WO2014156065A1 - バンパ結合構造体及びクラッシュボックス - Google Patents

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vehicle
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flange
crash box
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孝信 金子
伊藤　嘉則
北　恭一
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アイシン精機株式会社
アイシン高丘株式会社
アイシン軽金属株式会社
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    • B60R19/34—Arrangements for mounting bumpers on vehicles comprising yieldable mounting means destroyed upon impact, e.g. one-shot type
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    • B60R19/24—Arrangements for mounting bumpers on vehicles
    • B60R2019/247—Fastening of bumpers' side ends

Definitions

  • the present invention relates to a bumper joint structure having a bumper reinforcement and a crash box.
  • bumper reinforcement is used at the front end of a vehicle, and is attached to the vehicle frame via a pair of crash boxes that absorb the collision when the vehicle collides.
  • the bumper reinforcement is formed in a predetermined cross-sectional shape by pressing or bending a substantially rectangular metal plate.
  • Patent Document 1 discloses a bumper reinforcement having flanges on both upper and lower sides in the longitudinal direction and a crash box. At the bottom of the crash box, a bumper reinforcement connection portion and a bolt are fixed in close contact with each other, and the impact load at the time of collision is transmitted from the bumper reinforcement to the crash box.
  • Patent Document 2 discloses a bumper reinforcement created by joining an outer panel and an inner panel by spot welding and a crash box. And also in patent document 2, the crash box is being fixed to the bumper reinforcement with the volt
  • the flange of the bumper reinforcement is not fixed to the crash box. Therefore, when the vehicle collides and an impact force is applied from the front, the bumper reinforcement flange is deformed to open up and down as shown in FIG. 5A of this specification.
  • the sectional moment of inertia of the section related to the straight line passing through the centroid of the section of the bumper reinforcement in FIG. The bending rigidity with respect to the collision force decreases.
  • the bumper reinforcement is further deformed by the impact force, and the load applied to the crash box decreases. As a result, the crushing amount of the crash box is reduced, and the impact energy is not sufficiently absorbed in the crash box.
  • the bumper reinforcement has a cross-sectional width in the crush box crushing direction. Therefore, the bumper reinforcement is easily deformed in the cross-sectional width due to the impact force of the collision of the vehicle, and the impact force transmitted to the crash box is reduced. As a result, the crushing amount of the crash box is reduced, and the impact energy is not sufficiently absorbed in the crash box.
  • the present invention has been made in order to solve the above-described problems.
  • the bumper reinforcement is deformed. It is an object to obtain a bumper joint structure that can suppress the above.
  • a bumper coupling structure includes a front portion extending in the vehicle width direction and first couplings extending from both edges of the front portion in the vehicle vertical direction.
  • a bumper reinforcement including a pair of flange portions having a portion, a pair of end portions in the vehicle front-rear direction and a side surface extending in the vehicle front-rear direction, wherein one end is the front
  • the side surface includes a second coupling portion coupled to the first coupling portion, and includes a plurality of crash boxes disposed in the bumper reinforcement spaced apart in the vehicle width direction.
  • the first joint portion is an end portion of the flange portion
  • the second joint portion is a flange rising from the side surface
  • the first coupling portion is an end flange formed at an end portion of the flange portion
  • the second coupling portion is a flange rising from the side surface
  • the flange is formed from a part in which a part of the side surface is cut out.
  • the second coupling portion is a bracket member fixed to the side surface.
  • a weak part is provided on the side surface, and is positioned between the first joint part and the other end part of the crash box.
  • the crash box according to the present invention includes a front portion extending in the vehicle width direction and a pair of eaves portions extending from both edges of the front portion in the vehicle vertical direction and having a first coupling portion.
  • a crash box disposed in a bumper reinforcement having a cylindrical shape having a pair of end portions in a vehicle front-rear direction and a side surface extending in the vehicle front-rear direction, and the one end portion is the front portion
  • the side surface includes a second coupling portion coupled to the first coupling portion.
  • the first coupling portion of the collar portion of the bumper reinforcement is coupled to the second coupling portion on the side surface of the crash box.
  • FIG. 1 is a perspective view of an embodiment of a crash box used in a bumper connection structure according to the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view of an embodiment of a crash box used in a bumper connection structure according to the present invention.
  • FIG. It is detail drawing of an example of the coupling
  • FIG. 1A, 1B and 1C show a bumper coupling structure according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1A is a plan view
  • FIG. 1B is a front view
  • FIG. 1C is viewed from the rear of the vehicle, which is the main body side of the vehicle.
  • a perspective view is shown.
  • the bumper coupling structure is symmetrical in the left-right direction in the figure, which is the vehicle width direction of the vehicle, the illustration on the right side is omitted.
  • FIG. 1A and FIG. 1B in order to clarify the coupling
  • FIG. 2 is a perspective view of a crash box used in the bumper joint structure according to an embodiment of the present invention, as viewed from the front of the vehicle on the bumper reinforcement side.
  • the thickness of each member is omitted.
  • a bumper coupling structure 1 is attached to a front end of a vehicle and includes a bumper reinforcement 2 and a crash box 3.
  • the bumper coupling structure 1 is covered from the front of the vehicle by a bumper cover (not shown) to form a front bumper.
  • the bumper reinforcement 2 is composed of a long steel plate having high strength and high rigidity, and the vicinity of both ends thereof is curved in a bow shape at the rear of the vehicle.
  • the bumper reinforcement 2 includes a front portion 21 and a flange portion 22 as a first coupling portion, and the cross section has a so-called hat shape. That is, the front portion 21 extends in the vehicle left-right direction in the figure, which is the vehicle width direction of the vehicle, and a pair of flange portions 22 are provided from both edge portions 24 of the front portion 21 in the vehicle vertical direction toward the vehicle rear. It is extended.
  • the angle formed by the front portion 21 and the flange portion 22 is a substantially right angle, but is not limited to a right angle.
  • the upper end flange 23 extends upward from the rear end of the upper flange 22, and similarly, the lower end flange 23 extends downward from the rear end of the lower flange 22. ing.
  • An end flange connecting portion 39 of the crash box 3 described later is connected to the end flange 23 as the first connecting portion.
  • the bumper reinforcement 2 is improved in bending strength by forming a hat-shaped cross section.
  • the bumperin reinforcement 2 can have various shapes.
  • the edge part vicinity of the right-and-left both sides of the bumper reinforcement 2 is curving in the bow shape toward the vehicle rear, this invention is not limited to this, It can have another shape.
  • the metal crush box 3 is spaced apart and attached to the rear side of the bumper reinforcement 2 near both left and right ends.
  • the crash box 3 is made of a bent sheet metal and has a cylindrical shape composed of a plurality of side surfaces extending in the vehicle front-rear direction.
  • the rear end of the crash box 3 having a pair of front and rear ends is fixed to a plate-like attachment flange 42, and the attachment flange 42 is attached to the vehicle body with bolts or the like.
  • a bead 41 as a fragile portion is provided on the side surface of the crash box 3 between an end flange coupling portion 39 and a mounting flange 42 described later.
  • the bead 41 is for encouraging the crush box to be crushed when an impact is transmitted from the bumper reinforcement 2 to the crash box, and efficiently absorbs the impact energy in the crash box 3.
  • the bead 41 may not be provided.
  • the crush box 3 has eight side surfaces and has a substantially octagonal cross section, but the cross sectional shape may be other shapes such as a circle and a quadrangle.
  • the two side surfaces 31 to 38 of the crash box 3 face the flange portion 22.
  • the front ends of the side surfaces 31 and 35 are bent to form an end flange coupling portion 39 as a second coupling portion extending in the vehicle vertical direction.
  • the end flange coupling portion 39 is coupled to the end flange 23 of the bumper reinforcement 2.
  • the end flange coupling portion 39 is formed on the rear side of the vehicle by a length substantially equal to the front-rear width of the flange portion 22 from the front end of the crash box. That is, when the crash box 3 is attached to the bumper reinforcement 2, the end flange coupling portion 39 abuts on the end flange 23 of the flange portion 22.
  • the end flange coupling portion 39 is formed by providing a notch on the side surfaces 31 and 35 of the crash box. That is, as shown in FIG. 2, the cut 313 extends from the start point end 311 of the side surface 32, 38 or 34, 36 to the end point end 312 in the rear of the vehicle.
  • the notch 313 and the notch 314 are connected at the end point end 312, and the notch 314 extends to the boundary between the side surface 31, 35 and the side surface 32, 38 or 34, 36.
  • End flange coupling portions 39 are provided on the side surfaces 31 and 35 from the boundary.
  • the end flange coupling portion 39 is composed of a part of the side surfaces 31 and 35, and its front end is bent to form a flange.
  • the front ends of the side surfaces 33 and 37 other than the side surfaces 31 and 35 are also bent to form a front coupling portion 310.
  • the end flange 39 and the front coupling portion 310 are provided integrally with the side surface. Therefore, it is not necessary to separately provide a member to be coupled with the bumper reinforcement 2, and the number of parts can be reduced.
  • the crash box 3 configured as described above is disposed in the vicinity of the end of the bumper reinforcement 2, and the end flange coupling portion 39 is opposed to the end flange 23 and overlapped and coupled in the vehicle front-rear direction. For this reason, the impact load transmitted from the bumper reinforcement 2 to the crash box 3 is transmitted in a state where the end flange coupling portion 39 and the end flange 23 are in surface contact. Therefore, the impact load is transmitted stably and efficiently.
  • the front coupling portion 310 is coupled to the rear side of the front portion 21 of the bumper reinforcement 2 by welding, bolts, screws, or the like.
  • FIG. 3 is a view showing a modified example of the crush box of FIG. 2, and the thickness of each member is also omitted in FIG.
  • the cut 313 may be provided at the side surfaces 31 and 35, the boundary between the side surface 31 and the side surface 32 or 38, and the boundary between the side surface 35 and the side surface 34 or side surface 36. Good. Further, the starting point end 311 of the cut 313 may not coincide with the front end of the crash box 3. In this case, since it becomes a notch as shown in FIG. 3, another notch 315 exists between the start point end portions 311. As a result, when an impact is applied to the crash box, the opening of the crash box (opening of the side surfaces 32, 33, 34, 36, 37, 38 to the left and right) is suppressed, and the impact load received by the crash box is increased. The amount of shock energy absorbed can be increased.
  • FIG. 4A, FIG. 4B, and FIG. 4C show the coupling state of the end flange 23 and the end flange coupling portion 39, and represent the XX cut surface in FIG. 1B.
  • end flange 23 and the end flange connecting portion 39 are provided with bolt holes.
  • a bolt 316 is inserted into the bolt hole, and the end flange 23 and the flange coupling portion 39 are fastened by the bolt.
  • the end flange 23 and the end flange coupling portion 39 may be coupled by spot welding. Furthermore, you may couple
  • one end of the bent bracket member 317 is coupled to the side surface 31 or 35 of the crash box 3, and the other end of the bracket member 317 is coupled to the end flange 23.
  • the bracket member 317, the crash box 3, and the bumper reinforcement 2 are fixed to each other by welding, but may be fixed by bolts, screws, or the like.
  • the bumper reinforcement 2 and the crash box 3 are coupled by providing the bumper reinforcement 2 with the end flange 23 and the crash box 3 with the end flange coupling portion 39.
  • the present invention is not limited to this, and the flange portion 22 and the side surface 31 or 35 may be directly coupled. In this case, it is not necessary to provide the end flange 23 and the end flange coupling portion 39. Even in this case, various fastening methods such as bolts, screwing, and welding can be used. Further, the direct coupling may be combined with any of the coupling methods shown in FIGS. 4A to 4C.
  • end flange 23 and the end flange coupling portion 39 are coupled.
  • the present invention is not limited thereto, and the end portion of the flange portion 22 and the front surface of the end flange coupling portion 39 may be coupled. In this case, the end portion of the flange portion 22 and the front surface of the end flange coupling portion 39 can be coupled by welding.
  • the end flange 23 and the end flange coupling portion 39 face each other and are overlapped and coupled in the vehicle front-rear direction.
  • the present invention is not limited to this.
  • the upper end of the end flange coupling portion 39 may be bent forward of the vehicle, and the bent portion may be overlapped and coupled with the flange portion 22 in the vehicle vertical direction.
  • the flange portion 22 of the bumper reinforcement 2 is fixed to the side surfaces 31 and 35 of the crash box 3. For this reason, even if an impact force is applied to the bumper reinforcement 2 at the time of a vehicle collision, the deformation of the bumper reinforcement 2 can be suppressed. For this reason, the impact force is transmitted to the crash box 3 as it is and is absorbed by the crash box 3 being crushed. That is, as shown in FIG. 4A to FIG. 4C, the sectional secondary moment of the bumper reinforcement 2 does not change even when the vehicle collides.
  • FIG. 5A shows a conventional bumper joint structure at the time of a vehicle collision.
  • the collar part of the bumper reinforcement and the side surface of the crash box are not fixed.
  • the buttocks spread in the vertical direction of the vehicle due to the impact force, the above-mentioned second moment of the section of the bumper reinforcement section is reduced, and the bending rigidity of the bumper reinforcement is lowered.
  • the impact force causes further bending of the bumper reinforcement, reducing the load applied to the crash box and slowing the collapse.
  • a sufficient crushing amount cannot be obtained in the crash box, and sufficient absorption of collision energy cannot be achieved.
  • the bumper joint structure according to the present invention shown in FIG. 5B since the flange portion and the side surface are joined, the deformation of the bumper reinforcement hardly occurs, and the change of the cross-sectional secondary moment can be prevented. Therefore, the impact force is efficiently transmitted to the crash box, and a sufficient crushing amount of the crash box is obtained. As a result, sufficient absorption of collision energy in the crash box can be achieved.
  • FIG. 6 is an example of the operation data of the bumper joint structure of the present invention and the prior art in the collision test, where the abscissa indicates the crash box collapse amount and the ordinate indicates the collision load.
  • the solid line is the data of the bumper connection structure according to the present invention
  • the broken line is the data of the bumper connection structure of the prior art.
  • the figure shows that the bumper joint structure of the present invention received a maximum impact load of about 1.8 times that of the prior art for the same crushing amount of the crash box. Therefore, the bumper coupling structure of the present invention absorbs more collision energy in the crash box than the prior art.
  • bumper coupling structure 2 bumper reinforcement 21: front part 22: flange 23: end flange 24: edge part 3: crash box 31-38: side 39: end flange joint part 310: front joint part 311 : Start point end 312: end point end 313-315: notch 316: bolt 317: bracket member 41: bead 42: mounting flange

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Abstract

　本発明のバンパ結合構造体は、車幅方向に延在するフロント部と、フロント部の車両上下方向の両縁部から延出するとともに第１の結合部を有する一対の鍔部とを含むバンパリインフォースメントと、車両前後方向における一対の端部と車両前後方向に延在する側面とを有する筒型形状をなし、一方の端部はフロント部に取り付けられ、側面は第１の結合部と結合する第２の結合部を含み、車幅方向に離間してバンパリインフォースメントに配設される複数のクラッシュボックスとを備える。

Description

バンパ結合構造体及びクラッシュボックス
　本発明はバンパリインフォースメントとクラッシュボックスとを有するバンパ結合構造体に関する。
　一般に、バンパリインフォースメントは車両の前方端部において使用され、車両の衝突時に衝突を吸収する一対のクラッシュボックスを介して車両フレームに取り付けられている。バンパリインフォースメントは、略長方形の金属板にプレスや曲げの加工を施すことによって、所定の断面形状で形成されている。従来から、バンパリインフォースメントとクラッシュボックスとの結合構造に関しては様々な試みがなされてきた。
　例えば、特許文献１では、長手方向の上下両側にフランジを有するバンパリインフォースメントと、クラッシュボックスとが開示されている。クラッシュボックスは、その底部において、バンパリインフォースメントの連結部とボルト等によって密着して固定され、衝突時の衝撃荷重をバンパリインフォースメントからクラッシュボックスへと伝達している。
　また、特許文献２では、アウタパネルとインナパネルをスポット溶接で接合し作成されたバンパリインフォースメントと、クラッシュボックスとが開示されている。そして、特許文献２においても、クラッシュボックスはバンパリインフォースメントにボルト等により固定されている。
特開２００７－３８７５６ 特開２０１２－２１８６３５
　しかしながら、特許文献１においては、バンパリインフォースメントのフランジがクラッシュボックスに固定されていない。そのため、車両が衝突して衝撃力が前方から負荷された際に、本明細書の図５Ａで示されるような、バンパリインフォースメントのフランジが上下に開く変形が生じてしまう。このような変形が生じた場合、バンパリインフォースメントにおいては、図５Ａのバンパリインフォースメントの断面の図心を通り車両の前後方向に向う直線に関する当該断面の断面二次モーメントが減少し、バンパリインフォースメントの衝突力に対する曲げ剛性が低下する。そして、バンパリインフォースメントは衝撃力により更に変形され、クラッシュボックスに負荷される荷重が低下する。この結果、クラッシュボックスの潰れ量が小さくなり、クラッシュボックスにおける衝撃エネルギの吸収が十分に果たされなかった。
　一方、特許文献２においては、バンパリインフォースメントが、クラッシュボックスの潰れ方向において断面幅を有する。そのため、車両の衝突の衝撃力によりバンパリインフォースメントが当該断面幅において変形し易くなり、クラッシュボックスに伝達される衝撃力が小さくなる。この結果、クラッシュボックスの潰れ量が小さくなり、クラッシュボックスにおける衝撃エネルギの吸収が十分に果たされなかった。
　本発明は上述の問題を解決するためになされたものであり、車両の衝突時に、クラッシュボックスにおいて十分な潰れ量を発生させて衝撃エネルギの良好な吸収を可能にするため、バンパリインフォースメントの変形を抑えることができるバンパ結合構造体を得ることが目的である。
　上記の目的を達成するために、本発明に係るバンパ結合構造体は、車幅方向に延在するフロント部と、前記フロント部の車両上下方向の両縁部から延出するとともに第１の結合部を有する一対の鍔部とを含むバンパリインフォースメントと、車両前後方向における一対の端部と前記車両前後方向に延在する側面とを有する筒型形状をなし、一方の前記端部は前記フロント部に取り付けられ、前記側面は前記第１の結合部と結合する第２の結合部を含み、前記車幅方向に離間して前記バンパリインフォースメントに配設される複数のクラッシュボックスとを備えている。
　また本発明に係るバンパ結合構造体は、前記第１の結合部は前記鍔部の端部であり、前記第２の結合部は前記側面から立ち上がったフランジである。
　また本発明に係るバンパ結合構造体は、前記第１の結合部は前記鍔部の端部に形成された端部フランジであり、前記第２の結合部は前記側面から立ち上がったフランジである。
　また本発明に係るバンパ結合構造体は、前記フランジは、前記側面の一部を切り欠いた部分から形成される。
　また本発明に係るバンパ結合構造体は、前記第２の結合部は前記側面に固定されるブラケット部材である。
　また本発明に係るバンパ結合構造体は、前記側面に脆弱部が設けられ、前記第１の結合部と前記クラッシュボックスの他方の前記端部との間に位置付けられている。
　また本発明に係るクラッシュボックスは、車幅方向に延在するフロント部と、前記フロント部の車両上下方向の両縁部から延出するとともに第１の結合部を有する一対の鍔部とを含むバンパリインフォースメントに配設されるクラッシュボックスであって、車両前後方向における一対の端部と前記車両前後方向に延在する側面とを有する筒型形状をなし、一方の前記端部は前記フロント部に取り付けられ、前記側面は前記第１の結合部と結合する第２の結合部を含む。
　本発明によれば、バンパリインフォースメントの鍔部の第１の結合部はクラッシュボックスの側面の第２の結合部に結合されている。このため、車両の衝突時に、バンパリインフォースメントの変形が抑制され、クラッシュボックスにおいて十分な潰れ量の発生および衝撃エネルギの良好な吸収が可能となる。
本発明によるバンパ結合構造体の平面図である。 本発明によるバンパ結合構造体の正面図である。 本発明によるバンパ結合構造体の車両本体側から見た斜視図である。 本発明によるバンパ結合構造体で使用されるクラッシュボックスの一実施形態の斜視図である。 本発明によるバンパ結合構造体で使用されるクラッシュボックスの一実施形態の斜視図である。 本発明によるバンパ結合構造体における、バンパリインフォースメントとクラッシュボックとの結合の一例の詳細図である。 本発明によるバンパ結合構造体における、バンパリインフォースメントとクラッシュボックとの結合のその他の一例の詳細図である。 本発明によるバンパ結合構造体における、バンパリインフォースメントとクラッシュボックとの結合のその他の一例の詳細図である。 車両の衝突時の従来技術におけるバンパ結合構造体の作動を示す。 車両の衝突時の本発明におけるバンパ結合構造体の作動を示す。 衝突試験における本発明と従来技術のバンパ結合構造体の作動データの一例を示す。
　以下、添付の図面を用いて本発明の好適な実施形態について説明し、同一部材は同一記号で図示される。なお、以下の説明は車両前方のバンパを例にしているが、本発明は他の部分のバンパに対しても適用可能である。また、各図において適宜示される「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」の各方向は車両の向きを示している。
　図１Ａ、図１Ｂ及び図１Ｃは本発明の一実施形態に係るバンパ結合構造体を示し、図１Ａは平面図、図１Ｂは正面図、図１Ｃは車両の本体側である車両後方から見た斜視図を示している。なお、バンパ結合構造体は車両の車幅方向である図の左右方向で対称であるため、右方側の図示は省略されている。また、図１Ａ及び図１Ｂにおいては、バンパリインフォースメントとクラッシュボックスとの結合の様子を明確にするため、バンパリインフォースメントに隠れたクラッシュボックスの一部の形状を破線で示している。
　図２は本発明の一実施形態であるバンパ結合構造体で使用されるクラッシュボックスの斜視図であり、バンパリインフォースメント側の車両前方から見た図である。なお、図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ及び図２においては、各部材の板厚は省略されている。
　図１Ａから図１Ｃにおいて、バンパ結合構造体１は、車両の前端に取り付けられ、バンパリインフォースメント２及びクラッシュボックス３を備えて構成されている。そして、バンパ結合構造体１は非図示のバンパカバーによって車両前方から覆われることでフロントバンパが形成される。
　バンパリインフォースメント２は高強度で高剛性を有する長板状の鋼板から構成され、その両端近傍が車両後方に弓型に湾曲している。バンパリインフォースメント２はフロント部２１と第１の結合部としての鍔部２２とを備え、断面がいわゆるハット型をなしている。すなわち、フロント部２１は車両の車幅方向である図の車両左右方向に沿って延在し、フロント部２１の車両上下方向の両縁部２４からは車両後方に向って一対の鍔部２２が延出している。本実施形態において、フロント部２１と鍔部２２とのなす角度は略直角であるが、直角に限定されない。また、上側の鍔部２２の後端から上側の端部フランジ２３が車両上方に延出し、同様に、下側の鍔部２２の後端から下側の端部フランジ２３が車両下方に延出している。これらの第１の結合部としての端部フランジ２３には、後述するクラッシュボックス３の端部フランジ結合部３９が結合される。
　上述したように、バンパリインフォースメント２は、その断面がハット型をなすことにより、曲げ強度を向上させている。しかしながら、十分な曲げ強度を実現できれば、バンパリンインフォースメント２は多様な形状を有することができる。また、バンパリインフォースメント２の左右両側の端部近傍は、車両後方に向って弓型に湾曲しているが、本願発明はこれに限定されるものではなく、他の形状を有することができる。
　バンパリインフォースメント２の左右両端近傍の後側には、金属製のクラッシュボックス３が離間して取り付けられている。クラッシュボックス３は、折り曲げ加工された板金からなり、車両前後方向に延在する複数の側面から構成された筒型形状をなしている。前端と後端との一対の端部を有するクラッシュボックス３の後端は板状の取付けフランジ４２に固着され、取付けフランジ４２は車両本体にボルト等によって取り付けられる。さらに、クラッシュボックス３の側面には、後述する端部フランジ結合部３９と取付けフランジ４２との間に、脆弱部としてのビード４１が設けられている。ビード４１は、バンパリインフォースメント２からクラッシュボックスへ衝撃が伝達された際、クラッシュボックスの圧潰を促すためのものであり、クラッシュボックス３における衝撃エネルギを効率良く吸収する。しかし本実施形態においては、ビード４１を設けなくてもよい。
　本実施形態に係るクラッシュボックス３は８つの側面を有し、断面が略八角形をなしているが、断面形状は円形、四角形等、他の形状であってもよい。
　クラッシュボックス３の８つの側面３１から３８のうち、２つの側面３１、３５は鍔部２２に対向している。側面３１、３５の前端は屈曲され、車両上下方向に延出する第２の結合部としての端部フランジ結合部３９が形成されている。この端部フランジ結合部３９はバンパリインフォースメント２の端部フランジ２３に結合される。端部フランジ結合部３９は、クラッシュボックスの前端から、鍔部２２の前後幅に略等しい長さだけ車両後方において形成されている。すなわち、クラッシュボックス３がバンパリインフォースメント２に取り付けられた際に、端部フランジ結合部３９は鍔部２２の端部フランジ２３に当接する。
　端部フランジ結合部３９は、クラッシュボックスの側面３１、３５に切り欠きを設けることで形成される。すなわち、図２に示されたように、切り込み３１３は、側面３２、３８又は３４、３６の始点端部３１１から車両後方に、終点端部３１２まで延在する。終点端部３１２において、切り込み３１３と切り込み３１４とは接続しており、切り込み３１４は側面３１、３５と側面３２、３８又は３４、３６の境界まで延在している。当該境界から側面３１、３５には端部フランジ結合部３９が設けられている。端部フランジ結合部３９は側面３１、３５の一部からなり、その前端は折り曲げられ、フランジを形成している。側面３１、３５以外の他の側面３３、３７の前端も屈曲され、フロント結合部３１０が形成されている。以上のように、端部フランジ３９及びフロント結合部３１０は側面と一体に設けられる。よって、バンパリインフォースメント２と結合させる部材を別途設ける必要がなく、部品点数の削減が可能となる。
　このように構成されたクラッシュボックス３はバンパリインフォースメント２の端部近傍に配設され、端部フランジ結合部３９は端部フランジ２３に対向し、車両前後方向に重ねられて結合される。このため、バンパリインフォースメント２からクラッシュボックス３へ伝達される衝撃荷重は、端部フランジ結合部３９と端部フランジ２３が面接触した状態で伝達される。従って、衝撃荷重は安定かつ効率良く伝達される。また、フロント結合部３１０はバンパリインフォースメント２のフロント部２１の後側に溶接、ボルト、ねじ等により結合される。
　図３は図２のクラッシュボックスの変形例を示した図であり、図３においても各部材の板厚は省略されている。
　本実施形態においては、図３に示されるように、切り込み３１３は側面３１、３５や、側面３１と側面３２又は３８との境界、側面３５と側面３４又は側面３６との境界に設けられてもよい。また、切り込み３１３の始点端部３１１はクラッシュボックス３の前端部に一致させなくてもよい。この場合、図３に示されるような切り欠きとなるため、始点端部３１１の間にさらにもう一本の切り込み３１５が存在する。これにより、クラッシュボックスに衝撃が加わった際に、クラッシュボックスの開き（側面３２、３３、３４、３６、３７、３８の左右への開き）を抑制し、クラッシュボックスが受ける衝撃荷重を増加させて衝撃エネルギの吸収量を増加させることができる。
　図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃは、端部フランジ２３と端部フランジ結合部３９との結合状態を示しており、図１ＢにおけるＸ－Ｘ切断面を表している。
　図４Ａにおいては、端部フランジ２３と端部フランジ結合部３９には、ボルト穴が設けられている。このボルト穴にボルト３１６が挿通され、端部フランジ２３とフランジ結合部３９はボルトにより締結される。なお、ボルトの代わりに、ねじとねじ穴を使用したねじ止めにより、両者を締結してもよい。
　また、図４Ｂに示されたように、端部フランジ２３と端部フランジ結合部３９とをスポット溶接により結合させても良い。さらに、他の部材を用いてバンパリインフォースメント２とクラッシュボックス３とを結合させても良い。例えば、図４Ｃに示されるように、折り曲げられたブラケット部材３１７の一端はクラッシュボックス３の側面３１又は３５に結合され、ブラケット部材３１７の他端は端部フランジ２３に結合される。ブラケット部材３１７とクラッシュボックス３およびバンパリインフォースメント２とは互いに溶接により固定されているが、ボルトやねじ等により固定されてもよい。
　また、図４Ａから図４Ｃに示された結合方法を組み合わせてもよい。
　本実施形態においては、バンパリインフォースメント２に端部フランジ２３を設け、クラッシュボックス３に端部フランジ結合部３９を設けることで、バンパリインフォースメント２とクラッシュボックス３とを結合している。しかしこれに限らず、鍔部２２と側面３１又は３５との間で直接結合させてもよい。この場合、端部フランジ２３や端部フランジ結合部３９を設けずに済む。この場合においても、ボルト、ねじ止め、溶接等の多様な締結方法を使用できる。また、当該直接結合と図４Ａから図４Ｃに示されるいずれかの結合方法とを組み合わせてもよい。
　また本実施形態においては、端部フランジ２３と端部フランジ結合部３９とが結合されている。しかしこれに限らず、鍔部２２の端部と端部フランジ結合部３９の前面とを結合するものでもよい。この場合、鍔部２２の端部と端部フランジ結合部３９の前面とは溶接により結合することができる。
　また本実施形態においては、端部フランジ２３と端部フランジ結合部３９とが対向し、車両前後方向に重ねられて結合されている。しかしこれに限らず、例えば端部フランジ結合部３９の上端を車両前方に屈曲させ、当該屈曲させた部位を鍔部２２と車両上下方向において重ねて結合するものであってもよい。
　以上のように構成されたバンパ結合構造体１によれば、バンパリインフォースメント２の鍔部２２はクラッシュボックス３の側面３１、３５等に固定されている。このため、車両の衝突時に、衝撃力がバンパリインフォースメント２に加えられたとしても、バンパリインフォースメント２の変形を抑えることができる。このため、衝撃力がそのままクラッシュボックス３へ伝わりクラッシュボックス３が潰れることで吸収される。すなわち、図４Ａから図４Ｃに示されるように、バンパリインフォースメント２の断面二次モーメントが車両の衝突時においても変化しない。
　図５Ａに車両の衝突時における従来技術のバンパ結合構造体を示す。上述したように、図５Ａの従来技術においては、バンパリインフォースメントの鍔部とクラッシュボックスの側面とは固定されていない。このため、車両の衝突時には、衝撃力により鍔部が車両上下方向に広がり、バンパリインフォースメントの断面の上述の断面二次モーメントが減少し、バンパリインフォースメントの曲げ剛性が低下する。その結果、衝撃力がバンパリインフォースメントのさらなる曲げを引き起こし、クラッシュボックスに負荷される荷重は低下して潰れが遅くなる。そして、クラッシュボックスにおいて十分な潰れ量が得られず、衝突エネルギの十分な吸収が図れていない。
　これに対し、図５Ｂの本発明によるバンパ結合構造体においては、鍔部と側面とが結合されているため、バンパリインフォースメントの変形が生じ難く、断面二次モーメントの変化を防ぐことができる。そのため、クラッシュボックスに衝撃力が効率的に伝達され、クラッシュボックスの十分な潰れ量が得られる。その結果、クラッシュボックスにおける衝突エネルギの十分な吸収が図れる。
　図６は、衝突試験における本発明と従来技術のバンパ結合構造体の作動データの一例であり、横軸にクラッシュボックスの潰れ量、縦軸に衝突荷重を示す。図において、実線が本発明によるバンパ結合構造体のデータであり、破線が従来技術のバンパ結合構造体のデータである。
　図よりクラッシュボックスの同じ潰れ量に対し、本発明のバンパ結合構造体の方が従来技術よりも最大で約１．８倍の衝突荷重を受けていた。従って、従来技術よりも本発明のバンパ結合構造体の方がより多くの衝突エネルギをクラッシュボックスにて吸収している。
　なお、本実施形態の代わりに、クラッシュボックスとバンパリインフォースメントとの取付け位置以外において、上下の鍔部間に梁を設けることで上述の広がり変形を防止することも考えられる。しかし、鍔部と側面とが固定されていない場合、この位置における広がり変形が起き得る。よって、クラッシュボックスにおいて十分な潰れ量が得られない。従って、この場合においても、クラッシュボックスとバンパリインフォースメントとの取付け位置、すなわちクラッシュボックスに衝撃を伝達する位置においてバンパリインフォースメントの変形を抑えることが好ましい。
　以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
　この出願は２０１３年３月２８日に出願された日本国特許出願第２０１３－０６７７７８号からの優先権を主張するものであり、その内容を引用してこの出願の一部とするものである。
１：バンパ結合構造体
２：バンパリインフォースメント
２１：フロント部
２２：鍔部
２３：端部フランジ
２４：縁部
３：クラッシュボックス
３１－３８：側面
３９：端部フランジ結合部
３１０：フロント結合部
３１１：始点端部
３１２：終点端部
３１３－３１５：切り込み
３１６：ボルト
３１７：ブラケット部材
４１：ビード
４２：取付けフランジ

 

Claims (7)

  1. 　車幅方向に延在するフロント部と、前記フロント部の車両上下方向の両縁部から延出するとともに第１の結合部を有する一対の鍔部とを含むバンパリインフォースメントと、
    　車両前後方向における一対の端部と前記車両前後方向に延在する側面とを有する筒型形状をなし、一方の前記端部は前記フロント部に取り付けられ、前記側面は前記第１の結合部と結合する第２の結合部を含み、前記車幅方向に離間して前記バンパリインフォースメントに配設される複数のクラッシュボックスと、
    を備える、バンパ結合構造体。
  2. 　請求項１に記載のバンパ結合構造体であって、前記第１の結合部は前記鍔部の端部であり、前記第２の結合部は前記側面から立ち上がったフランジである、バンパ結合構造体。
  3. 　請求項１に記載のバンパ結合構造体であって、前記第１の結合部は前記鍔部の端部に形成された端部フランジであり、前記第２の結合部は前記側面から立ち上がったフランジである、バンパ結合構造体。
  4. 　請求項２または３に記載のバンパ結合構造体であって、前記フランジは、前記側面の一部を切り欠いた部分から形成される、バンパ結合構造体。
  5. 　請求項２または３に記載のバンパ結合構造体であって、前記第２の結合部は前記側面に固定されるブラケット部材である、バンパ結合構造体。
  6. 　請求項１から５のいずれか一項に記載のバンパ結合構造体であって、前記側面に脆弱部が設けられ、前記第１の結合部と前記クラッシュボックスの他方の前記端部との間に位置付けられている、バンパ結合構造体。
  7. 　車幅方向に延在するフロント部と、前記フロント部の車両上下方向の両縁部から延出するとともに第１の結合部を有する一対の鍔部とを含むバンパリインフォースメントに配設されるクラッシュボックスであって、
    　車両前後方向における一対の端部と前記車両前後方向に延在する側面とを有する筒型形状をなし、一方の前記端部は前記フロント部に取り付けられ、前記側面は前記第１の結合部と結合する第２の結合部を含む、クラッシュボックス。

     
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