JP2005001490A

JP2005001490A - Bumper reinforcing material

Info

Publication number: JP2005001490A
Application number: JP2003166537A
Authority: JP
Inventors: Hirotoshi Hishida; 博俊菱田; Itsuro Hiroshige; 逸朗弘重; Chihiro Sakakibara; 千尋榊原; Shigemasa Ido; 重正井戸
Original assignee: Nippon Steel Corp; Unipres Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp; Unipres Corp
Priority date: 2003-06-11
Filing date: 2003-06-11
Publication date: 2005-01-06
Anticipated expiration: 2023-06-11
Also published as: JP4374213B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bumper reinforcing material which certainly absorbs impact received by a bumper in collision, secures sufficient deformation amount even when installation space is small, and satisfies requested quality of a user. <P>SOLUTION: This bumper reinforcing material 1 is formed of a hollow pipe and has a trapezoidal-shaped cross section having a pair of parallel sides of a bottom side (a1) and an top side (a2) longer than the bottom side, and a vertical side (b) vertical to the sides (a1) and (a2). The bumper reinforcing material 1 has a structure where the back surface side of the vertical side is connected to a body frame 4 via a stay 3. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、衝突時においてバンパーが受ける衝撃を確実に吸収することができるバンパー補強材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平７−６９１４６号公報
【０００３】
従来から、自動車用バンパーの裏側には衝突時においてバンパーが受ける衝撃を吸収するためのバンパー補強材が装着されている。即ち、このバンパー補強材は変形により衝撃力を吸収してボディフレームの破損を防止するものであり、特許文献１に示されるように、断面が正方形状や長方形状の中空管を用いるのが普通であった。
【０００４】
このようなバンパー補強材２１は、図５に示されるように、バンパー２２の裏面側に取り付けられるものであり、ステー２３を介してボディフレーム２４に連結されたものとなっている。この構造では、バンパー２２に左方向の衝撃が加わった場合、ステー２３の左端はボディフレーム２４に固定されているため、図６に示されるように、バンパー補強材２１とステー２３がともに衝撃の進行方向に対して縮まるように屈曲変形（図中の一点鎖線参照）し、衝撃力を吸収するよう構成されている。
【０００５】
即ち、衝撃によってボディフレーム２４が影響を受けないように、バンパー補強材２１が先に変形して衝撃力を吸収するように設計されているのである。具体的には、例えばバンパー補強材２１とステー２３の合計変形量（Ｓ）が２０ｍｍを確保することが要求されている。
【０００６】
しかしながら、最近では自動車デザインも多様化してバンパー形状が従来のように飛び出すことがなく車体と面一となるような設計がなされるようになってきた。この場合、ボディフレーム２４の位置は従来と同じであるためバンパー補強材２１の設置スペースが小さくなり、単純にステー２３を短くして対処すると、図７に示されるように、バンパー補強材２１とステー２３の合計変形量（Ｓ）が２０ｍｍを確保することができず、右図にあるようにボディフレーム２４が変形してしまい、要求品質を満足させることができないという問題点があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のような従来の問題点を解決して、衝突時においてバンパーが受ける衝撃を確実に吸収することができることは勿論のこと、設置スペースが小さくなっても十分な変形量を確保することができてユーザーの要求品質を満足することができるバンパー補強材を提供することを目的して完成されたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた本発明のバンパー補強材は、中空管で形成され、断面が下部底辺とそれよりも長い上部底辺の平行な一対の底辺と、該底辺に垂直な垂直辺を有する台形状からなることを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい形態を示す。
図１は、本発明のバンパー補強材を示す全体斜視図であり、中空管で形成されているとともに、バンパー形状に対応して平面視した場合、全体がＲ：３０００ｍｍの円弧状となっている。なお材質としては、９８０ＭＰａ級のハイテン鋼（厚み：１．４ｍｍ）が使用されている。
【００１０】
このバンパー補強材１は、図２に示されるように、断面が下部底辺（ａ１）とそれよりも長い上部底辺（ａ２）の平行な一対の底辺と、該底辺（ａ１、ａ２）に垂直な垂直辺（ｂ）を有する台形状からなるものである。なお、ｃは底辺（ａ１、ａ２）を結ぶ斜辺である。また、図示のものでは、ａ１：ａ２：ｂの比率は約１：１．５：２となっている。
【００１１】
このように構成されたバンパー補強材１は、図３に示されるように、バンパー２の裏面側スペースに取り付けられるものであり、ステー３を介してボディフレーム４に連結されている点は従来と同様である。
ただし、図示されるように、バンパー２の位置は車体と面一のものとなっており、従来のバンパー位置（一点鎖線で表示）と比べて車体側へ入り込んでいる。しかも、ボディフレーム４の位置は従来と同じ位置であるため、バンパー補強材１の取付スペースは従来よりも１０ｍｍほど短い状態となっている。
【００１２】
本発明のバンパー補強材では、断面が下部底辺（ａ１）とそれよりも長い上部底辺（ａ２）の平行な一対の底辺と、該底辺（ａ１、ａ２）に垂直な垂直辺（ｂ）を有する台形状からなり、上部側が右方向に張り出した状態となっている。このため、左方向へ衝撃荷重がかかった場合は、図４に示されるように、先ず初めに上部底辺（ａ２）が屈曲変形することとなる。
この変形は上部底辺（ａ２）が下部底辺（ａ１）とほぼ同じ長さになるまで続く（図４の中央図参照）。この段階で上部底辺（ａ２）には凹状の屈曲部Ｐが形成されることとなり、該屈曲部Ｐが一種のリブ効果を発揮するため、これ以上に上部底辺（ａ２）のみが変形するのが防止される。
その後、衝撃荷重はほぼ長方形に変形したバンパー補強材全体にかかることとなり、一般的な長方形の変形と同じように全体が屈曲変形することとなる（図４の右図参照）。
【００１３】
この結果、本発明のバンパー補強材の縮み代（Ｔ）は、従来の一般的な長方形のものに比べて、上部底辺（ａ２）が下部底辺（ａ１）とほぼ同じ長さまで変形する分だけ大きく変形することができるため、十分に衝撃荷重を吸収することとなる。
従って、前記バンパー補強材の縮み代（Ｔ）とステー３の縮み代を加算した合計変形量（Ｓ）は、品質基準である２０ｍｍを十分に確保できることとなり、ボディフレーム４を変形させることはない。
このように、本発明のバンパー補強材は従来よりも小さな設置スペースであっても取り付けが可能で、しかも従来と同様に十分な変形量を確保することができるため、バンパー形状や車体形状等のデザインの自由度を大きく広げることが可能となるものである。
【００１４】
なお、図示のものにおいては、下部底辺（ａ１）とそれよりも長い上部底辺（ａ２）の平行な一対の底辺の場合について説明したが、下部底辺（ａ１）が上部底辺（ａ２）よりも長い上下逆の台形状であっても同様の作用効果を得ることができるのは勿論である。
【００１５】
また、図８に示されるように、平面視した場合、全体が外側に向け円弧状に曲げ加工されているとともに、断面に存在する４つのコーナがＲ形状に加工されているものでは、曲げ内側のコーナの曲率半径Ｒ１、Ｒ３を曲げ外側のコーナの曲率半径Ｒ２、Ｒ４よりも大きくしておくことが好ましい。これは、以下の理由による。
曲げ加工に際し、台形のような非対称断面形状の部材の場合は、特にコーナの曲率半径が小さいと局部的に剛になって変形が全断面におよび、逆に、コーナの曲率半径が大きいと局部的に柔軟となって変形が加工用ポンチとの接触面近傍のみで発生する。一方、バンパー補強材として必要なことは「外側の形状良好性」であるので、曲げ内側のコーナの曲率半径Ｒ１、Ｒ３を大きくして、曲げ内側のコーナ部の変形だけで曲げ加工が完遂できた方がよい。
従って、曲げ内側のコーナの曲率半径Ｒ１、Ｒ３を曲げ外側のコーナの曲率半径Ｒ２、Ｒ４よりも大きくしておくことが「外側の形状良好性」を確保するうえで好ましい。なお、曲げ外側のコーナの曲率半径Ｒ２、Ｒ４は小さい程、曲げ外側の断面変形が小さくなる。
【００１６】
具体的には、例えば上辺４８ｍｍ、下辺３０ｍｍ、高さ６０ｍｍの断面台形状のバンパー補強材を、９８０ＭＰａ級のハイテン鋼板（厚み：１．４ｍｍ）を丸めて成形する場合、曲げ内側のコーナの曲率半径Ｒ１、Ｒ３を１０ｍｍ、曲げ外側のコーナの曲率半径Ｒ２、Ｒ４を６ｍｍとすることができる。
また、肉厚が大きくなるほど曲率半径も大きくなり、バンパー補強材の外寸が大きくなるほど曲率半径も大きくなる。また、台形の形状がもっといびつになった場合には、上下の曲率半径を異なるものとするのが良いこともある（例えば、Ｒ１＝１０ｍｍ、Ｒ３＝１１ｍｍ、Ｒ２＝７ｍｍ、Ｒ４＝６ｍｍ）。
【００１７】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明は衝突時においてバンパーが受ける衝撃を確実に吸収することができることは勿論のこと、設置スペースが小さくなっても十分な変形量を確保することができてユーザーの要求品質を満足することができるものである。
よって、本発明は従来の問題点を一掃したバンパー補強材として、産業の発展に寄与するところは極めて大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す全体斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態を示す断面図である。
【図３】自動車への取り付け状態を示す正面図である。
【図４】変形状態を示す説明図である。
【図５】従来例の自動車への取り付け状態を示す正面図である。
【図６】従来例の変形状態を示す説明図である。
【図７】従来例の変形状態を示す説明図である。
【図８】本発明のその他の実施の形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１バンパー補強材
２バンパー
３ステー
４ボディフレーム
ａ１下部底辺
ａ２上部底辺
ｂ垂直辺[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a bumper reinforcing material that can reliably absorb an impact received by a bumper during a collision.
[0002]
[Prior art]
[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-69146
Conventionally, a bumper reinforcing material for absorbing an impact received by a bumper at the time of a collision is mounted on the back side of the bumper for an automobile. That is, this bumper reinforcement absorbs impact force by deformation and prevents the body frame from being damaged. As shown in Patent Document 1, a hollow tube having a square or rectangular cross section is used. It was normal.
[0004]
As shown in FIG. 5, such a bumper reinforcing member 21 is attached to the back side of the bumper 22 and is connected to the body frame 24 via the stay 23. In this structure, when a leftward impact is applied to the bumper 22, the left end of the stay 23 is fixed to the body frame 24. Therefore, as shown in FIG. It is configured to bend and deform so as to contract in the traveling direction (see the alternate long and short dash line in the figure) and absorb the impact force.
[0005]
That is, the bumper reinforcement 21 is designed to be deformed first and absorb the impact force so that the body frame 24 is not affected by the impact. Specifically, for example, it is required that the total deformation amount (S) of the bumper reinforcing member 21 and the stay 23 is 20 mm.
[0006]
Recently, however, the car design has also diversified, and the bumper shape has been designed to be flush with the vehicle body without popping out as before. In this case, since the position of the body frame 24 is the same as the conventional one, the installation space for the bumper reinforcing member 21 is reduced, and if the stay 23 is simply shortened, as shown in FIG. There is a problem that the total deformation amount (S) of the stay 23 cannot ensure 20 mm, and the body frame 24 is deformed as shown in the right figure, and the required quality cannot be satisfied.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention solves the conventional problems as described above, and can surely absorb the shock received by the bumper at the time of collision, as well as ensure a sufficient amount of deformation even when the installation space is reduced. The present invention has been completed for the purpose of providing a bumper reinforcing material that can satisfy the user's required quality.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The bumper reinforcing material of the present invention made to solve the above-mentioned problems is formed of a hollow tube, and has a pair of parallel bases of a lower base and an upper base longer in cross section, and a vertical perpendicular to the base. It has a trapezoidal shape having sides.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an overall perspective view showing a bumper reinforcing material of the present invention, which is formed of a hollow tube, and when viewed in plan corresponding to the bumper shape, the whole is an arc shape of R: 3000 mm. Yes. As a material, 980 MPa class high-tensile steel (thickness: 1.4 mm) is used.
[0010]
As shown in FIG. 2, the bumper reinforcing member 1 has a cross section perpendicular to the bases (a1, a2) and a pair of bases parallel to a lower base (a1) and an upper base (a2) longer than the base (a1, a2). It has a trapezoidal shape having a vertical side (b). Note that c is a hypotenuse connecting the bases (a1, a2). In the illustrated example, the ratio of a1: a2: b is about 1: 1.5: 2.
[0011]
As shown in FIG. 3, the bumper reinforcing member 1 configured in this way is attached to the back side space of the bumper 2, and is connected to the body frame 4 via the stay 3. It is the same.
However, as shown in the figure, the position of the bumper 2 is flush with the vehicle body, and enters the vehicle body side as compared with the conventional bumper position (indicated by a one-dot chain line). Moreover, since the position of the body frame 4 is the same as the conventional position, the mounting space for the bumper reinforcement 1 is about 10 mm shorter than the conventional one.
[0012]
In the bumper reinforcing material of the present invention, the cross section has a pair of parallel bases of the lower base (a1) and the upper base (a2) longer than that, and a vertical side (b) perpendicular to the bases (a1, a2). It has a trapezoidal shape with the upper side protruding to the right. For this reason, when an impact load is applied in the left direction, the upper base (a2) is first bent and deformed as shown in FIG.
This deformation continues until the upper base (a2) is approximately the same length as the lower base (a1) (see the central view in FIG. 4). At this stage, a concave bent portion P is formed on the upper base (a2). Since the bent portion P exhibits a kind of rib effect, only the upper base (a2) is further deformed. Is prevented.
Thereafter, the impact load is applied to the entire bumper reinforcing material deformed into a substantially rectangular shape, and the whole is bent and deformed in the same manner as a general rectangular deformation (see the right diagram in FIG. 4).
[0013]
As a result, the shrinkage allowance (T) of the bumper reinforcement of the present invention is larger than the conventional general rectangular one by the amount that the upper base (a2) is deformed to substantially the same length as the lower base (a1). Since it can be deformed, the impact load is sufficiently absorbed.
Therefore, the total deformation amount (S) obtained by adding the shrinkage allowance (T) of the bumper reinforcing material and the shrinkage allowance of the stay 3 can sufficiently secure 20 mm which is a quality standard, and the body frame 4 is not deformed. .
As described above, the bumper reinforcing material of the present invention can be mounted even in a smaller installation space than before, and can secure a sufficient amount of deformation as in the prior art. The design freedom can be greatly expanded.
[0014]
In the illustrated example, the case of a pair of bases parallel to the lower base (a1) and the upper base (a2) longer than the lower base (a1) has been described, but the lower base (a1) is longer than the upper base (a2). Needless to say, the same effect can be obtained even when the trapezoid is upside down.
[0015]
In addition, as shown in FIG. 8, when viewed in plan, the whole is bent in an arc shape toward the outside, and the four corners present in the cross section are processed into an R shape. It is preferable to make the curvature radii R1 and R3 of the corners larger than the curvature radii R2 and R4 of the corners outside the bend. This is due to the following reason.
When bending, a trapezoidal member such as a trapezoidal cross-section is locally stiff when the corner radius of curvature is small, and deforms over the entire cross-section, and conversely when the corner radius of curvature is large. It becomes flexible and deformation occurs only near the contact surface with the processing punch. On the other hand, what is required as a bumper reinforcement is “outside shape goodness”, so that the bending process can be completed only by deforming the corners inside the bend by increasing the radius of curvature R1, R3 of the inside bend. Better.
Therefore, it is preferable that the curvature radii R1 and R3 of the corner on the inner side of the bend be larger than the curvature radii R2 and R4 of the corner on the outer side of the bend in order to ensure “outer shape goodness”. Note that the smaller the curvature radii R2 and R4 of the outer corner of the bend, the smaller the cross-sectional deformation of the outer bend.
[0016]
Specifically, for example, when a bumper reinforcing material having a trapezoidal cross section having an upper side of 48 mm, a lower side of 30 mm, and a height of 60 mm is formed by rounding a high-tensile steel plate of 980 MPa class (thickness: 1.4 mm), the curvature of the corner inside the bend The radii R1 and R3 can be 10 mm, and the corner radii of curvature R2 and R4 can be 6 mm.
In addition, the radius of curvature increases as the wall thickness increases, and the radius of curvature increases as the outer dimension of the bumper reinforcement increases. In addition, when the trapezoidal shape becomes more distorted, the upper and lower curvature radii may be different (for example, R1 = 10 mm, R3 = 11 mm, R2 = 7 mm, R4 = 6 mm).
[0017]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, the present invention can surely absorb the impact received by the bumper at the time of collision, and can secure a sufficient amount of deformation even when the installation space is reduced. Can satisfy the user's required quality.
Therefore, the present invention contributes greatly to the development of industry as a bumper reinforcing material that eliminates the conventional problems.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall perspective view showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a front view showing an attachment state to an automobile.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a deformed state.
FIG. 5 is a front view showing a state of attachment to an automobile of a conventional example.
FIG. 6 is an explanatory view showing a deformation state of a conventional example.
FIG. 7 is an explanatory view showing a deformed state of a conventional example.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Bumper reinforcement 2 Bumper 3 Stay 4 Body frame a1 Lower base a2 Upper base b Vertical side

Claims

A bumper reinforcing material, which is formed of a hollow tube and has a trapezoidal shape having a pair of parallel bases of a lower base and an upper base longer than the base and a vertical side perpendicular to the base.

When viewed in a plan view, the whole is bent outward in an arc shape, and four corners existing in the cross section are processed into an R shape, and the radius of curvature of the inner corner of the bend is the curvature of the outer corner of the bend. The bumper reinforcement according to claim 1, wherein the bumper reinforcement is larger than the radius.

The bumper reinforcing material according to claim 1 or 2, wherein an outer side of the vertical side is connected to the body frame via a stay.