JP3582519B2 - バンパー取付け構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体側のバンパー取付部材にバンパーレインフォースを結合するようにしたバンパーの取付け構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両のバンパー取付け構造としては、従来、例えば特開２０００−１２７８７３号公報に開示されるものが知られている。
【０００３】
これは閉断面構造のフロントサイドメンバをバンパー取付部材として、このフロントサイドメンバの先端部にバンパーアームを介してバンパーレインフォースを結合するようにしており、このバンパーアームはフロントサイドメンバの先端部を閉塞する構造としている。
【０００４】
そして、前記バンパーアームの車幅方向内側部分には、車体後方に後退する傾斜部を形成してあり、この傾斜部によってバンパーレインフォースとの間に設けられた隙間により、車両低速衝突時にこのバンパーレインフォースが撓んだ場合にフロントサイドメンバが損傷するのを防止できるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来のバンパー取付け構造では、フロントサイドメンバの先端部をバンパーアームで閉塞しているため、このフロントサイドメンバ先端部の剛性が大きくなる。
【０００６】
このため、比較的大きな衝突荷重が入力されて、バンパーレインフォースが前記傾斜部による隙間を潰すように変形してバンパーアームの傾斜面に底付きした場合、バンパーアームおよびフロントサイドメンバの反力が高くなるため、フロントサイドメンバの変形による衝撃吸収が効率的に行われなくなってしまう恐れがある。
【０００７】
そこで、本発明は前方からの荷重入力時にバンパーレインフォースを結合したバンパー取付部材の先端部の変形を誘起させて反力の急激な上昇を抑制することにより、衝撃エネルギーを効率的に吸収できるようにしたバンパー取付け構造を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明にあっては、バンパーレインフォースを、車幅方向両側に前後方向に配設された閉断面構造のバンパー取付部材の先端部に結合する際に、前記バンパー取付部材の先端部を開放した状態で、その先端部の車幅方向内側部分に車体後方に後退する傾斜部を形成しておき、この傾斜部を除くバンパー取付部材の先端で前記バンパーレインフォースを溶接または締結して結合して、該先端部に脆弱部を構成するようにしている。
【０００９】
【発明の効果】
本発明のバンパー取付け構造によれば、車体前方から比較的大きな荷重が入力してバンパーレインフォースが変形する場合に、このバンパーレインフォースを結合したバンパー取付部材の先端部は、開放状態で、しかも、傾斜部が形成されていることにより脆弱構造となっているため、この開放先端部の変形によって反力の急激な上昇を伴うことなく衝撃エネルギーの吸収を効率的に行うことができる。
【００１０】
また、荷重の入力によってバンパーレインフォースおよびバンパー取付部材の先端部が変形する際、前記傾斜部の断面積が小さな先端部から除々に変形が進行し、前方に平面略弧状となったバンパーレインフォースはバンパー取付部材に対して直角となる方向に変形するため、前記荷重はバンパー取付部材の軸方向に入力されるようになり、このバンパー取付部材の軸圧壊を伴ってエネルギーの吸収効率を高めることができる。
【００１１】
更に、前記傾斜部が潰れない程度の比較的小さな荷重の入力時には、バンパーレインフォースのみの変形でエネルギーを吸収できるため、バンパー取付部材の損傷を極力抑えることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。
【００１３】
図１から図５は本発明にかかるバンパー取付け構造の第１実施形態を示し、図１はバンパー取付部材としてのフロントサイドメンバとバンパーレインフォースの結合部分を示す要部斜視図、図２はフロントサイドメンバとバンパーレインフォースの結合部分を示す要部平面図、図３は荷重入力時のフロントサイドメンバとバンパーレインフォースの変形を（ａ）〜（ｃ）によって順を追って示す要部平面図、図４はバンパーレインフォースが変形する際の回転中心を示す要部平面図、図５は車体側に入力される荷重を従来構造と比較して示す特性図である。
【００１４】
この第１実施形態のバンパー取付け構造は、図１に示すようにバンパー取付部材としてのフロントサイドメンバ１の先端部にバンパーレインフォース２を結合した結合部分Ｃを改良したもので、同図では車体左側の結合部分Ｃを示している。
【００１５】
前記フロントサイドメンバ１は車体前部の車幅方向両側に車体前後方向に延在配設されて、車体前部の主要な骨格部材を構成しており、このフロントサイドメンバ１に図外のパワーユニットやフロントサスペンションを直接若しくは間接的に支持するようにしている。
【００１６】
一方、前記バンパーレインフォース２はフロントバンパーの骨格を成し、図２に示すように一般的に前方に凸となる平面略弧状に湾曲成形され、その車幅方向両端部が前記フロントサイドメンバ１に結合される。
【００１７】
フロントサイドメンバ１は、上下および左右の側壁１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆによって矩形の閉断面構造となっており、該フロントサイドメンバ１の先端部１Ａを開放した状態で、このフロントサイドメンバ１の車幅方向略中央部Ｋから車体内側部分に車体後方に後退する傾斜部１０を形成し、この傾斜部１０を除くフロントサイドメンバ１の先端に前記バンパーレインフォース２の結合面（後側面）２ａを溶接により結合している。
【００１８】
即ち、フロントサイドメンバ１のバンパーレインフォース２への結合部１Ｂは、上，下外側壁１ｃ，１ｄの前記中央部Ｋよりも車幅方向外側の前端部分と左外側壁１ｅの前端部分となる。
【００１９】
前記バンパーレインフォース２は平面略弧状に湾曲しているため、フロントサイドメンバ１の先端部１Ａはバンパーレインフォース２に結合するにあたって、バンパーレインフォース２に対して略直角となるように傾斜した外開き形状としてある。
【００２０】
また、本実施形態では前記フロントサイドメンバ１を、アルミ合金などの軽合金を素材として押出し成形により閉断面構造として形成するようになっている。
【００２１】
前記フロントサイドメンバ１の閉断面内には、前記傾斜部１０の形成始端部１０ａに位置してフロントサイドメンバ１の上下面１ｃｉｎ，１ｄｉｎを連結する縦リブ１１を車体前後方向に延設してあり、その先端１１Ａをフロントサイドメンバ１の先端と同様にバンパーレインフォース２に溶接して結合している。
【００２２】
また、前記フロントサイドメンバ１の閉断面内には、前記縦リブ１１と同様にフロントサイドメンバ１の左右側面１ｅｉｎ，１ｆｉｎを連結する横リブ１２を車体前後方向に延設してある。
【００２３】
従って、フロントサイドメンバ１は、図１に示すように縦リブ１１と横リブ１２とによって略田の字状の断面形状となり、アルミ合金によりフロントサイドメンバ１を押出し成形する際に、これら縦リブ１１と横リブ１２を同時に押出し成形してフロントサイドメンバ１の全体を形成している。勿論、前記横リブ１２はその先端１２Ａを前記傾斜部１０に沿って切除してある。
【００２４】
以上の構成によりこの第１実施形態のバンパー取付け構造では、車両の前面衝突時には図３（ａ）〜（ｃ）に示すようにバンパーレインフォース２の変形を伴いつつ、フロントサイドメンバ１の先端部１Ａに衝突荷重Ｆを伝達することになる。
【００２５】
即ち、図３（ａ）に示すように自車が障害物Ｗに前面衝突すると、バンパーレインフォース２はフロントサイドメンバ１よりも車体内方部分が図中破線に示すように平坦化される方向に変形する。
【００２６】
このとき、図４に示すようにバンパーレインフォース２は、これを結合したフロントサイドメンバ１の先端部１Ａ近傍に設定される回転中心Ｏを中心として回転するように変形し、この変形により回転モーメントＭが発生する。
【００２７】
この回転モーメントＭは、前記先端部１Ａに形成した傾斜部１０が潰れるまでの衝突初期では、フロントサイドメンバ１とバンパーレインフォース２との結合部がピン作用を発揮して、このフロントサイドメンバ１に伝達されるモーメントを小さくすることができるため、車体側への衝撃入力を低減することができる。
【００２８】
このように、前記傾斜部１０が潰れない程度の比較的小さな荷重Ｆの入力時には、バンパーレインフォース２のみの変形で衝突エネルギーを吸収できるため、フロントサイドメンバ１の損傷を極力抑えることができる。
【００２９】
次に、図３（ｂ）に示すように衝突荷重Ｆによりバンパーレインフォース２の変形が進行した場合に、このバンパーレインフォース２を結合したフロントサイドメンバ１の先端部１Ａは、開放状態で傾斜部１０が形成されたことにより脆弱構造となっているため、この脆弱部Ｒの変形によって反力の急激な上昇を伴うことなく前記回転モーメントＭの吸収、つまり、衝撃エネルギーの吸収を効率的に行うことができる。
【００３０】
また、荷重Ｆの入力によってバンパーレインフォース２およびフロントサイドメンバ１の先端部１Ａが変形する際、前記傾斜部１０の断面積が小さな先端部から除々に変形が進行し、前方に弧状となったバンパーレインフォース２はフロントサイドメンバ１に対して直角となる方向に変形し、これによって、前記荷重Ｆはフロントサイドメンバ１の軸方向に入力されるようになり、このフロントサイドメンバ１の軸圧壊を伴ってエネルギーの吸収効率を高めることができる。
【００３１】
そして、衝突荷重Ｆによってフロントサイドメンバ１の先端部１Ａが前記図３（ｂ）の状態から図３（ｃ）に示すように傾斜部１０が潰れる際に、この傾斜部１０が車体後方に後退するように傾斜されているため、断面積が小さな先端から除々に潰れることになり、図５に示すように従来構造で発生していた衝突初期のピーク荷重Ｐを低減することができる。
【００３２】
即ち、図５では実線が本実施形態のバンパー取付け構造による荷重特性（ア）、破線が従来構造の荷重特性（イ）をそれぞれ示しており、本実施形態の場合では横軸に図３（ａ），（ｂ），（ｃ）の状態に対応した時間変化を取り、縦軸に車体側に入力される荷重を取って示してある。
【００３３】
従来構造の特性（イ）では、衝突荷重により変形するバンパーレインフォースがバンパー取付部材に底付きすることにより、急激に荷重が立ち上がって前記ピーク荷重Ｐが現れるが、本実施形態では図３（ａ），（ｂ），（ｃ）に示した変形状態に応じて段階的に荷重が増大するため、衝突初期に顕著な荷重のピークを形成することがなく車体側に入力される衝撃を効率的に吸収することができる。
【００３４】
従って、本実施形態では居住空間となるキャビンの補強を合理化できるため、その補強部材を削減した分だけ車体の軽量化を達成でき、特に、本実施形態ではフロントサイドメンバ１がアルミ合金による押出し成形で形成されたことにより更なる軽量化を図ることができ、燃費や走行性能などを向上することができる。
【００３５】
このように本実施形態では各種優れた効果を発揮できるにもかかわらず、その構成はバンパーレインフォース２を結合するフロントサイドメンバ１の開放した先端部１Ａを、単に斜めに切断して傾斜部１０を形成するのみでよく、そのフロントサイドメンバ１の加工が著しく容易となる。
【００３６】
また、本実施形態ではフロントサイドメンバ１の閉断面内に縦リブ１１を設けて、この縦リブ１１を傾斜部１０の形成始端部１０ａに位置させてあるので、傾斜部１０の脆弱性を損なうことなくフロントサイドメンバ１とバンパーレインフォース２との結合剛性を高めることができる。
【００３７】
更に、前記フロントサイドメンバ１の閉断面内に横リブ１２を設けたことにより、フロントサイドメンバ１の剛性を向上できるため、フロントサイドメンバ１の薄肉化を可能にして、更なる軽量化を図ることができる。
【００３８】
ところで、この第１実施形態では縦リブ１１および横リブ１２を十字状に設けて、フロントサイドメンバ１を田の字状断面として形成したが、縦リブ１１のみを設けた場合、または横リブ１２のみを設けた場合、若しくはいずれのリブ１１，１２をも設けない場合でもよく、いずれの構成によっても軽合金による押出し成形により簡単に形成できるとともに、傾斜部１０を形成する場合にあっても第１実施形態と同様に先端部１Ａを単に切断すればよく、その加工を容易にすることができる。
【００３９】
ところで、この第１実施形態ではフロントサイドメンバ１を軽合金による押出し成形する場合を開示したが、これに限ることなく図６，図７に示すようにフロントサイドメンバ１をプレス成形し、このフロントサイドメンバ１を溶接またはボルト１３を介してバンパーレインフォース２に結合するようにしてもよい。
【００４０】
尚、このようにプレス成形したフロントサイドメンバ１は、各外側壁１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆの先端を内方に折り曲げた折曲げ代１４を形成し、この折曲げ代１４が溶接やボルト１３による結合部分となっている。勿論、このプレス成形される場合にもフロントサイドメンバ１の先端部１Ａに傾斜部１０が形成される。
【００４１】
図８，図９は本発明の第２実施形態を示し、前記各実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べる。
【００４２】
図８はフロントサイドメンバ１とバンパーレインフォース２の結合部分の分解斜視図、図９はその結合部分の平面図で、この第２実施形態はバンパーレインフォース２の結合面２ａの上下部に車幅方向に延びる段差部２０ａを形成する凸条２０を設ける一方、フロントサイドメンバ１のバンパーレインフォース２の結合部に前記凸条２０の断面形状に沿った嵌合部２１を形成している。
【００４３】
前記凸条２０は、図８に示すようにバンパーレインフォース２の結合面２ａの上下中央部に車幅方向に延設して形成し、この凸条２０を設けることによってバンパーレインフォース２は断面凸字状に形成される。
【００４４】
一方、前記嵌合部２１はフロントサイドメンバ１の上，下外側壁１ｃ，１ｄを前方に延長することにより形成し、それら上，下延長部２１ａ，２１ｂを前記段差部２０ａ，２０ｂに嵌合している。
【００４５】
そして、図９に示すように嵌合部２１の上，下延長部２１ａ，２１ｂを段差部２０ａ，２０ｂにスポット溶接することにより、フロントサイドメンバ１とバンパーレインフォース２とを結合している。
【００４６】
このとき、図９に示すように前記上，下延長部２１ａ，２１ｂに傾斜部１０を形成してあり、この傾斜部１０を形成した車幅方向略中央部Ｋから車体内方にはスポット溶接されないようになっている。
【００４７】
また、フロントサイドメンバ１の車体内方となる右外殻壁１ｆの先端と凸条２０との間に所定の隙間δを設けてある。
【００４８】
従って、この実施形態では衝突荷重の入力によりバンパーレインフォース２が変形した場合に、上，下延長部２１ａ，２１ｂに形成した傾斜部１０と、右外側壁１ｆの先端と凸条２０との間に形成した隙間δとによって、前記第１実施形態と同様の機能を発揮できるが、特に、この第２実施形態ではバンパーレインフォース２の凸条２０にフロントサイドメンバ１の嵌合部２１を係合させることができるため、フロントサイドメンバ１を容易に位置決めすることができる。
【００４９】
ところで、前記各実施形態では車両左側部分のフロントサイドメンバ１とバンパーレインフォース２との結合部分を例にとって説明したが、勿論、車両右側部分の結合部分にあっても同様に構成することができる。ただし、この場合は前記各実施形態の説明中で左右関係を逆に読み代えるものとする。
【００５０】
また、前記各実施形態ではバンパー取付部材をフロントサイドメンバ１として、このフロントサイドメンバ１の先端部１Ａにバンパーレインフォース２を結合する場合を開示したが、フロントサイドメンバ１とは別に専用のバンパー取付部材を設けて、このバンパー取付部材にバンパーレインフォース２を結合するようにした構造でもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態におけるフロントサイドメンバとバンパーレインフォースの結合部分を示す要部斜視図。
【図２】本発明の第１実施形態におけるフロントサイドメンバとバンパーレインフォースの結合部分を示す要部平面図。
【図３】本発明の第１実施形態における荷重入力時のフロントサイドメンバとバンパーレインフォースの変形を（ａ）〜（ｃ）によって順を追って示す要部平面図。
【図４】本発明の第１実施形態におけるバンパーレインフォースが変形する際の回転中心を示す要部平面図。
【図５】本発明の第１実施形態における車体側に入力される荷重を従来構造と比較して示す特性図。
【図６】本発明の第１実施形態の変形例におけるフロントサイドメンバとバンパーレインフォースの結合部分を示す透視斜視図。
【図７】本発明の第１実施形態の変形例におけるフロントサイドメンバとバンパーレインフォースの結合部分を示す要部平面図。
【図８】本発明の第２実施形態におけるフロントサイドメンバとバンパーレインフォースの結合部分の分解斜視図。
【図９】本発明の第２実施形態におけるフロントサイドメンバとバンパーレインフォースの結合部分の平面図。
【符号の説明】
１ フロントサイドメンバ（バンパー取付部材）
１Ａ 先端部
１Ｂ 結合部
２ バンパーレインフォース
２ａ 結合面
１０ 傾斜部
１１ 縦リブ
１２ 横リブ
２０ａ 段差部
２１ 嵌合部

Claims (5)

1. 車幅方向両側に前後方向に配設された閉断面構造のバンパー取付部材の先端部に、バンパーの骨格を成すバンパーレインフォースを結合するようにしたバンパー取付け構造において、
   前記バンパー取付部材の先端部を開放して、その先端部の車幅方向内側部分に車体後方に後退する傾斜部を形成し、この傾斜部を除くバンパー取付部材の先端で前記バンパーレインフォースを溶接または締結して結合して、該先端部に脆弱部を構成したことを特徴とするバンパー取付け構造。
2. バンパー取付部材の閉断面内に、前記傾斜部の形成始端部に位置してバンパー取付部材の上下面を連結し、かつ車体前後方向に延びる縦リブを設け、この縦リブの先端をバンパーレインフォースに結合したことを特徴とする請求項１に記載のバンパー取付け構造。
3. バンパー取付部材の閉断面内に、バンパー取付部材の左右側面を連結し、かつ車体前後方向に延びる横リブを設けたことを特徴とする請求項２に記載のバンパー取付け構造。
4. バンパーレインフォースのバンパー取付部材結合面の上下部に車幅方向に延びる段差部を設ける一方、バンパー取付部材のバンパーレインフォース結合部に前記段差部の断面形状に沿った嵌合部を形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のバンパー取付け構造。
5. バンパー取付部材を、軽合金を素材として形成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のバンパー取付け構造。

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