车辆和用于车辆的托架组件的制作方法

本发明涉及一种车辆和一种用于包括车身底部的车辆的托架组件。

背景技术：

许多车辆包括安装到车辆车身底部的托架或副机架。托架通常位于车辆前端的动力系统的下方。当负载施加到车辆时，托架用来吸收能量，包括振动和冲击。

托架可以通过螺栓安装到车身底部。螺栓被套管包围，且托架的箱体式接头焊接到套管。当负载施加到车辆时，螺栓维持托架和车身底部之间的连接。因此，螺栓不会剪切，且托架不会与具有这种设计的车身底部分离。

在其它设计中，托架可以通过螺栓安装到车身底部，且螺栓剪切以完全分离托架和车身底部。

在又一个设计中，中间支架将托架附接到车身底部。中间托架具有开口在托架一侧上的凹槽。销保持在凹槽中，且没有与凹槽的开口侧重叠的特征。当负载施加到车辆时，销在开口处从凹槽中移出以将托架与车身底部分离。

技术实现要素：

本发明提供一种用于包括车身底部的车辆的托架组件。托架组件包括托架主体，且该托架主体包括远离托架主体向外延伸到远端部分的凸缘。该远端部分包括具有至少一个侧边的平台。该平台限定与该侧边间隔开的孔。托架组件进一步包括紧固件，当托架主体处于第一位置时，该紧固件设置成穿过孔并与车身底部接合，用于将托架主体的凸缘附接到车身底部。该平台进一步限定与孔邻近的空隙，其中当托架主体处于第一位置时紧固件与空隙间隔开。该平台具有材料部分，其设置成邻近空隙以呈现释放路径。托架主体配置成从第一位置移动到第二位置，这通过当托架主体移动到第二位置时将紧固件移出孔、沿释放路径穿过空隙和材料部分且移出平台的侧边来将托架主体的凸缘与车身底部分离。

本发明还提供了一种包括车身底部和托架组件的车辆。托架组件包括托架主体，当托架主体处于第一位置时其通过紧固件附接到车身底部。托架组件进一步包括远离托架主体向外延伸到远端部分的凸缘。该远端部分包括具有至少一个侧边的平台。该平台限定与该侧边间隔开的孔，其中当托架主体处于第一位置时紧固件设置成穿过孔并固定到车身底部。该平台限定与孔邻近的空隙，其中当托架主体处于第一位置时紧固件与空隙间隔开。该平台具有材料部分，其设置成邻近空隙以呈现释放路径。托架主体配置成从第一位置移动到第二位置，这通过当托架主体移动到第二位置时将紧固件移出孔穿过空隙、沿释放路径穿过材料部分且移出平台的侧边来将托架主体的凸缘与车身底部分离。

详细描述和附图或图支持且描述本发明，但本发明的范围仅由权利要求限定。尽管已经详细描述了实施权利要求的最佳模式和其它实施例，但存在用于实践所附权利要求限定的本发明的各种替代设计和实施例。

附图说明

图1是处于第一位置的车身底部和托架组件的示意性局部截面图。

图2是处于第二位置的车身底部和托架组件的示意性局部截面图。

图3是托架主体的示意性透视图。

图4是限定邻接孔的多个空隙的平台的示意性透视图，其中空隙中的一个大于其它空隙。

图5是限定与孔邻接的多个空隙的平台的示意性透视图，其中空隙基本上是相同的。

图6是限定邻接孔的一个空隙的平台的示意性透视图。

图7是限定与孔间隔开的多个空隙的平台的示意性透视图。

图8是限定邻接孔的一个空隙并且限定与空隙和孔间隔开的凹口的平台的示意性透视图。

图9是从平台的第一侧边横向地延伸的延伸部的示意性透视图。

图10是从来自图2的圆形区域10截取的凸缘的示意性放大旋转俯视图。

具体实施方式

本领域普通技术人员将认识到，诸如“上方”、“下方”、“向上”、“上”、“向下”、“下”、“顶部”、“底部”、“左侧”、“右侧”、“向后”、“向前”等的方向参考描述性地用于图以辅助读者理解本发明，并且尤其不对位置、定向、本发明的使用或如由随附权利要求书限定的范围产生限制。另外，术语“基本上”可指条件、数量、值或尺寸等(其中的一些是在制造偏差或公差范围内)的轻微不精确或轻微偏差。

参考图，其中在若干个视图中相同数字指示相同或对应零件，车辆10和用于车辆10的托架组件12在图1中总体地示出。

如图1中所示，车辆10可包括车身底部14。托架组件12附接到车身底部14。具体地说，托架组件12包括附接到车身底部14的托架主体16。托架主体16可位于车辆10的动力系下方。因此，动力系可位于车身底部14与托架主体16之间。托架主体16可在车辆10的前端18或任何其它合适位置处附接到车身底部14。

参考图1至图3，托架主体16可在中间安装件接头位置20以及后安装件接头位置22和前安装件接头位置24中的至少一个处附接到车身底部14。如本文所使用的短语“……中的至少一个”应当被理解为包括非排他性逻辑“或”，即，后安装件接头位置22或前安装件接头位置24中的至少一个。因此，在某些实施例中，托架主体16可在后安装件接头位置22或前安装件接头位置24处附接到车身底部14。在其它实施例中，托架主体16可在后安装件接头位置22和前安装件接头位置24处附接到车身底部14。例如，如图1和图2中所示，托架主体16可在前安装件接头位置24、中间安装件接头位置20和后安装件接头位置22中附接到车身底部14。应当理解的是，托架主体16可在任何其它合适位置处附接到车身底部14。

如图2中所示，托架主体16可在安装件位置20、22、24中的一个中分离，并且只出于说明目的，图2示出中间安装件接头位置20处的分离。通常，当负载26(标识为图2中的箭头26)施加到车辆10时，托架主体16可吸收能量，包括振动和冲击。例如，负载26可施加到车辆10的前端18。图1示出施加负载26之前的托架主体16且图2示出施加负载26时的托架主体16。通常，当达到负载26的阈值幅值时，托架主体16至少部分变形。

参考图1和图3，托架组件12包括远离托架主体16向外延伸到远端部分30的凸缘28。在某些实施例中，此凸缘28在中间安装件接头位置20处向外延伸。因此，凸缘28可在中间安装件接头位置20处将托架主体16和车身底部14附接在一起。可选地，凸缘28可在其它位置(诸如例如，后安装件接头位置22和前安装件接头位置24等)处将托架主体16和车身底部14附接在一起。

远端部分30包括具有至少一个侧边34、36、38和40的平台32(参见图4至图9)。在某些实施例中，至少一个侧边34、36、38和40进一步限定为多个侧边34、36、38和40。因此，例如，多个侧边34、36、38和40可包括彼此相对的第一侧边34和第二侧边36。此外，在某些实施例中，多个侧边34、36、38和40可包括彼此相对的且设置成邻近第一侧边34和第二侧边36的第三侧边38和第四侧边40。平台32的第一侧边34可背离托架主体16。换句话说，第一侧边34通常可向外面向车辆10的驾驶员侧或乘客侧的其中一侧。平台32可具有任何合适数量的侧边34、36、38和40，并且平台32可为任何合适的构造，并且示例可包括方形、矩形、圆形等。

通常，托架主体16可由金属片形成。因此，凸缘28且由此平台32可由该金属片形成。金属片可为任何合适的量规并且将在下文进一步论述。

继续参考图4至图9，平台32限定与侧边34、36、38和40间隔开的孔42。当存在有一个以上的侧边34、36、38和40时，孔42与侧边34、36、38和40间隔开。因此，例如，孔42可与第一侧边34、第二侧边36、第三侧边38和第四侧边40间隔开。此外，孔42可设置在第一侧边34、第二侧边36、第三侧边38和第四侧边40之间。孔42通常可穿过平台32位于中央。

如图1所示，当托架主体16处于第一位置时，托架主体16通过紧固件44附接到车身底部14。通常，当处于第一位置时，凸缘28在中间安装件接头位置20处将托架主体16和车身底部14附接在一起。具体地说，如图5、图7和图9所示，当托架主体16处于第一位置时，紧固件44设置成穿过孔42并且(如图1所示)与车身底部14接合，用于将托架主体16的凸缘28附接到车身底部14。因而，当托架主体16处于第一位置时，紧固件44固定至车身底部14，用于将托架主体16的凸缘28附接到车身底部14。托架主体16的第一位置在图1中示出。通常，当处于第一位置时，托架主体16在中间安装件接头位置20处以及后安装件接头位置22和前安装件接头位置24中的至少一个处附接到车身底部14。

紧固件44可为螺栓、销等。此外，紧固件44可为螺纹的或非螺纹的。紧固件44可为任何合适的构造，以便当托架主体16处于第一位置时将托架主体16附接到车身底部14。可选地，套管可设置在紧固件44周围。

通常，紧固件44可包括头部46(参见图5、图7和图9)，其大于平台32的孔42，以将凸缘28固定到车身底部14。另外地或可选地，垫圈可设置在紧固件44的头部46与平台32的底部侧边48(参见图5)之间，其中垫圈大于平台32的孔42，以将凸缘28固定到车身底部14。

参考图4至图9，平台32限定与孔42邻近的空隙50。对于所有实施例而言，当托架主体16处于第一位置时，紧固件44基本上与空隙50间隔开(参见图5、图7和图9)。附图中示出的所有实施例具有至少一个空隙50。例如，如图6和图8所示，仅有一个空隙50邻接平台32的孔42。空隙50可在任何合适的方向上延伸，并可处于任何合适的位置；因而，例如，空隙50可被钟控。此外，图6和图8示出了一个示例，其中空隙50可朝向平台32的第一侧边34延伸。此外，空隙50可具有任何合适的构造或形状。

继续参考图4至图9，平台32具有材料部分51，其设置成邻近空隙50，以呈现释放路径52。释放路径52提供了当负载26施加到车辆10时紧固件44可以移动通过的材料路径。因而，紧固件44可在某些情形下沿着释放路径52移动通过材料部分51，这将在下文进一步论述。图中示出的所有实施例具有至少一个释放路径52。例如，对于图6和图8的平台32，仅利用了一个释放路径52。

托架主体16配置成从第一位置(参见图1)移动到第二位置(参见图2)，这通过当托架主体16移动到第二位置时将紧固件44移出孔42穿过空隙50、沿释放路径52穿过材料部分51且移出平台32的侧边34、36、38和40来将托架主体16的凸缘28与车身底部14分离。换言之，托架主体16配置成从第一位置移动到第二位置，这通过当托架主体16移动到第二位置时将紧固件44移出孔42、沿释放路径52穿过空隙50和材料部分51且移出平台32的侧边34、36、38和40来将托架主体16的凸缘28与车身底部14分离。通常，当阈值幅值的负载26施加到车辆10时，托架主体16移动到第二位置。托架主体16和车身底部14分离的方式降低了发生在客厢的减速脉冲。

施加到车辆10的负载26被传递到车身底部14和托架主体16，并且因此当阈值幅值的负载26传递到其时，凸缘28将与车身底部14分离。当施加阈值幅值的负载26时，车身底部14以及托架主体16从第一位置移动到第二位置。当托架主体16移动到第二位置时，车身底部14和托架主体16吸收能量。车身底部14和托架主体16之间的分离可发生在如图2所示的中间安装件接头位置20处。

由于紧固件44固定到车身底部14且紧固件44设置成穿过平台32的孔42，在托架主体16移动到第二位置期间，紧固件44穿过释放路径52，如图10所示，这使得平台32变形或剪切平台32以将凸缘28从车身底部14释放，并因此将凸缘28与车身底部14分离，而紧固件44保持固定到车身底部14(参见图2)。因此，当托架主体16处于第一位置和第二位置时，紧固件44并未随紧固件44穿过释放路径52而剪切且保持固定到车身底部14。仅出于说明目的，箭头54已经添加到图4至图9中，以示出紧固件44可穿过平台32的大体方向的一个示例。当套管围绕紧固件44时，套管和紧固件44移动通过释放路径52。

空隙50降低了与平台32的其它位置相比与其邻近的材料的宽度56，当施加阈值幅值的负载26时，这导致紧固件44在控制位置穿过平台32。简而言之，紧固件44将沿阻力最小的路径移动通过平台32。空隙50可在任何合适的方向上延伸且可处于任何合适的位置，且图6和8示出了一个示例，其中空隙50可朝着第一侧边34延伸，并且因此在图6和图8中，释放路径52设置在第一侧边34和空隙50之间。更具体地说，空隙50可朝着第一侧边34并且远离孔42而延伸。

在某些实施例中，与孔42邻近的空隙50进一步限定为邻接孔42的空隙50。因此，空隙50可邻接孔42使得释放路径52设置在侧边34、36、38、40和空隙50之间。例如，图4至图6、图8和图9示出了邻接孔42的空隙50。图6和图8示出了邻接孔42的单个空隙50，这对应地示出了单个释放路径52。

如图4、图5和图9所示，在各个实施例中，空隙50进一步限定为彼此间隔开的多个空隙50，且释放路径52进一步限定为多个释放路径52。因而，对应地，释放路径52邻近每个空隙50。因此，平台32具有设置在相应侧边34、36、38、40和相应空隙50之间的释放路径52中的每一个。当托架主体16移动到第二位置时，紧固件44沿着相应释放路径52中的至少一个移动通过相应材料部分51、53、55、57。例如，平台32具有材料部分51，其设置在第一侧边34和空隙50之一之间以呈现释放路径52之一，第二材料部分53设置在第二侧边36和空隙50中的另一个之间以呈现释放路径52中的另一个，第三材料部分55设置在第三侧边38和空隙50中的又一个之间以呈现释放路径52中的又一个，且第四材料部分57设置在第四侧边40和空隙50中的再一个之间以呈现释放路径52中的再一个。因而，根据所使用空隙50的数量，可以有对应数量的释放路径52。例如，当使用四个空隙50时，可以有四个释放路径52。当托架主体16移动到第二位置时，紧固件44移动通过至少一个释放路径52。在某些实施例中，当托架主体16移动到第二位置时，紧固件44可移动通过不止一个释放路径52。紧固件44穿过哪个释放路径52取决于负载26施加到车辆10的大体方向。空隙50可在任何合适的方向上延伸，且可处于任何合适的位置；因而，例如，空隙50中的一个或多个可被钟控。此外，空隙50可为任何合适的结构或形状。应当理解的是，孔42和空隙50可协作以限定其它结构，且一种其它合适的结构可为星形。

在某些实施例中，如在图4中最佳示出，空隙50之一可朝向平台32的侧边34、36、38、40之一远离孔42延伸第一距离58，而剩余空隙50可朝着相应其它侧边34、36、38、40远离孔42延伸第二距离60。例如，空隙50之一可朝向平台32的第一侧边34远离孔42延伸第一距离58，而剩余空隙50可朝着相应第二、第三和第四侧边36、38、40远离孔42延伸第二距离60。第一距离58可大于第二距离60。换句话说，空隙50之一大于其它空隙50。对应地，邻近较大空隙50的释放路径52具有比临近其它空隙50的其它释放路径52中的每一个的宽度56较小的宽度56a。较大空隙50的位置可相对于其它空隙50处于任何合适的位置，且图4仅示出一个示例。

可选地，图4的较大空隙50可配置为通槽使得存在无材料部分从孔42通过侧边34、36、38、40之一，即，较小宽度56a等于零，这改变了紧固件44沿着与通槽间隔开的释放路径52之一穿过平台32的方式。当利用多个空隙50时，诸如仅图4和图5的实施例，可选地，这些空隙50之一可配置为如上所述的通槽。然而，当利用单个空隙50时，诸如仅图6和图8的实施例，材料的宽度56通常大于零。

在其它实施例中，如图5和图9所示，空隙50中的每一个可远离孔42延伸距离62。在此示例中，对于空隙50中的每一个，距离62基本上相同。换句话说，空隙50中的每一个可基本为相同的尺寸。对应地，邻近这些空隙50中的每一个的释放路径52中的每一个的宽度56基本上相同。

在某些实施例中，与孔42邻近的空隙50被进一步限定为与孔42间隔开的空隙50。因而，材料被设置在空隙50与孔42之间。当利用不止一个空隙50时，如图7所示，空隙50与孔42间隔开，并彼此径向间隔开。因此，相应材料部分51设置在每个空隙50与相应的侧边34、36、38和40之间，另一相应材料部分59设置在孔42与相应的空隙50之间。在此实施例中，存在沿着相应材料部分51和另一相应材料部分59设置的释放路径52。因而，存在平台32的至少两个材料部分51和59，当将凸缘28从车身底部14分离时，紧固件44移动穿过该至少两个材料部分。当托架主体移动到第二位置时，紧固件44沿着释放路径52中的至少一个移动穿过材料部分51，并沿着释放路径52中的至少另一个移动穿过另一材料部分59。

每个空隙50都可拉长，且每个空隙50都可延伸至具有弧形结构的端部64。换句话说，每个空隙50的端部64可为圆形或弯曲形。端部64具有用于消除应力的、最小化平台32的疲劳度的弧形结构。拉长的空隙50可为任何合适的结构，诸如基本上笔直的结构、弯曲结构或弧形结构等等。此外，拉长的空隙50可在任何合适的方向上延伸，并可处于任何合适的位置中。

托架组件12还可包括各种可选特征。例如，如图8所示，平台32的第一侧边34可限定朝向空隙50延伸的凹口66。因此，释放路径52设置在空隙50与凹口66之间。凹口66可在间隔的关系中与空隙50对齐，使得释放路径52设置在其间。凹口66可定位在任何合适的位置中，且图8是一个示例。

导致凸缘28从车身底部14分离的负载26的阈值幅值可通过各种因素进行调节或调谐。例如，可选地，平台32的侧边34、36、38和40可包括相对于平台32横向延伸的延伸部68(参见图9)。在一实施例中，平台32的第一侧边34可包括延伸部68。可选地，平台32的侧边34、36、38和40中的任一个都可包括延伸部68。延伸部68增加了远端部分30的强度和/或刚度，因此改变了将导致凸缘28从车身底部14分离的负载26的阈值幅值。因此，例如，当紧固件44移动穿过空隙50和第一侧边34时，紧固件44也移动穿过延伸部68的至少一部分，以将凸缘28从车身底部14分离。

导致凸缘28从车身底部14分离的阈值幅值还可取决于其它因素，诸如，组成托架主体16的材料的类型、将凸缘28附接至车身底部14的紧固件44的类型、空隙50的尺寸、释放路径52的尺寸、空隙50的数量、空隙50的形状、释放路径52的形状、托架主体16的材料的厚度(即金属片的量规)等等。

凸缘28可进一步限定为多个凸缘28，其中多个凸缘28中的每个从托架主体16向外延伸至相应的远端部分30。凸缘28可在大体相对的方向上远离彼此向外延伸，或可在任何其它合适的方向上延伸。此外，凸缘28可限定上述的孔42和空隙50，在此将不再重复。图3示出了两个限定相应的孔42和空隙50的凸缘28，而且仅出于说明的目的，凸缘28示出为位于中间安装件接头位置20处，但是，如上所述，凸缘28可位于其它位置处。每个凸缘28都可限定相同的空隙50的结构或限定不同的空隙50的结构。

虽然已经详细描述了用于实施本发明的最佳模式和其它实施例，但是本发明所涉及的领域的业内人士知道，在所附权利要求书的范围内，还有各种用于实践本发明的替代设计和实施例。此外，附图中所示的实施例或在本说明书中所提到的各种实施例的特征不一定要理解成独立于彼此的实施例。相反，有可能的是，在实施例的示例中的一个中所描述的每个特征可与其它实施例的其它期望特征中的一个或多个相结合，这导致了其它不用语言或不参考附图进行描述的实施例。因此，这种其它实施例落在所附权利要求书的范围的构架内。