专利名称：角部能量吸收器和保险杠系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及能量吸收器。更具体地，本发明涉及一种用于车辆外部的能量吸收器 和能量吸收车辆保险杠系统。
背景技术：
用于吸收能量的保险杠系统中的结构的使用是已知的。保险杠系统典型地延伸使 其宽度尺寸跨车辆的前部和后部且被安装到侧轨，该侧轨沿纵向方向延伸。典型的保险杠 系统包括钢梁或增强构件，其附连至车辆侧轨且被饰面覆盖。通过管理碰撞能量吸收，能量吸收系统试图降低碰撞导致的车辆损坏。联邦机动 车安全标准(FMVSS)典型地要求保险杠梁延伸超过侧轨以在角部碰撞测试中保护车辆。此 外，用于更高安全的保险机构(IIHS)已经开发了低速碰撞的15%保险杠偏移测试协议。一些车辆已在保险杠梁的相对端部处并入小端帽以当饰面在车辆的主体周围延 伸时支撑饰面的尺寸。这些端帽不具有任何显著的抗碰撞性。而且，例如泡沫的材料已经 被添加到保险杠梁的端部以在碰撞过程中支撑饰面。但是，这些材料通常仅占据空间且不 提供任何实质性抗碰撞性的改善。因此，需要改进角部的碰撞完整性，其中，在该角部保险 杠被连接到侧轨。
发明内容
本发明提供角部能量吸收器的各种实施例，其改进了现有载客汽车保险杠系统的 角部保护和能量管理。在本发明的一个实施例中，角部能量吸收器提供了本体部，该本体部 包括顶表面、底表面和前壁，该前壁在顶表面和底表面之间延伸。角部能量吸收器还包括臂 部，其可被插入保险杠梁的端部中。本体部还包括溃缩构件或至少一个溃缩构件，其从前壁 延伸且布置在能量吸收器的本体部的顶表面和底表面之间。在另一实施例中，角部能量吸 收器的本体部和臂部中的至少一个还包括连接结构部，其允许角部能量吸收器被连接到保 险杠系统的另一部件。角部能量吸收器管理现有钢或铝保险杠梁的当前碰撞区域外的碰撞 力。这里所述的各个实施例允许能量吸收器和保险杠梁之间的多个附连方法。本发明还提供一种保险杠系统，其包括保险杠梁和附连到该保险杠梁的相对端部 的两个角部能量吸收器。保险杠系统还可包括第二能量吸收器，其沿保险杠梁在角部能量 吸收器之间延伸。保险杠系统还可包括饰面，其至少部分地包封保险杠梁和角部能量吸收
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通过下面的附图可理解本发明的各个实施例。部件不是必须按比例的。图1是车辆的透视图，示出了根据本发明实施例的具有角部能量吸收器的保险杠 系统；图2是图1的保险杠系统的分解视图，示出了根据本发明的实施例的保险杠系统的部件；图3是根据本发明的实施例的角部能量吸收器的透视示意图，该角部能量吸收器 包括本体部、臂部和保险杠梁；图4是图3所示的角部能量吸收器的前视图，示出了根据本发明的实施例的附连 到保险杠梁的角部能量吸收器；图5是根据本发明的实施例的图4的角部能量吸收器沿线5-5截取的横截面视 图；图6是根据本发明的实施例的角部能量吸收器，示出了臂部和保险杠梁的替换连 接结构部；图7是根据本发明的替换实施例的角部能量吸收器的透视示意图，该角部能量吸 收器具有臂部和保险杠梁，该臂部在后壁上具有连接结构部；图8是本发明的实施例的角部能量吸收器的透视图，该能量吸收器具有多个通道 和C形保险杠梁；图9根据本发明的另一实施例的角部能量吸收器的透视图，该角部能量吸收器具 有细长本体部和具有突出部的臂部，该突出部插入保险杠梁；图10是根据本发明的替换实施例的角部能量吸收器的透视图，该角部能量吸收 器具有本体部，该本体部包括具有集成连接结构部的溃缩构件。
具体实施例方式图1示出了车辆10的前部的透视图，其具有根据本发明的实施例的保险杠系统 12，保险杠系统12包括保险杠梁14，该梁具有角部能量吸收器16和17，在该吸收器处，保 险杠梁被安装到车辆10的侧轨18和20。图2是车辆10的前部的透视图，示出了附连至侧轨18和20的保险杠梁14的连 接部。保险杠梁14附连至安装板24和26，例如使用固定件，该固定件分别把保险杠梁14 安装至安装板24和26的接收器25和27。角部能量吸收器16和17从保险杠梁14的斜接 端部延伸。饰面30被设计为把保险杠组件与车辆本体整合，同时还改进空气动力学性能以 充分降低车辆的风阻。图3是根据本发明的实施例的角部能量吸收器16的透视示意图，该角部能量吸收 器包括本体部32和臂部34。角部能量吸收器16被构造为便于附连至保险杠梁14。例如， 臂部34的壁可以是从本体部至臂部渐缩的，以允许角部能量吸收器16被容易地插入保险 杠梁14。本体部32包括顶表面36、底表面38以及在顶和底表面之间延伸的前表面40。角 部能量吸收器还包括臂部34，其从本体部36延伸，用于插入保险杠梁14。本体部包括溃缩 构件43，其从本体部的前壁40向内延伸。在一个实施例中，溃缩构件43包括后壁44、侧壁 45、从后壁44延伸的顶壁46和底壁48。溃缩构件的后壁44可以是角部能量吸收器16的 后壁。如所示，顶和底壁46和48分别在后壁44和可选的侧壁45之间延伸。在另一实例 中，溃缩构件43还包括多个肋，例如，肋50和52，其在溃缩构件43的顶壁46和底壁48之 间延伸。溃缩构件43限定了角部能量吸收器中的至少一个开口或中空区，其适于在碰撞
5时受控溃缩以用于吸收冲击。多个肋适于控制中空区的溃缩并在碰撞时伸展用于附加能量 吸收。这些肋沿纵向方向在角部能量吸收器的顶部和底部之间延伸。附加地，这些肋可横 向于该纵向方向延伸，由此例如从角部能量吸收器的后壁44延伸到侧壁45，或从壁至肋或 从肋至肋。臂部34的前壁35可包括一个或多个连接结构部用于把角部能量吸收器连接到保 险杠梁。在该示例性实施例中，臂部34的前壁35包括连接结构部，例如间隙孔54和55用 于正确地把保险杠组装到车辆的本体。角部能量吸收器16被插入D形断面保险杠梁14的 端部15中且使用角部能量吸收器的柔性舌片或卡扣连接结构部附连。角部能量吸收器的 臂部34包括柔性舌片56和57，柔性舌片被自然地向外偏压以延伸到保险杠梁14的开口 60和61中(当柔性舌片与开口队准时)。保险杠梁14的间隙孔58和59于是与角部能量 吸收器的间隙孔54和55对齐，以使得保险杠梁和角部能量吸收器的组件可被安装到车辆 的安装板，例如安装板25(图2)。通常保险杠梁从工厂与车辆分开地运输且随后被附连至 车辆。在保险杠梁被附连至车辆前的组装步骤中，角部能量吸收器可被附连至保险杠梁14 上。图4是图3的角部能量吸收器16的前视图，示出了已被插入保险杠梁后的角部能 量吸收器的臂部。柔性舌片56和57被稳定抵靠在保险杠梁的开口 60和61的壁边缘56 和57上。间隙孔58和59与保险杠梁14的后壁65的开口 62和64对准。图5是沿图4的线5-5截取的横截面视图。图5示出了例如安装到侧轨18 (图1) 的角部能量吸收器。开口 58与保险杠梁的后壁65的开口 62对齐。臂部34的前壁35可 向后延伸以形成漏斗形引导部67，其可有助于通过间隙孔58并通过通道69的固定器或螺 栓的定位。漏斗形引导部67是角部能量吸收器的连接结构部，其可被用于可靠地定位保险 杠梁的开口 62。横截面视图还示出了处于其自然松弛位置中的柔性舌片56，其形成与保险 杠梁的前壁19的干涉配合。角部能量吸收器的本体部32可选地包括壁42，其在保险杠梁 14的前部延伸。如图4所示，壁42还可在保险杠梁下部延伸。该横截面视图还示出了肋 50和52，其从后壁44延伸到前壁40，尽管如上所示，肋可被沿两个或多个方向取向。如所示的肋50和52基本上平行于彼此，但是，它们可被相对于彼此以各种角度指 向，且可导致不同刚性的碰撞特性。例如，通过将壁改变地更竖直，溃缩构件将更刚硬。而 且将壁定位地更靠近导致溃缩构件的刚性的增加。通过改变至少壁角度、壁的间隔、和肋的 间隔，溃缩构件是可调的以提供期望的刚性。由于车辆具有不同的重量和操作应用，例如商 用、载客和非商用载客，保险杠可被调整用于特定的车辆重量和应用。例如，角部肋50被相 对于后壁44以角度阿尔法(α )取向。角度阿尔法的尺寸可变化且可小于180°，且在另一 例子中，可从约45°改变至约135°，或如所示的大致90°。横截面视5还示出了角部 能量吸收器还可包括增强结构70，其从后壁44向外延伸，以在后壁44和侧轨之间加固角部 能量吸收器。增强结构70还可在碰撞时为角部能量吸收器提供附加支撑。图6是根据本发明的实施例的角部能量吸收器80的透视图，示出了用于连接至保 险杠梁82的替换连接特征。当角部能量吸收器被插入D形断面保险杠梁82的端部中时， 柔性舌片83和85向外突出穿过保险杠梁的开口 58和59，以使得舌片84和85的边缘84 搁靠在开口 58和59的弯曲边缘上。柔性舌片83和85的边缘84和86可具有弯曲表面以 更好地符合间隙孔58和59的形状。
图7是具有臂部34的角部能量吸收器90的透视图，该臂部具有斜切边缘。在该 实施例中，臂部34具有前壁35，该前壁至少部分地敞开以暴露后壁91。顶表面36和底表 面94的边缘95和96是倾斜的以允许角部能量吸收器容易地插入到保险杠梁82中。当臂 部被插入保险杠梁82中时，角部能量吸收器的间隙孔92和93与保险杠梁的前壁19的间 隙孔58和59以及后壁65的间隙孔98和99对准。在该实施例中，角部能量吸收器90被 插入到D形断面保险杠梁82的端部中，且利用把保险杠梁保持到车辆本体的间隙孔保持在 一起。角部能量吸收器可选地包括臂部的肋97，以在前壁35和端壁94之间提供保险杠梁 的附加增强以及保护。图8是角部能量吸收器100的透视图，其具有多个通道102、104和106，该通道配 合到C形保险杠梁102中。角部能量吸收器100被插入C形断面保险杠梁的端部108中且 使用卡扣配合结构部附连，例如柔性舌片56和57，其延伸穿过保险杠梁102的开口 60和 61。间隙孔58和59可被用于把保险杠梁102安装到车辆的侧轨。在该实施例中，角部能 量吸收器100的前壁40与端部34的前壁106齐平。而且臂部的通道104相对于通道102 和106凹进，以使得通道104可滑动通过保险杠梁102的后壁65的C形开口。图9是角部能量吸收器110的透视图，其具有细长的本体部32和臂部34，该臂部 可被插入保险杠梁112而不使用固定件。臂部34的多个脊130和132被设置用于与保险 杠梁112的顶壁140和底壁142干涉配合。角部能量吸收器110包括溃缩构件120，其在前 壁116和118之间延伸。溃缩构件120包括顶壁122和底壁124，其从后壁126延伸。溃缩 构件包括多个肋127和128。当保险杠梁112的斜切端部接收角部能量吸收器110的臂部 34时，保险杠梁的前壁19搁靠在角部能量吸收器的带角度的表面136上。本体部32可稍 微向保险杠梁112的前方延伸。图10是角部能量吸收器150的透视图，其本体设置有集成连接结构部。例如，本 体部32包括溃缩构件152，其被设置形状以接收例如照明器材，且用作具有集成支撑结构 部的壳体以把灯具固定到角部能量吸收器。溃缩构件152由后壁154和侧壁156和底表面 限定，该底表面由平面160、162和弯曲表面164限定。如上述示例性实施例中所示，角部能量吸收器150的臂部34可通过舌片156和 157而被连接，该舌片被保险杠梁14的开口 60和61接收。保险杠梁可通过间隙孔58和 59而被附连至侧轨，该间隙孔与间隙孔54和55对准。后壁154可包括开口 155用于另一 部件的连接，例如用于雾灯的固定件。在保险杠梁14被附连至车辆之前或之后，角部能量 吸收器150可被卡扣穿过保险杠梁以作为组件的一部分。上述任意实施例的角部能量吸收器还可通过选择使用的热塑性树脂而被调制。使 用的树脂根据需要可以是低模量、中间模量或高模量的材料。通过仔细考虑这些变量中的 每个，满足所需能量碰撞目的的能量吸收器可被制造。用于形成能量吸收器的材料的特性 包括高韧性/延展性、热稳定性、高能量吸收容量、良好的模量对伸长比和再循环性等。虽然能量吸收器可被分段模制，但是优选的是其具有由强韧塑料材料制造 的单一结构。用于模制能量吸收器的材料包括工程热塑性树脂。典型的工程热塑性 树脂包括但不限于丙烯晴-丁二烯-苯乙烯(acrylonitrile-butadiene-styrene， ABS)、聚碳酸酯、聚碳酸酯/ABS混合物、共聚碳酸酯-聚酯、丙烯酸-苯乙烯-丙烯晴 (aery 1 ic-styrene-acrylonitriIe，ASA)、丙烯晴_(改性的乙烯-聚丙烯二胺)_苯乙烯(aerylonitriIe-(ethylene-polypropyIene diamine modified)-styrene, AES)> 亚 苯基醚树脂(phenylene ether resin)、聚亚苯基醚/聚酰胺混合物、聚碳酸酯/PET/PBT 混合物、丁烯对苯二酸酯(polybutylene terephthalate)、聚酰胺族、亚苯基硫化物树脂 (phenylene sulfide resin)、聚氯乙烯PVC、耐冲击聚苯乙烯(HIPS)、低/高密度聚乙烯 (LDPE、HDPE)、聚丙烯(PP)和热塑性石蜡(TPO)，以及其混合物。 虽然本发明的实施例以经予以描述，但是本领域技术人员应理解，可进行各种改 变，且等价特征可适用于能量吸收器或其系统而不离开本发明的范围。例如，尽管上述示例 性实施例是关于特定连接结构部，还可设想其它连接结构部。此外，可进行许多修改以使得 材料的特定情况适应本发明的教导而不离开其实质范围。例如，本体部的各个特征例如溃 缩构件的变体可被与各个例子所示的臂部的各种设计和连接结构部组合。由此，本发明不 限于特定实施例，而是本发明要包括落入权利要求的范围内的所有实施方式。
权利要求
一种角部能量吸收器，包括本体部，包括顶表面、底表面和在顶表面与底表面之间延伸的前壁；臂部，从本体部延伸；和溃缩构件，其从本体部的前壁延伸且设置在顶表面和底表面之间。
2.如权利要求1所述的角部能量吸收器，其中，本体部的前壁是弯曲的。
3.如前述权利要求中任一项所述的角部能量吸收器，其中，本体部的前壁包括开口。
4.如前述权利要求中任一项所述的角部能量吸收器，其中，溃缩构件包括从本体部 的前壁延伸的顶壁、底壁和后壁中的至少一个；和至少一个肋。
5.如权利要求4所述的角部能量吸收器，其中，溃缩构件包括后壁、顶壁和底壁；且其 中，该至少一个肋在溃缩构件的顶壁和底壁之间纵向地延伸。
6.如权利要求4所述的角部能量吸收器，其中，溃缩构件还包括侧壁，该侧壁从本体部 的后壁向前壁延伸。
7.如前述权利要求中任一项所述的角部能量吸收器，其中，臂部包括用于附连至保险 杠梁的至少一个连接结构部。
8.如权利要求7所述的角部能量吸收器，其中，所述连接结构部是至少一个开口。
9.如权利要求7所述的角部能量吸收器，其中，所述连接结构部是至少一个柔性舌片。
10.如权利要求7所述的角部能量吸收器，其中，所述连接结构部是臂部的突出部。
11.如权利要求7所述的能量吸收器，其中，臂部具有前壁和后壁，且所述连接结构部 定位在臂部的前壁和后壁中的至少一个上。
12.如前述权利要求中任一项所述的角部能量吸收器，其中，臂部具有前壁和后壁，且 前壁至少部分地敞开以暴露后壁。
13.如权利要求12所述的角部能量吸收器，其中，臂部的前壁与本体部的前壁齐平。
14.如权利要求12所述的角部能量吸收器，其中，臂部的前壁相对于本体部的前壁被 凹进，且该角部能量吸收器还包括侧壁，该侧壁从本体部的前壁延伸到臂部的前壁。
15.如前述权利要求中任一项所述的角部能量吸收器，其中，臂部包括肋。
16.如前述权利要求中任一项所述的角部能量吸收器，其中，臂部包括多个通道。
17.如前述权利要求中任一项所述的角部能量吸收器，其中，本体部包括后壁和增强结 构，其增强结构从该后壁向外延伸。
18.如前述权利要求中任一项所述的角部能量吸收器，其中，角部能量吸收器包括聚合 物，其选自下面的组丙烯晴_ 丁二烯_苯乙烯、聚碳酸酯、聚酯、丙烯酸-苯乙烯-丙烯晴、 丙烯晴_(改性的乙烯-聚丙烯二胺)_苯乙烯、亚苯基醚树脂、聚酰胺、聚丁烯对苯二酸酯、 聚酰胺族、亚苯基硫化物树脂、聚氯乙烯、热塑性石蜡、以及其混合物。
19.一种角部能量吸收器，包括本体部，包括顶表面、底表面、后壁和从顶表面延伸到 底表面的前壁；臂部，从本体部延伸；和溃缩构件，包括顶壁和底壁，它们彼此间隔开且在 本体部的前壁和后壁之间延伸。
20.如权利要求19所述的角部能量吸收器，其中，溃缩构件包括至少一个肋，其在溃缩 构件的顶壁和底壁之间延伸。
21.如权利要求19所述的角部能量吸收器，其中，溃缩构件的顶壁和底壁中的至少一 个包括至少部分弯曲的表面。
22.如权利要求19所述的角部能量吸收器，其中，臂部和本体部中的至少一个包括连接结构部。
23.一种保险杠系统，包括保险杠梁；和前述任一权利要求所述的角部能量吸收器。
24.如权利要求23所述的保险杠系统，其中，角部能量吸收器的臂部包括连接结构部 且被附连至保险杠梁的连接结构部。
全文摘要
本发明提供角部能量吸收器(16)的各个实施例。在一个实施例中，角部能量吸收器包括本体部(32)和臂部(34)。本体部包括顶表面(36)、底表面(38)和从顶表面延伸到底表面的前壁(40)。角部能量吸收器还包括溃缩构件(43)，其从本体部的前壁延伸并在本体部的顶表面和底表面之间延伸。在另一实施例中，本体部和臂部的至少一个包括连接结构部。本发明还提供保险杠系统的各个实施例，其包括连接到保险杠梁的角部能量吸收器。
文档编号B60R19/18GK101903214SQ200880121893
公开日2010年12月1日 申请日期2008年12月8日 优先权日2007年12月21日
发明者埃里克·D·科瓦尔, 埃里克·J·贾达, 布赖恩·J·乔佩克 申请人:沙伯基础创新塑料知识产权有限公司