JP2002052995A - 車両用バンパ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バンパ装置の補強部材の衝撃エネルギー吸収
量を大とさせる。 【解決手段】 上下壁部（２２，２３）と後壁部（２
５）とを曲率の大なる円弧状部（２６，２６′）を介し
て結合する

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は改良された金属製補
強部材を有する車両用バンパ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両の前部にバンパ装置を取付け、衝突
時の乗員や車体への衝撃を柔げることがなされる。その
一例を図５に示す。公知の車両用バンパ装置は、車両の
前部両側のサイドメンバー１に、断面略矩形にして車両
幅方向に延在する金属製の中空補強部材（バンパリィン
フォースメント）２の両端部を固定した構成を基本的と
し、その補強部材２の前部領域にアブソーバ３と、車両
の外装を構成するバンパカバー４を配設する構成を有す
る。バンパカバー４は、ボルト又はクリップを用いて補
強部材２や図示しないカバー支持体等に固定させられる
（特開平５−１７８１４４号公報、特開平８−１５５５
３４号公報参照）。中空補強部材２はアルミ合金の押出
型材からなり離間する前後壁部５，６を、上下壁部７，
８と中間壁部９とで連結する断面略矩形状のものが一般
的に用いられ、その後壁部６はサイドメンバー１の前壁
部にボルト１１を用いて固定される。１０はボルト１１
のための作業孔を示す。

【０００３】車両衝突時、バンパ装置に衝撃が加わる
と、図６と図７に示すように補強部材２の変形が生じ
る。即ち、補強部材２に荷重が作用する初期段階では上
下壁部７，８と中間壁部９が前壁部５の後退（ｇ₁ ）に
抵抗し、図８に示すピーク荷重ａ ₂を示す。その後、中
間壁部９が上下いずれかの方向に膨らむよう変形を始め
るが、この中間壁部９の変形に追従して上下壁部７，８
が外側へと大きく変形し、補強部材２のツブレシロ（δ
₂ ）は急激に大となって、図７に示すように前壁部５は
後壁部６に接近する。このような補強部材２の急激な変
形は、図８に示すように、ピーク荷重ａ₂ につづく、比
較的小さな最小エネルギー吸収荷重ｂ₂ を呈し、エネル
ギー吸収量が小さい。

【０００４】車両の衝突時のバンパ装置の小さなエネル
ギー吸収量は衝撃荷重を車体側へ伝達し、車体側の破損
を招くことになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、補強部材を
改良することにより、車両衝撃時のエネルギー吸収量を
高め、前述した従来技術の不具合を解消させることを、
解決すべき課題とする。

【０００６】

【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、補強部材の上下壁部と後壁部との連結
部を円弧状部を介して結合させ、この円弧状部の曲率中
心を上下壁部と中間壁部との間に位置させる技術手段を
採用する。この技術手段の採用は、衝撃荷重を受けたと
き、長く高い変位域で且つ高い降伏荷重の特性の下で衝
撃荷重を吸収し、車体の破損を防止させ得る。

【０００７】具体的には、本発明は、車両のサイドメン
バーに固定され、且つ断面略矩形状の補強部材を有する
車両用のバンパ装置において、前記補強部材の前後壁部
と上下壁部との連結部は、前記バンパ装置に前方からの
荷重が作用したとき、前記後方側の連結部には側外方に
突出するような曲げ変形が前記前方側の連結部より優先
的に進行するように、前記後方側の連結部を前記前方側
の連結部より大きな半径の、且つその中心が矩形状内に
あるＲ形状に円弧状に成形していることを特徴とするバ
ンパ装置を提供する。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１を参照する。車両のバンパ装
置を構成する補強部材２０は、アルミ合金（たとえば、
Ａ７１０３Ｓ−Ｔ５）の押出成形により製造される中空
部材であり、車両の幅方向に延在し、その両端部が車両
の前部両側のサイドメンバー１にボルト１１を用いて固
定される。補強部材２０の前部領域にアブソーバ３と、
車両の外装を構成するバンパカバー４とを常用手段によ
り、取付ける。

【０００９】補強部材２０は前壁部２１と、前壁部２１
の上下端縁より内方の位置から後方へ延在する上下壁部
２２，２３と、その中間の中間壁部２４と、上下壁部２
２，２３と中間壁部２４に連結されかつサイドメンバー
１にボルト１１止めされる後壁部２５とからなり、後壁
部２５と上下壁部２２，２３とはその曲率中心が中空部
内に位置する円弧状部２６，２６′により連結される。
円弧状部２６，２６′の曲率Ｒ₁ は１０−２０mm、好ま
しくは１３mm、板厚は２−３mmとするのが良い。即ち、
曲率Ｒ₁ は板厚以上、好ましくは３−１０倍の大きさと
する。より好ましくは５−７倍とする。

【００１０】前壁部２１と上下壁部２２，２３との連結
部の中空部側にＲ₂ ＜Ｒ₁ の円弧面を設ける。Ｒ₂ は、
たとえば、２−８mm程度とする。勿論、該連結部の外側
面を同一形状の円弧面としても良い。

【００１１】中間壁部２４と後壁部２５との結合は、図
１に示すように、対の円弧状部２７，２７′を介してな
される。この円弧状部２７，２７′は上下壁部２２，２
３と後壁部２５との結合部の円弧状部２６，２６′と、
好ましくは、同一の曲率（Ｒ ₁）又はそれよりやゝ小さ
い曲率で形成される。後壁部２５のサイドメンバー１と
対接する部分の肉厚を他の部分の肉厚より大とし、ボル
ト１１を用いての補強部材２０のサイドメンバー１への
取付強度を大とさせると良い。図１の例では後壁部２５
をサイドメンバー１に固定したが、前壁部２１をサイド
メンバー１に固定してもよい。

【００１２】図２と図３を参照して、バンパ装置に衝突
荷重Ｆ₁ が加わり、補強部材２０が塑性変形しながらそ
のエネルギーを吸収する状態を説明する。図１に示す如
き補強部材２０は、Ｒ₁ ＞Ｒ₂ の関係で、上下壁部２
２，２３を前後壁部２１，２５に結合させていることか
ら衝撃荷重Ｆ₁ により円弧状部２６，２６′がサイドメ
ンバー１に沿うようにして側外方へ膨出するよう変形
し、前壁部２１は、そのまゝツブレシロδ₁ だけ後退す
る。円弧状部２６，２６′の側外方への膨出変形（図２
参照）は図４に示すように、従来より幅広のピーク荷重
ａ₁ を示し、エネルギー吸収量を大とさせる。

【００１３】さらなる変形は、円弧状部２６，２６′を
さらにサイドメンバー１に沿って側方へ張出させ、やが
て、中間壁部２４を招く。対の円弧状部２７，２７′
は、前壁部２１の後退に対して抵抗するが、中間壁部２
４の塑性変形に伴い大きく後退し、大きなツブレシロδ
₂ となる（図３参照）。このような変形は、図４に示す
ように、ピーク荷重ａ₁ 終了後も大きなエネルギー吸収
荷重ｂ₁ を持続し、大きなエネルギー吸収特性を示す。
図１にも示すように、中央の対の円弧状部２７，２７′
はサイドメンバー１と補強部材との間に略三角形状の空
間２８を作る。この空間２８の上下はボルトによりサイ
ドメンバー１に強固に固定されていることから、上下壁
部２２，２３及び円弧状部２６，２６′の変形の進行度
合いに対して、この部分の変形の進行度合いは遅い。こ
れは、衝撃吸収荷重をツブレシロδａが大となっても、
下げず、むしろ大とさせていくのに有効に作用する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一例のバンパ装置の断面図である。

【図２】補強部材の変形初期の段階を示す断面図であ
る。

【図３】補強部材の変形が進行した状態を示す断面図で
ある。

【図４】ツブレシロと荷重との関係（エネルギー吸収
量）を示すグラフ図である。

【図５】従来のダンパ装置の断面図である。

【図６】従来の補強部材の変形初期の状態を示す断面図
である。

【図７】従来の補強部材の変形が進行した状態を示す断
面図である。

【図８】従来の補強部材のエネルギー吸収量を示すグラ
フ図である。

【符号の説明】

２０ 補強部材 ２１ 前壁部 ２２，２３ 上下壁部 ２４ 中間壁部 ２５ 後壁部 ２６，２６′，２７，２７′ 円弧状部 ２８ 三角形の空間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 一生 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機株式会社内 (72)発明者 羽田 真一 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機株式会社内 (72)発明者 北 恭一 富山県新湊市奈呉の江12番地の３ アイシ ン軽金属株式会社内 (72)発明者 布野 和信 富山県新湊市奈呉の江12番地の３ アイシ ン軽金属株式会社内 (72)発明者 安土 一成 富山県新湊市奈呉の江12番地の３ アイシ ン軽金属株式会社内 (72)発明者 阿戸 昇二 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両のサイドメンバーに固定され、且つ
   断面略矩形状の補強部材を有する車両用のバンパ装置に
   おいて、前記補強部材の前後壁部と上下壁部との連結部
   は、前記バンパ装置に前方からの荷重が作用したとき、
   前記後方側の連結部には側外方に突出するような曲げ変
   形が前記前方側の連結部より優先的に進行するように、
   前記後方側の連結部を前記前方側の連結部より大きな半
   径の、且つその中心が矩形状内にあるＲ形状に円弧状に
   成形していることを特徴とするバンパ装置。
2. 【請求項２】 前記補強部材はその内部に、前記前後壁
   部を連結し、且つ前記上下壁部と平行に配置された中間
   壁部を有し、該中間壁部の後端部は対称形の対の円弧状
   部を介して後壁部に連結していることを特徴とする請求
   項１に記載するバンパ装置。
3. 【請求項３】 対の前記円弧状部とサイドメンバーとの
   間に略三角形の空間が作られる請求項２記載のバンパ装
   置。
4. 【請求項４】 車両の幅方向に延在しかつサイドメンバ
   ーに固定される補強部材を有するバンパ装置において、
   該補強部材が、アルミ合金の押出し型材からなり、前壁
   部と、前壁部の上下部より後方へ延在する上下壁部と、
   該上下壁部の後端部の第１の円弧状部を介して該上下壁
   部に連結される後壁部とを有し、第１の円弧状部の曲率
   中心が上下壁部間の空間に位置し、曲率が補強部材の肉
   厚以上であるバンパ装置。
5. 【請求項５】 上下壁部間に中間壁部を有し、中間壁部
   の後端部が対の対称形の第２の円弧状部を介して後壁部
   に結合される第４項記載のバンパ装置。
6. 【請求項６】 第２の円弧状部の曲率が第１の円弧状部
   の曲率と同一である請求項５記載のバンパ装置。
7. 【請求項７】 前壁部をサイドメンバーに固定したこと
   を特徴とする請求項１又は４記載のバンパ装置。