JP2009184415A - Bumper beam for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車の車体に取り付けられる自動車用バンパビームに関する。 The present invention relates to an automobile bumper beam that is attached to the body of an automobile.
従来、鋼またはアルミ形材で形成された自動車用バンパビームが量産されている。鋼製の自動車用バンパビームには、Π断面やB断面のものがある。また、アルミ製の自動車用バンパビームには、日の字断面、目の字断面、田の字断面のものがある。ただし、これらは、鋼のみで形成されるか、アルミ形材のみで形成されている。 Conventionally, bumper beams for automobiles made of steel or aluminum are mass-produced. Steel bumper beams for automobiles include those with a cross-section and a B-section. Aluminum bumper beams for automobiles include those with a Japanese character cross section, an eye cross section, and a rice pad cross section. However, these are formed only with steel or only with an aluminum profile.
自動車用バンパビームの主たる役割は、衝突時に衝撃荷重を左右のサイドメンバに伝達し、サイドメンバを変形させることで、衝突時のエネルギーを吸収させることである。即ち、サイドメンバを変形させて、エネルギーを吸収させることにより、設計通り自動車のキャビンの変形を抑制して、乗員を衝撃から守っている。 The main role of the bumper beam for automobiles is to transmit the impact load to the left and right side members at the time of collision, and to absorb the energy at the time of collision by deforming the side members. That is, by deforming the side member and absorbing energy, the deformation of the cabin of the automobile is suppressed as designed to protect the passenger from impact.
特許文献1には、バンパ・リィンホースの衝突側面に凹部を設け、この凹部にパイプ状の補強体を部分嵌合させて取り付けることによって、車両がポール等の突起物に衝突した際のエネルギー吸収性を高めた車両用バンパ装置が開示されている。また、特許文献2には、ねじれモーメントが発生するように、強度の異なる複数の部材で構成して、曲げ荷重を他部材に分散させることにより、エネルギー吸収効率を向上させた車体構造部材が開示されている。
In
また、特許文献3には、エネルギー吸収性能に富む充填材を中空部材の内部に挿入して中空部材に固定させることにより、耐食性を確保させた充填構造体が開示されている。また、特許文献4には、鋼管の内壁に沿う外側形状で、内部にリブを形成した補強菅を挿入することにより、強度を確保させた車両の複合構造部材が開示されている。
また、特許文献5には、バンパリィンフォースの3本のウェブのうち、中間ウェブの板厚を他のウェブよりも厚くすることにより、3本のウェブが座屈した際のエネルギー吸収能力の低下を防止する車両用バンパ装置が開示されている。また、特許文献6には、バンパー補強材の中空部内に潰れ防止体を配置することにより、座屈変形による衝撃エネルギーの吸収能力を向上させたバンパー構造が開示されている。
Further, in
ところで、サイドメンバの間にポール状の物体が高速で衝突する場合、自動車用バンパビームに高い曲げ強度が要求される。しかし、現状の自動車用バンパビームでは、ポール状の物体に衝突すると、大きく「く」の字に折れるか、または破断してしまう。この結果、衝突したポール状の物体がエンジン等を後方に押し出し、キャビンを変形させるため、乗員を負傷させてしまう。 By the way, when a pole-shaped object collides between side members at high speed, a high bending strength is required for the bumper beam for automobiles. However, in the current bumper beam for automobiles, when it collides with a pole-like object, it is greatly broken or broken. As a result, the collided pole-like object pushes the engine or the like backward and deforms the cabin, resulting in injury to the occupant.
そこで、自動車用バンパビームには、ポール状の物体に衝突した場合においても、大きく変形することなく、荷重をサイドメンバに伝達して、衝撃エネルギーを吸収させることが求められている。 Therefore, an automobile bumper beam is required to transmit a load to a side member and absorb impact energy without being greatly deformed even when it collides with a pole-like object.
従来の鋼製またはアルミ製の自動車用バンパビームを補強する場合、板厚を増加させるか、または、断面寸法を拡大させることが考えられる。しかし、板厚の増加はそのまま重量の増加を招くのに対し、今日ではCO2削減のために車両の軽量化が要求されているという背景がある。また、自動車用バンパビームは車体の重心から遠く離れた場所に位置する部材であるから、自動車用バンパビームの重量を増加させると車体の慣性モーメントを増加させることになり、操縦性に悪影響を及ぼす。このため、自動車用バンパビームの軽量化が望まれている。また、断面寸法の拡大は、重量増加以外にも車両寸法やデザインに影響を及ぼすため、非常に制約が厳しい。 When reinforcing conventional steel or aluminum automotive bumper beams, it is conceivable to increase the plate thickness or expand the cross-sectional dimension. However, while an increase in the plate thickness directly causes an increase in weight, today there is a background that a reduction in the weight of the vehicle is required to reduce CO2. Moreover, since the bumper beam for automobiles is a member located far from the center of gravity of the vehicle body, increasing the weight of the bumper beam for automobiles increases the moment of inertia of the vehicle body, which adversely affects maneuverability. For this reason, weight reduction of the bumper beam for motor vehicles is desired. In addition, the expansion of the cross-sectional dimension is very restrictive because it affects the vehicle dimensions and design in addition to the increase in weight.
本発明の目的は、重量増加を最小限に留めつつ曲げ強度を向上させることが可能な自動車用バンパビームを提供することである。 An object of the present invention is to provide an automobile bumper beam capable of improving bending strength while minimizing an increase in weight.
本発明の自動車用バンパビームは、自動車の車体に取り付けられ、衝突方向に直交する衝突壁と、前記衝突方向に対して前記衝突壁の後方に位置し、前記衝突壁に平行な裏壁と、前記衝突壁と前記離壁とを接続する側壁とを有する自動車用バンパビームであって、降伏応力がσy1で比重がρ1である第1の金属材料と、降伏応力がσy2で比重がρ2である第2の金属材料と、を有し、前記第1の金属材料および前記第2の金属材料は、σy1/ρ1>σy2/ρ2の関係を満足し、前記衝突壁および前記裏壁の少なくとも一方が前記第1の金属材料を用いて形成されていることを特徴とする。 A bumper beam for an automobile according to the present invention is attached to a vehicle body of an automobile and has a collision wall orthogonal to the collision direction, a rear wall positioned behind the collision wall with respect to the collision direction, and parallel to the collision wall; A bumper beam for an automobile having a collision wall and a side wall connecting the separation wall, a first metal material having a yield stress of σy1 and a specific gravity of ρ1, and a second stress having a yield stress of σy2 and a specific gravity of ρ2. The first metal material and the second metal material satisfy a relationship of σy1 / ρ1> σy2 / ρ2, and at least one of the collision wall and the back wall is the first metal material. It is characterized by using 1 metal material.
上記の構成によれば、所定の関係を満足する第1の金属材料と第2の金属材料とを有し、衝突壁および裏壁の少なくとも一方が第1の金属材料を用いて形成されているので、重量増加を最小限に留めつつ曲げ強度を向上させることができる。 According to the above configuration, the first metal material and the second metal material satisfying a predetermined relationship are provided, and at least one of the collision wall and the back wall is formed using the first metal material. Therefore, the bending strength can be improved while minimizing the increase in weight.
また、本発明の自動車用バンパビームにおいて、前記第1の金属材料は鋼であり、前記第2の金属材料はアルミであってよい。上記の構成によれば、コストアップを抑えながら曲げ強度を向上させることができる。 In the automobile bumper beam of the present invention, the first metal material may be steel, and the second metal material may be aluminum. According to said structure, bending strength can be improved, suppressing a cost increase.
また、本発明の自動車用バンパビームにおいて、前記衝突壁および前記裏壁の少なくとも一方が、前記第2の金属材料に前記第1の金属材料を貼り付けることによって形成されていてよい。上記の構成によれば、第2の金属材料に第1の金属材料を貼り付けるという簡単なプロセスによって、曲げ強度を向上させることができる。 In the bumper beam for automobiles according to the present invention, at least one of the collision wall and the back wall may be formed by attaching the first metal material to the second metal material. According to said structure, bending strength can be improved with the simple process of sticking a 1st metal material to a 2nd metal material.
また、本発明の自動車用バンパビームにおいて、前記衝突壁および前記裏壁の少なくとも一方が、前記第2の金属材料に前記第1の金属材料を埋め込むことによって形成されていてよい。上記の構成によれば、第2の金属材料に第1の金属材料を埋め込むことによって、曲げ強度とともに耐食性を向上させることができる。 In the automotive bumper beam of the present invention, at least one of the collision wall and the back wall may be formed by embedding the first metal material in the second metal material. According to said structure, corrosion resistance can be improved with bending strength by embedding a 1st metal material in a 2nd metal material.
以下、図面に基づいて、本発明に係る自動車用バンパビームについて説明する。 Hereinafter, an automobile bumper beam according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1の実施の形態]
(自動車用バンパビーム1の構成)
本実施の形態における自動車用バンパビーム1は、自動車の車体に取り付けられるものであって、図1に示すように、断面が日の字形状のアルミ形材2を有している。具体的には、アルミ形材2は、矢印で示す衝突方向に直交する衝突壁を形成する前側フランジ2aと、衝突方向に対して前側フランジ2aの後方に位置し、前側フランジ2aに平行な裏壁を形成する後側フランジ2bと、衝突方向から見て右側に位置し、側壁を形成する右側ウェブ2cと、衝突方向から見て左側に位置し、側壁を形成する左側ウェブ2dと、側壁を形成する中央ウェブ2eとを有している。また、自動車用バンパビーム1は、アルミ形材2の前側フランジ2aに外側から貼り付けられ、前側フランジ2aとともに衝突壁を形成する鋼板3と、アルミ形材2の後側フランジ2bに外側から貼り付けられ、後側フランジ22bとともに裏壁を形成する鋼板4とを有している。
[First Embodiment]
(Configuration of automotive bumper beam 1)
A
なお、アルミ形材2の断面形状は、ロの字形状を基本としていれば、ロの字、目の字、田の字等であってもよく、アルミ形材2の内部のウェブ構造には特にこだわらない。また、図1では、前側フランジ2aおよび後側フランジ2bの各々において、長手方向(縦方向)の幅全長に亙って鋼板3,4が貼り付けられているが、必ずしも長手方向の幅全長に亙って鋼板が貼り付けられる必要はない。また、長手方向に複数の鋼板が分割して貼り付けられていてもよい。
The cross-sectional shape of the
ここで、鋼板3,4の降伏応力をσy1、鋼板3,4の比重をρ1、アルミ形材2の降伏応力をσy2、アルミ形材2の比重をρ2とすると、降伏応力σy1,σy2および比重ρ1,ρ2は、以下の式1を満足している。言い換えれば、式1を満足するように、鋼板3,4を形成する第1の金属材料である鋼およびアルミ形材2を形成する第2の金属材料であるアルミが選択されている。
Here, assuming that the yield stress of the
σy1/ρ1>σy2/ρ2 ・・・(式1) σy1 / ρ1> σy2 / ρ2 (Formula 1)
ここで、自動車用バンパビーム1の断面の全塑性モーメントMPは、自動車用バンパビーム1の短手方向の中心線(一点鎖線)からアルミ形材2の外側面までの短手方向の幅をw、自動車用バンパビーム1の短手方向の中心線(一点鎖線)から鋼板3,4の外側面までの短手方向の幅をW、自動車用バンパビーム1の長手方向の幅をHとすると、以下の式2で表わされる。
Here, all the plastic moment M P of the cross-section of an
MP=σy1*(H*(W2−w2)/4)+σy2*(H*w2/4) ・・・(式2) M P = σy1 * (H * (W 2 -w 2) / 4) + σy2 * (H * w 2/4) ··· ( Equation 2)
式2から、外側領域に降伏応力の高い材料(本実施の形態では鋼)を配置する方が有利である場合に、式1を満足する2種類の材料を選択することによって、MPを下げることなく断面重量を軽減させるように、降伏応力がσy1である材料(本実施の形態では鋼)の領域を少なく設定することが可能となる。
From
(シミュレーション結果)
次に、図2に模式的に表わされる自動車用バンパビーム10を用いて、曲げ強度を比較したシミュレーションの結果を図3に示す。自動車用バンパビーム10は、基本的に、アルミ形材12と鋼板13,14とで形成されている。
(simulation result)
Next, FIG. 3 shows a result of a simulation comparing bending strengths using the
図2に示される自動車用バンパビーム10において、t1は鋼板13の板厚、t2は鋼板14の板厚、t3はアルミ形材12の前側フランジ12aの板厚、t4はアルミ形材12の後側フランジ12bの板厚、t5はアルミ形材12の左側ウェブ12dの板厚、t7はアルミ形材12の右側ウェブ12cの板厚、t6はアルミ形材12の中央ウェブ12eの板厚である。また、Hは、自動車用バンパビーム10の長手方向の幅、W’は自動車用バンパビーム10の短手方向の幅である。鋼板13,14は、降伏応力がσy1で比重がρ1であり、アルミ形材12は、降伏応力がσy2で比重がρ2である。そして、降伏応力σy1,σy2および比重ρ1,ρ2は、上記の式1を満足しており、本シミュレーションにおいてσy1/ρ1=149.6、σy2/ρ2=113.7である。
In the
本シミュレーションでは、板厚t1〜t7が異なるケースNo.1からケースNo.6の6種類の自動車用バンパビーム10を用いて、曲げ強度をそれぞれ測定した。なお、長手方向の幅Hおよび短手方向の幅W’は、6種類の自動車用バンパビーム10で同一の値とした。また、板厚t1〜t7は、ケースNo.1の板厚t3に対する比で表わされている。ケースNo.1からケースNo.6の板厚t1〜t7を表1に示す。ここで、板厚の値が「0」のものは、鋼板やフランジが存在しないことを意味している。 In this simulation, case Nos. With different plate thicknesses t1 to t7 are used. 1 to case no. 6 were used to measure the bending strength. The longitudinal width H and the lateral width W ′ are the same for the six types of automobile bumper beams 10. Further, the plate thicknesses t1 to t7 are case numbers. It is expressed as a ratio of 1 to the plate thickness t3. Case No. 1 to case no. Table 1 shows the plate thicknesses t1 to t7. Here, when the value of the plate thickness is “0”, it means that there is no steel plate or flange.
図3はシミュレーション結果をグラフにしたものである。曲げ強度と重量とは、ケースNo.1における値に対する比率で示されている。図3のグラフから、同一重量で比較した場合、アルミ単体であるケースNo.1およびケースNo.2よりも、本実施の形態のケースであるケースNo.4およびケースNo.5の方が、高い曲げ強度を実現していることがわかる。 FIG. 3 is a graph of the simulation results. The bending strength and weight are shown in case no. It is shown as a ratio to the value at 1. From the graph of FIG. 3, when compared with the same weight, case No. 1 and case no. 2 is a case of the present embodiment. 4 and case no. 5 shows that higher bending strength is realized.
このように、自動車用バンパビーム1は、式1の関係を満足する鋼板3,4とアルミ形材2とを有し、衝突壁および裏壁が鋼板3,4を用いて形成されているので、重量増加を最小限に留めつつ曲げ強度を向上させることができる。
As described above, the
そして、自動車用バンパビーム1は、鋼製の鋼板3,4とアルミ製のアルミ形材2によって形成されているので、コストアップを抑えながら曲げ強度を向上させることができる。また、アルミ形材2に鋼板3,4を貼り付けるという簡単なプロセスによって、曲げ強度を向上させることができる。
And since the
[第2の実施の形態]
(自動車用バンパビーム20の構成)
本実施の形態における自動車用バンパビーム20,20’は、自動車の車体に取り付けられるものであって、図4(a)、(b)に示すように、断面が日の字形状のアルミ形材22を有している。具体的には、アルミ形材22は、矢印で示す衝突方向に直交する衝突壁を形成する前側フランジ22aと、衝突方向に対して前側フランジ22aの後方に位置し、前側フランジ22aに平行な裏壁を形成する後側フランジ22bと、衝突方向から見て右側に位置し、側壁を形成する右側ウェブ22cと、衝突方向から見て左側に位置し、側壁を形成する左側ウェブ22dと、側壁を形成する中央ウェブ22eとを有している。また、図4(a)に示す自動車用バンパビーム20は、アルミ形材22の後側フランジ22bに外側から貼り付けられ、後側フランジ22bとともに裏壁を形成する鋼板24を有している。一方、図4(b)に示す自動車用バンパビーム20’は、アルミ形材22の前側フランジ22aに外側から貼り付けられ、前側フランジ22aとともに衝突壁を形成する鋼板23を有している。
[Second Embodiment]
(Configuration of automobile bumper beam 20)
The bumper beams 20 and 20 ′ for automobiles in the present embodiment are attached to the body of an automobile, and as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), an
なお、アルミ形材22の断面形状は、ロの字形状を基本としていれば、ロの字、目の字、田の字等であってもよく、アルミ形材22の内部のウェブ構造には特にこだわらない。また、図4(a)では、後側フランジ22bにおいて、長手方向(縦方向)の幅全長に亙って鋼板24が貼り付けられており、図4(b)では、前側フランジ22aにおいて、長手方向(縦方向)の幅全長に亙って鋼板23が貼り付けられているが、必ずしも長手方向の幅全長に亙って鋼板が貼り付けられる必要はない。また、長手方向に複数の鋼板が分割して貼り付けられていてもよい。
The cross-sectional shape of the
その他の構成は、第1の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。 Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the description thereof is omitted.
(シミュレーション結果)
シミュレーション結果を示す図3のグラフから、同一重量で比較した場合、アルミ単体であるケースNo.3よりも、本実施の形態のケースに最も近いケースNo.6(鋼板14のみ)の方が、高い曲げ強度を実現していることがわかる。
(simulation result)
From the graph of FIG. 3 showing the simulation results, when comparing with the same weight, case No. 3 is closer to the case of the present embodiment than the case No. 3. It can be seen that No. 6 (only the steel plate 14) achieves higher bending strength.
このように、自動車用バンパビーム20,20’は、式1の関係を満足する鋼板23,24とアルミ形材22とを有し、衝突壁および裏壁のいずれか一方が鋼板23,24を用いて形成されているので、重量増加を最小限に留めつつ曲げ強度を向上させることができる。
As described above, the bumper beams 20 and 20 ′ for the automobile have the
そして、自動車用バンパビーム20,20’は、鋼製の鋼板23,24とアルミ製のアルミ形材22によって形成されているので、コストアップを抑えながら曲げ強度を向上させることができる。また、アルミ形材22に鋼板23,24を貼り付けるという簡単なプロセスによって、曲げ強度を向上させることができる。
And since the bumper beams 20 and 20 'for automobiles are formed by the
[第3の実施の形態]
(自動車用バンパビーム30の構成)
本実施の形態における自動車用バンパビーム30は、自動車の車体に取り付けられるものであって、図5に示すように、断面が日の字形状のアルミ形材32を有している。具体的には、アルミ形材32は、矢印で示す衝突方向に直交する衝突壁を形成する前側フランジ32aと、衝突方向に対して前側フランジ32aの後方に位置し、前側フランジ32aに平行な裏壁を形成する後側フランジ32bと、衝突方向から見て右側に位置し、側壁を形成する右側ウェブ32cと、衝突方向から見て左側に位置し、側壁を形成する左側ウェブ32dと、側壁を形成する中央ウェブ32eとを有している。また、自動車用バンパビーム30は、アルミ形材32の前側フランジ32aに埋め込まれ、前側フランジ22aとともに衝突壁を形成する鋼板33と、アルミ形材32の後側フランジ32bに埋め込まれ、後側フランジ22bとともに裏壁を形成する鋼板34とを有している。このように、鋼板33,34がアルミ形材32の中に埋め込まれているため、鋼板33,34の端部にシールを実施することで、耐食性に優れたものとすることができる。
[Third Embodiment]
(Configuration of automobile bumper beam 30)
The
なお、アルミ形材32の断面形状は、ロの字形状を基本としていれば、ロの字、目の字、田の字等であってもよく、アルミ形材32の内部のウェブ構造には特にこだわらない。また、図5では、前側フランジ32aおよび後側フランジ32bの各々において、長手方向(縦方向)の幅全長に亙って鋼板33,34が埋め込まれているが、必ずしも長手方向の幅全長に亙って鋼板が埋め込まれる必要はない。また、長手方向に複数の鋼板が分割して埋め込まれていてもよい。
In addition, if the cross-sectional shape of the
また、図5においては、アルミ形材32の前側フランジ32aおよび後側フランジ32bに鋼板33,34がそれぞれ埋め込まれた構成にされているが、前側フランジ32aのみに鋼板33が埋め込まれた構成や、後側フランジ32bのみに鋼板34が埋め込まれた構成であってもよい。
Further, in FIG. 5, the
その他の構成は、第1の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。 Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the description thereof is omitted.
(シミュレーション結果)
シミュレーション結果を示す図3のグラフから、同一重量で比較した場合、アルミ単体であるケースNo.1およびNo.2よりも、本実施の形態のケースに近いNo.4およびケースNo.5の方が、高い曲げ強度を実現していることがわかる。
(simulation result)
From the graph of FIG. 3 showing the simulation results, when comparing with the same weight, case No. 1 and no. No. 2 closer to the case of the present embodiment than No. 2. 4 and case no. 5 shows that higher bending strength is realized.
このように、自動車用バンパビーム30は、式1の関係を満足する鋼板33,34とアルミ形材32とを有し、衝突壁および裏壁が鋼板33,34を用いて形成されているので、重量増加を最小限に留めつつ曲げ強度を向上させることができる。
As described above, the
そして、自動車用バンパビーム30は、鋼製の鋼板33,34とアルミ製のアルミ形材32によって形成されているので、コストアップを抑えながら曲げ強度を向上させることができる。また、アルミ形材32に鋼板33,34を埋め込むことによって、曲げ強度とともに耐食性を向上させることができる。
And since the
[第4の実施の形態]
(自動車用バンパビーム40の構成)
本実施の形態における自動車用バンパビーム40は、自動車の車体に取り付けられるものであって、図6(a)に示すように、断面がEの字形状のアルミ形材42を有している。具体的には、図6(a)に示すアルミ形材42は、矢印で示す衝突方向に直交する衝突壁を形成する前側フランジ42aと、衝突方向から見て右側に位置し、側壁を形成する右側ウェブ42cと、衝突方向から見て左側に位置し、側壁を形成する左側ウェブ42dと、側壁を形成する中央ウェブ42eとを有している。また、図6(a)に示す自動車用バンパビーム40は、アルミ形材42に背面側から貼り付けられ、裏壁を形成する鋼板44を有している。
[Fourth Embodiment]
(Configuration of automotive bumper beam 40)
The
また、本実施の形態における自動車用バンパビーム40’は、自動車の車体に取り付けられるものであって、図6(b)に示すように、断面がEの字形状のアルミ形材42’を有している。具体的には、図6(b)に示すアルミ形材42’は、衝突方向から見て右側に位置し、側壁を形成する右側ウェブ42cと、衝突方向から見て左側に位置し、側壁を形成する左側ウェブ42dと、側壁を形成する中央ウェブ42eと、裏壁を形成する後側フランジ42bとを有している。また、図6(b)に示す自動車用バンパビーム40’は、アルミ形材42’に前面側から貼り付けられ、衝突方向に直交する衝突壁を形成する鋼板43を有している。
In addition, the
なお、アルミ形材42,42’の断面形状は、コの字形状を基本としていれば、コの字等であってもよく、アルミ形材42,42’の内部のウェブ構造には特にこだわらない。また、図6(a)では、アルミ形材42の後方において、長手方向(縦方向)の幅全長に亙って鋼板44が貼り付けられており、図6(b)では、アルミ形材42’の前方において、長手方向(縦方向)の幅全長に亙って鋼板43が貼り付けられているが、必ずしも長手方向の幅全長に亙って鋼板が貼り付けられる必要はない。また、長手方向に複数の鋼板が分割して貼り付けられていてもよい。
The cross-sectional shape of the aluminum profiles 42, 42 'may be a U-shape as long as it is based on a U-shape, and the web structure inside the aluminum profiles 42, 42' is particularly particular. Absent. Further, in FIG. 6A, a
また、図6(a)に示す自動車用バンパビーム40において、更に、前側フランジ42aに外側から鋼板43が貼り付けられた構成や、図6(b)に示す自動車用バンパビーム40’において、更に、後側フランジ42bに外側から鋼板44が貼り付けられた構成であってもよい。
Further, in the
その他の構成は、第1の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。 Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the description thereof is omitted.
(シミュレーション結果)
シミュレーション結果を示す図3のグラフから、同一重量で比較した場合、アルミ単体であるケースNo.3よりも、本実施の形態のケースに最も近いケースNo.6(鋼板14のみ)の方が、高い曲げ強度を実現していることがわかる。
(simulation result)
From the graph of FIG. 3 showing the simulation results, when comparing with the same weight, case No. 3 is closer to the case of the present embodiment than the case No. 3. It can be seen that No. 6 (only the steel plate 14) achieves higher bending strength.
このように、自動車用バンパビーム40,40’は、式1の関係を満足する鋼板43,44とアルミ形材42とを有し、衝突壁および裏壁のいずれか一方が鋼板43,44を用いて形成されているので、重量増加を最小限に留めつつ曲げ強度を向上させることができる。
As described above, the bumper beams 40 and 40 ′ for automobiles have the
そして、自動車用バンパビーム40,40’は、鋼製の鋼板43,44とアルミ製のアルミ形材42によって形成されているので、コストアップを抑えながら曲げ強度を向上させることができる。また、アルミ形材42に鋼板43,44を貼り付けるという簡単なプロセスによって、曲げ強度を向上させることができる。
And since the bumper beams 40 and 40 'for automobiles are formed of the
[第5の実施の形態]
(自動車用バンパビーム50の構成)
本実施の形態における自動車用バンパビーム50は、自動車の車体に取り付けられるものであって、図7に示すように、断面が日の字形状のアルミ形材52を有している。具体的には、アルミ形材52は、矢印で示す衝突方向に直交する衝突壁を形成する前側フランジ52aと、衝突方向に対して前側フランジ52aの後方に位置し、前側フランジ52aに平行な裏壁を形成する後側フランジ52bと、衝突方向から見て右側に位置し、側壁を形成する右側ウェブ52cと、衝突方向から見て左側に位置し、側壁を形成する左側ウェブ52dと、側壁を形成する中央ウェブ52eとを有している。また、自動車用バンパビーム50は、アルミ形材52の前側フランジ52aおよび後側フランジ52bに埋め込まれた複数の鋼線5を有している。
[Fifth Embodiment]
(Configuration of automotive bumper beam 50)
The
なお、アルミ形材52の断面形状は、ロの字形状を基本としていれば、ロの字、目の字、田の字等であってもよく、アルミ形材52の内部のウェブ構造には特にこだわらない。また、前側フランジ52aおよび後側フランジ52bに挿入される鋼線5の数は、要求される曲げ強度と鋼線5の引張強度から決定される。このように、鋼線5がアルミ形材52の中に埋まっているため、鋼線5の端部にシールを実施することで、耐食性に優れたものとすることができる。
Note that the cross-sectional shape of the
また、図7においては、アルミ形材52の前側フランジ52aおよび後側フランジ52bに複数の鋼線5がそれぞれ挿入された構成にされているが、前側フランジ52aのみに鋼線5が挿入された構成や、後側フランジ52bのみに鋼線5が挿入された構成であってもよい。
Moreover, in FIG. 7, although the some
その他の構成は、第1の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。 Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the description thereof is omitted.
(シミュレーション結果)
シミュレーション結果を示す図3のグラフから、同一重量で比較した場合、アルミ単体であるケースNo.1およびケースNo.2よりも、本実施の形態のケースに近いケースNo.4およびケースNo.5の方が、高い曲げ強度を実現していることがわかる。
(simulation result)
From the graph of FIG. 3 showing the simulation results, when comparing with the same weight, case No. 1 and case no. 2 is closer to the case of the present embodiment than the case No. 2. 4 and case no. 5 shows that higher bending strength is realized.
このように、自動車用バンパビーム50は、式1の関係を満足する鋼線5とアルミ形材52とを有し、衝突壁および裏壁が鋼線5を用いて形成されているので、重量増加を最小限に留めつつ曲げ強度を向上させることができる。
Thus, the
そして、自動車用バンパビーム50は、鋼製の鋼線5とアルミ製のアルミ形材52によって形成されているので、コストアップを抑えながら曲げ強度を向上させることができる。また、アルミ形材52に鋼線5を埋め込むことによって、曲げ強度とともに耐食性を向上させることができる。
And since the
(各実施の形態の概要)
以上のように、各実施の形態の自動車用バンパビーム(自動車用バンパビーム1,20,20’,30,40,40’,50)は、自動車の車体に取り付けられ、衝突方向に直交する衝突壁(前側フランジ、鋼板、鋼線等)と、衝突方向に対して衝突壁の後方に位置し、衝突壁に平行な裏壁(後側フランジ、鋼板、鋼線等)と、衝突壁と離壁とを接続する側壁(右側ウェブ、左側ウェブ、中央ウェブ等)とを有する自動車用バンパビームであって、降伏応力がσy1で比重がρ1である第1の金属材料(鋼等)と、降伏応力がσy2で比重がρ2である第2の金属材料(アルミ等)と、を有し、第1の金属材料および第2の金属材料は、σy1/ρ1>σy2/ρ2の関係を満足し、衝突壁および裏壁の少なくとも一方が第1の金属材料を用いて形成されている構成にされている。
(Outline of each embodiment)
As described above, the automobile bumper beams (
上記の構成によれば、所定の関係を満足する第1の金属材料と第2の金属材料とを有し、衝突壁および裏壁の少なくとも一方が第1の金属材料を用いて形成されているので、重量増加を最小限に留めつつ曲げ強度を向上させることができる。 According to the above configuration, the first metal material and the second metal material satisfying a predetermined relationship are provided, and at least one of the collision wall and the back wall is formed using the first metal material. Therefore, the bending strength can be improved while minimizing the increase in weight.
また、各実施の形態の自動車用バンパビーム(自動車用バンパビーム1,20,20’,30,40,40’,50)において、第1の金属材料は鋼であり、第2の金属材料はアルミである構成にされている。上記の構成によれば、コストアップを抑えながら曲げ強度を向上させることができる。
Further, in the automobile bumper beams (
また、第1、第2および第4の実施の形態の自動車用バンパビーム(自動車用バンパビーム1,20,20’,40,40’)において、衝突壁および裏壁の少なくとも一方が、第2の金属材料に第1の金属材料を貼り付けることによって形成されている構成にされている。上記の構成によれば、第2の金属材料に第1の金属材料を貼り付けるという簡単なプロセスによって、曲げ強度を向上させることができる。
Further, in the automobile bumper beams (
また、第3および第5の実施の形態の自動車用バンパビーム(自動車用バンパビーム30,50)において、衝突壁および裏壁の少なくとも一方が、第2の金属材料に第1の金属材料を埋め込むことによって形成されている構成にされている。上記の構成によれば、第2の金属材料に第1の金属材料を埋め込むことによって、曲げ強度とともに耐食性を向上させることができる。 In addition, in the automobile bumper beams (automobile bumper beams 30, 50) of the third and fifth embodiments, at least one of the collision wall and the back wall is embedded in the second metal material with the first metal material. It is configured to be formed. According to said structure, corrosion resistance can be improved with bending strength by embedding a 1st metal material in a 2nd metal material.
(各実施の形態の変形例)
以上、本発明の実施例を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施の形態に記載された、作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
(Modification of each embodiment)
As mentioned above, although the Example of this invention was described, it only showed the specific example and does not specifically limit this invention, A specific structure etc. can change a design suitably. Further, the actions and effects described in the embodiments of the present invention only list the most preferable actions and effects resulting from the present invention, and the actions and effects according to the present invention are described in the embodiments of the present invention. It is not limited to what was done.
例えば、図1に示す第1の実施の形態の自動車用バンパビーム1において、前側フランジ2aに鋼板3が貼り付けられず、代わりに前側フランジ2aに鋼板33が埋め込まれている構成にされているなど、上記した複数の実施の形態が組み合わされて構成されていてもよい。
For example, in the
1 自動車用バンパビーム
2 アルミ形材
3,4 鋼板
5 鋼線
20,20’ 自動車用バンパビーム
22 アルミ形材
23,24 鋼板
30 自動車用バンパビーム
32 アルミ形材
33,34 鋼板
40,40’ 自動車用バンパビーム
42,42’ アルミ形材
43,44 鋼板
50 自動車用バンパビーム
52 アルミ形材
DESCRIPTION OF
Claims (4)
降伏応力がσy1で比重がρ1である第1の金属材料と、
降伏応力がσy2で比重がρ2である第2の金属材料と、
を有し、
前記第1の金属材料および前記第2の金属材料は、σy1/ρ1>σy2/ρ2の関係を満足し、
前記衝突壁および前記裏壁の少なくとも一方が前記第1の金属材料を用いて形成されていることを特徴とする自動車用バンパビーム。 A collision wall that is attached to a vehicle body and is orthogonal to the collision direction, a rear wall that is located behind the collision wall with respect to the collision direction, is parallel to the collision wall, and the collision wall and the separation wall. An automotive bumper beam having connecting side walls,
A first metal material having a yield stress of σy1 and a specific gravity of ρ1,
A second metal material having a yield stress of σy2 and a specific gravity of ρ2,
Have
The first metal material and the second metal material satisfy a relationship of σy1 / ρ1> σy2 / ρ2,
An automobile bumper beam, wherein at least one of the collision wall and the back wall is formed using the first metal material.
3. The automobile bumper beam according to claim 1, wherein at least one of the collision wall and the back wall is formed by embedding the first metal material in the second metal material. 4.
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