[發明專利]車輛的無中柱的車頂結構

有效

• 申請號: 201210348098.0
• 申請日: 2012-09-18
• 公開（公告）號: CN103010313A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 賽爾德·紐希爾;穆罕默德·里達·巴庫什;賈邁爾·E·貝爾瓦法;薩伊德·大衛·巴貝特
• 申請（專利權）人: 福特全球技術公司
• 主分類號: B62D25/06
• 分類號: B62D25/06;B62D25/04
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 郭鴻禧

技術領域

本發明涉及車體的車頂結構。

背景技術

車輛安全標準已經演變為致力于提供更加安全的乘用車輛。對于車頂抗壓性的車輛安全標準是FMVSS中的第216條。FMVSS中的第216條的載荷要求已經增加，以實現在車輛翻轉事件中為乘客提供更大的保護的目的。該標準將要求車輛滿足3倍于車輛重量的車頂強度要求。該要求的增加對車輛制造商造成重大挑戰。必須滿足增加的車頂強度要求，同時還要實現增加的燃料經濟性，而增加的燃料經濟性可能需要更輕的重量和更少的結構。

大的乘用車輛通常具有三組或者更多組豎直柱以支撐車頂結構。這些柱通常指的是從前到后的A柱、B柱和C柱。一些車輛還采用第四柱，D柱。相反，一些僅具有一排門的小型車輛僅有兩個柱。具有前側門和后側門的車輛通常具有中間B柱。B柱限定單獨的前門開口和后門開口之間的距離。現有的車頂結構基本上依靠車輛中間的豎直B柱來承受豎直的車頂擠壓載荷。滿足車頂擠壓要求所需要的柱的尺寸會阻礙乘客進入車輛。通常，這限制了門開口可用的空間，因此限制了乘客進出車輛的舒適度。B柱還限制了能夠通過門開口裝載的物體的尺寸。B柱還會遮擋駕駛員的視野。由于B柱的位置通常由功能上的要求決定，因此B柱還對車輛造型造成限制。設計無B柱的車體是有優勢的，該無B柱的車體提供若干乘客空間優勢，也仍然滿足增加的車頂強度需求。

發明內容

車輛設計可能從B柱的去除以及側部開口的尺寸的增加中受益。增加的開口尺寸使乘客進出車輛更容易。更大物體可以裝載到車輛中來運輸。此外，源于不必圍繞實質上的B柱結構進行設計，對于車輛的側部外觀的造型更加靈活。最終，通過去除所述部件可以獲得提高燃料經濟性的機會并減輕重量。雖然車體結構的其他部件需要加強以滿足結構上的要求，但是獲得減輕凈重的機會。

要解決的問題是在實現消除中柱結構的益處的同時實現車體強度要求。通過利用將施加在車輛前部的豎直載荷轉移到加強的后部車體結構上的策略，可以獲得無B柱的大的四門車輛。后部結構通過將關鍵部分重新構造為直接接觸車頂載荷設備，通過將若干管狀加強構件結合在一起以用作均質結構，和/或通過將轉移的車頂載荷定位成為具體部件上的扭矩和彎矩而被加強。

附圖說明

圖1是車輛的外部的側部正視圖。

圖2是上車體的子結構的后部等距視圖。

圖3是沿圖2中的3-3線的截面圖。

圖4是沿圖2中的4-4線的截面圖。

圖5是沿圖2中的5-5線的截面圖。

圖6是標準車頂強度測試設備的圖解的前部正視圖。

圖7是標準車頂強度測試設備的圖解的側部正視圖。

圖8是示出載荷轉移策略的自由體圖。

圖9是車頂仿真測試結果的曲線圖的一個示例，示出了公開的實施例的強度性能優點。

具體實施方式

公開了構成本發明的示例的詳細實施例，本發明還可以以各種和可替代的形式實施。附圖未必按照比例繪制，一些特征可以被夸大或最小化，以示出具體組件的細節。公開的具體結構和功能性細節不應該被解釋為限制，而僅僅作為用于教導本領域技術人員實施本發明的代表性基礎。

圖1是具有車頂12的車輛10的外部的圖解視圖。車輛具有A柱14、B柱16和C柱18，A柱14、B柱16和C柱18全部豎直地支撐車頂12。本公開的實施例的關注區域為靠近C柱的區域20。

圖2是上車體的加強件子結構（一般由標號40表示）的等距視圖。未示出車輛的外表面，以展示僅用于A柱14和C柱18之間的車頂的豎直支撐結構。每個側部管狀加強件42具有呈三段的連續的類似于拱形的形狀。第一段44在車輛的前部豎直地延伸,支撐A柱14。第二段46沿車頂12的側部橫向地延伸，并且包括一部分車頂縱梁48。第三段50在車輛的后部豎直地延伸,支撐C柱18。后部管狀加強件52具有呈三段的連續的類似于拱形的形狀。第一后部段54在一側豎直地延伸，支撐C柱18。第二后部段56沿車頂12的后邊緣橫向地延伸，并且包括一部分后側蓋58。第三后部段60豎直地延伸，支撐相對的C柱18。每個側部管狀加強件42的第三段50結合到后部管狀加強件52的豎直的第一后部段54和第三后部段60中的每一個。管狀加強件40,52通過配對的外表面被結合并且被焊接在一起。