CN101031461A - 车辆用冲击吸收体 - Google Patents

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Abstract

提供一种车辆用冲击吸收体，在冲击吸收体被压坏时，冲击吸收体的壁面的一部分通过破裂诱导部的作用首先破坏并产生开口，由此排除填充在中空部的空气的影响，可以发挥稳定的冲击吸收性能；同时不受外部空气温度的影响，可以在高温至低温之间的大范围内维持所希望的冲击吸收性能。冲击吸收体(1)是通过吹塑成形而一体成形形成的中空构造。冲击吸收体(1)上至少形成一个破裂诱导部(12)。破裂诱导部(12)由在冲击吸收体(1)的壁面上形成的槽口状的凸条(13)组成。冲击吸收体(1)由聚烯系树脂和非晶性树脂的聚合物混合体的热可塑性树脂构成。

Description

车辆用冲击吸收体
技术领域
本发明涉及一种车辆用冲击吸收体，通过设置在车辆的组成部件中，例如门、门饰板或车体边板、车顶板、支柱、保险杠(特别是填充在保险杠座和保险杠横梁之间吸收保险杠座所受到的冲击的物质)等内部，吸收来自于乘车者对组成车辆部件的内壁的内部冲击，或者吸收与其他车辆之间冲突时的外部冲击。
背景技术
这种车辆用冲击吸收体有通过吹塑成形的热可塑性树脂形成的中空二重壁构造的中空部，从其外壁和内壁形成凹状肋，彼此的前端部接合为一体，实现提高其冲击吸收性的内容记载于日本国专利特开2004-149074公报中。另外，由弯曲弹性模量为5000kg/cm2～2500kg/cm2的聚丙烯树脂构成的车辆用冲击吸收体记载于日本国专利特许第3313999号公报中。
并且，在日本国专利特开2000-193008号公报中记载有下述部件，在圆筒状的冲击能吸收部件中，作为破坏的触发器，形成切入或槽口状、使之产生稳定的自我破坏的部件。进而，作为中空袋状的吹塑成形的车辆用侧面冲击应对垫片，在应力集中部作用下使垫片全体破裂的冲击能吸收体记载于日本国专利特开2000-177518号公报中。
如上述日本国专利特开2004-149074号公报中所记载的车辆用冲击吸收体，是通过吹塑成形制造的有中空二重壁构造的车辆用冲击吸收体，在冲击吸收体吸收冲击能的过程中，冲击吸收体被破坏，特别是凹状肋的壁面被压碎。但是，随着冲击吸收体的被压坏，冲击吸收体的中空部内填充的空气被压缩，内部压力的上升对冲击吸收特性产生影响。这种影响通常会使负载值产生波动，使冲击吸收性能的调整变得困难。
同时，如上述日本国专利特许第3313999号公报中所记载的车辆用冲击吸收体，由弯曲弹性模量为5000kg/cm2～25000kg/cm2的聚丙烯树脂构成，其在受到中空部内填充空气的影响的同时，随着外部气温度在60℃～-15℃之间变化，冲击吸收时的应力产生变化，同样地，负载值产生波动或者降低，冲击吸收性能发生变化。即，以聚丙烯树脂制的冲击吸收体的压缩应变为50％时的常温状态下的负载应力作为基准，外部气温在-15℃时的应力变化率是21％，外部气温在60℃时的应力变化率是-34％。
因此，在这种车辆用冲击吸收体中，排除对冲击性能产生影响的因素，在设计中通过可调整的控制手段(此处为凹状肋的形状、个数、或构成冲击吸收体的壁面的厚度尺寸等)对冲击吸收性能进行设定，同时希望可以改善冲击吸收性能随温度变化的性能。
发明内容
这里，本发明的目的是提供一种通过吹塑成形而成的一体化的中空构造的冲击吸收体，该冲击吸收体包括：具有中空部的本体；以及本体彼此相对的第一壁及第二壁分别向另一方凹陷、且相互的前端部接合的成对的多个凹状肋，同时，通过在壁面处形成破裂诱导部，在冲击吸收体被压坏时，冲击吸收体的壁面的一部分通过破裂诱导部先被破坏并形成开口，由此排除填充在中空部的空气的影响，通过冲击吸收体的压溃变形可以使冲击吸收性能得到稳定的发挥；进一步的，通过由聚烯系树脂和非晶性树脂的聚合物混合体的热可塑性树脂构成冲击吸收体，基于破裂诱导部的破坏容易形成开口，可以适当地将中空部内的空气排出到外部空气中，从而可以防止中空部内的空气压缩，同时，可以在不受外部空气温度的影响下，在高温至低温之间的大范围内维持所希望的冲击吸收性能。
本发明为了达到上述目的，提供一种技术方案1至技术方案8中所述的车辆用冲击吸收体。即，技术方案1中的车辆用冲击吸收体是内设在车辆构成部件中，用于吸收来自车辆内部或外部的冲击的热可塑性树脂制的车辆用冲击吸收体，其特征在于：该车辆用冲击吸收体是通过吹塑成形而成的一体化的中空构造，包括：具有中空部的本体；以及使该本体的彼此相对的第一壁及第二壁分别向另一方凹陷，且相互的前端部接合而成的成对的多个凹状肋，同时，在构成冲击吸收体的壁面上至少形成一个破裂诱导部。
技术方案2的车辆用冲击吸收体的特征在于：在技术方案1的结构中，破裂诱导部为构成冲击吸收体的壁面的壁厚相对较薄的薄壁部。
技术方案3的车辆用冲击吸收体的特征在于：在技术方案1或2的结构中，破裂诱导部为在冲击吸收体的壁面上形成的槽口状的凸条或沟条。
技术方案4的车辆用冲击吸收体的特征在于：在技术方案1或2的结构中，破裂诱导部为在冲击吸收体的壁面上形成的弯曲部。
技术方案5的车辆用冲击吸收体的特征在于：在技术方案1、2、3或4的结构中，破裂诱导部形成于构成冲击吸收体的壁面中的形成凹状肋的壁面内侧，所述冲击吸收体包括：具有中空部的本体；以及该本体的彼此相对的第一壁及第二壁分别向另一方凹陷，其前端部接合而形成的成对的凹状肋。
技术方案6的车辆用冲击吸收体的特征在于：在技术方案1、2、3、4或5的结构中，冲击吸收体是由弯曲弹性模量在10000kg/cm2以上，并且常温时的艾氏冲击值在35kg/cm2以下的热可塑性树脂形成的。
技术方案7的车辆用冲击吸收体的特征在于：在技术方案1、2、3、4或5的结构中，冲击吸收体由作为聚烯系树脂和非晶性树脂的聚合物混合体的热可塑性树脂构成。
技术方案8的车辆用冲击吸收体的特征在于：在技术方案7的结构中，聚烯系树脂是聚丙烯树脂，非晶性树脂是聚苯乙烯树脂、ABS树脂、变性PPE树脂或者由这些树脂的混合物构成的组合中的至少一种树脂。由聚合物混合体组成的热可塑性树脂的弯曲弹性模量是9000kg/cm2～22000kg/cm2，且常温时的艾氏冲击值为15kg/cm2～40kg/cm2。
根据本发明的车辆用冲击吸收体，是通过吹塑成形的一体化的中空构造的冲击吸收体，包括：具有中空部的本体；以及本体中彼此相对的第一壁及第二壁分别向对向凹陷，其前端部接合而形成的成对的多个凹状肋，通过壁面处形成的破裂诱导部，在冲击吸收体被压坏时，冲击吸收体的壁面的一部分通过破裂诱导部先被破坏并形成开口，由此排除填充在中空部的空气的影响，通过冲击吸收体的压溃变形，可以使冲击吸收性能得到稳定的发挥；进一步的，冲击吸收体是由聚烯系树脂和非晶性树脂的聚合物混合体的热可塑性树脂所构成，由此，容易形成基于破裂诱导部的破坏的开口，适当地将中空部内的空气排出到空气中，从而可以防止中空部内的空气的压缩，同时，可以在不受外部空气温度的影响下，在高温至低温之间的大范围内维持所希望的冲击吸收性能。
附图说明
图1所示是本发明中一实施方式中关于车辆用冲击吸收体的部分断裂状态时的立体图；
图2所示是图1的正视图；
图3所示是图1的主要部分的详细剖面图；
图4所示是图1的A-A剖面图；
图5所示是图1的B-B剖面图；
图6所示是本发明中一实施方式中关于车辆用冲击吸收体应力和应变之间关系的坐标图；
图7所示是本发明中一实施方式中关于车辆用冲击吸收体的吹塑成形状态中的剖面图；
图8所示是图7的状态结束时的剖面图；
图9所示是本发明中关于内设车辆用冲击吸收体的车辆门饰板的状态的剖面图；
图10所示是本发明中关于内设车辆用冲击吸收体的汽车后柱的状态的剖面图；
图11所示是本发明中关于内设车辆用冲击吸收体的汽车后保险杠的后视图；
图12所示是本发明中关于将车辆用冲击吸收体安装在汽车后保险杠的保险杠座和保险杠横梁之间状态下的部分断裂状态时的立体图。
具体实施方式
为了更为详细的对本发明进行论述，按照附图加以说明。
图1所示是本发明中一实施方式中关于车辆用冲击吸收体的部分断裂状态时的立体图，图2是正视图，图3是主要部分的详细剖面图，图4是图1的A-A剖面图，图5是图1的B-B剖面图，图6是本发明中一实施方式中关于车辆用冲击吸收体应力和应变之间关系的坐标图。图7是本发明中一实施方式中关于冲击吸收体的吹塑成形状态的剖面图，图8是上图的状态结束时的剖面图，图9是示出在车辆门饰板中内设本发明的车辆用冲击吸收体的状态的剖面图，图10是本发明中关于内设车辆用冲击吸收体的汽车后柱的状态的剖面图，图11是本发明中关于内设车辆用冲击吸收体的后保险杠的后视图，图12是本发明中关于将车辆用冲击吸收体安装在前保险杠的保险杠座和保险杠横梁之间状态下的部分断裂状态时的立体图。
图1至图5中，1是冲击吸收体。该冲击吸收体1经热塑性塑料吹塑成形而成为中空状。2是中空部，3是周壁面，4是第一壁，5是第二壁。形成上述中空状的车辆用冲击吸收体1的第一壁4及第二壁5的双方分别与对方相对凹陷形成成对的多个凹状肋6、7，这些凹状肋6、7的前端部相互抵接成为焊接面8。在第一壁4上，以连接凹状肋6之间的方式形成连接肋9。在冲击吸收体1的周围壁3处，从分型线附近开始向第二壁5一侧形成多个安装片10，11是安装孔。
在冲击吸收体1上至少形成一个破裂诱导部12。即，在周围壁3的大致中间部位开口的凹状肋6、7上有在各自长度方向上形成的槽口状凸条(剖面是V字状的凸条)13，该槽口状凸条13形成破裂诱导部12。并且，该破裂诱导部12也可以是槽口状沟条、构成冲击吸收体1的壁面的相对较薄的薄壁部，或者是形成在冲击吸收体1的壁面上的弯曲部。
作为破裂诱导部12，优选如上所述的形成在冲击吸收体1的壁面上的薄壁部、槽口状的凸条或凹沟、或者弯曲部等，薄壁部可以形成为形成槽口状的凸条、凹沟或弯曲部的前端。作为薄壁部的厚度，只要比构成冲击吸收体的壁面薄即可，对其厚度虽没有特别的限定，但是在冲击吸收体的平均壁厚为2.0mm左右的情况下，薄壁部的厚度最好在0.5mm以下。同时，凸条13或者凹沟最好形成宽度为1.0～4.0mm，深为2.0～3.0mm的V字形状，进一步的，壁面处的凸条13或者凹沟的前端的壁厚最好是相对更薄。但是，可以根据冲击吸收体的形状或大小选择合适的凸条13和凹沟，只要通过缺口效应使设定的部位产生应力集中，通过破裂或破坏产生开口即可，不必限定在上述范围内。同时进一步的，弯曲部与槽口状一样，要在冲击吸收体壁面上形成产生应力集中的形状，特别希望其形成曲率半径在3.0mm以下的弯曲形状，例如可以作为冲击吸收体的壁面和安装片的边界部而形成。这里，破裂诱导部12可以在冲击吸收体1的壁面的任意位置处形成，但从通过破裂和破坏易于产生开口的观点出发，希望在侧壁或凹状肋内形成在受到冲击的方向上、即与第一壁和第二壁大致垂直的方向上延伸的筋状。
本发明中的车辆用冲击吸收体是由聚乙烯、聚丙烯等聚烯系树脂，聚苯乙烯、ABS树脂等苯乙烯系树脂，聚对苯二甲酸乙二酯等聚酯系树脂，聚酰胺等的刚性等机械强度大的树脂构成。特别是，从使破裂诱导部更好的发挥作用的观点出发，聚丙烯、ABS树脂、耐冲击性聚苯乙烯(HIPS)、聚苯醚树脂是适合的，进一步的，最好形成这些物质的混合物或者聚合物混合体，希望其弯曲弹性模量在10000kg/cm2以上，同时常温时的艾氏冲击值在35kg/cm2以下的范围内。
图6坐标简略示出所测定的相对于本发明的车辆用冲击吸收体的压缩应力的位移(压缩应变的变化)的结果。即，如坐标中实线所示，对本发明的汽车冲击吸收体1而言，在冲击吸收体1被压坏时，冲击吸收体的壁面的一部分通过破裂诱导部12先被破坏并产生开口，由此排除填充在中空部2内的空气的影响，可以发挥稳定的冲击吸收性能；与这种情况相反，如坐标系中虚线所示，在冲击吸收体没有破裂诱导部12的情况下，伴随着冲击吸收体的被压溃，填充在冲击吸收体的中空部内的空气被压缩，内部压力的上升对冲击吸收体的特性产生影响，在座标图中发现应力值的波动，冲击性能的调整变得困难。
因此，如果冲击吸收体1由诸如聚烯系树脂和非晶性树脂的聚合物混合体的热可塑性树脂构成，则由于破裂诱导部12的破裂开口易于形成，中空部2内的空气可以适当排出到空气中，可以防止中空部2内的空气的压缩，同时，不受外部空气温度的影响，可以在高温至低温之间的大范围内维持所希望的冲击吸收性能。
图1至图4所示的冲击吸收体1如图7及图8所示经吹塑成形而形成。即，14与14是一对分割型模具，15与15是凹状肋成形腔，16是挤压模，17是坯模。如图7所示，在一对分割型模具14、14之间配置坯模17后，如图8所示将模具组合之后，将吹入喷嘴(图中未示)插入坯模，进行吹塑成形。
图9至图11所示是车辆用冲击吸收体的使用例。即，本发明的车辆用冲击吸收体分别内设于图9的门饰板18、图10的汽车后柱19、图11的后保险杠20中的例子。图10中的A表示乘客的头部。图12是内设于前保险杠的保险杠座和保险杠横梁之间的例子。
本发明中的车辆用冲击吸收体通过设置在构成车辆的门、门饰板或车体边板、车顶板、支柱、保险杠等部件内部，可以大幅度提高这些部分的冲击吸收性，对提高汽车的安全性有很大贡献。

Claims (8)

1.一种通过内设在车辆构成部件中，用于吸收来自车辆内部或外部的冲击的热可塑性树脂制的车辆用冲击吸收体，其特征在于：
冲击吸收体是通过吹塑成形而一体形成的中空构造，
包括：具有中空部的本体；和使该本体的彼此相对的第一壁及第二壁分别向另一方凹陷，使相互的前端部接合而形成的成对的多个凹状肋，
同时，在构成冲击吸收体的壁面上至少形成一个破裂诱导部。
2.如权利要求1所述的车辆用冲击吸收体，其特征在于：
破裂诱导部为构成冲击吸收体的壁面的壁厚相对较薄的薄壁部。
3.如权利要求1或2所述的车辆用冲击吸收体，其特征在于：
破裂诱导部为在冲击吸收体的壁面上形成的槽口状的凸条或沟条。
4.如权利要求1或2所述的车辆用冲击吸收体，其特征在于：
破裂诱导部为在冲击吸收体的壁面上形成的弯曲部。
5.如权利要求1、2、3或4所述的车辆用冲击吸收体，其特征在于：
破裂诱导部形成在构成冲击吸收体的壁面中的形成凹状肋的壁面内。
6.如权利要求1、2、3、4或5所述的车辆用冲击吸收体，其特征在于：冲击吸收体是由弯曲弹性模量在10000kg/cm2以上、且常温时的艾氏冲击值在35kg/cm2以下的热可塑性树脂形成的。
7.如权利要求1、2、3、4或5所述的车辆用冲击吸收体，其特征在于：冲击吸收体由作为聚烯系树脂和非晶性树脂的聚合物混合体的热可塑性树脂构成。
8.如权利要求7所述的车辆用冲击吸收体，其特征在于：聚烯系树脂为聚丙烯树脂，非晶性树脂由聚苯乙烯树脂、ABS树脂、变性PPE树脂或者从由这些树脂的混合物构成的组合中所选择的至少一种树脂构成。
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