JP5311730B2 - バンパー構造体 - Google Patents
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Description
例えば下記特許文献1には、前後方向に貫通する穴が形成された中空のバンパーリインフォースと、その穴に嵌入する管状のバンパーステイからなるバンパー構造体が記載されている。このバンパー構造体は、管状のアルミニウム合金押出材(ステイ素材)をバンパーリインフォースの前後の縦壁に形成した穴に嵌入し、電磁成形により拡管することにより製造されたもので、アルミニウム合金押出材は拡管により前記穴の内周面に密着し、同時にバンパーリインフォースの縦壁間で外径方向に張り出し、バンパーリインフォースに固定されてバンパーステイとなる。
図9に示すバンパー構造体でも、緩衝材の厚みを小さくして、その分、バンパーステイ2の軸部を長くする(バンパーリインフォース1を車体フレームから前方側に離して配置する)と、衝突時に小さいストロークで反力が上昇し、エネルギー吸収量も増大させることができる。しかし、この場合、歩行者に衝突したとき歩行者に与えるダメージが大きくなってしまう。
これらの相反する性能(歩行者保護とエネルギー吸収能)を両立させるため、例えば特許文献2〜4に記載されているように、バンパー衝突面(バンパーリインフォースの前面)のほぼ全域に緩衝材を設置するが、バンパー衝突面のステイ前方にのみ緩衝材ではなく補強部材を設置することが知られている。図10は、この種のバンパー構造体を示すもので、バンパー衝突面のほぼ全面に緩衝材3を設置し、バンパーステイ2の前にのみ補強部材5を設置している。
あるいは、バンパー衝突面に補強部材を設置するのではなく、バンパーリインフォース1の中空内部に補強部材を設置することも知られている(特許文献2参照)。
従って、本発明は、自動車のバンパー構造体において、歩行者保護とエネルギー吸収能を両立させることができ、かつ部品点数の増加及びその取付工程によるコスト高という問題が生じない、バンパー構造体を得ることを目的とする。
なお、本発明において、前はバンパーステイの軸方向でみればバンパーリインフォース側、後は車体フレーム側を意味する。本発明はフロント側及びリア側のバンパー構造体に対し適用できる。
前記バンパーステイの前記バンパーリインフォースより前方に突出した軸部(前方側の突出部)及び/又は後方に突出した軸部(後方側の突出部)が外径方向に張り出していること。
前記バンパーリインフォースの前面に発泡樹脂製の緩衝材が設置され、前記バンパーステイの前記バンパーリインフォースより前方に突出した軸部は、前記緩衝材の前後方向の厚みとほぼ同じ突出長さを有すること。ただし、緩衝材の厚みより短くてもよい。
本発明に係るバンパー構造体において、バンパーリインフォースより前方に突出させた軸部の突出長さは、適宜設定すればよい。固定壁衝突時に反力が上昇するまでのストロークを短くしてエネルギー吸収効率を高めるとの観点からは、緩衝材の厚みとほぼ同じとするのが望ましい。しかし、歩行者保護を重視して、緩衝材の厚みより短く設定することもできる。
図1に示すバンパー構造体は、バンパーリインフォース1とこれを支持するバンパーステイ12からなる。
バンパーリインフォース1は、断面口形のアルミニウム合金押出材からなり、前方側の縦壁13、後方側の縦壁14、上方側の横壁(番号なし)及び下方側の横壁15により構成され、両端から所定距離離れた箇所で曲げ加工されている。バンパーリインフォース1の車幅方向の所定位置(傾斜部)において、バンパーリインフォース1を前後方向に貫通する円形の穴が縦壁13,14に形成されている。なお、バンパーリインフォース1の断面は口形に限らず、日形、目形、田形など、輪郭が矩形で内部にリブがある断面、さらに他の中空断面のものを同様に用いることができ、いずれにしても縦壁にはバンパーリインフォースを前後方向に貫通する穴(例えば日形のように内部に横リブがある場合はリブも貫通する穴)が形成される。
軸部16は、バンパーリインフォース1の縦壁13,14に形成された穴を前後方向に貫通して、バンパーリインフォース1の前後にそれぞれ所定距離突出し、縦壁13,14の位置において、該縦壁13,14に形成された穴の内周面に圧接している。この圧接は、後述する電磁成形により軸部16が拡管することにより行われる。
軸部16のうち、バンパーリインフォース1の縦壁13,14の間の張出部22は、素材であるアルミニウム合金押出材が後述する電磁成形により拡管して外径方向に張り出した部分である。
軸部16のうち、バンパーリインフォース1の縦壁14から後方に突出した突出部23は、素材であるアルミニウム合金押出材とほぼ同じ径でほとんど拡管されていない管状部24と、後端部の朝顔状に拡開したフランジ部25からなる。フランジ部25は取付用フランジ17に形成されたバーリング穴26の内周面に圧接している。フランジ部25の拡開とバーリング穴26の内周面への圧接は、後述する電磁成形により軸部16が拡管することにより行われる。
また、軸部16のフランジ部25がバーリング穴26の内周面に圧接して密着することにより、軸部16と取付用フランジ17が強固に固定される。なお、管状のアルミニウム合金押出材の端部をバーリング穴に電磁成形により固定する上記方法は、特開2006−96154号公報に記載された方法と同じである。
図11のラインBは、図2のバンパー構造体が固定壁に衝突したときの反力−ストローク線図(ストロークはフェイシャー4からの距離)を模式的に描いたもので、反力が上昇するまでのストロークがラインAに比べて短く、エネルギー吸収量も増加した様子が示されている。
なお、図3に示すバンパー構造体は、バンパーステイ12の軸部16の突出部18の突出長さを、緩衝材3の厚みより短く設定した例であり、前記突出部18の前方側にも緩衝材が設置されている。
このバンパー構造体の形成にあたっては、バンパーステイ12の素材であるアルミニウム合金押出材、バンパーリインフォース1及び取付用フランジ17については、図1に示すバンパー構造体と同じものを用い、前記アルミニウム合金押出材の外周面を包囲する金型について、前記外周面を隙間を置いて包囲する金型とすればよい。これで電磁成形して前記アルミニウム合金押出材を拡管させ、前記アルミニウム合金押出材を前記隙間の分だけ前記金型内で外径方向に張り出させる。
このバンパー構造体において、バンパーリインフォース1とバンパーステイ12の固定、及びバンパーステイの軸部16と取付用フランジ17の固定は、図2に示すバンパー構造体と同様に強固になされる。
このバンパー構造体では、管状部19の前方側(管状部19b)の径がより拡大され、そのため拡開部21の径が大きく形成されている。これにより、軸部16の基本径(バンパーステイ12の素材であるアルミニウム合金押出材の径)が図4に示すバンパー構造体と同じでも、衝突を受ける面積が拡大され、衝突時の軸部16の圧壊が安定して生じる。
このバンパー構造体では、拡開部21が広く拡開しているため、軸部16の基本径が図4に示すバンパー構造体と同じでも、衝突を受ける面積が拡大され、衝突時の軸部16の圧壊がより安定して生じる。
図8(a)に示すバンパーリインフォース31はその一例であり、断面ハット形状の鋼製の基体32の端部位置(バンパーステイを固定する箇所)に鋼製のシート材33がスポット溶接により固定されている。バンパーリインフォース31は、前記位置において断面が中空であり、基体32の頂部34及びシート材33が本発明でいう縦壁に相当し、この頂部34及びシート材33にそれぞれバンパーステイが嵌入する穴35,36(バンパーステイ1の縦壁14,13に形成された穴と同じ)が形成されている。
図8(b)に示すバンパーリインフォース41は他の例であり、2つの溝型鋼材42,43を向き合わせて上下壁をスポット溶接したものである。断面は全長にわたり中空で、バンパーステイを固定する箇所の縦壁44,45には穴46,47が形成されている。
(1)以上説明したバンパー構造体では、バンパーステイ12の軸部16の後端に、バーリング穴を形成した取付用フランジ17を電磁成形により取り付けたが、特開2006−96154号公報に記載されているように、単なる穴が形成された取付用フランジを電磁成形により取り付けたり、電磁成形でなく溶接等により取り付けたり、あるいは特許文献1に記載されているように、電磁成形により軸部16の後端に一体的に形成することもできる。
3 緩衝材
4 バンパーのフェイシャー
12 バンパーステイ
13,14 バンパーリインフォース1の縦壁
16 バンパーステイの軸部
17 取付用フランジ
18 前方側の突出部
19 突出部18の筒状部
21 突出部18の拡開部
22 張出部
23 後方側の突出部
24 突出部23の筒状部
25 突出部23のフランジ部
Claims (4)
- バンパーリインフォースの前面に補強部材が設置されたバンパー構造体において、バンパーリインフォースとこれに固定されたバンパーステイからなり、前記バンパーリインフォースは少なくとも車幅方向所定位置において断面が中空で前後に複数個の縦壁を有し、前記バンパーリインフォースを前後方向に貫通する穴が前記縦壁に形成され、前記バンパーステイの管状の軸部が前記穴を前後方向に貫通して前記バンパーリインフォースの前後にそれぞれ所定距離突出し、さらに前記バンパーステイの軸部が前記バンパーリインフォースの穴の内周面に圧接し、かつ前記バンパーリインフォースの前記穴が形成された縦壁間の空間において外径方向に張り出し、前記バンパーステイの軸部のうち前記バンパーリインフォースの前方側に所定距離突出した部分が前記補強部材に相当し、その前端が朝顔状に拡開しており、衝突時に軸圧壊してエネルギーを吸収することを特徴とするバンパー構造体。
- 前記バンパーリインフォースの前面に発泡樹脂製の緩衝材が設置され、前記バンパーステイの前記バンパーリインフォースより前方に突出した軸部は、前記緩衝材の前後方向の厚みとほぼ同じ突出長さを有することを特徴とする請求項1に記載されたバンパー構造体。
- 前記バンパーステイの前記バンパーリインフォースより前方に突出した軸部及び/又は後方に突出した軸部が外径方向に張り出していることを特徴とする請求項1又は2に記載されたバンパー構造体。
- 前記バンパーステイが管状のアルミニウム合金押出材からなり、前記軸部が電磁成形により拡管成形されたものであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載されたバンパー構造体。
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