JP4896966B2 - バンパ・ビーム - Google Patents

Description

本発明は、中央フランジと、２つのウェブと、長さ方向の部分に沿って湾曲縁部を有する側フランジとを有するハット形状を有する車両用のバンパ・ビームに関する。

ハット形状を有するバンパ・ビームは、主要な長さ部分に沿って湾曲縁部を持っていることが多い。これは、低い形状高さを有し、外方に向けられるクラウンを有するバンパ・ビームに特に当てはまる。車両に固定したり、または車両に固定したクラッシュ・ボックスに固定したりするのに側フランジが使用されることが多い。それ故、側フランジは、通常、その固定部分では湾曲縁部を持たず、固定部分と固定部分間のところで湾曲縁部を有する。

本発明の目的は、衝突した場合の良好なエネルギ吸収性を有し、亀裂リスクを減らしたこの種のバンパ・ビームを提供することにある。この目的は、側フランジがそれらの湾曲縁部の始まり部分に関連して横方向のへこみ（dents）戻り止めを有するときに果たされる。これらのへこみは、ビームが衝突で曲がったときに容易に平らに延ばされ、側フランジのこれらの敏感な領域における局部的張力を減らし、それにより亀裂のリスクを低減できる。

好ましくは、と言って必ずしも必要というわけではないが、ハット・ビームは開放式の横断面を有する。すなわち、カバーを持たず、その側フランジを相互に結びつける他の要素も持たない。

図は、本発明の実施形態の一例であるバンパ・ビームを示している。
図１は、バンパ・ビームの斜視図である。
図２は、図１のバンパ・ビームのいくらか斜めに見た側面図である。
図３は、図１のバンパ・ビームの一端部の斜視図である。
図４は、図３のライン１０の周囲に沿ったバンパ・ビームの小部分の拡大斜視図である。
図５〜１３は、図３のライン５〜１３のそれぞれに沿った横断面を示している。

〔図示の好ましい実施形態の簡単な説明〕
図に示すバンパ・ビームは、金属でできている。適切には、このバンパ・ビームは、熱間スタンプ加工（hot stamped）され、いわゆるプレス硬化プロセスにおいて一回の工程で硬化させた硬化鋼板で作るとよい。この鋼は、高張力鋼であり、９００Ｍｐａ（Ｎ／ｍｍ²）以上、たとえば１１００ＭＰａ以上または１２００のＭｐａ以上の降伏点を持つとよい。

バンパ・ビームは、開放式ハット・ビーム（ハット形状を有する）であり、中央フランジ１１と、２つのウェブ１２、１３と、２つの側フランジ１４、１５とを有し、開いた横断面を有する。ウェブおよび中央フランジはハット形状のクラウンを形成している。中央フランジの中央部分は、長さ少なくとも３０ｃｍであるくぼみ１６の形をした細長いスチフナ（stiffener）を有する。このくぼみは、バンパ・ビームの長さの少なくとも１／５にわたって延びているとよい。このくぼみは、図示の深さよりも深くてもよく、極端な場合、ビームがダブル・ハットの形状を有するほどの深さであってもよい。あるいは、２つの幅が狭いくぼみを１つの幅の広いくぼみの代わりに使用してもよい。

ビームは、２つの固定部分２０、２１を有し、ここで、側フランジは、一つの同じ平面に位置する平坦部分３０〜３３を有し、孔２２、２３、２４が設けてあって、車両上の平坦な止め金具にねじ止めすることで固定できる。ウェブ１２、１３は、横断面図５〜１３からわかるように固定部分と関連した最も高い部分と、中央にある最も低い部分を有する。中央部分の形状高さは、最も高い形状高さの２／３未満でなければならず、その半分未満であると好ましい。

側フランジ１４、１５は、固定部分２０と固定部分２１の間にわたって湾曲した縁部２６、２７を有するが、一方固定部分のところには湾曲縁部を持たない。これらの湾曲縁部は、ビームの剛性を高め、より良好な変形特性を与える。ビームの形状は、同じ尺度で示す、説明するまでもない横断面図５〜１３から明らかである。ウェブ１２、１３は、変形を制御するためにいくらか凸面である。本発明によるバンパ・ビームの図示例においては、ビームは、横断面でいくらか非対称的である。このことは、実際の車両設計によるものであり、ここでより詳しく説明することではない。多数の孔および凹部も車両設計に依存しており、これも詳しく説明しない。これらの孔および凹部は、たとえば、牽引用アイレットがビームを貫通できるようにしたり、取り付け部でビームを位置決めできるようにしたりするものである。

図４で最も良くわかるように、側フランジの平坦部分３０〜３３と、湾曲縁部２６、２７を有する中央部分との間におけるすべての移行部において、側フランジは、横方向のへこみ２９を有する。湾曲縁部の始まり部分に関連するこれらのへこみ（dents）２９は、ビームが衝突で曲がったときに容易に平らに延ばされ得るので、側フランジのこれらの敏感な部分における局部的張力を低減し、それにより亀裂の傾向を低減する。バンパ・ビームは、図示の設計とは異なる別の設計を有することができるが、湾曲縁部の始まり部分に関連したへこみ２９は、ビームの実際の設計に関係なく同じ機能を奏することになる。

バンパ・ビームの座屈は、スパン中央のモーメントが最も高いので、中央に近いほどより有害となる。形状が強くて曲がらない場合には、細いポールで形状が座屈し、急速な圧壊を招くことになる。ビームの中央に向かって小さくなる形状高さを有することによって形状がより弾力的である場合、座屈傾向は低減することになり、座屈が遅れて車両に向かうビームの動きが少なくなる。くぼみ１６は、形状の中央部分での局部的座屈に抗する強度を高めるが、降伏を遅らせることはない。障害物に対する衝突事故で、ビームの特性は低下してしまうが、本発明によれば、いろいろな種類の衝突事故の性質間の最適な妥協が達成され、全体的により良好な性質が達成されることになる。

今まで述べてきたビームは、熱間スタンプ加工され、硬化処理された鋼板、適切にはボロン合金鋼で作る。あるいは、高張力の冷間成形鋼の冷間成形によって作ってもよい。必ずしも図示のように機能的に開いた形状である必要はないが、側フランジを相互に結びつける要素を持っていてもよい。クラウンは、外向きとされる代わりに車両に隣接して位置していてもよい。また、ビームを、鋼以外の金属、たとえばアルミニウムで作ってもよい。

バンパ・ビームの斜視図である。 図１のバンパ・ビームのいくらか斜めに見た側面図である。 図１のバンパ・ビームの一端部の斜視図である。 図３のライン１０の周囲のバンパ・ビームの小部分の拡大斜視図である。 図３のライン５に沿った横断面を示している。 図３のライン６に沿った横断面を示している。 図３のライン７に沿った横断面を示している。 図３のライン８に沿った横断面を示している。 図３のライン９に沿った横断面を示している。 図３のライン１０に沿った横断面を示している。 図３のライン１１に沿った横断面を示している。 図３のライン１２に沿った横断面を示している。 図３のライン１３に沿った横断面を示している。

Claims (2)

1. 中央フランジ（１１）、２つのウェブ（１２、１３）、および長さ方向の部分に沿って湾曲縁部（２６、２７）を有する側フランジ（１４、１５）を備えたハット形状を有する車両用のバンパ・ビームであって、側フランジ（１４、１５）が、湾曲縁部（２６、２７）を有する側フランジ（１４、１５）と、湾曲縁部（２６、２７）を持たない側フランジ（１４、１５）との間における移行部に横方向のへこみ（２９）を有することを特徴とする車両用のバンパ・ビーム。
2. 側フランジが、ビーム両端部で、ビームの中央フランジ（１１）を外方に向けて車両にビームを固定するための平坦部分（３０〜３３）を形成し、側フランジがこれらの固定部分のところに湾曲縁部を持たず、固定部分（２０）と固定部分（２１）の間に湾曲縁部を有することを特徴とする、請求項１に記載のバンパ・ビーム。

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