Способ изготовления соединенного корпуса - RU2652249C2
Код документа: RU2652249C2
Чертежи
Описание
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Изобретение относится к способу изготовления составной силовой конструкции.
2. Описание предшествующего уровня техники
[0002] Известна технология сварки вместе множества элементов, выполненных из полимерного термопластичного материала (см. публикацию японской патентной заявки №2012-125948 (JP 2012-125948 А) и публикацию японской патентной заявки №2013-43370 (JP 2013-43370 А)). Например, в JP 2012-125948 А описана технология, в которой краевой участок первого элемента, образованного формованным изделием из армированного волокном термопластичного полимера, соединен с помощью вибрационной сварки с краевым участком второго элемента, который также образован формованным изделием из армированного волокном термопластичного полимера.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0003] В таких случаях, когда область участков, соединяемых вибрационной сваркой, большая, может быть трудно стабильно обеспечивать размерную точность по всей области соединяемых участков. Также, в предшествующем уровне техники, если точность размеров соединяемых участков низкая, качество сварного шва в конце концов снижается, таким образом, есть место для совершенствования с точки зрения более стабильного обеспечения качества сварного шва.
[0004] Изобретение обеспечивает способ изготовления составной силовой конструкции, способный более стабильно обеспечивать качество сварного шва.
[0005] Способ изготовления составной силовой конструкции в соответствии с одним объектом изобретения включает в себя: этап контактирования для приведения первого элемента и второго элемента в контакт с друг с другом, при этом, по меньшей мере, один элемент из первого элемента и второго элемента представляет собой элемент, изготовленный из термопластичного полимера, причем второй элемент имеет углубленный участок на соединительной поверхности, соединяемой с первым элементом; а также этап сварки для сварки первого элемента и второго элемента вместе, причем этап сварки включает в себя сварку участка контакта первого элемента и второго элемента путем расплавления элемента, выполненного из термопластичного полимера, с помощью фрикционного тепла, причем фрикционное тепло возникает на участке контакта при относительном перемещении первого элемента и второго элемента в состоянии, в котором первый элемент и соединительная поверхность второго элемента находятся в контакте друг с другом и прижаты друг к другу.
[0006] В вышеупомянутом объекте этап сварки может включать в себя сварку вместе углубленного участка и противолежащего участка, который обращен к углубленному участку, путем введения расплавленного термопластичного полимера в углубленный участок.
[0007] В вышеупомянутом объекте этап сварки может включать в себя расплавление углубленного участка, противолежащего участка и термопластичного полимера, введенного в углубленный участок, посредством тепла, передаваемого от участка контакта к углубленному участку и противолежащему участку.
[0008] В вышеупомянутом объекте относительное перемещение может представлять собой вибрацию, по меньшей мере, одного элемента из первого элемента и второго элемента.
[0009] В вышеупомянутом объекте оба из первого элемента и второго элемента могут быть выполнены из термопластичного полимера.
[0010] Согласно этой конструкции на этапе сварки сначала участок соединительной поверхности второго элемента, за исключением углубленного участка, приводят в контакт с первым элементом и прижимают к первому элементу. Поэтому площадь участка контакта первого элемента и второго элемента может быть уменьшена, и сила реакции (сила в направлении, противоположном направлению прижимания) из-за сварочного грата, образующегося на участке контакта во время вибрационной сварки, может быть уменьшена в соответствии с величиной образованного углубленного участка. Поэтому первый элемент и второй элемент могут быть приведены в нужное состояние прижимного контакта с помощью небольшого давления, по сравнению со сравнительным примером, в котором нет углубленного участка.
[0011] Также на этапе сварки участок контакта расплавляют и приваривают посредством выделения фрикционного тепла с помощью вибрации на участке контакта первого элемента и второго элемента. Углубленный участок и противолежащий участок, который обращен к углубленному участку, сваривают путем введения некоторого объема сварочного грата, образующегося от участка контакта в углубленном участке, и путем расплавления углубленного участка, противолежащего участка и сварочного грата в углубленном участке посредством тепла, передаваемого от участка контакта к углубленному участку и противолежащему участку. В результате не только участок контакта, но и углубленный участок, и противолежащий участок можно расплавить, таким образом, можно обеспечить качество сварки, даже если точность размеров соединяемых участков невысока.
[0012] В вышеупомянутом объекте в первый элемент и второй элемент могут быть встроены армирующие волокна.
[0013] В вышеупомянутом объекте второй элемент может иметь удлиненную форму; и углубленный участок может быть расположен так, что конец углубленного участка не достигает конца соединительной поверхности второго элемента на виде в разрезе, ортогональном продольному направлению второго элемента
[0014] В вышеупомянутом объекте первый элемент может иметь удлиненную форму. Первый элемент может включать в себя пару фланцевых участков на соответствующих концах первого элемента на виде в разрезе, ортогональном продольному направлению первого элемента. Второй элемент может включать в себя пару фланцевых участков на соответствующих концах на виде в разрезе, ортогональном к продольному направлению второго элемента. Первый элемент и второй элемент могут быть сконфигурированы так, что замкнутое поперечное сечение образуется парой фланцевых участков первого элемента и парой фланцевых участков второго элемента, соединяемых вместе. Углубленный участок может быть расположен на фланцевых участках второго элемента
[0015] Согласно этой конструкции на этапе сварки оба концевых участка соединительной поверхности фланцевых участков второго элемента на виде в разрезе, ортогональном к продольному направлению второго элемента, могут быть выполнены с возможностью контакта с фланцевыми участками первого элемента, даже если не приложено избыточное давление. Поэтому давление может быть устойчиво приложено к фланцевым участкам второго элемента, таким образом, фланцевые участки второго элемента могут быть прочно сварены вместе с фланцевыми участками первого элемента.
[0016] В вышеупомянутом объекте углубленный участок может представлять собой канавку, которая пролегает, по существу, по всей длине второго элемента в продольном направлении второго элемента
[0017] Согласно этой конструкции углубленный участок представляет собой канавку, которая пролегает, по существу, по всей длине второго элемента в его продольном направлении, таким образом, фланцевые участки второго элемента могут быть прочно сварены вместе, по существу, по всей длине в его продольном направлении, по сравнению с конструкцией, в которой разбросано множество углубленных участков.
[0018] В вышеупомянутом объекте относительное перемещение может представлять собой вибрацию, по меньшей мере, одного элемента из первого элемента и второго элемента в направлении, параллельном соединительной поверхности и перпендикулярном продольному направлению второго элемента.
[0019] В вышеупомянутом объекте каждый из первого элемента и второго элемента может иметь удлиненную форму, имеющую продольное направление, и каждый может иметь шляпообразную форму на виде в разрезе, ортогональном к продольному направлению, и каждый может включать в себя пару фланцевых участков и U-образный участок с U-образным сечением. Каждый U-образный участок может иметь базовый стенной участок и пару противолежащих стенных участков. Первый элемент может включать в себя первый каркасный элемент для транспортного средства. Второй элемент может включать в себя второй каркасный элемент для транспортного средства. Первый каркасный элемент и второй каркасный элемент могут образовывать замкнутое поперечное сечение парой фланцевых участков из каждого элемента из первого каркасного элемента и второго каркасного элемента, соединяемых вместе. Второй элемент может включать в себя армирующий элемент, который расположен внутри упомянутого замкнутого поперечного сечения и отличается от второго каркасного элемента. Углубленный участок второго каркасного элемента может представлять собой первую канавку, которая образована на соединительной поверхности фланцевых участков второго каркасного элемента и пролегает, по существу, по всей длине второго каркасного элемента в продольном направлении второго каркасного элемента. Углубленный участок армирующего элемента может представлять собой вторую канавку, которая образована на наружной поверхности базового стенного участка U-образного участка армирующего элемента, и пролегает в продольном направлении армирующего элемента, и не достигает конца, по меньшей мере, на одной стороне в продольном направлении армирующего элемента. Этап сварки может включать в себя размещение армирующего элемента внутри U-образного участка второго каркасного элемента и соединение фланцевых участков армирующего элемента с внутренней поверхностью базового стенного участка U-образного участка второго каркасного элемента, тогда как один конец армирующего элемента в продольном направлении армирующего элемента расположен ближе, чем другой конец, к центральному участку второго каркасного элемента в продольном направлении второго каркасного элемента; и приведение соединительной поверхности фланцевых участков второго каркасного элемента в контакт с соединительной поверхностью фланцевых участков первого каркасного элемента, и приведение наружной поверхности базового стенного участка U-образного участка армирующего элемента в контакт с внутренней поверхностью базового стенного участка U-образного участка первого каркасного элемента, а также сварку с помощью давления и вибрации.
[0020] Согласно этой конструкции, при сварке соединительная поверхность фланцевых участков второго каркасного элемента приводится в контакт с соединительной поверхностью фланцевых участков первого каркасного элемента и приваривается с помощью давления и вибрации. Наружная поверхность базового стенного участка U-образного участка армирующего элемента приводится в контакт с внутренней поверхностью базового стенного участка U-образного участка первого каркасного элемента, и приваривается к внутренней поверхности базового стенного участка U-образного участка первого каркасного элемента с помощью давления и вибрации. При этом первая канавка в качестве углубленного участка второго каркасного элемента образована на соединительной поверхности фланцевых участков второго каркасного элемента и пролегает, по существу, по всей длине второго каркасного элемента в его продольном направлении, таким образом, фланцевые участки первого каркасного элемента и фланцевые участки второго каркасного элемента могут быть прочно сварены вместе, по существу, по всей длине в их продольном направлении. Также, вторая канавка в качестве углубленного участка армирующего элемента образована на наружной поверхности базового стенного участка U-образного участка армирующего элемента и пролегает в продольном направлении армирующего элемента, таким образом, базовый стенной участок первого каркасного элемента и базовый стенной участок армирующего элемента могут быть прочно приварены друг к другу.
[0021] С другой стороны, при такой сварке армирующий элемент располагают внутри замкнутого поперечного сечения, таким образом, сварочный грат, образующийся от участка контакта части армирующего элемента, который расположен на центральном участке в продольном направлении внутри замкнутого поперечного сечения, и противолежащего участка, который обращен к этому участку армирующего элемента, трудно удалить. При этом вторая канавка в качестве углубленного участка армирующего элемента образована на наружной поверхности базового стенного участка U-образного участка армирующего элемента и пролегает в продольном направлении армирующего элемента, однако не достигает конца, по меньшей мере, на одной стороне в продольном направлении армирующего элемента. Также армирующий элемент сварен вибрационной сваркой с концом на одной стороне в его продольном направлении, расположенном ближе, чем конец, к центральному участку второго элемента в продольном направлении второго каркасного элемента. Поэтому некоторое количество сварочного грата, образующегося от участка контакта, являющегося частью базового стенного участка U-образного участка армирующего элемента, находящегося на одной стороне в продольном направлении армирующего элемента, и противолежащего участка, который обращен к этой части базового стенного участка, попадет во вторую канавку, однако не вытечет из второй канавки.
[0022] Поэтому количество сварочного грата, образующегося около части базового стенного участка армирующего элемента на одной стороне в продольном направлении армирующего элемента, и противолежащего участка, который обращен к этой части базового стенного участка, уменьшается по сравнению со случаем, в котором канавка, образованная в базовом стенном участке армирующего элемента, достигает одной стороны в продольном направлении армирующего элемента, так что сварочный грат может вытекать из канавки с одной стороны в продольном направлении армирующего элемента, например. То есть количество сварочного грата, образующегося около части армирующего элемента, которая расположена на центральном участка в продольном направлении в замкнутом поперечном сечении, и противолежащего участка, который обращен к этой части армирующего элемента, другими словами, который образуется там, где сварочный грат трудно удалить, может уменьшиться.
[0023] В вышеупомянутом объекте армирующие элементы могут быть выполнены в парном виде, и этап сварки могут выполнять после размещения армирующих элементов на обеих сторонах U-образного участка второго каркасного элемента в продольном направлении второго каркасного элемента внутри U-образного участка второго каркасного элемента, тогда как концевые участки на одной стороне в продольном направлении армирующих элементов обращены друг к другу, и после соединения фланцевых участков армирующих элементов с внутренней поверхностью базового стенного участка U-образного участка второго каркасного элемента.
[0024] Согласно этой конструкции, армирующие элементы установлены парой и расположены с обеих сторон в продольном направлении внутри замкнутого поперечного сечения. Поэтому сварочный грат, образующийся от участка контакта части базового стенного участка армирующего элемента, который находится на стороне, где пара армирующих элементов обращена друг к другу, и противолежащего участка, который обращен к этому участку базового стенного участка, удалить даже еще труднее. При этом вторая канавка, образованная на базовом стенном участке армирующего элемента, не достигает конца базового стенного участка армирующего элемента на стороне, где пара армирующих элементов обращена друг к другу, таким образом, некоторая часть сварочного грата, образующегося от участка контакта части базового стенного участка армирующего элемента, который находится на стороне, где пара армирующих элементов обращена друг к другу, и противолежащего участка, который обращен к этому участку базового стенного участка, попадает во вторую канавку и не вытекает из второй канавки. Поэтому количество сварочного грата, образующегося на участке, где сварочный грат даже труднее удалить, может уменьшиться.
[0025] Как описано выше, способ изготовления составной силовой конструкции согласно объекту изобретения обеспечивает более стабильное качество сварки.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0026] Признаки, преимущества, а также техническое и промышленное значение примеров осуществления изобретения будут описаны ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых одинаковые ссылочные позиции обозначают одинаковые элементы, и на которых:
Фиг. 1 представляет собой вид в разрезе, показывающий концепцию конструкции для процесса вибрационной сварки согласно способу изготовления усилителя бампера (составной силовой конструкции) в соответствии с примером осуществления изобретения;
Фиг. 2 представляет собой покомпонентный вид в перспективе составляющих компонентов усилителя бампера, представляющего собой составной объект, показанный на фиг. 1;
Фиг. 3 представляет собой схему, показывающую основные участки аппарата вибрационной сварки, используемого в процессе вибрационной сварки, проиллюстрированном на фиг. 1;
Фиг. 4А представляет собой вид в разрезе структуры, в которой фланцевые участки перегородки расположены внутри U-образного участка заднего компонента усилителя бампера при процедуре соединения для соединения вместе компонентов, образующих усилитель бампера, который является составным объектом, показанным на фиг. 1;
Фиг. 4В представляет собой вид в разрезе структуры, в которой фланцевые участки перегородки контактируют с базовым стенным участком заднего компонента усилителя бампера при процедуре соединения для соединения вместе компонентов, образующих усилитель бампера, который является составным объектом, показанным на фиг. 1;
Фиг. 4С представляет собой вид в разрезе структуры, в которой фланцевые участки заднего компонента усилителя бампера выполнены обращенными к фланцевым участкам переднего компонента усилителя бампера, при процедуре соединения для соединения вместе компонентов, образующих усилитель бампера, который является составным объектом, показанным на фиг. 1;
Фиг. 5А представляет собой вид в разрезе структуры участка контакта переднего компонента усилителя бампера и заднего компонента усилителя бампера, а также участка вокруг них, в процессе вибрационной сварки;
Фиг. 5В представляет собой вид в разрезе участка контакта переднего компонента усилителя бампера и перегородки, а также участка вокруг них, в процессе вибрационной сварки;
Фиг. 6 представляет собой вид в разрезе в перспективе участка усилителя бампера, который был приварен с помощью процесса вибрационной сварки, проиллюстрированного на фиг. 1;
Фиг. 7А представляет собой вид в разрезе, показывающий компоновку расположения армирующих волокон при обзоре вида в разрезе в зоне перекрытия фланцевого участка переднего компонента усилителя бампера и фланцевого участка заднего компонента усилителя бампера, который был приварен с помощью процесса вибрационной сварки, причем разрез выполнен в направлении его наложения; и
Фиг. 7В представляет собой вид в разрезе, показывающий компоновку расположения армирующих волокон при обзоре вида в разрезе в зоне перекрытия базового стенного участка переднего компонента усилителя бампера и базового стенного участка перегородки, который был приварен с помощью процесса вибрационной сварки, причем разрез выполнен в направлении его наложения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0027] Способ изготовления силового элемента бампера транспортного средства в качестве составной силовой конструкции согласно примеру осуществления изобретения будет теперь описан со ссылкой на фиг. 1-7В. Фиг. 1 представляет собой вид в разрезе, показывающий концепцию конструкции для процесса сварки (далее именуемого «процессом вибрационной сварки») согласно способу изготовления усилителя бампера в соответствии с этим примером осуществления изобретения. Также фиг. 2 представляет собой покомпонентный вид в перспективе составляющих компонентов усилителя 10 бампера (далее, сокращенно именуемого "усилителем 10 бампера"). Сначала, будут кратко описаны составляющие компоненты этого усилителя 10 бампера. Стрелка RE, показанная на фиг. 2, указывает назад в продольном направлении транспортного средства, стрелка UP указывает вверх в вертикальном направлении транспортного средства, и стрелка RH указывает на правую сторону в поперечном направлении транспортного средства. Также, усилитель 10 бампера представляет собой силовую конструкцию переднего бампера, не показанного, расположенного на переднем торце транспортного средства, сформированного полым и расположенного вдоль поперечного направления транспортного средства, являющимся продольным направлением бампера.
[0028] Конструкция усилителя 10 бампера
Как показано на фиг. 2, усилитель 10 бампера включает в себя передний компонент 12 усилителя бампера транспортного средства (далее именуемый просто «передним усилителем 12 бампера») в качестве «первого элемента» и в качестве «первого каркасного элемента», который образует часть усилителя 10 бампера с передней стороны транспортного средства, и задний компонент 14 усилителя бампера транспортного средства (далее именуемый просто «задним усилителем 14 бампера») в качестве «второго элемента» и в качестве «второго каркасного элемента», который образует часть усилителя 10 бампера с задней стороны транспортного средства. Как передний усилитель 12 бампера, так и задний усилитель 14 бампера имеют удлиненную форму, имеющую продольное направление и расположены в поперечном направлении транспортного средства, которое является продольным направлением бампера.
[0029] Передний усилитель 12 бампера имеет форму на виде в разрезе, ортогональном к его продольному направлению, которая имеет шляпообразную форму по всей области в продольном направлении, и включает в себя пару фланцевых участков 12F и U-образный участок 12А с U-образным сечением. U-образный участок 12А переднего усилителя 12 бампера имеет U-форму, которая выполнена выступающей к передней стороне в продольном направлении транспортного средства и открытой к задней стороне в продольном направлении транспортного средства, если смотреть в продольном направлении бампера, и образована базовым стенным участком 12В и парой противолежащих стенных участков 12S. Базовый стенной участок 12В соединяет базовые края пары противолежащих стенных участков 12S вместе, выполнен в качестве участка на стороне U-образного участка 12А, передней в продольном направлении транспортного средства, и образует передний стенной участок усилителя 10 бампера. Также, пара фланцевых участков 12F переднего усилителя 12 бампера установлена на обоих концевых участках формы на виде в разрезе, ортогональном к продольному направлению переднего усилителя 12 бампера, и пролегает в направлениях, проходящих в сторону друг от друга от открытого конца U-образного участка 12А, если смотреть в продольном направлении переднего усилителя 12 бампера.
[0030] Задний усилитель 14 бампера имеет форму на виде в разрезе, ортогональном к его продольному направлению, которая имеет шляпообразную форму по всей области в продольном направлении, и включает в себя пару фланцевых участков 14F и U-образный участок 14А с U-образным сечением. U-образный участок 14А заднего усилителя 14 бампера имеет U-форму, которая выполнена выступающей к задней стороне в продольном направлении транспортного средства и открытой к передней стороне в продольном направлении транспортного средства, если смотреть в продольном направлении бампера, и образована базовым стенным участком 14В и парой противолежащих стенных участков 14S. Базовый стенной участок 14В соединяет базовые края пары противолежащих стенных участков 14S вместе, и выполнен в качестве участка на стороне U-образного участка 14А, задней в продольном направлении транспортного средства, и образует задний стенной участок усилителя 10 бампера. Также, пара фланцевых участков 14F заднего усилителя 14 бампера установлена на обоих концевых участках формы на виде в разрезе, ортогональном к продольному направлению заднего усилителя 14 бампера, и пролегает в направлениях, проходящих в сторону друг от друга от открытого конца U-образного участка 14А, если смотреть в продольном направлении заднего усилителя 14 бампера. В нижеприведенном описании, такие участки, как фланцевые участки 14F и пр., имеющиеся во множестве, могут описываться в единственном числе для упрощения описания и облегчения понимания.
[0031] Также первая канавка 14D в качестве углубленного участка образована на соединительной поверхности 14С (поверхности, обращенной к передней стороне в продольном направлении транспортного средства) фланцевого участка 14F заднего усилителя 14 бампера, соединенного с фланцевым участком 12F переднего усилителя 12 бампера. Эта первая канавка 14D пролегает по всей длине фланцевого участка 14F в продольном направлении заднего усилителя 14 бампера, и установлена на срединном участке (участке между краем основания и торцевым краем) соединительной поверхности 14С фланцевого участка 14F заднего усилителя 14 бампера на виде в разрезе, ортогональном к продольному направлению заднего усилителя 14 бампера. Пара боковых стеновых участков первой канавки 14D наклонена так, чтобы сходиться к нижней стороне канавки (см. фиг. 1). Также, в этом примере осуществления изобретения первая канавка 14D достигает обоих концов в продольном направлении заднего усилителя 14 бампера. Кроме того, на соединительной поверхности 14С фланцевого участка 14F заднего усилителя 14 бампера, площадь участка, где образована первая канавка 14D, установлена меньшей, чем площадь участка, где первая канавка 14D не образована.
[0032] Фланцевый участок 12F переднего усилителя 12 бампера и фланцевый участок 14F заднего усилителя 14 бампера выполнены обращенными друг к другу в направлении толщины пластины и сварены (соединены) вместе. В результате, замкнутое поперечное сечение 18, которое пролегает в продольном направлении усилителя 10 бампера (состоящего из переднего усилителя 12 бампера и заднего усилителя 14 бампера) образовано передним усилителем 12 бампера RF 12 и задним усилителем 14 бампера, как показано на фиг. 6.
[0033] Также пара из левой и правой перегородок 16 в качестве иного «второго элемента», который отличается от заднего усилителя 14 бампера, а также в качестве армирующего элемента, расположена на усилителе 10 бампера, показанном на фиг. 2 и фиг. 6, в качестве элемента усиления для усилителя 10 бампера на обеих сторонах в продольном направлении внутри его замкнутого поперечного сечения 18 (см. фиг. 6). Как показано на фиг. 2, каждая перегородка 16 имеет удлиненную форму и пролегает в поперечном направлении транспортного средства, являющемся продольным направлением бампера.
[0034] Перегородка 16 имеет шляпообразную форму на виде в разрезе, ортогональном к его продольному направлению, и включает в себя пару фланцевых участков 16F и U-образный участок 16А с U-образным сечением, за исключением концевого участка, расположенного внутри в поперечном направлении транспортного средства. U-образный участок 16А перегородки 16 имеют U-образную форму и выполнен выступающим к передней стороне в продольном направлении транспортного средства и открытым к задней стороне в продольном направлении транспортного средства, если смотреть в его продольном направлении, и образован базовым стенным участком 16В и парой противолежащих стенных участков 16S.
[0035] Базовый стенной участок 16В соединяет базовые края пары противолежащих стенных участков 16S вместе, и образует часть U-образного участка 16А, который расположен с передней стороны в продольном направлении транспортного средства. Вертикальный относительно транспортного средства размер участка перегородки 16, который расположен внутри в поперечном направлении транспортного средства, когда перегородка 16 находится в установленном состоянии, короче (меньше), чем размер участка перегородки 16, который расположен снаружи в поперечном направлении транспортного средства. Также, пара фланцевых участков 16F перегородки 16 установлена на обоих концевых участках формы на виде в разрезе, ортогональном к продольному направлению перегородки 16, и пролегает в направлениях, проходящих в сторону друг от друга от открытого конца U-образного участка 16А, если смотреть на перегородку 16 снаружи в поперечном направлении транспортного средства. Также, перегородка 16 запирается концевыми участками, которые расположены внутри U-образного участка 16А, если смотреть в поперечном направлении транспортного средства, и соединены вместе запирающим участком 16Z, а концевые участки пары фланцевых участков 16F, которые расположены внутри в поперечном направлении транспортного средства, соединены вместе концевым фланцевым участком 16Х, который соединен с запирающим участком 16Z.
[0036] Также вторая канавка 16D в качестве углубленного участка образована на соединительной поверхности 16С (поверхности, обращенной к передней стороне в продольном направлении транспортного средства) базового стенного участка 16В перегородки 16, соединяемого с базовым стенным участком 12В переднего усилителя 12 бампера. Вторая канавка 16D образована на наружной поверхности (на стороне, расположенной спереди в продольном направлении транспортного средства) базового стенного участка 16В U-образного участка 16А. Вторая канавка 16D расположена посередине между верхним краем и нижним краем базового стенного участка 16В перегородки 16, и пролегает в продольном направлении перегородки 16. Пара боковых стеновых участков второй канавки 16D наклонена так, чтобы сходиться к нижней стороне канавки (см. фиг. 1).
[0037] Также в этом примере осуществления изобретения вторая канавка 16D не достигает конца базового стенного участка 16В перегородки 16 на стороне, расположенной внутри в поперечном направлении транспортного средства (т.е., на одной стороне в продольном направлении перегородки 16), однако достигает конца базового стенного участка 16В перегородки 16 на стороне, расположенной снаружи в поперечном направлении транспортного средства (т.е., на другой стороне в продольном направлении перегородки 16). Кроме того, на соединительной поверхности 16С базового стенного участка 16В перегородки 16 площадь участка, где образована вторая канавка 16D, установлена меньшей, чем площадь участка, где вторая канавка 16D не образована.
[0038] Соединительная поверхность фланцевых участков 16F перегородки 16 и внутренняя поверхность базового стенного участка 14В U-образного участка 14А заднего усилителя 14 бампера выполнены обращенными друг к другу и соединены вместе сваркой. На фиг. 2 участок 14Х, где планируются соединение фланцевых участков 16F перегородки 16 с внутренней поверхностью базового стенного участка 14В U-образного участка 14А заднего усилителя 14 бампера, обозначен линией с чередующимися длинным и двумя короткими штрихами. Наружная поверхность базового стенного участка 16В U-образного участка 16А перегородки 16 и внутренняя поверхность базового стенного участка 12В U-образного участка 12А переднего усилителя 12 бампера выполнены обращенными друг к другу, и соединены вместе сваркой. В результате, как показано на фиг. 6, замкнутое поперечное сечение 20 образовано задним усилителем 14 бампера и перегородкой 16, а замкнутое поперечное сечение 22 образовано передним усилителем 12 бампера, задним усилителем 14 бампера и перегородкой 16 внутри замкнутого поперечного сечения 18.
[0039] Также в этом примере осуществления изобретения и передний усилитель 12 бампера, и задний усилитель 14 бампера, и перегородка 16 выполнены из термопластичного полимера. Более конкретно, и передний усилитель 12 бампера, и задний усилитель 14 бампера, и перегородка 16 выполнены из углеродного волокна, армированного материалом из термопластичного полимера, который включает в себя углеродные волокна в качестве армирующих волокон. Углеродное волокно, армированное материалом из термопластичного полимера, предпочтительно в качестве материала усилителя 10 бампера, поскольку он высокопрочный и легче, чем, например, металлический материал. Также в качестве армирующих волокон могут применяться непрерывные волокна, а также длинные волокна и короткие волокна. Любой из множества хорошо известных типов термопластичных полимеров может быть использован в качестве термопластичного полимера, применяемого для углеродного волокна, армированного материалом из термопластичного полимера. Некоторые примеры термопластичного полимера, используемого в этом примере осуществления изобретения, представляют собой поликарбонатный полимер, полиамидный (РА) полимер, полиуретановый (PU) полимер, поливинилхлоридный полимер, полимер из акрилонитрил-бутадиен-стирольного сополимера (АБС), а также полипропиленовый (ПП) полимер и тому подобное. Также, любой из множества хорошо известных типов волокон, например, металлическое волокно, стекловолокно или полимерные волокна, такие как арамидные волокна, целлюлозные волокна, нейлоновые волокна, винилоновые волокна, полиэфирные волокна, полиолефиновые волокна, а также вискозные волокна или т.п., могут быть использованы вместо углеродных волокон в качестве армирующих волокон, встроенных в материал из термопластичного полимера.
[0040] Аппарат 30 вибрационной сварки
Далее будет кратко описан аппарат 30 вибрационной сварки, осуществляющий вибрационную сварку составляющих компонентов усилителя 10 бампера вместе. Фиг. 3 представляет собой схему, схематически показывающую основные участки аппарата 30 вибрационной сварки, используемого в процессе вибрационной сварки, проиллюстрированном на фиг. 1. Процесс вибрационной сварки, проиллюстрированный на фиг. 1, может выполняться с использованием любого хорошо известного аппарата вибрационной сварки.
[0041] Как показано на фиг. 3, аппарат 30 вибрационной сварки включает в себя вибрационный сварочный кондуктор 32, прижимное устройство 34 и вибрационное устройство 36. Вибрационный сварочный кондуктор 32 включает в себя верхний кондуктор 32U, который образует верхнюю часть, и нижний кондуктор 32L, который образует нижнюю часть. Верхний кондуктор 32U и нижний кондуктор 32L образуют пресс-форму, выполненную из металла (например, из алюминиевого сплава) в этом примере осуществления изобретения. Передний усилитель 12 бампера помещают в верхний кондуктор 32U, показанный на фиг. 3, а задний усилитель 14 бампера помещают в нижний кондуктор 32L. Верхний кондуктор 32U и нижний кондуктор 32L можно заменить в зависимости от того, сварку какого объекта нужно выполнить. Например, верхний кондуктор 32А (см. фиг. 4А) устанавливают вместо верхнего кондуктора 32U, если размещать перегородку 16 на верхней стороне. Также нескользящий лист, который не показан, в качестве примера предпочтительно размещают на укладочную поверхность верхнего кондуктора 32U или 32А (см. фиг. 4А) и нижнего кондуктора 32L.
[0042] Прижимное устройство 34, показанное в нижней части чертежа, включает в себя подъемный стол 40 под нижним кондуктором 32L, и нижняя поверхность нижнего кондуктора 32L жестко прикреплена к участку 40А опорной плиты этого подъемного стола 40. Также цилиндрические держатели 42 установлены на опорных участках 40В на обеих сторонах подъемного стола 40 через соединительные участки. Пара из левого и правого держателей 42 может передвигаться в направлении вверх и вниз относительно устройства вдоль направляющих валов 44, которые пролегают в вертикальном направлении устройства. Также участок 40А опорной плиты подъемного стола 40 соединен с концом поршня 46Р гидравлического цилиндра 46, расположенного в нижней стороне этого устройства, таким образом, чтобы подниматься и опускаться в направлении вверх и вниз устройства (см. направление стрелки Y) при выдвижении и втягивании поршня 46Р гидравлического цилиндра 46. То есть нижний кондуктор 32L может прикладывать давление в направлении верхнего кондуктора 32U с помощью прижимного устройства 34, приводимого в действие для подъема подъемного стола 40 вверх в вертикальном направлении устройства.
[0043] Также вибрационное устройство 36, показанное в верхней части чертежа, включает в себя вибрационную плиту 50, которая контактирует с верхней поверхностью верхнего кондуктора 32U. Эта вибрационная плита 50 подвешена к части 54 верхней плиты посредством листовой пружины 52, и может вибрировать в горизонтальном направлении (см. направление стрелки X). Предусмотрены подвесные участки 56, которые свисают в направлении вверх и вниз устройства как с левой, так и с правой стороны верхнего участка 54 плиты, и эти подвесные участки 56 установлены на верхних концах направляющих валов 44 через демпферные приспособления 58 и т.п. Также, магнитные элементы 62 установлены через кронштейны 60 с обеих сторон вибрационной плиты 50. Пара из левого и правого магнитных элементов 62 размещена вблизи сторон листовой пружины 52. Также электромагнитные катушки 64 размещены на сторонах, противоположных сторонам, где находится вибрационная плита 50, по отношению к магнитным элементам 62. Источник 68 электроэнергии электрически соединен с парой из левой и правой электромагнитных катушек 64, и высокочастотный ток подается на пару из левой и правой электромагнитных катушек 64 от источника 68 электроэнергии. То есть верхний кондуктор 32U вибрирует вместе с магнитными элементами 62 и вибрационной плитой 50, когда вибрационное устройство 36 приводится в действие, и магнитные элементы 62 вибрируют влево и вправо под действием магнитной силы, генерируемой электромагнитными катушками 64.
[0044] Также датчик 66 вибрации, способный определить частоту вибрации вибрационной плиты 50, расположен рядом со стороной вибрационной плиты 50. Датчик 66 вибрации электрически соединен с источником 68 электроэнергии, и подает сигнал определения на источник 68 электроэнергии. Также источник 68 электроэнергии заставляет вибрировать вибрационную плиту 50 с нужной частотой вибрации в горизонтальном направлении путем регулировки высокочастотного тока, подаваемого на электромагнитные катушки 64 на основе сигнала определения.
[0045] Способ изготовления усилителя 10 бампера
Далее будет описан способ изготовления усилителя 10 бампера, показанного на фиг. 6.
[0046] В этом примере осуществления изобретения задний усилитель 14 бампера и перегородка 16 сначала сваривают вибрационной сваркой, до того, как передний усилитель 12 бампера в качестве «первого элемента», показанного на фиг. 1, задний усилитель 14 бампера с перегородкой 16 в качестве «второго элемента» сваривают вибрационной сваркой.
[0047] Задний усилитель 14 бампера, показанный на фиг. 4А, помещают в нижний кондуктор 32L, а перегородку 16 помещают в верхний кондуктор 32А. Затем перегородку 16 располагают на обеих сторонах в продольном направлении заднего усилителя 14 бампера, при этом концы пары перегородок 16 находятся на сторонах с запирающими участками 16Z, обращенными друг к другу (то есть, когда концы перегородки 16 на сторонах с запирающими участками 16Z, расположенными ближе, чем концы на противоположных сторонах, находятся со стороны центрального участка в продольном направлении заднего усилителя 14 бампера). Затем, как показано на фиг. 4А и фиг. 4В, фланцевые участки 16F перегородки 16 располагают внутри U-образного участка 14А заднего усилителя 14 бампера, и фланцевые участки 16F перегородки 16 приходят в контакт с базовым стенным участком 14В заднего усилителя 14 бампера (см. фиг. 4В). В это время пара перегородок 16 располагается на обеих сторонах в продольном направлении внутри U-образного участка 14А заднего усилителя 14 бампера. В этом состоянии, внутренняя поверхность базового стенного участка 14В U-образного участка 14А заднего усилителя 14 бампера, показанного на фиг. 4В, приваривается (соединяется) посредством давления и вибрации к соединительной поверхности фланцевых участков 16F перегородки 16 с помощью прижимного устройства 34 и вибрационного устройства 36 аппарата 30 вибрационной сварки, показанного на фиг. 3. Концевые фланцевые участки 16Х (см. фиг. 2) перегородок 16 в это время также свариваются (соединяются) с базовым стенным участком 14 В заднего усилителя 14 бампера посредством давления и вибрации.
[0048] Далее, держатель перегородки 16 верхним кондуктором 32А разжимают, передний усилитель 12 бампера помещают в верхний кондуктор 32U, и соединительная поверхность 14С фланцевых участков 14F заднего усилителя 14 бампера обращается к соединительной поверхности 12С фланцевых участков 12F переднего усилителя 12 бампера, как показано на фиг. 4С. Также, перегородка 16 размещается на обеих сторонах в продольном направлении внутри U-образного участка 12А переднего усилителя 12 бампера. Далее, как показано на фиг. 1, соединительная поверхность 14С фланцевых участков 14F заднего усилителя 14 бампера приводится в контакт с соединительной поверхностью 12С фланцевых участков 12F переднего усилителя 12 бампера, а наружная поверхность базового стенного участка 16В U-образного участка 16А перегородки 16 приводится в контакт с внутренней поверхностью базового стенного участка 12В U-образного участка 12А переднего усилителя 12 бампера. Более конкретно, участок соединительной поверхности 14С фланцевых участков 14F заднего усилителя 14 бампера, за исключением первой канавки 14D, приводят в контакт с фланцевыми участками 12F переднего усилителя 12 бампера, а участок соединительной поверхности 16С базового стенного участка 16В перегородки 16, за исключением второй канавки 16D, приводят в контакт с базовым стенным участком 12В переднего усилителя 12 бампера.
[0049] В этом состоянии фланцевые участки 14F заднего усилителя 14 бампера приваривают к фланцевым участкам 12F переднего усилителя 12 бампера, а базовый стенной участок 16В перегородки 16 приваривают к базовому стенному участку 12В переднего усилителя 12 бампера посредством давления (см. направление стрелки Y) и вибрации (см. направление стрелки X) с помощью прижимного устройства 34 и вибрационного устройства 36 аппарата 30 вибрационной сварки (см. фиг. 3) (процесс вибрационной сварки).
[0050] При этом в этом примере осуществления изобретения площадь (площадь контакта) контактного участка 70 фланцевых участков 12F переднего усилителя 12 бампера и фланцевых участков 14F заднего усилителя 14 бампера может уменьшиться на величину первой канавки 14D, образованной на фланцевых участках 14F заднего усилителя 14 бампера. Одновременно сила реакции (силы в направлении, противоположном направлению прижимания) из-за сварочного грата, образующегося на участке 70 контакта во время вибрационной сварки, может уменьшиться из-за первой канавки 14D, образованной на фланцевых участках 14F заднего усилителя 14 бампера. Поэтому фланцевые участки 12F переднего усилителя 12 бампера и фланцевые участки 14F заднего усилителя 14 бампера могут приводиться в состояние прижимного контакта при помощи небольшого давления, по сравнению с сопоставительным примером, в котором первая канавка 14D не образована на фланцевых участках 14F заднего усилителя 14 бампера.
[0051] Сходным образом, площадь (площадь контакта) участка 72 контакта базового стенного участка 12В переднего усилителя 12 бампера и базового стенного участка 16В перегородки 16 может быть уменьшена на величину второй канавки 16D, образованной на базовом стенном участке 16В перегородки 16. Одновременно, сила реакции (сила в направлении, противоположном направлению прижимания) из-за сварочного грата, образующегося на участке 72 контакта во время прижимания может уменьшиться из-за второй канавки 16D, образованной на базовом стенном участке 16В перегородки 16. Поэтому базовый стенной участок 12В переднего усилителя 12 бампера и базовый стенной участок 16В перегородки 16 могут быть приведены в нужное состояние прижимного контакта при помощи небольшого давления, по сравнению с сопоставительным примером, в котором вторая канавка 16D не образована на базовом стенном участке 16В перегородки 16.
[0052] Процесс вибрационной сварки будет теперь описан более подробно. В процессе вибрационной сварки сначала участки 70 и 72 контакта расплавляются и свариваются при выделении фрикционного тепла из-за вибрации на участке 70 контакта фланцевых участков 14F заднего усилителя 14 бампера и фланцевых участков 12F переднего усилителя 12 бампера, а также участка 72 контакта базового стенного участка 16В перегородки 16 и базового стенного участка 12В переднего усилителя 12 бампера.
[0053] Также в ходе этого процесса вибрационной сварки первая канавка 14D и противолежащий участок 12D, который обращен к первой канавке 14D, свариваются вместе, как показано на фиг. 6, путем введения некоторого количества сварочного грата 74, образующегося от участка 70 контакта, в первую канавку 14D, как показано на фиг. 5А, и расплавления первой канавки 14D и противолежащего участка 12D, а также сварочного грата 74 (74А) в первой канавке 14D с помощью тепла, переданного от участка 70 контакта на первую канавку 14D и противолежащий участок 12D. В результате можно проварить не только участок 70 контакта, но и первую канавку 14D и противолежащий участок 12D, таким образом, можно обеспечить качество сварки, даже если точность размеров соединяемых участков невысока.
[0054] Также в процессе вибрационной сварки вторая канавка 16D и противолежащий участок 12Е, который обращен ко второй канавке 16D, сваривают вместе, как показано на фиг. 6, путем введения некоторого количества сварочного грата 76, образующегося от участка 72 контакта, во вторую канавку 16D, как показано на фиг. 5В, и расплавления второй канавки 16D и противолежащего участка 12Е, а также сварочного грата 76 (76А) во второй канавке 16D, с помощью тепла, переданного от участка 72 контакта на вторую канавку 16D и противолежащий участок 12Е. В результате можно проварить не только участок 72 контакта, но и вторую канавку 16D, а также и противолежащий участок 12Е, таким образом, можно обеспечить качество сварки, даже если точность размеров соединяемых участков невысока. На фиг. 6 участки первой канавки 14D и второй канавки 16D до вибрационной сварки обозначены линиями с чередующимися длинным и двумя короткими штрихами.
[0055] В более широком смысле точность размеров соединяемых участков имеет тенденцию к уменьшению, когда число соединяемых элементов (компонентов) или больших элементов (компонентов), таких как каркасные элементы транспортного средства (например, передний усилитель 12 бампера и задний усилитель 14 бампера), велико, например. Однако в этом примере осуществления изобретения может быть обеспечено качество сварки, как описано выше, даже если точность размеров соединяемых участков невысока.
[0056] Также в этом примере осуществления изобретения первая канавка 14D проделана на срединном участке соединительной поверхности 14С фланцевых участков 14F заднего усилителя 14 бампера на виде в разрезе, ортогональном к продольному направлению заднего усилителя 14 бампера, как показано на фиг. 1. Поэтому в процессе вибрационной сварки оба концевых участка соединительной поверхности 14С фланцевых участков 14F заднего усилителя 14 бампера на виде в разрезе, ортогональном к продольному направлению заднего усилителя 14 бампера, могут быть приведены в контакт с соединительной поверхностью 12С фланцевых участков 12F переднего усилителя 12 бампера, даже если избыточное давление не приложено. Поэтому давление может устойчиво прилагаться к фланцевым участкам 14F заднего усилителя 14 бампера, таким образом, фланцевые участки 14F заднего усилителя 14 бампера могут быть прочно сварены вместе с фланцевыми участками 12F переднего усилителя 12 бампера.
[0057] Также в этом примере осуществления изобретения первая канавка 14D пролегает по всей длине заднего усилителя 14 бампера в его продольном направлении, таким образом, фланцевые участки 14F заднего усилителя 14 бампера могут быть прочно сварены вместе по всей длине в его продольном направлении, по сравнению с сопоставительным примером, в котором множество углубленных участков разбросано около фланцевых участков заднего усилителя бампера, например.
[0058] Также, в этом примере осуществления изобретения вторая канавка 16D, образованная на базовом стенном участке 16В перегородки 16, пролегает в продольном направлении перегородки 16, однако не достигает концевого базового стенного участка 16В перегородки 16 на стороне с запирающим участком 16Z, как показано на фиг 2. Также, перегородку 16 приваривают вибрационной сваркой в состоянии, когда один конец на стороне запирающего участка 16Z, расположенного ближе, чем конец на противоположной стороне, расположен со стороны центрального участка в продольном направлении заднего усилителя 14 бампера.
[0059] Поэтому некоторое количество сварочного грата 76 (см. фиг. 5В), образовавшегося от участка контакта части базового стенного участка 16В перегородки 16 на стороне с запирающим участком 16Z и базовым стенным участком 12В переднего усилителя 12 бампера попадает во вторую канавку 16D и не вытекает из второй канавки 16D. Впоследствии количество сварочного грата, образующегося около участка базового стенного участка 16В перегородки 16 на стороне с запирающим участком 16Z и противолежащим участком, который обращен к этому участку базового стенного участка 16В, уменьшается по сравнению со случаем, в котором вторая канавка, образованная на базовом стенном участке 16В перегородки 16, достигает конца перегородки 16 на стороне с запирающим участком 16Z, так что сварочный грат может вытекать из второй канавки со стороны концевого участка перегородки 16. То есть может уменьшиться количество сварочного грата, образующегося около участка базового стенного участка 16В перегородки 16, который расположен на стороне центрального участок в продольном направлении внутри замкнутого поперечного сечения 18, и противолежащего участка, который обращен к этому участку базового стенного участка 16В, другими словами, который образуется на участке, где трудно удалить сварочный грат.
[0060] В частности, в этом примере осуществления изобретения перегородка 16 выполнена в парном виде и находится на обеих сторонах в продольном направлении внутри замкнутого поперечного сечения 18 (см. фиг. 6). Поэтому сварочный грат, образующийся от участка контакта части базового стенного участка 16В перегородки 16, находящегося на стороне, где пара перегородок 16 обращена друг к другу, и противолежащего участка, который обращен к этому участку базового стенного участка 16В, даже труднее удалить. Однако в этом примере осуществления изобретения вторая канавка 16D, образованная на базовом стенном участке 16В перегородки 16, не достигает концевого базового стенного участка 16В на стороне, где пара перегородок 16 обращена друг к другу, таким образом, некоторое количество сварочного грата, образующегося от участка контакта части базового стенного участка 16В, расположенного на стороне, где пара перегородок 16 обращена друг к другу, и противолежащего участка, который обращен к этому участку базового стенного участка 16В (т.е. базового стенного участка 12В переднего усилителя 12 бампера), попадает во вторую канавку 16D и не вытекает из второй канавки 16D. Поэтому количество сварочного грата, образующегося на участке, где даже труднее удалить сварочный грат, может уменьшиться.
[0061] Вторая канавка 16D, образованная на базовом стенном участке 16В перегородки 16, достигает конца перегородки 16 на стороне, противоположной стороне с запирающим участком 16Z, таким образом, некоторое количество сварочного грата, образующегося от участка контакта части базового стенного участка 16В U-образного участка 16А перегородки 16, находящегося на стороне, противоположной стороне с запирающим участком 16Z перегородки 16, и противолежащего участка, который обращен к этому участку базового стенного участка 16В, может вытекать с концевой стороны второй канавки 16D после попадания во вторую канавку 16D. Однако конец базового стенного участка 16В перегородки 16, находящийся на стороне, противоположной стороне с запирающим участком 16Z, расположен ближе к стороне концевого участка в продольном направлении заднего усилителя 14 бампера, чем конец базового стенного участка 16В перегородки 16 на стороне с запирающим участком 16Z, таким образом, даже если сварочный грат образуется на конце перегородки 16, находящимся на стороне, противоположной стороне с запирающим участком 16Z, этот сварочный грат можно относительно легко удалить.
[0062] Кроме того, первая канавка 14D заднего усилителя 14 бампера образована на соединительной поверхности 14С фланцевых участков 14F заднего усилителя 14 бампера, пролегает в продольном направлении усилителя 14 бампера и достигает обоих концов в продольном направлении усилителя 14 бампера, таким образом, некоторая часть сварочного грата, попавшая в первую канавку 14D, может вытекать с концевой стороны в продольном направлении второй канавки 16D. Однако этот сварочный грат образуется только снаружи силовой конструкции, состоящей из переднего усилителя 12 бампера и заднего усилителя 14 бампера, и, таким образом, может быть с легкостью удален.
[0063] Усилитель 10 бампера, показанный на фиг. 6, образован передним усилителем 12 бампера, задним усилителем 14 бампера, а также перегородкой 16, соединяемыми вместе посредством процесса вибрационной сварки, описанного выше.
[0064] Когда некоторая часть сварочного грата 74, показанного на фиг. 5А, втекает в первую канавку 14D, армирующие волокна в сварочном грате 74 втекают в первую канавку 14D при вибрации, таким образом, считается, что эти армирующие волокна, как правило, запутываются друг с другом из-за перемешивания в зоне сварки в первой канавке 14D и участке, смежном с ней. Сходным образом, когда некоторая часть сварочного грата 76, показанного на фиг. 5В, втекает во вторую канавку 16D, армирующие волокна в сварочном грате 76 втекают во вторую канавку 16D при вибрации, таким образом, считается, что эти армирующие волокна, как правило, запутываются друг с другом из-за перемешивания в зоне сварки во второй канавке 16D и участке, смежном с ней.
[0065] Фиг. 7А представляет собой вид в разрезе, показывающий примерную структуру расположения армирующих волокон 80 в поперечном сечении зоны перекрытия фланцевого участка 12F переднего усилителя 12 бампера и фланцевого участка 14F заднего усилителя 14 бампера, которые были приварены (соединены) с помощью процесса вибрационной сварки, причем это сечение выполнено в направлении их наложения.
[0066] Как показано на фиг. 7А, на фланцевом участке 12F переднего усилителя 12 бампера армирующие волокна 80 ориентированы в направлении, ортогональном к направлению наложения фланцевого участка 12F переднего усилителя 12 бампера и фланцевого участка 14F заднего усилителя 14 бампера (т.е. в направлении, перпендикулярном поверхности бумаги, на которой начерчена фиг. 7А, в качестве примера). Также на фланцевом участке 14F заднего усилителя 14 бампера имеется первая область 14F1, которая образует участок на стороне с фланцевым участком 12F переднего усилителя 12 бампера и соответствует внутренней части первой канавки 14D до вибрационной сварки, и вторая область 14F2, которая образует участок, отличный от первой области 14F1. В первой области 14F1 армирующие волокна 80 ориентированы случайным образом, и некоторые из множества армирующих волокон 80 переплетены друг с другом. Также во второй области 14F2 армирующие волокна 80 ориентированы в направлении, ортогональном к направлению наложения фланцевого участка 12F переднего усилителя 12 бампера и фланцевого участка 14F заднего усилителя 14 бампера (т.е. в направлении, перпендикулярном поверхности бумаги, на которой начерчена фиг. 7А, в качестве примера).
[0067] На части фланцевого участка 14F заднего усилителя 14 бампера, находящейся рядом с пограничным участком первой области 14F1 и второй области 14F2, некоторые волокна из множества армирующих волокон 80 в первой области 14F1 и некоторые волокна из множества армирующих волокон 80 во второй области 14F2 переплетены друг с другом. Кроме того, на части фланцевого участка 14F около пограничного участка первой области 14F1 заднего усилителя 14 бампера и фланцевого участка 12F переднего усилителя 12 бампера, некоторые волокна из множества армирующих волокон 80 в первой области 14F1 фланцевого участка 14F заднего усилителя 14 бампера и некоторые волокна из множества армирующих волокон 80 на фланцевом участке 12F переднего усилителя 12 бампера переплетены друг с другом.
[0068] Это возникающее переплетение армирующих волокон 80 повышает прочность сварного шва (прочность соединения) фланцевого участка 12F переднего усилителя 12 бампера и фланцевого участка 14F заднего усилителя 14 бампера.
[0069] Также фиг. 7В представляет собой вид в разрезе, показывающий примерную структуру расположения армирующих волокон 80 в поперечном сечении зоны перекрытия базового стенного участка 12В переднего усилителя 12 бампера и базового стенного участка 16В перегородки 16, которые были приварены (соединены) с помощью процесса вибрационной сварки, причем это сечение выполнено в направлении их наложения.
[0070] Как показано на фиг. 7В, на базовом стенном участке 12В переднего усилителя 12 бампера армирующие волокна 80 ориентированы в направлении, ортогональном к направлению наложения базового стенного участка 12В переднего усилителя 12 бампера и базового стенного участка 16В перегородки 16 (т.е., в направлении, перпендикулярном поверхности бумаги, на которой начерчена фиг. 7В, в качестве примера). Также на базовом стенном участке 16В перегородки 16 имеется первая область 16В1, которая образует участок на стороне с базовым стенным участком 12В переднего усилителя 12 бампера и соответствует внутренней части второй канавки 16D до вибрационной сварки, а также вторая область 16В2, которая образует участок, отличный от первой области 16В1. В первой области 16В1 армирующие волокна 80 ориентированы случайным образом, и некоторые волокна из множества армирующих волокон 80 переплетены друг с другом. Также во второй области 16В2 армирующие волокна 80 ориентированы в направлении, ортогональном к направлению наложения базового стенного участка 12В переднего усилителя 12 бампера и базового стенного участка 16В перегородки 16 (т.е., в направлении, перпендикулярном поверхности бумаги, на которой начерчена фиг. 7В, в качестве примера).
[0071] На части базового стенного участка 16В перегородки 16, которая находится рядом с пограничным участком первой области 16В1 и второй области 16В2, некоторые волокна из множества армирующих волокон 80 в первой области 16В1 и некоторые волокна из множества армирующих волокон 80 во второй области 16В2 переплетены друг с другом. Кроме того, на части базового стенного участка 16В перегородки 16 рядом с пограничным участком первой области 16В1 и базовым стенным участком 12В переднего усилителя 12 бампера, некоторые волокна из множества армирующих волокон 80 в первой области 16В1 и некоторые волокна из множества армирующих волокон 80 на базовом стенном участке 12В переднего усилителя 12 бампера переплетены друг с другом.
[0072] Это возникающее переплетение армирующих волокон 80 повышает прочность сварного шва (прочность соединения) базового стенного участка 12В переднего усилителя 12 бампера и базового стенного участка 16В перегородки 16.
[0073] Как описано выше, с помощью способа изготовления усилителя 10 бампера (составной силовой конструкции) этого примера осуществления изобретения можно более стабильно обеспечить качество сварного шва. Также можно с точностью реализовать сварку сплошным швом и поверхностную сварку, что является преимуществом вибрационной сварки, таким образом, можно обеспечить крепкое соединение без применения адгезива.
[0074] Посредством такого примера осуществления изобретения также можно сократить время сварки по сравнению, например, с вибрационной сваркой двух элементов, не имеющих канавок, образованных в соединительных поверхностях.
[0075] Дополнительное описание примера осуществления изобретения
В качестве модифицированного примера проиллюстрированного осуществления изобретения, описанного выше, могут быть также использованы другие элементы (например, элементы рамы транспортного средства), такие как внешний порог автомобиля, усилитель силового элемента и внутренний порог автомобиля, например, в качестве первого элемента и второго элемента, соединяемых вместе. Также, в примере осуществления изобретения, описанном выше, как показано на фиг. 1 и т.д., передний усилитель 12 бампера применен в качестве первого каркасного элемента, задний усилитель 14 бампера применен в качестве второго каркасного элемент, и перегородка 16 применена в качестве армирующего элемента, однако внешний порог автомобиля может быть применен в качестве первого каркасного элемента, внутренний порог автомобиля может быть применен в качестве второго каркасного элемента, а перегородка или усилитель силового элемента может применяться в качестве армирующего элемента, например.
[0076] Также в примере осуществления изобретения, описанном выше, канавка выполнена как углубленный участок, однако в качестве модифицированного примера осуществления изобретения множество углубленных участков в качестве углубленного участка, который не образует канавку (другими словами, углубленный участок, который не удлинен), может быть размещено разнесенными друг от друга рядами, вместо, например, канавки. Также, канавка в качестве углубленного участка может представлять собой множество канавок, которые параллельны друг другу.
[0077] Также в примере осуществления изобретения, описанном выше, пара боковых стеновых участков первой канавки 14D и пара боковых стеновых участков второй канавки 16D наклонена так, чтобы сходиться ближе к нижней стороне канавки, однако два боковых стеновых участков углубленного участка (включающего в себя первую канавку и вторую канавку) могут быть выполнены перпендикулярно нижней поверхности канавки.
[0078] Также в примере осуществления изобретения, описанном выше, вторая канавка 16D, показанная на фиг. 2, достигает конца перегородки 16 на стороне, расположенной снаружи в поперечном направлении транспортного средства (т.е. на другой стороне в продольном направлении перегородки 16), однако вторая канавка может также быть выполнена не достигающей конца перегородки 16 на стороне, расположенной снаружи в поперечном направлении транспортного средства (т.е. на другой стороне в продольном направлении перегородки 16).
[0079] Также в качестве модифицированного примера осуществления изобретения, описанного выше, только фланцевый участок 12F переднего усилителя 12 бампера и фланцевый участок 14F заднего усилителя 14 бампера могут быть сварены вибрационной сваркой, например. Также в качестве другого модифицированного примера только базовый стенной участок 12В переднего усилителя 12 бампера и базовый стенной участок 16В перегородки 16 могут быть сварены вибрационной сваркой, например.
[0080] Также в примере осуществления изобретения, описанном выше, перегородка 16 в качестве армирующего элемента выполнена в парном виде, однако армирующий элемент в качестве привариваемого второго элемента, который расположен внутри замкнутого поперечного сечения 20, может также быть выполнен в единственном числе.
[0081] Также, в качестве модифицированного примера осуществления изобретения, описанного выше, фланцевые участки 16F перегородки 16 и базовый стенной участок 14В заднего усилителя 14 бампера могут быть соединены хорошо известным способом соединения, отличным от вибрационной сварки (например, сваркой).
[0082] Также в качестве модифицированного примера осуществления изобретения, описанного выше, канавка в качестве углубленного участка может быть образована на соединительной поверхности 16С фланцевых участков 16F перегородки 16. Такая канавка может пролегать в продольном направлении фланцевых участков 16F перегородки 16.
[0083] Также в качестве модифицированного примера осуществления изобретения, описанного выше, либо передний усилитель 12 бампера, либо задний усилитель 14 бампера может быть выполнен из материала, отличного от термопластичного полимера. Например, передний усилитель 12 бампера может быть выполнен из металла.
[0084] Также, в качестве модифицированного примера осуществления изобретения, описанного выше, фрикционное тепло может вырабатываться при относительном перемещении в виде вращательного перемещения.
[0085] Также в данном описании формулировка «пролегает, по существу, по всей его длине» включает в себя случай, когда что-то достигает обоих концов фланцевого участка 14F в продольном направлении второго элемента (заднего усилителя 14 бампера в качестве второго каркасного элемента) (т.е. пролегает по всей длине), подобно первой канавке 14D, показанного на фиг. 2 примера осуществления изобретения, описанного выше, а также случай, когда в целом понятно, что что-то пролегает вообще по всей длине фланцевого участка 14F в продольном направлении второго элемента (заднего усилителя 14 бампера в качестве второго каркасного элемента), даже если оно не достигает, по меньшей мере, одного конца фланцевого участка 14F в продольном направлении второго элемента (заднего усилителя 14 бампера в качестве второго каркасного элемента).
[0086] Пример осуществления изобретения, а также множество модифицированных примеров, описанных выше, могут быть осуществлены в сочетании в зависимости от обстоятельств.
Реферат
Способ изготовления составной силовой конструкции включает в себя: приведение первого элемента и второго элемента в контакт друг с другом, при этом, по меньшей мере, один элемент из первого элемента и второго элемента выполнен из термопластичного полимера, а второй элемент имеет углубленный участок на соединительной поверхности, соединяемой с первым элементом. Осуществляют сварку первого элемента и второго элемента вместе, включая сварку участка контакта первого элемента и второго элемента путем расплавления термопластичного полимера с помощью фрикционного тепла. Последнее выделяется на участке контакта при относительном перемещении первого элемента и второго элемента, в состоянии, в котором первый элемент и второй элемент находятся в контакте друг с другом. Технический результат, достигаемый при использовании способа по изобретению, заключается в том, чтобы обеспечить устойчивое приложение давления к фланцевым участкам второго элемента для прочного сваривания с фланцевыми участками первого элемента. 9 з.п. ф-лы, 11 ил.
