汽车的立柱结构的制作方法

本发明涉及车辆领域，尤其是涉及一种汽车的立柱结构。

背景技术：

现有汽车a柱中由侧围外板、内板、加强板拼焊时形成的腔体基本上空着，造成了整体空间上的浪费。而且此种a柱结构如果想要达到很高的强度、获得很好的碰撞保护效果，往往加强板和内板钣金件料厚会比较厚，重量较重。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出一种汽车的立柱结构，空调管道可以作为空腔的加强件，提升空腔的防撞性能和刚度强度，提高了车内静谧性和成员乘坐舒适性，减轻了重量。

根据本发明实施例的汽车的立柱结构，包括：柱体内板，所述柱体内板上设有多个安装位；侧围外板，所述侧围外板固定在所述柱体内板上且与所述柱体内板之间限定出空腔；空调管道，所述空调管道设在所述空腔内，所述空调管道为金属件或者复合材料件，所述空调管道上设有分别与所述多个安装位对应的多个通风口；发泡组件，所述发泡组件设在所述空调管道的外周壁上，所述发泡组件包括发泡件，其中在所述空调管道预安装在所述空腔的内壁上后所述发泡件发泡以填充所述空腔的其余空隙。

根据本发明实施例的立柱结构，通过采用材料为金属或者复合材料的空调管道固定在空腔内，空调管道可以作为空腔的加强件，从而可以提高空腔的防撞性能和刚度强度，同时通过采用发泡件填充空腔，不仅可以将空调管道牢固地固定在空腔内，又可以阻隔空腔内的空气、水汽、噪声、灰尘等流动，很好的提高了车内静谧性和成员乘坐舒适性，还可以与空调管道配合进一步提升空腔的防撞性能和刚度强度，又由于空调管道位于立柱的空腔内，可以提高整体空间的利用率，解决了空调风道布置难题。

在本发明的一些实施例中，所述空调管道的外周壁上设有凹槽，所述发泡件设在所述凹槽内，所述空调管道的一部分外周壁固定在所述空腔的内周壁上。

在本发明的一些实施例中，所述发泡组件还包括设在所述空调管道的外周壁上的多个间隔设置的凸筋，每个所述凸筋固定在所述空腔的内周壁上，每相邻的所述凸筋之间均预安装有所述发泡件。

可选地，所述凸筋粘贴在所述空调管道的外周壁上；或者所述凸筋与所述空调管道为一体成型件。

在本发明的一些实施例中，所述发泡组件还包括独立成型的骨架，所述骨架上设有多个流通槽，所述发泡件设在所述流通槽内，所述骨架固定在所述空调管道的外周壁上。

进一步地，每个所述流通槽的至少一部分在厚度方向上贯穿所述骨架。

可选地，所述骨架形成为环形且外套在所述空调管道上。

进一步地，所述骨架包括第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分分别固定在所述空调管道上且所述第一部分和所述第二部分配合以限定出环形的所述骨架。

在本发明的一些实施例中，所述空调管道上设有多处间隔设置的所述发泡组件。

在本发明的一些实施例中，所述空调管道预安装在所述柱体内板的三个内侧壁上。

在本发明的一些实施例中，每个所述安装位形成为通孔，每个所述通风口处设有环绕所述通风口的翻边，多个所述翻边分别伸出多个所述安装位。

附图说明

图1为根据本发明实施例的立柱结构的示意图；

图2为根据本发明实施例的立柱结构的分解示意图；

图3为根据本发明实施例的立柱结构的剖面图，其中发泡件未发泡；

图4为根据本发明一个实施例的设有骨架和发泡件的空调管道的示意图；

图5为图4中的发泡件和骨架组成的发泡组件的装配示意图；

图6和图7为图5所示的发泡组件的分解示意图；

图8为根据本发明另一个实施例的设有骨架和发泡件的空调管道的示意图；

图9为图8中的发泡件和骨架组成的发泡组件的装配示意图；

图10和图11为图9所示的发泡组件的分解示意图。

附图标记：

立柱结构100、

柱体内板1、安装位10、

侧围外板2、空腔3、

空调管道4、通风口40、翻边41、

发泡件5、

骨架6、流通槽60、第一部分61、第二部分62、

发泡组件7。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图11详细描述根据本发明实施例的汽车的立柱结构100，汽车包括用于调整车厢内环境温度的空调系统，空调系统包括用于流通空气的风道。大部分汽车前空调风道(部分suv和mpv还会有后空调)基本上都是在前地板上方设置，出风口设置在仪表台、前座椅下部及副仪表台后侧。

如图1-图3所示，根据本发明实施例的汽车的立柱结构100，包括：柱体内板1、侧围外板2、空调管道4和发泡组件7，其中柱体内板1上设有多个安装位10，侧围外板2固定在柱体内板1上且与柱体内板1之间限定出空腔3，其中柱体内板1和侧围外板2构成汽车的立柱。具体地，立柱可以为汽车的a柱、b柱或者c柱。在本发明的具体示例中，立柱为汽车的a柱。可选地，侧围外板2焊接在柱体内板1上。

空调管道4设在空腔3内，空调管道4为金属件或者复合材料件，可选地，复合材料件可以选用密度较小、强度很高、防撞能力非常好的碳纤维材料，以提升车辆的轻量化系数。

空调管道4上设有分别与多个安装位10对应的多个通风口40。也就是说，安装在空腔3内的空调管道4为空调系统的风道的一部分，其中一部分通风口40构造成进风口，另一部分通风口40构造成出风口，多个通风口40与多个安装位10一一对应设置，空气可以通过进风口进入到空调管道4内，然后空调管道4内的空气从出风口排出。在本发明的一些示例中，空调管道4在长度方向上的两端封闭，空调管道4上设有两个通风口40，其中一个通风口40可以与仪表台下通过来的风道连接，另一个通风口40可以与布置在顶棚上的出风口风道相连。当然可以理解的是，进风口和出风口还可以与其他位置的风道相连以构成整车的风道。

空调管道4的外周壁上设有发泡组件7，在本发明的具体示例中，空调管道4上设有多处间隔设置的发泡组件7，多处发泡组件7在空调管道4的长度方向上间隔分布，从而可以提高空调管道4的安装稳定性。

发泡组件7设在空调管道4的外周壁上，发泡组件7包括发泡件5，其中在空调管道4预安装在空腔3的内壁上后发泡件5发泡以填充空腔3的其余空隙。

需要进行说明的是，发泡件5可以因为高温加热(例如在涂装电泳完烤炉烘烤)而发泡形成一种高温下具有流动性、可以填充满空腔3，冷却后质地密实、具有一定硬度和强度的固定物质。可选地，发泡件5可以为eva发泡材料件。

根据本发明实施例的立柱结构100，首先将发泡组件7安装在空调管道4的外周壁上，然后将安装有发泡件5的空调管道4安装在空腔3内，最后发泡件5发泡以填充空腔3，从而将空调管道4牢固的固定在空腔3内，即将空调管道4和立柱集成为一体。

具体地，空调管道4可以采用任何方式固定在空腔3的内壁上，例如采用粘接的方式固定在空腔3的内壁上。在本发明的具体示例中，先将空调管道4预安装在柱体内板1的三个内侧壁上(如图1-3中的a面、b面和c面)，然后再将侧围外板2固定在柱体内板1上，从而便于空调管道4的预安装且可以保证安装的稳定性和可靠性，使得加强结构承力更好。

可以理解的是，发泡件5可以根据空调管道4在空腔3中的空间位置、空调管道4到空腔3的内周壁的空间大小来调整其未发泡时的厚度，空调管道4离空腔3的内周壁的距离越大，所布置的发泡件5就越多，例如可以按照4:1的比例设置。例如当空调管道4距离侧围外板2的最大距离为20mm，那发泡件5未发泡时的厚度可以为5mm，其中未发泡的发泡件5的最小设计厚度为1mm。

根据本发明实施例的立柱结构100，通过采用材料为金属或者复合材料的空调管道4固定在空腔3内，空调管道4可以作为空腔3的加强件，从而可以提高空腔3的防撞性能和刚度强度，同时通过采用发泡件5填充空腔3，不仅可以将空调管道4牢固地固定在空腔3内，又可以阻隔空腔3内的空气、水汽、噪声、灰尘等流动，很好的提高了车内静谧性和成员乘坐舒适性，减轻了重量，还可以与空调管道4配合进一步提升空腔3的防撞性能和刚度强度，又由于空调管道4位于立柱的空腔3内，可以提高整体空间的利用率，解决了空调风道布置难题。

在本发明的一些实施例中，空调管道4的外周壁上设有凹槽，发泡件5设在凹槽内，空调管道4的一部分外周壁固定在空腔3的内周壁上。具体地，可以将空调管道4的一部分周壁向内凹入以限定出凹槽或者通过切割空调管道4的外周壁以形成凹槽，空调管道4的除去凹槽的一部分外周壁可以采用胶粘结的方式固定在空腔3的内周壁上，从而使得汽车的立柱结构100的结构简单。可以理解的是，空调管道4的外周壁上的凹槽可以起到承载发泡件5、在发泡件5发泡时进行导向的作用。

在本发明的另一些示例中，发泡组件7还包括设在空调管道4的外周壁上的多个间隔设置的凸筋，每个凸筋固定在空腔3的内周壁上，每相邻的凸筋之间均预安装有发泡件5，也就是说，多个凸筋可以起到承载发泡件5、在发泡件5发泡时进行导向的作用。具体地，设在空调管道4上的相邻的凸筋之间限定出用于安装发泡件5的安装导引空间，每个凸筋的外周壁固定在空腔3的内周壁上。可选地，每个凸筋的外周壁可以粘贴在空腔3的内周壁上。

可选地，凸筋粘贴在空调管道4的外周壁上；或者凸筋与空调管道4为一体成型件。从而使得汽车的立柱结构100的结构简单。

如图4-图11所示，发泡组件7还包括独立成型的骨架6，骨架6上设有多个流通槽60，发泡件5设在流通槽60内，骨架6固定在空调管道4的外周壁上。其中骨架6起到承载发泡件5和在发泡件5发泡时进行导向的作用，使发泡件5可以向着期望的方向进行发泡膨胀。具体地，可以先将发泡件5固定在骨架6上以限定出发泡组件7，然后将发泡组件7固定在空调管道4的外周壁上，最后再将设有发泡组件7的空调管道4安装在空腔3的内周壁上。从而便于立柱结构100的装配。可选地，骨架6可以采用胶粘结的方式固定在空调管道4的外周壁和空腔3的内周壁上。在本发明的具体示例中，骨架6可以采用耐高温的尼龙材料注塑而成。

可以理解的是，发泡件5可以采用任何方式固定在骨架6上，例如在本发明的一些具体示例中，如图11所示，发泡件5和骨架6之间可以通过二次注塑的方式进行固定连接，即先注塑成型骨架6，然后采用注塑的方式将发泡件5固定在骨架6上。在发明的另一些具体示例中，如图7所示，发泡件5可以粘贴在骨架6的流通槽60内。

在本发明的进一步实施例中，如图6、图7、图10和图11所示，每个流通槽60的至少一部分在厚度方向上贯穿骨架6。从而使得一部分发泡件5与空调管道4直接接触，可以提高空调管道4固定的稳定性和牢固性。可以理解的是，每个流通槽60可以形成为任何形状，例如可以形成为两端均敞开的结构、一端敞开且一端封闭的半开结构，多个流通槽60组成的具体形状可以根据实际情况进行限定。

如图2-图11所示，在本发明的一些实施例中，骨架6形成为环形且外套在空调管道4上。从而可以进一步提高空调管道4的安装稳定性。进一步地，骨架6包括第一部分61和第二部分62，第一部分61和第二部分62分别固定在空调管道4上且第一部分61和第二部分62配合以限定出环形的骨架6，第一部分61和第二部分62上分别设有流通槽60，从而便于骨架6的安装。优选地，第一部分61和第二部分62的形状相同。如图2和图4所示，在本发明的一些示例中，空调管道4上设有多个间隔设置的发泡组件7。

需要进行说明的是，当空调管道4的外周壁设有凸筋或者骨架6时，凸筋或者骨架6与空腔3的内周壁接触，因此上述的空调管道4预安装在柱体内板1的三个内侧壁上指的是凸筋或者骨架6预安装在柱体内板1的三个内侧壁上。当空调管道4的外周壁设有用于安装发泡件5的凹槽时，上述的空调管道4预安装在柱体内板1的三个内侧壁上指的是空调管道4的外周壁预安装在柱体内板1的三个内侧壁上。

根据本发明的一些实施例，如图1、图2、图4和图8所示，每个安装位10形成为通孔，每个通风口40处设有环绕通风口40的翻边41，多个翻边41分别伸出多个安装位10。在预安装空调管道4时，每个翻边41穿过相应的安装位10，从而多个翻边41可以作为空调管道4安装时的定位结构。在本发明的一些示例中，翻边41的每个侧壁与安装位10的内周壁之间设有间隙，间隙的大小可以为0.5mm。

下面参考图1-图11详细描述根据本发明一个具体实施例的汽车的立柱结构100。

根据本发明实施例的立柱结构100，包括：柱体内板1、侧围外板2、空调管道4、骨架6和发泡件5，柱体内板1具有a面、b面和c面，柱体内板1的a面上设有两个通孔以限定出两个安装位10。

侧围外板2固定在柱体内板1上以限定出空腔3。侧围外板2和柱体内板1组成汽车的a柱，即柱体内板1为汽车的侧围a柱内板。空调管道4在长度方向上的两端封闭，空调管道4上设有两个通风口40，每个通风口40处设有翻边41，空调管道4整体使用密度较小、强度很高、防撞能力非常好的碳纤维材料制成。

发泡件5和骨架6组成发泡组件7，骨架6为耐高温尼龙骨架6，发泡件5和骨架6采用二次注塑加工方式加工成型。空调管道4上设有多个发泡组件7，多个发泡组件7沿空调管道4的长度方向间隔分布。

安装立柱结构100时，首先将发泡组件7外套在空调管道4上且骨架6粘贴在空调管道4的外周壁上，然后将安装有发泡组件7的空调管道4预安装在柱体内板1上，两个翻边41分别伸出两个安装位10，安装有发泡组件7的空调管道4分别与柱体内板1的a面、b面和c面相贴合，同时采用胶粘结的方式将安装有发泡组件7的空调管道4固定在柱体内板1上。最后将侧围外板2固定在柱体内板1上以形成空腔3。等车身经过涂装高温烘烤后发泡件5发泡填充满空腔3，从而牢牢的将空调管道4固定在空腔3的设定位置。

根据本发明实施例的汽车的立柱结构100，将空调管道4和a柱集成为一体，不仅可以提升了车体空间利用率，解决了空调风道布置难题，又强化了a柱结构，提升了车辆的碰撞性能，还减轻了车身重量，提升了车身的轻量化系数，同时发泡件5填充空腔3，可以阻隔空腔3内的空气、水汽、噪声、灰尘等流动，很好的提高了车内静谧性和成员乘坐舒适性。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。