JP2007153108A

JP2007153108A - 車両用バンパ装置

Info

Publication number: JP2007153108A
Application number: JP2005350561A
Authority: JP
Inventors: Kohei Hodoya; 幸平程谷; Hiroshi Matsutani; 拓松谷; Kyoichi Kita; 恭一北; Masashi Neo; 正志根尾
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Keikinzoku Co Ltd
Current assignee: Aisin Keikinzoku Co Ltd; Aisin Corp
Priority date: 2005-12-05
Filing date: 2005-12-05
Publication date: 2007-06-21

Abstract

【課題】部品点数及び工数の増大を抑制しつつ、ポール衝突時の曲げ強度の向上を図ることができる車両用バンパ装置を提供する。
【解決手段】バンパリィンホースメント１０は、衝突面側及び衝突面の反対側にそれぞれ配置される板厚一定の第１縦壁部１１及び第２縦壁部１２と、第１及び第２縦壁部の上端部を接続する第１横壁部１３と、第１及び第２縦壁部の下端部を接続する第２横壁部１４とを一体的に有して断面一定の中空構造をなす。第１縦壁部の外側面１１ａには、車両幅方向全長に亘って伸びる断面一定の突設部１７が一体形成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用バンパ装置に関するものである。

従来、自動車などの車両本体（車体）の前端又は後端に取り付けられるバンパ（フロントバンパ又はリヤバンパ）には、車両幅方向に延在する強度補強用のバンパリィンホースメントが設けられている。このバンパリィンホースメントは、バンパステイなどの連結用部材を介して車体の骨格をなす一対のサイドメンバに連結・固定されており、車体の前方又は後方からの衝突に際し、圧潰することでその衝突エネルギーを吸収する。

ところで、こうしたバンパリィンホースメントでは、車体の移動時に電柱などと衝突するポール衝突時に、十分な曲げ強度が確保できないことがある。
図６（ａ）は、従来のバンパリィンホースメントの一例を示す断面図であり、図６（ｂ）（ｃ）は、上述したポール衝突時における当該バンパリィンホースメントの曲げ変形を模式的に示す断面図及び斜視図である。同図に示されるように、このバンパリィンホースメント９０は、車体の衝突面側及び該衝突面の反対側にそれぞれ配置される第１縦壁部９１及び第２縦壁部９２と、これら第１及び第２縦壁部９１，９２の上端部を接続する第１横壁部９３と、第１及び第２縦壁部９１，９２の下端部を接続する第２横壁部９４と、第１及び第２縦壁部９１，９２の中間部を接続する中間壁部９５とを一体的に有して略日の字となる断面一定の中空構造をなす。そして、車体の移動時において、このバンパリィンホースメント９０にポールＰ（図６（ｃ）参照）が衝突すると、図６（ｂ）に示したように衝突面を形成する第１縦壁部９１に局部的な面座屈が生じて、バンパリィンホースメント９０に断面座屈（断面崩れ）が生じる。そして、図６（ｃ）に示したように、バンパリィンホースメント９０は、衝突部を中心に水平方向に折れ曲がり、いわゆるかもめ折れが生じる。

一方、こうしたバンパリィンホースメントのかもめ折れを抑制すべくその曲げ強度を確保するため、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。このバンパリィンホースメントは、上述したバンパリィンホースメント９０の準じた形状の中空形材（１）と、この中空形材の衝突面側の前面に取り付けられた補強形材（２）とからなる。このバンパリィンホースメントでは、ポール衝突時に、補強形材の横リブ（７ａ，７ｂ）が座屈変形して、衝突エネルギーを吸収することで、衝突の後方となる中空形材を保護してバンパリィンホースメントとしての曲げ強度の向上を図っている。
特開２００１−２２５７６３号公報（第１−３図）

ところで、特許文献１の構成では、補強形材を別途、追加して設ける必要がある。また、補強形材を中空形材に締結する部品やそのための工数も必要となる。従って、部品点数及び工数の増大を余儀なくされ、ひいてはコストの増大を招くこととなる。

本発明の目的は、部品点数及び工数の増大を抑制しつつ、ポール衝突時の曲げ強度の向上を図ることができる車両用バンパ装置を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、衝突面側及び該衝突面の反対側にそれぞれ配置される板厚一定の第１縦壁部及び第２縦壁部と、該第１及び第２縦壁部の上端部を接続する第１横壁部と、該第１及び第２縦壁部の下端部を接続する第２横壁部とを一体的に有して断面一定の中空構造をなす車両用バンパ装置において、前記第１及び第２縦壁部の少なくとも一方に、車両幅方向全長に亘って伸びる断面一定の突設部を一体形成したことを要旨とする。

同構成によれば、板厚一定の第１縦壁部及び第２縦壁部の少なくとも一方に、車両幅方向全長に亘って伸びる断面一定の突設部を一体形成したことで、ポール衝突時において、その面剛性の増大の分だけ、前記第１又は第２縦壁部の面座屈が抑制され、断面座屈（断面崩れ）が抑制されて曲げ強度が向上される。また、前記突設部は、前記第１又は第２縦壁部に一体形成されるため、部品点数及び工数の増大が抑制される。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両用バンパ装置において、前記突設部は、前記第１又は第２縦壁部の外側面に形成されていることを要旨とする。
同構成によれば、ポール衝突時において、前記第１又は第２縦壁部の変形（伸張又は圧縮）が最も著しい外側面に前記突設部が形成されることで、効率的に曲げ強度が向上される。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の車両用バンパ装置において、前記突設部は、前記第１縦壁部の外側面に形成されていることを要旨とする。
同構成によれば、ポール衝突時において、衝突荷重を直に受ける前記第１縦壁部の外側面に前記突設部が形成されることで、効率的に曲げ強度が向上される。

請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の車両用バンパ装置において、前記突設部は、上下方向に等間隔で配置されるように複数形成されていることを要旨とする。
同構成によれば、上下方向に等間隔で配置される複数の突設部にて、部分的に偏ることなく全体として均等に曲げ強度が向上される。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両用バンパ装置において、前記第１及び第２縦壁部の中間部を接続する中間壁部が一体形成され、前記突設部は、少なくとも前記中間壁部とは異なる上下方向の位置に配置されていることを要旨とする。

同構成によれば、前記突設部は、前記中間壁部とは異なる上下方向の位置、即ち面剛性が低減される位置に配置されるため、好適に曲げ強度が向上される。
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両用バンパ装置において、軽金属合金の押出成形材からなることを要旨とする。

同構成によれば、軽金属合金材料を用いて押出成形することで、極めて簡易に製造される。

請求項１乃至６に記載の発明では、部品点数及び工数の増大を抑制しつつ、ポール衝突時の曲げ強度の向上を図ることができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態について図１〜図４に従って説明する。
図１は、本実施形態のバンパリィンホースメント１０を示す斜視図であり、図２はその断面図である。このバンパリィンホースメント１０は、自動車などの車両本体（車体）の後端に取り付けられるリヤバンパを構成するもので、車体の骨格をなす一対のサイドメンバ後部にバンパステイなどの連結用部材を介して連結・固定される。なお、サイドメンバは、車両幅方向両側で対をなすとともに、車両前後方向に延在しており、このサイドメンバに固定されるバンパリィンホースメント１０は車両幅方向に延在している。このバンパリィンホースメント１０は、車体の後方からの衝突に際し、圧潰することでその衝突エネルギーを吸収する。

上記バンパリィンホースメント１０は、例えばＪＩＳ６０００系や７０００系のアルミニウム合金の押出成形材からなっており、車両幅方向全長に亘って断面一定の中空構造を呈している。すなわち、図２に示されるように、このバンパリィンホースメント１０は、車体の衝突面側及び該衝突面の反対側（即ち後側及び前側）にそれぞれ配置される板厚一定の第１縦壁部１１及び第２縦壁部１２と、これら第１及び第２縦壁部１１，１２の上端部を接続する第１横壁部１３と、第１及び第２縦壁部１１，１２の下端部を接続する第２横壁部１４と、第１及び第２縦壁部１１，１２の中間部を上下対称となるように接続する一対の中間壁部１５，１６とを一体的に有して略目の字となる断面一定の中空構造をなす。また、図２に拡大して併せ示したように、前記第１縦壁部１１の外側面１１ａには、車両幅方向全長に亘って伸びる断面一定の複数の突設部１７が一体形成されている。これら突設部１７は、第１縦壁部１１の面剛性を増大するためのもので、上下方向に等間隔で配置・形成されている。これら突設部１７が、前記中間壁部１５，１６とは異なる上下方向の位置にも配置されていることはいうまでもない。なお、これら突設部１７は、アルミニウム合金材料を用いた押出成形に際し、板厚一定の第１縦壁部１１の成形に合わせて同時に成形される。つまり、これら突設部１７は、バンパリィンホースメント１０の製造時に同時に成形される。各突設部１７は、先端側が短辺となる台形状に突出形成されている。

次に、このような構造を有するバンパリィンホースメント１０に対し、ポール衝突試験を行ったときの結果について説明する。なお、図３の平面図に示したように、このポール衝突試験は、バンパリィンホースメント１０の両端部を一対の支持部材２０で固定した状態で、衝突面側からその中央部に所定の速度でポールＰを衝突させるものである。

図４は、このときのバンパリィンホースメント１０の変形量（ストローク）と荷重との関係を示すグラフ（ＦＳ線図）である。なお、図４では、本実施形態のバンパリィンホースメント１０の結果を実線で示しており、突設部１７を割愛したことを除きこれと同等の形状・重量を有するバンパリィンホースメントの結果を破線で併せ示している。同図から明らかなように、バンパリィンホースメント１０では、荷重の大きさを所定の範囲に収めつつ、効率的に衝突エネルギーが吸収されて、最大ストロークが抑制されていることが確認される。つまり、バンパリィンホースメント１０では、前記突設部１７の配設によって断面座屈が抑制されている。

以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）本実施形態では、板厚一定の第１縦壁部１１に、車両幅方向全長に亘って伸びる断面一定の複数の突設部１７を一体形成したことで、ポール衝突時において、その面剛性の増大の分だけ、第１縦壁部１１の面座屈を抑制し、断面座屈（断面崩れ）を抑制して曲げ強度を向上することができる。例えば、車両後退時に、電柱と衝突したり、あるいは駐車時の停止位置を規定するポールにぶつけたり、あるいはそれ以外の局部的な衝突が起きたときのバンパリィンホースメント１０の曲げ強度を向上することができる。そして、衝突部を中心とする折れ曲がり（かもめ折れ）を抑制することができる。また、前記突設部１７は、第１縦壁部１１に一体形成されるため、部品点数及び工数の増大を抑制することができる。

（２）本実施形態では、ポール衝突時において、第１縦壁部１１の変形（圧縮）が最も著しい外側面１１ａに突設部１７が形成されることで、効率的に曲げ強度を向上することができる。

（３）本実施形態では、ポール衝突時において、衝突荷重を直に受ける第１縦壁部１１の外側面１１ａに突設部１７が形成されることで、効率的に曲げ強度を向上することができる。

（４）本実施形態では、上下方向に等間隔で配置される複数の突設部１７にて、部分的に偏ることなく全体として均等に曲げ強度を向上することができる。
（５）本実施形態では、突設部１７は、前記中間壁部１５，１６とは異なる上下方向の位置、即ち面剛性が低減される位置に配置されるため、好適に曲げ強度を向上することができる。

（６）本実施形態では、アルミニウム合金材料を用いて押出成形することで、極めて簡易にバンパリィンホースメント１０を製造することができる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。

・図５（ａ）に示したように、前記突設部１７を、第２縦壁部１２の外側面１２ａに形成してもよい。この場合、突設部１７を、第１縦壁部１１の外側面１１ａに加えて第２縦壁部１２の外側面１２ａに形成してもよいし、第１縦壁部１１の外側面１１ａに代えて第２縦壁部１２の外側面１２ａに形成してもよい。

また、突設部１７を、第１縦壁部１１の内側面１１ｂに形成してもよい。あるいは、突設部１７を第２縦壁部１２の内側面１２ｂに形成してもよい。この場合、突設部１７を、第１縦壁部１１の外側面１１ａ又は第２縦壁部１２の外側面１２ａに併せて形成することが好ましい。

・図５（ｂ）に示したように、前記中間壁部１５，１６に代えて１本の中間壁部１８を一体的に有して略日の字となる断面一定の中空構造をなすバンパリィンホースメント１０であってもよい。また、この形状で、両第１及び第２縦壁部１１，１２間に縦壁部を追加した略田の字となる断面一定の中空構造をなすバンパリィンホースメント１０であってもよい。あるいは、内部の壁部（中間壁部等）を全て割愛した略口の字となる断面一定の中空構造をなすバンパリィンホースメント１０であってもよい。

・前記実施形態において、各突設部１７は、台形以外の矩形、半円形又は扁平円形の断面形状を呈していてもよい。
・前記実施形態において、突設部１７は、押出成形材を切削加工することで成形してもよい。具体的には、第１縦壁部１１の板厚に突設部１７分の板厚分を加味した押出成形材を成形し、第１縦壁部１１の板厚に一致するように車両幅方向全長に亘って伸びる溝を形成してその外側面１１ａを形成するようにしてもよい。

・前記実施形態において、バンパリィンホースメント１０は、軽金属合金としてのマグネシウム合金の押出成形材からなっていてもよい。
・前記実施形態において、前記突設部１７は、十分な曲げ強度が確保されるのであれば１本のみであってもよい。

・本発明は、フロントバンパに適用してもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
・請求項１〜６のいずれか一項に記載の車両用バンパ装置において、
前記突設部は、矩形（台形）、半円形及び扁平円形のいずれか１つの断面形状を呈していることを特徴とする車両用バンパ装置。

本発明の一実施形態を示す斜視図。同実施形態を示す断面図。衝突試験を模式的に示す平面図。荷重とストロークとの関係を示すグラフ。（ａ）（ｂ）は、本発明の変形形態を示す断面図。（ａ）（ｂ）（ｃ）は、従来例を示す概略図。

符号の説明

１０…バンパリィンホースメント、１１…第１縦壁部、１１ａ…外側面、１２…第２縦壁部、１２ａ…外側面、１３…第１横壁部、１４…第２横壁部、１５，１６，１８…中間壁部、１７…突設部。

Claims

衝突面側及び該衝突面の反対側にそれぞれ配置される板厚一定の第１縦壁部及び第２縦壁部と、該第１及び第２縦壁部の上端部を接続する第１横壁部と、該第１及び第２縦壁部の下端部を接続する第２横壁部とを一体的に有して断面一定の中空構造をなす車両用バンパ装置において、
前記第１及び第２縦壁部の少なくとも一方に、車両幅方向全長に亘って伸びる断面一定の突設部を一体形成したことを特徴とする車両用バンパ装置。
請求項１に記載の車両用バンパ装置において、
前記突設部は、前記第１又は第２縦壁部の外側面に形成されていることを特徴とする車両用バンパ装置。
請求項２に記載の車両用バンパ装置において、
前記突設部は、前記第１縦壁部の外側面に形成されていることを特徴とする車両用バンパ装置。
請求項２又は３に記載の車両用バンパ装置において、
前記突設部は、上下方向に等間隔で配置されるように複数形成されていることを特徴とする車両用バンパ装置。
請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両用バンパ装置において、
前記第１及び第２縦壁部の中間部を接続する中間壁部が一体形成され、
前記突設部は、少なくとも前記中間壁部とは異なる上下方向の位置に配置されていることを特徴とする車両用バンパ装置。
請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両用バンパ装置において、
軽金属合金の押出成形材からなることを特徴とする車両用バンパ装置。