專利名稱：車輛用沖擊吸收部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車輛用沖擊吸收部件(碰撞緩沖部件)，更具體地涉及這樣一種 技術(shù)，其中當(dāng)該車輛用沖擊吸收部件包括一非對(duì)稱錐形部(taper portion)時(shí)，穩(wěn)定地獲得 沖擊能吸收性能。
背景技術(shù)：
已知一種含有中空筒狀體的車輛用沖擊吸收部件。該筒狀體具有多個(gè)平板狀的側(cè) 壁，并具有多邊形部。該沖擊吸收部件設(shè)置于車身側(cè)部件和保險(xiǎn)杠部件之間，使得該筒狀體 的軸向與車輛的前后方向一致。當(dāng)該沖擊吸收部件沿軸向受到壓縮負(fù)荷時(shí)，該沖擊吸收部 件通過(guò)被壓皺(壓潰)成手風(fēng)琴狀(有像手風(fēng)琴般細(xì)褶的形狀，折疊狀，accordion shape) 而吸收沖擊能。在日本專利申請(qǐng)公開(kāi)No. 2006-123887 (JP-A-2006-123887)中公開(kāi)的裝置 是車輛用沖擊吸收部件的一個(gè)例子。該裝置包括具有大致八角形部分的筒狀體，該筒狀體 由成對(duì)的半體構(gòu)成，各個(gè)半體具有通過(guò)將筒狀體分割成上半部和下半部而獲得的形狀。通 過(guò)該成對(duì)的半體中的一個(gè)半體的兩個(gè)側(cè)端緣與該成對(duì)的半體中的另一個(gè)半體的兩個(gè)側(cè)端 緣分別相重疊以形成筒形，該成對(duì)的半體的兩個(gè)側(cè)端緣部都通過(guò)點(diǎn)焊在沿軸向隔開(kāi)預(yù)定間 隔的位置點(diǎn)非連續(xù)地接合。在該車輛用沖擊吸收部件中，設(shè)置有應(yīng)力集中部，使得該應(yīng)力集 中部和通過(guò)點(diǎn)焊將側(cè)端緣部彼此接合到一起的位置處的接合點(diǎn)沿軸向交替地設(shè)置。當(dāng)該沖 擊吸收部件被壓皺成手風(fēng)琴狀時(shí)，應(yīng)力集中部用作塑性變形開(kāi)始的起點(diǎn)，從而該沖擊吸收 部件順利(平滑)地被擠壓。各個(gè)應(yīng)力集中部是沿與軸向垂直的方向延伸的凹槽，并向內(nèi) 凹陷。各個(gè)應(yīng)力集中部延伸而跨過(guò)具有多邊形部的筒狀體的兩個(gè)相依的脊線(ridge line, 棱線)。一種車輛用沖擊吸收部件包括非對(duì)稱錐形部，其中位于彼此相對(duì)的兩側(cè)且彼此面 對(duì)的成對(duì)的側(cè)壁中的至少一個(gè)，依存于例如保險(xiǎn)杠部件和車身側(cè)部件的尺寸、沿上下方向 上的保險(xiǎn)杠部件和車身側(cè)部件之間的位置關(guān)系，而沿軸向傾斜。例如當(dāng)保險(xiǎn)杠部件沿上下 方向上的尺寸小于車身側(cè)部件的時(shí)，位于上部位置并沿車輛的前后方向延伸的上側(cè)壁是大 致水平的，而位于下部位置的下側(cè)壁沿朝向保險(xiǎn)杠部件的方向向上傾斜。然而，當(dāng)沖擊吸收部件包括錐形部時(shí)，在負(fù)荷傳遞中發(fā)生不平衡，并且當(dāng)沖擊吸收 部件被擠壓而壓皺成手風(fēng)琴狀時(shí)該擠壓行為變得不穩(wěn)定從而會(huì)消弱沖擊能吸收性能。當(dāng)沖 擊吸收部件被壓皺成手風(fēng)琴狀時(shí)，設(shè)置應(yīng)力集中部可以有效地穩(wěn)定該擠壓行為。然而，在上 述日本專利申請(qǐng)公開(kāi)No. 2006-123887所描述的裝置中，由于各個(gè)應(yīng)力集中部被設(shè)置成包 括具有多邊形部分的筒狀體的脊線部，對(duì)沖擊能吸收性能的影響很大。因此，需要較大的板 厚以確保所希望的沖擊能吸收性能。此外，難以在確保沖擊能吸收性能的同時(shí)來(lái)調(diào)整應(yīng)力 集中部的位置、尺寸、形狀等來(lái)穩(wěn)定擠壓行為。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是在上述的情況下做成的。本發(fā)明的目的是當(dāng)筒狀體包括非對(duì)稱錐形部時(shí) 使擠壓行為穩(wěn)定化以穩(wěn)定地獲得預(yù)定的沖擊能吸收性能，并使得可以容易地調(diào)節(jié)應(yīng)力集中 部以使擠壓行為穩(wěn)定化。上述目的可以根據(jù)本發(fā)明的第一方面而實(shí)現(xiàn)，其提供一種車輛用沖擊吸收部件， 其包括中空筒狀體，該中空筒狀體具有平板狀的多個(gè)側(cè)壁，并具有多邊形截面；其中，該沖 擊吸收部件設(shè)置于車身側(cè)部件和保險(xiǎn)杠部件之間，使得該筒狀體的軸向與車輛的前后方向 一致，并且，當(dāng)該沖擊吸收部件沿軸向受到壓縮負(fù)荷時(shí)，該沖擊吸收部件通過(guò)被壓皺成手風(fēng) 琴狀而吸收沖擊能，該筒狀體包括(a)成對(duì)的側(cè)端緣部，在平坦板狀的第一側(cè)壁中該成對(duì) 的側(cè)端緣部以預(yù)定寬度彼此重疊，并彼此沿軸向一體地接合，從而形成封閉的多邊形截面；
(b)非對(duì)稱的錐形部，其中位于第一側(cè)壁的相對(duì)側(cè)而與該第一側(cè)壁相面對(duì)的第二側(cè)壁在軸 向上比第一側(cè)壁更大程度地相對(duì)于軸向傾斜；(C)應(yīng)力集中部，其設(shè)置在第一側(cè)壁中的所 述側(cè)端緣部彼此重疊的重疊部，使得該應(yīng)力集中部沒(méi)有達(dá)到具有多邊形截面的筒狀部的脊 線，并且當(dāng)該沖擊吸收部件被壓皺成手風(fēng)琴狀時(shí)，用作開(kāi)始塑性變形的起點(diǎn)。上述目的可以根據(jù)本發(fā)明的第二方面而實(shí)現(xiàn)，其提供一種根據(jù)本發(fā)明的第一方面 的車輛用沖擊吸收部件，其中，(a)在錐形部中，至少第二側(cè)壁相對(duì)于軸向傾斜，使得第一側(cè) 壁與第二側(cè)壁之間的距離沿從車身側(cè)部件朝向保險(xiǎn)杠部件的方向而減??；(b)第一側(cè)壁中 的成對(duì)的側(cè)端緣部在沿軸向以預(yù)定間隔設(shè)置的接合點(diǎn)處通過(guò)點(diǎn)焊不連續(xù)地彼此接合；以及
(c)應(yīng)力集中部設(shè)置在至少一個(gè)在成對(duì)的側(cè)端緣部通過(guò)點(diǎn)焊彼此接合的多個(gè)接合點(diǎn)之中的 在最接近位于保險(xiǎn)杠部件的一側(cè)的端部的第一接合點(diǎn)和第二接近該端部的第二接合點(diǎn)之 間的位置。上述目的可以根據(jù)本發(fā)明的第三方面而實(shí)現(xiàn)，其提供一種根據(jù)本發(fā)明的第一或第 二方面的車輛用沖擊吸收部件，其中，(a)該中空筒狀體由成對(duì)的半體構(gòu)成。該成對(duì)的半 體中的各個(gè)具有通過(guò)將該中空筒狀體沿大致平行于軸向的方向大致對(duì)稱地分割成兩半而 獲得的形狀，該筒狀體通過(guò)將該成對(duì)的半體中的一個(gè)半體的兩個(gè)側(cè)端緣與該成對(duì)的半體中 的另一個(gè)半體的兩個(gè)側(cè)端緣分別相重疊，以形成筒形，并且，分別通過(guò)點(diǎn)焊一體地接合該成 對(duì)的半體中的一個(gè)半體的兩個(gè)側(cè)端緣與該成對(duì)的半體中的另一個(gè)半體的兩個(gè)側(cè)端緣；以及 (b)由通過(guò)點(diǎn)焊接合的該成對(duì)的半體的兩個(gè)側(cè)端緣部構(gòu)成的兩個(gè)側(cè)壁為第一側(cè)壁和第二側(cè) 壁。上述目的可以根據(jù)本發(fā)明的第四方面而實(shí)現(xiàn)，其提供一種根據(jù)本發(fā)明的第一至第 三方面中任一方面的車輛用沖擊吸收部件，其中，(a)該筒狀體包括位于上部位置并沿車輛 的前后方向延伸的大致水平的上側(cè)壁，和位于下部位置的下側(cè)壁，該下側(cè)壁沿軸向在整個(gè) 長(zhǎng)度上向上傾斜而使得在上側(cè)壁與下側(cè)壁之間的距離沿朝向保險(xiǎn)杠部件的方向減??；以及 (b)所述上側(cè)壁是第一側(cè)壁，而下側(cè)壁是第二側(cè)壁，整個(gè)上側(cè)壁和整個(gè)下側(cè)壁形成錐形部。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，在車輛用沖擊吸收部件中，在第一側(cè)壁中的所述側(cè)端緣 部彼此重疊的重疊部設(shè)置有應(yīng)力集中部，使得該應(yīng)力集中部沒(méi)有達(dá)到具有多邊形截面的筒 狀體的脊線。因此，與應(yīng)力集中部設(shè)置成包括具有多邊形截面的筒狀體的脊線的情況、或者 該應(yīng)力集中部設(shè)置在由一塊板材料構(gòu)成的側(cè)壁部中的情況相比，對(duì)沖擊能吸收性能的影響小。從而，可以容易地在確保所希望的沖擊能吸收性能的同時(shí)，容易地調(diào)整應(yīng)力集中部的位 置、尺寸、形狀等以穩(wěn)定皺曲行為。第一側(cè)壁與第二側(cè)壁構(gòu)成非對(duì)稱的錐形部，第一側(cè)壁的 傾角較小或?yàn)?(平行于軸向)，從而對(duì)第一側(cè)壁施加較大的壓縮負(fù)荷。因此，可以適當(dāng)?shù)赝?過(guò)調(diào)節(jié)設(shè)置于第一側(cè)壁中的應(yīng)力集中部來(lái)改變皺曲行為。從而，在具有錐形的其皺曲行為 容易由于負(fù)荷傳遞的不平衡而變得不穩(wěn)定的筒狀體中，可以容易地通過(guò)調(diào)整應(yīng)力集中部來(lái) 穩(wěn)定皺曲行為，并且可穩(wěn)定地獲得所希望的沖擊能吸收性能。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，沖擊吸收部件包括錐形部，在錐形部中，至少第二側(cè)壁向 上傾斜，使得第一側(cè)壁與第二側(cè)壁之間的距離沿從車身側(cè)部件朝向保險(xiǎn)杠部件的方向而減 小。第一側(cè)壁中的成對(duì)的側(cè)端緣部在沿軸向以預(yù)定間隔設(shè)置的接合點(diǎn)處通過(guò)點(diǎn)焊不連續(xù)地 彼此接合。應(yīng)力集中部至少設(shè)置在成對(duì)的側(cè)端緣部通過(guò)點(diǎn)焊彼此接合的多個(gè)接合點(diǎn)之中的 在最接近保險(xiǎn)杠部件一側(cè)的端部的第一接合點(diǎn)和第二接近該保險(xiǎn)杠部件一側(cè)的端部的第 二接合點(diǎn)之間的位置。因此，在碰撞的開(kāi)始階段該應(yīng)力集中部塑性變形，并從而以低負(fù)荷順 利地開(kāi)始將筒狀體壓皺成手風(fēng)琴狀。從而，從碰撞的開(kāi)始階段穩(wěn)定地獲得預(yù)定的沖擊能吸 收性能。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，該筒狀體由成對(duì)的半體構(gòu)成。該成對(duì)的半體中的各個(gè)具 有通過(guò)將該筒狀體沿平行于軸向的方向大致對(duì)稱地分割成兩半而獲得的形狀。該筒狀體通 過(guò)將該成對(duì)的半體的兩個(gè)側(cè)端緣分別相重疊，并且，分別通過(guò)點(diǎn)焊將它們彼此一體地接合。 由通過(guò)點(diǎn)焊而彼此接合的該成對(duì)的半體中的兩側(cè)端緣部所分別構(gòu)成的兩側(cè)壁分別對(duì)應(yīng)于 第一側(cè)壁、第二側(cè)壁。從而，通過(guò)適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)設(shè)置于第一側(cè)壁中的應(yīng)力集中部，可容易地使 皺曲行為穩(wěn)定化而獲得所希望的沖擊能吸收性能。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，該筒狀體包括大致水平的上側(cè)壁，和下側(cè)壁，該下側(cè)壁沿 軸向在整個(gè)長(zhǎng)度上向上傾斜而使得在上側(cè)壁與下側(cè)壁之間的距離沿朝向保險(xiǎn)杠部件的方 向減小。上側(cè)壁和下側(cè)壁分別對(duì)應(yīng)于第一側(cè)壁、第二側(cè)壁。整個(gè)上側(cè)壁和整個(gè)下側(cè)壁形成 錐形部。即使是在上側(cè)壁與下側(cè)壁之間存在負(fù)荷傳遞的不平衡時(shí)，也可以容易地使皺曲行 為穩(wěn)定，并且可通過(guò)適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)設(shè)置于被施加較高負(fù)荷的上側(cè)壁中的應(yīng)力集中部而穩(wěn)定地 獲得所希望的沖擊能吸收性能。


在參考附圖的同時(shí)從下述對(duì)示例性實(shí)施例的描述可以清楚本發(fā)明的上述和其它 目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)，其中，使用相同的標(biāo)號(hào)來(lái)表示相同的部件，并且其中圖IA和IB分別是解釋根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的車輛用沖擊吸收部件的圖，圖IA 是示出其中在車輛中設(shè)置有車輛用沖擊吸收部件的一種方式的示例的示意性平面圖，圖IB 是示出圖IA中的右側(cè)的放大的車輛用沖擊吸收部件的平面圖。圖2是沿圖IA的線II - II所取的截面的放大視圖。圖3A和3B是分別解釋圖1A、1B中的車輛用沖擊吸收部件的圖，圖3A是筒狀體的 透視圖，圖3B是在切口部(cutout portion)(應(yīng)力集中部)所取的筒狀體的截面視圖。圖4A和4B是示出通過(guò)進(jìn)行重物下落試驗(yàn)而進(jìn)行的研究的結(jié)果的圖，所述研究是 針對(duì)根據(jù)本發(fā)明形成有切口的產(chǎn)品以及未形成有切口的對(duì)比產(chǎn)品中的、相對(duì)于壓縮行程的 軸向壓縮負(fù)荷的變化以及吸收能量的特征進(jìn)行的。
具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明的一種車輛用沖擊吸收部件，可以應(yīng)用于安裝于車輛前側(cè)的保險(xiǎn)杠部 件的安裝部、以及安裝于車輛后側(cè)的保險(xiǎn)杠部件的安裝部。然而，根據(jù)本發(fā)明的該車輛用沖 擊吸收部件，可以僅應(yīng)用于安裝于車輛前側(cè)和后側(cè)的保險(xiǎn)杠部件中的之一上。例如，在前保險(xiǎn)杠中，沿縱向的該保險(xiǎn)杠部件的形狀，即從車輛上方觀察的平面視 圖中的保險(xiǎn)杠部件的形狀，優(yōu)選為中央部向前突出的平滑彎曲形狀。然而，保險(xiǎn)杠部件也可 以具有各種形狀。例如，該保險(xiǎn)杠部件可以具有大致直線性的形狀，或者僅該保險(xiǎn)杠部件的 兩端部可以向后傾斜或向后彎曲。根據(jù)本發(fā)明的該車輛用沖擊吸收部件設(shè)置成，例如，筒狀 體的軸向與車輛前后方向一致。然而，根據(jù)本發(fā)明的該車輛用沖擊吸收部件不必設(shè)置成筒 狀體的軸向與車輛前后方向嚴(yán)格地一致，并且可以設(shè)置成筒狀體依賴于保險(xiǎn)杠部件的形狀 等沿左右方向，或者上下方向傾斜。根據(jù)本發(fā)明的該車輛用沖擊吸收部件包括筒狀體和例如一體地固定于筒狀體的 沿軸向的兩端的成對(duì)的安裝板。例如，(a)垂直于筒狀體的軸向的筒狀體的截面具有扁平 的多邊形狀，并且該多邊形狀的邊的數(shù)目是4以上的偶數(shù)，以及(b)在構(gòu)成該多邊形截面的 彼此平行的兩邊的成對(duì)的側(cè)壁的各個(gè)壁中沿軸向形成有向內(nèi)凹陷的凹槽部。該筒狀體的截 面可以具有簡(jiǎn)單的多邊形狀，例如正方形，或者該筒狀體可以具有其中一部分，例如角部彎 曲成弧形等的側(cè)壁。例如，該筒狀體可按如下形成。通過(guò)沖壓薄板材料形成成對(duì)的半體。該成對(duì)的半 體的各個(gè)具有通過(guò)將該筒狀體沿大致平行于軸向的方向分成兩半而獲得的形狀。該成對(duì)的 半體的各個(gè)具例如大致角狀的U字形截面-或者大致M字形的截面_。在將在該成對(duì)的半 體中的一個(gè)的開(kāi)放側(cè)的兩(個(gè))側(cè)端緣部與在該成對(duì)的半體中的另一個(gè)的開(kāi)放側(cè)的兩側(cè)端 緣部重疊的狀態(tài)下，將該成對(duì)的半體彼此一體地接合。從而形成該筒狀體。該筒狀體可以 通過(guò)將一薄板材料彎曲以形成預(yù)定的多邊形截面，并然后將兩側(cè)端緣部彼此重疊而一體地 接合。可以適當(dāng)?shù)夭捎命c(diǎn)焊來(lái)作為將重疊的側(cè)端緣部接合以形成筒狀體的手段。然而， 也可以采用其它焊接手段，例如電弧焊。還可以使用諸如鉚釘?shù)慕雍显?lái)將側(cè)端緣部接 合。該側(cè)端緣部可以在沿軸向以預(yù)定間隔設(shè)置的接合點(diǎn)處不連續(xù)地彼此接合。在例如采用 電弧焊的情況下，可沿軸向連續(xù)地接合側(cè)端緣部。在通過(guò)點(diǎn)焊等而在接合點(diǎn)處將側(cè)端緣部 不連續(xù)地彼此接合的情況下，在接合點(diǎn)之間的間隔可以是恒定的，或者可以例如沿軸向連 續(xù)增加或者減小。作為設(shè)置在側(cè)端緣部彼此重疊處的重疊部的應(yīng)力集中部，可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)置，例如 一個(gè)沿大致垂直于筒狀體的軸向的方向從該成對(duì)的側(cè)端緣部中的一個(gè)的側(cè)端緣延伸的切 口。然而，可以設(shè)置凹槽或者通孔來(lái)作為應(yīng)力集中部。優(yōu)選地，該切口應(yīng)當(dāng)為狹槽狀，即該 切口應(yīng)當(dāng)具有U形或角狀U形等。然而，該切口可以具有較小的V形。可以采用具有各種 形狀的通孔。例如，可以采用簡(jiǎn)單的圓孔、橢圓形的孔，和長(zhǎng)孔，諸如長(zhǎng)方形孔和橢圓孔。例如，在位于筒狀體的內(nèi)側(cè)的該成對(duì)的側(cè)端緣部中的一個(gè)上，設(shè)置應(yīng)力集中部。然 而，可以將應(yīng)力集中部設(shè)置在位于筒狀體的外側(cè)的側(cè)端緣部。也可以將應(yīng)力集中部同時(shí)設(shè) 置在該成對(duì)的側(cè)端緣部的雙方上。在該情況下，當(dāng)將切口形成為該切口彼此重疊時(shí)，或者通孔形成為該通孔彼此重疊時(shí)，該筒狀體的一部分是開(kāi)放的，水等物體會(huì)進(jìn)入該筒狀體的內(nèi) 側(cè)。然而，可以在需要時(shí)通過(guò)使用具有低強(qiáng)度的密封元件等來(lái)封閉開(kāi)口部以防止水等的進(jìn) 入。盡管應(yīng)力集中部設(shè)置在側(cè)端緣部彼此重疊的重疊部，可以將應(yīng)力集中部設(shè)置成伸出該 重疊部，只要該應(yīng)力集中部位于平板狀的側(cè)壁內(nèi)，即應(yīng)力集中部沒(méi)有達(dá)到具有多邊形截面 的筒狀部的脊線。本發(fā)明的第二方面涉及這樣一種情況，筒狀部包括錐形部，該錐形部中至少第二 側(cè)壁傾斜而使得在第一側(cè)壁和第二側(cè)壁之間的距離沿從車身側(cè)部件朝向保險(xiǎn)杠部件的方 向減小。當(dāng)實(shí)施本發(fā)明的第一方面時(shí)，該錐形可為使得在第一側(cè)壁和第二側(cè)壁之間的距離 沿從保險(xiǎn)杠部件朝向車身側(cè)部件的方向減小。筒狀體可以具有錐形部，使得該筒狀部在其 整個(gè)長(zhǎng)度上具體錐形形狀，或者位于保險(xiǎn)杠部件的一側(cè)的筒狀體的一部分具有錐形形狀。 錐形部相對(duì)于軸向具有非對(duì)稱的形狀。該軸向與施加壓縮負(fù)荷的方向一致，并且與大致水 平的車輛的前后方向大體上一致。在本發(fā)明的第二方面中，應(yīng)力集中部設(shè)置在至少一個(gè)在最接近位于保險(xiǎn)杠部件的 一側(cè)的端部的第一接合點(diǎn)和第二接近該端部的第二接合點(diǎn)之間的位置。該應(yīng)力集中部可以 設(shè)置在位于沿軸向的所有成對(duì)的相鄰接合點(diǎn)中的各對(duì)之間的中間部分，或者在沿軸向的幾 對(duì)相鄰接合點(diǎn)中的各對(duì)之間的中間部分。這樣，本發(fā)明的第二方面可以各種形式來(lái)實(shí)現(xiàn)。在如本發(fā)明的第三方面中由成對(duì)的半體的兩側(cè)端緣部構(gòu)成的兩側(cè)壁為第一側(cè)壁 和第二側(cè)壁的情況下，應(yīng)力集中部可以僅設(shè)置在第一側(cè)壁中，或者同時(shí)設(shè)置第一側(cè)壁和第 二側(cè)壁中。在本發(fā)明的第四方面中，在上側(cè)壁大致水平的狀態(tài)下，下側(cè)壁朝上傾斜以使得在 上側(cè)壁和下側(cè)壁之間的距離沿朝保險(xiǎn)杠部件的方向減小。這樣在上側(cè)壁和下側(cè)壁之間發(fā)生 負(fù)荷傳遞的不平衡，導(dǎo)致不穩(wěn)定的擠壓行為。因此，應(yīng)力集中部設(shè)置在被施加大的壓縮負(fù)荷 的上側(cè)壁中。然而，當(dāng)實(shí)施其它發(fā)明時(shí)，與此相反地，有可能是下側(cè)壁是大致水平的，而上側(cè) 壁朝下傾斜以使得在上側(cè)壁和下側(cè)壁之間的距離沿朝保險(xiǎn)杠部件的方向減小。在這樣的情 況下，下側(cè)壁是第一側(cè)壁。從而，成對(duì)的側(cè)端緣部彼此重疊，并在下側(cè)壁中彼此一體地接合， 并且一個(gè)(多于一個(gè))應(yīng)力集中部設(shè)置在一個(gè)(多于一個(gè))側(cè)端緣部中。類似地，本發(fā)明 可以應(yīng)用于其它側(cè)壁，例如右側(cè)、左側(cè)壁。即，本發(fā)明應(yīng)用于發(fā)生負(fù)荷傳遞不平衡的成對(duì)的 側(cè)壁。實(shí)施例下面，將參照附圖詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。圖IA和IB分別是解釋根據(jù)本發(fā) 明的實(shí)施例的車輛用沖擊吸收部件的圖，圖IA是示出在車輛上方觀察到的車輛前側(cè)的保 險(xiǎn)杠體10附近的部分的示意性平面圖。各用作車輛用沖擊吸收部件的碰撞緩沖盒(crush box) 14R、14L，設(shè)置在右側(cè)、左側(cè)部件12R、12L的前端部。保險(xiǎn)杠體10的右端部、左端部分 別固定于碰撞緩沖盒14R、14L。圖IB是示出右側(cè)的放大的碰撞緩沖盒14R的平面圖。碰撞 緩沖盒14R包括中空筒狀體20，該中空筒狀體20具有平板狀的多個(gè)側(cè)壁，并具有多邊形 截面；分別一體地焊接并固定于筒狀體20的沿軸向的兩端部的成對(duì)的安裝板22、24。該碰 撞緩沖盒14R使用螺栓等(未示出)通過(guò)安裝板22、24固定于側(cè)部件12R和保險(xiǎn)杠體10， 使得筒狀體20的軸向大致平行于車輛的前后方向。當(dāng)從車輛的前面施加了碰撞(沖擊)時(shí)，該碰撞緩沖盒14R接收到軸向的壓縮負(fù)荷，并且該筒狀體20被壓皺成手風(fēng)琴狀。此時(shí)，該變形吸收沖擊能，并減少施加到車輛的結(jié) 構(gòu)部件諸如側(cè)部件12R的沖擊。由于筒狀體20的多個(gè)部分被順序地曲皺(buckling)(即， 筒狀體20的多個(gè)部分被順序地彎曲成V形)，筒狀體20被壓皺成手風(fēng)琴狀。通常，從筒狀 體20的位于該保險(xiǎn)杠體10的一側(cè)的部分，即，筒狀體20的輸入側(cè)部，開(kāi)始曲皺。然后，隨 著時(shí)間的經(jīng)過(guò)，曲皺沿朝向車體的方向進(jìn)行。該保險(xiǎn)杠體10用作保險(xiǎn)杠的加強(qiáng)部件和安裝 部件。由合成樹(shù)脂制成的保險(xiǎn)杠體部16 —體地安裝于保險(xiǎn)杠體10。該保險(xiǎn)杠體10對(duì)應(yīng)于 保險(xiǎn)杠部件。而側(cè)部件12R、12L對(duì)應(yīng)于車身側(cè)部件。位于左側(cè)的碰撞緩沖盒14L與位于右 側(cè)的碰撞緩沖盒14R對(duì)稱，碰撞緩沖盒14L具有與碰撞緩沖盒14R相同的優(yōu)勢(shì)效果。因此， 在下面說(shuō)明中，具體說(shuō)明位于右側(cè)的碰撞緩沖盒14R。圖2是沿圖IA的線II - II所取的截面的放大視圖。圖3A和3B是分別僅示出碰 撞緩沖盒14的圖。圖3A是從車輛的前面斜向觀察到的透視圖，圖3B是沿垂直于軸向的平 面所取的筒狀體20的截面視圖(即從車輛的前面觀察到的截面視圖)。筒狀體20的垂直 于軸向的截面在上下方向上長(zhǎng)，并具有扁平的多邊形狀(在該實(shí)施例中為八角形)。凹槽 34,36形成于具有較大的寬度并彼此平行的成對(duì)的左、右側(cè)壁30、32的中央部，其構(gòu)成了八 角形截面的兩邊。凹槽34、36中的各個(gè)向內(nèi)凹入，并沿軸向延伸(更準(zhǔn)確地說(shuō)，該凹槽如圖 2中所示沿上下方向稍斜)。如從圖2可知，保險(xiǎn)杠體10的沿上下方向的尺寸小于側(cè)部件 12R沿上下方向的尺寸。因此，盡管位于筒狀體20的上部并且沿車輛的前后方向延伸的上 側(cè)壁38大致水平，位于筒狀體20的下部的下側(cè)壁40朝上傾斜而使得在上側(cè)壁38與下側(cè) 壁40之間的距離根據(jù)尺寸差而沿朝向保險(xiǎn)杠體10的方向減小。即，上側(cè)壁38大致水平， 而下側(cè)壁40沿從在側(cè)部件12R的一側(cè)的端部朝向在保險(xiǎn)杠體10的一側(cè)的端部的方向上傾 斜，從而，筒狀體20具有錐形。在圖2中所示的側(cè)視圖中，上側(cè)壁38與下側(cè)壁40在其軸向 上的整個(gè)長(zhǎng)度上形成相對(duì)于大致水平的軸向的非對(duì)稱的錐形部。在該實(shí)施例中，該大致水 平的上側(cè)壁38對(duì)應(yīng)于第一側(cè)壁。相對(duì)于軸向(水平方向)比上側(cè)壁38更大程度地傾斜的 下側(cè)壁40，對(duì)應(yīng)于第二側(cè)壁。如從圖3A、3B中可知，筒狀體20由成對(duì)的半體26、28構(gòu)成。該成對(duì)的半體26、28 中的各個(gè)具有通過(guò)將筒狀體20沿大致平行于軸向的方向大致對(duì)稱地分割成左半部和右半 部而獲得的形狀。這樣，該成對(duì)的半體26、28中的各個(gè)具有大致M字形狀。該半體26、28 中的各個(gè)，例如，通過(guò)沖壓和彎曲薄板材料形成。在該成對(duì)的半體26、28的開(kāi)放側(cè)的側(cè)端緣 部26a、28a以預(yù)定寬度彼此重疊，并彼此一體地接合。而且，在該成對(duì)的半體26、28的開(kāi)放 側(cè)的側(cè)端緣部26a、28a以預(yù)定寬度彼此重疊，并彼此一體地接合。從而形成一封閉的多邊 形截面。該成對(duì)的側(cè)端緣部26a、28a構(gòu)成上側(cè)壁38，而該成對(duì)的側(cè)端緣部26b、28b構(gòu)成下 側(cè)壁40。該成對(duì)的側(cè)端緣部26a、28a在沿軸向以預(yù)定間隔設(shè)置的接合點(diǎn)處采用點(diǎn)焊不連續(xù) 地彼此接合，該成對(duì)的側(cè)端緣部26b、28b在沿軸向以預(yù)定間隔設(shè)置的接合點(diǎn)處采用點(diǎn)焊不 連續(xù)地彼此接合。在圖IB和圖3A中，由圓圈標(biāo)記指示的接合點(diǎn)Pal-PaX，Pbl-PbX(接合點(diǎn) Pb3-PbX未示出)是側(cè)端緣部采用點(diǎn)焊彼此接合的位置。在該實(shí)施例中，該側(cè)端緣部在大致 等間隔分布的接合點(diǎn)處彼此接合。該接合點(diǎn)Pal是最接近保險(xiǎn)杠體10的第一接合點(diǎn)。該 接合點(diǎn)Pa2是次接近保險(xiǎn)杠體10的第二接合點(diǎn)。在該實(shí)施例中，接合點(diǎn)的數(shù)目X為6。在 上側(cè)壁38與下側(cè)壁40的各個(gè)中，在6個(gè)接合點(diǎn)處進(jìn)行點(diǎn)焊。在上側(cè)壁38中沿軸向的接合 點(diǎn)的位置與在下側(cè)壁40中沿軸向的接合點(diǎn)的位置大致相同。接合點(diǎn)的數(shù)目X和接合點(diǎn)之間的間隔根據(jù)例如筒狀體20的長(zhǎng)度而適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。在由成對(duì)的側(cè)端緣部26a、28a構(gòu)成的上側(cè)壁38中，設(shè)置有應(yīng)力集中部42，使得該 應(yīng)力集中部42不達(dá)到具有多邊形截面的筒狀體20的脊線。當(dāng)筒狀體20被壓皺成手風(fēng)琴 狀時(shí)，該應(yīng)力集中部42起到開(kāi)始塑性變形的起點(diǎn)的作用。該應(yīng)力集中部42是(狹)縫形 式的切口，其設(shè)置于位于上側(cè)壁38的內(nèi)側(cè)的側(cè)端緣部26a上。該應(yīng)力集中部42在位于接 合點(diǎn)Pal和Pa2之間的位置形成為U字形，并沿大致垂直于軸向的方向從側(cè)端緣部26a的 側(cè)端緣延伸。該應(yīng)力集中部42設(shè)置成延伸以跨過(guò)連接接合點(diǎn)Pal至PaX的接合線。在該 實(shí)施例中，該應(yīng)力集中部42僅設(shè)置于被施加較高負(fù)荷的上側(cè)壁38。然而，在需要時(shí)，也可以 在下側(cè)壁40設(shè)置相同的應(yīng)力集中部。由于設(shè)置了該應(yīng)力集中部42，所以與位于該應(yīng)力集中部42前面的接合點(diǎn)Pal和 在該應(yīng)力集中部42后方的Pa2相比，在該應(yīng)力集中部42處的局部強(qiáng)度低。因此，當(dāng)施加有 軸向壓縮負(fù)荷時(shí)，在該應(yīng)力集中部42附近的一部分塑性變形而使得該部分彎曲成V形。該 塑性變形的部分起到變形開(kāi)始的起點(diǎn)的作用。如此，在低負(fù)荷下就順利地開(kāi)始將筒狀體20 壓皺成手風(fēng)琴狀。在接合點(diǎn)Pal-PaX，Pbl-PbX附近的部分強(qiáng)度較高。因此，在這些接合點(diǎn) Pal-PaX, Pbl-PbX中的沿軸向相鄰的接合點(diǎn)之間的中間位置的部分，從最接近保險(xiǎn)杠體10 的部分起，順序地彎曲成V形。從而，皺曲向前進(jìn)行，筒狀體20被壓皺成手風(fēng)琴狀。由在設(shè) 置有該應(yīng)力集中部42的前部的曲皺(皺曲)所導(dǎo)致的沖擊，皺曲沿朝向側(cè)部件12R的方向 以鏈鎖反應(yīng)前進(jìn)。在需要時(shí)，可在位于接合點(diǎn)Pa2_PaX之中的相鄰的接合點(diǎn)之間的至少一 個(gè)中間位置上設(shè)置另外的應(yīng)力集中部(例如切口)。在這種情況下，曲皺被加速或穩(wěn)定化。 可以在下側(cè)壁40中在接合點(diǎn)Pbl-PbX之中的相鄰的接合點(diǎn)之間的至少一個(gè)中間位置上設(shè) 置應(yīng)力集中部(例如切口)。在該實(shí)施例中，上側(cè)壁38是大致水平的，下側(cè)壁40沿朝向保 險(xiǎn)杠體10的方向向上傾斜，從而，上側(cè)壁38和下側(cè)壁40形成一個(gè)非對(duì)稱的錐形。因此，在 側(cè)壁38與側(cè)壁40之間容易產(chǎn)生負(fù)荷傳遞的不平衡，并從而容易造成皺曲行為不穩(wěn)定。然 而，以通過(guò)適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)(調(diào)整)設(shè)置于上側(cè)壁38中的應(yīng)力集中部42的位置、尺寸、形狀等 可以在確保所希望的沖擊能吸收性能的同時(shí)而穩(wěn)定皺曲行為。如上所述，在該實(shí)施例中的碰撞緩沖盒14R中，在以薄板形式的上側(cè)壁38中側(cè)端 緣部26a、28a彼此重疊的重疊部設(shè)置有應(yīng)力集中部42，使得該應(yīng)力集中部42不達(dá)到具有多 邊形截面的筒狀體20的脊線。因此，與將應(yīng)力集中部設(shè)置成包括具有多邊形截面的筒狀體 的脊線的情況、或者該應(yīng)力集中部設(shè)置在由一塊板材料(例如右側(cè)壁32或者左側(cè)壁30)構(gòu) 成的側(cè)壁部中的情況相比，對(duì)沖擊能吸收性能(即筒狀體20的軸向皺曲強(qiáng)度)的影響小。 從而，可以容易地在確保所希望的沖擊能吸收性能的同時(shí)，容易地調(diào)整應(yīng)力集中部42的形 狀、尺寸等穩(wěn)定皺曲行為。上側(cè)壁38與下側(cè)壁40構(gòu)成非對(duì)稱的錐形部，上側(cè)壁38相對(duì)于 軸向的傾角大致為0，從而對(duì)上側(cè)壁38施加較大的壓縮負(fù)荷。因此，可以適當(dāng)?shù)赝ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)設(shè) 置于上側(cè)壁38中的應(yīng)力集中部42來(lái)改變皺曲行為。從而，在具有非對(duì)稱的錐形的其皺曲 行為容易由于負(fù)荷傳遞的不平衡而變得不穩(wěn)定的筒狀體20中，可以容易地通過(guò)調(diào)整應(yīng)力 集中部42來(lái)穩(wěn)定皺曲行為，并且穩(wěn)定地獲得所希望的沖擊能吸收性能。在該實(shí)施例中，下側(cè)壁40朝上傾斜使得在上側(cè)壁38和下側(cè)壁40之間的距離沿從 側(cè)部件12R沿朝保險(xiǎn)杠部件10的方向減小。上側(cè)壁38中的側(cè)端緣部26a、28a通過(guò)點(diǎn)焊在沿 軸向隔開(kāi)預(yù)定間隔的接合點(diǎn)非連續(xù)地接合。應(yīng)力集中部42設(shè)置在多個(gè)接合點(diǎn)Pal-PaX-在
9此處側(cè)端緣部26a、28a被通過(guò)點(diǎn)焊彼此接合到一起一之中的最接近保險(xiǎn)杠體10的第一接 合點(diǎn)Pal和次接近保險(xiǎn)杠體10的第二接合點(diǎn)Pa2之間。因此，在碰撞的開(kāi)始階段該應(yīng)力集 中部42塑性變形，并從而以低負(fù)荷順利地開(kāi)始將筒狀體20壓皺成手風(fēng)琴狀。從而，從碰撞 的開(kāi)始階段穩(wěn)定地獲得預(yù)定的沖擊能吸收性能。在該實(shí)施例中，筒狀體20由成對(duì)的側(cè)端緣部26a、28a構(gòu)成，而各側(cè)端緣部具有通 過(guò)將筒狀體20沿平行于軸向的方向大致對(duì)稱地分割成兩半而獲得的形狀。該筒狀體20通 過(guò)將成對(duì)的半體26、28的側(cè)端緣部26a、28a重疊并通過(guò)點(diǎn)焊彼此一體地接合，將成對(duì)的半 體26、28的側(cè)端緣部26b、28b重疊并通過(guò)點(diǎn)焊彼此一體地接合，而形成。由通過(guò)點(diǎn)焊而彼 此接合的側(cè)端緣部26a、28a所構(gòu)成的上側(cè)壁38對(duì)應(yīng)于第一側(cè)壁。由通過(guò)點(diǎn)焊而彼此接合 的側(cè)端緣部26b、28b所構(gòu)成的下側(cè)壁40對(duì)應(yīng)于第二側(cè)壁。從而，通過(guò)適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)設(shè)置于被 施加較高負(fù)荷的上側(cè)壁38中的應(yīng)力集中部42，可以容易地使皺曲行為穩(wěn)定化而獲得所希 望的沖擊能吸收性能。在該實(shí)施例中，筒狀體20包括大致水平的上側(cè)壁38，和下側(cè)壁40，該下側(cè)壁40在 軸向的整個(gè)長(zhǎng)度上朝上傾斜而使得在上側(cè)壁38與下側(cè)壁40之間的距離沿朝向保險(xiǎn)杠體10 的方向而減小。從而，筒狀體20具有不對(duì)稱的錐形。整個(gè)上側(cè)壁38與整個(gè)下側(cè)壁40形成 錐形部。即使是在上側(cè)壁38與下側(cè)壁40之間存在負(fù)荷傳遞的不平衡時(shí)，也可通過(guò)適當(dāng)?shù)?調(diào)節(jié)設(shè)置于被施加高負(fù)荷的上側(cè)壁38中的應(yīng)力集中部42，從而可以容易地使皺曲行為穩(wěn) 定，并且穩(wěn)定地獲得所希望的沖擊能吸收性能。為了進(jìn)行對(duì)比，通過(guò)使用本實(shí)施例中的碰撞緩沖盒14R以及未設(shè)置應(yīng)力集中部42 的對(duì)比產(chǎn)品在下述試驗(yàn)條件下自由落下重物來(lái)進(jìn)行重物下落試驗(yàn)。這樣研究了相對(duì)于壓縮 行程的軸向壓縮負(fù)荷以及所吸收能量的特征變化。圖4A、4B示出了所獲得的結(jié)果。試驗(yàn)條件重物體重量1100kg該重物體下落起點(diǎn)高度1. Ilm碰撞速度17km/h在各圖4A、4B中，標(biāo)記有“具有切口 ”的實(shí)線示出了根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)品的特征(即 碰撞緩沖盒14R)，而標(biāo)有“無(wú)切口，，的虛線示出了對(duì)比產(chǎn)品的特征。在對(duì)比產(chǎn)品的情況下 (其中沒(méi)有設(shè)置切口)，在碰撞開(kāi)始階段的軸向壓縮負(fù)荷低，尤其是第二負(fù)荷峰值低，而在 第二負(fù)荷峰值與第三負(fù)荷峰值之間的差較大。這樣重復(fù)性的曲皺波(bucking wave)形不 穩(wěn)定。這使得隨后的重復(fù)性的曲皺不穩(wěn)定，導(dǎo)致所吸收能量的量的降低。與此相對(duì)，在根據(jù) 本發(fā)明的產(chǎn)品的情況下(其中設(shè)置有切口)，第二負(fù)荷峰值與第三負(fù)荷峰值基本相等，并從 而波形穩(wěn)定。進(jìn)而，與其中沒(méi)有設(shè)置切口的對(duì)比產(chǎn)品相比所吸收能的量增加。需要注意的 是在圖4B中的所吸收能量的量對(duì)應(yīng)于圖4A中的軸向壓縮負(fù)荷的積分。盡管上面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明的實(shí)施例，但實(shí)施例僅是一示例，而本發(fā)明 可以通過(guò)由基于本領(lǐng)域技術(shù)人員的知識(shí)改變或變更該實(shí)施例所獲得的各種形式來(lái)實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種車輛用沖擊吸收部件，其包括中空筒狀體，該中空筒狀體具有平板狀的多個(gè)側(cè) 壁，并具有多邊形截面；其中，該沖擊吸收部件設(shè)置于車身側(cè)部件和保險(xiǎn)杠部件之間，使得 該筒狀體的軸向與車輛的前后方向一致，并且，當(dāng)該沖擊吸收部件沿軸向受到壓縮負(fù)荷時(shí)， 該沖擊吸收部件通過(guò)被壓皺成手風(fēng)琴狀而吸收沖擊能，該中空筒狀體的特征在于在平板狀的第一側(cè)壁中成對(duì)的側(cè)端緣部以預(yù)定寬度彼此重疊，并彼此沿軸向一體地接 合，從而形成封閉的多邊形截面；該筒狀體包括非對(duì)稱的錐形部，其中位于第一側(cè)壁的相對(duì)側(cè)而與該第一側(cè)壁相面對(duì)的 第二側(cè)壁在軸向上比第一側(cè)壁更大程度地相對(duì)于軸向傾斜；在第一側(cè)壁中的所述側(cè)端緣部彼此重疊的重疊部設(shè)置有應(yīng)力集中部，使得該應(yīng)力集 中部沒(méi)有達(dá)到具有多邊形截面的筒狀部的脊線，并且當(dāng)該沖擊吸收部件被壓皺成手風(fēng)琴狀 時(shí)，用作開(kāi)始塑性變形的起點(diǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的車輛用沖擊吸收部件，其特征在于，在錐形部中，至少第二側(cè)壁 相對(duì)于軸向傾斜，使得第一側(cè)壁與第二側(cè)壁之間的距離沿從車身側(cè)部件朝向保險(xiǎn)杠部件的 方向而減小；第一側(cè)壁中的成對(duì)的側(cè)端緣部在沿軸向以預(yù)定間隔設(shè)置的接合點(diǎn)處通過(guò)點(diǎn)焊不連續(xù) 地彼此接合；以及應(yīng)力集中部至少設(shè)置在成對(duì)的側(cè)端緣部通過(guò)點(diǎn)焊彼此接合的多個(gè)接合點(diǎn)之中的一個(gè) 在最接近位于保險(xiǎn)杠部件一側(cè)的端部的第一接合點(diǎn)和第二接近該端部的第二接合點(diǎn)之間 的位置。
3.如權(quán)利要求1或2所述的車輛用沖擊吸收部件，其特征在于，該筒狀體由成對(duì)的半體 構(gòu)成，該成對(duì)的半體中的每一個(gè)都具有通過(guò)將該中空筒狀體沿平行于軸向的方向大致對(duì)稱 地分割成兩半而獲得的形狀，該筒狀體通過(guò)將該成對(duì)的半體中的一個(gè)半體的兩個(gè)側(cè)端緣部 與該成對(duì)的半體中的另一個(gè)半體的兩個(gè)側(cè)端緣部分別相重疊以形成筒形，并且，分別通過(guò) 點(diǎn)焊一體地接合該成對(duì)的半體中的一個(gè)半體的兩個(gè)側(cè)端緣部與該成對(duì)的半體中的另一個(gè) 半體的兩個(gè)側(cè)端緣部而形成；以及由通過(guò)點(diǎn)焊接合的該成對(duì)的半體的兩個(gè)側(cè)端緣部構(gòu)成的兩個(gè)側(cè)壁為所述第一側(cè)壁和 所述第二側(cè)壁。
4.如權(quán)利要求1或2所述的車輛用沖擊吸收部件，其特征在于，該筒狀體包括位于上部位置并沿車輛的前后方向延伸的大致水平的上側(cè)壁，和位于下 部位置的下側(cè)壁，該下側(cè)壁沿軸向在整個(gè)長(zhǎng)度上向上傾斜而使得在上側(cè)壁與下側(cè)壁之間的 距離沿朝向保險(xiǎn)杠部件的方向減??；上側(cè)壁是所述第一側(cè)壁，下側(cè)壁是所述第二側(cè)壁，整個(gè)上側(cè)壁和整個(gè)下側(cè)壁形成錐形部。
全文摘要
一種車輛用沖擊吸收部件，其包括具有平板狀的多個(gè)側(cè)壁并具有多邊形截面的中空筒狀體；其設(shè)置于車身側(cè)部件和保險(xiǎn)杠部件之間使得該筒狀體的軸向與車輛前后方向一致，且當(dāng)其沿軸向受到壓縮負(fù)荷時(shí)，該吸收部件通過(guò)被壓皺成手風(fēng)琴狀而吸收沖擊能，筒狀體特征在于在平坦板狀的第一側(cè)壁中成對(duì)的側(cè)端緣部以預(yù)定寬度彼此重疊并彼此沿軸向一體地接合，形成封閉多邊形截面；該筒狀體包括非對(duì)稱的錐形部，位于第一側(cè)壁的相對(duì)側(cè)而與第一側(cè)壁相面對(duì)的第二側(cè)壁相對(duì)于軸向比第一側(cè)壁更沿軸向傾斜；在第一側(cè)壁的側(cè)端緣部彼此重疊的重疊部設(shè)有應(yīng)力集中部，使該集中部不達(dá)到具有多邊形截面的筒狀件的脊線，當(dāng)該吸收部件被壓皺成手風(fēng)琴狀時(shí)用作開(kāi)始塑性變形的起點(diǎn)。
文檔編號(hào)B60R19/34GK102001319SQ201010272030
公開(kāi)日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月2日
發(fā)明者中西誠(chéng) 申請(qǐng)人:豐田鐵工株式會(huì)社