本發(fā)明涉及用于車(chē)輛的膝蓋保護(hù)結(jié)構(gòu)。更具體地，本發(fā)明涉及這樣一種用于車(chē)輛的膝蓋保護(hù)結(jié)構(gòu)，其能夠滿(mǎn)足車(chē)輛碰撞試驗(yàn)的更加嚴(yán)格的乘客損傷條件、簡(jiǎn)化組裝過(guò)程并降低制造成本。

背景技術(shù)：

一般而言，當(dāng)車(chē)輛在行駛中發(fā)生碰撞時(shí)，車(chē)輛內(nèi)的乘客由于慣性會(huì)被推至前部防震墊。

因此，車(chē)輛必須配備有乘客束縛裝置(例如，氣囊和安全帶)以便在發(fā)生事故時(shí)保護(hù)乘客的安全。

然而，盡管氣囊或安全帶大致保護(hù)乘客腹部以上的身體部分，但仍存在位于防震墊內(nèi)部下方的帶罩橫桿(cowl crossbar)以及形成防震墊的下部部分的下部防震墊板撞擊乘坐者(駕駛員和前座乘客)的膝蓋的風(fēng)險(xiǎn)。

為了解決上述問(wèn)題，通常在防震墊內(nèi)部下方設(shè)置膝墊(其為一種膝蓋保護(hù)裝置)，以減輕乘客膝蓋的損傷程度。

現(xiàn)有技術(shù)(相關(guān)技術(shù))公開(kāi)了一種膝蓋保護(hù)裝置，其中安裝有由塑性材料形成的“U”形外板以及由鋼材料形成的“U”形內(nèi)板，以在二者之間限定一空間，并且在該空間內(nèi)安裝有能夠吸收震動(dòng)的吸震構(gòu)件。

然而，考慮到碰撞時(shí)產(chǎn)生的載荷以及膝蓋穿透，塑料外板非常易碎，從而在其損壞時(shí)形成可造成膝蓋損傷的鋒利邊緣，而鋼內(nèi)板可防止吸震構(gòu)件變形過(guò)大。

圖1是示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于車(chē)輛的膝蓋保護(hù)結(jié)構(gòu)的另一種構(gòu)造的立體圖。吸震泡沫3耦接至U形支架2，該U形支架安裝在帶罩橫桿1的一側(cè)，而且，由鋼或玻璃纖維墊增強(qiáng)熱塑性塑料(GMT)形成的下部防震墊板5和膝墊板4耦接在U形支架的前側(cè)。

這里，下部防震墊板5由聚合物材料(例如，礦物填充的聚丙烯)制成以覆蓋膝墊板4從而賦予其令人滿(mǎn)意的外觀(guān)，并且膝墊板4、吸震泡沫3和對(duì)吸震泡沫3進(jìn)行支撐的U形支架2按順序布置在下部防震墊板5內(nèi)。

利用上述構(gòu)造，當(dāng)車(chē)輛前方碰撞使乘客的膝蓋撞擊下部防震墊板5時(shí)，鋼體形式的膝墊板4會(huì)防止額外發(fā)生膝蓋穿透，且位于其后側(cè)(即，就車(chē)輛的前后方向而言，為前側(cè))的吸震泡沫3與U形支架2一同變形以吸收震動(dòng)能量。

然而，由于下部防震墊板5和膝墊板4可彼此分開(kāi)地安裝，并且安裝有吸震泡沫3和U形支架2，因此現(xiàn)有技術(shù)存在的若干問(wèn)題包括構(gòu)造和結(jié)構(gòu)復(fù)雜以及因組件和硬件數(shù)量增加而導(dǎo)致的高成本。

此外，在現(xiàn)有技術(shù)的膝墊裝置中，盡管在第50百分位(50％)和第5百分位(5％)人體模型(dummy)中每一個(gè)的震動(dòng)位置處安裝有控制膝蓋穿透的鋼制膝墊板，從而防止膝蓋過(guò)度穿透，同時(shí)允許施加于膝蓋的載荷增大一定程度(即，至多10kN或更小，以符合NCAP規(guī)定)，但在美國(guó)NCAP評(píng)估中認(rèn)為膝墊板為鋼體，由此增大第50百分位(50％)人體模型的膝蓋載荷。因此，膝墊板很難滿(mǎn)足規(guī)定。

在背景技術(shù)部分公開(kāi)的信息僅用于加強(qiáng)對(duì)整個(gè)背景技術(shù)的理解，因此不應(yīng)被認(rèn)為是承認(rèn)或以任何形式建議該信息構(gòu)成本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的各個(gè)方面旨在提供一種用于車(chē)輛的膝蓋保護(hù)結(jié)構(gòu)，其能夠滿(mǎn)足車(chē)輛碰撞試驗(yàn)的更嚴(yán)格的乘客損傷條件，并能夠有效地保護(hù)乘客的膝蓋。

此外，本發(fā)明的各個(gè)方面旨在提供一種用于車(chē)輛的膝蓋保護(hù)結(jié)構(gòu)，其能夠使車(chē)輛組裝過(guò)程簡(jiǎn)化、減少組件數(shù)量、簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)并降低制造成本。

根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面，一種用于車(chē)輛的膝蓋保護(hù)結(jié)構(gòu)可包括：支架，該支架設(shè)置在車(chē)體結(jié)構(gòu)上；以及下部防震墊板，該下部防震墊板設(shè)置成由支架支撐，使得在發(fā)生碰撞的情況下，乘客的膝蓋撞擊下部防震墊板，其中，下部防震墊板可包括：在一給定方向上布置有連續(xù)纖維的單向連續(xù)纖維復(fù)合材料，單向復(fù)合材料插入下部防震墊板的整個(gè)區(qū)域的至少一預(yù)定區(qū)域中；以及在多個(gè)方向上布置有連續(xù)纖維的多向連續(xù)纖維復(fù)合材料，多向復(fù)合材料插入剩余區(qū)域中。

單向連續(xù)纖維復(fù)合材料可插入下部防震墊板的整個(gè)區(qū)域的左右方向上的兩個(gè)側(cè)部部分中，而在多個(gè)方向上布置有連續(xù)纖維的多向連續(xù)纖維復(fù)合材料可插入下部防震墊板的左右方向上的中央部分中。

插入側(cè)部部分中的單向連續(xù)纖維復(fù)合材料的厚度可小于插入中央部分中的多向連續(xù)纖維復(fù)合材料的厚度。

多向連續(xù)纖維復(fù)合材料可以是編織型連續(xù)纖維復(fù)合材料，在該編織型連續(xù)纖維復(fù)合材料中，編織的連續(xù)纖維在熱塑性塑料內(nèi)堆疊成多個(gè)層。

多向連續(xù)纖維復(fù)合材料可包括在水平方向上、豎直方向上或傾斜方向上縱長(zhǎng)地(lengthwise，在長(zhǎng)度方向上)布置的連續(xù)纖維。

多向連續(xù)纖維復(fù)合材料可以是正交型連續(xù)纖維復(fù)合材料，在該正交型連續(xù)纖維復(fù)合材料中，在一給定方向上布置的連續(xù)纖維堆疊成多個(gè)層，使得各個(gè)層的連續(xù)纖維在熱塑性塑料內(nèi)彼此正交。

單向連續(xù)纖維復(fù)合材料可以是這樣的連續(xù)纖維復(fù)合材料，在該連續(xù)纖維復(fù)合材料中，在下部防震墊板的水平方向上縱長(zhǎng)地布置的連續(xù)纖維堆疊成多個(gè)層。

單向連續(xù)纖維復(fù)合材料可以是這樣的連續(xù)纖維復(fù)合材料，在該連續(xù)纖維復(fù)合材料中，在下部防震墊板的豎直方向上縱長(zhǎng)地布置的連續(xù)纖維堆疊成多個(gè)層。

單向連續(xù)纖維復(fù)合材料可以是這樣的連續(xù)纖維復(fù)合材料，在該連續(xù)纖維復(fù)合材料中，在基于下部防震墊板的豎直軸線(xiàn)傾斜一預(yù)定傾斜角的傾斜方向上縱長(zhǎng)地布置的連續(xù)纖維堆疊成多個(gè)層。

插入至少一預(yù)定區(qū)域中的單向連續(xù)纖維復(fù)合材料可根據(jù)一預(yù)定厚度比而被分成上層和下層，并且上層的連續(xù)纖維和下層的連續(xù)纖維可具有不同方向。

上層和下層中的一個(gè)可包括在豎直方向上縱長(zhǎng)地布置的連續(xù)纖維，而上層和下層中的剩余的一個(gè)可包括在水平方向上縱長(zhǎng)地布置的連續(xù)纖維。

上層的連續(xù)纖維和下層的連續(xù)纖維可以是在上層與下層之間的不同傾斜方向上縱長(zhǎng)地布置的傾斜連續(xù)纖維。

下部防震面板的插入有連續(xù)纖維復(fù)合材料的至少一些區(qū)域可根據(jù)一預(yù)定厚度比而被分成上層和下層，上層和下層中的至少一個(gè)可由在給定方 向上布置有連續(xù)纖維的單向連續(xù)纖維復(fù)合材料形成，而上層和下層中的至少剩余的一個(gè)可由連續(xù)纖維布置在多個(gè)方向上的多向連續(xù)纖維復(fù)合材料形成。

應(yīng)理解，本文中使用的術(shù)語(yǔ)“車(chē)輛”或“車(chē)輛的”或其它相似術(shù)語(yǔ)通常包括機(jī)動(dòng)車(chē)輛，例如載人汽車(chē)(包括運(yùn)動(dòng)型多用途車(chē)(SUV)、公共汽車(chē)、卡車(chē)、各種商用車(chē)輛)、船舶(包括各種船和艦)、飛機(jī)等，且包括混合動(dòng)力車(chē)輛、電動(dòng)車(chē)輛、插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛、氫動(dòng)力車(chē)輛以及其它替代燃料車(chē)輛(例如，從除石油之外的資源獲得的燃料)。如本文所述，混合動(dòng)力車(chē)輛為具有兩種或更多種動(dòng)力源，例如兼具汽油動(dòng)力和電動(dòng)力的車(chē)輛。

將根據(jù)結(jié)合在本文中的附圖和以下具體實(shí)施方式使得本發(fā)明的方法和設(shè)備具有的其它特征和優(yōu)點(diǎn)變得顯而易見(jiàn)，附圖和具體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明的某些原理。

附圖說(shuō)明

圖1是示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于車(chē)輛的膝墊裝置的構(gòu)造的立體圖。

圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性的用于車(chē)輛的膝蓋保護(hù)結(jié)構(gòu)的立體圖。

圖3是示出了包括在根據(jù)本發(fā)明的示例性的用于車(chē)輛的膝蓋保護(hù)結(jié)構(gòu)中的下部防震墊板的內(nèi)側(cè)構(gòu)造的立體圖。

圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性膝蓋保護(hù)結(jié)構(gòu)的下部防震墊板的截面形狀和構(gòu)造的截面圖。

圖5是示出了連續(xù)纖維復(fù)合材料插入根據(jù)本發(fā)明的示例性膝蓋保護(hù)結(jié)構(gòu)的下部防震墊板的中央部分中的狀態(tài)的視圖。

圖6是示意性地示出了插入根據(jù)本發(fā)明的示例性膝蓋保護(hù)結(jié)構(gòu)的下部防震墊板中的連續(xù)纖維復(fù)合材料的外形的視圖。

圖7A和圖7B是示出了連續(xù)纖維復(fù)合材料插入根據(jù)本發(fā)明的示例性膝蓋保護(hù)結(jié)構(gòu)的下部防震墊板的兩個(gè)側(cè)部部分中的狀態(tài)的視圖。

應(yīng)理解，附圖并不一定按照比例繪制，而是呈現(xiàn)出對(duì)說(shuō)明本發(fā)明的基本原理的各種特征的某種程度的簡(jiǎn)化表示。本文所公開(kāi)的本發(fā)明的具體設(shè)計(jì)特征(包括例如具體尺寸、定向、位置和形狀)將部分地由特定預(yù)期應(yīng)用和使用環(huán)境確定。

具體實(shí)施方式

下面將詳細(xì)參考本發(fā)明的各種實(shí)施方式，在附圖中示出并在下文中描述了這些實(shí)施方式的實(shí)例。雖然將結(jié)合示例性實(shí)施方式描述本發(fā)明，但應(yīng)理解本描述并非旨在將本發(fā)明限制于那些示例性實(shí)施方式。相反，本發(fā)明不僅旨在涵蓋示例性實(shí)施方式，而且還旨在涵蓋本發(fā)明的所附權(quán)利要求中限定的精神和范圍內(nèi)包括的各種替代方案、修改、等同物以及其它實(shí)施方式。

本發(fā)明設(shè)計(jì)成提供一種用于車(chē)輛的膝蓋保護(hù)結(jié)構(gòu)，其能夠滿(mǎn)足車(chē)輛碰撞試驗(yàn)的更嚴(yán)格的乘客損傷條件、能夠簡(jiǎn)化車(chē)輛組裝過(guò)程、并且能夠簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)(例如減少組件數(shù)量)以及降低制造成本。

圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的用于車(chē)輛的膝蓋保護(hù)結(jié)構(gòu)的立體圖。在各種實(shí)施方式的膝蓋保護(hù)結(jié)構(gòu)中，形成防震墊的下部部分的下部防震墊板20用作保護(hù)乘客膝蓋的結(jié)構(gòu)。

在駕駛座的前下側(cè)可以安裝有各種實(shí)施方式的膝蓋保護(hù)結(jié)構(gòu)，以保護(hù)駕駛員的膝蓋。膝蓋保護(hù)結(jié)構(gòu)可包括：支架10，該支架安裝至帶罩橫桿1， 該帶罩橫桿為車(chē)體結(jié)構(gòu)；以及下部防震墊板20，該下部防震墊板由支架10支撐。

此時(shí)，膝蓋保護(hù)結(jié)構(gòu)位于車(chē)輛內(nèi)的駕駛座的前下側(cè)，其所處的狀態(tài)為使得支架10的一端固定至帶罩橫桿1，并且下部防震墊板20固定至支架10的另一端。

在上文描述的各種實(shí)施方式的膝蓋保護(hù)結(jié)構(gòu)中，下部防震墊板20經(jīng)由支架10直接由帶罩橫桿1支撐，以控制膝蓋穿透入下部防震墊板，同時(shí)吸收車(chē)輛發(fā)生碰撞時(shí)施加于膝蓋的震動(dòng)。利用該構(gòu)造，可以不再需要現(xiàn)有技術(shù)的附加膝墊板。

圖3是示出了包括在根據(jù)本發(fā)明各種實(shí)施方式的車(chē)輛膝蓋保護(hù)結(jié)構(gòu)中的下部防震墊板的內(nèi)側(cè)構(gòu)造的立體圖。圖3示出了支架10與下部防震墊板20耦接狀態(tài)。

在圖3中，基于車(chē)輛的前后方向指定了前后方向，示出了下部防震墊板20的內(nèi)側(cè)，所示出的下部防震墊板20的后部空間為乘客(即，駕駛員)所處的空間(駕駛座)。如此，乘客(駕駛員)的膝蓋位于下部防震墊板20的后側(cè)。

如圖所示，不存在獨(dú)立的膝墊板，并且下部防震墊板20直接耦接至支架10，該支架安裝至帶罩橫桿1。

此外，支架10可包括：左上支架11和左下支架12，在下部防震墊板20的左側(cè)支撐該下部防震墊板；以及右上支架13和右下支架14，在下部防震墊板20的右側(cè)支撐該下部防震墊板。

此外，在車(chē)輛發(fā)生碰撞的情況下，當(dāng)乘客(駕駛員)的膝蓋撞擊下部防震墊板20時(shí)，下部防震墊板20防止乘客的膝蓋穿透至下部防震墊板20 的前部。為此，下部防震墊板20使用復(fù)合材料(即，插入材料)注塑成型。

復(fù)合材料可以是連續(xù)纖維復(fù)合材料，例如連續(xù)纖維熱塑性塑料(CFT)，其能夠增加下部防震墊板20的剛度。

圖4是示出了下部防震墊板的截面形狀和構(gòu)造的截面圖。當(dāng)在下部防震墊板20的截面中觀(guān)察時(shí)，下部防震墊板20的左側(cè)部分和右側(cè)部分21a對(duì)應(yīng)于NCAP FMVSS 208(實(shí)際是在北美)的正碰撞規(guī)定評(píng)估項(xiàng)目的第50百分位(50％)人體模型的膝蓋碰撞區(qū)域，并且中央部分21b對(duì)應(yīng)于第5百分位(5％)人體模型的膝蓋碰撞區(qū)域。

在下文中，基于圖4所示的試驗(yàn)人體模型的種類(lèi)(第50百分位(50％)人體模型和第5百分位(5％)人體模型)，下部防震墊板20的由膝蓋撞擊的部分基于車(chē)輛的左右方向而將被分成側(cè)部部分21a和中央部分21b。

即，第50百分位(50％)人體模型碰撞區(qū)域是在下部防震墊板20的左右方向上的兩個(gè)側(cè)部部分21a，并且第5百分位(5％)人體模型碰撞區(qū)域是下部防震墊板20的中央部分21b。

在各種實(shí)施方式的膝蓋保護(hù)結(jié)構(gòu)中，連續(xù)纖維復(fù)合材料23和24插入在形成膝蓋保護(hù)結(jié)構(gòu)外觀(guān)的下部防震墊板20內(nèi)，在該連續(xù)纖維復(fù)合材料中，連續(xù)纖維堆疊成多個(gè)層。連續(xù)纖維復(fù)合材料23和24增加了下部防震墊板20的剛度，從而賦予現(xiàn)有技術(shù)膝墊板的功能，即，抑制乘客膝蓋穿透的功能。

在各種實(shí)施方式中，如圖4所圖示，連續(xù)纖維復(fù)合材料23和24和包括連續(xù)纖維復(fù)合材料的板20的厚度T1、T2和T3以及在板的截面上堆疊的連續(xù)纖維復(fù)合材料23和24的方向分別根據(jù)其各自在下部防震墊板20的截面中的位置而進(jìn)行區(qū)分。

即，插入兩個(gè)側(cè)部部分21a(其為第50百分位(50％)人體模型碰撞區(qū)域)中的連續(xù)纖維復(fù)合材料24的厚度可小于插入中央部分21b(其為第5百分位(5％)人體模型碰撞區(qū)域)中的連續(xù)纖維復(fù)合材料23的厚度，這可減小施加于膝蓋的載荷并允許膝蓋的適當(dāng)穿透。

由于插入的連續(xù)纖維復(fù)合材料23和24在兩個(gè)側(cè)部部分21a的厚度被確定為小于在中央部分21b的厚度，因此對(duì)于下部防震墊板20的總厚度而言，兩個(gè)側(cè)部部分21a的厚度T2和T3小于中央部分21b的厚度T1。

這種厚度差用于根據(jù)各個(gè)膝蓋碰撞區(qū)域來(lái)優(yōu)化昂貴復(fù)合材料的使用和重量，這使得所消耗材料的成本降低。

此外，兩個(gè)側(cè)部部分21a和中央部分21b在連續(xù)纖維復(fù)合材料23和24的方向上不同。以下將更詳細(xì)地描述應(yīng)用于本發(fā)明的各種實(shí)施方式的連續(xù)纖維復(fù)合材料。

在本發(fā)明中，插入下部防震墊板20的連續(xù)纖維復(fù)合材料23和24是由連續(xù)纖維和熱塑性塑料組成的復(fù)合材料，并且其通過(guò)在熱塑性塑料內(nèi)將連續(xù)纖維(長(zhǎng)纖維)堆疊成多個(gè)層而制成。

此外，由于下部防震墊板20通過(guò)插入連續(xù)纖維復(fù)合材料23和24而注塑成型，所以增大了下部防震墊板20的剛度。

除了復(fù)合材料23和24，堆疊的具有連續(xù)性的纖維(即，連續(xù)纖維)可從例如玻璃纖維(GF)和碳纖維(CF)中選擇，而熱塑性塑料可從例如聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)和聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)中選擇。在連續(xù)纖維復(fù)合材料23和24分別插入如上所述的下部防震墊板20的任一側(cè)部部分21a和中央部分21b的情況下，可根據(jù)針對(duì)下部防震墊板20的分成側(cè)部部分21a和中央部分21b的相應(yīng)區(qū)域的設(shè)計(jì)剛度而適當(dāng)?shù)厥褂眠B續(xù)纖維復(fù)合材料23和24。

此時(shí)，可通過(guò)使用聚合物材料(例如礦物填充的聚丙烯(PPF)材料)經(jīng)由注射成型而制成下部防震墊板20。此時(shí)，連續(xù)纖維復(fù)合材料23和24(其中，連續(xù)纖維堆疊成多個(gè)層)可一體地插入下部防震墊板20中。

圖5是示出了連續(xù)纖維復(fù)合材料插入下部防震墊板20的中央部分21b中的狀態(tài)的視圖。插入中央部分21b的連續(xù)纖維復(fù)合材料23可以是多向CFT材料，其中，連續(xù)纖維22編織或布置成彼此正交。

圖6是示意性地示出了插入根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的下部防震墊板中的連續(xù)纖維復(fù)合材料的外形的視圖。連續(xù)纖維復(fù)合材料被制造成具有連續(xù)性(例如，GF或CF)的在熱塑性塑料(例如，PP、PA或PET)內(nèi)堆疊成多個(gè)層的纖維。

此時(shí)，編織型多向CFT材料被制造成這樣一種構(gòu)造，其中，連續(xù)纖維像網(wǎng)一樣交織成織物，并且合成的編織連續(xù)纖維在熱塑性塑料內(nèi)堆疊成多個(gè)層。

此外，正交型多向CFT材料(如圖5所圖示)的構(gòu)造為，布置在給定方向上的連續(xù)纖維22上下堆疊，這樣使得連續(xù)纖維22的層在熱塑性塑料內(nèi)彼此正交。

由于多向CFT材料23插入下部防震墊板20的中央部分21b中以增加其剛度，所以當(dāng)?shù)?0百分位(50％)人體模型的膝蓋區(qū)域與兩個(gè)側(cè)部部分21a碰撞時(shí)，中央部分21b基于膝蓋的穿透而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力矩。扭轉(zhuǎn)力矩要求增加中央部分21b的剛度。

因此，當(dāng)編織型或正交型連續(xù)纖維疊層形式的多向CFT材料23插入在中央部分21b中時(shí)，中央部分21b的扭轉(zhuǎn)力矩最大化。

此外，由于通過(guò)將多向CFT材料23應(yīng)用于中央部分21b增加了下部防震墊板20的中央部分21b的剛度，所以可以減少第5百分位(5％)人體模型的膝蓋穿透。

如上所述，由于多向CFT材料23(其中，連續(xù)纖維編織或布置成彼此正交)應(yīng)用于下部防震墊板20的中央部分21b，所以相對(duì)于第50百分位(50％)人體模型的膝蓋穿透而言，可增加中央部分的扭轉(zhuǎn)剛度。具體地，可控制北美FMVSS 208碰撞規(guī)定中第50百分位(50％)人體模型的膝蓋穿透，可控制因轉(zhuǎn)矩導(dǎo)致的撞擊位置分布，并且可防止板因施加于第5百分位(5％)人體模型的膝蓋的震動(dòng)而破損。

盡管圖5示出了多向CFT材料23(其中，水平縱長(zhǎng)連續(xù)纖維和豎直縱長(zhǎng)連續(xù)纖維布置成彼此正交)安裝至下部防震墊板20的中央部分21b的各種實(shí)施方式，但可安裝這樣的多向CFT材料，其中，在傾斜方向而非水平方向或豎直方向上縱長(zhǎng)布置的連續(xù)纖維被編織或布置成彼此正交。

此時(shí)，下部防震墊板20的中央部分21b中的傾斜地布置的連續(xù)纖維的角度可具有暫定值，并且例如可使用連續(xù)纖維以45度的傾斜角傾斜地縱長(zhǎng)布置的多向CFT材料。

同時(shí)，圖7A和圖7B是示出了連續(xù)纖維復(fù)合材料插入根據(jù)本發(fā)明的下部防震墊板的兩個(gè)側(cè)部部分21a中的狀態(tài)的視圖。插入兩個(gè)側(cè)部部分21a中的連續(xù)纖維復(fù)合材料24可以是連續(xù)纖維22布置在給定方向上的單向CFT材料24。

此時(shí)，如圖7A示例性地示出的，可插入布置在下部防震墊板20的橫向方向(即，水平方向)上的連續(xù)纖維22堆疊成多個(gè)層的CFT材料24?？商鎿Q地，如圖7B示例性地示出的，可插入布置在下部防震墊板20的縱長(zhǎng)方向(即，豎直方向)上的連續(xù)纖維22堆疊成多個(gè)層的CFT材料24。

盡管可使用連續(xù)纖維布置在橫向方向(即，水平方向)上或縱長(zhǎng)方向(即，豎直方向)上的單向CFT材料24，但也可使用連續(xù)纖維相對(duì)于豎直軸線(xiàn)以預(yù)定傾斜角傾斜地布置的單向CFT材料。

此外，當(dāng)單向CFT材料24應(yīng)用于下部防震墊板20的兩個(gè)側(cè)部部分時(shí)，可應(yīng)用總厚度以預(yù)定比率(例如，上層厚度與下層厚度之比為1:1)劃分的CFT材料，這樣使得下層連續(xù)纖維水平地布置，而上層連續(xù)纖維豎直地布置。

此時(shí)，由于每層連續(xù)纖維均布置在給定方向上，并且上部連續(xù)纖維與下層連續(xù)纖維的方向彼此不同，因此可以說(shuō)，應(yīng)用于側(cè)部部分的CFT材料通常具有多向特征。

此外，當(dāng)應(yīng)用單向CFT材料24時(shí)，每一層連續(xù)纖維可以預(yù)定傾斜角傾斜地布置，而不是在上層和下層分別應(yīng)用豎直連續(xù)纖維和水平連續(xù)纖維。

此時(shí)，可應(yīng)用上層連續(xù)纖維和下層連續(xù)纖維以不同傾斜角布置的CFT材料，這兩層連續(xù)纖維基于豎直軸線(xiàn)以例如+45度和-45度的角度縱長(zhǎng)地布置在相反的傾斜方向上。

此外，應(yīng)用于下部防震墊板20的側(cè)部部分的復(fù)合材料可分成上層和下層，這樣使得連續(xù)纖維布置在給定方向上的單向CFT復(fù)合材料可應(yīng)用于上層和下層中的一個(gè)，而連續(xù)纖維布置在多個(gè)方向上的多向CFT材料可應(yīng)用于上層和下層中的另一個(gè)。

這里，上文描述的應(yīng)用于下部防震墊板20的具體組成部分(即，中央部分和任一側(cè)部部分)的CFT材料可用作單向CFT材料和多向CFT材料，其應(yīng)用于下部防震墊板20的任一側(cè)部部分中的相應(yīng)層。

在下部防震墊板20的兩個(gè)側(cè)部部分21a(其為第50百分位(50％)人體模型的碰撞區(qū)域)的厚度相對(duì)較小并且設(shè)置有單向CFT材料24的情況下，下部防震墊板20的兩個(gè)側(cè)部部分21a可減少施加于乘客(駕駛員)膝蓋的載荷。

具體地，由于插入的CFT材料24的熱塑性塑料(其中，插入有連續(xù)纖維22)用作在連續(xù)纖維的縱長(zhǎng)方向上延伸的撕開(kāi)線(xiàn)，所以在發(fā)生碰撞的情況下，與第50百分位(50％)人體模型的膝蓋部分碰撞的兩個(gè)側(cè)部部分21a在給定方向上塌陷，從而減小了施加于膝蓋的載荷。

如上文所述，通過(guò)將單向CFT材料24(其中，連續(xù)纖維22布置在給定的水平或豎直方向上)應(yīng)用于下部防震墊板20的兩個(gè)側(cè)部部分21a，如果在發(fā)生碰撞的情況下施加給定大小或更大的載荷，則CFT材料會(huì)被切斷或斷開(kāi)，從而吸收震動(dòng)能量。如此，可以滿(mǎn)足NCAP的第50百分位(50％)人體模型碰撞評(píng)估規(guī)定，并通過(guò)減小施加于膝蓋的載荷而使對(duì)乘客膝蓋的損傷最小化。

如從上文描述顯而易見(jiàn)的是，在根據(jù)本發(fā)明的用于車(chē)輛的膝蓋保護(hù)結(jié)構(gòu)中，下部防震墊板通過(guò)插入連續(xù)纖維復(fù)合材料而注塑成型，這可增加下部防震墊板的剛度。此外，由于根據(jù)乘客膝蓋撞擊的各個(gè)部分的特征來(lái)區(qū)分連續(xù)纖維復(fù)合材料的種類(lèi)和厚度，所以可以增加扭轉(zhuǎn)剛度來(lái)抑制膝蓋的穿透，并使施加于膝蓋的載荷最小化。

根據(jù)本發(fā)明的用于車(chē)輛的膝蓋保護(hù)結(jié)構(gòu)能夠滿(mǎn)足車(chē)輛碰撞試驗(yàn)的更嚴(yán)格的乘客損傷條件，并能夠有效地保護(hù)乘客的膝蓋。

此外，根據(jù)本發(fā)明的用于車(chē)輛的膝蓋保護(hù)結(jié)構(gòu)可通過(guò)例如省略膝墊板而減少組件數(shù)量、可簡(jiǎn)化構(gòu)造和車(chē)輛組裝過(guò)程、并且降低制造成本。

為了便于在所附權(quán)利要求中解釋和精確定義，術(shù)語(yǔ)“上”或“下”、“內(nèi)”或“外”等是用于參考附圖中所示的示例性實(shí)施方式的特征的位置來(lái)對(duì)這些特征進(jìn)行描述。

上文對(duì)本發(fā)明的具體示例性實(shí)施方式進(jìn)行的描述是為了說(shuō)明和描述的目的。前文的描述并非旨在是詳盡的，或者將本發(fā)明限制為所公開(kāi)的精確形式，顯然，根據(jù)上述教導(dǎo)可能進(jìn)行很多修改和變化。選擇示例性實(shí)施方式并進(jìn)行描述是為了解釋本發(fā)明的某些原理及其實(shí)際應(yīng)用，從而使得本領(lǐng)域的其它技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本發(fā)明的各種示例性實(shí)施方式及其各種替代形式和修改形式。本發(fā)明的范圍旨在由所附權(quán)利要求書(shū)及其等同形式所限定。