二过渡连接板(22)适于与后背门(4)连接。
6.根据权利要求5所述的用于车辆车身的立柱组件，其特征在于，所述连接基板的顶部形成有在所述车身的宽度方向延伸的横梁连接部(13)，所述横梁连接部(13)适于与顶盖横梁(2)连接。
7.根据权利要求6所述的用于车辆车身的立柱组件，其特征在于，所述连接基板的顶部前端形成有上边梁连接部(14)，所述上边梁连接部(14)在所述车辆的前后方向延伸，所述上边梁连接部(14)适于与车身上边梁(5)连接。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的用于车辆车身的立柱组件，其特征在于，所述过渡连接件与所述延伸部通过自冲铆接技术连接。
9.根据权利要求8所述的用于车辆车身的立柱组件，其特征在于，所述连接基体(10)构造为铸铝件。
10.一种车身结构，其特征在于，包括权利要求1-9中任意一项所述的立柱组件。
11.一种车辆，其特征在于，包括权利要求10所述的车身结构。
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