用于車輛的梁及車輛前端結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種用于車輛的梁，包括縱向延伸的縱長的梁，包括至少一個(gè)水平延伸壁和至少一個(gè)垂直延伸壁，至少一個(gè)垂直延伸壁限定了未延伸至至少一個(gè)水平延伸壁的至少一個(gè)垂直縱長溝槽。本實(shí)用新型還提供了一種車輛前端結(jié)構(gòu)。通過本實(shí)用新型的技術(shù)方案，可在不降低梁強(qiáng)度性能的同時(shí)弱化梁，以使其在碰撞中沿橫向車輛方向彎曲來避免向客廂內(nèi)的侵入，如此在碰撞中保護(hù)乘客安全。
【專利說明】用于車輛的梁及車輛前端結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種包括溝槽的翼子板支撐梁，溝槽使得梁易于彎曲和斷裂但并不降低梁的承載能力。

【背景技術(shù)】
[0002]陸地車輛通過多種試驗(yàn)來測試耐撞性，這些試驗(yàn)包括正面碰撞試驗(yàn)、側(cè)面碰撞試驗(yàn)、尾部碰撞試驗(yàn)、傾翻試驗(yàn)及其他試驗(yàn)。先前開發(fā)出了正面碰撞試驗(yàn)，其具體指的是車輛在相對于車輛縱向延伸的車架縱梁之間撞擊障礙物。在這類試驗(yàn)中，車架縱梁為車身提供主要的支撐。任意侵入物進(jìn)入客廂的程度在制動踏板、腳靠、左腳踏板、中間腳踏板、右腳踏板、左側(cè)儀表板、右側(cè)儀表板及車門處測量。
[0003]提出了一種新的試驗(yàn)方法，用于模擬車輛與剛性障礙物的輕微偏移正面碰撞。在所提出的試驗(yàn)中，車輛以40MPH的速度撞擊在極半徑(pole-like radius)為6英寸的剛性障礙物的一角上，重疊部分為障礙物的25%。碰撞部位在車架縱梁的外側(cè)，且相較于碰撞位于車架縱梁之間的情況，車架縱梁無法對向客廂內(nèi)的侵入提供同樣多的阻力。
[0004]陸地車輛重量正在減少以大幅提高燃料經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)前車輛被設(shè)計(jì)成在不削弱性能和耐撞性的目標(biāo)下減輕車重。在減輕車重并降低制造成本的同時(shí)，難以滿足針對輕微偏移剛性障礙物碰撞試驗(yàn)所提出的試驗(yàn)要求。
[0005]減輕車重是車輛設(shè)計(jì)一直追求的目標(biāo)。減輕車重的一種方式是減少用于制造車輛的零件的數(shù)量。一些結(jié)構(gòu)梁以多片的形式制造且可能復(fù)雜化了制造和裝配過程。多片式結(jié)構(gòu)梁重量較大、成本較高、裝配復(fù)雜、尺寸精度較低，并經(jīng)受多部件結(jié)構(gòu)的裝配復(fù)雜性。為控制品質(zhì)，多片式結(jié)構(gòu)的裝配過程須小心進(jìn)行并受到監(jiān)控。零件重量的減小提高了燃料效率并降低了材料成本。
[0006]一種減少零件數(shù)量的方式是以液壓成形工藝制造梁。然而，液壓成形梁通常為單片結(jié)構(gòu)。在軸向加載事件中，液壓成形結(jié)構(gòu)原則上傾向于在梁彎曲的位置處最先變形。梁縱向線性延伸的部分不易彎曲或斷裂。梁的這些部分在碰撞事件中不會吸收與彎曲部分相同程度的能量，并在輕微偏移剛性障礙物試驗(yàn)中增加了侵入物進(jìn)入客廂的可能性。
[0007]本實(shí)用新型旨在解決上述問題和如下概述的其他問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0008]本實(shí)用新型的目的在于提供了一種適用于輕微偏移正面碰撞的用于車輛的梁。
[0009]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，其涉及一種用于車輛的梁，該梁包括縱向延伸的縱長的梁，該梁包括至少一個(gè)水平延伸壁和至少一個(gè)垂直延伸壁。至少一個(gè)垂直延伸壁限定了未延伸穿過至少一個(gè)水平延伸壁的至少一個(gè)垂直縱長溝槽。至少一個(gè)垂直延伸壁被至少一個(gè)垂直縱長溝槽弱化以沿橫向車輛方向彎曲而未降低至少一個(gè)水平延伸壁的強(qiáng)度。
[0010]根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，至少一個(gè)垂直延伸壁限定了多個(gè)垂直縱長溝槽中的一個(gè)。至少一個(gè)垂直延伸壁中的至少一個(gè)垂直縱長溝槽進(jìn)一步包括多個(gè)垂直縱長溝槽。多個(gè)垂直縱長溝槽中的第一組溝槽以標(biāo)稱間距間隔開，而多個(gè)垂直縱長溝槽中的第二組溝槽間隔開的程度小于標(biāo)稱間距，以使得梁傾向于在包括第二組溝槽的縱向延伸區(qū)域中彎曲。
[0011]根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，至少一個(gè)垂直延伸壁限定了多個(gè)垂直縱長溝槽中的一個(gè)，至少一個(gè)垂直延伸壁中的至少一個(gè)垂直縱長溝槽進(jìn)一步包括多個(gè)垂直縱長溝槽，其中，多個(gè)垂直縱長溝槽具有半圓形上端和半圓形下端。
[0012]至少一個(gè)垂直延伸壁可限定多個(gè)垂直縱長溝槽中的一個(gè)。至少一個(gè)垂直延伸壁中的至少一個(gè)垂直縱長溝槽進(jìn)一步包括多個(gè)垂直縱長溝槽。多個(gè)垂直縱長溝槽中的至少一個(gè)同樣可沿水平方向延伸以在偏移垂直方向的方向上是縱長的，從而促使梁沿橫向車輛方向彎曲。
[0013]至少一個(gè)垂直延伸壁可以限定多個(gè)垂直縱長溝槽中的一個(gè)，至少一個(gè)垂直延伸壁中的至少一個(gè)垂直縱長溝槽進(jìn)一步包括多個(gè)垂直縱長溝槽，并且梁可進(jìn)一步限定設(shè)置于梁中的彎曲部處的多個(gè)圓孔，多個(gè)圓孔使得梁傾向于在梁的彎曲部處斷裂。
[0014]至少一個(gè)垂直延伸壁可為外壁，且梁可進(jìn)一步包括內(nèi)垂直延伸壁，內(nèi)垂直延伸壁未限定垂直縱長溝槽，在根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，梁進(jìn)一步包括第二垂直延伸壁，第二垂直延伸壁為未限定垂直縱長溝槽的內(nèi)壁，并且外壁相對于內(nèi)壁具有較小的壓縮強(qiáng)度，因此引起外壁在碰撞事件中傾向于朝向內(nèi)壁折疊。
[0015]根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，其涉及一種車輛前端結(jié)構(gòu)，翼子板支撐梁可附接至前鉸鏈柱，梁在前鉸鏈柱前方沿縱向車輛方向延伸。該梁可包括上水平延伸壁、下水平延伸壁、內(nèi)垂直延伸壁以及外垂直延伸壁。外垂直延伸壁限定了多個(gè)垂直縱長溝槽。翼子板可操作地附接至翼子板支撐梁。該多個(gè)垂直縱長溝槽配置成在碰撞事件中引導(dǎo)翼子板支撐梁橫向移動而并未降低翼子板支撐梁的承載性能。
[0016]車輛前端結(jié)構(gòu)可進(jìn)一步包括位于發(fā)動機(jī)艙中的至少一個(gè)附件。翼子板支撐梁支撐發(fā)動機(jī)艙中的至少一個(gè)附件。多個(gè)垂直縱長溝槽可在翼子板支撐梁的橫向鄰近至少一個(gè)附件的部分中以較大的程度間隔開。
[0017]車輛前端結(jié)構(gòu)可進(jìn)一步包括附接至翼子板支撐梁的橫向延伸支架，橫向延伸支架附接至翼子板支撐梁的內(nèi)側(cè)的結(jié)構(gòu)件以抵抗翼子板支撐梁沿外側(cè)橫向方向移動。垂直延伸壁限定了多個(gè)圓孔。橫向延伸支架在翼子板支撐梁的限定多個(gè)圓孔的縱向延伸區(qū)域內(nèi)附接至翼子板支撐梁。橫向延伸支架和多個(gè)圓孔相結(jié)合來使得翼子板支撐梁傾向于在翼子板支撐梁的縱向延伸區(qū)域處斷裂。
[0018]車輛前端結(jié)構(gòu)可進(jìn)一步包括第一組溝槽，第一組溝槽以標(biāo)稱間距間隔開，同時(shí)也包括第二組溝槽，第二組溝槽間隔開的程度小于標(biāo)稱間距，以使翼子板支撐梁傾向于在包含第二組溝槽的區(qū)域中彎曲。
[0019]多個(gè)垂直縱長溝槽具有半圓形上端和半圓形下端。
[0020]多個(gè)垂直縱長溝槽中的至少一個(gè)同樣沿水平方向延伸以在偏移垂直方向的方向上是縱長的，從而使翼子板支撐梁沿橫向車輛方向彎曲。
[0021]車輛前端結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括在翼子板支撐梁的彎曲部處限定了多個(gè)圓孔的翼子板支撐梁，多個(gè)圓孔使翼子板支撐梁傾向于在翼子板支撐梁的彎曲部處斷裂。
[0022]內(nèi)垂直延伸壁并未限定垂直縱長溝槽，并且外垂直延伸壁相比于內(nèi)垂直延伸壁具有較小的壓縮強(qiáng)度，從而使得外垂直延伸壁在碰撞事件中朝向內(nèi)垂直延伸壁折疊。
[0023]根據(jù)本實(shí)用新型的又一方面，提供了一種車輛前端結(jié)構(gòu)，包括:翼子板支撐梁，附接至前鉸鏈柱并在前鉸鏈柱前方沿縱向車輛方向延伸，其中，翼子板支撐梁包括上水平延伸壁、下水平延伸壁、內(nèi)垂直延伸壁以及外垂直延伸壁，其中，外垂直延伸壁限定了多個(gè)垂直縱長溝槽，并且垂直延伸壁限定了多個(gè)圓孔；附接至翼子板支撐梁的橫向延伸支架，橫向延伸支架附接至翼子板支撐梁的內(nèi)側(cè)的結(jié)構(gòu)件以抵抗翼子板支撐梁沿外側(cè)橫向方向移動，并且橫向延伸支架在翼子板支撐梁的限定多個(gè)圓孔的縱向延伸區(qū)域內(nèi)附接至翼子板支撐梁；以及其中，多個(gè)垂直縱長溝槽配置成在碰撞事件中弓丨導(dǎo)翼子板支撐梁橫向移動。
[0024]通過本實(shí)用新型的技術(shù)方案，可在不降低梁強(qiáng)度性能的同時(shí)弱化梁，以使其在碰撞中沿橫向車輛方向彎曲來避免向客廂內(nèi)的侵入，如此在碰撞中保護(hù)乘客安全。
[0025]本實(shí)用新型的上述方面及其它方面將在下文中參照附圖更為詳細(xì)地描述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為以虛線示出車輛內(nèi)部的翼子板支撐梁的車輛前端的局部立體圖。
[0027]圖2為在設(shè)計(jì)配置中附接至前鉸鏈柱的翼子板支撐梁的局部立體圖。
[0028]圖3為附接至前鉸鏈柱的翼子板支撐梁處于中間碰撞事件條件下時(shí)的局部立體圖。
[0029]圖4為附接至前鉸鏈柱的翼子板支撐梁處于后期碰撞事件條件下時(shí)的局部立體圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030]所示實(shí)施例參照附圖進(jìn)行公開。然而，應(yīng)該理解，所公開的實(shí)施例僅為可以多種替代形式實(shí)施的實(shí)例。附圖未必按比例繪制，并且可放大或縮小一些特征來顯示特定部件的細(xì)節(jié)。所公開的具體結(jié)構(gòu)和功能性細(xì)節(jié)不應(yīng)解釋為限定，而是教導(dǎo)本領(lǐng)域的技術(shù)人員如何實(shí)踐所公開概念的代表性基礎(chǔ)。
[0031]參照圖1，部分地示出了車輛10以示出翼子板支撐梁12在車輛10的前端14中的定位。翼子板支撐梁12附接至前鉸鏈柱16并相對于前鉸鏈柱16沿朝前的方向延伸。發(fā)動機(jī)艙17中的附件(未示出)也可由翼子板支撐梁12進(jìn)行支撐，這些附件諸如為蓄電池座盤、空氣清潔器或HVAC系統(tǒng)組件。
[0032]參照圖2，翼子板支撐軌12為液壓成形軌，其包括上壁18、下壁20、以及內(nèi)壁22和外壁24。外壁24包括多個(gè)縱長的垂直延伸的溝槽26。外壁24中還限定了多個(gè)圓孔28。支架30在翼子板支撐梁12的縱向延伸部分32處附接至翼子板支撐軌12，縱向延伸部分32也限定了圓孔28。彎曲部34鄰近縱向延伸部分32在翼子板支撐梁12上形成。
[0033]縱長的垂直延伸溝槽26包括半圓形上端和半圓形下端。其中一個(gè)縱長的垂直延伸溝槽26’還在偏移垂直方向的水平方向上延伸。溝槽26弱化垂直延伸壁，以促進(jìn)使翼子板支撐梁12在橫向車輛方向上彎曲，而并不降低上部水平延伸壁18及下部水平延伸壁20的強(qiáng)度。一些溝槽26相比于其它溝槽26之間的距離被以較小的程度間隔開，以使梁12傾向于在包括這些更緊密間隔的溝槽26的縱向延伸區(qū)域中彎曲。
[0034]圓孔28形成于翼子板支撐梁12的外壁24的縱向延伸部分32中且還可延伸穿過內(nèi)壁22以弱化內(nèi)壁22和外壁24。圓孔還鄰近彎曲部34設(shè)置。支架30附接至翼子板支撐梁12的縱向延伸部分32。支架30附接至翼子板支撐梁內(nèi)側(cè)的結(jié)構(gòu)件(未示出)，以抵抗翼子板支撐梁沿外側(cè)橫向方向移動。如下文將參照圖4描述的，圓孔28、彎曲部34和支架單獨(dú)或結(jié)合用以促進(jìn)使翼子板支撐梁12斷裂。
[0035]參照圖3，所示翼子板支撐梁12處于碰撞事件的中間階段。當(dāng)翼子板支撐梁12向內(nèi)彎曲或折疊時(shí)，示出了位于鉸鏈柱前方的緊密間隔的第三和第四溝槽26。由于被弱化的外壁24比內(nèi)壁22更薄弱，所以翼子板支撐梁此時(shí)彎曲。強(qiáng)度差異使得外壁24先于內(nèi)壁22被擠壓。因此，翼子板支撐軌沿橫向車輛方向在折疊部分36處向內(nèi)折疊。
[0036]繼續(xù)參照圖3，翼子板支撐梁12處于在區(qū)域32處斷裂的過程中。圓孔28降低外壁24的強(qiáng)度，并且，如果將圓孔28設(shè)置在內(nèi)壁22上，則圓孔28會弱化內(nèi)壁22。支架30保持翼子板支撐梁12，并降低翼子板支撐梁12沿外側(cè)方向移位的傾向。然后，翼子板支撐梁12上的彎曲部34被向內(nèi)推動并開始斷裂。
[0037]參照圖4，所示翼子板支撐軌12緊接著或處于碰撞事件的后期階段。翼子板支撐軌12在區(qū)域32中完全斷裂并與折疊部分36分離開。折疊部分36沿橫向車輛方向上向內(nèi)折疊。由溝槽26 (圖2和圖3所示)及翼子板支撐梁12在區(qū)域32處的斷裂引起的翼子板支撐梁12的向內(nèi)折疊或彎曲降低了翼子板支撐梁12侵入車輛10的客廂38的風(fēng)險(xiǎn)。
[0038]雖然上文描述了示例性實(shí)施例，但并不意味著這些實(shí)施例描述了所公開的裝置和方法的所有可能的形式。相反，在說明書中使用的詞語是描述性而非限制性詞語，并且應(yīng)該理解，在不脫離本實(shí)用新型的精神及范圍的情況下，可以進(jìn)行多種改變。各個(gè)實(shí)施例的特征可以組合，以形成所公開概念的其他實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.一種用于車輛的梁，其特征在于，包括: 縱向延伸的縱長的梁，包括至少一個(gè)水平延伸壁和至少一個(gè)垂直延伸壁，所述至少一個(gè)垂直延伸壁限定了未延伸至所述至少一個(gè)水平延伸壁的至少一個(gè)垂直縱長溝槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梁，其特征在于，所述至少一個(gè)垂直延伸壁中的所述至少一個(gè)垂直縱長溝槽進(jìn)一步包括多個(gè)垂直縱長溝槽,所述多個(gè)垂直縱長溝槽中的第一組溝槽以標(biāo)稱間距間隔開，而所述多個(gè)垂直縱長溝槽中的第二組溝槽間隔開的程度小于所述標(biāo)稱間距。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梁，其特征在于，所述至少一個(gè)垂直延伸壁中的所述至少一個(gè)垂直縱長溝槽進(jìn)一步包括多個(gè)垂直縱長溝槽，其中，所述多個(gè)垂直縱長溝槽具有半圓形上端和半圓形下端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梁，其特征在于，所述至少一個(gè)垂直延伸壁中的所述至少一個(gè)垂直縱長溝槽進(jìn)一步包括多個(gè)垂直縱長溝槽,其中，所述多個(gè)垂直縱長溝槽中的至少一個(gè)同樣沿水平方向延伸以在偏移垂直方向的方向上是縱長的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梁，其特征在于，所述至少一個(gè)垂直延伸壁中的所述至少一個(gè)垂直縱長溝槽進(jìn)一步包括多個(gè)垂直縱長溝槽，還包括在所述梁的彎曲部處限定了多個(gè)圓孔的所述梁。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梁，其特征在于，所述至少一個(gè)垂直延伸壁為外壁且所述梁進(jìn)一步包括第二垂直延伸壁，所述第二垂直延伸壁為未限定垂直縱長溝槽的內(nèi)壁。
7.—種車輛前端結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括: 翼子板支撐梁，附接至前鉸鏈柱并在所述前鉸鏈柱前方沿縱向車輛方向延伸，所述翼子板支撐梁包括上水平延伸壁、下水平延伸壁、內(nèi)垂直延伸壁以及外垂直延伸壁，其中，所述外垂直延伸壁限定了多個(gè)垂直縱長溝槽； 可操作地附接至所述翼子板支撐梁的翼子板；以及 其中，所述多個(gè)垂直縱長溝槽配置成:在碰撞事件中弓I導(dǎo)所述翼子板支撐梁橫向移動。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的車輛前端結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述翼子板支撐梁支撐發(fā)動機(jī)艙中的至少一個(gè)附件，并且所述多個(gè)垂直縱長溝槽在所述翼子板支撐梁的橫向鄰近所述至少一個(gè)附件的部分中間隔開。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的車輛前端結(jié)構(gòu)，其特征在于，進(jìn)一步包括: 附接至所述翼子板支撐梁的橫向延伸支架，所述橫向延伸支架附接至所述翼子板支撐梁的內(nèi)側(cè)的結(jié)構(gòu)件以抵抗所述翼子板支撐梁沿外側(cè)橫向方向移動。
10.一種車輛前端結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括: 翼子板支撐梁，附接至前鉸鏈柱并在所述前鉸鏈柱前方沿縱向車輛方向延伸，其中，所述翼子板支撐梁包括上水平延伸壁、下水平延伸壁、內(nèi)垂直延伸壁以及外垂直延伸壁，其中，所述外垂直延伸壁限定了多個(gè)垂直縱長溝槽，并且所述外垂直延伸壁限定了多個(gè)圓孔； 附接至所述翼子板支撐梁的橫向延伸支架，所述橫向延伸支架附接至所述翼子板支撐梁的內(nèi)側(cè)的結(jié)構(gòu)件以抵抗所述翼子板支撐梁沿外側(cè)橫向方向移動，并且所述橫向延伸支架在所述翼子板支撐梁的限定所述多個(gè)圓孔的縱向延伸區(qū)域內(nèi)附接至所述翼子板支撐梁；以及其中，所述多個(gè)垂直縱長溝槽配置成在碰撞事件中引導(dǎo)所述翼子板支撐梁橫向移動rfo ο
【文檔編號】B62D25/18GK204077811SQ201420451531
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月14日
【發(fā)明者】德拉甘·斯托伊科維奇, 倫納德·安東尼·謝恩, 查爾斯·柯, 羅伯特·阿斯, 馬克·凱勒 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司