专利名称：汽车冲击吸收结构的制作方法
技术领域：
本发明应用在汽车上，例如重型卡车等，并且涉及冲击吸收结构，当客车等撞在汽车上的时候，可以由连接于车辆的车身前端或者后端的支架所支撑的保护装置吸收冲击负荷。
背景技术：
诸如重型卡车等的大型汽车在车辆的前部的保险杠和车辆的后部的后保险杠设有前部下行(underrun)保护装置，以通过前部下行保护装置或者后保险杠吸收冲击负荷防止当大型卡车与客车等发生正面碰撞，或者客车撞击大型汽车后部的时候，被撞击的客车进入大型车辆之下。
也有采用这样结构的车辆其中前部下行保护装置和后保险杠通过支架连接到前后横梁的下表面或者所述车辆的左右侧横杆。
日本延迟公开号为2002-302000的日本专利公开了应用于设有前部下行保护装置的大型汽车中、用于吸收冲击振动的这样的一种结构。
根据图7中所显示的上述专利公开2002-302000的分解透视图，显示了前部下行保护装置和支架以将所述保护装置连接到车辆的车身框架。
在图7中，附图标记12是前部下行保护装置，01是将所述前部下行保护装置连接至车身框架(图中未示出)的支架。支架01包括体侧凸缘部分03，所述体测凸缘部分03是用于固定到车身框架的固定部分；保护装置侧凸缘部件04，所述保护装置侧凸缘部件04是固定到前部下行保护装置12的后表面12a的固定部分，以及连接板部件05，所述连接板部件05连接所述主体侧凸缘部分03和保护装置侧凸缘部件04。附图标记06为围绕连接板部件05的肋，用于强化支架。
支架01是通过将厚度相同的连接板部件05与主体侧凸缘部分03和保护装置侧凸缘部件04焊接而成。
如重型卡车的大型汽车设有前部下行保护装置，以避免与该汽车发生正面冲撞的客车等类似车辆撞入该汽车底部。
所希望的是，由前部下行保护装置、支架及车身框架组成的冲击吸收结构具有足够的强度以当设有所述冲击吸收结构的大型汽车和客车等发生正面碰撞的时候，来对抗发生碰撞时施加在前部下行保护装置上的撞击。同时还希望该结构能够削弱碰撞带来的撞击，从而避免撞击力通过前部下行保护装置和支架直接传至车身框架。
然而，在图7中，具有将从前部下行保护装置12接收的撞击传递到车身框架的功能的支架01是这样构造的主体侧凸缘部分03和保护装置侧凸缘部件04与厚度相同且有足够强度的连接板部件05相连，这样支架01有足够的强度来抵挡冲击力，但是另一方面，支架01却刚性过大而缺乏挠性。
基于这个原因，在上面描述的现有技术中，冲击力从前部下行保护装置12经支架01毫无削减的直接传递至车身框架，并且额外的冲击力会施加在车身侧凸缘部分至车身框架的连接部分，同时也施加在用于将车身侧凸缘部件固定到车身框架的紧固螺栓上。结果，过大的应力集中就出现在连接部分周围，因而连接部分周围或者紧固螺栓就有可能产生断裂。
另外，在现有技术中由于过分的约束反作用力，有可能在前部下行保护装置12和支架01的连接部分周围出现断裂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种冲击力吸收结构，该结构包含一个保护装置，该保护装置包括通过支架连接到车体框架的前部下行保护装置，所述结构有足够的强度以对抗冲击力，并可变形以弱化所述冲击力，从而能够避免由于冲击力所导致的断裂的发生。
为达到上述目的，本发明提出了一种汽车冲击力吸收结构，该结构在车辆的车身框架的前端或者后端上设有保护装置，用以当该汽车与对面的汽车相撞时容纳所述冲击力，其特征在于，所述支架具有车身框架连接部分，用以连接到所述车身框架；保护装置连接部分，用以连接到所述保护装置；以及连接板部分，用于连接所述车身框架连接部分和保护装置连接部分，所述连接板部分沿着车辆的垂直和纵向两个方向延伸；并且其中所述连接板部分具有切口(cut-out)部分，所述切口部分开口朝向车辆的前部或者后部，并且所述保护装置连接部分的安置位置低于所述切口部分的位置。
根据本发明，由于将保护装置连接到车身框架的支架有如下所述的结构用于连接车身连接部分及保护装置连接部分、在汽车的垂直和纵向两个方向延伸的连接板部分具有向外开口的切口部分，即，根据保护装置连接于车辆后部或者车辆前部，确定向前或向后，因此支架的容易性(easiness)得到了提高，可以在来自于保护装置的力的作用下产生形变，即，支架的灵活性提高了，并且冲击力，特别是在碰撞初期产生的、经前部下行保护装置传递的过大的冲击力被吸收了。
有了这样的结构，经支架传递给车身框架的冲击力和支架至车身框架连接部分的附近中的应力集中得到了缓解减轻，由此由于在上述连接部分周围的应力集中得到缓解可以获得足够强度和适当挠性的冲击力吸收结构。
进一步说，由于通过形成开口而使得支架在外力作用下的变形容易性，即挠性得到了提高，所以前下方保护装置的撞击力所产生的、在连接板部件周围的反作用力被削弱，由于过大的反作用力没有作用在前部下行保护装置上，从而使得前部下行保护装置免于断裂。
优选地，所述连接板部分如下构造近侧至所述车身连接部分的厚度大于近侧至保护装置连接部分的厚度。
通过形成在靠近保护装置连接部分的侧面中并邻接切口部分要比在靠近车身连接部分的侧面中薄的连接板部分，更薄部分的可变形性通过更薄部分和切口部分的协同效果而增加，结果来自于前部下行保护装置的冲击力的最大值降低，并且很大一部分冲击力被较薄部分吸收。
优选地，所述连接板部分沿着边缘具有强化肋。
以上述方式制造支架的连接板部分，连接板部分不仅具有适当的挠性，同时在纵向方向中相对载荷获得足够的强度，并且相对扭转载荷的强度沿着边缘通过加强肋得以固定。
在本发明中，所述切口部分优选按以下步骤制造(1)所述切口部分被形成使得汽车垂直方向的宽度在深度方向中连续减小，这样所述宽度在切口部分最大，在底部部分最小。
通过如此构造，切口部分的宽度被形成以在宽度的方向上连续减小，施加到保护装置连接部件上并沿着切口部分传输到车身连接部分的力变得均匀，同时防止了由于切口部分所引起的应力集中的发生。
(2)所述切口部分被形成以具有通常向侧面翻转的字母“U”形的形状，当在车辆的宽度的方向中观察时在垂直方向中的厚度基本均匀。
通过如此形成切口部分，连接板部分内的切口部分的区域变的更大，连接板部分的挠性在切口部分的区域中增加，来自保护装置的冲击力的较大部分可以通过连接板部分的切口部分和保护装置之间的可变形部分所吸收。
(3)所述切口部分被形成使得缺口部分被形成在更靠近保护装置连接部分的切口部分的下表面上以使得通过冲击力的连接板部分进一步变形。
通过这样形成切口部分的下表面，连接板部分的挠性在缺口部分的附近增加，来自保护装置的冲击载荷的较大部分可以通过靠近连接板部分的缺口部分增加的挠性而更好地吸收。
通过下面的附图及其详述，本发明的其他特性和优势将一一展示，其中图1是根据本发明的重型卡车的冲击吸收结构的实施例的主要部分的透视图；图2是实施例中支架的第一示例，其中图2(A)是部分分解透视图中的显示支架和前部下行保护装置的示意图，图2(B)是图2(A)沿箭头Z方向的视图；图3是实施例中支架的第二示例，其中图3(A)以部分分解透视图显示了支架和前部下行保护装置，图3(B)是图3(A)沿箭头Y方向的视图，图3(C)是图3(A)沿X-X线方向的截面；图4是实施例中支架的第三示例，其中图4(A)是以部分分解透视图显示支架和前部下行保护装置示意图，图4(B)是图3(A)中沿箭头R方向的视图；
图5是设有根据本发明的实施例的冲击吸收结构的重型卡车与客车相撞时的透视图；图6显示了本发明的效果的示意图；图7以部分分解透视图显示了已有技术中支架与前部下行保护装置部件示意图。
优选实施方式现在参照图1-6所给出的优选实施例详细描述本发明。这里，除特殊指明以外，实物的尺寸，材料，相对位置及其他组成部分应该被理解为仅仅是说明性的，而非对本发明的限制。
图1显示了根据本发明的冲击吸收结构的实施例，附图标记100是重型卡车的车身框架，101是沿车身纵向延伸的一对侧向横杆，104是横梁，所述横梁用于在前端上连接所述侧向横杆，103是连接在一个侧向横杆的加强杆(另一侧向横杆也有相同的结构，图中未显示)。
附图标记12是当重型卡车与客车200相撞时容纳来自客车200(参看图5)的冲击载荷的前部下行保护装置，1是一对支架之一，用于将所述前部下行保护装置12连接到所述横梁104的两端部，或者连接到所述侧向横杆的前端。
每一个所述支架1通过水平延展的其车身框架连接部分3(此后称为车身侧凸缘部分)与通过多个螺栓13的加强杆103一起固定到横梁104的侧端部分，并且也通过其垂直延展的保护装置连接部分4(此后称为保护装置侧凸缘部分)通过多个螺栓14固定到前部下行保护装置12的后表面12a。
在图2中，显示了所述支架1的第一示例，支架1被构造以具有将支架固定到横梁104的端部的车身侧凸缘部分3、用于将支架固定到前部下行保护装置12的后表面12a的保护装置侧凸缘部分4、以及连接所述车身侧凸缘部分3和所述保护装置侧凸缘部分4的连接板部分5，连接板部分5沿车身垂直方向和纵向延伸，并且厚度相同。
附图标记6是沿着连接板部分5周围的加强肋。
所述支架1通过将连接板部分5用诸如角焊的方式固定到保护装置侧凸缘部分4和车身侧凸缘部分3而形成。
支架1可以被构造使得各挤压成形金属板的后表面通过诸如点焊连接。这此情况下，就不需要角焊工艺，这样的优点是可以大规模生产，从而成本减小。
附图标记2是形成于连接板部件5的切口部分，所述切口部分朝向车辆的前部开口，如图2(B)所示，切口部分2的垂直宽度沿其深度方向连续减小，这样最宽的部分位于前端2a，如图中B1所示，最窄的部分位于底端2b，如图中B2所示。
由于切口部分2的宽度沿深度方向连续减小，施加在保护装置侧凸缘部分4上并沿着切口部分2的车身侧凸缘部分3传递的力变得均匀，同时避免了由于切口部分2的存在而导致的应力集中。
由于加强肋6围绕连接板部分5设置，连接板部分5通过切口部分2有了能够减小冲击力的适当的挠性，同时相对施加在车辆的纵向方向中的冲击力保持足够的强度，而对抗扭转力矩的强度也通过加强肋6得以加强。
在显示了所述支架1的第二示例的图3中，切口部分2被形成具有侧向翻转的具有字母“U”形的形状，其垂直方向中的宽度在从箭头Y的方向中观察时的深度方向中是均匀的，即，宽度B1和B2在深度方向中几乎相同。
通过这样形成切口部分2，在连接板部分5中的切口部分2的区域变大，并且通过冲击力在沿着连接板部分5的切口部分2的周围进一步变形，来自前部下行保护装置12的冲击载荷的较大部分可以在连接板部分5的切口部分2和保护装置侧凸缘部分4之间被吸收。
进而，通过将切口部分2的下表面2c形成为光滑的圆弧形表面，避免了冲撞时所发生的应力集中。
在第二个示例中，连接板部分5被形成使得在朝向车身侧凸缘部分3的向后和向上的部分5a中的厚度t1宽于靠近保护装置侧凸缘部分4的侧面中的部分5b的厚度t2。
通过这样形成连接板部件5，靠近保护装置侧凸缘部分4和邻接连接部分5的切口部分2的部分的厚度t2比靠近车身侧凸缘部分3的部分的厚度t1要薄，这样更薄部分的挠性通过更薄部分和切口部分的协同作用而增加，较大部分的冲击载荷可以通过更薄的部分来吸收。
在第二示例中，连接板部分5可以是从切口部分2的下表面的向下延伸的部分中的厚度被减小，另外的部分的厚度是均匀的，如图3(A)中所示。
除了上述区别之外支架的第二示例的结构与图2中所显示的第一示例的结构相同，相同的部件部分可以通过相同的附图标记来指示。
在显示了所述支架1的第三示例的图4中，缺口部分8被形成在更靠近保护装置侧凸缘部分4的切口部分2的下表面2c上以进一步通过冲击力而对连接板部分5进行变形。
使用这种结构，连接板部分5的切口部分2的下表面2c上的缺口8的附近中发生进一步变形，最大的冲击力进一步减小，较大部分的冲击载荷可以在连接板部分5的缺口部分8的附近中被吸收。
除了上述区别之外支架的第二示例的结构与图2所示的第一示例相同，并且相同的组成部分通过相同的数字标识来指示。
根据上面所描述的示例，用于将前部下行保护装置12连接到车身框架100的支架1的结构是这样的朝向车辆前部开口的切口部分2被形成在连接板部分5中，所述连接板部分5连接车身侧凸缘部分3和保护装置侧凸缘部分4，这样支架1的变形容易性提高，即，由于切口部分2的存在支架1对来自前部下行保护装置12的力更加容易变形。因此，冲击力，特别是在碰撞初期由于客车200的前部的撞击的来自前部下行保护装置12而产生的巨大的冲击力通过支架吸收。换言之，通过确定适当的切口部分2的形状和尺寸就能够获得所需的挠性。
图6是实验结果，其中曲线A代表了采用图3所示的第二个示例中的支架1来自前部下行保护装置12的反作用力，曲线B表示采用现有技术中的支架时的情况。从图中可以看出，采用本发明时，反作用力A比采用现有技术时的反作用力减小ΔF，这个幅度大概是32％。
根据本发明，提供了一种冲击力吸收结构，它有足够的强度和适当的挠性，通过其，通过支架1传递到车身框架100的冲击力以及框架1至车身框架100的连接部分附近中的应力集中可以被减轻，靠近连接板部分5的附近的断裂可以被防止。
此外，通过形成切口部分2使得支架1通过外力的变形的容易性，即支架的挠性增加，通过来自前部下行保护装置12的冲击力所引起的连接板部分5的反作用力减小，结果由于过大的反作用力没有作用在前部下行保护装置上，所以避免了前部下行保护装置的断裂。
同样，由于车身侧凸缘部分3、车身框架100和加强杆103被固定在一起，固定部分的刚性增加，通过冲击力的变形减小，结果施加到螺栓上的力被分散到多个螺栓13上，由于过大的载荷并没有施加在螺栓上，从而避免了螺栓断裂。
前面虽然仅对连接于侧向横杆前端的前部下行保护装置做了解释，但是本发明也可应用于支撑前保险杠，后保险杠等的支架上，以避免被撞的汽车撞入大型汽车之下。
权利要求
1.一种车辆冲击吸收结构，在车辆的车身框架的前端或者后端设有保护装置，所述保护装置用于当所述车辆与相对车辆碰撞时承受冲击力，其特征在于所述支架具有用于连接到所述车身框架的车身框架连接部分；用于连接到所述保护装置的保护装置连接部分；以及连接板部分，用于连接所述车身框架连接部分和保护装置连接部分，所述连接板部分沿所述车辆的垂直和纵向方向延伸；以及其中所述连接板部分具有朝向车辆的前部或者后部开口的切口部分，以及所述保护装置连接部分的安置位置低于所述切口部分的位置。
2.如权利要求1所述的冲击吸收结构，其特征在于，所述连接板部分被构造为靠近所述车身连接部分侧的厚度大于靠近保护装置连接部分侧的厚度。
3.如权利要求1所述的冲击吸收结构，其特征在于，所述连接板部分沿着边缘具有加强肋。
4.如权利要求1所述的冲击吸收结构，其特征在于，所述切口部分被形成为沿车辆的垂直方向的宽度沿深度方向连续变化，这样宽度在开口部分最大，在底部部分最小。
5.如权利要求1所述的冲击吸收结构，其特征在于，所述切口部分被形成为具有大体侧向翻转的字母“U”的形状，当从车辆的宽度方向观察时沿垂直方向的宽度几乎均匀一致。
6.如权利要求1所述的冲击吸收结构，其特征在于，所述切口部分被形成为缺口部分被形成在更靠近保护装置连接部分的切口部分的下表面上并用于促进冲击力引起的连接板部分的变形。
全文摘要
本冲击吸收结构具有一个保护装置，该保护装置包括通过支架连接到车身框架的前部下行保护装置，所述结构有足够的强度来对抗冲击力，并且具有挠性来削弱冲击，从而能够避免冲击所产生的断裂。所述结构在车辆的车身框架(100)的前端或者后端上设有保护装置(12)用于当与相对的车辆(200)相撞时接收冲击力，其中所述支架(1)包括车身连接部分(3)，用以连接到车身框架(100)；保护装置连接部分(4)，用以连接到保护装置(12)；以及用以连接车身框架连接部分(3)和保护装置连接部分(4)的连接板部分(5)，连接板部分(5)沿汽车垂直和纵向延伸；并且其中连接板部分(5)包括朝向车辆的之前或者之后开口的切口部分(2)，并且保护装置连接部分(4)的安置位置低于所述切口部分(2)的位置。
文档编号B60R19/34GK1626395SQ20041001044
公开日2005年6月15日 申请日期2004年10月28日 优先权日2003年10月28日
发明者西浦友子, 小岛章裕, 青山公彦 申请人:三菱扶桑卡客车株式会社