专利名称：一种吸能装置及具有该装置的车门的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种吸能装置及具有该装置的车门。
背景技术：
现在的汽车工业越来越重视汽车的碰撞安全性，尤其是车门的耐碰撞程 度。据调查表明，在以往发生的汽车事故中，多数碰撞是发生在车身侧面的， 也就是车门处，因为通常人在驾驶车辆时，如果遇到意外情况，人一般会下 意识地急转方向试图避开危险，所以在多数事故情况中车身的侧面易受到碰 撞。因此，为了防止车门在受到碰撞时向车内产生形变过大而危害到车内的 人，有必要在车门上设置吸能装置。
公开号为CN 1479680A的专利公开了一种吸能装置，该装置为在基板 上设置多个锥台形的吸能元件的阵列，所述吸能元件材料为热塑性树脂。当 该装置受到碰撞时，所述吸能元件倒塌，在倒塌过程中吸收碰撞力产生的能 量，减小碰撞力。该装置还组合多种高度的吸能元件以实现逐级吸收能量， 减小碰撞力。
但是，上述装置的吸能元件不能实现多级吸能，上述装置在实现逐级吸 收能量时，每增加一级，就要在所述基板上再设置特定高度的吸能元件，这 样不但要增加吸能元件的数量，也会增加上述吸能装置的体积；而且多种高 度的吸能元件组合在技术上不易实现，增加生产工序和生产成本。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供一种吸能装置及具有该装置的车 门，该吸能装置的吸能元件能实现多级吸能。为实现上述目的，本发明提供一种吸能装置，该装置包括第一保护板和 至少一个吸能元件，所述吸能元件的一端固定在第一保护板上，其中，每个 吸能元件包括彼此固定连接或者一体形成的具有不同直径的多个管状体，相 邻两个管状体之间的连接部分的机械强度小于管状体的机械强度。
本发明还提供一种车门，该车门包括车门外板、车门内板和吸能装置， 所述吸能装置固定在车门外板和车门内板之间，其中，所述吸能装置为上述 吸能装置。
本发明提供的吸能装置，由于所述吸能元件是具有不同直径的多个管状 体，且在相邻两个管状体之间的连接部分的机械强度小于管状体的机械强 度，当吸能元件受到的碰撞力超过吸能元件最大碰撞力承载范围时，吸能元
件会在所述连接部分发生断裂，在断裂的同时吸收碰撞力产生的能量；由于 连接部分有多个，因此吸能元件能实现多级吸能，从而使吸能元件在吸能过 程中起到更好的缓冲作用。当所述多个连接部分的机械强度沿吸能元件的一 端向另一端逐级递减时(或增加)，吸能元件在受到碰撞力时能逐级断裂， 从而实现逐级吸收能量。由于该吸能装置的单个吸能元件就能实现逐级吸收 能量，因此，所述吸能装置不需要对多种高度的吸能元件进行组合，在不增 加吸能装置体积的情况下能实现逐级吸收能量，技术上易于实现，制作简单， 降低成本。本发明提供的具有上述吸能装置的车门，由于在车门外板和车门 内板之间设置有所述吸能装置，因此车门能承受较大的碰撞力而车门内侧不 产生很大的形变。
图1是本发明提供的吸能装置的一种实施方式的结构图2是本发明提供的吸能装置的一种实施方式中吸能元件的主视图;
图3是图2中沿着A-A线剖开并沿箭头方向投射的剖面图；图4是图3所示的吸能元件的一种结构的剖面图5是图3所示的吸能元件的另一种结构的剖面图6是本发明提供的吸能装置的另一种实施方式的结构图7是本发明提供的吸能装置的另一种实施方式中吸能元件的主视图;
图8是图6中沿着C-C线剖开并沿箭头方向投射的剖面图9是本发明提供的车门及吸能装置设置位置示意图10是图7中沿着B-B线剖开并沿箭头方向投射的剖面图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
如图l、图6所示，本发明提供一种吸能装置，该装置包括第一保护板 1和至少一个吸能元件2，所述吸能元件2的一端固定在第一保护板1上， 其中，每个吸能元件2包括彼此固定连接或者一体形成的具有不同直径的多 个管状体，相邻两个管状体之间的连接部分的机械强度小于管状体的机械强 度。当所述吸能元件2的一端受到碰撞力作用，当碰撞力超过吸能元件2的 最大承载力时，由于所述连接部分的机械强度小于管状体的机械强度，因此， 在连接部分会先断裂，连接部分在断裂的同时吸收碰撞力产生的能量，起到 吸能的作用，同时，所述吸能元件2上有多个连接部分，因此能实现多级吸 收能量的目的。
所述吸能元件2的横截面可以为圆形、正方形或正六边形，优选为圆形。 所述第一保护板1为本领域技术人员公知的具有一定强度的塑料板，塑
料板材料可以为PP、 POM、 ABS等，优选为PP。所述第一保护板l用于增
大吸能装置的受力面积。
如图1至图3所示，本发明提供的吸能装置的一个实施方式可以为所述
吸能元件2为具有多级台阶的管状体，相邻两级台阶的管状体之间固定连接或为一体结构。
所述连接部分可以为粘合剂，相邻两级台阶的管状体通过粘合剂固定连
接，所述粘合剂的粘合强度小于管状体的机械强度。所述粘合剂选自AB胶， 聚氨酯粘合剂等为本领域技术人员公知的较常见的粘合剂，优选为聚氨酯粘 合剂。
优选地，管状体的横截面从吸能元件2的一端到另一端逐级递减，所述 连接相邻两级台阶的管状体的粘合剂的粘合强度从管状体横截面大的一端 到另一端逐级递减或递增。采用这种方案，是为了所述吸能元件2在受到碰 撞力而在连接部分要发生断裂时能逐级断裂，从而逐级吸收能量。
所述连接部分还可以为相邻两个管状体之间的连接部分沿管状体轴向 方向的厚度小于管状体的管壁厚度。这样，假设吸能元件2的另一端受到沿 吸能元件2轴向的碰撞力，当碰撞力超过吸能元件2最大碰撞力承载范围时， 由于所述连接部分沿管状体轴向方向的厚度小于管状体的管壁厚度，因此， 吸能元件2会在连接部分先断裂。
优选地，管状体的横截面从吸能元件2的一端到另一端逐级递减，所述 相邻两个管状体之间的连接部分沿管状体轴向方向的厚度从管状体横截面 大的一端到另一端逐级递减或逐级递增。
由于吸能元件2为多级台阶的管状体，当吸能元件2的一端受到的碰撞 力大于吸能元件2最大承载力时，所述连接部分会发生断裂，与断裂的连接 部分相连的相邻两个管状体脱离，其中直径小的管状体縮入直径大的管状体 中，这一过程使吸能元件2对碰撞力起到了很好的缓冲作用。
根据发生断裂的强度要求，可以对吸能元件2的台阶转角处的转角a设 置一定的角度，如图4和图5所示，如要使所述连接部分容易发生断裂，可 以使转角a小于90度(图4);如果要增强所述连接部分发生断裂的强度， 可以使转角a大于90度(图5)。如图6至图8所示，本发明提供的吸能装置的另一个实施方式可以为所 述吸能元件2为锥台形状，每个管状体以及相邻两个管状体之间的连接部分 为锥台形状。所述相邻两个管状体之间的连接部分的管壁厚度小于所述管状 体的管壁厚度。采用这种结构的原理与本发明第一个实施方式一样，当所述 吸能元件2受到碰撞力超过吸能元件2的承载范围时，吸能元件会在所述连 接部分先发生断裂，在断裂的同时吸收碰撞力产生的能量，实现吸能的目的。
其中，相邻两个管状体中与所述连接部分连接的端面，直径小的管状体 的端面的外径小于直径大的管状体的断面的内径。这样，与第一个实施方式 中类似，当连接部分发生断裂时，与断裂的连接部分相连的相邻两个管状体 脱离，其中直径小的管状体縮入直径大的管状体中，这一过程很好地缓冲吸 能元件2受到的碰撞力。
优选地，管状体的横截面从吸能元件2的一端到另一端逐级递减，所述 连接连接部分的管壁厚度从管状体横截面大的一端到另一端逐级递减或递 增。采用这种结构，原理与第一种实施方式中的一样，旨在逐级吸收能量， 不再赘述。
所述吸能元件2发生断裂会吸收碰撞力产生的能量为本领域技术人员熟 知的公知常识，其原理在此不多作描述。
除了上述两个实施方式中所述的，所述连接部分还可以有其它实现方 式，如可以选取比所述管状体的机械强度低，更易断裂的材料；或者所述连 接部分在所述相邻两个管状体连接部位的结合面具有多个孔或凹槽等等。
所述吸能元件2的管状体采用的材料为本领域技术人员公知的具有较高 硬度的工程塑料，如PP、 POM、 ABS等，如果所述连接部分为粘合剂，所 述管状体的材料优选为ABS;如果吸能元件2的管状体为一体结构，吸能元 件2的材料优选为PP。该吸能元件2硬度较高、韧性较低，能承载一定程 度的碰撞力，但当碰撞力超过承载范围时，吸能元件2会发生断裂。优选情况下，所述吸能元件2采用全注塑一次成型，生产工艺简单，降 低生产成本。
所述吸能元件2的一端固定在第一保护板1上的方式可以是焊接或粘
接，优选为焊接，焊接的方式可以为超音波焊接或热熔焊接等，优选采用超 音波焊接。
下面阐述本发明提供的吸能装置是如何实现逐级吸收碰撞力产生的能
当所述吸能装置受到碰撞力，假设碰撞力作用在所述吸能元件2的另一 端，吸能元件2从该端开始向吸能元件2与第一保护板1固定的一端传递碰 撞力。如果碰撞力大于吸能元件2碰撞力承受范围，所述吸能元件2机械强 度最小的连接部分先发生断裂，断裂的同时吸收碰撞力产生的一部分能量， 从而使碰撞力减小，与所述断裂的连接部分连接的相邻两个管状体发生脱 离，其中，直径小的管状体縮入直径大的管状体中，这一过程起到缓冲碰撞 力的作用；如果被减小的碰撞力还是大于吸能元件2碰撞力承受范围，那么 吸能元件2其余的连接部分中机械强度最小的连接部分发生断裂，断裂的同 时吸收能量，减小碰撞力。依次类推，所述吸能元件2连接部分每断裂一次 就会吸收一部分能量，使碰撞力减小，从而实现逐级减小碰撞力，逐级吸收 能量的目的。
如图9、图10所示，本发明还提供一种车门，该车门包括车门外板5、 车门内板4和吸能装置，所述吸能装置固定在车门外板5和车门内板4之间， 其中，所述吸能装置为上述吸能装置。
所述车门还包括第二保护板3，所述第二保护板3固定在与第一保护板 l相对的所述车门内板4或车门外板5上，并与第一保护板l平行，且所述 吸能元件2为一个或多个，全部吸能元件2的端面沿吸能元件2轴向方向向 第二保护板3的投影全部落在第二保护板3上。所述第二保护板3与所述第一保护板1的材料、作用相同，为本领域技 术人员公知，不多作描述。
所述第一保护板1或第二保护板3与所述车门内板4或车门外板5的固 定方式可以是螺接、铆接、粘接或焊接，优选为焊接，焊接方式可以采用超 音波焊接。
所述车门为适用于任何汽车车型的车门，其大小、形状因车型不同而有 所不同，车门的其它部件为本领域技术人员公知，在此不多作描述。
所述车门中吸能装置的设置位置优选为车门受到碰撞易发生形变处，如 靠近车门内侧开门把手的位置和/或靠近车门门铰链的位置。
本发明提供的车门，由于在车门外板5和车门内板4之间设置有所述吸 能装置，因此车门能承受较大的碰撞力而车门内侧不产生很大的形变。
值得说明的是，本发明提供的吸能装置可以根据需要，改变装置的大小、 尺寸及装置中吸能元件2的数量，改变所述吸能元件2的强度和连接部分的 数量，将该吸能装置设置在车内需要防撞吸能的位置，如座位、仪表盘、天 窗以及其它有需要的位置，而不局限于设置在车门内；当然，该吸能装置也 可以用于汽车领域以外的其它领域。
权利要求
1、一种吸能装置，该装置包括第一保护板(1)和至少一个吸能元件(2)，所述吸能元件(2)的一端固定在第一保护板(1)上，其特征在于，每个吸能元件(2)包括彼此固定连接或者一体形成的具有不同直径的多个管状体，相邻两个管状体之间的连接部分的机械强度小于管状体的机械强度。
2、 根据权利要求1所述的吸能装置，其中，所述吸能元件(2)为锥台 形状，每个管状体以及相邻两个管状体之间的连接部分为锥台形状。
3、 根据权利要求2所述的吸能装置，其中，所述相邻两个管状体之间 的连接部分的管壁厚度小于所述管状体的管壁厚度。
4、 根据权利要求3所述的吸能装置，其中，相邻两个管状体中与所述 连接部分连接的端面，直径小的管状体的端面的外径小于直径大的管状体的 端面的内径。
5、 根据权利要求4所述的吸能装置，其中，管状体的横截面从吸能元 件(2)的一端到另一端逐级递减，所述连接部分的管壁厚度从管状体横截 面大的一端到另一端逐级递减。
6、 根据权利要求l所述的吸能装置，其中，所述吸能元件(2)为具有 多级台阶的管状体，相邻两级台阶的管状体之间固定连接或为一体结构。
7、 根据权利要求6所述的吸能装置，其中，所述连接部分为粘合剂， 相邻两级台阶的管状体通过粘合剂固定连接，所述粘合剂的粘合强度小于管 状体的机械强度。
8、 根据权利要求7所述的吸能装置，其中，所述粘合剂选自聚氨酯粘 合剂。
9、 根据权利要求7或8所述的吸能装置，其中，管状体的横截面从吸 能元件(2)的一端到另一端逐级递减，所述连接相邻两级台阶的管状体的 粘合剂的粘合强度从管状体横截面大的一端到另一端逐级递减。
10、 根据权利要求1—8中任意一项所述的吸能装置，其中，所述管状 体的材料为塑料。
11、 根据权利要求6所述的吸能装置，其中，相邻两个管状体之间的连 接部分沿管状体轴向方向的厚度小于管状体的管壁厚度。
12、 根据权利要求11所述的吸能装置，其中，管状体的横截面从吸能 元件(2)的一端到另一端逐级递减，所述相邻两个管状体之间的连接部分 沿管状体轴向方向的厚度从管状体横截面大的一端到另一端逐级递减。
13、 根据权利要求1所述的吸能装置，其中，所述管状体的横截面为圆形。
14、 一种车门，该车门包括车门外板(5)、车门内板(4)和吸能装置， 所述吸能装置固定在车门外板(5)和车门内板(4)之间，其中，所述吸能 装置为权利要求1-11中任一项权利要求所述的吸能装置。
15、 根据权利要求14所述的车门，其中，所述车门还包括第二保护板 (3)，所述第二保护板(3)固定在与第一保护板(1)相对的所述车门内板(4)或车门外板(5)上，并与第一保护板(1)平行，且所述吸能元件(2) 为一个或多个，全部吸能元件(2)的端面沿吸能元件(2)轴向方向向第二 保护板(3)的投影全部落在第二保护板(3)上。
全文摘要
一种吸能装置，该装置包括第一保护板和至少一个吸能元件，所述吸能元件的一端固定在第一保护板上，其特征在于，每个吸能元件包括彼此固定连接或者一体形成的具有不同直径的多个管状体，相邻两个管状体之间的连接部分的机械强度小于管状体的机械强度。该吸能装置的单个吸能元件就能实现逐级吸收能量，因此，该装置在不增加吸能装置体积的情况下能实现逐级吸收能量，技术上易于实现，制作简单，降低成本。
文档编号B60R19/02GK101468629SQ20071030705
公开日2009年7月1日 申请日期2007年12月27日 优先权日2007年12月27日
发明者宫瑜涛, 铭 廉, 跃 李 申请人:比亚迪股份有限公司