JP2003252134A - バンパレインフォース補強構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は補強板を有したバンパレインフォー
スに関し、バンパレインフォースの前面の空間を殆ど占
有することなく、バンパレインフォースの補強を図りう
るようにすることを目的とする。 【解決手段】 バンパレインフォース14の中央部におけ
る上面16C若しくは下面又はその双方に補強板16が長手
方向に延設され、補強板16は車体上又は下方向に開口し
た断面コの字状をなし、断面コの字状開口部18はバンパ
レインフォース14の対向面14Cに対して所定の高さの空
洞18を残し、バンパレインフォース14と補強板16との対
抗面14C, 16C間に距離xが残される。車体の前後方向に
おけるバンパレインフォース14と補強板16との対向面同
士が溶接固定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は乗用車などの車体
の前部及び後部構造に関し、詳しくは車体の前部又は後
部において幅方向に延び、サイドメンバの端部に固定さ
れるバンパレインフォースに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】乗用車などの車体においてサイドメンバ
の前端又は後端にはバンパレインフォースが車体幅方向
に延びるようにバンパステーを介して固定される。バン
パレインフォースは障害物などとの衝突に際してその衝
撃を受け止め、車体の保護を図るものである。バンパレ
インフォースの素材としてはアルミニューム押出し材よ
りコストを低減しうるため鋼材製の矩形断面の電縫管等
の金属管を使用したものがある。ところが、バンパレイ
ンフォースは車両両側のサイドメンバ間に張り渡すよう
に取付けられ、中間ではフリーであり、電縫管の場合は
内部が完全な空洞になっており、強度が足りないため、
中央部に加わる衝撃に対しては大きな曲げモーメントに
より、容易に座屈し、車両の損傷の原因となりえた。そ
こで、矩形断面のバンパレインフォースの中間部を補強
するため特開２００１−３２２５１７はバンパレインフ
ォースの前面に補強部材を設けたものを開示する。この
補強部材は断面コの字状板材の中間部をバンパレインフ
ォースの前面に向けて凹面状に絞ったものである。衝突
時にこの絞り加工部が圧縮荷重に対する剛性を高めるよ
うに挙動し、バンパレインフォースを補強するようにし
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】特開２００１−３２２
５１７の技術はバンパレインフォースの前面に補強部材
を設けることによりその補強を図ったものである。とこ
ろが、近年歩行者の保護の観点から、従来よりバンパレ
インフォースの前面に設けられていた緩衝用の発泡ポリ
ウレタン素材を大幅に厚くするようになっており、その
方向での法整備も進められている。従って、バンパレイ
ンフォースの前面の余裕がなくなる傾向となっており、
バンパレインフォース補強手段としてその前面に大きな
占有空間を持たない代替手段が希求されてきた。また、
バンパレインフォース前面の補強部材の分、車の全長が
延びることになり、車の運転性や車両スペース等におい
て問題となっていた。

【０００４】この発明はこのような現状に鑑みてなされ
たものであり、バンパレインフォースの前面の空間を殆
ど占有することなく、バンパレインフォースの補強を必
要に応じて図りうる新規な構造を提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、車体の幅方向に延びつつサイドメンバの端部に
固定される矩形断面の金属管材より成るバンパレインフ
ォースと、バンパレインフォースに固定される少なくと
も一つの補強部材とよりなる構造において、前記少なく
とも一つの補強部材は車体上下方向におけるバンパレイ
ンフォースとの対向面に開口した断面コの字状をなし、
前記開口部がバンパレインフォースの対向面に対して所
定の高さの空洞を残しつつ補強部材はバンパレインフォ
ースに溶接固定され、かつ前記補強部材はバンパレイン
フォースの中央部における長手方向に延設されているこ
とを特徴とするバンパレインフォース補強構造が提供さ
れる。

【０００６】請求項１の発明の作用・効果を説明する
と、断面コの字状の補強部材はその開口部がバンパレイ
ンフォースの上面若しくは下面に所定の高さの空洞を残
して対向するようにバンパレインフォースの中央部に配
置されている。そのため、衝突時にバンパレインフォー
ス前面にかかる荷重をバンパレインフォースのみならず
空洞の高さ分における補強部材の部分にも分散させるこ
とができ、補強部材がないとする場合におけるバンパレ
インフォース中央部の応力集中を緩和する。そのため、
衝突に対するバンパレインフォースの変形量を相対的に
減少し、座屈を防止することができ、車体の保護を図る
ことができる。そして、従来の補強部材とは異なり車体
前方における占有面積は実質的にゼロとすることができ
る。

【０００７】請求項２に記載の発明によれば、 請求項
１に記載の発明において、補強部材は金属管材を挟んで
一対設けられていることを特徴とするバンパレインフォ
ースが提供される。

【０００８】請求項２の発明の作用・効果を説明する
と、補強部材は上下に設けられているため補強部材によ
る荷重分散効果をより高めることができる。

【０００９】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
若しくは２に記載の発明において、前記金属管材はサイ
ドメンバに固定される両端部が車体に向けて曲折されて
おり、前記補強部材は金属管材の前記曲折部まで延設さ
れていることを特徴とするバンパレインフォースが提供
される。

【００１０】請求項３の発明の作用・効果を説明する
と、バンパレインフォースが両端で曲折されている構造
において、補強部材はその曲折部を補強することができ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下この発明の実施形態をサイド
メンバの前端にバンパレインフォースを設けた場合につ
いて説明するが、この発明はサイドメンバの後端におけ
るバンパレインフォースについても適用しうる。図１に
おいて１０はサイドメンバであり、車体の両側に設けら
れている。サイドメンバ１０の前端にバンパステー１２
の後端が固定される。１４はバンパレインフォースを示
し、矩形断面の鋼管により構成される。鋼管としてはコ
スト面から電縫管により構成することが好適である。電
縫管は、板材をロールによって矩形断面に成形し、通電
により対向端面を溶着し、管材とするものである。この
発明は電縫管に限定せず、アルミニューム素材のバンパ
レインフォースにも応用可能であるが、アルミニューム
素材の場合は押出しにより中間に突っ張りを有する断面
形状（“日”の字若しくは“目”の字状の断面形状な
ど）に成形することにより補強を図ることが容易であ
り、補強部材が必要ないことが多いため、この発明は電
縫管のように内部が完全に空洞であるため補強部材が別
途必要となる金属鋼管により好適である。

【００１２】バンパレインフォース１４はその両端14-1
が車体後方に曲折され、この曲折部14-1にバンパステー
１２の前端が固定される。図２（イ）は図１のバンパレ
インフォース１４の矩形断面形状を示し、車体の前方を
面した前面１４Ａと、車体の後方を面した後面１４Ｂ
と、車体の上方を面した上面１４Ｃと、車体の下方を面
した底面１４Dとを備えている。そして、バンパレイン
フォース１４の後面１４Ｂにバンパステー１２の前端が
図示しないボルトによって締結されている。

【００１３】この発明の補強部材としての補強板１６は
この実施形態ではバンパレインフォースの上側に１個設
けられ、断面コの字状をなし、図１に示すようにバンパ
レインフォース１４の中央部においてバンパレインフォ
ース１４の長手方向に延設されている。図２（イ）に示
す補強板１６の断面コの字状断面形状において、補強板
１６は前面１６Ａと、後面１６Ｂと、上面１６Ｃとを備
え、下向きの断面コの字状開口部16-1を形成している。
開口部16-1は下向き、即ち、バンパレインフォース１４
の上面１４Ｃに対向しておりかつ空洞１８がバンパレイ
ンフォース１４と補強板１６との上下方向の対抗面14C,
16C間に形成される。この空洞１８の高さ、即ち、対抗
面14C, 16C間の距離をｘにて表す。そして、バンパレイ
ンフォース１４と補強板１６との車体前方側の対向面、
即ち、車体前後方向の対抗面であるバンパレインフォー
スの前面１４Ａと補強板の前面１６Ａとが長手方向に沿
って間隔をおいた適当数の個所にて溶接され、溶接部を
２０にて示す。同様に、バンパレインフォース１４と補
強板１６との車体後方側の対向面、即ち、車体前後方向
の対抗面であるバンパレインフォースの後面１４Ｂと補
強板の後面１６Ｂとが長手方向に沿って間隔をおいた適
当数の個所２０´にて溶接される。

【００１４】バンパレインフォース１４を上面より見て
示す図３において、障害物Ａと矢印ｆ方向に衝突した場
合において、バンパレインフォースの車幅方向における
中央部に車体後方（図２の矢印ｇ方向）に向けた荷重が
加わる。この発明においては、補強板１６は図２（イ）
に示すようにその断面コの字状の開口部において空洞１
８（高さ＝x）が形成されるように設置しているため、
バンパレインフォース１４の上面１４Ｃが “日”の字
若しくは“目”の字の断面形状のバンパレインフォース
の突っ張りのように機能し、衝突によりバンパレインフ
ォース１４の車幅方向における中央部に加わる荷重をよ
り広い範囲に分散せしめ、バンパレインフォース中央部
における応力集中を緩和することができる。そのため、
バンパレインフォース１４を座屈に強い構造とすること
ができる。バンパレインフォース１４は補強板１６との
上下方向の対抗面14C, 16C間の間隔ｘの値は所望の補強
性能が得られるように適宜設定される。

【００１５】次に、図３で示すように補強板１６で補強
したバンパレインフォース１４の中央部全面において矢
印ｆに示すように障害物Ａに所定速度で衝突させたとき
の有限要素法によるモデル実験を実施した。図４の実線
イは図２（イ）に示すこの発明の構造の経過時間−変形
量特性を模式的に示しており、衝突開始からの変形量は
極大に達したのち最初の値に戻り、座屈が生じないこと
を表している。即ち、衝突により図２（イ）の矢印ｇ方
向（車体後方）の力がバンパレインフォース１４に加わ
るが、この発明ではバンパレインフォース１４に補強板
１６が高さ方向に空洞部１８が形成されるように固定さ
れ、補強板の高さｘの前面部分を補強材として有効に機
能させることができ、衝突荷重がより広範囲に分散され
るため、応力集中が生ぜず座屈に強い補強構造を提供す
ることが可能である。一方、図４の破線ロは図２の
（ロ）に示すように補強板の断面コの字状開口部に空間
が存在しない場合、即ち、バンパレインフォース１１４
と補強板１１６との上下方向の対抗面間の距離ｘ=0の場
合における図２（イ）と同一条件の有限要素法によるモ
デル実験の結果を模式的に示しており、この場合は衝突
開始からの変形量は極大を維持し、座屈が生じ、バンパ
レインフォースは中央部で折損してしまうことを表して
いる。即ち、図２（ロ）の場合は補強板１１６を有して
はいてもバンパレインフォース１１４の上方の高さが実
質的に増加しないため、バンパレインフォース中央部で
の応力の分散ができず、より低速度の衝突で応力集中が
起こり、充分な補強機能を得ることができないのであ
る。

【００１６】図５はこの発明の第２の実施形態のバンパ
レインフォースを示しており、この実施形態ではバンパ
レインフォース１４の上下に断面コの字状の補強板16,
16'が設けられている。バンパレインフォース１４に対
する補強板16, 16'の取付け構造は図２（イ）と同様で
あり、補強板16, 16'の断面コの字状開口部がバンパレ
インフォース１４の上、下面を面しており、かつ対抗
上、下面との間に所定高さの空洞18, 18'が形成され、
車体前後方向の対抗面同士が溶接部20, 20'において固
定される。バンパレインフォース１４の上下に補強板1
6, 16'を設けることによりバンパレインフォース１４の
中央部の補強をより効果的に行うことができる。

【００１７】図６は第３の実施形態を示し、この実施形
態においては、補強板１６は両端に曲折部16-1を備えて
おり、補強板１６はバンパレインフォース１４の両端の
曲折部14-1に至るまでバンパレインフォースの長手方向
に延設されている。補強板１６の両端の曲折部16-1の曲
折加工はバンパレインフォース１４への溶接に先立って
実施され、このとき、補強板１６の曲折部16-1の曲折角
度はバンパレインフォース１４の両端の曲折部14-1の曲
折角度に一致せしめられており、バンパレインフォース
１４の曲折形状に係らず補強板16, 16'を当てがうだけ
で、装着し溶接することが可能である。この実施形態で
は補強板１６によりバンパレインフォースの曲折部も補
強することができる効果がある。また、過剰にバンパレ
インフォース全体を補強することなく必要な部位へ補強
板の取付位置を上下に設定するだけで補強することが可
能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の補強板を有したバンパレイン
フォースの斜視図である。

【図２】図２の（イ）は図１のII−II線に沿って表され
る矢視断面図であり、（ロ）は補強板がバンパレインフ
ォースの対抗面に密着した非好適構成を示す。

【図３】図３はこの発明のバンパレインフォースの上面
図である。

【図４】図４はこの発明のバンパレインフォースに関し
有限要素法によるモデル実験における時間−変形量特性
を模式的に示すグラフである。

【図５】図５はこの発明の別の実施形態におけるバンパ
レインフォースの斜視図である。

【図６】図６はこの発明の更に別の実施形態におけるバ
ンパレインフォースの斜視図である。

【符号の説明】

１０…サイドメンバ １２…バンパステー １４…バンパレインフォース １６…補強板 １８…空洞 20, 20'…溶接部 ｘ…空洞高さ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 榊原 千尋 静岡県富士市青葉町19−１ ユニプレス株 式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体の幅方向に延びつつサイドメンバの
   端部に固定される矩形断面の金属管材より成るバンパレ
   インフォースと、バンパレインフォースに固定される少
   なくとも一つの補強部材とよりなる構造において、前記
   少なくとも一つの補強部材は車体上下方向におけるバン
   パレインフォースとの対向面に開口した断面コの字状を
   なし、前記開口部がバンパレインフォースの対向面に対
   して所定の高さの空洞を残しつつ補強部材はバンパレイ
   ンフォースに溶接固定され、かつ前記補強部材はバンパ
   レインフォースの中央部における長手方向に延設されて
   いることを特徴とするバンパレインフォース補強構造。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の発明において、補強部
   材はバンパレインフォースを挟んで一対設けられている
   ことを特徴とするバンパレインフォース補強構造。
3. 【請求項３】 請求項１若しくは２に記載の発明におい
   て、前記バンパレインフォース材はサイドメンバに固定
   される両端部が車体に向けて曲折されており、前記補強
   部材は金属管材の前記曲折部まで延設されていることを
   特徴とするバンパレインフォース。