具有抗bsr對抗部的能量吸收器的制造方法
【專利說明】具有抗BSR對抗部的能量吸收器
[0001]本申請涉及2010年3月23日提交的并于2013年6月18日公布的第8，465，087號美國專利，其在美國法典第35卷第119(e)下要求2009年3月30日提交的題目為ENERGYABSORBER WITH ANT1-SQUEAK ANT1-RATTLE FEATURE 的序列號為 61/164，700 的臨時(shí)申請，這些申請的全部內(nèi)容通過引用并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及可恢復(fù)的能量吸收器，例如在機(jī)動(dòng)車和非機(jī)動(dòng)車應(yīng)用中用于吸收能量的非破壞性地且可再利用的能量吸收器。
【背景技術(shù)】
[0003]交通工具制造者們花費(fèi)相當(dāng)?shù)臅r(shí)間和精力以消除BSR噪聲，因?yàn)樗鼈兛赡苁欠浅廊说牟⑶覕嚁_到交通工具駕駛員和乘客，特別當(dāng)BSR噪聲來自接近乘客的頭部的位置和/或來自任何在交通工具的乘客隔室中的部件時(shí)，尤其當(dāng)噪聲接近有效地形成回聲腔的部件產(chǎn)生時(shí)或通過有效地形成回聲腔的部件放大時(shí)。
[0004]許多不同的幾何形狀的熱成形的能量吸收器是已知的，諸如在第6，017，084號；第 6，221，292 號；第 6199，942 號；第 6，247，745 號；第 6，679，967 號；第 6，682，128 號；第6，752，450 號；第 7，360，822 號；第 7，377，577 號；第 7，384，095 號和第 7，404，593 號美國專利中描述的那些能量吸收器。這些吸收器被說成提供動(dòng)態(tài)反作用力，該動(dòng)態(tài)反作用力的特征在于，當(dāng)觀察其反作用力特性時(shí)根據(jù)彎曲產(chǎn)生相對的“方波”形狀。
[0005]第8，465，087號美國專利描述了具有整體的抗吱吱聲/抗嘎嘎聲特征部的成形的能量吸收器，其包括突起(“對抗部(countermeasure) ”)，該突起抑制或衰減在能量吸收結(jié)構(gòu)的端部壁處的嗡嗡聲、吱吱聲或嘎嘎聲。在機(jī)動(dòng)車應(yīng)用中，這種結(jié)構(gòu)通常位于等級A的表面(例如，保險(xiǎn)杠、頂蓬或門裝飾面板)和剛性片金屬結(jié)構(gòu)之間。吸收器通常以距一個(gè)表面
3-5mm的間隙安裝并附接到另一個(gè)。然而，在一些情況下，減小間隙以在隨著例如頭部滾動(dòng)到相鄰的結(jié)構(gòu)中的第二次沖擊之前改進(jìn)在主要的沖擊區(qū)域處的反應(yīng)響應(yīng)時(shí)間變得必要。當(dāng)吸收器接觸相對的表面時(shí)，可能聽到不希望的嗡嗡聲或嘎嘎聲。該噪聲由于平坦的硬塑料表面可抵著相對的結(jié)構(gòu)拍動(dòng)或振動(dòng)而產(chǎn)生。該‘087專利描述了在熱成形工藝期間與能量吸收器整體地形成的抗嗡嗡聲、吱吱聲或嘎嘎聲的特征部。然而，該特征部已被證明難以連續(xù)地成形，需要相對窄的處理窗口，并且通常缺少將一個(gè)結(jié)構(gòu)平移到產(chǎn)生BSR條件的另一個(gè)結(jié)構(gòu)的完全地移動(dòng)所需要的靈活性。
[0006]諸如泡沫、氈(felt)和絨屑(flock)的材料常常被添加到缺少整體的結(jié)構(gòu)的吸收器以解決該問題。織物襯墊、絨屑材料、泡沫襯墊或一些其他類型的柔韌的材料如果被添加到對制造噪聲負(fù)責(zé)的表面中的一個(gè)，則可減輕或消除嗡嗡聲或拍動(dòng)聲的嚴(yán)重性，或消除一個(gè)表面平移到另一個(gè)表面中的可能性。然而，該解決方案需要購買和組裝一個(gè)或多個(gè)分開的部件，并且這導(dǎo)致增加的復(fù)雜性、成本和體積。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的一個(gè)方面包括基部片和從基部片延伸的多個(gè)能量吸收單元。每個(gè)能量吸收單元包括側(cè)壁，側(cè)壁甚至當(dāng)經(jīng)受多次撞擊時(shí)彎曲同時(shí)吸收能量，并且每次撞擊之后，至少部分地恢復(fù)。能量吸收單元包括端部壁。至少一個(gè)能量吸收單元的基部片和端部壁中的至少一方包括多(X)個(gè)整體地形成的突出的對抗部(“耳部”)，其中1〈 = x〈1000。突出的對抗部具有比能量吸收單元低的站立強(qiáng)度(standing strength),使得突出的對抗部衰減可另外引起基部片或端部壁和相鄰的結(jié)構(gòu)之間的嗡嗡聲、吱吱聲和/或嘎嘎聲(“BSR”)的運(yùn)動(dòng)。
[0008]本公開的一個(gè)方面包括相對于制造容易性、成本和功能優(yōu)于現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的改進(jìn)的端部壁結(jié)構(gòu)。
[0009]改進(jìn)的能量吸收器通過設(shè)計(jì)的幾何形狀和調(diào)節(jié)工具(tooling)的結(jié)合而產(chǎn)生，該調(diào)節(jié)工具產(chǎn)生從能量吸收單元的端部壁延伸的“穹頂形的”柔韌的構(gòu)件(“對抗部”)。該穹頂被設(shè)計(jì)并加工成使得其通過接觸或設(shè)計(jì)的干涉條件而與反作用表面相互作用。在一種實(shí)施方式中，能量吸收單元的截錐形側(cè)壁被保留，但是端部壁中的一些或全部是凸形的或“穹頂形的”。響應(yīng)于沖擊，側(cè)壁可鼓起而不回到其未彎曲的狀態(tài)，但是在沖擊之后，對抗部可很快回到其初始條件。這提供了對抑制撞擊之后的嗡嗡聲、吱吱聲或嘎嘎聲(“BSR”)所需要的快速響應(yīng)。
[0010]在一種實(shí)施方式中，穹頂形的對抗部從平坦端部壁的環(huán)形周界的內(nèi)徑突出。在另一種實(shí)施方式中，穹頂從側(cè)壁的頂部升高。在任一實(shí)施方式中，存在能量吸收結(jié)構(gòu)和相鄰的結(jié)構(gòu)之間的切點(diǎn)接觸，其使與反作用表面接觸的表面區(qū)域最小化。
[0011]當(dāng)能量吸收器由厚度(T)的材料制造時(shí)，調(diào)節(jié)工具用于將穹頂形的區(qū)域模制或精壓(coin)成實(shí)質(zhì)上小于0.5(T)的厚度(0，例如，0.100。這使得穹頂比結(jié)構(gòu)的其余部分更柔韌，且在穹頂處和圍繞穹頂隔離或定位更優(yōu)選的柔性。
[0012]設(shè)想穹頂由半球形外殼的一部分表示，其中極端(pole)位于其最高點(diǎn)處并且經(jīng)線從其徑向地延伸。在一種實(shí)施方式中，穹頂可以平行于經(jīng)線被割開或切開以產(chǎn)生當(dāng)與相同材料厚度的未割開的穹頂相比時(shí)得到附加的柔性的柔韌的“花瓣”。通過改變穹頂中的切口的形狀和位置，與穹頂?shù)摹熬珘骸焙穸冉Y(jié)合，可賦予附加的柔性或強(qiáng)度以滿足BSR性能目標(biāo)。
[0013]在本發(fā)明的另一方面中，能量吸收器包括基部片和從基部片延伸的多個(gè)截錐形能量吸收單元。每個(gè)能量吸收單元具有側(cè)壁，側(cè)壁被定向?yàn)槭沟迷诮邮諞_擊力(“外加力”)時(shí)，側(cè)壁提供一些阻力，彎曲并且部分地回到(彈回)到未彎曲的沖擊前的配置，同時(shí)施加與外加力相反的反作用力。該現(xiàn)象通過阻止外加力朝著要被保護(hù)的質(zhì)量體(mass)或物體(例如，身體結(jié)構(gòu)器官(anatomical member)、片金屬件、發(fā)動(dòng)機(jī)組或者乘客或運(yùn)動(dòng)員的頭部)傳遞而有效地緩沖沖擊。
[0014]在本發(fā)明的另一方面中，方法包括實(shí)質(zhì)上同時(shí)進(jìn)行以下步驟:形成具有基部片和從基部片延伸的能量吸收單元的能量吸收器，能量吸收單元具有比能量吸收單元弱的站立強(qiáng)度的關(guān)聯(lián)的整體穹頂形的對抗部。
[0015]在本發(fā)明的還有的另一方面中，組裝方法包括以下步驟:(1)提供待被保護(hù)的部件或其他質(zhì)量體；(2)實(shí)質(zhì)上同時(shí)形成能量吸收器，該能量吸收器包括能量吸收單元和可選擇地在能量吸收單元中的一個(gè)或多個(gè)的端部中的至少一個(gè)穹頂形的對抗部，該對抗部被配置成當(dāng)相鄰地放置時(shí)與該部件或質(zhì)量體干涉，使得減少或消除了來自能量吸收器相對于相鄰的部件或質(zhì)量體的移動(dòng)的BSR;以及(3)在相鄰的位置中組裝能量吸收器和該部件或質(zhì)量體。
[0016]在本發(fā)明的又一方面中，用于制造能量吸收器的熱成形裝置包括:用于加熱聚合物材料的平坦的片的加熱器；用于將平坦的片形成為非破壞性地吸收沖擊力的三維能量吸收器的至少一個(gè)熱成形模，該吸收器具有基部片和多個(gè)能量吸收單元；以及用于在基部片和能量吸收單元中的至少一方中形成穹頂形的BSR對抗部的調(diào)節(jié)工具。
[0017]通過學(xué)習(xí)以下說明書、權(quán)利要求和附圖，本發(fā)明的這些和其他方面、目標(biāo)和特征將由本領(lǐng)域技術(shù)人員理解和掌握。
【附圖說明】
[0018]圖1是用于將片形成到能量吸收器中的相對的熱成形模的橫截面圖，該能量吸收器具有多個(gè)能量吸收單元和從在基部片中形成的凹部延伸的穹頂形的對抗部。該單元中的至少一些具有用于在安裝時(shí)減少嗡嗡聲、吱吱聲和嘎嘎聲(“BSR”)的整體穹頂形的對抗部。
[0019]圖2是示出圖1的熱成形的能量吸收器的橫截面圖。
[0020]圖3是示出安裝在例如載客交通工具的頂板結(jié)構(gòu)和頂蓬之間的或頭盔和佩戴者的頭部之間的能量吸收器的橫截面圖。
[0021]圖4是貫穿一個(gè)能量吸收單元的橫截面，該能量吸收單元具有從其端部壁延伸的精壓穹頂形的對抗部。
[0022]圖5-6是單個(gè)能量吸收單元的軸測圖。
[0023]圖7-8是圖5-6中描繪的單元的俯視圖。
[0024]圖9是可選擇的實(shí)施方式的俯視圖。