专利名称：车辆中柱和车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种车辆中柱和装配有该车辆中柱的车辆。
背景技术：
已知用于装配有加强构件的车辆柱的技术。例如，日本专利申请公开No. 2002-331959 (JP-A-2002-33 1959)描述了用于装配有形成为中空封闭横截面形状的内侧柱和设置在内侧柱内的柱加强件的车辆的后车身结构的技术。在此情况中，仍存在研究增强抵抗输入到中柱的耐力的可能性的空间。例如，增强抵抗从车辆上方(例如对角地从车辆上方)输入到中柱的载荷的耐力的构思迄今为止未被充分研究。
发明内容
本发明提供了一种车辆中柱和一种装配有该车辆中柱的车辆，该车辆中柱对于从车辆上方输入的载荷具有增强的耐力。根据本发明的第一方面的车辆中柱装配有柱体和加强构件，该柱体在车辆的竖直方向上延伸，且在车辆的纵向方向上在柱体的前侧和后侧上分别具有凸缘，该加强构件将前凸缘和后凸缘相互连接。加强构件具有预定连接部分，所述预定连接部分将前凸缘和后凸缘在纵向方向上相互直线连接。此外，在前述车辆中柱中，预定连接部分可布置于在竖直方向上邻近柱体的窗框的下端的上方。此外，在前述车辆中柱中，加强构件可具有突出部，该突出部在所述竖直方向上的与所述预定连接部分不同的位置处、在所述车辆的车辆宽度方向上突出。此外，在前述车辆中柱中，加强构件可具有固定在其上的座椅安全带固定器，且具有在竖直方向上的与预定连接部分不同的位置处、在车辆的车辆宽度方向上突出的突出部，且座椅安全带固定器可在突出部处联接到加强构件。此外，在前述车辆中柱中，加强构件可沿所述竖直方向在多个结合点处分别结合到所述前凸缘和所述后凸缘，且结合点中的至少一个可设定在预定连接部分处。此外，预定连接部分可形成在加强构件的下端部处。此外，预定连接部分可形成在沿竖直方向保持大致恒定的中柱的中空部的横截面面积开始改变的位置处。此外，预定连接部分可形成在中柱在车辆宽度方向上的倾斜度改变的位置处。根据本发明的第一方面的车辆中柱装配有柱体和加强构件，该柱体在车辆的竖直方向上延伸，且在车辆的纵向方向上在柱体的前侧和后侧上分别具有凸缘，该加强构件将前凸缘和后凸缘相互连接。加强构件具有预定连接部分，所述预定连接部分将前凸缘和后凸缘在纵向方向上相互直线连接。因此，当载荷从车辆上方输入到中柱时，限制中柱弹性变形。因此，根据本发明的第一方面的车辆中柱在载荷从车辆上方输入到中柱时实现了可增强中柱的耐力的效果。根据本发明的第二方面的车辆装配有根据本发明的第一方面的中柱。根据本发明的第二方面的车辆在载荷从车辆上方输入到中柱时实现了可增加中柱的耐力的效果。
本发明的前述的和另外的特征和优点将从本发明的示例实施例的如下描述中参考附图变得显见，其中相同的附图标号用于代表相同的元件，且其中图I示出了根据本发明的实施例的车辆中柱的横截面；图2示出了根据本发明的实施例的车辆的总体构造；图3是从车辆内侧观察的中柱的视图；图4是中柱的透视图；图5是根据本发明的实施例的车辆中柱的横截面的另一个视图；图6是由示出了安全带固定器加强件的俯视图和横截面视图构成的组合；图7是中柱的侧视图；图8是示出了安全带固定器加强件的形状的示例的视图；图9是示出了由于输入到中柱的载荷导致的中柱的变形的示例的视图；图10是示出了根据本发明的实施例的中柱由于输入到其上的载荷导致的变形的视图；和图11是由示出了根据本发明的实施例的修改示例的安全带固定器加强件的俯视图和横截面视图构成的组合。
具体实施例方式根据本发明的车辆中柱的一个实施例在下文中参考附图描述。应注意的是本发明不限制于此实施例。本发明的实施例涉及一种车辆中柱，且将参考图I至图10描述。图I示出了根据本发明的实施例的车辆中柱的横截面。图2示出了根据本发明的实施例的车辆的总体结构。图5也示出了根据本发明的实施例的车辆中柱的横截面。根据此实施例的车辆中柱包括安全带固定器加强件，所述安全带固定器加强件保证了对于来自上方或对角地来自上方的输入的强度。安全带固定器加强件在柱安全带线上方布置在中柱的横截面内。安全带固定器加强件形成且布置为具有对于耐变形性的良好的质量效率。更具体地，安全带固定器加强件具有预定连接部分，所述预定连接部分将中柱的柱体上的前凸缘直线地连接到中柱的柱体上的后凸缘。预定连接部分限制中柱的横截面形状的塌陷(变形)。抵抗从车辆上方输入到中柱的载荷的耐力可因此得以增强。在图2中，车辆通过附图标号I指示。车辆I包括前柱10、中柱20和后柱30。顶板40通过前柱10、中柱20和后柱30支承。中柱20在车辆I的竖直方向上延伸。图3是从车辆I内侧观察的中柱20的视图。即，图3示出了在车舱的内侧上的中柱20。此外，图4是中柱20的透视图。在如下描述中，车辆在车辆宽度方向上的内侧简称为“内侧”，且车辆在车辆宽度方向上的外侧简称为“外侧”。此外，车辆I的在竖直方向上的上侧简称为“上侧”，且车辆I的在竖直方向上的下侧简称为“下侧”。此外，车辆I的纵向方向上的前侧简称为“前侧”，且车辆I的纵向方向上的后侧简称为“后侧”。安全带固定器(座椅安全带固定器)50布置在中柱20的内侧上。安全带固定器50支承了座椅安全带的拼接点(split joint)。在图4中，安全带固定器加强件通过附图标号23指示。安全带固定器50被结合和固定到安全带固定器加强件23。图5示出了沿图4中的线V-V的中柱的横截面。图I示出了沿图4中的线I-I的中柱的横截面。图6是安全带固定器加强件23的俯视图和横截面视图。此外，图7是中柱20的侧视图。在图5和图6中示出沿安全带固定器加强件23的线V-V的横截面。如在图I和图5中所示，中柱20具有外中柱21、内中柱22、安全带固定器加强件23和外加强件24。外中柱21和内中柱22形成了中柱20的柱体。外中柱21和内中柱22在车辆I的竖直方向上延伸。凸缘设置在外中柱21的前侧和后侧上。向外突出的第一突出部21c 形成在设置在前侧上的外前凸缘21a和设置在后侧上的外后凸缘21b之间。在垂直于中柱20的延伸方向的方向上，外中柱21具有向外突出的帽状横截面形状。凸缘设置在内中柱22的前侧和后侧上。向内突出的第二突出部22c形成在设置在前侧上的内前凸缘22a和设置在后侧上的内后凸缘22b之间。在垂直于中柱20的延伸方向的方向上，内中柱22具有向内突出的帽状横截面形状。安全带固定器加强件23是将柱体上的前凸缘连接到柱体上的后凸缘的加强构件。如在图I和图5中所示，凸缘设置在安全带固定器加强件23的前侧和后侧上。前凸缘固定器23a设置在前侧上，在外前凸缘21a和内前凸缘22a之间。此外，后凸缘固定器23b设置在后侧上，在外后凸缘21b和内后凸缘22b之间。如在图5中所示，第三突出部23c在车辆宽度方向上突出，且形成在安全带固定器加强件23上。第三突出部23c从前凸缘固定器23a和后凸缘固定器23b向内突出。脊线部分23d形成在第三突出部23c的前端和后端处。脊线部分23d形成为类似于竖直延伸的脊线(冠部)。脊线部分23d具有大致U形的横截面，且向车辆的内侧凸出。中柱20的耐力由于在安全带固定器加强件23上形成了第三突出部23c和脊线部分23d而得以增加。应注意的是，安全带固定器加强件23可具有从前凸缘固定器23a和后凸缘固定器23b向外突出的突出部。外加强件24用作将柱体上的前凸缘连接到柱体上的后凸缘的加强构件。凸缘设置在外加强件24的前侧和后侧上。向车辆外突出的第四突出部24c形成在设置在前侧上的加强件前凸缘部分24a和设置在后侧上的加强件后凸缘部分24b之间。S卩，在垂直于中柱20的延伸方向的方向上，外加强件24具有向外突出的帽状横截面形状。各凸缘垂直于车辆宽度方向且相互平行。S卩，外前凸缘21a、内前凸缘22a、前凸缘固定器23a和加强件前凸缘部分24a分别垂直于车辆宽度方向，且在车辆宽度方向上相互相对。此外，外后凸缘21b、内后凸缘22b、后凸缘固定器23b和加强件后凸缘部分24b每个垂直于车辆宽度方向，且在车辆宽度方向上相互相对。如在图5中所示，外中柱21的第一突出部21c和外加强件24的第四突出部24c大致相互平行。此外，内中柱22的第二突出部22c大致与安全带固定器加强件23的第三突出部23c平行。即，第二突出部22c和第三突出部23c的突出状态在车辆宽度方向上相互对应。在第二突出部22c凸出地向内弯曲的区域内，第三突出部23c相应地向内弯曲。在第二突出部22c向外弯曲处，第三突出部23c相应地向外弯曲。此外，外中柱21的第一突出部21c和内中柱22的第二突出部22c在车辆宽度方向上相互相对。S卩，第一突出部21c和第二突出部22c垂直于施加侧向载荷的方向。中柱20的抵抗从其上方或对角地从其上方的输入的强度得以增强。如在图2和图7中所示，当载荷(Fl)从中柱20上方输入或载荷(F2)从中柱20的对角上方输入时，压缩载荷施加到中柱20的内侧，如在图7中所示。在本发明的此实施例中，因为第三突出部23c和脊线部分23d形成在安全带固定器加强件23上，所以中柱20的抵抗输入到中柱20的载荷的强度增加。此外，安全带固定器加强件23设计为一体构件而非分为多个构件。因此，中柱20的抵抗输入到中柱的载荷的强度增加。将脊线部分23d布置在由于来自中柱20的上方或中柱20的对角上方的输入导致 的压缩输入侧上(内侧上)有效地提高了耐力。然而，在车辆向内倾翻的方向上的实际的耐力降低，这是因为在变形的最初阶段期间在中柱20的安全带线附近(见图7中的附图标号20a)发生了弹性变形。在此应注意的是，安全带线位于车辆I的窗框(未示出)的下端处。在车辆I内，门布置为邻近中柱20。安全带线位于形成在门内的窗框的下端处。如在图7中所示，如果中柱20具有沿竖直方向向外凸出地弯曲的形状，则由于从中柱20上方或对角上方输入的载荷导致的压缩载荷输入到内侧。在由于此载荷导致的变形的初始阶段期间，在中柱20的安全带线附近发生弹性变形。如果安全带固定器加强件23的下端成形为带有第三突出部23c和脊线部分23d，如在图8中所示，则不可能抑制此弹性变形。图8示出了在沿图4中的线I-I截取的横截面中观察到的安全带固定器加强件23的形状。如在图8中示出，第三突出部23c和脊线部分23d可延伸直至安全带固定器加强件23的下端，以增加中柱20的耐力。然而，在此情况中，如参考图9在下文中描述，中柱20在车辆向内倾翻的方向上的实际耐力倾向于降低。图9示出了由于输入到中柱20的载荷导致的中柱20的变形的一个示例。当中柱20的安全带线的附近由于从中柱20的上方或对角上方输入的载荷而弹性变形时，中柱20的横截面变得在车辆侧向方向上(车辆宽度方向上)降低尺寸，且中柱20变形以在纵向方向上延伸。即，中柱20如在纵向方向上受拉的情况中一样变形。如果试图以形成为带有第三突出部23c和脊线部分23d的安全带固定器加强件23来抑制此变形，则要求增加厚度等，因此导致质量的增加。在根据本发明的此实施例的中柱20中，如在图I中所示，安全带固定器加强件23具有预定连接部分23e，所述预定连接部分23e具有大致直线的横截面形状。预定连接部分23e形成在车辆I的竖直方向上与第三突出部23c和脊线部分23d不同的位置处。在车辆的纵向方向上，预定连接部分23e将外前凸缘21a和内前凸缘22a分别直线地连接到外后凸缘21b和内后凸缘22b。“直线连接”的表述意味着预定连接部分23e沿将前凸缘固定器23a结合到后凸缘固定器23b的虚拟直线延伸。优选地，预定连接部分23e在车辆宽度方向上(向内或向外)相对于此虚拟直线不弯曲。例如，优选的是预定连接部分23e在车辆宽度方向上的中心线与前述虚拟直线重合。预定连接部分23e在垂直于形成中柱20的柱体的外中柱21和内中柱22延伸的竖直方向的方向上具有大致直线的横截面形状。在此，应注意的是“大致直线的横截面形状”例如意味 着在车辆宽度方向上的厚度是恒定的。应注意的是，预定连接部分23e可以不具有直线的横截面形状。例如，预定连接部分23e在车辆宽度方向上的厚度可沿纵向方向改变。预定连接部分23e在纵向方向上直线延伸，且因此与形成有第三突出部23c和脊线部分23d的区域相比具有抵抗纵向拉伸的更高的抗变形性。因此，因为预定连接部分23e设置在安全带固定器加强件23上，所以抑制了中柱20在纵向方向上延伸。图10示出了根据本发明的此实施例的中柱20由于输入到中柱20的载荷所导致的变形。预定连接部分23e在纵向方向上具有抵抗拉伸的高的抗变形性。因此，当载荷从中柱20的上方或对角上方输入时，抑制了中柱20变形为变得在车辆侧向方向上的横截面尺寸降低或在纵向方向上延伸。通过以此方式在变形初始阶段期间抑制弹性变形，中柱20在车辆向内倾翻方向上的实际耐力增加。因此，根据本发明的此实施例的中柱20，中柱20在车辆向内倾翻的方向上的实际耐力增加，而不导致中柱的生产成本或质量的增加。此外，在本发明的此实施例中，预定连接部分23e形成在安全带固定器加强件23的下端处，特别地形成在安全带固定器加强件23的最靠近安全带线的位置处。在图4中，安全带线通过附图标号WL指示。安全带固定器加强件23在安全带线WL上方布置在中柱20上，且预定连接部分23e形成在下端处(在I-I横截面区域内)。因此，在变形初始阶段期间，中柱20在安全带线WL附近的弹性变形程度被有效地降低。根据本发明的此实施例的安全带固定器加强件23在沿竖直方向的多个结合点处结合到形成了中柱20的柱体的外中柱21和内中柱22。在图6中，结合点通过附图标号WP指示。结合点WP布置在各前凸缘固定器23a和各后凸缘固定器23b处。在结合点WP中的每个处，安全带固定器加强件23的前凸缘固定器23a通过点焊等结合到外前凸缘21a、内前凸缘22a和加强件前凸缘部分24a。此外，在结合点WP中的每个处，后凸缘固定器23b通过点焊等结合到外后凸缘21b、内后凸缘22b和加强件后凸缘部分24b。应注意的是，在结合点WP处的结合方法不限制于点焊。安全带固定器加强件23的凸缘部分可通过其他结合方法结合到柱体的凸缘。安装孔23f和23g形成为通过安全带固定器加强件23的第三突出部23c。第三突出部23c向内中柱22突出，且在安全带固定器加强件23上至少形成在形成有安装孔23f和23g的位置处。第三突出部23c邻靠内中柱22的第二突出部22c。安装孔23f和23g是在车辆宽度方向上穿透安全带固定器加强件23的通孔。安全带固定器50通过这两个安装孔23f和23g以螺栓紧固，且因此固定到安全带固定器加强件23。安装孔23f形成为通过安全带固定器加强件23的上部分，且安装孔23g形成为通过安全带固定器加强件23的下部分。安全带固定器50的上部分联接到安装孔23f，且安全带固定器50的下部分联接到安装孔23g。对应于安装孔23f和23g的通孔分别形成在安全带固定器50和内中柱22内。夹住内中柱22的安全带固定器50和安全带固定器加强件23以紧固到插入在这些通孔和安装孔23f或安装孔23g内的螺栓的螺母而紧固在一起，因此安全带固定器50被固定到中柱20。在本发明的此实施例中，作为打开凸缘的预定连接部分23e通过安全带固定器加强件23的下部分形成。预定连接部分23e包括前凸缘固定器23a和后凸缘固定器23b。结合点WP (WPl、WP2)分别设定在预定连接部分23e的前凸缘固定器23a和后凸缘固定器23b上。结合点WP是用于点焊的焊点。以此方式，焊点WPl和WP2通过预定连接部分23e相互直线联接，因此增加了中柱20抵抗纵向方向上的拉伸负荷的抗变形性。因此，与其中结合点WP不设置在预定连接部分23e的前凸缘固定器23a和后凸缘固定器23b上的情况相比，在变形初始阶段期间，中柱20靠近安全带线WL处的弹性变形程度被有效地降低。应注意的是，虽然本发明的此实施例中单独的预定连接部分23e形成在安全带固定器加强件23上，但本发明不限制于此构造，且安全带固定器加强件23可具有多个预定连接部分23e。 虽然结合点WP中的仅一些WP (WP1、WP2)设在预定连接部分23e上，但本发明不限制于此构造。所有结合点WP可设置在预定连接部分23e上。换言之，合适的是结合点WP中的至少一个或一些设置在预定连接部分23e上。例如，平的预定连接部分23e可分别形成在安全带固定器加强件23的上端和下端处，且突出部23c和脊线部分23d可在竖直方向上的中间部分处设置在安全带固定器加强件23上。在此情况中，结合点WP可仅设置在预定连接部分23e上。为抑制中柱20在安全带线WL附近的弹性变形，预定连接部分23e可位于安全带线WL附近。此外，预定连接部分23e可设置在中柱20可能由于从上方或对角上方施加的冲击而弹性变形的位置处。例如，预定连接部分23e可设置在沿竖直方向保持大致恒定的中柱20的横截面面积(中空部的横截面面积)开始增加或降低的位置处。此外，预定连接部分23e可设置在中柱20在车辆宽度方向上的倾斜度改变的位置处。虽然在本发明的此实施例中预定连接部分23e形成在安全带固定器加强件23上，但本发明不限制于此构造。替代地，将形成中柱20的柱体的前凸缘部分和后凸缘部分连接的加强构件具有将前凸缘直线地连接到后凸缘的预定连接部分。预定连接部分可例如形成在外加强件24上。(实施例的修改示例)安全带固定器加强件23的形状不限于本发明的以上所述实施例中所述的形状(图6)。安全带固定器加强件23可形成为例如在图11中所示的形状。图11是示出了根据本发明的实施例的修改示例的安全带固定器加强件的俯视图和横截面视图。在图11中示出的安全带固定器加强件23在其下部部分处以与图6中所示相同的方式具有预定连接部分23e，且实现了类似于图6中所示的安全带固定器加强件23的效果。如上所述，根据本发明的车辆中柱增强耐力，且特别合适地用于增强车辆向内倾翻方向上的耐力。虽然本发明已参考其示例实施例进行了描述，但应理解的是本发明不限制于所描述的实施例或构造。相反地，本发明意图于覆盖多种修改和等价布置。另外，虽然本发明的示例实施例的多种元件以多种组合和构造示出，但包括更多、更少或仅单独的元件的其他的组合和构造也在本发明的范围内。
权利要求
1.一种车辆中柱，所述车辆中柱在车辆的竖直方向上延伸，所述车辆中柱的特征在于包括 柱体，所述柱体在所述车辆的纵向方向上在所述柱体的前侧和后侧上分别具有凸缘；和 加强构件，所述加强构件将前凸缘连接到后凸缘，其中 所述加强构件包括预定连接部分，所述预定连接部分沿虚拟直线将所述前凸缘直线地连接到所述后凸缘，所述虚拟直线将在所述纵向方向上延伸的所述前凸缘与所述后凸缘相互联接。
2.根据权利要求I所述的车辆中柱，其中，所述预定连接部分在所述竖直方向上设置在邻近所述柱体的窗框的下端的上方。
3.根据权利要求I或2所述的车辆中柱，其中，所述加强构件具有突出部，所述突出部在所述竖直方向上的与所述预定连接部分不同的位置处、在车辆宽度方向上突出。
4.根据权利要求3所述的车辆中柱，其中，所述加强构件在所述突出部处将座椅安全带固定器固定到所述加强构件。
5.根据权利要求I至4中的任一项所述的车辆中柱，其中，所述加强构件沿所述竖直方向在多个结合点处分别结合到所述前凸缘和所述后凸缘，并且 所述结合点中的至少一个结合点被设定在所述预定连接部分处。
6.根据权利要求2所述的车辆中柱，其中，所述预定连接部分形成在所述加强构件的下端部处。
7.根据权利要求2所述的车辆中柱，其中 所述中柱包括被所述柱体围绕的中空部；并且 所述预定连接部分形成在沿所述竖直方向已保持大致恒定的所述中柱的中空部的横截面面积开始改变的位置处。
8.根据权利要求2所述的车辆中柱，其中，所述预定连接部分形成在所述中柱在车辆宽度方向上的倾斜度改变的位置处。
9.一种车辆，其特征在于包括根据权利要求I至8中的任一项所述的车辆中柱。
全文摘要
一种车辆中柱，该车辆中柱具有抵抗从车辆上方输入的载荷的改进的耐力，该车辆中柱包括柱体(21、22)，所述柱体在车辆的竖直方向上延伸，且具有形成在柱体的前侧和后侧上的凸缘(21a、22a、21b、22b)，所述凸缘在车辆的纵向方向上延伸；和将前凸缘连接到后凸缘的加强构件(23)。加强构件包括在纵向方向上将前凸缘直线地连接到后凸缘的预定连接部分(23e)。
文档编号B62D25/04GK102656079SQ201180004981
公开日2012年9月5日 申请日期2011年4月12日 优先权日2010年4月13日
发明者八尾崇 申请人:丰田自动车株式会社