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発明の名称 バンパー構造体
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−237872(P2007−237872A)
公開日 平成19年9月20日(2007.9.20)
出願番号 特願2006−61880(P2006−61880)
出願日 平成18年3月7日(2006.3.7)
代理人 【識別番号】100100974
【弁理士】
【氏名又は名称】香本 薫
発明者 橋本 成一 / 二村 敏
要約 課題
バンパーリインフォースとバンパーステイからなるバンパー構造体を、サイドメンバの先端にボルト締結する場合に、ボルト締め用の作業穴の数を減らす。バンパー構造体を軽量化する。

解決手段
バンパーリインフォース5Aとバンパーステイ1Aは共にアルミニウム合金押出材からなり、バンパーステイ1Aは押出方向を上下方向に向け、バンパーリインフォース5Aの傾斜した端部に溶接固定されている。バンパーステイ1Aは、傾斜した前フランジ2、後フランジ3及びウエブ4a〜4cからなり、車体幅方向外側に凹断面部22とその内側に閉断面部21が構成されている。凹断面部22及び閉断面部21において後フランジ3にボルト穴8が形成され、閉断面部21において前フランジ2にボルト締め用作業穴14が形成されている。バンパーリインフォース5Aにも作業穴15,16が形成されている
特許請求の範囲
【請求項1】
アルミニウム合金押出材からなり、中央部が車幅方向に平行で左右の端部が車体後方側に傾斜又は湾曲したバンパーリインフォースと、アルミニウム合金押出材からなり、前記バンパーリインフォースの前記端部とサイドメンバの端部の間に押出方向を上下方向に向けて配置されるバンパーステイにより構成されるバンパー構造体において、前記バンパーステイは、車幅方向に対し傾斜又は湾曲して形成された前フランジと、車幅方向に平行に形成された後フランジと、車体前後方向に沿って形成された複数のウエブを有し、前記前フランジと後フランジ及びウエブにより車体幅方向外側に前方が開放した凹断面部とその内側に閉断面部が構成され、前記前フランジ及び前記閉断面部を構成しないウエブが前記バンパーリインフォースの後壁に当接して固定され、前記凹断面部及び閉断面部において前記後フランジにボルト穴が形成され、前記閉断面部において前記前フランジに前記ボルト穴に対応するボルト締め作業穴が形成され、前記バンパーリインフォースにも前記ボルト穴に対応するボルト締め作業穴が形成されていることを特徴とするバンパー構造体。
【請求項2】
前記バンパーステイの上下方向長さが前記バンパーリインフォースの上下幅より長く、上端側又は下端側の一方が前記バンパーリインフォースから突出し、前記凹断面部及び閉断面部において前記バンパーリインフォースから突出した部分の前記後フランジにボルト穴が形成され、前記閉断面部において前記前フランジに前記ボルト穴に対応するボルト締め作業穴が形成されていることを特徴とする請求項1に記載されたバンパー構造体。
【請求項3】
アルミニウム合金押出材からなり、中央部が車幅方向に平行で左右の端部が車体後方側に傾斜又は湾曲したバンパーリインフォースと、アルミニウム合金押出材からなり、前記バンパーリインフォースの前記端部とサイドメンバの端部の間に押出方向を上下方向に向けて配置されるバンパーステイにより構成されるバンパー構造体において、前記バンパーステイは、車幅方向に対し傾斜又は湾曲して形成された前フランジと、車幅方向に平行に形成された後フランジと、車体前後方向に沿って形成された複数のウエブを有し、前記前フランジと後フランジ及びウエブにより車体幅方向外側に前方が開放した凹断面部とその内側に閉断面部が構成され、前記前フランジ及び前記閉断面部を構成しないウエブが前記バンパーリインフォースの後壁に当接して固定され、さらに上下方向長さが前記バンパーリインフォースの上下幅より長く、上端側及び下端側が前記バンパーリインフォースから突出し、前記凹断面部及び閉断面部において前記バンパーリインフォースから突出した部分の前記後フランジにボルト穴が形成され、前記閉断面部において前記前フランジに前記ボルト穴に対応するボルト締め作業穴が形成されていることを特徴とするバンパー構造体。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、押出方向をバンパーリインフォースの長手方向に垂直(上下方向)に向けて配置される、いわゆる横圧壊型バンパーステイとバンパーリインフォースにより構成されるバンパー構造体に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば乗用車やトラック等の自動車車体の前端(フロント)及び後端(リア)に設置されるバンパー内部には、補強部材としてバンパーリインフォースが設けられている。バンパーリインフォースは一般に荷重方向に略垂直に向く前壁と後壁、及びそれらを連結する横壁を有する断面中空の部材であり、後方側から一対のバンパーステイにより支持され、各バンパーステイは後端がサイドメンバ(フロント又はリア)の先端に固定されている。
バンパーリインフォース、バンパーステイ及びサイドメンバは、いずれも衝突時に圧壊して衝突エネルギーを吸収する役割を有し、一般に、衝突時にはまずバンパーリインフォースが圧壊し、続いてバンパーステイが圧壊し、さらにサイドメンバが軸圧壊するように、各部材の剛性(荷重による圧壊への抵抗力)が設定されている。
【0003】
近年、バンパーリインフォースについて、軽量化のためにアルミニウム合金押出材が使用されるようになり、バンパーステイについても、同じくアルミニウム合金押出材が使用され始めている。アルミニウム合金押出材からなるバンパーステイには、大きく分けて縦圧壊型と横圧壊型があり、縦圧壊型のバンパーステイは、軸部を構成する中空の押出形材の前後端に板状の取付用フランジ(バンパーリインフォース及びサイドメンバの取付用)を有するもので、押出軸方向が車体前後方向を向き、横圧壊型バンパーステイ1は、図6に示すように、前後フランジ2,3(バンパーリインフォース5及びサイドメンバ6の取付用)とそれらを連結するウエブ4からなる押出形材からなり、押出軸方向が車体上下方向を向いている。
【0004】
横圧壊型のバンパーステイは、製造コストが安く、大量生産に適し、バンパーリインフォースの端部取付箇所が車幅方向から後方側に傾斜又は湾曲していても、容易に対応できる利点があり、図6以外にも下記特許文献1〜5にみられるように種々の構造のものが提案されている。
【0005】
【特許文献1】特開平11−208392号公報
【特許文献2】特開2000−318552号公報
【特許文献3】特開2001−294106号公報
【特許文献4】特開2005−14836号公報
【特許文献5】特開2005−254829号公報
【0006】
図6に示すバンパーステイ1とバンパーリインフォース5の取り付けに際しては、一般にバンパーステイ1の前フランジ2をバンパーリインフォース5の後壁に当接させて溶接又はボルト締めにより固定し(これを本発明ではバンパー構造体7と称する)、続いて、バンパーステイ1の後フランジ3をサイドメンバ6の端面に当接させボルト締めにより固定する。図7に示すように、バンパーステイ1の後フランジ3にはボルト穴8が形成され、一方、サイドメンバ6の端部には複数本のボルト9が溶接等により固定されて端面から突出している。従って、バンパー構造体7を車体前方側から後方に向けて移動させ(白抜き矢印参照)、ボルト9をボルト穴8に通して後フランジ3をサイドメンバ6の端面に当接させ、ナット11(図6参照)をバンパーステイ1の閉断面部12,13内に入れてボルト9と締結することができる。
バンパーステイ1及びバンパーリインフォース5には、ボルト締めが車体前方側からできるように、各ボルト穴8に対応してそれぞれ作業穴14,15,16が形成されている。取り付けに際しては、車体前方側から作業穴16,15,14を通してナット11と図示しない工具を閉断面部12,13内に入れ、ボルト9と締結し、バンパーステイ1の後フランジ3をサイドメンバ6の端部に固定する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
図7に示すように、従来のバンパー構造体7の場合、バンパーステイ1の前フランジ2にボルト穴8の数だけ作業穴14を形成する必要があり、バンパーリインフォース5に形成する作業穴15,16と合わせると、作業穴の形成に多くの手間が必要となる。
また、バンパーステイ1は最も重要視されているバリヤ衝突に耐える強度を得るため、2つの閉断面部12,13が構成されているが、バンパーリインフォース5の端部(車幅方向から後方側に傾斜又は湾曲した部分)に取り付けられる場合、バリヤ衝突において外側寄りの閉断面部13に掛かる荷重は内側寄りの閉断面部12に比べて小さく、ここに軽量化の余地があると考えられる。
従って、本発明は、従来のバンパー構造を改良して、作業穴が少なくてすみ、かつ軽量化も達成される新たなバンパーステイ構造を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明(請求項1)は、アルミニウム合金押出材からなり、中央部が車幅方向に平行で左右の端部が車体後方側に傾斜又は湾曲したバンパーリインフォースと、アルミニウム合金押出材からなり、前記バンパーリインフォースの前記端部とサイドメンバの端部の間に押出方向を上下方向に向けて配置されるバンパーステイにより構成されるバンパー構造体において、前記バンパーステイは、車幅方向に対し傾斜又は湾曲して形成された前フランジと、車幅方向に平行に形成された後フランジと、車体前後方向に沿って形成された複数のウエブを有し、前記前フランジと後フランジ及びウエブにより車体幅方向外側に前方が開放した凹断面部とその内側に閉断面部が構成され、前記前フランジ及び前記閉断面部を構成しないウエブが前記バンパーリインフォースの後壁に当接して固定され、前記凹断面部及び閉断面部において前記後フランジにボルト穴が形成され、前記中空部において前記前フランジに前記ボルト穴に対応するボルト締め作業穴が形成され、前記バンパーリインフォースにも前記ボルト穴に対応するボルト締め作業穴が形成されていることを特徴とする。なお本発明において、バンパーステイからみてバンパーリインフォースの側が前方、サイドメンバの側が後方を意味する。
【0009】
前記発明において、前記バンパーステイの上下方向長さを前記バンパーリインフォースの上下幅より長くし、上端側又は下端側の一方を前記バンパーリインフォースから突出させ、その突出した部分の後フランジにボルト穴を形成し、前フランジに前記ボルト穴に対応するボルト締め作業穴を形成することができる(請求項2)。
【0010】
また、本発明(請求項3)は、アルミニウム合金押出材からなり、中央部が車幅方向に平行で左右の端部が車体後方側に傾斜又は湾曲したバンパーリインフォースと、アルミニウム合金押出材からなり、前記バンパーリインフォースの前記端部とサイドメンバの端部の間に押出方向を上下方向に向けて配置されるバンパーステイにより構成されるバンパー構造体において、前記バンパーステイは、車幅方向に対し傾斜又は湾曲して形成された前フランジと、車幅方向に平行に形成された後フランジと、車体前後方向に沿って形成された複数のウエブを有し、前記前フランジと後フランジ及びウエブにより車体幅方向外側に前方が開放した凹断面部とその内側に閉断面部が構成され、前記前フランジ及び前記閉断面部を構成しないウエブが前記バンパーリインフォースの後壁に当接して固定され、さらに上下方向長さが前記バンパーリインフォースの上下幅より長く、上端側及び下端側が前記バンパーリインフォースから突出し、前記凹断面部及び閉断面部において前記バンパーリインフォースから突出した部分の前記後フランジにボルト穴が形成され、前記閉断面部において前記前フランジに前記ボルト穴に対応するボルト締め作業穴が形成されていることを特徴とする
【発明の効果】
【0011】
本発明のバンパー構造体によれば、バンパーステイの凹断面部に前フランジがないことから、従来の構造に比べて作業穴が少なくてすみ、かつ前フランジの分の軽量化が達成される。しかも、バンパーステイの車体幅方向中央側に閉断面部が構成されているから、最も重要視されているバリヤ衝突に耐える強度を有する。
さらに、バンパーステイの上下方向長さをバンパーリインフォースの上下幅より長くし、その上端側又は/及び下端側をバンパーリインフォースから突出させ、その突出した部分の後フランジにボルト穴を形成した場合、該ボルト穴に対応する作業穴をバンパーリインフォースに形成する必要がないため、さらに作業穴が少なくてすむ。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
以下、図1〜図5を参照して本発明に係るバンパー構造体について説明するが、図6,7に示した従来のバンパー構造体7と同等の部位には同じ番号を付与している。
図1に示すバンパー構造体7Aは、中央部が車幅方向に平行で左右の端部が車体後方側に傾斜したバンパーリインフォース5Aと、その端部に固定されたバンパーステイ1Aからなる。バンパーリインフォース5Aは矩形輪郭を有するアルミニウム合金押出材を所定長さに切断し、両端部を曲げ加工したものである。バンパーステイ1Aは、同じくアルミニウム合金押出材を所定長さに切断したもので、押出方向を上下方向に向けて配置され、車幅方向に対し傾斜して形成された前フランジ2と、車幅方向に平行に形成された後フランジ3と、車体前後方向に沿って形成された3つのウエブ4(4a〜4c)からなる。
なお、バンパーリインフォース5A及びバンパーステイ1Aを構成するアルミニウム合金は、例えばJIS6000系又は7000系が望ましい。
【0013】
バンパーステイ1Aには、前フランジ2と後フランジ3及びウエブ4a,4bにより車幅方向内側に閉断面部21が、後フランジ3及びウエブ4b,4cにより車幅方向外側に凹断面部22が隣接して構成され、前フランジ2及び最も車幅方向外側のウエブ4c(閉断面部21を構成しないウエブ)がバンパーリインフォース5Aの後壁23に当接し、例えば溶接により固定されている。後フランジ3には、閉断面部21及び凹断面部22のそれぞれにおいてボルト穴8が形成され、閉断面部21において前フランジ2にボルト穴8に対応する作業穴14が形成されている。また、バンパーリインフォース5Aの後壁23及び前壁24にも、各ボルト穴8に対応する作業穴15,16が形成され、閉断面部21のボルト穴8及びそれに対応する作業穴14〜16、及び凹断面部22のボルト穴8及びそれに対応する作業穴15,16は、それぞれ車体前後方向に整列し、図示しないボルト締め工具が挿入できるようになっている。
【0014】
サイドメンバ6Aは、断面が矩形で前端に車幅方向に平行な前壁25を有し、前壁25には上下左右に4個の穴26が形成され、各穴26からボルト9のねじ部が前方に突出し、ヘッドが前壁25の裏面に溶接により固定されている。これは図7に示すサイドメンバ6と同じである。
バンパー構造体7Aの取り付けに際しては、バンパー構造体7Aを車体前方側から後方に向けて移動させ(白抜き矢印参照)、ボルト9をボルト穴8に通して後フランジ3をサイドメンバ6Aの端面に当接させ、車体前方側から、閉断面部21側では作業穴16,15,14を通して図示しないナットとボルト締め工具を閉断面部21内に挿入し、凹断面部22側では作業穴16,15を通して図示しないナットとボルト締め工具を凹断面部22内に挿入し、ナットをボルト9に締結し、バンパーステイ1Aの後フランジ3をサイドメンバ6Aの端部(前壁25)に固定する。
なお、サイドメンバ6Aの前壁25にボルト9ではなくナットが固定されていてもよいが、その場合は作業穴14〜16からボルトを挿入してナットに締結する。
【0015】
図2(a)〜(c)に、本発明のバンパー構造体に使用し得るバンパーステイの他の例を示す。
図2(a)に示すバンパーステイ1Dは、閉断面部21の前フランジ2の車幅方向内側に取付用フランジ27が形成され、凹断面部22の前端の車幅方向外側に取付用フランジ28が形成されている点で、図1に示すバンパーステイ1Aと異なる。バンパーステイ1Dは、バンパーリインフォース5A(図1参照)の後壁23にボルト締結により固定することができる。
図2(b)に示すバンパーステイ1Eは、2個の閉断面部31,32と1個の凹断面部33が形成され、各閉断面部31,32及び凹断面部33において後フランジ3にボルト穴8が形成され、各閉断面部31,32において前フランジ2にボルト穴8に対応する作業穴14が形成されている。バンパーステイ1Eは、複数個の閉断面部によりバリヤー衝突に対する強度が向上する。
図2(c)に示すバンパーステイ1Fは、ウエブ4a,4cが前方に向かって広がっている点で、図1に示すバンパーステイ1Aと異なる。このようにウエブが車体前後方向に沿って斜めに形成された場合も本発明に含まれる。
なお、バンパーリインフォースについても、口形断面だけでなく、日形、目形、田形など他の断面形状のものが利用できる。
【0016】
図3は本発明に係る別のバンパー構造体を示す。図1に示したバンパー構造体7Aと同等の部位には同じ番号を付与している。
図3に示すバンパー構造体7Bは、中央部が車幅方向に平行で左右の端部が車体後方側に傾斜したバンパーリインフォース5Bと、その端部に固定されたバンパーステイ1Bからなる。図1に示すバンパー構造体7Aと比較すると、バンパーステイ1Bの上下方向長さがバンパーリインフォース5Bの上下幅より長く、上端側及び下端側がバンパーリインフォース5Bから突出し、閉断面部21及び凹断面部22においてボルト穴8がその突出部分の後フランジ3に形成されている点で異なる。また、閉断面部21に形成されたボルト穴8に対応して、前記突出部分の前フランジ2にU字形の作業穴14が形成されている。一方、バンパーリインフォース5Bには作業穴が形成されていない。なお、バンパーステイ1Bの突出部分の前フランジ2に形成する作業穴は、周の一部が端部に達する切り欠き穴(前記U字形の作業穴14)でもよいが、バンパーステイ1Aの前フランジ2に形成したような閉じた穴(丸い作業穴14)であってもよい。
【0017】
バンパー構造体7Bの取り付けに際しては、バンパー構造体7Bを車体前方側から後方に向けて移動させ、ボルト9をボルト穴8に通して後フランジ3をサイドメンバ6Bの端面に当接させ、車体前方側から、閉断面部21側では作業穴14を通して図示しないナットとボルト締め工具を閉断面部21内に挿入し、凹断面部22側では直接図示しないナットとボルト締め工具を凹断面部22内に挿入し、ナットをボルト9に締結し、バンパーステイ1Bの後フランジ3をサイドメンバ6の端部に固定する。
【0018】
なお、バンパーリインフォースに作業穴を形成すると、その箇所の強度が低下し、衝突時にその穴を起点として割れが発生する恐れがあるが、バンパー構造体7Bの場合、バンパーリインフォース5Bに作業穴を形成する必要がないため、バンパーリインフォース6Bの衝突荷重を受ける部分に強度低下がないという利点がある。
また、図4に示すように、バンパーリインフォースの例えば上部付近に衝突荷重Pが付加されると、バンパーリインフォースの回転によるモーメント(矢印M)が発生し、バンパーステイ1の上下方向の長さがバンパーリインフォース5と同じに設定された場合、図4(a)に示すように、バンパーステイ1の上端開口部(斜線を付した箇所)に最大応力が掛かり、当該開口部が変形を起こすことがある。しかし、バンパーステイ1Bの上下端がバンパーリインフォース5Bから突出しているバンパー構造体7Bの場合、図4(b)に示すように、最大応力が掛かる箇所(斜線を付した箇所)はバンパーステイ1Bの上端開口部から離れており、変形を起こしにくい利点がある。
【0019】
図5は、本発明に係る別のバンパー構造体を示す。図3に示したバンパー構造体7Bと同等の部位には同じ番号を付与している。
図5に示すバンパー構造体7Cは、図3に示すバンパー構造体7Bと比較すると、バンパーステイ1Cの上下方向長さがやや短く、その下端側がバンパーリインフォース5Cの下端から突出していない点で異なる。従って、バンパーステイ1Cのバンパーリインフォース5Cから突出していない部分には、図1に示すバンパー構造体1Aと同様に、閉断面部21及び凹断面部22において各1個のボルト穴8が後フランジ3に形成され、かつ閉断面部21において前フランジ2に作業穴14が形成され、さらにバンパーリインフォース5Cに作業穴15,16(作業穴15は図示省略)が形成されている。一方、バンパーステイ1Cのバンパーリインフォース5Cから上方に突出した部分では、図3に示すバンパー構造体1Bと同じく、閉断面部21及び凹断面部22において各1個のボルト穴8が後フランジ3に形成され、かつ閉断面部21において前フランジ2にU字形の作業穴14が形成され、またバンパーリインフォース5Cにはこれらのボルト穴8に対応する作業穴15は形成されていない。
【0020】
バンパー構造体7Cの取り付けに際しては、バンパー構造体7Cを車体前方側から後方に向けて移動させ、ボルト9をボルト穴8に通して後フランジ3をサイドメンバ6Cの端面に当接させ、バンパーステイ1Cのバンパーリインフォース5Cから突出していない部分では、図1に示すバンパー構造体1Aと同様の手順でナットをボルト9に締結し、バンパーステイ1Cのバンパーリインフォース5Cから突出している部分では、図3に示すバンパー構造体1Bと同様の手順でナットをボルト9に締結し、バンパーステイ1Cの後フランジ3をサイドメンバ6Cの端部に固定する。
このバンパー構造体7Cは、前記バンパー構造体7Bの前記利点を一部有する。
【0021】
なお、バンパー構造体7B,7Cでは、上記のとおり、ボルト穴に対応する作業穴をバンパーリインフォースに形成する必要がないという利点があるが、この利点は、図1に示す断面形状だけでなく、図2や図7に示す断面形状、さらには前フランジと後フランジ及び車体前後方向に沿って形成された複数のウエブを有する断面形状一般について、横圧壊型バンパーステイの上端側及び/又は下端側が前記バンパーリインフォースから突出させ、その突出させた部分の後フランジにボルト穴を形成した場合に奏される。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】本発明に係るバンパー構造体及びサイドメンバの平面断面図である。
【図2】本発明に係る別のバンパーステイの平面断面図である。
【図3】本発明に係る別のバンパー構造体及びサイドメンバの平面断面図である。
【図4】そのバンパー構造体の利点を説明するための側面図である。
【図5】本発明に係る別のバンパーステイ構造体の平面断面図図である。
【図6】従来のバンパー構造体(サイドメンバへの組み付け後)の平面図である。
【図7】従来のバンパー構造体及びサイドメンバの平面断面図である。
【符号の説明】
【0023】
1,1A,1B,1C バンパーステイ
2 前フランジ
3 後フランジ
4 ウエブ
5,5A,5B,5C バンパーリインフォース
6,6A,6B,6C サイドメンバ
7,7A,7B,7C バンパー構造体
8 ボルト穴
9 ボルト
12,13,21 閉断面部
14,15,16 作業穴
22 凹断面部




 

 


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