中柱结构的制作方法

本发明涉及一种中柱结构。

背景技术：

作为中柱结构，已知一种例如在国际公开第WO 2010/055589号中所描述的技术。在WO2010/055589A中所描述的中柱结构包括：柱内板；外部加强件，该外部加强件被布置在柱内板的外侧并且与该柱内板协作形成封闭的截面结构；以及铰链加强件，该铰链加强被布置在外部加强件的内侧并且加强该外部加强件。

技术实现要素：

同时，为了将中柱构造成在车辆经受侧面碰撞时易于折断，该中柱有时可以被设计成使得柱外板(等同于在WO2010/055589A中所描述的外部加强件)由上柱外板和下柱外板构造而成，并且上柱外板的下端部与该下柱外板重叠。在这种情况下，在上柱外板的下端和下柱外板之间的边界对应于可折断位置。在中柱结构中，当下柱外板由于侧面碰撞而从作为折断开始位置的可折断位置变形时，下柱外板的一部分在车辆宽度方向上向外突出，并且下柱外板的下端撞击下柱外板的突出部分，这可能导致下柱外板的折断。

本发明提供了一种中柱结构，其能够以简单的结构抑制下柱外板的折断。

本发明的第一方面是一种被搭载在车辆中的中柱结构。该中柱结构包括：柱内板；下柱外板，该下柱外板在车辆宽度方向上被布置在柱内板的外侧；以及上柱外板，该上柱外板在车辆高度方向上被布置在下柱外板的上侧位置处。下柱外板包括：侧壁部；前壁部，该前壁部被连接到侧壁部的前端，以及后壁部，该后壁部被连接到侧壁部的后端。上柱外板包括与侧壁部重叠的重叠部，并且该重叠部在车辆高度方向上被布置在上柱外板的下端部处。前壁部和后壁部中的至少一个设置有在车辆高度方向上延伸的折线部。

根据第一方面的中柱结构，在车辆高度方向上延伸的折线部被设置到下柱外板的前壁部和后壁部中的至少一个。因此，当下柱外板由于对车辆的侧面碰撞而变形时，前壁部和后壁部中的至少一个从作为折断开始位置的折线部弯曲，并且因此抑止了下柱外板的一部分在车辆宽度方向上向外突出。因此，限制了上柱外板在车辆上下方向上的下端撞击下柱外板的突出部分。因此，能够通过简单的构造来抑制下柱外板的折断。

在第一方面中，折线部可以被设置成以便突出到由侧壁部、前壁部、后壁部、和柱内板所包围的空间中。

根据上述构造，当下柱外板由于侧面碰撞而变形时，前壁部和后壁部中的至少一个平滑地朝向由侧壁部、前壁部、后壁部、和柱内板所包围的空间弯曲。

在第一方面中，折线部可以被设置在包括有前壁部和后壁部中的至少一个的、对应于重叠部的预定部分的区域中。

根据上述构造，当下柱外板由于侧面碰撞而变形时，由于前壁部和后壁部中的至少一个的、对应于重叠部的部分朝向由侧壁部、前壁部、后壁部、和柱内板所包围的空间弯曲，因此限制了前壁部和后壁部中的至少一个撞击重叠部的侧端而折断。

在第一方面中，折线部可以被设置到前壁部，以便在车辆前后方向上向后突出。

在第一方面中，折线部可以被设置在包括有前壁部的、对应于重叠部的预定部分的区域中。

在第一方面中，折线部可以被设置到后壁部，以便在车辆前后方向上向前突出。

在第一方面中，折线部可以被设置在包括有后壁部的、对应于重叠部的预定部分的区域中。

根据本发明的第一方面，能够通过简单的构造来抑制下柱外板的折断。

附图说明

下文将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点、以及技术和工业意义，附图中相同的数字表示相同的元件，并且其中：

图1是示出根据本发明的一个实施例的中柱结构的侧视图；

图2是沿着图1的线II-II所截取的截面图；

图3是沿着图1的线III-III的所截取的截面图；

图4A是从前方观察的图1中所示的中柱结构的下侧部分的立体图；

图4B是从后方观察的图1中所示的中柱结构的下侧部分的立体图；并且

图5是概念性地示出图2中所示的下柱外板变型的状态的截面图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本发明的实施例。

图1是示出根据本发明的一个实施例的中柱结构的侧视图。图2是沿着图1的线II-II所截取的截面图。图3是沿着图1的线III-III的所截取的截面图。在图1至图3中，中柱1被搭载到车辆2的每个侧部，并且中柱1被布置在前门和后门之间。应注意的是，在每个图中的箭头FR指示在车辆2的前后方向上的前侧，在每个图中的箭头UP指示在车辆2的上下方向(高度方向)上的上侧，并且在每个图中的箭头OUT指示在车辆2的左右方向(车辆宽度方向)上的外侧。

在车辆2的前后方向上延伸的下边梁3被布置到车辆2的侧部的下部。在车辆2的前后方向上延伸的上边梁4被布置在车辆2的侧部的上部处。中柱1在车辆2的上下方向(高度方向)上延伸。中柱1的下端部被固定在下边梁3上。中柱1的上端部被固定到上边梁4。

中柱1包括：柱内板5；下柱外板6，下柱外板6在车辆宽度方向上被布置在柱内板5的外侧；上柱外板7，上柱外板7被布置在下柱外板6的上方，下柱外板6在车辆宽度方向上位于柱内板5的外侧；以及外加强件8，外加强件8在车辆宽度方向上被布置在上柱外板7内侧。虽然未示出，但是侧外板在车辆宽度方向上被布置在下柱外板6和上柱外板7的外侧。

柱内板5、下柱外板6、和上柱外板7形成封闭的截面结构。柱内板5由钢板形成。柱内板5设置有在车辆宽度方向的内侧以梯形形状突出的两个凸缘部5a。

下柱外板6的下端部接合到下边梁3。下柱外板6由例如与柱内板5相同的材料制成的钢板形成。下柱外板6具有大体帽状的截面形状。下柱外板6包括侧壁部10、前壁部11、和后壁部12、以及凸出部13、14。

侧壁部10具有朝向下方向以弯曲形状向前和向后逐渐扩展的形状。前壁部11被连接到侧壁部10的前端。前壁部11从侧壁部10的前端在车辆宽度方向上向内弯折。如在图4A中所示，前壁部11被形成为朝向前方下侧方向以弯曲形状延伸。后壁部12被连接到侧壁部10的后端。后壁部12从侧壁部10的后端在车辆宽度方向上向内侧弯折。如在图4B中所示，后壁部12被形成为以便朝向后方下侧方向以弯曲形状延伸。

凸出部13被连接到前壁部11的内侧端。凸出部13从前壁部11的内侧端向前弯折。凸出部14被连接到后壁部12的内侧端。凸出部14从后壁部12的内侧端向后弯折。凸出部13、14通过点焊被接合到柱内板5。

上柱外板7的上端部被接合到上边梁4。上柱外板7由超高抗拉强度钢板形成，该超高抗拉强度钢板比形成下柱外板6的钢板更硬。上柱外板7具有大致帽状的截面形状。上柱外板7包括侧壁部15、前壁部16、后壁部17、和凸出部18、19。

前壁部16被连接到侧壁部15的前端。前壁部16从侧壁部15的前端在车辆宽度方向上向内侧弯折。后壁部17被连接到侧壁部15的后端。后壁部17从侧壁部15的后端在车辆宽度方向上向内侧弯折。

凸出部18被连接到前壁部16的内侧端。凸出部18从前壁部16的内侧端向前弯折。凸出部19被连接到后壁部17的内侧端。凸出部19从后壁部17的内侧端向后弯折。凸出部18、19通过点焊被接合到柱内板5。

上柱外板7的下端部设置有重叠部20，重叠部20与下柱外板6的侧壁部10、前壁部11和后壁部12重叠。重叠部20包括侧壁部15、前壁部16、和后壁部17。在重叠部20中的侧壁部15位于侧壁部10的车辆宽度方向上的外侧。在重叠部20中的前壁部16位于前壁部11的前侧。在重叠部20中的后壁部17位于后壁部12的后侧。如在图4A、4B中所示，在重叠部20中的前壁部16和后壁部17被形成为具有朝向下侧方向逐渐变窄的宽度。

外加强件8从比上柱外板7的上端低的位置延伸到比上柱外板7的下端高的位置。外加强件8的下端位于重叠部20的上侧部分处。外部加强件8加强上柱外板7。

在被这样构造的中柱1中，与在上柱外板7的下端和下柱外板6之间的边界相对应的位置被构造为可折断位置21，并且与在外部加强件8的下端和上柱外板7之间的边界相对应的位置被构造为可折断位置22。可折断位置21、22是当车辆2受到侧面碰撞时，用作中柱1从该位置折断的折断开始位置的位置。

如在图4A中所示，下柱外板6的前壁部11设置有在车辆2的上下方向(高度方向)上延伸的折线部23。当车辆2受到侧面碰撞时，折线部23用作折断开始位置的线，前壁部11从该位置折断。折线部23从靠近前壁部11的上端的位置延伸到前壁部11的下端。因此，折线部23被形成在包括有前壁部11的、对应于重叠部20的部分的区域中。应注意的是，该“对应于重叠部20的部分”可以是“与重叠部20具有相同高度的部分”。

如在图2和图3中所示，折线部23被形成为朝向后侧略微突出的脊状突部。也就是说，折线部23被形成为朝向由侧壁部10、前壁部11、和后壁部12所包围的空间S突出的突出形状。

如在图4B中所示，下柱外板6的后壁部12设置有在车辆2的上下方向(高度方向)上延伸的折线部24。当车辆2受到侧面碰撞时，折线部24用作折断开始位置的线，后壁部12从该位置折断。折线部24从靠近后壁部12的上端的位置延伸到后壁部12的下端。因此，折线部24被形成在包括有后壁部12的、对应于重叠部20的部分的区域中。

如在图2和图3中所示，折线部24被形成为朝向前侧略微突出的脊状突部。也就是说，折线部24被形成为朝向由侧壁部10、前壁部11、和后壁部12所包围的空间S突出的突出形状。

在以上描述中，当车辆受到侧面撞击时，中心柱1的折断在可折断位置21、22处开始。特别地，如在图5中所示，当推动下柱外板6时，下柱外板6在车辆宽度方向上向内变形(参见在图5中的虚线H)。

此处，当推动下柱外板6时，被施加到后壁部12和凸出部14之间的连接点P1的载荷被定义为F1；当下柱外板6在车辆宽度方向上向内变形时，导致柱内板5和凸出部14之间的焊接点Y被分离的载荷被定义为F2；从柱内板5的凸缘部5a和凸出部14之间的连接点P0到后壁部12和凸出部14之间的连接点P1的距离被定义为距离L1；并且，从凸缘部5a和凸出部14之间的连接点P0到在柱内板5和凸出部14之间的焊接点Y的距离被定义为L2，满足下面的公式。

F1×L1＝F2×L2

F2＝F1×L1/L2

根据上述公式，为了将导致在焊接点Y处分离的载荷F2设定得较小，被施加到后壁部12和凸出部14之间的连接点P1的载荷F1可以被设定在较小值。

后壁部12设置有在车辆2的上下方向(高度方向)上延伸的折线部24。因此，当由于侧面碰撞而推动下柱外板6时，后壁部12沿着折线部24弯曲，如由图5中的虚线H所指示的那样。因此，由于减小了施加到后壁部12和凸出部14之间的连接点P1的载荷F1，所以在焊接点Y处导致分离的载荷F2减小。因此，能够抑制焊接点Y的折断。

另外，当下柱外板6变形时，侧壁部10变成以波浪形式弯折，并且因此侧壁部10的一部分可能在车辆宽度方向上向外突出。然而，后壁部12沿着折线部24弯曲，用来由此抑止侧壁部10的一部分在车辆宽度方向上向外侧突出。因此，能够抑制由于上柱外板7的下端撞击在侧壁部10的突出部分而导致的下柱外板6的折断。

根据上述本实施例，下柱外板6的前壁部11设置有在上下方向(高度方向)上延伸的折线部23，并且下柱外板6的后壁部12设置有在上下方向(高度方向)上延伸的折线部24。因此，当下柱外板6由于对车辆2的侧面碰撞而变形时，前壁部11从作为折断开始位置的折线部23弯曲，并且后壁部12从作为折断开始位置的折线部24弯曲；因此，能够抑制下柱外板6的一部分在车辆宽度方向上向外突出。因此，抑制了上柱外板7的下端撞击下柱外板6的突出部分。因此，能够使用简单的构造来抑制下柱外板6的折断。结果，不需要为了抑制下柱外板6的折断，而将上柱外板7的下端的位置延伸到下柱外板6的(其中下柱外板6不太可能变形)下部；因此，能够减少上柱外板7的重量和成本。

如上所述，由于前壁部11从作为折断开始位置的折线部23弯曲，并且后壁部12从作为折断开始位置的折线部24弯曲，因此能够使用简单的构造来抑制在焊接点Y处的折断。结果，由于不需要为了避免在焊接点Y处的折断的目的而增加焊接点Y的数目，因此减少了焊接步骤的数目。

在本实施例中，折线部23、24每个都被形成为朝向由侧壁部10、前壁部11、和后壁部12所包围的空间S突出的突出形状。因此，当下柱外板6由于侧面碰撞而变形时，前壁部11和后壁部12朝向由侧壁部10、前壁部11、和后壁部12所包围的空间S平滑地弯曲。

此外，在本实施例中，折线部23、24被设置在包括有前壁部11和后壁部12的、对应于重叠部20的部分的区域中。因此，当下柱外板6由于侧面碰撞而变形时，前壁部11和后壁部12的、对应于重叠部20的部分朝向由侧壁部10、前壁部11、和后壁部12所包围的空间S弯曲，并且因此抑制了前壁部11和后壁部12撞击重叠部20的侧端而折断。

本发明不限于上述实施例。例如，在上述实施例中，尽管上柱外板7的重叠部20包括侧壁部15、前壁部16、和后壁部17，但是本发明不限于该实施例。重叠部20可以仅包括侧壁部15。在这种情况下，重叠部20仅与侧壁部15重叠。

在上述实施例中，尽管折线部23、24每个都被形成为朝向由侧壁部10、前壁部11、和后壁部12所包围的空间S突出的突出形状，但是本发明不限于该构造。折线部23、24可以各自被形成为朝向由侧壁部10、前壁部11、和后壁部12所包围的空间S的相反侧突出的突出形状。即，折线部23可以被形成为向前突出的突出形状，并且折线部24可以被形成为向后突出的突出形状。

如果折线部23、24被形成为朝向由侧壁部10、前壁部11、和后壁部12所包围的空间S的相反侧突出，则折线部23可以仅被设置到比前壁部11的、对应于重叠部20的部分低的部分。折线部24可以仅被设置到比后壁部12的、对应于重叠部20的部分低的部分。

在上述实施例中，尽管前壁部11设置有折线部23，并且后壁部12设置有折线部24，但是本发明不限于此。可以仅在前壁部11和后壁部12中的任何一个设置有折线部。

在上述实施例中，尽管设置了加强上柱外板7的外加强件8，但是可以不特别设置这种外加强件8。