專利名稱:車輛用沖擊吸收部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明一般涉及一種車輛用沖擊吸收部件/沖擊緩沖器,更具體地涉及 這種沖擊吸收部件的一種具有較小板厚度的改進(jìn)。
背景技術(shù):
沖擊吸收部件廣泛地用于車輛,其形狀為管狀/筒狀并且配置在車輛的側(cè)構(gòu)件/縱梁(side member)和保險(xiǎn)杠桿/保險(xiǎn)杠橫梁(bumper beam )之 間,以便在承受壓縮載荷時(shí)沿其軸向像手風(fēng)琴一樣被擠壓,以用于吸收沖 擊能量(參見專利文獻(xiàn)1和2 )。圖11是用于說明這種沖擊吸收部件的一 個(gè)示例的一組視圖,其中視圖(a)是從車身上方看去的位于車身前側(cè)的保 險(xiǎn)杠桿10附近的示意性俯視圖。如圖11的視圖(a)所示,在右側(cè)構(gòu)件 12R和左側(cè)構(gòu)件12L的前端部配置有作為沖擊吸收部件的擠壓盒14R、 14L,并且保險(xiǎn)杠桿10在其右端部和左端部通過擠壓盒14R、 14L安裝到 側(cè)構(gòu)件12R、 12L上。圖11的視圖(b)是沿視圖(a)的線B-B截取的 剖視圖,即,保險(xiǎn)杠桿10的右側(cè)安裝部分附近的剖視圖。如視圖(b)所 示,擠壓盒14R具有截面為八邊形或類似形狀的管狀主體部20,以及通過 焊接而一體地固定在主體部20的軸向相對(duì)的端部上的一對(duì)安^122、 24。 擠壓盒14R在安裝板22、 24處例如通過螺栓(未示出)固定在側(cè)構(gòu)件12R 和保險(xiǎn)杠桿10上。當(dāng)主體部20在從車輛前方朝后方的方向上承受沖擊而接收壓縮載荷F 時(shí),如圖ll的視圖(c)所示,主體部20在軸向上像手風(fēng)琴一樣被擠壓, 從而主體部20的變形吸收沖擊能量,由此減小施加在車輛的結(jié)構(gòu)部件如側(cè) 構(gòu)件12R上的沖擊。主體部20像手風(fēng)琴一樣4皮擠壓是由主體部20的多個(gè)部^^lt/翹曲(即,如圖ll的視圖(c)所示的主體部20的連續(xù)U形小 彎曲)所引起的現(xiàn)象。通常,起皺先出現(xiàn)在保險(xiǎn)杠桿側(cè),即沖擊施加側(cè), 然后隨時(shí)間的推移向車身側(cè)延伸。保險(xiǎn)杠桿IO是對(duì)稱的,從而左側(cè)安裝部 分與右側(cè)安裝部分構(gòu)造相同。該保險(xiǎn)杠桿10用作保險(xiǎn)杠的襯杠(加強(qiáng)部 件),還用作安裝部件,并一體地安裝到由合成樹脂等形成的保險(xiǎn)杠體部 16上。圖12是用于說明將主體部20固定地焊接到安裝板22、 24之一 (在圖 中為安裝板22)上的一些結(jié)構(gòu)的成組視圖。在各組視圖中,上面的視圖是 透視圖,而下面的視圖是主體部20固定地焊接到安裝板22上的部分的剖 視圖。(a)組的視圖示出這樣一種結(jié)構(gòu),其中當(dāng)主體部20在其端部與安 裝板22保持接觸時(shí)通過點(diǎn)焊將L形的支架30固定到主體部20和安 22上。(b)組的視圖示出這樣一種結(jié)構(gòu),其中當(dāng)主體部20在其端部與安 裝板22保持接觸時(shí)通過電弧焊將主體部20 —體地固定到安裝板22上。 (c)組的視圖示出這樣一種結(jié)構(gòu),其中主體部20具有由其向外彎曲的端 部設(shè)置而成的凸緣部32,并且主體部20在凸緣部32通過點(diǎn)焊一體地固定 到安裝板22上。(d)組的視圖示出這樣一種結(jié)構(gòu),其中安裝板22具有由 其彎曲而突出的部分i殳置而成的凸緣部34,并且主體部20通過點(diǎn)焊一體 地固定到安裝板22的凸緣部34上。[專利文獻(xiàn)11 JP-H10-244955A[專利文獻(xiàn)2JP-2002-104107A但是,在圖12的(a)組視圖所示的結(jié)構(gòu)中,必須另外制備和焊接支 架30,從而增加了部件的數(shù)量,并由此導(dǎo)致成本和重量增加。在(c)組 -見圖所示的結(jié)構(gòu)中,在施加載荷時(shí)彎曲的凸緣部32使得主體部20易于彎 曲或變形,從而可能使沖擊能量吸收性能變差。在(d)組視圖所示的結(jié)構(gòu) 中,難以使主體部20在其整個(gè)周邊固定地焊接到安裝板22上,從而不大 可能繞軸線被均勻地?cái)D壓,并且可能使沖擊能量吸收性能變差,另一方面,在圖12的(b)組視圖所示的結(jié)構(gòu)中,當(dāng)主體部20在其端 部與安m 22保持接觸時(shí)主體部20被電弧焊接到安裝板22上,這有可能獲得穩(wěn)定的沖擊能量吸收性能。但是,在這種結(jié)構(gòu)中,要求板厚度例如為至少1.4mm。這是因?yàn)槿绻搴穸忍?,則主體部20或安裝板22可能穿 孔,或者其厚度由于焊接所導(dǎo)致的熔化而變得非常小,從而容易導(dǎo)致缺陷, 例如強(qiáng)度降低。人們認(rèn)為,對(duì)主體部20構(gòu)型的適當(dāng)設(shè)計(jì)可在保持預(yù)定程度 的沖擊能量吸收性能的同時(shí)減小板厚度,并且如果目的是為了在低速如10 km/h或更低速度的碰撞下在承受低載荷時(shí)吸收沖擊能量和減小對(duì)車身的 損害,則可減小主體部20的板厚度。但是,會(huì)存在這樣的問題,即如上所 述,當(dāng)在主體部20與安裝板22保持接觸時(shí)要通過電弧焊將主體部20固定 到安裝板22上時(shí),難以將板厚度減小到1.4mm以下。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要實(shí)現(xiàn)的目的鑒于上述背景技術(shù)而作出本發(fā)明。因此,本發(fā)明的目的是提供一種重 量輕且廉價(jià)的沖擊吸收部件,所述沖擊吸收部件的結(jié)構(gòu)使得即使在主體部 的板厚度小于1.4mm的情況下,在主體部與安^J^保持接觸時(shí)也能通過電 弧焊將主體部令人滿意地固定到安^上,并且能提供令人滿意的沖擊能 量吸收性能。實(shí)現(xiàn)目的的手段為了實(shí)現(xiàn)上述目的,第一發(fā)明為,在一種車輛用沖擊吸收部件中,所 述沖擊吸收部件具有管狀形狀并且配置在車輛的側(cè)構(gòu)件和保險(xiǎn)杠桿之間, 以便在承受壓縮載荷時(shí)沿其軸向像手風(fēng)琴一樣被擠壓而用于吸收沖擊能 量,其特征在于U)所述沖擊吸收部件具有管狀主體部和一對(duì)安^1, 所述一對(duì)安裝板^f皮焊接固定在所述管狀主體部的軸向相對(duì)的相應(yīng)端部上; 以及(b )所述主體部具有薄板部和一對(duì)厚板部,所述薄板部具有小于1.4mm 的板厚度并構(gòu)成所述主體部的軸向中間部分,所述一對(duì)厚板部具有不小于 1.4mm的板厚度并一體地設(shè)置在所述薄板部的軸向相對(duì)的兩側(cè)上,所述厚第二發(fā)明為,在第一發(fā)明的沖擊吸收部件中,其特征在于(a)所述 薄板部由板厚度小于1.4mm的薄板構(gòu)件構(gòu)成;以及(b)所述厚板部由板 厚度不小于1.4mm并一體地設(shè)置在所述薄板構(gòu)件的軸向相對(duì)的兩側(cè)上的 一對(duì)厚板構(gòu)件板構(gòu)成。第三發(fā)明為,在第一或第二發(fā)明的沖擊吸收部件中,其特征在于所 述主體部由 一對(duì)半體部構(gòu)成,所述一對(duì)半體部由所述主體部沿大致平行于 所述軸向的方向分割而成,所述一對(duì)半體部中的每一個(gè)都具有大致為U形 的截面;以及所述一對(duì)半體部在它們的開口處相互疊置,并且在它們的交 迭側(cè)部被一體地焊接而彼此接合。第四發(fā)明為,在第一發(fā)明的沖擊吸收部件中,其特征在于(a)所述 主體部由管狀的管構(gòu)件和環(huán)構(gòu)件構(gòu)成,所述環(huán)構(gòu)件具有預(yù)定長(zhǎng)度并裝配在 所述管構(gòu)件的相對(duì)的相應(yīng)端部上;以及(b)所述厚板部由雙重結(jié)構(gòu)部分構(gòu) 成,所述雙重結(jié)構(gòu)部分由所述環(huán)構(gòu)件和所述管構(gòu)件的端部i殳置而成,而所 述薄板部由在軸向上位于所述厚板部之間并且只由所述管構(gòu)件設(shè)置而成的 部分構(gòu)成。第五發(fā)明為,在第四發(fā)明的沖擊吸收部件中,其特征在于由所述管 構(gòu)件和一體地裝配在所述管構(gòu)件上的所述環(huán)構(gòu)件構(gòu)成的所述主體部由管狀的管材和環(huán)材/環(huán)狀材料構(gòu)成,當(dāng)所述環(huán)材裝配在所述管狀管材的外周面上 時(shí),所述管材經(jīng)受靜液壓成形(hydrostatic forming),以《更沿朝向所述管 材的外周側(cè)的方向發(fā)生塑性變形,由此所述管構(gòu)件和所述環(huán)構(gòu)件相互接觸 而彼此緊固,從而使所述主體部具有預(yù)定的截面形狀。第六發(fā)明為,在第一至第五發(fā)明中任一項(xiàng)的沖擊吸收部件中,其特征 在于由所述一對(duì)厚板部中位于所述側(cè)構(gòu)件一側(cè)的一個(gè)厚板部設(shè)置而成的 車身側(cè)厚板部的長(zhǎng)度L2在5mm《L2 < 0.15 x L的范圍內(nèi),其中"L"表 示所述主體部的總長(zhǎng)度。第七發(fā)明為,在第一至第六發(fā)明中任一項(xiàng)的沖擊吸收部件中,其特征 在于由所述一對(duì)厚板部中位于所述保險(xiǎn)杠桿一側(cè)的 一個(gè)厚板部設(shè)置而成 的保險(xiǎn)杠側(cè)厚板部的長(zhǎng)度Ll在10 mm < Ll < 40 mm的范圍內(nèi)。7第八發(fā)明為,在第一至第七發(fā)明中任一項(xiàng)的沖擊吸收部件中,其特征在于(a)所述主體部具有由六邊或更多邊的扁平(flat)多邊形所限定 的基本截面形狀,所述扁平多邊形具有兩條與所述截面的長(zhǎng)軸大致平行的 長(zhǎng)邊;以及(c)所述兩條長(zhǎng)邊中的每一條都形成有至少一個(gè)沿所述主體部 的軸向延伸的凹槽。第九發(fā)明為,在第八發(fā)明的沖擊吸收部件中,其特征在于所述主體 部的基本截面形狀由扁平八邊形限定;以及與所述長(zhǎng)軸大致平行的所述兩 條長(zhǎng)邊形成有至少 一對(duì)關(guān)于所述長(zhǎng)軸對(duì)稱的凹槽。第十發(fā)明為,在第一至第九發(fā)明中任一項(xiàng)的沖擊吸收部件中,其特征 在于所述主體部具有軸向相對(duì)的兩端,其中位于所述側(cè)構(gòu)件一側(cè)的一端 大致垂直于所述主體部的軸線,而位于所述保險(xiǎn)杠桿一側(cè)的另一端相對(duì)于 與所述軸線垂直的方向如此傾斜,使得在沿著朝向所述保險(xiǎn)杠桿的端部的 方向看去時(shí)所述主體部的所述另一端朝車身向后延伸。本發(fā)明的效果在所述沖擊吸收部件中,由于管狀主體部的軸向相對(duì)的端部由板厚度 為1.4mm或更大的厚板部構(gòu)成,所以主體部在與安^L保持接觸時(shí)能通過 電弧焊令人滿意地固定到安裝板上。這樣,能夠穩(wěn)定地提供令人滿意的沖 擊能量吸收性能的沖擊吸收部件能制造得重量輕且成本低而無需使用附加 的部件如支架。此外,由于主體部的中間部分由板厚度小于1.4mm的薄板 部構(gòu)成,所以如果通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)主體部的截面形狀而允許板厚度在保持 預(yù)定水平的沖擊能量吸收性能的同時(shí)小于1.4mm,則沖擊吸收部件還能制 造得更輕。此外,如果目的是為了在低速碰撞下在承受低載荷時(shí)吸收沖擊 能量和減小對(duì)車身的損害,則這種結(jié)構(gòu)允許薄板部的板厚度小于1.4mm, 使得即使是在所施加的載荷低的情況下主體部也能被擠壓而提供沖擊能量 吸收性能。在第四發(fā)明中,主體部由管狀的管構(gòu)件和環(huán)構(gòu)件構(gòu)成,各個(gè)環(huán)構(gòu)件都 具有預(yù)定長(zhǎng)度并裝配在管構(gòu)件的相對(duì)的相應(yīng)端部上,厚板部由雙重結(jié)構(gòu)部分構(gòu)成,所述雙重結(jié)構(gòu)部分由環(huán)構(gòu)件和管構(gòu)件的相對(duì)的端部設(shè)置而成,而 薄板部由在軸向上位于厚板部之間并且只由管構(gòu)件設(shè)置而成的部分構(gòu)成。 這樣,與所述一對(duì)半體部被設(shè)置成在它們的相對(duì)側(cè)部交迭并通過焊接而相 互接合的第三發(fā)明相比,在第四發(fā)明中由于使用了管構(gòu)件和環(huán)構(gòu)件而無需 焊接交迭部分并減少了制造步驟的數(shù)量,所以沖擊吸收部件能制造得重量 更輕且成本更低。在第五發(fā)明中,主體部通過靜液壓成形而形成。這樣,與通過機(jī)械壓 制形成主體部的情況相比,通過使用在市場(chǎng)上有售的管狀管材和環(huán)材,能 以更高的精度和更低的成本容易地制造出如在笫八和第九發(fā)明中那樣具有 預(yù)定的非圓形截面形狀和由雙重結(jié)構(gòu)部分構(gòu)成的相對(duì)端部(厚板部)的主 體部。在第六發(fā)明中,由所述一對(duì)厚板部中位于側(cè)構(gòu)件一側(cè)的一個(gè)厚板部設(shè)置而成的車身側(cè)厚板部的長(zhǎng)度L2為5mm或更大,從而可令人滿意地完成 電弧焊接。此外,由于車身側(cè)厚板部的長(zhǎng)度L2小于0.15xL,所以可不顧 厚板部的存在而抑制主體部的擠壓行程的減小,所述擠壓行程是獲得令人 滿意的沖擊能量吸收性能所必需的。在第七發(fā)明中,由所述一對(duì)厚板部中位于保險(xiǎn)杠桿一側(cè)的一個(gè)厚板部 設(shè)置而成的保險(xiǎn)杠側(cè)厚板部的長(zhǎng)度Ll大于10mm,從而可令人滿意地完成 電弧焊接,并且即使是在主體部的初始擠壓階段,沖擊吸收部件也能提供 令人滿意的沖擊能量吸收性能。此外,由于保險(xiǎn)杠側(cè)厚板部的長(zhǎng)度Ll小 于40mm,所以主體部可像手風(fēng)琴一樣被擠壓直到擠壓的最終階段,而在 擠壓期間主體部不會(huì)彎曲(傾翻),從而即使是在載荷施加方向相對(duì)于軸 向傾斜大約20°的情況下,沖擊吸收部件也能提供令人滿意的沖擊能量吸收 性能。在第八發(fā)明中,主體部具有由六邊或更多邊的扁平多邊形所限定的基 本截面形狀,并且所述兩條長(zhǎng)邊中的每一條都形成有至少一個(gè)沿管狀主體 部的軸向延伸的凹槽。這種結(jié)構(gòu)使得板厚度能小于1.4mm,從而允許沖擊 吸收部件制造得重量輕,同時(shí)保持預(yù)定水平的沖擊能量吸收性能。同樣,在第九發(fā)明的沖擊吸收部件中也可獲得相同的效果。在第十發(fā)明中,主體部的軸向相對(duì)的兩端中位于側(cè)構(gòu)件一側(cè)的一端大 致垂直于主體部的軸線,而主體部的軸向相對(duì)的兩端中位于保險(xiǎn)杠桿一側(cè) 的另一端相對(duì)于與所述軸線垂直的方向如此傾斜,使得在沿著朝向保險(xiǎn)杠 桿的端部的方向看去時(shí)主體部的所述另一端朝車身向后延伸。這種結(jié)構(gòu)增 加了保險(xiǎn)杠桿構(gòu)型設(shè)計(jì)的自由度,從而例如允許保險(xiǎn)杠桿的相對(duì)的端部朝 車身向后延伸,以增加車輛拐角部的圓度。盡管本發(fā)明的沖擊吸收部件適用于安裝在車輛前部上的保險(xiǎn)杠桿的安 裝部以及安裝在車輛后部上的保險(xiǎn)杠桿的安裝部,但是其也可僅用于安裝 在車輛前部和后部上的保險(xiǎn)杠桿的安裝部中的一個(gè)。在保險(xiǎn)杠桿的縱向構(gòu)型中,即,在保險(xiǎn)杠桿的從車輛上側(cè)看去的俯視 圖構(gòu)型中,其中保險(xiǎn)杠桿安裝在前保險(xiǎn)杠上,例如,優(yōu)選地是保險(xiǎn)杠桿平 滑地彎曲成使得中部向前突出。但是,也可采用多種模式中的任一種,例 如,保險(xiǎn)杠桿大致筆直地延伸,或者只有保險(xiǎn)杠桿的相對(duì)的端部向后傾斜 或彎曲。優(yōu)選地,如在第八發(fā)明中那樣,本發(fā)明的沖擊吸收部件的主體部的基 本截面形狀例如由六邊或更多邊的扁平多邊形限定,并且所述兩條長(zhǎng)邊中 的每一條都形成有至少一個(gè)沿管狀主體部的軸向延伸的凹槽。但是,作為 主體部的截面形狀,可采用多種截面形狀中的任一種,例如正方形、矩形、 沒有凹槽的五邊或更多邊的簡(jiǎn)單多邊形、圓形和橢圓形。通過設(shè)置以預(yù)定 間隔布置在管狀主體部的軸線周圍并沿軸向延伸的凹槽或突起,可在板厚 度減小的情況下減輕沖擊吸收部件的重量,同時(shí)保持預(yù)定水平的沖擊能量 吸收性能。盡管凹槽和突起的數(shù)量和位置可適當(dāng)改變,但是凹槽和突起優(yōu) 選地關(guān)于所述軸線對(duì)稱布置。此外,為了保證主體部像手風(fēng)琴一樣被擠壓, 主體部可按需要在軸向上以預(yù)定間隔設(shè)置切口、凹槽和突起。比1.4mm薄的薄板部的厚度例如大約為1.2mm,而不薄于1.4mm的 厚板部的厚度優(yōu)選不小于1.6mm,以便能確保避免缺陷,例如在電弧焊時(shí) 不希望地形成孔洞。薄板部和厚板部可由扁平板材構(gòu)成,如在第二發(fā)明中那樣,所述扁平板材由薄壁板構(gòu)件和通過滾壓縫焊、等離子焊或激光焊連 接到薄壁板構(gòu)件的相對(duì)端部上的厚壁板構(gòu)件設(shè)置而成。所述扁平板材例如經(jīng)受壓制操作/壓力成形操作(pressing operation),以便彎曲成筒狀。在 壓制操作后,通過點(diǎn)焊使筒狀板材的相對(duì)端部一體地相互接合,由此形成 主體部,此外,如在第三發(fā)明中那樣,可通過壓制操作由扁平板材形成一 對(duì)截面大致為U形即具有半筒形狀的半體部,從而由在其相對(duì)側(cè)部通過焊 接接合的所述一對(duì)半體部構(gòu)成管狀主體部。在第二發(fā)明中,主體部也可使用圓柱形或正方形的管材構(gòu)成。例如, 厚壁管材可同軸地安裝在薄壁管材的相對(duì)端部上,并且厚壁管材和薄壁管 材可通過等離子焊或激光焊一體地接合。此外,管材可根據(jù)需要經(jīng)受例如 靜液壓成形,如靜液壓鼓脹(hydrostatic bulging),以便具有預(yù)定構(gòu)型。 厚度值不同的兩種管材優(yōu)選具有相同的外徑或內(nèi)徑,以在它們之間建立同 軸關(guān)系。構(gòu)成主體部的薄板部和厚板部?jī)?yōu)選都例如由軋鋼板或碳鋼管設(shè)置而 成。但是,每個(gè)板部也可由能使主體部像手風(fēng)琴一樣被擠壓的其它種類的 金屬板材或管材i殳置而成,以提供所期望的沖擊能量吸收性能。優(yōu)選地, 厚板部在開口端的幾乎整個(gè)周邊上與安^L保持接觸,并且在整個(gè)周邊上 沒有任何間隔地完成電弧焊接,從而厚板部一體地固定到安裝板上。但是, 為了將厚板部固定到安裝板上,電弧焊接不必一定要在整個(gè)周邊上進(jìn)行, 而是可在以預(yù)定間隔相互隔開的各點(diǎn)上進(jìn)行,只要電弧焊接點(diǎn)在周向上大 致均勻地布置即可。在<吏用了均預(yù)先形成有預(yù)定截面形狀的一對(duì)環(huán)構(gòu)件和預(yù)先形成有預(yù)定 截面形狀的管構(gòu)件的第四發(fā)明中,所述一對(duì)環(huán)構(gòu)件可一體地壓配合在管構(gòu) 件的相對(duì)端部的外周面之上或內(nèi)周面之內(nèi),從而環(huán)構(gòu)件通過壓配合固定在 管構(gòu)件上。但是,如在第五發(fā)明中那樣,環(huán)構(gòu)件和管構(gòu)件優(yōu)選通過靜液壓 成形形成,以便牢固地相互固定。管構(gòu)件和環(huán)構(gòu)件均可由能使主體部像手 風(fēng)琴一樣被擠壓的多種金屬材料中的任一種設(shè)置而成,例如為由碳鋼、其 它黑色金屬或有色金屬制成的管狀構(gòu)件,以提供所期望的沖擊能量吸收性能。當(dāng)環(huán)構(gòu)件疊置在管構(gòu)件上的厚板部通過電弧焊固定到安裝板上時(shí),即, 例如,當(dāng)裝配在管構(gòu)件的外周面上的環(huán)構(gòu)件通過電弧焊固定到安裝板上時(shí), 管構(gòu)件以預(yù)定安裝強(qiáng)度固定到安^上。換句話說,管構(gòu)件和環(huán)構(gòu)件不必 牢固地相互結(jié)合,而是可相互保持緊密接觸以相對(duì)于彼此簡(jiǎn)單地定位。例如,如在JP-2001-334316A中所述,第五發(fā)明的靜液壓成形是一種 用液壓成形(hydroforming)來代表的成形技術(shù)。第五發(fā)明的靜液壓成形 例如如此進(jìn)行,即,在環(huán)材裝配于管材的外周面上時(shí)使液壓力作用于管材 內(nèi)部,從而管材沿徑向向外的方向發(fā)生塑性變形而與陰模保持緊密接觸, 由此管材和環(huán)材彼此緊密接觸而 一體地相互緊固,同時(shí)管材和環(huán)材一起凈皮 賦予預(yù)定的截面形狀。其它各個(gè)發(fā)明也可這樣實(shí)施,即,在環(huán)材裝配于管 材的內(nèi)周面之內(nèi)時(shí)使液壓力作用于管材外部,從而管材沿徑向向內(nèi)的方向 發(fā)生塑性變形而與陽模緊密接觸,由此管材和環(huán)材彼此緊密接觸而一體地 相互緊固,同時(shí)管材和環(huán)材一起被賦予預(yù)定的截面形狀。在這兩種情形的 任一種下,可根據(jù)需要在沿軸向施加壓力或張力的情況下使管材成形。此 外,可采用多種方式中的任一種,例如,通過4吏用與主體部的目標(biāo)總長(zhǎng)L 相比充分長(zhǎng)的管材來同時(shí)形成多個(gè)主體部。即,當(dāng)多個(gè)環(huán)材裝配在管材上 且以對(duì)應(yīng)于總長(zhǎng)L的節(jié)距(每對(duì)相鄰環(huán)材的中心之間的距離)布置時(shí),使 管材經(jīng)受靜液壓成形,然后環(huán)材和管材一起在它們各自的中心處被切割。 盡管管材和環(huán)材均優(yōu)選為圓筒狀,但是它們也可具有諸如正方形形狀的非 圓形截面。優(yōu)選地,保險(xiǎn)杠側(cè)厚板部的長(zhǎng)度Ll和車身側(cè)厚板部的長(zhǎng)度L2分別處 于如在第六和第七發(fā)明中所限定的相應(yīng)范圍內(nèi)。但是,這些范圍U于在 載荷施加方向相對(duì)于主體部的軸向傾斜20°的較困難狀況下進(jìn)行的用以檢 驗(yàn)沖擊能量吸收特性的試驗(yàn)的結(jié)果而確定的。因此,在實(shí)施其它發(fā)明時(shí), 長(zhǎng)度L1和長(zhǎng)度L2不必一定要處在所勤目應(yīng)范圍內(nèi),只要長(zhǎng)度L1、 L2均 為5mm以上以避免出現(xiàn)缺陷(例如在電弧焊接時(shí)不希望地形成孔洞)即 可。12在車身側(cè)厚板部的長(zhǎng)度L2處在5mm<L2< 0.15 x L范圍內(nèi)的第六發(fā) 明中,更優(yōu)選地,長(zhǎng)度L2不大于0.10xL。在保險(xiǎn)杠側(cè)厚板部的長(zhǎng)度Ll處在10mm< Ll< 40mm范圍內(nèi)的第七發(fā) 明中,更優(yōu)選地,長(zhǎng)度Ll不小于20mm。此外,更優(yōu)選地,長(zhǎng)度L1的上 限值不大于30mm,以確保主體部可像手風(fēng)琴一樣被擠壓直到擠壓的最終 階段,而在擠壓期間主體部不會(huì)彎曲(傾翻),從而獲得優(yōu)良的沖擊能量 吸收性能。在第八發(fā)明中,例如,優(yōu)選地,主體部的基本截面形狀為扁平八邊形 (通過在矩形的四個(gè)角處倒角而獲得的形狀),并且如在第九發(fā)明中那樣,對(duì)凹槽。但是,所述至少一對(duì)凹槽不必一定要布置成關(guān)于所述長(zhǎng)軸對(duì)稱, 而是也可以非對(duì)稱地布置。即,凹槽的數(shù)量和位置可適當(dāng)?shù)馗淖?。此外?可采用多種方式中的任一種,例如,主體部的基本截面形狀由扁平六邊形 限定,其中長(zhǎng)軸的各個(gè)相對(duì)的端部由三角形的頂點(diǎn)限定。在第九發(fā)明中, 例如,在相應(yīng)的兩條長(zhǎng)邊的中央部設(shè)有一對(duì)關(guān)于長(zhǎng)軸對(duì)稱的凹槽,從而主 體部的截面形狀總體上為數(shù)字"8"的形狀或吉他的形狀。但是,也可在相 應(yīng)的兩條長(zhǎng)邊上設(shè)置兩對(duì)或更多對(duì)關(guān)于長(zhǎng)軸對(duì)稱的凹槽。在第十發(fā)明中,主體部的軸向相對(duì)的兩端中位于保險(xiǎn)杠桿一側(cè)的上迷 另一端相對(duì)于與軸線垂直的方向傾斜一角度,該角度根據(jù)車身的構(gòu)型而適 當(dāng)?shù)卮_定。該傾斜角可例如大約為5。至25°。此外,可采用多種方式中的 任一種來實(shí)施其它任一發(fā)明,例如,主體部的位于保險(xiǎn)杠桿一側(cè)的軸向端 大致垂直于所述軸線。
圖1是作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的車輛用沖擊吸收部件的結(jié)構(gòu)的一個(gè) 示例的示意性俯^f見圖。圖2是對(duì)應(yīng)于圖1中的剖面II-II的視圖,并且是由薄板部和厚板部構(gòu) 成的主體部的剖視圖。圖3是用于說明由薄板部和厚板部構(gòu)成的主體部的制造方法的一個(gè)示 例的一組視圖,其中視圖(a)是示出扁平板材的俯視圖,而視圖(b)和 (c)是示出均使用視圖(a)中的扁平板材制成的相應(yīng)兩種主體部的截面。圖4是用于說明使用圖3的視圖(a)中的扁平板材制成的主體部的另 一個(gè)示例的一組視圖,其中視圖(a)是透視圖,視圖(b)是剖視圖。圖5是用于說明用以檢驗(yàn)圖1的沖擊吸收部件的沖擊能量吸收特性的 試驗(yàn)方法的一組視圖,其中視圖(a)是用于說明主體部的構(gòu)型和具體尺寸 的視圖,視圖(b )是用于說明向沖擊吸收部件施加壓縮載荷的方法的視圖。圖6是示出用于檢驗(yàn)在圖5的視圖(a)所示的尺寸L2方面互不相同 的多個(gè)沖擊吸收部件的每一個(gè)的沖擊能量吸收特性的試驗(yàn)結(jié)果的一組視 圖,其中視圖(a)表示載荷和主體部位移之間的關(guān)系,視圖(b)表示所 吸收的能量和主體部位移之間的關(guān)系。圖7是示出用于檢驗(yàn)在圖5的視圖(a)所示的尺寸L1方面互不相同的多個(gè)沖擊吸收部件的每一個(gè)的沖擊能量吸收特性的試驗(yàn)結(jié)果的一組視 圖,其中視圖U)表示載荷和主體部位移之間的關(guān)系,視圖(b)表示所 吸收的能量和主體部位移之間的關(guān)系。圖8是用于說明使用管構(gòu)件構(gòu)成主體部的實(shí)施例的一組視圖,其中視 圖(a)是透視圖,視圖(b)是一側(cè)的側(cè)壁的縱剖視圖,視圖(c)是垂直 于軸線的截面。圖9是用于說明利用靜液壓成形技術(shù)制造圖8所示的主體部的方法的 一個(gè)示例的一組視圖。圖IO是示出使用圖9的靜液壓成形技術(shù)制造的主體部的另一個(gè)示例的 一組視圖,其中視圖(a)是透視圖,視圖(b)是示出截面的視圖。圖ll是用于說明車輛用沖擊吸收部件的一組視圖,其中視圖(a)是 示出具體結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例的示意性俯視圖,視圖(b)是沿視圖(a)中的 線B-B截取的剖視圖,視圖(c)是示出主體部在壓縮載荷F的作用下像 手風(fēng)琴一樣被擠壓的狀態(tài)的視圖。圖12是用于說明通過焊接將圖11的沖擊吸收部件的主體部固定到安裝板上的四種方式的一組視圖。 附圖標(biāo)記說明10:保險(xiǎn)杠桿 12R、 12L:側(cè)構(gòu)件 50、 150:擠壓盒52、 52-1、 52畫2、 52-3、 152、 l卯:主體部 54、 56、 154、 156:安裝板 60、 160:薄板部62、 162:車身側(cè)厚板部(厚板部)64、 164:保險(xiǎn)杠側(cè)厚板部(厚板部)70:鋼板(薄壁材料)72、 74:鋼板(厚壁材料)78、 80、卯半體部82、 84、 176、 192、 194:凹槽170:管構(gòu)件172、 174:環(huán)構(gòu)件180:管材182、 184:環(huán)材具體實(shí)施方式
參照附圖對(duì)第 一發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。圖1中的擠壓盒50用于代替圖11中的擠壓盒14R,以配置在側(cè)構(gòu)件 12R和保險(xiǎn)杠桿10之間,并且對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的車輛用沖擊吸收部件。在作 為示出車輛右半部分的俯視圖的圖1中示出保險(xiǎn)杠桿IO的右半部分,而保 險(xiǎn)杠桿10的左半部分構(gòu)造成與右半部分關(guān)于中心線對(duì)稱。擠壓盒50包括 例如由八邊形限定其基本截面形狀的管狀主體部52,和通過焊接一體地固 定到主體部52的軸向相對(duì)的端部上的一對(duì)安^^L54、 56。擠壓盒50在側(cè)構(gòu)件12R和保險(xiǎn)杠桿IO之間配置成使得主體部52的軸線與車輛的縱向大 致平行。擠壓盒50在其安裝板54、 56處通過螺栓等(未示出) 一體地固 定到側(cè)構(gòu)件12R和保險(xiǎn)杠桿10上。主體部52的軸向相對(duì)的兩端中位于側(cè)構(gòu)件12R —側(cè)即位于安泉板54 一側(cè)的一端垂直于主體部52的軸線。安*^154大致垂直于主體部52的軸 線而與主體部52的所述軸向端的整個(gè)周邊保持緊密接觸,并且被固定成與 側(cè)構(gòu)件12R的前端面保持緊密接觸。另一方面,主體部52的軸向相對(duì)的 兩端中位于保險(xiǎn)杠桿10 —側(cè)即位于安裝板56 —側(cè)的另一端相對(duì)于與主體 部52的軸線垂直的方向(相對(duì)于與車輛的縱向垂直的方向)如此傾斜,使 得在沿著朝向保險(xiǎn)杠桿10的端部的方向看去時(shí)主體部52的所述另一軸向 端朝車身向后延伸,以便對(duì)應(yīng)于保險(xiǎn)杠桿IO的構(gòu)型。安裝板56相對(duì)于與 主體部52的軸線垂直的方向傾斜而與主體部52的所述另一軸向端的整個(gè) 周邊保持緊密接觸,并且被固定成與保險(xiǎn)杠桿10保持緊密接觸。傾斜的角 度對(duì)應(yīng)于保險(xiǎn)杠桿10的構(gòu)型,并且在本實(shí)施例中大約為10。。當(dāng)在從車輛 前方朝車輛后方的方向上受到?jīng)_擊而接收壓縮載荷F時(shí),與上述擠壓盒 14R的主體部20 —樣,主體部52如圖11中的視圖(c)所示的那樣在軸 向上像手風(fēng)琴一樣被擠壓,從而主體部52的變形吸收沖擊能量,由此減小 施加在車輛的結(jié)構(gòu)部件如側(cè)構(gòu)件12R上的沖擊。主體部52包括板厚度小于1.4mm并構(gòu)成主體部52的軸向中間部分的 薄板部60,以;Sj板厚度不小于1.4mm并一體地設(shè)置在薄板部60的軸向相 對(duì)側(cè)的一對(duì)厚板部62、 64。在本實(shí)施例中,薄板部60的板厚度大約為 1.2mm,而厚板部62、 64的板厚度大約為1.6mm。圖2是對(duì)應(yīng)于圖1中的 剖面II-II的視圖,并且是示出由薄板部60和厚板部62、 64構(gòu)成的主體部 52的示例的剖碎見圖。當(dāng)厚板部62、 64分別與相應(yīng)的安裝板54、 56保持接 觸時(shí),主體部52通過在周向上進(jìn)行的電弧焊一體地固定到安a 54、 56 上。所述一對(duì)厚板部62、 64中位于保險(xiǎn)杠桿10 —側(cè)的厚板部一一保險(xiǎn)杠 側(cè)厚板部64的長(zhǎng)度Ll在10mm< Ll < 40mm的范圍內(nèi)。位于側(cè)構(gòu)件12R 一側(cè)的車身側(cè)厚板部62的長(zhǎng)度L2在5mm < L2 < 0.15 x L的范圍內(nèi),其中"L"表示主體部52的總長(zhǎng)。主體部52使用扁平板材76制成,如圖3中的視圖U)所示,扁平板 材76包括構(gòu)成薄板部60的鋼板70和構(gòu)成厚板部62、 64的一對(duì)鋼板72、 74。板厚度為1.2mm的鋼板70在其相應(yīng)的相對(duì)兩端通過滾壓縫焊、等離 子焊或激光焊接合到板厚度為1.6mm的相應(yīng)鋼板72、 74上。即,如圖3 中的視圖(b)或視圖(c)所示,扁平板材76經(jīng)受壓力機(jī)的彎曲操作,從 而形成一對(duì)半體部78、 80之一,所述一對(duì)半體部由具有期望筒形的主體部 52沿大致平行于軸向的方向分割而成,且每個(gè)半體部的截面均大致為U 形。所述一對(duì)半體部78、 80在它們的開口處相互疊置,并且在它們的相對(duì) 的交迭側(cè)部(如圖3中的視圖(b)和(c)所示的上、下端部)通過點(diǎn)焊 等一體地相互接合,由此獲得具有預(yù)定截面形狀的管狀主體部52-1或管狀 主體部52-2。鋼板70對(duì)應(yīng)于薄壁材料,而鋼板72、 74對(duì)應(yīng)于厚壁材料。 圖3中的視圖(b)和(c)是相應(yīng)主體部52-1、 52-2的垂直于軸線的剖視 圖。圖3的視圖(b)中的主體部52-1具有由簡(jiǎn)單的扁平八邊形所限定的 基本截面形狀。在主體部52-l中,在目的是為了在低速碰撞下承受低載荷 時(shí)吸收沖擊能量和減小對(duì)車身的損害的情況下,鋼板70 (薄板部60 )的板 厚度可較小。圖3的視圖(c)中的主體部52-2具有由簡(jiǎn)單的扁平八邊形 所限定的基本截面形狀,所述八邊形具有大致與所述截面的長(zhǎng)軸平行的兩 條長(zhǎng)邊(圖3的視圖(c)中所示的左側(cè)邊和右側(cè)邊)。在主體部52-2中, 在相應(yīng)兩條長(zhǎng)邊的中部設(shè)置有一對(duì)關(guān)于所述長(zhǎng)軸對(duì)稱的凹槽82,并且所述 凹槽沿管狀主體部52-2的軸向(與圖3的視圖(c)的圖面垂直的方向) 延伸,從而截面形狀總體上是數(shù)字"8"的形狀或吉他形狀。這種結(jié)構(gòu)可增 大主體部52-2的剛性,并且即使在鋼板70 (薄板部60)的板厚度大約為 1.2mm的情況下仍可使主體部52-2具有預(yù)定水平的沖擊能量吸收性能。這 樣,主體部52-2能制造得重量較輕。應(yīng)注意,圖3的視圖(b) 、 (c)中的堅(jiān)t方向/上下方向《時(shí)主體部的豎直方向。圖4是用于說明使用相同的扁平板材76制成的主體部52的另一個(gè)示 例的一組視圖,其中視圖(a)是透視圖,視圖(b)是相當(dāng)于圖3中的視 圖(b) 、 (c)的剖視圖。與圖3的視圖(c)中的主體部52-2 —樣,該 主體部52-3由一對(duì)半體部90構(gòu)成,所述半體部均由通過壓力機(jī)經(jīng)受了彎 曲操作的扁平板材76制成。主體部52-3具有由簡(jiǎn)單的扁平八邊形所限定 的基本截面形狀,所述八邊形具有大致平行于所述截面的長(zhǎng)軸的兩條長(zhǎng)邊 (圖4的視圖(b)中所示的左側(cè)邊和右側(cè)邊)。在主體部52-3中,兩對(duì) 關(guān)于長(zhǎng)軸對(duì)稱的凹槽82、 84設(shè)置在相應(yīng)兩條長(zhǎng)邊的中部,并且沿管狀主體 部52-3的軸向(與圖4的視圖(b)的圖面垂直的方向)延伸。在該另一 示例中,由于有兩對(duì)凹槽82、 84,所以剛性進(jìn)一步增大。這樣,在確保預(yù) 定水平的沖擊能量吸收性能的同時(shí),鋼板70 (薄板部60 )的板厚度可進(jìn)一 步減小,以減輕主體部52-3的重量。在擠壓盒50中,由于管狀主體部52 (52-1、 52-2、 52-3)的軸向相對(duì) 的端部由板厚度為1.4mm或更大的厚板部62、 64構(gòu)成,所以當(dāng)主體部52 與安裝板54、 56保持接觸時(shí),主體部52能通過電弧焊接令人滿意地固定 到安^154、 56上。這樣,能夠穩(wěn)定地提供令人滿意的沖擊能量吸收性能 的擠壓盒50能制造得重量輕且成本低而無需使用附加的部件如支架。此外,由于主體部52(52-1、 52-2、 52-3 )的中間部分由板厚度為1.4mm 或更小的薄板部60構(gòu)成,所以如果通過像圖3的視圖(c)或圖4所示的 主體部52-2或52-3那樣適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)主體部52的截面形狀而允許板厚度在 保持預(yù)定水平的沖擊能量吸收性能的同時(shí)小于1.4mm,則擠壓盒50能在 重量上制造得更輕。如果主體部52如圖3的視圖(b )中的主體部52-1那 樣具有由筒單的扁平八邊形所限定的基本截面形狀,且板厚度在目的是為 了在低速碰撞下承受低載荷時(shí)吸收沖擊能量和減小對(duì)車身的損害的情況下 可小于1.4mm,則即使是在施加較低載荷的情況下主體部52也可纟皮擠壓 以提供沖擊能量吸收性能。在本實(shí)施例中,由所述一對(duì)厚板部62、 64中位于側(cè)構(gòu)件12R —側(cè)的 一個(gè)設(shè)置而成的車身側(cè)厚板部62的長(zhǎng)度L2為5mm或更大,從而可令人滿意地完成電弧焊接。此外,由于車身側(cè)厚板部62的長(zhǎng)度L2小于0.15x L,所以可不顧厚板部62的存在而抑制主體部52的擠壓行程的減小,所 述擠壓行程是獲得令人滿意的沖擊能量吸收性能所必需的。在本實(shí)施例中,由所述一對(duì)厚板部62、 64中位于保險(xiǎn)杠桿10—側(cè)的 一個(gè)設(shè)置而成的保險(xiǎn)杠側(cè)厚板部64的長(zhǎng)度Ll大于10mm,從而可令人滿 意地完成電弧焊接,并且即4吏是在主體部52的初始擠壓階段,擠壓盒50 也能提供令人滿意的沖擊能量吸收性能。此外,由于保險(xiǎn)杠側(cè)厚板部64 的長(zhǎng)度Ll小于40mm,所以主體部52可像手風(fēng)琴一樣被擠壓直到擠壓的 最終階段,而在擠壓期間主體部52不會(huì)彎曲(傾翻),從而即使是在載荷 施加方向相對(duì)于軸向傾斜大約20。的情況下,擠壓盒50仍能提供令人滿意 的沖擊能量吸收性能。在本實(shí)施例中,主體部52的軸向相對(duì)的兩端中位于側(cè)構(gòu)件12R —側(cè) 即位于安a 54 —側(cè)的一端大致垂直于主體部52的軸線,而主體部52 的軸向相對(duì)的兩端中位于保險(xiǎn)杠桿10 —側(cè)的另一端相對(duì)于與所述軸線垂 直的方向如此傾斜,使得主體部52的所述另一端朝車身向后延伸,以便順 應(yīng)保險(xiǎn)杠桿10的端部構(gòu)型。這種結(jié)構(gòu)增加了保險(xiǎn)杠桿10的構(gòu)型設(shè)計(jì)的自 由度,從而例如允許保險(xiǎn)杠桿10的相對(duì)的端部朝車身向后延伸,以增加車 輛拐角部的圓度。下面說明利用多個(gè)擠壓盒50進(jìn)行的用以檢驗(yàn)沖擊能量吸收特性的試 驗(yàn),所述多個(gè)擠壓盒50均具有圖5的視圖(a)所示的主體部52,但其中 長(zhǎng)度尺寸L1、 L2有所變化。在所述試驗(yàn)中,如圖5的視圖(b)所示,在 沿相對(duì)于主體部52的軸向傾斜20。的方向?qū)D壓盒50施加壓縮載荷F的 情況下來檢驗(yàn)沖擊能量吸收特性。像圖3的視圖(c)所示的主體部52-2 那樣,主體部52由一對(duì)半體部80構(gòu)成并具有一對(duì)凹槽82,從而截面形狀 為數(shù)字"8"的形狀或吉他形狀。薄板部60的板厚度為1.2mm,而厚板部 62、 64的板厚度為1.6mm。薄板部60和厚板部62、 64的抗拉強(qiáng)度均為 440MPa。如圖5的視圖(a)所示,主體部52的高度和寬度分別為100mm 和60mm 。圖6示出使用六個(gè)擠壓盒50進(jìn)行的試驗(yàn)的結(jié)果,這六個(gè)擠壓盒的主體 部52的總長(zhǎng)L相同(L=200mm ),且保險(xiǎn)杠側(cè)厚板部64的長(zhǎng)度Ll相同(Ll=5mm ),而車身側(cè)厚板部62的長(zhǎng)度L2不同,在試驗(yàn)中按照有限元 法(動(dòng)態(tài)分析)來檢驗(yàn)施加有壓縮載荷F的六個(gè)擠壓盒50中的每一個(gè)所 表現(xiàn)出的沖擊能量吸收特性。所述六個(gè)擠壓盒50的各自的車身側(cè)厚板部 62的長(zhǎng)度L2為0 mm、 5 mm (= 0.025 x L ) 、 10 mm (= 0.05 x L) 、 20 mm(=0.10><L) 、 30 mm (=0.15xL)和40 mm (=0.20><L)。圖6中的 視圖(a)表示載荷和主體部52的位移之間的關(guān)系。圖6中的視圖(b)表 示所吸收的能量(相當(dāng)于視圖(a)所示的載荷的積分值)和主體部52的 位移之間的關(guān)系,其中雙點(diǎn)劃線表示L2-0mm時(shí)的關(guān)系,細(xì)實(shí)線表示L2 =5 111111時(shí)的關(guān)系,虛線表示L2-10 mm時(shí)的關(guān)系,單點(diǎn)劃線表示L2 = 20 mm時(shí)的關(guān)系,比虛線細(xì)的短劃線表示L2-30mm時(shí)的關(guān)系,而粗實(shí)線表 示L2-40 mm時(shí)的關(guān)系。如圖6中的浮見圖(a) 、 (b)所示,在L2 = 0 mm的擠壓盒50中, 在擠壓過程中,特別地,當(dāng)位移量超過大約110 mm時(shí),載荷大大降低, 由此沖擊能量吸收性能降低。這是因?yàn)?,由于在沒有車身側(cè)厚板部62時(shí)電 弧焊接所提供的焊接強(qiáng)度低,所以在沿相對(duì)于軸向傾斜20。的方向施加載荷 時(shí)主體部52 4皮傾翻而在其根部彎曲。另一方面,在L2-30mm、 40 mm 的擠壓盒50中,當(dāng)位移量超過大約160mm時(shí),載荷急劇上升,由此不能 獲得沖擊能量吸收效果,從而擠壓行程比在L2 = 5 mm、 10 mm、 20 mm 的擠壓盒50中要短。因此,優(yōu)選地,車身側(cè)厚板部62的長(zhǎng)度L2在5mm < L2<30mm (-0.15xL)的范圍內(nèi)。由于在L2 = 5 mm的擠壓盒50中 當(dāng)位移量超過大約180mm時(shí)載荷略微下降,所以長(zhǎng)度L2更優(yōu)選地為大約 10 mm至20 mm。圖7示出使用五個(gè)擠壓盒50進(jìn)行的試驗(yàn)的結(jié)果,這五個(gè)擠壓盒的主體 部52的總長(zhǎng)L相同(L=200mm),且車身側(cè)厚板部62的長(zhǎng)度L2相同(L2=mm ),而保險(xiǎn)杠側(cè)厚板部64的長(zhǎng)度Ll不同,在試驗(yàn)中按照有限元 法(動(dòng)態(tài)分析)來檢驗(yàn)施加有壓縮載荷F的五個(gè)擠壓盒50中的每一個(gè)所表現(xiàn)出的沖擊能量吸收特性。所述五個(gè)擠壓盒50的各自的保險(xiǎn)杠側(cè)厚板部 64的長(zhǎng)度Ll為10 mm (= 0.05 x L) 、 20 mm (= 0.10 x L) 、 30 mm (= 0.15 x L) 、 40 mm (= 0.20 x L)和50 mm (= 0.25 x L)。圖7中的視圖(a) 表示載荷和主體部52的位移之間的關(guān)系。圖7中的視圖(b )表示所吸收 的能量(相當(dāng)于視圖(a)所示的載荷的積分值)和主體部52的位移之間 的關(guān)系,其中細(xì)實(shí)線表示Ll-10mm時(shí)的關(guān)系,虛線表示Ll-20mm時(shí) 的關(guān)系,單點(diǎn)劃線表示Ll = 30 mm時(shí)的關(guān)系,比虛線細(xì)的短劃線表示Ll = 40mm時(shí)的關(guān)系,而粗實(shí)線表示Ll-50mm時(shí)的關(guān)系。如圖7的視圖(a) 、 (b)所示,在Ll-10mm的擠壓盒50中,在 位移量大約為15-25 mm的初始擠壓階段內(nèi),載荷降^f氐,由此沖擊能量吸 收性能降低。這是因?yàn)?,由于保險(xiǎn)杠側(cè)厚板部64的長(zhǎng)度L1太小,所以薄 板部60在主體部52的小位移(大約15mm)下就開始起皺。另一方面, 在Ll-50mm的擠壓盒50中,在位移量大約為50mm或更小的初始擠壓 階段內(nèi)可獲得令人滿意的沖擊能量吸收性能,但是在位移量超過50 mm之 后載荷降低。在Ll-40mm的擠壓盒50中,在位移量大約為100 mm或 更小的前半階段內(nèi)可獲得令人滿意的沖擊能量吸收性能,但是在位移量超 過100mm之后載荷降低。即,在Ll-40mm、 50mm的擠壓盒50中都 不能獲得預(yù)定水平的沖擊能量吸收性能。這是因?yàn)?,由于載荷施加方向相 對(duì)于軸向傾斜20。,所以過大的長(zhǎng)度Ll會(huì)使主體部52在,皮擠壓期間彎曲。 因此,優(yōu)選地,保險(xiǎn)杠側(cè)厚板部64的長(zhǎng)度Ll在10 mm < Ll < 40 mm( =0.20 xL)的范圍內(nèi)。更優(yōu)選地,長(zhǎng)度L1大約為20mm至30mm。 下面對(duì)使用管構(gòu)件和環(huán)構(gòu)件構(gòu)成主體部的實(shí)施例進(jìn)行說明。 與上述擠壓盒50—樣,圖8中的擠壓盒150用于代替圖11中的擠壓 盒14R,以配置在側(cè)構(gòu)件12R和保險(xiǎn)杠桿IO之間,并且對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的 沖擊吸收部件。該擠壓盒150包括管狀的主體部152,和通過焊接一體地 固定到主體部152的軸向相對(duì)的端部上的一對(duì)安裝板154、 156。與圖1中 的擠壓盒50 —樣,擠壓盒150在側(cè)構(gòu)件12R和保險(xiǎn)杠桿10之間配置成使 得主體部152的軸線與車輛的縱向大致平行。擠壓盒150在其安裝板154、156處通過螺栓等(未示出) 一體地固定到側(cè)構(gòu)件12R和保險(xiǎn)杠桿10上。 主體部152的軸向相對(duì)的兩端中位于側(cè)構(gòu)件12R —側(cè)即位于安^JL 154 —側(cè)的一端垂直于主體部152的軸線。安*^1 154大致垂直于主體部 152的軸線而與主體部152的所述軸向端的整個(gè)周邊保持緊密接觸,并且 被固定成與側(cè)構(gòu)件12R的前端面保持緊密接觸。另一方面,主體部152的 軸向相對(duì)的兩端中位于保險(xiǎn)杠桿10 —側(cè)即位于安裝板156 —側(cè)的另 一端相 對(duì)于與主體部152的軸線垂直的方向(相對(duì)于與車輛的縱向垂直的方向) 如此傾斜,使得在沿著朝向保險(xiǎn)杠桿10的端部的方向看去時(shí)主體部152 的所述另一軸向端朝車身向后延伸,以便對(duì)應(yīng)于保險(xiǎn)杠桿10的構(gòu)型。安裝 板156相對(duì)于與主體部152的軸線垂直的方向傾斜而與主體部152的所述 另一軸向端的整個(gè)周邊保持緊密接觸,并且被固定成與保險(xiǎn)杠桿IO保持緊 密接觸。傾斜的角度對(duì)應(yīng)于保險(xiǎn)杠桿10的構(gòu)型,并且在本實(shí)施例中大約為 10。。當(dāng)在從車輛前方朝車輛后方的方向上受到?jīng)_擊而接收壓縮載荷F時(shí), 與上述擠壓盒14R的主體部20 —樣,主體部152如圖11中的視圖(c) 所示的那樣在軸向上像手風(fēng)琴一樣被擠壓,從而主體部152的變形吸收沖 擊能量,由此減小施加在車輛的結(jié)構(gòu)部件如側(cè)構(gòu)件12R上的沖擊。圖8中的視圖(a)是主體部152的透視圖。圖8中的視圖(b)對(duì)應(yīng) 于圖2的視圖,并且是示出主體部152的相對(duì)側(cè)壁之一的縱剖視圖。圖8 中的視圖(c)是主體部152的與主體部152的軸線垂直的截面。主體部 152包括板厚度小于1.4mm并構(gòu)成主體部152的軸向中間部分的薄板部 160,以及板厚度不小于1.4mm并一體地設(shè)置在薄板部160的軸向相對(duì)側(cè) 的一對(duì)厚板部162、164。在本實(shí)施例中,薄板部160的板厚度大約為1.2mm, 而厚板部162、 164的板厚度大約為1.6mm。如從圖8的視圖(b)中可見, 薄板部160由管狀的單個(gè)管構(gòu)件170構(gòu)成,而厚板部162、 164構(gòu)造成包括 一體地裝配在管構(gòu)件170的外周面的相對(duì)的相應(yīng)端部上的環(huán)構(gòu)件172、 174。 所述一對(duì)厚板部162、 164中位于保險(xiǎn)杠桿10 —側(cè)的厚板部——保險(xiǎn)杠側(cè) 厚板部164、即環(huán)構(gòu)件174的長(zhǎng)度Ll在10mnKLK40mm的范圍內(nèi)。位 于側(cè)構(gòu)件12R —側(cè)的車身側(cè)厚板部162、即環(huán)構(gòu)件172的長(zhǎng)度L2在5mm《L2〈0.15xL的范圍內(nèi),其中"L"表示主體部152的總長(zhǎng)。如從圖8的視圖(c)中可見,主體部152的基本截面形狀是扁平八邊 形(通過在矩形的四個(gè)角處倒角而獲得的形狀),并且與所述截面的長(zhǎng)軸 大致平行的兩條長(zhǎng)邊(圖8的視圖(c)中的左側(cè)邊和右側(cè)邊)形成有位于 相應(yīng)兩條長(zhǎng)邊的中部的一對(duì)凹槽176。凹槽176關(guān)于長(zhǎng)軸對(duì)稱,并且沿管 狀主體部152的軸向(與圖8的視圖(c)的圖面垂直的方向)延伸,從而 從而截面形狀總體上是數(shù)字"8"的形狀或吉他形狀。這種結(jié)構(gòu)可增大主體 部152的剛性,并且即使在薄板部160的板厚度大約為1.2mm的情況下仍 可使主體部152具有預(yù)定水平的沖擊能量吸收性能。這樣,主體部152能 制造得重量較輕。應(yīng)注意,圖8的視圖(b) 、 (c)中的豎直方向均對(duì)應(yīng) 于在主體部152安裝于車身上時(shí)主體部152的豎直方向。本實(shí)施例的主體部152例如如圖9所示地制成。圖9中的視圖(a)示 出一種雙重結(jié)構(gòu),其中具有大約為0.4mm的壁厚度和預(yù)定長(zhǎng)度(上述長(zhǎng)度 L2、 Ll的兩倍長(zhǎng))的環(huán)材182、 184裝配在壁厚度大約為1.2mm的管材的 外周面上,并且以對(duì)應(yīng)于總長(zhǎng)L的間距(兩環(huán)材中心之間的距離)相互隔 開。所述雙重結(jié)構(gòu)經(jīng)受靜液壓成形,其中使液壓力作用于管材180的內(nèi)部, 從而管材180沿徑向向外的方向發(fā)生塑性變形而與陰模(未示出)緊密接 觸,由此隨著環(huán)材182、 184嵌入到管材180的外周面內(nèi),管材180與環(huán)材 182、 184相互緊密接觸而一體地相互緊固,同時(shí)如圖9中的視圖(b)所 示,管材180及環(huán)材182、 184 —起,iU陚予預(yù)定的截面形狀。在這種情況下, 可根據(jù)需要在沿軸向施加壓力或張力的情況下使管材180成形。此外,在 本實(shí)施例中,通過使用與主體部152的目標(biāo)總長(zhǎng)L相比充分長(zhǎng)的管材180 來同時(shí)形成多個(gè)如圖9中的視圖(c)所示的均由管構(gòu)件170和環(huán)構(gòu)件172、 174構(gòu)成的主體部152。即,當(dāng)環(huán)材182、 184裝配在管材180上且以對(duì)應(yīng) 于總長(zhǎng)L的節(jié)距布置時(shí),使管材180經(jīng)受靜液壓成形,然后環(huán)材182、 184 和管材180 —起在它們各自的中心處被切割。應(yīng)注意,管材180和環(huán)材182、 184的壁厚度的相應(yīng)值應(yīng)設(shè)定為使得薄板部160和厚板部162、 164在靜液 壓成形之后具有所期望的板厚度值。圖10是示出使用管材180和環(huán)材182、 184制成的主體部的另一個(gè)示 例的一組視圖,其中視圖(a)是透視圖,視圖(b)是相當(dāng)于圖8中的視 圖(c)的剖視圖?;旧希c上述主體部152—樣,該主體部190由作為 中間部分的薄板部160和厚板部162、 164構(gòu)成,薄板部160僅由管構(gòu)件 170 (管材180)設(shè)置而成,厚板部162、 164由裝配在管構(gòu)件170的相對(duì) 的相應(yīng)端部的環(huán)構(gòu)件172、 174(環(huán)材182、 184)設(shè)置而成。但是,在基本 截面形狀由筒單的扁平八邊形所限定且該八邊形具有與所述截面的長(zhǎng)軸大 致平行的兩條長(zhǎng)邊(圖IO的視圖(b)中所示的左側(cè)邊和右側(cè)邊)的主體 部190中,在所述兩條長(zhǎng)邊上設(shè)置有兩對(duì)關(guān)于長(zhǎng)軸對(duì)稱的凹槽192、 194, 且所述凹槽沿管狀主體部l卯的軸向(與圖10的視圖(b)的圖面垂直的 方向)延伸。在該另一示例中,由于具有兩對(duì)凹槽192、 194,所以剛性進(jìn) 一步增大。這樣,在確保預(yù)定水平的沖擊能量吸收性能的同時(shí),管構(gòu)件170 的壁厚度可進(jìn)一步減小,以減輕主體部l卯的重量。當(dāng)各個(gè)厚板部162、 164在其開口端的整個(gè)周邊與相應(yīng)的一個(gè)安a 154、 156保持接觸時(shí),各個(gè)主體部152、 190通過沿周向進(jìn)行的電孤焊一 體地固定到安ai54、 156上。電弧焊針對(duì)位于管構(gòu)件170的外周面上的 環(huán)構(gòu)件172、 174進(jìn)行,從而管構(gòu)件170經(jīng)由環(huán)構(gòu)件172、 174以預(yù)定的安 裝強(qiáng)度固定到安裝板154、 156上。盡管管構(gòu)件170可通過電弧焊固定到環(huán) 構(gòu)件172、 174上,但是管構(gòu)件170 (管材180 )并非一定要通過電弧焊固 定到環(huán)構(gòu)件172、 174(環(huán)材182、 184)上,而是可僅通過由上述靜液壓成 形所產(chǎn)生的塑性變形固定到環(huán)構(gòu)件172、 174上。在擠壓盒150中,各個(gè)主體部152、 190由薄板部160和一對(duì)厚板部 162、 164構(gòu)成,其中薄板部160僅由管狀的管構(gòu)件170設(shè)置而成,而所述 一對(duì)厚板部由雙重結(jié)構(gòu)設(shè)置而成,在所述雙重結(jié)構(gòu)中具有預(yù)定長(zhǎng)度的管狀 環(huán)構(gòu)件172、 174—體地裝配在管構(gòu)件170的相對(duì)的相應(yīng)端部上。當(dāng)各個(gè)厚 板部162、 164在其開口端的整個(gè)周邊與相應(yīng)的一個(gè)安裝板154、 156保持 接觸時(shí),各個(gè)主體部152、 190通過沿周向進(jìn)行的電弧焊一體地固定到安裝 板154、 156上,從而擠壓盒150被賦予繞軸線大致均等的強(qiáng)度,并且因此表現(xiàn)出穩(wěn)定的沖擊能量吸收性能。此外,盡管薄板部160的壁厚度小于1.4mm,但是各個(gè)主體部152、 190可在厚板部162、 164處通過焊接令人滿意地固定到安裝板154、 156 上。因此,如果通過像圖8的視圖(c)或圖IO的視圖(b)所示的那樣適 當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)主體部的截面形狀而允許構(gòu)成薄板部160的管構(gòu)件170的壁厚度 在保持預(yù)定水平的沖擊能量吸收性能的同時(shí)小于1.4mm,則擠壓盒150能 在重量上制造得更輕。如果壁厚度在目的是為了在低速碰撞下承受低載荷 時(shí)吸收沖擊能量和減小對(duì)車身的損害的情況下可小于1.4mm,則即使是在 施加較低載荷的情況下主體部也可被擠壓以提供沖擊能量吸收性能。薄板部160由管狀的管構(gòu)件170構(gòu)成,而所述一對(duì)厚板部162、 164 由管構(gòu)件170的相對(duì)端部和一體地裝配在管構(gòu)件170的相對(duì)的相應(yīng)端部上 的環(huán)構(gòu)件172、 174構(gòu)成。與所述一對(duì)半體部78、 80、 90被設(shè)置成在它們 的相對(duì)側(cè)部交迭并通過焊接而相互接合的上述擠壓盒50相比,這種結(jié)構(gòu)4吏 得擠壓盒150能制造得重量更輕且成本更低,這是因?yàn)槭褂昧斯軜?gòu)件170 和環(huán)構(gòu)件172、 174而無需焊接交迭部分并減少了制造步驟的數(shù)量。在本實(shí)施例中,通過靜液壓成形來形成各個(gè)主體部152、 190。這樣, 與通過機(jī)械壓制形成主體部的情況相比,通過使用在市場(chǎng)上有售的管狀的 管材180和環(huán)材182、 184,能以更高的精度和更低的成本容易地制造出具 有預(yù)定的非圓形截面(如圖8的視圖(c)和圖IO的視圖(b)所示)和由 雙重結(jié)構(gòu)部分構(gòu)成的相對(duì)端部(厚板部162、 164)的主體部152、 190。此外,在本實(shí)施例中,由所述一對(duì)厚板部162、 164中位于側(cè)構(gòu)件12R 一側(cè)的 一個(gè)厚板部設(shè)置而成的車身側(cè)厚板部162的長(zhǎng)度L2為5mm或更大, 從而可令人滿意地完成電弧焊接。此外,由于車身側(cè)厚板部162的長(zhǎng)度L2 小于0.15 xL,所以可不顧厚板部162的存在而抑制主體部的擠壓行程的 減小,所述擠壓行程是獲得令人滿意的沖擊能量吸收性能所必需的。此外,在本實(shí)施例中,由所述一對(duì)厚板部162、 164中位于保險(xiǎn)杠桿 10 —側(cè)的一個(gè)厚板部設(shè)置而成的保險(xiǎn)杠側(cè)厚板部164的長(zhǎng)度Ll大于 10mm,從而可令人滿意地完成電弧焊接,并且即使是在主體部152、 l卯的初始擠壓階段,擠壓盒150也能提供令人滿意的沖擊能量吸收性能。此 外,由于保險(xiǎn)杠側(cè)厚板部164的長(zhǎng)度L1小于40mm,所以主體部152、 190 可像手風(fēng)琴一樣被擠壓直到擠壓的最終階段,而在擠壓期間主體部152、 190不會(huì)彎曲(傾翻),從而即使是在載荷施加方向相對(duì)于軸向傾斜大約 20。的情況下,擠壓盒150也能提供令人滿意的沖擊能量吸收性能。此外,在本實(shí)施例中,主體部152 (190)的軸向相對(duì)的兩端中位于側(cè) 構(gòu)件12R —側(cè)即位于安^ 154 —側(cè)的一端大致垂直于主體部152 (190 ) 的軸線,而主體部152 (l卯)的軸向相對(duì)的兩端中位于保險(xiǎn)杠桿10 —側(cè) 的另一端相對(duì)于與所述軸線垂直的方向如此傾斜,使得主體部152 (190) 的所述另一端朝車身向后延伸,以便順應(yīng)保險(xiǎn)杠桿10的端部構(gòu)型。這種結(jié) 構(gòu)增加了保險(xiǎn)杠桿10的構(gòu)型設(shè)計(jì)的自由度,從而例如允許保險(xiǎn)杠桿10的 相對(duì)的端部朝車身向后延伸,以增加車輛拐角部的圓度。通過與圖5所示的方法相同的方法檢驗(yàn)具有主體部152的擠壓盒150 的沖擊能量吸收特性,并且可獲得與圖6和圖7所示的大致相同的結(jié)果。已參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明。但是,所述的實(shí)施例 僅僅是具體的實(shí)施形式,基于本領(lǐng)域技術(shù)人員的知識(shí),本發(fā)明能以各種變 型和改進(jìn)加以實(shí)施。本發(fā)明的車輛用沖擊吸收部件配置在車輛的側(cè)構(gòu)件和保險(xiǎn)杠桿之間, 以便在從車輛前方朝后方的方向上承受沖擊而接收壓縮載荷時(shí)在其軸向上 像手風(fēng)琴一樣被擠壓,由此吸收沖擊能量并減小施加在車身上的沖擊。
權(quán)利要求
1.一種車輛用沖擊吸收部件,所述沖擊吸收部件具有筒狀形狀并且配置在車輛的側(cè)構(gòu)件和保險(xiǎn)杠桿之間,以便在承受壓縮載荷時(shí)沿其軸向像手風(fēng)琴一樣被擠壓而用于吸收沖擊能量,所述沖擊吸收部件的特征在于所述沖擊吸收部件具有筒狀主體部和一對(duì)安裝板,所述一對(duì)安裝板被焊接固定在所述筒狀主體部的軸向相對(duì)的相應(yīng)端部上;以及所述主體部具有薄板部和一對(duì)厚板部,所述薄板部具有小于1.4mm的板厚度并構(gòu)成所述主體部的軸向中間部分,所述一對(duì)厚板部具有不小于1.4mm的板厚度并一體地設(shè)置在所述薄板部的軸向相對(duì)的兩側(cè)上,所述厚板部在與相應(yīng)的安裝板保持接觸時(shí)被電弧焊接地固定到相應(yīng)的安裝板上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的沖擊吸收部件,其特征在于 所述薄板部由板厚度小于1.4mm的薄板構(gòu)件構(gòu)成;以及 所迷厚板部由板厚度不小于1.4mm并一體地設(shè)置在所述薄板構(gòu)件的軸向相對(duì)的兩側(cè)上的一對(duì)厚板構(gòu)件板構(gòu)成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的沖擊吸收部件,其特征在于 所述主體部由 一對(duì)半體部構(gòu)成,所述一對(duì)半體部由所述主體部沿大致平行于所述軸向的方向分割而成,所述一對(duì)半體部中的每一個(gè)都具有大致 為U形的截面;以及所述一對(duì)半體部在它們的開口處相互疊置,并且在它們的交迭側(cè)部被 一體地焊接而彼此接合。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的沖擊吸收部件,其特征在于 所述主體部由筒狀的管構(gòu)件和環(huán)構(gòu)件構(gòu)成,所述環(huán)構(gòu)件具有預(yù)定長(zhǎng)度并裝配在所述管構(gòu)件的相對(duì)的相應(yīng)端部上;以及所述厚板部由雙重結(jié)構(gòu)部分構(gòu)成,所述雙重結(jié)構(gòu)部分由所述環(huán)構(gòu)件和 所述管構(gòu)件的端部設(shè)置而成,而所述薄板部由在軸向上位于所述厚板部之 間并且只由所述管構(gòu)件設(shè)置而成的部分構(gòu)成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的沖擊吸收部件,其特征在于 由所述管構(gòu)件和一體地裝配在所述管構(gòu)件上的所述環(huán)構(gòu)件構(gòu)成的所述主體部由筒狀的管材和環(huán)材構(gòu)成,當(dāng)所述環(huán)材裝配在所述筒狀管的外周面 上時(shí),所述管材經(jīng)受靜液壓成形,以便沿朝向所迷管材的外周側(cè)的方向發(fā) 生塑性變形,由此所述管構(gòu)件和所述環(huán)構(gòu)件相互接觸而彼此緊固,從而使 所述主體部具有預(yù)定的截面形狀。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的沖擊吸收部件,其特征在于由所述一對(duì)厚板部中位于所述側(cè)構(gòu)件一側(cè)的一個(gè)厚板部設(shè)置而成的車 身側(cè)厚板部的長(zhǎng)度L2在5mm《L2 < 0.15 x L的范圍內(nèi),其中"L,,表示 所述主體部的總長(zhǎng)度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的沖擊吸收部件,其特征在于由所迷一對(duì)厚板部中位于所述保險(xiǎn)杠桿一側(cè)的 一個(gè)厚板部設(shè)置而成的 保險(xiǎn)杠側(cè)厚板部的長(zhǎng)度Ll在10 mm < Ll < 40 mm的范圍內(nèi)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的沖擊吸收部件,其特征在于 所述主體部具有由六邊或更多邊的扁平多邊形所限定的基本截面形狀,所述扁平多邊形具有兩條與所述截面的長(zhǎng)軸大致平行的長(zhǎng)邊;以及所述兩條長(zhǎng)邊中的每一條都形成有至少一個(gè)沿所述主體部的軸向延伸 的凹槽。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的沖擊吸收部件,其特征在于 所述主體部的基本截面形狀由扁平八邊形限定;以及 與所述長(zhǎng)軸大致平行的所迷兩條長(zhǎng)邊形成有至少一對(duì)關(guān)于所述長(zhǎng)軸對(duì)稱的凹槽。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的沖擊吸收部件,其特征在于 所述主體部具有軸向相對(duì)的兩端,其中位于所述側(cè)構(gòu)件一側(cè)的一端大致垂直于所述主體部的軸線,而位于所述保險(xiǎn)杠桿一側(cè)的另一端相對(duì)于與 所述軸線垂直的方向如此傾斜,使得在沿著朝向所述保險(xiǎn)杠桿的端部的方 向看去時(shí)所述主體部的所述另一端朝車身向后延伸。
全文摘要
一種車輛用沖擊吸收部件,其中筒狀主體部(52)的軸向兩端由厚度為1.4mm或更大的厚板部(62,64)構(gòu)成,這使得主體部(52)能通過電弧焊接令人滿意地焊接和固定到安裝板(54,56)上。通過這種結(jié)構(gòu),可構(gòu)造出具有預(yù)定的沖擊能量吸收性能而無需使用支架等的重量輕且成本低的擠壓盒(50)。此外,主體部(52)的中間部分由厚度小于1.4mm的薄板部(60)構(gòu)成,從而能在確保預(yù)定的沖擊能量吸收性能的情況下減輕沖擊吸收部件的重量。另外,由于板很薄,所以沖擊吸收部件能在低載荷下被擠壓而提供吸收沖擊能量的效果。
文檔編號(hào)B60R19/24GK101258057SQ20068003286
公開日2008年9月3日 申請(qǐng)日期2006年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月9日
發(fā)明者內(nèi)田光俊, 加納光壽, 富澤淳 申請(qǐng)人:豐田鐵工株式會(huì)社;住友金屬工業(yè)株式會(huì)社;住友鋼管株式會(huì)社