JP2016504240A - 補強部付きの走行装置用バックビーム - Google Patents

Abstract

本発明は、アーチ形状に形成され、一定の長さを有するバックビーム本体と；前記バックビーム本体の前面部の多数の位置から突出するように形成され、前記バックビーム本体の中央部を基準として両側に沿って間隔が漸次に可変するように設定される補強部とを含む走行装置用バックビームを提供する。

Description

本発明は、走行装置用バックビームに関し、さらに詳細には、衝突時に発生する衝突エネルギーを効率よく分散させることができる補強部付きの走行装置用バックビームに関する。

一般に、車両用バンパーは、車体の前方及び後方に設けられ、各種の追突及び衝突事故の発生時に車体及び搭乗者を保護するだけでなく、フード及びエンジンルームに取り付けられたエンジンと各種の機器等を保護する役割をするようになる。

また、バンパーは、各国の法規による衝撃要件を満たし、広い温度領域において高剛性であり、耐衝撃性に優れ、また温度による伸縮が小さくなければならない。

このような一般の車両用バンパーは、バンパーの外皮をなすバンパーカバーと、前記バンパーカバーの形状維持と衝突時の衝撃を緩和し、形状復元機能を有する緩衝部材と、前記緩衝部材と接触し、衝突時のエネルギーを弾性変形または塑性変形を通して吸収するバックビーム（ｂａｃｋ ｂｅａｍ）とで構成される。

前記のようなバックビームは、アーチ形状に形成されるため、衝突時に中央部で応力集中が発生する問題がある。従って、衝突時にバックビームの中央部が容易に破損する問題がある。

また、このようなバックビームは、プラスチックで成形される場合、破損に脆弱で、金属で成形される場合、塑性変形に脆弱な問題を有する。

本発明の目的は、衝突時に発生する衝突エネルギーを効率よく分散させることができる補強部付きの走行装置用バックビームを提供することである。

好ましい様態において、本発明は、アーチ形状に形成され、一定の長さを有するバックビーム本体；及び、前記バックビーム本体の前面部の多数の位置から突出するように形成される補強部を含む走行装置用バックビームを提供する。

前記補強部は、前記バックビーム本体の前面部において、前記長さ方向と交差する方向に沿って一定の長さをなすように予め設定される間隔で突出形成されることが好ましい。

前記補強部は、前記バックビーム本体の前面部から突出する多数の緩衝リブで形成されることが好ましい。

前記補強部は、前記間隔に沿った線上に沿って、前記バックビーム本体の前面部から突出する多数の緩衝突起で形成されることが好ましい。

前記緩衝リブの間隔は、前記バックビーム本体の中央部から両側に沿って漸次に広くなるように形成されることが好ましい。

前記バックビーム本体の外面を基準として、前記緩衝リブは、１０ｍｍ以上の突出長さを形成することが好ましい。

前記緩衝リブは、前記バックビーム本体の長さ方向と直交をなすように形成されることが好ましい。

前記緩衝リブは、前記バックビーム本体の長さ方向に沿って形成され、互いに間隔をなして形成されることが好ましい。

また、前記第１補強部を形成する前記補強リブは、２：１の比率を有する横、高さの比率をなし、前記第１補強部または前記第２補強部のいずれか一つの縦長さと同一の縦長さを形成し、
前記第２補強部を形成する前記補強リブは、１：１の比率を有する横、高さの比率をなし、前記第１補強部または前記第２補強部のいずれか一つの縦長さと同一の縦長さを形成し、
前記第１補強部を形成する前記補強リブ間の間隔は、前記第１補強部の補強リブの横に対比して１〜２倍の間の間隔をなし、
前記第２補強部を形成する前記補強リブ間の間隔は、前記第２補強部の補強リブの横に対比して２倍以上の間隔をなすことが好ましい。

例えば、前記第１補強部を形成する前記補強リブは、横（１０ｍｍ）、高さ（５ｍｍ）と、前記バックビーム本体の縦長さと同一の縦長さを形成し、前記第２補強部を形成する前記補強リブは、横（５ｍｍ）、高さ（５ｍｍ）と、前記バックビーム本体の縦長さと同一の縦長さを形成することが好ましい。

前記第１補強部を形成する前記補強リブは、１０ｍｍの間隔を形成し、前記第２補強部を形成する前記補強リブは、２５ｍｍの間隔を形成することが好ましい。

また、前記緩衝突起の間隔は、前記バックビーム本体の中央部から両側に沿って漸次に狭くなるように形成されることが好ましい。

前記バックビーム本体の前面部には、
中央部領域と、前記中央部領域の両側に位置する一対の側部領域とが形成され、
前記補強部は、前記中央部領域に形成される第１補強部と、前記各側部領域に形成される第２補強部とを備え、
前記第１補強部を形成する前記緩衝突起は、横：縦：高さが２：２：１の比率をなすサイズを形成し、
前記第２補強部を形成する前記緩衝突起は、横：縦：高さが１：１：１の比率をなすサイズを形成し、
前記第１補強部を形成する前記緩衝突起は、前記第１補強部を形成する緩衝突起の横を基準として２倍の間隔を形成し、
前記第２補強部を形成する前記緩衝突起は、前記第２補強部を形成する緩衝突起の横を基準として２倍の間隔を形成することが好ましい。

例えば、前記第１補強部を形成する前記緩衝突起は、横（１０ｍｍ）×縦（１０ｍｍ）×高さ（５ｍｍ）のサイズを形成し、前記第２補強部を形成する前記緩衝突起は、横（５ｍｍ）×縦（５ｍｍ）×高さ（５ｍｍ）のサイズを形成することが好ましい。

前記第１補強部を形成する前記緩衝突起は、２０ｍｍの間隔を形成し、前記第２補強部を形成する前記緩衝突起は、１０ｍｍの間隔を形成することが好ましい。

前記補強部は、多角形の断面を有するように形成されることが好ましい。

前記バックビーム本体は、金属、高強度プラスチックまたは複合材料のいずれか一つで形成されることが好ましい。

本発明は、衝突時に発生する衝突エネルギーを効率よく分散させることができる効果を有する。

また、本発明は、バックビームが衝突面に衝突した場合、バックビームの中央部に集中する応力を効率よく分散させてバンパーバックビームの破損を効率よく予防できる効果を有する。

本発明の補強部付きの走行装置用バックビームを示す図である。 本発明の補強部付きの走行装置用バックビームを示す斜視図である。 衝突試験前の本発明の補強部付きの走行装置用バックビームを示す図である。 衝突試験後の本発明の補強部付きの走行装置用バックビームを示す図である。 本発明に係る補強部の他の例が適用されたバックビームを示す斜視図である。 本発明に係る補強部の他の例が適用されたバックビームを示す他の斜視図である。 図５の表示符号Ｉを示す拡大斜視図である。 図５の表示符号ＩＩを示す拡大斜視図である。

以下、添付の図面を参照し、本発明の補強部付きの走行装置用バックビームを説明する。

図１及び図２は、本発明の第１実施例に係る補強部付きの走行装置用バックビームを示す。

図１及び図２を参照すると、本発明の走行装置用バックビームは、バックビーム本体（１００）と、補強部（２００）とで構成される。

前記バックビーム本体（１００）は、一定の長さ及び厚さを有するように形成される。前記バックビーム本体（１００）は、アーチ形状に形成される。従って、前記バックビーム本体（１００）は、一側に凸な形状に形成される。

前記バックビーム本体（１００）の両端後面部には、衝突用クラッシュボックス（１１０）が含まれ得る。

前記バックビーム本体（１００）は、高強度プラスチックで形成されてもよく、金属で形成されてもよく、複合材料で形成されてもよい。

また、前記バックビーム本体（１００）の中央から一端までの長さは、４９０ｍｍに形成され得る。

本発明に係る補強部（２００）は、前記バックビーム本体（１００）の前面部にバックビーム本体（１００）と一体に形成される。

前記補強部（２００）は、前記バックビーム本体（１００）の前面部の多数の位置から突出するように形成される。前記補強部（２００）の突出する長さは、互いに同一であってよい。

本発明に係る緩衝リブは、図２に示されたように、バックビームの長さ方向と交差する直交をなす形状に形成される。

前記補強部（２００）は、前記バックビーム本体（１００）の前面部から突出する多数の緩衝リブ（２１１、２２１）で形成される。

前記多数の緩衝リブ（２１１、２２１）は、前記バックビーム本体（１００）の前面部で上下に沿った方向に並んで形成される。即ち、前記多数の緩衝リブ（２１１、２２１）は、前記バックビーム本体（１００）の長さ方向と交差する、好ましくは、直交をなす方向に沿って形成される。

前記多数の緩衝リブ（２１１、２２１）は、間隔をなす状態で、前記バックビーム本体（１００）の前面部から突出するように形成される。

一方、前記バックビーム本体（１００）の前面部には、長さ方向に沿って中央部領域（Ａ）と、前記中央部領域（Ａ）の両側に位置する一対の側部領域（Ｂ）とが形成される。

また、前記補強部（２００）は、前記バックビーム本体（１００）の中央部領域（Ａ）に形成される第１補強部（２１０）と、前記バックビーム本体（１００）の各側部領域（Ｂ）に形成される第２補強部（２２０）とで構成され得る。

前記中央部領域（Ａ）の幅は、各側部領域（Ｂ）の幅より狭く形成され得る。

このような場合に、中央部領域（Ａ）に形成される前記第１補強部（２１０）を形成する第１緩衝リブ（２１１）の間隔は、第１間隔（ｄ１）を形成することができる。前記第１間隔（ｄ１）は、１０ｍｍであることが好ましい。

また、前記第２補強部（２２０）を形成する多数の第２緩衝リブ（２２１）の間隔は、第２間隔（ｄ２）を形成することができる。前記第２間隔（ｄ２）は、２５ｍｍであることが好ましい。

ここで、前記第１間隔（ｄ１）は、前記第２間隔（ｄ２）より狭く形成されることが好ましい。

従って、本発明のバックビームは、緩衝リブ（２１１、２２１）の間隔をバックビーム本体（１００）の側部領域（Ｂ）に対比して、バックビーム本体（１００）の中央部領域（Ａ）でさらに密な間隔を形成することによって、衝突時、バックビーム本体（１００）の中央部領域（Ａ）での応力集中を緩和することができる。

即ち、緩衝リブ（２１１、２２１）の間隔は、バックビーム本体（１００）の中央部領域から両側に沿った側部領域に沿って漸次に広くなる形状に形成される。

また、緩衝リブ（２１１、２２１）は、バックビーム本体（１００）の長さ方向と同一になす形状も可能である。

ここで、第１補強部（２１０）を形成する前記補強リブ（２１１）は、横（１０ｍｍ）、高さ（５ｍｍ）と、前記バックビーム本体（１００）の縦長さと同一の縦長さを形成する。

また、前記第２補強部（２２０）を形成する前記補強リブ（２２１）は、横（５ｍｍ）、高さ（５ｍｍ）と、前記バックビーム本体（１００）の縦長さと同一の縦長さを形成する。

従って、各補強リブ（２１１、２２１）の衝撃吸収面の面積は、互いに異に形成され得る。

前記に言及された横、高さ及び間隔は、上述の比率をなす状態で±２ｍｍの許容誤差を有し得る。前記許容誤差は、最小の長さ要素である２ｍｍを下限とする。

従って、前記補強部（２００）の突出する高さを、許容誤差を考慮した５ｍｍまたは５ｍｍ近傍に形成することによって、補強部（２００）が外部衝突体と過度に衝突した場合、反りまたは破損して亡失されないようにすることができる。

前記の例をまとめると、第１補強部（２１０）を形成する前記補強リブ（２１１）は、２：１の比率を有する横、高さの比率をなし、前記第１補強部（２１０）または前記第２補強部（２２０）のいずれか一つの縦長さと同一の縦長さを形成する。

前記第２補強部（２２０）を形成する前記補強リブ（２２１）は、１：１の比率を有する横、高さの比率をなし、前記第１補強部（２１０）または前記第２補強部（２２０）のいずれか一つの縦長さと同一の縦長さを形成する。

また、前記第１補強部（２１０）を形成する前記補強リブ（２１１）間の間隔は、前記第１補強部（２１０）の補強リブ（２１１）の横に対比して１〜２倍の間の間隔をなし、前記第２補強部（２２０）を形成する前記補強リブ（２２１）間の間隔は、前記第２補強部（２２０）の補強リブ（２２１）の横に対比して２倍以上の間隔をなすように設計する。

次に、前記のように構成される本発明のバックビームの作用を説明する。

図３は、衝突試験前の本発明の補強部付きの走行装置用バックビームを示し、図４は、衝突試験後の補強部付きの走行装置用バックビームを示す。

図３を参照すると、バックビーム本体（１００）の両端後面部には、クラッシュボックス（１１０）が設けられている状態で、衝突試験前の状態である。

図３に示されたように、バックビーム本体（１００）を衝突面（１０）に衝突させる。

図４を参照すると、バックビーム本体（１００）の中央部領域（Ａ）は、最初に衝突面（１０）に衝突して応力が集中し得る。

このとき、前記中央部本体（Ａ）に形成される第１補強部（２１０）を形成する第１緩衝リブ（２１１）は、衝突面（１０）に衝突する。従って、衝突面（１０）と衝突時に発生する衝撃力は、多数の第１緩衝リブ（２１１）によって分散し得る。

これとともに、アーチ形状のバックビーム本体（１００）は、衝突時に中央部領域（Ａ）が平らに伸びる状態をなす。これによって発生する衝撃力は、中央部領域（Ａ）に集中し、応力集中現象が発生し得る。

前記応力が集中する現象は、前記第１緩衝リブ（２１１）により衝撃力が分散して、容易に緩和され得る。

これに加えて、一対の側部領域（Ｂ）に形成される第２補強部（２２０）の第２緩衝リブ（２２１）もまた衝突面（１０）に順次に衝突し、衝突により発生する衝撃力を容易に分散させることができる。

本発明においては、衝突面（１０）と最初に衝突する第１補強部（２１０）の緩衝リブ（２１１）の衝撃吸収面積を第２補強部（２２０）の緩衝リブ（２２１）の衝撃吸収面積より広く設計することによって、最初の衝撃時の衝撃を中央部領域でほとんど吸収し、両側に容易に分散できるようにすることができる。

次に、本発明に係る補強部の他の例を説明する。

上述したように、図１〜図５を参照して詳述した補強部（２００）は、多数のリブ形状に形成された例を代表的に説明した。

これに加えて、本発明における補強部（２００）は、リブ形状の他に、衝撃力を多数の位置で吸収できる他の形状がいずれも可能である。

図５及び６は、本発明に係る補強部の他の例が適用されたバックビームを示す。

図５及び図６を参照すると、バックビーム本体（１００）の前面部に形成される補強部（３００）は、多数の緩衝突起（３１１、３２１）で形成され得る。前記補強部（３００）は、第１補強部（３１０）と、第２補強部（３２０）とで形成される。

前記緩衝突起（３１１、３２１）は、第１補強部（３１０）を形成する第１緩衝突起（３１１）と、第２補強部（３２０）を形成する第２緩衝突起（３２１）とで形成される。

前記第１緩衝突起（３１１）は、バックビーム本体（１００）の中央部領域（Ａ）に形成され、第２緩衝突起（３２１）は、各側部領域（Ｂ）に形成される。

本発明に係る第１、２緩衝突起（３１１、３２１）は、バックビーム本体（１００）の前方側に突出する。

従って、内部が空いている状態をなす多数の第１、２緩衝突起（３１１、３２１）は、衝突時の衝撃力を効率よく吸収及び分散できる役割をする。

図５及び図６に示されたように、中央部領域（Ａ）の幅が各側部領域（Ｂ）の幅より大きく形成された場合であって、図７及び図８に示されたように、中央部領域（Ａ）に形成される第１緩衝突起（３１１）間の第１間隔（ｄ１）は、各側部領域（Ｂ）に形成される第２緩衝突起（３２１）間の第２間隔（ｄ２）より広く形成される。

ここで、中央部領域（Ａ）にある第１緩衝突起（３１１）のサイズは、横×縦×高さ＝１０ｍｍ×１０ｍｍ×５ｍｍに形成される。

また、側部領域にある第２緩衝突起（３２１）のサイズは、横×縦×高さ＝５ｍｍ×５ｍｍ×５ｍｍに形成される。

そして、中央部領域（Ａ）の第１緩衝突起（３１１）間の間隔（２１）は、２０ｍｍ、側部領域の第２緩衝突起（ｄ２）間の間隔は、１０ｍｍに形成される。

即ち、緩衝突起（３１１、３２１）の間隔は、バックビーム本体（１００）の中央部から両側に沿って漸次に狭くなるように形成される。

前記に言及された横、縦、高さ及び間隔は、上述の比率をなす状態で±２ｍｍの許容誤差を有し得る。前記許容誤差は、最小の長さ要素である２ｍｍを下限とする。

第１、２緩衝突起（３１１、３２１）の高さは、前記許容誤差を考慮した５ｍｍまたは５ｍｍ近傍に形成することによって、補強部（３００）が外部衝突体と過度に衝突した場合、反りまたは破損して亡失されないようにすることができる。

また、第１、２緩衝突起（３１１、３２１）間の間隔は、最小の自体の横長さを考慮して２倍程度に設定することにより、第１、２緩衝突起（３１１、３２１）が外部衝突体と衝突して破損した場合、間隔の間に離脱されて外部に容易に除去され得る空間を形成する。

即ち、破損した緩衝突起がバックビーム本体上に他の突起間に挟まれて残留することにより衝突吸収力を低下させる問題を解消することができる。

まとめると、前記第１補強部（３１０）を形成する前記緩衝突起（３１１）は、横：縦：高さが２：２：１の比率をなすサイズを形成し、前記第２補強部（３２０）を形成する緩衝突起（３２１）は、横：縦：高さが１：１：１の比率をなすサイズを形成する。

そして、前記第１補強部（３１０）を形成する緩衝突起（３１１）は、前記第１補強部（３１０）を形成する緩衝突起（３１１）の横を基準として２倍の間隔を形成し、前記第２補強部（３２０）を形成する緩衝突起（３２１）は、前記第２補強部（３２０）を形成する緩衝突起（３２１）の横を基準として２倍の間隔を形成する。

前記構成を参照すると、全体的に中央部領域（Ａ）での第１緩衝突起（３１１）のＳ１面積が側部領域（Ｂ）でのＳ２面積より大きな面積で衝突体と衝突して、衝突時、バックビーム本体（１００）の中央部領域（Ａ）での応力集中を緩和することができる。

即ち、本発明においては、第１緩衝突起（３１１）の衝撃吸収面積を第２緩衝突起（３２１）の衝撃吸収面積より広く設計することによって、最初の衝撃時の衝撃を中央部領域でほとんど吸収し、両側に容易に分散できるようにすることができる。

従って、前記の補強部（３００）の他の例を用いることによって、補強部（３００）が衝突面（１０）に衝突した場合、前記補強部（３００）を形成する多数の緩衝突起（３１１、３２１）は、衝撃力を多数の吸収位置で吸収することができる。

これによって、各緩衝突起（３１１、３２１）で吸収される衝撃力は、各緩衝突起（３１１、３２１）の四方に個別的に容易に分散し得る。

即ち、バックビームが衝突面（１０）に衝突した場合、バックビーム本体（１００）の中央部領域（Ａ）に応力が集中する現象をさらに効率よく防止することができる。

一方、前記では、本発明に係る補強部が縦方向に沿う緩衝リブまたは緩衝突起を代表的な例として説明した。

これに加えて、図示はしないが、本発明は、前記補強部がバックビーム本体の長さ方向または横方向に沿って２列以上に形成される例も含むことができる。

また、本発明に係る補強部は、バックビーム本体の前面部で横または縦方向に沿って形成されるが、ジグザグ形状に形成されてもよく、互いに格子をなす形状に形成されてもよい。

前記格子状に形成される場合に、格子の大きさは、応力が集中する部分がさらに密になされるように形成されてもよい。

本発明に係る実施例は、衝突時に発生する衝突エネルギーを効率よく分散させることができる。

また、本発明に係る実施例は、バックビームが衝突面に衝突した場合、バックビームの中央部に集中する応力を効率よく分散させてバンパーバックビームの破損を効率よく予防することができる。

Claims (12)

1. アーチ形状に形成され、一定の長さを有するバックビーム本体；及び
   前記バックビーム本体の前面部の多数の位置から突出するように形成される補強部を含むことを特徴とする、走行装置用バックビーム。
2. 前記補強部は、
   前記バックビーム本体の前面部において、前記長さ方向と交差する方向に沿って一定の長さをなすように予め設定される間隔で突出形成されることを特徴とする、請求項１に記載の走行装置用バックビーム。
3. 前記補強部は、
   前記バックビーム本体の前面部から突出する多数の緩衝リブで形成されることを特徴とする、請求項１に記載の走行装置用バックビーム。
4. 前記補強部は、
   前記間隔に沿った線上に沿って、前記バックビーム本体の前面部から突出する多数の緩衝突起で形成されることを特徴とする、請求項１に記載の走行装置用バックビーム。
5. 前記緩衝リブの間隔は、
   前記バックビーム本体の中央部から両側に沿って漸次に広くなるように形成されることを特徴とする、請求項３に記載の走行装置用バックビーム。
6. 前記緩衝リブは、前記バックビーム本体の長さ方向と直交をなすように形成されることを特徴とする、請求項３に記載の走行装置用バックビーム。
7. 前記緩衝リブは、
   前記バックビーム本体の長さ方向に沿って形成され、互いに間隔をなして形成されることを特徴とする、請求項３に記載の走行装置用バックビーム。
8. 前記バックビーム本体の前面部には、
   中央部領域と、前記中央部領域の両側に位置する一対の側部領域とが形成され、
   前記補強部は、前記中央部領域に形成される第１補強部と、前記各側部領域に形成される第２補強部とを備え、
   前記第１補強部を形成する前記補強リブは、２：１の比率を有する横、高さの比率をなし、前記第１補強部または前記第２補強部のいずれか一つの縦長さと同一の縦長さを形成し、
   前記第２補強部を形成する前記補強リブは、１：１の比率を有する横、高さの比率をなし、前記第１補強部または前記第２補強部のいずれか一つの縦長さと同一の縦長さを形成し、
   前記第１補強部を形成する前記補強リブ間の間隔は、前記第１補強部の補強リブの横に対比して１〜２倍の間の間隔をなし、
   前記第２補強部を形成する前記補強リブ間の間隔は、前記第２補強部の補強リブの横に対比して２倍以上の間隔をなすことを特徴とする、請求項３に記載の走行装置用バックビーム。
9. 前記緩衝突起の間隔は、
   前記バックビーム本体の中央部から両側に沿って漸次に狭くなるように形成されることを特徴とする、請求項４に記載の走行装置用バックビーム。
10. 前記バックビーム本体の前面部には、
    中央部領域と、前記中央部領域の両側に位置する一対の側部領域とが形成され、
    前記補強部は、前記中央部領域に形成される第１補強部と、前記各側部領域に形成される第２補強部とを備え、
    前記第１補強部を形成する前記緩衝突起は、横：縦：高さが２：２：１の比率をなすサイズを形成し、
    前記第２補強部を形成する前記緩衝突起は、横：縦：高さが１：１：１の比率をなすサイズを形成し、
    前記第１補強部を形成する前記緩衝突起は、前記第１補強部を形成する緩衝突起の横を基準として２倍の間隔を形成し、
    前記第２補強部を形成する前記緩衝突起は、前記第２補強部を形成する緩衝突起の横を基準として２倍の間隔を形成することを特徴とする、請求項４に記載の走行装置用バックビーム。
11. 前記補強部は、
    多角形の断面を有するように形成されることを特徴とする、請求項１に記載の走行装置用バックビーム。
12. 前記バックビーム本体は、
    金属、高強度プラスチックまたは複合材料のいずれか一つで形成されることを特徴とする、請求項１に記載の走行装置用バックビーム。

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