车辆支撑结构及其使用和制造方法与流程

所公开的主题涉及一种车辆支撑结构及其使用和制造方法。更具体地，所公开的主题涉及用于增强车辆框架部件的结构能力的方法和设备。

背景技术：

许多类型的车辆包括为车辆提供结构支撑的框架组件。然而，车辆的操作可能对框架组件施加应力。这些应力能对框架组件造成有害的磨损效应，包括变形和断裂。这些磨损效应可能受到包括框架部件质量、形状、横截面和成形方法等各种因素的影响。

技术实现要素：

作为一个实例，通过向支撑结构添加加强件来增加框架质量可降低磨损效应。然而，能在维持或提高结构能力的同时通过降低框架部件的质量来增强车辆性能。各种车辆设计因素可使得在不会经由添加质量降低车辆性能的情况下用支撑构件来充分加强车辆框架组件具有挑战性。例如，支撑构件可包括用于为车辆框架提供结构加强件的同时减少质量的中空内部部分。这些中空内部部分能根据性能的挤出功能而在结构上较弱/较强。结果，支撑构件可能由于车辆操作的应力而发生变形和断裂。

因此，提供车辆支撑结构及其使用和制造方法可能是有益的，其解决了现有技术车辆的至少一个上述和/或其它挑战。特别地，诸如通过增强沿着车辆框架组件的部分而延伸的支撑构件的结构刚性来增强车辆框架组件的结构支撑可能是有益的。例如，车辆支撑结构能包括从中延伸穿过以创建多个隔室来加强结构的外壁的横梁。因此，由车辆操作引起的车辆框架组件的应力可能受到阻碍而使支撑结构变形或断裂。

在这些和/或其它实施方式的一些之中，所述车辆支撑结构能配置成包括中空内部部分。在这些和/或其它实施方式的一些之中，所述支撑结构的所述中空内部能具有从中延伸穿过的通道，所述通道具有大致矩形横截面。在这些和/或其它实施方式的一些之中，所述中空内部还可包括具有非平行四边形横截面的从中延伸穿过的通道。

因此，一些实施方式涉及一种供车辆使用的支撑结构，所述车辆具有附接有所述支撑结构的框架。所述支撑结构能包括细长柱，所述细长柱限定从中延伸穿过的中空部分。所述细长柱还能限定大致矩形横截面的至少两个矩形通道，所述至少两个矩形通道沿着所述柱的伸长方向延伸穿过所述中空部分。所述细长柱还能限定具有非平行四边形横截面的另一个通道，所述另一个通道沿着所述柱的伸长方向延伸穿过所述中空部分。

一些其它的实施方式涉及一种供车辆使用的框架组件。所述框架组件能包括框架主体。所述框架组件还能包括支撑结构，所述支撑结构被配置成附接至所述框架。所述支撑结构能包括细长柱，所述细长柱限定从中延伸穿过的中空部分。所述细长柱还能限定大致矩形横截面的至少两个矩形通道，所述至少两个矩形通道沿着所述柱的伸长方向延伸穿过所述中空部分。所述细长柱能进一步限定具有非平行四边形横截面的另一个通道，所述另一个通道沿着所述柱的伸长方向延伸穿过所述中空部分。

另外的其它实施方式涉及一种制造供车辆使用的支撑结构的方法，所述车辆具有将所述支撑结构配置成与之附接的框架，所述方法包括以下步骤：挤出细长柱，所述细长柱限定从中延伸穿过的中空部分；形成大致矩形横截面的至少两个矩形通道，所述至少两个矩形通道沿着所述柱的伸长方向延伸穿过所述中空部分；以及形成具有非平行四边形横截面的另一个通道，以使所述另一个通道沿着所述柱的伸长方向延伸穿过所述中空部分。

附图说明

现在将参考通过实例的方式给出的设备和方法的示例性实施方式并参考附图更详细地描述本申请所公开的主题，在附图中：

图1是示例性车辆框架组件的侧面的立体图，该车辆框架组件包括根据所公开的主题的示例性a柱。

图2是包括a柱的图1的车辆框架组件的一部分的立体图。

图3是a柱的立体图。

图4是图3的a柱的横截面视图。

图5是a柱的另选实施方式的横截面视图。

图6是包括根据所公开的主题的示例性侧梁的车辆的侧面的立体图。

图7是侧梁的立体图。

图8是图7的侧梁的横截面视图。

图9是图7的侧梁的立体图。

图10是包括根据所公开的主题的示例性b柱的车辆的侧面的立体图。

图11是b柱的立体图。

图12是图11的b柱的横截面视图。

图13是包括根据所公开的主题的示例性后舱柱的车辆的一部分的立体图。

图14是后舱柱的立体图。

图15是图14的后舱柱的横截面视图。

具体实施方式

所公开实施方式的几个发明方面在下面参考各图详细说明。示例性实施方式是为了说明所公开的主题而描述的，不是限制其由权利要求书限定的范围。本领域普通技术人员将理解以下说明书中提供的各种特征的诸多等同变化。

下面出于方便和清楚而提供了各个标题。然而，这些标题不旨在限制本公开的范围或内容，和/或本文中公开的各种发明构思提供的保护范围。

i、整体车辆框架组件

图1、图2、图10和图13是示例性车辆框架组件20的立体图，车辆框架组件20包括根据所公开的主题的示例性a柱30、侧梁50、b柱70和后舱柱90。图1中示出的车辆框架组件20主要用于配置成沿着铺设的道路行进的车辆中，使得示例性车辆能被称为乘用车辆。具体地，图1至图2、图6至图7、图10至图11和图13至图14中示出的车辆框架组件20用于高性能车辆中。车辆框架组件20还可用于配置成沿着由砾石、泥土、沙子等组成的未铺设的道路行进的车辆中。

然而，框架组件的所公开的支撑构件能用于配置成沿着改进、未改进和未标记道路以及由砾石、泥土、沙子等组成的路径的任何一者或组合而行进的任何车辆中。例如，各实施方式旨在包括或以其他方式涵盖任何类型的汽车，包括客车、高性能汽车、小型货车、卡车，等。实际上，各实施方式旨在包括或以其他方式涵盖供任何其它类型的车辆(诸如飞行器、舟船、舰船、火车、航天器、等)中的框架组件使用的支撑构件的配置。一些其它的实施方式能用于非车辆应用中，诸如可期望轻型加强柱的任何其它结构。

车辆框架组件20能包括前子组件22、后子组件24、车顶轨道26(右侧车顶轨道被遮挡)、a柱30(右侧a柱被遮挡)、侧梁50(右侧侧柱被遮挡)、b柱70(右侧b柱被遮挡)和后舱柱90(后舱柱被遮挡)。

ii、a柱

图1和图2中示出的a柱30的本实施方式能布置成靠近车辆框架组件20的前子组件22。具体地，a柱30能布置成邻近相应车顶轨道26的围绕挡风玻璃配置的部分。因此，a柱30可布置在车辆框架组件20的乘客区域的前方。a柱30能从底板竖直延伸到车辆框架组件20的车顶轨道26。然而，其它实施方式的a柱30可以以除竖直之外的角度取向。

图3至图5中示出的本实施方式的a柱30能配置为具有从中延伸穿过的各种形状的子部分的挤出元件。子部分能配置为在a柱30的相对两端之间延伸的开口端通道，子部分彼此平行地延伸。a柱30可包括配置成便于将a柱30附接至车辆框架组件20的各种紧固件和孔。

如图4中的a柱30的横截面视图详细示出的，a柱30能配置成包括上述各种形状的子部分。具体地，本实施方式的a柱30能被挤出形成限定至少两个矩形形状的子部分32、34和一个非平行四边形形状的子部分36的形状。非平行四边形形状的子部分36能包括斜侧面37。两个矩形形状的子部分32、34可具有基本相等的尺寸，或者另选地可具有变化的尺寸。在本实施方式中，a柱30还能形成第三矩形形状的子部分38。第三矩形形状的子部分38可包括阶梯部分39。第三矩形形状的子部分38可具有与两个矩形形状的子部分32、34不同的尺寸，或者可另选地具有基本相等的尺寸。a柱30内的每个子部分和分隔件的尺寸可变化，这包括任何子部分或周界侧面的壁厚。

图5中示出的a柱30的另选实施方式包括延伸穿过非平行四边形形状的子部分36的附加分隔件35。分隔件35可从a柱30的靠近非平行四边形形状的子部分的周界延伸到矩形形状的子部分。

iii、侧梁

图6中示出的侧梁50的本实施方式能布置成靠近车辆框架组件20的与车顶轨道26相对的底板。具体地，侧梁50能从相应a柱30延伸到b柱70和后子组件24。因此，侧梁50可沿着车辆框架组件20的乘客区域的下部布置。侧梁50能沿着邻近车辆框架组件20的相应门开口的下边缘的底板水平延伸。然而，其它实施方式的侧梁50可以以一角度延伸而非水平。

图7至图9中示出的本实施方式的侧梁50能配置为具有从中延伸穿过的各种形状的子部分的挤出元件。子部分能配置为在侧梁50的相对两端之间延伸的开口端通道，子部分彼此平行地延伸。侧梁50可包括配置成便于将侧梁50附接至车辆框架组件20的各种紧固件和孔。

如图9中的侧梁50的横截面视图详细示出的，侧梁50能配置成包括上述各种形状的子部分。具体地，本实施方式的侧梁50能被挤出形成限定至少两个矩形形状的子部分52、54和一个非平行四边形形状的子部分56的形状。非平行四边形形状的子部分56能包括斜侧面57。两个矩形形状的子部分52、54可具有基本相等的尺寸，或者另选地可具有变化的尺寸。在本实施方式中，侧梁50还能形成第三矩形形状的子部分58。第三矩形形状的子部分58可包括从其延伸而出的突出部分66。第三矩形形状的子部分58可具有与两个矩形形状的子部分52、54不同的尺寸，或者可另选地具有基本相等的尺寸。本实施方式的侧梁50还可包括第四矩形形状的子部分62。第四矩形形状的子部分62可包括从其延伸而出的突出部分64。第四矩形形状的子部分62可具有与两个矩形形状的子部分52、54和/或第三矩形形状的子部分58不同的尺寸，或者可另选地具有与前述子部分中的至少一个基本相等的尺寸。侧梁50内的每个子部分和分隔件的尺寸可变化，这包括任何子部分或周界侧面的壁厚。

iv、b柱

图10中示出的b柱70的本实施方式能布置成靠近车辆框架组件20的后子组件24。具体地，b柱70能布置成邻近相应侧梁50的配置在相应门开口的后部处的部分。因此，b柱70可布置在车辆框架组件20的乘客区域的后方。b柱70能从车辆框架组件20的底板(具体是侧梁50)以一定角度延伸。然而，其它实施方式的b柱70可基本竖直地取向而非以一定角度取向。

图11至图12中示出的本实施方式的b柱70能配置为具有从中延伸穿过的各种形状的子部分的挤出元件。子部分能配置为在b柱70的相对两端之间延伸的开口端通道，子部分彼此平行地延伸。b柱70可包括配置成便于将b柱70附接至车辆框架组件20的各种紧固件和孔。

如图12中的b柱70的横截面视图详细示出的，b柱70能配置成包括上述各种形状的子部分。具体地，本实施方式的b柱70能被挤出而形成限定至少两个矩形形状的子部分72、74和一个非平行四边形形状的子部分76的形状。非平行四边形形状的子部分76能包括斜侧面77。两个矩形形状的子部分72、74可具有基本相等的尺寸，或者另选地可具有变化的尺寸。在本实施方式中，b柱70还能形成第三矩形形状的子部分78。第三矩形形状的子部分78可具有与两个矩形形状的子部分72、74不同的尺寸，或者可另选地具有基本相等的尺寸。本实施方式的b柱70还可包括第四矩形形状的子部分82。第四矩形形状的子部分82可具有与两个矩形形状的子部分72、74和/或第三矩形形状的子部分78不同的尺寸，或者可另选地具有与前述子部分中的至少一个基本相等的尺寸。b柱70内的每个子部分和分隔件的尺寸可变化，这包括任何子部分或周界侧面的壁厚。

v、后舱柱

图13中示出的后舱柱90的本实施方式能布置成靠近车辆框架组件20的前子组件22。具体地，后舱柱90能布置成靠近上述b柱70。因此，后舱柱90可沿着车辆框架组件20的乘客区域的后部布置。后舱柱90能横跨车辆框架组件20的乘客区域水平延伸，在b柱70之间延伸。然而，其它实施方式的后舱柱90可配置成在车辆框架组件20的其它元件之间延伸。

图14至图15中示出的本实施方式的后舱柱90能配置为具有从中延伸穿过的各种形状的子部分的挤出元件。子部分能配置为在后舱柱90的相对两端之间延伸的开口端通道，子部分彼此平行地延伸。后舱柱90可包括配置成便于将后舱柱90附接至车辆框架组件20(特别附接至乘客区域的后部)的各种紧固件和孔。

如图15中的后舱柱90的横截面视图详细示出的，后舱柱90能配置成包括上述各种形状的子部分。具体地，本实施方式的后舱柱90能被挤出形成限定至少两个矩形形状的子部分92、94和一个非平行四边形形状的子部分96的形状。非平行四边形形状的子部分96能包括第一斜侧面97和第二斜侧面98。在本实施方式中，第一斜侧面97可以以与第二斜侧面98不同的角度延伸。此外，第一斜侧面97可以以比第二斜侧面98更急剧的角度延伸。两个矩形形状的子部分92、94可具有基本相等的尺寸，或者另选地可具有变化的尺寸。在本实施方式中，后舱柱90还能包括从矩形形状的子部分94延伸的突出部分99。a柱30内的每个子部分和分隔件的尺寸可变化，这包括任何子部分或周界侧面的壁厚。

vi、另选实施方式

虽然上文描述了本发明的某些实施方式，并且图1至图15公开了用于实践各种发明方面的最佳模式，但是应当理解的是，能在不脱离本发明的精神和范围的情况下以许多不同的方式实施并配置本发明。

例如，上文在图1至图15中示出的挤出支撑构件的背景下公开了各实施方式。然而，各实施方式旨在包括或以其他方式涵盖如上文公开的具有特定横截面增强结构性能以便于增强车辆操作的任何类型的支撑构件。

例如，示例性实施方式旨在包括具有在其中延伸的子部分的支撑构件，用于提供结构加强件来增强诸如刚度和刚性的特性，而不会阻碍车辆性能以免不必要地添加质量。各种支撑构件的示例性实施方式包括延伸穿过每个支撑构件的大致矩形横截面的至少两个子部分，以及具有从中延伸穿过的非平行四边形横截面的一个子部分。然而，支撑构件的一些实施方式可包括大致矩形横截面的超过两个的子部分，诸如三个、四个、五个子部分，等。此外，矩形子部分可以以任何适当的方式取向，诸如连续地串联布置，或者以块的形式结合到其它子部分的上方/下方和侧面二者。

其它实施方式可配置成包括配置为从子部分之一延伸的壁的一个或多个突出部分。突出部分可从与之连接的子部分正交地延伸，或者可另选地从与之连接的子部分以一定的角度延伸。突出部分的长度也可变化。

如上所述，每个支撑构件内的各个子部分的壁的尺寸厚度可变化。在一些实施方式中，每个壁均可具有基本类似的厚度，而其它实施方式可不包括具有相等厚度的壁。另外，一些实施方式可包括具有基本类似厚度的一些壁，而其它壁具有不同的厚度。

上文关于支撑构件公开的所有或一些另选结构还适用于非车辆应用。支撑构件的以上另选配置仅出于示例性的目的提供，并且如上所述，各实施方式旨在涵盖具有如上文公开的横截面形状的任何类型的支撑构件。各实施方式还旨在包括或以其他方式涵盖除上述a柱、侧梁、b柱和后舱柱之外的被构造并布置成如上文关于框架组件公开地执行的任何另选或附加支撑构件。

如上文公开的，各实施方式旨在供任何类型的车辆的车辆框架组件使用。车辆的动力源能是内燃发动机、电马达或内燃发动机和电马达的混合动力。配置为内燃发动机或混合动力源的动力源能具有在车辆的纵向方向或横向方向上取向的发动机输出轴。发动机能安装在前桥的前面、后桥的后面或前桥和后桥的中间。

车辆能包括任何类型的变速器，包括自动变速器、手动变速器或半自动变速器。变速器能包括输入轴、输出轴和变速比组件。

实施方式还旨在包括或以其他方式涵盖上文公开的任何或所有元件的使用方法和制造方法。制造方法包括或以其他方式涵盖用于设计上文公开的支撑构件的各种元件的处理器和由处理器实现的计算机程序。

虽然本主题已经详细参考其示例性实施方式进行了描述，但是本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离本发明的范围的情况下，能做出各种改变，并且采用等同物。上文背景技术章节中讨论的所有现有技术参考都通过引用整体并入本文。