TW201511996A - 車輛撞擊潰縮裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種車輛撞擊潰縮裝置，包含依序結合第一結合端件、至少二潰縮體及第二結合端件，各潰縮體由複數具有塑性變形能力的潰縮元間隔排列形成，且各潰縮體的韌性不同，當車輛撞擊潰縮裝置配於車架時，潰縮體韌性較大的潰縮體相較於潰縮體韌性較小的潰縮體更靠近車架，據此在遭受外力撞擊時以具有較小潰縮體韌性的潰縮體首先遭受碰撞並透過潰縮變形抵銷大幅撞擊能量，而具有較大潰縮體韌性的潰縮體則能二次吸收能量，避免撞擊力量直接碰撞車架，降低車架產生的震盪，並據以提高車架內乘客的安全；且本發明車輛撞擊潰縮裝置整體透過潰縮變形吸收撞擊能量，因此可單獨裝配於車架，車架即不需設置潰縮空間，提高車輛車架及車架內機構的配置自由度。

Description

車輛撞擊潰縮裝置

本發明提供一種車輛撞擊潰縮裝置，其是與車輛上吸收撞擊力量的裝置有關。

汽車，安全性能為消費者購車的首要考量，而汽車的安全性設計可分為預防車禍意外發生之主動安全設計及在發生意外時降低車內人員傷亡之被動安全設計；以被動式安全設計來說，早期的被動式安全設計主要著重於降低車體的損壞程度，故其設備重點在於緩衝撞擊車體的力量，如英國第GB1200464號專利，其主要是提供一種衝擊能量緩衝裝置，如圖1所示，該衝擊能量緩衝裝置10為一表面具有複數切槽11的波紋管狀結構，該衝擊能量緩衝裝置10裝配於汽車的保險桿A與車體B之間，透過波紋管狀結構整體構形及切槽11的設置，使該衝擊能量緩衝裝置10整體具有彈性變形能力，於撞擊時透過該衝擊能量緩衝裝置10的彈性變形吸收撞擊能量，降低撞擊力量對車體B的傷害，據以達到緩衝車體B傷害之效果，然而，該衝擊能量緩衝裝置10具有彈性能力之結構特性又代表其結構剛性不佳，因此根本無法承受高能量的碰撞，當車體承受高能量的碰撞時，不僅傷害車體更會直接傷及車體內的乘客，而有乘客安全性不足之缺失；而如日本JP2008302791號專 利則與此結構態樣類似而因此有相同之缺失；另外，如美國第US3724833號專利，同樣提供一種衝擊能量緩衝裝置，如圖2、3所示，該衝擊能量緩衝裝置20配置於保險桿A與車體B之間，而該衝擊能量緩衝裝置20主要包含一彈性變形件21穿套一彈性殼體22，該彈性變形件21由複數具彈性變形能力的肋片211間隔配置成為空心圓筒結構，該彈性殼體22則由高密度聚脂氨構成空心筒形結構，且該彈性變形件21穿套於該彈性殼體22內部，據此，當該衝擊能量緩衝裝置20遭受撞擊時，該彈性變形件21及該彈性殼體22同時接收衝擊力量產生形變，據以降低撞擊力量直接對車體B造成傷害；然而，同樣地，該衝擊能量緩衝裝置20具有彈性能力之結構特性代表其結構剛性不佳，因此同樣地在車體承受高能量碰撞時，無法保全車體內的乘客之安全性；而再如英國第GB347447號專利，其同樣是供以連結於車體及保險桿之間的一車輛碰撞防護裝置30，如圖4所示，該車輛碰撞防護裝置30的兩端供以連結於車體及保險桿，而兩端之間則連結設置複數橡膠片31，當保險桿遭受撞擊時，該車輛碰撞防護裝置30的橡膠片31變形以緩衝施加於車體的撞擊力，據以降低對車體的損害；但同樣地，該車輛碰撞防護裝置主要透過具有彈性回復能力的橡膠片31之形變提供防護，而在該車輛碰撞防護裝置承受高能量碰撞時則會直接壓縮各該橡膠片31，除了無法避免車體受到傷害之外，更無法保全車體內乘客之人身安全；還有，以美國第US3564688號專利、US3412628號專利而言，主要提供一種減震結構，如圖5所示，該減震結構40供以設置於車輛的保險桿與車體之間，該減震結構40整體概為一圓筒結構，該圓筒結構的兩 端之間成形複數筒狀部41，且各筒狀部41上切割成形複數切槽411，據此，當該車輛遭受碰撞時，該減震結構40的各筒狀部41壓縮變形以吸收碰撞力量，然而，由於該減震結構40整體由單一材質製成而僅具有單一結構特性，整體若以結構剛性較弱的材質製成則無法發揮防護車體、車體內乘客之目的；而整體若以結構剛性較高的材質製成則會造成撞擊力量無處消耗，車體反而產生更劇烈的震盪，車體內的乘客在遭受劇烈震盪時便極有可能產生無法預期的傷害，而無法達到保全乘客安全之目的；因此，又有一種主要目的是為保全車輛座艙內人員人身的安全潰縮式車體設計，其結構特點主要是提高構成車輛座艙的骨架結構強度，而車輛座艙的前後端則分別設置為前潰縮區與後潰縮區，構成前潰縮區與後潰縮區的骨架結構強度低於車輛座艙的骨架結構強度，據此即能在車輛的前方或後方遭受撞擊時，遭受撞擊的前潰縮區或後潰縮區的骨架吸收撞擊的力量並產生形變，前、後潰縮區透過骨架的形變吸收撞擊的能量，降低傳遞至座艙的撞擊力量，而能達到保全座艙內人員安全之目的；然而，車輛座艙的前端主要還必須同時配置車輛的主要元件，如引擎、水箱與傳動機構，如此就必須作整體性的空間規劃，因而大幅限制整體空間配置或機構配置的自由度；有鑑於此，本發明人潛心構思並更深入研究，終於發明出一種車輛撞擊潰縮裝置。

本發明提供一種車輛撞擊潰縮裝置，其主要目的是改善一般撞擊緩衝裝置只能降低對車體的傷害而無法保全乘客安全之缺陷；以及降 低車體透過設置潰縮區而造成機構配置靈活度之限制。

為達前述目的，本發明提供一種車輛撞擊潰縮裝置，包含依序結合的一第一結合端件、至少二潰縮體以及一第二結合端件，連接該第一結合端件與該第二結合端件的方向定義為一軸向，該第一結合端件的一端供以結合於一車輛的一車架上，該至少二潰縮體以端部接鄰連結，而連結後兩端的潰縮體分別連結於該第一結合端件的另一端及該第二結合端件，其特徵在於：各該潰縮體包含複數潰縮元，該潰縮元為具有塑性變形能力之材質製成之長形片體結構，各該潰縮元的兩端之間具有一弧形段，該弧形段係相較於該軸向為弧凸形態，該些潰縮元間隔排列成輪廓形態並構成中廣籠形結構之該潰縮體；以及各該潰縮體分別具有一個潰縮體韌性，各該潰縮體的潰縮體韌性不同，而潰縮體韌性較大的潰縮體相較於潰縮體韌性較小的潰縮體更靠近該第一結合端件。

本發明透過依序結合的第一結合端件、至少二潰縮體及第二結合端件構成車輛撞擊潰縮裝置，各潰縮體的潰縮體韌性不同，且當車輛撞擊潰縮裝置配於車架時，潰縮體韌性較大的潰縮體相較於潰縮體韌性較小的潰縮體更靠近車架，據此在遭受外力撞擊時以具有較小潰縮體韌性的潰縮體首先遭受碰撞並透過潰縮變形抵銷大幅撞擊能量，而具有較大潰縮體韌性的潰縮體則能二次吸收能量，避免撞擊力量直接碰撞車架，降低車架產生的震盪，並據以提高車架內乘客的安全。

《習知技術》

10‧‧‧衝擊能量緩衝裝置

11‧‧‧切槽

20‧‧‧衝擊能量緩衝裝置

21‧‧‧彈性變形件

211‧‧‧肋片

22‧‧‧彈性殼體

30‧‧‧車輛碰撞防護裝置

31‧‧‧橡膠片

40‧‧‧減震結構

41‧‧‧筒狀部

411‧‧‧切槽

A‧‧‧保險桿

B‧‧‧車體

《本發明》

50‧‧‧第一結合端件

60‧‧‧潰縮體

60A‧‧‧第一潰縮體

60B‧‧‧第二潰縮體

61‧‧‧潰縮元

611‧‧‧弧形段

70‧‧‧第二結合端件

C‧‧‧車輛

C1‧‧‧車架

X‧‧‧軸向

圖1 為GB1200464號專利之衝擊能量緩衝裝置之使用態樣。

圖2 為US3724833號專利之衝擊能量緩衝裝置之使用態樣。

圖3 為圖2之衝擊能量緩衝裝置的變形態樣。

圖4 為GB347447號專利之車輛碰撞防護裝置的示意圖。

圖5 為US3564688號專利之減震結構的示意圖。

圖6 為本發明車輛撞擊潰縮裝置之立體結構示意圖。

圖7 為本發明車輛撞擊潰縮裝置之平面剖視圖。

圖8 為本發明車輛撞擊潰縮裝置裝配於車架上之使用態樣。

圖9 為本發明車輛撞擊潰縮裝置裝配於車架上並潰縮變形之態樣。

圖10 為本發明車輛撞擊潰縮裝置潰縮變形之態樣。

圖11 為圖10的平面圖。

圖12 為本發明車輛撞擊潰縮裝置設置三個潰縮體之實施態樣。

圖13 為本發明車輛撞擊潰縮裝置之潰縮體排列為方形輪廓之實施態樣。

為使貴審查委員對本發明之目的、特徵及功效能夠有更進一步之瞭解與認識，以下茲請配合【圖式簡單說明】詳述如後：本發明車輛撞擊潰縮裝置的較佳實施例如圖6至圖8所示，供以設置於一車輛C的車架C1上，而該車輛撞擊潰縮裝置包含依序結合的一第一結合端件50、至少二潰縮體60以及一第二結合端件70，連接該第一結合端件50與該第二結合端件70的方向定義為一軸向X，其中：該第一結合端件50，一端供以結合於該車架C1，且該第一 結合端件50的兩端端面之面積大於30平方公分，本實施例之第一結合端件50為直徑大於6公分的圓形結構；該至少二潰縮體60分別為一第一潰縮體60A以及一第二潰縮體60B，各該潰縮體60分別具有一個潰縮體韌性，各該潰縮體60的潰縮體韌性不同，而潰縮體韌性較大的潰縮體60相較於潰縮體韌性較小的潰縮體60更靠近該第一結合端件50，即，較遠離第一結合端件50的潰縮體60之潰縮體韌性小於靠近第一結合端件50的潰縮體60之潰縮體韌性；其中，該潰縮體韌性之韌性(Toughness)定義為受到外力作用直至破裂前所能吸收的能量與體積之比值；該第一結合端件50與該第二結合端件70之間設置至少二潰縮體60，該至少二潰縮體60以端部接鄰連結，而連結後兩端的潰縮體分別連結於該第一結合50端件的另一端及該第二結合端件70，如圖1所示之實施例係配置二潰縮體60；該第一潰縮體60A的一端連結於該第一結合端件50的另一端，該第一潰縮體60A的另一端連結該第二潰縮體60B的一端，本實施例之第一潰縮體60A之潰縮體韌性大於該第二潰縮體60B之潰縮體韌性，且本實施例是透過設置該第二潰縮體60B的長度大於該第一潰縮體60A之長度以賦予其不同之韌性；而各該潰縮體60包含複數潰縮元61，本實施例之潰縮元61為具有塑性變形能力金屬製成之長形片體結構，各該潰縮元61的兩端之間具有一弧形段611，該弧形段611係相較於該軸向X為弧凸形態，該些潰縮元61間隔排列成輪廓形態並構成該潰縮體60，使該潰縮體60成為中廣形之籠形結構；而改變該潰縮體韌性之手段可透過改變各潰縮體60的潰縮元61之長 度、厚度或材料來達成；以及該第二結合端件70，結合於該第二潰縮體60B的另一端，且該第二結合端件70的兩端端面之面積大於30平方公分，本實施例之第二結合端件70為直徑大於6公分的圓形結構。

以上為本發明車輛撞擊潰縮裝置之結構組態及特徵，而其使用時，請配合參閱圖8至圖11所示，本發明車輛撞擊潰縮裝置供以裝配於車輛C的車架C1上，而當車輛遭受撞擊並撞擊到該車輛撞擊潰縮裝置時，較遠離車架C1的第二潰縮體60B係首當其衝先遭受碰撞，而由於該第二潰縮體60B的潰縮體韌性配置為小於第一潰縮體60A的潰縮體韌性，該第二潰縮體60B在受力初始能直接吸收撞擊的力量並產生潰縮變形，此處之變形為彈性變形；而當該第二潰縮體60B持續受力，且受力超過該第二潰縮體60B的降伏強度時，該第二潰縮體60B繼續產生潰縮變形，此時之潰縮變形為塑性變形，透過該第二潰縮體60B的變形抵銷吸收撞擊的能量，此時，該第二潰縮體60B已能吸收絕大部分之撞擊力量；接著，當撞擊能量無法被第二潰縮體60B完全吸收時，撞擊的能力持續傳遞至第一潰縮體60A，則該第一潰縮體60A則同樣地能透過潰縮變形抵銷吸收撞擊能量，而由於該第一潰縮體60A之潰縮體韌性大於該第二潰縮體60B的潰縮體韌性，因此該第一潰縮體60A除了提供第二次的能量吸收，降低衝擊車架C1的力量之外，更能抵擋撞擊能量直接地衝擊車架C1，避免車架C1產生劇烈的震盪而傷及車架C1內的乘客人身安全；而由於本發明之該車輛撞擊潰縮裝置的潰縮體60透過形變以抵銷受力，且該車輛撞擊潰縮裝置的潰縮體60之潰縮元61相較於軸向X為 弧凸形態，該潰縮元61能順應其自身形態發生變形，如圖9~圖11所示，據此，使得本發明車輛撞擊潰縮裝置之變形為可預期之狀態；另外，上揭實施態樣(圖6至圖11)的潰縮體60數量為二，然該數量並不以此為限，也可如圖12所示配置該潰縮體60的數量為三，則各該潰縮體60以端部依序結合，而兩端的潰縮體60再分別結合於該第一結合端件及該第二結合端件，且該潰縮體60排列同樣符合潰縮體韌性較大的潰縮體60相較於潰縮體韌性較小的潰縮體60更靠近該第一結合端件50之原則，此結構組態也能提供同樣的目的及功效；還有，如圖6至圖12所示例之第一結合端件50、第二結合端件70的形狀為圓形，而構成潰縮體60的潰縮元61係間隔排列成圓形輪廓形態，然，本發明之結構形態並不以此為限，如圖13所示即是將第一結合端件50與第二結合端件70設置為方形，而構成潰縮體60的潰縮元61則間隔排列成方形輪廓形態，此結構形態同樣地能達到相同之目的及功效。

綜上，本發明透過以具有不同潰縮體韌性之至少二潰縮體60組成車輛撞擊潰縮裝置，具有較低韌性的潰縮體60首當其衝承受撞擊，並產生潰縮變形以抵銷巨幅撞擊力，而具有較高韌性的潰縮體60則靠近車架設置以阻隔撞擊力量直接撞擊車架C1，除了避免車架C1直接受損之外，更同樣可以產生潰縮變形以吸收剩餘能量，藉此使本發明車輛撞擊潰縮裝置整體透過潰縮變形以雙重吸收撞擊能量，避免撞擊力量直接撞擊車架C1，降低車架C1的劇烈震盪，並據此提高車架C1內乘客之安全性；且值得說明的是，由於本發明車輛撞擊潰縮裝置整體承受撞擊時，係本發明車輛撞擊潰縮裝置整體本身產生潰縮變形，本發明可直接單獨設置於車架C1上，使 用的適用性極高，且在車輛遭受撞擊時由本發明車輛撞擊潰縮裝置整體產生潰縮變形，則車輛即不需另外設置潰縮空間，更可提高車輛空間的設置自由度之外。

50‧‧‧第一結合端件

60‧‧‧潰縮體

60A‧‧‧第一潰縮體

60B‧‧‧第二潰縮體

61‧‧‧潰縮元

611‧‧‧弧形段

70‧‧‧第二結合端件

C‧‧‧車輛

C1‧‧‧車架

Claims (2)

1. 一種車輛撞擊潰縮裝置，包含依序結合的一第一結合端件、至少二潰縮體以及一第二結合端件，連接該第一結合端件與該第二結合端件的方向定義為一軸向，該第一結合端件的一端供以結合於一車輛的一車架上，該至少二潰縮體以端部接鄰連結，而連結後兩端的潰縮體分別連結於該第一結合端件的另一端及該第二結合端件，其特徵在於：各該潰縮體包含複數潰縮元，該潰縮元為具有塑性變形能力之材質製成之長形片體結構，各該潰縮元的兩端之間具有一弧形段，該弧形段係相較於該軸向為弧凸形態，該些潰縮元間隔排列成輪廓形態並構成中廣籠形結構之該潰縮體；以及各該潰縮體分別具有一個潰縮體韌性，各該潰縮體的潰縮體韌性不同，而潰縮體韌性較大的潰縮體相較於潰縮體韌性較小的潰縮體更靠近該第一結合端件。
2. 如申請專利範圍第1項所述的車輛撞擊潰縮裝置，其中，該第一結合端件的兩端端面之面積大於30平方公分；該第二結合端件的兩端端面之面積大於30平方公分。