JP2023013373A - bumper reinforcement - Google Patents

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bumper
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真一郎 竹本
Shinichiro Takemoto
真弥 三原
Maya Mihara
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Abstract

To provide a bumper reinforcement which can previously buckle and deform a crash box without easily buckling even when a bumper beam is thinned and reduced in the weight.SOLUTION: A bumper reinforcement 1 includes a metal-made bumper beam 2, two crash boxes 4, and a reinforcement part 3 formed of a fiber-reinforced resin for reinforcing the bumper beam, wherein the bumper beam has such a hollow structure as to have a cabin side side wall and a collision surface side side wall extending in a vehicle width direction, an upper wall connecting upper ends of the side walls and a lower wall connecting lower ends thereof, the two crash boxes are provided on the cabin side side wall, the reinforcement part is provided on the upper wall and/or the lower wall of the bumper beam, and is continuous between at least the two crash boxes, and accordingly an impact load can be transmitted and absorbed to the crash boxes even when the bumper beam is thinned.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、バンパーレインフォースに係り、更に詳細には、金属製バンパービームを繊維強化樹脂で補強したバンパーレインフォースに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a bumper reinforcement, and more particularly to a bumper reinforcement in which a metal bumper beam is reinforced with fiber-reinforced resin.

バンパーレインフォースは、車両の前部や後部に他の車両などが衝突したときの衝撃荷重から乗員を保護する。 Bumper reinforcement protects occupants from impact loads when other vehicles collide with the front or rear of the vehicle.

このバンパーレインフォースは、衝突荷重に抗する強度を有するだけでなく、衝突荷重を吸収できることが求められ、バンパービームが受けた衝撃荷重をクラッシュボックスに伝達し、クラッシュボックスが座屈変形することで上記衝撃荷重を吸収する。 This bumper reinforcement is required not only to have the strength to withstand the impact load, but also to be able to absorb the impact load. Absorbs the impact load.

しかし、近年の省燃費化の流れから車両の軽量化が求められており、バンパーレインフォースもその例外ではない。 However, in recent years, there has been a demand for lighter vehicles due to the trend toward greater fuel efficiency, and bumper reinforcement is no exception.

特許文献1には、車幅方向に延びる側壁と、この側壁の上部及び下部に立設した2つの壁とを備え、車室側の側面が開放された金属製のバンパービームと、このバンパービームの車室側の側面の中間部に炭素繊維強化樹脂を接着して上部の壁と下部の壁とを繋いだバンパーレインフォースが開示されている。 Patent Document 1 discloses a metal bumper beam having a side wall extending in the vehicle width direction, two walls erected on the upper and lower sides of the side wall, and having an open side surface on the passenger compartment side, and the bumper beam. A bumper reinforcement is disclosed in which a carbon fiber reinforced resin is adhered to the intermediate portion of the side surface of the vehicle compartment side to connect the upper wall and the lower wall.

このバンパーレインフォースは、車室側の側面が開放されているため筒型のバンパーレインフォースよりも軽量化でき、上部の壁と下部の壁との一部が炭素繊維強化樹脂で繋がっているので、衝突時に上部の壁と下部の壁とが開かずにリブとして機能し、衝撃荷重をクラッシュボックスに伝達できる旨が開示されている。 This bumper reinforcement has an open side on the passenger compartment side, making it lighter than a cylindrical bumper reinforcement. , discloses that the upper wall and the lower wall do not open at the time of collision and function as ribs to transmit the impact load to the crash box.

特開2018-65452号公報JP 2018-65452 A

しかしながら、特許文献1に記載のバンパーレインフォースにあっては、軽量化のためにバンパービームの壁の厚さを薄くすると、バンパービームが中折れし易くなって衝撃荷重をクラッシュボックスに伝達できず、衝撃荷重を吸収することが困難である。 However, in the bumper reinforcement described in Patent Document 1, if the thickness of the bumper beam wall is reduced for weight reduction, the bumper beam is likely to break in the middle, and the impact load cannot be transmitted to the crash box. , it is difficult to absorb the impact load.

すなわち、特許文献1の炭素繊維強化樹脂は、上部の壁と下部の壁とが開かないようにバンパービームの形状を維持させるものであって、バンパービーム自体の強度を向上させるものでないため、バンパービームの壁の厚さを薄くすると断面二次モーメントが低下し座屈してしまう。 That is, the carbon fiber reinforced resin of Patent Document 1 maintains the shape of the bumper beam so that the upper wall and the lower wall do not open, and does not improve the strength of the bumper beam itself. If the wall thickness of the beam is reduced, the moment of inertia of area decreases and the beam buckles.

本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、バンパービームを薄肉化し軽量化した場合であっても容易に座屈せず、クラッシュボックスを先に座屈変形させることができるバンパーレインフォースを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the problems of the prior art. To provide a bumper reinforcement capable of being buckling deformed first.

本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、断面形状が略角型形状の中空金属製バンパービームの上壁及び/又は下壁を繊維強化樹脂で補強することにより、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the inventors of the present invention have found that the upper and/or lower walls of a hollow metal bumper beam having a substantially rectangular cross-sectional shape are reinforced with a fiber reinforced resin. We have found that the object can be achieved, and have completed the present invention.

即ち、本発明のバンパーレインフォースは、金属製バンパービームと、2つのクラッシュボックスと、上記バンパービームを補強する繊維強化樹脂で形成された補強部と、を備える。
そして、上記バンパービームが、車幅方向に延びる車室側側壁及び衝突面側側壁、並びにこれら側壁の上端同士を繋ぐ上壁及び下端同士を繋ぐ下壁を有する中空構造であり、
上記2つのクラッシュボックスが、上記車室側側壁に設けられ、
上記補強部が、上記バンパービームの上壁及び/又は下壁に設けられ、少なくとも上記2つのクラッシュボックス間で連続していることを特徴とする。
That is, the bumper reinforcement of the present invention includes a metal bumper beam, two crash boxes, and a reinforcing portion made of fiber-reinforced resin that reinforces the bumper beam.
The bumper beam has a hollow structure having a passenger compartment side wall and a collision surface side side wall extending in the vehicle width direction, an upper wall connecting the upper ends of the side walls, and a lower wall connecting the lower ends of the side walls,
The two crash boxes are provided on the side wall of the passenger compartment,
The reinforcing part is provided on the upper wall and/or the lower wall of the bumper beam and is continuous between at least the two crash boxes.

本発明によれば、衝撃荷重を受ける方向に略水平な面、すなわちバンパービームの上壁及び/又は下壁を繊維強化樹脂で補強することとしたため、バンパービームを薄肉化しても衝撃荷重をクラッシュボックスに伝達して吸収することができるバンパーレインフォースを提供することができる。 According to the present invention, the surface substantially horizontal in the direction of receiving the impact load, that is, the upper wall and/or the lower wall of the bumper beam is reinforced with fiber-reinforced resin, so that even if the thickness of the bumper beam is reduced, the impact load can be reduced. A bumper reinforcement can be provided that can be transmitted to and absorbed by the box.

バンパーレインフォースの一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of a bumper reinforcement. 図1中、A-A’の断面図である。2 is a cross-sectional view taken along line A-A' in FIG. 1; FIG. 板材の先端を「P」の力で押したときの断面二次モーメントと板材形状との関係を説明する図である。FIG. 10 is a diagram for explaining the relationship between the geometrical moment of inertia and the shape of the plate when the tip of the plate is pushed with a force of “P”; バンパーレインフォースが中折れした状態を説明する図である。It is a figure explaining the state which the bumper reinforcement bent in the middle. 衝突面側側壁がS字断面を有するバンパーレインフォースの他の一例を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing another example of a bumper reinforcement having an S-shaped cross section on the collision surface side wall; 衝突面側側壁に補強部を有するバンパーレインフォースの一例を示す斜視図である。FIG. 10 is a perspective view showing an example of a bumper reinforcement having a reinforcing portion on the side wall on the collision surface side; 衝突面側側壁の補強部が庇を有するバンパーレインフォースの一例を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing an example of a bumper reinforcement in which the reinforcing portion of the side wall on the impact surface side has a canopy; 湾曲形状をしたバンパービームに庇を設けたバンパーレインフォースの一例を示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing an example of a bumper reinforcement in which a curved bumper beam is provided with a canopy. 実施例及び比較例のバンパービームの変位と反力との関係を示すグラフである。4 is a graph showing the relationship between displacement and reaction force of bumper beams of Examples and Comparative Examples.

本発明のバンパーレインフォースについて詳細に説明する。
上記バンパーレインフォースは、金属製バンパービームと、少なくとも2つのクラッシュボックスと、上記バンパービームを補強する繊維強化樹脂で形成された補強部と、を備える。
The bumper reinforcement of the present invention will be described in detail.
The bumper reinforcement includes a metal bumper beam, at least two crash boxes, and a reinforcing portion made of fiber-reinforced resin that reinforces the bumper beam.

上記バンパーレインフォースの平面図を図1、図1中A-A’の断面図を図2に示す。
上記バンパービームは、図2に示すように、断面形状が略角型形状の中空筒形構造をしており、車幅方向に延びる車室側側壁及び衝突面側側壁と、これら側壁の上端同士を繋ぐ上壁及び下端同士を繋ぐ下壁とを有する。
A plan view of the bumper reinforcement is shown in FIG. 1, and a cross-sectional view taken along line AA' in FIG. 1 is shown in FIG.
As shown in FIG. 2, the bumper beam has a hollow cylindrical structure with a substantially rectangular cross-sectional shape. and a lower wall connecting the lower ends thereof.

そして、図1に示すように、上記バンパービームの車室側側壁には2つのクラッシュボックスが設けられ、バンパービームの上壁、下壁またはこれら両壁には繊維強化樹脂で形成された補強部が設けられ、少なくとも2つのクラッシュボックス間で連続している。 As shown in FIG. 1, two crash boxes are provided on the side wall of the bumper beam on the passenger compartment side, and reinforcing portions formed of fiber reinforced resin are provided on the upper wall, the lower wall, or both walls of the bumper beam. is provided and is continuous between at least two crash boxes.

ここで、バンパービームの強度は、座屈せずにどれだけ衝撃荷重に耐えられるかによって決まる。したがって、鋼板の引張強度を最大限発揮させ、バンパービームの強度を向上させるには、バンパービームの座屈を防止する必要がある。 Here, the strength of the bumper beam is determined by how much impact load it can withstand without buckling. Therefore, in order to maximize the tensile strength of the steel plate and improve the strength of the bumper beam, it is necessary to prevent the bumper beam from buckling.

この座屈は、鋼板の強度よりも遥かに小さい値の荷重で耐力低下を起こす現象であり、バンパービームが大きく変形することで生じるため、座屈を防止するには、バンパービームの曲げ剛性を向上させることが重要となる。 This buckling is a phenomenon in which a load much smaller than the strength of the steel plate causes a decrease in yield strength, and is caused by a large deformation of the bumper beam. Improving is important.

そして、上記曲げ剛性は、ヤング率と断面二次モーメントとによって決まり、高張力鋼板であってもヤング率は一般鋼板とほとんど変わらないので、形状を変えずに鋼板の強度を高めても、バンパービームの曲げ剛性はほとんど変わらない。 The bending rigidity is determined by the Young's modulus and the geometrical moment of inertia. Even high-strength steel sheets have almost the same Young's modulus as ordinary steel sheets. The bending stiffness of the beam is almost unchanged.

また、例えば、断面形状が長方形である板状の壁の断面二次モーメントは、図3に示すように、荷重方向(P)に水平な方向の板厚(a)の3乗に比例し、荷重方向に垂直な方向の板幅(b)に比例する。 Further, for example, the geometric moment of inertia of a plate-shaped wall having a rectangular cross-sectional shape is proportional to the cube of the plate thickness (a) in the direction horizontal to the load direction (P), as shown in FIG. Proportional to the strip width (b) in the direction perpendicular to the load direction.

すなわち、高張力鋼板を用いて金属製バンパービームの強度を高め、強度を高めた分だけバンパービームの板厚を薄くして軽量化を図ろうとすると、形状が同じであればバンパービームの曲げ剛性が板厚の3乗に比例して低下し、座屈し易くなるのでバンパービームの強度が低下してしまう。 In other words, if you increase the strength of the metal bumper beam using high-tensile steel and reduce the thickness of the bumper beam to reduce the weight of the bumper beam by increasing the strength, the bending rigidity of the bumper beam will be reduced if the shape is the same. decreases in proportion to the cube of the plate thickness, and buckling is likely to occur, resulting in a decrease in the strength of the bumper beam.

本発明においては、衝撃荷重を受ける方向に略水平であり、図3に示す場合では補強効果が3乗で効く、衝撃荷重に抗する上面や下面を補強しているので、衝撃荷重を受ける方向に略垂直な車室側側壁や衝突面側側壁を補強する場合に比し、バンパービームの中空筒形構造が潰れ難くなり、バンパービームの曲げ剛性が飛躍的に向上する。 In the present invention, the direction of receiving the impact load is substantially horizontal, and in the case shown in FIG. The hollow cylindrical structure of the bumper beam is less likely to be crushed, and the bending rigidity of the bumper beam is dramatically improved, compared to reinforcing the side wall on the side of the passenger compartment or the side wall on the collision surface that is substantially perpendicular to the rim.

したがって、クラッシュボックス間に衝撃荷重(P)を受けたとしても、図4に示すような、バンパービームの中折れが生じ難くなり、クラッシュボックスに衝撃荷重を伝達することができるので、バンパービームよりも先にクラッシュボックスが座屈変形して衝撃荷重を吸収できる。 Therefore, even if the impact load (P) is applied between the crash boxes, the bumper beam is less likely to bend in the middle as shown in FIG. The crash box is first to buckle and deform to absorb the impact load.

バンパービームは、図5に示すように、衝突面側側壁がS字断面を有することが好ましい。S字断面により衝突面側側壁の断面二次モーメントが向上し、バンパーレインフォースの中空筒形形状が潰れ難くなってバンパービームの強度が向上する。 As shown in FIG. 5, the bumper beam preferably has an S-shaped cross-section on the collision surface side wall. The S-shaped cross section improves the geometrical moment of inertia of the side wall on the collision surface side, and the hollow cylindrical shape of the bumper reinforcement is less likely to collapse, improving the strength of the bumper beam.

上記S字断面を有する中空筒形構造のバンパービームは、ロール成型により作製できる。 The hollow cylindrical bumper beam having the S-shaped cross section can be produced by roll molding.

ロール成型は、所望の断面形状を持つロールを用いて鋼板を複雑な断面形状に曲げる成形法であり、通常、円筒状に巻いたコイル材から鋼板が送り出される。したがって、ロール成型したバンパービームはその厚さが一定であり、中空筒形構造の上面や下面のみを厚くすることができない。 Roll forming is a forming method in which a steel sheet is bent into a complicated cross-sectional shape using a roll having a desired cross-sectional shape, and the steel sheet is normally sent out from a coil material wound into a cylindrical shape. Therefore, the thickness of the roll-formed bumper beam is constant, and it is not possible to thicken only the upper and lower surfaces of the hollow cylindrical structure.

本発明においては、繊維強化樹脂でバンパービームを補強するので、容易に座屈してしまうような薄板鋼板を用いた、バンパービームの作製が可能である。 In the present invention, since the bumper beam is reinforced with the fiber-reinforced resin, it is possible to manufacture the bumper beam using a thin steel plate that easily buckles.

薄板鋼板としては、引張強度が780MPa以上の高張力鋼板を用いることが好ましい。高張力鋼板の厚さ、すなわち、バンパービームを構成する壁の厚さは、高張力鋼板の引張強度や、バンパービームの断面形状にもよるが、1.0mm~5.0mmであることが好ましく、1.0~2.0mmであることがより好ましい。 As the thin steel plate, it is preferable to use a high-tensile steel plate having a tensile strength of 780 MPa or more. The thickness of the high-tensile steel plate, that is, the thickness of the walls that make up the bumper beam, depends on the tensile strength of the high-tensile steel plate and the cross-sectional shape of the bumper beam, but is preferably 1.0 mm to 5.0 mm. , 1.0 to 2.0 mm.

上記範囲であることで、繊維強化樹脂で形成された補強部と相俟ってバンパービームの強度と曲げ剛性とを両立でき、衝撃荷重をバンパービームで吸収しつつ、クラッシュボックスに伝達できる。 Within the above range, the strength and bending rigidity of the bumper beam can be achieved together with the reinforcing portion formed of the fiber-reinforced resin, and the impact load can be absorbed by the bumper beam and transmitted to the crash box.

また、上記バンパービームは、図5に示すように、上壁と下壁との間に、車室側側壁と衝突面側側壁とを繋ぐ中壁を有することが好ましい。この中壁を有することで、衝撃荷重を受ける方向に略水平な面が増え、バンパービームの断面二次モーメントが向上する。 In addition, as shown in FIG. 5, the bumper beam preferably has a middle wall between the upper wall and the lower wall that connects the side wall on the passenger compartment side and the side wall on the collision surface side. By having this middle wall, the surface which is substantially horizontal in the direction of receiving the impact load is increased, and the moment of inertia of the area of the bumper beam is improved.

中壁を有するバンパービームは、断面形状が略角型の筒を複数個重ね、上記筒同士を溶接することで作製できる。 A bumper beam having a middle wall can be manufactured by stacking a plurality of cylinders having a substantially rectangular cross section and welding the cylinders together.

クラッシュボックスは、上記車室側側壁に車幅方向に間隔を開けて設けられる。
各クラッシュボックスの取り付け位置は、バンパービームの上下方向に均等な位置であっても、上下方向の中央から下方向又は上方向にオフセットした位置のいずれであってもよい。
The crash boxes are provided at intervals in the vehicle width direction on the vehicle compartment side wall.
The attachment positions of the crash boxes may be even positions in the vertical direction of the bumper beam, or positions offset downward or upward from the center in the vertical direction.

クラッシュボックスの取り付け位置によってバンパービームの座屈し易い部位が変わるため、クラッシュボックスの取り付け位置に応じて補強部を設けることが好ましい。 Since the portion of the bumper beam that is likely to buckle changes depending on the mounting position of the crash box, it is preferable to provide the reinforcing portion according to the mounting position of the crash box.

クラッシュボックスをバンパービームの上下方向中央に設ける場合は、バンパービームの上部と下部とで衝撃荷重が均等にかかるので、バンパービームの上壁と下壁との両方に補強部を設け、それらの厚さが同じであることが好ましい。 When the crash box is installed in the center of the bumper beam in the vertical direction, the impact load is evenly applied to the upper and lower parts of the bumper beam. preferably the same.

また、クラッシュボックスをバンパービームの上下方向中央から下方向にオフセットして設ける場合は、バンパービームの上部の方が下部よりも衝撃荷重が大きくなるので、上部の方をより補強し、バンパービームの上部と下部とで座屈し難さのバランスをとる必要がある。 Also, if the crash box is offset downward from the center of the bumper beam in the vertical direction, the impact load will be greater in the upper part of the bumper beam than in the lower part, so the upper part of the bumper beam will be more reinforced. The resistance to buckling must be balanced between the upper and lower portions.

具体的には、バンパービームの上壁のみに補強部を設けたり、上壁と下壁との両方に補強部を設け、上壁の補強部の厚さを下壁の補強部よりも厚くしたりすることで座屈し難さのバランスをとることができる。 Specifically, the reinforcing portion is provided only on the upper wall of the bumper beam, or the reinforcing portion is provided on both the upper wall and the lower wall, and the thickness of the reinforcing portion of the upper wall is thicker than that of the lower wall. It is possible to balance the difficulty of buckling by

また、クラッシュボックスをバンパービームの上下方向中央から上方向にオフセットして設ける場合は、バンパービームの下壁のみに補強部を設けたり、上壁と下壁との両方に補強部を設け、上壁の補強部の厚さを下壁の補強部よりも薄くしたりすることで座屈し難さのバランスをとることができる。 If the crash box is offset upward from the center of the bumper beam in the vertical direction, the bumper beam may be provided with a reinforcing section only on the lower wall, or both the upper and lower walls may be provided with a reinforcing section. The resistance to buckling can be balanced by making the thickness of the reinforcing portion of the wall thinner than that of the reinforcing portion of the lower wall.

本発明のバンパービームは、図6に示すように、上壁や下壁に加えて、衝突面側側壁のクラッシュボックスの取り付け部と対向する部位に補強部を有することが好ましい。 As shown in FIG. 6, the bumper beam of the present invention preferably has a reinforcing portion on the side wall facing the crash box, in addition to the upper wall and the lower wall.

クラッシュボックスの取り付け部は、衝撃荷重を受けたときのクラッシュボックスからの反力が大きく、クラッシュボックスの取り付け部でバンパービームが座屈し易い。 The mounting portion of the crash box receives a large reaction force from the crash box when it receives an impact load, and the bumper beam tends to buckle at the mounting portion of the crash box.

クラッシュボックスの取り付け部を補強することで、クラッシュボックスよりも先にバンパービームが座屈することを防止でき、衝撃荷重の吸収量を最大化することができる。 Reinforcement of the crash box attachment prevents the bumper beam from buckling before the crash box, maximizing impact load absorption.

上記衝突面側側壁の補強部は、図7に示すように、庇を有することが好ましい。
上記補強部から衝撃荷重を受ける方向に突出した庇を有することで、金属バンパービームがクラッシュボックスから受ける反力を低減することができる。
As shown in FIG. 7, it is preferable that the reinforcing portion of the side wall on the collision surface side has a canopy.
By providing the eaves projecting from the reinforcing portion in the direction of receiving the impact load, it is possible to reduce the reaction force that the metal bumper beam receives from the crash box.

上記庇は、バンパービームが弓なりに湾曲し、衝突面側に凸の形状をしている場合、図8に示すように、その張り出し量がバンパービームの端部側で大きく中央側で小さく、その先端が上記湾曲凸形状の頂点よりも引っ込んでいることが好ましい。 When the bumper beam is curved like a bow and has a convex shape on the collision surface side, as shown in FIG. It is preferable that the tip is receded from the vertex of the curved convex shape.

このような庇形状であることで、フラット衝突時にバンパービームの長手方向中央のみに大きな衝撃荷重がかかることなく、庇にも衝撃荷重がかかるので衝撃荷重を分散させることができる。 With such an eaves shape, a large impact load is not applied only to the longitudinal center of the bumper beam at the time of a flat collision, and the impact load is also applied to the eaves, so that the impact load can be dispersed.

さらに庇の先端が、図8に示すように、バンパービームの頂点よりも車室側に引っ込んでいることで、バンパービームが弾性変形する荷重の範囲の内でバンパービームが撓んで衝撃荷重を吸収し、それ以上の荷重では、庇も衝撃荷重を受け止めようになるので、バンパービームで衝撃荷重を吸収しつつ、その座屈を防止できる。 Furthermore, as shown in Fig. 8, the tip of the eaves is recessed from the vertex of the bumper beam toward the passenger compartment, so that the bumper beam bends and absorbs the impact load within the range of elastic deformation of the bumper beam. However, if the load is greater than that, the eaves will also receive the impact load, so that the bumper beam can absorb the impact load while preventing its buckling.

加えて、車両デザインに対するバンパービームの湾曲の影響が小さくなり、車両のデザイン性が向上する。 In addition, the influence of the curvature of the bumper beam on the vehicle design is reduced, and the design of the vehicle is improved.

上記衝突面側側壁の補強部は、上下方向に上記庇を複数有することが好ましい。
庇を複数有することで、上または下にオフセットした方向からの衝撃荷重を受けた場合であっても上記庇が衝撃荷重を受けることができ、補強部による重量増を最小限にしつつバンパービームの座屈を防止できる。
It is preferable that the reinforcing portion of the impact surface side sidewall has a plurality of eaves in the vertical direction.
By having a plurality of eaves, the eaves can receive the impact load even when the impact load is applied from a direction that is offset upward or downward. Buckling can be prevented.

バンパービームの上壁や下壁の補強部および衝突面側側壁の補強部は、射出成形により、強化繊維を含有する射出材を金属製バンパービームに付与することで作製できる。 The reinforcing portions of the upper and lower walls of the bumper beam and the reinforcing portion of the side wall on the collision surface side can be produced by applying an injection material containing reinforcing fibers to a metal bumper beam by injection molding.

上壁や下壁の補強部と衝突面側側壁の補強部とが射出成形により一体化し連続していることで、局所的に応力を受ける部位が生じず、衝突荷重の吸収量を最大化することができる。 The reinforced parts of the upper and lower walls and the reinforced part of the side wall on the impact side are integrated and continuous by injection molding, so there are no parts that receive local stress and the amount of impact load absorption is maximized. be able to.

また、上壁や下壁の補強部は、その強化繊維が衝突面側から車室側に向けて配向していることが好ましい。衝撃荷重を受ける方向に強化繊維が配向していることで、衝撃荷重に対する補強部自体の強度が向上するので補強部の厚さを薄くすることができ、さらなる軽量化を図ることができる。 Further, it is preferable that the reinforcing fibers of the upper wall and the lower wall are oriented from the collision surface side toward the passenger compartment side. Since the reinforcing fibers are oriented in the direction in which the impact load is received, the strength of the reinforcing portion itself against the impact load is improved, so the thickness of the reinforcing portion can be reduced, and further weight reduction can be achieved.

以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.

[比較例1]
厚さ1.0mmの高張力鋼板をロール成型し、断面形状が略角型形状の中空筒形の金属製バンパービームを作製した。
[Comparative Example 1]
A high-strength steel plate having a thickness of 1.0 mm was roll-formed to produce a hollow cylindrical metal bumper beam having a substantially square cross-sectional shape.

[比較例2]
比較例1の金属製バンパービームを金型内に配置して金型を締め、平均繊維長が0.5mmの炭素繊維を含有する射出材を射出し、車室側側壁の全面のみに補強部を設けバンパービームを得た。
[Comparative Example 2]
The metal bumper beam of Comparative Example 1 is placed in a mold, the mold is closed, an injection material containing carbon fibers with an average fiber length of 0.5 mm is injected, and a reinforcing portion is formed only on the entire surface of the side wall on the passenger compartment side. was provided to obtain a bumper beam.

[実施例1]
上壁と下壁との全面に補強部を設け、車室側側壁に補強部を設けない他は比較例2と同様にしてバンパービームを得た。
[Example 1]
A bumper beam was obtained in the same manner as in Comparative Example 2, except that reinforcing portions were provided on the entire surfaces of the upper and lower walls, and no reinforcing portion was provided on the side wall on the passenger compartment side.

比較例1,2、実施例1のバンパービームの変位量と反力との関係を図9に示す。
図9から、実施例1のバンパービームは、衝突初期の傾きが大きく曲げ剛性が高い。そして、反力のピークが高く座屈し難いことから、クラッシュボックスを先に座屈させることができ、バンパービームを薄肉化し軽量化できることが確認された。
FIG. 9 shows the relationship between the displacement amount and the reaction force of the bumper beams of Comparative Examples 1 and 2 and Example 1. In FIG.
As can be seen from FIG. 9, the bumper beam of Example 1 has a large inclination at the initial stage of collision and high bending rigidity. It was also confirmed that the crash box can be buckled first, and the bumper beam can be thinned and lightened because the peak of the reaction force is high and it is difficult to buckle.

比較例2は、中空筒形構造が潰れた後に補強効果が表れたが、反力のピークは、比較例1とほとんど変わらないことから、車室側側壁の補強部は中空筒形構造の補強にはなっておらず、バンパービームを薄肉化すると、バンパービームがクラッシュボックスよりも先に座屈し易くなることが分かる。 In Comparative Example 2, the reinforcing effect appeared after the hollow cylindrical structure was crushed, but the peak of the reaction force was almost the same as in Comparative Example 1. Therefore, the reinforcing portion of the side wall on the passenger compartment side was the reinforcement of the hollow cylindrical structure. It can be seen that if the thickness of the bumper beam is reduced, the bumper beam tends to buckle before the crash box.

1 バンパーレインフォース
2 バンパービーム
21 車室側側壁
22 衝突面側側壁
23 上壁
24 下壁
25 中壁
3 補強部
31 衝突面側側壁の補強部
32 庇
4 クラッシュボックス
T 頂点
1 Bumper Reinforcement 2 Bumper Beam 21 Cabin Side Side Wall 22 Collision Surface Side Side Wall 23 Upper Wall 24 Lower Wall 25 Middle Wall 3 Reinforcement Part 31 Collision Surface Side Side Wall Reinforcement Part 32 Eaves 4 Crash Box T Vertex

Claims (10)

金属製バンパービームと、
少なくとも2つのクラッシュボックスと、
上記バンパービームを補強する繊維強化樹脂で形成された補強部と、を備えるバンパーレインフォースであって、
上記バンパービームが、車幅方向に延びる車室側側壁及び衝突面側側壁、並びにこれら側壁の上端同士を繋ぐ上壁及び下端同士を繋ぐ下壁を有する中空構造であり、
上記2つのクラッシュボックスが、上記車室側側壁に設けられ、
上記補強部が、上記バンパービームの上壁及び/又は下壁に設けられ、少なくとも上記2つのクラッシュボックス間で連続していることを特徴とするバンパーレインフォース。
metal bumper beams,
at least two crash boxes;
and a reinforcing portion formed of a fiber reinforced resin that reinforces the bumper beam,
The bumper beam has a hollow structure having a passenger compartment side wall and a collision surface side side wall extending in the vehicle width direction, an upper wall connecting the upper ends of the side walls and a lower wall connecting the lower ends thereof,
The two crash boxes are provided on the side wall of the passenger compartment,
A bumper reinforcement according to claim 1, characterized in that the reinforcing part is provided on the upper wall and/or the lower wall of the bumper beam and is continuous between at least the two crash boxes.
上記金属製バンパービームが鋼鉄製であり、その厚さが一定であることを特徴とする請求項1に記載のバンパーレインフォース。 2. A bumper reinforcement according to claim 1, wherein said metallic bumper beam is made of steel and has a constant thickness. 上記クラッシュボックスが、上記バンパービームの上下方向に均等位置に設けられ、
上記補強部が、上記バンパービームの上壁及び下壁に設けられ、それらの厚さが同じでることを特徴とする請求項1又は2に記載のバンパーレインフォース。
The crash boxes are provided at equal positions in the vertical direction of the bumper beam,
3. A bumper reinforcement according to claim 1, wherein said reinforcing portion is provided on an upper wall and a lower wall of said bumper beam and has the same thickness.
上記クラッシュボックスが、上記バンパービームの下方向にオフセットして設けられ、
上記補強部が、上記バンパービームの上壁のみに設けられ、又は上壁及び下壁に設けられて上壁の補強部の厚さが下壁の補強部よりも厚いことを特徴とする請求項1又は2に記載のバンパーレインフォース。
The crash box is offset downward in the bumper beam,
3. The reinforcing portion is provided only on the upper wall of the bumper beam, or is provided on both the upper and lower walls of the bumper beam, and the reinforcing portion on the upper wall is thicker than the reinforcing portion on the lower wall. 3. The bumper reinforcement according to 1 or 2.
上記クラッシュボックスが、上記バンパービームの上方向にオフセットして設けられ、
上記補強部が、上記バンパービームの下壁のみに設けられ、又は上壁及び下壁に設けられて上壁の補強部の厚さが下面の補強部よりも薄いことを特徴とする請求項1又は2に記載のバンパーレインフォース。
The crash box is offset upwardly of the bumper beam,
2. The reinforcing portion is provided only on the lower wall of the bumper beam, or is provided on both the upper and lower walls of the bumper beam, and the reinforcing portion on the upper wall is thinner than the reinforcing portion on the lower surface. 2. The bumper reinforcement according to 2.
さらに、衝突面側側壁に補強部を有し、
上記衝突面側側壁の補強部が、上記2つクラッシュボックスの取り付け部と対向する部位のそれぞれに設けられていることを特徴とする請求項1~5のいずれか1つの項に記載のバンパーレインフォース。
Furthermore, a reinforcing portion is provided on the side wall on the collision surface side,
6. The bumper rain according to any one of claims 1 to 5, wherein the reinforcing portion of the side wall on the collision surface side is provided in each of the portions facing the mounting portions of the two crash boxes. force.
上記衝突面側側壁の補強部が庇を有することを特徴とする請求項6に記載のバンパーレインフォース。 7. The bumper reinforcement according to claim 6, wherein the reinforcing portion of the side wall on the collision surface side has a canopy. 上記バンパービームが、衝突面側に凸の湾曲形状をしており、
上記庇が、バンパービームの両端側で大きく中央側で小さく張り出した形状であり、その先端が上記湾曲形状の頂点よりも引っ込んでいることを特徴とする請求項7に記載のバンパーレインフォース。
The bumper beam has a convex curved shape on the collision surface side,
8. The bumper reinforcement according to claim 7, wherein the eaves have a shape that protrudes greatly on both end sides of the bumper beam and slightly on the center side, and the tip of the eaves recedes from the vertex of the curved shape.
上記衝突面側側壁の2つの補強部が、それぞれ上下方向に複数の庇を有することを特徴とする請求項8に記載のバンパーレインフォース。 9. The bumper reinforcement according to claim 8, wherein each of the two reinforcing portions of the side wall on the impact surface side has a plurality of eaves in the vertical direction. 上記衝突面側側壁の補強部と、上記バンパービームの上面及び/又は下面に設けられた補強部とが、一体化していることを特徴とする請求項6~9のいずれか1つの項に記載のバンパーレインフォース。 10. The reinforcing portion of the impact surface side sidewall and the reinforcing portion provided on the upper surface and/or the lower surface of the bumper beam are integrated as one body according to any one of claims 6 to 9. bumper reinforcement.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111994026A (en) * 2020-07-17 2020-11-27 上海凌云工业科技有限公司凌云汽车技术分公司 Modified material automobile anti-collision beam with improved structural strength and energy absorption effect

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