TWI583579B - Collision box and manufacturing method thereof - Google Patents

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TWI583579B
TWI583579B TW103133971A TW103133971A TWI583579B TW I583579 B TWI583579 B TW I583579B TW 103133971 A TW103133971 A TW 103133971A TW 103133971 A TW103133971 A TW 103133971A TW I583579 B TWI583579 B TW I583579B
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Ryuichi Nishimura
Kenichiro Otsuka
Yasuhiro Ito
Yoshiaki Nakazawa
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Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp
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Description

碰撞盒及其製造方法 發明領域
本發明是有關於一種裝設於汽車車體之碰撞盒及其之製造方法。具體而言，本發明是有關於一種碰撞盒與其之製造方法，例如具有：安裝於汽車車輛之前部或後部，在朝向軸方向而負荷衝撃負重時，藉由挫曲並塑性變形成蛇腹狀，用以吸收衝撃能量之金屬板的成形體即筒體。
發明背景
在車輛安裝有因衝突時之衝撃負重而挫曲，藉此用以吸收衝突能量之衝撃吸收構件。碰撞盒(crush box)作為一該衝撃吸收構件而廣為人知。碰撞盒具有在車輛前後朝向前後方向地來配置的筒體。碰撞盒具備有：該筒體、與在筒體之長邊方向之單側端部利用對接弧焊(butt arc welding)等而焊接的裝設板(安裝板)。
朝向筒體之軸方向來負荷衝突負重時，會要求碰撞盒朝軸方向並安定地重複挫曲(buckling)。本申請人們，例如利用專利文獻1，揭示了具備具有溝部之筒體之碰撞盒的專利發明。溝部朝向軸方向地延伸而使其在成為横截面 之多角形之長邊，朝向內部並成為凸狀地來設置。該碰撞盒利用朝向軸方向所負荷之衝撃負重，確實重覆挫曲而塑性變形(plastic deformation)成蛇腹狀藉此吸收衝撃能量。
近年，為了謀求車輛之輕量化而檢討減低構成碰撞盒之筒體的板厚。但，當使由專利文獻1所揭示之碰撞盒之筒體的板厚薄到1.2~1.4mm程度以下時，筒體之端部在與裝設板之對接弧焊時之入熱而造成燒穿，焊接部之強度降低的可能性便提高。
本申請人利用專利文獻2，提案有一碰撞盒，其使金屬製之筒體之軸方向其中一方的端部為折返180度後的折疊部。
先行技術文獻 專利文獻
[專利文獻1]日本專利第3912422號說明書
[專利文獻2]日本特開2008-261493號公報
發明概要
由專利文獻2所揭示之碰撞盒可將上述問題解決一定程度。但，因有折疊部存在，蛇腹狀之塑性變形便不易產生，故，衝撃吸收性能降低、或筒體由高強度鋼板所構成時不易成形折疊部的問題便存在於該碰撞盒。
本發明之目的在於提供一種輕量之碰撞盒與其之製造方法，其即使在構成碰撞盒之筒體之板厚比1.4mm 更薄時，亦可將該筒體與裝設板對接之狀態下良好地焊接。
本發明如以下所列記。
(1)一種具有金屬製之長條狀筒體的碰撞盒，前述筒體具有朝一方向延伸之複數個稜線部與複數個側壁部所包圍的多角形基本截面形狀，且在與該截面之長軸方向大致平行之長邊的側壁部，具有朝前述一方向延伸之1個以上的溝部，並且在前述一方向的端部具有向外凸緣。
換言之，一種碰撞盒，其特徵在於：具有鋼板製之長條狀筒體，該筒體具有朝一方向延伸之複數個稜線部與複數個側壁部所包圍之多角形基本截面形狀，在與該截面之長軸方向大致平行之長邊側壁部具有朝前述一方向延伸之1個以上的溝部的碰撞盒中，在前述一方向之端部具有向外凸緣。
本發明中，「多角形」為菱形時，本發明之「長邊」意味著菱形之各邊。
(2)如1項之碰撞盒，其中前述多角形是扁平的多角形。
(3)如1項或2項之碰撞盒，其中前述向外凸緣設於除去前述端部中至少相當於溝部之部位的所有稜線部。
(4)如1項至3項中任1項之碰撞盒，其中前述向外凸緣與前述筒體一體地成形。
(5)如1項至4項中任1項之碰撞盒，其中前述筒體是前述金屬板之壓製成形體。
(6)如1項至5項中任1項之碰撞盒，其中前述金屬板之板厚在1.2mm以下。
(7)如1項至5項中任1項之碰撞盒，其中前述金屬板之板厚在1.0mm以下。
(8)如1項至7項中任1項之碰撞盒，其中前述金屬板是拉伸強度(tensile strength)在440MPa以上之鋼板。
(9)如1項至7項中任1項之碰撞盒，其中前述金屬板是拉伸強度在590MPa以上之鋼板。
(10)如1項至9項中任1項之碰撞盒，其中前述多角形是略四角形。
(11)如1項至10項中任1項之碰撞盒，其進而具有透過前述向外凸緣所焊接之裝設板。
(12)如11項之碰撞盒，其中前述裝設板具有從該板之表面突出地設置並且與前述筒體之長邊方向端部之內面抵接的卡止部(locking section)。
(13)如12項之碰撞盒，其中前述卡止部具有藉由與形成於前述筒體之一方向端部之屈曲面(curved portion)(豎立R部)(rise-up curvature portion)抵接來支持該屈曲面的屈曲面。
(14)一種碰撞盒之製造方法，是1項至10項中任1項之碰撞盒的製造方法，其特徵在於具有下述第1步驟與第2步驟： 第1步驟：使用壓製成形裝置，而該壓製成形裝置具備朝一方向延伸之溝部、與具有設於該一方向之端部之側壁的衝頭、與該衝頭相對向地配置之模具、及具備朝前述一方向延伸之突起部的模墊，並利用前述模墊之突起部，將前述筒體之展開毛胚(developed blank)朝前述衝頭之溝部押入，並且用前述模具與前述衝頭來彎曲成形(bending)，藉此製造2個壓製成形體的步驟，而該壓製成形體具有朝前述一方向延伸之複數個稜線部與複數個側壁部所包圍之多角形的基本截面形狀，並在與該截面之長軸方向大致平行之長邊的側壁部具有朝前述一方向延伸之1個以上的溝部，並且是在前述一方向之端部具有沿著截面周圍方向之一部分區域而連續之向外凸緣的開口截面；第2步驟：用分別形成於由前述第1步驟所製造之2個前述壓製成形體個別之截面周圍方向之兩端部的平面部，將2個前述壓製成形體重合地焊接(welding)，藉此製造前述筒體的步驟。
(15)如14項之碰撞盒之製造方法，其中前述模墊具有將前述展開毛胚之向外凸緣附近之稜線部所成形之部分加以拘束的拘束部，並利用該拘束部，將前述展開毛胚之前述向外凸緣附近之稜線部所成形的部分加以拘束。
(16)一種碰撞盒之製造方法，是11項至13項中任1項之碰撞盒的製造方法，其特徵在於：具有下述第1步驟、第2步驟及第3步驟；第1步驟：使用壓製成形裝置，而該壓製成形裝置具備 朝一方向延伸之溝部、與具有設於該一方向之端部之側壁的衝頭、與該衝頭相對向地配置之模具、及具備朝前述一方向延伸之突起部(protrusion)的模墊，並利用前述模墊之突起部，將前述筒體之展開毛胚朝前述衝頭之溝部押入，並且用前述模具與前述衝頭來彎曲成形(bending forming)，藉此製造2個壓製成形體的步驟，而該壓製成形體具有朝前述一方向延伸之複數個稜線部與複數個側壁部所包圍之多角形的基本截面形狀，並在與該截面之長軸方向大致平行之長邊的側壁部具有朝前述一方向延伸之1個以上的溝部，並且是在前述一方向之端部具有沿著截面周圍方向之一部分區域而連續之向外凸緣的開口截面；第2步驟：用分別形成於由前述第1步驟所製造之2個前述壓製成形體個別之截面周圍方向之兩端部的平面部，將2個前述壓製成形體重合地焊接(welding)，藉此製造前述筒體的步驟；第3步驟：將用前述第2步驟所獲得之筒體透過前述向外凸緣與前述裝設板重合地點焊(spot welding)、填角弧焊(fillet arc welding)或雷射焊接(laser welding)藉此接合的步驟。
(17)如16項之碰撞盒之製造方法，其中前述裝設板具有從該板之表面突出地設置並且與前述筒體之長邊方向之端部內面抵接的卡止部。
根據本發明，可將形成於筒體之向外凸緣與裝設 板重合地進行點焊、填角弧焊或雷射焊接。故，即使在筒體之板厚未滿1.4~1.2mm時，亦可防止習知技術之課題即燒穿等之焊接不良的產生，來提高焊接部之強度。藉此，可提供具有板厚未滿1.4~1.2mm之筒體之輕量碰撞盒。
又，在長邊方向之端部具有屈曲面(豎立R部)與向外凸緣之碰撞盒，特別在筒體之板厚未滿1.2mm時，因衝撃負重，筒體之長邊方向的端部朝截面內倒入，會有阻礙安定地重覆挫曲之變形產生的情形。該現象在衝撃負重朝向相對於筒體之軸方向傾斜方向來作用時，會特別顯著地產生。
本發明使用了裝設板，而該裝設板具有藉由從板之表面突出地設置並且與筒體之內面抵接，保持筒體之長邊方向之端部的卡止部，故可抑制上述倒入，並提高具有板厚較薄之筒體之碰撞盒的衝撃吸收性能。
0‧‧‧碰撞盒
1‧‧‧筒體
2-1~2-4‧‧‧稜線部
3-1、3-2‧‧‧溝部
4‧‧‧側壁部
5-1~5-4、5-5~5-7‧‧‧向外凸緣
6-1、6-2‧‧‧短邊側壁部
7‧‧‧裝設板
8-1~8-6‧‧‧卡止部
8a‧‧‧屈曲面
10、10-1、10-2‧‧‧壓製成形體
11‧‧‧壓製成形裝置
12‧‧‧衝頭
12a‧‧‧朝一方向(長邊方向)延伸之溝部
12b‧‧‧長邊方向之端部的側壁
13‧‧‧模具
14‧‧‧模墊
14a‧‧‧朝長邊方向延伸之突起部
15、15-1、15-2‧‧‧展開毛胚
16‧‧‧壓製成形裝置
17‧‧‧模墊(稜線部)
17a‧‧‧朝一方向延伸之突起部
17b‧‧‧拘束部
B1、B2‧‧‧向外凸緣寬度
[圖1]圖1是顯示構成本實施形態之碰撞盒之筒體的說明圖，圖1A是顯示全體之立體圖，圖1B是正面圖，圖1C是側面圖，圖1D~F是顯示向外凸緣之位置之例的說明圖。
[圖2]圖2是將已接合碰撞盒之筒體與裝設板之狀態示意地顯示的說明圖。
[圖3]圖3A~C是將設於裝設板之卡止部示意地顯示的說明圖。
[圖4]圖4是顯示製造壓製成形體之壓製成形裝 置之構成之例的示意圖。
[圖5]圖5是顯示製造實施形態之筒體之壓製成形裝置之構成之其他例的示意圖。
[圖6]圖6是將本發明之碰撞盒之製造方法示意地顯示的說明圖，圖6A是第1步驟，圖6B是第2步驟，圖6C是第3步驟。
[圖7]圖7A、7B是將實施例之展開毛胚之形狀示意地顯示的說明圖。
[圖8]圖8A、8B是將實施例之壓製成形體之形狀示意地顯示的說明圖。
參照附加圖式來說明本發明。
1.碰撞盒0
圖1是顯示構成本發明之碰撞盒0之筒體1的說明圖，圖1A是顯示全體之立體圖，圖1B是筒體1之正面圖，圖1C是筒體1之側面圖，圖1D~F是筒體1之變形例1-1~1-3的截面圖。
碰撞盒0具有金屬製之筒體1。筒體1藉由接收朝軸方向所負荷之衝撃負重而挫曲成蛇腹狀，來吸收衝突能量。
如圖1A、B所示，筒體1具有扁平之略四角形的基本截面。筒體1具有朝長邊方向延伸地設置之1個以上之溝部3-1、3-2。溝部3-1、3-2設於除去構成基本截面之稜線部2-1~2-4的位置。溝部3-1、3-2設於與截面之長軸方向平 行之長邊面側的側壁部4。溝部3-1、3-2是朝向截面內側成為凸狀的溝部。
該說明中，使用了具有略四角形之横截面形狀的筒體1。但，本發明並不限定於該截面形狀。本發明之筒體1亦可例如具有6角形或8角形之扁平之略多角形的横截面形狀。宜為基本截面是扁平之略四角形，並在長邊面側之2個側壁部4、4分別形成1個以上之溝部3-1、3-2。
如圖1A、B所示，筒體1是如後所述，將第1壓製成形體10-1與第2壓製成形體10-2組合來構成。第1壓製成形體10-1與第2壓製成形體10-2均為金屬板之壓製成形體。
在筒體1之長邊方向的端部，向外凸緣5-1~5-4設於除去溝部3-1、3-2之側壁部4的範圍。向外凸緣5-1~5-4與筒體1一體地成形。
向外凸緣5-1~5-4具有沿著截面周圍方向之平坦部2mm以上的寬度。沿著稜線部2-1~2-4之向外凸緣5-1~5-4之寬度B1在2mm以上。沿著稜線部2-1~2-4以外之其他區域之向外凸緣5-1~5-4的寬度B2在10mm以上。在此，所謂的凸緣之寬度是意味著與向外凸緣領域之截面周圍方向垂直之方向的長度(但，只有不含屈曲面之平坦部的長度)。
該說明中，是以在沿著稜線部2-1~2-4之向外凸緣5-1~5-4，不進行與裝設板之點焊(spot welding)，並在沿著稜線部2-1~2-4以外之其他區域之向外凸緣5-1~5-4進行點焊的情形為例。本發明並不限定於此情形。如圖1D所示，只要在至少沿著稜線部2-1~2-4之範圍具備向外凸緣 5-1~5-4即可，如圖1E所示，除了稜線部2-1~2-4，在短邊側壁部6-1、6-2亦具有向外凸緣5-5、5-6，宜在溝部以外之部分的全體具有向外凸緣。如圖1F所示，更宜在截面全周具有向外凸緣5-7。
向外凸緣5-1~5-4之寬度在進行雷射焊接或填角弧焊之部分為2mm以上，在點焊之部分為10mm以上。
溝部3-1、3-2之截面形狀是溝深度為10~35mm之略台形狀或三角形狀。當溝底3-1、3-2之寬度過小，或溝底3-1、3-2之深度過小時，筒體1之挫曲變形就會變得不安定，無法獲得因設置溝部3-1、3-2之充分之衝撃吸收性能的提升效果。
朝筒體1之軸方向的長度以實用而言，為80~300mm。
已使筒體1之板厚為未滿1.4mm，但不限定於該形態，可為1.4mm以上。而，宜為未滿1.4mm，更宜為1.2mm以下，最宜為1.0mm以下。筒體1之板厚的下限值從確保期望之吸收能量的觀點來看，宜為0.5mm以上。藉此，謀求碰撞盒0之輕量化。
已使筒體1之材質為金屬製，但宜為鋼板製，更宜為拉伸強度在440MPa以上之高張力鋼板，進而宜為590MPa以上之高張力鋼板製。
圖2是將已接合構成碰撞盒0之筒體1與裝設板7之狀態示意地顯示的說明圖。
如圖2所示，碰撞盒0具有：上述筒體1、與裝設 板7。裝設板7透過設於筒體1之端部的向外凸緣5-1~5-4，與筒體1來焊接並接合。作為該焊接，例示了雷射焊接、填角弧焊或點焊。
圖3是將已設於裝設板7之卡止部8-1~8-4示意地顯示的說明圖，圖3A是裝設板7之平面圖，圖3B是裝設板7之I-I截面圖，圖3C是將已組合筒體1與裝設板7之狀態示意地顯示的說明圖。
如圖3所示，裝設板7具有卡止部8-1~8-4。卡止部8-1~8-4從該板7之表面突出地設置。卡止部8-1~8-4藉由與筒體1之內面抵接而保持於筒體1之長邊方向的端部。即，卡止部8-1~8-4從本體1內側來支持筒體1之長邊方向端部之沿著向外凸緣5-1~5-4之屈曲面(豎立R部)之稜線部2-1~2-4的部分。卡止部8-1~8-4宜將除去向外凸緣5-1~5-4之屈曲面(豎立R部)之溝底部的所有部分從筒體1內側來保持。
如上所述，卡止部8-1~8-4宜具有藉由與向外凸緣5-1~5-4之屈曲面(豎立R部)抵接來支持該屈曲面的屈曲面8a。
而，裝設板7宜一體地構成。此時，不會分割成4個卡止部8-1~8-4，例如可將卡止部8-1、8-4一體地連續來形成並且將卡止部8-2、8-3一體地連續來形成。又，可與卡止部8-1、8-4一起進而設置卡止部8-5、8-6。卡止部8-5、8-6將與溝部3-1、3-2對應的部分從筒體1內側來保持。
卡止部8-1~8-4只要存在於筒體1之凸緣之屈曲面(豎立R部)即可，例如與R1~10mm對應之部分。卡止部 8-1~8-4之高度宜為構成凸緣之金屬板之板厚的1~10倍左右。裝設板7例如可藉由將拉伸強度為270~980MPa級之鋼板壓製加工來製造。
本發明之碰撞盒0如以上所述地構成。
2.碰撞盒0之製造方法
圖6是將本發明之碰撞盒0之製造方法示意地顯示的說明圖，圖6A是第1步驟，圖6B是第2步驟，圖6C是第3步驟。
構成碰撞盒0之筒體1，經由以下步驟來製造：第1步驟：從後述展開毛胚製造2個開口截面之壓製成形體10(圖6A)；第2步驟：從2個壓製成形體10、10來製造筒體1(圖6B)；進而，如圖6C所示，利用對由第2步驟所製造之筒體1將裝設板7利用點焊等來接合之第3步驟，可製造具有筒體1與裝設板7之碰撞盒0。而，2個壓製成形體10、10均具有用包含其中心軸之平面將筒體1大致2等分所獲得的開口截面形狀。
[第1步驟]
圖4是顯示製造壓製成形體10之壓製成形裝置11之構成之例的示意圖。
第1步驟中，如圖4所示，使用壓製成形裝置11。壓製成形裝置11具有：衝頭12、模具13及模墊14。衝頭12具有：朝一方向(長邊方向)延伸之溝部12a、與已設於長邊方向之端部的側壁12b。模具13與衝頭12相對向地配 置。模墊14具有朝長邊方向延伸之突起部14a並且與衝頭12相對向地配置。
使用壓製成形裝置11，將展開毛胚15壓製成形，藉此製造二個壓製成形體10，即第1壓製成形體10-1與第2壓製成形體10-2。二個壓製成形體10均具有朝一方向延伸設置之溝部3-1、3-2，且具有形成於長邊方向之端部的向外凸緣5-1~5-4。
在第1步驟之壓製成形中，利用設於模墊14之突起部14a，將展開毛胚15朝衝頭12之溝部12a押入，並且利用模具13與衝頭12將展開毛胚15彎曲成形。藉此，可獲得金屬板，而該金屬板形成有朝長邊方向延伸設置之溝部3-1、與除去在長邊方向之端部至少沿著截面周圍方向之溝部3-1之範圍所形成的向外凸緣5-1、5-2。以下，將該模墊14稱為「通常模墊」。
而，所謂的展開毛胚15意味著具有將壓製成形體10展開成平坦狀之外形的毛胚。
以上之第1步驟之說明中，已說明了使用壓製成形裝置11來壓製成形的方法，但不限定於該成形法。
作為其他成形法，例如，可使用圖5所示之壓製成形裝置16。
圖5是顯示製造壓製成形體10之其他壓製成形裝置16之構成例的示意圖。
壓製成形裝置16具有衝頭12與模具13，進而，具有模墊17(以下亦稱為稜線部模墊)。衝頭12具有朝一方 向延伸之溝部12a、與已設於長邊方向之端部的側壁12b。模具13與衝頭12相對向地配置。模墊17與衝頭12相對向地配置，並且具有：朝一方向延伸之突起部17a、將展開毛胚15中向外凸緣5-1、5-2附近之稜線部2-1、2-2所成形的部分附近加以拘束的拘束部17b。
壓製成形時，拘束部17b將展開毛胚15中向外凸緣5-1、5-2附近之稜線部2-1、2-2所成形之部分加以拘束。又，稜線部模墊17之突起部17a將展開毛胚15朝衝頭12之溝部12a押入。進而，模具13與衝頭12進行彎曲成形。藉此，可抑制壓製成形時沿著稜線部2-1、2-2之向外凸緣5-1、5-2所產生的成形不良。
藉此，便可製造具有朝長邊方向延伸設置之溝部3-1、與在長邊方向之端部沿著截面周圍方向之全部或一部分區域所連續的向外凸緣5-1、5-2之開口截面的壓製成形體10。
與稜線部模墊17之稜線部2-1、2-2對應之部分的正下方等在使用了稜線部模墊17之成形步驟中無法完全成形時，只要用通常之壓製成形所進行之彎曲成形(bending)(再觸發)(restrike)所構成之後續壓製步驟來成形即可。
[第2步驟]
第2步驟中，將第1壓製成形體10-1與第2壓製成形體10-2用分別形成於各自之截面周圍方向之兩端部的平面部來重合，並藉由在該重合部使用雷射焊接或點焊等之 適宜焊接手段來接合，製造筒體1。
[第3步驟]
第3步驟中，將第2步驟所獲得之筒體1透過向外凸緣5-1~5-4，用雷射焊接、點焊或填角弧焊等之焊接手段焊接於裝設板7。作為裝設板7，宜使用形成有卡止部8-1~8-4者。
以上之說明中，使用了在除去溝部之區域具有連續之向外凸緣5-1~5-4之形態，但不限定於該形態，在上述範圍形成之向外凸緣5-1~5-4可為在與除去溝部之稜線部2-1~2-4對應之凸緣以外的部分具有缺口者。
向外凸緣5-1~5-4之寬度或形狀可藉由調整展開毛胚15之形狀來適宜變更。
[實施例]
使用具有圖4所示之通常模墊14之壓製成形裝置11、或具有圖5所示之稜線部模墊17之壓製成形裝置16，以有限要素法(Finite Element Method)來解析(解析1)對壓製成形體10-1、10-2(第1、2之壓製成形體)來壓製成形時之變形特性(deformation behavior)。
圖7是將實施例之展開毛胚15-1、15-2之形狀示意地顯示的說明圖。
作為展開毛胚，如圖7A、B所示，會使用已調整之2種毛胚15-1、15-2而使在筒體1之端部形成之向外凸緣5-1~5-4在除去沿著截面周圍方向之溝部3-1、3-2之一部分之範圍的所有範圍來形成。在展開毛胚15-1，使向外凸緣 5-1~5-4之寬度為大致一樣的15mm。在展開毛胚15-2，使沿著稜線部2-1~2-4之向外凸緣5-1~5-4的寬度為2mm並且其他部分的寬度為15mm。
圖8是將實施例之壓製成形體10-模式A、10-模式B之形狀示意地顯示的說明圖，圖8A是使用了展開毛胚15-1之情形，圖8B是使用了展開毛胚15-2之情形。
接著，平面部使兩者重合，並在該重合部點焊來製作具有向外凸緣5-1~5-4之筒體1，而該平面部是形成於已在2個第1壓製成形體10-模式A、2個第2壓製成形體10-模式B之各個溝底部追加凸緣之成形體截面周圍方向的兩端部。
接著，用有限要素法來解析(解析2)具有該筒體1、與透過設於該筒體1之端部的向外凸緣5-1~5-4來點焊之裝設板7的碰撞盒0加以組裝，並將對構成該碰撞盒0之筒體1之其中一端附加衝撃負重時之挫曲變形特性(buckling behavior)。
而，衝撃負重之負荷方向為在與筒體1之長邊方向平行時，相對於長邊方向使其傾斜5度時的2種情形。
筒體1中長度為120mm，截面尺寸為64mm×93mm。
毛胚15-1、15-2之材質是440MPa級冷延鋼板(cold rolled steel sheet)、JSC440W(日本鐵鋼連盟規格)與590MPa級冷延鋼板、JSC590R(日本鐵鋼連盟規格)，並使板厚為1.0及1.2mm之2種水準。
又，亦調查了因有無裝設板7之卡止部8-1~8-4的影響。卡止部8-1~8-4具有與屈曲部(豎立R部)形狀對應之形狀，內側R為2~4mm，卡止部8-1~8-4之高度是比內側R之值稍微大之3~7mm左右。
作為習知例，具有上述筒體1之截面形狀，將未具有向外凸緣5-1~5-4之公認的筒體與裝設板對接，並針對已對接弧焊之碰撞盒進行相同的解析。毛胚之材質是JSC440W且板厚為1.0mm及1.2mm之2種水準。
在表1顯示解析1之結果。如表1所示，即使在任一展開毛胚15-1、15-2，亦都具有朝長邊方向延伸設置之溝部3-1、3-2，可獲得在長邊方向之端部具有向外凸緣5-1、5-2或5-3、5-4之壓製成形體，但在展開毛胚15-1，與展開毛胚15-2相比，在壓製成形時沿著稜線部2-1、2-2或2-3、2-4之向外凸緣5-1、5-2或5-3、5-4的根部之板厚的增加更大，又，沿著稜線部2-1、2-2或2-3、2-4之向外凸緣5-1、5-2或5-3、5-4之端之板厚的減少更多。
又，使用了稜線模墊17時，與使用了通常模墊14之時相比，板厚之增加或板厚之減少較小且良好。因此，從可避免伴隨著板厚之增加之皺紋的產生或伴隨著板厚之減少之凸緣破損之產生的觀點來看，宜使用稜線部模墊17來壓製成形。又，如展開毛胚15-2，宜使沿著稜線部2-1、2-2或2-3、2-4附近之向外凸緣5-1、5-2或5-3、5-4之寬度比其他部位之向外凸緣5-1、5-2或5-3、5-4之寬度為更小。
在表2顯示解析2之主條件，在表3及表4比較解析結果與焊接性並顯示。
如表2、3所示，習知例1中板厚為1.0mm，故，對接弧焊時燒穿容易產生，碰撞盒之製造相當困難。
相對於此，發明例1~5中，透過向外凸緣5-1、5-2或5-3、5-4，可將筒體1與裝設板7點焊，作為汽車車體之衝撃吸收機構(impact energy absorbing structure)非常有用。特別是，可得知在設於裝設板7之卡止部8-1~8-4將筒體1之稜線部2-1~2-4從內側來支持的發明例1、2、4中，板厚為1.0mm，但可抑制朝長邊方向之端部之根部R部之截面內側的倒入，顯示與板厚為1.2mm之習知例2相同地極度安定的挫曲變形特性。
又，如發明例5所示，可得知在衝突對象面(衝擊器)在與垂直於筒體1之長邊方向軸的面而傾斜時亦顯示了安定之挫曲變形特性。而，可認知到發明例3在壓潰衝程(impactor stroke)之初期段階，向外凸緣5-1、5-2或5-3、5-4之根部的R部會有朝截面內側稍微倒入的現象。
根據本發明，透過向外凸緣5-1、5-2或5-3、5-4，因筒體1與裝設板7之點焊等的接合變為可能，故，即使是板厚較薄之筒體1，亦可防止習知之對接弧焊時之燒穿等的焊接不良，便可獲得具有優異之衝撃吸收性能的輕量碰撞盒。
又，從對照表2、4之發明例9、10與習知例2可理解到，根據本發明，可維持與習知例相同程度之吸收能量或安定之挫曲特性，並且可確保良好之焊接性。
0‧‧‧碰撞盒
1‧‧‧筒體
2-1~2-3‧‧‧稜線部
4‧‧‧側壁部
7‧‧‧裝設板
10-1、10-2‧‧‧壓製成形體

Claims (9)

  1. 一種碰撞盒，其是具有長條狀筒體及裝設板的碰撞盒，前述筒體是板厚在1.2mm以下且拉伸強度在440MPa以上之鋼板的壓製成形體，前述裝設板是鋼板的壓製成形體，且具有卡止部，其特徵在於：前述筒體具有朝一方向延伸之複數個稜線部與複數個側壁部所包圍的多角形基本截面形狀，且在與該截面之長軸方向大致平行之長邊的側壁部，具有朝前述一方向延伸之1個以上的溝部，並且在前述一方向的端部具有與前述筒體一體地成形的向外凸緣，前述裝設板透過前述向外凸緣焊接於前述筒體，且前述卡止部是從該板之表面突出地設置並且具有藉由與形成於前述筒體之一方向端部之屈曲面抵接來支持該屈曲面的屈曲面。
  2. 如請求項1之碰撞盒，其中前述多角形是扁平的多角形。
  3. 如請求項1或請求項2之碰撞盒，其中前述向外凸緣設於除去前述端部中至少相當於溝部之部位的所有稜線部。
  4. 如請求項1或請求項2之碰撞盒，其中前述鋼板之板厚在1.0mm以下。
  5. 如請求項1或請求項2之碰撞盒，其中前述鋼板是拉伸強度在590MPa以上之鋼板。
  6. 如請求項1或請求項2之碰撞盒，其中前述多角形是略四角形。
  7. 一種碰撞盒之製造方法，是請求項1至請求項6中任1項之碰撞盒的製造方法，其特徵在於：具有下述第1步驟、第2步驟及第3步驟；第1步驟：使用壓製成形裝置，而該壓製成形裝置具備朝一方向延伸之溝部、與具有設於該一方向之端部之側壁的衝頭、與該衝頭相對向地配置之模具、及具備朝前述一方向延伸之突起部的模墊，並利用前述模墊之突起部，將前述筒體之展開毛胚朝前述衝頭之溝部押入，並且用前述模具與前述衝頭來彎曲成形，藉此製造2個壓製成形體的步驟，而該壓製成形體具有朝前述一方向延伸之複數個稜線部與複數個側壁部所包圍之多角形的基本截面形狀，並在與該截面之長軸方向大致平行之長邊的側壁部具有朝前述一方向延伸之1個以上的溝部，並且是在前述一方向之端部具有沿著截面周圍方向之一部分區域而連續之向外凸緣的開口截面；第2步驟：用分別形成於由前述第1步驟所製造之2個前述壓製成形體個別之截面周圍方向之兩端部的平面部，將2個前述壓製成形體重合地焊接，藉此製造前述筒體的步驟；第3步驟：將用前述第2步驟所獲得之筒體透過前述向外凸緣與前述裝設板重合地點焊、填角弧焊或雷射焊接，藉此接合的步驟。
  8. 如請求項7之碰撞盒之製造方法，其中前述模墊具有將前述展開毛胚之向外凸緣附近之稜線部所成形之部分加以拘束的拘束部，並利用該拘束部，將前述展開毛胚之前述向外凸緣附近之稜線部所成形的部分加以拘束。
  9. 如請求項7之碰撞盒之製造方法，其中前述裝設板具有從該板之表面突出地設置並且與前述筒體之長邊方向之端部內面抵接的卡止部。
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