JP4333310B2 - Automotive bumper equipment - Google Patents
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Description
本発明は、斜め方向およびポール衝突を含む正面衝突に対し衝撃エネルギーの吸収を効率的に行う自動車用バンパ装置に関する。 The present invention relates to an automobile bumper device that efficiently absorbs impact energy with respect to a frontal collision including an oblique direction and a pole collision.
自動車用バンパ装置は、車体の幅方向に延在しかつその前方(および後方)に配されるバンパビーム(バンパリインホースとも言う)と、車体の両側にあって前後方向に延在するサイドフレームとバンパビームとの間に配されかつバンパビームをサイドフレームに固定するバンパステーとから構成される。 A bumper device for an automobile includes a bumper beam (also referred to as a bumper inhose) that extends in the width direction of the vehicle body and is disposed in front (and rearward) of the vehicle, and a side frame that extends in the front-rear direction on both sides of the vehicle body. And a bumper stay that is disposed between the bumper beam and fixes the bumper beam to the side frame.
バンパビームはアルミニウム合金の押出形材或いはスチール板のプレス品からなり、その断面形状はコの字状、ロの字状、日の字状或いは目の字状といったものが多用されており、バンパステーは、バンパビームの後壁部に固定される中空の本体部と、本体部より一体に延在し、サイドフレームに嵌挿される嵌挿部とからなるものが提案されている(特開2002−234409号公報参照)。 The bumper beam is made of an aluminum alloy extruded shape or a pressed steel plate, and its cross-sectional shape is often U-shaped, B-shaped, Sun-shaped or eye-shaped. There has been proposed a hollow main body portion fixed to the rear wall portion of the bumper beam and an insertion portion extending integrally from the main body portion and inserted into a side frame (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-234409). See the official gazette).
該特開2002−234409号公報は、バンパビームとバンパステーとを溶接し、サイドフレームとバンパビームとをバンパステーのフランジを介してボルト止めすることを提案する。
これとは別に、特開平7−186849号公報は、バンパビームをセンタービーム(中央部)とその両側のコーナビーム(コーナ部)とを別個の部材で構成し、これらを溶接等にて連結することにより、斜め方向の衝突に対し、コーナビームがその荷重方向に対し直交し、斜め方向の衝撃エネルギーを効率よく吸収させることを提案する。
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-234409 proposes welding a bumper beam and a bumper stay, and bolting the side frame and the bumper beam via a bumper stay flange.
Separately, Japanese Patent Laid-Open No. 7-186849 discloses that a bumper beam is composed of a center beam (center portion) and corner beams (corner portions) on both sides of the bumper beam, and these are connected by welding or the like. Therefore, it is proposed that the corner beam is orthogonal to the load direction with respect to the collision in the oblique direction and efficiently absorbs the impact energy in the oblique direction.
該特開平7−186849号公報は、コーナビームにステム部を一体に設け、該ステム部を車体のサイドフレームに固定することを提案する。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-186849 proposes that a corner portion is integrally provided with a stem portion and the stem portion is fixed to a side frame of a vehicle body.
従来例のバンパ装置では、自動車の斜め方向からの衝突に対し、バンパビームの端末部分より潰れることから衝突初期の荷重が低く、エネルギーロスが大きい。
この状態を図6に点線で示すが、図6の点線は30度(角度)バリア荷重のエネルギー吸収量を示すが、ストロークに対する初期荷重が小さく、エネルギー吸収効率が悪い。
In the bumper device of the conventional example, a collision from an oblique direction of the automobile is crushed from the end portion of the bumper beam, so that the initial load is low and the energy loss is large.
This state is indicated by a dotted line in FIG. 6. The dotted line in FIG. 6 shows the energy absorption amount of the 30 degree (angle) barrier load, but the initial load with respect to the stroke is small and the energy absorption efficiency is poor.
従来のバンパ装置では、自動車の正面衝突や中央部のポール衝突に対し、バンパビーム端末に大きなモーメントが加わり、溶接部に割れが生じ、エネルギー吸収効率を低下させている。 In the conventional bumper device, a large moment is applied to the bumper beam terminal with respect to the frontal collision of the automobile or the pole collision at the center, and the welded portion is cracked, thereby reducing the energy absorption efficiency.
それ故に、本発明は、前述した従来技術の不具合を解消させることを解決すべき課題とする。 Therefore, this invention makes it the subject which should be solved to eliminate the malfunction of the prior art mentioned above.
本発明は、前述した課題を解決するために、バンパビームの端末部をバンパステー内に喰い込ませかつバンパステーの内側リブを予め湾曲形状とさせ、さらに、バンパステーの後方取付壁部をサイドフレームに溶接する技術手段を用いる。
好ましくは、バンパビーム、バンパステーおよびサイドフレームがアルミニウム合金材より成形される。
In order to solve the above-described problems, the present invention causes the end portion of the bumper beam to bite into the bumper stay, the inner rib of the bumper stay is made into a curved shape in advance, and the rear mounting wall portion of the bumper stay is welded to the side frame. Use technical means.
Preferably, the bumper beam, the bumper stay, and the side frame are formed from an aluminum alloy material.
この基本的技術手段の採用は、衝突時の溶接部(バンパステーとバンパビームおよびバンパステーとサイドフレームとの間)の割れを防止し、かつリブをくの字状に折れる座屈変形ではなく湾曲形状に変形させる曲げ変形で荷重を維持する作用を可能にする。これにより、図6に直線で示すエネルギー吸収曲線が得られ、衝突初期の荷重を高め、エネルギー吸収量を増大させ得る。 The use of this basic technical means prevents the welded part (bumper stay and bumper beam and between the bumper stay and the side frame) at the time of collision from cracking, and makes the ribs curved instead of buckling. It enables the action of maintaining the load by bending deformation. Thereby, the energy absorption curve shown by the straight line in FIG. 6 is obtained, the load at the initial stage of the collision can be increased, and the energy absorption amount can be increased.
本発明によれば、自動車の車幅方向に延在するバンパビームと、車体のサイドフレームとバンパビームの各端末部との間に配されるバンパステーとを備え、バンパステーが対向離間する前方取付壁部および後方取付壁部と、両取付壁部を連結する内側リブおよび外側リブと、後方取付壁部と内側リブとに一体に結合された補強部とを有し、内側リブが外側に膨出した曲面を有し、外側リブと後方取付壁部とを曲面部を介して結合させ、バンパビームの各端末部を前方取付壁部の取付片と補強部の取付片との間に嵌挿させかつ溶接し、サイドフレームの前端部のフランジをバンパステーの後方取付壁部のカール部に嵌合させたことを特徴とする自動車用バンパ装置が提供される。 According to the present invention, the front mounting wall portion includes a bumper beam extending in the vehicle width direction of the automobile, and a bumper stay disposed between the side frame of the vehicle body and each end portion of the bumper beam. A curved surface having a rear mounting wall, an inner rib and an outer rib that connect the two mounting walls, and a reinforcing portion that is integrally coupled to the rear mounting wall and the inner rib, and the inner rib bulges outward. The outer rib and the rear mounting wall portion are coupled via the curved surface portion, and each end portion of the bumper beam is inserted between the mounting piece of the front mounting wall portion and the mounting piece of the reinforcing portion and welded. An automobile bumper device is provided in which a flange at a front end portion of a side frame is fitted to a curled portion of a rear mounting wall portion of a bumper stay.
バンパビームの端末部がバンパステーの対向取付片間に嵌挿されかつ該取付片に溶接されているが、この構成は、特に斜め方向の衝突に対して溶接部への応力集中を緩和し、溶接部の割れを抑制できる。 The end of the bumper beam is inserted between the opposing mounting pieces of the bumper stay and welded to the mounting pieces, but this configuration reduces stress concentration on the welded portion, particularly with respect to a collision in an oblique direction. Can be prevented from cracking.
さらに、斜め方向の衝突に際し、取付片と取付片間のリブとの断面形状の潰れで衝撃エネルギーを効率よく吸収する。 Furthermore, in the event of an oblique collision, the impact energy is efficiently absorbed by the collapse of the cross-sectional shape of the mounting piece and the rib between the mounting pieces.
フラットバリアへの衝突即ち正面衝突の際、バンパビームの両端部に大きなモーメントが加わるが、サイドフレームのフランジのバンパステーのカール部への嵌合および好ましくはサイドフレームとバンパステーとの間の溶接に加えてのバンパビームのバンパステーへのくわえ込みが、このモーメントをしっかり受けることができる。
特に、サイドフレームのフランジとバンパステーのカール部へのくわえ込み即ちサイドフレームのフランジとバンパステーのカール部への嵌合が溶接レス或いは溶接部を少なくさせ得る。
A large moment is applied to both ends of the bumper beam during a collision with the flat barrier, that is, in front of the bumper beam, but in addition to fitting the flange of the side frame to the curl of the bumper stay and preferably welding between the side frame and the bumper stay. The bumper beam's holding onto the bumper stay can take this moment firmly.
In particular, the fitting of the side frame flange and the bumper stay into the curled portion, that is, the fitting of the side frame flange and the bumper stay into the curled portion can reduce welding or welded portions.
30度(角度)バリア衝突の際には、車両の横(車幅)方向に力が加わるが、サイドフレームのフランジのバンパステーのカール部への嵌合構造によりこの力をしっかり受けるので、溶接レス又は最小の溶接部を有する構成とさせ得る。 In the event of a 30-degree (angle) barrier collision, a force is applied in the lateral (vehicle width) direction of the vehicle, but this force is firmly received by the fitting structure of the side frame flange to the bumper stay curl, so welding is not required. Or it can be set as the structure which has the minimum welding part.
図1を参照する。好ましい実施の形態の自動車用バンパ装置1は、アルミニウム合金の押出形材からなるバンパビーム(バンパリインホースとも言う)2と、その両端末部に溶接されるアルミニウム合金の押出形材からなるバンパステー3とからなり、バンパステー3が、アルミニウム合金の押出形材からなる車体側のサイドフレーム4に溶接される。
Please refer to FIG. A
バンパビーム2は、図2に示す如く、断面日の字状のアルミニウム合金押出形材より構成されているが、その断面形状は図示例に限定されることなく、断面ロの字状或いは目の字状でもよく、スチール板のプレス加工品でもよい。17はバンパカバーを示す。
As shown in FIG. 2, the
バンパステー3は、図3に示すように、バンパビーム2の前壁部6の形状に沿う前方取付壁部7と、該前方取付壁部7とは離間対向しかつサイドフレーム4の端面に沿う後方取付壁部8と、両取付壁部7,8を連結する内外リブ9,10と、内側リブ9と後方取付壁部8とに一体に結合されかつ前方取付壁部7の取付片11と対向する取付片12を有する中空の補強部13とを有す。取付片12を内側リブ9より側方内側へと延在させ、取付片12と後方取付壁部8とを補強部13で結合してもよい。
As shown in FIG. 3, the bumper stay 3 has a front
後方取付壁部8の両端部に断面略コの字状の溝部即ちカール部14を設け、これらカール部14内にサイドフレーム4のフランジ部15を嵌挿させた状態で、サイドフレーム4を後方取付壁部8に溶接する。
A groove portion, that is, a
内側リブ9は補強部13の取付片12と、前方取付壁部7の取付片11との間で外側に膨らんだ曲面となっており、外側リブ10の後方取付壁部8との結合部16を他の部分より内側に位置させ、あたかも曲面部を設けた構成とする。
The
バンパビーム2の端末部は両取付片11,12間に挿入され、バンパビーム2の端末部をバンパステー3に溶接する。この結果、バンパステー3はバンパビーム2の長手方向の延長部分と、バンパビーム2とサイドフレーム4との間に位置する部分とから構成され、バンパビーム2の端面が内側リブ9と離間対向する。
The end portion of the
図7にサイドフレーム4のフランジ部15を示す。アルミニウム合金の押出形材(図示例では断面口の字状)からなるサイドフレーム4の角部に長手方向に切り込みを入れ、その上下壁部を切除し、対向側壁部を略直角に折り曲げてサイドフレーム4にフランジ部15を作る。
バンパステー3の後方壁部8のカール部14にフランジ部15をくわえ込ませ、車幅方向に作用する外力をこのくわえ込み部で受ける。この結果、この外力の吸収を効率よく行うことができる。
サイドフレームのフランジ部にカール部を設け、該カール部に後方取付壁部の側縁を嵌合させても良い。
FIG. 7 shows the
The
A curled portion may be provided on the flange portion of the side frame, and the side edge of the rear mounting wall portion may be fitted to the curled portion.
バンパステー3の後方壁部8とサイドフレーム4の上下壁部との溶接は仮止め溶接のものであっても、カール部14とフランジ部との嵌合によるくわえ込みにより外力を支えるので、図6に示す吸収エネルギー曲線に変化はない。
Even if the welding between the
アルミニウム合金の押出形材より成形されたバンパビーム2とバンパステー3を図1と図3に示すようにアルミニウム合金の押出形材よりなるサイドフレームに固定させ、図1にAにて示す平面バリアテストとBに示す30度(角度)バリアテストを行った。
平面バリアテストAでは、バンパビーム2の端末部に大きなモーメントが加わるが、溶接部の割れは見られなかった。これは、対の取付片11,12間にバンパビーム2の端末部を嵌挿したことが応力集中を緩和させ溶接部の割れを抑制させるのに寄与する。
A
In the flat barrier test A, a large moment was applied to the end portion of the
30度バリアテストBを図5に示し、その結果のストロークと荷重との関係を図6に示す。
図5において、点線は30度バリアテスト前のバンパ装置のバンパステー3の形状を示し、実線が該テストにより変形したバンパステー3の形状を示す。30度バリア面がバンパステー3の前方取付壁部7を押すと、内側リブ9が先ず矢印Cによって外方へと変形しながら膨らみかつバンパビーム2の端末部を圧縮変形させ点線形状が実線形状へと変形する。次いで、外側リブ10の結合部16が矢印D方向へと変形し、両リブ9,10が接近するよう変形し、前方取付壁部7が後方へと移動する。
FIG. 5 shows the 30-degree barrier test B, and FIG. 6 shows the relationship between the resulting stroke and load.
In FIG. 5, a dotted line shows the shape of the bumper stay 3 of the bumper device before the 30-degree barrier test, and a solid line shows the shape of the bumper stay 3 deformed by the test. When the 30-degree barrier surface pushes the front
バンパビーム2の取付片11,12間の寸法は、バンパビーム2の端末部を圧縮しながら減少する。このようなバンパビーム2の端末部および両リブ9,10の塑性変形が、衝突初期の荷重を高め、図6に実線で示す衝撃エネルギー吸収量を示す。同図から明らかなように、ストロークの早い段階からメンバーの耐力に相当する上限荷重に近い荷重値を示し、エネルギーの吸収量が従来例に比し増大し、その結果、衝撃エネルギー吸収のためのストロークの低減が可能となる。
The dimension between the mounting
1 自動車用バンパ装置
2 バンパビーム
3 バンパステー
4 サイドフレーム
7,8 取付壁部
9,10 リブ
11,12 取付片
13 補強部
14 カール部
15 フランジ部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
バンパステーが対向離間する前方取付壁部および後方取付壁部と、両取付壁部を連結する内側リブおよび外側リブと、後方取付壁部と内側リブとに一体に結合された補強部とを有し、内側リブが外側に膨出した曲面を有し、外側リブと後方取付壁部とを曲面部を介して結合させ、
バンパビームの各端末部を前方取付壁部の取付片と補強部の取付片との間に嵌挿させかつ溶接し、サイドフレームの前端部のフランジをバンパステーの後方取付壁部のカール部に嵌合させたことを特徴とする自動車用バンパ装置。 A bumper beam extending in the vehicle width direction of the automobile, and a bumper stay disposed between the side frame of the vehicle body and each end portion of the bumper beam,
The front mounting wall and the rear mounting wall that the bumper stays face and separate from each other, the inner rib and the outer rib that connect the both mounting walls, and the reinforcing portion that is integrally coupled to the rear mounting wall and the inner rib. The inner rib has a curved surface that bulges outward, and the outer rib and the rear mounting wall portion are joined via the curved surface portion;
Each end of the bumper beam is inserted and welded between the mounting piece on the front mounting wall and the mounting piece on the reinforcing part, and the flange on the front end of the side frame is fitted to the curl on the rear mounting wall of the bumper stay A bumper device for an automobile characterized by the above.
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