CN101734211B - 车体碰撞缓冲装置 - Google Patents

Abstract

一种车体碰撞缓冲装置，包含至少一缓冲本体、至少一基座、至少一连杆组及至少一棘齿结构；该连杆组包括多个连杆、至少一上滑块及至少一下滑块，该上滑块连接于缓冲本体，该下滑块连接于基座，该上滑块由该多个连杆带动可于一第一位置及一第二位置间往复滑动，该下滑块由该多个连杆带动可由一第三位置移动至一第四位置；通过该棘齿结构将下滑块定位于第三位置，当棘齿结构释放下滑块时，该下滑块可由第三位置滑动至第四位置，且可驱动该多个连杆带动上滑块由第一位置移动至第二位置，并由上滑块推动缓冲本体由一收合位置移动至一伸展位置。

Description

车体碰撞缓冲装置

技术领域

本发明涉及一种车体碰撞缓冲装置，尤其涉及一种结合伸展机构以及杆件结构的缓冲装置，该装置具备收合/伸展功能，平时可收合于小巧的车身外型内，作动时则伸展开来成为有效的碰撞缓冲装置，使车辆得以兼顾车体轻巧与防碰撞能力，且易于回收甚至得以重复使用。

背景技术

体积小巧的轻型车辆，具备节能、停车空间小、灵活机动、高乘载率等的优势，是未来车辆演进的趋势之一。但是小巧的车身，几乎没有额外的缓冲空间来吸收车辆意外碰撞时的冲击与能量，衍生车体碰撞安全上的问题。

一般汽车在受到撞击时，通常是利用车体本身结构(钢板、保险杆、底盘主梁)的变形以吸收冲击能，其构造必须足够坚固且具有可挠性，而车辆外型设计通常分为引擎室、乘客座舱以及行李室三部分，其中，引擎室与行李室最常作为碰撞时的溃缩缓冲空间。但未来车辆以小型化、电动化为诉求，车身体积小，没有引擎室作为缓冲空间，因此，基于车辆小型化与碰撞安全双重要求下，车辆设计必须更为审慎，以确保驾驶及乘客等乘坐人员的安全。

就现有专利而言，例如中国台湾专利公告号I268237“汽车防撞弹簧构造车体”提出一种利用弹簧弹力与变形吸收冲击力量的缓冲装置，其由多个强力弹簧结合于保险杆(亦即防撞本体)，该强力弹簧为一半径渐宽而中间微凹的圆柱形圈状弹簧，且其内缘沿弹簧的曲面设有多个根挠曲柱，于汽车遭受碰撞时，可使保险杆外部因弹簧压缩而往内移动，且由弹簧特殊设计，可承受较大的力量并吸收较大的冲击力。惟，该缓冲结构的体积庞大占空间，较不利于应用小型车辆。

例如美国专利5971451号“Vehicle bumper”中提出一种利用弹簧外加磁力的缓冲装置，其于一缓冲本体内设有抗压磁块，并于抗压磁块间配设适当数量的缓冲器承座，且设适当数量的外接连结件结构而成的受力内杆；及数组设于缓冲器承座部位的机械式缓冲件(弹簧)，通过机械缓冲件，枢设在受力内杆上，而其本身与前述抗磁块区相对应部位设有同极面相斥的动端磁块的外接触杆；于该受力内杆及外接触杆间形成一加倍抗压乘积缓冲区间；惟，该专利的结构复杂，若为提高磁极相斥作用，必须将磁块加大，不仅缓冲装置重量增加，同时也使得车体重量增加。

例如美国专利7258191号“Air bag system incorporated into motor vehiclebumper”中提出一种利用气囊的可伸展式保险杆，于汽车即将遭受碰撞时，传感器接受碰撞信号后，传递信号给气体填充筒，放出气体使得气包充气而让前置分开平板往前伸展开，获取缓冲空间，提升缓冲效果。此种作法虽可应用于轻小型车辆，但气囊系统复杂，且有成本高昂与使用期限等问题。

例如中国台湾专利公告M267115号“可缓冲及分散力量的保险杆装置”中提出一种可缓冲及分散力量的保险杆装置，于汽车即将遭受碰撞时，其前车体会因连杆机构的动作而被向上抬升，以分散及吸收冲击力。构造上由连杆配合避震器，包括两基座、两承力臂、两辅助臂、以及一架体。惟，该专利在实施时，车体需要足够的空间才能够安装，尤不利于应用小型车辆。

例如美国专利6976718号“Vehicle bumper device”中提出一种可以伸缩的保险杆，其是将能量吸收轴连接保险杆，该能量吸收轴由滚珠螺杆组成，并由马达驱动，于汽车即将遭受碰撞时，此保险杆得以伸长，并利用该能量吸收轴吸收冲击能。惟，该可伸缩保险杆设计依然很占空间，此外，利用马达驱动螺杆，反应时间慢，如无法于车体遭撞击的瞬间完成伸长动作，其性能则与一般普通保险杆无异。

例如中国台湾专利公告327383号“气压保险杆”，该专利与上述美国专利6976718号“Vehicle bumper device”类似，其是采取气压推动缓冲器的活塞，使保险杆可伸出或缩入车身。伸出时可增加保险杆与车身距离，以吸收撞击力。该专利并揭露气体切换阀的动作，其由控制件启动发出信号，使切换阀动作以改变气体通路，切换阀设有第一进气口、第一出气口，在常态下使引擎排出废气可以由排气管引接经消音器排出；由切换阀动作，使第二进气口与第二出气口相通，经供气道供至缓冲器，切换阀有连通道，可以使供气管与第三出气口、或第三出气口与排气管相通；缓冲器为二只以上，由一端引接供气管，使一活塞杆可作动，活塞杆接保险杆，及由活塞另端接排气管，使作气体的补入或排出。惟，该专利利用引擎废气作动的概念，不适用于电动车，且车辆若外挂空压系统，势必增加额外的重量，同样地，气压反应时间慢，如无法于车体遭撞击的瞬间完成伸长动作，其性能与一般普通保险杆无异。

发明内容

有鉴于现有技术的缺失，本发明提出一种车体碰撞缓冲装置，结合伸展机构以及杆件结构的装置，该装置具备收合/伸展功能，平时可收合于小巧的车身外型内，作动时则伸展开来成为有效的碰撞缓冲装置，使车辆得以兼顾车体轻巧与防碰撞能力，且易于回收甚至得以重复使用。

为达到上述目的，本发明提出一种车体碰撞缓冲装置，包含至少一缓冲本体、至少一基座、至少一连杆组及至少一棘齿结构；该连杆组包括多个连杆、至少一上滑块及至少一下滑块，该上滑块连接于缓冲本体，该下滑块连接于基座，该上滑块由该多个连杆带动可于一第一位置及一第二位置间往复滑动，该下滑块由该多个连杆带动可由一第三位置移动至一第四位置；通过该棘齿结构将下滑块定位于第三位置，当棘齿结构释放下滑块时，该下滑块可由第三位置滑动至第四位置，且可驱动该多个连杆带动上滑块由第一位置移动至第二位置，并由上滑块推动缓冲本体由一收合位置移动至一伸展位置。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明缓冲本体位于收合位置的结构示意图；

图2为图1的A-A剖视结构放大图；

图3为本发明下滑块受到释放时的状态示意图；

图4为本发明缓冲本体位于伸展位置的结构示意图；

图5为本发明设置于车体的收合状态俯视结构示意图；

图6为本发明于车体遭受碰撞时的伸展状态俯视结构示意图；

图7为本发明并列且对称设置多个连杆组及多个棘齿结构的俯视结构示意图；

图8为本发明连杆设有阻尼装置的结构示意图。

其中，附图标记

10-缓冲装置

11-缓冲本体

111-刚性本体

112-软性本体

12-基座

13-连杆组

131-第一连杆

132-第二连杆

133-上滑块

134-下滑块

14-棘齿结构

141-棘齿

142-弹性卡钩

143-弹性组件

144-第一档块

145-第二档块

10A-缓冲装置

131A-第一连杆

132A-第二连杆

135A-阻尼装置

20-车体

P1-第一位置

P2-第二位置

P3-第三位置

P4-第四位置

具体实施方式

以下将参照附图来描述本发明为达到目的所使用的技术手段与功效，而以下图式所列举的实施例仅为辅助说明，但本案的技术手段并不限于所列举图式。

请参阅图1至图4所示本发明所提供的车体碰撞缓冲装置实施例结构，该缓冲装置10包含一缓冲本体11及一基座12，该缓冲本体11包括一刚性本体111及一软性本体112，该刚性本体111是采用钢、铁等金属材质，该软性本体112是采用具有弹性及吸震效果的材料，例如泡棉、海绵，该软性本体112设置于该刚性本体111的其中一面。该基座12固定设置于车体内任意所需位置，该基座12是采用钢、铁等金属材料。

于该缓冲本体11及基座12之间设有二连杆组13及二棘齿结构14，该二连杆组13及二棘齿结构14为左右对称设置；该连杆组13包括一第一连杆131、一第二连杆132，该第一连杆131的一端枢接于一上滑块133，另一端枢接于该基座12，该第二连杆132的一端枢接于该第一连杆131，另一端枢接于一下滑块134，该上滑块133连接于该缓冲本体11的刚性本体111，前述该软性本体112则设置于该刚性本体111不与该上滑块133连结的一面，该下滑块134连接于该基座12，该上滑块133由该第一连杆131及第二连杆132带动可于一第一位置P1及一第二位置P2间往复滑动，该下滑块134由该第一连杆131及第二连杆132带动可由一第三位置P3移动至一第四位置P4；该第一位置P1及第二位置P2间所形成的该上滑块133的滑动路径，与该第三位置P3及第四位置P4间所形成的该下滑块134的滑动路径相互平行。

必须说明的是，该上滑块133与该刚性本体111，以及该下滑块134与该基座12的连接方式并无限定，依本领域相关技术人员熟知，可于该上滑块133与该刚性本体111的相对应面设置可相互嵌设的滑槽及滑轨，同理，该下滑块134与该基座12亦可，其实施的方式及结构有许多种，由于并非本发明特征，因此在此不予赘述。

其次，该棘齿结构14用以连接该下滑块134及该基座12，该棘齿结构包括多个成列设置于该基座12的棘齿141，于该下滑块134枢接有一弹性卡钩142，该弹性卡钩142具有一向下的弹力，以与该棘齿141相互卡箝；于该下滑块134与该基座12之间设有一弹性组件143，该弹性组件143提供一弹性，该弹性方向与该下滑块134的滑动方向相互平行。于本实施例中，该弹性组件143为压缩弹簧，当该下滑块134位于第三位置P3时(如图1所示状态)，该弹性组件143处于被压缩状态。再者，于该基座12设有一第一档块144及一第二档块145，该第一挡块144利用电磁开关(图中未示出)控制可伸缩地设置于该基座12，当该第一挡块144伸出该基座12时(如图1所示状态)，可使该下滑块134被定位于该第三位置P3，当该第一挡块144缩入该基座12时，可释放该下滑块134，且该下滑块134可被该弹性组件143推动朝向该第四位置P4移动(如图3所示状态)，至于该第二档块145，则固定设置于该基座12，通过该第二挡块145可限制该下滑块134被定位于该第四位置P4(如图4所示状态)，当该下滑块134由该第三位置P3滑动至该第四位置P4的过程中，可驱动该第二连杆132、第一连杆131上抬，且由该第一连杆131带动该上滑块133由该第一位置P1移动至该第二位置P2，并同时由该上滑块133推动该缓冲本体11由图1所示的收合位置移动至图4所示的伸展位置。

请参阅图5所示本发明设置于车体的示意图，于车体20的前后左右四侧边分别横向设置一缓冲装置10，该缓冲本体11处于收合位置，因此该缓冲本体11为没入于车体20内，于本实施例中，该四缓冲装置10的尺寸相同，然可依据车体20实际尺寸而设计，例如该车体20左右两侧边较长，可设置尺寸较大的缓冲装置10，或可于该车体20左右两侧边各设置两缓冲装置10，以扩大保护该车体20左右两侧边的范围，此外，亦可将缓冲装置10的尺寸缩小，以设置于车体20的框架内，例如前后车窗间的框架，或窗户四周的框架，或可设置于车顶；当车体20即将受到碰撞时，该缓冲本体11可快速移动至伸展位置，使缓冲本体11突伸于车体20外，如图6所示，即可通过该缓冲本体11承受外来冲击力，避免车体20或车内人员直接受到外力冲击，可将伤害大幅降低。必须强调说明的是，于车体20遭受碰撞前，即可发出一碰撞信号，此部分技术手段为本技术相关领域人员已知，例如一般汽车所使用的安全气囊，在此不详述其技术内容，本发明的重点在于，请参阅图3及图4所示，当碰撞信号产生的同时，可控制两侧的该第一挡块144同时缩入基座12，于两侧下滑块134受到释放的瞬间，可连动两侧的第二连杆132、第一连杆131、上滑块133，使该缓冲本体11迅速突伸于车体20外，相较于现有单纯采用弹簧，或采用螺杆、气压轴承等方式，本发明不仅缓冲作用佳，且其作动确实、反应快速，可提供更加安全性。

上述图1实施例为设置一缓冲本体11、一基座12、二连杆组13及二棘齿结构14，且该二连杆组13及二棘齿结构14为对称设置，除此之外，本发明可设置为其它态样，如图7所示实施例，其设有一基座12、四连杆组13及四棘齿结构14，该四连杆组13及四棘齿结构14为并列且对称设置，该实施例可搭配一缓冲本体或二缓冲本体(图中未示出)，视实际所需而设计，以此类推，本发明可依实际车体尺寸设计连杆组及棘齿结构的数量，并安排连杆组及棘齿结构对称设置或并列设置，或如图6所示并列且对称设置。

请参阅图8所示本发明另一实施例，该缓冲装置10A显示于第一连杆131A、第二连杆132A设有阻尼装置135A，通过该阻尼装置135A吸收冲击能，可提高该缓冲装置10A耐冲击能力。

综上所述，本发明提供的车体碰撞缓冲装置，结合伸展机构以及杆件结构，平时可收合于小巧的车身外型内，作动时可快速伸展开来成为有效的碰撞缓冲装置，使车辆得以兼顾车体轻巧与防碰撞能力，且易于回收甚至得以重复使用。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (19)

1.一种车体碰撞缓冲装置，其特征在于，包含：

至少一缓冲本体，该缓冲本体可于一收合位置及一伸展位置间往复移动；

至少一基座；

至少一连杆组，该连杆组包括多个连杆、至少一上滑块及至少一下滑块，该多个连杆包括一第一连杆以及一第二连杆，该第一连杆的一端枢接于该上滑块，另一端枢接于该基座；该第二连杆的一端枢接于该第一连杆，另一端枢接于该下滑块，该上滑块连接于该缓冲本体，该下滑块连接于该基座，该上滑块由该多个连杆带动可于一第一位置及一第二位置间往复滑动，该下滑块由该多个连杆带动可由一第三位置移动至一第四位置；

至少一棘齿结构，其用以连接该下滑块及该基座，通过该棘齿结构将该下滑块定位于该第三位置，当该棘齿结构释放该下滑块时，该下滑块可由该第三位置滑动至该第四位置，且可驱动该多个连杆带动该上滑块由该第一位置移动至该第二位置，并同时由该上滑块推动该缓冲本体由该收合位置移动至该伸展位置。

2.根据权利要求1所述的车体碰撞缓冲装置，其特征在于，该多个连杆设有阻尼装置，该阻尼装置用以吸收冲击能。

3.根据权利要求1所述的车体碰撞缓冲装置，其特征在于，该第一位置及第二位置间所形成的该上滑块的滑动路径，与该第三位置及第四位置间所形成的该下滑块的滑动路径相互平行。

4.根据权利要求1所述的车体碰撞缓冲装置，其特征在于，该棘齿结构包括：

多个棘齿，其成列设置于该基座；

至少一弹性卡钩，其枢接于该下滑块且与该棘齿相互卡箝；

至少一弹性组件，其设置于该下滑块与该基座之间，该弹性组件提供一弹性，该弹性方向与该下滑块的滑动方向相互平行。

5.根据权利要求4所述的车体碰撞缓冲装置，其特征在于，该棘齿结构还包括多个挡块，该多个挡块包括：

至少一第一挡块，设置于该基座，该第一挡块用以限制该下滑块被定位于 该第三位置；

至少一第二挡块，设置于该基座，该第二挡块用以限制该下滑块被定位于该第四位置。

6.根据权利要求5所述的车体碰撞缓冲装置，其特征在于，该第一挡块可伸缩地设置于该基座，当该第一挡块伸出该基座时，可使该下滑块被定位于第三位置，当该第一挡块缩入该基座时，可释放该下滑块，且该下滑块可被该弹性组件推动朝向该第四位置移动。

7.根据权利要求6所述的车体碰撞缓冲装置，其特征在于，该第一挡块电性连接一电磁开关，由该电磁开关驱动该第一挡块伸缩活动。

8.根据权利要求7所述的车体碰撞缓冲装置，其特征在于，该第二挡块固定设置于该基座。

9.根据权利要求4所述的车体碰撞缓冲装置，其特征在于，该下滑块位于第三位置时，该弹性组件处于被压缩状态。

10.根据权利要求4所述的车体碰撞缓冲装置，其特征在于，该弹性组件为压缩弹簧。

11.根据权利要求1所述的车体碰撞缓冲装置，其特征在于，该缓冲本体包括：

一刚性本体，该刚性本体的其中一面与该上滑块相互连结；

一软性本体，设置于该刚性本体不与该上滑块连结的一面。

12.根据权利要求11所述的车体碰撞缓冲装置，其特征在于，该刚性本体为采用钢、铁金属材质。

13.根据权利要求11所述的车体碰撞缓冲装置，其特征在于，该软性本体为采用泡棉或海绵具有弹性及吸震效果的材料。

14.根据权利要求1所述的车体碰撞缓冲装置，其特征在于，该缓冲本体位于收合位置时，该缓冲本体没入于车体内，当该缓冲本体位于伸展位置时，该缓冲本体突伸于车体外。

15.根据权利要求1所述的车体碰撞缓冲装置，其特征在于，该基座为采用钢、铁金属材料。

16.根据权利要求1所述的车体碰撞缓冲装置，其特征在于，该连杆组为四组以上及相应该连杆组数目的棘齿结构为四组以上。 

17.根据权利要求16所述的车体碰撞缓冲装置，其特征在于，该连杆组及棘齿结构为对称设置。

18.根据权利要求16所述的车体碰撞缓冲装置，其特征在于，该连杆组及棘齿结构为并列设置。

19.根据权利要求16所述的车体碰撞缓冲装置，其特征在于，该连杆组及棘齿结构并列且对称设置。 

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