專利名稱：保險(xiǎn)杠芯體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于連接到車輛如汽車前部的保險(xiǎn)杠的芯體。
背景技術(shù)：
汽車的前保險(xiǎn)杠通常用于在汽車與物體相撞時(shí)減輕對(duì)駕駛員或乘客的沖擊并防止車身的損壞。由于發(fā)泡聚丙烯基樹脂具有優(yōu)良的吸收沖擊性能和較輕的重量，因此已經(jīng)采用了這種材料的模制件來作為這種保險(xiǎn)杠芯體(見JP-A-S58-221745和JP-A-H11-334501)。
傳統(tǒng)的前保險(xiǎn)杠構(gòu)造成在汽車以4或8千米/小時(shí)的速度下與物體相撞時(shí)能保護(hù)車身。然而在這種結(jié)構(gòu)中，行人很有可能因與汽車保險(xiǎn)杠相撞而嚴(yán)重受傷。特別是，保險(xiǎn)杠會(huì)擊傷成年行人的膝部，這會(huì)導(dǎo)致具有永久性損傷的復(fù)雜的不可恢復(fù)的斷裂。
因此，存在著對(duì)能夠在與汽車相撞時(shí)保護(hù)行人的車輛前保險(xiǎn)杠芯體的不斷增長的需求。更具體地說，需要這樣一種保險(xiǎn)杠芯體，它能夠吸收行人和以較高速度如40千米/小時(shí)行駛的汽車之間的碰撞能量，從而能夠降低對(duì)腿部的沖擊并避免嚴(yán)重的膝部損傷。
即使在這種傳統(tǒng)的保險(xiǎn)杠芯體結(jié)構(gòu)中，也可通過使用具有較低壓縮模量和較大體積的芯體材料來降低碰撞沖擊并提高能量吸收。然而，由于近來汽車設(shè)計(jì)成追求能量節(jié)約并增加內(nèi)部乘坐空間，因此需要保險(xiǎn)杠比較緊湊且重量較輕。目前，市場(chǎng)上沒有一種保險(xiǎn)杠芯體能同時(shí)滿足上述要求。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于傳統(tǒng)保險(xiǎn)杠芯體的上述問題而研制了本發(fā)明。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種細(xì)長的保險(xiǎn)杠芯體，其由密度為0.045-0.2克/立方厘米的含聚烯烴基樹脂的泡沫材料制成，當(dāng)其被外徑為70毫米的剛性管以500毫米/分鐘的壓縮速度壓縮時(shí)，其在20％應(yīng)變下具有F20的壓縮荷載，在40％應(yīng)變下具有F40的壓縮荷載，在60％應(yīng)變下具有F60的壓縮荷載，其中比率F20/F40處于0.6-1.3的范圍內(nèi)，而比率F60/F40處于0.75-1.3的范圍內(nèi)。
在另一方面，本發(fā)明提供了一種細(xì)長的保險(xiǎn)杠芯體，其由密度為0.045-0.2克/立方厘米的含聚烯烴基樹脂的泡沫材料制成，包括在所述保險(xiǎn)杠芯體的長度方向上延伸的前部；以及至少兩個(gè)縱向延伸且垂直間隔開的突出部分，各突出部分從所述前部上向后延伸，其中各所述突出部分在垂直方向上的厚度為T毫米，在從前到后的方向上的長度為H毫米，其中比率H/T為2到10，用于形成所述突出部分的含聚烯烴基樹脂的泡沫材料的彎曲荷載為35-400牛，所述保險(xiǎn)杠芯體的實(shí)際體積為VT立方厘米，并包括一個(gè)或多個(gè)總體積為VV立方厘米的減重部分，其中VT和VV滿足下述條件0.2≤VT/(VT+VV)≤0.7。
在另一方面，本發(fā)明提供了一種細(xì)長的保險(xiǎn)杠芯體，其由密度為0.045-0.2克/立方厘米的含聚烯烴基樹脂的泡沫材料制成，包括至少兩個(gè)垂直間隔開的U形部分，各U形部分由在所述保險(xiǎn)杠芯體的長度方向上延伸的垂直前壁以及至少兩個(gè)支腳形成，所述支腳沿縱向并從所述垂直前壁上向后延伸，從而在相鄰兩個(gè)支腳之間形成了一個(gè)向后敞開的空間；以及互連部分，其在與所述相鄰兩個(gè)U形部分的至少一個(gè)所述前壁向后間隔開的位置處連接各相鄰兩個(gè)U形部分中的相鄰兩個(gè)支腳，使得U形部分相互連接在一起以形成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明還提供了一種用于與車輛前部相連的保險(xiǎn)杠，其包括保險(xiǎn)杠外板，上述保險(xiǎn)杠芯體具有與所述保險(xiǎn)杠外板相連的前側(cè)，以及與保險(xiǎn)杠芯體后側(cè)相連的加強(qiáng)件。


下面將參考附圖來詳細(xì)地介紹本發(fā)明，在附圖中圖1顯示了本發(fā)明的保險(xiǎn)杠芯體(曲線a)和已知保險(xiǎn)杠芯體(曲線b和c)的壓縮曲線；圖2(a)是示意性顯示了壓縮試驗(yàn)方法的正視圖；圖2(b)是圖2(a)的側(cè)視圖；圖3(a)是示意性顯示了根據(jù)本發(fā)明的保險(xiǎn)杠芯體的一個(gè)實(shí)施例的垂直正視圖；圖3(b)是圖3(a)的側(cè)視圖；圖4是示意性顯示了本發(fā)明保險(xiǎn)杠芯體的一個(gè)示例的側(cè)剖視圖；圖5是圖3(b)所示的保險(xiǎn)杠芯體的一部分的局部放大視圖；圖6(a)是示意性顯示了根據(jù)本發(fā)明的保險(xiǎn)杠芯體的另一實(shí)施例的垂直正視圖；圖6(b)是圖6(a)的側(cè)視圖；圖6(c)是圖6(a)所示保險(xiǎn)杠芯體的透視圖；圖7(a)到7(j)是與圖6(b)類似的側(cè)視圖，顯示了圖6(b)所示保險(xiǎn)杠芯體的各種改進(jìn)；圖8是圖6(b)所示的保險(xiǎn)杠芯體的一部分的局部放大視圖；和圖9(a)到9(h)是示意性顯示了在示例和比較示例中制備和測(cè)試的保險(xiǎn)杠芯體樣品的透視圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的細(xì)長保險(xiǎn)杠芯體由含聚烯烴基樹脂的泡沫材料制成，當(dāng)其被外徑為70毫米的剛性管以500毫米/分鐘的壓縮速度壓縮時(shí)，其在20％應(yīng)變下具有F20的壓縮荷載，在40％應(yīng)變下具有F40的壓縮荷載，在60％應(yīng)變下具有F60的壓縮荷載。重要的是，比率F20/F40應(yīng)當(dāng)處于0.6-1.3的范圍內(nèi)，而比率F60/F40應(yīng)當(dāng)處于0.75-1.3的范圍內(nèi)。
當(dāng)比率F20/F40和F60/F40處于上述范圍內(nèi)時(shí)，保險(xiǎn)杠芯體通常具有如圖1所示的應(yīng)變-應(yīng)力曲線“a”。由于在應(yīng)變-應(yīng)力曲線“a”上的20％應(yīng)變和60％應(yīng)變之間存在這種“平坦”部分，壓縮荷載最初在0-20％應(yīng)變范圍內(nèi)較大地變化。然而在20％到60％應(yīng)變范圍內(nèi)，壓縮荷載的變化很小。因此，在此平坦部分中碰撞能量被吸收。另外，在40％應(yīng)變下，此平坦部分中的壓縮荷載不會(huì)超過壓縮荷載F40太多。
更具體地說，當(dāng)比率F20/F40小于0.6時(shí)，如圖1中的曲線“b”所示，在最初較低的應(yīng)變范圍內(nèi)壓縮荷載的增加很小，使得無法充分地吸收碰撞能量。另一方面，當(dāng)比率F20/F40大于1.3時(shí)，在較低應(yīng)變區(qū)域存在著尖峰，如圖1中的曲線“c”所示。當(dāng)如圖1所示的尖峰較高時(shí)，腿部應(yīng)力也很高，使得腿部嚴(yán)重受損的可能性很大。當(dāng)尖峰較低時(shí)，無法充分地吸收碰撞能量，因此無法充分地保護(hù)腿部。出于充分地保護(hù)腿部和充分地吸收碰撞能量的原因，比率F20/F40優(yōu)選在0.75-1.3的范圍內(nèi)，較理想在0.8-1.2的范圍內(nèi)，最好在0.85-1.1的范圍內(nèi)。
當(dāng)比率F60F40小于0.75時(shí)，壓縮荷載在40％或更大的應(yīng)變下相對(duì)較快地下降，使得無法充分地吸收碰撞沖擊。另外，由于應(yīng)變-應(yīng)力曲線將通過所施加的碰撞能量而最終急劇地增加，因此腿部沖擊顯著地增加，導(dǎo)致了嚴(yán)重的損傷。當(dāng)比率F60/F40超過1.3時(shí)，應(yīng)變-應(yīng)力曲線在F40到F60的應(yīng)變范圍內(nèi)迅速增加，使得無法充分地保護(hù)腿部免受碰撞沖擊。出于充分地保護(hù)腿部和充分地吸收碰撞能量的原因，比率F60/F40優(yōu)選在0.8-1.2的范圍內(nèi)，更好在0.85-1.15的范圍內(nèi)，更理想在0.98-1.15的范圍內(nèi)，最好在1.0-1.1的范圍內(nèi)。
出于充分地吸收碰撞能量和充分地保護(hù)腿部免受碰撞沖擊的原因，40％應(yīng)變下的壓縮荷載F40優(yōu)選在1-6千牛的范圍內(nèi)，最好在2-5千牛的范圍內(nèi)。出于相同的原因，20％應(yīng)變下的壓縮荷載F20優(yōu)選在0.7-6千牛的范圍內(nèi)，最好在2-5千牛的范圍內(nèi)，而60％應(yīng)變下的壓縮荷載F60優(yōu)選在1-6千牛的范圍內(nèi)，最好在2-6千牛的范圍內(nèi)。
在本文中，壓縮曲線用于指作為在壓縮試驗(yàn)中得到的應(yīng)變的函數(shù)的壓縮荷載的圖，在壓縮試驗(yàn)中，芯體被外徑為70毫米的剛性管以500毫米/分鐘的壓縮速度壓縮。壓縮試驗(yàn)在23℃、50％的相對(duì)濕度下進(jìn)行。選擇70毫米的管直徑作為成人腿部的大致直徑。
下面將參考圖2(a)和2(b)來詳細(xì)地介紹壓縮試驗(yàn)方法，圖2(a)和2(b)分別為正視圖和側(cè)視圖，它們示意性地顯示了壓縮試驗(yàn)下的芯體的樣品1。所示樣品1通過將如圖3(a)和3(b)所示的細(xì)長芯體10橫向切割成17厘米的長度“d”來得到。因此，樣品1具有沿芯體10的長度方向?yàn)?7厘米的長度“d”，沿芯體10的前后方向的長度“t”，以及沿芯體10的垂直方向的長度“h”，長度“h”與將連接到芯體10上的加強(qiáng)件(由圖4中的標(biāo)號(hào)19表示，將在下文中介紹)的前表面的垂直長度相等或比它更小。在取樣中，去除縱向長度等于芯體10的總長的15％的各縱向端部。另外，去除芯體10上與方向指示燈和大燈的位置相對(duì)應(yīng)并具有特殊形狀的那些部分。另外，去除芯體10上從加強(qiáng)件的上、下邊緣中突出的上部和下部，如果它們存在的話。從剩余芯體(芯體的主要部分)中生產(chǎn)出盡可能多的樣品，并對(duì)各樣品進(jìn)行壓縮試驗(yàn)。
在圖2(a)和2(b)中，標(biāo)號(hào)3指具有平表面的剛性支撐臺(tái)，40號(hào)砂紙5粘附在此平表面上，砂紙的粗糙面朝上。樣品1放在臺(tái)3上，使得芯體的后側(cè)與砂紙5的粗糙面相接觸。然后將外徑為70毫米的剛性管2放在樣品上，使得管2的軸向與樣品的長度方向正交。操作壓縮裝置4以使管2下降，使得樣品以500毫米/分鐘的壓縮速度在前后方向上被壓縮。在進(jìn)行壓縮時(shí)記錄所施加的荷載和樣品的高度，直到各樣品被壓縮了70％、即直到長度“t”減小到0.3t為止。從這樣得到的壓縮曲線中確定各樣品的20％應(yīng)變下的壓縮荷載F20、40％應(yīng)變下的壓縮荷載40和60％應(yīng)變下的壓縮荷載F60。然后從各F20、F40和F60中計(jì)算出樣品的壓縮荷載的平均值，從中確定芯體的F20/F40和F60/F40。
本發(fā)明的細(xì)長芯體在長度方向、即縱向方向上延伸，此方向平行于車輛如汽車的橫向，保險(xiǎn)杠將連接到車輛的前部上。細(xì)長芯體還在芯體的前后方向上延伸。芯體的前后方向正交于其長度方向，并平行于車輛的前后方向。芯體在前后方向上的最大長度L通常為15厘米或更小，較理想為3-15厘米，最好為4-12厘米。超過15厘米太多的芯體的最大長度L是不合適的，這是因?yàn)檐囕v的前后長度也會(huì)不合需要地增大。
具有上述F20/F40和F60/F40特征的保險(xiǎn)杠芯體可以各種形式來體現(xiàn)。在圖3(a)和3(b)中顯示了根據(jù)本發(fā)明的細(xì)長保險(xiǎn)杠芯體的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。通常標(biāo)號(hào)10指細(xì)長保險(xiǎn)杠芯體，其具有在保險(xiǎn)杠芯體10的長度方向上延伸的前部13，以及至少兩個(gè)縱向延伸且垂直間隔開的突出部分12，各突出部分從前部13上向后延伸出。在所示實(shí)施例中，前部13是在保險(xiǎn)杠芯體10的長度方向上以及在垂直方向上延伸的垂直壁，而突出部分12為四個(gè)平行的板狀支腳，其從垂直壁13上向后并垂直地延伸出，并在保險(xiǎn)杠芯體10的長度方向上延伸，從而在各相鄰兩個(gè)支腳12之間形成了空間15。
相鄰兩個(gè)支腳12和12之間的空間15構(gòu)成了減重部分，其形成了其中只存在空氣的氣隙或腔。形成于前壁13和/或支腳12上的凹腔、孔和/或槽也構(gòu)成了這種減重部分。由于存在著減重部分15，當(dāng)保險(xiǎn)杠芯體10如圖3(a)和3(b)所示地在前后方向上受壓時(shí)，支腳12首先偏斜和彎曲。保險(xiǎn)杠芯體10的進(jìn)一步壓縮使得支腳進(jìn)一步彎曲和斷裂。因此，芯體10持續(xù)地變形，直到減重部分(氣隙)被彎曲或斷裂的支腳填滿為止。只要支腳持續(xù)地彎曲并斷裂，壓縮荷載就不會(huì)顯著增加。
因此，在圖1所示的上述壓縮曲線中，在20％應(yīng)變和60％應(yīng)變之間存在著平坦部分，其中壓縮荷載不會(huì)顯著地變化。40％應(yīng)變下的壓縮荷載F40隨著支腳12的強(qiáng)度增加而增加。因此，通過控制芯體的密度、支腳的抗彎強(qiáng)度和減重部分的體積，就可以控制壓縮曲線的平坦部分的壓縮荷載和應(yīng)變。當(dāng)連接了具有上述壓縮曲線特性的本發(fā)明保險(xiǎn)杠芯體的前保險(xiǎn)杠的汽車與物體相撞時(shí)，碰撞能量將被吸收，同時(shí)可降低對(duì)物體的碰撞沖擊。
出于令人滿意地吸收碰撞能量和降低碰撞沖擊的原因，減重部分(氣隙)15的體積VV立方厘米和保險(xiǎn)杠芯體10的實(shí)際體積VT立方厘米最好滿足下述條件0.2≤VT/(VT+VV)≤0.7。
例如，當(dāng)減重部分15的體積VV過大時(shí)，即當(dāng)支腳12過薄或過長時(shí)，比率VT/(VT+VV)變得很小，使得支腳在相撞時(shí)可能猛烈地變成碎片，并且壓縮荷載在40-60％應(yīng)變下急劇地降低。還存在著無法充分地吸收碰撞沖擊和壓縮荷載在達(dá)到70％應(yīng)變之前相當(dāng)大地增加的可能性。另一方面，當(dāng)減重部分15的體積VV過小時(shí)，即當(dāng)支腳12過厚或過短時(shí)，比率VT/(VT+VV)變得很大，使得可能出現(xiàn)如圖1中曲線“b”所示的壓縮曲線，碰撞能量無法被充分地吸收，并且無法充分地降低碰撞沖擊。比率VT/(VT+VV)優(yōu)選在0.2和0.6之間。更理想的是比率VT/(VT+VV)在0.2和0.5之間。比率VT/(VT+VV)最好在0.25和0.45之間。
保險(xiǎn)杠芯體10的實(shí)際體積VT可通過測(cè)量其尺寸或通過沉浸方法來確定，在沉浸方法中，將樣品浸入在水中，測(cè)量浸入前、后之間的水位差，從中確定體積VT。減重部分15的體積VV可通過測(cè)量其尺寸來確定。作為另選，可先從芯體10的尺寸中測(cè)出體積(VT+VV)。通過從測(cè)得體積(VT+VV)中減去由沉浸方法測(cè)出的體積VT，就可以確定體積VV。
所考慮的芯體的體積VT和VV是芯體的主要部分的體積。因此，如果存在的話，應(yīng)從這一考慮中去除芯體10的上、下部分，其為從加強(qiáng)件的上、下邊緣上突出的部分。另外，不考慮芯體10上與方向指示燈和大燈的位置相對(duì)應(yīng)并具有特殊形狀的那些部分。此外，縱向長度等于芯體10的總長的15％的各個(gè)縱向端部也不予考慮。例如，如圖4所示，從VT和VV的測(cè)量中去除從加強(qiáng)件19的上、下邊緣上突出并且不是芯體的主要部分的芯體10的上、下部分10b。對(duì)VT和VV來說，只測(cè)量如圖4中雙點(diǎn)劃線22所包圍的主要部分10a。虛線18顯示了上、下平面，其與加強(qiáng)件19的上、下表面共面，并表示了主要部分10a和非主要部分10b之間的邊界。圖4顯示了前保險(xiǎn)杠的一個(gè)實(shí)施例，其具有保險(xiǎn)杠外板16、連接在車身上的加強(qiáng)件19，以及插入在外板16和加強(qiáng)件19之間并固定在加強(qiáng)件19上的保險(xiǎn)杠芯體10。順便提及，減重部分的體積VV是封閉了芯體10的主要部分的外周的假想柔性封閉體(由標(biāo)號(hào)22表示)內(nèi)的氣隙體積。
芯體的至少一個(gè)支腳12的在前后方向上的長度H毫米與在垂直方向上的厚度T毫米的比率(H/T)優(yōu)選為2到10，更理想的是3到8，最好是3到6。當(dāng)比率H/T過小時(shí)，即當(dāng)厚度T過大或長度H過小時(shí)，可能存在著如圖1中曲線“b”所示的壓縮曲線，無法充分地吸收碰撞能量，并且無法充分地降低碰撞沖擊。另一方面，當(dāng)比率H/T過大時(shí)，即當(dāng)厚度T過小或長度H過大時(shí)，支腳在相撞時(shí)可能會(huì)猛烈地變成碎片，并且壓縮荷載在40-60％應(yīng)變下急劇地降低。還存在著無法充分地吸收碰撞沖擊和壓縮荷載在達(dá)到70％應(yīng)變之前相當(dāng)大地增加的可能性。長度H優(yōu)選為20-100毫米，最好為25-70毫米。
如圖5所示，它是圖3(b)中被點(diǎn)劃線包圍的那部分的局部放大視圖，支腳12的長度H是從基部21到支腳12的后端的長度。支腳12的厚度T是通過將截面積S(平方毫米)除以長度H(T＝S/H)而得到的。截面積S是圖5中雙線剖示部分的面積。支腳12的H和/或T可沿芯體的縱向長度、即沿支腳12的縱向長度變化。另外，支腳12可以具有比率H/T不處于上述范圍內(nèi)的部分。然而在這種情況下，最好在支腳12的至少60％的縱向長度上此比率H/T處于上述范圍內(nèi)。
出于得到適當(dāng)?shù)膲嚎s荷載比F20/F40、F60/F40和壓縮荷載F40的原因，用于形成支腳12的含聚烯烴基樹脂的泡沫材料的彎曲荷載BF優(yōu)選為35-400牛，更理想為35-200牛，最好為70-200牛。含聚烯烴基樹脂的泡沫材料的彎曲荷載BF通過按照如日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS K 7221(1984)中所介紹的關(guān)于最大彎曲荷載的方法和條件的三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)來測(cè)量。因此，樣品具有120毫米的長度、25毫米的寬度以及20毫米的高度。樣品可從芯體10的主要部分的支腳中取樣。如果能得到的話，可以采用與支腳中所使用的相同的含聚烯烴基樹脂的泡沫材料作為樣品。
出于得到適當(dāng)?shù)膲嚎s荷載比F20/F40、F60/F40和壓縮荷載F40的原因，至少一個(gè)支腳的彎曲荷載BL優(yōu)選為5-150牛，更理想為25-75牛，最好為30-70牛。支腳的彎曲荷載BL通過按照如日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS K7221(1984)中所介紹的關(guān)于最大彎曲荷載的方法和條件的三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)來測(cè)量。然而，樣品應(yīng)具有120毫米的長度、一定的寬度和一定的厚度的相同支腳。例如在如圖5所示的支腳12中，通過沿線21并沿芯體的前后方向來切割芯體，使得樣品具有120毫米的長度、寬度H和厚度T，從而得到樣品。取樣樣品的長度方向平行于芯體的長度方向。對(duì)這樣得到的樣品進(jìn)行相同的三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)，即使在其具有一個(gè)或多個(gè)錐形表面時(shí)也是如此。
希望芯體的至少一個(gè)支腳12具有處于上述范圍內(nèi)的比率H/T、彎曲荷載BF和BL。更理想是芯體的至少四個(gè)支腳12滿足這些標(biāo)準(zhǔn)。最好是芯體的各支腳12均滿足這些標(biāo)準(zhǔn)。
前壁13可具有任何所需的形狀，例如平坦的、下凹的、突出的或波動(dòng)的形式，以便與保險(xiǎn)杠外板16的后表面重合。如果需要的話，前壁13可設(shè)有一個(gè)或多個(gè)通孔、凹腔或孔洞，以形成芯體10的一部分減重部分。支腳12的厚度和形狀可通過適當(dāng)考慮碰撞初始階段(低應(yīng)變區(qū)域)的壓縮強(qiáng)度和芯體制備的容易性如可模制性和脫模性來適當(dāng)?shù)卮_定。例如，在如圖5所示的支腳中，基部21處的支腳12的厚度可大于支腳后端的厚度。
在圖6(a)到6(c)中顯示了根據(jù)本發(fā)明的細(xì)長保險(xiǎn)杠芯體的另一優(yōu)選實(shí)施例。在所示實(shí)施例中細(xì)長保險(xiǎn)杠芯體以標(biāo)號(hào)100表示，其具有兩個(gè)垂直間隔開的U形部分11a和11b，各U形部分均由在保險(xiǎn)杠芯體的長度方向上延伸的垂直前壁13a以及兩個(gè)支腳12a和12b形成，兩個(gè)支腳在縱向上延伸并從垂直前壁13a上向后伸出，從而在相鄰兩個(gè)支腳12a和12b之間形成了向后敞開的空間15b。標(biāo)號(hào)15a表示相鄰U形部分11a和11b之間的空間。
保險(xiǎn)杠芯體100還具有互連部分14，其在與U形部分11a和11b的至少一個(gè)前壁13a向后間隔開的位置處連接兩個(gè)相鄰U形部分11a和11b中的各個(gè)部分的相鄰兩個(gè)支腳12b和12a，使得U形部分11a和11b相互連接在一起以形成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)。
可對(duì)如圖6(a)到6(c)所示的保險(xiǎn)杠芯體100進(jìn)行各種改進(jìn)。例如，如果需要的話可改變U形部分的數(shù)目。因此，U形部分11a和11b的數(shù)目優(yōu)選為2-5個(gè)，更理想是2-3個(gè)，最好是2個(gè)。另外，如圖7(a)到7(j)所示，各U形部分中的支腳數(shù)目、前壁的方位、支腳的方位以及互連部分的位置和方位均可根據(jù)需要而變化。下面將詳細(xì)地介紹各種改進(jìn)。在圖6(a)到6(c)以及圖7(a)到7(j)中，相同的標(biāo)號(hào)表示相似的部件。
在如圖7(a)所示的實(shí)施例中，U形部分11a和11b的相鄰的兩個(gè)支腳12b和12a比其它支腳更短。在圖7(b)所示的芯體中，上方U形部分11a的兩個(gè)支腳12a和12b比下方U形部分11b的兩個(gè)支腳12a和12b更短，并且U形部分11a和11b的垂直前壁13a不共面。圖7(c)所示的芯體與圖7(b)所示的不同之處在于，下方U形部分11b的支腳12a比其支腳12b更短，互連部分14在下方U形部分11b的支腳12a的后端和上方U形部分11a的支腳12b的中間部分之間延伸。在如圖7(d)和7(e)所示的實(shí)施例中，各U形部分11a和11b具有附加支腳23，其沿縱向延伸并從垂直前壁13a上向后延伸，將空間15b分成兩個(gè)子空間。各U形部分中的附加支腳23的數(shù)目通常為0-6個(gè)，更理想為0-2個(gè)，最好為0-1個(gè)。
上述實(shí)施例中的支腳12a和12b相互平行地延伸。如果需要的話，支腳可以適當(dāng)?shù)慕嵌妊由臁Ｔ趫D7(f)中顯示了這樣一個(gè)非平行的支腳設(shè)置的例子，其中支腳12a和12b向后朝外地延伸。支腳12a和12b也可朝內(nèi)地延伸。然而，優(yōu)選支腳12a和12b相互平行地延伸。
上述實(shí)施例中的互連部分14平行于前壁13a延伸。然而如果需要的話，互連部分可以不平行于前壁13a，如圖7(g)所示。如果需要的話，可設(shè)置兩個(gè)或多個(gè)互連部分14，如圖7(h)所示。上述實(shí)施例中的前壁13a在與芯體100的前后方向正交的方向上延伸。然而如果需要的話，一個(gè)或多個(gè)U形部分的前壁13a可傾斜地延伸，如圖7(i)所示。
在上述實(shí)施例中，上方U形部分11a的上支腳12a的后端和下方U形部分11b的下支腳12b的后端處于與芯體100的前后方向正交的同一最后平面內(nèi)。如果需要的話，如圖7(j)所示，下方U形部分11b的下支腳12b的后端可以不位于上方U形部分11a的上支腳12a的后端處于其中的最后平面內(nèi)。然而，優(yōu)選U形部分11a和11b的支腳12a和12b的后端處于同一最后平面內(nèi)，如圖7(b)，7(e)，7(f)，7(g)，7(h)和7(i)所示的實(shí)施例一樣。
形成于支腳12a和12b之間的空間15b和形成于兩個(gè)U形部分11a和11b之間的空間15a(見圖6(a)到6(c))構(gòu)成了減重部分，其形成了其中只存在空氣的氣隙或腔。形成于前壁13a、支腳12a和12b和/或互連部分14中的凹腔、孔和/或槽也構(gòu)成了這種減重部分。由于存在著減重部分15b和15a，在如圖1所示的上述壓縮曲線中，在20％應(yīng)變和60％應(yīng)變之間存在著平坦部分，其中壓縮荷載不會(huì)顯著地變化。因此，通過控制芯體的密度、支腳的抗彎強(qiáng)度和減重部分的體積，就可以控制壓縮曲線的平坦部分的壓縮荷載和應(yīng)變。
在如圖6(a)到6(c)和圖7(a)到7(j)所示的實(shí)施例中，互連部分14在與前壁13a向后間隔開的位置處連接兩個(gè)相鄰U形部分11a和11b中的各部分的相鄰兩個(gè)支腳12b和12a?；ミB部分14最好處于與最前平面相距一定距離的位置處，此距離等于最前平面和最后平面之間的距離的至少三分之一，更理想是至少一半，最好是至少四分之三。
這里所用的用語“最后平面”是指與芯體100的前后方向正交并且支腳12a和12b的至少一個(gè)最后端處于其中的平面。這里所用的用語“最前平面”是指與最后平面平行并且前壁13a的至少一個(gè)最前端處于其中的平面。因此，用語“最前平面和最后平面之間的距離”是指芯體100在前后方向上的最大長度，其在圖7(a)，7(b)和7(g)到7(j)中由L表示。因此，互連部分14的位置優(yōu)選使得最前平面和互連部分14的前表面之間的長度l(見圖7(a)，7(b)和7(g)到7(j))至少為L/3(l≥L/3)，更理想為至少L/2，最好為至少3L/4。最好，互連部分14的位置使得其后表面處于最后平面內(nèi)，如圖6(b)，7(b)，7(e)和7(f)所示。
如上所述，當(dāng)具有減重部分(氣隙)15b和15a的保險(xiǎn)杠芯體100在前后方向上受壓時(shí)，支腳12a和12b首先開始偏斜和彎曲，芯體10持續(xù)地變形，直到減重部分被彎曲或斷裂的支腳填滿為止。只要支腳持續(xù)地彎曲并斷裂，壓縮荷載就不會(huì)顯著增加。因此，如圖1中的曲線“a”所示，保險(xiǎn)杠芯體100的壓縮曲線在20％應(yīng)變和60％應(yīng)變之間存在著平坦部分，其中壓縮荷載不會(huì)顯著地變化。另一方面，當(dāng)支腳的彎曲和斷裂在很短的時(shí)間段內(nèi)非常快地終止時(shí)，在個(gè)別情況下在壓縮曲線中就可能出現(xiàn)下凹部分，如曲線a’所示。通過如上所述地控制互連部分14的位置，就可以避免這種不合需要的壓縮曲線的下凹。
例如，通過增大支腳12a和12b的抗彎強(qiáng)度，就可增加初始較小應(yīng)變下的壓縮荷載。然而在這種情況下，支腳持續(xù)彎曲和斷裂的平坦部分將朝向較小應(yīng)變的一側(cè)(圖1所示的壓縮曲線的左側(cè))移動(dòng)，使得60％應(yīng)變下的壓縮荷載F60降低。如上所述地定位的互連部分14用于使壓縮曲線中的平坦部分朝向較大應(yīng)變的一側(cè)(圖1所示的壓縮曲線的右側(cè))移動(dòng)。
互連部分14最好垂直地和縱向地延伸。在這種情況下，互連部分14連續(xù)地或間斷地縱向延伸，并在構(gòu)成互連部分14的相鄰兩個(gè)構(gòu)件之間形成了一個(gè)或多個(gè)間隙?；ミB部分14的縱向長度最好等于保險(xiǎn)杠芯體100的縱向長度的60-100％。當(dāng)互連部分14具有不連續(xù)的結(jié)構(gòu)時(shí)，其縱向長度為構(gòu)成互連部分14的構(gòu)件的總長。希望互連部分14在芯體100的整個(gè)縱向長度上延伸。
出于方便制造的原因，互連部分14最好為板的形式，其垂直長度(圖7(e)中的“n”)優(yōu)選為10-100毫米，更理想為20-60毫米，最好為20-40毫米，其前后方向上的厚度(圖7(e)中的“m”)優(yōu)選為4-30毫米，更理想為5-20毫米，最好為5-15毫米。然而，互連部分14并不僅僅限于板狀形式。
順便提及，可在如圖3(a)和3(b)所示的保險(xiǎn)杠芯體10中設(shè)有一個(gè)或多個(gè)與上述互連部分14相似的互連壁，其在與前部13向后間隔開的位置處連接相鄰的兩個(gè)支腳12。在這種情況下，前部13可設(shè)有至少一個(gè)開口。這種結(jié)構(gòu)可與如圖6(a)到6(c)和圖7(a)到7(j)所示的實(shí)施例相似，這取決于開口、支腳和互連部分的位置、數(shù)目和形狀。例如，當(dāng)如圖3(b)所示的芯體10設(shè)有互連部分以在其后端連接內(nèi)部的兩個(gè)支腳15并且在前部13上的與互連部分相對(duì)的位置上形成開口時(shí)，那么所得的結(jié)構(gòu)就與如圖6(b)所示的芯體100相似。
出于令人滿意地吸收碰撞能量和降低碰撞沖擊的原因，與圖3(a)和3(b)所示實(shí)施例相似，減重部分(氣隙)15b和15a的體積VV立方厘米和保險(xiǎn)杠芯體100的實(shí)際體積VT立方厘米最好滿足下述條件0.2≤VT/(VT+VV)≤0.7。
更具體地說，比率VT/(VT+VV)優(yōu)選在0.2和0.6之間。更理想的是比率VT/(VT+VV)在0.2和0.5之間。比率VT/(VT+VV)最好在0.25和0.45之間。
與圖3(a)和3(b)所示實(shí)施例相似，芯體的支腳12a和/或12b的在前后方向上的長度H毫米與在垂直方向上的厚度T毫米的比率(H/T)優(yōu)選為2到10，更理想的是3到8，最好是3到6。長度H優(yōu)選為20-100毫米，最好為25-70毫米。
如圖8所示，它是圖6(b)中被點(diǎn)劃線包圍的那部分的局部放大視圖，支腳12a的長度H是從基部21到支腳12的后端的長度。支腳12a的厚度T是通過將截面積S(平方毫米)除以長度H而得到的值(T＝S/H)。截面積S是圖8中雙線剖示部分的面積。H和/或T可沿芯體的縱向長度變化。在這種情況下，各支腳12a和12b的比率H/T最好在其至少60％的縱向長度上處于上述范圍內(nèi)。在圖8所示的實(shí)施例中，支腳12b具有與支腳12a相同的長度H和厚度T。
與圖3(a)和3(b)所示實(shí)施例相似，用于形成支腳12a和12b的含聚烯烴基樹脂的泡沫材料的彎曲荷載BF優(yōu)選為35-400牛，更理想為35-200牛，最好為70-200牛。
出于得到適當(dāng)?shù)膲嚎s荷載比F20/F40、F60/F40和壓縮荷載F40的原因，支腳12a和12b中的至少一個(gè)的彎曲荷載BL優(yōu)選為5-150牛，更理想為25-75牛，最好為30-70牛。如上所述，支腳的彎曲荷載BL通過按照如日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS K 7221(1984)中所介紹的關(guān)于最大彎曲荷載的方法和條件的三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)來測(cè)量。然而，樣品應(yīng)當(dāng)具有長度為120毫米以及一定的寬度和厚度的支腳。例如在如圖8所示的支腳12b中，通過沿線21和25并沿芯體的前后方向來切割芯體，使得樣品具有120毫米的長度、寬度H和厚度T，從而得到樣品。取樣樣品的長度方向平行于芯體的長度方向。對(duì)這樣得到的樣品進(jìn)行所述三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)，即使在其具有一個(gè)或多個(gè)錐形表面時(shí)也是如此。
希望芯體的至少一個(gè)支腳具有處于上述范圍內(nèi)的比率H/T、彎曲荷載BF和BL。更理想是芯體的至少四個(gè)支腳滿足這些標(biāo)準(zhǔn)。最好是芯體的各支腳均滿足這些標(biāo)準(zhǔn)。
芯體100的前壁13a優(yōu)選具有與保險(xiǎn)杠外板16的后表面重合的形狀。然而，前壁13a可具有任何所需的形狀，例如平坦的、下凹的、突出的或波動(dòng)的形式。如果需要的話，前壁13a可設(shè)有一個(gè)或多個(gè)通孔、凹腔或孔洞，以形成芯體100的減重部分的一部分。支腳12a和12b的厚度和形狀可通過適當(dāng)考慮碰撞初始階段(低應(yīng)變區(qū)域)的壓縮強(qiáng)度和芯體制備的容易性如可模制性和脫模性來適當(dāng)?shù)卮_定。
重要的是，保險(xiǎn)杠芯體應(yīng)由密度D2為0.045-0.2克/立方厘米的聚烯烴基樹脂的泡沫材料形成。比0.045克/立方厘米低太多的密度D2是不合需要的，因?yàn)槟芰康奈詹粔虺浞?。超過0.2克/立方厘米的密度D2也是不合需要的，因?yàn)?0％應(yīng)變下的壓縮荷載F40太高，以致無法降低對(duì)行人腿部的沖擊。密度D2優(yōu)選為0.06-0.19克/立方厘米，更理想是0.075-0.19克/立方厘米，最好是0.09-0.15克/立方厘米。保險(xiǎn)杠芯體的密度D2通過將其重量除以其體積來計(jì)算。體積可通過沉浸方法來確定，其中將樣品浸入在水中，測(cè)量浸入前、后之間的水位差，從中確定體積。
用于保險(xiǎn)杠芯體的聚烯烴基樹脂例如可以是丙烯基樹脂，例如丙烯均聚物、丙烯-丁烯無規(guī)共聚物，丙烯-丁烯嵌段共聚物，丙烯-乙烯嵌段共聚物，丙烯-乙烯無規(guī)共聚物或丙烯-乙烯-丁烯無規(guī)共聚物；乙烯基樹脂，例如低密度聚乙烯、中等密度聚乙烯、高密度聚乙烯、線型低密度聚乙烯，線型極低密度聚乙烯，乙烯乙酸乙烯酯共聚物，乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物，通過用金屬離子分子間交聯(lián)乙烯-甲基丙烯酸共聚物而得到的離子鍵樹脂或乙烯-丙烯酸-馬來酐三元共聚物；聚丁烯-1和聚戊烯。出于使保險(xiǎn)杠芯體具有良好的彈性、可加工性和回收率的原因，聚烯烴基樹脂在其聚合物鏈中優(yōu)選含有至少30％重量、更理想是至少50％重量、最好是至少80％重量的烯烴成分。聚烯烴基樹脂最好為丙烯基樹脂。
聚烯烴基樹脂優(yōu)選具有至少1200兆帕、更理想是至少1350兆帕、最好是至少1500兆帕的拉伸模量，這是因?yàn)檫@樣能得到具有優(yōu)良能量吸收性能的輕質(zhì)、高剛性保險(xiǎn)杠芯體。拉伸模量的上限通常為約3000兆帕。大多數(shù)丙烯均聚物具有如此高的拉伸模量。丙烯含量較高的丙烯共聚物也可具有如此高的拉伸模量。這里所用的用語“拉伸模量”按照日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS K 7161(1994)來測(cè)量，其采用在JIS K7162(1994)中指定的1A形狀的樣品(直接由注射模制而成)在1毫米/分鐘的測(cè)試速度下進(jìn)行。
只要能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，如果需要的話，聚烯烴基樹脂可與一種或多種其它的聚合物結(jié)合使用。這種額外的聚合物例如可以是聚苯乙烯樹脂、苯乙烯人造橡膠、烯烴人造橡膠或烯烴橡膠。
含聚烯烴基樹脂的泡沫材料的保險(xiǎn)杠芯體最好制備成一個(gè)整體，這是通過在模具中模制含有聚丙烯基樹脂的基礎(chǔ)樹脂的發(fā)泡珠粒(expanded bead)來實(shí)現(xiàn)的。發(fā)泡珠?？赏ㄟ^任何適當(dāng)?shù)囊阎椒▉碇苽洹?br> 下面的例子將進(jìn)一步說明本發(fā)明。
示例1將拉伸模量為1440兆帕的丙烯均聚物樹脂的發(fā)泡珠粒(視密度D1為0.14克/立方厘米)注入到模具中并以蒸氣加熱，得到保險(xiǎn)杠芯體形式的發(fā)泡模制體，其在前后方向上的最大長度L為38毫米。芯體包括前壁和兩個(gè)平行的板狀支腳，其從前壁上向后延伸并沿芯體的長度方向延伸。從這樣得到的芯體的主要部分中切出如圖9(a)所示的樣品，各樣品在芯體長度方向上的長度“d”為170毫米，在芯體前后方向上的長度“t”為38毫米，在芯體垂直方向上的垂直長度“h”為100毫米。各樣品具有兩個(gè)支腳，其在前后方向上的長度H為32毫米，在垂直方向上的厚度T為8毫米。測(cè)量樣品的20％應(yīng)變下的壓縮荷載F20、40％應(yīng)變下的壓縮荷載F40、60％應(yīng)變下的壓縮荷載F60、實(shí)際體積VT和減重部分的體積VV，從中計(jì)算出F20/F40、F60/F40和VT/(VT+VV)。還測(cè)量發(fā)泡模制體的密度D2、支腳的彎曲荷載BL和用于形成支腳的泡沫材料的彎曲荷載BF。這些結(jié)果概括于表1和2中(表1和2顯示于下文中)。
通過將發(fā)泡珠粒的重量(W1)除以其體積(V1)，得到發(fā)泡珠粒的視密度(D1)，即D1＝W1/V1。體積(V1)通過沉浸方法得到，其中將已經(jīng)在相對(duì)濕度50％的大氣下在23℃下保存了48小時(shí)的超過500個(gè)發(fā)泡珠粒(重量為W1)浸入于裝在刻度圓柱體中的水中。從水的體積的增長中確定體積(V1)。
示例2采用與示例1所用相同的發(fā)泡珠粒并以與示例1相同的方式來模制保險(xiǎn)杠芯體，其在前后方向上的最大長度L為38毫米。芯體包括前壁和四個(gè)平行且等距隔開的板狀支腳，其從前壁上向后延伸并沿芯體的長度方向延伸。從這樣得到的芯體的主要部分中切出如圖9(b)所示的樣品，各樣品在芯體長度方向上的長度“d”為170毫米，在芯體前后方向上的長度“t”為38毫米，在芯體垂直方向上的垂直長度“h”為100毫米。各樣品具有四個(gè)支腳，其在前后方向上的長度H為32毫米，在垂直方向上的厚度T為8毫米。芯體的F20、F40、F60、F20/F40、F60/F40、VT/(VT+VV)和密度D2、支腳的彎曲荷載BL和BF顯示于表1和2中。
示例3采用與示例1所用相同的發(fā)泡珠粒并以與示例1相同的方式來模制保險(xiǎn)杠芯體，其在前后方向上的最大長度L為38毫米。芯體包括前壁和五個(gè)平行且等距隔開的板狀支腳，其從前壁上向后延伸并沿芯體的長度方向延伸。從這樣得到的芯體的主要部分中切出如圖9(c)所示的樣品，各樣品在芯體長度方向上的長度“d”為170毫米，在芯體前后方向上的長度“t”為38毫米，在芯體垂直方向上的垂直長度“h”為100毫米。各樣品具有五個(gè)支腳，其在前后方向上的長度H為32毫米，在垂直方向上的厚度T為8毫米。芯體的F20、F40、F60、F20/F40、F60/F40、VT/(VT+VV)和D2以及支腳的彎曲荷載BL和BF顯示于表1和2中。
示例4以上述相同方式重復(fù)示例2，然而使用了拉伸模量為1120兆帕的丙烯-乙烯無規(guī)共聚物樹脂的發(fā)泡珠粒(視密度D1為0.076克/立方厘米)來制備模制保險(xiǎn)杠芯體，其在前后方向上的最大長度L為38毫米。芯體包括前壁和四個(gè)平行且等距隔開的板狀支腳，其從前壁上向后延伸并沿芯體的長度方向延伸。從這樣得到的芯體的主要部分中切出如圖9(b)所示的樣品，各樣品在芯體長度方向上的長度“d”為170毫米，在芯體前后方向上的長度“t”為38毫米，在芯體垂直方向上的垂直長度“h”為100毫米。各樣品具有四個(gè)支腳，其在前后方向上的長度H為32毫米，在垂直方向上的厚度T為8毫米。芯體的F20、F40、F60、F20/F40、F60/F40、VT/(VT+VV)和D2以及支腳的彎曲荷載BL和BF顯示于表1和2中。
示例5以上述相同方式重復(fù)示例2，然而厚度T增加到12毫米。芯體的F20、F40、F60、F20/F40、F60/F40、VT/(VT+VV)和D2以及支腳的彎曲荷載BL和BF顯示于表1和2中。
示例6將拉伸模量為1120兆帕的丙烯-乙烯無規(guī)共聚物樹脂的發(fā)泡珠粒(視密度D1為0.16克/立方厘米)注入到模具中并以蒸氣加熱，得到保險(xiǎn)杠芯體形式的發(fā)泡模制體，其在前后方向上的最大長度L為38毫米。芯體包括前壁和四個(gè)平行且等距隔開的板狀支腳，其從前壁上向后延伸并沿芯體的長度方向延伸。從這樣得到的芯體的主要部分中切出如圖9(b)所示的樣品，各樣品在芯體長度方向上的長度“d”為170毫米，在芯體前后方向上的長度“t”為38毫米，在芯體垂直方向上的垂直長度“h”為100毫米。各樣品具有四個(gè)支腳，其在前后方向上的長度H為32毫米，在垂直方向上的厚度T為9毫米。芯體的F20、F40、F60、F20/F40、F60/F40、VT/(VT+VV)和D2以及支腳的彎曲荷載BL和BF顯示于表1和2中。
示例7將拉伸模量為1440兆帕的丙烯均聚合物樹脂的發(fā)泡珠粒(視密度D1為0.16克/立方厘米)注入到模具中并以蒸氣加熱，得到保險(xiǎn)杠芯體形式的發(fā)泡模制體。芯體具有兩個(gè)垂直間隔開的U形部分，各部分由在保險(xiǎn)杠芯體的長度方向上延伸的垂直前壁以及兩個(gè)支腳形成，支腳沿縱向并從垂直前壁上向后延伸，從而在相鄰兩個(gè)支腳之間形成了一個(gè)向后敞開的空間。芯體還具有互連部分，其在支腳后端處連接相鄰兩個(gè)U形部分中的相鄰兩個(gè)支腳，使得U形部分相互連接成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)。從這樣得到的芯體的主要部分中切出如圖9(d)所示的樣品，各樣品在芯體長度方向上的長度“d”為170毫米，在芯體前后方向上的長度“t”為38毫米，在芯體垂直方向上的垂直長度“h”為100毫米。各樣品具有四個(gè)支腳，其在前后方向上的長度H為32毫米，在垂直方向上的厚度T為9毫米?；ミB部分為矩形板的形式，其垂直長度“n”為20毫米，前后方向上的厚度“m”為6毫米。測(cè)量樣品的20％應(yīng)變下的壓縮荷載F20、40％應(yīng)變下的壓縮荷載F40、60％應(yīng)變下的壓縮荷載F60、實(shí)際體積VT和減重部分的體積VV，從中計(jì)算出F20/F40、F60/F40和VT/(VT+VV)。還測(cè)量芯體的密度D2、支腳的彎曲荷載BL和泡沫材料的彎曲荷載BF。這些結(jié)果概括于表1和2中。
示例8以上述相同方式重復(fù)示例7，然而互連部分位于離芯體的最前平面隔開一段距離的位置處，這段距離等于芯體的最前平面和最后平面之間的距離的四分之三(即在圖9(e)中，最前平面和互連部分的前表面之間長度l為38×3/4＝28.5毫米)。芯體的F20、F40、F60、F20/F40、F60/F40、VT/(VT+VV)和D2以及支腳的彎曲荷載BL和BF顯示于表1和2中。
比較示例1將拉伸模量為1440兆帕的丙烯均聚合物樹脂的發(fā)泡珠粒(視密度D1為0.13克/立方厘米)注入到模具中并以蒸氣加熱，得到如圖9(f)所示的矩形平行六面體形式的發(fā)泡模制體，其厚度“t”為38毫米，長度“d”為170毫米，寬度“h”為100毫米。F20、F40、F60、F20/F40、F60/F40、VT/(VT+VV)和D2以及泡沫材料的彎曲荷載BF顯示于表1和2中。壓縮試驗(yàn)以如圖2(a)和2(b)所示的方式進(jìn)行。因此，泡沫材料在厚度方向上受壓，管(夾具)2的軸線定位在與泡沫材料長度方向垂直的方向上。
比較示例2
以上述相同的方式重復(fù)比較示例1，然而對(duì)拉伸模量為1440兆帕的丙烯均聚物樹脂的發(fā)泡珠粒(視密度D1為0.059克/立方厘米)進(jìn)行模制以形成發(fā)泡模制體，其形式為如圖9(f)所示的矩形平行六面體，其厚度“t”為38毫米，長度“d”為170毫米，寬度“h”為100毫米。發(fā)泡模制體的密度為0.039克/立方厘米。F20、F40、F60、F20/F40、F60/F40、VT/(VT+VV)和D2以及泡沫材料的彎曲荷載BF顯示于表1和2中。
比較示例3以上述相同的方式重復(fù)示例1，然而支腳在垂直方向上的厚度T增大到20毫米。芯體F20、F40、F60、F20/F40、F60/F40、VT/(VT+VV)和D2以及支腳的彎曲荷載BL和BF顯示于表1和2中。
比較示例4以上述相同的方式重復(fù)示例2，然而最大長度L增大到100毫米，支腳在前后方向上的長度H增大到94毫米。芯體樣品具有如圖9(g)所示的形狀。芯體F20、F40、F60、F20/F40、F60/F40、VT/(VT+VV)和D2以及支腳的彎曲荷載BL和BF顯示于表1和2中。
比較示例5以上述相同的方式重復(fù)示例2，然而發(fā)泡珠粒的視密度D1為0.059克/立方厘米，丙烯-乙烯無規(guī)共聚物樹脂的拉伸模量為1120兆帕。芯體F20、F40、F60、F20/F40、F60/F40、VT/(VT+VV)和D2以及支腳的彎曲荷載BL和BF顯示于表1和2中。
比較示例6以上述相同的方式重復(fù)示例1，然而最大長度L增大到44毫米，支腳在前后方向上的長度H增大到38毫米，并且在前壁上形成了開口。因此，芯體包括前壁和兩個(gè)平行的板狀支腳，其從前壁上向后延伸并沿芯體的長度方向延伸。然后切開前壁以形成開口，開口沿芯體的長度方向上設(shè)置，并相互間隔開40毫米的距離，各開口在芯體長度方向上的長度為150毫米，在芯體垂直方向上的寬度為84毫米。從這樣得到的芯體的主要部分中切出如圖9(h)所示的樣品，各樣品在芯體長度方向上的長度“d”為170毫米，在芯體前后方向上的長度“t”為44毫米，在芯體垂直方向上的垂直長度“h”為100毫米。各樣品具有兩個(gè)板狀支腳，其在前后方向上的長度H為38毫米，在垂直方向上的厚度T為8毫米。芯體的F20、F40、F60、F20/F40、F60/F40、VT/(VT+VV)和D2以及支腳的彎曲荷載BL和BF顯示于表1和2中。
表1

表2


本發(fā)明的用于車輛的保險(xiǎn)杠芯體緊湊且重量輕，能夠以令人滿意的程度吸收碰撞能量，并具有提高的保護(hù)行人的作用。特別是，保險(xiǎn)杠芯體可吸收行人和以較高速度如40千米/小時(shí)行駛的汽車之間的碰撞沖擊，并降低對(duì)行人腿部的沖擊。
權(quán)利要求
1.一種細(xì)長的保險(xiǎn)杠芯體，其由密度為0.045-0.2克/立方厘米的含聚烯烴基樹脂的泡沫材料制成，當(dāng)其被外徑為70毫米的剛性管以500毫米/分鐘的壓縮速度壓縮時(shí)，其在20％應(yīng)變下具有F20的壓縮荷載，在40％應(yīng)變下具有F40的壓縮荷載，在60％應(yīng)變下具有F60的壓縮荷載，其中比率F20/F40處于0.6-1.3的范圍內(nèi)，而比率F60/F40處于0.75-1.3的范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保險(xiǎn)杠芯體，其特征在于，所述壓縮荷載F40處于1-6千牛的范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的保險(xiǎn)杠芯體，其特征在于，所述保險(xiǎn)杠芯體的實(shí)際體積為VT立方厘米，所述保險(xiǎn)杠芯體包括一個(gè)或多個(gè)總體積為VV立方厘米的減重部分，其中所述VT和VV滿足下述條件0.2≤VT/(VT+VV)≤0.7。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)所述的保險(xiǎn)杠芯體，其特征在于，所述保險(xiǎn)杠芯體包括在所述保險(xiǎn)杠芯體的長度方向上延伸的前部；以及至少兩個(gè)縱向延伸且垂直間隔開的突出部分，各所述突出部分從所述前部上向后延伸出，其中各所述突出部分在垂直方向上的厚度為T毫米，在從前到后的方向上的長度為H毫米，其中比率H/T為2到10，用于形成所述突出部分的含聚烯烴基樹脂的泡沫材料的彎曲荷載為35-400牛。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)所述的保險(xiǎn)杠芯體，其特征在于，所述保險(xiǎn)杠芯體包括至少兩個(gè)垂直間隔開的U形部分，各所述U形部分由在所述保險(xiǎn)杠芯體的長度方向上延伸的垂直前壁以及至少兩個(gè)支腳形成，所述支腳沿縱向并從所述垂直前壁上向后延伸，從而在相鄰兩個(gè)支腳之間形成了一個(gè)向后敞開的空間；以及互連部分，其在與所述相鄰兩個(gè)U形部分的至少一個(gè)所述前壁向后間隔開的位置處連接各所述兩個(gè)相鄰U形部分中的相鄰兩個(gè)支腳，使得所述U形部分相互連接在一起以形成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的保險(xiǎn)杠芯體，其特征在于，所述保險(xiǎn)杠芯體具有所述U形部分的至少一個(gè)所述前壁處于其中的最前平面以及所述U形部分的至少一個(gè)所述支腳的后端處于其中的最后平面，所述互連部分處于與所述最前平面相隔開一段距離的位置處，所述距離等于所述最前平面和所述最后平面之間的間距的至少三分之一。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的保險(xiǎn)杠芯體，其特征在于，所述互連部分處于所述最后平面上。
8.根據(jù)權(quán)利要求5到7中任一項(xiàng)所述的保險(xiǎn)杠芯體，其特征在于，所述互連部分垂直地和縱向地延伸。
9.根據(jù)權(quán)利要求5到8中任一項(xiàng)所述的保險(xiǎn)杠芯體，其特征在于，各所述支腳在垂直方向上的厚度為T毫米，在從前到后的方向上的長度為H毫米，其中比率H/T為2到10。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的保險(xiǎn)杠芯體，其特征在于，所述聚烯烴基樹脂為聚丙烯基樹脂。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的保險(xiǎn)杠芯體，其特征在于，所述聚丙烯基樹脂具有至少1200兆帕的拉伸模量。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的保險(xiǎn)杠芯體，其特征在于，通過在模具中模制聚丙烯基樹脂的發(fā)泡珠粒來得到所述芯體。
13.一種細(xì)長的保險(xiǎn)杠芯體，其由密度為0.045-0.2克/立方厘米的含聚烯烴基樹脂的泡沫材料制成，包括在所述保險(xiǎn)杠芯體的長度方向上延伸的前部；以及至少兩個(gè)縱向延伸且垂直間隔開的突出部分，各所述突出部分從所述前部上向后延伸出，其中各所述突出部分在垂直方向上的厚度為T毫米，在從前到后的方向上的長度為H毫米，其中比率H/T為2到10，用于形成所述突出部分的含聚烯烴基樹脂的泡沫材料的彎曲荷載為35-400牛，所述保險(xiǎn)杠芯體的實(shí)際體積為VT立方厘米，并包括一個(gè)或多個(gè)總體積為VV立方厘米的減重部分，其中所述VT和VV滿足下述條件0.2≤VT/(VT+VV)≤0.7。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的保險(xiǎn)杠芯體，其特征在于，所述保險(xiǎn)杠芯體還包括至少一個(gè)在與所述前部向后間隔開的位置處連接相鄰兩個(gè)支腳的互連部分，以及至少一個(gè)形成于所述前部中的開口。
15.一種保險(xiǎn)杠芯體，其由密度為0.045-0.2克/立方厘米的含聚烯烴基樹脂的泡沫材料制成，包括至少兩個(gè)垂直間隔開的U形部分，各所述U形部分由在所述保險(xiǎn)杠芯體的長度方向上延伸的垂直前壁以及至少兩個(gè)支腳形成，所述支腳沿縱向并從所述垂直前壁上向后延伸，從而在相鄰兩個(gè)支腳之間形成了一個(gè)向后敞開的空間；以及互連部分，其在與所述相鄰兩個(gè)U形部分的至少一個(gè)所述前壁向后間隔開的位置處連接各所述兩個(gè)相鄰U形部分中的相鄰兩個(gè)支腳，使得所述U形部分相互連接在一起以形成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)。
16.一種用于連接到車輛前部上的保險(xiǎn)杠，其包括具有前側(cè)和后側(cè)的保險(xiǎn)杠芯體、與所述保險(xiǎn)杠芯體的前側(cè)相連的保險(xiǎn)杠外板，以及與所述保險(xiǎn)杠芯體的后側(cè)相連的加強(qiáng)件，其中所述保險(xiǎn)杠芯體是根據(jù)權(quán)利要求1到15中任一項(xiàng)所述的保險(xiǎn)杠芯體。
全文摘要
一種細(xì)長的保險(xiǎn)杠芯體，其由密度為0.045－0.2克/立方厘米的含聚烯烴基樹脂的泡沫材料制成，當(dāng)其被外徑為70毫米的剛性管以500毫米/分鐘的壓縮速度壓縮時(shí)，其在20％應(yīng)變下具有F
文檔編號(hào)B60R19/18GK1491837SQ0315791
公開日2004年4月28日 申請(qǐng)日期2003年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月28日
發(fā)明者村田誠志郎, 鹽谷曉, 福田雅幸, 幸 申請(qǐng)人:株式會(huì)社Jsp