CN107206951A - 保险杠横梁 - Google Patents

Abstract

保险杠横梁(1)具备第1构件(2)、第2构件(3)以及内板(4)。第1构件(2)包括顶板部(5)、两个纵壁部(6)以及两个凸缘部(7a、7b)。两个纵壁部(6)与顶板部(5)的两侧部(5a、5b)分别相连。两个凸缘部(7a、7b)与两个纵壁部(6)分别相连。第2构件(3)呈板状，接合于第1构件(2)的两个凸缘部(7a、7b)，使至少两个凸缘部(7a、7b)彼此之间封闭。内板(4)接合于第1构件(2)的两个纵壁部(6)，与第2构件(3)大致平行地配置于由第1构件(2)和第2构件(3)形成的空间内。在第1构件(2)和第2构件(3)中，第2构件(3)朝向车辆的外侧地配置。这样的保险杠横梁的能量吸收效率较高。

Description

保险杠横梁

技术领域

本发明涉及车辆用保险杠横梁。进一步详细而言涉及汽车用的保险杠横梁。

背景技术

在车辆的保险杠的内侧设置有保险杠横梁。其目的在于，使保险杠横梁承载碰撞时的碰撞载荷，确保车辆的安全性。尤其是，对于汽车等而言，在前部碰撞时会产生较大的能量。另一方面，近年来，出于CO₂的削减和燃料经济性的提高的观点考虑，要求使保险杠横梁轻量化。为了实现保险杠横梁的轻量化，需要在减薄保险杠横梁的板厚的同时提高保险杠横梁的强度。

为了提高保险杠横梁的强度，存在利用加强构件进行了加强的保险杠横梁(例如：日本特开平7-309184号公报(专利文献1)、日本特开平6-328988号公报(专利文献2)和日本特开平6-171441号公报(专利文献3))。

在专利文献1所公开的保险杠横梁中，在由接合起来的多个构件形成的箱形的空间内配置有加强构件。加强构件沿着车辆的前后方向。在专利文献1中记载有如下内容：由此，与以往的保险杠横梁相比，保险杠横梁的强度相等、且能够实现轻量化和低成本。

专利文献2所公开的保险杠横梁形成箱形截面，在该箱形截面的内侧具有加强构件。加强构件沿着车辆的上下方向。因而，在沿着车辆的前后方向施加了载荷时，上壁部和下壁部的向外侧的变形受到抑制。在专利文献2中记载有如下内容：由此，保险杠横梁的强度提高。

专利文献3所公开的保险杠横梁将帽形的冲压成形品组合而形成箱形的截面，在其内部空间具有加强构件。加强构件沿着车辆的上下方向。在专利文献3中记载有如下内容：由此，保险杠横梁的强度提高，且保险杠横梁的变形受到抑制。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平7-309184号公报

专利文献2：日本特开平6-328988号公报

专利文献3：日本特开平6-171441号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在专利文献1的保险杠横梁中，在从车辆的侧面侧观察到的截面中，沿着车辆的前后方向配置有加强构件。因此，在碰撞载荷施加到保险杠横梁时，加强构件难以抑制上下的壁部的压曲。因而，难以使保险杠横梁进一步高强度化。

在专利文献2和专利文献3的保险杠横梁中，在从车辆的侧面侧观察到的截面中，沿着车辆的上下方向配置有加强构件，因此，上下的壁部的变形受到抑制。其结果，可预见对壁部的压曲进行抑制的效果。不过，碰撞载荷被施加的面易于变形，因此，保险杠横梁的能量吸收效率的提高受限。

本发明的目的在于提供一种能量吸收效率较高的车辆用保险杠横梁。

用于解决问题的方案

本发明的实施方式的保险杠横梁具备第1构件、第2构件、以及内板。第1构件包括顶板部、两个纵壁部以及两个凸缘部。两个纵壁部与顶板部的两侧部分别相连。两个凸缘部与两个纵壁部分别相连。第2构件呈板状，接合于第1构件的两个凸缘部，使至少两个凸缘部彼此之间封闭。内板接合于第1构件的两个纵壁部，与第2构件大致平行地配置于由第1构件和第2构件形成的空间内。第1构件和第2构件中的第2构件朝向车辆的外侧地配置。

发明的效果

本发明的保险杠横梁是能量吸收效率较高的车辆用保险杠横梁。

附图说明

图1是第1实施方式的保险杠横梁的剖视图。

图2A是情形1的保险杠横梁的剖视图。

图2B是情形2的保险杠横梁的剖视图。

图3A是表示情形1的保险杠横梁的变形特性的图，是表示初始状态的图。

图3B是表示从图3A所示的状态进展后的状态的图。

图3C是表示从图3B所示的状态进展后的状态的图。

图4是情形1和情形2的载荷-挠曲线图。

图5是表示内板的位置与能量吸收效率之间的关系的图。

图6A是表示第1实施方式的保险杠横梁的变形特性的图，是表示初始状态的图。

图6B是表示从图6A所示的状态进展后的状态的图。

图6C是表示从图6B所示的状态进展后的状态的图。

图6D是表示从图6C所示的状态进展后的状态的图。

图7A是表示追加了内板的情形2的保险杠横梁的变形特性的图，是表示初始状态的图。

图7B是表示从图7A所示的状态进展后的状态的图。

图7C是表示从图7B所示的状态进展后的状态的图。

图7D是表示从图7C所示的状态进展后的状态的图。

图8是集中载荷施加于长度方向的中央后的保险杠横梁的俯视图。

图9是第2实施方式的保险杠横梁的从车辆上方观察的剖视图。

图10是表示纵壁部与内板之间的接合部分的一个例子的图。

图11A是本发明例的保险杠横梁的剖视图。

图11B是比较例1的保险杠横梁的剖视图。

图11C是比较例2的保险杠横梁的剖视图。

图12是实施例1中的各保险杠横梁的载荷-挠曲量线图。

图13是比较例3和比较例4的保险杠横梁的剖视图。

图14是实施例2中的各保险杠横梁的载荷-挠曲量线图。

图15是实施例3中的各保险杠横梁的载荷-挠曲量线图。

具体实施方式

本实施方式的保险杠横梁具备第1构件、第2构件以及内板。第1构件包括顶板部、两个纵壁部以及两个凸缘部。两个纵壁部与顶板部的两侧部分别相连。两个凸缘部与两个纵壁部分别相连。第2构件呈板状，接合于第1构件的两个凸缘部，使至少两个凸缘部彼此之间封闭。内板接合于第1构件的两个纵壁部，与第2构件大致平行地配置于由第1构件和第2构件形成的空间内。在第1构件和第2构件中，第2构件朝向车辆的外侧地配置。

由此，保险杠横梁所容许的最大载荷较高、且压曲产生时刻变晚。因而，保险杠横梁的能量吸收效率变高。在此，保险杠横梁所容许的最大载荷是指，在保险杠横梁的纵壁部压曲时施加于保险杠横梁的载荷(以下称为“最大容许载荷”)。在此，能量吸收效率是在施加了碰撞载荷时保险杠横梁所吸收的能量除以保险杠横梁的质量而得到的值。

为了更充分地发挥能量吸收效率的提高，优选第2构件与内板之间的间隔d1同第2构件与第1构件的顶板部之间的间隔h之比d1/h是0以上且0.6以下。更优选第2构件与内板之间的间隔d1同第2构件与第1构件的顶板部之间的间隔h之比d1/h是0以上且0.2以下。此外，间隔h相当于从第2构件到第1构件的顶板部的深度。间隔d1相当于从第2构件到内板的深度。

在上述的保险杠横梁中，在碰撞载荷施加到配置于车辆的外侧的第2构件时，在配置于车辆的内侧的第1构件的顶板部产生拉伸方向的力。因此，有时会在顶板部产生龟裂或断裂。为了应对这样的事态，优选的是，在将保险杠横梁的全长设为L时，内板配置在距保险杠横梁的长度方向的中央的距离为-0.2×L以上且0.2×L以下的区域的至少一部分。更优选的是，内板配置于距保险杠横梁的长度方向的中央的距离为-0.1×L以上且0.1×L以下的区域的至少一部分。由此，在顶板部产生龟裂前，纵壁部压曲，因此，保险杠横梁难以断裂。其结果，能够抑制由保险杠横梁的断裂导致的能量吸收效率的大幅度降低。

在上述的保险杠横梁中，第1构件和内板由金属板形成，优选内板的板厚t2与第1构件的板厚t1之比t2/t1是0.7以上且1.0以下。另外，优选内板的抗拉强度TS2与第1构件的抗拉强度TS1之比TS2/TS1是0.4以上且1.0以下。

在该情况下，内板的强度比第1构件的强度低，因此，在集中载荷施加到保险杠横梁的长度方向的中央时，在顶板部产生龟裂前，纵壁部压曲，因此，能够进一步抑制由保险杠横梁的断裂导致的能量吸收效率的大幅度降低。

优选的是，内板和纵壁部利用焊接接合。尤其是，优选内板的端部被弯曲，在使该弯曲的端部和纵壁部重叠的状态下进行接合。在该情况下，若内板的端部向第1构件侧弯曲，则内板易于朝向第2构件挠曲。

优选的是，第1构件和第2构件由钢板形成，钢板的抗拉强度是1GPa以上。由此，能获得适于汽车用的保险杠横梁。

上述的保险杠横梁适用于车辆。在该情况下，车辆在车辆前部或后部具备上述的保险杠横梁。保险杠横梁的第2构件朝向车辆的外侧地配置。

以下，参照附图，详细地说明本发明的实施方式。对图中相同或相当的部分标注相同的附图标记，不重复其说明。另外，以下，作为例子，对将本实施方式的保险杠横梁适用于汽车的前保险杠的情况进行说明。

[第1实施方式]

图1是第1实施方式的保险杠横梁1的剖视图。在图1中，文字“上”表示车辆的上方，文字“前”表示车辆的前方。在以下的图中也同样。参照图1，保险杠横梁1配置于车辆的保险杠10的内侧。保险杠横梁1具备第1构件2、第2构件3以及内板4。第1实施方式的保险杠横梁1具有图1所示的截面形状，沿着车辆的宽度方向延伸。

第1构件2包括顶板部5、纵壁部6a、6b以及凸缘部7a、7b。两个纵壁部6a、6b各自的一端与顶板部5的两侧部5a、5b分别相连。纵壁部6a、6b的另一端与凸缘部7a、7b分别相连。第1构件2的截面形状是帽形的敞开截面。即，两个凸缘部7a、7b彼此之间敞开。第1构件2是对例如金属板进行冲压成形而成的。

第2构件3是板状的构件，例如是对金属板进行冲裁成形而成的。在第2构件3与第1构件2之间设置有接合部。具体而言，第2构件3接合于第1构件2的凸缘部7a、7b，使凸缘部7a、7b彼此之间封闭。即，彼此接合起来的第1构件2和第2构件3形成封闭截面。

内板4与第2构件3大致平行地配置于由第1构件2和第2构件3形成的空间内。在内板4与第1构件2之间设置有接合部。具体而言，内板4的端部4a、4b弯折成大致直角，分别接合于上部和下部的纵壁部6a、6b。内板4的端部4a、4b朝向顶板部5地配置。内板4例如是对金属板进行冲压成形而成的。这样的内板4用于对纵壁部6a、6b的变形进行约束。因此，纵壁部6a、6b难以压曲。内板4无需与第2构件3严格地平行，容许稍微的倾斜，该倾斜是例如10°以下。

也可以是，对内板4赋予沿着车辆上下方向的加强筋、或对内板4实施轧花加工。通过这些加工，内板的刚度提高，因此内板4能进一步约束纵壁部6a、6b的变形。其结果，纵壁部6a、6b更难以压曲，能够期待能量吸收效率的提高。

这样的保险杠横梁1将第2构件3朝向车辆的外侧地配置。例如在保险杠横梁1用作车辆的前保险杠的保险杠横梁的情况下，第2构件3朝向车辆的前方地配置。在保险杠横梁1配置到车辆的状态下，第1构件2的顶板部5、第2构件3和内板4成为沿着车辆上下方向立起的姿势。第1构件2的纵壁部6a、6b在上下两处分别成为沿着车辆前后方向的姿势。由此，保险杠横梁1针对前后方向的碰撞具有较高的能量吸收效率。以下，详述这一点。

在将保险杠横梁1配置于车辆的情况下，想到两种配置形态。第一种配置形态是如图1所示将第2构件3朝向车辆的外侧地配置的情况(以下称为情形1。)。第二种配置形态是如专利文献2和专利文献3所记载那样将第1构件2的顶板部5朝向车辆的外侧地配置的情况(以下称为情形2。)。本发明人等为了把握保险杠横梁的基本的特性，针对情形1和情形2，利用动态3点弯曲模拟分析对能量吸收效率进行了调查。

图2A和图2B是动态3点弯曲模拟分析所使用的保险杠横梁的模型的剖视图。在这些图中，图2A表示情形1的保险杠横梁的情况，图2B表示情形2的保险杠横梁的情况。情形1和情形2的模型没有内板4。参照图2A，在情形1中，将朝向顶板部5的方向的载荷P施加到第2构件3的长度方向的中央处的上下方向上的整个区域。参照图2B，在情形2中，将朝向第2构件3的方向的载荷P施加于顶板部5的长度方向的中央处的上下方向上的整个区域。并且，对保险杠横梁的变形特性进行了分析。此时，针对各保险杠横梁，对载荷P与挠曲量之间的关系进行了研究。在此，挠曲量是指施加了载荷P的部分的挠曲量。在动态3点弯曲模拟分析中，将载荷负荷速度设为9km/h，将支点间距离设为800mm。将其分析结果表示在图3A～图3C和图4中。

图3A～图3C是表示情形1的保险杠横梁的变形特性的图。保险杠横梁的变形按照图3A、图3B和图3C所示的顺序进展。参照图3A～图3C，当载荷P施加于第2构件3时，压缩力沿着保险杠横梁的长度方向作用于纵壁部6a、6b(以下也统称为纵壁部6。)的端部X附近。在此，压缩力是指要使两个纵壁部6分别沿着保险杠横梁的长度方向收缩的力。在该压缩力的作用下，纵壁部6的靠第2构件3侧的端部X朝向车辆上下方向的中央移动。其结果，纵壁部6变形，最后压曲。

图4是关于情形1和情形2的保险杠横梁的、载荷-挠曲线图。纵轴表示载荷，横轴表示挠曲量。在图4中，实线表示情形1的保险杠横梁的结果，虚线表示情形2的保险杠横梁的结果。根据图4所示的载荷-挠曲线图，示出了如下内容。在情形1中，在挠曲量约为38mm时，成为最大载荷。最大载荷约为62kN。若挠曲量成为约38mm以上，则纵壁部6压曲。在情形2中，在挠曲量约为42mm时，成为最大载荷。最大载荷约为50kN。若挠曲量成为约42mm以上，则纵壁部6压曲。由此可知：情形1的最大容许载荷比情形2的最大容许载荷高。然而，情形1的达到压曲的挠曲量比情形2的达到压曲的挠曲量小。换言之，情形1的压曲产生时刻比情形2的压曲产生时刻早。

保险杠横梁所吸收的能量与图4的载荷-挠曲曲线的积分值相等。因而，为了提高保险杠横梁的能量吸收效率，只要能够提高最大容许载荷、且延迟压曲产生时刻即可。在构造方面，情形1的保险杠横梁的最大容许载荷比情形2的最大容许载荷高。因此，本发明人等针对情形1的保险杠横梁对延迟压曲产生时刻、增大能量吸收效率的方法进行了研究。

如图3A～图3C所示，对于情形1的保险杠横梁，端部X由于作用于纵壁部6的压缩力而较早地朝向保险杠横梁的车辆上下方向的中央移动，因此，纵壁部6变形并压曲。也就是说，只要抑制端部X的移动，就能够抑制纵壁部6较早地压曲。因此，如图1所示，对于本实施方式的保险杠横梁1，与第2构件3大致平行地将内板4配置于由第1构件2和第2构件3形成的空间内。内板4的端部4a、4b分别接合于上部和下部的纵壁部6a、6b。内板4用于抑制纵壁部6的变形。因而，即使端部X移动，纵壁部6也难以变形。也就是说，纵壁部6难以压曲。由此，保险杠横梁1的压曲产生时刻变晚。另外，保险杠横梁1将第2构件3朝向车辆的外侧地配置，因此，保险杠横梁1的最大容许载荷与情形1保险杠横梁1的最大容许载荷同样地较高。总之，只要在最大容许载荷较高的情形1的保险杠横梁中追加内板4，纵壁部6的压曲就会受到抑制，因此，纵壁部6的压曲产生时刻较晚。由此，保险杠横梁1的能量吸收效率变高。

优选内板4的位置靠近第2构件3。具体而言，参照图1，优选关于内板4的比d1/h是0以上且0.6以下。在此，h表示第2构件3与第1构件2的顶板部5之间的间隔，d1表示第2构件3与内板4之间的间隔。针对这一点，参照图5进行说明。

图5是表示关于内板4的位置的比d1/h不同的保险杠横梁的能量吸收效率的图。图5所示的结果是利用上述同样的动态3点弯曲模拟分析求出来的。针对将图1所示的保险杠横梁的关于内板4的位置的比d1/h进行了各种变更的各保险杠横梁进行了模拟分析。其他的分析条件与上述图3A～图3C和图4所示的模拟分析相同。参照图5，能量吸收效率在比d1/h约为0.16时呈现最大值。随着比d1/h变得比0.16大，能量吸收效率降低。没有内板4的保险杠横梁的能量吸收效率是0.44kJ/kg(参照图5中的虚线)。若比d1/h比0.65大，则具有内板4的保险杠横梁的能量吸收效率将小于不具有内板4的保险杠横梁的能量吸收效率。因而，优选内板4配置于关于内板4的比d1/h是0以上且0.6以下的位置。

而且，在关于内板4的位置的比d1/h是0.2以下的情况下，在承载载荷时，内板4与第2构件3较早地接触。因此，第2构件3的挠曲被限制，图3A所示的纵壁部6的端部X的移动被限制。因而，纵壁部6更加难以压曲。为了确认该效果，本发明人等利用动态3点弯曲模拟分析对比d1/h是0.16的保险杠横梁的变形特性进行了调查。分析条件与上述图3A～图3C和图4所示的模拟分析相同。将其分析结果表示在图6A～图6D中。

图6A～图6D是表示第1实施方式的保险杠横梁的变形特性的图。比d1/h是0.16的保险杠横梁的变形按照图6A、图6B、图6C和图6D所示的顺序进展。参照图6A～图6D，当载荷P施加于第2构件3时，由于压缩力作用于纵壁部6，因此如上述那样纵壁部6的端部X朝向保险杠横梁的车辆上下方向的中央移动。内板4接合于纵壁部6，因此，随着端部X的移动而被压缩。此时，内板4向第2构件3侧挠曲。因而，第2构件3与内板4接触。若内板4与第2构件3接触，则第2构件3的挠曲被内板4限制，因此，纵壁部6的端部X的移动也被限制。其结果，纵壁部6的压曲被进一步抑制。即，在比d1/h是0.2以下的情况下，纵壁部6的压曲不仅被内板4抑制，还增加了由上述那样的内板4与第2构件3的接触带来的效果。因而，保险杠横梁1的最大容许载荷进一步提高。

在此，在比d1/h是0的情况下，从承载载荷P之前内板4与第2构件3接触。在该情况下，第2构件3和内板4的变形的形态不同。即，第2构件3和内板4一体地挠曲。因此，与比d1/h是0.16的情况相比能量吸收效率降低。因而，比d1/h的优选的下限是0.1。不过，比d1/h是0的情况的保险杠横梁的能量吸收效率比不具有内板4的保险杠横梁的能量吸收效率高。因此，比d1/h也可以是0。

在承载载荷时，为了使内板4与第2构件3接触，需要如图2A所示的情形1那样将第2构件3朝向车辆的外侧地配置。换言之，若如图2B所示的情形2那样将第1构件2的顶板部5朝向车辆的外侧地配置，则内板4难以与第2构件3接触。针对这一点，本发明人等利用动态3点弯曲模拟分析对追加了内板的情形2的保险杠横梁的变形特性进行了调查。分析条件与上述图3A～图3C和图4所示的模拟分析相同。将其分析结果表示在图7A～图7D中。

图7A～图7D是表示追加了内板的情形2的保险杠横梁的变形特性的图。即，将第1构件2的顶板部5朝向车辆的外侧地配置。保险杠横梁的变形按照图7A、图7B、图7C和图7D所示的顺序进展。参照图7A～图7D，在情形2中，在载荷P施加到顶板部5的情况下，上侧的纵壁部6a向车辆的上方挠曲，下侧的纵壁部6b向车辆的下方挠曲。因而，拉力沿着车辆上下方向作用于内板4。在该情况下，内板4难以挠曲，因此，顶板部5与内板4难以接触。因而，难以如情形1那样利用内板4与承受载荷的面的接触来限制承受载荷的面的挠曲。即，在情形2中，难以抑制纵壁部6的压曲。

[第2实施方式]

在第1实施方式的保险杠横梁中，由于内板抑制纵壁部的压曲，因此能量吸收效率较高。不过，若过于抑制纵壁部的压曲，则在集中载荷施加到保险杠横梁的长度方向的中央时，有时在纵壁部压曲之前在背面侧的第1构件的顶板部产生龟裂。即使纵壁部未压曲，但只要在顶板部产生了龟裂，保险杠横梁的能量吸收效率也会大幅度降低。

图8是集中载荷施加到长度方向的中央的保险杠横梁的俯视图。在图8中，文字“右”表示车辆的右侧。在以下的图中也同样。参照图8，若集中载荷P施加于保险杠横梁的长度方向的中央，则施加有集中载荷P的区域的附近朝向车辆后方(车辆的内侧方向)挠曲。此时，第1构件的顶板部5配置于保险杠横梁的背面侧，因此，沿着拉伸方向(车辆的左右方向)受力。若该拉伸方向的力过大，则在顶板部5产生龟裂。总之，若过于抑制纵壁部6的压曲，则先于纵壁部6的压曲在顶板部5产生龟裂。尤其是，在保险杠横梁的材料强度较高、延展性较小的情况、第1构件的纵壁部较长的情况等下，易于在顶板部5产生龟裂。

因此，在第2实施方式的保险杠横梁中，为了抑制顶板部的龟裂，在保险杠横梁的长度方向上，内板的位置被限定。具体而言，本发明人等利用后述的实施例3求出保险杠横梁的长度方向上的内板的优选的位置。针对这一点，参照图9来进行说明。

图9是第2实施方式的保险杠横梁的从车辆上方观察的剖视图。参照图9，将保险杠横梁10的全长设为L，将距保险杠横梁10的长度方向的中央C的任意的距离设为L1。第2实施方式的保险杠横梁10的内板4配置于距保险杠横梁10的长度方向的中央C的距离是-L1以上且L1以下的中央区域。在此，内板4既可以配置于中央区域的整个区域，也可以配置于中央区域的一部分。优选距离L1是0.2×L，更优选的是0.1×L。在此，长度L1以保险杠横梁的长度方向的中央C为0而在车辆左右方向上划分出正的值、负的值。总之，内板配置于从保险杠横梁的长度方向的中央C到向车辆左右方向的两侧距保险杠横梁的长度方向的中央C的距离分别为L1的区域。

通过将内板4所配置的区域限定于保险杠横梁的长度方向的中央区域，没有配置内板的区域的纵壁部6的端部X易于朝向保险杠横梁的车辆上下方向的中央移动(参照图6A～图6D)。其结果，纵壁部的压曲产生时刻变早。由此，在顶板部的龟裂产生之前在纵壁部产生压曲，因此，能够抑制由保险杠横梁的断裂导致的能量吸收效率的大幅度降低。

如上所述，若过于抑制保险杠横梁的纵壁部6的压曲，则在集中载荷P施加于保险杠横梁的长度方向的中央时，在顶板部5易于产生龟裂。为了消除该不良情况，优选内板4的板厚t2是第1构件2的板厚t1以下。其目的在于，使纵壁部6的压曲产生时刻最佳，抑制在顶板部5产生龟裂。具体而言，优选内板4的板厚t2与第1构件2的板厚t1之比t2/t1是0.7以上且1.0以下。若比t2/t1小于0.7，则内板4的强度较低，因此，纵壁部6会较早地压曲。若比t2/t1比1.0大，则内板4的强度较高，因此，在集中载荷P施加到保险杠横梁的长度方向的中央时，易于在顶板部5产生龟裂。比t2/t1的优选的下限是0.8，优选的上限是0.9。

与上述同样地，为了抑制在顶板部5产生龟裂，优选内板4的抗拉强度TS2是第1构件2的抗拉强度TS1以下。具体而言，优选内板4的抗拉强度TS2与第1构件2的抗拉强度TS1之比TS2/TS1是0.4以上且1.0以下。若比TS2/TS1小于0.4，则内板4的强度较低，因此，纵壁部6会较早地压曲。弱比TS2/TS1比1.0大，则内板4的强度较高，因此，在集中载荷P施加到保险杠横梁的长度方向的中央时，纵壁部6的端部X难以朝向保险杠横梁的车辆上下方向的中央移动(参照图6A～图6D)。其结果，易于在纵壁部6压曲之前在顶板部5产生龟裂。比TS2/TS1的优选的下限是0.6，优选的上限是0.8。

内板4与纵壁部6之间的接合例如存在焊接。焊接方法例如存在点焊、塞焊、电弧焊、激光焊接等。然而，内板4与纵壁部6的接合并不限定于焊接。内板4与纵壁部6之间的接合也可以是机械接合。机械接合例如存在铆钉、螺栓和螺母、螺钉等。另外，内板4与纵壁部6的接合也可以是粘接剂。第1构件2与第2构件3的接合也是同样的。

如上所述，在本实施方式的保险杠横梁中，第2构件3朝向车辆的外侧地配置。例如，如图9所示，保险杠横梁沿着长度方向弯曲。在该情况下，弯曲的保险杠横梁的外侧的弧(图9中的第2构件3侧)朝向车辆的外侧地配置。另外，保险杠横梁安装于配置于车辆内侧的冲撞盒、前侧梁等。因此，在保险杠横梁的车辆内侧的面设置有安装孔等。总之，保险杠横梁即使不安装于车辆，也能够判别保险杠横梁的第1构件或第2构件中哪一个零部件朝向车辆外侧地配置。

图10是表示纵壁部与内板接合的接合部分的一个例子的图。参照图10，在本实施方式中，也可以在纵壁部6设置有内板4的定位用的台阶8。如图10所示，作为台阶8的大小，是0.5mm～几mm程度。若台阶8小于0.5mm，则难以进行内板4的定位。若台阶8过大，则纵壁部6的刚度改变，因此，保险杠横梁的变形特性变化。总之，纵壁部6的台阶8在保险杠横梁的变形特性不会变化的范围内进行设置。通过在纵壁部6设置台阶8，易于设置内板，易于制造保险杠横梁。

在上述的实施方式中，对保险杠横梁由金属板形成的情况进行了说明。金属板例如是钢板、铝板、钛板、镁板、铜板、镍板或它们的合金板、多层金属板等。

在将本实施方式的保险杠横梁适用于汽车的情况下，优选第1构件和第2构件由抗拉强度是1GPa以上的钢板形成。在该情况下，能够进一步提高保险杠横梁的强度，进一步提高车身的安全性。

在上述的实施方式中，对车辆在前部具备保险杠横梁的情况进行了说明。即，对将本实施方式的保险杠横梁用作汽车的前保险杠的保险杠横梁的情况进行了说明。然而，本实施方式的保险杠横梁并不限定于前保险杠的保险杠横梁。本实施方式的保险杠横梁也可以配置于车辆的后部。即，本实施方式的保险杠横梁也能够适用于后保险杠等。无论在哪种情况下，保险杠横梁的第2构件都朝向车辆的外侧地配置。

实施例1

在实施例1中，对内板4的配置不同的保险杠横梁进行载荷施加模拟分析，对能量吸收效率进行了研究。

图11A～图11C是在实施例1中使用了的保险杠横梁的分析模型的剖视图。图11A表示本发明例1和本发明例2的模型，图11B表示比较例1的模型，图11C表示比较例2的模型。本发明例1的关于内板4的位置的比d1/h为0.16，本发明例2的关于内板4的位置的比d1/h为0.5。在比较例1中，设想了不具有内板4的保险杠横梁。在比较例2中，设想了内板4与第2构件3垂直地配置的保险杠横梁。

对于这些保险杠横梁的各尺寸，第1构件2的纵壁部6的宽度W1为60mm，顶板部5的宽度W2为80mm，第2构件3的宽度W3为120mm。载荷P朝向第1构件2施加于第2构件3的中央。第1构件2、第2构件3和内板4设想了抗拉强度是1800MPa、板厚是1.4mm的钢板。

图12是关于实施例1的各保险杠横梁的、载荷-挠曲曲线。在图12中，实线表示本发明例1的结果，虚线表示本发明例2，单点划线表示比较例1，双点划线表示比较例2。参照图12，在本发明例1和本发明例2中，直到挠曲量达到约38mm为止，纵壁部6未压曲。在比较例1和比较例2中，在挠曲量达到30mm之前，纵壁部6压曲了。在本发明例1中，最大容许载荷约为73kN，在本发明例2中，最大容许载荷约为62kN。在比较例1中，最大容许载荷约为45kN，在比较例2中，最大容许载荷约为58kN。

基于实施例1的分析结果，算出来直到挠曲量是60mm为止的各保险杠横梁的能量吸收效率。将其结果表示于表1中。

[表1]

表1

本发明例1的能量吸收效率是0.68kJ/kg，本发明例2的能量吸收效率是0.56kJ/kg。比较例1的能量吸收效率是0.44kJ/kg，比较例2的能量吸收效率是0.51kJ/kg。

实施例2

在实施例2中，对追加了内板4的情形1的保险杠横梁的最大容许载荷和追加了内板4的情形2的保险杠横梁的最大容许载荷进行了比较。在实施例2中，引用实施例1中的本发明例2的结果，作为比较例3和比较例4，在情形2的保险杠横梁配置内板4，进行了与实施例1同样的载荷施加模拟分析。

图13是追加了在实施例2中使用的内板4的情形2的保险杠横梁的剖视图。参照图13，比较例3的关于内板4的位置的比d2/h为0.33，比较例4的关于内板4的位置的比d2/h为0.5。载荷P施加到顶板部5的中央。在此，d2表示顶板部5与内板4之间的间隔。即，间隔d2相当于从顶板部5到内板4的深度。

图14是关于实施例2的各保险杠横梁的、载荷-挠曲曲线。为了比较，在实施例1中进行的本发明例2的结果也一并表示在图14中。在图14中，实线表示本发明例2，单点划线表示比较例3，双点划线表示比较例4。参照图14，在比较例3和比较例4中，都是一样的，当挠曲量超过了约40mm时，纵壁部6压曲了。另外，比较例3和比较例4的最大容许载荷都是约48kN。

实施例3

在实施例3中，对在长度方向上限定了内板4所配置的区域的保险杠横梁进行载荷施加模拟分析，对顶板部处有无龟裂的产生进行了研究。在实施例3中，第1构件2的纵壁部6的宽度W1是90mm，顶板部5的宽度W2是80mm，第2构件3的宽度W3是120mm。对图9所示的第2实施方式的保险杠横梁10的距离L1进行各种变更而进行了与实施例1同样的模拟分析。

图15是关于实施例3的各保险杠横梁的、载荷-挠曲曲线。在图15中，实线表示距离L1是0.06×L的保险杠横梁的结果。虚线表示距离L1是0.2×L的保险杠横梁的结果。单点划线表示距离L1是0.5×L的保险杠横梁的结果。

参照图15，在距离L1是0.2×L的保险杠横梁(虚线)中，当挠曲量约为100mm时，在顶板部产生了龟裂。在距离L1是0.5×L的保险杠横梁(单点划线)中，当挠曲量约为95mm时，在顶板部产生了龟裂。

另一方面，在距离L1是0.06×L的保险杠横梁(实线)中，顶板部没有产生龟裂。

以上，对本发明的实施方式进行了说明。然而，上述的实施方式只不过是用于实施本发明的例示。因而，本发明并不限定于上述的实施方式，能够在不脱离其主旨的范围内适当变更上述的实施方式来实施。

附图标记说明

1、10、20、保险杠横梁；2、第1构件；3、第2构件；4、内板；41、第1内板；42、第2内板；5、顶板部；6a、6b、纵壁部；7a、7b、凸缘部；8、纵壁部的台阶；d1、第2构件与内板之间的间隔；d2、顶板部与内板之间的间隔；h、第2构件与顶板部之间的间隔；L、保险杠横梁全长；P、碰撞载荷；X、纵壁部的端部。

Claims (10)

1.一种车辆用保险杠横梁，其具备：

第1构件，其包括顶板部、与所述顶板部的两侧部分别相连的两个纵壁部、以及与所述两个纵壁部分别相连的两个凸缘部；

板状的第2构件，其接合于所述第1构件的所述两个凸缘部，使至少所述两个凸缘部彼此之间封闭；以及

内板，其接合于所述第1构件的所述两个纵壁部，与所述第2构件大致平行地配置于由所述第1构件和所述第2构件形成的空间内，

在所述第1构件和所述第2构件中，所述第2构件朝向车辆的外侧地配置。

2.根据权利要求1所述的车辆用保险杠横梁，其中，

所述第2构件与所述内板之间的间隔d1同所述第2构件与所述第1构件的所述顶板部之间的间隔h之比d1/h是0以上且0.6以下。

3.根据权利要求1所述的车辆用保险杠横梁，其中，

所述第2构件与所述内板之间的间隔d1同所述第2构件与所述第1构件的所述顶板部之间的间隔h之比d1/h是0以上且0.2以下。

4.根据权利要求2或3所述的车辆用保险杠横梁，其中，

在将所述保险杠横梁的全长设为L时，所述内板配置于距所述保险杠横梁的长度方向的中央的距离是-0.2×L以上且0.2×L以下的区域的至少一部分。

5.根据权利要求2或3所述的车辆用保险杠横梁，其中，

在将所述保险杠横梁的全长设为L时，所述内板配置于距所述保险杠横梁的长度方向的中央的距离是-0.1×L以上且0.1×L以下的区域的至少一部分。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的车辆用保险杠横梁，其中，

所述第1构件和所述内板由金属板形成，

所述内板的板厚t2与所述第1构件的板厚t1之比t2/t1是0.7以上且1.0以下。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的车辆用保险杠横梁，其中，

所述内板的抗拉强度TS2与所述第1构件的抗拉强度TS1之比TS2/TS1是0.4以上且1.0以下。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的车辆用保险杠横梁，其中，

所述内板和所述纵壁部利用焊接接合。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的车辆用保险杠横梁，

所述第1构件和所述第2构件由钢板形成，所述钢板的抗拉强度是1GPa以上。

10.一种车辆，其在前部或后部具备权利要求1～9中任一项所述的车辆用保险杠横梁，所述保险杠横梁的所述第2构件朝向车辆的外侧地配置。