保险杠加强件的制作方法

本发明涉及用于确保车辆碰撞时的安全性的保险杠加强件。

背景技术：

以往，为了确保车辆碰撞时的安全性，保险杠加强件使用高张力钢板。在将高张力钢板成型为保险杠加强件时,为了满足高的尺寸精度而进行热轧加工。

在将淬火后的拉伸强度达到1800mpa以上的高张力钢板热轧加工而制造出来的保险杠加强件中，伸长率变得极低，所以碰撞时会产生破裂，峰值负载急剧降低。

作为碰撞时的破裂对策，有下述专利文献1记载的保险杠加强部件的制造方法。该制造方法是一种保险杠加强部件的制造方法，在该方法中使两端相对于中央部的形状比较直的部位弯曲，再使安装至车体构造的安装部位于弯曲后的最端部之间，使剖面恒定，在上述保险杠加强部件的制造方法中，在将由高强度钢板构成的金属板加热后施加一边使用金属模成型一边进行淬火的加工，在作为保险杠加强部件的弯曲部的金属模与金属板之间保持板厚的110～500％的空隙，从而在保险杠加强部件的弯曲部形成334～410hv的软质铁素体+珠光体组织或贝氏体组织即强度降低部位。

专利文献1：专利第5137323号公报

然而，在通过该制造方法形成有强度降低部位的保险杠加强件中，强度降低部位的剖面耐力非常小，会在强度降低部位产生局部变形，所以虽然碰撞时不产生破裂，但强度降低部位先塑性变形，因此存在峰值负载减小的问题。

技术实现要素：

因此，本发明是鉴于上述情况而完成的，课题在于提供一种防止碰撞时产生破裂以及峰值负载减小的保险杠加强件。

为了解决该课题的技术方案1的保险杠加强件具有钢板的强度高的高强度部位和钢板的强度低的低强度部位，沿长度方向形成为同样的剖面，且该剖面的一面开放，其特征在于，上述保险杠加强件具备使具有上述高强度部位以及低强度部位的第一剖面的耐力与仅具有上述高强度部位的第二剖面的耐力相同的耐力加强机构。

技术方案2的保险杠加强件在技术方案1所述的保险杠加强件的基础上，其特征在于，上述耐力加强机构由封闭上述第一剖面并且与第一剖面的低强度部位接合的盖材构成。

技术方案3的保险杠加强件在技术方案1所述的保险杠加强件的基础上，其特征在于，上述耐力加强机构由与上述第一剖面的低强度部位重叠并接合的板材构成。

技术方案4的保险杠加强件在技术方案1所述的保险杠加强件的基础上，其特征在于，上述耐力加强机构是形成上述第一剖面的厚板和形成上述第二剖面的薄板，在两张薄板之间接合有一张厚板。

技术方案5的保险杠加强件在技术方案1所述的保险杠加强件的基础上，其特征在于，上述耐力加强机构由填入上述第一剖面并且与第一剖面的低强度部位接合的块体构成。

技术方案6的保险杠加强件在技术方案1所述的保险杠加强件的基础上，其特征在于，上述耐力加强机构由与上述第一剖面的低强度部位重叠并一体化的碳纤维强化塑料构成。

技术方案1的保险杠加强件具有钢板的强度高的高强度部位和钢板的强度低的低强度部位，沿长度方向形成为同样的剖面，且该剖面的一面开放。具有高强度部位以及低强度部位的第一剖面的耐力与仅具有高强度部位的第二剖面的耐力相同。因此，在技术方案1的保险杠加强件中，第一剖面的低强度部位不会先于第一剖面、第二剖面的高强度部位进行塑性变形，所以能够防止碰撞时产生破裂以及峰值负载减少。

技术方案2的保险杠加强件中，封闭第一剖面的盖材与第一剖面的低强度部位接合，由此实现第一剖面的低强度部位不会先于第一剖面、第二剖面的高强度部位进行塑性变形，能够防止在碰撞时产生破裂以及峰值负载减少。

技术方案3的保险杠加强件中，板材与第一剖面的低强度部位重叠并接合，由此实现第一剖面的低强度部位不会先于第一剖面、第二剖面的高强度部位进行塑性变形，能够防止在碰撞时产生破裂以及峰值负载减少。

技术方案3的保险杠加强件中，板材以及该板材所重叠的第一剖面的低强度部位的热容局部变大，能够在钢板的淬火时抑制加热温度，所以不控制冷却速度就能实现低强度部位。

技术方案4的保险杠加强件中，在两张薄板之间接合有一张厚板，用厚板形成第一剖面并且用薄板形成第二剖面，由此实现第一剖面的低强度部位不会先于第一剖面、第二剖面的高强度部位进行塑性变形，能够防止在碰撞时产生破裂以及峰值负载减少。

技术方案5的保险杠加强件中，填入第一剖面的块体与第一剖面的低强度部位接合，由此实现第一剖面的低强度部位不会先于第一剖面、第二剖面的高强度部位进行塑性变形，能够防止在碰撞时产生破裂以及峰值负载减少。

技术方案6的保险杠加强件中，碳纤维强化塑料与第一剖面的低强度部位重叠并一体化，由此实现第一剖面的低强度部位不会先于第一剖面、第二剖面的高强度部位进行塑性变形，能够防止在碰撞时产生破裂以及峰值负载减少。

附图说明

图1是表示第一实施方式的保险杠加强件的立体图。

图2是表示该保险杠加强件的俯视图。

图3是沿图2的线a-a剖切该保险杠加强件的剖视图。

图4是从图3的剖视图中除去该保险杠加强件的长条状盖材而仅表示长条状主体的图。

图5是表示该保险杠加强件的仰视图。

图6是表示第二实施方式的保险杠加强件的立体图。

图7是表示该保险杠加强件的俯视图。

图8是沿图7的线b-b剖切该保险杠加强件的剖视图。

图9是从图8的剖视图中除去该保险杠加强件的长条状板材而仅表示长条状主体的图。

图10是表示该保险杠加强件的仰视图。

图11是表示第三实施方式的保险杠加强件的立体图。

图12是表示该保险杠加强件的俯视图。

图13是沿图12的线c-c剖切该保险杠加强件的剖视图。

图14是沿图12的线c-c剖切该保险杠加强件的剖视图。

图15是沿图12的线d-d剖切该保险杠加强件的剖视图。

图16是沿图12的线e-e剖切该保险杠加强件的剖视图。

图17是表示该保险杠加强件的仰视图。

图18是表示第四实施方式的保险杠加强件的立体图。

图19是表示该保险杠加强件的俯视图。

图20是沿图19的线f-f剖切该保险杠加强件的剖视图。

图21是从图20的剖视图中除去该保险杠加强件的块体而仅表示长条状主体的图。

图22是表示该保险杠加强件的仰视图。

图23是在与图7的线b-b对应的位置剖切第五实施方式的保险杠加强件的剖视图。

图24是从图23的剖视图中除去该保险杠加强件的碳纤维强化塑料而仅表示长条状主体的图。

具体实施方式

根据第一～第五实施方式，参照附图详细说明本发明的保险杠加强件。

[1.第一实施方式]

首先，说明第一实施方式。如图1的立体图、图2的俯视图所示，第一实施方式的保险杠加强件1具有弯曲形状，具备长条状主体2和长条状盖材3。

长条状主体2以拉伸强度1800mpa以上的高张力钢板为材料，通过热轧加工而成型。

如图3的剖视图所示，长条状主体2具有开放的开口后表面4、与开口后表面4对置地设置的前表面5、从前表面5的上侧向开口后表面4延伸配置的上表面6、从前表面5的下侧向开口后表面4延伸配置的下表面7、从上表面6的开口后表面4侧向上方延伸配置的上侧凸缘8、从下表面7的开口后表面4侧向下方延伸配置的下侧凸缘9。在前表面5的中央成型有加强筋10。

与此相对，为了防止焊接时的haz破裂，长条状盖材3以拉伸强度980mpa以下的高张力钢板为材料，通过冲压加工而成型。

如图3所示，长条状盖材3具有成型于中央的加强筋11、设置于加强筋11的上方的上端面12、设置于加强筋11的下方的下端面13。

长条状盖材3的上下端面12、13与长条状主体2的上侧凸缘8以及下侧凸缘9接合，由此长条状主体2的剖面被长条状盖材3封闭。该接合时使用焊接位置14、15的点焊。

热轧加工时的长条状主体2中，局部地减慢冷却速度、不加热到a3临界点，由此如图4所示，设置没有淬火的部位(以下称为“非淬火部位”)16、17、18。

非淬火部位16、17、18中，非淬火部位16设置于加强筋10。非淬火部位17从上侧凸缘8跨越上表面6的一部分而设置。非淬火部位18从下侧凸缘9跨越下表面7的一部分而设置。

非淬火部位17、18是碰撞时容易产生很大形变的位置，包括焊接位置14、15(参照图3、图4)。

长条状主体2中，非淬火部位16、17、18没有进行淬火，所以是软质且强度低的低强度部位。非淬火部位16、17、18以外的部位进行了淬火，所以是硬质且强度高的高强度部位。

图4所示的长条状主体2的剖面中，开口后表面4开放，沿长条状主体2的长度方向同样地设置。

这样，在第一实施方式中，封闭长条状主体2的剖面的长条状盖材3被点焊于长条状主体2的非淬火部位17、18，从而图3所示的保险杠加强件1的剖面耐力与整体被淬火的情况下的长条状主体2的剖面耐力相同。

因此，第一实施方式的保险杠加强件1中，如图5所示，即使冲击负载r在长度方向中心附近作用于长条状主体2的前表面5，长条状主体2中，非淬火部位16、17、18(参照图4)不会先于已淬火的部位进行塑性变形，所以能够防止碰撞时产生破裂以及峰值负载减少。

另外，第一实施方式的保险杠加强件1中，也可以仅在包含冲击负载r所作用的长度方向中心附近在内的规定范围，将长条状盖材3点焊于长条状主体2。

[2.第二实施方式]

接下来，说明第二实施方式。如图6的立体图、图7的俯视图所示，第二实施方式的保险杠加强件51具有弯曲形状，具备长条状主体52。

长条状主体52以拉伸强度1800mpa以上的高张力钢板为材料，通过热轧加工而成型。

如图8的剖视图所示，长条状主体52具有开放的开口后表面53、与开口后表面53对置地设置的前表面54、从前表面54的上侧向开口后表面53延伸配置的上表面55、从前表面54的下侧向开口后表面53延伸配置的下表面56、从上表面55的开口后表面53侧向上方延伸配置的上侧凸缘57、从下表面56的开口后表面53侧向下方延伸配置的下侧凸缘58。在前表面54的中央成型有加强筋59。

长条状板材60、61、62重叠于长条状主体52。长条状板材60、61、62以拉伸强度1800mpa以上的高张力钢板为材料，在长条状主体52的热轧加工前，预先被点焊于作为长条状主体52的坯料(以下称为“预点焊”)。

长条状板材60与作为长条状主体52的坯料中成型加强筋10的区域重叠，在焊接位置63被预点焊。长条状板材61从作为长条状主体52的坯料中的上侧凸缘57与成型上表面55的一部分的区域重叠，在焊接位置64、65被预点焊。长条状板材62从作为长条状主体52的坯料中的下侧凸缘58与成型下表面56的一部分的区域重叠，在焊接位置66、67被预点焊。

作为长条状主体52的坯料中，长条状板材60、61、62以及与长条状板材60、61、62重叠的部位的板厚即热容局部很大。因此，热轧加工时的长条状主体2中，利用热容的不同，局部地不加热到a3临界点，由此如图9所示，设置非淬火部位68、69、70。

非淬火部位68、69、70中，非淬火部位68设置于加强筋59，与长条状板材60所重叠的部位一致。非淬火部位69从上侧凸缘57跨越上表面55的一部分而设置，与长条状板材61所重叠的部位一致。非淬火部位70从下侧凸缘58跨越下表面56的一部分而设置，与长条状板材62所重叠的部位一致。

非淬火部位69、70是碰撞时容易产生很大形变的位置，包含焊接位置64、65、66、67(参照图8、图9)。

长条状主体52中，非淬火部位68、69、70没有被淬火，所以是软质且强度低的低强度部位。非淬火部位68、69、70以外的部位进行了淬火，所以是硬质且强度高的高强度部位。

图9所示的长条状主体52的剖面中，开口后表面53开放，沿长条状主体52的长度方向同样地设置。

这样，第二实施方式中，与长条状主体52的剖面一部分重叠的长条状板材60、61、62与长条状主体52的非淬火部位68、69、70接合，从而图8所示的保险杠加强件51的剖面耐力与整体被淬火的情况下的长条状主体52的剖面耐力相同。

因此，第二实施方式的保险杠加强件51中，如图10所示，即使冲击负载r在长度方向中心附近作用于长条状主体52的前表面54，长条状主体52中，非淬火部位68、69、70(参照图9)也不会先于已淬火的部位进行塑性变形，所以能够防止碰撞时产生破裂以及峰值负载减少。

另外，第二实施方式的保险杠加强件51中，也可以仅在包含冲击负载r所作用的长度方向中心附近在内的规定范围，将长条状板材60、61、62预点焊于作为长条状主体52的坯料。

[3.第三实施方式]

接下来，说明第三实施方式。如图11的立体图、图12的俯视图所示，第三实施方式的保险杠加强件101具有弯曲形状，具备长条状主体102。

长条状主体102以将一张厚板103接合到两张薄板104、105之间而成的特制坯料为材料，通过热轧加工成型。厚板103和薄板104、105是拉伸强度为1800mpa以上的高张力钢板。

如图13的剖视图所示，厚板103具有开放的开口后表面106、与开口后表面106对置地设置的前表面107、从前表面107的上侧向开口后表面106延伸配置的上表面108、从前表面107的下侧向开口后表面106延伸配置的下表面109、从上表面108的开口后表面106侧向上方延伸配置的上侧凸缘110、从下表面109的开口后表面106侧向下方延伸配置的下侧凸缘111。在前表面107的中央成型有加强筋112。

在热轧加工时的厚板103中，局部地减慢冷却速度、不加热到a3临界点，由此如图14所示，设置非淬火部位113、114、115。

非淬火部位113、114、115中，非淬火部位113设置于加强筋112。非淬火部位114从上侧凸缘110跨越上表面108的一部分而设置。非淬火部位115从下侧凸缘111跨越下表面109的一部分而设置。

非淬火部位114、115是碰撞时容易产生很大形变的位置。

厚板103中，非淬火部位113、114、115没有被淬火，所以是软质且强度低的低强度部位。非淬火部位113、114、115以外的部位进行了淬火，所以是硬质且强度高的高强度部位。

如图15的剖视图所示，薄板104具有开放的开口后表面116、与开口后表面116对置地设置的前表面117、从前表面117的上侧向开口后表面116延伸配置的上表面118、从前表面117的下侧向开口后表面116延伸配置的下表面119、从上表面118的开口后表面116侧向上方延伸配置的上侧凸缘120、从下表面119的开口后表面116侧向下方延伸配置的下侧凸缘121。在前表面117的中央成型有加强筋122。

薄板104被热轧加工而淬火，所以其整体是硬质且强度高的高强度部位。

如图16的剖视图所示，薄板105具有开放的开口后表面123、与开口后表面123对置地设置的前表面124、从前表面124的上侧向开口后表面123延伸配置的上表面125、从前表面124的下侧向开口后表面123延伸配置的下表面126、从上表面125的开口后表面123侧向上方延伸配置的上侧凸缘127、从下表面126的开口后表面123侧向下方延伸配置的下侧凸缘128。在前表面124的中央成型有加强筋129。

薄板105被热轧加工而淬火，所以其整体是硬质且强度高的高强度部位。

图13～图16所示的厚板103以及薄板104、105的各剖面中，开口后表面106、116、123开放，沿长条状主体102的长度方向同样地设置。

这样，第三实施方式中，由非淬火部位113、114、115和具有已淬火的部位的厚板103形成图13和图14所示的剖面，并且由整体进行了淬火的薄板104、105形成图15或者图16所示的剖面，由此厚板103的剖面耐力与薄板104、105的各剖面耐力相同。

因此，第三实施方式的保险杠加强件101的长条状主体102中，如图17所示，即使冲击负载r在长度方向中心附近作用于厚板103的前表面107，长条状主体102中，厚板103的非淬火部位113、114、115(参照图14)也不会先于厚板103的已淬火的部位进行塑性变形，所以能够防止碰撞时产生破裂以及峰值负载减少。

[4.第四实施方式]

接下来，说明第四实施方式。如图18的立体图、图19的俯视图所示，第四实施方式的保险杠加强件151具有弯曲形状，具备长条状主体152、填入长条状主体152的长度方向中心附近的块体153。

长条状主体152以拉伸强度1800mpa以上的高张力钢板为材料，通过热轧加工而成型。

图20的剖视图所示，长条状主体152具有开放的开口后表面154、与开口后表面154对置地设置的前表面155、从前表面155的上侧向开口后表面154延伸配置的上表面156、从前表面155的下侧向开口后表面154延伸配置的下表面157、从上表面156的开口后表面154侧向上方延伸配置的上侧凸缘158、从下表面157的开口后表面154侧向下方延伸配置的下侧凸缘159。在前表面155的中央成型有加强筋160。

与此相对，块体153由铁粉压硬而成型，拉伸强度为590mpa。如图20所示，块体153填满长条状主体152的剖面，与长条状主体152的加强筋160、上表面156以及下表面157接合。该接合时使用焊接位置161、162、163的电弧焊。

在热轧加工时的长条状主体152中，局部地减慢冷却速度、不加热到a3临界点，由此如图21所示，设置非淬火部位164、165、166。

非淬火部位164、165、166中，非淬火部位164设置于加强筋160。非淬火部位165从上侧凸缘158跨越上表面156的一部分而设置。非淬火部位166从下侧凸缘159跨越下表面157的一部分而设置。另外，非淬火部位164、165、166仅在填入块体153的长条状主体152的剖面设置。

非淬火部位165、166是碰撞时容易产生很大形变的位置，包含焊接位置162、163(参照图20、图21)。非淬火部位164包含焊接位置161(参照图20、图21)。非淬火部位164、165、166包含焊接位置161、162、163由此防止焊接位置162、163的haz破裂。

长条状主体152中，非淬火部位164、165、166没有被淬火，所以是软质且强度低的低强度部位。非淬火部位164、165、166以外的部位进行了淬火，所以是硬质且强度高的高强度部位。

图21所示的长条状主体152的剖面中，开口后表面154开放，沿长条状主体152的长度方向同样地设置。

这样，第四实施方式中，填入长条状主体152的剖面的块体153被电弧焊至长条状主体152的非淬火部位164、165、166，从而图20所示的长条状主体152的剖面耐力与整体被淬火的情况下的长条状主体152的剖面耐力相同。

因此，第四实施方式的保险杠加强件151中，如图22所示，即使冲击负载r在长度方向中心附近作用于长条状主体152的前表面155，长条状主体152中，非淬火部位164、165、166(参照图21)也不会先于已淬火的部位进行塑性变形，所以能够防止碰撞时产生破裂以及峰值负载减少。

另外，第四实施方式的保险杠加强件151中，块体153也可以遍及长度方向整个区域填入长条状主体152。在该情况下，非淬火部位164、165、166遍及长度方向整个区域设置于长条状主体152，块体153遍及长度方向整个区域被电弧焊至长条状主体152的非淬火部位164、165、166。

[5.第五实施方式]

接下来，说明第五实施方式。以下使用图23和图24的剖视图说明第五实施方式，参照第二实施方式的附图对与第二实施方式实际相同的第五实施方式的结构进行说明。

第五实施方式的保险杠加强件201与第二实施方式相同(参照图6和图7)，具有弯曲形状，具备长条状主体202。

长条状主体202以拉伸强度1800mpa以上的高张力钢板为材料，通过热轧加工预先成型。

如图23的剖视图所示，长条状主体202具有开放的开口后表面203、与开口后表面203对置地设置的前表面204、从前表面204的上侧向开口后表面203延伸配置的上表面205、从前表面204的下侧向开口后表面203延伸配置的下表面206、从上表面205的开口后表面203侧向上方延伸配置的上侧凸缘207、从下表面206的开口后表面203侧向下方延伸配置的下侧凸缘208。在前表面204的中央成型有加强筋209。

以遍及长条状主体202的长度方向的整个区域的方式，碳纤维强化塑料210、211、212通过嵌入成型相对于长条状主体202的加强筋209、上侧凸缘207以及下侧凸缘208一体化。嵌入成型中，在通过热轧加工预先成型的长条状主体202插入到金属模后，注入碳纤维强化塑料210、211、212，使碳纤维强化塑料210、211、212相对于长条状主体202的加强筋209、上侧凸缘207以及下侧凸缘208重叠。碳纤维强化塑料210、211、212约维持在350℃。

由此，碳纤维强化塑料210相对于长条状主体202的加强筋209一体化。碳纤维强化塑料211相对于长条状主体202的上侧凸缘207一体化。碳纤维强化塑料212相对于长条状主体202的下侧凸缘208一体化。

并且，嵌入成型时的长条状主体202中，碳纤维强化塑料210、211、212约维持在350℃，由此从热轧加工到嵌入成型的冷却变得缓慢而进行退火，所以如图24所示，设置退火部位213、214、215。

退火部位213、214、215中，退火部位213设置于加强筋209。退火部位214从上侧凸缘207跨越上表面205的一部分而设置。退火部位215从下侧凸缘208跨越下表面206的一部分而设置。

非淬火部位214、215是碰撞时容易产生很大形变的位置，包含碳纤维强化塑料211、212相对于上侧凸缘207和下侧凸缘208一体化的位置(参照图23、图24)。

长条状主体202中，退火部位213、214、215在嵌入成型时软化，所以是软质且强度低的低强度部位。退火部位213、214、215以外的部位由于从热轧加工到嵌入成型的冷却而进行了淬火，所以是硬质且强度高的高强度部位。

图24所示的长条状主体202的剖面中，开口后表面203开放，沿长条状主体202的长度方向同样地设置。

这样，第五实施方式中，与长条状主体202的剖面一部分重叠的碳纤维强化塑料210、211、212和长条状主体202的退火部位213、214、215一体化，从而图23所示的保险杠加强件201的剖面耐力与整体被淬火的情况下的长条状主体202的剖面耐力相同。

因此，第五实施方式的保险杠加强件201中，与第二实施方式相同(参照图10)，即使冲击负载r在长度方向中心附近作用于长条状主体202的前表面204，长条状主体202中，退火部位213、214、215(参照图24)也不会先于已淬火的部位进行塑性变形，所以能够防止碰撞时产生破裂以及峰值负载减少。

另外，第五实施方式的保险杠加强件201中，也可以仅在包含冲击负载r所作用的长度方向中心附近的规定范围，使碳纤维强化塑料210、211、212相对于长条状主体202的加强筋209、上侧凸缘207以及下侧凸缘208一体化。

[6.其它]

另外，本发明不限定于上述各实施方式，可以在不脱离其宗旨的范围内进行各种改变。

例如也可以在第一～第四各实施方式中，代替非淬火部位而设置退火部位。在该情况下，第二实施方式中，也可以将长条状板材60、61、62点焊于热轧加工后的长条状主体52。第五实施方式中，也可以代替退火部位而设置非淬火部位。

符号说明

1保险杠加强件

2长条状主体

3长条状盖材

14、15焊接位置

16、17、18非淬火部位

51保险杠加强件

52长条状主体

60、61、62长条状板材

63、64、65、66、67焊接位置

68、69、70非淬火部位

101保险杠加强件

102长条状主体

103厚板

104、105薄板

113、114、115非淬火部位

151保险杠加强件

152长条状主体

153块体

161、162、163焊接位置

164、165、166非淬火部位

201保险杠加强件

202长条状主体

210、211、212碳纤维强化塑料

213、214、215退火部位