JP5161631B2 - 車両用バンパビーム - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車両の車体前後端部に設けられるバンパ内に配置されるバンパビームに関するものである。

自動車等の車両の車体前後に設けられるバンパは、車体表面を構成する樹脂製等のバンパフェイスの内側に、車幅方向に延びた梁状の構造部材であるバンパビームを設けることが一般的である。通常このようなバンパビームは、車体のサイドフレーム端部から突き出したステーによって支持される。

近年、バンパビームは車両の斜め前方（フロントバンパの場合）又は斜め後方（リアバンパの場合）からの衝突に対して、十分なエネルギ吸収能力を有することが求められている。
例えば、特許文献１には、斜め衝突に対する衝撃エネルギ吸収効率を高めることを目的として、バンパビーム（バンパリィンフォース）の両端前壁部を切断して傾斜面とし、ここに別部材からなるカバーを装着し、本体下面に設けられたベース板と結合することが記載されている。
特開２００７−４５１７１号公報

車両の斜め衝突時には、バンパビームの端部が片持ち梁状の荷重形態となることから、ステーとの接続部に大きな曲げ応力が加わることになり、バンパビームの曲がりや折れによる衝撃吸収能力の低下が懸念される。
一方で、バンパビームの端部で要求される強度は中央部ほどシビアではないため、仮にバンパビームの全長にわたって同様の断面形状を持たせた場合、端部では強度が過剰となって重量増やコスト増の原因となる。
本発明の課題は、斜め衝突に対する衝撃吸収性能に優れかつ軽量な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の発明は、バンパフェイスに対向し車幅方向に延びた第１のパネル、及び、前記第１のパネルとともに閉断面を形成し車幅方向の長さが前記第１のパネルよりも短く形成された第２のパネルを有するメインビームと、前端部が前記第２のパネルの車幅方向両端部にそれぞれ結合されるとともに後端部が車体に固定される左右一対のステーと、前記ステーよりも車幅方向外側の領域において、前記第１のパネルの反バンパフェイス側の面部に固定され前記第１のパネルとともに前記メインビームの前記閉断面よりも面積が小さくかつ高さが小さい閉断面を形成しかつ車幅方向内側の端部が前記ステーの側部に接続された補剛部材とを備える車両用バンパビームである。

請求項２の発明は、前記ステーは、車幅方向外側の側部から張り出したフランジ部を有し、前記補剛部材の車幅方向内側の端部が前記フランジ部に溶接によって固定され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。
請求項３の発明は、前記補剛部材は、上下に分割された複数のパネルを接合して構成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用バンパビームである。

本発明によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）ステーよりも車幅方向外側の領域に第１のパネルとともに閉断面を形成し、ステーの側部に接続された補剛部材を設けたことによって、斜め衝突時の入力の一部が補剛部材からステーの側部に入力されるため、メインビームに加わる曲げ応力が緩和される。これによって、メインビームの曲がりや折れを防止して、良好な衝撃吸収性能を得ることができる。
また、第１のパネルと補剛部材とによって形成される閉断面は、第１及び第２のパネルによってメインビームの中央部に形成される閉断面よりも小さく形成されることによって、バンパビームの側端部における強度を最適化するとともに、軽量化を図ることができる。
（２）補剛部材をステー側部から張り出したフランジ部に溶接して固定することによって、補剛部材からフランジ部への入力を、溶接箇所が比較的高い強度を示すせん断方向に沿って伝達することができる。

本発明は、斜め衝突に対する衝撃吸収性能に優れかつ軽量な車両用バンパビームを提供する課題を、メインビームの車体側のパネルをバンパフェイス側のパネルよりも短く形成し、両端部にメインビームの車体側のパネルとともにメインビームの中央部よりも小さい閉断面を形成するリンホースメントを設けるとともに、リンホースメントの車幅方向内側の端部をステーの側部に接合す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の実施例について説明する。本実施例のバンパビームは、例えば乗用車の車体後部に設けられるリアバンパ用のものである。
図１は、実施例のバンパビームの二面図である。図１（ａ）は上方から見た平面図であり、図１（ｂ）は車両後方側から見た後面図（図１（ａ）のｂ−ｂ部矢視図である。
図２は、バンパビームの分解斜視図である。
図３は、図１のIII−III部矢視断面図である。
図４は、図１のIV−IV部矢視断面図である。
図５は、図１のＶ部拡大透視図である。
図６は、図１のVI部拡大透視図である。
図７は、バンパビームの側端部を斜め上方かつ斜め後方側から見た外観斜視図である。

バンパビーム１は、メインビーム１０、ステー２０、リンホースメント３０、衝撃吸収フォーム４０（図３参照）等を備えて構成されている。なお、以下説明する各部材は、特記ない限り例えば鋼板等の金属板に、プレス成型、ロール成型等の板金加工をすることによって形成され、スポット溶接等の溶接によって結合されている。
メインビーム１０は、車幅方向に延びた梁状に形成されたバンパビーム１の本体部分である。メインビーム１０は、リアパネル１１、及び、フロントパネル１２を有して構成されている。

リアパネル１１は、メインビーム１０のうちバンパフェイスＦ（図３、図４参照）に対向して配置された後面部を構成する部分である。リアパネル１１は、車幅方向に延びた帯状に形成され、図１（ｂ）等に示すように、バンパフェイスＦの造形に適合するように、車両上方から見た平面形が湾曲して形成されている。また、図３に示すように、リアパネル１１の上端部には、車両前方側へ突き出したフランジ部１１ａが設けられている。

フロントパネル１２は、図３に示すように、リアパネル１１の反バンパフェイスＦ側（車体のスカートＳ側）に配置され、リアパネル１１と共に閉断面Ｓ１を形成する部分である。フロントパネル１２は、縦壁部１２ａ、上面部１２ｂ、下面部１２ｃを備えている。
縦壁部１２ａは、リアパネル１１及びスカートＳの間に設けられ、これらとそれぞれ間隔を隔てて対向する部分である。縦壁部１２ａは、メインビーム１０の中央部における前面部を構成する。
上面部１２ｂは、縦壁部１２ａの上端部からリアパネル１１側（車両後方側）へ突き出した部分である。上面部１２ｂの後端部は、リアパネル１１のフランジ部１１ａに接合される。上面部１２ｂは、メインビーム１０の中央部における上面部を構成する。
下面部１２ｃは、縦壁部１２ａの下端部からリアパネル１１側へ突き出した部分である。下面部１２ｃの後端部には、下側へ突き出したフランジ部が形成され、このフランジ部はリアパネル１１の前面部に接合される。下面部１２ｃは、メインビーム１０の中央部における下面部を構成する。

図１（ａ）等に示すように、フロントパネル１２は、リアパネル１１よりも車幅方向における長さが短く形成されている。すなわち、メインビーム１０の左右両端部には、リアパネル１１のみが設けられフロントパネル１２が設けられていない領域が存在する。
また、メインビーム１０の内部には、図示しないセパレータが適宜設けられる。

ステー２０は、バンパビーム１を車体に対して固定する部分である。ステー２０は、車両の進行方向にほぼ沿って延びた四角形断面の柱状に形成される。ステー２０の前端部は、図示しない車体サイドフレームの後端部に固定されている。ステー２０の後端部は、メインビーム１０におけるフロントパネル１２の左右両端部に固定されている。
ステー２０は、アッパパネル２１、ロワパネル２２、ベースプレート２３等を備えて構成されている。
なお、図６においては、ステー２０は図示を省略している。
また、図２においては、ステー２０及びリンホースメント３０は左側のみ図示している。

アッパパネル２１及びロワパネル２２は、ステー２０の本体部の上下部分をそれぞれ構成する部分である。アッパパネル２１及びロワパネル２２は、側面部から車幅方向外側に突き出して形成されたフランジ部を接合して固定されている。（以下このフランジ部に符号２０ａ（図５、図７等参照）を付して説明する。）
アッパパネル２１の上面部及びロワパネル２２の下面部の後端部は、それぞれフロントパネル１２の上面部１２ｂの上側及び下面部１２ｃの下側に延びて形成され、ここを溶接することによってフロントパネル１２に接合されている。
また、アッパパネル２１及びロワパネル２２の前端部には、図７に示すように、車両前後方向に直交する方向に配置されたフランジ部２１ａ，２２ａが形成されている。
ベースプレート２３は、フランジ部２１ａ，２２ａに固定される補剛用のプレートである。ベースプレート２３は、バンパビーム１を車体に固定する際の基部として機能する。
なお、図７ではベースプレート２３は図示を省略している。

リンホースメント３０は、メインビーム１０のフロントパネル１２が設けられない側端部において、図４に示すように、リアパネル１１とともに閉断面Ｓ２を形成するとともに、リアパネル１１とステー２０の側部とを結合するものである。
リンホースメント３０は、上下二分割の構成とされ、アッパパネル３１及びロワパネル３２を有して構成されている。

アッパパネル３１は、リンホースメント３０の上面部を構成する部分である。アッパパネル３１の後端部には、上方へ立ち上げられたフランジ部３１ａが形成されている。このフランジ部３１ａは、リアパネル１１の前面部に接合されている。
図７に示すように、アッパパネル３１の車幅方向内側（ステー２０側）の端部には、上方へ張り出して形成されたブリスター状の段部３１ｂが設けられている。この段部３１ｂのステー２０側の端部は、ステー２０のフランジ部２０ａの上面部に乗り上げて配置され、ここでフランジ部２０ａと溶接によって接合されている。さらに、段部３１ｂの端部には、上方へ立ち上げられたフランジ部３１ｃが形成され、ステー２０の側面部に接合されている。
上述したフランジ部３１ａとフランジ部３１ｃとは、アッパパネル３１の縁部に沿って立ち上げられたリブ３１ｄによって連結されている。

ロワパネル３２は、リンホースメント３０の前面部及び下面部を構成する部分である。
ロワパネル３２は、縦壁部３２ａ、下面部３２ｂ等を備えて構成されている。
縦壁部３２ａは、リンホースメント３０の前面部を構成する部分である。図６に示すように、縦壁部３２ａの上端部は、前方へ突き出して形成されたフランジ部を介してアッパパネル３１の下面部に接合されている。また、図７に示すように、縦壁部３２ａの車幅方向外側の端部は、リアパネル１１の前面部に接合されている。

下面部３２ｂは、縦壁部３２ａの下端部から後方側（リアパネル１１側）へ突き出して形成され、リンホースメント３０の下面部を構成する部分である。下面部３２ｂの後端部は、リアパネル１１の前面部に接合されている。これによって、リンホースメント３０とリアパネル１１とは、ともに図４に示す閉断面Ｓ２を形成する。なお、この閉断面Ｓ２は、バンパビーム１の側部に要求される強度に応じて、メインビーム１０の中央部でリアパネル１１とフロントパネル１２とが形成する閉断面Ｓ１よりも小さく形成されている。また、閉断面Ｓ２は、車幅方向内側（ステー側）から車幅方向外側にかけて、徐々に小さくなるように形成されている。
また、下面部３２ｂの車幅方向内側の端部は、ステー２０のロワパネル２２の下面部に接合されている。

衝撃吸収フォーム４０は、例えば衝撃吸収性を有する発泡樹脂によってブロック状に形成され、図３に示すようにリアパネル１１の後面部に固定されている。

以上説明した本実施例によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）ステー２０よりも車幅方向外側の領域にリアパネル１１とともに閉断面Ｓ２を形成し、ステー２０の側部に接続されたリンホースメント３０を設けたことによって、斜め衝突時の入力の一部がリンホースメント３０からステー２０の側部に入力されるため、メインビーム１０に加わる曲げ応力が緩和される。これによって、メインビーム１０の曲がりや折れを防止して、良好な衝撃吸収性能を得ることができる。
また、リアパネル１１とリンホースメント３０とによって形成される閉断面は、リアパネル１１及びフロントパネル１２によってメインビーム１０の中央部に形成される閉断面よりも小さく形成されることによって、バンパビーム１の側端部における強度を最適化するとともに、軽量化を図ることができる。
（２）リンホースメント３０のアッパパネル３１をステー２０の側部から張り出したフランジ部２０ａに溶接して固定することによって、リンホースメント３０からフランジ部２０ａへの入力を、溶接箇所が比較的高い強度を示すせん断方向に沿って伝達することができる。

（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。
（１）上述した実施例は、例えばリアパンパに設けられるバンパビームに係るものであるが、本発明はこれに限らず、フロントバンパに設けられるバンパビームにも適用することができる。
（２）各部材の形状、構造、材質、製法、分割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。

本発明を適用した車両用バンパビームの実施例における二面図である。 図１のバンパビームの分解斜視図である。 図１のIII−III部矢視断面図である。 図１のIV−IV部矢視断面図である。 図１のＶ部拡大透視図である。 図１のVI部拡大透視図である。 図１のバンパビームの側端部を斜め上方かつ斜め後方側から見た外観斜視図である。

符号の説明

１ バンパビーム １０ メインビーム
１１ リアパネル １１ａ フランジ部
１２ フロントパネル １２ａ 縦壁部
１２ｂ 上面部 １２ｃ 下面部
２０ ステー ２０ａ フランジ部
２１ アッパパネル ２２ ロワパネル
２３ ベースプレート ３０ リンホースメント
３１ アッパパネル ３１ａ フランジ部
３１ｂ 段部 ３１ｃ フランジ部
３１ｄ リブ ３２ ロワパネル
３２ａ 縦壁部 ３２ｂ 下面部
４０ 衝撃吸収フォーム Ｆ バンパフェイス
Ｓ スカート Ｓ１ 閉断面（バンパビーム中央部）
Ｓ２ 閉断面（バンパビーム端部）

Claims (3)

1. バンパフェイスに対向し車幅方向に延びた第１のパネル、及び、前記第１のパネルとともに閉断面を形成し車幅方向の長さが前記第１のパネルよりも短く形成された第２のパネルを有するメインビームと、
   前端部が前記第２のパネルの車幅方向両端部にそれぞれ結合されるとともに後端部が車体に固定される左右一対のステーと、
   前記ステーよりも車幅方向外側の領域において、前記第１のパネルの反バンパフェイス側の面部に固定され前記第１のパネルとともに前記メインビームの前記閉断面よりも面積が小さくかつ高さが小さい閉断面を形成しかつ車幅方向内側の端部が前記ステーの側部に接続された補剛部材と
   を備える車両用バンパビーム。
2. 前記ステーは、車幅方向外側の側部から張り出したフランジ部を有し、
   前記補剛部材の車幅方向内側の端部が前記フランジ部に溶接によって固定されること
   を特徴とする請求項１に記載の車両用バンパビーム。
3. 前記補剛部材は、上下に分割された複数のパネルを接合して構成されること
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用バンパビーム。
   

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