CN104691625A - 负荷控制装置 - Google Patents

Abstract

一种用于保护车辆车身凸缘的支架，包括第一部分、第二部分以及限定于第一部分与第二部分之间的通道。通道容纳凸缘。支架包括背面以及安置于背面上的胶黏剂。支架的正面与背面相对安置。在正面上的过渡面从第一部分到第二部分向内倾斜用于在偏置撞击中使车轮偏转远离凸缘。

Description

负荷控制装置

技术领域

本发明涉总体涉及一种车辆的车身总成，尤其涉及一种在偏置撞击中保护车辆车身凸缘的支架。

背景技术

众所周知，车辆包括任何已知或适当类型的车辆车架总成，例如在车架总成上的全承载车身或非承载式车身(cab on frame)总成。同样所熟知的，车辆包括在对车辆的各种类型的撞击中用于提高车辆性能的各种结构。可以利用各种撞击测试和分析方法评估车辆以及车辆的各种结构、总成和组件在撞击中的性能。

具有较小重叠量的正面撞击测试可以设计用于尝试重现当车辆的前角较小部分与另一个物体——例如车辆、树、电线杆或类似物——碰撞时会发生什么。一种已知的行业测试是小重叠刚性壁障(SORB)测试。在SORB测试中，车辆以40英里每小时向5英尺高的刚性壁障行驶，仅车辆宽度的外部25％撞击壁障。通常可以理解，多数现代车辆可以设计具有安全框架以及用于保护乘员舱室的其他结构、总成或组件，其构建用于在来自大多数方向——包括头部的和重叠的正面撞击——的对车辆的各种撞击中通过车辆的受控和受限变形来帮助控制能量。主体以及车架结构的撞击区设计用于控制撞击能量以减少作用在乘员舱室以及其乘员上的力。当撞击中涉及到这些结构时，乘员舱室通常可以受到保护不被侵入，安全气囊以及安全约束装置可以运行以限制车辆乘员。

小重叠正面撞击主要影响车辆的外边缘，车辆外边缘不受主要撞击区结构中的一些的直接保护。在这样的情况下，撞击力可以直接进入到前车轮、悬架系统以及可能的到车辆隔板和包括乘员舱室的驾驶室。在没有接合车辆主结构的小重叠正面撞击中，车轮可能被迫向后朝向乘员舱室和车辆驾驶室的门铰链柱。车轮甚至可以被卡住并且被迫进入到车身结构，在这种情况下局部负荷可以超过钢或铝结构以及耦接点的强度。

仍然存在对提供改进的撞击或碰撞性能结构的持续和显著的需求，其性能结构具有较低成本结构以及在更大量的情况下改进的性能。尤其地，仍然存在用于提供车辆改进的撞击性能的持续和显著的需求，其包括降低车辆前部结构侵入到车辆驾驶室或乘员舱室。

发明内容

本发明的目的是提供一种车辆车身总成以及一种在正面偏置撞击中保护车辆车身凸缘不受车轮侵入的支架。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种车身总成，包括：

具有凸缘的车身；以及

支架，其包括第一部分、第二部分以及限定在第一部分和第二部分之间并容纳凸缘的通道；

支架具有面对凸缘的背面以及与背面相对的正面；以及

支架包括正面上的过渡面，该过渡面从第一部分到第二部分向内倾斜。

进一步地，所述车身总成包括与支架隔开的车架以及从车架向支架延伸的后阻挡件。

进一步地，支架限定了容纳后阻挡件的切口。

进一步地，在正面和背面之间，第一部分比第二部分厚。

进一步地，车身限定孔，支架支承与孔接合的紧固件。

进一步地，所述车身总成还包括安置于支架与车身之间的胶黏剂。

进一步地，胶黏剂为热活化胶黏剂。

进一步地，支架包括沿通道的加固组件。

进一步地，加固组件容纳凸缘。

进一步地，车身包括铰链柱和隔板，凸缘由铰链柱和隔板限定。

本发明的另一目的是提供一种用于保护车辆车身的凸缘的支架，支架包括：

第一部分、第二部分以及限定在第一部分和第二部分之间用于容纳凸缘的通道；

背面以及安置于背面上的胶黏剂；

与背面相对的正面；以及

在正面上的过渡面，其从第一部分到第二部分向内倾斜用于在偏置撞击中使车轮偏转远离凸缘。

进一步地，所述支架进一步包括沿通道的加固组件。

进一步地，加固组件为U形。

进一步地，在正面和背面之间，第一部分比第二部分厚。

进一步地，在沿通道方向，第一部分比第二部分长。

进一步地，背面沿第一部分和第二部分延伸。

进一步地，胶黏剂为热活化胶黏剂。

进一步地，背面限定了容纳胶黏剂的槽。

进一步地，所述支架进一步包括延伸通过正面和背面的孔以及延伸通过孔的紧固件。

由于采用了本发明的车身总成以及支架，在正面偏置撞击中，支架促进车轮旋转或偏转到横跨车辆的方向，从而使车轮远离车身，有助于控制和分散撞击负荷，保护车辆车身凸缘。支架与后阻挡件配合使用，将由车轮引起的负荷传递到车轮的车架内，进一步限定车轮向车辆的车身前进。

附图说明

图1为车辆的透视图；

图2为车辆前部车轮槽处的透视图，为了说明移除了车轮，示出了从车辆车架延伸出的后阻挡件；

图3为图2中的车辆移除车辆外部车身板后的透视图；

图4为图2中车辆的一部分的透视图，移除了车轮槽覆罩从而示出了安装到车身的凸缘的支架；

图5为沿图3中线5-5的截面图；

图6为车辆的一部分的透视图，车辆包括从车身的凸缘处被分解的支架；

图7为支架的架体的透视图；以及

图8为支架的分解图。

具体实施方式

为了满足目前以及未来特定的车辆安全要求，汽车制造商面临利用可理解和可预测的方法和材料设计车辆结构的挑战。尤其地，这包括由钢和/或铝制造以及利用任何可理解的连接技术来耦接或连接的车辆，所述连接技术用于创建能够承受更大正面撞击负荷的结构，同时保持和/或提高车辆性能。一种应用测试是小偏置刚性壁障(SORB)测试，在这种测试中，最中心的车辆结构不与测试台板接合触。偏置正面碰撞以及SORB负荷输入的结果是向外或远端的车身暴露在较高的负荷撞击下。

总体上参照所有的附图，尤其是图1和图2，其示出了车辆1的示例性实施例。车辆1包括车身总成130，车辆总成130包括车身7和在车身7上的支架100，下面将进一步讨论。如所了解的，车辆1可以包括为车辆1提供移动性的车轮8。车轮8可以具有任何已知的或适当的构造以及可以包括安装在轮辋(未编号)上的轮胎。如图1中最佳示出，车辆1可以包括车辆车架10以及驾驶室7，也被称为车身。车辆1可以具有整体式车架结构，例如熟知的用在轿车或跨界型车辆中，但可以可选地具有非承载式车身或其他类型的车辆车架结构。在一个具体的示例性实施例中，车辆1可以完全由铝材料制成。在一个示例性实施例中，车辆1的白车身(BIW)结构25可以由车架10的车架组件构成，该车架组件由铝或铝合金材料制成。在一个具体的示例性实施例中，车辆1的BIW车架结构25可以由车架10的车架组件构成，该车架组件仅由铝或铝合金材料制成。

车辆1还可以包括位于车辆1的车前端的前保险杠13或撞击吸收器。现在重点参照图4，车辆车架10可以包括车架纵梁11，也被称作梁或组件，通常熟知于非承载式车身类型的车辆。图中所示的车架纵梁11是左侧车架纵梁，应当理解车辆车架10也包括与左侧车架纵梁相似的右侧车架纵梁(未示出)。应该注意到车架纵梁11总体上沿与车辆1的汽车前进方向对齐的方向延伸。车架10以及它的各种组件优选地由高强度和/或超高强度的钢制成并且利用已知的或适当的紧固或耦接结构或工艺而耦接在一起，该工艺在一个具体的示例性实施例中的包括金属惰性气体(MIG)焊接工艺。

车辆车架10可以进一步包括用于耦接车架纵梁11的多个横向组件(未示出)。横向组件通常纵向地延伸在横跨车辆的方向并且利用已知的或适当的结构或工艺与车架纵梁11耦接或焊接。车辆车架10可以进一步包括耦接于车架纵梁11的驾驶室安装支架14。每一个驾驶室安装支架14可以包括用于容纳柱或其他用于将车身7耦接或固定到车架10上的延伸组件的通道或孔(未示出)，作为车辆1制造的一部分。车辆车架10可以进一步包括减震支撑架(未示出)，例如左侧和右侧减震支撑架，其位于车轮8附近并且处在车架纵梁11之间，用于容纳柱或其他将车身7耦接到车辆车架10上的车身7的延伸组件。

在一个示例性的实施例中，车辆车架10可以包括在每一个车架纵梁11上的前阻挡件结构(未示出)以及耦接到每一个车架纵梁11的后阻挡件200。前阻挡件结构以及后阻挡件200的详细情况可以从美国专利申请号为13/966,790，申请日为2013年8月14日，名称为车架组件(VEHICLEFRAME COMPONENT)，申请人为古谱塔(Gupta)等的专利文献所公开的内容中充分了解，此处出于所有目的通过引用将该专利文献的全部内容合并于此。后阻挡件200在车轮8以及车轮槽3的后部附近的位置耦接到车架纵梁11。车架纵梁11包括用于将后阻挡件200耦接到车架纵梁11的第一孔或通道41。后阻挡件200位于第一通道41内并且延伸通过第一通道41，后阻挡件200可以耦接或焊接到车架纵梁11上。如下面进一步所讨论，支架100沿与横跨车辆的方向(该方向与车辆前进方向正交或垂直)基本对齐的方向延伸，总体在由车架纵梁11向外的方向延伸，从而在小偏置正面撞击中(包括偏置正面撞击少于车辆宽度的25％的情况)，后阻挡件200将被车轮撞击，车轮在在车轮槽内被推向后并且朝向车身7。在附图中仅示出了一个支架100，具体在车辆1的左侧，但是，应当理解在车辆1的右侧同样设有支架100，并且与附图中所示的支架100呈镜像。

现在尤其参照图3，车辆1的外部面板15被移除从而示出车身7的白车身(“BIW”)车架结构25，其进一步限定了乘员舱室5。车身7可以包括门槛27，也被称为一个下部门槛，其为BIW车架结构25的一部分。车身7的BIW车架结构25可以进一步包括耦接在门槛27前端29的铰链柱28。铰链柱28可以从门槛27向上延伸并且可以在隔板30的一端31与隔板30耦接。车身7呈现出凸缘35。具体地，车身7的铰链柱28以及隔板30呈现出了凸缘35。铰链柱28可以进一步包括可以耦接到隔板30的端31的端33。如图4-6中最佳示出，在一个具体的示例性实施例中，位于车轮槽3面向前方(即车辆前进方向)的表面上的铰链柱28以及隔板30各自的端部31和33可以形成凸缘35，也称为压紧凸缘、接缝、延伸部或凸唇，其面向前方。在本发明的一个具体的示例性实施例中，BIM车架结构25以及其所有的组件优选地采用铝材料生产。相应的，BIM车架结构25的组件——包括铰链柱28以及隔板30——可以采用铆钉或类似的连接结构耦接或连接到一起。

在根据本发明的一个示例性实施例中，支架100也被称作车身贴片，其可以应用于车身7——例如BIW车架结构25——用于控制和分散撞击负荷，包括那些在SORB测试中产生的负荷，从而保护车身7的凸缘35。根据本发明的示例性实施例中的支架100在小偏置正面撞击中有能力处理力控制问题，也可以在重量以及封装方面高效的的实施方式中设计为在具高度竞争力的总体成本、复杂性、加工、装配以及重量优势的情况下提供总体改进的性能。而且，根据本发明示例性实施例中的支架100在小偏置正面撞击中与后阻挡件200结合在控制与车辆1的车轮8有关的负荷时尤其具有实用性。

在根据本发明的一个示例性实施例中，根据本发明的支架100在更好的处理正面撞击中主要通过前轮8引起的负荷输入的关键要素中起作用，尤其地，正面撞击包括壁障SORB测试。架体113可以通过注塑成型或者其他任何合适的生产方法形成。架体113可以由塑料制成，例如尼龙，或者其他任何合适的生产材料。根据本发明的支架100的架体113可以设计为模制装置，从而通过提供主要的外表面101更好地控制和分散来自车轮8的撞击负荷，外表面101总体是平滑的而且没有起伏或中断，如附图中所示。

为了帮助限制和/或避免车轮8、边缘(即轮胎的边缘)、轮辋等嵌入到BIW车架结构25中，在正面撞击中或其他引起车轮8朝向撞击负荷控制装置或加固装置100移动的负荷中，支架100发挥作用帮助车轮8沿向内并且朝向后阻挡件200以及远离或垂直于车辆1的车身7的BIW车架结构25的方向偏转或旋转。帮助车轮8旋转的能力通过将负荷输入分散到车轮8侧面的较大的表面区域而不是车轮8的较小的表面以进一步降低了传递到BIW车架结构25的车轮负荷。相应的，当车轮8通过支架100旋转或偏转时，剩余下较低的潜在的力并且可以在后阻挡件200以及BIW车架结构25之间分散，潜在地包括铰链柱28以及门槛27，其当前可以接收降低的力的量以及降低的潜在侵入量。

参照图8，支架100可以包括架体113、加固组件114以及胶黏剂120。支架100的架体113可以设计为总体模制的塑料装置，包括主要的外表面101，其可以是平滑的并且没有显著起伏或中断，以及可以优选设计为，当支架100安装在车辆1上时，主要的外表面101可以对齐以帮助车轮8在偏置、正面撞击时旋转到横跨车辆的方向，从而避免将车轮8边缘嵌入车辆1的车身7的BIW车架结构25中。

尤其参照图6-8，在本发明的一个示例性实施例中，支架100的架体113包括第一部分102、第二部分103以及从第一部分102延伸至第二部分103的中间部分104。支架100限定了第一部分102与第二部分103之间所限定的通道122。通道122容纳凸缘35。

支架100在图7和图8中呈现出背面112，在图4和图6中呈现出与背面112相对的正面121。背面112以及正面121的每一个都沿第一部分102以及第二部分103二者延伸。背面112面向车身7，例如凸缘35。胶黏剂120安置于背面112上。

后阻挡件200从车架10向支架100延伸。如图4所示，支架限定了容纳后阻挡件200的切口123。具体的，沿通道122，第一部分102比第二部分103长。

在如附图中所示的一个示例性实施例中，中间部分104在通道122周围可以具有大致为U形配置，但可选地也可以具有V形配置或帽状配置，其适合于容纳由隔板30和铰链柱28各自的端部31和端部33形成的凸缘35并且适合于将支架100适当地耦接到车辆1的BIW车架结构25上。

支架100的架体113可以包括下部105以及上部106。中间部分104可以沿下部105和上部106延伸。在本发明的一个示例性实施例中，支架100的上部106包括沿第一部分102延伸的成角度的第一上表面108以及沿第二部分103延伸的成角度的第二上表面109。而且，成角度的第一上表面108以及成角度的第二上表面109总体上各自从中间部分104向外延伸，如附图6-8中最佳示出。

尤其参照图6，主要外表面101从成角度的第一上表面108向下延伸，从中间部分104向外延伸，以及在第一部分102上并且限定第一部分102比第二部分103更厚。换言之，在正面121以及背面112之间，第一部分102比第二部分103厚。

支架100的架体113包括在正面121上的过渡面111，其排列在中间部分104上并从第一部分102朝向第二部分103延伸。过渡面111从第一部分102到第二部分103向内倾斜，从而在偏置撞击中使车轮8偏转远离凸缘35。换言之，过渡面111在向汽车后方的方向倾斜，即远离车轮8的方向。在偏置撞击中，车轮8被强制紧靠主要外表面101和/或过渡面111，在这种情况下，过渡面111向内的倾斜引导车轮8朝向第二部分103以及后阻挡件200。

如上面所述，支架100可以包括加固组件114。加固组件114可以沿通道122延伸并且安置于通道122内。加固组件114容纳凸缘35，如附图5中最佳示出。加固组件具有总体上与支架100的架体113的中间部分104的形状互补的形状。加固组件114有助于将力从端部31和端部33形成的凸缘35转移或者偏转。加固组件114可以由金属材料制成，例如钢或铝或其他适当的材料。加固组件114可以从架体113的中间部分104的一端延伸到另一端，即从顶部到底部。加固组件114以及中间部分104可以封闭隔板30和铰链柱28各自的端部31和端部33，从而有助于防止耦接BIW车架铝结构25的焊缝和/或铆钉由于车辆1正面偏置撞击中较高的负荷而过早或早期断裂。

加固组件114可以固定于架体113。例如，加固组件114可以包塑在架体113上。例如可选的，加固组件114可以粘附于架体113、通过紧固件(未示出)紧固于架体113、卡在胶黏剂120与架体113之间等。

胶黏剂120可以应用于或涂覆于支架100的架体113的背面112。胶黏剂120可以安置于支架100的架体113与车身7之间。

如图7和图8所示，架体113可以限定用于容纳胶黏剂120的槽118。槽118限定于架体113的背面112上。槽118协助胶黏剂120在架体113上适当定位。

在本发明的一个具体的示例性实施例中，胶黏剂120可以是热活化的，从而胶黏剂120可以扩展和活化以提供至少额外的将支架100耦接到BIW车架结构25的结构。在这个实施例中，在BIW车架结构25导入到为BIW车架喷漆过程中使用的油漆炉内之前支架100耦接到凸缘35。当导入到油漆炉内时，油漆炉的热活化了胶黏剂120从而将架体113粘附到凸缘35。当其是热活化类型时，胶黏剂120可以在热活化之前以任何适当的方式——例如粘附、紧固等——保持在架体113上。

如图7所示，卡子115可以从架体113延伸，以及如图6所示，BIW车架结构25可以限定孔116。当支架100与BIW车架结构25接合时，孔116可以容纳卡子115。卡子115在孔116内的接合可以协助支架100保持在BIW车架结构25上，同时架体113附着于BIW车架结构25上，例如在如上述的油漆炉热活化胶黏剂120之前。除了卡子115和孔116或可选的，支架100可以利用紧固件117保持在BIW车架结构25上，如图6中所示。例如，紧固件117可以是图6中所示的被称作圣诞树紧固件(Christmas tree fastener)的类型。架体113可以限定容纳和支承紧固件117的孔119。支架100可选地可以包括任何合适类型或数量的紧固件117。支架100的架体113可以是部分地、暂时地或永久地耦接或连接到BIW车架结构25上，其可以单独或与胶黏剂120组合地利用任何已知的或适当的耦接装置、紧固件或其他耦接件。

在一个示例性实施例中，本发明的支架100可以是更易于设计用于适应新的或现存的车辆平台，并且可以设计用于适应车辆1的其他周边或配套组件，包括BIW车架结构25的其他组件和方面。

支架100还通过提供总体平滑的外表面101以容许和帮助促进车轮8转动远离车辆1的车身7而帮助控制车轮8向车身7内的撞击。尤其的，支架100可以促进车轮8转动远离车辆1的车身7以及朝向后阻挡件200，后阻挡件200的作用是将车轮8的负荷以及力传递到车辆1的车架内由此在正面撞击中进一步限制车轮8向车辆1的车身7前进——尤其是在例如以SORB测试为代表的的小偏置刚性壁障撞击中所经历的那些。

如上面所提到的，在本发明的一个示例性实施例中，支架100设计为使车轮8的转动优选地相对于车辆的铰链柱28以及门槛27(以及进而车身7)尽可能接近九十度(90°)角，从而有助于将车轮8的撞击负荷以及力分散在较大的区域，有助于降低和/或减小车辆1的BIW车架25的点负荷。支架100也可以通过利用可推销钉(例如单向或“圣诞树”类型)或其他螺栓紧固件(未示出)装配而显著减少装配厂加工以及复杂性。在本发明的一个具体的示例性实施例中，支架100也可以用在与适当等级的结构胶黏剂的结合中，从而进一步提高它在如通过车轮所经受的压缩、剪切或剥离负荷方面的强度。

现在尤其参照图2-4，后阻挡件200可以包括在孔41处耦接(例如通过焊接)到车架纵梁11的基座组件210。后阻挡件200可以包括耦接到基座组件210的延伸组件230，其沿避免干扰在车辆1正常操作中由车轮8的运动所限定的车轮8的轨迹的方向延伸。延伸组件230可以是总体矩形或方形截面的管状组件，其包括从第一端向第二端延伸的通道。延伸组件230具有包括纵向轴的总体纵向延伸。延伸组件230可以包括从第二部分成角度偏转的第一部分。第一以及第二部分的尺寸以及角度可以进行优选，从而使第二阻挡件结构200接近车轮8的轨迹，并且当安装到车辆1上时，阻挡件结构200的端部延伸朝向并且位于接近加固装置100，从而，由于车辆1的正面撞击，所述撞击引起车轮8被加固装置100的表面101、111所偏转并且朝向后阻挡件200，使后阻挡件200与车轮8接合，随后后阻挡件200控制撞击中由车轮8向车架纵梁11传递的力，由此帮助限制和/或阻止车轮8向车身7的乘员舱室5运动。

应当理解当前描述的目的是说明性的而并非限制性的。除所提供的示例之外，许多实施例以及许多应用在本领域的技术人员理解本发明后将是显而易见的。因此，本发明所要求保护的范围不应该通过对说明书的有限参照而确定，而应该参照所附的权利要求以及权利要求所享有的全部等效范围而确定。任何文章或参考资料的公开——包括专利申请和出版物——均出于所有目的而引入本文。在下述权利要求中对于本发明所公开的主题的任何方面的省略均不是对上述主题的放弃。

Claims (19)

1.一种车身总成，其特征在于，包括：

具有凸缘的车身；以及

支架，其包括第一部分、第二部分以及限定在第一部分和第二部分之间并容纳凸缘的通道；

支架具有面对凸缘的背面以及与背面相对的正面；以及

支架包括正面上的过渡面，该过渡面从第一部分到第二部分向内倾斜。

2.如权利要求1所述的车身总成，其特征在于，进一步包括与支架隔开的车架以及从车架向支架延伸的后阻挡件。

3.如权利要求2所述的车身总成，其特征在于，支架限定了容纳后阻挡件的切口。

4.如权利要求1所述的车身总成，其特征在于，在正面和背面之间，第一部分比第二部分厚。

5.如权利要求1所述的车身总成，其特征在于，车身限定孔，支架支承与孔接合的紧固件。

6.如权利要求1所述的车身总成，其特征在于，还包括安置于支架与车身之间的胶黏剂。

7.如权利要求6所述的车身总成，其特征在于，胶黏剂为热活化胶黏剂。

8.如权利要求1所述的车身总成，其特征在于，支架包括沿通道的加固组件。

9.如权利要求8所述的车身总成，其特征在于，加固组件容纳凸缘。

10.如权利要求1所述的车身总成，其特征在于，车身包括铰链柱和隔板，凸缘由铰链柱和隔板限定。

11.一种用于保护车辆车身的凸缘的支架，其特征在于，支架包括：

第一部分、第二部分以及限定在第一部分和第二部分之间用于容纳凸缘的通道；

背面以及安置于背面上的胶黏剂；

与背面相对的正面；以及

在正面上的过渡面，其从第一部分到第二部分向内倾斜用于在偏置撞击中使车轮偏转远离凸缘。

12.如权利要求11所述的支架，其特征在于，进一步包括沿通道的加固组件。

13.如权利要求12所述的支架，其特征在于，加固组件为U形。

14.如权利要求11所述的支架，其特征在于，在正面和背面之间，第一部分比第二部分厚。

15.如权利要求11所述的支架，其特征在于，在沿通道方向，第一部分比第二部分长。

16.如权利要求11所述的支架，其特征在于，背面沿第一部分和第二部分延伸。

17.如权利要求11所述的支架，其特征在于，胶黏剂为热活化胶黏剂。

18.如权利要求11所述的支架，其特征在于，背面限定了容纳胶黏剂的槽。

19.如权利要求11所述的支架，其特征在于，进一步包括延伸通过正面和背面的孔以及延伸通过孔的紧固件。