JP2014058221A - 車両用バンパビーム - Google Patents

Abstract

【課題】軽衝突時のメインビームの捩じれを抑制するとともに、大衝突時の変形ストロークを確保した車両用バンパビームを提供する。
【解決手段】車体前端部において車幅方向に伸びて配置されるとともに閉断面を有するメインビーム１００と、メインビームの後部から車両後方側へ突き出して配置され後端部が車体のフロントサイドフレームに結合されるステー２１０とを備える車両用バンパビーム１を、メインビームは、車両前方側に配置された前面部１２０と、前面部の後方側に間隔を隔てて配置された後面部１１１と、前面部の上端部と後面部の上端部との間にわたして設けられた上面部１１２と、前面部の下端部と後面部の下端部との間にわたして設けられた下面部１１３とを有し、上面部と下面部とを連結しかつ前面部及び後面部とそれぞれ間隔を隔てて配置されるとともに、ステーの前端部と隣接する領域から車幅方向内側に伸びかつ車幅方向における中央部を空けて配置された横セパレータ３２０を有する構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等の車両用のバンパビームに関し、特に軽衝突時のメインビームの捩じれを抑制するとともに、大衝突時の変形ストロークを確保したものに関する。

乗用車等の自動車においては、前面衝突時に車両前方側からの荷重を受けて車両後方側へ伝達するため、外装部材であるバンパフェイスの内面に沿って車幅方向に伸びた梁状部材であるバンパビームが設けられている。
バンパビームは、メインビームの後方側へ突き出したステーを、車体本体側のフロントサイドフレームの前端部に結合することによって車両に取り付けられる。

このようなバンパビームに関する従来技術として、例えば特許文献１には、閉断面を有するメインビームの内部に、前後及び上下方向に延在する平板状のセパレータを複数配置して強度、剛性を向上したものが記載されている。

特開２００８− ３７３３３号公報

車高が低いこと等に起因して、バンパビームの取付位置が他の車両に対して相対的に低い車両の場合、衝突時にメインビームの上部にのみ荷重が入力される場合があり得る。
このような場合、メインビームの上方が後退する方向への回転モーメントが発生し、比較的エネルギが小さい軽衝突であってもメインビームの上面部が座屈してメインビームの捩れが発生することがある。

これに対し、上面部の座屈が発生する箇所に、特許文献１に記載されたようなメインビームの内部を区画するセパレータを設けることも考えられるが、こうしたセパレータを設けると、比較的エネルギが大きい大衝突時にメインビームの圧壊ストロークを確保することが困難となって、対衝突性能が低下してしまう。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、軽衝突時のメインビームの捩じれを抑制するとともに、大衝突時の変形ストロークを確保した車両用バンパビームを提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１に係る発明は、車体前端部において車幅方向に伸びて配置されるとともに閉断面を有するメインビームと、前記メインビームの後部から車両後方側へ突き出して配置され後端部が車体のフロントサイドフレームに結合されるステーとを備える車両用バンパビームであって、前記メインビームは、車両前方側に配置された前面部と、前記前面部の後方側に間隔を隔てて配置された後面部と、前記前面部の上端部と前記後面部の上端部との間にわたして設けられた上面部と、前記前面部の下端部と前記後面部の下端部との間にわたして設けられた下面部とを有し、前記上面部と前記下面部とを連結しかつ前記前面部及び前記後面部とそれぞれ間隔を隔てて配置されるとともに、前記ステーの前端部と隣接する領域から車幅方向内側に伸びかつ車幅方向における中央部を空けて配置された横セパレータを有することを特徴とする車両用バンパビームである。
これによれば、軽衝突時におけるメインビームの上面部の座屈を防止して、メインビームの捩れを抑制し、車両の修理に要する工数やコストを低減することができる。
また、横セパレータがメインビームの前面部及び後面部と間隔を隔てて配置されることによって、大衝突時には前面部と横セパレータとの間、及び、横セパレータと後面部との間が狭まるようにメインビームが圧壊することを妨げないため、大衝突時の変形ストロークも確保することができる。

請求項２に係る発明は、前記メインビームは、左右の前記横セパレータの間隔において、車両前後方向にほぼ沿って配置され前記メインビームの内部を実質的に閉塞する縦セパレータを有することを特徴とする請求項１に記載の車両用バンパビームである。
これによれば、メインビームの中央部における断面変形を比較的軽量な構造によって抑制することができる。

請求項３に係る発明は、前記ステーの上面部と、前記メインビームの上面部における前記横セパレータと接合された領域との間にわたして設けられた補強部材を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用バンパビームである。
これによれば、メインビームの上面部をさらに剛性向上して上述した効果をより確実に得ることができる。

以上説明したように、本発明によれば、軽衝突時のメインビームの捩じれを抑制するとともに、大衝突時の変形ストロークを確保した車両用バンパビームを提供することができる。

本発明を適用した車両用バンパビームの実施例の分解斜視図である。 図１のバンパビームを上方から見た平面図である。 図２のIII−III部矢視図である。 本発明の比較例である車両用バンパビームの正面衝突時の挙動を示す模式図である。 実施例の車両用バンパビームの正面衝突時の挙動を示す模式図である。

本発明は、軽衝突時のメインビームの捩じれを抑制するとともに、大衝突時の変形ストロークを確保した車両用バンパビームを提供する課題を、中空閉断面を有するメインビーム内に、ステーの直前から車幅方向内側へ伸び、メインビームの前面部及び後面部と離間しかつ上面部と下面部を連結した横セパレータを設けることによって解決した。

以下、本発明を適用した車両用バンパビーム（以下、単に「バンパビーム」と称する。）の実施例について説明する。
実施例のバンパビームは、例えば、比較的車高の低い乗用車等の自動車の車体前端部に設けられるものである。
バンパビームは、例えばＰＰ等の樹脂系材料によって形成される外装部品であるバンパフェイスの内部に設けられ、衝突時に障害物から受ける荷重を、車体の構造部材であるフロントサイドフレームに伝達するとともに、それ自体が圧壊してエネルギを吸収するものである。

図１は、実施例のバンパビームの分解斜視図である。
図２は、図１のバンパビームを上方から見た平面図である。
図３は、図２のIII−III部矢視図であって、車両前方側から見た図である。
バンパビーム１は、メインビーム１００、ステー２１０、リンホースメント２２０、縦セパレータ３１０、横セパレータ３２０等を有して構成されている。
メインビーム１００は、車幅方向にほぼ沿って延びた梁状部材である。
メインビーム１００は、車幅方向から見たときに閉断面を有する中空構造となっている。
図２に示すように、メインビーム１００は、図示しないバンパフェイスの造形に合わせて、車両前方側が凸となるように湾曲して形成されている。

図１に示すように、メインビーム１００は、リアパネル１１０、フロントパネル１２０を、スポット溶接等によって接合して構成されている。
リアパネル１１０、フロントパネル１２０は、例えば、鋼板等をプレス加工して形成されている。

リアパネル１１０は、一体に形成された後面部１１１、上面部１１２、下面部１１３を備えて構成されている。
後面部１１１は、メインビーム１００の後端部に設けられ、鉛直方向にほぼ沿って延びた面部である。
上面部１１２は、後面部１１１の上端部から前方側へ突き出して形成されたほぼ平板状の部分である。
上面部１１２の前端部には、上方側へ突出したフランジ部１１２ａが形成されている。
下面部１１３は、後面部１１１の下端部から前方側へ突き出して形成されたほぼ平板状の部分である。

フロントパネル１２０は、メインビーム１００の前面部を構成するパネルである。
フロントパネル１２０の上端部、下端部は、それぞれリアパネル１１０の上面部１１２、下面部１１３の前端部と、例えばスポット溶接等によって接合される。
フロントパネル１２０の高さ方向における中央部には、車幅方向にわたって延在する溝部１２１が形成されている。
フロントパネル１２０の上端部には、リアパネル１１０の上面部１１２よりも上方側へ突き出したフランジ部１２２が形成されている。
このフランジ部１２２は、上述した上面部１１２のフランジ部１１２ａと重ね合わせた状態で、スポット溶接等によって接合される。
フロントパネル１２０の下端部には、後方側へ突き出したフランジ部１２３が形成されている。
このフランジ部１２３は、リアパネル１１０の下面部１１３の下側に設けられ、下面部１１３の前端部と重ね合わせた状態で、スポット溶接等によって接合される。
以上説明した構成によって、メインビーム１００は、実質的にほぼ矩形状の閉断面を有するようになっている。

ステー２１０は、メインビーム１００の後部と、図示しない車体のフロントサイドフレーム前端部とを結合する部材である。
ステー２１０は、車両前後方向にほぼ沿って延在する柱状の部材である。
ステー２１０の前端部は、メインビーム１００のリアパネル１１０の後面部１１１に溶接されている。
ステー２１０の後端部には、つば状に張り出して形成されたフランジ部２１１が設けられている。
フランジ部２１１にはボルト穴が形成され、フロントサイドフレームの前端部と締結される。

リンホースメント２２０は、ステー２１０及びメインビーム１００のリアパネル１１０の上面部１１２に溶接された補剛用の部材である。
リンホースメント２２０は、例えば、鋼板をプレス成型して形成されている。
リンホースメント２２０は、ほぼ水平に配置された実質的に平板状のパネルであって、剛性向上等のため適宜凹凸が形成されている。
図２に示すように、リンホースメント２２０は、ステー２１０の上面を実質的に全面にわたって覆っている。
リンホースメント２２０の前部は、メインビーム１００の上面部１１２の後半部を覆っている。
リンホースメント２２０は、ステー２１０に対して車幅方向内側及び外側にそれぞれ広がって形成されている。
リンホースメント２２０の車幅方向外側の端部は、メインビーム１００の側端部と隣接して配置されている。

縦セパレータ３１０は、メインビーム１００の内部に設けられる補剛用の部材である。
縦セパレータ３１０は、例えば、鋼板をプレス成型して形成されている。
図１に示すように、縦セパレータ３１０は、車両の前後方向及び上下方向にほぼ沿って配置された実質的に平板状のパネルである。
縦セパレータ３１０の上端部は、リアパネル１１０の上面部１１２にスポット溶接等によって固定されている。
縦セパレータ３１０の下端部は、リアパネル１１０の下面部１１３にスポット溶接等によって固定されている。
縦セパレータ３１０は、メインビーム１００の車幅方向における中央部付近に、例えば２枚が車幅方向に離間して配置されている。

横セパレータ３２０は、メインビーム１００の内部に設けられる補剛用の部材である。
横セパレータ３２０は、例えば、鋼板をプレス成型して形成されている。
図１、図２に示すように、横セパレータ３２０は、メインビーム１００の長手方向及び上下方向にほぼ沿って配置された実質的に平板状のパネルである。
図１に示すように、横セパレータ３２０の上端部、下端部には、それぞれ前方側へ突き出したフランジ部３２１，３２２が形成されている。
フランジ部３２１，３２２は、それぞれリアパネル１１０の上面部１１２、下面部１１３にスポット溶接等によって固定されている。

図２に示すように、横セパレータ３２０は、メインビーム１００の前面部及び後面部とそれぞれ間隔を隔てて対向するように配置されている。
すなわち、横セパレータ３２０の前面は、フロントパネル１２０と車両前後方向に間隔を隔てて対向している。
また、横セパレータ３２０の後面は、リアパネル１１０の後面部１１１と車両前後方向に間隔を隔てて対向している。

横セパレータ３２０の車幅方向外側の端部は、車両前方側から見たときに、ステー２１０と重なる位置に配置されている。
横セパレータ３２０の車幅方向内側の端部は、縦セパレータ３１０と車幅方向に間隔を隔てて配置されている。
すなわち、横セパレータ３２０は、メインビーム１００の車幅方向における中央部を空けるようにして配置されている。
このような横セパレータ３２０の配置は、メインビーム１００の中央部における上部に衝突による荷重が入力され、メインビーム１００が捩じりを受けた際に、仮に横セパレータ３２０を設けない場合に上面部１１２の座屈が懸念される領域を通過するように設定される。
また、リンホースメント２２０の車幅方向内側の前端部は、上方から見たときに、横セパレータ３２０の車幅方向外側の端部と重なるように配置されている。

次に、上述した実施例の効果を、以下説明する本発明の比較例と対比して説明する。
図４は、比較例の車両用バンパビームの正面衝突時の挙動を示す模式図である。
比較例のバンパビーム１Ａは、実施例のバンパビーム１から、横セパレータ３２０を省略したものである。
図４（ａ）は、正面衝突バリアＢがバンパビーム１Ａの車幅方向中央部に衝突した状態を上方から見た平面図である。
図４（ｂ）は、図４（ａ）のｂ−ｂ部矢視断面図である。
図４（ｃ）は、図４（ｂ）と同じ断面における衝突後の状態を示す断面図である。
図４（ｄ）は、図４（ａ）のｄ−ｄ部矢視断面における衝突後の状態を示す断面図である。

比較的車高の低い車両が、ＳＵＶ車等の比較的車高の高い車両と衝突した場合には、図４（ｂ）に示すように、他車のバンパ（ここでは正面衝突バリアＢによって模擬）と高さ方向におけるラップ量が少なくなり、メインビーム１００の上部にのみ荷重が入力される。
この場合、メインビーム１００には、上部が後退するよう回動する方向（図４において、時計回り方向）のモーメントが発生し、メインビーム１００は、図４（ｃ）に示すように、捩じりを受けることになる。
このとき、比較例においては、図４（ｄ）に示すように、メインビーム１００の上面部に座屈が生じて比較的大きな捻り変形が発生してしまう。
軽衝突時であっても、このような座屈が生じた場合には、メインビーム１００の交換が必要となり、修理に要する工数やコストが増加してしまう。

図５は、実施例の車両用バンパビームの衝突時の挙動を示す模式図である。
図５（ａ）は、正面衝突バリアＢがバンパビーム１の車幅方向中央部に衝突した状態を上方から見た平面図である。
図５（ｂ）は、図５（ａ）のｂ−ｂ部矢視断面図である。
図５（ｃ）は、図５（ｂ）と同じ断面における大衝突時の状態を示す断面図である。

実施例においては、横セパレータ３２０を設けたことによって、軽衝突時に比較例で問題となったようなメインビーム１００の上面部の座屈が生じにくくなり、図５（ｂ）に示すように、メインビーム１００の断面形状が維持され、損傷を防止できる。
これによって、軽衝突時にバンパビーム１の交換が必要となり難く、修理に要する工数やコストを低減することができる。

一方、比較的高速からの衝突のように入力が大きい大衝突時には、図５（ｃ）に示すように、メインビーム１００が横セパレータ３２０の前後でそれぞれ圧壊することによって、変形ストロークを確保し、衝撃エネルギを良好に吸収することができる。

以上説明したように、本実施例によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）メインビーム１００の内部に、前面部、後面部と間隔を隔てて対向しかつステー２１０の直前から車幅方向内側に延びた横セパレータ３２０を設けたことによって、軽衝突時におけるメインビーム１００の上面部の座屈を防止して、メインビーム１００の捩れを抑制し、車両の修理に要する工数やコストを低減することができる。
また、横セパレータ３２０がメインビーム１００の前面部及び後面部と間隔を隔てて配置されることによって、大衝突時にはフロントパネル１２０と横セパレータ３２０との間、及び、横セパレータ３２０と後面部１１１との間が狭まるようにメインビーム１００が圧壊することを妨げないため、大衝突時の変形ストロークも確保することができる。
（２）メインビーム１００の車幅方向における中央部に縦セパレータ３１０を設けたことによって、例えばメインビーム１００の実質的に全長にわたって、メインビーム１００の長手方向に沿って延びたセパレータを設ける場合と比べて、メインビーム１００の中央部における断面変形を比較的軽量な構造によって抑制することができる。
（３）ステー２１０の上面部と、メインビーム１００の上面部１１２における横セパレータ３２０と接合された領域とを連結するリンホースメント２２０を設けたことによって、メインビーム１００の上面部をさらに剛性向上して上述した効果をより確実に得ることができる。

（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
例えば、車両用バンパビームを構成する各部材の形状、構造、材質、製法、接合方法等は、上述した実施例に限定されず、適宜変更することができる。

１ バンパビーム（実施例） １Ａ バンパビーム（比較例）
１００ メインビーム １１０ リアパネル
１１１ 後面部 １１２ 上面部
１１２ａ フランジ部 １１３ 下面部
１２０ フロントパネル １２１ 溝部
１２２ フランジ部 １２３ フランジ部
２１０ ステー ２１１ フランジ部
２２０ リンホースメント ３１０ 縦セパレータ
３２０ 横セパレータ ３２１ フランジ部
３２２ フランジ部 Ｂ 正面衝突バリア

Claims (3)

1. 車体前端部において車幅方向に伸びて配置されるとともに閉断面を有するメインビームと、
   前記メインビームの後部から車両後方側へ突き出して配置され後端部が車体のフロントサイドフレームに結合されるステーと
   を備える車両用バンパビームであって、
   前記メインビームは、
   車両前方側に配置された前面部と、
   前記前面部の後方側に間隔を隔てて配置された後面部と、
   前記前面部の上端部と前記後面部の上端部との間にわたして設けられた上面部と、
   前記前面部の下端部と前記後面部の下端部との間にわたして設けられた下面部とを有し、
   前記上面部と前記下面部とを連結しかつ前記前面部及び前記後面部とそれぞれ間隔を隔てて配置されるとともに、前記ステーの前端部と隣接する領域から車幅方向内側に伸びかつ車幅方向における中央部を空けて配置された横セパレータを有すること
   を特徴とする車両用バンパビーム。
2. 前記メインビームは、左右の前記横セパレータの間隔において、車両前後方向にほぼ沿って配置され前記メインビームの内部を実質的に閉塞する縦セパレータを有すること
   を特徴とする請求項１に記載の車両用バンパビーム。
3. 前記ステーの上面部と、前記メインビームの上面部における前記横セパレータと接合された領域との間にわたして設けられた補強部材を有すること
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用バンパビーム。

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