專利名稱：車輛的沖擊吸收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車輛碰撞時(shí)用來吸收沖擊能的裝置。
背景技術(shù)：
為了在車輛發(fā)生碰撞時(shí)緩沖對(duì)車上乘客的沖擊，已知有一種技術(shù)，據(jù)此技術(shù)，一沖擊吸收裝置(碰撞盒)放置在一緩沖器加強(qiáng)件和車身骨架(一側(cè)部構(gòu)件)之間，并使沖擊能轉(zhuǎn)換為變形能，根據(jù)其塑性變形以便吸收能量。作為沖擊吸收裝置的一實(shí)例，第一沖擊吸收裝置包括一圓柱體，在其外圓周面內(nèi)一體地形成一些槽，而第二沖擊吸收裝置包括一具有矩形截面的中空管，在其中形成多個(gè)輪緣，第一沖擊裝置和第二沖擊裝置被揭示在專利文獻(xiàn)1中。
作為沖擊吸收裝置的另一實(shí)例，第三沖擊吸收裝置揭示在專利文獻(xiàn)2中，其中，多個(gè)直徑不同的筒形能量吸收器與其間的環(huán)形臺(tái)階部分相連接，以形成一沿軸向呈錐形的臺(tái)階形狀，而沿軸向延伸的輪緣形成在最小直徑的能量吸收器中。
專利文獻(xiàn)1JP-A-2-175452專利文獻(xiàn)2JP-A-8-198039發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的問題一超越?jīng)_擊吸收特性的沖擊吸收裝置所需要的特征是，在一如圖6所示的、載荷相對(duì)于位移的特性曲線中的一曲線，即，載荷響應(yīng)于初始位移而不超過車身骨架的彈性極限應(yīng)力F0(在車身骨架變形之前能使沖擊吸收裝置變形)的載荷陡升的一曲線，以及相對(duì)于其后任何位移增加而保持一重載的曲線，即將圖6中陰影部分的面積增加到可能的最大值，由此增加所吸收的沖擊能量。
然而，在上述專利文獻(xiàn)1中揭示的第一沖擊吸收裝置中，當(dāng)施加一沖擊載荷時(shí)，即使該裝置能吸收一由如圖6(I)所代表的初始位移(開始位移)引起的一重載，也涉及到一問題，即，當(dāng)曲線急陡地下降而壓縮陰影部分的面積時(shí)，此后它變得不能足夠地吸收沖擊能。或者，在上述專利文獻(xiàn)1中揭示的第二沖擊吸收裝置和在上述專利文獻(xiàn)2中揭示的第三沖擊吸收裝置中，當(dāng)它們包括不連續(xù)的輪緣或多個(gè)環(huán)形的臺(tái)階部分時(shí)，塑性變形間斷地進(jìn)而給出急陡地上和下的一波浪形曲線以及如圖6(II)所代表的一向右不斷增大地上升的曲線，該曲線可超過F0，因此，車身骨架可在沖擊吸收裝置發(fā)生變形之前先變形。
因此，本發(fā)明旨在提供一解決上述問題的車輛沖擊吸收裝置。
解決問題的措施為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的一車輛的沖擊吸收裝置包括一筒形本體，它具有呈臺(tái)階形的諸部分，且這些部分的直徑沿軸向逐漸地變化，其特點(diǎn)在于呈臺(tái)階形的諸部分圍繞筒形本體的軸線螺旋形地形成。
采用該結(jié)構(gòu)，沖擊吸收裝置包括一筒形本體，本體的直徑沿軸向逐漸地變化，由于形成在該沖擊吸收裝置上的諸臺(tái)階形部分是圍繞筒形本體的軸線螺旋形地形成的，所以，局部塑性變形(彎曲)是從筒形本體的小直徑側(cè)到大直徑側(cè)逐漸而連續(xù)地以一螺旋形形式變形的，由此，致使相對(duì)于位移的載荷曲線成為穩(wěn)定、容成波浪形，因此，可提供一超過沖擊能吸收特性的車輛沖擊吸收裝置。
還根據(jù)本發(fā)明，臺(tái)階形的諸部分也可構(gòu)造成一具有相對(duì)于軸線的一傾角的連續(xù)面。
采用該結(jié)構(gòu)，由于臺(tái)階形諸部分被構(gòu)造為一具有相對(duì)于筒形本體的軸線一傾角的連續(xù)面，即，形成為一錐形，所以，可提供一沖擊吸收裝置，其中，全部的螺旋形臺(tái)階形部分不立即經(jīng)受塑性變形，且其超過沖擊能吸收特性并使臺(tái)階形諸部分迅速地成形。
此外，根據(jù)本發(fā)明，包含軸線的諸臺(tái)階形部分的截面形狀可形成為一折疊的U形。
采用上述的結(jié)構(gòu)，能提供一性能等于或甚至超過上述沖擊能吸收特性的車輛用的沖擊吸收裝置。


圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的沖擊吸收裝置的立體圖。
圖2是沿圖1中線A-A截取的截面圖。
圖3是屬于本發(fā)明另一實(shí)施例的匹配一沿圖1中線A-A截取的截面的一截面。
圖4是屬于本發(fā)明另一實(shí)施例的、匹配于一沿圖1中線A-A截取的截面的一截面。
圖5是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的沖擊吸收裝置的立體圖。
圖6是示出包括圖1中實(shí)施例的沖擊吸收裝置的試驗(yàn)結(jié)果的特征曲線圖。
圖7是示出圖1的沖擊吸收裝置中一初始變形圖像的示意圖。
圖8是示出圖7變形的進(jìn)一步過程的一圖像的示意圖。
圖9是示出圖8變形的進(jìn)一步過程的一圖像的示意圖。
圖10是示出裝配圖1和圖2所示沖擊吸收裝置的一實(shí)例的外形圖。
圖11是示出裝配圖1和圖2所示沖擊吸收裝置的另一實(shí)例的外形圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)將參照?qǐng)D1至圖11所示的本發(fā)明的實(shí)施例來描述實(shí)施本發(fā)明的最佳方式。
圖1示出一沖擊吸收裝置的立體圖，該裝置是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例；圖2是沿圖1中的線A-A截取的一縱向截面圖；圖3和圖4是顯示不同于圖1實(shí)施例的另一實(shí)施例的、沿線A-A的匹配截面；圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的一沖擊吸收裝置的立體圖；圖6是示出沖擊吸收裝置的試驗(yàn)結(jié)果的特性曲線；圖7至圖9是示出圖1的沖擊吸收裝置內(nèi)變形圖像相對(duì)于時(shí)間的示意曲線圖；圖10和圖11是示出配裝圖1的沖擊吸收裝置的實(shí)例的視圖。
如圖1和圖2所示的一沖擊吸收裝置1是一四邊棱錐筒形本體，它包括在同一軸線上連貫的一小直徑部分2a、一中間直徑部分2b以及一大直徑部分2c，它們的直徑(如果沿相對(duì)于軸線4的正交面5切割，則為寬度)沿軸線4的方向逐漸地變化，且在此筒形本體中形成有多個(gè)螺旋形臺(tái)階部分3，這些部分由圍繞筒形本體的軸線4的一單個(gè)連續(xù)的螺紋面組成。順便提及的是，諸臺(tái)階部分3的螺旋節(jié)距(spiralpitch)和螺紋數(shù)量可按要求選擇。
而且，如圖2所示，諸臺(tái)階形部分3形成在一具有相對(duì)于筒形本體的軸線4的傾角θ的連續(xù)傾斜面6上，即形成在一錐形形狀內(nèi)。諸臺(tái)階形部分3的傾角θ、高度H以及寬度W可按要求進(jìn)行選擇，且不僅沿圖1的線A-A的縱向截面而且沿包含軸線4的任何縱向截面觀看，各個(gè)傾角θ、高度H和寬度W均為恒等的?；蛘撸瑑A角θ、高度H和寬度W可以從圖1所示的臺(tái)階形部分3的一端部分7到另一端部分8連續(xù)地增加或減小。
盡管所示實(shí)施例中的沖擊吸收裝置1呈四邊棱錐筒形體，但它可以是具有不同數(shù)量角度的一棱錐形狀，或形成為如圖5所示的一圓錐形狀(將在下面進(jìn)行描述)，一卵形錐或一橢圓錐。還可以是這樣的筒形本體，其形狀從一棱錐形逐漸地變化到一大致的錐形，從筒形本體的一端部部分變化到另一端部部分。
作為沖擊吸收裝置1的材料，例如，日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JIS)的SPH270C或STKM11A，為減輕重量可采用高拉伸鋼或鋁材。板厚度例如可以是2mm。
沖擊吸收裝置1的各種制造方法中包括例如一種方法，在該方法中，在用已知的旋轉(zhuǎn)工藝或壓力成形工藝將一金屬管形成為一錐形的筒形本體之后，用一沖頭和一模具沿軸向加壓該筒形本體；還有一種方法，其中，在用一沖頭和一模具將一金屬管的直徑延伸為一錐形之后，用另一沖頭和一模具沿軸向加壓該筒形本體；還有另一種方法，其中，將外部形狀切割成沖擊吸收裝置的展開的平面形材料卷彎，并用焊接或其它方法連接起來。除了這些制造方法之外，也可用液壓隆起成形方法進(jìn)行制造(液壓成形)。
如圖3所示，臺(tái)階形部分3的另一實(shí)施例可形成為造成一臺(tái)階形部分13的截面形狀，該截面包含一軸線14并正交地橫向于軸線14。臺(tái)階形部分13的高度H可按要求進(jìn)行選擇，不僅沿圖1的線A-A的縱向截面而且沿包含軸線14的任何縱向截面觀察高度H均是恒等的?；蛘?，高度H可以從臺(tái)階形部分13的一端部分(對(duì)應(yīng)于圖1的一端部分7)到另一端部分(對(duì)應(yīng)于圖1的另一端部分8)連續(xù)地增加或減小。該實(shí)施例能使臺(tái)階形部分13更加可靠地發(fā)生塑性變形(彎曲)。
再者，還如臺(tái)階形部分3的另一實(shí)施例那樣，臺(tái)階形部分23的、包含一軸線24的截面形狀可以形成為如圖4所示的一折疊的U形。臺(tái)階形部分23的高度和臺(tái)階形部分23的寬度W可按要求進(jìn)行選擇，不僅沿圖1的線A-A的縱向截面而且沿包含軸線24的任何縱向截面觀察臺(tái)階形部分23的形狀均是恒定的?；蛘?，臺(tái)階形部分23的高度H和臺(tái)階形部分23的寬度W可以從臺(tái)階形部分23的一端部分(對(duì)應(yīng)于圖1的一端部分7)到另一端部分(對(duì)應(yīng)于圖1的另一端部分8)連續(xù)地增加或減小。該實(shí)施例能使臺(tái)階形部分23更加可靠地發(fā)生塑性變形(彎曲)。
順便提及的是，作為臺(tái)階形3的還有另一實(shí)施例(但未示出)，沖擊吸收裝置(筒形本體)的一向內(nèi)突出的螺旋形凹陷槽，或一向外隆起的螺旋形凸出的螺紋可形成而構(gòu)成臺(tái)階形部分。凹陷槽和凸出螺紋的形狀沒有特別方式予以限制。
作為根據(jù)本發(fā)明的沖擊吸收裝置1的另一實(shí)施例，也可使用具有設(shè)置有一圓錐的筒形本體的結(jié)構(gòu)的沖擊吸收裝置，該筒形本體具有在同一軸線上連貫的一小直徑部分32a、一中間直徑的部分32b和一大直徑部分32c，它們的直徑(當(dāng)沿相對(duì)于軸線34的一正交面切割時(shí)則為寬度)沿如圖5所示的軸線34的方向逐漸地變化。在此筒形本體中，形成有螺旋形的臺(tái)階形部分33，它由圍繞筒形本體的軸線34的一單個(gè)連續(xù)的螺紋面組成。臺(tái)階形部分33的螺紋節(jié)距和螺紋數(shù)量可按要求選擇?；蛘撸_(tái)階形部分33的高度H和臺(tái)階形部分33的寬度W可以從臺(tái)階形部分33的一端部分37到另一端部分38連續(xù)地增加或減小。在該實(shí)施例中，由于筒形本體具有一圓錐形狀，所以，臺(tái)階形部分33構(gòu)成一光滑連續(xù)的同心螺旋形，其結(jié)果，在圖6所示的特性曲線圖中，曲線的波形或者被消除或者變緩和。
圖1所示的沖擊吸收裝置1的試驗(yàn)(載荷相對(duì)于位移的曲線)結(jié)果顯示在圖6(III)中。在變形的起始點(diǎn)處(初始位移)，一重載被吸收而不允許超過車身骨架的彈性極限應(yīng)力F0，但有些波形出現(xiàn)其后位移連續(xù)地加大，一基本上成水平的曲線本身證明了這樣一結(jié)果，即，獲得了一超過沖擊能吸收特性的沖擊吸收裝置。
為何能達(dá)到上述特性的原因在于，形成在沖擊吸收裝置內(nèi)的臺(tái)階形部分的螺旋形包括一筒形本體，其直徑圍繞筒形本體的軸線沿軸向逐漸地變化，這造成沖擊吸收裝置逐漸地產(chǎn)生塑性變形，并從筒形本體的小直徑側(cè)到大直徑側(cè)連續(xù)地形成一螺旋形。
順便提及的是，由于圖1所示的沖擊吸收裝置1是一四邊形棱柱，它具有四個(gè)邊棱部分9，它們比公共部分(面)更加剛性，當(dāng)邊棱部分9變形時(shí)曲線或多或少地產(chǎn)生波浪形。在該方面，一如圖5所示的圓錐形沖擊吸收裝置可消除上述的波浪形或緩和該波浪形。
接下來，顯示圖1沖擊吸收裝置對(duì)于時(shí)間的變形的圖像的示意圖呈現(xiàn)在圖7至圖9中。如圖7所示，當(dāng)沖擊吸收裝置1遭受一沖擊時(shí)，臺(tái)階形部分3的一端部分7首先變形(彎曲)，其后，如圖8至圖9所示，筒形本體從小直徑側(cè)到大直徑側(cè)逐漸地和連續(xù)地呈螺旋形地變形(彎曲)。
圖10示出以上圖1和圖2所示的沖擊吸收裝置1裝配到一車輛而不使用緩沖器加強(qiáng)件的實(shí)例的外形。
參照?qǐng)D10，具有上述臺(tái)階形部分3’的沖擊吸收裝置1’的末端用一金屬帽50覆蓋，它通過焊接其延伸的部分51進(jìn)行固定，而一突緣52通過焊接固定到裝置1’的另一端部分。裝配孔53形成在突緣52內(nèi)。為了裝配到車體上，例如用螺栓56和螺母57通過裝配孔53將突緣52牢固地固定到一車身骨架54(前側(cè)構(gòu)件等)的突緣55上。
該實(shí)施例具有這樣一設(shè)計(jì)，其中，緩沖器的內(nèi)部58與帽50的末端直接接觸，而不使用下面所呈的諸如圖11所示的任何緩沖器的加強(qiáng)件。
帽50的末端形成在一傾斜平面內(nèi)，其朝外突出的凸出部分59形成在偏離沖擊吸收裝置1’的軸線4’的一位置。在該凸出部分59和臺(tái)階形部分3’的一端部部分7’定位的一側(cè)上，延伸部分51形成在帽50的凸出部分59側(cè)上，而臺(tái)階形部分3’的一端部部分7’直接布置在凸出部分59的后面。
當(dāng)車輛與一前面的物體相撞時(shí)，該結(jié)構(gòu)致使帽50的凸出部分59首先撞擊其碰撞面58(緩沖器的內(nèi)側(cè))，自然，沖擊載荷首先作用在臺(tái)階形部分3’的一端部部分7’上，其結(jié)果，臺(tái)階形部分的變形從一端部部分7’開始，促使形成臺(tái)階形部分3’的相繼變形的連續(xù)過程。
圖11示出通過變形其末端和使用一緩沖器加強(qiáng)件來裝配圖1和圖2所示沖擊吸收裝置的一實(shí)例。
在圖11所示的實(shí)施例中，如以上圖10中所顯示的，使用螺栓66和螺母67，具有臺(tái)階形部分3”的沖擊吸收裝置1”的后端通過一突緣62牢固地裝配到車身骨架64的一突緣65上。圖11所示的實(shí)施例是這樣的情形，即，其中使用一緩沖器加強(qiáng)件60，其中，沖擊吸收裝置1”的末端通過將其延伸部分61焊接到緩沖器加強(qiáng)件60而進(jìn)行固定。該設(shè)計(jì)使得緩沖器的內(nèi)部接觸該緩沖器加強(qiáng)件60的外側(cè)面68。
當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的沖擊吸收裝置要定位在例如一緩沖器加強(qiáng)件和一車輛車身骨架(側(cè)構(gòu)件)之間時(shí)，它將有效地緩沖作用在乘客上的沖擊，以使首先變形的小直徑部分2a或32a側(cè)先連接于此后變形的緩沖器加強(qiáng)件和大直徑部分2c或32c側(cè)，然后連接于車身骨架，但相反方向的連接也將不會(huì)造成特別的問題。
至此描述的本發(fā)明可廣泛地應(yīng)用于車輛的沖擊吸收裝置，并適用于機(jī)動(dòng)車的推進(jìn)軸。
權(quán)利要求
1.一種車輛用的沖擊吸收裝置，它包括一筒形本體，該本體具有諸臺(tái)階形部分，而且這些臺(tái)階形部分的直徑沿軸向逐漸地變化，其中，諸所述臺(tái)階形部分圍繞所述筒形本體的軸線呈螺旋形地形成。
2.如權(quán)利要求1所述的車輛用的沖擊吸收裝置，其特征在于，諸所述臺(tái)階形部分被構(gòu)造成一具有相對(duì)于所述軸線的一傾角的連續(xù)面。
3.如權(quán)利要求1所述的車輛用的沖擊吸收裝置，其特征在于，包含所述軸線的所述臺(tái)階形部分的截面形狀形成為一折疊的U形。
全文摘要
一種車輛用的沖擊吸收裝置，它包括一筒形本體，該本體具有諸臺(tái)階形部分且這些部分的直徑沿軸向逐漸地變化。諸臺(tái)階形部分(3)圍繞筒形本體的軸線(4)呈螺旋形地形成，以使車輛撞擊中的沖擊能量可充分地被吸收。
文檔編號(hào)F16F7/12GK1918019SQ200580004258
公開日2007年2月21日 申請(qǐng)日期2005年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月10日
發(fā)明者鈴木浩仁 申請(qǐng)人:株式會(huì)社三五