專利名稱：角部能量吸收器和保險杠系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能量吸收器。更具體地，本發(fā)明涉及一種用于車輛外部的能量吸收器 和能量吸收車輛保險杠系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
用于吸收能量的保險杠系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)的使用是已知的。保險杠系統(tǒng)典型地延伸使 其寬度尺寸跨車輛的前部和后部且被安裝到側(cè)軌，該側(cè)軌沿縱向方向延伸。典型的保險杠 系統(tǒng)包括鋼梁或增強(qiáng)構(gòu)件，其附連至車輛側(cè)軌且被飾面覆蓋。通過管理碰撞能量吸收，能量吸收系統(tǒng)試圖降低碰撞導(dǎo)致的車輛損壞。聯(lián)邦機(jī)動 車安全標(biāo)準(zhǔn)(FMVSS)典型地要求保險杠梁延伸超過側(cè)軌以在角部碰撞測試中保護(hù)車輛。此 外，用于更高安全的保險機(jī)構(gòu)(IIHS)已經(jīng)開發(fā)了低速碰撞的15%保險杠偏移測試協(xié)議。一些車輛已在保險杠梁的相對端部處并入小端帽以當(dāng)飾面在車輛的主體周圍延 伸時支撐飾面的尺寸。這些端帽不具有任何顯著的抗碰撞性。而且，例如泡沫的材料已經(jīng) 被添加到保險杠梁的端部以在碰撞過程中支撐飾面。但是，這些材料通常僅占據(jù)空間且不 提供任何實(shí)質(zhì)性抗碰撞性的改善。因此，需要改進(jìn)角部的碰撞完整性，其中，在該角部保險 杠被連接到側(cè)軌。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供角部能量吸收器的各種實(shí)施例，其改進(jìn)了現(xiàn)有載客汽車保險杠系統(tǒng)的 角部保護(hù)和能量管理。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，角部能量吸收器提供了本體部，該本體部 包括頂表面、底表面和前壁，該前壁在頂表面和底表面之間延伸。角部能量吸收器還包括臂 部，其可被插入保險杠梁的端部中。本體部還包括潰縮構(gòu)件或至少一個潰縮構(gòu)件，其從前壁 延伸且布置在能量吸收器的本體部的頂表面和底表面之間。在另一實(shí)施例中，角部能量吸 收器的本體部和臂部中的至少一個還包括連接結(jié)構(gòu)部，其允許角部能量吸收器被連接到保 險杠系統(tǒng)的另一部件。角部能量吸收器管理現(xiàn)有鋼或鋁保險杠梁的當(dāng)前碰撞區(qū)域外的碰撞 力。這里所述的各個實(shí)施例允許能量吸收器和保險杠梁之間的多個附連方法。本發(fā)明還提供一種保險杠系統(tǒng)，其包括保險杠梁和附連到該保險杠梁的相對端部 的兩個角部能量吸收器。保險杠系統(tǒng)還可包括第二能量吸收器，其沿保險杠梁在角部能量 吸收器之間延伸。保險杠系統(tǒng)還可包括飾面，其至少部分地包封保險杠梁和角部能量吸收
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通過下面的附圖可理解本發(fā)明的各個實(shí)施例。部件不是必須按比例的。圖1是車輛的透視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有角部能量吸收器的保險杠 系統(tǒng)；圖2是圖1的保險杠系統(tǒng)的分解視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的保險杠系統(tǒng)的部件；圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的角部能量吸收器的透視示意圖，該角部能量吸收器 包括本體部、臂部和保險杠梁；圖4是圖3所示的角部能量吸收器的前視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的附連 到保險杠梁的角部能量吸收器；圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖4的角部能量吸收器沿線5-5截取的橫截面視 圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的角部能量吸收器，示出了臂部和保險杠梁的替換連 接結(jié)構(gòu)部；圖7是根據(jù)本發(fā)明的替換實(shí)施例的角部能量吸收器的透視示意圖，該角部能量吸 收器具有臂部和保險杠梁，該臂部在后壁上具有連接結(jié)構(gòu)部；圖8是本發(fā)明的實(shí)施例的角部能量吸收器的透視圖，該能量吸收器具有多個通道 和C形保險杠梁；圖9根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的角部能量吸收器的透視圖，該角部能量吸收器具 有細(xì)長本體部和具有突出部的臂部，該突出部插入保險杠梁；圖10是根據(jù)本發(fā)明的替換實(shí)施例的角部能量吸收器的透視圖，該角部能量吸收 器具有本體部，該本體部包括具有集成連接結(jié)構(gòu)部的潰縮構(gòu)件。
具體實(shí)施例方式圖1示出了車輛10的前部的透視圖，其具有根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的保險杠系統(tǒng) 12，保險杠系統(tǒng)12包括保險杠梁14，該梁具有角部能量吸收器16和17，在該吸收器處，保 險杠梁被安裝到車輛10的側(cè)軌18和20。圖2是車輛10的前部的透視圖，示出了附連至側(cè)軌18和20的保險杠梁14的連 接部。保險杠梁14附連至安裝板24和26，例如使用固定件，該固定件分別把保險杠梁14 安裝至安裝板24和26的接收器25和27。角部能量吸收器16和17從保險杠梁14的斜接 端部延伸。飾面30被設(shè)計為把保險杠組件與車輛本體整合，同時還改進(jìn)空氣動力學(xué)性能以 充分降低車輛的風(fēng)阻。圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的角部能量吸收器16的透視示意圖，該角部能量吸收 器包括本體部32和臂部34。角部能量吸收器16被構(gòu)造為便于附連至保險杠梁14。例如， 臂部34的壁可以是從本體部至臂部漸縮的，以允許角部能量吸收器16被容易地插入保險 杠梁14。本體部32包括頂表面36、底表面38以及在頂和底表面之間延伸的前表面40。角 部能量吸收器還包括臂部34，其從本體部36延伸，用于插入保險杠梁14。本體部包括潰縮 構(gòu)件43，其從本體部的前壁40向內(nèi)延伸。在一個實(shí)施例中，潰縮構(gòu)件43包括后壁44、側(cè)壁 45、從后壁44延伸的頂壁46和底壁48。潰縮構(gòu)件的后壁44可以是角部能量吸收器16的 后壁。如所示，頂和底壁46和48分別在后壁44和可選的側(cè)壁45之間延伸。在另一實(shí)例 中，潰縮構(gòu)件43還包括多個肋，例如，肋50和52，其在潰縮構(gòu)件43的頂壁46和底壁48之 間延伸。潰縮構(gòu)件43限定了角部能量吸收器中的至少一個開口或中空區(qū)，其適于在碰撞
5時受控潰縮以用于吸收沖擊。多個肋適于控制中空區(qū)的潰縮并在碰撞時伸展用于附加能量 吸收。這些肋沿縱向方向在角部能量吸收器的頂部和底部之間延伸。附加地，這些肋可橫 向于該縱向方向延伸，由此例如從角部能量吸收器的后壁44延伸到側(cè)壁45，或從壁至肋或 從肋至肋。臂部34的前壁35可包括一個或多個連接結(jié)構(gòu)部用于把角部能量吸收器連接到保 險杠梁。在該示例性實(shí)施例中，臂部34的前壁35包括連接結(jié)構(gòu)部，例如間隙孔54和55用 于正確地把保險杠組裝到車輛的本體。角部能量吸收器16被插入D形斷面保險杠梁14的 端部15中且使用角部能量吸收器的柔性舌片或卡扣連接結(jié)構(gòu)部附連。角部能量吸收器的 臂部34包括柔性舌片56和57，柔性舌片被自然地向外偏壓以延伸到保險杠梁14的開口 60和61中(當(dāng)柔性舌片與開口隊準(zhǔn)時)。保險杠梁14的間隙孔58和59于是與角部能量 吸收器的間隙孔54和55對齊，以使得保險杠梁和角部能量吸收器的組件可被安裝到車輛 的安裝板，例如安裝板25(圖2)。通常保險杠梁從工廠與車輛分開地運(yùn)輸且隨后被附連至 車輛。在保險杠梁被附連至車輛前的組裝步驟中，角部能量吸收器可被附連至保險杠梁14 上。圖4是圖3的角部能量吸收器16的前視圖，示出了已被插入保險杠梁后的角部能 量吸收器的臂部。柔性舌片56和57被穩(wěn)定抵靠在保險杠梁的開口 60和61的壁邊緣56 和57上。間隙孔58和59與保險杠梁14的后壁65的開口 62和64對準(zhǔn)。圖5是沿圖4的線5-5截取的橫截面視圖。圖5示出了例如安裝到側(cè)軌18 (圖1) 的角部能量吸收器。開口 58與保險杠梁的后壁65的開口 62對齊。臂部34的前壁35可 向后延伸以形成漏斗形引導(dǎo)部67，其可有助于通過間隙孔58并通過通道69的固定器或螺 栓的定位。漏斗形引導(dǎo)部67是角部能量吸收器的連接結(jié)構(gòu)部，其可被用于可靠地定位保險 杠梁的開口 62。橫截面視圖還示出了處于其自然松弛位置中的柔性舌片56，其形成與保險 杠梁的前壁19的干涉配合。角部能量吸收器的本體部32可選地包括壁42，其在保險杠梁 14的前部延伸。如圖4所示，壁42還可在保險杠梁下部延伸。該橫截面視圖還示出了肋 50和52，其從后壁44延伸到前壁40，盡管如上所示，肋可被沿兩個或多個方向取向。如所示的肋50和52基本上平行于彼此，但是，它們可被相對于彼此以各種角度指 向，且可導(dǎo)致不同剛性的碰撞特性。例如，通過將壁改變地更豎直，潰縮構(gòu)件將更剛硬。而 且將壁定位地更靠近導(dǎo)致潰縮構(gòu)件的剛性的增加。通過改變至少壁角度、壁的間隔、和肋的 間隔，潰縮構(gòu)件是可調(diào)的以提供期望的剛性。由于車輛具有不同的重量和操作應(yīng)用，例如商 用、載客和非商用載客，保險杠可被調(diào)整用于特定的車輛重量和應(yīng)用。例如，角部肋50被相 對于后壁44以角度阿爾法(α )取向。角度阿爾法的尺寸可變化且可小于180°，且在另一 例子中，可從約45°改變至約135°，或如所示的大致90°。橫截面視5還示出了角部 能量吸收器還可包括增強(qiáng)結(jié)構(gòu)70，其從后壁44向外延伸，以在后壁44和側(cè)軌之間加固角部 能量吸收器。增強(qiáng)結(jié)構(gòu)70還可在碰撞時為角部能量吸收器提供附加支撐。圖6是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的角部能量吸收器80的透視圖，示出了用于連接至保 險杠梁82的替換連接特征。當(dāng)角部能量吸收器被插入D形斷面保險杠梁82的端部中時， 柔性舌片83和85向外突出穿過保險杠梁的開口 58和59，以使得舌片84和85的邊緣84 擱靠在開口 58和59的彎曲邊緣上。柔性舌片83和85的邊緣84和86可具有彎曲表面以 更好地符合間隙孔58和59的形狀。
圖7是具有臂部34的角部能量吸收器90的透視圖，該臂部具有斜切邊緣。在該 實(shí)施例中，臂部34具有前壁35，該前壁至少部分地敞開以暴露后壁91。頂表面36和底表 面94的邊緣95和96是傾斜的以允許角部能量吸收器容易地插入到保險杠梁82中。當(dāng)臂 部被插入保險杠梁82中時，角部能量吸收器的間隙孔92和93與保險杠梁的前壁19的間 隙孔58和59以及后壁65的間隙孔98和99對準(zhǔn)。在該實(shí)施例中，角部能量吸收器90被 插入到D形斷面保險杠梁82的端部中，且利用把保險杠梁保持到車輛本體的間隙孔保持在 一起。角部能量吸收器可選地包括臂部的肋97，以在前壁35和端壁94之間提供保險杠梁 的附加增強(qiáng)以及保護(hù)。圖8是角部能量吸收器100的透視圖，其具有多個通道102、104和106，該通道配 合到C形保險杠梁102中。角部能量吸收器100被插入C形斷面保險杠梁的端部108中且 使用卡扣配合結(jié)構(gòu)部附連，例如柔性舌片56和57，其延伸穿過保險杠梁102的開口 60和 61。間隙孔58和59可被用于把保險杠梁102安裝到車輛的側(cè)軌。在該實(shí)施例中，角部能 量吸收器100的前壁40與端部34的前壁106齊平。而且臂部的通道104相對于通道102 和106凹進(jìn)，以使得通道104可滑動通過保險杠梁102的后壁65的C形開口。圖9是角部能量吸收器110的透視圖，其具有細(xì)長的本體部32和臂部34，該臂部 可被插入保險杠梁112而不使用固定件。臂部34的多個脊130和132被設(shè)置用于與保險 杠梁112的頂壁140和底壁142干涉配合。角部能量吸收器110包括潰縮構(gòu)件120，其在前 壁116和118之間延伸。潰縮構(gòu)件120包括頂壁122和底壁124，其從后壁126延伸。潰縮 構(gòu)件包括多個肋127和128。當(dāng)保險杠梁112的斜切端部接收角部能量吸收器110的臂部 34時，保險杠梁的前壁19擱靠在角部能量吸收器的帶角度的表面136上。本體部32可稍 微向保險杠梁112的前方延伸。圖10是角部能量吸收器150的透視圖，其本體設(shè)置有集成連接結(jié)構(gòu)部。例如，本 體部32包括潰縮構(gòu)件152，其被設(shè)置形狀以接收例如照明器材，且用作具有集成支撐結(jié)構(gòu) 部的殼體以把燈具固定到角部能量吸收器。潰縮構(gòu)件152由后壁154和側(cè)壁156和底表面 限定，該底表面由平面160、162和彎曲表面164限定。如上述示例性實(shí)施例中所示，角部能量吸收器150的臂部34可通過舌片156和 157而被連接，該舌片被保險杠梁14的開口 60和61接收。保險杠梁可通過間隙孔58和 59而被附連至側(cè)軌，該間隙孔與間隙孔54和55對準(zhǔn)。后壁154可包括開口 155用于另一 部件的連接，例如用于霧燈的固定件。在保險杠梁14被附連至車輛之前或之后，角部能量 吸收器150可被卡扣穿過保險杠梁以作為組件的一部分。上述任意實(shí)施例的角部能量吸收器還可通過選擇使用的熱塑性樹脂而被調(diào)制。使 用的樹脂根據(jù)需要可以是低模量、中間模量或高模量的材料。通過仔細(xì)考慮這些變量中的 每個，滿足所需能量碰撞目的的能量吸收器可被制造。用于形成能量吸收器的材料的特性 包括高韌性/延展性、熱穩(wěn)定性、高能量吸收容量、良好的模量對伸長比和再循環(huán)性等。雖然能量吸收器可被分段模制，但是優(yōu)選的是其具有由強(qiáng)韌塑料材料制造 的單一結(jié)構(gòu)。用于模制能量吸收器的材料包括工程熱塑性樹脂。典型的工程熱塑性 樹脂包括但不限于丙烯晴-丁二烯-苯乙烯(acrylonitrile-butadiene-styrene， ABS)、聚碳酸酯、聚碳酸酯/ABS混合物、共聚碳酸酯-聚酯、丙烯酸-苯乙烯-丙烯晴 (aery 1 ic-styrene-acrylonitriIe，ASA)、丙烯晴_(改性的乙烯-聚丙烯二胺)_苯乙烯(aerylonitriIe-(ethylene-polypropyIene diamine modified)-styrene, AES)> 亞 苯基醚樹脂(phenylene ether resin)、聚亞苯基醚/聚酰胺混合物、聚碳酸酯/PET/PBT 混合物、丁烯對苯二酸酯(polybutylene terephthalate)、聚酰胺族、亞苯基硫化物樹脂 (phenylene sulfide resin)、聚氯乙烯PVC、耐沖擊聚苯乙烯(HIPS)、低/高密度聚乙烯 (LDPE、HDPE)、聚丙烯(PP)和熱塑性石蠟(TPO)，以及其混合物。 雖然本發(fā)明的實(shí)施例以經(jīng)予以描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，可進(jìn)行各種改 變，且等價特征可適用于能量吸收器或其系統(tǒng)而不離開本發(fā)明的范圍。例如，盡管上述示例 性實(shí)施例是關(guān)于特定連接結(jié)構(gòu)部，還可設(shè)想其它連接結(jié)構(gòu)部。此外，可進(jìn)行許多修改以使得 材料的特定情況適應(yīng)本發(fā)明的教導(dǎo)而不離開其實(shí)質(zhì)范圍。例如，本體部的各個特征例如潰 縮構(gòu)件的變體可被與各個例子所示的臂部的各種設(shè)計和連接結(jié)構(gòu)部組合。由此，本發(fā)明不 限于特定實(shí)施例，而是本發(fā)明要包括落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有實(shí)施方式。
權(quán)利要求
一種角部能量吸收器，包括本體部，包括頂表面、底表面和在頂表面與底表面之間延伸的前壁；臂部，從本體部延伸；和潰縮構(gòu)件，其從本體部的前壁延伸且設(shè)置在頂表面和底表面之間。
2.如權(quán)利要求1所述的角部能量吸收器，其中，本體部的前壁是彎曲的。
3.如前述權(quán)利要求中任一項所述的角部能量吸收器，其中，本體部的前壁包括開口。
4.如前述權(quán)利要求中任一項所述的角部能量吸收器，其中，潰縮構(gòu)件包括從本體部 的前壁延伸的頂壁、底壁和后壁中的至少一個；和至少一個肋。
5.如權(quán)利要求4所述的角部能量吸收器，其中，潰縮構(gòu)件包括后壁、頂壁和底壁；且其 中，該至少一個肋在潰縮構(gòu)件的頂壁和底壁之間縱向地延伸。
6.如權(quán)利要求4所述的角部能量吸收器，其中，潰縮構(gòu)件還包括側(cè)壁，該側(cè)壁從本體部 的后壁向前壁延伸。
7.如前述權(quán)利要求中任一項所述的角部能量吸收器，其中，臂部包括用于附連至保險 杠梁的至少一個連接結(jié)構(gòu)部。
8.如權(quán)利要求7所述的角部能量吸收器，其中，所述連接結(jié)構(gòu)部是至少一個開口。
9.如權(quán)利要求7所述的角部能量吸收器，其中，所述連接結(jié)構(gòu)部是至少一個柔性舌片。
10.如權(quán)利要求7所述的角部能量吸收器，其中，所述連接結(jié)構(gòu)部是臂部的突出部。
11.如權(quán)利要求7所述的能量吸收器，其中，臂部具有前壁和后壁，且所述連接結(jié)構(gòu)部 定位在臂部的前壁和后壁中的至少一個上。
12.如前述權(quán)利要求中任一項所述的角部能量吸收器，其中，臂部具有前壁和后壁，且 前壁至少部分地敞開以暴露后壁。
13.如權(quán)利要求12所述的角部能量吸收器，其中，臂部的前壁與本體部的前壁齊平。
14.如權(quán)利要求12所述的角部能量吸收器，其中，臂部的前壁相對于本體部的前壁被 凹進(jìn)，且該角部能量吸收器還包括側(cè)壁，該側(cè)壁從本體部的前壁延伸到臂部的前壁。
15.如前述權(quán)利要求中任一項所述的角部能量吸收器，其中，臂部包括肋。
16.如前述權(quán)利要求中任一項所述的角部能量吸收器，其中，臂部包括多個通道。
17.如前述權(quán)利要求中任一項所述的角部能量吸收器，其中，本體部包括后壁和增強(qiáng)結(jié) 構(gòu)，其增強(qiáng)結(jié)構(gòu)從該后壁向外延伸。
18.如前述權(quán)利要求中任一項所述的角部能量吸收器，其中，角部能量吸收器包括聚合 物，其選自下面的組丙烯晴_ 丁二烯_苯乙烯、聚碳酸酯、聚酯、丙烯酸-苯乙烯-丙烯晴、 丙烯晴_(改性的乙烯-聚丙烯二胺)_苯乙烯、亞苯基醚樹脂、聚酰胺、聚丁烯對苯二酸酯、 聚酰胺族、亞苯基硫化物樹脂、聚氯乙烯、熱塑性石蠟、以及其混合物。
19.一種角部能量吸收器，包括本體部，包括頂表面、底表面、后壁和從頂表面延伸到 底表面的前壁；臂部，從本體部延伸；和潰縮構(gòu)件，包括頂壁和底壁，它們彼此間隔開且在 本體部的前壁和后壁之間延伸。
20.如權(quán)利要求19所述的角部能量吸收器，其中，潰縮構(gòu)件包括至少一個肋，其在潰縮 構(gòu)件的頂壁和底壁之間延伸。
21.如權(quán)利要求19所述的角部能量吸收器，其中，潰縮構(gòu)件的頂壁和底壁中的至少一 個包括至少部分彎曲的表面。
22.如權(quán)利要求19所述的角部能量吸收器，其中，臂部和本體部中的至少一個包括連接結(jié)構(gòu)部。
23.一種保險杠系統(tǒng)，包括保險杠梁；和前述任一權(quán)利要求所述的角部能量吸收器。
24.如權(quán)利要求23所述的保險杠系統(tǒng)，其中，角部能量吸收器的臂部包括連接結(jié)構(gòu)部 且被附連至保險杠梁的連接結(jié)構(gòu)部。
全文摘要
本發(fā)明提供角部能量吸收器(16)的各個實(shí)施例。在一個實(shí)施例中，角部能量吸收器包括本體部(32)和臂部(34)。本體部包括頂表面(36)、底表面(38)和從頂表面延伸到底表面的前壁(40)。角部能量吸收器還包括潰縮構(gòu)件(43)，其從本體部的前壁延伸并在本體部的頂表面和底表面之間延伸。在另一實(shí)施例中，本體部和臂部的至少一個包括連接結(jié)構(gòu)部。本發(fā)明還提供保險杠系統(tǒng)的各個實(shí)施例，其包括連接到保險杠梁的角部能量吸收器。
文檔編號B60R19/18GK101903214SQ200880121893
公開日2010年12月1日 申請日期2008年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月21日
發(fā)明者埃里克·D·科瓦爾, 埃里克·J·賈達(dá), 布賴恩·J·喬佩克 申請人:沙伯基礎(chǔ)創(chuàng)新塑料知識產(chǎn)權(quán)有限公司