汽车的碰撞缓冲装置的制作方法

本发明属于汽车零部件领域，涉及一种汽车的碰撞缓冲装置。

背景技术：

在众多交通事故中，存在一种最致命的：大车发生侧翻，将在其一侧行驶的小轿车从车顶开始往下挤压，这种交通事故，往往会造成小轿车内的人员死亡。

造成上述高死亡率的其中一个原因是：现有的小轿车并没有在顶部设置特定的缓冲机构，只是通过车体钢板的强度来缓冲受到的碰撞，由于钢板缓冲的碰撞力较少，导致大部分碰撞力传递到车体内并直接作用在车内人员上，在较强的冲击下，人体损伤严重容易死亡。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种汽车车顶的碰撞缓冲装置，解决的技术问题是如何加强汽车的安全性能。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：汽车的碰撞缓冲装置，汽车包括车体，车体的顶部设有用于安装天窗的窗口，其特征在于，本碰撞缓冲装置包括设于车体顶部的支撑块，支撑块呈长块状且长度沿车体的左右方向延伸，支撑块有两块且沿车体的前后方向分布，所述的窗口位于两支撑块之间，支撑块的纵截面呈L形，且支撑块包括沿竖直方向设置的支撑部一和沿水平方向设置的支撑部二，所述的车体的顶壁上开设有凹槽，凹槽有两 个且位置分别与两支撑块正对，每个凹槽内均设有电机，两电机分别通过丝杆螺母传动副与两支撑部二相连以驱动支撑块上下移动，当支撑块下移时其能与车体顶壁相抵并将对应的凹槽的槽口封闭，两所述的支撑块之间设有具有封闭内腔的缓冲箱，缓冲箱的前后侧壁分别与两支撑块贴靠，缓冲箱与天窗正对，且该缓冲箱的底壁能与车体的顶壁贴靠，两所述的支撑块均与缓冲箱固定，所述的缓冲箱内固定有将上述的封闭内腔隔成相互独立的上腔和下腔的隔板，缓冲箱上固定有能往上腔内充入气体的充气嘴，所述的下腔内设有多根第一弹簧，且第一弹簧的两端分别与缓冲箱的内底壁和隔板相抵。

安装时，通过充气嘴向上腔内充入气体，作为缓冲介质；电机由汽车内部的供电系统供电，并通过控制器控制电机的启闭以及正反转。

正常使用时，支撑块与车体顶壁相抵以将凹槽的槽口封闭，缓冲箱的底壁与车体的顶壁贴靠。当需要开启天窗以加大车体内部的散热效果时，开启电机并使电机主轴正转，通过丝杆螺母传动副带动支撑块上移，从而驱动缓冲箱上移以使缓冲箱与车体顶壁之间产生间隙，此时，打开天窗并利用上述的间隙进行换气，以增强车体内部的散热效果。关闭天窗后，控制电机主轴反正，并利用丝杆螺母传动副带动缓冲箱和支撑块复位。在实际加工时，可以通过程序将天窗和电机联动起来，即天窗开启时，电机会自动启动并正转，当天窗完全打开时，电机停止转动；当天窗关闭时，电机自动启动并反转，当天窗完全关闭后，电机停止转动。上述的过程对编程人员来说是一件很简单的事情，很容易办到的，且采用上述的设计，可以有效提高整个碰撞缓冲装置的操作方便性。

通过在上腔内填充气体以及在下腔内设置多根且两端分别与隔板和缓冲箱的内底壁相抵的第一弹簧，以形成两道用于缓冲碰 撞力的防线，从而有效降低碰撞力传递到车体内部的量，这样便可有效提高汽车整体的安全性能；同时，由于是在缓冲箱内填充气体来形成第一道防线的，空气本身的重量是可以忽略不计的，这样便可降低整个碰撞缓冲装置的重量，来降低汽车的油耗。

在上述的汽车的碰撞缓冲装置中，所述的缓冲箱由顶部敞口、底部封闭的壳体和固定在壳体顶部并将壳体的顶部敞口封闭的密封板组成，所述的壳体呈圆桶状，密封板呈圆板状，所述的壳体的内侧壁上具有呈圆环状的连接座，所述的隔板由呈圆形的板体和贴靠并固定在板体的下端面上的环状密封垫一组成，板体、密封垫一以及连接座这三者的中心轴线共线，且密封垫一的下端面与连接座的上端面贴靠，所述的板体通过若干根螺丝与连接座固定。

通过在壳体的内侧壁上设置连接座，对板体起到较好的定位作用，方便后续板体的安装，从而提高整个缓冲座的安装；在密封垫一的作用下，使板体和连接座之间的连接保持较为可靠的密封，以稳定地将上腔和下腔隔开，这样便可有效避免在受到碰撞时处于上腔内的气体跑到下腔内，使位于上腔内的气体起到较强的缓冲效果，以提高汽车的安全性能。

在上述的汽车的碰撞缓冲装置中，所述的壳体的内底壁上具有呈柱状凸出的定位部，定位部的数量与第一弹簧相同且位置一一对应，每根第一弹簧均套在对应的定位部上。

在定位部的作用下，既对第一弹簧起到定位的作用，来进一步提高缓冲箱组装的方便性，又对第一弹簧作压缩运动起导向作用，使第一弹簧始终朝一个方向形变，来提高吸收缓冲力的能力，以进一步提高汽车的安全性。

在上述的汽车的碰撞缓冲装置中，所述的上腔内设有多根第二弹簧，且第二弹簧的两端分别与板体和密封板相抵。

通过设置第二弹簧，既可以提高本装置的缓冲效果，来进一 步加强汽车的安全性能；同时，由于第二弹簧是设置在上腔内的，这样便可加强上述的第一道防线的缓冲能力，以减少整个装置受到小碰撞时的损伤。

在上述的汽车的碰撞缓冲装置中，所述的板体的上端面上具有呈柱状凸出的限位部，限位部的数量与第二弹簧相同且位置一一对应，每根第二弹簧均套在对应的限位部上。

在限位部的作用下，既对第二弹簧起到定位的作用，来进一步提高缓冲箱组装的方便性，又对第二弹簧作压缩运动起导向作用，使第二弹簧始终朝一个方向形变，来提高吸收缓冲力的能力，以进一步提高汽车的安全性。

在上述的汽车的碰撞缓冲装置中，所述的密封板包括呈圆形的基板和呈圆桶状的密封罩，密封罩套在基板上且两者通过焊接的方式固定在一起，所述的密封板通过基板的下端面与壳体的顶壁贴靠的方式将壳体的顶部敞口封闭，所述的基板上设有环形密封槽，环形密封槽内设有环形密封垫二，且环形密封垫二的两端面分别与所述的壳体的顶壁和环形密封槽的底壁相抵，所述的密封罩内设有第三弹簧，且第三弹簧的两端分别与基板和密封罩的内壁相抵。

通过在密封板内部设置第三弹簧，构成新的第一防线，这样既可以提高本装置的缓冲效果，来进一步加强汽车的安全性能，又可以进一步降低整个装置受到小碰撞时的损伤。

在上述的汽车的碰撞缓冲装置中，所述的基板的上端面上具有呈柱状凸出的套设部，套设部的数量与第三弹簧相同且位置一一对应，所述的第三弹簧套在对应的套设部上。

在上述的汽车的碰撞缓冲装置中，所述的丝杆螺母传动副包括竖直设置在凹槽内的丝杆和螺接在丝杆上的螺母，丝杆的下端通过第一轴承与凹槽的底壁轴向固定，所述的支撑部二的下侧面的中部具有呈筒状凸出的连接部，连接部套在螺母上，连接部和 螺母之间设有第二轴承，第二轴承的内圈与螺母固定，且该第二轴承的外圈与连接部固定，位于同一凹槽内的丝杆和电机沿支撑块的长度方向分布，且电机通过传动机构能驱动丝杆转动。

具体工作过程如下：电机驱动丝杆转动，以转化螺母以旋转的方式上下移动，由于螺母是通过第二轴承与连接部配合的，这样支撑块便只能上下平移，而不会转动，从而稳定地驱动缓冲箱上平移。

通过设置电机和丝杆沿支撑块的长度方向分布，这样便可降低起驱动支撑块移动的组件整体的高度，这样便可在实际加工时降低凹槽的深度，来减少对车身的损伤，提高车身的抗压能力，以进一步加强汽车的安全性能。

在上述的汽车的碰撞缓冲装置中，所述的传动机构包括设于电机主轴上的主齿轮和设于丝杆上的副齿轮，且主齿轮和副齿轮啮合。

电机通过齿轮传动的方式驱动丝杆转动，既具有工作稳定性高的优点，又可以减少电机和丝杆之间的距离，这样便可减少凹槽的长度，来进一步降低对车身的损伤，来加强汽车的安全性能。

作为另一种方案，在上述的汽车的碰撞缓冲装置中，所述的传动机构包括设于电机主轴上的主动轮和设于丝杆上的从动轮，且主动轮和从动轮通过同步带相连。

在上述的汽车的碰撞缓冲装置中，所述的车体的顶壁上设有呈环状的定位槽，定位槽有两个且位置分别与两支撑块正对，位于同一侧的定位槽和凹槽这两者的中心轴线共线，每个所述的定位槽内均设有呈环状的橡胶垫，且橡胶垫的两端面分别与定位槽的底壁和支撑部二的下侧面相抵。

在橡胶垫的作用下，以加强支撑块将凹槽的槽口封闭的稳定性，从而有效避免灰尘等杂质在电机未工作时进入到凹槽内，来提高电机带动丝杆转动的稳定性以及电机的寿命。

与现有技术相比，本汽车的碰撞缓冲装置具有以下优点：

1、通过在上腔内填充气体以及在下腔内设置多根且两端分别与隔板和缓冲箱的内底壁相抵的第一弹簧，以形成两道用于缓冲碰撞力的防线，从而有效降低碰撞力传递到车体内部的量，这样便可有效提高汽车整体的安全性能；同时，由于是在缓冲箱内填充气体来形成第一道防线的，空气本身的重量是可以忽略不计的，这样便可降低整个碰撞缓冲装置的重量，来降低汽车的油耗。

2、通过设置第二弹簧，既可以提高本装置的缓冲效果，来进一步加强汽车的安全性能；同时，由于第二弹簧是设置在上腔内的，这样便可加强上述的第一道防线的缓冲能力，以减少整个装置受到小碰撞时的损伤。

3、通过在密封板内部设置第三弹簧，构成新的第一防线，这样既可以提高本装置的缓冲效果，来进一步加强汽车的安全性能，又可以进一步降低整个装置受到小碰撞时的损伤。

4、通过设置电机和丝杆沿支撑块的长度方向分布，这样便可降低起驱动支撑块移动的组件整体的高度，这样便可在实际加工时降低凹槽的深度，来减少对车身的损伤，提高车身的抗压能力，以进一步加强汽车的安全性能。

附图说明

图1是本汽车的碰撞缓冲装置的俯视结构示意图。

图2是本汽车的碰撞缓冲装置的剖视结构示意图。

图3是图2中A处的放大结构示意图。

图4是图2中B处的放大结构示意图。

图5是图2中C处的放大结构示意图。

图6是电机和丝杆的连接结构示意图。

图中，1、车体；1a、窗口；1b、凹槽；2、天窗；3、支撑块；3a、支撑部一；3b、支撑部二；3c、连接部；4、缓冲箱；4a、上 腔；4b、下腔；4c、壳体；4c1、连接座；4c2、定位部；4d、密封板；4d1、基板；4d1a、套设部；4d2、密封罩；4d3、第三弹簧；5、第一弹簧；6、第二弹簧；7、隔板；7a、板体；7a1、限位部；7b、密封垫一；8、电机；9、丝杆；10、螺母；11、第一轴承；12、第二轴承；13、主齿轮；14、副齿轮；15、橡胶垫；16、环形密封垫二；17、充气嘴。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图1和图2所示，在本汽车的碰撞缓冲装置中，汽车包括车体1，且该车体1的顶部的中心处设有用于安装天窗2的窗口1a。如图2至图6所示，本碰撞缓冲装置由支撑块3、缓冲箱4、第一弹簧5、第二弹簧6、隔板7、电机8、丝杆螺母传动副等组成。

具体来说，支撑块3有两块且均设置在车体1的顶部。两支撑块3沿车体1的前后方向分布，且上述的窗口1a位于两支撑块3之间。如图1和图2所示，支撑块3呈长块状且其长度沿车体1的左右方向延伸。每块支撑块3的纵截面均呈L形，支撑块3包括沿竖直方向设置的支撑部一3a和沿水平方向设置的支撑部二3b，且支撑部一3a和支撑部二3b为一体式结构。

如图2所示，车顶的顶壁上开设有凹槽1b，凹槽1b有两个且分别与两支撑块3正对。在本实施例中，凹槽1b呈条状且其长度延伸方向与支撑块3的长度延伸方向相一致。每个凹槽1b内均设有电机8，在实际安装时，电机8通过电机8座(未图示)固定在凹槽1b内。两电机8分别通过丝杆螺母传动副与两支撑部二3b相连，以驱动两支撑块3同时上下移动，且当支撑块3下移时， 其上的支撑部二3b能与车体1顶壁相抵并将对应的凹槽1b的槽口封闭。具体来说，如图5和图6所示，丝杆螺母传动副包括竖直设置在凹槽1b内的丝杆9和螺接在丝杆9上的螺母10。其中，丝杆9的下端通过第一轴承11与凹槽1b的底壁轴向固定，即此时，第一轴承11的内圈与丝杆9固定，第一轴承11的外圈与车体1固定，以稳定实现丝杆9的周向转动。支撑部二3b的下侧面的中部具有呈筒状凸出的连接部3c，且连接部3c套在螺母10上。连接部3c和螺母10之间设有第二轴承12，第二轴承12的内圈与螺母10固定，且该第二轴承12的外圈与连接部3c固定，以实现连接部3c和螺母10轴向固定。在本实施例中，第二轴承12的内圈通过过盈配合的方式与丝杆9固定，且第二轴承12的外圈通过过盈配合的方式与连接部3c固定。如图6所示，位于同一凹槽1b内的丝杆9和电机8沿支撑块3的长度方向分布，且电机8通过传动机构能驱动丝杆9转动。在本实施例中，传动机构包括设于电机8主轴上的主齿轮13和设于丝杆9上的副齿轮14，且主齿轮13和副齿轮14啮合。电机8通过齿轮传动的方式驱动丝杆9转动，既具有工作稳定性高的优点，又可以减少电机8和丝杆9之间的距离，这样便可减少凹槽1b的长度，来降低对车身的损伤，来加强汽车的安全性能。

进一步说明，如图6所示，车体1的顶壁上设有呈条形环状的定位槽，定位槽有两个且位置分别与两支撑块3正对。位于同一侧的定位槽和凹槽1b这两者的中心轴线共线。每个定位槽内均设有呈环状的橡胶垫15，且橡胶垫15的两端面分别与定位槽的底壁和支撑部二3b的下侧面相抵。在橡胶垫15的作用下，以加强支撑块3将凹槽1b的槽口封闭的稳定性。

如图1和图2所示，缓冲箱4设置在两支撑块3之间并与窗口1a正对。实际产品中，缓冲箱4呈长方体且其长度延伸方向与车体1的前后方向相一致。缓冲箱4的长度与两支撑块3的距离 相等，即此时，缓冲箱4的前后侧壁分别与两支撑块3贴靠；缓冲箱4的宽度略小于车体1的宽度；当支撑块3与车体1的顶壁相抵时，缓冲箱4的底壁也与车体1的顶壁贴靠。两支撑块3均与缓冲箱4固定，以将缓冲箱4稳定地限位。在本实施例中，优选支撑块3通过螺栓与缓冲箱4固定；自然，支撑块3通过焊接的方式与缓冲箱4固定也是可以的。

进一步说明，缓冲箱4具有封闭内腔，且其内部固定有将上述的封闭内腔隔成相互独立的上腔4a和下腔4b的隔板7。具体来说，缓冲箱4由壳体4c和密封板4d组成。其中，壳体4c呈圆桶状，该壳体4c的顶部敞口、底部封闭，且壳体4c的底壁能与车体1的顶壁相抵。密封板4d呈圆板状且其中心轴线与壳体4c的中心轴线共线。

如图2和图3所示，密封板4d包括呈圆形的基板4d1、呈圆桶状的密封罩4d2和设于密封罩4d2内的第三弹簧4d3。其中，密封罩4d2套在基板4d1上且两者通过焊接的方式固定在一起，基板4d1通过焊接的方式与壳体4c固定。基板4d1的下端面与壳体4c的顶壁贴靠，且此时，基板4d1将壳体4c的顶部敞口封闭。第三弹簧4d3有多根，且每根第三弹簧4d3的两端均分别与基板4d1和密封罩4d2的内壁相抵，以使密封板4d具备较好的缓冲性能。进一步优化，基板4d1的下端面上设有环形密封槽，环形密封槽内设有环形密封垫二16，且环形密封垫二16的两端面分别与壳体4c的顶壁和环形密封槽的底壁相抵，以加强将壳体4c的顶部敞口封闭的稳定性；基板4d1的上端面上具有呈柱状凸出的套设部4d1a，套设部4d1a的数量与第三弹簧4d3相同且位置一一对应，第三弹簧4d3套在对应的套设部4d1a上，以对第三弹簧4d3起到较好的限位作用。

如图4所示，壳体4c的内侧壁上具有呈圆环状的连接座4c1，连接座4c1和壳体4c同轴且两者为一体式结构。隔板7由呈圆形 的板体7a和贴靠并固定在板体7a的下端面上的环状密封垫一7b组成，且板体7a、密封垫一7b以及连接座4c1这三者的中心轴线共线。其中，板体7a通过若干根螺丝与连接座4c1固定；密封垫一7b的下端面与连接座4c1的上端面贴靠，以加强将上腔4a和下腔4b隔开的稳定性。

缓冲箱4上固定有能往上腔4a内充入气体的充气嘴17，具体来说，缓冲箱4的侧壁上贯穿有螺纹孔，充气嘴17上具有呈管状的连接部3c，且连接部3c螺接在螺纹孔内。上腔4a内设有多根第二弹簧6，且第二弹簧6的两端分别与板体7a和基板4d1相抵；下腔4b内设有多根第一弹簧5，且第一弹簧5的两端分别与缓冲箱4的内底壁和隔板7相抵。进一步说明，壳体4c的内底壁上具有呈柱状凸出的定位部4c2，定位部4c2的数量与第一弹簧5相同且位置一一对应，每根第一弹簧5均套在对应的定位部4c2上；板体7a的上端面上具有呈柱状凸出的限位部7a1，限位部7a1的数量与第二弹簧6相同且位置一一对应，每根第二弹簧6均套在对应的限位部7a1上。

安装时，通过充气嘴17向上腔4a内充入气体，作为缓冲介质；电机8由汽车内部的供电系统供电，并通过控制器控制电机8的启闭以及正反转。正常使用时，支撑块3与车体1顶壁相抵以将凹槽1b的槽口封闭，缓冲箱4的底壁与车体1的顶壁贴靠。当需要开启天窗2以加大车体1内部的散热效果时，开启电机8并使电机8主轴正转，通过丝杆螺母传动副带动支撑块3上移，从而驱动缓冲箱4上移以使缓冲箱4与车体1顶壁之间产生间隙，此时，打开天窗2并利用上述的间隙进行换气，以增强车体1内部的散热效果。关闭天窗2后，控制电机8主轴反正，并利用丝杆螺母传动副带动缓冲箱4和支撑块3复位。在实际加工时，可以通过程序将天窗2和电机8联动起来，即天窗2开启时，电机8会自动启动并正转，当天窗2完全打开时，电机8停止转动； 当天窗2关闭时，电机8自动启动并反转，当天窗2完全关闭后，电机8停止转动。上述的过程对编程人员来说是一件很简单的事情，很容易办到的，且采用上述的设计，可以有效提高整个碰撞缓冲装置的操作方便性。

实施例二

本实施例二同实施例一的结构及原理基本相同，不一样的地方在于：传动机构包括设于电机8主轴上的主动轮和设于丝杆9上的从动轮，且主动轮和从动轮通过同步带相连。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。