用于车辆的可松脱的通道支架的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于可松脱地连接车辆的第一侧板与第二侧板的可松脱的通道支架。该支架的一端或者两端包括接受紧固件的孔。该孔具有圆形部分和从圆形部分延伸的长槽。圆形部分能够允许台肩螺栓紧固件的头部在此穿过。长槽由一对相对的壁限定。台肩螺栓紧固件的台肩能在相对的壁之间穿过。在侧面碰撞事件中，通道支架被推向车辆内部并且螺栓通过长槽滑入圆形部分，在此通道支架被允许从它附接的位置松脱。通道支架提供了最大的扭转刚性，同时在其松脱前仅能经受最小量的侧向力，并且因此在侧面撞击事件中最小化局部挠曲。
【专利说明】用于车辆的可松脱的通道支架
【技术领域】
[0001]本发明总体上涉及车身构造，更具体地，本发明涉及一种通道支架(tunnelbrace)，该通道支架在正常情况下提供所需的扭转刚性，但在侧面碰撞时可松脱以减少局部挠曲。
【背景技术】
[0002]大多数类型的车身结构包括在中央形成的通道或者通路，该通道或通路通常沿着车辆的长轴从车辆的防火隔板向后延伸到第二组或排座位之后的位置。不同的组件，例如变速器、驱动轴(就后轮驱动车辆而言)、或者导管可贯穿通道。
[0003]在现代车辆中典型地成为必需的部件的同时，通道不幸地过于频繁地在车辆内部的噪音、振动或者不平顺性(NVH)中的一种或多种的增长中起作用。为了减少NVH，通道支架普遍被提供在邻近通道的相对的底板之间，以使通道支架设置为垂直于车辆的长轴。
[0004]图1中的10总体上表示了根据当前设计的一种典型的通道支架配置。通道支架配置10包括通道支架12，该通道支架用于桥接由通道14界定的间隙。如在本【技术领域】已知的那样，通道14是在第一底板16和第二底板18之间形成。通道支架12 —端附接到第一底板16且另一端附接到第二底板18。第一支承横梁20被整体地附接到第一底板16而第二支承横梁22被整体地附接到第二底板18。
[0005]通道支架12通过若干个螺母和螺栓紧固件或者通过焊接被固定到第一底板16和第二底板18。图2是表示具有两个用于接受常规螺栓(未示出)的紧固孔24、24’的一种已知的通道支架12的示例的仰视图。
[0006]通道支架的添加导致增加的扭转刚性和NVH随之的减少。虽然在车辆NVH的减少上总体上提供了一种令人满意的结果，通道支架的加入向设计者引入了另一个挑战，其在侧面碰撞事件中是一个可能的负面影响。由于车辆通道支架的主要目的是提高车辆扭转刚性和由此减少NVH，通道支架上的反作用力是垂直的而作用在通道支架的侧面碰撞力是横向的。
[0007]在发生侧冲击碰撞时，底板和其支承结构的局部挠曲是常见的结果。此种局部挠曲常常转化为对乘员的伤害。关于图1中的现有技术配置，其显示了侧面撞击后对通道支架配置10产生的影响。在此图中，第二底板18变得弯曲并且横向支承构件22变得扭曲，主要是因为总体上保持完好的通道支架22的回弹力。因此由侧面碰撞引起的损害被保持在局部。由于局部损害，伤害往往传递给乘员。具体地，由于通过传统的通道支架而增加了刚性，车辆通道没有有效地的变形，因此，车辆的大部分挠曲发生在撞击侧。车辆结构的额外局部挤压导致在撞击侧的门饰板与乘员剧烈的接触，从而危及乘员的安全。
[0008]涉及机动车辆的侧面碰撞事件典型地包括强加到车身两侧的动态负荷。侧面碰撞事件在车身的结构构件上施加高负荷。许多小型或者中型车辆具有可以在撞击车辆的保险杠下通过的低摇臂高度(rocker height),这导致高的门速度,该事实使得该情形更为复杂。[0009]通常碰撞车辆侧面的两类物体是已知的。第一类包括其他车辆(包括其他汽车、卡车和其他运动物体)和第二类包括杆和杆状物体(poles and pole-like objects),例如电话线杆、路标、以及树。前一类的物体通常比后一类的物体宽，并且因此由杆或者杆状物引起的局部损坏可能比车辆引起的局部损坏产生更严重的局部危害。
[0010]因此车辆通道支架可能对侧面或者斜杆碰撞中的乘员伤害发挥作用。汽车行业意识到这种情形并且已经因此建立了标准(美国的FMVSS214和欧洲的ECE95)，这些标准具体说明对于杆或者杆状车辆撞击的安全要求。为了更有效地满足和超过这样的要求，需要提供一种对目前使用的通道支架的替代配置。
[0011]因此，正如在车辆技术的诸多领域中一样，在通道支架设计的领域尚存在替代配置的空间。
【发明内容】
[0012]本发明提供一种可松脱的通道支架，该通道支架通过提供一种赋予强大的车辆扭转刚性同时在侧面碰撞事件中减少局部挠曲的支架来克服已知通道支架配置的局限性。
[0013]车辆的通道典型地在两个间隔开的侧板之间形成。本发明的通道支架可松脱地将侧板中的一个连接到另一个。
[0014]本发明的通道支架包括具有第一端和第二端的本体。这两端或其中一端包括在其上形成的接受紧固件的孔。该接受紧固件的孔具有实质上圆形部分和长槽。该长槽与支架的长轴平行并从实质上圆形部分延伸。
[0015]配置该接受紧固件的孔的实质上圆形部分以使其允许台肩螺栓紧固件的头部由此穿过。该接受紧固件的孔的长槽被一对相对的壁界定。配置该长槽以使其允许台肩螺栓紧固件的台肩在该对相对的壁之间穿过。
[0016]该通道支架可通过机械紧固附接到两个侧板，或者通过机械紧固附接到一个侧板并通过焊接附接到另一个侧板。作为进一步地选择，该通道支架可与侧板中的一个形成为整体。
[0017]本发明的通道支架在其通常位置提供车辆的扭转刚性并由此在减少NVH上是有效的。然而，在侧面碰撞事件中，通道支架被推向车辆内部并且台肩螺栓紧固件的台肩穿过长槽并进入圆形部分，在此螺栓紧固件的头部穿过实质上圆形部分，且因此通道支架被允许从它附接的位置松脱。因此，本发明的通道支架提供了最大的扭转刚性，同时在其松脱前仅能经受最小量的侧向力，并且因此在侧面碰撞事件中最小化局部挠曲。
[0018]当根据优选实施例的详细说明同时结合附图以及所附权利要求来考察时，本发明的其它优点及特征会变得显而易见。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]为了更全面地理解本发明，现在应当参考在附图中详细示出并在以下以示例的方式阐述的本发明的实施例，其中:
[0020]图1是表示根据已知技术用于机动车辆的通道支架配置的透视图；
[0021]图2是表示根据已知技术通道支架的仰视图；
[0022]图3是表示用于根据本发明的通道支架配置的配置的底面透视图；[0023]图4是表示根据本发明通道支架的仰视图；
[0024]图5为示出了细长螺栓孔的图4中的通道支架末端的全貌图；
[0025]图6为与图5相似的视图,但表不在侧面碰撞事件之后相通道支架相对于螺栓的位置；
[0026]图7是表示侧面碰撞后根据本发明的用于机动车辆的通道支架配置的透视图；以及
[0027]图8是阐明对比涉及现有技术通道支架配置的侧碰撞事件和涉及本发明的通道支架配置的侧碰撞事件中乘员的上胸廓的挠曲随着时间变化的曲线图。
【具体实施方式】
[0028]在附图中，相同的参考标记用于指示相同的组件。在以下的描述中，为一构建的实施例描述了不同的操作参数和组件。这些具体的参数和组件被包括作为示例而不意味着限制。
[0029]图3是表示根据本发明的通道桥接配置的底面透视图，总体上如50所示。需要了解的是如图所示的通道桥接配置50仅仅是说明性的，并且在不脱离本发明的精神和范围的情况下，该配置的其他变体是可能的。
[0030]通道桥接配置50包括根据本发明的通道支架52。通道支架52延伸跨过第一底板16和第二底板18之间的车辆通道14。通道支架52的一端附接到第一或第二底板,分别为16和18中的一个或者另一个。通道支架52的第一端的附接通过常规的机械紧固或者通过焊接完成。作为进一步的选择，通道支架52可与第一底板16或者第二底板18中的一个或另一个形成整体。如在本领域中已知的那样，第一支承横梁20被整体地附接到第一底板16而第二支承横梁22被整体地附接到第二底板18。
[0031]通道支架52的另一端以可松脱的方式被附接到第一或第二底板，分别为16和18中的另外一个，以便在侧面撞击事件中可松脱的附接端可与其支承位置分开。这种配置可由通道支架52得以实现，通道支架52被配置为使其具有可松脱地附接到机械紧固件的至
少一端。
[0032]图4至图6是表示根据本发明的通道支架52。通道支架52包括第一端54和第二端56。常规的螺栓孔58在第一端54形成。提供螺栓孔58以用于将通道支架52连接至第一或第二底板16和18中的一个或者另一个。像螺栓(未示出)这样的常规紧固件被优选用作此连接。在第一端54，可提供多于一个的螺栓孔58。
[0033]长形螺栓孔60形成在通道支架52的第二端56。长形螺栓孔60包括实质上圆形部分62和长槽64。长槽64从实质上圆形部分62延伸。可以在第二端56形成多于一个长形螺栓孔60。也可以在通道支架52的第一端54和第二端56都形成长形螺栓孔60。需要了解的是阐明的长形螺栓孔60的结构是示例性的，并且在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以做出某些变化。
[0034]长槽64由一对相对的壁66和66’限定。由相对的壁66和66’所限定的空间足够宽以允许穿过其间的螺栓紧固件的螺纹柄(未示出)的通过，但是又窄到不允许螺栓紧固件的头部在其间通过。然而，长形螺栓孔60的圆形部分62大到足以使螺栓紧固件的头部从其中通过。这种配置如图5所示。[0035]为将可松脱的通道支架52附接到车辆，安装工首先将台肩螺栓紧固件68(具有比螺纹部分宽因此被定义为台肩的柄部的类型)附接到，例如，第二底板18。安装工其次将可松脱的通道支架52的第二端56放置在附接的螺栓紧固件之上以便紧固件的头部穿过长形螺栓孔60的实质上圆形部分62。安装工然后移动可松脱的通道支架52以便螺栓紧固件的光滑柄在长槽64的两个相对壁66和66’之间经过。如图5是表不通道支架52的第二端56与被附接到图3和图7中的第二底板18的螺栓紧固件68的附接。
[0036]安装工然后使用常规的螺纹机械紧固件，典型的没有上述台肩的螺栓紧固件将通道支架52的第一端54附接到第一底板16。可松脱的通道支架52现在处于车辆上适当的位置。
[0037]需要了解的是上述描绘的配置和装配方法是示意性的且不意味着限制。提出的配置和装配方法可以改变为使用第一端54和第二端56都具有长槽的通道支架。另外，通道支架的一端可被焊接到底板，而通道支架的另一端通过之前描述的长槽螺栓紧固件配置被附接到相对的底板。作为进一步的可选择的配置，通道支架可形成为底板中的一个或者另一个的一部分且由此从其中延伸，并通过描述的长槽紧固件配置被可松脱地附接到相对的底板。此外，尽管通道支架52被示出为仅通过其端部54和56的每一个上的单个的紧固件附接到底板，在一端或者两端可使用更多数量的紧固件。
[0038]图7总体上阐述了在侧面碰撞事件期间本发明的可松脱的通道支架52的行为。此图是表示在侧面碰撞事件之后，根据本发明的用于机动车辆的通道支架配置50的透视图。如图所示，通道支架52的第二端56已从将其固定到第二底板56的台肩螺栓紧固件68松脱，从而减少第二底板56和，特别是第二支承横梁22的局部变形。
[0039]当然，所示的底板和支承横梁的配置仅仅是示意性的，且阐述用以表明使用根据本发明的可松脱的通道支架如何使局部变形达到最小。其他配置是可能的，但在具有本发明公开的可松脱的通道支架的情况下，则将在侧面碰撞事件中使局部变形同样最小化。
[0040]需要了解的是，当可松脱的通道支架的第二端56已从通常地将其附接到第二底板18的紧固件松脱的同时，有可能可松脱的通道支架52的相对端，第一端54同样已从通常地将其附接到第一底板16的紧固件松脱。作为对此种配置进一步的选择并为了证明本发明的灵活性和适应性，第一端54和第二端56有可能都从通常将其附接到第一底板16和第二底板18的紧固件分别松脱。
[0041]由于在侧碰事件中局部变形显著减少，由本发明可以获得几种优势。也许这些优势中最重要的是在侧碰事件中减少车辆乘员经受的撞击。这些结果被图8的曲线阐明并且包含至少一个合适的试验模型。沿着X轴表示时间(以毫秒为单位)而沿着Y轴表示受碰撞的乘员的胸廓上部的挠曲程度(以毫米为单位)。
[0042]图8中曲线图的虚线阐明在装备有现有技术已知的常规通道支架的车辆中的测试结果。如图所示在大约55毫秒时，乘员的挠曲达到约40毫米。
[0043]当涉及包含本发明的通道支架的车辆结构进行相同的侧面碰撞试验时，乘员的上胸廓上部的变形程度不是那么严重。具体地，图8中曲线图的实线阐明装配有根据本发明的通道支架的车辆的测试结果。如图所示，乘员的胸廓上部的最极端的挠曲被限制到约20毫米(在大约45毫秒)，与如前所述的现有技术配置的结果相比表明挠曲减小大约一半。
[0044]上述讨论公开并描述了本发明的示例性实施例。本【技术领域】的技术人员很容易从这些讨论、和附图以及权利要求中认识到，在不脱离通过以下权利要求所限定的本发明的实质精神和合理范围的情况下，可在其中做出各种改变、修改和变型。
【权利要求】
1.一种横跨机动车辆的底板结构的通道的通道支架，其特征在于，通道支架包含: 本体，其具有第一端、第二端和在所述第一端和所述第二端中的至少一端上形成的接受紧固件的孔，所述接受紧固件的孔具有实质上圆形部分和长槽，所述长槽从所述实质上圆形部分延伸。
2.根据权利要求1所述的通道支架，其特征在于，所述接受紧固件的孔的所述实质上圆形部分被配置为使其允许螺栓紧固件的头部在此穿过。
3.根据权利要求2所述的通道支架，其特征在于，所述接受紧固件的孔的所述长槽被一对相对的壁限定，且所述长槽被配置为使其允许螺栓紧固件的柄在所述一对相对的壁之间穿过。
4.根据权利要求3所述的通道支架，其特征在于，所述通道支架的所述本体具有长轴且所述长槽具有长轴，所述通道支架的所述本体的所述长轴和所述长槽的所述长轴是平行的。
5.根据权利要求1所述的通道支架，其特征在于，所述第一侧板为第一底板并且所述第二侧板为第二底板。
6.一种具有长轴的机动车辆，其特征在于:车辆包含: 包括底板结构的车身，底板结构包括第一侧板、第二侧板、以及总体上在所述第一和第二侧板之间形成的通道；和 总体上横穿所述通道连接所述第一侧板与所述第二侧板的通道支架，所述通道支架包括至少一个接受紧固件的孔，所述至少一个接受紧固件的孔包括长槽。
7.根据权利要求6所述的机动车辆，其特征在于，包括台肩螺栓紧固件并且其中所述通道支架包括附接端，所述台肩螺栓紧固件将所述通道支架固定到所述第一侧板和所述第二侧板中的一个或者另一个，所述至少一个接受紧固件的孔具有实质上圆形部分，所述长槽从所述实质上圆形部分延伸。
8.根据权利要求7所述的机动车辆，其特征在于，所述接受紧固件的孔的实质上圆形部分被配置为使其允许所述螺栓紧固件的头部在此穿过。
9.根据权利要求8所述的机动车辆，其特征在于，所述接受紧固件的孔的所述长槽由一对相对的壁限定，并且所述长槽被配置为使其允许所述螺栓紧固件的台肩在所述一对相对的壁之间穿过。
10.根据权利要求9所述的机动车辆，其特征在于，所述通道支架具有长轴并且所述长槽具有长轴，所述通道支架的所述长轴和所述长槽的所述长轴是平行的。
【文档编号】B62D25/20GK103569219SQ201310308954
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年7月22日 优先权日:2012年7月23日
【发明者】杨和平 申请人:福特全球技术公司