CN103879367B - 汽车、保险杠及其吸能件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于汽车保险杠的吸能件，其中，该吸能件的内侧沿该吸能件的长度方向形成有用于分别卡接在保险杠横梁上、下两侧的内上卡边（1）和内下卡边（2），并且该吸能件的外侧沿该吸能件的长度方向形成有外下凸台（3），外下凸台上形成有第一凹穴（31）。本发明还提供了汽车保险杠和汽车。通过上述技术方案，在汽车发生碰撞时，尤其是与行人发生碰撞时，延长了撞击力的作用时间，根据动量守恒的公式，从而可以减小撞击力的大小。本发明通过结构简单的吸能件，大大提高了对碰撞能量的吸收，不但节约了材料以降低汽车制造的成本，还能够降低汽车碰撞时造成的损害，尤其是汽车与行人碰撞时对行人小腿造成的损害。
Description
技术领域
本发明涉及汽车配件，具体地，涉及一种用于汽车保险杠的吸能件以及包括该吸能件的保险杠和汽车。
背景技术
在汽车的保险杠中普遍使用吸能件，用于在碰撞过程中起到吸能的作用。但是，现有的吸能件通常采用常规的泡沫结构，其吸能效率低，吸能效果不理想，因此不能在碰撞中起到有效的保护作用，尤其是在汽车与行人发生碰撞时，不能很好地保护行人的小腿。
在汽车发生碰撞时，在保险杠与碰撞对象的碰撞过程中，根据动量与冲量之间的关系可知：
mv1-mv2=p△t （1）
其中，m为汽车的质量，v1为碰撞开始时汽车的速度，v2为碰撞结束时汽车的速度，p为撞击力，△t为碰撞时间。
通过上述公式（1）可知，对于由于汽车从碰撞开始到碰撞结束时的动量变化一定（由于碰撞通常以汽车停止为结束，因此v2通常为0），因此要想降低撞击力p，需要延长碰撞时间△t。
目前，有些汽车采用了前保险杠安全气囊来在汽车与行人发生碰撞时来保护行人，虽然该装置比较有效，但是涉及到对汽车比较大的改造，比如在汽车上进行行人识别传感器的布置、标定及气囊自身的布置、标定，这就使得车辆开发难度较大，研发成本高且不利于推广实施。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于汽车保险杠的吸能件，该吸能件能够在汽车发生碰撞时吸收能量以起到缓冲和保护的作用。
为了实现上述目的，本发明提供一种用于汽车保险杠的吸能件，其中，该吸能件的内侧沿该吸能件的长度方向形成有用于分别卡接在保险杠横梁上、下两侧的内上卡边和内下卡边，并且该吸能件的外侧沿该吸能件的长度方向形成有外下凸台，所述外下凸台上形成有第一凹穴。
优选地，所述第一凹穴形成为从所述外下凸台的外侧面向内延伸。
优选地，所述第一凹穴形成为多个且沿所述吸能件的长度方向分布。
优选地，所述内下卡边的上表面上形成有凹槽。
优选地，所述凹槽形成为多个且沿所述吸能件的长度方向分布。
优选地，所述第一凹穴和凹槽沿所述吸能件的长度方向相互交错地设置。
优选地，所述第一凹穴与所述凹槽沿所述吸能件的长度方向的开口宽度尺寸比为0.6-0.8，所述第一凹穴与所述凹槽沿所述吸能件的厚度方向的深度尺寸比为0.6-0.8。
优选地，所述内上卡边包括相互间隔的朝内凸出的凸块。
优选地，所述内上卡边上形成有与所述凸块相对应的第二凹穴，该第二凹穴从所述内上卡边的外侧面向内延伸。
优选地，所述吸能件由泡沫材料制成。
本发明还提供一种汽车保险杠，该汽车保险杠包括保险杠横梁，其中，该保险杠还包括本发明所述的吸能件，该吸能件的内上卡边和内下卡边分别卡接到所述保险杠横梁的上下两侧。
本发明还提供一种汽车，其中，该汽车包括本发明所述的用于汽车保险杠的吸能件。
通过上述技术方案，在吸能件上形成凹穴，在汽车发生碰撞时，尤其是与行人发生碰撞时，延长了撞击力的作用时间，根据动量守恒的公式，从而可以减小撞击力的大小。本发明通过结构简单的吸能件，大大提高了对碰撞能量的吸收，不但节约了材料以降低汽车制造的成本，还能够降低汽车碰撞时造成的损害，尤其是汽车与行人碰撞时对行人小腿造成的损害。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是根据本发明优选实施方式的吸能件的透视图；
图2是根据本发明优选实施方式的吸能件的俯视图；
图3是根据本发明优选实施方式的吸能件的内侧的正视图；
图4是根据本发明优选实施方式的吸能件的外侧的正视图；
图5是图4所示的吸能件的左视图；
图6是行人的小腿的运动速度与时间的关系的示意图，其中，曲线a和b分别表示在采用现有技术的保险杠的汽车和采用本发明的保险杠的汽车与行人发生碰撞过程中，行人的小腿的运动速度与时间的关系；
图7是行人的小腿的减速度与时间的关系的示意图，其中，曲线a和b分别表示在采用现有技术的保险杠的汽车和采用本发明的保险杠的汽车与行人发生碰撞过程中，行人的小腿的减速度与时间的关系；
图8是吸能件吸收的能量与时间的关系的示意图，其中，曲线a和b分别表示在采用现有技术的保险杠的汽车和采用本发明的保险杠的汽车与行人发生碰撞过程中，吸能件吸收的能量与时间的关系。
附图标记说明
1内上卡边 11凸块
12第二凹穴 2内下卡边
21凹槽 3外下凸台
31第一凹穴
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指本发明的吸能件装配到汽车上之后的方向，也就是实际使用状态下的方向，“内、外”则指朝向汽车的一侧和远离汽车的一侧，其中，“内”指吸能件朝向汽车的一侧，也就是与保险杠横梁连接的一侧，“外”指吸能件远离汽车的一侧，也就是与保险杠横梁相反的一侧。由于本发明的吸能件可以用在汽车的前保险杠和后保险杠上，因此在说明书中以吸能件与汽车之间的位置关系作为参照。
本发明提供一种用于汽车保险杠的吸能件，其中，该吸能件的内侧沿该吸能件的长度方向形成有用于分别卡接在保险杠横梁上、下两侧的内上卡边1和内下卡边2，并且该吸能件的外侧沿该吸能件的长度方向形成有外下凸台3，所述外下凸台3上形成有第一凹穴31。
根据本发明的实施方式，该吸能件可以用于汽车的前保险杠和后保险杠，保险杠包括保险杠横梁和连接在保险杠横梁外侧的吸能件，吸能件连接在保险杠横梁的外侧，该吸能件通过内上卡边1和内下卡边2分别卡接在保险杠横梁的上、下两侧，从而使得吸能件能够与保险杠横梁连接在一起构成保险杠。由于在汽车的前后都可以设置保险杠，本发明的吸能体对于前后保险杠都可以适用，为了描述准确且方便，用“内”来表示吸能体朝向汽车的一侧，对于前保险杠的吸能体来说，就是朝向汽车的后方，对于后保险杠的吸能体来说，就是朝向汽车的前方，用“外”来表示吸能体远离汽车的一侧，对于前保险杠的吸能体来说，就是朝向汽车的前方，对于后保险杠的吸能体来说，就是朝向汽车的后方。
对于本发明的吸能体来说，内上卡边1、内下卡边2和外下凸台3都沿着吸能件的长度方向设置，也就是沿着保险杠的长度方向设置，即汽车的宽度方向设置。其中内上卡边1和内下卡边2朝向内侧，从而与保险杠横梁卡接在一起，外下凸台3朝向外侧，在发生碰撞时最先与碰撞物体相接处，该外下凸台3上形成有第一凹穴31，从而使得外下凸台3能够发生充分的变形，以延长碰撞力的作用时间。根据动量与冲量之间的关系，由于汽车在碰撞过程中动量的变化一定，因此延长碰撞的时间能够减小撞击力的大小，从而降低对汽车和碰撞对象的损害，尤其是当汽车与行人发生碰撞时，尤其能够降低对行人小腿的损害，从而在碰撞中更好地降低损害，保护行人。
通过上述技术方案，在吸能件上形成凹穴，在汽车发生碰撞时，尤其是与行人发生碰撞时，延长了撞击力的作用时间，根据动量守恒的公式，从而可以减小撞击力的大小。本发明通过结构简单的吸能件，大大提高了对碰撞能量的吸收，不但节约了材料以降低汽车制造的成本，还能够降低汽车碰撞时造成的损害，尤其是汽车与行人碰撞时对行人小腿造成的损害。
优选地，所述第一凹穴31形成为从所述外下凸台3的外侧面向内延伸。
上文所述的第一凹穴31可以形成为现有技术中的任意一种适用的结构，例如在外下凸台3的上表面向下形成凹穴，或者在外下凸台3的下表面向上形成凹穴。在本发明的优选实施方式中，该第一凹穴31从外下凸台3的外侧面向内延伸，从而减小外下凸台3在沿撞击方向上的强度，使得外下凸台3在发生碰撞时的形变量更大，从而延长了碰撞时间。
优选地，所述第一凹穴31形成为多个且沿所述吸能件的长度方向分布。
在本优选实施方式中，第一凹穴31形成为多个，并且沿吸能件的长度方向分布。不但进一步降低了吸能件的刚度，提高了吸能件的变形能力，而且使得在吸能件的整个长度上，吸能件各个部位在碰撞过程中的形变量都能够增大，
优选地，所述内下卡边2的上表面上形成有凹槽21。
在本优选实施方式中，内下卡边的上表面上形成有凹槽21。该凹槽21能够降低内下卡边2的刚度，使得在发生碰撞的过程中，内下卡边2也能够充分地发生变形，从而延长碰撞时间，从而减小撞击力。该内下卡边2与外下凸台3相对应，在外下凸台3与碰撞对象发生碰撞时，撞击力会最直接地传递到内下卡边2上，因此在内下卡边2上设置凹槽21也能够相应地减小撞击力。
在本优选实施方式中，凹槽21设置在内下卡边2的上表面上，但是本发明并不限于此，该凹槽21还可以设置在内下卡边2的外侧面或下表面上。但是考虑到该内下卡边2要卡接在保险杠横梁的下侧，因此需要适当地保持足够的强度，防止内下卡边2与保险杠横梁脱离，所以该凹槽21优选地设在内下卡边2的上表面上。
需要说明的是，由于外下凸台3直接与碰撞对象发生碰撞，并且将撞击力主要地传递到内下卡边2上，因此，综合上述本发明优选的实施方式，采用在外下凸台3上设置第一凹穴31并且在内下卡边2上设置凹槽21的方式，能够获得更好的降低撞击力的效果，从而更好地保护汽车和碰撞对象，尤其是对行人的小腿的保护。
优选地，所述凹槽21形成为多个且沿所述吸能件的长度方向分布。
在本优选实施方式中，与第一凹穴31相类似地，该凹槽21也可以形成为多个并且沿吸能件的长度方向分布，此处不再赘述。
优选地，所述第一凹穴31和凹槽21沿所述吸能件的长度方向相互交错地设置。
根据上文所述的优选实施方式，由于外下凸台3上可以设置第一凹穴31和内下卡边2上可以设置凹槽21，当采用同时设置第一凹穴31和凹槽21的时候，如果第一凹穴31和凹槽21相对应的设置，就会导致在此处吸能体的强度特别弱，很可能在发生碰撞的时候发生吸能体的损坏。因此，在本优选实施方式中，外下凸台3上的第一凹穴31和内下卡边2上的凹槽21沿吸能件的长度方向相互交错地设置，在如图所示的剖视图中可以看出，这样的结构能够大提高吸能体在碰撞过程中的变形的能力，并且能够使得吸能体在整个长度方向上的刚度较为均匀，防止吸能体在碰撞过程中因为某一处因为受力过大而发生断裂等故障。
优选地，所述第一凹穴31与所述凹槽21沿所述吸能件的长度方向的开口宽度尺寸比为0.6-0.8，所述第一凹穴31与所述凹槽21沿所述吸能件的厚度方向的深度尺寸比为0.6-0.8。
本优选实施方式还提供了第一凹穴31与凹槽21的尺寸关系，本发明并不限于此，但是根据上述尺寸可以达到较为理想的碰撞能量吸收量。
优选地，所述内上卡边1包括相互间隔的朝内凸出的凸块11。
在发生碰撞的过程中，由于外下凸台3和内下卡边2相对地设置在同一高度上，因此在撞击力的传递过程中，内下卡边2承受的撞击力要鼻内上卡边1更多一些。在本优选实施方式中，内上卡边1包括相互间隔的凸块11，该凸块11朝内突出，也就是朝向保险杠横梁凸出。优选地，该内上卡边1通过该凸块11与保险杠横梁连接在一起。
优选地，所述内上卡边1上形成有与所述凸块11相对应的第二凹穴12，该第二凹穴12从所述内上卡边1的外侧面向内延伸。
在本优选实施方式中，内上卡边1上设置有第二凹穴12，该第二凹穴12从内上卡边1的外侧面向内延伸，并且该第二凹穴12的功能与第一凹穴31相似，此处不再赘述。
优选地，所述吸能件由泡沫材料制成。
目前用于汽车保险杠的吸能件主要采用泡沫材料制成，因此，在本发明中，该吸能件优选为由泡沫材料制成，当然现有技术中任何适用的材料都可以应用到本发明的吸能件中。
本发明还提供一种汽车保险杠，该汽车保险杠包括保险杠横梁，其中，该保险杠还包括本发明所述的吸能件，该吸能件的内上卡边1和内下卡边2分别卡接到所述保险杠横梁的上下两侧。
本发明还提供一种汽车，其中，该汽车包括本发明所述的用于汽车保险杠的吸能件。
通过上文对吸能件的结构及其效果的描述，能够想到本发明提供的保险杠和汽车应用了上述吸能件之后对碰撞过程中的吸能性能的提高，尤其是在汽车与行人发生碰撞时，大大降低了保险杠对行人小腿的撞击的损伤。
如图6至图8通过图表对本发明的吸能件的应用效果进行说明：
图6是行人的小腿的运动速度与时间的关系的示意图，其中，曲线a和b分别表示在采用现有技术的保险杠的汽车和采用本发明的保险杠的汽车与行人发生碰撞过程中，行人的小腿的运动速度与时间的关系；
图7是行人的小腿的减速度（即速度的减小量）与时间的关系的示意图，其中，曲线a和b分别表示在采用现有技术的保险杠的汽车和采用本发明的保险杠的汽车与行人发生碰撞过程中，行人的小腿的减速度与时间的关系；
图8是吸能件吸收的能量与时间的关系的示意图，其中，曲线a和b分别表示在采用现有技术的保险杠的汽车和采用本发明的保险杠的汽车与行人发生碰撞过程中，吸能件吸收的能量与时间的关系。
从上述附图中可见，采用本发明的吸能件能够在汽车与行人的碰撞过程中，明显减小对行人的小腿的伤害。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (11)
1.一种用于汽车保险杠的吸能件，其特征在于，所述吸能件的内侧沿所述吸能件的长度方向形成有用于分别卡接在保险杠横梁上、下两侧的内上卡边(1)和内下卡边(2)，并且所述吸能件的外侧沿所述吸能件的长度方向形成有外下凸台(3)，所述外下凸台(3)上形成有第一凹穴(31)，所述内下卡边(2)的上表面上形成有凹槽(21)。
2.根据权利要求1的吸能件，其特征在于，所述第一凹穴(31)形成为从所述外下凸台(3)的外侧面向内延伸。
3.根据权利要求2所述的吸能件，其特征在于，所述第一凹穴(31)形成为多个且沿所述吸能件的长度方向分布。
4.根据权利要求1所述的吸能件，其特征在于，所述凹槽(21)形成为多个且沿所述吸能件的长度方向分布。
5.根据权利要求4所述的吸能件，其特征在于，所述第一凹穴(31)和凹槽(21)沿所述吸能件的长度方向相互交错地设置。
6.根据权利要求5所述的吸能件，其特征在于，所述第一凹穴(31)与所述凹槽(21)沿所述吸能件的长度方向的开口宽度尺寸比为0.6-0.8，所述第一凹穴(31)与所述凹槽(21)沿所述吸能件的厚度方向的深度尺寸比为0.6-0.8。
7.根据权利要求1所述的吸能件，其特征在于，所述内上卡边(1)包括相互间隔的朝内凸出的凸块(11)。
8.根据权利要求7所述的吸能件，其特征在于，所述内上卡边(1)上形成有与所述凸块(11)相对应的第二凹穴(12)，该第二凹穴(12)从所述内上卡边(1)的外侧面向内延伸。
9.根据权利要求1所述的吸能件，其特征在于，所述吸能件由泡沫材料制成。
10.一种汽车保险杠，该汽车保险杠包括保险杠横梁，其特征在于，该保险杠还包括上述权利要求1-9中任意一项所述的吸能件，该吸能件的内上卡边(1)和内下卡边(2)分别卡接到所述保险杠横梁的上下两侧。
11.一种汽车，其特征在于，该汽车包括上述权利要求10所述的汽车保险杠。
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