JPH0781504A - バンパー型材 - Google Patents

バンパー型材

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JPH0781504A
JPH0781504A JP24884893A JP24884893A JPH0781504A JP H0781504 A JPH0781504 A JP H0781504A JP 24884893 A JP24884893 A JP 24884893A JP 24884893 A JP24884893 A JP 24884893A JP H0781504 A JPH0781504 A JP H0781504A
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JP
Japan
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bumper
flanges
collision
webs
rib
Prior art date
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Application number
JP24884893A
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English (en)
Inventor
Hideki Ishitobi
秀樹 石飛
Akira Miyagami
晃 宮上
Hiroyuki Yamashita
浩之 山下
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0781504A publication Critical patent/JPH0781504A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 衝突時に受け持つ衝撃荷重の減少を少なくし
てサイドメンバーの座屈変形よりも先に変形崩壊しきっ
てしまうバンパー型材を提供するものである。 【構成】 平行な二枚のフランジ3、4と、二枚のウエ
ブ5、6とで側面を形成する柱状物で、前記柱状物の内
側に前記二枚のフランジ3、4に挟まれる一以上のリブ
7を有し、前記二枚のフランジの一方3が自動車のフロ
ント等に設けられたサイドメンバー51に取り付けられ
るバンパー型材1において、正面衝突時における衝突荷
重による座屈時期を前記ウエブ5、6と前記リブ7とで
ずらすために、型材の断面視での前記ウエブ5、6の配
設方向と前記リブ7の配設方向を異ならせたバンパー型
材。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の前後部に取
り付けられ衝突時において、車体の運動エネルギーを吸
収するバンパーに係わり、特にそのバンパー内に挿入さ
れバンパーを補強する柱状のバンパー型材に関する。
【0002】
【従来の技術】今日、排ガス規制の強化に伴う燃費の改
善要求が大きくなり、この規制をクリアするための一手
段として、自動車の軽量化が進められており、種々の自
動車構成部品のアルミ化が進められている。自動車の前
後に取り付けられるバンパーにおける補強部材(バンパ
ーリーンホースメント)についても、その一環として、
鋼製のものからアルミ化が図られ、アルミの押出型材が
使用される傾向にある。
【0003】このバンパー型材52は、図13(b)に
示すように、バンパー50内に挿入され、サイドメンバ
ー51等に支持されて自動車のフロント等に取り付けら
れている。このようなバンパー型材52の構造は、図1
4に示すような車体に平行な二枚のフランジ53、54
と該フランジに垂直な二枚のウエブ55、56とで断面
の輪郭を矩形に形成し、その矩形内に断面を日字、目
字、又は田の字形にするリブ57が設けられたアルミニ
ウム押出形材で作られた柱状物である。その両端52a
は、図14(a)の二点鎖線に示すように、車体の形状
に合わせて両フランジ53、54が車体側に曲げられて
いるものもある。そして、バンパー型材52の車体フロ
ント等への支持部材である二つのサイドメンバー51
は、乗用車であると800mm〜1000mm離れて取
付けられている。尚、図14(a)は上面図であり、フ
ランジ53、54に垂直なウエブ55は紙面向こうに、
ウエブ56は紙面手前に示されており、図14(b)は
図14(a)のD−D断面図である。
【0004】上記構造のバンパー型材52は、図13及
び図14に示すように障害物58等と車両が正面衝突し
た場合に、乗員を保護するために、それ自体が徐々に変
形崩壊してサイドメンバー51等の車体側に伝わる衝突
の衝撃をできるだけ小さくするものである。従って、衝
突時、バンパー型材52の変形崩壊過程は、図15左方
に示すように、障害物58と当接した後、ウエブ55、
56及びリブ57の座屈変形が、車体側のサイドメンバ
ー51の座屈をみることなく進行してバンパー型材52
が崩壊することが望まれる。そして、その変形開始から
崩壊までに至るバンパー型材52によって吸収される衝
突エネルギーの量はできるだけ大きいことも望まれる。
【0005】更に、図16中の二点鎖線に示すように、
バンパー型材52が衝突時に受け持つ衝撃荷重は、減少
する過程を含むこと無く変形開始から崩壊に至るまでに
平均して増加し、バンパー型材52自体が十分に変形し
て崩壊した時に、最高荷重値に達していることが望まし
い。衝突時に受け持つ衝撃荷重の大きさにかなりの増減
過程があると、乗員に与える衝撃感が強まり、又、エア
バッグモジュールに搭載されている衝突センサの誤作動
を招くおそれもあり好ましくない。尚、図16中のグラ
フは、横軸にバンパー型材52の衝突時の変形変位を縦
軸に衝突時に受け持つ衝撃荷重を示しており、吸収され
る衝突エネルギーの量は荷重曲線と変形変位を示す横軸
とで形成する面積で表される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際に
は、従来のバンパー型材52は、図16中の実線に示す
ような荷重曲線を示し、変形変位の極僅かなうちに一気
に最高荷重値に達してしまう。そのため、最高荷重値に
達した後は、バンパー型材52の崩壊に至るまでに衝突
時に受け持つ衝撃荷重は減少する。そして、その吸収さ
れる衝突エネルギーの量は、図16中の斜線に示される
ようにかなり少ない。
【0007】このような荷重曲線を示す理由は、図15
に示すように、ウエブ55、56及びリブ57の配設方
向が同じであるために障害物58との当接後、それらが
同時に衝撃荷重を支え、そして、略同時期に座屈してし
まうためで、略同時期に座屈してしまった後は、図15
右方に示すように、バンパー型材52の変形はあるが、
衝撃荷重を十分に支えるものが無いので、バンパー型材
52の変形と共に車体側のサイドメンバー51の座屈変
形が始まってしまう。そして、バンパー型材52自体が
受け持つ衝撃荷重が少ないままバンパー型材52が崩壊
に至り、車体側のサイドメンバー51の座屈変形が進行
するためである。
【0008】そのために、車体部位に与える損傷が大き
くなり、乗員に与える衝撃が強くなるという問題を有し
ている。又、バンパー型材52の崩壊よりも車体側サイ
ドメンバー51の座屈が先行し、車体部位に与える損傷
が大きくなると、衝突後の修理コストが高くなるという
問題も有している。尚、参考までに図16に図15の変
形崩壊過程に対応する符号を付しておく。
【0009】本発明は、上記問題を鑑みてなされたもの
であって、その目的とするところは、衝突時に受け持つ
衝撃荷重の減少を少なくしてサイドメンバーの座屈変形
よりも先に変形崩壊しきってしまうバンパー型材を提供
するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のバンパー型材は、平行な二枚のフランジと、
二枚のウエブとで側面を形成する柱状物で、前記柱状物
の内側に前記二枚のフランジに挟まれる一以上のリブを
有し、前記二枚のフランジの一方が自動車のフロント等
に設けられたサイドメンバーに取り付けられるバンパー
型材において、正面衝突時における衝突荷重による座屈
時期を前記ウエブと前記リブとでずらすために、型材の
断面視での前記ウエブの配設方向と前記リブの配設方向
を異ならせたり、前記ウエブと前記二枚のフランジの他
方とで形成するコーナをRコーナにしたものである。
【0011】
【作用】正面衝突した場合に、型材の断面視での前記ウ
エブの配設方向と前記リブの配設方向を異ならせたり、
前記ウエブと前記二枚のフランジの他方とで形成するコ
ーナをRコーナにすると、衝撃荷重のかかる向き即ち衝
撃力がウエブとリブとで異なるようになるので、衝突荷
重による座屈時期がウエブとリブとでずれ、ウエブが先
に座屈した場合にはリブがその後の荷重を支え、リブが
先に座屈した場合にはウエブがその後の荷重を支えて、
受け持つ衝撃荷重の減少を少なくする。
【0012】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図1は本発明実施のバンパー型材1の断面図であ
る。図1において、従来のバンパー型材と異なるところ
は、矩形断面の対角線となるようにリブ7が設けられて
いる点である。
【0013】本発明実施のバンパー型材1は、図1に示
すように、平行な二枚のフランジ3、4と該フランジに
垂直な二枚のウエブ5、6とで断面の輪郭を矩形に形成
し内側にリブ7を有する柱状物で、前記矩形断面の対角
線となるように前記リブ7が設けられている。そして、
自動車のフロント等にサイドメンバー51を介して車体
に取り付けられる。
【0014】上記構造のバンパー型材1は、型材の断面
視でのウエブ5、6の配設方向とリブ7の配設方向が異
なっているので、図2(a)の左方側で障害物と衝突し
た場合、ウエブ5、6とリブ7とにかかる衝撃荷重が異
なる。最初、衝突方向に対して、平行なウエブ5、6と
で衝撃荷重を主に受け持ち、図2(b)に示すように、
ウエブ5、6の変形座屈後は左方のリブ7が衝撃荷重を
主に受け持って、そして、図2(c)に示すように、左
方のリブ7が変形座屈後は右方のリブ7が衝撃荷重を主
に受け持って、バンパー型材1全体が十分に変形して崩
壊に至る。このようにして、バンパー型材1全体として
の変形から崩壊に至るまでに受け持つ衝撃荷重の減少を
少なくする。尚、図2中○は主に荷重を受け持つ部分で
ある。
【0015】その結果、車体側のサイドメンバーの座屈
変形が開始する前にバンパー型材が変形崩壊しきって衝
突による衝撃を吸収するので車体部位に与える損傷が少
なくなり、乗員に与える衝撃も弱くなる。又、車体部位
に与える損傷が少ない分、衝突後の修理コストが高くな
るということも無い。
【0016】次に、このようなバンパー型材1の上記作
用効果を検証するための検証実験の方法を図3に示す。
図3に示す検証実験は、サイドメンバー51が取り付け
られているフランジ3面を上にしてバンパー型材1を水
平台2の上に置き、サイドメンバー51側から圧力を加
える静的な圧壊試験で、この静的な圧壊試験からは、図
13に示す障害物58にバンパー型材1が衝突する衝突
実験と同じ傾向の試験結果が得られる。試験に使用した
型材は、図1に示す本発明のバンパー型材において、フ
ランジ幅Aを70mm、ウエブ幅Bを54mm、フラン
ジ及びウエブの厚みHは共に2mmを使用し、リブの厚
みEは1.4mmを使用したものである。
【0017】図4は、上記検証実験の結果を示すグラフ
である。縦軸がバンパー型材が衝突時に受け持つ衝撃荷
重であり、横軸がバンパー型材の変形の変位である。そ
して、バンパー型材の受け持つ衝撃荷重が最高荷重値M
axに達するまでに吸収する衝突エネルギーの大きさ
は、衝撃荷重曲線と変形の変位とで形成する面積によっ
て表される。実線が本発明のバンパー型材を示し、二点
鎖線が従来の日字形断面のバンパー型材を示している。
【0018】図4において、衝突初期から最高荷重に達
するまでの荷重の立ち上がりが、従来のものに比べ緩や
かになり、衝突荷重の減少する過程が少なく変形開始か
ら崩壊に至るまでに荷重は5ton〜6tonの間で平
均している。そして、バンパー型材52自体が十分に変
形して崩壊した時に、最高荷重値Maxに達している。
そのため衝突エネルギーの吸収量も増大している。以上
より、本発明はバンパー型材として好ましいことが判
る。
【0019】図5から図12までは、本発明の他のバン
パー型材の断面を示すもので、全て、図左方側が障害物
と当接する面であり、右方フランジ3がサイドメンバー
に取り付けられている。図5から図7までは、ウエブ
5、6が正面衝突した場合に受ける衝撃力の方向と平行
になっており、リブ3、4が衝撃力の方向に対して傾い
ている。図7は、リブ7が直線状ではなく湾曲したもの
でもよいことを示している。
【0020】図8から図10は、リブ3、4が正面衝突
した場合に受ける衝撃力の方向と平行になっており、ウ
エブ5、6が衝撃力の方向に対して傾いている。図9は
サイドメンバーへの取付を容易にするためにサイドメン
バーの取付側フランジ3がウエブ5、6接続部よりも上
下に延びている。図10は、ウエブ5、6が直線状では
なく湾曲したものでもよいことを示している。これらの
バンパー型材は、図1及び図5乃至図7に示すものと異
なり、正面衝突した場合にはリブ7が先に座屈変形し
て、その後にウエブ5、6が衝撃荷重を受け持つ。
【0021】図11から図12は、ウエブ5、6及びリ
ブ3、4の配設方向は同じであるが、正面衝突時におけ
る衝突荷重による座屈時期をウエブ5、6とリブ7とで
ずらすために、ウエブ5、6とフランジ4とで形成する
コーナを大きなRコーナにしている。このRコーナによ
って、正面衝突時における衝突荷重は、最初リブ7によ
って受け持たれ、そして、リブ7が座屈した後は、ウエ
ブ5、6が衝突荷重は受け持つようになる。衝突荷重に
よる座屈時期を確実にずらすためには、Rコーナの半径
はウエブ幅の1/2より大きいことが好ましい。
【0022】
【発明の効果】このように、本発明のバンパー型材は、
正面衝突した場合に、型材の断面視での前記ウエブの配
設方向と前記リブの配設方向を異ならせたり、衝突側の
コーナをRコーナにすることにより、衝撃荷重のかかる
向き即ち衝撃力がウエブとリブとで異なるようにして、
衝突荷重による座屈時期をウエブとリブとでずらし、ウ
エブが先に座屈した場合にはリブがその後の荷重を支
え、リブが先に座屈した場合にはウエブがその後の荷重
を支えてバンパー型材全体が受け持つ衝撃荷重の減少を
少なくするので、車体側のサイドメンバーが座屈変形を
開始する前にバンパー型材が変形崩壊しきって衝突によ
る衝撃を吸収し、車体部位に与える損傷を少なくする。
その結果、乗員に与える衝撃も弱くなる。又、車体部位
に与える損傷が少ない分、衝突後の修理コストが高くな
るということも無い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施のバンパー型材の断面示す図であ
る。
【図2】本発明実施のバンパー型材の作用を示す図であ
る。
【図3】検証実験を示す図である。
【図4】検証実験の結果を示す図である。
【図5】本発明実施の他のバンパー型材の断面示す図で
ある。
【図6】本発明実施の他のバンパー型材の断面示す図で
ある。
【図7】本発明実施の他のバンパー型材の断面示す図で
ある。
【図8】本発明実施の他のバンパー型材の断面示す図で
ある。
【図9】本発明実施の他のバンパー型材の断面示す図で
ある。
【図10】本発明実施の他のバンパー型材の断面示す図
である。
【図11】本発明実施の他のバンパー型材の断面示す図
である。
【図12】本発明実施の他のバンパー型材の断面示す図
である。
【図13】バンパーを説明する図である。
【図14】従来のバンパー型材を示す図である。
【図15】従来のバンパー型材の問題点を示す図であ
る。
【図16】従来のものにおける衝撃荷重と変形の変位を
示すグラフである。
【符号の説明】
1 バンパー型材 3、4 フランジ 5、6 ウエブ 7 リブ 51 サイドメンバー

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平行な二枚のフランジと、二枚のウエブ
    とで側面を形成する柱状物で、前記柱状物の内側に前記
    二枚のフランジに挟まれる一以上のリブを有し、前記二
    枚のフランジの一方が、自動車のフロント等に設けられ
    たサイドメンバーに取り付けられるバンパー型材におい
    て、正面衝突時における衝突荷重による座屈時期を前記
    ウエブと前記リブとでずらすために、型材の断面視での
    前記ウエブの配設方向と前記リブの配設方向を異ならし
    めたことを特徴とするバンパー型材。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のバンパー型材において、
    前記二枚のウエブが平行であるバンパー型材。
  3. 【請求項3】 請求項1記載のバンパー型材において、
    前記一以上のリブが前記二枚のフランジに対して垂直で
    あるバンパー型材。
  4. 【請求項4】 平行な二枚のフランジと該二枚のフラン
    ジに垂直な二枚のウエブとで側面を形成する柱状物で、
    該柱状物の内側に前記二枚のフランジに挟まれ前記フラ
    ンジに垂直な一以上のリブを有し、前記二枚のフランジ
    の一方が自動車のフロント等に設けられたサイドメンバ
    ーに取り付けられるバンパー型材において、正面衝突時
    における衝突荷重による座屈時期を前記ウエブと前記リ
    ブとでずらすために、前記ウエブと前記二枚のフランジ
    の他方とで形成するコーナがRコーナであるバンパー型
    材。
JP24884893A 1993-09-08 1993-09-08 バンパー型材 Pending JPH0781504A (ja)

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