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保险杠加强件与钩托架的安?#23433;?#26500;造.pdf

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保险杠 加强 托架 安装 构造
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摘要
申请专利号:

CN201610011599.8

申请日:

2016.01.08

公开号:

CN106004748A

公开日:

2016.10.12

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法?#19978;?#24773;: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):B60R 19/48申请日:20160108|||公开
IPC分类号: B60R19/48; B60D1/56 主分类号: B60R19/48
申请人: 株式会社神户制钢所
发明人: 津吉恒武; 桥本成一
地址: 日本兵库县
优?#28909;ǎ?/td> 2015.03.26 JP 2015-063822
专利代理机构: 中科专利商标代理有限责任公司 11021 代理人: 海坤
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法律状态
申请(专利)号:

CN201610011599.8

授权公告号:

||||||

法律状态公告日:

2018.12.21|||2016.11.09|||2016.10.12

法律状态类型:

授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

本发明涉及中空剖面的保险杠加强件与由铝合金挤压型材?#38057;?#30340;钩托架的安?#23433;?#26500;造,其中,无需降低牵引性能就能够实现钩托架以及安?#23433;?#26500;造的进一步的轻型化。钩托架(1)在挤压剖面(与挤压方向垂直的剖面)内具有从轴部(2)的后端到达保险杠加强件(5)的中空内部的缺口(3)。钩托架(1)的轴部(2)贯穿在保险杠加强件(5)的前壁(6)与后壁(7)上形成的孔,通过角焊而安装于所述前壁(6)与后壁(7)。在缺口(3)的位置不进行轴部(2)与后壁(7)的角焊。

权利要求书

1.一种保险杠加强件与钩托架的安?#23433;?#26500;造,
该保险杠加强件具有中空剖面,
该钩托架由铝合金挤压型材?#38057;桑?#35813;钩托架的轴部贯穿在所述保险杠加强件的前壁与
后壁上形成的孔,并通过焊接而安装于所述前壁与后壁,
其特征在于,
所述保险杠加强件的长边方向为挤压方向,所述钩托架在挤压剖面内形成有从所述轴
部的后端到达所述保险杠加强件的中空内部的缺口。
2.根据权利要求1所述的保险杠加强件与钩托架的安?#23433;?#26500;造,其特征在于,
所述钩托架在挤压剖面内具有从所述轴部向上突出的肋部,所述肋部从前方侧与所述
保险杠加强件的前壁接触。
3.根据权利要求1或2所述的保险杠加强件与钩托架的安?#23433;?#26500;造,其特征在于,
所述钩托架在挤压剖面中的所述肋部的前方侧与所述轴部之间形成有填角部,所述填
角部凹状弯曲。

说明书

保险杠加强件与钩托架的安?#23433;?#26500;造

技术领域

本发明涉及保险杠加强件与钩托架的安?#23433;?#26500;造。

背?#20985;?#26415;

安装于汽车的钩主要应用于牵引其他车辆、在搭载于船舶时进行固定(栓紧),朝
向前方或者前斜下方施加较大的拉伸负载。提出了一种安?#23433;?#26500;造,其中,当将中空剖面的
铝合金挤压件用作保险杠加强件?#20445;?#21033;用中空剖面的高刚性而使钩托架贯穿在保险杠加强
件的前壁与后壁上形成的孔,通过焊接而将其安装在所述前壁与后壁。

在专利文献1中,使由铝合金挤压型材?#38057;汕以?#36724;部的前端附近与后端的左右具
?#22411;?#32536;的钩托架贯穿在保险杠加强件的前壁与后壁上形成的孔,通过角焊而安装在所述前
壁与后壁。在该安?#23433;?#26500;造中,使钩托架的前端附近的突缘与所述前壁的背面?#32440;櫻?#20351;后端
的突缘与所述后壁的背面?#32440;櫻?#23454;现牵引性能的提高。

在专利文献2中,使由铝合金挤压件?#38057;汕以?#36724;部的前端附近具有朝上突出的肋
部的钩托架贯穿在保险杠加强件的前壁与后壁上形成的孔,通过角焊而安装在所述前壁与
后壁。钩托架的挤压方向与保险杠加强件的长边方向平行。在该安?#23433;?#26500;造中,通过将所述
肋部的周缘焊接在前壁,尤其实现了栓紧时的牵引性能的提高。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本特许第4229388号公报(图1、2)

专利文献2:日本特许第5374431号公报

在专利文献1、2所记载的安?#23433;?#26500;造中,保险杠加强件与钩托架均由铝合金挤压
件?#38057;桑?#38057;托架通过焊接?#22402;?#23450;在刚性高的保险杠加强件的前壁与后壁。因此,安?#23433;?#26500;造
实现轻型化,并且具有较高的牵引性能。

另一方面,作为车身的轻型化的一环,要求钩托架以及安?#23433;?#26500;造的进一步的轻
型化。

发明内容

因此,本发明的目的在于,无需降低牵引性能就能够实现钩托架以及安?#23433;?#26500;造
的进一步的轻型化。

用于解决课题的手段

在本发明的保险杠加强件与钩托架的安?#23433;?#26500;造中,所述托架由铝合金挤压型材
?#38057;桑?#22312;挤压剖面(与挤压方向垂直的剖面)内具有从轴部的后端到达所述保险杠加强件的
中空内部的缺口。所述钩托架的轴部贯穿在中空剖面的保险杠加强件的前壁与后壁上形成
的孔,通过焊接而安装于所述前壁与后壁。作为缺口的形状,考虑U?#20013;巍?#20013;巍?#21322;圆形等各
?#20013;?#29366;。

优选的?#29301;?#25152;述钩托架在所述挤压剖面内具有从所述轴部向上突出的肋部,所述
肋部从前方侧与所述保险杠加强件的前壁接触。在这种情况下,优选的?#29301;?#22312;所述挤压剖面
中,在所述肋部的前方侧与所述轴部之间形成有填角部,并且所述填角部凹状弯曲。

需要说明的?#29301;?#22312;本发明中,“前”表示碰撞面侧,“后”表示车身侧。

发明效果

由于本发明的钩托架在挤压剖面内具有从轴部的后端到达保险杠加强件的中空
内部的缺口,因此,虽然与缺口的形状以及深度有关,但与不具有所述缺口的以往材料相
比,能够实现相当程度的轻型化。

在以往的托架中,将内螺纹孔从轴部的前端形成至后端。但?#29301;?#22312;以往的钩托架
中,不将钩螺纹拧入至该托架的后端,实际上仅是从前端螺纹拧入大约30mm,由?#35828;?#21040;所需
要的牵引性能。

另一方面,本发明的钩托架?#38057;?#20026;,在整周上与钩的外螺纹螺合的内螺纹孔仅形
成在从轴部的前端到缺口的底部的?#27573;?#20869;,与以往的钩托架相比,内螺纹孔的有效长度缩
短。但?#29301;?#22312;以往的钩托架中,如上所述,?#27493;?#26159;将钩朝内螺纹孔螺纹拧入大约30mm,由?#35828;?br />到所需要的牵引性能。因此,在本发明的钩托架中,即便内螺纹孔的有效长度缩短了与缺口
的深度相应的长度,但由此使牵引性能与以往相比降低的情况实际上并不存在。

在使用了以往的钩托架的安装构造中,能够将保险杠加强件的后壁与该托架在整
周上进行角焊。

另一方面,在使用了本发明的钩托架的安装构造中,在形成有所述缺口的位置(钩
托架的左右位置),无法对保险杠加强件的后壁与该托架进行角焊。但?#29301;?#22312;使用了以往的
钩托架的安装构造中,保险杠加强件的后壁与该托架的左右的焊接位置如后述那样对牵引
性能的帮助不大。因此,在使用了本发明的钩托架的安装构造中,即便在形成有缺口的位置
不进行角焊,由此带来的牵引性能的降低?#27493;?#23569;。

附图说明

图1是本发明的钩托架的图,(a)是俯视图,(b)是主视图,(c)是侧视图。

图2是示出图1所示的钩托架与保险杠加强件的安?#23433;?#26500;造的剖视图。

图3是示出本发明的钩托架的另一例的侧视图。

图4是作为FEM分析的对象的以往的钩托架与保险杠加强件的安?#23433;?#26500;造。

图5是示出FEM分析的结果的立体图。

附图标记说明

1、1A~1D 钩托架

2 轴部

3 缺口

4 内螺纹孔

5 保险杠加强件

6 前壁

7 后壁

8 上壁

9 下壁

11 中肋部

12、13 突出部

14~17 角焊部

21、22、24~26 肋部

23 填角部

具体实施方式

以下,参照图1~5,对本发明的保险杠加强件与钩托架的安?#23433;?#26500;造进行说明。

图1所示的钩托架1由铝合金挤压型材?#38057;桑?#38109;合金挤压件的挤压方向在图1(c)中
与纸面垂直。钩托架1仅由轴部2?#38057;桑?#20463;视时的轮廓为长方形,主视时的轮廓为大致正方
形,在挤压剖面(与挤压方向垂直的剖面)内,从轴部2的后端(图1(c)中的右端)以规定深度
形成有U?#20013;?#30340;缺口3。沿着轴部2的长边方向,从前端朝向后端形成有内螺纹孔4。该内螺纹
孔4的有效长度(在整周上与钩的外螺纹螺合的长度)是从轴部2的前端附近到达缺口3的底
部3a的长度。

在图2所示的安?#23433;?#26500;造中,保险杠加强件5由铝合金挤压件?#38057;桑?#20854;剖面形状由
?#38057;?#30697;形轮廓的前壁6、后壁7、上壁8以及下壁9、中肋部11?#38057;傘?#21069;壁6与后壁7朝向相对于
车身前后方向大致垂直的方向。在保险杠加强件5的下侧的箱体5a(被前壁6、后壁7、中肋部
11以及下壁9包围的位置)的前壁6与后壁7开设孔,钩托架1的轴部2沿车身前后方向贯穿该
孔。钩托架1的轴部2的前端部从前壁6突出(突出部12),后端部从后壁7突出(突出部13)。轴
部2的前方侧的突出部12与前壁6(轴部2所贯穿的孔的周缘)在整周上进行角焊(仅图示上
下的焊接部14、15)。另一方面,后方侧的突出部13与后壁7(轴部2所贯穿的孔的周缘)在上
下的接触部进行角焊(图示了上下的焊接部16、17),在左右的接触部不进行角焊。需要说明
的?#29301;?#23545;于突出部12与前壁6的角焊而言,为了获得较长的焊接长度而优选在整周上进行角
焊,但这不是必须的,?#37096;?#20197;例如像专利文献2所记载的那样,采用在整周的一部分(尤其是
左右的接触部)省略焊接等其他焊?#26377;?#24577;。

在图3中示出本发明的其他的钩托架(均由铝挤压型材?#38057;?。

图3(a)所示的钩托架1A与钩托架1的不同之处在于,在轴部2的前端具有向上突出
的肋部21。在将钩托架1A安装于保险杠加强件5的情况下,肋部21从前方侧与保险杠加强件
5的前壁6接触,对肋部21与前壁6进行角焊。优选该角焊?#21069;?#25324;肋部21的整周焊接。由于钩
托架1A具有肋部21,因此牵引时的负载经由保险杠加强件5的中肋部11、上壁8而高效地传
递至后壁7,保险杠加强件5与钩托架1A的安?#23433;?#26500;造得到强化。

图3(b)所示的钩托架1B与钩托架1的不同之处在于,在轴部2的前端附近具有向上
突出的肋部22,并?#20197;?#32907;部22的前方侧与轴部2之间形成有填角23。在将钩托架1B安装于保
险杠加强件5的情况下,肋部22从前方侧与保险杠加强件5的前壁6接触,对肋部22与前壁6
进行角焊。优选该角焊?#21069;?#25324;肋部22的周围的整周焊接。肋部22在功能方面与钩托架1A的
肋部21相同,但在前方侧与轴部2之间形成有表面凹状弯曲的填角部23。该填角部23具?#22411;?br />过栓紧时等的负载来防止肋部22与轴部2之间产生龟裂的作用。

图3(c)所示的钩托架1C与钩托架1的不同之处在于,在轴部2的前端除了向上突出
的肋部21之外还具有向下突出的肋部24。在将钩托架1C安装于保险杠加强件5的情况下,肋
部24与肋部21同样地从前方侧与保险杠加强件5的前壁6接触,对肋部24与前壁6进行角焊。
优选该角焊?#21069;?#25324;肋部24、25的周围的整周焊接。肋部24的功能与肋部21相同。

图3(d)所示的钩托架1D与钩托架1的不同之处在于,在轴部2的后端具有上下突出
的肋部25、26。在将钩托架1D安装于保险杠加强件5的情况下,肋部25、26从后方侧与保险杠
加强件5的后壁7接触,对肋部25、26(尤其是肋部25、26的顶部)与后壁7进行角焊。为了获得
较长的焊接长度,?#37096;?#20197;将肋部25、26的左右与后壁进行角焊。

需要说明的?#29301;?#22270;1~3所记载的钩托架均设置于保险杠加强件的直线部分(保险
杠加强件的长边方向与车宽度方向平行的位置)。但?#29301;?#26412;发明的钩托架?#26448;?#22815;如专利文献
1、2所示那样设置于保险杠加强件的倾斜部分(保险杠加强件的长边方向从车宽方向朝车
身侧倾斜的位置)。在这种情况下,钩托架的挤压方向也像专利文献1、2所示那样设为保险
杠加强件的长边方向。

作为本发明的安?#23433;?#26500;造中的保险杠加强件以及钩托架,能够使用各个?#25105;?#32452;成
的铝合金挤压件,尤其优选为6000系或者7000系的铝合金挤压件。

关于缺口3,除了U?#20013;?#20043;外还考虑V?#20013;巍?#21322;圆形等各?#20013;?#29366;。但?#29301;?#22522;于铝合金挤
压件的挤压速度(若在挤压剖面存在锐角部分则挤压速度降低)以及轻型化效果(在半圆形
中,与U?#20013;?#30456;比减少的剖面积小)等方面,优选为U?#20013;巍?br />

(以往的安?#23433;?#26500;造的FEM分析)

在使用了以往的钩托架的安?#23433;?#26500;造中,使用FEM(Finite Element Method)分
析,求出在对钩托架的前端施加朝向前方的牵引负载时钩托架所产生的反作用力。

作为分析条件,保险杠加强件与钩托架的剖面形状设为图4所示的形状。该保险杠
加强件的剖面形状与图2所示的保险杠加强件5的剖面形状相同。钩托架的轮廓是长方体形
状(与图2所示的钩托架1的不同之处仅在于缺口3的有无),在中心部形成有沿前后方向贯
通的内螺纹孔。保险杠加强件与钩托架的焊接位置在保险杠加强件的前壁侧以及后壁侧均
采用整周焊接。

另外,作为保险杠加强件以及钩托架,假定7000系铝合金挤压件。朝向前方(参照
箭头a)对钩托架的前端施加30kN的牵引负载,求出钩托架所产生的反作用力。在FEM分析
中,使用了通用的有限元分析编码ABAQUS。

图5示出FEM分析的结果。在图5中,附在钩托架的表面的●记号表示在该钩托架上
产生一定以上的高应力的部位。如图5所示,在钩托架的供牵引钩安装的前方侧的整面上产
生高应力,尤其是在棱线部产生高应力。另一方面,在后方侧,产生高应力的部位较少,特别
?#29301;?#22312;钩托架的左右部位(在本发明的钩托架中是形成U字状的缺口3的部位)没有观察到高
应力的产生。

需要说明的?#29301;?#22312;对钩托架的前端朝向斜前下方(参照图4的箭头b)施加5kN的牵
引负载的情况下,在钩托架的后方侧,产生高应力的部位?#27493;?#23569;,并?#20197;?#38057;托架的左右部位
也没有观察到高应力的产生。

本发明的钩托架在挤压剖面内具有从轴部的后端到达保险杠加强件的中空内部
的缺口,由此,无法在形成有所述缺口的位置与所述保险杠加强件的后壁进行角焊。但?#29301;?br />根据所述的分析结果可知,不进行所述角焊所造成的牵引性能的降低较少。

另一方面,由于本发明的钩托架在挤压剖面内具有缺口,因此,虽然与缺口的形状
以及深度有关,但与不具有所述缺口的以往材料相比,能够相当程度地实现轻型化。

关于本文
本文标题:保险杠加强件与钩托架的安?#23433;?#26500;造.pdf
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