WO2019049536A1 - バンパーシステム - Google Patents

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WO2019049536A1
WO2019049536A1 PCT/JP2018/027716 JP2018027716W WO2019049536A1 WO 2019049536 A1 WO2019049536 A1 WO 2019049536A1 JP 2018027716 W JP2018027716 W JP 2018027716W WO 2019049536 A1 WO2019049536 A1 WO 2019049536A1
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WO
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bumper
connection rib
plate
tube
hole
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PCT/JP2018/027716
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English (en)
French (fr)
Inventor
徹 橋村
大貴 山川
Original Assignee
株式会社神戸製鋼所
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Publication date
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    • B60R2019/1806Structural beams therefor, e.g. shock-absorbing

Definitions

  • the present invention relates to a bumper system.
  • High tension steel Low specific gravity and high strength metals called high tension steel are used to reduce the weight and safety of automobiles.
  • High tension steel is effective in reducing weight and improving safety, but it is heavier than further low specific gravity materials such as aluminum alloys.
  • the high strength causes problems such as a decrease in formability, an increase in forming load, and a decrease in dimensional accuracy.
  • extruded materials, cast products and press-formed products of aluminum alloys having a specific gravity lower than that of steel are used for vehicle parts. Since this aluminum alloy has a low specific gravity, it is effective for weight reduction, but has low strength. For this reason, multi-materialization is being carried out in combination with steel parts such as high tension steel and aluminum alloy parts.
  • Patent Document 1 discloses a method of joining members that enables joining of dissimilar metals in multi-materialization by using an elastic body. Specifically, in the method of joining members of Patent Document 1, an aluminum pipe is inserted into a hole of a steel part, rubber (elastic body) is inserted inside the aluminum pipe, and pressure is applied to deform the rubber. Thereby, the aluminum pipe is enlarged and deformed, and the steel parts and the aluminum pipe are caulked and joined.
  • a bumper system which is one of the vehicle parts, is configured by bonding a bumper stay to a bumper beam and a vehicle body plate, respectively.
  • a bumper system in which multi-materialization is realized.
  • bonding strength may be inferior as compared with other bonding methods such as welding when compared in same type metal bonding. If sufficient joint strength is not ensured, the bumper stay may fall over or pierce through the bumper beam and the body plate if a partial load, such as that experienced during an offset collision, is applied to the bumper system. If such a side-down or penetration occurs, the required load capacity required for the bumper system can not be ensured.
  • An object of the present invention is to provide a bumper system in which the sideways fall-out and penetration of a bumper stay are prevented.
  • the first pipe and the second pipe extending in the same direction are connected by the first connection rib provided at at least one end and the second connection rib provided at least at the other end.
  • a bumper beam having a stay, a first beam hole through which one end of the first tube can be inserted, and a second beam through which one end of the second tube can be inserted;
  • the bumper stay and the bumper beam, the vehicle body plate having a first plate hole portion through which the other end portion of the body can be inserted and a second plate hole portion through which the other end portion of the second tube body can be inserted;
  • a bumper system in which the bumper stay and the vehicle body plate are joined, wherein one end of the first tube is inserted into the first beam hole, and the other end of the first tube is The part is inserted into the first plate hole, and One end of the second tube is inserted into the second beam hole, and the other end of the second tube is inserted into the second plate hole, and the first beam hole and the first plate hole are inserted.
  • the bumper stay is the bumper beam in a state in which the first tube is expanded at each portion, and the second tube is expanded at the second beam hole and the second plate hole, respectively.
  • the body plate, and the first connection rib is in contact with the bumper beam, and the second connection rib extends in the direction in which the first pipe and the second pipe extend.
  • a bumper system is provided, wherein the first connection rib abuts the body plate in the same direction as the abutment of the bumper beam.
  • the first connection rib contacts the bumper beam at one end of the bumper stay
  • the second connection rib contacts the vehicle body plate at the other end of the bumper stay. Accordingly, since the first connection rib and the second connection rib serve as supports for the bumper stay to fall sideways, it is possible to prevent the bumper stay from falling sideways.
  • one end refers to a portion from one end to about half in the axial direction of the bumper stay
  • the other end refers to a portion from the other end to about half.
  • the first connection rib and the second connection rib are respectively in contact with the bumper beam and the vehicle body plate in the same direction, the first pipe body and the second pipe body are stuck when penetrating in the direction in which they are in contact. It becomes.
  • the direction in which the penetration should be prevented is often determined, and thus the penetration can be efficiently prevented by providing the hook that prevents the penetration in one direction. In this way, it is possible to provide a highly safe bumper system in which the bumper stay is prevented from falling over and piercing, and the required load capacity is secured.
  • the vehicle body plate may be provided with a plate slit that connects the first beam hole and the second beam hole and is cut out so as to allow insertion of the first connection rib.
  • the bumper stay when manufacturing the bumper system, first, one end of the first pipe is inserted into the first plate hole, and one end of the second pipe is inserted into the second plate hole. At this time, since the first connection rib provided at one end of the bumper stay can pass through the plate slit, the bumper stay can be inserted into the vehicle body plate up to the other end. Then, the second connection rib provided at the other end of the bumper stay is brought into contact with the vehicle body plate. Next, one end of the first tube is inserted into the first beam hole, one end of the second tube is inserted into the second beam hole, and the first connection rib is brought into contact with the bumper beam.
  • the first tube is expanded in the first beam hole and the first plate hole
  • the second tube is expanded in the second beam hole and the second plate hole.
  • the bumper beam may be provided with a beam slit which connects the first plate hole and the second plate hole, and is cut into a shape through which the second connection rib can be inserted.
  • the other end of the first tube is inserted into the first beam hole, and the other end of the second tube is inserted into the second beam hole.
  • the bumper stay can be inserted into the bumper beam up to one end.
  • the first connection rib provided at one end of the bumper stay is brought into contact with the bumper beam.
  • the other end of the first tube is inserted into the first plate hole of the vehicle body plate, the other end of the second tube is inserted into the second plate hole, and the second connection rib is inserted into the vehicle plate Let it abut.
  • the first tube is expanded in the first beam hole and the first plate hole
  • the second tube is expanded in the second beam hole and the second plate hole.
  • At least one of the first connection rib and the second connection rib may be connected to the first pipe and the second pipe by welding.
  • At least one of the first connection rib and the second connection rib can be additionally formed by welding, so that the freedom in assembling the bumper system can be improved.
  • the present invention by providing the first connection rib and the second connection rib, it is possible to provide a bumper system in which the bumper stay is prevented from falling over and piercing.
  • FIG. 1 is a perspective view of a portion of a bumper system as viewed from the inside in the width direction of a vehicle.
  • FIG. 1 is a perspective view of a portion of a bumper system as viewed from the outside in the width direction of a vehicle.
  • the front view which shows a part of bumper beam.
  • the front view which shows a part of vehicle body plate.
  • the 1st schematic diagram which shows the manufacturing process of a bumper system.
  • the 2nd schematic diagram which shows the manufacturing process of a bumper system.
  • the 4th schematic diagram which shows the manufacturing process of a bumper system. The front view of a part of bumper beam of the modification of the bumper system concerning a 1st embodiment.
  • the 4th schematic diagram which shows the manufacturing process of a bumper system. The perspective view seen from the width direction inside of the vehicle of another modification of the bumper system concerning a 1st embodiment.
  • the embodiment relates to a bumper system 1 in which a bumper stay 10 is joined to a bumper beam 20 and a vehicle body plate 30, respectively.
  • the material of the bumper stay 10, the bumper beam 20, and the vehicle body plate 30 is not particularly limited to the exemplified one, and may be any material.
  • the bumper stay 10 is a member that connects a bumper beam 20 described later and the vehicle body plate 30.
  • two bumper stays 10 having the same shape connect one bumper beam 20 and two vehicle body plates 30.
  • the extending direction of the bumper beam 20 (X direction in the figure) is referred to as the width direction of the vehicle
  • the extending direction of the bumper stay 10 (Y direction in the figure) is referred to as the longitudinal direction of the vehicle.
  • the Z direction in the figure may be referred to as the height direction of the vehicle.
  • the bumper stay 10 is a first connection rib 13 (see FIG. 2) in which a first pipe 11 and a second pipe 12 extending in the longitudinal direction of the vehicle are provided at one end. And the second connection rib 14 (see FIG. 3) provided at the other end.
  • the first pipe body 11 and the second pipe body 12 have the same shape extending in the coaxial direction, and are generally square pipes.
  • one end (upper end in FIGS. 2 and 3) connected to the bumper beam 20 is cut according to the inclination of the bumper beam 20, but the other end connected to the vehicle body plate 30 (FIGS. At the lower end) has a flat surface perpendicular to the tube axis direction.
  • one end refers to a portion up to about a front half in the front-rear direction of the vehicle, and the other end refers to a portion to a rear half about in the front-rear direction of the vehicle. Therefore, in the present embodiment, in detail, the first connection rib 13 is provided from one end to the other end, and the second connection rib 14 is provided only at the other end.
  • the first connection rib 13 is a plate-like portion extending in the longitudinal direction of the vehicle (Y direction in FIG. 1) between the first pipe body 11 and the second pipe body 12. .
  • the first connection rib 13 is provided from one end to the other end of the bumper stay 10 as described above, but is not provided at both ends of the bumper stay 10. That is, the first connection rib 13 is provided at the central portion of the bumper stay 10 in the front-rear direction (Y direction in FIG. 1) of the vehicle.
  • the first connection rib 13 also has a flat abutment surface 13 a that abuts the bumper beam 20 at one end of the bumper stay 10.
  • the second connection rib 14 is a plate-like portion between the first pipe 11 and the second pipe 12.
  • the second connection rib 14 is provided outside the first connection rib 13 in the width direction (X direction in FIG. 1) of the vehicle, and is formed parallel to the first connection rib 13. Further, the second connection rib 14 is provided with a flat abutment surface 14 a that abuts on the vehicle body plate 30 at the other end of the bumper stay 10.
  • the bumper stay 10 as described above may be, for example, an extruded material made of an aluminum alloy.
  • the 1st pipe body 11, the 2nd pipe body 12, the 1st connection rib 13, and the 2nd connection rib 14 can be formed in one.
  • the bumper beam 20 is mounted on the front of the vehicle to protect the vehicle body (not shown) from impact.
  • the bumper beam 20 is inclined toward the vehicle rear side from the front wall 21 on the front side when attached to the vehicle, the rear wall 22 on the rear side disposed facing the front wall 21, and both ends of the front wall 21.
  • An upper wall 25 and a lower wall 26 are provided. That is, the bumper beam 20 of the present embodiment is a square tube whose both ends are inclined.
  • FIG. 6 is a view of a portion of the bumper beam 20 as viewed from the front of the vehicle.
  • the front inclined wall 23 and the rear inclined wall 24 are inserted into the first beam holes 23 a and 24 a inserted into the first tube 11 of the bumper stay 10 and the second tube 12.
  • the second beam holes 23 b and 24 b are respectively provided.
  • the front inclination wall 23 and the rear inclination wall 24 overlap and are shown.
  • the inner shapes of the first beam holes 23 a and 24 a and the second beam holes 23 b and 24 b are substantially similar to the outer shapes of the first tube 11 and the second tube 12 of the bumper stay 10, respectively.
  • the outer diameter of each of the first and second tubes 11 and 12 is slightly larger than that of the first and second tubes 11 and 12, respectively.
  • the bumper beam 20 is provided with a partition wall 27 that partitions the internal space.
  • the partition wall 27 is disposed parallel to the upper wall 25 and the lower wall 26, and connects the front wall 21 and the rear wall 22, and the front inclined wall 23 and the rear inclined wall 24.
  • the bumper beam 20 as described above may be, for example, an extruded material made of an aluminum alloy.
  • the vehicle body plate 30 is a plate-like member attached to a vehicle body (not shown) by a bolt or the like (not shown).
  • the body plate 30 has a first plate hole 31 through which the other end of the first tube 11 can be inserted, and a second plate hole 32 through which the other end of the second tube 12 can be inserted. There is.
  • the inner shapes of the first plate hole 31 and the second plate hole 32 are substantially similar to the outer shapes of the first tube 11 and the second tube 12 of the bumper stay 10, respectively. It is formed slightly larger than the outer shape of the body 11 and the second tube 12 respectively.
  • FIG. 7 is a view of a part of the vehicle body plate 30 as viewed from the rear of the vehicle.
  • the first plate hole 31 and the second plate hole 32 are connected, and the first connection rib 13 is cut out so as to be insertable.
  • a plate slit 33 is provided.
  • the plate slit 33 is a mere linear shape, but the shape is not particularly limited as long as the first connection rib 13 can be inserted.
  • the car body plate 30 may be made of, for example, steel.
  • FIGS. 8A to 8D are schematic views showing the manufacturing process of the bumper system 1.
  • the method of manufacturing the bumper system 1 will be described with reference to FIGS. 8A to 8D.
  • the bumper stay 10 When manufacturing the bumper system 1, first, as shown in FIG. 8A, one end of the first pipe body 11 is inserted into the first plate hole 31 and one end of the second pipe body 12 is formed as the second plate hole Insert it into 32. At this time, since the first connection rib 13 provided at one end of the bumper stay 10 can pass through the plate slit 33 (see FIG. 7 etc.), the bumper stay 10 can be inserted into the vehicle body plate 30 up to the other end. Then, as shown in FIG. 8B, the second connection rib 14 provided at the other end of the bumper stay 10 is brought into contact with the vehicle body plate 30. Next, as shown in FIG.
  • first connection rib 13 is brought into contact with the bumper beam 20. That is, the first connection rib 13 is in contact with the bumper beam 20, and the second connection rib 14 is the same as the direction in which the first connection rib 13 is in contact with the bumper beam 20 in the tube axis direction (Y direction in FIG. 1). It abuts against the body plate 30 in the direction. In that state, as shown in FIG.
  • the first tube body 11 is expanded in the first beam holes 23a, 24a and the first plate hole 31, and the second beam holes 23b, 24b and The second tube 12 is expanded in each of the two plate holes 32.
  • bumper system 10 is manufactured by caulking bumper stay 10 to bumper beam 20 and vehicle body plate 30, respectively.
  • the method of expanding the first pipe body 11 and the second pipe body 12 when manufacturing the bumper system 1 is not particularly limited, but an elastic body such as rubber is contained in the first pipe body 11 and the second pipe body 12.
  • the elastic body is deformed to the outside in the radial direction of the pipe axis by inserting each of them and applying pressure in the pipe axial direction, and expanding the first pipe body 11 and the second pipe body 12 using the deformation force.
  • the caulking bonding method using this elastic body is because regardless of the material of the members to be bonded, bonding with multi-materialization can be realized easily.
  • the first pipe body 11 and the second pipe body 12 may be expanded by electromagnetic forming, hydroforming, machining, or the like.
  • the first connection rib 13 contacts the bumper beam 20 at one end of the bumper stay 10 and the second connection rib 14 contacts the vehicle body plate 30 at the other end of the bumper stay 10. Accordingly, since the first connection rib 13 and the second connection rib 14 support the bumper stay 10 to fall sideways, the bumper stay 10 can be prevented from falling sideways. Further, since the first connection rib 13 and the second connection rib 14 are in contact with the bumper beam 20 and the vehicle body plate 30 from the same direction, the direction in which the first pipe body 11 and the second pipe body 12 are in contact. It becomes a catch when it pierces into.
  • the direction in which penetration should be prevented is often determined, and such penetration can be efficiently prevented by providing a catch that prevents penetration in one direction. In this manner, it is possible to provide the highly safe bumper system 1 in which the sideways fall-out and penetration of the bumper stay 10 are prevented, and the necessary load resistance is secured.
  • the bumper system 1 can be easily manufactured as shown in FIGS. 8A to 8D.
  • the bumper system 1 can be manufactured at low cost because it is not necessary to perform special processing such as welding.
  • FIGS. 9 and 10 correspond to FIGS. 6 and 7 shown above, respectively.
  • the plate slit 33 is not provided in the vehicle body plate 30, and the first plate hole 31 and the second plate hole 32 are connected to the bumper beam 20.
  • beam slits 23c and 24c which are cut out so as to allow insertion of the second connection rib 14 may be provided.
  • the shapes and positional relationships of the first connection rib 13 and the second connection rib 14 are substantially interchanged with those described above as shown in FIGS. 2 and 3.
  • FIGS. 11A to 11D are schematic views showing the manufacturing process of the bumper system 1 in the present modification.
  • FIGS. 11A to 11D a method of manufacturing the bumper system 1 in the present modification will be described.
  • the bumper stay 10 when manufacturing the bumper system 1, first, as shown in FIG. 11A, the other end of the first tube 11 is inserted into the first beam holes 23 a and 24 a, and the second tube 12 is The other end is inserted into the second beam holes 23b and 24b. At this time, since the second connection rib 14 provided at the other end of the bumper stay 10 can pass through the beam slits 23c and 24c, the bumper stay 10 can be inserted into the bumper beam 20 up to one end. Then, as shown in FIG. 11B, the first connection rib 13 provided at one end of the bumper stay 10 is brought into contact with the bumper beam 20. Next, as shown in FIG.
  • the bumper system 1 can be easily manufactured as shown in FIGS. 11A to 11D.
  • the bumper system 1 can be manufactured at low cost because it is not necessary to perform special processing such as welding.
  • the shape of the second connection rib 14 is different. Except for the configuration related to this, the configuration is the same as the configuration of the bumper system 1 of the first embodiment of FIGS. 1 to 7. Therefore, parts similar to those in the configuration shown in the first embodiment may be assigned the same reference numerals and descriptions thereof may be omitted.
  • the plate slit 33 or the beam slits 23c and 24c are not provided as in the first embodiment and the modification thereof.
  • the second connection rib 14 is connected to the first pipe body 11 and the second pipe body 12 by welding.
  • the first connection rib 13 of the bumper stay 10 is a plate-like portion extending in the front-rear direction (Y direction in FIG. 1) of the vehicle, as in the first embodiment.
  • the first connection rib 13 is provided from one end to the other end of the bumper stay 10, but is not provided at both ends of the bumper stay 10. That is, the first connection rib 13 is provided at the central portion of the bumper stay 10 in the front-rear direction (Y direction in FIG. 1) of the vehicle.
  • one first connection rib 13 is provided on each of the inside and the outside of the vehicle in the width direction (the X direction in FIG. 1). Therefore, in the present embodiment, two flush abutment surfaces 13a are formed.
  • the second connection rib 14 is a plate-like portion extending in the front-rear direction (Y direction in FIG. 1) of the vehicle, as in the first embodiment.
  • the second connection rib 14 is provided at the same position as the two first connection ribs 13 in the width direction (X direction in FIG. 1) of the vehicle, that is, in the front-rear direction of the vehicle of the first connection rib 13 (FIG. 1 Provided on the extension in the Y direction). Therefore, in the present embodiment, two flush abutment surfaces 14a are formed.
  • a gap is provided between the first connection rib 13 and the second connection rib 14 in the longitudinal direction of the vehicle (the Y direction in FIG. 1), and the size of the gap corresponds to the thickness of the vehicle body plate 30. It is comparable.
  • the shape of the bumper beam 20 is the same as that of the first embodiment.
  • the shape of the vehicle body plate 30 is the same as that of the first embodiment except that the plate slit 33 is not provided.
  • the second connection rib 14 is not provided on the bumper stay 10.
  • One end of the second tube 12 is inserted into the first beam holes 23a and 24a and the second beam holes 23b and 24b of the bumper beam 20, respectively.
  • the bumper beam 20 is brought into contact with the first connection rib 13.
  • the other ends of the first tube 11 and the second tube 12 of the bumper stay 10 are inserted into the first plate hole 31 and the second plate hole 32 of the vehicle body plate 30.
  • the 2nd connection rib 14 is attached to the 1st pipe body 11 and the 2nd pipe body 12 by welding in the state.
  • the second connection rib 14 is in contact with the vehicle body plate 30 in the attached state.
  • the first connection rib 13 is in contact with the bumper beam 20, and the second connection rib 14 is the same as the direction in which the first connection rib 13 is in contact with the bumper beam 20 in the tube axis direction (Y direction in FIG. 1). It is in contact with the vehicle body plate 30 from the direction. Thereafter, the first tube 11 is expanded in the first beam holes 23a and 24a and the first plate hole 31, and the second beam holes 23b and 24b and the second plate hole 32 are secondly formed. The tubes 12 are expanded respectively.
  • the bumper system 1 is manufactured by caulking the bumper stay 10 to the bumper beam 20 and the vehicle body plate 30.
  • the first connection rib 13 or the second connection rib 14 can be additionally formed by welding, so that the freedom of assembly can be improved.
  • the first connection rib 13 may be connected to the first pipe body 11 and the second pipe body 12 by welding instead of the second connection rib 14.
  • this invention is not limited to the said form, In the range of this invention, it can change variously and can implement. For example, a combination of the contents of the individual embodiments and the modifications thereof may be used as an embodiment of the present invention.

Abstract

バンパーシステム1では、第1管体11の一端部は第1ビーム孔部23a,24aに挿通され、第1管体11の他端部は第1プレート孔部31に挿通され、第2管体12の一端部は第2ビーム孔部23b,24bに挿通され、第2管体12の他端部は第2プレート孔部32に挿通されている。孔部23a,24a,31において第1管体11がそれぞれ拡管され、かつ、孔部23b,24b,32において第2管体12がそれぞれ拡管された状態でバンパーステイ10はバンパービーム20と車体プレート30とにかしめ接合されている。第1接続リブ13はバンパービーム20と当接しており、第2接続リブ14は第1接続リブ13がバンパービーム20と当接している方向と同じ方向に車体プレート30と当接している。

Description

バンパーシステム
 本発明は、バンパーシステムに関する。
 自動車の軽量化や安全性向上のために、ハイテンション鋼と呼ばれる低比重かつ高強度の金属が使用されている。ハイテンション鋼は、軽量化や安全性向上に有効であるが、アルミニウム合金などのさらなる低比重材料と比較すると重い。また、ハイテンション鋼を使用すると、高強度ゆえに、成形性の低下、成形荷重の上昇、および寸法精度の低下などの問題が生じる。これらの問題を解決するために、近年、鋼よりも低比重であるアルミニウム合金の押出材、鋳造品、およびプレス成形品が車両部品に用いられている。このアルミニウム合金は、低比重であるので、軽量化には有効であるが、低強度である。そのため、ハイテンション鋼などの鋼製部品とアルミニウム合金部品と合わせて活用するマルチマテリアル化が行われている。
 マルチマテリアル化で問題となるのは鋼製部品とアルミニウム合金部品のような異種金属の接合であり、さまざまな接合法が提案されている。例えば、特許文献1では、弾性体を使用することによりマルチマテリアル化における異種金属の接合を可能にする部材の接合方法が開示されている。詳細には、特許文献1の部材の接合方法では、鋼製部品の穴部にアルミパイプを挿通し、アルミパイプの内側にゴム(弾性体)を挿入し、ゴムを加圧することで変形させ、それによってアルミパイプを拡大変形させ、鋼製部品とアルミパイプとをかしめ接合している。
 また、車両部品の1つであるバンパーシステムは、バンパーステイがバンパービームと車体プレートとに対してそれぞれ接合されることで構成される。特に、特許文献1の部材の接合方法をバンパーシステムに適用することによって、マルチマテリアル化を実現したバンパーシステムを提供できる。
特開2016-147309号公報
 しかし、特許文献1に記載の方法はマルチマテリアル化を実現できる一方、同種金属接合で比較した場合に溶接等の他の接合方法に比べて接合強度が劣ることがある。十分な接合強度が確保されない場合、オフセット衝突時に受けるような部分的な荷重がバンパーシステムに加えられると、バンパーステイが、横倒れするか、または、バンパービームおよび車体プレートを突き抜けるおそれがある。そのような横倒れまたは突き抜けが発生すると、バンパーシステムに求められる必要な耐荷重を確保できない。
 本発明は、バンパーステイの横倒れおよび突き抜けが防止されたバンパーシステムを提供することを課題とする。
 本発明は、同方向に延びる第1管体と第2管体とが少なくとも一端部に設けられた第1接続リブと少なくとも他端部に設けられた第2接続リブとによって接続されてなるバンパーステイと、前記第1管体の一端部を挿通可能な第1ビーム孔部と、前記第2管体の一端部を挿通可能な第2ビーム孔部とを有するバンパービームと、前記第1管体の他端部を挿通可能な第1プレート孔部と、前記第2管体の他端部を挿通可能な第2プレート孔部とを有する車体プレートとを備え、前記バンパーステイと前記バンパービームとが接合され、前記バンパーステイと前記車体プレートとが接合されたバンパーシステムであって、前記第1管体の一端部は前記第1ビーム孔部に挿通され、前記第1管体の他端部は前記第1プレート孔部に挿通され、前記第2管体の一端部は前記第2ビーム孔部に挿通され、および前記第2管体の他端部は前記第2プレート孔部に挿通され、前記第1ビーム孔部と前記第1プレート孔部とにおいて前記第1管体がそれぞれ拡管され、かつ、前記第2ビーム孔部と前記第2プレート孔部とにおいて前記第2管体がそれぞれ拡管された状態で、前記バンパーステイは前記バンパービームと前記車体プレートとにかしめ接合されており、前記第1接続リブは前記バンパービームと当接しており、前記第2接続リブは前記第1管体と前記第2管体とが延びる方向において前記第1接続リブが前記バンパービームに当接した方向と同じ方向に前記車体プレートと当接している、バンパーシステムを提供する。
 この構成によれば、バンパーステイの一端部において第1接続リブがバンパービームと当接し、バンパーステイの他端部において第2接続リブが車体プレートと当接している。従って、第1接続リブおよび第2接続リブがバンパーステイの横倒れに対する支えとなるため、バンパーステイの横倒れを防止できる。ここで、一端部とはバンパーステイの軸方向において一端から半分程度までの部分をいい、他端部とは他端から半分程度までの部分をいう。また、第1接続リブおよび第2接続リブが同方向からバンパービームと車体プレートとにそれぞれ当接しているため、第1管体および第2管体が上記当接している方向に突き抜ける際の引っ掛かりとなる。特に、バンパーシステムでは、構造上、突き抜けを防止すべき方向が定まっていることが多く、このように一方向への突き抜けを防止する引っ掛かりが設けられることで、効率的に突き抜けを防止できる。このようにして、バンパーステイの横倒れおよび突き抜けが防止され、必要な耐荷重が確保された安全性の高いバンパーシステムを提供できる。
 前記車体プレートは、前記第1ビーム孔部と前記第2ビーム孔部とを接続し、前記第1接続リブが挿通可能な形状に切り欠かれたプレートスリットを備えてもよい。
 この構成によれば、バンパーシステムを製造する際、まず、第1管体の一端部を第1プレート孔部に挿入し、第2管体の一端部を第2プレート孔部に挿入する。このとき、バンパーステイの一端部に設けられた第1接続リブはプレートスリットを通過できるため、他端部までバンパーステイを車体プレートに挿入できる。そして、バンパーステイの他端部に設けられた第2接続リブを車体プレートに当接させる。次に、第1管体の一端部を第1ビーム孔部に挿入し、第2管体の一端部を第2ビーム孔部に挿入し、第1接続リブをバンパービームに当接させる。その状態で、第1ビーム孔部と第1プレート孔部とにおいて第1管体をそれぞれ拡管し、かつ、第2ビーム孔部と第2プレート孔部とにおいて第2管体をそれぞれ拡管する。これにより、バンパーステイをバンパービームと車体プレートとにそれぞれかしめ接合でき、バンパーシステムを形成できる。従って、溶接などの特別な加工を行うことなく、簡単に低コストで製造されたバンパーシステムを実現できる。
 前記バンパービームは、前記第1プレート孔部と前記第2プレート孔部とを接続し、前記第2接続リブが挿通可能な形状に切り欠かれたビームスリットを備えてもよい。
 この構成によれば、バンパーシステムを製造する際、まず、第1管体の他端部を第1ビーム孔部に挿入し、第2管体の他端部を第2ビーム孔部に挿入する。このとき、バンパーステイの他端部に設けられた第2接続リブはビームスリットを通過できるため、一端部までバンパーステイをバンパービームに挿入できる。そして、バンパーステイの一端部に設けられた第1接続リブをバンパービームに当接させる。次に、第1管体の他端部を車体プレートの第1プレート孔部に挿入し、第2管体の他端部を第2プレート孔部に挿入し、第2接続リブを車体プレートに当接させる。その状態で、第1ビーム孔部と第1プレート孔部とにおいて第1管体をそれぞれ拡管し、かつ、第2ビーム孔部と第2プレート孔部とにおいて第2管体をそれぞれ拡管する。これにより、バンパーステイをバンパービームと車体プレートとにそれぞれかしめ接合でき、バンパーシステムを形成できる。従って、溶接などの特別な加工を行うことなく、簡単に低コストで製造されたバンパーシステムを実現できる。
 前記第1接続リブおよび前記第2接続リブの少なくとも一方は、溶接によって前記第1管体と前記第2管体とに接続されてもよい。
 この構成によれば、バンパーシステムを組み立てた後に、第1接続リブおよび第2接続リブの少なくとも一方を溶接によって追加的に形成できるため、バンパーシステムの組み立ての自由度を向上させることができる。
 本発明によれば、第1接続リブおよび第2接続リブを設けていることで、バンパーステイの横倒れおよび突き抜けが防止されたバンパーシステムを提供できる。
本発明の第1実施形態に係るバンパーシステムの斜視図。 車両の幅方向の内側から見たバンパーステイの斜視図。 車両の幅方向の外側から見たバンパーステイの斜視図。 車両の幅方向の内側から見たバンパーシステムの一部の斜視図。 車両の幅方向の外側から見たバンパーシステムの一部の斜視図。 バンパービームの一部を示す正面図。 車体プレートの一部を示す正面図。 バンパーシステムの製造工程を示す第1の模式図。 バンパーシステムの製造工程を示す第2の模式図。 バンパーシステムの製造工程を示す第3の模式図。 バンパーシステムの製造工程を示す第4の模式図。 第1実施形態に係るバンパーシステムの変形例のバンパービームの一部の正面図。 第1実施形態に係るバンパーシステムの変形例の車体プレートの一部の正面図。 バンパーシステムの製造工程を示す第1の模式図。 バンパーシステムの製造工程を示す第2の模式図。 バンパーシステムの製造工程を示す第3の模式図。 バンパーシステムの製造工程を示す第4の模式図。 第1実施形態に係るバンパーシステムの別の変形例の車両の幅方向の内側から見た斜視図。 第2実施形態に係るバンパーシステムの車両の幅方向の内側から見た斜視図。 第2実施形態に係るバンパーシステムの車両の幅方向の外側から見た斜視図。 バンパービームの一部の正面図。 車体プレートの一部の正面図。 車両の幅方向の内側から見たバンパーステイの斜視図。 車両の幅方向の外側から見たバンパーステイの斜視図。
 以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。実施形態は、バンパーステイ10がバンパービーム20と車体プレート30とにそれぞれ接合されたバンパーシステム1に関する。以下で説明する各実施形態では、バンパーステイ10、バンパービーム20、および車体プレート30の材質は、例示されているものに特に限定されず、それぞれ任意の材質であり得る。
(第1実施形態)
 図1に示すように、バンパーステイ10は、後述するバンパービーム20と車体プレート30とを接続する部材である。本実施形態では、同じ形状の2つのバンパーステイ10が1つのバンパービーム20と2つの車体プレート30とを接続している。以下、バンパービーム20の延びる方向(図におけるX方向)を車両の幅方向と称し、バンパーステイ10の延びる方向(図におけるY方向)を車両の前後方向と称し、これらの方向と直交する方向(図におけるZ方向)を車両の高さ方向と称することがある。
 図2および図3に示すように、バンパーステイ10は、車両の前後方向に延びる第1管体11と第2管体12とが一端部に設けられた第1接続リブ13(図2参照)と他端部に設けられた第2接続リブ14(図3参照)とによって接続されてなる。本実施形態では、第1管体11および第2管体12は、同軸方向に延びる同一形状であり、概ね四角管である。バンパーステイ10において、バンパービーム20と接続される一端(図2,3において上端)はバンパービーム20の傾斜に合わせて切断されているが、車体プレート30と接続される他端(図2,3において下端)は管軸方向に対して垂直な平坦面を有している。ここで、一端部とは車両の前後方向において前方半分程度までの部分をいい、他端部とは車両の前後方向において後方半分程度までの部分をいう。従って、本実施形態では、詳細には、第1接続リブ13は一端部から他端部にわたって設けられており、第2接続リブ14は他端部のみに設けられている。
 図1を併せて参照して、第1接続リブ13は、第1管体11と第2管体12との間で車両の前後方向(図1のY方向)に延びる板状の部分である。第1接続リブ13は、前述のようにバンパーステイ10の一端部から他端部にわたって設けられているが、バンパーステイ10の両端には設けられていない。即ち、第1接続リブ13は、車両の前後方向(図1のY方向)においてバンパーステイ10の中央部に設けられている。また、第1接続リブ13は、バンパーステイ10の一端部においてバンパービーム20と当接する平坦な衝止面13aを備える。
 第2接続リブ14は、第1管体11と第2管体12との間の板状の部分である。第2接続リブ14は、車両の幅方向(図1のX方向)において第1接続リブ13よりも外側に設けられており、第1接続リブ13と平行に形成されている。また、第2接続リブ14は、バンパーステイ10の他端部において車体プレート30と当接する平坦な衝止面14aを備える。
 上記のような、バンパーステイ10は、例えばアルミニウム合金からなる押し出し材であってもよい。これにより、第1管体11と第2管体12と第1接続リブ13と第2接続リブ14とを一体に形成できる。
 図1、図4、および図5に示すように、バンパービーム20は、車両の前方に取り付けられ、衝撃から車両本体(図示せず)を保護するためのものである。バンパービーム20は、車両に取り付けた際の前方側の前壁21と、前壁21と対向して配置された後方側の後壁22と、前壁21の両端部から車両後方側へ傾斜して延びる2つの前方傾斜壁23と、前方傾斜壁23と対向して配置されており後壁22の両端部から延びる2つの後方傾斜壁24と、車両の高さ方向の上下においてこれらを接続する上壁25および下壁26とを備える。即ち、本実施形態のバンパービーム20は、両端部が傾斜した四角管である。
 図6は、バンパービーム20の一部を車両の前方から見た図である。図6に示すように、前方傾斜壁23および後方傾斜壁24は、バンパーステイ10の第1管体11に挿通される第1ビーム孔部23a,24aと、第2管体12に挿通される第2ビーム孔部23b,24bとをそれぞれ有している。なお、図6では、前方傾斜壁23および後方傾斜壁24が重なって示されている。第1ビーム孔部23a,24aおよび第2ビーム孔部23b,24bの内形は、バンパーステイ10の第1管体11および第2管体12の外形とそれぞれ概ね相似形であり、バンパーステイ10の第1管体11および第2管体12の外形に比べてそれぞれわずかに大きく形成されている。
 また、バンパービーム20は、内部空間を仕切る仕切壁27を備える。仕切壁27は、上壁25および下壁26と平行に配置され、前壁21と後壁22とを、かつ、前方傾斜壁23と後方傾斜壁24とを接続している。
 上記のようなバンパービーム20は、例えばアルミニウム合金からなる押し出し材であってもよい。
 車体プレート30は、車両本体(図示せず)に図示しないボルト等によって取り付けられる板状の部材である。車体プレート30は、第1管体11の他端部を挿通可能な第1プレート孔部31と、第2管体12の他端部を挿通可能な第2プレート孔部32とを有している。第1プレート孔部31および第2プレート孔部32の内形は、バンパーステイ10の第1管体11および第2管体12の外形とそれぞれ概ね相似形であり、バンパーステイ10の第1管体11および第2管体12の外形に比べてそれぞれわずかに大きく形成されている。
 図7は、車体プレート30の一部を車両の後方から見た図である。図7に示すように、本実施形態の車体プレート30には、第1プレート孔部31と第2プレート孔部32とを接続し、第1接続リブ13が挿通可能な形状に切り欠かれたプレートスリット33が設けられている。本実施形態では、プレートスリット33は、単なる直線状であるが、第1接続リブ13が挿通可能な形状であれば特にその形状は限定されない。
 上記のような、車体プレート30は、例えば鋼鉄製であってもよい。
 図8Aから図8Dは、バンパーシステム1の製造工程を示す模式図である。以下、図8A~8Dを参照して、バンパーシステム1の製造方法を説明する。
 バンパーシステム1を製造する際、まず、図8Aに示すように、第1管体11の一端部を第1プレート孔部31に挿入し、第2管体12の一端部を第2プレート孔部32に挿入する。このとき、バンパーステイ10の一端部に設けられた第1接続リブ13はプレートスリット33(図7等参照)を通過できるため、他端部までバンパーステイ10を車体プレート30に挿入できる。そして、図8Bに示すように、バンパーステイ10の他端部に設けられた第2接続リブ14を車体プレート30に当接させる。次に、図8Cに示すように、第1管体11の一端部を第1ビーム孔部23a,24aに挿入し、第2管体12の一端部を第2ビーム孔部23b,24bに挿入し、第1接続リブ13をバンパービーム20に当接させる。即ち、第1接続リブ13はバンパービーム20と当接しており、第2接続リブ14は管軸方向(図1のY方向)において第1接続リブ13がバンパービーム20に当接した方向と同じ方向に車体プレート30に当接している。その状態で、図8Dに示すように、第1ビーム孔部23a,24aと第1プレート孔部31とにおいて第1管体11をそれぞれ拡管し、かつ、第2ビーム孔部23b,24bと第2プレート孔部32とにおいて第2管体12をそれぞれ拡管する。このようにして、バンパーステイ10をバンパービーム20と車体プレート30とにそれぞれかしめ接合して、バンパーシステム1を製造する。
 バンパーシステム1を製造する際に第1管体11と第2管体12とを拡管する方法は特に限定されないが、ゴムなどの弾性体を第1管体11および第2管体12の内部にそれぞれ挿入し、管軸方向の圧力をかけることで弾性体を管軸の径方向外側へ変形させ、その変形力を利用して第1管体11と第2管体12とを拡管することが好ましい。この弾性体を利用したかしめ接合方法は、接合する部材の材質を問わず、簡易にマルチマテリアル化を伴う接合を実現できるためである。また、この方法以外にも、例えば、電磁成形、ハイドロフォーミング、または機械加工等によって第1管体11と第2管体12とを拡管してもよい。
 本実施形態によれば、バンパーステイ10の一端部において第1接続リブ13がバンパービーム20と当接し、バンパーステイ10の他端部において第2接続リブ14が車体プレート30と当接している。従って、第1接続リブ13および第2接続リブ14がバンパーステイ10の横倒れに対する支えとなるため、バンパーステイ10の横倒れを防止できる。また、第1接続リブ13および第2接続リブ14がバンパービーム20と車体プレート30とにそれぞれ同方向から当接しているため、第1管体11および第2管体12が当接している方向に突き抜ける際の引っ掛かりとなる。特に、バンパーシステム1では、構造上、突き抜けを防止すべき方向が定まっていることが多く、このように一方向への突き抜けを防止する引っ掛かりが設けられることで、効率的に突き抜けを防止できる。このようにして、バンパーステイ10の横倒れおよび突き抜けが防止され、必要な耐荷重が確保された安全性の高いバンパーシステム1を提供できる。
 また、本実施形態によれば、プレートスリット33を設けたことで、図8Aから図8Dに示すように簡単にバンパーシステム1を製造できる。特に、溶接などの特別な加工を行う必要もないため、低コストでバンパーシステム1を製造できる。
 図9および図10は、先に示した図6および図7にそれぞれ対応する図である。図9および図10に示すように、本実施形態の変形例として、車体プレート30にプレートスリット33を設けず、バンパービーム20に、第1プレート孔部31と第2プレート孔部32とを接続し、第2接続リブ14が挿通可能な形状に切り欠かれたビームスリット23c,24cを設けてもよい。このとき、第1接続リブ13と第2接続リブ14の形状および位置関係は、図2および図3に示す前述のものと実質的に互いに入れ替わっている。
 図11Aから図11Dは、本変形例におけるバンパーシステム1の製造工程を示す模式図である。以下、図11A~11Dを参照して、本変形例におけるバンパーシステム1の製造方法を説明する。
 本変形例において、バンパーシステム1を製造する際、まず、図11Aに示すように、第1管体11の他端部を第1ビーム孔部23a,24aに挿入し、第2管体12の他端部を第2ビーム孔部23b,24bに挿入する。このとき、バンパーステイ10の他端部に設けられた第2接続リブ14はビームスリット23c,24cを通過できるため、一端部までバンパーステイ10をバンパービーム20に挿入できる。そして、図11Bに示すように、バンパーステイ10の一端部に設けられた第1接続リブ13をバンパービーム20に当接させる。次に、図11Cに示すように、第1管体11の他端部を第1プレート孔部31に挿入し、第2管体12の他端部を第2プレート孔部32に挿入し、第2接続リブ14を車体プレート30に当接させる。即ち、第1接続リブ13はバンパービーム20と当接しており、第2接続リブ14は管軸方向(図1のY方向)において第1接続リブ13がバンパービーム20に当接した方向と同じ方向に車体プレート30に当接している。その状態で、図11Dに示すように、第1ビーム孔部23a,24aと第1プレート孔部31とにおいて第1管体11をそれぞれ拡管し、かつ、第2ビーム孔部23b,24bと第2プレート孔部32とにおいて第2管体12をそれぞれ拡管する。このようにして、バンパーステイ10をバンパービーム20と車体プレート30とにそれぞれかしめ接合して、バンパーシステム1を製造する。
 本実施形態によれば、ビームスリット23c,24cを設けたことで、図11Aから図11Dに示すように簡単にバンパーシステム1を製造できる。特に、溶接などの特別な加工を行う必要もないため、低コストでバンパーシステム1を製造できる。
 また、図12に示すように、本実施形態の別の変形例として、第1接続リブ13の一部を切り欠いた切欠部13bを設けてもよい。切欠部13bを設けることによって、軽量化できる。
(第2実施形態)
 図13~18に示す第2実施形態のバンパーシステム1では、第2接続リブ14の形状が異なっている。これに関する構成以外は、図1から図7の第1実施形態のバンパーシステム1の構成と同様である。従って、第1実施形態にて示した構成と同様の部分については同様の符号を付して説明を省略する場合がある。
 本実施形態では、第1実施形態およびその変形例のようにプレートスリット33またはビームスリット23c,24cが設けられていない。これに代えて、後述するように、第2接続リブ14は、溶接によって第1管体11と第2管体12とに接続される。
 バンパーステイ10の第1接続リブ13は、第1実施形態と同様に、車両の前後方向(図1のY方向)に延びる板状の部分である。第1接続リブ13は、バンパーステイ10の一端部から他端部にわたって設けられているが、バンパーステイ10の両端部には設けられていない。即ち、第1接続リブ13は、車両の前後方向(図1のY方向)においてバンパーステイ10の中央部に設けられている。特に、本実施形態では第1実施形態と異なり、第1接続リブ13は、車両の幅方向(図1のX方向)の内側と外側にそれぞれ1つずつ設けられている。従って、本実施形態では面一な2つの衝止面13aが形成されている。
 第2接続リブ14は、第1実施形態と同様に、車両の前後方向(図1のY方向)に延びる板状の部分である。第2接続リブ14は、車両の幅方向(図1のX方向)において2つの第1接続リブ13と同じ位置に設けられており、即ち第1接続リブ13の車両の前後方向(図1のY方向)における延長上に設けられている。従って、本実施形態では面一な2つの衝止面14aが形成されている。なお、車両の前後方向(図1のY方向)において、第1接続リブ13と第2接続リブ14との間には隙間が設けられており、この隙間の大きさは車体プレート30の厚みと同程度である。
 図15に示すように、バンパービーム20の形状は、第1実施形態と同じである。
 図16に示すように、車体プレート30の形状は、プレートスリット33が設けられていないことを除いて第1実施形態と同じである。
 図17および図18に示すように、バンパーシステム1を製造する際、当初、第2接続リブ14はバンパーステイ10に設けられていない状態で、まず、バンパーステイ10の第1管体11および第2管体12の一端部をバンパービーム20の第1ビーム孔部23a,24aおよび第2ビーム孔部23b,24bにそれぞれ挿入する。そして、バンパービーム20を第1接続リブ13に当接させる。次に、バンパーステイ10の第1管体11および第2管体12の他端部を車体プレート30の第1プレート孔部31および第2プレート孔部32に挿入する。そして、その状態で第2接続リブ14を溶接によって第1管体11と第2管体12とに取り付ける。第2接続リブ14は、取り付けられた状態で車体プレート30に当接されている。即ち、第1接続リブ13はバンパービーム20と当接しており、第2接続リブ14は管軸方向(図1のY方向)において第1接続リブ13がバンパービーム20に当接した方向と同じ方向から車体プレート30に当接している。その後、第1ビーム孔部23a,24aと第1プレート孔部31とにおいて第1管体11をそれぞれ拡管し、かつ、第2ビーム孔部23b,24bと第2プレート孔部32とにおいて第2管体12をそれぞれ拡管する。このようにして、バンパーステイ10をバンパービーム20と車体プレート30とにかしめ接合してバンパーシステム1を製造する。
 本実施形態によれば、バンパーシステム1を組み立てた後に、第1接続リブ13または第2接続リブ14を溶接によって追加的に形成できるため、組み立ての自由度を向上させることができる。なお、第2接続リブ14に代えて第1接続リブ13を溶接によって第1管体11と第2管体12とに接続してもよい。
 以上より、本発明の具体的な実施形態およびその変形例について説明したが、本発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、個々の実施形態およびその変形例の内容を適宜組み合わせたものを、この発明の一実施形態としてもよい。
  1 バンパーシステム
  10 バンパーステイ
  11 第1管体
  12 第2管体
  13 第1接続リブ
  13a 衝止面
  13b 切欠部
  14 第2接続リブ
  14a 衝止面
  20 バンパービーム
  21 前壁
  22 後壁
  23 前方傾斜壁
  23a 第1ビーム孔部
  23b 第2ビーム孔部
  23c ビームスリット
  24 後方傾斜壁
  24a 第1ビーム孔部
  24b 第2ビーム孔部
  24c ビームスリット
  25 上壁
  26 下壁
  27 仕切壁
  30 車体プレート
  31 第1プレート孔部
  32 第2プレート孔部
  33 プレートスリット

Claims (4)

  1.  同方向に延びる第1管体と第2管体とが少なくとも一端部に設けられた第1接続リブと少なくとも他端部に設けられた第2接続リブとによって接続されてなるバンパーステイと、
     前記第1管体の一端部を挿通可能な第1ビーム孔部と、前記第2管体の一端部を挿通可能な第2ビーム孔部とを有するバンパービームと、
     前記第1管体の他端部を挿通可能な第1プレート孔部と、前記第2管体の他端部を挿通可能な第2プレート孔部とを有する車体プレートと
     を備え、
     前記バンパーステイと前記バンパービームとが接合され、前記バンパーステイと前記車体プレートとが接合されたバンパーシステムであって、
     前記第1管体の一端部は前記第1ビーム孔部に挿通され、前記第1管体の他端部は前記第1プレート孔部に挿通され、前記第2管体の一端部は前記第2ビーム孔部に挿通され、および前記第2管体の他端部は前記第2プレート孔部に挿通され、
     前記第1ビーム孔部と前記第1プレート孔部とにおいて前記第1管体がそれぞれ拡管され、かつ、前記第2ビーム孔部と前記第2プレート孔部とにおいて前記第2管体がそれぞれ拡管された状態で、前記バンパーステイは前記バンパービームと前記車体プレートとにかしめ接合されており、
     前記第1接続リブは前記バンパービームと当接しており、前記第2接続リブは前記第1管体と前記第2管体とが延びる方向において前記第1接続リブが前記バンパービームに当接した方向と同じ方向に前記車体プレートと当接している、バンパーシステム。
  2.  前記車体プレートは、前記第1ビーム孔部と前記第2ビーム孔部とを接続し、前記第1接続リブが挿通可能な形状に切り欠かれたプレートスリットを備える、請求項1に記載のバンパーシステム。
  3.  前記バンパービームは、前記第1プレート孔部と前記第2プレート孔部とを接続し、前記第2接続リブが挿通可能な形状に切り欠かれたビームスリットを備える、請求項1に記載のバンパーシステム。
  4.  前記第1接続リブおよび前記第2接続リブの少なくとも一方は、溶接によって前記第1管体と前記第2管体とに接続されている、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のバンパーシステム。
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