JP2006123892A - 自動車の衝撃吸収体 - Google Patents

Abstract

【課題】他の自動車または他の物体との衝突や接触時の高い衝撃値（２０ｋＮ以上）を吸収するだけでなく、低い衝撃値（５ｋＮ以下）に対応することもできるデザイン性に優れた自動車の衝撃吸収体を得る。
【解決手段】自動車の衝撃吸収体１は、バンパーフェイシア２と車体との間に介在させて衝撃を吸収するものであり、車体側に配置されたバンパービーム３と、バンパーフェイシア２側に配置された中空体４とで構成されている。中空体４のバンパーフェイシア２側の第一壁８とバンパービーム側の第二壁９には、対向して内方に凹み互いに融着された一方の凹リブ５および他方の凹リブ６からなる複数の凹リブが設けられている。隣接する凹リブと凹リブ間には、自動車の進行方向に立ち上がる連結リブ２６を介在させる。また、凹リブは仮想直線上に配置され、かつその仮想直線上に連結リブ２６が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車の前後部の少なくとも一方に装備される衝撃吸収体であって、他の自動車または他の物体との衝突や接触時における幅広い衝撃値を吸収し緩和することができる自動車の衝撃吸収体に関するものである。

自動車の前後部には、他の自動車または他の物体との衝突や接触時の衝撃を吸収し緩和するための衝撃吸収機構としてのバンパーが装備されている。従来のバンパーとしては、鋼板を曲げ加工したものが使用されていた。しかし、近年、カーデザインに対する要求水準が高くなり、安全面の性能向上さらには外形の優美さが追求されるにつれて、バンパーにも形状、色彩等の点でボディデザインにマッチしたものが要求されてきた。

このようなバンパーは、熱可塑性プラスチック製のバンパーフェイシアでバンパーを覆いその内部に衝撃吸収体を配置するものである。バンパーフェイシアは、ポリプロピレンやその他の熱可塑性プラスチックの射出成形あるいはスタンピング成形により成形される。近年、自動車の廃棄時のリサイクル性を考慮して、ポリプロピレンに他の複合樹脂をポリマーアロイしたものも提案されている。そして、衝撃吸収体は、性能およびコストの面から多くの形態が採用されているが、一般的な形態は、バンパービームを中心とした形態である。

バンパービームとしては、従来、特開平６−２５５４３３号公報や特開平６−３２８９８８号公報に開示されているような鋼板を曲げ加工したものが多く用いられていたが、最近は、特開平６−３４４８３７号公報、特開平１１−３４１４０号公報、特開平２−２９９９４７号公報に開示されているようなガラス繊維や炭素繊維等の繊維類によって補強された合成樹脂製バンパービームも用いられはじめている。

これらのバンパービームは、その表面をバンパーフェイシアで覆うものが主流であるが、中には実開昭５６−１０３３４９号公報、実開昭５７−３２５５５号公報に開示されているようにバンパービームとバンパーフェイシアとの間にエネルギー吸収用の発泡体を介在させることもある。

このブロー成形製のバンパーには、実公平４−３３１６５号公報に開示されているようなバンパービームで補強するという提案もある。
特開平６−２５５４３３号公報 特開平６−３２８９８８号公報 特開平６−３４４８３７号公報 特開平１１−３４１４０号公報 特開平２−２９９９４７号公報 実開昭５６−１０３３４９号公報 実開昭５７−３２５５５号公報 実公平４−３３１６５号公報

上記従来のバンパーシステムは、他の自動車または他の物体との衝突や接触時における高い衝撃値（２０ｋＮ以上）を吸収し緩和することができるが、低い衝撃値（５ｋＮ以下）を吸収し緩和することができない。

そこで、本発明は、他の自動車または他の物体との衝突や接触時における高い衝撃値（２０ｋＮ以上）を吸収するだけでなく、低い衝撃値（５ｋＮ以下、特に３ｋＮ〜５ｋＮ）にも対応することができるデザイン性に優れた自動車の衝撃吸収体を得ることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に係る自動車の衝撃吸収体は、バンパーフェイシアと車体との間に介在させてバンパーフェイシアが受ける衝撃を吸収させる自動車の衝撃吸収体であって、前記車体側に配置された金属あるいはプラスチックからなるバンパービームと、前記バンパーフェイシア側に配置されたプラスチックからなる中空体とを備えており、前記中空体が、間隔をおいて相対する前記バンパーフェイシア側の第一壁および前記バンパービーム側の第二壁ならびに両壁の周縁部を繋ぐ周囲壁から構成され、前記第一壁と前記第二壁には、対向して内方に凹み互いに融着された複数の凹リブを設けたことを特徴とするものである。

請求項２に係る自動車の衝撃吸収体は、請求項１記載の自動車の衝撃吸収体において、互いに隣接する凹リブと凹リブとの間に、進行方向に立ち上がる連結リブを介在させたことを特徴とするものである。

請求項３に係る自動車の衝撃吸収体は、請求項２記載の自動車の衝撃吸収体において、凹リブは、仮想直線上に配置され、前記仮想直線上に連結リブが形成されていることを特徴とするものである。

請求項４に係る自動車の衝撃吸収体は、請求項３記載の自動車の衝撃吸収体において、仮想直線が水平線に対して３０°〜６０°の範囲以内の角度を有することを特徴とするものである。

請求項５に係る自動車の衝撃吸収体は、請求項４記載の自動車の衝撃吸収体において、全連結リブの合算長さは、全仮想直線の合算長さに対して、２０％〜６０％の範囲以内であることを特徴とするものである。

請求項６に係る自動車の衝撃吸収体は、請求項２ないし５いずれか１項記載の自動車の衝撃吸収体において、連結リブを第一壁のみに形成したことを特徴とするものである。

本発明によれば、車体側に金属あるいはプラスチックからなるバンパービームを配置するとともにバンパーフェイシア側にはプラスチックからなる中空体を配置したことにより、他の自動車または他の物体との衝突や接触時の高い衝撃値（２０ｋＮ以上）を吸収するだけでなく、低い衝撃値（５ｋＮ以下）に対応することもできるデザイン性に優れた自動車の衝撃吸収体を得ることができる。

本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の一実施の形態に係る自動車の衝撃吸収体の一部を示す破断斜視図、図２は中空体の一部を示す正面図、図３は同上背面図、図４は図２のＡ−Ａ線矢視方向の断面図、図５は図２のＢ−Ｂ線矢視方向の断面図である。

図１ないし図５に示すように、本実施の形態による自動車の衝撃吸収体１は、バンパーフェイシア２と車体（不図示）との間に介在させて衝撃を吸収させるものであって、車体側に配置したバンパービーム３と、バンパーフェイシア２側に配置した中空体４とで構成されている。バンパーフェイシア２と中空体４はプラスチックからなり、バンパービーム３は金属あるいはプラスチックからなる。中空体４の厚みは３０．０〜１００．０ｍｍの範囲以内が成形性の面から好適であり、特に好ましくは３０．０〜７０．０ｍｍの範囲以内である。肉厚は０．３ｍｍ〜６．０ｍｍの範囲以内が好ましく、特に好ましくは０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲以内である。

中空体４は、間隔をおいて相対するバンパーフェイシア２側の第一壁８およびバンパービーム３側の第二壁９ならびに両壁の周縁部を繋ぐ周囲壁１０とによって構成されたものであり、第一壁８と第二壁９とは、対向して内方に凹む複数対の一方の凹リブ５と他方の凹リブ６を有し、対向する一方の凹リブ５と他方の凹リブ６とは溶着部７において互いに融着されている。つまり、第一壁８と第二壁９には、対向して内方に凹み互いに融着された複数の凹リブが設けられている。

そして、互いに隣接する一方の凹リブ５、５間および互いに隣接する他方の凹リブ６、６間の少なくともいずれか一方には、自動車の進行方向に立ち上がった凹溝状の連結リブ２６が介在されている。

本実施の形態において、一方の凹リブ５と他方の凹リブ６とは仮想直線ｇ上に互いに間隔をおいて配置されており、かつ仮想直線ｇ上には連結リブ２６が形成されている。図２に示すように、この仮想直線ｇは水平線に対して３０°〜６０°の範囲以内の角度αを有している。また、全ての連結リブ２６の合算長さは、第一壁８、第二壁９および周囲壁１０を含めた全仮想直線ｇの合算長さに対して、２０％〜６０％の範囲以内に設定されている。全ての連結リブ２６の合算長さが、第一壁８、第二壁９および周囲壁１０を含めた全仮想直線ｇの合算長さに対する割合が２０％未満のときは、衝撃吸収体としての剛性に劣り外部からの衝撃荷重に対して第一壁８と第二壁９が接触するいわゆる「底着き現象」を起こし、逆に６０％を越えると剛性が増えすぎて緩衝性が悪くなる。

なお、一方の凹リブ５および他方の凹リブ６は、図２および図３に示した、投影面の形状が円状の突っ込みリブに限らず、その投影面の形状は楕円形であっても六角形や八角形などのような多角形であってもよい。

また、連結リブ２６は、図５に示した凹溝状のものに限らず、Ｖ溝状であってもあるいは２枚の壁が一体となった板状であってもよい。

バンパービーム３は、金属あるいはプラスチックからなるものであるが、金属では鉄やアルミニウムなどの断面コの字状の板材を溶接して断面箱型などの構造部材としたものである。特に高張力鋼板などのような剛性の高い金属を使用すれば、板材を極力薄くできるので軽量化が図れる。またプラスチックでは、炭素繊維やガラス繊維を混入した曲げ弾性率が４０００ＭＰａ以上の高剛性のものが好ましい。バンパービーム３は、断面箱型あるいは断面コの字状の車体の幅方向に延びる長尺形状で、車体に取り付ける取り付け部を有しているものである。

バンパーフェイシア２は、ポリプロピレンやその他の熱可塑性プラスチックを射出成形したり、あるいはスタンピング成形して成形される。また、バンパーフェイシア２の表面は自動車の車体に応じた塗装が施されているが、自動車の廃棄時のリサイクル性を考慮して、ポリプロピレンに他の複合樹脂をポリマーアロイした樹脂を用いると塗装の樹脂をも同時に処理することができる。

中空体４は、ブロー成形できる樹脂で、特に曲げ弾性率が８００〜２５００ＭＰａの熱可塑性プラスチックで構成されるが、リサイクル性を考慮するとポリプロピレンやポリエチレンあるいはこれらを基本とするポリマーアロイまたはブレンド物などのポリオレフィン系樹脂が好適である。

次に、本発明に係る自動車の衝撃吸収体の一実施例と、比較例との比較実験結果について、以下に説明する。

図１〜図５に示したものと同様の以下に記載するようなバンパービーム、バンパーフェイシアおよび中空体から構成される自動車衝撃吸収体を使用した。

バンパービーム：高張力鋼板による断面箱型形状のバンパービーム
バンパーフェイシア：ポリプロピレン製射出成形品
中空体：図１〜図５に示した形状のものをブロー成形した。その寸法は、１００ｍｍ×４０ｍｍ×１２００ｍｍであり、平均肉厚は１．０ｍｍであった。凹リブの内径は第一壁８および第二壁９ともに表面側がφ２０ｍｍ、融着部側が１０ｍｍである。連結リブ２６は凹溝状であり、第一壁８、第二壁９および周囲壁１０を含めた全仮想直線ｇの合算長さに対して、全連結リブの合算長さの割合は２５％である。合成樹脂は、三井住友化学株式会社製のポリプロピレン「ＡＤ５７１」（曲げ弾性率１０５０ＭＰａ）を使用した。

（比較例）
比較例は、実施例の中空体に代えて、ポリウレタン製の発泡体をバンパーフェイシアとバンパービーム間に介在させたものである。

バンパービーム：実施例と同じ
バンパーフェイシア：実施例と同じ
発泡体：２．５ｋｇ／ｃｍ³ の発泡ウレタン
次に実施例と比較例を対比してその評価を図６に示す。

図６は、上記実施例と比較例の衝撃吸収体を衝突試験機にかけた結果得られたグラフである。この衝突試験機は、保土ヶ谷技研株式会社製の衝突試験機で、質量が２０ｋｇ、先端形状がφ７０ｍｍ、長さが１６０ｍｍの柱状の衝突子を２０ｋｍ／時の速度で衝突させた。

図６から明らかなように、比較例のものは、実施例に比べて衝撃吸収力が小さい。衝撃吸収値は、曲線の下の曲線と横軸とで囲まれる部分の面積であるが、比較例は実施例に比べて、初めての傾きが緩いので吸収力が低い。また、比較例は、発泡体として発泡ポリウレタンを用いているので、衝突により発泡ポリウレタンがばらばらに破壊される。そのため、破壊片によりバンパー内でカタカタと異音が発生し、一旦衝撃を受けると再度使用することはできないので、交換する必要があるのに対し、実施例のものは、衝撃を受けてもすぐ元の形状に復帰するもので、繰り返し使用ができる。

本発明に係る自動車の衝撃吸収体１は、車体側のバンパービーム３とバンパーフェイシア２との間に、プラスチックからなる中空体４を介在させているので、当該衝撃吸収体１を装備した自動車が他の自動車または他の物体と衝突したり接触したときの高い衝撃値（２０ｋＮ以上）がバンパービーム３で吸収される。また、当該自動車が衝突したり接触したときの低い衝撃値（５ｋＮ以下）は、中空体４で吸収される。

本発明の一実施の形態に係る自動車の衝撃吸収体の一部を示す破断斜視図である。 中空体の一部を示す正面図である。 同上背面図である。 図２のＡ−Ａ線矢視方向の断面図である。 図２のＢ−Ｂ線矢視方向の断面図である。 本発明の一実施例に係る自動車の衝撃吸収体の特性と比較例の特性とを示すグラフである。

符号の説明

１ 自動車の衝撃吸収体
２ バンパーフェイシア
３ バンパービーム
４ 中空体
５ 一方の凹リブ
６ 他方の凹リブ
７ 溶着部
８ 第一壁
９ 第二壁
１０ 周囲壁
２６ 連結リブ

Claims (6)

1. バンパーフェイシアと車体との間に介在させてバンパーフェイシアが受ける衝撃を吸収させる自動車の衝撃吸収体であって、
   前記車体側に配置された金属あるいはプラスチックからなるバンパービームと、前記バンパーフェイシア側に配置されたプラスチックからなる中空体とを備えており、
   前記中空体が、間隔をおいて相対する前記バンパーフェイシア側の第一壁および前記バンパービーム側の第二壁ならびに両壁の周縁部を繋ぐ周囲壁から構成され、前記第一壁と前記第二壁には、対向して内方に凹み互いに融着された複数の凹リブを設けたことを特徴とする自動車の衝撃吸収体。
2. 互いに隣接する凹リブと凹リブとの間に、進行方向に立ち上がる連結リブを介在させたことを特徴とする請求項１記載の自動車の衝撃吸収体。
3. 凹リブは、仮想直線上に配置され、前記仮想直線上に連結リブが形成されていることを特徴とする請求項２記載の自動車の衝撃吸収体。
4. 仮想直線は、水平線に対して３０°〜６０°の範囲以内の角度を有することを特徴とする請求項３記載の自動車の衝撃吸収体。
5. 全連結リブの合算長さは、全仮想直線の合算長さに対して、２０％〜６０％の範囲以内であることを特徴とする請求項４記載の自動車の衝撃吸収体。
6. 連結リブは、第一壁のみに形成したことを特徴とする請求項２ないし５いずれか１項記載の自動車の衝撃吸収体。

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