JP2002331888A - バンパ取付構造 - Google Patents
バンパ取付構造Info
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- B60R19/26—Arrangements for mounting bumpers on vehicles comprising yieldable mounting means
- B60R19/34—Arrangements for mounting bumpers on vehicles comprising yieldable mounting means destroyed upon impact, e.g. one-shot type
Abstract
構造材に対する接続強度が高く、そして確実な衝撃吸収
ができるバンパ取付構造を提供する。 【解決手段】 衝撃吸収性能を有する支持部材1でバン
パ構造材7及び車体メンバ8を接続するバンパ取付構造
において、支持部材1は塑性変形する直管を部分的に縮
径又は拡径した外径の異なる小中大管体2,3,4を各管
体間の段差5,6を介して連ねた多段構造で、この支持
部材1端の大管体4を車体メンバ8に、小管体2をバン
パ構造材7に接続するバンパ取付構造である。
Description
する支持部材でバンパ構造材及び車体メンバを接続する
バンパ取付構造に関する。
備えて、衝撃を受けるバンパを車体メンバに接続してい
る。この場合、バンパが受けた衝撃を緩和して車体メン
バに伝達するため、衝撃吸収性能を有する支持部材を介
在するバンパ取付構造を用いる。こうしたバンパ取付構
造には、特公昭56-018412号、実公平06-028364号、そし
て実公平06-037014号等を例示することができる。
した外筒体に対し、別体の内筒体を没入させ、外筒体の
塑性変形を利用して衝撃を吸収する。内筒体の外筒体に
対する没入は、両者にわたって挿通したボルトが内筒体
底部に係合する運動を利用している。車体メンバに対す
る外筒体の接続は、外筒体端縁を当接してボルト等の係
止手段を用いると記載している。
メンバ)に対して「一定以上の加重が作用すると破断す
る固着部」により取り付けた第1衝撃吸収部材と、バン
パ構造材(フロントメンバ)に対して「一定以上の加重が
作用すると座屈する」第2衝撃吸収部材を固着した構造
である。第1衝撃吸収部材の固着部が破断すると、バン
パ構造材と共に第2衝撃吸収部材が後退し、車体メンバ
に接触した段階から座屈し始めて衝撃を吸収する。実公
平06-037014号は、車体メンバに対するアブソーバ(衝撃
吸収性能を有する支持部材、シリンダ構造を用いてい
る)の取付作業改善の技術である。
本的には、衝撃吸収性能を有する支持部材でバンパ構造
材及び車体メンバを接続する構成には変わりはないが、
具体的な構造は様々である。これは、バンパ取付構造に
求められる要求が、(1)衝撃吸収性能が高いこと、(2)車
体メンバ及びバンパ構造材と支持部材相互の接続強度が
高いこと、そして(3)確実に衝撃吸収ができること(信頼
性)、と多岐にわたるからである。このほか、バンパ取
付構造を構成する空間が限られているので(4)省スペー
ス化が必要であったり、(5)簡素な構成も望まれてい
る。そこで、前記(1)〜(5)の要求をバランスよく満たす
ように、塑性変形を利用した衝撃吸収性能を有する支持
部材を用いたバンパ取付構造を開発すべく、検討した。
が、衝撃吸収性能を有する支持部材でバンパ構造材及び
車体メンバを接続するバンパ取付構造において、支持部
材は塑性変形する直管を部分的に縮径又は拡径した外径
の異なる管体を各管体間の段差を介して連ねた多段構造
で、この支持部材端の管体の一方を車体メンバに、他方
をバンパ構造材に接続するバンパ取付構造である。塑性
変形による衝撃吸収性能は高く、バンパ取付構造に求め
られる要求(1)を満たす。
平06-028364号に見られるように、複数の部材で支持部
材を構成するのではなく、外径の異なる管体を各管体間
の段差を介して連ねた多段構造からなる支持部材を用い
ている。部材数の低減は、バンパ取付構造に求められる
要求(4)及び(5)を満たす。バンパ構造材に衝撃が加わる
と、外径の小さな管体(以下小管体)が外径の大きな管体
(以下大管体)との段差を塑性変形させながら大管体に没
入し、衝撃を吸収する。大管体に対する小管体の円滑な
没入を図るには、小管体外径<大管体内径になることが
望ましい。
るのが好ましい。この場合、中間部を最小径とした大管
体−小管体−大管体(前後の大管体の径は異なってもよ
い)や、逆に中間部を最大径とした小管体−大管体−小
管体(前後の小管体の径は異なってもよい)が考えられ
る。好ましくは、支持部材は外径の大きさ順に管体を連
ねた多段構造(すなわち小管体−中管体−大管体)で、
(a)最大外径の管体(大管体)を車体メンバに、最小外径
の管体(小管体)をバンパ構造材に接続する、又は(b)最
小外径の管体(小管体)を車体メンバに、最大外径の管体
(大管体)をバンパ構造材に接続する。この場合、小管体
外径<中管体内径、中管体外径<大管体内径の関係にな
ることが望ましい。
造材は車体メンバとの対向面(通常背面)に接続孔を開孔
してなり、支持部材端の管体の一方を前記接続孔に差込
み、この接続孔周縁及び管体側面を溶接にて接合する、
又は(ii)バンパ構造材は車体メンバとの対向面(通常背
面)を切除し、車体メンバに向けて開孔した接続孔を設
けたバンパ接続補助部を取り付けてなり、支持部材端の
管体の一方を前記接続孔に差込み、この接続孔周縁及び
管体側面を溶接にて接合する。それぞれバンパ構造材の
前面内側に対して、支持部材端の管体の一方端縁を当設
させ、バンパ構造材が受けた衝撃が支持部材の管体連結
方向に加わるようにする。
接続補助部は管体側面に接面する円筒壁を支持部材に向
けて突設し、この円筒壁周縁及び管体側面を溶接にて接
合する。前記円筒壁はバーリング加工により形成でき、
同時に接続孔を開孔することができる。この円筒壁を用
いた溶接は、溶接作業を容易にするほか、バンパ構造材
に衝撃が加わって支持部材が塑性変形を始めた際、溶接
による接合部位の剥離を抑制する。これは、バンパ取付
構造に求められる要求(2)及び(3)を満たす。
バに設けた支持環体に対して接続してなり、この支持環
体は前記管体の他方より外径が広く、この管体と連なる
管体の内径よりも狭い内外周に囲まれた支持面と、この
支持面内側に没入孔を開孔するとよい。ここで、支持部
材が小管体−中管体−大管体の3段構造で、小管体をバ
ンパ構造材、大管体を車体メンバに接続するとすれば、
「支持部材端の管体の他方」は大管体、「この管体と連
なる管体」は中管体となる。すなわち、支持面は大管体
外径より広い外周と中管体内径よりも狭い内周とに囲ま
れる。3段構造の場合、更に内周は小管体外径より広い
ことが望ましい。
り接近する大管体と中管体との段差を支持し、塑性変形
が支持面に当設して接合した大管体端縁に及ばないよう
にする。これにより、支持部材が衝撃吸収する際に大管
体端縁が剥離することを防止できる。これは、バンパ取
付構造に求められる要求(2)及び(3)を満たす。しかし、
支持面内側には没入孔を開孔しているので、小管体は塑
性変形に従って支持環体内を抜けて没入できる。これ
は、塑性変形範囲を大きくするものであるから、バンパ
取付構造に求められる要求(1)を満たす。
難しい場合は、支持部材端の管体の他方と車体メンバと
は支持環体を設けた車体接続補助部を介して接続してな
り、この支持環体は前記管体の他方より外径が広く、こ
の管体と連なる管体の内径よりも狭い内外周に囲まれた
支持面と、この支持面内に没入孔を開孔した構成とす
る。
て、図を参照しながら説明する。図1は本発明を適用し
たバンパ取付構造の一例を示す断面図、図2は同バンパ
取付構造の組付関係を表す背面方向から見た斜視図、図
3は別例のバンパ取付構造を示す断面図、図4は更に別
例のバンパ取付構造を示す断面図、図5は同バンパ取付
構造の組付関係を表す背面方向から見た斜視図であり、
図6は図4に示すバンパ取付構造における衝撃吸収の状
態を表す図4相当断面図である。
ば図1に見られるように、塑性変形する金属製直管の一
端側を縮径し、また他端側を拡径して外径の異なる小管
体2、中管体3及び大管体4を構成し、各管体間の段差
5,6を介して連ねた3段構造である。すなわち、中管
体3のみ素管で、縮径した小管体2は中管体3に対して
厚肉、逆に拡径した大管体4は中管体3に対して薄肉で
ある。図から明らかなように、各段差5,6は連なる管
体相互にそれぞれ折り返した傾斜を有しており、衝突時
の塑性変形開始を容易にしている。
ンパ構造材7に、大管体4を車体メンバ8に接続する構
成のバンパ取付構造である。本例のバンパ構造材7は、
図2に見られるように、1枚の板材をロール成形し、バ
ンパ上面9及びバンパ下面10に平行な補強リブ11をバン
パ前面12及びバンパ背面13にわたって架設した断面日の
字形の構造である。バンパ構造材7の端部は、支持部材
1取付のため、バンパ背面13を切除し、バンパ前面12に
続く一部を残してバンパ上面9及びバンパ下面10を切り
欠き、カバー様のバンパ接続補助部14を覆設している。
バンパ構造材7に対するバンパ接続補助部14の取付は、
バンパ構造材7の補強リブ11及びバンパ下面10それぞれ
に上方から接面する上下横フランジ15,16と、バンパ背
面13外側に宛てがう縦フランジ17とを有し、それぞれバ
ンパ構造材7にボルト止め、リベット止め又は溶接によ
る。このバンパ接続補助部14の接続面18には、小管体2
を差込む接続孔19を設けている。
2、中管体3及び大管体4からなる3段構造で、バンパ
接続補助部14の接続面18に開孔した接続孔19から小管体
2を差込み、小管体端縁20をバンパ構造材7のバンパ前
面12内側に当接させ、小管体側面21を接続孔周縁22と溶
接により接合している(図2中小管体側面21一点鎖線は
溶接部位を図示)。小管体端縁20はバンパ前面12内側に
密接させる必要はないが、できるだけバンパ前面12内側
に接近させるとよい。小管体端縁20がバンパ前面12内側
に接近するほど、バンパ構造材7に衝撃が加わった直後
から支持部材1が塑性変形し、低荷重での変形分を極力
減らすことができる。
設けた(又は車体メンバの構成材により形成される)没入
孔23を囲むように大管体端縁24を当接させ、溶接により
接続している。段差5,6の塑性変形によって小管体2
又は中管体3は、前記没入孔23に向かって後退し、特に
小管体2は没入孔23から車体メンバ8内へと没入する。
このように、車体メンバ8内へ小管体2又は中管体3が
没入する没入孔23を設けておくと、実際に支持部材1が
占める範囲を抑えながら、塑性変形に寄与する空間を十
分に確保でき、省スペース化を達成できる。
3に見られるように、バンパ構造材7端部に取り付けた
バンパ接続補助部25に支持部材1を接続する。本例のバ
ンパ接続補助部25は、前面側カバー26と背面側カバー27
とを最中合わせにした中空部材で、各カバー26,27端面
でバンパ構造材7のバンパ前面12及びバンパ背面13外面
を挟んで溶接し、バンパ構造材7と一体にしている。支
持部材1のバンパ構造材7への接続は、屈曲した背面側
カバー27の窪み面28に設けた接続孔19に小管体2を差込
み、小管体端縁20を前面側カバー12内面に当接させた状
態で小管体側面21を円筒壁周縁29に溶接する。
窪み面28に設けた接続孔19を囲むように、支持部材1へ
向けた円筒壁30をバーリング加工により設けている。小
管体2は、前記円筒壁内面31と小管体側面21とを接面
し、円筒壁周縁29及び小管体側面21を溶接している。こ
のような円筒壁周縁29と小管体側面21との溶接は、溶接
作業が容易である。このようなバンパ接続補助部25と小
管体2との接続は、小管体2がバンパ前面12内側に押さ
れるよりも、バンパ構造材7と一体に後退するバンパ接
続補助部25の移動に伴う前記円筒壁30との溶接により引
っ張られ、中大管体3,4に向けて没入する。円筒壁内
面31が小管体側面21に接面しているので溶接部位の剥離
が起きにくい。特に、単に接続孔周縁と小管体側面とを
溶接した場合に比べ、低荷重での剥離がなく、支持部材
1の塑性変形による衝撃吸収の作用を確実に発揮させ
る。
は、車体メンバ8にボルト止め、リベット止め、溶接等
により固着した屈曲した板材からなる車体接続補助部32
により接続平面33を形成し、大管体端縁24を接面して、
溶接により接合している。上記例示と異なり、バンパ構
造材7及び車体メンバ8とは別体のバンパ接続補助部25
及び車体接続補助部32をそれぞれ用いたことにより、支
持部材1端の両管体端縁20,24はいずれも対応面に密着
して接面できる。また、バンパ接続補助部25や車体接続
補助部32を用いると、接続孔19や没入孔23等の加工が容
易になる利点もある。
設けた円筒壁30は、低荷重での衝撃によるバンパ接続補
助部25と支持部材1との接続の分離(例示では溶接部位
の剥離)が生じないようにした構成である。対する車体
メンバ8への接続については、図4及び図5に見られる
バンパ取付構造を用いる。本例のバンパ接続補助部34
は、前面側カバー35がバンパ構造材7のバンパ12前面内
面に、背面側カバー36がバンパ背面13外面に接面し、ボ
ルト止め、リベット止め又は溶接によりバンパ構造材7
と一体化している。これにより、図6に見られるよう
に、バンパ構造材7のバンパ前面12及びバンパ背面13が
それぞれ前面側カバー35及び背面側カバー36を押し、支
持部材1へと衝撃を伝達できる。そのほか、前面側カバ
ー35及び背面側カバー36の最中合わせとして、円筒壁30
に囲まれた接続孔19を背面側カバー36に設け、前記接続
孔19に小管体2を差込んで円筒壁周縁29と小管体側面21
とを溶接している点は、図3例示と同様である。
バ8に接続するのではなく、車体接続補助部37を介して
車体メンバ8と接続する。本例の車体接続補助部37は、
没入孔23を囲むように円環状の支持面38を配した支持環
体39を設けている。この支持環体39は、車体接続補助部
37を構成する板材に対する補強リブの働きも併せ持つ。
支持環体39は、接合する大管体外径R1よりも広く、中間
体内径R2より狭い支持面38を有し、支持面38内側の没入
孔23は小管体外径R3よりも大きくなっている。これは、
衝撃による支持部材1の塑性変形において、中大管体間
の段差6は支持面38に当接して塑性変形が抑制されなが
ら、小中管体間の段差5は支持面38内側の没入孔23へ入
り込み、小管体2が没入孔23に没していくことができる
ことを意味する。
前方から衝撃Fが加わった場合、バンパ構造材7は一部
変形又は破損しながらも相対的に後方へと押し下がる。
仮に、バンパ構造材7とバンパ接続補助部34との接合部
位が変形しても、バンパ前面12がバンパ接続補助部34の
前面側カバー35を、バンパ背面13が背面側カバー36を押
すので、バンパ構造材7に対するバンパ接続補助部34の
追随性は阻害されない。そして、バンパ接続補助部34
は、円筒壁周縁29と接続した小管体側面21を引きずり、
前面側カバー35内面で小管体端縁20を押し、衝撃Fを支
持部材1へと伝達する。支持部材1は、この衝撃Fを段
差5,6に続く管体側面の捲れ込み=塑性変形により吸
収する。前記塑性変形は全体的に均一に発現するのでは
なく、実際には各管体の肉厚の関係から、まず中大管体
間の段差6が引き延ばされるように塑性変形し、中管体
3が前記段差6から続く大管体側面40を捲り込むように
没入孔23へ向けて押込んでいく。
に当接すると、以降の大管体側面40の塑性変形が抑制さ
れてしまう。こうして、塑性変形が大管体端縁24の支持
面38への当接部位への伝搬を防止し、溶接による接合が
剥離させない。以後は、衝撃Fの残余を吸収するため、
続いて小中管体間の段差5が引き延ばされるように塑性
変形し、小管体2が前記段差5から続く中管体側面41を
捲り込むように没入孔23へ向けて押込んでいく。この塑
性変形は、肉厚の関係から大管体側面40を捲り込む塑性
変形より大きな力を必要とし、よりよく衝撃Fを吸収で
きる。
差6を支持する構成は、例えば小管体2が中管体3に対
して傾倒した状態(管体相互の軸芯がずれた場合)に、併
せて中管体3が傾倒することを抑制し、小管体2の没入
を保証する。小管体2が傾倒しても、中大管体間の段差
6が支持面38に当接して、小管体2に続けて中管体3が
傾倒することを防止できるからである。このように、支
持環体39は、中管体3の没入を規制して大管体端縁24と
車体接続補助部37との接続分離(本例では溶接部位剥離)
を防止すると共に、衝撃吸収をもたらす小管体2の没入
孔23への没入を保証する役割を有している。
管体2,3,4が個別又は一体に塑性変形することで、短
い距離で効率的な衝撃吸収を可能にする。いわば支持部
材1全長を段数分だけ折畳む塑性変形である。この塑性
変形は、設計した変形方向に働く限り必要十分な衝撃吸
収を発揮するが、従来の同様な塑性変形を利用したバン
パ取付構造は、前記変形方向の確保に要する構造が複雑
になりがちで、塑性変形量を犠牲にすることも少なくな
かった。本発明は、円筒壁30によるバンパ構造材7側の
接続と、支持環体39による車体メンバ8側の接続とによ
り、変形方向の保証、塑性変形量の確保とを両立させ、
しかも接続分離のない、すなわち信頼性の高い衝撃吸収
機構を構成するバンパ取付構造を提供する。
を有する支持部材でバンパ構造材及び車体メンバを接続
するバンパ取付構造として、(1)高い衝撃吸収性能、(2)
高い接続強度、(3)高い信頼性、(4)省スペース化、(5)
簡素な構成をそれぞれよりよく実現する。まず、(1)高
い衝撃吸収性能については、管体を連ねた多段構造の支
持部材自身の良好な衝撃吸収性能に加え、バンパ構造材
の前面内側に対して管体端縁を略当接状態で接続するバ
ンパ取付構造は、低荷重での塑性変形分を低減し、衝撃
吸収効率を向上させる点を挙げることができる。この要
求(1)の充足は、バンパ取付構造全体の小型化、簡素化
を招くから、(4)省スペース化や(5)簡素な構成をも実現
する効果を有する。
材への接続を図る接続孔を囲むようにして設けた円筒壁
と管体側面との溶接や、車体メンバへの接続を図る支持
環体の支持面による管体端縁の接合によって、要求を満
たす。前者である円筒壁と管体側面との溶接は、管体の
延在方向と円筒壁の立設方向とを一致させることで、溶
接による接合の剥離を防止して接続強度を高める。ま
た、円筒壁と管体側面との溶接が容易になる効果をもた
らす。後者である支持環体の支持面による管体端縁の接
合は、支持部材の塑性変形が前記接合部位へ及ぶことを
防止して、接続強度を高める。いずれも、動的な衝撃吸
収に際する塑性変形時におけるバンパ構造材及び車体メ
ンバと支持部材との接続強度を維持、向上させるもの
で、同時に(3)高い信頼性をもたらす効果である。
断面図である。
見た斜視図である。
る。
見た斜視図である。
状態を表す図4相当断面図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 衝撃吸収性能を有する支持部材でバンパ
構造材及び車体メンバを接続するバンパ取付構造におい
て、支持部材は塑性変形する直管を部分的に縮径又は拡
径した外径の異なる管体を各管体間の段差を介して連ね
た多段構造で、該支持部材端の管体の一方を車体メンバ
に、他方をバンパ構造材に接続したことを特徴とするバ
ンパ取付構造。 - 【請求項2】 支持部材は外径の大きさ順に管体を連ね
た多段構造で、最大外径の管体を車体メンバに、最小外
径の管体をバンパ構造材に接続した請求項1記載のバン
パ取付構造。 - 【請求項3】 支持部材は外径の大きさ順に管体を連ね
た多段構造で、最小外径の管体を車体メンバに、最大外
径の管体をバンパ構造材に接続した請求項1記載のバン
パ取付構造。 - 【請求項4】 バンパ構造材は車体メンバとの対向面に
接続孔を開孔してなり、支持部材端の管体の一方を前記
接続孔に差込み、該接続孔周縁及び管体側面を溶接にて
接合した請求項1記載のバンパ取付構造。 - 【請求項5】 バンパ構造材には管体側面に接面する円
筒壁を支持部材に向けて突設し、該円筒壁周縁及び管体
側面を溶接にて接合した請求項4記載のバンパ取付構
造。 - 【請求項6】 バンパ構造材は車体メンバとの対向面を
切除し、車体メンバに向けて開孔した接続孔を設けたバ
ンパ接続補助部を取り付けてなり、支持部材端の管体の
一方を前記接続孔に差込み、該接続孔周縁及び管体側面
を溶接にて接合した請求項1記載のバンパ取付構造。 - 【請求項7】 バンパ接続補助部には管体側面に接面す
る円筒壁を支持部材に向けて突設し、該円筒壁周縁及び
管体側面を溶接にて接合した請求項6記載のバンパ取付
構造。 - 【請求項8】 支持部材端の管体の他方は車体メンバに
設けた支持環体に対して接続してなり、該支持環体は前
記管体の他方より外径が広く、該管体と連なる管体の内
径よりも狭い内外周に囲まれた支持面と、該支持面内側
に没入孔を開孔した請求項4又は6記載のバンパ取付構
造。 - 【請求項9】 支持部材端の管体の他方と車体メンバと
は支持環体を設けた車体接続補助部を介して接続してな
り、該支持環体は前記管体の他方より外径が広く、該管
体と連なる管体の内径よりも狭い内外周に囲まれた支持
面と、該支持面内側に没入孔を開孔した請求項4又は6
記載のバンパ取付構造。
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