專利名稱：車架構(gòu)件的沖擊能吸收結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車輛(如汽車)的結(jié)構(gòu)車架構(gòu)件的沖擊能吸收結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
由于車身重量及發(fā)動機(jī)規(guī)格的不同，不同車輛在前面碰撞時車架構(gòu)件的反作用力、變形模式、擠壓特性等等是各不相同的，其取決于車輛所要求的碰撞性能。
在公開號為10-244955的日本專利申請中，不同車輛型號對于反作用力特性的不同要求是通過改變車架構(gòu)件的板厚、材料等等或是通過增加加強(qiáng)構(gòu)件(如加強(qiáng)板件)來處理的。

發(fā)明內(nèi)容
但是，改變車架構(gòu)件的材料、板厚等等，或是給車架構(gòu)件增加加強(qiáng)構(gòu)件，都會由于部件或新模具數(shù)目的增加而導(dǎo)致成本的增加。
本發(fā)明的目的是為了提供一種車架構(gòu)件的沖擊能吸收結(jié)構(gòu)，在碰撞時，該結(jié)構(gòu)能夠用相同的車架構(gòu)件提供不同的反作用力或變形模式，而不用為每一種車輛型號額外地提供加強(qiáng)構(gòu)件。
本發(fā)明的一方面是一種車輛的車架構(gòu)件的沖擊能吸收結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括設(shè)在車架構(gòu)件上的第一元件，當(dāng)沖擊負(fù)載沿車架構(gòu)件的軸向加載時，該元件用于促進(jìn)車架構(gòu)件的彎曲變形；設(shè)在車架構(gòu)件上的第二元件，當(dāng)沖擊負(fù)載沿車架構(gòu)件的軸向加載時，該元件用于促進(jìn)車架構(gòu)件的軸向變形；以及連接在車架構(gòu)件上的加強(qiáng)板件，其中車架構(gòu)件配置成在第一位置和第二位置容納該加強(qiáng)板件，該第一位置位于第一元件的旁邊且在沖擊負(fù)載加載的一側(cè)，該第二位置位于第一元件被加強(qiáng)板件加強(qiáng)的地方。


現(xiàn)在，參考附圖描述本發(fā)明，其中圖1為本發(fā)明實施例的包括車架構(gòu)件(具有沖擊能吸收結(jié)構(gòu))的車身前部分的透視圖。
圖2為顯示圖1中的前側(cè)構(gòu)件及延伸件的放大透視圖。
圖3為顯示圖1中的前側(cè)構(gòu)件內(nèi)的沖擊負(fù)載的傳送路線的示意圖。
圖4為顯示圖1中的前側(cè)構(gòu)件彎曲變形的狀態(tài)的示意圖。
圖5為本發(fā)明實施例的另一個前側(cè)構(gòu)件的透視圖。
圖6為顯示圖5中的前側(cè)構(gòu)件內(nèi)的沖擊負(fù)載的傳送路線的示意圖。
圖7為顯示圖6中的前側(cè)構(gòu)件彎曲變形的狀態(tài)的示意圖。
具體實施例方式
下面參考

本發(fā)明的實施例，其中相同的部件由相同的參考符號指代。
首先，給出對前側(cè)構(gòu)件的描述在該前側(cè)構(gòu)件上形成一個用于引起和促進(jìn)其彎曲變形的沿口(bead)(以下稱其為彎曲變形促進(jìn)沿口)和一個用于引起和促進(jìn)其軸向變形或扭曲的沿口(以下稱其為軸向變形促進(jìn)沿口)，對應(yīng)于彎曲變形促進(jìn)沿口在前側(cè)構(gòu)件上設(shè)有加強(qiáng)板件。該前側(cè)構(gòu)件主要安裝在重量較輕的車輛上。
如圖1所示，在車身1的前部分，罩箱(cowl box)3沿著車輛的橫向延伸。支撐塔臺5分別布置在前罩板箱3的左右兩端的前面。此外，橫梁7在前罩板箱3的下面沿著車輛的橫向延伸。每個側(cè)構(gòu)件9都和支撐塔臺5之一及橫梁7相連。在構(gòu)成前側(cè)構(gòu)件9的閉合板11的后部形成了凸緣13，該凸緣13與支撐塔臺5的橫向內(nèi)側(cè)面相連。位于前側(cè)構(gòu)件主體15的后端的凸緣17被布置且固定在橫梁7的上表面。此外，位于前側(cè)構(gòu)件主體15的橫向內(nèi)側(cè)面的后端的凸緣19與延伸件21相連。
如圖2所示，前側(cè)構(gòu)件9具有閉合截面的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的構(gòu)成包括形成為槽形(或橫截面為U形)的前側(cè)構(gòu)件主體15；以及用于閉合前側(cè)構(gòu)件主體15的開口的閉合板11。此外，前側(cè)構(gòu)件主體15通過彎折形成，從而使其包括布置在前側(cè)構(gòu)件主體15的上端的向上延伸的上端凸緣23；從上端凸緣23的下端沿車輛橫向方向朝內(nèi)延伸的上壁25；從上壁25的橫向內(nèi)緣向下延伸的側(cè)壁27；從側(cè)壁27的下端沿車輛橫向方向朝外延伸的下壁29；從下壁29的橫向外緣向下延伸的下端凸緣31。閉合板11在上端凸緣23和下端凸緣31處與前側(cè)構(gòu)件主體15相連。
延伸件21與前側(cè)構(gòu)件主體15的后端相連。延伸件21的后部與前地板(未顯示)相連。
在前側(cè)構(gòu)件主體15的橫向內(nèi)上拐角部分，大約是前側(cè)構(gòu)件主體15的沿著車輛縱向方向的中部，槽口(或是三角沿口)33形成為彎曲變形促進(jìn)沿口，該彎曲變形促進(jìn)沿口朝著前側(cè)構(gòu)件主體15的內(nèi)部凹陷。此外，在槽口33后側(cè)的位置，矩形凹陷35形成為軸向變形促進(jìn)沿口，其沿著豎直的方向延伸穿過前側(cè)構(gòu)件15的內(nèi)側(cè)面且越過前側(cè)構(gòu)件15的頂面和底面。形成于前側(cè)構(gòu)件主體15的橫向內(nèi)側(cè)表面的連接沿口37沿著車輛縱向方向或沖擊負(fù)載傳送的方向延伸。當(dāng)從其側(cè)面看時，連接沿口37形成為以十字形穿過軸向變形促進(jìn)沿口35。
此外，如圖2中虛線所示，截面均形成為槽形的前加強(qiáng)板件39和后加強(qiáng)板件41與前側(cè)構(gòu)件主體15的后表面(或內(nèi)表面)相連接。當(dāng)從其側(cè)面看時，該前加強(qiáng)板件39沿著車輛縱向方向布置于槽口33的前側(cè)位置。當(dāng)從其側(cè)面看時，該后加強(qiáng)板件41沿著車輛縱向方向布置于軸向變形促進(jìn)沿口35的后部位置。
下面給出對傳送路線的描述，從車輛前方的障礙物43加載到前側(cè)構(gòu)件9上的沖擊負(fù)載是通過該傳送路線來傳送的。
首先，如圖3和圖4所示，當(dāng)車輛沿著行進(jìn)方向D行駛且與障礙物43相碰撞時，沖擊負(fù)載F就沿著前側(cè)構(gòu)件9的軸向從該障礙物43加載到了前側(cè)構(gòu)件9。前側(cè)構(gòu)件9的前部分通過前加強(qiáng)板件39被加強(qiáng)。因此，沖擊負(fù)載F就通過連接沿口37從槽口33傳送到了軸向變形促進(jìn)沿口35的下部。
其后，如圖4中實線所示，彎曲變形在槽口33處開始發(fā)生，該槽口33形成為具有低強(qiáng)度且為前側(cè)構(gòu)件9中易被損壞的部分。當(dāng)從其側(cè)面看時，隨著其中部朝下彎折，該前側(cè)構(gòu)件9變形成為V形。在這種情況下，前側(cè)構(gòu)件9的平均反作用力變得相對小了。前側(cè)構(gòu)件9的變形模式也受到乘客廂及車輛后部的重心的位置、車輛與障礙物43相碰撞的前端部分的形狀、車輛和障礙物43的碰撞點等等的影響。
接下來將描述前側(cè)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，當(dāng)發(fā)生正面碰撞時，該前側(cè)構(gòu)件通過沿著車輛縱向方向的軸向變形(扭曲、或壓扁)來吸收沖擊能。與上述結(jié)構(gòu)相同的組成部件被附上相同的參考編號，同時省略與上述結(jié)構(gòu)相同的組成部件的描述。順便提及，該前側(cè)構(gòu)件主要用于安裝在重量較重的車輛上。
圖5所示的另一個前側(cè)構(gòu)件45在前加強(qiáng)板件47的長度和安裝位置方面不同于已描述過的前側(cè)構(gòu)件9。
換而言之，如圖5所示，前加強(qiáng)板件47的后緣49布置在軸向變形促進(jìn)沿口35和槽口33之間，而前加強(qiáng)板件47的前緣51布置在槽口33的前側(cè)位置。從側(cè)面看，前加強(qiáng)板件47在覆蓋槽口33的區(qū)域延伸。除了前加強(qiáng)板件47外，該前側(cè)構(gòu)件的所有結(jié)構(gòu)/構(gòu)件都和前述的前側(cè)構(gòu)件相同。前側(cè)構(gòu)件9和45由相同板厚的相同材料形成。
下面給出對傳送路線的描述，從車輛前方的障礙物43加載到前側(cè)構(gòu)件45上的沖擊負(fù)載是通過該傳送路線來傳送的。
首先，如圖6和圖7所示，沖擊負(fù)載F沿著前側(cè)構(gòu)件45的軸向方向從障礙物43加載到前側(cè)構(gòu)件45上。由于包括槽口33區(qū)域在內(nèi)的前側(cè)構(gòu)件45的前部分被前加強(qiáng)板件47加強(qiáng)了，沖擊負(fù)載F就通過前加強(qiáng)板件47直接傳送到軸向變形促進(jìn)沿口35上。
其后，如圖7中實線所示，軸向變形在軸向變形促進(jìn)沿口35處開始發(fā)生。隨著其中部的壓縮，前側(cè)構(gòu)件45沿著軸向變形。在這種情況下，前側(cè)構(gòu)件45的平均反作用力變得相對大。
基于本實施例的沖擊能吸收結(jié)構(gòu)，可以得到下面將要描述的功能和作用。
當(dāng)前加強(qiáng)板件39布置在槽口33的前側(cè)及沖擊負(fù)載F所加載的一側(cè)的位置(圖3所示)的情況下，前側(cè)構(gòu)件9被設(shè)定成從槽口33處開始彎曲變形。另一方面，當(dāng)前加強(qiáng)板件47在覆蓋槽口33的前側(cè)構(gòu)件45的區(qū)域中延伸的情況下，前側(cè)構(gòu)件45被設(shè)定成從軸向變形促進(jìn)沿口35處開始軸向變形。因此，只需要通過改變各自的前加強(qiáng)板件39和47的尺寸或安裝位置，就可以在車輛1發(fā)生前部分碰撞時控制前側(cè)構(gòu)件9或45的平均反作用力或變形模式。
更明確地說，當(dāng)前加強(qiáng)板件39布置在槽口33的前側(cè)及沖擊負(fù)載所加載的一側(cè)的位置的情況下，前部碰撞的沖擊負(fù)載被傳送到槽口33的區(qū)域，沖擊負(fù)載的應(yīng)力也集中在槽口33上。因此，前側(cè)構(gòu)件9的彎曲變形開始于槽口33處。另一方面，當(dāng)前加強(qiáng)板件47布置在覆蓋槽口33的前側(cè)構(gòu)件45的區(qū)域的情況下，加載到前側(cè)構(gòu)件45內(nèi)的沖擊負(fù)載就被傳送到軸向變形促進(jìn)沿口35的區(qū)域。這是因為前加強(qiáng)板件47疊加在槽口33上，從而使前側(cè)構(gòu)件45得到了加強(qiáng)并且不易在槽口33周圍彎曲和變形。于是，沖擊負(fù)載的應(yīng)力集中在軸向變形促進(jìn)沿口35上，隨著軸向變形促進(jìn)沿口35被壓縮，前側(cè)構(gòu)件45發(fā)生變形。
這樣，關(guān)于由具有同樣板厚的同樣材料形成的前側(cè)構(gòu)件9和45，為了實現(xiàn)車輛安全性能所要求的每個前側(cè)構(gòu)件9和45的反作用力特性和變形模式不用通過為每個車輛型號裝配附加的加強(qiáng)板件就能得以控制。這樣就減少了為前側(cè)構(gòu)件9和45的壓模提供新模具的必要性，同時減少了前側(cè)構(gòu)件的類型的數(shù)目，從而降低了成本。
此外，彎曲變形促進(jìn)沿口是簡單通過在前側(cè)構(gòu)件9的拐角部分中形成槽口33來得到的。因此，前側(cè)構(gòu)件9的彎曲變形可以很容易和穩(wěn)妥地實現(xiàn)。
軸向變形促進(jìn)沿口35是一個形成于構(gòu)成前側(cè)構(gòu)件9和45的平面?zhèn)缺?7上的沿口，從側(cè)面看該沿口為矩形。形成軸向變形促進(jìn)沿口35和改變該沿口的尺寸是很容易的。
前加強(qiáng)板件39和47布置在前側(cè)構(gòu)件9和45的內(nèi)部。因此，前加強(qiáng)板件39和47不會凸出到發(fā)動機(jī)艙內(nèi)，從而節(jié)省了發(fā)動機(jī)艙的空間。
而且，連接沿口37起著傳送路線的作用，通過該傳送路線，沖擊負(fù)載F從槽口33傳送到軸向變形促進(jìn)沿口35，該連接沿口37形成于構(gòu)成前側(cè)構(gòu)件9和45的平面?zhèn)缺?7上，并沿著該平面?zhèn)缺诘目v向方向延伸。因此，沖擊負(fù)載F可以順暢地傳送。
此處所述的優(yōu)選實施例是說明性的而不是限定性的，在不偏離本發(fā)明的主旨和要點的同時，本發(fā)明可以通過其它方法來實行或?qū)嵤１M管在前述的實施例中，作為彎曲變形促進(jìn)沿口的槽口33只在每個前側(cè)構(gòu)件9和45的上拐角部分形成，但本發(fā)明并不限于這些實施例。槽口33可以形成于每個前側(cè)構(gòu)件9和45的下拐角部分。另外，槽口33可以同時形成于每個前側(cè)構(gòu)件9和45的上、下拐角部分中。而且，加強(qiáng)板件39和47可以是相同的，從而能被前側(cè)構(gòu)件9和45所通用。在這種情況下，前側(cè)構(gòu)件9和45只在加強(qiáng)板件39和47的位置上存在不同。權(quán)利要求所指出的本發(fā)明的范圍，以及在權(quán)利要求的含意范圍內(nèi)的所有變動，都規(guī)定為包括在此。
本公開涉及申請?zhí)枮?004-005517的日本專利申請的主旨，該專利的申請日為2004年1月13日，該專利的公開通過完整引用被清楚地包括在此。
權(quán)利要求
1.車輛的車架構(gòu)件的沖擊能吸收結(jié)構(gòu)，包括設(shè)在車架構(gòu)件上的第一元件，當(dāng)沖擊負(fù)載沿車架構(gòu)件的軸向加載時，該元件用于促進(jìn)車架構(gòu)件的彎曲變形；設(shè)在車架構(gòu)件上的第二元件，當(dāng)沖擊負(fù)載沿車架構(gòu)件的軸向加載時，該元件用于促進(jìn)車架構(gòu)件的軸向變形；以及連接在車架構(gòu)件上的加強(qiáng)板件，其中車架構(gòu)件配置成在第一位置和第二位置容納該加強(qiáng)板件，所述的第一位置位于第一元件的旁邊且在沖擊負(fù)載加載的一側(cè)，所述的第二位置位于第一元件被加強(qiáng)板件加強(qiáng)的地方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖擊能吸收結(jié)構(gòu)，其特征在于，第一元件是形成于車架構(gòu)件的拐角部分中且沿著該車架構(gòu)件的軸向延伸的槽口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖擊能吸收結(jié)構(gòu)，其特征在于，第二元件是形成而延伸穿過車架構(gòu)件的側(cè)面的沿口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖擊能吸收結(jié)構(gòu)，其特征在于，加強(qiáng)板件布置在車架構(gòu)件的內(nèi)部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖擊能吸收結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括第三個元件，沖擊負(fù)載通過該元件從第一元件傳送到第二元件，所述的第三個元件形成于車架構(gòu)件的側(cè)面，用以沿著沖擊負(fù)載傳送的方向延伸。
6.一種用于控制車輛的車架構(gòu)件的反作用力和變形模式的方法，該方法包括提供第一元件，當(dāng)沖擊負(fù)載沿著車架構(gòu)件的軸向加載時，用以促進(jìn)該車架構(gòu)件的彎曲變形，以及提供第二元件，當(dāng)沖擊負(fù)載沿著車架構(gòu)件的軸向加載時，用以促進(jìn)該車架構(gòu)件的軸向變形；提供容納于車架構(gòu)件內(nèi)的加強(qiáng)板件；以及使車架構(gòu)件上的加強(qiáng)板件在第一位置和第二位置之間運動，所述第一位置位于第一元件的旁邊且在沖擊負(fù)載加載的一側(cè)，所述第二位置位于第一元件被加強(qiáng)板件加強(qiáng)的地方。
7.車輛的車架構(gòu)件的沖擊能吸收結(jié)構(gòu)，包括設(shè)在車架構(gòu)件上的彎曲變形促進(jìn)裝置，當(dāng)沖擊負(fù)載沿著車架構(gòu)件的軸向加載時，該裝置用于促進(jìn)車架構(gòu)件的彎曲變形；設(shè)在車架構(gòu)件上的軸向變形促進(jìn)裝置，當(dāng)沖擊負(fù)載沿著車架構(gòu)件的軸向加載時，該裝置用于促進(jìn)車架構(gòu)件的軸向變形；以及安裝在車架構(gòu)件上的加強(qiáng)設(shè)備，其中車架構(gòu)件配置成在第一位置和第二位置容納該加強(qiáng)設(shè)備，所述的第一位置位于彎曲變形促進(jìn)裝置的旁邊且在沖擊負(fù)載加載的一側(cè)，所述的第二位置位于彎曲變形促進(jìn)裝置被加強(qiáng)板件加強(qiáng)的地方。
全文摘要
一種車輛的車架構(gòu)件的沖擊能吸收結(jié)構(gòu)包括形成于車架構(gòu)件上的第一沿口，當(dāng)沖擊負(fù)載沿著車架構(gòu)件的軸向加載時，該沿口促進(jìn)車架構(gòu)件的彎曲變形；形成于車架構(gòu)件上的第二沿口，當(dāng)沖擊負(fù)載沿著車架構(gòu)件的軸向加載時，該沿口促進(jìn)車架構(gòu)件的軸向變形；以及附加在車架構(gòu)件上的加強(qiáng)板件。所述車架構(gòu)件配置成在第一和第二位置容納該加強(qiáng)板件，所述的第一位置位于第一沿口的旁邊且在沖擊負(fù)載加載的一側(cè)，所述的第二位置位于第一沿口被加強(qiáng)板件加強(qiáng)的地方。
文檔編號B60R19/18GK1640745SQ20051000435
公開日2005年7月20日 申請日期2005年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月13日
發(fā)明者安河內(nèi)聰, 立澤博幸 申請人:日產(chǎn)自動車株式會社