JP4523123B2

JP4523123B2 - Bumper stay and bumper reinforcement with stay and mounting structure of bumper reinforcement

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Publication number: JP4523123B2
Application number: JP2000209820A
Authority: JP
Inventors: 浩志狩集; 敏二村; 利教目木; 貴志岡; 浩之山下; 徹橋村
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2000-07-11
Filing date: 2000-07-11
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2020-07-11
Also published as: JP2002019553A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バンパーステイとステイ付バンパー補強材およびバンパー補強材の取り付け構造に関し、特にバンパー補強材とサイドメンバーへの取り付け性に優れたアルミニウム合金製のバンパーステイ (以下、アルミニウムを単にAlと言う) およびサイドメンバーへの取り付け性に優れたステイ付バンパー補強材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車などの車体の前端 (フロント) および後端 (リア) に取り付けられているバンパーの内部には、強度補強部材としてのバンパー補強材 (バンパーリインフォースメントあるいはバンパーレインフォースなどとも言う) が設けられている。
【０００３】
このバンパー補強材は、周知の通り、バンパーと車体との間に、車体に対し略水平方向で車幅方向に対し平行に延在するように配置される。そして、バンパー補強材の車体への取り付けは、フロントサイドメンバやリヤサイドメンバ等、車体前後方向の骨格部材の車体フレーム類 (車体メンバ類) に連結、固定されて行われる。そして、この車体への取り付けは、車体のフロントやリヤのサイドメンバの先端或いは後端に直接あるいはバンパーステイなどの車体連結用部材を介して行われる。
【０００４】
このようなバンパー補強材は、これも周知の通り、バンパーと車体間で、車体の前方や後方からの、あるいは前方や後方への衝突に対し、車体用のエネルギー吸収部材を構成している。したがって、これら車体用エネルギー吸収部材としてのバンパー補強材には、車体の衝突により加わった外力のエネルギー (衝突エネルギー) を、自らの曲げ変形や断面のつぶれ (圧壊) により吸収し、車体を保護する性能が求められている。
【０００５】
近年、これらバンパー補強材やバンパーステイに、軽量化のために、従来使用されていた鋼材に代わって、5000系、6000系、7000系等の高強度Al合金製の押出形材などが使用され始めている。
【０００６】
このAl合金製押出形材は、複雑な断面形状で、かつ長手方向に同一断面形状を有する形材を、効率的かつ大量に製造することが可能である。このため、車体用エネルギー吸収部材として、バンパー補強材やバンパーステイの他、ドアビームなどにも汎用され出している。
【０００７】
この内、Al合金押出形材製のバンパーステイ (あるいはバンパーステー、以下、単にステイと言う) について、これまでのステイは、基本的に、断面形状が略矩形の中空構造からなっている。このような略矩形の中空構造は、強度が高く、また、両端まで直線的なバンパー補強材に対しては接続、固定が容易である。
【０００８】
しかし、この断面形状が略矩形の中空構造からなるステイは、バンパー補強材両端部の後面やサイドメンバーの前面とも、簡便には、接続、固定しにくいという問題がある。
【０００９】
このため、従来から、ステイを用いた、バンパー補強材の後面やサイドメンバーの前面との接続、固定技術が種々提案されている。例えば、特開平6-227333号、特開平11-208392 号、特開平11-208393 号などの公報には、共通して、バンパー補強材端部の湾曲部後面の形状に対応した傾斜面を有する前面壁からなる、断面形状が閉断面中空構造のステイが種々開示されている。
【００１０】
そして、これら従来の、傾斜面を有するステイとバンパー補強材端部の湾曲部後面との接続固定方式は以下の通り開示されている。即ち、特開平6-227333号公報の場合を図7(a)、(b) 、特開平11-208392 号公報の場合を図8 、特開平11-208393 号公報の場合を図9 、に各々示す通り、いずれの公報の場合にも共通しているのは、バンパー補強材32の湾曲部の中空構造内とステイ33の中空構造内とに互いにボルト34を貫通させ、ステイ33の中空構造内に締結部 (ボルトの頭部とナット) を存在させて、バンパー補強材32とステイ33とを固定する方式である。
【００１１】
次に、これらステイとサイドメンバー前面との接続固定方式は以下の通り開示されている。即ち、共通して、これらのステイ33の後面には、サイドメンバーの前面と接続固定するための、取付部が一体に設けられている。この取付部は、サイドメンバーの幅に対応した幅を有する、図7(a)、(b) のような一対の取付片37か、図8 のような取付片37を両側部に張り出した閉断面中空構造の取付部材36からなっている。
【００１２】
そして、これら取付片や中空構造の取付部材を、サイドメンバーの中空部内に、あるいはサイドメンバー前面をステイ取付部材の中空部内に、各々ピンポイントで位置決めおよび挿入する。更に、この挿入部に対し、車体の横方向から水平方向にボルトを貫通させ、サイドメンバーの中空構造内か、ステイ取付部材の中空構造内にボルトの頭部か端部を存在させて、ステイ後面とサイドメンバーの前面とを固定する方式である。
【００１３】
また、前記図9の場合は、ステイ33の後面にある中空部36をサイドメンバー35の中空内に、同じくピンポイントで位置決めおよび挿入する。更に、ステイ33の後面壁からステイ33の両側方に張り出させたフランジ部39と、サイドメンバーの両側方に張り出したフランジ部40とをボルト34により締結、固定する方式である。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、まず、これら従来のステイの、バンパー補強材端部の湾曲部後面との接続固定方式は実用的ではないし、接続固定が不可能ですらある。
【００１５】
即ち、前記従来技術いずれの場合にも共通して、互いに断面形状が閉断面な中空構造であるバンパー補強材とステイの内部に、ボルトを入れること自体が実質的に困難である。しかも、端部が湾曲しているバンパー補強材の場合にはなおさらである。更に、これら従来技術における、ボルトを貫通させた上で、互いの中空構造内にボルトの頭部やナットを存在させること自体も、実質的に困難である。
【００１６】
次に、これら従来技術のステイの、サイドメンバー前面との接続固定方式も以下の通り非現実的である。即ち、まず、これら従来技術に共通する、ステイの取付片中空構造内あるいは取付部材中空構造と、サイドメンバーの中空部内あるいはサイドメンバー前面とを、挿入方式によるピンポイントでの位置決め方法自体が難しい。
【００１７】
即ち、衝突や定期補修などの車体の修理などの場合を想定すると、ステイの後面側と、サイドメンバー前面側とは、数cm程度の車幅方向や車高方向での位置のズレが生じている場合が多い。したがって、このような場合には、ステイとサイドメンバーとの位置決め手段は、当初の位置決め想定位置からのズレを吸収できるような柔軟性が必要である。しかし、前記従来のステイとサイドメンバー前面との挿入方式は、挿入する両者の正確な位置決めを必要とする。このため、前記位置ズレが生じた場合に、このズレを吸収できず、位置決めすること自体が困難となる問題がある。
【００１８】
また、これら取付片や中空構造の取付部材をサイドメンバーに位置決めおよび挿入できたとしても、車体の横方向から水平方向にボルトを貫通させ、サイドメンバーの中空構造内か、ステイ取付部材の中空構造内にボルトの頭部などを存在させることも困難である。
【００１９】
このため、バンパー補強材端部の湾曲部などの後面に設置されるAl合金製のステイの需要は拡大しているものの、バンパー補強材とサイドメンバーへの取り付け性に優れたステイは、これまでなかったのが実情である。
【００２０】
したがって、本発明の目的は、特に、バンパー補強材端部後面とサイドメンバー前面への取り付け性に優れたAl合金製のバンパーステイとステイ付バンパー補強材およびバンパー補強材の取り付け構造を提供しようとするものである。
【００２１】
この目的を達成するために、本発明請求項1 の要旨は、アルミニウム合金からなり、バンパー補強材と接続される第一の形材と、車体方向に延在させる中空角筒体と、サイドメンバーと接続される第二の形材とからなる分割構造を有し、前記第一の形材と第二の形材の縦断面形状が前記中空角筒体内面の縦断面形状に適合し、前記第一の形材と前記第二の形材とを、各々前記中空角筒体の先端部内と後端部内に嵌合することにより、一体化されてなるバンパーステイであって、前記第一の形材と第二の形材の少なくとも一方が、前面壁と両側の側壁および後面壁で囲まれた閉空間を有し、それら形材の閉空間を有する部位が、前記中空角筒体の先端部内と後端部内の少なくとも一方に嵌合されていることである。
【００２２】
この請求項1 のステイは、ステイを、バンパー補強材接続用とサイドメンバー接続用との、前記第一と第二の形材に分割するとともに、これら前記第一と第二の形材の接続を前記中空角筒体を仲立ちとして行う、3 つの分割構造としたことを特徴としている。
【００２３】
そして、また、これら第一、第二の形材と中空角筒体とを、中空角筒体の先端部内と後端部内において各々嵌合することにより、言い換えると、基本的には、この嵌合のみによって、バンパーステイとして一体化されていることも特徴としている。
【００２４】
このため、本発明ステイをバンパー補強材と予め一体化して、ステイ付バンパー補強材としておき、これを、ステイを介して、サイドメンバーに取り付けることも可能となる。
【００２５】
前記従来の一体型ステイであれば、これまでは、自動車製造乃至修理側で、▲１▼バンパー補強材へのステイの取り付け、▲２▼サイドメンバーへのステイの取り付け、の2 つの工程を必要としている。そして、バンパー補強材およびサイドメンバーとステイとの各々の接続、固定も、溶接やリベットを主とする接合が必要となるため、非常に煩雑なものとなる。
【００２６】
これに対し、本発明ステイ付バンパー補強材であれば、バンパー補強材とステイとを予め一体化することが可能なので、自動車製造乃至修理側では、前記▲２▼サイドメンバーへのステイの取り付け工程のみでセット可能である。また、バンパー補強材およびサイドメンバーとステイとの各々の接続、固定も、後述する実施例（図3 、4 ）の通り、簡便に機械的に接合できる。
【００２７】
そして、更に、この請求項1 のステイの大きな特徴として、前記車体方向に延在させる中空角筒体がある。この中空角筒体の存在により、車体の衝突時に、前記第一と第二の形材の縦圧壊とともに、この中空角筒体の縦圧壊によって、衝突エネルギーの吸収量の増大が図れ、より大きなエネルギー吸収量とすることが可能となる。しかも、このこの衝突エネルギーの吸収量は、中空角筒体の長さや厚みなどの形状要素と、Al合金材料 (特性) との選択 (組み合わせ) により、自由に調整することが可能である。
【００２８】
この結果、バリア衝突やオフセット衝突などの種々の衝突の態様や、衝撃の程度に対する衝突エネルギー吸収量の設定や、バンパー補強材に先立ってステイが圧壊して衝突エネルギーを吸収するか、バンパー補強材の圧壊後にステイが圧壊して衝突エネルギーを吸収するかなどの設計選択が自由に、かつ容易にでき、要求される衝突安全性に対する、車体設計を著しく容易にする利点もある。
【００２９】
更に、衝突や定期補修による車体の修理などの際、ステイの後面側とサイドメンバー前面側とに、車幅方向や車高方向で、数cm程度の位置のズレが生じている場合でも、ステイが3 分割の構造とされているために、第一、第二の形材と、バンパー補強材およびサイドメンバーとの各々の接続、固定の際に、更には、第一と第二の形材と前記中空角筒体との接続、固定の際に、お互いに長孔（長穴）などを設けることにより、前記ズレを調整、吸収して、ステイとサイドメンバーとの位置決め、およびバンパー補強材、ステイ、サイドメンバーを一体的に固定を行うことが可能となる。
【００３０】
また、好ましい態様である請求項２の本発明ステイは、前記第一の形材の前面壁が、バンパー補強材の両端部後面の形状に対応した形状を有し、より好ましくは、請求項５に記載のように、バンパー補強材の両端が車体後方に曲げられた湾曲部を有する場合に、ステイ（第一の形材）の前面壁が、前記湾曲部後面に対応した、直線的な傾斜壁や円弧状壁などの、適宜形状の湾曲面を有している。そして、このような前面壁を有することにより、前面壁（フランジ部を含めた）において、バンパー補強材両端の湾曲部などの後面の形状に適合することが可能となる。
【００３１】
更に、同じく請求項2 の本発明ステイでは、前記前面壁が、形材の側方の方向に張り出したフランジ部を有するため、このフランジ部において、セルフピアシング (自己穿孔) リベットやボルト、あるいは溶接などを適宜選択して、バンパー補強材の両端部後面と、簡便に接続、固定できる。
【００３２】
例えば、バンパー補強材両端の湾曲部中空構造内に電極が入る場合には、フランジ部への電極取り付け自体は容易なので、スポット溶接による接合が可能、かつ容易となる。更に、フランジ部の端部とこの端部と接する前記湾曲部後面に沿った溶接によっても、両者の接合が可能、かつ容易となる。また、これらの接合方法の併用も可能となり、接合方法の選択肢が広がることも、本発明ステイの大きな利点の一つである。
【００３３】
なお、このフランジ部も、前記前面壁と同様かつ前面壁と面一に、バンパー補強材の両端部後面の形状に対応した形状を有することが好ましい。
【００３４】
これに対し、このようなフランジ部がない前記従来のステイ前面壁では、バンパー補強材の両端部後面との接続は、前記した通り、どうしても、断面形状が閉断面な中空構造であるステイの内部に、ボルトなどを入れる必要があり、機械的な接合方法も難しくなる。
【００３５】
また、前記第一の形材の閉空間を有する部位と、第二の形材の閉空間を有する部位の横断面形状が、各々車体の後方側と前方側に向かって狭くなるテーパー状の断面形状を有している。
【００３６】
このため、前記第一、第二の形材と、前記中空角筒体との接続、固定を、基本的に、両者の嵌合のみによって行う際の、両者の固定の確実性や堅固性、あるいは、接続、固定の簡便性を保証している。このことはバンパー補強材、ステイ、サイドメンバーの一体的な固定の、確実性や堅固性、あるいは、接続、固定の簡便性につながる。
【００３７】
また、より好ましい態様である、請求項４と請求項８の本発明ステイは、前記第一の形材の閉空間を有する部位と、第二の形材の閉空間を有する部位の側壁外面に凸部が設けられている。
【００３８】
このため、前記請求項3 と請求項7 の本発明ステイと同様に、前記第一、第二の形材と、前記中空角筒体との接続、固定を、基本的に、両者の嵌合のみによって行う際の、両者の固定の確実性や堅固性、あるいは、接続、固定の簡便性を保証している。
【００３９】
また、より好ましい態様である、請求項６の本発明ステイでは、前記第二の形材が、サイドメンバーの前面の形状に対応した後面壁を有し、この後面壁が更に形材の側方に張り出したフランジ部を有している。
【００４０】
このため、このフランジ部において、セルフピアシング (自己穿孔) リベットやボルト、あるいは溶接などを適宜選択して、サイドメンバーの前面と、簡便に接続、固定できる。
【００４１】
なお、このフランジ部も、前記前面壁と同様かつ前面壁と面一に、バンパー補強材の両端部後面の形状に対応した形状を有することが好ましい。
【００４２】
これに対し、このようなフランジ部がない前記従来のステイでは、サイドメンバーとの接続は、どうしても、断面形状が閉断面な中空構造であるステイの内部にボルトなどを入れる、あるいはサイドメンバーの外側に取り付け治具を設ける必要があり、機械的な接合方法も難しくなる。
【００４３】
また、より好ましい態様である、請求項9 の本発明ステイは、AA乃至JIS 5000系、6000系、7000系から選択されるAl合金からなる。これらのAl合金は成形性に優れかつ高強度であり、押出加工等の製造がしやすい点で本発明ステイに好適に使用される。
【００４４】
そして、これら請求項1 〜9 の本発明ステイ構成と効果の結果、請求項10のように、ステイを、バンパー補強材と予め一体化されているステイ付バンパー補強材とすることが可能となる。このため、前記した通り、自動車製造乃至修理側では、前記▲２▼のサイドメンバーへのステイの取り付け工程のみで、セットが可能となる。
【００４５】
また、これら請求項1 〜9 の本発明ステイ構成と効果の結果、あるいは請求項１０のステイ付バンパー補強材によって、請求項11のように、バンパー補強材とサイドメンバーとが、簡便かつ確実に、一体的に固定されたバンパー補強材の取り付け構造とすることが可能となる。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明ステイの好適な実施形態について、図面を用いて説明する。
本発明ステイの一実施態様を図1 の一部断面斜視図、別の実施態様を図2 の一部断面平面図に示す。なお、図1 、2 の本発明ステイの態様は、後述する図3 、4 のように、バンパー補強材の右端部側に設ける態様を示している。バンパー補強材の左端部側に設ける態様も基本的にはこの態様と同じであるが、前面壁の傾斜が反対側に傾くなど、左右対称の形状となる。
【００４７】
まず、図1 において、アルミニウム合金押出形材からなる本発明ステイ1aは、基本的に、図示しないバンパー補強材と接続される第一の形材2aと、車体 (長手) 方向に延在させる中空角筒体3aと、図示しないサイドメンバーと接続される第二の形材4aとの、3 つの主要部材からなる3 分割構造となっている。
【００４８】
この図1 は第一の形材2aの閉空間15aを有する部位と第二の形材4aの閉空間16を有する部位とを、各々中空角筒体3aの先端部内と後端部内に、強固に嵌合、固定した状態を示している。このため、第一の形材2aの閉空間15aを有する部位と第二の形材4aの閉空間16を有する部位の縦断面形状は、中空角筒体内に嵌合、固定させるべく、中空角筒体3aの中空内面の縦断面形状に適合し、中空角筒体3aの各端部の中空内面の縦断面形状よりも若干小さい断面形状とされている。
【００４９】
このように、本発明では、第一と第二の形材および中空角筒体との接続、固定を、基本的には、両者の嵌合のみによって行うこととし、これによって、一体化されたステイとしての接合強度や圧壊強度を確保することが可能である。しかし、安全保証上の必要により、あるいは更なる接合強度の向上のために、補助的かつ部分的に、溶接や機械的などの接合を行う、或いは第一や第二の形材と中空角筒体とを部分的にかしめるなどの手段を併用することを許容する。
【００５０】
第一の形材2aは、図1 の実施態様では、前記請求項2 の要旨のように、閉空間15a を有する閉断面な中空形材からなる。そして、両端が車体後方に直線的に曲げられた湾曲部を有するバンパー補強材に適用する場合を想定して、第一の形材2aの前面壁5aは、前記湾曲部後面に対応した、直線的な傾斜壁を有している。そして、更に前面壁5aは、この前面壁5aに面一で、かつ連続して、中空形材の側方に更に傾斜して張り出したフランジ部6aを有する。
【００５１】
また、前記請求項3 の要旨のように、前記中空形材を構成する側壁7a、7bが後方側に狭くなるテーパー状の横断面形状を有している。さらに、請求項4 の要旨のように、側壁7a、7bの外面には、各々、中空角筒体3aの内面に対する係り止めのための、凸部8a、8b、8cと、8d、8eが設けられている。
【００５２】
なお、このテーパー状の横断面形状や側壁外面の凸部がなくても、第一、第二の形材と中空角筒体との強固な一体化が、両者の嵌合のみによって図れる場合には、これらは不要である。ただ、固定の簡便性や、構造部材としてのステイ強度の確保のためには、あった方が好ましい。
【００５３】
第二の形材4aは、図1 の実施態様では、前記請求項5 の要旨のように、閉空間16a を有する閉断面な中空形材からなり、図示しないサイドメンバーの前面の形状に対応した、直線的な後面壁10を有し、この後面壁10が、更に後面壁10に面一で、かつ連続して、形材の側方に張り出したフランジ部11a 、11b を有する。
【００５４】
そして、前記請求項７の要旨のように、前記中空形材を構成する側壁11a 、11b が前方側に狭くなるテーパー状の横断面形状を有している。また、更に、請求項８の要旨のように、側壁11a 、11b の外面には、各々、中空角筒体3aの内面に対する係り止めのための、凸部13a 、13b と、13c 、13d が設けられている。
【００５５】
なお、このテーパー状の横断面形状や側壁外面の凸部の意義や好ましい理由は、前記第一の形材の場合と同じである。
【００５６】
更に、中空角筒体3aは、図1 の実施態様では、基本的に縦断面形状が長手方向で同じとしている。ただ、前記した衝突エネルギーの吸収量に応じて、縦断面形状が長手方向で同じでなくともよく、各端部を口広げる或いは狭める、規則的或いは不規則乃至スポット的に凹凸を設ける、長手方向で縦断面を異ならせる、長手方向で縦断面が広がる或いは狭まるテーパー状とする、等の態様が適宜選択される。
【００５７】
この中空角筒体3aは、図の上方からの (車体の長手方向にかかる) 衝突荷重に対応して縦圧壊し、前記した一定の衝突エネルギーの吸収量を確保するために、車体の長手方向に一定の長さを有して延在している。そして、前記衝突荷重方向に対応して縦圧壊するために、中空角筒体3aの先端部は、第一の形材2aの前面壁5aの直線的な傾斜壁に対応した傾斜面18を有するとともに、後端部は水平 (図における水平を表し、実際の使用態様では垂直となる、以下の水平の用語も同じ意味となる) な面とされている。
【００５８】
今、図の上方からの (車体のフロント或いはリアへの) 衝突荷重がかかった場合、衝突荷重は、第一の形材2aを介して、中空角筒体3aに伝わる。この場合、中空角筒体3aへの衝突荷重は、第一の形材2aの前面壁5a、特に、フランジ部6aを介して、中空角筒体3aへ伝わる。この場合、前面壁5aおよびフランジ部6aは傾斜面となっているので、中空角筒体3aに対し、均等に荷重がかかるために、中空角筒体3aの先端部は、第一の形材2aの前面壁5aの直線的な傾斜壁に対応した傾斜面18となっている必要がある。また、同じく第二の形材4aによって支持される、中空角筒体3aの後端部は、第二の形材4aの水平な後面壁に対応した水平な面とする必要がある。
【００５９】
なお、以上説明した本発明ステイの態様は、後述する図3 のバンパー補強材の右端部に設ける態様を示している。一方、バンパー補強材の左端部に設ける態様も基本的にはこの態様と同じであるが、前面壁の傾斜が反対側に傾くなど、左右対称の形状となる。
【００６０】
次ぎに、本発明ステイの別の実施態様を図2 で説明する。
【００６１】
図2 における、アルミニウム合金押出形材からなる本発明ステイ1bの基本的な構成や構造は、前記図1 の実施態様と同じである。したがって、以下、図1 の実施態様と異なる点のみを説明する。
【００６２】
まず、第一の形材2bは、図1 の実施態様と、2 分割された閉断面な中空形材からなる点が相違する。これは、中空角筒体3bの先端部を、後端部と同じ、水平な面19とするためである。図1 の実施態様では、衝突荷重方向に対応して縦圧壊するために、中空角筒体3aの先端部が傾斜面18を有しているが、この傾斜面18を有するために、製造された中空角筒体の先端部を斜めに切断する工程が新たに必要となる。
【００６３】
これに対し、第一の形材は、図1 の実施態様でも、図2 の実施態様でも、Al合金製の押出形材で製造するならば、同じ押出工程で製造することが可能である。したがって、第一の形材の方の形状を変更することにより、前記新たな工程を増やさずに、製造された中空角筒体をそのまま使用することが可能となる利点がある。
【００６４】
更に、第一の形材2bをより具体的に説明すると、閉空間15b と15c を有する2 分割された閉断面な中空形材からなる。両方の閉空間15b と15c を仕切る仕切り壁27は側方に略水平方向に張り出したフランジ部17a 、17b を有し、このフランジ部17a 、17b が、中空角筒体3bとの嵌合時に、中空角筒体3bの先端部の水平な面19を係止する。
【００６５】
そして、図の上方からの衝突荷重がかかった場合、中空角筒体3bへの衝突荷重は、第一の形材2bの前記フランジ部17a 、17b を介して、中空角筒体3bへ伝わる。この際、前記フランジ部17a 、17b は水平であるので、中空角筒体3bの先端部の水平な面19に対し、均等に荷重がかかる。
【００６６】
この他、第一の形材2bにおいて、傾斜前面壁5b、この前面壁5bに面一で、かつ連続した傾斜して張り出したフランジ部6b、中空形材を構成する側壁7c、7d、更に、側壁7c、7dの外面の凸部8f、8gと8h、8iの構成は、数や細かい形状などを除き、基本的に図1 の態様と同じである。
【００６７】
また、第二の形材4aは、図1 の実施態様と全て同じである。更に、中空角筒体3bも、先端部の水平な面19の部分と中リブ29を除いて、図1 の実施態様と基本的に同じである。
【００６８】
この図2 の中空角筒体3bでは、断面が口形の図1 の中空角筒体3aに対して、更に中リブ30を設けて補強した日形断面形状を有している。即ち、本発明の中空角筒体の断面形状は、更に強度が必要な場合に、口形の断面形状だけではなく、中リブを設けて補強した、日形、田形、目形などの断面形状が適宜選択される。そして、この中リブ30を設けた場合、中空角筒体と嵌合される第一の形材2bの後面壁9bや、第二の形材4aの前面壁14には、この中リブ30に対応して、中リブ30を収容するスリット31(a) 、31(b) が各々設けられる。ただ、中リブと前記スリットの設け方によっては、却って、第一乃至第二の形材の圧壊強度などを低下させる場合があるので、前記中リブとスリットの設け方は、圧壊方向( 強度が必要な方向) との関係で注意を要する。
【００６９】
次ぎに、以上説明した、一体化させた本発明分割構造ステイの、車体フロントのバンパー補強材両端後面とサイドメンバー前面との取り付け構造 (接続、固定方法) について、図3 、4 を用いて説明する。図3 は図1 のステイ、図4 は図2 のステイの、各々取り付け構造の一例を示す、一部断面平面図である。
【００７０】
先ず、図3 、4 における、ステイ1a、1bと、バンパー補強材20との取り付け構造を説明する。
【００７１】
ステイ1a、1bとバンパー補強材20の曲げ加工されて湾曲している右端部21の後面22とは、基本的に、ステイ1a、1bのフランジ部6a、6bにおいて、機械的に接合されている。即ち、ボルト25a と25b 、25c と25d および図示している箇所でのナットにより、ステイのフランジ部6a、6bとバンパー補強材右端部後面22に設けた貫通孔を介して、バンパー補強材とステイとが、機械的に接合されている。このボルト締結の際、バンパー補強材湾曲部後面22側あるいは前面側などに適宜、作業用の開孔を設けると作業が簡便となる。
【００７２】
この際、前記貫通孔を長穴とすることによって、ステイの後面側とサイドメンバー前面側とに、車幅方向や車高方向で、数cm程度の位置のズレが生じている場合でも、前記ズレを調整、吸収して、ステイとサイドメンバーとの位置決め、およびバンパー補強材、ステイ、サイドメンバーの一体的な固定が簡便となる。
【００７３】
また、フランジ部6a、6bは、ステイ本体よりも側方( 外方) に張り出しているため、また、これに加えて、側壁7aと7b、7cと7dが、前記した通り、車体後方方向に対し間隔が狭まるテーパー状となっているため、ステイ本体による干渉や制約を受けず、前記ボルト接合が容易となる。
【００７４】
この他、ステイのフランジ部6a、6bと、バンパー補強材両端の湾曲部後面22との接合は、例えば、フランジ部6a、6bの裏面から、セルフピアシング (自己穿孔) リベット等を打ち込むことによっても、簡便に、機械的な接続、固定ができる。
【００７５】
更にまた、ステイのフランジ部6a、6bの端部の、前記湾曲部後面22との接触面を溶接により接続、固定することもできる。なお、バンパー補強材両端の湾曲部中空構造内に電極が入れる場合には、板状であるフランジ部への電極取り付け自体は容易なので、スポット溶接による接合が可能となる。
【００７６】
このように、本発明ステイはバンパー補強材との接合が容易であり、一体化させた本発明分割構造ステイをバンパー補強材とも予め一体化して、本発明ステイ付バンパー補強材としておき、これを、サイドメンバーに取り付けることも可能となる。これにより、自動車製造乃至修理側での作業が、サイドメンバーへのステイの取り付け工程のみで、ステイ付バンパー補強材のセットが可能となる。
【００７７】
次に、図3 、4 における、ステイ1a、1bとサイドメンバー23との取り付け構造を説明する。
【００７８】
ステイ1a、1bとサイドメンバー23とは、基本的に、ステイ1a、1bの第二の形材4aの後面壁のフランジ部11a 、11b において機械的に接合されている。即ち、ボルト26a と26b 、26c と26d および図示している箇所でのナットにより、ステイのフランジ部11a 、11b とサイドメンバー23の前面壁24に設けた貫通孔を介して、ステイ1a、1bが、サイドメンバー23の前面壁24と機械的に接合されている。
【００７９】
この際、前記貫通孔を長穴とすることによって、ステイの後面側とサイドメンバー前面側とに位置のズレが生じている場合でも、前記ズレを調整、吸収できるのは前記した通りである。
【００８０】
このボルト締結の際、フランジ部11a 、11b は、ステイ本体よりも側方( 外方) に張り出しているため、また、これに加えて、側壁12a と12b 、12c と12d が、前記した通り、車体前方方向に対し間隔が狭まるテーパー状となっているため、ステイ本体による干渉や制約を受けず、前記ボルト接合が容易となる。
【００８１】
この他、ステイのフランジ部11a 、11b と、サイドメンバー23の前面壁24との接合は、例えば、フランジ部11a 、11b の表面から、セルフピアシング (自己穿孔) リベット等を打ち込むことによっても、簡便に、機械的な接続、固定ができる。
【００８２】
また、ステイのフランジ部11a 、11b の端部の、サイドメンバー23との接触面を溶接により接続、固定することもできる。なお、板状であるフランジ部への電極取り付け自体は容易なので、スポット溶接による接合も可能である。
【００８３】
更にまた、サイドメンバー23の前面壁24に、車体前方 (図の上方) に向かうボルトを、予め適宜埋め込んでおき、このボルトに対応する孔をステイのフランジ部11a 、11b 側に設け、前記孔をこのボルトに挿入して、固定してもよい。
【００８４】
このように、本発明ステイはサイドメンバーとの接合が容易である。このため、一体化させた本発明分割構造ステイをバンパー補強材とも予め一体化して、本発明ステイ付バンパー補強材としておき、これを、サイドメンバーに取り付けることも容易となる。例えば、ステイの後面側とサイドメンバー前面側とに、車幅方向や車高方向で、数cm程度の位置のズレが生じている場合でも、このズレを調整、吸収して、ステイとサイドメンバーとの位置決め、固定を容易に行うことが可能となる。
【００８５】
なお、以上の態様では、第一の形材2a、2bおよび第二の形材4aを、閉空間を有する閉断面な中空形材からなる場合について説明した。しかし、第一の形材および第二の形材は、閉断面な中空形材並の強度の要求がなければ、図5 、図6 に示すような、開断面を有している中空形材であっても良い。即ち、図5 、図6 は、第一の形材の斜視図を示し、フランジ部6c、6d以外の前面壁5c、5dに、前面壁が無い開口部29a 、29b を設けた開断面を有している。
【００８６】
また、本発明ステイの、第一の形材および第二の形材、更には中空角筒体の、形状、大きさ、長さ、各部の厚みなどの設計条件は、後述するAl合金と同様、衝突荷重のかかり方や要求エネルギー吸収量や必要強度などに応じて、適宜選択される。
【００８７】
(適用Al合金)
次に、本発明ステイやバンパー補強材で用いるAl合金について説明する。本発明形材に用いるAl合金自体は、通常、この種構造部材用途に汎用される、AA乃至JIS 5000系、6000系、7000系等の耐力の比較的高い汎用 (規格)Al 合金から選択して用いられる。この中でも、特に、これら7000系 (Al-Zn-Mg系) Al合金や6000系(Al-Mg-Si 系)Al 合金を、押出加工後人工時効処理したT5や押出加工後更に溶体化処理した後に人工時効硬化処理( 過時効処理も含む) したT6等の調質処理材が、強度、耐食性、加工性の点で好ましい。
【００８８】
しかし、一方で、前記した材料側から種々提案されている成分や組織を制御した特殊なAl合金であっても、本発明の構成をとることによって、当然、強度やエネルギー吸収性能も優れたものとなる。したがって、コスト的には、従来の汎用 (規格)Al 合金材が有望であるものの、従来の特殊なAl合金であっても、勿論、本発明には使用可能である。
【００８９】
(Al合金製形材の製造)
また、本発明のステイ乃至バンパー補強材は、基本的にAl合金製押出形材から構成される。この押出形材の製造自体は、鋳造、均質化熱処理、熱間押出、調質熱処理等を、主要工程とする常法により適宜製造される。このような押出による形材を使用することにより、本発明のステイのように、断面が複雑な形状の形材であっても、容易に、かつ効率的に製造することが可能となる。ただ、ステイを構成する中空角筒体、あるいはバンパー補強材の方は、必ずしも押出形材でなくとも、Al合金板を補強材形状に成形後溶接して、製造しても良い。
【００９０】
【発明の効果】
本発明によれば、バンパー補強材端部の湾曲部後面とサイドメンバー前面への取り付け性に優れたAl合金押出形材製のステイおよびサイドメンバーへの取り付け性に優れたステイ付バンパー補強材を提供することができる。このため、バンパーステイはもとより、関連するバンパー補強部材へもAl合金材の用途を大きく拡大するものであり、工業的な価値が大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るバンパーステイの一実施態様を示す一部断面斜視図である。
【図２】本発明に係るバンパーステイの別の実施態様を示す一部断面平面図である。
【図３】図1 のバンパーステイのバンパー補強材およひサイドメンバーへの取り付け構造を示す一部断面平面図である。
【図４】図2 のバンパーステイのバンパー補強材およひサイドメンバーへの取り付け構造を示す一部断面平面図である。
【図５】本発明に用いることができる閉断面を有さない第一の形材の実施態様を示す斜視図である。
【図６】本発明に用いる閉断面を有する第一の形材の別の実施態様を示す斜視図である。
【図７】従来のバンパーステイの一例を示す斜視図である。
【図８】従来のバンパーステイの一例を示す斜視図である。
【図９】従来のバンパーステイの一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
1:バンパーステイ、2:第一の形材、3:中空角筒体、4:第二の形材、
5 、14: 前面壁、6 、11 :フランジ部、7 、12: 側壁、8 、13: 凸部、
9 、10: 後面壁、15、16: 閉空間、17: フランジ部、18、19: 前端部、
20: バンパー補強材、21: バンパー補強材湾曲部、22: 湾曲部後面、
23: サイドメンバー、24: サイドメンバー前面壁、25、26: 締結具
27: 仕切り壁、28: 孔、29: 開口部、30: 中リブ、31: スリット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a bumper stay, a bumper reinforcement with a stay, and a mounting structure of the bumper reinforcement, and in particular, a bumper stay made of an aluminum alloy excellent in attachment to the bumper reinforcement and the side member (hereinafter, aluminum is simply referred to as Al). ) And a bumper reinforcement with stay that is excellent in attachment to side members.
[0002]
[Prior art]
Inside the bumper attached to the front end (front) and rear end (rear) of a car body such as an automobile, bumper reinforcement (also called bumper reinforcement or bumper reinforcement) is provided as a strength reinforcement member. Yes.
[0003]
As is well known, the bumper reinforcing member is disposed between the bumper and the vehicle body so as to extend in a substantially horizontal direction with respect to the vehicle body and in parallel with the vehicle width direction. The bumper reinforcing member is attached to the vehicle body by being connected and fixed to vehicle body frames (vehicle body members) of a skeleton member in the vehicle longitudinal direction such as a front side member and a rear side member. The attachment to the vehicle body is performed directly on the front end or rear end of the front or rear side member of the vehicle body or via a vehicle body connecting member such as a bumper stay.
[0004]
As is well known, such a bumper reinforcing material constitutes an energy absorbing member for a vehicle body against a collision from the front or the rear of the vehicle body or from the front or the rear between the bumper and the vehicle body. Therefore, these bumper reinforcements as energy absorbers for car bodies protect the car body by absorbing the external force energy (collision energy) applied by the car body collision by their own bending deformation and crushing of the cross section (crushing). Performance is required.
[0005]
In recent years, extruded materials made of high-strength Al alloys such as 5000 series, 6000 series, and 7000 series have been used for these bumper reinforcements and bumper stays in place of steel materials that have been used for weight reduction. I'm starting.
[0006]
This Al alloy extruded profile can efficiently and mass-produce a profile having a complicated cross-sectional shape and the same cross-sectional shape in the longitudinal direction. For this reason, as an energy absorbing member for a vehicle body, in addition to a bumper reinforcing material and a bumper stay, it is widely used for a door beam.
[0007]
Of these bumper stays (or bumper stays, hereinafter simply referred to as stays) made of an Al alloy extruded profile, the stays so far basically have a hollow structure with a substantially rectangular cross-sectional shape. Such a substantially rectangular hollow structure has high strength and can be easily connected and fixed to a bumper reinforcing material that is linear up to both ends.
[0008]
However, the stay that has a hollow structure with a substantially rectangular cross-section has a rear surface and side members at both ends of the bumper reinforcement. - Conveniently connect and secure both front In There is a problem of bitterness.
[0009]
For this reason, the rear and side members of the bumper reinforcement using stays have been conventionally used. - Various techniques have been proposed for connecting and fixing the front face of the camera. For example, JP-A-6-227333, JP-A-11-208392, JP-A-11-208393, and the like commonly have an inclined surface corresponding to the shape of the rear surface of the curved portion of the bumper reinforcement member. Various stays having a closed cross-section hollow structure including a front wall are disclosed.
[0010]
And the conventional connection fixation system of the stay which has an inclined surface, and the curved part rear surface of a bumper reinforcement end part is disclosed as follows. 7 (a) and 7 (b), FIG. 8 for the case of JP-A-11-208392, and FIG. 9 for the case of JP-A-11-208393. As shown in the drawings, what is common to both publications is that the bolts 34 pass through the hollow structure of the curved portion of the bumper reinforcing member 32 and the hollow structure of the stay 33, and the inside of the hollow structure of the stay 33. In this method, the bumper reinforcement member 32 and the stay 33 are fixed by providing a fastening portion (bolt head and nut).
[0011]
Next, the connection fixing method between the stay and the front surface of the side member is disclosed as follows. That is, in common, an attachment part for connecting and fixing to the front surface of the side member is integrally provided on the rear surface of these stays 33. This mounting portion has a width corresponding to the width of the side member, or a pair of mounting pieces 37 as shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b), or a closed projecting mounting piece 37 as shown in FIG. The mounting member 36 has a hollow cross section.
[0012]
Then, these mounting pieces and mounting members having a hollow structure are positioned and inserted into the hollow portions of the side members, or the front surfaces of the side members are respectively pinpointed into the hollow portions of the stay mounting members. Further, a bolt is passed through the insertion portion from the lateral direction of the vehicle body in the horizontal direction, and the head or end of the bolt is present in the hollow structure of the side member or in the hollow structure of the stay mounting member. In this method, the rear surface and the front surface of the side member are fixed.
[0013]
In the case of FIG. 9, the hollow portion 36 on the rear surface of the stay 33 is similarly positioned and inserted into the hollow of the side member 35 at the same pinpoint. In addition, a flange 39 that protrudes from the rear wall of the stay 33 to both sides of the stay 33, and a side member of In this method, the flanges 40 projecting on both sides are fastened and fixed with bolts 34.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
First of all, however, the connection fixing method of these conventional stays with the rear surface of the curved portion at the end of the bumper reinforcement is not practical, and connection fixing is impossible.
[0015]
That is, in all the above prior arts, it is substantially difficult to put bolts inside the bumper reinforcing material and the stay, which are hollow structures having a closed cross-sectional shape. Moreover, this is especially true in the case of a bumper reinforcement whose end is curved. Further, it is substantially difficult to allow the bolt heads and nuts to exist in the hollow structures of each other after the bolts are penetrated in these prior arts.
[0016]
Next, the connection fixing method of these prior art stays to the front surface of the side member is also unrealistic as follows. That is, first, it is difficult to pinpoint the positioning method of the stay mounting piece hollow structure or mounting member hollow structure and the side member hollow section or the side member front surface in common with these conventional techniques by the insertion method.
[0017]
In other words, assuming the case of vehicle repairs such as collisions and periodic repairs, the rear side of the stay and the front side of the side member are misaligned in the vehicle width direction and vehicle height direction by several centimeters. There are many cases. Therefore, in such a case, the positioning means for the stay and the side member needs to be flexible so as to absorb the deviation from the initial assumed positioning position. However, the conventional method of inserting the stay and the front surface of the side member requires accurate positioning of both of the inserts. For this reason, when the said position shift arises, this shift cannot be absorbed and there exists a problem that positioning itself becomes difficult.
[0018]
Moreover, even if these mounting pieces and hollow structure mounting members can be positioned and inserted into the side members, the bolts are passed through from the lateral direction of the vehicle body in the horizontal direction, and the hollow structure of the side mounting members or the hollow structure of the stay mounting members It is also difficult to have a bolt head or the like inside.
[0019]
For this reason, although demand for stays made of Al alloy installed on the rear surface of the bumper reinforcement end and other curved parts is expanding, stays with excellent mounting properties to the bumper reinforcement and side members have been used so far. There was no actual situation.
[0020]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a bumper stay made of Al alloy, a bumper reinforcement with stay, and a mounting structure for the bumper reinforcement, which is particularly excellent in attachment to the rear surface of the end of the bumper reinforcement and the front surface of the side member. To do.
[0021]
In order to achieve this object, the gist of claim 1 of the present invention consists of an aluminum alloy, a first profile connected to a bumper reinforcement, a hollow rectangular tube extending in the vehicle body direction, and a side member And the second cross section of the first cross section and the second cross section are adapted to the vertical cross section of the inner surface of the hollow rectangular tube, A bumper stay integrated by fitting the first profile and the second profile into the front end and the rear end of the hollow rectangular tube, respectively, At least one of the profile and the second profile , A closed space surrounded by the front wall, side walls on both sides and the rear wall And the portion having the closed space of the shape members is fitted into at least one of the front end portion and the rear end portion of the hollow rectangular tube.
[0022]
The stay according to claim 1 divides the stay into the first and second profiles for connecting the bumper reinforcement and the side member, and connecting the first and second profiles. It is characterized by having three divided structures in which the hollow rectangular cylinder is used as an intermediate.
[0023]
And, by fitting the first and second profiles and the hollow rectangular tube in the front end portion and the rear end portion of the hollow rectangular tube body, in other words, basically, this fitting It is also characterized by being integrated as a bumper stay only.
[0024]
For this reason, the stay according to the present invention can be integrated with the bumper reinforcing material in advance and used as a bumper reinforcing material with a stay, which can be attached to the side member via the stay.
[0025]
In the case of the above-mentioned conventional integrated stay, two steps of (1) mounting the stay on the bumper reinforcement and (2) mounting the stay on the side member are necessary so far in the automobile manufacturing or repair side. It is said. Further, the connection and fixing of the bumper reinforcing member and the side member and the stay are also very complicated because joining mainly by welding or rivets is required.
[0026]
On the other hand, in the bumper reinforcing material with a stay according to the present invention, the bumper reinforcing material and the stay can be integrated in advance. Therefore, in the automobile manufacturing or repair side, (2) the step of attaching the stay to the side member. It can be set only with. Also, the bumper reinforcement and the connection and fixing of the side member and the stay can be simply and mechanically joined as in the embodiments described later (FIGS. 3 and 4).
[0027]
Further, as a major feature of the stay of claim 1, there is a hollow rectangular tube extending in the vehicle body direction. Due to the presence of the hollow rectangular cylinder, the vertical collapsing of the first and second shapes and the vertical collapse of the hollow rectangular cylinder can increase the amount of collision energy absorbed when the vehicle collides. Energy absorption can be achieved. Moreover, the amount of collision energy absorbed can be freely adjusted by selecting (combining) the shape factor such as the length and thickness of the hollow rectangular tube and the Al alloy material (characteristic).
[0028]
As a result, various collision modes such as barrier collision and offset collision, the setting of the amount of collision energy absorption with respect to the degree of impact, the stay collapses prior to the bumper reinforcement, and the collision energy is absorbed, or the bumper reinforcement The design selection of whether the stay collapses and absorbs the collision energy after the collapse of the vehicle can be made freely and easily, and there is also an advantage that the vehicle body design is remarkably facilitated for the required collision safety.
[0029]
Furthermore, when a vehicle is repaired due to a collision or periodic repair, even if there is a displacement of several centimeters in the vehicle width direction or vehicle height direction between the rear side of the stay and the front side of the side member, Is divided into three parts. When connecting and fixing the first and second profiles to the bumper reinforcement and the side member, the first and second profiles are used. When connecting and fixing to the hollow rectangular cylinder, a long hole (long hole) and the like are provided to each other to adjust and absorb the shift, thereby positioning the stay and the side member, and a bumper reinforcing material The stay and the side member can be fixed integrally.
[0030]
Moreover, the present invention stay according to claim 2, which is a preferred embodiment, Said The front wall of the first profile has a shape corresponding to the shape of the rear surface of both ends of the bumper reinforcement, and more preferably, both ends of the bumper reinforcement are bent rearward of the vehicle body as claimed in claim 5. When the curved portion is formed, the front wall of the stay (first shape member) has a curved surface of an appropriate shape such as a linear inclined wall or an arc-shaped wall corresponding to the rear surface of the curved portion. ing. And by having such a front wall, on the front wall (including the flange portion), the rear surface such as the curved portions at both ends of the bumper reinforcement of It becomes possible to adapt to the shape.
[0031]
Furthermore, in the stay according to the second aspect of the present invention, since the front wall has a flange portion projecting in the direction of the side of the shape member, a self-piercing rivet, a bolt, or a weld is formed in the flange portion. Etc. can be selected as appropriate, and can be easily connected and fixed to the rear surfaces of both ends of the bumper reinforcement.
[0032]
For example, when the electrodes enter the curved portion hollow structures at both ends of the bumper reinforcing material, it is easy to attach the electrodes to the flange portions, and therefore, joining by spot welding is possible and easy. Furthermore, it is possible and easy to join both ends by welding along the end portion of the flange portion and the rear surface of the curved portion in contact with the end portion. Further, it is possible to use these joining methods in combination, and it is one of the great advantages of the stay of the present invention that the choices of joining methods are expanded.
[0033]
In addition, it is preferable that this flange part also has the shape corresponding to the shape of the both-ends rear surface of a bumper reinforcement material similarly to the said front wall and flush with the front wall.
[0034]
On the other hand, in the conventional stay front wall having no such flange portion, as described above, the connection between the bumper reinforcing member and the rear surface of both ends of the stay is unavoidably a hollow structure with a closed cross section. In addition, it is necessary to insert bolts and the like, and the mechanical joining method becomes difficult.
[0035]
The first The part which has the closed space of the shape material and the part which has the closed space of the second shape material Have a tapered cross-sectional shape that narrows toward the rear side and the front side of the vehicle body.
[0036]
For this reason, the connection and fixation between the first and second profiles and the hollow rectangular tube body are basically performed only by fitting both of them. Or, the convenience of connection and fixing is guaranteed. This leads to the certainty and robustness of the bumper reinforcement, stay, and side member integrally fixed, or the ease of connection and fixing.
[0037]
Further, the present invention stays of claim 4 and claim 8, which are more preferred embodiments, The part which has the closed space of the shape material and the part which has the closed space of the second shape material A convex portion is provided on the outer surface of the side wall.
[0038]
For this reason, as in the stays of the present invention of claim 3 and claim 7, the connection and fixing of the first and second profile members and the hollow rectangular tube are basically performed by fitting them together. This guarantees the certainty and firmness of the fixation of both, or the ease of connection and fixation.
[0039]
In the stay of the present invention according to claim 6, which is a more preferable aspect, the second shape member. But, A rear wall corresponding to the shape of the front surface of the side member is provided, and the rear wall further has a flange portion protruding to the side of the shape member.
[0040]
For this reason, self-piercing (self-drilling) rivets, bolts, welding, or the like can be appropriately selected and connected to the front surface of the side member.
[0041]
In addition, it is preferable that this flange part also has the shape corresponding to the shape of the both-ends rear surface of a bumper reinforcement material similarly to the said front wall and flush with the front wall.
[0042]
On the other hand, in the conventional stay having no such flange portion, the connection with the side member is inevitably inserted with bolts or the like inside the stay having a hollow structure with a closed cross section, or outside the side member. It is necessary to provide a mounting jig on the machine, and the mechanical joining method becomes difficult.
[0043]
The stay of the present invention according to claim 9, which is a more preferred embodiment, is made of an Al alloy selected from AA to JIS 5000 series, 6000 series, and 7000 series. These Al alloys have excellent formability and high strength, and are preferably used in the stay of the present invention because they are easy to produce such as extrusion.
[0044]
As a result of the stay configuration and the effects of the present invention according to claims 1 to 9, the stay can be made into a bumper reinforcing member with a stay integrated with the bumper reinforcing member in advance as in claim 10. . For this reason, as described above, on the automobile manufacturing or repair side, the setting can be performed only by the step (2) of attaching the stay to the side member.
[0045]
Further, as a result of the stay structure and effect of the present invention of claims 1 to 9 or the bumper reinforcement member with stay of claim 10, the bumper reinforcement member and the side member can be simply and reliably as in claim 11. Thus, it is possible to provide a mounting structure for the bumper reinforcing member fixed integrally.
[0046]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the stay of the present invention will be described with reference to the drawings.
One embodiment of the stay of the present invention is shown in a partially sectional perspective view of FIG. 1, and another embodiment is shown in a partially sectional plan view of FIG. The embodiment of the stay of the present invention shown in FIGS. 1 and 2 shows an embodiment provided on the right end portion side of the bumper reinforcing material as shown in FIGS. The aspect provided on the left end side of the bumper reinforcement is basically the same as this aspect, but has a symmetrical shape such that the inclination of the front wall is inclined to the opposite side.
[0047]
First, in FIG. 1, the stay 1a of the present invention made of an aluminum alloy extruded profile is basically composed of a first profile 2a connected to a bumper reinforcing material (not shown) and a hollow extending in the vehicle body (longitudinal) direction. The rectangular cylindrical body 3a and a second shape member 4a connected to a side member (not shown) have a three-part structure composed of three main members.
[0048]
This figure 1 shows the first profile 2a Part having a closed space 15a And second profile 4a Part having closed space 16 Are firmly fitted and fixed in the front end portion and the rear end portion of the hollow rectangular tube 3a, respectively. For this reason, the first profile 2a Part having a closed space 15a And second profile 4a Part having closed space 16 of Vertical The cross-sectional shape conforms to the vertical cross-sectional shape of the hollow inner surface of the hollow rectangular tube 3a to be fitted and fixed in the hollow rectangular tube, and is more than the vertical cross-sectional shape of the hollow inner surface of each end of the hollow rectangular tube 3a. It has a slightly smaller cross-sectional shape.
[0049]
As described above, in the present invention, the connection and fixation between the first and second profiles and the hollow rectangular tube are basically performed only by fitting them together. And As a result, it is possible to ensure the joining strength and crushing strength as an integrated stay. However, for safety assurance needs or for further improvement of joint strength, auxiliary or partial joining, such as welding or mechanical, or the first and second profiles and the hollow square tube It is allowed to use means such as partially caulking with the body.
[0050]
In the embodiment shown in FIG. 1, the first shape member 2a is formed of a hollow shape member having a closed cross section having a closed space 15a as in the gist of claim 2. And assuming the case where the both ends are applied to a bumper reinforcing material having a curved portion linearly bent rearward of the vehicle body, the front wall 5a of the first profile 2a is a straight line corresponding to the rear surface of the curved portion. It has a typical inclined wall. Further, the front wall 5a further has a flange portion 6a that is flush with the front wall 5a and is continuously extended to the side of the hollow member.
[0051]
Further, as in the gist of claim 3, the side walls 7a and 7b constituting the hollow shape member have a tapered cross-sectional shape narrowing to the rear side. Further, as in the gist of claim 4, the outer surfaces of the side walls 7a and 7b are respectively provided with protrusions 8a, 8b, 8c and 8d for locking against the inner surface of the hollow rectangular tube 3a. 8e Is provided.
[0052]
In addition, even if there is no convex part of this taper-shaped cross-sectional shape or side wall outer surface, the strong integration of the first and second shape members and the hollow rectangular tube body can be achieved only by fitting both of them. These are not necessary. However, it is preferable to be present for ease of fixing and securing of the stay strength as a structural member.
[0053]
In the embodiment of FIG. 1, the second shape member 4a is formed of a hollow shape member having a closed section having a closed space 16a as in the gist of claim 5, and corresponds to the shape of the front surface of the side member (not shown). The rear wall 10 further includes flange portions 11a and 11b which are flush with the rear wall 10 and are continuous to the side of the profile.
[0054]
And said claim 7 As in the gist of the present invention, the side walls 11a and 11b constituting the hollow profile are in front It has a tapered cross-sectional shape that narrows toward the side. Furthermore, the claim 8 As described above, convex portions 13a, 13b, 13c, and 13d are provided on the outer surfaces of the side walls 11a and 11b, respectively, for engaging with the inner surface of the hollow rectangular tube 3a.
[0055]
In addition, the meaning and the preferable reason of this taper-shaped cross-sectional shape and the convex part of a side wall outer surface are the same as the case of said 1st shape member.
[0056]
Further, in the embodiment of FIG. 1, the hollow rectangular tube 3a basically has the same longitudinal cross-sectional shape in the longitudinal direction. However, the longitudinal cross-sectional shape may not be the same in the longitudinal direction according to the amount of absorption of the collision energy described above, and each end is widened or narrowed, and irregularities are provided regularly or irregularly or in spots. A mode in which the longitudinal section is made different, or a tapered shape in which the longitudinal section expands or narrows in the longitudinal direction is appropriately selected.
[0057]
This hollow rectangular tube 3a is longitudinally crushed in response to a collision load (applied in the longitudinal direction of the vehicle body) from above in the figure, and in order to ensure the above-described constant collision energy absorption amount, It extends with a certain length. And, in order to longitudinally collapse corresponding to the collision load direction, the tip of the hollow rectangular tube 3a has an inclined surface 18 corresponding to the linear inclined wall of the front wall 5a of the first profile 2a. At the same time, the rear end is a horizontal surface (representing the horizontal in the figure, vertical in actual use, and the following horizontal terms have the same meaning).
[0058]
If a collision load (from the front or rear of the vehicle body) from above is applied, the collision load is transmitted to the hollow rectangular tube 3a via the first shape member 2a. In this case, the collision load on the hollow rectangular tube 3a is transmitted to the hollow rectangular tube 3a via the front wall 5a of the first shape member 2a, in particular, the flange portion 6a. In this case, since the front wall 5a and the flange portion 6a are inclined surfaces, a load is evenly applied to the hollow rectangular tube 3a. Therefore, the tip of the hollow rectangular tube 3a is the first shape member. The inclined surface 18 needs to correspond to the linear inclined wall of the front wall 5a of 2a. Similarly, the rear end portion of the hollow rectangular tube 3a supported by the second shape member 4a needs to be a horizontal surface corresponding to the horizontal rear wall of the second shape member 4a.
[0059]
The embodiment of the stay of the present invention described above shows an embodiment provided at the right end portion of the bumper reinforcing material of FIG. 3 described later. On the other hand, although the aspect provided in the left end part of a bumper reinforcement is the same as this aspect fundamentally, it becomes a left-right symmetric shape, for example, the inclination of a front wall inclines to the opposite side.
[0060]
Next, another embodiment of the stay of the present invention will be described with reference to FIG.
[0061]
In FIG. 2, the basic configuration and structure of the stay 1b of the present invention made of an aluminum alloy extruded profile are the same as the embodiment of FIG. Therefore, only differences from the embodiment of FIG. 1 will be described below.
[0062]
First, the first shape member 2b is different from the embodiment of FIG. 1 in that the first shape member 2b is formed of a hollow shape member having a closed cross section divided into two. This is because the front end portion of the hollow rectangular tube 3b has the same horizontal surface 19 as the rear end portion. In the embodiment of FIG. 1, in order to longitudinally collapse corresponding to the collision load direction, the distal end portion of the hollow rectangular tube 3a has the inclined surface 18. In addition, a new step for cutting the tip of the hollow rectangular tube is required.
[0063]
On the other hand, the first profile can be manufactured in the same extrusion process as long as it is manufactured with an extruded profile made of an Al alloy in both the embodiment of FIG. 1 and the embodiment of FIG. Therefore, by changing the shape of the first shape member, there is an advantage that the manufactured hollow rectangular tube can be used as it is without increasing the new process.
[0064]
Further, the first shape member 2b will be described more specifically. The first shape member 2b is made of a hollow shape member having a closed cross section having two closed spaces 15b and 15c. The partition wall 27 that divides both the closed spaces 15b and 15c has flange portions 17a and 17b projecting in a substantially horizontal direction on the side, and when these flange portions 17a and 17b are fitted to the hollow rectangular cylindrical body 3b, The horizontal surface 19 at the tip of the hollow rectangular tube 3b is locked.
[0065]
When a collision load is applied from above in the figure, the collision load on the hollow rectangular tube 3b is transmitted to the hollow rectangular tube 3b via the flange portions 17a and 17b of the first shape member 2b. At this time, since the flange portions 17a and 17b are horizontal, a load is evenly applied to the horizontal surface 19 of the distal end portion of the hollow rectangular tube 3b.
[0066]
In addition, in the first shape member 2b, the inclined front wall 5b, the flange portion 6b that is flush with and continuous with the front wall 5b, and that protrudes in an inclined manner, the side walls 7c and 7d constituting the hollow shape material, Convex portions 8f, 8g and 8h on the outer surface of the side walls 7c, 7d, 8i The configuration of is basically the same as that of FIG. 1 except for the number and fine shape.
[0067]
Further, the second shape member 4a is the same as the embodiment of FIG. Furthermore, the hollow rectangular tube 3b is basically the same as the embodiment of FIG. 1 except for the portion of the horizontal surface 19 at the tip and the middle rib 29.
[0068]
The hollow rectangular tube 3b of FIG. 2 has a daily cross-sectional shape in which the hollow rectangular tube 3a of FIG. That is, the cross-sectional shape of the hollow rectangular tube of the present invention is not only a cross-sectional shape of a mouth shape but also a cross-sectional shape such as a daily shape, a square shape, and an eye shape that is reinforced by providing an intermediate rib when strength is required It is selected appropriately. When this intermediate rib 30 is provided, the rear wall 9b of the first shape member 2b fitted to the hollow rectangular tube and the front wall 14 of the second shape member 4a are provided on the intermediate rib 30. Correspondingly, slits 31 (a) and 31 (b) for accommodating the intermediate ribs 30 are respectively provided. However, depending on how the middle rib and the slit are provided, the crushing strength of the first and second profiles may be reduced. It is necessary to pay attention in relation to the necessary direction.
[0069]
Next, the mounting structure (connection and fixing method) between the rear surfaces of both ends of the bumper reinforcement at the front of the vehicle body and the front surface of the side member of the integrated split structure of the present invention described above will be described with reference to FIGS. To do. FIG. 3 is a partially sectional plan view showing an example of the mounting structure of the stay of FIG. 1 and FIG. 4 is an example of the mounting structure of the stay of FIG.
[0070]
First, the attachment structure of the stays 1a and 1b and the bumper reinforcement member 20 in FIGS. 3 and 4 will be described.
[0071]
The stays 1a and 1b and the rear surface 22 of the right end 21 bent and curved of the bumper reinforcement 20 are basically mechanically joined at the flanges 6a and 6b of the stays 1a and 1b. . In other words, the bolts 25a and 25b, 25c and 25d, and nuts at the locations shown in the drawing, through the flanges 6a and 6b of the stay and the through hole provided in the rear surface 22 of the right end of the bumper reinforcement, the bumper reinforcement and stay Are mechanically joined. When the bolts are fastened, the work can be simplified by appropriately providing an opening for work on the rear surface 22 side or the front surface side of the bumper reinforcing material curved portion.
[0072]
At this time, by making the through hole into a long hole, even when a displacement of about several centimeters occurs in the vehicle width direction or the vehicle height direction on the rear surface side of the stay and the front surface side of the side member, By adjusting and absorbing the displacement, positioning of the stay and the side member, and integral fixing of the bumper reinforcement, the stay, and the side member are simplified.
[0073]
In addition, since the flange portions 6a and 6b protrude laterally (outward) from the stay main body, in addition to this, the side walls 7a and 7b and 7c and 7d are in the rearward direction of the vehicle body as described above. Since the taper has a narrower interval, the bolts can be easily joined without being interfered or restricted by the stay body.
[0074]
In addition, the joining of the flange portions 6a and 6b of the stay and the curved rear surfaces 22 at both ends of the bumper reinforcing material can be performed by driving a self-piercing rivet or the like from the back surface of the flange portions 6a and 6b. Can be mechanically connected and fixed easily.
[0075]
Furthermore, the contact surfaces of the ends of the flange portions 6a and 6b of the stay with the rear surface 22 of the curved portion can be connected and fixed by welding. In addition, when an electrode is put in the curved portion hollow structure at both ends of the bumper reinforcing material, it is easy to attach the electrode to the plate-like flange portion, so that joining by spot welding is possible.
[0076]
As described above, the stay of the present invention can be easily joined to the bumper reinforcing material, and the integrated divided structure stay of the present invention is also integrated with the bumper reinforcing material in advance to obtain the bumper reinforcing material with the present invention. It can also be attached to the side member. Accordingly, it is possible to set the bumper reinforcing material with a stay by only the process of attaching the stay to the side member for the work of manufacturing or repairing the automobile.
[0077]
Next, a structure for attaching the stays 1a, 1b and the side member 23 in FIGS. 3 and 4 will be described.
[0078]
The stays 1a and 1b and the side member 23 are basically mechanically joined at the flange portions 11a and 11b of the rear wall of the second shape member 4a of the stays 1a and 1b. That is, the stays 1a and 1b are connected to the stay flanges 11a and 11b and through holes formed in the front wall 24 of the side member 23 by bolts 26a and 26b, 26c and 26d and nuts shown in the drawing. , And mechanically joined to the front wall 24 of the side member 23.
[0079]
At this time, by making the through hole a long hole, the displacement can be adjusted and absorbed as described above even when a positional displacement occurs between the rear surface side of the stay and the front surface side of the side member.
[0080]
At the time of this bolt fastening, since the flange portions 11a and 11b project to the side (outside) from the stay main body, in addition to this, the side walls 12a and 12b, 12c and 12d are as described above. Since the taper has a narrower interval with respect to the front direction of the vehicle body, the bolts can be easily joined without being interfered or restricted by the stay body.
[0081]
In addition, the joining of the stay flange portions 11a and 11b and the front wall 24 of the side member 23 can be easily performed by, for example, driving a self-piercing rivet from the surface of the flange portions 11a and 11b. In addition, it can be mechanically connected and fixed.
[0082]
In addition, the contact surfaces of the end portions of the flange portions 11a and 11b of the stay with the side member 23 can be connected and fixed by welding. In addition, since the electrode attachment itself to the flange part which is plate-shaped is easy, joining by spot welding is also possible.
[0083]
Furthermore, bolts heading toward the front of the vehicle body (upward in the figure) are embedded in advance in the front wall 24 of the side member 23, and holes corresponding to the bolts are provided on the flange portions 11a and 11b side of the stay. May be inserted into this bolt and fixed.
[0084]
Thus, the stay of the present invention can be easily joined to the side member. For this reason, the integrated divided structure stay of the present invention is also integrated with the bumper reinforcing material in advance to form a bumper reinforcing material with the inventive stay, which can be easily attached to the side member. For example, even if there is a displacement of about several centimeters in the vehicle width direction or vehicle height direction between the rear side of the stay and the front side of the side member, this deviation is adjusted and absorbed, and the stay and the side member Can be easily positioned and fixed.
[0085]
In the above embodiment, the case where the first shape members 2a and 2b and the second shape member 4a are made of a hollow shape member having a closed section and a closed section has been described. However, the first profile and the second profile are hollow profiles with closed cross-sections. common If the strength is not required, a hollow member having an open cross section as shown in FIGS. 5 and 6 may be used. That is, FIG. 5 and FIG. 6 show perspective views of the first shape member, and have open cross sections in which openings 29a and 29b having no front wall are provided on the front walls 5c and 5d other than the flange portions 6c and 6d. is doing.
[0086]
In addition, the design conditions such as the shape, size, length, thickness of each part, etc. of the first shape member, the second shape member, and the hollow rectangular tube of the stay of the present invention are the same as those of the Al alloy described later. Depending on how the collision load is applied, the required energy absorption amount, the required strength, and the like, it is appropriately selected.
[0087]
(Applicable Al alloy)
Next, the Al alloy used in the stay of the present invention and the bumper reinforcing material will be described. The Al alloy itself used for the profile of the present invention is usually selected from general-purpose (standard) Al alloys having a relatively high yield strength such as AA to JIS 5000 series, 6000 series, 7000 series, etc. Used. Among these, in particular, these 7000 series (Al-Zn-Mg series) Al alloys and 6000 series (Al-Mg-Si series) Al alloys were subjected to a solution treatment after T5 which was artificially aged after extrusion and further after extrusion. A tempered material such as T6, which was later subjected to artificial age hardening treatment (including overaging treatment), is preferred in terms of strength, corrosion resistance, and workability.
[0088]
However, on the other hand, even if it is a special Al alloy with various components and structures controlled from the material side described above, it is naturally excellent in strength and energy absorption performance by adopting the configuration of the present invention. It becomes. Therefore, although a conventional general-purpose (standard) Al alloy material is promising in terms of cost, a conventional special Al alloy can of course be used in the present invention.
[0089]
(Manufacture of Al alloy profiles)
The stay or bumper reinforcing material of the present invention is basically composed of an extruded product made of an Al alloy. The extrusion profile itself is appropriately manufactured by a conventional method in which casting, homogenization heat treatment, hot extrusion, tempering heat treatment, and the like are the main steps. By using such a extruded shape, it is possible to easily and efficiently manufacture a shape having a complicated cross section as in the stay of the present invention. However, the hollow rectangular tube or the bumper reinforcing material constituting the stay may be manufactured by forming an Al alloy plate into a reinforcing material shape and welding it, not necessarily an extruded shape.
[0090]
【The invention's effect】
According to the present invention, there is provided a stay made of an Al alloy extruded shape having excellent attachment to the rear surface of the curved portion and the front of the side member at the end of the bumper reinforcement, and a bumper reinforcement with stay excellent in attachment to the side member. Can be provided. For this reason, the application of the Al alloy material is greatly expanded not only to the bumper stay but also to the related bumper reinforcing member, and the industrial value is great.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial sectional perspective view showing an embodiment of a bumper stay according to the present invention.
FIG. 2 is a partial sectional plan view showing another embodiment of the bumper stay according to the present invention.
FIG. 3 is a partial cross-sectional plan view showing a structure for attaching the bumper stay of FIG. 1 to a bumper reinforcement and a side member.
4 is a partial cross-sectional plan view showing a structure for attaching the bumper stay of FIG. 2 to a bumper reinforcement and a side member.
FIG. 5 is a perspective view showing an embodiment of a first shape member having no closed section that can be used in the present invention.
FIG. 6 is a perspective view showing another embodiment of the first profile having a closed cross section used in the present invention.
FIG. 7 is a perspective view showing an example of a conventional bumper stay.
FIG. 8 is a perspective view showing an example of a conventional bumper stay.
FIG. 9 is a perspective view showing an example of a conventional bumper stay.
[Explanation of symbols]
1: bumper stay, 2: first profile, 3: hollow rectangular tube, 4: second profile,
5, 14: Front wall, 6, 11: Flange, 7, 12: Side wall, 8, 13: Convex,
9, 10: Rear wall, 15, 16: Closed space, 17: Flange, 18, 19: Front end,
20: Bumper reinforcement, 21: Bumper reinforcement curved part, 22: Curved rear face,
23: Side member, 24: Side member front wall, 25, 26: Fastener
27: Partition wall, 28: Hole, 29: Opening, 30: Medium rib, 31: Slit

Claims

It consists of an aluminum alloy and has a split structure consisting of a first profile connected to the bumper reinforcement, a hollow rectangular tube extending in the vehicle body direction, and a second profile connected to the side member The vertical cross-sectional shape of the first profile and the second profile is adapted to the vertical cross-sectional shape of the inner surface of the hollow rectangular tube, and the first profile and the second profile are respectively A bumper stay integrated as a bumper stay by fitting in the front end portion and the rear end portion of the hollow rectangular tube body, wherein at least one of the first shape member and the second shape member is a front surface A portion having a closed space surrounded by a wall, side walls on both sides and a rear wall, and a portion having the closed space of the shape member is fitted into at least one of the front end portion and the rear end portion of the hollow rectangular tube body Bumper stay characterized by that.

2. The bumper according to claim 1, wherein the first shape member has a front wall corresponding to a shape of a rear surface of both end portions of the bumper reinforcing member, and the front wall further has a flange portion protruding to the side of the shape member. stay.

The bumper stay according to claim 1 or 2, wherein a cross-sectional shape of a portion having the closed space of the first shape member has a tapered cross-sectional shape that becomes narrower toward a rear side of the vehicle body.

The bumper stay according to any one of claims 1 to 3 , wherein a convex portion is provided on an outer surface of the side wall of the portion having the closed space of the first shape member .

5. The bumper staying member according to claim 1, wherein both ends of the bumper reinforcing member have curved portions bent toward the rear of the vehicle body, and the front wall of the bumper stay has a curved surface corresponding to the rear surface of the curved portion. Bumper stay.

6. The second profile according to claim 1, wherein the second profile has a rear wall corresponding to the shape of the front surface of the side member, and the rear wall further has a flange portion protruding to the side of the profile. Bumper stay as described in.

The bumper stay according to any one of claims 1 to 6, wherein a cross-sectional shape of a portion having the closed space of the second shape member has a tapered cross-sectional shape that becomes narrower toward a front side of the vehicle body. .

The bumper stay according to any one of claims 1 to 7 , wherein a convex portion is provided on an outer surface of the side wall of the portion having the closed space of the second shape member .

The bumper stay according to any one of claims 1 to 8, wherein a standard aluminum alloy selected from AA to JIS 5000 series, 6000 series, and 7000 series is used as the aluminum alloy.

10. A bumper reinforcing material with stay, wherein the bumper stay according to claim 1 and a bumper reinforcing material made of aluminum alloy are integrated in advance.

10. A bumper reinforcement mounting structure in which a bumper reinforcement and a side member are integrally fixed by the bumper stay according to any one of claims 1 to 9 or the bumper reinforcement with stay according to claim 10.