CN102343880B - 车辆用保险杠装置 - Google Patents

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Abstract

提供了一种车辆用保险杠装置，包括：在车辆的宽度方向上延伸的保险杠加强件(16)；在车辆的纵向方向上延伸并且连接于保险杠加强件(16)的端部的连接构件(13)，其包括与保险杠加强件(16)接触的底壁部(24)；形成在连接构件(13)的底壁部(24)和保险杠加强件(16)的接触壁部(31)中的任意一个中的装配孔(36，71)；形成在底壁部(24)和接触壁部(31)中的另一个上并且插入装配孔(36，71)中的插入部(26，72)；以及自插入部(26，72)的边缘延伸的凸缘(27，73)，其中，底壁部(24)和接触壁部(31)中的包括装配孔(36，71)的一个通过凸缘(27，73)以及底壁部(24)和接触壁部(31)中的包括凸缘(27，73)的另一个进行支承。

Description

车辆用保险杠装置
技术领域
本公开总体上涉及一种车辆用保险杠装置。
背景技术
具有多种已知的用于车辆的保险杠装置。例如，在JP2000-127873A(在下文中称为参考文献1，见图1)中公开了一种已知保险杠装置的保险杠加强件的附接结构。在如参考文献1所述的保险杠装置中，保险杠加强件在车辆的宽度方向上延伸。在车辆的纵向方向上延伸的冲撞盒通过螺栓和螺母固定于保险杠加强件在宽度方向上的两个端部。保险杠加强件的后壁部与每个冲撞盒的倾斜表面之间形成有间隙。该倾斜表面自宽度方向上的内侧相对于后壁部以预定角度朝向车辆的后侧倾斜。冲撞盒包括沿宽度方向的外部面板和内部面板。例如，即使在发生车辆的前部碰撞并且保险杠加强件因此变形的情况下，前述间隙也能够阻止沿纵向方向作用的压缩载荷施加到内部面板的侧表面的前部。
此外，在JPH11(1999)-208393A(在下文中称为参考文献2，见图1)中公开了一种已知的车辆用保险杠装置的保险杠加强件的附接结构。在车辆的宽度方向上延伸的保险杠加强件的两个端部处布置有在车辆的纵向方向上延伸的侧构件。保险杠加强件的每个端部都通过螺栓和螺母经由保险杠托架固定于其中一个侧构件的前端面。保险杠托架通过由例如铝合金制成的挤制构件形成。保险杠托架包括前壁部、在纵向方向上延伸的纵向壁部以及形成于纵向壁部的缝。横截面基本上呈三角形形状的前壁部形成为与保险杠加强件端部的弯曲形状的斜度相一致。所述缝使纵向壁部的弯曲强度小于保险杠加强件的弯曲强度。因此，例如即使当发生对车辆前侧的一部分的偏置碰撞时，侧构件也必定因布置于纵向壁部的缝而在纵向方向上受到挤压。
如上所述，在如参考文献1所述的保险杠装置中，冲撞盒通过螺栓和螺母固定于保险杠加强件。同样，在如参考文献2所述的保险杠装置中，保险杠托架通过螺栓和螺母固定于保险杠加强件。因此，分别如参考文献1和参考文献2所述的保险杠装置的部件数目增加。此外，每个螺栓的轴向长度和每个螺母的轴向长度都包括在纵向方向中。因此，需要增加冲撞盒或保险杠托架在纵向方向上的长度以保证纵向方向上的压缩距离，从而使得冲撞盒或保险杠托架可以充分吸收由于前述的前部碰撞或偏置碰撞而产生的冲击能量。其结果是，根据分别在参考文献1和参考文献2中公开的保险杠装置，冲撞盒和保险杠托架中的每一个在纵向方向上的长度都需要增加。
因此，存在对这样一种车辆用保险杠装置的需要：其将冲撞盒连接至保险杠加强件，同时使部件数目以及冲撞盒尺寸最小化。
发明内容
根据本公开的一个方面，车辆用保险杠装置包括：在所述车辆的宽度方向上延伸的保险杠加强件；连接构件，所述连接构件在所述车辆的纵向方向上延伸并且连接到所述保险杠加强件的在宽度方向上的端部上，所述连接构件形成为中空圆柱形形状并且包括在纵向方向上与所述保险杠加强件相接触的底壁部；装配孔，所述装配孔形成在所述连接构件的所述底壁部和所述保险杠加强件的接触壁部中的任意一个中，所述接触壁部与所述底壁部相接触；插入部，所述插入部形成在所述底壁部和所述接触壁部中的另一个上，并且插入所述装配孔中从而装配到所述装配孔上，所述插入部形成为中空圆柱形形状；以及自所述插入部的边缘延伸的凸缘，其中，所述底壁部和所述接触壁部中的包括所述装配孔的所述一个通过所述凸缘以及所述底壁部和所述接触壁部中的包括所述凸缘的所述另一个进行支承。
根据本公开的保险杠装置的构造，不需要螺栓和螺母来将连接构件连接或固定至保险杠加强件，从而使得保险杠装置的部件减少。此外，由于每个螺栓的头部的轴向长度以及每个螺母的轴向长度并未包括在连接构件沿中心轴线(在车辆的纵向方向上)的长度中，因此以免连接构件在纵向方向上的长度增加，从而使连接构件的尺寸最小化。
根据本公开的另一个方面，所述保险杠加强件和所述连接构件由彼此不同的第一材料和第二材料制成。所述底壁部和所述接触壁部中的包括所述凸缘的所述另一个由所述第一材料制成，所述第一材料的硬度高于所述底壁部和所述接触壁部中的包括所述装配孔的所述一个的所述第二材料的硬度。
因此，包括装配孔的接触壁部被牢固地支承于连接构件的底壁部与凸缘之间，或者包括装配孔的底壁部由保险杠加强件的接触壁部以及凸缘牢固地支承。此外，本文描述的材料强度与形成并且经过硬化的保险杠加强件和连接构件的强度有关。例如，在未对材料进行处理的阶段，底壁部和接触壁部中的包括凸缘的另一个相比底壁部和接触壁部中的包括装配孔的一个软。即使在这种情况下，只要保证硬化的底壁部的强度与硬化的接触壁部的强度之间的前述关系，所述材料就不会偏离本公开的保险杠装置的目的。
根据本公开的又一个方面，凸缘沿装配孔的周向边缘连续地并且完整地延伸。
相应地，可以保证凸缘的强度。因此，包括装配孔的接触壁部牢固地支承于连接构件的底壁部与凸缘之间，或者包括装配孔的底壁部由保险杠加强件的接触壁部和凸缘牢固地支承。
根据本公开的又一个方面，保险杠装置进一步包括用于牵引所述车辆的固定螺母，所述固定螺母包括插入所述插入部中的螺母部分以及自所述螺母部分径向地向外延伸的附接凸缘。所述装配孔形成在所述接触壁部中，而所述插入部和所述凸缘形成在所述底壁部上。所述附接凸缘的轴向地面对所述插入部的表面装配到所述底壁部上。
相应地，在底壁部与附接凸缘之间并不额外地需要用于加强固定螺母的加强板。因此，可以使保险杠装置的部件数目最小化。
根据本公开的再一个方面，凸缘自插入部的所述边缘径向地向外延伸。
附图说明
从下面参照附图考虑的详细说明中，本公开的前述以及其它的特性和特征将变得更加清楚，附图中：
图1A是根据本文公开的实施方式的车辆用保险杠装置的保险杠加强件的平面视图；
图1B是根据本文公开的实施方式的保险杠装置的保险杠加强件的立体图；
图1C是沿图1A中的线1C-1C截取的截面图；
图2A是示出了如何将保险杠装置的冲撞盒连接至保险杠加强件的示意图；
图2B是示出了如何将冲撞盒连接至保险杠加强件的示意图；
图3A是根据本文公开的实施方式的第一改型示例的保险杠加强件的截面图；
图3B是已知保险杠装置的保险杠加强件的截面图；
图4A是根据本文公开的实施方式的第二改型示例的保险杠加强件的立体图；以及
图4B是根据本文公开的实施方式的第二改型示例的保险杠加强件的截面图。
具体实施方式
下面，将参照附图所示对本公开的实施方式进行如下说明。图1A和1B是示出了根据所述实施方式的车辆用保险杠装置的平面视图和立体图。保险杠装置附接于例如汽车等车辆的前部。图1C是沿图1A中的线1C-1C截取的截面图。保险杠装置在车辆的宽度方向上具有对称形状(双边对称形状)。因此，图1A、图1B和图1C省略了附接于车辆前部的保险杠装置的右侧；但是，图1A、图1B和图1C中示出了保险杠装置的左侧。
如图1A所示，在宽度方向上布置有一对由例如金属板制成并且沿车辆的纵向方向延伸的侧构件11。每个侧构件11的横截面形成为基本中空的矩形形状。侧构件11构成车身的一部分。由例如金属板制成并且基本呈矩形形状的支架12焊接于侧构件11的前端，从而封闭侧构件11的开口。
该保险杠装置包括充当连接构件的冲撞盒13。在纵向方向上延伸的冲撞盒13沿宽度方向布置。每个冲撞盒13附接于支架12的前表面。冲撞盒13由深冲钢板形成。具体而言，钢板通过深冲处理形成(例如作为冷轧钢板的SPC270和SCGA0270材料)，并且随后进行硬化，从而获得拉伸强度为440MPa的深冲钢板。此外，如图1A、图1B和图1C所示，冲撞盒13成整体地包括小直径部21、环形台阶部22、大直径部23以及呈圆板形状的底壁部24。小直径部21呈中空圆柱形形状。呈中空圆柱形形状的大直径部23的外直径大于小直径部21的外直径。大直径部23经由环形台阶部22与小直径部21连接。底壁部24封闭小直径部21的开口端(前开口端)。冲撞盒13(小直径部21、大直径部23等)具有沿纵向方向延伸的中心轴线。冲撞盒13布置为使得所述中心轴线与沿纵向方向延伸的侧构件11的中心轴向对齐。此外，环形台阶部22用于迅速产生小直径部21的永久变形，也就是说，环形台阶部22允许小直径部21沿中心轴线朝向大直径部23快速地变形。
呈板状的多个附接部25与大直径部23的后端部成整体地形成，从而自大直径部23的后端部径向地向外延伸(例如，在所述实施方式中，两个附接部25设置在大直径部23的在宽度方向上的预定角位置上)。螺母紧固于穿过支架12的螺栓的螺纹部；由此，将冲撞盒13以及附接部25固定于支架12(侧构件11)。
此外，保险杠装置包括在宽度方向上延伸的保险杠加强件16。保险杠加强件16通过由例如铝或铝合金制成的挤制构件形成。冲撞盒13的相应底壁部24固定于保险杠加强件16的在宽度方向上的两个端部。通过深冲加工形成并且经过硬化的每个冲撞盒13由硬度高于保险杠加强件16的材料的硬度的材料形成。此外，保险杠加强件16包括主壁部31以及一对沿竖直方向彼此面对的对向壁部32和33。主壁部31用作具有在宽度方向上延伸的细长形状的接触壁部。该接触壁部在车辆的竖直方向上的长度长于大直径部23在竖直方向上的外直径。对向壁部32和33分别与主壁部31的上端部和下端部连续地形成，从而自主壁部31的上端部和下端部沿纵向方向朝向大直径部23弯曲。换句话说，保险杠加强件16大致呈具有面向冲撞盒13的开口的U形形状。每个冲撞盒13的底壁部24与保险杠加强件16的在竖直方向上的中间部分相接触。在下文中，主壁部31的与底壁部24相接触的圆形部分将在下文被称作接触部分31a，该接触部分31a构成主壁部(接触壁部)31的一部分。
将对保险杠加强件16与冲撞盒13之间的连接结构进行如下说明。如图1C所示，在保险杠加强件16的主壁部31的接触部分31a的中央部分中形成有大致呈圆形形状的装配孔36。同时，在底壁部24的中央部分处形成有基本形成为中空圆柱形形状的插入部26，且该插入部26形成为从底壁部24的中央部分处朝向车辆的前侧突出。插入部26插在装配孔36中。此外，大致呈环形形状的凸缘27形成为自插入部26的边缘(前边缘)径向地向外延伸。凸缘27卷曲至装配孔36的周向边缘上从而围绕该周向边缘固定。而且，接触部分31a被支承于底壁部24与凸缘27之间，从而围绕装配孔36的周向边缘定位。因此，将每个冲撞盒13连接于保险杠加强件16。此外，凸缘27沿装配孔36的周向边缘连续地并且完整地延伸，由此提高了凸缘27的强度。
通过这种连接结构，在发生车辆的前部碰撞并且因该前部碰撞而产生的冲击由此作用在车辆上的情况下，该冲击通过保险杠加强件16以及冲撞盒13传递至侧构件11(车身)。此时，冲撞盒13永久变形，从而吸收会被传递至车身以及乘客的冲击。换句话说，由于冲击而产生的轴向压缩载荷施加于每个冲撞盒13。于是，冲撞盒13吸收轴向压缩载荷。因此，冲撞盒13以这样的方式永久变形：将小直径部21经由环形台阶部22朝向限定在大直径部23的内圆周侧的内部空间挤压。大直径部23的该内部空间允许小直径部21沿中心轴线受到挤压或收缩。这样，冲撞盒13吸收由于车辆的前部碰撞而产生的冲击能量。
接下来，将对如何将冲撞盒13连接至保险杠加强件16进行如下描述。如图2A所示，在由金属板形成并且对应于每个冲撞盒13的底壁部24的工件W中形成大致呈圆形形状的孔41。孔41的内直径小于插入部26的内直径。在工件W的面对接触面31a的表面上布置大体呈中空圆柱形形状的第一模具K1。第一模具K1的内直径基本上等于插入部26的外直径。同时，将具有朝向工件W突出的大体呈钟形的突出端部的冲头K2轴向地布置在第一模具K1的相对于工件W的相反方向上。冲头K2的外直径基本上等于插入部26的内直径。例如，在第一模具K1和冲头K2彼此同轴布置的状态下，将冲头K2沿轴向方向朝向第一模具K1移位。于是，将孔41的周向边缘加工成竖直向上地朝向第一模具K1弯曲，即通过冲缘加工形成孔41的周向边缘。因此，形成了大致呈中空圆柱形形状的上弯曲部分42，由此形成了插入部26或类似物。
进一步地，如图2B所示，将上弯曲部分42插入保险杠加强件16的接触部分31a的装配孔36中，并使工件W通过上弯曲部分42的外圆周侧面与接触部分31a紧密接触。在这种条件下，利用外直径大于上弯曲部分42的外直径的第二模具K3通过压平处理加工插在装配孔36中的上弯曲部分42的周向边缘42a并使其径向地向外延伸。于是，上弯曲部分42的周向边缘42a形成凸缘27，而上弯曲部分42的底端形成插入部26。因此，在冲撞盒13完全形成的同时将冲撞盒13和保险杠加强件16彼此连接。
如上所述，根据所述实施方式的保险杠装置，可获得如下效果。保险杠加强件16的主壁部31被支承在沿宽度方向布置的各冲撞盒13的底壁部24与凸缘27之间，由此将冲撞盒13连接至保险杠加强件16的在宽度方向上的端部部分上。因此，不需要螺栓和螺母将冲撞盒13连接或固定至保险杠加强件16，从而使得保险杠装置的部件减少。此外，根据所述实施方式的保险杠装置，由于每个冲撞盒13沿中心轴线(在车辆的纵向方向上)的长度中没有包括每个螺栓的头部的轴向长度和每个螺母的轴向长度，因此防止冲撞盒13在纵向方向上的长度增加。所以，可以减小冲撞盒13的尺寸。而且，由于不需要螺栓或类似物，因此可以减轻保险杠装置的重量。
根据所述实施方式的保险杠装置，经过硬化并且具有凸缘27的冲撞盒13由硬度高于保险杠加强件16的硬度的材料形成，因此允许接触部分31a与凸缘27适当地紧密接触并且安全地支承在凸缘27与底壁部24之间。
根据所述实施方式的保险杠装置，凸缘27沿装配孔36的周向边缘连续地并且完整地延伸，从而确保了凸缘27的强度进而通过凸缘27和底壁部24将接触部31安全地支承于其间。此外，根据所述实施方式的保险杠装置，保险杠加强件16的主壁部31可以被牢固地支承于凸缘27与形成平板的底壁部24之间。
根据所述实施方式的保险杠装置，不需要使用例如电磁成形技术等特殊的成形技术来将冲撞盒13连接至保险杠加强件16。
根据所述实施方式的保险杠装置，如上所述，在由于车辆的前部碰撞而产生的冲击沿纵向方向(从前侧)施加于保险杠加强件16的情况下，冲撞盒13以即时方式永久地变形。因此，冲撞盒13可以进一步有效地吸收冲击能量。
可以对根据所述实施方式的保险杠装置进行如下改型。图3A示出了根据所述实施方式的第一改型示例的保险杠加强件16。如图3A所示，用于牵引车辆的固定螺母51可以固定于底壁部24的中心部。具体而言，固定螺母51包括插在插入部26中的螺母部分52、以及大致呈环形形状或具有沿周向分开的多个分开部分(例如，两个分开部分)的附接凸缘53。附接凸缘53自螺母部分52径向地向外延伸。附接凸缘53的沿中心轴线的方向面向插入部26的表面装配到底壁部24上。此外，外直径基本上等于插入部26的内直径的螺母部分52与形成在用于固定螺母51的有眼螺栓56处的外螺纹部分螺纹连接。在螺母部分52与有眼螺栓56螺纹连接的情况下，固定螺母51装配到底壁部24上使得将主壁部31支承于其间并且彼此重叠的底壁部24与凸缘27进一步通过附接凸缘53沿着中心轴线叠置。例如，在车辆受到牵引的情况下，自有眼螺栓56作用的相对于固定螺母51的拉伸载荷必然通过附接凸缘53由底壁部24和凸缘27来支承。因此，在根据第一改型示例的保险杠装置中，没有必要像在图3B所示并且不包括根据所述实施方式的凸缘27的已知保险杠装置中那样在底壁部24与附接凸缘53之间布置用于加强固定螺母51的加强板P。因此，即使在固定螺母51连接于凸缘27和底壁部24的情况下，也能够使根据所述实施方式的保险杠装置的部件的增加最小化。此外，根据所述实施方式的保险杠装置，在中心轴线的方向中没有包括加强板P在车辆纵向方向上的长度，因此减小了每个冲撞盒13在纵向方向上的尺寸。
图4A和4B示出了根据所述实施方式的第二改型示例的保险杠加强件16。一种与所述实施方式中描述的连接结构不同的保险杠加强件16与冲撞盒13之间的连接结构适配于第二改型示例。具体而言，如图4A和4B所示，在每个冲撞盒13的底壁部24的中央部分中形成大致呈圆形形状的装配孔71。另一方面，在接触部分31a的中央部分处形成有基本形成为圆柱形形状的插入部72，并且该插入部72形成为从接触部分31a的中央部分处朝向冲撞盒13突出。插入部72插入冲撞盒13的装配孔71中。进一步地，形成大致呈环形形状的凸缘73，且该凸缘73形成为自插入部72的边缘(后边缘)径向地向外延伸。凸缘73卷曲至装配孔71的周向边缘上从而围绕装配孔71的周向边缘固定。另外，底壁部24支承在接触部分31a与凸缘73之间，从而围绕装配孔71的周向边缘定位。因此，保险杠加强件16与冲撞盒13彼此连接。在上述的保险杠加强件16与冲撞盒13之间的连接结构中，建议包括凸缘73的保险杠加强件16要由硬度高于冲撞盒13的材料的硬度的材料形成。在第二改型示例中可以获得与所述实施方式中的效果相类似的效果。
而且，在根据所述实施方式的保险杠装置中，可以选择性地将材料分别应用于保险杠加强件16和冲撞盒13。例如，在保险杠加强件16和冲撞盒13由不同材料(第一材料和第二材料)制造的情况下，建议例如包括要进行卷曲的凸缘的第一构件(保险杠加强件16和冲撞盒13中的任何一个)由硬度高于形成有装配孔的第二构件(保险杠加强件16和冲撞盒13中的另一个)第二材料的硬度的第一材料形成。由第二材料形成的第二构件通过由第一材料形成的第一构件的凸缘进行支承(在下文中，第一构件将被称作支承构件，而第二构件将被称作被支承构件)。例如，在支承构件由铁制成的情况下，被支承构件可以由例如铝和镁的轻金属制成或者可以由树脂制成。或者，在支承构件由铝或铝合金制成的情况下，被支承构件可以由镁或镁合金制成，或者可以由树脂制成。
根据所述实施方式的保险杠装置，冲撞盒13的小直径部21和大直径部23中的每一个可以形成为外表面上具有略微变平部分的中空圆柱形形状。或者，冲撞盒13可以构造为沿中心轴线永久地变形成折叠体，从而吸收纵向方向上的冲击能量。
此外，根据所述实施方式的保险杠装置可以适用于车辆的后部。

Claims (4)

1.一种用于车辆的保险杠装置，其包括：
在所述车辆的宽度方向上延伸的保险杠加强件(16)，所述保险杠加强件(16)包括接触壁部(31)以及一对沿竖直方向彼此面对的对向壁部(32，33)；
连接构件(13)，所述连接构件(13)在所述车辆的纵向方向上延伸并且连接到所述保险杠加强件(16)的在宽度方向上的端部上，所述连接构件(13)成整体地包括呈中空圆柱形形状的小直径部(21)、环形台阶部(22)、呈中空圆柱形形状的大直径部(23)、以及底壁部(24)，所述大直径部(23)的外直径大于所述小直径部(21)的外直径，所述大直径部(23)经由所述环形台阶部(22)与所述小直径部(21)连接，所述底壁部(24)封闭所述小直径部(21)的开口端并在所述纵向方向上与所述保险杠加强件(16)的所述接触壁部(31)相接触，所述对向壁部(32，33)分别与所述接触壁部(31)的上端部和下端部连续地形成从而自所述接触壁部(31)的上端部和下端部沿所述纵向方向朝向所述车辆的内侧弯曲，使得所述保险杠加强件(16)大致呈具有面向所述连接构件(13)的开口的U形形状；
装配孔(71)，所述装配孔(71)形成在所述连接构件(13)的所述底壁部(24)中；
插入部(72)，所述插入部(72)形成在所述保险杠加强件(16)的所述接触壁部(31)处，所述接触壁部(31)与所述底壁部(24)接触，所述插入部(72)插入到所述装配孔(71)中，从而装配到所述装配孔(71)上，所述插入部(72)形成为中空圆柱形形状；以及
自所述插入部(72)的边缘延伸的凸缘(73)，
其中，
包括所述装配孔(71)的所述底壁部(24)由所述凸缘(73)以及包括所述凸缘(73)的所述接触壁部(31)支承，
所述保险杠加强件(16)和所述连接构件(13)由彼此不同的材料制成，并且，所述保险杠加强件(16)由硬度比所述连接构件(13)的材料的硬度高的材料制成。
2.如权利要求1所述的保险杠装置，其中，所述凸缘(27，73)沿所述装配孔(36，71)的周向边缘连续地并且完整地延伸。
3.如权利要求1或2所述的保险杠装置，进一步包括用于牵引所述车辆的固定螺母(51)，所述固定螺母(51)包括插入到所述插入部(26)中的螺母部分(52)以及自所述螺母部分(52)径向地向外延伸的附接凸缘(53)，其中，
所述装配孔(36)形成在所述接触壁部(31)中，而所述插入部(26)和所述凸缘(27)形成在所述底壁部(24)上，以及
所述附接凸缘(53)的轴向地面对所述插入部(26)的表面装配到所述底壁部(24)上。
4.如权利要求1所述的保险杠装置，其中，所述凸缘(27，73)自所述插入部(26，72)的所述边缘径向地向外延伸。
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