JP2007001386A - バンパステイおよびバンパ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 車両のバンパ補強材10とサイドメンバ20との間に配置されるステイ1であって、アルミニウム合金板を成形したカップ形状からなり、このカップは、底部2と、この底部周縁部から立ち上がる縦壁1aと、この縦壁周縁部によって形成された開口部3と、縦壁周縁部から外方に張出すとともに縦壁周縁部に亙って設けられたフランジ4とが一体に形成してされており、更に、底部2と縦壁1aおよびフランジ4とを互いに稜線状につなぐ張出リブ30が、前記底部周縁部に亙って1個以上設けられて、衝突荷重の負荷時にステイ1のカップ全体の変形により衝突荷重を吸収する。
【選択図】 図2
Description
1.車体前後方向を押出方向とするステイ(以下、縦圧壊型ステイと言う)
2.車体左右あるいは上下方向を押出方向とするステイ(以下、横圧壊型ステイと言う)
図1、2のステイ1は、直線的な中央部の両端に車体側へ曲げられた、直線的または曲線的な湾曲部 (屈曲部) を有するか、全体が車体側へ湾曲しているバンパ補強材 (湾曲型バンパ補強材) に対し、取り付けるステイの態様を示す。
本実施態様では、このような一体型のカップ形状に対し、更に、底部2と縦壁1aおよびフランジ4とを互いに稜線状につなぐ張出リブ40を、底部周縁部2aに亙っては合計4個、底部2を中心にしては二対、一体に設けている。平面的には、この稜線状の張出リブ40は、底部2の中心から、周囲のフランジ4の端部に向けて、放射状に設けられている。そして、この張出リブ40によって、周囲のフランジ4が略均等に4分割されるように設けている。
図1において、5は、底部2に適当な間隔を開けて2箇所設けられた、バンパ補強材との機械的な接合用の貫通孔である。また、6はフランジ4の周面上に、適当な間隔を開けて設けられた、サイドメンバとの機械的な接合用の4個の貫通孔である。これら接合用の貫通孔の大きさや個数、間隔などは、接合条件に応じて適宜選択できる。
図2、3、4に、本発明に係るステイの変形例を示す。図2〜4のステイは、上記のように説明した図1のステイ1の構造と基本的に同じであるが、フランジ4が、更に外方に張出したバンパ補強材との接合用フランジ片30を有する点が特徴的である。
以下に、図1、2のステイの共通事項である、底部2形状、カップ形状、フランジ形状などの設計上の必要、好ましい事項や変形例などについて説明する。
図1、2のステイ1は、前記した湾曲型バンパ補強材へ取り付けるために、バンパ補強材後面側に対応する底部2の面が、このバンパ補強材後面側の傾斜あるいは湾曲形状に応じた、傾斜あるいは湾曲形状をしている態様を示している。これに対し、中央部や端部も含めて真っ直ぐな、直線的なバンパ補強材 (直線型バンパ補強材) に対して取り付けるためには、ステイ1の底部2の面をフランジ面と平行(略水平)にし、底部各部位におけるカップ高さ(縦壁高さ)を同じとする。このように、本発明ステイにおける底部2の面の形状は、接合されるバンパ補強材後面側の形状に応じて選択される。
なお、成形において、ある程度のカップの成形高さ(ステイの車体長手方向の長さ)を得ることを想定すれば、カップ底部2の周縁部2aから立ち上がる部分のコーナR(肩R)を大きく、例えば10mm以上にすることが望ましい。
フランジ4の周囲形状は、図1、2のように四角でなくとも、三角や円形や不定形など、バンパ補強材後面やサイドメンバなどの接合面形状や、接合用孔の設計に応じ、かつ成形可能な形状が適宜選択できる。また、開口部周縁部3aの全部に亙って設けずとも、必要周縁部部位に部分的に設けることも可能である。このような、フランジ4や、底部2などの円錐台カップ形状を、自由に作り分けられる点が、成形ステイの利点でもある。
ステイ1の板厚は、軽量化のためには4mm以下とする。板厚が4mmを超えた場合には、鋼製ステイに代わっての軽量化効果が薄くなる。そして、このような薄肉条件下で、高エネルギ吸収量を保障するためには、ステイ1の0.2%耐力が190MPa以上の高強度であることが好ましい。
このような条件と、ステイへのプレス成形性とを満たすアルミニウム合金としては、特に、Al−Mg−Si系の、JIS乃至AA規格で言う、6000系熱処理型アルミニウム合金とすることが好ましい。なお、Al−Mg−Zn系の7000系熱処理型アルミニウム合金も使用できるが、6000系よりは入手が難しい。また、特にある程度ステイの長さを確保するためには、プレス成形性の良い(伸びが高い)O、T1、T4状態でプレス成形し、成形時の破断を防止することが望ましい。また、プレス成形を施した部品に熱処理を施すことで、製品としての強度を確保することが望ましい。このためには、前記6000系の熱処理型アルミニウム合金を用いることが望ましい。ここで、加える熱処理は、焼付け塗装処理あるいはT5、T6処理など、必要となる素材強度に応じて便宜選択される。
次ぎに、図5、6および図7、8を用いて、前記した図1、2の各ステイを車両のバンパ補強材とサイドメンバとの間に配置したバンパ装置の態様を示す。図5、6は図1の各ステイを配置した態様を示し、図5、7は各々平面図、図6は図5の、図8は図7の各々部分拡大断面図である。
図6、8にステイ1の取り付け方の詳細を拡大して示す。図6、8において、7、8はボルト、ナットなどの機械的な締結(固着)手段(以下、単にボルトと言う)を示す。ステイ1の前面側である底部2側は、底部2に適当な間隔を開けて2箇所設けられた貫通孔5、5を介して、更にバンパ補強材の後面壁11に対応して設けられた貫通孔12、12を介して、ボルト7、7によって後面壁側11に取り付けられている。
この図5〜8のように、ステイを配置することで、カップ底部2が衝突荷重に対する前面側(バンパ補強材側)、カップ開口部3側が衝突荷重に対する後面側(サイドメンバ側)となる。したがって、衝突荷重の負荷時に、カップ底部3とカップ開口部3とをつないで構成される略円筒状の縦壁1aの外方への拡大変形や、カップ底部2の後面側への(凹み)変形などによる、ステイ(カップ)の全体変形により、衝突荷重を吸収することができる。
図7、8のステイでは、ステイ1の前面側である底部2側のバンパ補強材の後面壁11への接合や、ステイ1の後面側である開口部3側のサイドメンバ20への接合は、前記した図5、6の態様と同じである。
図9は、図2のステイを成形するための成形装置の一例を示している。図9(a)に成形装置の概要を示すように、例えば、アルミニウム合金平板400の上方側に、雌型金型100と板押さえ300を設け、下方側に雄型金型(ポンチ)200を設ける。そして、雌型金型100と板押さえ300を下降させて、アルミニウム合金平板を押圧して、ステイのカップ形状を一体に成形する。
なお、本例では、雄型金型200には、張出リブ40に対応する凸型は設けていない。張出リブ40は、プレス成形の進行に伴い、凸型を設けなくてもしわの発生により形成されるが、より、積極的にリブ形状を制御したい場合には、縦溝140部に対応する凸部を雄型金型200に設けることも可能である。
ステイは0.2%耐力が190MPaの6000系アルミニウム合金とし、板厚2mm、重量201g/個とした。カップ底部を、前記図7、8のようにバンパ補強材の後面壁側に設けるとともに、カップ開口部側をサイドメンバに変わる剛体側に設けた態様とした。フランジ4は略四角形の1辺の幅が150mmとし、フランジ片30の幅200mm、屈曲部31の幅30mmとした。各張出フランジ40の、フランジ4端部側における幅は20mmである。
4:フランジ、5、6:取り付け孔、7、8:取り付け手段、
10:バンパ補強材、20:サイドメンバ、30:フランジ片、
31:屈曲部、40:張出リブ、100、200:金型、300:板押さえ
Claims (9)
- 車両のバンパ補強材とサイドメンバとの間に配置されるステイであって、アルミニウム合金板を成形したカップ形状からなり、このカップは、底部と、この底部周縁部から立ち上がる筒状の縦壁と、この縦壁周縁部によって形成された開口部と、前記縦壁周縁部から外方に張出すとともに縦壁周縁部に亙って設けられたフランジとが一体に形成してされており、更に、前記底部と縦壁およびフランジとを互いに稜線状につなぐ張出リブが、前記底部周縁部に亙って1個以上設けられていることを特徴とするバンパステイ。
- 前記張出リブの稜線を車体幅方向に対して平行に延在させた請求項1に記載のバンパステイ。
- 前記フランジの一端には、更に外方に張出したフランジ片が設けられている請求項1または2に記載のバンパステイ。
- 前記カップ底部か、または前記カップ底部と前記フランジ片との両方が、バンパ補強材の後面壁側に接合されるとともに、前記フランジを介して前記カップ開口部側がサイドメンバの先端部側に接合される請求項1乃至3のいずれか1項に記載のバンパステイ。
- 前記カップ底部と縦壁部との角部に、カップ底部周縁部に亙って、10mm以上のコ−ナRが設けられている請求項1乃至4のいずれか1項に記載のバンパステイ。
- 前記カップの底部がバンパ補強材後面側の傾斜あるいは湾曲形状に応じた、傾斜あるいは湾曲形状をしている請求項1乃至5のいずれか1項に記載のバンパステイ。
- 前記ステイの板厚が4mm以下である請求項1乃至6のいずれか1項に記載のバンパステイ。
- 前記ステイが6000系の熱処理型アルミニウム合金からなるとともに、0.2%耐力が190MPa以上である請求項1乃至7のいずれか1項に記載のバンパステイ。
- 請求項1乃至請求項8のいずれかのバンパステイを、自動車車体のバンパ補強材とサイドメンバとの間に配置したバンパ装置。
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