TWI451989B - 車輛用保險桿裝置 - Google Patents

Description

車輛用保險桿裝置

本發明是關於車輛用保險桿裝置。

車輛用保險桿裝置，具備有朝車輛的寬度方向延伸的保險桿強化件。保險桿強化件的各端部，分別結合於：朝車輛的前後方向延伸的一對結合構件(側構件等)。

在專利文獻1記載的保險桿強化件，是藉由輥軋成形的高張力鋼板所形成。該保險桿強化件，沿著保險桿強化件的長軸方向具有一定的剖面形狀。該保險桿強化件，是沿著具有一定曲率半徑的圓弧而彎曲。在專利文獻2記載的保險桿強化件，是藉由衝壓成形的高張力鋼板所形成。該保險桿強化件，具有大致B字型的剖面形狀。該保險桿強化件的剖面形狀，是從保險桿強化件的中央朝各端部漸漸變化。

[專利文獻1]

日本特許第2846983號公報(美國特許第5306058號說明書)

[專利文獻2]

日本特開2000-335333號公報

可是，在專利文獻1、2記載的保險桿強化件90，如第4圖(a)所示，當藉由與竿柱P的衝撞而讓荷重集中施加在強度最弱的保險桿強化件90的長軸方向的中央時，保險桿強化件90容易彎折。而如第4圖(b)所示，當因為偏向衝撞，而對於位於結合構件91的前方的保險桿強化件90的端部，障礙物V衝撞而荷重平均施加時，夾在障礙物V與結合構件之間的保險桿強化件90的端部的剖面會壓曲。結果，則不能藉由保險桿強化件90有效率地吸收衝撞能量。

因為上述的原因，而有必須要提高保險桿強化件90的中央的彎曲強度、或保險桿強化件90的端部的剖面壓曲強度。因此，例如考慮要涵蓋保險桿強化件90全體使其板厚度增加。可是，伴隨著板厚度的增加，保險桿強化件90的質量也會增加。

本發明的目的，要提供一種車輛用保險桿裝置，不會使保險桿強化件的質量增大，而能將保險桿強化件中央的彎曲強度、及保險桿強化件的端部的剖面壓曲強度提高。

為了解決上述問題，藉由本發明的第一型態，提供一種車輛用保險桿裝置，是具備有保險桿強化件的車輛用保險桿裝置，保險桿強化件，朝車輛的寬度方向延伸並且具有一對端部，一對端部分別結合於：朝車輛的前後方向延伸的一對結合構件。保險桿強化件，是具備有：朝車輛的寬度方向延伸並且構成保險桿強化件的前部的外側壁部；連接於外側壁部的上端緣，將朝車輛的寬度方向開口的中空部與外側壁部一起形成，且構成保險桿強化件的後部的上半部分的上側壁部；連接於外側壁部的下端緣，將朝車輛的寬度方向開口的中空部與外側壁部一起形成，且構成保險桿強化件的後部的下半部分的下側壁部；使外側壁部朝後方凹入所構成，且沿著車輛的寬度方向延伸的外側捲邊；構成上側壁部的上部的上壁部；在上壁部沿著車輛的寬度方向間歇性地配置，使上壁部朝下方凹入所構成，且沿著車輛的前後方向延伸的上側捲邊；構成下側壁部的下部的下壁部；以及在下壁部沿著車輛的寬度方向間歇性地配置，使下壁部朝上方凹入所構成，且沿著車輛的前後方向延伸的下側捲邊。

在上述車輛用保險桿裝置，外側捲邊，是配置在保險桿強化件的車輛的寬度方向的中央，上側捲邊及下側捲邊，配置在保險桿強化件的兩端部較佳。

藉由上述各構造，則即使藉由與竿柱的衝撞而荷重集中施加在強度最弱的保險桿強化件的中央，藉由外側捲邊也能提高保險桿強化件的外側壁部的剛性，所以很難將保險桿強化件彎折。而即使藉由偏向衝撞而荷重平均地施加在保險桿強化件的端部，也能藉由上側捲邊及下側捲邊來提高保險桿強化件的上壁部及下壁部的剛性，所以保險桿強化件的端部的剖面很難壓曲。於是，不用涵蓋保險桿強化件全體使板厚度增加，因應於衝撞的型態在對應的部位能確保充分的強度。

在上述的車輛用保險桿裝置，上側壁部及下側壁部，分別具有在上下方向相對向的相對向壁部，在各相對向壁部，以使前部與後部高度不同的方式形成有階段差較佳。

藉由該構造，藉由設置在各相對向壁部的階段差，讓各相對向壁部的壓曲波長縮小，藉此讓保險桿強化件的壓曲強度增加。

在上述的車輛用保險桿裝置，在保險桿強化件的車輛的寬度方向的中央形成有直線部，保險桿強化件的各端部，從直線部的兩端朝後方傾斜較佳。

藉由該構造，保險桿強化件在兩處部位彎曲，所以當與前面或後面為平坦的車輛衝撞時，相對於保險桿強化件的直線部，能使從前方施加的荷重，在保險桿強化件的直線部均勻分散。因此，能避免荷重集中在保險桿強化件的一處部位而讓保險桿強化件彎折的情形。

在上述的車輛用保險桿裝置，保險桿強化件的剖面形狀的角部的曲率半徑為5mm以下較佳。

藉由該構造，與曲率半徑超過5mm的情況相比，能夠使保險桿強化件的彎曲強度及剖面壓曲強度雙方增大。

以下是針對將本發明的車輛用保險桿裝置適用於汽車的前部部分的一種實施方式根據圖面來說明。

如第1圖所示，車輛，具備有作為結合構件的一對側構件11。各側構件11，分別設置在車輛的兩側部。側構件11，是由金屬板所構成。側構件11，具有剖面為大致四角形的中空構造。側構件11，沿著車輛的前後方向延伸。側構件11，構成車輛的車體的一部分。在各側構件11的前端，經由沒有圖示的托架，結合著保險桿強化件16的各端部。保險桿強化件16，沿著車輛的寬度方向延伸。保險桿強化件16，是由輥軋成形的金屬板例如1500MPa級的鋼板所構成。保險桿強化件16，沿著保險桿強化件16的長軸方向具有大致一定的剖面形狀。保險桿強化件16，具有：沿著車輛的寬度方向延伸的直線部17、以及從直線部17的兩端朝後方傾斜延伸的一對端部18。保險桿強化件16，在各端部18，結合及支承於側構件11的前端面。保險桿強化件16，在直線部17及一對端部18的各交界位置分別彎曲。也就是說，保險桿強化件16，在車輛的寬度方向的夾在兩側構件11之間的兩處部位彎曲。直線部17及一對端部18的各交界位置，是相對於車輛的中心線對稱配置。

如第2圖(a)及第2圖(b)所示，保險桿強化件16的高度，與側構件11的高度相同。因此，保險桿強化件16的上下方向的大致全體是對於側構件11被支承。保險桿強化件16，具有剖面大致B字型。保險桿強化件16，具有：作為外側壁部的前壁部21、上側壁部22、及下側壁部23。前壁部21，是沿著車輛的寬度方向延伸，並且構成保險桿強化件16的前部。上側壁部22，連接於前壁部21的上端緣，且與前壁部21一起形成：朝車輛的寬度方向(與第2圖(a)及第2圖(b)的紙面正交的方向)開口的中空部C1，且構成了保險桿強化件16的後部的上半部分。下側壁部23，連接於前壁部21的下端緣，且與前壁部21一起形成：朝車輛的寬度方向開口的中空部C2。下側壁部23，構成了保險桿強化件16的後部的下半部分。

上側壁部22，成形為朝前方開口的剖面大致U字型。上側壁部22，具有上壁部24、後壁部25、及延伸壁部26。上壁部24，連接於前壁部21上端緣，且構成上側壁部22的上部。後壁部25，從上壁部24的後端緣朝下方延伸。延伸壁部26，從後壁部25的下端緣朝前方延伸，並且抵接於前壁部21的後端面。同樣地，下側壁部23，成形為朝前側開口的剖面大致U字型。下側壁部23，具有：下壁部27、後壁部28、及延伸壁部29。下壁部27，連接於前壁部21的下端緣，構成下側壁部23的下部。後壁部28，從下壁部27的後端緣朝上方延伸。延伸壁部29，從後壁部28的上端緣朝前方延伸，並且抵接於前壁部21的後端面。保險桿強化件16的後壁部25、28，是與側構件11結合的部分。

前壁部21，包含有當與車輛衝撞時承受來自前方的荷重的面。在前壁部21的中央，藉由輥軋成形使金屬板的端緣互相對接。在前壁部21，將金屬板的兩端緣焊接於連接壁30。延伸壁部26、29，是在上下方向相對向的相對向壁部，經由連接壁30連續性地設置。連接壁30，在重疊於前壁部21的中央的狀態，沿著車輛的寬度方向延伸。在延伸壁部26，形成有階段差26c。藉由階段差26c，相較於接近後壁部25的壁部26a的高度，接近連接壁30的壁部26b的高度較低。同樣地，在延伸壁部29，也形成有階段差29c。藉由階段差29c，相較於接近後壁部28的壁部29a的高度，接近連接壁30的壁部29b的高度較高。並且，在保險桿強化件16的剖面形狀，至少在第2圖(a)所示的範圍Z的角部，設定在曲率半徑2～5mm的範圍，例如設定為2mm。範圍Z的角部，對於因為與車輛的衝撞導致的保險桿強化件16的塑性變形具有支配性。藉由將範圍Z的角部的曲率半徑設定在2～5mm的範圍，則保險桿強化件16的剖面二次力矩及剖面壓潰的固定端係數，也就是彎曲強度及剖面壓曲強度會增大。

如第1圖、第2圖(a)及第2圖(b)所示，在前壁部21，形成有一對外側捲邊31。外側捲邊31，使前壁部21朝後方凹入所構成。各外側捲邊31，分別配置在夾著前壁部21的中央的兩側。外側捲邊31，在直線部17沿著車輛的寬度方向延伸。外側捲邊31，使前壁部21相對於來自前方的荷重的剛性增大。

在上壁部24，並列形成有四個上側捲邊32。上側捲邊32，使結合於側構件11的保險桿強化件16的端部18朝下方凹入所形成。上側捲邊32，沿著車輛的寬度方向間歇性地配置。上側捲邊32，沿著車輛的前後方向延伸。同樣地，在下壁部27，形成有四個下側捲邊33。下側捲邊33，是在結合於側構件11的保險桿強化件16的端部18朝上方凹入所形成。下側捲邊33配置成在上下方向與上側捲邊32相對向。因此，下側捲邊33，與上側捲邊32同樣地沿著車輛的寬度方向間歇性地配置，並且朝車輛的前後方向延伸。上側捲邊32及下側捲邊33，分別使上壁部24及下壁部27相對於來自前方的荷重的剛性增大。上壁部24，在直線部17及一對端部18的各交界位置分別具有四個捲邊34。下壁部27，也在直線部17及一對端部18的各交界位置分別具有四個捲邊34。捲邊34，當在兩處部位將保險桿強化件16彎曲時，能促進該彎曲而能防止產生多餘的應力。

接著針對上述的保險桿強化件16的製造方法加以說明。

在進行輥軋步驟前的衝壓步驟，製作出：具備有安裝孔或捲邊31～34的一個金屬製的材料。在之後的輥軋步驟，製造出保險桿強化件16。藉由該製造方法，與僅以輥軋步驟製造保險桿強化件16的情況相比，輥軋加工機的加工程序變少，可以使生產線縮短。

藉由與車輛的衝撞而從前方施加的衝撞，是經由保險桿強化件16傳達到側構件11(車體)。此時，藉由保險桿強化件16塑性變形，使傳達到車體的衝擊變弱，藉此將施加在車體及乘客的衝擊能量吸收。如第3圖所示，尤其藉由在延伸壁部26、29分別設置的階段差26c、29c，讓延伸壁部26、29的壓曲波長變小，藉此讓保險桿強化件16的壓曲強度增加。

並且，即使竿柱P衝撞到保險桿強化件16的長軸方向的中央，保險桿強化件16也不容易彎折。這是因為利用外側捲邊31讓前壁部21的剛性增大。而即使因為偏向衝撞而對於保險桿強化件16的端部18平均施加荷重，而夾在障礙物V與側構件11之間的保險桿強化件16的端部18的剖面也很難壓曲。這是因為藉由上側捲邊32及下側捲邊33，讓上壁部24及下壁部27的剛性增大。

以上藉由上述的車輛用保險桿裝置，可獲得以下所示的效果。

(1)即使竿柱P衝撞到保險桿強化件16的長軸方向的中央，也能藉由外側捲邊31，防止保險桿強化件16的彎折。而即使藉由偏向衝撞，對於保險桿強化件16的端部18平均地施加荷重，也能藉由上側捲邊32及下側捲邊33，防止保險桿強化件16的端部18的剖面壓曲。於是，不用涵蓋保險桿強化件16全體使其板厚度增加，能因應於衝撞的型態在對應的部位確保有充分的強度，能將來自車輛前方的衝撞有效率地吸收。

(2)藉由分別設置在延伸壁部26、29的階段差26c、29c，讓延伸壁部26、29的壓曲波長變小，藉此，讓保險桿強化件16的壓曲強度增加。

(3)保險桿強化件16在兩處部位彎曲。因此，當與前面或後面平坦的車輛衝撞時，對於保險桿強化件16的直線部17全體，從前方施加的荷重，能在直線部17平均分散。因此，例如，能夠避免：荷重集中在保險桿強化件16的一處部位而讓保險桿強化件16彎折。

(4)在保險桿強化件16的剖面形狀，是將角部的曲率半徑設定在2~5mm的範圍。例如，與曲率半徑超過5mm的情況相比，能夠使保險桿強化件16的彎曲強度及剖面壓曲強度的兩者增大。

上述的實施方式也能如以下方式變更。

外側捲邊31，是一支或三支以上也可以。外側捲邊31，也可延伸成涵蓋保險桿強化件16的長軸方向全長。

上側捲邊32或下側捲邊33，是三支以下或五支以上也可以。上側捲邊32或下側捲邊33，涵蓋保險桿強化件16的長軸方向全長間歇性地配置也可以。

保險桿強化件16，是鐵衝壓材或鋁合金的擠壓材也可以。

本發明也適用於車輛的後部部分。

保險桿強化件16，也能用輥軋成形以外的方法，例如擠壓成形或液壓成形工法所形成。藉此，容易將保險桿強化件16的角部的曲率半徑設定為2mm以下(包含0mm)，能夠將保險桿強化件16的彎曲強度及剖面壓曲強度更加提高。

11‧‧‧側構件

16‧‧‧保險桿強化件

17‧‧‧直線部

18‧‧‧端部

21‧‧‧前壁部

22‧‧‧上側壁部

23‧‧‧下側壁部

24‧‧‧上壁部

25‧‧‧後壁部

26‧‧‧延伸壁部

27‧‧‧下壁部

28‧‧‧後壁部

29‧‧‧延伸壁部

30‧‧‧連接壁

31‧‧‧外側捲邊

32‧‧‧上側捲邊

33‧‧‧下側捲邊

34‧‧‧捲邊

第1圖是顯示將本發明的車輛用保險桿裝置具體化的一種實施方式的立體圖。

第2圖(a)及第2圖(b)分別是沿著第1圖的2a-2a線及2b-2b線的剖面圖。

第3圖是顯示本實施方式的車輛用保險桿的作用的剖面圖。

第4圖(a)及第4圖(b)是顯示習知形態的動作的說明圖。

11．．．側構件

16．．．保險桿強化件

17．．．直線部

18．．．端部

21．．．前壁部

22．．．上側壁部

23．．．下側壁部

24．．．上壁部

27．．．下壁部

31．．．外側捲邊

32．．．上側捲邊

33．．．下側捲邊

34．．．捲邊

Claims (8)

1. 一種車輛用保險桿裝置，是具備有保險桿強化件的車輛用保險桿裝置，上述保險桿強化件，朝車輛的寬度方向延伸並且具有一對端部，上述一對端部分別結合於：朝車輛的前後方向延伸的一對結合構件；上述保險桿強化件，是具備有：朝上述車輛的寬度方向延伸並且構成上述保險桿強化件的前部的外側壁部；連接於上述外側壁部的上端緣，將朝上述車輛的寬度方向開口的中空部與上述外側壁部一起形成，且構成上述保險桿強化件的後部的上半部分的上側壁部；連接於上述外側壁部的下端緣，將朝上述車輛的寬度方向開口的中空部與上述外側壁部一起形成，且構成上述保險桿強化件的後部的下半部分的下側壁部；使上述外側壁部朝後方凹入所構成，且沿著上述車輛的寬度方向延伸的外側捲邊；構成上述上側壁部的上部的上壁部；在上述上壁部沿著上述車輛的寬度方向間歇性地配置，使上述上壁部朝下方凹入所構成，且沿著上述車輛的前後方向延伸的上側捲邊；構成上述下側壁部的下部的下壁部；以及在上述下壁部沿著上述車輛的寬度方向間歇性地配置，使上述下壁部朝上方凹入所構成，且沿著上述車輛的前後方向延伸的下側捲邊， 在上述保險桿強化件的車輛的寬度方向之中央形成有直線部，上述保險桿強化件的車輛的寬度方向之兩端部係從上述直線部的兩端朝後方傾斜，上述保險桿強化件在上述直線部及上述兩端部的各交界位置分別彎曲，上述上側捲邊係配置在上述保險桿強化件的車輛的寬度方向之兩端部，在與上述上壁部的上述各交界位置相對應的位置形成有第1捲邊，上述第1捲邊係使上述上壁部朝下方凹入所形成，且朝車輛前後方向延伸。
2. 如申請專利範圍第1項的車輛用保險桿裝置，其中上述外側捲邊，是配置在上述保險桿強化件的上述車輛的寬度方向的中央，上述上側捲邊及上述下側捲邊，配置在上述保險桿強化件的兩端部。
3. 如申請專利範圍第1或2項的車輛用保險桿裝置，其中上述上側壁部及上述下側壁部，分別具有在上下方向相對向的相對向壁部，在上述各相對向壁部，以使前部與後部高度不同的方式形成有階段差。
4. 如申請專利範圍第1或2項的車輛用保險桿裝置，其中上述保險桿強化件的剖面形狀的角部的曲率半徑為5mm 以下。
5. 如申請專利範圍第1項的車輛用保險桿裝置，其中上述下側捲邊係配置在上述保險桿強化件的車輛的寬度方向之兩端部，在與上述下壁部的上述各交界位置相對應的位置形成有第2捲邊，上述第2捲邊係使上述下壁部朝上方凹入所形成，且朝車輛前後方向延伸。
6. 如申請專利範圍第1項的車輛用保險桿裝置，其中上述保險桿強化件是對預先設置有上述外側捲邊、上述上側捲邊、上述下側捲邊、上述第1捲邊的金屬板進行輥軋成形，使上述直線部及上述兩端部的各交界位置彎曲而成形。
7. 如申請專利範圍第5項的車輛用保險桿裝置，其中上述保險桿強化件是對預先設置有上述外側捲邊、上述上側捲邊、上述下側捲邊、上述第2捲邊的金屬板進行輥軋成形，使上述直線部及上述兩端部的各交界位置彎曲而成形。
8. 一種車輛用保險桿裝置，是具備有保險桿強化件的車輛用保險桿裝置，上述保險桿強化件，朝車輛的寬度方向延伸並且具有一對端部，上述一對端部分別結合於：朝車輛的前後方向延伸的一對結合構件；上述保險桿強化件，是具備有：朝上述車輛的寬度方向延伸並且構成上述保險桿強化 件的前部的外側壁部；連接於上述外側壁部的上端緣，將朝上述車輛的寬度方向開口的中空部與上述外側壁部一起形成，且構成上述保險桿強化件的後部的上半部分的上側壁部；連接於上述外側壁部的下端緣，將朝上述車輛的寬度方向開口的中空部與上述外側壁部一起形成，且構成上述保險桿強化件的後部的下半部分的下側壁部；使上述外側壁部朝後方凹入所構成，且沿著上述車輛的寬度方向延伸的外側捲邊；構成上述上側壁部的上部的上壁部；在上述上壁部沿著上述車輛的寬度方向間歇性地配置，使上述上壁部朝下方凹入所構成，且沿著上述車輛的前後方向延伸的上側捲邊；構成上述下側壁部的下部的下壁部；以及在上述下壁部沿著上述車輛的寬度方向間歇性地配置，使上述下壁部朝上方凹入所構成，且沿著上述車輛的前後方向延伸的下側捲邊，在上述保險桿強化件的車輛的寬度方向之中央形成有直線部，上述保險桿強化件的車輛的寬度方向之兩端部係從上述直線部的兩端朝後方傾斜，上述保險桿強化件在上述直線部及上述兩端部的各交界位置分別彎曲，上述下側捲邊係配置在上述保險桿強化件的車輛的寬 度方向之兩端部，在與上述下壁部的上述各交界位置相對應的位置形成有第2捲邊，上述第2捲邊係使上述下壁部朝上方凹入所形成，且朝車輛前後方向延伸。