CN1313300C - 保险杠装置 - Google Patents

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Abstract

一种保险杠装置，其中保险杠支撑件(4)的前壁部分(5)和后壁部分(6)布置在保险杠加强件(2)和侧梁(3)之间，并通过多个肋板(7，8，9，10)而相互连接，内侧和外侧肋板(7，8)向前分叉，在内侧肋板(7)上具有一个向内延伸的突出部分(11)，前壁部分(5)的尺寸(l1)要大于后壁部分(6)的尺寸(l2)，通过将多个肋板(侧壁)中的内侧肋板(7)布置在保险杠加强件和车身侧梁之间来连接保险杠支撑件的前壁和后壁，可以防止它们向内弯曲。

Description

保险杠装置
技术领域
本发明涉及一种保险杠装置，该装置具有一个改良的保险杠支撑件。
背景技术
保险杠用于在车辆发生碰撞的时候尽可能地缓冲从保险杠加强件传递到车身的冲击能量，并抑制作用在乘员身上的不良影响。
该保险杠装置是一种将保险杠支撑件布置在沿车辆宽度方向上延伸的保险杠加强件和在车身的每一侧的侧梁(也称作为侧板)之间，并且主要通过保险杠加强件的塑性变形来吸收冲击能量的装置，而且，它还是一种将一个防撞箱布置在保险杠支撑件的位置上，并且主要通过防撞箱的塑性变形来吸收冲击能量的装置。
前者类型的保险杠装置在JP-A-2001-294106中公开过。该实施例使用了与保险杠加强件的后壁成一线并固定到那儿的前壁，连接到侧梁前端部分的后壁，以及包括至少两个用于连接前壁和后壁的侧壁的保险杠支撑件。
众所周知的保险杠支撑件是利用前壁和后壁来形成一个封闭的空心部分，通过使前壁不连续而形成一个在前侧开口的敞开的空心部分，将侧壁做成空心，或者将侧壁布置成与后壁成倾斜的角度。
对应该保险杠支撑件的一对侧壁，位于车辆中心内侧的侧壁要长于外侧的侧壁，而前壁则与保险杠加强件的后壁成一线。
当车辆发生碰撞而使得冲击力(载荷)作用在具有这种保险杠支撑件的保险杠装置的保险杠加强件上时，在保险杠加强件发生塑性变形之前，长度更长的一个部件，也就是保险杠支撑件的侧壁内侧，发生变形而落到内侧，而冲击力则被侧壁上的残余部件所吸收。因此，首先是保险杠支撑件损毁，然后冲击能量开始通过保险杠加强件的塑性变形而被吸收。
保险杠支撑件的损毁使得冲击能量将侧梁撞碎，此外，保险杠加强件失去支撑，从而发生意外的塑性变形，使得冲击能量的吸收效率降低。
因此，这是本发明要解决的一个问题，即克服上述的现有技术所存在的缺点。
发明内容
本发明对连接前壁部分和后壁部分的内、外侧肋板的布置采取了这样的技术方法：将肋板向前侧分叉成一倾斜角度(优选地为10度到45度)，并在内侧肋板和前壁部分的连接部分上形成一个从内侧突出的突出部分，目的是为了解决上述的问题。
通过采用这种技术方法，当有冲击力(载荷)作用在保险杠加强件上时，内侧肋板的突出部分移动到内侧并稍微有些靠近后侧，这种位移使得内侧肋板上的残余部分与后壁部分垂直。
这种位移使得内侧肋板与其他肋板基本上均匀地吸收冲击力，因此，保险杠加强件可以准确地由保险杠支撑件所支撑，而通过保险杠加强件的塑性变形可以高度地吸收冲击能量。
前壁部分在车辆宽度方向上的尺寸大于后壁部分的宽度尺寸，从而可以组成更宽的保险杠加强件碰撞范围，也提高了碰撞载荷。因此，可以减少塑性变形的初始载荷，即，可以形成保险杠加强件的薄壁、轻量的结构。
根据本发明，提供一种保险杠装置，其特征在于，该保险杠装置包括一个在车辆宽度方向上延伸的保险杠加强件和一个固定在车身侧面的侧梁上的保险杠支撑件，其中该保险杠支撑件包括一个固定在保险杠加强件上的前壁部分，一个固定在车身侧面的侧梁上的后壁部分，以及多个用于连接前壁部分和后壁部分的肋板，这些内侧肋板和外侧肋板向前侧分叉形成一倾斜角度，内侧肋板包括一个向内侧突出的突出部分，前壁部分宽度方向的尺寸大于后壁部分宽度方向的尺寸。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的保险杠装置的剖视图。
图2是由钢板制成的保险杠支撑件的剖视图。
图3是在受到偏置冲击力时的保险杠加强件和保险杠支撑件初始状态的平面图。
图4是图3发展状态的平面图。
图5是保险杠支撑件内侧肋板的部分放大剖视图。
图6是行程和载荷的关系图表。
具体实施方式
保险杆装置1包括一个在车辆宽度方向上延伸的保险杠加强件2，和一个位于车身每侧上的侧梁3和保险杠加强件2之间的保险杠支撑件4。
保险杠加强件2包括一个铝基合金材料的挤压成型部件，其截面形状可以是一种公知的截面形状，如汉字“日”(空心的四边形内有一横)，“目”(空心的四边形内有两横)，“田”(空心的四边形内有一个十字)，或者“口”(空心的四边形)，另外，侧梁3可以是通过对钢板进行挤压而成的公知形状。
保险杠支撑件4包括一个铝基合金材料的挤压成型部件。它包括一个前壁部分5，该前壁部分与保险杠加强件的后表面壁成一线并固定在其上；一个后壁部分6，固定在侧梁3的前端上；和内侧和外侧肋板7，8以及连接前壁和后壁部分5、6的中间肋板9、10。
前壁部分5在车辆宽度方向上的尺寸l1比后壁部分6在车辆宽度方向上的尺寸l2大。将保险杠加强件2在车辆宽度方向上的尺寸即碰撞范围l1做得较大，能够提高碰撞载荷，也就是说，能够构成保险杠加强件2的薄壁轻量的结构。
内侧和外侧肋板7、8相对于后壁部分6的倾斜角θ1在10°～45°之间，并且内侧和外侧肋板7、8向前分叉。中间肋板9、10与后壁部分6垂直。
在内侧肋板7和前壁部分5之间的连接部分上具有一个向内侧突出的突出部分11。该突出部分11的突出角度θ2优选地在55°～90°之间，更优选地为75°。该突出部分11的底部是半径R为1至2毫米的圆弧面。肋板7、8、9、10的厚度可以，例如在2至3.8毫米之间。
突出部分11和内侧肋板7通过一个圆弧面相互连接。该圆弧面的半径可以是20毫米。
图2示出了通过对一片钢板进行挤压而成的保险杠支撑件12。前壁部分5-1、5-2、5-3包括三块隔离壁部分，后壁部分6-1、6-2包括两块隔离壁部分，肋板7、8、9、10具有与如图1所示的实施例中相同的形状和倾斜角。
在内侧肋板7和前壁部分5-1之间的连接部分上具有一个向内侧突出并连续到半径为R的圆弧面的突出部分11。前壁部分5-1，5-2，5-3的宽度l1大于后壁部分6-1，6-2的宽度l2，内侧和外侧肋板7，8的倾斜角θ1在10°～45°之间，而突出部分11的突出角度θ2在45°～120°之间，优选地在55°～90°之间。
图3和图4示出了当碰撞的冲击力F作用在保险杠加强件上时保险杠加强件2的塑性变形和保险杠支撑件4的内侧肋板7的位移状态。
冲击力F被承受在宽的碰撞范围l1上，而保险杠加强件2在车辆宽度方向上产生大范围的塑性变形。通过将内侧肋板7向内侧倾斜，保险杠固定件2向后侧的位移可以限制在小范围内，比现有技术中左右保险杠支撑件4的内侧肋板7之间的尺寸小。
如图3和图4所示的实施例被称作为所谓的偏移碰撞，保险杆装置在低速(假设为每小时8公里的速度)下与一个刚性障碍物12发生碰撞。
在碰撞的初期，内侧肋板7的突出部分11移动到内侧，以限制内侧肋板7弯曲的发生(如图5所示的A方向)。
同时，内侧肋板7的弯曲方向被限制在中间肋板9的一侧(截面内侧)，并且如图4所示，内侧肋板7在如图5所示的B方向移动。这种变形使得载荷可以均布在四个肋板7，8，9，10上，并通过均布的弯曲而吸收冲击能量。
关于当偏置冲击力F通过保险杠加强件2而作用在保险杠支撑件4上时突出部分11的工作情况将结合图5而作出进一步的详细说明。
尽管作用在中间肋板9上的冲击力F的一个分量f2是作用在使中间肋板9弯曲的轴线中心方向上，作用在内侧肋板上的冲击力F的一个分量f1从一个倾斜的方向施加到内侧肋板7上，使突出部分11在箭头A方向而移动。突出部分11的运动使得内侧肋板7的残余部分最终向箭头B方向而运动，将内侧肋板7形成接近竖起的形状，使中间肋板9和内侧肋板7大致相互平行，并在内侧肋板7的轴线方向上承受该分量f1，即纵弯曲负载。
因此，分力f1，f2基本上均匀地作用在各个肋板，有利于保险杠加强件2的大范围的塑性变形。
具有如图1所示形状的保险杠支撑件4由一个7003S-T5铝基合金材料挤压而成的元件所构成。平均板块厚度为2.5毫米，但内侧肋板7的板块厚度为2.8毫米，而l1为200毫米，l2为70毫米，R为20毫米，θ1为25°，θ2为75°。
作为一个对比的实施例，其结构中一个7003S-T5铝基合金材料的挤压成型截面而构成的保险杠支撑件，其平均板块厚度为2.5毫米，并包括两块l1＝l2＝70毫米的肋板，分别与前壁和后壁部分相垂直。
使用了相同的保险杠加强件和相同的侧梁，并在同样的条件下进行了偏置冲击力测试。
其结果如图6所示。根据本发明的该实施例，已证实其行程减小了20％，而负载增加为原来的1.27。此外，也能证实，本发明的该实施例的保险杠加强件的碰撞范围也加大了。
同时也在如上所述的条件下，对关于如图1所示没有突出部分11的形状进行了冲击力试验。如图6所示，通过加大车身阻力而验证了车身的损坏程度，而突出部分的效果也得到证实。

Claims (6)

1.一种保险杠装置，该保险杠装置包括一个在车辆宽度方向延伸的保险杠加强件和一个固定在车身每一侧的侧梁上的保险杠支撑件，其中该保险杠支撑件包括一个固定在保险杠加强件上的前壁部分，一个固定在每侧车身的侧梁上的后壁部分，以及用于连接前壁部分和后壁部分的多个肋板，所述多个肋板包括外侧肋板、内侧肋板以及中间肋板，这些内侧肋板和外侧肋板向前侧分叉成一倾斜角度，内侧肋板包括一个向内侧突出的突出部分，所述突出部分设置在内侧肋板与前壁部分的连接部分处，所述中间肋板设置在侧梁侧壁的延长线上，前壁部分的宽度方向上的尺寸大于后壁部分的宽度方向上的尺寸。
2.根据权利要求1的保险杠装置，其中内侧肋板的保险杠加强件的一侧上设有单个突出部分。
3.根据权利要求2的保险杠装置，其中该突出部分的开度角θ2为45°～120°。
4.根据权利要求2或3的保险杠装置，其中该保险杠支撑件为单块钢板的压制产品，各个肋板之间的空心部分朝向前侧或后侧开口。
5.根据权利要求2或3的保险杠装置，其中该保险杠支撑件包括一个铝基合金材料的挤压成型部件，其中的三个封闭空心部分被肋板分隔在前壁和后壁之间。
6.根据权利要求5的保险杠装置，其中外侧肋板的长度小于内侧肋板的长度。
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