CN101633348B - 用于车辆能量吸收装置的有效接合部 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆能量吸收装置的有效接合部。提供具有能量吸收装置的车辆，所述能量吸收装置可安装到车辆的保险杠。所述能量吸收装置附接到具有内轨表面和边缘表面的车辆导轨。所述能量吸收装置限定与内轨表面相接的第一挤压表面。在第一实施例中，所述能量吸收装置限定第二挤压表面，所述第二挤压表面设置成在发生碰撞时与所述车辆导轨的所述边缘表面直接相接。所述能量吸收装置构造成将从所述碰撞接收的负载通过所述第二挤压表面直接传递给所述车辆导轨的所述边缘表面。这形成所述能量吸收装置的有效接合部。

Description

用于车辆能量吸收装置的有效接合部

技术领域

本发明总体上涉及具有可安装到车辆保险杠的能量吸收装置的车辆。

背景技术

能量吸收装置(有时称为挤压箱)有时附接到车辆保险杠，以便在发生低速碰撞时，该能量吸收装置纵向变形，从而限制对能量吸收装置的损坏。低速碰撞事件通常在约为10英里每小时或更低的速度时发生。在一些设计中，能量吸收装置将来自碰撞的负载通过焊接到该能量吸收装置的端部上的板件传递给焊接到电机舱导轨的端部上的板件。在接合部处的板件的存在增加质量且占用车辆中的包装空间。

发明内容

提供具有可安装到车辆保险杠的能量吸收装置的车辆。能量吸收装置附接到车辆导轨上，所述车辆导轨具有内轨表面和边缘表面。能量吸收装置限定与内轨表面相接的第一挤压表面。在第一实施例中，能量吸收装置限定第二挤压表面，所述第二挤压表面构造成在发生碰撞时与车辆导轨的边缘表面直接相接。在该第一实施例中，当没有碰撞时，在第二挤压表面和边缘表面之间存在间距。在第二实施例中，第二挤压表面与车辆导轨的边缘表面直接相接，在没发生和发生碰撞时都是如此。能量吸收装置构造成将从碰撞接收的负载通过第二挤压表面直接传递给车辆导轨的边缘表面。这形成用于能量吸收装置的有效接合部。

能量吸收装置能够构造成在碰撞期间压靠车辆导轨。车辆导轨能够构造成比能量吸收装置强度更大并反抗负载，藉此使得能量吸收装置变形。能量吸收装置和车辆导轨能够以平行于车辆前行方向的方向延伸。车辆导轨能够由附接在一起的两块金属板或由一体金属板形成。在车辆导轨上也能够形成沟槽。第二挤压表面能够大致绕能量吸收装置的周边而延伸。

能量吸收装置能够包括第一、第二和第三部分。第二部分能够相对于第一和第三部分大致垂直定向。能量吸收装置的第三部分能够邻接内轨表面。能量吸收装置能够包括至少一个凹部，所述凹部构造成辅助有效纵向挤压。凹部用于在凹部处弱化挤压壳，以允许精确预测在碰撞期间何处将发生变形。

隔板(bulk head)能够设置在由能量吸收装置限定的腔内。在碰撞期间，隔板防止挤压壳自身塌陷。隔板能够包括中心部分和从该中心部分延伸的至少一个突片。突片能够相对于中心部分成角度。隔板能够充分地装配入腔中，使得突片附接到能量吸收装置的内表面。在隔板的中心部分上能够形成肋部。隔板能够包括从该中心部分以各自角度延伸的第一和第二突片。第一和第二突片能够分别在第一挤压表面和内轨表面处可操作地连接到能量吸收装置和车辆导轨。

至少一个螺栓能够将车辆导轨、能量吸收装置和隔板上的第一和第二突片可操作地连接。第一加强板能够设置在由能量吸收装置限定的腔内。第一加强板能够包括中间部分和至少一个侧部部分。侧部部分能够相对于中间部分成角度。侧部部分能够在能量吸收装置的内表面处附接到能量吸收装置。第二加强板能够连接到能量吸收装置且设置在能量吸收装置的腔内。

因而，提供具有一体设计的能量吸收装置，不需要任何焊接到在车辆导轨的端部上的板件或支架。负载直接施加到车辆导轨的端部，从而形成负载传递的有效负载通道，同时减少质量、成本和部件并增加包装空间。这种构造在车辆横向方向(即，横向于前行方向)也增加车辆导轨的端部的局部刚度。已经示出在前吊架附接件处改进动态刚度。

本发明的前述特征和益处以及其它特征和益处从实施本发明的最佳实例的后述详细说明结合附图显而易见。

附图说明

图1A是从图4的线1A-1A截取的能量吸收装置的示意性截面和部分平面图；

图1B是根据第一实施例的图1A的1B部分的放大图；

图2是在图1A中示出的能量吸收装置的部分透视示意图；

图3是从图4的线3-3截取的图2示出的能量吸收装置的部分透视截面示意图；

图4是从图1A示出的能量吸收装置的后部透视示意图，示出了设置在能量吸收装置中的隔板并移除了电机舱导轨；和

图5示出了根据第二实施例的与图1B相同的视图。

具体实施方式

图1A是能量吸收装置的平面截面示意图，能量吸收装置本文称为挤压壳10。图1B是图1A的1B部分的放大图。图2是挤压壳10的部分透视示意图，而图3是挤压壳10的部分透视截面示意图。图4是在图1A中示出的能量吸收装置的后部透视示意图。

挤压壳10包括限定开口14的本体12，如图1A和2所示。本体12在开口14处附接到车辆18的保险杠16上，如图1A所示。在图1A、2、3和4示出了车辆18的前行方向D。挤压壳10的本体12以大致平行于前行方向D的方向延伸。挤压壳10限定腔20，如图1A所示。

第一加强板22设置在腔20内，如图2和3所示。第二加强板24也被添加。加强板22、24帮助保持通过挤压壳10的本体12的恒定能量吸收率。如图2和3所示，第一和第二加强板22、24分别包括侧部部分22a、24a，并分别包括中间部分22b、24b。侧部部分22a、24a分别相对于加强板22、24的中间部分22b、24b大致垂直定向。第一加强板22的侧部部分22a焊接或机械地附接到挤压壳10的本体12的内表面28，如图3最佳地示出。第二加强板24的侧部部分24a也类似地附接到挤压壳10的内表面28。加强板22、24能够由金属或任何其它合适的材料制成。第一和第二加强板22、24的构造能够以任何适合的方式变化。

挤压壳10也包括跨过本体12的一个或更多个凹部32(在图1A、2、3和4示出)，以允许挤压壳10更有效地吸收能量和变形或挤压。凹部32用于在凹部32处弱化挤压壳10。这允许精确预测在碰撞期间何处将发生变形。

挤压壳10附接到车辆导轨，例如在图1A、2和3中示出的电机舱导轨36。电机舱导轨36的端部能够附接到车辆18的缓冲面板(未示出)。电机舱导轨36以平行于前行方向D的方向延伸。在图1A、2和3中也示出了电机舱导轨36的外表面37。

如前所述，图1B是图1A的1B部分的放大图。挤压壳10包括第一部分12a、第二部分12b和第三部分12c，分别如图1B所示。第二部分12b向内突出且相对于第一部分12a和第三部分12c大致垂直定向。挤压壳10的第三部分12c至少部分地嵌套在电机舱导轨36内并邻接电机舱导轨36。

如图1B所示，挤压壳10的第一挤压表面40与电机舱导轨36的内轨表面42直接相接。也就是说，挤压表面40与内轨表面42直接接触。在第一实施例中，在发生碰撞时，挤压壳10的第二挤压表面44设置成与电机舱导轨36的边缘表面46直接相接，如图1B所示。在第一实施例中，在没有碰撞时，在第二挤压表面44和电机舱导轨36的边缘表面46之间存在间距47，如图1B所示。

挤压壳10构造成将从碰撞接收的负载通过第二挤压表面44直接传递给电机舱导轨36的边缘表面46，从而使得挤压壳10变形。图1A的已变形型面48(见假想线)示出了在发生低速碰撞时挤压壳10的变形。如前所述，低速碰撞通常在约为10英里每小时或更低的速度时发生。这是一种可能的变形构造，然而并不是所有的挤压壳都以这种方式变形。已变形型面48中的凹陷49(见图1A)与挤压壳10中的凹部32相对应。如前所述，凹部32用于在凹部32处弱化挤压壳10，从而导致在凹部32处的变形。图1B示出了在第二挤压表面44处的挤压壳10的已变形型面48，因为其在碰撞期间变形并与电机舱导轨36的边缘表面46相接。电机舱导轨36在低速碰撞时通常不变形，然而在高速碰撞时能够变形。

图4是挤压壳10的后部透视示意图，示出了设置在挤压壳10的腔20内的隔板50(也在图1A和3示出)。为了清楚起见，在图4中未示出电机舱导轨36。在碰撞期间，隔板50防止挤压壳10自身塌陷。隔板50包括围绕中心部分60对称设置的多个突片，如图4所示。在图4中示出了第一和第三突片54、56。第二突片58在第一突片54对面，如图1A和3所示。第四突片(在图4中隐藏)在第三突片56对面形成。

第一、第二和第三突片54、58、56相对于中心部分60成角度。可选地，突片能够相对于中心部分60大致垂直定向。隔板50装配在腔20内，使得第一、第二和第三突片54、58、56(以及第四突片)能够焊接或机械地附接到挤压壳10的本体12的内表面28(在图1A、3和4示出)。中心部分60能够形成有用于使隔板50坚固的肋部62。隔板50能够由金属或任何其它合适的材料制成。隔板50和突片的构造能够以任何合适的方式变化。

图4示出了形成为本体12升高区域的第二挤压表面44，贯穿挤压壳10的本体12的周边63而延伸。可选地，第二挤压表面44能够形成为仅在周边63的某些部分处的升高区域。挤压壳10的长度L1嵌套在电机舱导轨36内，如图1A和4所示。如前所述，为了清楚起见，在图4中未示出电机舱导轨36。

螺栓能够用于将电机舱导轨36附接到挤压壳10和隔板50。能够使用将电机舱导轨36、挤压壳10和隔板50相连接的任何其它合适的方法，例如粘结剂、铆钉或其它机械紧固件。图4示出了在电机舱导轨36一侧上的螺栓64a、64b和在另一侧上的螺栓66a、66b。如图1A所示，螺栓66b穿过电机舱导轨36、挤压壳10(在第一挤压表面40处)和第一突片54。如图1A所示，螺栓64b穿过电机舱导轨36、挤压壳10(在第一挤压表面40处)和第二突片58。螺栓64a和64b也在图2中示出，而螺64b和66b也在图3中示出。

能量吸收装置10能够由金属(例如钢或铝)或任何其它合适的材料制成。电机舱导轨36能够包括通过任何合适的方法焊接或机械地附接的两块金属板68、70(见图2)。能够使用电机舱导轨36的任何其它合适的构造。例如，电机舱导轨36能够在不用焊接的情况下通过液压成形或其它合适方法形成的一体金属板制成。电机舱导轨36也能够形成有沟槽72，如图1A和2所示。沟槽72用于在高速碰撞事件中开始变形，即，它们在高速碰撞事件中在沟槽72处弱化电机舱导轨36。电机舱导轨36能够由金属合成物、铝、钢或任何其它合适的材料制成。电机舱导轨36的构造能够以任何合适的方式变化。

在发生碰撞时，挤压壳10吸收碰撞产生的能量。负载通过能量吸收装置或挤压壳10的本体12被传递，并通过第一和第二挤压表面40、44直接施加给电机舱导轨36。大部分碰撞负载通过第二挤压表面44被传递给电机舱导轨36的边缘表面46。在表面44、46之间没有中间板，从而形成有效负载通道。由于没有中间板，挤压壳10的总质量减少，且挤压壳需要更少的包装空间。

挤压壳10使用电机舱导轨36来启动其挤压，即，当挤压壳10被压靠电机舱导轨36时，电机舱导轨36反抗能量并使得挤压壳10纵向变形。电机舱导轨36设计成比挤压壳10强度更大。通过使用不同的材料和/或改变厚度(规格)，电机舱导轨36能够构造成比挤压壳10强度更大。例如，能够使用比挤压壳10更高等级的钢来制成电机舱导轨36。可选地，与挤压壳10相比，能够使用更厚的金属板来形成电机舱导轨36。能够以许多其它方式来实现使得电机舱导轨36比挤压壳10强度更大，例如，电机舱导轨36相对于挤压壳10在形状上的差异，使用附加的加强件和其它方法。

第二实施例

在图5中示出具有挤压壳110的第二实施例。图5示出了和图1B同样的视图，图1B是图1A的1B部分的放大图。在第二实施例中，第二挤压表面144直接接触电机舱导轨136的边缘表面146，它们之间无间距。在第二实施例中，在发生碰撞时挤压壳110的型面能在第二挤压表面144处保持相同，因为第二挤压表面144已经与电机舱导轨136的边缘表面146直接接触。因而，第二挤压表面144与边缘表面146直接相接，在无碰撞或有碰撞时都是如此。挤压壳110构造成将从碰撞接收的负载通过第二挤压表面144直接传递给电机舱导轨136的边缘表面146。这形成挤压壳110的有效接合部。

挤压壳110的第一挤压表面140持续与电机舱导轨136的内轨表面142直接相接。图5示出了挤压壳110的第一部分112a、第二部分112b和第三部分112c。类似于图1B，图5也示出了隔板150(部分示出)的突片154，隔板150设置在由挤压壳110限定的腔内。

虽然已经详细地描述了实施本发明的最佳实例，本发明所属领域技术人员将能认识到在所附权利要求范围内的用于实践本发明的各种可选设计和实施例。

Claims (15)

1.一种具有保险杠的车辆，包括：

附接到所述保险杠的至少一个能量吸收装置；

车辆导轨，所述车辆导轨具有内轨表面和边缘表面，所述至少一个能量吸收装置附接到所述车辆导轨；

所述至少一个能量吸收装置限定第一挤压表面，所述第一挤压表面与所述内轨表面相接；

所述能量吸收装置限定第二挤压表面，所述第二挤压表面构造成在发生碰撞时与所述边缘表面直接相接，且所述第二挤压表面构造成在没有所述碰撞时在所述第二挤压表面与所述边缘表面之间存在间距；和

其中，所述能量吸收装置构造成将来自所述碰撞的负载通过所述第二挤压表面直接传递给所述车辆导轨的所述边缘表面。

2.根据权利要求1所述的车辆，其中：

所述能量吸收装置构造成在所述碰撞期间压靠所述车辆导轨；和

其中，所述车辆导轨构造成比所述能量吸收装置强度更大且反抗所述负载；藉此使得所述能量吸收装置变形。

3.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述能量吸收装置和所述车辆导轨以平行于所述车辆前行方向的方向延伸。

4.根据权利要求1所述的车辆，还包括在所述车辆导轨上形成的沟槽；且其中，所述车辆导轨由附接在一起的两块金属板形成。

5.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述第二挤压表面大致绕所述能量吸收装置的周边而延伸。

6.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述能量吸收装置包括至少一个凹部，所述凹部构造成在所述凹部处弱化所述能量吸收装置。

7.根据权利要求1所述的车辆，其中：

所述能量吸收装置包括第一、第二和第三部分，第二部分限定第二挤压表面，第三部分限定第一挤压表面；

其中，所述第二部分相对于所述第一和第三部分大致垂直定向；和

其中，所述能量吸收装置的所述第三部分邻接所述内轨表面。

8.根据权利要求7所述的车辆，还包括：

第一加强板，所述第一加强板设置在由所述能量吸收装置限定的腔内，所述第一加强板包括中间部分和至少一个侧部部分；

其中，所述侧部部分相对于所述中间部分成角度；和

其中，所述侧部部分在所述能量吸收装置的内表面处附接到所述能量吸收装置。

9.根据权利要求8所述的车辆，还包括连接到所述能量吸收装置的第二加强板，所述第二加强板设置在所述能量吸收装置的所述腔内。

10.根据权利要求1所述的车辆，还包括：

隔板，所述隔板设置在由所述能量吸收装置限定的腔内；所述隔板包括中心部分和从所述中心部分延伸的至少一个突片；

其中，所述至少一个突片相对于所述中心部分成角度；和

其中，所述隔板被充分地装配到所述腔中，使得所述至少一个突片附接到所述能量吸收装置的内表面。

11.根据权利要求10所述的车辆，还包括在所述隔板的所述中心部分上形成的肋部。

12.根据权利要求10所述的车辆，其中，所述至少一个突片包括：

从所述中心部分以各自角度延伸的第一和第二突片；和

其中，所述第一和第二突片在所述第一挤压表面和所述内轨表面处可操作地连接到所述能量吸收装置和所述车辆导轨。

13.根据权利要求12所述的车辆，其中，所述隔板的所述第一和第二突片分别通过至少一个螺栓与所述车辆导轨、所述能量吸收装置可操作地连接。

14.一种车辆，所述车辆具有保险杠和车辆导轨，所述车辆包括：

附接到所述车辆的所述保险杠的至少一个挤压壳；

所述至少一个挤压壳附接到所述车辆导轨，其中，所述车辆导轨具有内轨表面和边缘表面；

所述至少一个挤压壳限定第一挤压表面，所述第一挤压表面与所述内轨表面相接；

所述至少一个挤压壳限定第二挤压表面，所述第二挤压表面设置成在发生碰撞时与所述边缘表面直接相接，且所述第二挤压表面构造成在没有所述碰撞时在所述第二挤压表面与所述边缘表面之间存在间距；

所述至少一个挤压壳包括第一、第二和第三部分，第二部分限定第二挤压表面，第三部分限定第一挤压表面，所述第二部分在所述第一和所述第三部分之间且相对于所述第一和所述第三部分成角度；和

其中，所述至少一个挤压壳构造成将来自所述碰撞的负载通过所述第二挤压表面直接传递给所述车辆导轨的所述边缘表面。

15.根据权利要求14所述的车辆，其中，所述至少一个挤压壳和所述车辆导轨以大致平行于所述车辆的前行方向的方向延伸。

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