JP2010264879A

JP2010264879A - バンパリインホース

Info

Publication number: JP2010264879A
Application number: JP2009117948A
Authority: JP
Inventors: Kohei Hodoya; 幸平程谷; Ikuto Hirai; 育人平井; Yuuki Ishiguro; 祐樹石畝
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Takaoka Co Ltd
Current assignee: Aisin Takaoka Co Ltd; Aisin Corp
Priority date: 2009-05-14
Filing date: 2009-05-14
Publication date: 2010-11-25

Abstract

【課題】引っ張り強度を損ねることなく、部品点数、質量及び製造工数の増大を抑制することができるバンパリインホースを提供する。
【解決手段】バンパリインホース１２は、高張力鋼板からなり、車両幅方向に延在する本体部１３と、本体部１３の車両幅方向両端部から車両後側に向かって陥没するように該本体部１３に一体形成され、車両前後方向に延びる一対のサイドメンバー１１にそれぞれ結合される一対の腕部１４とを備える。各腕部１４は、縦断面形状において側壁部３２〜３５の延在方向と本体部１３とでなす角度が鈍角になるように設定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、バンパリインホースに関するものである。

従来、車両用バンパ装置に適用される高張力鋼板からなるバンパリインホースとして、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。このバンパリインホースは、車両幅方向に延在しており、その両端部に結合される一対のクラッシュボックスを介して車両前後方向に延びる一対のサイドメンバーに結合されている。

特開２００８−５６０８１号公報

ところで、特許文献１のバンパリインホースでは、サイドメンバーとの結合のためにクラッシュボックスを別設する必要があり、部品点数及び質量の増大を余儀なくされる。また、バンパリインホース及び両クラッシュボックスを、例えばボルト締結や溶接などで結合する必要があり、製造工数の増大を余儀なくされる。

本発明の目的は、引っ張り強度を損ねることなく、部品点数、質量及び製造工数の増大を抑制することができるバンパリインホース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、高張力鋼板からなるバンパリインホースにおいて、車両幅方向に延在する本体部と、前記本体部の車両幅方向両端部から車両前後方向内側に向かって陥没するように該本体部に一体形成され、車両前後方向に延びる一対のサイドメンバーにそれぞれ結合される一対の腕部とを備え、前記各腕部は、縦断面形状において前記本体部に接続される側壁部の延在方向と前記本体部とでなす角度が直角又は鈍角になるように設定されていることを要旨とする。

同構成によれば、車両の衝突等によりバンパリインホースに車両前後方向外側から衝撃が加えられると、この衝撃は、前記本体部から前記腕部を介して前記サイドメンバーに伝達される。このとき、前記腕部が塑性変形することで、前記サイドメンバー（車両ボデー）へと伝達される衝撃を緩衝することができる。従って、専用の衝撃吸収具（クラッシュボックスなど）を別途、設けることなく、前記本体部に前記腕部を一体形成するのみで衝撃を干渉できるため、部品点数及び製造工数を削減することができる。

また、前記各腕部は、縦断面形状において前記側壁部の延在方向と前記本体部とでなす角度が直角又は鈍角になるように設定されて、少なくとも縮開されていない。従って、バンパリインホースをプレス成形する場合、金型の形状に合わせて前記腕部を同時に成形することができ、製造工数の増大を更に抑制することができる。

ここで、車両前後方向内側（車両前後方向外側）とは、バンパリインホースを車両前側に適用する場合は車両後側（車両前側）を指し、車両後側に適用する場合は車両前側（車両後側）を指す。

なお、本発明において「高張力鋼板」とは、引っ張り強度が４００ＭＰａ以上の鋼板をいう。「高張力鋼板」においては所望とする引っ張り強度として、１０００ＭＰａ以上であることが好ましく、１１００ＭＰａ以上、１２００ＭＰａ以上、１３００ＭＰａ以上であることがより好ましく、１４００ＭＰａ以上、１５００ＭＰａ以上であることが更に好ましい。なお、「高張力鋼板からなるバンパリインホース」においては、少なくとも一部分が所望とする引っ張り強度を有するように設定されていればよい。

以上のようなバンパリインホースの高張力化は、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全部又は一部に焼入れを行う、いわゆるダイクエンチによって実現されることが好ましいが、特にこれに限定されるものではない。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のバンパリインホースにおいて、前記側壁部の前記本体部との接続部は、湾曲部を有して拡開されていることを要旨とする。
同構成によれば、前記側壁部の前記本体部との接続部は、前記湾曲部により拡開されている。従って、車両の衝突等によりバンパリインホースに車両前後方向外側から衝撃が加えられると、前記湾曲部により前記腕部（側壁部）の開口端側を広げる塑性変形が誘発される。そして、このような塑性変形に基づいて、変形量に対する荷重の変動の抑制された安定した状態で衝撃を緩衝することができる。また、前記腕部（側壁部）の開口端側を広げる塑性変形で衝撃を緩衝する場合、縦断面形状における前記側壁部の延在方向と前記本体部とでなす角度や前記湾曲部の形状（例えば曲率半径など）を変更することで、衝撃の緩衝特性を容易に調整することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のバンパリインホースにおいて、前記側壁部には、応力集中部が設定されていることを要旨とする。
同構成によれば、前記側壁部には、前記応力集中部が設定されていることで、車両の衝突等によりバンパリインホースに車両前後方向外側から衝撃が加えられると、前記応力集中部を起点に前記腕部（側壁部）の座屈変形（塑性変形）が促進される。従って、前記腕部の座屈変形に伴う衝撃緩衝の立ち上がりをよくすることができる。また、前記腕部の座屈変形で衝撃を緩衝する場合、前記応力集中部の個数やその配置、形状を変更することで、衝撃の緩衝特性を容易に調整することができる。

本発明では、引っ張り強度を損ねることなく、部品点数、質量及び製造工数の増大を抑制することができるバンパリインホースを提供することができる。

本発明の一実施形態を示す斜視図。（ａ）（ｂ）は、図１のＡ−Ａ線及びＢ−Ｂ線に沿った断面図。（ａ）（ｂ）は、同実施形態の衝撃緩衝態様を示す説明図。（ａ）はバンパリインホースの変形量と荷重との関係を示すグラフであり、（ｂ）は側壁部の立ち上がりの異なる腕部を示す概略図。本発明の変形形態を示す斜視図。

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１は、自動車などの車両のフロント部分に適用される車両用バンパ装置を示す斜視図である。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サイドメンバー１１が配設されている。このサイドメンバー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。各サイドメンバー１１は、車両ボデーの一部を構成する。

両サイドメンバー１１の前端には、これらサイドメンバー１１間を橋渡しする態様で、高張力鋼板からなるバンパリインホース１２が結合されている。このバンパリインホース１２は、車両幅方向に延在する本体部１３と、該本体部１３の車両幅方向両端部から車両後側（車両前後方向内側）に向かって陥没するように該本体部１３に一体形成された一対の腕部１４とを有する。

本体部１３は、図２（ａ）に図１のＡ−Ａ線に沿った断面図を示したように、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、本体部１３は、前記腕部１４の配設される両端部を除く車両幅方向全長に亘って溝状のビード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略コ字状の断面形状を有する。ビード２６は、本体部１３におけるバンパリインホース１２の曲げ剛性を増大する。

一方、図１に示すように、各腕部１４は、サイドメンバー１１の略四角形の先端に対向する略四角形の底壁部３１並びに該底壁部３１の四辺から車両前側に向かって延出して本体部１３に接続される４つの側壁部３２，３３，３４，３５を有して略四角錐台状に成形されている。側壁部３２，３３は、腕部１４の上側及び下側にそれぞれ配置されており、側壁部３４，３５は、腕部１４の車両幅方向外側及び内側にそれぞれ配置されている。腕部１４（バンパリインホース１２）は、底壁部３１においてサイドメンバー１１の先端に当接して、例えば溶接（アーク溶接など）にてこれに結合されている。なお、腕部１４は、底壁部３１においてサイドメンバー１１の先端に取着された適宜のブラケットを介してこれに結合されてもいい。この場合、当該ブラケットと底壁部３１とを溶接にて結合してもよいし、ボルト−ナットによる締結にて結合してもよい。また、腕部１４の中心線は、サイドメンバー１１の中心線とずれていてもよい。

図２（ｂ）に図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図（腕部１４の縦断面図）を示したように、側壁部３２，３３は、縦断面形状において各々の延在方向Ｅ１，Ｅ２と本体部１３とでなす角度α１，α２が鈍角になるように設定されて、拡開されている。同様に、側壁部３４，３５も、各々の延在方向と本体部１３とでなす角度が鈍角になるように設定されて、拡開されている。これは、バンパリインホース１２をプレス成形する場合に、金型の形状に合わせて腕部１４を同時に成形できるようにするため、即ち腕部１４の位置も含めて金型を抜けるようにするためである。本実施形態では、バンパリインホース１２の高張力化にあたって、材料である鋼板（バンパリインホース１２の外形に基づいて予め切り出した平坦な鋼板）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ダイクエンチを利用している。これにより、腕部１４（バンパリインホース１２）の引っ張り強度は、衝撃緩衝に十分な１５００〜１８００ＭＰａに設定されている。

また、各側壁部３２〜３５の本体部１３との接続部は、車両前側で凸になる湾曲部Ｃを有して拡開されている。これは、車両の衝突等によりバンパリインホース１２に車両前側から衝撃が加えられる際、湾曲部Ｃにより腕部１４（側壁部３２〜３５）の開口端側を広げる塑性変形を誘発し、当該塑性変形に基づいて衝撃を緩衝するためである。

次に、本実施形態の動作について説明する。図３（ａ）に示すように、車両の衝突等により本体部１３（バンパリインホース１２）の前方に衝突する障害物Ｂから衝撃が加えられると、この衝撃は、本体部１３を介して当該障害物Ｂに対向する腕部１４に伝達される。このとき、腕部１４が塑性変形することで、サイドメンバー１１（車両ボデー）へと伝達される衝撃が緩衝される。すなわち、腕部１４（側壁部３２〜３５）は、衝撃が伝達されることで、図３（ｂ）に示すように、湾曲部Ｃによりその開口端側を広げる塑性変形が誘発される。そして、腕部１４は、このような形態での塑性変形に基づいて衝撃を緩衝する。これにより、当該腕部１４に対向するサイドメンバー１１（車両ボデー）には、腕部１４を介して緩衝された衝撃が伝達される。

図４（ａ）は、このような形態で腕部１４（バンパリインホース１２）が塑性変形する際の変形量と荷重との関係を示すグラフである。同図から明らかなように、腕部１４がその開口端側を広げるように塑性変形する際には、変形量に対する荷重の変動の抑制された安定した状態で衝撃を緩衝できることが確認される。なお、荷重の立ち上がり後の安定荷重Ｆｓは、腕部１４が衝撃を受ける前の初期状態（変形前の状態）にあるとき、図４（ｂ）に示すように、側壁部３２〜３５の底壁部３１に対する立ち上がり（即ち、縦断面形状において側壁部３２〜３５の延在方向と本体部１３とでなす角度）が緩く腕部１４の開口端側の開き度合いが大きいほど小さくなり（図示破線）、反対に前記立ち上がりが急で開口端側の開き度合いが小さいほど大きくなる（図示２点鎖線）ことが確認されている。従って、側壁部３２〜３５の底壁部３１に対する立ち上がりの緩急を変更することで、衝撃の緩衝特性を容易に調整することができる。なお、湾曲部Ｃの形状（例えば曲率半径など）を変更することで、衝撃の緩衝特性を調整できることも確認されている。

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、車両の衝突等によりバンパリインホース１２に車両前側から衝撃が加えられると、腕部１４が塑性変形することで、サイドメンバー１１（車両ボデー）へと伝達される衝撃を緩衝することができる。従って、専用の衝撃吸収具（クラッシュボックスなど）を別途、設けることなく、本体部１３に腕部１４を一体形成するのみで衝撃を干渉できるため、部品点数及び製造工数を削減することができる。

また、各腕部１４の側壁部３２〜３５は、縦断面形状において各々の延在方向（Ｅ１，Ｅ２）と本体部１３とでなす角度（α１，α２）が鈍角になるように設定されて、拡開されている。従って、バンパリインホース１２をプレス成形（ダイクエンチ）する場合、金型の形状に合わせて腕部１４を同時に成形することができるため、製造工数の増大を更に抑制することができる。

（２）本実施形態では、側壁部３２〜３５の本体部１３との接続部は、湾曲部Ｃを有して拡開されている。従って、車両の衝突等によりバンパリインホース１２に車両前側から衝撃が加えられると、湾曲部Ｃにより腕部１４（側壁部３２〜３５）の開口端側を広げる塑性変形が誘発される。そして、このような塑性変形に基づいて、変形量に対する荷重の変動の抑制された安定した状態で衝撃を緩衝することができる。また、腕部１４（側壁部３２〜３５）の開口端側を広げる塑性変形で衝撃を緩衝する場合、縦断面形状において側壁部３２〜３５の延在方向（Ｅ１，Ｅ２）と本体部１３とでなす角度（α１，α２）や湾曲部Ｃの形状（例えば曲率半径など）を変更することで、衝撃の緩衝特性を容易に調整することができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・図５に示すように、腕部１４の上下の側壁部３２，３３に、応力集中部４１を配設してもよい。この応力集中部４１は、本体部１３の法線方向（金型の移動方向）に対する側壁部３２，３３の傾斜分の該側壁部３２，３３の上下の張り出しを利用して、金型の形状に合わせて同時に成形されるもので、車両前側に突出する凸形状又は車両後側に窪む凹形状を呈する。このように、側壁部３２，３３に応力集中部４１が設定されていることで、車両の衝突等によりバンパリインホース１２に車両前側から衝撃が加えられると、応力集中部４１を起点に腕部１４（側壁部３２，３３）の座屈変形（塑性変形）が促進される。従って、腕部１４の座屈変形に伴う衝撃緩衝の立ち上がりをよくすることができる。

なお、応力集中部の個数やその配置、形状は、任意に変更してもよい。例えば、応力集中部は、側壁部３２〜３５のいずれか一つ以上に設けてもよいし、該当の側壁部３２〜３５に設ける応力集中部の個数も複数であってもよい。また、該当の側壁部３２〜３５の板厚方向に貫通する孔形状の応力集中部であってもよい。このように、腕部１４の座屈変形で衝撃を緩衝する場合、応力集中部の個数やその配置、形状を変更することで、衝撃の緩衝特性を容易に調整することができる。

・前記実施形態において、腕部１４の形状は一例であり、例えば略円錐台形状やその他の略角錐台形状（例えば三角錐台形状など）であってもよい。また、略角錐台形状における各側壁部の形状は互いに全て異なっていてもよいし、いずれか二つ以上が互いに同一であってもよい。

あるいは、腕部１４の形状は、有底の略円筒形状や略多角筒形状であってもよい。これらの場合、縦断面形状において腕部の側壁部の延在方向と本体部１３とでなす角度は直角になる。

・本発明は、車両のリヤ部分に適用してもよい。

Ｃ…湾曲部、１１…サイドメンバー、１２…バンパリインホース、１３…本体部、１４…腕部、３２〜３５…側壁部、４１…応力集中部。

Claims

高張力鋼板からなるバンパリインホースにおいて、
車両幅方向に延在する本体部と、
前記本体部の車両幅方向両端部から車両前後方向内側に向かって陥没するように該本体部に一体形成され、車両前後方向に延びる一対のサイドメンバーにそれぞれ結合される一対の腕部とを備え、
前記各腕部は、縦断面形状において前記本体部に接続される側壁部の延在方向と前記本体部とでなす角度が直角又は鈍角になるように設定されていることを特徴とするバンパリインホース。
請求項１に記載のバンパリインホースにおいて、
前記側壁部の前記本体部との接続部は、湾曲部を有して拡開されていることを特徴とするバンパリインホース。
請求項１又は２に記載のバンパリインホースにおいて、
前記側壁部には、応力集中部が設定されていることを特徴とするバンパリインホース。