用于车辆的下刚性构件及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种用于车辆的下刚性构件。该下刚性构件包括在保险杠的下部沿长度方向安装的芯罩，以及沿长度方向安装在芯罩内的内芯，其中内芯的密度和强度大于芯罩的密度和强度。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种用于车辆的下刚性构件。该下刚性构件包括在保险杠的下部沿长度方向安装的芯罩，以及沿长度方向安装在芯罩内的内芯，其中内芯的密度和强度大于芯罩的密度和强度。【专利说明】
本专利技术总的来说涉及一种。
技术介绍
近年来，车辆已朝向增强驾驶者及行人的安全设计特征的趋势发展，因此出现了 多种用于行人的安全设备，其在发生碰撞事故时考虑行人的安全。 安全设备包括气囊、弧形保险杠、以及安装在保险杠下侧的下刚性构件（lower stiffener)〇 具体地，下刚性构件是用于行人的安全设备，其在车辆与行人发生碰撞时吸收一 部分碰撞振动，以减小传递到行人膝盖的外力。下刚性构件具有沿保险杠延伸的杆部件，以 及设置在杆部件两侧并固定于车身的一对支座。 然而，常规的下刚性构件由钢制成以应对碰撞，下刚性构件无法产生适当的弹性， 且不能有效地吸收碰撞力。此外，除了钢的杆部件之外，用于杆的支座也可由钢制成，因此 增大了产品的重量。而且，由于钢的性质，下刚性构件在成型中的自由度也被降低了。 在
技术介绍
部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本专利技术背景的理解，因此可能 包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
技术实现思路
因此，本专利技术是牢记现有技术中出现的上述问题而提出，并且本专利技术的目的在于 提供一种，该下刚性构件整体上包括由塑性复合材料 而不是钢或铝制成的杆件、以及用于将杆件固定到车体上的支座。 本专利技术的多个方面提供一种用于车辆的下刚性构件，其包括：沿长度方向安装在 保险杠下部的芯罩，和沿长度方向安装在芯罩内的内芯，其中内芯的密度和强度大于芯罩 的密度和强度。 支座可以整体设置在芯罩上从而将芯罩连接于车辆框架。 芯罩和内芯可以由塑性复合材料整体形成。 内芯可以沿其整个长度扭曲，且该芯罩包围内芯。 加强肋还可被设置成连接芯罩与支座。 塑性复合材料可以是连续的纤维增强热塑性塑料。 支座和加强肋可以由玻璃纤维增强复合材料形成。 根据本专利技术的另一方面，一种用于车辆的下刚性构件的制造方法，包括：利用第一 塑性复合材料形成扭曲的内芯；以及将第二塑性复合材料放置在内芯的周围并对第二塑性 复合材料进行加压，从而整体地形成位于内芯上面的芯罩。 内芯可以通过扭曲多条均由第一塑性复合材料制成的第一塑性杆来形成。 可以通过将多条均由第二塑性复合材料制成的第二塑性杆堆叠在内芯周围，并对 所堆叠的第二塑性杆进行加压，来形成芯罩。 该方法还可以包括在形成内芯之前，将第一和第二塑性杆预热到预定的温度。 可以在预热步骤之前，通过利用熔融的塑性树脂浸渍多条经拉伸的纤维束，并且 利用成型机将前面的材料注塑成杆，来形成第一和第二塑性杆。 根据具有上述配置的，由塑性复合材料制成 的下刚性构件具有改良的弹性和改良的强度，且可有效地吸收与行人碰撞时的碰撞振动。 此外，与现有的钢型产品相比，塑性材料的使用有助于减轻重量，通过调节塑料与 其它材料之间的复合率来调节振动吸收率，且与钢型产品相比增大了部件成形的自由度， 增大保险杠多样化设计的可能性。 此外，支座非独立而是整体地形成在杆件上，因此避免了设置支座的额外的成本 费用，并允许支座容易成形。 本专利技术的方法和装置具有其它特征和优点，将从包含在此的附图和下面的详细说 明中更明显或者在其中更详细地给出，附图和详细说明共同用于解释本专利技术的某些原理。 【专利附图】【附图说明】 图1是示出根据本专利技术的用于车辆的示例性下刚性构件的配置的视图； 图2是示出用于车辆的下刚性构件中的示例性加强肋的视图； 图3是示出制造根据本专利技术的用于车辆的下刚性构件的示例性方法的程序的流 程图； 图4是示出在示例性制造方法中制造塑性杆的步骤的视图； 图5是示出根据本专利技术的用于车辆的示例性的杆型下刚性构件的视图； 图6是示出根据本专利技术的用于车辆的示例性的板型下刚性构件的视图。 【具体实施方式】 下面详细参考本专利技术的各种实施方式，本专利技术的实施例在附图中被图解并且在下 面被描述。尽管本专利技术将结合示例性实施例被描述，然而可以理解的是，本描述并不意在将 本专利技术限制到那些示范性实施例上。相反地，本专利技术意在不仅仅覆盖示范性实施例，而且覆 盖各种可选形式、变型、等价形式和其它实施例，其可被包含在由所附权利要求所限定的本 专利技术的精神和范围中。 图1是示出根据本专利技术各种实施例的用于车辆的下刚性构件的配置的视图。下刚 性构件包括：芯罩（core cover) 100,其沿长度方向安装在保险杠的下部；和内芯200,其沿 长度方向安装在芯罩1〇〇内；其中内芯的密度和强度大于芯罩1〇〇的密度和强度。 特别地，内芯200在其整个长度上扭曲，芯罩100包围内芯200。内芯200的 扭曲形式使得内芯能够具有更优良的抗张强度，因此其整体具有改良的强度，因此也 增强吸收碰撞振动的能力。相反地，芯罩100以非扭曲形式包围内芯200,因此芯罩具 有比内芯200更低的强度，更高的挠性。在内芯200和芯罩100之间的这种异构形状 (heterogeneously-shaped)的层结构可以提高强度和挠性。 尽管内芯200和芯罩100是由相同材料以不同形状形成，然而内芯和芯罩也可以 是由不同材料形成的除扭曲（twist)之外的各种形状。这些其它形状也能够加强芯结构。 此外，在芯罩的两侧上，支座300 -体地设置在芯罩100上，以便将芯罩100连接 到车架。应该知道的是，这种整体的组件可以是一体成型的。由于在形成芯罩100时，支座 300整体形成，因此芯罩100可被连接到车体而不使用单独的支座。由于不需要设置单独的 支座，因此制造工艺简化，制造成本也降低了。 还可设置加强肋400,以连接芯罩100和支座300。图2中示出了这种加强肋400。 加强肋400设置在芯罩的两侧、靠近支座，用于防止在发生碰撞事件时应力集中在支座300 与芯罩100之间的连接点上。而且，加强肋起到加大支座300与芯罩100之间的接触面积 的作用，使得比仅设置支座300情况下能够吸收更多的振动能量。此外，由于振动能量的吸 收可根据加强肋400的长度和形状发生变化，因此，通过仅仅改变加强肋400的设计，而不 是芯罩100和内芯200的单独加强设计，下刚性构件的变形可被控制在一定范围内。 芯罩100和内芯200可以由塑性复合材料整体形成。可以理解的是，这种整体元件 可以是一体成型的。在此，塑性复合材料可以是连续的纤维增强热塑性（CFT)塑料，其中玻 璃纤维被加入聚丙烯（PP)中，使得材料具有由玻璃纤维诱导出的强抗张强度和由聚丙烯 诱导出的弹性。因而，一旦发生碰撞，塑性材料可以有效地吸收施加到内芯200和芯罩100 的碰撞振动。 因此，复合材料具有玻璃纤维和塑料二者的优点，因此，与钢相比，复合材料具有 减轻的重量、更易成形、更高的振动吸收等优点。这样能够使支座以多种形状整体形成在芯 罩100上，或者能够提供具有多种形状的加强肋400。 尽管已经示出将玻璃纤维加入PP的CFT塑料，然而复合材料可以包含其他材料， 其中，例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于车辆的下刚性构件，包括：沿着保险杠的下部沿长度方向安装的芯罩，和沿长度方向安装在所述芯罩内的内芯，其中所述内芯的密度和强度大于所述芯罩的密度和强度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：车东垠，郑弼中，金铉庆，李承牧，林钟明，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，韩华高新材料株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR