專利名稱：車體碰撞緩沖裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種車體碰撞緩沖裝置，尤其涉及一種結(jié)合伸展機構(gòu)以及桿件結(jié)構(gòu)的
緩沖裝置，該裝置具備收合/伸展功能，平時可收合于小巧的車身外型內(nèi)，作動時則伸展開 來成為有效的碰撞緩沖裝置，使車輛得以兼顧車體輕巧與防碰撞能力，且易于回收甚至得 以重復使用。
背景技術：
體積小巧的輕型車輛，具備節(jié)能、停車空間小、靈活機動、高乘載率等的優(yōu)勢，是未 來車輛演進的趨勢之一。但是小巧的車身，幾乎沒有額外的緩沖空間來吸收車輛意外碰撞 時的沖擊與能量，衍生車體碰撞安全上的問題。 —般汽車在受到撞擊時，通常是利用車體本身結(jié)構(gòu)(鋼板、保險桿、底盤主梁)的 變形以吸收沖擊能，其構(gòu)造必須足夠堅固且具有可撓性，而車輛外型設計通常分為引擎室、 乘客座艙以及行李室三部分，其中，引擎室與行李室最常作為碰撞時的潰縮緩沖空間。但未 來車輛以小型化、電動化為訴求，車身體積小，沒有引擎室作為緩沖空間，因此，基于車輛小
型化與碰撞安全雙重要求下，車輛設計必須更為審慎，以確保駕駛及乘客等乘坐人員的安 全。 就現(xiàn)有專利而言，例如中國臺灣專利公告號1268237 "汽車防撞彈簧構(gòu)造車體" 提出一種利用彈簧彈力與變形吸收沖擊力量的緩沖裝置，其由多個強力彈簧結(jié)合于保險桿 (亦即防撞本體)，該強力彈簧為一半徑漸寬而中間微凹的圓柱形圈狀彈簧，且其內(nèi)緣沿彈 簧的曲面設有多個根撓曲柱，于汽車遭受碰撞時，可使保險桿外部因彈簧壓縮而往內(nèi)移動， 且由彈簧特殊設計，可承受較大的力量并吸收較大的沖擊力。惟，該緩沖結(jié)構(gòu)的體積龐大占 空間，較不利于應用小型車輛。 例如美國專利5971451號"Vehicle bumper"中提出一種利用彈簧外加磁力的緩 沖裝置，其于一緩沖本體內(nèi)設有抗壓磁塊，并于抗壓磁塊間配設適當數(shù)量的緩沖器承座，且 設適當數(shù)量的外接連結(jié)件結(jié)構(gòu)而成的受力內(nèi)桿；及數(shù)組設于緩沖器承座部位的機械式緩沖 件(彈簧)，通過機械緩沖件，樞設在受力內(nèi)桿上，而其本身與前述抗磁塊區(qū)相對應部位設 有同極面相斥的動端磁塊的外接觸桿；于該受力內(nèi)桿及外接觸桿間形成一加倍抗壓乘積緩 沖區(qū)間；惟，該專利的結(jié)構(gòu)復雜，若為提高磁極相斥作用，必須將磁塊加大，不僅緩沖裝置重 量增加，同時也使得車體重量增加。 例如美國專禾U 7258191號"Air bag system incorporated into motor vehiclebumper"中提出一種利用氣囊的可伸展式保險桿，于汽車即將遭受碰撞時，傳感器 接受碰撞信號后，傳遞信號給氣體填充筒，放出氣體使得氣包充氣而讓前置分開平板往前 伸展開，獲取緩沖空間，提升緩沖效果。此種作法雖可應用于輕小型車輛，但氣囊系統(tǒng)復雜， 且有成本高昂與使用期限等問題。 例如中國臺灣專利公告M267115號"可緩沖及分散力量的保險桿裝置"中提出一 種可緩沖及分散力量的保險桿裝置，于汽車即將遭受碰撞時，其前車體會因連桿機構(gòu)的動
4作而被向上抬升，以分散及吸收沖擊力。構(gòu)造上由連桿配合避震器，包括兩基座、兩承力臂、 兩輔助臂、以及一架體。惟，該專利在實施時，車體需要足夠的空間才能夠安裝，尤不利于應 用小型車輛。 例如美國專利6976718號"Vehicle bumper device"中提出一種可以伸縮的保險 桿，其是將能量吸收軸連接保險桿，該能量吸收軸由滾珠螺桿組成，并由馬達驅(qū)動，于汽車 即將遭受碰撞時，此保險桿得以伸長，并利用該能量吸收軸吸收沖擊能。惟，該可伸縮保險 桿設計依然很占空間，此外，利用馬達驅(qū)動螺桿，反應時間慢，如無法于車體遭撞擊的瞬間 完成伸長動作，其性能則與一般普通保險桿無異。 例如中國臺灣專利公告327383號"氣壓保險桿"，該專利與上述美國專利6976718 號"Vehicle bumper device"類似，其是采取氣壓推動緩沖器的活塞，使保險桿可伸出或縮 入車身。伸出時可增加保險桿與車身距離，以吸收撞擊力。該專利并揭露氣體切換閥的動 作，其由控制件啟動發(fā)出信號，使切換閥動作以改變氣體通路，切換閥設有第一進氣口、第 一出氣口，在常態(tài)下使引擎排出廢氣可以由排氣管引接經(jīng)消音器排出；由切換閥動作，使第 二進氣口與第二出氣口相通，經(jīng)供氣道供至緩沖器，切換閥有連通道，可以使供氣管與第三 出氣口、或第三出氣口與排氣管相通；緩沖器為二只以上，由一端引接供氣管，使一活塞桿 可作動，活塞桿接保險桿，及由活塞另端接排氣管，使作氣體的補入或排出。惟，該專利利用 引擎廢氣作動的概念，不適用于電動車，且車輛若外掛空壓系統(tǒng)，勢必增加額外的重量，同 樣地，氣壓反應時間慢，如無法于車體遭撞擊的瞬間完成伸長動作，其性能與一般普通保險 桿無異。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于現(xiàn)有技術的缺失，本發(fā)明提出一種車體碰撞緩沖裝置，結(jié)合伸展機構(gòu)以及
桿件結(jié)構(gòu)的裝置，該裝置具備收合/伸展功能，平時可收合于小巧的車身外型內(nèi)，作動時則 伸展開來成為有效的碰撞緩沖裝置，使車輛得以兼顧車體輕巧與防碰撞能力，且易于回收 甚至得以重復使用。 為達到上述目的，本發(fā)明提出一種車體碰撞緩沖裝置，包含至少一緩沖本體、至少 一基座、至少一連桿組及至少一棘齒結(jié)構(gòu)；該連桿組包括多個連桿、至少一上滑塊及至少一 下滑塊，該上滑塊連接于緩沖本體，該下滑塊連接于基座，該上滑塊由該多個連桿帶動可于 一第一位置及一第二位置間往復滑動，該下滑塊由該多個連桿帶動可由一第三位置移動至 一第四位置；通過該棘齒結(jié)構(gòu)將下滑塊定位于第三位置，當棘齒結(jié)構(gòu)釋放下滑塊時，該下滑 塊可由第三位置滑動至第四位置，且可驅(qū)動該多個連桿帶動上滑塊由第一位置移動至第二 位置，并由上滑塊推動緩沖本體由一收合位置移動至一伸展位置。 以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述，但不作為對本發(fā)明的限定。


圖1為本發(fā)明緩沖本體位于收合位置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1的A-A剖視結(jié)構(gòu)放大圖；
圖3為本發(fā)明下滑塊受到釋放時的狀態(tài)示意圖；
圖4為本發(fā)明緩沖本體位于伸展位置的結(jié)構(gòu)示意5
圖5為本發(fā)明設置于車體的收合狀態(tài)俯視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為本發(fā)明于車體遭受碰撞時的伸展狀態(tài)俯視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7為本發(fā)明并列且對稱設置多個連桿組及多個棘齒結(jié)構(gòu)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8為本發(fā)明連桿設有阻尼裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。 其中，附圖標記 10-緩沖裝置 11-緩沖本體 111-剛性本體 112-軟性本體 12-基座 13-連桿組 131-第一連桿 132-第二連桿 133-上滑塊 134-下滑±央 14-棘齒結(jié)構(gòu) 141-棘齒 142-彈性卡鉤 143-彈性組件 144-第一檔塊 145-第二檔塊 10A-緩沖裝置 131A-第一連桿 132A-第二連桿 135A-阻尼裝置 20-車體 Pl-第一位置 P2-第二位置 P3-第三位置 P4-第四位置
具體實施例方式
以下將參照附圖來描述本發(fā)明為達到目的所使用的技術手段與功效，而以下圖式
所列舉的實施例僅為輔助說明，但本案的技術手段并不限于所列舉圖式。 請參閱圖1至圖4所示本發(fā)明所提供的車體碰撞緩沖裝置實施例結(jié)構(gòu)，該緩沖裝
置10包含一緩沖本體11及一基座12，該緩沖本體11包括一剛性本體111及一軟性本體
112，該剛性本體111是采用鋼、鐵等金屬材質(zhì)，該軟性本體112是采用具有彈性及吸震效果
的材料，例如泡棉、海綿，該軟性本體112設置于該剛性本體111的其中一面。該基座12固
定設置于車體內(nèi)任意所需位置，該基座12是采用鋼、鐵等金屬材料。
于該緩沖本體11及基座12之間設有二連桿組13及二棘齒結(jié)構(gòu)14，該二連桿組13 及二棘齒結(jié)構(gòu)14為左右對稱設置；該連桿組13包括一第一連桿131、一第二連桿132，該第 一連桿131的一端樞接于一上滑塊133，另一端樞接于該基座12，該第二連桿132的一端樞 接于該第一連桿131，另一端樞接于一下滑塊134，該上滑塊133連接于該緩沖本體11的剛 性本體lll，前述該軟性本體112則設置于該剛性本體111不與該上滑塊133連結(jié)的一面， 該下滑塊134連接于該基座12，該上滑塊133由該第一連桿131及第二連桿132帶動可于 一第一位置P1及一第二位置P2間往復滑動，該下滑塊134由該第一連桿131及第二連桿 132帶動可由一第三位置P3移動至一第四位置P4 ;該第一位置Pl及第二位置P2間所形成 的該上滑塊133的滑動路徑，與該第三位置P3及第四位置P4間所形成的該下滑塊134的 滑動路徑相互平行。 必須說明的是，該上滑塊133與該剛性本體111，以及該下滑塊134與該基座12的 連接方式并無限定，依本領域相關技術人員熟知，可于該上滑塊133與該剛性本體111的相 對應面設置可相互嵌設的滑槽及滑軌，同理，該下滑塊134與該基座12亦可，其實施的方式 及結(jié)構(gòu)有許多種，由于并非本發(fā)明特征，因此在此不予贅述。 其次，該棘齒結(jié)構(gòu)14用以連接該下滑塊134及該基座12，該棘齒結(jié)構(gòu)包括多個成 列設置于該基座12的棘齒141，于該下滑塊134樞接有一彈性卡鉤142，該彈性卡鉤142具 有一向下的彈力，以與該棘齒141相互卡箝；于該下滑塊134與該基座12之間設有一彈性 組件143，該彈性組件143提供一彈性，該彈性方向與該下滑塊134的滑動方向相互平行。于 本實施例中，該彈性組件143為壓縮彈簧，當該下滑塊134位于第三位置P3時(如圖1所示 狀態(tài))，該彈性組件143處于被壓縮狀態(tài)。再者，于該基座12設有一第一檔塊144及一第二 檔塊145，該第一擋塊144利用電磁開關(圖中未示出)控制可伸縮地設置于該基座12，當 該第一擋塊144伸出該基座12時(如圖1所示狀態(tài))，可使該下滑塊134被定位于該第三 位置P3，當該第一擋塊144縮入該基座12時，可釋放該下滑塊134，且該下滑塊134可被該 彈性組件143推動朝向該第四位置P4移動(如圖3所示狀態(tài))，至于該第二檔塊145，則固 定設置于該基座12，通過該第二擋塊145可限制該下滑塊134被定位于該第四位置P4(如 圖4所示狀態(tài))，當該下滑塊134由該第三位置P3滑動至該第四位置P4的過程中，可驅(qū)動 該第二連桿132、第一連桿131上抬，且由該第一連桿131帶動該上滑塊133由該第一位置 P1移動至該第二位置P2，并同時由該上滑塊133推動該緩沖本體11由圖l所示的收合位 置移動至圖4所示的伸展位置。 請參閱圖5所示本發(fā)明設置于車體的示意圖，于車體20的前后左右四側(cè)邊分別橫 向設置一緩沖裝置IO，該緩沖本體11處于收合位置，因此該緩沖本體11為沒入于車體20 內(nèi)，于本實施例中，該四緩沖裝置10的尺寸相同，然可依據(jù)車體20實際尺寸而設計，例如該 車體20左右兩側(cè)邊較長，可設置尺寸較大的緩沖裝置IO，或可于該車體20左右兩側(cè)邊各 設置兩緩沖裝置10，以擴大保護該車體20左右兩側(cè)邊的范圍，此外，亦可將緩沖裝置10的 尺寸縮小，以設置于車體20的框架內(nèi)，例如前后車窗間的框架，或窗戶四周的框架，或可設 置于車頂；當車體20即將受到碰撞時，該緩沖本體11可快速移動至伸展位置，使緩沖本體 11突伸于車體20外，如圖6所示，即可通過該緩沖本體11承受外來沖擊力，避免車體20或 車內(nèi)人員直接受到外力沖擊，可將傷害大幅降低。必須強調(diào)說明的是，于車體20遭受碰撞 前，即可發(fā)出一碰撞信號，此部分技術手段為本技術相關領域人員已知，例如一般汽車所使用的安全氣囊，在此不詳述其技術內(nèi)容，本發(fā)明的重點在于，請參閱圖3及圖4所示，當碰撞 信號產(chǎn)生的同時，可控制兩側(cè)的該第一擋塊144同時縮入基座12，于兩側(cè)下滑塊134受到釋 放的瞬間，可連動兩側(cè)的第二連桿132、第一連桿131、上滑塊133，使該緩沖本體11迅速突 伸于車體20夕卜，相較于現(xiàn)有單純采用彈簧，或采用螺桿、氣壓軸承等方式，本發(fā)明不僅緩沖 作用佳，且其作動確實、反應快速，可提供更加安全性。 上述圖1實施例為設置一緩沖本體11、一基座12、二連桿組13及二棘齒結(jié)構(gòu)14， 且該二連桿組13及二棘齒結(jié)構(gòu)14為對稱設置，除此之外，本發(fā)明可設置為其它態(tài)樣，如圖 7所示實施例，其設有一基座12、四連桿組13及四棘齒結(jié)構(gòu)14，該四連桿組13及四棘齒結(jié) 構(gòu)14為并列且對稱設置，該實施例可搭配一緩沖本體或二緩沖本體(圖中未示出)，視實際 所需而設計，以此類推，本發(fā)明可依實際車體尺寸設計連桿組及棘齒結(jié)構(gòu)的數(shù)量，并安排連 桿組及棘齒結(jié)構(gòu)對稱設置或并列設置，或如圖6所示并列且對稱設置。
請參閱圖8所示本發(fā)明另一實施例，該緩沖裝置10A顯示于第一連桿131A、第二連 桿132A設有阻尼裝置135A，通過該阻尼裝置135A吸收沖擊能，可提高該緩沖裝置IOA耐沖 擊能力。 綜上所述，本發(fā)明提供的車體碰撞緩沖裝置，結(jié)合伸展機構(gòu)以及桿件結(jié)構(gòu)，平時可
收合于小巧的車身外型內(nèi)，作動時可快速伸展開來成為有效的碰撞緩沖裝置，使車輛得以 兼顧車體輕巧與防碰撞能力，且易于回收甚至得以重復使用。 當然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟 悉本領域的技術人員當可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變 形都應屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
一種車體碰撞緩沖裝置，其特征在于，包含至少一緩沖本體，該緩沖本體可于一收合位置及一伸展位置間往復移動；至少一基座；至少一連桿組，該連桿組包括多個連桿、至少一上滑塊及至少一下滑塊，該上滑塊連接于該緩沖本體，該下滑塊連接于該基座，該上滑塊由該多個連桿帶動可于一第一位置及一第二位置間往復滑動，該下滑塊由該多個連桿帶動可由一第三位置移動至一第四位置；至少一棘齒結(jié)構(gòu)，其用以連接該下滑塊及該基座，通過該棘齒結(jié)構(gòu)將該下滑塊定位于該第三位置，當該棘齒結(jié)構(gòu)釋放該下滑塊時，該下滑塊可由該第三位置滑動至該第四位置，且可驅(qū)動該多個連桿帶動該上滑塊由該第一位置移動至該第二位置，并同時由該上滑塊推動該緩沖本體由該收合位置移動至該伸展位置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車體碰撞緩沖裝置，其特征在于，該多個連桿包括 一第一連桿，該第一連桿的一端樞接于該上滑塊，另一端樞接于該基座； 一第二連桿，該第二連桿的一端樞接于該第一連桿，另一端樞接于該下滑塊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車體碰撞緩沖裝置，其特征在于，該多個連桿設有阻尼裝置， 該阻尼裝置用以吸收沖擊能。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車體碰撞緩沖裝置，其特征在于，該第一位置及第二位置間 所形成的該上滑塊的滑動路徑，與該第三位置及第四位置間所形成的該下滑塊的滑動路徑 相互平行。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車體碰撞緩沖裝置，其特征在于，該棘齒結(jié)構(gòu)包括 多個棘齒，其成列設置于該基座；至少一彈性卡鉤，其樞接于該下滑塊且與該棘齒相互卡箝；至少一彈性組件，其設置于該下滑塊與該基座之間，該彈性組件提供一彈性，該彈性方 向與該下滑塊的滑動方向相互平行。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的車體碰撞緩沖裝置，其特征在于，該棘齒結(jié)構(gòu)還包括多個擋 塊，該多個擋塊包括至少一第一擋塊，設置于該基座，該第一擋塊用以限制該下滑塊被定位于該第三位置；至少一第二擋塊，設置于該基座，該第二擋塊用以限制該下滑塊被定位于該第四位置。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的車體碰撞緩沖裝置，其特征在于，該第一擋塊可伸縮地設置 于該基座，當該第一擋塊伸出該基座時，可使該下滑塊被定位于第三位置，當該第一擋塊縮 入該基座時，可釋放該下滑塊，且該下滑塊可被該彈性組件推動朝向該第四位置移動。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的車體碰撞緩沖裝置，其特征在于，該第一擋塊電性連接一電 磁開關，由該電磁開關驅(qū)動該第一擋塊伸縮活動。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的車體碰撞緩沖裝置，其特征在于，該第二擋塊固定設置于該 基座。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的車體碰撞緩沖裝置，其特征在于，該下滑塊位于第三位置 時，該彈性組件處于被壓縮狀態(tài)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車體碰撞緩沖裝置，其特征在于，該彈性組件為壓縮彈簧。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車體碰撞緩沖裝置，其特征在于，該緩沖本體包括一剛性本體，該剛性本體的其中一面與該上滑塊相互連結(jié)； 一軟性本體，設置于該剛性本體不與該上滑塊連結(jié)的一面。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的車體碰撞緩沖裝置，其特征在于，該剛性本體為采用鋼、鐵等金屬材質(zhì)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的車體碰撞緩沖裝置，其特征在于，該軟性本體為采用泡棉 或海綿等具有彈性及吸震效果的材料。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車體碰撞緩沖裝置，其特征在于，該緩沖本體位于收合位置 時，該緩沖本體沒入于車體內(nèi)，當該緩沖本體位于伸展位置時，該緩沖本體突伸于車體外。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車體碰撞緩沖裝置，其特征在于，該基座為采用鋼、鐵等金 屬材料。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車體碰撞緩沖裝置，其特征在于，該連桿組為四組以上及相 應該連桿組數(shù)目的棘齒結(jié)構(gòu)為四組以上。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的車體碰撞緩沖裝置，其特征在于，該連桿組及棘齒結(jié)構(gòu)為 對稱設置。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的車體碰撞緩沖裝置，其特征在于，該連桿組及棘齒結(jié)構(gòu)為 并列設置。
20. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的車體碰撞緩沖裝置，其特征在于，該連桿組及棘齒結(jié)構(gòu)并 列且對稱設置。
全文摘要
一種車體碰撞緩沖裝置，包含至少一緩沖本體、至少一基座、至少一連桿組及至少一棘齒結(jié)構(gòu)；該連桿組包括多個連桿、至少一上滑塊及至少一下滑塊，該上滑塊連接于緩沖本體，該下滑塊連接于基座，該上滑塊由該多個連桿帶動可于一第一位置及一第二位置間往復滑動，該下滑塊由該多個連桿帶動可由一第三位置移動至一第四位置；通過該棘齒結(jié)構(gòu)將下滑塊定位于第三位置，當棘齒結(jié)構(gòu)釋放下滑塊時，該下滑塊可由第三位置滑動至第四位置，且可驅(qū)動該多個連桿帶動上滑塊由第一位置移動至第二位置，并由上滑塊推動緩沖本體由一收合位置移動至一伸展位置。
文檔編號B60R19/02GK101734211SQ20081018094
公開日2010年6月16日 申請日期2008年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月18日
發(fā)明者左培倫, 張耀晟, 彭毓瑩, 李承和 申請人:財團法人工業(yè)技術研究院