JP2004268621A

JP2004268621A - バンパ補強材

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Publication number: JP2004268621A
Application number: JP2003058481A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yoshida; 寛吉田; Koji Shimozu; 晃治下津
Original assignee: Asteer Co Ltd
Current assignee: Asteer Co Ltd
Priority date: 2003-03-05
Filing date: 2003-03-05
Publication date: 2004-09-30
Anticipated expiration: 2023-03-05
Also published as: JP4267939B2

Abstract

【課題】衝撃印加時に強度を低下させず、また支持部材が衝撃吸収装置を兼ねている場合にこの支持部材の衝撃吸収性能を妨げない開断面構造のバンパ補強材を提供する。
【解決手段】前面３、上面５及び下面６からなる開断面構造で、前面３内側に接合した支持部材２により車体メンバ１９に対して支持されるバンパ補強材１において、水平面内で支持部材２の軸線と交差する上面５又は下面６の縁部７，８を前記軸線を含む範囲で上下方向外側へ拡開して上面５又は下面６に膨出面１０，１０を形成したバンパ補強材１である。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、前面、上面及び下面からなる開断面構造で、前面内側に接合した支持部材により車体メンバに対して支持されるバンパ補強材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
前面、上面及び下面からなる開断面構造で、支持部材により車体メンバに対して支持されるバンパ補強材は、構造が簡素で、車両重量に応じた設計変更が容易な上、材料コストも低減できる利点がある。こうしたバンパ補強材は、上面及び下面の縁部に対して支持部材を接合することもある（特許文献６）が、多くは前面内側に支持部材を接合し、車体メンバに対してバンパ補強材を支持する（特許文献１〜５）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−０４７９５２号公報（２〜５頁、図１及び図２）
【特許文献２】
特開２００１−０８８６３４号公報（６〜７頁、図１４〜１７）
【特許文献３】
米国特許第３１４６０１４号明細書（３〜４頁、図１〜３）
【特許文献４】
米国特許第３９９８４８５号明細書（３〜４頁、図１）
【特許文献５】
独国特許出願公開第１０００２３７９号明細書（２頁、図１）
【特許文献６】
独国特許出願公開第１０１００８７５号明細書（２頁、図１〜４）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
バンパ補強材を用いる上での留意点は、バンパ補強材自身が有する強度を最大限活かす点にあり、これは開断面構造のバンパ補強材でも変わらない。ところが、支持部材を開断面構造の前面内側に接合した場合、前面前方から衝撃を受けると、前記接合点を中心に上面及び下面が上下方向内側に折れ込んで来て（内折れして）、バンパ補強材の強度を急激に低下させてしまう問題がある（図５参照）。
【０００５】
上記内折れの問題を解消する手段として、例えば上面及び下面内側を結ぶ衝立であるバルクヘッドをバンパ補強材内に取り付ける対策が挙げられる。しかし、バルクヘッドを用いる前記対策は、部品点数の増加、重量の増加、そして材料コスト及び組立コストの増加等の問題を新たに招くことになる。
【０００６】
また、支持部材が衝撃吸収装置を兼ねる場合、内折れした上面及び下面が支持部材に干渉し、支持部材が衝撃吸収性能を発揮できない虞れがある。例えば、支持部材が多段管体構造で、前段が後段に没入する塑性変形により衝撃エネルギーを吸収する衝撃吸収装置である場合、内折れした上面及び下面が塑性変形を阻害したり、前記上面及び下面が前後段の間の段差に干渉して前段の没入そのものを妨げる虞れがある。
【０００７】
こうした上面又は下面の内折れによる問題を解決するには、バンパ補強材の断面を大きくすることで解消できるが、それではバンパ補強材の重量増加を招いたり、エンジンに取り込む冷却風の通過面積を狭くする等の問題を招いてしまう。また、干渉する部位のみを切除し、別途干渉しない構造の部材を接合する等の対策も考えられるが、強度バランスが難しく、重量及びコスト増の点で不利となる。そこで、衝撃印加時に強度を低下させず、また支持部材が衝撃吸収装置を兼ねている場合にこの支持部材の衝撃吸収性能を妨げない開断面構造のバンパ補強材について検討した。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
検討の結果開発したものが、前面、上面及び下面からなる開断面構造で、前面内側に接合した支持部材により車体メンバに対して支持されるバンパ補強材において、支持部材の上下方向にあたる上面又は下面の縁部を上下方向外側へ拡開して上面又は下面に膨出面を形成したバンパ補強材である。「支持部材の上下方向にあたる上面又は下面の縁部」とは、水平面内で支持部材の軸線と交差する上面又は下面の縁部を指し、膨出面は前記縁部を前記軸線を含む範囲で上下方向外側へ拡開して膨出面を形成する。
【０００９】
本発明のバンパ補強材は、上面又は下面に形成した膨出面により、支持部材の軸線を含む範囲で部分的に剛性を高めて内折れを防止する。また、仮に内折れしても予め上下方向外側に拡開しておくことで、膨出面形成前の上面又は下面より大きく折れ込まないように、内折れの程度を緩和する。内折れの程度が上面及び下面で異なる場合、上面又は下面のいずれか一方にのみ膨出面を形成してもよいが、通常上面及び下面双方に鏡面対称な一対の膨出面を形成することが望ましい。
【００１０】
ここで、本発明のバンパ補強材を車体メンバに対して支持する支持部材は、単なる棒体、板体又はこれらの組み合わせからなる部材でもよい。しかし、上面又は下面の内折れを防止又は緩和する働きを有することから、多段管体の前段を後段に没入させる塑性変形により軸線方向に圧縮する衝撃吸収装置を兼ねた支持部材である場合に、本発明は特に有効である。
【００１１】
具体的な膨出面は、（ａ）水平面内で支持部材の軸線と交差する上面又は下面の縁部を、前記軸線を中心として線対称に拡開して上面又は下面に形成し、また（ｂ）支持部材の軸線に直交する垂直線上に中心を有する円弧状に上面又は下面の縁部を上下方向外側へ拡開して形成するとよい。すなわち、膨出面は、少なくとも水平面内において支持部材に対して左右均等に形成するとよく（前記（ａ））、更には支持部材から膨出面の縁部までの距離に差がなくなるように前記縁部を拡開して形成するとよい（前記（ｂ））。
【００１２】
こうした膨出面は、本来平坦な上面又は下面の一部を上下方向外側に拡開して形成することから、上面又は下面と同一面でない面で構成される。これから、上面又は下面の一部を面直交方向に変位させて段差側面を形成し、上面又は下面と平行な膨出面を形成できるし、上面又は下面から連続して変位させ、全体が湾曲した膨出面を形成してもよい。後者の場合、膨出面は縁部から前面や上面又は下面の延在方向に向けて下り勾配を有する。
【００１３】
また、膨出面は、上面又は下面の内折れを防止又は緩和するが、好ましくは前記内折れを防止できる方がよい。そこで、膨出面は、フランジを形成した上面又は下面の縁部を、前記フランジを含めて上下方向外側に拡開して形成するとよい。フランジは、上下方向内向き、外向きを問わないが、できる限り支持部材との緩衝を避ける観点から、支持部材から遠ざかる向きとなる上下方向外向きのフランジが好ましい。また、フランジは膨出面を形成する範囲の縁部に設ければよいが、好ましくは膨出面を形成する範囲を超える範囲にわたる縁部、より好ましくは上面又は下面の縁部全域に連続して設けるとよい。フランジを含めて拡開して形成した膨出面は剛性が高まり、上面又は下面の内折れをより難しくする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図を参照しながら説明する。図１は本発明に基づくバンパ補強材１の組付状態を表した斜視図、図２は同バンパ補強材１の支持部材２の軸方向断面図、図３は同バンパ補強材１を支持部材２側から見た背面図、図４はバンパ補強材１の前面３に衝撃Ｆが印加された状態を表した同バンパ補強材１の図２相当断面図であり、図５は膨出面を形成しない開断面構造のバンパ補強材（従来のバンパ補強材）４の前面に衝撃Ｆが印加された状態を表した図４相当断面図である。
【００１５】
本例のバンパ補強材１は、図１〜図３に見られるように、前面３、上面５及び下面６からなる開断面構造で、上面５及び下面６の各縁部７，８に上下方向外向きのフランジ９，９をバンパ補強材１の延在方向全域（図１中バンパ補強材は図奥に延在しているが、図示は省略している）にわたって形成している。このバンパ補強材１は、１枚の原板からロール成形により、まず膨出面のない基本断面形状（断面Ｃ型のチャンネル構造）を形成し、続いてプレス成形により膨出面１０，１０を形成する。
【００１６】
本例の支持部材２は、前段の小管体１１及び後段の大管体１２からなる２段管体構成の衝撃吸収装置を兼ねている。この支持部材２は、バンパ補強材１が受けた衝撃により、前段の小管体１１を後段の大管体１２に没入させることにより、段差１３から大管体１２にかけてが内側に捲れ込む塑性変形を起こし、軸線方向（小管体１１及び大管体１２の並び方向）に圧縮することで衝撃エネルギーを吸収する。
【００１７】
上記支持部材２は、支持部材前端（小管体前端）１４を前面３内側に当接させた状態で溶接し、更に支持部材前端１４断面を実質的に拡大する補助カバー１５を前記支持部材前端１４に対して覆設し、この補助カバー１５の前周縁１６をバンパ補強材１の前面３に、側周縁１７を小管体１１の側面にそれぞれ溶接している。また、支持部材後端（大管体後端）１８を車体メンバ１９前端に設けた支持受面２０に当接し、溶接している。
【００１８】
本例の膨出面１０，１０は、水平面内で支持部材２の軸線と交差する上面５及び下面６の縁部７，８を、前記軸線を中心として線対称、かつ前記軸線に直交する垂直線上に中心を有する円弧状に、フランジ９，９を含めて上下方向外側へ拡開して形成している。こうして形成した膨出面１０，１０は、平面視半月状で、支持部材２の軸線上の縁部７，８が最も高い湾曲面になっている。
【００１９】
このバンパ補強材１の前面３に前方から衝撃Ｆが印加される（例えば車両の全面衝突等）と、図４に見られるように、バンパ補強材１から支持部材２へと衝撃Ｆが伝達され、支持部材２の小管体１１が大管体１２に没入することでバンパ補強材１を後退させる。このとき、バンパ補強材１の前面３に印加される衝撃Ｆを仔細に見ると、上下方向中段付近では支持部材２にそのまま衝撃Ｆが伝達されるが、上下方向上段及び下段では中段に対して内側に向けた方向に衝撃Ｆが印加され、上面５及び下面６は、前面に対する折曲縁２１，２１を、又は補助カバー１５の前周縁１６を軸として内折れする（図４中白抜き矢印参照）。
【００２０】
ここで、上面５及び下面６に膨出面がなければ、図５に見られるように、上面５及び下面６は大きく内折れし、支持部材２の大管体１２に上面５及び下面６の縁部７，８又はフランジ９，９が干渉（図５中、内折れした上面５及び下面６の縁部７，８の間隔Ｌ＜大管体１２の外径Ｄ）し、バンパ補強材１の後退を制限してしまう。しかし、本発明のように膨出面１０，１０を上面５及び下面６に形成しておくと、膨出面１０，１０が上面５及び下面６の剛性を部分的に高め、上面５及び下面６の内折れを防止又は緩和できる（図４中、内折れした上面５及び下面６の縁部７，８の間隔Ｌ＞大管体１２の外径Ｄ）。これにより、開断面構造のバンパ補強材１における衝撃印加時の急激な強度低下を防止できる。
【００２１】
また、膨出面１０，１０は支持部材２から離隔する方向に拡開して形成しているため、仮に内折れが大きくても、上面５及び下面６の縁部７，８又はフランジ９，９が大管体１２に干渉する虞れが少ない。特に、本例では上面５及び下面６の縁部７，８に設けたフランジ９，９が共に上下方向外向きであるため、支持部材２（特に大管体１２）に向けて膨出面１０，１０が内折れできる許容度が大きい。このように、本発明のバンパ補強材１は、第一に上面５又は下面６の内折れを防止又は緩和しつつ、第二に内折れによる支持部材２への干渉をできるだけ回避することで、開断面構造のバンパ補強材１における内折れの問題を解消している。
【００２２】
図６は上面５にのみ膨出面１０を設けたバンパ補強材２２の図２相当断面図、図７は下面６にのみ膨出面１０を設けたバンパ補強材２３の図２相当断面図、図８は上面５及び下面６の縁部７，８に設けるフランジ２４，２４が上下方向内向きであるバンパ補強材２５の図２相当断面図で、図９は別例の膨出面２６，２６を上面５及び下面６に形成したバンパ補強材２７の組付状態を表した図１相当斜視図である。
【００２３】
本発明における膨出面は、上面及び下面にそれぞれ設け、各膨出面が支持部材の軸線を挟んで線対称の形状で、かつ上下方向に鏡面対象であることが好ましい。しかし、バンパ補強材の仕様や要求性能に応じて、例えば図６に見られるように上面５にのみ膨出面１０を設けたり、図７に見られるように下面６にのみ膨出面１０を設けてもよい。前記各例では、下面６（又は上面５）が相対的に上面５（又は下面６）より短く、内折れによる弊害（支持部材２との干渉等）が少ないため、下面６（又は上面５）に膨出面を設けていない。
【００２４】
上記例（図１〜図４）のバンパ補強材１では、バンパ補強材１自身、そして膨出面における剛性を向上のため、上面５及び下面６の縁部７，８に上下方向外向きのフランジ９，９を設けている。ここで、支持部材２が衝撃吸収装置を兼ねている場合、衝撃により後退したバンパ補強材１のフランジ９，９と支持部材２（特に大管体１２）との干渉を避ける必要から、フランジ９，９は上下方向外向きが好ましい。裏返せば、支持部材が衝撃吸収装置でない場合、又は支持部材２が衝撃吸収装置であっても干渉が問題にならない場合は、図８に見られるように、上下方向内向きにフランジ２４，２４を設けることもできる。
【００２５】
また、膨出面は上面又は下面に連続しない面から構成されればよいので、湾曲面からなる膨出面に代えて、支持部材の軸線上の縁部を頂点とする角錐側面からなる傾斜平面からなる膨出面にすることもできる。更に、図９に見られるように、上面５及び下面６それぞれに段差側面２８，２８に囲まれた平面視台形状の膨出面を２６，２６形成してもよい。この平面視台形状の膨出面２６は、水平面内で支持部材２の軸線と交差する上面５及び下面６を、前記軸線を中心として線対称、かつ上下鏡面対象に上下方向外向きに押し出して形成している。
【００２６】
【発明の効果】
本発明により、開断面構造のバンパ補強材における上面又は下面の内折れを防止又は緩和して、第一に衝撃印加時の急激な強度低下を防止し、第二にバンパ補強材が支持部材等、他部材と干渉することを避けることができる。本発明のバンパ補強材は、従来の同様な開断面構造のバンパ補強材に比べても、強度バランスにも変わりはなく、また重量及びコスト増もほとんどない。しかしながら、上面又は下面の内折れによる問題を解消できた点に大きな効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づくバンパ補強材の組付状態を表した斜視図である。
【図２】同バンパ補強材の支持部材の軸方向断面図である。
【図３】同バンパ補強材を支持部材側から見た背面図である。
【図４】バンパ補強材の前面に衝撃Ｆが印加された状態を表した同バンパ補強材の図２相当断面図である。
【図５】膨出面を形成しない開断面構造のバンパ補強材の前面に衝撃Ｆが印加された状態を表した図４相当断面図である。
【図６】上面にのみ膨出面を設けたバンパ補強材の図２相当断面図である。
【図７】下面にのみ膨出面を設けたバンパ補強材の図２相当断面図である。
【図８】上面及び下面の縁部に設けるフランジが上下方向内向きであるバンパ補強材の図２相当断面図である。
【図９】別例の膨出面を上面及び下面に形成したバンパ補強材の組付状態を表した図１相当斜視図である。
【符号の説明】
１バンパ補強材
２支持部材
３バンパ補強材の前面
５バンパ補強材の上面
６バンパ補強材の下面
７バンパ補強材の上面の縁部
８バンパ補強材の下面の縁部
９フランジ
１０膨出面

Claims

前面、上面及び下面からなる開断面構造で、前面内側に接合した支持部材により車体メンバに対して支持されるバンパ補強材において、支持部材の上下方向にあたる上面又は下面の縁部を上下方向外側へ拡開して上面又は下面に膨出面を形成したことを特徴とするバンパ補強材。
膨出面は、水平面内で支持部材の軸線と交差する上面又は下面の縁部を、前記軸線を中心として線対称に拡開して上面又は下面に形成する請求項１記載のバンパ補強材。
膨出面は、支持部材の軸線に直交する垂直線上に中心を有する円弧状に上面又は下面の縁部を上下方向外側へ拡開して形成する請求項１記載のバンパ補強材。
膨出面は、フランジを形成した上面又は下面の縁部を、前記フランジを含めて上下方向外側に拡開して形成する請求項１記載のバンパ補強材。