CN103085741B - 一种吸能块及具有吸能块的保险杠装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有吸能块的保险杠装置，所述保险杠装置包括吸能块、前防撞杆和车辆前部蒙皮，吸能块设置在前防撞杆和车辆前部蒙皮之间，所述吸能块包括上吸能部、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属板制成，立面吸能部连接在上吸能部、下吸能部之间，上吸能部、下吸能部和立面吸能部构成矩形槽或梯形槽，所述三个吸能部中至少有一个上设有空心孔；吸能块的上吸能部、下吸能部分别与前防撞杆焊接并与车辆前部蒙皮间隔设置。本发明通过将吸能部上设置空心孔，既减轻了吸能块的重量，又降低了吸能块的整体强度，以便能够充分吸能，减小了对行人腿部的冲击力，避免行人腿部发生骨折的伤害。
Description
技术领域
本发明涉及保险杠吸能块，尤其是一种吸能块及具有吸能块的保险杠装置。
背景技术
在汽车交通事故中，行人腿部是非常容易受到伤害的关键部位，特别是容易与汽车发动机罩盖和前保险杠发生碰撞。
为此，在目前的一些车辆设计方案中，在汽车上的防撞杆和蒙皮之间设置保险杠吸能块。在发生碰撞时，吸能块自身的变形既可以吸收部分撞击零件的能量。
现有的保险杠吸能块基本上是泡沫吸能块，所述泡沫式吸能块由发泡PP(聚丙烯)粒子热压成型，但是，这种吸能块吸能效率较低，物料成本较高，而且，由于采用泡沫材质，要想具有较好的吸能效果就必须增大泡沫吸能块的厚度，从而相对减少了汽车的前悬长度，限制了汽车前舱的布置空间。因此设计一种新型的保险杠吸能块是有必要的。
发明内容
为了解决现有保险杠吸能块的不足，本发明提供了既能有效地降低行人与汽车前部碰撞时的伤害；又可以有效地增加前舱布置空间的装置。
为了实现上面所说的目的，本发明的装置是这样设计的：吸能块包括上吸能部、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属板制成，立面吸能部连接在上吸能部、下吸能部之间，上吸能部、下吸能部和立面吸能部构成矩形槽或梯形槽，所述三个吸能部中至少有一个上设有空心孔。
优选地，所述上吸能部、下吸能部和立面吸能部的厚度均为0.5mm～0.8mm。
优选地，所述空心孔为方形、梯形或者圆形。
优选地，所述空心孔为矩形，矩形的宽度是35-45mm、长度是45-65mm。
优选地，所述上下两面的吸能部和立面吸能部由低碳钢板或铝板制成。
本发明还提供了一种具有吸能块的保险杠装置，所述保险杠装置包括吸能块、前防撞杆和车辆前部蒙皮，吸能块设置在前防撞杆和车辆前部蒙皮之间，所述吸能块包括上吸能部、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属板制成，立面吸能部连接在上吸能部、下吸能部之间，上吸能部、下吸能部和立面吸能部构成矩形槽或梯形槽，所述三个吸能部中至少有一个上设有空心孔；吸能块的上吸能部、下吸能部分别与前防撞杆焊接并与车辆前部蒙皮间隔设置。
优选地，所述上吸能部、下吸能部和立面吸能部的厚度均为0.5mm～0.8mm。
优选地，所述空心孔为方形、梯形或者圆形。
优选地，所述空心孔为矩形，矩形的宽度是35-45mm、长度是45-65mm。
优选地，所述上下两面的吸能部和立面吸能部由低碳钢板或铝板制成。
本发明的吸能块的三个吸能部中至少有一个上设有空心孔，通过将吸能部上设置空心孔，既减轻了吸能块的重量，又降低了吸能块的整体强度，以便能够充分吸能，减小了对行人腿部的冲击力，从而有效地降低了碰撞中行人腿部膝关节受到的撞击加速度，避免行人腿部发生骨折的伤害。该装置采用金属材料，使得吸能效率大大提高，也减小了车辆前端的纵向尺寸，有效地增加了前悬长度，提高了前舱总布置空间。
附图说明
下面结合附图对本发明的吸能块进行详细说明，其中：
图1是行人小腿碰撞在汽车上的区域示意图；
图2是本发明吸能块与保险杠的行人保护小腿碰撞区域俯视图；
图3是本发明的吸能块的一种实施例的整体结构图；
图4是图3的俯视图；
图5是图3的仰视图；
图6是具有本发明安装吸能块的汽车的局部示意图；
图7是具有本发明安装吸能块的汽车的局部截面图；
图8示出了本发明的吸能块与行人腿部发生碰撞时的截面图；
图9示出了本发明的吸能块与行人腿部发生碰撞时变形最大位置的截面图。
具体实施方式
请参见图3-5，本发明吸能块的一种实施例的结构示意图，该吸能块包括上吸能部10、下吸能部20和连接上下两面的立面吸能部30。其中，本文中的“上”、“下”是相对于地面为水平面的坐标系的参考方向。上吸能部、下吸能部和立面吸能部构成矩形槽或梯形槽，如图3所示，本发明的吸能块由上吸能部10、下吸能部20和连接上下两面的立面吸能部30形不完全封闭的空间，该不完全封闭空间在垂直于立面吸能部的截面呈类似C形。
吸能块设计成与前保险杠、前蒙皮相配合，该吸能块的上吸能部10、下吸能部20可以为扇形板状，所述立面吸能部30可以为弧形板状，因此，吸能块的各个面与车身相配合。
为了减轻吸能块的重量以及起到更好的吸能效果，优选地，所述上吸能部10、下吸能部20和立面吸能部30由金属板构成，优选由低碳钢、铝等易变形金属构成。更优地，所述金属板的厚度为0.5mm～0.8mm。为了满足行人保护小腿碰撞性能要求，当采用传统的泡沫式吸能块时，在碰撞区域边界700处，沿纵向的厚度至少是60～70mm，以便更充分地吸收能量。采用本发明的吸能块后，由于吸能效率大大提高，在碰撞区域边界700处，沿纵向的厚度仅需要40～50mm。本发明的吸能块比传统的泡沫式吸能块相比，在上述纵向厚度上缩短了三分之一。
本发明吸能块的三个吸能部中，至少有一个吸能部上设有空心孔100。优选地，所述吸能部装置在各面上设置空心孔，这既减轻了吸能块的重量，又降低了吸能块的整体强度以便充分吸能，减小了对行人腿部膝关节的冲击力，使得吸能效率大大提高。
空心孔100可以均匀分布，也可以根据需要来设定。优选地，空心孔100以50～60mm的孔间隔设置。空心孔100可以设计为各种适合的形状，例如方形、梯形或者圆形。空心孔的尺寸可以根据需要来设计，优选地，矩形空心孔宽度是30～45mm，长度是45～65mm。具体使用时，优选矩形空心孔100的长度为55毫米，宽度为40毫米。在一个优选实施例中，空心孔为圆形时，空心孔直径范围是30～50mm。在本发明吸能块的一种优选实施方式中，在三个吸能部上都设置了空心孔，当行人腿部撞击到汽车时，行人腿部膝关节与吸能块发生撞击，此吸能块吸收部分撞击能量，立面吸能部的空心孔可以迅速发生压溃折弯以降低行人腿部膝关节的撞击加速度，随后，上下两个吸能部的空心孔发生变形，从而降低行人腿部膝关节的弯曲角度，避免腿部胫骨发生骨折现象。
为了进一步保护行人，上吸能部10、下吸能部20上的空心孔位置较远离立面吸能部30。如果空心孔距离前蒙皮较近，行人腿部撞击后，会迅速把金属吸能块压溃掉，从而压到保险杠上，会导致膝关节受到很大冲击力。优选地，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靠近前防撞杆一端端的1/3～1/2。本发明的上下两个吸能部上的空心孔较靠近前防撞杆，可以保证在行人腿部撞击汽车初始阶段时金属吸能块有一定的强度。
图6和7是本发明具有安装吸能块的汽车的局部示意图，该汽车包括吸能块1、前蒙皮2和前防撞杆3，吸能块1位于前蒙皮2和前防撞杆3之间。
吸能块1包括上吸能部10、下吸能部20和连接所述两个吸能部的立面吸能部30，其三个吸能部中至少有一个上设有空心孔100。优选地，上吸能部10、下吸能部20在靠近前防撞杆3的一端呈平面，在靠近前蒙皮2的一端呈弧面，立面吸能块30为弧面，其弯曲弧度与汽车前蒙皮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变形的金属材料制成，例如低碳钢、铝等。上吸能部、下吸能部通过焊点200与前防撞杆3焊接，与蒙皮没有连接。焊点的间隔为60～70mm。该吸能块中的一个或多个吸能部上设有空心孔100，空心孔100可以设计为各种适合的形状，例如方形、梯形或者圆形。本发明的一种优选实施方式采用了间隔式的矩形空心孔设置，即，在吸能块上吸能部、下吸能部和立面吸能部上均间隔地设有一个或多个空心孔，该技术方案不仅实现了减重的目标，提高了吸能效率，而且由于采用金属材质，从而具有更好的吸能作用，各吸能部的厚度也更薄，比传统的泡沫式吸能块在纵向厚度上缩短三分之一。吸能块的整体长度可以比前防撞杆略长或略短，优选地，两者长度相等。
图8和9为本发明吸能块与行人腿部撞击器发生碰撞时的示意图，图8示出了本发明的吸能块1和行人腿部刚发生碰撞接触时的整体结构截面图；图9示出了发明的吸能块1和行人腿部发生碰撞时变形最大情况下的整体结构截面图。
从图8、9中可以看出，采用本发明的技术方案，当行人腿部撞击到汽车前保险杠***时，行人腿部膝关节与吸能块部位发生撞击，此吸能块吸收部分撞击能量，中间立面的空心孔可以迅速发生压溃折弯以降低行人腿部膝关节的撞击加速度，随后上下两个面的空心孔发生变形可以降低行人腿部膝关节的弯曲角度，避免腿部胫骨发生骨折现象。
本发明的吸能块不仅完全符合安全要求，而且降低了厚度。请参见图1，所示为国家标准要求汽车的行人保护小腿碰撞区域，图2所示为本发明吸能块与保险杠的行人保护小腿碰撞区域俯视图。为了满足行人保护小腿碰撞性能要求，当采用传统的泡沫式吸能块时，在碰撞区域边界700处，沿纵向至少需要60～70mm的厚度来吸收能量，采用本发明的金属吸能块后，由于吸能效率大大提高，在碰撞区域边界700处，沿纵向仅仅需要40～50mm的厚度。随着行人腿部与汽车前部发生进一步的接触，金属吸能块上的空心孔可以迅速发生压溃折弯，充分吸收能量，进一步降低行人腿部受到的撞击力和弯曲角度，防止行人腿部膝关节弯曲角过大而导致骨折。若采用现有的45mm泡沫吸能块，行人腿部受到的最大撞击力超过170g，最大弯曲角超过19度；若采用本发明的45mm金属吸能块，可以把行人腿部受到的最大撞击力降低到135g以下，最大弯曲角降低到15度以下。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或者等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种吸能块，其特征在于，所述吸能块包括上吸能部、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属板制成，立面吸能部连接在上吸能部、下吸能部之间，上吸能部、下吸能部和立面吸能部构成矩形槽或梯形槽，所述三个吸能部上均设有空心孔；所述上吸能部、下吸能部和立面吸能部的厚度均为0.5mm～0.8mm。
2.根据权利要求1所述的吸能块，其特征在于，所述空心孔为方形、梯形或者圆形。
3.根据权利要求1所述的吸能块，其特征在于，所述空心孔为矩形，矩形的宽度是35-45mm、长度是45-65mm。
4.根据权利要求1所述的吸能块，其特征在于，所述上下两面的吸能部和立面吸能部由低碳钢板或铝板制成。
5.一种具有吸能块的保险杠装置，其特征在于，所述保险杠装置包括吸能块、前防撞杆和车辆前部蒙皮，吸能块设置在前防撞杆和车辆前部蒙皮之间，
所述吸能块包括上吸能部、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属板制成，立面吸能部连接在上吸能部、下吸能部之间，上吸能部、下吸能部和立面吸能部构成矩形槽或梯形槽，所述三个吸能部上均设有空心孔；所述上吸能部、下吸能部和立面吸能部的厚度均为0.5mm～0.8mm；
吸能块的上吸能部、下吸能部分别与前防撞杆焊接并与车辆前部蒙皮间隔设置。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述空心孔为方形、梯形或者圆形。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述空心孔为矩形，矩形的宽度是35-45mm、长度是45-65mm。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述上下两面的吸能部和立面吸能部由低碳钢板或铝板制成。
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