JP5876252B2 - 車両用バンパ装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用バンパ装置に関する。

車両用バンパ装置は、例えば、下記特許文献１に示されていて、車体のサイドメンバにステイ（圧壊して衝撃エネルギーを吸収するクラッシュボックスである場合もある）を介して車幅方向に沿って配置されるバンパ補強材（バンパリインフォースメント）が組付けられている。

特開２００４−１８９０６２号公報

（発明が解決しようとする課題）
ところで、上記した特許文献１に記載されている車両用バンパ装置においては、ステイの前面とバンパ補強材の後面が接合した状態にて、ステイとバンパ補強材が溶接で連結されている。なお、ステイとバンパ補強材をボルトとナット等の締結具を用いて連結する構成も記載されている。

このため、バンパ補強材に作用する車両後方への荷重（例えば、車両フルラップ衝突時の前方からの荷重）は、ステイとバンパ補強材の接合面にて受けることができる。しかし、バンパ補強材に作用する車両前方への荷重（例えば、車両オフセット衝突時における反衝突側のモーメント荷重）は、ステイとバンパ補強材の接合面にて受けることができなくて、ステイとバンパ補強材の連結強度が不足するおそれがある。

（課題を解決するための手段と作用効果）
本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、車体のサイドメンバにステイを介して車幅方向に沿って配置されるバンパ補強材が支持されている車両用バンパ装置であり、前記バンパ補強材と前記ステイの何れ一方に、何れか他方に対して車幅方向に移動可能な上下一対の連結部が設けられているとともに、前記バンパ補強材と前記ステイの何れ他方に、車幅方向の両側と車両上下方向の何れか一方側に開口を有する形状に形成され、前記連結部を車両上下方向の何れか他方側から車両前後方向に挟み込む上下一対の挟持部が設けられており、前記連結部と前記挟持部の間には、前記バンパ補強材と前記ステイの相対移動を規制する規制部が設定されているとともに、車両前方から車両後方への荷重を受承可能な第１の接合面と、車両後方から車両前方への荷重を受承可能な第２の接合面が形成されている車両用バンパ装置に特徴がある。

上記した本発明の車両用バンパ装置においては、前記バンパ補強材と前記ステイの連結部位に、何れ一方が何れか他方に対して車幅方向に移動可能で車両前後方向にて挟み込まれる形状が設定されていて、車両前後方向の一方への荷重（例えば、車両前方から車両後方への荷重）を受承可能な一方の接合面が形成されるとともに、車両前後方向の他方への荷重（例えば、車両後方から車両前方への荷重）を受承可能な他方の接合面が形成されている。

このため、当該車両用バンパ装置が車両に組み付けられて使用される際に、バンパ補強材に作用する車両前後方向の一方への荷重を、前記連結部位における一方の接合面にて受けることができ、また、バンパ補強材に作用する車両前後方向の他方への荷重を、前記連結部位における他方の接合面にて受けることができる。したがって、当該車両用バンパ装置の使用時において、バンパ補強材に作用する車両前後方向の荷重は、車両後方への荷重・車両前方への荷重の何れの荷重でも各接合面（所定量の平面）にて同等に受け止めることが可能であり、ステイとバンパ補強材の連結強度が不足することはない。

上記した本発明の実施に際して、前記規制部は、前記バンパ補強材と前記ステイに施した摩擦撹拌接合によって構成されていることも可能である。この場合には、バンパ補強材とステイを車幅方向にて組み合わせた後に、バンパ補強材とステイに摩擦撹拌接合を施すことによって、バンパ補強材とステイを一体的に連結することができるため、ステイとバンパ補強材をボルトとナット等の締結具を用いて連結する場合に比して、当該車両用バンパ装置の構成部品数を少なくすることができて、当該車両用バンパ装置を安価に製作することができる。また、この場合には、バンパ補強材とステイが摩擦撹拌接合によって接合されているため、バンパ補強材とステイが通常の溶接によって接合される場合のような溶接熱による弱体化は生じ難い。

また、上記した本発明の実施に際して、前記バンパ補強材には、前記挟み込まれる形状が設定されており、前記挟み込まれる形状は、前記バンパ補強材における車両内側部分の上下方向の中間部位に設けられたスリットを介して上下に対向しており、前記ステイには、前記挟み込まれる形状を挟み込む挟持部が設定されていることも可能である。この場合において、前記スリットは、前記バンパ補強材の左右両端部にのみ設定されていることも可能である。これらの場合には、スリット（バンパ補強材の左右両端部を他の部分よりも車両前後方向の厚みを薄くするためのもの）の形状を利用して、挟み込まれる形状を設けることができる。

本発明による車両用バンパ装置の第１実施形態を示した分解斜視図である。 図１に示した第１実施形態にてバンパ補強材とステイが連結されたときの要部拡大縦断側面図である。 図１に示したバンパ補強材の中央部拡大縦断側面図である。 本発明による車両用バンパ装置の第２実施形態を示した要部拡大縦断側面図である。 本発明による車両用バンパ装置の第３実施形態を示した要部拡大縦断側面図である。 本発明による車両用バンパ装置の第４実施形態を示した要部拡大縦断側面図である。 本発明による車両用バンパ装置の第５実施形態を示した要部拡大縦断側面図である。 本発明による車両用バンパ装置の第６実施形態を示した要部拡大縦断側面図である。

以下に、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。図１および図２は本発明による車両用バンパ装置の第１実施形態を示していて、この実施形態の車両用バンパ装置は、車両の前方に装備されるものである。この車両用バンパ装置では、車体のサイドメンバ（左右一対で図示省略）にアルミ合金製のステイ１１（左右一対）を介してアルミ合金製のバンパ補強材１２が支持されるように構成されている。なお、車体のサイドメンバは、車両の側部に設けられていて、車両前後方向の剛性が他の部位の車両前後方向の剛性に比して十分に高められている。

各ステイ１１は、車両前後方向の荷重によって圧壊して衝撃エネルギーを吸収するクラッシュボックスともよばれるものであり、車両の前後方向に沿って配設されていて、衝撃エネルギーを吸収可能な本体部１１ａの前方に前方取付部１１ｂを有し、本体部１１ａの後方に後方取付部１１ｃを有している。前方取付部１１ｂは、ステイ１１がバンパ補強材１２と連結される部分であり、図２に示したように、上下対称形状の挟持部１１ｂ１を有している。後方取付部１１ｃは、ステイ１１が車体のサイドメンバ（図示省略）と連結される部分であり、従来と同様に、ボルトとナット等の締結具（図示省略）を用いて連結されるように構成されている。各挟持部１１ｂ１は、図１および図２に示したように、車幅方向の両側と車両上下方向の何れか一方側に開口を有する形状に形成されていて、後述する連結舌片部１２ｂを車両上下方向の何れか他方側から車両前後方向に挟み込んでいる。

バンパ補強材１２は、縦断断面形状が閉塞した形状（図３参照）の押し出し成形品から所定の形状（図１の形状）に成形されていて、各ステイ１１の前方取付部１１ｂが組付けられる部位に対応して図示省略の接合ツール（これは、バンパ補強材１２とステイ１１を摩擦撹拌接合（ＦＳＪ・ＦＳＷ工法）にて接合連結するためのツールである）を挿通するための挿通孔１２ａが形成されている。挿通孔１２ａは、図１に示したように、左右各上下一対で４個設けられている。なお、バンパ補強材１２には、バンパ本体が組付けられる場合もある。

なお、摩擦撹拌接合（ＦＳＪ・ＦＳＷ工法）自体は、公知の工法であり、先端に突起のある円筒状の接合ツール（工具）を挿通孔１２ａを通して回転させながら強い力でステイ１１の前面に押し付けることで、接合ツールの突起部を接合させる部材（ステイ１１とバンパ補強材１２）の接合部に貫入させ、これによって摩擦熱を発生させてステイ１１とバンパ補強材１２を軟化させるとともに、接合ツールの回転力によって接合部周辺を塑性流動させて練り混ぜることで、バンパ補強材１２とステイ１１を一体化させる接合法である。

このバンパ補強材１２は、その左右両端部１２Ｅにおける後側部分（車両内側部分）の上下方向中間部位を所定の形状で車幅方向に切り欠き、その後に左右両端部１２Ｅに所要の曲げ加工を施し、最後に切り欠きを形成した部位の車両前後方向の厚み（Ｗ）を各端部１２Ｅに向けて順次薄くなるように除変させることにより、図２に示した上下対称形状の連結舌片部１２ｂが左右両端部１２Ｅの後側部分に形成されていて、各ステイ１１の前方取付部１１ｂが車幅方向にて挿通可能とされている。

各連結舌片部１２ｂは、ステイ１１の前方取付部１１ｂに設けた各挟持部１１ｂ１によって挟み込まれる形状部であり、バンパ補強材１２の左右両端部１２Ｅにおける後側部分の上下方向中間部位を所定の形状で車幅方向に切り欠くことにより設けられたスリットＳを介して上下方向に対向している。なお、バンパ補強材１２の左右両端部１２Ｅ（上下対称形状の連結舌片部１２ｂが形成されている部分）は、それぞれ後方に曲げられているとともに、同部分の車両前後方向の厚みＷ１（図２参照）が他の部分（車幅方向中間部分）の車両前後方向の厚みＷ２（図３参照）に比して薄くされている。上記した切り欠きによって設けられたスリットＳは、バンパ補強材１２の左右両端部１２Ｅを他の部分（車幅方向中間部分）よりも車両前後方向の厚みを薄くするためのものである。

ところで、この第１実施形態においては、バンパ補強材１２とステイ１１の連結部位に、バンパ補強材１２の各連結舌片部１２ｂが、ステイ１１の前方取付部１１ｂに設けた各挟持部１１ｂ１に対して、車幅方向に移動可能で車両前後方向にて挟み込まれる形状（構成）が設定されている。また、ステイ１１の前方取付部１１ｂにおける挟持部１１ｂ１の前壁部分とバンパ補強材１２の各連結舌片部１２ｂにおける一部が摩擦撹拌接合にて接合連結されていて、この接合連結部（図２に符号Ａを付した部分）がバンパ補強材１２とステイ１１の相対移動を規制する規制部とされている。

上記のように構成した第１実施形態においては、両ステイ１１とバンパ補強材１２が一体的に連結された後に、各ステイ１１がサイドメンバ（図示省略）に組付けられるように構成されている。また、この実施形態では、バンパ補強材１２とステイ１１の連結部位に、バンパ補強材１２の各連結舌片部１２ｂが、ステイ１１の前方取付部１１ｂに設けた各挟持部１１ｂ１に対して、車幅方向に移動可能で車両前後方向にて挟み込まれる形状（構成）が設定されている。これにより、バンパ補強材１２とステイ１１の連結部位（各連結舌片部１２ｂと各挟持部１１ｂ１の嵌合部位）に、車両前後方向の一方への荷重（例えば、車両前方から車両後方への荷重）を受承可能な一方の接合面（図２の右側接合面）が形成されるとともに、車両前後方向の他方への荷重（例えば、車両後方から車両前方への荷重）を受承可能な他方の接合面（図２の左側接合面）が形成されている。

このため、当該車両用バンパ装置が車両に組み付けられて使用される際に、バンパ補強材１２に作用する車両前後方向の一方への荷重を、前記連結部位における一方の接合面（各連結舌片部１２ｂの後面と各挟持部１１ｂ１の後壁部分との各接合面）にて受けることができ、また、車両前後方向の他方への荷重を、前記連結部位における他方の接合面（各連結舌片部１２ｂの前面と各挟持部１１ｂ１の前壁部分との各接合面）にて受けることができる。したがって、当該車両用バンパ装置の使用時において、バンパ補強材１２に作用する車両前後方向の荷重は、車両後方への荷重・車両前方への荷重の何れの荷重でも上記した各接合面（所定量の平面）にて同等に受け止めることが可能であり、ステイ１１とバンパ補強材１２の連結強度が不足することはない。

また、この第１実施形態においては、バンパ補強材１２とステイ１１に施した摩擦撹拌接合によって、バンパ補強材１２とステイ１１の相対移動を規制する規制部が設定されている。このため、バンパ補強材１２とステイ１１を車幅方向にて組み合わせた後に、バンパ補強材１２とステイ１１に摩擦撹拌接合を施すことによって、バンパ補強材１２とステイ１１を一体的に連結することができるため、ステイ（１１）とバンパ補強材（１２）をボルトとナット等の締結具を用いて連結する場合に比して、当該車両用バンパ装置の構成部品数を少なくすることができて、当該車両用バンパ装置を安価に製作することができる。また、バンパ補強材１２とステイ１１が摩擦撹拌接合によって接合されているため、バンパ補強材１２とステイ１１が通常の溶接によって接合される場合のような溶接熱による弱体化は生じ難い。

また、この第１実施形態においては、ステイ１１の前方取付部１１ｂに設けた各挟持部１１ｂ１によって挟み込まれる各連結舌片部１２ｂが、バンパ補強材１２の左右両端部１２Ｅにおける後側部分の上下方向中間部位に設けられたスリットＳを介して上下方向に対向している。このため、バンパ補強材１２の左右両端部１２Ｅを他の部分（車幅方向中間部分）よりも車両前後方向の厚みを薄くするためのスリットＳの形状を利用して、各連結舌片部１２ｂ（挟み込まれる形状部）を設けることができる。

また、この第１実施形態においては、バンパ補強材１２の各連結舌片部１２ｂ（挟み込まれる形状）とステイ１１の各挟持部１１ｂ１（挟み込む形状）が、上下対称に形成されている。このため、バンパ補強材１２とステイ１１を車幅方向にて組み合わせることによって、バンパ補強材１２のステイ１１に対する上下方向での相対移動を規制することが可能であるため、バンパ補強材１２とステイ１１を摩擦撹拌接合によって連結する際の作業性を良好とすることが可能である。

図４は、本発明による車両用バンパ装置の第２実施形態を示していて、この実施形態では、ステイ１１の前方取付部１１ｂにおける挟持部１１ｂ１の前壁部分とバンパ補強材１２の各連結舌片部１２ｂにおける一部が上記した第１実施形態と同様に摩擦撹拌接合（Ａ）にて接合連結されているとともに、ステイ１１の前方取付部１１ｂにおける挟持部１１ｂ１の後壁部分とバンパ補強材１２の各連結舌片部１２ｂにおける一部が摩擦撹拌接合（Ａ）にて連続的に接合連結されていて、上記した第１実施形態に比して、接合連結強度が高められている。なお、その他の構成は上記した第１実施形態の構成と実質的に同じであるため、その説明は省略する。

図５は、本発明による車両用バンパ装置の第３実施形態を示していて、この実施形態では、ステイ１１の前方取付部１１ｂにおける挟持部１１ｂ１の前壁部分とバンパ補強材１２の各連結舌片部１２ｂにおける一部が上記した第１実施形態と同様に摩擦撹拌接合（Ａ）にて接合連結されているとともに、ステイ１１の前方取付部１１ｂにおける前端中央壁部とバンパ補強材１２の前側部分における上下方向中間部が摩擦撹拌接合（Ａ）にて接合連結されていて、上記した第１実施形態に比して、接合連結強度が高められている。なお、その他の構成は上記した第１実施形態の構成と実質的に同じであるため、その説明は省略する。

上記した各実施形態（第１実施形態〜第３実施形態）においては、バンパ補強材１２の左右両端部１２ＥにのみスリットＳが設定されているが、本発明の実施に際して、バンパ補強材における車両内側部分の上下方向の中間部位に設けられたスリットは、バンパ補強材の左右両端部のみならずバンパ補強材の車幅方向中間部にも設定されていて、同スリットが車幅方向全体に延びていることも可能である。また、上記した各実施形態（第１実施形態〜第３実施形態）において、バンパ補強材１２は、縦断断面形状が閉塞した形状（図３参照）の押し出し成形品から所定の形状（図１の形状）に成形されているが、図６〜図８に示した実施形態のように、バンパ補強材１２が後側部分（車両内側部分）の上下方向中間部位に開口（上記したスリットＳに相当するもの）を有する形状の押し出し成形品から形成されることもある。

図６は、本発明による車両用バンパ装置の第４実施形態を示していて、この実施形態では、ステイ１１における各挟持部１１ｂ１の断面形状とバンパ補強材１２における各連結舌片部１２ｂの断面形状がＴ字状に形成されている。詳説すると、各連結舌片部１２ｂの先端にＴ字形状を呈するガイド部１２ｇが設けられており、各挟持部１１ｂ１にはガイド部１２ｇに嵌合可能なＴ字形状を呈するガイド溝１１ｇが設けられている。これにより、ステイ１１とバンパ補強材１２の組付に際して、ガイド溝１１ｇがガイド部１２ｇにガイドされるため、ステイ１１のバンパ補強材１２に対する組付性が、上記した第１実施形態に比して、良好とされている。なお、その他の構成は上記した第１実施形態の構成と実質的に同じであるため、その説明は省略する。

図７は、本発明による車両用バンパ装置の第５実施形態を示していて、この実施形態では、ステイ１１の前方取付部１１ｂに上下対称形状の連結舌片部１１ｂ２が形成され、バンパ補強材１２の後側部分に上下対称形状の挟持部１２ｃが形成されている。図８は、本発明による車両用バンパ装置の第６実施形態を示していて、この実施形態では、ステイ１１の前方取付部１１ｂに上下対称形状の連結舌片部１１ｂ２が形成され、バンパ補強材１２の後側部分に上下対称形状の挟持部１２ｃが形成されている。なお、図７の連結舌片部１１ｂ２と図８の連結舌片部１１ｂ２（これらは、挟持部１２ｃに対して、車幅方向に移動可能で車両前後方向にて挟み込まれている部分である）は、その延出方向が異なるのみで実質的に同じである。また、図７の挟持部１２ｃと図８の挟持部１２ｃは、その開口方向が異なるのみで実質的に同じである。また、図７の実施形態と図８の実施形態では、図４の実施形態と同様に、連結舌片部１１ｂ２と挟持部１２ｃが摩擦撹拌接合（Ａ）にて接合連結されている。

上記した各実施形態においては、車両の前方に装備される車両用バンパ装置に本発明を実施したが、本発明は、車両の後方に装備される車両用バンパ装置にも同様にまたは適宜変更して実施することが可能である。また、上記した各実施形態においては、ステイ１１が車両前後方向の荷重によって圧壊して衝撃エネルギーを吸収するクラッシュボックスである場合について説明したが、ステイがクラッシュボックスのように衝撃エネルギーを吸収できるものではない構成である場合においても、本発明は同様に実施することが可能である。

また、上記した各実施形態においては、バンパ補強材１２とステイ１１が摩擦撹拌接合（Ａ）にて接合連結されるように構成して実施したが、本発明の実施に際しては、バンパ補強材とステイが例えばボルトとナット等の締結具を用いて連結されるように構成して実施することも可能である。また、上記した各実施形態においては、挟み込まれる形状（連結舌片部の形状）と挟み込む形状（挟持部の形状）が上下対称に形成されている場合について説明したが、挟み込まれる形状と挟み込む形状は上下非対称に形成されていてもよく適宜変更可能である。

１１…ステイ（クラッシュボックス）、１１ａ…本体部、１１ｂ…前方取付部、１１ｂ１…挟持部（挟み込む形状部）、１１ｃ…後方取付部、１２…バンパ補強材、１２Ｅ…左右両端部、１２ａ…挿通孔、１２ｂ…連結舌片部（挟み込まれる形状部）、Ｓ…スリット、Ａ…摩擦撹拌接合部（規制部）

Claims (3)

1. 車体のサイドメンバにステイを介して車幅方向に沿って配置されるバンパ補強材が支持されている車両用バンパ装置であり、
   前記バンパ補強材と前記ステイの何れ一方に、何れか他方に対して車幅方向に移動可能な上下一対の連結部が設けられているとともに、
   前記バンパ補強材と前記ステイの何れ他方に、車幅方向の両側と車両上下方向の何れか一方側に開口を有する形状に形成され、前記連結部を車両上下方向の何れか他方側から車両前後方向に挟み込む上下一対の挟持部が設けられており、
   前記連結部と前記挟持部の間には、
   前記バンパ補強材と前記ステイの相対移動を規制する規制部が設定されているとともに、
   車両前方から車両後方への荷重を受承可能な第１の接合面と、車両後方から車両前方への荷重を受承可能な第２の接合面が形成されている
   車両用バンパ装置。
2. 請求項１に記載の車両用バンパ装置において、
   前記連結部は、前記バンパ補強材における車両内側部分の上下方向の中間部位に設けられたスリットを介して上下に対向して設けられている車両用バンパ装置。
3. 請求項２に記載の車両用バンパ装置において、
   前記スリットは、前記バンパ補強材の左右両端部にのみ設定されている車両用バンパ装置。

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