專利名稱：一種吸能裝置及具有該裝置的車門的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種吸能裝置及具有該裝置的車門。
背景技術：
現在的汽車工業越來越重視汽車的碰撞安全性，尤其是車門的耐碰撞程 度。據調查表明，在以往發生的汽車事故中，多數碰撞是發生在車身側面的， 也就是車門處，因為通常人在駕駛車輛時，如果遇到意外情況，人一般會下 意識地急轉方向試圖避開危險，所以在多數事故情況中車身的側面易受到碰 撞。因此，為了防止車門在受到碰撞時向車內產生形變過大而危害到車內的 人，有必要在車門上設置吸能裝置。
公開號為CN 1479680A的專利公開了一種吸能裝置，該裝置為在基板 上設置多個錐臺形的吸能元件的陣列，所述吸能元件材料為熱塑性樹脂。當 該裝置受到碰撞時，所述吸能元件倒塌，在倒塌過程中吸收碰撞力產生的能 量，減小碰撞力。該裝置還組合多種高度的吸能元件以實現逐級吸收能量， 減小碰撞力。
但是，上述裝置的吸能元件不能實現多級吸能，上述裝置在實現逐級吸 收能量時，每增加一級，就要在所述基板上再設置特定高度的吸能元件，這 樣不但要增加吸能元件的數量，也會增加上述吸能裝置的體積；而且多種高 度的吸能元件組合在技術上不易實現，增加生產工序和生產成本。
發明內容
為解決上述問題，本發明的目的是提供一種吸能裝置及具有該裝置的車 門，該吸能裝置的吸能元件能實現多級吸能。為實現上述目的，本發明提供一種吸能裝置，該裝置包括第一保護板和 至少一個吸能元件，所述吸能元件的一端固定在第一保護板上，其中，每個 吸能元件包括彼此固定連接或者一體形成的具有不同直徑的多個管狀體，相 鄰兩個管狀體之間的連接部分的機械強度小于管狀體的機械強度。
本發明還提供一種車門，該車門包括車門外板、車門內板和吸能裝置， 所述吸能裝置固定在車門外板和車門內板之間，其中，所述吸能裝置為上述 吸能裝置。
本發明提供的吸能裝置，由于所述吸能元件是具有不同直徑的多個管狀 體，且在相鄰兩個管狀體之間的連接部分的機械強度小于管狀體的機械強 度，當吸能元件受到的碰撞力超過吸能元件最大碰撞力承載范圍時，吸能元
件會在所述連接部分發生斷裂，在斷裂的同時吸收碰撞力產生的能量；由于 連接部分有多個，因此吸能元件能實現多級吸能，從而使吸能元件在吸能過 程中起到更好的緩沖作用。當所述多個連接部分的機械強度沿吸能元件的一 端向另一端逐級遞減時(或增加)，吸能元件在受到碰撞力時能逐級斷裂， 從而實現逐級吸收能量。由于該吸能裝置的單個吸能元件就能實現逐級吸收 能量，因此，所述吸能裝置不需要對多種高度的吸能元件進行組合，在不增 加吸能裝置體積的情況下能實現逐級吸收能量，技術上易于實現，制作簡單， 降低成本。本發明提供的具有上述吸能裝置的車門，由于在車門外板和車門 內板之間設置有所述吸能裝置，因此車門能承受較大的碰撞力而車門內側不 產生很大的形變。
圖1是本發明提供的吸能裝置的一種實施方式的結構圖2是本發明提供的吸能裝置的一種實施方式中吸能元件的主視圖;
圖3是圖2中沿著A-A線剖開并沿箭頭方向投射的剖面圖；圖4是圖3所示的吸能元件的一種結構的剖面圖5是圖3所示的吸能元件的另一種結構的剖面圖6是本發明提供的吸能裝置的另一種實施方式的結構圖7是本發明提供的吸能裝置的另一種實施方式中吸能元件的主視圖;
圖8是圖6中沿著C-C線剖開并沿箭頭方向投射的剖面圖9是本發明提供的車門及吸能裝置設置位置示意圖10是圖7中沿著B-B線剖開并沿箭頭方向投射的剖面圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明作進一步描述。
如圖l、圖6所示，本發明提供一種吸能裝置，該裝置包括第一保護板 1和至少一個吸能元件2，所述吸能元件2的一端固定在第一保護板1上， 其中，每個吸能元件2包括彼此固定連接或者一體形成的具有不同直徑的多 個管狀體，相鄰兩個管狀體之間的連接部分的機械強度小于管狀體的機械強 度。當所述吸能元件2的一端受到碰撞力作用，當碰撞力超過吸能元件2的 最大承載力時，由于所述連接部分的機械強度小于管狀體的機械強度，因此， 在連接部分會先斷裂，連接部分在斷裂的同時吸收碰撞力產生的能量，起到 吸能的作用，同時，所述吸能元件2上有多個連接部分，因此能實現多級吸 收能量的目的。
所述吸能元件2的橫截面可以為圓形、正方形或正六邊形，優選為圓形。 所述第一保護板1為本領域技術人員公知的具有一定強度的塑料板，塑
料板材料可以為PP、 POM、 ABS等，優選為PP。所述第一保護板l用于增
大吸能裝置的受力面積。
如圖1至圖3所示，本發明提供的吸能裝置的一個實施方式可以為所述
吸能元件2為具有多級臺階的管狀體，相鄰兩級臺階的管狀體之間固定連接或為一體結構。
所述連接部分可以為粘合劑，相鄰兩級臺階的管狀體通過粘合劑固定連
接，所述粘合劑的粘合強度小于管狀體的機械強度。所述粘合劑選自AB膠， 聚氨酯粘合劑等為本領域技術人員公知的較常見的粘合劑，優選為聚氨酯粘 合劑。
優選地，管狀體的橫截面從吸能元件2的一端到另一端逐級遞減，所述 連接相鄰兩級臺階的管狀體的粘合劑的粘合強度從管狀體橫截面大的一端 到另一端逐級遞減或遞增。采用這種方案，是為了所述吸能元件2在受到碰 撞力而在連接部分要發生斷裂時能逐級斷裂，從而逐級吸收能量。
所述連接部分還可以為相鄰兩個管狀體之間的連接部分沿管狀體軸向 方向的厚度小于管狀體的管壁厚度。這樣，假設吸能元件2的另一端受到沿 吸能元件2軸向的碰撞力，當碰撞力超過吸能元件2最大碰撞力承載范圍時， 由于所述連接部分沿管狀體軸向方向的厚度小于管狀體的管壁厚度，因此， 吸能元件2會在連接部分先斷裂。
優選地，管狀體的橫截面從吸能元件2的一端到另一端逐級遞減，所述 相鄰兩個管狀體之間的連接部分沿管狀體軸向方向的厚度從管狀體橫截面 大的一端到另一端逐級遞減或逐級遞增。
由于吸能元件2為多級臺階的管狀體，當吸能元件2的一端受到的碰撞 力大于吸能元件2最大承載力時，所述連接部分會發生斷裂，與斷裂的連接 部分相連的相鄰兩個管狀體脫離，其中直徑小的管狀體縮入直徑大的管狀體 中，這一過程使吸能元件2對碰撞力起到了很好的緩沖作用。
根據發生斷裂的強度要求，可以對吸能元件2的臺階轉角處的轉角a設 置一定的角度，如圖4和圖5所示，如要使所述連接部分容易發生斷裂，可 以使轉角a小于90度(圖4);如果要增強所述連接部分發生斷裂的強度， 可以使轉角a大于90度(圖5)。如圖6至圖8所示，本發明提供的吸能裝置的另一個實施方式可以為所 述吸能元件2為錐臺形狀，每個管狀體以及相鄰兩個管狀體之間的連接部分 為錐臺形狀。所述相鄰兩個管狀體之間的連接部分的管壁厚度小于所述管狀 體的管壁厚度。采用這種結構的原理與本發明第一個實施方式一樣，當所述 吸能元件2受到碰撞力超過吸能元件2的承載范圍時，吸能元件會在所述連 接部分先發生斷裂，在斷裂的同時吸收碰撞力產生的能量，實現吸能的目的。
其中，相鄰兩個管狀體中與所述連接部分連接的端面，直徑小的管狀體 的端面的外徑小于直徑大的管狀體的斷面的內徑。這樣，與第一個實施方式 中類似，當連接部分發生斷裂時，與斷裂的連接部分相連的相鄰兩個管狀體 脫離，其中直徑小的管狀體縮入直徑大的管狀體中，這一過程很好地緩沖吸 能元件2受到的碰撞力。
優選地，管狀體的橫截面從吸能元件2的一端到另一端逐級遞減，所述 連接連接部分的管壁厚度從管狀體橫截面大的一端到另一端逐級遞減或遞 增。采用這種結構，原理與第一種實施方式中的一樣，旨在逐級吸收能量， 不再贅述。
所述吸能元件2發生斷裂會吸收碰撞力產生的能量為本領域技術人員熟 知的公知常識，其原理在此不多作描述。
除了上述兩個實施方式中所述的，所述連接部分還可以有其它實現方 式，如可以選取比所述管狀體的機械強度低，更易斷裂的材料；或者所述連 接部分在所述相鄰兩個管狀體連接部位的結合面具有多個孔或凹槽等等。
所述吸能元件2的管狀體采用的材料為本領域技術人員公知的具有較高 硬度的工程塑料，如PP、 POM、 ABS等，如果所述連接部分為粘合劑，所 述管狀體的材料優選為ABS;如果吸能元件2的管狀體為一體結構，吸能元 件2的材料優選為PP。該吸能元件2硬度較高、韌性較低，能承載一定程 度的碰撞力，但當碰撞力超過承載范圍時，吸能元件2會發生斷裂。優選情況下，所述吸能元件2采用全注塑一次成型，生產工藝簡單，降 低生產成本。
所述吸能元件2的一端固定在第一保護板1上的方式可以是焊接或粘
接，優選為焊接，焊接的方式可以為超音波焊接或熱熔焊接等，優選采用超 音波焊接。
下面闡述本發明提供的吸能裝置是如何實現逐級吸收碰撞力產生的能
當所述吸能裝置受到碰撞力，假設碰撞力作用在所述吸能元件2的另一 端，吸能元件2從該端開始向吸能元件2與第一保護板1固定的一端傳遞碰 撞力。如果碰撞力大于吸能元件2碰撞力承受范圍，所述吸能元件2機械強 度最小的連接部分先發生斷裂，斷裂的同時吸收碰撞力產生的一部分能量， 從而使碰撞力減小，與所述斷裂的連接部分連接的相鄰兩個管狀體發生脫 離，其中，直徑小的管狀體縮入直徑大的管狀體中，這一過程起到緩沖碰撞 力的作用；如果被減小的碰撞力還是大于吸能元件2碰撞力承受范圍，那么 吸能元件2其余的連接部分中機械強度最小的連接部分發生斷裂，斷裂的同 時吸收能量，減小碰撞力。依次類推，所述吸能元件2連接部分每斷裂一次 就會吸收一部分能量，使碰撞力減小，從而實現逐級減小碰撞力，逐級吸收 能量的目的。
如圖9、圖10所示，本發明還提供一種車門，該車門包括車門外板5、 車門內板4和吸能裝置，所述吸能裝置固定在車門外板5和車門內板4之間， 其中，所述吸能裝置為上述吸能裝置。
所述車門還包括第二保護板3，所述第二保護板3固定在與第一保護板 l相對的所述車門內板4或車門外板5上，并與第一保護板l平行，且所述 吸能元件2為一個或多個，全部吸能元件2的端面沿吸能元件2軸向方向向 第二保護板3的投影全部落在第二保護板3上。所述第二保護板3與所述第一保護板1的材料、作用相同，為本領域技 術人員公知，不多作描述。
所述第一保護板1或第二保護板3與所述車門內板4或車門外板5的固 定方式可以是螺接、鉚接、粘接或焊接，優選為焊接，焊接方式可以采用超 音波焊接。
所述車門為適用于任何汽車車型的車門，其大小、形狀因車型不同而有 所不同，車門的其它部件為本領域技術人員公知，在此不多作描述。
所述車門中吸能裝置的設置位置優選為車門受到碰撞易發生形變處，如 靠近車門內側開門把手的位置和/或靠近車門門鉸鏈的位置。
本發明提供的車門，由于在車門外板5和車門內板4之間設置有所述吸 能裝置，因此車門能承受較大的碰撞力而車門內側不產生很大的形變。
值得說明的是，本發明提供的吸能裝置可以根據需要，改變裝置的大小、 尺寸及裝置中吸能元件2的數量，改變所述吸能元件2的強度和連接部分的 數量，將該吸能裝置設置在車內需要防撞吸能的位置，如座位、儀表盤、天 窗以及其它有需要的位置，而不局限于設置在車門內；當然，該吸能裝置也 可以用于汽車領域以外的其它領域。
權利要求
1、一種吸能裝置，該裝置包括第一保護板(1)和至少一個吸能元件(2)，所述吸能元件(2)的一端固定在第一保護板(1)上，其特征在于，每個吸能元件(2)包括彼此固定連接或者一體形成的具有不同直徑的多個管狀體，相鄰兩個管狀體之間的連接部分的機械強度小于管狀體的機械強度。
2、 根據權利要求1所述的吸能裝置，其中，所述吸能元件(2)為錐臺 形狀，每個管狀體以及相鄰兩個管狀體之間的連接部分為錐臺形狀。
3、 根據權利要求2所述的吸能裝置，其中，所述相鄰兩個管狀體之間 的連接部分的管壁厚度小于所述管狀體的管壁厚度。
4、 根據權利要求3所述的吸能裝置，其中，相鄰兩個管狀體中與所述 連接部分連接的端面，直徑小的管狀體的端面的外徑小于直徑大的管狀體的 端面的內徑。
5、 根據權利要求4所述的吸能裝置，其中，管狀體的橫截面從吸能元 件(2)的一端到另一端逐級遞減，所述連接部分的管壁厚度從管狀體橫截 面大的一端到另一端逐級遞減。
6、 根據權利要求l所述的吸能裝置，其中，所述吸能元件(2)為具有 多級臺階的管狀體，相鄰兩級臺階的管狀體之間固定連接或為一體結構。
7、 根據權利要求6所述的吸能裝置，其中，所述連接部分為粘合劑， 相鄰兩級臺階的管狀體通過粘合劑固定連接，所述粘合劑的粘合強度小于管 狀體的機械強度。
8、 根據權利要求7所述的吸能裝置，其中，所述粘合劑選自聚氨酯粘 合劑。
9、 根據權利要求7或8所述的吸能裝置，其中，管狀體的橫截面從吸 能元件(2)的一端到另一端逐級遞減，所述連接相鄰兩級臺階的管狀體的 粘合劑的粘合強度從管狀體橫截面大的一端到另一端逐級遞減。
10、 根據權利要求1—8中任意一項所述的吸能裝置，其中，所述管狀 體的材料為塑料。
11、 根據權利要求6所述的吸能裝置，其中，相鄰兩個管狀體之間的連 接部分沿管狀體軸向方向的厚度小于管狀體的管壁厚度。
12、 根據權利要求11所述的吸能裝置，其中，管狀體的橫截面從吸能 元件(2)的一端到另一端逐級遞減，所述相鄰兩個管狀體之間的連接部分 沿管狀體軸向方向的厚度從管狀體橫截面大的一端到另一端逐級遞減。
13、 根據權利要求1所述的吸能裝置，其中，所述管狀體的橫截面為圓形。
14、 一種車門，該車門包括車門外板(5)、車門內板(4)和吸能裝置， 所述吸能裝置固定在車門外板(5)和車門內板(4)之間，其中，所述吸能 裝置為權利要求1-11中任一項權利要求所述的吸能裝置。
15、 根據權利要求14所述的車門，其中，所述車門還包括第二保護板 (3)，所述第二保護板(3)固定在與第一保護板(1)相對的所述車門內板(4)或車門外板(5)上，并與第一保護板(1)平行，且所述吸能元件(2) 為一個或多個，全部吸能元件(2)的端面沿吸能元件(2)軸向方向向第二 保護板(3)的投影全部落在第二保護板(3)上。
全文摘要
一種吸能裝置，該裝置包括第一保護板和至少一個吸能元件，所述吸能元件的一端固定在第一保護板上，其特征在于，每個吸能元件包括彼此固定連接或者一體形成的具有不同直徑的多個管狀體，相鄰兩個管狀體之間的連接部分的機械強度小于管狀體的機械強度。該吸能裝置的單個吸能元件就能實現逐級吸收能量，因此，該裝置在不增加吸能裝置體積的情況下能實現逐級吸收能量，技術上易于實現，制作簡單，降低成本。
文檔編號B60R19/02GK101468629SQ20071030705
公開日2009年7月1日 申請日期2007年12月27日 優先權日2007年12月27日
發明者宮瑜濤, 銘 廉, 躍 李 申請人:比亞迪股份有限公司