本发明涉及一种侧梁和保险杠连接结构。

通常，侧梁用在车身底板上以提高车身的强度和刚度，并且其沿着车身的纵向延伸，从而形成框架状的结构。保险杠布置在侧梁的端部，以吸收当车辆碰撞时的冲击，从而在车身的前面和后面保护车身。
在将保险杠连接到侧梁上的过程中，基本为L形的托架以这样一种方式布置在该侧梁的端部，即：当从车身的前面或者后面看时其张开。使用螺栓将托架和保险杠一起固定在该侧梁的外部位置上，之后将它们焊接在一起。
当像这样使用螺栓将托架和保险杠一起固定在该侧梁的外部位置上时，以等于侧梁宽度的间隔布置螺栓。在这种情况下中，产生了这样的问题，即：车辆碰撞时产生的力难于有效地传递给侧梁的横截面。为了解决该问题，日本专利公报特开平10-250505(第11段，图2和6)公开了一种与连接有保险杠的部分车身结构有关的技术。
在与连接有保险杠的部分车身结构有关的技术中，由托架从外部在侧梁的端部夹持具有矩形封闭截面的侧梁的两垂直壁，并且用电弧焊将垂直壁和托架的外部焊接在一起。另外，螺栓布置在托架上与该侧梁的内部位置对应的位置上，从而通过这样布置的螺栓将保险杠连接到侧梁上。
根据该结构，在用于将托架和保险杠固定在一起的螺栓之间的距离变得更小，从而能够抑制侧梁的变形。
顺便说一下，通常的做法是：从侧梁的外面将一个横梁连接到侧梁的远端部分上。从侧梁的外面由托架来夹持该侧梁的远端部分会产生这样的问题，即：将包括横梁的元件连接到该侧梁的远端部分上会变得困难。也就是说，在该侧梁的远端部分的外部位置，会发生托架和横梁的干涉。因此，在确定横梁的连接结构时，不仅需要考虑该侧梁的远端部分的结构，而且需要考虑托架的结构。由此会导致降低连接效率的问题。

本发明的一个目的是提供一种侧梁和保险杠连接结构，其能够改善将例如横梁的外围部件连接到侧梁上的连接性能。
本发明包括：车身的侧梁，其在车身的纵向上延伸，并在其纵向端具有封闭截面的端部；托架，其从车身的前面和后面连接到该侧梁，且其仅仅装入封闭截面端部的内部并与该侧梁固定，所述托架具有保险杠邻接部分，该保险杠邻接部分具有与所述封闭截面端部的面积基本相同的面积；以及保险杠，其从所述车身的前面或后面连接到托架的保险杠邻接部分。
所述侧梁具有形成为八边形形状的内表面；并且所述导向螺栓布置在该内表面的两对相对面的附近。
附图说明
下面将参考附图来解释本发明的特性以及其他目的和优点，其中相同的参考标号代表贯穿全部附图的相同或者相似的零件，其中：图1是根据本发明实施例的侧梁和保险杠连接结构的立体图；图2是在图1中所示的侧梁和保险杠连接结构的分解立体图；图3是沿着图1中III-III线的剖面图；以及图4是沿着图1中IV-IV线的剖面图。

下面将参考附图来描述本发明的实施例。
在图1到4中，示出了根据本发明实施例的前侧梁和前保险杠连接结构。虽然图1到4示出了当从车身的前面看时在车身右手侧部分上的连接结构，但是相似的结构也设置在该车身的左手侧部分，只是没有示出而已。
根据该实施例的侧梁10设置在车身的发动机舱的任何一侧，以便沿着车身纵向保持车身的强度和刚性。保险杠60连接到侧梁10的前端部。横梁70连接到侧梁10远端部分的外周侧面上。应注意，不但横梁70而且其他的外围部件也可以与侧梁10的远端部分连接。
需要在该侧梁的远端部分设置横梁和其他部件。这是因为，当提及作为例子的前横梁时，支撑在前横梁上的散热器必须布置在车身上尽可能向前的位置上，从而散热器可以位于尽可能远离发动机的位置上，以便提高冷却效率。在这种情况下，可以考虑设计一个较长的前侧梁从而能够将前横梁设置在制成这么长的前侧梁的远端部分上。然而，作为车身的布局来讲，在发动机装在车身前部的情况下，发动机舱的尺寸受到限制。由于这一原因，最好不要设计这样长的前侧梁。通过将前横梁连接到前侧梁的远端部分，支撑在前横梁上散热器可以设置在车身上尽可能靠前的位置上，从而提高散热器的冷却效率，并且有效地使用该发动机舱。
如图2中所示，该侧梁10包括外侧梁20和内侧梁30，并且这两个侧梁20、30彼此相互配合以沿着车身的纵向延伸，从而形成框架。
详细说来，首先，外侧梁20形成为具有半八边形横截面的形状，通过将八边形横截面形状分成两半可以形成该半八边形横截面的形状，并且将其布置成这样，即：其开口部分面对该车身的横向里面。该外侧梁20具有邻接部分21和边缘部分22、23。边缘部分22和边缘部分23分别构成该八边形横截面形状的顶面和底面。由垂直侧面部分24构成该八边形横截面形状的侧边，并且分别由与边缘部分22和垂直侧面部分24连接的斜面部分25以及与垂直侧面部分24和边缘部分23连接的斜面部分26构成该八边形横截面形状的斜边。
允许螺栓28A穿过而将托架40和横梁70固定在该处的螺栓通孔28布置在垂直侧面部分24上合适的位置，即：沿着纵向向后和该垂直侧面部分24的前端隔开合适距离的位置。另外，垂直地设置凹陷部分29，以吸收在碰撞时产生的冲击。通过压力加工可以形成该凹陷部分29。在这种情况下，侧梁的内部也凹陷。另外，允许螺栓27A穿过从而将托架40固定在该处的螺栓通孔27布置在斜面部分25上合适的位置，即：沿着纵向向后和该斜面部分25的前端隔开合适距离的位置。
内侧梁30也形成为具有半八边形横截面的形状，通过将八边形横截面形状分成两半可以形成该半八边形横截面的形状，并且将其布置成这样，即：其开口部分面对该车身的横向外面。该内侧梁30具有邻接部分31和边缘部分32、33。边缘部分32和边缘部分33分别构成该八边形横截面形状的顶面和底面。另外，由垂直侧面部分34构成该八边形横截面形状的侧边，并且分别由与边缘部分32和垂直侧面部分34连接的斜面部分35以及与垂直侧面部分34和边缘部分33连接的斜面部分36构成该八边形横截面形状的斜边。
允许螺栓38A穿过而将托架40和横梁70固定在该处的螺栓通孔38布置在垂直侧面部分34上合适的位置，即：沿着纵向向后和该垂直侧面部分34的前端隔开合适距离的位置。另外，垂直地设置凹陷部分39(图3)，以吸收在碰撞时产生的冲击。此外，允许螺栓37A穿过从而将托架40固定在该处的螺栓通孔37布置在斜面部分35上合适的位置，即：沿着纵向向后和该斜面部分35的前端隔开合适距离的位置。
外侧梁20和内侧梁30通过横向调节夹具(未示出)彼此配合，从而有利于托架40的装配。详细说来，外侧梁20和内侧梁30通过外侧梁20的开口部分和内侧梁30的开口部分彼此面对保持住该横向调节夹具。然后，邻接部分21和邻接部分31以这样的方式彼此配合，即：边缘部分22搭接在边缘部分32的底面之上，而边缘部分23搭接在边缘部分33的顶面之上。这样，就确定了垂直侧面部分24和垂直侧面部分34之间的距离，也即侧梁10的宽度，并且由此形成具有八边形横截面形状的封闭截面的端部。然后，不仅只是在邻接部分21、31上焊接已经经过横向调节的侧梁10，而且在例如边缘部分22、23、32、33的其他部分上也可以进行焊接，并且之后进行喷漆。
从车身的前面将托架40连接到经过这样喷漆的侧梁10上。
托架40包括保险杠邻接部分41和元件进入部分。保险杠邻接部分形成为八边形形状，并且使元件进入部分分别从该八边形的八个面朝向侧梁10延伸。详细说来，该元件进入部分包括引导进入侧梁10里面的部分，即：被引导在边缘部分22和边缘部分32底下的顶面部分42(图4)，被引导在边缘部分23和边缘部分33上的底面部分43(图4)，抵靠在垂直侧面部分24左侧上的垂直侧面部分44，抵靠在垂直侧面部分34右侧上的垂直侧面部分54(图3)，分别与斜面部分25和斜面部分35底侧抵靠的斜面部分45和斜面部分55，以及分别与斜面部分26和斜面部分36顶侧抵靠的斜面部分46和斜面部分56。使托架40在其六个侧面上与该侧梁10的里面相接触。
另外，允许螺栓28A、螺栓38A、螺栓27A和螺栓37A分别穿过以便在那里将托架40固定在侧梁10上的螺栓通孔48、58(图4)、47和57布置在垂直侧面部分44、垂直侧面部分54、斜面部分45和斜面部分55上合适的位置，即沿着纵向向后与这些部分的前端隔开合适距离的位置。
以这样一种方式将四个导向螺栓50A、50B一体地模制在保险杠邻接部分41上，即：当托架40安装在该侧梁10上时，这些螺栓从侧梁10里面的内部位置沿着该车身的纵向向前延伸。就是说，导向螺栓50A、50B是这样的螺栓，即允许其螺纹部分以这样一种状态向外凸出，即：托架40安装在侧梁10里面。将保险杠60保持且紧固到在垫圈和螺母50a、50b以及保险杠邻接部分41之间的导向螺栓50A、50B上从而将保险杠60固定到侧梁10上。沿着水平方向彼此平行地布置两个上面的导向螺栓50A和两个下面的导向螺栓50B。应注意，在导向螺栓50A和导向螺栓50B之间水平地设置凹陷部分49、59(图3)，以吸收在碰撞时产生的冲击。
形成为八边形形状的侧梁10的封闭截面端部具有远端部分。该远端部分是这样一部分，即：其构成该封闭截面端部的外部形状，并且由边缘部分22和边缘部分32、边缘部分23和边缘部分33、垂直侧面部分24、垂直侧面部分34、斜面部分25和斜面部分35以及斜面部分45和斜面部分55组成。从该远端部分的底侧将横梁70连接到该远端部分上。
横梁70包括横向梁部分71和元件接合部分72(图1)。和侧梁10一样，在车身的下侧使用横梁70来增加底板的强度和刚性。
横向梁部分71大致水平地布置在该车身的前端，并且使每一个元件接合部分72在该横向梁部分71的每一端向上延伸，以便与该远端部分接合。
该元件接合部分72包括：支撑面部分73，其与底面的边缘部分23、33邻接；垂直侧面部分74，其与垂直侧面部分24的右侧邻接；垂直侧面部分84，其与垂直侧面部分34的左侧邻接；以及斜面部分76和斜面部分86，它们分别与斜面部分26和斜面部分36的下侧邻接。该元件接合部分72具有与侧梁10的远端部分相同的形状。即，该元件接合部分72形成与该远端部分的下半部分外部形状相同的形状，该远端部分形成为八边形的封闭截面端部。托架40的形状不影响元件接合部分72的形状。
另外，允许螺栓28A和螺栓38A分别穿过从而将元件接合部分72在那里固定，在侧梁10上的螺栓通孔78和螺栓通孔88分别设置在与该侧梁10邻接的垂直侧面部分74和垂直侧面部分84上的合适位置，即：沿着纵向向后与所述垂直侧面部分的前端隔开合适距离的位置。
保险杠60借助托架40在侧梁10的封闭截面端部设置在侧梁10上。该保险杠60包括：位于该车身前端的前端部分61；以及上侧部62和下侧部63，它们分别沿着该前端部分61的上下边缘连续延伸该前端部分61。
使上侧部62和下侧部63的每一部分沿着构成它们的部分横截面的一侧开口，并且使上侧部62和下侧部63的开口侧面朝前端部分61，而使其封闭侧朝向作为托架邻接部分64、65(图4)的保险杠邻接部分41。
用来分别接纳导向螺栓50A、50A的接纳孔66、66设置在上侧部62的托架邻接部分64内。另外，用来观察导向螺栓50A、50A的加工槽68设置在前端部分61上朝向导向螺栓50A、50A的合适位置。分别用来接纳导向螺栓50B、50B的接纳孔67、67也设置在下侧部63的托架邻接部分65内。此外，用来观察导向螺栓50B、50B的加工槽69设置在前端部分61上朝向导向螺栓50B、50B的另一合适位置。应注意，加工槽68和加工槽69沿着水平方向彼此平行地布置。
接下来，将描述托架40和横梁70与侧梁10的连接以及保险杠60与托架40的连接。
首先，使用横向调节夹具将外侧梁20和内侧梁30连接在一起。具有八边形横截面的封闭截面端部形成在侧梁10的里面。该封闭截面端部包括：边缘部分22和边缘部分23，斜面部分25，垂直侧面部分24，斜面部分26，边缘部分23和边缘部分33，斜面部分36，垂直侧面部分34，以及斜面部分35。与封闭截面端部的外部形状相应的远端部分形成在侧梁10的外侧。
导向螺栓50A、50A、50B、50B以这样一种方式设置在托架40上，即：其螺纹部分朝保险杠60凸出。
然后，通过在斜面部分25和斜面部分45之间、垂直侧面部分24和垂直侧面部分44之间、斜面部分26和斜面部分46之间、斜面部分36和斜面部分56之间、垂直侧面部分34和垂直侧面部分54之间以及斜面部分35和斜面部分55之间六个侧面的邻接，将托架40装在侧梁10的封闭截面端部的里面。螺栓27A从侧梁10的外面穿过螺栓通孔27、47，从而将斜面部分25和斜面部分45固定在一起。螺栓37从侧梁10的外面穿过螺栓通孔37、57，从而将斜面部分35和斜面部分55固定在一起。
然后，从下面将横梁70的元件接合部分72装在侧梁10的远端部分的外圆周面上，从而分别提供在垂直侧面部分24和垂直侧面部分74之间以及垂直侧面部分34和垂直侧面部分84之间的邻接。然后，不仅在边缘部分23、33和支撑面部分73之间而且在斜面部分26和斜面部分76之间以及在斜面部分36和斜面部分86之间提供邻接。然后，螺栓28A从横梁70的外面穿过螺栓通孔78、28，从而将垂直侧面部分74和垂直侧面部分24固定在一起。螺栓38A从横梁70的外面穿过螺栓通孔88、38，从而将垂直侧面部分84和垂直侧面部分34固定。
这样，能够容易地将横梁70连接到侧梁10上，而不用考虑托架40的形状。应注意，也通过螺栓28A和螺栓38A分别将托架40的垂直侧面部分44和垂直侧面部分54固定到侧梁10上，从而总共在四个侧面上使侧梁10和托架40螺纹连接在一起。
最后，通过导向螺栓50A、50B侧梁将保险杠60从侧梁10的前面连接到托架40的保险杠邻接部分41上，导向螺栓50A、50B可穿过接纳孔66、67，同时通过加工槽68和加工槽69可以观察到它们。之后，使垫圈和螺母50a、50b穿过加工槽68和加工槽69与导向螺栓50A、50B接合，从而固定在该处。
这样，使用制造成从该车身向前凸出的导向螺栓50A、50B，就能够容易地将保险杠60连接到托架40上，从而可以提高工作效率。
顺便说一下，在构造成前面所述结构的侧梁和保险杠连接结构中，四个导向螺栓50A、50B设置在与该侧梁10里面的内部位置对应的位置上，通过这四个导向螺栓50A、50B，由托架40高效地承受在碰撞时从车辆前面施加给保险杠60的前端部分61的力。然后，在侧梁10里面的托架40上产生一个力，从而施加到该车身的后面。该力由固定四个对称侧面的螺栓27A、螺栓28A、螺栓38A和螺栓37A来承受。由于这个原因，侧梁10在凹陷部分29发生变形，但同时仍然保持八边形的横截面形状。结果是，能够抑制该侧梁10过分的和偏压变形。
另外，借助凹陷部分49、59，托架40也能分别在设置导向螺栓50A、50A的上部和设置导向螺栓50B、50B的下部发生变形。由于这一原因，该结构也能够抑制侧梁10过分的偏压变形。
如上所述，根据本发明的侧梁和保险杠连接结构包括：适于沿着纵向保持车身强度的侧梁10，从车身的前面连接到侧梁10上的托架40，从车身的前面连接到托架40上的保险杠60，以及适于沿着横向保持车身强度的横梁70。该托架40形成与侧梁10的封闭截面端部形状相同的形状，从而在该封闭截面端部的对称面上，也就是详细说来，在形成为八边形形状且用螺栓27A、28A、37A、38A从侧梁10的外面固定到侧梁10上的托架40和侧梁10的四面上，将托架40装入该封闭截面端部的里面。这就排除了在侧梁10上的托架40和横梁70之间发生干涉。能够容易地将横梁70连接到侧梁10上，而不用考虑托架10的形状，从而可能使得横梁70具有较好的连接和设计特性。因为侧梁10能够变形，同时在碰撞之时保持住其截面，所以可以使这种变形方式稳定。
本发明不限于此前已经描述过的实施例，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改进。
例如，该实施例公开了将前面的保险杠60连接到车身前部侧梁10上的结构。然而，本发明不必限于该特定结构，而是可以用于将后面的保险杠连接到后部侧梁上的结构。在这种情况下，也提供了提高在包括后面横梁的外围部件连接过程中的效率的好处。
另外，根据本发明，不但能够提高与外围部件的连接有关的工作效率，而且也能够以一种确保的方式提高散热器的冷却效率，而不用改进车身尤其是在车身前端的布局。