车辆及其A柱组件的制作方法

车辆及其a柱组件
技术领域
1.本实用新型涉及车辆技术领域，具体涉及一种车辆及其a柱组件。


背景技术：

2.a柱为汽车车身非常关键的结构件，除了起支撑作用外，还在碰撞过程中起吸能作用，其对于25％小重叠偏置碰撞安全性的影响巨大。在发生碰撞时，例如，25％小重叠偏置碰撞中，壁障与车头宽度仅仅覆盖25％区域，前纵梁不直接参与碰撞吸能,而主要靠a柱下内板的结构来抵挡车轮的冲击和侵入。因此，从碰撞安全的角度来考虑，a柱下内板的结构强度常常需要满足较高的要求。
3.以往的全铝车身中，下内板采用的是铝高压铸造件，其零件成本高、强度低，对于碰撞过程中的吸能效果有限。为提高其强度，通常会在下内板和下外板之间设置加强件，但是通常该加强件的结构复杂、加工难度大、成本高，且对下内板的强度增强效果并不理想。


技术实现要素：

4.为了解决或者至少在一定程度上缓解现有技术中的上述问题，即现有的a柱下内板的成本高、强度低的问题，本实用新型的第一方面提供了一种a柱组件，该a柱组件包括：a柱，其包括内板和外板，所述内板和所述外板彼此连接并构造出第一空腔；以及加强结构，其容纳于所述第一空腔内，所述加强结构具有第二空腔；其中，所述加强结构与所述内板和所述外板中的一个连接。
5.本实用新型提供的a柱组件，通过在a柱内板和外板连接形成的第一空腔内设置具有第二空腔的加强结构，形成双空腔结构，利用腔形结构强度高的特性来提高a柱的结构强度，从而在车辆发生偏置碰撞时，能够有效吸收碰撞能量，抵挡外物的过度侵入，进而保障乘员安全。此外，通过将该加强结构仅与内板或外板中的一个连接，在起到提升结构强度的目的同时，可以简化装配过程，提高装配效率。
6.在上述a柱组件的优选技术方案中，所述内板包括下内板，所述加强结构与所述下内板连接。
7.通过这样设置，可以有效增强下内板的结构强度，在车辆发生碰撞的情形下有效抵挡外物侵入，从而保护乘员安全。
8.在上述a柱组件的优选技术方案中，沿由所述外板朝向所述内板的方向观察，所述加强结构与所述外板之间具有间隙。
9.通过在加强结构与外板之间设置间隙，在将外板连接到内板的过程中，可以有效避免零部件之间产生干涉，保证零部件的顺利装配，有利于提高装配效率；此外，该间隙的存在可以增大外板的形变空间，有利于外板的充分形变吸能，进而可以降低内板受到的冲击，这样可以进一步提高a柱及其所在车辆的安全性能。
10.在上述a柱组件的优选技术方案中，所述加强结构包括：
11.第一加强构件，其连接到所述下内板；以及第二加强构件，其连接到所述第一加强
构件并且与所述第一加强构件共同构造出所述第二空腔。
12.通过将分体结构的第一加强构件和第二加强构件组合构造出第二空腔，在保证第二空腔的强度性能的同时，可以简化加工工艺，降低零部件的加工难度，从而降低生产制造成本。
13.在上述a柱组件的优选技术方案中，所述第一加强构件包括第一主体部分，所述第一主体部分与所述下内板连接。
14.通过将第一加强构件的主体部分连接到下内板，可以有效增强下内板的结构强度，由于下内板靠近乘员侧，可以更好地保护乘员安全。
15.在上述a柱组件的优选技术方案中，所述第一主体部分为板状结构，所述板状结构与所述下内板贴合连接。
16.通过将第一主体部分设置为板状结构，并将其贴合连接到下内板上，增加了下内板的局部厚度，加之该加强结构为空腔结构，能够进一步增强下内板的结构强度；此外，板状结构的主体部分更容易加工、运输和装配，从而有利于降低生产制造成本。
17.在上述a柱组件的优选技术方案中，所述第一加强构件还包括由所述第一主体部分的外缘向外延伸的至少一个第一连接部分，其中，所述第一连接部分沿背离所述下内板的一侧延伸并因此与连接到其上的所述第二加强构件共同构造出所述第二空腔。
18.通过在第一加强构件上设置第一连接部分，使其与第二加强构件共同构造第二空腔，这样既可以借助连接部分来增强第一加强构件的强度，又可方便地构造出第二空腔。
19.本实用新型的第二方面还提供了一种车辆，该车辆包括前述任一项技术方案所述的a柱组件。
20.在上述车辆的优选技术方案中，所述车辆包括前纵梁，所述前纵梁与所述内板通过若干纵向分布的紧固件连接；并且/或者
21.所述车辆包括门槛梁，所述门槛梁与所述内板通过若干横向分布的紧固件连接。
22.通过将内板连接到前纵梁和门槛梁，具体为将内板通过纵向分布的若干紧固件连接到前纵梁，将内板通过横向分布的若干紧固件连接到门槛梁，有利于优化碰撞时碰撞力的传递路径，以及有利于提升传力效率、提升连接稳定性。
23.在上述a柱组件的优选技术方案中，所述内板为钢件；并且/或者
24.所述前纵梁和所述门槛梁为铝件。
25.本实用新型中，下内板采用钢冲压件，前纵梁后端铸件采用铝铸件，连接后的前纵梁后端铸件、下内板和门槛梁形成三明治连接结构，各部件之间采用排状螺栓连接，再通过结构胶强化连接强度，可以有效提高各部件之间的连接强度，保证传力路径的稳定、顺畅。
26.本领域技术人员可以理解的是，由于该车辆配置有前述技术方案中的a柱组件，因此具备前述的a柱组件所有的技术效果，在此不再赘述。
附图说明
27.参照附图，本实用新型的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本实用新型的保护范围造成限制。此外，图中类似的数字用以表示类似的部件，其中：
28.图1示出了本实用新型实施例中下内板与其加强结构的爆炸示意图；以及
29.图2示出了图1的装配示意图；
30.附图标记列表：
31.1、下内板；10、本体；100、螺栓孔；11、翻边；2、加强结构；20、第一加强构件；200、第一主体部分；201、第一连接部分；2010、凹槽；21、第二加强构件；210、第二主体部分；211、翻边；3、前纵梁后端铸件。
具体实施方式
32.下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。
33.另外，为了更好地说明本实用新型，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本实用新型同样可以实施。
34.需要说明的是，在本文中用到的方位术语如“前”、“前端”、“后端”、“上”、“下”等均以部件安装至车辆后车辆的前后方向为基准。在本文中提到的“纵”、“纵向”均以部件安装至车辆后的前后方向为基准，而“横”、“横向”则表示垂直于纵向方向。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。
35.基于背景技术指出的现有的a柱下内板的成本高、强度低的问题，本实用新型提供了一种a柱组件，通过在a柱内板和外板连接形成的第一空腔内设置具有第二空腔的加强结构，形成双空腔结构，利用腔形结构强度高的特性来提升a柱的结构强度，从而在车辆发生偏置碰撞时，能够有效吸收碰撞能量，抵挡外物的侵入，进而保障乘员安全。此外，通过将该加强结构仅与内板或外板中的一个连接，在起到提升结构强度的目的同时，可以简化装配过程，提高装配效率。
36.本实用新型提供的a柱组件用于钢铝混合车身中，主要起支撑和吸能作用。与传统的全铝车身相比，钢铝混合车身结构的部分结构件可以采用冲压件代替铸造件，从而可以大幅降低生产成本。
37.本实用新型实施例中的a柱组件包括内板和外板，内板与外板连接并因此构造出空腔结构，在该空腔结构中设置有加强结构，用于提升a柱的结构强度。
38.下面结合图1和图2对本实用新型中的a柱组件进行详细描述。图1示出了本实用新型实施例中下内板与其加强结构的爆炸示意图；图2示出了图1的装配示意图。
39.具体地，车身的a柱包括彼此连接的内板和外板。为方便加工，将内板和外板分别制成为分体式结构，其中，内板包括上内板和下内板1，外板包括上外板和下外板。由于在碰撞过程中，主要由下外板和下内板1承受碰撞力，因此本实用新型中的加强结构2主要用于增强a柱下部位置的结构强度。具体而言，下内板1与下外板(未图示)彼此连接并因此构造出第一空腔，加强结构2连接到下内板1且容纳于第一空腔内。由于下内板1更靠近乘员侧，因此下内板1的结构强度会极大地影响到乘员的安全。本实施例中的加强结构2连接到下内板1，具体连接到下内板1面向下外板的一侧且位于第一空腔内。为了方便安装，以及为了避免零部件干涉，在设计结构件时，沿由外板朝向内板的方向观察，加强结构2与下外板之间存在一定的间隙，该间隙有助于吸收相关部件的制造误差和安装误差，以及有利于下外板的形变吸能。
40.参照图1和图2所示，加强结构2包括第一加强构件20和第二加强构件21，第一加强构件20与第二加强构件21连接并构造出第二空腔。
41.具体地，第一加强构件20包括板状结构的第一主体部分200，以及由第一主体部分200的外缘向外延伸的两个第一连接部分201。第一主体部分200为板状结构。以图1中的方位观察，第一连接部分201分别由第一主体部分200的两个侧边缘延伸形成，且沿背离下内板1的一侧延伸。第一主体部分200连接到下内板1面向下外板的一侧。如图2中所示，下内板包括本体10和自本体10侧部延伸形成的翻边11，翻边11用于构造第一空腔，且可增强下内板的结构强度。下内板的本体为板状结构，第一加强构件20的第一主体部分200的板状面与下内板的本体10的板状面贴合连接，这样可以增强下内板的局部厚度，从而增大其结构强度。本实用新型中的贴合连接是指第一主体部分200的板状面与下内板的本体面贴在一起，这是因为下内板的本体与第一主体部分均为板状结构，二者均具备近似为平面的表面，且第一主体部分连接到下内板与下外板构造出的第一空腔内，故二者能够实现贴合连接。
42.第一连接部分201用于构造形成第二空腔，为了进一步提升该加强结构2的强度，可在第一连接部分201上设置至少一个凹槽2010。在凹槽2010的个数包括多个的情形下，至少一部分凹槽2010由第一主体部分200沿背离下内板1的一侧延伸。
43.第二加强构件21包括第二主体部分210和由第二主体部分210的外缘延伸的两个第二连接部分，以图1中的方位观察，第二连接部分分别由第二主体部分210的上外缘和下外缘延伸形成，且第二连接部分沿面向下内板1的一侧延伸。为了方便连接第一加强构件20和第二加强构件21，自第二连接部分的外缘还延伸形成有翻边211，翻边211能够贴合连接到第一主体部分200。在安装好的状态下，第一主体部分200、第一连接部分201、第二主体部分210和第二连接部分共同构造出具有第二空腔的盒状结构。此处的贴合连接是因为翻边211具有与第一主体部分200适配的板状面。
44.需要说明的是，该加强结构2还可以连接到下内板或其他位置，用于增强相应连接位置的局部强度。此外，第一连接部分201和第二连接部分的设置形式有多种，例如仅在第一主体部分200的一侧边设置一个第一连接部分201，相应地在第二主体部分210的互补的位置设置三个第二连接部分，使得装配后的第一加强构件20和第二加强构件21可以构造出盒状结构的第二空腔。或者，第一连接部分201包括两个且分别设置于第一加强构件20的上部和下部，第二连接部分包括两个且分别设置于第二加强构件21的两侧，同样可以构造出盒状结构的第二空腔。以上结构仅仅是示例性的，本领域技术人员可基于实际需求调整第一加强构件20和第二加强构件21的结构，只要二者配合能够构造出盒状结构的第二空腔，均应包含在本实用新型的保护范围内。此外，第二加强结构2还可以直接设置为壳状结构，通过将壳状的第二加强构件21连接到板状的第一主体部分200而构造形成第二空腔。
45.本实用新型实施例还提供一种车辆，该车辆采用钢铝混合车身结构，该钢铝混合车身结构中的a柱组件包括下内板1和下外板，以及设置于下内板1和下外板连接形成的第一空腔内的前述加强结构2。如图1和图2中所示，下内板1的侧部连接到前纵梁后端铸件3，具体地，下内板1的侧部与前纵梁后端铸件3对应的位置处均开设有纵向间隔分布的若干螺栓孔，用于为紧固件螺栓提供安装位，以实现后端铸件与下内板1的紧固连接。下内板1的底部与门槛梁对应的位置处均开设有横向间隔分布的若干螺栓孔100，用于为螺栓提供安装位，以实现下内板1与门槛梁的紧固连接，门槛梁采用铝铸件。当螺栓连接到螺栓孔后，在螺
栓杆部、头部及螺帽与螺栓孔及其周围结构之间的间隙内填充结构胶，以增强钢冲压件与铝铸件之间的连接强度和连接稳定性。
46.需要说明的是，上述实施例是以下内板连接到前纵梁后端铸件为例进行说明的，但这并不是限制性的，前纵梁可以制成为一体结构，也可以制成为分体结构。以采用分体结构为例，其前端和后端可以采用相同的制造工艺，如均采用铸造工艺制作；还可以采用不同的制造工艺，如前端采用冲压工艺制作，后端采用铸造工艺制作等等。因此，上述将下内板连接到前纵梁后端铸件的示例并不应当对本实用新型的应用范围构成限制。
47.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。