JP2012030624A - Automobile bumper - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バンパービームの取り付け高さが異なる2車が衝突した場合に、一方の車輌が相手車両へ潜り込んだり、又は乗り上げたりすることを防止した自動車用バンパーに関する。 The present invention relates to an automobile bumper that prevents one vehicle from entering or climbing into an opponent vehicle when two vehicles having different bumper beam mounting heights collide.
自動車のバンパーの役割のひとつに、自動車が壁に衝突したり、又は他の車両等との間で衝突事故が発生した際に、車両の損傷を抑制するということがある。しかし、自動車のバンパー取り付け高さは、車輌の種類により種々異なり、異なる車両同士の衝突に対処するために、バンパービームの取り付け高さとサイドメンバーの高さとがオフセットしていることがしばしばある。また、IIHS(米国道路安全保険協会)及びRCAR(The Research Council for Automobile Repairs)により、安全性テストのための各種試験が提案及び実施されている。バンパーバリアにおいても、標準的な試験法が確立されようとしており、例えば、IIHSにおいては、テストとなるバンパーバリアはバンパー下端が地面から457mmの位置に設置されている。従来、自動車のバンパー高さは個々に異なっていたが、前述のような標準化されたテストで高評価を得るために、テストバンパーバリアとラップ量が多くなるような高さに設置される傾向が強まる。その場合、車台とバンパー高さは必ずしも一致しないため、オフセットして設置されることになる。 One of the roles of the bumper of an automobile is to suppress damage to the vehicle when the automobile collides with a wall or a collision accident occurs with another vehicle or the like. However, the bumper mounting height of an automobile varies depending on the type of vehicle, and the bumper beam mounting height and the side member height are often offset to cope with collisions between different vehicles. Various tests for safety testing have been proposed and implemented by IIHS (American Road Safety Insurance Association) and RCAR (The Research Council for Automobile Repairs). A standard test method is also being established for the bumper barrier. For example, in IIHS, the bumper barrier to be tested is installed at a position where the bumper lower end is 457 mm from the ground. Conventionally, bumper heights of automobiles differed individually, but in order to obtain high evaluation in the standardized test as described above, there is a tendency to install the bumper barrier and wrap amount at a height that increases. Strengthen. In that case, since the chassis and the bumper height do not necessarily match, they are installed with an offset.
このように、バンパービームの取り付け高さがサイドメンバーの高さとオフセットしている場合、従来は、クラッシュボックスとバンパービームとがオフセットして取り付けられるために、衝突時にバンパービームのねじれが発生しやすいという問題点がある。また、クラッシュボックスに偏心荷重が入力されるために、エネルギ吸収性能を十分に発揮できないという問題点もある。 In this way, when the bumper beam mounting height is offset from the side member height, conventionally, the crash box and the bumper beam are offset and mounted, so that the bumper beam is likely to be twisted at the time of collision. There is a problem. In addition, since an eccentric load is input to the crash box, there is a problem in that the energy absorption performance cannot be sufficiently exhibited.
また、バンパー取り付け高さが異なる車両同士が衝突する場合には、相手車両への潜り込みや乗り上げが起こりやすくなる。これを回避するために、バンパー補強材の上方などに、オーバーライダーなどと呼ばれる嵩上げ壁が設けられることがある(特許文献1)。 In addition, when vehicles with different bumper mounting heights collide with each other, it is easy to get into the opponent vehicle or to get on. In order to avoid this, a raised wall called an overrider or the like may be provided above the bumper reinforcing material (Patent Document 1).
図8は、従来のオーバーライダーが取り付けられたバンパービームを示す模式図である。自動車の車体を構成するサイドメンバー1の先端にクラッシュボックス2が取り付けられており、このクラッシュボックス2には、バンパービーム3が取り付けられている。そして、自動車の車体を構成するサイドメンバー1が、相手車輌4よりも低い場合、バンパービーム3の上に、オーバーライダー(嵩上げ壁)5が設けられている。このオーバーライダー5により、衝突時に車体が相手車輌4の下に潜り込んでしまうことが防止される。
FIG. 8 is a schematic diagram showing a bumper beam to which a conventional overrider is attached. A
しかし、このようなオーバーライダー5を設置することは、部品点数の増加に繋がり、好ましくない。
However, installing such an
そこで、オーバーライダー5を設置する代わりに、例えば、図8のバンパービーム3をクラッシュボックス2に対してより高い位置に取り付けると、相手車輌4のバンパービームとの間の高さの整合性はとれるが、衝突時に、バンパービーム3に印加された荷重により、バンパービーム3にねじれが発生する。また、クラッシュボックス2には、偏心荷重が入力されて、本来のクラッシュボックスのエネルギ吸収性能を十分に発揮することができない。この事情は、クラッシュボックス2をサイドメンバー1に対して、より上方の位置に取り付けた場合も同様である。
Therefore, instead of installing the
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、バンパービームとサイドメンバーの取り付け高さを異ならせる必要がある場合に、部品点数が増加することなく、また、クラッシュボックスが十分なエネルギ吸収性能を発揮できる自動車用バンパーを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and when it is necessary to make the mounting height of the bumper beam and the side member different, the number of parts does not increase and the crash box has sufficient energy. An object of the present invention is to provide an automobile bumper that can exhibit absorption performance.
本発明に係る自動車用バンパーは、車両衝突時に衝突エネルギを吸収する自動車用バンパーにおいて、車体のサイドメンバーに固定されたクラッシュボックスと、このクラッシュボックスに固定され車体幅方向に延在するバンパービームとを有し、前記クラッシュボックスは、前記車体からその長手方向に遠ざかる方向に関し、下方に又は上方に傾斜しており、これにより、バンパービームとサイドメンバーとの両者の高さがオフセットし、バンパービームの高さを規格値の範囲に入るように適合させていることを特徴とする。 An automobile bumper according to the present invention is an automobile bumper that absorbs collision energy in the event of a vehicle collision, a crash box fixed to a side member of a vehicle body, and a bumper beam fixed to the crash box and extending in the vehicle body width direction. The crash box is inclined downward or upward with respect to a direction away from the vehicle body in the longitudinal direction thereof, whereby the heights of both the bumper beam and the side member are offset, and the bumper beam The height is adjusted so as to be within the range of the standard value.
この場合に、前記クラッシュボックスは、そのエネルギ吸収部がアルミニウム又はアルミニウム合金押出形材で成形され、矩形又は中リブを有する中空断面構造となっている場合は、前記サイドメンバーの位置が前記バンパービームの位置よりも低いときには、前記クラッシュボックスの下面の厚さが上面の厚さよりも薄く、逆に、サイドメンバーの位置がバンパービームの位置よりも高いときは、クラッシュボックスの上面の厚さが下面の厚さよりも薄いことが好ましい。 In this case, when the energy absorption part of the crush box is formed of aluminum or an aluminum alloy extruded profile and has a hollow or cross-sectional structure having a rectangular or medium rib, the position of the side member is the bumper beam. When the position of the side member is higher than the position of the bumper beam, the thickness of the upper surface of the crash box is lower than the thickness of the bumper beam. It is preferable that the thickness is smaller.
また、前記クラッシュボックスは、そのエネルギ吸収部が鋼製である場合は、前記サイドメンバーの位置が前記バンパービームの位置よりも低いときには、前記クラッシュボックスの下面の厚さが上面の厚さよりも薄く、逆に、サイドメンバーの位置がバンパービームの位置よりも高いときは、クラッシュボックスの上面の厚さが下面の厚さよりも薄いことが好ましい。 In addition, when the energy absorbing portion of the crash box is made of steel, when the position of the side member is lower than the position of the bumper beam, the thickness of the lower surface of the crash box is thinner than the thickness of the upper surface. Conversely, when the position of the side member is higher than the position of the bumper beam, the thickness of the upper surface of the crash box is preferably thinner than the thickness of the lower surface.
更に、前記クラッシュボックスは、そのエネルギ吸収部が鋼製である場合は、前記サイドメンバーの位置が前記バンパービームの位置よりも低いときには、前記クラッシュボックスの下面の材料強度が上面の材料強度よりも低く、逆に、サイドメンバーの位置がバンパービームの位置よりも高いときは、クラッシュボックスの上面の材料強度が下面の材料強度よりも低いことが好ましい。 Further, when the energy absorbing portion of the crash box is made of steel, when the position of the side member is lower than the position of the bumper beam, the material strength of the lower surface of the crash box is higher than the material strength of the upper surface. On the contrary, when the position of the side member is higher than the position of the bumper beam, the material strength of the upper surface of the crash box is preferably lower than the material strength of the lower surface.
本発明においては、クラッシュボックスを、自動車の先方(自動車前端の場合は前方、後端の場合は後方)に向けて、下方又は上方に傾斜させる。このため、クラッシュボックスの先端に取り付けられたバンパービームは、バンパービームの規格値の範囲に入るようになる。即ち、図1に示すように、車体1が低い場合は、先方に向けて上方に傾斜するクラッシュボックス2を使用し、その先端にバンパービーム3を取り付ける。このため、バンパービーム3は車体のサイドメンバー1よりも高くなり、規格値の範囲に入るため、相手車輌4との衝突時に、相手車輌のバンパー(バンパービームを破線にて示す)の高さが規格値の範囲にあれば、バンパービーム同士で衝突することになり、車体が相手方の車輌4に潜り込むことがなくなる。この場合に、クラッシュボックス2が傾斜しているので、バンパービーム3に印加された衝突荷重により、バンパービーム3にねじれ変形が生じることはなく、またクラッシュボックス2には偏心荷重が印加されることはなく、クラッシュボックス2は十分に高いエネルギ吸収性能を発揮することができる。車体が高い場合も同様である。
In the present invention, the crash box is inclined downward or upward toward the front of the automobile (forward in the case of the front end of the automobile and rearward in the case of the rear end). For this reason, the bumper beam attached to the tip of the crash box falls within the range of the standard value of the bumper beam. That is, as shown in FIG. 1, when the
以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。図2に示すように、第1実施形態においては、サイドメンバー1の前端又は後端(以下、先端という)にクラッシュボックス2が固定されており、クラッシュボックス2の先端にバンパービーム3が固定されている。クラッシュボックス2は横断面が矩形の筒状をなし、中空断面構造を有する。そして、このクラッシュボックス2は、サイドメンバー1の先端から先方に向けて上方に傾斜している。つまり、クラッシュボックス2は、車体からその長手方向に遠ざかる方向に関し、上方に傾斜している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings. As shown in FIG. 2, in the first embodiment, the
これにより、車体が低いときに、即ち、サイドメンバー1が低いときに、バンパービーム3はサイドメンバー1よりも高くなり、バンパービームの高さ位置の規格範囲に入るようになる。従って、相手車輌4との間でバンパービームの高低差が解消され、衝突時に相手車輌4の下方に潜り込んでしまうことがなくなる。
Thereby, when the vehicle body is low, that is, when the
また、バンパービーム3とクラッシュボックス2との間、及びクラッシュボックス2とサイドメンバー1との間で、上下方向のオフセットが生じない。従って、衝突時のバンパービームのねじれ変形が防止されると共に、クラッシュボックス2に偏心荷重が入力されることがなくなり、クラッシュボックス2の本来のエネルギ吸収性能が発揮される。
Further, there is no vertical offset between the
そして、このように傾斜して取り付けられたクラッシュボックス2において、クラッシュボックス2のエネルギ吸収部がアルミニウム又はアルミニウム合金押出形材で成形されており、エネルギ吸収部の押出方向が車体前後方向であり、更に、図2に示すように、サイドメンバー1の高さがバンパービーム3よりも低い場合、クラッシュボックス2には圧縮力に加えて、サイドメンバー1とバンパービーム3の高さが異なっていることによるモーメントも発生するため、クラッシュボックス2の上面2a側の圧縮荷重の方が、下面2b側の圧縮荷重よりも高くなる。その結果、衝突時のクラッシュボックス2の上面2aと下面2bの肉厚が等しい場合、図6に示すように、圧縮応力は下面2b側よりも上面2a側の方が高くなり、上面2aの方が下面2bよりも座屈変形が起こりやすくなる。このため、クラッシュボックス2の倒れ変形及びそれに伴うバンパービーム3のねじれ変形も起こりやすくなる。そこで、上面2aの肉厚を下面2bの肉厚よりも厚くし、圧縮応力が下面2bと上面2aとで同等、又は上面2aの方が低くなるようにすることにより、図7に示すように、下面2b側の座屈変形が上面2a側よりも起こりやすくなり、衝突時のクラッシュボックス2の倒れ変形及びバンパービームのねじれ変形が防止される。
And, in the
図3は、本発明の第2実施形態を示すバンパーの図である。この第2実施形態は、サイドメンバー1の高さが通常の車種よりも高い車輌の場合のものであり、この場合は、サイドメンバー1に対し、先方に向けて下方に傾斜するクラッシュボックス2を固定する。このため、クラッシュボックス2に取り付けられたバンパービーム3は、サイドメンバー1よりも低くなり、所定の規格値の範囲に入るようになる。このため、相手方の車輌とは、バンパービーム3同士で衝突することになり、図2に示す第1実施形態と同様の効果を奏する。
FIG. 3 is a view of a bumper showing a second embodiment of the present invention. This 2nd Embodiment is a thing in the case of the vehicle whose height of the
この図3に示すように、サイドメンバー1の高さがバンパービーム3よりも高い場合は、下面2dの肉厚を上面2cの肉厚よりも厚くすることにより、クラッシュボックス2に作用する圧縮応力が上面2cと下面2dとで同等、又は下面2dの方が小さくなるようにすることにより、上面2c側の座屈変形が下面2d側よりも起こりやすくなり、衝突時のクラッシュボックス2の倒れ変形及びバンパービーム3のねじれが防止される。
As shown in FIG. 3, when the height of the
また、図2に示すように、サイドメンバー1の高さがバンパービーム3よりも低い場合において、クラッシュボックス2のエネルギ吸収部が鋼製で、エネルギ吸収部の断面が中空となるように複数の鋼板が組み合わされて構成されている場合は、衝突時には圧縮力に加えて、サイドメンバー1とバンパービーム3の高さが異なっていることによるモーメントも発生するため、上面2a側の圧縮荷重の方が高くなる。その結果、衝突時のクラッシュボックス2の上面2aと下面2bの板厚が等しい場合は、圧縮応力は下面2b側よりも上面2a側方が高くなり、上面2aの方が下面2bよりも座屈変形が起こりやすくなり、クラッシュボックス2の倒れ変形及びそれに伴うバンパービーム3のねじれ変形も起こりやすくなる。そこで、この場合は、上面2aの板厚を下面2bの板厚よりも厚くし、圧縮応力が下面2bと上面2aとで同等、又は上面2aの方が下面2bよりも圧縮応力が低くなるようにすることにより、下面2b側の座屈変形が上面2a側よりも起こりやすくなり、衝突時のクラッシュボックスの倒れ変形及びビームのねじれを防止することができる。
In addition, as shown in FIG. 2, when the height of the
逆に、図3に示すように、サイドメンバー1の高さがバンパービーム3よりも高い場合、下面2dの板厚を上面2cの板厚よりも厚くし、圧縮応力が上面2cと下面2dとで同等、又は下面2dの方が上面2cよりも低くなるようにすることにより、上面2c側の座屈変形が下面2d側よりも起こりやすくなり、衝突時のクラッシュボックス2の倒れ変形及びバンパービームのねじれが防止される。
On the contrary, as shown in FIG. 3, when the height of the
クラッシュボックス2のエネルギ吸収部が鋼製で、エネルギ吸収部の断面が中空となるように複数の鋼板が組み合わされており、図2に示すように、サイドメンバー1の高さがバンパービーム3よりも低い場合、前記アルミニウム又はアルミニウム合金押出形材製と同様に、クラッシュボックス2の上面2aと下面2bの板厚が同一で材料強度も同等の場合、衝突時には圧縮力に加えてサイドメンバーとバンパービームの高さが異なっていることによるモーメントが発生するため、上面側の圧縮荷重の方が高くなる。その結果、衝突時のクラッシュボックスの上面と下面の板厚及び材料強度が等しい場合、上面の方が下面よりも座屈変形が起こりやすくなるため、クラッシュボックス2の倒れ変形及びそれに伴うビームのねじれ変形も起こりやすくなる。そこで、クラッシュボックス2の上面2aの材料強度を下面2bよりも高くし、上面2aの座屈応力の方が高くなるようにすることにより、下面2b側の座屈変形が上面2a側よりも起こりやすくなり、衝突時のクラッシュボックス5の倒れ変形及びビームのねじれ変形を防止することが可能となる。
The energy absorption part of the
逆に、図3に示すように、サイドメンバー1の高さがバンパービーム3よりも高い場合、下面2dの材料強度を上面2cよりも高くし、下面2dの座屈応力の方が高くなるようにすることにより、上面2c側の座屈変形が下面2d側よりも起こりやすくなり、衝突時のクラッシュボックス2の倒れ変形及びバンパービーム3のねじれ変形を防止することが可能となる。
On the other hand, as shown in FIG. 3, when the height of the
図4は本発明の第3の実施形態を示す模式図である。クラッシュボックス2の外側面の高さ方向中央の位置にリブがあり、クラッシュボックス2は中リブを有する中空断面構造を有する。この場合に、バンパービーム3はサイドメンバー1よりも高いので、クラッシュボックス2は先方に向けて上方に傾斜している。この場合には、前述の理由により、クラッシュボックス2の上面2eを、下面2fよりも、厚肉及び/又は高強度にすることが好ましい。
FIG. 4 is a schematic view showing a third embodiment of the present invention. There is a rib at the center of the outer surface of the
図5は本発明の第4の実施形態を示す模式図である。クラッシュボックス2の外側面の高さ方向中央の位置にリブがあり、クラッシュボックス2は中リブを有する中空断面構造を有する。この場合には、前述の理由により、クラッシュボックス2の上面2gを、下面2hよりも、薄肉及び/又は低強度にすることが好ましい。
FIG. 5 is a schematic view showing a fourth embodiment of the present invention. There is a rib at the center of the outer surface of the
このように傾斜して取り付けられたクラッシュボックスにおいて、クラッシュボックスのエネルギ吸収部がアルミニウム合金押出形材製であり、エネルギ吸収部の押出方向が車体前後方向であり、図6に示すように、サイドメンバー1の高さがバンパービーム3よりも低い場合、クラッシュボックス2には圧縮力に加えて、サイドメンバー1とバンパービーム3との高さが異なっていることによるモーメントも発生するため、クラッシュボックス2は上面側の圧縮荷重の方が下面側よりも高くなる。その結果、衝突時のクラッシュボックス2の上面と下面の肉厚が等しい場合、圧縮応力は下面側よりも上面側方が高く、図6に示すように、上面の方が下面よりも座屈変形が起こりやすくなるため、クラッシュボックス2の倒れ変形と、それに伴うビームのねじれ変形も起こりやすくなる。そこで、上面側の肉厚を下面側の肉厚よりも厚くし又は上面側の材料強度が下面側より高くなるようにし、圧縮応力が下面と上面で同等、又は上面の方が低くなるようにすることにより、下面側の座屈変形が上面側よりも起こりやすくなり、図7に示すように、衝突時のクラッシュボックスの倒れ変形及びビームのねじれが防止される。
In the crash box mounted in such an inclination, the energy absorption part of the crash box is made of an aluminum alloy extruded shape, the extrusion direction of the energy absorption part is the vehicle body front-rear direction, and as shown in FIG. When the height of the
逆に、サイドメンバー1の高さがバンパービーム3よりも高い場合は、クラッシュボックス2の下面側の肉厚を上面側の肉厚よりも厚くし又は下面側の材料強度が上面側より高くなるようにし、圧縮応力が上面と下面で同等、又は下面の方が低くなるようにすることにより、上面側の座屈変形が下面側よりも起こりやすくなり、衝突時のクラッシュボックスの倒れ変形及びビームのねじれが防止される。
On the contrary, when the height of the
クラッシュボックス2のエネルギ吸収部が鋼製で、エネルギ吸収部の断面が中空となるように複数の鋼板が組み合わされている場合も同様である。
The same applies when the energy absorption part of the
1:サイドメンバー
2:クラッシュボックス
3:バンパービーム
4:相手車輌
2a,2c、2e、2g:上面
2b、2d、2f、2h:下面
1: Side member 2: Crash box 3: Bumper beam 4:
Claims (4)
前記サイドメンバーの位置が前記バンパービームの位置よりも低い場合には、前記クラッシュボックスの下面の厚さが上面の厚さよりも薄く、逆に、サイドメンバーの位置がバンパービームの位置よりも高い場合は、クラッシュボックスの上面の厚さが下面の厚さよりも薄いことを特徴とする請求項1に記載の自動車用バンパー。 The crash box has a hollow cross-sectional structure in which the energy absorbing portion is formed of aluminum or an aluminum alloy extruded shape, and has a rectangular or medium rib.
When the position of the side member is lower than the position of the bumper beam, the thickness of the lower surface of the crash box is thinner than the thickness of the upper surface, and conversely, the position of the side member is higher than the position of the bumper beam. The automobile bumper according to claim 1, wherein the thickness of the upper surface of the crash box is thinner than the thickness of the lower surface.
前記サイドメンバーの位置が前記バンパービームの位置よりも低い場合には、前記クラッシュボックスの下面の厚さが上面の厚さよりも薄く、逆に、サイドメンバーの位置がバンパービームの位置よりも高い場合は、クラッシュボックスの上面の厚さが下面の厚さよりも薄いことを特徴とする請求項1に記載の自動車用バンパー。 The crash box has a hollow cross-sectional structure in which the energy absorption part is made of steel and has a rectangular or medium rib.
When the position of the side member is lower than the position of the bumper beam, the thickness of the lower surface of the crash box is thinner than the thickness of the upper surface, and conversely, the position of the side member is higher than the position of the bumper beam. The automobile bumper according to claim 1, wherein the thickness of the upper surface of the crash box is thinner than the thickness of the lower surface.
前記サイドメンバーの位置が前記バンパービームの位置よりも低い場合には、前記クラッシュボックスの下面の材料強度が上面の材料強度よりも低く、逆に、サイドメンバーの位置がバンパービームの位置よりも高い場合は、クラッシュボックスの上面の材料強度が下面の材料強度よりも低いことを特徴とする請求項1に記載の自動車用バンパー。 The crash box has a hollow cross-sectional structure in which the energy absorption part is made of steel and has a rectangular or medium rib.
When the position of the side member is lower than the position of the bumper beam, the material strength of the lower surface of the crash box is lower than the material strength of the upper surface, and conversely, the position of the side member is higher than the position of the bumper beam. 2. The automobile bumper according to claim 1, wherein the material strength of the upper surface of the crash box is lower than the material strength of the lower surface.
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