CN100410111C

CN100410111C - 行人保护装置以及调整该装置的负载特性的方法

Info

Publication number: CN100410111C
Application number: CNB2006101422985A
Authority: CN
Inventors: 伊藤薰; 小仓良宏; 长谷川邦明; 福川雅信; 黑川弘规
Original assignee: Kojima Press Industry Co Ltd
Current assignee: Kojima Industries Corp
Priority date: 2005-10-19
Filing date: 2006-10-11
Publication date: 2008-08-13
Anticipated expiration: 2026-10-11
Also published as: US20070085356A1; ATE401221T1; JP4171739B2; EP1777125A3; CN1951736A; EP1777125A2; DE602006001820D1; US7597383B2; JP2007112256A; EP1777125B1

Abstract

在安装在车辆前侧的下部中的行人保护装置中，板沿着车辆的纵向延伸，并且包括至少具有从车辆前侧伸出的部分的前部、固定在车辆上的后部以及设在前部和后部之间的中央部分。前部比后部的刚度更大，中央部分的刚度比前部的刚度更小并且比后部的刚度更大。

Description

行人保护装置以及调整该装置的负载特性的方法

本申请要求2005年10月19日提交的日本专利申请No.2005-304726的优先权，该申请的内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种行人保护装置以及调整该装置的负载特性的方法。更具体地说，本发明涉及行人保护装置的改进结构，它安装在车辆下前侧上，并且通过在车辆前部撞到或接触到行人的腿部时扫开腿部来保护腿部，本发明还涉及有利地调整该装置的负载特性的方法。

背景技术

各种保护装置通常安装在车辆例如汽车的前、后或侧面上，主要为了吸收在碰撞中产生出的冲击能量，由此保护车体和乘客。近年来，已经将用于保护行人的装置安装在车辆前侧，以在车辆前侧撞到(接触到)行人时保护行人。

所谓的扫腿构件是已知的行人保护装置。扫腿构件单独安装在前保险杠内侧或下方，并且将在碰撞中在行人和车辆前侧之间输入的冲击负载的反作用力施加在行人的腿部下部上，从而腿部的下部被扫开(绊倒)并且行人跌倒到车辆上。这有利地减小了由碰撞引起的膝盖沿着不理想方向的强制弯曲角度，从而减小了出现膝盖损伤例如骨裂，并且实现了行人保护和行人安全。

例如，JP-A-2001-277963披露了一种扫腿构件，其中树脂泡沫构件和梁安装在车辆前侧的下部中。该树脂泡沫构件沿着车辆宽度方向延伸，其至少一部分从车辆前侧伸出，并且该梁沿着车辆的宽度方向延伸并且与树脂泡沫构件的后侧接触。JP-A-2004-25976披露了一种扫腿构件，它例如由金属管形成并且固定在车辆前侧的下部上，沿着车辆宽度方向延伸。但是，在上述文献中所披露的两个扫腿构件具有要克服的缺点。也就是说，在包括树脂泡沫构件和梁的第一种行人保护装置中，零部件数量较多。因此，零部件成本较高，并且安装该装置比较麻烦。相反，在由金属管形成的第二种行人保护装置中，其重量不可避免地较大，并且难以形成其形状与车辆前侧形状一致的装置。

鉴于这些情况，JP-A-2004-203183提出了一种包括合成树脂板的行人保护装置。该合成树脂板固定在车辆的后部处，沿着车辆的纵向延伸，并且其前部的至少一部分从车辆前侧伸出。在车辆前部撞到行人时，从车辆前侧伸出的前部的伸出部分接触到行人的腿部的下部，并且将腿部扫开。在该已知的行人保护装置中，多个扁平筋设置在板的前部的一个表面上并且形成为格栅状，因此确保了前部的高刚度。而且，该板除了前部之外的部分的形状类似于沿着车辆纵向延伸的具有足够长度的平板，从而前部可以从车辆前侧伸出。

在具有上述结构的行人保护装置中，零部件数量较少。而且，由于从车辆前侧部分伸出的板由容易变形的合成树脂形成，所以能够保护行人，同时有效地克服了包括树脂泡沫构件和梁的装置以及由金属管形成的装置的缺点。另外，由于该板的前部具有高刚度，所以防止了它在由与行人腿部接触引起的冲击作用下变形，或者明显降低了变形量。因此，相对于输入给板的冲击负载的反作用力通过前部作用在行人的腿部上。

但是，经过各种试验和调查研究，本发明人发现，在上述行人保护装置中的合成树脂板的前部撞到行人腿部时输入的冲击负载的最大值有时不会到达目标值，在该情况下不能确保在碰撞中将腿部扫开所需的反作用力，从而腿部的保护不充分。

一般来说，在安装在车辆前侧处的行人保护装置中，需要负载特性例如根据车辆类型变化，以根据汽车前侧的形状和与行人保护装置一起安装在车辆前侧的前保险杠的吸振构件优化负载特性，从而与在行人腿部和车辆前侧之间的碰撞中施加的冲击负载相反的反作用力充分地作用在腿部上，以可靠地将腿部扫开，无需考虑安装该装置的车辆类型。但是，在具有上述结构的已知行人保护装置中，难以调整负载特性，从而难以使之优化。

发明内容

本发明是鉴于上述情况作出的，并且本发明的一个目的在于提供一种行人保护装置，该装置将与车辆前侧碰撞的行人的腿部可靠地扫开并且充分地保护腿部。本发明的另一个目的在于提供一种调整负载特性的方法，它能够很容易并且可靠地优化行人保护装置的负载特性。

为了克服上述问题，本发明人在车辆前侧与行人腿部碰撞的假定条件下进行了行人碰撞试验。在该试验中，使用了包括具有合成树脂板的上述已知行人保护装置的试验车辆。根据该试验，如上所述，防止了具有高刚度的板的前部变形，或者在与行人腿部碰撞中减小了变形量。但是，由于该板除了前部之外的剩余部分的形状为简单平板状并且沿着车辆纵向相对较长，所以该板在沿着与冲击主要施加在该装置上的冲击接收方向对应的长度方向(车辆的纵向)的中央部分处弯曲(挠曲)。另外，关于该已知装置的负载特性，行人碰撞试验还表明，在冲击输入前期冲击负载每单位时间的增加量相对较小。

从上面的事实中，本发明人作出以下假定。也就是说，当该已知装置中的板的前部接触到行人腿部时，该板除了前部之外的剩余部分成大致V形弯曲，因此行人保护装置提供了一种负载特性，冲击负载在冲击输入前期缓慢增大，也就是说冲击负载到达目标负载需要很多时间。因此，冲击负载的最大值有时不会到达已知行人保护装置中的目标值。

因此本发明人认真地研究了该板除了具有高刚度的前部之外的剩余部分的变形和负载特性之间的关系。根据该研究的结果，本发明人发现，冲击负载在车辆前侧和行人腿部之间的碰撞中的冲击输入前期中由于弯曲(挠曲)而迅速增大，通过该输入冲击，该板的剩余部分在两个位置处沿着与冲击接收方向(车辆的纵向)对应的纵向彼此间隔预定间距，从而该板成大致S形或楼梯形弯曲。通过进一步的各种试验和调查研究，本发明人还发现，在剩余部分包括具有不同的刚度并且按照特定顺序布置的部分时，该板的剩余部分在输入冲击作用下变形从而成大致S形或楼梯形弯曲。

本发明是基于上面的发现完成的。本发明的原理在于提供一种行人保护装置，它包括安装在车辆前侧的下部中并且沿着车辆纵向延伸的合成树脂板。该板包括具有至少一个从车辆前侧伸出的伸出部分的前部、固定在车辆上的后部以及设在前部和后部之间的中央部。在车辆前侧碰到行人腿部时，该板的前部的伸出部分接触到腿部的下部并且将它扫开以保护该腿部。该板的前部的刚度比后部的刚度大，中央部分的刚度比前部的刚度小并且比后部的刚度大。

在根据本发明的行人保护装置中，在车辆的前侧碰到行人时，合成树脂板的沿着车辆纵向延伸的前部与行人腿部接触。该前部的刚度比板的其它部分的刚度更大。其它部分包括具有固定在车辆上的部分的后部，该后部的刚度比板的其它部分的刚度更小，并且中央部分的刚度比后部的刚度更大。

因此，当由于行人腿部和车辆前侧之间的碰撞而输入冲击时，在位于板的中央部分和后部之间的边界部分产生应力集中，并且在后部的位于前侧上并且与固定在车辆上的部分相邻的前相邻部分产生应力集中。因此，该板在两个位置即边界部分和前相邻部分处弯曲(挠曲)，成大致S形或楼梯形，并且冲击负载在冲击输入的前期迅速增大。因此，由在行人腿部和车辆前侧之间的碰撞输入的输入负载的最大值能够迅速且可靠地到达目标值，并且能够充分且可靠地确保相对于冲击负载的反作用力。

因此，在本发明的行人保护装置中，相对于在腿部和车辆前侧之间的碰撞中输入的冲击负载的反作用力充分作用在腿部上。这能够可靠地将腿部扫开并且在更高程度上充分保护腿部。

例如，通过增大或减小板的中央部分沿着车辆纵向的尺寸，从而能够随意改变在边界部分(位于中央部分和后部之间)和前相邻部分(位于固定在车辆上的那部分后部的前侧上并且与之相邻)之间的距离，即在行人腿部和车辆前侧之间的碰撞中输入冲击时弯曲的那些部分之间的距离。因此，可以在冲击输入前期调节冲击负载的增加量。例如，可以通过增大在边界部分和前相邻部分之间的距离来减小冲击负载的增加量，并且可以通过减小所述距离来增大冲击负载的增加量。

因此，通过简单地改变板的中央部分沿着车辆纵向的尺寸，能够任意改变负载特性。因此，即使在所需的特性根据其上安装该装置的车辆类型而变化时，也能够很容易适应所述变化。

本发明优选至少在以下特征中实施：

(1)一种用于车辆的行人保护装置，包括：

合成树脂板，它安装在车辆前侧的下部中并且沿着车辆的纵向延伸，该板包括具有至少一个从车辆前侧伸出的伸出部分的前部、固定在车辆上的后部以及设在所述前部和所述后部之间的中央部分，

其中，在车辆前侧碰到行人腿部时，所述板的前部的伸出部分接触到腿部的下部并且将它扫开，以保护腿部，并且

所述板前部的刚度比后部的刚度更大，中央部分的刚度比前部的刚度更小并且比后部的刚度更大。

(2)根据上面特征(1)的行人保护装置，其中，所述板的中央部分包括多个具有不同刚度的区域，这些区域在车辆沿着横向的全部尺寸上延伸，沿着车辆的纵向邻接，并且从中央部分前侧开始刚度逐渐降低。根据该特征，当由于在行人腿部和车辆前侧之间的碰撞而输入冲击时，该板也可以在中央部分中在位于具有彼此不同刚度的区域之间的边界部分处弯曲。这能够有效抑制在冲击输入前期冲击负载的过度增大。

(3)根据上面特征(1)或(2)的行人保护装置，其中，沿着车辆纵向延伸的多个加强筋分别与所述板的前部和中央部分设置成一体，沿着车辆的横向间隔开，并且前部和中央部分的刚度比没有设置加强筋的后部的刚度更大，并且

设在前部中的加强筋的数目大于设在中央部分中的加强筋的数目，在前部的加强筋之间沿着车辆横向的间距小于在中央部分的加强筋之间的间距，从而前部的刚度比中央部分的刚度更大。例如在该情况下，在不用将单独构件固定到前部和中央部分上的情况下，可以使前部和中央部分的刚度彼此不同。因此，能够用最小数量的零部件有利地构造出包括具有不同刚度的部分的板以及整个装置。

(4)根据上面特征(1)或(2)的行人保护装置，其中，所述板的中央部分比后部更厚，从而中央部分的刚度比后部的刚度更大，并且前部比中央部分更厚，从而前部的刚度比中央部分的刚度更大。根据该特征，能够用最小数量的零部件有利地构造出包括具有不同刚度的部分的板以及整个装置。

(5)根据上面特征(1)或(2)的行人保护装置，其中，在中央部分的至少一个表面上固定有具有预定刚度的第一板状加强构件，从而中央部分的刚度比后部的刚度更大，并且在前部的至少一个表面上固定有刚度比第一板状加强构件的刚度更大的第二板状加强构件，从而前部的刚度比固定有第一板状加强构件的中央部分的刚度更大。根据该特征，板自身可以由具有均匀刚度的简单平板形成，并且能够很容易设计出该板。

(6)一种调整用于车辆的行人保护装置的负载特性的方法，

其中该行人保护装置包括：

合成树脂板，它安装在车辆前侧的下部中并且沿着车辆的纵向延伸，该板包括具有至少一个从车辆前侧伸出的伸出部分的前部、具有固定在车辆上的固定部分的后部以及设在所述前部和所述后部之间的中央部分，

所述板前部的刚度比后部的刚度更大，中央部分的刚度比前部的刚度更小并且比后部的刚度更大，从而通过在前部的伸出部分与行人腿部接触时输入的冲击负载，使得该板在位于中央部分和后部之间的边界部分处弯曲，以及在后部的位于固定部分前侧并且与之相邻的前相邻部分处弯曲，并且

通过任意改变中央部分沿着车辆纵向的尺寸，以改变在边界部分和前相邻部分之间的距离，从而调节冲击负载的最大值并且调整负载特性。

根据该特征，例如即使在根据车辆前侧的形状和与行人保护装置一起安装在车辆前侧处的前保险杠的吸振构件而需要各种不同负载特性时，也能够很容易通过借助非常简单的设计变化来任意改变冲击负载的最大值，即通过简单地改变板的中央部分沿着车辆纵向的尺寸，从而调整负载特性。

因此，能够方便可靠地优化该行人保护装置的负载特性。因此，在车辆前侧与行人腿部碰撞时，相对于冲击负载的反作用力能够充分作用在腿部上，并且能够可靠地将腿部扫开，而与安装有该装置的车辆类型无关。

(7)一种调整用于车辆的行人保护装置的负载特性的方法，

其中该行人保护装置包括：

通过将第一板状加强构件固定在边界部分上并且将第二加强构件固定在前相邻部分上，来调节冲击负载的最大值并且调整负载特性，所述第一加强构件在低于前部的刚度的范围内增大了边界部分的刚度，并且所述第二加强构件在低于中央部分的刚度的范围内增大了前相邻部分的刚度。

根据该特征，例如即使在根据车辆前侧的形状和与行人保护装置一起安装在车辆前侧处的前保险杠的吸振构件而需要各种不同负载特性时，也能够通过非常简单的设计变化，即通过将第一加强构件和第二加强构件简单地固定在边界部分和前相邻部分上，来适当地改变边界部分和前相邻部分的弯曲弹性系数和弯曲强度。因此，能够任意改变冲击负载的最大值并且很容易调整负载特性。

因此，根据该特征的调整方法能够有效地实现与由上述特征(6)所实现的那些类似的操作和优点。

(8)根据上面特征(6)和(7)的方法，其中，所述板的中央部分包括多个具有不同刚度的区域，这些区域在该车辆沿着横向的整个尺寸上延伸，沿着车辆的纵向邻接，并且从中央部分的前侧开始刚度逐渐降低。根据该特征，当由于在行人腿部和车辆前侧之间的碰撞而输入冲击时，该板也可以在中央部分中在位于具有彼此不同刚度的区域之间的边界部分处弯曲。这能够有效抑制在冲击输入前期冲击负载的过度增大。而且，能够更精确地调整负载特性。

附图说明

通过结合附图阅读本发明优选实施方式的以下详细说明将更清楚地了解本发明的上面和其它目的、特征、优点以及技术和工业显著性，其中：

图1为根据本发明的第一实施方式的行人保护装置的示意俯视图；

图2为沿着图1中的线2-2剖开的剖视图；

图3为在图1所示的行人保护装置的示意仰视图；

图4为一示意图，显示出在图1中所示的行人保护装置安装在车辆中的状态；

图5为一示意图，显示出在车辆前侧与行人碰撞时行人保护装置变形的状态；

图6为与图2对应的剖视图，显示出根据本发明第二实施方式的行人保护装置；

图7为与图5对应的示意图，显示出在行人与安装有行人保护装置的车辆前侧碰撞时图6所示的行人保护装置变形的状态；

图8为根据本发明第三实施方式的行人保护装置的与图2对应的剖视图；

图9为根据本发明第四实施方式的行人保护装置的与图2对应的剖视图；

图10为根据本发明第五实施方式的行人保护装置的与图2对应的剖视图；

图11为根据本发明的行人保护装置的与图2对应的剖视图

图12为一曲线图，显示出在假定行人与安装有具有根据本发明的结构的行人保护装置的车辆前侧碰撞的条件下进行的行人碰撞试验中冲击负载随时间的变化，以及在假定行人与安装有具有与本发明结构不同的结构的行人保护装置的车辆前侧碰撞的条件下进行的行人碰撞试验中冲击负载随时间的变化；

图13为一曲线图，显示出在假定行人与安装有具有根据本发明的结构并且包括安装有沿着纵向较长的中央部分的基板的行人保护装置的车辆前侧碰撞的条件下进行的行人碰撞试验中冲击负载随时间的变化，以及在假定行人与安装有具有根据本发明的结构并且包括安装有沿着纵向较短的中央部分的基板的行人保护装置的车辆前侧碰撞的条件下进行的行人碰撞试验中冲击负载随时间的变化；

图14为一曲线图，显示出在假定行人与安装有具有根据本发明的结构并且包括固定在基板上在边界部分和前相邻部分上延伸的加强板的行人保护装置的车辆前侧碰撞的条件下进行的行人碰撞试验中冲击负载随时问的变化，以及在假定行人与安装有具有根据本发明的结构并且包括没有任何加强板的基板的行人保护装置的车辆前侧碰撞的条件下进行的行人碰撞试验中冲击负载随时间的变化；以及

图15为一曲线图，显示出在假定行人与安装有具有根据本发明的结构并且包括与基板设置成一体在边界部分和前相邻部分上延伸的加强筋的行人保护装置的车辆前侧碰撞的条件下进行的行人碰撞试验中冲击负载随时间的变化，以及在假定行人与安装有具有根据本发明的结构并且包括没有任何加强筋的基板的行人保护装置的车辆前侧碰撞的条件下进行的行人碰撞试验中发现的冲击负载随时间的变化。

具体实施方式

为了更清楚说明本发明，下面将参照这些附图对本发明的实施方式进行详细说明。

图1和2分别为俯视图和剖视图，示意性地显示出用作根据本发明第一实施方式的行人保护装置的扫腿构件10。如图1和2所示，第一实施方式的扫腿构件10安装在设在汽车前侧处的前保险杠内侧，并且包括用作板的基板12。

更具体地说，基板12例如由合成树脂材料(例如聚丙烯或ABS树脂)制成，并且由基本上为矩形的薄板形成。基板12沿着与安装有扫腿构件10的汽车的宽度或横向对应的图1的宽度方向(下面被称为宽度方向)的尺寸比汽车宽度小预定尺寸，并且基板12沿着与车辆纵向对应的图1的深度方向(下面被称为深度方向)的尺寸明显小于沿着宽度方向的尺寸。基板12具有根据前保险杠的内表面形状弯曲的端部弯曲表面14。例如，根据安装有扫腿构件10的车辆的宽度和安装空间的尺寸来适当地确定基板12沿着宽度和深度方向的尺寸。例如，将沿着深度方向的尺寸设定为大约80至200mm，并且将厚度大体上设定为大约3mm。

多个(在第一实施方式中为12个)高度相同的薄平板状第一筋16从基板12的上表面一体地伸出。第一筋16从端部弯曲表面14的侧面在恒定的高度处向后笔直延伸。第一筋16沿着宽度方向以规则的间距布置。薄平板状的第三筋18也在基板12的上表面上在沿着深度方向的几乎中央处一体地伸出。第三筋18在基板12沿着宽度方向的几乎全部尺寸上以恒定的高度笔直延伸，并且成十字形与每个第一筋16组合在一起。

第一筋16之间的间距例如大约为25mm。第一筋16的高度和厚度分别大约为25mm和大约为3mm。在深度方向上第一筋16的尺寸大约为基板12的尺寸的四分之三。第三筋18的高度和厚度基本上等于第一筋16的高度和厚度。

具有预定尺寸的多个(在第一实施方式中为四个)第四筋20从基板12的上表面的前端一体地伸出。第四筋20沿着深度方向延伸，并且沿着端部弯曲表面14布置成线。第四筋20的每一个连接着一些(在该第一实施方式中为三个)第一筋16的前端。第四筋20薄平板状，并且其高度和厚度基本上等于第一筋16和第三筋18的高度和厚度。

第五筋22在基板12的上表面上设置在第四筋20后面的预定距离处。第五筋22在预定高度处伸出，并且在基板12沿着宽度方向的几乎全部尺寸上延伸。也就是说，在从基板12的端部弯曲表面14a向后偏置的距离相当于基板12沿着深度方向的尺寸的大约四分之一的位置处，第五筋22在基板12的前部上延伸，并且与所有第一筋16相交。第五筋22的前侧表面面对着第四筋20的后侧表面，在所述前侧表面和后侧表面之间具有预定间距。与每个都为薄平板状的第一筋16以及第三和第四筋18和20不同，通过使基板12的上表面的前部的后部分弯曲而形成第五筋22，从而第五筋22向下打开并且其横截面为有角度的U形。

第二筋24在彼此面对的第四筋20和第五筋22之间从基板12的上表面一体地伸出。第二筋24从第四筋20的后侧表面沿着纵向笔直延伸至第五筋22的前侧表面。每个第二筋24大致设置在位于沿着宽度方向彼此相邻的第一纵向筋16之间的中间位置处。也就是说，在基板12的上表面上彼此面对的第四筋20和第五筋22之间，第一筋16和第二筋24的前部沿着宽度方向以大致12.5mm的短间距布置，该短间距与第一筋16之间的间隔的一半相当。与第一筋16以及第三和第四筋18和20类似，第二筋24每个都为薄平板状，并且具有与筋16、18和20基本上相同的高度和厚度。

这样，第一筋16、第二筋24、第四筋20和第五筋22从基板12的前部26开始一体地设置，从而这些筋成格栅形式组合在一起。前部26的面积大约为基板12的上表面的总面积的四分之一。在面积大约为基板12上表面的总面积的四分之一的后部28上，没有设置突出部(例如筋)，并且后部28的上表面是平坦的。在面积大约为基板12的上表面的总面积一半的中央部分30上，一体地设有第一筋16除了前部之外的剩余部分以及第三筋18，每个所述剩余部分与第三筋18相交。

因此，在其上设有四种筋16、20、22和24的前部26中，相对于弯曲负载的刚度，即相对于在将扫腿构件10安装在车辆中时沿着深度方向输入的冲击负载的变形强度，明显大于其上没有筋的基板12的后部28的刚度。另外，其上设有数量比在前部26上更少的筋16和18的基板12的中央部分30的刚度小于前部26的刚度并且大于后部28的刚度。

可以看出，在第一实施方式的扫腿构件10中，第一筋16和第二筋24用作加强筋，第三、第四和第五筋18、20和22用作辅助加强筋。如上所述，由于基板12沿着深度方向的总尺寸通常大约为80至200mm，具有最高刚度的前部26和具有最低刚度的后部28沿着深度方向的尺寸(图2中的D₁和D₃)都大约为15至50mm，并且刚度小于前部26并且大于后部28的中央部分30沿着深度方向的尺寸(图2中的D₂)大约为50至100mm。

如图1至3所示，在基板12的前部26和中央部分30的下表面上还设有多个第一辅助筋32和第二辅助筋34。第一和第二辅助筋32和34分别与第一筋16和第三筋18对应地设置，并且具有与筋16和18基本上类似的结构。第一辅助筋32的数目与第一筋16的数目相同。因此，前部26和中央部分30的刚度整体上进一步增大。在基板12的前部26的前端和侧端以及在后部28的后端设有通孔36和38。在将扫腿构件10安装在车辆中时，将在后面描述的树脂夹和固定螺栓穿过通孔36和38。这些通孔36和38沿着宽度方向以预定的间隔布置。

具有上述结构的扫腿构件10例如按照在图4所示的方式安装在设在车辆前侧的前保险杠40内侧。前保险杠40具有保险杠罩46，它包括从车辆前侧伸出的上伸出部分42和下伸出部分44。设置保险杠罩46，上伸出部分42设置在当保险杠罩46与行人碰撞时与行人膝盖接触这样的高度处，并且下伸出部分44设置在与靠近行人的胫的部分接触(参见图5)这样的高度处。在该位置中，例如通过用螺栓将保险杠罩4 6固定在形成车辆前侧的前格栅48上来安装保险杠罩46。在图4中，附图标记50和51分别表示发动机罩和散热器。

由刚性构件制成的保险杠加强部分52固定在这样安装(从汽车前侧向后偏置)在车辆前侧的保险杠罩46的上伸出部分42内侧。该保险杠加强部分52面对着上伸出部分42的内表面，在它们之间存在预定间距，并且保险杠加强部分52沿着车辆的宽度方向延伸。另外，吸振构件54在保险杠加强部分52和保险杠罩46的上伸出部分42之间固定在保险杠加强部分52上。吸振构件54按照已知的方式构成，并且具有方柱子形的薄树脂主体56，它沿与冲击接收方向平行的平面截取为一侧封闭的梯形状，并且其刚度小于扫腿构件10的刚度。

扫腿构件10中的基板12的前部26设置在保险杠罩46的下伸出部分44内侧，并且后部28的后部上表面与散热器支撑件58的下表面接触，该散热器支撑件58沿着车辆宽度方向延伸并且固定在车辆前侧上，支撑着散热器51。延伸穿过与下伸出部分44的下端成一体的向内凸缘60的树脂夹62装配在相应通孔36中，通孔36设在基板12的前部26的前端和侧端中，前部26由此固定在向内凸缘60上。而且，每个固定螺栓64在后部28的后端处装配在通孔38的相应一个中，后部28由此固定在散热器支撑件58上。

因此，扫腿构件10在保险杠罩46的下伸出部分44内侧沿着车辆的纵向水平延伸，并且在基板12的前部26从汽车前侧伸出的同时连接着下伸出部分44和散热器支撑件58。在该实施方式中，尽管通过树脂夹62和紧固螺栓64将基板12固定在保险杠罩46上，但是固定方式不限于此，可以适当地采用其他已知的固定方式。例如，在基板12的后部28可靠地固定在散热器支撑件58上时，前部26不必总是固定在保险杠罩46上。

如图5所示，在前保险杠40的保险杠罩46接触到或碰到行人的腿部66时，保险杠罩46的上伸出部分42和下伸出部分44由于与在膝盖68和胫骨70附近的部分腿部66接触产生的冲击而朝着车辆后面变形(移动)，并且分别设置在上下伸出部分42和44内侧的吸振构件54和下扫腿构件10也向后变形(移动)。在该情况下，由于吸振构件54(树脂主体56)的刚度小于扫腿构件10的刚度，所以吸振构件54比扫腿构件10变形更大。因此，保险杠罩46的下伸出部分44比上伸出部分42从车辆前侧伸出更多，并且相对于由在腿部66和保险杠罩46之间的碰撞引起的冲击负载的反作用力通过下伸出部分44作用在胫骨70附近的那部分腿部66上。因此，胫骨70附近的那部分腿部66由扫腿构件10扫开(绊倒)，从而行人摔倒到汽车的发动机罩50上。这减小了行人的膝盖68沿着不希望的方向的弯曲，并且减轻了膝盖68的损伤(例如骨折)。这样，有效地实现了行人的保护和安全。

特别在第一实施方式的扫腿构件10由于在腿部66和前保险杠40的保险杠罩46之间的碰撞中输入的冲击而变形时，在位于具有最低刚度的后部28和中央部分30(刚度小于前部26并且大于后部28)之间的边界部分72处产生出应力集中，以及在设在一部分后部28(固定在散热器支撑件58上)的前侧上并且与之相邻的前相邻部分74(更具体地说，设在通孔38的前侧上并且与垫圈77的外周边接触的一部分后部28，该垫圈77和紧固螺栓64的周边部分接合)处产生出应力集中。由于该应力集中，基板12在两个位置处，即在边界部分72和前相邻部分74处弯曲(挠曲)。因此，整个基板12(扫腿构件10)变形成大致S形或楼梯形。

因此，在扫腿构件10中，冲击负载在冲击输入的前期迅速增大。因此，由在腿部66和保险杠罩46之间的碰撞输入的冲击负载的最大值迅速且可靠地到达目标值，可靠地确保了相对于冲击负载的足够的反作用力。

因此，在保险杠罩46碰撞行人的腿部66时，相对于输入的冲击负载的足够的反作用力作用在腿部66上，腿部66被可靠地扫开。因此，在更高程度上可靠地保护了腿部66。

如上所述，在扫腿构件10设置在保险杠罩46内侧的状态下，在固定在汽车上的前保险杠40的保险杠罩46接触到或者碰撞到腿部66时，基板1 2在两个位置处弯曲，即在位于中央部分30和后部28之间的边界部分72和设置在固定到散热器支撑件58上的那部分后部28的前侧上并且与之相邻的前相邻部分74处弯曲。因此，输入给整个扫腿构件1的冲击负载在输入的前期迅速增大。冲击负载的最大值在很大程度上取决于基板12的边界部分72和前相邻部分74的弯曲刚度。也就是说，在边界部分72和前相邻部分74的弯曲刚度较高时，冲击负载的最大值较大，并且在弯曲刚度较低时，冲击负载的最大值较小。

图6显示出根据本发明第二实施方式的扫腿构件10。在该第二实施方式中，在不改变基板12的前部26沿着深度方向的尺寸D1的情况下，通过减小基板12的中央部分30沿着深度方向的尺寸D2并且增大后部28沿着深度方向的尺寸D3，从而增大在边界部分72和前相邻部分74之间的距离D4。在该情况下，在保险杠罩46碰到行人的腿部66时，如图7所示，基板12根据杠杆作用原理很容易在边界部分72和前相邻部分74处弯曲。因此，可有利地使在腿部66和保险杠罩46之间的碰撞中输入的冲击负载的最大值较小。与在图1至5中所示的扫腿构件10的材料和部件类似、将在下面描述的图6和7中所示的扫腿构件10和图8至11中所示的扫腿构件10的材料和部件用相同的附图标记表示，并且省略对其的详细说明。

这样，在第二实施方式的扫腿构件10中，能够任意改变冲击负载的最大值并且能够很容易通过非常简单的设计变化调整负载特性，即通过简单地增大或减小基板12的中央部分30沿着深度方向的尺寸来调整负载特性。

因此，可以方便且可靠地优化例如根据前保险杠40的保险杠罩46的形状和内表面或者设置在保险杠罩46的上伸出部分42内的吸振构件54的结构所需的负载特性。因此，在相对于行人的腿部66和前保险杠40之间的碰撞中输入的冲击负载的反作用力能够充分作用在腿部66上，而与安装有该扫腿构件10的车辆类型无关。因此，能够更可靠更稳定地将腿部66扫开，从而能够更充分地保护腿部。

图8显示出根据本发明第三实施方式的扫腿构件10。在该第三实施方式中，基板12的前部26、中央部分30和后部28沿着纵向的尺寸D1、D2和D3没有改变，将具有预定弯曲刚度并且由合成树脂制成的加强板76固定在基板12的上表面或下表面上，在边界部分72和前相邻部分74上延伸。

在该情况下，使边界部分72和前相邻部分74的弯曲刚度比在没有固定加强板76时更高。因此，根据加强板76的弯曲刚度能够有效增大由在行人的腿部66和保险杠罩46之间的碰撞输入的冲击负载的最大值。可以看出，加强板76形成第一加强构件和第二加强构件。即使在通过加强板76这样增大边界部分72和前相邻部分74的弯曲刚度时，基板12的结构使得其刚度按照后部28、中央部分30和前部26这个顺序变高。

在具有上述结构的扫腿构件10中，通过非常简单的设计变化，即通过将具有不同弯曲刚度的任意加强板76固定到基板12的上表面或下表面上，从而能够任意改变冲击负载的最大值并且能够很容易调整负载特性。因此，能够有效地实现上述操作和优点。

尽管在第三实施方式中是将单个加强板76固定在基板12上在边界部分72和前相邻部分74上延伸，但是也可以例如将具有相同或不同刚度的两块加强板或者具有这样的刚度并且每块都由与板不同的材料制成的两个加强构件分别作为第一和第二加强构件固定在边界部分72和前相邻部分74上，以便改变边界部分72和前相邻部分74的刚度。

虽然在上面已经对本发明的实施方式进行了说明，但是应该指出的是，这些实施方式仅仅是举例说明，并且本发明的范围并不受这些实施方式的限制。

例如，虽然在上面实施方式中根据是否设有筋16至24以及筋16和24的数目和位置使得基板12的前部26、中央部分30和后部28的刚度不同，但是用于使这些刚度不同的结构没有特别限制，只要基板12的刚度按照前部26、中央部分30和后部28的顺序变低。

因此，例如，板状较厚的平筋可以从前部26一体伸出，并且与前部26上的筋数量相同的板状较薄的平筋可以从中央部分30一体地伸出。在该情况下，基板12的刚度也能够按照前部26、中央部分30和后部28的顺序变低。

图9显示出根据本发明第四实施方式的扫腿构件10。在第四实施方式中，从前部26和中央部分30去除筋16至24。在该情况下，具有预定厚度的第一板状加强构件78固定在中央部分30的整个一个表面上，并且第二板状加强构件80固定在前部26的整个一个表面上。第二板状加强构件80的厚度和刚度大于第一板状加强构件78的厚度和刚度。这使得基板12的刚度按照前部26、中央部分30和后部28的顺序变低。

在该情况下，第一板状加强构件78和第二板状加强构件80的材料没有特别限制。另外，第一板状加强构件78可以固定在中央部分30的两个表面上，并且第二板状加强构件80可以固定在前部26的两个表面上。作为另一种选择，第一板状加强构件78和第二板状加强构件80可以固定在这些部分的其他表面上。固定在前部26上的第二板状加强构件80中设有通孔82。这些通孔82与前部26中的通孔36对应并且共轴，而且具有与通孔36相同的形状和尺寸。

图10显示出根据本发明第五实施方式的扫腿构件10。在第五实施方式中，使基板12的厚度在前部26、中央部分30和后部28中不同，也就是说，厚度按照前部26、中央部分30和后部28的顺序变小，而不是在基板12的前部26和中央部分30上形成筋16至24或者将具有不同刚度的加强板78和80固定在其上。这也使得基板12的刚度按照前部26、中央部分30和后部28的顺序变低。

虽然在上面实施方式中基板12的中央部分30具有均匀的刚度，但是在中央部分30中可以设置具有不同刚度的多个区域，它们在沿着宽度方向的整个尺寸上延伸，沿着深度方向邻接，并且从中央部分的前侧开始刚度逐渐降低。

图11显示出根据本发明第六实施方式的扫腿构件10。在第六实施方式中，中央部分30进一步分成两个区域，即前中央区域84和后中央区域86。多个第一筋16和第三筋18以及多个第一辅助筋32和第二辅助筋34分别在前中央区域的上表面和下表面上伸出，从而前中央区域84的刚度小于前部26的刚度并且大于后部28的刚度。另一方面，使后中央区域86较厚，从而后中央区域86的刚度小于前中央区域84的刚度并且大于后部28的刚度。

在具有上述结构的扫腿构件10中，根据在行人腿部66和车辆前侧(例如前保险杠40)之间的碰撞中施加的冲击量，基板12不仅在边界部分72和前相邻部分74处而且还在中央部分30的前后中央区域84、86之间的边界部分处弯曲和变形。这有利地抑制了在冲击输入前期冲击负载过度增大。

当在基板12的中央部分30中设有具有不同刚度的这些部分时，这些部分的数量可以为三个或更多。

另外，在具有不同刚度的一些部分这样设置在中央部分30中时，例如可以按照不同数目或不同厚度在这些部分中设有各种类型的筋，可以将具有不同厚度的加强构件固定在这些部分上，或者这些部分可以具有不同的厚度。这些结构可以适当地组合使用。

另外，本发明不仅有利地应用于安装在固定于车辆前侧的保险杠内侧的行人保护装置，而且还应用于与保险杠分开安装在车辆前侧处的行人保护装置以及按照各种不同方式安装在除了汽车之外的其它车辆前侧处的行人保护装置。

虽然上面已经对本发明的具体实施方式进行了详细说明，但是这些实施方式只是举例说明，并且本发明能够按照其他各种方式实施。应当理解的是，本发明不限于前述说明，而是能够在不脱离在所附权利要求中限定的本发明范围的情况下用本领域普通技术人员容易想到的各种变化、变型和改进方案实施。

实施例

下面将对本发明的代表性实施例进行说明，以便更清楚地阐述本发明的特征。应该指出的是，本发明不限于这些实施例的说明。

实施例1

通过使用聚丙烯进行喷射模塑形成并且制备出具有根据本发明的结构的用作第一发明实施例的扫腿构件。在该扫腿构件中，如图10所示一样，基板的厚度和刚度按照前部、中央部分和后部的顺序逐渐变小。基板沿着深度方向的总尺寸为200mm，并且基板的前部、中央部分和后部的尺寸分别为50mm、100mm和50mm。前部、中央部分和后部的厚度分别为3.0mm、2.5mm和2.0mm。

为了比较，通过使用聚丙烯进行喷射模塑形成并且制备出用作第一比较例的扫腿构件。在第一比较例中，基板的前部、中央部分和后部的厚度分别为2.0mm、2.5mm和3.0mm。也就是说，基板的厚度按照前部、中央部分和后部的顺序逐渐变大，从而基板的刚度按照其前部、中央部分和后部的顺序逐渐变高。

也通过使用聚丙烯进行喷射模塑形成并且制备出用作第二比较例的扫腿构件。在第二比较例中，基板的前部、中央部分和后部的厚度分别为3.0mm、2.5mm和1.5mm，从而基板的刚度按照中央部分、后部和前部的顺序逐渐降低。而且，通过使用聚丙烯进行喷射模塑形成并且制备出用作第三比较例的扫腿构件。在该第三比较例中，基板具有2.5mm的均匀厚度，并且具有均匀的刚度。

按照图4所示的方式，将制备出的具有不同结构的扫腿构件，即第一发明实施例以及第一至第三比较例，分别安装在固定于实际车辆(汽车)前侧的前保险杠的保险杠罩内侧，由此获得四种试验车辆。随后，在假定试验车辆的前保险杠碰撞行人的情况下在每台试验车辆上进行行人碰撞试验，并且按照已知的方式检测输入给每个扫腿构件的冲击负载如何随着时间变化。图12显示出试验结果。在每台试验车辆的行人碰撞试验中，使得试验车辆的前保险杠的前部以40km/h的速度与重量为14kg的假入碰撞。

如图12所示，在第一发明实施例的扫腿构件中，冲击负载在由于与行人碰撞而导致的冲击输入的前期迅速增大，并且在碰撞之后瞬时到达目标负载。相反，在第一至第三比较例的扫腿构件中，冲击负载在冲击输入的前期中缓慢增大，并且在碰撞之后经过相对较长的时间到达目标负载，或者不会到达目标负载。这清楚地显示出在具有根据本发明的结构的扫腿构件中能够充分可靠地确保相对于冲击负载的反作用力。

实施例2

通过使用聚丙烯进行喷射模塑形成并且制备出在图1至3中所示的具有根据本发明的结构的扫腿构件用作第二发明实施例。在该第二发明实施例中，由于在前部和中央部分上设有第一至第五筋，所以基板的刚度按照其前部、中央部分和后部的顺序逐渐变低。基板沿着深度方向的总尺寸为190mm，并且基板的前部、中央部分和后部的尺寸分别为30mm、110mm和50mm。设在前部和中央部分上的第一至第五筋的每一个厚度为3mm，高度为25mm。

另外，形成并且制备出作为第三发明实施例的具有根据本发明结构的扫腿构件。该第三发明实施例具有与上述第二发明实施例相同的基本结构。基板的前部、中央部分和后部沿着深度方向的尺寸分别为30mm、130mm和30mm。基板沿着深度方向的尺寸和前部沿着深度方向的尺寸等于在第二实施例中的尺寸，但是中央部分的尺寸更大，并且后部的尺寸比在第二发明实施例更小。

按照与第一实施例类似的方式，将这样制备出并且具有不同结构的第二和第三发明实施例的扫腿构件安装在实际车辆(汽车)的前部处，由此获得两种试验车辆。在每台试验车辆上进行与第一实施例类似的行人碰撞试验，并且按照已知的方式检测输入给每个扫腿构件的冲击负载如何随着时间变化。图13显示出试验结果。

如图13所示，在基板的中央部分沿着深度方向更长的第三发明实施例的扫腿构件中的冲击负载的最大值，大于中央部分沿着深度方向的尺寸更短的第二发明实施例的扫腿构件的最大值。这清楚显示出，通过改变刚度在前部和后部的刚度之间的中央部分沿着深度方向的尺寸，由此调节在边界部分(位于中央部分和后部之间)和前相邻部分之间(位于固定在车辆上的那部分后部上并且与之相邻)的距离，从而能很容易调整扫腿构件的负载特性。

实施例3

首先，制备出在上述第二实施例中的第二发明实施例的扫腿构件。另外，制备出具有在图8中所示的根据本发明结构并且具有与第二发明实施例类似的基本结构的第四发明实施例。在第四发明实施例的扫腿构件中，在基板的下表面上固定具有预定弯曲刚度的铁加强板，在前相邻部分和边界部分上延伸。该加强板具有1.0mm的厚度，并且沿着深度方向的尺寸为80mm。

按照与上述第一实施例类似的方式，将第二和第四发明实施例的两种扫腿构件安装在实际车辆(汽车)的前部处，从而获得两种试验车辆。随后，在每台试验车辆上进行与第一实施例类似的行人碰撞试验，并且按照已知的方式检测输入给每个扫腿构件的冲击负载如何随着时间变化。图14显示出试验结果。

如图1 4所示，在将加强板固定在基板的下表面上在边界部分和前相邻部分上延伸的第四发明实施例的扫腿构件中的冲击负载的最大值，大于没有设置加强板的第二发明实施例的扫腿构件中的最大值。这清楚显示出，通过将加强板固定在基板的下表面上在边界部分和前相邻部分上延伸，能很容易调整扫腿构件的负载特性。

实施例4

制备出在上述第二实施例中的第二发明实施例的扫腿构件。另外，制备出作为第五发明实施例的具有与第二发明实施例类似的基本结构的扫腿构件。在第五发明实施例中，加强筋与设在基板的前部和中央部分上的第一和第二筋分开，从基板的下表面一体地伸出，在边界部分和前相邻部分上延伸。加强筋沿着深度方向的尺寸80mm，并且其厚度为1.0mm。通过形成这种加强筋，使基板的前部、中央部分和后部的刚度稳定地平衡，从而基板的刚度按照前部、中央部分和后部的顺序变低。

按照与上述第一实施例类似的方式，将第二和第五发明实施例的两种扫腿构件安装在实际车辆(汽车)的前部处，从而获得两种试验车辆。随后，在每台试验车辆上进行与第一实施例类似的行人碰撞试验，并且按照已知的方式检测输入给每个扫腿构件的冲击负载如何随着时间变化。图15显示出试验结果。

如图15所示，在将加强筋与基板的下表面设置成一体在边界部分和前相邻部分上延伸的第五发明实施例的扫腿构件中的冲击负载的最大值，大于在没有设置加强筋的第二发明实施例的扫腿构件中的最大值。这清楚显示出，通过将加强筋与基板的下表面形成为一体在边界部分和前相邻部分上延伸，能很容易调整扫腿构件的负载特性。

Claims

1. 一种用于车辆的行人保护装置，包括：

其中，在车辆前侧碰到行人腿部时，所述板的前部的伸出部分接触到腿部的下部并且将它扫开，以保护腿部，

其特征在于，所述板前部的刚度比后部的刚度更大，中央部分的刚度比前部的刚度更小并且比后部的刚度更大。

2. 如权利要求1所述的行人保护装置，其特征为，所述板的中央部分包括多个具有不同刚度的区域，这些区域在车辆沿着横向的全部尺寸上延伸，沿着车辆的纵向邻接，并且从中央部分前侧开始刚度逐渐降低。

3. 如权利要求1所述的行人保护装置，其特征为，沿着车辆纵向延伸的多个加强筋分别与所述板的前部和中央部分中的每一个都设置成一体，沿着车辆的横向间隔开，并且前部和中央部分的刚度比没有设置加强筋的后部的刚度更大，并且

设在前部中的加强筋的数目大于设在中央部分中的加强筋的数目，在前部的加强筋之间沿着车辆横向的间距小于在中央部分的加强筋之间的间距，从而前部的刚度比中央部分的刚度更大。

4. 如权利要求1所述的行人保护装置，其特征为，所述板的中央部分比后部更厚，从而中央部分的刚度比后部的刚度更大，并且前部比中央部分更厚，从而前部的刚度比中央部分的刚度更大。

5. 如权利要求1所述的行人保护装置，其特征为，在中央部分的至少一个表面上固定有具有预定刚度的第一板状加强构件，从而中央部分的刚度比后部的刚度更大，并且在前部的至少一个表面上固定有刚度比第一板状加强构件的刚度更大的第二板状加强构件，从而前部的刚度比固定有第一板状加强构件的中央部分的刚度更大。

6. 一种调整用于车辆的行人保护装置的负载特性的方法，其特征为，所述行人保护装置包括：

其特征在于，所述板前部的刚度比后部的刚度更大，中央部分的刚度比前部的刚度更小并且比后部的刚度更大，从而通过在前部的伸出部分与行人腿部接触时输入的冲击负载，使得该板在位于中央部分和后部之间的边界部分处弯曲，以及在后部的位于固定部分前侧并且与之相邻的前相邻部分处弯曲，并且

7. 一种调整用于车辆的行人保护装置的负载特性的方法，其特征为，所述行人保护装置包括：

通过将第一板状加强构件固定在边界部分上并且将第二加强构件固定在前相邻部分上，来调节冲击负载的最大值并且调整负载特性，在低于前部的刚度的范围内，所述第一加强构件增大边界部分的刚度；在低于中央部分的刚度的范围内，所述第二加强构件增大前相邻部分的刚度。

8. 如权利要求6所述的方法，其特征为，所述板的中央部分包括多个具有不同刚度的区域，这些区域在该车辆沿着横向的整个尺寸上延伸，沿着车辆的纵向邻接，并且从中央部分的前侧开始刚度逐渐降低。