专利名称：车辆用冲击吸收部件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种车辆用冲击吸收部件(碰撞缓冲部件)，更具体地涉及这样一种 技术，其中当该车辆用冲击吸收部件包括一非对称锥形部(taper portion)时，稳定地获得 冲击能吸收性能。
背景技术：
已知一种含有中空筒状体的车辆用冲击吸收部件。该筒状体具有多个平板状的侧 壁，并具有多边形部。该冲击吸收部件设置于车身侧部件和保险杠部件之间，使得该筒状体 的轴向与车辆的前后方向一致。当该冲击吸收部件沿轴向受到压缩负荷时，该冲击吸收部 件通过被压皱(压溃)成手风琴状(有像手风琴般细褶的形状，折叠状，accordion shape) 而吸收冲击能。在日本专利申请公开No. 2006-123887 (JP-A-2006-123887)中公开的装置 是车辆用冲击吸收部件的一个例子。该装置包括具有大致八角形部分的筒状体，该筒状体 由成对的半体构成，各个半体具有通过将筒状体分割成上半部和下半部而获得的形状。通 过该成对的半体中的一个半体的两个侧端缘与该成对的半体中的另一个半体的两个侧端 缘分别相重叠以形成筒形，该成对的半体的两个侧端缘部都通过点焊在沿轴向隔开预定间 隔的位置点非连续地接合。在该车辆用冲击吸收部件中，设置有应力集中部，使得该应力集 中部和通过点焊将侧端缘部彼此接合到一起的位置处的接合点沿轴向交替地设置。当该冲 击吸收部件被压皱成手风琴状时，应力集中部用作塑性变形开始的起点，从而该冲击吸收 部件顺利(平滑)地被挤压。各个应力集中部是沿与轴向垂直的方向延伸的凹槽，并向内 凹陷。各个应力集中部延伸而跨过具有多边形部的筒状体的两个相依的脊线(ridge line, 棱线)。一种车辆用冲击吸收部件包括非对称锥形部，其中位于彼此相对的两侧且彼此面 对的成对的侧壁中的至少一个，依存于例如保险杠部件和车身侧部件的尺寸、沿上下方向 上的保险杠部件和车身侧部件之间的位置关系，而沿轴向倾斜。例如当保险杠部件沿上下 方向上的尺寸小于车身侧部件的时，位于上部位置并沿车辆的前后方向延伸的上侧壁是大 致水平的，而位于下部位置的下侧壁沿朝向保险杠部件的方向向上倾斜。然而，当冲击吸收部件包括锥形部时，在负荷传递中发生不平衡，并且当冲击吸收 部件被挤压而压皱成手风琴状时该挤压行为变得不稳定从而会消弱冲击能吸收性能。当冲 击吸收部件被压皱成手风琴状时，设置应力集中部可以有效地稳定该挤压行为。然而，在上 述日本专利申请公开No. 2006-123887所描述的装置中，由于各个应力集中部被设置成包 括具有多边形部分的筒状体的脊线部，对冲击能吸收性能的影响很大。因此，需要较大的板 厚以确保所希望的冲击能吸收性能。此外，难以在确保冲击能吸收性能的同时来调整应力 集中部的位置、尺寸、形状等来稳定挤压行为。
发明内容
本发明是在上述的情况下做成的。本发明的目的是当筒状体包括非对称锥形部时 使挤压行为稳定化以稳定地获得预定的冲击能吸收性能，并使得可以容易地调节应力集中 部以使挤压行为稳定化。上述目的可以根据本发明的第一方面而实现，其提供一种车辆用冲击吸收部件， 其包括中空筒状体，该中空筒状体具有平板状的多个侧壁，并具有多边形截面；其中，该冲 击吸收部件设置于车身侧部件和保险杠部件之间，使得该筒状体的轴向与车辆的前后方向 一致，并且，当该冲击吸收部件沿轴向受到压缩负荷时，该冲击吸收部件通过被压皱成手风 琴状而吸收冲击能，该筒状体包括(a)成对的侧端缘部，在平坦板状的第一侧壁中该成对 的侧端缘部以预定宽度彼此重叠，并彼此沿轴向一体地接合，从而形成封闭的多边形截面；
(b)非对称的锥形部，其中位于第一侧壁的相对侧而与该第一侧壁相面对的第二侧壁在轴 向上比第一侧壁更大程度地相对于轴向倾斜；(C)应力集中部，其设置在第一侧壁中的所 述侧端缘部彼此重叠的重叠部，使得该应力集中部没有达到具有多边形截面的筒状部的脊 线，并且当该冲击吸收部件被压皱成手风琴状时，用作开始塑性变形的起点。上述目的可以根据本发明的第二方面而实现，其提供一种根据本发明的第一方面 的车辆用冲击吸收部件，其中，(a)在锥形部中，至少第二侧壁相对于轴向倾斜，使得第一侧 壁与第二侧壁之间的距离沿从车身侧部件朝向保险杠部件的方向而减小；(b)第一侧壁中 的成对的侧端缘部在沿轴向以预定间隔设置的接合点处通过点焊不连续地彼此接合；以及
(c)应力集中部设置在至少一个在成对的侧端缘部通过点焊彼此接合的多个接合点之中的 在最接近位于保险杠部件的一侧的端部的第一接合点和第二接近该端部的第二接合点之 间的位置。上述目的可以根据本发明的第三方面而实现，其提供一种根据本发明的第一或第 二方面的车辆用冲击吸收部件，其中，(a)该中空筒状体由成对的半体构成。该成对的半 体中的各个具有通过将该中空筒状体沿大致平行于轴向的方向大致对称地分割成两半而 获得的形状，该筒状体通过将该成对的半体中的一个半体的两个侧端缘与该成对的半体中 的另一个半体的两个侧端缘分别相重叠，以形成筒形，并且，分别通过点焊一体地接合该成 对的半体中的一个半体的两个侧端缘与该成对的半体中的另一个半体的两个侧端缘；以及 (b)由通过点焊接合的该成对的半体的两个侧端缘部构成的两个侧壁为第一侧壁和第二侧 壁。上述目的可以根据本发明的第四方面而实现，其提供一种根据本发明的第一至第 三方面中任一方面的车辆用冲击吸收部件，其中，(a)该筒状体包括位于上部位置并沿车辆 的前后方向延伸的大致水平的上侧壁，和位于下部位置的下侧壁，该下侧壁沿轴向在整个 长度上向上倾斜而使得在上侧壁与下侧壁之间的距离沿朝向保险杠部件的方向减小；以及 (b)所述上侧壁是第一侧壁，而下侧壁是第二侧壁，整个上侧壁和整个下侧壁形成锥形部。根据本发明的第一方面，在车辆用冲击吸收部件中，在第一侧壁中的所述侧端缘 部彼此重叠的重叠部设置有应力集中部，使得该应力集中部没有达到具有多边形截面的筒 状体的脊线。因此，与应力集中部设置成包括具有多边形截面的筒状体的脊线的情况、或者 该应力集中部设置在由一块板材料构成的侧壁部中的情况相比，对冲击能吸收性能的影响小。从而，可以容易地在确保所希望的冲击能吸收性能的同时，容易地调整应力集中部的位 置、尺寸、形状等以稳定皱曲行为。第一侧壁与第二侧壁构成非对称的锥形部，第一侧壁的 倾角较小或为0(平行于轴向)，从而对第一侧壁施加较大的压缩负荷。因此，可以适当地通 过调节设置于第一侧壁中的应力集中部来改变皱曲行为。从而，在具有锥形的其皱曲行为 容易由于负荷传递的不平衡而变得不稳定的筒状体中，可以容易地通过调整应力集中部来 稳定皱曲行为，并且可稳定地获得所希望的冲击能吸收性能。根据本发明的第二方面，冲击吸收部件包括锥形部，在锥形部中，至少第二侧壁向 上倾斜，使得第一侧壁与第二侧壁之间的距离沿从车身侧部件朝向保险杠部件的方向而减 小。第一侧壁中的成对的侧端缘部在沿轴向以预定间隔设置的接合点处通过点焊不连续地 彼此接合。应力集中部至少设置在成对的侧端缘部通过点焊彼此接合的多个接合点之中的 在最接近保险杠部件一侧的端部的第一接合点和第二接近该保险杠部件一侧的端部的第 二接合点之间的位置。因此，在碰撞的开始阶段该应力集中部塑性变形，并从而以低负荷顺 利地开始将筒状体压皱成手风琴状。从而，从碰撞的开始阶段稳定地获得预定的冲击能吸 收性能。根据本发明的第三方面，该筒状体由成对的半体构成。该成对的半体中的各个具 有通过将该筒状体沿平行于轴向的方向大致对称地分割成两半而获得的形状。该筒状体通 过将该成对的半体的两个侧端缘分别相重叠，并且，分别通过点焊将它们彼此一体地接合。 由通过点焊而彼此接合的该成对的半体中的两侧端缘部所分别构成的两侧壁分别对应于 第一侧壁、第二侧壁。从而，通过适当地调节设置于第一侧壁中的应力集中部，可容易地使 皱曲行为稳定化而获得所希望的冲击能吸收性能。根据本发明的第四方面，该筒状体包括大致水平的上侧壁，和下侧壁，该下侧壁沿 轴向在整个长度上向上倾斜而使得在上侧壁与下侧壁之间的距离沿朝向保险杠部件的方 向减小。上侧壁和下侧壁分别对应于第一侧壁、第二侧壁。整个上侧壁和整个下侧壁形成 锥形部。即使是在上侧壁与下侧壁之间存在负荷传递的不平衡时，也可以容易地使皱曲行 为稳定，并且可通过适当地调节设置于被施加较高负荷的上侧壁中的应力集中部而稳定地 获得所希望的冲击能吸收性能。
在参考附图的同时从下述对示例性实施例的描述可以清楚本发明的上述和其它 目的、特征以及优点，其中，使用相同的标号来表示相同的部件，并且其中图IA和IB分别是解释根据本发明的实施例的车辆用冲击吸收部件的图，图IA 是示出其中在车辆中设置有车辆用冲击吸收部件的一种方式的示例的示意性平面图，图IB 是示出图IA中的右侧的放大的车辆用冲击吸收部件的平面图。图2是沿图IA的线II - II所取的截面的放大视图。图3A和3B是分别解释图1A、1B中的车辆用冲击吸收部件的图，图3A是筒状体的 透视图，图3B是在切口部(cutout portion)(应力集中部)所取的筒状体的截面视图。图4A和4B是示出通过进行重物下落试验而进行的研究的结果的图，所述研究是 针对根据本发明形成有切口的产品以及未形成有切口的对比产品中的、相对于压缩行程的 轴向压缩负荷的变化以及吸收能量的特征进行的。
具体实施例方式根据本发明的一种车辆用冲击吸收部件，可以应用于安装于车辆前侧的保险杠部 件的安装部、以及安装于车辆后侧的保险杠部件的安装部。然而，根据本发明的该车辆用冲 击吸收部件，可以仅应用于安装于车辆前侧和后侧的保险杠部件中的之一上。例如，在前保险杠中，沿纵向的该保险杠部件的形状，即从车辆上方观察的平面视 图中的保险杠部件的形状，优选为中央部向前突出的平滑弯曲形状。然而，保险杠部件也可 以具有各种形状。例如，该保险杠部件可以具有大致直线性的形状，或者仅该保险杠部件的 两端部可以向后倾斜或向后弯曲。根据本发明的该车辆用冲击吸收部件设置成，例如，筒状 体的轴向与车辆前后方向一致。然而，根据本发明的该车辆用冲击吸收部件不必设置成筒 状体的轴向与车辆前后方向严格地一致，并且可以设置成筒状体依赖于保险杠部件的形状 等沿左右方向，或者上下方向倾斜。根据本发明的该车辆用冲击吸收部件包括筒状体和例如一体地固定于筒状体的 沿轴向的两端的成对的安装板。例如，(a)垂直于筒状体的轴向的筒状体的截面具有扁平 的多边形状，并且该多边形状的边的数目是4以上的偶数，以及(b)在构成该多边形截面的 彼此平行的两边的成对的侧壁的各个壁中沿轴向形成有向内凹陷的凹槽部。该筒状体的截 面可以具有简单的多边形状，例如正方形，或者该筒状体可以具有其中一部分，例如角部弯 曲成弧形等的侧壁。例如，该筒状体可按如下形成。通过冲压薄板材料形成成对的半体。该成对的半 体的各个具有通过将该筒状体沿大致平行于轴向的方向分成两半而获得的形状。该成对的 半体的各个具例如大致角状的U字形截面-或者大致M字形的截面_。在将在该成对的半 体中的一个的开放侧的两(个)侧端缘部与在该成对的半体中的另一个的开放侧的两侧端 缘部重叠的状态下，将该成对的半体彼此一体地接合。从而形成该筒状体。该筒状体可以 通过将一薄板材料弯曲以形成预定的多边形截面，并然后将两侧端缘部彼此重叠而一体地 接合。可以适当地采用点焊来作为将重叠的侧端缘部接合以形成筒状体的手段。然而， 也可以采用其它焊接手段，例如电弧焊。还可以使用诸如铆钉的接合元件来将侧端缘部接 合。该侧端缘部可以在沿轴向以预定间隔设置的接合点处不连续地彼此接合。在例如采用 电弧焊的情况下，可沿轴向连续地接合侧端缘部。在通过点焊等而在接合点处将侧端缘部 不连续地彼此接合的情况下，在接合点之间的间隔可以是恒定的，或者可以例如沿轴向连 续增加或者减小。作为设置在侧端缘部彼此重叠处的重叠部的应力集中部，可以适当地设置，例如 一个沿大致垂直于筒状体的轴向的方向从该成对的侧端缘部中的一个的侧端缘延伸的切 口。然而，可以设置凹槽或者通孔来作为应力集中部。优选地，该切口应当为狭槽状，即该 切口应当具有U形或角状U形等。然而，该切口可以具有较小的V形。可以采用具有各种 形状的通孔。例如，可以采用简单的圆孔、椭圆形的孔，和长孔，诸如长方形孔和椭圆孔。例如，在位于筒状体的内侧的该成对的侧端缘部中的一个上，设置应力集中部。然 而，可以将应力集中部设置在位于筒状体的外侧的侧端缘部。也可以将应力集中部同时设 置在该成对的侧端缘部的双方上。在该情况下，当将切口形成为该切口彼此重叠时，或者通孔形成为该通孔彼此重叠时，该筒状体的一部分是开放的，水等物体会进入该筒状体的内 侧。然而，可以在需要时通过使用具有低强度的密封元件等来封闭开口部以防止水等的进 入。尽管应力集中部设置在侧端缘部彼此重叠的重叠部，可以将应力集中部设置成伸出该 重叠部，只要该应力集中部位于平板状的侧壁内，即应力集中部没有达到具有多边形截面 的筒状部的脊线。本发明的第二方面涉及这样一种情况，筒状部包括锥形部，该锥形部中至少第二 侧壁倾斜而使得在第一侧壁和第二侧壁之间的距离沿从车身侧部件朝向保险杠部件的方 向减小。当实施本发明的第一方面时，该锥形可为使得在第一侧壁和第二侧壁之间的距离 沿从保险杠部件朝向车身侧部件的方向减小。筒状体可以具有锥形部，使得该筒状部在其 整个长度上具体锥形形状，或者位于保险杠部件的一侧的筒状体的一部分具有锥形形状。 锥形部相对于轴向具有非对称的形状。该轴向与施加压缩负荷的方向一致，并且与大致水 平的车辆的前后方向大体上一致。在本发明的第二方面中，应力集中部设置在至少一个在最接近位于保险杠部件的 一侧的端部的第一接合点和第二接近该端部的第二接合点之间的位置。该应力集中部可以 设置在位于沿轴向的所有成对的相邻接合点中的各对之间的中间部分，或者在沿轴向的几 对相邻接合点中的各对之间的中间部分。这样，本发明的第二方面可以各种形式来实现。在如本发明的第三方面中由成对的半体的两侧端缘部构成的两侧壁为第一侧壁 和第二侧壁的情况下，应力集中部可以仅设置在第一侧壁中，或者同时设置第一侧壁和第 二侧壁中。在本发明的第四方面中，在上侧壁大致水平的状态下，下侧壁朝上倾斜以使得在 上侧壁和下侧壁之间的距离沿朝保险杠部件的方向减小。这样在上侧壁和下侧壁之间发生 负荷传递的不平衡，导致不稳定的挤压行为。因此，应力集中部设置在被施加大的压缩负荷 的上侧壁中。然而，当实施其它发明时，与此相反地，有可能是下侧壁是大致水平的，而上侧 壁朝下倾斜以使得在上侧壁和下侧壁之间的距离沿朝保险杠部件的方向减小。在这样的情 况下，下侧壁是第一侧壁。从而，成对的侧端缘部彼此重叠，并在下侧壁中彼此一体地接合， 并且一个(多于一个)应力集中部设置在一个(多于一个)侧端缘部中。类似地，本发明 可以应用于其它侧壁，例如右侧、左侧壁。即，本发明应用于发生负荷传递不平衡的成对的 侧壁。实施例下面，将参照附图详细地说明本发明的实施例。图IA和IB分别是解释根据本发 明的实施例的车辆用冲击吸收部件的图，图IA是示出在车辆上方观察到的车辆前侧的保 险杠体10附近的部分的示意性平面图。各用作车辆用冲击吸收部件的碰撞缓冲盒(crush box) 14R、14L，设置在右侧、左侧部件12R、12L的前端部。保险杠体10的右端部、左端部分 别固定于碰撞缓冲盒14R、14L。图IB是示出右侧的放大的碰撞缓冲盒14R的平面图。碰撞 缓冲盒14R包括中空筒状体20，该中空筒状体20具有平板状的多个侧壁，并具有多边形 截面；分别一体地焊接并固定于筒状体20的沿轴向的两端部的成对的安装板22、24。该碰 撞缓冲盒14R使用螺栓等(未示出)通过安装板22、24固定于侧部件12R和保险杠体10， 使得筒状体20的轴向大致平行于车辆的前后方向。当从车辆的前面施加了碰撞(冲击)时，该碰撞缓冲盒14R接收到轴向的压缩负荷，并且该筒状体20被压皱成手风琴状。此时，该变形吸收冲击能，并减少施加到车辆的结 构部件诸如侧部件12R的冲击。由于筒状体20的多个部分被顺序地曲皱(buckling)(即， 筒状体20的多个部分被顺序地弯曲成V形)，筒状体20被压皱成手风琴状。通常，从筒状 体20的位于该保险杠体10的一侧的部分，即，筒状体20的输入侧部，开始曲皱。然后，随 着时间的经过，曲皱沿朝向车体的方向进行。该保险杠体10用作保险杠的加强部件和安装 部件。由合成树脂制成的保险杠体部16 —体地安装于保险杠体10。该保险杠体10对应于 保险杠部件。而侧部件12R、12L对应于车身侧部件。位于左侧的碰撞缓冲盒14L与位于右 侧的碰撞缓冲盒14R对称，碰撞缓冲盒14L具有与碰撞缓冲盒14R相同的优势效果。因此， 在下面说明中，具体说明位于右侧的碰撞缓冲盒14R。图2是沿图IA的线II - II所取的截面的放大视图。图3A和3B是分别仅示出碰 撞缓冲盒14的图。图3A是从车辆的前面斜向观察到的透视图，图3B是沿垂直于轴向的平 面所取的筒状体20的截面视图(即从车辆的前面观察到的截面视图)。筒状体20的垂直 于轴向的截面在上下方向上长，并具有扁平的多边形状(在该实施例中为八角形)。凹槽 34,36形成于具有较大的宽度并彼此平行的成对的左、右侧壁30、32的中央部，其构成了八 角形截面的两边。凹槽34、36中的各个向内凹入，并沿轴向延伸(更准确地说，该凹槽如图 2中所示沿上下方向稍斜)。如从图2可知，保险杠体10的沿上下方向的尺寸小于侧部件 12R沿上下方向的尺寸。因此，尽管位于筒状体20的上部并且沿车辆的前后方向延伸的上 侧壁38大致水平，位于筒状体20的下部的下侧壁40朝上倾斜而使得在上侧壁38与下侧 壁40之间的距离根据尺寸差而沿朝向保险杠体10的方向减小。即，上侧壁38大致水平， 而下侧壁40沿从在侧部件12R的一侧的端部朝向在保险杠体10的一侧的端部的方向上倾 斜，从而，筒状体20具有锥形。在图2中所示的侧视图中，上侧壁38与下侧壁40在其轴向 上的整个长度上形成相对于大致水平的轴向的非对称的锥形部。在该实施例中，该大致水 平的上侧壁38对应于第一侧壁。相对于轴向(水平方向)比上侧壁38更大程度地倾斜的 下侧壁40，对应于第二侧壁。如从图3A、3B中可知，筒状体20由成对的半体26、28构成。该成对的半体26、28 中的各个具有通过将筒状体20沿大致平行于轴向的方向大致对称地分割成左半部和右半 部而获得的形状。这样，该成对的半体26、28中的各个具有大致M字形状。该半体26、28 中的各个，例如，通过冲压和弯曲薄板材料形成。在该成对的半体26、28的开放侧的侧端缘 部26a、28a以预定宽度彼此重叠，并彼此一体地接合。而且，在该成对的半体26、28的开放 侧的侧端缘部26a、28a以预定宽度彼此重叠，并彼此一体地接合。从而形成一封闭的多边 形截面。该成对的侧端缘部26a、28a构成上侧壁38，而该成对的侧端缘部26b、28b构成下 侧壁40。该成对的侧端缘部26a、28a在沿轴向以预定间隔设置的接合点处采用点焊不连续 地彼此接合，该成对的侧端缘部26b、28b在沿轴向以预定间隔设置的接合点处采用点焊不 连续地彼此接合。在图IB和图3A中，由圆圈标记指示的接合点Pal-PaX，Pbl-PbX(接合点 Pb3-PbX未示出)是侧端缘部采用点焊彼此接合的位置。在该实施例中，该侧端缘部在大致 等间隔分布的接合点处彼此接合。该接合点Pal是最接近保险杠体10的第一接合点。该 接合点Pa2是次接近保险杠体10的第二接合点。在该实施例中，接合点的数目X为6。在 上侧壁38与下侧壁40的各个中，在6个接合点处进行点焊。在上侧壁38中沿轴向的接合 点的位置与在下侧壁40中沿轴向的接合点的位置大致相同。接合点的数目X和接合点之间的间隔根据例如筒状体20的长度而适当地设定。在由成对的侧端缘部26a、28a构成的上侧壁38中，设置有应力集中部42，使得该 应力集中部42不达到具有多边形截面的筒状体20的脊线。当筒状体20被压皱成手风琴 状时，该应力集中部42起到开始塑性变形的起点的作用。该应力集中部42是(狭)缝形 式的切口，其设置于位于上侧壁38的内侧的侧端缘部26a上。该应力集中部42在位于接 合点Pal和Pa2之间的位置形成为U字形，并沿大致垂直于轴向的方向从侧端缘部26a的 侧端缘延伸。该应力集中部42设置成延伸以跨过连接接合点Pal至PaX的接合线。在该 实施例中，该应力集中部42仅设置于被施加较高负荷的上侧壁38。然而，在需要时，也可以 在下侧壁40设置相同的应力集中部。由于设置了该应力集中部42，所以与位于该应力集中部42前面的接合点Pal和 在该应力集中部42后方的Pa2相比，在该应力集中部42处的局部强度低。因此，当施加有 轴向压缩负荷时，在该应力集中部42附近的一部分塑性变形而使得该部分弯曲成V形。该 塑性变形的部分起到变形开始的起点的作用。如此，在低负荷下就顺利地开始将筒状体20 压皱成手风琴状。在接合点Pal-PaX，Pbl-PbX附近的部分强度较高。因此，在这些接合点 Pal-PaX, Pbl-PbX中的沿轴向相邻的接合点之间的中间位置的部分，从最接近保险杠体10 的部分起，顺序地弯曲成V形。从而，皱曲向前进行，筒状体20被压皱成手风琴状。由在设 置有该应力集中部42的前部的曲皱(皱曲)所导致的冲击，皱曲沿朝向侧部件12R的方向 以链锁反应前进。在需要时，可在位于接合点Pa2_PaX之中的相邻的接合点之间的至少一 个中间位置上设置另外的应力集中部(例如切口)。在这种情况下，曲皱被加速或稳定化。 可以在下侧壁40中在接合点Pbl-PbX之中的相邻的接合点之间的至少一个中间位置上设 置应力集中部(例如切口)。在该实施例中，上侧壁38是大致水平的，下侧壁40沿朝向保 险杠体10的方向向上倾斜，从而，上侧壁38和下侧壁40形成一个非对称的锥形。因此，在 侧壁38与侧壁40之间容易产生负荷传递的不平衡，并从而容易造成皱曲行为不稳定。然 而，以通过适当地调节(调整)设置于上侧壁38中的应力集中部42的位置、尺寸、形状等 可以在确保所希望的冲击能吸收性能的同时而稳定皱曲行为。如上所述，在该实施例中的碰撞缓冲盒14R中，在以薄板形式的上侧壁38中侧端 缘部26a、28a彼此重叠的重叠部设置有应力集中部42，使得该应力集中部42不达到具有多 边形截面的筒状体20的脊线。因此，与将应力集中部设置成包括具有多边形截面的筒状体 的脊线的情况、或者该应力集中部设置在由一块板材料(例如右侧壁32或者左侧壁30)构 成的侧壁部中的情况相比，对冲击能吸收性能(即筒状体20的轴向皱曲强度)的影响小。 从而，可以容易地在确保所希望的冲击能吸收性能的同时，容易地调整应力集中部42的形 状、尺寸等稳定皱曲行为。上侧壁38与下侧壁40构成非对称的锥形部，上侧壁38相对于 轴向的倾角大致为0，从而对上侧壁38施加较大的压缩负荷。因此，可以适当地通过调节设 置于上侧壁38中的应力集中部42来改变皱曲行为。从而，在具有非对称的锥形的其皱曲 行为容易由于负荷传递的不平衡而变得不稳定的筒状体20中，可以容易地通过调整应力 集中部42来稳定皱曲行为，并且稳定地获得所希望的冲击能吸收性能。在该实施例中，下侧壁40朝上倾斜使得在上侧壁38和下侧壁40之间的距离沿从 侧部件12R沿朝保险杠部件10的方向减小。上侧壁38中的侧端缘部26a、28a通过点焊在沿 轴向隔开预定间隔的接合点非连续地接合。应力集中部42设置在多个接合点Pal-PaX-在
9此处侧端缘部26a、28a被通过点焊彼此接合到一起一之中的最接近保险杠体10的第一接 合点Pal和次接近保险杠体10的第二接合点Pa2之间。因此，在碰撞的开始阶段该应力集 中部42塑性变形，并从而以低负荷顺利地开始将筒状体20压皱成手风琴状。从而，从碰撞 的开始阶段稳定地获得预定的冲击能吸收性能。在该实施例中，筒状体20由成对的侧端缘部26a、28a构成，而各侧端缘部具有通 过将筒状体20沿平行于轴向的方向大致对称地分割成两半而获得的形状。该筒状体20通 过将成对的半体26、28的侧端缘部26a、28a重叠并通过点焊彼此一体地接合，将成对的半 体26、28的侧端缘部26b、28b重叠并通过点焊彼此一体地接合，而形成。由通过点焊而彼 此接合的侧端缘部26a、28a所构成的上侧壁38对应于第一侧壁。由通过点焊而彼此接合 的侧端缘部26b、28b所构成的下侧壁40对应于第二侧壁。从而，通过适当地调节设置于被 施加较高负荷的上侧壁38中的应力集中部42，可以容易地使皱曲行为稳定化而获得所希 望的冲击能吸收性能。在该实施例中，筒状体20包括大致水平的上侧壁38，和下侧壁40，该下侧壁40在 轴向的整个长度上朝上倾斜而使得在上侧壁38与下侧壁40之间的距离沿朝向保险杠体10 的方向而减小。从而，筒状体20具有不对称的锥形。整个上侧壁38与整个下侧壁40形成 锥形部。即使是在上侧壁38与下侧壁40之间存在负荷传递的不平衡时，也可通过适当地 调节设置于被施加高负荷的上侧壁38中的应力集中部42，从而可以容易地使皱曲行为稳 定，并且稳定地获得所希望的冲击能吸收性能。为了进行对比，通过使用本实施例中的碰撞缓冲盒14R以及未设置应力集中部42 的对比产品在下述试验条件下自由落下重物来进行重物下落试验。这样研究了相对于压缩 行程的轴向压缩负荷以及所吸收能量的特征变化。图4A、4B示出了所获得的结果。试验条件重物体重量1100kg该重物体下落起点高度1. Ilm碰撞速度17km/h在各图4A、4B中，标记有“具有切口 ”的实线示出了根据本发明的产品的特征(即 碰撞缓冲盒14R)，而标有“无切口，，的虚线示出了对比产品的特征。在对比产品的情况下 (其中没有设置切口)，在碰撞开始阶段的轴向压缩负荷低，尤其是第二负荷峰值低，而在 第二负荷峰值与第三负荷峰值之间的差较大。这样重复性的曲皱波(bucking wave)形不 稳定。这使得随后的重复性的曲皱不稳定，导致所吸收能量的量的降低。与此相对，在根据 本发明的产品的情况下(其中设置有切口)，第二负荷峰值与第三负荷峰值基本相等，并从 而波形稳定。进而，与其中没有设置切口的对比产品相比所吸收能的量增加。需要注意的 是在图4B中的所吸收能量的量对应于图4A中的轴向压缩负荷的积分。尽管上面结合附图详细说明了本发明的实施例，但实施例仅是一示例，而本发明 可以通过由基于本领域技术人员的知识改变或变更该实施例所获得的各种形式来实施。
权利要求
1.一种车辆用冲击吸收部件，其包括中空筒状体，该中空筒状体具有平板状的多个侧 壁，并具有多边形截面；其中，该冲击吸收部件设置于车身侧部件和保险杠部件之间，使得 该筒状体的轴向与车辆的前后方向一致，并且，当该冲击吸收部件沿轴向受到压缩负荷时， 该冲击吸收部件通过被压皱成手风琴状而吸收冲击能，该中空筒状体的特征在于在平板状的第一侧壁中成对的侧端缘部以预定宽度彼此重叠，并彼此沿轴向一体地接 合，从而形成封闭的多边形截面；该筒状体包括非对称的锥形部，其中位于第一侧壁的相对侧而与该第一侧壁相面对的 第二侧壁在轴向上比第一侧壁更大程度地相对于轴向倾斜；在第一侧壁中的所述侧端缘部彼此重叠的重叠部设置有应力集中部，使得该应力集 中部没有达到具有多边形截面的筒状部的脊线，并且当该冲击吸收部件被压皱成手风琴状 时，用作开始塑性变形的起点。
2.如权利要求1所述的车辆用冲击吸收部件，其特征在于，在锥形部中，至少第二侧壁 相对于轴向倾斜，使得第一侧壁与第二侧壁之间的距离沿从车身侧部件朝向保险杠部件的 方向而减小；第一侧壁中的成对的侧端缘部在沿轴向以预定间隔设置的接合点处通过点焊不连续 地彼此接合；以及应力集中部至少设置在成对的侧端缘部通过点焊彼此接合的多个接合点之中的一个 在最接近位于保险杠部件一侧的端部的第一接合点和第二接近该端部的第二接合点之间 的位置。
3.如权利要求1或2所述的车辆用冲击吸收部件，其特征在于，该筒状体由成对的半体 构成，该成对的半体中的每一个都具有通过将该中空筒状体沿平行于轴向的方向大致对称 地分割成两半而获得的形状，该筒状体通过将该成对的半体中的一个半体的两个侧端缘部 与该成对的半体中的另一个半体的两个侧端缘部分别相重叠以形成筒形，并且，分别通过 点焊一体地接合该成对的半体中的一个半体的两个侧端缘部与该成对的半体中的另一个 半体的两个侧端缘部而形成；以及由通过点焊接合的该成对的半体的两个侧端缘部构成的两个侧壁为所述第一侧壁和 所述第二侧壁。
4.如权利要求1或2所述的车辆用冲击吸收部件，其特征在于，该筒状体包括位于上部位置并沿车辆的前后方向延伸的大致水平的上侧壁，和位于下 部位置的下侧壁，该下侧壁沿轴向在整个长度上向上倾斜而使得在上侧壁与下侧壁之间的 距离沿朝向保险杠部件的方向减小；上侧壁是所述第一侧壁，下侧壁是所述第二侧壁，整个上侧壁和整个下侧壁形成锥形部。
全文摘要
一种车辆用冲击吸收部件，其包括具有平板状的多个侧壁并具有多边形截面的中空筒状体；其设置于车身侧部件和保险杠部件之间使得该筒状体的轴向与车辆前后方向一致，且当其沿轴向受到压缩负荷时，该吸收部件通过被压皱成手风琴状而吸收冲击能，筒状体特征在于在平坦板状的第一侧壁中成对的侧端缘部以预定宽度彼此重叠并彼此沿轴向一体地接合，形成封闭多边形截面；该筒状体包括非对称的锥形部，位于第一侧壁的相对侧而与第一侧壁相面对的第二侧壁相对于轴向比第一侧壁更沿轴向倾斜；在第一侧壁的侧端缘部彼此重叠的重叠部设有应力集中部，使该集中部不达到具有多边形截面的筒状件的脊线，当该吸收部件被压皱成手风琴状时用作开始塑性变形的起点。
文档编号B60R19/34GK102001319SQ201010272030
公开日2011年4月6日 申请日期2010年9月2日 优先权日2009年9月2日
发明者中西诚 申请人:丰田铁工株式会社