JP4004924B2

JP4004924B2 - 車両用バンパ装置

Info

Publication number: JP4004924B2
Application number: JP2002314306A
Authority: JP
Inventors: 克治佐久間; 真一羽田; 恭一北; 一成安土; 拓松谷
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Keikinzoku Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Keikinzoku Co Ltd; Aisin Corp
Priority date: 2002-10-29
Filing date: 2002-10-29
Publication date: 2007-11-07
Anticipated expiration: 2022-10-29
Also published as: US6808215B2; JP2004148915A; DE10350451A1; DE10350451B4; US20040135382A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、改良されたバンパリィンフォースを有する車両用バンパ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の前方又は後方衝突時、車体に伝達される衝撃エネルギーを可能な限り吸収緩和し、乗員への悪影響を最小限とするために、車幅方向に延在するバンパリィンフォースを有するバンパ装置が車両の前方及び後方に装着される。
車両の前部及び後部に装着されるバンパ装置は、歩行者の保護を主目的とする発泡ウレタン等の弾性材からなるエネルギー吸収体、該エネルギー吸収体を保持しかつ大きな衝撃エネルギーを自身の変形で吸収するバンパリィンフォース、バンパリィンフォースを車体側部材（例えば、サイドメンバー）に固定するクラッシュボックス或いはバンパステーを備える。
【０００３】
車両の前方又は後方衝突時の大きな衝撃エネルギー吸収のために、車両の幅方向に延在するバンパリィンフォースの役割は大きい。
バンパリィンフォースは車両の軽量化による燃費向上のため、スチール製のものに代わってアルミニウム合金材の押出形材のものが使用される。その一例が特開平７−２１５１４６号公報に開示される。
【０００４】
前記公報に開示されるアルミニウム合金材の押出形材からなるバンパリィンフォースは、対の離間した縦壁部間に互いに離間した同じ厚みの３本の横壁部（リブ）を一体に結合させ、断面日の字状としたものである。
このバンパリィンフォースを中間プレート部材を介して車両側のサイドメンバーに固定した従来のバンパ装置は、車両の衝突時、バンパリィンフォースの３本の横壁部（リブ）を同時に等しく座屈変形させ衝撃エネルギーを吸収している。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−２１５１４６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述した如き同じ厚みの３本の横壁部（リブ）を有するバンパリィンフォースは、車両の衝突時、衝撃エネルギーを吸収するため横壁部（リブ）が同時に座屈変形するが、この座屈が完了に近づくにつれ、ストロークに対する荷重の落ち込みが著しく、衝撃エネルギー吸収効率が悪い。
この対策として、バンパリィンフォースの各部の厚みを増大させることが考えられるが、車両の重量増加、燃費の低下を招き好ましくない。
【０００７】
それ故に、本発明は前述した従来例の不具合を解消させることを解決すべき課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述した課題を解決するために、断面略日の字状のアルミニウム合金材の押出形材の中間リブの厚みを上下リブの厚みの１．２〜２．０倍とする。好ましくは上下リブの厚みを同じとする。
このような手段の採用は、３本のリブの座屈変形時を異にさせるので、ストロークに対する荷重の落ち込みを防止し、衝撃エネルギーの吸収効率を向上させ得る。
【０００９】
本発明によれば、アルミニウム合金材の断面略日の字状の押出形材よりなり、その中間リブの厚みが上下リブの厚みの１．２〜２．０倍となっているバンパリィンフォースを有する車両用バンパ装置が提供される。好ましくは上下のリブの厚みを同じとする。
【００１０】
さらに、好ましくは、バンパリィンフォースが車体側に固定されかつスチール材からなるクラッシュボックスに中間プレート部材を介して固定される。
この手段の採用は、中間リブの座屈変形を最終とさせ、その前にクラッシュボックスの変形による衝撃エネルギー吸収を可能とし、ストロークに対する荷重の落ち込みを防止できる。
【００１１】
各部材間の変形は、上下リブと中間プレート部材の変形、クラッシュボックスの変形、これにつづく中間リブの変形により衝撃エネルギーを吸収する形態とさせる。
これは、車体側の部材の損傷を招くことなく、衝撃エネルギーの吸収を可能にする。さらに、車体（ボデー）の耐力を超える荷重の作用を防止できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１を参照する。車両用バンパ装置１は、車両の横方向に延在するアルミニウム合金材（例えば、A6000系、A7000系）の押出形材からなるバンパリィンフォース２、バンパリィンフォース２の両端部にスチール材の中間プレート部材３を介して固定されるクラッシュボックス４を有する。クラッシュボックス４は、取付プレート部材１５を介して、車体側の前方又は後方の車体側部材、例えば、サイドメンバー（図４参照）に固定される。図１では、ウレタン等の合成樹脂材からなりかつバンパリィンフォース２に装着されるエネルギー吸収体の図示を省略している。
【００１３】
図２と３に、バンパリィンフォース２の断面形状の例を示す。バンパリィンフォース２は、対の離間した縦壁部５，６と、両縦壁部５，６を結合させる３本のリブ７，８，９を有する。
上下リブ７，９の厚みに対し、中間リブ８の厚みを１．２〜２．０倍とする。縦壁部５，６の厚みは、好ましくは、上下リブ７，９の厚みの１．５〜３．０倍とする。リブ７，８，９と縦壁部５，６との結合部は滑らかな円弧面とする。
縦壁部５，６の上下部には、上下リブ７，９より上方及び下方に延在するつば部１０，１１を設ける。図３に示すように、一方の縦壁部６の上下にはつば部を省略してもよい。
又、縦壁部５，６の両方共、上下のつば部を省略してもよい。
【００１４】
クラッシュボックス４は、スチール板をプレス成形した断面四角又は六角等の多角形の中空部材からなり、その角部には複数のビード１２が形成されている。ビード１２は、クラッシュボックス４の座屈変形とその方向を制御する。
バンパリィンフォース２は、中間プレート部材３に取付作業孔１３を介してボルト止めされる。
【００１５】
図４に示すように、サイドメンバーにクラッシュボックス４と中間プレート部材３を介して固定されたバンパリィンフォース２に、バリヤー１４を用い、荷重Ｆをバリヤー１４に作用させ、バリヤー１４がストロークＳだけ前進したときの各部材の変形をテストにより確認した。
供試体は実施例１、実施例２及び比較例である。実施例１のバンパリィンフォース２の中間リブ８の厚みは２．４mm、上下リブ７，９の厚みを２．０mm、実施例２のバンパリィンフォース２の中間リブの厚みを４．０mm、上下リブ７，９の厚みを２．０mm、比較例のバンパリィンフォースの上下及び中間リブの各厚みを２．０mmの同寸法とした。
中間プレート部材３は、板厚２mmのスチール板を用い、クラッシュボックス４の端部に溶接された。
【００１６】
図５乃至８を参照して、実施例１と２の場合の各部材の変形を説明する。図５は荷重Ｆが作用した初期段階を示す。荷重Ｆの作用とともに、図６に示すように、先ず、上下リブ７，９の座屈変形と中間プレート部材３、さらに一方の縦壁部６の中間部に曲げ変形とが生じる。この領域を図９にＳ₁ として示す。この領域Ｓ₁ では実線で示す高い荷重曲線が得られる。
次いで、クラッシュボックス４の座屈変形が始まり（図７参照）、図９に示すＳ₂ の領域となって、ストロークに対し、高い荷重曲線（実線）を依然として維持する。図６に示す上下リブ７，９と中間プレート部材３の変形の進行に次いで、図７に示すように、クラッシュボックス４の座屈変形が始まり、図９の領域Ｓ₂ で示す衝撃エネルギー吸収特性を示す。クラッシュボックス４の座屈の進行とともに、中間リブ８の座屈が始まり（図８参照）、図９の領域Ｓ₃ となる。
実施例１と２の荷重曲線は、図９に実線で示すように、落ち込みがなく高い値を領域Ｓ₁ ，Ｓ₂ ，Ｓ₃ で維持できることが分かる。
【００１７】
一方、比較例は、図６相当時に上下及び中間リブが同時に座屈し、図９の点線で示すように、領域Ｓ₁ で著しい荷重の落ち込みを示す。比較例では上下及び中間リブの同時座屈につづいてクラッシュボックスの座屈が始まり、図９に点線で示すＳ₂ とＳ₃ の領域の荷重曲線となる。
図９から理解される如く、中間リブ８を上下リブ７，９よりその板厚さ１．２〜２．０倍としている本発明のバンパ装置は、比較例に示す如き荷重の落ち込みはなく、高い水準の衝撃エネルギー吸収が可能となる。
【００１８】
尚、中間リブ８の板厚を上下リブ７，９の板厚の１．２倍以下とすると、図９に点線で示す比較例に近い荷重曲線を示し、中間リブ８の板厚を上下リブ７，９の板厚の２．０倍以上とすると、荷重が車体側の耐力（ボデー耐力）以上となる危険があり好ましくない。
尚、供試体としての実施例１と２及び比較例のバンパリィンフォースは、A7000系アルミニウム合金材を用い、中間リブの板厚以外は同寸法同形状のものを用いた。さらに、図４に示すテスト装置において、中間プレート部材及びクラッシュボックスは実施例１と２及び比較例の各テストにおいて同じものを用いた。
【００１９】
本発明によれば、衝撃荷重がバンパ装置に作用すると、バンパリィンフォースの上下リブの座屈と同時に中間リブが中間プレート部材と一方の縦壁部の中央部を曲げ変形させ、次いでクラッシュボックスが座屈変形し、最終的に中間リブが座屈変形する。これにより、従来経験した荷重の落ち込みがなく、高い衝撃エネルギー吸収特性を有するバンパ装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一例のバンパ装置の分解斜視図である。
【図２】バンパリィンフォースの一例の断面図である。
【図３】バンパリィンフォースの他の例の断面図である。
【図４】バンパリィンフォースへの荷重付加を示す部分平面図である。
【図５】バンパ装置に荷重が作用したときの初期状態を示す断面図である。
【図６】バンパリィンフォースの上下リブの変形状態を示す断面図である。
【図７】中間リブの座屈変形前のクラッシュボックスの座屈変形の初期状態を示す断面図である。
【図８】クラッシュボックスの変形状態を示す断面図である。
【図９】ストロークと荷重との関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
２バンパリィンフォース
３中間プレート部材
４クラッシュボックス
５，６縦壁部材
７，９上下リブ
８中間リブ
１０，１１つば部
１２ビード
１４バリヤー
１５取付プレート部材

Claims

アルミニウム合金材の断面略日の字状の押出形材よりなり、その中間リブの厚みが上下リブの厚みの１．２〜２．０倍となっているバンパリィンフォースを有し、
そのバンパリィンフォースを車体側に固定しかつクラッシュボックスに中間プレート部材を介して固定することにより、前記バンパリィンフォースに対して衝撃荷重が作用した初期段階では、まず前記上下リブの座屈変形と前記中間プレートの曲げ変形とが生じ、次いで前記クラッシュボックスの座屈変形が始まり、このクラッシュボックスの座屈変形の進行に伴って前記中間リブの座屈が始まるようにした車両用バンパ装置。
アルミニウム合金材の断面略日の字状の押出形材よりなるバンパリィンフォースを有する車両用バンパ装置であって、
前記バンパリィンフォースが、対の離間した縦壁部と、これら両縦壁部を結合させる上下リブ及びこれら上下リブの厚みの１．２〜２．０倍の厚みとされた中間リブの３本のリブと、を有してなり、
前記バンパリィンフォースを車体側に固定しかつクラッシュボックスに中間プレート部材を介して固定することにより、当該バンパリィンフォースに衝撃荷重が作用すると、前記上下リブの座屈と同時に前記中間リブが前記中間プレート部材と一方の前記縦壁部の中央部を曲げ変形させ、次いで前記クラッシュボックスが座屈変形し、最終的に前記中間リブが座屈変形する車両用バンパ装置。
上下リブが同厚である請求項１又は２に記載の車両用バンパ装置。