JPH0858499A - バンパーステイ - Google Patents

バンパーステイ

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JPH0858499A
JPH0858499A JP21652394A JP21652394A JPH0858499A JP H0858499 A JPH0858499 A JP H0858499A JP 21652394 A JP21652394 A JP 21652394A JP 21652394 A JP21652394 A JP 21652394A JP H0858499 A JPH0858499 A JP H0858499A
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JP
Japan
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parallel
bumper stay
ribs
rib
vertical rib
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JP21652394A
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English (en)
Inventor
Hideki Ishitobi
秀樹 石飛
Toru Hashimura
徹 橋村
Akifumi Fujiwara
昭文 藤原
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 第2垂直リブ2における比較的に小さな曲げ
変形荷重を最高荷重として圧壊を開始し、この曲げ変形
および接続位置の位置関係の影響により各衝撃吸収段2
1・22の第3〜第6平行リブ6〜9、第1および第2
平行リブ4・5の曲げ変形の開始時期がずれながら圧壊
していくことによって、荷重の大幅な変動および低下を
生じることなく大量の衝突エネルギーを吸収する。 【構成】 隣接する衝撃吸収段21・22間に存在する
第2垂直リブ2に対する第5および第6平行リブ8・9
の接続位置が、一方の衝撃吸収段21側と他方の衝撃吸
収段22側とで第2垂直リブ2の厚みの3倍以上離れた
距離となるように設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、衝突方向に対して直交
するように配設された垂直リブ間を平行リブにより接続
した衝撃吸収段を衝突方向に複数備えた断面形状のバン
パーステイに関するものである。
【0002】
【従来の技術】今日、自動車の低コスト化および多様化
への要求が厳しくなり、このような相反する要求を克服
するための一つの手段として、車長の異なる自動車間で
のアンダーボディーの共通化が進められている。一般
に、上記の共通化は、図18および図19に示すよう
に、車長の最も小さい自動車に対応させてアンダーボデ
ィーのサイドメンバ51を製造し、このサイドメンバ5
1を車長の異なる派生車に搭載することにより行われる
ようになっている。従って、上記のサイドメンバ51を
車長の長い派生車に搭載した場合には、車体の前端部お
よび後端部に配置されるバンパー52とサイドメンバ5
1との間に隙間が発生することになる。
【0003】上記の隙間は、衝突時のエネルギー吸収に
殆ど寄与することがないため、隙間を放置しておくと、
衝突時に車体の損傷を拡大させることになる。従って、
従来は、断面形状が日型や目型、田型となるように、鉄
板を曲げ加工および溶接したり、アルミ形材を押し出す
ことによりエネルギー吸収ボックス等のバンパーステイ
53を形成し、このバンパーステイ53を隙間に設ける
ことによって、衝突時の車体の損傷を最小限に抑制させ
るようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のバン
パーステイ53は、サイドメンバ51等の車体側に伝達
される衝突による衝撃ができるだけ小さくなるように、
衝突時に徐々に変形崩壊して小さな衝突荷重で大きなエ
ネルギー吸収量となることが望まれている。しかしなが
ら、上記従来のように、断面形状が日型や目型、田型の
バンパーステイ53では、面状に衝突した場合、衝突方
向に平行に配置された複数のリブの座屈荷重が初期荷重
を決定するため、衝突荷重が比較的に大きなものになっ
てしまうと共に、全てのリブが同時に座屈して荷重を急
激に低下させるため、エネルギー吸収量が小さなものに
なっている(図7〜図11参照)。さらに、バンパース
テイ53を鉄板の曲げ加工および溶接により形成した場
合には、部品点数が増大して製造工程数が増えることに
もなっている。
【0005】従って、本発明は、小さな衝突荷重で大き
なエネルギー吸収量のバンパーステイを提供することを
第1の目的とし、さらに、少ない部品点数および工程数
で形成することができるバンパーステイを提供すること
を第2の目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
に、請求項1および2のバンパーステイは、衝突方向に
対して直交するように配設された垂直リブ間を平行リブ
により接続した衝撃吸収段を衝突方向に複数備えた断面
形状を有しており、下記の特徴を有している。
【0007】即ち、請求項1のバンパーステイは、隣接
する衝撃吸収段間に存在する垂直リブに対する平行リブ
の接続位置が、一方の衝撃吸収段側と他方の衝撃吸収段
側とで上記垂直リブの厚みの3倍以上離れた距離となる
ように設定されていることを特徴としている。
【0008】また、請求項2のバンパーステイは、衝突
方向に平行な平行リブを備えた衝撃吸収段と、衝突方向
に傾斜する平行リブを備えた衝撃吸収段とが混在して備
えられていることを特徴としている。
【0009】尚、上記のバンパーステイは、アルミ形材
を押し出し加工することにより形成されていることが望
ましい。
【0010】
【作用】請求項1の構成によれば、一方の衝撃吸収段側
と他方の衝撃吸収段側とで垂直リブに対する平行リブの
接続位置が、垂直リブの厚みの3倍以上離れた距離とな
るように離反されているため、上記の垂直リブにおける
比較的に小さな曲げ変形荷重を最高荷重として圧壊を開
始することになる。また、請求項2の構成によれば、衝
突方向に傾斜する平行リブの比較的に小さな座屈荷重を
最高荷重として圧壊を開始することになる。
【0011】この後、上記の変形および接続位置の位置
関係の影響によって、各衝撃吸収段の平行リブの座屈変
形の開始時期がずれながら圧壊し、荷重の大幅な変動お
よび低下を生じることなく大量の衝突エネルギーを吸収
することになる。そして、アルミ形材の押し出し加工に
より形成された場合には、少ない部品点数および工程数
で製造することが可能になる。
【0012】
【実施例】本発明の一実施例を図1ないし図17を用い
て説明する。本実施例に係るバンパーステイは、図2お
よび図3に示すように、バンパ10とサイドメンバ11
との間に設けられており、衝突時に徐々に変形崩壊する
ように断面形状が設定されている。このバンパーステイ
20は、少ない部品点数および工程数で製造することが
できるように、アルミ形材を押し出し加工することによ
り形成されており、図1に示すように、衝突方向に対し
て直交する第1垂直リブ1と第2垂直リブ2と第3垂直
リブ3とを衝突側(図2のバンパ10側)からこの順に
有している。第1垂直リブ1の両端には、衝突方向に対
して平行な第1平行リブ4と第2平行リブ5とがそれぞ
れ接続されている。そして、第1平行リブ4および第2
平行リブ5の他端は、第2垂直リブ2の垂直面に接続さ
れており、これらの第1および第2垂直リブ1・2と第
1および第2平行リブ4・5とは、衝突位置側となる前
方側の衝撃吸収段21を構成するようになっている。
【0013】上記の第2垂直リブ2は、第1平行リブ4
が接続された第1接続位置2aから一端までの距離と、
第2平行リブ5が接続された第2接続位置2bから他端
までの距離とが第2垂直リブ2の厚みの3倍以上となる
ように長さが設定されている。そして、第2垂直リブ2
の両端には、衝突方向に対して平行な第3平行リブ6と
第4平行リブ7とがそれぞれ接続されており、これらの
第3平行リブ6および第4平行リブ7の他端は、第3垂
直リブ3の両端にそれぞれ接続されている。
【0014】また、第2垂直リブ2における第1接続位
置2aおよび第2接続位置2b間には、衝突方向に対し
て平行な第5平行リブ8および第6平行リブ9の一端が
接続されており、これらの接続位置と第1および第2接
続位置2a・2bとは、第2垂直リブ2の厚みの3倍以
上離れた距離となるように設定されている。そして、第
5平行リブ8および第6平行リブ9の他端は、第3垂直
リブ3の垂直面に接続されており、これらの第2および
第3垂直リブ2・3と第3〜第6平行リブ6〜9とは、
上述の衝撃吸収段21の後方側に衝撃吸収段22を構成
するようになっている。
【0015】上記の構成において、バンパーステイ20
の動作について説明する。図4(a)に示すように、バ
ンパーステイ20の第1垂直リブ1に対して衝突エネル
ギーが付与されると、この衝突エネルギーは、第1垂直
リブ1から2層の第1および第2平行リブ4・5に分散
されて第2垂直リブ2に付与された後、さらに、この第
2垂直リブ2から4層の第3〜第6平行リブ6〜9に分
散されて第3垂直リブ3に付与されることになる。
【0016】この際、第1および第2平行リブ4・5に
より押圧される接続位置2a・2bは、第2垂直リブ2
の厚みよりも3倍以上離れた位置の第3〜第6平行リブ
6〜9間に存在しており、第2垂直リブ2の曲げ変形荷
重は、第1〜第6平行リブ1〜6の座屈荷重よりも小さ
なものになっている。従って、バンパーステイ20は、
衝突エネルギーが付与されると、第2垂直リブ2の第1
および第2接続位置2a・2bから変形を開始すること
になり、これらの第1および第2接続位置2a・2bに
おける比較的に小さな曲げ変形荷重が圧壊時の最高荷重
となる。
【0017】次に、第2垂直リブ2における第1接続位
置2aおよび第2接続位置2bの変形が進行すると、図
4(b)に示すように、第2垂直リブ2の中心部が第5
平行リブ8および第6平行リブ9を支点として反対方向
に変形することになると共に、衝突エネルギーの分散量
の少ない前方側の衝撃吸収段21における2層の第1お
よび第2平行リブ4・5が変形を開始することになる。
この後、第1および第2平行リブ4・5の変形量が所定
以上に達すると、図4(c)に示すように、後方側の衝
撃吸収段22における4層の第3〜第6平行リブ6〜9
が変形を開始することになる。
【0018】これにより、バンパーステイ20は、第2
垂直リブ2の第1および第2接続位置2a・2bにおけ
る比較的に小さな曲げ変形荷重を最高荷重として圧壊を
開始し、この後、前方側の衝撃吸収段21の第1および
第2平行リブ4・5と、後方側の衝撃吸収段22の第3
〜第6平行リブ6〜9とが順次変形することによって、
荷重の大幅な変動および低下を生じることなく大量の衝
突エネルギーを吸収することになる。尚、上記の両衝撃
吸収段21・22に設けられる平行リブは、異なった数
量であることが変形開示時間を確実にずらすことができ
る点で望ましいが、同一の数量であっても、接続位置関
係により変形開示時間がずれることは明らかである。
【0019】次に、本実施例の構成を有するバンパース
テイ20の圧壊特性と、従来の日型、目型、田型の断面
形状を有するバンパーステイの圧壊特性とを比較するこ
とによって、本実施例のバンパーステイ20のエネルギ
ー吸収の有効性を調査した。
【0020】先ず、図5のモデル図を作成し、本実施例
のバンパーステイ20の圧壊特性を静的FEM解析によ
り調査した。この結果、図6に示すように、0〜10m
mの圧壊範囲で荷重が増大し、この増大した荷重が10
mm以降の圧壊範囲において略一定値となることが判明
した。
【0021】次に、図7〜図9に示すように、断面形状
が日型、目型、田型のバンパーステイを圧壊し、それぞ
れの圧壊特性を調査した。この結果、断面形状が図7の
日型および図8目型のバンパーステイの場合には、図1
0に示すように、圧壊初期時に荷重のピークが発生し、
この後、急激に荷重が低下することが明らかになった。
また、断面形状が図9の田型のバンパーステイの場合に
は、図11に示すように、圧壊初期時に荷重のピークが
発生し、この後、急激に荷重が低下した後、再び荷重の
ピークと急激な低下が生じることが明らかになった。
【0022】これにより、上記の圧壊特性の調査結果か
ら、本実施例の構成を有するバンパーステイ20は、従
来のバンパーステイのように圧壊初期時における荷重の
ピークおよび圧壊途中における荷重の大きな変動を生じ
ていないため、衝突時に徐々に変形崩壊して小さな衝突
荷重で大量の衝突エネルギーを吸収するものであること
が確認された。
【0023】尚、本実施例におけるバンパーステイ20
は、図1に示すように、2段の衝撃吸収段21・22の
うち、後方側の衝撃吸収段22に4層の第3〜第6平行
リブ6〜9を衝突方向に対して平行となるように配置し
た構成になっているが、これに限定されることはない。
即ち、衝突方向に対して直交するように配設された垂直
リブ間を平行リブにより接続した衝撃吸収段を衝突方向
に複数備え、下記の条件および条件の少なくとも一
方を満足する構成であれば、曲げ変形による圧壊により
小さな衝突荷重で大量の衝突エネルギーを吸収すること
ができるものである。
【0024】上記の条件とは、隣接する衝撃吸収段間
に存在する垂直リブに対する平行リブの接続位置が、一
方の衝撃吸収段側と他方の衝撃吸収段側とで上記垂直リ
ブの厚みの3倍以上離れた距離となるように設定するこ
とである。具体的には、図1に示すように、後方側の衝
撃吸収段22の第3〜第6平行リブ6〜9と第2垂直リ
ブ2との接続位置が、前方側の衝撃吸収段21の第1お
よび第2平行リブ4・5と第2垂直リブ2との接続位置
から第2垂直リブ2の厚みの3倍以上離れた距離だけず
れを生じさせることである。従って、バンパーステイ2
0は、図12に示すように、第2垂直リブ2の中心位置
と第3垂直リブ3の中心位置とを結ぶように中心リブ1
3を配置した構成であっても良い。
【0025】また、条件とは、衝突方向に平行な平行
リブを備えた衝撃吸収段と、衝突方向に傾斜する平行リ
ブを備えた衝撃吸収段とを混在して備えさせることであ
る。従って、バンパーステイ20は、図13に示すよう
に、前方の衝撃吸収段21の第1および第2平行リブ4
・5と後方の衝撃吸収段22の第5および第6平行リブ
8・9とを第2垂直リブ2において同一箇所(第1接続
位置2aおよび第2接続位置2b)に接続し、第3〜第
6平行リブ6〜9を衝突方向に対して傾斜するように配
置した構成であっても良い。
【0026】さらに、上記の条件および条件の両方
を満足するバンパーステイ20を例示すると、図14に
示すように、第2垂直リブ2の中心位置に第5平行リブ
8および第6平行リブ9の一端を接続した後、両平行リ
ブ8・9の他端側を広げながら傾斜させて第3垂直リブ
3に接続した構成を挙げることができ、さらに図15に
示すように、上記の図14の構成に加えて第3平行リブ
6および第4平行リブ7の第3垂直リブ3側を内側方向
に傾斜させた構成を挙げることができる。
【0027】また、図16に示すように、第2垂直リブ
2の中心位置の両側近傍に第5平行リブ8および第6平
行リブ9の一端をそれぞれ独立して接続した後、両平行
リブ8・9の他端側を広げながら傾斜させて第3垂直リ
ブ3に接続した構成を挙げることができ、図17に示す
ように、第2垂直リブ2の中心位置に衝突方向に対して
平行面となる共通リブ12の一端を接続し、この共通リ
ブ12の他端に第5平行リブ8および第6平行リブ9の
一端を接続した後、両平行リブ8・9の他端側を広げな
がら傾斜させて第3垂直リブ3に接続した構成も挙げる
ことができる。
【0028】
【発明の効果】本発明は、以上のように、隣接する衝撃
吸収段間に存在する垂直リブに対する平行リブの接続位
置が、一方の衝撃吸収段側と他方の衝撃吸収段側とで上
記垂直リブの厚みの3倍以上離れた距離となるように設
定されている構成であるから、垂直リブにおける比較的
に小さな曲げ変形荷重を最高荷重として圧壊を開始し、
この曲げ変形および接続位置の位置関係の影響により各
衝撃吸収段の平行リブの座屈変形の開始時期がずれなが
ら圧壊していくことによって、荷重の大幅な変動および
低下を生じることなく大量の衝突エネルギーを吸収する
ことができるという効果を奏する。
【0029】また、本発明は、以上のように、衝突方向
に平行な平行リブを備えた衝撃吸収段と、衝突方向に傾
斜する平行リブを備えた衝撃吸収段とが混在して備えら
れている構成であるから、衝突方向に傾斜する平行リブ
の比較的に小さな曲げ変形荷重を最高荷重として圧壊を
開始し、この曲げ変形および接続位置の位置関係の影響
により各衝撃吸収段の平行リブの曲げ変形の開始時期が
ずれながら圧壊していくことによって、荷重の大幅な変
動および低下を生じることなく大量の衝突エネルギーを
吸収することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】バンパーステイの断面形状を示す説明図であ
る。
【図2】バンパーステイの車体への取り付け状態を示す
説明図である。
【図3】バンパーステイの車体への取り付け状態を示す
説明図である。
【図4】バンパーステイの圧壊過程を示す説明図であ
る。
【図5】静的FEM解析に用いるバンパーステイのモデ
ル図である。
【図6】静的FEM解析による圧壊特性を示すグラフで
ある。
【図7】断面形状が日型のバンパーステイの圧壊状態を
示す説明図である。
【図8】断面形状が目型のバンパーステイの圧壊状態を
示す説明図である。
【図9】断面形状が田型のバンパーステイの圧壊状態を
示す説明図である。
【図10】断面形状が日型および目型のバンパーステイ
の圧壊特性を示すグラフである。
【図11】断面形状が田型のバンパーステイの圧壊特性
を示すグラフである。
【図12】バンパーステイの断面形状を示す説明図であ
る。
【図13】バンパーステイの断面形状を示す説明図であ
る。
【図14】バンパーステイの断面形状を示す説明図であ
る。
【図15】バンパーステイの断面形状を示す説明図であ
る。
【図16】バンパーステイの断面形状を示す説明図であ
る。
【図17】バンパーステイの断面形状を示す説明図であ
る。
【図18】サイドメンバとバンパーとの関係を示す説明
図である。
【図19】バンパーステイの車体への取り付け状態を示
す説明図である。
【符号の説明】
1 第1垂直リブ 2 第2垂直リブ 2a 第1接続点 2b 第2接続点 3 第3垂直リブ 4 第1平行リブ 5 第2平行リブ 6 第3平行リブ 7 第4平行リブ 8 第5平行リブ 9 第6平行リブ 10 バンパ 11 サイドメンバ 12 共通リブ 13 中心リブ 20 バンパーステイ 21 衝撃吸収段 22 衝撃吸収段

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 衝突方向に対して直交するように配設さ
    れた垂直リブ間を平行リブにより接続した衝撃吸収段を
    衝突方向に複数備えた断面形状のバンパーステイであっ
    て、 隣接する衝撃吸収段間に存在する垂直リブに対する平行
    リブの接続位置が、一方の衝撃吸収段側と他方の衝撃吸
    収段側とで上記垂直リブの厚みの3倍以上離れた距離と
    なるように設定されていることを特徴とするバンパース
    テイ。
  2. 【請求項2】 衝突方向に対して直交するように配設さ
    れた垂直リブ間を平行リブにより接続した衝撃吸収段を
    衝突方向に複数備えた断面形状のバンパーステイであっ
    て、 衝突方向に平行な平行リブを備えた衝撃吸収段と、衝突
    方向に傾斜する平行リブを備えた衝撃吸収段とが混在し
    て備えられていることを特徴とするバンパーステイ。
  3. 【請求項3】 アルミ形材を押し出し加工することによ
    り形成されていることを特徴とする請求項1または2記
    載のバンパーステイ。
JP21652394A 1994-08-17 1994-08-17 バンパーステイ Pending JPH0858499A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001171448A (ja) * 1999-12-20 2001-06-26 Mazda Motor Corp 車両の前部車体構造
KR100488874B1 (ko) * 2002-11-11 2005-05-11 현대자동차주식회사 차량용 범퍼 빔
JP2007176487A (ja) * 2007-03-30 2007-07-12 Nippon Light Metal Co Ltd バンパステイ
US20120126553A1 (en) * 2010-11-10 2012-05-24 GM Global Technology Operations LLC Bumper cross member for a motor vehicle, reinforcement component for a bumper cross member and method for producing a bumper cross member
JP2013159132A (ja) * 2012-02-01 2013-08-19 Toyota Motor Corp 車体構造

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