专利名称：车身支柱及包括其的汽车的制作方法
技术领域：
概括地说，本实用新型涉及汽车结构设计领域；更具体地说，本实用新型涉及一种汽车车身支柱，并进一步提出了一种包括其的汽车。
背景技术：
汽车车身支柱指的是前挡风玻璃和车辆前门之间、车辆前门和车辆后门之间以及车辆后门与后挡风玻璃之间的支柱，三者分别被称为A柱、B柱及C柱。在现代汽车设计中，汽车车身支柱，是汽车碰撞安全设计中最关键的区域结构之一；尤其是A柱，在碰撞中为保护驾驶员能够起到非常关键的作用。例如，图I示意性地示出了现有技术中汽车车身A柱结构的位置的示意图，其中同时以箭头的方式示意性地示出 了在车辆受到前方撞击时的受力情况。在正面碰撞以及正面偏置碰撞中，A柱承担着抵抗碰撞侵入乘员舱的作用以及作为传递碰撞能量的重要途径，将碰撞能量从前纵梁沿着支柱传递到车身的尾部。基于车身支柱的碰撞安全重要性，现在的汽车设计着力于不断地提高车身支柱的强度，以使其在汽车发生碰撞时能够起到很好的抵抗作用。汽车目前主流的车身支柱结构由板金零件构成，例如，汽车A柱一般由四个钣金件构成。正是由于这些车身支柱采用的是多个零件分拼然后总成的工艺生产，所以在各零件之间均有一个搭接的边界10 (以A柱为例)，此区域为车身支柱结构最弱的区域，在此区域处，如果出现正面偏置碰撞后则往往造成支柱折断的结果，严重影响到整车的碰撞安全性能。现有技术中克服这些问题的方法包括加大板金厚度、采用高强度钢材或者在支柱结构偏弱的搭接区域增加板金加强零件等。这些方法的缺点包括厚度增加会提高焊接难度并且增加整车重量；高强度钢材则成本高、制造周期长、焊接性能不确定；板金加强零件又增加了另一个焊接工序、需对生产线进行变动所以在现有设计上无法实现。由上可知，在所属技术领域内现在亟需解决上述问题。
实用新型内容本实用新型要解决的主要技术问题是提供一种车身支柱，其能够有效地增加车身支柱结构的强度并且设计、制造方便，制造周期短、将成本控制在可接受范围。本实用新型进一步解决的技术问题是提供一种包括前述车身支柱的汽车。为解决上述技术问题，本实用新型提出了如下的技术方案。根据本实用新型的第一方面提供了一种车身支柱，所述车身支柱包括由相互搭接的钣金件形成的外壳，所述外壳的内部构成有沿所述车身支柱方向延伸的空腔，并且沿着所述空腔设置有被结构增强部件所包覆的基材，所述基材沿着所述空腔的长度延伸，并且所述结构增强部件处于所述基材与所述外壳之间、跨接所述外壳的搭接接合部位。可选地，在如前所述的车身支柱中，所述结构增强部件是与所述外壳及所述基材紧致结合的泡沫塑料部件，并且所述泡沫塑料部件为单件部件。可选地，在如前所述的车身支柱中，所述结构增强部件在包覆所述基材的整个面积上分布有开口。可选地，在如前所述的车身支柱中，所述基材为内部具有网格状气室的尼龙塑料基材。可选地，在如前所述的车身支柱中，所述基材通过支架固定在所述外壳上，并且所述支架中有两个支架在所述外壳上的固定点分别位于所述外壳 的搭接接合部位两侧。可选地，在如前所述的车身支柱中，所述两个支架分别连接于所述基材的两端。根据本实用新型的第二方面提供了一种汽车，其中，所述汽车的A柱、B柱和C柱中的至少一种为前述中任一项所述的车身支柱。通过如上的汽车支柱结构，由于选用了跨接车身支柱外壳的搭接接合部分的基材和结构增强材料而大幅提高了汽车支柱的强度，在来自车辆前面、前方正面偏置、侧面、后面等的碰撞中，支柱传递碰撞的能力提高，彻底解决了在碰撞中车身支柱出现断裂的问题，更加有效地保护车内人员的安全。同时，这种汽车支柱结构不会过分地加重车辆的总重，同时也不需采用高价的钢材。另外，通过在基材上设置有网格状气室以及在结构增强部件的覆盖层中分布有开孔，在保证车身支柱强度的同时进一步地降低了支柱的重量。
参照附图，本实用新型的公开内容将更加显然。图中图I示出了现有技术中汽车A柱结构的示意图；以及图2示出了本实用新型的一个实施方式的车身支柱结构的示意图。
具体实施方式
下面参照附图详细地说明本实用新型的具体实施方式
。图2示出了本实用新型的一个实施方式的车身支柱结构的示意图。如图中所示，车身支柱包括外壳I、基材2和结构增强部件3。车身支柱的外壳I由多个钣金件构成，但在图2中仅示出了其中的两个钣金件11和12。所属技术领域的技术人员可以了解，在具体的实施方式中还会设置有与图中的两个钣金件11和12相对应的两个钣金件，这些钣金件一起构成汽车车身支柱的外壳1，并将基材2和结构增强部件3约束在外壳I内。考虑到这些钣金件的形状和结构为所属领域的技术人员所公知，所以在此不再进行赘述。图2中还示出了外壳I的各个钣金件的接合部位5，其易于构成车辆撞击时的不稳定因素，产生折断等严重损坏。通过前述的说明可以了解外壳I的内部是中空的。在图I中所示的本实用新型的实施方式中，车身支柱的外壳I的内部构成了沿车身支柱方向延伸的空腔。在外壳I的空腔内，沿着其长度方向延伸有基材2和结构增强部件3，其中，结构增强部件3包覆在基材2的外部、处于基材2和外壳I之间。如图中所示，基材2和结构增强件3在外壳I的空腔内的设置，有效地起到了加强支柱的强度、提高车辆的抗撞击能力的作用。另外，为了使结构增强部件3有效地加强钣金件的接合部位5，结构增强部件3还跨接外壳的该接合部位5，防止了支柱在搭接接合部位5处折断。在可选的实施方式中，结构增强部件3是与外壳I及基材2紧致结合的泡沫塑料部件并且形成为单件部件。在更优选的实施方式中，这种与外壳I和基材2紧致结合的泡沫塑料可以通过发泡材料制成，例如，可以由能够由设置在外壳I和基材2之间的发泡材料经过后加热发泡生成的，在经过发泡后，泡沫塑料材料的结构增强部件3与外壳I以及基材2之间便形成了致密的结合，这也能够大幅改进支柱的强度，在碰撞中，支柱传递碰撞的能力提高，彻底解决了在碰撞中支柱出现断裂的问题，更有效地保护车内人员的安全。为了更进一步地减小结构增强部件3的重量，在基材2外部的结构增强部件3上还可以分布有多个开口 6，如图中所示。这种形成有开口 6的结构增强件虽然起到了减轻重量的作用，但是并未在强度方向有所减弱，仍能够实现良好的支撑及增强作用。为了减小基材2的重量，在本实施方式中优选地将基材2的内部设置成具有网格状气室7，即形成为内部具有框架结构。例如，在优选的实施方式中，其材料可以选用为尼龙塑料。这种材料和结构的基材2尤其适用于选用了发泡材料作为结构增强部件3的实施方式里，由于尼龙塑料材料制成的基材2具有适当的强度和结构密度，在这两方面均能达到发泡的要求，在发泡材料高温发泡时不会产生形变，保证了发泡均匀并且所得的泡沫塑料质地均匀、应力分布平均。这种汽车支柱结构也不会过分地加重车辆的总重，又不需采用高价的钢材。如图中所示的实施方式中，基材2通过两个支架4固定在外壳I上。应当了解，支架4的个数并不局限于两个，而是只要使这些支架中有至少两个支架在外壳I上的固定点分别位于外壳I的搭接接合部位5的两侧即可。支架4可以设置成焊接金属片，具体地，这些金属片可以通过焊接连接到基材3，然后再用例如螺栓等紧固件连接至车身支柱的钣金件。图2中是本实用新型的优选实施方式，其中为了使得支架(连接片)的连接更加稳固，将两个支架4分别连接于基材2的两端、进而连接到钣金件上。前面根据图2所示的实施方式对本实用新型的技术方案进行了详细的描述。所属领域的技术人员应当了解，为了适应不同的车身设计，前述的实施方式以及本实用新型中的车身支柱均可以用作汽车的A柱、B柱和/或C柱，从而实现增强A柱、B柱和/或C柱的效果，减轻车辆前面、侧面以及后面的撞击对司乘人员造成的损害。如上所述，根据附图对本实用新型的优选实施方式进行了详细的描述。所属技术领域的技术人员可以了解，上述说明已经通过具体实施方式
揭示了本实用新型的技术方案的基本原理，通过对该具体实施方式
进行的改变而获取的类似或等同技术方案也将落入由本实用新型的权利要求书所限定的保护范围内。
权利要求1.一种车身支柱，其特征在于，所述车身支柱包括由相互搭接的钣金件形成的外壳，所述外壳的内部构成有沿所述车身支柱方向延伸的空腔，并且 沿着所述空腔设置有被结构增强部件所包覆的基材，所述基材沿着所述空腔的长度延伸，并且所述结构增强部件处于所述基材与所述外壳之间、跨接所述外壳的搭接接合部位。
2.如权利要求I所述的车身支柱，其特征在于，所述结构增强部件是与所述外壳及所述基材紧致结合的泡沫塑料部件，并且所述泡沫塑料部件为单件部件。
3.如权利要求2所述的车身支柱，其特征在于，所述结构增强部件在包覆所述基材的整个面积上分布有开口。
4.如权利要求I所述的车身支柱，其特征在于，所述基材为内部具有网格状气室的尼龙塑料基材。
5.如权利要求I所述的车身支柱，其特征在于，所述基材通过支架固定在所述外壳上，并且所述支架中有两个支架在所述外壳上的固定点分别位于所述外壳的搭接接合部位两侧。
6.如权利要求5所述的车身支柱，其特征在于，所述两个支架分别连接于所述基材的两端。
7.一种汽车，其特征在于，所述汽车的A柱、B柱和C柱中的至少一种为权利要求I至6中任一项所述的车身支柱。
专利摘要本实用新型涉及一种车身支柱及包括其的汽车。所述车身支柱包括由相互搭接的钣金件形成的外壳，所述外壳的内部构成有沿所述车身支柱方向延伸的空腔，并且沿着所述空腔设置有被结构增强部件所包覆的基材，所述基材沿着所述空腔的长度延伸，并且所述结构增强部件处于所述基材与所述外壳之间、跨接所述外壳的搭接接合部位。如上的汽车支柱结构大幅提高了汽车支柱的强度，在碰撞中支柱传递碰撞的能力提高，彻底解决了在碰撞中车身支柱出现断裂的问题，更加有效地保护车内人员的安全。这种汽车支柱结构也有利于控制车辆的总重和成本。
文档编号B62D25/04GK202463934SQ20112057039
公开日2012年10月3日 申请日期2011年12月31日 优先权日2011年12月31日
发明者李碧浩, 杜汉斌, 梁永, 王大志 申请人:上海汽车集团股份有限公司