CN100445133C - 车辆用保险杠结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车辆用保险杠结构，该结构紧凑且能够充分的减轻行人腿部的受伤程度。保险杠结构(10)包括：横跨车宽方向的保险杠梁(11)；覆盖该保险杠梁(11)的前表面(15)的保险杠皮(12)；介于两者之间的能量吸收部件(13)，其特征在于：至少在保险杠梁(11)的前表面(15)具有平坦的铅直面(26)，能量吸收部件(13)由发泡材料制成，为剖面呈L字状的部件(27)，包括从铅直面(26)向保险杠皮延伸的主体部(21)及从该主体部(21)的上表面(22)向上延伸的头部(23)，在能量吸收部件(13)的头部与保险杠梁(11)的前表面(15)之间留有空间(24)。

Description

车辆用保险杠结构
技术领域
本发明涉及能够减轻行人腿部的受伤程度的车辆用保险杠结构。
背景技术
在现有的各种提案(例如，参照日本专利公开公报特开2004-155313号(专利文献1)(图10、图11)、日本专利公开公报特开平11-208389号(专利文献2)(图4))中，作为车辆用保险杠，为了减轻行人腿部的受伤程度，保险杠梁及保险杠梁的前表面由保险杠皮覆盖，并在保险杠与保险杠皮之间设置能量吸收部件。
基于下图说明专利文献1。
图11为现有的技术的基本构成说明图。
(a)表示行人的腿部105与保险杠结构100相撞时的状态，保险杠结构100结构为，在保险杠梁101与保险杠皮102之间设置拥有多个支撑壁部103...(...表示多个)的能量吸收部件104。
腿的膝盖以下部分106与保险杠皮102相撞时，大腿部107开始向箭头α所示一侧倒下。
(b)为继(a)之后的作用图，大腿部及膝盖部108向车辆侧位移。此时，在能量吸收部件104中，上侧部分比下侧部分的变形程度大，由于能量吸收部件104对应腿部105各个部位的位移而变形，所以可减轻腿部105的受伤程度。
但是，由于能量吸收部件104是由支撑壁部103...构成的部件，上下方向的长度有限，所以能量的吸收性能比较小。为了提高能量吸收性能，需要将能量吸收部件大型化，即延长上下及前后(图中为左右)的长度，但是这样会出现新的问题，即对车辆的外观及发动机冷却性能产生不好的影响。
基于下图说明专利文献2。
图12为现有的技术的基本构成说明图。
在(a)中，由下侧座与上侧座构成的能量吸收部件110，其特征在于：将设在腿部高度方向上的上侧座作为分离体111，在该分离体111纵向上设有多条切缝112...。
由于在作为上侧座的分离体111上设有切缝112...，所以可使能量吸收部件110小型化，但是，根据分离体111发生冲击的位置的不同，吸收能量的差异也很大。
下面说明由于冲击位置的不同吸收能量的差异。
(b)表示腿部113与分离体111发生冲击的状态，腿部113由于没有进入切缝112，故分离体没有发生沿车宽方向的挠曲变形而压缩变形。因此，存在不能吸收腿部113的荷载的部分，根据冲击的位置不同，不能充分的减轻腿部113的受伤程度。
这样，在专利文献2所述的结构中，由于冲击位置的不同，能量的吸收量也会发生变化，所以，作为以能量吸收为目的的保险杠结构来说是不足的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车辆用保险杠结构，其结构紧凑且能够充分的减轻行人腿部的受伤程度。
技术方案1所述的发明，其中，保险杠结构包括：沿车宽方向延伸的保险杠梁；覆盖保险杠梁前表面的保险杠皮，处于二者之间的能量吸收部件，其特征在于：保险杠梁至少在其前表面有平坦的铅直面；能量吸收部件是由发泡材料制成的剖面呈L字状的部件，包括从铅直面向保险杠皮延伸的主体部及从该主体部的前部上表面或前部下表面开始向上或向下延伸的头部；在能量吸收部件的头部与保险杠梁的前表面之间保持一定的空间。
技术方案2所述发明，其中，其特征在于：保险杠梁为铝挤压成型品，在车宽方向的中央有配合孔；能量吸收部件具有与配合孔相嵌合的突出部，并在该能量吸收部件车宽方向的左、右端上均设有上、下卡钩，该卡钩能够分别卡止于设在保险杠梁前表面上的上突缘上和前表面下的下突缘上。
在技术方案1所述发明中，能量吸收部件由发泡材料制成，设有从铅直面向保险杠皮延伸的主体部及从该主体部的前部上表面或前部下表面开始向上或向下延伸的头部，在能量吸收部件的头部与保险杠梁的前表面之间保持一定的空间。
由于在主体部的前部的上表面或下表面设有向上或向下延伸的头部，所以可以提供必要的力用于保持冲击初期的腿部。
另外，由于确保了头部与保险杠梁的前表面的之间的空间，冲击时能量吸收部件可以在空间上发生移动，进而避免了发生保险杠梁与保险杠皮相抵接，即触皮现象，并且避免了由于能量吸收部件被压溃而使荷载急剧上升的情况。
而且，由于在头部的后方留有空间，可以使保险杠的冲击吸收行程充分，且可得到较好的荷载特性。
这样，横跨保险杠头部的整体，可以得到用于保持冲击初期的腿部的必要的力，并且可得到较好的荷载特性。
技术方案2所述发明，能量吸收部件由于具有与配合孔相嵌合的突出部，并在该能量吸收部件车宽方向左、右端上均设有上、下卡钩，且该卡钩能够分别卡止于设在保险杠梁前表面上的上突缘上和前表面下的下突缘上，故能量吸收部件的突出部嵌合在保险杠梁的配合孔中，能量吸收部件的上、下卡钩可以卡止在保险杠梁的上、下突缘上。
这样，能量吸收部件可以比较容易地安装在保险杠梁上。
附图说明
图1是本发明所述车辆用保险杠结构的要部剖面图。
图2是本发明所述车辆用保险杠结构的俯视图。
图3是沿图2的线3-3的剖面图。
图4是沿图2的线4-4的剖面图。
图5是车辆用保险杠结构的作用图。
图6是车辆用保险杠的荷载特性测定方法说明图。
图7是比较例1实验结果说明图。
图8是比较例2实验结果说明图。
图9是本发明所述车辆用保险杠结构的特性示意图。
图10是图1的其他实施例的图。
图11是现有技术的基本构成说明图。
图12是现有技术的其他基本构成说明图。
具体实施方式
基于附图说明实施本发明的最佳实施方式。图的阅读方向以图中标记的阅读方向为准。「前」、「后」、「左」、「右」、「上」、「下」为驾驶者所视方向。
图1为本发明所述车辆用保险杠结构的要部剖面图，车辆用保险杠10为在保险杠梁11与在车辆前端的保险杠皮12之间设有能量吸收部件13的结构。能量吸收部件13由发泡材料14形成。并且，能量吸收部件的后表面16与保险杠梁的前表面15相贴，能量吸收部件的前表面17朝向保险杠皮12安装。
能量吸收部件13为剖面呈L字型的部件，由主体部21及从该主体部21的上表面22向上方延伸的头部23构成，在该头部23与保险杠梁的前表面15之间形成有空间24。
即，保险杠10包括：支撑保险杠的保险杠梁11；保险杠皮12，其覆盖该保险杠梁11的前表面15，为车辆外观的重要因素；介于两者之间的能量吸收部件13，其特征在于：保险杠梁11至少在其前表面15具有平坦的铅直面26，能量吸收部件13由发泡材料14制成，且其为剖面呈L字状的部件27，由从铅直面26向保险杠皮12延伸的主体部21及从该主体部21的上表面22向上延伸的头部构成，在能量吸收部件13的头部23与保险杠梁11的前表面15之间留有空间24。
图2为本发明所述车辆用保险杠结构的俯视图，横跨车宽方向的保险杠梁11安装在沿车辆前后方向延伸的前车架31、31上，该保险杠梁11上安装有能量吸收部件13。下图往后说明能量吸收部件13的安装结构。
图3为沿图2的线3-3的剖面图，在由铝挤压部件制成的保险杠梁11的前表面15上设有配合孔32，前表面15与能量吸收部件13的后表面16相贴，并且能量吸收部件13上设置的突出部33嵌合在配合孔32中。
回到图2，能量吸收部件13可通过两个突出部33、33定位。
即，保险杠梁11由铝挤压部件制成，且在其车宽方向中央形成有配合孔32、32，能量吸收部件13具有嵌合在配合孔32、32中的突出部33。
能量吸收部件13由于具有与保险杠梁11的配合孔32、32相嵌合的突出部33、33，故能量吸收部件的突出部33可以嵌合在保险杠梁的配合孔32中。
图4为沿图2的线4-4的剖面图，保险杠梁11为在前表面15上下方向具有突缘的34、34的部件。另一方面，能量吸收部件13具有可卡止在突缘34、34上的上下卡勾35、35。
即，能量吸收部件13可凭借设在其车宽方向左右端上的上下卡勾35、35简单安装在保险杠梁11上。
下面说明由以上结构构成的本发明车辆用保险杠结构的作用。
图5为车辆用保险杠结构的作用图。
(a)表示车辆用保险杠在承受荷载G之前的状态。在该状态下，能量吸收部件13没有发生变形。
(b)为车辆用保险杠承受载荷G，能量吸收部件13发生变形的状态。行人的腿部与能量吸收部件13的头部23相撞，头部23如图示箭头a方向变形，并且，主体部21如图示箭头b方向及c方向变形。
在能量吸收部件13的主体部21的上表面22向上方设有头部23，与行人的腿部最先相撞的头部23所处地方的容积增大。由于头部23所处地方的容积增大，在冲击的初期，减少了低荷载的区域，提高了能量吸收的效率。
由于提高了冲击初期的能量的吸收效率，所以将荷载保持在规定的荷载G以下的同时，可以在有限的变形行程中确保必要的冲击吸收性能。
(c)为车辆用保险杠承受荷载G，能量吸收部件13的进一步变形的状态。能量吸收部件13的主体21沿上下方向变宽，头部23伸进空间24。
为了确认以上的作用进行实验。下面说明实验装置的概要。
图6为车辆用保险杠的载荷特性的测验方法说明图，载荷测量装置为测量行人发生冲击时的能量吸收能力和荷载特性的装置，该装置以从地面到膝盖的高度为Lmm的人为基准。
该方法被称为EEVC WG测试，为汽车业界自行规定的测试。L的值为494mm。本发明的保险杠结构具有的空间24的高度与膝盖的高度大致相同。
另外，最好的荷载特性是：初期荷载不会过分升高，不会发生由于触皮而引起的荷载上升，且冲击吸收能量越大越好。
下面，说明比较例1、2及实施例的实验结果。
图7为比较例1的实验结果说明图，(a)表示车辆用保险杠结构的剖面图、(b)表示(a)结构的荷载特性。荷载特性的横轴为行程ST，纵轴为荷载G。
在(a)中，能量吸收部件13的形状为其凸部朝向保险杠皮12的单一形状。能量吸收部件13的前后方向长度为L1。
在(b)中，随着行程的增加荷载G上升，但是，由于保险杠梁11与保险杠皮12之间的发泡材料所需的移动空间不足，产生了触皮荷载G1。该触皮荷载G1超过了保护腿部的必要的允许荷载Ga，不利于保护腿部。
图8为比较例2的实验结果说明图，(a)表示车辆用保险杠结构的剖面图，(b)表示(a)结构的荷载特性。荷载特性的横轴为行程ST，纵轴为荷载G。
在(a)中，保险杠梁11的前表面15上安装的能量吸收部件13的形状为其凸部朝向保险杠皮12的单一形状，为了确保冲击吸收能量，能量吸收部件13的长度设为L2(L1＜L2)。
在(b)中，随着行程的增加荷载G上升，但是，由于在保险杠梁11与保险杠皮12之间确保了足够的发泡材料所需的移动空间37，因此，很难发生由于触皮而使荷载急剧上升的问题。
但是，由于行程ST为S2(S1＜S2)，虽然对于冲击能量的吸收比较好，但是，车辆的前后长度太长，给车辆的外观等方面留下了问题。
图9为实施例的实验结果说明图，(a)为车辆用保险杠结构的剖面图，(b)为(a)结构的荷载特性。荷载特性的横轴为行程ST，纵轴为荷载G。
如(a)所示，能量吸收部件13从其主体部21的前部立设有头部23，在头部23与保险杠梁的前表面15之间留有空间24。
在(b)中，随着行程的增加荷载G上升。由于形成了头部23与空间24，随着荷载G的上升，头部23向空间24移动，所以可以减少能量吸收部件13的破坏残骸，较难发生触皮现象G，可高效率的吸收冲击能量。
即，由于从能量吸收部件13的主体部21的上表面22向上延伸设有头部23，在冲击的初期可以得到保护腿部所必需的荷载。
另外，由于在头部23与保险杠梁11的前表面15的中间留有空间24，能量吸收部件13的破坏残骸减少，而且，因冲击能量吸收部件13变形，保险杠梁11与保险杠皮12相对，即不会由于触皮而使荷载急剧上升。
此外，由于确保了头部23后方的空间24，所以保险杠的冲击吸收行程可以很充分，可以得到希望的荷载特性。
这样，横跨保险杠头部的整体，可以得到用于保持冲击初期腿部的必要的荷载，并且可得到希望的荷载特性。
回到图3，说明空间24的长度t及头部的高度h。
空间24的长度t最好为能量吸收部件13的前后方向长度T的20％～40％。
若小于20％的话，会发生触皮，并且，在冲击初期腿部受到的初期荷载过大，不能减轻腿部的受伤程度。
相反，若大于40％，可使能量吸收行程变大，为了确保吸收冲击的能量，有必要保持规定的长度T，会对车辆的外观产生不好的影响。
因此，空间24的长度t最好为能量吸收部件13的前后方向长度T的20％～40％。
头部的高度h最好为能量吸收部件13的上下方长度H的30％～50％。
若小于30％，会发生触皮，并且，在冲击初期腿部受到的初期荷载过大，不能充分地减轻腿部的受伤程度。
相反，若大于40％，可使能量吸收行程变大，为了确保吸收冲击的能量，有必要保持规定的长度H，会对车辆的外观产生不好的影响。
因此，头部的高度h最好为能量吸收部件13的上下方长度H的30％～50％。
图10为图1的另一个实施例图，若沿用图1的符号进行说明的话，表示如下：保险杠梁11的前表面15为铅直面26，能量吸收部件13包括从该铅直面26朝保险杠皮12延伸的主体部21及从该主体部21的前部下面22B向下延伸的头部23，在能量吸收部件13的头部23与保险杠梁11的前表面15之间留有空间24。
另外，在技术方案1所述的车辆用保险杠结构中，保险杠梁可以不是铝的挤压成型品。例如，由薄钢板或铝板冲压成型也可以。此外，将能量吸收部件固定在保险杠梁上的方法也比较随意。例如，螺钉、螺母等连接方法，或者用环氧类粘着剂等粘着方法连接也可以。
本发明所述车辆用保险杠结构比较适用于四轮汽车。

Claims (2)

1.一种车辆用保险杠结构，包括：沿车宽方向延伸的保险杠梁；覆盖该保险杠梁的前表面的保险杠皮；介于保险杠梁和保险杠皮之间的能量吸收部件，其特征在于：
上述保险杠梁至少在其前表面具有平坦的铅直面；
上述能量吸收部件为由发泡材料制成的截面呈L字状的部件，包括从上述铅直面向保险杠皮延伸的主体部及从该主体部的前部上表面或前部下表面向上或向下延伸的头部；
在能量吸收部件的头部与保险杠梁的前表面之间确保有空间，
上述空间的长度为上述能量吸收部件的前后方向长度的20％～40％，上述头部的高度为上述能量吸收部件的上下方长度的30％～50％。
2.权利要求1所述车辆用保险杠结构，其特征在于：上述保险杠梁是铝挤压成型品，在其车宽方向中央设有配合孔；
上述能量吸收部件具有与上述配合孔相嵌合的突出部，并在该能量吸收部件车宽方向的左、右端均设有上、下卡钩，该卡钩能够分别卡止于设在上述保险杠梁的前表面上的上突缘上和前表面下的下突缘上。
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