JP4362953B2

JP4362953B2 - バンパステイ

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Publication number: JP4362953B2
Application number: JP2000200397A
Authority: JP
Inventors: 薫石動; 光雄柘植; 隆佐々本; 治道樋野
Original assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Current assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Priority date: 2000-07-03
Filing date: 2000-07-03
Publication date: 2009-11-11
Anticipated expiration: 2020-07-03
Also published as: JP2002012107A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の車体の前後に配置され、衝突時のエネルギを効率良く吸収するバンパステイに関する。尚、本明細書においては、バンパの強度部材であるバンパリィンフォースメントを単にバンパと称するものとする。また、フレームとは、例えばサイドフレーム等であってバンパステイを介してバンパを取り付ける車体側の構造材を指す。
【０００２】
【従来の技術】
図６(Ａ)に示すように、バンパステイ１１０は、自動車のフロント１００におけるバンパ１０２とフレーム１０６との間に配置され、バンパ１０２における表皮１０４に覆われたバンパリィンフォースメント１０５と、フレーム１０６のフランジ１０８との間に、図示しないボルト等により固定されている。
従来のバンパステイ１１０は、図６(Ｂ)に示すように、アルミニウム合金の押出形材をその押出方向と直交し所定の長さで切断したものであり、バンパ１０２寄りの幅の狭い衝撃吸収段１１１と、上記フレーム１０６寄りの幅広の衝撃吸収段１１６とからなる。左側の衝撃吸収段１１１は、一対の短片１１３間に断面長方形の中空部１１４を内設する矩形片１１２であり、右側の衝撃吸収段１１６は、一対の長片１１５，１１７と短片１１８，１１８とからなる長方形断面を有し、且つ一対の仕切壁１１９により内部に３つの中空部１２０を形成している。
【０００３】
バンパステイ１１０は、図６(Ｂ)に示すように、衝撃吸収段１１１，１１６間の長片１１５に対する上記一対の仕切壁１１９と衝撃吸収段１１１の短片１１３との各接続位置間の距離を、長片１１５の厚みの３倍以上に設定している。
これにより、バンパステイ１１０は、衝突時に図６(Ｂ)中の矢印で示す衝撃を受けると、短片１１３、長片１１５の両端部１１５ａ、および短片１１８が破線のように変形した後、衝撃吸収段１１１が圧壊し、その後で衝撃吸収段１１６が圧壊する。これにより、座屈変形の開始時期をずらしながら、衝突エネルギを吸収するものである(特開平８−５８４９９号公報参照)。
【０００４】
また、図６(Ｃ)に示すバンパステイ１２２も、アルミニウム合金の押出形材をその押出方向と直交し所定の長さで切断したものであり、長片１２３と一対の短片１２４とからなる外矩形部１２３の中空部１２５と、係る中空部１２５おけるフレーム側の長片１２８寄りに、中空部１２９を内設する一対の短片１２７を含む内矩形部１２６とを併設している。尚、上記長片１２８の両側には、フランジ１３０が対称に張り出している。
上記バンパステイ１２２は、図６(Ｃ)に示すように、衝突時において、先ず外矩形部１２３の左側から右向きに圧縮変形して、衝突初期の衝突エネルギを吸収すると共に、続いて内矩形部１２６が残った外矩形部１２３と共に長片１２８寄りに圧縮変形して、２回目の衝突エネルギを吸収する。係る２段階にわたる変形を生じることにより、バンパステイ１２２は、衝突時に生じるエネルギをより多く吸収しようとするものである(特開平７−２７７１１２号公報参照)。
【０００５】
【発明が解決すべき課題】
しかしながら、前記バンパステイ１１０では、その複雑な断面形状にも拘わらず、衝突時における衝撃吸収段１１１の変形は、短片１１３、長片１１５の両端部１１５ａ、および短片１１８が、図６(Ｂ)中の破線のように容易に変形するため、その変形に要するエネルギ吸収量は極めて少ない。
また、衝撃吸収段１１６の変形に際しても、長片１１５の両端部１１５ａと短片１１８が、図６(Ｂ)中の破線のように変形するため、衝突エネルギを吸収するのは、３つの中空部１２０のうち中央のもののみとなり、衝突エネルギをより多く吸収するには十分でなかった。
【０００６】
一方、前記バンパステイ１２２も内外２重の中空部１２５，１２９を有するが、外矩形部１２３を形成する短片１２４はその寸法が長いので、小さい力で座屈するためにエネルギ吸収量が少ない。しかも、この短片１２４の座屈変形する方向によっては、内矩形部１２６の中空部１２９が、衝突時において２段階の変形をスムースに生じない場合があり、多量の衝突エネルギを安定して吸収するには不十分である、という問題があった。
本発明は、以上において説明した従来の技術における問題点を解決し、衝突時において多くの衝突エネルギを安定して確実に吸収するバンパステイを提供すること、を課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するため、アルミニウム合金の押出形材からなる本体の中空部内に、車体の前後方向に沿って蛇腹状に座屈変形してエネルギを吸収する緩衝体を配置することに着想して成されたものである。
即ち、本発明のバンパステイは、アルミニウム合金の押出形材からなり且つ先端壁および後端壁を具備した中空部を有すると共に、その押出方向と車体の前後方向とが直交するようにバンパとフレームとの間に配置される所要長さの本体と、この本体の中空部内において、中空部を有するアルミニウム合金の押出形材からなり、且つ押出方向を車体の略前後方向に沿って配置され、車体の略前後方向に沿って蛇腹状に座屈変形することによりエネルギを吸収する緩衝体と、を含む、ことを特徴する。
【０００８】
これによれば、衝突時により生じる荷重は、先ず本体のバンパ寄りの部分に作用し、次いで本体および緩衝体に作用した後、フレームに伝わる。この荷重が、一定以上に達すると、本体および緩衝体が座屈変形を開始し、係る座屈変形が始まると、衝突エネルギはこの座屈変形に消耗されるため、フレームに加わる衝突エネルギは小さくなる。従って、車体構造部や乗員に伝わるエネルギを低減することができる。上記のように、衝突により生じる荷重が一定以上に達すると、中空押出形材からなる緩衝体をそのバンパ寄りの部分またはフレーム寄りの部分から順次座屈変形を連続して繰り返し、衝突エネルギを吸収しながら、蛇腹状に座屈変形していく。並行して、本体も緩衝体の上記座屈変形に追従して徐々に変形していく。
【０００９】
従って、本体のみを単独に有する従来タイプのバンパステイに比べて、衝突時における多くの衝突エネルギを徐々にして且つ確実に効率良く吸収することができるので、乗員の安全を図ることが可能となる。また、緩衝体は、比較的断面が小さくても、座屈変形を繰り返しながらエネルギを吸収するため、比較的大きなエネルギを吸収するすることができる。更に、緩衝体は本体内に収納され、且つバンパの支持手段である本体と衝突エネルギ吸収手段である緩衝体とが別体で構成されるため、本体と緩衝体とを車体やバンパに適合する最適な形状を選定することができ、例えば車種に応じて緩衝体のみを変更し、本体を共通化することも可能である。
【００１０】
尚、上記のように蛇腹状に座屈変形することによりエネルギを吸収する緩衝体は、特開平８−２１６９１７や特開平１１−３２０１１６号公報にて公知である。これらに記載されている発明のように、座屈開始の端緒となる変形部分を予め緩衝体の先端部またはその近傍に形成することにより、緩衝体における座屈の開始荷重を低くし、フレームに加わる衝撃荷重を小さくすることが可能である。上記変形部分を形成しても、吸収するエネルギ量は、僅かに少なくなるのみであることが知られている。従って、本発明の緩衝体にも、座屈開始の端緒となる変形部を予め形成しておくことで、座屈開始時のピーク荷重が低減し、フレームに伝わる衝撃荷重を低減できる。また、本体内に形成される中空部の大きさは、収納する緩衝体が行う蛇腹状の座屈変形を阻害しない程度のサイズに設定される。
【００１１】
また、前記緩衝体を構成する押出形材は、所要の長さを有し、１つまたは複数の断面正方形または長方形の中空部、或いは、断面円形または４つ以上の偶数辺からなる多角形断面の中空部を有する、バンパステイも含まれる。
これによれば、取り付ける車体に応じて、所望数の中空部を有する緩衝体を用いることにより、吸収すべきエネルギ量を容易に設定したり、或いは、変更することができる。しかも、前記本体と同じく、緩衝体は、所定の断面形状を有する押出形材をその押出方向と直交する向きで所要の長さで切断するのみで、形状および寸法精度良くして容易に作成することができる。
尚、上記中空部の断面における多角形には、正四角形、正六角形、正八角形、正十角形、正十二角形などが含まれる。
【００１２】
更に、前記本体の中空部内の先端壁および後端壁のそれぞれに前記緩衝体の端部を受け入れる凹溝が形成されている、バンパステイも含まれる。これによれば、上記本体の中空部における凹溝内に、所要長さにした緩衝体の端部を挿入するのみで、当該緩衝体を車体の前後方向に沿って容易に配置することができる。この場合、上記凹溝は、中空部内において対向する一対の組として形成すると、一層容易に緩衝体を車体の前後方向に沿って配置できる。また、上記凹溝は、本体の中空部において平行な一対の凸条により形成すると、本体を薄肉にして設けることができる。尚、凹溝に端部を挿入して中空部内に配置された緩衝体は、例えばその上下に露出する本体における上記一対の凸条を互いに接近するようにカシメたり、本体の外側から緩衝体の中空部内にねじやピン等を打ち込むことにより、或いは、次述する蓋板の固定により、その位置決めを簡単に行うことができる。
【００１３】
また、前記本体の中空部の端面における全面またはフレーム寄りの位置に蓋板が固定されている、バンパステイも含まれる。これによれば、中空部を有する前記本体の剛性を高めることができるので、前記緩衝体と相まって、衝突時におけるより多くのエネルギを効果的に吸収することができる。しかも、蓋板を本体の中空部の端面におけるフレーム寄りの位置に固定した形態では、本体の座屈変形を２段階にして発生させることができ、且つ２段階でエネルギを吸収できるので、フレーム側に加わる衝撃力を分散し、エネルギ吸収量を増やすことができる。
【００１４】
更に、前記本体の中空部内に、前記蓋板を貫通したねじ等を受け入れるビスホールを付設している、バンパステイも含まれる。これによれば、上記蓋板を容易に本体の中空部における端面に固定することができる。また、蓋板には、アルミニウム合金板や鋼板等、任意の素材を活用することができる。
尚、蓋板を本体と同種のアルミニウム合金板とした場合、本体の中空部における端面に溶接により固定することもできる。但しこの際には、溶接後において適宜必要な熱処理を施しておくものとする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下において本発明の実施に好適な形態を図面と共に説明する。
図１，図２は、本発明による一形態のバンパステイ１０に関する。
図１(Ａ)は、バンパ１の両端部とフレーム６，６との間に、本発明による一形態のバンパステイ１０，１０を配置した状態を示す。バンパ１は、外側に表皮３を有するバンパリィンフォースメント２を含み、後者の両端部４，４の後側面５，５にバンパステイ１０，１０が配置される。また、フレーム６は、角形断面の中空部７を内設し、且つその先端にフランジ８を有する。
バンパステイ１０は、図１(Ａ)に示すように、バンパ１のリィンフォースメント２に図示しないボルト等により固定され、フレーム６のフランジ８に対しも同様のボルト・ナットにより固定される。
【００１６】
図１(Ｂ)および(Ｃ)に示すように、バンパステイ１０は、略直方体を呈する本体１１と、その中空部１６内に配置された緩衝体２０とからなる。
本体１１は、アルミニウム合金(ＪＩＳ:Ａ６０６３，Ａ６Ｎ０１，Ａ６０６１等をＴ５,Ｔ６にて調質したもの)の押出形材をその押出方向と直交して所定長さで切断したもので、図１(Ｂ)，(Ｃ)に示すように、前記バンパ１側の先端壁１２、フレーム６側の後端壁１５、およびこれらの左右を接続し且つ車体の前後方向に沿った一対の側壁１３，１４を一体に有する。
【００１７】
また、図１(Ｂ)，(Ｃ)に示すように、中空部１６内の先・後端壁１２，１５には、一対の凸条１７とこれに挟まれた凹溝１８とが互いに対向して形成されている。更に、後端片１５の両側には、フランジ１９，１９が対称に延在し、これに設けた通し孔１９ａを貫通する図示しないボルト・ナットにより、バンパステイ１０を前記フレーム６のフランジ８に固定可能としている。この結果、バンパステイ１０の本体１１は、その押出方向を車体の前後方向と直交して、前記バンパ１とフレーム６との間に固定される。
【００１８】
図１(Ｂ)および(Ｃ)に示すように、本体１１の中空部１６内には、対向する凹溝１８，１８間に緩衝体２０の両端部が挿入され、且つ当該緩衝体２０はその長手方向を車体の前後方向に沿って配置される。尚、緩衝体２０は、本体１１の中空部１６内にて上下方向の略中央に配置されることが望ましい。このため、中空部１６内に緩衝体２０を配置した後、例えばその上下に露出する一対の凸条１７同士を互いに接近するようにカシメることにより、緩衝体２０を位置決めする。
【００１９】
緩衝体２０は、図２(Ａ)に示すように、断面正方形の中空部２２を有する直方体２１からなり、前記同様のアルミニウム合金からなる比較的薄肉の押出形材を、その押出方向と直交して所定の長さで切断したものである。
緩衝体２０は、図２(Ａ)において、その左端面から衝突による荷重Ｐをその軸心に沿って受けた場合、図２(Ｂ)に示すように、例えば左端面の左右辺２４が外側に張り出して凸部２６を形成すると共に、左端面の上下辺２３が外向き凹みこれと隣接して凹部２８が座屈変形により形成される。凸部２６と凹部２８は、緩衝体２０の長手方向における同じ位置において、周方向にて交互に形成される。引き続く荷重によって、凸部２６の右側には凹部２８が座屈変形により形成され、同時に凹部２８の右側には凸部２６が形成され、緩衝体２０の同じ側面では係る凸部２６および凹部２８が交互に右側に向かって形成されると共に、隣接する側面では凹部２８と凸部２６が同様に形成される。
【００２０】
以上のように座屈変形が連続して発生し、係る座屈変形によって衝突エネルギが吸収される。この結果、緩衝体２０は、図２(Ｂ)に示すように、長手方向の長さが当初の半分以下、例えば４分の１程度に圧縮された緩衝体２０ａとなる。
上記座屈変形は、車体の前後方向の変形力に対して弱い端部部分(バンパ側またはフレーム側)である緩衝体２０における前後方向の端部から開始するが、座屈を開始させる荷重を小さくすることで、座屈開始までにフレーム６に伝わる衝撃力を小さくできる。このため、図２(ａ)に示すように、緩衝体２０の端部における各辺に、予め中空部２２側に凹む変形部ｋ１および外側に膨らむ変形部ｋ２を交互に形成しておくことで、座屈開始時の荷重を小さくし衝撃力を低減できる。
【００２１】
図２(Ｃ)は、前記図１(Ｂ)，(Ｃ)に示したバンパステイ１０の垂直断面を示し、且つこの状態で前記図１(Ａ)に示したように、バンパ１とフレーム６との間に固定される。バンパステイ１０を取り付けた車体が他の車両に衝突した場合、その荷重はバンパ１のバンパリィンフォースメント２から本体１１の先端壁１２と、緩衝体２０のバンパ１側の端部に伝達される。この際、荷重が一定以上に達すると、図２(Ａ)，(Ｂ)に示したように、緩衝体２０は、例えばバンパ寄りの部分から順次フレーム寄りの部分に向かって、凸部２６及び凹部２８が座屈変形により交互に形成されると共に、車体の前後方向に沿って徐々に座屈変形する。この変形に追従して、本体１１の側壁１３，１４は、バンパ寄りからフレーム寄りに向かって座屈変形する。この結果、バンパステイ１０は、図２(Ｄ)に示すように、本体１１と緩衝体２０ａとが水平に圧縮されたバンパステイ１０ａとなる。
【００２２】
以上の変形過程において、バンパステイ１０は、緩衝体２０による上記圧縮変形により、衝突エネルギを効率良く吸収することができる。このため、バンパステイ１０を用いることによって、フレーム６側に加わる衝突エネルギを小さくできるので、乗員の安全を図ることが可能となる。しかも、バンパステイ１０は、本体１１および緩衝体２０をそれぞれ所定の断面形状を有するアルミニウム合金の押出形材を、押出方向と直交するように所要の長さで切断するのみで容易に製作できると共に、得られた本体１１の中空部１６における一対の凸条１７間の凹溝１８，１８間に、緩衝体２０を挿入して位置決めするのみで、少なくて簡単な工程により容易に製造することもできる。更に、本体１１および緩衝体２０がアルミニウム合金の中空形材からなるため、バンパステイ１０自体も軽量となり、車体の燃料効率を低下させにくい、という利点も有する。尚、衝突後の変形したバンパステイ１０ａは、そのままで直ちにリサイクル工程に使用できるので、環境上の観点からも好ましいものになる。
【００２３】
図３(Ａ)は、異なる形態のバンパステイ３０の平面図を示す。
バンパステイ３０は、図３(Ａ)に示すように、本体３１とその中空部３６内に配置された緩衝体４０とからなる。本体３１は、前記同様のアルミニウム合金の押出形材をその押出方向と直交して所定の長さで切断したもので、前記バンパ１の形状に倣った傾斜した先端壁３２、フレーム６側の後端壁３５、及びこれらの左右を接続し且つ車体の前後方向に沿った一対の側壁３３，３４を一体に有する。また、中空部３６内の先・後端壁３２，３５には、一対の凸条３７とこれらに挟まれた凹溝３８とが互いに対向して形成されている。
尚、先端壁３２には、その凹溝３８を後端壁３５の凹溝３８と平行に対向させるため、厚肉部３２ａが付設されている。
【００２４】
更に、後端片３５の両側には、フランジ３９，３９が対称に延在し、これらを貫通する図示しないボルト・ナットにより、バンパステイ３０を前記フレーム６のフランジ８に固定可能としている。図３(Ａ)に示すように、本体３１の中空部３６内において、凹溝３８，３８間に緩衝体４０の両端部が挿入され、且つ緩衝体４０はその長手方向を車体の前後方向に沿って配置される。
緩衝体４０は、図３(Ｂ)に示すように、断面長方形の本体４１と一対の中空部４２を有する押出形材を所要長さに切断したものである。緩衝体４０は、一対の中空部４２を垂直方向にして本体３１の中空部３６内に配置される。また、緩衝体４０は、図２(Ａ)および(Ｂ)に示した緩衝体２０と同様な座屈変形が可能であり、各中空部４２の長手方向に沿った部分が前記緩衝体２０に相当する。
【００２５】
以上のバンパステイ３０によれば、断面積の大きな緩衝体４０を内設することにより、衝突時に一層多くの衝突エネルギを確実に吸収することが可能となる。
また、緩衝体４０に替えて、図３(Ｃ)に示す緩衝体４４を用いても良い。この緩衝体４４は、断面長方形の本体４６と、３個の中空部４８を直列にして有する押出形材を、所要長さに切断したものである。係る緩衝体４４を本体３１の中空部３６内に配置することにより、更に多くのエネルギを確実に吸収することが可能となる。尚、緩衝体４０，４４を本体３１の中空部３６内の凹溝３８，３８間に挿入して、その上下に露出する凸条３７が短いか殆どない場合には、先・後端壁３２，３５の外側から緩衝体４０，４４の中空部４２，４８内に向けてねじやピン等をねじ込む等することにより、緩衝体４０，４４を位置決めできる。
【００２６】
図３(Ｄ)は、更に異なる形態のバンパステイ５０の平面図を示す。
バンパステイ５０は、図３(Ｄ)に示すように、本体５１とその中空部５６内に配置された緩衝体６０とからなる。本体５１は、前記同様の押出形材を押出方向と直交し所定長さで切断したもので、前記バンパ１の形状に倣った傾斜した先端壁５２、フレーム６側の後端壁５５、およびこれらの左右を接続し且つ車体の前後方向に沿った一対の側壁５３，５４を一体に有する。また、中空部５６内の先・後端壁５２，５５には、一対の凸条５７とこれらに挟まれた幅広い凹溝５８とが対向して形成されている。尚、先端壁５２にも、その凹溝５８を後端壁５５の凹溝５８と平行に対向させるため、厚肉部５２ａが付設されている。
【００２７】
更に、後端片５５の両側には、フランジ５９，５９が対称に延在し、これらを貫通する図示しないボルト・ナットにより、バンパステイ５０を前記フレーム６のフランジ８に固定可能としている。図３(Ｄ)に示すように、本体５１の中空部５６内において、幅広い凹溝５８，５８間に緩衝体６０の両端部が挿入され、且つ緩衝体６０はその長手方向を車体の前後方向に沿って配置される。
緩衝体６０は、図３(Ｅ)に示すように、断面正方形の本体６２と田の字形に配置された四個の中空部６４を有する押出形材を、所要長さにて切断したものである。係る緩衝体６０は、図３(Ｅ)に示す断面形状を車体の前後方向に沿うようにして、本体５１の中空部５６内に配置される。また、緩衝体６０も、図２(Ａ)および(Ｂ)に示した緩衝体２０と同様な座屈変形が可能であり、各中空部６４の長手方向に沿った部分が前記緩衝体２０に相当する。
【００２８】
以上のバンパステイ５０によれば、一層大きな断面積の緩衝体６０を内設することにより、衝突時に一層多くのエネルギを確実に吸収することが可能となる。
また、緩衝体６０に替えて、図３(Ｆ)に示す緩衝体６６を用いても良い。この緩衝体６６は、断面長方形の本体６８と、縦横２×３の合計６個の中空部７０とを有する押出形材を、所要長さに切断したものである。この緩衝体６６を、本体５１の中空部３６内における凹溝５８，５８間に配置することにより、更に一層多くのエネルギを確実に吸収することが可能となる。また、図３(Ｇ)に示すように、垂直部７４、水平部７６、および交差部７５とからなる断面略十字形とし、これら縦横３個ずつで合計５個の中空部７８を有する緩衝体７２を用いることも可能である。尚、緩衝体６０，６６，７２を本体５１内の凹溝５８，５８間に挿入してその上下に露出する凸条５７が短いか殆どない場合にも、前記同様にねじやピン等をねじ込む等することにより、緩衝体６０等を位置決めできる。
【００２９】
図３(Ｈ)は、バンパステイ５０の変形形態のバンパステイ５０′の平面図を示す。バンパステイ５０′は、図３(Ｈ)に示すように、本体５１′と中空部５６内に配置された一対の緩衝体４０とからなる。本体５１′は、前記同様の押出形材を押出方向と直交し所定幅で切断したもので、前記バンパ１の形状に倣ったカーブした先端壁５２ｃ、フレーム６側の後端壁５５、及び車体の前後方向に沿った一対の側壁５３，５４を一体に有する。中空部５６内の先・後端壁５２ｃ，５５には、二対ずつの凸条５７とこれらに挟まれた一対の凹溝５８とがそれぞれ対向して形成されている。尚、先端壁５２ｂにも、各凹溝５８を後端壁５５の各凹溝５８とそれぞれ対向させるため、一対の厚肉部５２ｂが付設されている。
【００３０】
更に、後端片５５の両側には、フランジ５９，５９が対称に延在している。
図３(Ｈ)に示すように、本体５１の中空部５６内において、左右でそれぞれ対向する一対の凹溝５８，５８間に長・短の緩衝体４０，４０の両端部を個別に挿入すると、各緩衝体４０はその長手方向を車体の前後方向に沿って配置される。
以上のように、車体の前後方向に沿って一対の緩衝体４０を平行に配置したバンパステイ５０′によれば、平行に配置した緩衝体４０，４０による座屈変形により、更により多くの衝突エネルギを確実に吸収することが可能となる。
【００３１】
図４は更に異なる断面形状の緩衝体８０，８６，８８に関する。
図４(Ａ)は、前記同様のアルミニウム合金の押出形材からなり、断面円形で中空部８１を有する緩衝体８０の端面を示す。この緩衝体８０も、前記と同様に長手方向に沿って衝撃荷重を受けると、図４(ａ)に示すように、外側に向かって対称に突出する３つの凸部８３と中空部８１側に凹む３つの凹部８４とが交互に形成され、且つ長手方向に沿って上記凸部８３と凹部８４とが交互に形成され、且つ蛇腹状に座屈変形した緩衝体８２となる。
【００３２】
また、図４(Ｂ)も、上記同様の押出形材からなり、断面正六角形で中空部８７を有する緩衝体８６の端面を示す。更に、図４(Ｃ)も、上記同様の押出形材からなり、断面正八角形で中空部８９を有する緩衝体８８の端面を示す。これらも、長手方向に沿って衝撃荷重を受けると、上記緩衝体８２と同様に長手方向に沿って蛇腹状に折り畳まれるように座屈変形する。以上の緩衝体８０，８６，８８も前記本体１１等と組み合わせたバンパステイに用いられることにより、衝突エネルギを効率良く吸収して乗員の安全を図ることができる。
【００３３】
図５(Ａ)は、前記バンパステイ１０の応用形態のバンパステイ１０′を示す。
バンパステイ１０′は、図５(Ａ)に示すように、前記緩衝体２０を配置した本体１１の中空部１６の両端面に蓋板９０を固定したものである。本体１１の中空部１６の四隅には、予めビスホール９２が一体に付設されている。
図５(Ｂ)に示すように、蓋板９０は、その四隅に設けた透孔９１からセルフタッピングねじ９４を、ビスホール９２内に個別にねじ込むことにより、本体１１に固定される。係るバンパステイ１０′によれば、各蓋板９０により本体１１の剛性が向上するため、係る本体１１の変形に要するエネルギが大きくなり、緩衝体２０の前記座屈変形と相まって、衝突時においてより多くの衝突エネルギを確実に吸収することが可能となる。これにより、衝突時にフレームないし車体に加わる衝撃力が小さくなり、乗員の安全を図ることが一層可能となる。
【００３４】
また、図５(Ｃ)は、本体１１の中空部１６の端面におけるフレーム寄りの位置にのみ、蓋板９６をその四隅の透孔９８からセルフタッピングねじ９４をビスホール９２にねじ込むことにより固定したバンパステイ１０″を示す。尚、バンパステイ１０″では、蓋板９６のバンパ側の透孔９８から進入するねじ９４を受け入れるビスホール９２は、本体の側壁１３，１４の中間に予め付設しておく。
上記バンパステイ１０″によれば、フレーム寄りに固定する蓋板９６により、衝突時に本体１１は、蓋板９６のないバンパ寄りの部分が最初に座屈し、これにより衝突エネルギが第１段階として吸収され、次に蓋板９６のあるフレーム寄りの部分がより大きな荷重により座屈を開始し、第２段階として更に大きな衝突エネルギが吸収される。これにより、衝突の程度の相違によるフレーム側に生じる衝撃力をコントロールでき、且つ前記バンパステイ１０′と同様の作用・効果を得ることが可能である。
【００３５】
また、上記蓋板９０，９６は、前記本体１１などの側壁１３，１４等に両端縁を折り曲げた断面が扁平なチャンネル形とし、折り曲げた縁からブラインドリベットにより、固定することもできる。あるいは、蓋板９０，９６がアルミニウム合金板である場合には、本体１１，５１等に溶接付けにより固定することもできる。但し、この場合には、溶接後で適宜必要な熱処理を行うものとする。更に、蓋板９０，９６を本体１１の中空部１６の一方の端面にのみ固定しても、衝突エネルギの吸収量をコントロールすることが可能である。
【００３６】
本発明は、以上において説明した各形態に限定されるものではない。
例えば、緩衝体２０等は車体の前後方向に沿って配置するが、そのフレーム寄りの端部を僅かに車体の中央寄りに傾けて配置しても良い。これによって、衝突によりバンパステイのバンパ寄りの部分が車体の中央方向に変形するため、緩衝体２０等の断面全体を一層同軸心に近付けることができる。特に、図３(Ｈ)で示した一対の緩衝体４０を平行に配置する形態では、車体の中央側の緩衝体４０を、上記のように傾けて配置すると衝突時の種々の方向からの荷重を吸収する上で効果的とすることができる。
【００３７】
また、緩衝体２０等の端部を受け入れる凹溝１８等を形成するため、前記一対の凸条１７を突設する形態に限らず、予め厚肉とした先・後端壁１２，１５等に直かに凹溝１８等を形成しても良い。
更に、バンパステイ１０等の先端壁１２等の両側にも、一対のフランジを対称に突設し、このフランジを介してバンパ１のバンパリィンフォースメント２にバンパステイ１０等を固定しても良い。
尚、本発明のバンパステイは、自動車の前後のバンパに用いられるが、例えば鉄道車両のスカートを支持する部材として活用することも可能である。
【００３８】
【発明の効果】
以上において説明した本発明のバンパステイによれば、他の車両等と衝突した場合の衝突エネルギにおける荷重により、緩衝体はバンパ寄りまたはフレーム寄りの部分から反対側に順次蛇腹状に座屈変形すると共に、並行してバンパステイの本体も緩衝体の上記座屈変形に追従して徐々に変形する。従って、上記座屈変形によって、大きな衝撃力をフレーム側に伝えることなく、衝突時のエネルギをより多く且つ確実に吸収できるので、乗員の安全を図ることが可能となる。
また、請求項３のバンパステイによれば、前記本体の中空部における凹溝内に、所要長さにした緩衝体の端部を挿入するのみで、当該緩衝体を車体の略前後方向に沿って容易に配置することができる。
【００３９】
更に、請求項４のバンパステイによれば、前記本体の剛性を高められるので、緩衝体の蛇腹状の座屈変形と相まって、衝突時により多くのエネルギを、確実且つ効果的に吸収することができる。しかも、蓋板をフレーム寄りにのみ固定する形態では、２段階にして衝突エネルギを吸収することも併せて可能となる。加えて、請求項５のバンパステイによれば、上記の効果に加えて、本体の中空部における端面に、蓋板をセルフタッピングねじやボルトにより容易に固定できる共に、バンパステイを少ない工程で製造することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 (Ａ)はバンパとフレームの間に、本発明のバンパステイを配置した状態を示す斜視図、(Ｂ)および(Ｃ)は(Ａ)に示したバンパステイの異なる角度から観た斜視図または一部を破断した斜視図。
【図２】 (Ａ)および(Ｂ)は図１(Ｂ)，(Ｃ)に示した緩衝体の変形前後の状態を示す斜視図、(ａ)は(Ａ)の緩衝体の端部に設けた変形部を示す概略図、(Ｃ)および(Ｄ)は図１(Ｂ)，(Ｃ)のバンパステイの変形前後の状態を示す垂直断面図。
【図３】 (Ａ)は異なる形態のバンパステイを示す平面図、(Ｂ)，(Ｃ)はこれに用いる緩衝体の断面図、(Ｄ)は更に異なる形態のバンパステイを示す平面図、(Ｅ)〜(Ｇ)はこれに用いる緩衝体の断面図、(Ｈ)は(Ｄ)のバンパステイの変形形態を示す平面図。
【図４】 (Ａ)〜(Ｃ)は別の形態の緩衝体を示す端面図、(ａ)は(Ａ)の緩衝体の変形後における端面図。
【図５】 (Ａ)は図１のバンパステイの応用形態を示す斜視図、(Ｂ)は(Ａ)のバンパステイの垂直断面図、(Ｃ)は異なる形態のバンパステイの垂直断面図。
【図６】 (Ａ)は一般的なバンパステイの配置を示す概略図、(Ｂ)および(Ｃ)は従来のバンパステイの断面図。
【符号の説明】
１…………………………………………………………バンパ
６…………………………………………………………フレーム
１０，１０′,１０″,３０,５０,５０′……バンパステイ
１１，３１，５１，５１′……………………………本体
１６，３６，５６………………………………………中空部
１８，３８，５８………………………………………凹溝
２０,４０,４４,６０,６６,７２,８０,８６,８８…緩衝体
９０，９６………………………………………………蓋板
９２………………………………………………………ビスホール
９４………………………………………………………セルフタッピングねじ

Claims

アルミニウム合金の押出形材からなり且つ先端壁および後端壁を具備した中空部を有すると共に、その押出方向と車体の前後方向とが直交するようにバンパとフレームとの間に配置される所要長さの本体と、
上記本体の中空部内において、中空部を有するアルミニウム合金の押出形材からなり、且つ押出方向を車体の略前後方向に沿って配置され、車体の略前後方向に沿って蛇腹状に座屈変形することによりエネルギを吸収する緩衝体と、を含む、ことを特徴するバンパステイ。
前記緩衝体を構成する押出形材は、所要の長さを有し、１つまたは複数の断面正方形または長方形の中空部、或いは、断面円形または４つ以上の偶数辺からなる多角形断面の中空部を有する、ことを特徴する請求項１に記載のバンパステイ。
前記本体の中空部内の先端壁および後端壁のそれぞれに前記緩衝体の端部を受け入れる凹溝が形成されている、ことを特徴する請求項１または２に記載のバンパステイ。
前記本体の中空部の端面における全面またはフレーム寄りの位置に蓋板が固定されている、ことを特徴する請求項１乃至３の何れかに記載のバンパステイ。
前記本体の中空部内に、前記蓋板を貫通したねじ等を受け入れるビスホールを付設している、ことを特徴する請求項４に記載のバンパステイ。