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 的臨時申請，這些申請的全部內容通過引用并入本文。
技術領域
[0002]本發明涉及可恢復的能量吸收器，例如在機動車和非機動車應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】
[0003]交通工具制造者們花費相當的時間和精力以消除BSR噪聲，因為它們可能是非常惱人的并且攪擾到交通工具駕駛員和乘客，特別當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，尤其當噪聲接近有效地形成回聲腔的部件產生時或通過有效地形成回聲腔的部件放大時。
[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態反作用力，該動態反作用力的特征在于，當觀察其反作用力特性時根據彎曲產生相對的“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構的端部壁處的嗡嗡聲、吱吱聲或嘎嘎聲。在機動車應用中，這種結構通常位于等級A的表面(例如，保險杠、頂蓬或門裝飾面板)和剛性片金屬結構之間。吸收器通常以距一個表面
3-5mm的間隙安裝并附接到另一個。然而，在一些情況下，減小間隙以在隨著例如頭部滾動到相鄰的結構中的第二次沖擊之前改進在主要的沖擊區域處的反應響應時間變得必要。當吸收器接觸相對的表面時，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構拍動或振動而產生。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地成形，需要相對窄的處理窗口，并且通常缺少將一個結構平移到產生BSR條件的另一個結構的完全地移動所需要的靈活性。
[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構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責的表面中的一個，則可減輕或消除嗡嗡聲或拍動聲的嚴重性，或消除一個表面平移到另一個表面中的可能性。然而，該解決方案需要購買和組裝一個或多個分開的部件，并且這導致增加的復雜性、成本和體積。

【發明內容】

[0007]本發明的一個方面包括基部片和從基部片延伸的多個能量吸收單元。每個能量吸收單元包括側壁，側壁甚至當經受多次撞擊時彎曲同時吸收能量，并且每次撞擊之后，至少部分地恢復。能量吸收單元包括端部壁。至少一個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構之間的嗡嗡聲、吱吱聲和/或嘎嘎聲(“BSR”)的運動。
[0008]本公開的一個方面包括相對于制造容易性、成本和功能優于現有結構的改進的端部壁結構。
[0009]改進的能量吸收器通過設計的幾何形狀和調節工具(tooling)的結合而產生，該調節工具產生從能量吸收單元的端部壁延伸的“穹頂形的”柔韌的構件(“對抗部”)。該穹頂被設計并加工成使得其通過接觸或設計的干涉條件而與反作用表面相互作用。在一種實施方式中，能量吸收單元的截錐形側壁被保留，但是端部壁中的一些或全部是凸形的或“穹頂形的”。響應于沖擊，側壁可鼓起而不回到其未彎曲的狀態，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。
[0010]在一種實施方式中，穹頂形的對抗部從平坦端部壁的環形周界的內徑突出。在另一種實施方式中，穹頂從側壁的頂部升高。在任一實施方式中，存在能量吸收結構和相鄰的結構之間的切點接觸，其使與反作用表面接觸的表面區域最小化。
[0011]當能量吸收器由厚度(T)的材料制造時，調節工具用于將穹頂形的區域模制或精壓(coin)成實質上小于0.5(T)的厚度(0，例如，0.100。這使得穹頂比結構的其余部分更柔韌，且在穹頂處和圍繞穹頂隔離或定位更優選的柔性。
[0012]設想穹頂由半球形外殼的一部分表示，其中極端(pole)位于其最高點處并且經線從其徑向地延伸。在一種實施方式中，穹頂可以平行于經線被割開或切開以產生當與相同材料厚度的未割開的穹頂相比時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，與穹頂的“精壓”厚度結合，可賦予附加的柔性或強度以滿足BSR性能目標。
[0013]在本發明的另一方面中，能量吸收器包括基部片和從基部片延伸的多個截錐形能量吸收單元。每個能量吸收單元具有側壁，側壁被定向為使得在接收沖擊力(“外加力”)時，側壁提供一些阻力，彎曲并且部分地回到(彈回)到未彎曲的沖擊前的配置，同時施加與外加力相反的反作用力。該現象通過阻止外加力朝著要被保護的質量體(mass)或物體(例如，身體結構器官(anatomical member)、片金屬件、發動機組或者乘客或運動員的頭部)傳遞而有效地緩沖沖擊。
[0014]在本發明的另一方面中，方法包括實質上同時進行以下步驟: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度的關聯的整體穹頂形的對抗部。
[0015]在本發明的還有的另一方面中，組裝方法包括以下步驟:(1)提供待被保護的部件或其他質量體；(2)實質上同時形成能量吸收器，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或多個的端部中的至少一個穹頂形的對抗部，該對抗部被配置成當相鄰地放置時與該部件或質量體干涉，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量體的移動的BSR;以及(3)在相鄰的位置中組裝能量吸收器和該部件或質量體。
[0016]在本發明的又一方面中，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熱成形模，該吸收器具有基部片和多個能量吸收單元；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對抗部的調節工具。
[0017]通過學習以下說明書、權利要求和附圖，本發明的這些和其他方面、目標和特征將由本領域技術人員理解和掌握。
【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構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是可選擇的實施方式的俯視圖。