專利名稱：車輛用保險杠加強件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如適于用作為大型車輛的前部防鉆底保護裝置(front underran protector)等的車輛用保險杠加強件及其相關(guān)技術(shù)。
背景技術(shù)：
設置在汽車的前端和后端的車輛用保險杠要求預定的強度。例如在下述專利文獻1、2中所示的車輛用保險杠具備由擠壓件等構(gòu)成的主結(jié)構(gòu) 構(gòu)件，通過將加強件安裝在該主結(jié)構(gòu)構(gòu)件，提高所要求部分的強度。專利文獻1 日本特開2001-322517號(權(quán)利要求書、圖1 6)專利文獻2 日本特開2003-127808號(權(quán)利要求書、圖1 3)

發(fā)明內(nèi)容
但是，上述專利文獻1、2中所示的以往的車輛用保險杠由主結(jié)構(gòu)構(gòu)件和加強件 等的多個部件構(gòu)成，因此產(chǎn)生招致部件數(shù)量的增多這樣的問題。另一方面，在由一個部件例如擠壓件的單獨制品構(gòu)成車輛用保險杠的情況下， 若將保險杠的整個區(qū)域形成為薄壁且小直徑，則不能確保預定的強度，與此相反，若將 保險杠的整個區(qū)域形成為厚壁且大直徑，則雖然可以確保強度，但有招致高重量化這樣 的問題。本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式為鑒于相關(guān)技術(shù)中的上述和/或其他的問題點而做成 的。本發(fā)明的優(yōu)選實施方式可以顯著改善現(xiàn)存的方法和/或裝置。該發(fā)明是鑒于上述的課題而做成的，其目的在于提供可以確保充分的強度且可 以實現(xiàn)削減部件數(shù)量和輕量化(輕質(zhì)化、輕型化)的車輛用保險杠加強件及其相關(guān)技術(shù)。本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點可由以下的優(yōu)選的實施方式明確。為了達成上述目的，本發(fā)明以以下的構(gòu)成為要旨。[1] 一種車輛用保險杠加強件，為在長度方向的一部分設置有被固定在車輛結(jié)構(gòu) 構(gòu)件的固定部的車輛用保險杠加強件，其特征在于，由通過塑性加工使中空擠壓制品變形了的一體成形件構(gòu)成；在將包括固定部的周邊設為增強部時，在由增強部以外的部分構(gòu)成的非增強部 的至少一部分設置有截面二次矩和截面積比增強部小的輕量化部。[2]根據(jù)前項1所述的車輛用保險杠加強件，其中，作為塑性加工，使用對中 空擠壓制品在長度方向施加拉伸力或壓縮力，使其截面形狀變形的無模具加工。[3]根據(jù)前項1或2所述的車輛用保險杠加強件，其中，輕量化部壁厚形成為比 增強部薄。[4]根據(jù)前項1 3中任一項所述的車輛用保險杠加強件，其中，輕量化部外徑 尺寸形成為比增強部小。[5]根據(jù)前項1 4中任一項所述的車輛用保險杠加強件，其中，輕量化部設置在長度方向的中間部，增強部設置在該輕量化部的兩側(cè)。[6]根據(jù)前項5所述的車輛用保險杠加強件，其中，設置在中間部的輕量化部具 有配置在其長度方向兩側(cè)且分別與兩側(cè)的增強部連接的形狀過渡部、和設置在兩形狀 過渡部之間的主輕量化部；形狀過渡部形成為隨著從增強部接近(趨向)主輕量化部，截面形狀平滑地變 化。[7]根據(jù)前項1 6中任一項所述的車輛用保險杠加強件，其中，輕量化部設置 在長度方向的兩側(cè)端部。[8]—種大型車輛用前部防鉆底保護裝置，其特征在于，由前項1 7中任一項 所述的車輛用保險杠加強件構(gòu)成。[9] 一種車輛用保險杠主體，其特征在于，由前項1 7中任一項所述的車輛用 保險杠加強件構(gòu)成。[10] 一種車輛用保險杠加強件的制造方法，為制造在長度方向的一部分設置有 被固定在車輛結(jié)構(gòu)構(gòu)件的固定部的車輛用保險杠加強件的制造方法；其特征在于，在將包括固定部的周邊設為增強部時，在由增強部以外的部分構(gòu)成的非增強部 的至少一部分設置截面二次矩和截面積比增強部小的輕量化部，并且，由通過塑性加工 使中空擠壓制品變形來制造由一體成形件構(gòu)成的車輛用保險杠加強件。[11] 一種大型車輛用前部防鉆底保護裝置的制造方法，其特征在于，將由前項 10所述的制造方法制造出的車輛用保險杠加強件加工成大型車輛用前部防鉆底保護裝 置。根據(jù)發(fā)明[1]的車輛用保險杠加強件，可以增大要求強度的增強部的截面二次 矩，可以確保充分的強度。此外，由于形成有截面積比增強部小的輕量化部，因此可以 實現(xiàn)輕量化。另外，由一體成形件構(gòu)成，因此可以削減部件數(shù)量。根據(jù)發(fā)明[2] [5]的車輛用保險杠加強件，可以更加可靠地得到上述的效果。根據(jù)發(fā)明[6]的車輛用保險杠加強件，可以進一步提高強度。根據(jù)發(fā)明[7]的車輛用保險杠加強件，可以進一步實現(xiàn)輕量化。根據(jù)發(fā)明[8]的大型車輛用前部防鉆底保護裝置，可得到與上述相同的效果。根據(jù)發(fā)明[9]的車輛用保險杠主體，可得到與上述相同的效果。根據(jù)發(fā)明[10]的車輛用保險杠加強件的制造方法，可以制造起到與上述同樣的 效果的車輛用保險杠加強件。根據(jù)發(fā)明[11]的大型車輛用前部防鉆底保護裝置的制造方法，可以制造起到與 上述同樣的效果的大型車輛用前部防鉆底保護裝置。


圖1是表示作為該發(fā)明的第1實施方式的大型卡車的前部防鉆底保護裝置的車輛 用保險杠加強件周邊的立體圖。圖2是表示第1實施方式的保險杠加強件周邊的側(cè)面剖視圖。圖3是表示第1實施方式的保險杠加強件周邊的俯視圖。圖4是第1實施方式的保險杠加強件的增強部的側(cè)面剖視圖。
圖5是第1實施方式的保險杠加強件的側(cè)部的側(cè)面剖視圖。圖6是第1實施方式的保險杠加強件的主輕量化部的側(cè)面剖視圖。圖7是用于說明第1實施方式的保險杠加強件的制作方法的流程圖。圖8是以制作中的狀態(tài)表示第1實施方式的保險杠加強件的立體圖。圖9是表示作為該發(fā)明的第1變形例的保險杠加強件的俯視圖。圖10是表示作為該發(fā)明的第2實施方式的保險杠加強件的俯視圖。圖11是表示作為該發(fā)明的第2變形例的保險杠加強件的側(cè)面剖視圖。圖12是表示脫離該發(fā)明的要旨的參考例1的保險杠加強件的俯視圖。圖13是表示脫離該發(fā)明的要旨的參考例2的保險杠加強件的俯視圖。
具體實施例方式<第1實施方式>圖1是用于作為該發(fā)明的第1實施方式的大型卡車的前部防鉆底保護裝置的車輛 用保險杠加強件周邊的立體圖。圖2是側(cè)面剖視圖。圖3是俯視圖。如這些圖所示，在本實施方式的大型卡車中，相互平行配置并且構(gòu)成車輛結(jié)構(gòu) 構(gòu)件的左右一對的車架(mainframe)等的縱梁51、51配置成沿車輛前后方向延伸。在該一對的縱梁51、51的前端部之間以橋接設置的方式固定橫梁52，在一對縱 梁51、51的前端下面，以向下方突出的方式設置有左右一對的支撐件53、53。而且，在該支撐件53、53的下端前面設置有長的保險杠加強件P1作為前部防鉆 底保護裝置(FUP)。另外，在圖3中，附圖標記55表示卡車的前輪。保險杠加強件P1由鋁或其合金形成，由中空方管(方型)形狀的一體成形件構(gòu) 成，配置成長度方向與車輛寬度方向?qū)?。該保險杠加強件P1，如后面詳述那樣，分別固定在一對的支撐件53、53的部分 分別構(gòu)成為固定部11、11，在本實施方式中，在保險杠加強件P1的中間部的兩側(cè)設置有 固定部11、11。此外，保險杠加強件P1的包括固定部11、11的周邊構(gòu)成為后面詳述的增強部 1、1。另外，本實施方式中的固定部11、11為由與支撐件53、53等的車輛結(jié)構(gòu)構(gòu)件接 合的區(qū)域(部分、區(qū)分)構(gòu)成，固定部11的長度范圍L11相當于支撐件53的寬度W53。本實施方式的保險杠加強件P1的配置在兩增強部1、1之間的區(qū)域(不包括增強 部的區(qū)域)構(gòu)成為中間部2，并且，配置在兩增強部1、1的兩外側(cè)的區(qū)域(不包括增強部 的區(qū)域)構(gòu)成為兩側(cè)部3、3。在本實施方式中，由保險杠加強件P1的增強部1、1以外的區(qū)域即中間部2和兩 側(cè)部3、3構(gòu)成非增強部。在此，對本實施方式的增強部1的構(gòu)成進行詳細說明。增強部1由包括固定部 11的周邊構(gòu)成，在本實施方式中，增強部1的長度尺寸L1被設定為200 800mm。而 且該長度尺寸L1被設定為固定部11的長度尺寸L11的1.5 8倍。另外，在本實施方式中，在將增強部1的除了固定部11的兩側(cè)的區(qū)域中的中間頁
部2側(cè)設為增強部內(nèi)側(cè)端部12，且側(cè)部3側(cè)設為增強部外側(cè)端部13時，增強部內(nèi)側(cè)端部 12的長度尺寸L12被設定為50 350mm。而且，該長度尺寸L12被設定為固定部11 的長度尺寸的0.5 3.5倍。另外，增強部外側(cè)端部13的長度尺寸L13被設定為50 350mm。而且，該長度尺寸L13被設定為固定部11的長度尺寸L11的0.5 3.5倍，并 且被設定為側(cè)部3的長度尺寸的0.1 0.8倍。在本發(fā)明中，在增強部內(nèi)側(cè)端部12的長度尺寸L12過短的情況下，如后述那 樣，有可能不能得到對抗施加在中間部2的碰撞時的負載F2的充分的耐沖擊性。此外， 在增強部外側(cè)端部13的長度尺寸L13過短的情況下，有可能不能得到對抗施加在兩側(cè)部 3的碰撞時的負載F3的充分的耐沖擊性。另外，在增強部內(nèi)側(cè)端部12和外側(cè)端部13的 長度尺寸L12、L13過長的情況下，有可能招致重量(質(zhì)量)的增大。另外，在本發(fā)明中，增強部內(nèi)側(cè)端部12和外側(cè)端部13的長度尺寸L12、L13也 可相互不同，換句話來說，沒有必要一定使固定部11的車寬度方向中間位置和增強部1 的車寬度方向中間位置一致。在本實施方式中，保險杠加強件P1的中間部2構(gòu)成為中間的輕量化部。此外， 作為該中間部2的輕量化部具有分別與兩側(cè)的增強部1、1連接的形狀過渡部22、22和設 置在兩形狀過渡部22、22之間的主輕量化部21。主輕量化部21在長度方向的整個區(qū)域形成為相同的截面形狀，并且形狀過渡部 22如后述那樣形成為截面形狀沿長度方向變化。在本實施方式中，保險杠加強件P1中，由輕量化部即主輕量化部21和形狀過渡 部22以外的區(qū)域構(gòu)成非輕量化部。在本發(fā)明中，增強部1、1由非輕量化部構(gòu)成，但非輕量化部并非一定構(gòu)成增強 部。例如，兩側(cè)部3、3為非輕量化部，但并不構(gòu)成增強部。在本實施方式中，如圖4、5所示，構(gòu)成非輕量化部的增強部1和兩側(cè)部3都具 有相同的截面形狀，形成為上下方向的長度(高度)比前后方向的長度長的縱長矩形狀 (長方形狀)的截面。此外，作為非輕量化部的增強部1和兩側(cè)部3在長度方向的任何位 置都形成為相同的截面形狀。另外，如圖6所示，主輕量化部21也與上述同樣，形成為上下方向的長度(高 度)比前后方向的長度長的縱長矩形狀(長方形狀)的截面，其截面形狀形成為比上述非 輕量化部1、3的截面形狀小且與上述非輕量化部1、3的截面形狀大致相似的形狀，并 且，主輕量化部21周壁的壁厚也形成為比非輕量化部1、3的薄。因此，主輕量化部21， 截面二次矩(斷面轉(zhuǎn)動慣量，慣性矩)和截面積形成為比非輕量化部1、3小。此外，主 輕量化部21在長度方向的任何位置都形成為相同的截面形狀。另一方面，設置在中間部2的兩側(cè)的形狀過渡部22、22形成為呈與增強部1、1 和主輕量化部21大致相似形狀的縱長矩形(長方形狀)的截面。此外，形狀過渡部22、 22，通過截面形狀以隨著從增強部1、1接近主輕量化部21外徑尺寸和壁厚逐漸變小的方 式平滑連續(xù)變化，使截面二次矩和截面積平滑連續(xù)變化。通過將以上的構(gòu)成的保險杠加強件P1的兩固定部11、11的后壁通過螺栓54緊 固固定在大型卡車的一對支撐件53、53的下端部，將保險杠加強件P1以沿車寬度方向配 置的狀態(tài)組裝在大型卡車的前端下部。
另外，在保險杠加強件P1的兩固定部11、11的前壁形成有用于對螺栓54進行 插入操作或者對螺栓54進行緊固操作的作業(yè)孔15、15。本實施方式的保險杠加強件P1對方管形狀工件W施加作為塑性加工的無模具 (夕、> 7 )加工來制作。用于進行無模具加工的工件W為通過擠壓加工得到的工件。即，如圖7所示， 通過由眾所周知的擠壓機連續(xù)擠壓鋁或其合金制的擠壓原材料，得到中空擠壓件(步驟 S1)。接著，粗切該擠壓件，調(diào)整為適當?shù)拈L度，由此得到作為工件W的中空擠壓制 品(步驟S2)。該工件W具有呈與想要制作的保險杠加強件P1的截面大致相似形狀的 縱長矩形狀的截面。如圖8所示，用于對工件W進行無模具加工的無模具加工裝置，為一邊沿長度 方向(軸線方向)搬運工件W—邊進行加工的裝置，設置有如下的拉伸裝置(圖示省 略)在將工件W的搬運方向(朝向圖8的右上方)設為前方側(cè)(下游側(cè))時，以固定了 其后端(上游側(cè)端部)的狀態(tài)一邊把持前端一邊向前方拉伸(牽引)工件W。另外，在 該無模具加工裝置中，用于加熱工件W的加熱線圈61和用于冷卻工件W的冷卻線圈62 構(gòu)成為可同步沿工件W的搬運方向移動。而且，在本實施方式中，一邊由加熱線圈61對工件W進行加熱，一邊使該加熱 線圈61向后方(上游側(cè))移動，并且由拉伸裝置向前方(下游側(cè))拉伸工件W。如此， 在工件W的加熱部作用拉伸力，由該拉伸力使工件W的加熱部產(chǎn)生縮徑且壁厚變薄的變 形。此外，通過由與加熱線圈61 —體移動的冷卻線圈62冷卻來固結(jié)(凍結(jié))使形狀變 形了的部分穩(wěn)定化(圖7的步驟S3)。具體來說，在工件W中，在與保險杠加強件P1的下游側(cè)的一側(cè)部3和增強部1 等的非輕量化部對應的部分，幾乎不由拉伸裝置拉伸工件W，以等速向后方移動加熱線 圈61和冷卻線圈62。S卩，一邊將線圈61、62的移動速度V2保持恒定，一邊將工件W 的拉伸速度VI設置為大致“0”。由此，對工件W的加熱部幾乎不會施加拉伸力(變 形力)，維持大致原形狀態(tài)的截面形狀。另外，在本發(fā)明中，在加工與下游側(cè)的一側(cè)部3和增強部1等的非輕量化部對應 的部分的情況下，也可通過由拉伸裝置稍微拉伸或壓縮工件W，稍微作用拉伸力或壓 縮力，拉伸該部分使其產(chǎn)生縮徑且壁厚變薄的變形，或壓縮該部分使其產(chǎn)生擴徑且壁厚 變厚的變形。接著，在工件W中，在與保險杠加強件P1的下游側(cè)的形狀過渡部22對應的部 分，在將線圈61、62的移動速度V2保持恒定的狀態(tài)下，一邊由拉伸裝置向前方拉伸工件 W, 一邊使其拉伸速度VI逐漸加速。如此，使對工件W的加熱部的拉伸力逐漸增加， 以使該部分的拉伸量逐漸增加的方式使得產(chǎn)生縮徑、壁厚變薄的變形。由此，與下游側(cè) 的形狀過渡部22對應的部分，以從下游側(cè)到上游側(cè)外徑尺寸和壁厚逐漸變小的方式形成 為錐形狀。另外，在本實施方式中，在由拉伸裝置產(chǎn)生的拉伸速度VI中，成形下游側(cè)的形 狀過渡部22時的初始速度為與成形與下游側(cè)的一側(cè)部3和增強部1對應的部分時的速度相等。
接著，在工件W中，在與保險杠加強件P1的中間部2的主輕量化部21對應的 部分，在將線圈61、62的移動速度V2保持恒定的狀態(tài)下，將由拉伸裝置產(chǎn)生的拉伸速度 VI設為高速且以等速進行拉伸。如此，在工件W的加熱部作用強的拉伸力，拉伸該部 分使其產(chǎn)生縮徑且壁厚變薄的變形。由此與主輕量化部21對應的部分形成為在長度方向 的整個區(qū)域的外徑尺寸和壁厚相等的細長的方管形狀。因此，該主輕量化部21相對于增 強部1和側(cè)部3，外徑尺寸和壁厚變小，截面二次矩和截面積變小。另外，在本實施方式中，在由拉伸裝置產(chǎn)生的拉伸速度VI中，成形主輕量化部 21時的速度為與成形下游側(cè)的形狀過渡部22時的最終速度相等。接著，在工件W中，在與保險杠加強件P1的上游側(cè)的形狀過渡部22對應的部 分，在將線圈61、62的移動速度V2保持恒定的狀態(tài)下，使由拉伸裝置產(chǎn)生的拉伸速度 VI逐漸減小。如此，使對工件W的加熱部的拉伸力逐漸減小，以使該部分的拉伸量逐 漸減小的方式使得產(chǎn)生縮徑且壁厚變薄的變形。由此，與上游側(cè)的形狀過渡部22對應的 部分，以從下游側(cè)到上游側(cè)外徑尺寸和壁厚逐漸變大的方式形成為錐形狀。另外，在本實施方式中，在由拉伸裝置產(chǎn)生的拉伸速度VI中，成形上游側(cè)的形 狀過渡部22時的初始速度與成形主輕量化部21時的速度相等。接著，在工件W中，在與保險杠加強件P1的上游側(cè)的增強部1和側(cè)部2對應的 部分，在將線圈速度V2保持恒定的狀態(tài)下，將由拉伸裝置產(chǎn)生的拉伸速度VI設定為大 致“0”。由此，對工件W的加熱部不施加拉伸力(變形力)，維持原樣的截面形狀。另外，不言而喻，對與上游側(cè)的增強部1和側(cè)部2對應的部分，也可作用稍微 的拉伸力或壓縮力，稍微拉伸該部分使其產(chǎn)生縮徑且壁厚變薄的變形，或者壓縮該部分 使其產(chǎn)生擴徑且壁厚變厚的變形。在本實施方式中，在由拉伸裝置產(chǎn)生的拉伸速度VI中，成形上游側(cè)的增強部1 和側(cè)部3等的非輕量化部時的速度與成形上游側(cè)的形狀過渡部22時的最終速度相等。另外，在本實施方式中，作為無模具加工裝置，采用使加熱線圈61和冷卻線圈 62沿工件搬運方向向上游側(cè)移動的無模具加工裝置，但并非僅限于此，在本發(fā)明中，也 可采用如下裝置通過預先固定加熱線圈61和冷卻線圈62，向下游側(cè)送出工件的基端側(cè) (上游側(cè)端部)，使加熱線圈和冷卻線圈相對于工件相對移動；還可采用并用工件的基端 側(cè)的送出和加熱線圈與冷卻線圈的移動的裝置。如此，施加無模具加工(一次加工)，制作成形為中間部2細的無模具加工制 品，對該無模具加工制品，進行正切割，使其成為預定的尺寸(圖7的步驟S4)。在如此，得到的中間制品中，根據(jù)需要，施加壓彎加工(二次加工)(步驟S5)。 另外，在本實施方式中，采用直線狀的保險杠加強件作為保險杠加強件P1，因此不進行 壓彎加工(步驟S5)，在后述的第2實施方式中實行該壓彎加工。接著，進行機械加工(步驟S6)，在中間制品形成了螺栓孔、作業(yè)孔15等之后， 進行熱退火等的熱處理(步驟S7)，得到本實施方式的保險杠加強件P1。如此，得到的保險杠加強件P1，中間部2的主輕量化部21與增強部1和兩側(cè)部 3相比，外徑尺寸小，周壁的壁厚也形成得小，并且，形狀過渡部22、22以從增強部1、
1的截面形狀到主輕量化部21的截面形狀平滑連續(xù)變化的方式形成為錐形狀。根據(jù)如以上那樣構(gòu)成的本第1實施方式，增強部1、中間部2和側(cè)部3等的各部
8位被連接成一體，因此可以充分確保各部位1 3的彼此之間的連接強度乃至整體的強 度，可以得到耐沖擊性優(yōu)異的可靠性高的保險杠加強件P1等的保險杠制品。此外，本第1實施方式的保險杠加強件P1由對中空狀的工件W施加了無模具加 工的一體成形件構(gòu)成，因此構(gòu)成部件數(shù)量實質(zhì)上變?yōu)?個，可以削減部件數(shù)量，并且可 以沒有必要連接部件彼此地容易地進行制作，可以削減成本。另外，在本發(fā)明中，也可相對于進行無模具加工(一次加工)得到的保險杠加 強件P1，安裝備件等的別的部件，構(gòu)成為最終制品。作為安裝在保險杠加強件P1的備 件，可以舉出作為搭乘者進入車輛時的踏板的搭乘臺階等為例。另外，在本第1實施方式中，作為輕量化部的中間部2與非輕量化部1、3相比 形成為小直徑薄壁且截面積小，因此可以減輕重量，作為整體實現(xiàn)輕量化。此外，本第2實施方式的保險杠加強件P1形成為中空管狀，因此可以實現(xiàn)更進
一步的輕量化。另外，本第1實施方式的保險杠加強件P1，在大截面的增強部1和小截面的主 輕量化部21之間形成形狀過渡部22，在該形狀過渡部22，使截面形狀從增強部1到主輕 量化部21平滑連續(xù)變化，因此，不存在截面形狀急劇變化的部分即由于碰撞負載等而應 力集中的部分。因此，可以有效地防止施加在保險杠加強件P1的沖擊力局部集中，從而 可以順利地分散該沖擊力，可以更加可靠地提高強度和剛性等的耐沖擊性。另外，在本第1實施方式的保險杠加強件P1中，利用無模具加工作為一次加工 (塑性加工)，因此沒有必要使用成形用模具，可以相應地削減成本，并且可實現(xiàn)高效率 的加工，可以提高生產(chǎn)率。此外，本第1實施方式的保險杠加強件P1為對作為工件W的擠壓制品施加無模 具加工(拉伸加工)制作的保險杠加強件，因此可以并不困難地制作長度長的保險杠加強 件，可以提高通用性。另外，上述實施方式的保險杠加強件P1從一端到另一端形成為直線狀，但并非 僅限于此，在本發(fā)明中，也可如圖9所示的保險杠加強件P11那樣，使兩側(cè)部3、3的 外側(cè)向后方彎曲，形成彎曲部35、35(曲成部)。該彎曲部35、35的形成通過圖7的步 驟S5中所示的壓彎加工(二次加工)來實行。具有該兩側(cè)彎曲部35、35的保險杠加強件P11，同樣也起到與上述相同的作用 效果。在此，本實施方式中，雖然保險杠加強件PI、P11為作為輕量化部的中間部2的 截面二次矩小的保險杠加強件，但如以下詳述那樣具備作為保險杠制品的充分的強度。首先，如圖12所示，在截面形狀在長度方向的整個區(qū)域恒定的保險杠加強件 P51中，對在固定部1、中間部2和側(cè)部3施加了由柱狀物(pole)推壓(偏心/斜向碰撞， offset impact)產(chǎn)生的負載的情況進行考察。在這種情況下，固定部1，由于其后面安裝在支撐件53等的車輛結(jié)構(gòu)構(gòu)件，因 此碰撞時施加在固定部11的負載F1由固定部11的壓潰變形(壓潰壓壞)吸收。中間部2由于其兩端部通過固定部11、11被支撐在支撐件53等的車輛結(jié)構(gòu)構(gòu) 件，因此，成為以兩端的固定部11、11為固定點的簡支梁(而持)(兩端支撐結(jié) 構(gòu))的狀態(tài)。因此，碰撞時施加在中間部2的負載F2由固定部11、11附近(周邊)的
9彎曲變形(壓潰變形)吸收。側(cè)部3，由于單側(cè)(內(nèi)側(cè))通過固定部11被支撐在支撐件53等的車輛結(jié)構(gòu)構(gòu)件， 因此成為以單端為固定點的懸臂梁(片持6 K ” )(單端支撐結(jié)構(gòu))的狀態(tài)。因此，在碰 撞時施加在側(cè)部3的負載F3由固定部11附近(周邊)的彎曲變形(壓潰變形)吸收。這些各部位1 3中，從強度、剛性等的耐負載性的角度出發(fā)，最不利的部位是 作為懸臂梁的狀態(tài)的兩側(cè)部3、3，第2不利的部位是作為簡支梁的狀態(tài)的中間部2，第3 不利的部位即最有利的部位為固定部11、11。因此，在車輛用保險杠的技術(shù)領(lǐng)域中，通 常是以對抗負載F3的剛性、強度為基準，進行車輛用保險杠的設計、開發(fā)。例如，若如該圖中所示的保險杠加強件P51那樣，為恒定的截面的保險杠加強 件，則要求將固定部11周邊形成為厚壁且大直徑，使得在兩側(cè)部3、3施加沖擊負載F3 時，可以應對固定部11、11附近的彎曲變形，與該厚壁大直徑的固定部11、11相匹配， 中間部2和兩側(cè)部3、3也形成為厚壁大直徑。換句話來說，中間部2和兩側(cè)部3、3，盡 管具有必要以上的剛性和強度，仍形成為厚壁大徑。以上的說明，舉出從一端到另一端形成為直線狀的保險杠加強件P51為例進行 了說明，但如圖13所示，在兩側(cè)部3、3的外側(cè)設置有彎曲部35、35的保險杠加強件P52 中，若截面形狀(外徑)在長度方向整個區(qū)域恒定，則也與上述同樣，與厚壁大直徑的固 定部11、11相匹配，中間部2和兩側(cè)部3、3也形成為厚壁大直徑。與此相對，在本實施方式中如圖1 3所示，雖然保險杠加強件P1的中間部2形 成為截面積小的輕量化部2，但包括固定部11、11的周邊形成為增強部1、1，即增大在 碰撞時負載F1 F3集中的增強部1、1的截面二次矩，因此不論對抗任何哪一負載F1 F3，都可確保充分的耐負載性。這樣，在保險杠加強件P1的整個區(qū)域，可以確保沖擊時 的耐負載性。而且，本實施方式的保險杠加強件P1，將中間部2構(gòu)成為截面積小的輕量 化部，因此還可以切實地實現(xiàn)輕量化。另外，在上述的說明中，舉出從一端到另一端形成為直線狀的保險杠加強件P1 為例進行了說明，但即使為如上述圖9所示變形例的保險杠加強件P11那樣在兩側(cè)部3、3 設置有彎曲部35、35的保險杠加強件，也可與上述同樣，充分確保碰撞時的耐負載性， 并且實現(xiàn)輕量化。<第2實施方式>圖10是表示作為該發(fā)明的第2實施方式的大型卡車的前部防鉆底保護裝置周邊 的俯視圖。如該圖所示，構(gòu)成該第2實施方式的前部防鉆底保護裝置的保險杠加強件P2 與上述第1實施方式同樣，包括固定部11、11的周邊構(gòu)成為增強部1、1，并且增強部 1、1之間構(gòu)成為形成輕量化部的中間部2。此外，設置在固定部11、11的兩外側(cè)的兩側(cè) 部3、3的外側(cè)部分(兩側(cè)端部)構(gòu)成為形成輕量化部的形狀過渡部32、32。該形狀過渡部32、32形成為縱長矩形狀(長方形狀)的截面。此外，該形狀過 渡部32、32，通過以隨著接近外側(cè)而外徑尺寸和壁厚逐漸變小的方式使得截面形狀平滑 連續(xù)變化，使截面二次矩和截面積平滑連續(xù)變化。在本第2實施方式中，其他構(gòu)成與上述第1實施方式實質(zhì)上相同，因此對同一或 相當部分標注相同的附圖標記，省略重復說明。在該第2實施方式的保險杠加強件P2中，同樣也起到與上述相同的作用效果。
而且，在本第2實施方式中，將兩側(cè)部3、3的外側(cè)部分形成為連續(xù)產(chǎn)生縮徑且 壁厚變薄的變形的形狀過渡部32、32，因此由該形狀過渡部32、32可以實現(xiàn)進一步的輕量化。另外，即使在兩側(cè)部3、3施加碰撞負載(相當于圖12、13的F3)，也由于增大 了兩側(cè)部3、3的固定部11的附近(增強部1)的截面二次矩，因此可以確保對抗負載F3 的耐負載性，可以確保充分的強度、剛性。另外，在本第2實施方式的保險杠加強件P2中，將一側(cè)設為前端側(cè)(下游側(cè)) 通過無模具加工來制作的情況下，在與下游側(cè)的一側(cè)部3的形狀過渡部32對應的部分， 一邊由拉伸裝置向下游側(cè)拉伸工件，一邊逐漸減小該拉伸速度VI。如此，逐漸降低對工 件的加熱部的拉伸力，逐漸降低該部分的拉伸量的方式，使得產(chǎn)生擴徑且壁厚變厚的變 形。由此，與一側(cè)部3的形狀過渡部32對應的部分，以從下游側(cè)到上游側(cè)外徑尺寸和壁 厚逐漸變大的方式形成為錐形狀。在與上游側(cè)(基端側(cè))的另一側(cè)部3的形狀過渡部32對應的部分，一邊由拉伸 裝置向下游側(cè)拉伸工件，一邊使該拉伸速度VI逐漸加速。如此，逐漸增加對工件的加熱 部的拉伸力，以逐漸增加該部分的拉伸量的方式，使其產(chǎn)生縮徑且壁厚變薄的變形。由 此，與另一側(cè)部3的形狀過渡部32對應的部分，以從下游側(cè)到上游側(cè)外徑尺寸和壁厚逐 漸變小的方式形成為錐形狀。<變形例>在上述實施方式中，舉出截面為縱長矩形狀的保險杠加強件為例進行了說明， 但保險杠加強件的截面形狀并非限于此，也可形成為任意形狀?？傊灰强赏ㄟ^擠 壓加工形成的截面形狀，也可以形成為任何的截面形狀，例如除了可以形成為圓形、橢 圓形、長圓形、多邊形的截面形狀之外，也可以形成為異形的截面形狀或復合了它們的 截面形狀。此外，在本發(fā)明的保險杠加強件中，也可設成在內(nèi)部形成加強片、肋等。例如 如圖11所示，也可適用于在內(nèi)部形成有橋接片的截面“日”字狀的保險杠加強件P1。此外，在上述實施方式中，構(gòu)成為輕量化部的截面形狀和非輕量化部的截面形 狀形成為大致相似形狀，但并非僅限于此，在本發(fā)明中，也可將輕量化部和非輕量化部 形成為不同的截面形狀。例如，也可將輕量化部和非輕量化部的一方形成為圓形截面， 并且將另一方形成為矩形截面。另外，在上述實施方式中，通過將輕量化部的外徑尺寸和壁厚都形成為比非輕 量化部小，來減小截面二次矩和截面積，但并非僅限于此，在本發(fā)明中，例如，也可 通過僅減小外徑尺寸和壁厚的任何一方或者僅減小外徑尺寸和壁厚的一部分，來減小輕 量化部的截面二次矩和截面積。在上述實施方式的無模具加工方法中，設為對工件W作用拉伸力使其變形，但 并非僅限于此，在本發(fā)明中，也可通過壓縮力使其變形。即在本發(fā)明中，也可在工件 的加熱部作用壓縮力，使增強部等產(chǎn)生擴徑且壁厚變厚的變形。此外，在本發(fā)明中，也可采用并用由拉伸力產(chǎn)生的縮徑且壁厚變薄的變形和由 壓縮力產(chǎn)生的擴徑且壁厚變厚的變形那樣的無模具加工方法。另外，在上述實施方式中，使用無模具加工作為塑性加工，使輕量化部產(chǎn)生縮
11徑且壁厚變薄的變形，將截面二次矩和截面積形成得小，但并非僅限于此，在本發(fā)明 中，也可使用鐓鍛加工、脹形加工、液壓成形加工作為塑性加工，使增強部產(chǎn)生擴徑 且壁厚變厚的變形，將截面二次矩和截面積形成得大。此外，在本發(fā)明中，也可并用2個以上的無模具加工、鐓鍛加工、脹形加 工、液壓成形加工等的加工方法，使工件的所要求部分的截面形狀變形。另外，在上述實施方式中，將保險杠加強件通過支撐件53組裝在縱梁等的車輛 結(jié)構(gòu)構(gòu)件，但在本發(fā)明中，并不限定保險杠加強件向車身的組裝方式。例如在本發(fā)明 中，也可將保險杠加強件直接組裝在縱梁等的車輛結(jié)構(gòu)構(gòu)件。另外，在上述實施方式中，舉出將保險杠加強件適用于前部防鉆底保護裝置的 情況為例進行了說明，但并非僅限于此，本發(fā)明的保險杠加強件也可適用于保險杠主 體，也可適用于后側(cè)的保險杠。此外，本發(fā)明不限于大型卡車的保險杠加強件，也可適用于其他的大型車輛、 普通汽車等的中型、小型車輛的保險杠加強件。另外，在上述各實施方式中，設置多個的輕量化部相互形成為相同的外徑尺 寸、相同的形狀、相同厚度的壁厚，但并非僅限于此，在本發(fā)明中，在設置多個輕量化 部的情況下，可以使各輕量化部的每個的尺寸、形狀、壁部壁厚等適當不同。實施例如圖1 3所示，以與上述第1實施方式同樣的方式，制作作為將中間部2加工 成輕量化部21、22的前部防鉆底保護裝置的鋁合金制保險杠加強件P1。此時，將增強部1和兩側(cè)部2的截面積A1設定為2820mm2，將截面二次矩 “II”設定為2077442.6mm4。此外，將主輕量化部21的截面積A2設定為1804.9mm2，
將截面二次矩“12”設定為850990.5mm4。另外，面積減少率“1-(A2/A1)”、無模具加工裝置的拉伸速度“VI”和線圈 速度“V2”之間具有如下關(guān)系“1-(A2/A1) =V1/(V1+V2)”。在該實施例的保險杠加強件P1中，在增強部1、主輕量化部21和側(cè)部3分別施 加負載F1 F3，實施靜態(tài)斷裂(靜破壊)試驗。其結(jié)果，在增強部1的F1的最大負載 為107.8kN(llton f)、在主輕量化部21的F2的最大負載為50.96kN(5.2ton f)，在側(cè) 部3的F3的最大負載為49kN(5ton f)，可以得到預定的耐負載性，可以達成設計上的 目標。另外，測定制品質(zhì)量(重量)，為12.7kg。另一方面，如圖12所示，通過擠壓加工制作出除了在長度方向整個區(qū)域形成為 同一截面形狀方面之外與上述實施例同樣的保險杠加強件P51。另外，該參照例1的保 險杠加強件，在長度方向的任何位置都形成為與上述實施例的保險杠加強件P1的增強部 1相同的截面形狀。測定該參考例1的保險杠加強件P51的制品質(zhì)量，為15.2kg。以變?yōu)榕c參考例1相同形狀的方式，使用焊接處理制作鋼制的保險杠加強件。測定該參考例2的保險杠加強件的制品質(zhì)量，為21.7kg。如由以上的結(jié)果明確的那樣，根據(jù)本發(fā)明的實施例的保險杠加強件P1可以確 保充分的耐負載性，而且，與相同材質(zhì)的參考例1的保險杠加強件P51相比，可以實現(xiàn)2.5kg的輕量化，特別是與鋼制的參考例2的保險杠加強件相比，可以實現(xiàn)9.0kg的輕量 化。本申請要求在2008年4月8日提出申請的日本專利申請的特愿2008-99961號的 優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容原樣構(gòu)成本申請的一部分。必須認識到在此使用的術(shù)語和表述用于說明，而不用于限定性的解釋，也不 排除在此公開且陳述了的特征事項的任何等價物，也容許在本發(fā)明的請求保護的范圍內(nèi) 的各種變形。本發(fā)明可以以很多不同的方式具體實現(xiàn)，在該公開應視為提供本發(fā)明的原理的 實施例、且這些實施例并不意謂著將本發(fā)明限定于在此記載且/或圖示的優(yōu)選的實施方 式，在這樣的理解的基礎(chǔ)上，在此記載了很多的圖示實施方式。在此記載了幾個本發(fā)明的圖示實施方式，但本發(fā)明不限于在此記載的各種優(yōu)選 實施方式，還包含具有基于該公開可由所謂的本領(lǐng)域技術(shù)人員認識的等價的要素、修 正、刪除、組合(例如跨越各種實施方式的特征的組合)、改良和/或變更的所有的實施 方式。權(quán)利要求的限定事項應基于該權(quán)利要求中使用的術(shù)語做廣義的解釋，不應限定在 本說明書或者本申請的審理文件中記載的實施例，這樣的實施例應解釋為非排它性的。產(chǎn)業(yè)上的利用可能性該發(fā)明的車輛用保險杠加強件可利用來作為大型車輛用的前部防鉆底保護裝置。附圖標記說明1 增強部；11 固定部；2 中間部；21 主輕量化部(輕量化部)；22 形 狀過渡部(輕量化部)；3 側(cè)部；32 形狀過渡部(輕量化部)；PI、P2、P11 保險 杠加強件；W :工件。
1權(quán)利要求
1.一種車輛用保險杠加強件，為在長度方向的一部分設置有被固定在車輛結(jié)構(gòu)構(gòu)件 上的固定部的車輛用保險杠加強件，其特征在于，由通過塑性加工使中空擠壓制品變形而成的一體成形件構(gòu)成；在將包括固定部的周邊設為增強部時，在由增強部以外的部分構(gòu)成的非增強部的至 少一部分設置有截面二次矩和截面積比增強部小的輕量化部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛用保險杠加強件，其中，作為塑性加工，使用對中 空擠壓制品在長度方向施加拉伸力或壓縮力，使其截面形狀變形的無模具加工。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車輛用保險杠加強件，其中，輕量化部壁厚形成為比增 強部薄。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項所述的車輛用保險杠加強件，其中，輕量化部外徑尺 寸形成為比增強部小。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項所述的車輛用保險杠加強件，其中，輕量化部設置在 長度方向的中間部，增強部設置在該輕量化部的兩側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的車輛用保險杠加強件，其中，設置在中間部的輕量化部具有配置在其長度方向兩側(cè)且分別與兩側(cè)的增強部連接 的形狀過渡部、和設置在兩形狀過渡部之間的主輕量化部；形狀過渡部形成為隨著從增強部趨向主輕量化部，截面形狀平滑地變化。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6中任一項所述的車輛用保險杠加強件，其中，輕量化部設置在 長度方向的兩側(cè)端部。
8.—種大型車輛用前部防鉆底保護裝置，其特征在于，由權(quán)利要求1 7中任一項所 述的車輛用保險杠加強件構(gòu)成。
9.一種車輛用保險杠主體，其特征在于，由權(quán)利要求1 7中任一項所述的車輛用保 險杠加強件構(gòu)成。
10.一種車輛用保險杠加強件的制造方法，為制造在長度方向的一部分設置有被固定 在車輛結(jié)構(gòu)構(gòu)件上的固定部的車輛用保險杠加強件的制造方法；其特征在于，通過利用塑性加工使中空擠壓制品變形來制造在將包括固定部的周邊設為增強部 時，在由增強部以外的部分構(gòu)成的非增強部的至少一部分設置有截面二次矩和截面積比 增強部小的輕量化部、并且由一體成形件構(gòu)成的車輛用保險杠加強件。
11.一種大型車輛用前部防鉆底保護裝置的制造方法，其特征在于，將由權(quán)利要求10 所述的制造方法制造出的車輛用保險杠加強件加工成大型車輛用前部防鉆底保護裝置。
全文摘要
本發(fā)明的對象為在長度方向的一部分具有被固定在車輛結(jié)構(gòu)構(gòu)件的固定部(11)的車輛用保險杠加強件。本保險杠加強件由通過塑性加工使中空擠壓制品變形了的一體成形件構(gòu)成，在將包括固定部(11)的周邊設為增強部(1)時，在由增強部以外的部分構(gòu)成的非增強部的至少一部分設置截面二次矩和截面積比增強部(1)小的輕量化部(21、22)。由此，可以確保強度，且可以實現(xiàn)削減部件數(shù)量和輕量化。
文檔編號B21D53/86GK102015377SQ20098011479
公開日2011年4月13日 申請日期2009年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月8日
發(fā)明者小久保貞男 申請人:昭和電工株式會社