保险杠结构制造技术

本发明专利技术涉及一种能够抑制整体重量、同时能够确保纵向弯曲强度的保险杠结构。本发明专利技术的保险杠结构，具有由钢材构成的前面板(2)、后面板(3)、上腹板(4)及下腹板(5)所组成的箱状外形形状。在上腹板(4)及下腹板(5)之间，配置由钢材以外的材料构成的中间腹板(6)。在此，以钢材的杨氏模量为E1、密度为ρ1，以构成中间腹板(6)的材料的杨氏模量为E2、密度为ρ2时，满足E1/ρ13＜E2/ρ23。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种具有内含中空空间的箱形状的保险杠结构。
技术介绍
目前，安装在汽车车体等上的保险杠，是承受由外力产生的弯曲负载作用的弯曲构件的一例，由薄壁材料构成。这种保险杠采用例如980MPa级的钢板进行成型从而形成。保险杠的主要作用是碰撞时发生变形、以吸收能量，同时将冲击负载向左右侧梁传递、使侧梁变形，从而吸收碰撞时的能量。即，通过使侧梁变形、吸收碰撞时的能量，从而， 能够按照设计要求抑制汽车车室的变形，保护乘员免受冲击。专利文献1中揭示了一种用于汽车的加强保险杠，以构成中空矩形截面的腹板的弯曲中立轴为界，压缩面板侧部分的壁厚比拉伸面板侧部分的壁厚形成得厚。专利文献2 中揭示了一种用于汽车的保险杠装置，其是使加强保险杠的3根加强筋中、中间加强筋的板厚比其他加强筋厚，从而，防止3根加强筋纵向弯曲时能量吸收能力下降。专利文献3中揭示了一种保险杠，其是将1块母板折叠，从而形成一体的截面“日”字型的保险杠。另外，专利文献4中揭示了一种弯曲强度构件，其是在与作用弯曲负载的面板侧相反侧的面板面设置FRP(Fiber Reinforced Plastics)材料，同时使压缩侧面板的宽度与厚度的比为12以下，从而，提高能量吸收量。专利文献5中揭示了一种车辆的复合结构构件，其是具有沿着钢管内壁的外侧形状，同时在内部插入形成有加强筋的加强管，从而，能够确保强度。另外，专利文献6中揭示了一种填充结构体，其是为了确保耐蚀性，而将富于能量吸收性能的填充材料插入中空构件内部，同时固定在中空构件上。专利文献7中揭示了一种车体结构构件，其是为了使弯曲负载分散给其他构件从而提高能量吸收效率，而由强度不同的多个构件构成车体结构构件以使发生扭转力矩。专利文献8中揭示了一种保险杠结构，其是为了提高由于纵向弯曲变形产生的冲击能量的吸收能力，而在保险杠加强板的中空部内配置压溃防止体。专利文献1 日本国特开平11-59296号公报专利文献2 日本国特开2004-148915号公报专利文献3 日本国特开平11-170934号公报专利文献4 日本国特开2003-U9611号公报专利文献5 日本国特开2003-312404号公报专利文献6 日本国特开2005-88651号公报专利文献7 日本国特开2006-248336号公报专利文献8 日本国特开2000_5观97号公报在保险杠结构中，存在的问题是若发生腹板(前后延伸的壁部)的压缩纵向弯曲， 则不能充分发挥截面性能，弯曲强度降低。腹板相对于纵向弯曲的强度与构成腹板的材料的杨氏模量和腹板的板厚的3次方成比例。从而，也存在为了抑制纵向弯曲，与使用强度高3的材料相比，增加板厚更加有效的情况。可是，像专利文献1和专利文献2等那样只是单纯地增加板厚，重量有可能过大。 特别是，钢制的保险杠大多经过轧制成形而形成，这种情况下，保险杠整体具有相同的板厚。从而，若为了抑制腹板的纵向弯曲而增大板厚，则由于整体重量与其增大量成比例地增加，因而，相对于纵向弯曲的与重量对应的耐久性能不会提高那么多。另外，如专利文献5 8，在保险杠内部安装比较复杂的结构附加物，制造上的难度很大。另外，当安装大的附加物时，重量的增加成为问题。在专利文献4那样的FRP中， 完全不能期待防止由于压缩造成的纵向弯曲。还有，当采用这些附加物时，还存在成本提高过大的问题。另一方面，如专利文献3，也提出了一种采用了有效利用轧制成形形成的闭合截面结构的技术。若采用这种闭合截面，则理论上能够提高弯曲强度(全塑性力矩)。可是，相对于腹板的纵向弯曲来说还需要其他有效的强度提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够抑制整体重量、同时能够确保弯曲强度的保险杠结构。本专利技术涉及一种具有内含中空空间的箱形状的保险杠结构。而且，本专利技术中，形成所述保险杠的前表面及背表面的金属制的前面板及后面板与形成所述保险杠的上表面及下表面的金属制的上腹板及下腹板，相互连结而形成所述箱形状，在所述上腹板与下腹板之间，金属制的中间腹板与所述前面板及后面板连结而将所述中空空间上下分割，在所述前面板、后面板、上腹板、下腹板及中间腹板中，所述上腹板、下腹板及中间腹板的至少1个由第二材料构成，其余部分由第一材料构成，以所述第一材料的杨氏模量为&、密度为P 所述第二材料的杨氏模量为E2、密度为P 2时，满ME1/P / < E2/Ρ 23。根据本专利技术的保险杠结构，3个腹板的至少1个由满足E1/ Pl3< E2/ P 23的第二材料构成。这种材料与第一材料相比，是容易确保相对于纵向弯曲的与重量对应的强度的材料。从而，实现了能够抑制保险杠整体重量、同时能够确保腹板纵向弯曲强度的保险杠结构。另外，本专利技术中，优选是所述中间腹板由所述第二材料构成。从而，位于上下方向中间的腹板由第二材料构成，从而，能够确保整体强度的均衡。另外，本专利技术中，优选是所述上腹板、下腹板及中间腹板全部由所述第二材料构成。这样一来，能够确保相对于纵向弯曲的与重量对应的强度，能够使整体重量轻量化。另外，本专利技术中，优选是所述中间腹板由所述第二材料构成，在由所述前面板及所述上腹板形成的角部的表面和由所述前面板及所述下腹板形成的角部的表面，分别固定有沿着所述角部弯曲成钩形的金属制的加强板。这样一来，能够确保相对于弯曲的强度。另外，本专利技术中，优选是在所述前面板、后面板、上腹板、下腹板及中间腹板中，由所述第二材料构成的腹板的厚度为t2，并且由所述第一材料构成的部分的厚度为、时，满足(P1ZP2) · t10这样一来，与整体由第一材料构成的情况相比，能够保持腹板的纵向弯曲强度且实现轻量化。另外，本专利技术中，优选是在所述前面板、后面板、上腹板、下腹板及中间腹板中，由所述第二材料构成的腹板的厚度为t2，由所述第一材料构成的部分的厚度为、，所述第一材料的屈服应力为Oy1，所述第二材料的屈服应力为Oy2时，满足(t2· Oy2)/ U1- Oy1)彡0.5。这样一来，能够进一步确保相对于弯曲的强度。附图说明图1是表示本专利技术一实施方式的保险杠的模式性立体图。图2是第一实施例的图1的A-A线截面图。图3是第二实施例的图1的A-A线截面图。图4是第三实施例的图1的A-A线截面图。 图5是第四实施例的图1的A-A线截面图。图6 (a)是第一比较例的保险杠的纵截面图，(b)是第二比较例的保险杠的纵截面图。图7是在保险杠强度解析中采用的三点弯曲试验的说明图。图8是图示第一及第二实施例、第一及第二比较例解析结果的曲线图。图9是图示第三及第四实施例、第一及第二比较例解析结果的曲线图。图10是关于各实施例图示相对于A值的极限力矩的图。具体实施例方式以下，关于用以实施本专利技术的方式参照附图进行说明。图1是表示本专利技术一实施方式的保险杠1的模式性立体图。本实施方式，作为保险杠1的具体例包含第一 第四实施例，图1表示它们共有的构成。图2 图5以图1所示保险杠1的A-A截面模式图形式分别表示第一 第四实施例。该A-A截面相当于由与保险杠1的长度方向垂直的面形成的截面。以下，以图1中箭头X所示的方向作为车辆的宽度方向、箭头Y所示的方向作为车辆的前后方向(Yl 前方、Y2 后方)、箭头Z所示的方向作为车辆的上下方向(Zl 上方、Z2:下方)进行说明。(保险杠1的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：杵渊雅男，中川知和，山口拓则，橘美枝，渡边宪一，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：