CN101570169B - 车身用保险杠系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车身用保险杠系统，其由将冲击缓冲构件设于前面侧的中空构造的车身保险杠横梁构成。冲击缓冲构件具有冲撞壁部和侧壁部和接合用突缘，由金属材料一体地形成，由冲撞壁部和侧壁部形成包围保险杠横梁的形式的大致U字状断面形状。接合用突缘与自保险杠横梁后面壁突出的突缘接合，由保险杠横梁后面壁侧支承该冲击缓冲构件。通过这样的构成，即便比较狭幅化的外形尺寸形状，也具有可靠地保护行人等的人类的功能。

Description

车身用保险杠系统

技术领域

本发明涉及车身用保险杠系统，车身冲撞时的荷载能量吸收性能优良，特别是在和行人的冲撞时缓解给予人体的冲击，降低行人的损伤的特性优良。 

背景技术

为了确保乘员的安全性和保护被冲撞物，在汽车等的车身上设置保险杠系统，以使车身冲撞时在冲击方向自身变形而降低冲击荷载，吸收冲击能量。 

作为该保险杠系统，其代表性的该系统由如下构件构成，安装于保险杠撑条前面的钢铁制或铝合金制保险杠横梁，设置于其前面的泡沫树脂制缓冲材料，大多设置于再其前面且和车辆外面成为一体的保险杠罩。 

近年来，为了车身轻量化，对于这些保险杠横梁，开始使用铝合金制的挤压中空形材等而代替钢材。铝合金制保险杠横梁由各种大致矩形的断面形状延伸于宽度方向、与车身外形一致、具有适当曲度的中空件构成。另外，在钢铁制保险杠横梁中，除中空件大多成为开断面构件之外，也大致同样。 

对于这些车身用保险杠系统，通过支承于车身的保险杠横梁和配置于其前面的由泡沫件构成的缓冲材料，在来自车身的前方及后方的冲撞或向前方及后方的车身的冲撞等时，要求降低冲击荷载并吸收冲击能量的功能。 

作为这些冲击能量吸收功能，除一直以来所要求的和车辆及其他物体(安全防护栏杆、电线杆等)等的“高刚性物体”的冲撞以外，近年来，在和行人的冲撞之时，保护行人的特性也成为新要求。 

例如，车辆冲撞于行人时的该行人的损伤以头部、腰部、腿部为代表例，在欧州实验车辆委员会等实施有新型车辆评价程序(NCAP)。由此， 对头部、腰部、腿部分别提案有行人保护特性评价试验法，正在研究车辆对行人保护的标准性的评价方法。在这些评价试验内，保险杠系统关系的部位即腿部的评价试验法使模拟行人腿部的腿部冲击器以时速40km与保险杠系统冲撞。而且，在该冲撞之际，要求设置于腿部冲击器的各种传感器的输出(加速度、剪切变形量、弯曲角度)达到规定值以下。特别是加速度的值要求成为150G以下。 

但是，至此所公开的保险杠系统始终是以和车辆及其他物体(安全防护栏杆、电线杆等)等的“高刚性物体”的冲撞为前提而进行研究的，几乎都是以和高刚性且高强度的物体的冲撞为前提而设计的。因此，在这些车身用保险杠系统中，在和行人的腿部模型的冲撞时上述评价值(加速度、剪切变形量、弯曲角度)中，特别是加速度超出限制值。 

与之相对，为对应于行人保护，使强度、刚性降低而设计的保险杠系统相反地，在与高刚性、高强度的冲撞物冲撞时的冲击荷载降低及吸收冲击能量的功能将会降低。因此，对于保险杠系统，要求两者兼备该互相矛盾的功能。 

与之相对，作为在保险杠横梁(保险杠增强材料)的前面设置冲击吸收装置及安全气囊等的构思虽然一直以来进行种种提案，但尚未实用化。因此，通常(实际上)，通过在保险杠横梁前面侧即保险杠罩的内侧设置发泡氨基甲酸乙脂材料及发泡苯乙烯材料等比较厚的吸收体(缓冲材料料、能量吸收构件)来对应。但是，车身设计上，对设置的吸收体的厚度有限度并对其行人保护性能(冲击能量吸收功能)也有限度是实情。 

另一方面，一直以来，提案有将相对于车身冲撞的冲击缓冲构件设于前面的保险杠横梁来代替上述吸收体。在这样的保险杠系统中，在车身冲撞时，使冲击缓冲构件在断面厚度方向(横断面方向)变形而缓冲车身冲撞的冲击。由此，能够提供不使保险杠横梁(保险杠增强材料)本来的和高刚性、高强度的冲撞物的冲撞时的冲击荷载降低及吸收冲击能量的功能降低而新追加行人保护功能的保险杠增强材料。 

例如，在特开2004-114864号中，提案有中空构造体的冲击缓冲构件，其具有：从保险杠横梁的外段面离开规定量而定位并且在冲撞时承受来自被冲撞的行人的冲击的抵接壁部、和自抵接于保险杠横梁的安装壁部伸出 并由内侧支承抵接壁部的支承壁部。而且，构成如下：在上述支承壁部连接于上述安装壁部的规定宽度的区域，在沿该安装壁部而具有弯曲地延伸的弯曲支承壁并向上述抵接壁部经由上述物体而增加冲击时，上述弯曲支承壁向其弯曲方向变形且折弯。 

在特开2003-285704号中，提案有用车辆用冲击降低保险杠装置，其具备：安装于车身的至少两个车架导轨、分别连结于这两个车架导轨的至少两个托架、装设于这两个托架的横梁部、装设于该横梁部的板构件、连结于上述托架的车架导轨延长部。 

在特开2003-312397号中，提案有对人保护用能量吸收构件，其相对来自前面的冲撞荷载而使蛇腹形状的形材以蛇腹形状成为平行的方向的方式延伸，在行人冲撞时发生蛇腹状的变形，降低荷载变位的最大荷载，并且确保行人保护所必需的能量吸收量。 

在特开2003-312397号中，提案有对人保护用能量吸收构件，其构成如下：由大致平行地设于车身前后方向的前面突缘和后面突缘以及连接并大致平行地设于这些突缘之间的左右腹板构成，并且由上述各腹板分别向外侧方弯曲的铝合金中空形材构成。据此，在行人冲撞时，上述各腹板发生变形，整体恰似电车导电弓的开、闭状态那样依次扁平地变形下去而降低荷载变位的最大荷载，并且确保行人保护所必需的能量吸收量。 

但是，在特开2004-114864号中，由于缓冲构件为树脂制的中空构件，因此，为了获得充分的行人腿部的保护性能，与金属制的缓冲材料相比需要将厚度作相当厚，从而将会牺牲轻质化。另外，在其制作上，树脂材质、壁厚也受限制，与金属制的缓冲材料相比，也存在再生性差的问题。 

而且，另一方面，车身设计上及小型车等由于保险杠横梁(保险杠增强材料)的车身前面侧和保险杠罩之间的距离(间隙)更狭化，因此，冲击缓冲构件(对人保护用能量吸收构件)要求将车身前后方向的宽度作更薄。该点在特开2003-285704号那样的冲击缓冲构件中，为了确保行人保护所必需的能量吸收量，板构件的车身前后方向的长度比较长(板构件长地突出于保险杠横梁前面)，因车身的设计(车种)而不能使用。 

另外，在实际的冲撞事故中，行人的冲撞位置各不相同。因此，行人的冲撞位置相对于能量吸收构件的设置位置可能发生大地位移。即为行人 腿部的冲撞位置在车宽方向位移的情况、行人腿部的冲撞方向相对于水平方向而位移的情况等。对应于这些情况，为了使缓冲构件(能量吸收构件)的所期待的变形产生，需要在保险杠增强材料前面的具有较大的面积的对人保护用能量吸收构件。 

这样，使缓冲构件较大面积化的情况，在特开2003-312397号、特开2004-90910号那样的由较厚壁构成的缓冲构件中，重量增加而牺牲轻质化。另外，若假想行人腿部的冲撞方向相对车身上下方向(垂直方向)而位移的情况，在利用向这种形材的断面厚度方向的抗压的缓冲构件中，就意味压缩力的作用线位移。若该压缩力的作用线位移，则在利用向断面厚度方向的抗压的缓冲构件中，能量吸收特性将易降低。因而，在该样式的缓冲构件中，由于通过行人冲撞位置的位移也保持该能量吸收特性，因此，不得不增加断面的厚度。从该观点考虑，在这样的缓冲构件中，也希望确保行人保护所必需的能量吸收量。 

发明内容

因此，本发明的目的在于提供车身用保险杠系统，其在较大面积化的情况也轻质，且在狭幅化(薄壁化)于断面厚度方向的情况也能降低冲撞时的发生荷载及加速度等，并优于行人腿部的保护特性。 

用于实现上述目的的本发明的车身用保险杠系统包括如下构件：保险杠横梁，所述保险杠横梁由位于车身前面侧的前面壁、在车身前后方向上延伸的侧壁、以及在两端具有突出的突缘部的后面壁构成，并具有由所述前面壁、所述侧壁以及所述后面壁封闭的中空断面构造；设于所述保险杠横梁的前面侧的冲击缓冲构件，所述冲击缓冲构件由位于车身前面侧的冲撞壁部、从所述冲撞壁部的车身上下方向的各端部在车身前后方向上延伸的侧壁部、以及从所述侧壁部的车身后方侧的各端部分别在车身上下方向上突出的接合用突缘构成，所述冲撞壁部、所述侧壁部以及所述接合用突缘一体地形成，在此，所述冲击缓冲构件的所述冲撞壁部向所述保险杠横梁的前方侧突出，并且在向车身上下方向上延伸的所述保险杠横梁的所述前面壁的全区域的范围在车身上下方向上延伸，所述冲击缓冲构件的所述侧壁部沿所述保险杠横梁的所述侧壁的外侧分别向车身后方伸长，直到所述保险杠横梁的所述后面壁，由所述侧壁部和所述冲撞壁部形成包围所述保险杠横梁的形状的断面形状，并且，所述冲击缓冲构件的所述接合用突缘具有从所述侧壁的车身后方侧的端部沿所述保险杠横梁的后面壁的所述突缘部向车身上下方向延伸，抵接所述保险杠横梁的后面壁的所述突缘部的前面侧的形状，与所述保险杠横梁的所述后面壁的所述突缘部接合，并且，所述冲击缓冲构件整体的长度方向的形状为直线性地适合所述保险杠横梁的整体的长度方向的形状，所述冲击缓冲构件由铝合金材料构成。

所述构成的保险杠系统中，优选所述冲击缓冲构件比所述保险杠横梁还薄壁。 

所述构成的保险杠系统中，优选所述保险杠横梁由铝合金制中空挤压形材构成。 

所述构成的保险杠系统中，优选所述冲击缓冲构件通过铝合金板的成形而一体地形成所述冲撞壁部和侧壁部和接合用突缘。 

所述构成的保险杠系统中，优选所述冲击缓冲构件的所述冲撞壁部具有成为车身冲撞时变形的起点的凹部。 

本发明的车身用保险杠系统中，设于保险杠横梁前面的面向车身冲撞的冲击缓冲构件的构造、形状是其特征。即，在本发明的车身用保险杠系统中，首先，冲击缓冲构件的上述冲撞壁部向保险杠横梁的前方侧突出，并且，在向车身上下方向上延伸的保险杠横梁前面壁的全区域范围在车身上下方向上延伸。 

这样，在本发明的车身用保险杠系统中，使冲击缓冲构件的上述冲撞壁部的面积以延伸于保险杠横梁的前面的方式(以能罩保险杠横梁前面壁的全面的方式)增大。因此，不通过行人的冲撞位置就能够使能量吸收功能发挥作用。另外，能够增大由保险杠横梁前面壁与冲撞壁部构成的中空构造自体，能够增大由中空构造的车身前后方向(断面厚度方向)的变形而致的车身冲撞时的冲击的吸收、缓冲功能。 

另外，冲击缓冲构件的所述侧壁部从所述冲撞壁部的车身上下方向的各端部，沿在保险杠横梁的车身前后方向上延伸的侧壁的外侧，分别向车身后方伸长，直到保险杠横梁后面壁，由该侧壁部和上述冲撞壁部形成包围保险杠横梁的形式的大致U字状断面形状。因此，在本发明中，冲击缓冲构件的两侧壁部的长度将会比较长，由车身冲撞时的冲击而致的上述两侧壁部的车身前后方向(断面厚度方向)的变形长度变长。其结果是降低荷载-变位关系(曲线)的荷载的陡增，能够使冲撞时的缓冲特性(行人保护特性)提高。另外，强度等对保险杠横梁侧的特性也不给予不良影响。 进而，使能量吸收特性变化，也可以增加设计的自由度。 

另外，因为冲击缓冲构件的上述接合用突缘与从上述两侧壁部的车身后方侧的各端部分别在车身上下方向上突出，并使其自保险杠横梁后面壁分别向车身上下方向突出的突缘接合，所以由保险杠横梁的后面壁侧支承冲击缓冲构件。这样的支承、接合延伸于保险杠横梁以及冲击缓冲构件的长度方向(车身宽方向)并连续地进行。 

因此，冲击缓冲构件和保险杠横梁的接合成为突缘彼此的接合，可采用螺栓、铆钉等通用的机械性接合装置及点焊焊接等通用的焊接接合装置，从而接合的选择肢增加且接合自体也简便。由此，使对冲击缓冲构件的保险杠横梁的支承、接合力在冲击缓冲构件的长度方向能进行控制。换言之，就是既能以确保行人保护所必需的能量吸收量、确保冲击缓冲构件的车身前后方向(断面厚度方向)的变形的方式进行控制，又能控制冲撞时产生的反作用力及加速度。 

而且，冲击缓冲构件是将一枚铝合金板成形的构件等，这些冲击缓冲构件的冲撞壁部、侧壁部、接合用突缘各构件由比较薄壁的金属材料一体地形成。由此，与将分别分割为冲撞壁部、侧壁部、接合用突缘的各构件进行接合而一体化的构件相比，冲击缓冲构件的制作变得容易。另外，由车身冲撞时的冲击而致的各接合部的断裂消失，能够使冲撞时的能量吸收功能提高。 

因此，本发明的车身用保险杠系统在冲击缓冲构件比较狭幅化(薄壁化)的情况也能降低冲撞时的发生荷载及加速度，能够确保行人保护所必需的特性。 

附图说明

图1是表示本发明的车身用保险杠系统之一方式的立体图； 

图2是表示本发明的车身用保险杠系统之另一方式的立体图； 

图3是表示本发明的车身用保险杠系统的特性分析之一方式的说明图。 

具体实施方式

下面，使用附图等对本发明的实施方式进行以下说明。 

图1是表示设置于车身的前面侧或后侧的本发明的车身用保险杠系统之一方式，且表示将金属制冲击缓冲构件安装于保险杠横梁前面侧的方式的立体图。图2是只表示同安装的冲击缓冲构件的另一方式的立体图。 

图1、2的本发明金属制冲击缓冲构件1作为基本的构造具有：车身前面侧的冲撞壁部2、和各上下侧的侧壁部3(图的上侧)、4(图的下侧)、和各上下侧的接合用突缘5(图的上侧)、6(图的下侧)。 

另外，图1、2中的保险杠横梁10具有由车身前面侧的前面壁11、和各上下侧的侧壁13(图的上侧)、14(图的下侧)、和后面壁12构成的中空(断面)构造。后面壁12具有分别在车身上下方向延伸的两个突缘15(图的上侧)、16(图的下侧)。在该突缘15、16的表面侧(前面侧：图的右侧的面)，分别接合有冲击缓冲构件1的突缘5、6。 

这就是由保险杠横梁的后面壁支承冲击缓冲构件1的突缘5、6的一个方式。在该图1、2所示的保险杠横梁10上，使突缘5、6(冲击缓冲构件1的)支承用的突缘15、16自后面壁12的延长线上(相同面上)突出。但是，也可以使这两个突缘15、16不是自保险杠横梁后面壁12侧，而是自后面壁12更前面侧的上侧的侧壁(连结板)13、下侧的侧壁(连结板)14分别向车身上下方向突出。但是，该情况下，由于与在图1、2的后面壁12的延长线上的支承相比，侧壁部3、4的长度短，因此，其成为不使因该侧壁部3、4的长度造成的冲击缓冲构件性能降低的程度的后面壁12的前面侧。 

图1、2中，箭头F表示车身冲撞时的荷载方向，在图1、2中，从图的右向左为车身冲撞时的荷载方向，图的右侧表示保险杠横梁乃至车身的前侧或后侧。另外，在冲击缓冲构件1的右侧用点划线22表示的是车身板(保险杠罩、车身、行李箱等)。 

图1、2中，图中未图示，也可以在冲击缓冲构件1和用点划线表示的车身之间如现有例那样配置由PP发泡薄膜等构成的吸收体。另外，在保险杠横梁10的车身后方侧(图的左侧)依次配置：支承保险杠横梁10的钢制及铝合金制的撑条、钢制侧梁等。另外，在本发明中，可将该吸收体的厚度作成比现有例还薄或少量，也可以全都不使用吸收体。 

(冲撞壁部) 

图1、2中，金属制冲击缓冲构件1的冲撞壁部2向保险杠横梁10的前方侧突出，并且在车身上下方向(图的上下方向)延伸的保险杠横梁前面壁11的全区域(车身上下方向的全区域)沿车身上下方向延伸。该冲撞壁部2在车身上下方向的形状具有向保险杠横梁10的前方突出并弯曲的穹型形状。该冲撞壁部2在与行人产生车身冲撞时，其形状整体向车身前后方向(断面厚度方向)变形并成为吸收、缓冲冲撞冲击的主要部分。 

这样，冲撞壁部2以在保险杠横梁10的前面壁11的车身上下方向的全区域延伸的方式(可将保险杠横梁10前面壁11的车身上下方向的全面制成罩的方式)增大其面积。因此，不通过行人对保险杠横梁10的冲撞位置在车身上下方向(垂直方向)的变位就能够使能量吸收功能发挥作用。另外，能够增大由保险杠横梁10前面壁11和冲撞壁部2构成的中空构造自体。因此，能够增大由冲撞壁部2的车身前后方向的变形而产生的车身冲撞时冲击的吸收、缓冲功能。 

另外，冲撞壁部2的形状只要是冲撞壁部2向保险杠横梁10的前方侧突出，就可自由地选择。即，如图1所示，作成圆弧状，也可以与侧壁3、4无角部地(无角部或无棱角地)形成。另外，将大台肩R的角部分别设于车身上下方向并将此作为冲撞壁部2的车身上下方向的两端部，也可以作为与侧壁3、4的交点。在设有角部(角部)的情况下，其易成为破坏的起点，因此，是作成大台肩R还是如图1所示作成圆弧状，优选消除角部。在具有上述角部的情况下，该角部就成为本发明上述的冲撞壁部2的车身上下方向的各端部。所谓没有该角部时的本发明上述的冲撞壁部2的车身上下方向的各端部，成为大致水平的侧壁部3、4和大致垂直方向的冲撞壁部2的适当的交点。 

在本发明中，虽然使冲撞壁部2在保险杠横梁10的前面壁11的车身上下方向全区域延伸，但其长度方向(车身宽方向)没必要在该前面壁11的长度方向(车身宽方向)全区域(全域)延伸。上述图1、2的本发明金属制冲击缓冲构件1之例作为代表性的构造，例示有使单一冲击缓冲构件1在保险杠横梁10的长度方向(车身宽方向)全区域(全域)延伸的情况。 

与之相对，只有保险杠横梁10的前面壁11的长度方向(车身宽方向)前面的必要部位及必要长度，将冲击缓冲构件1及冲撞壁部2部分地分割并多个设置。另外，只有保险杠横梁10的前面壁11的长度方向(车身宽方向)前面的不必要部分(不必要部位)，将冲撞壁部2部分地切口。 

在进行部分地分割这样的冲击缓冲构件1及冲撞壁部2的设置方法的情况下，特别是由撑条从后面支承保险杠横梁10的那种成为较性刚体的保险杠横梁10的两端部分必须进行行人腿部的保护，且必须分别设置冲击缓冲构件1。 

另一方面，在保险杠横梁10的长度方向(车身宽方向)中央部非部分地设置冲击缓冲构件1，而只将该部分作成吸收体。这样，在只有保险杠横梁10的前面壁11的长度方向前面的必要部位及必要长度，将冲击缓冲构件1及冲撞壁部2或部分地分割并设置时，能够实现所设置的冲击缓冲构件的轻量化。 

(侧壁部) 

冲击缓冲构件1的各上下侧的侧壁部3(图的上侧)、4(图的下侧)自冲撞壁部2的车身上下方向的各端部，沿向保险杠横梁10的车身前后方向延伸的侧壁13、14的外侧分别向车身后方伸长直到延伸到保险杠横梁后面壁12。其结果是由该侧壁部3、4和冲撞壁部2形成包围保险杠横梁10的形状的大致U字状断面形状。 

这样，在本发明中，冲击缓冲构件1的两侧壁部3、4的行程(长度)就成为将冲撞壁部2向车身前面方向的突出量(自保险杠横梁的前面壁11到冲撞壁部2的长度)和进一步向保险杠横梁10的车身前后方向延伸的侧壁13、14的长度加在一起的长度。因此，冲击缓冲构件1的两侧壁部3、4就成为比较大的行程(长度)。与之相对，在冲击缓冲构件1的突缘5、6由保险杠横梁10的前面壁11或者侧壁13、14支承的(自保险杠横梁的前面壁或者侧壁突出的)情况下，冲击缓冲构件的两侧壁部的行程就不可能成为比本发明的冲击缓冲构件1的两侧壁部3、4还相当小的长度。 

即，例如，即使冲撞壁部2不自保险杠横梁前面壁11很向车身前方突出，而是沿着保险杠横梁的前面壁，也能够持续确保两侧壁部3、4的行程至少保险杠横梁侧壁13、14的长度的量。因此，在本发明中，由车 身冲撞时的冲击导致的两侧壁部3、4的车身前后方向(断面厚度方向)的变形长度变长，能够降低荷载-变位关系(曲线)中的荷载的急陡增，能够使冲撞时的缓冲特性(行人保护特性)提高。另外，强度等保险杠横梁10侧的特性也不会受不良影响。 

(突缘) 

图1、2中，冲击缓冲构件1的安装壁部即突缘5、6具有从侧壁3、4的车身后方侧的端部沿保险杠横梁后面壁12的局部即突缘15(图的上侧)、16(图的下侧)向车身上下方向延伸，抵接各突缘15、16的前面侧(图的右侧面)的形状。而且，在该突缘15、16上，通过机械性的接合装置21等分别接合冲击缓冲构件1的突缘5、6。如图1、2所示，该21这样的接合在保险杠横梁10的突缘15、16以及冲击缓冲构件1的突缘5、6的长度方向(车身宽方向)，设置适宜必要的间隔而进行。 

如上所述，如果冲击缓冲构件1和保险杠横梁10的接合成为突缘彼此的接合，则可采用螺栓、铆钉等通用的机械性接合装置21及点焊等通用的焊接接合装置，从而接合的选择肢增加且接合自体也简便。 

另外，如上所述，冲击缓冲构件1被支承于保险杠横梁10的后面壁12侧。由此，通过与上述的突缘彼此接合的复合效果，在冲击缓冲构件1的长度方向，能够部分或全面性地自由地控制对冲击缓冲构件1的保险杠横梁10的支承、接合力。例如，在将冲击缓冲构件1的进行支承、接合的力作成比较强固的接合强度(支承强度)时，冲击缓冲构件的支承面就成为保险杠横梁后面壁的广域的面，在冲撞荷载作用时，即使接合部作成例如局部性的，也难以发生接合部的断裂等。因此，能够确保只确保行人保护所必需的能量吸收量的中空构造的断面厚度的变形。另一方面，在将此作成比较弱的接合强度时，通过加大螺栓及点焊等的间隔可实现，由此，能够很低地控制通用的焊接接合装置在冲撞时产生的反作用力及加速度。 

在所述特开2003-285704号中，使冲击缓冲构件的安装壁部接合于保险杠横梁的上下壁面。但是，在如此使冲击缓冲构件的安装壁部接合于保险杠横梁的上下壁面的情况下，在保险杠横梁为闭断面时，只能由自冲击缓冲构件的安装壁部的单侧接合(结合)。在该单侧接合方式中，只能焊接或钻预钻孔用盲铆钉等接合。此时，若用焊接，则在将保险杠横梁作成 铝合金制的情况下，由于焊接时的热影响，将产生部分性地强度降低。另外，在盲铆钉中，必须要额外地钻预钻孔的作业，在接合强度性上也变弱。因此，在支承冲击缓冲构件的安装壁部的力变弱且负荷冲撞荷载时，两者局部性的接合部容易产生断裂等。因此，难以确保确保行人保护所必需的能量吸收量的断面厚度方向的变形。特开2003-285704号在冲撞壁部和安装壁部通过金属薄板一体地形成这点，及由保险杠横梁前面和冲撞壁部构成中空构造并在车身冲撞时使冲撞壁部在断面厚度方向变形，从而缓冲车身冲撞的冲击这点上，与本发明相同。但是，由于安装于保险杠横梁的上下壁面，因此，存在上述单侧接合的问题及如上所述的冲击缓冲构件侧壁部的长度比较短且冲击缓冲构件的压缩变形长度变短的问题。其结果是荷载变位的初始荷载增高，产生缓冲特性(行人保护特性)降低等缺点。 

(突缘接合方法) 

冲击缓冲构件1的突缘5、6的向保险杠横梁的突缘15、16的接合方法可以用铆钉、螺栓等机械性的接合21。也可以变动之或与之组合而进行焊接。另外，该接合位置只要能确保接合强度，就是自由的，在保险杠横梁10(突缘15、16)以及冲击缓冲构件1(突缘5、6)的长度方向(车身宽方向)隔开适宜的间隔而设置。另外，通过完成该接合位置并改变接合间隔，能够改变冲击缓冲构件1的接合强度(支承强度)。例如，在必须有强固的接合强度的部位，选择结合力高的接合方法，或通过将接合间距作狭的方法提高接合强度(结合力)。另外，在希望低地控制冲撞时所产生的反作用力及加速度的情况下，选择结合力低的接合方法，或通过将接合间距作大的方法，降低接合强度(结合力)。 

(薄板一体形成) 

冲击缓冲构件1的冲撞壁部2、侧壁部3、4、接合用突缘5、6由其厚度为3.0mm以下的金属材料一体地形成。即，是成形一个铝合金板的构件等，这些冲撞壁部2、侧壁部3、4、接合用突缘5、6各构件由3.0mm以下的金属材料一体地形成。由此，与接合这些分别分割为冲撞壁部和侧壁部和接合用突缘的各构件而一体化的构件相比，冲击缓冲构件的制作变得容易。另外，不会造成由车身冲撞时的冲击导致的各接合部的断裂，能够提高冲撞时的能量吸收功能。当然，按照要求特性，冲撞壁部2、侧壁 部3、4、接合用突缘5、6的厚度都一样(相同)，另外，也可以不一样(使其不同)。此时，至少冲撞壁部2的厚度作成3.0mm以下，更优选作成2.0mm以下。 

作为金属材料，优选板厚(厚度)3.0mm以下的金属薄板。作为铝合金材料，例示板厚3.0mm以下的铝合金薄板。另外，作为强度高的钢材，优选板厚1.5mm以下的薄钢板。通过这些薄板的挤压成形，对于冲击缓冲构件1而言，优选冲撞壁部2、侧壁部3、4、接合用突缘5、6一体形成。 

若厚度乃至板厚(若厚度不薄)不减小，则行人冲撞时的冲撞荷载负荷引起的、确保行人的保护所必需的能量吸收量的断面厚度方向的开始产生变形的荷载就变高，就不能发挥作为冲击缓冲构件的功能。另外，在厚度超过3.0mm情况下，在用于在上述的保险杠横梁前面整体的大的(广的)面积的情况下，即使使用铝合金薄板制成，重量也增加，轻量化也困难。另外，作为构成冲击缓冲构件的铝合金材料，除压延板等薄板之外，只要可挤压板厚(壁厚)3.0mm以下的铝合金，则就可以将冲撞壁部2、侧壁部3、4作成铝合金挤压中空形材料一体地形成。 

另外，在不将这些冲撞壁部2和侧壁部3、4和接合用突缘5、6作成一体时，在将彼此分割的各构件进行接合并一体化的情况下，分割部乃至接合部必然存在。因此，将易从这些分割部乃至接合部断裂，仍然难以发生确保行人保护所必需的能量吸收量的断面厚度方向的变形，不能发挥作为冲击缓冲构件的功能。另外，冲击缓冲构件制造的工艺及成本也将增高。 

(变形部) 

在此，如图2所示，为了使冲撞壁部2的、行人冲撞时的冲撞荷载负荷引起的、断面厚度方向的变形易发生，而优选在冲撞壁部2的上下方向中央部具有成为变形起点的凹部(凹部)即变形部7。凹部的变形部7为了使不通过行人的冲撞位置就易发生断面厚度方向变形的效果发挥作用，而在冲撞壁部2的车身宽方向(长度方向)延伸设置。因此，设有该图2的变形部7的冲击缓冲构件1与不设置这样的变形部7的图1的穹型冲击缓冲构件相比，具有凹部7引起的所谓的双山型断面中空形状。另外，凹部的意思就是相对于荷载方向F而后退乃至凹着的意思。 

如由后述的实施例所证实的那样，设置有易发生该断面厚度方向变形 (横断面变形)的变形部7的图2的双山型冲击缓冲构件一方与不设置变形部7的图1的穹型冲击缓冲构件相比，只要其他条件相同，则最大加速度(最大荷载)小，另外，能量吸收量将会较大。该变形部7为了使易发生断面厚度方向变形的效果发挥作用，也可以不一定是上述凹部，也可以作成切口部及比其他部分还薄的薄壁部。但是，只要是凹部，则在由原板挤压成形冲击缓冲构件时等，就容易一体地成形，另外，上述变形促进效果也易发挥，故为优选。 

(在冲击缓冲构件整体的长度方向的形状) 

在图1、2中，保险杠横梁10在车身的设计上不是直线的，而是两端部后退、弯曲向车身前后方向，具有整体在长度方向向车身宽方向弯曲的形状。因此，冲击缓冲构件1也与该保险杠横梁10弯曲的形状一致且两端部后退、弯曲向车身前后方向，具有整体在长度方向向车身前后方向弯曲的形状。这样，在冲击缓冲构件1整体的长度方向的形状只要保险杠横梁10的车身宽方向的形状为直线，就作成直线性等适合保险杠横梁10的整体的长度方向的形状。 

(冲击缓冲构件的其他方式) 

作为冲击缓冲构件的其他方式，也可以使冲击缓冲构件1接合用突缘5、6的任一方或两方沿保险杠横梁10的突缘15、16的背面侧(图的左侧的面)进行接合。在这样的情况下，将冲击缓冲构件1的冲撞壁部2的车身上下方向的长度、及侧壁部3、4彼此的车身上下方向的间隔作成包含保险杠横梁10的突缘15、16的保险杠横梁10的车身上下方向的长度(高度)以上，确保侧壁部3、4的向车身后方的伸长的直线性。但是，冲击缓冲构件1的支承力比上述的图1、2的情况低。 

(冲击缓冲构件的材质) 

板厚为3.0mm以下的冲击缓冲构件的材质也可以用普通钢板及高张力钢板，但是，优选即使使用于在上述的保险杠横梁前面整体的广大面积也轻质且能量吸收效果大的铝合金。该铝合金的种类通常作为薄板及挤压形材，最佳且可选择地使用这种构造构件用途所通用的所谓AA乃至JIS规格的3000系、成形性良好且耐力比较高的5000系、6000系等通用(规格)铝合金(进行相抵于O、T4、T5、T6、T7等的要求性能的调质乃至 热处理的铝合金)。 

(保险杠横梁) 

图1、2所示的保险杠横梁10具有由连接前面壁11和后面壁12并大致水平且大致平行地配置的上侧侧壁13、下侧侧壁14构成的矩形闭断面中空部。另外，具有自保险杠横梁后面壁12分别延伸向车身上下方向的两个突缘15(上侧)、16(下侧)。将冲击缓冲构件1的安装壁部3(上侧)、4(下侧)与突缘15、16接合的结构，比无该突缘15、16而将安装壁部3、4和前面壁11直接接合的情况还易接合且有效。但是，作成由保险杠横梁后面壁侧支承冲击缓冲构件1的突缘5、6的方式，也可以不一定如图1、2所示使该突缘15、16自后面壁12的延长线上(相同面)突出。例如，使该突缘15、16是自保险杠横梁后面壁12侧但比后面壁12还靠车身前后方向的再前面侧的上侧侧壁13、下侧侧壁14向车身上下方向分别突出，由此，也可以作成由保险杠横梁的后面壁侧支承冲击缓冲构件1的突缘5、6的方式。 

(保险杠横梁的其他方式) 

也可以设置内加强筋而作为加强图1、2所示的保险杠横梁10的中空部的断面厚度方向(车身前后方向：横方向)的变形强度的方式，例如，也可以作成在图1、2的保险杠横梁10的矩形闭断面中空部横方向地置入一根内加强筋的断面、或作成横方向地平行置入两根内加强筋的断面。另外，也可以作成在图1、2的保险杠横梁10的矩形闭断面中空部置入十字状或X状的内加强筋的断面。进而，也可以组合成这些内加强筋，或者在不组合时将保险杠横梁10的上下侧壁13、14和后面壁12的连接部分(角部)的角R作大而使中空部的断面厚度方向的变形强度提高。 

在这些示例中，包括上述图1、2的保险杠横梁10将保险杠横梁的材质作成铝合金，且从在长度方向的中空断面形状的制作容易度看，试图作成铝合金中空挤压形材的方式。保险杠横梁10也可以用高张力钢板制，但是，优选更轻质且在金属薄板中也由板厚效果而致的能量吸收效果强的铝合金。通常，最佳且可选择地使用这种构造构件用途所通用的所谓AA乃至JIS规格的3000系及成形性良好用耐力比较高的5000系、6000系7000系等的通用(规格)铝合金中空挤压形材(进行相抵于O、T4、T5、T6、 T7等的要求性能的调质乃至热处理的铝合金)。 

另外，如上所述，表示了最佳例，但是，这些保险杠横梁侧的断面厚度方向的(横断面的)形状及钢制、铝合金制等的材质以汽车设计方的方便为主而决定。因此，在本发明中，勿论上述最佳例，由汽车设计方决定的各种断面厚度方向的(横断面的)形状及长度方向形状或材质等，可适用于各种保险杠横梁。 

(实施例) 

将上述图1和图2所示的本发明的保险杠系统解析模型化，使用通用的有限要素解析软件ABAQUS，通过解析求出假想行人冲撞的荷载时的静态抗压解析得到的加速度-变位关系。在发明例的本解析模型中，作成不设置缓冲板的模型。但是，作为本发明的使用方式，也可以在冲击缓冲构件1的前面侧配置由PP发泡薄膜等构成的缓冲板(组合成缓冲板也可以)。另外，也可以在图3所示的保险杠系统的下部、在冲撞时将腿部的下部向与冲撞方向相反的方向用箭头所示的力F1踢起而防止腿部过度折弯(大的弯曲角度)的另外的装置20等的组合。 

将上述解析模型示于图3。图3中，10为图1的保险杠横梁，11、12为保险杠横梁的前壁、后壁；1为冲击缓冲构件，2、3、4为冲击缓冲构件的冲撞壁部、侧壁部。另外，22为车身板，30为以所述欧州车辆委员会之新型车辆评价大纲为标准的模拟行人腿部的腿部冲击器的模型，31表示膝(关节)部分。 

在图3中，保险杠横梁10的打击位置(高度)h表示距地面的高度(mm)，以所述欧州车辆委员会之新型车辆评价程序为标准规定为340.0mm。另外，假定成行人的腿部在自保险杠横梁10的长度方向中央部向长度方向(车身宽方向)偏离100mm或300mm的位置进行冲撞的模型。以此作为打击位置并示于表1。 

在该解析中，以所述欧州车辆委员会之新型车辆评价大纲为标准，解析评价使模拟行人腿部的腿部冲击器以时速(初始速度)40km冲撞时的腿部冲击器承受的负荷(加速度)、膝的弯曲角度(冲撞方向)、膝的剪切变位(冲撞方向)。评价根据所述欧州车辆委员会的标准进行，以腿部冲击器30承受的负荷(加速度)为1500以下、膝的弯曲角度为15.0°以下、 膝的剪切变位为5.0以下的作为合格的标准。将这些结果示于表1。 

为了便于比较，对不设置冲击缓冲构件，而在上述图1所示的保险杠横梁10的前面侧只配置由11倍的泡沫率构成且在通用中最硬的PP发泡薄膜制的厚度40mm的缓冲板的比较例(现有例)7、8的保险杠横梁也同样地进行了解析。 

另外，解析条件使上述发明例、比较例都作成以下共同的条件。即，荷载的负荷作成如图1那样在各保险杠横梁10(冲击缓冲构件1的)的正面、中央部如箭头F那样所负荷的负荷。冲击缓冲构件1作成JIS6022铝合金板H调质材料、板厚0.8mm、1.2mm两种板的挤压成形品。 

挤压成形品即冲击缓冲构件1的外形尺寸、形状共同，作成长度(车身宽方向)与保险杠横梁10同为1400mm、冲撞壁部2的最大高度(车身上下方向)为90mm、冲撞壁部2的最大突出长度(自保险杠横梁前面壁11的车身前后方向的突出长度)为50mm、侧壁部3、4的各长度(从突缘5、6到冲撞壁部2的车身前后方向的长度)为95mm。突缘5、6车身上下方向的长度作成15mm。另外，在具有在冲击缓冲构件1的全长的凹部7的情况下，将凹部7的宽度(车身上下方向)作成70mm、深度将(车身前后方向)作成10mm。 

另外，保险杠横梁10为7000系铝合金挤压形材T5调质材、壁厚3.0mm。外形尺寸、形状共同，长度(车身宽方向)为1300mm；前面壁11、后面壁12的高度(车身上下方向)为87mm；前面壁11的厚度为2.3mm；后面壁12的厚度为2.0mm；突缘15、16的各长度(车身上下)为15mm；各侧壁13、14的长度(车身前后方向)为38mm、各厚度为2.2mm。 

由表1的结果可知，图1、2样式的发明例1～6即使行人的腿部打击位置偏离，最大荷载也小，能量吸收(EA)量也大。该结果是腿部冲击器承受的负荷(加速度)、膝的弯曲角度(冲撞方向)、膝的剪切变位(冲撞方向)小，满足所述欧州车辆委员会的合格标准。从而，可知发明例对冲撞时的行人腿部的损伤小。 

与之相对，对于不设置冲击缓冲构件而在所述图1所示的保险杠横梁10的前面侧只配置由PP发泡薄膜制构成的缓冲板的比较例(现有例)7、8，腿部冲击器30承受的负荷(加速度)、膝的弯曲角度及膝的剪切变位 等超越所述欧州车辆委员会的合格标准。这就是虽然具有缓冲板，但腿部和保险杠横梁10的前面侧冲撞于早期、剧烈荷载的陡增发生于早期的意思。从而，也证实了在只有现有的缓冲板中对冲撞时的行人腿部的损伤大。 

表1 

Claims (4)

1.一种车身用保险杠系统，其特征在于，包括：

保险杠横梁，所述保险杠横梁由位于车身前面侧的前面壁、在车身前后方向上延伸的侧壁、以及在两端具有突出的突缘部的后面壁构成，并具有由所述前面壁、所述侧壁以及所述后面壁封闭的中空断面构造；以及

设于所述保险杠横梁的前面侧的冲击缓冲构件，所述冲击缓冲构件由位于车身前面侧的冲撞壁部、从所述冲撞壁部的车身上下方向的各端部在车身前后方向上延伸的侧壁部、以及从所述侧壁部的车身后方侧的各端部分别在车身上下方向上突出的接合用突缘构成，所述冲撞壁部、所述侧壁部以及所述接合用突缘一体地形成，并且，所述冲击缓冲构件的所述冲撞壁部具有成为车身冲撞时变形的起点的凹部，

在此，所述冲击缓冲构件的所述冲撞壁部向所述保险杠横梁的前方侧突出，并且在沿车身上下方向延伸的所述保险杠横梁的所述前面壁的全区域的范围在车身上下方向上延伸，

所述冲击缓冲构件的所述侧壁部沿所述保险杠横梁的所述侧壁的外侧分别向车身后方伸长，直到所述保险杠横梁的所述后面壁，由所述侧壁部和所述冲撞壁部形成包围所述保险杠横梁的形状的断面形状，

并且，所述冲击缓冲构件的所述接合用突缘具有从所述侧壁的车身后方侧的端部沿所述保险杠横梁的后面壁的所述突缘部向车身上下方向延伸，抵接所述保险杠横梁的后面壁的所述突缘部的前面侧的形状，与所述保险杠横梁的所述后面壁的所述突缘部接合，

并且，所述冲击缓冲构件整体的长度方向的形状为直线性地适合所述保险杠横梁的整体的长度方向的形状，

并且，所述冲击缓冲构件由铝合金材料构成。

2.如权利要求1所述的保险杠系统，其特征在于，所述冲击缓冲构件比所述保险杠横梁壁薄。

3.如权利要求1所述的保险杠系统，其特征在于，所述保险杠横梁由铝合金制中空挤压形材构成。

4.如权利要求1所述的保险杠系统，其特征在于，所述冲击缓冲构件通过铝合金板的成形而一体地形成所述冲撞壁部和侧壁部和接合用突缘。

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