车辆用保险杠加强件的制作方法

专利名称：车辆用保险杠加强件的制作方法
技术领域：
本发明涉及例如适于用作为大型车辆的前部防钻底保护装置(front underran protector)等的车辆用保险杠加强件及其相关技术。
背景技术：
设置在汽车的前端和后端的车辆用保险杠要求预定的强度。例如在下述专利文献1、2中所示的车辆用保险杠具备由挤压件等构成的主结构 构件，通过将加强件安装在该主结构构件，提高所要求部分的强度。专利文献1 日本特开2001-322517号(权利要求书、图1 6)专利文献2 日本特开2003-127808号(权利要求书、图1 3)

发明内容
但是，上述专利文献1、2中所示的以往的车辆用保险杠由主结构构件和加强件 等的多个部件构成，因此产生招致部件数量的增多这样的问题。另一方面，在由一个部件例如挤压件的单独制品构成车辆用保险杠的情况下， 若将保险杠的整个区域形成为薄壁且小直径，则不能确保预定的强度，与此相反，若将 保险杠的整个区域形成为厚壁且大直径，则虽然可以确保强度，但有招致高重量化这样 的问题。本发明的优选的实施方式为鉴于相关技术中的上述和/或其他的问题点而做成 的。本发明的优选实施方式可以显著改善现存的方法和/或装置。该发明是鉴于上述的课题而做成的，其目的在于提供可以确保充分的强度且可 以实现削减部件数量和轻量化(轻质化、轻型化)的车辆用保险杠加强件及其相关技术。本发明的其他目的和优点可由以下的优选的实施方式明确。为了达成上述目的，本发明以以下的构成为要旨。[1] 一种车辆用保险杠加强件，为在长度方向的一部分设置有被固定在车辆结构 构件的固定部的车辆用保险杠加强件，其特征在于，由通过塑性加工使中空挤压制品变形了的一体成形件构成；在将包括固定部的周边设为增强部时，在由增强部以外的部分构成的非增强部 的至少一部分设置有截面二次矩和截面积比增强部小的轻量化部。[2]根据前项1所述的车辆用保险杠加强件，其中，作为塑性加工，使用对中 空挤压制品在长度方向施加拉伸力或压缩力，使其截面形状变形的无模具加工。[3]根据前项1或2所述的车辆用保险杠加强件，其中，轻量化部壁厚形成为比 增强部薄。[4]根据前项1 3中任一项所述的车辆用保险杠加强件，其中，轻量化部外径 尺寸形成为比增强部小。[5]根据前项1 4中任一项所述的车辆用保险杠加强件，其中，轻量化部设置在长度方向的中间部，增强部设置在该轻量化部的两侧。[6]根据前项5所述的车辆用保险杠加强件，其中，设置在中间部的轻量化部具 有配置在其长度方向两侧且分别与两侧的增强部连接的形状过渡部、和设置在两形状 过渡部之间的主轻量化部；形状过渡部形成为随着从增强部接近(趋向)主轻量化部，截面形状平滑地变 化。[7]根据前项1 6中任一项所述的车辆用保险杠加强件，其中，轻量化部设置 在长度方向的两侧端部。[8]—种大型车辆用前部防钻底保护装置，其特征在于，由前项1 7中任一项 所述的车辆用保险杠加强件构成。[9] 一种车辆用保险杠主体，其特征在于，由前项1 7中任一项所述的车辆用 保险杠加强件构成。[10] 一种车辆用保险杠加强件的制造方法，为制造在长度方向的一部分设置有 被固定在车辆结构构件的固定部的车辆用保险杠加强件的制造方法；其特征在于，在将包括固定部的周边设为增强部时，在由增强部以外的部分构成的非增强部 的至少一部分设置截面二次矩和截面积比增强部小的轻量化部，并且，由通过塑性加工 使中空挤压制品变形来制造由一体成形件构成的车辆用保险杠加强件。[11] 一种大型车辆用前部防钻底保护装置的制造方法，其特征在于，将由前项 10所述的制造方法制造出的车辆用保险杠加强件加工成大型车辆用前部防钻底保护装 置。根据发明[1]的车辆用保险杠加强件，可以增大要求强度的增强部的截面二次 矩，可以确保充分的强度。此外，由于形成有截面积比增强部小的轻量化部，因此可以 实现轻量化。另外，由一体成形件构成，因此可以削减部件数量。根据发明[2] [5]的车辆用保险杠加强件，可以更加可靠地得到上述的效果。根据发明[6]的车辆用保险杠加强件，可以进一步提高强度。根据发明[7]的车辆用保险杠加强件，可以进一步实现轻量化。根据发明[8]的大型车辆用前部防钻底保护装置，可得到与上述相同的效果。根据发明[9]的车辆用保险杠主体，可得到与上述相同的效果。根据发明[10]的车辆用保险杠加强件的制造方法，可以制造起到与上述同样的 效果的车辆用保险杠加强件。根据发明[11]的大型车辆用前部防钻底保护装置的制造方法，可以制造起到与 上述同样的效果的大型车辆用前部防钻底保护装置。


图1是表示作为该发明的第1实施方式的大型卡车的前部防钻底保护装置的车辆 用保险杠加强件周边的立体图。图2是表示第1实施方式的保险杠加强件周边的侧面剖视图。图3是表示第1实施方式的保险杠加强件周边的俯视图。图4是第1实施方式的保险杠加强件的增强部的侧面剖视图。
图5是第1实施方式的保险杠加强件的侧部的侧面剖视图。图6是第1实施方式的保险杠加强件的主轻量化部的侧面剖视图。图7是用于说明第1实施方式的保险杠加强件的制作方法的流程图。图8是以制作中的状态表示第1实施方式的保险杠加强件的立体图。图9是表示作为该发明的第1变形例的保险杠加强件的俯视图。图10是表示作为该发明的第2实施方式的保险杠加强件的俯视图。图11是表示作为该发明的第2变形例的保险杠加强件的侧面剖视图。图12是表示脱离该发明的要旨的参考例1的保险杠加强件的俯视图。图13是表示脱离该发明的要旨的参考例2的保险杠加强件的俯视图。
具体实施例方式<第1实施方式>图1是用于作为该发明的第1实施方式的大型卡车的前部防钻底保护装置的车辆 用保险杠加强件周边的立体图。图2是侧面剖视图。图3是俯视图。如这些图所示，在本实施方式的大型卡车中，相互平行配置并且构成车辆结构 构件的左右一对的车架(mainframe)等的纵梁51、51配置成沿车辆前后方向延伸。在该一对的纵梁51、51的前端部之间以桥接设置的方式固定横梁52，在一对纵 梁51、51的前端下面，以向下方突出的方式设置有左右一对的支撑件53、53。而且，在该支撑件53、53的下端前面设置有长的保险杠加强件P1作为前部防钻 底保护装置(FUP)。另外，在图3中，附图标记55表示卡车的前轮。保险杠加强件P1由铝或其合金形成，由中空方管(方型)形状的一体成形件构 成，配置成长度方向与车辆宽度方向对应。该保险杠加强件P1，如后面详述那样，分别固定在一对的支撑件53、53的部分 分别构成为固定部11、11，在本实施方式中，在保险杠加强件P1的中间部的两侧设置有 固定部11、11。此外，保险杠加强件P1的包括固定部11、11的周边构成为后面详述的增强部 1、1。另外，本实施方式中的固定部11、11为由与支撑件53、53等的车辆结构构件接 合的区域(部分、区分)构成，固定部11的长度范围L11相当于支撑件53的宽度W53。本实施方式的保险杠加强件P1的配置在两增强部1、1之间的区域(不包括增强 部的区域)构成为中间部2，并且，配置在两增强部1、1的两外侧的区域(不包括增强部 的区域)构成为两侧部3、3。在本实施方式中，由保险杠加强件P1的增强部1、1以外的区域即中间部2和两 侧部3、3构成非增强部。在此，对本实施方式的增强部1的构成进行详细说明。增强部1由包括固定部 11的周边构成，在本实施方式中，增强部1的长度尺寸L1被设定为200 800mm。而 且该长度尺寸L1被设定为固定部11的长度尺寸L11的1.5 8倍。另外，在本实施方式中，在将增强部1的除了固定部11的两侧的区域中的中间页
部2侧设为增强部内侧端部12，且侧部3侧设为增强部外侧端部13时，增强部内侧端部 12的长度尺寸L12被设定为50 350mm。而且，该长度尺寸L12被设定为固定部11 的长度尺寸的0.5 3.5倍。另外，增强部外侧端部13的长度尺寸L13被设定为50 350mm。而且，该长度尺寸L13被设定为固定部11的长度尺寸L11的0.5 3.5倍，并 且被设定为侧部3的长度尺寸的0.1 0.8倍。在本发明中，在增强部内侧端部12的长度尺寸L12过短的情况下，如后述那 样，有可能不能得到对抗施加在中间部2的碰撞时的负载F2的充分的耐冲击性。此外， 在增强部外侧端部13的长度尺寸L13过短的情况下，有可能不能得到对抗施加在两侧部 3的碰撞时的负载F3的充分的耐冲击性。另外，在增强部内侧端部12和外侧端部13的 长度尺寸L12、L13过长的情况下，有可能招致重量(质量)的增大。另外，在本发明中，增强部内侧端部12和外侧端部13的长度尺寸L12、L13也 可相互不同，换句话来说，没有必要一定使固定部11的车宽度方向中间位置和增强部1 的车宽度方向中间位置一致。在本实施方式中，保险杠加强件P1的中间部2构成为中间的轻量化部。此外， 作为该中间部2的轻量化部具有分别与两侧的增强部1、1连接的形状过渡部22、22和设 置在两形状过渡部22、22之间的主轻量化部21。主轻量化部21在长度方向的整个区域形成为相同的截面形状，并且形状过渡部 22如后述那样形成为截面形状沿长度方向变化。在本实施方式中，保险杠加强件P1中，由轻量化部即主轻量化部21和形状过渡 部22以外的区域构成非轻量化部。在本发明中，增强部1、1由非轻量化部构成，但非轻量化部并非一定构成增强 部。例如，两侧部3、3为非轻量化部，但并不构成增强部。在本实施方式中，如图4、5所示，构成非轻量化部的增强部1和两侧部3都具 有相同的截面形状，形成为上下方向的长度(高度)比前后方向的长度长的纵长矩形状 (长方形状)的截面。此外，作为非轻量化部的增强部1和两侧部3在长度方向的任何位 置都形成为相同的截面形状。另外，如图6所示，主轻量化部21也与上述同样，形成为上下方向的长度(高 度)比前后方向的长度长的纵长矩形状(长方形状)的截面，其截面形状形成为比上述非 轻量化部1、3的截面形状小且与上述非轻量化部1、3的截面形状大致相似的形状，并 且，主轻量化部21周壁的壁厚也形成为比非轻量化部1、3的薄。因此，主轻量化部21， 截面二次矩(断面转动惯量，惯性矩)和截面积形成为比非轻量化部1、3小。此外，主 轻量化部21在长度方向的任何位置都形成为相同的截面形状。另一方面，设置在中间部2的两侧的形状过渡部22、22形成为呈与增强部1、1 和主轻量化部21大致相似形状的纵长矩形(长方形状)的截面。此外，形状过渡部22、 22，通过截面形状以随着从增强部1、1接近主轻量化部21外径尺寸和壁厚逐渐变小的方 式平滑连续变化，使截面二次矩和截面积平滑连续变化。通过将以上的构成的保险杠加强件P1的两固定部11、11的后壁通过螺栓54紧 固固定在大型卡车的一对支撑件53、53的下端部，将保险杠加强件P1以沿车宽度方向配 置的状态组装在大型卡车的前端下部。
另外，在保险杠加强件P1的两固定部11、11的前壁形成有用于对螺栓54进行 插入操作或者对螺栓54进行紧固操作的作业孔15、15。本实施方式的保险杠加强件P1对方管形状工件W施加作为塑性加工的无模具 (夕、> 7 )加工来制作。用于进行无模具加工的工件W为通过挤压加工得到的工件。即，如图7所示， 通过由众所周知的挤压机连续挤压铝或其合金制的挤压原材料，得到中空挤压件(步骤 S1)。接着，粗切该挤压件，调整为适当的长度，由此得到作为工件W的中空挤压制 品(步骤S2)。该工件W具有呈与想要制作的保险杠加强件P1的截面大致相似形状的 纵长矩形状的截面。如图8所示，用于对工件W进行无模具加工的无模具加工装置，为一边沿长度 方向(轴线方向)搬运工件W—边进行加工的装置，设置有如下的拉伸装置(图示省 略)在将工件W的搬运方向(朝向图8的右上方)设为前方侧(下游侧)时，以固定了 其后端(上游侧端部)的状态一边把持前端一边向前方拉伸(牵引)工件W。另外，在 该无模具加工装置中，用于加热工件W的加热线圈61和用于冷却工件W的冷却线圈62 构成为可同步沿工件W的搬运方向移动。而且，在本实施方式中，一边由加热线圈61对工件W进行加热，一边使该加热 线圈61向后方(上游侧)移动，并且由拉伸装置向前方(下游侧)拉伸工件W。如此， 在工件W的加热部作用拉伸力，由该拉伸力使工件W的加热部产生缩径且壁厚变薄的变 形。此外，通过由与加热线圈61 —体移动的冷却线圈62冷却来固结(冻结)使形状变 形了的部分稳定化(图7的步骤S3)。具体来说，在工件W中，在与保险杠加强件P1的下游侧的一侧部3和增强部1 等的非轻量化部对应的部分，几乎不由拉伸装置拉伸工件W，以等速向后方移动加热线 圈61和冷却线圈62。S卩，一边将线圈61、62的移动速度V2保持恒定，一边将工件W 的拉伸速度VI设置为大致“0”。由此，对工件W的加热部几乎不会施加拉伸力(变 形力)，维持大致原形状态的截面形状。另外，在本发明中，在加工与下游侧的一侧部3和增强部1等的非轻量化部对应 的部分的情况下，也可通过由拉伸装置稍微拉伸或压缩工件W，稍微作用拉伸力或压 缩力，拉伸该部分使其产生缩径且壁厚变薄的变形，或压缩该部分使其产生扩径且壁厚 变厚的变形。接着，在工件W中，在与保险杠加强件P1的下游侧的形状过渡部22对应的部 分，在将线圈61、62的移动速度V2保持恒定的状态下，一边由拉伸装置向前方拉伸工件 W, 一边使其拉伸速度VI逐渐加速。如此，使对工件W的加热部的拉伸力逐渐增加， 以使该部分的拉伸量逐渐增加的方式使得产生缩径、壁厚变薄的变形。由此，与下游侧 的形状过渡部22对应的部分，以从下游侧到上游侧外径尺寸和壁厚逐渐变小的方式形成 为锥形状。另外，在本实施方式中，在由拉伸装置产生的拉伸速度VI中，成形下游侧的形 状过渡部22时的初始速度为与成形与下游侧的一侧部3和增强部1对应的部分时的速度相等。
接着，在工件W中，在与保险杠加强件P1的中间部2的主轻量化部21对应的 部分，在将线圈61、62的移动速度V2保持恒定的状态下，将由拉伸装置产生的拉伸速度 VI设为高速且以等速进行拉伸。如此，在工件W的加热部作用强的拉伸力，拉伸该部 分使其产生缩径且壁厚变薄的变形。由此与主轻量化部21对应的部分形成为在长度方向 的整个区域的外径尺寸和壁厚相等的细长的方管形状。因此，该主轻量化部21相对于增 强部1和侧部3，外径尺寸和壁厚变小，截面二次矩和截面积变小。另外，在本实施方式中，在由拉伸装置产生的拉伸速度VI中，成形主轻量化部 21时的速度为与成形下游侧的形状过渡部22时的最终速度相等。接着，在工件W中，在与保险杠加强件P1的上游侧的形状过渡部22对应的部 分，在将线圈61、62的移动速度V2保持恒定的状态下，使由拉伸装置产生的拉伸速度 VI逐渐减小。如此，使对工件W的加热部的拉伸力逐渐减小，以使该部分的拉伸量逐 渐减小的方式使得产生缩径且壁厚变薄的变形。由此，与上游侧的形状过渡部22对应的 部分，以从下游侧到上游侧外径尺寸和壁厚逐渐变大的方式形成为锥形状。另外，在本实施方式中，在由拉伸装置产生的拉伸速度VI中，成形上游侧的形 状过渡部22时的初始速度与成形主轻量化部21时的速度相等。接着，在工件W中，在与保险杠加强件P1的上游侧的增强部1和侧部2对应的 部分，在将线圈速度V2保持恒定的状态下，将由拉伸装置产生的拉伸速度VI设定为大 致“0”。由此，对工件W的加热部不施加拉伸力(变形力)，维持原样的截面形状。另外，不言而喻，对与上游侧的增强部1和侧部2对应的部分，也可作用稍微 的拉伸力或压缩力，稍微拉伸该部分使其产生缩径且壁厚变薄的变形，或者压缩该部分 使其产生扩径且壁厚变厚的变形。在本实施方式中，在由拉伸装置产生的拉伸速度VI中，成形上游侧的增强部1 和侧部3等的非轻量化部时的速度与成形上游侧的形状过渡部22时的最终速度相等。另外，在本实施方式中，作为无模具加工装置，采用使加热线圈61和冷却线圈 62沿工件搬运方向向上游侧移动的无模具加工装置，但并非仅限于此，在本发明中，也 可采用如下装置通过预先固定加热线圈61和冷却线圈62，向下游侧送出工件的基端侧 (上游侧端部)，使加热线圈和冷却线圈相对于工件相对移动；还可采用并用工件的基端 侧的送出和加热线圈与冷却线圈的移动的装置。如此，施加无模具加工(一次加工)，制作成形为中间部2细的无模具加工制 品，对该无模具加工制品，进行正切割，使其成为预定的尺寸(图7的步骤S4)。在如此，得到的中间制品中，根据需要，施加压弯加工(二次加工)(步骤S5)。 另外，在本实施方式中，采用直线状的保险杠加强件作为保险杠加强件P1，因此不进行 压弯加工(步骤S5)，在后述的第2实施方式中实行该压弯加工。接着，进行机械加工(步骤S6)，在中间制品形成了螺栓孔、作业孔15等之后， 进行热退火等的热处理(步骤S7)，得到本实施方式的保险杠加强件P1。如此，得到的保险杠加强件P1，中间部2的主轻量化部21与增强部1和两侧部 3相比，外径尺寸小，周壁的壁厚也形成得小，并且，形状过渡部22、22以从增强部1、
1的截面形状到主轻量化部21的截面形状平滑连续变化的方式形成为锥形状。根据如以上那样构成的本第1实施方式，增强部1、中间部2和侧部3等的各部
8位被连接成一体，因此可以充分确保各部位1 3的彼此之间的连接强度乃至整体的强 度，可以得到耐冲击性优异的可靠性高的保险杠加强件P1等的保险杠制品。此外，本第1实施方式的保险杠加强件P1由对中空状的工件W施加了无模具加 工的一体成形件构成，因此构成部件数量实质上变为1个，可以削减部件数量，并且可 以没有必要连接部件彼此地容易地进行制作，可以削减成本。另外，在本发明中，也可相对于进行无模具加工(一次加工)得到的保险杠加 强件P1，安装备件等的别的部件，构成为最终制品。作为安装在保险杠加强件P1的备 件，可以举出作为搭乘者进入车辆时的踏板的搭乘台阶等为例。另外，在本第1实施方式中，作为轻量化部的中间部2与非轻量化部1、3相比 形成为小直径薄壁且截面积小，因此可以减轻重量，作为整体实现轻量化。此外，本第2实施方式的保险杠加强件P1形成为中空管状，因此可以实现更进
一步的轻量化。另外，本第1实施方式的保险杠加强件P1，在大截面的增强部1和小截面的主 轻量化部21之间形成形状过渡部22，在该形状过渡部22，使截面形状从增强部1到主轻 量化部21平滑连续变化，因此，不存在截面形状急剧变化的部分即由于碰撞负载等而应 力集中的部分。因此，可以有效地防止施加在保险杠加强件P1的冲击力局部集中，从而 可以顺利地分散该冲击力，可以更加可靠地提高强度和刚性等的耐冲击性。另外，在本第1实施方式的保险杠加强件P1中，利用无模具加工作为一次加工 (塑性加工)，因此没有必要使用成形用模具，可以相应地削减成本，并且可实现高效率 的加工，可以提高生产率。此外，本第1实施方式的保险杠加强件P1为对作为工件W的挤压制品施加无模 具加工(拉伸加工)制作的保险杠加强件，因此可以并不困难地制作长度长的保险杠加强 件，可以提高通用性。另外，上述实施方式的保险杠加强件P1从一端到另一端形成为直线状，但并非 仅限于此，在本发明中，也可如图9所示的保险杠加强件P11那样，使两侧部3、3的 外侧向后方弯曲，形成弯曲部35、35(曲成部)。该弯曲部35、35的形成通过图7的步 骤S5中所示的压弯加工(二次加工)来实行。具有该两侧弯曲部35、35的保险杠加强件P11，同样也起到与上述相同的作用 效果。在此，本实施方式中，虽然保险杠加强件PI、P11为作为轻量化部的中间部2的 截面二次矩小的保险杠加强件，但如以下详述那样具备作为保险杠制品的充分的强度。首先，如图12所示，在截面形状在长度方向的整个区域恒定的保险杠加强件 P51中，对在固定部1、中间部2和侧部3施加了由柱状物(pole)推压(偏心/斜向碰撞， offset impact)产生的负载的情况进行考察。在这种情况下，固定部1，由于其后面安装在支撑件53等的车辆结构构件，因 此碰撞时施加在固定部11的负载F1由固定部11的压溃变形(压溃压坏)吸收。中间部2由于其两端部通过固定部11、11被支撑在支撑件53等的车辆结构构 件，因此，成为以两端的固定部11、11为固定点的简支梁(而持)(两端支撑结 构)的状态。因此，碰撞时施加在中间部2的负载F2由固定部11、11附近(周边)的
9弯曲变形(压溃变形)吸收。侧部3，由于单侧(内侧)通过固定部11被支撑在支撑件53等的车辆结构构件， 因此成为以单端为固定点的悬臂梁(片持6 K ” )(单端支撑结构)的状态。因此，在碰 撞时施加在侧部3的负载F3由固定部11附近(周边)的弯曲变形(压溃变形)吸收。这些各部位1 3中，从强度、刚性等的耐负载性的角度出发，最不利的部位是 作为悬臂梁的状态的两侧部3、3，第2不利的部位是作为简支梁的状态的中间部2，第3 不利的部位即最有利的部位为固定部11、11。因此，在车辆用保险杠的技术领域中，通 常是以对抗负载F3的刚性、强度为基准，进行车辆用保险杠的设计、开发。例如，若如该图中所示的保险杠加强件P51那样，为恒定的截面的保险杠加强 件，则要求将固定部11周边形成为厚壁且大直径，使得在两侧部3、3施加冲击负载F3 时，可以应对固定部11、11附近的弯曲变形，与该厚壁大直径的固定部11、11相匹配， 中间部2和两侧部3、3也形成为厚壁大直径。换句话来说，中间部2和两侧部3、3，尽 管具有必要以上的刚性和强度，仍形成为厚壁大径。以上的说明，举出从一端到另一端形成为直线状的保险杠加强件P51为例进行 了说明，但如图13所示，在两侧部3、3的外侧设置有弯曲部35、35的保险杠加强件P52 中，若截面形状(外径)在长度方向整个区域恒定，则也与上述同样，与厚壁大直径的固 定部11、11相匹配，中间部2和两侧部3、3也形成为厚壁大直径。与此相对，在本实施方式中如图1 3所示，虽然保险杠加强件P1的中间部2形 成为截面积小的轻量化部2，但包括固定部11、11的周边形成为增强部1、1，即增大在 碰撞时负载F1 F3集中的增强部1、1的截面二次矩，因此不论对抗任何哪一负载F1 F3，都可确保充分的耐负载性。这样，在保险杠加强件P1的整个区域，可以确保冲击时 的耐负载性。而且，本实施方式的保险杠加强件P1，将中间部2构成为截面积小的轻量 化部，因此还可以切实地实现轻量化。另外，在上述的说明中，举出从一端到另一端形成为直线状的保险杠加强件P1 为例进行了说明，但即使为如上述图9所示变形例的保险杠加强件P11那样在两侧部3、3 设置有弯曲部35、35的保险杠加强件，也可与上述同样，充分确保碰撞时的耐负载性， 并且实现轻量化。<第2实施方式>图10是表示作为该发明的第2实施方式的大型卡车的前部防钻底保护装置周边 的俯视图。如该图所示，构成该第2实施方式的前部防钻底保护装置的保险杠加强件P2 与上述第1实施方式同样，包括固定部11、11的周边构成为增强部1、1，并且增强部 1、1之间构成为形成轻量化部的中间部2。此外，设置在固定部11、11的两外侧的两侧 部3、3的外侧部分(两侧端部)构成为形成轻量化部的形状过渡部32、32。该形状过渡部32、32形成为纵长矩形状(长方形状)的截面。此外，该形状过 渡部32、32，通过以随着接近外侧而外径尺寸和壁厚逐渐变小的方式使得截面形状平滑 连续变化，使截面二次矩和截面积平滑连续变化。在本第2实施方式中，其他构成与上述第1实施方式实质上相同，因此对同一或 相当部分标注相同的附图标记，省略重复说明。在该第2实施方式的保险杠加强件P2中，同样也起到与上述相同的作用效果。
而且，在本第2实施方式中，将两侧部3、3的外侧部分形成为连续产生缩径且 壁厚变薄的变形的形状过渡部32、32，因此由该形状过渡部32、32可以实现进一步的轻量化。另外，即使在两侧部3、3施加碰撞负载(相当于图12、13的F3)，也由于增大 了两侧部3、3的固定部11的附近(增强部1)的截面二次矩，因此可以确保对抗负载F3 的耐负载性，可以确保充分的强度、刚性。另外，在本第2实施方式的保险杠加强件P2中，将一侧设为前端侧(下游侧) 通过无模具加工来制作的情况下，在与下游侧的一侧部3的形状过渡部32对应的部分， 一边由拉伸装置向下游侧拉伸工件，一边逐渐减小该拉伸速度VI。如此，逐渐降低对工 件的加热部的拉伸力，逐渐降低该部分的拉伸量的方式，使得产生扩径且壁厚变厚的变 形。由此，与一侧部3的形状过渡部32对应的部分，以从下游侧到上游侧外径尺寸和壁 厚逐渐变大的方式形成为锥形状。在与上游侧(基端侧)的另一侧部3的形状过渡部32对应的部分，一边由拉伸 装置向下游侧拉伸工件，一边使该拉伸速度VI逐渐加速。如此，逐渐增加对工件的加热 部的拉伸力，以逐渐增加该部分的拉伸量的方式，使其产生缩径且壁厚变薄的变形。由 此，与另一侧部3的形状过渡部32对应的部分，以从下游侧到上游侧外径尺寸和壁厚逐 渐变小的方式形成为锥形状。<变形例>在上述实施方式中，举出截面为纵长矩形状的保险杠加强件为例进行了说明， 但保险杠加强件的截面形状并非限于此，也可形成为任意形状。总之，只要是可通过挤 压加工形成的截面形状，也可以形成为任何的截面形状，例如除了可以形成为圆形、椭 圆形、长圆形、多边形的截面形状之外，也可以形成为异形的截面形状或复合了它们的 截面形状。此外，在本发明的保险杠加强件中，也可设成在内部形成加强片、肋等。例如 如图11所示，也可适用于在内部形成有桥接片的截面“日”字状的保险杠加强件P1。此外，在上述实施方式中，构成为轻量化部的截面形状和非轻量化部的截面形 状形成为大致相似形状，但并非仅限于此，在本发明中，也可将轻量化部和非轻量化部 形成为不同的截面形状。例如，也可将轻量化部和非轻量化部的一方形成为圆形截面， 并且将另一方形成为矩形截面。另外，在上述实施方式中，通过将轻量化部的外径尺寸和壁厚都形成为比非轻 量化部小，来减小截面二次矩和截面积，但并非仅限于此，在本发明中，例如，也可 通过仅减小外径尺寸和壁厚的任何一方或者仅减小外径尺寸和壁厚的一部分，来减小轻 量化部的截面二次矩和截面积。在上述实施方式的无模具加工方法中，设为对工件W作用拉伸力使其变形，但 并非仅限于此，在本发明中，也可通过压缩力使其变形。即在本发明中，也可在工件 的加热部作用压缩力，使增强部等产生扩径且壁厚变厚的变形。此外，在本发明中，也可采用并用由拉伸力产生的缩径且壁厚变薄的变形和由 压缩力产生的扩径且壁厚变厚的变形那样的无模具加工方法。另外，在上述实施方式中，使用无模具加工作为塑性加工，使轻量化部产生缩
11径且壁厚变薄的变形，将截面二次矩和截面积形成得小，但并非仅限于此，在本发明 中，也可使用镦锻加工、胀形加工、液压成形加工作为塑性加工，使增强部产生扩径 且壁厚变厚的变形，将截面二次矩和截面积形成得大。此外，在本发明中，也可并用2个以上的无模具加工、镦锻加工、胀形加 工、液压成形加工等的加工方法，使工件的所要求部分的截面形状变形。另外，在上述实施方式中，将保险杠加强件通过支撑件53组装在纵梁等的车辆 结构构件，但在本发明中，并不限定保险杠加强件向车身的组装方式。例如在本发明 中，也可将保险杠加强件直接组装在纵梁等的车辆结构构件。另外，在上述实施方式中，举出将保险杠加强件适用于前部防钻底保护装置的 情况为例进行了说明，但并非仅限于此，本发明的保险杠加强件也可适用于保险杠主 体，也可适用于后侧的保险杠。此外，本发明不限于大型卡车的保险杠加强件，也可适用于其他的大型车辆、 普通汽车等的中型、小型车辆的保险杠加强件。另外，在上述各实施方式中，设置多个的轻量化部相互形成为相同的外径尺 寸、相同的形状、相同厚度的壁厚，但并非仅限于此，在本发明中，在设置多个轻量化 部的情况下，可以使各轻量化部的每个的尺寸、形状、壁部壁厚等适当不同。实施例如图1 3所示，以与上述第1实施方式同样的方式，制作作为将中间部2加工 成轻量化部21、22的前部防钻底保护装置的铝合金制保险杠加强件P1。此时，将增强部1和两侧部2的截面积A1设定为2820mm2，将截面二次矩 “II”设定为2077442.6mm4。此外，将主轻量化部21的截面积A2设定为1804.9mm2，
将截面二次矩“12”设定为850990.5mm4。另外，面积减少率“1-(A2/A1)”、无模具加工装置的拉伸速度“VI”和线圈 速度“V2”之间具有如下关系“1-(A2/A1) =V1/(V1+V2)”。在该实施例的保险杠加强件P1中，在增强部1、主轻量化部21和侧部3分别施 加负载F1 F3，实施静态断裂(静破壊)试验。其结果，在增强部1的F1的最大负载 为107.8kN(llton f)、在主轻量化部21的F2的最大负载为50.96kN(5.2ton f)，在侧 部3的F3的最大负载为49kN(5ton f)，可以得到预定的耐负载性，可以达成设计上的 目标。另外，测定制品质量(重量)，为12.7kg。另一方面，如图12所示，通过挤压加工制作出除了在长度方向整个区域形成为 同一截面形状方面之外与上述实施例同样的保险杠加强件P51。另外，该参照例1的保 险杠加强件，在长度方向的任何位置都形成为与上述实施例的保险杠加强件P1的增强部 1相同的截面形状。测定该参考例1的保险杠加强件P51的制品质量，为15.2kg。以变为与参考例1相同形状的方式，使用焊接处理制作钢制的保险杠加强件。测定该参考例2的保险杠加强件的制品质量，为21.7kg。如由以上的结果明确的那样，根据本发明的实施例的保险杠加强件P1可以确 保充分的耐负载性，而且，与相同材质的参考例1的保险杠加强件P51相比，可以实现2.5kg的轻量化，特别是与钢制的参考例2的保险杠加强件相比，可以实现9.0kg的轻量 化。本申请要求在2008年4月8日提出申请的日本专利申请的特愿2008-99961号的 优先权，其公开内容原样构成本申请的一部分。必须认识到在此使用的术语和表述用于说明，而不用于限定性的解释，也不 排除在此公开且陈述了的特征事项的任何等价物，也容许在本发明的请求保护的范围内 的各种变形。本发明可以以很多不同的方式具体实现，在该公开应视为提供本发明的原理的 实施例、且这些实施例并不意谓着将本发明限定于在此记载且/或图示的优选的实施方 式，在这样的理解的基础上，在此记载了很多的图示实施方式。在此记载了几个本发明的图示实施方式，但本发明不限于在此记载的各种优选 实施方式，还包含具有基于该公开可由所谓的本领域技术人员认识的等价的要素、修 正、删除、组合(例如跨越各种实施方式的特征的组合)、改良和/或变更的所有的实施 方式。权利要求的限定事项应基于该权利要求中使用的术语做广义的解释，不应限定在 本说明书或者本申请的审理文件中记载的实施例，这样的实施例应解释为非排它性的。产业上的利用可能性该发明的车辆用保险杠加强件可利用来作为大型车辆用的前部防钻底保护装置。附图标记说明1 增强部；11 固定部；2 中间部；21 主轻量化部(轻量化部)；22 形 状过渡部(轻量化部)；3 侧部；32 形状过渡部(轻量化部)；PI、P2、P11 保险 杠加强件；W :工件。
1权利要求
1.一种车辆用保险杠加强件，为在长度方向的一部分设置有被固定在车辆结构构件 上的固定部的车辆用保险杠加强件，其特征在于，由通过塑性加工使中空挤压制品变形而成的一体成形件构成；在将包括固定部的周边设为增强部时，在由增强部以外的部分构成的非增强部的至 少一部分设置有截面二次矩和截面积比增强部小的轻量化部。
2.根据权利要求1所述的车辆用保险杠加强件，其中，作为塑性加工，使用对中 空挤压制品在长度方向施加拉伸力或压缩力，使其截面形状变形的无模具加工。
3.根据权利要求1或2所述的车辆用保险杠加强件，其中，轻量化部壁厚形成为比增 强部薄。
4.根据权利要求1 3中任一项所述的车辆用保险杠加强件，其中，轻量化部外径尺 寸形成为比增强部小。
5.根据权利要求1 4中任一项所述的车辆用保险杠加强件，其中，轻量化部设置在 长度方向的中间部，增强部设置在该轻量化部的两侧。
6.根据权利要求5所述的车辆用保险杠加强件，其中，设置在中间部的轻量化部具有配置在其长度方向两侧且分别与两侧的增强部连接 的形状过渡部、和设置在两形状过渡部之间的主轻量化部；形状过渡部形成为随着从增强部趋向主轻量化部，截面形状平滑地变化。
7.根据权利要求1 6中任一项所述的车辆用保险杠加强件，其中，轻量化部设置在 长度方向的两侧端部。
8.—种大型车辆用前部防钻底保护装置，其特征在于，由权利要求1 7中任一项所 述的车辆用保险杠加强件构成。
9.一种车辆用保险杠主体，其特征在于，由权利要求1 7中任一项所述的车辆用保 险杠加强件构成。
10.一种车辆用保险杠加强件的制造方法，为制造在长度方向的一部分设置有被固定 在车辆结构构件上的固定部的车辆用保险杠加强件的制造方法；其特征在于，通过利用塑性加工使中空挤压制品变形来制造在将包括固定部的周边设为增强部 时，在由增强部以外的部分构成的非增强部的至少一部分设置有截面二次矩和截面积比 增强部小的轻量化部、并且由一体成形件构成的车辆用保险杠加强件。
11.一种大型车辆用前部防钻底保护装置的制造方法，其特征在于，将由权利要求10 所述的制造方法制造出的车辆用保险杠加强件加工成大型车辆用前部防钻底保护装置。
全文摘要
本发明的对象为在长度方向的一部分具有被固定在车辆结构构件的固定部(11)的车辆用保险杠加强件。本保险杠加强件由通过塑性加工使中空挤压制品变形了的一体成形件构成，在将包括固定部(11)的周边设为增强部(1)时，在由增强部以外的部分构成的非增强部的至少一部分设置截面二次矩和截面积比增强部(1)小的轻量化部(21、22)。由此，可以确保强度，且可以实现削减部件数量和轻量化。
文档编号B21D53/86GK102015377SQ20098011479
公开日2011年4月13日 申请日期2009年4月8日 优先权日2008年4月8日
发明者小久保贞男 申请人:昭和电工株式会社