CN108973907A - 保险杠横梁结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及保险杠横梁结构，目的在于提供一种能够应对轻度的碰撞和重度的碰撞并且能够实现轻量化的保险杠横梁结构。保险杠横梁结构具有：保险杠横梁，其在车宽方向上延伸，具有由外纵壁、内纵壁、上表面部和底面部构成的封闭截面；以及强化部件，其安装在该保险杠横梁的车宽方向中央部的封闭截面内。强化部件具有从外纵壁侧向内纵壁侧在车宽方向上扩展的一对倾斜部，在轻度碰撞时经由该倾斜部使碰撞负荷作为拉伸力向保险杠横梁的内纵壁作用。另外，一对倾斜部经由安装面通过点焊固定在所述保险杠横梁的所述底面部，在重度碰撞时通过使保险杠横梁压溃并使点焊点断裂来吸收碰撞能量。

Description

保险杠横梁结构

技术领域

本发明涉及构成汽车等车辆的保险杠的保险杠横梁结构。

背景技术

为了保护乘员和车体免受来自车辆前方侧的碰撞负荷，在车辆的前部设置有在车宽方向上延伸的保险杠横梁。

例如在车辆的高速碰撞等重度碰撞时，希望通过抑制保险杠横梁的损毁残余量并增加破坏量，来让保险杠横梁更多地吸收碰撞能量。另一方面，例如在车辆的低速碰撞等轻度碰撞时，从车体保护的观点来看，希望将碰撞物向车辆的侵入抑制在最小限度，抑制车体损伤造成的部件更换等维修成本。

目前，作为适合于这种高速碰撞和低速碰撞的保险杠横梁结构，人们实施了通过扩大保险杠横梁的封闭截面的面积、增加板厚来提高保险杠横梁自身的耐力的措施。

另外，作为其他措施，已知有在保险杠横梁的封闭截面的内部设置强化部件。例如，专利文献1记载的保险杠横梁结构是在保险杠横梁的车宽方向中央部，在保险杠横梁的封闭截面的内部设置水平截面为帽子形状的强化部件。帽子形状的开口侧在车辆前后方向上朝向车辆外侧，该开口侧的凸缘部与构成保险杠横梁的封闭截面的外纵壁结合，帽子形状的顶部与构成保险杠横梁的封闭截面的内纵壁结合，由此，该强化部件固定在保险杠横梁内。另外，强化部件具有车宽方向的间隔距离从帽子形状的开口侧向顶部侧(即，从车辆外侧向内侧)变窄的一对倾斜部。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开2008-260364号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，扩大保险杠横梁的封闭截面的面积、增加板厚，会产生车体重量增大的问题。

另一方面，专利文献1记载的保险杠横梁结构是将强化部件配置在保险杠横梁的局部(车宽方向中央部)，因此与现有的结构相比，可以实现轻量化。另外，通过强化部件可以抑制轻度碰撞时的车体损伤，并且在重度碰撞时可以破坏强化部件从而吸收碰撞能量。

但是，由于强化部件配置在保险杠横梁的局部，因此如果在车辆的高速碰撞时保险杠横梁在上下方向上发生偏移损毁，例如，如果损毁集中在保险杠横梁的上方侧或下方侧，则强化部件的破坏会不够充分，从而无法进行期望的碰撞能量吸收。

本发明是鉴于上述课题的发明，其目的在于提供一种保险杠横梁结构，其能够实现轻量化，并且能够应对轻度的碰撞和重度的碰撞。

解决课题的手段

为了达成上述目的，本发明第一方面记载的保险杠横梁结构包括：保险杠横梁，其在左右侧架之间沿车宽方向延伸，具有由彼此相对的外纵壁和内纵壁以及连接该外纵壁和内纵壁的上表面部和底面部构成的封闭截面；以及强化部件，其在该保险杠横梁的车宽方向中央部安装在所述保险杠横梁的封闭截面内，其中，所述强化部件具有随着从所述外纵壁侧向所述内纵壁侧转移而在车宽方向上间隔开的左右一对倾斜部，该一对倾斜部的一端部和另一端部分别与所述保险杠横梁的所述外纵壁和所述内纵壁结合，并且该一对倾斜部经由安装面通过点焊固定在所述保险杠横梁的所述上表面部和/或所述底面部。

通过该构成，由于强化部件配置在保险杠横梁的车宽方向中央部，因此可以实现车体重量的轻量化。

另外，由于强化部件具有随着从保险杠横梁的外纵壁侧向内纵壁侧转移而在车宽方向上间隔开的左右一对倾斜部，因此在车辆前后方向的碰撞中发生轻度碰撞时，可以经由一对倾斜部，将来自车辆外侧的冲击力从保险杠横梁的外纵壁向内纵壁传递，在外纵壁与内纵壁中作为车宽方向的拉伸力产生作用。如此，通过让拉伸力作用在保险杠横梁的延伸方向上，可以抑制保险杠横梁产生压弯和弯曲并产生较高的反作用力，其结果，能够防止轻度碰撞导致的车体损伤。

另外，在重度碰撞时，通过保险杠横梁在前后方向上的压溃，可以让上下方向的拉伸力作用在强化部件的安装面的点焊部。点焊针对与焊接面平行作用的剪切力具有较高强度，但针对垂直作用在焊接面的拉伸力，强度较低，因此在重度碰撞时，可以通过上下方向(即焊接面的垂直方向)的拉伸力作用于点焊部，来使焊接点断裂。即使在车辆的高速碰撞时保险杠横梁在上下方向上发生偏移损毁的情况下，由于点焊面作用有上下方向的拉伸力，因此也能够使焊接点断裂，从而进行期望的碰撞能量吸收。

另外，第二方面记载的发明，其特征在于，在第一方面记载的保险杠横梁结构中，所述保险杠横梁在所述外纵壁和/或所述内纵壁具有凹凸面，所述强化部件具有在安装状态下与所述凹凸面嵌合的嵌合部。

通过该构成，由于在安装状态下强化部件的嵌合部与保险杠横梁的凹凸面嵌合，因此可以防止强化部件的位置相对于保险杠横梁发生偏移。由此，在轻度碰撞和重度碰撞时，可以使碰撞负荷更加适当地作用于强化部件。

发明效果

通过本发明涉及的保险杠横梁结构，在实现车体轻量化的同时，在轻度碰撞时可以抑制车体损伤，在重度碰撞时可以抑制损毁残余量。

附图说明

图1是表示本发明实施方式的保险杠横梁结构的立体图；

图2是在水平方向切断图1所示的保险杠横梁结构的剖面图；

图3是沿着图1的III-III线的剖面图；

图4是说明轻度碰撞时的保险杠横梁结构的作用的剖面图；

图5是说明重度碰撞时的保险杠横梁结构的作用的剖面图；

图6是说明重度碰撞时的保险杠横梁结构的作用的与图3相同的剖面图。

符号说明

10 保险杠横梁结构

12 保险杠横梁

16 强化部件

25 外纵壁

26 内纵壁

27 上表面部

28 底面部

30 强化部件的外表面部

31、32 倾斜部

33、34 底面安装部

37、37 凸缘部

35 点焊部

具体实施方式

图1是表示本发明实施方式的保险杠横梁结构10的立体图；图2是在水平方向切断保险杠横梁结构10的剖面图；图3是图1的III-III线剖面图。本发明涉及的保险杠横梁结构10应用于汽车等车辆，包括：在车宽方向X上延伸的长条状的保险杠横梁12、配设于保险杠横梁12的两端部的碰撞吸能盒14、15以及安装在保险杠横梁12的内部的强化部件16。另外，图3中，强化部件16上打上了圆点。

保险杠横梁12由钢板等金属材料或树脂材料形成，是构成车辆前保险杠的强度部件，在车辆碰撞时吸收碰撞能量。在车辆设置状态下，保险杠横梁12的正面(车辆外侧的面)被未图示的保险杠面部覆盖。保险杠横梁12具有封闭截面，在本实施方式中具有：在车辆前后方向上配置在车辆外侧的长条板状的第一部件21；与第一部件21对向地配置在车辆内侧且弯曲成截面为帽子形状的长条板状的第二部件22。

如图1和图3所示，第二部件22的帽子形状的开口侧的凸缘部22a、22b与第一部件21的内面(车辆内侧的面)接合，由此形成大致矩形的封闭截面。另外，图3中记载了在车辆设置状态下，设置在保险杠横梁12的车辆后方侧的发动机室内的发动机构成部件50。该发动机构成部件50例如为安装在发动机的曲轴上的曲轴带轮等，与保险杠横梁12相比，具有较高的刚性。

第一部件21形成封闭截面中的位于车辆外侧的外纵壁25，第二部件22形成封闭截面中的与外纵壁25相对的内纵壁26、连接外纵壁25和内纵壁26的上端的上表面部27、以及连接外纵壁25和内纵壁26的下端的底面部28。本实施方式中，上表面部27和底面部28形成为随着从外纵壁25朝向内纵壁26，其分隔距离稍稍变窄，但上表面部27和底面部28也可以为与车宽方向X平行地延伸的构成。

外纵壁25和内纵壁26在车宽方向X中央部，在封闭截面内侧具有凹凸面25a、26a。使第一部件21和第二部件22分别按照沿车宽方向X延伸的折线弯曲形成凹凸面25a、26a，本实施方式的凹凸面25a、26a如图3所示，是具有在上下方向的中央部向封闭截面内侧凸起的梯形截面的凹凸面。

保险杠横梁12在车宽方向X上的两端部经由碰撞吸能盒14、15，与在车辆前后方向上延伸的左右侧架18、19(参考图2)的端部结合。

碰撞吸能盒14、15是在设置状态下在车辆前后方向延伸的筒状部件，是通过将钢板或轻合金板冲压成型而成形的。碰撞吸能盒14、15的一端部与保险杠横梁12的第二部件22接合，另一端部与侧架18、19接合。在受到车辆前后方向的碰撞负荷时，碰撞吸能盒14、15通过压弯变形来吸收冲击力。

此外，本实施方式的保险杠横梁12弯曲成在车宽方向中央部向车辆外侧凸起，但保险杠横梁12也可以为在车宽方向上直线形延伸的结构。

强化部件16由金属材料或树脂材料形成，配设在保险杠横梁12的车宽方向中央部的封闭截面内。如图1和图2所示，强化部件16具有：与保险杠横梁12的外纵壁25抵接的外表面部30；从外表面部30向车辆内侧倾斜延伸的左右一对倾斜部31、32；以及分别在一对倾斜部31、32的前端部形成的凸缘部37、38。

外表面部30是与保险杠横梁12的外纵壁25的内面以面接触状态结合的板状部分。如图3所示，外表面部30的上端部和下端部以被夹持在保险杠横梁12的外纵壁25和凸缘部22a、22b之间的状态，被这些部件固定。外表面部30形成有与外纵壁25的凹凸面25a嵌合的凹凸面状的嵌合部30a。

一对倾斜部31、32是从外表面部30的车宽方向的两个外侧扩展成八字形以使得随着从保险杠横梁12的外纵壁25侧向内纵壁26侧移动而在车宽方向X上间隔开的板状部分。如图1和图2所示，倾斜部31、32分别在下端部具有底面安装部33、34，底面安装部33、34具有与保险杠横梁12的底面部28进行面接触的安装面。

底面安装部33、34在设置状态下与保险杠横梁12的外纵壁25和内纵壁26间隔开，在安装面通过点焊与底面部28固定。图2和图3用涂黑的形式表示了底面安装部33、34的点焊部35。点焊的焊接面朝向上下方向。此外，图示例中针对各安装部33、34设置了两处焊接点，但点焊的焊接点为一处以上即可。

强化部件16的凸缘部37、38是在倾斜部31、32的末端部向车宽方向外侧弯曲的部位，与内纵壁26的内面以面接触状态结合。如图1中虚线所示，凸缘部37、38具有与内纵壁26的凹凸面26a嵌合的凹凸面状的嵌合部37a、38a。

如上所述，倾斜部31、32的一端部通过外表面部30固定在外纵壁25，另一端部(末端部)通过凸缘部37、38固定在内纵壁。另外，如图1和图3所示，倾斜部31、32按照沿着倾斜方向延伸的多条折线39弯曲。该折线39形成为连接外纵壁25和内纵壁26各自的折线。

下面针对上述保险杠横梁结构10在车辆碰撞时的作用进行说明。

图4是说明轻度碰撞时的保险杠横梁结构10的作用的图，是在水平方向切断保险杠横梁结构10的剖面图。

当车辆低速碰撞(轻度碰撞)，从车辆前方向保险杠横梁12输入碰撞负荷F时，拉伸力(参考图4的箭头F1)会作用在保险杠横梁12的外纵壁25，同时经由强化部件16的外表面部30传递的碰撞负荷向左右倾斜部31、32分散(负荷F2、F3)，向保险杠横梁12的内纵壁26传递(负荷F4、F5)。由此，拉伸力作用在内纵壁26。通过产生针对该拉伸力的反作用力，可以在外纵壁25和内纵壁26抑制压弯和弯曲，同时利用外纵壁25和内纵壁26产生的高反作用力抑制保险杠横梁12向车内侧的侵入量。

在具备现有的强化部件的保险杠横梁结构中，强化部件的一对倾斜部形成为车宽方向的间隔距离从车辆外侧向内侧变窄(即形成为与本实施方式的一对倾斜部31、32颠倒的八字形)，主要通过强化部件的刚性来对抗碰撞负荷，因此这种结构在保险杠横梁的外纵壁和强化部件容易产生压弯和弯曲。本实施方式的保险杠横梁结构10是通过一对倾斜部31、32来使拉伸力作用在保险杠横梁12的内纵壁26，由此可以抑制压弯和弯曲并通过较高的反作用力抑制侵入量，从而防止轻度碰撞时的车体损伤。

下面针对车辆发生高速碰撞(重度碰撞)时的作用进行说明。图5和图6是说明重度碰撞时的保险杠横梁结构10的作用的图，图5是在水平方向切断保险杠横梁结构10的剖面图，图6是车宽方向中央位置的纵剖面图。

当车辆发生高速碰撞时，来自车辆前方的碰撞物的侵入会使保险杠横梁12向车内侧移动，与设置在后方的高刚性的发动机构成部件50抵接并将保险杠横梁12压坏。通过施加车辆前后方向的压缩力，保险杠横梁12以在上下方向膨胀的形式变形，上下方向的拉伸力作用在将强化部件16与保险杠横梁12结合的点焊部35。

点焊针对与焊接面平行作用的剪切力具有较高强度，而与剪切力相比，针对垂直作用在焊接面的拉伸力(即作用在点焊部35的上下方向的拉伸力)强度却较低，因此在重度碰撞时，通过作用的拉伸力使点焊部35断裂，由此可以切实地吸收碰撞能量。另外，点焊部35断裂使得保险杠横梁12和强化部件16更加容易被压溃，能够保证碰撞冲程。此外，在重度碰撞时，碰撞吸能盒14、15发生压弯变形，使得碰撞能量的吸收性得到提高。

此外，虽然没有图示，但即使在发动机构成部件50在上下方向配置在与保险杠横梁12的下方侧或与保险杠横梁12同等高度的位置的情况下，在重度碰撞时保险杠横梁12也会以在上下方向上膨胀的形式压溃。因此，即使在因发动机构成部件50的上下方向的配置的不同导致保险杠横梁12的压溃发生偏差的情况下，也能够使点焊部35断裂，从而进行期望的碰撞能量吸收。

此外，作为底面安装部33、34的替代，或者与底面安装部33、34一起，也可以在倾斜部31、32的上端部设置与保险杠横梁12的上表面部26进行面接触的上表面安装部，该上表面安装部与保险杠横梁12的上表面部26可以通过点焊固定。优选地，当碰撞时与保险杠横梁12抵接的发动机构成部件50位于保险杠横梁12的上方侧时，这种点焊部至少形成在底面部28侧；当发动机构成部件50位于保险杠横梁12的下方侧时，则至少形成在上表面部27侧。

如上所述，本实施方式的保险杠横梁结构10通过在保险杠横梁12的车宽方向中央部配置强化部件16，与扩大保险杠横梁自身的封闭截面的面积、增加板厚的结构相比，能够实现车体重量的轻量化，并且可以在轻度碰撞时抑制车体损伤，在重度碰撞时消除部件的损毁残余量。

另外，强化部件16的嵌合部30a和37a、38a分别与保险杠横梁12的凹凸面25a和26a嵌合，因此可以防止强化部件16的安装位置相对于保险杠横梁12发生偏移。其结果，分别在轻度碰撞和重度碰撞时，可以使碰撞负荷更加适当地作用于强化部件16。另外，凹凸面25a、26a和与它们嵌合的嵌合部30a、37a、38a位于外纵壁25侧和内纵壁26侧中的任一侧也是可以的。

此外，本发明不限于上述实施方式，在不脱离本发明要旨的范围内，可以进行各种各样的变更。

例如，作为强化部件16的一对倾斜部也可以不为一体，而是分割成左侧倾斜部32和右侧倾斜部31的结构。

另外，上述实施方式记载了构成在车辆前部配置的前保险杠的保险杠横梁结构10，但本发明的保险杠横梁结构也可以是构成在车辆后部配置的后保险杠的结构。

Claims (2)

1.一种保险杠横梁结构，包括：

保险杠横梁，其在左右侧架之间沿车宽方向延伸，具有由彼此相对的外纵壁和内纵壁以及连接该外纵壁和内纵壁的上表面部和底面部构成的封闭截面；以及

强化部件，其在该保险杠横梁的车宽方向中央部安装在所述保险杠横梁的封闭截面内，

其中，

所述强化部件具有随着从所述外纵壁侧向所述内纵壁侧转移而在车宽方向上间隔开的左右一对倾斜部，

该一对倾斜部的一端部与所述保险杠横梁的所述外纵壁结合，该一对倾斜部的另一端部与所述保险杠横梁的所述内纵壁结合，并且该一对倾斜部经由安装面通过点焊固定在所述保险杠横梁的所述上表面部和/或所述底面部。

2.根据权利要求1所述的保险杠横梁结构，其特征在于，

所述保险杠横梁在所述外纵壁和/或所述内纵壁具有凹凸面，

所述强化部件具有在安装状态下与所述凹凸面嵌合的嵌合部。