CN105358384A

CN105358384A - 冲击吸收件

Info

Publication number: CN105358384A
Application number: CN201580001188.4A
Authority: CN
Inventors: 大石浩二; 后藤阳一; 田内英树
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2014-04-23
Filing date: 2015-04-21
Publication date: 2016-02-24
Also published as: WO2015163311A1; DE112015000089T5

Abstract

提供一种能够有效率地传递外部施加的力并能够充分地吸收冲击能量的冲击吸收件。所提供的冲击吸收件使得能够通过真空成形或压空成形获得适合于吸收冲击的树脂厚度分布。该冲击吸收件布置在机动车的车体构件与位于该车体构件的表面侧的内装材料或外装材料之间，该冲击吸收件包括：基部，其固定于所述车体构件侧；突起部，其具有多个，形成为从所述基部突出且具有顶面的中空锥台状；肋，其从所述突起部的外周面突出且从所述顶面延伸至所述基部，呈直线状；以及小突部，其形成有至少一个，从所述顶面突出。

Description

冲击吸收件

技术领域

本发明涉及用于保护机动车驾驶员、机动车乘员和行人的冲击吸收件。

背景技术

为了保护机动车驾驶员、机动车乘员或行人，机动车的内装或外装中插有各种冲击吸收件。例如，可以将用于保护行人的腿部的冲击吸收件插在机动车的树脂制的保险杠(保险杠罩)与车体骨架(保险杠梁等)之间，可以将用于保护驾驶员和乘员的冲击吸收件插在树脂制的内装材料(仪表板、车门装饰件、车顶内衬等)与车体板之间(参见专利文献1至专利文献3等)。

专利文献1记载了一种用作冲击吸收件的树脂片成型件，该树脂片成型件设置有高度不同的多个圆锥台状的突起部。突起部构造成中空的、在外周面均设置有直线状的肋并且构造成能够逐渐地吸收来自外部的冲击能量。

另外，专利文献2和专利文献3公开了高度相同的圆锥台状的突起部彼此相邻地设置的能量吸收件。专利文献2和专利文献3中公开的能量吸收件也是通过以热塑性片开始的热成形工艺而成形的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第4448938号公报

专利文献2：日本特开2012-233583号公报

专利文献3：日本特表2008-524065号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，如果圆锥台的顶面是滑的，则施加自相对面的力可能不会有效率地传递至该圆锥台。特别地，如专利文献2和专利文献3中所公开的，在配置有由热塑性片制得的相同高度的圆锥台的部分中，在圆锥台的顶面中可能会发生滑动，从而不能够充分地吸收冲击能量。

因而，本发明的目的在于提供一种能够有效地传递外部施加的力并能够充分地吸收冲击能量的冲击吸收件。

用于解决问题的方案

为了实现上述目的，根据本发明的冲击吸收件为如下冲击吸收件，其布置在机动车的车体构件与位于该车体构件的表面侧的内装材料或外装材料之间，该冲击吸收件包括：基部，其固定于所述车体构件侧；突起部，其具有多个，形成为从所述基部突出且具有顶面的中空锥台状；肋，其从所述突起部的外周面突出且从所述顶面延伸至所述基部，呈直线状；以及小突部(小突起部)，其形成有至少一个，从所述顶面突出。

这里，优选地，至少一个所述小突部在所述顶面设置在所述肋的延长线上。另外，所述小突部能够设置在所述顶面的大致中心处。另外，多个所述小突部可以设置在所述顶面的大致中心的周围(在该构造中，多个小突部的中心位置与所述突起部的顶面的大致中心一致)。

此外，所述突起部可以形成为中空角锥台状，所述顶面可以具有多边形形状，至少一个所述小突部可以设置在连结所述多边形形状的顶点和中心的线上。例如，所述突起部可以成形为中空六角锥台状，所述顶面可以具有六边形形状，至少一个所述小突部可以设置在连结所述六边形形状的顶点和中心的线上。

发明的效果

利用如上所述构造的根据本发明的冲击吸收件，由于从基部突出的中空锥台状的突起部的顶面设置有小突部(nub)，所以从与突起部的顶面相对的表面传递的力会有效地传递至已经通过小突部增加了摩擦阻力的顶面，从而使突起部单独地压溃并充分地吸收冲击能量。

另外，如果将小突部设置在突起部的顶面的大致中心处，则力会均匀地施加至突起部，从而防止了突起部在压溃之前倒伏。此外，当突起部的顶面设置有多个小突部时，如果多个小突部的中心位置与突起部的顶面的中心一致，则能够防止突起部倒伏而不压溃。

另外，当突起部形成为角锥台的形状时，如果小突部与多边形的顶面的顶点对准，则力能够朝向具有高的刚性的角部分散。此外，这种小突部无需设置在多边形的每个顶点处，而是能够设置必要数量的小突部。

此外，在小突部的顶面设置有用于排气的小孔的形式中，能够通过使用作为通气孔的该小孔可靠地成型小突部。

附图说明

图1是示出根据本发明第一实施方式的冲击吸收件的立体图。

图2是用于说明冲击吸收件的构造的截面图。

图3是示出根据本发明第二实施方式的冲击吸收件的突起部的立体图。

图4是示出根据本发明第三实施方式的冲击吸收件的突起部的平面图。

图5是示出根据本发明第四实施方式的冲击吸收件的突起部的平面图。

图6是示出根据本发明第五实施方式的冲击吸收件的立体图。

图7是沿着图6的线A-A的截面图。

图8是示出根据本发明第五实施方式的冲击吸收件的形成步骤的截面图。

具体实施方式

以下将参照附图来说明根据本发明实施方式的机动车用冲击吸收件1。图1是用于说明冲击吸收件1的整体构造的立体图，图2是用于说明突起部3及其周边的详细构造的截面图。

图1中示出的根据本发明的冲击吸收件1设置在机动车的车体构件与位于车体的表面侧的内装材料或外装材料之间。适当位置的示例包括机动车车门的内部、天花板与内装材料之间、地毯的下方、车体侧面的门窗框的内部、保险杠与位于保险杠内侧的车体结构构件之间的位置。具体地，将用于保护行人的腿部的冲击吸收件插在机动车的树脂制的保险杠(保险杠罩)与车体骨架(保险杠梁等)之间，将用于保护驾驶员和乘员的冲击吸收件插在树脂制的内装材料(仪表板、车门装饰件、车顶内衬等)与车体板之间。

如图1所示，冲击吸收件1主要包括：基部2，其固定于车体；多个突起部3，其均从基部2突出；小突部5(小的突起部)，其从突起部3的顶面31突出；以及肋4，其设置于突起部3的外周面。

将基部2形成为与供基部2安装的车体部分一致的形状。构成冲击吸收件1的基部2、突起部3、小突部5和肋4已经一体化成单件的结构，该结构为由聚丙烯(PP)作为主要材料的树脂片真空成形的壳结构，并且突起部3的内部为向下贯通的中空部20。该结构形成有大约1mm的壁厚。

以聚丙烯作为主要材料的树脂片的使用使得能够容易形成冲击吸收件1，并且能够实现轻量化。另外，材料是便宜的，从而能够降低成本，并且材料是可高度回收的。

注意，用于形成冲击吸收件1的树脂片的材料不限于上述聚丙烯(PP)。例如，可以将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、醋酸纤维(acetate)、聚碳酸酯、聚苯乙烯、(低密度或高密度)聚乙烯、聚酯、聚氯乙烯(PVC)等用作形成树脂片的材料。

另外，用于形成冲击吸收件1的方法不限于上述真空成形。例如，能够通过射出成型、模压成型、冲压成型、挤出成型、吹塑成型、搪塑(slushmolding)、浇铸、发泡成型、反应射出成型(RIM)或粉末成型等来形成冲击吸收件1。

另一方面，如图2所示，突起部3形成为中空的截头锥体。设置于根据本实施方式的冲击吸收件1的基部2的多个突起部3均具有如图1所示的圆锥台的形状。这里，假定与圆锥台的底面平行的前端侧平面为顶面31。另外，根据本实施方式，将多个突起部3的高度均设定成相等的高度。

另外，肋4为从突起部3的外周面突出、从突起部3的顶面31的高度直线状地延伸至基部2的部分。每个突起部3均设置有一条或多条肋4。

在本实施方式中，如图1所示，将给出多个突起部3均设置有相同数量的肋4的情况的说明。另外，肋4不联接在相邻的突起部3、3之间且不设置在连结相邻的突起部3、3的中心的线上。

小突部5设置在突起部3的顶面31的大致中心处。如图2所示，当从突起部3的内侧观察时，小突部5为凹部。例如，小突部5形成为圆筒状。

将以这种方式形成的冲击吸收件1安装在诸如机动车车门或天花板等的车体板(车体构件)与内侧构件之间。如此，利用螺栓或粘接剂将基部2固定至车体板或内侧构件，并且将突起部3从基部2突出的方向设成面对车辆内侧。注意，可以通过其它方法来将冲击吸收件1固定至车体。

在接收外部冲击时，随着突起部3和肋4由于该冲击而弹性或塑性地变形，上述冲击吸收件1吸收冲击能量。当弹性变形时，突起部3会纵曲(buckle)成压溃状态。

即，力从内侧构件侧的相对面作用于突起部3的顶面31。小突部5设置在顶面31的中心处、朝向内侧构件突出。因此，对该相对面的摩擦阻力(摩擦系数)比不存在小突部5时大，从而增大了传递的力。

另外，由于小突部5设置在突起部3的顶面31的中心处，所以力容易传递至突起部3的中央。这使突起部3难以由于不均匀的作用力而在压溃之前朝向相邻的突起部3倒伏。

接下来，将说明根据本实施方式的冲击吸收件1的操作。

在根据本实施方式的具有上述构造的冲击吸收件1中，每个突起部3均设置有肋4。这里，如果相邻的突起部3不联接在一起，则突起部3在受到冲击时会单独地压溃，这容易调整冲击吸收能力。另外，以这种方式，如果相邻的突起部3不联接在一起，则突起部3在相邻的突起部3压溃时不吸收能量，从而不会使别的突起部3倒伏。

此外，由于突起部3的外周面设置有肋4，所以增大了突起部3的刚性，从而能够增加能量吸收量。另外，通过设定设置于突起部3的外周面的肋4的数量和位置，能够调整冲击能量吸收性。

然后，该冲击吸收件1在接收外部冲击时能够逐渐地吸收冲击能量。

另外，由于由树脂片形成的突起部3的外周设置有肋4，所以能够增加突起部3的能量吸收量，能够使机动车用冲击吸收件轻量化。

在根据本实施方式的具有上述构造的冲击吸收件1中，从基部2突出、形成为截头圆锥(圆锥台)形状的突起部3的顶面31设置有小突部5。

因此，传递自与突起部3的顶面31相对的表面的力有效地传递至已经通过小突部5增加了摩擦阻力的顶面31，从而使突起部3单独地压溃并逐渐吸收冲击能量。

另外，如果将小突部5设置在突起部的顶面31的大致中心，则力会均匀地施加至突起部3，从而防止了突起部在压溃之前倒伏。

以下将参照图3至图5来说明根据本发明其它实施方式的冲击吸收件。注意，将通过对与第一实施方式中所说明的部件相同或等同的部件使用相同的术语或附图标记进行说明。

虽然上述第一实施方式中已经说明了成形为圆锥台的突起部3，但是在根据图3所示的第二实施方式的冲击吸收件1A中，突起部3A形成为六角锥台形状，该六角锥台的顶面31A成形为正六边形，顶面31A的中心处设置有圆筒状的小突部5A。另外，顶面31A的正六边形的各顶点位置处均设置有肋4。

另一方面，在图4所示的第三实施方式的冲击吸收件1B中，突起部3A的顶面31A设置有多个圆筒状的小突部5B。多个小突部5B的中心位置与突起部3A的顶面31A的中心C一致。详细地，六个小突部5B分别设置于连结形成为正六边形的顶面31A的顶点与中心C的各对角线D。如果小突部5B与顶面31A的中心C之间的距离均相等，则多个小突部5B的中心位置与顶面31A的中心C一致。

另外，在图5所示的第四实施方式的冲击吸收件1C中，六角锥台状的突起部3A设置有多个圆筒状的小突部5C。多个小突部5C并不是对应设置在六边形的顶面31A的所有顶点处，而是在周向上每两条连结顶点与中心C的线(对角线D)上设置一个小突部5C。三个小突部5C的中心位置与顶面31A的中心C一致。

当突起部3A的顶面31A以这种方式设置有多个小突部5B(5C)时，如果多个小突部5B(5C)的中心位置与突起部3A的顶面31A的中心C一致，则力能够均匀地施加至突起部3A，从而防止了突起部倒伏而不压溃。

另外，当将突起部3A形成为角锥台的形状时，如果小突部5B或5C配置为与多边形的顶面31A的顶点对准，则力能够朝向具有高的刚性的角部分散。特别地，肋4的安装能够进一步增强角部的刚性。

此外，小突部5C无需设置在多边形的每个顶点处，而是能够仅将必要数量的小突部5C设置在例如多边形的每两个顶点处。

注意，其它部件及其作用效果与前述实施方式大致相同，因而将省略其说明。

图6至图8示出了根据本发明第五实施方式的冲击吸收件1D。

冲击吸收件1D具有通过对均匀厚度的树脂片(2)进行压空成形(或真空成形)而制造的壳结构，并且包括平坦的基部2和大量的突起部3D，其中突起部3的内部为向下贯通的中空部20。

所有突起部3D均具有基本相同的形状，各突起部3D在截面图中均成形为圆角星形多边形(六芒星形)并且均设置有六个肋4(棱部)。肋4(棱部)的数量不限于六个，而是可以多于六个或少于六个。另外，尽管在图示的示例中，将多个突起部3D配置成了正方格子图案(tetragonallatticepattern)，但是还可以将突起部3D配置成六方格子图案(hexagonallatticepattern)、斜格子图案(diagonallatticepattern)或任意地配置。

各突起部3的平坦的顶面31均设置有处于突出状态的小突部5D。在图示的示例中，虽然顶面31的大致中心处仅设置有一个处于突出状态的小突部5D，但是如已经说明的，还可以设置有多个小突部。小突部5D设置在与将稍后说明的成形模中的各排气孔16对应的位置处，从而可以形成贯通小突部5D的小孔。

使用图8的截面图中示出的成形模11来以与典型的真空成形相比上下逆向的位置通过压空成形制造冲击吸收件1D。成形模11为凹模，在该凹模中，用于形成突起部3D的凹模部13设置在用于形成基部2的平坦部12中，排气孔16形成在凹模部13的底面14。与小突部5D对应的小凹部设置在底面14的大致中央处，排气孔16在该大致中央处开口，换言之，排气孔16的上端部的直径增大了。

将在成形前被加热软化的树脂片(2)转移至成形模11上。随后，通过压空盒(未图示出)封闭成形模11的上部，将压缩空气吹入压空盒，使软化了的树脂片在压力(+P)下压靠成形模11、鼓入凹模部13，由此形成了中空的突起部3D。

如此，在树脂片压靠成形模11之时开始冷却树脂片，因而，随着越接近突起部3D的前端，树脂片越受到拉伸，因此导致树脂的厚度(d)相应变薄。当作为树脂片的最薄部分的前沿最终抵靠底面14时，使压缩空气通过排气孔16排出，树脂压靠小凹部，从而形成了小突部6。如果在树脂片的与小突部5D对应的部分中事先形成小孔并且将该小孔用作通气孔，则可靠地将该小孔导向小凹部(排气孔16)。这提供了如下优点：改善了小突部5D的可成形性，并且在突起部3D中产生了良好的厚度分布。在冷却之后，对模具脱模，从而完成了成形。

如图7所示，将如此形成的冲击吸收件1D插在位于车体侧的安装面41与内装材料(或外装材料)42之间，并且将基部2固定至位于车体侧的安装面41。在该状态下，已经事先调整了突起部3D的高度，使得位于该突起部3D的顶面31上的小突部5D将与内装材料42的背侧抵接。如上所述，冲击吸收件1D的特征在于，距基部2的高度h越大，树脂的厚度d就越小并且越靠近突起部3D的前端，冲击吸收件1D也就更易于变形。

当驾驶员或乘员由于意外事故而与机动车的嵌装有该冲击吸收件1D的内装材料42发生碰撞时，会有冲击力F施加至内装材料42，从而在冲击吸收件1D中引发从突起部3D的前端侧(4、6)开始的初始变形，然后吸收量随着从前端至基端侧的变形的蔓延而增大，这呈现出理想的能量吸收模式。

注意，尽管上述实施方式中的冲击吸收件1D是压空成形的，但是还可以通过利用真空泵对位于排气孔16下方的腔体(未图示出)减压并通过排气孔16吸引空气来真空成形冲击吸收件1D。

以上已经参照附图说明了本发明的实施方式，但是实际构造不限于实施方式或示例，在不脱离本发明要旨范围的程度下改变的设计也包括在本发明中。

例如，尽管在上述实施方式中，在将冲击吸收件1安装至机动车时，将突起部3从基部2突出的方向设成面对车辆内侧，但是还可以通过根据预测的冲击方向来改变冲击吸收件1的定向。

另外，尽管在实施方式中已经说明了突起部3的高度相等的情况，但是这不是限制性的，还可以将高度不同的突起部彼此相邻放置。利用该构造，在受到冲击时高度较高的突起部会先变形，然后高度较低的突起部再变形，因此，将高度不同的突起部混在一起允许调整能量吸收特性。

此外，在实施方式和示例中已经说明了圆筒状的小突部5和5A至5D，但是这不是限制性的，小突部的形状还可以为圆顶状或圆锥状。

另外，尽管在上述实施方式中，多个突起部3均设置有相等数量的肋4，但是这不是限制性的，还可以通过投影基础(projectionbasis)而在突起部上设定任意数量的肋。

附图标记说明

1、1A至1D冲击吸收件

2基部

3、3A、3D突起部

31、31A顶面

4肋

5、5A至5D小突部

11成形模

12平坦部

13凹型部

16排气孔

C中心

D对角线

D厚度

Claims

1.一种冲击吸收件，其布置在机动车的车体构件与位于该车体构件的表面侧的内装材料或外装材料之间，该冲击吸收件的特征在于包括：

基部，其固定于所述车体构件侧；

突起部，其具有多个，形成为从所述基部突出且具有顶面的中空锥台状；

肋，其从所述突起部的外周面突出且从所述顶面延伸至所述基部，呈直线状；以及

小突部，其形成有至少一个，从所述顶面突出。

2.根据权利要求1所述的冲击吸收件，其特征在于，至少一个所述小突部在所述顶面设置在所述肋的延长线上。

3.根据权利要求2所述的冲击吸收件，其特征在于，至少一个所述小突部设置在所述顶面的大致中心处。

4.根据权利要求2或3所述的冲击吸收件，其特征在于，至少一个所述小突部设置在所述顶面的大致中心的周围。

5.根据权利要求4所述的冲击吸收件，其特征在于，所述突起部形成为中空角锥台状，所述顶面具有多边形形状，至少一个所述小突部设置在连结所述多边形形状的顶点和中心的线上。

6.根据权利要求5所述的冲击吸收件，其特征在于，所述突起部成形为中空六角锥台状，所述顶面具有六边形形状，至少一个所述小突部设置在连结所述六边形形状的顶点和中心的线上。

7.根据权利要求6或7所述的冲击吸收件，其特征在于，所述冲击吸收件在位于所述小突部的顶面具有用于排气的小孔。