車輛用衝擊吸收部件的製作方法

2023-09-20 19:05:30 3

專利名稱：車輛用衝擊吸收部件的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種車輛用沖擊吸收部件(吸能部件/防撞部件)，用於在 車輛中吸收作用於車輛的衝擊。更具體地，本發明涉及一種應用於車輛承 受傾斜地來自前方或後方的沖擊載荷的情況以防止衝擊吸收部件橫向倒落 和失去衝擊吸收特性的技術。
背景技術：
已知以下的車輛用沖擊吸收部件。這種車輛用衝擊吸收部件為管狀， 並在其側壁的一部分上設置有凹槽。所述凹槽在垂直於管形的軸向的方向 (垂直於軸線的方向)上向內凹入，並平4亍於軸線方向延伸。以4吏車輛用 衝擊吸收部件的軸向與車輛的前後方向一致的方式，將車輛用沖擊吸收部 件設置在車身側構件與保險槓構件之間。當承受壓縮栽荷時，衝擊吸收部
件如手風琴般在軸向上被壓潰(collapse)，從而吸收衝擊能量(見專利文 獻l: WO 2005/010398 )。
圖9A和9B示出了這種車輛用衝擊吸收部件的一個例子。圖9A是從 車輛上方看去的位於車輛前側的保險槓桿10附近的示意性俯^L圖。在右側 構件12R和左側構件12L的前端部分別配置有作為衝擊吸收部件的擠壓盒 14R、 14L(碰撞盒，crash box)。保險槓桿10在其右側和左側端部固定在右 側和左側擠壓盒14R、 14L上。
圖9B示出圖9A的KA-KA的剖面，該剖面鄰近於右側安裝位置。擠 壓盒14R具有管狀的體部20，以及分別通過焊接而一體地固定在體部20 的軸向兩端部上的一對安裝板22和24。通過所述安^122和24，擠壓盒 14R通過螺栓(未示出)等固定在側構件12R和保險槓桿10上。圖10A和10B具體說明了上述擠壓盒14R的體部20的例子。圖10A 是透視圖，圖IOB是正視圖。垂直於管狀體部20的軸向的截面(見圖10B) 的基本形狀是具有一對平行的長邊的拉長形狀，所述長邊通過在兩個相鄰 邊之間線性插入(連接)而得到(在圖10B的情況下為豎直拉長的八邊形)。 形成基本形狀的長邊的 一對較寬側壁部30在寬度方向上即在圖10 A和10B 的豎直方向上在中間部分別設置有凹槽32 (在圖10B中的中部)。凹槽 32向內凹入並平4亍於軸向延伸。
以使一對較寬側壁部30位於車輛寬度方向上的方式，將體部20設置 在側構件12R與保險槓桿10之間。體部20可通過利用管狀管材(即單一 構件等)靜液壓成型一體地形成。然而，圖10A和圖10B中示出的體部 20由一對壓制的板材26和28製成。這是一種具有豎直拉長的形狀的多邊 形管，所述管通過在使一個壓制板材的兩個側部都疊置於另一壓制板材的 兩側部之上的狀態下焊接固定一對已被彎曲成M形的壓制的板材26和28 製成。
當這種擠壓盒14R承受從車輛前部施加的載荷並接受壓縮力F時，如 圖9C所示，體部20如手風琴般被壓潰。此時的變形吸收衝擊能量，從而 ^^放施加在側構件12R等車輛結構構件上的衝擊。如手風琴般壓潰是由體 部20在彼此軸向間隔的大量的部分處連續折皺(癟凹，buckling)(圖9C 所示的L形摺疊)引起的現象。折皺通常從保險槓桿10側(即輸入側) 開始，並隨著時間而朝向車身側推進。
保險槓桿10是對稱的，在左側安裝位置處具有相同的結構。該保險槓 杆10起保險槓加強件(加強構件)以及安裝構件的作用，由合成樹脂製成 的保險槓體部16等可一體地安裝在該保險槓桿10上。保險槓桿10對應於 本發明的保險槓構件，側構件12R和12L對應於本發明的車體側構件。
近年來，用於估計車輛損傷的碰撞試驗採用了一種利用傾斜障礙來模 擬從傾斜方向與車輛碰撞的試驗方法。根據這種試驗方法，如圖IIA所示， 使車輛以預定的車輛速度V1 (例如15km/h)偏置地撞入具有預定角度ei (例如IO。)(傾斜)的碰撞面40的剛性障礙42。另外，如圖11B中所示，使在前端設置有障礙44的碰撞用車46從預定角度02 (例如10° )的 方向、以預定速度V2 (例如15km/h)撞入車輛的一角。
根據這種試驗方法，例如，如圖12所示，當栽荷F相對於擠壓盒14R
擠壓盒14R通常朝向車輛內側(圖12中的左側)倒落。結果可能削弱擠 壓盒14R的最初的衝擊能量吸收特性。圖12是示出保險槓桿10的右半部 的俯坤見圖。
圖13A至13F示出擠壓盒14R在碰撞試驗時的壓潰過程的FEM模擬， 該碰撞試驗利用圖IIA所示的40%偏置的剛性障礙，在角度01=10° ，車 速Vl=15km/h的條件下進行。擠壓盒14R在圖13E所示的階段中橫向倒 落。
圖5A是示出壓縮行程與栽荷之間的關係的圖。圖5B是示出壓縮行程 與所吸收的能量之間的關係的圖。在圖5A和5B中，虛線示出在碰撞試驗 期間的載荷與所吸收的能量的計算結果。從這些數據清晰可見，大約在壓 行程超過ST1時載荷開始下降。這表明正是在圖中的該點附近擠壓盒橫向 倒落。
應對這些問題，儘管仍然是未知的，例如可設想如圖14A和圖14B中 所示的措施。根據圖14A所示的措施，將擠壓盒14R繞其軸線旋轉90° 以具有水平拉長的形狀，從而防止橫向倒落。該結構不要求對擠壓盒14R 本身進行大的改進所以能夠簡單地應用。然而，由於增加了車輛寬度方向 上的尺寸，使擠壓盒14R在車輛上的可安裝性惡化。結果，需要在設計中 進行實質的改進，例如增加側部件12R的寬度尺寸等。
根據圖14B所示的措施，在安裝板22與24之間平行於體部20設置 一輔助構件48用於抵消圖12中所示的轉矩載荷M。這導致了一些問題， 如增加了構件數量從而增加了成本和重量，降低了生產率，所有構件在車 輛上的可安裝性惡化等
發明內容
本發明是鑑於上述背景而做出的，本發明的目的是提供一種車輛用衝 擊吸收部件，即使在相對於車輛傾斜的方向上向該衝擊吸收部件施加衝擊 載荷時也防止該衝擊吸收部件橫向倒落，從而穩定地得到了良好的衝擊吸 收特性，而不要求在車輛的寬度方向上增加尺寸或者附加地提供輔助部件。
為實現所述目的，本發明的第一方面涉及一種車輛用沖擊吸收部件， 包括管狀體部，所述管狀體部在其側壁的一部分上設置有在垂直於所述管 狀體部的軸線的方向上向內凹入並平行於所述管狀體部的軸向延伸的凹 槽。所述車輛用衝擊吸收部件在車體側構件與保險槓構件之間設置成使得 所述管狀體部的軸向與車輛的前後方向一致，當接收到壓縮載荷時所述衝 擊吸收部件在軸向上如手風琴般地壓潰以吸收衝擊能量。
所述車輛用衝擊吸收部件的特徵在於，管狀體部在位於車輛寬度方向 上的側壁上設置有，在垂直於所述管狀體部的軸線的方向上向外突出的突 出的肋，所述突出的肋平行於所述管狀體部的軸向從鄰近於所述車體側構 件的一個軸向端部起延伸，但不達到鄰近於保險槓構件的另一軸向端部。
根據本發明的第二方面，在本發明的第一方面中，突出的肋的突出尺 寸從管狀體部的鄰近於車體側構件的一個軸向端部朝向鄰近於保險槓構件 的另一軸向端部連續減小。
根據本發明的第三方面，在本發明的第一方面或第二方面中，所述突 出的肋的突出尺寸在其整個長度上保持不變。
在根據本發明的第一方面的車輛用沖擊吸收部件中，所述管狀體部在 其側壁上，在位於車輛寬度方向上的一部分上，嚴格地說在寬度方向上的 任何位置處，設置有突出的肋。所述側壁通常在垂直於車輛寬度方向的方 向上延伸，也就是說，在車輛的前後方向上或上下方向上延伸。突出的肋 在垂直於所述管狀體部的軸線的方向上向外突出並平行於所述管狀體部的 軸向從鄰近於所述車體側構件的一個軸向端部起延伸。
因此，即使在相對於車輛傾斜的方向上向車輛用衝擊吸收部件施加衝 擊載荷而產生轉矩載荷時，由於所述突出的肋的存在即由於它的設置而防 止了車輛用衝擊吸收部件橫向倒落。因此，穩定地得到了優異的衝擊吸收特性。這僅要求在管狀體部的側壁上形成突出的肋。因此，與其中車輛的 寬度尺寸增加或另外地設置輔助部件的情況相比，減輕或消除了車輛用衝 擊吸收部件的如部件數量增加、在車輛上的可安裝性惡化、重量增加、生 產率降低等的問題。
輛用衝擊吸收部件開始壓潰的載荷輸入側的另一軸向端部，也就是說，鄰 近於保險槓構件的另一軸向端部。因此，能夠避免在碰撞開始階段的載荷 增加，從而良好地保持沖擊能力吸收特性(栽荷和所吸收的能量相對於壓 縮行程變化特性)。
根據第二方面，所述突出的肋的突出尺寸在垂直於軸線的方向上從鄰 近於車體側構件的一個軸向端部向鄰近於保險槓構件側的另一軸向端部連
續減小。因此，壓縮栽荷不會在壓潰時突然變化從而更好地保持所希望的 衝擊能量吸收特性。
本發明的車輛用沖擊吸收部件可應用於安裝在車輛前側的保險槓構件 的安裝部上，和安裝在車輛後側的保險槓構件的安裝部上。該衝擊吸收部 件可應用於所述兩個安裝部，也可用於其中任一安裝部。
關於保險槓構件在縱向的形狀，也就是說在從車輛上方觀察的俯視圖 中的形狀，例如，前保險槓優選具有中央部分向前突出的平滑彎曲的形狀。 然而，也可採用各種不同的其它模式。例如，平面視圖形狀可基本為線性， 並能夠向後傾斜或在兩縱向端部處彎曲。
本發明的車輛用衝擊吸收部件設置成使得所述管狀體部的軸向與車輛 的前後方向一致。體部的軸向不必與車輛的前後方向嚴格一致。衝艮據保險 槓構件的形狀等，所述管狀體部的軸向可相對於車輛的前後方向水平傾斜 或豎直傾斜。
本發明的車輛用衝擊吸收部件包括例如為管狀的體部以及一對整體固 定在所述體部的軸向端部上的安a。該管狀體部具有例如^f吏垂直於其軸 線的截面具有扁平八邊形或更多邊的多邊形形狀的構型，所述形狀具有至
少一對基本平行的邊。然而，管狀體部的橫截面形狀可以是方形、矩形或筒單的規則多邊形。所述截面也可以部分地或在整個周向上具有彎曲的形 狀，如圓形、橢圓形等。在這種多邊形的截面中，構成相互平行的兩個邊 的一對側壁部分別設置有沿軸向延伸的凹槽。所述凹槽在垂直於軸線的方 向上向內彎曲。
例如，管狀體部具有扁平八邊形(通過切除或裁下矩形的四個角形成 的形狀)的基本形狀。這種橫截面具有一對基本平行於其主軸線方向的長 邊，在各長邊上、分別在其基本在中間或中央的部分上形成有凹槽。所述
一對凹槽關於主軸線基本對稱。結果，管狀體部總體上具有"8"的形狀或 葫,形狀的截面。
然而，也可採用各種其它的修改方案。例如，可在所述一對長邊中分 別形成兩個或多個凹槽。另外，基本橫截面形狀可以是扁平的六邊形，其 中體部的兩端部在主軸線方向上為三角形。
例如，管狀體部是利用薄板材通過壓制處理分別具有基本為U形或M 形截面的對半分形狀件或殼體(shell)形成的，所述截面例如是將管狀體 部沿包含主軸線並基本平行於軸向的平面等分形成。然後，在使一個對半 分形狀件的開放側的兩個周向端部與另一對半分形狀件的開》文側的兩個周 向端部相疊置或對接的狀態下，將所述一對對半分形狀件整體地焊接，從 而形成管狀。然而，也可以採用各種其它的修改方案。例如，可通過使筒 形、方形的管狀管材即單個部件靜壓力變形得到預定的截面形狀。
在管狀體部的橫截面具有拉長形狀的情況下，例如，可形成一對或多 對凹槽，所述凹槽關於含這種拉長形狀的沿縱向的中心線(主軸線)的平 面對稱。然而，所述凹槽可才艮據管形狀的截面形狀等適當地形成。例如可 繞管狀體部的軸線形成一個凹槽。另外，可繞管狀體部的軸線、以預定的 間隔形成多個凹槽。
至少在衝擊吸收部件安裝在車輛上的狀態下，在位於車輛寬度方向上 的右、左側壁部中的至少一個上形成一個或多個突出的肋。例如，可在位 於車輛的寬度方向上的兩側壁部上分別形成突出的肋。如果在側壁部上， 在其沿寬度方向的基本中間部分上形成凹槽，可在各凹槽的兩側上形成一對突出的肋。在這種情況下，右、左側壁部總共具有四個突出的肋。
根據第二方面，突出的肋優選形成為使得其突出尺寸朝向鄰近於保險 槓構件的另一軸向端部連續減小。所述突出尺寸也可以不變或逐漸減小。 在第二方面中，所述突出的肋也可形成在管狀體部的整個軸向長度上，例 如，以4吏得突出尺寸連續減小，在鄰近保險槓構件的另一軸向端部處達到
0。如第一方面所限定的，條件"突出的肋不達到管狀體部的鄰近於保險槓
構件的另一軸向端部"要求至少突出尺寸在鄰近於保險槓構件的另一軸向
端部處為0。
上述的突出的肋優選形成為在大於管狀體部的軸向長度的一半的長度 上延伸，從而與所產生的轉矩載荷無關地，即使在傾斜地施加衝擊載荷時 也防止衝擊吸收部件橫向倒落。根據保險槓構件的形狀等，轉矩載荷的方 向可以是不變的。在這種情況下，為防止衝擊吸收部件因這種轉矩載荷而 橫向倒落，可僅在管狀體部的右、左側壁部的任一個上，例如在衝擊吸收 部件會橫向倒落的一側上的側壁部上，形成突出的肋。
突出的肋的橫截面形狀為例如寬度尺寸朝向突出端減小的梯形。然而， 也可採用各種其它的修改方案。例如，形狀可以是不考慮突出尺寸的、具 有不變的寬度尺寸的矩形或方形。也可採用部分弧形的，例如半圓形、半 橢圓形等。突出的肋的橫截面形狀，包括突出尺寸，可以在管狀體部的軸 向上連續地或斷續地變化。
與上述的突出的肋相同，對於凹槽的橫截面形狀也可採用各種其它修 改方案。例如，儘管所述形狀可以是寬度尺寸在垂直於軸線的方向上向內 減小的梯形，所述形狀也可以是不考慮深度的、具有不變的寬度尺寸的矩 形或方形。
突出的肋的突出尺寸h過大導致強度和剛度過高，這會妨礙穩定地、
重複地折皺(壓潰)。因此，突出尺寸h優選地選擇成最大為5mm或更 小，儘管所述尺寸取決於管狀體部的截面形狀和板厚等。
用於管狀體部的適當的材料的例子包括軋制鋼板和碳素鋼管等，而且 也可以採用在如手風琴般地被壓潰時實現期望的衝擊能量吸收特性的其它各種金屬板材和管材。用於防止衝擊吸收部件橫向倒落的突出的肋可通過
利用壓制、靜液壓成型(hydrostatic forming )等的拉深或彎曲而成。
才艮據第三方面，在沖擊吸收部件安裝在車輛上的狀態下，位於車輛寬 度方向上的較寬側壁部分別設置有所述凹槽和所述突出的肋。然而，也可 採用各種其它的修改方案。當實施本發明時，例如，在衝擊吸收部件安裝 在車輛上的狀態下，結構可以是在豎直相對的側壁部中形成凹槽，在水平 相對的側壁部上形成突出的肋。


圖1A、 1B和1C是說明根據本發明的一實施例的車輛用衝擊吸收部 件的圖，其中圖1A是示出一種安裝模式的示意性俯視圖，圖1B是車輛用 衝擊吸收部件的體部的透視圖，圖1C是所述體部的正^L圖2A和2B是說明作用在圖1A、 1B和1C的車輛用衝擊吸收部件上 的轉矩載荷的作用的圖，其中圖2A示出碰撞表面相對於車體傾斜的情況， 圖2B示出碰撞表面垂直於車體的情況；
圖3A和3B是說明用於FEM分析的擠壓盒的部件尺寸的圖，其中圖 3A和3B分別對應於圖1B和圖1C;
圖4A至4F是說明通過FEM分析得到的壓潰過程的^^擬結果的圖5A和5B是示出與常規產品相比較的、通過FEM分析得到的載荷 與所吸收的能量相對於壓縮行程變化的特性的圖6A和6B是說明本發明的另一實施例的圖，其中圖6A是對應於圖 1B的透視圖，圖6B是對應於圖1C的前視圖7是說明本發明的又一實施例的圖，其中示出對應於圖1B的透視
圖8A和8B是說明本發明的另外一實施例的圖，其中圖8A是對應於 圖1B的透視圖，圖8B是對應於圖1C的前視圖9A、 9B和9C是說明常規車輛用衝擊吸收部件的圖，其中，圖9A 是示出一種特定的安裝模式的示意性俯視圖，圖9B是圖9A中的KA-IXA的剖面圖，圖9C示出衝擊吸收部件在壓縮載荷F的作用下如手風琴狀般 地壓潰；
圖10A和10B是示出圖9的車輛用衝擊吸收部件的體部的圖，其中， 圖IOA是對應於圖1B的透^f見圖，圖IOB是對應於圖1C的前視圖11A和11B是說明假定從傾斜方向撞入車輛的碰撞試驗的圖，其中 圖11A說明了與具有以預定角度ei傾斜的碰撞面的剛性障礙的碰撞試驗， 圖11B示出使碰撞用車從以預定角度e2傾斜的方向撞入車輛的碰撞試驗；
圖12是說明在圖11A的碰撞試驗期間施加在車輛用沖擊吸收部件上 的轉矩載荷的圖13A至13F是示出關於使用圖IOA和10B的常規車輛用衝擊吸收 部件的圖11A的碰撞試驗的、由FEM分析得到的壓潰過程的模擬結果的 圖，並對應於圖4A至4F;
圖14A和14B是說明一種應對在圖12所示的轉矩載荷的作用下橫向 倒落的措施的圖，其中圖14A說明了將車輛用沖擊吸收部件側向放置的情 況，圖14B說明了附加地採用輔助構件的情況。
具體實施例方式
下面參照附圖詳細說明本發明的實施例。
在圖1A、 1B和1C中，擠壓盒50設置在側構件12R與保險槓桿10 之間，代替圖9A、 9B和9C的擠壓盒14R。擠壓盒50對應於本發明的車 輛用衝擊吸收部件。圖1A是在車輛右半部的保險槓桿10的俯視圖。左半 部設計成關於中心線對稱。圖1B是體部52的透視圖，圖1C是該體部的 軸向正^見圖。圖1B和圖1C分別對應於圖IOA和圖IOB。
擠壓盒50包括基本截面形狀為扁平八邊形的管狀體部52，和分別一 體地焊接固定到管狀體部52的兩軸向端部(圖1A中的豎直端部)52a和 52b上的一對安^！ 54和56。擠壓盒50在側構件12R和保險槓桿10之 間設置成使得體部52的軸線與車輛的前後方向(圖1A中的豎直方向)大致平行。擠壓盒50經由安裝板54、 56由螺栓等(未示出) 一體地固定到 側構件12R和保險槓桿10上。
體部52的兩個軸向端部52a和52b中，鄰近於側構件12R即安^！ 54的軸向端部52a ( —個軸向端部)垂直於體部52的軸線。在該連接中， 安M54大致垂直於體部52的軸線從而在體部52的整個邊緣上與該體部 緊密接觸，並且被固定成與側構件12R的前端面緊密接觸。
另一方面，對應於保險槓桿10的形狀，體部52的鄰近於安K 56 的軸向端部52b (另一軸向端部)相對於與體部52的軸向(車輛的前後方 向)垂直的方向傾斜。因此，端部52b在朝向保險槓桿10的縱向端部(圖 1A中的右端部)的方向上朝向車輛(圖1A中向後)回縮。另外，安M 56相對於體部52的軸線傾斜以與在體部52的整個邊緣上與該體部緊密接 觸，並且被固定成與保險槓桿IO緊密接觸。該傾斜的角度取決於保險槓桿 10的形狀，例如為約10°至約15°。
與上述擠壓盒14R —樣，當擠壓盒50接收到由施加在車輛前部的衝 擊引起的壓縮載荷時，該擠壓盒50如圖9C所示在軸向上如手風琴般地被 壓潰。此時的變形允許擠壓盒50吸收衝擊能量，由此釋方文施加在車輛的結 構部件如側構件12R等上的衝擊。
體部52與上述的體部20形狀大致相同。具體地，垂直於管形狀的軸 線的截面(對應於圖1C)的基本形狀是具有一對平行的長邊的拉長形狀。 所述一對平行的長邊通過線性插入(連接)於兩個相鄰邊之間而得到(通 過切除或裁下豎直拉長的矩形的四個角形成的八邊形)。
構成基本形狀的長邊的一對較寬側壁部60a和60b在圖1B和圖1C的 側壁部的寬度方向上(即在主軸向上)在中部設置有一對凹槽62(在圖10B 中的中部)。該一對凹槽62關於主軸線L基本對稱，各凹槽在垂直於管 狀體部52的軸線的方向上向內凹陷。該一對凹槽62平行於體部52的軸向 延伸貫穿該體部的軸向長度。從而體部52總體上是數字"8"的形狀或葫 ,形狀。
體部52設置在側構件12R與保險槓桿10之間設置成一對較寬側壁部60a和60b位於車輛寬度方向上(圖1A中的左右方向)，也就是i兌，上述 長邊(圖1C中豎直延伸的左右兩側的邊)平行於車輛的豎直方向(圖1B 中的豎直方向)。體部52可通過利用管狀管材等靜液壓成型一體地形成。
然而，在本實施例中，體部52由具有豎直拉長的橫截面形狀的多邊形 管形成，所述體部52通過一體焊接固定一對已被彎曲成M形的壓制的板 材64和66得到，其中使一個壓制板材的兩個周向側部疊置於另一壓制板 材的兩周向側部之上。儘管在圖1中較寬側壁部60a和60b分別在中部設 置有一個凹槽62,也可以在寬度方向(圖1B和圖1C中的豎直方向)上 分隔地形成多個凹槽62。
在衝擊吸收部件安裝於車輛的狀態下，在位於車輛的寬度方向上的所 述一對較寬側壁部60a和60b中，在車輛內側(圖1B中的右側)的較寬 側壁部60a還在凹槽62的上側和下側i殳置有兩個突出的肋70。突出的肋 70分別在垂直於軸線的方向上向外(朝向圖1C中的右側)突出，並在體 部52的軸向(垂直於圖1C的紙面的方向)上延伸。兩個突出的肋70具 有相同的結構。突出的肋70從鄰近於安裝板54即側構件12R的一個軸向 端部52a起，平行於管狀體部52的軸向也就是平行於凹槽62延伸，但所 述突出的肋70不達到鄰近於安裝板56即保險槓桿10的另 一軸向端部52b。 在本實施例中，在大於管狀體部52的一半(例如，約50%至約70% )的 軸向長度的長度上形成突出的肋70。
由圖1C清晰可見，上下兩個突出的肋70的橫截面形狀是寬度尺寸(圖 1C中的豎直尺寸)朝向突出端減小的梯形。另外，由圖1B清晰可見，在 其軸向長度上突出的尺寸基本不變。然而，各突出的肋70在縱向上的前端 部，即在安裝板56側的端部，設置有突出尺寸逐漸減小的斜表面70a。這 種突出的肋70例如可通過與體部52的成型同時地進行拉深形成，所述成 型通過將軋制鋼板製成的壓制板材64和66壓彎成希望的形狀。
因此，在擠壓盒50中，在位於車輛寬度方向上的管狀體部52的一對 較寬側壁部60a和60b中，在車輛內側的較寬側壁部60a設置有平行於軸 向從鄰近於安^！ 54的軸向端部開始延伸的突出的肋70。突出的肋70在垂直於軸線的方向上向外突出，並在體部52的軸向上延伸。因此，即使當 由在相對於車輛傾斜的方向(在本實施例中，在圖1A中相對於車輛的右 前方)上由作用在擠壓盒50上的沖擊載荷產生轉矩載荷時，突出的肋70 的設置改進了強度和剛度，從而防止擠壓盒50橫向倒落。因此，穩定地得 到了優異的沖擊吸收特性。
例如，如圖2A所示，在利用圖11A所示剛性障礙42的碰撞試驗中， 當傾斜的碰撞表面40導致載荷F相對於擠壓盒50的軸向傾斜地作用在擠 壓盒50上時，擠壓盒50接收在朝向車輛內側的方向(圖2A中左側方向， 即逆時針方向轉動)上的轉矩載荷M。當主要產生這種逆時針的轉矩載荷 M時，如本實施例中那樣，僅在位於左側即車輛內側的較寬側壁部60a上 形成兩個突出的肋70。這有效地防止了擠壓盒50橫向倒落，從而穩定地 實現了優異的衝擊吸收特性。
圖2B示出使用具有垂直於碰撞方向的碰撞面的常規剛性障礙43。在 這種情況下，根據保險槓桿10的形狀和長度等，保險槓桿10的彎曲部可 被延長，這導致在相反方向上(即朝向車輛外側)(圖2B中的順時針方 向)的向外的轉矩載荷M。當主要產生這種順時針的轉矩載荷M時，如 圖2B所示，可應用這樣的擠壓盒50，其中僅在位於右側即車輛寬度方向 外側的較寬側壁部60b上形成突出的肋70。
圖3A和3B、圖4A至4F以及圖5A和5B示出利用本實施例的擠壓 盒50的碰撞試驗的結果。該碰撞試驗利用圖11A所示的40%偏置的剛性 障礙，在角度91=10。、車速Vl-15km/h的M下進行。通過FEM分析 模擬碰撞過程。計算出相對於壓縮行程的載荷和所吸收能量的特性。
圖3A和3B說明了 FEM分析所使用的擠壓盒50的部件尺寸。體部 52的長度L為l卯mm，高度H為120-135mm，寬度W為60mm.突出的 肋70的長度1為110mm，底寬wl為20mm,頂寬w2為10mm,高度h 為5mm。在上述尺寸範圍內，體部52的高度尺寸H在從鄰近於安裝板54 即側構件12R的一個軸向端部52a指向鄰近於安^L 56 (保險槓桿10) 的另一軸向端部52b的方向上連續地減小，即逐漸減小。壓制板材64和66的抗拉強度選擇為440MPa，板厚度選擇為1.2mm。
圖4A至4F示出了通過FEM分析得到的壓潰過程的模擬結果。由這 些圖清晰可見，與圖13A至13F示出的上述常規產品相比，本實施例的擠 壓盒50保持不橫向倒落直到最後，並允許壓潰在軸向上適當地進行。
圖5A和5B中的實線分別表示關於本實施例的、相對於壓縮行程的載 荷特性和能量吸收特性。與由虛線表示的常規產品不同，在壓縮行程中載 荷並沒有表現出下降。 一直保持一預定的栽荷直到壓縮行程的最後，因此 實現了優異的能量吸收特性。圖5B的所吸收的能量相當於圖5A的載荷值 的積分值。對於在圖5A和圖5B中由虛線表示其性能以及在圖13A至13F 示出模擬結果的常規產品，該常規產品的部件尺寸與本實施例的擠壓盒相 同，除了突出的肋70的設置以外。
本實施例僅要求通過在管狀體部52的一部分中進行拉深而形成突出 的肋70。因此，與圖14A和14B所示的、其中體部20的尺寸在車輛的寬 度方向上增加的或者為體部20另外附加輔助元件48的常規產品相比，減 輕或消除了如擠壓盒50的部件數量增加、在車輛上的可安裝性惡化、重量 增加、生產率降低等的問題。
突出的肋70軸向地形成在體部52上，使得該突出的肋70不達到輸入 載荷的一側，即鄰近的安裝板56即保險槓桿10的另一軸向端部52b即壓 潰開始處。也就是說，在鄰近安^L 56的軸向端部52b處不形成突出的肋 70。因此，在碰撞開始階段不產生載荷增加，在在碰撞開始階段中體部52 從鄰近安裝板56的軸向端部52b開始壓潰。因此，良好地保持了衝擊能量 吸收特性。
在第一實施例中，各突出的肋70的縱向末端，即在安^156側的縱 向末端設置有突出尺寸逐漸減小的斜表面70a。這可防止在由壓縮載荷(壓 縮行程)所導致的壓潰從體部52的一個軸向端部52a向突出的肋70的末 端推進時載荷突然變化。因此，良好地保持了衝擊能量吸收特性。
下面說明本發明的其它實施例。在以下實施例中，與上述第一實施例基本相同的部件以相同的附圖標記表示，並省去對其的詳細說明。
才艮據圖6A和6B所示的第二實施例的擠壓盒80 i殳置有兩個突出的肋 84。突出的肋84形成在管狀體部82的整個軸向長度上。突出尺寸從軸向 端部82a朝向鄰近於安m 56即保險槓桿10的軸向端部82b連續減小， 在軸向端部82b處達到0。
在該第二實施例中，突出的肋84的突出尺寸的逐漸減小抑制壓縮載荷 在壓潰時的突然變化以良好地保持衝擊能量吸收特性。另外，突出的肋84 的存在防止了擠壓盒80因轉矩栽荷而橫向倒落。
對於圖1A、 1B和1C的突出的肋70，才艮據圖7所示的第三實施例的 擠壓盒卯設置有突出的肋94。突出的肋94形成在管狀體部92上，並延 伸到軸向中部。突出的肋94的突出尺寸朝向安^ 56即保險槓桿10側的 頂端或前端連續減小。
在該第三實施例中，突出的肋94的突出尺寸的逐漸減小防止壓縮載荷 在壓潰時的突然變化以良好地保持衝擊能量吸收特性。另外，突出的肋94 的存在防止擠壓盒80因轉矩載荷而橫向倒落。
根據圖8A和8B所示的第四實施例的擠壓盒IOO設置有兩組成對的突 出的肋70a和70b。突出的肋70a形成在管狀體部102的右方的較寬側壁 部60a上，而突出的肋70b形成在管狀體部102的左方的較寬側壁部60b 上。使用這樣的擠壓盒IOO，左右突出的肋70a和70b的存在更有效地防 止擠壓盒因轉矩載荷而橫向倒落。
也就是說，左側突出的肋70a和右側突出的肋70b對在圖2A所示的 向左的轉矩載荷M以及在圖2B所示的向右的轉矩載荷M都有效地起作 用。結果，與轉矩栽荷M的方向無關地、更有效防止擠壓盒橫向倒落，從 而能夠穩定地保持預定的沖擊能量吸收特性。以上述的突出的肋84或94 來代替突出的肋70a和70b的實施例也得到相同的效果。
以上基於附圖對本發明的實施例進行了詳細的說明。然而這些僅是對 實施例的說明，基於本領域的技術人員的知識可能得到各種不同的修改方 案和改進。
權利要求
1. 一種車輛用衝擊吸收部件(50)，包括管狀體部(52)，所述管狀體部在其側壁(62a)的一部分上設置有在垂直於所述管狀體部的軸線的方向上向內凹入並平行於所述管狀體部的軸向延伸的凹槽(62)，所述車輛用衝擊吸收部件在車體側構件(12R)與保險槓構件(10)之間設置成使得所述管狀體部的軸向與所述車輛的前後方向一致，當接收到壓縮載荷時所述車輛用衝擊吸收部件在所述軸向上如手風琴般地壓潰以吸收衝擊能量，其特徵在於，所述管狀體部(52)在位於車輛寬度方向上的所述側壁(60a)上設置有在垂直於所述管狀體部的軸線的方向上向外突出的突出的肋(70)，所述突出的肋(70)從鄰近於所述車體側構件(12R)的一個軸向端部起平行於所述管狀體部(52)的軸向延伸，而不達到鄰近於所述保險槓構件(10)的另一軸向端部。
2. 根據權利要求l所述的車輛用沖擊吸收部件，其中，所述突出的 肋(70 )的突出尺寸從所述管狀體部(52 )的所述鄰近於車體側構件(12R) 的一個軸向端部(52a)朝向所述鄰近於保險槓構件(10)的另一軸向端部(52b)連續減小。
3. 根據權利要求l所述的車輛用衝擊吸收部件，其中，所述突出的 肋(70)的突出尺寸在其整個長度上保持不變。
4. 根據權利要求2或3所述的車輛用衝擊吸收部件，其中，所述突 出的肋(70)在大於所述管狀體部(52)的軸向長度的一半的長度上延伸。
5. 根據權利要求4所述的車輛用衝擊吸收部件，其中，所述突出的 肋(70)在其縱向末端上設置有突出尺寸朝向所述管狀體部(52)的所述 鄰近於保險槓構件(10 )的另 一軸向端部(52b )逐漸減小的斜表面(70a )。
6. 根據權利要求1或2所述的車輛用沖擊吸收部件，其中，所述管 狀體部(52)的垂直於所述軸向的截面具有包括一對相互大致平行的長邊 的拉長形狀，構成所述一對長邊的一對較寬側壁部(60a， 60b)分別在其寬度方向上的中間部分沒置有一個凹槽(62)，所述一對較寬側壁部(60a， 60b)位於所述車輛的寬度方向上。
7. 根據權利要求6所述的車輛用沖擊吸收部件，其中，所述一對較 寬側壁部(60a， 60b)中的至少一個在與所述凹槽(62)不同的部分處設 置有所述突出的肋(70)。
8. 根據權利要求7所述的車輛用衝擊吸收部件，其中，所述一對較 寬側壁部(60a， 60b)中的至少一個(60a)位於所述車輛的內側。
9. 根據權利要求8所述的車輛用沖擊吸收部件，其中，位於牟輛外 側的所述較寬側壁部(60b )也設置有所述凹槽(62 )和所述突出的肋(70 )。
10. 根據權利要求6所述的車輛用沖擊吸收部件，其中，所述管狀體 部(52)的高度在從所述鄰近車體側構件(12R)的一個軸向端部(52a) 朝向所述鄰近保險槓構件(10 )的另 一軸向端部(52b )的方向上連續減小。
全文摘要
本發明涉及一種車輛用衝擊吸收部件(50)，在主要構成它的管狀體部(52)的側壁部(60a，60b)中，位於車輛內側的較寬側壁部(60a)設置有在垂直於體部的軸線的方向向外突出的突出的肋(70)。突出的肋(70)平行於體部的軸向從鄰近安裝板(54)的一個軸向端部(52a)延伸。因此即使在相對車輛傾斜的方向向衝擊吸收部件(50)施加衝擊載荷而產生轉矩載荷時，因配置有突出的肋(70)而防止衝擊吸收部件橫向倒落。因此穩定地得到良好的衝擊吸收特性。使肋(70)形成為不達到載荷輸入側，即鄰近於安裝板(56)的軸向端部(52b)即開始壓潰處。因此在碰撞開始階段不產生載荷增加從而良好地維持衝擊能量吸收特性。
文檔編號F16F7/12GK101428596SQ200810174339
公開日2009年5月13日 申請日期2008年11月4日 優先權日2007年11月5日
發明者中西誠, 加納光壽, 田村憲司 申請人:豐田鐵工株式會社