JP4678161B2

JP4678161B2 - 自動車用バンパスティ構造

Info

Publication number: JP4678161B2
Application number: JP2004278738A
Authority: JP
Inventors: 周橋本
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2004-09-27
Filing date: 2004-09-27
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2024-09-27
Also published as: JP2006088952A

Description

本発明は、衝撃を受けた場合にバンパスティを座屈変形させて衝撃エネルギーを吸収する自動車用バンパスティ構造の改良に関する。

従来から、自動車用バンパスティ構造には、図１、図２に示すように、アルミニウム合金からなる略断面角形状の押出形材を押し出し方向と直交する方向から切断されて軸方向に延びる中空胴体部１を有するバンパスティ２をバンパレインフォース３と車体フレーム４との間に介在させる構成のものが知られている。

このものでは、バンパステイ２の中空胴体部１の四箇所の内側隅部にバンパレインフォース３の端面から車体フレーム４の端面に向かって連続的に延びるビスホール５を形成し、押出し方向である軸方向から衝撃を受けたときに、バンパスティ２が図３に示すように軸方向に蛇腹状に座屈変形して衝撃エネルギーを吸収する構造となっていると共に、ビスホール５を蛇腹状に座屈変形させることにより衝撃エネルギーの吸収量の増大を図っている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−１２１０８号公報

しかしながら、この従来の自動車用バンパスティ構造では、図１に示すように、車幅方向に延びるバンパレインフォース３の直線状部３ａにバンパステイ２を取り付ける構成となっており、また、バンパステイ２を構成する押出形材の肉厚が均等であるので、車幅方向に湾曲傾斜しているバンパレインフォース３の湾曲傾斜部３ｂにこのバンパステイ２を取り付けることにすると、軸方向から均等にバンパスティ２に衝撃力が加わらず、バンパスティ２の中空胴体部１が蛇腹状に座屈変形しないため、効率よく衝撃エネルギーを吸収できないという問題がある。

また、バンパスティ２は通常バンパレインフォース３の車幅方向に間隔を開けて、中央を境に左右に一対対称位置に設けられるが、衝撃力が中央からオフセットした位置に加わった場合、一方のバンパスティ２は座屈変形するが、座屈変形する一方のバンパスティ２を支点とした引っ張りモーメントが他方のバンパスティ２に働くため、他方のバンパスティ２は座屈変形せず、バンパスティ２とバンパレインフォース３との接合強度を超える引っ張りモーメントが他方のバンパスティ２に加わった場合、他方のバンパスティ２とバンパレインフォース３との結合が破壊されるため、一方のバンパスティ２のみで衝撃力の吸収を図らなければならなくなる。このため、この意味でも、衝撃エネルギーを効率よく吸収できないという不都合が生じる。

本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、その目的は、車幅方向に延びるバンパレインフォースの湾曲傾斜部に一対の衝撃吸収用のバンパスティを取り付けたときでも、効率よく衝撃吸収を図ることのできる自動車用バンパスティ構造を提供することにある。

請求項１に記載の自動車用バンパスティ構造は、車体フレームとバンパレインフォースとの間に介在されかつ車幅方向に間隔を開けて配設された一対のバンパステイの軸方向に延びる中空胴体部の車幅方向外側となる壁部に当該壁部から車幅方向外側に向かって膨出する外側膨出部が形成される一方、前記中空胴体部の車幅方向内側となる壁部に当該壁部から車幅方向内側に向かって膨出する内側膨出部が形成され、前記外側膨出部の前記車幅方向外側となる壁部からの膨出高さが前記内側膨出部の前記車幅方向内側となる壁部からの膨出高さよりも大きく形成され、しかも、前記車体フレームから前記バンパーレインフォースに向かう車両前後方向の前記内側膨出壁部の前記外側膨出部に対する形成位置が、前記バンパーレインフォース側である車両前方側に近いことを特徴とする。

請求項２に記載の記載の自動車用バンパスティ構造は、前記車幅方向外側となる壁部の肉厚が車幅方向内側となる壁部の肉厚よりも大きいことを特徴とする。

請求項３に記載の自動車用バンパスティ構造は、前記内側膨出部の膨出高さをその肉厚で割った値と前記外側膨出部の膨出高さをその肉厚で割った値とが同一であることを特徴とする。

請求項４に記載の自動車用バンパスティ構造は、前記中空胴体部の壁部にその周回り方向に膨出部を連続的に形成し、該膨出部の膨出高さを車幅方向外側となる壁部から車幅方向内側となる壁部に向かって連続的に低くなるように形成したことを特徴とする。

請求項５に記載の自動車用バンパスティ構造は、前記バンパステイは前記中空胴体部の一方の端部に前記車体フレームに接合される取り付けフランジ部を有し、前記中空胴体部の他方の端部に前記バンパレインフォースに接合される取り付けフランジ部を有し、前記バンパスティは前記中空胴体部と前記両端部とを一体成形するために電磁成形することのできる軽金属から構成されていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、車幅方向中央からオフセットした位置で車体後方に向けての衝撃力がバンパーレインフォースに加わった場合、衝撃力が加わった箇所を含むバンパーレインフォース部分が車体後方に向けて変形され、これに伴ってその衝撃力が加わった箇所に近い側に存在する一方のバンパスティに圧縮力が作用する。これに対して、衝撃力が加わった箇所から遠い側のバンパレインフォース部分にはその衝撃力が加わった箇所を概略支点とする引っ張りモーメントが生じる。

この引っ張りモーメントは車幅方向外側のバンパレインフォース部分の方が車幅方向内側のバンパレインフォース部分の方よりも大きいため、衝撃力が加わった箇所から遠い側に存在する他方のバンパスティの外側膨出部には引っ張り力が働き、内側膨出部には圧縮力が働くことになる。

その際、内側膨出部の圧縮変形量は小さく、その外側膨出部は大きく引き延ばされることになるので、バンパスティがバンパレインフォースから外れることなく変形することになる。

従って、両バンパスティに効率よく衝撃力が伝達されるので、車幅方向に延びるバンパレインフォースの湾曲傾斜部に衝撃吸収用のバンパスティを取り付けたときでも、効率よく衝撃エネルギーの吸収を図ることができる。

請求項２に記載の発明によれば、車幅方向外側となる壁部の肉厚を車幅方向内側となる壁部の肉厚よりも厚く形成したので、車幅方向中央からオフセットした位置で衝撃力がバンパーレインフォースに加わった場合、より一層衝撃エネルギーの吸収を図ることができる。

請求項３に記載の発明によれば、いずれか一方のバンパスティに車両前後方向の衝撃力が加わった場合、その車両前後方向の衝撃力が加わったバンパスティが軸方向に圧潰して座屈変形するため、衝撃エネルギーの吸収効率を高めることができる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載のものに較べて、更に効率よく衝撃エネルギーの吸収を図ることができる。

請求項５に記載の発明によれば、電磁成形することのできる軽金属を用いて取り付けフランジ部と中空胴体部とを一体成形することにしたので、衝撃を受けたときに取り付けフランジ部が中空胴体部から破断するのを避けることができ、衝撃エネルギーの吸収効率の向上をより一層図ることができる。

更に、一体成形によりバンパスティを形成することにしたので、その製造コストも低減できる。

以下に、本発明に係わる自動車用バンパスティ構造の発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。

（実施例１）
図４において、１０は車幅方向に延びるバンパレインフォース、１１、１１は車幅方向に間隔を開けかつ車両前後方向に延びる車体フレームである。バンパレインフォース１０は例えば断面角形状の直線状部１０ａとその直線状部１０ａから車幅方向両端部側に向かって延びる湾曲傾斜部１０ｂとを有する。

その車体フレーム１１とバンパレインフォース１０との間には車幅方向に間隔を開けて一対のバンパスティ１２が介在される。バンパスティ１２は軸方向（車両前後方向）に延びる中空胴体部１３を有し、この中空胴体部１３の両端に外方に向かって張り出す取り付けフランジ１４、１５が形成されている。そのバンパスティ１２の中空胴体部１３の肉厚は、ここではその軸方向かつ胴回り方向に均一とされている。

車体フレーム１１にはその取り付けフランジ１４に対向して取り付けフランジ１６が形成されている。取り付けフランジ１５はバンパレインフォース１０の湾曲傾斜部１０ｂに突き当てられるもので、取り付けフランジ１５はその湾曲傾斜部１０ｂの傾斜に対応して傾斜されている。

その取り付けフランジ１４は取り付けフランジ１６にネジ締結され、その取り付けフランジ１５はバンパレインフォース１０にネジ締結される。なお、締結ネジについては図示を省略する。

その中空胴体部１３の車幅方向外側となる壁部１７には車幅方向外側に向かって膨出する外側膨出部１８が図４、図５に示すように部分的に突出形成されている。その中空胴体部１３の車幅方向内側となる壁部１９には車幅方向内側に向かって膨出する内側膨出部２０が部分的に突出形成されている。その外側膨出部１８の膨出高さＨ１は内側膨出部２０の膨出高さＨ２よりも大きく形成されている。

このバンパスティ１２の形成材料には、例えばアルミニウム、アルミニウム合金等の軽金属が用いられ、中空胴体部１３、取り付けフランジ１４、１５は電磁成形により一体形成することができる。

ここで、電磁成形とは、電磁成形用コイルに電磁エネルギーを投入し、強力磁場を短時間の間に発生させることにより、磁場内に置かれているワーク（被加工物）に拡張力や収縮力を作用させて、所望の形状に塑性変形させる成形方法であり、例えば、特開２００２−８６２２８号公報に開示されている。

この実施例１に記載の自動車用バンパスティ構造によれば、図６に示すように、車幅方向中央位置Ｏからオフセットした位置で車体後方に向けての衝撃力Ｆ１がバンパーレインフォース１０に加わった場合、衝撃力が加わった箇所を含むバンパーレインフォース部分が車体後方に向けて変形され、これに伴ってその衝撃力Ｆ１が加わった箇所に近い側に存在する一方のバンパスティ１２に圧縮力が作用する。その結果、一方のバンパスティ１２は図７に示すように蛇腹状に変形する。

これに対して、衝撃力Ｆ１が加わった箇所から遠い側のバンパレインフォース部分にはその衝撃力が加わった箇所を概略支点とする引っ張りモーメントＭ１が図６に矢印で示すように生じる。

この引っ張りモーメントＭ１は車幅方向外側のバンパレインフォース部分の方が車幅方向内側のバンパレインフォース部分の方よりも大きいため、衝撃力Ｆ１が加わった箇所から遠い側に存在する他方のバンパスティ１２の外側膨出部１８には引っ張り力が働き、内側膨出部２０には圧縮力が働くことになる。

その際、バンパーレインフォース１０は車幅方向外側部分の受けるモーメントに対して車幅方向内側部分の受けるモーメントが小さいので、内側膨出部２０の圧縮変形量は小さく、その外側膨出部は大きく引き延ばされる。従って、バンパスティ１２が図７に示すようにバンパレインフォース１０から外れることなく変形することになる。

従って、両バンパスティ１２、１２に効率よく衝撃力が伝達されるので、車幅方向に延びるバンパレインフォース１０の湾曲傾斜部１０ｂに衝撃吸収用のバンパスティ１２を取り付けたときでも、効率よく衝撃エネルギーの吸収を図ることのできる。

また、電磁成形することのできる軽金属を用いて取り付けフランジ部１４、１５と中空胴体部１３とを一体成形することにしたので、衝撃を受けたときに取り付けフランジ部１４、１５が中空胴体部から破断するのを避けることができ、衝撃エネルギーの吸収効率の向上をより一層図ることができる。更に、そのバンパスティの製造コストの低減化を図ることができる。
（実施例２）
図８ないし図１１は本発明の実施例２に係わる自動車用バンパスティ構造の説明図であって、この実施例２では、図８〜図１０に示すようにバンパスティ１２の少なくとも中空胴体部１３の車幅方向外側となる壁部１７の肉厚ｔ１が車幅方向内側となる壁部１９の肉厚ｔ２よりも大きく設定されている。また、内側膨出部２０の膨出高さＨ２をその肉厚ｔ２で割った値と外側膨出部１８の膨出高さＨ１をその肉厚ｔ１で割った値とは略同一とされている。

この実施例２によれば、車幅方向外側となる壁部１７の肉厚ｔ１を車幅方向内側となる壁部１９の肉厚ｔ２よりも厚く形成したので、車幅方向中央Ｏからオフセットした位置で衝撃力がバンパーレインフォース１０に加わった場合でも、より一層衝撃エネルギーの吸収を図ることができる。また、いずれか一方のバンパスティ１２に車両前後方向の衝撃力Ｆ２が矢印で示すように加わった場合、その車両前後方向の衝撃力Ｆ２が加わったバンパスティ１２が図１１に示すように軸方向に圧潰して座屈変形するため、衝撃エネルギーの吸収効率を高めることができる。
（実施例３）
図１２は本発明の実施例３に係わる自動車用バンパスティ構造に用いるバンパスティ１２の外観図であって、この実施例３に係わるバンパスティ１２では、その中空胴体部１３の壁部にその周回り方向に外側に向かって膨出する膨出部２１が連続的に形成されている。この膨出部２１の膨出高さは車幅方向外側となる壁部１７から車幅方向内側となる壁部１９に向かって連続的に低くなるように形成されている。

この実施例３に係わる自動車用バンパスティ構造によれば、膨出部を連続的に形成したので、実施例２に記載のものに較べて、更に効率よく衝撃エネルギーの吸収を図ることができる。

この実施例２、実施例３に記載のバンパスティについても、実施例１と同様に電磁成形技術を用いて、バンパスティを形成することができる。

従来の自動車用バンパスティ構造の一例を示す斜視図である。図１に示す自動車用バンパスティ構造の断面図である。図１に示すバンパスティの座屈変形状態を示す斜視図である。本発明に係わる実施例１の自動車用バンパスティ構造を説明するための平面図である。図４に示すバンパスティの外観図である。図４に示す自動車用バンパスティ構造の作用を説明するための説明図であって、車幅方向中央からオフセットした位置に衝撃力が加わった場合の説明図である。図４に示す自動車用バンパスティ構造の作用を説明するための説明図であって、車幅方向中央からオフセットした位置に衝撃力が加わった場合のバンパスティの変形状態を示す説明図である。本発明に係わる実施例２の自動車用バンパスティ構造を説明するための平面図である。図８に示すバンパスティの外観図である。図８の矢印Ｘ−Ｘ線に沿う断面図である。図８に示すバンパスティの座屈変形状態を示す部分断面図である。本発明の実施例３に係わる自動車用バンパスティ構造のバンパスティの外観図である。

符号の説明

１０…バンパレインフォース
１１…車体フレーム
１２…バンパステイ
１３…中空胴体部
１７、１９…壁部
１８…外側膨出部
２０…内側膨出部
Ｈ１、Ｈ２…膨出高さ

Claims

車体フレームとバンパレインフォースとの間に介在されかつ車幅方向に間隔を開けて配設された一対のバンパステイの軸方向に延びる中空胴体部の車幅方向外側となる壁部に当該壁部から車幅方向外側に向かって膨出する外側膨出部が形成される一方、前記中空胴体部の車幅方向内側となる壁部に当該壁部から車幅方向内側に向かって膨出する内側膨出部が形成され、前記外側膨出部の前記車幅方向外側となる壁部からの膨出高さが前記内側膨出部の前記車幅方向内側となる壁部からの膨出高さよりも大きく形成され、しかも、前記車体フレームから前記バンパーレインフォースに向かう車両前後方向の前記内側膨出壁部の前記外側膨出部に対する形成位置が、前記バンパーレインフォース側である車両前方側に近いことを特徴とする自動車用バンパスティ構造。
前記車幅方向外側となる壁部の肉厚が車幅方向内側となる壁部の肉厚よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の自動車用バンパスティ構造。
前記内側膨出部の膨出高さをその肉厚で割った値と前記外側膨出部の膨出高さをその肉厚で割った値とが同一であることを特徴とする請求項２に記載の自動車用バンパスティ構造。
前記中空胴体部の壁部にその周回り方向に膨出部を連続的に形成し、該膨出部の膨出高さを車幅方向外側となる壁部から車幅方向内側となる壁部に向かって連続的に低くなるように形成したことを特徴とする請求項１に記載の自動車用バンパスティ構造。
前記バンパステイは前記中空胴体部の一方の端部に前記車体フレームに接合される取り付けフランジ部を有し、前記中空胴体部の他方の端部に前記バンパレインフォースに接合
される取り付けフランジ部を有し、前記バンパスティは前記中空胴体部と前記両端部とを一体成形するために電磁成形することのできる軽金属から構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の自動車用バンパスティ構造。