CN104842906A - 吸能缓冲装置、防撞结构和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吸能缓冲装置、防撞结构和车辆，吸能缓冲装置包括壳体以及可沿轴向移动地插入该壳体的缓冲件，缓冲件和壳体之间限定有容纳第一流体介质的第一缓冲区，缓冲件内形成有容纳第二流体介质的第二缓冲区，当缓冲件向内插入壳体时，第一流体介质能够通过第一缓冲区和第二缓冲区之间的节流结构进入第二缓冲区中。因此当发生碰撞时，首先通过第一流体介质本身的运动阻尼和抗压缩性阻止缓冲件插入壳体，当撞击较大时，第一流体介质的压力升高能够通过节流结构进入第二缓冲区，从而进一步增加缓冲件进入壳体的阻力。因此本发明能够通过巧妙的结构有效提升吸能和缓冲效果，实用性强，从而使得车辆的防撞性能以及安全性能更高。

Description

吸能缓冲装置、防撞结构和车辆

技术领域

本发明涉及吸能、缓冲、防撞部件领域，具体地，涉及一种吸能缓冲装置、使用该吸能缓冲装置的防撞结构和使用该防撞结构的车辆。

背景技术

目前，车辆的保有量越来越大，安全事故的发生数量也在不断的增加。通过在汽车前部增加适当的防护装置，可以提高车辆的碰撞性能。当车辆发生碰撞后，防护装置可以发挥其作用，减小车上司机及乘客受伤害的程度。目前，现有车辆的防护装置通常为前保险杠，该前保险杠的骨架直接与车架连接在一起。然而，由于前保险杆的安装结构简单，刚度不足，在发生碰撞时不能进行能量的吸收，而直接将碰撞力和能量传递给了车架和车身，从而导致了车架和车身的变形，危及车上人员的安全。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种吸能缓冲装置，该吸能缓冲装置结构简单巧妙，能够有效提升吸能和缓冲效果。

本发明的另一目的是提供一种防撞结构，该防撞结构使用本发明提供的吸能缓冲装置。

本发明的再一目的是提供一种车辆，该车辆使用本发明提供的防撞结构。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种吸能缓冲装置，该吸能缓冲装置包括壳体以及可沿轴向移动地插入该壳体的缓冲件，所述缓冲件和所述壳体之间限定有容纳第一流体介质的第一缓冲区，所述缓冲件内形成有容纳第二流体介质的第二缓冲区，并且所述第一缓冲区和所述第二缓冲区之间设置有节流结构，当所述缓冲件向内插入所述壳体时，所述第一流体介质能够通过所述节流结构进入所述第二缓冲区中。

优选地，所述缓冲件内还形成有容纳第三流体介质的第三缓冲区，该第三缓冲区通过可沿轴向移动地设置在所述缓冲件内的浮动活塞与所述第二缓冲区分隔。

优选地，所述壳体内还形成有能够受迫变形的第四缓冲区，该第四缓冲区与所述第一缓冲区沿轴向相邻布置并位于所述壳体的底部。

优选地，所述第四缓冲区由塑性变形件形成。

优选地，所述壳体内设置有与所述壳体同轴的筒状件，所述缓冲件可移动地套设在该筒状件的外侧，其中所述第一缓冲区位于所述筒状件的外侧，所述节流结构为形成在所述筒状件上的节流孔。该节流孔连通所述第一缓冲区和所述第二缓冲区。

优选地，所述筒状件形成为空心筒，该空心筒的一端封闭，另一端开放，所述第二缓冲区通过该开放的端部与所述筒状件的内腔连通，所述节流孔至少形成在所述空心筒的侧壁上。

优选地，所述壳体的底部设置有塑性变形件，该塑性变形件固定并封闭所述空心筒远离所述第二缓冲区的端部并封闭所述第一缓冲区。

优选地，所述缓冲件的外壁贴合与所述壳体的内壁，并且形成有朝向所述筒状件延伸并贴合与该筒状件的外壁的凸缘

优选地，第一流体介质和所述第二流体介质为机械油。

优选地，所述第三流体介质为氮气。

优选地，位于所述壳体外侧的所述缓冲件的外端设置有第一法兰，与该外端同侧的所述壳体的开口端设置有第二法兰。

根据本发明的另一方面，提供一种防撞结构，包括第一基体和第二基体，所述防撞结构还包括本发明提供的吸能缓冲装置，所述第一基体连接所述缓冲件，所述第二基体连接所述壳体。

根据本发明的再一方面，提供一种车辆，该车辆包括本发明提供的防撞结构。

优选地，所述第一基体为所述车辆的前保险杠，所述第二基体为所述车辆的车架，并且所述第二基体通过U型支架连接所述壳体，其中所述吸能缓冲装置沿前后方向布置，所述U型支架从后向前收纳所述壳体并连接所述壳体的前端。

通过上述技术方案，当发生碰撞时，本发明提供的吸能缓冲装置能够首先通过第一流体介质本身的运动阻尼和抗压缩性阻止缓冲件插入壳体从而吸收撞击能量，并且当撞击较大时，流体介质的压力升高能够通过节流结构进入第二缓冲区，此时在节流孔的节流作用以及第二缓冲区内流体介质的阻力作用下，进一步增加缓冲件进入壳体的阻力，使得撞击能力进一步衰减，因此本发明能够通过巧妙的结构有效提升吸能和缓冲效果，实用性强，从而使得车辆的防撞性能以及安全性能更高。

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是本发明优选实施方式提供的吸能缓冲装置的立体结构示意图；

图2是本发明优选实施方式提供的吸能缓冲装置的剖视结构示意图；

图3是本发明优选实施方式提供的车辆的局部结构示意图

附图标记说明

1         壳体          2        缓冲件

3         第一缓冲区    4        第二缓冲区

5         节流结构      6        第三缓冲区

7         活动活塞      8        第四缓冲区

11        第二法兰      21       凸缘

22        第一法兰      31       第一流体介质

41        第二流体介质  51       筒状件

61        第三流体介质  81       塑性变形件

91        第一基体      92       第二基体

93        U型支架

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“前、后”通常是在本发明提供的车辆正常行驶的情况下定义的。

如图1至图3所示，本发明提供一种吸能缓冲装置，使用该吸能缓冲装置的防撞结构以及使用该防撞结构的车辆，其中需要说明的是，本发明提供的吸能缓冲装置不仅可以用于车辆的防撞领域，还可以用于其他需要进行吸能和缓冲的领域，对于其应用领域的变形均应落在本发明的保护范围中。

如图1和图2所示，为了实现本发明的目的，本发明提供的吸能缓冲装置包括壳体1以及可沿轴向移动地插入该壳体1的缓冲件2，缓冲件2和壳体1之间限定有容纳第一流体介质31的第一缓冲区3，缓冲件2内形成有容纳第二流体介质41的第二缓冲区4，并且第一缓冲区3和第二缓冲区4之间设置有节流结构5，当缓冲件2向内插入壳体1时，第一流体介质31能够通过节流结构5进入第二缓冲区4中。

其中，壳体1可以形成为缸筒状结构，以使得缓冲件2和壳体1能够形成为类似于液压缸的结构，即，壳体1的一端开放用于缓冲件2插入，另一端封闭以与缓冲件2构成封闭空间。因此在本发明的技术方案中，当需要进行吸能和缓冲作业时，例如发生碰撞的情况下，需要缓冲件2向内插入壳体1中时，本发明提供的吸能缓冲装置能够首先通过第一流体介质31本身的运动阻尼和抗压缩性阻止缓冲件2插入壳体1从而吸收撞击能量。并且，当撞击较大时，压力升高的第一流体介质31能够通过节流结构5进入第二缓冲区4，此时在节流结构5的节流作用以及第二缓冲区4内的第二流体介质41的阻力作用下，进一步增加缓冲件2进入壳体1的阻力，使得撞击能力进一步衰减，因此，本发明能够通过巧妙的结构有效提升吸能和缓冲效果，实用性强，从而使得车辆的防撞性能以及安全性能更高。

能够实现上述技术方案的实施方式有多种，例如实现节流结构5的具体结构和布置方式，第一缓冲区3和第二缓冲区4的形成方式和布置方式等等，为了方便说明本发明，在此只重点介绍其中的优选实施方式，该优选实施方式只用于说明本发明，并不用于限制本发明。

进一步地，更巧妙地是在本发明的优选实施方式中，缓冲件2内还形成有容纳第三流体介质61的第三缓冲区6，该第三缓冲区6通过沿轴向可移动地设置在缓冲件2内的浮动活塞7与第二缓冲区4分隔。这样，当进入第二缓冲区4的第一流体介质31逐渐增加后，使得第二缓冲区4的压力也逐渐上升，此时第二缓冲区4内的流体介质能够推动浮动活塞7朝向第三缓冲区6移动，这样，该浮动活塞7可以对容纳在第三缓冲区6内的第三流体介质61进行压缩，从而进一步吸收能量并阻止缓冲件2进入壳体1中，缓冲效果更佳。如图2所示，本发明中的缓冲件2整体形成活塞杆的同时其内部也形成有容纳空间，具体地分为沿轴向布置的第二缓冲区4和第三缓冲区6。通过该巧妙的结构，本发明的吸能缓冲效果得到显著提升。

更进一步地，如图2所示，壳体1内还形成有能够受迫变形的第四缓冲区8，该第四缓冲区8与第一缓冲区3沿轴向相邻布置并位于壳体1的底部。这样，在缓冲件2逐渐插入壳体1的过程中，随着第一、第二和第三缓冲区的压力逐渐升高，第四缓冲区8也将受迫变形从而起到吸收能量和缓冲的作用。

其中能够实现受迫变形的第四缓冲区8的实施方式有多种，其变形可以为弹性变形也可以为受迫变形。在本发明的优选实施方式中，第四缓冲区8由塑性变形件81形成，例如可以选用铝合金等各种合金材料。其中由于塑性变形材料的抗压性能较高并且没有自我恢复能力，因此，可以通过选择不同的塑性材料来设定第四缓冲区8在将要达到第三缓冲区6所能承受的压力极限时才开始变形吸能。其中为了使得塑性变形件81更易变形，优选地，将该塑性变形件81形成为工字型结构，这样可以凭借工字型结构与壳体之间的间隙提供变形空间，实现塑性变形件81的变形吸能。在其他实施方式中，实现第四缓冲区8的实施方式还可以为弹性材料，例如强度较大的弹簧等，或者还可以在第三缓冲区8内也充满流体介质，这些变形方式均应落在本发明的保护范围中。

回到发挥吸能作用的流体介质上来，本发明中由于第一缓冲区3和第二缓冲区4需要相互连通，因此，优选地，第一流体介质31和第二流体介质41为液体介质，更优选地为相同的液体介质，在本发明的优选实施例中均为机械油，其中该机械油具有较高的流动阻尼和抗压缩性，吸能和缓冲效果好尤其是通过节流结构5时的节流效果更好。其中，根据所需的吸能效果，可以预先设置第一流体介质31和第二流体介质41充满对应的缓冲区以达到最好的吸能缓冲效果，或者在其他实施方式中也可以预留一定空间而不充满，对此也应落在本发明的保护范围中。另外，由于第三缓冲区6相对封闭，因此可以在其内填充吸能缓冲效果更好的气态介质，优选地，第三流体介质61为氮气。高纯度的氮气具有较强的抗压缩特性，从而提升本发明的吸能缓冲效果。其中其纯度和压力等参数可根据所需的效果进行设定，对此本发明不做限制。此外在其他实施方式中，本文中所提及的流体介质可以为各种本领域技术人员能够想到的介质，对此类变形方式均应落在本发明的保护范围中。

如图2所示，回到具体结构上来，为了实现第一缓冲区3、第二缓冲区4以及节流结构5，在本发明的优选实施方式中，壳体1内设置有与壳体1同轴的筒状件51，缓冲件2可移动地套设在该筒状件51的外侧，其中第一缓冲区3位于筒状件51的外侧，节流结构5为形成在筒状件51上的节流孔。该节流孔连通所述第一缓冲区3和第二缓冲区4。即，本发明巧妙地通过筒状结构实现了第一缓冲区3和第二缓冲区4的分隔，并且能够方便在筒状件51上形成各种形式的节流孔，布局合理加工方便尤其适用于制作尺寸较小的吸能缓冲装置。在其他实施方式中，还可以使用根据吸能缓冲装置的大小使用其他部件例如各种能够实现对流体节流的流体控制阀实现对流体介质的节流作用，对于此类变形方式均应落在本发明的保护范围中。

更具体地，筒状件51形成为空心筒，该空心筒的一端封闭，另一端开放，第二缓冲区4通过该开放的端部与空心筒的内腔连通。此时作为节流结构5的节流孔至少形成在所述空心筒的侧壁上。此外，还可以在开放端上形成节流孔，此时可以设计开放端为局部开放，并且开放口即为节流孔，对此类变形也应落在本发明的保护范围中。

另外，优选地，空心筒封闭的端部，即远离第二缓冲区4的端部固定在该形成第四缓冲区8的塑性变形件81上并由该塑性变形件81封闭，并且该塑性变形件还同时封闭第一缓冲区3。这样，第四缓冲区8的塑性变形件能够同时承受第一缓冲区3和第二缓冲区4的压力。一方面，使得第一缓冲区3的第一流体介质31在受压时只能通过节流结构5流入第二缓冲区4。另一方面，能够在第一、第二和第三缓冲区的压力达到一定程度时开始塑性变形，以进一步提升吸能缓冲效果，结构简单巧妙。

另外，为了增加第一缓冲区1的面积并保证密封性，优选地，缓冲件2的外壁贴合与壳体1的内壁，并且形成有朝向筒状件51延伸并贴合与该筒状件51的外壁的凸缘21。这样朝向筒状件51延伸的凸缘21能够在不占用第二缓冲区4的空气的情况下，增加第一缓冲区1的径向面积，并且使得整体结构巧妙且吸能缓冲效果更好。另外为了保证密封性，在相应的部件之间还可以设置密封件，对此本发明不做限制。

如图1和图2所示，为了方便起到对不同基体的吸能缓冲作用，位于壳体1外侧的缓冲件2的外端设置有第一法兰22，与该外端同侧的壳体1的开口端设置有第二法兰11。这样，能够最大程度地降低壳体1和缓冲件2的受力间距，降低由于轴向方向过长的受力间距带来的结构受损。另外也方便布置相应的基体。

具体地，如图3所示，在本发明提供的防撞结构中，包括第一基体91和第二基体92，第一基体91连接缓冲件2，第二基体92连接壳体1。当在本发明的车辆中使用时，作为一种实施例，第一基体91为车辆的前保险杠，第二基体92为车辆的车架，为了方便布置该吸能缓冲装置，第二基体92通过U型支架93连接壳体1，其中具体地，吸能缓冲装置沿前后方向布置，第一基体91通过安装板连接缓冲杆1的前端，即第一法兰22。U型支架93从后向前收纳壳体1并连接壳体1的前端，即连接前方开口端的第二法兰11上。这样，通过U型支架93可以节约安装空间，并且使得吸能缓冲装置得到保护，能够最大程度地发挥吸能缓冲作用。

综上，本发明设计开发了一种新型的吸能缓冲装置，它具有良好的吸能性和能量传输路径，可以通过第一、第二、第三和第四缓冲区中的机械油、节流孔、氮气及塑性变形件四次的吸收、衰减能量，将撞击能量、变形衰减到最小。当用到防撞结构中，尤其是车辆中的防撞结构中时，能够很好地在发生碰撞时控制车身的变形，保持正辆前部及车身的完整性，减小对车内司机及乘客的伤害。因此，本发明提供的吸能缓冲装置、使用其的防撞结构和车辆具有较高的实用性和推广价值。

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 (14)

1.一种吸能缓冲装置，其特征在于，该吸能缓冲装置包括壳体(1)以及可沿轴向移动地插入该壳体(1)的缓冲件(2)，所述缓冲件(2)和所述壳体(1)之间限定有容纳第一流体介质(31)的第一缓冲区(3)，所述缓冲件(2)内形成有容纳第二流体介质(41)的第二缓冲区(4)，并且所述第一缓冲区(3)和所述第二缓冲区(4)之间设置有节流结构(5)，当所述缓冲件(2)向内插入所述壳体(1)时，所述第一流体介质(31)能够通过所述节流结构(5)进入所述第二缓冲区(4)中。

2.根据权利要求1所述的吸能缓冲装置，其特征在于，所述缓冲件(2)内还形成有容纳第三流体介质(61)的第三缓冲区(6)，该第三缓冲区(6)通过沿轴向可移动地设置在所述缓冲件(2)内的浮动活塞(7)与所述第二缓冲区(4)分隔。

3.根据权利要求1或2所述的吸能缓冲装置，其特征在于，所述壳体(1)内还形成有能够受迫变形的第四缓冲区(8)，该第四缓冲区(8)与所述第一缓冲区(3)沿轴向相邻布置并位于所述壳体(1)的底部。

4.根据权利要求3所述的吸能缓冲装置，其特征在于，所述第四缓冲区(8)由塑性变形件(81)形成。

5.根据权利要求1或2所述的吸能缓冲装置，其特征在于，所述壳体内设置有与所述壳体(1)同轴的筒状件(51)，所述缓冲件(2)可移动地套设在该筒状件(51)的外侧，其中所述第一缓冲区(3)位于所述筒状件(51)的外侧，所述节流结构(5)为形成在所述筒状件(51)上的节流孔。该节流孔连通所述第一缓冲区(3)和所述第二缓冲区(4)。

6.根据权利要求5所述的吸能缓冲装置，其特征在于，所述筒状件(51)形成为空心筒，该空心筒的一端封闭，另一端开放，所述第二缓冲区(4)通过该开放的端部与所述筒状件(51)的内腔连通，所述节流孔至少形成在所述空心筒的侧壁上。

7.根据权利要求6所述的吸能缓冲装置，其特征在于，所述壳体(1)的底部设置有塑性变形件，该塑性变形件固定并封闭所述空心筒远离所述第二缓冲区(4)的端部并封闭所述第一缓冲区(3)。

8.根据权利要求5所述的吸能缓冲装置，其特征在于，所述缓冲件(2)的外壁贴合与所述壳体(1)的内壁，并且形成有朝向所述筒状件(51)延伸并贴合与该筒状件(51)的外壁的凸缘(21)。

9.根据权利要求1或2所述的吸能缓冲装置，其特征在于，第一流体介质(31)和所述第二流体介质(41)为机械油。

10.根据权利要求2所述的吸能缓冲装置，其特征在于，所述第三流体介质(61)为氮气。

11.根据权利要求1所述的吸能缓冲装置，其特征在于，位于所述壳体(1)外侧的所述缓冲件(2)的外端设置有第一法兰(22)，与该外端同侧的所述壳体(1)的开口端设置有第二法兰(11)。

12.一种防撞结构，包括第一基体(91)和第二基体(92)，其特征在于，所述防撞结构还包括根据权利要求1-11中任意一项所述的吸能缓冲装置，所述第一基体(91)连接所述缓冲件(2)，所述第二基体(92)连接所述壳体(1)。

13.一种车辆，其特征在于，该车辆包括根据权利要求12所述的防撞结构。

14.根据权利要求13所述的车辆，其特征在于，所述第一基体(91)为所述车辆的前保险杠，所述第二基体(92)为所述车辆的车架，并且所述第二基体(92)通过U型支架(93)连接所述壳体(1)，其中所述吸能缓冲装置沿前后方向布置，所述U型支架(93)从后向前收纳所述壳体(1)并连接所述壳体(1)的前端。