JP4787728B2 - Body bumper beam and body shock absorber - Google Patents
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Description
本発明は、車体衝突時の荷重エネルギー吸収性能に優れ、特に歩行者との衝突時に、人体に与える衝撃を緩和し、歩行者の損傷を低減する特性に優れた車体バンパービームおよび車体用衝撃緩衝部材に関するものである。 The present invention is excellent in load energy absorption performance at the time of a vehicle body collision, particularly at the time of a collision with a pedestrian, alleviating the impact given to the human body, and having excellent characteristics for reducing damage to the pedestrian, and a vehicle body bumper beam This relates to the member.
自動車などの車体には、乗員の安全性確保と被衝突物の保護のために、車体衝突時に、衝撃方向に自ら変形して衝撃荷重を低減し、衝撃エネルギーを吸収する、バンパーシステムが設けられる。 In order to ensure the safety of occupants and protect the impacted object, the body of an automobile or the like is equipped with a bumper system that reduces the impact load and absorbs the impact energy by itself deforming in the impact direction when the vehicle collides. .
このバンパーシステムとして代表的なものは、バンパーステイの前面に取り付けられる鉄鋼製またはアルミニウム合金製バンパービームと、その前面に設けられる発泡樹脂製緩衝材と、更にその前面に設けられ、車輌外面と一体となることの多いバンパーカバー、とで構成されるバンパーシステムである。 A typical bumper system is a steel or aluminum alloy bumper beam attached to the front surface of the bumper stay, a foamed resin cushioning material provided on the front surface, and further provided on the front surface, integrated with the vehicle outer surface. It is a bumper system composed of a bumper cover, which often becomes.
近年、車体軽量化のために、これらバンパービームには、鋼材に代わって、アルミニウム合金製の押出中空形材などが使用され始めている。アルミニウム合金製バンパービームは、口形、日形、目形あるいはそれに類似する略矩形の断面形状が幅方向に延在し、車体外形に合わせて適切な曲げを持った中空材からなる。なお、鉄鋼製バンパービームにおいても、中空材が開断面部材となることが多いことを除いては、ほぼ同様である。 In recent years, in order to reduce the weight of the vehicle body, an extruded hollow member made of aluminum alloy or the like has begun to be used for these bumper beams instead of steel. The bumper beam made of aluminum alloy is made of a hollow material having a mouth shape, a date shape, an eye shape or a substantially rectangular cross-sectional shape extending in the width direction and having an appropriate bend according to the outer shape of the vehicle body. The steel bumper beam is substantially the same except that the hollow material is often an open section member.
これらの車体バンパーシステムには、車体に支持されたバンパービームとその前面に配置された発泡材からなる緩衝材により、車体の前方や後方からの衝突、あるいは前方や後方への車体の衝突などの際に、衝撃荷重を低減し、衝撃エネルギーを吸収する機能が求められる。 These body bumper systems have a bumper beam supported by the body and a cushioning material made of foam material placed on the front surface. At the same time, the function of reducing impact load and absorbing impact energy is required.
これらの衝撃エネルギー吸収機能として、従来から求められてきた、車輌やその他の物体(ガードレール、電信柱など)などの「高剛性の物体」との衝突以外に、近年では、歩行者との衝突の際に、歩行者を保護する特性も新たに求められるようになっている。 In addition to collisions with “high-rigidity objects” such as vehicles and other objects (guardrails, telephone poles, etc.) that have been demanded in the past as these impact energy absorption functions, At the same time, new characteristics for protecting pedestrians have been demanded.
例えば、車輌が歩行者に衝突した際の当該歩行者の損傷は、頭部、腰部、脚部が代表例であり、欧州車輌委員会などでは、新型車両評価プログラム(NCAP)を実施している。これによれば、頭部、腰部、脚部それぞれについて歩行者保護特性評価試験法を提案しており、車両の歩行者保護に対する標準的な評価方法になりつつある。これらの評価試験の内、バンパーシステムが関係する部位である脚部の評価試験法は、歩行者の脚部を模擬した脚部インパクターを時速40kmでバンパービームに衝突させる。そして、この衝突の際に、脚部インパクターに設けた各種センサーの出力(加速度、せん断変形量、曲げ角度)が一定値以下になることを求めている。特に、加速度の値は、150G以下となることが要求されている。 For example, damage to a pedestrian when a vehicle collides with a pedestrian is typical in the head, waist, and legs, and the European Vehicle Commission and others are implementing a new vehicle evaluation program (NCAP). . According to this, a pedestrian protection characteristic evaluation test method is proposed for each of the head, waist, and legs, which is becoming a standard evaluation method for vehicle pedestrian protection. Among these evaluation tests, the leg evaluation method, which is a part related to the bumper system, causes a leg impactor simulating a pedestrian's leg to collide with a bumper beam at a speed of 40 km / h. At the time of this collision, it is required that the outputs (acceleration, shear deformation amount, bending angle) of various sensors provided in the leg impactor become a certain value or less. In particular, the acceleration value is required to be 150 G or less.
しかし、これまでに開示されているバンパーシステムは、あくまで車輌やその他の物体(ガードレール、電信柱など)など、「高剛性の物体」との衝突を前提として考案されたもので、比較的、高剛性で高強度なものとの衝突を前提として設計されたものがほとんどである。このため、これらのバンパーシステムでは、歩行者の脚部モデルとの衝突時には、前記評価値(加速度、せん断変形量、曲げ角度)のうち、特に加速度が規制値を上回る。 However, the bumper system disclosed so far was devised on the premise of collision with “high-rigidity objects” such as vehicles and other objects (guardrails, telephone poles, etc.). Most are designed on the premise of collision with a rigid and high-strength material. For this reason, in these bumper systems, at the time of a collision with the pedestrian's leg model, the acceleration in particular exceeds the regulation value among the evaluation values (acceleration, shear deformation amount, bending angle).
これに対して、歩行者保護に対応するべく、強度・剛性を低下させて設計したバンパーシステムは、逆に、高剛性・高強度な衝突物との衝突時の衝撃荷重低減や衝撃エネルギーを吸収する機能が低下するようになる。このため、バンパーシステムには、この相矛盾する機能を両立、兼備することが求められる。 In contrast, a bumper system designed with reduced strength and rigidity to support pedestrian protection, on the contrary, reduces impact load and absorbs impact energy when colliding with high-rigidity and high-strength objects. Function will be reduced. For this reason, the bumper system is required to have both contradictory functions.
これに対して、バンパービーム(バンパー補強材)の前面に、衝撃吸収装置やエアバックを設けるなどのアイデアとしては従来から種々提案されているものの、実用化は未だされていない。このため、通常は(実際には)、バンパービーム前面側であって、バンパーカバーの裏側に、発泡ウレタン材や発泡スチロール材などの比較的厚いアブソーバ(クッション材、エネルギー吸収部材)を設けることによって対応してきた。しかし、車体設計上、設けるアブソーバの厚みには限界があり、その歩行者保護性能(衝撃エネルギー吸収機能)にも限界があるのが実情である。 On the other hand, various ideas such as providing an impact absorbing device and an air bag on the front surface of the bumper beam (bumper reinforcing material) have been proposed, but have not yet been put to practical use. For this reason, it is usually (actually) supported by providing a relatively thick absorber (cushion material, energy absorbing member) such as urethane foam or polystyrene on the front side of the bumper beam and on the back side of the bumper cover. I have done it. However, there is a limit to the thickness of the absorber to be provided due to the vehicle body design, and there is a limit to the pedestrian protection performance (impact energy absorption function).
一方、従来から、上記アブソーバに加えて、車体衝突に対する衝撃緩衝部材を前面に設けたバンパービームが提案されている。このようなバンパービームでは、車体衝突時には衝撃緩衝部材を断面厚み方向(横断面方向)に変形させて車体衝突の衝撃を緩衝する。これによれば、バンパービーム(バンパー補強材)の本来の高剛性・高強度な衝突物との衝突時の衝撃荷重低減や衝撃エネルギーを吸収する機能を低下させずに、歩行者保護の機能を新たに追加したバンパー補強材を提供できる。 On the other hand, conventionally, a bumper beam has been proposed in which, in addition to the absorber, an impact buffering member against a vehicle body collision is provided on the front surface. In such a bumper beam, the impact buffer member is deformed in the cross-sectional thickness direction (transverse cross-sectional direction) at the time of a vehicle body collision to buffer the impact of the vehicle body collision. According to this, the function of bumper beam (bumper reinforcement) can protect pedestrians without reducing the impact load reduction and impact energy absorption function when colliding with the original highly rigid and high strength impact object. Newly added bumper reinforcement can be provided.
例えば、特許文献1では、バンパービームの外端面から所要量だけ離間して位置すると共に、衝突時に前記物体からの衝撃を受ける当接壁部と、バンパービームに当接する取付壁部から延出して、当接壁部を裏側から支持する支持壁部とを有する中空構造体の衝撃緩衝部材が提案されている。そして、前記支持壁部が、前記取付壁部に連なる所要幅の領域に、湾曲的に延在する湾曲支持壁を、該取付壁部に沿って有し、前記当接壁部へ前記物体を介して衝撃が加わった際に、前記湾曲支持壁がその湾曲方向へ変形しつつ折曲するよう構成している。
For example, in
特許文献2では、車体に取り付けた少なくとも2つのフレームレールと、これらのフレームレールにそれぞれ連結した少なくとも2つのブラケットと、これらのブラケットに付設したビーム部と、このビーム部に付設したプレート部材と、前記ブラケットに連結したフレームレール延長部とを備えた車両用衝撃低減バンパ装置が提案されている。
In
特許文献3には、前面からの衝突荷重に対して蛇腹形状の形材を蛇腹形状が平行な方向となるように延在させて、歩行者衝突時に蛇腹状の変形を起こし、荷重変位における最大荷重を低くするとともに、歩行者の保護に必要なエネルギー吸収量を確保しようとする、対人保護用エネルギー吸収部材が提案されている。
In
特許文献4には、車体前後方向に略平行に設けられた前面フランジと後面フランジおよびこれらのフランジ間をつなぐ略平行に設けられた左右のウエブとから構成されるとともに、前記各ウエブは各々外側方に向かって湾曲しているアルミニウム合金中空形材からなる対人保護用エネルギー吸収部材が提案されている。これによれば、歩行者衝突時に前記各ウエブが変形を起こして、全体が丁度電車のパンタグラフの開閉状態のように、次第に偏平に変形していき、荷重変位における最大荷重を低くするとともに、歩行者の保護に必要なエネルギー吸収量を確保できる。
しかし、特許文献1は、緩衝部材が樹脂製の中空部材であるために、十分な歩行者脚部の保護性能を得るためには、金属製の緩衝材に比して、厚みをかなり厚くする必要があり、軽量化が犠牲になる。また、その製作上でも、樹脂の材質、肉厚が限定され、金属製の緩衝材に比してリサイクル性が劣る問題もある。
However, in
そして、一方では、車体設計上や小型車など、バンパービーム(バンパー補強材)の車体前面側とバンパーカバーとの間の距離 (隙間) のより狭幅化のために、衝撃緩衝部材(対人保護用エネルギー吸収部材)は、車体前後方向の幅をより薄くすることが求められている。この点、特許文献2のような衝撃緩衝部材では、歩行者の保護に必要なエネルギー吸収量を確保するために、プレート部材の車体前後方向の長さが比較的長く(プレート部材がバンパービーム前面に長く張り出し)、車体の設計(車種)によっては使用できない。
On the other hand, in order to narrow the distance (gap) between the front side of the body of the bumper beam (bumper reinforcement) and the bumper cover, such as in car body design and small cars, an impact buffer member (for personal protection) The energy absorbing member is required to have a thinner width in the longitudinal direction of the vehicle body. In this regard, in the shock absorbing member as in
また、実際の衝突事故においては、歩行者の衝突位置は各々異なる。このため、エネルギー吸収部材の設置位置に対して、歩行者の衝突位置が大きくずれることが起こり得る。即ち、歩行者脚部の衝突位置が車幅方向にずれる場合、歩行者脚部の衝突方向が水平方向に対してずれる場合などである。これらの場合に対応して、緩衝部材(エネルギー吸収部材)の期待する変形が生じるようにするためには、バンパー補強材の前面に亙る、比較的大きな面積を有する対人保護用エネルギー吸収部材が必要となる。 Moreover, in an actual collision accident, the pedestrian's collision position is different. For this reason, the collision position of a pedestrian may largely shift with respect to the installation position of the energy absorbing member. That is, the collision position of the pedestrian leg is shifted in the vehicle width direction, the collision direction of the pedestrian leg is shifted from the horizontal direction, and the like. Corresponding to these cases, in order to cause the deformation expected of the buffer member (energy absorbing member), an energy absorbing member for protecting human beings having a relatively large area over the front surface of the bumper reinforcing material is necessary. It becomes.
このように緩衝部材を比較的大面積化した場合、特許文献3、4のような比較的厚肉で構成された緩衝部材では、重量が増加して軽量化が犠牲になる。また、歩行者脚部の衝突方向が車体上下方向(鉛直方向)に対してずれる場合を想定すると、特許文献3、4のような形材の断面厚み方向への圧壊を利用した緩衝部材では、圧縮力の作用線がずれることを意味する。この圧縮力の作用線がずれると、断面厚み方向への圧壊を利用した緩衝部材では、エネルギー吸収特性が低下しやすくなる。したがって、このタイプの緩衝部材では、歩行者の衝突位置のずれによっても、このエネルギー吸収特性を保持するために、断面の厚みを増さざるを得ない。この観点からも、特許文献3、4のような緩衝部材では、歩行者の保護に必要なエネルギー吸収量を確保しがたい。
When the buffer member has a relatively large area as described above, the buffer member configured with a relatively thick wall as in
したがって、本発明の目的は、比較的大面積化された場合でも軽量で、かつ断面厚み方向に狭幅化(薄肉化)された場合でも、衝突時の発生荷重や加速度等を低くできるような、歩行者脚部の保護特性に優れた、車体バンパービームおよび車体用衝撃緩衝部材を提供しようとするものである。 Therefore, the object of the present invention is to reduce the generated load, acceleration, etc. at the time of collision even when the area is relatively large and the weight is light and the width is reduced (thinned) in the cross-sectional thickness direction. An object of the present invention is to provide a vehicle body bumper beam and a vehicle body shock-absorbing member having excellent protection characteristics for pedestrian legs.
上記目的を達成するための、本発明車体バンパービームの要旨は、衝撃緩衝部材をバンパービーム本体の前面側に設けた、中空構造の車体バンパービームであって、前記バンパービーム本体は、アルミニウム合金製中空押出形材で構成されているとともに、その後面壁から車体上下方向に延伸するフランジを有し、前記衝撃緩衝部材は、衝突壁部と側壁部と接合用フランジとを有して、これらが厚み3.0mm以下の金属板の成形によって一体に形成されており、前記衝突壁部は、前記バンパービーム本体の前方側に向かって張り出すとともに、車体上下方向に延在する前記バンパービーム本体の前面壁の全領域に亙って車体上下方向に延在し、前記側壁部は、この衝突壁部の車体上下方向の各端部から、前記バンパービーム本体の車体前後方向に延在する側壁の外側に沿って車体後方に向かって各々伸長して、前記バンパービーム本体の後面壁にまで至り、この側壁部と前記衝突壁部とで、前記バンパービーム本体を囲む形の略コの字状断面形状を形成するとともに、前記接合用フランジを前記両側壁部の車体後方側の各端部から車体上下方向に各々張り出させて、前記バンパービーム本体の後面壁から車体上下方向に延伸するフランジと接合して、このバンパービーム本体の後面壁側より支持したことである。 In order to achieve the above object, the gist of the vehicle body bumper beam of the present invention is a vehicle body bumper beam having a hollow structure in which an impact buffering member is provided on the front surface side of the bumper beam body, and the bumper beam body is made of an aluminum alloy. It is made of a hollow extruded shape and has a flange extending from the rear surface wall in the vertical direction of the vehicle body. The shock absorbing member has a collision wall portion, a side wall portion, and a joining flange, and these have a thickness. are formed integrally by molding of the following metal plate 3.0 mm, the impact wall section, with projecting toward the front side of the bumper beam main body, the front surface of the bumper beam body extending in the vertical direction of the vehicle body over the entire region of the wall extending in the vertical direction of the vehicle body, said side wall portion, from each end of the vehicle body vertical direction of the impact wall section, the body before and after the bumper beam body And each extending toward the rear of the vehicle body along the outside of sidewall extending direction leads to a rear wall of the bumper beam main body, between the deflector portion and the side wall portion, to surround the bumper beam body vehicle body to form a shaped cross section of substantially C, while each overhang in the vertical direction of the vehicle body said joining flanges from each end of the vehicle body rear side of the side wall portions, a rear wall of the bumper beam main body It is joined to the flange extending in the vertical direction and supported from the rear wall side of the bumper beam main body .
荷重変位における最大荷重を低くするとともに、歩行者の保護に必要なエネルギー吸収量を確保する断面厚み方向の変形を確保するために、前記衝撃緩衝部材の衝突壁部が車体衝突時の変形の起点となる凹みを有することが好ましい。また、同じく、前記衝撃緩衝部材が、アルミニウム合金板の成形によって、前記衝突壁部と側壁部と接合用フランジとを一体に形成されたものであることが好ましい。 In order to reduce the maximum load in load displacement and ensure deformation in the cross-sectional thickness direction that secures the energy absorption necessary for protection of pedestrians, the impact wall of the impact cushioning member is the starting point of deformation at the time of vehicle collision. It is preferable to have a dent. Similarly, it is preferable that the impact buffer member is formed by integrally forming the collision wall portion, the side wall portion, and the joining flange by molding an aluminum alloy plate.
上記目的を達成するための、本発明車体用衝撃緩衝部材の要旨は、アルミニウム合金製中空押出形材で構成されているとともに、その後面壁から車体上下方向に延伸するフランジを有しているバンパービーム本体の前面側に設けられる、車体衝突に対する衝撃緩衝部材であって、衝突壁部と側壁部と接合用フランジとを有して、これらが厚み3 .0mm以下の金属板の成形によって一体に形成されており、前記衝突壁部は、前記バンパービーム本体の前方側に向かって張り出すとともに、車体上下方向に延在する前記バンパービーム本体の前面壁の全領域に亙って車体上下方向に延在し、前記側壁部は、この衝突壁部の車体上下方向の各端部から、前記バンパービーム本体の車体前後方向に延在する側壁の外側に沿って車体後方に向かって各々伸長して、前記バンパービーム本体の後面壁にまで至り、この側壁部と前記衝突壁部とで、前記バンパービーム本体を囲む形の略コの字状断面形状を形成するとともに、前記接合用フランジを前記両側壁部の車体後方側の各端部から車体上下方向に各々張り出させて、前記バンパービーム本体の後面壁から車体上下方向に延伸するフランジと接合して、このバンパービーム本体の後面壁側より支持されることである。 In order to achieve the above object, the gist of the shock absorbing member for a vehicle body of the present invention is a bumper beam that is formed of an aluminum alloy hollow extruded member and has a flange extending in the vertical direction of the vehicle body from the rear surface wall. 2. An impact buffering member against a vehicle body collision provided on the front surface side of the main body , comprising a collision wall portion, a side wall portion, and a joining flange, each having a thickness of 3. Are formed integrally by molding of 0mm following metal plate, the impact wall section with projecting toward the front side of the bumper beam body, the bumper beam body extending in the vertical direction of the vehicle body of the front wall extending in the vertical direction of the vehicle body over the entire region, the side wall portion, from each end of the vehicle body vertical direction of the impact wall section, along the outside of the side wall extending in the vehicle longitudinal direction of the bumper beam main body and each extending toward the rear of the vehicle body Te reaches up to the rear wall of the bumper beam main body, in a side wall portion and the collision wall portion, forming a shaped cross-sectional shape of a substantially U-shape surrounding the bumper beam body as well as, by each overhang in the vertical direction of the vehicle body said joining flanges from each end of the vehicle body rear side of the side wall portions, a flange extending in the vertical direction of the vehicle body from the rear wall of the bumper beam main body contact To, is to be supported from the wall side of the rear of the bumper beam main body.
この衝撃緩衝部材は、荷重変位における最大荷重を低くするとともに、歩行者の保護に必要なエネルギー吸収量を確保する断面厚み方向の変形を確保するために、前記衝突壁部が車体衝突時の変形の起点となる凹みを有することが好ましい。また、前記衝撃緩衝部材が、アルミニウム合金板の成形によって、前記衝突壁部と側壁部と接合用フランジとを一体に形成されたものであることが好ましい。 This impact buffer member reduces the maximum load in load displacement and ensures deformation in the cross-sectional thickness direction that secures energy absorption necessary for protection of pedestrians. It is preferable to have a dent serving as a starting point. Moreover, it is preferable that the said impact buffer member is what formed the said collision wall part, the side wall part, and the joining flange integrally by shaping | molding of an aluminum alloy plate.
本発明車体バンパービームは、バンパービーム前面に設ける、車体衝突に対する衝撃緩衝部材の構造、形状が特徴的である。即ち、本発明車体バンパービームは、先ず、衝撃緩衝部材の前記衝突壁部が、バンパービームの前方側に向かって張り出すとともに、車体上下方向に延在するバンパービーム前面壁の全領域に亙って車体上下方向に延在する。 The vehicle body bumper beam of the present invention is characterized by the structure and shape of an impact buffering member against vehicle body collision provided on the front surface of the bumper beam. That is, in the vehicle body bumper beam according to the present invention, first, the collision wall portion of the shock absorbing member projects toward the front side of the bumper beam and extends over the entire region of the front wall of the bumper beam extending in the vertical direction of the vehicle body. Extends in the vertical direction.
このように、本発明車体バンパービームでは、衝撃緩衝部材の前記衝突壁部の面積を、バンパービームの前面に亙るように(バンパービーム前面壁の全面をカバーできるように)大きくしている。このため、エネルギー吸収機能を、歩行者の衝突位置によらず発揮させることができる。また、バンパービーム前面壁と衝突壁部とで構成する中空構造自体を大きくでき、中空構造の車体前後方向(断面厚み方向)の変形による車体衝突時の衝撃の吸収、緩衝機能を大きくできる。 As described above, in the vehicle body bumper beam of the present invention, the area of the collision wall portion of the shock absorbing member is enlarged so as to extend over the front surface of the bumper beam (so that the entire surface of the bumper beam front wall can be covered). For this reason, an energy absorption function can be exhibited irrespective of a pedestrian's collision position. Further, the hollow structure itself formed by the bumper beam front wall and the collision wall portion can be enlarged, and the impact absorption and buffering function at the time of vehicle collision can be increased due to deformation of the hollow structure in the longitudinal direction of the vehicle body (cross-sectional thickness direction).
また、衝撃緩衝部材の前記側壁部は、前記衝突壁部の車体上下方向の各端部から、バンパービームの車体前後方向に延在する側壁の外側に沿って車体後方に向かって各々伸長して、バンパービーム後面壁にまで至り、この側壁部と前記衝突壁部とで、バンパービームを囲む形の略コの字状断面形状を形成する。このため、本発明では、衝撃緩衝部材の両側壁部のストローク(長さ)が比較的長くなり、車体衝突時の衝撃による前記両側壁部の車体前後方向(断面厚み方向)の変形長さが長くなる。この結果、荷重−変位関係(曲線)における荷重の急な立ち上がりを低減し、衝突時の緩衝特性(歩行者保護特性)を向上させることができる。また、強度など、バンパービーム10側の特性にも悪影響を与えない。更に、エネルギ吸収特性を変化させ、設計の自由度を増すことも可能となる。
Further, the side wall portion of the shock absorbing member extends from each end of the collision wall portion in the vehicle body vertical direction toward the rear of the vehicle body along the outside of the side wall extending in the vehicle body longitudinal direction of the bumper beam. The bumper beam reaches the rear wall, and the side wall portion and the collision wall portion form a substantially U-shaped cross-sectional shape surrounding the bumper beam. For this reason, in the present invention, the stroke (length) of the both side walls of the shock absorbing member becomes relatively long, and the deformation length in the vehicle longitudinal direction (cross-sectional thickness direction) of the both side walls due to the impact at the time of vehicle collision is reduced. become longer. As a result, the sudden rise of the load in the load-displacement relationship (curve) can be reduced, and the shock absorbing characteristic (pedestrian protection characteristic) at the time of collision can be improved. In addition, it does not adversely affect the characteristics such as strength on the
更に、衝撃緩衝部材の前記接合用フランジは、前記両側壁部の車体後方側の各端部から車体上下方向に各々張り出して、バンパービーム後面壁から車体上下方向に各々張り出させたフランジと接合することで、衝撃緩衝部材をバンパービームの後面壁側より支持している。このような支持、接合は、バンパービームおよび衝撃緩衝部材の長手方向(車体幅方向)に亙って連続的に行なわれている。 Further, the joining flange of the shock absorbing member is joined to a flange projecting in the vertical direction of the vehicle body from each end on the vehicle body rear side of the both side walls and extending in the vertical direction of the vehicle body from the rear wall of the bumper beam. Thus, the shock absorbing member is supported from the rear wall side of the bumper beam. Such support and joining are continuously performed over the longitudinal direction (vehicle body width direction) of the bumper beam and the shock absorbing member.
このため、衝撃緩衝部材とバンパービームとの接合がフランジ同士の接合となって、ボルト、リベットなどの汎用される機械的接合手段や、スポット溶接などの汎用される溶接接合手段が採用可能となって、接合の選択肢が増し、接合自体も簡便となる。これによって、衝撃緩衝部材のバンパービームに対する支持、接合力を、衝撃緩衝部材の長手方向に亙って、制御することが可能である。言い換えると、歩行者の保護に必要なエネルギー吸収量を確保し、衝撃緩衝部材の車体前後方向(断面厚み方向)の変形を確保するように制御したり、衝突の際に生じる反力や加速度を制御することもできる。 For this reason, the joint between the shock-absorbing member and the bumper beam becomes a joint between the flanges, and a general-purpose mechanical joining means such as a bolt or a rivet or a general-purpose welding joining means such as spot welding can be employed. As a result, the number of options for joining increases and the joining itself becomes simple. Thereby, it is possible to control the support and bonding force of the shock absorbing member to the bumper beam over the longitudinal direction of the shock absorbing member. In other words, the amount of energy absorption necessary to protect pedestrians is secured, and the shock absorbing member is controlled to ensure deformation in the longitudinal direction of the vehicle body (cross-sectional thickness direction), and the reaction force and acceleration generated in the event of a collision are controlled. It can also be controlled.
そして、衝撃緩衝部材が一枚のアルミニウム合金板を成形したものであるなど、これら衝撃緩衝部材の衝突壁部と側壁部と接合用フランジとの各部材が、3 .0mm以下の金属材によって一体に形成されている。これによって、衝突壁部と側壁部と接合用フランジとに各々分割された各部材を接合して一体化したものに比して、衝撃緩衝部材の製作が容易になる。また、車体衝突時の衝撃による各接合部の破断がなくなり、衝突時のエネルギー吸収機能を向上させることができる。 Each member of the impact wall portion, the side wall portion, and the joining flange of the impact buffer member, such as the impact buffer member formed of a single aluminum alloy plate, It is integrally formed of a metal material of 0 mm or less. This makes it easier to manufacture the shock absorbing member as compared to a case where the members divided into the collision wall portion, the side wall portion, and the joining flange are joined and integrated. In addition, each joint portion is not broken by an impact at the time of a vehicle body collision, and the energy absorption function at the time of the collision can be improved.
したがって、本発明車体バンパービームは、衝撃緩衝部材が比較的狭幅化(薄肉化)された場合でも、衝突時の発生荷重や加速度等を低くでき、歩行者の保護に必要な特性を確保できる。 Therefore, the vehicle body bumper beam of the present invention can reduce the generated load, acceleration, etc. at the time of collision even when the shock absorbing member is relatively narrow (thinned), and can secure the characteristics necessary for protecting pedestrians. .
以下、本発明の実施の形態について、図面などを用いて以下に説明する。
図1は、車体のフロント側あるいはリア側に設けた、本発明車体バンパービームの一態様を示し、本発明金属製衝撃緩衝部材を車体バンパービームの前面側に取り付けた態様を示す斜視図である。図2は、同じく、取り付けられる衝撃緩衝部材のみ別の態様を示す斜視図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the vehicle body bumper beam of the present invention provided on the front side or rear side of the vehicle body, and an embodiment in which the metal shock absorbing member of the present invention is attached to the front surface side of the vehicle body bumper beam. . FIG. 2 is a perspective view showing another aspect of only the shock absorbing member to be attached.
図1、2の本発明金属製衝撃緩衝部材1は、基本的な構造として、車体前面側の衝突壁部2と、各上下側の側壁部3(図の上側)、4(図の下側)と、各上下側の接合用フランジ5(図の上側)、6(図の下側)とを有している。
1 and 2, the metal shock-absorbing
また、図1、2におけるバンパービーム10は、車体前面側の前面壁11と、各上下側の側壁13(図の上側)、14(図の下側)と、後面壁12から構成される中空(断面)構造を有している。後面壁12は、車体上下方向に各々延伸する2個のフランジ15(図の上側)、16(図の下側)を有する。このフランジ15、16の表面側(前面側:図の右側の面)において、各々、衝撃緩衝部材1のフランジ5、6を接合している。ここで、図1、2におけるバンパービーム10とはバンパービーム本体を意味する。
The
これが、衝撃緩衝部材1のフランジ5、6を、バンパービームの後面壁側より支持する一つの態様である。この図1、2で示したバンパービーム10では、フランジ5、6(衝撃緩衝部材1の)支持用のフランジ15、16を、後面壁12の延長線上(同じ面上)から張り出させている。但し、これらフランジ15、16を、バンパービーム後面壁12側ではあるが、後面壁12よりも前面側の、上側の側壁(ウエブ)13、下側の側壁(ウエブ)14から、車体上下方向に各々張り出させても良い。但し、この場合は、図1、2の後面壁12の延長線上での支持に比して、側壁部3、4の長さが短くなるので、この側壁部3、4の長さによる衝撃緩衝部材性能を低下させない程度での、後面壁12よりも前面側とする。
This is one mode in which the
図1、2において、矢印Fが車体衝突時の荷重方向を示し、図1、2においては、図の右から左へが車体衝突時の荷重方向であり、図の右側がバンパービーム乃至車体のフロント側あるいはリア側を示す。また、衝撃緩衝部材1の右側に一点鎖線22で示しているのが車体パネル(バンパカバー、フード、トランクなど)である。
In FIGS. 1 and 2, the arrow F indicates the load direction at the time of vehicle collision. In FIGS. 1 and 2, the load direction at the time of vehicle collision is from right to left in the drawing, and the right side of the drawing is the bumper beam or the vehicle body. Indicates the front or rear side. Also, a vehicle body panel (bumper cover, hood, trunk, etc.) is shown on the right side of the
図1、2において、図示はしないが、衝撃緩衝部材1と一点鎖線で示した車体との間には、PP発泡フォームなどからなるアブソーバを、従来通り配置しても良い。また、バンパービーム10の車体後方側(図の左側)には、バンパービーム10を支持する鋼製やアルミニウム合金製のステイ、鋼製車体サイドメンバーなどが順に配置される。なお、本発明では、このアブソーバの厚みを従来よりも薄くあるいは少量とすることができ、アブソーバを一切使用しないことも可能である。
Although not shown in FIGS. 1 and 2, an absorber made of PP foam or the like may be disposed as usual between the
(衝突壁部)
図1、2において、金属製衝撃緩衝部材1の衝突壁部2は、前記衝突壁部は、バンパービーム10の前方側に向かって張り出すとともに、車体上下方向(図の上下方向)に延在するバンパービーム前面壁11の全領域(車体上下方向の全領域)に亙って、車体上下方向に延在している。この衝突壁部2の車体上下方向の形状は、バンパービーム10の前方に向けて突出して湾曲するドーム型形状を有している。この衝突壁部2は、歩行者との車体衝突時には、その形状全体が車体前後方向(断面厚み方向)に変形して、衝突の衝撃を吸収、緩衝する主要部分となる。
(Collision wall)
1 and 2, the
このように、衝突壁部2は、その面積を、バンパービーム10の前面壁11の車体上下方向の全領域に亙って延在するように(バンパービーム前面壁11の車体上下方向の全面をカバーできるように)大きくする。このため、エネルギー吸収機能を、バンパービーム10に対する歩行者の衝突位置の車体上下方向(鉛直方向)のずれによらず発揮させることができる。また、バンパービーム前面壁11と衝突壁部2とで構成する中空構造自体を大きくできる。このため、衝突壁部2の車体前後方向の変形による車体衝突時の衝撃の吸収、緩衝機能を大きくすることができる。
Thus, the
なお、衝突壁部2の形状は、衝突壁部2がバンパービーム10の前方側に向かって張り出してさえいれば、自由に選択できる。即ち、図1のように、円弧状として、側壁3、4と、角部なく(コーナー部が無く、あるいは角張らずに)形成してもよい。また、大きな肩Rの角部を車体上下方向に各々設けて、これを衝突壁部2の車体上下方向の両端部とし、側壁3、4との交点としても良い。ただ、角部(コーナー部)を設けた場合には、これが破壊の起点となりやすいために、大きな肩Rとするか、図1のように、円弧状として、角部をなくすことが好ましい。上記角部がある場合には、この角部が、本発明で言う衝突壁部2の車体上下方向の各端部となる。ただ、この角部をなくした場合の、本発明で言う衝突壁部2の車体上下方向の各端部とは、略水平な側壁部3、4と、略垂直方向の衝突壁部2との適当な交点となる。
The shape of the
本発明では、衝突壁部2をバンパービーム10の前面壁11の車体上下方向の全領域に亙って延在させるものの、その長手方向(車体幅方向)は、この前面壁11の長手方向(車体幅方向)全領域(全域)に亙って延在させる必要は無い。前記図1、2の本発明金属製衝撃緩衝部材1の例は、代表的な構造として、単一の衝撃緩衝部材1を、バンパービーム10の長手方向(車体幅方向)全領域(全域)に亙って延在させている場合を例示している。
In the present invention, the
これに対して、バンパービーム10の前面壁11の長手方向(車体幅方向)前面の必要部位のみや、必要長さのみ、衝撃緩衝部材1や衝突壁部2を、部分的に、あるいは分割して、複数個設けても良い。また、バンパービーム10の前面壁11の長手方向(車体幅方向)前面における不要部分(不要部位)のみ、衝突壁部2を部分的に切り欠くようにしても良い。
On the other hand, the
このような衝撃緩衝部材1や衝突壁部2を部分的あるいは分割した設け方をする場合には、特に、ステイなどによりバンパービーム10を後面から支持しているような、比較的剛体となっているバンパービーム10の両端部の部分は、歩行者脚部の保護を行なう必要があり、各々必須に衝撃緩衝部材1を設ける。
When the
その一方で、バンパービーム10の長手方向(車体幅方向)中央部は、部分的に衝撃緩衝部材1を設けずに、その部分をアブソーバのみとすることもできる。このように、バンパービーム10の前面壁11の長手方向前面の必要部位のみや、必要長さのみ、衝撃緩衝部材1や衝突壁部2を部分的にあるいは分割して設けた場合には、設ける衝撃緩衝部材の軽量化を図ることができる。
On the other hand, the central portion of the
(側壁部)
衝撃緩衝部材1の各上下側の側壁部3(図の上側)、4(図の下側)は、衝突壁部2の車体上下方向の各端部から、バンパービーム10の車体前後方向に延在する側壁13、14の外側に沿って車体後方に向かって各々伸長して、バンパービーム後面壁12にまで至って延在している。この結果、この側壁部3、4と衝突壁部2とで、バンパービーム10を囲む形の略コの字状断面形状を形成している。
(Sidewall)
The upper and lower side wall portions 3 (upper side in the drawing) and 4 (lower side in the drawing) of the
このように、本発明では、衝撃緩衝部材1の両側壁部3、4のストローク(長さ)は、衝突壁部2の車体前面方向への張出量(バンパービーム前面壁11からの衝突壁部2までの長さ)と、更に、バンパービーム10の車体前後方向に延在する側壁13、14の長さとを合計したものとなる。このため、衝撃緩衝部材1の両側壁部3、4は比較的大きなストローク(長さ)となる。これに対して、衝撃緩衝部材1のフランジ5、6が、バンパービーム10の前面壁11または側壁13、14で支持される(バンパービームの前面壁または側壁の部分から張り出される)場合には、衝撃緩衝部材の両側壁部のストロークは、本発明の衝撃緩衝部材1の両側壁部3、4よりもかなり小さなストロークとならざるを得ない。
Thus, in the present invention, the stroke (length) of the
即ち、例え、衝突壁部2が、バンパービーム前面壁11から車体前方にあまり張り出さず、バンパービーム前面壁11に沿っていたとしても、少なくともバンパービーム側壁13、14の長さの分だけは、常に両側壁部3、4のストロークが確保される。このため、本発明では、車体衝突時の衝撃による両側壁部3、4の車体前後方向(断面厚み方向)の変形長さが長くなり、荷重−変位関係(曲線)における荷重の急な立ち上がりを低減し、衝突時の緩衝特性(歩行者保護特性)を向上させることができる。また、強度など、バンパービーム10側の特性にも悪影響を与えない。
That is, even if the
(フランジ)
図1、2において、衝撃緩衝部材1の取付壁部であるフランジ5、6は、側壁3、4の車体後方側の端部から、バンパービーム後面壁12の一部であるフランジ15(図の上側)、16(図の下側)に沿って、車体上下方向に伸長して、各フランジ15、16の前面側(図の右側の面)に当接する形状を有する。そして、このフランジ15、16において、各々、衝撃緩衝部材1のフランジ5、6を機械的な接合手段21などのよって接合している。この21のような接合は、図1、2に示すように、バンパービーム10のフランジ15、16および衝撃緩衝部材1のフランジ5、6の、長手方向(車体幅方向)に亙って、適宜必要に応じた間隔を設けて行なわれている。
(Flange)
1 and 2,
以上のように、このため、衝撃緩衝部材1とバンパービーム10との接合がフランジ同士の接合となっておれば、ボルト、リベットなどの汎用される機械的接合手段21や、スポット溶接などの汎用される溶接接合手段が採用可能となって、接合の選択肢が増し、接合自体も簡便となる。
As described above, for this reason, if the shock-absorbing
また、上記の通り、衝撃緩衝部材1はバンパービーム10の後面壁12側に支持されている。これにより、上記したフランジ同士の接合との相乗効果によって、衝撃緩衝部材1のバンパービーム10に対する支持、接合力を、衝撃緩衝部材1の長手方向に亙って、部分的あるいは全面的に自由に制御することが可能である。例えば、衝撃緩衝部材1の支持、接合する力を、比較的強固な接合強度(支持強度)とした場合には、衝撃緩衝部材の支持面がバンパービーム前面壁の広域な面となり、衝突荷重が負荷された際に、接合部が例え局部的であったとしても、接合部の破断などが生じにくい。このため、歩行者の保護に必要なエネルギー吸収量を確保するだけの、中空構造の断面厚み方向の変形が確保できる。一方、これを比較的弱い接合強度とする場合には、ボルトやスポット溶接などの間隔を大きくすることで可能であり、これによって汎用される溶接接合手段衝突の際に生じる反力や加速度を低く抑制できる。
Further, as described above, the
前記特許文献2では、衝撃緩衝部材の取付壁部を、バンパービームの上下壁面に接合している。ただ、このように、衝撃緩衝部材の取付壁部を、バンパービームの上下壁面に接合した場合、バンパービームが閉断面の場合には、衝撃緩衝部材の取付壁部からの、片側からしか接合(結合)できない。この片側接合方式では、溶接するか、下穴をあけておいてブラインドリベット等で接合するしかない。この際、溶接を用いると、バンパービームをアルミニウム合金製とした場合には、溶接時の熱影響により、部分的に強度低下を生じる。また、ブラインドリベットでは、下穴をあける作業が余分に必要となり、接合強度的にも弱くなる。このため、衝撃緩衝部材の取付壁部を支持する力が弱くなり、衝突荷重が負荷された際には、両者の局部的な接合部の破断などが生じやすい。したがって、歩行者の保護に必要なエネルギー吸収量を確保する断面厚み方向の変形が確保できにくい。特許文献2は、衝突壁部と取付壁部とが金属薄板によって一体に形成されている点や、バンパービーム前面と衝突壁部とで中空構造を構成させ、車体衝突時には衝突壁部を断面厚み方向に変形させて車体衝突の衝撃を緩衝する点は、本発明と同じである。しかしながら、バンパービームの上下壁面に取り付けているために、上記した片側接合の問題や、前記した通り、衝撃緩衝部材の側壁部のストロークが比較的短く、衝撃緩衝部材の圧縮変形長さが短くなる問題がある。この結果、荷重変位における初期荷重が高くなり、緩衝特性(歩行者保護特性)が低下するなどの欠点が生じる。
In
(フランジ接合方法)
衝撃緩衝部材1のフランジ5、6の、バンパービームのフランジ15、16への接合の仕方は、リベット、ボルトなどの機械的な接合21でよい。これに変えて、あるいは、これに組み合わせて溶接しても良い。なお、この接合位置は、接合強度を確保できるならば自由であり、バンパービーム10(フランジ15、16)および衝撃緩衝部材1(フランジ5、6)の長手方向(車体幅方向)に亙って、適切な間隔をおいて設けられる。なお、この接合位置なり接合間隔を変えることで、衝撃緩衝部材1の接合強度(支持強度)を変えることができる。例えば、強固な接合強度が必要な部位では、結合力の高い接合方法を選択したり、接合ピッチを狭くする方法で、接合強度(結合力)を高められる。また、衝突の際に生じる反力や加速度を低く抑制したい場合には、結合力の低い接合方法を選択したり、接合ピッチを大きくする方法で、接合強度(結合力)を低められる。
(Flange joining method)
The
(薄板一体形成)
衝撃緩衝部材1の、衝突壁部2、側壁部3、4、接合用フランジ5、6は、その厚みが3.0mm以下の金属材から一体に形成される。即ち、一枚のアルミニウム合金板を成形したものであるなど、これら衝突壁部2、側壁部3、4、接合用フランジ5、6との各部材が、3 .0mm以下の金属材によって一体に形成されている。これによって、これら衝突壁部と側壁部と接合用フランジとに各々分割された各部材を接合して一体化したものに比して、衝撃緩衝部材の製作が容易になる。また、車体衝突時の衝撃による各接合部の破断がなくなり、衝突時のエネルギー吸収機能を向上させることができる。勿論、要求特性に応じて、衝突壁部2、側壁部3、4、接合用フランジ5、6の厚みは一様(同じ)でも、また、一様でなくても(異ならせても)良い。この際、少なくとも衝突壁部2の厚みは3.0mm以下、より好ましくは2.0mm以下とする。
(Thin plate integrated)
The
金属材としては板厚(厚み)3.0mm以下の金属薄板が好ましい。アルミニウム合金材としては板厚が3.0mm以下のアルミニウム合金薄板が例示される。また、強度が高い鋼材としては板厚が1.5mm以下の薄鋼板が好ましい。これら薄板のプレス成形によって、衝撃緩衝部材1は、衝突壁部2、側壁部3、4、接合用フランジ5、6とが一体に形成されることが好ましい。
As the metal material, a metal thin plate having a thickness (thickness) of 3.0 mm or less is preferable. Examples of the aluminum alloy material include an aluminum alloy thin plate having a plate thickness of 3.0 mm or less. Moreover, as a steel material with high strength, a thin steel plate having a plate thickness of 1.5 mm or less is preferable. It is preferable that the
厚み乃至板厚が小さくないと(厚みが薄くないと)、歩行者衝突時の衝突荷重負荷をきっかけとした、歩行者の保護に必要なエネルギー吸収量を確保する断面厚み方向の変形が生じ始める荷重が高くなり、衝撃緩衝部材としての機能を発揮できない。また、厚みが3.0mmを超えた場合には、前記したバンパービーム前面全体に亙る大きい(広い)面積に用いる場合には、アルミニウム合金薄板を用いたとしても、重量が増加し、軽量化が困難となる。 If the thickness or plate thickness is not small (thickness is not thin), the deformation in the cross-sectional thickness direction that secures the amount of energy absorption necessary for protecting the pedestrian, starting from the collision load load at the time of the pedestrian collision begins to occur. The load becomes high and the function as an impact buffering member cannot be exhibited. In addition, when the thickness exceeds 3.0 mm, the weight increases and the weight can be reduced even if an aluminum alloy thin plate is used when used for a large (wide) area over the entire front surface of the bumper beam. difficulties and that Do not.
また、これら衝突壁部2と側壁部3、4と接合用フランジ5、6とを一体とせずに、各々分割された各部材を接合して一体化した場合には、分割部乃至接合部が必然的に存在する。このため、これら分割部乃至接合部から破断しやすくなり、やはり、歩行者の保護に必要なエネルギー吸収量を確保する断面厚み方向の変形が起こりにくくなり、衝撃緩衝部材としての機能を発揮できない。また、衝撃緩衝部材製造の工程やコストも増すこととなる。
Moreover, when these divided | segmented members are joined and integrated without integrating the
(変形部)
ここで、図2のように、衝突壁部2の、歩行者衝突時の衝突荷重負荷をきっかけとした、断面厚み方向の変形を起こりやすくするために、衝突壁部2の上下方向中央部に、変形の起点となる凹み(凹部)である変形部7を有することが好ましい。凹みの変形部7は、歩行者の衝突位置によらず、断面厚み方向の変形を起こりやすくする効果を発揮させるために、衝突壁部2の車体幅方向(長手方向)に亙って延在させて設ける。このため、この図2の変形部7を設けた衝撃緩衝部材1は、このような変形部7を設けない図1のドーム型衝撃緩衝部材に比して、凹み7による謂わば双山型断面中空形状を有している。なお、凹みの意味は荷重方向Fに対して後退乃至凹んでいるという意味である。
(Deformation part)
Here, as shown in FIG. 2, in order to facilitate the deformation in the cross-sectional thickness direction triggered by the collision load load at the time of the pedestrian collision, the
後述する実施例で裏付ける通り、この断面厚み方向の変形(横断面変形)を起こりやすくする変形部7を設けた図2の双山型衝撃緩衝部材の方が、変形部7を設けない図1のドーム型衝撃緩衝部材よりも、他の条件を同じとすれば、最大加速度(最大荷重)が小さく、また、エネルギー吸収量が比較的大きくなる。この変形部5は、断面厚み方向の変形を起こりやすくする効果を発揮させるためには、必ずしも上記凹みでなくとも良く、切欠き部や、他の部分よりも薄肉部とすることも可能である。しかし、凹みであれば、衝撃緩衝部材を元板からプレス成形する際などに、一体的に成形しやすく、また、上記変形促進効果も発揮されやすいために好ましい。
As will be explained in the examples described later, the double mountain type shock-absorbing member of FIG. 2 provided with the
(衝撃緩衝部材全体の長手方向に亙る形状)
図1、2において、バンパービーム10は、車体の設計上、直線的ではなく、両端部が車体前後方向に後退、湾曲し、全体が長手方向に亙って車体幅方向に湾曲した形状を有している。このため、衝撃緩衝部材1も、このバンパービーム10の湾曲した形状に合わせて、両端部が車体前後方向に後退、湾曲し、全体が長手方向に亙って車体幅方向に湾曲した形状を有している。このように、衝撃緩衝部材1全体の長手方向に亙る形状は、パンパービーム10の車体幅方向の形状が直線的であれば直線的になど、バンパービーム10全体の長手方向に亙る形状に適合させたものとする。
(Shape in the longitudinal direction of the entire shock absorbing member)
In FIGS. 1 and 2, the
(衝撃緩衝部材の他の態様)
衝撃緩衝部材の他の態様として、衝撃緩衝部材1の接合用フランジ5、6のいずれか一方あるいは両方を、バンパービーム10のフランジ15、16の裏面側(図の左側の面)に沿わせて、接合しても良い。このような場合には、衝撃緩衝部材1の衝突壁部2の車体上下方向の長さや、側壁部3、4同士の車体上下方向の間隔を、バンパービーム10のフランジ15、16を含めたバンパービーム10の車体上下方向の長さ(高さ)以上として、側壁部3、4の車体後方への伸長の直線性を確保する。但し、衝撃緩衝部材1の支持力は、前記した図1、2の場合に比して低下する。
(Other aspects of shock absorbing member)
As another aspect of the shock absorbing member, either one or both of the joining
(衝撃緩衝部材の材質)
板厚が3.0mm以下である衝撃緩衝部材の材質は、普通鋼板や高張力鋼板でも良いが、前記したバンパービーム前面全体に亙る広面積に用いても、軽量で、かつエネルギー吸収効果が大きい、アルミニウム合金が好ましい。このアルミニウム合金の種類は、通常、薄板として、この種構造部材用途に汎用される、AA乃至JIS 規格で言う、3000系、成形性が良く耐力の比較的高い、5000系、6000系等の汎用 (規格) アルミニウム合金 (O、T4、T5、T6、T7等の要求性能に見合った調質乃至熱処理をされたもの) が好適かつ選択的に用いられる。
(Material of shock absorbing member)
The material of the shock absorbing member having a plate thickness of 3.0 mm or less may be a normal steel plate or a high-tensile steel plate, but it is lightweight and has a large energy absorption effect even when used over a large area over the entire front surface of the bumper beam. Aluminum alloys are preferred. This type of aluminum alloy, typically as a thin plate, are generally used in this type structural member application, referred to in AA to JIS specification, 3000 series, well relatively high yield strength formability, 5000, 6000 A general-purpose (standard) aluminum alloy such as O, T4, T5, T6, T7, etc. that has been tempered or heat-treated in accordance with required performance such as O, T4, T6, and T7 is suitably and selectively used.
(バンパービーム)
図1、2で示したバンパービーム10は、前面壁11と後面壁12とを繋ぎ、略水平で略平行に配置された上側の側壁13、下側の側壁14とからなる口型断面中空部を有する。また、バンパービーム後面壁12から、車体上下方向に各々延伸する2個のフランジ15(上側)、16(下側)を有する。衝撃緩衝部材1の取付壁部3(上側)、4(下側)を接合する点で、このフランジ15、16が無く、前面壁11と直接取付壁部3、4を接合する場合よりも接合しやすく効率的である。但し、衝撃緩衝部材1のフランジ5、6を、バンパービームの後面壁側より支持する態様としては、必ずしも、図1、2のように、このフランジ15、16を後面壁12の延長線上(同じ面上)から張り出さなくても良い。例えば、これらフランジ15、16を、バンパービーム後面壁12側ではあるが、後面壁12よりも車体前後方向のより前面側の、上側の側壁13、下側の側壁14から、車体上下方向に各々張り出させ、これによって衝撃緩衝部材1のフランジ5、6を、バンパービームの後面壁側より支持する態様としても良い。
(Bumper beam)
The
(バンパービームの他の態様)
図1、2で示したバンパービーム10の中空部の断面厚み方向(車体前後方向:横方向)の変形強度を補強した態様として、中リブを設けても良い、例えば、図1、2のバンパービーム10の口型断面中空部に、一本の中リブを横方向に入れて日型断面とするか、二本の中リブを横方向に平行入れて目型断面としても良い。また、図1、2のバンパービーム10の口型断面中空部に、十字状あるいはX字状の中リブを入れて、略田型断面としても良い。更に、これら中リブと組み合わせて、あるいは組み合わせずに、バンパービーム10の、上下側壁13、14と後面壁12との繋ぎ部分(角部)のコーナーRを大きくして、中空部の断面厚み方向の変形強度を向上させても良い。
(Other aspects of bumper beam)
An intermediate rib may be provided as an aspect in which the deformation strength in the cross-sectional thickness direction (vehicle body longitudinal direction: lateral direction) of the hollow portion of the
これらの例では、前記図1、2のバンパービーム10を含めて、バンパービームの材質をアルミニウム合金とし、かつ、長手方向に亙る中空断面形状の作り易さからして、アルミニウム合金中空押出形材とした態様を意図している。バンパービーム10は、より軽量で、金属薄板でも板厚効果によるエネルギー吸収効果が大きい、アルミニウム合金が好ましい。通常、この種構造部材用途に汎用される、AA乃至JIS規格で言う、3000系や、成形性が良く耐力の比較的高い、5000系、6000系、7000系等の汎用 (規格) アルミニウム合金中空押出形材(O、T4、T5、T6、T7等の要求性能に見合った調質乃至熱処理をされたもの) が好適かつ選択的に用いられる。
In these examples, including the
なお、上記のように好適例を示したが、これらバンパービーム側の断面厚み方向の(横断面の)形状や、鋼製、アルミニウム合金製などの材質は、自動車設計側の都合から主として定まる。このため、本発明では、上記好適例を問わず、自動車設計側で定まる、種々の断面厚み方向の(横断面の)形状や長手方向形状あるいは材質など、種々のバンパービームに適用できる。 In addition, although the suitable example was shown as mentioned above, the material of the cross section thickness direction (transverse section) on the bumper beam side and the material made of steel, aluminum alloy, etc. are mainly determined from the convenience of the automobile design side. For this reason, the present invention can be applied to various bumper beams such as various cross-sectional thickness direction (transverse cross-sectional) shapes, longitudinal direction shapes, and materials, which are determined on the vehicle design side, regardless of the above preferred examples.
前記図1と図2とに示した本発明バンパービームを解析モデル化し、汎用の有限要素解析ソフトABAQUSを用いて、歩行者衝突を想定した荷重時の静的圧壊解析による加速度−変位関係を解析にて求めた。発明例の本解析モデルではアブソーバは設けないものとした。但し、本発明の使用態様として、衝撃緩衝部材1の前面側に、PP発泡フォームなどからなるアブソーバを配置しても(アブソーバと組み合わせても)良い。また、図3に示すような、バンパービームの下部にあって、衝突時に、脚部の下部を衝突方向と反対方向に、矢印で示すF1の力で蹴り上げて、脚部の過度な折れ曲がり(大きな曲げ角度)を防止する別の手段20などとの組み合わせても良い。
The bumper beam of the present invention shown in FIG. 1 and FIG. 2 is modeled as an analysis, and the acceleration-displacement relationship is analyzed by static crush analysis under load assuming a pedestrian collision using general-purpose finite element analysis software ABAQUS. I asked for. In this analysis model of the invention example, no absorber is provided. However, as an aspect of use of the present invention, an absorber made of PP foam or the like may be disposed (combined with the absorber) on the front side of the
図3に上記解析モデルを示す。図3において、10は図1の本発明バンパービーム、11、12はバンパービームの前壁、後壁、1は衝撃緩衝部材、2、3、4は衝撃緩衝部材の衝突壁部、側壁部である。また、22は車体パネル、30は前記欧州車輌委員会の新型車両評価プログラムに準じた、歩行者脚部を模擬した脚部インパクターのモデルで、31は膝(関節)部分を示す。
FIG. 3 shows the analysis model. In FIG. 3, 10 is the bumper beam of the present invention shown in FIG. 1, 11 and 12 are the front wall and rear wall of the bumper beam, 1 is the shock absorbing member, 2, 3, and 4 are the collision wall portion and the side wall portion of the shock absorbing member. is there.
図3において、バンパービーム10の打撃位置(高さ)hは、地面からの高さ(mm)を示し、前記欧州車輌委員会の新型車両評価プログラムに準じて、340.0mmと一定にした。また、歩行者の脚部はバンパービーム10の長手方向中央部から長手方向(車体幅方向)に100mm、または300mmずれた位置で衝突するものと仮定した。これを打撃位置として表1に示す。
In FIG. 3, the impact position (height) h of the
この解析では、前記欧州車輌委員会の評価試験に準じて、歩行者の脚部を模擬した脚部インパクターを時速(初速)40kmで衝突させた際の、脚部インパクターの受ける負荷(加速度)、膝の曲げ角度(衝突方向)、膝の剪断変位(衝突方向)を解析評価した。評価は、前記欧州車輌委員会の基準により行い、脚部インパクター30の受ける負荷(加速度)が150G以下、膝の曲げ角度が15.0°以下、膝の剪断変位が5.0以下、となることを合格の基準とした。これらの結果を表1に示す。
In this analysis, the load (acceleration) received by a leg impactor when a leg impactor simulating a pedestrian's leg collided at a speed of 40 km / h (initial speed) according to the evaluation test of the European Vehicle Commission. ), Knee bending angle (collision direction), and knee shear displacement (collision direction). The evaluation is performed according to the standards of the European Vehicle Commission, and the load (acceleration) received by the
比較のために、本発明の衝撃緩衝部材を設けず、前記図1に示したバンパービーム10前面側に、11倍の発泡率からなり、汎用されている中では最も硬いPP発泡フォーム製の厚さ40mmのアブソーバのみを配置した比較例(従来例)7、8のバンパービームも、同様に解析した。
For comparison, the shock-absorbing member of the present invention is not provided, and the
なお、解析条件は、上記発明例、比較例ともに、以下の共通した条件とした。即ち、荷重の負荷は、図1のように、各バンパービーム10(衝撃緩衝部材1の)の正面、中央部に矢印Fのように負荷されるものとした。衝撃緩衝部材1はJIS6022アルミニウム合金板H調質材、板厚0.8mm、1.2mmの2種類の板のプレス成形品とした。
The analysis conditions were the following common conditions for both the above invention examples and comparative examples. That is, as shown in FIG. 1, the load is applied as indicated by an arrow F to the front and center of each bumper beam 10 (of the shock absorbing member 1). The
プレス成形品である衝撃緩衝部材1の外寸形状は、共通して、長さ(車体幅方向)はバンパービーム10と同じ1400mm、衝突壁部2の最大高さ(車体上下方向)90mm、衝突壁部2の最大張出長さ(バンパービーム前面壁11からの車体前後方向の張出長さ)50mm、側壁部3、4の各長さ(フランジ5、6から衝突壁部2までの車体前後方向の長さ)95mmとした。フランジ5、6の車体上下方向の長さ15mmとした。また、衝撃緩衝部材1の全長に亙る凹み7が有る場合には、凹み7の幅(車体上下方向)を70mm、深さ(車体前後方向)を10mmとした。
The external dimensions of the shock-absorbing
また、バンパービーム10は、7000系アルミニウム合金押出形材T5調質材、肉厚3.0mmとした。外寸形状は、共通して、長さ(車体幅方向)1300mm、前面壁11、後面壁12の高さ(車体上下方向)87mm、前面壁11の厚さ2.3mm、後面壁12の厚さ2.0mm、フランジ15、16の各長さ(車体上下方向)15mm、各側壁13、14の長さ(車体前後方向)38mm、各厚さ2.2mmとした。
The
表1の結果から、図1、2のタイプの発明例1〜6は、歩行者の脚部打撃位置がずれても、最大荷重が小さく、エネルギー吸収(EA)量が大きい。この結果、脚部インパクターの受ける負荷(加速度)、膝の曲げ角度(衝突方向)、膝の剪断変位(衝突方向)が小さく、前記欧州車輌委員会の合格基準を満たしている。したがって、発明例は、衝突時の歩行者の脚部に対するダメージが小さいことが分かる。 From the results of Table 1, Invention Examples 1 to 6 of the type of FIGS. 1 and 2 have a small maximum load and a large amount of energy absorption (EA) even when the leg hitting position of the pedestrian is shifted. As a result, the load (acceleration) received by the leg impactor, the knee bending angle (collision direction), and the knee shear displacement (collision direction) are small and satisfy the acceptance criteria of the European Vehicle Commission. Therefore, it turns out that the example of an invention has little damage with respect to the leg part of the pedestrian at the time of a collision.
これに対して、本発明の衝撃緩衝部材を設けず、前記図1に示したバンパービーム10前面側に、PP発泡フォームからなるアブソーバのみを配置した比較例(従来例)7、8は、脚部インパクター30の受ける負荷(加速度)、膝の曲げ角度や、膝の剪断変位などが、前記欧州車輌委員会の合格の基準を超えている。これは、アブソーバがあるにもかかわらず、脚部がバンパービーム10の前面側と早期に衝突して、急激な荷重の立ち上がりが早期に起きることを意味している。したがって、従来のアブソーバのみでは衝突時の歩行者の脚部に対するダメージが大きいことも裏付けている。
On the other hand, comparative examples (conventional examples) 7 and 8 in which only the absorber made of PP foam is disposed on the front side of the
本発明によれば、比較的薄幅化された外寸形状でも、荷重変位における最大荷重を低くすることができ、歩行者衝突に見合った適切な衝突荷重でエネルギー吸収に必要な断面方向の変形を生じることができる。この結果、歩行者などの人間を確実に保護する機能を持つバンパービームおよび衝撃緩衝部材を提供することができる。また、バンパービームの本来の機能を低下させずに、歩行者保護の機能を新たに追加したバンパービームを提供することができる。このため、バンパービームに効果的な歩行者保護効果を与えることができる。 According to the present invention, even in a relatively thin outer dimension, the maximum load in load displacement can be reduced, and the deformation in the cross-sectional direction necessary for energy absorption with an appropriate collision load commensurate with a pedestrian collision is achieved. Can result. As a result, it is possible to provide a bumper beam and an impact buffering member having a function of reliably protecting a human such as a pedestrian. In addition, it is possible to provide a bumper beam to which a pedestrian protection function is newly added without deteriorating the original function of the bumper beam. For this reason, an effective pedestrian protection effect can be given to a bumper beam.
1:衝撃緩衝部材、2:衝突壁部、3、4:側壁部、5、6:フランジ、
7:凹み、10:バンパービーム、11:バンパービーム前面壁、
12:バンパービーム後面壁、13、14:バンパービーム側壁、
15、16:バンパービームフランジ、21:接合手段、22:車体パネル、
30:歩行者脚部モデル、31:膝部
1: shock absorbing member, 2: collision wall portion, 3, 4: side wall portion, 5, 6: flange,
7: dent, 10: bumper beam, 11: bumper beam front wall,
12: Bumper beam rear wall, 13, 14: Bumper beam side wall,
15, 16: Bumper beam flange, 21: Joining means, 22: Body panel,
30: Pedestrian leg model, 31: Knee
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