车辆前端组件转让专利

申请号 : CN200510081717.4

文献号 : CN100581902C

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 拉伊·索姆谢提拉里·J·迪普伊詹姆斯·韦恩·洛穆萨·阿祖兹米切尔·阿祖兹德拉冈·斯托伊科维奇马杜·德梅

申请人 : 福特环球技术公司

摘要 :

一车辆前端组件,包括U形管状结构、具有一对横向隔开且沿纵向延伸的车罩侧板的车体部分和一对横向隔开的A立柱结构。该U形管状结构固定在各A立柱和各车罩侧板之间纵向隔开的位置上。该横向隔开的连接点提供了改善的刚性,并能减小扭曲。

权利要求 :

1、一种车辆前端组件,包括:

一对横向隔开的侧管结构,每个侧管结构包括上管和下管,各侧管结构具有 前端、车体端、第一连接点和第二连接点;

散热器支撑管结构;

车体部分,其具有一对横向隔开的车罩侧板和在该对车罩侧板之间的水平面 内横向延伸的车罩内板结构,其中所述车罩内板结构包括沿外侧方向从车罩内板 结构的端部伸出的外围凸缘,所述车罩侧板包括第二固定点;和一对横向隔开的A立柱结构,支架连接到各A立柱结构的侧壁的内表面上, 支架的垂直凸缘从A立柱的侧壁的内表面向内伸出,横向壁从A立柱前缘向车 罩侧板内侧向内延伸,该横向壁具有下间隙开口和上间隙开口,所述下间隙开口 和上间隙开口由横向壁的一部分分隔开;

其中各侧管结构在纵向隔开位置上固定到各A立柱与车体部分之间,所述上 管穿过上间隙开口固定在A立柱的侧壁和支架的垂直凸缘上,而所述下管穿过下 间隙开口固定在A立柱的侧壁上,各侧管结构前端固定到散热器支撑管结构上, 以及各侧管结构第一连接点和第二连接点分别固定到车体部分的所述外围凸缘 和第二固定点上。

2、根据权利要求1所述的前端组件,其特征在于该一对横向隔开的侧管结 构和该散热器支撑管结构都是液压成形的。

3、根据权利要求1所述的前端组件,其特征在于各侧管结构连接到A立柱 和车体部分上,从而使各车体端在第一纵向平面上与所述垂直凸缘和所述下间隙 开口相连,该第一连接点在与第一纵向平面隔开的第二纵向平面上固定到该外围 凸缘上,且该第二连接点在与该第一、第二纵向平面隔开的第三纵向平面上固定 到第二固定点上。

4、根据权利要求1所述的前端组件,其特征在于各上管由靠近该外围凸缘 的车体部分支撑。

5、根据权利要求1所述的前端组件,其特征在于各下管进一步固定到位于 该车体端和该第二连接点之间的该车体部分上。

说明书 :

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的前端组件。

背景技术

传统的前端组件通常是将几个单独框架组件冲压及焊接到一起。维持刚性是 这种制造方法的一个主要挑战,因为这些组件通常都是多个不同的车架部件的组 合。当连接各车架部件以构成子配件然后再连接到车辆的车体部分上时,则很难 在前端达到必须的或所需的刚性。有时将这种问题称作“火柴盒问题 (matchbox)”。火柴盒现象经常会发生在车辆的金属板部件连接到框架上的时 候,其易于绕着一个铰接点摆动,从而从所需的完整的方形方向移动为平行四边 形方向。以这种方式扭曲金属板会导致前端结构的固有频率特性变坏。
在构造车体结构中越来越多地使用液压成形管件。液压成形是一种金属成形 处理方法,其使用高压液体向外膨胀管材坯件,使其与模具组件型腔的表面相符, 从而形成具有一定轮廓的液压成形部件。
车辆前端组件的处理还要充分利用管状液压成形部件的性能。多个现有专利 介绍管件在混合前端组件中的使用,但都没有提出火柴盒问题。例如,Gerricke 等的US6416119B1中描述了一种利用液压成形管的车辆前端结构。在Gerricke 中,一个由多个管件构成的第一本体结构和一个由金属板构成的第二本体结构互 相焊接到起形成一夹层关系。然而,这种方法还是会产生火柴盒现象,因为金 属板结构固定到管件上时还是会扭曲。
因而需要一种结合利用液压成形管的前端结构,其与传统的车辆前端组件设 计相比具有较高的刚性和硬度。还需要一种前端组件的处理方法,其能够使组件 扭曲或产生火柴盒现象的几率最小。还需要省掉结构加强件,降低部件数量,并 提高车体寿命。
如下文所概况的,在本申请人的发明中提出了上述问题和需要。

发明内容

本发明提供了一个车辆前端组件,其包括U形管结构、具有一对横向隔开 的、沿纵向延伸的车罩侧板的车体部分和一对横向隔开的A立柱结构。该U形 管结构在纵向隔开的位置上固定到各A立柱和各车罩侧板上。该纵向隔开的U 形管结构的连接件提供了改善的刚性,并能减小扭曲。
本发明的第一方面提供了一种车辆前端组件,包括:一对横向隔开的侧管结 构,每个侧管结构包括上管和下管,各侧管结构具有前端、车体端、第一连接点 和第二连接点;散热器支撑管结构;车体部分,其具有一对横向隔开的车罩侧板 和在该对车罩侧板之间的水平面内横向延伸的车罩内板结构,其中所述车罩内板 结构包括沿外侧方向从车罩内板结构的端部伸出的外围凸缘,所述车罩侧板包括 第二固定点;和一对横向隔开的A立柱结构,支架连接到各A立柱结构的侧壁 的内表面上,支架的垂直凸缘从A立柱的侧壁的内表面向内伸出,横向壁从A 立柱前缘向车罩侧板内侧向内延伸,该横向壁具有下间隙开口和上间隙开口,所 述下间隙开口和上间隙开口由横向壁的一部分分隔开。其中各侧管结构在纵向隔 开位置上固定到各A立柱与车体部分之间,所述上管穿过上间隙开口固定在A 立柱的侧壁和支架的垂直凸缘上,而所述下管穿过下间隙开口固定在A立柱的侧 壁上,各侧管结构前端固定到散热器支撑管结构上,以及各侧管结构第一连接点 和第二连接点分别固定到车体部分的所述外围凸缘和第二固定点上。
本发明的第二方面提供了一种组装车辆前端的组装方法,该车辆前端具有一 对侧管、一个散热器支撑管、一对A立柱和一车体结构,各侧管具有前端部分、 车体端部分、第一连接点和第二连接点,该散热器支撑管具有左端和右端,一对 A立柱各具有一固定部分,该车体结构具有一对车罩侧板,各车罩侧板包括一对 第一和第二车罩侧板固定点,该管状侧部结构固定在各A立柱和各车罩侧板之间 纵向隔开的位置上。该方法包括将横向延伸的散热器支撑管连接到纵向延伸的该 对侧管的前端,以使左右端构成大致U形的管状结构。将沿横向延伸的车体部分 与该U形管状结构对齐,从而使该对第一连接点靠着该对第一车罩侧板固定点。 将该对A立柱结构与该U形管状结构对齐,从而使各侧管的车体端部分接触A 立柱的固定部分之一。将该U形管状结构在纵向隔开的连接点上连接到A立柱、 车体结构、车罩上板上,从而使车体端部固定到该对A立柱固定部分之一上,各 第二连接点固定到车罩侧板第二固定点之一上。
本发明的第三方面内容提供了一种车辆前端组件,包括:包含一内侧面和一 外侧面的U形管结构,该外侧面具有一对横向隔开的端部连接件,内侧面具有至 少一对横向隔开的连接点;车体部分,其具有一对横向隔开的、沿纵向延伸的车 罩侧板;和一对横向隔开的A立柱结构,各A立柱具有侧壁和横向壁。该U形 管结构固定在各A立柱和各车罩侧板之间的纵向隔开的位置上,从而使各端部连 接件固定到侧壁之一上,从而使该U形管状结构穿过各横向壁且各侧管结构连接 点固定到车罩侧板之一上。
本发明第四方面内容是一个车辆前端组件,包括:一对横向隔开的侧管结构, 其具有上管和下管,各侧管结构具有前端、车体端、第一连接点和第二连接点; 一散热器支撑管结构;车体部分,其具有一对横向隔开的第一固定点和第二固定 点;和一对横向隔开的A立柱结构,其具有侧壁和横向壁,各侧壁具有第一固定 点和第二固定点。该侧管结构固定到各A立柱与各车体部分之间的纵向隔开位置 上,从而使各侧管结构穿过A立柱横向壁,以使车体端固定到A立柱第一固定 点和A立柱第二固定点上,各侧管结构前端固定到散热器支撑管结构上,以及各 侧管结构第一连接点和第二连接点固定到车体部分的第一固定点和第二固定点 上。
本发明的上述和其它特征及优点将通过下面对本发明的详细描述并参考附 图而进行更完全的理解。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例制造的改进的前端组件的透视图;
图2是根据本发明一个实施例的改进的前端组件的分解透视图;
图3是根据本发明一个实施例制造的A立柱的不完全内侧正视图;
图4是根据本发明一个实施例制造的前端组件一部分的不完全透视图;
图5是根据本发明一个实施例的连接到两个管状车架构件上的A立柱的不 完全内侧正视图;
图6是沿图5中线6-6的剖面图;
图7是根据本发明一个实施例的连接到两个管状车架构件上的前罩板(cowl panel)的不完全内侧正视图;
图8是根据本发明一个实施例制造的改进的前端组件的不完全透视图;
图9是沿图8中线9-9的剖面图;
图10是沿图8中线10-10的剖面图。

具体实施方式

参考图1,车辆的改进的前端组件一般用附图标记10表示。该前端组件10 包括车体部分12和U形管件结构14。该U形管件结构14包括左侧管结构16、 右侧管结构18和散热器支撑管结构20。这里使用的左右侧是指相对于车辆驾驶 员的车辆两侧。侧管结构16、18互为镜像。各侧管结构16、18大致沿纵向从车 体部分12向前延伸至散热器支撑结构20。该散热器支撑结构20通常横跨过车辆 的前端并垂直于侧管结构16、18的纵方向。各侧管结构通过U形支架22或者类 似的连接件来独立地连接到该散热器支撑结构20上。该管是液压成形的。其也 可以通过挤压成形、无缝管或有缝管来形成。该管在其整个长度上在成形时可以 改变厚度,以减小重量。
参考图1和图2,左右侧管结构各包括上管24和下管26。各上管24包括车 体端28、第一连接点30、第二连接点32、支撑部分34、上冷却部分36和前端 38。上管24具有内侧面40和外侧面42。该外侧面42具有多个出入孔44,这些 孔在完成固定操作的同时还能为安装提供间隙。上管24从相对较高的垂直位置 向在上冷却部分36和前端38之间的较低垂直位置延伸。该前端38连接散热器 支撑管20。
左右侧管结构16、18的各下管26包括车体端46、第一连接点48、第二连 接点50、支撑部分52和一前端54。各下管26具有内侧面56和外侧面58。下管 具有多个出入孔60,其可为安装或者进行焊接或其它与组装前端相关的组装操作 时提供通道。
下管26和上管24固定到一起以形成各侧管结构16、18。在图1所示的优 选实施例中,上管24的底面62和下管26的顶面64沿着相应的表面相互固定到 一起,从而使上管的第二连接点32和下管的第二连接点50相互紧靠。此外,下 管26的内侧面66和上管24的外侧面42分别与上管前端38及下管前端54紧靠 着固定在一起。上管24和下管26向着车辆前方纵向延伸,并在连接散热器支撑 管20之前就接合在一起。上管24被设在下管26的内侧,从而使上管前端38位 于上车体端28内侧的垂直平面上。类似地,下管前端54位于比下管车体端46 更内侧的垂直平面上。
下面将进一步描述车体部分12。仪表板结构70和车身底部结构72连接在 一起。车罩内板结构74连接在仪表板结构70的前部。一对车罩侧板78、80各 纵向连接仪表板70和车罩内板结构74。
一对横向隔开的A立柱82、84定位成各位于各自车罩侧板的外侧。左右车 罩侧板80、78和左右A立柱84、82互为镜像。右A立柱82如图所示连接右车 罩侧板78、仪表板结构70和车体底板结构72。车体部分12可以由金属板形成 或者能结合到一起以构成一组装件的结构性塑料构成。
图2是本发明一个实施例的局部侧面分解透视图。右车罩侧板78包括车罩 侧板凸缘86,其在外板方向上延伸,并与该车罩侧板78形成大致90度角。右车 罩侧板78的一部分向前纵向延伸并包括第二固定点88。在各车罩侧板上设有多 个垂直间隙孔89,以通过其到达A立柱82(下文对其进行描述)。
参考图1和图2,车罩内板结构74是车体部分12的一部分,其在该对车罩 侧板78、80之间的水平面内横向延伸。参考图2,车罩内板结构74的一部分示 出了沿外侧方向从车罩内板结构74的端部90伸出的外围凸缘92。
各A立柱82、84包括基本在垂直纵向平面延伸的侧壁94。横向壁96从A 柱前缘98向车罩侧板内侧78向内延伸。该横向壁96具有下间隙开口100和上 间隙开口102,其由横向壁96的一部分分隔开。
如图所示车罩上板104跨过车罩内板74顶部延伸。该车罩上板104与车罩 内板74和车罩侧板78相连。在车罩上板104的各端上设有成形凸缘106。
参考图3,示出了右A柱82的侧壁94的内表面108,其支撑铰链加强支架 110。支架110连接到各A立柱的内表面108上。该支架110通过紧固件或者焊 接方法来连接到该A立柱82上。上铰链加强支架110的垂直凸缘111从内表面 108向内伸出。该凸缘的位置与间隙开口102的下缘对齐。
下面将具体参照附图1、2和4来详细介绍车体部分12和U形管状结构14 的连接。该车体部分包括组装到一起的车体底部结构72、仪表板结构70、车罩 内板74和左右车罩侧板80、78。图1示出了连接到左车罩侧板80和右车罩侧板 78上的车罩内板74。右车罩端部90包括外围凸缘92,其被制造成与位于各车罩 侧板78、80上的相应车罩侧板凸缘86相匹配。
图4是该前端组件的一部分在其最终位置上的不完全视图。该车罩侧板凸缘 86和外围凸缘92固定到一起。上管24搁置在该外围凸缘92的顶部上。第一连 接点30置于外围凸缘92上。各上管可以通过常规方式穿过出入孔44来固定到 各外围凸缘92上。第二固定点88位于各车罩侧板上,且被置于上管第二连接部 分32和下管第二连接点50附近。上下管的出入孔44用于传统的固定方法,例 如使用点焊。
参考图5,右A立柱82组装到U形管结构14的车体端部46和车体端部28 上。上管24穿过A立柱的前间隙开口102,并搁置在上铰链加强支架110的凸 缘表面111上。下管26穿过A立柱82的下间隙开口100,并接触所要固定的A 立柱侧壁94。
参考图6,图示了上管24搁置在铰链加强支架的凸缘111上。上管可以通 过点焊或者其它常规固定方法同时固定到侧壁94和凸缘111上。
参考图7,将介绍连接到上下管24、26的车罩侧板78的内侧视图。上下管 24、26固定在第二固定点88上。上管24由车罩侧板凸缘86支撑。在车罩侧板 78上设置上出入孔113和下出入孔114。出入孔113和114与上下管24和26分 别对齐,以为组装操作提供通道。
参考图8和图9,车罩上板104位于车罩内板74顶部之上。车罩上板凸缘 106位于车罩上板104的各端上,并与靠近第一连接点30的上管上表面118对齐。 上管24在其外表面上具有出入孔或间隙孔119,用于将车罩上板凸缘106固定到 上管上表面118上。出入孔119还用于将上管底面62固定到车罩内板外围凸缘 92以及车罩侧板凸缘86上。
参考图10,将在下面介绍在图8中沿线10-10的剖面图。上管24和下管 26分别在其外表面上具有间隙孔44、50,用于为传统的固定工具提供通道以将 管连接到车罩侧板78上。
在前端组件的一个可选实施例中,下管26和上管24可以固定到一起,以形 成类似于图1和2的各侧管结构,其中各左右侧管结构16、18的下管26包括一 个比上管车体端28更靠外的车体端46。上下管的垂直偏移量可以提供更高的刚 性。因此,各A立柱侧壁和横向壁可以偏移镜像,以容纳该上下管。
尽管详细描述了实施本发明的最佳方式,但熟悉本发明所属领域的技术人员 可以想到如所附权利要求限定的实施本发明的各种可选设计和实施方式。