JP4362952B2

JP4362952B2 - Bumpy stay

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Publication number: JP4362952B2
Application number: JP2000200391A
Authority: JP
Inventors: 薫石動; 光雄柘植; 隆佐々本; 治道樋野
Original assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Current assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Priority date: 2000-07-03
Filing date: 2000-07-03
Publication date: 2009-11-11
Anticipated expiration: 2020-07-03
Also published as: JP2002012104A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の車体の前後に配置され、衝突時のエネルギを効率良く吸収するバンパステイに関する。尚、本明細書においては、バンパの強度部材であるバンパリィンフォースメントを単にバンパと称するものとする。また、フレームとは、サイドフレーム等であってバンパステイを介してバンパが取り付けられる車体側の構造部材を指す。
【０００２】
【従来の技術】
図７(Ａ)に示すように、バンパステイ６０は、自動車のフロント５０におけるバンパ５２とフレーム５６との間に配置され、バンパ５２における表皮５４に覆われたバンパリィンフォースメント５５と、フレーム５６のフランジ５８との間に、図示しないボルト等により固定されている。
従来のバンパステイ６０は、図７(Ｂ)に示すように、アルミニウム合金の押出形材をその押出方向と直交し所定の幅に切断したものであり、バンパ５２寄りの幅の狭い衝撃吸収段６１と、フレーム５６寄りの幅広の衝撃吸収段６２とからなる。衝撃吸収段６１は、断面長方形の中空部６４を内設する矩形片６３であり、衝撃吸収段６２は、一対の長片６５，６７と短片６６，６６とからなる長方形断面を有し、一対の仕切壁６８により内部に３つの中空部６９を内設している。
【０００３】
上記バンパステイ６０は、図７(Ｂ)に示すように、衝撃吸収段６１，６２間の長片６５に対する、上記一対の仕切壁６８と衝撃吸収段６１の短片６３ａとの各接続位置間の距離を、長片６５の厚みの３倍以上に設定している。
これにより、バンパステイ６０は、衝突時において、短片６３ａ、仕切壁６８、および短片６６における座屈変形の開始時期がずれながら圧壊するため、図示しない車体側のフレームに加わる衝突エネルギを、２段階に分散して吸収するものである(特開平８−５８４９９号公報参照)。
【０００４】
また、図７(Ｃ)に示すバンパステイ７０も、アルミニウム合金の押出形材をその押出方向と直交し所定の幅に切断したものであり、外矩形部７２の中空部７３におけるフレーム側の長片７６寄りに、中空部７５を内設する内矩形部７４を併設すると共に、上記長片７６の両側にフランジ７８を対称に張り出している。
上記バンパステイ７０は、図７(Ｃ)に示すように、衝突時において、先ず外矩形部７２の左側から右向きに圧縮変形して、衝突初期の衝突エネルギを吸収すると共に、続いて内矩形部７４が残った外矩形部７２と共に長片７６寄りに圧縮変形して、２回目の衝突エネルギを吸収する。係る２段階に渉る変形を生じることにより、バンパステイ７０は、衝突エネルギを２段階に分散して吸収し、フレームに加わる衝撃力を緩和するものである(特開平７−２７７１１２号公報参照)。
【０００５】
【発明が解決すべき課題】
しかしながら、前記バンパステイ６０では、複雑な断面形状にも拘わらず、衝突時に図７(Ｂ)中の矢印で示す右向きの力が短片６３ａに作用すると、この短片６３ａによって長片６５の端部６５ａが小さな力で右側に撓み、引き続いてその付近が図７(Ｂ)中の破線のように変形する。これにより、短片６３ａと長片６５の端部６５ａとの交叉部には、過大な曲げ応力が発生し、端部６５ａを比較的容易に変形させる。この結果、衝突時のエネルギを十分吸収することなく、バンパ５２寄りの衝撃吸収段６１が潰れる。また、フレーム５６寄りの衝撃吸収段６２は、これまでの変形により、容易に座屈変形あるいは横倒れ変形を生じ易い状態になっている。従って、以上のようなバンパステイ６０では、衝突時のエネルギを十分に吸収できない、という問題点があった。
【０００６】
一方、前記バンパステイ７０では、図７(Ｃ)に示すように、外矩形部７２の短片７２ａに右向きの力が加わると、外矩形部７２自体が横倒れ変形してしまうため、衝突時の第１段階におけるエネルギの吸収が非常に小さくなる。更に、外矩形部７２の横倒れ変形が進行すると、上記短片７２ａと内矩形部７４の短片７４ａとが接触するため、内矩形部７４の横倒れ変形を誘発する。この結果、衝突時の第２段階において、それぞれ横倒れ変形を生じる。従って、バンパステイ７０では吸収できるエネルギが少ない、という問題点を有していた。
本発明は、以上において説明した従来の技術における問題点を解決し、衝突時において多くの衝突エネルギを安定して確実に吸収できるバンパステイを提供すること、を課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、バンパステイにアルミニウム合金の押出形材を活用し、且つバンパステイにおけるバンパ側の辺の長さを長くして、両者間の接触面積を大きくし、衝突時のエネルギを幅広く受け止めることなどにより、安定的に上記エネルギを吸収させること、に着想して成されたものである。
即ち、本発明のバンパステイ（請求項１）は、中空部を有するアルミニウム合金の押出形材からなり、その押出方向と車体の前後方向とが直交するようにバンパとフレームとの間に配置され、上記形材におけるバンパ側の斜め辺は、車体の幅方向の長さがフレーム側の端辺よりも長く且つ少なくとも車体の幅方向における中央寄りに張り出している、ことを特徴とする。
【０００８】
これによれば、バンパステイを押出形材により形成したことで、バンパステイにおけるバンパ側をフレーム側よりも広くした断面形状を、自在に形成することができるとともに、衝突時における多くの衝突エネルギを、徐々に且つ効率良く確実に吸収することができ、乗員の安全を図ることが可能となる。
【００１０】
更に、本発明は、前記押出形材における押出方向における一方の端面または両端面のフレーム側の位置に蓋板を固定することにより、上記形材におけるバンパ側の座屈強度が小さくなり、且つフレーム側の座屈強度が大きくなっている。
これによれば、衝突エネルギにより荷重を受けた際のバンパステイにおける座屈強度は、バンパ側の座屈強度が低くなり、且つフレーム側の座屈強度が高くなるため、車体の前後方向に対しても２段階での座屈変形が生じる。このため、衝撃力が分散されると共に、多くのエネルギを吸収できる。
【００１１】
尚、蓋板の固定により座屈強度が増加するのに伴い、フレームに加わる座屈開始直前の１次乃至その後のピーク荷重も増大するが、吸収するエネルギ量も増える。これにより、蓋板を固定したバンパステイで座屈変形が発生するレベルの衝突時において、乗員への衝撃力は小さくなる。
従って、係るバンパステイにより、衝突時における多くの衝突エネルギを一層確実に効率良く吸収することが可能となる。尚、前記押出形材の中空部内にビスホールを一体に付設し、係るビスホールにねじ又はボルトを螺入することにより、上記蓋板を容易に固定することができる。もちろん、上記蓋板は、溶接により形材の一端面または両端面に固定しても良い。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下において本発明の実施に好適な形態を図面と共に説明する。
図１(Ａ)は、バンパ１の両端部とフレーム６，６との間に、本発明の前提となる参考形態のバンパステイ１０，１０を配置した状態を示す。バンパ１は、外側に表皮３を有するバンパリィンフォースメント２を含み、後者の両端部４，４の側面５，５にバンパステイ１０，１０が配置される。また、フレーム６は、角形断面の中空部７を内設し、且つその先端にフランジ８を有する。
バンパステイ１０は、図１(Ｂ)に示すように、バンパ１のリィンフォースメント２に図示しないボルト等により固定され、フレーム６のフランジ８に対し、ボルト１８・ナット１９にて固定される。この結果、バンパステイ１０は、その押出方向を車体の前後方向と直交してバンパ１とフレーム６との間に固定される。
【００１３】
バンパステイ１０は、アルミニウム合金(ＪＩＳ:Ａ６０６３，Ａ６Ｎ０１，Ａ６０６１等で調質Ｔ５またはＴ６)の押出形材を、その押出方向と直交して所定の幅で切断したもので、図１(Ｂ)に示すように、略台形の中空部１５を図示で奥行き方向に沿って所定の長さで有する。また、バンパステイ１０は、バンパ１側の斜め辺(辺)１１、フレーム６側の端辺(辺)１４、及びこれらの左右を接続し且つ車体の前後方向に沿って斜めの一対の側辺１２，１３を一体に有すると共に、端辺１４の両側にはフランジ１６，１６が左右対称に延在し、これを貫通するボルト１８・ナット１９により、フレーム６のフランジ８に固定されている。
図１(Ｂ)に示すように、バンパ１側の斜め辺１１の車体の幅方向の長さＸは、フレーム６側の端辺１４の長さＹよりも長く、且つ斜め辺１１は車体の中央寄りとサイド寄りの双方に張り出し、これに応じて図１(Ｂ)で右側の側辺１２も、そのバンパ１寄りが車体の中央寄りに張り出すように形成されている。このため、バンパ１に接する斜め辺１１の接触面積は、フレーム６に接する端辺１４よりも広くなる。尚、サイド側の側辺１３は、車体の前後方向と略平行でも良い。
【００１４】
他の車両に追突した場合などで、バンパリィンフォースメント２の車幅方向の中間部に衝突すると、図１(Ａ)に示すように、バンパリィンフォースメント２の中間部に荷重Ｐ_０が作用し、各バンパステイ１０に曲げモーメントＭ_０が生じる。
また、上記荷重Ｐ_０によるバンパリィンフォースメント２の変形に伴い、各バンパステイ１０にはＰ_２方向に引き寄せる力が作用する。このため、図１(Ｂ)に示すように、衝突により作用する荷重Ｐ_０は、バンパリィンフォースメント２を経て、バンパステイ１０の斜め辺１１および側辺１２，１３に作用する。この結果、車体の中央寄りの側壁１２には、図１(Ｂ)中の矢印Ｐ_３で示す力が働き、側辺１２は図示で右側の車体幅方向の中央寄りに倒れ込むように曲げ変形する。これにより、第１段階としての衝突エネルギの吸収が行われる。この際、フレーム６には、側辺１２の最大変形荷重までのピーク荷重が加わる。
【００１５】
更に、変形が進行すると、図１(Ｂ)中の矢印Ｐ_４で示す力により、サイド側の側辺１３が座屈変形する。この座屈が生じることで、第２段階としての衝突エネルギの吸収が行われる。この際、フレーム６には座屈荷重までのピーク荷重が働くが、係るピーク荷重を越える荷重は生じないため、乗員や車体本体に加わる衝撃が緩和されることになる。
以上のような２段階の曲げと座屈変形を確実に生じさせるバンパステイ１０を用いることにより、衝突時のエネルギを大量に効率良く吸収することができ、乗員の安全を図り得る。
【００１６】
図１(Ｃ)は、異なる参考形態のバンパステイ１０′の断面を示す。
バンパステイ１０′も、図１(Ｃ)に示すように、バンパ１側の斜め辺１１、フレーム６側の端辺１４、一対の側辺１２，１３、及びフランジ１６，１６からなると共に、車体の前後方向に沿った仕切辺１７を形成することにより、車体の幅方向に一対の中空部１５ａ，１５ｂを内設している。
係るバンパステイ１０′においても、前記と同様に衝突に伴う荷重は、斜め辺１１、側壁１２，１３、および仕切辺１７に伝達され、第１段階として側辺１２が図示で右側の車体の中央寄りに倒れ込むように容易に曲げ変形し、第１段階としての衝撃エネルギの吸収がされる。また、前記フレーム６には、上記変形を開始する直前の荷重に相当する１次ピーク荷重が伝わるが、上記曲げ変形により衝突エネルギが吸収される。
【００１７】
変形が進行すると、第２段階して仕切辺１７が座屈変形し、この変形過程で、衝撃エネルギが吸収される。また、フレーム６には、上記変形を開始する直前の荷重に相当する２次ピーク荷重が発生し、第２段階としての衝突エネルギの吸収がされる。更に変形が進むと、第３段階としてサイド側の側辺１３が座屈変形し、この過程で衝撃エネルギが吸収される。一方、フレーム６には、上記変形を開始する直前の荷重に相当する３次ピーク荷重が発生し、第３段階としての衝突エネルギの吸収がされる。従って、仕切辺１７を更に内設したバンパステイ１０′によっても、前記同様に衝突に伴うエネルギを効率良く吸収可能となる。
【００１８】
図１(Ｄ)は、異なる参考形態のバンパステイ１０″を示す。
図１(Ｄ)に示すように、バンパステイ１０″も前記と同様に、バンパ１側の斜め辺１１一対の側辺１２，１３、フレーム６側の端辺１４、及びフランジ１６，１６からなる。また、側辺１２，１３間で車体の幅方向に沿い且つ端辺１４寄りの約１／３の位置に配置した仕切辺１７ｂと、この仕切辺１７ｂと端辺１４との間で車体の前後方向に沿った仕切辺１７ａとを略Ｔ字形に形成することにより、バンパ１寄りの幅広い中空部１５ｃと、フレーム６寄りで幅の狭い一対の小さな中空部１５ａ，１５ｂとを内設している。上記仕切辺１７ｂにより、側辺１２，１３は、長尺部１２ａ，１３ａと短尺部１２ｂ，１３ｂとに区分される。
【００１９】
上記バンパステイ１０″によっても、前記と同様に衝突に伴う衝突エネルギを吸収でき、且つバンパステイ１０′よりも更に多段階にして吸収できる。即ち、バンパステイ１０″におけるフレーム側の部分は、仕切辺１７ａの存在と、側壁１２，１３の長尺部１２ａ，１３ａと短尺部１２ｂ，１３ｂとの長短差により、次のように変形して、多段階で衝突エネルギを吸収する。
即ち、第１段階として長尺部１２ａが曲げ変形し、第２段階として長尺部１３ａが座屈変形または座屈変形と共に曲げ変形する。更に、第３段階として短尺部１２ｂが曲げ変形と共に座屈変形し、第４段階として仕切辺１７ａが座屈変形した後で、第５段階として短尺部１３ｂが座屈変形する。これらの変形に際して必要とされる変形エネルギによって、衝突エネルギが吸収されるため、フレーム６側に生じる衝撃が緩和される。尚、各段階での変形は連続して生じる場合や、力の加わり状況によって変形する順番が入れ替わる場合もある。
【００２０】
図２(Ａ)は、参考形態に係るバンパステイ２０の断面を示す。
バンパステイ２０も、前記同様のアルミニウム合金の押出形材をその押出方向と直交して所定の幅で切断したものであり、図２(Ａ)に示すように、バンパ側の斜め辺(辺)２１、一対の側辺２２，２３、フレーム側の端辺(辺)２４、及び一対のフランジ２９からなる。斜め辺２１は端片２４よりも長いため、バンパに接する斜め辺２１の接触面積は、フレームに接する端辺２４の接触面積よりも広くなる。また、側辺２２，２３間で車体の幅方向に沿った仕切辺２７と、斜め辺２１と端辺２４との間で車体の前後方向に沿った仕切辺２８とを略十字形に形成することにより、バンパ寄りでやや広い中空部２５ａ，２５ｂと、フレーム寄りでやや狭い中空部２５ｃ，２５ｄを内設している。
【００２１】
バンパステイ２０に他の車両等が衝突すると、図２(Ａ)において、衝突に伴う荷重Ｐは、前記バンパリィンフォースメント２を経て、バンパステイ２０の斜め辺２１、側辺２２，２３、および仕切辺２８に伝達される。この際、斜め辺２１、側辺２２、および仕切辺２８は、図２(Ａ)中の矢印で示すように、第１段階として右側の車体の中央寄りに倒れ込むように容易に曲げ変形し、衝突エネルギが吸収される。変形が進行すると、第２段階として仕切辺２８が座屈変形して衝突エネルギが吸収され、引き続く加重により、第３段階として側辺２３が座屈変形して更に衝突エネルギが吸収される。これらの変形過程において、フレームには、１〜３次ピーク荷重が発生して衝撃が伝わるが、係るピーク値を越える衝撃荷重はフレームに生じない。
【００２２】
以上のような３段階の変形を確実に生じさせるバンパステイ２０を用いることにより、衝突時のエネルギを大量に効率良く吸収することができる。また、仕切辺２７，２８を断面略十字形に配置することにより、バンパ寄りでやや広い中空部２５ａ，２５ｂと、フレーム寄りでやや狭い中空部２５ｃ，２５ｄとが内設されるため、バンパステイ２０の剛性を高められる。このため、吸収できるエネルギ量が増大し、且つ３段階に分けてより多く吸収することができる。
【００２３】
図２(Ｂ)は、前記バンパステイ２０の応用形態であるバンパステイ２０′の断面を示す。図２(Ｂ)に示すように、バンパステイ２０′も前記と同様に、バンパ側の斜め辺２１、一対の側辺２２，２３、フレーム側の端辺２４、及びフランジ２９，２９からなる。側辺２２，２３間には車体の幅方向に沿った仕切辺２７が形成され、この仕切辺２７と斜め辺２１との間には車体の前後方向に沿った仕切辺２８ａが形成され、仕切辺２７と端辺２４との間にはそのフレーム寄り部分が車体の中央寄りに傾斜した仕切辺２８ｂが形成されている。これらにより、バンパ寄りのやや広い中空部２５ａ，２５ｂと、フレーム寄りでやや狭い中空部２５ｃ，２５ｄとが内設されている。
【００２４】
上記バンパステイ２０′によっても、複数段階にわたる変形により衝突エネルギを吸収し、フレームに発生する衝撃荷重のピーク値を一定の限度に抑制することができる。前記と同様に衝突に伴う荷重Ｐは、図２(Ｂ)に示すように、斜め辺２１、側辺２２，２３、および仕切辺２８ａに伝達され、これらが図中の矢印のように右側の車体の中央寄りに倒れ込むように容易に曲げ変形し、衝突エネルギが吸収される。この際、フレーム寄りの仕切辺２８ｂは、車体の前後方向に沿うように変形しつつ、バンパステイ２０′におけるフレーム寄り部分の変形に抵抗する。変形が進むと、側辺２２のフレーム寄りの部分と仕切辺２８ｂが座屈変形し、その過程で衝突エネルギが吸収される。尚、仕切辺２８ｂは荷重の方向と略平行なため、その座屈荷重が大きくなり、多くの衝突エネルギを吸収できる。
従って、仕切辺２７，２８ａ，２８ｂを有するバンパステイ２０′によれば、衝突エネルギを一層効率良く確実に吸収可能となる。しかも、仕切辺２７，２８ａ，２８ｂにより４つの中空部２５ａ〜２５ｄが形成されているため、バンパステイ２０′の剛性を一層向上させ得ると共に、バンパステイ２０′の断面積自体が小さくても、多くの衝突エネルギを吸収することが可能となる。
【００２５】
図３(Ａ)も、前記バンパステイ２０の応用形態であるバンパステイ３０の断面を示す。バンパステイ３０も、前記同様のアルミニウム合金の押出形材をその押出方向と直交して所定の幅で切断したものであり、図３(Ａ)に示すように、バンパ側の斜め辺(辺)３１、一対の側辺３２，３３、フレーム側の端辺(辺)３４、及び一対のフランジ３９からなる。斜め辺３１は端辺３４よりも長尺とされ、車体の幅方向における中央寄りに張り出している。また、バンパに接する斜め辺３１の接触面積は、フレームに接する端辺３４よりも広くなる。更に、斜め辺３１は前記の各形態に比べて傾斜角度が大きくなり、これに応じて車体中央寄りの側辺３２は長くなると共に、車体のサイド寄りの側辺３３は短くなっている。
また、バンパステイ３０は、側辺３２，３３間で車体の幅方向に沿った仕切辺３６と、該仕切辺３６と斜め辺３１との間で車体の前後方向に沿った仕切辺３７と、仕切辺３６と端辺３４との間で且つそのフレーム寄り部分が車体の中央寄りに傾斜した仕切辺３８とを、略十字形に形成している。これらにより、バンパステイ３０は、広めの中空部３５ｂ，３５ｃと、狭めの中空部３５ａ，３５ｄとを内設している。
【００２６】
バンパステイ３０に衝突が発生すると、図３(Ａ)において、衝突に伴う荷重Ｐは、前記バンパリィンフォースメント２を経て、バンパステイ３０の斜め辺３１、側辺３２，３３、および仕切辺３７に伝達される。この結果、斜め辺３１、側辺３２は、図３(Ｂ)に示すように、右側の車体の中央寄りに倒れ込むように容易に曲げ変形し、仕切辺３７も座屈変形することにより、衝突エネルギが吸収される。これにより、フレームに加わる衝撃荷重では１次ピークが発生するが、これを越える大きな衝撃荷重はフレームに加わらない。
【００２７】
衝突により発生する衝突エネルギが大きいため、更に変形が進行すると、図３(Ｃ)に示すように、側辺３２のフレーム寄りの部分、および仕切辺３８が座屈変形し、これらの過程で、更に衝突エネルギが吸収される。
以上のような２段階にわたる変形を確実に生じさせるバンパステイ３０を用いることにより、衝突時のエネルギを大量に一層効率良く吸収することができる。
しかも、仕切辺３６〜３８を断面略十字形に配置することにより、バンパ寄りの中空部３５ａ，３５ｂと、フレーム寄りの中空部３５ｃ，３５ｄとが内設されるため、バンパステイ３０の剛性を一層高め、小さな断面積でも多くの衝突エネルギを吸収できる。且つ、上記２段階の変形を一層確実に生じさせ得る。
【００２８】
ここで、本発明の前提となる参考形態を説明する。
図４(Ａ)は、アルミニウム合金(ＪＩＳ：Ａ６Ｎ０１−調質Ｔ５)の押出形材からなり、厚さが６ｍｍの斜め辺３１、側辺３２，３３、端辺３４、および一対のフランジ３９を備え、且つ前記仕切辺３６〜３８のない中空部３５を有するバンパステイ３０ａの端面図を示す。図４(Ａ)で上下方向の高さは、斜め辺３１の右端のＨ１が８０ｍｍ、左端のＨ２が３２ｍｍであると共に、図４(Ａ)で左右方向の幅は、斜め辺３１の左右両端間のＷ１が１７３ｍｍ、フランジ３９，３９の両端間のＷ２が１４０ｍｍである。また、図４(Ａ)におけるバンパステイ３０ａの奥行き(押出)方向に沿った長さ(切り出し長さ)は、１００ｍｍである。
図４(Ｄ)は、上記と同じアルミニウム合金の形材からなり、各辺３１〜３４とフランジ３９も上記と同じ厚さで、車体の前後方向に沿った仕切辺３７の両側に中空部３５ａ，３５ｂを有するバンパステイ３０ｂの端面を示す。図４(Ｄ)で上下方向および左右方向の各部の長さは、上記バンパステイ３０ａと同一である。
【００２９】
バンパステイ３０ａ，３０ｂを実施例１，２とし、これらを同じ条件で個別に固定し、図４(Ａ)，(Ｄ)に示すように、重さ１００ｋｇｆの錘を速度４０ｋｍ／ｈｒで衝突させて衝撃荷重Ｐを加え、それぞれの変形推移を調べた。
実施例１のバンパステイ３０ａは、図４(Ｂ)，(Ｃ)の端面図に示すように、側辺３２の曲げ変形および側辺３３の座屈変形の２段階の変形を示した。これに対し、実施例２のバンパステイ３０ｂは、図４(Ｅ)〜(Ｇ)の端面図に示すように、側辺３２の曲げ変形、仕切辺３７の座屈変形、および側辺３３の座屈変形という３段階の変形を示した。
上記の変形過程において、実施例１，２における車体の前後方向に沿った変位量と、フレームに相当する部分に加わる荷重との推移を図５のグラフに示した。
【００３０】
図５のグラフ中で一点鎖線で示す実施例１は、側辺３２の曲げ変形に対応する１次ピーク荷重を示した後、側辺３３の座屈変形に対応する２次ピーク荷重を示した。一方、実線で示す実施例２は、上記同様の１次，２次ピーク荷重を示した後、更に３次ピーク荷重を示した。実施例２の２次ピーク荷重は、仕切辺３７の座屈変形によるものである。また、実施例２の実線は実施例１の一点鎖線に対し、全体的に高い荷重値を示した。更に、実施例１，２の一点鎖線や実線と横軸との間の面積は、各例のバンパステイ３０ａ，３０ｂが吸収した衝突エネルギに相当する。その結果、実施例２が実施例１よりも多くの衝突エネルギを吸収したことが判明し、仕切辺３７を付設した効果が裏付けられた。そして、図５のグラフにおける各例の挙動から、２，３段階の変形を生じることにより、多くの衝突エネルギを吸収できる、という前記参考形態の効果も裏付けられた。
【００３１】
図６(Ａ)，(Ｂ)は、本発明の形態であるバンパステイ１０ａを示す。
このバンパステイ１０ａも、前記同様の押出形材からなり、バンパ側の斜め辺１１、フレーム側の端辺１４、一対の側辺１２，１３、一対のフランジ１６、及び中空部１５を有すると共に、各フランジ１６には前記ボルト１８用の透孔１６ａが穿孔されている。また、中空部１５の両端、即ち押出方向の両端の開口部におけるフレーム寄りの位置には、図６(Ｂ)に示すように、中空部１５を覆う台形の蓋板４０，４０が溶接Ｗにより固定されている。
尚、蓋板４０もアルミニウム合金板からなり、溶接Ｗ付けされた後に適宜必要な熱処理が施される。また、蓋板４０は、上記ステイ１０ａの何れか一方の端面のみに固定しても良い。
【００３２】
バンパステイ１０ａは、フレーム寄りの位置に蓋板４０を固定することで、前記形材におけるバンパ側の座屈強度が小さくなり、且つフレーム側の座屈強度が大きくなっている。その結果、車体の前後方向に対しても２段階での座屈変形が生じるので、衝撃力が分散されると共に、多くのエネルギを吸収できる。
上記バンパステイ１０ａによれば、衝突に伴う荷重は、前記同様に斜め辺１１、側辺１２，１３に伝達され、第１段階としてバンパ側の部分で側辺１２，１３が車体の中央寄りに倒れ込むように容易に曲げ変形し、これにより衝突エネルギが吸収される。衝突エネルギが第１段階で吸収できないほど大きい場合、バンパステイ１０ａのフレーム寄りの部分が座屈変形する。この部分には一対の蓋板４０が固定されているため、当該部分の座屈荷重は大きくなる。このため、バンパステイ１０ａにおける蓋板４０を含むフレーム寄り部分の座屈変形に際し、多くの衝突エネルギが吸収される。従って、フレーム寄りに一対の蓋板４０を固定するバンパステイ１０ａによれば、衝突に伴うエネルギを一層効率良く吸収可能となる。
【００３３】
図６(Ｃ)は、バンパステイ１０ａに用いる異なる形態の押出形材１０ｂの端面を示す。この形材１０ｂも、前記同様に斜め辺１１、端辺１４、一対の側辺１２，１３、一対のフランジ１６、及び中空部１５を有すると共に、図４(Ｃ)に示すように、中空部１５における側辺１２，１３の中間と端辺１４の両端とに一対ずつのビスホール４２，４４を付設している。従って、前記一対の蓋板４０を中空部１５の両端におけるフレーム寄りの位置に固定する際、各蓋板４０に予め設けた透孔から図示しないセルフタッピングボルトを上記ビスホール４２，４４内にねじ込むことにより、一対の蓋板４０の固定を容易に行うことができる。
この場合、蓋板４０は上記形材１０ｂの一方の端面のみに固定しても良い。また、蓋板４０には、鋼板などを用いることも可能である。
【００３４】
本発明は、以上において説明した各形態に限定されるものではない。
例えば、前記バンパステイ１０，２０，３０等において、車体のサイド側の側辺１３，２３，３３は、車体の前後方向と平行に形成しても良い。
また、前記バンパステイ１０，２０，３０等においてバンパ１側の辺は、斜め辺１１，２１，３１としたが、前記バンパリィンフォースメント２の形状に応じてカーブを有する湾曲辺などにすることもできる。
更に、バンパ１側の辺である前記斜め辺１１，２１，３１の左右両端に、バンパリィンフォースメント２の形状に倣った一対のフランジを突設しても良い。
尚、本発明のバンパステイは、自動車の前後のバンパに用いられるが、例えば鉄道車両のスカートを支持する部材に適用することも可能である。
【００３５】
【発明の効果】
以上において説明した本発明のバンパステイによれば、衝突時における多くのエネルギを、徐々に且つ効率良く確実に吸収することができ、乗用者の安全を図ることが可能となる。
【００３６】
更に、本発明のバンパステイによれば、衝突時における第１段階として、両端面に蓋板がないバンパ寄りに作用してこれを座屈変形させ、衝突エネルギを吸収すると共に、衝突エネルギが大きく第１段階で吸収しきれなかった場合、第２段階として一方の端面または両端面にて蓋板を有するフレーム寄りの部分を座屈変形させて、更に多くの衝突エネルギを吸収することができる。従って、衝突時における多くの衝突エネルギを一層確実に効率良く吸収することが可能となり、フレームに加わる衝撃荷重を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】(Ａ)はバンパとフレームの間に、参考形態のバンパステイを配置した状態を示す斜視図、(Ｂ)は(Ａ)に示したバンパステイ付近の拡大断面図、(Ｃ)はその応用形態のバンパステイを示す断面図、(Ｄ)は参考形態のバンパステイを示す断面図。
【図２】(Ａ)及び(Ｂ)は参考形態のバンパステイを示す断面図。
【図３】(Ａ)は異なる参考形態のバンパステイを示す断面図、(Ｂ)及び(Ｃ)は(Ａ)のバンパステイの衝突時における変形状態を示す概略断面図。
【図４】(Ａ)，(Ｄ)は更に異なる参考形態を示す端面図、(Ｂ)，(Ｃ)および(Ｅ)〜(Ｇ)はこれらの変形過程を示す端面図。
【図５】図５の図４の各バンパステイにおける荷重と変位量との関係を示すグラフ。
【図６】(Ａ)は本発明の形態を示す斜視図、(Ｂ)は(Ａ)中のＢ−Ｂ線に沿った断面図、(Ｃ)は(Ａ)の応用形態の押出形材を示す端面図。
【図７】(Ａ)は一般的なバンパステイの配置を示す概略図、(Ｂ)及び(Ｃ)は従来のバンパステイの断面図。
【符号の説明】
１バンパ
６フレーム
１０ａバンパステイ
１０ｂ押出形材
１１斜め辺
１４端辺
１５中空部
４０蓋板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a bumper stay that is disposed before and after a vehicle body such as an automobile and efficiently absorbs energy at the time of a collision. In the present specification, the bumper reinforcement that is the strength member of the bumper is simply referred to as a bumper. Further, the frame refers to a structural member on the vehicle body side, such as a side frame, to which a bumper is attached via a bumper stay.
[0002]
[Prior art]
  As shown in FIG. 7A, the bumper stay 60 is disposed between the bumper 52 and the frame 56 in the front 50 of the automobile, and the bumper reinforcement 55 covered with the skin 54 in the bumper 52 and the frame 56 It is fixed between the flange 58 by a bolt or the like (not shown).
  As shown in FIG. 7 (B), a conventional bumper stay 60 is obtained by cutting an aluminum alloy extruded shape member into a predetermined width perpendicular to the extrusion direction, and has a narrow impact absorption stage 61 near the bumper 52. And a wide shock absorbing step 62 near the frame 56. The shock absorbing stage 61 is a rectangular piece 63 having a hollow section 64 having a rectangular cross section, and the shock absorbing stage 62 has a rectangular cross section composed of a pair of long pieces 65 and 67 and short pieces 66 and 66. Three hollow portions 69 are provided inside by the partition wall 68.
[0003]
  As shown in FIG. 7B, the bumpy stay 60 has a distance between each connection position of the pair of partition walls 68 and the short piece 63a of the shock absorbing stage 61 with respect to the long piece 65 between the shock absorbing stages 61 and 62. Is set to 3 times or more the thickness of the long piece 65.
  As a result, the bumper stay 60 is crushed while the start time of buckling deformation in the short piece 63a, the partition wall 68, and the short piece 66 is shifted at the time of the collision, so that the collision energy applied to the vehicle body side frame (not shown) is divided into two stages. It is dispersed and absorbed (see JP-A-8-58499).
[0004]
  Also, the bumper stay 70 shown in FIG. 7C is obtained by cutting an aluminum alloy extruded shape member into a predetermined width perpendicular to the extrusion direction, and a long piece on the frame side in the hollow portion 73 of the outer rectangular portion 72. An inner rectangular portion 74 in which a hollow portion 75 is provided is provided near 76, and flanges 78 project symmetrically on both sides of the long piece 76.
  As shown in FIG. 7C, the bumper stay 70 first compresses and deforms from the left side of the outer rectangular portion 72 to the right in the event of a collision to absorb the collision energy at the beginning of the collision, and then continues to the inner rectangular portion 74. Is compressed and deformed toward the long piece 76 together with the remaining outer rectangular portion 72 to absorb the second collision energy. By causing such deformation in two stages, the bumper stay 70 disperses and absorbs the collision energy in two stages and alleviates the impact force applied to the frame (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-277112).
[0005]
[Problems to be Solved by the Invention]
  However, in the bumper stay 60, when a rightward force indicated by an arrow in FIG. 7B acts on the short piece 63a in the event of a collision, the end 65a of the long piece 65 is caused by the short piece 63a. It bends to the right side with a small force, and subsequently its vicinity is deformed as shown by a broken line in FIG. Thereby, an excessive bending stress is generated at the intersection of the short piece 63a and the end portion 65a of the long piece 65, and the end portion 65a is deformed relatively easily. As a result, the shock absorbing stage 61 near the bumper 52 is crushed without sufficiently absorbing energy at the time of collision. Further, the shock absorbing stage 62 near the frame 56 is in a state where it easily undergoes buckling deformation or lateral deformation due to the deformation so far. Therefore, the bumpy stay 60 as described above has a problem that the energy at the time of collision cannot be sufficiently absorbed.
[0006]
  On the other hand, in the bumper stay 70, as shown in FIG. 7C, when a rightward force is applied to the short piece 72a of the outer rectangular portion 72, the outer rectangular portion 72 itself falls down and deforms. Energy absorption in one stage is very small. Further, when the lateral rectangular deformation of the outer rectangular portion 72 proceeds, the short piece 72a and the short piece 74a of the inner rectangular portion 74 come into contact with each other, so that the lateral rectangular deformation of the inner rectangular portion 74 is induced. As a result, in the second stage at the time of the collision, a lateral deformation occurs. Therefore, the bumper state 70 has a problem that the energy that can be absorbed is small.
  An object of the present invention is to solve the problems in the prior art described above and to provide a bumper stay that can stably and reliably absorb a lot of collision energy at the time of collision.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above problems, the present invention utilizes an extruded aluminum alloy material for the bumper stay, and increases the length of the bumper side of the bumper stay to increase the contact area between the two. The idea is to absorb the energy stably by receiving a wide range of energy.
  That is, the bumper stay of the present invention (Claim 1) is made of an aluminum alloy extruded shape having a hollow portion, and is disposed between the bumper and the frame so that the extrusion direction and the longitudinal direction of the vehicle body are orthogonal to each other. The slanted side on the bumper side of the above-mentioned profile is longer in the width direction of the vehicle body than the end side on the frame side and protrudes at least toward the center in the width direction of the vehicle body.TheIt is characterized by that.
[0008]
  According to this, BaBy using the extruded shape, the cross-sectional shape of the bumper stay with the bumper side wider than the frame side can be freely formed.WithA lot of collision energy at the time of the collision can be absorbed gradually and efficiently, and the occupant can be secured.
[0010]
  Furthermore,The present inventionBy fixing the cover plate to the position of the frame side of one end face or both end faces in the extrusion direction in the extruded shape member, the buckling strength on the bumper side in the shape member is reduced, and the buckling strength on the frame side is reduced. Getting biggerThe
  According to this, the buckling strength in the bumper stay when receiving a load due to the collision energy is low in the bumper side and high in the frame side. However, buckling deformation occurs in two stages. For this reason, the impact force is dispersed and a large amount of energy can be absorbed.
[0011]
  As the buckling strength is increased by fixing the cover plate, the primary or subsequent peak load immediately before the start of buckling applied to the frame also increases, but the amount of energy to be absorbed also increases. As a result, the impact force on the occupant is reduced at the time of a collision at a level where buckling deformation occurs in the bumper stay with the lid plate fixed.
  Therefore, it is possible to more reliably and efficiently absorb a lot of collision energy at the time of collision by such bumper stay. The lid plate can be easily fixed by integrally attaching a screw hole in the hollow portion of the extruded shape member and screwing a screw or a bolt into the screw hole. Of course, the lid plate may be fixed to one end surface or both end surfaces of the shape member by welding.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  In the following, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
  FIG. 1 (A) shows the present invention between the both ends of the bumper 1 and the frames 6 and 6.Prerequisite referenceThe state which has arrange | positioned the bumper stays 10 and 10 of a form is shown. The bumper 1 includes a bumper reinforcement 2 having an outer skin 3 on its outer side, and bumpy stays 10 and 10 are disposed on the side surfaces 5 and 5 of both end portions 4 and 4 of the latter. The frame 6 has a hollow portion 7 having a square cross section, and has a flange 8 at the tip thereof.
  As shown in FIG. 1B, the bumper stay 10 is fixed to the reinforcement 2 of the bumper 1 with bolts (not shown), and fixed to the flange 8 of the frame 6 with bolts 18 and nuts 19. As a result, the bumper stay 10 is fixed between the bumper 1 and the frame 6 with the pushing direction orthogonal to the longitudinal direction of the vehicle body.
[0013]
  The bumper stay 10 is obtained by cutting an extruded shape of an aluminum alloy (JIS: A6063, A6N01, A6061, etc., tempered T5 or T6) with a predetermined width perpendicular to the direction of extrusion, as shown in FIG. As shown, the substantially trapezoidal hollow portion 15 has a predetermined length along the depth direction in the drawing. In addition, the bumper stay 10 includes an oblique side (side) 11 on the bumper 1 side, an end side (side) 14 on the frame 6 side, and a pair of sides 12 oblique to each other along the longitudinal direction of the vehicle body. , 13 are integrally formed, and flanges 16, 16 extend symmetrically on both sides of the end side 14, and are fixed to the flange 8 of the frame 6 by bolts 18 and nuts 19 passing therethrough.
  As shown in FIG. 1B, the length X in the vehicle body width direction of the oblique side 11 on the bumper 1 side is longer than the length Y of the end side 14 on the frame 6 side, and the oblique side 11 is Projecting both near the center and near the side, the side 12 on the right side in FIG. 1 (B) is also formed so that the bumper 1 side projects toward the center of the vehicle body. For this reason, the contact area of the oblique side 11 in contact with the bumper 1 is wider than the end side 14 in contact with the frame 6. Note that the side 13 on the side may be substantially parallel to the longitudinal direction of the vehicle body.
[0014]
  When the vehicle collides with another vehicle and collides with the middle part of the bumper reinforcement 2 in the vehicle width direction, the load P is applied to the middle part of the bumper reinforcement 2 as shown in FIG.₀Acts on each bumper stay 10 and bending moment M₀Occurs.
In addition, the load P₀Due to the deformation of bumper reinforcement 2 by₂A pulling force acts in the direction. For this reason, as shown in FIG.₀Acts on the oblique side 11 and the side sides 12 and 13 of the bumper stay 10 via the bumper reinforcement 2. As a result, the side wall 12 closer to the center of the vehicle body has an arrow P in FIG.₃The side 12 is bent and deformed so as to fall toward the center in the vehicle body width direction on the right side in the drawing. As a result, the collision energy is absorbed as the first stage. At this time, a peak load up to the maximum deformation load of the side 12 is applied to the frame 6.
[0015]
  Further, when the deformation progresses, the arrow P in FIG.₄The side 13 on the side is buckled and deformed by the force indicated by. When this buckling occurs, the collision energy is absorbed as the second stage. At this time, a peak load up to the buckling load is applied to the frame 6, but no load exceeding the peak load is generated, so that the impact applied to the occupant and the vehicle body is reduced.
  By using the bumper stay 10 that reliably generates the two-stage bending and buckling deformation as described above, a large amount of energy at the time of collision can be efficiently absorbed, and the safety of the passenger can be achieved.
[0016]
  Figure 1 (C)Different referenceThe cross section of the bumper stay 10 'of a form is shown.
  As shown in FIG. 1C, the bumper stay 10 ′ also includes an oblique side 11 on the bumper 1 side, an end side 14 on the frame 6 side, a pair of side sides 12 and 13, and flanges 16 and 16. By forming the partition side 17 along the front-rear direction, a pair of hollow portions 15a and 15b are provided in the width direction of the vehicle body.
  Also in the bumper stay 10 ′, the load caused by the collision is transmitted to the oblique side 11, the side walls 12 and 13, and the partitioning side 17 as described above, and the side 12 is shown near the center of the right vehicle body in the drawing as a first step. It is easily bent and deformed so as to fall down, and the impact energy is absorbed as the first stage. Further, although the primary peak load corresponding to the load immediately before starting the deformation is transmitted to the frame 6, the collision energy is absorbed by the bending deformation.
[0017]
  As the deformation progresses, the partition side 17 buckles and deforms in a second stage, and impact energy is absorbed in this deformation process. In addition, a secondary peak load corresponding to the load immediately before the deformation starts is generated in the frame 6, and the collision energy is absorbed as the second stage. As the deformation further proceeds, the side 13 on the side is buckled and deformed as a third stage, and impact energy is absorbed in this process. On the other hand, a third peak load corresponding to the load immediately before starting the deformation is generated in the frame 6, and the collision energy is absorbed as the third stage. Therefore, even with the bumper stay 10 ′ further provided with the partition side 17, the energy associated with the collision can be efficiently absorbed as described above.
[0018]
  FIG. 1 (D)Different reference formsThe bumper stay 10 ″ is shown.
  As shown in FIG. 1D, the bumper stay 10 ″ is also composed of a pair of oblique sides 11 on the bumper 1 side, a pair of side sides 12 and 13, an end side 14 on the frame 6 side, and flanges 16 and 16, as described above. Further, a partitioning side 17b disposed between the side sides 12 and 13 along the width direction of the vehicle body and at a position of about 1/3 near the end side 14, and the front and rear of the vehicle body between the partition side 17b and the end side 14 By forming the partition side 17a along the direction in a substantially T shape, a wide hollow portion 15c near the bumper 1 and a pair of small hollow portions 15a and 15b narrow near the frame 6 are provided. The side edges 12 and 13 are divided into long portions 12a and 13a and short portions 12b and 13b by the partition side 17b.
[0019]
The bumper stay 10 ″ can absorb the collision energy associated with the collision in the same manner as described above, and can absorb the bumper stay 10 ′ in more stages than the bumper stay 10 ′. Due to the presence and the length difference between the long portions 12a and 13a and the short portions 12b and 13b of the side walls 12 and 13, the following deformation occurs and the collision energy is absorbed in multiple stages.
  That is, the long portion 12a is bent and deformed as a first step, and the long portion 13a is bent and deformed together with buckling deformation or buckling deformation as a second step. Further, as the third stage, the short part 12b is buckled and deformed together with the bending deformation, and as the fourth stage, the partition side 17a is buckled and deformed, and then as the fifth stage, the short part 13b is buckled and deformed. Since the collision energy is absorbed by the deformation energy required for these deformations, the impact generated on the frame 6 side is reduced. In addition, the deformation | transformation in each step may generate | occur | produce continuously, and the order which deform | transforms may change according to the applied condition.
[0020]
  FIG. 2 (A)referenceFormPertaining toA cross section of the bumper stay 20 is shown.
  The bumper stay 20 is also obtained by cutting an extruded shape of the same aluminum alloy with a predetermined width perpendicular to the extrusion direction, and as shown in FIG. 2 (A), an oblique side (side) 21 on the bumper side. , A pair of side sides 22 and 23, a frame side end side (side) 24, and a pair of flanges 29. Since the oblique side 21 is longer than the end piece 24, the contact area of the oblique side 21 in contact with the bumper is larger than the contact area of the end side 24 in contact with the frame. Further, a partition side 27 along the width direction of the vehicle body between the side sides 22 and 23 and a partition side 28 along the front-rear direction of the vehicle body between the oblique side 21 and the end side 24 are formed in a substantially cross shape. Accordingly, hollow portions 25a and 25b that are slightly wider near the bumper and hollow portions 25c and 25d that are slightly narrower near the frame are provided.
[0021]
  When another vehicle or the like collides with the bumper stay 20, the load P accompanying the collision in FIG. 2A passes through the bumper reinforcement 2, and the oblique side 21, the side edges 22 and 23, and the partition side of the bumper stay 20. 28. At this time, as shown by the arrows in FIG. 2A, the oblique side 21, the side side 22, and the partition side 28 are easily bent and deformed so as to fall down toward the center of the right vehicle body as a first stage. The collision energy is absorbed. As the deformation progresses, the partition side 28 buckles and absorbs collision energy as a second stage, and the side load 23 buckles and deforms as a third stage due to subsequent weighting, and further absorbs collision energy. In these deformation processes, a primary to third-order peak load is generated in the frame and an impact is transmitted, but an impact load exceeding the peak value is not generated in the frame.
[0022]
  By using the bumper stay 20 that reliably causes the three-stage deformation as described above, a large amount of energy at the time of collision can be efficiently absorbed. Further, by arranging the partition sides 27 and 28 in a substantially cross-shaped cross section, hollow portions 25a and 25b that are slightly wider near the bumper and hollow portions 25c and 25d that are slightly narrower near the frame are internally provided. The rigidity of can be increased. For this reason, the amount of energy that can be absorbed increases, and more energy can be absorbed in three stages.
[0023]
  FIG. 2B shows a cross section of a bumper stay 20 ′, which is an applied form of the bumper stay 20. As shown in FIG. 2 (B), the bumper stay 20 'is also composed of an oblique side 21 on the bumper side, a pair of side sides 22 and 23, an end side 24 on the frame side, and flanges 29 and 29, as described above. A partition side 27 along the width direction of the vehicle body is formed between the side sides 22 and 23, and a partition side 28a along the front-rear direction of the vehicle body is formed between the partition side 27 and the oblique side 21, A partition side 28b is formed between the side 27 and the end side 24, with a portion near the frame inclined toward the center of the vehicle body. As a result, hollow portions 25a and 25b that are slightly wider near the bumper and hollow portions 25c and 25d that are slightly narrower near the frame are provided internally.
[0024]
  The bumpy stay 20 'can also absorb the collision energy by deformation in a plurality of stages, and can suppress the peak value of the impact load generated in the frame to a certain limit. As shown above, the load P accompanying the collision is transmitted to the diagonal side 21, the side sides 22 and 23, and the partition side 28a, as shown in FIG. It easily bends and deforms so as to fall toward the center of the vehicle body, and the collision energy is absorbed. At this time, the partition side 28b closer to the frame resists deformation of the portion closer to the frame in the bumper stay 20 'while deforming along the longitudinal direction of the vehicle body. As the deformation progresses, the portion of the side 22 closer to the frame and the partition side 28b are buckled and deformed, and collision energy is absorbed in the process. In addition, since the partition side 28b is substantially parallel to the direction of the load, the buckling load becomes large and a lot of collision energy can be absorbed.
  Therefore, according to the bumper stay 20 ′ having the partition sides 27, 28 a, 28 b, the collision energy can be absorbed more efficiently and reliably. In addition, since the four hollow portions 25a to 25d are formed by the partition sides 27, 28a, and 28b, the rigidity of the bumper stay 20 'can be further improved. The collision energy can be absorbed.
[0025]
  FIG. 3A also shows a cross section of a bumper stay 30 which is an applied form of the bumper stay 20. The bumper stay 30 is also obtained by cutting an extruded shape of the same aluminum alloy with a predetermined width perpendicular to the extrusion direction, and as shown in FIG. 3A, an oblique side (side) 31 on the bumper side. , A pair of side edges 32, 33, an end side (side) 34 on the frame side, and a pair of flanges 39. The oblique side 31 is longer than the end side 34 and protrudes toward the center in the width direction of the vehicle body. Further, the contact area of the oblique side 31 in contact with the bumper is wider than the end side 34 in contact with the frame. Further, the inclined side 31 has a larger inclination angle than the above-described embodiments, and accordingly, the side 32 closer to the center of the vehicle body becomes longer and the side 33 closer to the side of the vehicle becomes shorter.
  Further, the bumper stay 30 includes a partition side 36 along the width direction of the vehicle body between the side sides 32 and 33, a partition side 37 along the front-rear direction of the vehicle body between the partition side 36 and the diagonal side 31, and a partition A partition side 38 between the side 36 and the end side 34 and having a portion near the frame inclined toward the center of the vehicle body is formed in a substantially cross shape. As a result, the bumper stay 30 has wide hollow portions 35b and 35c and narrow hollow portions 35a and 35d.
[0026]
When a collision occurs in the bumper stay 30, in FIG. 3A, the load P accompanying the collision is transmitted to the oblique side 31, the side edges 32 and 33, and the partition side 37 of the bumper stay 30 via the bumper reinforcement 2. Is done. As a result, as shown in FIG. 3B, the oblique side 31 and the side side 32 are easily bent and deformed so as to fall toward the center of the right side vehicle body, and the partition side 37 is also buckled and deformed. Energy is absorbed. As a result, a primary peak is generated in the impact load applied to the frame, but a large impact load exceeding this is not applied to the frame.
[0027]
  Since the collision energy generated by the collision is large, when the deformation further proceeds, as shown in FIG. 3C, the portion of the side 32 closer to the frame and the partition side 38 are buckled and deformed. Furthermore, collision energy is absorbed.
  By using the bumper stay 30 that surely causes the deformation in two steps as described above, a large amount of energy at the time of collision can be absorbed more efficiently.
In addition, by arranging the partition sides 36 to 38 in a substantially cross-shaped cross section, the hollow portions 35a and 35b near the bumper and the hollow portions 35c and 35d near the frame are provided internally, so that the rigidity of the bumper stay 30 is further increased. High impact energy can be absorbed even with a small cross section. In addition, the two-stage deformation can be more reliably generated.
[0028]
  Here, the present inventionAssumed reference formWill be explained.
  FIG. 4A is made of an extruded shape of an aluminum alloy (JIS: A6N01-tempered T5), and includes an oblique side 31, side sides 32 and 33, end side 34, and a pair of flanges 39 having a thickness of 6 mm. The end view of the bumper stay 30a which is provided and has the hollow part 35 without the said partition sides 36-38 is shown. The height in the vertical direction in FIG. 4A is 80 mm for the right end of the oblique side 31 and 32 mm for H2 on the left end, and the width in the left and right direction in FIG. W1 between them is 173 mm, and W2 between both ends of the flanges 39 and 39 is 140 mm. Further, the length (cutout length) along the depth (extrusion) direction of the bumper stay 30a in FIG. 4 (A) is 100 mm.
  FIG. 4 (D) is made of the same aluminum alloy shape as above, and the sides 31 to 34 and the flange 39 have the same thickness as above, and the hollow portions 35a are formed on both sides of the partition side 37 along the longitudinal direction of the vehicle body. , 35b, the end face of the bumper stay 30b is shown. In FIG. 4D, the length of each part in the vertical direction and the horizontal direction is the same as that of the bumper stay 30a.
[0029]
  The bumper stays 30a and 30b are taken as Examples 1 and 2, and these are fixed individually under the same conditions. As shown in FIGS. 4A and 4D, a weight of 100 kgf is caused to collide at a speed of 40 km / hr. The impact load P was applied and each deformation transition was investigated.
  As shown in the end views of FIGS. 4B and 4C, the bumper stay 30 a of Example 1 showed two-stage deformation, that is, bending deformation of the side 32 and buckling deformation of the side 33. On the other hand, as shown in the end views of FIGS. 4E to 4G, the bumper stay 30b according to the second embodiment is bent at the side 32, buckled at the partition 37, and seated at the side 33. A three-stage deformation called bending deformation was shown.
In the above deformation process, the transition of the amount of displacement along the longitudinal direction of the vehicle body in Examples 1 and 2 and the load applied to the portion corresponding to the frame is shown in the graph of FIG.
[0030]
  In Example 1 shown by the alternate long and short dash line in the graph of FIG. 5, after showing the primary peak load corresponding to the bending deformation of the side 32, the secondary peak load corresponding to the buckling deformation of the side 33 was shown. . On the other hand, Example 2 indicated by a solid line showed the same primary and secondary peak loads as those described above, and further showed the tertiary peak load. The secondary peak load of Example 2 is due to buckling deformation of the partition side 37. In addition, the solid line of Example 2 showed a higher overall load value than the one-dot chain line of Example 1. Furthermore, the area between the one-dot chain line or the solid line in Examples 1 and 2 and the horizontal axis corresponds to the collision energy absorbed by the bumper stays 30a and 30b in each example. As a result, it was found that Example 2 absorbed more collision energy than Example 1, and the effect of providing the partition side 37 was confirmed. And, from the behavior of each example in the graph of FIG. 5, it can absorb a lot of collision energy by producing a deformation in two or three stages.Reference formThe effect ofIt was.
[0031]
  6A and 6B show the present invention.Form ofThe bumpy stay 10a is shown.
  The bumper stay 10a is also made of the same extruded shape as described above, and has an oblique side 11 on the bumper side, an end side 14 on the frame side, a pair of side sides 12 and 13, a pair of flanges 16, and a hollow portion 15. The flange 16 has a through hole 16 a for the bolt 18. In addition, trapezoidal cover plates 40 and 40 covering the hollow portion 15 are welded to the ends of the hollow portion 15, that is, at positions near the frame at the openings at both ends in the extrusion direction, as shown in FIG. It is fixed.
  The lid plate 40 is also made of an aluminum alloy plate, and is subjected to necessary heat treatment after being welded W. Further, the lid plate 40 may be fixed to only one end face of the stay 10a.
[0032]
  The bumper stay 10aBy fixing the cover plate 40 at a position closer to the frame, the buckling strength on the bumper side in the profile is reduced and the buckling strength on the frame side is increased..As a result, buckling deformation occurs in two stages in the longitudinal direction of the vehicle body, so that the impact force is dispersed and a large amount of energy can be absorbed..
  According to the bumper stay 10a, the load caused by the collision is transmitted to the oblique side 11 and the side sides 12 and 13 in the same manner as described above, and the side sides 12 and 13 fall toward the center of the vehicle body at the bumper side as the first step. So that it can easily bend and deform, thereby absorbing the collision energy. OppositionWhen the impact energy is so large that it cannot be absorbed in the first stage, the portion of the bumper stay 10a near the frame is buckled and deformed. Since a pair of cover plates 40 are fixed to this part, the buckling load of the part becomes large. For this reason, a lot of collision energy is absorbed in the buckling deformation of the portion near the frame including the cover plate 40 in the bumper stay 10a.. ObedienceThus, according to the bumper stay 10a that fixes the pair of cover plates 40 closer to the frame, the energy associated with the collision can be absorbed more efficiently.
[0033]
  Figure6(C) shows the end surface of the extruded shape member 10b of a different form used for the bumper stay 10a. Similarly to the above, this shape member 10b also has an oblique side 11, an end side 14, a pair of side sides 12, 13, a pair of flanges 16, and a hollow portion 15, and as shown in FIG. A pair of screw holes 42, 44 are attached to the middle of the side edges 12, 13 in FIG. Accordingly, when the pair of lid plates 40 are fixed at positions near the frame at both ends of the hollow portion 15, self-tapping bolts (not shown) are screwed into the screw holes 42 and 44 from through holes provided in advance in the lid plates 40. Thus, the pair of lid plates 40 can be easily fixed.
  In this case, the cover plate 40 may be fixed only to one end face of the shape member 10b. Further, a steel plate or the like can be used for the cover plate 40.
[0034]
  The present invention is not limited to the embodiments described above.
  For example, in the bumper stays 10, 20, 30, etc., the side sides 13, 23, 33 on the side of the vehicle body may be formed parallel to the longitudinal direction of the vehicle body.
  In the bumper stay 10, 20, 30, etc., the sides on the bumper 1 side are the oblique sides 11, 21, 31, but may be curved sides having a curve according to the shape of the bumper reinforcement 2. it can.
  Further, a pair of flanges that follow the shape of the bumper reinforcement 2 may be provided on both the left and right ends of the oblique sides 11, 21, 31 that are the sides on the bumper 1 side.
  The bumpy stay of the present invention is used for bumpers before and after an automobile, but can also be applied to a member that supports a skirt of a railway vehicle, for example.
[0035]
【The invention's effect】
  According to the bumper stay of the present invention described above,, OppositionA lot of energy at the time of a collision can be absorbed gradually and efficiently, and the safety of the passenger can be improved.
[0036]
  FurtherIn addition,The present inventionAccording to this bumper stay, as the first stage at the time of collision, it acts near the bumper without the cover plate on both end faces and buckles and deforms to absorb the collision energy, and the collision energy is large and absorbed in the first stage. If not, the second stage can buckle and deform the portion near the frame having the cover plate on one end face or both end faces to absorb more collision energy. Therefore, it is possible to more reliably and efficiently absorb a lot of collision energy at the time of collision, and the impact load applied to the frame can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a perspective view showing a state in which a bumper stay of a reference form is disposed between a bumper and a frame, FIG. 1B is an enlarged sectional view of the vicinity of the bumper stay shown in FIG. Sectional view showing bumper stay in applied form, (D) isReference formSectional drawing which shows a bumper stay.
[Figure 2] (A) and (B)referenceSectional drawing which shows the bumper stay of form.
FIG. 3 (A)Is differentBecomereferenceSectional drawing which shows the bumper stay of a form, (B) And (C) is a schematic sectional drawing which shows the deformation | transformation state at the time of the collision of the bumper stay of (A).
[Figure 4] (A), (D)MoreEnd views showing different reference forms, (B), (C) and (E) to (G) are end views showing these deformation processes.
5 is a graph showing a relationship between a load and a displacement amount in each bumper stay of FIG. 4 in FIG. 5;
FIG. 6A shows the present invention.Form ofThe perspective view which shows a state, (B) is sectional drawing along the BB line in (A), (C) is an end elevation which shows the extruded shape of the application form of (A).
7A is a schematic diagram showing a general arrangement of bumper stays, and FIGS. 7B and 7C are cross-sectional views of conventional bumper stays.
[Explanation of symbols]
  1 Bumper
  6 frames
  10a Bumpastay
  10b Extruded profile
  11 diagonal side
  14 Edge
  15 Hollow part
  40 Cover plate

Claims

It consists of an extruded shape of an aluminum alloy having a hollow part, and is arranged between the bumper and the frame so that the extrusion direction and the longitudinal direction of the vehicle body are orthogonal to each other,
The diagonal side on the bumper side of the profile has a length in the width direction of the vehicle body that is longer than the end side on the frame side and extends at least toward the center in the width direction of the vehicle body,
By fixing the cover plate to the position of the frame side of one end face or both end faces in the extrusion direction in the extruded profile,
Buckling strength of the bumper side becomes small in the profile, and the buckling strength of the frame side is larger, features and to Luba Npasutei that.