專利名稱：汽車沖擊吸收結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明應(yīng)用在汽車上，例如重型卡車等，并且涉及沖擊吸收結(jié)構(gòu)，當(dāng)客車等撞在汽車上的時候，可以由連接于車輛的車身前端或者后端的支架所支撐的保護(hù)裝置吸收沖擊負(fù)荷。
背景技術(shù)：
諸如重型卡車等的大型汽車在車輛的前部的保險杠和車輛的后部的后保險杠設(shè)有前部下行(underrun)保護(hù)裝置，以通過前部下行保護(hù)裝置或者后保險杠吸收沖擊負(fù)荷防止當(dāng)大型卡車與客車等發(fā)生正面碰撞，或者客車撞擊大型汽車后部的時候，被撞擊的客車進(jìn)入大型車輛之下。
也有采用這樣結(jié)構(gòu)的車輛其中前部下行保護(hù)裝置和后保險杠通過支架連接到前后橫梁的下表面或者所述車輛的左右側(cè)橫桿。
日本延遲公開號為2002-302000的日本專利公開了應(yīng)用于設(shè)有前部下行保護(hù)裝置的大型汽車中、用于吸收沖擊振動的這樣的一種結(jié)構(gòu)。
根據(jù)圖7中所顯示的上述專利公開2002-302000的分解透視圖，顯示了前部下行保護(hù)裝置和支架以將所述保護(hù)裝置連接到車輛的車身框架。
在圖7中，附圖標(biāo)記12是前部下行保護(hù)裝置，01是將所述前部下行保護(hù)裝置連接至車身框架(圖中未示出)的支架。支架01包括體側(cè)凸緣部分03，所述體測凸緣部分03是用于固定到車身框架的固定部分；保護(hù)裝置側(cè)凸緣部件04，所述保護(hù)裝置側(cè)凸緣部件04是固定到前部下行保護(hù)裝置12的后表面12a的固定部分，以及連接板部件05，所述連接板部件05連接所述主體側(cè)凸緣部分03和保護(hù)裝置側(cè)凸緣部件04。附圖標(biāo)記06為圍繞連接板部件05的肋，用于強(qiáng)化支架。
支架01是通過將厚度相同的連接板部件05與主體側(cè)凸緣部分03和保護(hù)裝置側(cè)凸緣部件04焊接而成。
如重型卡車的大型汽車設(shè)有前部下行保護(hù)裝置，以避免與該汽車發(fā)生正面沖撞的客車等類似車輛撞入該汽車底部。
所希望的是，由前部下行保護(hù)裝置、支架及車身框架組成的沖擊吸收結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度以當(dāng)設(shè)有所述沖擊吸收結(jié)構(gòu)的大型汽車和客車等發(fā)生正面碰撞的時候，來對抗發(fā)生碰撞時施加在前部下行保護(hù)裝置上的撞擊。同時還希望該結(jié)構(gòu)能夠削弱碰撞帶來的撞擊，從而避免撞擊力通過前部下行保護(hù)裝置和支架直接傳至車身框架。
然而，在圖7中，具有將從前部下行保護(hù)裝置12接收的撞擊傳遞到車身框架的功能的支架01是這樣構(gòu)造的主體側(cè)凸緣部分03和保護(hù)裝置側(cè)凸緣部件04與厚度相同且有足夠強(qiáng)度的連接板部件05相連，這樣支架01有足夠的強(qiáng)度來抵擋沖擊力，但是另一方面，支架01卻剛性過大而缺乏撓性。
基于這個原因，在上面描述的現(xiàn)有技術(shù)中，沖擊力從前部下行保護(hù)裝置12經(jīng)支架01毫無削減的直接傳遞至車身框架，并且額外的沖擊力會施加在車身側(cè)凸緣部分至車身框架的連接部分，同時也施加在用于將車身側(cè)凸緣部件固定到車身框架的緊固螺栓上。結(jié)果，過大的應(yīng)力集中就出現(xiàn)在連接部分周圍，因而連接部分周圍或者緊固螺栓就有可能產(chǎn)生斷裂。
另外，在現(xiàn)有技術(shù)中由于過分的約束反作用力，有可能在前部下行保護(hù)裝置12和支架01的連接部分周圍出現(xiàn)斷裂。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種沖擊力吸收結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包含一個保護(hù)裝置，該保護(hù)裝置包括通過支架連接到車體框架的前部下行保護(hù)裝置，所述結(jié)構(gòu)有足夠的強(qiáng)度以對抗沖擊力，并可變形以弱化所述沖擊力，從而能夠避免由于沖擊力所導(dǎo)致的斷裂的發(fā)生。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出了一種汽車沖擊力吸收結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在車輛的車身框架的前端或者后端上設(shè)有保護(hù)裝置，用以當(dāng)該汽車與對面的汽車相撞時容納所述沖擊力，其特征在于，所述支架具有車身框架連接部分，用以連接到所述車身框架；保護(hù)裝置連接部分，用以連接到所述保護(hù)裝置；以及連接板部分，用于連接所述車身框架連接部分和保護(hù)裝置連接部分，所述連接板部分沿著車輛的垂直和縱向兩個方向延伸；并且其中所述連接板部分具有切口(cut-out)部分，所述切口部分開口朝向車輛的前部或者后部，并且所述保護(hù)裝置連接部分的安置位置低于所述切口部分的位置。
根據(jù)本發(fā)明，由于將保護(hù)裝置連接到車身框架的支架有如下所述的結(jié)構(gòu)用于連接車身連接部分及保護(hù)裝置連接部分、在汽車的垂直和縱向兩個方向延伸的連接板部分具有向外開口的切口部分，即，根據(jù)保護(hù)裝置連接于車輛后部或者車輛前部，確定向前或向后，因此支架的容易性(easiness)得到了提高，可以在來自于保護(hù)裝置的力的作用下產(chǎn)生形變，即，支架的靈活性提高了，并且沖擊力，特別是在碰撞初期產(chǎn)生的、經(jīng)前部下行保護(hù)裝置傳遞的過大的沖擊力被吸收了。
有了這樣的結(jié)構(gòu)，經(jīng)支架傳遞給車身框架的沖擊力和支架至車身框架連接部分的附近中的應(yīng)力集中得到了緩解減輕，由此由于在上述連接部分周圍的應(yīng)力集中得到緩解可以獲得足夠強(qiáng)度和適當(dāng)撓性的沖擊力吸收結(jié)構(gòu)。
進(jìn)一步說，由于通過形成開口而使得支架在外力作用下的變形容易性，即撓性得到了提高，所以前下方保護(hù)裝置的撞擊力所產(chǎn)生的、在連接板部件周圍的反作用力被削弱，由于過大的反作用力沒有作用在前部下行保護(hù)裝置上，從而使得前部下行保護(hù)裝置免于斷裂。
優(yōu)選地，所述連接板部分如下構(gòu)造近側(cè)至所述車身連接部分的厚度大于近側(cè)至保護(hù)裝置連接部分的厚度。
通過形成在靠近保護(hù)裝置連接部分的側(cè)面中并鄰接切口部分要比在靠近車身連接部分的側(cè)面中薄的連接板部分，更薄部分的可變形性通過更薄部分和切口部分的協(xié)同效果而增加，結(jié)果來自于前部下行保護(hù)裝置的沖擊力的最大值降低，并且很大一部分沖擊力被較薄部分吸收。
優(yōu)選地，所述連接板部分沿著邊緣具有強(qiáng)化肋。
以上述方式制造支架的連接板部分，連接板部分不僅具有適當(dāng)?shù)膿闲?，同時在縱向方向中相對載荷獲得足夠的強(qiáng)度，并且相對扭轉(zhuǎn)載荷的強(qiáng)度沿著邊緣通過加強(qiáng)肋得以固定。
在本發(fā)明中，所述切口部分優(yōu)選按以下步驟制造(1)所述切口部分被形成使得汽車垂直方向的寬度在深度方向中連續(xù)減小，這樣所述寬度在切口部分最大，在底部部分最小。
通過如此構(gòu)造，切口部分的寬度被形成以在寬度的方向上連續(xù)減小，施加到保護(hù)裝置連接部件上并沿著切口部分傳輸?shù)杰嚿磉B接部分的力變得均勻，同時防止了由于切口部分所引起的應(yīng)力集中的發(fā)生。
(2)所述切口部分被形成以具有通常向側(cè)面翻轉(zhuǎn)的字母“U”形的形狀，當(dāng)在車輛的寬度的方向中觀察時在垂直方向中的厚度基本均勻。
通過如此形成切口部分，連接板部分內(nèi)的切口部分的區(qū)域變的更大，連接板部分的撓性在切口部分的區(qū)域中增加，來自保護(hù)裝置的沖擊力的較大部分可以通過連接板部分的切口部分和保護(hù)裝置之間的可變形部分所吸收。
(3)所述切口部分被形成使得缺口部分被形成在更靠近保護(hù)裝置連接部分的切口部分的下表面上以使得通過沖擊力的連接板部分進(jìn)一步變形。
通過這樣形成切口部分的下表面，連接板部分的撓性在缺口部分的附近增加，來自保護(hù)裝置的沖擊載荷的較大部分可以通過靠近連接板部分的缺口部分增加的撓性而更好地吸收。


通過下面的附圖及其詳述，本發(fā)明的其他特性和優(yōu)勢將一一展示，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的重型卡車的沖擊吸收結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的主要部分的透視圖；圖2是實(shí)施例中支架的第一示例，其中圖2(A)是部分分解透視圖中的顯示支架和前部下行保護(hù)裝置的示意圖，圖2(B)是圖2(A)沿箭頭Z方向的視圖；圖3是實(shí)施例中支架的第二示例，其中圖3(A)以部分分解透視圖顯示了支架和前部下行保護(hù)裝置，圖3(B)是圖3(A)沿箭頭Y方向的視圖，圖3(C)是圖3(A)沿X-X線方向的截面；圖4是實(shí)施例中支架的第三示例，其中圖4(A)是以部分分解透視圖顯示支架和前部下行保護(hù)裝置示意圖，圖4(B)是圖3(A)中沿箭頭R方向的視圖；
圖5是設(shè)有根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的沖擊吸收結(jié)構(gòu)的重型卡車與客車相撞時的透視圖；圖6顯示了本發(fā)明的效果的示意圖；圖7以部分分解透視圖顯示了已有技術(shù)中支架與前部下行保護(hù)裝置部件示意圖。
優(yōu)選實(shí)施方式現(xiàn)在參照圖1-6所給出的優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明。這里，除特殊指明以外，實(shí)物的尺寸，材料，相對位置及其他組成部分應(yīng)該被理解為僅僅是說明性的，而非對本發(fā)明的限制。
圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的沖擊吸收結(jié)構(gòu)的實(shí)施例，附圖標(biāo)記100是重型卡車的車身框架，101是沿車身縱向延伸的一對側(cè)向橫桿，104是橫梁，所述橫梁用于在前端上連接所述側(cè)向橫桿，103是連接在一個側(cè)向橫桿的加強(qiáng)桿(另一側(cè)向橫桿也有相同的結(jié)構(gòu)，圖中未顯示)。
附圖標(biāo)記12是當(dāng)重型卡車與客車200相撞時容納來自客車200(參看圖5)的沖擊載荷的前部下行保護(hù)裝置，1是一對支架之一，用于將所述前部下行保護(hù)裝置12連接到所述橫梁104的兩端部，或者連接到所述側(cè)向橫桿的前端。
每一個所述支架1通過水平延展的其車身框架連接部分3(此后稱為車身側(cè)凸緣部分)與通過多個螺栓13的加強(qiáng)桿103一起固定到橫梁104的側(cè)端部分，并且也通過其垂直延展的保護(hù)裝置連接部分4(此后稱為保護(hù)裝置側(cè)凸緣部分)通過多個螺栓14固定到前部下行保護(hù)裝置12的后表面12a。
在圖2中，顯示了所述支架1的第一示例，支架1被構(gòu)造以具有將支架固定到橫梁104的端部的車身側(cè)凸緣部分3、用于將支架固定到前部下行保護(hù)裝置12的后表面12a的保護(hù)裝置側(cè)凸緣部分4、以及連接所述車身側(cè)凸緣部分3和所述保護(hù)裝置側(cè)凸緣部分4的連接板部分5，連接板部分5沿車身垂直方向和縱向延伸，并且厚度相同。
附圖標(biāo)記6是沿著連接板部分5周圍的加強(qiáng)肋。
所述支架1通過將連接板部分5用諸如角焊的方式固定到保護(hù)裝置側(cè)凸緣部分4和車身側(cè)凸緣部分3而形成。
支架1可以被構(gòu)造使得各擠壓成形金屬板的后表面通過諸如點(diǎn)焊連接。這此情況下，就不需要角焊工藝，這樣的優(yōu)點(diǎn)是可以大規(guī)模生產(chǎn)，從而成本減小。
附圖標(biāo)記2是形成于連接板部件5的切口部分，所述切口部分朝向車輛的前部開口，如圖2(B)所示，切口部分2的垂直寬度沿其深度方向連續(xù)減小，這樣最寬的部分位于前端2a，如圖中B1所示，最窄的部分位于底端2b，如圖中B2所示。
由于切口部分2的寬度沿深度方向連續(xù)減小，施加在保護(hù)裝置側(cè)凸緣部分4上并沿著切口部分2的車身側(cè)凸緣部分3傳遞的力變得均勻，同時避免了由于切口部分2的存在而導(dǎo)致的應(yīng)力集中。
由于加強(qiáng)肋6圍繞連接板部分5設(shè)置，連接板部分5通過切口部分2有了能夠減小沖擊力的適當(dāng)?shù)膿闲?，同時相對施加在車輛的縱向方向中的沖擊力保持足夠的強(qiáng)度，而對抗扭轉(zhuǎn)力矩的強(qiáng)度也通過加強(qiáng)肋6得以加強(qiáng)。
在顯示了所述支架1的第二示例的圖3中，切口部分2被形成具有側(cè)向翻轉(zhuǎn)的具有字母“U”形的形狀，其垂直方向中的寬度在從箭頭Y的方向中觀察時的深度方向中是均勻的，即，寬度B1和B2在深度方向中幾乎相同。
通過這樣形成切口部分2，在連接板部分5中的切口部分2的區(qū)域變大，并且通過沖擊力在沿著連接板部分5的切口部分2的周圍進(jìn)一步變形，來自前部下行保護(hù)裝置12的沖擊載荷的較大部分可以在連接板部分5的切口部分2和保護(hù)裝置側(cè)凸緣部分4之間被吸收。
進(jìn)而，通過將切口部分2的下表面2c形成為光滑的圓弧形表面，避免了沖撞時所發(fā)生的應(yīng)力集中。
在第二個示例中，連接板部分5被形成使得在朝向車身側(cè)凸緣部分3的向后和向上的部分5a中的厚度t1寬于靠近保護(hù)裝置側(cè)凸緣部分4的側(cè)面中的部分5b的厚度t2。
通過這樣形成連接板部件5，靠近保護(hù)裝置側(cè)凸緣部分4和鄰接連接部分5的切口部分2的部分的厚度t2比靠近車身側(cè)凸緣部分3的部分的厚度t1要薄，這樣更薄部分的撓性通過更薄部分和切口部分的協(xié)同作用而增加，較大部分的沖擊載荷可以通過更薄的部分來吸收。
在第二示例中，連接板部分5可以是從切口部分2的下表面的向下延伸的部分中的厚度被減小，另外的部分的厚度是均勻的，如圖3(A)中所示。
除了上述區(qū)別之外支架的第二示例的結(jié)構(gòu)與圖2中所顯示的第一示例的結(jié)構(gòu)相同，相同的部件部分可以通過相同的附圖標(biāo)記來指示。
在顯示了所述支架1的第三示例的圖4中，缺口部分8被形成在更靠近保護(hù)裝置側(cè)凸緣部分4的切口部分2的下表面2c上以進(jìn)一步通過沖擊力而對連接板部分5進(jìn)行變形。
使用這種結(jié)構(gòu)，連接板部分5的切口部分2的下表面2c上的缺口8的附近中發(fā)生進(jìn)一步變形，最大的沖擊力進(jìn)一步減小，較大部分的沖擊載荷可以在連接板部分5的缺口部分8的附近中被吸收。
除了上述區(qū)別之外支架的第二示例的結(jié)構(gòu)與圖2所示的第一示例相同，并且相同的組成部分通過相同的數(shù)字標(biāo)識來指示。
根據(jù)上面所描述的示例，用于將前部下行保護(hù)裝置12連接到車身框架100的支架1的結(jié)構(gòu)是這樣的朝向車輛前部開口的切口部分2被形成在連接板部分5中，所述連接板部分5連接車身側(cè)凸緣部分3和保護(hù)裝置側(cè)凸緣部分4，這樣支架1的變形容易性提高，即，由于切口部分2的存在支架1對來自前部下行保護(hù)裝置12的力更加容易變形。因此，沖擊力，特別是在碰撞初期由于客車200的前部的撞擊的來自前部下行保護(hù)裝置12而產(chǎn)生的巨大的沖擊力通過支架吸收。換言之，通過確定適當(dāng)?shù)那锌诓糠?的形狀和尺寸就能夠獲得所需的撓性。
圖6是實(shí)驗(yàn)結(jié)果，其中曲線A代表了采用圖3所示的第二個示例中的支架1來自前部下行保護(hù)裝置12的反作用力，曲線B表示采用現(xiàn)有技術(shù)中的支架時的情況。從圖中可以看出，采用本發(fā)明時，反作用力A比采用現(xiàn)有技術(shù)時的反作用力減小ΔF，這個幅度大概是32％。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種沖擊力吸收結(jié)構(gòu)，它有足夠的強(qiáng)度和適當(dāng)?shù)膿闲?，通過其，通過支架1傳遞到車身框架100的沖擊力以及框架1至車身框架100的連接部分附近中的應(yīng)力集中可以被減輕，靠近連接板部分5的附近的斷裂可以被防止。
此外，通過形成切口部分2使得支架1通過外力的變形的容易性，即支架的撓性增加，通過來自前部下行保護(hù)裝置12的沖擊力所引起的連接板部分5的反作用力減小，結(jié)果由于過大的反作用力沒有作用在前部下行保護(hù)裝置上，所以避免了前部下行保護(hù)裝置的斷裂。
同樣，由于車身側(cè)凸緣部分3、車身框架100和加強(qiáng)桿103被固定在一起，固定部分的剛性增加，通過沖擊力的變形減小，結(jié)果施加到螺栓上的力被分散到多個螺栓13上，由于過大的載荷并沒有施加在螺栓上，從而避免了螺栓斷裂。
前面雖然僅對連接于側(cè)向橫桿前端的前部下行保護(hù)裝置做了解釋，但是本發(fā)明也可應(yīng)用于支撐前保險杠，后保險杠等的支架上，以避免被撞的汽車撞入大型汽車之下。
權(quán)利要求
1.一種車輛沖擊吸收結(jié)構(gòu)，在車輛的車身框架的前端或者后端設(shè)有保護(hù)裝置，所述保護(hù)裝置用于當(dāng)所述車輛與相對車輛碰撞時承受沖擊力，其特征在于所述支架具有用于連接到所述車身框架的車身框架連接部分；用于連接到所述保護(hù)裝置的保護(hù)裝置連接部分；以及連接板部分，用于連接所述車身框架連接部分和保護(hù)裝置連接部分，所述連接板部分沿所述車輛的垂直和縱向方向延伸；以及其中所述連接板部分具有朝向車輛的前部或者后部開口的切口部分，以及所述保護(hù)裝置連接部分的安置位置低于所述切口部分的位置。
2.如權(quán)利要求1所述的沖擊吸收結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述連接板部分被構(gòu)造為靠近所述車身連接部分側(cè)的厚度大于靠近保護(hù)裝置連接部分側(cè)的厚度。
3.如權(quán)利要求1所述的沖擊吸收結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述連接板部分沿著邊緣具有加強(qiáng)肋。
4.如權(quán)利要求1所述的沖擊吸收結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述切口部分被形成為沿車輛的垂直方向的寬度沿深度方向連續(xù)變化，這樣寬度在開口部分最大，在底部部分最小。
5.如權(quán)利要求1所述的沖擊吸收結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述切口部分被形成為具有大體側(cè)向翻轉(zhuǎn)的字母“U”的形狀，當(dāng)從車輛的寬度方向觀察時沿垂直方向的寬度幾乎均勻一致。
6.如權(quán)利要求1所述的沖擊吸收結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述切口部分被形成為缺口部分被形成在更靠近保護(hù)裝置連接部分的切口部分的下表面上并用于促進(jìn)沖擊力引起的連接板部分的變形。
全文摘要
本沖擊吸收結(jié)構(gòu)具有一個保護(hù)裝置，該保護(hù)裝置包括通過支架連接到車身框架的前部下行保護(hù)裝置，所述結(jié)構(gòu)有足夠的強(qiáng)度來對抗沖擊力，并且具有撓性來削弱沖擊，從而能夠避免沖擊所產(chǎn)生的斷裂。所述結(jié)構(gòu)在車輛的車身框架(100)的前端或者后端上設(shè)有保護(hù)裝置(12)用于當(dāng)與相對的車輛(200)相撞時接收沖擊力，其中所述支架(1)包括車身連接部分(3)，用以連接到車身框架(100)；保護(hù)裝置連接部分(4)，用以連接到保護(hù)裝置(12)；以及用以連接車身框架連接部分(3)和保護(hù)裝置連接部分(4)的連接板部分(5)，連接板部分(5)沿汽車垂直和縱向延伸；并且其中連接板部分(5)包括朝向車輛的之前或者之后開口的切口部分(2)，并且保護(hù)裝置連接部分(4)的安置位置低于所述切口部分(2)的位置。
文檔編號B60R19/34GK1626395SQ20041001044
公開日2005年6月15日 申請日期2004年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月28日
發(fā)明者西浦友子, 小島章裕, 青山公彥 申請人:三菱扶桑卡客車株式會社