JP4055569B2 - バンパ取付構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のバンパ取付構造に関わり、特にバンパステイのエネルギ吸収の向上を図ったバンパ取付構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両の前後にはバンパが設けられていて、車両に前又は後から入力される衝撃荷重を吸収するようにしている（例えば、特許文献１参照）。この種のバンパ及びその作用の一例を、図９及び図１０に示すように車両の前部側に設けられたバンパを例にして説明する。
【０００３】
同図において、車両１の車体２は前後方向に延びるサイドメンバ３，４を左右にそれぞれ有しており、この両サイドメンバ３，４の先端部には支持プレート５，６がそれぞれ固定されている。
【０００４】
また、車体２の前側又は後側には車体２の前端縁又は後端縁に沿って延びるバンパアーマチャ７が配設されている。このバンパアーマチャ７の両側には、押出材で形成した中空角筒体からなり且つ車体２側に延びるバンパステイ８，９の基部がそれぞれ固定されている。
【０００５】
また、上記両バンパステイ８，９の車体側端部には、エンドプレート１０，１１がそれぞれ溶接固着されている。上記バンパアーマチャ７、両バンパステイ８，９及び両エンドプレート１０，１１等によりバンパアッセンブリ１２が構成されている。
【０００６】
そして、両エンドプレート１０，１１を上記各サイドメンバ３，４の支持プレート５，６にそれぞれボルト（図示しない）により固定することで、バンパアッセンブリ１２は車体２に支持されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−１９５５３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、車両１が矢印１４で示す方向に前進しているときに、車両１の右側（図９において左側）に外物１５からオフセット荷重が入力される場合がある。このオフセット荷重により、車体２の右側の固定部１３は図１０に示すように圧潰する。
【０００９】
そして、車両１の左側は圧潰しないので、左側（図９において右側）のバンパステイ８はバンパアーマチャ７によりオフセット側に引っ張られて、バンパステイ８に荷重Ｆが作用する。
【００１０】
この曲げ荷重により、バンパステイ８に曲げ座屈が作用した場合、バンパステイ８の上下の壁が突っ張るためにバンパステイ８は断面変形が起こり難くなっている。
【００１１】
このため、バンパステイ８とエンドプレート１０との固定部１３が図１０の破断部１３ａで示すように少ない変位で外れてしまって、バンパステイ８の曲げ変形によるエネルギ吸収量がきわめて小さいという問題がある。
【００１２】
また、車両１にオフセット荷重が入力されたときに、車両１の変形ストロークＳとバンパアーマチャ７に働く荷重Ｆとの関係は、図７に示すように直線Ｊで示すようになる。
【００１３】
この図７から分かるように、バンパステイ８の曲げ座屈強度に対してバンパステイ８とエンドプレート１０との固定部１３の強度Ｆ１の方が低いので、バンパステイ８の固定部１３における荷重Ｆが図７において強度Ｆ１（Ａ点）に達したときに固定部１３が破断して破断部１３ａを生じる。
【００１４】
このように、車両１のオフセット荷重入力によってバンパステイ８が曲げ変形しないことにより、バンパステイ８において吸収できるエネルギ量は右下がり斜線で示す「Ｅ１」となる。
【００１５】
すなわち、車両１のオフセット荷重入力時においては、バンパステイ９において大部分の入力荷重エネルギが吸収され、反対側のバンパステイ８においては吸収量が少なく入力荷重エネルギの吸収効率が低下する問題がある。
【００１６】
そこで、本発明は、車両の前後の何れか側にオフセット荷重が入力された場合においても、オフセット荷重の非入力側のバンパステイによる入力荷重エネルギの吸収を大きくさせて、入力荷重エネルギの吸収効率を向上させたバンパ取付構造を提供することを目的とするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述事情に鑑みなされたものであって、請求項１に記載の発明は、車体の前後方向に配設された一対のサイドメンバと、前記サイドメンバの端部に取り付けられ車体の前後方向に配設された一対のバンパステイと、車幅方向に配設され前記バンパステイに取り付けられたバンパアーマチャとを備えたパンパ取付構造において、前記バンパステイは断面が横向きの台形をなす筒体であって、左右の縦壁の一方の縦壁が他方の縦壁に対して長く形成され、且つ、長い方の縦壁の肉厚は短い方の縦壁の肉厚よりも薄く形成されていることを特徴としている。
【００１８】
このように構成された請求項１の発明では、車両のオフセット荷重入力時において、オフセット荷重が非入力側のバンパステイにバンパアーマチャの引っ張りによる曲げ荷重が作用したとき、当該バンパステイの曲げ座屈強度が低下し、これにより、非入力側のバンパステイのサイドメンバへの固定部は破断することなく、バンパステイが曲げ変形を起こす。
【００１９】
これにより、車両へのオフセット荷重入力時にバンパアーマチャに作用する衝撃力は、オフセット荷重入力側のバンパステイだけではなく、オフセット荷重の非入力側のバンパステイによっても確実に吸収することができて、バンパアーマチャに作用する衝撃力の吸収効率の向上を図ることができる。
【００２０】
また、請求項２の発明は、前記横向きの台形をなす筒体には、前記左右の縦壁間の上壁及び下壁に、該筒体の長手方向に沿ってビードがそれぞれ形成されていることを特徴としている。
【００２１】
このように構成された請求項２の発明では、バンパステイに曲げ荷重が作用したときに、上下の側壁が座屈変形されると共に、上下の側壁に形成されたビードにより上記座屈変形がより容易に行われる。
【００２２】
これにより、車両へのオフセット荷重入力時に、非入力側のバンパステイが固定部が破断する前により確実に曲げ変形する。そして、バンパアーマチャに作用する衝撃力は、オフセット荷重入力側のバンパステイだけではなくオフセット荷重の非入力側のバンパステイによっても確実に吸収することができて、バンパアッセンブリに作用する衝撃力の吸収効率の向上を図ることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、図９及び図１０に示したものと同一ないし均等なものは同一符号を付して説明する。
【００２６】
図１〜図３において、車両１６は矢印１４方向を前進方向として走行する。車両１６の車体１７の前後方向の前側の端縁１７ａに沿って延びるバンパアーマチャ７が設けられている。
【００２７】
本実施の形態では、車体１７に備えられている両サイドメンバ３，４の先端部３ａ，４ａに支持プレート５，６がそれぞれ固定されている。バンパアーマチャ７の車体側７ａには、押出材で形成した中空角筒体からなる左右のバンパステイ１８，１９の車体側と反対側端部１８ｂ，１９ｂがそれぞれ固定されている。
【００２８】
また、上記両バンパステイ１８，１９の車体側端部１８ａ，１９ａには、エンドプレート１０，１１がそれぞれ溶接により固着されている。上記バンパアーマチャ７、両バンパステイ１８，１９及び両エンドプレート１０，１１等によりバンパアッセンブリ２０が構成されている。
【００２９】
そして、図２に示すように各エンドプレート１０，１１を上記各サイドメンバの各支持プレート５，６にそれぞれボルト２１により固定することで、バンパアッセンブリ２０は車体１７の前側の端縁１７ａに沿って延びるように支持されている。なお、上記端縁１７ａは、車体１７の前端縁であってもよいし、車体１７の後端縁であってもよい。
【００３０】
図３に示すように、バンパステイ１８に対するエンドプレート１０の固定部２２は、本実施の形態においてはアーク溶接により強い強度で固着されている。図４はバンパステイ１８，１９の一方（バンパステイ１８）の形状の一例を示している。
【００３１】
同図において、バンパステイ１８はアルミニウム等の押出材で形成されおり、このバンパステイ１８は左右の縦壁２３，２４と上下の壁２５，２６を有する 中空の略角筒体からなっている。
【００３２】
上記バンパステイ１８の縦壁２３，２４の一方の縦壁２３の長さ「Ｌ２」は、他方の縦壁２４の長さ「Ｌ１」に対して長く形成されていると共に、この長い方の肉厚「ｔ２」は、短い方の縦壁２４の肉厚「ｔ１」よりも薄く形成されている。すなわち、バンパステイ１８は横向きの台形状をなしている。
【００３３】
また、上記バンパステイ１８を上述のように形成したことによって、バンパステイ１８の曲げ座屈強度はエンドプレート１０に対するバンパステイ１８の固定強度（溶接強度）よりも低くなるように構成されている。このバンパステイ１８の曲げ座屈強度を低下させるメカニズムは図６により後で詳述する。
【００３４】
次に、上記のように構成されたバンパ取付構造の作用を説明する。
【００３５】
図１に示すように、矢印１４方向に前進している車両１６が外物１５に対して車両１６の幅方向の片側（例えば右側）のみにオフセット荷重が入力される場合において説明する。この場合、車両１６の左側にはオフセット荷重が入力されない。このオフセット荷重の非入力側のバンパステイ１８には、バンパアーマチャ７の右側がオフセット荷重により生じる引張荷重Ｆが作用する。
【００３６】
このときの、オフセット荷重入力側の車両１６の変形ストロークＳとバンパステイ１８に働く荷重Ｆとの関係は、前述したように従来構造においては図７の直線Ｊのようになっている。
【００３７】
そして、図９に示すバンパアーマチャ７からの引っ張り荷重Ｆによりバンパステイ８とバンパステイ９との固定部１３が破断部１３ａにおいて破断すると共に、バンパステイ８により吸収できるエネルギ量は右下がり斜線部で示す「Ｅ１」となることはすでに述べた通りである。
【００３８】
これに対して本発明においては、バンパステイ１８の荷重Ｆ−ストロークＳ特性は、図７の曲線Ｋで示すようになる。
【００３９】
すなわち、本発明においては、バンパステイ１８の曲げ座屈強度Ｆ３は、固定部１３の固定部強度Ｆ１よりも低いため、荷重ＦがＤ点に達したときの荷重Ｆ３（Ｆ３≪Ｆ１）でバンパステイ１８の曲げ座屈が起こり、Ｂ点（Ｆ１）に達するまでバンパステイ１８の折れ変形が進み、荷重がＦ１に達したときに固定部１３が破断する。
【００４０】
このように本発明では、バンパステイ１８の曲げ座屈強度がＦ１に達するまでにバンパステイ１８によって吸収することができるエネルギ量は図示のように「Ｅ２」となっている。
【００４１】
従って、本発明に関わるバンパアッセンブリ２０のエネルギ吸収量「Ｅ２」と従来例のバンパアッセンブリ１２の「Ｅ１」との大きさは、Ｅ２＞Ｅ１となっているため、車両１６へのオフセット荷重入力時においては、本発明に関わるバンパ取付構造の方がオフセット荷重非入力側におけるエネルギ吸収量が多い。
【００４２】
このように、車両１６へのオフセット荷重入力時において、バンパステイ１８とエンドプレート１０の固定部１３が破断する前にバンパステイ１８を曲げ変形させることで、車両１６に作用する入力荷重エネルギを衝撃荷重非入力側のバンパステイ１８に分散することができる。
【００４３】
この結果、車両１６のオフセット荷重入力側にのみに片寄った大きな衝撃力が作用するのを抑えることができ、オフセット荷重入力側の車体１７の損傷を少なくすることができる。
【００４４】
次に、バンパステイ１８の曲げ座屈強度を低下させるメカニズムを図６に基づいて説明する。
【００４５】
図６（ａ）において、バンパステイ１８に曲げ荷重Ｆが加わる場合、バンパステイ１８の上下の壁２５，２６にはバンパステイ１８の断面を押し潰させようとする力ｆ１が働く。
【００４６】
このとき、上下の壁２５，２６は水平線に対してそれぞれ斜めに設定されているため、上壁２５に対してはモーメントＭ１が、そして下壁２６にはモーメントＭ２がそれぞれ働く。
【００４７】
従って、上下の壁２５，２６はモーメントＭ１，Ｍ２により小さい荷重によっても容易に座屈して、バンパステイ１８は固定部１３が破断する前に曲げ座屈することとなる。
【００４８】
なお、本実施例の場合には図６（ａ）に示すように短い縦壁２４側に向かって曲げ荷重Ｆが作用した場合を説明したが、図６（ｂ）に示すように縦壁２３，２４の長さ及び肉厚が逆の場合であっても同様にバンパステイ１８の曲げ座屈強度を低下させることができる。
【００４９】
すなわち、バンパステイ１８に曲げ荷重Ｆが働いた場合、図６（ｂ）のバンパステイ１８では上壁２５に（ａ）図とは逆方向のモーメントＭ１が、そして下壁２６には逆方向のモーメントＭ２がそれぞれ作用する。
【００５０】
そして、上下の壁２５，２６は図６（ａ）のバンパステイ１８と同様にモーメントＭ１，Ｍ２により小さい荷重によっても容易に座屈して、バンパステイ１８は固定部１３が破断する前に曲げ座屈して入力荷重エネルギを大きく吸収する。
【００５１】
なお、図４においてバンパステイ１８に軸方向の荷重が作用した場合は、Ｌ１＜Ｌ２、且つ、ｔ１＞ｔ２の関係にあるため、Ｚ軸まわりの図心がバンパステイ１８の断面の幅方向の中心付近となり、バンパステイ１８は軸方向への荷重によっては左右に折れ曲がりにくくなる。
【００５２】
この結果、バンパステイ１８に作用する軸方向への荷重によりバンパステイ１８は軸圧潰して有効に入力荷重エネルギを吸収することができる。
【００５３】
〈変形例１〉
図８（ａ）は本発明の変形例をそれぞれ示している。
【００５４】
図８（ａ）において、バンパステイ１８の上下の壁２５，２６にはバンパステイ１８の長手方向に沿ってビード２７がそれぞれ設けられている。
【００５５】
上下の壁２５，２６にこのようなビード２７を設けることにより、バンパステイ１８に曲げ荷重Ｆが働く場合、図６で説明した荷重ｆ１に対して上下の壁２５，２６が突っ張り難くいため、上下の壁２５，２６の座屈がより促進される。
【００５６】
すなわち、バンパステイ１８に働く曲げ荷重Ｆによりバンパステイ１８は固着部２２が破断する前に容易に曲げ座屈して入力荷重エネルギを吸収することができる。
【００５７】
〈変形例２〉
また、図８（ｂ）に示すバンパステイ１８は、上下の壁２５，２６を水平状態にすると共に、縦壁２４側に斜めの角部２８を形成した断面形状になっている。
【００５８】
バンパステイ１８をこのように構成しても、バンパステイ１８に曲げ荷重Ｆが働いた場合、バンパステイ１８の断面を押し潰させようとする力ｆ１の作用点は「２９」となるため、上下の壁２５，２６に前述したモーメントＭ１，Ｍ２がそれぞれ働いて、前述した実施例と同様の作用効果が得られる。
【００５９】
なお、本実施の形態では車両１６の左側にあるバンパステイ１８がオフセット荷重非入力側である場合について説明したが、右側のバンパステイ１９もバンパステイ１８と同様な構成になっているので、バンパステイ１９が車両１６のオフセット荷重非入力側であってもバンパステイ１９がバンパステイ１８と同様に曲げ変形して入力荷重エネルギを吸収することができる。
【００６０】
また、バンパアッセンブリ２０が車両１６の前部に設けられた場合について説明したが、このバンパアッセンブリ２０が車両１６の後部に設けられた場合おいても同様の作用・効果を得ることができることは勿論である。
【００６１】
さらに、車両１６にバンパステイ１８，１９を配置する場合、短い方の縦壁２３又は長い方の縦壁２４がそれぞれ対向するようにして対称形にすることが望ましい。
【００６２】
以上説明した本発明の実施の形態のバンパ取付構造では、車体１７の前後方向の端縁１７ａに沿って延びるバンパアーマチャ７が設けられ、前記バンパアーマチャ７の前記端縁１７ａの車幅方向両側部に、車体前後方向へ向けてそれぞれ延びる一対のバンパステイ１８，１９が一体に設けられている。この各バンパステイ１８，１９の車体側端部１８ａ，１９ａに設けられたエンドプレート１０，１１が前記端縁１７ａの両側部にそれぞれ固定されている。
【００６３】
また、上記バンパステイ１８，１９の取付構造においては、前記バンパステイ１８，１９の曲げ強度を、前記エンドプレート１０，１１に対する前記バンパステイ１８，１９の固着部２２の固定強度よりも小さくなるように構成している。
【００６４】
この構成によれば、バンパステイ１８，１９の曲げ強度を、エンドプレート１０，１１に対する前記バンパステイ１８，１９の固着部２２の固定強度よりも小さくしてあるので、車両１６へのオフセット荷重入力時において、オフセット荷重非入力側のバンパステイ１８，１９にバンパアーマチャ７の引っ張りによる荷重Ｆが作用したときに、オフセット荷重非入力側のバンパステイ１８の固着部２２は破断することなくバンパステイ１８が曲げ変形を起こす。
【００６５】
これにより、車両１６へのオフセット荷重入力時にバンパアッセンブリ２０に作用する衝撃力は、オフセット荷重入力側のバンパステイ１９だけではなくオフセット荷重非入力側のバンパステイ１８によっても確実に吸収することができて、バンパアーマチャ７に作用する衝撃力の吸収効率の向上を図ることができる。
【００６６】
また、この発明の実施の形態のバンパ取付構造では、前記バンパステイ１８，１９は断面が左右の縦壁２３，２４と上下の壁２５，２６を有する中空の略角筒体であって、且つ、前記左右の縦壁２３，２４の一方の縦壁２３は他方の縦壁２４に対して長く形成されている。また、前記上下の壁２５，２６の長手方向にビード２７がそれぞれ形成されている。
【００６７】
この構成によれば、バンパステイ１８，１９に曲げ荷重Ｆが作用したときに、上下の側壁２５，２６が座屈変形されると共に、上下の側壁２５，２６に形成されたビード２７により上記座屈変形がより容易に行われる。
【００６８】
これにより、車両１６へのオフセット荷重入力時にオフセット荷重非入力側のバンパステイ１８が固着部２２が破断する前により確実に曲げ変形する。そして、バンパアッセンブリ２０に作用する衝撃力は、オフセット荷重入力側のバンパステイ１９だけではなくオフセット荷重非入力側のバンパステイ１８によっても確実に吸収することができて、バンパアーマチャ７に作用する衝撃力の吸収効率の向上を図ることができる。
【００６９】
さらに、この発明の実施の形態では、前記バンパステイ１８，１９は断面が左右の縦壁２３，２４と上下の壁２５，２６を有する中空の略角筒体であって、且つ、前記左右の縦壁２３，２４の一方の縦壁２３は他方の縦壁２４に対して長く形成されていると共に、この長い方の縦壁２３の肉厚は前記短い方の縦壁２４の肉厚よりも薄く形成されている。
【００７０】
この構成によれば、バンパステイ１８，１９に曲げ荷重Ｆが作用したときに、上下の壁２５，２６にモーメントが作用して上下の壁２５，２６が座屈変形するので、バンパステイ１８，１９は容易に曲げ変形する。
【００７１】
これにより、車両１６へのオフセット荷重入力時にオフセット荷重非入力側のバンパステイ１８が固着部２２が破断する前に確実に曲げ変形する。そして、バンパアーマチャ７に作用する衝撃力は、オフセット荷重入力側のバンパステイ１９だけではなく、オフセット荷重非入力側のバンパステイ１８によっても確実に吸収することができて、バンパアーマチャ７に作用する衝撃力の吸収効率の向上を図ることができる。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係わる発明によれば、車両へのオフセット荷重入力時において、オフセット荷重非入力側のバンパステイにバンパアーマチャの引っ張りによる曲げ荷重が作用したときに、オフセット荷重非入力側のバンパステイのサイドメンバへの固定部は破断することなく、バンパステイが曲げ変形を起こす。
【００７３】
これにより、車両へのオフセット荷重入力時にバンパアーマチャに作用する衝撃力は、オフセット荷重入力側のバンパステイだけではなくオフセット荷重非入力側のバンパステイによっても確実に吸収することができて、バンパアーマチャに作用する衝撃力の吸収効率の向上を図ることができる。
【００７４】
また、請求項２に係わる発明によれば、バンパステイに曲げ荷重が作用したときに、上下の側壁が座屈変形されると共に、上下の側壁に形成されたビードにより上記座屈変形がより容易に行われる。
【００７５】
これにより、車両へのオフセット荷重入力時にオフセット荷重非入力側のバンパステイが固定部が破断する前により確実に曲げ変形する。そして、バンパアーマチャに作用する衝撃力は、オフセット荷重入力側のバンパステイだけではなくオフセット荷重非入力側のバンパステイによっても確実に吸収することができて、バンパアーマチャに作用する衝撃力の吸収効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関わるバンパ取付構造が適用された車両の前部を示す平面図である。
【図２】バンパアッセンブリ一部及びサイドメンバを示す斜視図である。
【図３】バンパステイの車体側端部とエンドプレートとの固定部を示す斜視図である。
【図４】バンパステイの断面図であって、図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図５】オフセット荷重が入力された車両の前部を示す平面図である。
【図６】（ａ）図はバンパステイに曲げ座屈強度を低下させるメカニズムを説明するためのバンパステイの断面図、（ｂ）図はバンパステイの他の断面形状における曲げ強度を低下させるメカニズムを説明するための断面図である。
【図７】車両へのオフセット荷重入力時の入力側のストロークと非入力側のバンパスティに働く荷重との関係を示す線図である。
【図８】（ａ）図は本発明の変形例１を示すバンパステイの断面図、（ｂ）図は変形例２に関わるバンパステイの断面図である。
【図９】従来のバンパ取付構造が適用された車両の前部を示す平面図である。
【図１０】同じく、オフセット荷重が入力された従来の車両の平面図である。
【符号の説明】
Ｌ１，Ｌ２ バンパステの縦壁の長さ
ｔ１，ｔ２ バンパステイの縦壁の肉厚
７ バンパアーマチャ
１０，１１ エンドプレート
１６ 車両
１７ 車体
１７ａ 車体前側の端縁
１８ 左側のバンパステイ
１８ａ，１９ａ バンパステイの車体側端部
１８ｂ，１９ｂ バンパステイの車体側と反対側端部
１９ 右側のバンパステイ
２０ バンパアッセンブリ
２２ 固定部
２３，２４ 縦壁
２５ 上壁
２６ 下壁
２７ ビード
１ 上下の壁の角部
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のバンパ取付構造に関わり、特にバンパステイのエネルギ吸収の向上を図ったバンパ取付構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両の前後にはバンパが設けられていて、車両に前又は後から入力される衝撃荷重を吸収するようにしている（例えば、特許文献１参照）。この種のバンパ及びその作用の一例を、図９及び図１０に示すように車両の前部側に設けられたバンパを例にして説明する。
【０００３】
同図において、車両１の車体２は前後方向に延びるサイドメンバ３，４を左右にそれぞれ有しており、この両サイドメンバ３，４の先端部には支持プレート５，６がそれぞれ固定されている。
【０００４】
また、車体２の前側又は後側には車体２の前端縁又は後端縁に沿って延びるバンパアーマチャ７が配設されている。このバンパアーマチャ７の両側には、押出材で形成した中空角筒体からなり且つ車体２側に延びるバンパステイ８，９の基部がそれぞれ固定されている。
【０００５】
また、上記両バンパステイ８，９の車体側端部には、エンドプレート１０，１１がそれぞれ溶接固着されている。上記バンパアーマチャ７、両バンパステイ８，９及び両エンドプレート１０，１１等によりバンパアッセンブリ１２が構成されている。
【０００６】
そして、両エンドプレート１０，１１を上記各サイドメンバ３，４の支持プレート５，６にそれぞれボルト（図示しない）により固定することで、バンパアッセンブリ１２は車体２に支持されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−１９５５３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、車両１が矢印１４で示す方向に前進しているときに、車両１の右側（図９において左側）に外物１５からオフセット荷重が入力される場合がある。このオフセット荷重により、車体２の右側の固定部１３は図１０に示すように圧潰する。
【０００９】
そして、車両１の左側は圧潰しないので、左側（図９において右側）のバンパステイ８はバンパアーマチャ７によりオフセット側に引っ張られて、バンパステイ８に荷重Ｆが作用する。
【００１０】
この曲げ荷重により、バンパステイ８に曲げ座屈が作用した場合、バンパステイ８の上下の壁が突っ張るためにバンパステイ８は断面変形が起こり難くなっている。
【００１１】
このため、バンパステイ８とエンドプレート１０との固定部１３が図１０の破断部１３ａで示すように少ない変位で外れてしまって、バンパステイ８の曲げ変形によるエネルギ吸収量がきわめて小さいという問題がある。
【００１２】
また、車両１にオフセット荷重が入力されたときに、車両１の変形ストロークＳとバンパアーマチャ７に働く荷重Ｆとの関係は、図７に示すように直線Ｊで示すようになる。
【００１３】
この図７から分かるように、バンパステイ８の曲げ座屈強度に対してバンパステイ８とエンドプレート１０との固定部１３の強度Ｆ１の方が低いので、バンパステイ８の固定部１３における荷重Ｆが図７において強度Ｆ１（Ａ点）に達したときに固定部１３が破断して破断部１３ａを生じる。
【００１４】
このように、車両１のオフセット荷重入力によってバンパステイ８が曲げ変形しないことにより、バンパステイ８において吸収できるエネルギ量は右下がり斜線で示す「Ｅ１」となる。
【００１５】
すなわち、車両１のオフセット荷重入力時においては、バンパステイ９において大部分の入力荷重エネルギが吸収され、反対側のバンパステイ８においては吸収量が少なく入力荷重エネルギの吸収効率が低下する問題がある。
【００１６】
そこで、本発明は、車両の前後の何れか側にオフセット荷重が入力された場合においても、オフセット荷重の非入力側のバンパステイによる入力荷重エネルギの吸収を大きくさせて、入力荷重エネルギの吸収効率を向上させたバンパ取付構造を提供することを目的とするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述事情に鑑みなされたものであって、請求項１に記載の発明は、車体の前後方向に配設された一対のサイドメンバと、前記サイドメンバの端部に取り付けられ車体の前後方向に配設された一対のバンパステイと、車幅方向に配設され前記バンパステイに取り付けられたバンパアーマチャとを備えたパンパ取付構造において、前記バンパステイは断面が横向きの台形をなす筒体であって、左右の縦壁の一方の縦壁が他方の縦壁に対して長く形成され、且つ、長い方の縦壁の肉厚は短い方の縦壁の肉厚よりも薄く形成されていることを特徴としている。
【００１８】
このように構成された請求項１の発明では、車両のオフセット荷重入力時において、オフセット荷重が非入力側のバンパステイにバンパアーマチャの引っ張りによる曲げ荷重が作用したとき、当該バンパステイの曲げ座屈強度が低下し、これにより、非入力側のバンパステイのサイドメンバへの固定部は破断することなく、バンパステイが曲げ変形を起こす。
【００１９】
これにより、車両へのオフセット荷重入力時にバンパアーマチャに作用する衝撃力は、オフセット荷重入力側のバンパステイだけではなく、オフセット荷重の非入力側のバンパステイによっても確実に吸収することができて、バンパアーマチャに作用する衝撃力の吸収効率の向上を図ることができる。
【００２０】
また、請求項２の発明は、前記横向きの台形をなす筒体には、前記左右の縦壁間の上壁及び下壁に、該筒体の長手方向に沿ってビードがそれぞれ形成されていることを特徴としている。
【００２１】
このように構成された請求項２の発明では、バンパステイに曲げ荷重が作用したときに、上下の側壁が座屈変形されると共に、上下の側壁に形成されたビードにより上記座屈変形がより容易に行われる。
【００２２】
これにより、車両へのオフセット荷重入力時に、非入力側のバンパステイが固定部が破断する前により確実に曲げ変形する。そして、バンパアーマチャに作用する衝撃力は、オフセット荷重入力側のバンパステイだけではなくオフセット荷重の非入力側のバンパステイによっても確実に吸収することができて、バンパアッセンブリに作用する衝撃力の吸収効率の向上を図ることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、図９及び図１０に示したものと同一ないし均等なものは同一符号を付して説明する。
【００２６】
図１〜図３において、車両１６は矢印１４方向を前進方向として走行する。車両１６の車体１７の前後方向の前側の端縁１７ａに沿って延びるバンパアーマチャ７が設けられている。
【００２７】
本実施の形態では、車体１７に備えられている両サイドメンバ３，４の先端部３ａ，４ａに支持プレート５，６がそれぞれ固定されている。バンパアーマチャ７の車体側７ａには、押出材で形成した中空角筒体からなる左右のバンパステイ１８，１９の車体側と反対側端部１８ｂ，１９ｂがそれぞれ固定されている。
【００２８】
また、上記両バンパステイ１８，１９の車体側端部１８ａ，１９ａには、エンドプレート１０，１１がそれぞれ溶接により固着されている。上記バンパアーマチャ７、両バンパステイ１８，１９及び両エンドプレート１０，１１等によりバンパアッセンブリ２０が構成されている。
【００２９】
そして、図２に示すように各エンドプレート１０，１１を上記各サイドメンバの各支持プレート５，６にそれぞれボルト２１により固定することで、バンパアッセンブリ２０は車体１７の前側の端縁１７ａに沿って延びるように支持されている。なお、上記端縁１７ａは、車体１７の前端縁であってもよいし、車体１７の後端縁であってもよい。
【００３０】
図３に示すように、バンパステイ１８に対するエンドプレート１０の固定部２２は、本実施の形態においてはアーク溶接により強い強度で固着されている。図４はバンパステイ１８，１９の一方（バンパステイ１８）の形状の一例を示している。
【００３１】
同図において、バンパステイ１８はアルミニウム等の押出材で形成されおり、このバンパステイ１８は左右の縦壁２３，２４と上下の壁２５，２６を有する 中空の略角筒体からなっている。
【００３２】
上記バンパステイ１８の縦壁２３，２４の一方の縦壁２３の長さ「Ｌ２」は、他方の縦壁２４の長さ「Ｌ１」に対して長く形成されていると共に、この長い方の肉厚「ｔ２」は、短い方の縦壁２４の肉厚「ｔ１」よりも薄く形成されている。すなわち、バンパステイ１８は横向きの台形状をなしている。
【００３３】
また、上記バンパステイ１８を上述のように形成したことによって、バンパステイ１８の曲げ座屈強度はエンドプレート１０に対するバンパステイ１８の固定強度（溶接強度）よりも低くなるように構成されている。このバンパステイ１８の曲げ座屈強度を低下させるメカニズムは図６により後で詳述する。
【００３４】
次に、上記のように構成されたバンパ取付構造の作用を説明する。
【００３５】
図１に示すように、矢印１４方向に前進している車両１６が外物１５に対して車両１６の幅方向の片側（例えば右側）のみにオフセット荷重が入力される場合において説明する。この場合、車両１６の左側にはオフセット荷重が入力されない。このオフセット荷重の非入力側のバンパステイ１８には、バンパアーマチャ７の右側がオフセット荷重により生じる引張荷重Ｆが作用する。
【００３６】
このときの、オフセット荷重入力側の車両１６の変形ストロークＳとバンパステイ１８に働く荷重Ｆとの関係は、前述したように従来構造においては図７の直線Ｊのようになっている。
【００３７】
そして、図９に示すバンパアーマチャ７からの引っ張り荷重Ｆによりバンパステイ８とバンパステイ９との固定部１３が破断部１３ａにおいて破断すると共に、バンパステイ８により吸収できるエネルギ量は右下がり斜線部で示す「Ｅ１」となることはすでに述べた通りである。
【００３８】
これに対して本発明においては、バンパステイ１８の荷重Ｆ−ストロークＳ特性は、図７の曲線Ｋで示すようになる。
【００３９】
すなわち、本発明においては、バンパステイ１８の曲げ座屈強度Ｆ３は、固定部１３の固定部強度Ｆ１よりも低いため、荷重ＦがＤ点に達したときの荷重Ｆ３（Ｆ３≪Ｆ１）でバンパステイ１８の曲げ座屈が起こり、Ｂ点（Ｆ１）に達するまでバンパステイ１８の折れ変形が進み、荷重がＦ１に達したときに固定部１３が破断する。
【００４０】
このように本発明では、バンパステイ１８の曲げ座屈強度がＦ１に達するまでにバンパステイ１８によって吸収することができるエネルギ量は図示のように「Ｅ２」となっている。
【００４１】
従って、本発明に関わるバンパアッセンブリ２０のエネルギ吸収量「Ｅ２」と従来例のバンパアッセンブリ１２の「Ｅ１」との大きさは、Ｅ２＞Ｅ１となっているため、車両１６へのオフセット荷重入力時においては、本発明に関わるバンパ取付構造の方がオフセット荷重非入力側におけるエネルギ吸収量が多い。
【００４２】
このように、車両１６へのオフセット荷重入力時において、バンパステイ１８とエンドプレート１０の固定部１３が破断する前にバンパステイ１８を曲げ変形させることで、車両１６に作用する入力荷重エネルギを衝撃荷重非入力側のバンパステイ１８に分散することができる。
【００４３】
この結果、車両１６のオフセット荷重入力側にのみに片寄った大きな衝撃力が作用するのを抑えることができ、オフセット荷重入力側の車体１７の損傷を少なくすることができる。
【００４４】
次に、バンパステイ１８の曲げ座屈強度を低下させるメカニズムを図６に基づいて説明する。
【００４５】
図６（ａ）において、バンパステイ１８に曲げ荷重Ｆが加わる場合、バンパステイ１８の上下の壁２５，２６にはバンパステイ１８の断面を押し潰させようとする力ｆ１が働く。
【００４６】
このとき、上下の壁２５，２６は水平線に対してそれぞれ斜めに設定されているため、上壁２５に対してはモーメントＭ１が、そして下壁２６にはモーメントＭ２がそれぞれ働く。
【００４７】
従って、上下の壁２５，２６はモーメントＭ１，Ｍ２により小さい荷重によっても容易に座屈して、バンパステイ１８は固定部１３が破断する前に曲げ座屈することとなる。
【００４８】
なお、本実施例の場合には図６（ａ）に示すように短い縦壁２４側に向かって曲げ荷重Ｆが作用した場合を説明したが、図６（ｂ）に示すように縦壁２３，２４の長さ及び肉厚が逆の場合であっても同様にバンパステイ１８の曲げ座屈強度を低下させることができる。
【００４９】
すなわち、バンパステイ１８に曲げ荷重Ｆが働いた場合、図６（ｂ）のバンパステイ１８では上壁２５に（ａ）図とは逆方向のモーメントＭ１が、そして下壁２６には逆方向のモーメントＭ２がそれぞれ作用する。
【００５０】
そして、上下の壁２５，２６は図６（ａ）のバンパステイ１８と同様にモーメントＭ１，Ｍ２により小さい荷重によっても容易に座屈して、バンパステイ１８は固定部１３が破断する前に曲げ座屈して入力荷重エネルギを大きく吸収する。
【００５１】
なお、図４においてバンパステイ１８に軸方向の荷重が作用した場合は、Ｌ１＜Ｌ２、且つ、ｔ１＞ｔ２の関係にあるため、Ｚ軸まわりの図心がバンパステイ１８の断面の幅方向の中心付近となり、バンパステイ１８は軸方向への荷重によっては左右に折れ曲がりにくくなる。
【００５２】
この結果、バンパステイ１８に作用する軸方向への荷重によりバンパステイ１８は軸圧潰して有効に入力荷重エネルギを吸収することができる。
【００５３】
〈変形例１〉
図８（ａ）は本発明の変形例をそれぞれ示している。
【００５４】
図８（ａ）において、バンパステイ１８の上下の壁２５，２６にはバンパステイ１８の長手方向に沿ってビード２７がそれぞれ設けられている。
【００５５】
上下の壁２５，２６にこのようなビード２７を設けることにより、バンパステイ１８に曲げ荷重Ｆが働く場合、図６で説明した荷重ｆ１に対して上下の壁２５，２６が突っ張り難くいため、上下の壁２５，２６の座屈がより促進される。
【００５６】
すなわち、バンパステイ１８に働く曲げ荷重Ｆによりバンパステイ１８は固着部２２が破断する前に容易に曲げ座屈して入力荷重エネルギを吸収することができる。
【００５７】
〈変形例２〉
また、図８（ｂ）に示すバンパステイ１８は、上下の壁２５，２６を水平状態にすると共に、縦壁２４側に斜めの角部２８を形成した断面形状になっている。
【００５８】
バンパステイ１８をこのように構成しても、バンパステイ１８に曲げ荷重Ｆが働いた場合、バンパステイ１８の断面を押し潰させようとする力ｆ１の作用点は「２９」となるため、上下の壁２５，２６に前述したモーメントＭ１，Ｍ２がそれぞれ働いて、前述した実施例と同様の作用効果が得られる。
【００５９】
なお、本実施の形態では車両１６の左側にあるバンパステイ１８がオフセット荷重非入力側である場合について説明したが、右側のバンパステイ１９もバンパステイ１８と同様な構成になっているので、バンパステイ１９が車両１６のオフセット荷重非入力側であってもバンパステイ１９がバンパステイ１８と同様に曲げ変形して入力荷重エネルギを吸収することができる。
【００６０】
また、バンパアッセンブリ２０が車両１６の前部に設けられた場合について説明したが、このバンパアッセンブリ２０が車両１６の後部に設けられた場合おいても同様の作用・効果を得ることができることは勿論である。
【００６１】
さらに、車両１６にバンパステイ１８，１９を配置する場合、短い方の縦壁２３又は長い方の縦壁２４がそれぞれ対向するようにして対称形にすることが望ましい。
【００６２】
以上説明した本発明の実施の形態のバンパ取付構造では、車体１７の前後方向の端縁１７ａに沿って延びるバンパアーマチャ７が設けられ、前記バンパアーマチャ７の前記端縁１７ａの車幅方向両側部に、車体前後方向へ向けてそれぞれ延びる一対のバンパステイ１８，１９が一体に設けられている。この各バンパステイ１８，１９の車体側端部１８ａ，１９ａに設けられたエンドプレート１０，１１が前記端縁１７ａの両側部にそれぞれ固定されている。
【００６３】
また、上記バンパステイ１８，１９の取付構造においては、前記バンパステイ１８，１９の曲げ強度を、前記エンドプレート１０，１１に対する前記バンパステイ１８，１９の固着部２２の固定強度よりも小さくなるように構成している。
【００６４】
この構成によれば、バンパステイ１８，１９の曲げ強度を、エンドプレート１０，１１に対する前記バンパステイ１８，１９の固着部２２の固定強度よりも小さくしてあるので、車両１６へのオフセット荷重入力時において、オフセット荷重非入力側のバンパステイ１８，１９にバンパアーマチャ７の引っ張りによる荷重Ｆが作用したときに、オフセット荷重非入力側のバンパステイ１８の固着部２２は破断することなくバンパステイ１８が曲げ変形を起こす。
【００６５】
これにより、車両１６へのオフセット荷重入力時にバンパアッセンブリ２０に作用する衝撃力は、オフセット荷重入力側のバンパステイ１９だけではなくオフセット荷重非入力側のバンパステイ１８によっても確実に吸収することができて、バンパアーマチャ７に作用する衝撃力の吸収効率の向上を図ることができる。
【００６６】
また、この発明の実施の形態のバンパ取付構造では、前記バンパステイ１８，１９は断面が左右の縦壁２３，２４と上下の壁２５，２６を有する中空の略角筒体であって、且つ、前記左右の縦壁２３，２４の一方の縦壁２３は他方の縦壁２４に対して長く形成されている。また、前記上下の壁２５，２６の長手方向にビード２７がそれぞれ形成されている。
【００６７】
この構成によれば、バンパステイ１８，１９に曲げ荷重Ｆが作用したときに、上下の側壁２５，２６が座屈変形されると共に、上下の側壁２５，２６に形成されたビード２７により上記座屈変形がより容易に行われる。
【００６８】
これにより、車両１６へのオフセット荷重入力時にオフセット荷重非入力側のバンパステイ１８が固着部２２が破断する前により確実に曲げ変形する。そして、バンパアッセンブリ２０に作用する衝撃力は、オフセット荷重入力側のバンパステイ１９だけではなくオフセット荷重非入力側のバンパステイ１８によっても確実に吸収することができて、バンパアーマチャ７に作用する衝撃力の吸収効率の向上を図ることができる。
【００６９】
さらに、この発明の実施の形態では、前記バンパステイ１８，１９は断面が左右の縦壁２３，２４と上下の壁２５，２６を有する中空の略角筒体であって、且つ、前記左右の縦壁２３，２４の一方の縦壁２３は他方の縦壁２４に対して長く形成されていると共に、この長い方の縦壁２３の肉厚は前記短い方の縦壁２４の肉厚よりも薄く形成されている。
【００７０】
この構成によれば、バンパステイ１８，１９に曲げ荷重Ｆが作用したときに、上下の壁２５，２６にモーメントが作用して上下の壁２５，２６が座屈変形するので、バンパステイ１８，１９は容易に曲げ変形する。
【００７１】
これにより、車両１６へのオフセット荷重入力時にオフセット荷重非入力側のバンパステイ１８が固着部２２が破断する前に確実に曲げ変形する。そして、バンパアーマチャ７に作用する衝撃力は、オフセット荷重入力側のバンパステイ１９だけではなく、オフセット荷重非入力側のバンパステイ１８によっても確実に吸収することができて、バンパアーマチャ７に作用する衝撃力の吸収効率の向上を図ることができる。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係わる発明によれば、車両へのオフセット荷重入力時において、オフセット荷重非入力側のバンパステイにバンパアーマチャの引っ張りによる曲げ荷重が作用したときに、オフセット荷重非入力側のバンパステイのサイドメンバへの固定部は破断することなく、バンパステイが曲げ変形を起こす。
【００７３】
これにより、車両へのオフセット荷重入力時にバンパアーマチャに作用する衝撃力は、オフセット荷重入力側のバンパステイだけではなくオフセット荷重非入力側のバンパステイによっても確実に吸収することができて、バンパアーマチャに作用する衝撃力の吸収効率の向上を図ることができる。
【００７４】
また、請求項２に係わる発明によれば、バンパステイに曲げ荷重が作用したときに、上下の側壁が座屈変形されると共に、上下の側壁に形成されたビードにより上記座屈変形がより容易に行われる。
【００７５】
これにより、車両へのオフセット荷重入力時にオフセット荷重非入力側のバンパステイが固定部が破断する前により確実に曲げ変形する。そして、バンパアーマチャに作用する衝撃力は、オフセット荷重入力側のバンパステイだけではなくオフセット荷重非入力側のバンパステイによっても確実に吸収することができて、バンパアーマチャに作用する衝撃力の吸収効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関わるバンパ取付構造が適用された車両の前部を示す平面図である。
【図２】バンパアッセンブリ一部及びサイドメンバを示す斜視図である。
【図３】バンパステイの車体側端部とエンドプレートとの固定部を示す斜視図である。
【図４】バンパステイの断面図であって、図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図５】オフセット荷重が入力された車両の前部を示す平面図である。
【図６】（ａ）図はバンパステイに曲げ座屈強度を低下させるメカニズムを説明するためのバンパステイの断面図、（ｂ）図はバンパステイの他の断面形状における曲げ強度を低下させるメカニズムを説明するための断面図である。
【図７】車両へのオフセット荷重入力時の入力側のストロークと非入力側のバンパスティに働く荷重との関係を示す線図である。
【図８】（ａ）図は本発明の変形例１を示すバンパステイの断面図、（ｂ）図は変形例２に関わるバンパステイの断面図である。
【図９】従来のバンパ取付構造が適用された車両の前部を示す平面図である。
【図１０】同じく、オフセット荷重が入力された従来の車両の平面図である。
【符号の説明】
Ｌ１，Ｌ２ バンパステの縦壁の長さ
ｔ１，ｔ２ バンパステイの縦壁の肉厚
７ バンパアーマチャ
１０，１１ エンドプレート
１６ 車両
１７ 車体
１７ａ 車体前側の端縁
１８ 左側のバンパステイ
１８ａ，１９ａ バンパステイの車体側端部
１８ｂ，１９ｂ バンパステイの車体側と反対側端部
１９ 右側のバンパステイ
２０ バンパアッセンブリ
２２ 固定部
２３，２４ 縦壁
２５ 上壁
２６ 下壁
２７ ビード
１ 上下の壁の角部
Claims (2)
- 車体の前後方向に配設された一対のサイドメンバと、
前記サイドメンバの端部に取り付けられ車体の前後方向に配設された一対のバンパステイと、
車幅方向に配設され前記バンパステイに取り付けられたバンパアーマチャとを備えたパンパ取付構造において、
前記バンパステイは断面が横向きの台形をなす筒体であって、左右の縦壁の一方の縦壁が他方の縦壁に対して長く形成され、
且つ、長い方の縦壁の肉厚は短い方の縦壁の肉厚よりも薄く形成されていることを特徴とするバンパ取付構造。 - 前記横向きの台形をなす筒体には、前記左右の縦壁間の上壁及び下壁に、該筒体の長手方向に沿ってビードがそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１記載の記載のバンパ取付構造。
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