JP3623916B2

JP3623916B2 - バンパリィンホースメント

Info

Publication number: JP3623916B2
Application number: JP2000342314A
Authority: JP
Inventors: 一成安土; 和信布野
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Keikinzoku Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Keikinzoku Co Ltd; Aisin Corp
Priority date: 1999-11-11
Filing date: 2000-11-09
Publication date: 2005-02-23
Anticipated expiration: 2020-11-09
Also published as: JP2001199292A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、車両の衝突時のエネルギーを吸収するバンパ装置に用いられるバンパリィンホースメントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車等の車両に取り付けられて、衝突時の衝撃を吸収するバンパ装置は、車両のサイドメンバに取り付けられるバンパリィンホースメント（補強部材）と、バンパリィンホースメントの前部領域に配設されるウレタン材料等からなるアブソーバと、バンパリィンホースメント及びアブソーバを覆うバンパカバーとから構成されており、このバンパ装置の一例が、特開平１０−１７５４８５号公報に示されている。
【０００３】
このようなバンパ装置に用いられるバンパリィンホースメントは、例えば、図９に示されるように、車幅方向から見たその側断面形状が上下方向中央部に中間壁を形成した側断面略日型で車幅方向に延在しており、その両端末部は車両のデザイン・スペースなどの制約からバンパカバー内に収まるように曲げ成形が施されている。このようなバンパリィンホースメントは、車両が低速で衝突した場合の衝撃を吸収し、ボデーの損傷を防止する機能を有する。
【０００４】
尚、バンパリィンホースメントは、口型・日型・Ｂ型等の衝撃吸収性に優れた断面構造が一体的に成形できるアルミニウム合金の押出成形材、あるいは鋼板（特に高張力鋼板）のロール成形材が広く使われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来技術にかかるバンパリィンホースメントにおいては、近年車両のデザイン上の理由からバンパリィンホースメントに与えられるスペースが狭くなっていることにより、所定の衝突性能を満足したまま車両に搭載するには曲率の小さい曲げや複合曲げといった複雑な形状での曲げ成形が必要となり、その結果、成形装置も複雑となり工程が煩雑になるとういう問題がある。
【０００６】
また、衝突安全性・車両の修理費低減の要求からバンパリィンホースメントの更なる衝突吸収性能向上が望まれていることにより、バンパリィンホースメントの側断面内の横壁を増やしたり肉厚を増加させたりして高荷重でバンパリィンホースメントを変形させ衝撃吸収性を向上させる対策を取ろうとすると、バンパリィンホースメントの質量が増加すると共にバンパリィンホースメントが変形しにくくなるので衝突時にバンパリィンホースメントを固定するサイドメンバ部から変形しないようサイドメンバも大幅に強度を上げなければならないという問題がある。
【０００７】
そこで、例えば、特開平１０−８１１８２号公報に開示されているように、バンパリィンホースメントに別部品の衝撃吸収体を装着する対策も取られているが、別部品追加や装着する工程追加による大幅なコスト増加は避けられないという問題がある。
【０００８】
それゆえ、本発明は、以上の事情を背景に為されたものであり、車両のデザインを損なうことなく限られたスペースで性能を発揮しうる形状にもかかわらず容易に成形でき、更に、サイドメンバが変形しない程度の低荷重変形領域にて多くの衝撃吸収が可能で、軽量で低コストなバンパリィンホースメントを提供することを、その技術的課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記した技術的課題を解決するために講じた本発明の手段は、車両の前後に位置し、サイドメンバに固定されたバンパリィンホースメントにおいて、前記バンパリィンホースメントを中空の閉じた側断面形状を呈し、車幅方向に延在する軽合金材または鋼板で構成し、その車幅方向外側の一面に車幅方向外側へ向かって深さが徐々に深くなる凹部を設けることにより前記バンパリィンホースメントの側断面形状を車幅方向位置によって変化させたことである。
【００１０】
上記した手段によれば、車両のデザインを損なうことなく限られたスペースで性能を発揮しうる形状にもかかわらず容易に成形できるバンパリィンホースメントを提供することができる。
【００１１】
ここで、好ましくは、前記凹部の深さ・幅・形状を連続的に変化させることにより、前記側断面形状を車幅方向位置によって徐々に変化させることが望ましい。これにより、サイドメンバが変形しない荷重でかつ急激な荷重の上昇や低下がなく、要求される車両衝突時のエネルギー吸収量を効率よく得ることがきる。
【００１２】
具体的には、前記凹部が、車幅方向外側かつ衝突側の面に形成されている。
【００１３】
更に、本発明は、車両の前後に位置し、サイドメンバに固定されたバンパリィンホースメントおいて、該バンパリィンホースメントの前記サイドメンバ取り付け部付近の上面または下面の少なくとも一面に凹または凸形状のビードを前記バンパリィンホースメントの長手方向と交差する方向に設けた。これにより、バンパリィンホースメントの肉厚の増加等なしに剛性を向上させることができ、よりエネルギー吸収性に優れた荷重−変形量線図が得ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従った実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は、本発明の第１実施形態にかかるバンパリィンホースメント２０をバンパ装置（車両）に搭載したときの模式図であり、図２（イ）はバンパリィンホースメント２０を車両の両側に位置するサイドメンバ１２に取り付けた状態の上面図、図２（ロ）はバンパリィンホースメント２０の衝突面側から見た斜視図、図２（ハ）はボデー取り付け面側から見た斜視図である。
【００１６】
図２に示すように、バンパリィンホースメント２０は、サイドメンバ１２が取り付けられる取り付け部２２を有し、取り付け部２２より車幅方向内側に位置するボデー側の面が湾曲した形状となっており、車幅方向中央部２１の車両前後方向の幅Ｗ２１が取り付け部２２の幅Ｗ２２より小さくなっている。その湾曲部における断面Ａ−Ａを示したのが図３である。
【００１７】
図３において、バンパリィンホースメント２０のボデー側の面には、断面内側に向かって深さＣの凹部１が形成されている。この凹部１の底面２は、本実施形態では取り付け部２２の車幅方向内端である図２のＢ点を起点に取り付け部２２から離れていく方向、すなわち車幅方向内側に向かっての凹部１の深さＣが徐々に深くなっていくように成形されている。
【００１８】
尚、バンパリィンホースメント２０の車幅方向中央部２１における凹部１の底面２とバンパリィンホースメント２０の衝突側の壁２５とは、接触・非接触どちらでもよい。
【００１９】
また、図２に示すように、バンパリィンホースメント２０は、車幅方向外側（車幅方向両端側）に位置する衝突側の面が湾曲した形状となっており、車幅方向両端部の幅Ｗ２３が取り付け部の幅Ｗ２２より小さくなっている。その湾曲部における断面Ｅ−Ｅを示したのが図６である。
【００２０】
図６において、バンパリィンホースメント２０の衝突側の面には、断面内側に向かって深さＧの凹部５が形成されている。この凹部５の底面６は、図２のＦ点を起点に車幅方向外側に向かって凹部５の深さＧが徐々に深くなっていくように成形されている。
【００２１】
尚、バンパリィンホースメント２０の車幅方向両端部における凹部５の底面６とバンパリィンホースメント２０のボデー側の壁９とは、接触・非接触どちらでもよい。また、本実施形態においては、図３、６に示すバンパリィンホースメント２０は、中空の閉じた側断面形状を呈する。
【００２２】
ここで、本実施形態においては、バンパリィンホースメント２０は、幅が幅Ｗ２２、高さが高さＨ２４と同じ長さの略口型の一定の側断面形状を有するアルミニウム合金の押出成形材または鋼板のロール成形材を、プレス成型することにより成形される。
【００２３】
即ち、押出成形材または鋼板のロール成形材の互いに対向する二面の一方の中央部にプレス成型により凹部１を設けると同時に該中央部の幅を小さくする。また、対向する二面の他方の両端部にプレス成型により凹部５を設けると同時に幅を小さくする。このように簡単なプレス成型によりバンパリィンホースメント２０が容易に成形され得る。
【００２４】
次に、上記した本実施形態において、車両衝突時の作用を説明する。
【００２５】
図４は、図３における車両衝突時の変形モードを示す作用説明図である。図４において、荷重Ｆを受けると、最初にバンパリィンホースメント２０の上下壁３、４が座屈変形する。
【００２６】
実際の車両衝突による衝撃エネルギーの配分を考慮した場合、例えば、図５に示すようなオフセット衝突の場合、変形が進むにつれバンパリィンホースメント２０には曲げ変形部Ｄができ、変形荷重が低下する。
【００２７】
このとき、バンパリィンホースメント２０のボデー側の面に凹部１があるのでボデー側の面の面剛性が高くなることにより曲げ変形が抑止され、変形荷重の低下が防止でき衝撃吸収性を向上させることができる。
【００２８】
図７は、図６における車両衝突時の変形モードを示す作用説明図である。図７において、荷重Ｆを受けると、最初にバンパリィンホースメント２０の上下壁７、８が座屈変形する。
【００２９】
その後、衝突側の面に形成された凹部５の底面６がバンパリィンホースメント２０のボデー側の面９に接触するまで上下壁７、８のみが変形し、凹部５の底面が６がボデー側の面９に接触した後は、凹部５の上下壁１０、１１も変形を開始する。
【００３０】
このときの凹部５の深さＧは、車幅方向で徐々に変化しているため、一度に座屈することなく、車幅方向外側から内側へ変形が徐々に伝搬していく。この結果、急激な荷重上昇や低下がない、安定した荷重−変形量曲線を得ることができる。
【００３１】
図８は、本発明品と従来品の荷重−変形量線図を比較したものであり、それそれ荷重と変形量の積分値でエネルギー吸収量が表される。図８において、従来品は、例えば、図９に示すように側断面略日型で長手方向に延在し、その両端部が曲げ成形されているものであり、車両のデザイン・エンジン室内のスペースなどの制約から、本発明品のバンパリィンホースメント２０と従来品のバンパリィンホースメント３０のそれぞれの車幅方向中央部の幅Ｗ２１と幅Ｗ３１及び車両上下方向の高さＨ２４と高さＨ３４は同等の長さで比較したものである。
【００３２】
従来品のバンパリィンホースメント３０は、断面が一定で長手方向に延在している（つまりバンパリィンホースメント３０の車幅方向中央部の幅Ｗ３１とサイドメンバ１２の取り付け部の幅Ｗ３２が同等の長さとなっている）為、バンパリィンホースメント３０全体の肉厚を増加したり中間壁を設けたりして、高荷重でバンパリィンホースメント３０を変形させることにより必要なエネルギー吸収量を得ている。
【００３３】
それに対して、本発明品のバンパリィンホースメント２０は、サイドメンバ１２の取り付け部２２の幅Ｗ２２が車幅方向中央部２１の幅Ｗ２１より大きい（略２倍となっている）為、変形量（ストローク）を長く得ることができることから従来品より低い荷重でバンパリィンホースメント２０を変形させることができ、更に、凹部１、５を設けたことにから急激な荷重の上昇や低下がなく、効率よくエネルギー吸収量を得ることができる。
【００３４】
上記した本第１実施形態におけるバンパリィンホースメント２０は、限られたスペースに搭載可能であるにもかかわらず複雑な曲げ成形や煩雑な工程が必要でなく、更に、バンパリィンホースメント２０の肉厚を増加したり別部品を追加したりすることなくサイドメンバ１２が変形しない荷重で要求される車両衝突時のエネルギー吸収量を得ることができる。
【００３５】
図１０は、本発明の第２実施形態にかかるバンパリィンホースメント４０を示し、図１０（イ）はバンパリィンホースメント４０をサイドメンバ１２に取り付けた状態の上面図、図１０（ロ）はバンパリィンホースメント４０の衝突面側から見た斜視図、図１０（ハ）はボデー取り付け面側から見た斜視図である。
【００３６】
本第２実施形態は、上記した第１実施形態と同様の効果を得ることに加え、バンパリィンホースメント４０のサイドメンバ１２の取り付け部４２付近の上下面の一方または両方に図１０に示すような凹または凸形状のビード１３を車幅方向と交差する方向に設けることにより、バンパリィンホースメント４０の肉厚の増加等なしに剛性が向上し、図１１に示すように更にエネルギー吸収性に優れた荷重−変形量線図が得られる。尚、ビード１３の配設数や凹凸形状は図１０（ニ）に限るものではない。
【００３７】
以上、本発明を上記した実施の形態に沿って説明したが、本発明は上記態様にのみ限定されるものではなく、本発明の原理に準ずる各種態様を含むものである。
【００３８】
例えば、図１２は、本発明の変形例を示し、バンパリィンホースメント５０は、車幅方向両端部は曲げ成形ではなく、バンパリィンホースメント５０の上下面に凹部５１、５２を設けることによりバンパカバー内に収まるように成形されており、図１２（イ）はバンパリィンホースメント５０の上面図、図１２（ロ）は図１２（イ）の側面図である。凹部５１、５２の深さＫは車幅方向外側へ向かって徐々に深くなるように成形されている。凹部の形状は図１３に示す凹部６１、６２のようにしてもよく、図１４のように凹部ではなく凸部７１、７２であってもよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上の如く、本発明によれば、車両のデザインを損なうことなく限られたスペースで性能を発揮しうる形状にもかかわらず容易に成形でき、更に、サイドメンバが変形しない程度の低荷重変形領域にて多くの衝撃吸収が可能で、軽量で低コストなバンパリィンホースメントを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従ったバンパリィンホースメントをバンパ装置（車両）に搭載したときの断面斜視（模式）図である。
【図２】本発明の第１実施形態に従ったバンパリィンホースメント２０を示し、図２（イ）はサイドメンバに取り付けた状態の上面図、図２（ロ）は衝突面側から見た車幅方向一端側の斜視図、図２（ハ）はボデー取り付け面側から見た車幅方向一端側の斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図３における車両衝突時の変形モードを示す作用説明図である。
【図５】車両衝突時における本発明の第１実施形態に従ったバンパリィンホースメント２０の変形例を示す上面図である。
【図６】図２のＥ−Ｅ断面図である。
【図７】図６における車両衝突時の変形モードを示す作用説明図である。
【図８】本発明品と従来品とを比較したバンパリィンホースメントの荷重−変形量線図である。
【図９】従来のバンパリィンホースメント３０を示し、図９（イ）はサイドメンバに取り付けた状態の上面図、図９（ロ）は衝突面側から見た車幅方向一端側の斜視図、図９（ハ）はボデー取り付け面側から見た車幅方向一端側の斜視図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に従ったバンパリィンホースメント４０を示し、図１０（イ）はサイドメンバに取り付けた状態の上面図、図１０（ロ）は衝突面側から見た車幅方向一端側の斜視図、図１０（ハ）はボデー取り付け面側から見た車幅方向一端側の斜視図、図１０（ニ）は図１０（イ）のＨ−Ｈ断面図である。
【図１１】本発明の第１実施形態と第２実施形態とを比較したバンパリィンホースメントの荷重−変形量線図である。
【図１２】本発明の変形例であるバンパリィンホースメント５０を示し、図１２（イ）は上面図、図１２（ロ）は図１２（イ）の側面図である。
【図１３】本発明の別の変形例であるバンパリィンホースメント６０の側面図である。
【図１４】本発明の別の変形例であるバンパリィンホースメント７０の側面図である。
【符号の説明】
１、５凹部
２、６凹部の底部
１２サイドメンバ
１３ビード
２０、４０バンパリィンホースメント
Ｃ、Ｇ凹部の深さ

Claims

車両の前後に位置し、サイドメンバに固定されたバンパリィンホースメントにおいて、前記バンパリィンホースメントを中空の閉じた側断面形状を呈し、車幅方向に延在する軽合金材または鋼板で一部材により構成し、その車幅方向外側の一面に車幅方向外側へ向かって深さが徐々に深くなる凹部を設けることにより前記バンパリィンホースメントの側断面形状を車幅方向位置によって変化させたことを特徴とするバンパリィンホースメント。
前記凹部の深さ・幅・形状を連続的に変化させることにより、前記側断面形状を車幅方向位置によって徐々に変化させたことを特徴とする請求項１に記載のバンパリィンホースメント。
前記凹部が、車幅方向外側かつ衝突側の面に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のバンパリィンホースメント。
深さが徐々に深くなる凹部が、更に前記サイドメンバの取り付け部に対して車幅方向内側かつボデー側の面にも形成されていることを特徴とする請求項１〜３に記載のバンパリィンホースメント。
前記バンパリィンホースメントは、車幅方向中央部の車両前後方向の幅が前記サイドメンバが取り付けられる取り付け部の幅より小さくなっていることを特徴とする請求項１に記載のバンパリィンホースメント。