衝擊吸收件及車輛用緩衝裝置的製作方法

2023-07-25 13:32:31

專利名稱：衝擊吸收件及車輛用緩衝裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及衝擊吸收件及車輛用緩衝裝置。
背景技術：
以往，提出有利用在軸向折回的方式的塑性變形、所謂的曲折變形來吸收被施加的載荷從而吸收衝擊能量的部件來作為衝擊吸收件。例如專利文獻I記載了經由錐形部
(3)來將小徑部(2a)和大徑部(2b)連接的由金屬管構成的衝擊吸收件。大徑部(2b)的長度設定為小徑部(2a)的長度的約1/2，小徑部(2a)以錐形部(3)為起點曲折變形而收納於大徑部(2b)內，由此減少為了允許曲折變形所需的衝擊吸收件或者大徑部(2b)的後方的空間。專利文獻1:日本特開2006-8088號公報(第I圖-第9圖)在專利文獻I所記載的衝擊吸收件中，當例如相對於衝擊吸收件的軸向從傾斜的方向施加載荷等、該衝擊吸收件的大徑部變形且小徑部的曲折變形變得不穩定時，存在吸收衝擊能量的效率變低的可能性。

實用新型內容本實用新型的目的在於提供能夠使曲折變形更加穩定、且更加有效地吸收衝擊能量的衝擊吸收件以及車輛用緩衝裝置。為解決上述問題點，根據本實用新型的第一方式，衝擊吸收件具備:圓筒狀的小徑部；圓筒狀的大徑部，在上述大徑部設置有在軸向延伸並且向徑向外側突出的突部；以及環狀臺階部，其連接該小徑部與大徑部，利用上述小徑部以上述環狀臺階部為起點向上述大徑部內折回的塑性變形來吸收施加的載荷，從而吸收衝擊能量。根據該結構，通過在上述大徑部設置上述突部，能夠增大大徑部的剛性。因此，在吸收衝擊能量時，在上述小徑部向上述大徑部內折回時，能夠抑制上述大徑部的變形，而能夠使上述小徑部的曲折變形更加穩定，從而能夠更加有效地吸收衝擊能量。在一個方式中，上述環狀臺階部具有槽部，該槽部遍及該環狀臺階部的周向全長地延伸，並且在軸向朝向上述大徑部凹陷，促進上述小徑部的上述塑性變形。根據該結構，利用上述環狀臺階部的上述槽部，能夠促進上述小徑部的曲折變形，從而能夠使由該曲折變形吸收的載荷的上升更加迅速，並能夠更加有效地吸收衝擊能量。特別是相對於衝擊吸收件的軸線傾斜地施加載荷的情況等，即使在徑向的分力作用於上述小徑部的情況下，也能夠使該小徑部的曲折變形更加穩定。在其他方式中，衝擊吸收件還具有蓋部，該蓋部與上述小徑部一體形成，封閉上述小徑部的前端側的開口端，並安裝於安裝對象物。根據該結構，在將衝擊吸收件的小徑部安裝於安裝對象物時，由於不需要在上述小徑部的前端側的開口端另外通過焊接等來接合安裝用的板或者託架，從而能夠減少部件件數。[0012]在其他方式中衝擊吸收件是由深拉深成型所形成的深拉深成型品。根據該結構，例如將成為衝擊吸收件的材料的板材的一部分留成凸緣狀，將其設置為用於將上述大徑部安裝於安裝對象物的安裝部，能夠不需要在上述大徑部的開口端另外通過焊接等來接合安裝用的板(託架)，從而減少部件件數。特別是，通過將該結構用於上述一個方式，能夠按照基於金屬模的深拉深成型的一系列的工序來成型上述槽部，例如與利用獨立的其他工序成型上述槽部的情況相比，也能夠得到可減少製造工時的作用效果。或者，通過將該結構用於上述其他的方式，能夠按照基於金屬模的深拉深成型的一系列的工序來成型上述蓋部，例如與利用獨立的其他工序成型上述槽部的情況相比，也能夠得到可減少製造工時的作用效果。在第二方式中提供具備上述車輛用衝擊吸收件的車輛用緩衝裝置。根據該結構，能夠提供具備能夠使曲折變形更加穩定、且能夠更加有效地吸收衝擊能量的碰撞盒的車輛用緩衝裝置。另外，在其他的方式中，保險槓具有:主體壁部，其安裝於上述小徑部的前端，並在車輛的寬度方向延伸；以及一對對置壁部，它們分別與上述主體壁部的上端以及下端連接，在車輛的前後方向向上述大徑部側彎曲，並在上述碰撞盒的塑性變形時夾住上述大徑部。根據該結構，上述保險槓具備上述一對對置壁部，由此能夠延長上述碰撞盒的長度，從而能夠吸收更多的衝擊能量。另外，碰撞後，上述碰撞盒收納於上述保險槓的溝槽狀內部，從而能夠有效活用該碰撞盒的變形量。在本實用新型中，能夠提供使曲折變形更加穩定、並能夠更加有效地吸收衝擊能量的衝擊吸收件以及車輛用緩衝裝置。

圖1是表示本實用新型的一個實施方式的俯視圖。圖2是沿圖1的2-2線剖切的剖視圖。圖3是表示圖1的實施方式的立體圖。圖4是表示圖1的實施方式的動作的剖視圖。圖5是表不變形量與載荷之間的關係的圖表。
具體實施方式
以下，根據附圖對本實用新型的一個實施方式進行說明。圖1是表示用於汽車等車輛前部的本實施方式所涉及的車輛用緩衝裝置的俯視圖，圖2是沿圖1的2-2線剖切的剖視圖。該車輛用緩衝裝置由於在車寬方向對稱，所以僅表不其一側的構造(朝向車輛的前方的右側一半的結構)。如圖1所示，在車寬方向兩側配設有一對縱梁11，該一對縱梁11例如由金屬板構成，具有剖面為大致四邊形的中空結構並在車輛前後方向延伸。這些縱梁11構成車體的一部分。其中，在各縱梁11的前端利用焊接固定有例如由金屬板構成的大致四邊形的託架12。車輛用緩衝裝置具備作為衝擊吸收件的碰撞盒13，該碰撞盒13例如由金屬板(SPC270、SCGA270材等)的深拉深材形成，在車輛前後方向延伸，並安裝於上述各託架12的前表面。各碰撞盒13具備:圓筒狀的小徑部21 ;圓筒狀的大徑部23，大徑部23經由環狀臺階部22而以擴開的方式與該小徑部21連接；封閉上述小徑部21的前端側的開口端的圓盤狀的蓋部24，該蓋部24與小徑部21 —體形成。車輛前後方向的中心線配置成與上述縱梁11的車輛前後方向的中心線一致。這些小徑部21以及大徑部23分別具有外徑Rl以及外徑R2 (> Rl)地配置在同心圓上。小徑部21的軸向的長度LI的一半的長度(=Ll/2)設定成與大徑部23的軸向的長度L2大致相等(L1/2 L2)。另外，環狀臺階部22以在車輛前後方向折回的方式彎曲，以使得在剖面形狀中內周側比外周側更向後側突出，從而在內周側形成槽部22a。詳細地說，槽部22a遍及周向全長延伸並且在軸向朝向大徑部23凹陷。槽部22a是用於促進小徑部21的塑性變形或者曲折變形而形成的。在大徑部23的後端一體形成有多個(例如兩個)以規定角度位置向徑向外側延伸的板狀的安裝部25 (例如在本實施方式中，車寬方向兩側的兩處角度位置)。通過將螺母緊固於貫通上述託架12的螺栓BI的螺紋部，來將各碰撞盒13與這些安裝部25 —起固定於該託架12 (縱梁11)。另外，在蓋部24形成多個(例如在本實施方式中為四個)安裝孔24a。這些安裝孔24a以在上下左右並列設置的方式對稱配置。另外，車輛用緩衝裝置具備保險槓(bumper reinforcement) 16,保險槓16例如由鋁合金的擠壓材料構成，在車寬方向延伸並且在該車寬方向兩端部分別安裝於上述兩碰撞盒13的蓋部24。該保險槓16具有長條狀的主體壁部31以及一對對置壁部32、33，主體壁部31具有比上述大徑部23的外徑R2大的車輛上下方向的寬度、並在車寬方向延伸，一對對置壁部32、33分別與該主體壁部31的上端以及下端連接且在車輛的前後方向向上述大徑部23側彎曲。換句話說，保險槓16具有向碰撞盒13側打開的大致溝槽狀且恆定的剖面形狀。如圖1所示，在保險槓16的兩端部形成有隨著朝向外側而向後側彎曲的傾斜部16a，夾著該傾斜部16a，其車寬方向外側的前端部16b在比車寬方向中央部更靠車輛後側向車寬方向延伸。換句話說，俯視時，保險槓16的各端部呈所謂的兩段反向彎曲的形狀。保險槓16的前端部16b在主體壁部31的車輛上下方向中央部與蓋部24抵接，並通過將螺母緊固於貫通蓋部24 (即安裝孔24a)的螺栓B2的螺紋部，來將保險槓16的前端部16b與主體壁部31 —起固定於該蓋部24 (碰撞盒13)。圖3是表示碰撞盒13的立體圖。如該圖所示,在碰撞盒13的大徑部23，以與上述安裝部25對應的車寬方向兩側的角度位置設置有多個(例如各側為3個，合計為6個)向徑向外側突出的筋狀的突部26。這些配設於各側的突部26等角度間隔地隔離配置，並遍及大徑部23的軸向大致全長而在車輛前後方向延伸。各突部26是為了增大大徑部23的剛性並抑制因小徑部21引起的吸收衝擊能量時的變形的部件。接下來，對本實施方式的動作進行說明。若因車輛的碰撞等從前方受到衝擊，則該衝擊經由保險槓16以及兩碰撞盒13傳遞到兩縱梁11 (車體)。此時，兩碰撞盒13與保險槓16 —起發生塑性變形，來緩衝向車體以及乘客傳遞的衝擊。S卩，如圖4所示，各碰撞盒13利用小徑部21以上述環狀臺階部22 (槽部22a)為起點向大徑部23內折回狀態的塑性變形、即曲折變形，來吸收受到的載荷(軸壓縮載荷)從而吸收衝擊能量。換句話說，環狀臺階部22形成作為曲折變形的起點的應力集中部。特別是，由於槽部22a促進小徑部21的曲折變形(塑性變形)，從而利用曲折變形吸收的載荷的上升更加迅速。圖5是表示載荷相對於在吸收衝擊能量時碰單個撞盒13的變形量(行程)的變化的圖表。在該圖中，用雙點劃線對照描繪除了具備省略了槽部22a的錐形的環狀臺階部之外具有相同構造的以往的碰撞盒的變化。從該圖可明確，在本實施方式的碰撞盒13(實線)中，相對於以往的碰撞盒，曲折變形時的載荷的上升更加迅速，確認為能夠更加有效地吸收衝擊能量。另一方面，大徑部23在其內周側形成允許小徑部21朝向軸向折回的空間S(參照圖2)。此時，利用突部26增大了大徑部23的剛性，從而能夠抑制該大徑部23的變形，並使小徑部21的曲折變形更加穩定。在小徑部21最大限度曲折變形時，變形後的長度L1/2(=L2)的小徑部21完全收納於長度為L2的大徑部23內。並且，保險槓16具備一對對置壁部32、33，從而能夠延長碰撞盒13的長度(確保長度)，進而能夠吸收更多的衝擊能量。另外，在碰撞後，碰撞盒13收納於保險槓16的溝槽狀內部，從而能夠有效活用該碰撞盒13的變形量。例如，若碰撞盒13開始塑性變形，保險槓16的對置壁部32、33開始與碰撞盒13的大徑部23重疊，則對置壁部32、33成為包圍大徑部23的外周面的上下方向的狀態。因此，在這樣的狀態中，利用該對置壁部32、33能夠支撐大徑部23，從而也能夠期待抑制大徑部23倒掉的效果。並且，在從相對於車輛前後方向傾斜的方向與障礙物40 (參照圖1)碰撞的情況等，在從相對於碰撞盒13的軸線傾斜的方向施加載荷的情況下，雖然徑向的分力作用於小徑部21，但由於利用槽部22a促進了小徑部21的曲折變形，從而使該小徑部21的曲折變形更加穩定。特別是，對於保險槓16而言，由於經由傾斜部16a而將前端部16b配置於比車寬方向中央部更靠車輛後側，從而保險槓16在假設如雙點劃線所示在傾斜部16a之間的兩點與障礙物40碰撞的情況(例如以相對於車寬方向10°的角度發生了碰撞的情況)下，相對於碰撞盒13的車寬方向中心向其兩側施加載荷,從而能夠抵消作用於該碰撞盒13的基端的力的力矩的一部分。由此，能夠抑制碰撞盒13的橫向倒掉,進而能夠更加穩定地吸收衝擊能量。接下來，示意性地對本實施方式的碰撞盒13的製造方法進行說明。如上所述，碰撞盒13由金屬板的深拉深材構成，通過依次經過深拉深成型所涉及的各種金屬模的衝壓加工，能夠製造使小徑部21、大徑部23(突部26)、蓋部24以及安裝部25 —體化的完成了大致外形的原材料或者工件。但是，在該階段中，因深拉深成型的制約，只能成型相當於環狀臺階部22的錐形。接著，通過執行後續的衝壓加工來形成環狀臺階部22以及其槽部22a，從而完成碰撞盒13。其中，在該後續的衝壓加工中，利用沿小徑部21的外周面朝向該錐形滑動的圓環狀的金屬模以及沿大徑部23的內周面朝向該錐形滑動的圓環狀或者圓柱狀的金屬模。因此，通過經過深拉深成型的一系列的衝壓加工的流程和其他密切的衝壓加工，能夠在抑制製造工時增大的同時成型環狀臺階部22。如以上詳述的那樣，根據本實施方式，能夠得到以下所示的效果。(I)通過在大徑部23設置突部26，能夠增大大徑部23的剛性。因此，在吸收衝擊能量時，在小徑部21向大徑部23內折回時，能夠抑制大徑部23的變形，並使小徑部21的曲折變形更加穩定，從而能夠更加有效地吸收衝擊能量。(2)通過利用環狀臺階部22的槽部22a來促進小徑部21的曲折變形(塑性變形)，能夠使利用該曲折變形吸收的載荷的上升更加迅速，能夠更加有效地吸收衝擊能量。特別是在從相對於碰撞盒13的軸線傾斜的方向施加載荷的情況等，即便在徑向的分力作用於小徑部21的情況下，也能夠使該小徑部21的曲折變形更加穩定。(3)在碰撞盒13 (小徑部21)—體形成有蓋部24，並在將碰撞盒13安裝於安裝對象物(保險槓16)時，由於不需要在小徑部21的前端側的開口端另外通過焊接等來接合安裝用的板(託架)，所以能夠減少部件件數。(4)在碰撞盒13的深拉深成型時，將成為其材料的板材的一部分留成凸緣狀，通過將其設為用於將大徑部23安裝於安裝對象物(縱梁11)的安裝部25，能夠不需要在大徑部23的開口端另外通過焊接等來接合安裝用的板(託架)，所以能夠減少部件件數。另外，能夠按照基於金屬模的深拉深成型的一系列的工序來成型環狀臺階部22的槽部22a以及蓋部24，從而與例如利用獨立的其他工序成型槽部22a以及蓋部24的情況相比，能夠減少製造工時。(5)能夠提供具備使曲折變形更加穩定、並能夠更加有效地吸收衝擊能量的碰撞盒13的車輛用緩衝裝置。(6)保險槓16具備一對對置壁部32、33，由此能夠延長碰撞盒13的長度，從而能夠吸收更多的衝擊能量。另外，碰撞後，碰撞盒13收納於保險槓16的溝槽狀內部，從而能夠有效活用該碰撞盒13的變形量。(7)俯視時，保險槓16形成為兩段反向彎曲形狀，從而能夠提高其彎曲強度。此外，上述實施方式也可以如下變更。上述實施方式的碰撞盒13 (大徑部23)的突部26的個數以及其配置是一個例子，也可以是其他的個數以及配置。例如，突部26也可以遍及大徑部23的整周間歇地(例如等角度間隔等)配設。
`[0047] 小徑部21或者大徑部23的圓筒形狀是包含具有若干扁平的圓筒形狀的概念，例如橢圓筒形狀、扁平圓筒形狀。 碰撞盒13也可以是鐵衝壓材料、滾軋成型材料、鋁合金等輕金屬的擠壓材料。 也可以代替利用兩對置壁部32、33在上下支撐塑性變形的碰撞盒13的結構或者在該結構的基礎上，進行如下變更，即例如利用在車寬方向並列設置的一對對置壁部在左右支撐碰撞盒13。 保險槓16也可以是鐵衝壓材料、滾軋成型材料。 本實用新型所涉及的衝擊吸收件也可以用於例如縱梁11等碰撞盒以外的衝擊吸收用的框架。 本實用新型的衝擊吸收件以及車輛用緩衝裝置也可以用於車輛的後部。
權利要求1.一種衝擊吸收件，其特徵在於，具備: 圓筒狀的小徑部; 圓筒狀的大徑部，在所述大徑部上設置有在軸向延伸並且向徑向外側突出的突部；以及 環狀臺階部，其連接所述小徑部和所述大徑部， 利用所述小徑部以所述環狀臺階部為起點向所述大徑部內折回的塑性變形來吸收施加的載荷，從而吸收衝擊能量。
2.根據權利要求1所述的衝擊吸收件，其特徵在於， 所述環狀臺階部具有槽部，該槽部遍及所述環狀臺階部的周向全長地延伸，並且在軸向朝向所述大徑部凹陷，促進所述小徑部的所述塑性變形。
3.根據權利要求1所述的衝擊吸收件，其特徵在於， 還具有蓋部，該蓋部與所述小徑部一體形成，封閉所述小徑部的前端側的開口端，並安裝於安裝對象物。
4.根據權利要求2所述的衝擊吸收件，其特徵在於， 還具有蓋部，該蓋部與所述小徑部一體形成，封閉所述小徑部的前端側的開口端，並安裝於安裝對象物。
5.根據權利要求廣4中任一 項所述的衝擊吸收件，其特徵在於， 所述衝擊吸收件是由深拉深成型所形成的深拉深成型品。
6.一種車輛用緩衝裝置，其特徵在於，具備: 保險槓，其在車輛的寬度方向延伸，並具有兩端； 一對縱梁，它們在車輛的前後方向延伸；以及 一對碰撞盒，它們在保險槓的兩端部，分別介於所述保險槓和一對縱梁之間， 所述碰撞盒為衝擊吸收件，其具備: 圓筒狀的小徑部; 圓筒狀的大徑部，在所述大徑部上設置有在軸向延伸並且向徑向外側突出的突部；以及 環狀臺階部，其連接所述小徑部和所述大徑部， 所述衝擊吸收件利用所述小徑部以所述環狀臺階部為起點向所述大徑部內折回的塑性變形來吸收施加的載荷，從而吸收衝擊能量。
7.根據權利要求6所述的車輛用緩衝裝置，其特徵在於， 所述環狀臺階部具有槽部，該槽部遍及所述環狀臺階部的周向全長地延伸，並且在軸向朝向所述大徑部凹陷，促進所述小徑部的所述塑性變形。
8.根據權利要求6所述的車輛用緩衝裝置，其特徵在於， 還具有蓋部，該蓋部與所述小徑部一體形成，封閉所述小徑部的前端側的開口端，並安裝於安裝對象物。
9.根據權利要求7所述的車輛用緩衝裝置，其特徵在於， 還具有蓋部，該蓋部與所述小徑部一體形成，封閉所述小徑部的前端側的開口端，並安裝於安裝對象物。
10.根據權利要求6、中任一項所述的車輛用緩衝裝置，其特徵在於，所述車輛用緩衝裝置是由深拉深成型所形成的深拉深成型品。
11.根據權利要求6所述的車輛用緩衝裝置，其特徵在於， 所述保險槓具有: 主體壁部，其安裝於所述小徑部的前端，並在車輛的寬度方向延伸；以及一對對置壁部，它們分別與所述主體壁部的上端以及下端連接，在車輛的前後方向向所述大徑部側彎曲，並在所述碰 撞盒的塑性變形時夾住所述大徑部。
專利摘要本實用新型提供衝擊吸收件及車輛用緩衝裝置，其中，衝擊吸收件具備圓筒狀的小徑部、圓筒狀的大徑部以及連接該小徑部與大徑部的環狀臺階部。衝擊吸收件利用上述小徑部以上述環狀臺階部為起點向上述大徑部內折回的塑性變形來吸收施加的載荷從而吸收衝擊能量。在大徑部設置有在軸向延伸並向徑向外側突出的突部。因此，衝擊吸收件能夠使曲折變形更穩定，並能夠更加有效地吸收衝擊能量。
文檔編號B60R19/34GK202923552SQ20109000129
公開日2013年5月8日 申請日期2010年11月11日 優先權日2009年11月16日
發明者羽田真一, 北恭一, 松井恭輔, 大林環 申請人:愛信精機株式會社, 愛信輕金屬株式會社