JP2005022598A - Bumper device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車等の車両に関し、特にバンパ装置に関する。 The present invention relates to a vehicle such as an automobile, and more particularly to a bumper device.
自動車等の車両には、対向車、その他の障害物との衝突に対して、その衝撃を緩和・吸収するためバンパが設けられている。従来一般のバンパは、車両の機体フレームを構成する左右のサイドメンバの少なくとも前端部間に横架されている。また、バンパは、サイドメンバの前端部にボルトや溶接等によって固定されている。このため、バンパに障害物が衝突した場合、その衝突形態によっては、サイドメンバに曲げモーメントが生ずることがある。例えば、バンパの中央部に衝撃が加えられた場合、サイドメンバの前端部(バンパとの接合部)は車両の中心線側に曲がろうとする曲げモーメントが生ずる。衝突時、サイドメンバはその軸線方向に圧縮(座屈変形)することが理想的とされている。従って、曲げモーメントの発生の防止、或いは、たとえ発生しても小さくなるような構成が求められている。 A vehicle such as an automobile is provided with a bumper to mitigate and absorb the impact of a collision with an oncoming vehicle and other obstacles. A conventional general bumper is horizontally mounted between at least front end portions of left and right side members constituting a body frame of a vehicle. The bumper is fixed to the front end portion of the side member by bolts, welding, or the like. For this reason, when an obstacle collides with the bumper, a bending moment may be generated in the side member depending on the collision mode. For example, when an impact is applied to the central portion of the bumper, a bending moment is generated in which the front end portion (joint portion with the bumper) of the side member is bent toward the center line side of the vehicle. It is ideal that the side member is compressed (buckled) in the axial direction at the time of collision. Accordingly, there is a demand for a configuration that prevents the generation of a bending moment or reduces the bending moment even if it occurs.
そこで、従来においては、例えば下記の特許文献1に開示されているような手段が提案されている。この特許文献1に開示されている手段は、バンパの形状に合わせたバンパステイと称される部材をバンパとサイドメンバとの間に介在させるというものである。
しかしながら、上述したような特許文献1に記載の手段も、バンパステイとバンパとの間、及び、バンパステイとサイドメンバとの間が共に剛的な結合であり、バンパへの衝突形態によっては、サイドメンバに大きな曲げモーメントが生じてしまうおそれがある。 However, the means described in Patent Document 1 as described above is also a rigid connection between the bumper stay and the bumper, and between the bumper stay and the side member. Depending on the form of collision with the bumper, the side member May cause a large bending moment.
そこで、本発明の目的は、バンパへの衝突形態に拘わらず、サイドメンバに対する曲げモーメントの発生を防止又は抑制することのできるバンパ装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a bumper device capable of preventing or suppressing the occurrence of a bending moment with respect to a side member regardless of the collision mode with respect to the bumper.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の本発明によるバンパ装置は、車両の左右両側に配設されているサイドメンバの端部間に横架されているものであって、バンパと、このバンパとサイドメンバの前記端部との間に配置されている連結具とを具備している。また、本発明は、連結具を、バンパに固定されている第1の連結部材と、サイドメンバの前記端部に固定され且つ第1の連結部材に略水平方向において回動可能に接続された第2の連結部材とから構成したことを特徴としている。 In order to achieve the above object, a bumper device according to the present invention as set forth in claim 1 is provided between the end portions of side members disposed on the left and right sides of a vehicle, And a coupler disposed between the bumper and the end portion of the side member. Further, according to the present invention, the connecting tool is connected to the first connecting member fixed to the bumper and the end portion of the side member, and is connected to the first connecting member so as to be rotatable in a substantially horizontal direction. It is characterized by comprising a second connecting member.
この構成では、バンパに対する衝突形態に応じて第1の連結部材が第2の連結部材に対して回動し、サイドメンバに曲げモーメントを生じさせる車両幅方向の力を吸収する。その結果、サイドメンバに作用する力の大部分は、その軸線方向に沿う圧縮力となる。 In this configuration, the first connecting member rotates with respect to the second connecting member in accordance with the collision mode with respect to the bumper, and absorbs the force in the vehicle width direction that generates a bending moment on the side member. As a result, most of the force acting on the side member is a compressive force along the axial direction.
また、連結具における第1の連結部材及び第2の連結部材は、所定の荷重により固定解除する固定手段により互いに固定されていることが好ましい。通常の車両走行時にバンパを安定的に支持するためである。また、所定の荷重を適宜定めることで、衝突時には、固定手段による固定が解除され、上述したような連結部材の動作が得られるようにすることができる。 Moreover, it is preferable that the 1st connection member and 2nd connection member in a connection tool are mutually fixed by the fixing means which cancels | releases fixation by a predetermined load. This is because the bumper is stably supported during normal vehicle travel. In addition, by appropriately determining the predetermined load, at the time of collision, the fixing by the fixing means is released, and the operation of the connecting member as described above can be obtained.
更に、第1の連結部材及び第2の連結部材の両方又はいずれか一方は、サイドメンバよりも変形しやすく構成されていることが有効である。第1と第2の連結部材の変形により衝撃エネルギーを吸収することができるからである。 Furthermore, it is effective that both or one of the first connecting member and the second connecting member is configured to be more easily deformed than the side member. This is because the impact energy can be absorbed by the deformation of the first and second connecting members.
本発明によるバンパ装置は、第2の連結部材とサイドメンバの前記端部との間に、車両の衝突時に座屈変形して衝撃を吸収する衝撃吸収部材を更に備えることが好適である。この場合、衝撃吸収部材にも曲げモーメントは生ぜず、適正に座屈変形するため、衝撃エネルギー吸収特性はより向上する。 The bumper device according to the present invention preferably further includes an impact absorbing member that buckles and deforms and absorbs an impact when the vehicle collides between the second connecting member and the end of the side member. In this case, a bending moment is not generated in the impact absorbing member, and the buckling deformation is appropriately performed, so that the impact energy absorption characteristic is further improved.
また、第1の連結部材と第2の連結部材とを互いに対して車両幅方向に移動可能に接続することが好ましい。様々な衝突形態に対応するためである。 Moreover, it is preferable to connect the 1st connection member and the 2nd connection member so that a movement in a vehicle width direction is mutually possible. This is to cope with various collision modes.
請求項1に記載の本発明によれば、バンパへの衝突形態に拘わらず、サイドメンバには曲げモーメントは発生せず、たとえ発生したとしてもその大きさは相当に小さなものとなる。従って、衝突時にはサイドメンバには圧縮荷重のみが作用し、サイドメンバは理想的な形態で圧壊されることとなる。これは、車両全体の衝撃エネルギー吸収特性を向上させるものである。 According to the first aspect of the present invention, no bending moment is generated in the side member regardless of the bumping type against the bumper, and even if it occurs, the size thereof is considerably small. Therefore, only the compressive load acts on the side member at the time of collision, and the side member is crushed in an ideal form. This improves the impact energy absorption characteristics of the entire vehicle.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。図中、同一又は相当部分には同一符号を用いることとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the figure, the same reference numerals are used for the same or corresponding parts.
図1は、本発明によるバンパ装置の第1実施形態を概略的に示す平面図である。なお、本発明によるバンパ装置が適用される車両は特に限定しないが、以下の実施形態では一般的な乗用車とする。また、本明細書及び添付の特許請求の範囲において、車両が水平面に置かれた状態で「水平」及び「鉛直」なる語を用いると共に、車両が直前進している際の前方方向を「前方」と定め、「前」「後」「左」「右」等の方向を表す語を用いることとする。 FIG. 1 is a plan view schematically showing a first embodiment of a bumper device according to the present invention. A vehicle to which the bumper device according to the present invention is applied is not particularly limited, but is assumed to be a general passenger vehicle in the following embodiments. Further, in the present specification and the appended claims, the terms “horizontal” and “vertical” are used in a state where the vehicle is placed on a horizontal plane, and the forward direction when the vehicle is moving forward is defined as “forward”. “,” “Rear,” “left,” “right,” etc.
図1に示すように、本実施形態に係るバンパ装置10は、車両12の機体フレームを構成する左右のサイドメンバ14の前端部間に設けられている。なお、図1においては、右側のサイドメンバ14についてのみ示すが、左側のサイドメンバについても同様な構成となっている。このバンパ装置10は、左右のサイドメンバ14の前方にて車両幅方向に延びるバンパ16を備えている。このバンパ16は、特殊なものである必要はなく、従来から知られている一般的なバンパを用いることができる。
As shown in FIG. 1, the
バンパ16の後面と各サイドメンバ14の前端部との間には、両者を連結するための連結具18が介設されている。この連結具18は、図2に明示するように、第1の連結部材20と、第2の連結部材22とを備えている。図示実施形態では、第1の連結部材20及び第2の連結部材22は共に、鋼製の断面四角形の中空部材であり、第1の連結部材20の一端はバンパ16の後面に溶接やボルト等の適当な手段によって固定されている。また、第2の連結部材22の一端は、サイドメンバ14の前端部に、これも溶接やボルト等の適当な手段により固定されている。
A connecting
第1及び第2の連結部材20,22の上板部20a,22a及び下板部20a,22bの他端は、側板部20c,20d;22c,22dのより突出している。また、第1の連結部材20における上板部20aの上面と下板部20aの下面との間の間隔は、第2の連結部材22における上板部22aの下面と下板部22bの上面との間の間隔と同等となっている。従って、第1の連結部材20の上下の突出部を第2の連結部材22の上下の突出部間に挿入することが可能となっており、この挿入状態で両者はピン24によって接続されている。ピン24は、第1及び第2の連結部材20,22の突出部に設けられた貫通孔26,28に略鉛直方向に挿入され、適宜の手段で抜止めされ、当該ピン24を中心とした第1及び第2の連結部材20,22の相互の略水平方向の回動を許容するものである。
The other ends of the
更に、本実施形態では、図1の(a)に示すように、第1の連結部材20の側板部20c,20dと、第2の連結部材22の側板部22c,22dとの間に、例えば鋼板からなるステー(固定手段)30,32が固着されており、これによって連結部材20,22の動きが拘束されている。ステー30,32は、所定の引張り荷重をかけると破断するよう構成されている。また、前記引張り荷重と同じ程度の大きさの圧縮荷重をかけた場合には、ステー30,32は湾曲ないし屈曲、或いは、圧壊してステー本来の固定機能を失うようになっている。この荷重の大きさについては後述する。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 1A, for example, between the
次に、上述したような第1実施形態に係るバンパ装置10の作用について説明する。
Next, the operation of the
まず、通常の走行状態においては、バンパ装置10の連結具18における第1の連結部材20は第2の連結部材22、従ってサイドメンバ14に対してステー30,32により固定され、不動の状態となっている(図1の(a)参照)。これによって、バンパ16がサイドメンバ14に対して左右に揺れ動くことはなく、車両12は安定走行が可能となる。
First, in a normal running state, the first connecting
また、極く低速での走行中等において、バンパ16に障害物が衝突したような場合、その衝突により発生する荷重がバンパ16のみを変形する程度の小さなものであるならば、ステー30,32は破断又は圧壊することはなく、図1の(a)の状態が維持される。この場合、バンパ16のみが損傷することになり、修理はバンパ16を交換するだけでよい。
Further, when an obstacle collides with the
次に、比較的高速で車両12を走行させている際に、前方から障害物50がバンパ16に衝突した場合を考える。衝突形態は種々あるが、例えば、図1の(b)に示される位置に障害物50が衝突した場合には、バンパ16の前面が通常、車両幅方向外側ほど後方に湾曲されていることから、障害物50の衝突面が車両12の進行方向に直交していたとしても、バンパ16に作用する荷重は位置に相違したものとなる。このため、バンパ16に接合されている連結具18の第1の連結部材20はピン24を中心として、図1の(b)において矢印A方向に回転しようとする。この際、外側のステー30には引張り荷重が作用し、内側のステー32には圧縮荷重が作用するが、衝突により発生するこれらの荷重が所定の荷重よりも大きい場合、別言するならば、バンパ16の変形のみでは衝撃エネルギーを吸収することができない場合には、ステー30,32は破断し又は圧壊して、その固定機能を喪失する。
Next, consider a case where the
その結果、第1の連結部材20は、ピン24を中心にして矢印A方向に回転することになる。これにより、ピン24には車両の中心軸線方向と平行、すなわちサイドメンバの軸線方向に沿う後方(矢印B)への荷重のみが作用し、この荷重が第2の連結部材22を経てサイドメンバ14に伝えられる。従って、サイドメンバ14は、曲げモーメントを生ずることなく、その軸線方向に圧縮されるが、これは車両設計上、理想的な形態であり、想定した通りのサイドメンバ14での圧壊、衝撃吸収・緩和が行われることとなる。
As a result, the first connecting
他の衝突形態においても、第1の連結部材20の回転の度合いや回転方向が上述の場合と異なることが考えられるが、第1の連結部材20が第2の連結部材22に対して回転することで、サイドメンバ14には曲げモーメントは発生せず、発生したとしても非常に小さなものとなる点については、上記と同様である。
Even in other collision modes, the degree and direction of rotation of the first connecting
図3は、本発明によるバンパ装置の第2実施形態を概略的に示す平面図である。第2実施形態に係るバンパ装置100は、連結具18の第1の連結部材20と第2の連結部材22とが互いに車両幅方向に可動となっている点でのみ、第1実施形態に係るバンパ装置10と異なっている。すなわち、第1の連結部材20と第2の連結部材22に設けられている貫通孔26,28のうちいずれか一方(図示実施形態では貫通孔26)が車両幅方向に延びる長孔となっており、第1の連結部材20と第2の連結部材22との間のステー30,32が破断した場合には、第1の連結部材20が第2の連結部材22に対して回動すると共に、車両幅方向にもスライドすることが可能となっている(図3の二点鎖線参照)。
FIG. 3 is a plan view schematically showing a second embodiment of the bumper device according to the present invention. The
この構成では、車両幅方向に作用する荷重を第1の連結部材20の車両幅方向の移動により吸収することができ、第1の連結部材20の回動と併せて、より一層、サイドメンバ14に対する曲げモーメントの発生防止又は抑制効果が向上することとなる。
In this configuration, the load acting in the vehicle width direction can be absorbed by the movement of the first connecting
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the said embodiment.
例えば、上記の第1及び第2の実施形態では、連結具18の第2の連結部材22がサイドメンバ14に直接固定されているが、第2の連結部材22とサイドメンバ14との間に、座屈変形により衝撃を吸収する衝撃吸収部材、いわゆるクラッシュボックスを介在させてもよい。この場合、バンパ16から連結具18を介して伝えられる荷重は、クラッシュボックスにその軸線方向に沿って加えられるため、クラッシュボックスは安定的に座屈変形し、所望の衝撃エネルギー吸収特性が得られる。
For example, in the first and second embodiments described above, the second connecting
また、第1の連結部材20及び第2の連結部材22、或いは、そのいずれか一方(好ましくは第2の連結部材22)に、クラッシュボックスと同様な機能を持たせてもよい。すなわち、連結部材20,22を変形し易い材料、例えばアルミニウム等により構成し、或いは、その上板部、下板部及び側板部にスリットや溝等を形成して座屈変形を起こしやすくした場合には、衝撃エネルギーを当該連結部材において吸収することも可能となる。
Further, the first connecting
更に、第1の連結部材20と第2の連結部材22とを互いに固定する固定手段として、上記実施形態ではステー30,32を用いているが、所定の荷重が加わった際に固定機能を解除できる手段であればどのような手段であってもよい。
Further, as the fixing means for fixing the first connecting
更にまた、上記実施形態では車両前部にバンパ装置を設けることとしているが、車両後部にも同様なバンパ装置を設けてもよい。 Furthermore, in the above embodiment, the bumper device is provided at the front portion of the vehicle, but a similar bumper device may be provided at the rear portion of the vehicle.
本発明は、乗用車は勿論のこと、トラックやバス等の特殊車両、その他の車両全般に利用可能である。 The present invention is applicable not only to passenger cars but also to special vehicles such as trucks and buses and other vehicles in general.
10,100…バンパ装置
12…車両
14…サイドメンバ
16…バンパ
18…連結具
20…第1の連結部材
22…第2の連結部材
24…ピン
30,32…ステー(固定手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,100 ...
Claims (5)
バンパと、
前記バンパと前記サイドメンバの前記端部との間に配置されている連結具と、
を具備し、
前記連結具が、前記バンパに固定されている第1の連結部材と、前記サイドメンバの前記端部に固定され且つ前記第1の連結部材に略水平方向において回動可能に接続された第2の連結部材とを備えていることを特徴とするバンパ装置。 In the bumper device placed horizontally between the ends of the side members arranged on the left and right sides of the vehicle,
With bumpers,
A connector disposed between the bumper and the end of the side member;
Comprising
A first connecting member fixed to the bumper; and a second connecting member fixed to the end of the side member and connected to the first connecting member so as to be rotatable in a substantially horizontal direction. And a connecting member.
The bumper device according to any one of claims 1 to 4, wherein the first connecting member and the second connecting member are connected to each other so as to be movable in the vehicle width direction.
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