保险杠横梁的安装结构.pdf

提供一种保险杠横梁的安装结构，其重量得到减小，而又能保证足够的强度。在一种用于将所述的保险杠横梁安装在侧梁的前部或后部的至少一个上的保险杠横梁安装结构，其中所述的侧梁位于车辆宽度方向上的两侧并沿车辆的纵向方向延伸，所述的保险杠横梁具有两个或更多的管，每个管的长度至少等于所述侧梁之间的距离，所述的管被水平布置且彼此之间上下布置，从而使得这些管的外表面位于车辆纵向方向的同一位置上，并且所述的保险杠横梁在高度方向上的中心位置大致与所述的侧梁在高度方向的中心位置一致。

1.  一种保险杠横梁的安装结构，用于将所述的保险杠横梁安装到侧梁的前部或后部的至少一个上，所述的侧梁设在车辆宽度方向上的两侧并沿车辆的纵向方向延伸，其中，
所述的保险杠横梁具有两个或更多的管，每个管的长度至少等于所述侧梁之间的距离，所述的管被水平布置且彼此之间上下布置，从而使得所述管的外表面位于车辆纵向方向的同一位置上，并且
所述的保险杠横梁在高度方向上的中心位置大致与所述的侧梁在高度方向的中心位置一致。

2.  根据权利要求1的保险杠横梁的安装结构，其中在所述的保险杠横梁的车辆宽度方向的中心部分上设有支架，其长度至少为所述的保险杠横梁的宽度的大约1/4，该支架将所述的管相互连接在一起。

3.  根据权利要求2的保险杠横梁的安装结构，其中在所述的支架的上端部分和下端部分上形成有用于调整所述管的垂直位置的调整部分。

4.  根据权利要求2或3的保险杠横梁的安装结构，其中在所述的管垂直方向上的支架的中间部分上设有强度增大/减小部分。

保险杠横梁的安装结构
技术领域
本发明涉及一种将保险杠横梁安装在车辆前侧和后侧的至少一侧上的安装结构。
背景技术
在车辆前侧和后侧较低的部位上都设有保险杠。当车辆与其它物体发生碰撞时，保险杠可以保护如车身或车灯等的功能部件。在保险杠的后面有一个保险杠横梁，用于在车身发生碰撞受到冲击时吸收冲击能量。
保险杠有多种形状，这取决于车辆的大小。此外，由于保险杠还有增强设计特性的作用，对应不同的车型，使用的保险杠也有多种不同的设计形状。因此，为了与保险杠的形状匹配，生产的保险杠横梁也有很多种类型。
为了制造保险杠横梁，需要使用如钢板这样的材料。用于制造保险杠横梁的钢板，其厚度需要大于一个预定的厚度，以保证整个保险杠横梁的强度。保险杠横梁通过滚动制模或压模而整体浇铸而成，以和车辆宽度方向上的长度匹配。
一种保险杠横梁的结构曾在日本专利临时公告2000-85496中公开过。在这种车辆保险杠装置中，在保险杠加固件前表面上有一个凹陷的部分，一个管状的加固物连接到这个凹陷的部分以便装配在凹陷部分上。
此外，日本实用新型公告5-27315公开了一种保险杠结构，其中一对由钢管形成的上加固件和下加固件被布置在侧梁的较高部位上。
但是，为了制造决定于车型的不同形状和大小的保险杠横梁，需要多种挤压制模的模具来形成钢板。同时，为了整体压制出具有车辆宽度方向上的长度的保险杠横梁，需要一个较大的模具，同时要增加制造设备的大小。这需要较高的制造成本和模具的管理费用，这样就很难降低整车的制造成本。
另外，为了降低保险杠横梁的重量，必须要减小制造材料的厚度。但是，材料厚度的减小会降低整个保险杠横梁的弯曲强度。因此，在同时获得保险杠横梁低重量和高强度上具有一个限制。
另一方面，在日本专利临时公告2000-85496上所述的结构中，由于加固物仅仅用一个钢管形成，因而冲击能量的吸收是不够充分的。
另外，在日本实用新型专利公告5-27315中所述的结构中，由于加固件位于侧梁的较高部位上，当外力从车辆外部作用在该加固件上时，该外力仅由加固件的强度所承受。为了弥补这个缺陷，需要增加形成加固件的钢管的大小。
发明内容
本发明是在考虑到上述情况而提出的，因此其一个目的是要提供一种保险杠横梁的安装结构，通过使用两个或更多的钢管，使得整体重量得以减小，同时保证足够的强度。
为了解决相关技术的问题，本发明提供一种保险杠横梁的安装结构，用于将保险杠横梁安装在车辆宽度方向上两侧以及在纵向方向上延伸的侧梁前部件或后部件的至少一个上，其中该保险杠横梁具有两个或更多的管，每个管的长度至少等于侧梁之间的距离，这些管被水平布置且彼此之间上下布置，从而使得这些管的外表面位于车辆纵向方向的同一位置上，而保险杠横梁高度方向上的中心位置大致与侧梁高度方向的中心位置一致。
在保险杠横梁的车辆宽度方向的中心部分上有一个支架，其长度至少为保险杠横梁宽度方向长度的1/4，其作用是将这些管相互连接起来。
另外，在支架的上端部和下端部上形成有用于调整管垂直位置的调整部分。
此外，在管的垂直方向上，在支架的中部具有一个强度增加/减小部分。
如上所述，在本发明中，保险杠横梁是由管所组成。因此，不需要大型的压模成型的模具，因此降低了模具的制造成本和管理费用。此外，若使用普通的管，其成本还可进一步降低。
另外，由于这些管水平布置且彼此之间上下布置，其外表面位于车辆纵向方向的同一位置上，当一个外力从车辆外部作用时，该外力被分散且被上、下管所吸收。因此，例如当一个外力从车辆外部作用在该保险杠横梁上时，该保险杠横梁能够承受更大的力。
此外，由于保险杠横梁高度方向的中心位置大致与侧梁高度方向的中心位置一致，侧梁可以经受得住外力的作用。这样，由于不需要使用形状较大的管，因而可以减小保险杠横梁地重量。
在保险杠横梁的车辆宽度方向的中心部分上有一个支架，其长度至少为保险杠横梁宽度方向长度的1/4，其作用是将这些管相互连接起来。这样，保险杠横梁的中心处的强度得以进一步加强，而管的外表面可以更容易地布置成一直线。另外，由于上、下管相互连接，上、下管的变形几乎一样，从而使能量的吸收变得更加有效。
由于支架的长度至少为保险杠横梁宽度的1/4，在侧偏碰撞时保险杠横梁的管的变形方式可以被稳定下来。
由于在支架的上端部和下端部具有用于调整管垂直位置的调整部分，当力从车辆外部作用在保险杠横梁上时，可以防止这些管发生垂直变形。另外，在保险杠横梁被组装的时候，也可以更加方便地进行管的垂直定位。因此，组装的精度得到提高，消除了安装尺寸的变化，从而使能量的吸收更加稳定。
另外，保险杠横梁中心部位的强度可以通过管垂直方向上的支架的中部的强度增加/减小部分来调整。因此，保险杠横梁中心部分所需的强度可以根据不同的车型而增加或减小。
附图说明
图1是依照本发明一个实施例的一种保险杠横梁安装结构的总体透视图；
图2是依照本发明一个实施例的一种保险杠横梁安装结构的分解透视图；
图3是依照本发明一个实施例的一种保险杠横梁安装结构的剖视图；
图4是依照本发明一个实施例的一种保险杠横梁安装结构在负载—位移试验中的一个状态的原理视图；
图5是一种传统保险杠横梁的剖视图；
图6是依照本发明一个实施例的一种保险杠横梁安装结构和一种传统安装结构在负载—位移试验中的强度对比结果图表；
图7是依照本发明另一个实施例的一种保险杠横梁安装结构的剖视图；以及
图8是在依照本发明另一个实施例的一种保险杠横梁安装结构中使用的支架的剖视图，图8(a)至图8(c)是该支架的修改。
具体实施方式
下面将结合图1至图3对本发明的最佳实施模式进行详细的说明。图1是保险杠横梁1在安装到侧梁2之前的透视图，图2是保险杠横梁1被分解成各个部件的分解透视图。图3是保险杠横梁1安装到侧梁2上的剖视图，其中是从车辆宽度方向的中心部分处剖开的。
在该实施例中，所作的说明对应于由两个管组成保险杠横梁1的情况。同时，在本实施例中，所作的说明对应于将保险杠横梁1安装在车辆前方较低部位上的一种保险杠横梁安装结构。
在如图1所示的保险杠横梁安装结构中，保险杠横梁1安装在车身侧面的侧梁2上。如图1和2所示，保险杠横梁1具有两个管3、两个用于固定管3在车辆宽度方向上的两端的支撑部件4，以及一个位于管3的车辆宽度方向中心部分前方的支架5。如图3所示，保险杠外罩31在侧梁2的相反一侧上覆盖着保险杠的前表面，保险杠横梁1保持在外罩31和侧梁2之间。侧梁2由一个具有矩形截面的钢管所组成，该钢管设在车辆宽度方向两端上并在车辆的纵向方向上延伸。
在保险杠横梁1中所使用的两个钢管3位于两侧的侧梁2之间。钢管3的布置使得它们的长度方向基本上与车辆的宽度方向一致。两个管3相互平行地垂直布置，而钢管3的前表面3a(外表面，见图3)位于车辆纵向方向上的同一点处。另外，两个钢管3被精密地弯曲，从而与保险杠的形状以及支撑部件4的固定位置相配。对于钢管3，使用的材料是一种具有高拉伸强度的钢，如STAM980。这种高拉伸强度钢具有的拉伸强度大约为非回火钢的150％。
如图1和2所示，支撑部件4由一个钢管固定部件6和侧梁安装部件7所组成，钢管固定部件6和侧梁安装部件7通过焊接而固定在一起。
管固定部件6通过挤压钢板所制造而成。如图2所示，钢管固定部件6具有一个垂直延伸的主体部分，在该主体部分上有两个弧形凹陷8(见图2)，在垂直方向上相互隔开。弧形凹陷8的形状与钢管3的外形一致。钢管3的端部位于这两个弧形凹陷8中，并通过焊接而固定。另外，如图2所示，在钢管固定部件6的较低部分上具有两个孔14。
弧形凹陷8高度方向上的定位如图3所示，在保险杠横梁1安装在侧梁2的情况下，保险杠横梁1高度方向的中心位置32近似与侧梁2高度方向的中心位置33一致。更具体地，当保险杠横梁由两个钢管3所组成时，上、下钢管布置得分别与侧梁2高度方向的中心位置33等距，而中心位置33位于这两个钢管之间。
如图1和2所示，侧梁安装部件7形成为从钢管固定部件6的上部向车辆的后方延伸。在侧梁安装部件7的后端上具有一个接合部分11。该接合部分11是通过将侧梁安装部件7的后端部分向下弯曲而形成的。另外，该侧梁安装部件7在接合部分11的前侧具有一个孔12(见图2)。
另一方面，在如图1所示的侧梁2的顶面2a上具有一个接合孔13，侧梁安装部件7的接合部分11与该接合孔13接合。另外，在顶面2a上接合孔13的前侧有一个安装螺钉孔9。在接合部分11和接合孔13相互接合时，螺钉孔9和侧梁安装部件7的孔12对齐。
另外，如图1所示，在侧梁2前侧的顶端部分上有一个连接部件10，用以覆盖侧梁2的正方形钢管的开口。在连接部件10的较低部分上具有螺钉孔15。与螺钉孔9相似，在接合部分11和接合孔13相互接合时，该螺钉孔15与钢管固定部件6的孔14对齐。
支架5位于两个钢管3的车辆宽度方向中心部分的前侧，且长度至少为保险杠横梁1宽度方向上的长度的1/4。如图3所示，支架5位于两个钢管3的前表面3a上且与之相互接触，并通过焊接其边缘而固定在钢管3上。另外，支架5的上端部分5a和下端部分5b向车辆的后方弯曲成圆形，从而与钢管3的外形相配。上端部分5a和下端部分5b通过与钢管3的上部或下部外围表面接触而调整钢管3的垂直位置。
下面对将保险杠横梁1安装在侧梁2上的方法进行说明。
保险杠横梁1是通过将侧梁安装部件7的接合部分11从上端与侧梁2的接合孔13相互接合而与侧梁2对齐的。一个螺钉(图中没有标示)从上端插入到孔12中且被拧紧，从而使侧梁安装部件7安装到侧梁2上。同样，螺钉(图中没有标示)分别插入到孔14和孔15中并被拧紧。这样，保险杠横梁就被安装到侧梁2上。
另外，当保险杠横梁1被用在一种具有不同宽度的车型中，要改变钢管3的长度。在这种情况下，支撑部件4和支架5的形状并不需要改变。此外，当保险杠横梁1被用在具有不同车辆高度的车型中，支撑部件4和支架5需要替换为与车辆高度相匹配的部件。在这种情况下，制造支撑部件和支架5的模具需要重新制造。但是，重新制造的模具的大小会比那些传统模具的要小。
下面，将对在依照本发明的实施例的一种保险杠横梁安装结构所进行的强度试验以及试验结果进行说明。
图4是依照本发明的实施例的一种保险杠横梁安装结构在使用三点弯曲试验机进行负载试验的状态图。保险杠横梁1以如同安装在车辆上的方式组装而成，并安装在一个试验夹具21a上，其前侧向上。保险杠横梁1被设定成在其中心部分上承受来自加载机21b向下压的试验载荷(弯曲载荷)。在该试验中，保险杠横梁1的设定间距L约为900mm。另外，在同样的试验条件下对一种传统保险杠横梁34进行负载试验，该保险杠横梁34的横截面形状如图5所示。该传统保险杠横梁34由一种具有与钢管3同样材料和厚度的钢板所制造而成。图6显示了从本次试验中所获得的试验载荷F和位移之间的关系。
从如图6所示的试验结果可以看出，在本实施例中所述的一种保险杠横梁安装结构具有比传统结构高约25％的强度。另外，同一个试验表明，若钢管3的数量减少到一个时，与传统结构相比，其强度有所下降。因此，至少应使用两个钢管。此外，除非两个钢管3是基本上同时承受试验载荷F的，否则其抗载荷能力会有所下降。因此，两个钢管3必须安装成其前表面3a大致位于车辆纵向方向上的同一位置上。
对于依照本发明该实施例的一种保险杠横梁安装结构，由于使用的钢管3是由普通的钢管所形成，因此与传统结构相比，其产品成本可以减少约15％，模具成本和夹具成本可以减少约45％。另外，产品的重量也可以减少约20％。
另外，由于钢管3垂直布置，且其外表面3a位于车辆纵向方向的同一位置上，当受到力从车辆外部作用时，该外力被上、下钢管3所分散并吸收。因此，当受到来自车辆外部的外力作用时，保险杠横梁1能够承受更大的力。
此外，由于保险杠横梁1布置成其高度方向的中心位置32大致与侧梁2高度方向的中心位置33一致，因此侧梁2可以通过支撑部件4而承受来自车辆外部的外力作用。因此，由于钢管3不必要有比所需要的更大的形状，保险杠横梁1的重量得以减小。
在保险杠横梁1的车辆宽度方向的中心位置上有一个支架5，其长度至少为保险杠横梁1的宽度方向上的长度的1/4，并将钢管3连接在一起。因此，保险杠横梁1中心位置的强度得到进一步的提高，而钢管3的外表面3a可以容易地位于车辆纵向方向上的同一位置上。
由于在支架5的上端部分和下端部分上形成有用于调整钢管3垂直位置的调整部分，所以当外力从车辆外部作用在保险杠横梁1上时，可以防止钢管3发生垂直变形。另外，在组装保险杠横梁1时，也可以方便地进行钢管3的垂直定位。
上面是本发明其中一个实施例的说明。本发明不受限于上述的实施例，在本发明的技术原理的基础上，可以进行各种变化和修改。
例如，当该保险杠横梁安装结构应用在一种大型车辆中，可以使用3个或更多的钢管，以提高负载能力。在这种情况下，可以方便地通过增加支撑部件4上的弧形凹陷8以及改变支架5的形状来实现。另外，在本发明的该实施例中，由圆形钢管而组成钢管3的情况得到了说明。但是，使用方形钢管或不规则形状的钢管也能得到同样的效果。
如图7和图8(a)至8(c)所示，具有一个不同横截面形状的支架5被选中并安装到保险杠横梁1上，其中保险杠横梁中心部位的强度可以增加或减小，以匹配不同类型的车辆。如图7所示的支架51的横截面形状通过从钢管3的背面安装该支架51并在高度方向上弯曲其中心部分而形成，从而使中心部分沿着两个钢管3相向布置的平面延伸。如图8(a)所示的支架52的横截面形状是通过弯曲支架52而形成的，使得其上端和下端部分沿着两个钢管3的相对表面而装配。如图8(b)所示的支架52的横截面形状是通过在高度方向弯曲中心部分而形成的，使得该中心部分沿着两个钢管3相对布置的所在平面而延伸，并且在中心部分上形成一个凸起部分55。这样，保险杠横梁1的中心部分的强度得到了提高。如图8(c)所示的支架52的横截面形状是通过在中心部分上做出一个孔56而形成的。这样，保险杠横梁1的中心部分的强度减小。
在本发明中，所作的说明是对应于一种位于车辆前方的保险杠横梁安装结构。但是，本发明也同样可以应用在一种位于车辆后方的保险杠横梁安装结构。当本发明应用在一种位于车辆后方的保险杠横梁安装结构中(后保险杠)，支撑部件4的安装位置和形状可以适当地改变，从而与车辆后方的结构相匹配。
对于管3，可以使用从较低的高拉伸强度钢到超高拉伸强度钢中的任何一种材料。