角部能量吸收器和保险杠系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了角部能量吸收器和保险杠系统。本发明提供角部能量吸收器(16)的各个实施例。在一个实施例中，角部能量吸收器包括本体部(32)和臂部(34)。本体部包括顶表面(36)、底表面(38)和从顶表面延伸到底表面的前壁(40)。角部能量吸收器还包括溃缩构件(43)，其从本体部的前壁延伸并在本体部的顶表面和底表面之间延伸。在另一实施例中，本体部和臂部的至少一个包括连接结构部。本发明还提供保险杠系统的各个实施例，其包括连接到保险杠梁的角部能量吸收器。
【专利说明】角部能量吸收器和保险杠系统
[0001 ] 本申请是申请日为2008年12月8日，申请号为200880121893.8，发明名称为“角部能量吸收器和保险杠系统”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及能量吸收器。更具体地，本发明涉及一种用于车辆外部的能量吸收器和能量吸收车辆保险杠系统。
【背景技术】
[0003]用于吸收能量的保险杠系统中的结构的使用是已知的。保险杠系统典型地延伸使其宽度尺寸跨车辆的前部和后部且被安装到侧轨，该侧轨沿纵向方向延伸。典型的保险杠系统包括钢梁或增强构件，其附连至车辆侧轨且被饰面覆盖。
[0004]通过管理碰撞能量吸收，能量吸收系统试图降低碰撞导致的车辆损坏。联邦机动车安全标准(FMVSS)典型地要求保险杠梁延伸超过侧轨以在角部碰撞测试中保护车辆。此夕卜，用于更高安全的保险机构(IIHS)已经开发了低速碰撞的15%保险杠偏移测试协议。
[0005]—些车辆已在保险杠梁的相对端部处并入小端帽以当饰面在车辆的主体周围延伸时支撑饰面的尺寸。这些端帽不具有任何显著的抗碰撞性。而且，例如泡沫的材料已经被添加到保险杠梁的端部以在碰撞过程中支撑饰面。但是，这些材料通常仅占据空间且不提供任何实质性抗碰撞性的改善。因此，需要改进角部的碰撞完整性，其中，在该角部保险杠被连接到侧轨。
【发明内容】
[0006]本发明提供角部能量吸收器的各种实施例，其改进了现有载客汽车保险杠系统的角部保护和能量管理。在本发明的一个实施例中，角部能量吸收器提供了本体部，该本体部包括顶表面、底表面和前壁，该前壁在顶表面和底表面之间延伸。角部能量吸收器还包括臂部，其可被插入保险杠梁的端部中。本体部还包括溃缩构件或至少一个溃缩构件，其从前壁延伸且布置在能量吸收器的本体部的顶表面和底表面之间。在另一实施例中，角部能量吸收器的本体部和臂部中的至少一个还包括连接结构部，其允许角部能量吸收器被连接到保险杠系统的另一部件。角部能量吸收器管理现有钢或铝保险杠梁的当前碰撞区域外的碰撞力。这里所述的各个实施例允许能量吸收器和保险杠梁之间的多个附连方法。
[0007]本发明还提供一种保险杠系统，其包括保险杠梁和附连到该保险杠梁的相对端部的两个角部能量吸收器。保险杠系统还可包括第二能量吸收器，其沿保险杠梁在角部能量吸收器之间延伸。保险杠系统还可包括饰面，其至少部分地包封保险杠梁和角部能量吸收器。
【附图说明】
[0008]通过下面的附图可理解本发明的各个实施例。部件不是必须按比例的。
[0009]图1是车辆的透视图，示出了根据本发明实施例的具有角部能量吸收器的保险杠系统；
[0010]图2是图1的保险杠系统的分解视图，示出了根据本发明的实施例的保险杠系统的部件；
[0011]图3是根据本发明的实施例的角部能量吸收器的透视示意图，该角部能量吸收器包括本体部、臂部和保险杠梁；
[0012]图4是图3所示的角部能量吸收器的前视图，示出了根据本发明的实施例的附连到保险杠梁的角部能量吸收器；
[0013]图5是根据本发明的实施例的图4的角部能量吸收器沿线5-5截取的横截面视图；
[0014]图6是根据本发明的实施例的角部能量吸收器，示出了臂部和保险杠梁的替换连接结构部；
[0015]图7是根据本发明的替换实施例的角部能量吸收器的透视示意图，该角部能量吸收器具有臂部和保险杠梁，该臂部在后壁上具有连接结构部；
[0016]图8是本发明的实施例的角部能量吸收器的透视图，该能量吸收器具有多个通道和C形保险杠梁；
[0017]图9根据本发明的另一实施例的角部能量吸收器的透视图，该角部能量吸收器具有细长本体部和具有突出部的臂部，该突出部插入保险杠梁；
[0018]图10是根据本发明的替换实施例的角部能量吸收器的透视图，该角部能量吸收器具有本体部，该本体部包括具有集成连接结构部的溃缩构件。
【具体实施方式】
[0019]图1示出了车辆10的前部的透视图，其具有根据本发明的实施例的保险杠系统12，保险杠系统12包括保险杠梁14，该梁具有角部能量吸收器16和17，在该吸收器处，保险杠梁被安装到车辆1的侧轨18和20。
[0020]图2是车辆10的前部的透视图，示出了附连至侧轨18和20的保险杠梁14的连接部。保险杠梁14附连至安装板24和26，例如使用固定件，该固定件分别把保险杠梁14安装至安装板24和26的接收器25和27。角部能量吸收器16和17从保险杠梁14的斜接端部延伸。饰面30被设计为把保险杠组件与车辆本体整合，同时还改进空气动力学性能以充分降低车辆的风阻。
[0021]图3是根据本发明的实施例的角部能量吸收器16的透视示意图，该角部能量吸收器包括本体部32和臂部34。角部能量吸收器16被构造为便于附连至保险杠梁14。例如，臂部34的壁可以是从本体部至臂部渐缩的，以允许角部能量吸收器16被容易地插入保险杠梁14ο
[0022]本体部32包括顶表面36、底表面38以及在顶和底表面之间延伸的前表面40。角部能量吸收器还包括臂部34，其从本体部36延伸，用于插入保险杠梁14。本体部包括溃缩构件43，其从本体部的前壁40向内延伸。在一个实施例中，溃缩构件43包括后壁44、侧壁45、从后壁44延伸的顶壁46和底壁48。溃缩构件的后壁44可以是角部能量吸收器16的后壁。如所示，顶和底壁46和48分别在后壁44和可选的侧壁45之间延伸。在另一实例中，溃缩构件43还包括多个肋，例如，肋50和52，其在溃缩构件43的顶壁46和底壁48之间延伸。
[0023]溃缩构件43限定了角部能量吸收器中的至少一个开口或中空区，其适于在碰撞时受控溃缩以用于吸收冲击。多个肋适于控制中空区的溃缩并在碰撞时伸展用于附加能量吸收。这些肋沿纵向方向在角部能量吸收器的顶部和底部之间延伸。附加地，这些肋可横向于该纵向方向延伸，由此例如从角部能量吸收器的后壁44延伸到侧壁45，或从壁至肋或从肋至肋。
[0024]臂部34的前壁35可包括一个或多个连接结构部用于把角部能量吸收器连接到保险杠梁。在该示例性实施例中，臂部34的前壁35包括连接结构部，例如间隙孔54和55用于正确地把保险杠组装到车辆的本体。角部能量吸收器16被插入D形断面保险杠梁14的端部15中且使用角部能量吸收器的柔性舌片或卡扣连接结构部附连。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压以延伸到保险杠梁14的开口60和61中(当柔性舌片与开口队准时)。保险杠梁14的间隙孔58和59于是与角部能量吸收器的间隙孔54和55对齐，以使得保险杠梁和角部能量吸收器的组件可被安装到车辆的安装板，例如安装板25(图2)。通常保险杠梁从工厂与车辆分开地运输且随后被附连至车辆。在保险杠梁被附连至车辆前的组装步骤中，角部能量吸收器可被附连至保险杠梁14上。
[0025]图4是图3的角部能量吸收器16的前视图，示出了已被插入保险杠梁后的角部能量吸收器的臂部。柔性舌片56和57被稳定抵靠在保险杠梁的开口 60和61的壁边缘56和57上。间隙孔58和59与保险杠梁14的后壁65的开口 62和64对准。
[0026]图5是沿图4的线5-5截取的横截面视图。图5示出了例如安装到侧轨18(图1)的角部能量吸收器。开口 58与保险杠梁的后壁65的开口 62对齐。臂部34的前壁35可向后延伸以形成漏斗形引导部67，其可有助于通过间隙孔58并通过通道69的固定器或螺栓的定位。漏斗形引导部67是角部能量吸收器的连接结构部，其可被用于可靠地定位保险杠梁的开口62。横截面视图还示出了处于其自然松弛位置中的柔性舌片56，其形成与保险杠梁的前壁19的干涉配合。角部能量吸收器的本体部32可选地包括壁42，其在保险杠梁14的前部延伸。如图4所示，壁42还可在保险杠梁下部延伸。该横截面视图还示出了肋50和52，其从后壁44延伸到前壁40，尽管如上所示，肋可被沿两个或多个方向取向。
[0027]如所示的肋50和52基本上平行于彼此，但是，它们可被相对于彼此以各种角度指向，且可导致不同刚性的碰撞特性。例如，通过将壁改变地更竖直，溃缩构件将更刚硬。而且将壁定位地更靠近导致溃缩构件的刚性的增加。通过改变至少壁角度、壁的间隔、和肋的间隔，溃缩构件是可调的以提供期望的刚性。由于车辆具有不同的重量和操作应用，例如商用、载客和非商用载客，保险杠可被调整用于特定的车辆重量和应用。例如，角部肋50被相对于后壁44以角度阿尔法(α)取向。角度阿尔法的尺寸可变化且可小于180°，且在另一例子中，可从约45°改变至约135°，或如所示的大致90°。横截面视图图5还示出了角部能量吸收器还可包括增强结构70，其从后壁44向外延伸，以在后壁44和侧轨之间加固角部能量吸收器。增强结构70还可在碰撞时为角部能量吸收器提供附加支撑。
[0028]图6是根据本发明的实施例的角部能量吸收器80的透视图，示出了用于连接至保险杠梁82的替换连接特征。当角部能量吸收器被插入D形断面保险杠梁82的端部中时，柔性舌片83和85向外突出穿过保险杠梁的开口 58和59，以使得舌片84和85的边缘84搁靠在开口58和59的弯曲边缘上。柔性舌片83和85的边缘84和86可具有弯曲表面以更好地符合间隙孔58和59的形状。
[0029]图7是具有臂部34的角部能量吸收器90的透视图，该臂部具有斜切边缘。在该实施例中，臂部34具有前壁35，该前壁至少部分地敞开以暴露后壁91。顶表面36和底表面94的边缘95和96是倾斜的以允许角部能量吸收器容易地插入到保险杠梁82中。当臂部被插入保险杠梁82中时，角部能量吸收器的间隙孔92和93与保险杠梁的前壁19的间隙孔58和59以及后壁65的间隙孔98和99对准。在该实施例中，角部能量吸收器90被插入到D形断面保险杠梁82的端部中，且利用把保险杠梁保持到车辆本体的间隙孔保持在一起。角部能量吸收器可选地包括臂部的肋97，以在前壁35和端壁94之间提供保险杠梁的附加增强以及保护。
[0030]图8是角部能量吸收器100的透视图，其具有多个通道102、104和106，该通道配合至IjC形保险杠梁102中。角部能量吸收器100被插入C形断面保险杠梁的端部108中且使用卡扣配合结构部附连，例如柔性舌片56和57，其延伸穿过保险杠梁102的开口 60和61。间隙孔58和59可被用于把保险杠梁102安装到车辆的侧轨。在该实施例中，角部能量吸收器100的前壁40与端部34的前壁106齐平。而且臂部的通道104相对于通道102和106凹进，以使得通道104可滑动通过保险杠梁102的后壁65的C形开口。
[0031]图9是角部能量吸收器110的透视图，其具有细长的本体部32和臂部34，该臂部可被插入保险杠梁112而不使用固定件。臂部34的多个脊130和132被设置用于与保险杠梁112的顶壁140和底壁142干涉配合。角部能量吸收器110包括溃缩构件120，其在前壁116和118之间延伸。溃缩构件120包括顶壁122和底壁124，其从后壁126延伸。溃缩构件包括多个肋127和128。当保险杠梁112的斜切端部接收角部能量吸收器110的臂部34时，保险杠梁的前壁19搁靠在角部能量吸收器的带角度的表面136上。本体部32可稍微向保险杠梁112的前方延伸。
[0032]图10是角部能量吸收器150的透视图，其本体设置有集成连接结构部。例如，本体部32包括溃缩构件152，其被设置形状以接收例如照明器材，且用作具有集成支撑结构部的壳体以把灯具固定到角部能量吸收器。溃缩构件152由后壁154和侧壁156和底表面限定，该底表面由平面160、162和弯曲表面164限定。
[0033]如上述示例性实施例中所示，角部能量吸收器150的臂部34可通过舌片156和157而被连接，该舌片被保险杠梁14的开口 60和61接收。保险杠梁可通过间隙孔58和59而被附连至侧轨，该间隙孔与间隙孔54和55对准。后壁154可包括开口 155用于另一部件的连接，例如用于雾灯的固定件。在保险杠梁14被附连至车辆之前或之后，角部能量吸收器150可被卡扣穿过保险杠梁以作为组件的一部分。
[0034]上述任意实施例的角部能量吸收器还可通过选择使用的热塑性树脂而被调制。使用的树脂根据需要可以是低模量、中间模量或高模量的材料。通过仔细考虑这些变量中的每个，满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韧性/延展性、热稳定性、高能量吸收容量、良好的模量对伸长比和再循环性等。
[0035]虽然能量吸收器可被分段模制，但是优选的是其具有由强韧塑料材料制造的单一结构。用于模制能量吸收器的材料包括工程热塑性树脂。典型的工程热塑性树脂包括但不限于丙稀晴-丁二稀-苯乙稀(aerylonitrile-butadiene-styrene，ABS)、聚碳酸酯、聚碳酸酯/ ABS混合物、共聚碳酸酯-聚酯、丙稀酸-苯乙稀-丙稀晴(acrylic-styrene-acrylonitri Ie ,ASA)、丙稀晴-(改性的乙稀-聚丙稀二胺)-苯乙稀(aery1nitri Ie_(ethyIene-polypropyIene diamine modified)-styrene ,AES)、亚苯基酉迷树月旨(phenyleneether resin)、聚亚苯基醚/聚酰胺混合物、聚碳酸酯/PET/PBT混合物、丁烯对苯二酸酯(polybutylene terephthalate)、聚酰胺族、亚苯基硫化物树脂(phenylene sulfideresin)、聚氯乙烯PVC、耐冲击聚苯乙烯(HIPS)、低/高密度聚乙烯(LDPE、HDPE)、聚丙烯(PP)和热塑性石蜡(TPO)，以及其混合物。
[0036]虽然本发明的实施例以经予以描述，但是本领域技术人员应理解，可进行各种改变，且等价特征可适用于能量吸收器或其系统而不离开本发明的范围。例如，尽管上述示例性实施例是关于特定连接结构部，还可设想其它连接结构部。此外，可进行许多修改以使得材料的特定情况适应本发明的教导而不离开其实质范围。例如，本体部的各个特征例如溃缩构件的变体可被与各个例子所示的臂部的各种设计和连接结构部组合。由此，本发明不限于特定实施例，而是本发明要包括落入权利要求的范围内的所有实施方式。
【主权项】
1.一种保险杠系统，包括: 保险杠梁(14)和至少一个角部能量吸收器，所述角部能量吸收器包括: 本体部(32)，包括顶表面(36)、底表面(38)和在所述顶表面(36)与所述底表面(38)之间延伸的前壁(40); 臂部(34)，从所述本体部(32)延伸;和 溃缩构件(43)，从所述本体部(32)的前壁(40)延伸且设置在所述顶表面(36)和所述底表面(38)之间; 其中所述角部能量吸收器的所述臂部(34)插入所述保险杠梁(14)的端部中并容纳在所述保险杠梁(14)的端部中，使得所述角部能量吸收器的所述本体部(32)从所述保险杠梁(14)的端部延伸远离， 其特征在于，所述保险杠梁(14)的前壁(19)中的开口(58，59)与所述保险杠梁(14)的后壁(65)中的开口(62，64，98，99)以及与所述角部能量吸收器中的开口(54，55，92，93)对准。2.如权利要求1所述的保险杠系统，其中，所述本体部(32)的前壁(40)是弯曲的。3.如前述权利要求中任一项所述的保险杠系统，其中，所述本体部(32)的前壁(40)包括开口(54，55)。4.如前述权利要求中任一项所述的保险杠系统，其中，所述溃缩构件(43)包括: 从所述本体部(32)的前壁(40)延伸的顶壁(46)、底壁(48)和后壁(44)中的至少一个； 和至少一个肋(50，52)。5.如权利要求4所述的保险杠系统，其中，所述溃缩构件(43)包括后壁(44)、顶壁(46)和底壁(48);且其中，所述至少一个肋(50，52)在所述溃缩构件(43)的顶壁(46)和底壁(48)之间纵向地延伸。6.如权利要求4所述的保险杠系统，其中，所述溃缩构件(43)还包括侧壁(45)，所述侧壁从所述本体部(32)的后壁(44)向前壁(40)延伸。7.如前述权利要求中任一项所述的保险杠系统，其中，所述臂部(34)包括用于附连至所述保险杠梁(14)的至少一个连接结构部。8.如权利要求7所述的保险杠系统，其中，所述连接结构部是至少一个柔性舌片(56，57)。9.如权利要求7所述的保险杠系统，其中，所述连接结构部是所述臂部的突出部(130，132)010.如前述权利要求中任一项所述的保险杠系统，其中，所述臂部(34)具有前壁(35)和后壁(91)，且所述前壁(35)至少部分地敞开以暴露所述后壁(91)。11.如前述权利要求中任一项所述的保险杠系统，其中，所述角部能量吸收器包括聚合物，所述聚合物选自下面的组:丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚碳酸酯、聚酯、丙烯酸-苯乙烯-丙烯腈、丙烯腈_(改性的乙烯-聚丙烯二胺)_苯乙烯、亚苯基醚树脂、聚酰胺、聚丁烯对苯二酸酯、聚酰胺族、亚苯基硫化物树脂、聚氯乙烯、热塑性石蜡、以及其混合物。12.如权利要求1所述的保险杠系统，其中所述溃缩构件(43)包括顶壁(46)和底壁(48)，它们彼此间隔开且在所述本体部(32)的前壁(40)和后壁(44)之间延伸。13.如权利要求12所述的保险杠系统，其中，所述溃缩构件包括至少一个肋(50)，所述至少一个肋在所述溃缩构件(43)的顶壁(46)和底壁(48)之间延伸。14.如前述权利要求中任一项所述的保险杠系统，其中，所述角部能量吸收器的臂部(34)包括连接结构部且被附连至所述保险杠梁(14)的连接结构部。15.角部能量吸收器在保险杠系统中的用途，其中所述角部能量吸收器插入保险杠梁(14)的端部中，其中所述角部能量吸收器包括:本体部(32)，所述本体部包括顶表面(36)、底表面(38)和在所述顶表面(36)与所述底表面(38)之间延伸的前壁(40);臂部(34)，所述臂部从所述本体部(32)延伸并插入所述保险杠梁(14)的端部中，其中所述臂部(34)具有容纳在所述保险杠梁(14)的端部内的尺寸和几何形状，使得所述本体部(32)从所述保险杠梁(14)的端部延伸远离；以及溃缩构件(43)，所述溃缩构件从所述本体部(32)的前壁(40)延伸且设置在所述顶表面(36)和所述底表面(38)之间，并且其中所述角部能量吸收器包括与前壁(19)中的开口(58，59)和所述保险杠梁(14)的后壁(65)中的开口(62，64，98，99)对准的开口(54，55，92，93)。
【文档编号】B60R19/18GK106004740SQ201610383776
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2008年12月8日
【发明人】布赖恩·J·乔佩克, 埃里克·J·贾达, 埃里克·D·科瓦尔
【申请人】沙特基础全球技术有限公司