專利名稱：吸收能量的車輛緩沖裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于行人保護(hù)的車輛緩沖裝置(fender )。
背景技術(shù)：
曰本和歐洲國(guó)家未來(lái)的立法可能會(huì)要求一種用于車輛緩沖裝置系統(tǒng)的 吸收能量的設(shè)計(jì)，以有助于保護(hù)行人的頭部和身體不受汽車緩沖裝置的碰撞。
典型地，金屬緩沖裝置通過(guò)剛性支撐件連接到車輛的車身，該剛性件有 時(shí)被稱為強(qiáng)制板(shotgun)或裙板。沿車輛縱向延伸的這種剛性件典型地連 接到汽車的框架，且形成位于機(jī)罩正下方的水平設(shè)置的裙板，用于緩沖裝置 的連接。 一對(duì)剛性件位于車前部的側(cè)部或發(fā)動(dòng)機(jī)倉(cāng)上，以用于連接到相應(yīng)緩 沖裝置。形成為緩沖裝置的一部分的L形凸緣凸出到前車廂內(nèi)，且連接到剛 性件的裙板。Chung的美國(guó)專利6547316描述一種具有碰撞吸收裝置的防護(hù) 裝置板，其利用位于機(jī)罩下的彎曲部，該彎曲部連接在緩沖裝置的凸緣和支 撐件的裙板之間。Lee的美國(guó)專利6554341涉及一種碰撞吸收裝置，其中緩 沖裝置的凸緣和裙板之間的部分包括從緩沖裝置凸緣向外且向下朝支撐件 的裙板延伸的一對(duì)腿。'316專利包括中間彎曲部，該彎曲部設(shè)置用于在碰撞 行人時(shí)吸收能量以降低他或她的傷害程度。
上述專利中提出的用于行人保護(hù)的方案在于增加緩沖裝置的凸緣和剛 性支撐件之間的距離和在緩沖裝置的凸緣和剛性支撐件之間插入獨(dú)立、相對(duì) 較弱的結(jié)構(gòu)。該獨(dú)立的弱結(jié)構(gòu)可以在相對(duì)較低的力的作用下變形，以增強(qiáng)行
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人保護(hù)。公開(kāi)號(hào)US2002/0060474A1和US2003/0015890A1主要涉及本質(zhì) 上非常堅(jiān)硬的金屬緩沖裝置。

發(fā)明內(nèi)容
典型的緩沖裝置在該緩沖裝置的上邊緣和凸緣到剛性支撐件或所謂的 強(qiáng)制板的連接部之間具有相對(duì)較短的距離。為了遵守未來(lái)的行人安全要求， 特別是提出的頭部碰撞要求，車輛的該區(qū)域存在問(wèn)題。為了滿足這些要求， 希望改變緩沖裝置和緩沖裝置的支撐件的結(jié)構(gòu)，以建立侵入間隔(space)使 得物體在與緩沖裝置碰撞下的減速相對(duì)較小，從而使得碰撞力減小。
根據(jù)實(shí)施例，希望通過(guò)降低剛性支撐件或強(qiáng)制板的位置來(lái)增加塑料緩沖 裝置的侵入距離。根據(jù)實(shí)施例，緩沖裝置的空間穩(wěn)定性被保持，同時(shí)提供緩 沖裝置在碰撞下所期望的變形。希望緩沖裝置對(duì)于侵入力提供適當(dāng)水平的反 應(yīng)，以在可用變形距離內(nèi)吸收碰撞勁力(energy force )。根據(jù)實(shí)施例，完整 的方案具體表現(xiàn)為熱塑性材料緩沖裝置，其適于行人安全。根據(jù)實(shí)施例，緩 沖裝置的可變形特征不要求額外的零件和輔助操作。
根據(jù)實(shí)施例，連接凸緣具有垂直對(duì)齊部，其可被調(diào)整以在被物體沖擊時(shí) 減少來(lái)自前上位置碰撞的力，但是在其它方向上提供足夠的剛度以提供空間 穩(wěn)定性。
根據(jù)實(shí)施例，緩沖裝置適于連接到車輛以吸收碰撞產(chǎn)生的力。該緩沖裝 置包括懸掛(depending)的連接凸緣，該懸掛的連接凸緣包括從所述緩沖裝 置的外部懸桂的垂直對(duì)齊部，和在接縫處連接并從垂直對(duì)齊部懸掛的水平對(duì) 齊部。該垂直對(duì)齊部包括多個(gè)增強(qiáng)部和多個(gè)開(kāi)口，該增強(qiáng)部用來(lái)增強(qiáng)垂直對(duì) 齊部的剛度，該開(kāi)口用于降低所述垂直對(duì)齊部的剛度，其中每個(gè)所述開(kāi)口被 靠近相應(yīng)的增強(qiáng)部定位。
文中提出了一些變體，且可以預(yù)期不同形狀的多個(gè)設(shè)計(jì)特征可整合到連 接凸緣的垂直對(duì)齊部中，以獲得期望的足夠的穩(wěn)定性。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的緩沖裝置構(gòu)造的示意性側(cè)^L圖2是緩沖裝置構(gòu)造的實(shí)施例的示意性側(cè)視圖3是連接凸緣的垂直對(duì)齊部的一個(gè)實(shí)施例的部分透視圖4是連接凸緣的垂直對(duì)齊部的 一個(gè)實(shí)施例的部分透視圖； 圖5是連接凸緣的垂直對(duì)齊部的一個(gè)實(shí)施例的部分透視圖； 圖6是連接凸緣的垂直對(duì)齊部的 一個(gè)實(shí)施例的部分透視圖； 圖7是連接凸緣的垂直對(duì)齊部的 一個(gè)實(shí)施例的部分透視圖； 圖8是連接凸緣的垂直對(duì)齊部的一個(gè)實(shí)施例的部分透視圖； 圖9是連接凸緣的垂直對(duì)齊部的一個(gè)實(shí)施例的部分透視圖； 圖10是連接凸緣的垂直對(duì)齊部的一個(gè)實(shí)施例的部分透視圖； 圖11是連接凸緣的垂直對(duì)齊部的一個(gè)實(shí)施例的部分透視圖； 圖12是連接凸緣的垂直對(duì)齊部的 一 個(gè)實(shí)施例的部分透視圖； 圖13是連接凸緣的垂直對(duì)齊部的一個(gè)實(shí)施例的部分透視圖； 圖14是連接凸緣的垂直對(duì)齊部的一個(gè)實(shí)施例的部分透視圖； 圖15是連接凸緣的垂直對(duì)齊部的一個(gè)實(shí)施例的部分透視圖。
具體實(shí)施例方式
圖l顯示了金屬緩沖裝置2的典型現(xiàn)有技術(shù)安裝的部分橫截面視圖，該 緩沖裝置2通過(guò)7所示的螺母和螺栓牢固地固定到支撐件6。機(jī)罩以參考標(biāo) 號(hào)1示出。緩沖裝置2包括凸緣部，該凸緣部具有連接到水平對(duì)齊部5的垂 直懸掛部4。如圖l所示，垂直懸掛部4的高度相對(duì)較短，因此緩沖裝置2 的頂部和剛性支撐件6之間的距離相對(duì)較短，從而在碰撞過(guò)程中，在剛性支 撐件6被接觸前，提供一非常小的間隔供物體侵入。
圖2示出了一實(shí)施例，其中連接凸緣的垂直對(duì)齊部4的高度足以允許緩 沖裝置在碰撞下變形，同時(shí)提供從侵入物體到支撐件6的間隙。緩沖裝置2 包括外飾面部(exteriorly facing portion),其具有美觀的外表面。凹進(jìn)部3 從外表面向下延伸到前車廂(forward compartment)內(nèi)，且當(dāng)機(jī)罩處于關(guān)閉 位置時(shí)提供用于機(jī)罩1的座。凹進(jìn)部3在其與緩沖裝置2的連接處包括外邊 緣。緩沖裝置2的連接凸緣部牢固地安裝到支撐件6，其典型地提供緩沖裝 置2的剛性安裝。支撐件6在現(xiàn)有技術(shù)中已知是強(qiáng)制板且典型地是金屬結(jié)構(gòu) 并被安裝到車輛的框架。該凸緣部包括垂直對(duì)齊部4和水平對(duì)齊部5，垂直 對(duì)齊部4沿內(nèi)邊緣連接凹進(jìn)部3,水平對(duì)齊部5朝前車廂內(nèi)延伸靠近支撐件 6以連接到那里。垂直對(duì)齊部4在接縫(juncture)處連接到水平對(duì)齊部5, 以形成連接凸緣(4， 5)。凸緣的水平對(duì)齊部5安裝到支撐件6的相配水平
對(duì)齊表面。如圖所示，螺栓形式的緊固件7穿過(guò)凸緣的水平對(duì)齊部5的開(kāi)口 8且穿過(guò)支撐件6的裙板或水平對(duì)齊部中的孔。本說(shuō)明書(shū)所稱的連接凸緣或 凸緣部包括垂直對(duì)齊部4和水平對(duì)齊部5。
根據(jù)一實(shí)施例，緩沖裝置是塑料材料。典型的塑料材料包括工程熱塑性 材料。典型的熱塑性樹(shù)脂包括但不限于聚碳酸酯(polycarbonates),共聚酯 碳酉臾酉旨(copolyester carbonates )、 聚笨酸(polyphenylene ethers )、 聚氛酉旨 (polyurethanes)、聚乙烯(高密度或低密度)、聚丙烯、彈性熱塑性材料等， 以及它們與其它聚合物的共混物，這些聚合物例如聚碳酸酯/聚對(duì)苯二曱酸丁 二酉旨(polybutylene terephthalate )、聚苯醚/耐沖擊聚苯乙烯(high impact polystyrene )、 聚碳酉臾酉旨/腈-丁二蹄-苯乙丈希(acryconitrile-butadiene-styrene ) 等，以及上述聚合物的共混物。 一種熱塑性樹(shù)脂是聚碳酸酯/聚對(duì)苯二曱酸丁 二酯組合物，其由General Electric Company以商標(biāo)XENOY⑧樹(shù)脂出售。一 種優(yōu)選的熱塑性材料是聚苯醚與聚酰胺的共混物，其由General Electric Company以商品名NORYL GTX⑧樹(shù)脂出售。包括例如玻璃的纖維的填料 以及包括納米管的納米型的復(fù)合物也可與熱塑性材料一起使用。
包括用于安置機(jī)罩的凹進(jìn)部3和把緩沖裝置2固定到車輛支撐件6的連 接凸緣(4， 5)的整個(gè)緩沖裝置理想地由熱塑性材料形成為單一部件。連接 凸緣(4， 5)的垂直對(duì)齊部4，其為緩沖裝置2的外部提供支撐，適于在預(yù) 定碰撞下變形，同時(shí)在正常使用期間為緩沖裝置2提供空間穩(wěn)定性。垂直對(duì) 齊部4具有足夠的高度或變形距離，以在剛性支撐件6沒(méi)有被強(qiáng)烈碰撞的情 況下可變形地吸收碰撞。如圖l所示，凸緣的垂直對(duì)齊部4形成壁，該壁在 凹進(jìn)3的內(nèi)邊緣和連接凸緣(4， 5)的水平對(duì)齊部5之間延伸。該壁具有特 定起伏狀形狀(contoured shape)來(lái)提供增強(qiáng)的剛度，以抵抗沿大致垂直于 該壁的方向的力。起伏狀形狀包括隆起或壓痕形式的變體，其期望連接到或 靠近水平對(duì)齊部，以提供剛性來(lái)抵抗沿橫向的力。優(yōu)選的起伏狀部分或變體 10結(jié)合到垂直對(duì)齊凸緣部4和水平對(duì)齊凸緣部5兩者。才艮據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，多 個(gè)起伏狀部分或變體10在凹進(jìn)3的邊緣下隔開(kāi)預(yù)定距離。利用該配置，垂 直對(duì)齊部?jī)A向于使臨近的凹進(jìn)3變形。在優(yōu)選實(shí)施例中，起伏狀部分10用 于增強(qiáng)凸緣且為隆起的形式，其在凸緣的水平部和凸緣的垂直對(duì)齊部4之間 延伸。在優(yōu)選實(shí)施例中，多個(gè)增強(qiáng)部沿壁或垂直部的長(zhǎng)度設(shè)置。
凸緣的垂直對(duì)齊部4的垂直高度可根據(jù)具體車輛變化，且優(yōu)選地等于或
大于約60毫米(mm)。優(yōu)選的垂直對(duì)齊部4的高度從約60到約IOO毫米。 根據(jù)本發(fā)明，約80毫米的高度是典型的高度。優(yōu)選地，至少一部分起伏狀 部分或變體10在凸緣的垂直對(duì)齊部4的高度的約三分之二之上延伸。優(yōu)選 地起伏狀部分或變體10從凸緣的水平對(duì)齊部5向上延伸。如上所述，起伏 狀部分10優(yōu)選地結(jié)合到垂直對(duì)齊部4和水平對(duì)齊部5，以增強(qiáng)各部4和5 的結(jié)合或連接。
在碰撞期間，可變形的壁理想地變形以吸收碰撞能量。變體的能量吸收 效率適于獲得對(duì)于空間穩(wěn)定性期望的剛度和減少碰撞力。通過(guò)使用不同密 度、或不同厚度的材料和幾何形狀，垂直對(duì)齊部4的碰撞響應(yīng)可對(duì)于特定車 輛被調(diào)整。根據(jù)各種實(shí)施例，來(lái)自碰撞的能量通過(guò)起伏狀部分的形狀、變體 的數(shù)量、從水平凸緣測(cè)量的變體的高度、變體的寬度、變體的深度、在凸緣 的垂直對(duì)齊部4中設(shè)置開(kāi)口、或壁的厚度的變化、凸緣的水平部和具有壁的 隆起的接縫處的變化而可被控制。 一個(gè)或多個(gè)特征可被變化以調(diào)整緩沖裝置 來(lái)吸收特定碰撞水平的能量。幾何形狀還可依賴于空間限制或用戶樣式或較 高或較低的可用包封空間(package space )。
如圖3所示，起伏狀部分IO是具有一對(duì)側(cè)壁和上壁的多面凸起的形式， 所述上壁連接從凸緣的垂直對(duì)齊部4的垂直壁間隔開(kāi)的前壁部。圖4示出了 圖3的實(shí)施例，其中起伏狀部分10包括開(kāi)口或切口 13。圖5示出了圖4的 實(shí)施例，其中除了起伏狀部分10中的開(kāi)口 13,開(kāi)口 15設(shè)置在凸緣的垂直對(duì) 齊部4中。圖6示出了凸緣的垂直對(duì)齊部4，該凸緣具有均勻間隔設(shè)置的起 伏狀部分10,每個(gè)起伏狀部分IO具有開(kāi)口 13。圖7示出了在起伏狀部分10 中和凸緣的垂直部4中使用具有不同形狀的開(kāi)口 13的實(shí)施例。圖8示出了 具有兩個(gè)在凸緣的各垂直和水平部4和5之間延伸的接合平坦表面的起伏狀 部分IO。該連接表面在與凸緣的接縫處具有六邊形形狀，與凸緣的垂直對(duì)齊 部4具有兩個(gè)接縫，與凸緣的水平對(duì)齊部5具有兩個(gè)接縫。在所示的結(jié)構(gòu)中， 各相鄰起伏狀部分10也形成接縫。圖9示出了具有一對(duì)相交平面的起伏狀 部分，該相交平面在各垂直對(duì)齊部4和水平對(duì)齊部5的相交處形成三角形。 圖10示出了圖9的起伏狀部分的修改，其中傾斜平面部定位在該對(duì)相交平 面中間。圖ll示出了圖IO的實(shí)施例，其中不同的傾斜平面用于形成起伏狀 部分10。圖11、 12、 13和15示出了使用各種成形表面的起伏狀部分10。 這樣的成形表面可包括橢圓形、拋物線形、或其它彎曲形狀，其可以是對(duì)稱
的或不對(duì)稱的。
盡管顯而易見(jiàn)的是所揭示的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例被適當(dāng)?shù)赜?jì)劃以實(shí)現(xiàn) 所述目標(biāo)，應(yīng)認(rèn)識(shí)到本發(fā)明允許不背離本發(fā)明的精神和范圍的修改、變化和 改變，其中本發(fā)明的精神和范圍僅由所附的權(quán)利要求書(shū)限定。
權(quán)利要求
1.一種緩沖裝置，其適于連接到車輛以吸收碰撞產(chǎn)生的力，所述緩沖裝置包括懸掛的連接凸緣，所述連接凸緣包括從所述緩沖裝置的外部懸掛的垂直對(duì)齊部，和從在接縫處接合的該垂直對(duì)齊部懸掛的水平對(duì)齊部，所述垂直對(duì)齊部包括多個(gè)增強(qiáng)部和多個(gè)開(kāi)口，所述多個(gè)增強(qiáng)部用來(lái)增強(qiáng)所述垂直對(duì)齊部的剛度，所述多個(gè)開(kāi)口用來(lái)降低所述垂直對(duì)齊部的剛度，每個(gè)所述開(kāi)口靠近相應(yīng)的增強(qiáng)部定位。
2. 如權(quán)利要求1所述的緩沖裝置，其適于與機(jī)罩配合，其中所述緩沖裝 置包括外飾面部，所述外飾面部具有美觀的外表面；凹進(jìn)部，所述凹進(jìn)部 從所述美觀的外表面延伸離開(kāi)，以在所述機(jī)罩處于關(guān)閉位置時(shí)提供用于所述 機(jī)罩的座。
3. 如權(quán)利要求1所述的緩沖裝置，其適于安裝到車輛支撐件上，其中所 述凸緣的所述水平對(duì)齊部適于緊固到所述支撐件的相配水平對(duì)齊表面。
4. 如權(quán)利要求1所述的緩沖裝置，其中所述緩沖裝置基本上全部由塑料 材津+組成。
5. 如權(quán)利要求1所述的緩沖裝置，其中所述緩沖裝置基本上全部由熱塑 性材料組成。
6. 如權(quán)利要求1所述的緩沖裝置，其中所述緩沖裝置基本上全部由從聚 碳酸酯、共聚酯碳酸酯、聚苯醚、聚氨酯、聚乙烯和聚丙烯組成的組中選擇 的塑料材料組成。
7. 如權(quán)利要求1所述的緩沖裝置，其中所述緩沖裝置基本上全部由從聚 碳酸酯/聚對(duì)笨二曱酸丁二酯共混物、聚苯醚/耐沖擊聚苯乙烯共混物、聚碳 酸酯/腈-丁二烯-苯乙烯共混物及它們的共混物組成的組中選才奪的塑料材料 的共混物組成。
8. 如權(quán)利要求1所述的緩沖裝置，其中所述連接凸緣的垂直對(duì)齊部適于 在預(yù)定的碰撞下變形，且在正常使用期間為所述緩沖裝置提供空間穩(wěn)定性。
9. 如權(quán)利要求1所述的緩沖裝置，其中所述增強(qiáng)部包括起伏狀部分，以 為所述垂直對(duì)齊部提供增強(qiáng)的剛度和抵抗沿橫向的力。
10. 如權(quán)利要求9所述的緩沖裝置，其中所述起伏狀部分結(jié)合到所述垂直對(duì)齊部和所述水平對(duì)齊部，以提供增強(qiáng)的剛度。
11. 如權(quán)利要求IO所述的緩沖裝置，其中所述凸緣的垂直對(duì)齊部的垂直高度等于或大于約60毫米。
12. 如權(quán)利要求11所述的緩沖裝置，其中所述垂直對(duì)齊部的高度為約 60毫米到約100毫米。
13. 如權(quán)利要求11所述的緩沖裝置，其中至少一部分所述起伏狀部分在 所述凸緣的垂直對(duì)齊部的約三分之二高度之上延伸。
14. 如權(quán)利要求11所述的緩沖裝置，其中所述起伏狀部分從所述凸緣的 水平對(duì)齊部向上延伸。
15. 如權(quán)利要求ll所述的緩沖裝置，其中所述起伏狀部分包括開(kāi)口，該 開(kāi)口用于降低所述起伏狀部分的剛度。
16. 如權(quán)利要求11所述的緩沖裝置，其中所述起伏狀部分結(jié)合到所述凸 緣的所述各個(gè)垂直對(duì)齊部和水平對(duì)齊部。
17. 如權(quán)利要求11所述緩沖裝置，其適于連接到車輛以吸收碰撞產(chǎn)生的 力，所述緩沖裝置包括模制的熱塑性材料的單一整體單元。
全文摘要
一種緩沖裝置(2)，用來(lái)吸收碰撞產(chǎn)生的力，其包括懸掛的連接凸緣，該凸緣包括從所述緩沖裝置的外部懸掛的垂直對(duì)齊部(4)，和從該垂直對(duì)齊部(4)懸掛的水平對(duì)齊部(5)，該水平對(duì)齊部(5)適于安裝到車輛。其中所述垂直對(duì)齊部(4)包括多個(gè)增強(qiáng)部，用來(lái)增強(qiáng)垂直對(duì)齊部的剛度，和多個(gè)開(kāi)口(13)，用于減少所述垂直對(duì)齊部的剛度，其中每個(gè)所述開(kāi)口靠近相應(yīng)的增強(qiáng)部定位。
文檔編號(hào)B60R21/34GK101360638SQ200680051064
公開(kāi)日2009年2月4日 申請(qǐng)日期2006年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月14日
發(fā)明者基斯·馬里杰尼森, 羅伊·吉爾辛格 申請(qǐng)人:通用電氣公司