JP2010179832A - 車両用バンパ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バンパリインホースの材料強度のばらつき及び曲げ剛性の低下を抑制することができる車両用バンパ装置を提供する。
【解決手段】車両幅方向に延在するとともに両端部１２ａが車両前後方向に延びる一対のクラッシュボックス１１に結合される鋼板からなるバンパリインホース１２を備える。バンパリインホース１２は、車両幅方向中間部１２ｂに直接通電による加熱状態で成形同時焼入れされた焼入れ領域Ａ１を有するとともに、該焼入れ領域Ａ１を挟んだ両端部１２ａに非焼入れ領域Ａ２をそれぞれ有し、焼入れ領域Ａ１は、平面上に広げた展開状態が長方形状をなす。
【選択図】図１

Description

本発明は、直接通電により部分的に焼入れされたバンパリインホースを備える車両用バンパ装置に関するものである。

従来、車両用バンパ装置として種々のものが提案されている（例えば特許文献１など）。こうした車両用バンパ装置は、車両幅方向に延在するバンパリインホースを備えるとともに、その両端部に結合される一対のクラッシュボックスを備える。そして、バンパリインホースとして、材料である鋼板を加熱した状態で、金型によりプレス成形すると同時に、その金型と鋼板との接触による冷却を利用して鋼板の焼入れを行う、いわゆるダイクエンチによって高強度化（高張力化等）されたものが知られている。

特開２００８−５６０８１号公報 特開２００８−１１３５号公報

ところで、このようにダイクエンチにより高強度化されたバンパリインホースでは、一対のクラッシュボックスとの結合がボルト−ナットによる締結、若しくはスポット溶接で行われており、一般的には結合強度等に優れるアーク溶接で行われることはない。これは、ダイクエンチ材の場合、再加熱に伴う溶接部のなまりによって局部的に強度が低下することがあるためである。

しかしながら、バンパリインホース及び一対のクラッシュボックスをボルト−ナットによる締結で結合する場合、これらの締結具を別途要する分、部品点数の増大及び質量増加を余儀なくされてしまう。また、バンパリインホースにボルト孔等が形成されることで、バンパリインホースの曲げ剛性が低下してしまう。

一方、バンパリインホース及び一対のクラッシュボックスをスポット溶接で結合する場合も、やはりバンパリインホースの曲げ剛性が低下してしまう。
なお、直接通電により部分的に焼入れされたバンパリインホースも提案されている（例えば特許文献２など）。しかしながら、直接通電によりバンパリインホースの材料である鋼板を加熱する場合、焼入れする部分に電流が偏って流れることがあり、加熱が不均一になって材料強度にばらつきが生じることがある。

本発明の目的は、バンパリインホースの材料強度のばらつき及び曲げ剛性の低下を抑制す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、車両幅方向に延在するとともに両端部が車両前後方向に延びる一対の結合部材に結合される鋼板からなるバンパリインホースを備える車両用バンパ装置において、前記バンパリインホースは、車両幅方向中間部に直接通電による加熱状態で成形同時焼入れされた焼入れ領域を有するとともに、該焼入れ領域を挟んだ前記両端部に非焼入れ領域をそれぞれ有し、前記焼入れ領域は、平面上に広げた展開状態が長方形状をなすことを要旨とする。

同構成によれば、前記バンパリインホースは、車両幅方向中間部に直接通電による加熱状態で成形同時焼入れ（即ちダイクエンチ）された焼入れ領域を有することで、特に衝撃エネルギーの吸収効率に支配的な当該中間部の高強度化（高張力化等）を図ることができる。また、前記焼入れ領域は、平面上に広げた展開状態が対称性のある長方形状をなすことで、展開状態にある前記バンパリインホースの前記焼入れ領域を直接通電により加熱する際、該焼入れ領域に電流を均等に流すことができ、加熱状態での温度分布を均一にして材料強度のばらつきを抑制することができる。一方、前記結合部材に結合される前記各端部は、直接通電による加熱状態で成形同時焼入れされない非焼入れ領域とされることで、前記結合部材及び前記端部の結合を、結合強度等に優れるアーク溶接で行うことができる。そして、前記結合部材及び前記端部の結合を、例えばボルト−ナットによる締結、若しくはスポット溶接で行った場合のようなバンパリインホースの曲げ剛性の低下を抑制することができる。

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、前記バンパリインホースは、前記焼入れ領域の車両幅方向全長に亘って該焼入れ領域の車両高さ方向中央部に溝状のビードを有することを要旨とする。

同構成によれば、前記バンパリインホースは、前記焼入れ領域の車両幅方向全長に亘って該焼入れ領域の車両高さ方向中央部に溝状のビードを有することで、ねじれ剛性を著しく増大することができる。これは、前記バンパリインホースに加わるねじれ荷重が、前記ビード底部で抑えられることによる。

本発明では、バンパリインホースの材料強度のばらつき及び曲げ剛性の低下を抑制することができる車両用バンパ装置を提供することができる。

（ａ）（ｂ）は、本発明の一実施形態を示す正面図。 （ａ）（ｂ）は、図１のＡ−Ａ線及びＢ−Ｂ線に沿った断面図。 同実施形態を示す平面図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図３は、自動車などの車両のフロント部分に適用される本実施形態に係る車両用バンパ装置を示す平面図である。同図に示されるように、車両幅方向両側には、車両前後方向に延びる一対の結合部材としてのクラッシュボックス１１が配設されている。このクラッシュボックス１１は、例えば金属板からなり、車両前後方向に連通する略四角筒状の中空構造を有している。なお、クラッシュボックス１１の車両後側に配置される基端部は、その中心線に一致する中心線を有して車両前後方向に延在する中空構造のサイドメンバ（図示略）に結合されている。各サイドメンバは、ボデーの一部を構成する。

各クラッシュボックス１１の前端には、車両幅方向に延在するバンパリインホース１２の各端部１２ａがアーク溶接にて接合されている。このバンパリインホース１２は、鋼板のプレス材からなり、一定の曲率半径を有するように車両幅方向で円弧状に曲げ成形されている。従って、各クラッシュボックス１１の前端は、バンパリインホース１２の円弧形状に合わせてこれに密着するように先細りに成形されている。

次に、本実施形態のバンパリインホース１２について更に説明する。
図１（ａ）は、バンパリインホース１２を車両前側から見た正面図であり、図１（ｂ）は、そのプレス加工前の展開状態にあるバンパリインホース１２（以下、ワークＷという）の正面図である。また、図２（ａ）（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線及びＢ−Ｂ線に沿った断面図である。図２に示されるように、バンパリインホース１２は、車両高さ方向に離隔配置された互いに平行な上壁部２１及び下壁部２２と、上壁部２１及び下壁部２２の車両前側端間を連結する外側壁部２３とを一体的に有する。また、バンパリインホース１２は、上壁部２１の車両後側端に連続して上側に延出する上部フランジ２４と、下壁部２２の車両後側端に連続して下側に延出する下部フランジ２５とを一体的に有する。なお、クラッシュボックス１１の前端は、上部フランジ２４及び下部フランジ２５において、バンパリインホース１２に接合されている（図２（ｂ）参照）。

さらに、バンパリインホース１２は、クラッシュボックス１１が接合される前記両端部１２ａで挟まれる車両幅方向における中間部１２ｂに溝状のビード２６を有する。このビード２６は、外側壁部２３の車両高さ方向中央部に配置されており、車両前側に開口するコの字状の断面形状を有する。ビード２６は、中間部１２ｂにおけるバンパリインホース１２の曲げ剛性を増大する。

ここで、前記中間部１２ｂは、直接通電による加熱状態で成形同時焼入れ（即ちダイクエンチ）された焼入れ領域Ａ１となっており、前記各端部１２ａは、当該加工が施されない非焼入れ領域Ａ２となっている。図１（ｂ）に示されるように、平面上に広げた展開状態（ワークＷ）の焼入れ領域Ａ１は、長方形状に成形されており、各隣接する非焼入れ領域Ａ２との境界位置を電極位置Ｐ１，Ｐ２としてその全範囲が通電・加熱される。従って、展開状態が対称性のある長方形状の焼入れ領域Ａ１には、電流が均等に流れることになり、加熱状態での温度分布が均一とされる。そして、このように焼入れ領域Ａ１を加熱した状態で、ワークＷを金型によりプレス成形すると同時に、その金型とワークＷ（焼入れ領域Ａ１）との接触による冷却を利用して該焼入れ領域Ａ１を焼入れる（ダイクエンチ）。これにより、バンパリインホース１２の焼入れ領域Ａ１（中間部１２ｂ）が高強度化（高張力化等）される。なお、前記ビード２６は、焼入れ領域Ａ１の車両幅方向全長に亘って該焼入れ領域Ａ１の車両高さ方向中央部に配置されている。つまり、ビード２６は、展開状態が長方形状の焼入れ領域Ａ１の車両幅方向全長に亘って形成される。これにより、バンパリインホース１２は、焼入れ領域Ａ１及び各隣接する非焼入れ領域Ａ２の境界位置において、上部フランジ２４及び下部フランジ２５の幅がそれぞれ広がっている。

次に、本実施形態の動作について説明する。車両の衝突等により前方から衝撃が加えられると、この衝撃は、バンパリインホース１２を介して両クラッシュボックス１１（ボデー）に伝達される。このとき、衝突の衝撃による入力荷重が小さければ、バンパリインホース１２が弾性変形することで、ボデー及び乗員へと伝達される衝撃を緩衝する。また、衝突の衝撃による入力荷重が大きければ、バンパリインホース１２の弾性変形後に該バンパリインホース１２とともに両クラッシュボックス１１が塑性変形（蛇腹変形、ターニング変形等）することで、ボデー及び乗員へと伝達される衝撃を緩衝する。

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、バンパリインホース１２は、車両幅方向中間部１２ｂに直接通電による加熱状態で成形同時焼入れされた焼入れ領域Ａ１を有することで、特に衝撃エネルギーの吸収効率に支配的な当該中間部１２ｂの高強度化（高張力化等）を図ることができる。また、焼入れ領域Ａ１は、平面上に広げた展開状態が対称性のある長方形状をなすことで、展開状態にあるバンパリインホース１２（ワークＷ）の焼入れ領域Ａ１を直接通電により加熱する際、該焼入れ領域Ａ１に電流を均等に流すことができ、加熱状態での温度分布を均一にして材料強度のばらつきを抑制することができる。あるいは、温度分布の不均一に伴うバンパリインホース１２（中間部１２ｂ）の変形を抑制することができる。

一方、クラッシュボックス１１に結合される各端部１２ａは、非焼入れ領域Ａ２とされることで、クラッシュボックス１１及び端部１２ａの結合を、結合強度等に優れるアーク溶接で行うことができる。そして、クラッシュボックス１１及び端部１２ａの結合を、例えばボルト−ナットによる締結、若しくはスポット溶接で行った場合のようなバンパリインホース１２の曲げ剛性の低下を抑制することができる。

（２）本実施形態では、バンパリインホース１２は、焼入れ領域Ａ１の車両幅方向全長に亘って該焼入れ領域Ａ１の車両高さ方向中央部にビード２６を有することで、ねじれ剛性を著しく増大することができる。これは、バンパリインホース１２に加わるねじれ荷重が、ビード２６底部で抑えられることによる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・前記実施形態において、クラッシュボックス１１の前端は、上壁部２１及び下壁部２２間に挟まれる態様で外側壁部２３に接合されていてもよい。

・前記実施形態において、外側壁部２３の車両高さ方向中央部に形成されるビード２６は、当該方向に２本以上並設されていてもよい。
・前記実施形態において、クラッシュボックス１１の断面形状は一例であって、適宜変更してもよい。

・前記実施形態において、クラッシュボックス１１を割愛して、バンパリインホース１２をサイドメンバに直結してもよい。
・前記実施形態において、バンパリインホースを、クラッシュボックス１１側（車両後側）に配置される鋼板からなる第１フレームと、クラッシュボックス１１の反対側（車両前側）に配置される鋼板からなる第２フレームとの２部材で構成してもよい。具体的には、第１及び第２フレームを車両前側及び車両後側に開口する断面コの字状にそれぞれ成形するとともに互いの開口端同士を接合した断面ロの字状のバンパリインホースであってもよい。この場合、クラッシュボックス１１との結合側である第１フレームに同様の焼入れ領域及び非焼入れ領域Ａ２を配設することで、前記実施形態と同様の効果が得られるようになる。

・本発明は、車両のリヤ部分に適用してもよい。

Ａ１…焼入れ領域、Ａ２…非焼入れ領域、１１…クラッシュボックス（結合部材）、１２…バンパリインホース、１２ａ…端部、１２ｂ…中間部、２６…ビード。

Claims (2)

1. 車両幅方向に延在するとともに両端部が車両前後方向に延びる一対の結合部材に結合される鋼板からなるバンパリインホースを備える車両用バンパ装置において、
   前記バンパリインホースは、車両幅方向中間部に直接通電による加熱状態で成形同時焼入れされた焼入れ領域を有するとともに、該焼入れ領域を挟んだ前記両端部に非焼入れ領域をそれぞれ有し、
   前記焼入れ領域は、平面上に広げた展開状態が長方形状をなすことを特徴とする車両用バンパ装置。
2. 請求項１に記載の車両用バンパ装置において、
   前記バンパリインホースは、前記焼入れ領域の車両幅方向全長に亘って該焼入れ領域の車両高さ方向中央部に溝状のビードを有することを特徴とする車両用バンパ装置。

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