專利名稱：框架部件的結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及框架部件的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)具有改進的沖擊能吸收能力，而其重量不增加。本發(fā)明還涉及一種形成固結(jié)顆粒物的方法。
背景技術(shù)：
在例如以下文獻(xiàn)中公開了這種框架部件結(jié)構(gòu)，這些框架部件結(jié)構(gòu)具有充滿填充材料的框架部件或者結(jié)構(gòu)部件(1)先前出版的題為“ATTEMPT TO COPE WITH BOTH CRASHWORTHINESS ANDWEIGHT REDUCTION”(2001 JSAE(Society of AutomotiveEngineers of Japan)Spring General Meeting)的會議論文(以下稱為現(xiàn)有技術(shù)1)；(2)題為“STATIC AND DYNAMIC AXIAL CRUSHINGOF FOAM-FILLED SHEET METAL TUBES”(1986，The university ofManchester，England)的研究論文(以下稱為現(xiàn)有技術(shù)2)；(3)題為“DEVELOPMENT OF A METHOD OF ENHANCING BODYFRAME STRENGTH USING STRUCTURAL FOAM”(AutomobileEngineering，Vol.55，April，2001)的論文(以下稱為現(xiàn)有技術(shù)3)；(4)題為“IMPACT ENERGY ABSORBING MEMBER”的日本專利公開NO.2001-130444(以下稱為現(xiàn)有技術(shù)4)；(5)題為“DAMPING PANEL”的日本專利公開NO.2000-46106(以下稱為現(xiàn)有技術(shù)5)。
在例如以下文獻(xiàn)中公開了形成固結(jié)顆粒物的方法(6)題為“METHOD OF REINFORCING A STRUCTRUAL MEMBER”的美國專利NO.4610836(以下稱為現(xiàn)有技術(shù)6)；(7)利用樹脂材料固結(jié)顆粒物的方法(以下稱為現(xiàn)有技術(shù)7)；(8)利用交聯(lián)液膜固結(jié)顆粒物的技術(shù)(以下稱為現(xiàn)有技術(shù)8)；(9)通過自身固結(jié)顆粒物的技術(shù)(以下稱為現(xiàn)有技術(shù)9)。
現(xiàn)有技術(shù)1的目的在于提供一種用泡沫填充材料充填汽車框架部件的方法，從而可以減輕重量，同時又確保在汽車碰撞時吸收碰撞能量。
在現(xiàn)有技術(shù)2中，在301頁的圖3(b)(ii)示出一個充滿泡沫聚氨酯的方形橫截面的管發(fā)生形變的例子。
現(xiàn)有技術(shù)3公開一種用泡沫樹脂填充一部分支架內(nèi)部的技術(shù)，從而通過分散碰撞能量阻止該支架的局部彎曲形變。
現(xiàn)有技術(shù)4在第4頁的 一節(jié)說到“為了使碰撞能量吸收部件可以容易地吸收沿其表面方向的沖擊負(fù)載，在沖擊能量吸收部件具有空腔部件的情況下，最好將適當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)例如顆粒物、泡沫材料或者芯材嵌入到?jīng)_擊能量吸收部件的內(nèi)部，以增強沖擊能量吸收部件的縱向剛性”。另外，同一文獻(xiàn)的

圖14公開一種沖擊能量吸收部件，該部件的內(nèi)部裝有填充物質(zhì)。
現(xiàn)有技術(shù)5的圖1(a)和1(b)示出一種緩沖面板，該面板充滿高剛性顆粒物和低彈性顆粒物的混合物，以便通過彈性形變吸收振動能。
現(xiàn)有技術(shù)6的圖2示出一種結(jié)構(gòu)，在這種結(jié)構(gòu)中，框架部件充滿涂有粘接劑的玻璃微球，該微球裝在玻璃纖維袋中。美國專利NO.4695343也公開一種類似的結(jié)構(gòu)。
下面參照圖27和28說明現(xiàn)有技術(shù)7。
圖27示出一種結(jié)構(gòu)部件402，在該部件中構(gòu)成框架結(jié)構(gòu)的框架部件400充滿固結(jié)的顆粒物401。
圖28所示的固結(jié)顆粒物401是用顆粒物403和樹脂材料404形成的，該顆粒物403之間的空隙充滿該樹脂材料，從而固結(jié)該顆粒物403。
下面參考其圖29說明現(xiàn)有技術(shù)8。
圖29所示的固結(jié)顆粒物410具有一種結(jié)構(gòu)，在這種結(jié)構(gòu)中，相鄰的顆粒物403由交聯(lián)液膜411彼此粘合在一起，在形成這種粘接結(jié)構(gòu)的情況時，在顆粒物403上加上水分等，然后加壓和加熱該顆粒物403，形成交聯(lián)的液膜411，由此形成固結(jié)的顆粒物410。
圖30所示固結(jié)顆粒物420是一種物質(zhì)，在這種物質(zhì)中通過熔化顆粒物403的表面使相鄰的顆粒物403彼此粘接在一起。編號421表示固結(jié)部分，在這種部分中顆粒物403的表面在熔化之后被固結(jié)。
現(xiàn)有技術(shù)1～3具有一種結(jié)構(gòu)，在這種結(jié)構(gòu)中框架部件充滿泡沫材料，但是具有以下的問題。下面參考圖20A和20B示出的曲線說明此問題。
圖20A是曲線圖，用于說明泡沫材料發(fā)泡率和在壓力負(fù)載沿其軸向方向加在結(jié)構(gòu)部件上時發(fā)生彎曲的彎曲負(fù)載之間的關(guān)系，該圖的垂直軸代表彎曲負(fù)載，而水平軸代表發(fā)泡率。按照此圖，當(dāng)增加結(jié)構(gòu)部件的彎曲負(fù)載時，必須降低發(fā)泡率。
圖20B是曲線圖，用于說明泡沫材料發(fā)泡率和結(jié)構(gòu)部件重量之間的關(guān)系，該圖的垂直軸和水平軸分別代表重量和發(fā)泡率。按照此圖，當(dāng)發(fā)泡率變小時，結(jié)構(gòu)部件的重量增加。
從這些圖中可以看出，在發(fā)泡率不大于獲得預(yù)定彎曲負(fù)載b的發(fā)泡率范圍內(nèi)(在圖20B中所示的泡沫材料有效區(qū)域中)，重量變大，降低結(jié)構(gòu)部件的重量變得很困難。
下面參考圖21A、21B和21C說明結(jié)構(gòu)部件的抗彎曲實驗，這些結(jié)構(gòu)部件分別充滿上述現(xiàn)有技術(shù)1～3中說明的泡沫材料和現(xiàn)有技術(shù)4中公開的顆粒物，例如固體粉末。
在圖21A中，由箭頭表示的軸向加壓負(fù)載P作用在結(jié)構(gòu)部件300上，該部件具有充滿泡沫材料固體顆粒物的管形框架部件300a，由此迫使結(jié)構(gòu)部件300發(fā)生形變。
在圖21B中假定λ是結(jié)構(gòu)部件300的形變量，當(dāng)形變量λ增加時，該結(jié)構(gòu)部件300便發(fā)生彎曲，并形變?yōu)閳D21B所示的Z字形形狀或者狗腿形形狀。
圖21C是曲線圖，用于解釋形變量λ和使結(jié)構(gòu)部件300按上述方式形變的負(fù)載P之間的關(guān)系，圖中垂直軸和水平軸分別代表負(fù)載P和形變量λ。另外，實驗了三種樣品樣品A其內(nèi)部沒有填充材料，只使用框架部件；樣品B充滿泡沫材料；而樣品C充滿實心顆粒物。
當(dāng)形變量λ小時，樣品B(充滿泡沫材料)的負(fù)載大于樣品A，當(dāng)形變量λ變大時，負(fù)載P急劇下降。
對于樣品C(充滿實心顆粒)，當(dāng)形變量λ相對大時，該負(fù)載P急劇降低。這是因為在樣品B和C中的各個樣品因為泡沫材料或者實心顆粒物不容易在形變的早期階段破裂，所以結(jié)構(gòu)部件的內(nèi)部壓力可以過度上升，并且彎曲成Z字形或狗腿形形狀，而且負(fù)載P由于這種彎曲而急劇下降。
下面參照圖22A、22B和22C說明現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)部件的抗壓裂實驗，該結(jié)構(gòu)部件充滿高剛性的顆粒物和低彈性的顆粒物。
在圖22A中，該結(jié)構(gòu)部件301是一種部件，在這種部件中，管形框架部件301a充滿許多低彈性顆粒物302和許多高剛性顆粒物303。首先，作為軸向壓力的負(fù)載P作用在結(jié)構(gòu)部件301上，由此迫使結(jié)構(gòu)部件301發(fā)生形變。結(jié)果，低彈性顆粒物302逐漸發(fā)生形變，如圖27B所示。當(dāng)結(jié)構(gòu)部件301的形變量λ達(dá)到L時，低彈性顆粒物302幾乎完全壓扁，隨后，負(fù)載P直接作用在高剛性的顆粒物303上。
圖22C是曲線圖，用于解釋結(jié)構(gòu)部件301如上所述形變時，形變量λ和負(fù)載P之間的關(guān)系，圖中垂直軸和水平軸分別代表負(fù)載P和形變量λ。另外，由實線表示的樣品A僅包括圖21C所示的框架部件，而由虛線表示的樣品D是圖22A和22B所示的結(jié)構(gòu)部件301。
樣品D的負(fù)載P基本上等于樣品A的負(fù)載，直至形變量λ達(dá)到L，但是當(dāng)形變量λ超過L時，該負(fù)載P便急劇增加，這是因為如上所述，當(dāng)形變量λ超過L時，負(fù)載P便作用在很難破裂的高剛性顆粒物上，因而負(fù)載P可以急劇增加。當(dāng)進一步增大負(fù)載P時，樣品D便彎曲和形變成Z字形狀或狗腿形狀，和圖21B所示的形狀類似，這樣負(fù)載P便急劇降低。
下面參考圖23A～23F說明裝有填充材料的結(jié)構(gòu)部件的抗彎曲實驗。
圖23A表示結(jié)構(gòu)部件300B(圖21c中所示樣品B)支撐在兩個支撐點306、306上的狀態(tài)，該結(jié)構(gòu)部件具有充滿泡沫材料的框架部件300a。δ表示其上加上負(fù)載時結(jié)構(gòu)部件300B的形變量(在下面的說明中，δ的定義相同)。
圖23B示出結(jié)構(gòu)部件300B的框架部件300a充滿泡沫材料308。
在圖23C中，當(dāng)負(fù)載W沿一個方向加在該結(jié)構(gòu)部件300B上時，該結(jié)構(gòu)部件300B便向下彎曲，該方向垂直于結(jié)構(gòu)部件300B的軸線，即箭頭表示的方向。
如圖23D所示，在框架部件300a的頂側(cè)面311和底側(cè)面312之間的顆粒物308被壓縮，而結(jié)構(gòu)部件300a的橫側(cè)面313和314則向外膨脹，由此橫側(cè)面313和314與泡沫材料308剝離。
如圖23E所示，當(dāng)負(fù)載W進一步作用在結(jié)構(gòu)部件300B上時，該結(jié)構(gòu)部件300B便發(fā)生進一步的形變，如圖23F所示，該結(jié)構(gòu)部件便在垂直方向壓彎到更大的程度，而側(cè)面313和314則向側(cè)向膨脹到更大的程度。
如圖23D和23F所示，當(dāng)形變發(fā)生時，框架部件300a的側(cè)面313和314便剝離泡沫材料308，使得泡沫材料308不能容易制止結(jié)構(gòu)部件300B的形變。
下面參考圖24A～24F說明固體顆粒物的框架部件的抗彎曲實驗。
圖24A示出結(jié)構(gòu)部件300C(圖21C所示的例子C)被支撐在兩個支撐點306、306上的狀態(tài)，該結(jié)構(gòu)部件具有充滿實心顆粒物的框架部件300a。
圖24B示出結(jié)構(gòu)部件300a充滿實心顆粒物317。
如圖24C所示，當(dāng)負(fù)載W沿垂直于結(jié)構(gòu)部件300C的方向即空心箭頭的方向作用于結(jié)構(gòu)部件300C時，該結(jié)構(gòu)部件300C向下彎曲。如圖24D所示，在結(jié)構(gòu)部件300a頂側(cè)面311和底側(cè)面312之間的實心顆粒物317受到壓力，而框架部件300a的側(cè)面313和314則向外膨脹，由于側(cè)面313和314的膨脹而將實心顆粒物317擠向側(cè)面。
如圖24E所示，當(dāng)負(fù)載進一步加到結(jié)構(gòu)部件300C上時，該結(jié)構(gòu)部件300C便進一步形變，造成結(jié)構(gòu)部件300C的底面破裂，即如圖24F所示，該結(jié)構(gòu)部件300C在垂直方向產(chǎn)生更大程度的破裂，而側(cè)面313和314向側(cè)面膨脹到更大程度。內(nèi)壓變得過大，使底面312破裂。
當(dāng)構(gòu)件部件300a破裂時，結(jié)構(gòu)部件300C的彎曲剛性便極端低。
圖24A～25F示出結(jié)構(gòu)部件的抗彎曲實驗，該結(jié)構(gòu)部件具有充滿低彈性顆粒物和高剛性顆粒物的框架部件。
圖25A示出結(jié)構(gòu)部件301被支撐在兩個支撐點306、306上，該結(jié)構(gòu)部件(圖22C所示的樣品D)具有充滿低彈性顆粒物和高剛性顆粒物的框架部件301a。
圖25B示出框架部件301a充滿低彈性顆粒物302和高剛性顆粒物303。
如圖25C所示，當(dāng)負(fù)載W沿垂直于結(jié)構(gòu)部件301軸線的方向即箭頭的方向作用于結(jié)構(gòu)部件301時，該結(jié)構(gòu)部件301將向下彎曲，如圖25D所示，該負(fù)載作用于在構(gòu)件部件301a的頂側(cè)面311和低側(cè)面312之間的低彈性顆粒物302和高剛性顆粒物303上，該低彈性顆粒物302被壓扁，而框架部件301a的側(cè)面313和314則向外膨脹，因此，由于側(cè)面313和314的膨脹而使低彈性顆粒物302和高剛性顆粒物303向側(cè)面移動。
如圖25E所示，當(dāng)負(fù)載W進一步加在結(jié)構(gòu)部件301時，該結(jié)構(gòu)部件301便進一步形變，使結(jié)構(gòu)部件301的底側(cè)面破裂。即如圖25F所示，該結(jié)構(gòu)部件301沿垂直方向發(fā)生更大程度的破裂，而側(cè)面313和314更大程度地向側(cè)向膨脹，使得內(nèi)部壓力過大，造成底側(cè)面312破裂。
在框架部件301a破裂時，該結(jié)構(gòu)部件301的抗彎剛性便變得極端小。
在圖26的曲線中示出充滿相應(yīng)填充材料的常規(guī)結(jié)構(gòu)部件的試驗結(jié)果。圖26示出樣品A的結(jié)果和圖23～25所示樣品B～D的結(jié)果。圖中垂直軸線表示作用在結(jié)構(gòu)部件上的負(fù)載W，而水平軸表示形變量δ。
樣品B的負(fù)載W一般大于樣品A的負(fù)載，但是當(dāng)形變量λ增加時，該負(fù)載逐漸降低。
在樣品C和樣品D的情況下，負(fù)載W的量在形變的較早階段增加，但是因為在形變量δ小時，負(fù)載W急劇降低，所以形變量δ的最大量較小。
在車輛相撞期間，能夠由結(jié)構(gòu)部件吸收的吸收能量基本上等于假定δ比較小，對形變量δ從零到最大積分對應(yīng)于這種小形變量的負(fù)載W得到的結(jié)果，即各個曲線下面的面積。如果對應(yīng)于各個形變量δ的負(fù)載W可以保持在較大的值，而且可以增加最大形變量，則可以增加碰撞期間結(jié)構(gòu)部件的吸收能量。另外，如果負(fù)載W不變，則可以穩(wěn)定地吸收沖擊能。
在上述樣品B的情況下，最大的形變量δ增加，但是對應(yīng)于各個形變量λ值的負(fù)載W不是很大，而在樣品C和D的情況下，最大負(fù)載W很大，但是最大形變量λ變小。因此，樣品B～D中任一個樣品總的吸收能量小，即不能充分吸收沖擊能量。
在樣品C和樣品D的情況下，負(fù)載W的變化是很大的，所以沖擊能量的吸收不穩(wěn)定。
在現(xiàn)有技術(shù)6說明的結(jié)構(gòu)中，因為個別的微球用粘接劑粘接在一起，所以可以整個形成具有高剛性的固體物質(zhì)。然而例如當(dāng)沖擊力作用在框架部件上時，如果各個微球的形變很小，則在框架部件上產(chǎn)生的負(fù)載便急劇增加，所以也不能充分吸收沖擊能量。
在現(xiàn)有技術(shù)7中，如圖27和28所示，因為顆粒物403由樹脂材料404固結(jié)在一起，所以結(jié)構(gòu)部件402的剛性增加，但樹脂材料404的量很大，增加了結(jié)構(gòu)部件402的重量。
在現(xiàn)有技術(shù)8中，如圖29所示，利用交聯(lián)的液膜411進行顆粒物材料403的相互粘接是基于表面張力，所以這種粘接力是很小的，大的固結(jié)顆粒物質(zhì)很難形成為固結(jié)顆粒物材料410。
在現(xiàn)有技術(shù)9中，如圖30所示，通過熔化顆粒物403本身的表面可以固結(jié)顆粒物材料403，使得相鄰的顆粒物材料403可以牢固地彼此粘接。然而在顆粒物材料403是陶瓷例如玻璃、二氧化硅和氧化鋁的情況下，該顆粒物403必須被加熱到很高的溫度。另外，因為需要采用特殊的設(shè)備，所以不容易形成固結(jié)的顆粒物材料420。
因此需要一種能夠穩(wěn)定吸收更多沖擊能量的框架部件結(jié)構(gòu)，盡管其重量稍微增加。
發(fā)明概要本發(fā)明的一方面提供一種框架部件的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的特征在于，框架部件和具有空心部分的顆粒物材料或者多孔的顆粒物材料，在框架部件中的空間和/或由框架部件和四周面板部件包圍的空間中充滿顆粒物。當(dāng)該空間充滿顆粒物時，該空間最好直接用顆粒物充滿，或者由預(yù)先充滿顆粒物材料的充填部件嵌入到該框架部件中。
該框架部件最好包括許多整個用在汽車上的支架、側(cè)梁、橫擋、支柱、梁和護梁。
利用具有空心部分或者多孔的顆粒物可以限制框架部件重量的增加。當(dāng)框架部件受到?jīng)_擊時，由于在顆粒物之間的摩擦力和顆粒物本身的形變或者破裂，在產(chǎn)生大的負(fù)載時，框架部件的形變可以平穩(wěn)地從負(fù)載作用的一側(cè)開始，逐漸進行，由此可以更穩(wěn)定地吸收大得多的沖擊能量。
該框架部件的結(jié)構(gòu)最好還包括第二顆粒物，相鄰的第二顆粒物可以利用空心的第一顆粒物彼此粘接在一起。該第一顆粒物用樹脂材料制作。該第二顆粒物也可以是實心的，但是最好用空心的或者多孔的顆粒物形成。
因為第二顆粒物由空心的第一顆粒物彼此粘接在一起，所以可以降低框架部件結(jié)構(gòu)的重量。另外，第二顆粒物相互粘接得很牢固，而且當(dāng)框架部件受到?jīng)_擊時，該第一顆粒物便被壓塌，由此可以高效地吸收大得多的沖擊能量。本發(fā)明的另一方面提供一種形成固結(jié)顆粒物的方法，該固結(jié)的顆粒物嵌入到框架部件中，和/或嵌入到由框架部件和四周面板部件包圍的空間中，這種方法的特征在于以下步驟將空心的用樹脂做的第一顆粒物與第二顆粒物混合起來；將第一顆粒物的表面熔化，使相鄰的第二顆粒物經(jīng)第一顆粒物彼此粘接在一起。
通過熔化空心的和樹脂做的第一顆粒物的表面，可以使第一顆粒物和第二顆粒物彼此牢固地粘接在一起，由此可以形成重量輕的尺寸大的固結(jié)顆粒物。另外，樹脂做的第一材料的表面可以在低溫下熔化，因此可以容易形成固結(jié)顆粒物，而不需要特別的設(shè)備。
附圖的簡要說明圖1是本發(fā)明第一實施例的框架部件結(jié)構(gòu)的透視圖；圖2是沿圖1的2-2線截取的放大橫截面圖；圖3A～3D示出本發(fā)明第一實施例結(jié)構(gòu)部件的壓碎狀態(tài)；圖4A、4B和4C示出第一實施例結(jié)構(gòu)部件抗壓實驗中的形變狀態(tài)，而圖4D和4E示出比較例子的形變狀態(tài)；圖5A～5F是視圖，示出第一實施例結(jié)構(gòu)部件的抗彎實驗中的形變狀態(tài)；圖6A和6B是透視圖，示出可以應(yīng)用本發(fā)明車輛框架結(jié)構(gòu)的部分車輛框架結(jié)構(gòu)；圖7A～7E是橫截面圖，示出許多例子，在這些例子中可選用本發(fā)明的汽車框架結(jié)構(gòu)作汽車的前支架；圖8A～8D是橫截面圖，示出許多例子，在這些例子中選用本發(fā)明的汽車框架結(jié)構(gòu)作汽車的后支架；圖9A～9F是橫截面圖，示出許多例子，在這些例子中選用本發(fā)明的汽車框架結(jié)構(gòu)作汽車的中央支柱；圖10A～10E是橫截面圖，示出許多例子，在這些例子中選用本發(fā)明的汽車框架結(jié)構(gòu)作汽車頂側(cè)的護梁；圖11A～11G示出第一實施例的許多顆粒物實施例；圖12是曲線圖，示出本發(fā)明結(jié)構(gòu)部件以及比較例子壓裂實驗的實驗結(jié)果；圖13是曲線圖，示出在本發(fā)明結(jié)構(gòu)部件壓裂實驗中的能量吸收效率；圖14示出本發(fā)明結(jié)構(gòu)部件以及比較例子抗彎實驗的測試結(jié)果；圖15是橫截面圖，示出用來填充框架部件的本發(fā)明第二實施例的固結(jié)顆粒物；
圖16是放大圖，示出圖15所示固結(jié)顆粒物的一部分；圖17A和17B示出在加上負(fù)載時示于圖15的固結(jié)顆粒物的形變狀態(tài)；圖18A示出在進行結(jié)構(gòu)部件壓碎實驗時施加負(fù)載的狀態(tài)，該結(jié)構(gòu)部件具有充滿圖15所示固結(jié)顆粒物的框架部件，而圖18B是曲線圖，示出壓碎實驗和比較例的實驗結(jié)果；圖19是比較圖，示出充滿圖15所示固結(jié)顆粒物的結(jié)構(gòu)部件以及比較例的相對重量；圖20A是曲線圖，示出壓力負(fù)載沿軸向作用于常規(guī)結(jié)構(gòu)部件時發(fā)泡率和彎曲負(fù)載之間的關(guān)系，該常規(guī)結(jié)構(gòu)部件具有充滿泡沫材料的框架部件，而圖20B是曲線圖，示出發(fā)泡率和結(jié)構(gòu)部件重量之間的關(guān)系；圖21A和21B示出壓力負(fù)載沿軸向方向作用于常規(guī)結(jié)構(gòu)部件時該常規(guī)結(jié)構(gòu)部件的形變狀態(tài)，該常規(guī)結(jié)構(gòu)部件具有充滿泡沫材料或?qū)嵭念w粒物的管狀框架部件，而圖21C是曲線圖，示出結(jié)構(gòu)部件的形變量和壓力負(fù)載之間的關(guān)系；圖22A和22B示出壓力負(fù)載沿軸向方向作用于常規(guī)結(jié)構(gòu)部件時該結(jié)構(gòu)常規(guī)部件的形變狀態(tài)，該常規(guī)結(jié)構(gòu)部件具有充滿低彈性顆粒物和高剛性顆粒物的管狀框架部件，而圖22C是曲線圖，示出該結(jié)構(gòu)部件形變量和壓力負(fù)載之間的關(guān)系；圖23A～23F示出加上負(fù)載進行結(jié)構(gòu)部件抗彎強度測試時，常規(guī)結(jié)構(gòu)部件的形變狀態(tài)，該常規(guī)結(jié)構(gòu)部件具有充滿泡沫材料的框架部件；圖24A～24F示出當(dāng)加上負(fù)載以便進行結(jié)構(gòu)部件抗彎強度實驗時，該常規(guī)結(jié)構(gòu)部件的形變狀態(tài)，該常規(guī)結(jié)構(gòu)部件具有充滿實心顆粒物的框架部件；圖25A～25F示出加上負(fù)載以便進行結(jié)構(gòu)部件抗彎強度實驗時，該常規(guī)結(jié)構(gòu)部件的狀態(tài)，該常規(guī)結(jié)構(gòu)部件具有充滿低彈性顆粒物和高剛性顆粒物的框架部件；圖26是曲線圖，示出常規(guī)結(jié)構(gòu)部件抗彎強度測試的結(jié)果，該常規(guī)結(jié)構(gòu)部件具有充滿相應(yīng)填充物的框架部件；
圖27是橫截面圖，示出一種結(jié)構(gòu)部件，該結(jié)構(gòu)部件具有充填常規(guī)固結(jié)顆粒物的框架部件；圖28是放大橫截面圖，示出圖27所示的常規(guī)固結(jié)顆粒物；圖29是橫截面圖，示出用常規(guī)交聯(lián)液膜將顆粒物彼此粘接在一起的狀態(tài)；圖30是橫截面圖，示出通過熔化常規(guī)顆粒物表面使顆粒物彼此粘接在一起的狀態(tài)。
實施本發(fā)明的最好模式圖1所示的結(jié)構(gòu)部件10對應(yīng)于形成汽車框架或者支架結(jié)構(gòu)的部件，該結(jié)構(gòu)部件是用來測試的一個樣品，進行測試的目的是掌握汽車框架結(jié)構(gòu)的沖擊能量吸收特性。
如圖2所示，該結(jié)構(gòu)部件10由管形的框架部件11和許多充填在該框架部件11中的空心顆粒物或者顆粒物12構(gòu)成。編號12a表示空心部分。顆粒物12與框架部件11相比相當(dāng)小，但是在圖2中，為說明方便，尺寸有所放大。該框架部件11包括兩端的封閉部件13、13，如圖1所示。
可以用二氧化硅(SiO2)、氧化鋁(AL2O3)、石英氧化鋁、樹脂、玻璃或者陶瓷作顆粒物12。
圖3A～3D示出本發(fā)明結(jié)構(gòu)部件受壓的狀態(tài)。
圖3A示出將軸向壓力負(fù)載的負(fù)載P加在結(jié)構(gòu)部件上以使該結(jié)構(gòu)部件10發(fā)生形變的狀態(tài)。此時該結(jié)構(gòu)部件10的位移量是λ。
圖3B示出軸向壓力負(fù)載加在結(jié)構(gòu)部件10上之前，該結(jié)構(gòu)部件10的橫截面狀態(tài)。
如圖3C所示，當(dāng)負(fù)載作用于結(jié)構(gòu)部件10時，相鄰顆粒物12便彼此緊密接觸和移動，同時產(chǎn)生很大的摩擦力，從而通過結(jié)構(gòu)部件的形變產(chǎn)生很大的阻力。
如圖3D所示，當(dāng)負(fù)載繼續(xù)作用時，位于加負(fù)載一側(cè)的結(jié)構(gòu)部件10中的顆粒物12便發(fā)生小的形變并被壓碎(12b表示由于壓碎顆粒物12形成的碎片)，由此可以限制框架部件11中內(nèi)壓的急劇增加，因而可以防止在框架部件11上形成Z字形或狗腿形狀的彎曲形變。
圖4A～4E示出在受壓實驗中結(jié)構(gòu)部件的形變狀態(tài)。圖4A、4B和4C示出本發(fā)明的實施例，而圖4D和4E示出比較例。首先說明實施例。
圖4A示出形變前的狀態(tài)。如圖4B所示，當(dāng)作為軸向壓力負(fù)載的負(fù)載P作用在圖4A所示狀態(tài)的結(jié)構(gòu)部件10上時，該顆粒物12便從負(fù)載P作用于結(jié)構(gòu)部件10的一端(即頂端)開始發(fā)生較小程度的形變，最后造成顆粒物12的破裂。與此相反，在結(jié)構(gòu)部件10的另一端即底端則不容易發(fā)生形變。
如圖4C所示，當(dāng)繼續(xù)增加負(fù)載P時，圖4B所示的顆粒物12發(fā)生的較小程度的形變和破碎便逐漸向下延伸，并且結(jié)構(gòu)部件10幾乎平穩(wěn)地形成為波紋形狀。
下面說明比較例圖4D示出圖24F所示樣品C(充滿實心顆粒物的結(jié)構(gòu)部件)的結(jié)構(gòu)部件形變之前的狀態(tài)。如圖4E所示，當(dāng)在圖4D所示狀態(tài)下加上作為軸向壓力負(fù)載的負(fù)載P時，充滿結(jié)構(gòu)部件221的實心顆粒物217很難破碎，負(fù)載P急劇增加，使得結(jié)構(gòu)部件221開始彎曲，并形變成狗腿形的形狀或者Z字形狀(未示出)。此后負(fù)載P急劇增加。
如上所述，在本發(fā)明的實施例中，因為結(jié)構(gòu)部件10順序地從其一端開始被壓碎，所以結(jié)構(gòu)部件10可獲得很大位移量，同時保持基本上相同的較大的反作用力，因此可以高效吸收作用在該結(jié)構(gòu)部件上的能量。
另一方面，在比較例子中，負(fù)載P在形變的較早階段便達(dá)到相當(dāng)大，而當(dāng)結(jié)構(gòu)部件221被壓彎，形變成Z字形和狗腿形狀時，該負(fù)載P便急劇降低，所以結(jié)構(gòu)部件221不能隨著形變有效吸收能量。
圖5A～5F示出本發(fā)明結(jié)構(gòu)部件的抗彎曲實驗。
圖5A示出結(jié)構(gòu)部件10支撐在兩個支撐點15、15上的狀態(tài)。δ表示加上負(fù)載時結(jié)構(gòu)部件10的形變量。
圖5B是橫截面圖，示出結(jié)構(gòu)部件10充滿顆粒物12的狀態(tài)。
如圖5C所示，當(dāng)負(fù)載W沿箭頭方向作用于結(jié)構(gòu)部件10時，該結(jié)構(gòu)部件10向下彎曲，如圖5D所示，在結(jié)構(gòu)部件10頂表面17和底表面18之間的顆粒物12受到壓力，而結(jié)構(gòu)部件10的側(cè)面21和22便向外膨脹，因而顆粒物12側(cè)向移動。
如圖5E所示，當(dāng)進一步增加作用于結(jié)構(gòu)部件10的負(fù)載W時，該結(jié)構(gòu)部件形變進一步加大，如圖5F所示，在垂直方向結(jié)構(gòu)部件10被壓扁的程度進一步加大，而側(cè)面21和22向側(cè)面膨脹的程度又進一步加大?？拷斆?7的顆粒物12由于結(jié)構(gòu)部件內(nèi)部的壓力增大而被壓碎，因此可以防止過分的壓力增加。
和現(xiàn)有技術(shù)不同，不會發(fā)生由于結(jié)構(gòu)部件內(nèi)壓力增加造成的框架部件的損壞，而且可以防止圖5E所示的負(fù)載W急劇降低。
圖6A和6B示出本發(fā)明汽車框架結(jié)構(gòu)的一部分，上述結(jié)構(gòu)部件適用于這些汽車框架結(jié)構(gòu)。
如圖6A所示，本發(fā)明的框架結(jié)構(gòu)適用于兩個前側(cè)支架31、31，該支架位于車身前部發(fā)動機兩個相對橫側(cè)面的下面；兩個側(cè)梁38、38，該側(cè)梁配置在車廂兩個側(cè)面的下面；前部底層橫梁58，該橫梁在兩個左右側(cè)梁38、38之間穿過；兩個中央支柱75、75，該中央支柱直立于相應(yīng)的側(cè)梁38；兩個后支架61、61，該后支架從相應(yīng)的兩個側(cè)梁38、38向后伸出。
另外，如圖6B所示，本發(fā)明的框架結(jié)構(gòu)還適用于左右兩個前部支柱73、73、分別配置在兩個左右前門89a和兩個左右后門95a上的前門梁89和后門梁95、配置在頂部兩個相對側(cè)面的左右頂部護梁96、96以及在左右頂部護梁96之間橫過的頂部護梁117和118。
圖7A～7E分別示出第一～第五例子，在各個例子中選用本發(fā)明的汽車框架結(jié)構(gòu)作前側(cè)支架。在第一～第四例子的前側(cè)支架31A～31D中，其框架部件直接充滿顆粒物12，而在第五例子的前側(cè)支架31E中，在其框架部件中嵌入預(yù)先填充顆粒物12的填充部件。
示于圖7A的第一例子的前側(cè)支架31A構(gòu)成框架部件34，該框架部件由外側(cè)面板32和內(nèi)側(cè)面板33構(gòu)成，該內(nèi)側(cè)面板比外側(cè)面板32更靠近發(fā)動機隔間。該框架部件34充滿顆粒物12，當(dāng)前側(cè)支架3 1A預(yù)定充滿顆粒物12時，該前側(cè)支架31A可以沿其長度整個地充滿顆粒物12，或者前側(cè)支架31A可以沿其長度部分地充滿顆粒物12，即，在前側(cè)支架31A中配置兩個分隔壁，以便沿縱方向形成彼此相隔預(yù)定距離的空間，在這兩個分隔壁之間的空間可以充填顆粒物12?？梢杂妙愃品椒ㄐ纬上旅嬉f明的部分。
圖7B所示第二例子的前側(cè)支架31B構(gòu)成一種框架結(jié)構(gòu)44，該框架結(jié)構(gòu)由具有傾斜面37的外側(cè)面板32和比外側(cè)面板32更靠近發(fā)動機隔間的也具有傾斜面42的內(nèi)側(cè)面板33構(gòu)成。該框架結(jié)構(gòu)44充滿顆粒物12。
圖7C所示的第三例子的前側(cè)支架31C構(gòu)成框架結(jié)構(gòu)48，該框架結(jié)構(gòu)由外側(cè)面板32、內(nèi)側(cè)面板33和固定在外側(cè)面板32和內(nèi)側(cè)面板33中各個面板內(nèi)側(cè)的分隔壁47構(gòu)成。在外側(cè)壁32和內(nèi)側(cè)壁33之間由分隔壁47彼此分隔開的第一室51和第二室52中，第一室51充滿顆粒物12。
在圖7D所示的第四例子的前側(cè)支架31D中，示于圖7C的前側(cè)支架31C的第二室52充滿顆粒物12。
圖7E所示第五例子的前側(cè)支架31E是一種部件，該部件代表在框架部件34中嵌入充填部件57的例子，在該充填部件中預(yù)先封裝顆粒物12。即，框架部件34通過充填部件57充填顆粒物12。
圖8A～8D示出第一～第四例子，在這些例子中選用本發(fā)明的車輛框架結(jié)構(gòu)作后部支架。在作為第一和第二例子的后部支架61A～61D中的各個支架中，該框架部件直接充滿顆粒物12。
在作為第一例子的示于圖8A的后部支架61A中示出一個例子，在該例子中，在下部面板62和位于該下部面板62上面位置的后部底層面板63之間的空間充滿顆粒物12。
在作為第二例子的示于圖8B的后部支架61B中示出一個例子，在該例子中，在下部面板62和位于該下部面板62上面位置的次下部面板66之間的空間充滿顆粒物12。
在作為第二例子的示于圖8C的后部支架61C中示出一個例子，在該例子中，在固定于下部面板62上面位置的圖8B所示的次下部面板66和位于該次下部面板66上面位置的后部底層面板63之間的空間充滿顆粒物12。
在作為第三例子的示于圖8D的后部支架61D中示出一個例子，在該例子中，填充部件72填充在由下部面板62和后部底層面板63包圍的空間中，該填充部件72充滿顆粒物12。
圖9A～9F示出第一～第六例子，在各個例子中，選用本發(fā)明的汽車框架結(jié)構(gòu)作中央支柱，在作為第一～第五例子的中央支柱75A～75E中的各個支柱上，該框架部件直接充滿非固結(jié)狀態(tài)的顆粒物12，而在作為第六例子的中央支柱75F上，則示出一種在框架部件中嵌入填充部件的例子，該填充部件預(yù)先充填顆粒物12。
示于圖9A的作為第一例子的中央支柱75A中，示出一個例子，在此例子中框架部件78由外側(cè)面板76和配置在該外側(cè)面板76車廂側(cè)的內(nèi)側(cè)面板77構(gòu)成，該框架部件78直接充滿顆粒材料12。
示于圖9B的作為第二例子的中央支柱75B是一種框架部件80，該框架部件通過將增強部件79固定在外側(cè)面板76和內(nèi)側(cè)面板77之間形成。在增強部件79和外側(cè)面板76之間的空間充滿顆粒物12。
示于圖9C的作為第三例子的中央支柱75C中，示出一個例子，在該例子中，在示于圖9B的增強部件79和內(nèi)側(cè)面板77之間的空間中充滿顆粒物12。
示于圖9D的作為第四例子的中央支柱75D中，示出一個例子，在該例子中，中央支柱裝飾件84固定在構(gòu)件部件78的車廂側(cè)，該中央支柱裝飾件84和框架部件78之間的空間充滿顆粒物12。
示于圖9E的作為第五例子的中央支柱75E中，示出一個例子，在該例子中，中央支柱裝飾件91具有許多肋條87和88，該裝飾件固定在構(gòu)件部件78的車廂側(cè)，在中央支柱裝飾件91和構(gòu)件部件78之間的空間中充滿顆粒物12。
對于圖9F中的作為第六例子的中央支柱75F，該中央支柱裝飾件84固定在框架部件78的車廂側(cè)，填充件94預(yù)先充滿顆粒物12，該填充件嵌入到在這些中央支柱裝飾件84和框架部件78之間的空間中。
圖10A～10E示出第一至第五例子，在各個例子中，選用本發(fā)明的汽車框架結(jié)構(gòu)作汽車頂側(cè)的護梁，在作為第一至第五例子的各個頂側(cè)護梁96A～96E中，該框架部件直接充滿顆粒物12。
示于圖10A的第一例子的頂側(cè)護梁96A構(gòu)成框架部件101，該框架部件由外側(cè)面板97和配置在該外側(cè)面板97車廂側(cè)的內(nèi)側(cè)面板98構(gòu)成。該構(gòu)件部件101直接充滿顆粒物12。
示于圖10B的第二例子的頂側(cè)護梁96B是一種框架部件105，該框架部件這樣形成，使得增強部件104固定在外側(cè)面板97和內(nèi)側(cè)面板98之間。在增強部件104和外側(cè)部件97之間的空間中直接充滿顆粒物12。
在示于圖10C的第三例子的頂側(cè)護梁96C中，示出一個例子，在該例子中，在圖10B所示的增強部件104和內(nèi)側(cè)面板98之間的空間中直接充滿顆粒物12。
示于圖10D的第四例子的頂側(cè)護梁96D中，示出一個例子，在該例子中，頂側(cè)護梁裝飾件111固定在框架部件101的車廂側(cè)，在車廂側(cè)護梁裝飾件111和框架部件101之間的空間直接充滿顆粒物12。
對于圖10E所示的第五例子的頂側(cè)護梁96E，示出一個例子，在該例子中，示于圖10D的頂側(cè)護梁裝飾件111具有許多肋條114，在該頂側(cè)護梁裝飾件111和框架部件101之間的空間直接充滿顆粒物12。
圖11A～11G示出本發(fā)明顆粒物的其它許多例子。
示于圖11A的第一例子的顆粒物122是多孔的不定形的顆粒物，該顆粒物的形狀不定，具有許多獨立的孔部分121。
圖11B所示的第二例子中示出一種多孔的形狀不定的顆粒物125，該顆粒物具有許多彼此連通的孔部分124。
在圖11C所示的第三例子中，示出一種多孔的形狀確定的(在圖11C中為橢圓形)的顆粒物127，該顆粒物具有許多獨立的孔部分121。
示于圖11D的第四例子中，示出一種多孔的形狀確定(在圖11D中為橢圓形)的顆粒物131，該顆粒物具有許多彼此連通的獨立孔部分124。
在圖11E所示的第五例子中，示出一種顆粒物134，，該顆粒物具有星形外部形狀以及空心部分133。
在圖11F所示的第六例子中，示出管狀的顆粒物136。
在圖11G所示的第七例子中，示出一種具有空心部分138的球形顆粒物137。
圖12是曲線圖，示出本發(fā)明結(jié)構(gòu)部件抗壓測試的實驗結(jié)果，圖中垂直軸線代表作為軸向壓力負(fù)載的負(fù)載P，而水平軸代表縱向壓縮的形變量λ。
實施例1是充滿空心顆粒物的結(jié)構(gòu)部件。實施例2是充滿多孔顆粒物(這種顆粒物122示于圖11A)的框架部件。對照例1是示于圖16C的僅由框架結(jié)構(gòu)構(gòu)成的不填充填充物的樣品A構(gòu)成結(jié)構(gòu)部件。對照例2是圖16C所示的充滿實心顆粒物的樣品C構(gòu)成的結(jié)構(gòu)部件。對照例子3是示于圖16C的充滿泡沫材料的樣品B構(gòu)成的結(jié)構(gòu)部件。
與對照例子1～3相比，在實施例1和實施例2中，負(fù)載P在形變的較早階段沒有急劇上升，它穩(wěn)定地保持在較大的負(fù)載P，同時還可以得到較大的形變量λ。即，負(fù)載P對形變量λ從零積分到最大的積分增大，由此可以得到較大的吸收能量。
圖13是對照圖，示出本發(fā)明結(jié)構(gòu)部件抗壓實驗中得到的能量吸收效率。具體是，圖13對比地示出實施例1、實施例2、對照例子2和對照例子3中各個例子的能量吸收效率E。其中沒有填充物的對照例子1的結(jié)構(gòu)部件其能量吸收效率是1。能量吸收效率E等于結(jié)構(gòu)部件的重量除以吸收的能量。
實施例1和實施例2中各個實施例的能量吸收效率E大于1，該效率顯示出空心顆粒物和多孔顆粒物的作用。
圖14是曲線圖，示出本發(fā)明結(jié)構(gòu)部件抗彎曲實驗的實驗結(jié)果，圖中縱軸代表垂直作用于結(jié)構(gòu)部件軸線的負(fù)載W，而水平軸線代表由負(fù)載W引起的結(jié)構(gòu)部件的位移量δ。
作為結(jié)構(gòu)部件，示出實施例1(空心顆粒物)、實施例2(多孔顆粒物)、對照例子1(樣品A)、對照例子2(樣品C)和對照例子3(樣品B)，所有這些結(jié)構(gòu)部件已參考圖12進行說明。
在實施例1和實施例2中，從形變的較早階段到形變的較后階段，負(fù)載W幾乎恒定地保持在較大的量，因而可以在形變期間吸收較大的能量。
如參考圖2、9A、9D和11A所作的說明，本發(fā)明的特征在于，在中央支柱75A的空間中，或者由中央支柱75A和外周中央支柱裝飾件84包圍的空間中，或者既在中央支柱75A的空間中又在由中央支柱75A和外周中央支柱裝飾件84包圍的空間中直接充滿具有空心部分12a和顆粒物12的顆粒物12，或者嵌入預(yù)先填充的部件，該填充部件預(yù)先充滿具有空心部分12a和顆粒物12的顆粒物12。
參考圖15～19說明固結(jié)的顆粒物，該顆粒物充填在本發(fā)明第二實施例的結(jié)構(gòu)部件中。
圖15是橫截面圖，示出填充本發(fā)明第二實施例結(jié)構(gòu)部件的固結(jié)顆粒物。該固結(jié)顆粒物215由空心的樹脂作的第一顆粒物212和實心的第二顆粒物213構(gòu)成。相鄰的第二顆粒物213由上述第一顆粒物212彼此粘接在一起。實際上，第一顆粒物212已近乎密集的狀態(tài)充填第二顆粒物213之間的空隙，只是為方便說明，只示意示出。
圖16是本發(fā)明第二實施例固結(jié)顆粒物的放大圖。該固結(jié)顆粒物215是一種部件，在這種部件中，相鄰的第二顆粒物213通過熔化，然后再固化第一顆粒物212而被粘接在一起。編號212a表示第一顆粒物212的空心部分，而編號214表示由于第一顆粒物212固化形成的固結(jié)部分。
下面參考圖17A和17B說明負(fù)載加在上述固結(jié)顆粒物215上時該固結(jié)物的狀態(tài)。
在圖17A中，在車輛相撞時，負(fù)載P從外面作用于結(jié)構(gòu)部件210時，該負(fù)載P便通過框架部件211傳送到固結(jié)的顆粒物215上，因此，該固結(jié)的顆粒物215便發(fā)生形變，如圖17B所示。
即，在固結(jié)顆粒物215的早期形變階段，該第一顆粒物212和第二顆粒物213只發(fā)生稍微的形變。當(dāng)負(fù)載進一步增加時，形變繼續(xù)發(fā)生，空心的第一顆粒物212產(chǎn)生的形變較大，而第二顆粒物213基本上不形變，靠近加負(fù)載位置的那部分結(jié)構(gòu)部件210的第一顆粒物212被壓碎。當(dāng)負(fù)載P持續(xù)加大時，第一顆粒物212的壓碎過程逐漸伸展到結(jié)構(gòu)部件210的底側(cè)。
由于第一顆粒物212破裂，造成的破碎部分212b與相鄰的碎片部分212b及相鄰的第二顆粒物213產(chǎn)生較大的摩擦力。當(dāng)固結(jié)的顆粒物215形變時，這種摩擦力形成很大的阻力，因而可以吸收碰撞期間較大的沖擊能量。因為第一顆粒物212的破裂是逐漸進行的，所以可以穩(wěn)定和有效地吸收沖擊能量。
圖18A和18B示出第二實施例結(jié)構(gòu)部件的抗壓實驗的狀態(tài)。在圖18A中，示出當(dāng)作為壓力負(fù)載的負(fù)載P沿軸向方向作用于結(jié)構(gòu)部件210時，該結(jié)構(gòu)部件210的形變量為λ。圖18B是曲線圖，示出負(fù)載P和形變量λ之間的關(guān)系，圖中垂直軸代表負(fù)載P，而水平軸代表形變量λ。
如圖18B所示，比較例1是結(jié)構(gòu)部件充滿實心顆粒物的結(jié)構(gòu)部件，而顆粒物不是固化的顆粒物。與這種對照例子1相比，在結(jié)構(gòu)部件210充滿本發(fā)明固結(jié)顆粒物215(見圖15)的實施例中，可以看出，和對照例子1相比，負(fù)載P增加，同時提高了沖擊能量吸收特性。
圖19是比較圖，示出第二實施例結(jié)構(gòu)部件的重量和對照例子的重量。假定對照例子1(結(jié)構(gòu)部件僅充滿圖18B所示的實心顆粒物)的重量W是1，則本實施例的充滿固結(jié)顆粒物215(見圖2)的結(jié)構(gòu)部件的重量W只稍許超過1，這種重量的增加相對于對照例子1是很小的。
對照例2是其內(nèi)部充滿尿烷樹脂的結(jié)構(gòu)部件，相對于本實施例重量W增加很多。
作為例子，示于圖15、16、17A和17B的實施例其第二顆粒物213可以是上述的實心顆粒物，但是在本發(fā)明中，第二顆粒物213不限于實心顆粒物，而且還可以是如第一實施例中圖11A～11G所述的那些顆粒物，例如為形狀不定的多孔顆粒物、形狀確定的多孔顆粒物、具有空心部分的星形顆粒物、管形顆粒物或者具有空心部分的球形顆粒物。
因為第二顆粒物213可以形成為空心的或多孔的顆粒物，所以與第一顆粒物212(見圖15)相結(jié)合可以進一步降低結(jié)構(gòu)部件的重量，該第一顆粒物將第二顆粒物213粘接在一起。
可以在圖6A和圖6B所示的車輛框架結(jié)構(gòu)中選用第二實施例的固結(jié)顆粒物215。
如前面對圖15、17A和17B所作的說明，本發(fā)明的這些實施例其特征在于，框架部件210和/或由框架部件210和外周面板部件包圍的空間用顆粒物充滿，在這種結(jié)構(gòu)中，該顆粒物可以由空心的第一顆粒物212和第二顆粒物213組成，利用第一顆粒物212將相鄰的空心的第二顆粒物213彼此粘接起來。
由于采用空心的第一顆粒物212以這種方式將相鄰的第二顆粒物213彼此沾接在一起，所以可以降低結(jié)構(gòu)部件210的重量。另外，通過熔化第一顆粒物212可以將第二顆粒物213牢固粘接在一起。因此在框架部件210受到碰撞時，第一顆粒物將破裂，由這些第一顆粒物212破裂產(chǎn)生的碎片部分212b在固結(jié)顆粒物215正發(fā)生形變時可以形成較大的摩擦力，由此可以得到較大的阻力來吸收較大的沖擊能量。另外，因為第一顆粒物212的破裂是逐漸進行的，所以可以穩(wěn)定和有效地吸收沖擊能量。
另外，本發(fā)明的特征在于，當(dāng)框架部件210和/或在框架部件210和外周面板部件之間的空間要用固結(jié)顆粒物215充滿時，按以下步驟形成固結(jié)的顆粒物215將樹脂作的空心的第一顆粒物212與第二顆粒物213混合起來；使第一顆粒物212的表面熔化，從而使第一顆粒物212和第二顆粒物213粘接在一起。
按照這種固結(jié)顆粒物的形成方法，可以通過熔化樹脂作的空心第一顆粒物212的表面將第一顆粒物212和第二顆粒物213牢固粘接在一起，由此可以得到重量輕的大尺寸的固結(jié)顆粒物215。另外，在低溫下便可熔化樹脂做的第一顆粒物212的表面，因此可以容易形成固結(jié)的顆粒物215，而不需要使用例如特殊的加熱裝置。
在本發(fā)明中，當(dāng)框架部件預(yù)定充滿固結(jié)顆粒物時，該固結(jié)顆粒物還可以在形成預(yù)定形狀以后嵌入到框架部件中?；蛘呖梢赃@樣形成固結(jié)的顆粒物，即先將第一和第二顆粒物混合起來，然后將這種混合顆粒物充填在框架部件中，隨后再加熱該框架部件。
工業(yè)適用性如上所述，按照本發(fā)明，利用具有空心部分的顆粒物或者多孔的顆粒物可以限制框架部件結(jié)構(gòu)重量的增加。當(dāng)框架部件受到?jīng)_擊時，由于顆粒物的摩擦力以及形變或者顆粒物本身的破裂造成框架部件的形變可以逐漸地從負(fù)載作用側(cè)發(fā)生，同時在受到大的負(fù)載作用時可以平穩(wěn)地進行形變，由此可以更穩(wěn)定地吸收較大的沖擊能量。因此，本發(fā)明的框架部件結(jié)構(gòu)可以有效地用于火車、船舶、飛機、摩托車等的框架部件，特別適用于汽車的框架部件。
權(quán)利要求
1.一種框架部件結(jié)構(gòu)，包括框架部件；及具有空心部分的顆粒物或者多孔顆粒物；其中，在框架部件中的空間中和/或由框架部件和外周平板部件包圍的空間中充填顆粒物。
2.如權(quán)利要求1所述的框架部件結(jié)構(gòu)，其特征在于，顆粒物可以直接充填到所述空間中，或者作成可以嵌入框架部件的充填部件。
3.如權(quán)利要求1所述的框架部件結(jié)構(gòu)，其特征在于，該框架部件包括許多支架、側(cè)梁、橫梁、支柱、梁和保護梁，所有這些部件均可用在汽車上。
4.如權(quán)利要求1所述的框架部件結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括第二顆粒物，相鄰的第二顆粒物可以利用空心的第一顆粒物彼此粘接在一起。
5.如權(quán)利要求4所述的框架部件結(jié)構(gòu)，其特征在于，第一顆粒物用樹脂材料制成。
6.如權(quán)利要求4所述的框架部件結(jié)構(gòu)，其特征在于，第二顆粒物是實心的。
7.如權(quán)利要求4所述的框架部件結(jié)構(gòu)，其特征在于，第二顆粒物包括空心的或者多孔的顆粒物。
8.一種制造固結(jié)顆粒物的方法，該固結(jié)顆粒物填充在框架部件中和/或由該框架部件和四周面板部件包圍的空間中，該方法包括以下步驟將空心的用樹脂作的第一顆粒物與第二顆粒物混合起來；將第一顆粒物的表面熔化，通過第一顆粒物將相鄰的第二顆粒物彼此粘接在一起。
全文摘要
具有管狀結(jié)構(gòu)部件的框架部件結(jié)構(gòu)(11，211)填充可以吸收沖擊能量的顆粒物。該顆粒物包括具有空心部分(12a，212a)的顆粒物或者多孔的顆粒物。當(dāng)框架部件受到?jīng)_擊時，該顆粒物將發(fā)生形變或者破裂，從而可以穩(wěn)定吸收沖擊能量。因為顆粒物是空心的和多孔的，所以可以減小填充該顆粒物的框架部件的重量。
文檔編號F16F7/00GK1606664SQ0380170
公開日2005年4月13日 申請日期2003年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月15日
發(fā)明者山崎省二 申請人:本田技研工業(yè)株式會社