內(nèi)置纖維復合增強材料的保險杠后梁及保險杠的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及內(nèi)置纖維復合增強材料的保險杠后梁及具有該保險杠后梁的保險杠。上述保險杠后梁以安裝于保險杠罩的內(nèi)部的狀態(tài)受到來自外部的沖擊并將這種沖擊衰減，上述保險杠后梁的特征在于，包括：主體，由合成樹脂成型制成；以及纖維復合增強材料，固定于上述主體的內(nèi)部且具有中空截面。如上所述地構(gòu)成的本發(fā)明的保險杠后梁中，合成樹脂與纖維復合材料產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，不僅提供足夠的強度及剛性，還因具有高的延伸率而在碰撞時幾乎不產(chǎn)生裂紋，使得碰撞能量的吸收能力突出，尤其因纖維復合材料具有中空截面的形態(tài)而使耐沖擊性卓越，使得可靠性高。
【專利說明】內(nèi)置纖維復合增強材料的保險杠后梁及保險杠
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及內(nèi)置具有中空截面的纖維復合增強材料的保險杠后梁及具有該保險杠后梁的保險杠。
【背景技術(shù)】
[0002]在車輛前后設(shè)置的保險杠是通過第一次吸收車輛碰撞時的沖擊來一定程度地保護車輛和搭乘人員的緩沖裝置。這種保險杠包括:保險杠后梁，通過保險杠托架固定于車輛的車身骨架；沖擊吸收泡沫，固定于上述保險杠后梁的前面；以及保險杠罩，將上述沖擊吸收泡沫介于之間，固定于保險杠后梁。
[0003]上述保險杠后梁有多個種類，也有圖1所示的類型。
[0004]圖1為分解以往的保險杠后梁并示出的圖。
[0005]如圖所示，以往的保險杠后梁由固定于保險杠罩(未圖示)的內(nèi)部的本體11和用于將上述本體11與車身相連接的托架12構(gòu)成。
[0006]上述本體11由纖維復合材料成型，A-A線截面形狀呈打開的形態(tài)。例如，呈“匚”字的截面形態(tài)。如上所述，將本體11由纖維復合材料成型，以減輕車輛的重量。
[0007]通常，由纖維復合材料成型的以往的后梁是將合成樹脂與玻璃纖維進行混合而成，上述以往的后梁的強度、剛性及斷裂延伸率等物理特性取決于玻璃纖維。即，與僅由合成樹脂形成的后梁相比，使用纖維復合材料的后梁其強度及剛性很大程度地增加，相反，延伸率卻急劇下降。
[0008]由于上述原因，作用于纖維復合材料后梁的沖擊載荷不高的情況下，因高強度和高剛性帶來的影響而有效吸收后梁的沖擊能量，但在高的沖擊載荷條件下，延伸率反而差導致容易分裂，因而存在沖擊能量的吸收效率有可能急劇下降的缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

_9] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0010]本發(fā)明是為了解決上述問題而創(chuàng)造發(fā)明的，其目的在于，提供內(nèi)置具有中空截面的纖維復合增強材料的保險杠后梁及具有該保險杠后梁的保險杠，合成樹脂與纖維復合材料產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，從而不僅提供足夠的強度及剛性，還因具有高的延伸率而在碰撞時幾乎不產(chǎn)生裂紋，使得碰撞能量的吸收能力突出，尤其因纖維復合材料具有中空截面的形態(tài)而使耐沖擊性卓越，使得可靠性高。
[0011]技術(shù)方案
[0012]用于達成上述目的的本發(fā)明的內(nèi)置具有中空截面的纖維復合增強材料的保險杠后梁，以安裝于保險杠罩的內(nèi)部的狀態(tài)受到來自外部的沖擊并將這種沖擊衰減，其特征在于,包括:主體，由合成樹脂成型制成；以及纖維復合增強材料，固定于上述主體的內(nèi)部且具有中空截面。
[0013]并且，本發(fā)明的特征在于，上述纖維復合增強材料沿著長度方向延伸，具有多角形的截面形態(tài)。
[0014]并且，本發(fā)明的特征在于，將玻璃纖維或碳纖維系列的連續(xù)纖維與合成樹脂進行混合熔融后通過擠壓制成上述纖維復合增強材料。
[0015]并且，本發(fā)明的特征在于，將玻璃纖維或碳纖維系列的連續(xù)纖維及短纖維與合成樹脂進行混合熔融后通過擠壓制成上述纖維復合增強材料。
[0016]并且，本發(fā)明的特征在于，上述纖維復合增強材料包含60重量％至70重量％的連續(xù)纖維及30重量％至40重量％的合成樹脂。
[0017]并且，本發(fā)明的特征在于，投入于上述纖維復合增強材料的合成樹脂和形成主體的合成樹脂為熱塑性樹脂。
[0018]并且，本發(fā)明的特征在于，上述合成樹脂為聚碳酸酯或聚對苯二甲酸丁二醇酯或聚丙烯中的一種。
[0019]并且，本發(fā)明的特征在于，上述纖維復合增強材料沿著長度方向延伸，呈彎曲的形態(tài)。
[0020]并且，本發(fā)明的特征在于，上述纖維復合增強材料包括:本體部，通過嵌件成型完全收容于上述主體的內(nèi)部，向外部提供剛性；以及結(jié)合部，呈具有規(guī)定寬度及厚度的帶的形態(tài)，以一體方式形成于上述本體部的側(cè)部。
[0021]并且，本發(fā)明的特征在于，在上述結(jié)合部形成多個貫通孔，當進行嵌件成型時，使要形成上述主體的熔融狀態(tài)的合成樹脂通過上述貫通孔。
[0022]并且，本發(fā)明的特征在于，上述主體還包含與合成樹脂相結(jié)合的玻璃纖維。
[0023]并且，用于達成上述目的的本發(fā)明的保險杠，其特征在于，具有以安裝于保險杠罩的內(nèi)部的狀態(tài)受到來自外部的沖擊并將這種沖擊衰減的保險杠后梁；上述保險杠后梁包括:主體，由合成樹脂成型制成，以及纖維復合增強材料，固定于上述主體的內(nèi)部且具有中空截面。
[0024]有益.效果
[0025]如上所述地構(gòu)成的本發(fā)明的內(nèi)置纖維復合增強材料的保險杠后梁及具有該保險杠后梁的保險杠中，合成樹脂與纖維復合材料產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，從而不僅提供足夠的強度及剛性，還因具有高的延伸率而在碰撞時幾乎不產(chǎn)生裂紋，使得碰撞能量的吸收能力突出，尤其因纖維復合材料具有中空截面的形態(tài)而使耐沖擊性卓越，使得可靠性高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為示出以往的保險杠后梁的圖。
[0027]圖2為本發(fā)明一實施列的內(nèi)置纖維復合增強材料的保險杠后梁的立體圖。
[0028]圖3為圖2所示的上述保險杠后梁的主視圖。
[0029]圖4為圖3的上述IV -1V線剖視圖。
[0030]圖5為圖3的上述V - V線剖視圖。
[0031]圖6為單獨示出圖2所示的內(nèi)置于保險杠后梁的上述纖維復合增強材料的立體圖。
[0032]圖7為示出圖6所示的上述纖維復合增強材料的另一個例子的立體圖。
[0033]圖8及圖9為為了說明圖7所示的類型的上述纖維復合增強材料的特征而示出的圖。
[0034]圖10為示出本發(fā)明一實施例的內(nèi)置纖維復合增強材料的保險杠后梁的另一個例子的主視圖。
[0035]圖11為圖10所示的內(nèi)置于保險杠后梁的上述纖維復合增強材料的部分切除主視圖。
[0036]圖12至圖14為示出可適用于本發(fā)明一實施例的內(nèi)置纖維復合增強材料的保險杠后梁的各種不同形狀的纖維復合增強材料的截面的圖。
[0037]圖15為簡要示出本發(fā)明一實施例的保險杠的圖。
【具體實施方式】
[0038]以下，參照附圖，對本發(fā)明一實施例進行更為詳細的說明。
[0039]圖2為本發(fā)明一實施例的內(nèi)置纖維復合增強材料的保險杠后梁的立體圖，圖3為圖2所示的上述保險杠后梁的主視圖。
[0040]如圖所示，本實施例的內(nèi)置纖維復合增強材料35的保險杠后梁31包括:主體33，由合成樹脂成型制成，通過保險杠托架42固定于車輛的車身骨架(圖15的45);纖維復合增強材料35，當制作上述主體33時，通過嵌件成型固定于主體33的內(nèi)部。圖2中，上述纖維復合增強材料35的一部分向主體33的側(cè)部部分露出。
[0041]首先，上述主體33由聚對苯二甲酸丁二醇酯或聚丙烯或聚碳酸酯等熱塑性樹脂成型，在上述主體33的兩側(cè)面形成有多個X字形的加強筋33a，如圖所示，在上述主體33的兩端部下部固定有保險杠托架42。當然，上述主體33的尺寸或形狀根據(jù)車型而不同。
[0042]并且,上述纖維復合增強材料35以將連續(xù)纖維(Continuousfiber)與合成樹脂混合及熔融的狀態(tài)通過擠壓及壓制過程而制成?？蓪⒉ＡЮw維或碳纖維用作上述連續(xù)纖維，并將聚丙烯或聚碳酸酯等用作上述合成樹脂。
[0043]并且，上述連續(xù)纖維與合成樹脂的混合比例優(yōu)選為7:3至6:4左右。即，上述纖維復合增強材料包含60重量％至70重量％的連續(xù)纖維和30重量％至40重量％的合成纖維。
[0044]根據(jù)情況，也可以將連續(xù)纖維與短纖維一起適用。
[0045]通過圖6，先說明上述纖維復合增強材料35的結(jié)構(gòu)。
[0046]圖6為單獨示出圖2所示的內(nèi)置于保險杠后梁31的上述纖維復合增強材料35的立體圖。
[0047]如圖所示，上述纖維復合增強材料35包括:本體部35a，沿著長度方向延伸，并沿著延伸方向呈規(guī)定截面形態(tài)；以及結(jié)合部35b，以一體方式形成于上述本體部35a的兩側(cè)面，并維持水平狀態(tài)。
[0048]上述本體部35a大致具有方管的形態(tài)，結(jié)合部35b呈具有規(guī)定寬度及厚度的帶的形態(tài)。如上所述，呈上述形態(tài)的纖維復合增強材料35通過將連續(xù)纖維與合成樹脂混合并熔融后，進行擠壓和多級壓制而成。
[0049]在上述本體部35a的兩側(cè)形成結(jié)合部35b的原因如下:最大限度地將纖維復合增強材料35與主體33的接觸面積變大，來增加主體33與纖維復合增強材料35的結(jié)合力。
[0050]并且，如上所述，上述纖維復合增強材料35通過嵌件成型內(nèi)置于上述主體33的內(nèi)部。尤其，如圖4及圖5所示，具有四角中空管的形態(tài)的本體部35a完全包括在主體33的內(nèi)部。
[0051]圖4為上述圖3的IV -1V線剖視圖，圖5為上述圖3的V - V線剖視圖。
[0052]參照附圖可知，在上述主體33的內(nèi)部內(nèi)置方管形態(tài)的本體部35a，上述結(jié)合部35b的上下面以維持水平的狀態(tài)被主體33包圍而緊貼。
[0053]這種結(jié)構(gòu)通過嵌件成型工序而實現(xiàn)。即，預先使已制成的纖維復合增強材料35定位在注塑模具的內(nèi)部的狀態(tài)下，還向模具的內(nèi)部注入熔融狀態(tài)的合成樹脂并進行固化而成。
[0054]尤其，由于上述本體部35a具有四角形的形態(tài)，因而本體部35a的截面模量高，使得保險杠后梁31的剛性最大化。
[0055]圖7為示出可適用于本發(fā)明一實施例的保險杠后梁31的另一個類型的纖維復合增強材料36的立體圖。
[0056]以下內(nèi)容中，與如上所述的附圖標記相同的附圖標記表示具有相同的功能的相同的部件。
[0057]參照附圖可知，在上述結(jié)合部35b形成有多個貫通孔35c。上述貫通孔35c是使上述纖維復合增強材料36位于嵌件成型用模具(未圖示)的內(nèi)部后向模具的內(nèi)部注入熔融狀態(tài)的合成樹脂時合成樹脂通過的孔。
[0058]像這樣，通過在結(jié)合部35b形成貫通孔35c，來使主體33與纖維復合增強材料35的結(jié)合更加堅固。對此，通過圖8及圖9進行說明。
[0059]圖8及圖9為為了說明圖7所示的類型的上述纖維復合增強材料36的特征而示出的圖。
[0060]如圖所示，在上述結(jié)合部35b形成的貫通孔35c的內(nèi)部填充有主體的一部分。填充上述貫通孔35c的部分是當進行鑲嵌注塑成型時注入于注塑模具的內(nèi)部的熔融狀態(tài)的合成樹脂固化的部分，用于更加堅固地維持主體33與纖維復合增強材料36的結(jié)合。因此，例如，即使對上述保險杠后梁施加彎曲力，也難以產(chǎn)生纖維復合增強材料36相對于主體33的滑移現(xiàn)象。
[0061]圖10為示出本發(fā)明一實施例的內(nèi)置纖維復合增強材料的保險杠后梁31的另一個例子的主視圖，圖11為圖10所示的內(nèi)置于保險杠后梁31的纖維復合增強材料37的部分切除主視圖。
[0062]參照附圖可知，上述纖維復合增強材料37沿著長度方向延伸，并彎曲成弧(arc)形態(tài)。上述纖維復合增強材料37的曲率根據(jù)保險杠后梁31的設(shè)計而不同。不管怎樣，如上所述，可通過使纖維復合增強材料37彎曲，來更加積極地應(yīng)對來自外部的沖擊。
[0063]圖12至圖14為示出可適用于本發(fā)明一實施例的內(nèi)置纖維復合增強材料的保險杠后梁31的各種不同形狀的纖維復合增強材料的截面的圖。示出的各種不同類型的纖維復合增強材料的材質(zhì)都相同。
[0064]圖12所示的類型的纖維復合增強材料38包括:本體部35a，呈四角形的截面形態(tài)，沿著長度方向延伸，并具有四角中空管的形態(tài)；以及水平的結(jié)合部35b，以一體方式固定于上述本體部35a的兩側(cè)面下端部。當然，在上述結(jié)合部35b形成有多個貫通孔35c。
[0065]并且，圖13所示的纖維復合增強材料40與圖12的上述纖維復合增強材料38類似，但不同的是，在上述纖維復合增強材料40的兩側(cè)面上端部還形成有結(jié)合部35b。S卩，圖14的纖維復合增強材料40具有共四個結(jié)合部35b。當然，每個上述結(jié)合部35b分別形成有多個貫通孔35c。
[0066]圖14所示的纖維復合增強材料41大致呈“井”字形態(tài)。即，兩個結(jié)合部35b分別以具有直角的夾角的方式形成于上述本體部35a的四個頂點。
[0067]圖15為簡要示出本發(fā)明一實施例的保險杠的圖。
[0068]如圖所示，本實施例的保險杠49包括:保險杠后梁31，通過保險杠托架42固定于車身的車身骨架45 ;沖擊吸收泡沫47，固定于上述保險杠后梁31的前方；以及保險杠罩43，將上述沖擊吸收泡沫47介于之間而固定于保險杠后梁31的前方。上述沖擊吸收泡沫47是如同發(fā)泡橡膠或聚氨酯泡沫等具有彈力的部件。
[0069]具有上述結(jié)構(gòu)的本實施例的保險杠49能夠借助構(gòu)成上述保險杠后梁31的纖維復合增強材料35和主體33的作用非常有效地衰減來自外部的沖擊。
[0070]以上，通過具體的實施例詳細說明了本發(fā)明，但本發(fā)明不受上述實施例的限制，本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員能夠在本發(fā)明的技術(shù)思想范圍內(nèi)進行各種變形。
[0071]附圖標記
[0072]11:保險杠后梁13:本體
[0073]15:槽部17:結(jié)合面
[0074]19:增強部件 21:插入部
[0075]23:固定部 25:螺栓
[0076]31:保險杠后梁33:主體
[0077]33a:加強筋 35:纖維復合增強材料
[0078]35a:本體部 35b:結(jié)合部
[0079]35c:貫通孔 36、37、38、39、40、41:纖維復合增強材料
[0080]42:保險杠托架43:保險杠罩
[0081]45:車身骨架 47:沖擊吸收泡沫
[0082] 49:保險杠
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)置具有中空截面的纖維復合增強材料的保險杠后梁，以安裝于保險杠罩的內(nèi)部的狀態(tài)受到來自外部的沖擊并將這種沖擊衰減，其特征在于，包括: 主體，由合成樹脂成型制成；以及 纖維復合增強材料，固定于上述主體的內(nèi)部且具有中空截面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)置具有中空截面的纖維復合增強材料的保險杠后梁，其特征在于，上述纖維復合增強材料沿著長度方向延伸，具有多角形的截面形態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)置具有中空截面的纖維復合增強材料的保險杠后梁，其特征在于，將玻璃纖維或碳纖維系列的連續(xù)纖維與合成樹脂進行混合熔融后通過擠壓制成上述纖維復合增強材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)置具有中空截面的纖維復合增強材料的保險杠后梁，其特征在于，將玻璃纖維或碳纖維系列的連續(xù)纖維及短纖維與合成樹脂進行混合熔融后通過擠壓制成上述纖維復合增強材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的內(nèi)置具有中空截面的纖維復合增強材料的保險杠后梁，其特征在于，上述纖維復合增強材料包含60重量％至70重量％的連續(xù)纖維及30重量％至40重量％的合成樹脂。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的內(nèi)置具有中空截面的纖維復合增強材料的保險杠后梁，其特征在于，投入于上述纖維復合增強材料的合成樹脂和形成主體的合成樹脂為熱塑性樹脂。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的內(nèi)置具有中空截面的纖維復合增強材料的保險杠后梁，其特征在于，上述合成樹脂為聚碳酸酯或聚對苯二甲酸丁二醇酯或聚丙烯中的一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)置具有中空截面的纖維復合增強材料的保險杠后梁，其特征在于，上述纖維復合增強材料沿著長度方向延伸，呈彎曲的形態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)置具有中空截面的纖維復合增強材料的保險杠后梁，其特征在于，上述纖維復合增強材料包括: 本體部,通過嵌件成型完全收容于上述主體的內(nèi)部，向外部提供剛性；以及 結(jié)合部，呈具有規(guī)定寬度及厚度的帶的形態(tài)，以一體方式形成于上述本體部的側(cè)部。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的內(nèi)置具有中空截面的纖維復合增強材料的保險杠后梁，其特征在于，在上述結(jié)合部形成多個貫通孔，當進行嵌件成型時，使要形成上述主體的熔融狀態(tài)的合成樹脂通過上述貫通孔。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)置具有中空截面的纖維復合增強材料的保險杠后梁，其特征在于，上述主體還包含與合成樹脂相結(jié)合的玻璃纖維。
12.—種保險杠，其特征在于， 具有以安裝于保險杠罩的內(nèi)部的狀態(tài)受到來自外部的沖擊并將這種沖擊衰減的保險杠后梁； 上述保險杠后梁包括: 主體，由合成樹脂成型制成，以及 纖維復合增強材料，固定于上述主體的內(nèi)部且具有中空截面。
【文檔編號】B60R19/18GK104010885SQ201280063756
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月21日
【發(fā)明者】吉勇吉, 尹鏞熏, 金炳赫, 樸春鎬, 金熙俊 申請人:樂金華奧斯有限公司