CN110395093A - 门梁 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种门梁，在具有焊合部的封闭截面结构的由铝合金挤压型材构成的所述门梁中，难以产生碰撞时的断裂。本发明的门梁具备：一对凸缘(2、3)，它们配置于车身宽度方向内侧以及外侧；以及一对腹板(4、5)，它们将所述一对凸缘连接，焊合部(6、7)设于所述一对腹板，并且位于与向车身宽度方向的弯曲变形相对的弯曲的中立轴(8)的附近。

Description

门梁
技术领域
本发明涉及一种由封闭截面结构的铝合金挤压型材构成的机动车的门梁。
背景技术
通常，由铝合金挤压型材构成的门梁包括一对凸缘(位于车身宽度方向外侧的外凸缘及位于车身宽度方向内侧的内凸缘)和将该一对凸缘连结的一对腹板(参照专利文献1)。门梁利用该一对凸缘以及腹板而具有封闭截面结构。
上述那样的封闭截面结构的铝合金挤压型材是使用可换分流组合模具、桥式模具、星型模具等空心模具而制造出的。例如，在使用了可换分流组合模具的挤压方法中，使用将具备多个孔口的心轴体与模具组合而成的可换分流组合模具。压入到可换分流组合模具的铝锭在被所述孔口断开之后，包围所述心轴并再次焊合而形成为一体，从而成为内表面由所述心轴成形、外表面由所述模具成形的封闭截面结构的挤压型材。这样，使用空心模具而制造出封闭截面结构的铝合金挤压型材不可避免地存在着焊合部。
具有焊合部的铝合金挤压型材存在如下问题：焊合部与焊合部以外(普通部)的组织不同，所述焊合部的机械特性、例如断裂极限比普通部低。在由铝合金挤压型材构成的门梁中，焊合部的断裂极限低有可能导致门梁的作为吸收能量构件的强度以及能量吸收量的降低。另一方面，关于具有焊合部的封闭截面结构的铝合金挤压型材，例如像专利文献2～5所记载地，研究出通过改善材料组成、制造条件来使焊合部的机械特性提高。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-233336号公报
专利文献2：日本特开平10-306338号公报
专利文献3：日本特开2003-154407号公报
专利文献4：日本特开2007-231408号公报
专利文献5：日本特开2009-45672号公报
然而，即使上述那样的材料组成、制造条件的改善，也难以使铝合金挤压型材的焊合部与普通部的机械特性相同。
发明内容
本发明的目的在于，在具有上述那样的焊合部的封闭截面结构的由铝合金挤压型材构成的门梁中，难以产生碰撞时的断裂。
本发明的门梁的一方式，该门梁由沿着长度方向(挤压方向)而具有焊合部的封闭截面结构的铝合金挤压型材构成，具备：一对凸缘，该一对凸缘配置于车身宽度方向内侧以及外侧；以及一对腹板，该一对腹板将所述一对凸缘连接，所述焊合部设于所述一对腹板，并且位于与向车身宽度方向的弯曲变形相对的弯曲的中立轴的附近。
发明效果
在本发明的门梁的一方式中，焊合部设于一对腹板，并且其位置是与向车身宽度方向的弯曲变形相对的弯曲的中立轴的附近，从而碰撞时在门梁弯曲变形的情况下，防止对所述焊合部施加较大的弯曲负载。由此，碰撞时以所述焊合部为起点的腹板的变形变得难以产生。
附图说明
图1是示出本发明的门梁的一方式的剖视图(截面结构)。
图2是示出本发明的门梁的另一方式的剖视图(截面结构)。
附图标记说明：
1、11 门梁；
2 内侧凸缘；
3 外侧凸缘；
4、5 腹板；
6、7 焊合部。
具体实施方式
参照图1，并对本发明的门梁的一方式进行说明。
图1示出的门梁1由沿着长度方向(挤压方向)而具有焊合部的封闭截面结构的铝合金挤压型材构成。从与挤压方向垂直的截面观察时，门梁1包括一对凸缘(内侧凸缘2、外侧凸缘3)以及将该一对凸缘连接的一对腹板4、5。内侧凸缘2以及外侧凸缘3均具有从与一对腹板4、5连接的连接部向外侧突出的部分(突出凸缘2a、2b、3a、3b)。在门内，内侧凸缘2配置于车身宽度方向内侧，外侧凸缘3配置于车身宽度方向外侧，各凸缘2、3的宽度方向均朝向上下方向。一对凸缘2、3和一对腹板4、5均呈平板状，且彼此大致垂直地形成。
需要说明的是，在一对腹板4、5之间可以设有一个以上的中肋。另外，在图1示出的门梁1中，在一对凸缘2、3设有分别向两端突出的突出凸缘2a、2b、3a、3b，但是该点并不是必须的，也可以是在一方或者两方的凸缘部不设置突出凸缘的截面形状。
在门梁1中，焊合部6、7形成于一对腹板4、5，该位置位于与向车身宽度方向的弯曲变形(碰撞时的变形)相对的弯曲的中立轴8上。在此，弯曲的中立轴8是与凸缘2、3平行且穿过截面(与挤压方向垂直的截面)的图心C的轴。该焊合部6、7沿着门梁1的长度方向(铝合金挤压型材的挤压方向)而形成。
在该截面结构中，在门梁1发生碰撞时导致弯曲变形的情况下，腹板4、5的弯曲负载(向长度方向的拉伸或者压缩的负载)的大小在焊合部6、7的位置(中立轴8的位置)实质上为零。由此，能够期待在发生碰撞时腹板4、5的以焊合部6、7为起点的变形变得难以产生，并且增加门梁1的能量吸收量。
图2示出本发明的门梁的另一方式。在图2中，对与图1示出的门梁1实质上相同的部位标注相同的附图标记。
对于图2示出的门梁11而言，截面形状与门梁1相同，但是焊合部6、7的位置稍微从中立轴8向凸缘3侧(车身宽度方向外侧)偏移。在发生碰撞时门梁11朝向车身内侧弯曲变形的情况下施加于腹板4、5的弯曲负载的大小与距中立轴8的距离大致成正比。因此，如该门梁11那样，在焊合部6、7形成于与中立轴8靠近的位置的情况下，在门梁11发生碰撞时导致弯曲变形的情况下施加于腹板4、5的弯曲负载(向长度方向的拉伸或者压缩的负载)的大小在焊合部6、7的位置处较小。
焊合部6、7的位置越靠近中立轴8越优选。因此，在本发明的门梁中，焊合部6、7位于中立轴8的附近(包含中立轴8的位置本身)。本发明的中立轴8的附近是指，在将从凸缘2的表面到中立轴8为止的距离设为d1、将从中立轴8到凸缘3的表面为止的距离设为d2时(参照图2)，大体上为从中立轴8向车身宽度方向内侧距中立轴d1/5、向车身宽度方向外侧距中立轴d2/5的范围内(图2中以A所示出的范围)。如果焊合部6、7位于上述范围A内，则在门梁发生碰撞时导致弯曲变形的情况下，认为会防止对焊合部6、7施加的较大的弯曲负载。需要说明的是，焊合部6、7在与挤压方向垂直的截面具有规定的宽度(厚度)。在本发明中，焊合部6、7的宽度的中心位于上述范围A内时，视为焊合部6、7位于上述范围A内。从进一步减小焊合部的弯曲负载的观点出发，焊合部6、7优选位于更靠近中立轴8的位置，例如位于从中立轴8向车身宽度方向内侧距中立轴d1/10、向车身宽度方向外侧距中立轴d2/10的范围内。
焊合部不仅可以形成于腹板4、5，还可以形成于凸缘2、3。在发生碰撞时门梁弯曲变形的情况下，在位于弯曲的内侧以及外侧的凸缘2、3施加有较大的弯曲负载(向长度方向的拉伸或者压缩的负载)，但该弯曲负载施加于凸缘2、3的整个宽度，因此焊合部的存在并未对凸缘2、3的强度以及变形方式带来较大影响。在腹板4、5之间设有中肋，并且在所述中肋形成焊合部的情况下，该焊合部的位置优选形成于中立轴8的附近。
本发明的门梁的材料即封闭截面结构的铝合金挤压型材使用可换分流组合模具、桥式模具、星型模具等空心模具而制造出。对于所述焊合部6、7而言，金属流动在空心模具中一度被截断，通过之后被一体化而形成，因此所述焊合部6、7沿着铝合金挤压型材的长度方向(挤压方向)存在，并与焊合部以外的部分(普通部)的微组织不同。焊合部为被所述普通部夹着的区域，在与挤压方向垂直的截面中，该宽度(厚度)在铝合金挤压材中通常为大约2～3mm。需要说明的是，本发明的整个铝合金挤压型材由单一的铝合金组成。
本发明的门梁可以在长度方向上具有笔直的形态(未被弯曲加工的状态)，作为另一方式，在长度方向上实施弯曲加工(所谓大R弯曲)，由此可以具有向车身宽度方向外侧凸出弯曲的形状(参照例如日本特开2015-147490号公报的图5(b))。作为本发明的门梁的又一方式，在长度方向的至少一部分实施冲压加工(压扁加工)，由此在长度方向的一部分可以具有使一对凸缘的间隔变窄的压扁加工部。
在本发明的门梁的上述各方式中，为了在发生碰撞时的弯曲变形下确保较高的强度，使位于距中立轴8较远的位置的一对凸缘2、3的壁厚比靠近中立轴8的一对腹板4、5的大是有效的。另一方面，在使用了空心模具挤压的情况下，在彼此连接的2个边(凸缘和腹板)的壁厚差超过3倍时，容易产生缺料等制造不合格。因此，在本发明的门梁的上述各方式中，凸缘2、3的壁厚优选超过腹板4、5的壁厚的1倍，且设定为3倍以下。凸缘2、3的壁厚更优选为腹板4、5的壁厚的2～3倍。
作为门梁的材料的铝合金挤压型材，未特别地限定，但能够优选采用断裂极限比6000系铝合金挤压型材低且容易产生应力腐蚀破裂的问题的高强度的7000系铝合金挤压型材。作为7000系铝合金的组成能够适用由JIS或者AA规格规定的组成。作为组成优选能够举出包括如下组分的组成：含有3～8质量％的Zn、0.4～2.5质量％的Mg、0.05～2.0质量％的Cu、0.005～0.2质量％的Ti，进一步地含有0.01～0.5质量％的Mn、0.01～0.3质量％的Cr、0.01～0.3质量％的Zr中的1种以上，剩余部分为Al以及杂质。

Claims (2)

1.一种门梁，该门梁由沿着长度方向而具有焊合部的封闭截面结构的铝合金挤压型材构成，
其特征在于，
所述门梁具备：
一对凸缘，该一对凸缘配置于车身宽度方向内侧以及外侧；以及
一对腹板，该一对腹板将所述一对凸缘连接，
所述焊合部设于所述一对腹板，并且位于与向车身宽度方向的弯曲变形相对的弯曲的中立轴的附近。
2.根据权利要求1所述的门梁，其特征在于，
所述门梁由7000系铝合金挤压材料构成。
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