專利名稱：車頂組件、支撐桿、車頂支架的制作方法
技術領域：
本實用新型總體上涉及機動車車頂，更具體地，涉及對車頂的增強以產生支撐優(yōu)勢。
背景技術：
本實用新型總體上涉及機動車車頂設計，當出現側桿碰撞時其會抑制或防止車頂縱梁侵入車輛內部。增大車輛內部的碰撞后的空間，從而增強乘客的安全性。因為增強車輛安全性一直是重點，所以在側桿碰撞期間期望減輕或消除車頂縱梁侵入車輛內部的可能性。在某種車頂“上車身(green house) ”結構中，車頂可設計有車頂縱梁系統(tǒng)，該系統(tǒng)由通過諸如A柱處的前頂梁和B柱處的車頂彎梁支撐。在這些設計類型中，在桿或樹可能碰撞車頂縱梁的位置處通常沒有直接的橫向負載通道。在缺乏這樣的負載通道時，很難高效的將負載橫向轉移到車頂彎梁和頂梁來限制車頂縱梁侵入。一種提高已知車頂結構強度的方法是提高各車頂構件的尺寸、厚度和重量，并且通過諸如以其各自的強度或韌性聞名的更奇特的合金來增強這些構件的材料結構。就重量而論，通過增加金屬薄片的厚度來限制侵入通常認為是無效的，因為任何結構件均會受到橫向負載。另一方面，部件尺寸經常會受到車輛類型、雙目視野和重量約束的限制。單獨或結合考慮，這些選擇會提高制造成本和復雜性并因此有效，但是更加昂貴。因為較輕的車身對于所有當前和未來的車頂設計是主要約束，減輕車頂縱梁侵入的新結構的開發(fā)一定會有效地實現，同時使相關重量最小化。

實用新型內容針對現有技術的相關技術問題，本實用新型的目的在于，提供一種車頂組件、支撐桿、車頂支架，以在車輛發(fā)生側桿碰撞期間期望減輕或消除車頂縱梁侵入車輛內部的可能性?！矫?，根據本實用新型提供一種用于車輛的車頂組件，包括:沿所述車輛長度方向延伸的第一車頂縱梁；從所述第一車頂縱梁橫向地延伸的車頂彎梁；從所述第一車頂縱梁橫向地延伸的前頂梁；以及第一支撐桿，固定在所述第一車頂縱梁的在所述車頂彎梁與所述前頂梁之間的第三位置處，所述第一支撐桿延伸到所述車頂彎梁并固定至所述車頂彎梁上的第一位置，從而限定所述第一車頂縱梁與所述第一支撐桿之間的第一角度。根據本實用新型的一個實施例，車頂組件還包括:位于所述第一車頂縱梁相對側的第二車頂縱梁，使得所述車頂彎梁和所述前頂梁都從所述第一車頂縱梁延伸至所述第二車頂縱梁；以及第二支撐桿，固定在所述第二車頂縱梁的在所述車頂彎梁與所述前頂梁之間的第四位置處，所述第二支撐桿延伸到所述車頂彎梁并固定至所述車頂彎梁的第二位置，從而限定所述第二車頂縱梁與所述第二支撐桿之間的第二角度。根據本實用新型的一個實施例，第一支撐桿包括上部構件和固定于所述上部構件的下部構件。根據本實用新型的一個實施例，第二支撐桿包括第二上部構件和固定于所述第二上部構件的第二下部構件。根據本實用新型的一個實施例，第一支撐桿的上部構件覆蓋所述第一支撐桿的下部構件，所述上部構件與所述下部構件通過焊接、鉚接、或其他方式固定。根據本實用新型的一個實施例，車頂組件還包括鄰近所述車頂彎梁的端部固定的
第一支撐柱。根據本實用新型的一個實施例，所述第一角度大于30度。根據本實用新型的一個實施例，車頂組件還包括:在所述車頂彎梁的第一和第二橫向邊緣之間限定的鄰近所述第一車頂縱梁的中點；以及在所述中點和所述第三位置之間限定的第一尺寸，所述第一尺寸的大小設置成在側桿碰撞時從所述第一車頂縱梁向所述前頂梁轉移預定量橫向負載。根據本實用新型的一個實施例，支撐桿還包括:沿所述上部構件的第一邊緣構成的第一凸緣；沿所述下部構件的第二邊緣構成的第二凸緣；以及在所述第一凸緣和所述第二凸緣之間構成的導槽。另一方面，本實用新型提供一種用于在機動車輛中將橫向車頂橫梁連接至車頂縱梁的支撐桿，支撐桿包括:下部構件；以及覆蓋并固定于所述下部構件的上部構件，其中，所述支撐桿連接到所述車頂縱梁連接的前部位置處，并且所述支撐桿連接到所述橫向車頂橫梁的后部位置，所述支撐桿限定所述支撐桿與所述車頂縱梁之間的角度，并且所述前部位置和所述后部位置相對于所述車輛的前部和后部定位。根據本實用新型的一個實施例，所述角度大于30度。又一方面，本實用新型提供一種用于車輛的車頂支架，包括:第一側車頂縱梁；橫向車頂彎梁，固定至所述第一側車頂縱梁并從所述第一側車頂縱梁延伸；以及第一支撐桿，在所述第一側車頂縱梁上的前部位置處與所述第一側車頂縱梁固定，所述第一支撐桿延伸至所述橫向車頂彎梁并固定至所述橫向車頂彎梁的第一后部位置，從而限定所述第一側車頂縱梁和所述第一支撐桿之間的第一角度。根據本實用新型的一個實施例，車頂支架還包括:位于所述第一側車頂縱梁相對側的第二側車頂縱梁，使得所述橫向車頂彎梁從所述第一側車頂縱梁延伸至所述第二側車頂縱梁；以及第二支撐桿，在所述第二側車頂縱梁上的前部位置處與所述第二側車頂縱梁固定，所述第二支撐桿延伸并固定至所述橫向車頂彎梁的第二后部位置處，從而限定所述第二側車頂縱梁與所述第二支撐桿之間的第二角度。根據本實用新型的一個實施例，第一角度大于30度。根據本實用新型的一個實施例，第一角度和第二角度均大于30度。根據本實用新型的一個實施例，第一角度和第二角度相等。根據本實用新型的一個實施例，第一支撐桿和第二支撐桿的長度相等。根據本實用新型的一個實施例，第一支撐桿和/或所述第二支撐桿由單獨的臂構成。根據本實用新型的一個實施例，第一支撐桿和/或所述第二支撐桿包括U形導槽。根據本實用新型的一個實施例，第一支撐桿和第二支撐桿各自均由覆蓋并固定到第二臂上的第一臂構成。以上提及的問題可通過“上車身”結構解決，其在與側桿或樹發(fā)生碰撞時能有效地處理橫向負載并且基本上不增加車輛的重量。再一方面，本實用新型提供一種用于車輛的車頂支架，可包括:沿車輛長度方向延伸的第一車頂縱梁；從第一車頂縱梁橫向地延伸的車頂彎梁；從第一車頂縱梁橫向地延伸的前頂梁；以及固定在第一車頂縱梁的位于車頂彎梁和前頂梁之間的第三位置處的第一支撐桿。第一支撐桿延伸至車頂彎梁并且固定至車頂彎梁上的第一位置處，從而限定第一車頂縱梁和第一支撐桿之間的第一角度。車輛車頂支架還可包括位于第一車頂縱梁相對側的第二車頂縱梁，使得車頂彎梁和前頂梁都以基本相互平行的關系從第一車頂縱梁延伸至第二車頂縱梁。還可以提供第二支撐桿并且該第二支撐桿在車頂彎梁和前頂梁之間與第二車頂縱梁固定，第二支撐桿延伸至車頂彎梁并且固定在車頂彎梁上的第二位置處，從而限定第二車頂縱梁和第二支撐桿之間的第二角度。車頂縱梁和支撐桿之間的角度關系，提供了從車頂縱梁向頂梁和車頂彎梁的橫向負載處理方法。增加支撐桿在車頂縱梁上的連接位置與支撐桿在車頂彎梁上的連接位置之間的距離，被認為可以在側桿或側邊的樹沖擊碰撞中增加從車頂縱梁向前頂梁轉移的橫向負載。本實用新型的有益效果在于:本實用新型提供的車頂組件、支撐桿、車頂支架，使得當出現側桿碰撞時其會抑制或防止車頂縱梁侵入車輛內部。由此增大車輛內部的碰撞后的空間，從而增強乘客的安全性。

圖1是根據本實用新型的具有車頂支撐桿的車頂組件的立體圖。圖2是根據本實用新型的圖1所示的車頂支撐桿的放大圖。圖3是根據本實用新型的車頂支撐桿的后視圖。圖4是將車頂支撐桿連接到橫向車頂彎梁和車頂縱梁的立體圖。圖5是根據本實用新型的在車輛中的車頂組件中的車頂支撐桿的視圖。
具體實施方式
圖1示出了根據本實用新型一個實施例的具有車頂支撐桿12的車頂組件10。與其他用于車頂組件的常見的“上車身”結構一樣，本實用新型車頂組件包括橫跨車輛100的上部102橫向延伸的車頂彎梁或橫向車頂彎梁16。在一個實施例中，前頂梁18可以包括在車頂組件10中，也可以橫跨車輛100的上部102橫向延伸。第一側車頂縱梁或左側車頂縱梁20可沿車頂組件10的長度方向且沿車輛100的左側104定位。第二側車頂縱梁或右側車頂縱梁22可沿車頂組件10的長度方向且沿車輛100的右側106定位。圖2示出了圖1中支撐桿12的放大圖和本實用新型的一個實施例。參照圖2和圖5，車頂支撐桿12在第一端12a處固定到第一側車頂縱梁20上的第一前部位置20a處，其中術語“前部”表示的是更靠前的位置，或者相對地更靠近車輛100的前部108和/或車頂組件10的前頂梁18。在示出的實施例中，第一前部位置20a位于第一側車頂縱梁20的下側20b處。如圖2所示，車頂支撐桿12還在第二端12b處固定到車頂彎梁16上的第一后部位置16a處，其中術語“后部”表示更靠后的位置，或者與前部位置20a相比相對地更靠近車輛100的后部110。如圖2進一步所示，角β限定在支撐桿12 (當其由第一側車頂縱梁20延伸至車頂彎梁16時)和第一側車頂縱梁20之間。β角優(yōu)選地為30度或者更大，從而當例如與側桿或樹發(fā)生碰撞時，可提供由第一側車頂縱梁20向前頂梁18的有利的負載轉移。應當理解，車頂支撐桿12可以通過鉚接、焊接、螺栓連接或其它方式固定至第一側車頂縱梁20和車頂彎梁16，這取決于這些組件的每個結構中使用的材料。圖2還示出，第一尺寸D限定在支撐桿12的第一端12a上的第一中點12c和車頂彎梁16上的第二中點16c之間。如圖2所示，第一橫向邊16d和第二橫向邊16e構造車頂彎梁16上的中點16c。根據本實用新型的又一方面，支撐桿12可以在長度和角度關系上定制，以反復地或以其它方式產生向前頂梁18和車頂彎梁16的最優(yōu)負載轉移。諸如車輛尺寸和使用材料(僅僅是舉例)的不同的設計標準可決定由β限定的角度關系、尺寸D或兩者。例如，當長度D增加時，認為在側桿碰撞事件發(fā)生時，更多的橫向負載轉移至前頂梁18。如圖2和圖3所示，例如，車頂支撐桿12可以包括一個或多個臂14a及14b，如圖3所示，上部臂(或第一臂)14a可以與下部臂(或第二臂)14b裝配在一起。上部臂14a可以覆蓋或堆疊在下部臂14b上，然后通過鉚接、焊接、螺栓連接或其它方式固定至下部臂14bο當兩個臂連接在一起時,上部臂14a的上部凸緣或邊緣(或第一凸緣或邊緣)14c可以沿上部臂14a的長度方向出現。相反地，下部臂14b的下部凸緣或邊緣(或第二凸緣或邊緣)14d可以沿下部臂14b的長度方向出現，該下部凸緣14d與上部凸緣14c相對。導槽14e可以沿著裝配的臂14a和14b的中部形成，從而提高支撐桿12的強度和剛性。如附圖所示，車頂支撐桿12可以連接至側部的車頂縱梁20的下側20b以及車頂彎梁16的下側16b。當以該方式裝配車頂組件10時，支撐桿12可以設計成包裹在車頂板和內部車頂裝飾之間的兩件式閉合部件結構件。如圖1和圖4進一步示出，第二車頂支撐桿24的端部24a可固定在第二側車頂縱梁22的下側22b上的第二前部位置22a處，并且還可固定在車頂彎梁16的下側16b上的第二后部位置16c處。第二車頂支撐桿24可以設計并構成與第一車頂支撐桿12相同，并且可以以與第一車頂支撐桿12相同的方式被固定。關于第二支撐桿24的術語“后部”和“前部”與上述關于第一支撐桿12的術語具有相同的含義。此外，可以通過諸如在支撐桿24上自沖鉚接或電阻點焊，實現將支撐桿24固定或連接至車頂縱梁22和車頂彎梁16。如圖4所示，車頂彎梁16例示為B柱車頂彎梁，其中車頂彎梁16連接至第二側車頂縱梁22以與鄰近的B柱26對齊或并列。如美國專利號7758109、7543884和7758107所述，其教導內容結合于此以供參考，包括支撐桿12和14、側部車頂縱梁20和22、前頂梁18和車頂彎梁16的車頂組件10的零件可以輥壓成形、液壓成形和/或以其他方式成形，這取決于每個組成部分的結構材料。不同的構件可能由例如包括鋼、鋁、合成材料、尼龍和鎂的任意標準材料制造，并由例如包括熱沖壓、冷沖壓、液壓成形和擠壓成形的任何已知的工藝制造。在本實用新型的又一方面中，參見附圖，提供了一種在車頂組件內轉移負載分配的方法如下:提供第一側車頂縱梁20 ；[0045]提供從第一側車頂縱梁延伸的橫向車頂彎梁16 ；提供從第一側車頂縱梁20延伸的前頂梁18 ；在頂梁18和車頂彎梁16之間，將第一支撐桿12的第一端12a連接至第一側車頂縱梁20;以及將第一支撐桿12的第二端12b連接至車頂彎梁16，從而在第一支撐桿12和第一側車頂縱梁20之間形成角度β I。還可以提供負載分配方法的進一步步驟，其包括:提供與第一側車頂縱梁20相對的第二側車頂縱梁22，并且橫向車頂彎梁16和前頂梁18連接至該第二側車頂縱梁22 ；在頂梁18和車頂彎梁16之間，將第二支撐桿24的第一端24a連接至第二側車頂縱梁22;以及將第一支撐桿12的第二端24b連接至車頂彎梁16，從而在第二支撐桿24和第二側車頂縱梁22之間形成角度β 2，其中β 和β 2可以相等也可以不相等，并且其中車頂支撐桿12和車頂支撐桿24各自的長度也可以相等或不相等。此處描述僅作為示例性的目的，并且不能解釋為以任何方式限制本實用新型的保護范圍。因此，本領域 技術人員應當理解，可以對所公開的實施例進行不同的修改和/或等效變換而不偏離本實用新型的在附屬權利要求中限定的范圍。
權利要求1.一種用于車輛的車頂組件，其特征在于，包括: 沿所述車輛長度方向延伸的第一車頂縱梁； 從所述第一車頂縱梁橫向地延伸的車頂彎梁； 從所述第一車頂縱梁橫向地延伸的前頂梁；以及 第一支撐桿，固定在所述第一車頂縱梁的在所述車頂彎梁與所述前頂梁之間的第三位置處，所述第一支撐桿延伸到所述車頂彎梁并固定至所述車頂彎梁上的第一位置，從而限定所述第一車頂縱梁與所述第一支撐桿之間的第一角度。
2.根據權利要求1所述的車頂組件，其特征在于，還包括: 位于所述第一車頂縱梁相對側的第二車頂縱梁，使得所述車頂彎梁和所述前頂梁都從所述第一車頂縱梁延伸至所述第二車頂縱梁；以及 第二支撐桿，固定在所述第二車頂縱梁的在所述車頂彎梁與所述前頂梁之間的第四位置處，所述第二支撐桿延伸到所述車頂彎梁并固定至所述車頂彎梁的第二位置，從而限定所述第二車頂縱梁與所述第二支撐桿之間的第二角度。
3.根據權利要求1所述的車頂組件，其特征在于，所述第一支撐桿包括上部構件和固定于所述上部構件的下部構件。
4.根據權利要求2所述的車頂組件，其特征在于，所述第二支撐桿包括第二上部構件和固定于所述第二上部構件的第二下部構件。
5.根據權利要求3所述的車頂組件，其特征在于，所述第一支撐桿的上部構件覆蓋所述第一支撐桿的下部構件，所述上部構件與所述下部構件通過焊接、鉚接方式固定。
6.根據權利要求1所述的車頂組件，其特征在于，還包括鄰近所述車頂彎梁的端部固定的第一支撐柱。
7.根據權利要求1所述的車頂組件，其特征在于，所述第一角度大于30度。
8.根據權利要求1所述的車頂組件，其特征在于，還包括: 在所述車頂彎梁的第一和第二橫向邊緣之間限定的鄰近所述第一車頂縱梁的中點；以及 在所述中點和所述第三位置之間限定的第一尺寸，所述第一尺寸的大小設置成在側桿碰撞時從所述第一車頂縱梁向所述前頂梁轉移預定量橫向負載。
9.根據權利要求3所述的車頂組件，其特征在于，所述支撐桿還包括: 沿所述上部構件的第一邊緣構成的第一凸緣； 沿所述下部構件的第二邊緣構成的第二凸緣；以及 在所述第一凸緣和所述第二凸緣之間構成的導槽。
10.一種用于在機動車輛中將橫向車頂橫梁連接至車頂縱梁的支撐桿，其特征在于，所述支撐桿包括: 下部構件；以及 覆蓋并固定于所述下部構件的上部構件， 其中，所述支撐桿連接到所述車頂縱梁連接的前部位置處，并且所述支撐桿連接到所述橫向車頂橫梁的后部位置，所述支撐桿限定所述支撐桿與所述車頂縱梁之間的角度，并且所述前部位置和所述后部位置相對于所述車輛的前部和后部定位。
11.根據權利要求10所述的支撐桿，其特征在于，所述角度大于30度。
12.一種用于車輛的車頂支架，其特征在于，包括: 第一側車頂縱梁； 橫向車頂彎梁，固定至所述第一側車頂縱梁并從所述第一側車頂縱梁延伸；以及第一支撐桿，在所述第一側車頂縱梁上的前部位置處與所述第一側車頂縱梁固定，所述第一支撐桿延伸至所述橫向車頂彎梁并固定至所述橫向車頂彎梁的第一后部位置，從而限定所述第一側車頂縱梁和所述第一支撐桿之間的第一角度。
13.根據權利要求12所述的車頂支架，其特征在于，還包括: 位于所述第一側車頂縱梁相對側的第二側車頂縱梁，使得所述橫向車頂彎梁從所述第一側車頂縱梁延伸至所述第二側車頂縱梁；以及 第二支撐桿，在所述第二側車頂縱梁上的前部位置處與所述第二側車頂縱梁固定，所述第二支撐桿延伸并固定至所述橫向車頂彎梁的第二后部位置處，從而限定所述第二側車頂縱梁與所述第二支撐桿之間的第二角度。
14.根據權利要求12所述的車頂支架，其特征在于，所述第一角度大于30度。
15.根據權利要求13所述的車頂支架，其特征在于，所述第一角度和第二角度均大于30度。
16.根據權利要求13所述的車頂支架，其特征在于，所述第一角度和第二角度相等。
17.根據權利要求13所述的車頂支架，其特征在于，所述第一支撐桿和第二支撐桿的長度相等。
18.根據權利要求13所述的車頂支架，其特征在于，所述第一支撐桿和/或所述第二支撐桿由單獨的臂構成。
19.根據權利要求13所述的車頂支架，其特征在于，所述第一支撐桿和/或所述第二支撐桿包括U形導槽。
20.根據權利要求13所述的車頂支架，其特征在于，所述第一支撐桿和第二支撐桿各自均由覆蓋并固定到第二臂上的第一臂構成。
專利摘要車頂組件包括第一車頂縱梁、從其橫向延伸的車頂彎梁；從第一車頂縱梁橫向延伸的前頂梁；第一支撐桿，固定在第一車頂縱梁在車頂彎梁與前頂梁間的第三位置，第一支撐桿延伸到車頂彎梁并固定至其第一位置，限定第一車頂縱梁與第一支撐桿間第一角度。車頂支架包括第一側車頂縱梁；橫向車頂彎梁；第一支撐桿，在第一側車頂縱梁前部位置固定，第一支撐桿延伸至橫向車頂彎梁并固定至其第一后部位置，限定第一側車頂縱梁和第一支撐桿間第一角度。一種支撐桿包括下部和上部構件，支撐桿連接到車頂縱梁的前部位置且橫向車頂橫梁的后部位置，支撐桿限定支撐桿與車頂縱梁間角度。本實用新型在車輛發(fā)生側桿碰撞時減輕或消除車頂縱梁侵入車輛可能性。
文檔編號B62D25/06GK203020402SQ20122049297
公開日2013年6月26日 申請日期2012年9月21日 優(yōu)先權日2011年9月29日
發(fā)明者達倫·尼爾·瓦格納, 鄧肯·惠普斯, 布魯諾·巴泰勒米, 斯里尼瓦?！ろ樳_拉拉簡, 吳福邦, 穆罕默德·奧馬爾·法魯克, 倫納德·安東尼·謝恩 申請人:福特環(huán)球技術公司