JP5587698B2 - 車両用バンパ装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用バンパ装置に関するものである。

従来、車両用バンパ装置として種々のものが提案されている。例えば特許文献１に記載された車両用バンパ装置は、車両幅方向に延在するバンパリインホース（４０）の端部に、車両前後方向に延在するクラッシュボックス（１０）が、ボルト・ナットによる締結で結合されてなる。そして、バンパリインホースの後壁部（４０Ａ）と、クラッシュボックスの車両幅方向内側の先端面（３８）との間に隙間を設けることで、車両の前突時にバンパリインホースが撓んだ際、クラッシュボックスのインナパネル（１４）の車両幅方向内側壁部（１４Ｅ）の前部に作用する車両前後方向の圧縮荷重を抑制することが併せて提案されている。

一方、特許文献２に記載された車両用バンパ装置は、車両前後方向に延在するサイドメンバ（７）の前端面部に、車両幅方向に延在するバンパリインホース（５）の端部が、アルミニウム合金等の押出材からなるバンパステイ（３）を介したボルト・ナットによる締結で結合されてなる。そして、バンパステイに、曲成されたバンパリインホースの端部の傾斜に応じた前壁部（３ｃ）を有する三角断面形状部を設定するとともに、車両前後方向に延びる壁部（３ａ）にその座屈強度をバンパリインホースの曲げ強度よりも小さくするためのビード（３ｇ）を設定することで、車両のオフセット衝突時にもサイドメンバを軸方向に確実に圧潰させることが併せて提案されている。

特開２０００−１２７８７３号公報（第１図） 特開平１１−２０８３９３号公報（第１図）

ところで、特許文献１、２の車両用バンパ装置はともに、バンパリインホースとクラッシュボックス等との結合に、ボルト・ナットによる締結を利用しているため、部品点数の増大を余儀なくされる。また、衝撃エネルギーを十分に吸収するためには、ボルトの頭部又はナットの分だけクラッシュボックスを軸方向に延長して軸圧縮長を確保する必要があるため、該クラッシュボックスの軸方向への長さの延長を余儀なくされる。

本発明の目的は、部品点数の増大及びクラッシュボックスの大型化を抑制しつつ、バンパリインホース及びクラッシュボックスを結合することができる車両用バンパ装置を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、車両幅方向に延在するバンパリインホースと、車両前後方向に延在して前記バンパリインホースの端部に結合される一対のクラッシュボックスとを備える車両用バンパ装置において、前記クラッシュボックスは、車両前後方向で前記バンパリインホースに当接する底壁部を有する筒状に成形されており、前記底壁部が当接する前記バンパリインホースの当接壁部に形成された嵌合孔と、前記底壁部に形成され、前記嵌合孔に嵌挿される筒状の挿入部及び該挿入部の先端から張り出すフランジとを備え、前記嵌合孔の形成された前記当接壁部を、前記フランジの形成された前記底壁部と前記フランジとで挟持し、前記挿入部は、前記底壁部に形成されており、前記挿入部に挿入されるナット部及び該ナット部の径方向外側に張り出して前記底壁部の前記挿入部とは反対側の面で前記底壁部に接合される取付フランジを有する固縛牽引用ナットを備えたことを要旨とする。

同構成によれば、前記バンパリインホースの端部と前記クラッシュボックスとは、前記嵌合孔の形成された前記当接壁部を、前記フランジの形成された前記底壁部と前記フランジとで挟持することで結合される。従って、前記バンパリインホース及び前記クラッシュボックスを結合する際のボルト・ナットによる締結が不要になる。これにより、部品点数の増大を抑制することができる。また、ボルトの頭部又はナットの分だけ前記クラッシュボックスを軸方向（車両前後方向）に延長する必要がなくなり、該クラッシュボックスの大型化を抑制することができる。
また、前記固縛牽引用ナットは、前記当接壁部を挟持する前記底壁部及び前記フランジに、前記取付フランジが更に重ねられた状態で、前記底壁部に接合される。従って、強度確保のために、例えば前記底壁部及び前記取付フランジ間に補強用のプレートを介在させる必要がなく、部品点数の増大を抑制することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両用バンパ装置において、前記バンパリインホース及び前記クラッシュボックスは、互いに異なる材料からなり、前記嵌合孔を有する前記バンパリインホースよりも、前記フランジを有する前記クラッシュボックスの方が硬い材料からなることを要旨とする。

同構成によれば、前記嵌合孔を有する前記バンパリインホースよりも、前記フランジを有する前記クラッシュボックスの方が硬い材料からなることで、前記フランジ等による挟持をより堅固に行うことができる。なお、ここでいう材料の硬さとは、前記バンパリインホース及び前記クラッシュボックスの各々の成形完了後の材料の硬さのことである。従って、例えば成形前の段階の材料（素材）では、前記嵌合孔を有する前記バンパリインホースよりも、前記フランジを有する前記クラッシュボックスの方が柔らかかったとしても、成形に伴ういわゆる加工硬化によって前記した関係を満足しているのであれば、本発明を何ら逸脱するものではない。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の車両用バンパ装置において、前記フランジは、前記嵌合孔の周縁部に沿う全周に亘って連続することを要旨とする。
同構成によれば、前記フランジは、前記嵌合孔の周縁部に沿う全周に亘って連続することで、前記フランジの強度を確保することができ、ひいては該フランジの形成された前記当接壁部又は前記底壁部との挟持力を増大することができる。

本発明では、部品点数の増大及びクラッシュボックスの大型化を抑制しつつ、バンパリインホース及びクラッシュボックスを結合することができる車両用バンパ装置を提供することができる。

（ａ）（ｂ）は、本発明の一実施形態を示す平面図及び斜視図であり、（ｃ）は、（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図。 （ａ）（ｂ）は、同実施形態の製造方法を示す概略図。 （ａ）は、本発明の変形形態を示す断面図であり、（ｂ）は、従来形態を示す断面図。 （ａ）（ｂ）は、本発明の変形形態を示す斜視図及び断面図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１（ａ）（ｂ）は、自動車などの車両のフロント部分に適用される本実施形態に係る車両用バンパ装置を示す平面図及び斜視図であり、図１（ｃ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。なお、この車両用バンパ装置は、車両幅方向で対称（左右対称）であるため、その一側（車両の前方に向かって右側半分）の構造を割愛して描画している。

同図に示されるように、車両幅方向両側には、例えば金属板からなり、断面略四角形の中空構造を有して車両前後方向に延びる一対のサイドメンバ１１が配設されている。これらサイドメンバ１１は、ボデーの一部を構成する。なお、各サイドメンバ１１の前端には、該サイドメンバ１１の開口部を閉塞する態様で、例えば金属板からなる略四角形のブラケット１２が溶接にて固着されている。

車両用バンパ装置は、例えば鋼板（ＳＰＣ２７０、ＳＣＧＡ２７０材など）を深絞り成形した後に加工硬化することで引っ張り強さを４４０ＭＰａ相当とした深絞り材からなり車両前後方向に延びて前記各ブラケット１２の前面に取着されるクラッシュボックス１３を備える。各クラッシュボックス１３は、円筒状の小径部２１、該小径部２１に環状段差部２２を介して拡開されて接続される円筒状の大径部２３及び前記小径部２１の先端側（前側）の開口端を閉塞する円盤状の底壁部２４を一体的に備えている。クラッシュボックス１３（小径部２１及び大径部２３等）は、車両前後方向の中心線が前記サイドメンバ１１の車両前後方向の中心線と一致するように配置されている。なお、環状段差部２２は、小径部２１の塑性変形（ターニング変形）を促進するためのものである。

大径部２３の後端には、その所定角度位置（例えば本実施形態では、車両幅方向両側の２箇所の角度位置）で径方向外側に延出する複数（例えば２つ）の板状の取付部２５が一体形成されている。各クラッシュボックス１３は、これら取付部２５ともども前記ブラケット１２を貫通するボルト（図示略）のねじ部にナットが締め付けられることで該ブラケット１２（サイドメンバ１１）に固定されている。

また、車両用バンパ装置は、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金の押出材からなり、車両幅方向に延在するとともに該車両幅方向両端部において前記両クラッシュボックス１３の底壁部２４にそれぞれ固着されるバンパリインホース１６を備える。従って、深絞り成形による加工硬化後のクラッシュボックス１３は、バンパリインホース１６よりも硬い材料で成形されている。このバンパリインホース１６は、前記大径部２３の外径よりも大きい車両上下方向の幅を有して車両幅方向に延在する長尺状の当接壁部としての本体壁部３１を有するとともに、該本体壁部３１の上端及び下端にそれぞれ連続して車両の前後方向に前記大径部２３側に屈曲された一対の対向壁部３２，３３を有する。つまり、バンパリインホース１６は、クラッシュボックス１３側に開いた略コの字の一定断面形状（開断面形状）を有している。バンパリインホース１６は、本体壁部３１の車両上下方向中央部で底壁部２４に当接する。以下、底壁部２４が当接する本体壁部３１の円形部分を当接部３１ａという。

ここで、バンパリインホース１６及びクラッシュボックス１３の結合構造について説明する。
図１（ｃ）に示されるように、バンパリインホース１６の当接部３１ａ（本体壁部３１）には、その中央部に略円形の嵌合孔３６が形成されている。一方、クラッシュボックス１３の底壁部２４には、その中央部に突設されて嵌合孔３６に嵌挿される略円筒状の挿入部２６が形成されるとともに、該挿入部２６の先端（前端）から径方向外側に張り出す略円環状のフランジ２７が形成されている。フランジ２７は、嵌合孔３６の周縁部で当接部３１ａにカシメにて圧着されており、該当接部３１ａは、嵌合孔３６の周縁部において、底壁部２４及びフランジ２７により挟持されている。以上により、バンパリインホース１６及びクラッシュボックス１３が結合されている。なお、フランジ２７は、嵌合孔３６の周縁部に沿う全周に亘って連続することで、その強度が確保されている。

このような構成にあって、車両の衝突等により前方から衝撃が加えられると、この衝撃は、バンパリインホース１６及び両クラッシュボックス１３を介して両サイドメンバ１１（ボデー）に伝達される。このとき、両クラッシュボックス１３が塑性変形することで、ボデー及び乗員へと伝達される衝撃を緩衝する。すなわち、各クラッシュボックス１３は、加えられた荷重（軸圧縮荷重）を前記環状段差部２２を起点に小径部２１を大径部２３内に折り返す態様の塑性変形（ターニング変形）で吸収して衝撃エネルギーを吸収する。なお、大径部２３は、その内周側に小径部２１の軸方向への折り返しを許容する空間を形成する。

次に、バンパリインホース１６及びクラッシュボックス１３の結合方法について説明する。
図２（ａ）に示されるように、クラッシュボックス１３（底壁部２４）に相当する金属板からなるワークＷには、前記挿入部２６の内径よりも小さな内径を有する略円形の孔４１が形成されている。このワークＷの当接部３１ａ側に相当する面には、前記挿入部２６の外径と同等の内径を有する略円筒状の受け型Ｋ１が載置される。一方、ワークＷに対し受け型Ｋ１の反対側には、ワークＷ側に尖鋭となる略鐘形のパンチＫ２が配置される。このパンチＫ２は、前記挿入部２６の内径と同等の外径を有する。受け型Ｋ１及びパンチＫ２は、孔４１と同心に配置されている。この状態で、例えばパンチＫ２がその軸線に沿って受け型Ｋ１側に移動すると、孔４１の周縁部が立ち上がり加工（いわゆるバーリング加工）されて、挿入部２６等に加工される略円筒状の立ち上がり部４２が形成される。

続いて、図２（ｂ）に示されるように、バンパリインホース１６（当接部３１ａ）の嵌合孔３６に立ち上がり部４２を挿通して該立ち上がり部４２の周縁部でワークＷを当接部３１ａに密着させる。この状態で、嵌合孔３６を貫通する立ち上がり部４２の先端部４２ａを、立ち上がり部４２の外径よりも大きい外径を有する皿もみ金型Ｋ３で径方向外側に張り出すように拡管加工（潰し加工）する。これにより、立ち上がり部４２は、先端部４２ａでフランジ２７が形成されると同時にその基端側で挿入部２６が形成され、クラッシュボックス１３の完成に合わせて、前述の態様でクラッシュボックス１３及びバンパリインホース１６が結合される。

以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）本実施形態では、バンパリインホース１６の端部とクラッシュボックス１３とは、本体壁部３１を底壁部２４及びフランジ２７とで挟持することで結合される。従って、バンパリインホース１６及びクラッシュボックス１３を結合する際のボルト・ナットによる締結が不要になる。これにより、部品点数の増大を抑制することができる。また、ボルトの頭部又はナットの分だけクラッシュボックス１３を軸方向（車両前後方向）に延長する必要がなくなり、該クラッシュボックス１３の大型化を抑制することができる。

さらに、ボルト等が不要になる分、軽量化することができる。
（２）本実施形態では、バンパリインホース１６よりも、フランジ２７を有する加工硬化後のクラッシュボックス１３の方が硬い材料からなることで、フランジ２７による当接部３１ａの食い付きを良好にして、フランジ２７等による挟持をより堅固に行うことができる。

（３）本実施形態では、フランジ２７は、嵌合孔３６の周縁部に沿う全周に亘って連続することで、フランジ２７の強度を確保することができ、ひいては該フランジ２７及び底壁部２４による当接部３１ａの挟持力を増大することができる。

（４）本実施形態では、本体壁部３１を、平板状の底壁部２４及びフランジ２７にてより堅固に挟持することができる。
（５）本実施形態では、電磁成形等の特殊な技術を使う必要性をなくすことができる。

（６）本実施形態では、車両の衝突等により車両前後方向にバンパリインホース１６側（前方）から衝撃が加えられると、クラッシュボックス１３はターニング変形することで、衝撃エネルギーを吸収する際の立ち上がりを迅速化することができ、より効率的に衝撃エネルギーを吸収することができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・図３（ａ）に示すように、底壁部２４の中央部に固縛牽引用ナット５１を固着してもよい。すなわち、この固縛牽引用ナット５１は、挿入部２６に挿入されるナット部５２を有するとともに、該ナット部５２の径方向外側に張り出して底壁部２４の挿入部２６とは反対側の面（内側面）で底壁部２４に接合される略円環状又は周方向に複数分割（例えば二分）の取付フランジ５３を有する。なお、ナット部５２は、挿入部２６の内径と同等の外径を有しており、固縛牽引用のアイボルト５６に形成された雄ねじ部と螺合する。この場合、固縛牽引用ナット５１は、本体壁部３１を挟持する底壁部２４及びフランジ２７に、取付フランジ５３が更に板厚方向に重ねられた状態で、底壁部２４に接合される。この場合、牽引時にアイボルト５６から受ける引っ張り荷重は、取付フランジ５３を介して本体壁部３１を挟持する底壁部２４及びフランジ２７により堅固に支えられる。従って、図３（ｂ）に示すフランジ２７等の割愛された従来例のように、強度確保のために、例えば底壁部２４及び取付フランジ５３間に補強用のプレートＰを別途介在させる必要がない。これにより、固縛牽引用ナット５１の固着に伴う部品点数の増大を抑制することができる。また、プレートＰの分だけクラッシュボックス１３を軸方向（車両前後方向）に延長する必要がなくなり、該クラッシュボックス１３の大型化を抑制することができる。

・図４（ａ）（ｂ）に示すように、クラッシュボックス１３及びバンパリインホース１６の係合関係は逆であってもよい。すなわち、クラッシュボックス１３の底壁部２４には、その中央部に略円形の嵌合孔７１が形成されている。一方、バンパリインホース１６の当接部３１ａ（本体壁部３１）には、その中央部に突設されて嵌合孔７１に嵌挿される略円筒状の挿入部７２が形成されるとともに、該挿入部７２の先端（後端）から径方向外側に張り出す略円環状のフランジ７３が形成されている。フランジ７３は、嵌合孔７１の周縁部で底壁部２４にカシメにて圧着されており、該底壁部２４は、嵌合孔７１の周縁部において、当接部３１ａ及びフランジ７３により挟持されている。以上により、バンパリインホース１６及びクラッシュボックス１３が結合されている。なお、この場合、クラッシュボックス１３よりも、フランジ７３を有するバンパリインホース１６の方が硬い材料で成形されていることが好ましい。このように変更しても前記実施形態と同様の効果が得られる。

・前記実施形態において、クラッシュボックス１３又はバンパリインホース１６の材料は任意である。ただし、クラッシュボックス１３及びバンパリインホース１６を互いに異なる材料で成形する場合には、フランジ等を有する挟持する側（かしめる側）の方が、嵌合孔を有する挟持される側の方よりも硬い材料であることが好ましい。例えば挟持する側が鉄製の場合には、挟持される側はアルミニウムやマグネシウムなどの軽金属又は軽金属合金製、あるいは樹脂製であればよい。また、挟持する側がアルミニウム又はアルミニウム合金製の場合には、挟持される側はマグネシウム又はマグネシウム合金製、あるいは樹脂製であればよい。

・前記実施形態において、クラッシュボックス１３の小径部２１又は大径部２３は、若干の扁平を有する円筒形状（楕円筒形状、扁平円筒形状）であってもよい。
・前記実施形態において、クラッシュボックス１３は、蛇腹状に塑性変形して衝撃エネルギーを吸収する構造であってもよい。

・本発明は、車両のリヤ部分に適用してもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
・前記クラッシュボックスは、軸方向に折り返す態様で塑性変形して衝撃エネルギーを吸収することを特徴とする。同構成によれば、車両の衝突等により車両前後方向に前記バンパリインホース側から衝撃が加えられると、前記クラッシュボックスは軸方向に折り返す態様で塑性変形（いわゆるターニング変形）することで、衝撃エネルギーを吸収する際の立ち上がりを迅速化することができ、より効率的に衝撃エネルギーを吸収することができる。

１３…クラッシュボックス、１６…バンパリインホース、２４…底壁部、２６，７２…挿入部、２７，７３…フランジ、３１…本体壁部（当接壁部）、３６，７１…嵌合孔、５１…固縛牽引用ナット、５２…ナット部、５３…取付フランジ。

Claims (3)

1. 車両幅方向に延在するバンパリインホースと、車両前後方向に延在して前記バンパリインホースの端部に結合される一対のクラッシュボックスとを備える車両用バンパ装置において、
   前記クラッシュボックスは、車両前後方向で前記バンパリインホースに当接する底壁部を有する筒状に成形されており、
   前記底壁部が当接する前記バンパリインホースの当接壁部に形成された嵌合孔と、
   前記底壁部に形成され、前記嵌合孔に嵌挿される筒状の挿入部及び該挿入部の先端から張り出すフランジとを備え、
   前記嵌合孔の形成された前記当接壁部を、前記フランジの形成された前記底壁部と前記フランジとで挟持し、
   前記挿入部は、前記底壁部に形成されており、
   前記挿入部に挿入されるナット部及び該ナット部の径方向外側に張り出して前記底壁部の前記挿入部とは反対側の面で前記底壁部に接合される取付フランジを有する固縛牽引用ナットを備えたことを特徴とする車両用バンパ装置。
2. 請求項１に記載の車両用バンパ装置において、
   前記バンパリインホース及び前記クラッシュボックスは、互いに異なる材料からなり、
   前記嵌合孔を有する前記バンパリインホースよりも、前記フランジを有する前記クラッシュボックスの方が硬い材料からなることを特徴とする車両用バンパ装置。
3. 請求項１又は２に記載の車両用バンパ装置において、
   前記フランジは、前記嵌合孔の周縁部に沿う全周に亘って連続することを特徴とする車両用バンパ装置。

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