车辆框架的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种车辆框架，包括：内侧纵梁，具有朝外腔室；外侧纵梁，与内侧纵梁连接，并且具有与朝外腔室对准以围成内部空间的朝内腔室；以及一对垂直件，延伸穿过外侧纵梁的上部中的间隔位置处的开孔并接合朝内腔室的底面以形成立柱。通过本实用新型的技术方案，能够防止来自车辆外部的冲击力对车辆框架的连接节点的影响，并因此保持车辆框架的结构完整性，从而在符合车辆安全碰撞标准的前提下，能够采用轻质材料来提高车辆的燃料经济型。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型总的来说涉及具有连接于框架纵梁的垂直立柱的车辆框架，更具体 地，涉及穿过框架纵梁的上部延伸的一对垂直立柱件。 车辆框架
【背景技术】
[0002] 对于车辆结构框架来说，通常包括在车辆的前车轮、后车轮之间纵向延伸的纵梁。 在某些情况下，这些纵梁与横向跨越件连接以支承车辆底板并为多个垂直立柱提供连接 点。由于车辆框架被设计的重量更轻以提高车辆的燃料经济性，碰撞安全标准日益需要该 车辆框架吸收更强且更集中的冲击。因此，构造或强化包括纵梁、跨越件以及立柱的框架件 之间的连接节点变得越来越关键，从而在不向车辆增加非必要重量的情况下保持框架的结 构完整性。 实用新型内容
[0003] 本实用新型的目的在于提供结构性完整的车辆框架。
[0004] 根据本实用新型的一个方面，提供了一种车辆框架，包括具有朝外腔室的内侧纵 梁以及与内侧纵梁连接的外侧纵梁。外侧纵梁具有与朝外腔室对准以围成内部空间的朝内 腔室。一对垂直件延伸穿过外侧纵梁的上部中的间隔位置处的开孔并且接合朝内腔室的底 面以形成立柱。
[0005] 优选地，还包括：面板，连接在内侧纵梁和外侧纵梁之间，其中，一对垂直件在内部 空间中连接于面板。
[0006] 优选地，一对垂直件焊接至朝内腔室的侧壁表面。
[0007] 优选地，内侧纵梁和外侧纵梁相连接以形成纵向门槛，并且，立柱从纵向门槛的中 间部分向上延伸以支承车顶。
[0008] 优选地，纵向门槛包括邻近前车轮的前端和邻近后车轮的后端，并且，纵向门槛的 中间部分位于前端和后端之间。
[0009] 优选地，内侧纵梁和外侧纵梁均包括上凸缘和下凸缘，其中，内侧纵梁的上凸缘和 下凸缘分别与外侧纵梁的上凸缘和下凸缘连接以围成内部空间。
[0010] 优选地，还包括：加固件，连接在一对垂直件之间。
[0011] 优选地，立柱在邻近加固件处连接用于枢转支承车门的车门铰链。
[0012] 根据本实用新型的另一个方面，提供了一种车辆框架，包括纵梁，其具有在纵梁中 纵向延伸的内部腔室。面板垂直地分隔内部腔室。立柱延伸穿过纵梁的上部。立柱包括邻 接内部腔室的底面的第一垂直件以及与第一垂直件纵向间隔开且邻接底面的第二垂直件。 第一垂直件和第二垂直件与面板连接。
[0013] 优选地，面板在邻近纵梁的中间部分处将内部腔室分隔成内侧腔室和外侧腔室。
[0014] 优选地，第一垂直件和第二垂直件的端部接合在内部腔室的外侧腔室中。
[0015] 优选地，第一垂直件和第二垂直件均在内部腔室中于顶部焊点和底部焊点处连接 面板。
[0016] 优选地，纵梁包括具有朝外C形横截面的内侧纵梁部和具有朝内C形横截面的外 侧纵梁部，并且，内侧纵梁部和外侧纵梁部与面板的相反侧连接以形成内侧腔室和外侧腔 室。
[0017] 优选地，第一垂直件和第二垂直件的端部焊接至内部腔室的外侧腔室中。
[0018] 优选地，还包括：在第一垂直件和第二垂直件之间于纵梁的上方位置处连接来防 止立柱的扭曲的加固件。
[0019] 优选地，加固件包括在垂直件的内侧表面之间连接的内侧件以及在垂直件的外侧 表面之间连接的外侧件。
[0020] 根据本实用新型的再一个方面，提供了一种车辆框架，包括外侧纵梁部，外侧纵梁 部具有上凸缘、下凸缘以及位于上凸缘和下凸缘之间的朝内腔室。内侧纵梁部沿着外侧纵 梁部的上凸缘和下凸缘连接并且具有与朝内腔室对准以围成内部空间的朝外腔室。一对液 压成型管垂直地延伸穿过上凸缘中的纵向间隔位置处的开孔并接合朝内腔室的底面以形 成用于支承车顶的立柱。
[0021] 优选地，还包括：面板，连接在内侧纵梁部和外侧纵梁部之间，其中，一对液压成形 管在朝内腔室中于面板的顶部焊点和底部焊点处连接面板。
[0022] 优选地，内侧纵梁部和外侧纵梁部形成纵向门槛梁，并且，立柱从纵向门槛梁的中 间部分向上延伸以支承车顶。
[0023] 优选地，还包括：在一对液压成形管之间于内侧纵梁部和外侧纵梁部的上方位置 处连接来防止立柱的扭转的加固件。
[0024] 通过本实用新型的技术方案，能够防止来自车辆外部的冲击力对车辆框架的连接 节点的影响，并因此保持车辆框架的结构完整性，从而在符合车辆安全碰撞标准的前提下， 能够采用轻质材料来提高车辆的燃料经济型。
[0025] 本领域的技术人员在研究以下说明书、权利要求和附图之后，将理解本实用新型 的这些和其它方面、目标和特征。
【专利附图】
【附图说明】
[0026] 附图中：
[0027] 图1是根据本实用新型的一个实施例的车辆的侧立面视图，所示车辆具有连接于 门槛梁的中间部分的垂直立柱；
[0028] 图2是与门槛梁的中间部分连接的立柱的下面部分的俯视立体图；
[0029] 图2A是沿着图2中的线IIA-IIA截取的立柱的横截面图；
[0030] 图3为示出切除了一部分的门槛梁的俯视立体图，以显示连接于门槛梁的内部空 间中的立柱；
[0031] 图4是门槛梁、立柱和金属板的俯视分解立体图；
[0032] 图5是沿着图3中的线V-V截取的门槛梁、立柱和金属板的横截面图；
[0033] 图5A是门槛梁和立柱的横截面视图，其中水平力和向下的垂直力施加在立柱上；
[0034] 图6是本实用新型的门槛梁和立柱的另一实施例的横截面图；
[0035] 图6A是本实用新型的门槛梁和立柱的另一实施例的横截面图，其中向下的垂直 力施加在立柱上。
【具体实施方式】
[0036] 出于说明的目的，词语"上" "下" "右" "左" "后" "前" "垂直""水平"及其派生 词语应当依据图1中所定向的实用新型。然而，应理解的是除非明确作出相反说明，本实用 新型可呈现各种替代的定向。还应理解的是在附图中显示和在下列说明书中说明的具体设 备和工艺仅仅为权利要求书中的权利要求所设定的创造性概念的示例性实施例。因此，涉 及这里所公开的实施例的具体尺寸和其它物理特征不应视为限定，除非权利要求中作了其 他明示。
[0037] 参照图1至图6A，参考标号10通常指代包括纵向门槛梁12的车辆框架。门槛梁 12包括具有朝外腔室16的内侧纵梁部14以及与内侧纵梁部14连接的外侧纵梁部18。外 侧纵梁部18具有与朝外腔室16对准的朝内腔室20,从而围成内部空间22。一对垂直件24 穿过外侧纵梁部18的上部28中的间隔位置处的开孔26延伸并接合朝内腔室20的底面30 以形成立柱32。
[0038] 如图1所示，示出了具有本实用新型的车辆框架10的一个实施例的车辆34。车 辆34包括使车辆框架10相对于行驶表面悬浮的前组车轮36和后组车轮38。在所示实施 例中，车辆框架10的门槛梁12在前组车轮36和后组车轮38之间于前门40和后门42下 方纵向延伸。立柱32从门槛梁12的中间部分44开始在前门40和后门42之间向上延伸。 因此，所示实施例中的立柱32通常被称为B柱；然而，可以想到，立柱32可包括车辆34的 其他立柱结构，例如A柱、C柱或其他直立的立柱。如图所示，立柱32在前门40和后门42 之间从纵梁12向上延伸并连接于车辆34的车顶46。可以想到，车辆34可包括其他车门布 置和车辆类型，例如双门客车、厢式货车、公共汽车、卡车或其他可想到的车辆类型。而且， 应该理解，所示车辆34和所述特征都参考车辆34的一侧，且车辆34包括具有相似特征的 对称的和镜像的相反侧，诸如对应的立柱和对应的纵向门槛梁。然而，可以想到，车辆34可 包括位于车辆34的一侧或车辆34的替代位置处的此类立柱32。
[0039] 现参照图2,所示立柱32具有一对穿过外侧纵梁部18的上部28中的开孔26垂直 延伸的垂直件24。更具体地，所示垂直件24为具有中空内部空间的管形形状，并构造成采 用液压成形工艺由诸如铝的轻质金属成形。然而，可以想到，垂直件24可采用诸如滚压成 型的替代构造工艺来成形，并可使用包括任何黑色金属或其他有色金属在内的多种材料。 立柱32的第一垂直件48向上延伸穿过外侧纵梁部18的上部28中的第一开孔50并向后 倾斜而更靠近立柱32的第二垂直件52。类似地，第二垂直件52向上延伸穿过外侧纵梁部 18的上部28中的第二开孔54,第二开孔54相对于第一开孔50和第一垂直件48向后间隔 开。第二垂直件52大体正交于门槛梁12向上垂直延伸。
[0040] 同样参照图2,在门槛梁12的上部，一对加固件56连接在第一垂直件48和第二垂 直件52之间，从而邻接垂直件24并支承立柱32。加固件56配置成当立柱32接收支承车 顶46或车辆34的后门42的作用力时或接收诸如冲击力的其他作用力时防止立柱32扭转 并防止第一垂直件48和第二垂直件52向外分离。因此，后门42的车门铰链58在紧邻加 固件56的位置处连接立柱32,以便与后车门42枢转连接并支承后车门42。连接板60连 接在第一和第二垂直件24的内侧表面62之间。连接板60包括一系列孔洞64,用于将内饰 部件和其他内部物品连接于立柱32。可以想到，一系列孔洞64可交替地分散在连接板60 上，而且连接板60可包括不同形状或额外的连接板以适应多种内部物品。同样可以想到， 立柱32可包括额外的或较少的加固件56以及其他金属板或板材，从而围绕并进一步形成 立柱32。
[0041] 进一步如图2A所示，加固件56包括连接在垂直件24的内表面62之间的内侧件 66,以及连接在垂直件24外表面70之间的外侧件68。加固件56的内侧件66和外侧件68 叠置在垂直件24的前、后表面上，使得加固件56围绕这对垂直件24,以防止它们向外分离 或以其他方式进一步彼此分离。
[0042] 如图3所示，所示垂直件24的端部72在门槛梁12的内部空间22内延伸。在所 示实施例中，金属板74垂直地将门槛梁12的内部空间22分隔成靠近朝外腔室16的内侧 腔室76和靠近朝内腔室20的外侧腔室78。更具体地，金属板74连接在内侧纵梁部14和 外侧纵梁部18之间，并且垂直地分隔内侧纵梁部14和外侧纵梁部18之间的内部空间22。 内侧腔室76和外侧腔室78具有开放端部，从而形成大致管状形状。第一垂直件48和第二 垂直件52在邻近金属板74的外表面80处延伸到外侧腔室78中。然而，可以想到，第一垂 直件48和第二垂直件52可另外地或替代地延伸到内侧腔室76中。
[0043] 参照图4,外侧纵梁部18具有向内的C形横截面，借此外侧纵梁部18具有上凸缘 82、下凸缘84,并且朝内腔室20将上凸缘82和下凸缘84分隔开。在外侧纵梁部18的上 部28中形成的开孔26为矩形形状，并且通过剪切外侧纵梁部18的上凸缘82以及朝内腔 室20的一部分来形成矩形开口。可以想到，开孔26可包括替代的形状，例如可通过剪切、 冲压或其他方式在外侧纵梁部18中成形的圆形、卵形、三角形开口形状。而且，可以想到， 开孔26可部分地或完全地在内侧纵梁部14的上部28中形成。
[0044] 同样如图4所示，内侧纵梁部14也包括上凸缘86、下凸缘88,并且朝外腔室16将 上凸缘86和下凸缘88分隔开。所示实施例的内侧纵梁部14同样具有与外侧纵梁部18对 准的相似的C形横截面，使得内侧纵梁部14的上凸缘86和下凸缘88沿着门槛梁12的纵 向长度分别与外侧纵梁部18的上凸缘82和下凸缘84连接。内侧纵梁部14和外侧纵梁部 18沿着上凸缘82、86和下凸缘84、88的长度方向通过连续性焊接或可以想到的多点处焊接 而连接在一起，以形成纵向门槛梁12。类似地，在内侧纵梁部14和外侧纵梁部18之间连接 的金属板74焊接固定在两者之间。可以想到，纵梁部分14、18与金属板74的连接也可通 过替代的紧固方式来完成。金属板74具有由实心材料件制成的大致矩形形状，其包含最小 厚度，从而连接在纵梁部分14、18之间而不沿着金属板74前后方向在上凸缘82、86之间及 下凸缘84、88之间形成很大的间隙。然而，可以想到，金属板74可扩展门槛梁12的纵向长 度。金属板74还为垂直件24提供了连接表面80,并另外地垂直加固纵向门槛梁12。
[0045] 如图5所示，垂直件24以抵靠接触的方式物理性连接外侧纵梁部18中的朝内腔 室20的底面30。每个垂直件24的端部72均焊接在朝内腔室20内，使得金属板74的外表 面80在金属板74上的顶部焊点90和底部焊点92处焊接至垂直件24。如下文更加详细解 释的，垂直件24也可于若干替代位置和布局处焊接在朝内腔室20内。为形成顶部焊点90 和底部焊点92,优选在内侧纵梁部14和外侧纵梁部18接合之前形成焊点，如此允许在纵向 门槛梁12的内部空间22内执行焊接。相应地，在垂直件24于顶部焊点90和底部焊点92 处连接至金属板74之后，在外侧纵梁部18上形成第一开孔50和第二开孔54,以允许外侧 纵梁部18装配至内侧纵梁部14。另外，可以想到，可通过替代方式进行焊接，例如通过横梁 部14、18上的通道孔，其可在内侧纵梁部14和外侧纵梁部18彼此连接后允许垂直件24焊 接于金属板。
[0046] 图5A中所示的实施例配置成用于承受施加到立柱32上部的水平力94,使得由此 产生的紧邻垂直件24端部72的扭转力被限制在纵向门槛梁12的内部空间22中。如此，在 维持该对垂直件24与纵向门槛梁12之间的焊接连接的同时，会引起门槛梁12向内轻微变 形。可以想到，水平力94可包括来自其他车辆或物体的侧向冲击力。正如进一步说明的， 水平力94在垂直件24上引起的张力95被限制在外侧纵梁部18中的开孔26之内，并因此 指向朝内腔室20的底面30。将张力95指向朝内腔室20的底面30通常会防止内侧纵梁部 14和外侧纵梁部18的上凸缘82、86向上变形，并防止扩大门槛梁12内部空间22。
[0047] 图6和图6A示出了纵向门槛梁12的另一实施例，其示出垂直件24延伸到门槛梁 12的内部空间22,该门槛梁12不含金属板74或垂直地分隔门槛梁12的内部空间22的任 何其它物品。在该实施例中，垂直件24焊接至朝内腔室20的侧壁表面98,其中，顶部焊点 90和底部焊点92将垂直件24固定至外侧纵梁部18。同样，该另一实施例包括邻接朝内腔 室20的底面30的垂直件24,从而如图5A所示和所述为水平力和张力提供相似的优势。图 5A所示的实施例以及图6A所示的实施例允许向下的载荷力96指向朝内腔室20的底面30， 从而大体防止内侧纵梁部14和外侧纵梁部18二者上的凸缘82、86变形并向下压缩到门槛 梁12的内部空间22中。另外，在图6至图6A中示出的额外的实施例中，垂直件24可在内 侧纵梁部14连接于外侧纵梁部18之前焊接于外侧纵梁部18。然而，可以想到，可利用形成 立柱32和纵向门槛梁12之间的所示连接的多种替代步骤而不偏离本实用新型的范围。 [0048] 本领域技术人员应当理解，所述的实用新型和其他部件的结构不局限于任何特定 材料。本文公开的本实用新型的其他示例性实施例可以由多种材料形成，除非本实用新型 另有描述。
[0049] 出于公开的目的，术语"连接"（以其所有形式，连接前、连接过程中和连接后）通 常表示两个部件直接或间接相互接合（电气的或机械的）。这种接合本质上可是固定的或 可是移动的。这种接合可由这两个部件（电气的或机械的）和任何附加的中间件来实现， 这些中间件彼此或与两个部件集成为单个整体。这种接合本质上可以是永久的或是可拆卸 的或可释放的，除非另作说明。
[0050] 还应当注意，示例性实施例中所示的本实用新型部件的结构和设置仅是示例性 的。尽管本公开中仅详细描述了一些本实用新型的实施例，但是本领域技术人员阅读过本 公开后可以很容易地意识到，在不实质性偏离所述主题的教导和优势的情形下，可以有多 种变形（例如，改变多种部件的大小、尺寸、结构、形状和比例，参数值，安装方式，材料的使 用，颜色，定向等）。例如，示出为整体形成的构件可以由多个部件构成，或者示出为多个部 件的构件可以整体形成；接触面的操作可以颠倒或做出其它改变；结构件和/或构件的长 度或宽度、或者系统中的连接器或其它构件均可以改变；构件之间的调整位置的种类或数 量也可以改变。应当注意，系统的部件和/或组件可以由可提供足够的强度或耐用性的多 种材料中的任一种构成，该材料可以具有多种颜色、质地和组合。因此，所有的这些变形均 包括在本实用新型的范围之内。可以对优选的以及其它示例性实施例在设计、操作条件、布 置方式作出其它替代、修改、变化和省略，而不偏离本实用新型的精神。
[0051] 应该理解，所述工艺中任何所述工序或步骤可以与其它公开的工序或步骤相结合 以形成本实用新型范围内结构。本文公开的示例性结构和工序均是出于示例性的目的并且 不应视为限定。
[0052] 还应该理解，在不背离本实用新型构思的情况下，可以对上述结构和方法进行变 化和修改，并且可以进一步理解，除非另外指定，否则这些构思被权利要求所覆盖。
【权利要求】
1. 一种车辆框架，其特征在于，包括： 内侧纵梁，具有朝外腔室； 外侧纵梁，与所述内侧纵梁连接，并且具有与所述朝外腔室对准以围成内部空间的朝 内腔室；以及 一对垂直件，延伸穿过所述外侧纵梁的上部中的间隔位置处的开孔并接合所述朝内腔 室的底面以形成立柱。
2. 根据权利要求1所述的车辆框架，其特征在于，还包括： 面板，连接在所述内侧纵梁和所述外侧纵梁之间，其中，所述一对垂直件在所述内部空 间中连接于所述面板。
3. 根据权利要求1所述的车辆框架，其特征在于，所述一对垂直件焊接至所述朝内腔 室的侧壁表面。
4. 根据权利要求1所述的车辆框架，其特征在于，所述内侧纵梁和所述外侧纵梁相连 接以形成纵向门槛，并且，所述立柱从所述纵向门槛的中间部分向上延伸以支承车顶，所述 纵向门槛包括邻近前车轮的前端和邻近后车轮的后端，并且，所述纵向门槛的中间部分位 于所述前端和所述后端之间。
5. 根据权利要求1所述的车辆框架，其特征在于，所述内侧纵梁和所述外侧纵梁均包 括上凸缘和下凸缘，其中，所述内侧纵梁的上凸缘和下凸缘分别与所述外侧纵梁的上凸缘 和下凸缘连接以围成所述内部空间。
6. -种车辆框架，其特征在于，包括： 纵梁，具有在所述纵梁内纵向延伸的内部腔室； 面板，垂直地分隔所述内部腔室；以及 立柱，延伸穿过所述纵梁的上部并且包括： 第一垂直件，邻接所述内部腔室的底面；和 第二垂直件，与所述第一垂直件纵向间隔开并邻接所述底面，其中，所述第一垂直件和 所述第二垂直件与所述面板连接。
7. 根据权利要求6所述的车辆框架，其特征在于，所述第一垂直件和所述第二垂直件 均在所述内部腔室中于顶部焊点和底部焊点处连接所述面板。
8. 根据权利要求6所述的车辆框架，其特征在于，所述纵梁包括具有朝外C形横截面的 内侧纵梁部和具有朝内C形横截面的外侧纵梁部，并且，所述内侧纵梁部和所述外侧纵梁 部与所述面板的相反侧连接以形成内侧腔室和外侧腔室，所述第一垂直件和所述第二垂直 件的端部焊接至所述内部腔室的外侧腔室中。
9. 根据权利要求6所述的车辆框架，其特征在于，还包括： 在所述第一垂直件和所述第二垂直件之间于所述纵梁的上方位置处连接来防止所述 立柱的扭曲的加固件，所述加固件包括在所述垂直件的内侧表面之间连接的内侧件以及在 所述垂直件的外侧表面之间连接的外侧件。
10. -种车辆框架，其特征在于，包括： 外侧纵梁部，具有上凸缘、下凸缘以及位于所述上凸缘和所述下凸缘之间的朝内腔 室； 内侧纵梁部，沿着所述外侧纵梁部的上凸缘和下凸缘连接，并且具有与所述朝内腔室 对准以围成内部空间的朝外腔室；以及 一对液压成形管，垂直延伸穿过所述上凸缘中的纵向间隔位置处的开孔，并且接合所 述朝内腔室的底面以形成用于支承车顶的立柱。
【文档编号】B62D25/04GK203888884SQ201420256161
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年5月19日 优先权日:2013年5月21日
【发明者】瑞安·克雷格, 詹森·斯科特·鲍尔泽, 库马尔·马哈德万, 高振燕, 周援 申请人:福特环球技术公司