汽車的碰撞緩沖裝置的制作方法

本發明屬于汽車零部件領域，涉及一種汽車的碰撞緩沖裝置。

背景技術：

在眾多交通事故中，存在一種最致命的：大車發生側翻，將在其一側行駛的小轎車從車頂開始往下擠壓，這種交通事故，往往會造成小轎車內的人員死亡。

造成上述高死亡率的其中一個原因是：現有的小轎車并沒有在頂部設置特定的緩沖機構，只是通過車體鋼板的強度來緩沖受到的碰撞，由于鋼板緩沖的碰撞力較少，導致大部分碰撞力傳遞到車體內并直接作用在車內人員上，在較強的沖擊下，人體損傷嚴重容易死亡。

技術實現要素：

本發明的目的是針對現有的技術存在上述問題，提出了一種汽車車頂的碰撞緩沖裝置，解決的技術問題是如何加強汽車的安全性能。

本發明的目的可通過下列技術方案來實現：汽車的碰撞緩沖裝置，汽車包括車體，車體的頂部設有用于安裝天窗的窗口，其特征在于，本碰撞緩沖裝置包括設于車體頂部的支撐塊，支撐塊呈長塊狀且長度沿車體的左右方向延伸，支撐塊有兩塊且沿車體的前后方向分布，所述的窗口位于兩支撐塊之間，支撐塊的縱截面呈L形，且支撐塊包括沿豎直方向設置的支撐部一和沿水平方向設置的支撐部二，所述的車體的頂壁上開設有凹槽，凹槽有兩 個且位置分別與兩支撐塊正對，每個凹槽內均設有電機，兩電機分別通過絲桿螺母傳動副與兩支撐部二相連以驅動支撐塊上下移動，當支撐塊下移時其能與車體頂壁相抵并將對應的凹槽的槽口封閉，兩所述的支撐塊之間設有具有封閉內腔的緩沖箱，緩沖箱的前后側壁分別與兩支撐塊貼靠，緩沖箱與天窗正對，且該緩沖箱的底壁能與車體的頂壁貼靠，兩所述的支撐塊均與緩沖箱固定，所述的緩沖箱內固定有將上述的封閉內腔隔成相互獨立的上腔和下腔的隔板，緩沖箱上固定有能往上腔內充入氣體的充氣嘴，所述的下腔內設有多根第一彈簧，且第一彈簧的兩端分別與緩沖箱的內底壁和隔板相抵。

安裝時，通過充氣嘴向上腔內充入氣體，作為緩沖介質；電機由汽車內部的供電系統供電，并通過控制器控制電機的啟閉以及正反轉。

正常使用時，支撐塊與車體頂壁相抵以將凹槽的槽口封閉，緩沖箱的底壁與車體的頂壁貼靠。當需要開啟天窗以加大車體內部的散熱效果時，開啟電機并使電機主軸正轉，通過絲桿螺母傳動副帶動支撐塊上移，從而驅動緩沖箱上移以使緩沖箱與車體頂壁之間產生間隙，此時，打開天窗并利用上述的間隙進行換氣，以增強車體內部的散熱效果。關閉天窗后，控制電機主軸反正，并利用絲桿螺母傳動副帶動緩沖箱和支撐塊復位。在實際加工時，可以通過程序將天窗和電機聯動起來，即天窗開啟時，電機會自動啟動并正轉，當天窗完全打開時，電機停止轉動；當天窗關閉時，電機自動啟動并反轉，當天窗完全關閉后，電機停止轉動。上述的過程對編程人員來說是一件很簡單的事情，很容易辦到的，且采用上述的設計，可以有效提高整個碰撞緩沖裝置的操作方便性。

通過在上腔內填充氣體以及在下腔內設置多根且兩端分別與隔板和緩沖箱的內底壁相抵的第一彈簧，以形成兩道用于緩沖碰 撞力的防線，從而有效降低碰撞力傳遞到車體內部的量，這樣便可有效提高汽車整體的安全性能；同時，由于是在緩沖箱內填充氣體來形成第一道防線的，空氣本身的重量是可以忽略不計的，這樣便可降低整個碰撞緩沖裝置的重量，來降低汽車的油耗。

在上述的汽車的碰撞緩沖裝置中，所述的緩沖箱由頂部敞口、底部封閉的殼體和固定在殼體頂部并將殼體的頂部敞口封閉的密封板組成，所述的殼體呈圓桶狀，密封板呈圓板狀，所述的殼體的內側壁上具有呈圓環狀的連接座，所述的隔板由呈圓形的板體和貼靠并固定在板體的下端面上的環狀密封墊一組成，板體、密封墊一以及連接座這三者的中心軸線共線，且密封墊一的下端面與連接座的上端面貼靠，所述的板體通過若干根螺絲與連接座固定。

通過在殼體的內側壁上設置連接座，對板體起到較好的定位作用，方便后續板體的安裝，從而提高整個緩沖座的安裝；在密封墊一的作用下，使板體和連接座之間的連接保持較為可靠的密封，以穩定地將上腔和下腔隔開，這樣便可有效避免在受到碰撞時處于上腔內的氣體跑到下腔內，使位于上腔內的氣體起到較強的緩沖效果，以提高汽車的安全性能。

在上述的汽車的碰撞緩沖裝置中，所述的殼體的內底壁上具有呈柱狀凸出的定位部，定位部的數量與第一彈簧相同且位置一一對應，每根第一彈簧均套在對應的定位部上。

在定位部的作用下，既對第一彈簧起到定位的作用，來進一步提高緩沖箱組裝的方便性，又對第一彈簧作壓縮運動起導向作用，使第一彈簧始終朝一個方向形變，來提高吸收緩沖力的能力，以進一步提高汽車的安全性。

在上述的汽車的碰撞緩沖裝置中，所述的上腔內設有多根第二彈簧，且第二彈簧的兩端分別與板體和密封板相抵。

通過設置第二彈簧，既可以提高本裝置的緩沖效果，來進一 步加強汽車的安全性能；同時，由于第二彈簧是設置在上腔內的，這樣便可加強上述的第一道防線的緩沖能力，以減少整個裝置受到小碰撞時的損傷。

在上述的汽車的碰撞緩沖裝置中，所述的板體的上端面上具有呈柱狀凸出的限位部，限位部的數量與第二彈簧相同且位置一一對應，每根第二彈簧均套在對應的限位部上。

在限位部的作用下，既對第二彈簧起到定位的作用，來進一步提高緩沖箱組裝的方便性，又對第二彈簧作壓縮運動起導向作用，使第二彈簧始終朝一個方向形變，來提高吸收緩沖力的能力，以進一步提高汽車的安全性。

在上述的汽車的碰撞緩沖裝置中，所述的密封板包括呈圓形的基板和呈圓桶狀的密封罩，密封罩套在基板上且兩者通過焊接的方式固定在一起，所述的密封板通過基板的下端面與殼體的頂壁貼靠的方式將殼體的頂部敞口封閉，所述的基板上設有環形密封槽，環形密封槽內設有環形密封墊二，且環形密封墊二的兩端面分別與所述的殼體的頂壁和環形密封槽的底壁相抵，所述的密封罩內設有第三彈簧，且第三彈簧的兩端分別與基板和密封罩的內壁相抵。

通過在密封板內部設置第三彈簧，構成新的第一防線，這樣既可以提高本裝置的緩沖效果，來進一步加強汽車的安全性能，又可以進一步降低整個裝置受到小碰撞時的損傷。

在上述的汽車的碰撞緩沖裝置中，所述的基板的上端面上具有呈柱狀凸出的套設部，套設部的數量與第三彈簧相同且位置一一對應，所述的第三彈簧套在對應的套設部上。

在上述的汽車的碰撞緩沖裝置中，所述的絲桿螺母傳動副包括豎直設置在凹槽內的絲桿和螺接在絲桿上的螺母，絲桿的下端通過第一軸承與凹槽的底壁軸向固定，所述的支撐部二的下側面的中部具有呈筒狀凸出的連接部，連接部套在螺母上，連接部和 螺母之間設有第二軸承，第二軸承的內圈與螺母固定，且該第二軸承的外圈與連接部固定，位于同一凹槽內的絲桿和電機沿支撐塊的長度方向分布，且電機通過傳動機構能驅動絲桿轉動。

具體工作過程如下：電機驅動絲桿轉動，以轉化螺母以旋轉的方式上下移動，由于螺母是通過第二軸承與連接部配合的，這樣支撐塊便只能上下平移，而不會轉動，從而穩定地驅動緩沖箱上平移。

通過設置電機和絲桿沿支撐塊的長度方向分布，這樣便可降低起驅動支撐塊移動的組件整體的高度，這樣便可在實際加工時降低凹槽的深度，來減少對車身的損傷，提高車身的抗壓能力，以進一步加強汽車的安全性能。

在上述的汽車的碰撞緩沖裝置中，所述的傳動機構包括設于電機主軸上的主齒輪和設于絲桿上的副齒輪，且主齒輪和副齒輪嚙合。

電機通過齒輪傳動的方式驅動絲桿轉動，既具有工作穩定性高的優點，又可以減少電機和絲桿之間的距離，這樣便可減少凹槽的長度，來進一步降低對車身的損傷，來加強汽車的安全性能。

作為另一種方案，在上述的汽車的碰撞緩沖裝置中，所述的傳動機構包括設于電機主軸上的主動輪和設于絲桿上的從動輪，且主動輪和從動輪通過同步帶相連。

在上述的汽車的碰撞緩沖裝置中，所述的車體的頂壁上設有呈環狀的定位槽，定位槽有兩個且位置分別與兩支撐塊正對，位于同一側的定位槽和凹槽這兩者的中心軸線共線，每個所述的定位槽內均設有呈環狀的橡膠墊，且橡膠墊的兩端面分別與定位槽的底壁和支撐部二的下側面相抵。

在橡膠墊的作用下，以加強支撐塊將凹槽的槽口封閉的穩定性，從而有效避免灰塵等雜質在電機未工作時進入到凹槽內，來提高電機帶動絲桿轉動的穩定性以及電機的壽命。

與現有技術相比，本汽車的碰撞緩沖裝置具有以下優點：

1、通過在上腔內填充氣體以及在下腔內設置多根且兩端分別與隔板和緩沖箱的內底壁相抵的第一彈簧，以形成兩道用于緩沖碰撞力的防線，從而有效降低碰撞力傳遞到車體內部的量，這樣便可有效提高汽車整體的安全性能；同時，由于是在緩沖箱內填充氣體來形成第一道防線的，空氣本身的重量是可以忽略不計的，這樣便可降低整個碰撞緩沖裝置的重量，來降低汽車的油耗。

2、通過設置第二彈簧，既可以提高本裝置的緩沖效果，來進一步加強汽車的安全性能；同時，由于第二彈簧是設置在上腔內的，這樣便可加強上述的第一道防線的緩沖能力，以減少整個裝置受到小碰撞時的損傷。

3、通過在密封板內部設置第三彈簧，構成新的第一防線，這樣既可以提高本裝置的緩沖效果，來進一步加強汽車的安全性能，又可以進一步降低整個裝置受到小碰撞時的損傷。

4、通過設置電機和絲桿沿支撐塊的長度方向分布，這樣便可降低起驅動支撐塊移動的組件整體的高度，這樣便可在實際加工時降低凹槽的深度，來減少對車身的損傷，提高車身的抗壓能力，以進一步加強汽車的安全性能。

附圖說明

圖1是本汽車的碰撞緩沖裝置的俯視結構示意圖。

圖2是本汽車的碰撞緩沖裝置的剖視結構示意圖。

圖3是圖2中A處的放大結構示意圖。

圖4是圖2中B處的放大結構示意圖。

圖5是圖2中C處的放大結構示意圖。

圖6是電機和絲桿的連接結構示意圖。

圖中，1、車體；1a、窗口；1b、凹槽；2、天窗；3、支撐塊；3a、支撐部一；3b、支撐部二；3c、連接部；4、緩沖箱；4a、上 腔；4b、下腔；4c、殼體；4c1、連接座；4c2、定位部；4d、密封板；4d1、基板；4d1a、套設部；4d2、密封罩；4d3、第三彈簧；5、第一彈簧；6、第二彈簧；7、隔板；7a、板體；7a1、限位部；7b、密封墊一；8、電機；9、絲桿；10、螺母；11、第一軸承；12、第二軸承；13、主齒輪；14、副齒輪；15、橡膠墊；16、環形密封墊二；17、充氣嘴。

具體實施方式

以下是本發明的具體實施例并結合附圖，對本發明的技術方案作進一步的描述，但本發明并不限于這些實施例。

實施例一

如圖1和圖2所示，在本汽車的碰撞緩沖裝置中，汽車包括車體1，且該車體1的頂部的中心處設有用于安裝天窗2的窗口1a。如圖2至圖6所示，本碰撞緩沖裝置由支撐塊3、緩沖箱4、第一彈簧5、第二彈簧6、隔板7、電機8、絲桿螺母傳動副等組成。

具體來說，支撐塊3有兩塊且均設置在車體1的頂部。兩支撐塊3沿車體1的前后方向分布，且上述的窗口1a位于兩支撐塊3之間。如圖1和圖2所示，支撐塊3呈長塊狀且其長度沿車體1的左右方向延伸。每塊支撐塊3的縱截面均呈L形，支撐塊3包括沿豎直方向設置的支撐部一3a和沿水平方向設置的支撐部二3b，且支撐部一3a和支撐部二3b為一體式結構。

如圖2所示，車頂的頂壁上開設有凹槽1b，凹槽1b有兩個且分別與兩支撐塊3正對。在本實施例中，凹槽1b呈條狀且其長度延伸方向與支撐塊3的長度延伸方向相一致。每個凹槽1b內均設有電機8，在實際安裝時，電機8通過電機8座(未圖示)固定在凹槽1b內。兩電機8分別通過絲桿螺母傳動副與兩支撐部二3b相連，以驅動兩支撐塊3同時上下移動，且當支撐塊3下移時， 其上的支撐部二3b能與車體1頂壁相抵并將對應的凹槽1b的槽口封閉。具體來說，如圖5和圖6所示，絲桿螺母傳動副包括豎直設置在凹槽1b內的絲桿9和螺接在絲桿9上的螺母10。其中，絲桿9的下端通過第一軸承11與凹槽1b的底壁軸向固定，即此時，第一軸承11的內圈與絲桿9固定，第一軸承11的外圈與車體1固定，以穩定實現絲桿9的周向轉動。支撐部二3b的下側面的中部具有呈筒狀凸出的連接部3c，且連接部3c套在螺母10上。連接部3c和螺母10之間設有第二軸承12，第二軸承12的內圈與螺母10固定，且該第二軸承12的外圈與連接部3c固定，以實現連接部3c和螺母10軸向固定。在本實施例中，第二軸承12的內圈通過過盈配合的方式與絲桿9固定，且第二軸承12的外圈通過過盈配合的方式與連接部3c固定。如圖6所示，位于同一凹槽1b內的絲桿9和電機8沿支撐塊3的長度方向分布，且電機8通過傳動機構能驅動絲桿9轉動。在本實施例中，傳動機構包括設于電機8主軸上的主齒輪13和設于絲桿9上的副齒輪14，且主齒輪13和副齒輪14嚙合。電機8通過齒輪傳動的方式驅動絲桿9轉動，既具有工作穩定性高的優點，又可以減少電機8和絲桿9之間的距離，這樣便可減少凹槽1b的長度，來降低對車身的損傷，來加強汽車的安全性能。

進一步說明，如圖6所示，車體1的頂壁上設有呈條形環狀的定位槽，定位槽有兩個且位置分別與兩支撐塊3正對。位于同一側的定位槽和凹槽1b這兩者的中心軸線共線。每個定位槽內均設有呈環狀的橡膠墊15，且橡膠墊15的兩端面分別與定位槽的底壁和支撐部二3b的下側面相抵。在橡膠墊15的作用下，以加強支撐塊3將凹槽1b的槽口封閉的穩定性。

如圖1和圖2所示，緩沖箱4設置在兩支撐塊3之間并與窗口1a正對。實際產品中，緩沖箱4呈長方體且其長度延伸方向與車體1的前后方向相一致。緩沖箱4的長度與兩支撐塊3的距離 相等，即此時，緩沖箱4的前后側壁分別與兩支撐塊3貼靠；緩沖箱4的寬度略小于車體1的寬度；當支撐塊3與車體1的頂壁相抵時，緩沖箱4的底壁也與車體1的頂壁貼靠。兩支撐塊3均與緩沖箱4固定，以將緩沖箱4穩定地限位。在本實施例中，優選支撐塊3通過螺栓與緩沖箱4固定；自然，支撐塊3通過焊接的方式與緩沖箱4固定也是可以的。

進一步說明，緩沖箱4具有封閉內腔，且其內部固定有將上述的封閉內腔隔成相互獨立的上腔4a和下腔4b的隔板7。具體來說，緩沖箱4由殼體4c和密封板4d組成。其中，殼體4c呈圓桶狀，該殼體4c的頂部敞口、底部封閉，且殼體4c的底壁能與車體1的頂壁相抵。密封板4d呈圓板狀且其中心軸線與殼體4c的中心軸線共線。

如圖2和圖3所示，密封板4d包括呈圓形的基板4d1、呈圓桶狀的密封罩4d2和設于密封罩4d2內的第三彈簧4d3。其中，密封罩4d2套在基板4d1上且兩者通過焊接的方式固定在一起，基板4d1通過焊接的方式與殼體4c固定。基板4d1的下端面與殼體4c的頂壁貼靠，且此時，基板4d1將殼體4c的頂部敞口封閉。第三彈簧4d3有多根，且每根第三彈簧4d3的兩端均分別與基板4d1和密封罩4d2的內壁相抵，以使密封板4d具備較好的緩沖性能。進一步優化，基板4d1的下端面上設有環形密封槽，環形密封槽內設有環形密封墊二16，且環形密封墊二16的兩端面分別與殼體4c的頂壁和環形密封槽的底壁相抵，以加強將殼體4c的頂部敞口封閉的穩定性；基板4d1的上端面上具有呈柱狀凸出的套設部4d1a，套設部4d1a的數量與第三彈簧4d3相同且位置一一對應，第三彈簧4d3套在對應的套設部4d1a上，以對第三彈簧4d3起到較好的限位作用。

如圖4所示，殼體4c的內側壁上具有呈圓環狀的連接座4c1，連接座4c1和殼體4c同軸且兩者為一體式結構。隔板7由呈圓形 的板體7a和貼靠并固定在板體7a的下端面上的環狀密封墊一7b組成，且板體7a、密封墊一7b以及連接座4c1這三者的中心軸線共線。其中，板體7a通過若干根螺絲與連接座4c1固定；密封墊一7b的下端面與連接座4c1的上端面貼靠，以加強將上腔4a和下腔4b隔開的穩定性。

緩沖箱4上固定有能往上腔4a內充入氣體的充氣嘴17，具體來說，緩沖箱4的側壁上貫穿有螺紋孔，充氣嘴17上具有呈管狀的連接部3c，且連接部3c螺接在螺紋孔內。上腔4a內設有多根第二彈簧6，且第二彈簧6的兩端分別與板體7a和基板4d1相抵；下腔4b內設有多根第一彈簧5，且第一彈簧5的兩端分別與緩沖箱4的內底壁和隔板7相抵。進一步說明，殼體4c的內底壁上具有呈柱狀凸出的定位部4c2，定位部4c2的數量與第一彈簧5相同且位置一一對應，每根第一彈簧5均套在對應的定位部4c2上；板體7a的上端面上具有呈柱狀凸出的限位部7a1，限位部7a1的數量與第二彈簧6相同且位置一一對應，每根第二彈簧6均套在對應的限位部7a1上。

安裝時，通過充氣嘴17向上腔4a內充入氣體，作為緩沖介質；電機8由汽車內部的供電系統供電，并通過控制器控制電機8的啟閉以及正反轉。正常使用時，支撐塊3與車體1頂壁相抵以將凹槽1b的槽口封閉，緩沖箱4的底壁與車體1的頂壁貼靠。當需要開啟天窗2以加大車體1內部的散熱效果時，開啟電機8并使電機8主軸正轉，通過絲桿螺母傳動副帶動支撐塊3上移，從而驅動緩沖箱4上移以使緩沖箱4與車體1頂壁之間產生間隙，此時，打開天窗2并利用上述的間隙進行換氣，以增強車體1內部的散熱效果。關閉天窗2后，控制電機8主軸反正，并利用絲桿螺母傳動副帶動緩沖箱4和支撐塊3復位。在實際加工時，可以通過程序將天窗2和電機8聯動起來，即天窗2開啟時，電機8會自動啟動并正轉，當天窗2完全打開時，電機8停止轉動； 當天窗2關閉時，電機8自動啟動并反轉，當天窗2完全關閉后，電機8停止轉動。上述的過程對編程人員來說是一件很簡單的事情，很容易辦到的，且采用上述的設計，可以有效提高整個碰撞緩沖裝置的操作方便性。

實施例二

本實施例二同實施例一的結構及原理基本相同，不一樣的地方在于：傳動機構包括設于電機8主軸上的主動輪和設于絲桿9上的從動輪，且主動輪和從動輪通過同步帶相連。

本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明精神作舉例說明。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。