CN103459207B - 冲击吸收构件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种冲击吸收构件，不增加车辆成本就能够增大冲击吸收构件的单位重量的吸收能量。冲击吸收构件(1)具有：筒状的主体部(3)、和在主体部(3)的基端侧经由与主体部(3)连续地形成的弯曲部(5)而设置的凸缘部(7)，主体部(3)通过作用于主体部(3)的前端侧的冲击载荷而发生翻卷变形，由此吸收冲击能量，该冲击吸收构件(1)的特征在于，使主体部(3)的轴向正交截面为正多边形，并且使主体部(3)呈与轴向正交的截面积随着趋向于前端侧而减小的锥形。

Description

冲击吸收构件

技术领域

本发明涉及能够高效地吸收基于汽车碰撞而产生的能量的冲击吸收构件。

背景技术

为了缓和汽车发生正面碰撞时的冲击，在汽车的前保险杠上安装有冲击吸收构件。冲击吸收构件吸收基于碰撞而产生的能量，通过使内部空洞的箱体(所谓的crushbox、挤压盒)在碰撞的冲击下发生变形来吸收能量。

如今各种冲击吸收构件已实用化，在专利文献1中公开有其中一例。

关于专利文献1所公开的冲击吸收构件，“包括：第1部分，其由金属材料形成且由具有外壁的筒状体构成；作为弯曲部的第2部分，其与该第1部分的外壁连续且向外侧折曲而形成；和第3部分，其与该第2部分连续且成为该第2部分的支承部，通过从所述第1部分的端部朝向所述筒状体的轴向作用的冲击载荷，连续地产生会使将所述第1部分的外壁折回而形成的折回部的长度有所增加的弯曲变形，由此吸收冲击能量，该冲击吸收构件的特征在于，所述第1部分在所述外壁中，至少在连续地产生所述弯曲变形的范围内具有沿所述筒状体的轴向延伸而设置的多条棱线”(参照专利文献1的权利要求1)。

另外，公开有“所述第1部分及所述第3部分均沿与所述筒状体的轴向大致平行的方向延伸而设置”的内容(参照专利文献1的权利要求10)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-356179号公报

发明内容

发明人研究了专利文献1所记载那样的“通过连续地产生会使将第1部分的外壁折回而形成的折回部的长度有所增加的弯曲变形来吸收冲击能量的冲击吸收构件”的能量吸收性能。

此外，作为冲击吸收构件的变形方式，在现有技术中表述为“外壁折回”，但在本发明的说明中，表述为“主体部发生翻卷变形”，两者的表述不同但意思相同。

作为研究对象，针对截面为八边形的冲击吸收构件，与截面为圆形的冲击吸收构件进行比较研究。

在行程(stroke)为50mm以后的稳定变形状态下，圆截面的冲击吸收构件的反力为固定值，而八边形截面的冲击吸收构件的反力逐渐增加。考虑其原因在于，在八边形截面的冲击吸收构件中，随着行程增加而壁的折回变形的曲率减小，因此变形的能量增大。

反力增加会导致能量吸收量也相应地增大，但另一方面，要求安装冲击吸收构件的车辆主体侧具有能够抵抗该反力的强度。因此，必须提高车辆主体侧的刚度，从而导致成本增大。

另外，反力从行程中途开始增大反而言之，意味着反力在行程的前半部分较小，冲击吸收构件的单位重量的吸收能量较小。

另外，在冲击力沿着冲击吸收构件的轴向的情况下产生上述变形，但在冲击力相对于轴向错位地作用的情况下，存在如下问题：冲击吸收构件在变形中途与安装有冲击吸收构件的构件抵接而导致冲击吸收构件整体弯折(倾倒)。

本发明是为了解决所述技术课题而研发的，其目的在于得到一种冲击吸收构件，不增加车辆成本就能够增大冲击吸收构件的单位重量的吸收能量，能够防止冲击吸收构件整体的倾倒，从而进行稳定的变形。

发明人研究了如下内容：为了提高冲击吸收构件的单位重量的吸收能量且不增加车辆侧成本，使反力在整个行程内为固定值，即，使变形能量固定。

其结果为，由于难以控制折回变形的曲率变化来使变形能量固定，所以考虑通过以使变形部分的体积随着变形的增加而减小的方式来使变形能量固定。具体而言，考虑使冲击吸收部件为随着趋向于冲击吸收构件的前端而减小冲击吸收构件的轴向正交截面积的锥形。

本发明基于上述见解而实现，具体由以下结构构成。

(1)本发明的冲击吸收构件具有：筒状的主体部、和经由与上述主体部连续地形成的弯曲部而设置在该主体部的基端侧的凸缘部，上述主体部通过作用于上述主体部的前端侧的冲击载荷而发生翻卷变形，由此吸收冲击能量，该冲击吸收构件的特征在于，

使上述主体部的轴向正交截面为正多边形，并且使上述主体部呈与轴向正交的截面积随着趋向于前端侧而减小的锥形。

(2)另外，在上述的(1)所记载的冲击吸收构件中，上述主体部的轴向正交截面形状为正八边形。

(3)另外，在上述的(1)或(2)所记载的冲击吸收构件中，在上述主体部的侧壁上等间隔地设有沿轴向延伸的直线状槽。

发明效果

在本发明中，由于使冲击吸收构件中的主体部的轴向正交截面为正多边形，并且使主体部呈与轴向垂直的截面积随着趋向于前端侧而减小的锥形，所以，不增加车辆成本就能够增大冲击吸收构件的单位重量的吸收能量。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的冲击吸收构件的立体图。

图2是本发明的一个实施方式的冲击吸收构件的剖视图。

图3是本发明的一个实施方式的冲击吸收构件的作用的说明图。

图4是将图3的一部分放大示出的图。

图5是为了说明本发明的一个实施方式的冲击吸收构件的效果而使用的比较例的剖视图。

图6是说明本发明的一个实施方式的冲击吸收构件的效果的曲线图。

图7是本发明的其他实施方式的冲击吸收构件的立体图。

图8是本发明的其他实施方式的冲击吸收构件的剖视图。

图9是说明本发明的其他实施方式的冲击吸收构件的效果的曲线图。

具体实施方式

[实施方式1]

本实施方式1的冲击吸收构件1具有：筒状的主体部3、和在主体部3的基端侧经由与主体部3连续地形成的弯曲部5而设置的凸缘部7，主体部3通过作用于主体部3的前端侧的冲击载荷而发生翻卷变形，由此吸收冲击能量，该冲击吸收构件1的特征在于，使主体部3的轴向正交截面为正八边形，并且使主体部3呈与轴向正交的截面积随着趋向于前端侧而减小的锥形。

此外，冲击吸收构件1由金属材料形成。

以下，详细说明各构成部分。

<主体部>

主体部3由轴向正交截面为正八边形的筒状体构成。主体部3由金属材料形成，另外，主体部3呈轴向正交截面积随着趋向于前端侧而减小的锥形。锥角α只要以使反力为固定值的方式进行适当设定即可。

<弯曲部>

弯曲部5设置在主体部3的基端侧，呈向下方突出的U字状。弯曲部5具有在冲击力作用于冲击吸收构件1时引发初始翻卷变形的作用。明确了在不具有弯曲部5的情况下，在冲击力的作用初期，在主体部3的基端部产生压曲而导致反力降低。

<凸缘部>

凸缘部7环状地设置在弯曲部5的外周侧，是用于将冲击吸收构件1安装到车辆侧的托架9上的安装部。此外，为了使冲击吸收构件1发生翻卷变形，如图2所示，需要在托架9侧具有面积大于冲击吸收构件1的弯曲部5的设置部位的面积的开口。

针对上述那样构成的本实施方式的冲击吸收构件1，基于图3、图4说明作用有冲击载荷时的作用。

在图3中，当在冲击吸收构件1的上端侧作用有箭头A所示那样的冲击载荷时，将主体部3发生翻卷变形的状况按照变形量增大的顺序在图3的(a)～图3的(c)中示出。图4是将图3中的变形部放大示出的图。

如图3所示，当在冲击吸收构件1的上端侧作用有冲击载荷时，主体部3以弯曲部5为起点而进行翻卷变形。此时，如图4所示，随着变形量增大而变形曲率减小。如上所述，当变形曲率减小时，反力增大。

但是，本实施方式的冲击吸收构件1呈轴向正交截面随着趋向于上端侧而减小的锥形，因此，变形体积随着趋向于上端侧而减小。即，用变形体积减小的情况来抵消反力由于变形曲率减小而增大的情况，从而使反力基本固定。

另外，由于冲击吸收构件1为锥形，即使在冲击力相对于轴向错位地作用的情况下，由于在冲击吸收构件1与托架9之间存在空间，所以冲击吸收构件1也不会在冲击吸收构件1的变形中途与托架9发生接触，从而能够防止冲击吸收构件1整体折弯(倾倒)。

像这样，即使变形量增加而反力也固定，由此，不增加车辆成本就能够增大冲击吸收构件1的单位重量的吸收能量。

为了明确上述效果而进行了实验，以下予以说明。作为比较例，使用图5所示那样的具有轴向正交截面为八边形的筒状的主体部的冲击吸收构件10。比较例与本实施方式的不同点在于，本实施方式的主体部为锥形，而比较例的轴向正交截面积在从基端侧到上端侧的范围内相同。

实验结果如图6所示。图6的纵轴表示反力(kN)，横轴表示行程(mm)。

如图6所示，在本实施方式中，在行程为60mm以后，反力基本固定，与之相对，在比较例中，即使行程超过60mm而反力也逐渐增大。其结果为，比较例的最大反力比本实施方式的最大反力大出近30(kN)。

因此，在将比较例的冲击吸收构件10设置于车辆的情况下，需要在车辆侧具有能够抵抗最大反力的刚度，从而导致成本相应地增加。换言之，意味着在比较例中，若最大反力与本实施方式相同，则能够吸收的能量小于本实施方式。反而言之，在本实施方式中，若最大反力与比较例相同，则吸收能量大于比较例。

像这样，在本实施方式中，不会导致车辆侧的成本增加，且能量吸收性能优异。

存在基于汽车碰撞而产生的能量未必相对于凸缘水平部垂直地作用的情况。当基于碰撞而产生的能量从斜方向作用时，存在冲击吸收构件1的主体部3的侧壁与托架9的开口部的周缘发生接触的隐患，但是，由于本实施方式的冲击吸收构件1的主体部3的侧壁为锥形，所以也具有主体部3的侧壁难以与托架9的开口部的周缘发生接触的效果。

[实施方式2]

基于图7～图9说明本实施方式。此外，在图7、图8中，对与表示实施方式1的图1、图2的相同的部分标注相同的附图标记。

本实施方式的冲击吸收构件11为，在实施方式1的冲击吸收构件中，在主体部3的各侧面等间隔地设有从基端侧向上端侧直线状地延伸的直线状槽13。直线状槽13的槽深设定成随着趋向于上端侧而变浅。

为了明确本实施方式的效果，通过与实施方式1相同的实验进行与实施方式1的冲击吸收构件1的比较。

实验结果如图9所示。在图9中，与图6同样地，纵轴表示反力(kN)，横轴表示行程(mm)。

如图9所示，可知在本实施方式中，在行程为40mm之前的初期阶段，反力比实施方式1有所增加。然后，当行程超过60mm时，与实施方式1同样地，反力基本固定。

像这样，根据本实施方式，能够使变形初期的反力大于实施方式1，其结果为，能够增加冲击能量吸收量。

像这样，在本实施方式中，与实施方式1同样地，不会导致车辆侧的成本增加，且能量吸收性能优异，具有能量吸收量大于实施方式1的效果。

此外，在上述实施方式中，示出了使主体部3的轴向正交截面为八边形的例子，但本发明不限于此，也包括四边形、五边形、六边形、七边形或八边形以上的多边形的主体部。

附图标记说明

1冲击吸收构件(实施方式1)

3主体部

5弯曲部

7凸缘部

9托架

10冲击吸收构件(比较例)

11冲击吸收构件(实施方式2)

13直线状槽

Claims (2)

1.一种冲击吸收构件，具有：筒状的主体部、和经由与所述主体部连续地形成的弯曲部而设置在该主体部的基端侧的凸缘部，所述主体部通过作用于所述主体部的前端侧的冲击载荷而发生翻卷变形，由此吸收冲击能量，所述冲击吸收构件的特征在于，

使所述主体部的轴向正交截面为正多边形，并且使所述主体部呈与轴向正交的截面积随着趋向于前端侧而减小的锥形，

在所述主体部中的各侧面的侧壁上等间隔地设有沿轴向延伸的直线状槽。

2.如权利要求1所述的冲击吸收构件，其特征在于，所述主体部的轴向正交截面形状为正八边形。