專利名稱：一種吸能塊及具有吸能塊的保險杠裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及保險杠吸能塊，尤其是一種吸能塊及具有吸能塊的保險杠裝置。
背景技術：
在汽車交通事故中，行人腿部是非常容易受到傷害的關鍵部位，特別是容易與汽車發動機罩蓋和前保險杠發生碰撞。為此，在目前的一些車輛設計方案中，在汽車上的防撞桿和蒙皮之間設置保險杠吸能塊。在發生碰撞時，吸能塊自身的變形既可以吸收部分撞擊零件的能量。現有的保險杠吸能塊基本上是泡沫吸能塊，所述泡沫式吸能塊由發泡PP (聚丙烯)粒子熱壓成型，但是，這種吸能塊吸能效率較低，物料成本較高，而且，由于采用泡沫材質，要想具有較好的吸能效果就必須增大泡沫吸能塊的厚度，從而相對減少了汽車的前懸長度，限制了汽車前艙的布置空間。因此設計一種新型的保險杠吸能塊是有必要的。
發明內容
為了解決現有保險杠吸能塊的不足，本發明提供了既能有效地降低行人與汽車前部碰撞時的傷害；又可以有效地增加前艙布置空間的裝置。為了實現上面所說的目的，本發明的裝置是這樣設計的:吸能塊包括位于上吸能部、下吸能部和立面吸能部，所述上吸能部、下吸能部和立面吸能部由金屬板制成，立面吸能部連接在上吸能部、下吸能部之間，上吸能部、下吸能部和立面吸能部構成矩形槽或梯形槽，所述三個吸能部中至少有一個上設有空心孔。優選地，所述上吸能部、下吸能部和立面吸能部的厚度均為0.5mm 0.8mm。優選地，所述空心孔為方形、梯形或者圓形。優選地，所述空心孔為矩形，矩形的寬度是35-45mm、長度是45_65mm。優選地，所述上下兩面的吸能部和立面吸能部由低碳鋼板或鋁板制成。本發明還提供了一種具有吸能塊的保險杠裝置，所述保險杠裝置包括吸能塊、前防撞桿和車輛前部蒙皮，吸能塊設置在前防撞桿和車輛前部蒙皮之間，所述吸能塊包括位于上吸能部、下吸能部和立面吸能部，所述上吸能部、下吸能部和立面吸能部由金屬板制成，立面吸能部連接在上吸能部、下吸能部之間，上吸能部、下吸能部和立面吸能部構成矩形槽或梯形槽，所述三個吸能部中至少有一個上設有空心孔；吸能塊的上吸能部、下吸能部分別與前防撞桿焊接并與車輛前部蒙皮間隔設置。優選地，所述上吸能部、下吸能部和立面吸能部的厚度均為0.5mm 0.8mm。優選地，所述空心孔為方形、梯形或者圓形。優選地，所述空心孔為矩形，矩形的寬度是35-45mm、長度是45_65mm。優選地，所述上下兩面的吸能部和立面吸能部由低碳鋼板或鋁板制成。本發明的吸能塊的三個吸能部中至少有一個上設有空心孔，通過將吸能部上設置空心孔，既減輕了吸能塊的重量，又降低了吸能塊的整體強度，以便能夠充分吸能，減小了對行人腿部的沖擊力，從而有效地降低了碰撞中行人腿部膝關節受到的撞擊加速度，避免行人腿部發生骨折的傷害。該裝置采用金屬材料，使得吸能效率大大提高，也減小了車輛前端的縱向尺寸，有效地增加了前懸長度，提高了前艙總布置空間。
下面結合附圖對本發明的吸能塊進行詳細說明，其中:圖1是行人小腿碰撞在汽車上的區域示意圖；圖2是本發明吸能塊與保險杠的行人保護小腿碰撞區域俯視圖；圖3是本發明的吸能塊的一種實施例的整體結構圖；圖4是圖3的俯視圖；圖5是圖3的仰視圖；圖6是具有本發明安裝吸能塊的汽車的局部示意圖；圖7是具有本發明安裝吸能塊的汽車的局部截面圖；圖8示出了本發明的吸能塊與行人腿部發生碰撞時的截面圖；圖9示出了本發明的吸能塊與行人腿部發生碰撞時變形最大位置的截面圖。
具體實施例方式請參見圖3-5，本發明吸能塊的一種實施例的結構示意圖，該吸能塊包括上吸能部
10、下吸能部20和連接上下兩面的立面吸能部30。其中，本文中的“上”、“下”是相對于地面為水平面的坐標系的參考方向。上吸能部、下吸能部和立面吸能部構成矩形槽或梯形槽，如圖3所示，本發明的吸能塊由上吸能部10、下吸能部20和連接上下兩面的立面吸能部30形不完全封閉的空間，該不完全封閉空間在垂直于立面吸能部的截面呈類似C形。吸能塊設計成與前保險杠、前蒙皮相配合，該吸能塊的上吸能部10、下吸能部20可以為扇形板狀，所述立面吸能部30可以為弧形板狀，因此，吸能塊的各個面與車身相配
八
口 ο為了減輕吸能塊的重量以及起到更好的吸能效果，優選地，所述上吸能部10、下吸能部20和立面吸能部30由金屬板構成，優選由低碳鋼、鋁等易變形金屬構成。更優地，所述金屬板的厚度為0.5mm 0.8mm。為了滿足行人保護小腿碰撞性能要求，當采用傳統的泡沫式吸能塊時，在碰撞區域邊界700處，沿縱向的厚度至少是60 70mm，以便更充分地吸收能量。采用本發明的吸能塊后，由于吸能效率大大提高，在碰撞區域邊界700處，沿縱向的厚度僅需要40 50mm。本發明的吸能塊比傳統的泡沫式吸能塊相比，在上述縱向厚度上縮短了三分之一。本發明吸能塊的三個吸能部中，至少有一個吸能部上設有空心孔100。優選地，所述吸能部裝置在各面上設置空心孔，這既減輕了吸能塊的重量，又降低了吸能塊的整體強度以便充分吸能，減小了對行人腿部膝關節的沖擊力，使得吸能效率大大提高。空心孔100可以均勻分布，也可以根據需要來設定。優選地，空心孔100以50 60mm的孔間隔設置。空心孔100可以設計為各種適合的形狀，例如方形、梯形或者圓形。空心孔的尺寸可以根據需要來設計，優選地，矩形空心孔寬度是30 45mm，長度是45 65mm。具體使用時，優選矩形空心孔100的長度為55毫米，寬度為40毫米。在一個優選實施例中，空心孔為圓形時，空心孔直徑范圍是30 50mm。在本發明吸能塊的一種優選實施方式中，在三個吸能部上都設置了空心孔，當行人腿部撞擊到汽車時，行人腿部膝關節與吸能塊發生撞擊，此吸能塊吸收部分撞擊能量，立面吸能部的空心孔可以迅速發生壓潰折彎以降低行人腿部膝關節的撞擊加速度，隨后，上下兩個吸能部的空心孔發生變形，從而降低行人腿部膝關節的彎曲角度，避免腿部脛骨發生骨折現象。為了進一步保護行人，上吸能部10、下吸能部20上的空心孔位置較遠離立面吸能部30。如果空心孔距離前蒙皮較近，行人腿部撞擊后，會迅速把金屬吸能塊壓潰掉，從而壓到保險杠上，會導致膝關節受到很大沖擊力。優選地，所述上吸能部和上吸能部上的空心孔位于靠近立面吸能部的1/2 2/3位置，也就是上吸能部、下吸能部的空心孔100靠近前防撞桿一端端的1/3 1/2。本發明的上下兩個吸能部上的空心孔較靠近前防撞桿，可以保證在行人腿部撞擊汽車初始階段時金屬吸能塊有一定的強度。圖6和7是本發明具有安裝吸能塊的汽車的局部示意圖，該汽車包括吸能塊1、前蒙皮2和前防撞桿3，吸能塊I位于前蒙皮2和前防撞桿3之間。吸能塊I包括上吸能部10、下吸能部20和連接所述兩個吸能部的立面吸能部30，其三個吸能部中至少有一個上設有空心孔100。優選地，上吸能部10、下吸能部20在靠近前防撞桿3的一端呈平面，在靠近前蒙皮2的一端呈弧面，立面吸能塊30為弧面，其彎曲弧度與汽車前蒙皮2的造型面一致。所述上吸能部、下吸能部和立面吸能部由易變形的金屬材料制成，例如低碳鋼、鋁等。上吸能部、下吸能部通過焊點200與前防撞桿3焊接，與蒙皮沒有連接。焊點的間隔為60 70mm。該吸能塊中的一個或多個吸能部上設有空心孔100，空心孔100可以設計為各種適合的形狀，例如方形、梯形或者圓形。本發明的一種優選實施方式采用了間隔式的矩形空心孔設置，即，在吸能塊上吸能部、下吸能部和立面吸能部上均間隔地設有一個或多個空心孔，該技術方案不僅實現了減重的目標，提高了吸能效率，而且由于采用金屬材質，從而具有更好的吸能作用，各吸能部的厚度也更薄，比傳統的泡沫式吸能塊在縱向厚度上縮短三分之一。吸能塊的整體長度可以比前防撞桿略長或略短，優選地，兩者長度相等。圖8和9為本發明吸能塊與行人腿部撞擊器發生碰撞時的示意圖，圖8示出了本發明的吸能塊I和行人腿部剛發生碰撞接觸時的整體結構截面圖；圖9示出了發明的吸能塊I和行人腿部發生碰撞時變形最大情況下的整體結構截面圖。從圖8、9中可以看出，采用本發明的技術方案，當行人腿部撞擊到汽車前保險杠系統時，行人腿部膝關節與吸能塊部位發生撞擊，此吸能塊吸收部分撞擊能量，中間立面的空心孔可以迅速發生壓潰折彎以降低行人腿部膝關節的撞擊加速度，隨后上下兩個面的空心孔發生變形可以降低行人腿部膝關節的彎曲角度，避免腿部脛骨發生骨折現象。本發明的吸能塊不僅完全符合安全要求，而且降低了厚度。請參見圖1，所示為國家標準要求汽車的行人保護小腿碰撞區域，圖2所示為本發明吸能塊與保險杠的行人保護小腿碰撞區域俯視圖。為了滿足行人保護小腿碰撞性能要求，當采用傳統的泡沫式吸能塊時，在碰撞區域邊界700處，沿縱向至少需要60 70mm的厚度來吸收能量，采用本發明的金屬吸能塊后，由于吸能效率大大提高，在碰撞區域邊界700處，沿縱向僅僅需要40 50mm的厚度。隨著行人腿部與汽車前部發生進一步的接觸，金屬吸能塊上的空心孔可以迅速發生壓潰折彎，充分吸收能量，進一步降低行人腿部受到的撞擊力和彎曲角度，防止行人腿部膝關節彎曲角過大而導致骨折。若采用現有的45_泡沫吸能塊，行人腿部受到的最大撞擊力超過170g，最大彎曲角超過19度；若采用本發明的45mm金屬吸能塊，可以把行人腿部受到的最大撞擊力降低到135g以下，最大彎曲角降低到15度以下。最后應說明的是:以上實施例僅用以說明本發明而并非限制本發明所描述的技術方案；因此，盡管本說明書參照上述的各個實施例對本發明已進行了詳細的說明，但是，本領域的普通技術人員應當理解，仍然可以對本發明進行修改或者等同替換；而一切不脫離本發明的精神和范圍的技術方案及其改進，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
權利要求
1.一種吸能塊，其特征在于，所述吸能塊包括位于上吸能部、下吸能部和立面吸能部，所述上吸能部、下吸能部和立面吸能部由金屬板制成，立面吸能部連接在上吸能部、下吸能部之間，上吸能部、下吸能部和立面吸能部構成矩形槽或梯形槽，所述三個吸能部中至少有一個上設有空心孔。
2.根據權利要求1所述的吸能塊，其特征在于，所述上吸能部、下吸能部和立面吸能部的厚度均為0.5mm 0.8mm。
3.根據權利要求1或者2所述的吸能塊，其特征在于，所述空心孔為方形、梯形或者圓形。
4.根據權利要求1或者2所述的吸能塊，其特征在于，所述空心孔為矩形，矩形的寬度是 35_45mm、長度是 45_65mm。
5.根據權利要求1或者2所述的吸能塊，其特征在于，所述上下兩面的吸能部和立面吸能部由低碳鋼板或鋁板制成。
6.一種具有吸能塊的保險杠裝置，其特征在于，所述保險杠裝置包括吸能塊、前防撞桿和車輛前部蒙皮，吸能塊設置在前防撞桿和車輛前部蒙皮之間， 所述吸能塊包括位于上吸能部、下吸能部和立面吸能部，所述上吸能部、下吸能部和立面吸能部由金屬板制成，立面吸能部連接在上吸能部、下吸能部之間，上吸能部、下吸能部和立面吸能部構成矩形槽或梯形槽，所述三個吸能部中至少有一個上設有空心孔； 吸能塊的上吸能部、下吸能部分別與前防撞桿焊接并與車輛前部蒙皮間隔設置。
7.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述上吸能部、下吸能部和立面吸能部的厚度均為0.5mm 0.8mm。
8.根據權利要求6或7所述的裝置，其特征在于，所述空心孔為方形、梯形或者圓形。
9.根據權利要求6或7所述的裝置，其特征在于，所述空心孔為矩形，矩形的寬度是35_45mm、長度是 45-65mm。
10.根據權利要求6或7所述的裝置，其特征在于，所述上下兩面的吸能部和立面吸能部由低碳鋼板或鋁板制成。
全文摘要
本發明公開了一種具有吸能塊的保險杠裝置，所述保險杠裝置包括吸能塊、前防撞桿和車輛前部蒙皮，吸能塊設置在前防撞桿和車輛前部蒙皮之間，所述吸能塊包括位于上吸能部、下吸能部和立面吸能部，所述上吸能部、下吸能部和立面吸能部由金屬板制成，立面吸能部連接在上吸能部、下吸能部之間，上吸能部、下吸能部和立面吸能部構成矩形槽或梯形槽，所述三個吸能部中至少有一個上設有空心孔；吸能塊的上吸能部、下吸能部分別與前防撞桿焊接并與車輛前部蒙皮間隔設置。本發明通過將吸能部上設置空心孔，既減輕了吸能塊的重量，又降低了吸能塊的整體強度，以便能夠充分吸能，減小了對行人腿部的沖擊力，避免行人腿部發生骨折的傷害。
文檔編號B60R19/18GK103085741SQ201110332310
公開日2013年5月8日 申請日期2011年10月27日 優先權日2011年10月27日
發明者孫金霞, 劉宏翔, 沈海東 申請人:上海通用汽車有限公司, 泛亞汽車技術中心有限公司