JP2005536386A - 自動車のバンパー支持構造体 - Google Patents

Abstract

本発明は、縦ビーム構造（２）を具備し、その少なくとも一方の長手方向端部にバンパー構造（４）が取り付けられている、自動車、特に乗用車の支持構造体に関する。前記バンパー構造（４）は、クロスビーム（７）と、クロスビーム（７）の両端部（８）に固定される曲げビーム（５）とを備えている。クロスビーム（７）は、クロスビーム（７）の両端部から離れて配置された、クロスビーム（７）の中央部分（１１）に取り付けられる２つの縦ビーム部品（１２）を介して縦ビーム構造（２）に軸方向に当接する。

Description

本発明は、請求項１の前文の特徴を有する、自動車、特に乗用車の支持構造体に関する。

上述タイプの支持構造体は、例えば、特許文献１で開示されており、自動車の長手方向に互いに平行に延びる２本の水平方向に間隔をあけられた縦ビームを備えた縦ビーム構造を有し、公知支持構造のこれらの縦ビームは、外側に比較的離れて、つまり自動車の外部に沿って配置される。その外部から内側に向かってバンパークラッド、曲げビーム及びクロスビームを有するバンパー構造は、縦ビーム構造の前部又は後部長手方向端部に取り付けられる。曲げビームは、外側に凸状に湾曲するか、又はクロスビームに対して凹状に湾曲している。この曲げビームは、クロスビームの両側端部に取り付けられる。そのクロスビームは、次にその両側端部によって縦ビーム構造の２本の縦ビームの軸方向両端部に取り付けられる。エネルギー吸収発泡体は、曲げビームの両側端部の範囲の、バンパークラッドと曲げビームとの間に配置されても良い。

特許文献２は、自動車縦ビームに当接する曲げビームと、前記ビームから離れてその前方に配置され、曲げビームに対して固定された追加的曲げビームとを有する、バンパー構造を開示している。その追加的曲げビームの外側にバンパークラッドを、その内側に、追加的曲げビーム上に配置されるエネルギー吸収発泡体を担持するので、自動車の長手方向の曲げビームと発泡体との間に間隙がある。どのようにこの曲げビームが縦ビームに取り付けられるかについてはこの文書からは明らかでない。

特許文献３は、クロスビーム、曲げビーム及びバンパークラッドを有する別のバンパー構造体を示す。クロスビームは、自動車の縦ビーム構造の前部縦ビームに取り付けられる。クロスビームが縦ビームに取り付けられる範囲では、曲げビームもクロスビームに取り付けられる。バンパークラッドは次に曲げビームに取り付けられる。この実施形態では、エネルギー吸収発泡体も曲げビームとクロスビームとの間に配置される。

特許文献４は、互いに平行に延びる２本の水平方向に間隔をあけられた縦ビームを具備し、その軸方向端部にクロスビームがフランジ取り付けされる、縦ビーム構造を示す。それによってクロスビームの前方に配置された曲げビームがクロスビームに当接する縦ビームの軸方向拡張部としての、衝撃吸収体がクロスビームに取り付けられる。

公知支持構造体の共通の特徴はゆえに、曲げビームがそれぞれの場合で、縦ビーム構造の縦ビームも支えられるところの、クロスビーム上の点で支えられることである。その結果、外力は、最大限の曲げ剛性を有する曲げビームと縦ビーム構造体との間で伝達される。

縦ビーム構造がほぼ自動車の中央に配置される自動車の場合（例えば、特許文献５を参照）曲げビームの側部外端部に作用する比較的小さな応力下でも、このような構成は恒久的変形に、つまり曲げビーム及び／又はクロスビームの損傷につながる。但し、一定の、特に基準化許容応力荷重、いわゆる「振子衝撃」は、自動車にいかなる恒久的な損傷も残さないことが望ましい。これは、例えば、法的基準に合わせるため、及び／又は低自動車保険グループ等級を達成するために必要となる。

欧州特許第０ ４３４ ２４０ Ｂ１号明細書 独国特許発明第３１ ２５ ６５０ Ｃ２号明細書 独国特許出願公開第３６ ３９ １９５ Ａ１号明細書 独国特許発明第４２ ２３ ９４８ Ｃ２号明細書 独国特許発明第８８３ ８４６号明細書

本発明の目的は、自動車内に中央配置した縦ビーム構造を有し、比較的小さな許容応力荷重下でのバンパ構造の恒久的損傷の危険性を低減する、上述タイプの支持構造体の実施形態を明らかにすることにある。

本発明によれば、この目的は、請求項１の特徴を有する支持構造体によって達成される。

有利な実施形態は、従属請求項の主題を成す。

本発明は、一方で、クロスビームをその側部外端部で曲げビームに接続することについて、及び他方で、自動車の長手方向の２つの縦ビーム部品によって縦ビーム構造上で、その両端部間の中央部分で、それを支持することについての一般的な概念に基づいている。この場合、曲げビームは、側端部の範囲のクロスビームだけに取り付けられる。この設計構造は、クロスビームの両端部間のクロスビーム及び曲げビームの相対的運動を可能にし、そしてそれは、曲げビームから逸れてクロスビームの両端部の一方に作用する曲げ応力がクロスビームに加わる際に、曲げビームの引張応力をもたらし、構造の剛性を増すことができる。その結果、バンパー構造の恒久的変形を生じさせることなく、比較的大きな外力を加えることができる。中央に作用する応力下で曲げビームがその曲げビームの弾性範囲内でクロスビームで支えられるようになるので、このような応力は損傷も無く特に十分に支えられ、次に、そのクロスビームが、外力が加わる点に近い縦ビーム部品によって縦ビーム構造で支えられることがさらに示されている。したがって、比較的大きな外力が、ここでも、損傷を残さずに吸収される。

好ましい実施形態によれば、縦ビーム部品がクロスビームに当接するところの少なくとも中央部分の、曲げビームは、少なくとも１種類のエネルギー吸収発泡体によってそのクロスビームに当接する。この手法は、曲げビームとクロスビームとの間の相対的運動を減衰させる働きをし、それによってバンパー構造によって人に与えられる保護効果を改良することができる。

別の展開では、縦ビーム部品は、クロスビームから遠く離れたそれらの端部で、互いに及び縦ビーム構造に支持ブラケットによって取り付けられる。このブラケットは、バンパー構造を縦ビーム構造に取り付けるための１種のインターフェイスを形成する。そのブラケットは、さらに、衝突の際にエネルギー吸収効果を発動させるために、いわゆる「クラッシュ要素」として設計されても良い。

本発明のさらに重要な特徴や利点は、従属請求項から、図面から、及び図面を参照しての図に関わる説明から明らかとなる。

上述され、以下でも説明される特徴は、開示された特定の実施形態だけでなく、他の組合せ又は単独でも、本発明の範囲を逸脱することなく利用されよう。

本発明の好ましい典型的な実施形態は、図で示されており、下記でより詳細に説明され、同一又は機能的に同等又は同類の構成要素を示すためには同参照番号を付すものとする。

図１によれば、自動車、特に乗用車の本発明の支持構造体１は、自動車に対してほぼ中央に配置される縦ビーム構造２を有する。これは、特に、縦ビーム構造２が、自動車の外部の範囲に、特にドアシル範囲に延びるいかなる縦ビームも持たないことを意味する。好ましくは自動車の後端部に配置される、ここで示される長手方向端部３において、縦ビーム構造２はバンパー構造４を支える。好ましくは後部バンパー構造の形態をとる、このバンパー構造４は、縦ビーム構造２から遠く離れ、自動車の長手方向を基本的に横切る方向に延びる曲げビーム５を有し、自動車のその長手方向又は走行方向は矢印６で図１に記号で表示されている。

縦ビーム構造２に面する内側で、曲げビーム５はクロスビーム７に取り付けられる。この取付はクロスビーム７の側端部８のそれぞれの範囲で行われ、曲げビーム５が取付部（９で示された）の各範囲のクロスビーム７で支えられるので、垂直軸を中心に回転できるようにその取付が行われる一実施形態が好ましい。これらの回転軸は、ここでは、図の面と垂直に延びる。縦ビーム構造２から遠く離れた外側で、曲げビーム５は、ここでは示されない、バンパークラッドをも支える。曲げビーム５は、僅かに凸状の外方湾曲を有するか又はクロスビーム７に面して凹状にされるのが好ましいが、クロスビーム７は比較的直線的な構造のものであるので、少なくとも取付点９間には、自動車長手方向６に曲げビーム５とクロスビーム７との間に距離がある。

特に好ましい実施形態におけるエネルギー吸収発泡体１０、これにより曲げビーム５が走行方向６にクロスビーム７と当接する、この発泡体１０は、曲げビーム５とクロスビーム７との間に配置されても良い。

その両端部８間にクロスビーム７は大括弧で示された中央部分１１を有し、そこでは２本の縦ビーム部品１２がクロスビーム７に曲げビーム５から遠く離れた側で取り付けられる。図１から明白なように、クロスビーム７の中央部分１１は、自動車長手方向６を横切って延びる、クロスビーム７の全長のほぼ３分の１に及ぶ。縦ビーム部品１２は、互いに平行に、及び自動車長手方向６と平行に延びることが好ましい。さらに、２本の縦ビーム部品１２は、水平方向に横並びに互いに離れて適当に配置される。ここで使用された実施形態では、２本の縦ビーム部品１２は、支持ブラケット１３によって、すなわち間接的に、自動車長手方向６に縦ビーム構造２で支えられる。これらの２本の縦ビーム部品１２もまた、この支持ブラケット１３によって互いに取り付けられる。その支持ブラケット１３は、クラッシュ要素として適当に設計される。その支持ブラケット１３は、完全に事前組立でき、インターフェイスとして設計された支持ブラケット１３を介して縦ビーム構造２に接続できる、バンパー構造４のモジュラー構成をさらに容易にする。

支持構造体１は次のように機能する。

自動車長手方向６と平行に延び、曲げビーム５の中央に作用する、図１の矢印で示された中央の外力１４を受けたとき、曲げビーム５は、最初に曲げ応力を受ける。このことは、曲げビーム５がクロスビーム７により近づくようになる、クロスビーム７に対する曲げビーム５の相対的運動となる。発泡体１０が曲げビーム５とクロスビーム７との間に配置される場合、エネルギーはすでにこの収れん時に吸収されよう。ここでクロスビーム７の外方端部８の範囲に伝達される外力は比較的小さい。曲げビーム５とクロスビーム７との間で伝達されるそれらの外力の大部分は、仲介発泡体１０を介して、又は曲げビーム５がその曲げ変形のため最終的にクロスビーム７で支えられることになると外力が導入される範囲を中心に伝達される。この中央の外力１４はクロスビーム７の中央部分１１に作用するので、それは、縦ビーム部品１２及び支持ブラケット１３を介して比較的間接的に縦ビーム構造２で支えられる。クロスビーム７の中央部分１１におけるバンパー構造４の剛性が高いと、比較的高い許容不当外力下での恒久的変形を防止することができる。

矢印で示されたコーナー外力１５が、側端部８の範囲の曲げビーム５に作用する場合、この外力は、最初に取付点９によってクロスビーム７に直接的に伝達され、その結果、クロスビーム７が矢印１６の方向の曲げ応力を受ける。クロスビーム７に作用するこの曲げ応力は、曲げビーム５の伸長となるので、これは、矢印１７による引張応力を受ける。発泡体１０が曲げビーム５とクロスビーム７との間に配置される場合、それが伸長されると、曲げビーム５がクロスビーム７に近づいてくるので、曲げビーム５の伸長運動も減衰され、エネルギーを吸収する。クロスビーム７に対して比較的小さな曲率を有する、ここで選択された曲げビーム５の形状は、曲げビーム５内の引張応力１７の連続的な増加がクロスビーム７の曲げ変形に対して達成され、それによってクロスビーム７に比較的高い剛性値を与えることができるので、かなり高い許容可能なコーナー外力１５でも損傷無く吸収される。縦ビーム構造２へのコーナー外力１５は、再びこの場合、縦ビーム部品１２及び支持ブラケット１３によって支えられる。

曲げビーム５がクロスビーム７の側端部８の範囲内だけでクロスビーム７に固定され、さらに、これらの取付点９の間で、曲げビーム５はクロスビーム７に対して移動できることは、ここでは特に重要なことである。これは、特に発泡体１０が曲げビーム５とクロスビーム７との間に配置される場合にも当てはまる。

図は、本発明による支持構造体の端部分の主な概略図を示す。

Claims (6)

1. 縦ビーム構造（２）を有し、少なくともその一方の長手方向端部（３）に、クロスビーム（７）と前記クロスビーム（７）の両端部（８）に取り付けられた曲げビーム（５）とを有するバンパー構造（４）が取り付けられ、前記クロスビーム（７）は軸方向に２本の長手ビーム部品（１２）によって前記縦ビーム構造（２）に支持され、前記縦ビーム部品（１２）は、前記端部（８）から離れて配置された前記クロスビーム（７）の中心部分（１１）に取り付けられる、乗用車の支持構造体であって、
   前記支持ビーム部品（１２）は前記クロスビーム（７）から離れたそれらの両端部においてそれぞれ支持ブラケット（１３）によって前記縦ビーム構造（２）に取り付けられ、
   前記支持ブラケット（１３）は、衝突の際にエネルギー吸収効果を及ぼすクラッシュ要素の形態をとることを特徴とする支持構造体。
2. 前記曲げビーム（５）は、少なくとも中心部分（１１）において、少なくとも１種類のエネルギー吸収発泡体（１０）によって前記クロスビーム（７）に当接することを特徴とする請求項１に記載の支持構造体。
3. 前記支持ビーム部品（１２）は、前記自動車の長手方向（６）と平行に、且つ水平方向に互いに離れて延びることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の支持構造体。
4. 前記縦ビーム構造（２）は、実質的に前記自動車の中心に配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の支持構造体。
5. 前記曲げビーム（５）は、その両端部が前記クロスビーム（７）で支えられるので水平軸を中心にして回転できることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の支持構造体。
6. 前記曲げビーム（５）は、その両端部だけが前記クロスビーム（７）に取り付けられることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の支持構造体。

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