保險杠加強件與鉤托架的安裝部構造
【專利摘要】本發(fā)明涉及中空剖面的保險杠加強件與由鋁合金擠壓型材構成的鉤托架的安裝部構造，其中，無需降低牽引性能就能夠?qū)崿F(xiàn)鉤托架以及安裝部構造的進一步的輕型化。鉤托架(1)在擠壓剖面(與擠壓方向垂直的剖面)內(nèi)具有從軸部(2)的后端到達保險杠加強件(5)的中空內(nèi)部的缺口(3)。鉤托架(1)的軸部(2)貫穿在保險杠加強件(5)的前壁(6)與后壁(7)上形成的孔，通過角焊而安裝于所述前壁(6)與后壁(7)。在缺口(3)的位置不進行軸部(2)與后壁(7)的角焊。
【專利說明】
保險杠加強件與鉤托架的安裝部構造
技術領域
[0001 ]本發(fā)明涉及保險杠加強件與鉤托架的安裝部構造?！颈尘凹夹g】
[0002]安裝于汽車的鉤主要應用于牽引其他車輛、在搭載于船舶時進行固定(栓緊)，朝向前方或者前斜下方施加較大的拉伸負載。提出了一種安裝部構造，其中，當將中空剖面的鋁合金擠壓件用作保險杠加強件時，利用中空剖面的高剛性而使鉤托架貫穿在保險杠加強件的前壁與后壁上形成的孔，通過焊接而將其安裝在所述前壁與后壁。
[0003]在專利文獻1中，使由鋁合金擠壓型材構成且在軸部的前端附近與后端的左右具有突緣的鉤托架貫穿在保險杠加強件的前壁與后壁上形成的孔，通過角焊而安裝在所述前壁與后壁。在該安裝部構造中，使鉤托架的前端附近的突緣與所述前壁的背面抵接，使后端的突緣與所述后壁的背面抵接，實現(xiàn)牽引性能的提高。
[0004]在專利文獻2中，使由鋁合金擠壓件構成且在軸部的前端附近具有朝上突出的肋部的鉤托架貫穿在保險杠加強件的前壁與后壁上形成的孔，通過角焊而安裝在所述前壁與后壁。鉤托架的擠壓方向與保險杠加強件的長邊方向平行。在該安裝部構造中，通過將所述肋部的周緣焊接在前壁，尤其實現(xiàn)了栓緊時的牽引性能的提高。
[0005]在先技術文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:日本特許第4229388號公報(圖1、2)[〇〇〇8] 專利文獻2:日本特許第5374431號公報
[0009]在專利文獻1、2所記載的安裝部構造中，保險杠加強件與鉤托架均由鋁合金擠壓件構成，鉤托架通過焊接來固定在剛性高的保險杠加強件的前壁與后壁。因此，安裝部構造實現(xiàn)輕型化，并且具有較高的牽引性能。
[0010]另一方面，作為車身的輕型化的一環(huán)，要求鉤托架以及安裝部構造的進一步的輕型化。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]因此，本發(fā)明的目的在于，無需降低牽引性能就能夠?qū)崿F(xiàn)鉤托架以及安裝部構造的進一步的輕型化。
[0012]用于解決課題的手段
[0013]在本發(fā)明的保險杠加強件與鉤托架的安裝部構造中，所述托架由鋁合金擠壓型材構成，在擠壓剖面(與擠壓方向垂直的剖面)內(nèi)具有從軸部的后端到達所述保險杠加強件的中空內(nèi)部的缺口。所述鉤托架的軸部貫穿在中空剖面的保險杠加強件的前壁與后壁上形成的孔，通過焊接而安裝于所述前壁與后壁。作為缺口的形狀，考慮U字形、V字形、半圓形等各種形狀。
[0014]優(yōu)選的是，所述鉤托架在所述擠壓剖面內(nèi)具有從所述軸部向上突出的肋部，所述肋部從前方側與所述保險杠加強件的前壁接觸。在這種情況下，優(yōu)選的是，在所述擠壓剖面中，在所述肋部的前方側與所述軸部之間形成有填角部，并且所述填角部凹狀彎曲。[0〇15]需要說明的是，在本發(fā)明中，“前”表示碰撞面?zhèn)?，“后”表示車身側。[0〇16]發(fā)明效果
[0017]由于本發(fā)明的鉤托架在擠壓剖面內(nèi)具有從軸部的后端到達保險杠加強件的中空內(nèi)部的缺口，因此，雖然與缺口的形狀以及深度有關，但與不具有所述缺口的以往材料相比，能夠?qū)崿F(xiàn)相當程度的輕型化。
[0018]在以往的托架中，將內(nèi)螺紋孔從軸部的前端形成至后端。但是，在以往的鉤托架中，不將鉤螺紋擰入至該托架的后端，實際上僅是從前端螺紋擰入大約30mm，由此得到所需要的牽引性能。
[0019]另一方面，本發(fā)明的鉤托架構成為，在整周上與鉤的外螺紋螺合的內(nèi)螺紋孔僅形成在從軸部的前端到缺口的底部的范圍內(nèi)，與以往的鉤托架相比，內(nèi)螺紋孔的有效長度縮短。但是，在以往的鉤托架中，如上所述，也僅是將鉤朝內(nèi)螺紋孔螺紋擰入大約30mm，由此得到所需要的牽引性能。因此，在本發(fā)明的鉤托架中，即便內(nèi)螺紋孔的有效長度縮短了與缺口的深度相應的長度，但由此使牽引性能與以往相比降低的情況實際上并不存在。
[0020]在使用了以往的鉤托架的安裝構造中，能夠?qū)⒈ｋU杠加強件的后壁與該托架在整周上進行角焊。
[0021]另一方面，在使用了本發(fā)明的鉤托架的安裝構造中，在形成有所述缺口的位置(鉤托架的左右位置)，無法對保險杠加強件的后壁與該托架進行角焊。但是，在使用了以往的鉤托架的安裝構造中，保險杠加強件的后壁與該托架的左右的焊接位置如后述那樣對牽引性能的幫助不大。因此，在使用了本發(fā)明的鉤托架的安裝構造中，即便在形成有缺口的位置不進行角焊，由此帶來的牽引性能的降低也較少?！靖綀D說明】
[0022]圖1是本發(fā)明的鉤托架的圖，(a)是俯視圖，(b)是主視圖，(c)是側視圖。[〇〇23]圖2是示出圖1所示的鉤托架與保險杠加強件的安裝部構造的剖視圖。[〇〇24]圖3是示出本發(fā)明的鉤托架的另一例的側視圖。
[0025]圖4是作為FEM分析的對象的以往的鉤托架與保險杠加強件的安裝部構造。[〇〇26]圖5是示出FEM分析的結果的立體圖。[〇〇27]附圖標記說明
[0028]1、1A?1D鉤托架
[0029]2軸部
[0030]3缺口[〇〇31 ]4內(nèi)螺紋孔[〇〇32]5保險杠加強件
[0033]6前壁
[0034]7后壁
[0035]8上壁
[0036]9下壁
[0037]11中肋部
[0038]12,13突出部
[0039]14?17角焊部
[0040]21、22、24 ?26肋部[0041 ]23填角部
【具體實施方式】
[0042]以下，參照圖1?5，對本發(fā)明的保險杠加強件與鉤托架的安裝部構造進行說明。
[0043]圖1所示的鉤托架I由鋁合金擠壓型材構成，鋁合金擠壓件的擠壓方向在圖1(c)中與紙面垂直。鉤托架I僅由軸部2構成，俯視時的輪廓為長方形，主視時的輪廓為大致正方形，在擠壓剖面(與擠壓方向垂直的剖面)內(nèi)，從軸部2的后端(圖1(c)中的右端)以規(guī)定深度形成有U字形的缺口 3。沿著軸部2的長邊方向，從前端朝向后端形成有內(nèi)螺紋孔4 ο該內(nèi)螺紋孔4的有效長度(在整周上與鉤的外螺紋螺合的長度)是從軸部2的前端附近到達缺口 3的底部3a的長度。
[0044]在圖2所示的安裝部構造中，保險杠加強件5由鋁合金擠壓件構成，其剖面形狀由構成矩形輪廓的前壁6、后壁7、上壁8以及下壁9、中肋部11構成。前壁6與后壁7朝向相對于車身前后方向大致垂直的方向。在保險杠加強件5的下側的箱體5a(被前壁6、后壁7、中肋部11以及下壁9包圍的位置)的前壁6與后壁7開設孔，鉤托架I的軸部2沿車身前后方向貫穿該孔。鉤托架I的軸部2的前端部從前壁6突出(突出部12)，后端部從后壁7突出(突出部13)。軸部2的前方側的突出部12與前壁6(軸部2所貫穿的孔的周緣)在整周上進行角焊(僅圖示上下的焊接部14、15)。另一方面，后方側的突出部13與后壁7(軸部2所貫穿的孔的周緣)在上下的接觸部進行角焊(圖示了上下的焊接部16、17)，在左右的接觸部不進行角焊。需要說明的是，對于突出部12與前壁6的角焊而言，為了獲得較長的焊接長度而優(yōu)選在整周上進行角焊，但這不是必須的，也可以例如像專利文獻2所記載的那樣，采用在整周的一部分(尤其是左右的接觸部)省略焊接等其他焊接形態(tài)。
[0045]在圖3中示出本發(fā)明的其他的鉤托架(均由鋁擠壓型材構成)。
[0046]圖3(a)所示的鉤托架IA與鉤托架I的不同之處在于，在軸部2的前端具有向上突出的肋部21。在將鉤托架IA安裝于保險杠加強件5的情況下，肋部21從前方側與保險杠加強件5的前壁6接觸，對肋部21與前壁6進行角焊。優(yōu)選該角焊是包括肋部21的整周焊接。由于鉤托架IA具有肋部21，因此牽引時的負載經(jīng)由保險杠加強件5的中肋部11、上壁8而高效地傳遞至后壁7，保險杠加強件5與鉤托架IA的安裝部構造得到強化。
[0047]圖3(b)所示的鉤托架IB與鉤托架I的不同之處在于，在軸部2的前端附近具有向上突出的肋部22，并且在肋部22的前方側與軸部2之間形成有填角23。在將鉤托架IB安裝于保險杠加強件5的情況下，肋部22從前方側與保險杠加強件5的前壁6接觸，對肋部22與前壁6進行角焊。優(yōu)選該角焊是包括肋部22的周圍的整周焊接。肋部22在功能方面與鉤托架IA的肋部21相同，但在前方側與軸部2之間形成有表面凹狀彎曲的填角部23。該填角部23具有通過栓緊時等的負載來防止肋部22與軸部2之間產(chǎn)生龜裂的作用。
[0048]圖3(c)所示的鉤托架IC與鉤托架I的不同之處在于，在軸部2的前端除了向上突出的肋部21之外還具有向下突出的肋部24。在將鉤托架IC安裝于保險杠加強件5的情況下，肋部24與肋部21同樣地從前方側與保險杠加強件5的前壁6接觸，對肋部24與前壁6進行角焊。優(yōu)選該角焊是包括肋部24、25的周圍的整周焊接。肋部24的功能與肋部21相同。
[0049]圖3(d)所示的鉤托架ID與鉤托架I的不同之處在于，在軸部2的后端具有上下突出的肋部25、26。在將鉤托架ID安裝于保險杠加強件5的情況下，肋部25、26從后方側與保險杠加強件5的后壁7接觸，對肋部25、26(尤其是肋部25、26的頂部)與后壁7進行角焊。為了獲得較長的焊接長度，也可以將肋部25、26的左右與后壁進行角焊。
[0050]需要說明的是，圖1?3所記載的鉤托架均設置于保險杠加強件的直線部分(保險杠加強件的長邊方向與車寬度方向平行的位置)。但是，本發(fā)明的鉤托架也能夠如專利文獻
1、2所示那樣設置于保險杠加強件的傾斜部分(保險杠加強件的長邊方向從車寬方向朝車身側傾斜的位置)。在這種情況下，鉤托架的擠壓方向也像專利文獻1、2所示那樣設為保險杠加強件的長邊方向。
[0051]作為本發(fā)明的安裝部構造中的保險杠加強件以及鉤托架，能夠使用各個任意組成的鋁合金擠壓件，尤其優(yōu)選為6000系或者7000系的鋁合金擠壓件。
[0052]關于缺口3，除了 U字形之外還考慮V字形、半圓形等各種形狀。但是，基于鋁合金擠壓件的擠壓速度(若在擠壓剖面存在銳角部分則擠壓速度降低)以及輕型化效果(在半圓形中，與U字形相比減少的剖面積小)等方面，優(yōu)選為U字形。
[0053](以往的安裝部構造的FEM分析)
[0054]在使用了以往的鉤托架的安裝部構造中，使用FEM(Finite Element Method)分析，求出在對鉤托架的前端施加朝向前方的牽引負載時鉤托架所產(chǎn)生的反作用力。
[0055]作為分析條件，保險杠加強件與鉤托架的剖面形狀設為圖4所示的形狀。該保險杠加強件的剖面形狀與圖2所示的保險杠加強件5的剖面形狀相同。鉤托架的輪廓是長方體形狀(與圖2所示的鉤托架I的不同之處僅在于缺口 3的有無)，在中心部形成有沿前后方向貫通的內(nèi)螺紋孔。保險杠加強件與鉤托架的焊接位置在保險杠加強件的前壁側以及后壁側均采用整周焊接。
[0056]另外，作為保險杠加強件以及鉤托架，假定7000系鋁合金擠壓件。朝向前方(參照箭頭a)對鉤托架的前端施加30kN的牽引負載，求出鉤托架所產(chǎn)生的反作用力。在FEM分析中，使用了通用的有限元分析編碼ABAQUS。
[0057]圖5示出FEM分析的結果。在圖5中，附在鉤托架的表面的?記號表示在該鉤托架上產(chǎn)生一定以上的高應力的部位。如圖5所示，在鉤托架的供牽引鉤安裝的前方側的整面上產(chǎn)生高應力，尤其是在棱線部產(chǎn)生高應力。另一方面，在后方側，產(chǎn)生高應力的部位較少，特別是，在鉤托架的左右部位(在本發(fā)明的鉤托架中是形成U字狀的缺口 3的部位)沒有觀察到高應力的產(chǎn)生。
[0058]需要說明的是，在對鉤托架的前端朝向斜前下方(參照圖4的箭頭b)施加5kN的牽引負載的情況下，在鉤托架的后方側，產(chǎn)生高應力的部位也較少，并且在鉤托架的左右部位也沒有觀察到高應力的產(chǎn)生。
[0059]本發(fā)明的鉤托架在擠壓剖面內(nèi)具有從軸部的后端到達保險杠加強件的中空內(nèi)部的缺口，由此，無法在形成有所述缺口的位置與所述保險杠加強件的后壁進行角焊。但是，根據(jù)所述的分析結果可知，不進行所述角焊所造成的牽引性能的降低較少。
[0060]另一方面，由于本發(fā)明的鉤托架在擠壓剖面內(nèi)具有缺口，因此，雖然與缺口的形狀以及深度有關，但與不具有所述缺口的以往材料相比，能夠相當程度地實現(xiàn)輕型化。
【主權項】
1.一種保險杠加強件與鉤托架的安裝部構造，該保險杠加強件具有中空剖面，該鉤托架由鋁合金擠壓型材構成，該鉤托架的軸部貫穿在所述保險杠加強件的前壁與 后壁上形成的孔，并通過焊接而安裝于所述前壁與后壁，其特征在于，所述保險杠加強件的長邊方向為擠壓方向，所述鉤托架在擠壓剖面內(nèi)形成有從所述軸 部的后端到達所述保險杠加強件的中空內(nèi)部的缺口。2.根據(jù)權利要求1所述的保險杠加強件與鉤托架的安裝部構造，其特征在于，所述鉤托架在擠壓剖面內(nèi)具有從所述軸部向上突出的肋部，所述肋部從前方側與所述 保險杠加強件的前壁接觸。3.根據(jù)權利要求1或2所述的保險杠加強件與鉤托架的安裝部構造，其特征在于，所述鉤托架在擠壓剖面中的所述肋部的前方側與所述軸部之間形成有填角部，所述填角部凹狀彎曲。
【文檔編號】B60R19/48GK106004748SQ201610011599
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年1月8日
【發(fā)明人】津吉恒武, 橋本成, 橋本成一
【申請人】株式會社神戶制鋼所