一种吸能块及具有吸能块的保险杠装置.pdf

1、(10)申请公布号 CN 103085741 A (43)申请公布日 2013.05.08 CN 103085741 A *CN103085741A* (21)申请号 201110332310.X (22)申请日 2011.10.27 B60R 19/18(2006.01) B60R 21/34(2006.01) (71)申请人 上海通用汽车有限公司 地址 201206 上海市浦东新区申江路 1500 号 申请人 泛亚汽车技术中心有限公司 (72)发明人 孙金霞 刘宏翔 沈海东 (74)专利代理机构 北京邦信阳专利商标代理有 限公司 11012 代理人 黄泽雄 崔华 (54) 发明名称 一种吸

2、能块及具有吸能块的保险杠装置 (57) 摘要 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， 所述吸能块包括位于上吸能部、 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

3、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。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图4页 (10)申请公布号 CN 103085741 A CN 103085741 A *CN103085741A* 1/1 页 2 1. 一种吸能块， 其特征在于， 所述吸能块包括位于上吸能部、 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

4、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。 2. 根据权利要求 1 所述的吸能块， 其特征在于， 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。 3. 根据权利要求 1 或者 2 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。 4. 根据权利要求 1 或者 2 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。 5.根据权利要求1或者2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。 6. 一种具有吸能块的保险杠装置，

5、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， 所述吸能块包括位于上吸能部、 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。 7. 根据权利要求 6 所述的装置， 其特征在于， 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。 8. 根据权利要求 6 或 7 所

6、述的装置， 其特征在于， 所述空心孔为方形、 梯形或者圆形。 9. 根据权利要求 6 或 7 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。 10. 根据权利要求 6 或 7 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。 权 利 要 求 书 CN 103085741 A 2 1/4 页 3 一种吸能块及具有吸能块的保险杠装置 技术领域 0001 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 0002 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

7、是容易与汽 车发动机罩盖和前保险杠发生碰撞。 0003 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。 0004 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 0005 为了解决现有保险杠吸能块的不

8、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。 0006 为了实现上面所说的目的， 本发明的装置是这样设计的 ： 吸能块包括位于上吸能 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。 0007 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。 0008 优选地， 所述空心孔为方形、 梯形或者圆形。 0009 优选地， 所述空心孔为

9、矩形， 矩形的宽度是 35-45mm、 长度是 45-65mm。 0010 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。 0011 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， 所述吸能块包括位 于上吸能部、 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

10、车辆前部蒙皮间隔设置。 0012 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。 0013 优选地， 所述空心孔为方形、 梯形或者圆形。 0014 优选地， 所述空心孔为矩形， 矩形的宽度是 35-45mm、 长度是 45-65mm。 0015 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。 0016 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 说 明 书 CN 103085741 A 3 2/4 页 4 对行人腿部的冲击

11、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 0017 下面结合附图对本发明的吸能块进行详细说明， 其中 ： 0018 图 1 是行人小腿碰撞在汽车上的区域示意图 ； 0019 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 ； 0020 图 3 是本发明的吸能块的一种实施例的整体结构图 ； 0021 图 4 是图 3 的俯视图 ； 0022 图 5 是图 3 的仰视图 ； 0023 图 6 是具有本

12、发明安装吸能块的汽车的局部示意图 ； 0024 图 7 是具有本发明安装吸能块的汽车的局部截面图 ； 0025 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 ； 0026 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 0027 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 1

13、0、 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。 0028 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。 0029 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0.5mm0.8mm。 为了满足行人保护小腿碰撞性能要求， 当

14、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6070mm， 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4050mm。 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。 0030 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。 0031 空心孔 100 可以均匀分布，

15、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 说 明 书 CN 103085741 A 4 3/4 页 5 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

16、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。 0032 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

17、撞杆一端端的1/31/2。 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。 0033 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。 0034 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

18、 为弧面， 其弯曲弧 度与汽车前蒙皮 2 的造型面一致。 0035 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，

19、 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。 0036 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。 0037 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 系统时， 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

20、的 空心孔可以迅速发生压渍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。 0038 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

21、要4050mm 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 说 明 书 CN 103085741 A 5 4/4 页 6 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。 0039 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

22、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。 说 明 书 CN 103085741 A 6 1/4 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103085741 A 7 2/4 页 8 图 3 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 103085741 A 8 3/4 页 9 图 6 图 7 说 明 书 附 图 CN 103085741 A 9 4/4 页 10 图 8图 9 说 明 书 附 图 CN 103085741 A 10