TWI607904B - Collision collapsing energy-absorbing structure applied to vehicles - Google Patents

Description

應用於車輛的碰撞潰縮吸能結構

本發明係有關於一種應用於車輛的碰撞潰縮吸能結構，特別是有關於一種應用吸能結構內設置的潰縮方向導引軸引導吸能結構的變形方向，以令碰撞潰縮吸能結構發揮最大的吸收能量效果。

車輛的保險桿系統主要用於在發生碰撞的情況下吸收衝擊力，在以低速對結構損壞的衝擊的情況下保護車體。另外，保險桿還涉及與機動車輛碰撞時對步行者進行是有用的保護。保險桿通常包括安裝橫跨車輛的前面和後部，並分別通過如碰撞吸能盒結構連接到左，右的側軌的剛性保險桿橫樑。在撞擊事件中產生的能量通過保險桿橫樑進入碰撞吸能盒中，並轉化為變形功，使其損害和傷害量可以顯著降低。

請參見圖1、圖2所示。美國US 20110291431專利公開了安裝於保險桿橫樑和車輛側軌之間的碰撞吸能盒10，其整體的吸能結構係由二片U型結構的牆體(11,12)，以其接腳(111,121)重疊接合成一金字塔狀的盒體。惟，如圖2所示，上述碰撞吸能結構並未能確保受到來自相對的偏向側面撞擊力量P時，得以使吸能結構能維持傾向於軸向方向的潰縮，以保持較佳的吸能作用。當碰撞吸能盒受到較大的側向分力時，整個碰撞吸能盒形成彎曲狀態時，其所設計的變形吸能的保護車體能力將大為降低。

本發明的目的在於提供一種在潰縮吸能結構內置潰縮方向 導引軸，應用該潰縮方向導引軸多段潰縮的特點，將潰縮吸能管體的潰縮方向引導回管體的中心軸軸向的碰撞潰縮吸能結構。

為達成上述碰撞潰縮吸能結構的目的，本發明公開了一種連接於一受力件及一基座之間的碰撞潰縮吸能結構，其結構包括：管體及潰縮方向導引軸，該管體，其具有一第一端部及一第二端部，該第一端部係連接於該受力件，該第二端連接於該基座，靠近該第一端部的管體之剛性小於靠近該第二端部的管體的剛性；該潰縮方向導引軸，其係軸向設置於該管體內，其具有依序自小而大的數個不同外徑的軸桿相互組接而成，每根軸桿係插接於相鄰接的較大軸桿的同心內徑內，且外徑最小的軸桿係連接於該受力件、外徑最大的軸桿係連接於該基座，該些相鄰的軸桿之間具有一接合剛性，以維持其兩軸桿間拉伸的組接狀態，該接合剛性係大於相同截面上之管體的剛性。

在一實施例中，潰縮方向導引軸係軸向設置於該管體的中心軸上。

在一實施例中，該潰縮方向導引軸之每組軸桿間的接合剛性為自較小軸桿外徑至較大軸桿外徑依序遞增，該管體的剛性係為由該第一端部至該第二端部依序遞增。

如上所述，本發明的特點包含有：本發明應用碰撞潰縮吸能結構之表面管體以及其中心軸位置另設置一剛性較大且可依從小到大的剛性變化而梯次引導潰縮方向至軸向的潰縮方向導引軸，以確保碰撞潰縮吸能盒能維持在軸向方的變形，以利原始潰縮吸能結構的抗變性能的發揮，而保有較大的吸收力量的作用。

10‧‧‧碰撞吸能盒

11,12‧‧‧牆體

111,121‧‧‧接腳

20,20’‧‧‧碰撞潰縮吸能結構

21,21’‧‧‧管體

211‧‧‧第一端部

212‧‧‧第二端部

213‧‧‧中心軸

22‧‧‧潰縮方向導引軸

221,221a,221b,221c‧‧‧軸桿

222,223‧‧‧端面

A‧‧‧受力件

B‧‧‧基座

F,P‧‧‧偏向側面撞擊力量

圖1為先前技術之碰撞盒結構之立體圖；圖2為先前技術之碰撞盒結構之受偏向側面撞擊力量壓迫後結構示意圖；圖3為本發明之應用於車輛的碰撞潰縮吸能結構的立體圖；圖4為本發明之應用於車輛的碰撞潰縮吸能結構應用於保險桿實施例的立體圖；圖5為本發明之應用於車輛的碰撞潰縮吸能結構的受壓前的結構示意圖；圖6為本發明之應用於車輛的碰撞潰縮吸能結構的受偏向側面撞擊力量壓迫壓後的結構示意圖。

茲配合圖式將本發明實施例詳細說明如下，其所附圖式均為簡化之示意圖，僅以示意方式說明本發明之基本結構，因此在該等圖式中僅標示與本發明有關之元件，且所顯示之元件並非以實施時之數目、形狀、尺寸比例等加以繪製，其實際實施時之規格尺寸實為一種選擇性之設計，且其元件佈局形態有可能更為複雜。

首先請參照圖3所示。本實施例之碰撞潰縮吸能結構20主要係應用於車輛的碰撞後吸收撞擊力道的結構，係設置於受力件A及一基座B之間，其結構包含：管體21與潰縮方向導引軸22；管體21(該管體可為一圓管、方管或錐管等形狀)，其具有一第一端部211及一第二端部212，該第一端部211係連接於該受力件A，該第二端部212連接於該基座B，靠近該第一端部211的管體21之剛性小於靠近該第二端部212的管體21的剛性(進一步地，在一實施例中，該管體21的剛性係可為由該第一端部211至該第二端部212依序遞增，但不以此為限)；潰縮方向導引軸22係軸向設置於該管體21內，其具有依序自小而大的數個不同外徑的軸桿221相互組接而成(例如本實施例的221a,221b,221c)，每根軸桿221係插接於相鄰接的較大軸桿221 的同心內徑內，且外徑最小的軸桿221a的端面222係連接於該受力件A、外徑最大的軸桿221c的端面223係連接於該基座B，該些相鄰的軸桿之間具有一接合剛性，以維持其兩軸桿221間(如軸桿221a與軸桿221b間、軸桿221b與軸桿221c)拉伸的組接狀態，該接合剛性係大於相同截面上之管體21的剛性。

上述實施例中，該受力件A是會產生位移而對該管體21施加碰撞力或壓力的一端，該基座B是固定不動的一端。

在一實施例中，潰縮方向導引軸22可為一個或多個，且至少一潰縮方向導引軸22係軸向設置於該管體21的中心軸213上。

在一實施例中，該潰縮方向導引軸22之每根軸桿221的長度相同；而每組軸桿221間的組接結構包括銲接或膠合接合；每組軸桿221間的接合剛性可設為大抵相同，每組軸桿221間的接合剛性也可設為自較小軸桿221外徑至較大軸桿221外徑依序遞增。

另外，該受力件A係固定於保險桿上，該基座B係固定於車樑上，或者再請參見圖4所示，在圖4的實施例中，碰撞潰縮吸能結構20’的管體21’係為方管，受力件A係為保險桿，該基座B為車樑。

如圖5、圖6所示，其為本發明之碰撞潰縮吸能結構20的受壓前、後的結構示意圖。根據本發明之碰撞潰縮吸能結構20，在受力件A受到一偏向側面撞擊力量F時，靠近該受力件A的、剛性較弱的管體21產生與中心軸213偏斜方向的變形(如圖6所示)，此時，在管體21中心軸213之較管體21剛性佳的軸桿211a同時承受該偏向側面撞擊力量F，當該偏向側面撞擊力量F大於該軸桿211a與軸桿211b之間的接合剛性後，該軸桿211a係帶著該受力件A往軸桿211b的軸心內徑潰縮，使得以將管體21的潰縮方向儘量引導回其管體21的軸心方向，若該偏向側面撞擊力量F尚未能消除而持續利用後 段的管體21，以及次一階段的軸桿211b與軸桿211c，以相同原理運作，以使碰撞潰縮吸能結構20的潰縮方向，保持與其中心軸213平行，或儘量小的夾角，以使碰撞潰縮吸能結構20發揮與設計時期待的最大的吸收撞擊能力。

綜上，前述本發明所採用的技術手段之實施方式或實施例，並非用來限定本發明專利實施之範圍。即凡與本發明專利申請範圍文義相符，或依本發明專利範圍所做的均等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。

20‧‧‧碰撞潰縮吸能結構

21‧‧‧管體

211‧‧‧第一端部

212‧‧‧第二端部

213‧‧‧中心軸

22‧‧‧潰縮方向導引軸

221,221a,221b,221c‧‧‧軸桿

222,223‧‧‧端面

A‧‧‧受力件

B‧‧‧基座

Claims (10)

1. 一種應用於車輛的碰撞潰縮吸能結構，係連接於一受力件及一基座之間，其結構包括：一管體，其具有一第一端部及一第二端部，該第一端部係連接於該受力件，該第二端部連接於該基座，靠近該第一端部的管體之剛性小於靠近該第二端部的管體的剛性；以及至少一潰縮方向導引軸，其係軸向設置於該管體內，其具有依序自小而大的數個不同外徑的軸桿相互組接而成，每根軸桿係插接於相鄰接的較大軸桿的同心內徑內，且外徑最小的軸桿係連接於該受力件、外徑最大的軸桿係連接於該基座，該些相鄰的軸桿之間具有一接合剛性，以維持其兩軸桿間拉伸的組接狀態，該接合剛性係大於相同截面上之管體的剛性。
2. 如申請專利範圍第1項所述的應用於車輛的碰撞潰縮吸能結構，其中，至少一潰縮方向導引軸係軸向設置於該管體的中心軸上。
3. 如申請專利範圍第1項所述的應用於車輛的碰撞潰縮吸能結構，其中，該潰縮方向導引軸之每根軸桿的長度相同。
4. 如申請專利範圍第1項所述的應用於車輛的碰撞潰縮吸能結構，其中，該潰縮方向導引軸之每組軸桿間的接合剛性大抵相同。
5. 如申請專利範圍第4項所述的應用於車輛的碰撞潰縮吸能結構，其中，每組軸桿間的組接結構包括銲接或膠合接合。
6. 如申請專利範圍第1項所述的應用於車輛的碰撞潰縮吸能結構，其中，該潰縮方向導引軸之每組軸桿間的接合剛性為自較小軸桿外徑至較大軸桿外徑依序遞增。
7. 如申請專利範圍第1項所述的應用於車輛的碰撞潰縮吸能結構，其中，該管體的剛性係為由該第一端部至該第二端部依序遞增。
8. 如申請專利範圍第1項所述的應用於車輛的碰撞潰縮吸能結構，其中，該管體為一圓管、方管或錐管。
9. 如申請專利範圍第1項所述的應用於車輛的碰撞潰縮吸能結構，其中，該受力件係固定在保險桿或該受力件為保險桿。
10. 如申請專利範圍第1項或第7項所述的應用於車輛的碰撞潰縮吸能結構，其中，該基座係固定在車樑或該基座為車樑。