JP2020023245A - Vehicle bumper beam - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、牽引ボルトを固定するためのナット部材を備えた車両用バンパービームに関する。 The present invention relates to a vehicle bumper beam provided with a nut member for fixing a traction bolt.
従来より、衝突時における車両(例えば、自動車)のダメージを低減するために車両幅方向に配設される車両用バンパービームが知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a bumper beam for a vehicle that is disposed in a vehicle width direction to reduce damage to a vehicle (for example, an automobile) at the time of a collision has been known.
特許文献1には、自動車が牽引されるときに用いられる牽引ボルトを取り付けるためのナット部材を装着した金属製の車両用バンパービームにおいて、ナット部材は車両用バンパービームに設けられた貫通孔に貫通した状態で車両用バンパービームの一端部(前端部)に固定されることが記載されている。
また、特許文献2には、樹脂製ビームに金属製ビームが一体的に固定されたハイブリッド型の車両用バンパービームが記載されている。
しかしながら、特許文献1に記載されたものは、金属製の車両用バンパービームにナット部材を装着しているため、全体の重量が大きいという問題があった。
However, the one described in
特許文献2には、樹脂製ビームに金属製ビームが一体的に固定されたハイブリッド型の車両用バンパービームが記載されているが、そのような車両用バンパービームにナット部材を装着するための構成については記載されていない。
上述した課題に鑑み、本発明の車両用バンパービームは、車両幅方向に配設されるハット断面形状を有する樹脂製ビームと、牽引ボルトを取り付けるためのナット部材と、前記樹脂製ビームの車体フレームの前方または後方に当たる部分に設けられ、ナット部材を樹脂製ビームの中空部で支持する金属製ブラケットと、を備える車両用バンパービームであって、前記金属製ブラケットは、前記樹脂製ビームに一体的に固定されハット断面形状を有するブラケット本体部と、前記ブラケット本体部に固定され前記ナット部材を支持するナット部材支持体と、前記ブラケット本体部に設けられた貫通孔と、前記樹脂製ビームを形成する樹脂が前記貫通孔から前記ブラケット本体部の内側に導入されてなる係止突起と、を備えることを特徴とする。 In view of the above-described problems, a vehicle bumper beam of the present invention includes a resin beam having a hat cross-sectional shape disposed in a vehicle width direction, a nut member for attaching a traction bolt, and a vehicle body frame of the resin beam. A metal bracket provided in a portion corresponding to the front or rear of the vehicle, and supporting a nut member in a hollow portion of the resin beam, a metal bumper beam, A bracket body fixed to the bracket body and having a hat cross-sectional shape; a nut member support fixed to the bracket body to support the nut member; a through-hole provided in the bracket body; and forming the resin beam. And a locking projection formed by introducing resin to the inside of the bracket body from the through hole.
また、本発明の車両用バンパービームの製造方法は、車両幅方向に配設されるハット断面形状を有する樹脂製ビームと、牽引ボルトを取り付けるためのナット部材と、
前記樹脂製ビームの車体フレームの前方または後方に当たる部分に設けられ、ナット部材を樹脂製ビームの中空部で支持する金属製ブラケットと、を備える車両用バンパービームの製造方法であって、ハット断面形状を有するブラケット本体部と、このブラケット本体部に固定されナット部材を支持するナット部材支持体と、このブラケット本体部に設けられた貫通孔とを備える金属製ブラケットを形成する工程と、前記金属製ブラケット、及び樹脂を含むプレス成形可能な中間材をプレス金型にセットし、このプレス金型を係合圧締めすることにより、前記中間材により前記ブラケット本体部に一体的に固定された前記樹脂製ビームを形成するとともに、前記中間材を前記貫通孔から前記ブラケット本体部の内側に圧入して係止突起を形成する工程と、を備えることを特徴とする。
Further, the method of manufacturing a bumper beam for a vehicle according to the present invention includes a resin beam having a hat cross-sectional shape disposed in a vehicle width direction, a nut member for attaching a traction bolt,
A metal bracket provided on a portion of the resin beam that hits the front or rear of the vehicle body frame, and supporting a nut member with a hollow portion of the resin beam, a method of manufacturing a bumper beam for a vehicle, comprising: Forming a metal bracket comprising: a bracket body having: a nut member support fixed to the bracket body to support the nut member; and a through hole provided in the bracket body. A bracket, and a press-moldable intermediate material including a resin are set in a press mold, and the press mold is engaged and pressed, whereby the resin integrally fixed to the bracket body by the intermediate material. Forming a beam, and press-fitting the intermediate material from the through hole into the inside of the bracket body to form a locking projection. And that step, characterized in that it comprises a.
また、本発明の車両用バンパービームの製造方法は、車両幅方向に配設されるハット断面形状を有する樹脂製ビームと、牽引ボルトを取り付けるためのナット部材と、
前記樹脂製ビームの車体フレームの前方または後方に当たる部分に設けられ、ナット部材を樹脂製ビームの中空部で支持する金属製ブラケットと、を備える車両用バンパービームの製造方法であって、ハット断面形状を有するブラケット本体部と、このブラケット本体部に固定されナット部材を支持するナット部材支持体と、このブラケット本体部に設けられた貫通孔とを備える金属製ブラケットを形成する工程と、前記金属製ブラケットを射出成形用の金型にセットし、この金型内に溶融樹脂を射出することにより、前記ブラケット本体部に一体的に固定された前記樹脂製ビームを形成するとともに、溶融樹脂を前記貫通孔から前記ブラケット本体部の内側に流入させて係止突起を形成する工程と、を備えることを特徴とする。
Further, the method of manufacturing a bumper beam for a vehicle according to the present invention includes a resin beam having a hat cross-sectional shape disposed in a vehicle width direction, a nut member for attaching a traction bolt,
A metal bracket provided on a portion of the resin beam that hits the front or rear of the vehicle body frame, and supporting a nut member with a hollow portion of the resin beam, a method of manufacturing a bumper beam for a vehicle, comprising: Forming a metal bracket comprising: a bracket body having: a nut member support fixed to the bracket body to support the nut member; and a through hole provided in the bracket body. The bracket is set in a mold for injection molding, and the molten resin is injected into the mold to form the resin-made beam integrally fixed to the bracket body, and the molten resin is penetrated. Forming a locking projection by flowing into the inside of the bracket main body from the hole.
本発明によれば、車両用バンパービームの本体は樹脂製ビームで構成され、樹脂製ビームの車体フレームの前方または後方に当たる部分にナット部材を樹脂製ビームの中空部で支持する金属製ブラケットを設けたので、全体として軽量化を図ることができることに加え、所定の強度、剛性及び耐久性を確保することができる。 According to the present invention, the main body of the bumper beam for a vehicle is formed of a resin beam, and a metal bracket for supporting a nut member in a hollow portion of the resin beam is provided at a portion of the resin beam corresponding to the front or rear of the vehicle body frame. Therefore, in addition to achieving weight reduction as a whole, predetermined strength, rigidity and durability can be ensured.
また、金属製ブラケット及び樹脂製ビームは係止突起によりに係止されており、簡単な構造で両者を一体的に固定することができる。 Further, the metal bracket and the resin beam are locked by the locking projections, so that they can be integrally fixed with a simple structure.
さらに、この係止突起は樹脂製ビームを形成する樹脂が貫通孔からブラケット本体部の内側に導入されて形成されるので、製造コストを削減することができる。 Further, since the resin forming the resin beam is introduced into the inside of the bracket main body from the through hole, the locking projection is formed, so that the manufacturing cost can be reduced.
本発明の実施形態について、図1乃至図6を参照しながら説明する。図1は本発明の実施形態における車両用バンパービーム100の平面図、図2は車両用バンパービーム100の車両幅方向端部を車両斜め前方から見た斜視図、図3は図2に示した車両用バンパービームのA−A線断面図(車両前後方向に沿った断面図)、図4は図2に示した車両用バンパービームのナット部材支持体を示すB−B線断面図(車両幅方向に沿った断面図)、図5は図2に示した車両用バンパービームの他のナット部材支持体を示すB−B線断面図である。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a plan view of a
図示のように、車両用バンパービーム100は、衝突時における車両(例えば、自動車)のダメージを低減するために車両の前部または後部に設けられる部品であって、
車両幅方向に配設されるハット断面形状を有する樹脂製ビーム1と、牽引ボルト2(例えば、アイボルト)を螺合して取り付けるためのナット部材3と、ナット部材3を樹脂製ビーム1の内側のハット中空部1aで支持する金属製ブラケット4と、を備えている。
As shown in the drawing, the
A
また、車両の両サイドの前後方向には一対の車体フレーム10が延びており、金属製ブラケット4は樹脂製ビーム1の一部分、つまり車体フレーム10の前方または後方に当たる部分に樹脂製ビーム1に重なるように設けられる。
A pair of
樹脂製ビーム1は、樹脂(熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等)に炭素繊維、ガラス繊維等の強化用繊維を添加してなる繊維強化プラスチック(FRP)を含んでなるもので、樹脂を含むプレス成形可能な中間材を用いたプレス成形法または射出成形法により形成することができる。ナット部材3は例えばパイプ状ナットであり、金属製パイプの内面に雌螺子が刻設されたものである。
The
金属製ブラケット4は、ブラケット本体部41、ナット部材支持体42を備える。
図3に示すように、樹脂製ビーム1は、ハット状(つば付きの帽子状)に外側に膨らみ、内側にハット中空部1aを有する「ハット本体部」と、ハット本体部の裾に連なった平坦な「つば部」とを有しており、ブラケット本体部41は、樹脂製ビーム1に一体的に固定されて、樹脂製ビーム1と同様のハット断面形状を有している。
The
As shown in FIG. 3, the
すなわち、ブラケット本体部41も樹脂製ビーム1と同様に、内側にハット中空部1aを有する「ハット本体部」と、ハット本体部の裾に連なった縁に「つば部」とを有している。金属製ブラケット4は、樹脂製ビーム1の全体に渡って重ねられているのではなく、車体フレーム10の前方または後方に当たる部分に限定して設けられることで、車両用バンパービーム100全体の軽量化が図られている。
That is, similarly to the
また、図2及び図3に示すように、ブラケット本体部41には貫通孔41aが形成されている。樹脂製ビーム1を形成する樹脂は、プレス成形または射出成形時に貫通孔41aを通ってブラケット本体部41の内側に導入されることで係止突起1bが形成されるようになっている。この係止突起1bは形成時に樹脂製ビーム1の内面に沿って貫通孔41aの直径よりも大きく広がることにより抜け出しが防止されている。これにより、ブラケット本体部41及び樹脂製ビーム1は係止突起1bによりに係止され、簡単な構造で両者を一体的に固定することができる。
Further, as shown in FIGS. 2 and 3, a
この貫通孔41aはブラケット本体部41と樹脂製ビーム1との重なり部に複数設けることが好ましい。また、車両用バンパービーム100の車両前方側には、牽引ボルト2を挿入してナット部材3の取り付けるための、牽引ボルト挿入孔41bが設けられている。
It is preferable that a plurality of the through
図4に示すように、ナット部材支持体42はブラケット本体部41の対向側面の両方に固定された、平板状の一対のナット支持板42aで構成することができる。この場合、一対のナット支持板42aの両端部はブラケット本体部41の対向側面にそれぞれスポット溶接等により接合される。また、一対の支持板ナット42aの側面はナット部材3の側面にアーク溶接等により接合される。
As shown in FIG. 4, the
図5はナット部材支持体42の他の構成を示したものである。このナット部材支持体42は、ブラケット本体部41の対向側面の一方に固定された、屈曲した一対のナット支持板42bで構成されている。この場合、一対のナット支持板42bの両端部はブラケット本体部41の対向側面の一方にスポット溶接等により接合され、ナット支持板42bの一方はナット部材3の下側側面に、他方はナット部材の上側側面に当接するように屈曲して立ち上がり、ナット部材3を上下方向から挟むように配置されており、ナット部材3にアーク溶接等により接合される。
FIG. 5 shows another configuration of the
また、図3に示すように、一体的に固定された樹脂製ビーム1及びブラケット本体部41の端部(ハットの「つば部」)は、共に車体フレーム10に締結部11を介して締結されている。この場合、締結部11は、樹脂製ビーム1及びブラケット本体部41を貫通するボルト貫通孔12を介して、車体フレーム10と樹脂製ビーム1及びブラケット本体部41の端部とをボルト13及びナット14で締結することで形成することができる。
As shown in FIG. 3, the integrally fixed
このように、樹脂製ビーム1及びブラケット本体部41の端部を車体フレーム10に共締めすることで、衝突により車両用バンパービーム100(特に、樹脂製ビーム1及びブラケット本体部41を係止している係止突起1b)が破損したとしても、その脱落を防止することができる。
In this manner, the ends of the
次に、プレス成形法による車両用バンパービーム100の製造方法を図6に基づいて説明する。なお、図6においては、車両用バンパービーム100の一部のみを示し、ナット部材3、ナット部材支持体42等の図示は省略している。
Next, a method of manufacturing the
先ず、図6(a)に示すように、上述の金属製ブラケット4を板金加工等により形成する。そして、金属製ブラケット4(ナット部材3を含む)及び樹脂を含むプレス成形可能な中間材53をプレス金型50にセットする。
First, as shown in FIG. 6A, the above-mentioned
この例では、中間材53はスタンパブルシートと呼ばれるもので、熱可塑性樹脂を含浸したプリプレグ板からなる。この中間材53を例えば200℃に加熱して可塑性を持たせる。熱可塑性樹脂は、例えばポリプロプレン、ポリアミドである。また、中間材53を強化するためには、予め炭素繊維、ガラス繊維等の強化用繊維が添加される。
In this example, the
プレス金型50は下型51、上型52を備えており、金属製ブラケット4、加熱された中間材53は下型51にセットされる。下型51は、金属製ブラケット4、ナット部材3の形状を反映して形成されており、ブラケット本体部41の貫通孔41aに対応した凹部51aを有している。
The
次に、図6(b)に示すように、上型52を下動させ、プレス金型50を例えば60℃〜80℃の加熱下で係合圧締めすることにより、可塑性を持った中間材53が下型51と上型52の間のクリアランス内に導入され、塑性変形する。プレス金型50を加熱するのは、プレス時に中間材53をある程度保温し、可塑性を維持するためである。
Next, as shown in FIG. 6 (b), the
これにより、金属製ブラケット4のブラケット本体部41に一体的に固定された樹脂製ビーム1の本体が形成されるとともに、中間材53がブラケット本体部41の貫通孔41aから下型51の凹部51a(ブラケット本体部41の内側)に圧入されて、係止突起1bが形成される。
Thereby, the main body of the
その後、図6(c)に示すように、所定時間が経過すると、自然冷却により中間材53に含まれている熱可塑性樹脂が硬化するので、上型52を上動させ、プレス金型50からプレス成形品である車両用バンパービーム100を取り出せばよい。
After that, as shown in FIG. 6C, when a predetermined time has elapsed, the thermoplastic resin contained in the
このように、中間材53を用いたプレス成形法により、樹脂製ビーム1の本体を形成すると同時に、熱可塑性樹脂を含む中間材53の樹脂がブラケット本体部41の貫通孔41aから、ブラケット本体部41の内側に圧入により導入されて係止突起1bが形成されるので、別工程で係止突起1bを形成する必要がなく、製造コストを削減することができる。
As described above, the main body of the
プレス成形可能な中間材53は、熱可塑性樹脂のスタンパブルシートには限らず、SMC(シート・モールディング・コンパウンド)であってもよい。SMCシートは、不飽和ポリエステル等からなる熱硬化性樹脂、充填剤、硬化剤、顔料、増粘剤等からなるコンパウンドのシートである。中間材53を強化するために、炭素繊維、ガラス繊維等の強化用繊維が添加されることは前述の通りである。
The press-moldable
この中間材53としてSMCシートを用いたプレス成形法を図6に基づいて説明する。先ず、図6(a)に示すように、金属製ブラケット4、中間材53がプレス金型50の下型51にセットされる。この場合、中間材53は熱硬化性樹脂を含んでいるので非加熱状態でセットされ、この状態では可塑性を有している。
A press forming method using an SMC sheet as the
次に、図6(b)に示すように、上型52を下動させ、プレス金型50を係合圧締めすることにより、可塑性を持った中間材53が下型51と上型52の間のクリアランス内に導入され、塑性変形する。これにより、スタンパブルシートを用いたプレス成形法と同様に、金属製ブラケット4のブラケット本体部41に一体的に固定された樹脂製ビーム1の本体が形成されるとともに、中間材53がブラケット本体部41の貫通孔41aから下型51の凹部51a(ブラケット本体部41の内側)に圧入されて、係止突起1bが形成される。
Next, as shown in FIG. 6B, the
プレス金型50は例えば150℃程度に加熱されており、所定時間が経過すると、加熱効果により中間材53に含まれている熱硬化性樹脂と硬化剤が反応して硬化が進むので、図6(c)に示すように、上型52を上動させ、プレス金型50からプレス成形品である車両用バンパービーム100を取り出せばよい。
The
上述のように、車両用バンパービーム100の樹脂製ビーム1はプレス成形法により形成することができるが、これに限らず、射出成形法によっても形成することができる。
As described above, the
その場合、金属製ブラケット4を射出成形用の金型にセットし、この金型内に溶融樹脂を射出することにより、ブラケット本体部41に一体的に固定された樹脂製ビーム1の本体を形成するとともに、溶融樹脂をブラケット本体部41の貫通孔41aからブラケット本体部41の内側に流入させて係止突起1bを形成する。溶融樹脂の硬化後、金型から射出成形品である車両用バンパービーム100を取り出せばよい。
In this case, the main body of the
1 樹脂製ビーム
1a ハット中空部
1b 係止突起
2 牽引ボルト
3 ナット部材
4 金属製ブラケット
10 車体フレーム
11 締結部
12 ボルト貫通孔
13 ボルト
14 ナット
41 ブラケット本体部
42 ナット部材支持体
42a ナット支持板
42b ナット支持板
50 プレス金型
51 下型
51a 凹部
52 上型
53 中間材
100 車両用バンパービーム
DESCRIPTION OF
上述した課題に鑑み、本発明の車両用バンパービームは、車両幅方向に配設されるハット断面形状を有する樹脂製ビームと、牽引ボルトを取り付けるためのナット部材と、前記樹脂製ビームの車体フレームの前方または後方に当たる部分に設けられ、ナット部材を樹脂製ビームの中空部で支持する金属製ブラケットと、を備える車両用バンパービームであって、前記金属製ブラケットは、前記樹脂製ビームに一体的に固定されハット断面形状を有するブラケット本体部と、前記ブラケット本体部に固定され前記ナット部材を支持するナット部材支持体と、前記ブラケット本体部に設けられた貫通孔と、前記樹脂製ビームを形成する樹脂が前記貫通孔から前記ブラケット本体部の内側に導入されてなる係止突起と、前記樹脂製ビーム及び前記ブラケット本体部の端部を車体フレームに共に締結する締結部と、を備えることを特徴とする。 In view of the above-mentioned problems, a vehicle bumper beam of the present invention includes a resin beam having a hat cross-sectional shape disposed in a vehicle width direction, a nut member for attaching a traction bolt, and a vehicle body frame of the resin beam. A metal bracket provided in a portion corresponding to the front or rear of the vehicle, and supporting a nut member in a hollow portion of the resin beam, wherein the metal bracket is integrated with the resin beam. A bracket body fixed to the bracket body and having a hat cross-sectional shape; a nut member support fixed to the bracket body to support the nut member; a through-hole provided in the bracket body; and forming the resin beam. a locking projection which resin is introduced to the inside of the bracket body portion from the through hole, the resin beam and the blanking Characterized in that it comprises a fastening portion for fastening together the ends of the socket main body to the vehicle body frame.
Claims (4)
牽引ボルトを取り付けるためのナット部材と、
前記樹脂製ビームの車体フレームの前方または後方に当たる部分に設けられ、ナット部材を樹脂製ビームの中空部で支持する金属製ブラケットと、を備える車両用バンパービームであって、
前記金属製ブラケットは、
前記樹脂製ビームに一体的に固定されハット断面形状を有するブラケット本体部と、
前記ブラケット本体部に固定され前記ナット部材を支持するナット部材支持体と、
前記ブラケット本体部に設けられた貫通孔と、
前記樹脂製ビームを形成する樹脂が前記貫通孔から前記ブラケット本体部の内側に導入されてなる係止突起と、を備えることを特徴とする車両用バンパービーム。 A resin beam having a hat cross-sectional shape disposed in the vehicle width direction;
A nut member for attaching the traction bolt,
A metal bumper beam provided at a portion of the resin beam that hits the front or rear of the vehicle body frame, and a metal bracket that supports a nut member with a hollow portion of the resin beam,
The metal bracket is
A bracket body portion integrally fixed to the resin beam and having a hat cross-sectional shape,
A nut member support fixed to the bracket body and supporting the nut member;
A through hole provided in the bracket body,
A bumper beam for a vehicle, comprising: a locking projection in which a resin forming the resin beam is introduced into the bracket body from the through hole.
牽引ボルトを取り付けるためのナット部材と、
前記樹脂製ビームの車体フレームの前方または後方に当たる部分に設けられ、ナット部材を樹脂製ビームの中空部で支持する金属製ブラケットと、を備える車両用バンパービームの製造方法であって、
ハット断面形状を有するブラケット本体部と、このブラケット本体部に固定されナット部材を支持するナット部材支持体と、このブラケット本体部に設けられた貫通孔とを備える金属製ブラケットを形成する工程と、
前記金属製ブラケット、及び樹脂を含むプレス成形可能な中間材をプレス金型にセットし、このプレス金型を係合圧締めすることにより、前記中間材により前記ブラケット本体部に一体的に固定された前記樹脂製ビームを形成するとともに、前記中間材を前記貫通孔から前記ブラケット本体部の内側に圧入して係止突起を形成する工程と、を備えることを特徴とする車両用バンパービームの製造方法。 A resin beam having a hat cross-sectional shape disposed in the vehicle width direction;
A nut member for attaching the traction bolt,
A metal bracket provided on a portion of the resin beam that hits the front or rear of the vehicle body frame, and supporting a nut member with a hollow portion of the resin beam, comprising:
A bracket body having a hat cross-sectional shape, a nut member support fixed to the bracket body and supporting a nut member, and a step of forming a metal bracket including a through hole provided in the bracket body;
The metal bracket, and a press-moldable intermediate material including a resin are set in a press die, and the press die is engaged and pressed, thereby being integrally fixed to the bracket body by the intermediate material. Manufacturing the bumper beam for a vehicle, further comprising the steps of: forming the resin beam, and press-fitting the intermediate member into the inside of the bracket body from the through hole to form a locking projection. Method.
牽引ボルトを取り付けるためのナット部材と、
前記樹脂製ビームの車体フレームの前方または後方に当たる部分に設けられ、ナット部材を樹脂製ビームの中空部で支持する金属製ブラケットと、を備える車両用バンパービームの製造方法であって、
ハット断面形状を有するブラケット本体部と、このブラケット本体部に固定されナット部材を支持するナット部材支持体と、このブラケット本体部に設けられた貫通孔とを備える金属製ブラケットを形成する工程と、
前記金属製ブラケットを射出成形用の金型にセットし、この金型内に溶融樹脂を射出することにより、前記ブラケット本体部に一体的に固定された前記樹脂製ビームを形成するとともに、溶融樹脂を前記貫通孔から前記ブラケット本体部の内側に流入させて係止突起を形成する工程と、を備えることを特徴とする車両用バンパービームの製造方法。 A resin beam having a hat cross-sectional shape disposed in the vehicle width direction;
A nut member for attaching the traction bolt,
A metal bracket provided on a portion of the resin beam that hits the front or rear of the vehicle body frame, and supporting a nut member with a hollow portion of the resin beam, comprising:
A bracket body having a hat cross-sectional shape, a nut member support fixed to the bracket body and supporting a nut member, and a step of forming a metal bracket including a through hole provided in the bracket body;
By setting the metal bracket in a mold for injection molding and injecting a molten resin into the mold, the resin beam integrally fixed to the bracket body is formed, and the molten resin is formed. And forming a locking projection by flowing the fluid through the through hole into the inside of the bracket main body.
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