車頂結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種支撐車輛的車頂面板的車頂結構，該車頂結構包括橫向延伸的頂梁；與頂梁間隔開的橫向延伸的車頂橫梁；在車頂面板的相對側面上在頂梁與車頂橫梁之間延伸的右車頂縱梁和左車頂縱梁；以及衍架構件，衍架構件緊固至由車頂橫梁和右車頂縱梁與左車頂縱梁中的一個形成的拐角并且延伸至頂梁的中央部分。本實用新型還提供了另外兩種車頂結構。本實用新型的目的在于提供一種車頂結構，以在20英里/每小時傾斜柱側面碰撞測試中抵抗外部車頂面板與車頂支撐結構分離。
【專利說明】
車頂結構
技術領域
[0001]本公開涉及用于車輛車頂的加強件。
【背景技術】
[0002]車輛被設計以便減輕車輛的質量，但是可被接受的設計必須滿足所有普遍的車輛測試。一種車輛測試是FMVSS214，即20英里/每小時傾斜柱側面碰撞測試。作為測試的結果，車頂外部面板可與支撐車頂結構分離，這將是不符合測試的結果。本公開針對提供在20英里/每小時傾斜柱側面碰撞測試中抵抗外部車頂面板與車頂支撐結構分離的車頂結構。
[0003]這個問題其他問題由以下概述的本公開解決。
【實用新型內容】
[0004]針對現有技術中存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種車頂結構，以在20英里/每小時傾斜柱側面碰撞測試中抵抗外部車頂面板與車頂支撐結構分離。
[0005]根據本公開的一個方面，公開了一種用于支撐車輛的車頂面板的車頂結構。該車頂結構包括橫向延伸的頂梁和與頂梁間隔開的橫向延伸的車頂橫梁。右車頂縱梁和左車頂縱梁在頂梁與車頂橫梁之間在車頂的相對側面上延伸。衍架構件緊固至由車頂橫梁和其中一個車頂縱梁形成的拐角并且延伸至頂梁的中央部分。
[0006]根據本公開的另一個方面，該車頂結構支撐載重汽車駕駛室的車頂面板。該車頂結構包括頂梁、車頂橫梁以及右車頂縱梁和左車頂縱梁。乘客側衍架構件緊固至由車頂橫梁和右車頂縱梁形成的拐角并且延伸至頂梁的中央部分。駕駛員側衍架構件緊固至由車頂橫梁和左車頂縱梁形成的拐角并且延伸至頂梁的中央部分。
[0007]根據本公開的額外的方面，用于支撐車輛的車頂面板的車頂結構包括頂梁、車頂橫梁、右車頂縱梁和左車頂縱梁、以及縱向延伸的中央車頂支撐桿，中央車頂支撐桿從車頂橫梁上的中央位置延伸至頂梁上的中央位置。在頂梁與車頂橫梁之間并且在車頂縱梁中的一個與中央車頂支架之間延伸的衍架構件形成第一三角形加強結構，第一三角形加強結構包括頂梁、衍架構件和車頂縱梁中的一個，并且還形成第二三角形加強結構，第二三角形加強結構包括頂梁、衍架構件和中央車頂支架。
[0008]如上文概述，本公開的方面可包括額外的新穎方面。衍架構件可為緊固至左車頂縱梁的駕駛員側衍架構件，并且車頂結構可進一步包括緊固至右車頂縱梁和車頂橫梁的乘客側衍架構件，并且該乘客側衍架構件延伸至頂梁的中央部分。衍架可形成三角形形狀的加強件，該加強件包括衍架構件、頂梁的一部分、以及其中一個車頂縱梁的一部分，其中頂梁的一部分位于車頂結構的中心線與該其中一個車頂縱梁之間，該其中一個車頂縱梁的一部分設置在車頂橫梁與頂梁之間。三角形形狀的加強件抵抗引起車頂結構的對角線伸長的車頂結構的變形。
[0009]根據本公開的其他方面，該結構可進一步包括門開口面板組件，門開口面板組件繞門延伸，其中，門開口面板組件包括連接至B柱的門開口內部面板。該門開口內部面板可緊固至縱梁中的一個和車頂橫梁。頂梁可通過鄰近車輛的A柱設置的托架連接至車頂縱梁中的一個。
[0010]該車頂結構可進一步包括縱向延伸的中央車頂支撐桿，支撐桿從車頂橫梁上的中央位置延伸至頂梁上的中央位置。衍架構件可鄰近中央車頂支架緊固至頂梁。公開的車頂結構在與柱狀障礙的側面碰撞中有效地將車頂面板保持緊固至車頂結構。
[0011]在至少一個實施例中，衍架為緊固至左車頂縱梁的駕駛員側衍架構件，并且進一步包括乘客側衍架構件，乘客側衍架構件在頂梁與車頂橫梁之間并且在右車頂縱梁與中央車頂支架之間延伸。乘客側衍架形成第三三角形加強結構，該第三三角形加強結構包括頂梁、衍架構件和右車頂縱梁。第四三角形加強結構由乘客側衍架構件形成，該第四三角形加強結構包含頂梁、衍架構件和中央車頂支架。三角形加強結構抵抗車頂結構的對角線伸長。
[0012]根據本實用新型的一個方面，提供一種車頂結構，該車頂結構包括橫向延伸的頂梁;與頂梁間隔開的橫向延伸的車頂橫梁;在車頂面板的相對側面上在頂梁與車頂橫梁之間延伸的右車頂縱梁和左車頂縱梁；以及衍架構件，衍架構件緊固至由車頂橫梁和右車頂縱梁與左車頂縱梁中的一個形成的拐角并且延伸至頂梁的中央部分。
[0013]根據本實用新型的一個實施例，衍架構件為緊固至左車頂縱梁的駕駛員側衍架構件，并且其中，車頂結構進一步包括緊固至右車頂縱梁和車頂橫梁的乘客側衍架構件，并且乘客側衍架構件延伸至頂梁的中央部分。
[0014]根據本實用新型的一個實施例，衍架構件形成三角形形狀加強件，三角形形狀加強件包括衍架構件、頂梁的一部分、以及左車頂縱梁和右車頂縱梁中的其中一個車頂縱梁的一部分，其中，頂梁的一部分位于車頂結構的中心線與其中一個車頂縱梁之間，其中一個車頂縱梁的一部分位于車頂橫梁與頂梁之間。
[0015]根據本實用新型的一個實施例，三角形形狀加強件抵抗引起車頂結構的對角線伸長的車頂結構的變形。
[0016]根據本實用新型的一個實施例，該車頂結構進一步包括圍繞門延伸的門開口面板，其中門開口面板連接至B柱并且緊固至右車頂縱梁和左車頂縱梁中的一個和車頂橫梁。
[0017]根據本實用新型的一個實施例，頂梁通過鄰近車輛的A柱設置的托架連接至右車頂縱梁和左車頂縱梁中的一個。
[0018]根據本實用新型的一個實施例，該車頂結構進一步包括縱向延伸的中央車頂支撐桿，中央車頂支撐桿從車頂橫梁上的中央位置延伸至頂梁上的中央位置，并且其中，衍架構件鄰近中央車頂支撐桿緊固至頂梁。
[0019]根據本實用新型的一個實施例，在與柱狀障礙側面碰撞時車頂面板保持緊固至車頂結構。
[0020]根據本實用新型的另一方面，提供一種用于支撐載重汽車駕駛室的車頂面板的車頂結構，該車頂機構包括橫向延伸的頂梁;與頂梁間隔開的橫向延伸的車頂橫梁;在車頂面板的相對側面上在頂梁與車頂橫梁之間延伸的右車頂縱梁和左車頂縱梁；以及乘客側衍架構件，乘客側衍架構件緊固至由車頂橫梁和右車頂縱梁形成的拐角并且延伸至頂梁的中央部分；以及駕駛員側衍架構件，駕駛員側衍架構件緊固至由車頂橫梁和左車頂縱梁形成的拐角并且延伸至頂梁的中央部分。
[0021]根據本實用新型的一個實施例，乘客側衍架構件和駕駛員側衍架構件中的每一個形成三角形形狀加強件，三角形形狀加強件包括乘客側衍架構件和駕駛員側衍架構件中的一個、頂梁的一部分、以及右車頂縱梁和左車頂縱梁中的其中一個車頂縱梁的一部分，其中，頂梁的一部分位于車頂結構的中心線與其中一個車頂縱梁之間，其中一個車頂縱梁的一部分設置在車頂橫梁與頂梁之間。
[0022]根據本實用新型的一個實施例，三角形形狀加強件適用于抵抗引起車頂結構的對角線伸長的車頂結構的變形。
[0023]根據本實用新型的一個實施例，該車頂結構進一步包括第一門開口面板和第二門開口面板，其中第一門開口面板和第二門開口面板中的一個緊固至右車頂縱梁和左車頂縱梁中的一個和車頂橫梁。
[0024]根據本實用新型的一個實施例，頂梁通過鄰近載重汽車駕駛室的A柱設置的托架連接至右車頂縱梁和左車頂縱梁中的一個。
[0025]根據本實用新型的一個實施例，該車頂結構進一步包括縱向延伸的中央車頂支撐桿，中央車頂支撐桿從車頂橫梁上的中央位置延伸至頂梁上的中央位置，并且其中，乘客側衍架構件和駕駛員側衍架構件中的每一個鄰近中央車頂支撐桿緊固至頂梁。
[0026]根據本實用新型的又一方面，提供一種用于支撐車輛的車頂面板的車頂結構，該車頂結構包括橫向延伸的頂梁;與頂梁間隔開的橫向延伸的車頂橫梁;在車頂面板的相對側面上在頂梁與車頂橫梁之間延伸的右車頂縱梁和左車頂縱梁;從車頂橫梁上的中央位置延伸至頂梁上的中央位置的縱向延伸的中央車頂支撐桿；以及衍架，衍架在頂梁與車頂橫梁之間并且在右車頂縱梁和左車頂縱梁中的一個與中央車頂支撐桿之間延伸以提供:包括頂梁、衍架和右車頂縱梁和左車頂縱梁中的一個的第一三角形加強結構；以及包括車頂橫梁、衍架和中央車頂支撐桿的第二三角形加強結構。
[0027]根據本實用新型的一個實施例，衍架為緊固至左車頂縱梁的駕駛員側衍架構件，并且其中，車頂結構進一步包括乘客側衍架構件，乘客側衍架構件在頂梁與車頂橫梁之間并且在右車頂縱梁與中央車頂支撐桿之間延伸以提供:包括頂梁、乘客側衍架構件和右車頂縱梁的第三三角形加強結構；以及包括車頂橫梁、駕駛員側衍架構件和中央車頂支撐桿的第四三角形加強結構。
[0028]根據本實用新型的一個實施例，第一三角形加強結構和第二三角形加強結構抵抗車頂結構的對角線伸長。
[0029]本實用新型的有益效果在于:本實用新型的車頂結構能夠在20英里/每小時傾斜柱側面碰撞測試中抵抗外部車頂面板與車頂支撐結構分離。
[0030]本公開的上述方面以及其他方面將會參照附圖在下文中描述。
【附圖說明】
[0031 ]圖1是用于輕型載重汽車的現有技術車頂支撐結構的局部透視圖；
[0032]圖2是根據本公開制造的用于輕型載重汽車的改進的車頂結構的局部透視圖；
[0033]圖3是如在圖1中所示并且如在20英里/每小時傾斜柱側面碰撞測試中測試的車頂支撐結構的局部俯視平面圖；
[0034]圖4是如在圖2中所示并且如在20英里/每小時傾斜柱側面碰撞測試中測試的車頂支撐結構的局部俯視平面圖；
[0035]圖5為現有技術的車頂支撐結構在20英里/每小時傾斜柱側面碰撞測試中與傾斜柱撞擊之后的局部俯視平面圖；
[0036]圖6為如在圖1中示出的車頂支撐結構在20英里/每小時傾斜柱側面碰撞測試中與傾斜柱撞擊之后的局部俯視平面圖；以及
[0037]圖7為示出了圖4中所示的現有技術的車頂結構與圖5中所示的本公開的車頂結構相比較的對角線伸長的圖表。
【具體實施方式】
[0038]所示實施例參照附圖進行公開。然而，應該理解，所公開的實施例僅為可以多種和替代形式實施的實例。附圖未必按比例繪制，并且可放大或縮小一些特征來顯示特定部件的細節。所公開的具體結構和功能性細節不應解釋為限定，而是作為教導本領域的技術人員如何實踐所公開概念的代表性基礎。
[0039]參照圖1，示出車輛10，車輛10包括根據現有技術制造的載重汽車車頂結構12。載重汽車車頂結構12包括頂梁16或擋風玻璃頂梁、以及在頂梁16后面間隔開的車頂橫梁(roof bow) 18，并且車頂橫梁18在橫向車輛方向上與頂梁16基本平行地延伸。頂梁16和車頂橫梁18通過右車頂縱梁20和左車頂縱梁22連接。中央車頂支架24在縱向車輛方向上從頂梁16向后延伸至車頂橫梁18。
[0040]參照圖2，示出根據本公開的教導制造的載重汽車車頂結構28。車頂結構28包括在右車頂縱梁32與左車頂縱梁34之間延伸的車頂橫梁30。中央車頂支架36連接至頂梁40上的中央位置38和車頂橫梁30上的中央位置42。
[0041]乘客側衍架構件44和駕駛員側衍架構件46在由右車頂縱梁32和車頂橫梁30形成的第一后拐角48處連接至車頂結構28。駕駛員側衍架構件46從由左車頂縱梁34和車頂橫梁30形成的第二后拐角50延伸。頂梁40的中央部分52被限定為頂梁40在中央車頂支架36的中心線和車輛的中心線的八英寸內的部分。
[0042]乘客側衍架構件44緊固至車頂結構28，從而使得第一三角形加強結構53由乘客側衍架構件44、右車頂縱梁32和頂梁40在中央車頂支架36和右車頂縱梁32之間的部分形成。第二三角形加強結構54由駕駛員側衍架構件46、左車頂縱梁34和頂梁41在中央車頂支架36和左車頂縱梁34之間的部分形成。
[0043]在根據FMVSS 214的20英里/每小時傾斜柱側面碰撞測試中，第一三角形加強結構53和第二三角形加強結構54防止車頂結構和車頂面板的對角線伸長。衍架構件44和46被顯示從后拐角48和50延伸至頂梁40的中央部分52。作為替換，衍架構件44和46還可被布置為從頂梁40分別與車頂縱梁32和34的交叉點延伸至車頂橫梁30上的中央位置42。在任意一種布置中，三角形加強結構53和54用于在側面碰撞撞擊中防止車頂結構的配合變形(match-boxing) 和對角線伸長。
[0044]在車輛兩側上的車頂縱梁緊固至門開口面板(DOP^OJOPeO被定向成以接收車輛門(未示出)。衍架構件44和46直接或間接連接至D0P60。當涉及乘客側衍架構件44和駕駛員側衍架構件46連接至右車頂縱梁34和左車頂縱梁32時，應該理解，D0P60可包括適于連接至衍架構件44和46的結構。
[0045]參照圖3，現有技術的車頂結構12被顯示為包括頂梁16和車頂橫梁18。右車頂縱梁20和左車頂縱梁22在頂梁16和車頂橫梁18之間在車輛10的相對側面上延伸。圖3中顯示了從駕駛員側上的B柱72延伸至乘客側上的A柱的對角虛線“L”。沿圖3中的對角線“L”進行對車頂結構12的對角線伸長的測量。
[0046]參照圖6，車頂面板66被顯示設置在車頂結構28上。車頂面板66可為鋁合金板材。撞擊變形區域68被顯示，其為根據FMVSS 214的包括乘客側衍架構件44和駕駛員側衍架構件46的車頂結構28的模擬測試的結果。撞擊被顯示為施加在車頂縱梁34的相比于B柱72更靠近A柱70的位置處。
[0047]參照圖4，公開的車頂結構28顯示為包括乘客側衍架構件44和駕駛員側衍架構件46。乘客側衍架構件44與頂梁40和右車頂縱梁32形成第一三角形加強結構53，并且與中央車頂支架36和車頂橫梁30形成第三三角形加強結構56。駕駛員側衍架構件46與左車頂縱梁34和頂梁40形成第二三角形加強結構54，并且與中央車頂支架36和車頂橫梁30形成第四三角形加強結構58。中央車頂支架36從頂梁40上的中央位置38延伸至車頂橫梁30上的中央位置42。
[0048]參照圖5至圖7，圖5中的現有技術的車頂結構被顯示在圖6中的包括衍架構件44和46的車頂結構的旁邊，這兩個車頂結構在圖7的表格中被比較。該表格比較圖5和6中顯示的車頂沿線“L”的對角線伸長，該線“L”穿過車頂結構對角地延伸。該測試是計算機生成的模擬，其模擬了圖5和6中顯示的車頂結構的預期變形和對角線伸長的比較。作為測試的結果，圖5中的虛線“L”顯示車頂結構12的對角線伸長增加大約96mm，而圖6中的實線“L”顯示與公開的衍架車頂結構28斜對地期望變形。在圖6中，在測試過程中估計的對角線伸長顯示為近似10mm。現有技術的對角線伸長引起車頂面板66上的高對角線拉伸應力，并且導致被擊中的側拐角中的縱向和橫向傳播的開裂。在模擬測試中，對角線伸長降低近似86mm顯著地提高了車頂結構的性能，并且在FMVSS 214的20英里/每小時傾斜柱側面碰撞測試過程中防止車頂面板66打開。如果車頂在測試過程中打開，該測試將被視為失敗。根據測試，由第一三角形加強結構53和第二三角形加強結構54提供的加強還降低破裂和開縫以及對乘客艙的侵入。
[0049]上文描述的實施例是具體實例，其并未描述本公開所有可能的形式。示出的實施例的特征可被組合以形成公開概念的進一步實施例。說明書中所采用的術語是描述性的而不是限制性的。以下權利要求的范圍比具體公開的實施例范圍更廣泛，并且還包括示出實施例的修改。
【主權項】
1.一種支撐車輛的車頂面板的車頂結構，其特征在于，包括: 橫向延伸的頂梁； 與所述頂梁間隔開的橫向延伸的車頂橫梁； 在所述車頂面板的相對側面上在所述頂梁與所述車頂橫梁之間延伸的右車頂縱梁和左車頂縱梁；以及 衍架構件，所述衍架構件緊固至由所述車頂橫梁和所述右車頂縱梁與所述左車頂縱梁中的一個形成的拐角并且延伸至所述頂梁的中央部分。2.根據權利要求1所述的車頂結構，其特征在于，所述衍架構件為緊固至所述左車頂縱梁的駕駛員側衍架構件，并且其中，所述車頂結構進一步包括緊固至所述右車頂縱梁和所述車頂橫梁的乘客側衍架構件，并且所述乘客側衍架構件延伸至所述頂梁的所述中央部分。3.根據權利要求1所述的車頂結構，其特征在于，所述衍架構件形成三角形形狀加強件，所述三角形形狀加強件包括所述衍架構件、所述頂梁的一部分、以及所述左車頂縱梁和所述右車頂縱梁中的其中一個車頂縱梁的一部分，其中，所述頂梁的一部分位于所述車頂結構的中心線與所述其中一個車頂縱梁之間，所述其中一個車頂縱梁的一部分位于所述車頂橫梁與所述頂梁之間。4.根據權利要求1所述的車頂結構，其特征在于，進一步包括圍繞門延伸的門開口面板，其中所述門開口面板連接至B柱并且緊固至所述右車頂縱梁和所述左車頂縱梁中的一個和所述車頂橫梁。5.根據權利要求1所述的車頂結構，其特征在于，所述頂梁通過鄰近所述車輛的A柱設置的托架連接至所述右車頂縱梁和所述左車頂縱梁中的一個。6.根據權利要求1所述的車頂結構，其特征在于，進一步包括縱向延伸的中央車頂支撐桿，所述中央車頂支撐桿從所述車頂橫梁上的中央位置延伸至所述頂梁上的中央位置，并且其中，所述衍架構件鄰近所述中央車頂支撐桿緊固至所述頂梁。7.根據權利要求1所述的車頂結構，其特征在于，在與柱狀障礙側面碰撞時所述車頂面板保持緊固至所述車頂結構。8.—種用于支撐載重汽車駕駛室的車頂面板的車頂結構，其特征在于，包括: 橫向延伸的頂梁； 與所述頂梁間隔開的橫向延伸的車頂橫梁； 在所述車頂面板的相對側面上在所述頂梁與所述車頂橫梁之間延伸的右車頂縱梁和左車頂縱梁；以及 乘客側衍架構件，所述乘客側衍架構件緊固至由所述車頂橫梁和所述右車頂縱梁形成的拐角并且延伸至所述頂梁的中央部分；以及 駕駛員側衍架構件，所述駕駛員側衍架構件緊固至由所述車頂橫梁和所述左車頂縱梁形成的拐角并且延伸至所述頂梁的中央部分。9.根據權利要求8所述的車頂結構，其特征在于，所述乘客側衍架構件和所述駕駛員側衍架構件中的每一個形成三角形形狀加強件，所述三角形形狀加強件包括所述乘客側衍架構件和所述駕駛員側衍架構件中的一個、所述頂梁的一部分、以及所述右車頂縱梁和所述左車頂縱梁中的其中一個車頂縱梁的一部分，其中，所述頂梁的一部分位于所述車頂結構的中心線與所述其中一個車頂縱梁之間，所述其中一個車頂縱梁的一部分設置在所述車頂橫梁與所述頂梁之間。10.根據權利要求8所述的車頂結構，其特征在于，進一步包括第一門開口面板和第二門開口面板，其中所述第一門開口面板和所述第二門開口面板中的一個緊固至所述右車頂縱梁和所述左車頂縱梁中的一個和所述車頂橫梁。11.根據權利要求8所述的車頂結構，其特征在于，所述頂梁通過鄰近所述載重汽車駕駛室的A柱設置的托架連接至所述右車頂縱梁和所述左車頂縱梁中的一個。12.根據權利要求8所述的車頂結構，其特征在于，進一步包括縱向延伸的中央車頂支撐桿，所述中央車頂支撐桿從所述車頂橫梁上的中央位置延伸至所述頂梁上的中央位置，并且其中，所述乘客側衍架構件和所述駕駛員側衍架構件中的每一個鄰近所述中央車頂支撐桿緊固至所述頂梁。13.—種用于支撐車輛的車頂面板的車頂結構，其特征在于，包括: 橫向延伸的頂梁； 與所述頂梁間隔開的橫向延伸的車頂橫梁； 在所述車頂面板的相對側面上在所述頂梁與所述車頂橫梁之間延伸的右車頂縱梁和左車頂縱梁； 從所述車頂橫梁上的中央位置延伸至所述頂梁上的中央位置的縱向延伸的中央車頂支撐桿;以及 衍架，所述衍架在所述頂梁與所述車頂橫梁之間并且在所述右車頂縱梁和所述左車頂縱梁中的一個與所述中央車頂支撐桿之間延伸以提供: 包括所述頂梁、所述衍架和所述右車頂縱梁和所述左車頂縱梁中的一個的第一三角形加強結構；以及 包括所述車頂橫梁、所述衍架和所述中央車頂支撐桿的第二三角形加強結構。14.根據權利要求13所述的車頂結構，其特征在于，所述衍架為緊固至所述左車頂縱梁的駕駛員側衍架構件，并且其中，所述車頂結構進一步包括乘客側衍架構件，所述乘客側衍架構件在所述頂梁與所述車頂橫梁之間并且在所述右車頂縱梁與所述中央車頂支撐桿之間延伸以提供: 包括所述頂梁、所述乘客側衍架構件和所述右車頂縱梁的第三三角形加強結構；以及 包括所述車頂橫梁、所述駕駛員側衍架構件和所述中央車頂支撐桿的第四三角形加強結構。
【文檔編號】B62D33/06GK205589336SQ201620312473
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年4月14日
【發明人】穆赫辛·M·哈米德, 馬爾萬·阿哈默德·埃爾布凱利, 維克多·科斯特羅米諾夫, 達倫·尼爾·瓦格納, 埃德加·愛德華·多納伯迪昂
【申請人】福特環球技術公司