车辆能量吸收装置的制作方法

本公开总体涉及一种车辆能量吸收装置。

背景技术：

车辆的保险杠被设计成在车辆碰撞期间吸收能量和/或转移能量。这种车辆碰撞可能包括正面和后方碰撞。可能会与不同大小和质量的物体产生碰撞。例如，车辆可能会碰撞相对大的宽物体，例如另一车辆或道路障碍物。这种碰撞可以通过碰撞试验进行模拟，例如正面碰撞试验、正面斜碰试验、小偏置刚性壁障(sorb)试验等。或者，车辆可能会碰撞较窄的较轻物体，如行人。这些影响可以通过行人保护(pedpro)碰撞试验来模拟。不管被碰撞的物体的尺寸如何，保险杠设计中的另一个考虑因素是低速易损性，这是通过碰撞试验来模拟的，该试验测量了由低速碰撞造成的保险杠外部损坏的程度。在这些试验中，希望很少或没有对保险杠的外部损坏，以减少因低速碰撞造成昂贵维修的可能性。

这些不同的碰撞类别为保险杠提供了竞争性的设计因素。在与较大的较宽物体碰撞期间，对保险杠来说，在保险杠变形期间提供更大的刚度以增加所吸收的能量可能更有益处。相反，在与可能是行人的较窄物体碰撞期间，在变形期间减小保险杠的刚度可能更有益处，这可以减少对行人的伤害。进一步的对比是，对保险杠来说，在低速易损性试验期间是刚性不变形的从而减少损坏保险杠外部的可能性，可能是有益的。

技术实现要素：

根据本发明，提供一种能量吸收装置，包括：

梁；和

与梁连接并且相继沿着梁定位的多个突起；

其中突起彼此间隔开并且可相对于梁变形，并且其中突起中相邻的突起被配置为当突起中相邻的突起两者都变形时彼此接触。

根据本发明的一个实施例，其中每个突起从梁横向于梁的纵向轴线延伸。

根据本发明的一个实施例，其中每个突起具有第一端部、第二端部、延伸穿过第一端部和第二端部的孔、以及从第一端部延伸到第二端部并且围绕孔的侧面，其中每个突起的侧面固定在梁上。

根据本发明的一个实施例，其中孔各自具有与梁的纵向轴线间隔开的孔轴线。

根据本发明的一个实施例，其中孔轴线大体彼此平行。

根据本发明的一个实施例，其中孔轴线是大体垂直的，并且梁的纵向轴线是大体水平的。

根据本发明的一个实施例，其中每个突起可从初始位置变形到变形位置，其中当突起中相邻的突起中的至少一个处于初始位置时，突起中相邻的突起彼此间隔开。

根据本发明的一个实施例，其中当突起中相邻的突起两者都处于变形位置时，突起中相邻的突起彼此接触。

根据本发明的一个实施例，其中突起是管状的。

根据本发明的一个实施例，还包括相邻的突起之间的间隙，其中每个间隙的宽度大于邻近间隙的每个突起的周长的四分之一。

根据本发明的一个实施例，其中每个间隙的宽度小于邻近间隙的突起的组合周长的四分之一减去在纵向轴线上与间隙相邻的突起的组合宽度的一半。

根据本发明的一个实施例，其中每个突起具有六边形横截面形状。

根据本发明的一个实施例，还包括相对于梁固定的条带，条带具有形成突起的多个波状部。

根据本发明的一个实施例，其中波状部各自具有与梁的纵向轴线间隔开的波状部轴线，并且波状部轴线大体彼此平行。

根据本发明，提供一种保险杠总成，包括：

保险杠梁；

与保险杠梁间隔开的护板；和

能量吸收装置，能量吸收装置由保险杠梁和护板中的至少一个支撑在保险杠梁和护板之间；

能量吸收装置包括梁和多个突起，多个突起连接到梁并且相继沿着梁定位，突起可相对于梁变形，并且突起中相邻的突起被配置为当突起中相邻的突起两者都变形时彼此接触。

根据本发明的一个实施例，其中梁连接到保险杠梁。

根据本发明的一个实施例，其中突起沿着梁彼此间隔开。

根据本发明的一个实施例，其中每个突起从梁横向于梁的纵向轴线延伸。

根据本发明的一个实施例，其中多个突起中的每个突起被构造成当仅与第二相邻突起接触时在不与第一相邻突起接触的情况下变形。

根据本发明的一个实施例，其中每个突起可从初始位置变形到变形位置，其中当突起中相邻的突起中的至少一个处于初始位置时，突起中相邻的突起彼此间隔开。

附图说明

图1是车辆的透视图；

图2是包括能量吸收装置的车辆的保险杠总成的俯视图；

图3a是在与相对窄的物体碰撞之前能量吸收装置的一部分的俯视图；

图3b是在与相对窄的物体碰撞之后能量吸收装置的一部分的俯视图；

图4a是在与相对宽的物体碰撞之前能量吸收装置的一部分的俯视图；

图4b是在与相对宽的物体碰撞期间能量吸收装置的一部分的俯视图；

图4c是在与相对宽的物体撞击之后能量吸收装置的一部分的俯视图；

图5a是包括能量吸收装置的另外的实施例的车辆的保险杠总成的俯视图；

图5b是与相对窄的物体碰撞期间图5a的实施例的能量吸收装置的一部分的俯视图；

图5c是与相对宽的物体碰撞期间图5a的实施例的能量吸收装置的一部分的俯视图。

具体实施方式

参考附图，其中相同的附图标记表示相同的部件，用于车辆38的保险杠总成42的能量吸收装置30包括梁32，梁32具有纵向轴线l和连接到梁32并相继沿着梁32定位的多个突起(lobe)34、134。突起34、134彼此间隔开并可相对于梁32变形。突起34、134中相邻的突起被配置为当突起34、134中相邻的突起34、134两者都变形时彼此连接。

能量吸收装置30在与宽物体的碰撞期间对与窄物体碰撞期间表现出不同的行为。在与宽物体的碰撞期间，能量吸收装置30提供相对于与相对窄物体碰撞而言更大的阻力和刚度。更大的阻力和刚度会增加变形期间吸收的能量的量。在与窄物体碰撞期间，能量吸收装置30提供相对于与相对宽物体碰撞而言更小的阻力和更软的碰撞。减少的阻力和软化的碰撞会降低行人受伤的可能性。此外，如下所述，突起34、134加强保险杠总成42的护板44，以减少在低速碰撞期间损坏护板44的可能性。例如，图1-4c示出了能量吸收装置30的一个实施例，例如，图5a-c中示出了能量吸收装置30的另一个实施例。在图1-4c和图5a-c所示的实施例中使用共同的附图标记来标识共同的元件。

参考图1，车辆38包括车架40，并且保险杠总成42连接到车架40。如图1所示，保险杠总成42可设置为朝向车辆38的前部，或朝向车辆38的后部。保险杠总成42可以从车辆38突出，使得保险杠总成42是车辆38上在前部或后部碰撞中被碰撞的第一部件。

参考图2和5a，保险杠总成42可以包括固定到车架40的保险杠梁46。护板44隐藏保险杠梁46和能量吸收装置30。护板44可以呈现a级表面，即特别制造成具有高质量、精美的样式美观的无瑕疵表面。护板44可以由车辆38的车架40和/或车身部件支撑。

车架40可以是任何合适的结构，例如承载式车身结构、非承载式车身(body-on-frame)结构、或任何其它合适的结构。车架40可以由任何合适的材料形成，例如钢、铝等

保险杠梁46纵向延伸跨越车辆38的前部或后部。保险杠梁46可以具有车辆外表面48，对前保险杠总成42来说，车辆外表面48面向车辆38向前行进时的方向，并且对后保险杠总成42来说，车辆外表面48面向车辆38向后行进时的方向。保险杠梁46可以增强车辆38的结构完整性。保险杠梁46可以由任何合适的材料形成，例如钢、铝等。

能量吸收装置30可以由保险杠梁46和护板44中的至少一个支撑在保险杠梁46和护板44之间。例如，如图2所示，能量吸收装置30可以是固定到保险杠梁46，例如，梁32可以固定到保险杠梁46。或者或另外，梁32或突起34、134可以由护板44支撑。

参考图2和5a，能量吸收装置30的梁32可以连接到保险杠梁46的车辆外表面48。梁32可以与保险杠梁46齐平，或者梁32可以与保险杠梁46间隔开。或者，梁32可以与保险杠梁46相同。梁32具有纵向轴线l。纵向轴线l可以大致水平地延伸。梁32可以由任何合适的材料形成，包括塑料，例如注模成型塑料；金属，如铝或钢；或任何其他合适的材料。

突起34、134连接到梁32。突起34、134可以形成为分别连接到梁32的单独部件，例如图1-4c的实施例中所示的突起34，或者可以彼此连接并作为单个部件连接到梁32，例如如图5a-c的实施例所示的突起134。

突起34、134相继沿着梁32定位。换句话说，突起34、134以重复图案沿着梁32定位。具体地，重复图案包括交替的突起34、134和间隙36。突起34、134的大小可以变化，并且间隙36的大小可以变化。突起34、134可以布置在例如一排中。或者，突起34、134可以以其它图案布置。

每个突起34、134可以与相邻的突起34、134间隔开，并且间隙36分离突起34、134。如上所述，突起34、134的尺寸和间距可以沿着梁变化。如上所述，突起34、134中相邻的突起34、134被构造成当突起34、134中相邻的突起34、134两者都变形时彼此接触。例如，突起34、134的尺寸和间距使得如果单个突起34变形，则突起34、134不接触相邻的突起34、134，但是如果相邻的突起34、134同时变形，则相邻的突起34、134将彼此接触。

具体地，每个突起34、134可从初始位置(图3a、4a和5a所示)变形到变形位置(如图3b，4c和5b-c所示)。如图3b和5b所示，当突起34、134中相邻的突起34、134中的至少一个处于初始位置时，突起34、134中相邻的突起34、134彼此间隔开。如图4c和5c所示，当突起34、134中相邻的突起34两者都处于变形位置时，突起34、134中相邻的突起34、134可以彼此相接触。换句话说，突起34、134被配置成局部变形，而不会连锁反应(cascading)到直接紧邻的突起34、134，并且突起34被配置成当与相邻的突起34、134同时变形时接触相邻的突起34、134。换句话说多个突起34、134中的每个突起被构造成当仅接触第二相邻突起34、134时在不与第一相邻突起34、134接触的情况下变形，但是当一系列突起34、134受到碰撞时，突起34、134接触相邻的突起34、134。

每个突起34、134可以具有均一的横截面。多个突起34、134可以从梁32横向于梁32的纵向轴线l延伸；换句话说，突起34、134的横截面可以面向横向于梁32的纵向轴线l的方向。或者，突起34、134可以在彼此不同的方向上延伸。

突起34、134可相对于梁32和/或相对于保险杠梁46变形。突起34、134可由任何合适的材料形成，包括塑料，例如注模成型塑料；金属，如铝或钢；或任何其他合适的材料。突起32可以由与梁32相同类型的材料形成或与梁32不同类型的材料形成。

突起34、134可以以任何合适的方式与梁32分开形成并随后连接到梁32上。例如，突起34、134可以通过焊接连接到梁32，例如在梁32和突起34、134由钢形成的实施例中；通过钎焊，例如在梁32和突起由铝形成的实施例中；通过粘合剂；或任何其他合适的连接件。或者，突起34、134可以与梁32成一体，即，一起同时形成为单个连续单元。例如，突起34、134和梁32可以通过例如用塑料的注射成型形成；例如用塑料或铝挤压成型等等。

作为一个示例，如图1-4c所示，突起34可以是管状的。在该实施例中，突起34可以是彼此分离的部件，即仅由梁32连接。当管状时，突起34可以沿着相同的方向对齐，如图1-4c所示，或者可以是布置在不同的方向。突起34的侧面的厚度在突起34之间可以是均一的，或者可以是变化的。

每个突起34可以具有第一端部50、第二端部52、延伸穿过第一和第二端部50、52的孔54以及从第一端部50延伸到第二端部52并且围绕孔54的侧面56。(在本文件中，形容词“第一”和“第二”在整个本公开中用作标识符，并不意图表示重要性或顺序。)每个突起34的侧面56可以固定到梁32上。孔54可以各自具有与梁32的纵向轴线l间隔开的孔轴线b。孔轴线b可以大体上彼此平行。孔轴线b是大体上垂直的。

当为管状时，通过孔轴线b的每个突起34的横截面具有周长p，即围绕横截面的外侧的距离。每个横截面具有宽度w，即，在纵向轴线l中从一侧到另一侧的距离。每个横截面具有形状。例如，每个突起34可以具有圆形横截面形状、六边形横截面形状、八边形横截面形状或任何其它合适的横截面形状。例如，六边形或八边形可以是规则的多边形形状，或者可以具有不同长度的边。例如，如果横截面形状是圆形，那么宽度w是圆的直径，并且周长p是π乘以直径。

参考图5a-c，能量吸收装置30包括相对于梁32固定的条带58。条带58具有多个波状部(corrugation)60。波状部60形成基部62和突起134。基部62连接到梁32。

波状部60的尺寸和与突起134之间的间隔可以沿着条带58是均一的，或者可以沿着条带58变化。波状部60可以卷曲到条带58中，或者条带58可以最初与波状部60一起形成。波状部60可以各自具有与纵向轴线l间隔开的波状部轴线c，并且波状部轴线c可以大致彼此平行。

参考图3a-b和5b，在保险杠总成42碰撞窄的物体(例如，行人的腿部)的情况下，首先，护板44将由于碰撞物体而变形。然后，多个突起34、134中的一个或两个将碰撞该物体。一个或多个突起34、134将响应碰撞而变形。突起34、134的变形将从碰撞中吸收能量。受碰撞的突起34、134可以接触相邻的突起34、134，但是相邻的突起34、134将不会接触另外的突起34、134。如下所述，突起34、134不会进入第二能量吸收阶段。

参考图4a-c和5c，在保险杠总成42碰撞相对宽的物体(例如另一车辆)的情况下，首先，护板44将由于碰撞物体而变形。然后多个突起34、134中的多个将被物体碰撞。突起34、134将响应于碰撞而变形。突起34、134的变形将从碰撞中吸收能量。如果碰撞具有足够的能量，则在变形期间，突起34、134将接触相邻的突起34、134。相邻的突起34、134彼此加强，这使得保险杠总成42变硬，并且提供相对于与窄物体碰撞而言更大的阻力。换句话说，突起34、134可以提供两阶段能量吸收。具体地说，当突起34、134分别变形时，即在彼此接触之前，发生第一阶段能量吸收。在突起34、134变形得足够彼此接触之后，发生第二阶段能量吸收。第二阶段能量吸收相对于第一阶段是刚性的，即，由于每个突起34、134的变形被相邻的突起34、134限制，所以更多的力被变形较小的突起34和134的吸收。

如果碰撞传感器(未示出)存在于或连接到保险杠梁46上，则碰撞传感器可以更快地检测碰撞，因为碰撞力更快地通过突起34和134传递。

已经以说明性的方式描述了本公开，并且应当理解，已经使用的术语旨在是描述性而不是限制性的词语。根据上述教导，本公开的许多修改和变化是可能的，并且本公开可以以不同于具体描述的方式来实施。