JP4705500B2 - Bumper structure - Google Patents
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Description
本発明は、バンパーリインフォースメントとバンパーステイとにより構成されるバンパー構造に関する。 The present invention relates to a bumper structure including a bumper reinforcement and a bumper stay.
両端部が車体側に傾斜しているバンパーリインフォースメントと、前後方向に並ぶ二つの中空部を有するバンパーステイとにより構成されるバンパー構造が、特開2005−254829号公報などに開示されている。このバンパー構造においては、バンパーリインフォースメントの屈曲部分が直線状に伸ばされた後に、バンパーステイの二つの中空部の一方の圧潰が進行し、その後に、バンパーリインフォースメントの前後方向への圧潰が進行するように、バンパーリインフォースメントおよびバンパーステイの剛性が設定されている。なお、衝突の際に乗員に与えるダメージを緩和するためには、バンパー構造の圧潰荷重のピークを低くする必要があり、車体に与えるダメージを緩和するためには、バンパー構造による衝突エネルギーの吸収量を大きくする必要がある。
ところで、特許文献1に開示されたバンパー構造のバンパーステイは、車体の幅方向外向きの座屈となるように各中空部の剛性が設定されているので、衝突時においてバンパーステイSの塑性変形(座屈)が進行すると、図23に示すように、サイドメンバMの軸線に対して衝突荷重(圧潰荷重)の作用位置が偏心することになる。
By the way, the bumper stay of the bumper structure disclosed in
衝突荷重の作用位置がサイドメンバの軸線に対して偏心すると、バンパーステイの壁部が衝突荷重を受けることができず、吸収することのできる衝突エネルギーが小さくなってしまう虞がある。さらに、サイドメンバが座屈しやすくなるので、小さな衝突荷重でサイドメンバが折れ曲がる虞がある。また、サイドメンバが折れ曲がると、サイドメンバの圧潰を阻害する虞もある。 If the action position of the collision load is eccentric with respect to the axis of the side member, the bumper stay wall cannot receive the collision load, and the collision energy that can be absorbed may be reduced. Furthermore, since the side member is likely to buckle, the side member may be bent with a small collision load. Further, when the side member is bent, the side member may be crushed.
このような観点から、本発明は、圧潰荷重のピークが低く抑えつつも衝突エネルギーの吸収量を大きくすることが可能で、かつ、バンパーステイが車体の幅方向外向きの座屈を起こし難いバンパー構造を提供することを課題とする。 From this point of view, the present invention is capable of increasing the amount of collision energy absorption while keeping the peak of the crushing load low, and the bumper stay is unlikely to buckle outward in the width direction of the vehicle body. It is an object to provide a structure.
前記した課題を解決する本発明は、両端部が車体側に傾斜しているバンパーリインフォースメントと、前記車体と前記バンパーリインフォースメントとの間に介設されるバンパーステイと、を備え、前記バンパーリインフォースメントが直線状に伸ばされた後に、前記バンパーステイの少なくとも一部について前後方向への圧潰が進行し、その後に前記バンパーリインフォースメントの前後方向への圧潰が進行するように、前記バンパーリインフォースメントおよび前記バンパーステイの剛性が設定されているバンパー構造であって、前記バンパーステイは、前後方向に間隔をあけて配置された一対の筒状部と、前記筒状部同士を連結するように配置された一対の壁部とを備えており、前記一対の壁部が前記筒状部に減り込むように、前記筒状部および前記一対の壁部の剛性が設定されていることを特徴とする。 The present invention that solves the above-described problems comprises a bumper reinforcement whose both end portions are inclined toward the vehicle body side, and a bumper stay interposed between the vehicle body and the bumper reinforcement, the bumper reinforcement The bumper reinforcement and the bumper reinforcement so that the crushing in the front-rear direction proceeds after at least a part of the bumper stay, and the crushing in the front-rear direction of the bumper reinforcement proceeds thereafter. The bumper stay is a bumper structure in which rigidity is set, and the bumper stay is disposed so as to connect a pair of tubular portions arranged at intervals in the front-rear direction and the tubular portions. A pair of wall portions, and the cylinder so that the pair of wall portions are reduced into the tubular portion. Wherein the parts and rigidity of the pair of wall portions is set.
このバンパー構造によると、バンパーステイの一対の筒状部と一対の壁部とによって、車体とバンパーリインフォースメントとの間に三つの筒状空間が形成されることになるが、このようなバンパー構造においても、車体前後方向の衝突荷重が作用したときに、バンパーリインフォースメントが直線状に伸ばされることで衝突エネルギーが吸収され、さらに、バンパーステイの少なくとも一部が前後方向に潰されることで衝突エネルギーが吸収され、加えて、バンパーリインフォースメントが前後方向に潰されることで衝突エネルギーが吸収されるので、圧潰荷重のピークを低く抑えつつ衝突エネルギーの吸収量を大きくすることが可能となる。また、バンパーステイは、その一対の壁部が筒状部に減り込むことで前後方向に潰れるので、車体の幅方向外向きの座屈を起こし難い。また、このバンパー構造のバンパーステイにおいては、筒状部により形成される筒状空間よりも、一対の壁部を利用して形成される筒状空間の方が潰れ難くなっていて、一対の筒状部の各々に一対の壁部が減り込むことで各筒状部の前後方向への潰れが進行し、その後に、一対の壁部の変形が進行することになるので、車体の幅方向外向きへの座屈を起こし難く、圧潰荷重のピークが極端に高くなることもない。
なお、前記一対の壁部の最大離隔距離は、前記各筒状部の最大幅寸法よりも小さくすることが好ましい。
According to this bumper structure, three cylindrical spaces are formed between the vehicle body and the bumper reinforcement by the pair of cylindrical portions and the pair of wall portions of the bumper stay. However, when a collision load in the longitudinal direction of the vehicle body is applied, the bumper reinforcement is stretched in a straight line to absorb the collision energy, and further, at least a part of the bumper stay is crushed in the longitudinal direction. In addition, since the bumper reinforcement is crushed in the front-rear direction, the collision energy is absorbed, so that it is possible to increase the amount of collision energy absorbed while keeping the crush load peak low. Further, the bumper stay is crushed in the front-rear direction by the pair of wall portions being reduced to the cylindrical portion, and therefore, it is difficult to cause the vehicle body to buckle outward in the width direction. Further, in the bumper stay with this bumper structure, the cylindrical space formed by using the pair of wall portions is less likely to be crushed than the cylindrical space formed by the cylindrical portion, and the pair of cylinders When the pair of wall portions are reduced in each of the shape portions, the crushing of each cylindrical portion proceeds in the front-rear direction, and then the deformation of the pair of wall portions proceeds, so that the outside of the vehicle body in the width direction. It is difficult to buckle in the direction and the peak of the crushing load does not become extremely high.
The maximum separation distance between the pair of wall portions is preferably smaller than the maximum width dimension of each cylindrical portion.
バンパーステイが一対の筒状部を備えている場合には、一対の前記筒状部の圧潰強度を互いに異ならせてもよい。このようにすると、一対の筒状部のうち、剛性が小さい方の筒状部の潰れが進行した後に、剛性が大きい方の筒状部の潰れが進行するので、圧潰荷重のピークが極端に高くなることがない。 When the bumper stay includes a pair of cylindrical portions, the crushing strengths of the pair of cylindrical portions may be different from each other. In this case, after the crushing of the cylindrical portion having the smaller rigidity of the pair of cylindrical portions proceeds, the crushing of the cylindrical portion having the larger rigidity proceeds. It will not be high.
なお、バンパーステイが一対の筒状部を備えている場合には、前記一対の筒状部の圧潰強度を、前記バンパーリインフォースメントの圧潰強度よりも小さくすることが好ましい。このようにすると、一対の筒状部の前後方向への圧潰が進行した後に、バンパーリインフォースメントの前後方向への圧潰が進行することになるので、圧潰荷重のピークが極端に高くなることがない。 In addition, when a bumper stay is provided with a pair of cylindrical part, it is preferable to make the crushing strength of the pair of cylindrical parts smaller than the crushing strength of the bumper reinforcement. In this case, after the crushing of the pair of cylindrical portions in the front-rear direction, the crushing of the bumper reinforcement in the front-rear direction proceeds, so that the peak of the crushing load does not become extremely high. .
本発明においては、前記バンパーリインフォースメントの圧潰強度を、前記一対の壁部の圧潰強度よりも小さくすることが好ましい。このようにすると、バンパーリインフォースメントの前後方向への圧潰が進行した後に、一対の壁部の前後方向への圧潰が進行することになるので、圧潰荷重のピークが極端に高くなることがない。 In the present invention, the crushing strength of the bumper reinforcement is preferably smaller than the crushing strength of the pair of wall portions. If it does in this way, since crushing to the front-back direction of a pair of wall part will advance after crushing to the front-back direction of bumper reinforcement will advance, the peak of crushing load will not become extremely high.
また、本発明においては、前記バンパーリインフォースメントおよび前記バンパーステイの少なくとも一方をアルミニウム合金製の押出形材で形成すると、バンパー構造の軽量化・低コスト化を図ることが可能となり、さらには、製造が容易になるとともに、品質が安定する。 In the present invention, if at least one of the bumper reinforcement and the bumper stay is formed of an extruded shape made of an aluminum alloy, it is possible to reduce the weight and cost of the bumper structure, Is easy and the quality is stable.
本発明によると、圧潰荷重のピークを低く抑えつつも衝突エネルギーの吸収量が大きく、かつ、バンパーステイが車体の幅方向外向きの座屈を起こし難いバンパー構造を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a bumper structure in which the amount of collision energy is large and the bumper stay is unlikely to buckle outward in the width direction of the vehicle body while keeping the peak of the crushing load low.
本発明を実施するための最良の形態を、添付した図面を参照しつつ詳細に説明する。図1は、本実施形態に係るバンパー構造100を示す分解斜視図であり、図2の(a)は、同じく平面図である。なお、本実施形態では、バンパー構造100がフロントバンパーを構成する場合を例示し、「前後」、「右左」、「上下」は車体に取り付けられた状態を基準とする。
The best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an exploded perspective view showing a
図1および図2の(a)に示すように、バンパーリインフォースメント1は、車体の前方に配置されるアルミニウム合金製の部材であって、その両端部が車体の一部であるサイドメンバM側(後方)に傾斜している。なお、以下の実施形態においては、バンパーリインフォースメント1のうち、車体側に傾斜している部位を傾斜部11と称し、車幅方向に沿って配置される直線状の部位を中央部12と称することとする。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2A, the
傾斜部11は、図2の(a)に示すように、その側端に向かうに従ってサイドメンバM側に近づくように中央部12の側端部から延出している。なお、図1に示すように、傾斜部11の前壁には、複数の透孔11a,11a,…が形成されており、傾斜部11の後壁には、透孔11aに対応する位置に、透孔11aよりも径の小さいボルト挿通孔11b,11b,…が形成されている。
As shown in FIG. 2A, the
このようなバンパーリインフォースメント1は、アルミニウム合金製の中空押出形材に曲げ加工を施すことにより得ることができる。バンパーリインフォースメント1となる中空押出形材は、図2の(b)に示すように、角筒状を呈する外殻部1Aと、この外殻部1Aの内部に配置された補強部1Bとを備えている。補強部1Bは、バンパーリインフォースメント1の断面剛性を向上させる目的で配置されたものであり、本実施形態では、外殻部1Aの内部空間を上下二つに分割するように配置されている。
Such a
バンパーステイ2は、図1に示すように、車体を構成するサイドメンバMとバンパーリインフォースメント1の間に介設されるアルミニウム合金製の部材であり、前後方向に間隔をあけて配置された一対の筒状部2A,2Bと、この筒状部2A,2Bを連結するように配置された一対の壁部2C,2Cとを備えて構成されている。一対の筒状部2A,2Bおよび一対の壁部2C,2Cは、サイドメンバMとバンパーリインフォースメント1との間に、前後方向に並ぶ三つの筒状空間2x,2y,2zを形成する。筒状空間2x,2y,2zは、それぞれ、上面および下面が開口している。
As shown in FIG. 1, the
なお、一対の筒状部2A,2Bを区別する場合には、前側(バンパーリインフォースメント1側)に位置する筒状部2Aを「前側筒状部2A」と称し、後側(サイドメンバM側)に位置する筒状部2Bを「後側筒状部2B」と称することとする。
In order to distinguish the pair of
前側筒状部2Aは、図3の(a)および(b)に示すように、バンパーリインフォースメント1の傾斜部11に固定される取付部21と、この取付部21から壁部2Cとの接続点j1に至る変形部22と、一方の接続点j1から他方の接続点j1に至る仕切部23とを備えて構成されている。なお、取付部21と、対向する一対の変形部22,22と、仕切部23とで囲まれた空間が筒状空間2xに相当する。筒状空間2xには、その内部を左右に仕切るような補強リブ等が存在しない。つまり、前側筒状部2Aの内部には、壁部2Cの減り込みを阻害するような補強リブ等は存在しない。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the front
取付部21は、平板状を呈していて、傾斜部11の後壁に当接する。取付部21には、傾斜部11のボルト挿通孔11b(図1参照)に対応する位置に、ボルト挿通孔21aが形成されている。ボルト挿通孔21aには、バンパーリインフォースメント1をバンパーステイ2に固定するための固定ボルトB(図1参照)が挿通される。また、取付部21の中央部には、他の部位よりも肉厚の薄い薄肉部21bが形成されている。薄肉部21bには、バンパーリインフォースメント1の内部から図示せぬリベットが打ち込まれる。
The
変形部22は、二つの屈曲点b1,b2を有し、この屈曲点b1,b2で屈曲している。一方の屈曲点b1は、二つの接続点j1,j1を通る直線p1よりも壁部2C側(サイドメンバM側)に位置しており、他方の屈曲点b2は、直線p1よりも取付部21側(バンパーリインフォースメント1側)に位置している。なお、以下の説明においては、取付部21と変形部22との接続点j2(本実施形態では取付部21の縁端)から屈曲点b2に至る平板状の部位(すなわち、取付部21からサイドメンバMに向かって起立した部位)を起立片22aと称し、変形部22と壁部2Cとの接続点j1から屈曲点b1に至る平板状の部位(すなわち、仕切部23の端縁から張り出した部位)を張出片22bと称することとする。また、屈曲点b1から屈曲点b2に至る平板状の部位(すなわち、起立片22aと張出片22bとを連結する部位)を接続片22cと称することとする。
The
左右の起立片22a,22aは、前後方向(車軸方向)に沿って平行に配置されており、それぞれ、取付部21と斜交している。本実施形態では、バンパーリインフォースメント1の中央側(図3においては右側)に位置する起立片22aの方がバンパーリインフォースメント1の端部側(図3においては左側)にある起立片22aよりも長くなっている。張出片22bは、仕切部23の端縁から側方に向かって張り出し、かつ、屈曲点b1に向かうに従ってサイドメンバMに近づくように仕切部23に対して傾斜していて、その中心線(中心面)c2が起立片22aの中心線(中心面)c1と鋭角に交わっている(図3の(b)参照)。本実施形態では、バンパーリインフォースメント1の中央側(図3においては右側)に位置する張出片22bの方がバンパーリインフォースメント1の端部側(図3においては左側)にある張出片22bよりも短くなっている。なお、張出片22bの肉厚は、起立片22aの肉厚および接続片22cの肉厚よりも小さくするとよい。例えば、起立片22aおよび接続片22cの肉厚が5.0mmである場合には、張出片22bの肉厚を3.5〜4.0mm程度にするとよい。
The left and right
仕切部23は、左右の変形部22,22を連結するものであり、取付部21と対向して配置されている。仕切部23は、本実施形態では、直線p1に沿って配置されていて、平板状を呈している。なお、仕切部23の肉厚は、張出片22bの肉厚と等しくするとよい。
The
後側筒状部2Bは、サイドメンバMの取付面M1に固定される取付部24と、この取付部24から壁部2Cとの接続点j3に至る変形部25と、一方の接続点j3から他方の接続点j3に至る仕切部26とを備えて構成されている。なお、取付部24と、対向する一対の変形部25,25と、仕切部26とで囲まれた空間が筒状空間2yに相当する。筒状空間2yには、その内部を左右に仕切るような補強リブ等が存在しない。つまり、後側筒状部2Bの内部には、壁部2Cの減り込みを阻害するような補強リブ等は存在しない。
The rear
取付部24は、平板状を呈していて、サイドメンバMの取付面M1に当接する。取付部24は、変形部25,25を取り囲むように形成されたフランジ24aを備えている(図1参照)。フランジ24aには、取付面M1に形成された雌ネジM11(図1参照)に対応する位置に、ボルト挿通孔24bが形成されている。
The
変形部25は、二つの屈曲点b3,b4を有し、この屈曲点b3,b4で屈曲している。なお、一方の屈曲点b3は、二つの接続点j3,j3を通る直線p2よりも壁部2C側(バンパーリインフォースメント1側)に位置しており、他方の屈曲点b4は、直線p2よりも取付部24側(サイドメンバM側)に位置している。なお、以下の説明においては、取付部24と変形部25との接続点j4から屈曲点b4に至る平板状の部位(すなわち、取付部24からバンパーリインフォースメント1に向かって起立する部位)を起立片25aと称し、接続点j3から屈曲点b3に至る平板状の部位(すなわち、仕切部26から張り出した部位)を張出片25bと称することとする。また、屈曲点b3から屈曲点b4に至る平板状の部位(すなわち、起立片25aと張出片25bとを連結する部位)を接続片25cと称することとする。
The
左右の起立片25a,25aは、前後方向(車軸方向)に沿って平行に配置されており、それぞれ、取付部24と直交している。張出片25bは、仕切部26の端縁から側方に向かって張り出し、かつ、屈曲点b3に向かうに従ってバンパーリインフォースメント1に近づくように仕切部26に対して傾斜していて、その中心線(中心面)c4が起立片25aの中心線(中心面)c3と鋭角に交わっている(図3の(b)参照)。本実施形態では、バンパーリインフォースメント1の中央側(図3においては右側)に位置する張出片25bの方がバンパーリインフォースメント1の端部側(図3においては左側)にある張出片25bよりも短くなっている。なお、張出片25bの肉厚は、起立片25aの肉厚および接続片25cの肉厚よりも小さくするとよい。例えば、起立片25aおよび接続片25cの肉厚が5.0mmである場合には、張出片25bの肉厚を3.5〜4.0mm程度にするとよい。
The left and right standing
仕切部26は、左右の変形部25,25を連結するものであり、取付部24と対向して配置されている。仕切部26は、本実施形態では、直線p2に沿って配置されていて、平板状を呈している。なお、仕切部26の肉厚は、一方の張出片25bの肉厚と等しくするとよい。
The
壁部2Cは、二つの屈曲点b5,b6を有し、この屈曲点b5,b6で屈曲している。屈曲点b5,b6は、壁部2Cと前側筒状部2Aの接続点j1および壁部2Cと後側筒状部2Bの接続点j3を通る直線p3より外側に位置している。つまり、壁部2Cは、外側に凸となるような形状を呈している。なお、以下の説明においては、接続点j1から屈曲点b5に至る平板状の部位(すなわち、前側筒状部2Aから後側筒状部2Bに向かって起立する部位)を前壁部27と称し、接続点j3から屈曲点b6に至る平板状の部位(後側筒状部2Bから前側筒状部2Aに向かって起立する部位)を後壁部28と称することとする。また、屈曲点b5から屈曲点b6に至る平板状の部位(すなわち、前側起立部27と後側起立部28とを連結する部位)を中壁部29と称することとする。
The
前壁部27は、前側筒状部2Aの仕切部23に対して傾斜し、かつ、変形部22の張出片22bと鋭角に交わっている。同様に、後壁部28は、後側筒状部2Bの仕切部26に対して傾斜し、かつ、変形部25の張出片25bと鋭角に交わっている。また、中壁部29は、前後方向(車軸方向)に沿うように形成されている。
The
左右の壁部2C,2Cの最大離隔距離(本実施形態においては、中壁部29,29の離隔距離)d3は、前側筒状部2Aの最大幅寸法(本実施形態においては、起立片22a,22aの離隔距離)d1および後側筒状部2Bの最大幅寸法(本実施形態においては、起立片25a,25aの離隔距離)d2よりも小さくなっている(図3の(b)参照)。なお、図17に示すバンパーステイ9のように、一対の壁部の最大離隔距離を、筒状部の最大幅寸法と等しくしてもよい。
The maximum separation distance between the left and
なお、壁部2Cは、前側筒状部2Aの仕切部23と後側筒状部2Bの仕切部26とによって他方の壁部2Cと連結されていることから、横倒れし難い構造になっている。
The
左右の壁部2C,2Cは、前側筒状部2Aの仕切部23と後側筒状部2Bの仕切部26とともに、筒状空間2zを形成する。筒状空間2zは、二つの屈曲点b5,b6を有する壁部2C,2Cを利用して形成されていることから、本実施形態では、八角筒(断面八角形)を呈する。
The left and
ここで、図4を参照して、バンパーステイ2の製造方法について詳細に説明する。
バンパーステイ2を製造する際には、平坦な面板201aを有するホロー部201と、面板201aと面一となるようにホロー部201から張り出す張出部202とを備えるアルミニウム合金製の押出形材200を利用するとよい。具体的には、図4の(a)に示すように、押出形材200を、その押出方向を法線方向とする平面で切断してブロック体200’を形成する第一工程と、図4の(b)に示すように、ブロック体200’において、ホロー部201の押出方向の端部201’を、少なくとも面板201aを残して切除する第二工程とを実行し、さらに、ホロー部201や張出部202に穴あけ加工等を施すことで、バンパーステイ2を製造することができる。なお、押出形材200の断面形状は、バンパーステイ2の断面形状と等しくなっていて、ホロー部201の端部201’を切除する際に残置された面板201aと、張出部202とがフランジ24a(図1参照)となる。
Here, with reference to FIG. 4, the manufacturing method of the
When manufacturing the
このように、所定の断面形状を呈する押出形材200からブロック体200’を切り出すとともに、切り出したブロック体200’において、ホロー部201の押出方向の端部201’を、面板201aを残して切除することとしたので、ホロー部201に必要とされる奥行寸法よりも張出部202に必要とされる奥行寸法(押出方向の長さ寸法)の方が大きい場合でも、ホロー部201の奥行寸法が必要以上に大きくなることがなく、したがって、製造されたバンパーステイ2の重量が必要以上に嵩むこともない。なお、押出形材200を、その押出方向を法線方向とする平面で切断するだけの製造方法では、ホロー部201の両側だけにしかフランジを形成することができないが、ホロー部201の端部201’を、面板201aを残して切除すれば、ホロー部201の周囲を取り囲むようにフランジ24a(図1参照)を形成することができる。フランジ24aがあれば、ボルト挿通孔24b(図1参照)を比較的自由に配置することが可能となる。
In this way, the
以上のように構成されたバンパー構造100においては、図5の(a)〜(e)に示すように、前後方向に作用した衝突荷重によって、バンパーリインフォースメント1が直線状に伸ばされた後に、バンパーステイ2の少なくとも一部が前後方向に圧潰し、その後にバンパーリインフォースメント1の前後方向への圧潰が進行するように、バンパーリインフォースメント1およびバンパーステイ2の剛性が設定されている。すなわち、図5(a)に示すバンパー構造100において、バンパーリインフォースメント1に車体前後方向の衝突荷重が作用すると、図5の(b)に示すように、まず、バンパーリインフォースメント1の傾斜部11と中央部12との境界部分が直線状に曲げ伸ばされることで衝突エネルギーが吸収され、さらに、図5の(c)および(d)に示すように、バンパーステイ2の筒状部2A,2Bが前後方向に圧潰することで衝突エネルギーが吸収され、加えて、図5の(d)および(e)に示すように、バンパーリインフォースメント1の傾斜部11が前後方向への圧潰することで衝突エネルギーが吸収される。
In the
図6を参照してバンパーステイ2の各部の剛性について説明する。
バンパーステイ2においては、一対の壁部2C,2Cが筒状部2A,2Bに減り込むように、筒状部2A,2Bおよび一対の壁部2C,2Cの剛性・強度が設定されている。すなわち、バンパーステイ2においては、筒状部2A,2Bにより形成される前後二つの筒状空間2x,2yよりも、一対の壁部2C,2Cを利用して形成される中央の筒状空間2zの方が潰れ難くなっていて、二つの筒状部2A,2Bの前後方向への潰れ(すなわち、筒状空間2x,2yの前後方向への潰れ)が進行した後に(図6の(b)および(c)参照)、一対の壁部2C,2Cの変形(すなわち、筒状空間2zの前後方向への潰れ)が進行する(図6の(d)参照)。なお、本実施形態においては、筒状部2A,2Bのうち、変形部22,25の圧潰強度が壁部2Cの圧潰強度よりも小さくなっていて、壁部2Cの塑性曲げ変形や座屈が進行する前に変形部22,25に塑性曲げ変形や座屈が生じることで、筒状空間2x,2yの潰れが進行する。
The rigidity of each part of the
In the
そして、バンパーステイ2に車体前後方向に衝突荷重が作用すると、壁部2C,2Cが筒状部2A,2Bに減り込むことで衝突エネルギーが吸収され、さらに、壁部2C,2Cが前後方向に圧潰することで衝突エネルギーが吸収される。
When a collision load acts on the
本実施形態においては、後側筒状部2Bの剛性が、前側筒状部2Aの剛性よりも大きくなっていて、剛性の小さい前側筒状部2Aの潰れが進行した後に(図6の(b)参照)、剛性が大きい後側筒状部2Bの潰れが進行する(図6の(b)参照)。すなわち、前側筒状部2Aの変形部22,22に塑性曲げ変形や座屈が発生して壁部2C,2Cと仕切部23とが取付部21に近づくことで、前側筒状部2Aの潰れ(筒状空間2xの潰れ)が進行し、さらに、後側筒状部2Bの変形部25,25に塑性曲げ変形や座屈が発生して壁部2C,2Cと仕切部26とが取付部24に近づくことで、後側筒状部2Bの潰れ(筒状空間2yの潰れ)が進行する。なお、壁部2C,2Cは、塑性曲げ変形や座屈を起こしつつ前側筒状部2Aおよび後側筒状部2Bに減り込む(図6の(c)および(d)参照)。
In the present embodiment, the rigidity of the rear
ここで、前側筒状部2Aの変形部22に発生する塑性曲げ変形は、図3の(a)に示す壁部2Cとの接続点j1、取付部21との接続点j2、屈曲点b1,b2などで進行し易く、後側筒状部2Bの変形部25に発生する組成曲げ変形は、壁部2Cとの接続点j3、取付部24との接続点j4、屈曲点b3,b4などで進行し易い。また、図7の(a)〜(d)に示すように、前側筒状部2Aにおいては、バンパーリインフォースメント1の中央側(図7においては右側)に位置する変形部22がバンパーリインフォースメント1の端部側(図7においては左側)に位置する変形部22よりも先に変形を開始する。すなわち、バンパーリインフォースメント1が直線状に伸ばされるのに伴ってバンパーリインフォースメント1の中央側に位置する変形部22の塑性曲げ変形や座屈が進行し(図7の(b)参照)、バンパーリインフォースメント1の傾斜部11がサイドメンバMの取付面M1と略平行になってから、バンパーリインフォースメント1の端部側に位置する変形部22の塑性曲げ変形や座屈が大きくなり(図7の(c)参照)、最終的には、仕切部23が取付部21に突き当たるほどに筒状空間2xが押し潰される(図7の(d)参照)。
Here, the plastic bending deformation generated in the
以上説明したように、バンパー構造100によれば、車体前後方向の衝突荷重が作用したときに、バンパーリインフォースメント1の曲げ伸ばしと、バンパーステイ2の潰れと、バンパーリインフォースメント1の潰れとが、時間差を持って発生するので、圧潰荷重のピークを低く抑えつつ衝突エネルギーの吸収量を大きくすることが可能となる。
As described above, according to the
また、バンパーステイ2においては、車体前後方向に衝突荷重が作用したときに、壁部2C,2Cが筒状部2A,2Bに減り込こむことで筒状部2A,2Bが前後方向に潰れるので、車体幅方向外向きの座屈を起こし難い。また、このバンパーステイ2においては、筒状部2A,2Bの前後方向への潰れ(すなわち、筒状空間2x,2yの前後方向への潰れ)が進行した後に、一対の壁部2C,2Cの変形(すなわち、筒状空間2zの前後方向への潰れ)が進行することになるので、前後方向への変形量が大きいうえに、圧潰荷重のピークが極端に高くなることもない。つまり、バンパーステイ2は、平均圧潰荷重が高く、エネルギー吸収量も大きい。
Further, in the
また、二つの筒状部2A,2Bの剛性を異ならせたので、筒状部2A,2Bが同時に潰れることはなく、したがって、圧潰荷重のピークが極端に高くなることがない。
Further, since the rigidity of the two
さらに、本実施形態に係るバンパーステイ2においては、一対の壁部2C,2Cの最大離隔距離d3を、筒状部2A,2Bの最大幅寸法d1,d2よりも小さくしたので(図3参照)、一対の壁部2C,2Cが筒状部2A,2Bに減り込み易くなり、その結果、車体の幅方向外向きの座屈がより一層起き難くなる。
Furthermore, in the
加えて、前側筒状部2Aの変形部22に屈曲点b1,b2を設けるとともに、後側筒状部2Bの変形部25に屈曲点b3,b4を設けたので(図3参照)、塑性曲げ変形の位置を制御することが可能となる。つまり、屈曲点b1〜b4で塑性曲げ変形が起き易くなるので、前側筒状部2Aおよび後側筒状部2Bが思わぬ方向に変形することを防止することが可能となり、ひいては、吸収される衝突エネルギー量にばらつきが生じ難くなる。
In addition, since the bent portions b1 and b2 are provided in the
しかも、変形部22の屈曲点b1を、二つの接続点j1,j1を通る直線p1よりも壁部2C側に位置させるとともに、変形部25の屈曲点b3を、二つの接続点j3,j3を通る直線p3よりも壁部2C側に位置させたので、一対の壁部2C,2Cが筒状部2A,2Aに減り込みやすい。
Moreover, the bending point b1 of the deforming
さらに、本実施形態においては、バンパーステイ2をアルミニウム合金製の押出形材200(図4参照)で形成したので、その軽量化・低コスト化を図ることが可能となり、さらには、製造が容易になるとともに、品質が安定する。
Further, in the present embodiment, the
なお、本実施形態においては、筒状空間2x,2y,2zの開口が上下になるように、バンパーステイ2を配置したが、これに限定されることはなく、図示は省略するが、筒状空間2x,2y,2xの開口が左右になるようにバンパーステイ2を配置しても差し支えない。
In the present embodiment, the
(バンパーステイの第一変形例)
前記したバンパーステイ2においては、筒状部2A,2Bの変形部22,25がそれぞれ二箇所で屈曲する場合を例示したが(図3参照)、これに限定されることはなく、図8に示すバンパーステイ3のように、一箇所で屈曲しているものであってもよい。
(First variation of bumper stay)
In the
バンパーステイ3は、前後方向に間隔をあけて配置された一対の筒状部3A,3Bと、この筒状部3A,3Bを連結するように配置された一対の壁部3C,3Cとを備えて構成されている。
The
なお、一対の筒状部3A,3Bを区別する場合には、前側(バンパーリインフォースメント1側)に位置する筒状部3Aを「前側筒状部3A」と称し、後側(サイドメンバM側)に位置する筒状部3Bを「後側筒状部3B」と称することとする。
In order to distinguish the pair of
前側筒状部3Aは、バンパーリインフォースメント1に固定される取付部31と、この取付部31から壁部3Cとの接続点j1に至る変形部32と、一方の接続点j1から他方の接続点j1に至る仕切部33とを備えて構成されている。なお、取付部31および仕切部33の構成は、前記したバンパーステイ2の取付部21および仕切部23と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
3A of front side cylindrical parts are the
変形部32は、一つの屈曲点b1を有し、この屈曲点b1で屈曲している。すなわち、変形部32は、取付部31と変形部32との接続点j2から屈曲点b1に至る平板状の起立片32aと、接続点j1から屈曲点b1に至る平板状の張出片32bとを備えている。なお、屈曲点b1は、二つの接続点j1,j1を通る直線p1よりも壁部3C側(サイドメンバM側)に位置している。
The
左右の起立片32a,32aは、前後方向に沿って平行に配置されており、取付部31と斜交している。張出片32bは、屈曲点b1に向かうに従って車体に近づくように仕切部33に対して傾斜していて、起立片32aと鋭角に交わっている。
The left and right
後側筒状部3Bは、サイドメンバMに固定される取付部34と、この取付部34から壁部3Cとの接続点j3に至る変形部35と、一方の接続点j3から他方の接続点j3に至る仕切部36とを備えて構成されている。なお、取付部34および仕切部36の構成は、前記したバンパーステイ2の取付部24および仕切部26と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
The rear
変形部35は、一つの屈曲点b3を有し、この屈曲点b3で屈曲している。すなわち、変形部35は、取付部34と変形部35との接続点j4から屈曲点b3に至る平板状の起立片35aと、接続点j3から屈曲点b3に至る平板状の張出片35bとを備えている。なお、屈曲点b3は、二つの接続点j3,j3を通る直線p2よりも壁部3C側(バンパーリインフォースメント1側)に位置している。
The deforming
左右の起立片35a,35aは、前後方向に沿って平行に配置されており、取付部34と直交している。張出片35bは、屈曲点b3に向かうに従ってバンパーリインフォースメント1に近づくように仕切部36に対して傾斜していて、起立片35aと鋭角に交わっている。
The left and right standing
壁部3Cの構成は、前記したバンパーステイ2の壁部2Cと同様であるので、その詳細な説明を省略するが、バンパーステイ3においても、一対の壁部3C,3Cの最大離隔距離d3が、筒状部3A,3Bの最大幅寸法d1,d2よりも小さくなっている。
Since the configuration of the
バンパーステイ3においても、一対の壁部3C,3Cが筒状部3A,3Bに減り込むように、筒状部3A,3Bおよび一対の壁部3C,3Cの剛性・強度が設定されている。すなわち、バンパーステイ3においても、筒状部3A,3Bにより形成される筒状空間3x,3yよりも、一対の壁部3C,3Cを利用して形成される筒状空間3zの方が潰れ難くなっていて、二つの筒状部3A,3Bの前後方向への潰れが進行した後に、一対の壁部3C,3Cの変形が進行する。なお、バンパーステイ3においても、筒状部3A,3Bのうち、変形部32,35の圧潰強度が壁部3Cの圧潰強度よりも小さくなっていて、壁部3Cの塑性曲げ変形や座屈が進行する前に変形部32,35に塑性曲げ変形や座屈が生じることで、筒状空間3x,3yの潰れが進行する。
Also in the
そして、バンパーステイ3に車体前後方向に衝突荷重が作用すると、壁部3C,3Cが筒状部3A,3Bに減り込むことで衝突エネルギーが吸収され、さらに、壁部3C,3Cが前後方向に圧潰することで衝突エネルギーが吸収される。
When a collision load is applied to the
バンパーステイ3においても、車体前後方向に衝突荷重が作用したときに、壁部3C,3Cが筒状部3A,3Bに減り込むことで筒状部3A,3Bが前後方向に潰れるので、車体幅方向外向きの座屈を起こし難い。また、このバンパーステイ3においても、筒状部3A,3Bの前後方向への潰れが進行した後に、一対の壁部3C,3Cの変形が進行することになるので、前後方向への変形量が大きいうえに、圧潰荷重のピークが極端に高くなることもない。つまり、バンパーステイ3も、平均圧潰荷重が高く、エネルギー吸収量も大きい。
Also in the
(バンパーステイの第二変形例、第三変形例)
なお、バンパーステイ3においては、前側筒状部3Aの変形部32の屈曲点b1を直線p1よりも壁部3C側に位置させるとともに、後側筒状部3Bの変形部35の屈曲点b3を直線p2よりも壁部3C側に位置させたが、一対の壁部3C,3Cの最大離隔距離d3が、筒状部3A,3Bの最大幅寸法d1,d2よりも小さくなっている場合であれば、図9に示すバンパーステイ3’のように、前側筒状部3Aの変形部32の屈曲点b1を直線p1よりもバンパーリインフォースメント1側に位置させるとともに、後側筒状部3Bの変形部35の屈曲点b3を直線p2よりもサイドメンバM側に位置させてもよいし、図10に示すバンパーステイ3”のように、前側筒状部3Aの変形部32の屈曲点b1を直線p1上に位置させるとともに、後側筒状部3Bの変形部35の屈曲点b3を直線p2上に位置させてもよい。
(Bumper stay second modification, third modification)
In the
また、図示は省略するが、前側筒状部3Aにおいて、変形部32,32の一方の屈曲点b1を直線p1よりも壁部3C側に位置させ、他方の屈曲点b1を直線p1上か、あるいは直線p1よりもバンパーリインフォースメント1側に位置させてもよい。同様に、後側筒状部3Bにおいて、変形部35,35の一方の屈曲点b3を直線p2よりも壁部3C側に位置させ、他方の屈曲点b3を直線p2上か、あるいは直線p2よりもサイドメンバM側に位置させてもよい。
Although illustration is omitted, in the front
(バンパーステイの第四変形例)
前記したバンパーステイ2においては、筒状部2A,2Bの変形部22,25が、それぞれ二箇所で屈曲している場合を例示したが(図3参照)、これに限定されることはなく、図11に示すバンパーステイ4のように、三箇所で屈曲しているものであってもよい。
(Fourth modification of bumper stay)
In the
バンパーステイ4は、前後方向に間隔をあけて配置された一対の筒状部4A,4Bと、この筒状部4A,4Bを連結するように配置された一対の壁部4C,4Cとを備えて構成されている。一対の筒状部4A,4Bおよび一対の壁部4C,4Cは、サイドメンバMとバンパーリインフォースメント1との間に、前後方向に並ぶ三つの筒状空間4x,4y,4zを形成する。
The
なお、一対の筒状部4A,4Bを区別する場合には、前側(バンパーリインフォースメント1側)に位置する筒状部4Aを「前側筒状部4A」と称し、後側(サイドメンバM側)に位置する筒状部4Bを「後側筒状部4B」と称することとする。
When distinguishing the pair of
前側筒状部4Aは、バンパーリインフォースメント1に固定される取付部41と、この取付部41から壁部4Cとの接続点j1に至る変形部42と、一方の接続点j1から他方の接続点j1に至る仕切部43とを備えて構成されている。なお、取付部41および仕切部43の構成は、前記したバンパーステイ2の取付部21および仕切部23と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
4A of front side cylindrical parts are the
変形部42は、三つの屈曲点b1,b2,b7を有し、この屈曲点b1,b2,b7で屈曲している。なお、屈曲点b1,b2,b7は、二つの接続点j1,j1を通る直線p1よりもバンパーリインフォースメント1側に位置している。
The deforming
後側筒状部4Bは、サイドメンバMに固定される取付部44と、この取付部44から壁部4Cとの接続点j3に至る変形部45と、一方の接続点j3から他方の接続点j3に至る仕切部46とを備えて構成されている。なお、取付部44および仕切部46の構成は、前記したバンパーステイ2の取付部24および仕切部26と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
The rear
変形部45は、三つの屈曲点b3,b4,b8を有し、この屈曲点b3,b4,b8で屈曲している。なお、屈曲点b3,b4,b8は、二つの接続点j3,j3を通る直線p2よりもサイドメンバM側に位置している。
The
壁部4Cは、平板状を呈している。また、一対の壁部4C,4Cの最大離隔距離d3は、筒状部4A,4Bの最大幅寸法d1,d2よりも小さくなっている。
The
バンパーステイ4においても、一対の壁部4C,4Cが筒状部4A,4Bに減り込むように、筒状部4A,4Bおよび一対の壁部4C,4Cの剛性・強度が設定されている。なお、バンパーステイ4においても、筒状部4A,4Bのうち、変形部42,45の圧潰強度が壁部4Cの圧潰強度よりも小さくなっていて、壁部4Cの塑性曲げ変形や座屈が進行する前に変形部42,45に塑性曲げ変形や座屈が生じることで、筒状空間4x,4yの潰れが進行する。
Also in the
そして、バンパーステイ4に車体前後方向に衝突荷重が作用すると、壁部4C,4Cが筒状部4A,4Bに減り込むことで衝突エネルギーが吸収され、さらに、壁部4C,4Cが前後方向に圧潰することで衝突エネルギーが吸収される。
When a collision load acts on the
バンパーステイ4においても、車体前後方向に衝突荷重が作用したときに、壁部4C,4Cが筒状部4A,4Bに減り込むことで筒状部4A,4Bが前後方向に潰れるので、車体幅方向外向きの座屈を起こし難い。また、このバンパーステイ4においても、筒状部4A,4Bの前後方向への潰れが進行した後に、一対の壁部4C,4Cの変形が進行することになるので、前後方向への変形量が大きいうえに、圧潰荷重のピークが極端に高くなることもない。つまり、バンパーステイ4も、平均圧潰荷重が高く、エネルギー吸収量も大きい。
Also in the
(バンパーステイの第五変形例)
前記したバンパーステイ2においては、筒状部2A,2Bの仕切部23,26が平板状を呈している場合を例示したが(図3参照)、これに限定されることはなく、図12に示すバンパーステイ5のように、筒状部5A,5Bの仕切部53,56が断面溝形を呈するものであってもよい。
(Fifth modification of bumper stay)
In the
バンパーステイ5は、前後方向に間隔をあけて配置された一対の筒状部5A,5Bと、この筒状部5A,5Bを連結するように配置された一対の壁部5C,5Cとを備えて構成されている。一対の筒状部5A,5Bおよび一対の壁部5C,5Cは、サイドメンバMとバンパーリインフォースメント1との間に、前後方向に並ぶ三つの筒状空間5x,5y,5zを形成する。
The
なお、一対の筒状部5A,5Bを区別する場合には、前側(バンパーリインフォースメント1側)に位置する筒状部5Aを「前側筒状部5A」と称し、後側(サイドメンバM側)に位置する筒状部5Bを「後側筒状部5B」と称することとする。
When distinguishing the pair of
前側筒状部5Aは、バンパーリインフォースメント1に固定される取付部51と、この取付部51から壁部5Cとの接続点j1に至る変形部52と、一方の接続点j1から他方の接続点j1に至る仕切部53とを備えて構成されている。なお、取付部51および変形部52の構成は、前記したバンパーステイ2の取付部21および変形部22と同様であるので、その詳細な説明は省略するが、変形部52の屈曲点b1は、二つの接続点j1,j1を通る直線p1よりも壁部5C側に位置している。
The front
仕切部53は、左右の変形部52,52を連結するものであり、取付部51と対向して配置されている。仕切部53は、二箇所で屈曲して断面溝形を呈し、直線p1よりもバンパーリインフォースメント1側に突出している。
The
後側筒状部5Bは、サイドメンバMに固定される取付部54と、この取付部54から壁部5Cとの接続点j3に至る変形部55と、一方の接続点j3から他方の接続点j3に至る仕切部56とを備えて構成されている。なお、取付部54および変形部55の構成は、前記したバンパーステイ2の取付部24および変形部25と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
The rear
仕切部56は、左右の変形部55,55を連結するものであり、取付部54と対向して配置されている。仕切部56は、二箇所で屈曲して断面溝形を呈し、直線p2よりもサイドメンバM側に突出している。
The
なお、バンパーステイ5においても、一対の壁部5C,5Cが筒状部5A,5Bに減り込むように、筒状部5A,5Bおよび一対の壁部5C,5Cの剛性・強度が設定されている。
Also in the
そして、バンパーステイ5に車体前後方向に衝突荷重が作用すると、壁部5C,5Cが筒状部5A,5Bに減り込むことで衝突エネルギーが吸収され、さらに、壁部5C,5Cが前後方向に圧潰することで衝突エネルギーが吸収される。
When a collision load acts on the
バンパーステイ5においても、車体前後方向に衝突荷重が作用したときに、壁部5C,5Cが筒状部5A,5Bに減り込むことで筒状部5A,5Bが前後方向に潰れるので、車体幅方向外向きの座屈を起こし難い。また、このバンパーステイ5においても、筒状部5A,5Bの前後方向への潰れが進行した後に、一対の壁部5C,5Cの変形が進行することになるので、前後方向への変形量が大きいうえに、圧潰荷重のピークが極端に高くなることもない。つまり、バンパーステイ5も、平均圧潰荷重が高く、エネルギー吸収量も大きい。
Also in the
また、バンパーステイ5においては、前側筒状部5Aの仕切部53を直線p1よりもバンパーリインフォースメント1側に突出させるとともに、後側筒状部5Bの仕切部56を直線p2よりもサイドメンバM側に突出させたので、壁部5C,5Cと仕切部53,56とで形成される筒状空間5zが、前側筒状部5Aにより形成される筒状空間5xおよび後側筒状部5Bにより形成される筒状空間5yに入り込むことになる。このようにすると、車体前後方向に衝突荷重が作用したときに、壁部5C,5Cが前側筒状部5Aおよび後側筒状部5Bに減り込み易くなる。
Further, in the
(バンパーステイの第六変形例)
前記したバンパーステイ2においては、一対の壁部2C,2Cを利用して形成される筒状空間2zが八角筒(断面八角形)を呈する場合を例示したが(図3参照)、これに限定されることはなく、図13に示すバンパーステイ6のように、筒状空間6zが四角筒(断面四角形)を呈するものであってもよい。すなわち、壁部6Cを屈曲点のない平板状に成形してもよい。
(Sixth modification of bumper stay)
In the
バンパーステイ6においても、車体前後方向に衝突荷重が作用したときに、壁部6C,6Cが筒状部6A,6Bに減り込むことで筒状部6A,6Bが前後方向に潰れるので、車体幅方向外向きの座屈を起こし難い。また、このバンパーステイ6においても、筒状部6A,6Bの前後方向への潰れが進行した後に、一対の壁部6C,6Cの変形が進行することになるので、前後方向への変形量が大きいうえに、圧潰荷重のピークが極端に高くなることもない。つまり、バンパーステイ6も、平均圧潰荷重が高く、エネルギー吸収量も大きい。
Also in the bumper stay 6, when the collision load is applied in the longitudinal direction of the vehicle body, the
なお、図示は省略するが、一対の壁部を利用して形成される筒状空間を五角筒以上の多角筒としても勿論差し支えない。 In addition, although illustration is abbreviate | omitted, of course, the cylindrical space formed using a pair of wall part may be made into a polygonal cylinder more than a pentagonal cylinder.
(バンパーステイの第七変形例)
前記したバンパーステイ2においては、筒状空間2zが多角筒を呈する場合を例示したが(図3参照)、これに限定されることはなく、図14に示すバンパーステイ7のように、筒状空間7zが円筒(断面円形)を呈するものであってもよい。
(Seventh modification of bumper stay)
In the above-described
バンパーステイ7は、前後方向に間隔をあけて配置された一対の筒状部7A,7Bと、この筒状部7A,7Bを連結するように配置された一対の壁部7C,7Cとを備えて構成されている。一対の筒状部7A,7Bおよび一対の壁部7C,7Cは、サイドメンバMとバンパーリインフォースメント1との間に、前後方向に並ぶ三つの筒状空間7x,7y,7zを形成する。
The
なお、一対の筒状部7A,7Bを区別する場合には、前側(バンパーリインフォースメント1側)に位置する筒状部7Aを「前側筒状部7A」と称し、後側(サイドメンバM側)に位置する筒状部7Bを「後側筒状部7B」と称することとする。
When distinguishing the pair of
前側筒状部7Aは、バンパーリインフォースメント1に固定される取付部71と、この取付部71から壁部7Cとの接続点j1に至る変形部72と、一方の接続点j1から他方の接続点j1に至る仕切部73とを備えて構成されている。なお、取付部71および変形部72の構成は、前記したバンパーステイ2の取付部21および変形部22と同様であるので、その詳細な説明は省略するが、変形部72の屈曲点b1は、二つの接続点j1,j1を通る直線p1よりも壁部7C側に位置している。
7A of front side cylindrical parts are the
仕切部73は、左右の変形部72,72を連結するものであり、取付部71と対向して配置されている。仕切部73は、断面円弧を呈していて、直線p1よりもバンパーリインフォースメント1側に突出している。
The
後側筒状部7Bは、サイドメンバMに固定される取付部74と、この取付部74から壁部7Cとの接続点j3に至る変形部75と、一方の接続点j3から他方の接続点j3に至る仕切部76とを備えて構成されている。なお、取付部74および変形部75の構成は、前記したバンパーステイ2の取付部24および変形部25と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
The rear
仕切部76は、左右の変形部75,75を連結するものであり、取付部74と対向して配置されている。仕切部76は、断面円弧を呈していて、直線p2よりもサイドメンバM側に突出している。
The
壁部7Cは、断面円弧を呈しており、仕切部73,76とともに円筒状の筒状空間7zを形成する。なお、壁部7Cは、前側筒状部7Aとの接続点j1および後側筒状部7Bとの接続点j3を通る直線p3より外側に位置しているが、一対の壁部7C,7Cの最大離隔距離は、筒状部7A,7Bの最大幅寸法よりも小さくなっている。
The
なお、バンパーステイ7においても、一対の壁部7C,7Cが筒状部7A,7Bに減り込むように、筒状部7A,7Bおよび一対の壁部7C,7Cの剛性・強度が設定されている。
Also in the
そして、バンパーステイ7に車体前後方向に衝突荷重が作用すると、壁部7C,7Cが筒状部7A,7Bに減り込むことで衝突エネルギーが吸収され、さらに、壁部7C,7Cが前後方向に圧潰することで衝突エネルギーが吸収される。
When a collision load acts on the
バンパーステイ7においても、車体前後方向に衝突荷重が作用したときに、壁部7C,7Cが筒状部7A,7Bに減り込むことで筒状部7A,7Bが前後方向に潰れるので、車体幅方向外向きの座屈を起こし難い。また、このバンパーステイ7においても、筒状部7A,7Bの前後方向への潰れが進行した後に、一対の壁部7C,7Cの変形が進行することになるので、前後方向への変形量が大きいうえに、圧潰荷重のピークが極端に高くなることもない。つまり、バンパーステイ7は、平均圧潰荷重が高く、エネルギー吸収量も大きい。
Also in the
また、バンパーステイ7においては、前側筒状部7Aの仕切部73を直線p1よりもバンパーリインフォースメント1側に突出させるとともに、後側筒状部7Bの仕切部76を直線p2よりもサイドメンバM側に突出させたので、壁部7C,7Cと仕切部73,76とで形成される筒状空間7zが、前側筒状部7Aにより形成される筒状空間7xおよび後側筒状部7Bにより形成される筒状空間7yに入り込むことになる。このようにすると、車体前後方向に衝突荷重が作用したときに、壁部7C,7Cが前側筒状部7Aおよび後側筒状部7Bに減り込み易くなる。
Further, in the
(バンパーステイの参考形態1)
前記したバンパーステイ2においては、二つの筒状部2A,2Bを備えるバンパーステイ2を例示したが(図3参照)、これに限定されることはなく、図15に示すバンパーステイ8のように、一つの筒状部8Aを備えるものであってもよい。
(Bumper stay reference form 1 )
In the
バンパーステイ8は、筒状部8Aと、この筒状部8Aの後面に立設された一対の壁部8C,8Cと、一対の壁部8C,8Cを連結するように配置された連結部8Dとを備えて構成されている。筒状部8A、一対の壁部8C,8Cおよび連結部8Dは、サイドメンバMとバンパーリインフォースメント1との間に、前後方向に並ぶ二つの筒状空間8x,8zを形成する。
The
なお、筒状部8Aの構成は、前記したバンパーステイ2の筒状部2Aと同様であるので、その詳細な説明は省略する。
The configuration of the
また、壁部8Cの構成も、前記したバンパーステイ2の壁部2Cと同様であるので、その詳細な説明を省略するが、バンパーステイ8においても、一対の壁部8C,8Cの最大離隔距離d3が、筒状部8Aの最大幅寸法d1よりも小さくなっている。
Further, since the configuration of the
連結部8Dは、一対の壁部8C,8Cの先端同士を連結し、筒状部8Aの仕切部83と壁部8C,8Cとともに筒状空間8zを形成する。連結部8Dは、サイドメンバMの取付面M1に当接するように平板状を呈している。また、連結部8Dには、サイドメンバMの取付面M1に形成された雌ネジM11(図1参照)に対応する位置に、図示せぬボルト挿通孔が形成されている。
The connecting
バンパーステイ8においても、筒状部8Aにより形成される筒状空間8xよりも、一対の壁部8C,8Cを利用して形成される筒状空間8zの方が潰れ難くなっていて、筒状部8Aの前後方向への潰れ(すなわち、筒状空間8xの前後方向への潰れ)が進行した後に、一対の壁部8C,8Cの変形(すなわち、筒状空間8zの前後方向への潰れ)が進行する。すなわち、バンパーステイ8においても、一対の壁部8C,8Cが筒状部8Aに減り込むように、筒状部8Aおよび一対の壁部8C,8Cの剛性・強度が設定されている。
Also in the
そして、バンパーステイ8に車体前後方向に衝突荷重が作用すると、壁部8C,8Cが筒状部8Aに減り込むことで衝突エネルギーが吸収され、さらに、壁部8C,8Cが前後方向に圧潰することで衝突エネルギーが吸収される。
When a collision load acts on the
バンパーステイ8においても、車体前後方向に衝突荷重が作用したときに、壁部8C,8Cが筒状部8Aに減り込むことで筒状部8Aが前後方向に潰れるので、車体幅方向外向きの座屈を起こし難い。また、このバンパーステイ8においても、筒状部8Aの前後方向への潰れが進行した後に、一対の壁部8C,8Cの変形が進行することになるので、前後方向への変形量が大きいうえに、圧潰荷重のピークが極端に高くなることもない。つまり、バンパーステイ8も、平均圧潰荷重が高く、エネルギー吸収量も大きい。
Also in the
また、バンパーステイ8においても、一対の壁部8C,8Cの最大離隔距離d3を、筒状部8Aの最大幅寸法d1よりも小さくしたので、一対の壁部8C,8Cが筒状部8Aに減り込み易くなり、その結果、車体の幅方向外向きの座屈がより一層起き難くなる。
In the
(バンパーステイの参考形態2)
なお、バンパーステイ8においては、筒状部8Aの後面のみに一対の壁部8C,8Cを立設したが、これに限定されることはなく、図16に示すバンパーステイ8’のように、筒状部8A’の前面に一対の壁部8C’,8C’を立設するとともに、筒状部8A’の後面に一対の壁部8C”,8C”を立設してもよい。
(Bumper stay reference form 2 )
In the
バンパーステイ8’は、筒状部8A’と、この筒状部8A’の前面に立設された一対の壁部8C’,8C’と、筒状部8A’の後面に立設された一対の壁部8C”,8C”と、前側の壁部8C’,8C’を連結するように配置された連結部8D’と、後側の壁部8C”,8C”を連結するように配置された連結部8D”とを備えて構成されていて、サイドメンバMとバンパーリインフォースメント1との間に、前後方向に並ぶ三つの筒状空間8x’,8z’,8z”が形成されている。
The bumper stay 8 ′ includes a
筒状部8A’は、対向して配置された一対の変形部82’,82’と、この変形部82,’,82’を連結するように配置された一対の仕切部83’,83’とを備えて構成されている。変形部82’は、前後二つの屈曲点b1,b2を有し、屈曲点b1,b2で屈曲している。なお、前側の屈曲点b1は、筒状部8A’と前側の壁部8C’,8C’との接続点j1,j1を通る直線p1よりもバンパーリインフォースメント1側に位置しており、後側の屈曲点b2は、筒状部8A’と後側の壁部8C”,8C”との接続点j2,j2を通る直線p2よりもサイドメンバM側に位置している。
The
前側の壁部8C’,8C’および後側の壁部8C”,8C”は、それぞれ、平板状を呈している。前側の壁部8C’,8C’ の最大離隔距離d3’および後側の壁部8C”,8C”の最大離隔距離d3”は、それぞれ、筒状部8A’の最大幅寸法d1’よりも小さくなっている。
The
前側の連結部8D’は、前側の壁部8C’,8C’の先端同士を連結するものであり、平板状を呈していて、傾斜部11の後壁に当接する。前側の連結部8D’は、筒状部8A’の仕切部83’と前側の壁部8C’,8C’とともに筒状空間8z’を形成する。
The
同様に、後側の連結部8D”は、後側の壁部8C”,8C”の先端同士を連結するものであり、平板状を呈していて、サイドメンバMの取付面M1に当接する。後側の連結部8D”は、筒状部8A’の仕切部83’と後側の壁部8C”,8C”とともに筒状空間8z”を形成する。
Similarly, the
バンパーステイ8’においては、前側の壁部8C’,8C’および後側の壁部8C”,8C”の少なくとも一方が、筒状部8A’に減り込むように、これらの剛性・強度が設定されている。すなわち、バンパーステイ8においては、筒状部8A’により形成される中央の筒状空間8xよりも、前側の壁部8C’,8C’を利用して形成される前側の筒状空間8z’および後側の壁部8C”,8C”を利用して形成される後側の筒状空間8z”の方が潰れ難くなっていて、筒状部8A’の前後方向への潰れ(すなわち、筒状空間8x’の前後方向への潰れ)が進行した後に、前側の壁部8C’,8C’および後側の壁部8c”,8C”の変形(すなわち、筒状空間8z’,8z”の前後方向への潰れ)が進行する。
In the bumper stay 8 ′, the rigidity and strength thereof are set so that at least one of the
そして、バンパーステイ8’に車体前後方向に衝突荷重が作用すると、前側の壁部8C’,8C’および後側の壁部8C”,8C”の少なくとも一方が筒状部8A’に減り込むことで衝突エネルギーが吸収され、さらに、前側の壁部8C’,8C’および後側の壁部8C”,8C”の少なくとも一方が前後方向に圧潰することで衝突エネルギーが吸収される。
When a collision load acts on the bumper stay 8 ′ in the longitudinal direction of the vehicle body, at least one of the
(バンパーステイの参考形態3)
前記したバンパーステイ2においては、壁部2C,2Cの最大離隔距離d3が、筒状部2A,2Bの最大幅寸法d1,d2よりも小さくなっている場合を例示したが、これに限定されることはなく、図17に示すバンパーステイ9のように、壁部9C,9Cの最大離隔距離d3が、筒状部9Aの最大幅寸法d1と等しくなっていてもよい。
(Bumper stay reference form 3 )
In the
バンパーステイ9は、筒状部9Aと、この筒状部9Aの後面に立設された一対の壁部9C,9Cと、一対の壁部9C,9Cを連結するように配置された連結部9Dとを備えて構成されている。
The bumper stay 9 includes a
筒状部9Aは、バンパーリインフォースメント1に固定される取付部91と、この取付部91から壁部9Cとの接続点j1に至る変形部92と、一方の接続点j1から他方の接続点j1に至る仕切部93とを備えて構成されている。
The
変形部92は、二つの屈曲点b1,b2を有し、この屈曲点b1,b2で屈曲している。一方の屈曲点b1は、二つの接続点j1,j1を通る直線p1上に位置しており、他方の屈曲点b2は、直線p1よりもバンパーリインフォースメント1側に位置している。また、仕切部93は、断面円弧を呈していて、直線p1よりもバンパーリインフォースメント1側に突出している。
The
壁部9Cは、一つ屈曲点b5を有し、この屈曲点b5で屈曲している。なお、以下の説明においては、接続点j1から屈曲点b5に至る平板状の部位(すなわち、筒状部9AからサイドメンバMに向かって起立する部位)を前壁部97と称し、屈曲点b5から連結部9Dとの接続点j5に至る平板状の部位を後壁部98と称することとする。
The
前壁部97は、前後方向(車軸方向)に沿って形成された後壁部98に対して傾斜していて、変形部92の張出片92bと鋭角に交わっている。左右の前壁部97,97の離隔距離は、連結部9Dに向かうに従って大きくなっているが、筒状部9Aとの接続部分における離隔距離は、筒状部9Aの最大離隔距離d1よりも小さくなっている。後壁部98は、車軸方向(前後方向)に沿うように形成されている。左右の後壁部98,98の離隔距離(すなわち、壁部9C,9Cの最大離隔距離)d3は、筒状部9Aの最大離隔距離d1と等しくなっている。
The
連結部9Dは、一対の壁部9C,9Cの先端同士を連結し、筒状部9Aの仕切部93と壁部9C,9Cとともに筒状空間9zを形成する。
The connecting
バンパーステイ9においても、筒状部9Aにより形成される筒状空間9xよりも、一対の壁部9C,9Cを利用して形成される筒状空間9zの方が潰れ難くなっていて、筒状部9Aの前後方向への潰れが進行した後に、一対の壁部9C,9Cの変形(すなわち、筒状空間9zの前後方向への潰れ)が進行する。すなわち、バンパーステイ9においても、一対の壁部9C,9Cが筒状部9Aに減り込むように、筒状部9Aおよび一対の壁部9C,9Cの剛性・強度が設定されている。
Also in the bumper stay 9, the
そして、バンパーステイ9に車体前後方向に衝突荷重が作用すると、壁部9C,9Cが筒状部9Aに減り込むことで衝突エネルギーが吸収され、さらに、壁部9C,9Cが前後方向に圧潰することで衝突エネルギーが吸収される。
When a collision load acts on the bumper stay 9 in the longitudinal direction of the vehicle body, the
バンパーステイ9においても、車体前後方向に衝突荷重が作用したときに、壁部9C,9Cが筒状部9Aに減り込みつつ筒状部9Aが前後方向に潰れるので、車体幅方向外向きの座屈を起こし難い。また、このバンパーステイ9においても、筒状部9Aの前後方向への潰れが進行した後に、一対の壁部9C,9Cの変形が進行することになるので、前後方向への変形量が大きいうえに、圧潰荷重のピークが極端に高くなることもない。つまり、バンパーステイ9も、平均圧潰荷重が高く、エネルギー吸収量も大きい。
In the bumper stay 9 as well, when a collision load is applied in the longitudinal direction of the vehicle body, the
また、バンパーステイ9においては、一対の壁部9C,9Cの筒状部9A側の端部同士の離隔距離を、筒状部9Aの最大幅寸法d1よりも小さくしたので、一対の壁部9C,9Cが筒状部9Aに減り込み易くなり、その結果、車体の幅方向外向きの座屈がより一層起き難くなる。
Further, in the bumper stay 9, the distance between the ends of the pair of
しかも、バンパーステイ9においては、筒状部9Aの仕切部93を直線p1よりもバンパーリインフォースメント1側に突出させたので、壁部9C,9Cと仕切部93とで形成される筒状空間9zが、筒状部9Aにより形成される筒状空間9xに入り込むことになる。このようにすると、車体前後方向に衝突荷重が作用したときに、壁部9C,9Cが筒状部9Aにより一層減り込み易くなる。
Moreover, in the bumper stay 9, the
本発明に係るバンパー構造の効果を、非線形動的FEM解析を行って確認した。解析では、バンパーリインフォースメントとバンパーステイの材質をアルミニウム合金(A6N01−T5)と仮定し、縦弾性係数を70GPa、ポアソン比を0.3とした。また、応力とひずみの関係は、図18に示すように、多直線により近似した。なお、アルミニウム合金の破断ひずみを0.206とし、ひずみが0.206より大きくなると、応力が0になると仮定した。 The effect of the bumper structure according to the present invention was confirmed by performing nonlinear dynamic FEM analysis. In the analysis, it was assumed that the material of the bumper reinforcement and the bumper stay was an aluminum alloy (A6N01-T5), the longitudinal elastic modulus was 70 GPa, and the Poisson's ratio was 0.3. Further, the relationship between stress and strain was approximated by multiple lines as shown in FIG. The fracture strain of the aluminum alloy was 0.206, and it was assumed that the stress would be 0 when the strain was greater than 0.206.
実施例においては、第一の実施形態に係るバンパー構造100の解析モデルを作成して解析を行うとともに、比較例として、図19の(b)に示すバンパー構造の解析モデルを作成して解析を行った。図20の(a)にバンパーステイ2の解析モデルにおける寸法と肉厚を示し、図20の(b)に比較例に係るバンパーステイの解析モデルにおける寸法と肉厚を示す。なお、実施例に係るバンパー構造は、第一の実施形態に係るバンパー構造100と同一のバンパーリインフォース1を備えている。図21にバンパーリインフォースの断面寸法と肉厚を示す。
In the example, an analysis model of the
図22は、解析結果を示すグラフであって、(a)は圧潰荷重と変位の関係を示すグラフ、(b)は衝突エネルギーの吸収量と変位の関係を示すグラフである。この図に示すように、比較例に係るバンパーステイ(バンパー構造)よりも、実施例に係るバンパーステイ2(バンパー構造100)のほうが、平均圧潰荷重および衝突エネルギーの吸収量が大きいことが確認された。 22A and 22B are graphs showing the analysis results, where FIG. 22A is a graph showing the relationship between the crush load and displacement, and FIG. 22B is a graph showing the relationship between the amount of collision energy absorbed and the displacement. As shown in this figure, it is confirmed that the bumper stay 2 (bumper structure 100) according to the example has a larger amount of average crush load and collision energy absorption than the bumper stay (bumper structure) according to the comparative example. It was.
1 バンパーリインフォースメント
2 バンパーステイ
2A,2B 筒状部
2C 壁部
2x,2y,2z 筒状空間
100 バンパー構造
M サイドメンバ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記車体と前記バンパーリインフォースメントとの間に介設されるバンパーステイと、を備え、前記バンパーリインフォースメントが直線状に伸ばされた後に、前記バンパーステイの少なくとも一部について前後方向への圧潰が進行し、その後に前記バンパーリインフォースメントの前後方向への圧潰が進行するように、前記バンパーリインフォースメントおよび前記バンパーステイの剛性が設定されているバンパー構造であって、
前記バンパーステイは、前後方向に間隔をあけて配置された一対の筒状部と、前記筒状部同士を連結するように配置された一対の壁部とを備えており、
前記一対の壁部が前記筒状部に減り込むように、前記筒状部および前記一対の壁部の剛性が設定されていることを特徴とするバンパー構造。 Bumper reinforcement whose both ends are inclined toward the vehicle body side,
A bumper stay interposed between the vehicle body and the bumper reinforcement, and after the bumper reinforcement is straightened, at least a part of the bumper stay is crushed in the front-rear direction. Then, the bumper reinforcement and the bumper stay have rigidity set so that the crushing in the front-rear direction of the bumper reinforcement proceeds,
The bumper stay includes a pair of cylindrical portions arranged at intervals in the front-rear direction, and a pair of wall portions arranged so as to connect the cylindrical portions to each other,
The bumper structure, wherein rigidity of the cylindrical portion and the pair of wall portions is set so that the pair of wall portions are reduced to the cylindrical portion.
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