JPH10203403A - 車両用バンパおよびフロント・レール・アセンブリ - Google Patents

車両用バンパおよびフロント・レール・アセンブリ

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JPH10203403A
JPH10203403A JP10022719A JP2271998A JPH10203403A JP H10203403 A JPH10203403 A JP H10203403A JP 10022719 A JP10022719 A JP 10022719A JP 2271998 A JP2271998 A JP 2271998A JP H10203403 A JPH10203403 A JP H10203403A
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cross member
steel
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during
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JP10022719A
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Peter Miskech
ミスケッチ ピーター
Leonard Anthony Shaner
アンソニー シャナー レオナード
Joseph Paul Tekelly
ポール テケリィ ジョセフ
Bhadresh V Vyas
ブイ．ブヤス ブハドレシュ
David George Heinemann
ジョージ ハイネマン デビッド
David Alan Hall
アラン ホール デビッド
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Ford Global Technologies LLC
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】低エネルギー衝突において弾性変形し、更に高
エネルギー衝突においてもエネルギー放散を高めるバン
パを提供する。 【解決手段】バンパおよびフロント・レール・アセンブ
リ１０は、間に鋼クロス部材４２が延在する第１および
第２フロント・レール１２を含む。鋼クロス部材は、ほ
ぼＵ字形の断面を有する。鋼前方部材がクロス部材に固
定され、その長さにまたがる。前方部材は、低エネルギ
ー衝突時に、クロス部材に対して弾性変形するためのば
ねとして働くよう構成される。第１および第２鋼クラッ
シュ・カンが、クロス部材内でそれぞれ第１および第２
フロント・レールの近傍に配置される。クラッシュ・カ
ンは、エネルギー管理を改善するよう構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エネルギー管理改
善のためにばね鋼ダイク（ｄｉｋｅ）構成要素を含む、
車両のバンパおよびフロント・レール・アセンブリに関
する。
【０００２】
【従来の技術】通常、車両のバンパは最大８ｋｍ／ｈ
（５マイル／時）の衝突に対して弾性変形するよう設計
された、主にプラスチックか鋼鉄、またはその両方の構
成を備える。これらのバンパは通常、高エネルギーの衝
突、つまり８ｋｍ／ｈ（５ｍｐｈ）より大きく最大６４
ｋｍ／ｈ（４０ｍｐｈ）の衝突で、有意のエネルギーを
放散するのに十分な構造的一体性がない。したがって、
このようなバンパ・システムは通常、深さが約１０〜１
５ｃｍ（４〜６インチ）で、この約１０〜１５ｃｍ（４
〜６インチ）はエネルギー管理のために使用できる無駄
な長さである。また、このようなバンパは通常、エアバ
ッグを開くために車両の減速センサが感知するのに十分
な減速パルスを発生するには、構造的一体性が不十分で
ある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このようなバンパにも
う一つの欠点は、前方のオフセット衝突が発生するエネ
ルギー・パルスが、フロント・レールの一方によってほ
ぼ完全に吸収され、反対側のフロント・レールのエネル
ギー管理特性は利用されないことである。
【０００４】したがって、低エネルギー衝突（８ｋｍ／
ｈ未満）で弾性変形し、高エネルギーまたは高速におけ
るより大量のエネルギーは、エアバックを作動するため
に感知される減速パルスを生成するのに十分な方法で吸
収される、車両用バンパおよびフロント・レール・アセ
ンブリを提供することが望ましい。両方のフロント・レ
ールを前方オフセット衝突のエネルギーを放散するのに
使用する、車両のバンパおよびフロント・レール・アセ
ンブリを作成することが、さらに望ましい。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、低エネルギー
衝突において弾性変形するようになった、細長い噛み合
い用（ｅｎｇａｇｉｎｇ）高張力鋼部材を備え、さらに
高エネルギー衝突においてエネルギー放散を高めるた
め、その間に配置されたクラッシュ・カンとを備えるバ
ンパ・アセンブリを提供することにより、先行技術の車
両バンパおよびフロント・レール・アセンブリの上記の
欠点を克服する。細長い鋼部材の一方は、ねじり剛性を
加えてオフセット衝突時にフロント・レール間に負荷を
分配するため、その長さに沿って配置された位置でフロ
ント・レールに溶接される。
【０００６】特に、本発明は、第１および第２フロント
・レールと、その間に延在する鋼クロス部材とを含む車
両用バンパおよびフロント・レール・アセンブリを提供
する。鋼クロス部材は、ほぼＵ字形の断面を有する。鋼
鉄製前部材がクロス部材に固定され、その長さにまたが
る。前部材は、低エネルギー衝突時に、クロス部材に対
して弾性変形するためのばねとして働くよう構成され
る。第１および第２鋼クラッシュ・カンは、それぞれ第
１および第２フロント・レールに隣接してクロス部材に
配置される。クラッシュ・カンは、エネルギー管理を改
善するよう構成される。
【０００７】したがって、本発明の目的は、低エネルギ
ー衝突時に弾性変形するよう構成された噛み合い式の細
長い鋼部材を含み、そこに固定されて高エネルギー衝突
時にエネルギー吸収が大きくなるようにしてあるクラッ
シュ・カンも含む、車両用バンパおよびフロント・レー
ル・アセンブリを提供することである。
【０００８】本発明の上記の目的およびその他の目的、
特徴および利点は、本発明を実行するための最適モード
に関する以下の詳細な説明を、添付図面に関連して読む
と、容易に明らかになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１から図３を参照すると、本発
明の第１の実施形態によるバンパおよびフロント・レー
ル・アセンブリ１０が図示されている。バンパおよびフ
ロント・レール・アセンブリ１０は、第１および第２フ
ロント・レール１２を含む（図１ないし図３には、この
ようなレールのうち一方のみを示す）。フロント・レー
ル１２はそれぞれ、その上に形成されて、高エネルギー
衝突時にレール１２の自然の変形およびその後の順次変
形を促進する複数の回旋部１４，１６を含む。各フロン
ト・レール１２は、図１に示すように、レール構成要素
１８，２０を溶接位置３０，３２で互いに溶接するのに
役立つよう、そこから延在するフランジ２２，２４，２
６，２８を有する噛み合い高張力鋼構成要素１８，２０
を含む。
【００１０】フロント・レール１２は、第１、第２フロ
ント・レール１２間に延在してほぼＵ字形の断面を有す
る鋼クロス部材４２に溶接するようになっている、前方
フランジ３４，３６，３８，４０も含む。クロス部材４
２を、クロス部材に対して縦方向に配置された複数の位
置１７および１９でフロント・レール１２に溶接するこ
とにより、鋼クロス部材と個々の再度・レールとの間の
接合部のねじり剛性が改善され、したがって、前方オフ
セット衝突によるエネルギーが、エネルギー管理および
放散のための対向するフロント・レール間に、より均等
に分布する。
【００１１】図３を参照すると、バンパおよびフロント
・レール・アセンブリ１０は、クロス部材４２に固定さ
れて、その長さにまたがる鋼前方部材４４も含む。前方
部材４４は、低エネルギー衝突時に、クロス部材４２に
対する弾性変形のためのばねとして働くよう構成され
る。前方部材４４は、開口部５４，５６を通って延び、
個々のフロント・レールのごく近傍でクロス部材４２に
沿って配置され、ねじ付きナット５８，６０，６２，６
４と噛み合うねじ４６，４８，５０，５２によってクロ
ス部材４２に固定される。この構成で、低エネルギー衝
突時に、クロス部材４２に対する前方部材４４のほぼ弾
性の屈曲が可能になる。
【００１２】図３に示すように、バンパおよびフロント
・レール・アセンブリ１０は、さらにクロス部材４２内
に延在する鋼強化部材４０も備える。強化部材９０およ
びクロス部材４２は、構造的一体性を改善するため、協
力してほぼ長方形の断面を形成する。
【００１３】バンパおよびフロント・レール・アセンブ
リ１０はさらに、各フロント・レールのすぐ近傍でクロ
ス部材４２内に配置されたクラッシュ・カン６６も含
む。クラッシュ・カン６６は、図２に示すように、そこ
から延在して溶接位置７２でクロス部材４２の後部に溶
接される対向フランジ６８，７０を含む。クラッシュ・
カン６６は、それぞれ対向するフランジ６８，７０へと
延在する先細りの対向壁７４，７６を有する高張力鋼を
含む。対向壁７４，７６は、構造的一体性を加えるた
め、そこに形成された細長い隆起７８，８０を有する。
これらのクラッシュ・カン６６は、低エネルギー衝突時
にはわずかに弾性変形するよう構成され、高エネルギー
衝突時には構造的一体性を加えるようにも構成される。
上述した強化部材９０が、クラッシュ・カン６６間を延
在する。
【００１４】図３で示すように、低エネルギー衝突時に
クラッシュ・カン６６が干渉しないよう、前方部材４４
に開口部８２が形成される。低エネルギー衝突時には、
中心部分８８が内側へずれるにつれ、外部フランジ８
４，８６がクロス部材４２から外方向へ延びる。この弾
性変形を、順次、図４ないし図６に示す。図示のよう
に、前方部材４４の外部フランジ８４，８６が外側に拡
張するにつれ、中心部分８８はクロス部材４２内へと圧
縮される。クラッシュ・カン６６が前方部材４４の開口
部８２の前部外周縁と噛み合い、したがってクラッシュ
・カン６６も弾性変形し始め、クロス部材４２の対向側
面９２，９４がわずかに分離した結果、強化部材９０も
弾性屈曲し始めるまで、中心部分８８はクロス部材４２
内へと変形し続ける。この弾性点を越えて変形すると、
非弾性になり、クラッシュ・カンが高エネルギー衝突時
の有意のエネルギーを放散するよう作用する。
【００１５】図７から図９には、本発明の代替実施形態
を示す。図７で示すように、この実施形態も、その間に
クロス部材１０２が延在する第１および第２フロント・
レール９８，１００を備える。この実施形態はさらに、
ねじ１０６，１０８，１１０，１１２によってクロス部
材１０２に固定される前方部材１０４も備える。前プレ
ート１１４が前方部材１０４に溶接されて、特定の前方
からの衝突中に座屈を防止する。この実施形態は、構造
的一体性を加えるために、前方部材１０４内に固定さ
れ、それに沿って形成された湾曲部１１８，１２０を有
する中心強化部も含む。前方部材１０２は、図１から図
３で示した実施形態に関して上述したのと同じ方法で、
フロント・レール９８，１００に溶接される。強化部１
１６もクロス部材１０２に溶接される。
【００１６】この実施形態では、前方部材１０４が、ク
ロス部材１０２の対向側面１２６，１２８内に配置され
た対向フランジ１２２，１２４を含み、したがって対向
フランジ１２２，１２４は低エネルギー衝突の状況で
は、クロス部材１０２の対向側面１２６，１２８に対し
て内側に弾性変形する。対向フランジ１２２，１２４
は、図１０に示す内側への突起部分１３０，１３２を含
み、このような内側への弾性変形を促進する。
【００１７】この実施形態は、さらなるエネルギー管理
のために、対向するクラッシュ・カン１３４も含む。
【００１８】したがって、上述した実施形態では、低エ
ネルギー弾性変形が達成され、エアバックを膨張させる
よう働き、バンパー領域に有意のエネルギー放散を開始
する比較的高エネルギーの衝突には、前から負荷がかか
ったパルスを提供する。これらの実施形態は、さらに、
前方からのオフセット衝突時に、対向するフロント・レ
ールへより均一な負荷をかける。今日まで、このように
多様なエネルギー管理特性を有する、このようなバンパ
およびフロント・システムは提供されていない。
【００１９】各構造的構成要素は、毎時８ｋｍ（５マイ
ル）の衝突時に、ばね作用を可能にする高張力打抜き鋼
から成る。このばね作用は、前方部材が強化部へとず
れ、両方が材料の十分な弾性範囲内で一体として歪むよ
うにすることによって、車両の衝突エネルギーを吸収す
る。両部品は、表面全体に比較的均一に応力がかかり、
これによって局所的な高応力部分および永久歪みを防止
する。クロス部材、強化部、および前方部材の形状が、
エネルギー管理および衝突応答に影響し、前帯の損傷を
防止する。前方部材は、幅が大きくなる平面図の範囲の
ために直線になりがちで、これによって前方部材がクラ
ッシュ・カンに負荷をかける。車両のフロント・レール
の剛性は、低エネルギー衝突時に損傷を受けないよう、
バンパ・システムの降伏点より上で降伏するよう設定す
る。
【００２０】本発明を実行する最適なモードについて詳
細に述べてきたが、当業者には、請求の範囲内で、本発
明を実行するための種々の代替設計や実施形態が認識さ
れよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるフロント・レールおよびクロス部
材アセンブリの、部分的に想像線による斜視図である。
【図２】図１に示した実施形態によるフロント・レー
ル、クロス部材およびクラッシュ・カン・アセンブリ
の、部分的に想像線による斜視図である。
【図３】図１および図２に示した実施形態に対応する、
本発明によるバンパおよびフロント・レール・アセンブ
リの、部分的に想像線による斜視図である。
【図４】フロント・レールの中心線に沿った、図３のバ
ンパ、クロス部材およびクラッシュ・カン・アセンブリ
の概略的な有限要素分析モデル側面図である。
【図５】順次変形位置を示す、図４に示した実施形態に
よる部分的に弾性変形したバンパ、クロス部材およびク
ラッシュ・カン・アセンブリの概略的な有限要素分析モ
デル側面図である。
【図６】順次変形位置を示す、図４および図５に示した
構造による完全に弾性変形したバンパ・クロス部材およ
びクラッシュ・カン・アセンブリの概略的な有限要素分
析モデル側面図である。
【図７】本発明の代替実施形態によるバンパおよびフロ
ント・レール・アセンブリの、部分的に想像線による斜
視図である。
【図８】図７に示した実施形態によるフロント・レー
ル、クロス部材および強化部材アセンブリの、部分的に
想像線による斜視図である。
【図９】図７および図８に示した実施形態によるフロン
ト・レール・クロス部材およびクラッシュ・カン・アセ
ンブリの、部分的に想像線による斜視図である。
【図１０】図７から図９に示した実施形態によるバンパ
およびフロント・レール・アセンブリの、部分的に想像
線による一部切断斜視図である。
【符号の説明】
１０ バンパおよびフロント・レール・アセンブリ １２ フロント・レール １４，１６ 回旋部 １８，２０ レール構成要素 ２２，２４，２６，２８ フランジ ３４，３６，３８，４０ 前方フランジ ４２ クロス部材 ４４ 前方部材 ５４，５６ 開口部 ６６ クラッシュ・カン ６８，７０ フランジ ７４，７６ 対向壁 ７８，８０ 隆起 ８２ 開口部 ８４，８６ 外部フランジ ８８ 中心部分 ９０ 強化部材 ９２，９４ 対向側面 ９８ 第１フロント・レール １００ 第２フロント・レール １０２ クロス部材 １０４ 前方部材 １１６ 強化部 １１８，１２０ 湾曲部 １２２，１２４ 対向フランジ １２６，１２８ 対向側面 １３０，１３２ 突起部分 １３４ クラッシュ・カン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 レオナード アンソニー シャナー アメリカ合衆国ミシガン州マコウム カウ ンティ，ニュー バルチモア，ノース ア デール 51870 (72)発明者 ジョセフ ポール テケリィ アメリカ合衆国ミシガン州オークランド カウンティ，トロイ，ボニーブルック 4573 (72)発明者 ブハドレシュ ブイ．ブヤス アメリカ合衆国ミシガン州ウエイン カウ ンティ，カントン，エンバシー ドライブ 7660 (72)発明者 デビッド ジョージ ハイネマン アメリカ合衆国 ミシガン州オークランド カウンティ，オートンビル，サウス ハ ドレイ レーン 3431 (72)発明者 デビッド アラン ホール アメリカ合衆国ミシガン州オークランド カウンティ，ノビィ，イースト レイク ドライブ 1399

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両のバンパおよびフロント・レール・
    アセンブリであって、 第１および第２フロント・レールと、 前記第１、第２フロント・レール間に延在して、ほぼＵ
    字形の断面を有する鋼クロス部材と、 前記クロス部材に固定されて該クロス部材の長さにわた
    る鋼前方部材にして、低エネルギー衝突時に、前記クロ
    ス部材に対して弾性変形するためのばねとして作用する
    よう構成された鋼前方部材と、 それぞれ前記第１および第２フロント・レールの近傍で
    前記クロス部材内に配置され、エネルギー吸収を改善す
    るよう構成された第１および第２鋼クラッシュ・カン
    と、 前記クロス部材内で前記クラッシュ・カンの間に延在す
    る鋼強化部材を備え、該強化部材および前記クロス部材
    が協力して、構造的一体性を改善するためにほぼ長方形
    の断面を形成するアセンブリ。
JP10022719A 1997-01-21 1998-01-20 車両用バンパおよびフロント・レール・アセンブリ Pending JPH10203403A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US786584 1997-01-21
US08/786,584 US5876078A (en) 1997-01-21 1997-01-21 Bumper and front rail assembly for vehicle

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Publication Number Publication Date
JPH10203403A true JPH10203403A (ja) 1998-08-04

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US (2) US5876078A (ja)
EP (1) EP0854066B1 (ja)
JP (1) JPH10203403A (ja)
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