CN111717284B - 一种汽车以及连接其副车架与车身的接头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车及连接其副车架与车身的接头，接头包括螺栓，螺栓沿轴向依次设置有头部、第一连接段和螺纹段；第一连接段的横截面积小于螺纹段内径位置的横截面积；螺纹段的一端与车身的纵梁螺纹连接，另一端与副车架的中塔螺纹连接。由于第一连接段的横截面积小于螺纹段内径位置的横截面积，因此，第一连接段的抗冲击强度弱于螺纹段的抗冲击强度，所以，当汽车发生碰撞时，断裂会发生在第一连接段，由此可以使螺纹段保持完整，使副车架中塔和车身纵梁能够通过螺纹段保持连接。如此设置，当接头出现断裂后，汽车仍然具有行动能力，驾驶员可以将故障汽车驶离中心路段或者驶至维修点，从而可以有效避免引发交通拥堵。

Description

一种汽车以及连接其副车架与车身的接头

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别是涉及一种连接汽车副车架与车身的接头。

背景技术

汽车底盘是汽车的主要组成部分，底盘与车身的连接件对于汽车本身至关重要，特别是连接副车架与车身的接头。

副车架作为汽车底盘的主要安装平台，不仅可以提高车身的刚度，还承受了来自车身和路面的大量载荷，是汽车主要的承载机构。因此，连接副车架与车身的接头的可靠性不容疏忽，稍有不慎会对汽车的各项性能指标产生重要影响。

在汽车碰撞过程中，为了释放碰撞所产生的能量，减少碰撞对驾驶员的伤害，通常利用连接副车架与车身的接头的断裂来吸收能量。

现有技术中，连接副车架与车身的接头一旦断裂，车身就会与副车架脱离，致使汽车完全丧失行驶能力，导致汽车只能原地等待拖车，造成交通拥堵。

有鉴于此，开发一种连接汽车副车架与车身的接头，使其断裂后，车身与副车架还能保持连接，以便汽车能够行驶到维修点，避面造成交通拥堵，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种连接副车架与车身的接头，所述接头包括螺栓，所述螺栓沿轴向依次设置有头部、第一连接段和螺纹段；所述第一连接段的横截面积小于所述螺纹段内径位置的横截面积；所述螺纹段的一端与所述车身的纵梁螺纹连接，另一端与所述副车架的中塔螺纹连接。

由于第一连接段的横截面积小于螺纹段内径位置的横截面积，因此，第一连接段的抗冲击强度弱于螺纹段的抗冲击强度，所以，当汽车发生碰撞时，断裂会发生在第一连接段，由此可以使螺纹段保持完整，使副车架中塔和车身纵梁能够通过螺纹段保持连接。如此设置，当接头出现断裂后，汽车仍然具有行动能力，驾驶员可以将故障汽车驶离中心路段或者驶至维修点，从而可以有效避免引发交通拥堵。

如上所述的接头，还包括焊接螺母，所述焊接螺母焊接在所述纵梁的下侧，所述螺纹段的上端与所述焊接螺母螺纹连接。

如上所述的接头，所述焊接螺母与所述上钢套之间以及所述头部与所述下钢套之间均抵压有弹簧垫圈。

如上所述的接头，所述头部与所述第一连接段之间还设置第二连接段，所述第二连接段的横截面积大于所述第一连接段的横截面积。

如上所述的接头，还包括橡胶衬套、上钢套和下钢套；所述中塔设置连接套筒，所述橡胶衬套固装入所述连接套筒内；所述上钢套固连在的所述橡胶衬套的轴向内孔上端，所述下钢套固连在所述橡胶衬套的轴向内孔下端；所述第二连接段装入所述下钢套的轴向内孔，所述螺纹段的下端与所述上钢套的轴向内孔螺纹连接。

如上所述的接头，所述橡胶衬套的顶端外周形成第一环状凸台、底端外周形成第二环状凸台；所述第一环状凸台的下端面与所述连接套筒的上端面相互抵触；所述第二环状凸台的上端面与所述连接套筒的下端面相互抵触。

如上所述的接头，所述第二环状凸台与所述连接套筒之间抵压有刚性垫圈。

如上所述的接头，所述接头还包括销筒，所述橡胶衬套设有两个第一径向通孔，两所述第一径向通孔同轴设置并分别与所述销筒的两端外周适配；所述销筒设有两个第二径向通孔，两所述第二径向通孔同轴设置，一者与所述上钢套的下端外周适配，另一者与所述下钢套的上端外周适配。

如上所述的接头，与所述上钢套适配的所述第二径向通孔的孔壁形成朝上的第一台阶面，所述上钢套的下端形成朝下的第二台阶面，所述第一台阶面和所述第二台阶面相互抵触；与所述下钢套适配的所述第二径向通孔的孔壁形成朝下的第三台阶面，所述下钢套的上端形成朝上的第四台阶面，所述第三台阶面和所述第四台阶面相互抵触。

如上所述的接头，所述橡胶衬套在所述第一径向通孔的左侧形成第一开口；所述第一开口的左侧延伸到所述橡胶衬套的外周面，右侧与所述第一径向通孔贯通，前侧和后侧分别延伸到所述橡胶衬套的两端面。

如上所述的接头，所述橡胶衬套在所述第一径向通孔的右侧形成第二开口；所述第二开口的左侧与所述第一径向通孔贯通，右侧延伸到所述橡胶衬套的周壁内部，前侧和后侧分别延伸到所述橡胶衬套的两端面。

如上所述的接头，所述接头还包括两个橡胶塞，分别塞装在所述销筒的轴向内孔的两端。

如上所述的接头，所述橡胶塞的一端设置沿径向向外延伸的凸缘部，所述凸缘部与所述销筒的端面相抵触；所述橡胶衬套设置容纳槽，所述凸缘部位于所述容纳槽内。

本发明还提供一种汽车，所述汽车包括副车架、车身以及连接所述副车架和所述车身的接头，所述接头为上述任一项所述的接头。

附图说明

图1为本发明提供的接头一种具体实施例的立体结构示意图；

图2为图1中各部件的拆分示意图；

图3为图1在A向视角下的剖视图；

图4为橡胶衬套的立体结构示意图；

图5为图4的前向视图；

图6为图4的右向视图；

图7为销筒的剖视图；

图8为上钢套的剖视图；

图9为下钢套的剖视图；

图10为本发明提供的汽车的车身前梁与副车架中塔连接位置的示意图；

图11为图10中连接套筒与接头连接位置的放大图。

其中，图1至图11中的附图标记说明如下：

01前梁，02中塔，021连接套筒；

1接头；

11螺栓，111头部，112第二连接段，113第一连接段，114螺纹段；

12橡胶衬套，121第一环状凸台，122第二环状凸台，123第一径向通孔，124第一开口，125第二开口，126容纳槽；

13上钢套，131第一锥柱，1311第一竖向切面，132第一大圆柱， 133第一小圆柱，134第二台阶面；

14下钢套，141第二锥柱，1411第二竖向切面，142第二大圆柱， 144第二小圆柱，144第四台阶面；

15销筒，151第二径向通孔，152第一台阶面，153第三台阶面；

16焊接螺母；17弹簧垫圈；18刚性垫圈；

19橡胶塞，191凸缘部。

具体实施方式

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步的详细说明。

请参考图1至图9，图1为本发明提供的接头一种具体实施例的立体结构示意图；图2为图1中各部件的拆分示意图；图3为图1在A 向视角下的剖视图；图4为橡胶衬套的立体结构示意图；图5为图4 的前向视图；图6为图4的右向视图；图7为销筒的剖视图；图8为上钢套的剖视图；图9为下钢套的剖视图；图10为本发明提供的汽车的车身前梁与副车架中塔连接位置的示意图；图11为图10中连接套筒与接头连接位置的放大图。

首先需要说明的是，上下文所述的某个部件的端，是指该部件的轴向端；上下文所述的某个部件设有径向孔、轴向孔，是指该径向孔的轴线沿本部件的径向延伸，该轴向孔的轴线沿本部件的轴向延伸。

如图2所示，该接头1包括螺栓11。螺栓11沿轴向依次设置有头部111、第一连接段113和螺纹段114。第一连接段113的横截面积小于螺纹段114内径位置的横截面积。并且，螺纹段114的一端与副车架的中塔02螺纹连接，另一端与车身的纵梁01螺纹连接。

由于第一连接段113的横截面积小于螺纹段114内径位置的横截面积，因此，第一连接段113的抗冲击强度弱于螺纹段114的抗冲击强度，所以，当汽车发生碰撞时，断裂会发生在第一连接段113，由此可以使螺纹段114保持完整，使副车架中塔和车身纵梁能够通过螺纹段114保持连接。

如此设置，当接头出现断裂后，汽车仍然具有行动能力，驾驶员可以将故障汽车驶离中心路段或者驶至维修点，从而可以有效避免引发交通拥堵。

具体的，第一连接段113和头部111之间还可以设置第二连接段 112，第二连接段112的横截面积大于第一连接段113的横截面积，以保证断裂发生在第一连接段113，同时还可以保证螺栓11的强度，使接头整体具有较好的承载能力。在具体实施例中，第二连接段112和第一连接段113均为圆柱段，第一连接段113的直径小于第二连接段 112的直径，也小于螺纹段114的内径。

具体的，接头还可以包括连接套体。如图2和图3所示，连接套体具体包括橡胶衬套12、上钢套13和下钢套14，上钢套13固连在橡胶衬套12的轴向内孔上端，下钢套14固连在橡胶衬套12的轴向内孔下端，具体可以使上钢套13和下钢套14与橡胶衬套12硫化为一个整体。如图10和图11所示，副车架的中塔02设置连接套筒021，橡胶衬套12固装在连接套筒021内。

并且，螺栓11的第二连接段112装入下钢套14的轴向内孔，需要说明的是，下钢套14的轴向内孔在保证螺栓11能够装入的前提下，孔径应该尽可能接近第二连接段112的直径，以防止第二连接段112 在孔内晃动。

并且，上钢套13的轴向内孔设置内螺纹，螺栓11的螺纹段114 下端与上钢套13的轴向内孔螺纹连接，使螺纹段114下端通过上钢套 13、橡胶衬套12与副车架的中塔02间接连接。

通过设置连接套体，一方面可以保证螺栓与副车架的连接可靠性，另一方面，可以使接头的整体强度适中，防止强度过高致使汽车发生碰撞时接头不发生断裂而无法起到保护作用的问题。

在具体实施例中，橡胶衬套12顶端外周形成第一环状凸台121，第一环状凸台121的下端面与连接套筒021的上端面相互抵触，底端外周形成第二环状凸台122，第二环状凸台122的上端面与连接套筒 021的下端面相互抵触，以此通过第一环状凸台121和第二环状凸台 122实现橡胶衬套12与连接套筒021的固定连接。而且，在具体实施例中，第二环状凸台122与连接套筒021之间设置刚性垫圈18，以增强橡胶衬套12与连接套筒021的连接强度。而且，还可以使橡胶衬套 12的外径略大于连接套筒021的内径，利用橡胶衬套12的径向变形增强橡胶衬套12与连接套筒021的连接可靠性。而且，还可以在连接套筒021的内壁面或者橡胶衬套12的外周面设置花纹，以增大两者之间的摩擦力。

在具体实施例中，如图8所示，上钢套13自上至下依次设置有上大下小的第一锥柱131、与第一锥柱131底部同径的第一大圆柱132，而且第一锥柱131的两侧设置两个第一竖向切面1311；橡胶衬套12 的轴向内孔上端分别形成与第一锥柱131、第一大圆柱132配合的第一锥形面、第一柱形面，而且第一锥形面的两侧形成与第一竖向切面 1311配合的上竖向切面。如图9所示，下钢套14自下至上依次设置有上小下大的第二锥柱141、与第二锥柱141顶部同径的第二大圆柱 142，而且第一锥柱131的两侧设置两个第二竖向切面1411；橡胶衬套12的轴向内孔下端分别形成与第二锥柱141、第二大圆柱142配合的第二锥形面、第二柱形面，而且第二锥形面的两侧形成与第二竖向切面1411配合的下竖向切面。

具体的，接头还可以包括焊接螺母16，焊接螺母16焊接在车身纵梁的下侧，螺纹段114的上端与焊接螺母16螺纹连接，使螺纹段 114的上端通过焊接螺母16与车身纵梁间接连接。设置焊接螺母16 可以避免在纵梁上开设连接孔，从而不会降低纵梁的承载能力。

连接状态下，螺栓11的头部111位于下钢套14的下方，焊接螺母16位于上钢套13的上方。在具体实施例中，焊接螺母16与上钢套 13之间以及螺栓11的头部111与下钢套14之间均设置有弹簧垫圈17，起到防止螺栓11松动的作用，利于提高连接可靠性。

具体的，接头还可以包括销筒15，优选的，销筒15的材质为 Q345E。而且，橡胶衬套12设有两个第一径向通孔123，两者同轴设置并且分别与销筒15的两端外周适配，具体来说，两个第一径向通孔 123的孔径略大于销筒15的直径，以便销筒15能够装入两第一径向通孔123，装配状态下，销筒15的两端分别位于两第一径向通孔123 内，销筒15的中部位于橡胶衬套12的轴向内孔内。

并且，如图7所示，销筒15设置有两个第二径向通孔151，两者同轴设置，一者与上钢套13的下端外周适配，另一者与下钢套14的上端外周适配。装配状态下，上钢套13的下端装入位于上方的第二径向通孔151，下钢套14的上端装入位于下方的第二径向通孔151，螺栓11的第二连接段112装入下钢套14的轴向内孔，螺栓11的螺纹段 114装入上钢套13的轴向内孔，螺栓11的第一连接段113装入销筒 15的轴向内孔。

通过设置销筒15，当汽车发生碰撞时，销筒15在碰撞力的作用下产生轴向移动，对螺栓11的第一连接段113产生冲击，从而可以促使第一连接段113断裂，利于增强接头的保护作用。而且，设置销筒 15，可以更好地吸收汽车行驶的扭矩和转矩，提高汽车的操纵性，增加汽车的方向指向性。

在具体实施例中，上方的第二径向通孔151的孔壁形成朝上的第一台阶面152，下方的第二径向通孔151的孔壁形成朝下的第三台阶面153。而且，如图8所示，上钢套13的最下端还设置直径小于第一大圆柱132的第一小圆柱133，第一大圆柱132和第一小圆柱133连接处形成朝下的第二台阶面134。而且，如图9所示，下钢套14的最上端还设置直径小于第二大圆柱142的第二小圆柱143，第二大圆柱 142和第二小圆柱143连接处形成朝上的第四台阶面144。第一台阶面 152和第二台阶面134相互抵触，对上钢套13起到限位作用，第三台阶面153和第四台阶面144相互抵触，对下钢套14起到限位作用，使接头内部结构稳固紧凑。

在具体实施例中，如图4-图6所示，橡胶衬套12在第一径向通孔123的左侧形成第一开口124；第一开口124的左侧延伸至橡胶衬套12的外周面，右侧与第一径向通孔123贯通，前侧和后侧分别延伸至橡胶衬套12的两端面，如此设置，装配销筒15时，使橡胶衬套12的上端和下端均向远离第一开口124的一侧弯折，如图4中箭头方向所示，使橡胶衬套12左侧上部和左侧下部相互远离，从而可以经第一开口124将销筒15装入两第一径向通孔123内。如此设置，可以规避上钢套13下端和下钢套14上端对销筒15组装的干涉，利于销筒15的组装。

而且，还可以在第一径向通孔123的右侧设置第二开口125；第二开口125的左侧与第一径向通孔123贯通，右侧延伸至橡胶衬套12 的周壁内部，前侧和后侧延伸至橡胶衬套12的两端面，如此设置，一方面可以使第一径向通孔123的左侧上部和左侧下部可远离的距离更远，另一方面可以防止橡胶衬套12右侧折裂。

具体的，接头还可以包括两个橡胶塞19，分别塞装在销筒15的轴向内孔的两端，利用橡胶塞19阻止杂物进入接头内部，规避了杂质侵入致使接头内部异响和结构可靠性下降的问题。

在具体实施例中，如图3所示，橡胶塞19的一端设置沿径向向外延伸的凸缘部191，凸缘部191与销筒15的端面相抵触，对橡胶塞 19起到限位作用，并可以提升橡胶塞19的密封性能。而且，橡胶衬套12设置有容纳凸缘部191的容纳槽126，规避凸缘部191突出橡胶衬套12的外周面致使橡胶衬套12难装入连接套筒021的问题。

综上所述，本发明提供的接头及设置该接头的汽车具有如下技术效果：

1、螺栓的第一连接段的横截面积小于其他段的横截面积，使断裂发生在第一连接段，实现了对断裂位置的控制。

2、螺栓断裂之后，副车架和车身依然保持连接，汽车未完全丧失行驶能力，驾驶员可以将故障汽车驶离中心路段或者驶至维修点，从而可以有效避免引发交通拥堵。

3、接头整体强度适中，既能够起到碰撞保护作用，又具有足够的承载能力。

4、接头具有较好的碰撞保护作用，而且可以吸收汽车行驶的扭矩和转矩，提高汽车的操纵性，增加汽车的方向指向性。

5、接头密封性较好，异响可能性低，整体可靠性高。

6、接头结构稳固紧凑，拆装简便，可实现用户自行装配，而且，维修时，仅需要更换螺栓，不需要更换整个接头，从而减少了维修费用。

以上对本发明所提供的一种汽车及连接其副车架与车身的接头进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (14)

1.一种连接汽车副车架与车身的接头，其特征在于，所述接头(1)包括螺栓(11)，所述螺栓(11)沿轴向依次设置有头部(111)、第一连接段(113)和螺纹段(114)；所述第一连接段(113)的横截面积小于所述螺纹段(114)内径位置的横截面积；所述螺纹段(114)的一端与所述车身的纵梁(01)螺纹连接，另一端与所述副车架的中塔(02)螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的接头，其特征在于，所述接头还包括焊接螺母(16)，所述焊接螺母(16)焊接在所述纵梁的下侧，所述螺纹段(114)的上端与所述焊接螺母(16)螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的接头，其特征在于，所述接头还包括上钢套(13)和下钢套(14)，所述焊接螺母(16)与所述上钢套(13)之间以及所述头部(111)与所述下钢套(14)之间均抵压有弹簧垫圈(17)。

4.根据权利要求3所述的接头，其特征在于，所述头部(111)与所述第一连接段(113)之间还设置第二连接段(112)，所述第二连接段(112)的横截面积大于所述第一连接段(113)的横截面积。

5.根据权利要求4所述的接头，其特征在于，所述接头还包括橡胶衬套(12)；所述中塔(02)设置连接套筒(021)，所述橡胶衬套(12)固装入所述连接套筒(021)内；所述上钢套(13)固连在的所述橡胶衬套(12)的轴向内孔上端，所述下钢套(14)固连在所述橡胶衬套(12)的轴向内孔下端；所述第二连接段(112)装入所述下钢套(14)的轴向内孔，所述螺纹段(114)的下端与所述上钢套(13)的轴向内孔螺纹连接。

6.根据权利要求5所述的接头，其特征在于，所述橡胶衬套(12)的顶端外周形成第一环状凸台(121)、底端外周形成第二环状凸台(122)；所述第一环状凸台(121)的下端面与所述连接套筒(021)的上端面相互抵触；所述第二环状凸台(122)的上端面与所述连接套筒(021)的下端面相互抵触。

7.根据权利要求6所述的接头，其特征在于，所述第二环状凸台(122)与所述连接套筒(021)之间抵压有刚性垫圈(18)。

8.根据权利要求5-7任一项所述的接头，其特征在于，所述接头还包括销筒(15)，所述橡胶衬套(12)设有两个第一径向通孔(123)，两所述第一径向通孔(123)同轴设置并分别与所述销筒(15)的两端外周适配；所述销筒(15)设有两个第二径向通孔(151)，两所述第二径向通孔(151)同轴设置，一者与所述上钢套(13)的下端外周适配，另一者与所述下钢套(14)的上端外周适配。

9.根据权利要求8所述的接头，其特征在于，与所述上钢套(13)适配的所述第二径向通孔(151)的孔壁形成朝上的第一台阶面(152)，所述上钢套(13)的下端形成朝下的第二台阶面(134)，所述第一台阶面(152)和所述第二台阶面(134)相互抵触；与所述下钢套(14)适配的所述第二径向通孔(151)的孔壁形成朝下的第三台阶面(153)，所述下钢套(14)的上端形成朝上的第四台阶面(144)，所述第三台阶面(153)和所述第四台阶面(144)相互抵触。

10.根据权利要求9所述的接头，其特征在于，所述橡胶衬套(12)在所述第一径向通孔(123)的左侧形成第一开口(124)；所述第一开口(124)的左侧延伸到所述橡胶衬套(12)的外周面，右侧与所述第一径向通孔(123)贯通，前侧和后侧分别延伸到所述橡胶衬套(12)的两端面。

11.根据权利要求10所述的接头，其特征在于，所述橡胶衬套(12)在所述第一径向通孔(123)的右侧形成第二开口(125)；所述第二开口(125)的左侧与所述第一径向通孔(123)贯通，右侧延伸到所述橡胶衬套(12)的周壁内部，前侧和后侧分别延伸到所述橡胶衬套(12)的两端面。

12.根据权利要求8所述的接头，其特征在于，所述接头还包括两个橡胶塞(19)，分别塞装在所述销筒(15)的轴向内孔的两端。

13.根据权利要求12所述的接头，其特征在于，所述橡胶塞(19)的一端设置沿径向向外延伸的凸缘部(191)，所述凸缘部(191)与所述销筒(15)的端面相抵触；所述橡胶衬套(12)设置容纳槽(126)，所述凸缘部位于所述容纳槽(126)内。

14.一种汽车，所述汽车包括副车架、车身以及连接所述副车架和所述车身的接头，其特征在于，所述接头为权利要求1-13任一项所述的接头(1)。

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