TWI699299B - 保險杠用橫樑 - Google Patents
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Abstract
本發明公開保險杠用橫樑。所公開的本發明包括：軌道部件，設置於車身，上述軌道部件由連續纖維增強複合材料以軌道形狀加工成形，在上述軌道部件的長度方向的兩側部分別形成有具有凸緣形狀的結合面的結合部；托架部件，以位於上述車身與上述軌道部件之間的方式分別設置於軌道部件的長度方向的兩側部，從而分別與結合部相結合，上述托架部件由連續纖維增強複合材料以托架形狀加工成形，與結合部的結合面並排的凸緣形狀的結合面以與結合部的結合面相結合的方式與軌道部件結合；以及緊固板，分別設置於結合部與托架部件之間，用於加強與車身相結合的托架部件與車身之間的結合面的剛性。
Description
本發明涉及保險杠用橫樑，更詳細地，涉及如下的保險杠用橫樑，即，通過設置於車輛，從而在車輛發生碰撞事故時，用於從外部碰撞保護車身。
通常，當發生碰撞時，保險杠在保護車身或功能部件的同時起到防止加害、提高車身的設計等作用。
這種保險杠所要具備的性能有滿足各國法規的衝擊條件、在較寬的溫度區域中具有優秀的高剛性及耐衝擊性、基於溫度的伸縮程度低、良好的空氣動力性能等。
其中，設置於車輛後方側的後保險杠的基本結構包括：保險杠罩（Bumper cover），用於包圍車輛後方的整個下端部；吸能器（Energy absorber），由聚丙烯發泡體或氨基甲酸乙酯發泡體等彈性體形成，用於吸收從外部施加的衝擊能量；後樑（Back beam），位於保險杠罩的後方，用於從外部的碰撞保護車身；托架（Stay）用於連接後樑和車身；以及側梁（Side member）。
其中，後樑執行如下功能，即，通過支撐吸能器，使得吸能器可在充分壓縮的過程中吸收從外部施加的衝擊能量，同時在後樑本身變形（Deflection）的過程中吸收從外部施加的衝擊能量。
通常，後樑以鋼為主材料來製造，但由於鋼的重量而發生車身的重量增加、車輛的驅動性能及油耗效率下降的問題。
最近試圖採用通過由塑膠注塑物製造後樑的整體或部分，從而使設計的靈活性變得優秀且可輕量化的後樑的製造方法，但，在塑膠注塑物的情況下，相對於鋼材質缺乏剛性，並且在低溫下存在性能下降的問題。
本發明的背景技術公開在韓國公開專利公報第10-2002-0052911號（2002年07月04日公開，發明名稱：汽車用後保險杠）。
發明所欲解決之問題
本發明的目的在於，提供既具有良好的剛性，又可實現輕量化，而且在低溫下性能下降小的保險杠用橫樑。
解決問題之技術手段
本發明的保險杠用橫樑包括：軌道部件，設置於車身，上述軌道部件由連續纖維增強複合材料以軌道形狀加工成形，在上述軌道部件的長度方向的兩側部分別形成有具有凸緣形狀的結合面的結合部；托架部件，以位於上述車身與上述軌道部件之間的方式分別設置於上述軌道部件的長度方向的兩側部，從而分別與上述結合部相結合，上述托架部件由連續纖維增強複合材料以托架形狀加工成形，與上述結合部的結合面並排的凸緣形狀的結合面以與上述結合部的結合面相結合的方式與上述軌道部件結合；以及緊固板，分別設置於上述結合部與上述托架部件之間，用於加強與上述車身相結合的上述托架部件與上述車身之間的結合面的剛性。
並且，優選地，上述結合部與上述托架部件在結合面相接觸的狀態下通過熔敷方式或鉚釘緊固方式相結合。
並且，優選地，本發明的保險杠用橫樑還包括：緊固部件，上述緊固部件用於使上述結合部與上述托架部件在相互之間的結合面相接觸的狀態下相結合，上述緊固部件包括鉚釘，上述鉚釘以從上述結合部的外側貫通上述結合部與上述托架部件之間的結合面的方式向上述托架部件側壓入，上述鉚釘的被壓入的一側向外側方向開裂，並向上述托架部件的內側深入，從而使上述結合部與上述托架部件相結合。
並且，優選地，本發明的保險杠用橫樑還包括車身緊固部件，以貫通的方式使上述緊固板與上述結合部相緊固，在上述緊固板以貫通的方式形成有緊固孔，用於使上述車身緊固部件貫通。
並且，優選地，上述車身緊固部件包括導銷或鉚螺母中的至少一種，上述導銷與上述緊固板相結合，並貫通上述緊固孔，從而向上述車身側突出，上述鉚螺母通過貫通上述緊固孔來與上述結合部及上述緊固板相結合。
對照先前技術之功效
根據本發明的保險杠用橫樑，由於以僅利用連續纖維增強複合材料成形的方式製造軌道部件及托架部件，從而可提供剛性及衝擊性能相當優秀，且其物性在低溫下也不下降的保險杠用橫樑。
並且，由於本發明的軌道部件及托架部件整體由重量輕的連續纖維增強複合材料形成，因此本發明可提供既減少重量且機械強度、剛性、耐衝擊性能、低溫特性優秀的低重量、高強度的產品。
以下，參考附圖，對本發明的保險杠用橫樑的一實施例進行說明。為了便於說明，在附圖中示出的多個線的厚度或結構要素的大小等考慮到說明的明確性和便於說明而可能以誇張的方式示出。並且，後述的術語作為考慮到在本發明中的功能而被定義的術語，可根據使用人員、操作員的意圖或慣例而發生變化。因此，應基於本說明書的整體內容來對這種術語下定義。
圖1為示出本發明一實施例的保險杠用橫樑的分解狀態的分解立體圖，圖2為示出本發明一實施例的保險杠用橫樑的正面的主視圖，圖3為擴大圖2的“A”部分的擴大圖。並且，圖4為沿著圖3的“Ⅳ-Ⅳ”線剖切的剖視圖，圖5為示出結合部與托架部件之間相結合的其他例的圖。並且，圖6為示出托架部件與緊固板的結合狀態的圖，圖7為示出本發明一實施例的保險杠用橫樑的平面的俯視圖。
參考圖1至圖3，本發明一實施例的保險杠用橫樑100包括軌道部件110、托架部件120及緊固板130。
在本實施例中，以保險杠用橫樑100設置於車輛後方的後保險杠的後樑的情況為例進行說明。
軌道部件110以位於保險杠罩（未圖示）的後方側的方式設置於車身（未圖示）。當車輛的後方發生碰撞時，這種軌道部件110在產生變形的過程中吸收其衝擊能量，並起到使在車輛的後方發生碰撞時所產生的衝擊均勻地向整個車身的後方傳遞的作用。
根據本實施例，軌道部件110由連續纖維增強複合材料（Continuous Fiber Thermoplastics；CFT）以軌道形狀加工成形。
即，軌道部件110不是其局部由包括連續纖維增強複合材料的複合材料形成，而是整個軌道部件110由連續纖維增強複合材料以軌道形狀加工成形。
連續纖維增強複合材料為在塑膠材料中連續內置玻璃纖維或碳纖維等的增強纖維的複合材料，因而連續纖維增強複合材料為不僅機械強度、剛性、衝擊性能突出，而且其物性即使在低溫下也不下降的具有優秀的低溫特性的材料。
當軌道部件110的部分或整體由熱塑性烯烴（TPO，Thermo Plastic Olefin）等塑膠材料形成時，在低溫下發生軌道部件110的物性下降的問題。
與此相比，本實施例的軌道部件110以使整體由連續纖維增強複合材料形成的方式成形，因此不僅機械強度、剛性、衝擊性能突出，而且具有其物性即使在低溫下也不下降的優秀的低溫特性。
而且，在以如上所述的方式成形的軌道部件110的長度方向的兩側部分別形成有具有凸緣形狀的結合面的結合部111。
托架部件120以分別位於軌道部件110的長度方向的兩側部的方式分別與結合部111相結合，以便位於車身與軌道部件110之間。
與軌道部件110相同，這種托架部件120可以由連續纖維增強複合材料以托架形狀加工成形。
連續纖維增強複合材料具有機械強度、剛性及衝擊性能突出的優點，但是可呈現的形狀有限，因而發生如下問題，即，為了僅利用連續纖維增強複合材料將軌道部件110及托架部件120製作成單品，則需要投入過多的費用及時間。
在本實施例中，採用使軌道部件110與托架部件120分別成形後相互結合的方式，從而在不投入過多費用及時間的情況下，可以製造機械強度、剛性、衝擊性能及低溫特性優秀的保險杠用橫樑100。
在上述托架部件120的邊緣部分形成有與結合部111的結合面並排的凸緣形狀的結合面。
在以如上所述的方式形成結合面的托架部件120中，形成在其邊緣部分的結合面以面接觸的方式與結合部的結合面相結合，從而可分別與軌道部件110相結合。
上述結合部111及托架部件120在結合面相接觸的狀態下，能夠以熔敷方式或鉚釘緊固方式等多種方式相結合。
在本實施例中，以結合部111與托架部件120以鉚釘緊固方式相結合的情況為例進行例示。
據此，本實施例的保險杠用橫樑100還可包括緊固部件140，緊固部件140使結合部111與托架部件120在相互之間的結合面相接觸的狀態下相結合。
作為一列，緊固部件140可包括鉚釘，上述鉚釘以從結合部111的外側貫通結合部111與托架部件120之間的結合面的方式向托架部件120側壓入。
如圖4所示，在這種緊固部件140中，向托架部件120側壓入的一側在變形為向外側方向開裂的形態的同時向托架部件120的內側深入，從而可使結合部111與托架部件120相結合。
如圖5所示，作為另一例，緊固部件140可包括鉚釘，上述鉚釘借助以貫通結合部111和托架部件120的方式形成的貫通孔h來貫通結合部111及托架部件120，從而使結合部111與托架部件120相結合。
在從結合部111的外側或托架部件120的外側通過貫通孔h貫通結合部111及托架部件120的狀態下，上述緊固部件140以對向對側突出的一側進行壓接的方式使結合部111與托架部件120相結合，從而可進一步提高軌道部件110與托架部件120之間的結合力。
軌道部件110與托架部件120之間的結合以如上所述的利用緊固部件140的鉚釘緊固方式形成，因此可使組裝軌道部件110和托架部件120的工作簡單且快速實現，從而可抑制製造保險杠用橫樑100的所需費用及時間的增加。
並且，除了軌道部件110之外，用於使軌道部件110與車身相結合的托架部件120也由連續纖維增強複合材料形成，來替代重量沉的金屬或剛性低且在低溫下發生物性下降的塑膠材料，因此可製造既減少重量又在機械強度、剛性、衝擊性能、低溫特性方面優秀的保險杠用橫樑100。
另一方面，如圖1及圖6所示，緊固板130分別設置於結合部111與托架部件120之間。
根據本實施例，在結合部111與托架部件120之間形成有用於設置緊固板130的設置空間。
緊固板130在形成於結合部111與托架部件120之間的設置空間內與托架部件120相結合，從而加強與車身相結合的托架部件120的與車身相結合的結合面的剛性，同時起到加強用於使車身與托架部件120相結合的多個部件的支撐力的作用。
並且，本實施例的保險杠用橫樑100還可包括緊固板130以及以貫通結合部111的方式緊固於保險杠用橫樑100的車身緊固部件150、160。
而且，緊固板130形成有緊固孔131，用於使車身緊固部件150、160貫通。
車身緊固部件150、160可以設置為包括導銷150及鉚螺母160中的至少一種的形態。
其中，導銷150設置為如下形態，即，帶有頭部的一側與緊固板130相結合，從一側延伸的另一側通過貫通緊固孔131來向車身側突出。
這種導銷150插入於形成在車身的導向孔（未圖示），可用於引導本實施例的保險杠用橫樑100設置於車身的位置。
而且，鉚螺母160以貫通緊固孔131的方式與緊固板130相結合，上述鉚螺母160設置為在其內側形成有用於緊固螺絲的螺紋的形態。這種鉚螺母160也能夠以鉚釘緊固方式與緊固板130相結合，也可以設置為外側形成有螺紋的形態，從而以螺紋連接方式與緊固板130相結合。
這種鉚螺母160與用於結合車身和保險杠用橫樑100的螺栓部件（未圖示）相結合，從而可參與車身與保險杠用橫樑100之間的結合。
如圖2及圖7所示，包括上述結構的本實施例的保險杠用橫樑100可提供如下的後樑，即，既使軌道部件110及整體托架部件120由連續纖維增強複合材料形成，又以充分的結合力與車身相結合，從而可設置於車身。
根據如上所述的本實施例的保險杠用橫樑100，以僅利用連續纖維增強複合材料使整個軌道部件110及托架部件120成形的方式製造，從而可提供剛性及衝擊性能突出，且其物性即使在低溫下也不下降的保險杠用橫樑100。
並且，在本實施例的保險杠用橫樑100中，整個軌道部件110及托架部件120由重量輕的連續纖維增強複合材料形成，從而可提供既使重量減少且機械強度、剛性、耐衝擊性能、低溫特性優秀的低重量、高強度的產品。
應當理解，雖然參照在附圖中示出的實施例來對本發明進行了說明，但這僅屬於示例性的，本發明所屬技術領域的普通技術人員可通過上述實施例實施多種變形及等同的其他實施例。因此，本發明的真正的技術保護範圍應根據以下的申請專利範圍所決定。
100‧‧‧保險杠用橫樑110‧‧‧軌道部件111‧‧‧結合部120‧‧‧托架部件130‧‧‧緊固板131‧‧‧緊固孔140‧‧‧緊固部件150‧‧‧導銷160‧‧‧鉚螺母（pop nut）h‧‧‧貫通孔
圖1為示出本發明一實施例的保險杠用橫樑的分解狀態的分解立體圖。 圖2為示出本發明一實施例的保險杠用橫樑的正面的主視圖。 圖3為擴大圖2的“A”部分的擴大圖。 圖4為沿著圖3的“Ⅳ-Ⅳ”線剖切的剖視圖。 圖5為示出結合部與托架部件之間相結合的其他例的圖。 圖6為示出托架部件與緊固板的結合狀態的圖。 圖7為示出本發明一實施例的保險杠用橫樑的平面的俯視圖。
100‧‧‧保險杠用橫樑
110‧‧‧軌道部件
111‧‧‧結合部
120‧‧‧托架部件
130‧‧‧緊固板
150‧‧‧導銷
160‧‧‧鉚螺母
Claims (5)
- 一種保險杠用橫樑，其中，包括：軌道部件，設置於車身，該軌道部件由連續纖維增強複合材料以軌道形狀加工成形，在該軌道部件的長度方向的兩側部分別形成有具有凸緣形狀的結合面的結合部；托架部件，以位於該車身與該軌道部件之間的方式分別設置於該軌道部件的長度方向的兩側部，從而分別與該結合部相結合，該托架部件由連續纖維增強複合材料以托架形狀加工成形，該托架部件的邊緣部份形成凸緣形狀的結合面，該托架部件的結合面與該結合部的結合面並排以與該結合部的結合面相結合的方式與該軌道部件結合；以及緊固板，分別設置於該結合部與該托架部件之間，用於加強與該車身相結合的該托架部件與該車身之間的結合面的剛性。
- 如請求項1之保險杠用橫樑，其中，該結合部的結合面與該托架部件的結合面相接觸的狀態下通過熔敷方式或鉚釘緊固方式相結合。
- 如請求項1之保險杠用橫樑，其中，還包括緊固部件，該緊固部件用於使該結合部的結合面與該托架部件的結合面相接觸的狀態下相結合，該緊固部件包括鉚釘，該鉚釘以從該結合部的外側貫通該結合部的結合面與該托架部件的結合面的方式向該托架部件側壓入，該鉚釘的被壓入的一側向外側方向開裂，並向該托架部件的內側深入，從而使該結合部與該托架部件相結合。
- 如請求項1之保險杠用橫樑，其中，還包括車身緊固部件，以貫通的方式使該緊固板與該結合部相緊固； 在該緊固板以貫通的方式形成有緊固孔，用於使該車身緊固部件貫通。
- 如請求項4之保險杠用橫樑，其中，該車身緊固部件包括導銷或鉚螺母中的至少一種，該導銷與該緊固板相結合，並貫通該緊固孔，從而向該車身側突出，該鉚螺母通過貫通該緊固孔來與該結合部及該緊固板相結合。
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2016
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