CN102803024B - 车辆用碰撞加强材料 - Google Patents
车辆用碰撞加强材料 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102803024B CN102803024B CN201180004830.6A CN201180004830A CN102803024B CN 102803024 B CN102803024 B CN 102803024B CN 201180004830 A CN201180004830 A CN 201180004830A CN 102803024 B CN102803024 B CN 102803024B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- section
- described part
- depth
- turning curve
- side door
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60J—WINDOWS, WINDSCREENS, NON-FIXED ROOFS, DOORS, OR SIMILAR DEVICES FOR VEHICLES; REMOVABLE EXTERNAL PROTECTIVE COVERINGS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES
- B60J5/00—Doors
- B60J5/04—Doors arranged at the vehicle sides
- B60J5/042—Reinforcement elements
- B60J5/0422—Elongated type elements, e.g. beams, cables, belts or wires
- B60J5/0438—Elongated type elements, e.g. beams, cables, belts or wires characterised by the type of elongated elements
- B60J5/0443—Beams
- B60J5/0444—Beams characterised by a special cross section
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60J—WINDOWS, WINDSCREENS, NON-FIXED ROOFS, DOORS, OR SIMILAR DEVICES FOR VEHICLES; REMOVABLE EXTERNAL PROTECTIVE COVERINGS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES
- B60J5/00—Doors
- B60J5/04—Doors arranged at the vehicle sides
- B60J5/042—Reinforcement elements
- B60J5/0422—Elongated type elements, e.g. beams, cables, belts or wires
- B60J5/0423—Elongated type elements, e.g. beams, cables, belts or wires characterised by position in the lower door structure
- B60J5/0429—Elongated type elements, e.g. beams, cables, belts or wires characterised by position in the lower door structure the elements being arranged diagonally
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60J—WINDOWS, WINDSCREENS, NON-FIXED ROOFS, DOORS, OR SIMILAR DEVICES FOR VEHICLES; REMOVABLE EXTERNAL PROTECTIVE COVERINGS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES
- B60J5/00—Doors
- B60J5/04—Doors arranged at the vehicle sides
- B60J5/042—Reinforcement elements
- B60J5/0456—Behaviour during impact
- B60J5/0461—Behaviour during impact characterised by a pre-defined mode of deformation or displacement in order to absorb impact
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Body Structure For Vehicles (AREA)
Abstract
一种车辆用碰撞加强材料(例如车门防撞杆)包括:长条的主体部(10)。由于一对壁部(11)、一对拐角弯曲部(12)、中央凸缘部(13)、以及一对外周凸缘部(14)相连,因此,主体部(10)呈帽子形开放截面形状。主体部(10)被划分成三部分,即,部分(P1)、部分(P2)以及部分(P3)。部分(P1)中的中央凸缘部的宽度(C1)大于部分(P2)中的中央凸缘部的宽度(C2)。部分(P1)中的拐角弯曲部(12)的截面积,比部分(P2)中的拐角弯曲部的截面积更狭窄。部分(P1)的截面高度(H1)高于部分(P2)的截面高度(H2)。部分(P3)被设置为渐变部分,该渐变部分平滑地连接着部分(P1)与部分(P2)。
Description
[参照]
本申请案主张基于2011年3月24日,向日本专利厅提出申请的日本专利申请(特愿2011-065678)的优先权。
技术领域
本发明涉及一种车辆用碰撞加强材料,安装该车辆用碰撞加强材料的目的在于:将车辆发生碰撞时的能量(energy)予以吸收,使朝向车辆内侧的车体的变形减轻。
背景技术
作为一种车辆用碰撞加强材料,安装于车辆的车门内表面的车门防撞杆(door impact beam)(也称为车门防护件(door guard))已为人所知。至今为止,如下的车门防撞杆已被广泛地使用,该车门防撞杆是将托架(bracket)(安装配件)焊接于管状的主体的两端部而成。然而,近年来,对杆主体与托架进行一体压制成形而成的车门防撞杆已成为主流。在此种由杆主体与托架经一体化而成的车门防撞杆中,杆主体的横截面形状为帽子形的开放截面形状的车门防撞杆已普及。
例如,专利文献1的车辆用车门防护件是对钢板进行压制成形,使杆主体与托架形成为一体而成,在该车辆用车门防护件的主体部分,遍及全长而一体地形成有截面为R山型的弯曲部1a(包含壁部、中央凸缘部、以及拐角弯曲部),在所述弯曲部的基部的上下,分别形成有平坦的凸缘部1b(相当于外周凸缘部)。即,遍及主体部的全长而一致地形成有帽子形的截面形状,该帽子形的截面形状包含弯曲部1a与一对凸缘部1b。
专利文献2所揭示的车门防撞杆包括:隆起部2(包含壁部、中央凸缘部、以及拐角弯曲部)、及该隆起部2的宽度方向两侧的底部3(相当于外周凸缘部),借由所述部分来形成主体部的帽子形截面形状。所 述车门防撞杆的宽度尺寸在长度方向的中央最大,宽度尺寸从该中央向长度方向的两端依次变小,最小的宽度尺寸从与中央相隔规定距离的部位起,延续至长度方向的两端为止。各部分的帽子形的截面形状的尺寸也大致以所述尺寸为标准。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2002-19559号公报(第0016段、图1)
专利文献2:日本专利特开2004-168141号公报(第0040~第0043段落)
然而,对于如所述以往例子那样的、从中央至端部为止的长度方向的截面形状保持固定的车门防撞杆而言,当发生侧面碰撞时,负荷被输入之后,存在如下的可能性,即,集中负荷仅施加于负荷的输入点,从而在负荷的输入点处弯折,或壁构件向外侧打开地发生变形。而且,存在如下的缺点,即,产生以负荷的输入点为中心的变形之后,应力仅集中于负荷的输入点附近而产生塑性应变(plastic strain),结果是,弯曲刚性随着杆发生变形而下降,且反作用力急剧地下降(参照后述的比较例)。对于以往的车门防撞杆而言,为了弥补如上所述的缺点,必须借由使材料变厚或使帽子形截面变大来使车门防撞杆的强度提高,从而会导致制造成本的上升或重量的增加等不良情况。
发明内容
本发明的目的在于提供车辆用碰撞加强材料,该车辆用碰撞加强材料在车辆碰撞时的负荷输入时,即使在发生变形的情况下,也可极力地防止刚性下降,结果,可维持碰撞能量的吸收性能。
本发明涉及一种车辆用碰撞加强材料,该车辆用碰撞加强材料包括长条的主体部,所述长条的主体部包括:相向的一对壁部,分别具有前端部及后端部;平板状的中央凸缘部,配置在两个壁部的前端部之间;一对拐角弯曲部,将壁部的前端部与中央凸缘部予以连结;以及一对外周凸缘部,从两个壁部各自的后端部分别向外方向伸出。所述主体部的横截面形状是借由一对壁部、中央凸缘部、一对拐角弯曲部、以及一对 外周凸缘部,而呈向两个壁部的后端部侧形成开口的帽子形开放截面形状。所述主体部在从长度方向的中央部至一端部为止的范围内,被划分成第一部分、第二部分、以及第三部分,所述第一部分占据着中央部或所述中央部附近的部分,所述第二部分占据着所述长度方向一端部及所述长度方向一端部附近的部分,所述第三部分连接着所述第一部分与所述第二部分。所述第一部分中的中央凸缘部的宽度(C1)大于所述第二部分中的中央凸缘部的宽度(C2)。所述第一部分中的各拐角弯曲部的截面积,比所述第二部分中的各拐角弯曲部的截面积更狭窄。所述第一部分的截面高度(H1)形成得高于所述第二部分的截面高度(H2)。所述第三部分被设置为渐变部分,该渐变部分平滑地连接着所述第一部分与所述第二部分。
优选的是,所述主体部包括:第一部分,占据着所述主体部的中央部;一对第三部分,位于所述第一部分的长度方向两侧;以及一对第二部分,连接于各个第三部分,且延伸至所述主体部的长度方向两端部为止,而且所述主体部具有:在长度方向上相对于所述中央部呈对称的形状。
本发明的车辆用碰撞加强材料是以如下的配置而安装于车辆上,所述配置使所述主体部的平板状的中央凸缘部侧(帽子形开放截面形状的开口的相反侧)与碰撞时的负荷输入方向相向。本发明的车辆用碰撞加强材料具有上述形状,因此第一部分可具有如下的特性,即,与第二部分相比较,截面二次矩(second moment of area)的值显着地变大,不易因从第一部分的平板状的中央凸缘部侧施加的负荷而发生变形。此外,在连接着第一部分与第二部分的第三部分(渐变部分)中存在形状的非线性(non-linearity),当承受负荷时,与其他部分相比较,应力特别容易集中于第一部分与第三部分的连接部位、以及第二部分与第三部分的连接部位。因此,若承受碰撞负荷的车辆用碰撞加强材料为通常的材料,则当以负荷的输入点为中心而发生弯曲变形时,会在负荷的输入点与渐变部分这两个部分发生弯曲变形,结果是,负荷分散,且利用三个部位来承受负荷。以所述方式使碰撞负荷分散的结果是,碰撞的早期阶段的塑性应变也被分散,从而可防止由塑性变形引起的截面断裂,因此,即 使发生由碰撞负荷引起的变形,也可防止弯曲刚性的急剧下降。结果是,本发明的车辆用碰撞加强材料在车辆发生碰撞时,可使碰撞能量的吸收性能比以往更持久。
优选的是,所述一对拐角弯曲部各自的截面形状为圆弧状,该圆弧状的中心角为90°。而且,当将第一部分中的拐角弯曲部的截面的半径设为「R1」,且将第二部分中的拐角弯曲部的截面的半径设为「R2」时,将半径R1与半径R2之比(R1/R2)设定于1/2~1/5的范围。
将所述比(R1/R2)设定于1/2~1/5的范围,借此,第一部分与第二部分之间的截面二次矩的变化变得明确,从而能够有效地使碰撞负荷分散至第三部分(渐变部分),该第三部分(渐变部分)连接着第一部分与第二部分。当比(R1/R2)大于所述1/2时,由于第一部分与第二部分的拐角弯曲部的截面形状的差异变小,因此,第一部分与第二部分之间的截面二次矩的变化不明确,碰撞负荷不会充分地分散至渐变部分,从而有可能仅可获得与以往同等的弯曲刚性。另外,当比(R1/R2)小于1/5时,意味着第一部分的拐角弯曲部的半径过小的状态,所述截面形状有可能会成为在发生变形时,使应力不当地集中于拐角弯曲部的一个原因。
优选的是,将第一部分的截面高度(H1)及第二部分的截面高度(H2)之差、与第一部分的截面高度(H1)之间的比((H1-H2)/H1)设定于1/10~1/2的范围。
将所述比((H1-H2)/H1)设定于1/10~1/2的范围,借此,能够使车辆碰撞时的主体部的第一部分的截面二次矩相对于第二部分的截面二次矩显着地增大。假设当所述比((H1-H2)/H1)不足1/10时,由于第一部分与第二部分的阶差(高度之差)过小,因此,第一部分、第二部分以及第三部分(渐变部分)之间的截面二次矩之差变小,承受碰撞负荷时的负荷分散的效果会变小。另外,当所述比((H1-H2)/H1)大于1/2时,由于渐变部分的形状非线性变大,因此,渐变部分中的与第一部分或第二部分连接的连接部分的强度不足,与负荷的输入点相比较,向渐变部分集中的应力相对会变得过大,从而有可能会使车辆用碰撞加强材料整体的强度受损。
在本发明的一个实施方式中,第三部分的截面高度在第一部分的截面高度(H1)与第二部分的截面高度(H2)之间,逐渐发生变化。另外,第三部分中的各拐角弯曲部的截面积在第一部分中的各拐角弯曲部的截面积与第二部分中的各拐角弯曲部的截面积之间,逐渐发生变化。
在本发明的其他实施方式(例如图9、图23)中,第三部分(P23)包括:固定长度的区间,邻接于第一部分(P21),并且具有与第一部分相同的截面高度(H1);以及剩余区间,邻接于所述第二部分(P22),在所述剩余区间中,随着接近于第二部分(P22),截面高度向所述第二部分的截面高度(H2)逐渐变低。另外,第三部分(P23)的拐角弯曲部各自包括:固定长度的区间,邻接于第二部分(P22),并且具有与第二部分相同的截面积;以及剩余区间,邻接于第一部分(P21),在所述剩余区间中,随着接近于第一部分(P21),各拐角弯曲部的截面积逐渐变窄。
根据所述构成,在第三部分(渐变部分)中,拐角弯曲部的截面形状开始发生变化的长度方向的位置、与截面高度开始发生变化的长度方向的位置彼此错开。即,所述渐变部分使截面二次矩的变化缓慢,从而能够对承受碰撞负荷时的相对于负荷输入点的渐变部分的应力集中的相对程度进行调节。因此,借由将渐变部分的形状予以变更,能够适当地对承受碰撞负荷时的车辆用碰撞加强材料整体的负荷与位移的关系进行调节。
在本发明的另一实施方式(例如图11、图25)中,第三部分(P43)包括:固定长度的区间,邻接于第二部分(P42),并且具有与第二部分相同的截面高度(H2);以及剩余区间,邻接于第一部分(P41),在所述剩余区间中,随着接近于第一部分(P41),截面高度向第一部分的截面高度(H1)逐渐变高。另外,第三部分(P43)的拐角弯曲部各自包括:固定长度的区间,邻接于第一部分(P41),并且具有与第一部分相同的截面积;以及剩余区间,邻接于第二部分(P42),在所述剩余区间中,随着接近于第二部分(P42),各拐角弯曲部的截面积逐渐变大。
根据所述构成,在第三部分(渐变部分)中,拐角弯曲部的截面形状开始发生变化的长度方向的位置、与截面高度开始发生变化的长度方 向的位置彼此错开。即,所述渐变部分使截面二次矩的变化缓慢,从而能够对承受碰撞负荷时的相对于负荷输入点的渐变部分的应力集中的相对程度进行调节。因此,借由将渐变部分的形状予以变更,能够适当地对承受碰撞负荷时的车辆用碰撞加强材料整体的负荷与位移的关系进行调节。
(发明的效果)
如以上所详述,根据本发明的车辆用碰撞加强材料,即使当车辆发生碰撞时,在碰撞负荷的输入点与配置在该输入点周围的渐变部分这两个部分中发生弯曲变形,结果,负荷分散,可利用三个部位来承受负荷。此种碰撞负荷被分散的结果是,会较长时间地防止主体部的帽子形开放截面形状的由塑性变形引起的截面断裂,因此,即使车辆用碰撞加强材料整体发生变形,仍会维持刚性高的状态,结果,会维持优异的耐负荷性能。如上所述的本发明的车辆用碰撞加强材料的固有特性在车辆发生碰撞时,会比以往更多地吸收碰撞能量,从而能够使朝向车辆内侧的车体的变形进一步减少。
本发明的车辆用碰撞加强材料的碰撞能量的吸收特性优异,因此,即使当使用更少的素材来实现轻量化时,也可获得与以往的车辆用碰撞加强材料同等的碰撞吸收特性。因此,借由使用本发明的车辆用碰撞加强材料,可实现车辆的轻量化,从而可使车辆的汽油里程(gasoline mileage)提高或可使二氧化碳减少。
附图说明
图1是表示车门防撞杆安装于车门时的安装状况的图。
图2是表示车门内部的概况的车门横截面图。
图3表示根据本发明的实例1的车门防撞杆的单侧的一半,图3(A)是平面图,图3(B)是侧面图,图3(C)是立体图。
图4(A)是图3(A)的X-X线处的放大横截面图,图4(B)是图3(A)的Y-Y线处的放大横截面图。
图5(A)是表示性能评价测试的概要的正视图,图5(B)是图5(A)的Z-Z线处的放大截面图。
图6是表示对实例1的车门防撞杆的性能进行评价测试之后的变形与应力分布的立体图。
图7是图6的一部分的放大图。
图8是表示实例1及比较例的性能特性的曲线图。
图9表示实例2的车门防撞杆的单侧的一半,图9(A)是平面图,图9(B)是侧面图,图9(C)是立体图。
图10是表示实例2及实例1的性能特性的曲线图。
图11表示实例3的车门防撞杆的单侧的一半,图11(A)是平面图,图11(B)是侧面图,图11(C)是立体图。
图12是表示实例3及实例1的性能特性的曲线图。
图13表示实例4的车门防撞杆的单侧的一半,图13(A)是平面图,图13(B)是侧面图,图13(C)是立体图。
图14表示比较例的车门防撞杆的单侧的一半,图14(A)是平面图,图14(B)是侧面图,图14(C)是立体图。
图15是表示对比较例的车门防撞杆的性能进行评价测试之后的变形与应力分布的立体图。
图16是图15的一部分的放大图。
图17是表示保险杠强化件安装于车体框架时的安装状况的立体图。
图18表示根据本发明的实例5的保险杠强化件的单侧的一半,图18(A)是平面图,图18(B)是侧面图,图18(C)是立体图。
图19(A)是图18(A)的X2-X2线处的放大横截面图,图19(B)是图18(A)的Y2-Y2线处的放大横截面图。
图20是表示对实例5的保险杠强化件的性能进行评价测试之后的变形与应力分布的立体图。
图21是图20的一部分的放大图。
图22是表示实例5的性能特性的曲线图。
图23表示实例6的保险杠强化件的单侧的一半,图23(A)是平面图,图23(B)是侧面图,图23(C)是立体图。
图24是表示实例6及实例5的性能特性的曲线图。
图25表示实例7的保险杠强化件的单侧的一半,图25(A)是平面 图,图25(B)是侧面图,图25(C)是立体图。
图26是表示实例7及实例5的性能特性的曲线图。
图27表示实例8的保险杠强化件的单侧的一半,图27(A)是平面图,图27(B)是侧面图,图27(C)是立体图。
附图标记:
1、20、40、60:车门防撞杆
1B、20B、40B、60B:保险杠强化件
10:长条的主体部
11、31、51、71:壁部
12、32、52、72:拐角弯曲部
13、33、53、73:中央凸缘部
14、34、54、74:外周凸缘部
P1、P21、P41、P61:第一部分
P2、P22、P42、P62:第二部分
P3、P23、P43、P63:第三部分
C1:第一部分的中央凸缘部的宽度
C2:第二部分的中央凸缘部的宽度
H1:第一部分的截面高度
H2:第二部分的截面高度
R1:第一部分的拐角弯曲部的半径
R2:第二部分的拐角弯曲部的半径
具体实施方式
[车门防撞杆]
一面参照附图,一面对将本发明具体化成车门防撞杆的若干实施方式进行说明,所述车门防撞杆是一种车辆用碰撞加强材料。如图1以及图2所示,车门防撞杆1安装在乘用汽车的侧车门(side door)D内。一般而言,乘用汽车的侧车门D包括:位于车体内侧的车门内护板(door inner panel)2、与位于车体外侧的车门外护板3(door outer panel),在两个车门护板2、3之间配置有车窗玻璃(window glass)4以及玻璃支架(glass holder)5。如图2所示,在车门内护板2的下半部周缘区域中形成有段部2a,该段部2a向车门外护板3侧凸起以紧贴住车门防撞杆1,所述段部2a位于车窗玻璃4及玻璃支架5、与车门外护板3的的中间。
[实例1]
如图1所示,在实例1的车门防撞杆1中的长条的主体部10的长度方向两端部,分别一体地形成有托架部9。图3表示从中央将除了托架部9之外的主体部10予以切断的状态下的车门防撞杆1的平面图、侧面图、以及立体图。车门防撞杆1的主体部10包括:相向的一对壁部11(11a、11b、11c);平板状的中央凸缘部13(13a、13b、13c),配置在两个壁部11的前端部之间;一对拐角(corner)弯曲部12(12a、12b、12c),将壁部11的前端部与中央凸缘部13予以连结;以及一对外周凸缘部14(14a、14b、14c),从两个壁部11各自的后端部分别向外方向(图3(A)的上下方向、图4的左右方向)伸出。如图4所示,由于一对壁部11、中央凸缘部13、一对拐角弯曲部12、以及一对外周凸缘部14相连,因此,主体部10的横截面形状呈帽子形的开放截面形状。再者,此处用以对车门防撞杆1的形状进行说明的前端及后端之类的用语所示的“前后”方向,是指:图4的上下方向。
实例1的车门防撞杆1的主体部10被划分成:第一部分P1、一对第二部分P2、以及一对第三部分(渐变部分)P3,所述第一部分P1占据着所述主体部10的长度方向中央部,及该中央部附近的部分;所述一对第二部分P2占据着主体部10的长度方向两端部,及该两端部附近的部分、即与托架部9相连的部分;所述一对第三部分(渐变部分)P3位于第一部分P1与第二部分P2之间,且分别平滑地连接着第一部分P1与第二部分P2。
在实例1的车门防撞杆1中,第一部分P1具有如下的形状,该形状使第一部分P1的截面二次矩的值显着地大于第二部分P2的截面二次矩的值。如图4(A)所示,第一部分P1中的中央凸缘部13a的宽度C1,大于第二部分P2中的中央凸缘部13b的宽度C2。另外,第一部分P1中的各拐角弯曲部12a的截面积,变得比第二部分P2中的各拐角弯曲部12b的截面积更狭窄。再者,主体部10的厚度在任何位置都均一,因此,各部分(P1~P3)的拐角弯曲部12的截面积与各部分(P1~P3)的拐角弯曲部12的半径(R)具有相关性。而且,整个第一部分P1的截面高度H1形成得高于整个第二部分P2的截面高度H2。所述截面高度之差是源于壁部11a形成得高于壁部11b。
更详细而言,第一部分P1与第二部分P2的拐角弯曲部12a、12b的截面形状均形成为圆弧状,该圆弧状的中心角为90°。优选的是,将第一部分P1中的拐角弯曲部12a的截面的半径R1、与第二部分P2中的拐角弯曲部12b的截面的半径R2之比(R1/R2)设定于:1/2~1/5的范围。另外,优选的是,将第一部分的截面高度H1及第二部分的截面高度H2之差、与第一部分P1的截面高度H1之比((H1-H2)/H1)设定于:1/10~1/2的范围。此处,可获得特别优选的特性的截面高度之比为1/5。由于第一部分P1与第二部分P2具有如上所述的形状的差异,因此,第一部分P1的截面二次矩比第二部分P2的截面二次矩大50%以上。根据如上所述的截面二次矩的差异可知:第一部分P1的相对于弯矩(bending moment)的强度,显着地高于第二部分P2的相对于弯矩的强度。
在第三部分(渐变部分)P3中,为了平滑地连接第一部分P1与第 二部分P2,壁部11c、拐角弯曲部12c、以及中央凸缘部13c的形状根据长度方向的位置而发生变化。对于中央凸缘部13c而言,以具有与第一部分P1的中央凸缘部13a相同的宽度C1的方式,广阔地形成有与第一部分P1连接的部位,且以具有与第二部分P2的中央凸缘部13b相同的宽度C2的方式,狭窄地形成有与第二部分P2连接的部位。在第一部分P1的附近,中央凸缘部13c的宽度的变化缓慢,随着朝向第二部分P2,所述宽度的变化变大且保持固定,在第二部分P2的附近,所述宽度的变化再次变得缓慢。另外,在与第一部分P1连接的连接部位的附近,拐角弯曲部12c的截面的半径的变化缓慢,随着朝向第二部分P2,所述半径的变化变大且保持固定,在第二部分P2的附近,所述半径的变化再次变得缓慢。而且,关于渐变部分P3的壁部11c的高度的变化,与第一部分P1的壁部11a连接的部位的高度为与壁部11a相同的高度,但随着朝向第二部分P2,所述壁部11c的高度最初急剧地变低,然后依次缓慢地变低,达到与第二部分P2的壁部11b相同的高度之后,所述壁部11c连接于所述壁部11b。结果是,在与第一部分P1连接的连接部位,渐变部分P3的截面高度为H1,但随着朝向第二部分P2,所述截面高度最初急剧地变低,然后依次缓慢地变低,在第二部分P2的附近,所述截面高度达到与第二部分P2的高度相同的H2(参照图3)。渐变部分P3的外周凸缘部14c平滑地连接着第一部分P1与第二部分P2。由于渐变部分P3具有如上所述的形状的非线性(non-linearity),因此,当车门防撞杆1承受碰撞负荷时,应力相对地容易集中于渐变部分P3。
再者,利用压制来使金属板材(例如厚度为1mm~4mm的高张力钢板)一体成形,借此来制造实例1的车门防撞杆1。压制成形的方法也可为热压制或冷压制中的任一种压制方法,但热压制更优选,该热压制是在进行压制之前,将金属板材加热至规定的高温度为止,利用相对较冷的压制模具,对所述高温状态的金属板材实施压制加工。一般根据热压制,例如可利用夹模淬火(Die quench)效果来使拉伸强度显着提高,或使成形之后的尺寸稳定性提高。另外,作为金属板材,除了可使用高张力钢板以外,还可使用镀锌钢板、熔融镀锌钢板、合金化熔融镀锌钢板、以及镀铝钢板等。
如图1以及图2所示,以使壁部11的后端部侧的帽子形开放截面的开口朝向车门内护板2的方式,对实例1的车门防撞杆1进行配置,将该实例1的车门防撞杆1安装于车门D。通常,将车门防撞杆1两端的托架部9点焊于车门内护板2的前后的段部2a,借此,将车门防撞杆1固定于车门内部。由于车门内护板的段部2a向车门外护板3侧凸起,因此,将车门防撞杆1固定于车门内护板2之后,在车门外护板3的安装已完成的阶段,车门防撞杆1的中央凸缘部13被配置成接近于车门外护板3的内表面。
[比较例]
此处,为了与实例1的车门防撞杆1对比,使用图14来对比较例的车门防撞杆100进行说明。比较例的车门防撞杆100所使用的材质、制造方法以及安装位置与车门防撞杆1相同,但截面形状存在差异。比较例的车门防撞杆100与车门防撞杆1同样地包括长条的主体部,该长条的主体部在两端一体地形成有托架部。如图14(C)所示,由于中央凸缘部113、一对拐角弯曲部112、一对壁部111以及一对外周凸缘部114相连,因此,车门防撞杆100的主体部形成为帽子形开放截面形状。如图14所示,中央凸缘部113、一对拐角弯曲部112、壁部111以及外周凸缘部114的形状从中央部(图14的右侧的端部)至后述的第一部分P101与第三部分(渐变部分)P 103的边界为止保持固定。另外,所述范围的截面形状与实例1的车门防撞杆1的第一部分P1的各部分的截面形状相同。车门防撞杆100的主体部被划分成:第一部分P101、第二部分P102、以及第三部分(渐变部分)P 103,所述第一部分P101占据着中央部及该中央部附近的部分,所述第二部分P102占据着长度方向一端部及该长度方向一端部附近的部分,所述第三部分(渐变部分)P103连接着第一部分P101与第二部分P102。此时,对于各壁部111而言,第一部分P101的截面高度形成得高于第二部分P102的截面高度。另一方面,比较例的车门防撞杆100的拐角弯曲部112无车门防撞杆1的拐角弯曲部12所具有的形状的变化。因此,与车门防撞杆1(实例1)相比较,车门防撞杆100的第一部分P101与第二部分P102的截面二次矩的差异变小,第三部分(渐变部分)P103的形状的非线性也变小。
[性能的评价]
基于如图5所示的三点弯曲测试来对性能特性进行评价,所述如图5所示的三点弯曲测试是:假设在将实例1的车门防撞杆1与比较例的车门防撞杆100安装于车门内部的状态下,发生侧面碰撞。将对车门防撞杆1进行三点弯曲测试的情况作为例子来进行说明。如图5(A)所示,将作为评价对象物的车门防撞杆1架设在隔开规定间隔的两个支脚6之间,并且使用大致拱顶型(semicylindrical)的按压件7,将垂直方向的负荷施加于车门防撞杆1的第一部分P1的负荷的输入点8,该车门防撞杆1的第一部分P1的负荷的输入点8位于两个支脚6的中间。再者,为了与图1及图2所示的车门防撞杆1的安装构造相对应,如图5(B)所示,以如下的姿势,将车门防撞杆配置在两个支脚6上,所述姿势是指:帽子形开放横截面的开口部向下形成开口,并且中央凸缘部13与按压件7的下侧表面发生接触。在所述状态下,将由按压件7产生的垂直负荷施加于车门防撞杆1的第一部分P1。
将如下的结果表示在图8的曲线图中,所述结果是对实例1的车门防撞杆1、与比较例的车门防撞杆100进行三点弯曲测试所得的结果。曲线图的横轴表示按压件7对车门防撞杆施加的强制性的位移量。曲线图的纵轴表示按压件7的负荷值。此处,按压件7与车门防撞杆的接触面实际上成为具有特定面积的区域,但与车门防撞杆的表面积相比较,所述接触面的面积非常小,因此,将所述接触面视为点,以下称为“负荷的输入点8”。施加于负荷的输入点8的按压件7的负荷值与车门防撞杆的反作用力保持平衡。因此,当位移量增大时,按压件7的负荷没有减少,即使发生侧面碰撞而使车门防撞杆发生变形,该车门防撞杆的刚性也未下降,且维持了优选的冲击吸收特性。在图8中,利用实线来表示相对于实例1的车门防撞杆1的负荷值,利用虚线来表示相对于比较例的车门防撞杆100的负荷值。
根据图8的曲线图可知:对于实例1的车门防撞杆1而言,在负荷的输入点的位移量从0变为30mm为止的范围内,负荷值表现出向右上升倾向、即接近于弹性变形的倾向,所述弹性变形是指:随着负荷的输入点8的位移量增大,负荷值也单调递增。而且,即使在位移量超过30 mm之后,负荷值仍逐渐增加,在位移量即将达到90mm之前,负荷值达到最大值(max)。然后,从位移量超过90mm左右起,负荷值表现出逐渐下降的倾向。即,对于实例1的车门防撞杆1而言,显然即使发生侧面碰撞而使车门防撞杆的变形量增大,且局部地产生塑性应变之后,反作用力也不会急速下降,因此,可稳定地维持碰撞能量吸收性能。
相对于此,对于比较例的车门防撞杆100而言,在负荷的输入点8的位移量为0至约30mm的范围内,与车门防撞杆1同样地,负荷值表现出单调递增的接近于弹性变形的倾向,而且,在位移量为30mm至90mm的范围内,负荷值仍逐渐增加而达到最大值(Max)。然而,在位移量超过约90mm之后,负荷值表现出急速地单调递减的倾向,在位移量达到120mm的时刻,相对于车门防撞杆100的负荷值下降至车门防撞杆100的负荷值的最大值(Max)的三分之一左右为止。即,对于车门防撞杆100而言,显然若发生侧面碰撞而使车门防撞杆的变形量逐渐增大,则碰撞能量的吸收性能会较早地下降,无法稳定地维持碰撞能量吸收性能。
图6表示实例1的车门防撞杆1的性能评价测试之后的变形与应力分布。图7特别是负荷的输入点8附近的变形与应力分布的部分放大图。在第一部分P1的负荷的输入点8发生应力集中。此外,在第二部分P2与第三部分P3的连接部位(两个),存在表示与输入点大致相同程度的应力值的部位,所述第二部分P2的截面二次矩小于第一部分P1的截面二次矩。即,已明确:利用负荷的输入点8、及第二部分P2与第三部分P3的连接部位的共计三个点来分散地承受负荷。另外,关于变形,已明确:负荷的输入点8的位移量最大,另一方面,连接着第二部分P2与第三部分P3的部位的变形大于周围的变形,以使整个车门防撞杆1弯曲的方式而发生变形。
图15及图16表示比较例的车门防撞杆100的性能评价测试之后的变形与应力分布。图16特别是负荷的输入点8附近的变形与应力分布的部分放大图。在车门防撞杆100中,在第一部分P 1的负荷的输入点8显着地发生应力集中,在该负荷的输入点8的周围,并未发现表示与该负荷的输入点8相同程度的应力值的区域。即,显然负荷集中于一个点。 另外,关于变形,表示了如下的内容,即,负荷的输入点8最大幅度地发生变形,防撞杆100以输入点8为中心而弯曲。如此,对于比较例的车门防撞杆100而言,由于负荷集中于输入点8,因此,塑性应变量仅在负荷输入点8附近增大,从而无法维持主体部的帽子形开放截面形状,刚性会较早地下降。
根据所述性能评价测试,认为:实例1的车门防撞杆1适当地使负荷分散,借此,塑性应变也是分散地产生,相对于位移量的塑性应变量的增加相对地延迟。因此,与比较例相比较,实例1的车门防撞杆1可防止刚性下降,从而发挥稳定的碰撞能量吸收性能。
[实例2]
图9表示本发明的实例2。如图9(A)~图9(C)所示,实例2的车门防撞杆20的主体部包括:中央凸缘部33、一对拐角弯曲部32、一对壁部31、以及一对外周凸缘部34,这些方面与实例1相同。在实例2中,车门防撞杆20的第三部分(渐变部分)P23在长度方向上,形成得比实例1的第三部分P3更长。
第三部分(渐变部分)P23的拐角弯曲部32c包括:固定长度的区间,邻接于第二部分P22,并且维持着与该第二部分P22相同的截面积;以及剩余区间,邻接于第一部分P21。在所述剩余区间中,随着靠近第一部分P21,拐角弯曲部32c的截面积逐渐变窄。
另外,在与第一部分P21的壁部31a连接的部位,第三部分(渐变部分)P23的壁部31c的高度为与壁部31a相同的高度,但在依次变低、且在中央部分维持固定的高度之后,随着朝向第二部分P22的壁部31b而急剧地变低,最终达到与第二部分P22的壁部31b相同的高度。换句话说,第三部分P23包括:固定长度的区间,邻接于第一部分P21,并且具有与第一部分相同的截面高度H1;以及剩余区间,邻接于第二部分P22。在所述剩余区间中,随着接近于第二部分P22,截面高度向第二部分的截面高度H2逐渐变低。
如此,实例2的渐变部分P23包括如下的固定长度的区间,该固定长度的区间中的拐角弯曲部32c的截面积与第二部分P22的拐角弯曲部32b的截面积相同,并且实例2的渐变部分P23包括如下的固定长度的 区间,该固定长度的区间中的截面高度具有与第一部分相同的截面高度H1。因此,在实例2的渐变部分P23中,拐角弯曲部32c的形状从与第一部分P21连接的连接部位开始发生变化,而截面高度开始发生变化的长度方向的位置偏向第二部分P22。因此,与实例1的车门防撞杆1相比较,实例2的车门防撞杆20的渐变部分P23的截面二次矩缓慢地发生变化。
在图10中,利用实线来表示如下的曲线图,该曲线图表示对实例2的车门防撞杆20进行三点弯曲测试时的负荷的输入点8的位移量与负荷的关系。为了进行比较,在图10中,利用虚线来表示实例1的车门防撞杆1的三点弯曲测试的结果。车门防撞杆20与车门防撞杆1同样地,在负荷的输入点8的位移量为0至约30mm的范围内,随着位移量增大,负荷值也单调递增,从而表现出接近于弹性变形的倾向,而且在位移量超过30mm之后,负荷值仍逐渐增加,在位移量即将达到90mm之前,负荷值达到最大值(max)。然后,在位移量为90mm左右至138mm左右的区域中,车门防撞杆20的负荷值为总是低于车门防撞杆1的负荷值的值,接着逐渐下降,但在位移量超过138mm的区域中,所述车门防撞杆20的负荷值表现出了高于车门防撞杆1的负荷值。
一般认为车门防撞杆20的相对于位移的负荷值的变化倾向与车门防撞杆1不同的理由在于:由于渐变部分P23与渐变部分P3的形状的差异,负荷的输入点8与各个渐变部分之间的负荷的分散比例会根据变形的程度而变得不同。一般认为当如车门防撞杆20那样,不使渐变部分P23的截面二次矩急剧地发生变化时,在位移量为90mm左右至138mm左右的区域中,负荷集中于负荷的输入点8而发生塑性变形,因此,负荷值相对地变小。相反地,一般认为当位移量超过138mm时,由于至此为止,借由塑性变形相对较小的渐变部分P23来支撑着负荷,因此,保持着相对较大的相对于位移的负荷值。设置如实例2的车门防撞杆20那样的渐变部分P23的形状,借此,能够适当地对承受碰撞负荷时的负荷与位移的关系进行调节。
[实例3]
图11表示本发明的实例3。如图11(A)~图11(C)所示,实例 3的车门防撞杆40的主体部包括:中央凸缘部53、一对拐角弯曲部52、一对壁部51、以及一对外周凸缘部54,这些方面与实例1相同。在实例3中,车门防撞杆40的第三部分(渐变部分)P43在长度方向上,形成得比实例1的第三部分P3更长。
第三部分(渐变部分)P43的拐角弯曲部52c包括:固定长度的区间,邻接于第一部分P41,并且维持着与该第一部分P41相同的截面积;以及剩余区间,邻接于第二部分P42。在所述剩余区间中,随着接近于第二部分P42,拐角弯曲部52c的截面积逐渐变大。
另外,第三部分P43包括:固定长度的区间,邻接于第二部分P42,并且具有与第二部分P42相同的截面高度H2;以及剩余区间,邻接于第一部分P41。在所述剩余区间中,随着接近于第一部分P41,截面高度向第一部分的截面高度H1逐渐变高。
如此,在实例3的渐变部分P43中,拐角弯曲部52c的形状开始发生变化的长度方向的位置是位于偏向第二部分P42的位置,并且截面高度开始发生变化的长度方向的位置是处于与第一部分P41连接的位置。因此,实例3的车门防撞杆40的形状与实例2的车门防撞杆的形状不同,但若与实例1的车门防撞杆1相比较,则具有与实例2相同的特征,即,截面二次矩的变化缓慢。
在图12中,利用实线来表示如下的曲线图,该曲线图表示对实例3的车门防撞杆40进行三点弯曲测试时的负荷的输入点8的位移量与负荷的关系。为了进行比较,在图12中,利用虚线来表示实例1的车门防撞杆1的三点弯曲测试的结果。车门防撞杆40与车门防撞杆1同样地,在负荷的输入点8的位移量为0至约30mm的范围内,随着位移量增大,负荷值也表现出单调递增的接近于弹性变形的倾向,而且在位移量超过30mm之后,负荷值仍逐渐增加,在位移量即将达到90mm之前,负荷值达到最大值(max)。然后,在位移量为90mm左右至138mm左右的区域中,车门防撞杆40的负荷值为总是低于车门防撞杆1的负荷值的值,接着逐渐下降,但在位移量超过138mm区域中,所述车门防撞杆40的负荷值表现出了高于车门防撞杆1的负荷值。对于所述车门防撞杆40而言,与实例2的车门防撞杆20相比较,位移90mm至位 移138mm中的负荷值的减少更缓慢,当位移为138mm时,所述负荷值表现出了车门防撞杆1的负荷值的90%的值。
根据实例3的车门防撞杆40的性能特性评价可知:对渐变部分的形状进行配置(arrange),借此,能够适当地对承受碰撞负荷时的负荷与位移的关系进行调节。
[实例4]
图13表示本发明的实例4。如图13(A)~图13(C)所示,实例4的车门防撞杆60的主体部包括:中央凸缘部73、一对拐角弯曲部72、一对壁部71、以及一对外周凸缘部74,这些方面与实例1相同。在实例4中,第一部分P61的中央凸缘部73a的宽度大于第二部分P62的中央凸缘部73b的宽度。第一部分P61中的拐角弯曲部72a的截面积,比第二部分P62中的拐角弯曲部72b的截面积更狭窄。第一部分P61的截面高度H1高于第二部分P62的截面高度H2。而且,第三部分P63是被设置为渐变部分,该渐变部分平滑地连接着第一部分P61与第二部分P62。第三部分P63的截面高度在第一部分的截面高度H1与第二部分的截面高度H2之间,逐渐发生变化。另外,第三部分P63中的拐角弯曲部72c的截面积在第一部分P61的拐角弯曲部72a的截面积与第二部分P62的拐角弯曲部72b的截面积之间,逐渐发生变化。
而且在实例4中,第一部分P61的宽度W1大于第二部分P62的宽度W2。此处,所谓宽度(W1、W2),是指:第一部分或第二部分中的一个外周凸缘部74的外端、与另一个外周凸缘部74的外端之间的距离。由于第一部分P61的宽度W1大于第二部分P62的宽度W2,因此,与第二部分P62的截面二次矩相比较,第一部分P61的截面二次矩变得更大。借此,可使更大的侧面碰撞时的负荷分散至第二部分P62侧。
[保险杠强化件(bumper reinforcement)]
一面参照附图,一面对将本发明具体化成保险杠强化件的若干实施方式进行说明,所述保险杠强化件是一种车辆用碰撞加强材料。如图17所示,一般而言,保险杠强化件(1B)是经由溃缩箱(crush box)92而支撑于纵梁(side member)91的前端部,该纵梁91构成乘用汽车的框架(frame)。
[实例5]
实例5的保险杠强化件1B与实例1的车门防撞杆1同样地包括长条的主体部10。实例5的保险杠强化件1B的基本构造与实例1的车门防撞杆1的构造非常类似。因此,在图18至图21中,标记着与图3、图4、图6、图7中所使用的构件参照序号为相同的构件参照序号。图18表示在中央将主体部10予以切断的状态下的保险杠强化件1B。请注意图18所示的主体部10的中央部及端部的位置与图3所示的中央部及端部的位置不同。
保险杠强化件1B的主体部10包括:相向的一对壁部11(11a、11b、11c);平板状的中央凸缘部13(13a、13b、13c),配置在两个壁部11的前端部之间;一对拐角弯曲部12(12a、12b、12c),将壁部11的前端部与中央凸缘部13予以连结;以及一对外周凸缘部14(14a、14b、14c),从两个壁部11各自的后端部分别向外方向伸出。保险杠强化件1B的主体部10与实例1同样地具有帽子形的开放截面形状。
保险杠强化件1B的主体部10被划分成第一部分P1、一对第二部分P2、以及一对第三部分(渐变部分)P3,所述第一部分P1占据着所述主体部10的长度方向中央部及该中央部附近的部分;所述一对第二部分P2占据着主体部10的长度方向两端部及该两端部附近的部分;所述一对第三部分(渐变部分)P3位于第一部分P1与第二部分P2之间,且分别平滑地连接着第一部分P1与第二部分P2。
在保险杠强化件1B中,第一部分P1具有如下的形状,该形状使第一部分P1的截面二次矩的值显着地大于第二部分P2的截面二次矩的值。如图19(A)所示,第一部分P1中的中央凸缘部13a的宽度C1,大于第二部分P2中的中央凸缘部13b的宽度C2。另外,第一部分P1中的各拐角弯曲部12a的截面积,比第二部分P2中的各拐角弯曲部12b的截面积更狭窄。再者,主体部10的厚度在任何位置都均一,因此,各部分(P1~P3)的拐角弯曲部12的截面积与各部分(P1~P3)的拐角弯曲部12的半径(R)具有相关性。而且,第一部分P1的截面高度H1形成得高于整个第二部分P2的截面高度H2。所述截面高度之差是源于壁部11a形成得高于壁部11b。
更详细而言,第一部分P1与第二部分P2的拐角弯曲部12a、12b的截面形状均形成为圆弧状,该圆弧状的中心角为90°。优选的是,将第一部分P1中的拐角弯曲部12a的截面的半径R1、与第二部分P2中的拐角弯曲部12b的截面的半径R2之比(R1/R2)设定于:1/2~1/5的范围。另外,优选的是,将第一部分的截面高度H1及第二部分的截面高度H2之差、与第一部分P1的截面高度H1之比((H1-H2)/H1)设定于:1/10~1/2的范围。此处,可获得特别优选的特性的截面高度之比为1/5。由于第一部分P1与第二部分P2具有如上所述的形状的差异,因此,第一部分P1的截面二次矩比第二部分P2的截面二次矩大50%以上。根据如上所述的截面二次矩的差异可知:第一部分P1的相对于弯矩(moment)的强度,显着地高于第二部分P2的相对于弯矩的强度。
在第三部分(渐变部分)P3中,为了平滑地连接第一部分P1与第二部分P2,壁部11c、拐角弯曲部12c、以及中央凸缘部13c的形状根据长度方向的位置而发生变化。对于中央凸缘部13c而言,以具有与第一部分P1的中央凸缘部13a相同的宽度C1的方式,广阔地形成有与第一部分P1连接的部位,且以具有与第二部分P2的中央凸缘部13b相同的宽度C2的方式,狭窄地形成有与第二部分P2连接的部位。在第一部分P1的附近,中央凸缘部13c的宽度的变化缓慢,随着朝向第二部分P2,所述宽度的变化变大且保持固定,在第二部分P2的附近,所述宽度的变化再次变得缓慢。另外,在与第一部分P1连接的连接部位的附近,拐角弯曲部12c的截面的半径的变化缓慢,随着朝向第二部分P2,所述半径的变化变大且保持固定,在第二部分P2的附近,所述半径的变化再次变得缓慢。而且,关于渐变部分P3的壁部11c的高度的变化,与第一部分P1的壁部11a连接的部位的高度为与壁部11a相同的高度,但随着朝向第二部分P2,所述壁部11c的高度最初急剧地变低,然后依次缓慢地变低,达到与第二部分P2的壁部11b相同的高度之后,所述壁部11c连接于所述壁部11b。结果是,在与第一部分P1连接的连接部位,渐变部分P3的截面高度为H1,但随着朝向第二部分P2,所述截面高度最初急剧地变低,然后依次缓慢地变低,在第二部分P2的附近,所述截面高度达到与第二部分P2的高度相同的H2(参照图18)。渐变 部分P3的外周凸缘部14c平滑地连接着第一部分P1与第二部分P2。由于渐变部分P3具有如上所述的形状的非线性,因此,当保险杠强化件1B承受碰撞负荷时,在渐变部分P3相对地容易发生应力集中。
再者,与实例1同样地,利用压制(优选热压制)来使金属板材(例如厚度为1mm~4mm的高张力钢板)一体成形,借此来制造实例5的保险杠强化件1B。
与实例1同样地,借由如图5所示的三点弯曲测试,对实例5的保险杠强化件1B的性能特性进行评价。将评价的结果表示在图22的曲线图中。根据图22的曲线图可知:与实例1同样地,实例5的保险杠强化件1B即使在发生碰撞时,也可稳定地维持碰撞能量吸收性能。
图20表示实例5的保险杠强化件1B的性能评价测试之后的变形与应力分布。图21是负荷的输入点8附近的变形与应力分布的部分放大图。根据图20及图21可知:与实例1同样地,实例5的保险杠强化件1B可利用三个点来分散地承受碰撞时的负荷。
[实例6]
图23表示本发明的实例6。实例6的保险杠强化件20B的基本构造与实例2的车门防撞杆20的构造非常类似。因此,在图23中,标记着与图9中所使用的构件参照序号相同的构件参照序号。
如图23(A)~图23(C)所示,保险杠强化件20B的主体部包括:中央凸缘部33、一对拐角弯曲部32、一对壁部31、以及一对外周凸缘部34,这些方面与实例5相同。在实例6中,保险杠强化件20B的第三部分(渐变部分)P23在长度方向上,形成得比实例5的第三部分P3更长。
第三部分(渐变部分)P23的拐角弯曲部32c包括:固定长度的区间,邻接于第二部分P22,并且维持着与该第二部分P22相同的截面积;以及剩余区间,邻接于第一部分P21。在所述剩余区间中,随着靠近第一部分P21,拐角弯曲部32c的截面积逐渐变窄。另外,第三部分P23包括:固定长度的区间,邻接于第一部分P21,并且具有与第一部分相同的截面高度H1;以及剩余区间,邻接于第二部分P22。在所述剩余区间中,随着接近于第二部分P22,截面高度向第二部分的截面高度H2 逐渐变低。
如此,实例6的渐变部分P23包括如下的固定长度的区间,该固定长度的区间中的拐角弯曲部32c的截面积与第二部分P22的拐角弯曲部32b的截面积相同,并且渐变部分P23包括如下的固定长度的区间,该固定长度的区间中的截面高度具有与第一部分P21相同的截面高度H1。因此,在实例6的渐变部分P23中,拐角弯曲部32c的形状从与第一部分P21连接的连接部位开始发生变化,而截面高度开始发生变化的长度方向的位置偏向第二部分P22。因此,与实例5的保险杠强化件1B相比较,实例6的保险杠强化件20B的渐变部分P23的截面二次矩缓慢地发生变化。
图24的曲线图表示三点弯曲测试中的位移量与负荷的关系。根据图24可知:实例6的保险杠强化件20B表现出了与实例5大致同等的性能。
[实例7]
图25表示本发明的实例7。实例7的保险杠强化件40B的基本构造与实例3的车门防撞杆40的构造非常类似。因此,在图25中,标记着与图11中所使用的构件参照序号为相同的构件参照序号。
如图25(A)~图25(C)所示,保险杠强化件40B的主体部包括:中央凸缘部53、一对拐角弯曲部52、一对壁部51、以及一对外周凸缘部54,这些方面与实例5相同。在实例7中,保险杠强化件40B的第三部分(渐变部分)P43在长度方向上,形成得比实例5的第三部分P3更长。
第三部分(渐变部分)P43的拐角弯曲部52c包括:固定长度的区间,邻接于第一部分P41,并且维持着与该第一部分P41相同的截面积;以及剩余区间,邻接于第二部分P42。在所述剩余区间中,随着接近于第二部分P42,拐角弯曲部52c的截面积逐渐变大。另外,第三部分P43包括:固定长度的区间,邻接于第二部分P42,并且具有与第二部分P42相同的截面高度H2;以及剩余区间,邻接于第一部分P41。在所述剩余区间中,随着接近于第一部分P41,截面高度向第一部分的截面高度H1逐渐变高。
如此,在实例7的渐变部分P43中,拐角弯曲部52c的形状开始发生变化的长度方向的位置是位于偏向第二部分P42的位置,并且截面高度开始发生变化的长度方向的位置是处于与第一部分P41连接的位置。因此,实例7的保险杠强化件40B的形状与实例6的保险杠强化件的形状不同,但若与实例5的保险杠强化件1B相比较,则具有与实例6相同的特征,即,截面二次矩的变化缓慢。
图26的曲线图表示三点弯曲测试中的位移量与负荷的关系。根据图26可知:实例7的保险杠强化件40B表现出了与实例5大致同等的性能。
[实例8]
图27表示本发明的实例8。实例8的保险杠强化件60B的基本构造与实例4的车门防撞杆60的构造非常类似。因此,在图27中,标记着与图13中所使用的构件参照序号为相同的构件参照序号。
如图27(A)~图27(C)所示,保险杠强化件60B的主体部包括:中央凸缘部73、一对拐角弯曲部72、一对壁部71、以及一对外周凸缘部74,这些方面与实例5相同。在实例8中,第一部分P61的中央凸缘部73a的宽度大于第二部分P62的中央凸缘部73b的宽度。第一部分P61中的拐角弯曲部72a的截面积,比第二部分P62中的拐角弯曲部72b的截面积更狭窄。第一部分P61的截面高度H 1高于第二部分P62的截面高度H2。而且,第三部分P63是被设置为渐变部分,该渐变部分平滑地连接着第一部分P61与第二部分P62。第三部分P63的截面高度在第一部分的截面高度H1与第二部分的截面高度H2之间,逐渐发生变化。另外,第三部分P63的拐角弯曲部72c的截面积在第一部分P61的拐角弯曲部72a的截面积与第二部分P62的拐角弯曲部72b的截面积之间,逐渐发生变化。
而且在实例8中,第一部分P61的宽度W1大于第二部分P62的宽度W2。由于第一部分P61的宽度W1大于第二部分P62的宽度W2,因此,与第二部分P62的截面二次矩相比较,第一部分P61的截面二次矩变得更大。借此,可使更大的侧面碰撞时的负荷分散至第二部分P62侧。
Claims (7)
1.一种车辆用碰撞加强材料,包括长条的主体部(10),所述长条的主体部(10)包括:
相向的一对壁部(11、31、51、71),分别具有前端部及后端部;
平板状的中央凸缘部(13、33、53、73),配置在所述两个壁部的所述前端部之间;
一对拐角弯曲部(12、32、52、72),将所述壁部的所述前端部与所述中央凸缘部予以连结;以及
一对外周凸缘部(14、34、54、74),从所述两个壁部各自的所述后端部分别向外方向伸出,
所述主体部的横截面形状是借由所述一对壁部、所述中央凸缘部、所述一对拐角弯曲部、以及所述一对外周凸缘部,而呈向所述两个壁部的所述后端部侧形成开口的帽子形开放截面形状,所述车辆用碰撞加强材料的特征在于:
所述主体部(10)在从长度方向的中央部至一端部为止的范围内,被划分成第一部分(P1、P21、P41、P61)、第二部分(P2、P22、P42、P62)、以及第三部分(P3、P23、P43、P63),所述第一部分(P1、P21、P41、P61)占据着所述中央部或所述中央部附近的部分,所述第二部分(P2、P22、P42、P62)占据着所述长度方向一端部及所述长度方向一端部附近的部分,所述第三部分(P3、P23、P43、P63)连接着所述第一部分与所述第二部分,
所述第一部分中的所述中央凸缘部的宽度(C 1)大于所述第二部分中的所述中央凸缘部的宽度(C2),
所述第一部分中的各拐角弯曲部的截面积,比所述第二部分中的各拐角弯曲部的截面积更狭窄,
所述第一部分的截面高度(H1)形成得高于所述第二部分的截面高度(H2),
所述第三部分被设置为渐变部分,该渐变部分平滑地连接着所述第一部分与所述第二部分。
2.根据权利要求1所述的车辆用碰撞加强材料,其特征在于: 所述主体部(10)包括:
所述第一部分(P1、P21、P41、P61),占据着所述主体部(10)的中央部;
一对所述第三部分(P3、P23、P43、P63),位于所述第一部分的长度方向两侧;以及
一对所述第二部分(P2、P22、P42、P62),连接于各个所述第三部分,且延伸至所述主体部的长度方向两端部为止,且
所述主体部具有:在长度方向上相对于所述中央部呈对称的形状。
3.根据权利要求1或2所述的车辆用碰撞加强材料,其特征在于:
所述一对拐角弯曲部各自的截面形状为圆弧状,该圆弧状的中心角为90°,
当将所述第一部分中的所述拐角弯曲部的截面的半径设为R1,且将所述第二部分中的所述拐角弯曲部的截面的半径设为R2时,将所述半径R1与所述半径R2之比(R1/R2)设定于1/2~1/5的范围。
4.根据权利要求1或2所述的车辆用碰撞加强材料,其特征在于:
将所述第一部分的截面高度(H1)及所述第二部分的截面高度(H2)之差、与所述第一部分的截面高度(H1)之间的比((H1-H2)/H1)设定于1/10~1/2的范围。
5.根据权利要求1或2所述的车辆用碰撞加强材料,其特征在于:
所述第三部分(P3、P63)中的截面高度在所述第一部分的截面高度(H1)与所述第二部分的截面高度(H2)之间,逐渐发生变化,
所述第三部分(P3、P63)中的各拐角弯曲部的截面积在所述第一部分中的各拐角弯曲部的截面积与所述第二部分中的各拐角弯曲部的截面积之间,逐渐发生变化。
6.根据权利要求1或2所述的车辆用碰撞加强材料,其特征在于:所述第三部分(P23)包括:
固定长度的区间,邻接于所述第一部分(P21),并且具有与所述第一部分相同的截面高度(H1);以及
剩余区间,邻接于所述第二部分(P22),在所述剩余区间中,随着接近于所述第二部分(P22),截面高度向所述第二部分的截面高度(H2) 逐渐变低,
所述第三部分(P23)的拐角弯曲部各自包括:
固定长度的区间,邻接于所述第二部分(P22),并且具有与所述第二部分相同的截面积;以及
剩余区间,邻接于所述第一部分(P21),在所述剩余区间中,随着接近于所述第一部分(P21),各拐角弯曲部的截面积逐渐变窄。
7.根据权利要求1或2所述的车辆用碰撞加强材料,其特征在于:所述第三部分(P43)包括:
固定长度的区间,邻接于所述第二部分(P42),并且具有与所述第二部分相同的截面高度(H2);以及
剩余区间,邻接于所述第一部分(P41),在所述剩余区间中,随着接近于所述第一部分(P41),截面高度向所述第一部分的截面高度(H1)逐渐变高,
所述第三部分(P43)的拐角弯曲部各自包括:
固定长度的区间,邻接于所述第一部分(P41),并且具有与所述第一部分相同的截面积;以及
剩余区间,邻接于所述第二部分(P42),在所述剩余区间中,随着接近于所述第二部分(P42),各拐角弯曲部的截面积逐渐变大。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011-065678 | 2011-03-24 | ||
JP2011065678 | 2011-03-24 | ||
PCT/JP2011/005369 WO2012127544A1 (ja) | 2011-03-24 | 2011-09-26 | 車輌用衝突補強材 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102803024A CN102803024A (zh) | 2012-11-28 |
CN102803024B true CN102803024B (zh) | 2015-03-04 |
Family
ID=46878746
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201180004830.6A Expired - Fee Related CN102803024B (zh) | 2011-03-24 | 2011-09-26 | 车辆用碰撞加强材料 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8870261B2 (zh) |
EP (1) | EP2529964B1 (zh) |
JP (1) | JP5281194B2 (zh) |
CN (1) | CN102803024B (zh) |
WO (1) | WO2012127544A1 (zh) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105814422B (zh) * | 2013-12-05 | 2019-10-11 | 日本制铁株式会社 | 测试体支承器具、使用了该支承器具的结构构件的碰撞试验装置以及碰撞试验方法 |
KR20190028565A (ko) * | 2014-06-30 | 2019-03-18 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 도어 임팩트 빔 |
SE539435C2 (en) * | 2015-12-21 | 2017-09-19 | Gestamp Hardtech Ab | bumper |
US10099541B2 (en) | 2016-11-21 | 2018-10-16 | Ford Global Technologies, Llc | Vehicle door reinforcing beam |
KR20180068108A (ko) * | 2016-12-13 | 2018-06-21 | 현대자동차주식회사 | 차량용 도어 구조 |
DE102016124688A1 (de) | 2016-12-16 | 2018-08-23 | Kirchhoff Automotive Deutschland Gmbh | Seitenaufprallträger für ein Kraftfahrzeug |
KR20200001257A (ko) * | 2018-06-27 | 2020-01-06 | 현대자동차주식회사 | 도어 임팩트 빔 |
JP7080397B2 (ja) * | 2019-10-10 | 2022-06-03 | 河西工業株式会社 | 車両用緩衝部材 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5887938A (en) * | 1996-11-15 | 1999-03-30 | Benteler Ag | Side impact beam for a passenger vehicle |
CN1958346A (zh) * | 2006-09-27 | 2007-05-09 | 奇瑞汽车有限公司 | 一种车门防撞板 |
CN201026852Y (zh) * | 2007-04-24 | 2008-02-27 | 重庆长安汽车股份有限公司 | 一种轿车车门防撞结构 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE501812C2 (sv) * | 1992-09-25 | 1995-05-22 | Plannja Hardtech Ab | Skyddsbalk i fordon |
US5734373A (en) | 1993-07-16 | 1998-03-31 | Immersion Human Interface Corporation | Method and apparatus for controlling force feedback interface systems utilizing a host computer |
EP0685355A1 (de) * | 1994-05-30 | 1995-12-06 | Schade Kg | Aufprallträger |
SE9601246L (sv) | 1996-04-01 | 1997-10-02 | Plannja Hardtech Ab | Skyddsbalk |
DE19653959C1 (de) * | 1996-12-21 | 1998-02-05 | Benteler Werke Ag | Querträger und Verfahren zum Herstellen eines Querträgers |
JP2002019559A (ja) * | 2000-07-11 | 2002-01-23 | Topre Corp | 車両用補強部材 |
EP1186453B1 (de) * | 2000-08-19 | 2003-01-08 | Benteler Ag | Seitenaufprallträger |
DE10128198C2 (de) * | 2001-06-11 | 2003-12-24 | Benteler Automobiltechnik Gmbh | Seitenaufprallträger für ein Kraftfahrzeug und Platine als Halbzeug für einen Seitenaufprallträger |
JP4198445B2 (ja) * | 2002-11-19 | 2008-12-17 | 菊池プレス工業株式会社 | 車両用荷重受け物品の製造方法並びにその製造装置 |
US6679540B1 (en) * | 2003-03-07 | 2004-01-20 | Trim Trends Co., Llc | Epoxy bonded laminate door beam |
SE530404C2 (sv) | 2006-09-11 | 2008-05-27 | Gestamp Hardtech Ab | Fordonsdörr och krockskyddsbalk till sådan |
JP2008179174A (ja) * | 2007-01-23 | 2008-08-07 | Aisin Takaoka Ltd | 車両用衝突補強材 |
JP2010195187A (ja) * | 2009-02-25 | 2010-09-09 | Aisin Takaoka Ltd | 車両用衝突補強材 |
-
2011
- 2011-09-26 CN CN201180004830.6A patent/CN102803024B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2011-09-26 WO PCT/JP2011/005369 patent/WO2012127544A1/ja active Application Filing
- 2011-09-26 EP EP11854532.6A patent/EP2529964B1/en not_active Not-in-force
- 2011-09-26 JP JP2012510054A patent/JP5281194B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2011-09-26 US US13/638,506 patent/US8870261B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5887938A (en) * | 1996-11-15 | 1999-03-30 | Benteler Ag | Side impact beam for a passenger vehicle |
CN1958346A (zh) * | 2006-09-27 | 2007-05-09 | 奇瑞汽车有限公司 | 一种车门防撞板 |
CN201026852Y (zh) * | 2007-04-24 | 2008-02-27 | 重庆长安汽车股份有限公司 | 一种轿车车门防撞结构 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US8870261B2 (en) | 2014-10-28 |
CN102803024A (zh) | 2012-11-28 |
WO2012127544A1 (ja) | 2012-09-27 |
US20140001788A1 (en) | 2014-01-02 |
JP5281194B2 (ja) | 2013-09-04 |
EP2529964B1 (en) | 2017-06-21 |
EP2529964A4 (en) | 2014-07-09 |
JPWO2012127544A1 (ja) | 2014-07-24 |
EP2529964A1 (en) | 2012-12-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102803024B (zh) | 车辆用碰撞加强材料 | |
EP3623263B1 (en) | Structural member, vehicle-body structure and bumper reinforcement | |
EP3604043B1 (en) | Bumper beam | |
CN103813954B (zh) | 车身侧部构造 | |
EP2190720B1 (en) | Formed part for vehicle body structural member | |
CA2920881C (en) | Method for manufacturing press-formed product and press-forming apparatus | |
JP5478312B2 (ja) | 車体側部構造 | |
KR20090123011A (ko) | 구조 부재 | |
JP7165814B2 (ja) | 鋼補強材を備えたバンパービーム | |
US20150003898A1 (en) | Joint structure | |
US11912341B2 (en) | Automobile hood | |
KR20130031949A (ko) | 차량의 시트 크로스 멤버 | |
JP2010195187A (ja) | 車両用衝突補強材 | |
JP2008179174A (ja) | 車両用衝突補強材 | |
CN210133189U (zh) | 一种b柱加强结构及汽车 | |
CN219172526U (zh) | 热成型一体式门环及车辆 | |
KR20210045510A (ko) | 부재 및 차량 골격 | |
JP2015168349A (ja) | ドアインパクトビームおよびその製造法 | |
JP2014141256A (ja) | ピラー構造及びピラー構造製造方法 | |
JP5237927B2 (ja) | 自動車のルーフ補強部材およびその設計方法 | |
US20220177034A1 (en) | Structural member for vehicle | |
CN219707120U (zh) | 一种顶盖前横梁总成加强结构及车辆 | |
CN209441448U (zh) | B柱内板、b柱以及汽车 | |
CN210063159U (zh) | 地板梁结构 | |
EP4190645A1 (en) | Structural member of vehicle body |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150304 |