专利名称：在车辆端部结构中带有能量吸收构件的车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆端部结构，更具体地说，涉及设置有能量吸收构 件的车辆端部结构，所述能量吸收构件设置在车辆纵向方向的至少一 个车辆端部上并通过变形吸收外力的能量。
背景技术：
在车辆中，当碰撞物体碰撞时，为了有效地吸收能量，例如，如 曰本专利申请公开(JP-A) No.2001-88634中所描述的那样，在前端 部设置能量吸收构件。
在该专利申请公开JP-A No.2001-88634中描述的车辆的前部车身 结构中，形成安装到前侧车身架前部的下部的突出构件，使得纵向方 向的强度从车辆横向方向的端部向车辆横向方向的中间变大。
现在，如果无论车辆横向方向的位置如何，在碰撞物体碰撞时， 碰撞物体从车辆接受到的负荷是均衡的，则将是理想的。
但是，利用JP-ANo.2001-88634中揭示的结构，由于能量吸收构 件的形状等，不可能与车辆横向方向的位置无关而使碰撞物体从车辆 接受到的负荷均衡。例如，在能量吸收构件沿车辆纵向方向的厚度在 中间比在车辆横向方向的端部处厚的情况下，在车辆横向方向的中间， 作用到碰撞物体上的负荷较大。进而，即使能量吸收构件的前端部的 形状为从车辆横向方向的中间向端部朝着后方弯曲，作用到碰撞物体 上的负荷也会在车辆横向方向的中间较大。
发明内容
考虑到上述情况，本发明的目的是提供一种车辆端部结构，所述
结构能够在车辆的横向方向上使作用到碰撞物体上的负荷均衡。
在本发明的第一个方面，提供一种带有能量吸收构件的车辆端部 结构，所述能量吸收构件设置在车辆纵向方向的至少一个车辆端部处， 并且通过变形吸收外力的能量，其中，使能量吸收构件在车辆纵向方 向上的厚度沿着车辆的横向方向部分地不同，并且，厚度较厚的部分 比厚度较薄的部分具有相对较低的车辆纵向方向上的刚性。
在这种车辆端部结构的能量吸收构件中，在车辆纵向方向上的厚 度沿着车辆的横向方向部分地不同，并且，车辆纵向方向上的刚性， 在厚度较厚的部分处与在厚度较薄的部分处相比，相对较低。即，厚 度相对较厚的部分以比厚度较薄的部分低的刚性形成，从而，在车辆 的横向方向上，作用到碰撞物体上的负荷将会均衡。
这里，可以这样设计能量吸收构件在车辆纵向方向上的刚性，使 得至少当对具有不同的车辆纵向方向厚度的部分进行相互比较时，这 些部分处的刚性是变化的。例如，在能量吸收构件的车辆纵向方向上 的厚度沿车辆横向方向连续地变化的情况下，优选地，车辆纵向方向 上的刚性也连续地变化，但是，该刚性也可以是阶梯式变化的。进而， 在能量吸收构件的车辆纵向方向上的厚度沿着车辆横向方向非连续地 变化的情况下，如果车辆纵向方向上的刚性相应地非连续变化，则是 优选的，但是，该刚性也可以是连续变化的。进而，例如，在能量吸 收构件上设置有局部突出部、凹入部等并且车辆纵向方向的厚度在该 部分处局部变化的情况下，如果刚性也相应地局部变化，则是优选的。 但是，在这种突出部/凹入部的作用小的情况下，可以省去刚性的局部 变化，可以连续地变化。
上述第一个方面的车辆端部结构可以被构造成使得能量吸收构件 的车辆纵向方向的厚度从车辆横向方向的中间向端部变薄，该能量吸 收构件的车辆纵向方向的刚性从车辆横向方向的端部向中间变小。
即，对于与本发明的第一个方面相关的能量吸收构件的整体形状，
没有特定的限制，但是，如果形成其车辆纵向方向的厚度从车辆横向 方向的中间向端部变薄的形状，则将是一种非常好的设计(外观)。
采用这种形状的能量吸收构件，如果将车辆纵向方向的刚性形成为从 车辆横向方向的端部向中间变小的话，则可以使作用到碰撞物体上的 负荷在车辆横向方向上均衡。
本发明的第二个方面是一种带有能量吸收构件的车辆端部结构， 所述能量吸收构件设置到车辆纵向方向的至少一个车辆端部处，并且 通过变形吸收外力的能量，其中，将能量吸收构件的车辆纵向方向上 的外侧端部弯曲，以便从车辆横向方向的中间朝着端部趋向车辆纵向 方向的中间，并使该能量吸收构件的车辆纵向方向的刚性从车辆横向 方向的端部向中间变小。
在这种车辆端部结构的能量吸收构件中，将车辆纵向方向上的外 侧端部弯曲，以便从车辆横向方向的中间朝着端部趋向车辆纵向方向 的中间。利用这种形状的能量吸收构件，碰撞位置越向车辆横向方向 外侧，则碰撞物体从能量吸收构件接受到的反作用力朝着车辆横向方 向外侧的分力变得越大(作用一个将碰撞物体向车辆横向方向外侧移 动的力)。相反地，对于能量吸收构件，使车辆纵向方向的刚性从车 辆横向方向的端部向中间变小。即，把碰撞物体向车辆横向方向外侧
移动的力较大的部位，与所述力较小的部位相比，具有较小的刚性。 因此，可以使作用到碰撞物体上的负荷在车辆横向方向上均衡。
进而，本发明的第三个方面提供一种车辆端部结构该结构配置 有能量吸收构件，所述能量吸收构件设置在车辆前侧和后侧中的至少 一个的车辆端部处，当外力作用时，该能量吸收构件发生变形，并吸 收该外力的能量；并且，在车辆横向方向上具有能量吸收构件的车辆 纵向方向上的厚度不同的多个部分，在所述不同的多个部分处所述能 量吸收构件的关于车辆纵向方向的刚性，相对于所述不同的多个部分 的各自的厚度，具有互补的大小，使得在能量吸收时由作用到前述能 量吸收构件上的外力引起的负荷均衡。
这里，上面所述的"刚性，，可以是以能够使得作用到碰撞物体上的 负荷在车辆横向方向上均衡的方式设定的任何物理量；具体地说，可 以列举出偏转负荷斜度(弹簧常数)。
因为本发明按照上面所述构成，所以，可以使作用到碰撞物体上 的负荷在车辆横向方向上均衡。
图1是表示车辆前部的示意剖视图，在该前部，使用本发明的第 一种实施形式的车辆端部结构。
图2是表示车辆前部的示意侧视图，在该前部，使用本发明的第 一种实施形式的车辆端部结构。
图3是表示车辆的第一能量吸收构件附近的示意平面图，在该处 使用本发明的第一种实施形式的车辆端部结构。
图4是表示车辆的第二能量吸收构件附近的示意平面图，在该处 使用本发明的第一种实施形式的车辆端部结构。
图5是表示车辆的第一能量吸收构件附近的示意平面图，在该处 使用本发明的第二种实施形式的车辆端部结构。
图6A和6B表示与本发明相关的第一能量吸收构件，图6A是沿 着图3的A-A线的剖视图，图6B是沿着图3的B-B线的剖视图。
具体实施例方式
在图1至4中，表示车辆10的纵向方向的端部附近(这里，作为 一个例子，表示的是前部)，在该处，使用本发明的第一种实施形式 的车辆端部结构12。这里，在每个图中，车辆前进方向用箭头FR表 示，车辆的向上的方向用箭头UP表示，车辆横向方向的外侧用箭头 OUT表示。
在该车辆10中，以预定的间隔成对地配置沿车辆纵向方向延伸的 两个侧部构件14,使所述两个侧部构件14相对于车辆中心线CL对 称。在其前端，支承有沿着车辆横向方向延伸的保险杠加强件16。进 而，在保险杠加强件16的前端，安装有同样沿着车辆纵向方向延伸的 第一能量吸收构件18，并且被保险杠盖20覆盖。在车辆与碰撞物体 102碰撞的情况(参照图1)下，该第一能量吸收构件18通过变形吸 收能量，并具有緩解从车辆10施加到碰撞物体102上的碰撞的作用。
支承构件22配置在侧部构件14的下方。沿着车辆横向方向延伸的第二能量吸收构件24，安装于该支承构件22的前端。与第一能量 吸收构件18类似，在碰撞物体102与车辆碰撞时，第二能量吸收构件 24通过变形吸收能量，并具有緩解从车辆10施加到碰撞物体102上 的碰撞的作用。特别是，在第二能量吸收构件24中，在相对于第一能 量吸收构件18的下方位置，发挥出上面所述的碰撞緩解作用。例如， 如图1所示，如果假定碰撞物体102是在与第一能量吸收构件18大致 相同的高度处设有弯曲部104的物体的话，则由于第二能量吸收构件 24緩解低于弯曲部104的碰撞，所以，可以防止弯曲部104的过分弯 曲。
这里， 一般地，为了更有效地緩解作用到碰撞物体102上的碰撞， 确定第一能量吸收构件18的变形的必要行程长度。如可以从图3理解 的那样，第一能量吸收构件18的形状(特别是，车辆纵向方向的厚度 T)取决于保险杠盖20和保险杠加强件16，当在平面视图中观察车辆 10时，前端部通常具有带有朝向前侧的突起的形状。进而，从在与碰 撞物体102等碰撞时保护乘客和车身的角度出发，侧部构件14较长是 优选的。由于上述原因，第一能量吸收构件18的车辆纵向方向上的厚 度T，从车辆横向方向的中间部(厚度Tc)向端部(厚度Ts)逐渐 变细，并具有以下的关系
ToTs。
因而，在本实施形式中，对于第一能量吸收构件18和第二能量吸 收构件24中的至少一个(优选对于两个)，使车辆纵向方向的刚性从 车辆横向方向的端部向中间部变小。
借助这样构成的本实施形式，当车辆10与碰撞物体102碰撞时， 第一能量吸收构件18和第二能量吸收构件24变形并吸收能量，緩解 作用到碰撞物体102上的碰撞。
这时，对于本实施形式，因为使第一能量吸收构件18和第二能量 吸收构件24中的至少一个的车辆纵向方向上的刚性从车辆横向方向 的端部向中间部变小，所以，在车辆横向方向的每一个位置处，作用
到碰撞物体102上的负荷是均衡的。即，采用第一能量吸收构件18
或者第二能量吸收构件24的刚性在车辆横向方向上基本上均匀的结 构，或者釆用不同于本实施形式的、车辆横向方向的中间部的刚性大 于端部的刚性的结构，由车辆10作用到碰撞物体102上的负荷，在车 辆横向方向的中间部处将会比在横向方向的端部处大。但是，对于本
实施形式，不会发生这种情况。
这里，在上面的描述中，作为第一种实施形式的车辆端部结构中 采用的第一能量吸收构件18的形状，已经提到了在车辆纵向方向上的 厚度T从车辆横向方向的中间部向端部变细的形状。但是，除此之外， 对于第一能量吸收构件也可以采用这样的形状，即，其中，至少在车 辆横向方向的一个部分上，其在车辆纵向方向上的厚度T与其它部分 的厚度相比是不同的。即，如果使在该厚度T相对较厚的部分处的在 车辆纵向方向上的刚性比相对较薄的部分处的车辆纵向方向上的刚性 低，则可以使在车辆横向方向上作用到碰撞物体102上的负荷均衡。
在图5中，表示车辆纵向方向的端部附近(这里，与第一种实施 形式类似，为前部)，在该处使用本发明的第二种实施形式的车辆端 部结构52。这里，在第二种实施形式中，对于和第一种实施形式相同 的结构元件、构件等，赋予相同的参考标号，并省略其详细描述。
在所述第二种实施形式中，车辆50作为应用对象，在所述车辆中， 从改进前部的设计(外观)的角度出发，采用这样一种形状(圆形)， 其中，当在平面视图中观察时，车辆横向方向的中间向前凸出，并逐 渐朝着横向方向的端部向后弯曲。
于是，和第一种实施形式类似，使第一能量吸收构件54和第二能 量吸收构件56 (在图5中未示出；参照第一种实施形式的图l等)中 的至少一个(优选为两者)在车辆纵向方向上的刚性从车辆横向方向 的端部向中间部变小。
这里，将考虑到由车辆作用到碰撞物体102上的负荷，其中，所 述车辆具有其前部如前面所述、从车辆横向方向的中间朝着端部向后 弯曲的形状。假定，在车辆横向方向的中间附近和车辆横向方向的端 部附近，作用到碰撞物体102上的负荷为fc和fs。在这里，使这些负
荷相等。
fC=fs
对于形成在碰撞物体102碰撞的位置处的法线方向与碰撞作用方 向之间的角度6c与es，存在着以下的关系
从而，关于碰撞物体102从车辆真正接受的斜向方向上的负荷Fc 和Fs，与Fe相比，Fs还具有朝向车辆横向方向外侧的更大的分力。换 句话说，当考虑引起向车辆横向方向外侧运动的作用于碰撞物体102 上的力时，在车辆横向方向端部附近的力Es，大于在车辆横向方向中 间附近的这样的力Ec。
EC<ES
从而，随着向车辆横向方向的端部前进，碰撞物体102作用以便 脱离横向方向的外侧。因此，碰撞物体102实际上接受的负荷将变小。
在本实施形式中，使第一能量吸收构件54和第二能量吸收构件 56中的至少一个的车辆纵向方向上的刚性从车辆横向方向的端部朝 着中间变小。因此，在车辆横向方向上，使作用到碰撞物体102上的 负荷均衡。
如上面已经描述的那样，采用本发明的任何一种实施形式，无论 车辆横向方向上的位置如何，都可以使作用到碰撞物体102上的负荷 均衡。
这里，如可以从上面的描述中理解的那样，如果对图3和图5进 行比较将会理解，作为在第一种实施形式中的应用对象的第一能量吸 收构件18的形状(车辆纵向方向的厚度从车辆横向方向的中间向端部 变薄)、以及作为在第二种实施形式中的应用对象的第一能量吸收构 件的形状(在车辆纵向方向上的外侧端部弯曲，以便从车辆横向方向 的中间朝着端部趋向车辆纵向方向的中间；即，例如，如果是车辆的 前部，则第一能量吸收构件的外侧端部弯曲，以便从车辆横向方向的 中间沿着端部趋向车辆的后方)是可以并存的(存在共通的形状)。 但是，并不是必须将它们结合起来，就是说，如果车辆设有其车辆纵
向方向上的厚度部分不同的第一能量吸收构件的话，则第一种实施形 式是适用的。类似地，如果车辆设有其在车辆纵向方向上的外侧端部 被弯曲、以便从车辆横向方向的中间朝着端部趋向车辆纵向方向的中 间的第一能量吸收构件的话，则第二种实施形式是适用的。
在本发明中，只要能够通过变形吸收能量，对于第一能量吸收构
件18和第二能量吸收构件24的材料没有特别的限制，例如，可以由 通过泡沫成型、喷射模塑法、模压成型、挤压成型、吹塑成形等形成 的树脂材料构成，或者也可以用诸如铝、钢等金属材料构成。
进而，对于使这些能量吸收构件的刚性部分地变化的结构，也没 有特定的限定。例如，如图6所示，在第一能量吸收构件18设有多个 肋18A的结构的情况下，通过改变这些肋18A的厚度(这里，是竖直 方向的高度)，可以部分地改变刚性。进而，第一能量吸收构件18 的中间附近可以具有相对较低的密度，以使得弹簧常数低，而端部附 近可以具有相对较高的密度，以使得弹簧常数高。这里，对于笫二能 量吸收构件24，情况也是一样，可以通过类似的结构部分地改变刚性。
对于将第一能量吸收构件和第二能量吸收构件安装到车辆上的结 构，也没有特定的限制。例如，如果是车辆的前部，根据需要，可以 将发动机下盖可以延长等，并将这些能量吸收构件安装在其上。
进而，在上面的描述中，说明了将本发明应用于车辆的前部的例 子，但是，本发明也可以应用于车辆的后部。
工业上的应用可能性
本发明应用于车辆的纵向方向的端部，当碰撞物体与采用本发明 的车辆结构的车辆碰撞时，有效地使碰撞物体所经受的负荷均衡。
权利要求
1.一种车辆端部结构，包括能量吸收构件，所述能量吸收构件设置在车辆纵向方向的至少一个车辆端部处，并通过变形吸收外力的能量，其中使所述能量吸收构件的车辆纵向方向上的厚度在车辆横向方向上部分地不同，所述能量吸收构件的厚度较厚的部分处的车辆纵向方向上的刚性，与厚度较薄的部分处的刚性相比，相对较低。
2. 如权利要求l所述的车辆端部结构，其特征在于， 所述能量吸收构件的车辆纵向方向上的厚度从车辆横向方向的中间向端部变薄，所述能量吸收构件的车辆纵向方向上的刚性从车辆横 向方向的端部向中间变小。
3. 如权利要求l所述的车辆端部结构，其特征在于， 所述能量吸收构件的车辆纵向方向上的外侧端部，在车辆横向方向上从其中间向端部弯曲，以便趋向车辆纵向方向的中间，所述能量
4. 如权利要求1所述的车辆端部结构，其特征在于， 所述能量吸收构件的车辆纵向方向上的厚度沿着车辆横向方向连续地变化，并且刚性沿着车辆横向方向连续地变化。
5. 如权利要求l所述的车辆端部结构，其特征在于， 所述能量吸收构件的车辆纵向方向上的厚度沿着车辆横向方向非连续地变化，并且刚性沿着车辆横向方向非连续地变化。
6. 如权利要求l所述的车辆端部结构，其特征在于， 所述车辆纵向方向的至少一个车辆端部是车辆的前端部，所述能量吸收构件的车辆纵向方向上的外侧端部，在车辆横向方向上从其中 间向端部弯曲，以便趋向车辆的后方。
7. 如权利要求l所述的车辆端部结构，其特征在于， 所述能量吸收构件具有至少一个在车辆纵向方向上延伸的肋，并且，所述至少一个肋在车辆横向方向上具有厚度不同的部分。
8. 如权利要求l所述的车辆端部结构，其特征在于， 所述能量吸收构件的车辆纵向方向上的刚性由该能量吸收构件的弹簧常数提供。
9. 一种车辆端部结构，包括能量吸收构件，所述能量吸收构件设置在车辆纵向方向的至少一 个车辆端部处，并通过变形吸收外力的能量，其中所述能量吸收构件的车辆纵向方向上的外侧端部，在车辆横向方 向上从其中间向端部弯曲，以便趋向车辆纵向方向的中间，所述能量吸收构件的车辆纵向方向上的刚性从车辆横向方向端部向中间变小。
10.如权利要求9所述的车辆端部结构，其特征在于，所述能量吸收构件的车辆纵向方向上的厚度从车辆横向方向的中 间向端部变薄。
11. 如权利要求9所述的车辆端部结构，其特征在于， 所述能量吸收构件的车辆纵向方向的厚度沿着车辆横向方向连续地变化，并且刚性沿着车辆横向方向连续地变化。
12. 如权利要求9所述的车辆端部结构，其特征在于， 所述能量吸收构件的车辆纵向方向的厚度沿着车辆横向方向非连续地变化，并且刚性沿着车辆横向方向非连续地变化。
13. 如权利要求9所述的车辆端部结构，其特征在于， 所述车辆纵向方向的至少一个车辆端部是车辆的前端部，所述能量吸收构件的车辆纵向方向上的外侧端部，在车辆横向方向上从其A 间向端部弯曲，以便趋向车辆的后方。
14. 如权利要求9所述的车辆端部结构，其特征在于， 所述能量吸收构件具有至少一个在车辆纵向方向上延伸的肋，并且，所述至少一个肋在车辆横向方向上具有厚度不同的部分。
15. 如权利要求9所述的车辆端部结构，其特征在于， 所述刚性由所述能量吸收构件的弹簧常数提供。
16. —种车辆端部结构，包括能量吸收构件，该能量吸收构件设置在车辆前侧和后侧中的至少一个的车辆端部处，当外力作用时发生变形，并吸收外力的能量，并且，在车辆横向方向上具有所述能量吸收构件的车辆纵向方向 上的厚度不同的多个部分，在所述不同的多个部分处所述能量吸收构 件的关于车辆纵向方向的刚性，相对于所述不同的多个部分的各自的 厚度，具有互补的大小，使得在能量吸收时由作用到前述能量吸收构 件上的外力引起的负荷均衡。
17. 如权利要求16所述的车辆端部结构，其特征在于， 所述能量吸收构件的车辆纵向方向上的厚度从车辆横向方向的中间向端部变薄，所述能量吸收构件的车辆纵向方向上的刚性从车辆横 向方向的端部向中间变小。
18. 如权利要求16所述的车辆端部结构，其特征在于， 所述能量吸收构件的车辆纵向方向上的外侧端部，在车辆横向方向上从其中间向端部弯曲，以便趋向车辆纵向方向的中间，所述能量小。
19. 如权利要求16所述的车辆端部结构，其特征在于， 所述能量吸收构件具有至少一个在车辆纵向方向上延伸的肋，并且，所述至少一个肋在车辆横向方向上具有厚度不同的部分。
20. 如权利要求16所述的车辆端部结构，其特征在于， 所述能量吸收构件的车辆纵向方向上的刚性由能量吸收构件的弹簧常数提供。
全文摘要
设置在车辆(10)的前部的第一能量吸收构件(18)的车辆纵向方向上的厚度(T)，从车辆横向方向的中间部(厚度T<sub>c</sub>)向端部(厚度T<sub>s</sub>)变细。对于第一能量吸收构件(18)和第二能量吸收构件中的至少一个(优选对于两者)，使其在车辆纵向方向上的刚性从车辆横向方向的端部向中间变小。因此，使得当车辆(10)与碰撞物体(102)碰撞时作用到碰撞物体(102)上的负荷在车辆的横向方向上均衡。
文档编号B60R19/18GK101193774SQ20068002042
公开日2008年6月4日 申请日期2006年6月6日 优先权日2005年6月7日
发明者森川正明, 长坂修 申请人:丰田自动车株式会社