CN108349452A - 保险杠加强件的制造方法 - Google Patents

Abstract

将中央位置的部件(14A)与两侧位置的部件(14B)接合来形成平板形状的拼焊板材，并利用热压工艺对该拼焊板材进行加压成型而形成长边形状且M字敞开截面的保险杠加强件(14)，在进行该热压工艺时，将两端部位的截面宽度形成为比中央部位的截面宽度宽大，中央位置的部件(14A)与两侧位置的部件(14B)之间的厚度差接合线(S)位于中间部加宽范围(Y2)的位置。

Description

保险杠加强件的制造方法

技术领域

本发明涉及保险杠加强件的制造方法。尤其涉及利用热压工艺将中央位置的部件与其两侧位置的部件的板厚不同的拼焊板材形成为规定的M字敞开截面形状的保险杠加强件的制造方法。

背景技术

在汽车车身的前部或者后部具备用于承受车辆碰撞时的碰撞载荷的保险杠构造。在保险杠构造中，作为芯构件具备保险杠加强件。保险杠加强件沿汽车车身的宽度方向配设为长条形状，并在汽车车身的宽度方向的两端部位置通过保险杠支承构造与汽车车身的框架部件连结从而被支承。

保险杠加强件为了实现轻型化，有时由拼焊板材来制造(参照日本特开2001-180398号公报)。通常，从车辆碰撞载荷的负载的施加方式出发，与保险杠加强件的长边方向的中央位置的部件相比，将其两侧位置的部件的板厚减薄来实现轻型化。

另外，为了实现保险杠加强件的强度的提高，设计出各种截面形状。例如有B字截面形状(参照日本特开2001-180398号公报)、M字敞开截面形状(参照日本特开2013-18297号公报以及日本特开2007-38756号公报)。

另外，从保险杠加强件配置在汽车的前部或者后部的设计上的观点来看，其两端部位朝汽车车身方向弯曲(圆弧)而形成。

进一步，在保险杠加强件的两端部，配置有用于与汽车车身的框架部件连结的保险杠支承构造。而且，在汽车前部，在该支承构造间的保险杠加强件的背后位置，配置有进行发动机的冷却的散热器。此外，作为保险杠支承构造，通常配置有能够吸收碰撞能量的冲撞盒。因此，保险杠加强件的中央部的截面宽度为了使散热器的冷却作用良好，应该在确保必要的强度的基础上，尽量形成为窄小。

另一方面，从配置冲撞盒的关系来看，两端部为该安装所需的、比中央部宽的截面宽度。进而将中央部与两端部连接的中间部为从中央部朝向两端部逐渐加宽的截面宽度。

像这样，对于保险杠加强件的截面宽度而言，中央部为相对窄小的一定宽度的形状，两端部为相对宽大的一定宽度的形状，中间部为从中央部朝向两端部逐渐加宽的形状。

以上形态的保险杠加强件通过冷冲压加工或者热压工艺成型。

在通过拼焊板材的冷冲压对上述的B型截面的保险杠加强件进行成型的情况下，存在如下问题。

首先，在冷冲压成型时，构成拼焊板材的中央位置的部件、其两侧位置的部件、以及它们之间的焊接部的强度各不相同，因此弹性变形回复量的差异较大，难以达到精度。

另外，因焊接的热影响而软化的焊接部周边易在成型时断裂。除此之外，为了提高冲击耐力，在将托架等焊接于保险杠加强件并进行安装的情况下，由于为电弧焊接，因此成本高。

另外，在B型截面的情况下，冲撞盒安装部成为反碰撞面，因此冲撞盒的行程量少，效率不高。而且，在通过冷成型进行弯曲成型的情况下，褶皱集中到低强度部。因此褶皱重叠而造成产品不良。

发明内容

本发明者想要通过对作为截面形状、在敞开截面中从强度来看效果最好的M字敞开截面通过热压工艺进行成型，从而解决上述B型截面形状的问题。但是，没有解决成型时的褶皱产生这一问题。因此，着眼于拼焊板材的厚度差接合线的位置，以该位置会不会与褶皱的产生有关的观点反复进行了潜心研究。结果发现：若使拼焊板材的厚度差接合线位于中间部加宽范围的位置，则能够防止或抑制褶皱的产生。

本发明的一个方式所涉及的方法为在汽车车身的前部或者后部朝向车身的宽度方向配设的长条形状的保险杠加强件的制造方法，其中，以如下方式进行成型：将板厚不同的中央位置的部件与其两侧位置的部件接合来形成平板形状的拼焊板材，利用热压工艺对该拼焊板材进行加压成型而形成长条形状且M字敞开截面的保险杠加强件，划分出中央部窄小范围、比该中央部窄小范围宽大的两端部宽大范围、以及从中央部窄小范围朝向两端部宽大范围逐渐加宽的中间部加宽范围，并且将长条形状的两端部位形成为相对于中央部位朝截面的开口侧弯曲，在进行该热压工艺时，使中央位置的部件与两侧位置的部件之间的厚度差接合线位于上述中间部加宽范围内的位置。

由此，根据实施方式，中央位置的部件、其两侧位置的部件以及拼焊板材的焊接部彼此的强度差较小，弹性变形回复量几乎相等，因此能够获得精度优良的产品，并且也能够防止成型时的焊接部周边的断裂。

另外，根据实施方式，由于没有低强度部，所以能够抑制褶皱的集中。像这样，褶皱不集中在低强度部，因而能够防止或抑制褶皱的产生。另外，虽然与通常的冲压成型相同地，欲在弯曲形成的起点部以及加宽形成的起点部产生较大的褶皱，但厚度差接合线成为棱线，并将褶皱分割，使其向中央位置的部件与其两侧位置的部件分散，从而能够防止或抑制褶皱的产生。

作为一个实施方式，优选在一定宽度的上述两端部宽大范围与汽车车身之间安装冲撞盒。由此，作用于保险杠加强件的碰撞冲击载荷的能量也被冲撞盒吸收。

作为其他实施方式，优选上述中央位置的部件的板厚与其两侧位置的部件的板厚相比更厚。由此，能够使中央位置的部件的强度为比两侧位置的部件的强度高的强度，从而能够可靠地承受碰撞载荷。

另外作为其它实施方式，优选上述中央位置的部件的材质与上述两侧位置的部件的材质为相同的材质。由此保险杠加强件的构成部件的材质为一种，易于采购。

另外作为其它实施方式，优选在上述M字敞开截面形状的开口部形成凸缘，在该凸缘通过焊接安装作为强度加强部件的托架。在该情况下，能够通过安装于凸缘的托架实现保险杠加强件的耐力提高。另外，该情况的托架的焊接能够为点焊，从而能够为低成本。

根据实施方式，能够防止或抑制在热压成型时生成的褶皱的产生。即，通过使拼焊板材的厚度差接合线的位置为保险杠加强件的中间部加宽范围的位置，从而对于欲在热压成型时产生的褶皱而言，由于厚度差接合线成为棱线，而将褶皱分割，从而防止或抑制褶皱的产生。

附图说明

图1是示出保险杠构造相对于汽车车身的配置位置的简图。

图2是从前方的上方观察的作为一个实施方式的保险杠加强件的立体图。

图3是示出从前方观察到的右半部分的保险杠加强件的主视图。

图4是图2以及图3的IV-IV线剖视图。

图5是图2以及图3的V-V线剖视图。

图6是作为一个实施方式的保险杠加强件的制造工序图。

图7是示出作为一个实施方式的保险杠加强件的褶皱的产生状态的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

首先，图1示出汽车的保险杠构造10的配置位置。保险杠构造10通常相对于汽车车身12沿宽度方向配置于汽车车身12的前部与后部。在图1中，用箭头F表示汽车车身12的前方，用箭头R表示后方。保险杠构造10由保险杠加强件14、保险杠被覆部件16及保险杠支承构造18组成。保险杠加强件14配设为保险杠构造10的强度上的芯构件。保险杠被覆部件16以覆盖保险杠加强件14的前表面的方式配设。保险杠被覆部件16配置于保险杠构造10的最外表面，形成为考虑到美观的结构。通常，由适于图案的成型的树脂制形成。

保险杠支承构造18在保险杠加强件14的长边方向(以汽车车身12观察为宽度方向)的两端部的位置被配设在汽车车身12的框架部件(未图示)与保险杠加强件14之间。并且，通过该保险杠支承构造18将由保险杠加强件14承受的碰撞载荷传递到汽车车身12，并由汽车车身12支承。在优选实施方式中，保险杠支承构造18由被称为冲撞盒(Crash box)的能够吸收碰撞能量的构成部件形成。

此外，之后说明的实施方式以配置于汽车车身12的前部的保险杠加强件14的情况为例进行说明。当然，保险杠加强件也可以配设于汽车车身的后部。

作为一个实施方式，保险杠构造10为上述的配置结构，因此通过汽车的正面碰撞而作用于保险杠构造10的中央部位置的碰撞载荷以如下方式被承受。

首先，用保险杠被覆部件16承受碰撞载荷，并将其通过保险杠加强件14支撑。进而，作用于保险杠加强件14的载荷经由作为配置于保险杠加强件14的两端部的保险杠支承构造18的冲撞盒被汽车车身12承受。此时，冲撞盒18吸收碰撞能量。

图2至图5示出通过作为一个实施方式的制造方法制作出的保险杠加强件14的结构。图2是从前方的上方观察到的立体图，图3是示出从前方观察到的右半部分的主视图，图4是图2以及图3的IV-IV线剖视图，图5示出图2以及图3的V-V线剖视图。如图2所示，保险杠加强件14为长条形状。保险杠加强件14通过三个部件接合而形成。即，被分割成三部分而形成。

通过将图2所示的X1范围的中央位置的部件14A与以X2范围示出的两侧位置的部件14B利用激光焊接接合而形成。中央位置的部件14A与两侧位置的部件14B的板厚不同，与中央位置的部件14A的板厚相比，两侧位置的部件14B的板厚更薄。在优选实施方式中，中央位置的部件14A的板厚为2.0mm，两侧位置的部件14B的板厚为1.6mm，有0.4mm的板厚差。像这样，优选实施方式的保险杠加强件14使用所谓的拼焊板材来制造。此外，来自于拼焊板材的保险杠加强件14的厚度差接合线在图2以及图3中用附图标记S表示。

在优选实施方式中，中央位置的部件14A与两侧位置的部件14B为相同材质，通常为钢板制。此外，也可以为铝等其他材质。并且，只要能够进行焊接接合，也可以是不同材质的组合。

优选实施方式的保险杠加强件14的截面形状基本上为M字敞开截面形状。这是由于在敞开截面形状中强度效果最好。M字敞开截面形状的截面宽度在长边方向上不同。

在图2中，用Y1范围表示的中央部以相对窄的一定宽度形成。将该范围Y1设为中央部窄小范围。用Y3范围表示的两端部以相对宽的一定宽度形成。将该范围Y3设为两端部宽大范围。

Y1范围与Y3范围的中间部形成为从Y1范围的截面宽度向Y3范围的截面宽度逐渐加宽的形状。将该范围Y2设为中间部加宽范围。

图4示出Y1范围的中央位置的部件14A的窄小的截面形状。图5示出Y3范围的两侧位置的部件14B的宽大的截面形状。Y2范围的截面形状为从Y1范围的窄小的截面形状向Y3范围的宽大的截面形状逐渐加宽的变化形状。

图4所示的Y1范围的中央位置的部件14A的截面形状与后述的图5所示的Y3范围的两侧位置的部件14B的截面形状相比，截面宽度W1形成为较窄，截面高度H1形成为较高。这是因为在中央位置的部件14A的背后位置配置有进行发动机的冷却的散热器，从而能够较多地向散热器供给气流。根据这样的要求，截面宽度W1在确保强度的条件下尽可能地形成为窄小。

此外，图4所示的M字敞开截面形状的构成要素作为大框由前表面部14a、上表面部14b及下表面部14c组成。前表面部14a为所谓的车辆碰撞时的接触面，从确保强度的观点来看，使中央部为朝向后方凹陷的凹部形状14d。在上表面部14b以及下表面部14c的后方的开口端，沿上下方向延设形成有凸缘14e。

图5所示的两侧位置的部件14B的截面形状与前述的图4所示的中央位置的部件14A的截面形状相比，截面宽度W2形成为较宽，截面高度H2形成为较低。即，截面宽度W2相对于截面宽度W1加宽形成。加宽形成是从截面宽度W1逐渐加宽，并以截面宽度W2为一定宽度。这是因为两侧位置的部件14B与前述的中央位置的部件14A相比，不仅不需要碰撞时的耐压强度、而且确保冲撞盒18的安装面积。

另外，在优选实施方式中，与中央位置相比，将两侧位置朝向后方弯曲形成，由此提高了保险杠构造的美观。此外，在优选实施方式中，截面宽度的加宽形成与弯曲形成以Y1范围与Y2范围的边界位置为起点位置朝向Y2范围以及Y3范围进行。此外，在优选实施方式中，其特征在于，拼焊板材的厚度差接合线S位于Y2范围的中间部加宽范围的位置。由此，在后述的热压工艺中，能够防止或抑制在凸缘14e产生褶皱。

在图2以及图5所示的两端部中，在用假想线示出的安装位置安装作为保险杠支承构造18的冲撞盒。在该位置配置冲撞盒18是如图5所示，将冲撞盒18配置在M字敞开截面形状的开口部内。因此，能够较长地取得冲撞盒18的能量吸收行程，并且高效。然而，保险杠支承构造18不需要一定是冲撞盒。在根据其他要求将两端部的截面宽度形成为较宽的情况下，能够广泛应用。

接下来，结合图6对上述的保险杠加强件14的制造方法进行说明。首先，在材料的准备工序中，准备构成保险杠加强件14的中央位置的部件14A的材料、和其两侧位置的部件14B的材料。各材料为预先规定的大小。即，在通过后工序的热压工艺进行成型时，以厚度差接合线S位于中间部加宽范围Y2的位置的方式形成。

接下来，在拼焊板工序中，将预先准备的中央位置的部件14A的平板材料、和其两侧位置的部件14B的平板材料进行激光焊接来接合。由此成为用于成型保险杠加强件14的规定形状的平板材。此外，焊接也可以是等离子焊接。

接下来，在热压工序中，在将上述规定形状的平板材加热到适于热成型的规定温度的基础上，利用上模22与下模24进行热压，并成型为图2所示的产品形状。此外，该热压工序的冲压剖视图示出为保险杠加强件14的截面宽度方向，与其他工序的以长边方向示出保险杠加强件14的图不同。

图7示出在利用上述热压工艺对保险杠加强件14进行成型时，在凸缘14e生成的褶皱的产生状态。根据上述的实施方式的热压工艺，由于没有低强度部，所以不会像利用冷冲压成型的现有技术那样褶皱的产生集中在低强度部。

另外，对于欲在弯曲形成部以及中间部加宽范围Y2产生的褶皱而言，由于图7所示那样，厚度差接合线S成为棱线，而将褶皱切断，使其分散到中央部X1与两端部X2，由此能够防止或抑制褶皱的产生。

此外，为了实现上述实施方式的保险杠加强件14的耐力的提高，也可以在凸缘14e安装加强板等托架。此时的焊接接合能够为点焊，从而能够为低成本。

以上，对本发明的特定的实施方式进行了说明，但本领域技术人员能够在不脱离本发明的目的、主旨的范围内进行各种的变形、置换。

Claims (7)

1.一种制造方法，其为在汽车车身的前部或者后部朝向车身的宽度方向配设的长条形状的保险杠加强件的制造方法，其中，以如下方式进行成型：

将板厚不同的中央位置的部件与其两侧位置的部件接合来形成平板形状的拼焊板材，

利用热压工艺对该拼焊板材进行加压成型而形成长条形状且M字敞开截面的保险杠加强件，划分出中央部窄小范围、比该中央部窄小范围宽大的两端部宽大范围、以及从中央部窄小范围朝向两端部宽大范围逐渐加宽的中间部加宽范围，并且将长条形状的两端部位形成为相对于中央部位朝截面的开口侧弯曲，在进行该热压工艺时，使中央位置的部件与两侧位置的部件之间的厚度差接合线位于所述中间部加宽范围内的位置。

2.根据权利要求1所述的制造方法，其中，

在保险杠加强件的两端部宽大范围的部分与汽车车身之间安装有冲撞盒。

3.根据权利要求1或2所述的制造方法，其中，

构成拼焊板材的所述中央位置的部件的板厚与其两侧位置的部件的板厚相比更厚。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的制造方法，其中，

构成拼焊板材的所述中央位置的部件的材质与其两侧位置的部件的材质为相同材质。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的制造方法，其中，

在对拼焊板材进行加压成型的工序中，在所述M字敞开截面形状的开口部形成有凸缘，在该凸缘通过焊接安装有作为强度加强部件的托架。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的制造方法，其中，

保险杠加强件的M字敞开截面朝向汽车的前后方向的内侧开口。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的制造方法，其中，

长条形状的保险杠加强件的两端部位相对于中央部位朝车身方向弯曲。