JP2008201367A - バンパリインフォース構造及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バンパリインフォース構造の車幅方向の中央部に荷重が入力され、車両上下方向軸を中心とするモーメント荷重が生じた場合に、該モーメント荷重を、車両前後方向における中央部方向に延出する延出部に効率的に伝達することを目的とする。
【解決手段】車両前後方向における車両中央部ＣＬから遠のく方向へ凸となる断面形状を有する凸状部１４が車両上下方向の複数箇所に設けられており、該凸状部１４は、車両中央部ＣＬ側において縦壁部１６に夫々連結され、かつ該車両中央部ＣＬ方向へ延設されたクラッシュボックス１２（延出部）の範囲を含んで車幅方向に延在しているので、車両上下方向軸Ｙを中心とする全塑性モーメントを大きくできる。
【選択図】図１

Description

本発明は、バンパリインフォース構造及びその製造方法に関する。

熱可塑性樹脂製のバンパリインフォースの一例が開示されている（特許文献１参照）。
特表２００５−５０２５２３号公報

しかしながら、上記した従来例では、バンパリインフォースの中央部から車幅方向に延びる上下の凸部が、車両前後方向における中央部方向に延出する延出部（クラッシュカン）の車幅方向内側で終端し、該延出部に対して不連続であるため、バンパリインフォースの車幅方向の中央部に荷重が入力され、車両上下方向軸を中心とするモーメント荷重が生じた場合、該モーメント荷重が延出部に伝わり難いと考えられる。

本発明は、上記事実を考慮して、バンパリインフォース構造の車幅方向の中央部に荷重が入力され、車両上下方向軸を中心とするモーメント荷重が生じた場合に、該モーメント荷重を、車両前後方向における中央部方向に延出する延出部に効率的に伝達することを目的とする。

請求項１の発明は、車幅方向に延在する縦壁部の両端部において、車両前後方向における車両中央部方向へ延設された延出部と、車両上下方向の複数箇所において前記延出部の範囲を含む車幅方向に延在し、前記車両中央部から遠のく方向へ凸となる断面形状を有し、かつ前記車両中央部側において前記縦壁部に夫々連結された凸状部と、を有することを特徴としている。
請求項１に記載のバンパリインフォース構造では、車両前後方向における車両中央部から遠のく方向へ凸となる断面形状を有する凸状部が車両上下方向の複数箇所に設けられており、該凸状部は、車両中央部側において縦壁部に夫々連結され、かつ該車両中央部方向へ延設された延出部の範囲を含んで車幅方向に延在しているので、車両上下方向軸を中心とする全塑性モーメントを大きくできる。このため、バンパリインフォース構造の車幅方向の中央部に荷重が入力され、車両上下方向軸を中心とするモーメント荷重が生じた場合に、該モーメント荷重を延出部に効率的に伝達することができる。

請求項２の発明は、請求項１に記載のバンパリインフォース構造において、前記延出部は、車幅方向における内側壁面及び外側壁面を有し、前記内側壁面は、車両前後方向軸に対して前記車両中央部から遠のくに従って車幅方向内側へ傾斜し、その傾斜角度は、前記車両前後方向軸に対する前記外側壁面の傾斜角度よりも大きいこと、を特徴としている。

請求項２に記載のバンパリインフォース構造では、延出部は、車幅方向における内側壁面及び外側壁面を有し、内側壁面は、車両前後方向軸に対して車両中央部から遠のくに従って車幅方向内側へ傾斜し、その傾斜角度は、車両前後方向軸に対する外側壁面の傾斜角度よりも大きいので、バンパリインフォース構造の車幅方向の中央部に荷重が入力され、車両上下方向軸を中心とするモーメント荷重が生じた場合に、延出部までのモーメント長を短縮することができる。このため、該延出部へモーメント荷重をより効率的に伝達することができる。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のバンパリインフォース構造において、前記凸状部の頂部及び前記縦壁部の板厚は、他の壁部よりも厚く設定されていることを特徴としている。

請求項３に記載のバンパリインフォース構造では、凸状部の頂部及び縦壁部の板厚は、他の壁部よりも厚く設定されているので、質量増加を抑制しつつ車両上下方向軸を中心とする全塑性モーメントをより大きくできる。このため、強度に重点を置けば、従来のバンパリインフォース構造と同等の質量としながら、より高強度化することができる。また質量に重点をおけば、従来のバンパリインフォース構造と同等の強度を持たせながら、より軽量化することが可能である。

請求項４の発明は、請求項１から請求項３の何れか１項に記載のバンパリインフォース構造を、スタンピング成形により製造することを特徴としている。

請求項４に記載のバンパリインフォース構造の製造方法では、バンパリインフォース構造をスタンピング成形により製造するので、該バンパリインフォース構造を一体成形することができる。

以上説明したように、本発明に係る請求項１に記載のバンパリインフォース構造によれば、バンパリインフォース構造の車幅方向の中央部に荷重が入力され、車両上下方向軸を中心とするモーメント荷重が生じた場合に、該モーメント荷重を、車両前後方向における車両中央部方向に延出する延出部に効率的に伝達することができる、という優れた効果が得られる。

請求項２に記載のバンパリインフォース構造によれば、バンパリインフォース構造の車幅方向の中央部に荷重が入力され、車両上下方向軸を中心とするモーメント荷重が生じた場合に、該モーメント荷重を延出部へより効率的に伝達することができる、という優れた効果が得られる。

請求項３に記載のバンパリインフォース構造によれば、従来のバンパリインフォース構造と同等の質量としながら、より高強度化することが可能である、という優れた効果が得られる。

請求項４に記載のバンパリインフォース構造の製造方法によれば、バンパリインフォース構造を一体成形することができる、という優れた効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。図１において、本実施の形態に係るバンパリインフォース構造Ｓは、車両１０の例えばフロントバンパ用の補強部材であり、延出部の一例たるクラッシュボックス１２と、凸状部１４と、を有している。

図２，図５において、クラッシュボックス１２は、車幅方向に延在する縦壁部１６の両端部において、車両前後方向における車両中央部ＣＬ（図１）方向、即ち車両後方へ延設された延出部であり、図３に示されるように、車幅方向における内側壁面１２Ａ及び外側壁面１２Ｂと、車両上下方向における上壁面１２Ｃ及び下壁面１２Ｄと、車体における例えばフロントサイドメンバ１８（図１）へ連結される取付け面１２Ｅとを有して構成されている。図１に示されるように、クラッシュボックス１２は、縦壁部１６から車両後方へ凹設され、車両前方側には開口部１２Ｇが形成されている（図１参照）。

なお、クラッシュボックス１２は、車幅方向に延在する縦壁部１６の両端部に設けられるとしたが、これは縦壁部１６の車幅方向の終端に限定されるものではなく、図１に示されるように、クラッシュボックス１２の連結対象部、即ちフロントサイドメンバ１８に対応する領域も含まれる。車両１０のフロント部に設けられるバンパリインフォース構造Ｓの場合、その両端部は車輪２０の車両前方に位置しているのが一般的であり、該両端部の車両後方にはフロントサイドメンバ１８を配置し難いためである。

図２に示されるように、クラッシュボックス１２の内側壁面１２Ａは、車両前後方向軸Ｘに対して、車両中央部から遠のく方向、即ち車両前方へ向かうに従って車幅方向内側へ傾斜し、その傾斜角度は、車両前後方向軸Ｘに対する外側壁面１２Ｂの傾斜角度よりも大きく設定されている。これにより、左右のクラッシュボックス１２における内側壁面１２Ａの後端間の距離ａよりも、該内側壁面１２Ａの根元間の距離ｂの方が小さくなっている。

なお、本実施形態では、外側壁面１２Ｂが車両前後方向軸Ｘと平行に設定されているが、これに限られず、例えば車両前方に向かって車幅方向外側へ傾斜するように構成してもよい。即ち、クラッシュボックス１２の両側壁（内側壁面１２Ａ及び外側壁面１２Ｂ）が車両前方へ向かって広がるように構成してもよい。バンパリインフォース構造Ｓの車幅方向端部に荷重が入力された場合にも、該荷重入力点からクラッシュボックス１２までのモーメント長を短縮でき、効率的に該クラッシュボックス１２へモーメント荷重を伝達できるからである。

図３，図５に示されるように、クラッシュボックス１２の取付け面１２Ｅには、フロントサイドメンバ１８への締結用のボルト（図示せず）が差し込まれる貫通孔１２Ｆが車両上下方向に例えば２箇所設けられている。バンパリインフォース構造Ｓをフロントサイドメンバ１８に組み付ける際には、クラッシュボックス１２の車両前方の開口部１２Ｇ（図１）からボルトや工具（図示せず）を差し込むように構成されている。即ち、開口部１２Ｇを作業穴として用いることができるようになっている。

図１，図３において、凸状部１４は、車両上下方向の複数箇所、例えば２箇所において、クラッシュボックス１２の範囲を含む車幅方向に延在し、車両中央部ＣＬ（図１）から遠のく方向、即ち車両前方へ凸となる断面形状を有し、かつ車両中央部ＣＬ（図１）側、即ち車両後方側において縦壁部１６に夫々連結されている。具体的には、図４に示されるように、凸状部１４は、車両前後方向側断面において、車両前方側の頂部１４Ａと、該頂部１４Ａの上縁から車両後方へ延びる上壁部１４Ｂと、頂部１４Ａの下縁から車両後方へ上壁部１４Ｂと平行に延びる下壁部１４Ｃとを有して構成されている。上側の凸状部１４における下壁部１４Ｃの後縁と、下側の凸状部１４における上壁部１４Ｂの後縁は、縦壁部１６に連なっている。

図４の断面図に示されるように、凸状部１４の頂部１４Ａ及び縦壁部１６の板厚ｔ１は、他の壁部の一例たる上壁部１４Ｂ及び下壁部１４Ｃの板厚ｔ２よりも厚く設定され、図心Ｏが車両前後方向の略中央に位置するように構成されている。同図において、図心Ｏを縦方向に通る一点鎖線が車両上下方向軸Ｙである。なお、頂部１４Ａ及び縦壁部１６の板厚は同一でなくてもよく、同様に壁部１４Ｂ及び下壁部１４Ｃの板厚についても同一である必要はない。また本実施形態における他の壁部は、凸状部１４における上壁部１４Ｂ及び下壁部１４Ｃであるが、車両前後方向に延びるリブ等が設けられる場合には、該リブ等も他の壁部に含まれる。

バンパリインフォース構造Ｓは、例えばガラス繊維を含んだ熱可塑性樹脂を材料に用いて、スタンピング成形により一体的に製造される。バンパリインフォース構造Ｓでは、クラッシュボックス１２の内側壁面１２Ａが上記したように傾斜していることから、スタンピング成形時の成形性が良好である。また本実施形態の場合、スタンピング成形時の材料延び方向が、凸状部１４の頂部１４Ａ及び縦壁部１６よりも板厚が薄い、該凸状部１４の上壁部１４Ｂ及び下壁部１４Ｃとなるので、成形性が容易となる。

なお、バンパリインフォース構造Ｓは、スタンピング成形以外に、例えば射出成形により製造することも可能であるが、スタンピング成形を用いることで、熱可塑性樹脂に含まれるガラス繊維の配向を、バンパリインフォース構造Ｓの長手方向に揃え易く、所望の塑性特性に均一化することが容易となる。

（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図１において、バンパリインフォース構造Ｓでは、車両前後方向における車両中央部ＣＬから遠のく方向、即ち車両前方へ凸となる断面形状を有する凸状部１４が車両上下方向の２箇所に設けられており、該凸状部１４は、車両中央部側において縦壁部１６に夫々連結され、かつ該車両中央部ＣＬ方向へ延設されたクラッシュボックス１２の範囲を含んで車幅方向に延在しているので、車両上下方向軸Ｙを中心とするバンパリインフォース構造Ｓの全塑性モーメントを大きくできる。

具体的には、図４に示されるように、バンパリインフォース構造Ｓの例えば車幅方向中央断面においては、図心Ｏが車両前後方向の略中央に位置しているので、該図心Ｏを通る車両上下方向軸Ｙから凸状部１４の頂部１４Ａまでの距離と、該車両上下方向軸Ｙから縦壁部１６までの距離とが、夫々大きく確保されている。このため、バンパリインフォース構造Ｓについての、車両上下方向軸Ｙに関する断面係数が、より大きくなる。これにより、バンパリインフォース構造Ｓについての、車両上下方向軸Ｙを中心とする全塑性モーメントを大きくすることができる。

従って、図１において、車両１０が例えば前面衝突として、バンパリインフォース構造Ｓの例えば車幅方向の中央部に荷重Ｆが入力され、車両上下方向軸Ｙを中心とするモーメント荷重（図示せず）が生じた場合に、クラッシュボックス１２がクラッシュボックス１２の車両前方部位において塑性変形し難く、モーメント荷重を該クラッシュボックス１２に効率的に伝達することができる。このクラッシュボックス１２が潰れ変形して、衝突初期の衝突エネルギを吸収することで、該クラッシュボックス１２からフロントサイドメンバ１８に伝達される衝突エネルギを低減させることができる。なお、図１に示される車両上下方向軸Ｙは、バンパリインフォース構造Ｓの車幅方向の中央の断面位置の場合を示したものであり、モーメント荷重は他の断面位置にも作用する。

特にバンパリインフォース構造Ｓでは、クラッシュボックス１２は、車幅方向における内側壁面１２Ａ及び外側壁面１２Ｂを有し、該内側壁面１２Ａは、車両前後方向軸Ｘに対して車両前方に向かうに従って車幅方向内側へ傾斜し、その傾斜角度は、車両前後方向軸Ｘに対する外側壁面１２Ｂの傾斜角度よりも大きいので、バンパリインフォース構造Ｓに荷重Ｆが入力され、車両上下方向軸Ｙを中心とするモーメント荷重が生じた場合に、クラッシュボックス１２までのモーメント長を短縮することができる。内側壁面１２Ａが車両前後方向軸Ｘと平行である場合（図示せず）と比較すると、図２に示されるように、モーメント長は、片側のクラッシュボックス１２につき（ａ−ｂ）／２だけ短縮されている。このため、クラッシュボックス１２へモーメント荷重をより効率的に伝達することができる。

更にバンパリインフォース構造Ｓでは、凸状部１４の頂部１４Ａ及び縦壁部１６の板厚ｔ１が、他の壁部（上壁部１４Ｂ及び下壁部１４Ｃ）の板厚ｔ２よりも厚く設定されているので、質量増加を抑制しつつ、車両上下方向軸Ｙを中心とする全塑性モーメントをより大きくできる。このため、強度に重点を置けば、従来のバンパリインフォース構造と同等の質量としながら、より高強度化することができる。また質量に重点をおけば、従来のバンパリインフォース構造と同等の強度を持たせながら、より軽量化することが可能である。

なお、上記実施形態では、バンパリインフォース構造Ｓが車両１０のフロント部に設けられるものとして説明したが、これに限られるものではなく、車両１０のリヤバンパの補強部材として用いることも可能である。

また延出部をクラッシュボックス１２として説明したが、延出部は該クラッシュボックス１２のような衝撃吸収部でなくてもよい。更に凸状部１４が、車両上下方向に２箇所設けられるものとして説明したが、凸状部１４の数はこれに限られるものではなく、３箇所以上であってもよい。

車両のフロント部におけるバンパリインフォース構造の組付け状態を示す斜視図である。 バンパリインフォース構造の拡大平面図である。 車両後方側から見たクラッシュボックス付近を示す拡大斜視図である。 図２における４−４矢視断面図である。 図２における５−５矢視断面図である。

符号の説明

１０ 車両
１２ クラッシュボックス（延出部）
１２Ａ 内側壁面
１２Ｂ 外側壁面
１４ 凸状部
１４Ａ 頂部
１６ 縦壁部
ＣＬ 車両前後方向における車両中央部
Ｓ バンパリインフォース構造
ｔ１ 凸状部の頂部及び縦壁部の板厚
ｔ２ 他の壁部の板厚
Ｘ 車両前後方向軸

Claims (4)

1. 車幅方向に延在する縦壁部の両端部において、車両前後方向における車両中央部方向へ延設された延出部と、
   車両上下方向の複数箇所において前記延出部の範囲を含む車幅方向に延在し、前記車両中央部から遠のく方向へ凸となる断面形状を有し、かつ前記車両中央部側において前記縦壁部に夫々連結された凸状部と、
   を有することを特徴とするバンパリインフォース構造。
2. 前記延出部は、車幅方向における内側壁面及び外側壁面を有し、
   前記内側壁面は、車両前後方向軸に対して前記車両中央部から遠のくに従って車幅方向内側へ傾斜し、その傾斜角度は、前記車両前後方向軸に対する前記外側壁面の傾斜角度よりも大きいこと、
   を特徴とする請求項１に記載のバンパリインフォース構造。
3. 前記凸状部の頂部及び前記縦壁部の板厚は、他の壁部よりも厚く設定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のバンパリインフォース構造。
4. スタンピング成形により製造することを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載のバンパリインフォース構造の製造方法。

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