JP5204528B2 - Bumper reinforcement - Google Patents
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本発明は、中空形材からなるバンパーリインフォース本体部の両端にエンドプレート(補強部材)を設けたバンパーリインフォースに関する。 The present invention relates to a bumper reinforcement in which end plates (reinforcing members) are provided at both ends of a bumper reinforcement main body portion made of a hollow material.
自動車のコーナー衝突に際し、バンパーリインフォースの端部が変形して車体に接触し、車体が損傷するのを防止するため、バンパーリインフォースの両端部に補強部材(本発明のエンドプレートに相当)を設けることが検討されている。例えば特許文献1では、略U字状の補強部材を撓ませて、中空形材からなるバンパーリインフォースの両端内部に装入し、撓みの反力で固定し、必要に応じて湾曲部分の内側にボルトを通し脱落を防止することが記載されている。なお、衝突時の脱落を確実に防止するには、ボルト止めは必須と考えられる。
Reinforcement members (corresponding to the end plate of the present invention) are provided at both ends of the bumper reinforcement in order to prevent the end of the bumper reinforcement from deforming and contacting the vehicle body in the event of a car corner collision. Is being considered. For example, in
特許文献1に記載された補強部材は、バンパーリインフォースの両端内部に撓みの反力で固定することから、ある程度バンパーリインフォースの奥まで挿入する必要があり(コーナー衝突で最も変形しやすいのはバンパーリインフォース両端面付近であり、その奥は強化の必要性が小さいにも関わらず補強部材が入ることになる)、その分の重量アップが大きく、ボルトで脱落防止する場合はさらに重量アップする。
また、特許文献1に記載された補強部材は略U字状でバンパーリインフォースの両端内部に撓みの反力で固定するタイプであるから、バンパーリインフォースの両端開口部では上側及び下側が強化され、中央部が強化されない。しかし、想定されるコーナー衝突の打撃位置及びその衝撃荷重の大きさ等によって、特にバンパーリインフォースの上側寄りの位置、下側寄りの位置、あるいは中央部を中心に強化したい場合等があるが、この要請には応えられない。
Since the reinforcing member described in
In addition, since the reinforcing member described in
本発明は、両端部を補強部材で補強した従来のバンパーリインフォースの上記問題点に鑑みてなされたもので、少ない重量アップでバンパーリインフォース本体部の両端面近傍を強化して、コーナー衝突性に優れた(コーナー衝突に対しバンパーリインフォース端部の断面変形を効果的に抑制し、車体が損傷するのを防止できる)バンパーリインフォースを提供することを主たる目的とし、さらに想定されるコーナー衝突の打撃位置及びその衝撃荷重の大きさ等に応じて、バンパーリインフォース本体部の任意の位置(上下方向位置)を重点的に補強できるようにすることを他の目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the conventional bumper reinforcement in which both ends are reinforced with reinforcing members, and has improved corner collision by reinforcing the vicinity of both ends of the bumper reinforcement main body with a small weight increase. The main purpose is to provide bumper reinforcement (which can effectively suppress the cross-sectional deformation of the end of the bumper reinforcement against corner collisions and prevent the vehicle body from being damaged). Another object is to make it possible to reinforce the arbitrary position (vertical direction position) of the bumper reinforcement main body according to the magnitude of the impact load.
本発明は、中空形材からなるバンパーリインフォース本体部の両端に補強部材(エンドプレート)を設けたバンパーリインフォースに関し、前記バンパーリインフォース本体部は衝突面となる前壁と車体側の後壁、及び前記前壁と後壁を連結する上下横壁を有するアルミニウム合金押出形材からなり、押出方向に略垂直な面内で切断された端面を有し、前記端面に前記前壁、後壁及び上下横壁の切断面が含まれ、前記エンドプレートはアルミニウム押出形材からなり、前記バンパーリインフォース本体部の前記端面に装着され、前記上横壁の上面に接合された上端リブと、前記下横壁の下面に接合された下端リブと、前記上端及び下端リブが接続するエンドプレート本体部からなり、前記エンドプレート本体部が前記バンパーリインフォース本体部の前記端面からその中空内部に挿入された内側突出部を有する。なお、本発明においてアルミニウムとは、アルミニウム合金を含む。 The present invention relates to a bumper reinforcement in which reinforcing members (end plates) are provided at both ends of a bumper reinforcement main body portion made of a hollow material, wherein the bumper reinforcement main body portion includes a front wall serving as a collision surface, a rear wall on the vehicle body side, and the an aluminum alloy extruded profile that have a vertical transverse wall which connects the front wall and the rear wall has an end face which is cut substantially in a plane perpendicular to the extrusion direction, the front wall to the end face, a rear wall and upper and lower transverse walls includes a cutting surface, said end plate is made of aluminum extruded profile, wherein the bumper reinforcement is attached to the end face of the body portion, an upper end rib is joined to the upper surface of the upper transverse wall, joined to the lower surface of the lower transverse wall A lower end rib, and an end plate main body connected to the upper end and the lower end rib, and the end plate main body is the bumper reinforcement. It has an inner protrusion that is inserted into the hollow interior from the end face of the body portion. In the present invention, aluminum includes an aluminum alloy.
本発明の具体的な実施形態として、例えば、前記エンドプレート本体部は前記バンパーリインフォース本体部側に屈曲した部分を有し、該部分により前記内側突出部が形成されていること、前記エンドプレートの上下端リブの内面と、前記バンパーリインフォース本体部の上下横壁の外面とのクリアランスが、前記上下端リブの先端にいくほど小さくなるように設定されていること、前記バンパーリインフォース本体部の両端部が上下方向に潰し加工されていること、等が挙げられる。 As a specific embodiment of the present invention, for example, the end plate main body has a portion bent toward the bumper reinforcement main body, and the inner protrusion is formed by the portion. The clearance between the inner surface of the upper and lower end ribs and the outer surfaces of the upper and lower horizontal walls of the bumper reinforcement main body portion is set so as to decrease toward the tip of the upper and lower end ribs, and both end portions of the bumper reinforcement main body portion are For example, it is crushed in the vertical direction.
本発明によれば、両端部をエンドプレートで補強したバンパーリインフォースにおいて、少ない重量アップで両端面近傍の任意の位置(高さ方向の位置)を強化し、コーナー衝突に際してのバンパーリインフォースの端部の断面変形を効果的に抑制して、車体が損傷するのを防止できる、コーナー衝突性に優れたバンパーリインフォースを提供することができる。また、想定されるコーナー衝突の打撃位置及びその衝撃荷重の大きさ等に応じて、バンパーリインフォース本体部の任意の位置(上下方向位置)を重点的に補強できる。 According to the present invention, in bumper reinforcement in which both ends are reinforced with end plates, an arbitrary position (position in the height direction) in the vicinity of both ends is enhanced with a small weight increase, and the bumper reinforcement at the end of the bumper reinforcement at the time of a corner collision is strengthened. It is possible to provide a bumper reinforcement that is excellent in corner collision and can effectively prevent cross-sectional deformation and damage to the vehicle body. In addition, an arbitrary position (vertical direction position) of the bumper reinforcement main body can be intensively reinforced in accordance with an assumed corner collision hitting position and the magnitude of the impact load.
以下、図1〜図8を参照して、本発明に係るバンパーリインフォースについて具体的に説明する。
図1,2に示すバンパーリインフォース1は、バンパーリインフォース本体部2と両端面に装着したエンドプレート3からなる。
バンパーリインフォース本体部2は、前壁4、後壁5、前壁4と後壁5を連結する上横壁6と下横壁7からなる中空矩形断面を有するアルミニウム押出形材を、押出方向に略垂直な面内で所定長さに切断したもので、その両端部が車体側に所定角度曲げ成形されている。前壁4が衝突面となり、後壁5が車体側に位置する。
Hereinafter, with reference to FIGS. 1-8, the bumper reinforcement which concerns on this invention is demonstrated concretely.
A
The bumper reinforcement
エンドプレート3は、互いに平行な上端リブ8と下端リブ9、及び両リブが略垂直に接続するエンドプレート本体部11からなるソリッド断面を有するアルミニウム押出形材を、押出方向に略垂直な面内で所定長さに切断したものである。エンドプレート本体部11はバンパーリインフォース本体部2の端面に当接し、上下高さ方向中間部に内向きに台形状に屈曲した部分、すなわち内側突出部12を有し、この内側突出部12がバンパーリインフォース本体部2の端面からその中空内部に挿入されている。
バンパーリインフォース本体部2の端面に装着されたエンドプレート3は、上端リブ8が上横壁6の上面に溶接接合され(溶接部a)、下端リブ9が下横壁7の下面に溶接接合されている(溶接部b)。なお、エンドプレート3の幅(押出方向長さ)は、バンパーリインフォース本体部2の前後壁4,5の間隔より狭い。エンドプレート3は、コーナー衝突試験の試験速度(5km/h)で実質的に変形しない強度(材質、厚み)のものが選択される。
The
The
このバンパーリインフォース1に対してコーナー衝突があると、バンパーリインフォース本体部2の端面近傍が最も変形しやすいが、そこではエンドプレート3の上下端リブ8,9が上下横壁6,7に溶接接合され、かつ前壁4と後壁5の間にエンドプレート本体部11の内側突出部12が挿入されているので、衝突荷重によりエンドプレート3の幅までは断面が潰れ変形しても、上下端リブ8,9が荷重を受けて断面変形を抑制し、かつ内側突出部12が断面の内側に挟まれることで、それ以上の断面変形が抑制される。なお、エンドプレート3の幅が大きいほどバンパーリインフォース本体部2の断面変形の許容量が小さく、断面変形が抑制され、エンドプレート3の幅が小さいほどバンパーリインフォース本体部2の断面変形によるエネルギー吸収量が大きくなる。これらの点を勘案してエンドプレート3の幅を適宜設定すればよい。エンドプレート3の幅をバンパーリインフォース本体部2の前後壁4,5の間隔にほぼ一致させ、バンパーリインフォース本体部2の端面近傍における断面変形が実質的に生じないようにすることも選択肢の1つである。
If there is a corner collision with the
このエンドプレート3はコーナー衝突により最も変形しやすい端面近傍のみを強化するもので、上下端リブ8,9の長さは短くてよく(バンパーリインフォース本体部2の上下横壁6,7への溶接接合が可能であればよい)、内側突出部12はバンパーリインフォース本体部2の奥の方まで挿入されていないから、従来技術のような余分な重量アップはなく、少ない重量アップでバンパーリインフォース1のコーナー衝突性を向上させることができる。内側突出部12の挿入深さW(図2(b)参照)が小さいほど、少ない重量アップでバンパーリインフォース本体部2の端面近傍の強化ができるが、実験の結果、挿入深さWはバンパーリインフォース本体部2の前壁4の板厚以上であることが、断面変形の抑制という意味で望ましい。
なお、このエンドプレート3は、エンドプレート本体部11の内側に屈曲した部分(背面側が窪んでいる)が内側突出部12となっていて、この部分の板厚を大きくしていないから、この点でも重量アップが少ない。
This
Note that the
以下、図3〜図8を参照して、本発明に係るバンパーリインフォースの他の例を説明する。図3〜図8において、図2と実質的に同じ部位には同じ番号を付与している。
図2に示す例では、バンパーリインフォース本体部2の端面に装着したエンドプレート3は、上端リブ8を上横壁4に溶接接合し、下端リブ9を下横壁5に溶接接合したが、図3に示すように、溶接接合に代えて、FSW接合(摩擦攪拌接合)等、他の接合方法を用いることもできる。図3において13は回転ツールである。この場合、上端リブ8及び下端リブ9の長さ(押出方向に垂直な長さ)は、図2に示す溶接の場合より長めにしておくことが望ましい。
Hereinafter, another example of the bumper reinforcement according to the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 8, the same reference numerals are assigned to substantially the same parts as those in FIG. 2.
In the example shown in FIG. 2, the
図1に示す例では、エンドプレート3の幅は上端リブ8から下端リブ9までの全長にわたり同一としたが、図4に示すように、上端リブ8及び下端リブ9とエンドプレート本体部11とで異なっていてもよい。上端リブ8及び下端リブ9の幅を大きくすることにより、接合長さを稼ぐことができるので、バンパーリインフォース本体部2の断面変形の許容量と断面変形によるエネルギー吸収量を勘案して、エンドプレート本体部11(特に内側突出部12)の幅を狭く設定する場合などに有効である。この場合でも、上下端リブ8,9の幅がバンパーレインフォース本体部2の幅を越えてはならない。
In the example shown in FIG. 1, the width of the
図5(a)〜(c)にエンドプレート3の他の形態を示す。
図5(a)のエンドプレート3は、エンドプレート本体部11が平面的な板であり、高さ方向の中央付近にリブ(内側突出部12)が形成されている。この形態では、より少ない重量アップで、バンパーリインフォース本体部2の端面近傍の主として高さ方向の中央付近を強化することができる。なお、リブ(内側突出部12)の設置位置や設置数は、先に述べたように、想定されるコーナー衝突の打撃位置及びその衝撃荷重の大きさ等に応じて、任意に選択することができる。
The other form of the
5A, the end plate body 11 is a flat plate, and a rib (inner protrusion 12) is formed near the center in the height direction. In this configuration, the vicinity of the center in the height direction in the vicinity of the end surface of the bumper reinforcement
図5(b)のエンドプレート3は、上下端リブ8,9の内面が内向きに傾斜し、上下端リブ8,9同士の間隔が先端にいくほど狭くなっていて、上下端リブ8,9の内面と、バンパーリインフォース本体部2の上下横壁6,7の外面とのクリアランスが、上下端リブ8,9の先端にいくほど小さくなるように設定されている。このため、エンドプレート3をバンパーリインフォース本体部2の端面に装着したとき、上下端リブ8,9の先端において、上下横壁6,7の外面との間の隙間が図1に示すエンドプレートに比べて小さいか(図1に示すエンドプレートの場合、押出公差によっては上下端リブ8,9と上下横壁6,7の間に隙間ができやすい)、又はこの隙間がなくなる利点がある。
さらに、エンドプレート3の上下端リブ8,9の先端同士の間隔を、バンパーリインフォース本体部2の上下横壁6,7の間隔より若干小さく設定した場合、このエンドプレート3をバンパーリインフォース本体部2の端面に装着すると(このときエンドプレート3を弾性変形させ、上下端リブ8,9間の間隔を広げて装着する)、上下端リブ8,9の先端において、上下端リブ8,9と上下横壁6,7が確実に接触する(隙間がない)ようになる。
このように、上下端リブ8,9の先端において上下端リブ8,9と上下横壁6,7の隙間を小さくし又はなくすることで、隙間が広がっている場合に比べエンドプレート3の接合がより安定強化される。
5 (b), the inner surfaces of the upper and
Further, when the distance between the tips of the upper and
As described above, by reducing or eliminating the gap between the upper and
図5(c)のエンドプレート3は、上下端リブ8,9の形態は図5(b)のものと同じである。そのほか、エンドプレート本体部11に内側突出部12が2つ形成され、バンパーリインフォース本体部2の端面近傍の上下位置を強化している。このエンドプレート3は、図2のエンドプレートよりやや重量アップするが、バンパーリインフォース本体部2の端面近傍の断面変形をより広い範囲で安定して抑制できる。
In the
図6(a)〜(c)に、バンパーリインフォース本体部2とエンドプレート3の他の形態を示す。バンパーリインフォース本体部2は、いずれも上横壁6と下横壁7の中間に中横壁14を有し、日型断面を有している。
図6(a)のエンドプレート3は、エンドプレート本体部11が上横壁6、下横壁7及び中横壁14に当接し、エンドプレート本体部11に2つのリブ(内側突出部12)を有し、各内側突出部12は上横壁6と中横壁14の中央付近、及び中横壁14と下横壁7の中央付近にそれぞれ配置されている。
図6(b)のエンドプレート3は、図5(c)に示すものと同様であるが、エンドプレート本体部11が中横壁14にも当接している。
図6(c)のエンドプレート3は、エンドプレート本体部11が上横壁6、下横壁7及び中横壁14に当接し、エンドプレート本体部11にリブ(内側突出部12)を1つ有し、この内側突出部12は中横壁14と下横壁7の中央付近に配置されている。
FIGS. 6A to 6C show other forms of the bumper reinforcement
The
The
The
図7(a),(b)に、バンパーリインフォース本体部2とエンドプレート3の他の形態を示す。バンパーリインフォース本体部2はいずれも上下方向(上から下に)潰し加工され、上横壁6が端面に向かって下向きに傾斜している。なお、この潰し加工は端部補強の効果があり、エンドプレート3を装着することで、一層その効果が高まる。
図7(a)では、エンドプレート3は、上端リブ8がバンパーリインフォース本体部2の上横壁6と同様に傾斜し、エンドプレート本体部11にはバンパーリインフォース本体部2の端面の高さ方向の中央付近にリブ(内側突出部12)が形成されている。
FIGS. 7A and 7B show other forms of the bumper reinforcement
In FIG. 7A, the
図7(b)ではエンドプレート3の上端リブ8がエンドプレート本体部11に対し略垂直で、上下端リブ8,9の間隔はリブ全長にわたりほぼ同一である。すなわち、このエンドプレート3は、上下端リブ8,9の内面と、バンパーリインフォース本体部2の上下横壁6,7の外面とのクリアランスが、上下端リブ8,9の先端にいくほど小さくなるように設定されている。これにより、図7(b)に示すように、エンドプレート3をバンパーリインフォース本体部2の端面に装着したとき、図5(b)のケースと同様に、上下端リブ8,9の先端において、上下端リブ8,9と上下横壁6,7の隙間を小さくし又はなくすることができる。
In FIG. 7B, the
図8は本発明に係るバンパーリインフォースと比較例を対比して、コーナー衝突に対するそれぞれの性能の違いを説明するための模式図である。
比較例1はエンドプレートを装着していないケースであり、衝突荷重(バンパーリインフォース本体部2の下方部分に打撃が負荷されると想定)が掛かったとき、バンパーリインフォース本体部2にそのまま衝突荷重が掛かり、断面変形が大きい。
比較例2はエンドプレート3を装着しているが、エンドプレート3に内側突出部が形成されていないケースであり、衝突荷重を上下端リブ8,9の溶接部で受け、バンパーリインフォース本体部2の下方部分に偏倚した衝突荷重によりエンドプレート3が回転し、溶接部に割れが発生する。溶接部に割れが発生すると、バンパーリインフォース本体部2の断面変形を抑制する機能が急低下したり、エンドプレート3が脱落する危険がある。
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a difference in performance with respect to a corner collision in comparison with the bumper reinforcement according to the present invention and a comparative example.
Comparative Example 1 is a case in which no end plate is mounted, and when a collision load (assuming that a hit is applied to the lower part of the bumper reinforcement main body 2), the bumper reinforcement
Comparative Example 2 is a case in which the
一方、実施例1は、内側突出部12が形成された本発明のエンドプレート3を装着したもので、衝突荷重を上下端リブ8,9の溶接部と内側突出部12で受ける。衝突荷重はバンパーリインフォース本体部2の下方部分に偏倚しているが、内側突出部12がバンパーリインフォース本体部2の断面に挟まれてエンドプレート3は回転しない。このため、バンパーリインフォース本体部2の断面変形が抑制され、溶接部に割れが発生するのも防止される。
On the other hand, Example 1 is equipped with the
1 バンパーリインフォース
2 バンパーリインフォース本体部
3 エンドプレート
4 前壁
5 後壁
6 上横壁
7 下横壁
8 上端リブ
9 下端リブ
11 エンドプレート本体部
12 内側突出部
13 回転ツール
14 中横壁
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